(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を第１液室と第２液室とに区画するピストンを支持し、かつ、第２液室と連通する中空孔と、外周に上記中空孔と第１液室とを連通するポートとを設けたピストンロッドの中空孔内に回動可能に挿入された円筒状のロータリバルブにおいて、ロータリバルブに、ロータリバルブの内外を連通して上記ポートに対向するオリフィスポートと、当該オリフィスポートに基端側が連なりロータリバルブの円周方向に沿って先端に向うほど深さが浅くなる溝と、中心が溝の先端に一致してロータリバルブの径方向に向くとともに溝の先端とロータリバルブ内とを連通する連通孔とを設けたことを特徴とするロータリバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータリバルブの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のロータリバルブにおいては、緩衝器のピストンロッドに設けたピストン側室に連通する中空孔内に挿入され、ピストンロッドの外周に設けられた中空孔とロッド側室とを連通するポートに対向する円形のオリフィスポートを備えているものが知られている。そして、この従来のロータリバルブにあっては、ロータリバルブをピストンロッドに対し回動させることにより上記ポートとオリフィスポートとの重なり度合いを変化させて流路面積を変化させ、このピストンロッドの中空孔およびポート内を通過する作動液体の流量を制御して、緩衝器の発生する減衰力を調整することが可能なものである。
【０００３】
しかしながら、上記ロータリバルブのオリフィスポートを単に円形とすると、上記ポートとオリフィスポートとが重なり開始時や重なり終了時に、作動液体の流量が急激に変化するため、中空孔およびポート内の圧力変化が大きくなり、異常振動や異常音が発生してしまうという問題点があった。
【０００４】
そこで、上記異常振動や異常音を防止方法として、ロータリバルブに、オリフィスポートに基端側が連なりロータリバルブの円周方向にそって先端に向うほど深さが浅くなる溝を設ける提案がなされている（たとえば、特許文献１参照）。このロータリバルブにあっては、ロータリバルブを回動させると、まず、オリフィスポートに先んじて当該切欠孔がポートと重なり始め、作動液体の流量を徐々に多くなるようにできるので、円形のオリフィスポートのみを設けたロータリバルブに比較して、圧力変化が小さくて済み、また、重なり終了時にあっても、切欠孔側からポートとの重なりを終了するようにできるので、この場合にも圧力変化が少なくて済む。したがって、圧力変化が少なくて済むので、上記異常振動や異常音を防止することができることとなる。
【０００５】
【特許文献１】
実開平７−３８７８１号公報（全文、図１および図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上述のようなロータリバルブは、異常振動や異常音を防止する点では非常に有用であるが、以下の弊害があると指摘される恐れがある。
【０００７】
このオリフィスポートに連なる溝１０２は、図３に示すように、オリフィスポート１０１から遠ざかる程徐々に深さが浅くなるように勾配をもって形成されており、この勾配を設けた溝１０２の底部にはロータリバルブを通過する作動液体の流量Ｑおよび流速ｖに比例する流体力Ｆｆ（Ｆｆ＝ρ×Ｑ×ｖ×ｃｏｓθ，ここで、それぞれρは液体密度、Ｑは流量、ｖは流速、θは流入角を示す）が負荷されるが、この流体力Ｆｆは、常にポートを閉じる方向にロータリバルブを回転させるトルクとして作用するため、最悪の場合ロータリバルブを回動させることができなくなる恐れがある。
【０００８】
また、実際にこのコントロールバルブが緩衝器に適用される際には、ロータリバルブを駆動するためにモータが使用されるが、上述のように従来のロータリバルブには流体力に起因するトルクに抗してロータリバルブを回動させる必要があるので、ロータリバルブを駆動するモータを出力トルクの大きい大型のモータを使用しなければならず、そのため、大型モータのためのスペースの確保が必要となるとともに、コスト高となってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、ロータリバルブを通過する流体力によるトルクを減少させることであり、また、他に目的とするところは、ロータリバルブの駆動に際して小型モータを使用可能とし、省スペース、コスト低減を図ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題解決手段は、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を第１液室と第２液室とに区画するピストンを支持し、かつ、第２液室と連通する中空孔と、外周に上記中空孔と第１液室とを連通するポートとを設けたピストンロッドの中空孔内に回動可能に挿入された円筒状のロータリバルブにおいて、ロータリバルブに、ロータリバルブの内外を連通して上記ポートに対向するオリフィスポートと、当該オリフィスポートに基端側が連なりロータリバルブの円周方向に沿って先端に向うほど深さが浅くなる溝と、中心が溝の先端に一致してロータリバルブの径方向に向くとともに溝の先端とロータリバルブ内とを連通する連通孔とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、従来のロータリバルブに比較して流体力に起因するトルクの発生を低減することができる。したがって、ロータリバルブに作用する流体力に起因するトルクを低減できるので、ロータリバルブを回動させることができなくなることが防止される。
【００１２】
また、ロータリバルブを駆動するための駆動モータは、ロータリバルブに作用する流体力に起因するトルクを低減できるので、従来のロータリバルブを駆動するために使用されるモータのように出力トルクが大きい駆動モータを使用しなくて良いので、従来のロータリバルブに比較して駆動モータを小型化できる。すると、小型の駆動モータを使用できることから、従来のロータリバルブに比較して省スペースおよびコスト低減が可能となる。
【００１３】
さらに、このロータリバルブには、先端に向うほど深さが浅くなる溝が設けられているので、徐々に流路面積を変化させることができるので、微細な減衰力調整が可能となり、かつ、減衰力調整時に作動液体の流量を徐々に多くなるもしくは少なくなるようにできるので、中空孔およびポート内の圧力変化が小さくて済み、このロータリバルブが適用される緩衝器が異常振動や異常音を発生することを防止することができることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明のロータリバルブが具現化された緩衝器の一部の縦断面図である。図２は、本発明におけるロータリバルブの横断面である。
【００１５】
さて、本発明のロータリバルブは、減衰力調整用に使用され、たとえば、図１に示すような緩衝器に適用される。この緩衝器は、図１に示すように、シリンダ２と、シリンダ２内を第１液室Ｒ１および第２液室Ｒ２とに区画するピストン１と、シリンダ２内にピストン１を介して移動自在に挿入されたピストンロッド７とで構成され、シリンダ２内には作動油等の作動液体が封入されている。なお、図示はしないが、シリンダ２の図１中左右端は封止部材（図示せず）で封止されており、シリンダ２は液密状態下に保持されている。また、緩衝器に必要な補償室（図示せず）は、図示はしないが、シリンダ２内の図１中右方に挿入されるフリーピストンで隔成されており、この補償室には気体が封入されている。なお、図示したところでは、緩衝器をいわゆる単筒型としているが、複筒型としてもよい。
【００１６】
以下、各部材について詳細に説明すると、シリンダ２は円筒状に形成されており、図１中左端にはピストンロッド７を摺動自在に軸支するロッドガイド（図示せず）が設けられている。なお、シリンダ２を円筒状として説明したが、図１中左端が開口する有底筒状としてもよい。
【００１７】
ピストンロッド７は、円柱状に形成され、その軸心部には図１中右端から開口する中空孔８と、中空孔８に連通し、この中空孔８と同軸に図１中左端から開口するコントロールロッド挿入孔７ａが設けられるとともに、その外周には中空孔８に連通する一対のポート９が対称な位置に穿設されている。そして、ピストンロッド７は上記ロッドガイド（図示せず）に摺動自在に挿入されている。また、ピストンロッド７の図１中右端部外周にはピストン１が設けられている。このピストン１には、付示はしないが複数の流路（付示せず）が設けらており、各流路をそれぞれ開閉するリーフバルブ５，６が設けられている。また、ピストン１の外周にはピストンリング（付示せず）が設けられており、このピストンリングを介してピストン１は摺動自在にシリンダ２内周に摺動自在に挿入されており、このピストン１によりシリンダ２内が第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２とに区画されている。
【００１８】
したがって、中空孔８は、第２液室Ｒ２に連通し、また、ポート９を介して第１液室Ｒ１に連通しているので、第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２は、この中空孔８およびポート９を介して連通している。
【００１９】
そして、ピストンロッド７の中空孔８には、円筒状のロータリバルブ５０が回動自在に挿入され、このロータリバルブ５０の図１中左端には、コントロールロッド１２が連結され、コントロールロッド１２は、ピストンロッド７のコントロールロッド挿入孔７ａ内に挿入されている、また、コントロールロッド１２の図１中左端は、図示はしないが、ピストンロッド７の図１中左端に設けられるであろう駆動モータに接続されている。すなわち、ロータリバルブ５０は、コントロールロッド１２を介して、駆動モータの駆動によりピストンロッド７に対して移動させることが可能である。
【００２０】
さて、本発明のロータリバルブ５０は、図２に示すように、円筒状であって、その側部にはロータリバルブ５０内外を連通する一対のオリフィスポート５１が対称な位置に設けられている。そして、この各オリフィスポート５１にそれぞれ基端部が連なりロータリバルブ５０の円周方向にそって先端に向うほど深さが浅くなる溝５２と、中心が溝５２の先端に一致してロータリバルブ５０の径方向に向くとともに溝５２の先端とロータリバルブ５０内とを連通する連通孔５３とが設けられている。
【００２１】
そして、このように形成されたロータリバルブ５０は、上述したように、ピストンロッド７の中空孔８内に挿入されており、ロータリバルブ５０をピストンロッド７に対し回動させると、オリフィスポート５１もしくは溝５２もしくは連通孔５３がポート９と対向する位置では、第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２とを連通し、オリフィスポート５１および溝５２および連通孔５３がポート９と対向しえない位置では、第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２との連通を遮断することが可能である。また、ロータリバルブ５０を回動させることにより、オリフィスポート５１もしくは溝５２もしくは連通孔５３とポート９との重なり度合いを変化させ、これにより流路面積を変化させることが可能である。すなわち、本実施の形態におけるロータリバルブ５０にあっては、連通孔５３側からポート９に対向するように回動させると、連通孔５３とポート９とが対向しえる位置となると第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２とが連通し、さらに、ロータリバルブ５０を回動させると、今度は溝５２がポート９に対向するようになり、最終的にはオリフィスポート５１がポート９と対向するようになる。このときの作動液体が通過可能な流路面積は、連通孔５３とポート９とが対向しえる位置で最小となり、オリフィスポート５１とポート９とが対向する位置で最大となるが、連通孔５３とオリフィスポート５１との間に位置する溝５２の深さはオリフィスポート５１に向うほど深くなるので、ロータリバルブ５０をピストンロッド７に対し連通孔５３側から回動させることにより、徐々に流路面積を増大させるように変化させることができる。反対に、オリフィスポート５１とポート９とが対向する位置からロータリバルブ５０を連通孔５３側へ回動させると、こんどは、上述とは逆に徐々に流路面積を減少させるように変化させることができる。
【００２２】
さて、このように構成されたロータリバルブ５０の作用であるが、たとえば、上述の緩衝器が収縮する場合、すなわち、図１中ピストンロッド７がシリンダ２に対し右方に移動する場合には、第２液室Ｒ２内の流体圧力が高まり、作動液体は上述のピストン１の流路をリーフバルブ５を押し開くとともに、ピストンロッド７の中空孔８およびポート９を通過して第２液室Ｒ２から第１液室Ｒ１へ流入しようとする。ここで、ロータリバルブ５０のオリフィスポート５１および溝５２および連通孔５３がポート９と対向しえない位置では、第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２との連通を遮断するので、この場合の減衰力はリーフバルブ５で発生することとなり、オリフィスポート５１もしくは溝５２もしくは連通孔５３がポート９と対向する位置では、第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２とを連通するので、この場合には減衰力は上記リーフバルブ５およびオリフィスポート５１もしくは溝５２もしくは連通孔５３とポート９で発生することとなる。そして、オリフィスポート５１もしくは溝５２もしくは連通孔５３とポート９との重なり度合いに応じて流量面積を変化させることができるので流量を制御でき、流路面積がいちばん小さくなるオリフィスポート５１および溝５２および連通孔５３がポート９と対向しえない位置でいちばん高い減衰力を発生し、オリフィスポート５１とポート９とが対向する位置でいちばん低い減衰力を発生することとなる。すなわち、ロータリバルブ５０を回動させることにより、流路面積を変化させ、これにより減衰力を調整することができる。なお、緩衝器が伸長する場合、すなわち、図１中ピストンロッド７がシリンダ２に対し左方に移動する場合にも、作動液体の移動が先程とは逆に第１液室Ｒ１から第２液室Ｒ２へ向うようになり、この場合の減衰力はリーフバルブ６およびおよびオリフィスポート５１もしくは溝５２もしくは連通孔５３とポート９で発生することとなるだけであり、ロータリバルブ５０により減衰力調整が行えることは同様である。
【００２３】
ところで、作動液体はオリフィスポート５１、溝５２、連通孔５３を通過するが、溝５２を通過する作動液体の流れは、連通孔５３を通過する作動液体の流れと衝突することとなる。すると、溝５２を通過する作動液体の流れは溝５２に沿う方向から溝５２の先端におけるロータリバルブ５０の接線に対し略直角となる方向に曲げられることとなる。したがって、作動液体がオリフィスポート５１、溝５２、連通孔５３を通過するときにロータリバルブ５０に作用する流体力を、従来のロータリバルブに比較して低減することができる。
【００２４】
すると、従来のロータリバルブに比較して流体力に起因するトルクの発生を低減することができる。したがって、ロータリバルブに作用する流体力に起因するトルクを低減できるので、ロータリバルブ５０を回動させることができなくなることが防止される。
【００２５】
また、ロータリバルブを駆動するための駆動モータは、ロータリバルブ５０に作用する流体力に起因するトルクを低減できるので、従来のロータリバルブを駆動するために使用されるモータのように出力トルクが大きい駆動モータを使用しなくて良いので、従来のロータリバルブに比較して駆動モータを小型化できる。すると、小型の駆動モータを使用できることから、従来のロータリバルブに比較して省スペースおよびコスト低減が可能となる。
【００２６】
さらに、このロータリバルブ５０には、先端に向うほど深さが浅くなる溝５２が設けられているので、徐々に流路面積を変化させることができるので、微細な減衰力調整が可能となり、かつ、減衰力調整時に作動液体の流量を徐々に多くなるもしくは少なくなるようにできるので、中空孔８およびポート９内の圧力変化が小さくて済み、このロータリバルブ５０が適用される緩衝器が異常振動や異常音を発生することを防止することができることとなる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のロータリバルブに比較して流体力に起因するトルクの発生を低減することができる。したがって、ロータリバルブに作用する流体力に起因するトルクを低減できるので、ロータリバルブを回動させることができなくなることが防止される。
【００２８】
また、ロータリバルブを駆動するための駆動モータは、ロータリバルブに作用する流体力に起因するトルクを低減できるので、従来のロータリバルブを駆動するために使用されるモータのように出力トルクが大きい駆動モータを使用しなくて良いので、従来のロータリバルブに比較して駆動モータを小型化できる。すると、小型の駆動モータを使用できることから、従来のロータリバルブに比較して省スペースおよびコスト低減が可能となる。
【００２９】
さらに、このロータリバルブには、先端に向うほど深さが浅くなる溝が設けられているので、徐々に流路面積を変化させることができるので、微細な減衰力調整が可能となり、かつ、減衰力調整時に作動液体の流量を徐々に多くなるもしくは少なくなるようにできるので、中空孔およびポート内の圧力変化が小さくて済み、このロータリバルブが適用される緩衝器が異常振動や異常音を発生することを防止することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明におけるロータリバルブが具現化された緩衝器の一部の縦断面図である。
【図２】  本発明におけるロータリバルブの横断面
【図３】  従来のロータリバルブの横断面図である。
【符号の説明】
１  ピストン
２  シリンダ
７  ピストンロッド
８  中空孔
９  ポート
５０  ロータリバルブ
５１  オリフィスポート
５２  溝
５３  連通孔
Ｒ１  第１液室
Ｒ２  第２液室
【図１】
0004175629.tif 000002
【図２】
0004175629.tif 000003
【図３】
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