(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に形成した弁孔と、同じく上記ハウジング内に形成されて上記弁孔に連通するポートと、上記弁孔内に収容されるとともに上記ハウジングに対して進退させることで流路面積を可変とする弁体とを備えた可変減衰弁において、上記弁体はガイド軸と、上記ガイド軸の後端の外周に設けた螺子部と、上記ガイド軸の先端側に形成した流路と、上記ガイド軸の中間外周に設けたフランジとで構成され、上記弁孔は上記ポートに連通すると共に上記フランジの外径より大きい内径に形成した大径部と、この大径部に軸方向に沿って連なる小径部と、上記大径部と小径部との境に形成した弁座とで構成され、上記大径部に上記螺子部を進退自在に螺合させ、上記ガイド軸の先端側を上記小径部内に摺動自在に挿入させ、上記ガイド軸の摺動に伴って上記フランジを上記弁座に離着座させることを特徴とする可変減衰弁。
【請求項２】
上記弁体の上記弁座からの変位に対して、流路面積が当該変位の１／２乗に比例して変化する変位領域を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の可変減衰弁。
【請求項３】
通過流量が一定の場合、上記弁体の上記弁座からの変位に対して、圧力損失が当該変位に負の傾きを持って比例して変化する変位領域を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の可変減衰弁。
【請求項４】
上記弁体の上記弁座からの変位をｘとすると、上記弁体の上記弁座から離れる方向への変位ｘに対して、流路面積が（β−αｘ）−１／２（αおよびβは任意の値）に比例して変化する変位領域を備えてなることを特徴とする請求項１または３に記載の可変減衰弁。
【請求項５】
上記ガイド軸の外周に軸方向に沿う溝を設け、当該溝を流路とすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の可変減衰弁。
【請求項６】
上記ガイド軸の外周の全周に渡って環状溝を設け、当該環状溝を流路とすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の可変減衰弁。
【請求項７】
上記弁体は、外部手動操作によって進退されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の可変減衰弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変減衰弁の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の可変減衰弁は、緩衝器に設置されて緩衝器内に形成される少なくとも二つ以上の部屋間を行き交う流体の流れに与える抵抗を変化させることによって、緩衝器の発生減衰力を変化させるものである。
【０００３】
このような可変減衰弁としては、たとえば、中空であって内外を連通するポートを備えたハウジングと、円筒型であってハウジング内に挿入されてポートに対向するオリフィスポートを備えた弁体と、を備えたロータリ弁や、中空であって途中に環状弁座を備えたハウジングと、ハウジング内に収容されて環状弁座に対して進退されるニードルとを備えたニードル弁等が知られている。
【０００４】
そして、ロータリ弁にあっては、弁体をハウジング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、流路を通過する流体に与える抵抗を変化させるようにし、緩衝器の発生する減衰力を調整するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ニードル弁にあっては、環状弁座に対してニードルを進退させることで、環状弁座の内縁とニードルの弁頭との間の隙間でなる流路面積を変化させ、流路を通過する流体に与える抵抗を変化させるようにし、緩衝器の発生する減衰力を調整するようにしている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９４０７５号公報（図１）
【特許文献２】特開平７−２７１６６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような可変減衰弁にあっては、以下の不具合があると指摘される可能性がある。
【０００７】
まず、ロータリ弁にあっては、ハウジング側の円形のポートと弁体側の円形のオリフィスポートとのラップ面積で流路面積が決せられているので、弁体のハウジングに対する回動量に対して流路面積の変化量が大きく、このことが減衰力の調整を非常に難しくしている。
【０００８】
また、ニードル弁にあっては、ニードルの途中にハウジングの内周に摺接するブッシュを設けてニードル自体をセンタリングしているが、環状弁座の内縁との間に流路を形成するニードル先端の弁頭は何ら支持されないので、環状弁座に対して弁頭が偏心し、当該偏心によって圧力損失特性にバラつきができてしまい、同一構造の可変減衰弁でありながら製品毎にいわゆる癖があって、減衰力の調整を行うには作業者は製品毎の癖に精通しなくてはならない。
【０００９】
このように、従来の可変減衰弁にあっては、減衰力の調整が難しく、当該調整作業は可変減衰弁の作業者に大きな負担となっていた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記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、減衰力の調整作業を簡易ならしめる可変減衰弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段における可変減衰弁は、ハウジング内に形成した弁孔と、同じく上記ハウジング内に形成されて上記弁孔に連通するポートと、上記弁孔内に収容されるとともに上記ハウジングに対して進退させることで流路面積を可変とする弁体とを備えた可変減衰弁において、上記弁体はガイド軸と、上記ガイド軸の後端の外周に設けた螺子部と、上記ガイド軸の先端側に形成した流路と、上記ガイド軸の中間外周に設けたフランジとで構成され、上記弁孔は上記ポートに連通すると共に上記フランジの外径より大きい内径に形成した大径部と、この大径部に軸方向に沿って連なる小径部と、上記大径部と小径部との境に形成した弁座とで構成され、上記大径部に上記螺子部を進退自在に螺合させ、上記ガイド軸の先端側を上記小径部内に摺動自在に挿入させ、上記ガイド軸の摺動に伴って上記フランジを上記弁座に離着座させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の可変減衰弁によれば、弁体を弁座に対して離着座させることで流路面積を変更することができるともに、弁体の弁座に対する変位に対して流路面積の変化量を小さく設定することで、緩衝器が発生する減衰力の調整を簡単にすることができる
【００１３】
そして、この可変減衰弁にあっては、螺子部が弁孔の大径部に螺合され且つガイド軸の先端側が弁孔の小径部内に摺動自在に挿入されているから弁体が弁孔に対して偏心しないので、弁体の弁座に対する偏心が生じず、圧力損失特性が一定し、製品毎にバラつきが生じない。
【００１４】
したがって、この可変減衰弁によれば、弁体の弁座からの変位に対して流路面積が製品毎にバラつくことが無く、その流路面積の調節を簡易となるので、調整作業を行う可変減衰弁の使用者の作業負担を大きく軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の可変減衰弁を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態における可変減衰弁の縦断面図である。図２は、一実施の形態の可変減衰弁における弁体の弁座からの変位に対する流路面積の変化の一例を示す図である。図３は、一実施の形態の可変減衰弁における弁体の弁座からの変位に対する圧力損失の変化の一例を示す図である。図４は、一実施の形態の一変形例における可変減衰弁の縦断面図である。
【００１６】
一実施の形態における可変減衰弁Ｖは、図１に示すように、弁孔２を持つハウジング１と、ハウジング１の弁孔２内に収容螺着されるとともにハウジング１に対して進退させることで流路面積を可変とする弁体３とを備えて構成されている。
【００１７】
そして、この可変減衰弁Ｖは、図示はしない緩衝器内に設けた流体が充填される二つの圧力室を接続する通路の途中に設けられ、緩衝器の伸縮時に圧力室を行き来する流体の流れに抵抗を与え、緩衝器にその伸縮を抑制する減衰力を発生させるものである。
【００１８】
以下、詳しく説明すると、弁体３は、ガイド軸４と、ガイド軸４に設けられて流路を形成する溝５と、ガイド軸４の中間外周に設けたフランジ６と、ガイド軸４の後端側の外周に設けられて弁孔２に螺合される螺子部７とを備えて構成されている。
【００１９】
この弁体３の場合、可変減衰弁Ｖにおける流路は、ガイド軸４の弁孔２における小径部２ａ内に挿入される先端の外周に軸方向に沿って設けた溝５で形成されており、当該溝５の深さは、先端に向かうほど徐々に深くなるようになっている。
【００２０】
さらに、溝５の深さは、フランジ６の付け根にて０となるように設定され、フランジ６の下端からの距離に対して溝５によって形成される流路における流路面積が当該距離の１／２乗となるように設定されている。なお、図示したところでは、上記流路面積は、フランジ６の付け根にて０となっているが、緩衝器に要求される調整幅における最大の減衰力特性によっては、必ずしも０となるように設定しなくとも良い。
【００２１】
フランジ６は、ガイド軸４の先端側を向く面、図１中下面がガイド軸４の軸線に対して直交するようになっており、後述の弁座２ｃに着座させると、溝５からなる流路が閉塞されて、ハウジング１における弁孔２の図１中上下の連通を断つことができるようになっている。
【００２２】
また、螺子部７は、ガイド軸４の後端に設けられて鍔状とされ、その外周に螺子溝７ａが設けられて、この場合、弁孔２の大径部２ｂに螺合されるとともに、図１中上端には、図示しない工具によって回動可能なように、工具のヘッドが嵌合されるマイナス型、十字型や六角型等の工具溝７ｂが設けられている。したがって、この可変減衰弁Ｖにあっては、弁体３は、図示しない工具を用いて外部から手動操作によって弁座２ｃに対して進退させることができるようになっている。
【００２３】
他方、弁孔２は、弁体３におけるガイド軸４の先端側が摺動自在に挿入される小径部２ａと、弁体３におけるフランジ外径以上の内径を持つとともに弁体３における螺子部７が螺着される大径部２ｂと、小径部２ａと大径部２ｂとの境の段部で形成されてフランジ６が離着座する環状の弁座２ｃとを有しており、大径部２ｂはハウジング１の側方から開口するポート１ａに連通されている。
【００２４】
したがって、可変減衰弁Ｖを通過する流体は、弁孔２およびポート１ａを通過するとともに、途中に配置される弁体３に形成される流路によって絞られて抵抗が与えられることになる。
【００２５】
弁座２ｃは、環状であって、フランジ６における弁座２ｃへの当接面に密着して、弁孔２の上下の連通を断つことができるように、フランジ６の当接面たる図１中下面に倣ってガイド軸４の軸線に対して直交するようになっている。
【００２６】
なお、フランジ６の当接面がテーパ面とされる場合には、弁座２ｃを上記テーパ面に倣って当接面への密着が可能なように擂鉢状の傾斜面に設定しても良い。
【００２７】
そして、弁体３のガイド軸４の先端を弁孔２の小径部２ａ内に摺動自在に挿入するとともに、螺子部７の螺子溝７ａを大径部２ｂの内周に形成した螺子山２ｄに螺合させることで、可変減衰弁Ｖが組立てられ、弁体３をハウジング１に対して回動させると送り螺子の要領で弁体３を弁座２ｃに対して変位させることができ、弁座２ｃにフランジ６に当接させると当該可変減衰弁Ｖは閉じ状態とされ、弁座２ｃからフランジ６を後退させて離座させると流路が開放されて可変減衰弁Ｖは開状態となる。なお、弁体３は、ハウジング１に螺合されて弁孔２内で弁座２ｃに対して進退可能とされれば良いので、螺子部７はハウジング１の弁孔２の大径部２ｂ以外の部位に螺合されるようにしても良い。
【００２８】
また、この可変減衰弁Ｖは、弁座２ｃにフランジ６が当接した閉じ状態から弁体３を回動させて弁座２ｃから後退させると、弁体３の弁座２ｃからの後退量である変位に対して、流路面積が徐々に大きくなるようになっている。すなわち、流路は弁座２ｃの内縁と溝５とで形成される隙間において流路面積を最小とし、当該最小の流路面積は弁体３の変位が大きくなればなるほど大きくなるようになっている。
【００２９】
したがって、弁体３を弁座２ｃに対して進退させることで流路面積を変更することができるともに、弁体３の弁座２ｃに対する変位に対して流路面積の変化量を小さく設定することで、緩衝器が発生する減衰力の調整を簡単にすることができる。
【００３０】
そして、この可変減衰弁Ｖにあっては、流路が形成されるガイド軸４が弁孔２の小径部２ａ内に摺動自在に挿入されて弁孔２に対して偏心しないので、弁体３が弁座２ｃに対して偏心を生じず、圧力損失特性が一定し、製品毎にバラつきが生じない。
【００３１】
上述のように、この可変減衰弁Ｖによれば、弁体３の弁座２ｃに対する偏心が生じないので、流路面積が製品毎にバラつくことが無く、流路面積の調節が簡易となるので、調整作業を行う可変減衰弁Ｖの使用者の作業負担を大きく軽減することができる。
【００３２】
なお、フランジ６の外径と大径部２ｂの内径との差が小さい場合には、フランジ６に、図１に示すように、フランジ６の外径と大径部２ｂの内径で流路面積が決せられることが無いように切欠６ａを設けてもよい。
【００３３】
さらに、溝５の形状であるが、上記したところでは、溝５がガイド軸４の先端に向かうほど、深くなるように設定されていたが、ガイド軸４の先端に向かうほど周方向幅が広くなるように設定されても良く、さらには、深さが深くなるともに周方向幅が狭くなるように設定されても良い。
【００３４】
また、弁体３の弁座２ｃからの変位をxとし、流路面積をAとすると、変位ｘに対して、図２中実線に示すように、流路面積Ａが当該変位ｘの１／２乗に比例して変化する、すなわち、Ａ＝ａ・ｘ１／２（ａは任意の係数）が成立するように溝５を形成する場合、可変減衰弁Ｖを通過する流体の流量をＱとし、流体の密度をρとし、流量係数をＣとし、可変減衰弁Ｖを流体が通過したときに生じる圧力損失をδＰとすると、δＰ＝（ρ・Ｑ２）／（２・Ｃ２・ａ２・ｘ）の関係が成立する。
【００３５】
つまり、弁頭の傾斜角が一定とされる従来のニードル弁の場合、弁体３の弁座２ｃからの変位ｘに対して、図２中破線に示すように、流路面積が変位ｘの二乗に比例することになり、圧力損失δＰは、図３中破線に示すように、変位ｘの四乗に反比例する関係となるが、上述の如く流路面積Ａを当該変位ｘの１／２乗に比例して変化させることで本実施の形態の可変減衰弁１では、図３中実線に示すように、圧力損失δＰを変位ｘに反比例するように設定することができる。
【００３６】
このように設定することで、変位ｘの変化に対する圧力損失δＰの変化量を小さくすることができ、特に、変位ｘが小さい領域においてその効果が顕著に現れ、より一層、減衰力の調整を簡単にすることができる。
【００３７】
なお、このように流路面積Ａを当該変位ｘの１／２乗に比例して変化させる場合、一部の変位領域においてのみ、流路面積Ａを当該変位ｘの１／２乗に比例して変化させるようにしてもよく、当該変位領域を可変減衰弁Ｖの実用使用範囲に設定すると良い。
【００３８】
また、通過する流量Ｑが一定の場合において、弁体３の弁座２ｃからの変位xに対して、圧力損失δＰが当該変位ｘに負の傾きを持って比例して変化するようにしてもよい
【００３９】
具体的には、δＰ＝β−α・ｘが成立するように溝５を設定する。なお、α、βは、任意の値であり、αは、変位ｘに対する圧力損失δＰの変化量を決する傾きを示し、βは、変位ｘが０、つまりフランジ６が弁座２ｃに当接して閉弁状態である場合に生じる圧力損失δＰを示している。
【００４０】
このようにδＰ＝β−α・ｘが成立するようにすると、図３中一点鎖線に示すように、圧力損失δＰは、変位ｘに対して比例的に変化することになるので、より減衰力の調節が容易となる。
【００４１】
他方、このように設定すると、流路面積Ａと変位ｘとの関係は、可変減衰弁Ｖを通過する流体の流量をＱとし、流体の密度をρとし、流量係数をＣとすると、Ａ＝（Ｑ／Ｃ）・［ρ／｛２・（β−α・ｘ）｝］１／２で示される。
【００４２】
つまり、図２中一点鎖線に示すように、流路面積Ａを（β−αｘ）−１／２に比例して変化変化させることで、圧力損失δＰを変位ｘに比例するように設定することができる。
【００４３】
このように設定することで、変位ｘの変化に対する圧力損失δＰの変化量をさらに小さくすることができ、特に、変位ｘが小さい領域においてその効果が顕著に現れ、さらにより一層、減衰力の調整を簡単にすることができる。
【００４４】
なお、このように流路面積Ａを（β−αｘ）−１／２に比例して変化させる場合、一部の変位領域においてのみ、流路面積Ａを（β−αｘ）−１／２に比例して変化させるようにしてもよく、当該変位領域を可変減衰弁Ｖの実用使用範囲に設定すると良い。また、上記したところでは、弁体３のフランジ６が弁座２ｃに着座した状態においても圧力損失δＰが無限大とならずβの値を採るようにしているので、閉弁状態においても溝５は連通状態を保つようになるが、変位ｘが０近傍においては変位ｘに、或いはその二乗に流路面積Ａを比例させる等して閉弁状態では溝５による連通を完全にたつようにしても良い。
【００４５】
また、図４に示すように、ガイド軸４に設ける流路は、ガイド軸４の外周全周に形成する環状溝８としてもよい。この場合、ガイド軸４の先端を避けるように環状溝８を形成し、当該先端外周を弁孔２の小径部２ａに摺接させて偏心を阻止するようにしており、ガイド軸４の先端における小径部２ａへの摺接によって環状溝８が閉塞されないように、ガイド軸４の先端から上記環状溝８へ連通される通孔９が設けられている。
【００４６】
このように、流路を上記環状溝８で形成しても、上記した可変減衰弁Ｖにおける作用効果を失うことが無く、また、この環状溝８によって形成される流路の流路面積を、図２中実線あるいは一点鎖線に示すが如くに変位ｘに対して変化するようにしておくことで、より一層の減衰力の調整作業を簡便ならしめることができる。
【００４７】
以上で、可変減衰弁Ｖの実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】一実施の形態における可変減衰弁の縦断面図である。
【図２】一実施の形態の可変減衰弁における弁体の弁座からの変位に対する流路面積の変化の一例を示す図である。
【図３】一実施の形態の可変減衰弁における弁体の弁座からの変位に対する圧力損失の変化の一例を示す図である。
【図４】一実施の形態の一変形例における可変減衰弁の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ハウジング
１ａ  ハウジングにおけるポート
２  弁孔
２ａ  弁孔における小径部
２ｂ  弁孔における大径部
２ｃ  弁孔における弁座
２ｄ  弁孔における螺子山
３  弁体
４  ガイド軸
５  流路を形成する溝
６  フランジ
６ａ  フランジにおける切欠
７  螺子部
７ａ  螺子溝
７ｂ  工具溝
８  流路を形成する環状溝
９  通孔
Ｖ  可変減衰弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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