JP5481287B2

JP5481287B2 - 減衰バルブ

Info

Publication number: JP5481287B2
Application number: JP2010148537A
Authority: JP
Inventors: 拓弥鳥海
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012013119A

Description

本発明は、複筒型緩衝器に用いられる減衰バルブの改良に関する。

減衰バルブは、緩衝器の伸縮に伴う作動流体の流れに抵抗を与えて緩衝器に減衰力を発揮させるものであるが、ユニフロー型の複筒型緩衝器に用いられるものとしては、複筒型緩衝器におけるシリンダとシリンダとの間にリザーバを形成する外筒の双方の端部に嵌合してシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンに連結されるピストンロッドを軸支するロッドガイドに組み込まれるものが知られている（たとえば、特許文献１，２参照）。

より詳しくは、減衰バルブは、複筒型緩衝器における上記ロッドガイドに設けられてシリンダ内に連通される弁孔と、ロッドガイドに取り付けられてリザーバ内に突出して弁孔とリザーバとを連通するパイプと、弁孔の内周に設けた弁座と、弁孔内に軸方向に移動自在に挿入される弁体と、弁体を弁座側へ向けて附勢するコイルばねとを備えている。

また、複筒型緩衝器は、シリンダ内に作動流体が充填されるロッド側室とピストン側室を区画するとともに上記ピストンロッドに連結されるピストンと、ピストン側室からロッド側室へ向かう作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、リザーバからピストン側室へ向かう作動流体の流れのみを許容する吸込弁を備えており、上記弁孔は、シリンダ内のロッド側室とリザーバとを連通するようになっている。

この複筒型緩衝器は、伸長しても収縮してもシリンダ内から弁孔を介してリザーバへ作動流体を排出するようになっており、いずれにしても減衰バルブでシリンダ内からリザーバへ向かう作動流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するようになっている。なお、伸長時にはシリンダ内で不足する作動流体が吸込弁を介してシリンダ内に供給される。

特開２００２−３４９６２９号公報特開平１１−３４４０６８号公報

この従来の減衰バルブにあっては、弁体がコイルばねによって附勢されており、このコイルばねの初期荷重によって開弁圧が調節されるとともに、コイルばねのばね定数によって複筒型緩衝器における減衰特性を調節することができるようになっている。

しかしながら、このようにコイルばねで弁体を附勢する減衰バルブにあっては、複筒型緩衝器が高速作動を呈すると、つまり、複筒型緩衝器が高速で伸縮を繰り返すと、シリンダ内の圧力変動によって弁体の軸方向振動が励起されて発振し、複筒型緩衝器が発生する減衰力が安定せず振動的となってしまう問題がある。

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、弁体の発振を抑制して複筒型緩衝器に安定した減衰力を発生させることができる減衰バルブを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、複筒型緩衝器におけるシリンダとシリンダとの間にリザーバを形成する外筒の双方の端部に嵌合してシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンに連結されるピストンロッドを軸支する筒状のロッドガイドに設けられてシリンダ内に連通される弁孔と、上記ロッドガイドに取り付けられて上記リザーバ内に突出して弁孔とリザーバとを連通するパイプと、弁孔の内周に設けた弁座と、弁孔内に軸方向に移動自在に挿入されて弁座に離着座する弁体と、弁孔内に弁体と対向して設けたばね座と、弁体とばね座との間に設けられて弁体を弁座側へ向けて附勢する附勢部材とを備えた減衰バルブにおいて、筒状のピース本体と、ピース本体の内周に形成したオリフィスと、ピース本体の上端外周に形成されて上記パイプの内径より大径な鍔を備えたオリフィスピースを設け、上記パイプを上記ロッドガイドの上記リザーバに臨む端部から開口して上記弁孔に通じる縦孔内に装着させ、上記パイプ内に上記オリフィスピースのピース本体を嵌合させると共に上記鍔を上記パイプの縦孔側端部に嵌着させ、上記ばね座を上記縦孔の上記弁孔に対する開口の一部に干渉して配置したことを特徴とする。

本発明の減衰バルブによれば、複筒型緩衝器が高速で伸縮する高速作動をする場合にあっても、オリフィスによって弁体に背圧を作用させることができ、当該背圧で弁体の軸方向振動が押さえ込まれて発振が防止され、複筒型緩衝器が発生する減衰力も安定して振動的となってしまう問題が解消される。
オリフィスピースのピース本体がパイプ内に嵌合すると鍔がパイプの端部と対向するのでオリフィスピースがパイプ内に完全に入り込んで抜けてしまうことが無い。
また、ばね座が弁孔に対する開口の一部に干渉して配置されているので、オリフィスピースがパイプから抜け出ようとしても上方への移動が規制されてオリフィスピースのパイプからの脱落が防止されている。

一実施の形態における減衰バルブが搭載された複筒型緩衝器の縦断面図である。一実施の形態における減衰バルブの拡大縦断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における減衰バルブ１は、図１および図２に示すように、複筒型緩衝器Ｄにおけるシリンダ２０と外筒２１の双方の端部に嵌合されるロッドガイド２に設けられてシリンダ２０内のロッド側室Ｒ１に連通される弁孔３と、ロッドガイド２に取り付けられてシリンダ２０と外筒２１との間に形成されるリザーバＲ内に突出して弁孔３と当該リザーバＲとを連通するパイプ９と、弁孔３の内周に設けた弁座４と、弁孔３内に軸方向に移動自在に挿入されて上記弁座４に離着座する弁体５と、弁体５を弁座４側へ向けて附勢する附勢部材としてのコイルばね６と、弁孔３とリザーバＲとの間に設けたオリフィス８とを備えて構成されている。

他方、この減衰バルブ１が適用される複筒型緩衝器Ｄは、シリンダ２０と、シリンダ２０との間にリザーバＲを形成する外筒２１と、シリンダ２０内に摺動自在に挿入されてシリンダ２０内を作動流体としての作動油が充填されるロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに区画するピストン２２と、シリンダ２０内に移動自在に挿入されてピストン２２に連結されるピストンロッド２３と、シリンダ２０と外筒２１の双方の端部に嵌合されてピストンロッド２３を軸支するロッドガイド２と、シリンダ２０の図１中下端に嵌合される仕切部材２４と、外筒２１の図１中下端を閉塞する蓋２５と、ピストン２２に設けたピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１とを連通するピストン通路２６と、ピストン通路２６に設けられてピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁２７と、仕切部材２４に設けられてリザーバＲとピストン側室Ｒ２とを連通する吸込通路２８と、吸込通路２８に設けられてリザーバＲからピストン側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込弁２９とを備えて構成されている。なお、作動流体は、作動油のほか、気体、水、水溶液、電気粘性流体、磁気粘性流体等、緩衝器に適用可能なものを採用することが可能である。

そして、複筒型緩衝器Ｄが伸長作動してピストン２２が図１中上方へ移動する場合、減衰バルブ１が開弁して圧縮されるロッド側室Ｒ１から弁孔３およびパイプ９を介してリザーバＲへ作動油が流れ、当該作動油の流れに減衰バルブ１で抵抗を与えることでロッド側室Ｒ１が昇圧され複筒型緩衝器Ｄは伸長作動を抑制する減衰力を発揮する。なお、この伸長作動に際して、ピストン２２が図１中上昇することでピストン側室Ｒ２の容積が増大するが、吸込通路２８に設けた吸込弁２９が開弁して当該増大見合いの作動油がリザーバＲからピストン側室Ｒ２へ供給される。

また、複筒型緩衝器Ｄが収縮作動してピストン２２が図１中下方へ移動する場合、ピストン通路２６に設けた逆止弁２７が開弁して圧縮されるピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ作動油が移動するとともに、シリンダ２０内へ侵入するピストンロッド２３の体積に見合った作動油がシリンダ２０内で過剰となるので、減衰バルブ１が開弁してこの過剰分の作動油が弁孔３およびパイプ９を介してリザーバＲへ作動油が流れ、当該作動油の流れに減衰バルブ１で抵抗を与えることでシリンダ２０内の全体の圧力が上昇し複筒型緩衝器Ｄは収縮作動を抑制する減衰力を発揮する。

つまり、この複筒型緩衝器Ｄは、伸長作動時であっても収縮作動時であっても作動油が減衰バルブ１を通過してリザーバＲへ流れ、伸縮作動を繰り返すことによって、作動油がロッド側室Ｒ１、リザーバＲ、ピストン側室Ｒ２、ロッド側室Ｒ１の順に循環するユニフロー型の緩衝器に設定されている。

以下、減衰バルブ１について詳細に説明する。ロッドガイド２は、筒状であって、外周が外筒２１の図１中上端内周に嵌合し、内周がシリンダ２０の図１中上端外周に嵌合している。

また、ロッドガイド２の図１中下端の内周径がシリンダ２０の外周に嵌合可能な径とされるほか、図１中上端内周にはピストンロッド２３の外周に摺接してピストンロッド周りをシールするシール部材３０が装着される凹部２ａが形成されるとともに、内周であって凹部２ａより下方にはピストンロッド２３の外周に摺接する筒状の軸受３１が装着されている。また、ロッドガイド２の内周であって軸受３１の装着部より下方であってシリンダ２０の嵌合部より上方の中間部２ｂにおける内径は、ピストンロッド２３の外径より大径に設定されていて、ピストンロッド２３との間に隙間が形成されている。

つづいて、ロッドガイド２に設けられる弁孔３は、ロッドガイド２の外周から開口して中間部２ｂへ抜けていて、ロッドガイド２のリザーバＲへ臨む端部から開口して弁孔３の途中へ通じる縦孔１１によってリザーバＲへ連通されている。

また、弁孔３は、その途中であって縦孔１１よりもロッドガイド２の内周側を小径として設けた小径部３ａと、小径部３ａの弁孔３内側の端部内周縁に設けた環状の弁座４と、図２中右端内周に設けた螺子部３ｂとを備えており、この螺子部３ｂには、ばね座１０が螺着されている。

また、ロッドガイド２に形成された縦孔１１にも螺子部１１ａが設けられており、当該螺子部１１ａにパイプ９の図２中上端外周に設けた螺子部９ａを螺合することで、ロッドガイド２にパイプ９が固定されており、パイプ９は、リザーバＲ内に突出して収容され、その図２中下端開口端はリザーバＲの途中に配置される。したがって、シリンダ２０のロッド側室Ｒ１とリザーバＲとは、弁孔３及びパイプ９を介して連通されている。なお、パイプ９の縦孔１１への固定は、螺子結合以外にも圧入、溶接によって行うようにしてもよい。

弁体５は、上記弁孔３内に当該弁孔３の軸方向へ移動自在に収容され、弁座４に離着座して外周に切欠５ｆを備えた円盤状の弁本体５ａと、弁本体５ａの正面側となる図２中左端に形成の円柱状の軸部５ｂと、弁本体５ａの反軸部側となる図２中右側に突出されるばね嵌合部５ｃと、軸部５ｂに設けた溝５ｄと、溝５ｄからばね嵌合部５ｃの端部に通じるオリフィス通路５ｅとを備えて構成されている。

軸部５ｂは、弁孔３における小径部３ａ内に摺動自在に挿入され、この軸部５ｂをガイドとして弁体５は、弁孔３に対し軸ぶれすることなく軸方向へ移動することができるようになっている。なお、弁本体５ａの外周を弁孔３の内周面に摺接させることで弁体５の移動をガイドさせるようにしてもよい。また、弁本体５ａの外周と弁孔３との間の隙間が十分に大きければ、弁本体５ａの外周に設けた切欠５ｆを廃止してもよいが、切欠５ｆで流路面積を確保することで弁孔３の内径を小さくすることができ、減衰バルブ１を小型なものとすることができる。

そして、弁本体５ａの図２中左端を弁座４の図２中右端面に当接させて着座させると、減衰バルブ１は閉弁し、弁孔３内への作動油の流入を遮断することができるようになっている。また、軸部５ｂには、先端から基端にかけてＵ字状の溝５ｄを備えており、弁本体５ａの図２中左端が弁座４の図２中右端面から図２中右方となる弁孔３内側へ後退すると、その後退量に応じて溝５ｄが小径部３ａより弁孔３内側に入り込んで減衰バルブ１が開弁し、当該溝５ｄを介して作動油が弁孔３内へ流入することができるようになっている。そして、この弁体５における弁本体５ａの後退量に応じて溝５ｄが弁孔３内に入り込むに従って減衰バルブ１の弁開口面積が増加するようになっている。なお、軸部５ｂの形状は、上記したところには限定されるものではなく、特に、弁体５の移動についてのガイドとしての機能を果さずともよい。

そして、上記した弁孔３内であってロッドガイド２の外周側端部には、弁体５の他にばね座１０が収容されている。詳しくは、当該ばね座１０は、円筒状のばね嵌合部１０ａと、ばね嵌合部１０ａの外周に設けられて弁孔３の螺子部３ｂに螺着されるばね受部１０ｂとを備えて構成されている。

また、当該ばね座１０と弁体５との間には、附勢部材としてのコイルばね６が介装されている。このコイルばね６は、ばね座１０と弁体５との間に圧縮状態で介装されていて、初期荷重が与えられており、この圧縮されたコイルばね６の初期荷重による附勢力で弁体５を弁座４へ向けて押し付けている。なお、附勢部材は弁体５を附勢することができればよいので、コイルばね以外の弾性体を使用することもできる。

よって、減衰バルブ１は、ロッド側室Ｒ１内の圧力が弁体５の軸部５ａに作用して、弁体５を押す力がコイルばね６の弁体５を附勢する附勢力を上回ると開弁して、弁体５を押し退けて溝５ｄを通過した流体は弁孔３、縦孔１１およびパイプ９を通過してリザーバＲへと抜けていくことになる。

そして、弁体５は、先端側に作用する圧力が大きくなればなるほど、弁座４から離れて弁孔３の内方への後退量が増加し、後退量の増加とともに弁体５と弁座４で制限する弁開口面積も増加する。なお、複筒型緩衝器Ｄの伸縮速度が低速であって、弁体５に作用するロッド側室Ｒ１の圧力による弁体５を押圧する力が小さくコイルばね６の初期荷重に打ち勝って弁体５を弁座４から離座させることができない場合には、作動油は、弁体５における溝５ｄとばね嵌合部５ｃの端部とを連通しているオリフィス通路５ｅを通過してリザーバＲへ移動するようになっていて、複筒型緩衝器Ｄは、弁体５が弁座４から離座するまでは、離座した後に比べて高い減衰係数で減衰力を発揮するようになっている。ただし、要求される減衰特性によっては、オリフィス通路５ｅを設けずともよい。

転じて、パイプ９の図２中上端となる縦孔側端部には、オリフィスピース７が装着されている。このオリフィスピース７は、筒状であって内周でオリフィス８を形成するとともにパイプ９内に嵌合されるピース本体７ａと、ピース本体７ａの図２中上端外周に設けられて外径が縦孔１１の内径より小径であってパイプ９の内径より大径な鍔７ｂとを備えて構成されている。

そして、このオリフィスピース７のピース本体７ａをパイプ９の図２中上端となる弁孔３側に嵌合すると、鍔７ｂがパイプ９の上端面たる縦孔側端部に対向するのでオリフィスピース７がパイプ９内に完全に入り込んで抜けてしまうことが無い。
また、この実施の形態の場合、ばね座１０の弁孔３に形成される螺子部３ｂに螺着されるばね受部１０ｂは、縦孔１１の弁孔３に対する開口の一部に干渉して配置されて当該開口のロッドガイド外周側端に対向しているので、パイプ９を縦孔１１の螺子部１１ａに装着すると、オリフィスピース７がパイプ９から図２中上方側へ抜け出ようとしても上記ばね受部１０ｂの側部に衝合して上方への移動が規制されてオリフィスピース７のパイプ９からの脱落が防止されている。なお、オリフィスピース７のピース本体７ａをパイプ９に圧入することで、オリフィスピース７をパイプ９に固定するようにしてもよい。

このようにオリフィスピース７を設けることで、ロッド側室Ｒ１から排出される作動油は、弁体５と弁座４との間の隙間を通過した後、オリフィス８を通過しパイプ９を介してリザーバＲへ移動することになる。

したがって、複筒型緩衝器Ｄが伸縮作動を呈し、ロッド側室Ｒ１から排出される作動油が弁体５を押して、弁体５が弁座４から離座して減衰バルブ１が開弁すると、弁体５と弁座４との間を通過した作動油の流れがオリフィス８によって絞られるので、弁孔３内の圧力はリザーバＲよりも高くなり弁孔３内の圧力が弁体５に背圧として作用する。このように弁体５には、オリフィス８によって背圧が作用して弁座４側へ押圧されるので、複筒型緩衝器Ｄが高速で伸縮する高速作動をする場合にあっても、弁体５の軸方向振動が押さえ込まれて発振が防止され、複筒型緩衝器Ｄが発生する減衰力も安定して振動的となってしまう問題が解消されることになる。

また、この実施の形態では、オリフィス８を備えたオリフィスピース７をパイプ９に装着するようにしているので、オリフィス８の設置にパイプ９やロッドガイド２への加工を必要とせず、既存の減衰バルブにオリフィス８を容易かつコストを掛けずに組み込むことができる。

さらに、ばね座１０が縦孔１１の一部に対向してパイプ９の縦孔側端部に鍔７ｂを備えたオリフィスピース７を装着するようになっているので、オリフィスピース７が弁孔３内に入り込んで弁体５と干渉したり、パイプ９をすり抜けてリザーバＲへ落下することもない。

なお、上述したようにオリフィスピース７をパイプ９の縦孔側端部に装着するとよいが、パイプ９のリザーバ側端部に装着しても本発明の作用効果を奏することができ、また、パイプ９の一部の内径を小径に設定して小径部を設け、当該小径部でオリフィスを形成するようにしてもよい。このようにパイプ９に小径部を設ける場合、パイプ９の一部を絞る加工をすればよい。さらに、縦孔１１の一部を小径に設定してオリフィスを設ける構成を採用することも可能である。さらに、オリフィスピースをオリフィスとして機能する孔を備えた円盤として、当該円盤状のオリフィスピースをパイプ９の縦孔側端部とばね座１０とで挟持してもよい。

以上で、本発明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ことは勿論である。

本発明の減衰バルブは、複筒型緩衝器に利用することができる。

１減衰バルブ
２ロッドガイド
２ａ凹部
２ｂ中間部
３弁孔
３ａ弁孔における小径部
３ｂ弁孔における螺子部
４弁座
５弁体
５ａ弁体における弁本体
５ｂ弁体における軸部
５ｃ弁体におけるばね嵌合部
５ｄ弁体における溝
５ｅ弁体におけるオリフィス通路
５ｆ弁体における切欠
６附勢部材としてのコイルばね
７オリフィスピース
７ａオリフィスピースにおけるピース本体
７ｂオリフィスピースにおける鍔
８オリフィス
９パイプ
９ａ螺子部
１０ばね座
１０ａばね嵌合部
１０ｂばね受部
１１縦孔
１１ａ縦孔における螺子部
２０シリンダ
２１外筒
２２ピストン
２３ピストンロッド
２４仕切部材
２５蓋
２６ピストン通路
２７逆止弁
２８吸込通路
２９吸込弁
３０シール部材
３１軸受
Ｄ複筒型緩衝器
Ｒリザーバ
Ｒ１ロッド側室
Ｒ２ピストン側室

Claims

複筒型緩衝器におけるシリンダとシリンダとの間にリザーバを形成する外筒の双方の端部に嵌合してシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンに連結されるピストンロッドを軸支する筒状のロッドガイドに設けられてシリンダ内に連通される弁孔と、上記ロッドガイドに取り付けられて上記リザーバ内に突出して弁孔とリザーバとを連通するパイプと、弁孔の内周に設けた弁座と、弁孔内に軸方向に移動自在に挿入されて弁座に離着座する弁体と、弁孔内に弁体と対向して設けたばね座と、弁体とばね座との間に設けられて弁体を弁座側へ向けて附勢する附勢部材とを備えた減衰バルブにおいて、筒状のピース本体と、ピース本体の内周に形成したオリフィスと、ピース本体の上端外周に形成されて上記パイプの内径より大径な鍔を備えたオリフィスピースを設け、上記パイプを上記ロッドガイドの上記リザーバに臨む端部から開口して上記弁孔に通じる縦孔内に装着させ、上記パイプ内に上記オリフィスピースのピース本体を嵌合させると共に上記鍔を上記パイプの縦孔側端部に嵌着させ、上記ばね座を上記縦孔の上記弁孔に対する開口の一部に干渉して配置したことを特徴とする減衰バルブ。