JP2008128425A - Valve structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブ構造の改良に関する。 The present invention relates to an improved valve structure.
この種、バルブ構造としては、たとえば、油圧緩衝器のピストンが連結されるピストンロッドの先端部に設けられた減衰バルブに具現化されており、たとえば、図3に示すように、油圧緩衝器のシリンダ100内にピストン101で区画されるロッド側室102とピストン側室103とを中空なピストンロッド104内を介して連通し、ピストンロッド104内に軸方向に進退可能に収容されるニードル型の弁体105と、ピストンロッド104の内周に嵌合する筒状の弁座部材106とを備えて構成されている。
This type of valve structure is embodied, for example, in a damping valve provided at the tip of a piston rod to which a piston of a hydraulic shock absorber is connected. For example, as shown in FIG. A rod-
詳しくは、ピストンロッド104には、ロッド側室102と内部とを連通する孔104aが穿設されており、この孔104aを回避する部位に上記弁座部材106が嵌着されている。
Specifically, the
また、弁体105は、ピストンロッド104に対して軸方向に進退することで弁座部材106に離着座し、弁体105が弁座部材106の環状の端部に着座することによってロッド側室102とピストン側室103との連通を遮断し、逆に、弁体105を弁座部材106の環状の端部から後退させて離座させると、弁座部材106の内縁と弁体105との間に形成される環状隙間を介してロッド側室102とピストン側室103とを連通させることができるようになっている。
Further, the
したがって、このバルブ構造にあっては、弁体105を環状弁座106から後退させる量に応じて、上記環状隙間の面積の大きさを調節でき、これによってこの環状隙間を通過する作動油の流れに与える抵抗の大きさを調節して油圧緩衝器が発生する減衰力を調節することができるようになっている(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1のバルブ構造では、外径の大きさに制限があるピストンロッド104を中空として、このピストンロッド104内の狭いスペースに弁体105を収容し、さらに、ピストンロッド104の内周に筒状の弁座部材106を嵌着して減衰バルブを構成するようにしているので、狙った通りの減衰力調整ができない場合がある。
However, in the valve structure of
詳しく説明すると、ピストンロッド104の内径は、強度の問題から然程大きくできず、弁体105の外径についても弁体105の強度上の問題から然程小さくすることができないので、ピストンロッド104の内周面と弁体105の外周面との間の環状隙間の断面積は小さくなってしまい、ピストンロッド104の内周面と弁体105の外周面との間の環状隙間の断面積が弁座部材106の内縁と弁体105との間に形成される環状隙間の断面積より小さくなる場合がある。
More specifically, the inner diameter of the
ピストンロッド104の内周面と弁体105の外周面との間の環状隙間の断面積が弁座部材106の内縁と弁体105との間に形成される環状隙間の断面積より小さくなる場合、弁体105を弁座部材106からいくら後退させても、作動油が通過する流路中の断面積が最小となるのはピストンロッド104の内周面と弁体105の外周面との間の環状隙間となり、ピストンロッド104の内周面と弁体105の外周面との間の環状隙間が主たる絞りとして機能して、減衰力調節が不能となってしまう。
When the cross-sectional area of the annular gap between the inner peripheral surface of the
また、この減衰バルブが油圧緩衝器の伸長行程と圧縮行程で減衰力の発生が見込まれる両効きに設定される場合には、弁座部材106の内縁と弁体105との間に形成される環状隙間による絞りと、ピストンロッド104の内周面と弁体105の外周面との間の環状隙間による絞りが直列に配置されるとともに、伸長行程と圧縮行程で作動油の流れが逆向きとなり、特に、伸長行程時には、主たる絞りを通過してから絞りを通過することになって乱流が発生しやすくなることから、弁座部材106の内縁と弁体105との間に形成される環状隙間の断面積を同じに設定しても伸長行程と圧縮行程で圧力損失が著しく異なって減衰特性(ピストン速度に対する減衰力の特性)が著しく異なってしまう事態となる。
Further, when this damping valve is set to have both effects in which damping force is expected to be generated in the expansion stroke and compression stroke of the hydraulic shock absorber, it is formed between the inner edge of the
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、流体の通過方向で圧力損失が著しく異なってしまうことを抑制するとともに、狙った通りの圧力損失調整を可能とするバルブ構造を提供することである。 Therefore, the present invention was devised to improve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to prevent the pressure loss from significantly differing in the direction of fluid passage and to achieve the intended purpose. To provide a valve structure that enables pressure loss adjustment.
上記した目的を達成するため、本発明のバルブ構造は、横孔と横孔に連なる縦孔とで形成される流路を備えたバルブハウジングと、縦孔内に嵌着される筒体の一端で形成される環状弁座と、縦孔内に移動自在に収容され環状弁座に離着座する弁体とを有してなるバルブ構造において、筒体は横孔を閉塞せずにその一端が横孔に対向する範囲内に配置されてなることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the valve structure of the present invention includes a valve housing having a flow path formed by a horizontal hole and a vertical hole connected to the horizontal hole, and one end of a cylindrical body fitted in the vertical hole. In the valve structure comprising the annular valve seat formed by the above and a valve body that is movably accommodated in the vertical hole and is seated on and off from the annular valve seat, one end of the cylindrical body does not close the lateral hole. It arrange | positions in the range which opposes a horizontal hole, It is characterized by the above-mentioned.
本発明のバルブ構造によれば、筒体が横孔を閉塞せずに横孔の縦孔への連通状態を保ったまま、筒体の一端が横孔に対向する範囲内に配置されることから、流路の途中に出現する主たる絞りは、筒体における環状弁座の内縁と弁体との間に形成される環状隙間のみとなるので、弁体の環状弁座に対する後退量に依存した圧力損失を実現することができ、狙った通りの圧力損失調整が可能となる。 According to the valve structure of the present invention, the cylindrical body is arranged in a range where one end of the cylindrical body is opposed to the horizontal hole while maintaining the communication state to the vertical hole of the horizontal hole without closing the horizontal hole. Therefore, the main restriction that appears in the middle of the flow path is only the annular gap formed between the inner edge of the annular valve seat in the cylinder and the valve body, and therefore depends on the retraction amount of the valve body with respect to the annular valve seat. The pressure loss can be realized, and the pressure loss can be adjusted as intended.
そして、さらに、作動油通過時に乱流が生じることが無く、バルブ構造が具現化したバルブがいわゆる両効きに設定されても、流体の当該バルブを通過する方向によって圧力損失が著しく異なってしまうことがない。 Furthermore, there is no turbulent flow when passing through the hydraulic oil, and even if the valve in which the valve structure is embodied is set to a so-called dual effect, the pressure loss varies greatly depending on the direction of fluid passing through the valve. There is no.
したがって、このバルブ構造が減衰バルブに具現化する場合には、狙った通りの減衰特性調整が可能となり、緩衝器の伸長行程および圧縮行程の減衰特性が著しく異なってしまうような事態を抑制することが可能となるのである。 Therefore, when this valve structure is embodied in a damping valve, it is possible to adjust the damping characteristics as intended, and to suppress a situation in which the damping characteristics of the shock absorber are significantly different. Is possible.
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、本発明の一実施の形態におけるバルブ構造が具現化した閉弁状態の緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。図2は、本発明の一実施の形態におけるバルブ構造が具現化した開弁状態の緩衝器の減衰バルブの縦断面図である。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a damping valve of a shock absorber in a closed state in which a valve structure according to an embodiment of the present invention is embodied. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the damping valve of the shock absorber in the valve open state in which the valve structure according to the embodiment of the present invention is embodied.
一実施の形態におけるバルブ構造は、図1に示すように、緩衝器Dのピストン1に連結されるピストンロッド2の先端の減衰バルブに具現化されており、具体的には、横孔2aと横孔2aに連なる縦孔2bとで形成される流路3を備えたバルブハウジングとなるピストンロッド2と、縦孔2b内に嵌着される筒体4の一端で形成される環状弁座4aと、縦孔2b内に移動自在に収容され環状弁座4aに離着座する弁体5とを備えて構成され、筒体4は横孔2aを閉塞せずにその一端を横孔2aに対向する範囲内に配置されている。
As shown in FIG. 1, the valve structure in one embodiment is embodied in a damping valve at the tip of a
他方、バルブ構造が具現化される緩衝器Dは、周知であるので詳細には図示して説明しないが、具体的にたとえば、作動油等の流体が充填されるシリンダ10と、シリンダ10の上端を封止するヘッド部材(図示せず)と、ヘッド部材(図示せず)を摺動自在に貫通するピストンロッド2と、ピストンロッド2の端部に設けたピストン1と、シリンダ10内にピストン1で区画した図1中上方側のロッド側室11と下方側のピストン側室12と、シリンダ10の下端を封止する封止部材(図示せず)と、ピストンロッド2がシリンダ10から出没する際にシリンダ10内で過不足となる作動油を補償する図示しないリザーバあるいはエア室とを備えて構成されている。
On the other hand, the shock absorber D in which the valve structure is embodied is well known and will not be described in detail, but specifically, for example, a
そして、上記バルブ構造にあっては、開弁状態にある場合、シリンダ10に対してピストン1が図1中上下に移動するときに、ロッド側室11とピストン側室12を交流する作動油の流れに抵抗を与えて圧力損失を生じせしめて、緩衝器Dに所定の減衰力を発生させる減衰バルブとして機能する。
And in the said valve structure, when it is in a valve opening state, when the
以下、このバルブ構造について詳しく説明すると、バルブハウジングとなるピストンロッド2は、中心部に縦孔2bが形成されて中空とされ、また、側部から開口して縦孔2bに連通する横孔2aが設けられ、さらに、図1中下方側となる先端部2cは小径とされている。
Hereinafter, the valve structure will be described in detail. The
続いて、ピストン1は、円盤状に形成されて、中心部にピストンロッド2の先端部2cが挿通される挿通孔1aと、ロッド側室11とピストン側室12とを連通するポート1b,1cとを備えて構成されており、図1中上下にそれぞれ積層リーフバルブ13,14を重ねてピストンロッド2の先端部2cにピストンナット15で固定されている。
Subsequently, the
なお、ポート1bは、上方開口端が開放状態とされるのに対し下方開口端が積層リーフバルブ14で閉塞されて、ロッド側室11からピストン側室12へ向かう作動油の流れのみを許容し、他方のポート1cは、下方開口端が開放状態とされるのに対し上方開口端が積層リーフバルブ13で閉塞されて、ピストン側室12からロッド側室11へ向かう作動油の流れのみを許容するようになっており、各ポート1b,1cはともに一方通行のポートに設定されている。
The
つまり、この緩衝器Dにあっては、ピストンロッド2の横孔2aと縦孔2bで形成される流路3は、各ポート1b,1cをバイパスしてロッド側室11とピストン側室12とを連通するバイパス路として機能するように設定されている。なお、本実施の形態の場合、バルブ構造が緩衝器のピストンロッド2の先端部2cに組み込まれる減衰バルブに具現化しているので、流路3がバイパス路として機能するようになっているが、本発明のバルブ構造は、流路3が緩衝器における主流路として機能するように具現化されてもよく、緩衝器以外の他の機器のバルブに具現化することも可能である。
In other words, in the shock absorber D, the
そして、本発明のバルブ構造が具現化された減衰バルブは、上記したピストンロッド2の縦孔2b内に図1中上下方向となる軸方向に移動可能に収容される弁体5と、当該弁体5が離着座する環状弁座4aを備えて上記縦孔2bに嵌着される筒体4とを備えて構成されている。
The damping valve in which the valve structure of the present invention is embodied includes a
筒体4は、その図1中上端となる一端を環状弁座4aとして、筒体4が横孔2aを閉塞せずに横孔2aの縦孔2bへの連通状態を保ったまま、上記一端が横孔2aに対向する範囲内に配置されている。筒体4が横孔2aを閉塞せずに横孔2aの縦孔2bへの連通状態を保ったまま、上記一端が横孔2aに対向する範囲内に配置されるとは、すなわち、図示したところでは、筒体4の一端となる図1中上端が横孔2aの下端を下限として、筒体4は、その図1中上端となる一端側の側面で横孔2aの全部を閉塞しないように位置決められるということであり、筒体4は、このように位置決められてピストンロッド2の縦孔2b内に圧入等によって軸方向となる図1中上下方向に移動不能に固定されている。そして、上記範囲の下限である横孔2aの下端は上記範囲に含まれ、具体的には、筒体4の一端である図1中上端が横孔2aの下端と面一となる場合も上記範囲に含まれる。なお、本実施の形態の場合、図に示したように、筒体4の一端は横孔2aの下半分の範囲内に対向して、その側面で横孔2aの一部を閉塞するようになっており、このようにすることで、横孔2aが閉塞される面積を小さく設定しておくことができ、減衰バルブにおける作動油通過時の圧力損失の可変幅を大きくできる点で有利となる。
The cylindrical body 4 has one end that is the upper end in FIG. 1 as an annular valve seat 4a, and the cylindrical body 4 does not close the
他方の弁体5は、詳しくは図示しないが、ピストンロッド2の上端に設けた送り螺子機構等に接続されて、当該機構を操作することによって筒体4に対して進退するとともに任意の位置に位置決められるようになっている。
Although not shown in detail, the
また、弁体5は、詳細には、図1中下端となる端部5bが環状弁座4aに離着座する円柱状の本体5aと、本体5aの上記端部5bから本体5aと同軸に伸びて筒体4内に挿入可能な弁頭5cとを備えており、図示したところでは、弁頭5cは、途中で稜線の軸線に対する傾斜角が変化する円錐形状とされており、上記端部5bが環状弁座4aに着座して減衰バルブが閉じた状態では弁頭5cの全体が筒体4内に収容されるようになっている。
Further, in detail, the
弁体5をこのように構成して、本体5aの環状の平面となる端部5bを環状弁座4aに着座することによって減衰バルブを閉じるようにしたので、良好な閉鎖性を得ることができる。なお、本実施の形態においては、弁体5を上記の如く構成しているが、単に環状弁座に着座する部位を円錐状とする単純なポペット型の弁体とすることも可能である。
Since the
反対に、弁体5を筒体4に対して後退させて環状弁座4aから本体5aを離座させると、図2に示すように、筒体4における環状弁座4aの内縁と弁体5の弁頭5cとの間に環状隙間Sが形成されて、減衰バルブはロッド側室11とピストン側室12とを連通状態とするとともに、この環状隙間Sが絞りとして機能して、当該環状隙間Sを通過する作動油の流れに抵抗を与えて環状隙間Sの断面積に応じた圧力損失を生じせしめる。なお、この弁頭5cの場合、途中で稜線の軸線に対する傾斜角が変化するように設定されているので、弁体5の筒体4に対する軸方向への変位量に対して環状隙間Sの断面積の変化率が上記傾斜角変化点を境にして異なるようになっており、特に、高減衰力発生を期待する場合に減衰特性の弁体5の筒体4に対する軸方向への変位量に対する変化量が小さくなるので、高減衰力発生を期待する場合の減衰特性調節が容易となるようになっている。
On the contrary, when the
そして、上述のように減衰バルブが開放状態、つまり、弁体5が筒体4の環状弁座4aから離座した状態では、流路3が開放されて緩衝器Dが伸長行程にあっても圧縮行程にあってもともに作動油の流路3の通過が許容されることになり、当該減衰バルブは伸長行程と圧縮行程の両方において作動油の流れに抵抗を与えて設定された減衰特性を実現するように所定の圧力損失を生じせしめるいわゆる両効きの減衰バルブとして機能する。
When the damping valve is open as described above, that is, when the
また、弁体5における本体5aの側部には環状溝5dが設けられ、この環状溝5dに装着されるとともに縦孔2bの内周に摺接するリング16によって、弁体5が縦孔2b内で振れてしまうことが防止され、これにより、常に弁体5が筒体4に対して調心された状態に維持され、弁体5を筒体4に対して進退するたびに減衰バルブの流路3の閉鎖性が不安定となったり、減衰特性が安定しなかったりといった不具合が回避されている。
An
つづいて、バルブ構造の作用について説明すると、上述のように、筒体4が横孔2aを閉塞せずに横孔2aの縦孔2bへの連通状態を保ったまま、筒体4の一端が横孔2aに対向する範囲内に配置されるので、図2に示すように、流路3の途中に本体5aの外周と縦孔2bの内周とで形成される環状隙間Tが配置されることが無く、作動油の流れは上記環状隙間Tで絞られることが無くなる。
Next, the operation of the valve structure will be described. As described above, one end of the cylindrical body 4 is kept in contact with the
したがって、流路3において一番流路断面積が狭くなるのは、弁体5が筒体4から後退して本体5aの端部5bが環状弁座4aから離座してできる環状隙間Sとなり、環状隙間Sが主たる絞りとして機能することになって、作動油の流れは上記環状隙間Sによって絞られることになる。
Therefore, the flow path cross-sectional area is the narrowest in the
このように、減衰バルブが開弁状態となる場合、流路3の途中に出現する主たる絞りは、環状隙間Sのみとなるので、本体5aの外周と縦孔2bの内周とで形成される環状隙間Tが当該減衰バルブで生じせしめる圧力損失に影響することが無く、弁体5の環状弁座4aに対する後退量に依存した圧力損失を実現することができ、狙った通りの圧力損失調整が可能となる。
Thus, when the damping valve is opened, the main throttle that appears in the middle of the
そして、さらに、減衰バルブが開弁状態となる場合、流路3の途中に出現する主たる絞りは、環状隙間Sのみとなるので、作動油通過時に乱流が生じることが無く、減衰バルブがロッド側室11からピストン側室12へ向かう作動油の流れのみならず、ピストン側室12からロッド側室11へ向かう流れを許容するいわゆる両効きに設定されても、作動油の当該減衰バルブを通過する方向によって圧力損失が著しく異なってしまうことがない。
Further, when the damping valve is opened, the main throttle appearing in the middle of the
したがって、このバルブ構造が減衰バルブに具現化する場合には、狙った通りの減衰特性調整が可能となり、緩衝器の伸長行程および圧縮行程の減衰特性が著しく異なってしまうような事態を抑制することが可能となるのである。 Therefore, when this valve structure is embodied in a damping valve, it is possible to adjust the damping characteristics as intended, and to suppress a situation in which the damping characteristics of the shock absorber are significantly different. Is possible.
また、筒体4が横孔2aを閉塞せず筒体4の一端を横孔2aに対向する範囲内に配置することのみで、流路3の途中に出現する主たる絞りが環状隙間Sのみとなるので、ピストンロッド2の内径を大きくすることを要しないのでピストンロッド2を大径とする必要が無く、従前のピストンロッド径を維持しつつ、不具合のみを解消することができるという利点もある。
Further, the cylinder 4 does not close the
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。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
D 緩衝器
1 ピストン
1a 挿通孔
1b,1c ポート
2 ピストンロッド
2a 横孔
2b 縦孔
2c 先端部
3 流路
4 筒体
4a 環状弁座
5 弁体
5a 本体
5b 本体の端部
5c 弁頭
5d 環状溝
10 シリンダ
11 ロッド側室
12 ピストン側室
13,14 積層リーフバルブ
15 ピストンナット
16 リング
S,T 環状隙間
Claims (2)
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JP2006316660A JP2008128425A (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Valve structure |
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