JP5106480B2 - 減衰バルブ - Google Patents

Description

本発明は、減衰バルブに関する。

従来、この種減衰バルブにあっては、たとえば、特開２００５−３０８１７８号公報に開示されているように、緩衝器のロッド室とピストン室との間に設けられ中空であって大内径部と小内径部とを備えて内周に段部が形成されるガイドと、ガイドの大内径部に嵌合されるとともに環状の弁座を備えたディスクと、ガイドの大内径部に設けた透孔と弁座の内周側に開口するディスクを貫く通路とを通じてロッド室とピストン室とを連通する流路と、筒状であってガイドの小内径部に摺接する小径部と大内径部に摺接する大径部とを備えて外周に段部が形成されるとともにガイド内に摺動自在に挿入されて大径部の端部を上記ディスクの弁座に離着座して流路を開閉するスプールと、スプール内を通じてロッド室とピストン室とを連通するパイロット流路と、スプール内に移動自在に挿入されてパイロット流路を開閉するパイロットバルブと、パイロット流路の途中であってパイロットバルブよりロッド室側に設けたオリフィスとピストン室からロッド室へ向かう流れのみを許容する逆止弁とでなるロッド室側の片効オリフィス要素と、パイロット流路の途中であってパイロットバルブよりピストン室側に設けたオリフィスとロッド室からピストン室へ向かう流れのみを許容する逆止弁とでなるピストン室側の片効オリフィス要素と、パイロットバルブを介してスプールをバルブディスクへ向けて附勢するばねと、ばねの附勢力を調節するソレノイドとを備えて構成されているものがある。

この減衰バルブは、ロッド室とピストン室の差圧が小さくパイロットバルブがパイロット流路を遮断した状態では、スプールがバルブディスクの弁座から離座せず、流路面積が弁座に設けたオリフィスの断面積に制限されて、作動油の流れに大きな抵抗を与えて緩衝器に減衰係数の大きな減衰力を発生させ、ロッド室とピストン室の差圧が大きくなってパイロットバルブがパイロット流路を開放するようになると、バルブディスクの弁座からスプールを離座させて流路を開放するので、作動油の流れに与える抵抗が先程より小さくなって緩衝器に減衰係数の大きな減衰力を発生させるようになっている。

また、この減衰バルブにあっては、パイロットバルブの開弁圧をソレノイドによって調整することができ、減衰力調整を簡単に行えることができるようになっている。

特開２００５−３０８１７８号公報

上述のように、従来の減衰バルブにあっては、減衰力調整を簡単に行うことができるのであるが、スプールの駆動に際して、パイロットバルブの開弁圧に等しい圧力をスプールの背面側に作用させ、ロッド室とピストン室の圧力をスプールの正面側に作用させるようにしてあって、正面側の圧力による推力がバネの附勢力と背面側の圧力による推力に打ち勝つと、スプールが弁座から離座して流路を開放するようにしてある。

したがって、この減衰バルブにあっては、スプールの背面側にパイロットバルブの開弁圧に等しい圧力を作用させるため、スプールの段部とハウジングの段部とで形成される環状隙間にも上記したパイロットバルブの開弁圧に等しい圧力を作用させるようにしてある。

また、上記のパイロットバルブの開弁圧をスプールに作用させるためには、ロッド室とピストン室のうち高圧側の圧力を減圧させる必要があるので、そのために、片効きオリフィス要素を設けているのである。

さらに、環状隙間の容積は、スプールが弁座に着座している状態で最大となり、スプールの弁座からの後退に伴って、つまり、流路の開放に伴って減少することになる。

そして、スプールが弁座から離座して流路を開放していて緩衝器の伸縮方向が切換わる場合、スプールが流路を開放する状態から弁座に着座する状態に直ちに切換わって流路を遮断することが望ましい。

ここで、スプールが開弁状態から閉弁状態に移行する際、上述の環状隙間の容積が増大することになるので、スプールの速やかな閉弁を実現するには環状隙間に容積増大分の作動油の供給が必要であるところ、スプールが閉弁方向に移動を開始した時点ではパイロットバルブが閉じた状態となっており、上記作動油の供給はピストン室からオリフィスを介して行われることとなり、スプールの閉弁動作が緩慢となってしまう。

それゆえ、従来の減衰バルブにあっては、特に、緩衝器の伸縮方向が収縮方向から伸長方向へ切換わる際に、スプールの閉弁が遅れてしまう結果、減衰力波形に突起状の乱れが生じるという問題がある。

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、減衰力波形に乱れを生じさせることが無い減衰バルブを提供することである。

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は、一方室と他方室との間に設けられ中空であって大内径部と小内径部とを備えて内周に段部が形成されるハウジングと、ハウジングの大内径部に嵌合されるとともに環状の弁座を備えたバルブディスクと、ハウジングの大内径部に設けた透孔と弁座の内周側に開口するバルブディスクを貫く通路とを通じて一方室と他方室とを連通する流路と、筒状であってハウジングの小内径部に摺接する小径部と大内径部に摺接する大径部とを備えて外周に段部が形成されるとともにハウジング内に摺動自在に挿入されて大径部の端部を上記バルブディスクの弁座に離着座して流路を開閉するスプールと、スプール内を通じて一方室と他方室とを連通するパイロット流路と、スプール内に移動自在に挿入されてパイロット流路を開閉するパイロットバルブと、パイロット流路の途中であってパイロットバルブより一方室側に一方室から他方室へ向かう流れに対してのみオリフィスとして機能する一方側の片効オリフィス要素と、パイロット流路の途中であってパイロットバルブより他方室側に他方室から一方室へ向かう流れに対してのみオリフィスとして機能する他方側の片効オリフィス要素と、パイロットバルブを介してスプールをバルブディスクへ向けて附勢する附勢手段とを備えた減衰バルブにおいて、ハウジングの内周の段部とスプールの外周の段部との間に形成される環状隙間を片効オリフィス要素を介さずに流路に連通した。

本発明の減衰バルブによれば、ハウジングの段部とスプールの段部との間の環状隙間は片効オリフィス要素を介さずに直接に流路に連通されており、環状隙間の容積変化に対して流路から抵抗無く作動流体が給排されるので、環状隙間の容積変化はスプールの閉弁動作を妨げることが無い。

ゆえに、緩衝器の伸縮方向が収縮方向から伸長方向へ切換わる際に、スプールの閉弁が遅れてしまうこともなく、減衰力波形に突起状の乱れを生じさせることがなく、従来の減衰バルブにおける問題を解消することができる。

一実施の形態における減衰バルブの縦断面図である。

以下、本発明の緩衝器を図に基づいて説明する。一実施の形態における減衰バルブＶは、図１に示すように、緩衝器のピストン部に具現化されており、基本的には、緩衝器内に隔成された一方室Ｒ１と他方室Ｒ２との間に設けられたハウジング１と、ハウジング１に嵌合されるバルブディスク２と、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する流路Ｆと、ハウジング１内に摺動自在に挿入されて流路Ｆを開閉するスプール３と、スプール３内を通じて一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するパイロット流路Ｐと、スプール３内に移動自在に挿入されてパイロット流路Ｐを開閉するパイロットバルブ４と、パイロット流路の途中に設けた一方側の片効オリフィス要素５と、同じくパイロット流路の途中に設けた他方側の片効オリフィス要素６と、パイロットバルブ４を介してスプール３をバルブディスク２へ向けて附勢する附勢手段としてのばね７とを備えて構成されている。

他方、本発明のバルブ構造が具現化した緩衝器は、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、シリンダ８と、シリンダ８内に移動自在に挿入されるピストンロッド９と、シリンダ８内に摺動自在に挿入されてピストンロッド９に連結されてシリンダ８内を図1中上方側の一方室Ｒ１と下方側の他方室Ｒ２とに区画するピストン１０とを備えて構成され、シリンダ８内には作動油等の作動流体が封入されている。なお、作動流体が液体である場合、緩衝器が伸縮する際に、ピストンロッド９がシリンダ８内に進入あるいはシリンダ８から退出することによって、シリンダ８内で過不足となる液体量を補償するため、図示はしないが、シリンダ８内の下方に挿入されるフリーピストンで区画される気体室あるいはシリンダ８内に連通されるリザーバが設けられることは当然である。なお、作動流体は、作動油に限られず、たとえば、水や水溶液といった液体の他気体とされてもよい。

そして、上記減衰バルブＶにあっては、シリンダ８に対してピストン１０が図１中上下方に移動して、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２と流路Ｆを介して作動流体が行き交うときに、その作動流体の流れに対して抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめて、緩衝器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。

以下、このバルブ構造について詳しく説明すると、ピストンロッド９は、小径なロッド部９ｂと、ロッド部９ｂの図１中下端に連なる筒部９ａとを備えている。より具体的には、ピストンロッド９の筒部９ａは、シリンダ８との間に環状の隙間を空けて対向する側部９ｃと、側部９ｃの上端とロッド部９ｂとを繋ぐ環状の頂部９ｄとを備えて構成されている。

さらに、当該筒部９ａ内には、減衰バルブＶが収容されており、筒部９ａは減衰バルブＶのケースを兼ねている。また、上記したピストンロッド９の筒部９ａの最下端には、ピストン１０が螺着されており、当該ピストン１０は、外周に装着されたピストンリング１０ａをシリンダ８の内周に摺接させてシリンダ８内を一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とに区画している。

詳細には、ピストン１０は、筒状とされており、図１中上端をピストンロッド９の筒部９ａの内周に螺合してピストンロッド９に固定できるようになっており、当該ピストン１０によって減衰バルブＶを構成する部材を筒部９ａ内に固定できるようになっている。

また、このピストン１０は、内方に収容されるディスク１００を保持している。当該ディスク１００は、流路Ｆの一部を成すポート１００ａを備えており、図１中上端には、スペーサ１０２，１０３、バルブストッパ１０４とともに環状のリーフバルブ１０１が積層されており、これらはディスク１００の軸芯部に固定される軸１０５に組みつけられて、ディスク１００に固定されている。

そして、リーフバルブ１０１は、内外両方を撓ませることができる、いわゆる内外開きに設定されており、ポート１００ａを図１中上方から下方へ通過する作動流体に対しては内側を開いて作動流体の流れに抵抗を与えるとともに、ポート１００ａを図１中下方から上方へ通過する作動流体に対しては外側を開いて作動流体の流れに抵抗を与えるようになっている。

戻って、ピストンロッド９の筒部９ａにおける頂部９ｄには、筒部９ａの内外を連通する孔９ｅが設けられるとともに、側部９ｃにも、筒部９ａの内外を連通する孔９ｆが設けられている。

そして、このピストンロッド９の筒部９ａの内部上方には、スペーサ８０が配置され、このスペーサ８０に積層するようにして筒部９ａの内部に、コアに巻装されたコイル８１とコイル８１によって励磁される固定鉄心８２とで構成される筒状のステータ８３とステータ８３内に移動自在に挿入される可動鉄心８４とを備えたソレノイドＳが収納されている。

ソレノイドＳは、コイル８１へ電流を供給することで、可動鉄心８４を固定鉄心８２側となる図１中上方へ向けて吸引する力を発揮することができるようになっており、コイル８１への電流供給は、ピストンロッド９のロッド部９ｂの内部を通る電源コードＣを介して図示しない外部電源によって行われる。

なお、可動鉄心８４は、筒状とされるとともに、図１中下端内周には、その内方へ突出するフランジ部８４ａが設けられ、また、可動鉄心８４は、フランジ部８４ａの図１中下端から開穿されて可動鉄心８４内に連通される通孔８４ｂを備えている。

また、固定鉄心８２には、ステータ８３の内外を連通する孔８２ａが設けられており、この孔８２ａは、スペーサ８０に設けた孔８０ａを介してピストンロッド９の筒部９ａにおける頂部９ｄに設けられる孔９ｅに連通されている。そして、ステータ８３内、孔８０ａ，８２ａは、後述する伸側パイロット室１１０内に連通されており、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するパイロット流路Ｐの一部を形成している。

そして、スペーサ８０の孔８０ａの途中には、環状板で形成される逆止弁５１が設置されており、この逆止弁５１は、一方室Ｒ１からステータ８３内へ向かう流れのみを阻止するようになっている。また、この逆止弁５１の外周には、切欠でなるオリフィス５２が設けられており、このオリフィス５２は、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２側へ向かう作動流体の流れに抵抗を与えるようになっている。すなわち、パイロット流路Ｐの一部を成す孔８０ａの途中には、パイロット流路Ｐを一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へ向かって通過する作動流体の流れに対してはオリフィス５２として機能し、逆の流れに対しては逆止弁５１として機能して抵抗を与えない一方側の片効きオリフィス要素５が設けられている。

さらに、ピストンロッド９の筒部９ａ内には、ハウジング１が収容され、このハウジング１は、筒状であって、図１中内側上方には、小内径部１ａが設けられ、内側下方には小内径部１ａより大径な内径をもつ大内径部１ｂとを備え、内周であって小内径部１ａと大内径部１ｂとの間には段部１ｃが設けられている。また、ハウジング１の外部形状は、その図１中上端側が下端側に比較して小径とされていて、小径部位と大径部位の間に外周側に突出するフランジ部１ｄが形成されている。

そして、このハウジング１は、その小径な上端外周を上記ソレノイドＳのステータ８３の内周に挿入し、フランジ部１ｄの外周を筒部９ａの内周に嵌合させて、筒部９ａ内に収容されている。

なお、ハウジング１と筒部９ａとの間は、フランジ部１ｄの外周に装着されたシールリング１ｅによってシールされている。また、ハウジング１の大内径部１ｂの図１中下端側の側部には、筒部９ａに設けた孔９ｆに通じる透孔１ｆが開穿されている。

そして、小内径部１ａの内周には、ソレノイドＳの可動鉄心８４が摺動自在に挿入されており、この可動鉄心８４内には、パイロットバルブ４の一部を構成する第二ポペット４２が摺動自在に挿入されている。

また、ハウジング１内であって、可動鉄心８４より図１中下方には、スプール３が収容されている。このスプール３は筒状であって、図１中上端側の外径が小径に設定されてハウジング１の小内径部１ａの内周に摺接する小径部３ａと、図１中下端側の外径が小径部より大径にされてハウジング１の大内径部１ａの内周に摺接する大径部３ｂと、外周であって小径部３ａと大径部３ｂとの間に形成される段部３ｃとを備えている。

そして、スプール３内は、ステータ８３内、および孔８０ａ，８２ａに連通され、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するパイロット流路Ｐの一部を成している。

このように、小径部３ａをハウジング１の小内径部１ａに摺接させ、大径部３ｂをハウジング１の大内径部１ｂを摺接させることによって、スプール３はハウジング１に対して図１中上下方向となる軸方向への移動が許容されており、また、スプール３の段部３ｃとハウジング１の段部１ｃとの間に環状隙間１１２が形成されている。

さらに、スプール３の内周側には、第一環状弁座３ｄが突設され、さらに、上記第一環状弁座３ｄの図１中下方となる他方室Ｒ２側には、内周側に突出するフランジ部３ｅが設けられ、このフランジ部３ｅの下端となる他方室Ｒ２側端には環状の逆止弁座３ｆが設けられている。このように、第一環状弁座３ｄとフランジ部３ｅとを設けることによって、スプール３の内方に圧側パイロット室１１１が形成される。また、段部３ｃから開口してフランジ部３ｅの下端へ通じる圧抜孔３ｇが設けられており、環状隙間１１２がこの圧抜孔３ｇを介して大径部３ｂの内方へ通じている。

また、小径部３内であって、第一環状弁座３ｄより上方側に伸側パイロット室１１０が形成されている。したがって、パイロット流路Ｐに、伸側パイロット室１１０と圧側パイロット流路１１１が接続されている。

そして、スプール３内であって大径部３ｂ内には、上記逆止弁座３ｆに着座する逆止弁６０が設けられ、この逆止弁６０における円板状の弁体６１は、オリフィス孔６２を備えており、スプール３の下端内周に固定される環状のばね受６３に支承されるばね６４によって逆止弁座３ｆに着座する方向に附勢されている。また、ばね受６３は、その下端にスプール３の弁座着座面である下端よりバルブディスク２側となる下方側へ突出された筒状の整流壁６３ａを備えており、当該整流壁６３ａの内周には作動流体の通過を許容するフィルタ６５が固定されている。この整流壁６３ａは、パイロット流路Ｐのバルブディスク２側の出口端とされており、緩衝器の伸長時に第一ポペット４１が開弁すると、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へ向かう作動流体が整流壁６３ａ内を通過してバルブディスク２に設けた通路２３へ流れ込むようになっている。なお、弁体６１は、外周に切欠６１ａを備えており、圧抜孔３ｇを閉塞しないようになっている。

そして、この逆止弁６０は、パイロット流路Ｐの途中に設けられており、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へ向かう作動流体の流れに対しては弁体６１が逆止弁座３ｆから離座してパイロット流路Ｐを開放し、反対に、他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へ向かう作動流体の流れに対しては開弁せずにオリフィス６２として機能し抵抗を与えるようになっている。すなわち、パイロット流路Ｐの一部を成すスプール３内には、上記の構成によって他方側の片効きオリフィス要素６が設けられている。

さらに、ハウジング１の最下端となる大内径部１ｂの開口端部の内周には、バルブディスク２が嵌合されている。そして、このバルブディスク２、ハウジング１、ソレノイドＳおよびスペーサ８０は、ピストンロッド９の筒部９ａの最下端に螺合されるピストン１０によって当該筒部９ａ内に固定されている。

そして、バルブディスク２は、この場合環状であって、外周にハウジング１の大内径部１ｂの下端に嵌合する環状のディスク本体２１と、ディスク本体２１の外周に設けられて上記大内径部１ｂの下端に当接する鍔部２２とを備えており、鍔部２２がハウジング１とピストン１０の内周に設けたフランジ１０ｂとによって挟持されて、ハウジング１に固定されている。

また、ディスク本体２１の内周で透孔３ｆおよびピストンロッド９に設けた孔９ｆを介して一方室Ｒ１に連通される通路２３が形成されており、ディスク本体２１の図１中上端には、打刻オリフィス２４ａを備えた環状の弁座２４が設けられている。また、上記通路２３は、ピストン１０に設けたポート１００ａを介して他方室Ｒ２にも連通されており、上記孔９ｆ、透孔３ｆと協働して流路Ｆを構成している。なお、この場合、バルブディスク２を環状として内周を通路２３としているが、通路は必ずしもバルブディスク２の中央に設けずともよく、また、通路を複数設けるようにしてもよい。

さらに、この弁座２４には、ハウジング１内を軸方向に摺動する上記スプール３の大径部３ｂの下端が離着座するようになっている。したがって、スプール３が弁座２４から離座した状態では流路Ｆが開放され、スプール３が弁座２４に着座した状態では流路Ｆが遮断されることになるが、遮断状態にあっても打刻オリフィス２４ａにより少流量の作動流体の通過が許容される。

次に、パイロットバルブ４について説明する。パイロットバルブ４は、スプール３の小径部３ａの内周に収容されるとともにスプール３の内周に設けた第一環状弁座３ｄに附勢手段としてのばね７の附勢力によって着座する筒状の第一ポペット４１と、先端となる弁頭４２ａが第一ポペット４１内に移動自在に挿入されるとともに該弁頭４２ａが第一ポペット４１の内周に設けた第二環状弁座４１ａに着座する筒状の第二ポペット４２と、第二ポペット４２の後端の胴部４２ｂ側が摺動自在に挿入されるとともに第二ポペット４２の胴部４２ｂを閉塞するガイド部材４３とを備えて構成されている。

詳しくは、第一ポペット４１は、筒状に形成されて、スプール３に小径部３ａの内周に摺接する摺動部４１ｃと、摺動部４１ｃの下端から垂下されて先細りとなるように傾斜したポペット型の弁頭４１ｄとを備えて、上記小径部３ａ内に摺動自在に挿入されている。そして、上記弁頭４１ｄが、スプール３の内周に設けた第一環状弁座３ｄに離着座できるようになっている。なお、第一ポペット４１の摺動部４１ｃには軸方向に沿って溝４１ｂが設けられていて、第一ポペット４１で伸側パイロット室１１０を閉塞しないようになっている。

この第一ポペット４１にあっては、その内周に段部４１ｅが設けられており、当該段部４１ｅの内周に環状の傾斜面でなる第二環状弁座４１ａが設けられている。

他方、第二ポペット４２も筒状に形成されており、先端となる図１中下端に設けた弁頭４２ａと、後端側の胴部４２ｂと、胴部４２ｂの外周に設けた鍔部４２ｃとを備えて構成されている。弁頭４２ａは、先細りとなるように傾斜させてポペット型に形成されている。さらに、この第二ポペット４２は、第一ポペット４１内に移動自在に挿入されており、そのポペット型の弁頭４２ａが、上記した第一ポペット４１の内周に設けた第二環状弁座４１ａに離着座できるようになっている。

さらに、上記した第二ポペット４２の後端となる図１中上端側の胴部４２ｂは、ソレノイドＳの固定鉄心８２の軸芯部に保持される有底筒状のガイド部材４３内に摺動自在に挿入されるとともに、また、可動鉄心８４内に挿入されている。そして、第二ポペット４２の鍔部４２ｃと胴部４２ｂの外周に装着されるストッパ４２ｄとで、可動鉄心８４のフランジ部８４ａを挟持させて、第二ポペット４２と可動鉄心８４とが一体化されている。すなわち、ソレノイドＳのコイル８１を励磁した際の吸引力は、第二ポペット４２を固定鉄心８２側となる図１中上方側へ押し上げる力として作用するようになっている。

そして、第二ポペット４２の内周側には段部４２ｅが設けられており、この段部４２ｅとガイド部材４３の底部との間には、附勢手段としてのばね７が介装されている。このように第二ポペット４２を筒状とされているので、ガイド部材４３内が密閉されることがなく、第二ポペット４２は、ガイド部材４３によって案内されつつ図１中上下方向となる軸方向へ抵抗なく移動することができる。なお、附勢手段としては、ばね７以外にも弾性体を使用することも可能である。

また、第二ポペット４２は、ばね７によって図１中下方側となる第一ポペット４１側へ向けて附勢されているので、ばね７以外の力が作用しない状態では、第一ポペット４１の第二環状弁座４１ａに着座するようになっている。他方の第一ポペット４１には、第二ポペット４２の第二環状弁座４１ａへの着座によって、第二ポペット４２を介してばね７の附勢力が作用して、第一ポペット４１は、第二ポペット４２とともに図１中下方側へ附勢されており、ばね７以外の力が作用しない状態では、スプール３の第一環状弁座３ｄに着座して、スプール３を押圧して弁座２４に着座させるようになっている。

そして、第一ポペット４１が第一環状弁座３ｄに着座し、第二ポペット４２が第二環状弁座４１ａに着座すると、パイロット流路Ｐが遮断状態となる。すなわち、附勢手段としてのばね７は、第一ポペット４１および第二ポペット４２をパイロット流路Ｐを閉じる方向へ附勢するとともに第一ポペット４１および第二ポペット４２を介して流路Ｆを閉じる方向にスプール３を附勢しているのである。

ここで、ソレノイドＳのコイル８１を励磁すると、可動鉄心８４が固定鉄心８２に吸引されることになるが、可動鉄心８４に一体化される第二ポペット４２に当該吸引力が作用し、当該吸引力は第二ポペット４２を介してばね７を縮ませるように作用する。そして、上記吸引力が上記ばね７がもともと第二ポペット４２を附勢している附勢力を超えない場合には、ばね７は縮むことが無く、ばね７の附勢力を減少させるように作用することになる。

したがって、上記ソレノイドＳのコイル８１への電流量を制御することによって、バネ７の附勢力を調節することが可能であり、バネ７は、第一ポペット４１、第二ポペット４２およびスプール３を附勢しているので、上記電流制御によって、第一ポペット４１、第二ポペット４２およびスプール３の開弁圧を調節することが可能となっている。

また、上記第二ポペット４２の胴部４２ｂの外径は、第二環状弁座４１ａの内形よりも大きく設定されるとともに、第一環状弁座４１ａの内径よりも小さく設定されている。

そして、（スプール３の小径部３ａの外径の二乗）−（第二環状弁座４１ａの内径の二乗）＞（スプール３の大径部３ｂの外径の二乗）−（弁座２４の外径の二乗）の関係を満たすように設定され、第二ポペット４２が第二環状弁座４１ａから離座しない限り、スプール３は伸側パイロット室１１０内のパイロット圧の作用によって弁座２４側に附勢されて開弁しないように設定されている。なお、この伸側パイロット室１１０内のパイロット圧は同時に第二ポペット４２を第二環状弁座４１ａから離座させるように作用することになり、すなわち、伸側パイロット室１１０内に作用するパイロット圧は、スプール３に対してはこれを閉じる閉パイロット圧として作用し、パイロットバルブ４における第二ポペット４２に対してはこれを開く開パイロット圧として作用することになる。

また、（圧側パイロット室１１２の圧力を受けるスプール３の受圧面積）＞（弁座２４の内径の二乗）−（環状弁座４１ａの内径の二乗）の関係を満たすように各部が設定され、第一ポペット４１が第一環状弁座３ｄから離座しない限り、スプール３は圧側パイロット室１１１内のパイロット圧の作用によって弁座２４側に附勢されて開弁しないように設定されている。なお、この圧側パイロット室１１１内のパイロット圧は同時に第一ポペット４１を第一環状弁座３ｄから離座させるように作用することになり、すなわち、圧側パイロット室１１１内に作用するパイロット圧は、スプール３に対してはこれを閉じる閉パイロット圧として作用し、パイロットバル４の第一ポペット４１に対してはこれを開く開パイロット圧として作用することになる。

つづいて、このように構成された減衰バルブ４の動作について説明すると、緩衝器が伸長する、すなわち、シリンダ８に対してピストン１０が図１中上方に移動する場合であって、ピストン１０の速度が低い場合には、一方室Ｒ１内の圧力上昇によって、一方室Ｒ１内の作動流体は、ピストンロッド９の筒部９ａにおける頂部９ｄに設けた孔９ｅ、逆止弁５１の外周に設けたオリフィス５２を通過して、パイロット流路Ｐ内に侵入する。

そして、ピストン１０の図１中上方への移動によって上昇する一方室Ｒ１内の圧力は、伸側パイロット室１１０内に第二ポペット４２を第二環状弁座４１ａから離座させる開パイロット圧として作用するとともにスプール３を弁座２４側に押付ける閉パイロット圧として作用する。

ピストン１０の速度が低い場合、上記開パイロット圧が充分に大きくなく、第二ポペット４２を開くことができず、すると、スプール３もばね７とこの伸側パイロット室１１０の閉パイロット圧によって附勢されて弁座２４に着座した状態に維持され、流路Ｆは開放されず、一方室Ｒ１内の作動流体は、打刻オリフィス２４ａを通過し、リーフバルブ１０１を押し開きディスク１００のポート１００ａを介して他方室Ｒ２内へ移動する。

そして、ピストン１０の速度が高くなって、伸側パイロット室１１０内の開パイロット圧が上昇して第二ポペット４２をばね７の附勢力に抗して第二環状弁座４１ａから離座させるようになると、作動流体は、逆止弁６０を開いて、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へパイロット流路Ｐを介して移動するようになる。このように、第二ポペット４２が開弁してパイロット流路Ｐが開放されると、オリフィス５２における圧力損失と第二ポペット４２によって、伸側パイロット室１１０内の圧力は第二ポペット４２の開弁圧に調節される。なお、第二ポペット４２が第一ポペット４１の第二環状弁座４１ａから離座する際、第一ポペット４１は、受圧面積の設定によって伸側パイロット室１１０の圧力によって閉じられる方向に附勢されるようになっており、第一環状弁座３ｄに着座した状態に維持される。

さらに、その状態からピストン１０の速度がさらに上昇して、第二ポペット４２の開弁圧に調節される伸側パイロット室１１０の圧力の作用によってスプール３を弁座２４に押付ける力を、流路Ｆを介して作用する一方室Ｒ１の圧力によってスプール３を弁座２４から遠ざける力が上回るようになると、スプール３は弁座２４から離座して流路Ｆを開放するようになる
そして、ソレノイドＳのコイル８１に通電する場合、ソレノイドＳの吸引力によって、ばね７の附勢力を減じて、第二ポペット４２の開弁圧を低くすることができるので、スプール３が開弁する圧力を低くすることが可能であり、上述したところから明らかなように、ソレノイドＳに電力供給しない場合が最もスプール３の開弁圧が高くなり、最も高い減衰力を得ることが可能である。

すなわち、ソレノイドＳのコイル８１へ供給する電流量によって、スプール３の開弁圧を予め設定した範囲内で無段階に調節することが可能であるので、緩衝器の伸長側の減衰力を無段階に調節することが可能である。

転じて、緩衝器が圧縮される場合、すなわち、シリンダ８に対してピストン１０が図１中下方に移動する場合であって、ピストン１０の速度が低い場合には、他方室Ｒ２内の圧力上昇によって、他方室Ｒ２内の作動流体は、他方室Ｒ２から逆止弁６０に設けたオリフィス６２を介してスプール３内で形成されるパイロット流路Ｐを通過して圧側パイロット室１１１内に侵入しようとする。

このように、ピストン１０の図１中下方への移動によって上昇する他方室Ｒ２内の圧力は、圧側パイロット室１１１内にパイロットバルブ４における第一ポペット４１を第一環状弁座３ｄから離座させる開パイロット圧として作用するとともにスプール３を弁座２４側に押付ける閉パイロット圧として作用する。

ピストン１０の速度が低い場合、上記開パイロット圧が充分に大きくなく、第一ポペット４１を開くことができず、すると、スプール３もばね７とこの圧側パイロット室１１１の閉パイロット圧によって附勢されて弁座２４に着座した状態に維持され、流路Ｆは開放されず、他方室Ｒ２内の作動流体は、リーフバルブ１０１を押し開きディスク１００のポート１００ａを通過し、打刻オリフィス２４ａを介して一方室Ｒ１内へ移動する。

そして、ピストン１０が速度が高くなって、圧側パイロット室１１１内の開パイロット圧が上昇して第一ポペット４１をばね７の附勢力に抗して第一環状弁座３ｄから離座させるようになり、作動流体は、逆止弁５０を開いて、他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へパイロット流路Ｐを介して移動するようになる。このように、第一ポペット４１が開弁してパイロット流路Ｐが開放されると、オリフィス６２における圧力損失と第一ポペット４１によって、圧側パイロット室１１１内の圧力は第一ポペット４１の開弁圧に調節される。

さらに、その状態からピストン１０の速度がさらに上昇して、第一ポペット４１の開弁圧に調節される圧側パイロット室１１１の圧力の作用によってスプール３を弁座２４に押付ける力を、流路Ｆを介して作用する他方室Ｒ２の圧力によってスプール３を弁座２４から遠ざける力が上回るようになると、スプール３は弁座２４から離座して流路Ｆを開放するようになる
そして、ソレノイドＳのコイル８１に通電する場合、ソレノイドＳの吸引力によって、ばね７の附勢力を減じて、第一ポペット４１の開弁圧を低くすることができるので、スプール３が開弁する圧力を低くすることが可能であり、上述したところから明らかなように、ソレノイドＳのコイル８１に電力供給しない場合が最もスプール３の開弁圧が高くなり、最も高い減衰力を得ることが可能である。

すなわち、ソレノイドＳのコイル８１へ供給する電流量によって、スプール３の開弁圧を予め設定した範囲内で無段階に調節することが可能であるので、緩衝器の圧縮側の減衰力を無段階に調節することが可能である。

このように、本実施の形態の減衰バルブＶにあっては、附勢手段として単一のばね７を利用して第一ポペット４１、第二ポペット４２およびスプール３のすべてを附勢することができ、単一のソレノイドＳで伸圧両側の減衰力調整を行うことができる利点がある。

そして、この減衰バルブＶにあっては、スプール３が開弁している状態から閉弁状態に移行する際に、ハウジング１の段部１ｃとスプール３の段部３ｃとの間の環状隙間１１２の容積が変化するが、当該環状隙間１１２は片効オリフィス要素５，６を介さずに圧抜孔３ｇを介して直接に流路Ｆに連通されており、環状隙間１１２の容積変化に対して流路Ｆから抵抗無く作動流体が給排されるので、環状隙間１１２の容積変化はスプール３の閉弁動作を妨げることが無い。

ゆえに、緩衝器の伸縮方向が収縮方向から伸長方向へ切換わる際に、スプールの閉弁が遅れてしまうこともなく、減衰力波形に突起状の乱れを生じさせることがなく、従来の減衰バルブにおける問題を解消することができる。

また、本実施の形態にあっては、特に、パイロット流路Ｐの他方室Ｒ２側の出口端であるばね受６３の下端がスプール３の下端より他方室Ｒ２側へ突出しており、スプール３が弁座２４から離座して流路Ｆを開放する際にあっても、当該ばね受６３の下端が弁座２４の上端より他方室Ｒ２側となる下方に配置されるようになっているので、スプール３と弁座２４の間を通過してシリンダ８の外周から中央へ向かう作動流体の流れがばね受６３の下端外周によって図１中下向きへ整流され、パイロット流路Ｐを通過して上方からシリンダ８の中央へ向かう作動流体の流れに激しく衝突することがない。

ここで、パイロット流路Ｐの他方室Ｒ２側の出口端がスプール３の弁座２４への着座面より上方側にある場合について説明すると、スプール３と弁座２４の間を通過してシリンダ８の外周から中央へ向かう作動流体の流れが整流されず、当該作動流体の流れが、パイロット流路Ｐを通過して上方からシリンダ８の中央へ向かう作動流体の流れに、直接シリンダ８の中央で激しく衝突して伸側パイロット室１１０の下流圧力の上昇をもたらし、スプール３の開弁圧の上昇も上昇して減衰力にオーバーライドが生じて本来狙った減衰力より高い減衰力が発生されてしまう事態が生じる。

これに対して、本実施の形態の減衰バルブＶにあっては、スプール３の直下の伸側パイロット室１１０の下流にて、流路Ｆを流れる作動流体とパイロット流路Ｐを流れる作動流体が激しく衝突することがないので、伸側パイロット室１１０の圧力上昇を抑制でき、減衰力にオーバーライドが生じることもなく、狙い通りの減衰力を緩衝器に発生させることができる。

なお、パイロット流路Ｐの他方室Ｒ２側の出口端をスプール３の弁座２４への着座面より下方へ突出させて、流路Ｆを通過する作動流体の流れを整流して、パイロット流路Ｐを通過する作動流体の流れに激しく衝突させなければよいので、ばね受６３の端部を下方へ向けて突出させる代わりに、スプール３の弁座着座面より内周側に整流用の筒状の突起を設けておくようにしてもよい。

以上で本発明の緩衝器の一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。

本発明は緩衝器の減衰バルブに利用可能である。

１ ハウジング
１ａ 小内径部
１ｂ 大内径部
１ｃ 段部
１ｄ フランジ部
１ｅ シールリング
１ｆ 透孔
２ バルブディスク
２１ ディスク本体
２２ 鍔部
２３ 通路
２４ 弁座
２４ａ 打刻オリフィス
３ スプール
３ａ 小径部
３ｂ 大径部
３ｃ 段部
３ｄ 第一環状弁座
３ｅ フランジ部
３ｆ 逆止弁座
３ｇ 圧抜孔
４ パイロットバルブ
４１ 第一ポペット
４１ａ 第二環状弁座
４１ｂ 溝
４１ｃ 摺動部
４１ｄ 弁頭
４１ｅ 段部
４２ 第二ポペット
４２ａ 弁頭
４２ｂ 胴部
４２ｃ 鍔部
４２ｄ ストッパ
４２ｅ 段部
４３ ガイド部材
５ 一方側の片効オリフィス要素
５１ 逆止弁
５２ オリフィス
６ 他方側の片効オリフィス要素
６０ 逆止弁
６１ 弁体
６１ａ 切欠
６２ オリフィス
６３ ばね受
６３ａ 整流壁
６４ ばね
６５ フィルタ
７ 附勢手段としてのばね
８ シリンダ
９ ピストンロッド
９ａ 筒部
９ｂ ロッド部
９ｃ 側部
９ｄ 頂部
９ｅ，９ｆ 孔
１０ ピストン
１０ａ ピストンリング
１０ｂ フランジ部
１００ ディスク
１００ａ ポート
１０１ リーフバルブ
１０２，１０３ スペーサ
１０４ バルブストッパ
１０５ 軸
１１０ 伸側パイロット室
１１１ 圧側パイロット室
１１２ 環状隙間
Ｓ ソレノイド
８０ スペーサ
８０ａ，８２ａ 孔
８１ コイル
８２ 固定鉄心
８３ ステータ
８４ 可動鉄心
８４ａ フランジ部
８４ｂ 通孔
Ｃ 電源コード
Ｆ 流路
Ｐ パイロット流路
Ｒ１ 一方室
Ｒ２ 他方室
Ｖ 減衰バルブ

Claims (3)

1. 一方室と他方室との間に設けられ中空であって大内径部と小内径部とを備えて内周に段部が形成されるハウジングと、ハウジングの大内径部に嵌合されるとともに環状の弁座を備えたバルブディスクと、ハウジングの大内径部に設けた透孔と弁座の内周側に開口するバルブディスクを貫く通路とを通じて一方室と他方室とを連通する流路と、筒状であってハウジングの小内径部に摺接する小径部と大内径部に摺接する大径部とを備えて外周に段部が形成されるとともにハウジング内に摺動自在に挿入されて大径部の端部を上記バルブディスクの弁座に離着座して流路を開閉するスプールと、スプール内を通じて一方室と他方室とを連通するパイロット流路と、スプール内に移動自在に挿入されてパイロット流路を開閉するパイロットバルブと、パイロット流路の途中であってパイロットバルブより一方室側に一方室から他方室へ向かう流れに対してのみオリフィスとして機能する一方側の片効オリフィス要素と、パイロット流路の途中であってパイロットバルブより他方室側に他方室から一方室へ向かう流れに対してのみオリフィスとして機能する他方側の片効オリフィス要素と、パイロットバルブを介してスプールをバルブディスクへ向けて附勢する附勢手段とを備えた減衰バルブにおいて、ハウジングの内周の段部とスプールの外周の段部との間に形成される環状隙間を片効オリフィス要素を介さずに流路に連通したことを特徴とする減衰バルブ。
2. パイロットバルブは、スプールの内周に収容されるとともにスプールの内周に設けた第一環状弁座に附勢手段の附勢力によって着座する筒状の第一ポペットと、先端が第一ポペット内に移動自在に挿入されるとともに該先端が第一ポペットの内周に設けた第二環状弁座に着座する筒状の第二ポペットと、第二ポペットの後端側が摺動自在に挿入されるとともに第二ポペットの後端を閉塞するガイド部材とを備え、附勢手段が第二ポペット内に収容されるとともにガイド部材と第二ポペットとの間に介装されて第一ポペットおよび第二ポペットをパイロット流路を閉じる方向へ附勢するとともに第一ポペットおよび第二ポペットを介して流路を閉じる方向にスプールを附勢してなり、パイロット流路を介して作用する一方室と他方室の差圧の作用によって第一ポペットと第二ポペットでパイロット流路を開閉することを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
3. 附勢手段の附勢力に抗して第二ポペットを吸引するとともに当該吸引力を調節可能なソレノイドを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の減衰バルブ。

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