JP5603965B2 - 減衰バルブ - Google Patents

Description

本発明は、バルブ構造の改良に関する。

従来、この種の減衰バルブにあっては、たとえば、車両用の緩衝器のピストン部等に採用されており、環状であって、円環状の外周シート部と、当該外周シート部の内側に設けた内周シート部と、外周シート部と内周シート部との間に形成される環状窓と、当該環状窓に通じるポートとを備えたピストンと、当該ピストンに積層されるとともに内周側がピストンロッドに固定されて外周が上記外周シート部に離着座する環状のリーフバルブとを備えて構成される。

また、リーフバルブは、外周シート部と内周シート部に積層されているが、通常、外周シート部の軸方向の高さが内周シート部のそれよりも高くなっていて、リーフバルブをピストンに積層して固定させるだけで、リーフバルブを予め撓ませておくことができ、これにより、リーフバルブの開弁圧を設定することができる。そして、内周シート部とリーフバルブとの間に外径が内周シート部の外径と然程変わらない間座と称されるスペーサを介装することで、リーフバルブに与える初期撓み量を調節することで、リーフバルブの開弁圧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）。

また、リーフバルブは、一般的に、複数毎の薄い環状板を積層することで構成されているので、減衰バルブは、多数の部品から成り立っている。このような減衰バルブを組み立てるには、まず、ロッド状の保持針にピストン、間座、リーフバルブを組み付けておき、それから、これら部品を保持針から抜いてピストンロッドに装着するようにしており、組み立て加工を効率よく行えるようになっている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２０００−５５１０３号公報 特開２００１−２０９９０号公報

しかしながら、上記した減衰バルブの構造では、ピストン、間座およびリーフバルブを保持針からピストンロッドへ移動させる際に、間座がピストンとリーフバルブとの間で径方向へ自由に移動できるために当該間座の位置ずれが起こってしまい、間座が大きく位置ずれした状態では、間座をピストンとリーフバルブとともにピストンロッドへ組付けようとしても間座が邪魔をしてピストンロッドに干渉することがあり、さらに、間座がリーフバルブとピストンとの間に介装されているために当該間座を外側から視認することができないことから、これら部品のピストンロッドへの組付加工に手間がかかってしまうという問題があった。

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、組付性を向上することができる減衰バルブを提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、環状であって、軸方向へ突出する円環状の外周シート部と、当該外周シート部の内側に設けられて軸方向へ突出する内周シート部と、上記外周シート部と上記内周シート部との間に形成される環状窓と、当該環状窓に通じるポートとを備えたバルブディスクと、当該バルブディスクに積層されて上記外周シート部に離着座する環状のリーフバルブと、上記リーフバルブと上記内周シート部との間に介装されて上記リーフバルブの初期撓み量を設定する環状の間座とを備えた減衰バルブにおいて、上記間座の上記バルブディスクに対する径方向の位置ずれを規制する位置決め手段を備えたことを特徴とする。

本発明の減衰バルブによれば、位置決め手段によって間座のバルブディスクに対する径方向著しい位置ずれが阻止されるので、間座の内周の孔へのピストンロッド等の挿入が困難になってしまうことがなく、ピストンロッド等への組付性が向上し、組付加工が容易となる。

第一の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部の縦断面図である。 減衰バルブを保持針に仮組みした状態を示した図である。 第二の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部の縦断面図である。 第二の実施の形態における減衰バルブにおける間座の平面図である。 第二の実施の形態の一変形例における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストンと間座の平面図である。 第三の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部の縦断面図である。 第三の実施の形態における減衰バルブの間座の平面図である。 第四の実施の形態における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部の縦断面図である。 第四の実施の形態の一変形例における減衰バルブが具現化された緩衝器のピストン部の一部拡大縦断面図である。 第四の実施の形態の他の変形例の減衰バルブにおけるバルブディスクの平面図である。

以下、本発明の減衰バルブを図に基づいて説明する。第一の実施の形態の減衰バルブは、図１に示すように、緩衝器の伸側減衰力を発生する伸側の減衰バルブとされており、バルブディスクとしてのピストン１と、リーフバルブ２と、間座３とを備えて構成されている。

他方、減衰バルブが適用されている緩衝器は、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４０と、シリンダ４０の図示しない下端を封止するロッドガイド（図示せず）と、ロッドガイド（図示せず）を摺動自在に貫通するピストンロッド５と、軸部材を形成するピストンロッド５の先端５ａが挿通されて上記先端５ａに固定されるピストン１と、シリンダ４０内にピストン１で隔成される図１中上方側の伸側室４１と下方側の圧側室４２と、シリンダ４０の図示しない上端を封止する封止部材（図示せず）と、シリンダ４０から出没するピストンロッド５の体積分のシリンダ内容積変化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、シリンダ４０内には流体、具体的には作動油が充填されている。

そして、上記減衰バルブにあっては、この場合、シリンダ４０に対してピストン１が図１中上方に移動するときに、伸側室４１内の圧力が上昇して伸側室４１から圧側室４２へポート２を介して作動油が移動するときに、その作動油の移動にリーフバルブ２で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力発生要素として機能している。

以下、この減衰バルブについて詳しく説明すると、バルブディスクたるピストン１は、環状に形成され、軸心部に設けた緩衝器のピストンロッド５の先端５ａが挿通される挿通孔１１と、ピストン１の一端である図１中下端に形成され軸方向へ突出する円環状の外周シート部１２と、同じく一端にあって外周シート部１２の内側に設けられて軸方向へ突出する内周シート部１３と、同じく一端であって外周シート部１２と内周シート部１３との間に形成される環状窓１４と、他端側から当該環状窓１４に通じるポート１５とを備えて構成されている。

また、外周シート部１２の軸方向高さは、内周シート部１３の軸方向高さより高くなっている。なお、このピストン１には、緩衝器が収縮するときに伸側室４１から圧側室４２へと向かう作動油の流れを許容する圧側ポート１６が設けられている。

このピストン１の挿通孔１１内には上述のようにピストンロッド５が挿通され、ピストンロッド５の先端５ａはピストン１の図１中上方側に突出させてある。なお、ピストンロッド５の先端５ａの外径は、先端５ａより図１中下方側の外径より小径に設定され、ピストンロッド５の下方側と先端５ａとの外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。

リーフバルブ２は、複数毎の薄い環状板を積層して構成されており、ピストン１の一端である図１中下端に積層されて、ピストンロッド５の先端５ａに内周側が固定されており、外周側の撓みが許容されている。また、リーフバルブ２は、外周側を外周シート部１２に着座させていて、ポート１５から受ける伸側室４１の圧力と圧側室４２の圧力の差圧が開弁圧に達すると、撓んで外周シート部１２から離座してポート１５を開放しつつ、液体の流れに抵抗を与えるようになっていて、これによって減衰バルブは、伸側の減衰力を発揮するようになっていて、ポート１５は伸側減衰通路を形成している。

間座３は、環状であって、内周側にはピストンロッド５の先端５ａが挿通され、ピストン１の内周シート部１３とリーフバルブ２との間で挟持されており、リーフバルブ２と同様に上記ピストンロッド５に固定されている。また、間座３は、本実施の形態にあっては、リーフバルブ２を構成する環状板のうち、図１中最上段に配置された環状板に溶接或いは接着によって一体化されていて、これにより本実施の形態における位置決め手段が構成されている。

ピストン１の図１中上端には、環状の圧側リーフバルブ４３が積層されており、この圧側リーフバルブ４３は、圧側ポート１６の出口端を開閉するようになっている。さらに、この圧側リーフバルブ４３の図１中上方には、圧側リーフバルブ４３の撓み量を規制する環状のバルブストッパ４４が積層されている。なお、この実施の形態の場合、圧側ポート１６の図１中下端となる吸込側端は、ピストン１の一端に設けた外周シート部１２より外周側に配置されてピストン１に積層されるリーフバルブ２によって閉塞されないようになっており、ポート１５の図１中上端となる吸込側端についても、ピストン１の他端の圧側ポート１６の外周に形成されて圧側リーフバルブ４３が離着座する圧側シート部１７よりも外周に開口していて、当該圧側リーフバルブ４３によって閉塞されないようになっている。ピストン１が図１中下方へ移動すると、圧側室４２内の圧力が上昇し、圧側ポート１６を介して圧側室４２から伸側室４１へ液体が移動し、この液体の流れに対して圧側リーフバルブ４３で抵抗を与えることにより、この減衰バルブは圧側減衰力を発揮するようになっている。

ピストン１に積層される間座３、リーフバルブ２、圧側リーフバルブ４３およびバルブストッパ４４は、ピストン１とともにピストンロッド５の先端５ａの外周に組み付けられた後、当該先端５ａの最先端に螺着されるピストンナット４５によって締め付けられてピストンロッド５に固定される。

なお、間座３の軸方向の厚みは、ピストン１の外周シート部の軸方向高さと内周シート部１３の軸方向高さとの差よりも薄くなるように設定されており、上記のように間座３を介してリーフバルブ２をピストン１に積層しピストンロッド５に固定すると、リーフバルブ２は、間座３の端部と外周シート部１２の端部との高低差によって初期撓みが与えられ外周側が撓んで外周シート部１２に着座する。この初期撓み量は、間座３の厚さによって調節することができ、当該間座３の厚みによってリーフバルブ２の開弁圧を所望通りに設定することが可能である。

このようにピストンロッド５の先端５ａに、ピストン１、間座３、リーフバルブ２、圧側リーフバルブ４３およびバルブストッパ４４を組み付けるには、図２に示すように、ピストンロッド５に組み付ける前に、保持針Ｗに一端、これらを仮組する。

間座３は、リーフバルブ２とピストン１との間に介装されており、保持針Ｗへ仮組して以降は、外部から視認することはできないが、保持山Ｗからピストンロッド５の先端５ａへ組み換えを行う際には、ピストン１とともにリーフバルブ２を掴んでこれを行うようにすれば、間座３がリーフバルブ２に一体化されており、ピストン１に位置決めされるため間座３がピストン１とリーフバルブ２との間で遊んでしまって間座３の内側の孔がピストン１の挿通孔１１およびリーフバルブ２の内側の孔に対して著しいずれを生じて間座３の内周の孔へのピストンロッド５の先端５ａの挿入が困難になってしまうことがなく、ピストンロッド５への組付性が向上し、組付加工が容易となる。

つづいて、第二の実施の形態の減衰バルブについて説明する。第二の実施の形態の減衰バルブは、図３に示すように、第一の実施の形態の減衰バルブに対して、間座６の構造が異なっている。間座６以外の第二の実施の形態の減衰バルブを構成する部材は、第一の実施の形態の減衰バルブを構成する部材と共通し、説明の重複を避けるため、共通する部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

間座６は、図３および図４に示すように、外周にバルブディスク側であるピストン側へ向けて伸びて環状窓１４内に挿入される三つの爪６ａを備えている。間座６は、ピストン１に対して径方向に移動しようとしても、爪６ａが環状窓１４の内周壁１４ａに引っ掛かるので、径方向に著しくずれてしまうことがない。このように第二実施の形態の減衰バルブにおける位置決め手段は、爪６ａによって構成されている。爪６ａの設置数は、少なくとも三つあれば、ピストン１に対して径方向の著しい位置ずれを防止することができるので、三つ以上とすればよい。

なお、爪６ａは、ポート１５内に挿入されるものであってもよい。このピストン１の場合、図５に示すように、周方向に等間隔をもってポート１５が６つ設けられており、間座６に設けた三つの爪６ａをこれらポート１５のうち一つおきに挿入するようにしてある。なお、図５中で爪６ａの理解を容易とするために、減衰バルブの平面図の左下に、当該減衰バルブを平面図に示したＡＡ線で切断した断面の一部拡大図を示してある。このように、爪６ａをポート１５内に挿入するようにする場合、間座６がピストン１に対して径方向に移動しようとしても爪６ａがポート１５によって移動が制限されるため、間座６が径方向に著しくずれてしまうことがない。爪６ａは、ポート１５の数と同数を間座６に設けるようにしてもよいし、爪６ａがポート１５に挿入される場合、少なくとも二つの爪６ａをそれぞれ別のポート１５に挿入すればピストン１に対して間座６の径方向の著しい位置ずれを防止することができるので、この場合、爪６ａの設置数は二つ以上であればよい。

よって、この第二の実施の形態の減衰バルブにあっても、間座６がリーフバルブ２とピストン１との間に介装されており、保持針Ｗへ仮組して以降、外部から視認することはできなくとも、保持山Ｗからピストンロッド５の先端５ａへ組み換えを行う際に、ピストン１とともにリーフバルブ２を掴んでこれを行うようにすれば、ピストン１に位置決めされて径方向へ著しく位置ずれすることがないので、間座６の内周の孔へのピストンロッド５の先端５ａの挿入が困難になってしまうことがなく、ピストンロッド５への組付性が向上し、組付加工が容易となる。

さらに、第三の実施の形態の減衰バルブについて説明する。第三の実施の形態の減衰バルブは、図６に示すように、第一の実施の形態の減衰バルブに対して、間座７の構造が異なっている。間座７以外の第三の実施の形態の減衰バルブを構成する部材は、第一の実施の形態の減衰バルブを構成する部材と共通し、説明の重複を避けるため、共通する部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

間座７は、図６および図７に示すように、外周から放射状伸びてピストン１の外周シート部１２の内周に対向する少なくとも三つ以上の腕７ａを備えている。間座７は、ピストン１に対して径方向に移動しようとしても、腕７ａが外周シート部１２の内周壁１２ａに当接してそれ以上の間座７のずれが阻止される。よって、間座７は、径方向に著しくずれてしまうことがない。このように第三の実施の形態の減衰バルブにおける位置決め手段は、腕７ａによって構成されている。腕７ａの設置数は、少なくとも三つあれば、ピストン１に対して径方向の著しい位置ずれを防止することができるので、三つ以上とすればよい。

よって、この第三の実施の形態の減衰バルブにあっても、間座７がリーフバルブ２とピストン１との間に介装されており、保持針Ｗへ仮組して以降、外部から視認することはできなくとも、保持山Ｗからピストンロッド５の先端５ａへ組み換えを行う際に、ピストン１とともにリーフバルブ２を掴んでこれを行うようにすれば、ピストン１に位置決めされて径方向へ著しく位置ずれすることがないので、間座７の内周の孔へのピストンロッド５の先端５ａの挿入が困難になってしまうことがなく、ピストンロッド５への組付性が向上し、組付加工が容易となる。

次に、第四の実施の形態の減衰バルブについて説明する。第四の実施の形態の減衰バルブは、図８に示すように、第一の実施の形態の減衰バルブに対して、バルブディスク８の構造が異なっている。バルブディスク８以外の第四の実施の形態の減衰バルブを構成する部材は、第一の実施の形態の減衰バルブを構成する部材と共通し、説明の重複を避けるため、共通する部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

バルブディスク８は、図８に示すように、筒状であって一端である図１中下端がフランジ状に拡径されており、軸心部に設けた緩衝器のピストンロッド５の先端５ａが挿通される挿通孔８１と、一端である図１中上端に形成され軸方向へ突出する円環状の外周シート部８２と、同じく一端にあって外周シート部８２の内側に設けられて軸方向へ突出する内周シート部８３と、同じく一端であって外周シート部８２と内周シート部８３との間に形成される環状窓８４と、他端側から当該環状窓８４に通じるポート８５と、内周シート部８３の外周から軸方向へ向けて突出する突部８６とを備えて構成されている。

そして、このバルブディスク８は、ピストン９に積層されて使用され、内周シート部８３には間座３が積層され、間座３と外周シート部８２にはリーフバルブ２が積層される。

ピストン９は、環状であって、軸芯部に設けた緩衝器のピストンロッド５の先端５ａが挿通される挿通孔９１と、ピストン９を軸方向に貫通すると共に同一円周上にピストンポート９２と、ピストン９を軸方向に貫通するとともに複数のピストンポート９２が設けられる円周上よりも大径な円周上に設けた複数のピストンポート９３を備えて構成されている。

このピストン９にバルブディスク８を積層すると、ポート８５にピストンポート９２とが連通され、ポート８５とピストンポート９２とで伸側室４１から圧側室４２へ向かう液体の流れを許容する伸側の減衰通路を形成していて、この液体の流れに対してリーフバルブ２で抵抗を与えて、減衰力を発揮することができるようになっている。対して、ピストン９のピストンポート９３は、圧側ポートとして機能して、圧側リーフバルブ４３がピストンポート９３を圧側室４２から伸側室４１へ向けて通過する液体の流れに抵抗を与えることにより、この減衰バルブは圧側減衰力を発揮する。このようにバルブディスク８を用いることによって、ピストン９にリーフバルブ２を積層させる際のシート径よりも外周シート部８２へ着座させた場合のシート径を大きくすることができ、ピストン９が高速で移動した際の伸側減衰力を低減することができる。

そして、このバルブディスク８にあっては、内周シート部８３の外周から軸方向へ向けて突出する突部８６を備えており、この突部８６が間座３の外周に対向しており、間座３がバルブディスク８に対して径方向へ著しく移動することを規制しており、この突部８６によって第四の実施の形態の減衰バルブにおける位置決め手段が構成されている。突部８６は、環状であって間座３の全周に対向するようになっていてもよいし、環状でなくとも少なくとも三つ以上の突部８６を設けることによって、間座３のバルブディスク８に対する径方向の著しい位置ずれを阻止することができる。

よって、この第四の実施の形態の減衰バルブにあっては、間座３がリーフバルブ２とバルブディスク８との間に介装されており、保持針Ｗへ仮組して以降、外部から視認することはできなくとも、保持山Ｗからピストンロッド５の先端５ａへ組み換えを行う際に、バルブディスク８とともにリーフバルブ２を掴んでこれを行うようにすれば、バルブディスク８に位置決めされて径方向へ著しく位置ずれすることがないので、間座７の内周の孔へのピストンロッド５の先端５ａの挿入が困難になってしまうことがなく、ピストンロッド５への組付性が向上し、組付加工が容易となる。

なお、突部８６を備えたバルブディスク８を焼結成型によって製造する場合、図９中の破線に示すように、突部８６の間座３側面の立ち上がり部分に円弧面が形成される場合がある。このように突部８６の立ち上がり部分に円弧面が形成さえると、間座３が当該円弧面に乗り上げると突部８６を乗り越えてしまう可能性があるので、円弧面を切削によって除去するか、または、図９に示すように、予め突部８６の間座３側に溝８７を設けてバルブディスク８の製造時に円弧面が形成されないようにしておけばよい。このように溝８７を設ける場合には、バルブディスク８を焼結成型によって製造した後に切削して円弧面を取り除く場合に比較して、成型型で溝８７を設けることができるのでバルブディスク８の加工が容易となる。

また、溝８７を設けることに代えて、図１０に示すように、ポート８５を溝として機能させるよう、ポート８５の外周に突部８６を設けることもできる。このバルブディスク８にあっては、図１０に示した平面図において円弧形状のポート８５が三つ設けられており、このポート８５毎に一つの突部８６がポート８５の外周に設けてある。この場合、突部８６の間座３側の内壁がポート８５の外周側の壁面と面一となるようにしてあるので、突部８６のうち側面に円弧面が形成されることがなく、バルブディスク８の焼結成型時にポート８５と突部８６を同時に成型することができる。なお、この場合、内周シート部８３に積層される間座３と突部８６との間にポート８５の幅分だけ隙間ができるが、間座３がバルブディスク８に対して移動しても、突部８６によって間座３がバルブディスク８に対して著しく位置ずれを呈することはなく、ピストンロッド５の先端５ａの挿入を困難とするほどは移動できないので、突部８６は位置決め手段として充分に機能することができる。

なお、図１０の破線に示すように、ポート８５間の架橋部８８の外周に突部８６を設けて、突部８６の内周側に溝８７を設けるようにして、合計六つの突部８６で間座３の位置ずれを防止するようにしてもよい。また、突部８６は、間座３の外周に配置されて間座３のバルブディスク８に対する径方向の著しい位置ずれを起こさないようにすればよく、その限りにおいてバルブディスク８の任意の箇所に設置することができ、たとえば、図示はしないが、ポート８５間の架橋部８８に設けるようにしてもよい。

なお、この実施の形態では、緩衝器の伸側の減衰バルブに適用されているが、伸側のみではなく圧側の減衰バルブに適用されてもよいし、伸圧両側の減衰バルブに適用されてよい。さらに、この場合、バルブディスクがピストン１として機能するので伸圧両方のポート１５，１６を備えているが、バルブディスクはピストン以外にも適用することができ、その場合には、伸側ポート或いは圧側ポートのみを備えるバルブディスクに本発明の減衰バルブを適用することも当然に可能である。さらに、上記したところでは、本発明の減衰バルブをピストンロッド５の先端５ａに組付けることを例に説明したが、ベースバルブのボルトへ組み付ける減衰バルブにも適用することができ、効果は失われない。

なお、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。

本発明は緩衝器等のバルブに利用可能である。

１ バルブディスクとしてのピストン
２ リーフバルブ
３，６，７ 間座
６ａ 爪
７ａ 腕
８ バルブディスク
１２，８２ 外周シート部
１３，８３ 内周シート部
１４，８４ 環状窓
１５，８５ バルブディスク
８６ 突部
８７ 溝

Claims (7)

1. 環状であって、軸方向へ突出する円環状の外周シート部と、当該外周シート部の内側に設けられて軸方向へ突出する内周シート部と、上記外周シート部と上記内周シート部との間に形成される環状窓と、当該環状窓に通じるポートとを備えたバルブディスクと、
   当該バルブディスクに積層されて上記外周シート部に離着座する環状のリーフバルブと、
   上記リーフバルブと上記内周シート部との間に介装されて上記リーフバルブの初期撓み量を設定する環状の間座とを備えた減衰バルブにおいて、
   上記間座の上記バルブディスクに対する径方向の位置ずれを規制する位置決め手段を備えたことを特徴とする減衰バルブ。
2. 上記位置決め手段は、上記バルブディスクの一端から軸方向へ向けて突出して上記間座の外周に対向する突部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
3. 上記突部の上記間座側に溝を設けたことを特徴とする請求項２に記載の減衰バルブ。
4. 上記突部を上記ポートの外周に設けたことを特徴とする請求項２に記載の減衰バルブ。
5. 上記位置決め手段は、上記間座の外周に上記バルブディスク側へ向けて伸びて上記ポート内或いは上記環状窓内に挿入される複数の爪を備えたことを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
6. 上記位置決め手段は、上記間座の外周から放射状伸びて上記バルブディスクの上記外周シート部の内周に対向する複数の腕を備えたことを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
7. 上記位置決め手段は、上記リーフバルブと上記間座を溶接或いは接着により一体化したことである請求項１に記載の減衰バルブ。

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