減衰バルブ
【課題】減衰力調整の応答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。
【解決手段】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、緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けられる固定部材１と、固定部材１に対して相対移動可能であって固定部材１と協働して通路を制限する可動部材２と、可動部材２に推力を与える駆動手段３とを備え、通路面積あるいは開弁圧を調節可能な減衰バルブＶ１において、駆動手段３が可動部材２に連結される磁歪素子４と、磁歪素子４に磁界を与えるコイル５とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】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、緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けられる固定部材１と、固定部材１に対して相対移動可能であって固定部材１と協働して通路を制限する可動部材２と、可動部材２に推力を与える駆動手段３とを備え、通路面積あるいは開弁圧を調節可能な減衰バルブＶ１において、駆動手段３が可動部材２に連結される磁歪素子４と、磁歪素子４に磁界を与えるコイル５とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰バルブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種減衰バルブにあっては、たとえば、車両用の緩衝器等に具現化され、緩衝器内に封入された作動油が通過する通路の途中に設けらており、緩衝器の伸縮時に生じる作動油の流れに抵抗を与えるとともに、この抵抗を通路面積の調節、すなわち通路面積の大きさを調節することによって変更して、緩衝器の発生減衰力を可変ならしめるものが知られている。
【０００３】
そして、このような減衰バルブは、たとえば、ニードル弁におけるニードルをソレノイドによって駆動して、通路面積を調節するようになっており、この通路面積の調節によって、主たる通路に設けたリーフバルブの背面に設けた押圧部材をリーフバルブ側へ押付ける圧力を作用させる背圧室内の圧力を制御して、リーフバルブの開弁圧を調節して緩衝器の発生減衰力を最適なものにするようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０６−３３０９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した減衰バルブの制御は、車両の走行状況をモニタする制御装置に行われ、制御装置の指令に対して実際に減衰バルブが減衰力を調整するまでの応答時間が短いほど制御性が向上するため、可能な限り応答時間を短縮したいが、従来の減衰バルブにあっては、ソレノイドを用いて減衰力を調節しており、応答時間はソレノイドの特性に依存して決まり、これ以上の応答性の向上を望むことが難しい。
【０００５】
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、減衰力調整の応答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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けられる固定部材と、固定部材に対して相対移動可能であって固定部材と協働して通路を制限する可動部材と、可動部材に推力を与える駆動手段とを備え、通路面積あるいは開弁圧を調節可能な減衰バルブにおいて、駆動手段が可動部材に連結される磁歪素子と、磁歪素子に磁界を与えるコイルとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の減衰バルブによれば、コイルへの通電量に応じて固定部材に対して可動部材を相対移動させて通路面積あるいは開弁圧を調節して、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【０００８】
そして、この固定部材の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【０００９】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブにおけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の縦断面図である。図２は、一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図３は、一実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図４は、他の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図５は、他の実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図６は、別の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【００１１】
一実施の形態における減衰バルブＶ１は、この実施の形態の場合、図１および図２に示すように、ユニフロー型に設定される緩衝器の減衰力発生用のバルブに具現化されており、緩衝器のシリンダ１０内に設けたロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路の途中に設けた固定部材たる弁座１と、弁座１に対して相対移動可能であって弁座１と協働して通路を制限する可動部材たる弁体２と、弁体２に推力を与える駆動手段たるアクチュエータ３とを備えて構成され、アクチュエータ３は、弁体２に連結される磁歪素子４と、磁歪素子４に磁界を与えるコイル５とを備えて、弁体２を弁座１に対して駆動して弁座１の間の通路面積を調節して緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００１２】
なお、緩衝器は、たとえば、図１に示すように、シリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されるピストン１１と、シリンダ１０内に移動挿入されてピストン１１に連結されるロッド１２と、シリンダ１０内に挿入したピストン１１で区画したロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２と、シリンダ１０の外周を覆ってシリンダ１０との間に排出通路１５を形成するパイプ１３と、さらに、パイプ１３の外周を覆ってパイプ１３との間にリザーバＲを形成する外筒１４とを備えて構成されており、ロッド側室Ｒ１、ピストン側室Ｒ２およびリザーバＲ内には作動油等の流体が充填されるとともにリザーバＲには作動油の他に気体が充填されている。なお、流体は、作動油以外にも、減衰力を発揮可能な流体であれば使用可能である。
【００１３】
そして、この緩衝器の場合、リザーバＲからピストン側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路１６と、ピストン１１に設けられてピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容するシリンダ内通路１７とを備え、排出通路１５はピストン側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、この場合、減衰バルブＶ１は、特許請求の範囲に言う通路としての排出通路１５の途中に設けられている。
【００１４】
この緩衝器は、圧縮作動する際には、ピストン１１が図１中下方へ移動してピストン側室Ｒ２が圧縮され、ピストン側室Ｒ２内の流体がシリンダ内通路１７を介してロッド側室Ｒ１へ移動する。この圧縮作動時には、ロッド１２がシリンダ１０内に侵入するためシリンダ１０内でロッド侵入体積分の流体が過剰となり、過剰分の流体がシリンダ１０から押し出されて排出通路１５を介してリザーバＲへ排出される。緩衝器は、ロッド側室Ｒ１から排出通路１５を通過してリザーバＲへ移動する流体の流れに減衰バルブＶ１で抵抗を与えることによって、シリンダ１０内の圧力を上昇させて圧側減衰力を発揮する。
【００１５】
反対に、緩衝器が伸長作動する際には、ピストン１１が図１中上方へ移動してロッド側室Ｒ１が圧縮され、ロッド側室Ｒ１内の流体が排出通路１５を介してリザーバＲへ移動する。この伸長作動時には、ピストン１１が上方へ移動してピストン側室Ｒ２の容積が拡大して、この拡大分に見合った流体が吸込通路１６を介してリザーバＲから供給される。そして、緩衝器は、ロッド側室Ｒ１から排出通路１５を通過してリザーバＲへ移動する流体の流れに減衰弁Ｖ１で抵抗を与えることによってロッド側室Ｒ１内の圧力を上昇させて伸側減衰力を発揮する。
【００１６】
上述したところから理解できるように、緩衝器は、伸縮作動を呈すると、必ずシリンダ１０内から排出通路１５を介して流体をリザーバＲへ排出し、流体がピストン側室Ｒ２、ロッド側室Ｒ１、リザーバＲを順に一方通行で循環するユニフロー型の緩衝器に設定され、伸圧両側の減衰力を単一の減衰バルブＶ１によって発生するようになっている。なお、ロッド１２の断面積をピストン１１の断面積の二分の一に設定しておくことで、同振幅であればシリンダ１０内から排出される流体量を伸圧両側で等しく設定できるため、減衰バルブＶ１が流れに与える抵抗を同じにしておくことで伸側と圧側の減衰力を同じに設定することができる。また、緩衝器の作動流体が気体であって体積補償が不要である場合にはリザーバの設置は任意であるが、この緩衝器の場合、ユニフロー型に設定されているため、リザーバを設けておくほうが好ましい。
【００１７】
つづいて、減衰バルブＶ１は、外筒１４の側方に設けた開口部１４ａに固定される中空なハウジング２０と、ハウジング２０内に収容されてパイプ１３の開口部に取付けられた有底筒状の弁座部材２１と、弁座部材２１に形成した環状の弁座１に遠近して離着座可能な弁体２と、弁体２に接続される磁歪素子４とコイル５とを備えてハウジング２０に取付けられるアクチュエータ３とを備えて構成されている。
【００１８】
ハウジング２０は、図２に示すように、筒状であって外筒１４の開口部１４ａに固定されており、このハウジング２０内には、弁座部材２１が収容される。そして、弁座部材２１は、有底筒状とされており図２中右端の底部外周に鍔２１ａが設けられ、当該鍔２１ａをハウジング２０の内周に嵌合させてある。また、底部にはこれを貫く孔２１ｂが設けられ、当該孔２１ｂの図２中右端となる外方側開口端の内縁で環状の弁座１を形成している。また、鍔２１ａの外周には切欠２１ｃが設けられている。
【００１９】
したがって、弁座部材２１は、ハウジング２０との間にリザーバＲに通じる環状隙間を形成し、また、弁座部材２１の内部はパイプ１３とシリンダ１０との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１に通じている。そして、上記孔２１ｂを介して弁座部材２１の内外が連通されており、パイプ１３とシリンダ１０との間の環状隙間、弁座部材２１内、孔２１ｂ、弁座部材２１とハウジング２０との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通され、これらでロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路たる排出通路１５を形成している。
【００２０】
転じて、アクチュエータ３は、コイル５を収容する筒状のコイルケース６と、コイルケース６の図２中右端内周に螺着されてコイルケース６内を封止するキャップ７と、一端がキャップ７に保持されてコイルケース６内に収容されコイル５内に配置される磁歪素子４とを備えて構成され、コイルケース６の図２中左端に設けた筒状のソケット部６ａをハウジング２０の外周に嵌合し、外周からロール加締めを施すことによってハウジング２０に固定されている。
【００２１】
コイルケース６は、ケース内筒６ｂと、ケース内筒６ｂの間に空間を形成するケース外筒６ｃとを備えて、当該空間内にコイル５を収容している。この場合、コイルケース６は、このようにコイル５を収容可能なように、ケース内筒６ｂとケース外筒６ｃの二つの部品で構成されている。また、コイルケース６は、外周に切欠孔６ｄを備えており、コイル５には、この切欠孔６ｄに挿通される電力供給用のリード線５ａを介して図示しない外部電源から電流供給されるようになっている。
【００２２】
なお、コイルケース６の内周とキャップ７の外周との間にはシールリング８が介装されており、コイルケース６とキャップ７との間がシールされるとともに、コイルケース６のソケット部６ａの内周とハウジング２０の外周との間にもシールリング９が介装され、コイルケース６とハウジング２０との間がシールされ、これらシールリング８，９によってハウジング２０、コイルケース６およびキャップ７で形成される空間が密閉状体に維持されている。
【００２３】
なお、このコイルケース６の場合、図示したところでは、ハウジング２０にソケット６ａをロール加締めすることによって固定されているが、ハウジング２０とソケット６ａに螺子部を形成して両者を螺子締結することでコイルケース６とハウジング２０とを固定するようにしてもよい。また、コイルケース６の構成および形状は任意であり、上記したところに限定されない。
【００２４】
また、磁歪素子４は、コイル５が励磁されることによる磁界の発生や磁界の大きさの調節によって、伸長する正歪を生じて軸方向の長さを変更することができるようになっている。なお、磁歪素子４は、作用する磁界の大きさに対する歪量が大きい超磁歪素子とすると、伸縮量を大きくできるので好ましい。
【００２５】
弁体２は、この場合、弁座部材１に離着座する円錐台状の弁頭２ａと、弁頭２ａの外周に設けたフランジ２ｂとを備えたポペット型の弁体とされ、上記した磁歪素子４の他端に連結されており、弁体２におけるフランジ２ｂと弁座部材２１の底部との間には、皿バネ２２が介装され、弁体２は弁座１から遠ざかる方向へ附勢されている。そして、弁体２は、コイル５の励磁によって磁歪素子４が伸長すると弁座１側へ接近し、コイル５への通電量に応じて弁座１に対する弁体２の位置を調節でき、当該弁座１と弁体２の間で形成される環状隙間の面積、すなわち、通路面積を調節することができるようになっている。なお、皿バネ２２あるいは弁体２には、弁体２と弁座１との間を通過した流体が、ハウジング２０と弁座部材２１との間の環状隙間へ移動することが可能なように、切欠を備えており、この場合、弁体２のフランジ２ｂに切欠２ｃを設けてある。
【００２６】
また、この場合、磁歪素子４は、正歪を呈するが、磁界の作用によって収縮する負歪を呈するものを採用してもよく、また、永久磁石で磁歪素子４にバイアス磁界を作用させてコイル５への通電量と磁歪素子４の歪量を任意に設定できるようにしてもよい。なお、弁座部材２１の底部には、孔２１ｂを迂回するオリフィス孔２１ｄが設けられており、オリフィス孔２１ｄを設けることによって、寸法公差によってコイル５へ通電が断たれた状態で弁体２の弁頭２ａが完全に弁座１に接触して孔２１ｂを閉塞状態としてしまうような事態が生じても通路が完全遮断されて緩衝器が伸縮不能に落ちってしまうことが防止され、減衰バルブＶ１の組み立てを簡単ならしめることができる。
【００２７】
さらに、この実施の形態の場合、弁体２を弁座１から遠ざかるように附勢しているので、磁歪素子４に弁体２を介して皿バネ２２の附勢力を作用させているが、こうすることによって、磁歪素子４に予荷重を与えて磁歪素子４の変位量を大きくすることができるようになっているが、予荷重を与えずとも充分な変位量が確保できるのであれば皿バネ２２を廃止してもよい。また、この場合、弁体２を磁歪素子４に連結しているが、磁歪素子４に弁頭を形成して、磁歪素子４自体を弁体としてもよい。
【００２８】
このように構成された減衰バルブＶ１にあっては、コイル５の励磁によって磁界が磁歪素子４に作用すると、磁歪素子４が弁体２に推力を与えて弁座１に対して弁体２を軸方向となる図２中左右方向へ変位させ、弁座１と弁体２との間の通路における通路面積を、コイル５への通電量に応じて変更させることができる。
【００２９】
そして、この弁体２の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００３０】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ１におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００３１】
つづいて、一実施の形態の変形例における減衰バルブＶ２について説明する。この減衰バルブＶ２は、一実施の形態と同様の緩衝器に適用されており、図３に示すように、一実施の形態の減衰バルブＶ１の構成によって開弁圧が制御される主弁３０を追加したものである。この変形例における減衰バルブＶ２の説明に当たり、一実施の形態の減衰バルブＶ１と同様の部材については、説明が重複するので、同じ符号を付すのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００３２】
この主弁３０は、上記の一実施の形態の減衰バルブＶ１の構成と同様の構成によって弁座部材３４内に摺動自在に挿入された主弁体３１の背面圧を調節して、主弁体３１が主弁座３２ａから離座する開弁圧を制御するようにしている。
【００３３】
そのため、一実施の形態の変形例における減衰バルブＶ２は、弁座部材３４とパイプ１３の開口部との間に主弁座３２ａを備えた主弁座部材３２を介装し、この主弁座部材３２に離着座可能な主弁体３１を弁座部材３４内に摺動自在に挿入し、主弁体３１を主弁座３２ａへ向けて附勢するバネ３３を主弁体３１と弁座部材３４の底部との間に介装してある。
【００３４】
また、主弁座部材３２は、パイプ１３の開口部に挿入される筒部３２ｂと、筒部３２ｂの図３中右端外周に設けた鍔状の主弁座３２ａとを備えて構成され、ハウジング２０に固定される弁座部材３４とパイプ１３とによって挟持されて、緩衝器に固定されている。そして、弁座部材３４の図３中左端には切欠３４ｄが設けられており、この切欠３４ｄを介して弁座部材３４内とリザーバＲとが連通されるようになっている。すなわち、切欠３４ｄは、弁体２と弁座１とが設けられる通路を迂回してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通させて主通路を形成しており、上記主弁３０は主通路の途中に設けられている。
【００３５】
弁座部材３４は、内部で図３中左右に動く主弁体３１を収容するため、一実施の形態における減衰バルブＶ１における弁座部材２１より軸方向に長くされており、切欠３４ｄが設けられるほかは弁座部材２１と同様に、底部に設けた孔３４ａと、ハウジング２０に当接する鍔３４ｂと、鍔３４ｂの外周に設けた切欠３４ｃとを備えて構成されている。
【００３６】
主弁体３１は、有底筒状であって、筒部３１ａを弁座部材３４の内周に摺接させており、弁座部材３４内を主弁座３２ａ側となる正面側の空間Ａと弁座部材３４の底部側となる背面側の空間Ｂとに仕切っている。また、主弁体３１は、底部３１ｂにオリフィス孔３１ｂを備えており、正面側の空間Ａと背面側の空間Ｂとを連通させるとともに、正面側の圧力と背面側の圧力とに差圧が生じるようになっている。
【００３７】
なお、この実施の形態の場合、通路は、シリンダ１０とパイプ１３との間に環状隙間から主弁座部材３２の筒部３２ｂ内、主弁体３１のオリフィス孔３１ｂ、弁座部材３４内に形成される上記した背面側の空間Ｄ、弁座部材３４とハウジング２０との間の環状隙間によって形成されてロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、ロッド側室Ｒ１から主弁座部材３２の筒部３２ｂへ通じた後に切欠３４ｄによって主通路と分岐されている。
【００３８】
そして、この背面側の空間Ｂの圧力は、一実施の形態の減衰バルブＶ１と同様の構成のバルブによって調節されるようになっており、具体的には、弁体２と弁座１との間の環状隙間の大きさによって、当該環状隙間を通過する流体の流れに与える抵抗を変化させ、オリフィス孔３１ｂと環状隙間との間の圧力、すなわち、上記した主弁体３１の背面側に作用する背面側の空間Ｂ内の圧力を調節し、主弁体３１が主弁座３２ａから離座する時の圧力、つまり、主弁３０における開弁圧を調節するようにしている。
【００３９】
そして、正面側から作用するロッド側室Ｒ１の圧力によって主弁体３１を図３中右方へ押す力が、背面側から作用する圧力とバネ３３のバネ力によって主弁体３１を図３中左方へ押す力に打ち勝つと、主弁体３１が主弁座３２ａから離座して主弁座３２ａとの間に隙間を生じさせ、この隙間を通過した流体は切欠３４ｄを介してリザーバＲへ移動するようになる。そして、この隙間を通過する流体の流れに対して主弁体３１と主弁座３２ａとで抵抗を与えることによって緩衝器が減衰力を発揮する。
【００４０】
したがって、この一実施の形態の変形例における減衰バルブＶ２にあっては、コイル５への通電量に応じて弁体２と弁座１とで通路面積の大きさ、つまり開弁度合を調節することで、主弁体３１の背面側に作用する背面側の空間Ｂ内の圧力を調節し、主弁体３１が主弁座３２ａから離座する開弁圧を調節して緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００４１】
つまり、このように構成された減衰バルブＶ２にあっては、コイル５の励磁によって磁界が磁歪素子４に作用すると、磁歪素子４が弁体２に推力を与えて弁座１に対して弁体２を軸方向となる図３中左右方向へ変位させ、弁座１と弁体２との間の通路における通路面積をコイル５への通電量に応じて変更させることで主弁体３１の開弁圧を調節することができる。
【００４２】
そして、この弁体２の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００４３】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ１におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００４４】
つづいて、他の実施の形態の減衰バルブＶ３について説明する。この他の実施の形態の減衰バルブＶ３は、図４に示すように、上述の減衰バルブＶ１，Ｖ２と同様に、ユニフロー型に設定される緩衝器の減衰力発生用のバルブに具現化されており、緩衝器のシリンダ１０内に設けたロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路の途中に設けた固定部材たる弁体４０と、弁体４０に対して相対移動可能であって弁体４０と協働して通路を制限する可動部材たる弁座部材４１と、弁座部材４１に推力を与える駆動手段たるアクチュエータ４２とを備えて構成され、アクチュエータ４２は、弁座部材４１に連結される磁歪素子４３と、磁歪素子４３に磁界を与えるコイル４４とを備えて、弁座部材４1を弁体４０に対して駆動して弁体４０の開弁圧を調節して緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００４５】
減衰バルブＶ３は、詳細には、図４に示すように、外筒１４の側方に設けた開口部１４ａに固定される中空なハウジング４５と、パイプ１３の開口部に設けたスリーブ１３ａに螺着されてハウジング４５内に突出する軸４６と、軸４６に内周が固定されて外周を自由端として撓みが許容される環状板でなる弁体４０と、ハウジング４５内に摺動自在に挿入されて弁体４０の外周に対向する環状弁座４１ａを備えた弁座部材４１と、ハウジング４５に取付けられるアクチュエータ４２とを備えて構成されている。
【００４６】
ハウジング４５は、図４に示すように、筒状とされて外筒１４の開口部１４ａに固定され、このハウジング４５内には、摺動自在に弁座部材４１が収容される。そして、弁座部材４１は、有底筒状とされており、筒部の先端となる図４中左端には環状の弁座４１ａが設けられ、図４中右端の底部にはこれを貫く透孔４１ｂが設けられ、弁座部材４１の外周にはシールリング４７が装着され、当該シールリング４７によって弁座部材４１とハウジング４０との間がシールされている。
【００４７】
軸４６は、中空であって基端となる図４中左端がスリーブ１３ａの内周に螺合され、先端となる図４中右端外周には鍔４６ａが設けられている。この軸４６の外周には、間座４８，４９とこれらに挟持される環状板でなる弁体４０が組み付けられており、間座４８，４９および弁体４０は、スリーブ１３ａと鍔４６ａとで挟持されて軸４６に固定されるようになっている。
【００４８】
なお、弁体４０は、複数の環状板を積み重ねて構成されており、環状板の枚数やそれぞれの外径の設定によって撓み剛性を任意に設定できるようになっているが、環状板の枚数および外径は、この減衰バルブＶ３が適用される緩衝器に発生させる減衰力に応じて任意の設定することができる。
【００４９】
そして、上記弁体４０に弁座部材４１における弁座４１ａを当接させており、弁体４０に弁座４１ａを当接させた状態で、弁座部材４１を弁体４０に対して軸方向となる図４中左右方向へ移動せしめて、弁体４０における初期撓み量を調節することができるようになっており、初期撓み量を調節することで弁体４０が弁座４１ａから離座する開弁圧を調節することができるようになっている。なお、弁座部材４１が有底筒状とされているので、弁体４０に対して遠近しても弁体４０を排出通路１５の途中に固定的に支持するための軸４６に干渉しないようになっている。
【００５０】
また、弁体４０が撓んで弁座４１ａから離座すると、シリンダ１０とパイプ１３との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１に通じている軸４６内が弁体４０と弁座４１ａとの間に形成される通路を介してリザーバＲへ通じて、ロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通されることになる。
【００５１】
したがって、この実施の形態の場合、パイプ１３とシリンダ１０との間の環状隙間、軸４６内、ハウジング４５と軸４６の外周との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通され、これらでロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路たる排出通路１５を形成している。
【００５２】
転じて、アクチュエータ４２は、コイル４４を収容する筒状のコイルケース５０と、コイルケース５０の図４中右端内周に螺着されてコイルケース５０内を封止するキャップ５１と、一端がキャップ５１に保持されてコイルケース５０内に収容されコイル４４内に配置される磁歪素子４３とを備えて構成され、コイルケース５０の図４中左端に設けた筒状のソケット部５０ａをハウジング４５の外周に螺号することでハウジング４５に固定されるようになっている。
【００５３】
コイルケース５０は、ケース内筒５０ｂと、ケース内筒５０ｂの間に空間を形成するケース外筒５０ｃとを備えて、当該空間内にコイル４４を収容している。この場合、コイルケース５０は、このようにコイル４４を収容可能なように、ケース内筒５０ｂとケース外筒５０ｃの二つの部品で構成されている。また、コイルケース５０は、外周に切欠孔５０ｄを備えており、コイル４４には、この切欠孔５０ｄに挿通される電力供給用のリード線４４ａを介して図示しない外部電源から電流供給されるようになっている。
【００５４】
なお、コイルケース５０の内周とキャップ５１の外周との間にはシールリング５２が介装されており、コイルケース５０とキャップ５１との間がシールされ、ハウジング４０、コイルケース５０およびキャップ５１で形成される空間が密閉状体に維持されている。
【００５５】
また、磁歪素子４３は、コイル４４が励磁されることによる磁界の発生や磁界の大きさの調節によって、伸長する正歪を生じて軸方向の長さを変更することができるようになっている。なお、磁歪素子４３は、作用する磁界の大きさに対する歪量が大きい超磁歪素子とすると、伸縮量を大きくできるので好ましい。なお、磁歪素子４３に、負歪を呈するものを採用してもよい。
【００５６】
そして、弁座部材４１は、上述したように弁体４０に当接して弁体４０に初期撓みを与えており、磁歪素子４３には、弁座部材４１を介して弁体４０の初期撓みによる附勢力が作用して予荷重が与えられているので、磁歪素子４３の歪量が確保されており、他の手立てによって予荷重を与える必要はないようになっている。
【００５７】
また、弁座部材４１の底部に透孔４１ｂが設けられているので、軸４６内を介して弁座部材４１に作用するロッド側室Ｒ１内の圧力で弁座部材４１を図４中左右のいずれか一方に押付けてしまうといった事態が阻止され、圧力による影響を受けずに磁歪素子４３の推力によって弁座部材４１を変位させることができるようになっている。
【００５８】
このように構成された他の実施の形態の減衰バルブＶ３にあっては、緩衝器が伸縮して、ロッド側室Ｒ１から排出通路１５を通過してリザーバＲへ移動しようとする流体に弁体４０と弁座４１ａとによって抵抗を与えて減衰力を発生するが、ロッド側室Ｒ１の圧力が弁体４０の開弁圧に達していないと弁体４０は弁座４１ａに着座したままとなり、流体は、弁体４０の外周に設けられる図示しない切欠あるいは弁座４１ａの一部に設けた図示しない凹みによって形成されるオリフィスを通過してリザーバＲへ排出される。
【００５９】
これに対して、ピストン速度が大きくなりロッド側室Ｒ１内の圧力が弁体４０の開弁圧以上となると、弁体４０が撓んで弁座４１ａから離座して弁座４１ａとの間に隙間を生じせしめて流体の流れを許容しつつ当該流れに抵抗を与えて減衰力を発生させる。
【００６０】
ここで、減衰バルブＶ３にあっては、コイル４４に供給する電流量に応じて磁歪素子４３の軸方向長さを調節して、弁座部材４１の弁体４０に対する軸方向の相対位置を調節することができ、当該調節によって弁体４０の初期撓み量を調節できるようになっている。
【００６１】
したがって、この減衰バルブＶ３にあっては、コイル４４への通電量に応じて弁体４０の初期撓み量を調節することで、弁体４０の開弁圧を調節して、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００６２】
そして、この減衰バルブＶ３にあっては、弁座部材４１の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４３を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００６３】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ３におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００６４】
次に、他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ４について説明する。この減衰バルブＶ４もまた他の実施の形態と同様の緩衝器に適用されており、図５に示すように、他の実施の形態一実施の形態の減衰バルブＶ３の構成によって開弁圧が制御される主弁６０を追加したものである。この変形例における減衰バルブＶ３の説明に当たり、上記した各実施の形態の減衰バルブと同様の部材については、説明が重複するので、同じ符号を付すのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００６５】
この主弁６０は、上記の他の実施の形態の減衰バルブＶ３の構成と同様の構成によって弁体保持部材６４内に摺動自在に挿入された主弁体６１の背面圧を調節して、主弁体６１が主弁座６２ａから離座する開弁圧を制御するようにしている。
【００６６】
そのため、他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ４は、弁体保持部材６４とパイプ１３の開口部との間に主弁座６２ａを備えた主弁座部材６２を介装し、この主弁座部材６２に離着座可能な主弁体６１を弁座部材６４内に摺動自在に挿入し、主弁体６１を主弁座６２ａへ向けて附勢するバネ６３を主弁体６１と弁体保持部材６４の底部との間に介装してある。
【００６７】
また、主弁座部材６２は、パイプ１３の開口部に挿入される筒部６２ｂと、筒部６２ｂの図５中右端外周に設けた鍔状の主弁座６２ａとを備えて構成され、筒状のハウジング６５に嵌合される弁体保持部材６４とパイプ１３とによって挟持されて、緩衝器に固定されている。そして、弁体保持部材６４の図５中左端には切欠６４ａが設けられており、この切欠６４ａを介して弁体保持部材６４内とリザーバＲとが連通されるようになっている。すなわち、切欠６４ａは、弁体４０と弁座４１ａとが設けられる通路を迂回してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通させて主通路を形成しており、上記主弁６０は主通路の途中に設けられている。
【００６８】
弁体保持部材６４は、有底筒状であって、底部に弁体４０の内周を固定する中空な軸６４ｄを備え、筒部の内周には図５中左右に動く主弁体６１が収容され、筒部に設けた切欠６４ａと、外周に設けたハウジング６５の内周に当接する鍔６４ｂと、鍔６４ｂの外周に設けた切欠６４ｃとを備えて構成されている。なお、ハウジング６５に固定されるコイルケース５０と弁保持部材６４との間には、筒状のスペーサ６６が介装されており、弁保持部材６４は、当該スペーサ６６および主弁座部材６２を介してコイルケース５０とパイプ１３とによって挟持され、ハウジング６５に対して位置決めされて固定されている。
【００６９】
主弁体６１は、有底筒状であって、筒部６１ａを弁体保持部材６４の内周に摺接させており、弁体保持部材６４内を主弁座６２ａ側となる正面側の空間Ｃと弁体保持部材６４の底部側となる背面側の空間Ｄとに仕切っている。また、主弁体６１は、底部６１ｂにオリフィス孔６１ｂを備えており、正面側の空間Ｃと背面側の空間Ｄとを連通させるとともに、正面側の圧力と背面側の圧力とに差圧が生じるようになっている。
【００７０】
なお、この実施の形態の場合、通路は、シリンダ１０とパイプ１３との間に環状隙間から主弁座部材６２の筒部６２ｂ内、主弁体６１のオリフィス孔６１ｂ、弁体保持部材６４内に形成される上記した背面側の空間Ｄ、弁体保持部材６４とハウジング６５との間の環状隙間によって形成されてロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、ロッド側室Ｒ１から主弁座部材６２の筒部６２ｂへ通じた後に切欠６４ａによって主通路と分岐されている。
【００７１】
そして、この背面側の空間Ｄの圧力は、他実施の形態の減衰バルブＶ３と同様の構成のバルブによって調節されるようになっており、具体的には、弁体４０の開弁圧の大きさによって、弁体４０と弁座４１ａとの間の通路を通過する流体の流れに与える抵抗を変化させ、オリフィス孔６１ｂと弁体４０との間の圧力、すなわち、上記した主弁体６１の背面側に作用する背面側の空間Ｄ内の圧力を調節し、主弁体６１が主弁座６２ａから離座する時の圧力、つまり、主弁６０における開弁圧を調節するようにしている。
【００７２】
そして、正面側から作用するロッド側室Ｒ１の圧力によって主弁体６１を図５中右方へ押す力が、背面側から作用する圧力とバネ６３のバネ力によって主弁体６１を図５中左方へ押す力に打ち勝つと、主弁体６１が主弁座６２ｃから離座して主弁座６２ｃとの間に隙間を生じさせ、この隙間を通過した流体は切欠６４ａを介してリザーバＲへ移動するようになる。そして、この隙間を通過する流体の流れに対して主弁体６１と主弁座６２ｃとで抵抗を与えることによって緩衝器が減衰力を発揮する。
【００７３】
したがって、この他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ４にあっては、コイル４４への通電量に応じて弁体４０が弁座４１ａから離座する開弁圧を調節することで、主弁体６１の背面側に作用する背面側の空間Ｄ内の圧力を調節し、主弁体６１が主弁座５２ａから離座する開弁圧を調節して緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００７４】
そして、この弁座部材４１の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４３を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００７５】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ４におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００７６】
最後に、別の実施の形態の減衰バルブＶ５について説明する。この別の実施の形態の減衰バルブＶ５は、図６に示すように、上述の減衰バルブＶ１，Ｖ３と同様に、ユニフロー型に設定される緩衝器の減衰力発生用のバルブに具現化されており、緩衝器のシリンダ１０内に設けたロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路の途中に設けた固定部材たるバルブディスク７０と、バルブディスク７０に設けた弁孔７０ａに摺動自在に挿入されてバルブディスク７０に対して相対移動可能な可動部材たるスプール７１と、スプール７１に推力を与える駆動手段たるアクチュエータ７２とを備えて構成され、アクチュエータ７２は、スプール７１に連結される磁歪素子７３と、磁歪素子７３に磁界を与えるコイル７４とを備えて、スプール７1をバルブディスク７０に対して駆動して通路面積を調節して緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００７７】
減衰バルブＶ５は、具体的には、図６に示すように、外筒１４の側方に設けた開口部１４ａに固定される中空なハウジング７５と、ハウジング７５内に収容固定される固定部材たるバルブディスク７０と、バルブディスク７０に設けた弁孔７０ａと、弁孔７０ａ内に摺動自在に挿入される可動部材たる有底筒状のスプール７１と、ハウジング７５に取付けられてスプール７１をバルブディスク７０に対して相対移動させるアクチュエータ７２とを備えて構成され、スプール７１が筒部にスプール７１の内外を連通するポート７１ａを備えており、当該ポート７１ａを介してロッド側室Ｒ１とリザーバＲを連通することができるようになっている。
【００７８】
また、この場合、スプール７１の筒部に設けたスプール７１の内外を連通するポート７１ａを弁孔７０ａの周面を対向させて当該ポート７１ａと弁孔７０ａの重なり度合に応じてポート７１ａが開放される面積、すなわち、ポート７１ａにおける弁孔７０ａの周面にて閉塞されない面積を調節することができるようになっており、スプール７１をバルブディスク７０に対して図６中左右方向へ相対移動させることでポート７１ａの開放面積を調節するようになっており、このスプール７１の駆動を磁歪素子７３で行うようになっている。
【００７９】
詳しくは、バルブディスク７０は、有底筒状とされて、底部に設けた弁孔７０ａと、外周に設けられてハウジング７５の内周に設けた段部７５ａに嵌合する鍔７０ｂと、鍔７０ｂに設けた透孔７０ｃと、筒部の先端となる図６中左端に設けた環状弁座７０ｄとを備えて構成されている。そして、バルブディスク７０における鍔７０ｂがハウジング７５に固定されるアクチュエータ７２と段部７５ａとで挟み込まれており、これによってバルブディスク７０はハウジング７５に固定されている。
【００８０】
つづいて、弁孔７０ａ内に摺動自在に挿入されるスプール７１は、有底筒状とされて、筒部に設けられて内外を連通するポート７１ａと、底部外周に設けられたフランジ７１ｂとを備え、フランジ７１ｂとバルブディスク７０の底部との間に介装した皿バネ７８によって、スプール７１は弁孔７０ａからアクチュエータ７２側となる図６中右方へ突出するように附勢されている。
【００８１】
また、バルブディスク７０内は、パイプ１３の開口部に設けたスリーブ１３ａに螺着されてハウジング７５内に突出する中空な軸７７内を介してロッド側室Ｒ１へ連通されている。したがって、ロッド側室Ｒ１は、軸７７内、バルブディスク７０の筒部内、スプール７１のポート７１ａ、バルブディスク７０に設けた透孔７０ｃ、およびバルブディスク７０の外周とハウジング７５の内周との間の環状隙間を介してリザーバＲへ通じており、これらで通路を形成している。
【００８２】
そして、上記スプール７１におけるポート７１ａの開放面積が調節される通路面積であり、通路面積の調節によって通路を通過する流体の流れに与える抵抗を調整するようになっている。
【００８３】
この調整には、スプール７１に連結される磁歪素子７３と、磁歪素子７３の外周に配置したコイル７４とを備えたアクチュエータ７２によって行われることになる。アクチュエータ７２は、コイル７４を内部に保持するとともにハウジング７５に固定される筒状のコイルケース７９と、コイルケース７９の開口端を密閉するキャップ８０と、キャップ８０に保持されてコイル７４内に収容される磁歪素子７３とを備えて構成され、磁歪素子７３をスプール７１に連結している。なお、スプール７１が皿バネ７８によって附勢され、磁歪素子７３にも当該附勢力が作用するので、磁歪素子７３に予荷重を作用させる別の手立てを設ける必要はない。磁歪素子７３は、正歪と呈するものでも負歪を呈するものでもよい。
【００８４】
なお、アクチュエータ７２とハウジング７５との間、およびコイルケース７９とキャップ８０との間には、それぞれシールリング８１，８２が介装されており、ハウジング７５、コイルケース７９およびキャップ８０で形成される空間は密閉状態に維持されている。
【００８５】
さらに、この実施の形態にあっては、上記通路を迂回する減衰通路を備え、当該減衰通路の途中にリーフバルブ７６を設けてある。具体的には、この減衰バルブＶ５にあっては、上述の中空な軸７７に上述のリーフバルブ７６の内周を固定してあり、この軸７７に固定されて外周を自由端として撓みが許容されるリーフバルブ７６を当該環状弁座７０ｄに着座させている。
【００８６】
よって、リーフバルブ７６がロッド側室Ｒ１の圧力の作用によって撓むと、環状弁座７０ｂから離座してバルブディスク７０と軸７７との間の環状の減衰通路を開放して、当該減衰通路を介してロッド側室Ｒ１をリザーバＲへ連通するとともに当該減衰通路を通過する流体の流れに抵抗を与えるようになっている。
【００８７】
したがって、この減衰バルブＶ５では、通路の途中に設けたスプール７１およびバルブディスク７０と、減衰通路の途中に設けたリーフバルブ７６とで協働して緩衝器に減衰力を発揮させるとともに、通路における通路面積を調節することでこの緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００８８】
そして、このように構成された減衰バルブＶ５にあっては、コイル７４に供給する電流量に応じて磁歪素子７３の軸方向長さを調節して、ポート７１ａのバルブディスク７０に対する相対位置を調節することで通路面積を調節でき、当該調節によって通路を通過する流体に与える抵抗を調節することができる。
【００８９】
したがって、この減衰バルブＶ５にあっては、コイル４４への通電量に応じて通路面積を調節することで、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００９０】
そして、この減衰バルブＶ５にあっては、スプール７１の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子７３を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００９１】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ５におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００９２】
なお、緩衝器は、上述したところでは、ユニフロー型に設定されているので、一つの減衰バルブで伸圧の減衰力を調節することができ、経済性に優れるが、緩衝器の構成は上述したものに限定されるものではなく、また、減衰バルブは、緩衝器のピストン部に具現化されてもよい。
【００９３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の縦断面図である。
【図２】一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図３】一実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図４】他の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図５】他の実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図６】別の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 固定部材たる弁座
２ 可動部材たる弁体
２ａ 弁体における弁頭
２ｂ 弁体におけるフランジ
３，４２，７２ 駆動手段たるアクチュエータ
４，４３，７３ 磁歪素子
５，４４，７４ コイル
５ａ，４４ａ リード線
６，５０，７９ コイルケース
６ａ，５０ａ コイルケースにおけるソケット部
６ｂ，５０ｂ コイルケースにおけるケース内筒
６ｃ，５０ｃ コイルケースにおけるケース外筒
６ｄ，５０ｄ コイルケースにおける切欠孔
７，５１，８０ キャップ
８，９，４７，８１，８２ シールリング
１０ シリンダ
１１ ピストン
１２ ロッド
１３ パイプ
１３ａ スリーブ
１４ 外筒
１４ａ 外筒における開口部
１５ 排出通路
１６ 吸込通路
１７ シリンダ内通路
２０，４５，６５，７５ ハウジング
２１ 弁座部材
２１ａ 弁座部材における鍔
２１ｂ 弁座部材における孔
２１ｃ 弁座部材における切欠
２１ｄ 弁座部材におけるオリフィス孔
２２，７８ 皿バネ
３０，６０ 主弁
３１，６１ 主弁体
３１ａ，６１ａ 主弁体における筒部
３１ｂ，６１ｂ 主弁体におけるオリフィス孔
３２，６２ 主弁座部材
３２ａ，６２ａ 主弁座部材における主弁座
３２ｂ，６２ｂ 主弁座部材における筒部
３３，６３ バネ
３４ 弁座部材
３４ａ 弁座部材における孔
３４ｂ 弁座部材における鍔
３４ｃ，３４ｄ 弁座部材における切欠
４０ 固定部材たる弁体
４１ 可動部材たる弁座部材
４１ａ 弁座部材における弁座
４１ｂ 弁座部材における透孔
４６，７７ 軸
４６ａ 軸における鍔
４８，４９ 間座
６４ 弁体保持部材
６４ａ，６４ｃ 弁体保持部材における切欠
６４ｂ 弁体保持部材における鍔
６４ｄ 弁体保持部材における軸
６６ スペーサ
７０ 固定部材たるバルブディスク
７０ａ バルブディスクにおける弁孔
７１ 可動部材たるスプール
７１ａ スプールにおけるポート
７０ｂ バルブディスクにおける鍔
７０ｃ バルブディスクにおける透孔
７０ｄ バルブディスクにおける環状弁座
７１ｂ スプールにおけるフランジ
７５ａ ハウジングにおける段部
７６ リーフバルブ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 空間
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ 減衰バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰バルブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種減衰バルブにあっては、たとえば、車両用の緩衝器等に具現化され、緩衝器内に封入された作動油が通過する通路の途中に設けらており、緩衝器の伸縮時に生じる作動油の流れに抵抗を与えるとともに、この抵抗を通路面積の調節、すなわち通路面積の大きさを調節することによって変更して、緩衝器の発生減衰力を可変ならしめるものが知られている。
【０００３】
そして、このような減衰バルブは、たとえば、ニードル弁におけるニードルをソレノイドによって駆動して、通路面積を調節するようになっており、この通路面積の調節によって、主たる通路に設けたリーフバルブの背面に設けた押圧部材をリーフバルブ側へ押付ける圧力を作用させる背圧室内の圧力を制御して、リーフバルブの開弁圧を調節して緩衝器の発生減衰力を最適なものにするようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０６−３３０９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した減衰バルブの制御は、車両の走行状況をモニタする制御装置に行われ、制御装置の指令に対して実際に減衰バルブが減衰力を調整するまでの応答時間が短いほど制御性が向上するため、可能な限り応答時間を短縮したいが、従来の減衰バルブにあっては、ソレノイドを用いて減衰力を調節しており、応答時間はソレノイドの特性に依存して決まり、これ以上の応答性の向上を望むことが難しい。
【０００５】
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、減衰力調整の応答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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けられる固定部材と、固定部材に対して相対移動可能であって固定部材と協働して通路を制限する可動部材と、可動部材に推力を与える駆動手段とを備え、通路面積あるいは開弁圧を調節可能な減衰バルブにおいて、駆動手段が可動部材に連結される磁歪素子と、磁歪素子に磁界を与えるコイルとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の減衰バルブによれば、コイルへの通電量に応じて固定部材に対して可動部材を相対移動させて通路面積あるいは開弁圧を調節して、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【０００８】
そして、この固定部材の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【０００９】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブにおけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の縦断面図である。図２は、一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図３は、一実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図４は、他の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図５は、他の実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。図６は、別の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【００１１】
一実施の形態における減衰バルブＶ１は、この実施の形態の場合、図１および図２に示すように、ユニフロー型に設定される緩衝器の減衰力発生用のバルブに具現化されており、緩衝器のシリンダ１０内に設けたロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路の途中に設けた固定部材たる弁座１と、弁座１に対して相対移動可能であって弁座１と協働して通路を制限する可動部材たる弁体２と、弁体２に推力を与える駆動手段たるアクチュエータ３とを備えて構成され、アクチュエータ３は、弁体２に連結される磁歪素子４と、磁歪素子４に磁界を与えるコイル５とを備えて、弁体２を弁座１に対して駆動して弁座１の間の通路面積を調節して緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００１２】
なお、緩衝器は、たとえば、図１に示すように、シリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されるピストン１１と、シリンダ１０内に移動挿入されてピストン１１に連結されるロッド１２と、シリンダ１０内に挿入したピストン１１で区画したロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２と、シリンダ１０の外周を覆ってシリンダ１０との間に排出通路１５を形成するパイプ１３と、さらに、パイプ１３の外周を覆ってパイプ１３との間にリザーバＲを形成する外筒１４とを備えて構成されており、ロッド側室Ｒ１、ピストン側室Ｒ２およびリザーバＲ内には作動油等の流体が充填されるとともにリザーバＲには作動油の他に気体が充填されている。なお、流体は、作動油以外にも、減衰力を発揮可能な流体であれば使用可能である。
【００１３】
そして、この緩衝器の場合、リザーバＲからピストン側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路１６と、ピストン１１に設けられてピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容するシリンダ内通路１７とを備え、排出通路１５はピストン側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、この場合、減衰バルブＶ１は、特許請求の範囲に言う通路としての排出通路１５の途中に設けられている。
【００１４】
この緩衝器は、圧縮作動する際には、ピストン１１が図１中下方へ移動してピストン側室Ｒ２が圧縮され、ピストン側室Ｒ２内の流体がシリンダ内通路１７を介してロッド側室Ｒ１へ移動する。この圧縮作動時には、ロッド１２がシリンダ１０内に侵入するためシリンダ１０内でロッド侵入体積分の流体が過剰となり、過剰分の流体がシリンダ１０から押し出されて排出通路１５を介してリザーバＲへ排出される。緩衝器は、ロッド側室Ｒ１から排出通路１５を通過してリザーバＲへ移動する流体の流れに減衰バルブＶ１で抵抗を与えることによって、シリンダ１０内の圧力を上昇させて圧側減衰力を発揮する。
【００１５】
反対に、緩衝器が伸長作動する際には、ピストン１１が図１中上方へ移動してロッド側室Ｒ１が圧縮され、ロッド側室Ｒ１内の流体が排出通路１５を介してリザーバＲへ移動する。この伸長作動時には、ピストン１１が上方へ移動してピストン側室Ｒ２の容積が拡大して、この拡大分に見合った流体が吸込通路１６を介してリザーバＲから供給される。そして、緩衝器は、ロッド側室Ｒ１から排出通路１５を通過してリザーバＲへ移動する流体の流れに減衰弁Ｖ１で抵抗を与えることによってロッド側室Ｒ１内の圧力を上昇させて伸側減衰力を発揮する。
【００１６】
上述したところから理解できるように、緩衝器は、伸縮作動を呈すると、必ずシリンダ１０内から排出通路１５を介して流体をリザーバＲへ排出し、流体がピストン側室Ｒ２、ロッド側室Ｒ１、リザーバＲを順に一方通行で循環するユニフロー型の緩衝器に設定され、伸圧両側の減衰力を単一の減衰バルブＶ１によって発生するようになっている。なお、ロッド１２の断面積をピストン１１の断面積の二分の一に設定しておくことで、同振幅であればシリンダ１０内から排出される流体量を伸圧両側で等しく設定できるため、減衰バルブＶ１が流れに与える抵抗を同じにしておくことで伸側と圧側の減衰力を同じに設定することができる。また、緩衝器の作動流体が気体であって体積補償が不要である場合にはリザーバの設置は任意であるが、この緩衝器の場合、ユニフロー型に設定されているため、リザーバを設けておくほうが好ましい。
【００１７】
つづいて、減衰バルブＶ１は、外筒１４の側方に設けた開口部１４ａに固定される中空なハウジング２０と、ハウジング２０内に収容されてパイプ１３の開口部に取付けられた有底筒状の弁座部材２１と、弁座部材２１に形成した環状の弁座１に遠近して離着座可能な弁体２と、弁体２に接続される磁歪素子４とコイル５とを備えてハウジング２０に取付けられるアクチュエータ３とを備えて構成されている。
【００１８】
ハウジング２０は、図２に示すように、筒状であって外筒１４の開口部１４ａに固定されており、このハウジング２０内には、弁座部材２１が収容される。そして、弁座部材２１は、有底筒状とされており図２中右端の底部外周に鍔２１ａが設けられ、当該鍔２１ａをハウジング２０の内周に嵌合させてある。また、底部にはこれを貫く孔２１ｂが設けられ、当該孔２１ｂの図２中右端となる外方側開口端の内縁で環状の弁座１を形成している。また、鍔２１ａの外周には切欠２１ｃが設けられている。
【００１９】
したがって、弁座部材２１は、ハウジング２０との間にリザーバＲに通じる環状隙間を形成し、また、弁座部材２１の内部はパイプ１３とシリンダ１０との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１に通じている。そして、上記孔２１ｂを介して弁座部材２１の内外が連通されており、パイプ１３とシリンダ１０との間の環状隙間、弁座部材２１内、孔２１ｂ、弁座部材２１とハウジング２０との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通され、これらでロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路たる排出通路１５を形成している。
【００２０】
転じて、アクチュエータ３は、コイル５を収容する筒状のコイルケース６と、コイルケース６の図２中右端内周に螺着されてコイルケース６内を封止するキャップ７と、一端がキャップ７に保持されてコイルケース６内に収容されコイル５内に配置される磁歪素子４とを備えて構成され、コイルケース６の図２中左端に設けた筒状のソケット部６ａをハウジング２０の外周に嵌合し、外周からロール加締めを施すことによってハウジング２０に固定されている。
【００２１】
コイルケース６は、ケース内筒６ｂと、ケース内筒６ｂの間に空間を形成するケース外筒６ｃとを備えて、当該空間内にコイル５を収容している。この場合、コイルケース６は、このようにコイル５を収容可能なように、ケース内筒６ｂとケース外筒６ｃの二つの部品で構成されている。また、コイルケース６は、外周に切欠孔６ｄを備えており、コイル５には、この切欠孔６ｄに挿通される電力供給用のリード線５ａを介して図示しない外部電源から電流供給されるようになっている。
【００２２】
なお、コイルケース６の内周とキャップ７の外周との間にはシールリング８が介装されており、コイルケース６とキャップ７との間がシールされるとともに、コイルケース６のソケット部６ａの内周とハウジング２０の外周との間にもシールリング９が介装され、コイルケース６とハウジング２０との間がシールされ、これらシールリング８，９によってハウジング２０、コイルケース６およびキャップ７で形成される空間が密閉状体に維持されている。
【００２３】
なお、このコイルケース６の場合、図示したところでは、ハウジング２０にソケット６ａをロール加締めすることによって固定されているが、ハウジング２０とソケット６ａに螺子部を形成して両者を螺子締結することでコイルケース６とハウジング２０とを固定するようにしてもよい。また、コイルケース６の構成および形状は任意であり、上記したところに限定されない。
【００２４】
また、磁歪素子４は、コイル５が励磁されることによる磁界の発生や磁界の大きさの調節によって、伸長する正歪を生じて軸方向の長さを変更することができるようになっている。なお、磁歪素子４は、作用する磁界の大きさに対する歪量が大きい超磁歪素子とすると、伸縮量を大きくできるので好ましい。
【００２５】
弁体２は、この場合、弁座部材１に離着座する円錐台状の弁頭２ａと、弁頭２ａの外周に設けたフランジ２ｂとを備えたポペット型の弁体とされ、上記した磁歪素子４の他端に連結されており、弁体２におけるフランジ２ｂと弁座部材２１の底部との間には、皿バネ２２が介装され、弁体２は弁座１から遠ざかる方向へ附勢されている。そして、弁体２は、コイル５の励磁によって磁歪素子４が伸長すると弁座１側へ接近し、コイル５への通電量に応じて弁座１に対する弁体２の位置を調節でき、当該弁座１と弁体２の間で形成される環状隙間の面積、すなわち、通路面積を調節することができるようになっている。なお、皿バネ２２あるいは弁体２には、弁体２と弁座１との間を通過した流体が、ハウジング２０と弁座部材２１との間の環状隙間へ移動することが可能なように、切欠を備えており、この場合、弁体２のフランジ２ｂに切欠２ｃを設けてある。
【００２６】
また、この場合、磁歪素子４は、正歪を呈するが、磁界の作用によって収縮する負歪を呈するものを採用してもよく、また、永久磁石で磁歪素子４にバイアス磁界を作用させてコイル５への通電量と磁歪素子４の歪量を任意に設定できるようにしてもよい。なお、弁座部材２１の底部には、孔２１ｂを迂回するオリフィス孔２１ｄが設けられており、オリフィス孔２１ｄを設けることによって、寸法公差によってコイル５へ通電が断たれた状態で弁体２の弁頭２ａが完全に弁座１に接触して孔２１ｂを閉塞状態としてしまうような事態が生じても通路が完全遮断されて緩衝器が伸縮不能に落ちってしまうことが防止され、減衰バルブＶ１の組み立てを簡単ならしめることができる。
【００２７】
さらに、この実施の形態の場合、弁体２を弁座１から遠ざかるように附勢しているので、磁歪素子４に弁体２を介して皿バネ２２の附勢力を作用させているが、こうすることによって、磁歪素子４に予荷重を与えて磁歪素子４の変位量を大きくすることができるようになっているが、予荷重を与えずとも充分な変位量が確保できるのであれば皿バネ２２を廃止してもよい。また、この場合、弁体２を磁歪素子４に連結しているが、磁歪素子４に弁頭を形成して、磁歪素子４自体を弁体としてもよい。
【００２８】
このように構成された減衰バルブＶ１にあっては、コイル５の励磁によって磁界が磁歪素子４に作用すると、磁歪素子４が弁体２に推力を与えて弁座１に対して弁体２を軸方向となる図２中左右方向へ変位させ、弁座１と弁体２との間の通路における通路面積を、コイル５への通電量に応じて変更させることができる。
【００２９】
そして、この弁体２の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００３０】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ１におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００３１】
つづいて、一実施の形態の変形例における減衰バルブＶ２について説明する。この減衰バルブＶ２は、一実施の形態と同様の緩衝器に適用されており、図３に示すように、一実施の形態の減衰バルブＶ１の構成によって開弁圧が制御される主弁３０を追加したものである。この変形例における減衰バルブＶ２の説明に当たり、一実施の形態の減衰バルブＶ１と同様の部材については、説明が重複するので、同じ符号を付すのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００３２】
この主弁３０は、上記の一実施の形態の減衰バルブＶ１の構成と同様の構成によって弁座部材３４内に摺動自在に挿入された主弁体３１の背面圧を調節して、主弁体３１が主弁座３２ａから離座する開弁圧を制御するようにしている。
【００３３】
そのため、一実施の形態の変形例における減衰バルブＶ２は、弁座部材３４とパイプ１３の開口部との間に主弁座３２ａを備えた主弁座部材３２を介装し、この主弁座部材３２に離着座可能な主弁体３１を弁座部材３４内に摺動自在に挿入し、主弁体３１を主弁座３２ａへ向けて附勢するバネ３３を主弁体３１と弁座部材３４の底部との間に介装してある。
【００３４】
また、主弁座部材３２は、パイプ１３の開口部に挿入される筒部３２ｂと、筒部３２ｂの図３中右端外周に設けた鍔状の主弁座３２ａとを備えて構成され、ハウジング２０に固定される弁座部材３４とパイプ１３とによって挟持されて、緩衝器に固定されている。そして、弁座部材３４の図３中左端には切欠３４ｄが設けられており、この切欠３４ｄを介して弁座部材３４内とリザーバＲとが連通されるようになっている。すなわち、切欠３４ｄは、弁体２と弁座１とが設けられる通路を迂回してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通させて主通路を形成しており、上記主弁３０は主通路の途中に設けられている。
【００３５】
弁座部材３４は、内部で図３中左右に動く主弁体３１を収容するため、一実施の形態における減衰バルブＶ１における弁座部材２１より軸方向に長くされており、切欠３４ｄが設けられるほかは弁座部材２１と同様に、底部に設けた孔３４ａと、ハウジング２０に当接する鍔３４ｂと、鍔３４ｂの外周に設けた切欠３４ｃとを備えて構成されている。
【００３６】
主弁体３１は、有底筒状であって、筒部３１ａを弁座部材３４の内周に摺接させており、弁座部材３４内を主弁座３２ａ側となる正面側の空間Ａと弁座部材３４の底部側となる背面側の空間Ｂとに仕切っている。また、主弁体３１は、底部３１ｂにオリフィス孔３１ｂを備えており、正面側の空間Ａと背面側の空間Ｂとを連通させるとともに、正面側の圧力と背面側の圧力とに差圧が生じるようになっている。
【００３７】
なお、この実施の形態の場合、通路は、シリンダ１０とパイプ１３との間に環状隙間から主弁座部材３２の筒部３２ｂ内、主弁体３１のオリフィス孔３１ｂ、弁座部材３４内に形成される上記した背面側の空間Ｄ、弁座部材３４とハウジング２０との間の環状隙間によって形成されてロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、ロッド側室Ｒ１から主弁座部材３２の筒部３２ｂへ通じた後に切欠３４ｄによって主通路と分岐されている。
【００３８】
そして、この背面側の空間Ｂの圧力は、一実施の形態の減衰バルブＶ１と同様の構成のバルブによって調節されるようになっており、具体的には、弁体２と弁座１との間の環状隙間の大きさによって、当該環状隙間を通過する流体の流れに与える抵抗を変化させ、オリフィス孔３１ｂと環状隙間との間の圧力、すなわち、上記した主弁体３１の背面側に作用する背面側の空間Ｂ内の圧力を調節し、主弁体３１が主弁座３２ａから離座する時の圧力、つまり、主弁３０における開弁圧を調節するようにしている。
【００３９】
そして、正面側から作用するロッド側室Ｒ１の圧力によって主弁体３１を図３中右方へ押す力が、背面側から作用する圧力とバネ３３のバネ力によって主弁体３１を図３中左方へ押す力に打ち勝つと、主弁体３１が主弁座３２ａから離座して主弁座３２ａとの間に隙間を生じさせ、この隙間を通過した流体は切欠３４ｄを介してリザーバＲへ移動するようになる。そして、この隙間を通過する流体の流れに対して主弁体３１と主弁座３２ａとで抵抗を与えることによって緩衝器が減衰力を発揮する。
【００４０】
したがって、この一実施の形態の変形例における減衰バルブＶ２にあっては、コイル５への通電量に応じて弁体２と弁座１とで通路面積の大きさ、つまり開弁度合を調節することで、主弁体３１の背面側に作用する背面側の空間Ｂ内の圧力を調節し、主弁体３１が主弁座３２ａから離座する開弁圧を調節して緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００４１】
つまり、このように構成された減衰バルブＶ２にあっては、コイル５の励磁によって磁界が磁歪素子４に作用すると、磁歪素子４が弁体２に推力を与えて弁座１に対して弁体２を軸方向となる図３中左右方向へ変位させ、弁座１と弁体２との間の通路における通路面積をコイル５への通電量に応じて変更させることで主弁体３１の開弁圧を調節することができる。
【００４２】
そして、この弁体２の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００４３】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ１におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００４４】
つづいて、他の実施の形態の減衰バルブＶ３について説明する。この他の実施の形態の減衰バルブＶ３は、図４に示すように、上述の減衰バルブＶ１，Ｖ２と同様に、ユニフロー型に設定される緩衝器の減衰力発生用のバルブに具現化されており、緩衝器のシリンダ１０内に設けたロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路の途中に設けた固定部材たる弁体４０と、弁体４０に対して相対移動可能であって弁体４０と協働して通路を制限する可動部材たる弁座部材４１と、弁座部材４１に推力を与える駆動手段たるアクチュエータ４２とを備えて構成され、アクチュエータ４２は、弁座部材４１に連結される磁歪素子４３と、磁歪素子４３に磁界を与えるコイル４４とを備えて、弁座部材４1を弁体４０に対して駆動して弁体４０の開弁圧を調節して緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００４５】
減衰バルブＶ３は、詳細には、図４に示すように、外筒１４の側方に設けた開口部１４ａに固定される中空なハウジング４５と、パイプ１３の開口部に設けたスリーブ１３ａに螺着されてハウジング４５内に突出する軸４６と、軸４６に内周が固定されて外周を自由端として撓みが許容される環状板でなる弁体４０と、ハウジング４５内に摺動自在に挿入されて弁体４０の外周に対向する環状弁座４１ａを備えた弁座部材４１と、ハウジング４５に取付けられるアクチュエータ４２とを備えて構成されている。
【００４６】
ハウジング４５は、図４に示すように、筒状とされて外筒１４の開口部１４ａに固定され、このハウジング４５内には、摺動自在に弁座部材４１が収容される。そして、弁座部材４１は、有底筒状とされており、筒部の先端となる図４中左端には環状の弁座４１ａが設けられ、図４中右端の底部にはこれを貫く透孔４１ｂが設けられ、弁座部材４１の外周にはシールリング４７が装着され、当該シールリング４７によって弁座部材４１とハウジング４０との間がシールされている。
【００４７】
軸４６は、中空であって基端となる図４中左端がスリーブ１３ａの内周に螺合され、先端となる図４中右端外周には鍔４６ａが設けられている。この軸４６の外周には、間座４８，４９とこれらに挟持される環状板でなる弁体４０が組み付けられており、間座４８，４９および弁体４０は、スリーブ１３ａと鍔４６ａとで挟持されて軸４６に固定されるようになっている。
【００４８】
なお、弁体４０は、複数の環状板を積み重ねて構成されており、環状板の枚数やそれぞれの外径の設定によって撓み剛性を任意に設定できるようになっているが、環状板の枚数および外径は、この減衰バルブＶ３が適用される緩衝器に発生させる減衰力に応じて任意の設定することができる。
【００４９】
そして、上記弁体４０に弁座部材４１における弁座４１ａを当接させており、弁体４０に弁座４１ａを当接させた状態で、弁座部材４１を弁体４０に対して軸方向となる図４中左右方向へ移動せしめて、弁体４０における初期撓み量を調節することができるようになっており、初期撓み量を調節することで弁体４０が弁座４１ａから離座する開弁圧を調節することができるようになっている。なお、弁座部材４１が有底筒状とされているので、弁体４０に対して遠近しても弁体４０を排出通路１５の途中に固定的に支持するための軸４６に干渉しないようになっている。
【００５０】
また、弁体４０が撓んで弁座４１ａから離座すると、シリンダ１０とパイプ１３との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１に通じている軸４６内が弁体４０と弁座４１ａとの間に形成される通路を介してリザーバＲへ通じて、ロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通されることになる。
【００５１】
したがって、この実施の形態の場合、パイプ１３とシリンダ１０との間の環状隙間、軸４６内、ハウジング４５と軸４６の外周との間の環状隙間を介してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通され、これらでロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路たる排出通路１５を形成している。
【００５２】
転じて、アクチュエータ４２は、コイル４４を収容する筒状のコイルケース５０と、コイルケース５０の図４中右端内周に螺着されてコイルケース５０内を封止するキャップ５１と、一端がキャップ５１に保持されてコイルケース５０内に収容されコイル４４内に配置される磁歪素子４３とを備えて構成され、コイルケース５０の図４中左端に設けた筒状のソケット部５０ａをハウジング４５の外周に螺号することでハウジング４５に固定されるようになっている。
【００５３】
コイルケース５０は、ケース内筒５０ｂと、ケース内筒５０ｂの間に空間を形成するケース外筒５０ｃとを備えて、当該空間内にコイル４４を収容している。この場合、コイルケース５０は、このようにコイル４４を収容可能なように、ケース内筒５０ｂとケース外筒５０ｃの二つの部品で構成されている。また、コイルケース５０は、外周に切欠孔５０ｄを備えており、コイル４４には、この切欠孔５０ｄに挿通される電力供給用のリード線４４ａを介して図示しない外部電源から電流供給されるようになっている。
【００５４】
なお、コイルケース５０の内周とキャップ５１の外周との間にはシールリング５２が介装されており、コイルケース５０とキャップ５１との間がシールされ、ハウジング４０、コイルケース５０およびキャップ５１で形成される空間が密閉状体に維持されている。
【００５５】
また、磁歪素子４３は、コイル４４が励磁されることによる磁界の発生や磁界の大きさの調節によって、伸長する正歪を生じて軸方向の長さを変更することができるようになっている。なお、磁歪素子４３は、作用する磁界の大きさに対する歪量が大きい超磁歪素子とすると、伸縮量を大きくできるので好ましい。なお、磁歪素子４３に、負歪を呈するものを採用してもよい。
【００５６】
そして、弁座部材４１は、上述したように弁体４０に当接して弁体４０に初期撓みを与えており、磁歪素子４３には、弁座部材４１を介して弁体４０の初期撓みによる附勢力が作用して予荷重が与えられているので、磁歪素子４３の歪量が確保されており、他の手立てによって予荷重を与える必要はないようになっている。
【００５７】
また、弁座部材４１の底部に透孔４１ｂが設けられているので、軸４６内を介して弁座部材４１に作用するロッド側室Ｒ１内の圧力で弁座部材４１を図４中左右のいずれか一方に押付けてしまうといった事態が阻止され、圧力による影響を受けずに磁歪素子４３の推力によって弁座部材４１を変位させることができるようになっている。
【００５８】
このように構成された他の実施の形態の減衰バルブＶ３にあっては、緩衝器が伸縮して、ロッド側室Ｒ１から排出通路１５を通過してリザーバＲへ移動しようとする流体に弁体４０と弁座４１ａとによって抵抗を与えて減衰力を発生するが、ロッド側室Ｒ１の圧力が弁体４０の開弁圧に達していないと弁体４０は弁座４１ａに着座したままとなり、流体は、弁体４０の外周に設けられる図示しない切欠あるいは弁座４１ａの一部に設けた図示しない凹みによって形成されるオリフィスを通過してリザーバＲへ排出される。
【００５９】
これに対して、ピストン速度が大きくなりロッド側室Ｒ１内の圧力が弁体４０の開弁圧以上となると、弁体４０が撓んで弁座４１ａから離座して弁座４１ａとの間に隙間を生じせしめて流体の流れを許容しつつ当該流れに抵抗を与えて減衰力を発生させる。
【００６０】
ここで、減衰バルブＶ３にあっては、コイル４４に供給する電流量に応じて磁歪素子４３の軸方向長さを調節して、弁座部材４１の弁体４０に対する軸方向の相対位置を調節することができ、当該調節によって弁体４０の初期撓み量を調節できるようになっている。
【００６１】
したがって、この減衰バルブＶ３にあっては、コイル４４への通電量に応じて弁体４０の初期撓み量を調節することで、弁体４０の開弁圧を調節して、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００６２】
そして、この減衰バルブＶ３にあっては、弁座部材４１の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４３を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００６３】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ３におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００６４】
次に、他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ４について説明する。この減衰バルブＶ４もまた他の実施の形態と同様の緩衝器に適用されており、図５に示すように、他の実施の形態一実施の形態の減衰バルブＶ３の構成によって開弁圧が制御される主弁６０を追加したものである。この変形例における減衰バルブＶ３の説明に当たり、上記した各実施の形態の減衰バルブと同様の部材については、説明が重複するので、同じ符号を付すのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００６５】
この主弁６０は、上記の他の実施の形態の減衰バルブＶ３の構成と同様の構成によって弁体保持部材６４内に摺動自在に挿入された主弁体６１の背面圧を調節して、主弁体６１が主弁座６２ａから離座する開弁圧を制御するようにしている。
【００６６】
そのため、他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ４は、弁体保持部材６４とパイプ１３の開口部との間に主弁座６２ａを備えた主弁座部材６２を介装し、この主弁座部材６２に離着座可能な主弁体６１を弁座部材６４内に摺動自在に挿入し、主弁体６１を主弁座６２ａへ向けて附勢するバネ６３を主弁体６１と弁体保持部材６４の底部との間に介装してある。
【００６７】
また、主弁座部材６２は、パイプ１３の開口部に挿入される筒部６２ｂと、筒部６２ｂの図５中右端外周に設けた鍔状の主弁座６２ａとを備えて構成され、筒状のハウジング６５に嵌合される弁体保持部材６４とパイプ１３とによって挟持されて、緩衝器に固定されている。そして、弁体保持部材６４の図５中左端には切欠６４ａが設けられており、この切欠６４ａを介して弁体保持部材６４内とリザーバＲとが連通されるようになっている。すなわち、切欠６４ａは、弁体４０と弁座４１ａとが設けられる通路を迂回してロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通させて主通路を形成しており、上記主弁６０は主通路の途中に設けられている。
【００６８】
弁体保持部材６４は、有底筒状であって、底部に弁体４０の内周を固定する中空な軸６４ｄを備え、筒部の内周には図５中左右に動く主弁体６１が収容され、筒部に設けた切欠６４ａと、外周に設けたハウジング６５の内周に当接する鍔６４ｂと、鍔６４ｂの外周に設けた切欠６４ｃとを備えて構成されている。なお、ハウジング６５に固定されるコイルケース５０と弁保持部材６４との間には、筒状のスペーサ６６が介装されており、弁保持部材６４は、当該スペーサ６６および主弁座部材６２を介してコイルケース５０とパイプ１３とによって挟持され、ハウジング６５に対して位置決めされて固定されている。
【００６９】
主弁体６１は、有底筒状であって、筒部６１ａを弁体保持部材６４の内周に摺接させており、弁体保持部材６４内を主弁座６２ａ側となる正面側の空間Ｃと弁体保持部材６４の底部側となる背面側の空間Ｄとに仕切っている。また、主弁体６１は、底部６１ｂにオリフィス孔６１ｂを備えており、正面側の空間Ｃと背面側の空間Ｄとを連通させるとともに、正面側の圧力と背面側の圧力とに差圧が生じるようになっている。
【００７０】
なお、この実施の形態の場合、通路は、シリンダ１０とパイプ１３との間に環状隙間から主弁座部材６２の筒部６２ｂ内、主弁体６１のオリフィス孔６１ｂ、弁体保持部材６４内に形成される上記した背面側の空間Ｄ、弁体保持部材６４とハウジング６５との間の環状隙間によって形成されてロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、ロッド側室Ｒ１から主弁座部材６２の筒部６２ｂへ通じた後に切欠６４ａによって主通路と分岐されている。
【００７１】
そして、この背面側の空間Ｄの圧力は、他実施の形態の減衰バルブＶ３と同様の構成のバルブによって調節されるようになっており、具体的には、弁体４０の開弁圧の大きさによって、弁体４０と弁座４１ａとの間の通路を通過する流体の流れに与える抵抗を変化させ、オリフィス孔６１ｂと弁体４０との間の圧力、すなわち、上記した主弁体６１の背面側に作用する背面側の空間Ｄ内の圧力を調節し、主弁体６１が主弁座６２ａから離座する時の圧力、つまり、主弁６０における開弁圧を調節するようにしている。
【００７２】
そして、正面側から作用するロッド側室Ｒ１の圧力によって主弁体６１を図５中右方へ押す力が、背面側から作用する圧力とバネ６３のバネ力によって主弁体６１を図５中左方へ押す力に打ち勝つと、主弁体６１が主弁座６２ｃから離座して主弁座６２ｃとの間に隙間を生じさせ、この隙間を通過した流体は切欠６４ａを介してリザーバＲへ移動するようになる。そして、この隙間を通過する流体の流れに対して主弁体６１と主弁座６２ｃとで抵抗を与えることによって緩衝器が減衰力を発揮する。
【００７３】
したがって、この他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ４にあっては、コイル４４への通電量に応じて弁体４０が弁座４１ａから離座する開弁圧を調節することで、主弁体６１の背面側に作用する背面側の空間Ｄ内の圧力を調節し、主弁体６１が主弁座５２ａから離座する開弁圧を調節して緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００７４】
そして、この弁座部材４１の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子４３を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００７５】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ４におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００７６】
最後に、別の実施の形態の減衰バルブＶ５について説明する。この別の実施の形態の減衰バルブＶ５は、図６に示すように、上述の減衰バルブＶ１，Ｖ３と同様に、ユニフロー型に設定される緩衝器の減衰力発生用のバルブに具現化されており、緩衝器のシリンダ１０内に設けたロッド側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する通路の途中に設けた固定部材たるバルブディスク７０と、バルブディスク７０に設けた弁孔７０ａに摺動自在に挿入されてバルブディスク７０に対して相対移動可能な可動部材たるスプール７１と、スプール７１に推力を与える駆動手段たるアクチュエータ７２とを備えて構成され、アクチュエータ７２は、スプール７１に連結される磁歪素子７３と、磁歪素子７３に磁界を与えるコイル７４とを備えて、スプール７1をバルブディスク７０に対して駆動して通路面積を調節して緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００７７】
減衰バルブＶ５は、具体的には、図６に示すように、外筒１４の側方に設けた開口部１４ａに固定される中空なハウジング７５と、ハウジング７５内に収容固定される固定部材たるバルブディスク７０と、バルブディスク７０に設けた弁孔７０ａと、弁孔７０ａ内に摺動自在に挿入される可動部材たる有底筒状のスプール７１と、ハウジング７５に取付けられてスプール７１をバルブディスク７０に対して相対移動させるアクチュエータ７２とを備えて構成され、スプール７１が筒部にスプール７１の内外を連通するポート７１ａを備えており、当該ポート７１ａを介してロッド側室Ｒ１とリザーバＲを連通することができるようになっている。
【００７８】
また、この場合、スプール７１の筒部に設けたスプール７１の内外を連通するポート７１ａを弁孔７０ａの周面を対向させて当該ポート７１ａと弁孔７０ａの重なり度合に応じてポート７１ａが開放される面積、すなわち、ポート７１ａにおける弁孔７０ａの周面にて閉塞されない面積を調節することができるようになっており、スプール７１をバルブディスク７０に対して図６中左右方向へ相対移動させることでポート７１ａの開放面積を調節するようになっており、このスプール７１の駆動を磁歪素子７３で行うようになっている。
【００７９】
詳しくは、バルブディスク７０は、有底筒状とされて、底部に設けた弁孔７０ａと、外周に設けられてハウジング７５の内周に設けた段部７５ａに嵌合する鍔７０ｂと、鍔７０ｂに設けた透孔７０ｃと、筒部の先端となる図６中左端に設けた環状弁座７０ｄとを備えて構成されている。そして、バルブディスク７０における鍔７０ｂがハウジング７５に固定されるアクチュエータ７２と段部７５ａとで挟み込まれており、これによってバルブディスク７０はハウジング７５に固定されている。
【００８０】
つづいて、弁孔７０ａ内に摺動自在に挿入されるスプール７１は、有底筒状とされて、筒部に設けられて内外を連通するポート７１ａと、底部外周に設けられたフランジ７１ｂとを備え、フランジ７１ｂとバルブディスク７０の底部との間に介装した皿バネ７８によって、スプール７１は弁孔７０ａからアクチュエータ７２側となる図６中右方へ突出するように附勢されている。
【００８１】
また、バルブディスク７０内は、パイプ１３の開口部に設けたスリーブ１３ａに螺着されてハウジング７５内に突出する中空な軸７７内を介してロッド側室Ｒ１へ連通されている。したがって、ロッド側室Ｒ１は、軸７７内、バルブディスク７０の筒部内、スプール７１のポート７１ａ、バルブディスク７０に設けた透孔７０ｃ、およびバルブディスク７０の外周とハウジング７５の内周との間の環状隙間を介してリザーバＲへ通じており、これらで通路を形成している。
【００８２】
そして、上記スプール７１におけるポート７１ａの開放面積が調節される通路面積であり、通路面積の調節によって通路を通過する流体の流れに与える抵抗を調整するようになっている。
【００８３】
この調整には、スプール７１に連結される磁歪素子７３と、磁歪素子７３の外周に配置したコイル７４とを備えたアクチュエータ７２によって行われることになる。アクチュエータ７２は、コイル７４を内部に保持するとともにハウジング７５に固定される筒状のコイルケース７９と、コイルケース７９の開口端を密閉するキャップ８０と、キャップ８０に保持されてコイル７４内に収容される磁歪素子７３とを備えて構成され、磁歪素子７３をスプール７１に連結している。なお、スプール７１が皿バネ７８によって附勢され、磁歪素子７３にも当該附勢力が作用するので、磁歪素子７３に予荷重を作用させる別の手立てを設ける必要はない。磁歪素子７３は、正歪と呈するものでも負歪を呈するものでもよい。
【００８４】
なお、アクチュエータ７２とハウジング７５との間、およびコイルケース７９とキャップ８０との間には、それぞれシールリング８１，８２が介装されており、ハウジング７５、コイルケース７９およびキャップ８０で形成される空間は密閉状態に維持されている。
【００８５】
さらに、この実施の形態にあっては、上記通路を迂回する減衰通路を備え、当該減衰通路の途中にリーフバルブ７６を設けてある。具体的には、この減衰バルブＶ５にあっては、上述の中空な軸７７に上述のリーフバルブ７６の内周を固定してあり、この軸７７に固定されて外周を自由端として撓みが許容されるリーフバルブ７６を当該環状弁座７０ｄに着座させている。
【００８６】
よって、リーフバルブ７６がロッド側室Ｒ１の圧力の作用によって撓むと、環状弁座７０ｂから離座してバルブディスク７０と軸７７との間の環状の減衰通路を開放して、当該減衰通路を介してロッド側室Ｒ１をリザーバＲへ連通するとともに当該減衰通路を通過する流体の流れに抵抗を与えるようになっている。
【００８７】
したがって、この減衰バルブＶ５では、通路の途中に設けたスプール７１およびバルブディスク７０と、減衰通路の途中に設けたリーフバルブ７６とで協働して緩衝器に減衰力を発揮させるとともに、通路における通路面積を調節することでこの緩衝器が発生する減衰力を調節するようになっている。
【００８８】
そして、このように構成された減衰バルブＶ５にあっては、コイル７４に供給する電流量に応じて磁歪素子７３の軸方向長さを調節して、ポート７１ａのバルブディスク７０に対する相対位置を調節することで通路面積を調節でき、当該調節によって通路を通過する流体に与える抵抗を調節することができる。
【００８９】
したがって、この減衰バルブＶ５にあっては、コイル４４への通電量に応じて通路面積を調節することで、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。
【００９０】
そして、この減衰バルブＶ５にあっては、スプール７１の駆動に際してソレノイドに比較して伸縮応答性が高い磁歪素子７３を利用しているので、緩衝器の減衰力調整の応答性を向上し制御性をも向上することができる。
【００９１】
また、ソレノイドのように固定鉄心と可動鉄心といった部材の設置を要しないので、減衰バルブＶ５におけるアクチュエータ部分の構成をソレノイドを使用した減衰バルブに比較して簡素にすることができる点で有利となる。
【００９２】
なお、緩衝器は、上述したところでは、ユニフロー型に設定されているので、一つの減衰バルブで伸圧の減衰力を調節することができ、経済性に優れるが、緩衝器の構成は上述したものに限定されるものではなく、また、減衰バルブは、緩衝器のピストン部に具現化されてもよい。
【００９３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の縦断面図である。
【図２】一実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図３】一実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図４】他の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図５】他の実施の形態の変形例における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図６】別の実施の形態における減衰バルブが適用された緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 固定部材たる弁座
２ 可動部材たる弁体
２ａ 弁体における弁頭
２ｂ 弁体におけるフランジ
３，４２，７２ 駆動手段たるアクチュエータ
４，４３，７３ 磁歪素子
５，４４，７４ コイル
５ａ，４４ａ リード線
６，５０，７９ コイルケース
６ａ，５０ａ コイルケースにおけるソケット部
６ｂ，５０ｂ コイルケースにおけるケース内筒
６ｃ，５０ｃ コイルケースにおけるケース外筒
６ｄ，５０ｄ コイルケースにおける切欠孔
７，５１，８０ キャップ
８，９，４７，８１，８２ シールリング
１０ シリンダ
１１ ピストン
１２ ロッド
１３ パイプ
１３ａ スリーブ
１４ 外筒
１４ａ 外筒における開口部
１５ 排出通路
１６ 吸込通路
１７ シリンダ内通路
２０，４５，６５，７５ ハウジング
２１ 弁座部材
２１ａ 弁座部材における鍔
２１ｂ 弁座部材における孔
２１ｃ 弁座部材における切欠
２１ｄ 弁座部材におけるオリフィス孔
２２，７８ 皿バネ
３０，６０ 主弁
３１，６１ 主弁体
３１ａ，６１ａ 主弁体における筒部
３１ｂ，６１ｂ 主弁体におけるオリフィス孔
３２，６２ 主弁座部材
３２ａ，６２ａ 主弁座部材における主弁座
３２ｂ，６２ｂ 主弁座部材における筒部
３３，６３ バネ
３４ 弁座部材
３４ａ 弁座部材における孔
３４ｂ 弁座部材における鍔
３４ｃ，３４ｄ 弁座部材における切欠
４０ 固定部材たる弁体
４１ 可動部材たる弁座部材
４１ａ 弁座部材における弁座
４１ｂ 弁座部材における透孔
４６，７７ 軸
４６ａ 軸における鍔
４８，４９ 間座
６４ 弁体保持部材
６４ａ，６４ｃ 弁体保持部材における切欠
６４ｂ 弁体保持部材における鍔
６４ｄ 弁体保持部材における軸
６６ スペーサ
７０ 固定部材たるバルブディスク
７０ａ バルブディスクにおける弁孔
７１ 可動部材たるスプール
７１ａ スプールにおけるポート
７０ｂ バルブディスクにおける鍔
７０ｃ バルブディスクにおける透孔
７０ｄ バルブディスクにおける環状弁座
７１ｂ スプールにおけるフランジ
７５ａ ハウジングにおける段部
７６ リーフバルブ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 空間
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ 減衰バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けられる固定部材と、固定部材に対して相対移動可能であって固定部材と協働して通路を制限する可動部材と、可動部材に推力を与える駆動手段とを備え、通路面積あるいは開弁圧を調節可能な減衰バルブにおいて、駆動手段が可動部材に推力を与える磁歪素子と、磁歪素子に磁界を与えるコイルとを備えたことを特徴とする減衰バルブ。
【請求項２】
固定部材が通路の途中に設けた環状弁座であって、可動部材が磁歪素子に連結されるポペット型弁体であることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
【請求項３】
固定部材が通路の途中に設けたリーフバルブであって、可動部材がリーフバルブの外周に対向してリーフバルブに遠近される環状弁座であることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
【請求項４】
固定部材が弁孔を備え、可動部材が弁孔内に摺動自在に挿入されるスプールとされることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
【請求項５】
通路を迂回する主通路と、主通路の途中に設けた主弁座と、主弁座に離着座して主通路を開閉する主弁体と、主弁体に主通路を制限する方向へ向けて附勢するとともに上記通路内の圧力が導かれる背圧室とを備えた主弁を設け、背圧室内の圧力を固定部材と可動部材とで通路面積あるいは開弁圧を調節することで調節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減衰バルブ。
【請求項１】
緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けられる固定部材と、固定部材に対して相対移動可能であって固定部材と協働して通路を制限する可動部材と、可動部材に推力を与える駆動手段とを備え、通路面積あるいは開弁圧を調節可能な減衰バルブにおいて、駆動手段が可動部材に推力を与える磁歪素子と、磁歪素子に磁界を与えるコイルとを備えたことを特徴とする減衰バルブ。
【請求項２】
固定部材が通路の途中に設けた環状弁座であって、可動部材が磁歪素子に連結されるポペット型弁体であることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
【請求項３】
固定部材が通路の途中に設けたリーフバルブであって、可動部材がリーフバルブの外周に対向してリーフバルブに遠近される環状弁座であることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
【請求項４】
固定部材が弁孔を備え、可動部材が弁孔内に摺動自在に挿入されるスプールとされることを特徴とする請求項１に記載の減衰バルブ。
【請求項５】
通路を迂回する主通路と、主通路の途中に設けた主弁座と、主弁座に離着座して主通路を開閉する主弁体と、主弁体に主通路を制限する方向へ向けて附勢するとともに上記通路内の圧力が導かれる背圧室とを備えた主弁を設け、背圧室内の圧力を固定部材と可動部材とで通路面積あるいは開弁圧を調節することで調節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減衰バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２５１８６（Ｐ２０１０−２５１８６Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８５６５７（Ｐ２００８−１８５６５７）
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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