JP5106287B2 - 減衰バルブ - Google Patents

Description

本発明は、減衰バルブの改良に関する。

従来、この種減衰バルブにあっては、たとえば、車両用の緩衝器のピストン部等に具現化され、ピストン部に設けたポートの出口端に環状のリーフバルブを積層し、このリーフバルブでポートを開閉するものが知られている。

そして、この減衰バルブでは、リーフバルブの背面をピストンリテーナといわれる押圧部材で押圧しており、この押圧力を調節することによって、リーフバルブの撓み量の制御し、リーフバルブでポートを通過する作動油の流れに与える抵抗の大きさを変更して減衰力調整を行うことができるようになっている。

この押圧部材の押圧力の調整には、押圧部材をリーフバルブに対して軸方向に遠近させることで行われ、この押圧部材の遠近駆動には磁歪素子が用いられている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００６−９７７４８号公報（図１）

しかしながら、上述のような減衰バルブにあっては、磁歪素子が緩衝器内に充填される作動油中に晒されるとともに、磁歪素子へ磁界を作用させるため外周至近に設けたコイルを励磁する構造となっていることから、緩衝器が伸縮を繰り返すことによるかコイルの励磁によって、磁歪素子の温度が変化しやすい、具体的には、温度上昇しやすい構造となっている。

そして、磁歪素子の磁界の作用による伸縮量は、温度変化による伸縮量に匹敵するため、折角磁歪素子を伸縮させて減衰力調整をしようと試みても、磁歪素子の温度変化による伸縮量が大きいため、緩衝器に所望の減衰力を発生させることが難しい。

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、温度変化による減衰力変化を抑制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、本発明の一つの手段は、緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けた環状の弁座と、弁座に離着座する弁体とを備え、弁座と弁体との間の隙間あるいは弁座から弁体が離座する開弁圧を可変にする緩衝器の減衰バルブにおいて、円筒状の位置決部材と、位置決部材の外周に配置されて端部に弁座を形成した円筒状の磁歪素子と、磁歪素子に磁界を与えて磁歪素子を伸縮させるコイルとを備え、環状板からなる弁体を位置決部材へ向けて附勢して当該位置決部材に積層させると共にこの弁体の外周を自由端として上記弁座に離着座させ、磁歪素子と位置決部材の線膨張係数と軸方向長さを略同じに設定したことを特徴とする。
同じく、たの手段は、緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けた環状の弁座と、弁座に離着座する弁体とを備え、弁座と弁体との間の隙間あるいは弁座から弁体が離座する開弁圧を可変にする緩衝器の減衰バルブにおいて、一端に弁体を備えた磁歪素子と、磁歪素子の外周に配置させた円筒状の位置決部材と、位置決部材へ向けて附勢されて位置決部材の一端に当接する弁座を備えた弁座部材と、磁歪素子に磁界を与えるコイルとを備え、磁歪素子と位置決部材の線膨張係数と軸方向長さを略同じに設定したことを特徴とする。

本発明の減衰バルブによれば、弁体あるいは弁座の一方の駆動する磁歪素子と、弁体或いは弁座の他方を位置決める位置決部材の線膨張係数と軸方向長さが略同じであるため、緩衝器内に充填される流体の温度変化やコイルの発熱によって位置決部材と磁歪素子の温度が変化しても、弁体と弁座との相対位置は温度変化の前後で略同じとなるので、減衰力に対する温度の影響を少なくすることができ、温度変化による減衰力変化を抑制することができる。

さらに、減衰力に対する温度の影響を排除するのに、コイルへの通電制御を要しないので、省電力で温度変化による減衰力変化を抑制する効果を安定的に得られる。

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、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４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。

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環状の弁座１と、弁座１に離着座する弁体２と、軸方向に伸縮して弁座１を弁体２に対して駆動する磁歪素子３と、磁歪素子３に磁界を与えるコイル４と、磁歪素子３と並列されて弁体２を弁座１に対して位置決める位置決部材５とを備えて構成され、弁座１から弁体２が離座する開弁圧を可変に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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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２０内に突出する軸２１と、軸２１の先端となる図２中右端外周に固定されてハウジング２０の内周に当接するホルダ２２と、ホルダ２２に固定されるとともに軸２１の外周に装着される円筒状の位置決部材５と、同じくホルダ２２に固定されるとともに位置決部材５の外周側に配置される円筒状の磁歪素子３と、位置決部材５に積層されて内周が軸２１の外周に固定される環板状の弁体２と、磁歪素子３の外周に配置されるコイル４とを備えて構成されている。

ハウジング２０は、図２に示すように、外筒１４の開口部１４ａに固定されるハウジング内筒２０ａと、ハウジング内筒２０ａとの間に空間を形成する有底筒状のハウジング外筒２０ｂとを備えている。ハウジング内筒２０ａの図２中左端の基部外周に設けた鍔２０ｃをハウジング外筒２０ｂの左端開口端に嵌合するとともに、ハウジング外筒２０ｂの底部に設けた凹部２０ｄ内にハウジング内筒２０ａの図２中右端となる先端を嵌合して、ハウジング内筒２０ａとハウジング外筒２０ｂとを一体化している。なお、ハウジング外筒２０ｂの凹部２０ｄの内周に設けたシールリング２０ｅがハウジング内筒２０ａの先端外周に密着してハウジング内筒２０ａとハウジング外筒２０ｂとの間がシールされ、ハウジング２０内は密封状態に保たれている。

さらに、ハウジング内筒２０ａとハウジング外筒２０ｂとの間に形成される空間には、コイル４が収容され、コイル４はハウジング外筒２０ｂに設けた切欠２０ｆ内に挿通される電力供給用のリード線４ａ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。なお、ハウジング２０は、内部が密封状態に保たれコイル４を直接的であるか間接的であるかにかかわらず装着することが可能であれば、そ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。

そして、軸２１は、中空であって基端となる図２中左端がスリーブ１３ａの内周に螺合され、先端となる図２中右端外周には鍔２１ａが設けられている。この軸２１の外周には、図２中右から順に、ホルダ２２、位置決部材５、弁体２、間座２３およびウェーブワッシャ２４が組みつけられ、これらの部材は、軸２１をスリーブ１３ａに螺着することで、スリーブ１３ａと鍔２１ａとで挟持されるようになっている。

また、ホルダ２２、位置決部材５、弁体２および間座２３は、ウェーブワッシャ２４によって図２中右方となる鍔２１ａ側へ向けて附勢され、軸方向に位置決められている。したがって、温度変化等によって位置決部材５の図２中左右方向となる軸方向の長さが変化をウェーブワッシャ２４が吸収して、弁体２と位置決部材５との間に遊びを生じさせないようになっている。すなわち、弁体２は、位置決部材５によって軸２１に対して位置決められるようになっている。

なお、上記したところでは、弁体２および位置決部材５の附勢をウェーブワッシャ２４によって行っているが、スプリングワッシャやゴム等、他の弾性体を用いてもよい。また、ウェーブワッシャ２４やこれに変わる弾性体の挿入位置は、軸２１の鍔２１ａとホルダ２２との間であってもよい。

ホルダ２２は、軸２１に組み付け可能なように環状とされ外周がハウジング２０の内周となる内筒２０ａの内周に当接するとともに、外周に内筒２０ａに密着するシールリング２２ａを装着しており、ハウジング２０内を、軸２１内を介してシリンダ１０とパイプ１３との間の環状隙間に連通される部屋Ａと、パイプ１３と外筒１４との間に形成されるリザーバＲに通じる部屋Ｂとに仕切っている。

これらホルダ２２によって仕切られた部屋Ａ，Ｂは、ホルダ２２に設けたホルダ通路２２ｂによって連通されている。また、ホルダ２２は、リザーバＲ側端となる図２中左端に環状凸部２２ｃを備えており、この環状凸部２２ｃの外周には円筒状の磁歪素子３の図２中右端が嵌合しており、この磁歪素子３は、ホルダ２２に固定されている。

位置決部材５は、この場合、磁歪素子によって形成されており、コイル４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、ウェーブワッシャ２４の附勢によって位置決部材５の軸方向長さの変化に対して弁体２を当該変化に追随させて位置決部材５に接触状態に維持できるので、弁体２の軸方向位置を変更することができるようになっている。

磁歪素子３は、位置決部材５の外周に所定隙間を空けて並列配置されており、位置決部材５との間で環状の通路を形成している。また、磁歪素子３は、図２中左端に、弁体２が離着座する環状の弁座１を備えており、コイル４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。

さらに、弁体２は、この場合、環状板を複数枚積層したリーフバルブとされており、内周が軸２１に固定されて外周が自由端とされる、いわゆる、外開きに設定され、磁歪素子３の図２中左端に設けた弁座１に離着座するようになっている。すなわち、弁体２は、磁歪素子３と位置決部材５との間を介して作用するロッド側室Ｒ１内の圧力によって撓むと、上述の部屋Ａと部屋Ｂとを連通させて排出通路１５を開放し、シリンダ１０内から排出される流体をリザーバＲへ逃がすとともに、この流体の流れに抵抗を与えるようになっている。

そして、この実施の形態の場合、磁歪素子３と位置決部材５の温度が同じ状態で軸方向長さは略同じに設定されるとともに、線膨張係数も略同じに設定されている。また、この場合、コイル４の励磁によって同じ大きさの磁界が磁歪素子３と位置決部材５に作用すると、磁歪素子３の方が位置決部材５より長くなるようになっており、たとえば、磁歪素子３と位置決部材５が正歪みする場合には、磁界の大きさに対する歪量は、磁歪素子３より位置決部材５の方が小さく設定され、磁歪素子３と位置決部材５が負歪みする場合には、磁界の大きさに対する歪量は、磁歪素子３より位置決部材５の方が大きく設定されることになる。

なお、磁歪素子３と位置決部材５の軸方向長さが略同じとしているのは、完全一致のみならず、本発明の効果、すなわち、温度変化による減衰力変化を抑制できる効果を奏する程度の範囲内での不一致が許容されるからである。このことは磁歪素子３と位置決部材５の線膨張係数についても同様である。

すなわち、この実施の形態の場合、コイル４の通電量を変化させることによって、位置決部材５の図２中左端に対する磁歪素子３に設けた弁座１の図２中左右方向の相対位置を変更することができ、コイル４の通電量が大きくなればなるほど、弁体２が弁座１に着座した状態における撓み量を大きくすることができるようになっている。

したがって、この減衰バルブＶ１にあっては、コイル４への通電量に応じて弁体２の初期撓み量を調節することで、開弁圧とともに上記したロッド側室Ｒ１内の圧力に対する開弁度合、つまり、ロッド側室Ｒ１内の圧力に対する弁座１と弁体２との間の隙間の大きさを調節して、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。

そして、この減衰バルブＶ１にあっては、弁体２の位置である図２中左右方向となる軸方向位置を位置決める位置決部材５と、弁座１の位置である図２中左右方向となる軸方向位置を位置決める磁歪素子３の線膨張係数と軸方向長さが略同じであるため、流体の温度変化やコイル４の発熱によって位置決部材５と磁歪素子３の温度が変化しても、弁体２が弁座１に着座した状態における弁体２の撓み量は温度変化の前後で略同じとなるので、減衰力に対する温度の影響を少なくすることができ、温度変化による減衰力変化を抑制することができる。

さらに、減衰力に対する温度の影響を排除するのに、コイル４への通電制御を要しないので、省電力で温度変化による減衰力変化を抑制する効果を安定的に得られる。

なお、上記したところでは、位置決部材５についても磁歪素子としていたが、位置決部材５を磁歪素子とせずに、磁歪素子３と線膨張係数を略同じにする材料で形成するようにしてもよく、また、弁体２の位置決めについて磁歪素子を用いて弁座の位置決めには磁歪素子を用いない構成としてもよい。

また、この実施の形態の場合、磁歪素子３および位置決部材５は、磁界の作用によって正歪を生じるものとしているが、磁界の作用に対して収縮する負歪を呈するものをしてもよく、さらには、磁歪素子３が正歪を呈し、位置決部材５が負歪を呈するように設定してもよく、また、バイアス磁界を作用させるようにしておけば、磁歪素子３を負歪の磁歪素子とし、位置決部材５を正歪の磁歪素子とするようにしてもよい。またさらに、弁体２の初期撓み量を変更させる都合上、磁歪素子３と位置決部材５の磁界の大きさに対する歪量を異なるように設定していたが、予めバイアス磁界を作用させることによって、コイル４への通電量が同じでも磁歪素子３と位置決部材５の歪量が異ならしめることができるので、磁歪素子３と位置決部材５が同じ歪量を呈するものであってもよい。加えて、磁歪素子で弁体２の位置決めをして、弁座については磁歪素子ではない材料にて位置決めをしてもよい。このように、弁体２の位置決めと弁座１の位置決めについて少なくとも一方を磁歪素子で行うようにし、弁体２と弁座１を位置決めする部材の軸方向長さと線膨張係数を略同じにしておけば、両者は温度変化しても弁体２と弁座１の軸方向の相対位置に大きな変化が現れないので、上記効果を奏することが出来るのである。

次に、他の実施の形態の減衰バルブ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、パイプ１３の開口部に設けられた有底筒状のスリーブ３１と、スリーブ３１の底部に設けた孔３１ａ内に挿入される筒部３２ａと筒部３２ａの外周に設けた鍔３２ｂとを備えた弁座部材３２と、弁座部材３２の鍔３２ａとスリーブ３１の底部外面との間に介装された皿バネ３３と、弁座部材３２に離着座するポペット型の弁体３４と、弁体３４の外周側に並列配置されて弁座部材３２の鍔３２ｂの外周に当接する筒状の位置決部材３５と、位置決部材３５の外周に配置されるコイル３６とを備え、これら部材は、全て外筒１４の開口部１４ａに固定される中空なハウジング３０内に収容されている。

以下、この他の実施の形態の減衰バルブＶ２の各部について詳細に説明する。ハウジング３０は、筒状であって、外筒１４の開口部１４ａに固定され、外筒１４側が小径に設定されて小径部３０ａと大径部３０ｂとを備えている。

そして、ハウジング３０の大径部３０ｂ内には、コイル３６を保持するコイルケース３７が収容され、当該コイルケース３７は大径部３０ｂの開口端を加締めることによってハウジング３０内に固定されている。コイルケース３７は、ケース内筒３７ａと、ケース内筒３７ａとの間に空間を形成するホルダ外筒３７ｂとを備えて、当該空間内にコイル３６を収容している。コイルケース３７は、コイル３６を収容可能なように、ケース内筒３７ａとケース外筒３７ｂの二つの部品で構成されており、これらは、ハウジング３０へ組み付け後、ハウジング３０の開口端の加締め加工によって一体化されている。

また、ハウジング３０の大径部３０ｂには切欠３０ｃが設けられるとともに、ケース外筒３７ｂにも切欠３７ｃが設けられており、コイル３６はこれら切欠３０ｃ，３７ｃに挿通される電流供給用のリード線３６ａを介して図示しない外部電源に接続されて電流供給を受けることができるようになっている。

なお、ケース内筒３７ａの図３中左端の外周にはケース外筒３７ｂが嵌合される鍔３７ｄが設けられており、当該鍔３７ｄの外周にはコイルケース３７とハウジング３０との間をシールするシールリング３８が装着されており、ハウジング３０内は密封状態に保たれている。さらに、ケース内筒３７ａの図３中左端内周から径方向の途中までに架けて切欠３７ｆが設けられている。

また、ケース内筒３０ａの図３中右端には、内周側へ突出するフランジ３７ｅが設けられており、当該フランジ３７ｅの内周には、弁体３４を保持するとともに筒状の位置決部材３５の内周へ挿入されるホルダ３９が螺着されている。

ホルダ３９は、有底筒状とされて、図３中右端となる底部外周をケース内筒３７ａのフランジ３７ｅに螺着し、図３中左方の筒部外周を位置決部材３５内に挿入してあり、筒部外周にはシールリング４０が装着されて位置決部材３５との間がシールされている。

弁体３４は、図３中左端にポペット型の弁頭３４ａを備えた磁歪素子とされてホルダ３９の筒部内に収容固定されており、外周に配置されるコイル３６が励磁されると、磁界の作用によって図３中左右方向となる軸方向の歪みを生じるようになっている。また、位置決部材３５もこの場合、磁歪素子とされており、弁体３４と同様にコイル３６が励磁されると、磁界の作用によって図３中左右方向となる軸方向の歪みを生じるようになっている。そして、弁体３４および位置決部材３５は、軸方向長さおよび線膨張係数が略同じに設定され、磁界の大きさに対する歪量は異なるようになっている。

スリーブ３１は、有底筒状とされて図３中右端の底部外周に鍔３１ｂが設けられ、当該鍔３１ｂをハウジング３０の小径部３０ａの内周に当接させてある。また、底部にはこれを貫く孔３１ａが設けられ、当該孔３１ａには、弁座部材３２が摺動自在に挿入されている。また、鍔３１ｂの外周には切欠３１ｃが設けられている。

弁座部材３２は、スリーブ３１の底部に設けた孔３１ａ内に挿入される筒部３２ａと、筒部３２ａの外周に設けた鍔３２ｂとを備え、筒部３２の図３中右端の内縁にて環状の弁座３２ｃを形成している。さらに、鍔３２ｂの外周から径方向の途中までに架けて切欠３２ｄが設けられている。なお、スリーブ３１の孔３１ａと弁座部材３２の筒部３２ａとの間は、スリーブ３１に設けたリールリング４１によってシールされ、流体がスリーブ３１と弁座部材３２との間を通過しないように配慮されている。

また、弁座部材３２の鍔３２ａとスリーブ３１の底部外面との間には皿バネ３３が介装されており、位置決部材３５の図３中左端に鍔３２ｂに当接させてある。したがって、位置決部材３５は弁座部材３２を介して皿バネ３３によってコールケース３７のケース内筒３７ａに設けたフランジ３７ｅへ向けて附勢されており、フランジ３７ｅに当接した状態に維持されている。すなわち、位置決部材３５は、弁座部材３２の図３中左右方向となる軸方向の位置を位置決めしている。

そして、この弁座部座３２に形成した弁座３２ｃには、位置決部材３５の内周側に配置される弁体３４の弁頭３４ａが対向しており、弁座３２ｃに弁体３４が接触しておらず弁座３２ｃと弁頭３４ａとの間に環状隙間が形成されている状態では、スリーブ３１内、弁座部材３２の筒部３２ａ内、上記環状隙間、弁座部材３２に設けた切欠３２ｄ、コイルケース３７のケース内筒３７ａに設けた切欠３７ｆおよびスリーブ３１の鍔３１ｂの外周に設けた切欠３１ｃを介して、ロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが連通され、これに対して、弁座３２に弁体３４の弁頭３４ａが接触して弁座３２と弁体３４との間に環状隙間が形成されないとロッド側室Ｒ１とリザーバＲとが遮断状態とされる。

つまり、減衰バルブＶ２にあっては、弁座３２と弁体３４との間に環状隙間を生じさせて排出通路１５を開放することで、シリンダ１０内から排出される流体をリザーバＲへ逃がすとともに、この流体の流れに抵抗を与えるようになっている。そして、この弁座３２と弁体３４の間の環状隙間の大きさは、コイル３６へ供給する電流量によって調節することができるようになっており、これによって緩衝器の発生減衰力を調節することができるようになっている。

この実施の形態の場合、位置決部材３５も磁歪素子とされており、弁座３２ｃを備えた弁座部材３２が皿バネ３３によって位置決部材３５に接触状態に維持されているので、コイル３６へ供給される電流量によって、弁座３２ｃ自体の図３中左右方向となる軸方向の位置を変更することができるようになっている。

それゆえ、コイル３６の励磁によって同じ大きさの磁界が弁体３４と位置決部材５に作用すると、弁体３４の方が位置決部材５より短くなるようになっており、たとえば、弁体３４と位置決部材３５が正歪みする場合には、磁界の大きさに対する歪量は、弁体３４より位置決部材３５の方が大きく設定され、弁体３４と位置決部材３５が負歪みする場合には、磁界の大きさに対する歪量は、弁体３４より位置決部材３５の方が小さく設定されることになる。

すなわち、この実施の形態の場合、コイル３６の通電量を変化させることによって、位置決部材３５によって位置決めされる弁座３２ｃの図３中右端に対するに弁体３４の図３中左右方向の相対位置を変更することができ、コイル３６の通電量が大きくなればなるほど、弁体３４と弁座３２ｃとの間の環状隙間の大きさを大きくすることができるようになっている。

したがって、この減衰バルブＶ２にあっては、コイル３６への通電量に応じて弁体３４と弁座３２ｃとの間の環状隙間の大きさ、つまり開弁度合を調節することで、緩衝器の発生減衰力を調節することができる。

そして、この減衰バルブＶ２にあっても、弁座３２ｃの位置である図３中左右方向となる軸方向位置を位置決める位置決部材３５と、磁歪素子で形成される弁体３４の線膨張係数と軸方向長さが略同じであるため、流体の温度変化やコイル３６の発熱によって位置決部材３５と弁体３４の温度が変化しても、弁体３４が弁座３２ｃとの間の環状隙間の大きさが温度変化の前後で略同じとなるので、減衰力に対する温度の影響を少なくすることができ、温度変化による減衰力変化を抑制することができる。

さらに、減衰力に対する温度の影響を排除するのに、コイル３６への通電制御を要しないので、省電力で温度変化による減衰力変化を抑制する効果を安定的に得られる。

なお、上記したところでは、位置決部材３５についても磁歪素子としていたが、位置決部材３５を磁歪素子とせずに、弁体３４と線膨張係数を略同じにする材料で形成するようにしてもよく、また、弁体３４の位置決めについて磁歪素子を用いて弁座３２ｃの位置決めには磁歪素子を用いない構成としてもよい。

また、弁体３４および位置決部材３５は、磁界の作用によって開弁度合を調節することが可能であれば、正歪の磁歪素子同士、負歪の磁歪素子同士の組み合わせ以外にも、一方を正歪の磁歪素子とし、他方を負歪の磁歪素子とするようにしてもよい。

最後に、他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ３について説明する。この減衰バルブＶ３は、一実施の形態と同様の緩衝器に適用されており、図４に示すように、他の実施の形態の減衰バルブＶ２の構成によって開弁圧が制御される主弁５０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、他の実施の形態の減衰バルブＶ２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。

この主弁５０は、上記の他の実施の形態の減衰バルブＶ２の構成と同様の構成によってスリーブ５４内に摺動自在に挿入された主弁体５１の背面圧を調節して、主弁体５１が主弁座５２ａから離座する開弁圧を制御するようにしている。

そのため、他の実施の形態の変形例における減衰バルブＶ３は、スリーブ５４とパイプ１３の開口部との間に主弁座５２ａを備えた主弁座部材５２を介装し、この主弁座部材５２に離着座可能な主弁体５１をスリーブ５４内に摺動自在に挿入し、主弁体５１を主弁座５２ａへ向けて附勢するバネ５３を主弁体５１とスリーブ５４の底部との間に介装してある。

また、主弁座部材５２は、パイプ１３の開口部に挿入される筒部５２ｂと、筒部５２ｂの図４中右端外周に設けた鍔状の主弁座５２ａとを備えて構成され、ハウジング３０に固定されるスリーブ５４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、スリーブ５４の図４中左端には切欠５４ｄが設けられており、この切欠５４ｄを介してスリーブ５４内とリザーバＲとが連通されるようになっている。

スリーブ５４は、内部で図４中左右に動く主弁体５１を収容するため、他の実施の形態における減衰バルブＶ２におけるスリーブ３１より軸方向に長くされており、切欠５４ｄが設けられるほかはスリーブ３１と同様に、底部に設けた孔５４ａと、ハウジング３０に当接する鍔５４ｂと、鍔５４ｂの外周に設けた切欠５４ｃとを備えて構成されている。

主弁体５１は、有底筒状であって、筒部５１ａをスリーブ５４の内周に摺接させており、スリーブ５４内を主弁座５２ａ側となる正面側の空間Ｃとスリーブ５４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５１は、底部５１ｂにオリフィス孔５１ｂ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。

そして、この背面側の空間Ｄの圧力は、他の実施の形態の減衰バルブＶ２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３４と弁座３２ｃ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５１ｂと環状隙間との間の圧力、すなわち、上記した主弁体５１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５１が主弁座５２ａから離座する開弁圧を調節するようにしている。

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５１を図４中右方へ押す力が、背面側から作用する圧力とバネ５３のバネ力によって主弁体５１を図４中左方へ押す力に打ち勝つと、主弁体５１が主弁座５２ａから離座して主弁座５２ａ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５４ｄ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５１と主弁座５２ａ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。

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Ｖ３にあっては、コイル３６への通電量に応じて弁体３４と弁座３２ｃとの間の環状隙間の大きさ、つまり開弁度合を調節することで、主弁体５１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５１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。

そして、この減衰バルブＶ３にあっても、弁座３２ｃの位置である図４中左右方向となる軸方向位置を位置決める位置決部材３５と、磁歪素子で形成される弁体３４の線膨張係数と軸方向長さが略同じであるため、流体の温度変化やコイル３６の発熱によって位置決部材３５と弁体３４の温度が変化しても、弁体３４が弁座３２ｃとの間の環状隙間の大きさが温度変化の前後で略同じとなるので、減衰力に対する温度の影響を少なくすることができ、温度変化による減衰力変化を抑制することができる。

さらに、減衰力に対する温度の影響を排除するのに、コイル３６への通電制御を要しないので、省電力で温度変化による減衰力変化を抑制する効果を安定的に得られる。

なお、位置決部材３５については、弁体３４と線膨張係数を略同じにする材料で形成されれば、磁歪素子とされてもよいし、されなくともよい。また、弁体３４および位置決部材３５は、磁界の作用によって開弁度合を調節することが可能であれば、正歪の磁歪素子同士、負歪の磁歪素子同士の組み合わせ以外にも、一方を正歪の磁歪素子とし、他方を負歪の磁歪素子とするようにしてもよい。

また、上述したところから理解できるように、弁体や弁座を駆動する磁歪素子が自身に弁体や弁座を備えていてもよいし、弁体や弁座を備えた部材を磁歪素子で駆動するようにしてもよい。

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。

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。

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。 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。 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。 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。

符号の説明

１，３２ｃ 弁座
２，３４ 弁体
３ 磁歪素子
４，３６ コイル
４ａ，３６ａ リード線
５，３５ 位置決部材
１０ シリンダ
１１ ピストン
１２ ロッド
１３ パイプ
１３ａ，３１，５４ スリーブ
１４ 外筒
１５ 排出通路
１６ 吸込通路
１７ シリンダ内通路
２０，３０ ハウジング
２０ａ ハウジング内筒
２０ｂ ハウジング外筒
２０ｃ ハウジング内筒における鍔
２０ｄ ハウジング外筒における凹部
２０ｅ，２２ａ，４０，４１ シールリング
２０ｆ ハウジング外筒における切欠
２１ 軸
２１ａ 軸における鍔
２２，３９ ホルダ
２２ｂ ホルダにおけるホルダ通路
２２ｃ ホルダにおける環状凸部
２３ 間座
２４ ウェーブワッシャ
３０ａ ハウジングにおける小径部
３０ｂ ハウジングにおける大径部
３０ｃ ハウジングにおける切欠
３１ａ，５４ａ スリーブにおける孔
３１ｂ，５４ｂ スリーブにおける鍔
３１ｃ，５４ｃ，５４ｄ スリーブにおける切欠
３２ 弁座部材
３２ａ 弁座部材における筒部
３２ｂ 弁座部材における鍔
３３ 皿バネ
３４ 弁体
３４ａ 弁頭
３７ コイルケース
３７ａ ケース内筒
３７ｂ ケース外筒
３７ｃ ケース外筒における切欠
３７ｄ ケース内筒における鍔
３７ｅ ケース内筒におけるフランジ
３７ｆ ケース内筒における切欠
５０ 主弁
５１ 主弁における主弁体
５１ａ 主弁体における筒部
５１ｂ 主弁体におけるオリフィス孔
５２ 主弁における主弁座部材
５２ａ 主弁座
５２ｂ 主弁座部材における筒部
５３ 主弁におけるバネ
Ａ，Ｂ 部屋
Ｃ，Ｄ 空間
Ｒ リザーバ
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 減衰バルブ

Claims (4)

1. 緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けた環状の弁座と、弁座に離着座する弁体とを備え、弁座と弁体との間の隙間あるいは弁座から弁体が離座する開弁圧を可変にする緩衝器の減衰バルブにおいて、円筒状の位置決部材と、位置決部材の外周に配置されて端部に弁座を形成した円筒状の磁歪素子と、磁歪素子に磁界を与えて磁歪素子を伸縮させるコイルとを備え、環状板からなる弁体を位置決部材へ向けて附勢して当該位置決部材に積層させると共にこの弁体の外周を自由端として上記弁座に離着座させ、磁歪素子と位置決部材の線膨張係数と軸方向長さを略同じに設定したことを特徴とする減衰バルブ。
   
2. 緩衝器の伸縮時に流体が通過する通路の途中に設けた環状の弁座と、弁座に離着座する弁体とを備え、弁座と弁体との間の隙間あるいは弁座から弁体が離座する開弁圧を可変にする緩衝器の減衰バルブにおいて、一端に弁体を備えた磁歪素子と、磁歪素子の外周に配置させた円筒状の位置決部材と、位置決部材へ向けて附勢されて位置決部材の一端に当接する弁座を備えた弁座部材と、磁歪素子に磁界を与えるコイルとを備え、磁歪素子と位置決部材の線膨張係数と軸方向長さを略同じに設定したことを特徴とする減衰バルブ。
3. 位置決部材は、磁歪素子とされ、磁界の発生に対して弁座と弁体の一方を駆動させる磁歪素子とは異なる長さの歪を呈することを特徴とする請求項１又は２に記載の減衰バルブ。
4. 位置決部材あるいは磁歪素子のいずれかにバイアス磁界を掛けることにより、磁界の発生に対して異なる長さの歪を呈することを特徴とする請求項３に記載の減衰バルブ。

Images