緩衝器
【課題】 特に組立が容易で加工工数を低減可能な緩衝器を提供することであり、また他の目的は、緩衝器の強度の低下を防止することである。
【解決手段】 減衰力調整機構が、流路１０中に形成した中空部３３内に摺動自在に挿入され、ピストンロッド３の他端に設けたソレノイドＳにより推力が与えられるとともに上流路１１の圧力によりソレノイドＳの推力に対向する方向の推力が与えられるスプール５０を備え、該スプール５０は、その両端側にランド部５１，５２が形成され、一方のランド部５１を上流路１１の出口開口部に対向させるとともに他方のランド部５２を下流路１２の入口開口部に対向させ、ソレノイドＳの推力を変化させることで、上流路１１の出口開口部面積および下流路１２の入口開口部面積を変化させて減衰力を調整する。
【解決手段】 減衰力調整機構が、流路１０中に形成した中空部３３内に摺動自在に挿入され、ピストンロッド３の他端に設けたソレノイドＳにより推力が与えられるとともに上流路１１の圧力によりソレノイドＳの推力に対向する方向の推力が与えられるスプール５０を備え、該スプール５０は、その両端側にランド部５１，５２が形成され、一方のランド部５１を上流路１１の出口開口部に対向させるとともに他方のランド部５２を下流路１２の入口開口部に対向させ、ソレノイドＳの推力を変化させることで、上流路１１の出口開口部面積および下流路１２の入口開口部面積を変化させて減衰力を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソレノイドを利用し減衰力を変化可能な緩衝器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種緩衝器としては、たとえば、いわゆる作動油が封入されたシリンダと、当該シリンダ内に摺動可能に挿入されシリンダ内を上室と下室とに区画するピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、ピストン内に設けられたソレノイドの推力でクラッキング圧が制御されるバルブとを備えて構成され、さらにこの緩衝器にあっては、伸縮により上室もしくは下室のうち高圧となる室から低圧となる室へ作動油が移動する際に必ず一方向から上記バルブを通過するように流路配置がなされている。
【０００３】
そして、このバルブは、流路の途中に設けられた弁座とポペット型弁体と、該ポペット型弁体を弁座方向に附勢するバネと、バネの附勢力を増大もしくは減少せしめるソレノイドを備え、このソレノイドによってクラッキング圧を制御するとして、減衰力を変化させることが可能である（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０４−２６２１３４号公報（第３頁右欄第３５行目から第５頁右欄第２４行目、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述緩衝器では、機能面で問題があるわけではないが、以下の不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。
【０００５】
すなわち、従来緩衝器では、ピストン部にソレノイドを内蔵しているので、緩衝器の組立に工数がかかり、また、ピストンロッドとピストンの同軸度の精度が不十分となる可能性があり、さらに、ポペット弁を採用しているので、この部位における同軸度の精度が不十分となる恐れもあり、また、充分な精度を確保しようとすると必然的に組付け作業が煩雑となる。
【０００６】
また、ピストン部にソレノイドを内蔵していることから、ピストンロッドとピストンとを接続する筒部材の強度が低下する可能性もある。
【０００７】
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、特に組立が容易で加工工数を低減可能な緩衝器を提供することであり、また他の目的は、緩衝器の強度の低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、シリンダと、一端にシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストン部を備えたピストンロッドと、シリンダ内に上記ピストン部で隔成した一方室と他方室と、該ピストン部に設けた一方室と他方室とを連通する流路と、該流路の途中に設けた減衰力調整機構とを備えた緩衝器において、上記流路は、ピストン部に形成される中空部と、一方室と他方室のうち高圧側から中空部への液体の流れのみを許容する上流路と、中空部から一方室と他方室のうち低圧側への液体の流れのみを許容する下流路とを有し、減衰力調整機構は、中空部内に摺動自在に挿入され、ピストンロッドの他端に設けたソレノイドにより推力が与えられるとともに上流路の圧力によりソレノイドの推力に対向する方向の推力が与えられるスプールを備えてなり、該スプールは、その両端側にランド部が形成され、一方のランド部を上流路の出口開口部に対向させるとともに他方のランド部を下流路の入口開口部に対向させ、ソレノイドの推力を変化させることで、上流路の出口開口部面積および下流路の入口開口部面積を変化させて減衰力を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ソレノイドは、ピストン部に設けられるのではなくて、ピストンロッドの他端に設けられているから、ピストン部の強度をいたずらに低下させることはなく、さらに、ピストンロッドおよびピストンの組立は、通常の油圧緩衝器と同様の組立となるので、同軸度の精度が不十分となることがなく、煩雑な組付け作業を行わなくとも充分な精度を確保可能であり、緩衝器の組立に工数が低減される。
【００１０】
また、スプールを採用しているので、同軸度の精度を確保しつつ組付ける必要があるポペット弁に比較して、組付け作業が非常に簡単となり、同軸度の確保という問題もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。図２は、本発明の一実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。図３は、本発明の他の実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【００１２】
この緩衝器は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２と、一端がピストン２に連結されるピストンロッド３と、シリンダ１内に上記ピストン２で隔成した一方室Ｒ１と他方室Ｒ２と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を他方室Ｒ２と気室Ｇとに区画するフリーピストンＦと、ピストン２およびピストンロッド３の一端部と構成されるピストン部Ｐに設けた一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する流路１０と、該流路１０の途中に設けた減衰力調整機構とで構成されている。
【００１３】
そして、この緩衝器にあっては、ピストンロッド３がシリンダ１に対し上下移動する際、すなわち、緩衝器が伸縮する際に、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へもしくは他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へ作動油等の液体が移動するときに減衰力調整機構により減衰力を発生するとともに、また、シリンダ１に対しピストンロッド３が出没する際の体積分の過不足となる作動油はフリーピストンＦで隔成された気室Ｇ内の気体の膨張あるいは収縮によって補償される。
【００１４】
すなわち、この緩衝器は、図示したところによれば、いわゆる単筒型液圧緩衝器として構成されている。なお、緩衝器の形式としては、他にシリンダ１の外方に外筒を設けてシリンダ１と外筒との間の隙間に気室を備えたリザーバを設けるいわゆる複筒型とされてもよく、また、リザーバを緩衝器から分離して他所に形成し、シリンダ１内の一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２とリザーバを管路で接続するようにしてもよい。
【００１５】
以下、上記緩衝器の各部について図１および図２を用いて詳しく説明すると、ピストン部Ｐは、上記したようにピストン２とピストンロッド３の一端部とで形成され、ピストン２は、環状のピストン本体２１と、ピストン本体２１の図２中より下方に配置される環状のバルブディスク２２を備え、上記ピストン本体２１およびバルブディスク２２は、ピストンロッド３の一端に形成される縮径部３１に嵌挿されるとともに、ピストンロッド３の最下端に螺着されるピストンナット３２により固定されている。
【００１６】
なお、バルブディスク２２とピストン本体２１との間には、スペーサ６５および積層間座６６が介装され、バルブディスク２２とピストン本体２１との間に部屋Ａが隔成されている。
【００１７】
そして、ピストン部Ｐとなるピストン本体２１およびピストンロッド３の一端部には、流路１０が形成されているが、該流路１０は、ピストンロッド３の一端部に形成される中空部３３と、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち高圧側から中空部３３への作動油の流れのみを許容する上流路１１と、中空部３３から一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち低圧側への作動油の流れのみを許容する下流路１２とで構成され、さらに、上流路１１は、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する連通路１１１と、連通路１１１と中空部３３とを連通する接続路１１２とを備えて構成され、他方の、下流路１２も、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する連通路１２１と、連通路１２１と中空部３３とを連通する接続路１２２とを備えて構成されている。
【００１８】
また、ピストン本体２１の内周側には、環状溝２１１と環状溝２１２が上下に配置されて形成されており、この環状溝２１１は環状溝２１２より上下に幅広に形成されるとともに上流路１１の接続路１１２に連通され、また、環状溝２１２は下流路の接続路１２２に連通されている。
【００１９】
さらに、ピストンロッド３は、軸方向全体に渡り中空に、すなわち筒状に形成されており、その一端部に形成された縮径部３１の内方が中空部３３とされ、この中空部３３は丁度ピストン本体２１と対向する位置に配置されている。
【００２０】
そして、この縮径部３１の側部には、中空部３３とピストンロッド３の縮径部３１の外方とを連通する複数のポート３５，３６，３７が上下に配置されて開穿されており、ピストン本体２１とピストンロッド３に組付けた際に、ポート３５およびポート３６は、それぞれ、環状溝２１１に対向し、ポート３７は、環状溝２１２に対向するように設定されている。
【００２１】
すなわち、中空部３３は、上記ポート３５，３６および環状溝２１１を介して上流路１１に連通され、他方、ポート３７および環状溝２１２を介して下流路１２に連通されている。
【００２２】
なお、環状溝２１１および環状溝２１２を設けずに、接続路１１２および接続路１２２を上記のような流路が形成されるように直接に各ポート３５，３６，３７に接続するとしてもよいが、環状溝２１１，２１２を設けておくことにより、ピストンロッド３にピストン本体２１を組付ける際に位置合わせという煩わしい作業を省略することができ、便利である。
【００２３】
さらに、上流路１１の連通路１１１中であって接続路１１２との接続部分を除いて上下にパイプ４２，４３が嵌着され、上記接続部分にはパイプ４２，４３の内径より直径が大きいボール４４が挿入され、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうちいずれかが高圧となる場合、たとえば、一方室Ｒ１側の圧力が他方室Ｒ２側の圧力より高くなる場合、ボール４４は図２中下方に押し下げられてパイプ４３の上端開口部を閉塞し、一方室Ｒ１と中空部３３との連通を許容することになり、逆に、他方室Ｒ２側の圧力が一方室Ｒ１側の圧力より高くなる場合、ボール４４は図２中上方に押し上げられてパイプ４２の下端開口部を閉塞し、他方室Ｒ２と中空部３３との連通を許容することになる。
【００２４】
すなわち、上記連通路１１１内に設けられたボール４４は高圧優先シャトル弁として機能する。
【００２５】
なお、上流路１１および下流路１２をピストン本体２１に形成する際には、図示したように、連通路１１１および連通路１２１をピストン本体２１に対し軸方向に穴あけ加工し、接続路１１２および接続路１２２をピストン本体２１に対して半径方向から穴あけ加工することにより、簡単にピストン本体２１に上流路１１および下流路１２を設けることができる。
【００２６】
また、高圧優先シャトル弁に関しては、上記のような構成を採用せずとも良いが、上記構成とすることで、上流路１１の形成に加えて、パイプ４２，４３の組付けと、ボール４４の連通路１１１内への挿入という簡易な作業で高圧優先シャトル弁をピストン本体２１内に設けることができる点で有利となる。
【００２７】
他方、下流路１２における連通路１２１の一方室Ｒ１側の開口端は、ピストン本体２１の図２中上端に積層される環状の板バルブ４５によって閉塞され、連通路１２１の図２中下端に積層される環状の板バルブ４６によって閉塞されており、板バルブ４５および板バルブ４６は、ピストン本体２１と同様に、ピストンロッド３の縮径部３１に挿入されピストンナット３２によって固定されている。
【００２８】
そして、板バルブ４５は、一方室Ｒ１から下流路１２への作動油の流れを阻止する逆止弁として作用し、下流路１２側の圧力が一方室Ｒ１側の圧力より大きい場合には、下流路１２内の作動油は板バルブ４５を図２中上方に撓ませることにより連通路１２１の一方室Ｒ１側が開放され一方室Ｒ１内へ移動することが許容される。
【００２９】
また、板バルブ４６は、他方室Ｒ２から下流路１２への作動油の流れを阻止する逆止弁として作用し、下流路１２側の圧力が他方室Ｒ２側の圧力より大きい場合には、下流路１２内の作動油は板バルブ４６を図２中下方に撓ませることにより連通路１２１の他方室Ｒ２側が開放され他方室Ｒ２内へ移動することが許容される。
【００３０】
なお、各板バルブ４５，４６の上流路１１における連通路１１１に対向する部位には、それぞれ孔４７，４８が開穿されているので、各板バルブ４５，４６が一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２から上流路１１への作動油の流れを妨げることはない。
【００３１】
以上のように上流路１１に高圧優先シャトル弁を用いることで、従来緩衝器のように、逆止弁のみを用いるより、ピストン部Ｐを複雑な形状にする必要がなくなり、通常の緩衝器に使用されるピストン形状と略同じ形状のピストン本体を採用することができ、ピストン本体を安価に製造することが可能となる。
【００３２】
転じて、ピストンロッド３の一端部内に形成された中空部３３内にはスプール５０が摺動自在に挿入されており、このスプール５０は、両端側となる図１中上下端の両方にランド部５１，５２が形成され、このランド部５１をピストンロッド３に開穿のポート３６に、ランド部５２をピストンロッド３に開穿のポート３７に夫々対向させてある。
【００３３】
また、ピストンロッド３の縮径部３１の図１中下端部内には栓３８が設けられており、これにより中空部３３は、他方室Ｒ２とは隔絶されており、中空部３３はスプール５０により圧力室Ｂが隔成され、この圧力室Ｂはポート３５に接続され、この圧力室Ｂ内に導かれる上流路１１内の圧力をスプール５０の下端面を受圧面として作用させることができ、これによりスプール５０に図１中上方に推力を与えることができるようになっている。
【００３４】
また、この圧力室Ｂ内にバネ５３が収納され、このバネ５３は、スプール５０の下端と栓３８の上端との間に介装されているので、スプール５０を図２中上方に向けて附勢する。
【００３５】
さらに、スプール５０の上端には、ピストンロッド３内に挿通されたコントロールロッド５４の下端を当接させてあり、このコントロールロッド５４の上端は、図１に示すように、ピストンロッド３の他端となる図１中上端に固定したソレノイドＳの可動鉄心６０に連結されている。
【００３６】
この可動鉄心６０の上端と、ソレノイドＳのケース６１との間にはバネ６２が介装されており、さらに、可動鉄心６０の外周側には巻線とコアからなるステータ６３が設けられ、ステータ６３の巻線を励磁すると、可動鉄心６０に図１中下方に向けて推力を与えられるようになっている。
【００３７】
したがって、上記ソレノイドＳにおける巻線を励磁すると、コントロールロッド５４を介してスプール５０に図１中押し下げる方向に推力を与えることができる。
【００３８】
そして、スプール５０は、ソレノイドＳの巻線を励磁せず、バネ５３とバネ６２のバネ力のみが釣り合う位置において、ランド部５１およびランド部５２がそれぞれ、ポート３６およびポート３７を完全に閉塞せず、ポート３６とランド部５１のラップ面積およびポート３７とランド部５２のラップ面積は略同じ程度になるように設定され、巻線を励磁する電流の大きさによりスプール５０の位置制御を行うことにより、ランド部５１とポート３６のラップ面積と、ランド部５２とポート３７のラップ面積を制御できるようになっている。
【００３９】
そして、スプール５０の位置制御によって上記ラップ面積を増減させて、ポート３６の開口面積つまり上流路１１の出口開口部面積、および、ポート３７の開口面積つまり下流路１２の入口開口部面積を調整することができ、これにより減衰力を調整することが可能である。すなわち、本実施の形態においては、減衰力調整機構は、スプール５０と、ソレノイドＳとで構成されている。
【００４０】
他方、ピストン本体２１の下方に固定されるバルブディスク２２は、環状本体２２１と、環状本体２２１の外周側に嵌合され、かつ、シリンダ１の内周に摺接する筒部２２２と、筒部２２２の図１中下方内周側に螺着される環状の固定部材２２３とで構成され、環状本体２２１は、筒部２２２の内周側に形成の段部（付示せず）と固定部材２２３とで挟持されている。
【００４１】
さらに、環状本体２２１には、軸方向に空間Ａと他方室Ｒ２とを連通するポート２３が複数開穿されており、また、環状リーフバルブ２４が環状本体２２１の図１中上端外周側に形成した環状の弁座２２４に着座させてあり、さらに、この環状リーフバルブ２４の内周側は、積層間座６６の下面側に当接するようになっており、この環状リーフバルブ２４によって上記ポート２３の空間Ａ側の出口端を閉塞している。
【００４２】
また、このバルブディスク２２の環状本体２２１の上端外周側には、キャップ状のバルブストッパ２５が設けられており、このバルブストッパ２５は、空間Ａと他方室Ｒ２とを連通可能なように切欠２６が形成されるとともに、その軸心部にピストンロッド３の縮径部３１が挿通可能なように、孔（付示せず）が設けられており、スペーサ６５と積層間座６６とで挟持されることでピストンロッド３に固定されている。
【００４３】
そして、上記環状リーフバルブ２４は、空間Ａ側の圧力が他方室Ｒ２側の圧力より大きい場合には、その内側が図１中下方に撓んで積層間座６６との間に隙間が生じて作動油は、空間Ａから他方室Ｒ２に移動することが可能であり、作動油が積層間座６６と環状リーフバルブ２４との間を通過する時に生じる圧力損失によって減衰力を発生する。
【００４４】
他方、他方室Ｒ２側の圧力が空間Ａ側の圧力より大きい場合には、環状リーフバルブ２４の外周側が図１中上方に撓んで弁座２２４から離座し、環状リーフバルブ２４と弁座２２４との間に隙間が生じて作動油は、他方室Ｒ２から空間Ａに移動することが可能であり、作動油が環状リーフバルブ２４と弁座２２４との間を通過する時に生じる圧力損失によって減衰力を発生する。
【００４５】
すなわち、本実施の形態においては、上記した減衰力調整機構とは別に環状リーフバルブ２４によっても減衰力を発生することが可能である。
【００４６】
さて、上述のように構成された緩衝器にあっては、伸長時、すなわち、シリンダ１に対しピストンロッド３が上方に移動するとき、一方室Ｒ１の容積が減少し、他方室Ｒ２の容積が増大するので、一方室Ｒ１内の作動油の圧力は他方室Ｒ２のそれに比較して高くなる。
【００４７】
すると、上流路１１における連通路１１１内のボール４４は、パイプ４３側に押し付けられるので、中空部３３と一方室Ｒ１とが連通される状態となり、一方室Ｒ１内の作動油は、上流路１１、環状溝２１１およびポート３６を通過して中空部３３へ流入するとともに、上流路１１、環状溝２１１およびポート３５を通過して圧力室Ｂへ流入する。
【００４８】
そして、スプール５０は、圧力室Ｂ内の圧力上昇によって図２中上方へ推力が与えられるので、ポート３６とランド部５１のラップ面積が増大し、ポート３６の開口面積は小さくなる傾向となり、他方、ポート３７とランド部５２のラップ面積は小さくなり、ポート３７の開口面積は大きくなる傾向となる。
【００４９】
上記開口面積は、バネ５３、バネ６２のバネ力および圧力室Ｂ内の圧力による推力の釣り合いで決せられ、シリンダ１に対するピストンロッド３の移動速度が大きければ大きいほど圧力室Ｂ内の圧力は高くなるので、ポート３６の開口面積は小さくなる傾向を示すので大きな減衰力を発生し、他方、シリンダ１に対するピストンロッド３の移動速度が小さいときには、圧力室Ｂ内の圧力はさほど高まらないので、スプール５０は中立位置、すなわち、バネ５３とバネ６２のバネ力で釣り合っている位置よりあまり動かないことになるから、ポート３６およびポート３７の開口面積は小さくならず低減衰力を発生することになる。
【００５０】
ここで、ソレノイドＳの巻線を励磁すると、上記圧力室Ｂ内の圧力により与えられる推力に対向する推力をスプール５０に与えることができ、また励磁する電流の大きさによって上記対向する推力を制御できるので、結果、ポート３６およびポート３７の開口面積を制御でき、これにより発生減衰力を調節することができる。
【００５１】
なお、通常は、ソレノイドＳの巻線を励磁して減衰力制御が行われるのであるが、ソレノイドＳが機能し得ない状態となってしまった場合にあっても、上記したようにピストンロッド速度によって減衰力が可変となり、車両走行に支障をきたすことはない。
【００５２】
そして、減衰力調整機構を通過した作動油は、一方室Ｒ１内の圧力は高いので、下流路１２の連通路１２１を閉塞する板バルブ４５を撓ませることができず、反対側にある板バルブ４６を撓ませて空間Ａ内に流入し、さらに、環状リーフバルブ２４の内側を撓ませて他方室Ｒ２内へ至るが、上記環状リーフバルブ２４通過時に圧力損失が生じて、ここでも減衰力が発生することとなり、本緩衝器にあっては、減衰力調整機構に直列配置される環状リーフバルブ２４によっても減衰力が発生される。
【００５３】
なお、環状リーフバルブ２４を設けなくとも減衰力調整機構のみで減衰力を発生させるとしてもよいが、この環状リーフバルブ２４を設けることで、ソレノイドＳが機能し得ない状況では、ピストンロッド３の移動初期における減衰力不足を解消することができるとともに、減衰力調整機構で充分な減衰力を得られない状況となっても最低限の減衰力を発生することができるので、確実にフェールセーフを行うことができる。
【００５４】
ちなみに、他方室Ｒ２側の圧力が一方室Ｒ１側の圧力より高い場合、すなわち、緩衝器が収縮する場合、作動油は上記したところとは逆に、最初に環状リーフバルブ２４を通過し減衰力調整機構に到って、一方室Ｒ１へ流入することとなるが、中空部３３へは必ず上流路１１を通り、一方室Ｒ１へは下流路１２を通過することとなるので、緩衝器が伸長した場合と同様に、減衰力調整機構によって発生減衰力を制御することが可能である。
【００５５】
当該緩衝器の動作は以上のとおりであるが、本実施の形態においては、ソレノイドＳは、ピストン部Ｐに設けられるのではなくて、ピストンロッド３の他端に設けられているから、ピストン部Ｐの強度をいたずらに低下させることはなく、さらに、ピストンロッドおよびピストンの組立は、通常の油圧緩衝器と同様の組立となるので、同軸度の精度が不十分となることがなく、煩雑な組付け作業を行わなくとも充分な精度を確保可能であり、緩衝器の組立に工数が低減される。
【００５６】
また、スプールを採用しているので、同軸度の精度を確保しつつ組付ける必要があるポペット弁に比較して、組付け作業が非常に簡単となり、同軸度の確保という問題もない。
【００５７】
つづいて、他の実施の形態の緩衝器について説明する。他の実施の形態における緩衝器は、基本的には、上記した一実施の形態における緩衝器と同様の構成であるが、流路７１における中空部７２の周辺および減衰力調整機構の構成が異なる。
【００５８】
以下、異なる部分について説明し、一実施の形態における緩衝器と同様の部分については、一実施の形態と同じ符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。
【００５９】
まず、流路７１であるが、該流路７１は、ピストンロッド３の図３中下端となる一端に設けた縮径部８０の外周側に設けられる中空部７２と、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち高圧側から中空部７２への作動油の流れのみを許容する上流路１１と、中空部７２から一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち低圧側への作動油の流れのみを許容する下流路１２とで構成され、上記した上流路１１および下流路１２は、一実施の形態と同様の構成を備え、環状のピストン本体７０に内設されている。
【００６０】
また、ピストン本体７０の内周側には、図３中上端から下端近傍にかけて拡径されて拡径部７３が形成されており、この拡径部７３には、環状溝７１１と環状溝７１２が上下に配置されて形成されており、この環状溝７１１は環状溝７１２より上下に幅広に形成されるとともに上流路１１の接続路１１２に連通され、また、環状溝７１２は下流路の接続路１２２に連通されている。
【００６１】
さらに、ピストンロッド３は、軸方向全体に渡り中空に、すなわち筒状に形成されており、その一端部に形成された縮径部８０がピストン本体７０内に挿入され、この縮径部８０の外周とピストン本体７０の拡径部７３とで作られる円筒状隙間で中空部７２が形成される。
【００６２】
また、ピストンロッド３の一端側は、栓８１で封止されており、その軸芯部にはコントロールロッド８２が相通され、このコントロールロッド８２の上端は,一実施の形態と同様のソレノイドＳにおける可動鉄心６０に連結され、他方、コントロールロッド８２の図３中下端にはピン８３が結合されており、このピン８３は、ピストンロッド３の縮径部８０の図３中上方に穿設された一対の孔８４から縮径部８０の外方、すなわち、中空部７２内に突出させてある。
【００６３】
つづいて、減衰力調整機構は、一実施の形態における減衰力調整機構と同じくスプール９０とソレノイドＳとで構成されている。
【００６４】
以下、詳しく説明すると、スプール９０は、略円筒状に形成され中空部７２内に摺動自在に挿入されている。また、このスプール９０は、両端側となる図３中上下端の両方にランド部９１，９２が形成され、このランド部９１を環状溝７１１に、ランド部９２を環状溝７１２に夫々対向させてある。
【００６５】
また、この中空部７２内にスプール９０の図３中下端により圧力室Ｃが隔成され、この圧力室Ｃは環状溝７１１を介して上流路１１に接続されているので、この圧力室Ｃ内に導かれる上流路１１内の圧力を、スプール９０の下端面を受圧面として作用させることができ、これによりスプール９０に図３中上方に推力を与えることができるようになっている。
【００６６】
さらに、スプール９０の上端を、先ほどのコントロールロッド８２に結合されたピン８３に当接させており、ソレノイドＳにおける巻線を励磁すると、コントロールロッド８２およびピン８３を介してスプール９０に図３中押し下げる方向に推力を与えることができる。
【００６７】
そして、ピン８３が孔８４の規制下に上下に移動してスプール９０が図３中上下に移動する際に、ランド部９１およびランド部９２がそれぞれ、環状溝７１１，７１２を完全に閉塞しないように設定され、また、ランド部９１の上下方向幅は、圧力室Ｃとの連通を断たないように環状溝７１１の上下方向幅より小さくなっている。
【００６８】
このように構成された減衰力調整機構におけるスプール９０の上下方向に移動によって、ランド部９１と環状溝７１１で作られる上流路１１の出口開口部面積ｄおよびランド部９２と環状溝７１２で作られる下流路１２の入口開口部面積ｅを変化制御させることができる。
【００６９】
なお、この他の実施の形態においては、圧力室Ｃ内にスプール９０を図３中上方に附勢するバネを設けていないので、上流路１１側の圧力によるスプール９０を図３中上方に押し上げる推力と、ソレノイドＳによる推力と、ソレノイドＳ内のバネ６２との釣り合いで、上流路１１の出口開口部面積ｄおよびランド部９２と環状溝７１２で作られる下流路１２の入口開口部面積ｅが決せられるが、圧力室Ｃ内にバネを設けるとしても差し支えない。
【００７０】
したがって、上述のように構成された緩衝器にあっても、上述した一実施の形態における緩衝器と同様に、ソレノイドＳの巻線を励磁する電流の大きさによってスプール９０の位置を制御可能であり、上記上流路１１の出口開口部面積ｄおよび下流路１２の入口開口部面積ｅを変化させることにより減衰力を調整することが可能である。
【００７１】
そして、本実施の形態においてもソレノイドＳは、ピストン部Ｐに設けられるのではなくて、ピストンロッド３の他端に設けられているから、ピストン部Ｐの強度をいたずらに低下させることはなく、さらに、ピストンロッドおよびピストンの組立は、通常の油圧緩衝器と同様の組立となるので、同軸度の精度が不十分となることがなく、煩雑な組付け作業を行わなくとも充分な精度を確保可能であり、緩衝器の組立に工数が低減される。
【００７２】
また、スプールを採用しているので、同軸度の精度を確保しつつ組付ける必要があるポペット弁に比較して、組付け作業が非常に簡単となり、同軸度の確保という問題もない。
【００７３】
さらに、中空部７２は、ピストンロッド３の縮径部８０の外周側に形成されるので、ピストンロッド３の内方に中空部を設けるとするより、流路面積を大きくとることができるので、減衰力可変幅が大きくなる利点があるとともに、ピストンロッド３にポートを設ける必要がなくなるので加工工数が削減され、コストも低減される。
【００７４】
なお、各実施の形態において、コントロールロッドとスプールを結合することで一体化しても構わないが、組付けが容易となる点で分離しておくことが望ましい。
【００７５】
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】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ シリンダ
２ ピストン
３ ピストンロッド
１０，７１ 流路
１１ 上流路
１１１，１２１ 連通路
１１２，１２２ 接続路
１２ 下流路
２１，７０ ピストン本体
２１１，２１２，７１１，７１２ 環状溝
２２ バルブディスク
２２１ 環状本体
２２２ 筒部
２２３ 固定部材
２２４ 弁座
２３，３５，３６，３７ ポート
２４ 環状リーフバルブ
２５ バルブストッパ
２６ 切欠
３１，８０ 縮径部
３２ ピストンナット
３３，７２ 中空部
３８，８１ 栓
４２，４３ パイプ
４４ ボール
４５，４６ 板バルブ
４７，４８，８４ 孔
５０，９０ スプール
５１，５２，９１，９２ ランド部
５３，６２ バネ
５４，８２ コントロールロッド
６０ 可動鉄心
６１ ケース
６３ ステータ
６５ スペーサ
６６ 積層間座
７３ 拡径部
８３ ピン
Ａ 部屋
Ｂ，Ｃ 圧力室
Ｆ フリーピストン
Ｇ 気室
Ｐ ピストン部
Ｒ１ 一方室
Ｒ２ 他方室
Ｓ ソレノイド
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソレノイドを利用し減衰力を変化可能な緩衝器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種緩衝器としては、たとえば、いわゆる作動油が封入されたシリンダと、当該シリンダ内に摺動可能に挿入されシリンダ内を上室と下室とに区画するピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、ピストン内に設けられたソレノイドの推力でクラッキング圧が制御されるバルブとを備えて構成され、さらにこの緩衝器にあっては、伸縮により上室もしくは下室のうち高圧となる室から低圧となる室へ作動油が移動する際に必ず一方向から上記バルブを通過するように流路配置がなされている。
【０００３】
そして、このバルブは、流路の途中に設けられた弁座とポペット型弁体と、該ポペット型弁体を弁座方向に附勢するバネと、バネの附勢力を増大もしくは減少せしめるソレノイドを備え、このソレノイドによってクラッキング圧を制御するとして、減衰力を変化させることが可能である（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０４−２６２１３４号公報（第３頁右欄第３５行目から第５頁右欄第２４行目、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述緩衝器では、機能面で問題があるわけではないが、以下の不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。
【０００５】
すなわち、従来緩衝器では、ピストン部にソレノイドを内蔵しているので、緩衝器の組立に工数がかかり、また、ピストンロッドとピストンの同軸度の精度が不十分となる可能性があり、さらに、ポペット弁を採用しているので、この部位における同軸度の精度が不十分となる恐れもあり、また、充分な精度を確保しようとすると必然的に組付け作業が煩雑となる。
【０００６】
また、ピストン部にソレノイドを内蔵していることから、ピストンロッドとピストンとを接続する筒部材の強度が低下する可能性もある。
【０００７】
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、特に組立が容易で加工工数を低減可能な緩衝器を提供することであり、また他の目的は、緩衝器の強度の低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、シリンダと、一端にシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストン部を備えたピストンロッドと、シリンダ内に上記ピストン部で隔成した一方室と他方室と、該ピストン部に設けた一方室と他方室とを連通する流路と、該流路の途中に設けた減衰力調整機構とを備えた緩衝器において、上記流路は、ピストン部に形成される中空部と、一方室と他方室のうち高圧側から中空部への液体の流れのみを許容する上流路と、中空部から一方室と他方室のうち低圧側への液体の流れのみを許容する下流路とを有し、減衰力調整機構は、中空部内に摺動自在に挿入され、ピストンロッドの他端に設けたソレノイドにより推力が与えられるとともに上流路の圧力によりソレノイドの推力に対向する方向の推力が与えられるスプールを備えてなり、該スプールは、その両端側にランド部が形成され、一方のランド部を上流路の出口開口部に対向させるとともに他方のランド部を下流路の入口開口部に対向させ、ソレノイドの推力を変化させることで、上流路の出口開口部面積および下流路の入口開口部面積を変化させて減衰力を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ソレノイドは、ピストン部に設けられるのではなくて、ピストンロッドの他端に設けられているから、ピストン部の強度をいたずらに低下させることはなく、さらに、ピストンロッドおよびピストンの組立は、通常の油圧緩衝器と同様の組立となるので、同軸度の精度が不十分となることがなく、煩雑な組付け作業を行わなくとも充分な精度を確保可能であり、緩衝器の組立に工数が低減される。
【００１０】
また、スプールを採用しているので、同軸度の精度を確保しつつ組付ける必要があるポペット弁に比較して、組付け作業が非常に簡単となり、同軸度の確保という問題もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。図２は、本発明の一実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。図３は、本発明の他の実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【００１２】
この緩衝器は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２と、一端がピストン２に連結されるピストンロッド３と、シリンダ１内に上記ピストン２で隔成した一方室Ｒ１と他方室Ｒ２と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を他方室Ｒ２と気室Ｇとに区画するフリーピストンＦと、ピストン２およびピストンロッド３の一端部と構成されるピストン部Ｐに設けた一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する流路１０と、該流路１０の途中に設けた減衰力調整機構とで構成されている。
【００１３】
そして、この緩衝器にあっては、ピストンロッド３がシリンダ１に対し上下移動する際、すなわち、緩衝器が伸縮する際に、一方室Ｒ１から他方室Ｒ２へもしくは他方室Ｒ２から一方室Ｒ１へ作動油等の液体が移動するときに減衰力調整機構により減衰力を発生するとともに、また、シリンダ１に対しピストンロッド３が出没する際の体積分の過不足となる作動油はフリーピストンＦで隔成された気室Ｇ内の気体の膨張あるいは収縮によって補償される。
【００１４】
すなわち、この緩衝器は、図示したところによれば、いわゆる単筒型液圧緩衝器として構成されている。なお、緩衝器の形式としては、他にシリンダ１の外方に外筒を設けてシリンダ１と外筒との間の隙間に気室を備えたリザーバを設けるいわゆる複筒型とされてもよく、また、リザーバを緩衝器から分離して他所に形成し、シリンダ１内の一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２とリザーバを管路で接続するようにしてもよい。
【００１５】
以下、上記緩衝器の各部について図１および図２を用いて詳しく説明すると、ピストン部Ｐは、上記したようにピストン２とピストンロッド３の一端部とで形成され、ピストン２は、環状のピストン本体２１と、ピストン本体２１の図２中より下方に配置される環状のバルブディスク２２を備え、上記ピストン本体２１およびバルブディスク２２は、ピストンロッド３の一端に形成される縮径部３１に嵌挿されるとともに、ピストンロッド３の最下端に螺着されるピストンナット３２により固定されている。
【００１６】
なお、バルブディスク２２とピストン本体２１との間には、スペーサ６５および積層間座６６が介装され、バルブディスク２２とピストン本体２１との間に部屋Ａが隔成されている。
【００１７】
そして、ピストン部Ｐとなるピストン本体２１およびピストンロッド３の一端部には、流路１０が形成されているが、該流路１０は、ピストンロッド３の一端部に形成される中空部３３と、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち高圧側から中空部３３への作動油の流れのみを許容する上流路１１と、中空部３３から一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち低圧側への作動油の流れのみを許容する下流路１２とで構成され、さらに、上流路１１は、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する連通路１１１と、連通路１１１と中空部３３とを連通する接続路１１２とを備えて構成され、他方の、下流路１２も、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する連通路１２１と、連通路１２１と中空部３３とを連通する接続路１２２とを備えて構成されている。
【００１８】
また、ピストン本体２１の内周側には、環状溝２１１と環状溝２１２が上下に配置されて形成されており、この環状溝２１１は環状溝２１２より上下に幅広に形成されるとともに上流路１１の接続路１１２に連通され、また、環状溝２１２は下流路の接続路１２２に連通されている。
【００１９】
さらに、ピストンロッド３は、軸方向全体に渡り中空に、すなわち筒状に形成されており、その一端部に形成された縮径部３１の内方が中空部３３とされ、この中空部３３は丁度ピストン本体２１と対向する位置に配置されている。
【００２０】
そして、この縮径部３１の側部には、中空部３３とピストンロッド３の縮径部３１の外方とを連通する複数のポート３５，３６，３７が上下に配置されて開穿されており、ピストン本体２１とピストンロッド３に組付けた際に、ポート３５およびポート３６は、それぞれ、環状溝２１１に対向し、ポート３７は、環状溝２１２に対向するように設定されている。
【００２１】
すなわち、中空部３３は、上記ポート３５，３６および環状溝２１１を介して上流路１１に連通され、他方、ポート３７および環状溝２１２を介して下流路１２に連通されている。
【００２２】
なお、環状溝２１１および環状溝２１２を設けずに、接続路１１２および接続路１２２を上記のような流路が形成されるように直接に各ポート３５，３６，３７に接続するとしてもよいが、環状溝２１１，２１２を設けておくことにより、ピストンロッド３にピストン本体２１を組付ける際に位置合わせという煩わしい作業を省略することができ、便利である。
【００２３】
さらに、上流路１１の連通路１１１中であって接続路１１２との接続部分を除いて上下にパイプ４２，４３が嵌着され、上記接続部分にはパイプ４２，４３の内径より直径が大きいボール４４が挿入され、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうちいずれかが高圧となる場合、たとえば、一方室Ｒ１側の圧力が他方室Ｒ２側の圧力より高くなる場合、ボール４４は図２中下方に押し下げられてパイプ４３の上端開口部を閉塞し、一方室Ｒ１と中空部３３との連通を許容することになり、逆に、他方室Ｒ２側の圧力が一方室Ｒ１側の圧力より高くなる場合、ボール４４は図２中上方に押し上げられてパイプ４２の下端開口部を閉塞し、他方室Ｒ２と中空部３３との連通を許容することになる。
【００２４】
すなわち、上記連通路１１１内に設けられたボール４４は高圧優先シャトル弁として機能する。
【００２５】
なお、上流路１１および下流路１２をピストン本体２１に形成する際には、図示したように、連通路１１１および連通路１２１をピストン本体２１に対し軸方向に穴あけ加工し、接続路１１２および接続路１２２をピストン本体２１に対して半径方向から穴あけ加工することにより、簡単にピストン本体２１に上流路１１および下流路１２を設けることができる。
【００２６】
また、高圧優先シャトル弁に関しては、上記のような構成を採用せずとも良いが、上記構成とすることで、上流路１１の形成に加えて、パイプ４２，４３の組付けと、ボール４４の連通路１１１内への挿入という簡易な作業で高圧優先シャトル弁をピストン本体２１内に設けることができる点で有利となる。
【００２７】
他方、下流路１２における連通路１２１の一方室Ｒ１側の開口端は、ピストン本体２１の図２中上端に積層される環状の板バルブ４５によって閉塞され、連通路１２１の図２中下端に積層される環状の板バルブ４６によって閉塞されており、板バルブ４５および板バルブ４６は、ピストン本体２１と同様に、ピストンロッド３の縮径部３１に挿入されピストンナット３２によって固定されている。
【００２８】
そして、板バルブ４５は、一方室Ｒ１から下流路１２への作動油の流れを阻止する逆止弁として作用し、下流路１２側の圧力が一方室Ｒ１側の圧力より大きい場合には、下流路１２内の作動油は板バルブ４５を図２中上方に撓ませることにより連通路１２１の一方室Ｒ１側が開放され一方室Ｒ１内へ移動することが許容される。
【００２９】
また、板バルブ４６は、他方室Ｒ２から下流路１２への作動油の流れを阻止する逆止弁として作用し、下流路１２側の圧力が他方室Ｒ２側の圧力より大きい場合には、下流路１２内の作動油は板バルブ４６を図２中下方に撓ませることにより連通路１２１の他方室Ｒ２側が開放され他方室Ｒ２内へ移動することが許容される。
【００３０】
なお、各板バルブ４５，４６の上流路１１における連通路１１１に対向する部位には、それぞれ孔４７，４８が開穿されているので、各板バルブ４５，４６が一方室Ｒ１あるいは他方室Ｒ２から上流路１１への作動油の流れを妨げることはない。
【００３１】
以上のように上流路１１に高圧優先シャトル弁を用いることで、従来緩衝器のように、逆止弁のみを用いるより、ピストン部Ｐを複雑な形状にする必要がなくなり、通常の緩衝器に使用されるピストン形状と略同じ形状のピストン本体を採用することができ、ピストン本体を安価に製造することが可能となる。
【００３２】
転じて、ピストンロッド３の一端部内に形成された中空部３３内にはスプール５０が摺動自在に挿入されており、このスプール５０は、両端側となる図１中上下端の両方にランド部５１，５２が形成され、このランド部５１をピストンロッド３に開穿のポート３６に、ランド部５２をピストンロッド３に開穿のポート３７に夫々対向させてある。
【００３３】
また、ピストンロッド３の縮径部３１の図１中下端部内には栓３８が設けられており、これにより中空部３３は、他方室Ｒ２とは隔絶されており、中空部３３はスプール５０により圧力室Ｂが隔成され、この圧力室Ｂはポート３５に接続され、この圧力室Ｂ内に導かれる上流路１１内の圧力をスプール５０の下端面を受圧面として作用させることができ、これによりスプール５０に図１中上方に推力を与えることができるようになっている。
【００３４】
また、この圧力室Ｂ内にバネ５３が収納され、このバネ５３は、スプール５０の下端と栓３８の上端との間に介装されているので、スプール５０を図２中上方に向けて附勢する。
【００３５】
さらに、スプール５０の上端には、ピストンロッド３内に挿通されたコントロールロッド５４の下端を当接させてあり、このコントロールロッド５４の上端は、図１に示すように、ピストンロッド３の他端となる図１中上端に固定したソレノイドＳの可動鉄心６０に連結されている。
【００３６】
この可動鉄心６０の上端と、ソレノイドＳのケース６１との間にはバネ６２が介装されており、さらに、可動鉄心６０の外周側には巻線とコアからなるステータ６３が設けられ、ステータ６３の巻線を励磁すると、可動鉄心６０に図１中下方に向けて推力を与えられるようになっている。
【００３７】
したがって、上記ソレノイドＳにおける巻線を励磁すると、コントロールロッド５４を介してスプール５０に図１中押し下げる方向に推力を与えることができる。
【００３８】
そして、スプール５０は、ソレノイドＳの巻線を励磁せず、バネ５３とバネ６２のバネ力のみが釣り合う位置において、ランド部５１およびランド部５２がそれぞれ、ポート３６およびポート３７を完全に閉塞せず、ポート３６とランド部５１のラップ面積およびポート３７とランド部５２のラップ面積は略同じ程度になるように設定され、巻線を励磁する電流の大きさによりスプール５０の位置制御を行うことにより、ランド部５１とポート３６のラップ面積と、ランド部５２とポート３７のラップ面積を制御できるようになっている。
【００３９】
そして、スプール５０の位置制御によって上記ラップ面積を増減させて、ポート３６の開口面積つまり上流路１１の出口開口部面積、および、ポート３７の開口面積つまり下流路１２の入口開口部面積を調整することができ、これにより減衰力を調整することが可能である。すなわち、本実施の形態においては、減衰力調整機構は、スプール５０と、ソレノイドＳとで構成されている。
【００４０】
他方、ピストン本体２１の下方に固定されるバルブディスク２２は、環状本体２２１と、環状本体２２１の外周側に嵌合され、かつ、シリンダ１の内周に摺接する筒部２２２と、筒部２２２の図１中下方内周側に螺着される環状の固定部材２２３とで構成され、環状本体２２１は、筒部２２２の内周側に形成の段部（付示せず）と固定部材２２３とで挟持されている。
【００４１】
さらに、環状本体２２１には、軸方向に空間Ａと他方室Ｒ２とを連通するポート２３が複数開穿されており、また、環状リーフバルブ２４が環状本体２２１の図１中上端外周側に形成した環状の弁座２２４に着座させてあり、さらに、この環状リーフバルブ２４の内周側は、積層間座６６の下面側に当接するようになっており、この環状リーフバルブ２４によって上記ポート２３の空間Ａ側の出口端を閉塞している。
【００４２】
また、このバルブディスク２２の環状本体２２１の上端外周側には、キャップ状のバルブストッパ２５が設けられており、このバルブストッパ２５は、空間Ａと他方室Ｒ２とを連通可能なように切欠２６が形成されるとともに、その軸心部にピストンロッド３の縮径部３１が挿通可能なように、孔（付示せず）が設けられており、スペーサ６５と積層間座６６とで挟持されることでピストンロッド３に固定されている。
【００４３】
そして、上記環状リーフバルブ２４は、空間Ａ側の圧力が他方室Ｒ２側の圧力より大きい場合には、その内側が図１中下方に撓んで積層間座６６との間に隙間が生じて作動油は、空間Ａから他方室Ｒ２に移動することが可能であり、作動油が積層間座６６と環状リーフバルブ２４との間を通過する時に生じる圧力損失によって減衰力を発生する。
【００４４】
他方、他方室Ｒ２側の圧力が空間Ａ側の圧力より大きい場合には、環状リーフバルブ２４の外周側が図１中上方に撓んで弁座２２４から離座し、環状リーフバルブ２４と弁座２２４との間に隙間が生じて作動油は、他方室Ｒ２から空間Ａに移動することが可能であり、作動油が環状リーフバルブ２４と弁座２２４との間を通過する時に生じる圧力損失によって減衰力を発生する。
【００４５】
すなわち、本実施の形態においては、上記した減衰力調整機構とは別に環状リーフバルブ２４によっても減衰力を発生することが可能である。
【００４６】
さて、上述のように構成された緩衝器にあっては、伸長時、すなわち、シリンダ１に対しピストンロッド３が上方に移動するとき、一方室Ｒ１の容積が減少し、他方室Ｒ２の容積が増大するので、一方室Ｒ１内の作動油の圧力は他方室Ｒ２のそれに比較して高くなる。
【００４７】
すると、上流路１１における連通路１１１内のボール４４は、パイプ４３側に押し付けられるので、中空部３３と一方室Ｒ１とが連通される状態となり、一方室Ｒ１内の作動油は、上流路１１、環状溝２１１およびポート３６を通過して中空部３３へ流入するとともに、上流路１１、環状溝２１１およびポート３５を通過して圧力室Ｂへ流入する。
【００４８】
そして、スプール５０は、圧力室Ｂ内の圧力上昇によって図２中上方へ推力が与えられるので、ポート３６とランド部５１のラップ面積が増大し、ポート３６の開口面積は小さくなる傾向となり、他方、ポート３７とランド部５２のラップ面積は小さくなり、ポート３７の開口面積は大きくなる傾向となる。
【００４９】
上記開口面積は、バネ５３、バネ６２のバネ力および圧力室Ｂ内の圧力による推力の釣り合いで決せられ、シリンダ１に対するピストンロッド３の移動速度が大きければ大きいほど圧力室Ｂ内の圧力は高くなるので、ポート３６の開口面積は小さくなる傾向を示すので大きな減衰力を発生し、他方、シリンダ１に対するピストンロッド３の移動速度が小さいときには、圧力室Ｂ内の圧力はさほど高まらないので、スプール５０は中立位置、すなわち、バネ５３とバネ６２のバネ力で釣り合っている位置よりあまり動かないことになるから、ポート３６およびポート３７の開口面積は小さくならず低減衰力を発生することになる。
【００５０】
ここで、ソレノイドＳの巻線を励磁すると、上記圧力室Ｂ内の圧力により与えられる推力に対向する推力をスプール５０に与えることができ、また励磁する電流の大きさによって上記対向する推力を制御できるので、結果、ポート３６およびポート３７の開口面積を制御でき、これにより発生減衰力を調節することができる。
【００５１】
なお、通常は、ソレノイドＳの巻線を励磁して減衰力制御が行われるのであるが、ソレノイドＳが機能し得ない状態となってしまった場合にあっても、上記したようにピストンロッド速度によって減衰力が可変となり、車両走行に支障をきたすことはない。
【００５２】
そして、減衰力調整機構を通過した作動油は、一方室Ｒ１内の圧力は高いので、下流路１２の連通路１２１を閉塞する板バルブ４５を撓ませることができず、反対側にある板バルブ４６を撓ませて空間Ａ内に流入し、さらに、環状リーフバルブ２４の内側を撓ませて他方室Ｒ２内へ至るが、上記環状リーフバルブ２４通過時に圧力損失が生じて、ここでも減衰力が発生することとなり、本緩衝器にあっては、減衰力調整機構に直列配置される環状リーフバルブ２４によっても減衰力が発生される。
【００５３】
なお、環状リーフバルブ２４を設けなくとも減衰力調整機構のみで減衰力を発生させるとしてもよいが、この環状リーフバルブ２４を設けることで、ソレノイドＳが機能し得ない状況では、ピストンロッド３の移動初期における減衰力不足を解消することができるとともに、減衰力調整機構で充分な減衰力を得られない状況となっても最低限の減衰力を発生することができるので、確実にフェールセーフを行うことができる。
【００５４】
ちなみに、他方室Ｒ２側の圧力が一方室Ｒ１側の圧力より高い場合、すなわち、緩衝器が収縮する場合、作動油は上記したところとは逆に、最初に環状リーフバルブ２４を通過し減衰力調整機構に到って、一方室Ｒ１へ流入することとなるが、中空部３３へは必ず上流路１１を通り、一方室Ｒ１へは下流路１２を通過することとなるので、緩衝器が伸長した場合と同様に、減衰力調整機構によって発生減衰力を制御することが可能である。
【００５５】
当該緩衝器の動作は以上のとおりであるが、本実施の形態においては、ソレノイドＳは、ピストン部Ｐに設けられるのではなくて、ピストンロッド３の他端に設けられているから、ピストン部Ｐの強度をいたずらに低下させることはなく、さらに、ピストンロッドおよびピストンの組立は、通常の油圧緩衝器と同様の組立となるので、同軸度の精度が不十分となることがなく、煩雑な組付け作業を行わなくとも充分な精度を確保可能であり、緩衝器の組立に工数が低減される。
【００５６】
また、スプールを採用しているので、同軸度の精度を確保しつつ組付ける必要があるポペット弁に比較して、組付け作業が非常に簡単となり、同軸度の確保という問題もない。
【００５７】
つづいて、他の実施の形態の緩衝器について説明する。他の実施の形態における緩衝器は、基本的には、上記した一実施の形態における緩衝器と同様の構成であるが、流路７１における中空部７２の周辺および減衰力調整機構の構成が異なる。
【００５８】
以下、異なる部分について説明し、一実施の形態における緩衝器と同様の部分については、一実施の形態と同じ符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。
【００５９】
まず、流路７１であるが、該流路７１は、ピストンロッド３の図３中下端となる一端に設けた縮径部８０の外周側に設けられる中空部７２と、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち高圧側から中空部７２への作動油の流れのみを許容する上流路１１と、中空部７２から一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のうち低圧側への作動油の流れのみを許容する下流路１２とで構成され、上記した上流路１１および下流路１２は、一実施の形態と同様の構成を備え、環状のピストン本体７０に内設されている。
【００６０】
また、ピストン本体７０の内周側には、図３中上端から下端近傍にかけて拡径されて拡径部７３が形成されており、この拡径部７３には、環状溝７１１と環状溝７１２が上下に配置されて形成されており、この環状溝７１１は環状溝７１２より上下に幅広に形成されるとともに上流路１１の接続路１１２に連通され、また、環状溝７１２は下流路の接続路１２２に連通されている。
【００６１】
さらに、ピストンロッド３は、軸方向全体に渡り中空に、すなわち筒状に形成されており、その一端部に形成された縮径部８０がピストン本体７０内に挿入され、この縮径部８０の外周とピストン本体７０の拡径部７３とで作られる円筒状隙間で中空部７２が形成される。
【００６２】
また、ピストンロッド３の一端側は、栓８１で封止されており、その軸芯部にはコントロールロッド８２が相通され、このコントロールロッド８２の上端は,一実施の形態と同様のソレノイドＳにおける可動鉄心６０に連結され、他方、コントロールロッド８２の図３中下端にはピン８３が結合されており、このピン８３は、ピストンロッド３の縮径部８０の図３中上方に穿設された一対の孔８４から縮径部８０の外方、すなわち、中空部７２内に突出させてある。
【００６３】
つづいて、減衰力調整機構は、一実施の形態における減衰力調整機構と同じくスプール９０とソレノイドＳとで構成されている。
【００６４】
以下、詳しく説明すると、スプール９０は、略円筒状に形成され中空部７２内に摺動自在に挿入されている。また、このスプール９０は、両端側となる図３中上下端の両方にランド部９１，９２が形成され、このランド部９１を環状溝７１１に、ランド部９２を環状溝７１２に夫々対向させてある。
【００６５】
また、この中空部７２内にスプール９０の図３中下端により圧力室Ｃが隔成され、この圧力室Ｃは環状溝７１１を介して上流路１１に接続されているので、この圧力室Ｃ内に導かれる上流路１１内の圧力を、スプール９０の下端面を受圧面として作用させることができ、これによりスプール９０に図３中上方に推力を与えることができるようになっている。
【００６６】
さらに、スプール９０の上端を、先ほどのコントロールロッド８２に結合されたピン８３に当接させており、ソレノイドＳにおける巻線を励磁すると、コントロールロッド８２およびピン８３を介してスプール９０に図３中押し下げる方向に推力を与えることができる。
【００６７】
そして、ピン８３が孔８４の規制下に上下に移動してスプール９０が図３中上下に移動する際に、ランド部９１およびランド部９２がそれぞれ、環状溝７１１，７１２を完全に閉塞しないように設定され、また、ランド部９１の上下方向幅は、圧力室Ｃとの連通を断たないように環状溝７１１の上下方向幅より小さくなっている。
【００６８】
このように構成された減衰力調整機構におけるスプール９０の上下方向に移動によって、ランド部９１と環状溝７１１で作られる上流路１１の出口開口部面積ｄおよびランド部９２と環状溝７１２で作られる下流路１２の入口開口部面積ｅを変化制御させることができる。
【００６９】
なお、この他の実施の形態においては、圧力室Ｃ内にスプール９０を図３中上方に附勢するバネを設けていないので、上流路１１側の圧力によるスプール９０を図３中上方に押し上げる推力と、ソレノイドＳによる推力と、ソレノイドＳ内のバネ６２との釣り合いで、上流路１１の出口開口部面積ｄおよびランド部９２と環状溝７１２で作られる下流路１２の入口開口部面積ｅが決せられるが、圧力室Ｃ内にバネを設けるとしても差し支えない。
【００７０】
したがって、上述のように構成された緩衝器にあっても、上述した一実施の形態における緩衝器と同様に、ソレノイドＳの巻線を励磁する電流の大きさによってスプール９０の位置を制御可能であり、上記上流路１１の出口開口部面積ｄおよび下流路１２の入口開口部面積ｅを変化させることにより減衰力を調整することが可能である。
【００７１】
そして、本実施の形態においてもソレノイドＳは、ピストン部Ｐに設けられるのではなくて、ピストンロッド３の他端に設けられているから、ピストン部Ｐの強度をいたずらに低下させることはなく、さらに、ピストンロッドおよびピストンの組立は、通常の油圧緩衝器と同様の組立となるので、同軸度の精度が不十分となることがなく、煩雑な組付け作業を行わなくとも充分な精度を確保可能であり、緩衝器の組立に工数が低減される。
【００７２】
また、スプールを採用しているので、同軸度の精度を確保しつつ組付ける必要があるポペット弁に比較して、組付け作業が非常に簡単となり、同軸度の確保という問題もない。
【００７３】
さらに、中空部７２は、ピストンロッド３の縮径部８０の外周側に形成されるので、ピストンロッド３の内方に中空部を設けるとするより、流路面積を大きくとることができるので、減衰力可変幅が大きくなる利点があるとともに、ピストンロッド３にポートを設ける必要がなくなるので加工工数が削減され、コストも低減される。
【００７４】
なお、各実施の形態において、コントロールロッドとスプールを結合することで一体化しても構わないが、組付けが容易となる点で分離しておくことが望ましい。
【００７５】
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】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における緩衝器の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ シリンダ
２ ピストン
３ ピストンロッド
１０，７１ 流路
１１ 上流路
１１１，１２１ 連通路
１１２，１２２ 接続路
１２ 下流路
２１，７０ ピストン本体
２１１，２１２，７１１，７１２ 環状溝
２２ バルブディスク
２２１ 環状本体
２２２ 筒部
２２３ 固定部材
２２４ 弁座
２３，３５，３６，３７ ポート
２４ 環状リーフバルブ
２５ バルブストッパ
２６ 切欠
３１，８０ 縮径部
３２ ピストンナット
３３，７２ 中空部
３８，８１ 栓
４２，４３ パイプ
４４ ボール
４５，４６ 板バルブ
４７，４８，８４ 孔
５０，９０ スプール
５１，５２，９１，９２ ランド部
５３，６２ バネ
５４，８２ コントロールロッド
６０ 可動鉄心
６１ ケース
６３ ステータ
６５ スペーサ
６６ 積層間座
７３ 拡径部
８３ ピン
Ａ 部屋
Ｂ，Ｃ 圧力室
Ｆ フリーピストン
Ｇ 気室
Ｐ ピストン部
Ｒ１ 一方室
Ｒ２ 他方室
Ｓ ソレノイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、一端にシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストン部を備えたピストンロッドと、シリンダ内に上記ピストン部で隔成した一方室と他方室と、該ピストン部に設けた一方室と他方室とを連通する流路と、該流路の途中に設けた減衰力調整機構とを備えた緩衝器において、上記流路は、ピストン部に形成される中空部と、一方室と他方室のうち高圧側から中空部への液体の流れのみを許容する上流路と、中空部から一方室と他方室のうち低圧側への液体の流れのみを許容する下流路とを有し、減衰力調整機構は、中空部内に摺動自在に挿入され、ピストンロッドの他端に設けたソレノイドにより推力が与えられるとともに上流路の圧力によりソレノイドの推力に対向する方向の推力が与えられるスプールを備えてなり、該スプールは、その両端側にランド部が形成され、一方のランド部を上流路の出口開口部に対向させるとともに他方のランド部を下流路の入口開口部に対向させ、ソレノイドの推力を変化させることで、上流路の出口開口部面積および下流路の入口開口部面積を変化させて減衰力を調整することを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
中空部内にスプールで上流路の圧力が導かれる圧力室を隔成するとともに、当該圧力室内にスプールをソレノイドの推力に対向する方向に附勢するバネを設けたことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
ピストンの軸芯部に孔を設け、ピストンロッドは、先端を上記孔に挿入してピストンに連結され、中空部が孔の中間部に形成される拡径部とピストンロッド外周とで形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
【請求項４】
上流路は、一方室と他方室とを連通する連通路と、連通路と中空部とを連通する接続路とを備え、連通路内に高圧優先シャトル弁を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項１】
シリンダと、一端にシリンダ内に摺動自在に挿入されるピストン部を備えたピストンロッドと、シリンダ内に上記ピストン部で隔成した一方室と他方室と、該ピストン部に設けた一方室と他方室とを連通する流路と、該流路の途中に設けた減衰力調整機構とを備えた緩衝器において、上記流路は、ピストン部に形成される中空部と、一方室と他方室のうち高圧側から中空部への液体の流れのみを許容する上流路と、中空部から一方室と他方室のうち低圧側への液体の流れのみを許容する下流路とを有し、減衰力調整機構は、中空部内に摺動自在に挿入され、ピストンロッドの他端に設けたソレノイドにより推力が与えられるとともに上流路の圧力によりソレノイドの推力に対向する方向の推力が与えられるスプールを備えてなり、該スプールは、その両端側にランド部が形成され、一方のランド部を上流路の出口開口部に対向させるとともに他方のランド部を下流路の入口開口部に対向させ、ソレノイドの推力を変化させることで、上流路の出口開口部面積および下流路の入口開口部面積を変化させて減衰力を調整することを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
中空部内にスプールで上流路の圧力が導かれる圧力室を隔成するとともに、当該圧力室内にスプールをソレノイドの推力に対向する方向に附勢するバネを設けたことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
ピストンの軸芯部に孔を設け、ピストンロッドは、先端を上記孔に挿入してピストンに連結され、中空部が孔の中間部に形成される拡径部とピストンロッド外周とで形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
【請求項４】
上流路は、一方室と他方室とを連通する連通路と、連通路と中空部とを連通する接続路とを備え、連通路内に高圧優先シャトル弁を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の緩衝器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１３２５５４（Ｐ２００６−１３２５５４Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１８７１５（Ｐ２００４−３１８７１５）
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【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１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【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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