JPH07167192A - 減衰力可変式ショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はハウジング内に設けられたガイド部
材によりガイドされるスプール弁を軸方向に移動させて
減衰力を可変するよう構成した減衰力可変式ショックア
ブソーバを提供することを目的とする。 【構成】 減衰力可変式ショックアブソーバは、シリン
ダ内でオイルの抵抗を受けるピストン１８と、ピストン
１８内に流路に挿入され、その挿入位置により流路面積
を変更して減衰力を可変するスプール弁８６と、スプー
ル弁８６の端部に結合されたねじシャフト７０が螺合す
るロータ６６を回転駆動させてスプール弁８６を移動さ
せるステッピングモータ４８と、ねじシャフト７０の端
部より延在するロッド７６の軸方向の移動を許容すると
ともに、回転を規制するようロッド７６が揺動可能に係
合するガイド部材７７と、ガイド部材７７を揺動可能に
付勢するとともにガイド部材７７の回転を規制するコイ
ルばね７５と、よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は減衰力可変式ショックア
ブソーバに係り、特にハウジング内に設けられたガイド
部材によりガイドされるスプール弁を軸方向に移動させ
て減衰力を可変するよう構成した減衰力可変式ショック
アブソーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等に使用される減衰力可変式ショ
ックアブソーバの一つとして、例えば特開平５−６０１
６５号公報にみられるような構成のものがある。この公
報の減衰力可変式ショックアブソーバでは、シリンダ内
を摺動するピストン内に挿入されたスプール弁を軸方向
に移動させることにより減衰力を可変するようになって
いる。図１０に示すように、従来の減衰力可変式ショッ
クアブソーバは、スプール弁１と一体的に結合されたシ
ャフト２のおねじ２ａがロータ３の内周に嵌合するアウ
タレース部材３ａのめねじ３ｂに螺合しており、ロータ
３の外周には永久磁石３ｃが固定されている。従って、
ステッピングモータ４のコイル４ａからの電磁力により
ロータ３が回転駆動されると、めねじ３ｂが所定角度回
転しておねじ２ａを有するシャフト２と一体なスプール
弁１が軸方向に移動する。

【０００３】ロータ３は円筒状のハウジング５内の軸受
５ａ，５ｂにより回転自在に支承されている。又、ハウ
ジング５の上部には、シャフト２の軸方向の移動をガイ
ドするガイド部材６が嵌合し、下部には軸受支持部材７
が嵌合している。このガイド部材６の中心には、シャフ
ト２の軸線上に延在するロッド２ｂが嵌合するガイド孔
６ａが設けられている。ガイド孔６ａ及びロッド２ｂ
は、夫々断面が矩形状に形成されているので、シャフト
２の回転を規制する回転規制部材としても機能する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記減衰力
可変式ショックアブソーバでは、上記各構成部品の精度
あるいはハウジング５にガイド部材６，軸受支持部材７
を溶接する際の歪等により、組立完了後シャフト２の軸
線とガイド部材６の軸線とが一致せず、例えば図１１に
示すように、ロッド２ｂがガイド孔６ａに対して傾斜す
ることがある。このように、シャフト２がガイド部材６
に対して傾くとロッド２ｂはガイド孔６ａの内壁に斜め
に接触することになり、横力Ａがロッド２ｂに働く。そ
のため、シャフト２のおねじ２ａは、上記横力Ａにより
ロータ３のめねじ３ａに対して傾くことになり、よって
めねじ３ａとの接触圧が増加して回転抵抗が増加する。

【０００５】その結果、従来の減衰力可変式ショックア
ブソーバでは、上記おねじ２ａとめねじ３ａとの回転抵
抗が増加してステッピングモータ４に余分な負荷がかか
るため、図１２に示すようにステッピングモータ４のト
ルクが大幅に変動し、ステッピングモータ４を駆動する
際のエネルギ損失が大きいといった課題がある。

【０００６】そこで、本発明は上記課題に鑑み、シャフ
トの軸線とガイド部材の軸線とが一致しない場合でも回
転抵抗が増加しないことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に作動油
が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に嵌
合され、該シリンダ内を往復動するのに伴い該作動油の
移動により抵抗を受けるピストンと、該ピストン内に流
路に挿入され、その挿入位置により流路面積を変更して
減衰力を可変するスプール弁と、該スプール弁の端部に
結合され、外周におねじを有するシャフトと、該シャフ
トのおねじが螺合するめねじを有するロータを回転駆動
させて該スプール弁を軸方向に移動させるアクチュエー
タと、該ロータを該めねじの軸線を中心として回転自在
に支承するハウジングと、該シャフトの端部より軸方向
に延在するロッドと、該ハウジング内に設けられ、前記
ロッドの軸方向の移動を許容するとともに、軸線を中心
とする回転を規制するよう前記ロッドが揺動可能に係合
するガイド穴を有するガイド部材と、該ガイド部材を揺
動可能に付勢する付勢手段と、前記ガイド部材の回転を
規制する回転規制手段と、よりなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】ハウジング内に設けられたガイド部材を揺動自
在に設けることによりシャフトの軸線とガイド部材の軸
線とがずれたときのねじ部分の抵抗が増加することを防
止し、さらにガイド部材を揺動可能に付勢するとともに
前記ガイド部材の回転を規制する回転規制手段を設ける
ことにより、ガイド部材の回転を防止してロータの回転
によりスプール弁を軸方向に移動させる。

【０００９】

【実施例】図１乃至図３に本発明になる減衰力可変式シ
ョックアブソーバの一実施例を示す。

【００１０】図１に示す減衰力可変式ショックアブソー
バは、ツインチューブ式ショックアブソーバであり、内
部が図２及び図３に示すような構成となっている。各図
中、１０はインナシリンダ、１２はアウタシリンダで夫
々軸線１４に沿って同心に延在する。これらのシリンダ
の両端は図には示されていないエンドキャップにより閉
じられている。

【００１１】シリンダ１０，１２及びエンドキャップは
互いに共働して環状室１６を郭定している。インナシリ
ンダ１０内には、軸線１４に沿って往復動可能にピスト
ン１８が配置されている。

【００１２】ピストン１８は、インナシリンダ１０の内
部をシリンダ上室２０とシリンダ下室２２とに分離する
ピストン本体２４と、該本体に一体的に連結され上端に
エンドキャップを貫通して軸線１４に沿って延在するピ
ストンロッド２６とよりなっている。ピストン本体２４
はナット２８によりピストンロッド２６の先端部に固定
されており、ピストン本体２４には周知の構造を有する
縮み行程用の減衰力発生装置３０及び伸び行程用の減衰
力発生装置３２が設けられている。

【００１３】尚、図１には図示されていないが、インナ
シリンダ１０の下方にはそれ自身周知の構造を有するベ
ースバルブ組立体が設けられており、該ベースバルブ組
立体には縮み行程用及び伸び行程用の減衰力発生装置が
設けられている。

【００１４】又、シリンダ上室２０，シリンダ下室２
２，環状室１６の一部には、作動油としてのオイル３４
が充填されており、環状室１６の上方部分には高圧ガス
が封入されている。又、図１には図示されていないが、
ピストンロッド２６の上端はばね上としての車体に連結
され、アウタシリンダ１２又は下端のエンドキャップは
図示されていないばね下としてのサスペンション部材に
連結される。

【００１５】図２及び図３に示すように、減衰力発生装
置３０は、ピストン本体２４に設けられ、シリンダ上室
２０とシリンダ下室２２とを連通接続する接続通路３０
ａと、ピストン本体２４のシリンダ上室２０側の端面に
当接する減衰力発生弁３０ｂと、減衰力発生弁３０ｂを
図示の閉弁位置へ付勢するばね３０ｃとを有する。又、
減衰力発生弁３０ｂは、弾性材よりなる円環板状の部材
であり、複数の孔を有する。

【００１６】上記ばね３０ｃは同じく弾性材よりなり、
リング部より放射状に延在する複数のアーム部を有し、
アーム部の先端が減衰力発生弁３０ｂに当接するように
なっている。

【００１７】減衰力発生装置３２は、ピストン本体２４
に設けられ、シリンダ上室２０とシリンダ下室２２とを
連通接続する接続通路３２ａと、ピストン本体２４のシ
リンダ下室２２側の端面に当接する減衰力発生弁３２ｂ
と、軸線１４に沿って往復動可能にナット２８の上端部
に嵌合するスプリングシート３２ｃと、該スプリングシ
ート３２ｃとナット２８の下端に設けられたスプリング
シート部との間に弾装されスプリングシート３２ｃを減
衰力発生弁３２ｂに対し付勢する圧縮コイルばね３２ｄ
とを有する。

【００１８】図２に示すように、ピストンロッド２６は
軸線１４に沿って延在する中空孔４０を有するロッド部
材４２を含んでいる。ロッド部材４２の下端には、弁ハ
ウジング４４がねじ込みにより固定されており、中空孔
４０内には回転式アクチュエータとしてのステッピング
モータ４８と、その回転運動を往復運動に変換する運動
変換装置５０とが収容されている。

【００１９】ステッピングモータ４８は、ボビン５２に
より保持されたコイル５４と、夫々ボールベアリング５
６，５８を介して回転可能に支持され、コイル５４に対
向する外周面に永久磁石６４が固定された中空のロータ
６６とを有し、コイル５４に通電されるとロータ６６が
軸線１４の周りに回転するようになっている。上方のボ
ールベアリング５６はロータ６６の内周に嵌合し、下方
のボールベアリング５８はハウジング６２の外周に嵌合
している。

【００２０】運動変換装置５０はねじ機構であり、軸線
１４に沿って延在し外周面におねじ７０ａを有するねじ
シャフト７０と、外周面にてロータ６６の内周面に固定
されシャフト７０のおねじ７０ａが螺合するめねじ７２
ａを有するアウタレース部材７２とを有する。又、シャ
フト７０は、その下端より軸線１４に沿って下方に延在
し駆動軸として機能するシャフト７１を一体に有する。

【００２１】上記運動変換装置５０及びロータ６６は、
円筒状のハウジング７３内に収容されている。ハウジン
グ７３の上端にはばね受け７４が嵌合し、下端にはボー
ルベアリング５８が嵌合する軸受支持部材６２が嵌合
し、夫々溶接により固着されている。図４に拡大して示
すように、ばね受け７４は下面側にコイルばね７５が当
接する凹部７４ａを有し、上記ねじシャフト７０の上部
より軸方向に延在するロッド７６は凹部７４ａに当接す
ることなく、充分に離間している。

【００２２】７７はガイド部材で、コイルばね７５のば
ね力により揺動自在に付勢されており、図５に示すよう
に、上面側にコイルばね７５が当接するばね受け部７７
ａが設けられ、下面側に上方のボールベアリング５６の
内周に嵌合する突部７７ｂを有し、この突部７７ｂの底
面には半径方向に延在する長方形状のガイド穴７７ｃが
穿設されている。このガイド穴７７ｃには、断面が矩形
状とされたロッド７６が挿通されて回転が規制されると
ともに、軸方向及び半径方向の移動がガイドされる。

【００２３】そのため、ロッド７６は、ガイド部材７７
に対し揺動可能に嵌合し，且つばね受け７４より離間し
ている。そして、上記ガイド部材７７とばね受け７４と
の間に介在するコイルばね７５のばね力により、ガイド
部材７７はロータ６６に押圧される。従って、ガイド部
材７７はコイルばね７５との摩擦力により回転しないよ
うに係止されており、ガイド部材７７のガイド穴７７ｃ
に挿通されたロッド７６もガイド部材７７を介して回転
を規制される。

【００２４】このように、ロッド７６がばね受け７４に
何ら規制されることなく揺動可能に支持されているの
で、例えば各構成部品の精度あるいはハウジング７３に
ばね受け７４，軸受支持部材６２を溶接する際の歪等に
より、図６に示すように、組立完了後ねじシャフト７０
の軸線７１が軸線１４と一致せず、傾斜した状態となっ
た場合でも、ロッド７６がガイド部材７７のガイド穴７
７ｃに沿って傾くことができ、しかもその際にばね受け
７４に当接しないため、ロッド７６は軸方向に移動する
ことができる。

【００２５】従って、図６に示すように、ねじシャフト
７０が傾いてもガイド部材７７がロッド７６と同方向に
傾くため、ねじ部分での接触圧が増加して回転抵抗が増
加することがない。即ち、ステッピングモータ４８によ
るロータ６６の回転駆動によりねじシャフト７０の軸方
向の移動が妨げられず、スプール弁８６の位置調整がス
ムーズに行える。

【００２６】図７は本実施例のステッピングモータ４８
のトルク変動を測定した実験結果であり、従来（図１２
参照）に比べてトルク変動が小さく、ねじシャフト７０
を比較的小さなトルクで駆動することができることが分
かる。よってステッピングモータ４８の負荷が軽減さ
れ、電力消費量を節約することができるとともに、ステ
ッピングモータ４８の寿命も延ばすことができる。

【００２７】又、上記弁ハウジング４４には、夫々軸受
支持部材６２との間及び中空孔４０の壁面との間をシー
ルするＯリング７８，８０が装着されている。又、中空
孔４０の壁面には、ボビン５２を位置決めしその脱落を
防止するストッパリング８２が固定されている。

【００２８】弁ハウジング４４は、ロッド部４４ａを有
し、該ロッド部４４ａはロッド部材４２の下端より下方
へ軸線１４に沿って突出している。ナット２８は、ロッ
ド部４４ａの下端にねじ込みにより固定されている。

【００２９】ロッド部４４ａは、軸線１４に沿って延在
する中空孔８４を有し、該中空孔８４の上方部分はスプ
ール弁８６を軸線１４に沿って往復動可能に受け入れる
弁孔８８を郭定している。ピストン本体２４と弁ハウジ
ング４４との間には、ストッパ９０，スペーサ９２，バ
イパス装置９４がロッド部４４ａに嵌合する状態にて固
定されている。

【００３０】バイパス装置９４は、内側円筒体９６と、
外側円筒体９８と、これらの両端に配置されたエンドキ
ャップ１００，１０２を含み、これらの部材は互いに共
慟して軸線１４の周りに環状に延在する内部空間１０４
を郭定している。エンドキャップ１００，１０２には、
夫々上下方向にお延在する複数の通路１０６，１０８が
設けられており、又エンドキャップ１００，１０２の上
面に当接する減衰力発生弁１１０，１１２が設けられて
いる。

【００３１】減衰力発生弁１１０は、その径方向内周部
にてスペーサ９２とエンドキャップ１００との間に挟ま
れており、内部空間１０４よりシリンダ上室２０へ向か
うオイルの流れのみを許すようになっている。一方、減
衰力発生弁１１２は、その径方向内周部にてばね１１４
及びスペーサ１１６を介して内側円筒体９６とピストン
本体２４との間に挟まれており、シリンダ上室２０より
内部空間１０４へ向かうオイルの流れのみを許すように
なっている。

【００３２】内側円筒体９６には、内部空間１０４と連
通する複数の径方向通路１１８と、該径方向通路１１８
と連通する環状ポート１２０とが設けられている。弁ハ
ウジング４４のロッド部４４ａには、環状ポート１２０
と連通する複数の径方向通路１２２と、該径方向通路１
２２と連通し弁孔８８に開口する環状ポート１２４とが
設けられている。

【００３３】スプール弁８６は、その長手方向に延在す
る中空孔１２６を有し、該中空孔１２６の直径はシャフ
ト７１の直径よりも僅かに大きく、これによりスプール
弁８６は、シャフト７１に遊嵌状態にて嵌合している。
そして、スプール弁８６の外周には環状溝８６ａが設け
られている。シャフト７１の下端近傍には環状溝１２８
が設けられており、該環状溝１２８にはストッパリング
１３０が装着されている。又、シャフト７１には、スプ
ール弁８６の上端より上方の位置に環状溝１３４が設け
られており、該環状溝１３４にはストッパリング１３６
が装着されている。

【００３４】ストッパリング１３６に当接して配置され
たスプリングシート１３８とスプール弁８６の上端に設
けられたカウンタボア１４０の端面との間には、シャフ
ト７１に嵌合する状態にて圧縮コイルばね１４２が弾装
されている。圧縮コイルばね１４２のばね力は、スプー
ル弁８６に作用する流体力や摩擦力に抗してスプール弁
８６をストッパリング１３６に当接させた位置に保持す
るに足る最小限の値に設定されており、これによりスプ
ール弁８６はそれがシャフト７１により軸線１４に沿っ
て往復動される際には、シャフト７１に従って往復動す
るが、軸線１４を横切る方向に比較的自由にシャフト７
１に対して相対変位しうるようになっている。

【００３５】スプール弁８６は、弁孔８８と共慟してそ
の上下に上室１４４及び下室１４６を郭定しており、こ
れらの室１４４，１４６はカウンタボア１４０，中空孔
１２６とシャフト７１との間の空間，スプール弁８６，
ワッシャ１３２，シャフト７１，ストッパリング１３０
の間のクリアランス通路により互いに連通接続されてい
る。又、スプール弁８６は、下端部が図２に示す全閉位
置にあるときには、環状ポート１２４と下室１４６との
連通を遮断するが、図３に示すようにスプール弁８６が
全閉位置より上方に駆動されると、環状溝８６ａが環状
ポート１２４に対向する位置に移動し、環状ポート１２
４と下室１４６とを連通接続する可変オリフィス１４８
が郭定されるようになっている。

【００３６】かくして、通路１０６，１０８，内部空間
１０４，径方向通路１１８，環状ポート１２０，径方向
通路１２２，環状ポート１２４，中空孔８４は、減衰力
発生装置３０，３２を迂回してシリンダ上室２０とシリ
ンダ下室２２とを連通接続し、途中に弁孔８８を有する
バイパス通路１５８を郭定しており、該バイパス通路１
５８の連通及び連通度合いはスプール弁８６によってオ
リフィス１４８の実効通路断面積が制御されることによ
り可変制御される。

【００３７】本実施例のコイルばね７５は、付勢手段と
回転規制手段とを兼ねている。

【００３８】図８に本発明の変形例を示す。

【００３９】同図中、コイルばね７５は、上端及び下端
に係止ピン７５ａ，７５ｂが軸方向に突出するように設
けられている。ばね受け７４は凹部７４ａの天板７４ｂ
に上記コイルばね７５の係止ピン７５ａが嵌合する係止
孔７４ｃが設けられている。又、ガイド部材７７はコイ
ルばね７５が当接するばね受け部７７ａに上記コイルば
ね７５の係止ピン７５ｂが嵌合する係止孔７７ｄが設け
られている。

【００４０】本変形例の付勢手段はコイルばね７５、回
転規制手段は係止ピン７５ａ，７５ｂ、係止孔７４ｃ、
係止孔７７ｄから成っている。

【００４１】そのため、図８に示す構成では、係止ピン
７５ａ，７５ｂがばね受け７４の係止孔７４ｃ及びガイ
ド部材７７の係止孔７７ｄに嵌合することにより、コイ
ルばね７５が軸線１４を中心とする回転を規制され、且
つガイド部材７７の回転もコイルばね７５を介して規制
される。従って、上記ばね受け７４，コイルばね７５，
ガイド部材７７を組み合わせると、コイルばね７５がば
ね受け７４及びガイド部材７７に対してスリップするこ
とが確実に防止され、上記ステッピングモータ４８によ
る回転力を伝達ロスのない状態でねじシャフト７０に伝
達することができる。

【００４２】図９に本発明の別の変形例を示す。

【００４３】同図中、ばね受け７４は凹部７４ａの周縁
部より下方に突出する回転規制用の係止ピン７４ｄを有
する。この係止ピン７４ｄは、ガイド部材７７に係合す
る位置まで延在しており、且つコイルばね７５に接触し
ないようにコイルばね７５の外側に延在する。

【００４４】ガイド部材７７は、コイルばね７５が当接
するばね受け７５ａの外側に上記係止ピン７４ｄが嵌合
するための切欠７７ｅが設けられている。従って、上記
ばね受け７４，コイルばね７５，ガイド部材７７を組み
合わせると、係止ピン７４ｄの下端が切欠７７ｅに嵌合
してガイド部材７７がばね受け７４に対してスリップす
ることが確実に防止され、上記ステッピングモータ４８
による回転力を伝達ロスのない状態でねじシャフト７０
に伝達することができる。

【００４５】本変形例の付勢手段はコイルばね７５、回
転規制手段は係止ピン７４ｄ、切欠７７ｅから成ってい
る。

【００４６】尚、上記実施例では、自動車に用いられる
減衰力可変式ショックアブソーバを一例として挙げた
が、これに限らず、自動車以外のショックアブソーバと
して使用されるものにも本発明を適用することができる
のは勿論である。

【００４７】又、上記実施例では、ステッピングモータ
を使用してスプール弁を移動させたが、ステッピングモ
ータ以外のモータあるいはそれ以外のアクチュエータを
使用しても良い。

【００４８】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる減衰力可変式
ショックアブソーバは、シャフトと一体に設けられたロ
ッドをガイドするガイド部材を揺動自在に設けたため、
シャフトの軸線とガイド部材の軸線とがずれたときのね
じ部分の抵抗が増加することを防止し、さらにガイド部
材を揺動可能に付勢するとともに前記ガイド部材の回転
を規制する回転規制手段を設けたため、ガイド部材の回
転を防止してアクチュエータの回転駆動力を伝達ロスの
ない状態でスプール弁と一体なシャフトを軸方向に移動
させて減衰力を可変することができ、これによりロータ
の回転によりスプール弁をスムーズに軸方向に移動させ
ることができ、ロータの回転負荷を軽減してアクチュエ
ータのトルク変動を減少させてアクチュエータの寿命を
延ばすことができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる減衰力可変式ショックアブソーバ
の一実施例の縦断面図である。

【図２】ピストンロッドの内部構成を説明するための縦
断面図である。

【図３】スプール弁の動作を説明するための縦断面図で
ある。

【図４】本発明の要部を拡大して説明するための縦断面
図である。

【図５】ガイド部材を説明するための図である。

【図６】ねじシャフト及びガイド部材が傾いた状態を示
す縦断面図である。

【図７】ステッピングモータのトルク特性を示すグラフ
である。

【図８】ガイド部材の変形例の図である。

【図９】ガイド部材の別の変形例の図である。

【図１０】従来の構成を説明するための縦断面図であ
る。

【図１１】従来の構成でねじシャフト及びガイド部材が
傾いた状態を示す縦断面図である。

【図１２】従来のステッピングモータのトルク特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０ インナシリンダ １２ アウタシリンダ １４ 軸線 １８ ピストン ２０ シリンダ上室 ２２ シリンダ下室 ２４ ピストン本体 ２６ ピストンロッド ３０，３２ 減衰力発生装置 ４８ ステッピングモータ ５０ 運動変換装置 ５４ コイル ６６ ロータ ７０ ねじシャフト ７４ ばね受け ７５ コイルばね ７６ ロッド ７７ ガイド部材 ８６ スプール弁 ９４ バイパス装置 １１０，１１２ 減衰力発生弁 １４８ 可変オリフィス １５８ バイパス通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に作動油が封入されたシリンダと、 該シリンダ内に摺動自在に嵌合され、該シリンダ内を往
   復動するのに伴い該作動油の移動により抵抗を受けるピ
   ストンと、 該ピストン内に流路に挿入され、その挿入位置により流
   路面積を変更して減衰力を可変するスプール弁と、 該スプール弁の端部に結合され、外周におねじを有する
   シャフトと、 該シャフトのおねじが螺合するめねじを有するロータを
   回転駆動させて該スプール弁を軸方向に移動させるアク
   チュエータと、 該ロータを該めねじの軸線を中心として回転自在に支承
   するハウジングと、 該シャフトの端部より軸方向に延在するロッドと、 該ハウジング内に設けられ、前記ロッドの軸方向の移動
   を許容するとともに、軸線を中心とする回転を規制する
   よう前記ロッドが揺動可能に係合するガイド穴を有する
   ガイド部材と、 該ガイド部材を揺動可能に付勢する付勢手段と、 前記ガイド部材の回転を規制する回転規制手段と、 よりなることを特徴とする減衰力可変式ショックアブソ
   ーバ。