JPH10184761A - 減衰力調整式油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減衰力調整式油圧緩衝器において、可動部材
を配置したソレノイドの流体室内への異物の侵入を防止
する。 【解決手段】 油液を封入したシリンダ２内に、ピスト
ンロッド６を連結したピストン５を摺動可能に嵌装し、
シリンダ２の側面部に減衰力発生機構26を取付け、スプ
ール弁35のスプール50を比例ソレノイド36によって移動
させて減衰力を調整する。比例ソレノイド36の油室45内
に可動鉄心46を配置し、作動ロッド49に可撓性の隔膜57
を取付け、隔膜57によって、油室45とピストンロッド６
の伸縮によって油液が流通する油通とを遮断し、油室45
内に油液を封入する。隔膜57によって、油通路側で生じ
た摩耗粉等の異物が油室45内に侵入するのを防止するこ
とができる。隔膜57によって、可動鉄心46のディザ振動
等の振動がやわらげられるので、異音の発生を低減する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の懸架
装置に装着される減衰力調整式油圧緩衝器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両の懸架装置に装着される
油圧緩衝器には、路面状況、走行状況等に応じて乗り心
地や操縦安定性をよくするために減衰力を適宜調整でき
るようにした減衰力調整式油圧緩衝器がある。

【０００３】減衰力調整式油圧緩衝器は、一般に、油液
が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結された
ピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドの伸縮に
ともなうピストンの移動によって生じる油液の流動をオ
リフィス、ディスクバルブ等によって制御して減衰力を
発生させ、また、減衰力調整弁によって油液の通路面積
を変化させて減衰力を調整するようになっている。ま
た、減衰力調整式油圧緩衝器には、減衰力調整弁の弁体
をソレノイドによって移動させることにより、コイルへ
の通電に応じて減衰力特性を切り換えるようにしたもの
がある。

【０００４】一般に、減衰力調整式油圧緩衝器に装着さ
れるソレノイドは、可動鉄心（可動部材）に作用する油
液の圧力の影響を小さくして、その駆動力を軽減するた
めに、油浸構造となっている。すなわち、油液の通路に
連通するソレノイドの油室内に、可動鉄心を配置し、油
室内の可動鉄心の両端側に形成される室を互いに連通さ
せるようにしている。この構成により、ピストンロッド
の伸縮によって生じる油液の圧力は、可動鉄心の両端部
に作用してバランスするので、油液の圧力による推力が
発生せず、可動鉄心の駆動力を軽減することができる。
また、可動鉄心の移動にともなう油室内の容積変化およ
び温度変化による油室内の油液の体積変化は、シリンダ
側のリザーバ等によって吸収することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のソレノイドを備えた減衰力調整式油圧緩衝器では、
次のような問題がある。

【０００６】ソレノイドの油室は、油液の通路に連通さ
れているので、油液の通路側（減衰力発生機構等）で生
じた摩耗粉等の異物がソレノイドの油室内に侵入し、可
動鉄心の摺動部に付着してソレノイドの円滑な作動を妨
げる虞がある。このとき、可動鉄心の摺動部（側面部）
は、磁気通路を兼ねているので、金属粉が吸着されやす
くなっている。

【０００７】一般に、ソレノイドの油室内は、複雑な形
状であるため、生産工程において、エア抜きが困難であ
り、また、油室内では、油液の流れがほとんど生じない
ので、油室内に残留したエアが自然に抜ける可能性が低
い。ソレノイドの油室内に気泡が残留すると、可動鉄心
の両端部に作用する動的な圧力バランスが崩れて、振動
等が発生して可動鉄心の円滑な移動が妨げられる場合が
ある。

【０００８】また、ソレノイドを油圧緩衝器本体に組み
付ける際に、ねじ部等で生じたバリ等の異物がソレノイ
ドの油室内に残留する可能性があり、ソレノイド内部の
清浄度を管理することが困難である。

【０００９】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、ソレノイドの油室内への異物の侵入を防止する
ようにした減衰力調整式油圧緩衝器を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリ
ンダに対して伸縮するロッドと、該ロッドの伸縮よって
油液が流通する油通路と、該油通路に設けられ油液の流
通を制御して減衰力を調整する減衰力調整弁と、該減衰
力調整弁の弁体を駆動するソレノイドと、を備えてなる
減衰力調整式油圧緩衝器において、前記ソレノイドは、
流体が封入された流体室を内部に形成するケーシング
と、該ケーシングに設けられたコイルと、前記流体室内
に摺動自在に配置され、該コイルへの通電電流に応じて
前記弁体を駆動する可動部材と、を備えており、前記油
通路と前記流体室との間には、該油通路と流体室とを隔
絶する可撓性の隔膜が設けられていることを特徴とす
る。

【００１１】このように構成したことにより、ソレノイ
ドの流体を隔膜によって油通路と隔絶したので、油通路
側で生じた異物がソレノイドの流体内に侵入することが
ない。また、可動部材の摺動にともなうソレノイドの流
体の容積変化は、隔膜が撓むことによって油通路側へ伝
達される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図２に示すように、本実施形態の減衰力調
整式油圧緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３が設け
られた二重筒構造になっており、シリンダ２と外筒３と
の間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内に
は、ピストン５が摺動可能に嵌装されて、このピストン
５によってシリンダ２内がシリンダ上室2aとシリンダ下
室2bとの２室に画成されている。

【００１４】ピストン５には、ピストンロッド６（ロッ
ド）の一端がナット７によって連結されており、ピスト
ンロッド６の他端側は、シリンダ上室2aを通り、シリン
ダ２および外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８
およびシール部材９に挿通されてシリンダ２の外部へ延
出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室
2bとリザーバ４とを区画するベースバルブ10が設けられ
ている。そして、シリンダ２内には油液が封入されてお
り、リザーバ４内には油液およびガスが封入されてい
る。

【００１５】ピストン５には、シリンダ上下室2a，2b間
を連通させる油路11およびこの油路11のシリンダ下室2b
側からシリンダ上室2a側への油液の流通を許容する逆止
弁12が設けられている。また、ベースバルブ10には、シ
リンダ下室2bとリザーバ４とを連通させる油路13および
この油路13のリザーバ４側からシリンダ下室2b側への油
液の流通を許容する逆止弁14が設けられている。

【００１６】シリンダ２の中央部外周には、略円筒状の
通路部材15が嵌合されている。シリンダ２の上部外周に
は、アッパチューブ16が嵌合されて通路部材15に結合さ
れており、シリンダ２との間に環状油路17を形成してい
る。環状油路17は、シリンダ２の上端部付近の側壁に設
けられた油路18を介してシリンダ上室2aに連通されてい
る。また、シリンダ２の下部外周には、ロワチューブ19
が嵌合されて通路部材15に結合されており、シリンダ２
との間に環状油路20を形成している。環状油路20は、シ
リンダ２の下端部付近の側壁に設けられた油路21を介し
てシリンダ下室2bに連通されている。

【００１７】外筒３には、通路部材15に対向させて接続
プレート22が取付けられている。接続プレート22および
通路部材15には、環状油路17，20にそれぞれ連通する接
続管23，24が挿通、嵌合されている。さらに、接続プレ
ート22には、リザーバ４に連通する接続孔25が設けられ
ている。そして、接続プレート22には、減衰力発生機構
26が取付けられている。

【００１８】減衰力発生機構26のケース27には、接続管
23，24および接続孔25にそれぞれ連通する油路28，29，
30が設けられており、ケース27内に油路28，29間の油液
の流動を制御して減衰力を発生させる伸び側減衰弁31お
よび油路29，30間の油液の流動を制御して減衰力を発生
させる縮み側減衰弁32が設けられている。ここで、環状
油路17、油路18、環状油路20、油路21、接続管23、接続
管24、接続孔25、油路28、油路29および油路30によっ
て、ピストンロッド６の伸縮によって油液が流通する油
通路が構成されている。

【００１９】図１に示すように、伸び側減衰弁31は、パ
イロット型圧力制御弁であるメインバルブ33（ディスク
バルブ）と、圧力制御弁であるサブバルブ34（ディスク
バルブ）と、可変流量制御弁であるスプール弁35（減衰
力調整弁）とから構成されている。そして、比例ソレノ
イド36（ソレノイド）によってスプール弁35を操作して
油路28，29間の流路面積を変化させることにより、オリ
フィス特性（減衰力がピストン速度のほぼ２乗に比例す
る）を直接調整するとともに、パイロット室37の圧力
（メインバルブ33の背圧）を変化させ、メインバルブ33
の開弁圧力を変化させてバルブ特性（減衰力がピストン
速度にほぼ比例する）を調整できるようになっている。
なお、サブバルブ34は、ピストン速度の低速域、すなわ
ち、オリフィス特性域において、適度の減衰力（バルブ
特性）を得て、減衰力特性の適正化を図るためのもので
ある。

【００２０】縮み側減衰弁32は、パイロット型圧力制御
弁であるメインバルブ38（ディスクバルブ）と、圧力制
御弁であるサブバルブ39（ディスクバルブ）と、伸び側
減衰弁31と共用のスプール弁35とから構成されている。
そして、伸び側減衰弁31と同様、比例ソレノイド36によ
ってスプール弁35を操作して油路29，30間の流路面積を
変化させることにより、オリフィス特性を直接調整する
とともに、パイロット室40の圧力（メインバルブ38の背
圧）を変化させ、メインバルブ35の開弁圧力を変化させ
てバルブ特性を調整できるようになっている。なお、サ
ブバルブ39は、ピストン速度の低速域、すなわち、オリ
フィス特性域において、適度の減衰力（バルブ特性）を
得て、減衰力特性の適正化を図るためのものである。

【００２１】比例ソレノイド36は、ケーシングを兼ねて
いる固定鉄心41，42およびスペーサ48が溶接等の手段に
よって互いに結合されており、固定鉄心41，42の外側に
は、カバー43A が設けられている。固定鉄心41には、ス
プール弁35のスリーブ43が螺着され、また、固定鉄心42
には、プラグ44がねじ込まれて、固定鉄心41，42および
スペーサ48の内部に油室45（流体室）が形成されてい
る。油室45内には、可動鉄心46（可動部材）が摺動可能
に案内されており、可動鉄心46の周囲には、コイル47が
配置されている。ここで、固定鉄心41，42、スペーサ48
およびプラグ44によってケーシングが構成されている。

【００２２】可動鉄心46の一端部には、作動ロッド49が
連結されており、作動ロッド49の先端部は、固定鉄心41
から突出して、スプール弁35のスリーブ43内のスプール
50（弁体）の一端部に当接されている。なお、可動鉄心
46および作動ロッド49によって、可動部材が構成され、
これらは、固定鉄心41，42に装着されたフッ素樹脂等か
らなる軸受51a ，51b によって支持されている。

【００２３】油室45内の可動鉄心46の両端側の室45a ，
45b は、可動鉄心46をその軸方向にに貫通する貫通孔52
によって互いに連通されている。室45a は、固定鉄心41
に設けられた油路53によって、油通路側に、すなわち、
スリーブ43内のスプール50の一端側の室54側に連通され
ている。この室54は、スリーブ43に設けられた油路55に
よって、ケース27内の油室56に、すなわち、油通路に連
通されている。

【００２４】作動ロッド49の先端部付近に、油路53と室
54との間、すなわち、油室45と油通路との間の連通を遮
断する略円板状の可撓性の隔膜57が取付けられている。
隔膜57は、ゴム等の可撓性材料からなり、中心部に嵌合
孔58が設けられ、外周部に厚肉部59が形成されている。
隔膜57は、厚肉部59が固定鉄心41の円形凹部60内に嵌合
され、固定鉄心41に螺着されたスリーブ43に押圧されて
固定鉄心41に結合されている。また、嵌合孔58に、作動
ロッド49が挿通され、嵌合孔58の内周縁部が作動ロッド
49に形成された外周溝61に嵌合されて作動ロッド49に結
合されている。図３に示すように、隔膜57の中間部は、
固定鉄心41および作動ロッド49への装着状態において、
その断面形状が湾曲されており、作動ロッド49の移動に
対する変形抵抗を軽減するとともに、油室45の容積変化
に対して変形しやすいようになっている。また、隔膜57
によって油通路側から隔絶された比例ソレノイド36の油
室45内には、油液が封入されている。

【００２５】そして、比例ソレノイド36は、コイル47へ
の通電電流に応じて可動鉄心46および作動ロッド49をば
ね62，63の付勢力に抗して所定位置まで移動させて、ス
プール50を位置決めすることにより、スプール弁35の各
流路面積を調整できるようになっている。

【００２６】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００２７】ピストンロッド６の伸び行程時には、ピス
トン５の移動にともないピストン５の逆止弁12が閉じて
シリンダ上室2a側の油液が加圧され、油路18、環状油路
17、接続管23を通って減衰力発生機構26の油路28へ流
れ、さらに、油路28からサブバルブ34、スプール弁35、
油路29、接続管24、環状油路20および油路21を通ってシ
リンダ下室2bへ流れる。このとき、シリンダ上室2a側の
圧力がメインバルブ33の開弁圧力に達すると、メインバ
ルブ33が開いて油液がサブバルブ34から油路29へ直接流
れる。一方、ピストンロッド６がシリンダ２内から退出
した分の油液がリザーバ４からベースバルブ10の逆止弁
14を開いてシリンダ下室2bへ流れる。

【００２８】よって、伸び行程時には、ピストン速度が
低くメインバルブ33の開弁前には、スプール弁35の流路
面積に応じてオリフィス特性の減衰力が発生し、ピスト
ン速度が高くなり、シリンダ上室2a側の圧力が上昇して
メインバルブ33が開くと、その開度に応じてバルブ特性
の減衰力が発生する。そして、比例ソレノイド36によっ
てコイル47への通電電流に応じてスプール弁35の流路面
積を調整することにより、オリフィス特性を直接調整す
るとともに、パイロット室37の圧力（メインバルブ33の
背圧）を変化させてバルブ特性を調整することができ
る。

【００２９】また、ピストンロッド６の縮み行程時に
は、ピストン５の移動にともない、ピストン５の逆止弁
12が開いてシリンダ下室2bの油液が油路11を通ってシリ
ンダ上室2aに直接流入することによってシリンダ上下室
2a，2bがほぼ同圧力となるので、減衰力発生機構26の油
路28，29間では油液の流れが生じない。一方、ピストン
ロッド６のシリンダ２内への侵入にともなってベースバ
ルブ10の逆止弁14が閉じ、ピストンロッド６が侵入した
分、シリンダ２内の油液が加圧されて、シリンダ下室2b
から油路21、環状油路20および接続管24を通って減衰力
発生機構26の油路29へ流れ、さらに、油路29からサブバ
ルブ39、スプール弁35、油路30および接続孔25を通って
リザーバ４へ流れる。このとき、シリンダ上下室2a，2b
側の圧力がメインバルブ38の開弁圧力に達すると、メイ
ンバルブ38が開いて油液がサブバルブ39から油路30へ直
接流れる。

【００３０】よって、縮み行程時には、ピストン速度が
低くメインバルブ38の開弁前には、スプール弁35の流路
面積に応じてオリフィス特性の減衰力が発生し、ピスト
ン速度が高くなり、シリンダ上下室2a，2b側の圧力が上
昇してメインバルブ38が開くと、その開度に応じてバル
ブ特性の減衰力が発生する。そして、比例ソレノイド36
によってコイル47への通電電流に応じてスプール弁35の
流路面積を調整することによって、オリフィス特性を直
接調整するとともに、パイロット室40の圧力（メインバ
ルブ38の背圧）を変化させてバルブ特性を調整すること
ができる。

【００３１】この場合、スプール弁35のスプール50の位
置に応じて、伸び側の油路28，29間および縮み側の油路
29，30間の流路面積が、一方が大のとき他方が小とな
り、一方が小のとき他方が大となるように、スリーブ43
の各ポートおよびスプール50のランドを配置することに
より、伸び側と縮み側とで大小異なる種類の減衰力特性
の組合せ（例えば、伸び側がハードで縮み側がソフト、
または、伸び側がソフトで縮み側ハードの組合せ）を設
定することができる。

【００３２】比例ソレノイド36では、油室45内の可動鉄
心46の両端部の室45a ，45b 間が貫通孔52によって連通
されているので、可動鉄心46の移動にともなう室45a ，
45b間の容積変化分の油液を流通させて可動鉄心46を円
滑に移動させることができる。また、可動鉄心46の両端
部に作用する油液の圧力をバランスさせて、可動鉄心46
の駆動力を軽減することができる。一方、可動鉄心46の
移動にともなう作動ロッド49の侵入、退出による油室45
の容積変化に対しては、油路53によって、固定鉄心41の
円形凹部60と隔膜57との間に形成された室との間で油液
の授受を行い、隔膜57を変形させることにより、室54の
容積変化として油通路側のリザーバ４によって吸収する
ことができる。

【００３３】隔膜57によってピストンロッド６の伸縮に
よって油液が流通する油通路と比例ソレノイド36の油室
45との間で油液が流通しないので、油通路側で発生した
摩耗粉等の異物が油室45内に侵入することがなく、摺動
部への異物の付着による可動鉄心46の摺動不良の発生を
防止することができる。

【００３４】比例ソレノイド36を減衰力発生機構26のケ
ース27（油通路側）に組み付ける前に、油室45内を真空
引きして、予め油液を封入しておくことにより、比例ソ
レノイド36内のエア抜きを確実に行うことができる。こ
のように、比例ソレノイド36内に予め油液を封入するこ
とによって、油室45内への異物の侵入を確実に防止する
ことができるので、比例ソレノイド36内の清浄度を管理
することができる。

【００３５】一般的に、減衰力調整に比例ソレノイドを
用いる場合、スリーブに対してスプールを動きやすく
し、減衰力変更時の応答性を良くするために、可動鉄心
を微振動（ディザ振動）させるようにしている。本発明
によれば、作動ロッド49の移動にともなう隔膜57の変形
によって、可動鉄心46のディザ振動をやわらげて、異音
の発生を低減することができる。

【００３６】隔膜57は、コイル47の付近に配置されてい
るので、低温下においても、通電によるコイル47の発熱
によって、隔膜57の温度を適度に上昇させることがで
き、ゴム等からなる隔膜57の可撓性を充分に確保するこ
とができる。なお、車両始動時（エンジン始動時）に
は、コイル47には、常時、可動鉄心46をディザ振動させ
るために、ディザ電流が通電されているので、車両の走
行開始（減衰力調整式油圧緩衝器１の作動）前に、隔膜
57の温度を適度に上昇させることができる。

【００３７】隔膜57によって、比例ソレノイド36の油室
45と油通路側とを完全に隔絶したので、それぞれの使用
条件に応じて、油通路側の油液と油室45の油液とを種類
の異なる（例えば、粘度、耐久性、温度による粘性抵抗
が異なる等）ものとすることもできる。また、比例ソレ
ノイド36の油室45内には、油液に限らず他の流体（ブレ
ーキフルード等の化学流体）を封入することもできる。

【００３８】さらに、本実施形態では、油通路と油室45
（流体室）とを隔絶する可撓性の隔膜として、ゴム等の
可撓性材料からなる略円板状の隔膜57を示したが、本発
明は、これに限らず、作動ロッド49の移動に対する変形
抵抗を低減すると共に、油室45の容積変化を許容するも
のであればよく、例えば、スポンジ等の柔軟な（変形し
やすい）部材よりなるＯリング等を、油通路と油室45と
の間で、かつ、作動ロッド49と固定鉄心41との間に設け
るようにしてもよい。

【００３９】なお、本発明は、上記実施形態に示す形式
の減衰力調整式油圧緩衝器に限らず、その他の形式のも
のであっても、ソレノイドによって減衰力調整弁の弁体
を移動させるものであれば、同様に適用することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の減衰力調
整式油圧緩衝器によれば、ソレノイドのケーシング内部
の流体室を隔膜によって油通路と隔絶したことにより、
油通路側（減衰力調整機構等）で生じた異物がソレノイ
ドの流体室内に侵入することがないので、可動部材の摺
動部への異物の付着によるソレノイドの作動不良を防止
することができる。組付前には、ソレノイドの流体室内
に予め油液を封入しておくによって、ソレノイドの流体
室内への異物の侵入を確実に防止することができるの
で、製造工程において、ソレノイドの流体室内の清浄度
を管理することができる。また、可動部材の移動にとも
なう隔膜の変形によって、可動部材のディザ振動等の振
動をやわらげて、異音の発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の装置の要部である減衰力発生機構の比例
ソレノイドアクチュエータおよび減衰力調整弁を拡大し
て示す図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る減衰力調整式油圧緩
衝器の縦断面図である。

【図３】図１に示す比例ソレノイドアクチュエータの作
動ロッドおよび隔膜を拡大して示す図である。

【符号の説明】

１ 減衰力調整式油圧緩衝器 ２ シリンダ ６ ピストンロッド（ロッド） 17,20 環状油路（油通路） 18,21,28,29,30 油路（油通路） 23,24 接続管（油通路） 25 接続孔（油通路） 35 スプール弁（減衰力調整弁） 36 比例ソレノイド（ソレノイド） 41,42 固定鉄心（ケーシング） 44 プラグ（ケーシング） 45 油室（流体室） 46 可動鉄心（可動部材） 47 コイル 48 スペーサ（ケーシング） 50 スプール（弁体） 57 隔膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油液が封入されたシリンダと、該シリン
   ダに対して伸縮するロッドと、該ロッドの伸縮よって油
   液が流通する油通路と、該油通路に設けられ油液の流通
   を制御して減衰力を調整する減衰力調整弁と、該減衰力
   調整弁の弁体を駆動するソレノイドと、を備えてなる減
   衰力調整式油圧緩衝器において、 前記ソレノイドは、流体が封入された流体室を内部に形
   成するケーシングと、該ケーシングに設けられたコイル
   と、前記流体室内に摺動自在に配置され、該コイルへの
   通電電流に応じて前記弁体を駆動する可動部材と、を備
   えており、前記油通路と前記流体室との間には、該油通
   路と流体室とを隔絶する可撓性の隔膜が設けられている
   ことを特徴とする減衰力調整式油圧緩衝器。