JP7377958B2 - ソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器 - Google Patents

ソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器 Download PDF

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Description

本開示は、例えば車両の振動を緩衝するため減衰力を調整するのに用いられるソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器に関する。
一般に、車両に搭載されるセミアクティブサスペンション等の懸架装置には、車両の走行条件、挙動等に応じて減衰力を可変に調整するようにした減衰力調整式緩衝器が備えられている。そして、減衰力調整式緩衝器には、減衰力を可変に調整する電磁アクチュエータとしてソレノイドを用いたものが知られている。また、油圧制御等を行う電磁弁にも、弁の開閉を制御する電磁アクチュエータとしてソレノイドが用いられている。
例えば、特許文献1には、この種のソレノイドとして、通電により磁力を発生するコイルと、該コイルの内周側に配され磁性体からなるハウジングおよびヨーク(第1,第2の固定鉄心)と、該ハウジングとヨークとの間を軸方向で繋ぐ非磁性体からなる繋ぎ部材(非磁性部材)と、前記ハウジング、ヨークおよび非磁性部材の内周側に配され軸方向へ移動可能に設けられる可動子(アーマチュア)とにより構成したものが記載されている。
また、特許文献1には、ハウジングとヨークとの間に非磁性部材を接合するのに、ろう付け手段を用いることが記載されている。この場合、ハウジングとヨークとの間にろう付けで非磁性部材を接合した後に、その内周面が段差のない周面となるように切削加工を施すことがある。これにより、前記内周面に対する可動子の摺動性を高めるようにしている。
特開2009-127692号公報
ところで、特許文献1に示されたようなソレノイドでは、ハウジングとヨーク(第1,第2の固定鉄心)の間に非磁性部材を接合し、非磁性部材により可動子に対する磁気回路の磁束密度を高めるようにしている。しかし、非磁性部材は、接合後に機械加工(例えば、内周面の切削加工)を行うと、熱影響で磁気的な特性が変化し、非磁性部材が磁化され易くなるという問題がある。
本発明の一実施形態の目的は、ハウジング(即ち、収納部材)とヨークの間で可動子に対する磁束密度を高く維持することができ、推力特性を良好に保つことができると共に、組立時の作業性を向上できるようにしたソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器を提供することにある。
本発明の一実施形態によるソレノイドは、環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、前記固定子の径方向外側に位置する側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有する磁性体からなるヨークと、前記収納部材と前記ヨークとの間に設けられ、溶接により固定される非磁性体の繋ぎ部材と、を備え、前記固定子の前記側面部は、径方向外周に配置される前記ヨークおよび前記繋ぎ部材との間に隙間を形成するよう小径に形成され、前記ヨークおよび前記繋ぎ部材と非接触となる非接触部が形成されることを特徴としている。
本発明の一実施形態による減衰力調整機構は、環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、前記可動子の移動により制御される制御弁と、前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、前記固定子の径方向外側に位置する側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有する磁性体からなるヨークと、前記収納部材と前記ヨークとの間に設けられ、溶接により固定される非磁性体の繋ぎ部材と、を備え、前記固定子の前記側面部は、径方向外周に配置される前記ヨークおよび前記繋ぎ部材との間に隙間を形成するよう小径に形成され、前記ヨークおよび前記繋ぎ部材と非接触となる非接触部が形成されることを特徴としている。
ることを特徴としている。
本発明の一実施形態による減衰力調整式緩衝器は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力調整機構と、を備え、前記減衰力調整機構は、環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、前記可動子の移動により制御される制御弁と、前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、前記固定子の径方向外側に位置する側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有する磁性体からなるヨークと、前記収納部材と前記ヨークとの間に設けられ、溶接により固定される非磁性体の繋ぎ部材と、を備え、前記固定子の前記側面部は、径方向外周に配置される前記ヨークおよび前記繋ぎ部材との間に隙間を形成するよう小径に形成され、前記ヨークおよび前記繋ぎ部材と非接触となる非接触部が形成されることを特徴としている。
本発明の一実施形態によれば、収納部材とヨーク(固定子)の間で可動子を通る磁束密度を高く維持することができ、推力特性を良好に保つことができると共に、組立時の作業性を向上できる。
第1の実施形態によるソレノイドが設けられた減衰力調整式油圧緩衝器を示す縦断面図である。 図1中の減衰力調整バルブとソレノイドとを拡大して示す断面図である。 図2中の減衰力調整バルブを取外した状態でソレノイドを拡大して示す断面図である。 図3のソレノイドのうち要部を拡大して示す要部拡大図である。 第2の実施形態によるソレノイドの要部拡大図である。 第3の実施形態によるソレノイドの要部拡大図である。 第4の実施形態によるソレノイドの要部拡大図である。
以下、本発明の実施形態によるソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器を、減衰力調整式油圧緩衝器に適用した場合を例に挙げ、図1ないし図7を参照しつつ詳細に説明する。
ここで、図1ないし図4は第1の実施形態を示している。図1において、減衰力調整式油圧緩衝器1(以下、油圧緩衝器1という)には、後述のソレノイド33が設けられている。この油圧緩衝器1は、外筒2、内筒4、ピストン5、ピストンロッド8、ロッドガイド9および減衰力調整機構17等を含んで構成されている。なお、以下の説明では、例えば外筒2、内筒4の軸方向一側を、下側、下部側または下端側とし、軸方向の他側を、上側、上部側または上端側として説明するものとする。
油圧緩衝器1の外殻をなす有底筒状の外筒2は、下端側がボトムキャップ3により閉塞され、外筒2の上端側は、径方向内側に屈曲されたかしめ部2Aとなっている。かしめ部2Aと内筒4との間には、ロッドガイド9とシール部材10が設けられている。一方、外筒2の下部側には、後述する中間筒12の接続口12Cと同心に開口2Bが形成され、該開口2Bと対向して後述の減衰力調整機構17が取付けられている。また、ボトムキャップ3には、例えば車両の車輪側に取付けられる取付アイ3Aが設けられている。
外筒2内には、該外筒2と同軸上に内筒4が設けられている。この内筒4は、下端側がボトムバルブ13に嵌合して取付けられ、上端側はロッドガイド9に嵌合して取付けられている。外筒2と共にシリンダを構成する内筒4内には、作動流体としての作動液体が封入されている。作動液体としては油液、オイルに限らず、例えば添加剤を混在させた水等でもよい。
内筒4と外筒2との間には、環状のリザーバ室Aが形成され、このリザーバ室A内には、作動液体と共にガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。また、内筒4の長さ方向(軸方向)の途中位置には、ロッド側油室Bを環状油室Dに常時連通させる油穴4Aが径方向に穿設されている。
ピストン5は、内筒4内に摺動可能に挿嵌されている。ピストン5は、内筒4内をロッド側室(ロッド側油室B)とボトム側室(ボトム側油室C)との2室に画成している。ピストン5には、ロッド側油室Bとボトム側油室Cとを連通可能とする油路5A,5Bがそれぞれ複数個、周方向に離間して形成されている。
ここで、ピストン5の下端面には、伸長側のディスクバルブ6が設けられている。この伸長側のディスクバルブ6は、ピストンロッド8の伸長行程でピストン5が上向きに摺動変位するときに、ロッド側油室B内の圧力がリリーフ設定圧を越えると開弁し、このときの圧力を各油路5Aを介してボトム側油室C側にリリーフする。このリリーフ設定圧は、後述の減衰力調整機構17がハードに設定されたときの開弁圧より高い圧力に設定される。
ピストン5の上端面には、ピストンロッド8の縮小行程でピストン5が下向きに摺動変位するときに開弁し、これ以外のときには閉弁する縮み側逆止弁7が設けられている。この逆止弁7は、ボトム側油室C内の油液がロッド側油室Bに向けて各油路5B内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止するものである。この逆止弁7の開弁圧は、後述の減衰力調整機構17がソフトに設定されたときの開弁圧より低い圧に設定され、逆止弁7は実質的に減衰力を発生しない。この実質的に減衰力を発生しないとは、ピストン5やシール部材10のフリクション以下の力であり、車の運動に対し影響しないものである。
ピストンロッド8は、内筒4内を軸方向(上,下方向)に延びている。ピストンロッド8の下端側は、内筒4内に挿入され、ナット8A等によりピストン5に固着して設けられている。また、ピストンロッド8の上端側は、ロッドガイド9を介して外筒2および内筒4の外部へ延びるように突出している。
内筒4の上端側には、段付円筒状のロッドガイド9が設けられている。ロッドガイド9は、内筒4の上側部分を外筒2の中央に位置決めすると共に、その内周側でピストンロッド8を軸方向に摺動可能にガイドしている。また、ロッドガイド9と外筒2のかしめ部2Aとの間には、環状のシール部材10が設けられている。シール部材10は、中心にピストンロッド8が挿通される環状の金属板にゴム等の弾性材料を焼き付けたもので、内周がピストンロッド8の外周面に摺接することによりピストンロッド8との間をシールする。
また、シール部材10には、下面側にロッドガイド9と接触するように延びるチェック弁としてのリップシール10Aが形成されている。リップシール10Aは、油溜め室11とリザーバ室Aとの間に配置され、油溜め室11内の油液等がロッドガイド9の戻し通路9Aを介してリザーバ室A側に向け流通するのを許し、逆向きの流れを阻止するものである。
外筒2と内筒4との間には、筒体からなる中間筒12が配設されている。この中間筒12は、例えば内筒4の外周側に上,下の筒状シール12A,12Bを介して取付けられている。中間筒12は、内筒4の外周側を全周にわたって取囲むように延びた環状油室Dを内部に形成し、環状油室Dはリザーバ室Aとは独立した油室となっている。環状油室Dは、内筒4に形成した径方向の油穴4Aによりロッド側油室Bと常時連通している。環状油室Dは、ピストンロッド8の移動によって作動液体の流れが生じる流路となっている。また、中間筒12の下端側には、後述する減衰力調整バルブ18の接続管体20が取付けられる接続口12Cが設けられている。
ボトムバルブ13は、内筒4の下端側に位置してボトムキャップ3と内筒4との間に設けられている。ボトムバルブ13は、ボトムキャップ3と内筒4との間でリザーバ室Aとボトム側油室Cとを画成するバルブボディ14と、バルブボディ14の下面側に設けられた縮小側のディスクバルブ15と、バルブボディ14の上面側に設けられた伸び側逆止弁16とにより構成されている。バルブボディ14には、リザーバ室Aとボトム側油室Cとを連通可能する油路14A,14Bがそれぞれ周方向に間隔をあけて形成されている。
縮小側のディスクバルブ15は、ピストンロッド8の縮小行程でピストン5が下向きに摺動変位するときに、ボトム側油室C内の圧力がリリーフ設定圧を越えると開弁し、このときの圧力を各油路14Aを介してリザーバ室A側にリリーフする。このリリーフ設定圧は、後述の減衰力調整機構17がハードに設定されたときの開弁圧より高い圧に設定される。
伸び側逆止弁16は、ピストンロッド8の伸長行程でピストン5が上向きに摺動変位するときに開弁し、これ以外のときには閉弁する。この伸び側逆止弁16は、リザーバ室A内の油液がボトム側油室Cに向けて各油路14B内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止するものである。伸び側逆止弁16の開弁圧は、後述の減衰力調整機構17がソフトに設定されたときの開弁圧より低い圧力に設定され、実質的に減衰力を発生しない。
次に、減衰力調整機構17について、図1と図2を参照して説明する。この減衰力調整機構17は、シリンダ(内筒4)内のピストン5の摺動によって生じる作動液体の流れを制御して減衰力を発生させると共に、油圧緩衝器1の発生減衰力を可変に調整する機構である。なお、図2の減衰力調整機構17は、ソレノイド33のコイル34Aへの通電(例えば、ハードな減衰力を発生させる制御)を外部から行うことにより、可動子48(作動ピン49)が図2の左側(即ち、パイロット弁体32がパイロットボディ26の弁座部26Eに着座する閉弁方向)に移動した状態を示している。
図1にも示すように、減衰力調整機構17は、その基端側(図1の左端側)がリザーバ室Aと環状油室Dとの間に介在して配置され、先端側(図1の右端側)が外筒2の下部側から径方向外向きに突出するように設けられている。減衰力調整機構17は、環状油室Dからリザーバ室Aへの油液の流通を可変に制御することによりハードまたはソフトな特性の減衰力を発生させる制御弁としての減衰力調整バルブ18と、該減衰力調整バルブ18の開閉弁動作を調整する後述のソレノイド33とを含んで構成されている。
即ち、減衰力調整バルブ18の開弁圧は、減衰力可変アクチュエータとして用いられるソレノイド33により調整され、これによって、発生減衰力はハードまたはソフトな特性に可変に制御される。減衰力調整バルブ18は、ソレノイド33によって開閉弁動作が調整されるバルブであり、前記ピストンロッド8の移動によって作動液体の流れが生じる流路(例えば、環状油室Dとリザーバ室Aとの間)に設けられている。
ここで、減衰力調整バルブ18は、その基端側が外筒2の開口2Bの周囲に固着され先端側が外筒2から径方向外向に突出するように設けられた略円筒状のバルブケース19と、基端側が中間筒12の接続口12Cに固定されると共に先端側が環状のフランジ部20Aとなってバルブケース19の内側に隙間をもって配設された接続管体20と、該接続管体20のフランジ部20Aに当接するバルブ部材21等とを含んで構成されている。
バルブケース19の基端側は、径方向内側に向けて延びる環状の内側フランジ部19Aとなり、バルブケース19の先端側は、該バルブケース19と後述するソレノイド33のヨーク39(一側筒部39D)とを結合するロックナット53が螺着される雄ねじ部19Bとなっている。バルブケース19の内周面とバルブ部材21の外周面との間、さらに、バルブケース19の内周面とパイロットボディ26等の外周面との間は、リザーバ室Aに常時連通する環状の油室19Cとなっている。
接続管体20の内側は、一方側が環状油室Dに連通し、他方側がバルブ部材21の位置まで延びる油路20Bとなっている。また、接続管体20のフランジ部20Aとバルブケース19の内側フランジ部19Aとの間には、円環状のスペーサ22が挟持状態で設けられている。このスペーサ22には、油室19Cとリザーバ室Aとを連通するため径方向の油路となる切欠き22Aが、放射状に延びて複数個設けられている。なお、本実施形態では、スペーサ22に油路を形成するための切欠き22Aを設ける構成とした。しかし、バルブケース19の内側フランジ部19Aには、油路を形成するための切欠きを放射状に設ける構成としてもよい。このように構成した場合は、スペーサ22を省略して部品数を減らすことができる。
バルブ部材21には、径方向の中心に位置して軸方向に延びる中心孔21Aが設けられている。また、バルブ部材21には、中心孔21Aの周囲に周方向に離間して複数の油路21Bが設けられ、これら各油路21Bは、その一方側(図2の左側)が接続管体20の油路20Bと常時連通している。また、バルブ部材21の他方側(図2の右側)の端面には、油路21Bの他側開口を取囲むように形成された環状凹部21Cと、該環状凹部21Cの径方向外側に位置して後述のメインバルブ23が離着座する環状弁座21Dとが設けられている。ここで、バルブ部材21の各油路21Bは、環状油室Dに連通した接続管体20の油路20Bと、リザーバ室Aに連通したバルブケース19の油室19Cとの間で、メインバルブ23の開度に応じた流量の圧油が流通する流路となる。
メインバルブ23は、その内周側がバルブ部材21とパイロットピン24の大径部24Aとの間に挟持されたディスクバルブにより構成されている。メインバルブ23は、その外周側がバルブ部材21の環状弁座21Dに離着座する。メインバルブ23の外周部には、その背面側に弾性シール部材23Aが焼付け等の手段で固着されている。メインバルブ23は、バルブ部材21の油路21B側(環状油室D側)の圧力を受けて環状弁座21Dから離座することにより開弁する。これにより、バルブ部材21の油路21B(環状油室D側)は、油室19C(リザーバ室A側)にメインバルブ23を介して連通され、このときに矢印Y方向に流れる圧油の量(流量)は、メインバルブ23の開度に応じて可変に調整される。
パイロットピン24は段付円筒状に形成され、その軸方向中間部には環状の大径部24Aが設けられている。パイロットピン24は、その内周側に軸方向に延びる中心孔24Bを有し、中心孔24Bの一端部(接続管体20側の端部)には小径孔(オリフィス24C)が形成されている。パイロットピン24は、一端側(図2の左端側)がバルブ部材21の中心孔21Aに圧入され、大径部24Aとバルブ部材21との間でメインバルブ23を挟持している。パイロットピン24の他端側(図2の右端側)は、パイロットボディ26の中心孔26Cに嵌合している。この状態で、パイロットボディ26の中心孔26Cとパイロットピン24の他端側との間には、軸方向に延びる油路25が形成されている。この油路25は、メインバルブ23とパイロットボディ26との間に形成される背圧室27に連通している。言い換えると、パイロットピン24の他端側の側面には、軸方向に延びる油路25が周方向に複数設けられ、その他の周方向位置は、パイロットボディ26の中心孔26Cに圧入されている。
パイロットボディ26は、内側に段付き穴が形成された円筒部26Aと、該円筒部26Aを塞ぐ底部26Bとを有する略有底筒状体として形成されている。パイロットボディ26の底部26Bには、パイロットピン24の他端側が嵌合される中心孔26Cが設けられている。パイロットボディ26の底部26Bの外周側には、その全周にわたってバルブ部材21側(即ち、図2の左側)へと延びる突出筒部26Dが一体に設けられている。この突出筒部26Dの内周面には、メインバルブ23の弾性シール部材23Aが液密に嵌合し、これにより、メインバルブ23とパイロットボディ26との間には背圧室27が形成されている。この背圧室27は、メインバルブ23に対して閉弁方向、即ち、メインバルブ23をバルブ部材21の環状弁座21Dに着座させる方向に押圧する圧力(パイロット圧)を発生させる。
パイロットボディ26の底部26Bには、その他端側(図2の右端側)に位置して後述のパイロット弁体32が離着座する弁座部26Eが、中心孔26Cを囲むように設けられている。また、パイロットボディ26の円筒部26Aの内側には、パイロット弁体32をパイロットボディ26の弁座部26Eから離れる方向に付勢するリターンばね28、後述のソレノイド33が非通電状態のとき(パイロット弁体32が弁座部26Eから最も離れたとき)のフェールセーフバルブを構成するディスクバルブ29、中心側に油路30Aが形成された保持プレート30等が配設されている。
パイロットボディ26の円筒部26Aの開口端には、該円筒部26Aの内側にリターンばね28、ディスクバルブ29、保持プレート30等を配設した状態でキャップ31が嵌合し固定されている。このキャップ31には、例えば周方向で離間した4箇所の位置に切欠き31Aが形成されている。これらの切欠き31Aは、保持プレート30の油路30Aを通じてソレノイド33側に流れた油液を、図2に示す矢印Xの方向で油室19C(リザーバ室A側)に流通させる流路となっている。
パイロット弁体32は、パイロットボディ26と共にパイロットバルブを構成する。パイロット弁体32は、段付円筒状に形成され、パイロットボディ26の弁座部26Eに離着座する先端部は、先細りのテーパ部となっている。パイロット弁体32の内側には、後述するソレノイド33の作動ピン49が嵌合状態で固定され、ソレノイド33への通電に応じて、パイロット弁体32の開弁圧が調節される構成となっている。パイロット弁体32の基端側には、ばね受となるフランジ部32Aが全周にわたって形成されている。このフランジ部32Aは、ソレノイド33が非通電状態のとき(即ち、パイロット弁体32が弁座部26Eから最も離間する全開位置まで変位したとき)にディスクバルブ29の内周部に当接し、パイロット弁体32の最大開度を規制するものである。
次に、減衰力調整バルブ18と共に減衰力調整機構17を構成するソレノイド33について、図2、図3および図4を参照して説明する。
ソレノイド33は、減衰力調整バルブ18の開閉弁動作を調整するため減衰力調整式緩衝器に用いられる。即ち、減衰力調整機構17の減衰力可変アクチュエータとして用いられるソレノイド33は、モールドコイル34、収納部材36、ヨーク39、固定子41、非磁性リング44、可動子48、作動ピン49およびカバー部材51等により構成されている。
モールドコイル34は、コイル34Aをコイルボビン34Bの周囲に巻回した状態で、これらを熱硬化性樹脂等の樹脂部材34Cで一体的に覆う(モールド成形する)ことにより略円筒状に形成されている。モールドコイル34の周方向の一部には、軸方向または径方向外側に突出するケーブル取出部(図示せず)が設けられ、このケーブル取出部に電線ケーブル(図示せず)が接続されている。コイル34Aは、コイルボビン34Bの周囲に環状に巻き付けられ、外部からのケーブルを通じた電力供給(通電)により、電磁石となって磁力を発生するものである。
モールドコイル34の樹脂部材34Cのうち、後述のヨーク39(環状部39B)と対向する側面(軸方向一側の端面)には、シール溝34Dが全周にわたって形成されている。このシール溝34D内には、シール部材(例えば、Oリング35)が装着されている。このOリング35は、モールドコイル34とヨーク39(環状部39B)との間を液密にシールする。これにより、雨水や泥水を含むダストがヨーク39とモールドコイル34との間を介してヨーク39の筒状突起部39C側に侵入するのを防ぐことができる。
なお、本実施形態で採用するコイルは、コイル34A、コイルボビン34Bおよび樹脂部材34Cからなるモールドコイル34に限るものではなく、これ以外のコイルを採用してもよい。例えば、電気絶縁性材料からなるコイルボビン34Bにコイルを巻回した状態で、この上(外周側)から樹脂材料をモールドしたオーバモールド(図示せず)により前記コイルの外周を覆う構成であってもよい。
収納部材36は、モールドコイル34の内周側(即ち、コイル34Aの内周)に配置して設けられた第1の固定鉄心(ハウジング)を構成している。この収納部材36は、例えば低炭素鋼、機械構造用炭素鋼(S10C)等の磁性材料(磁性体)により有蓋円筒状の筒体として形成されている。収納部材36は、モールドコイル34(コイル34A)の巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部としての収納筒部36Aと、該収納筒部36Aの他端側を閉塞した段付きの蓋部36Bと、収納筒部36Aの開口側(一側)で、その外周を縮径させるようにして形成された接合用の小径筒部36Cとを含んで構成されている。
収納部材36の小径筒部36Cには、後述の非磁性リング44がろう付け部45により接合される。収納部材36の収納筒部36Aは、その内径寸法が後述する可動子48の外径寸法よりも僅かに大きく形成され、収納筒部36A内には可動子48が軸方向に移動可能に収納されている。
収納部材36の蓋部36B(図2、図3の右側)は、収納筒部36Aを軸方向他側から閉塞する有蓋筒体として収納筒部36Aに一体形成されている。蓋部36Bの外径は、収納筒部36Aの外径よりも小径な段付形状をなし、蓋部36Bの外周側には、後述するカバー部材51の嵌合筒部51Aが嵌合して設けられている。また、収納部材36には、蓋部36Bの内側に位置して有底の段付穴37が形成されている。この段付穴37は、ブッシュ取付穴部37Aと、該ブッシュ取付穴部37Aよりも奥所側に位置して小径に形成された小径穴部37Bとからなる。ブッシュ取付穴部37A内には、後述の作動ピン49を摺動可能に支持するための第1のブッシュ38が設けられている。
また、収納部材36の蓋部36Bは、その他側端面が後述するカバー部材51の蓋板51Bに対し軸方向の隙間をもって対向配置されている。この軸方向の隙間は、カバー部材51の蓋板51B側から蓋部36Bを介して軸方向の力が収納部材36に直接加わるのを防ぐ機能を有している。なお、収納部材36の蓋部36Bについては、収納筒部36Aと必ずしも一体に同一材料(磁性体)で形成する必要はない。この場合の蓋部36Bは、磁性体の材料ではなく、例えば剛性をもった金属材料、セラミックス材料または繊維強化樹脂材料により形成することも可能である。
ヨーク39は、収納部材36と共にモールドコイル34(コイル34A)の内周側と外周側とにわたって磁気回路(磁路)を形成する磁性部材である。このヨーク39は、収納部材36と同様に磁性材料(磁性体)を用いて形成され、モールドコイル34(コイル34A)の軸方向一側(巻回軸線方向の一側)で径方向に延び、その内周側が段付きの固定穴39Aとなった環状部39Bと、該環状部39Bの内周側から軸方向他側(後述の繋ぎ部材44)側に向け固定穴39Aの軸方向に沿って筒状に突出した接合用の筒状突起部39Cとを含んで構成されている。
また、ヨーク39は、前記環状部39Bの外周側から軸方向一側(減衰力調整バルブ18側)に向けて延びる円筒状の一側筒部39Dと、環状部39Bの外周側から軸方向他側(カバー部材51側)に向けて延び、モールドコイル34を径方向外側から取囲むように形成された他側筒部39Eと、該他側筒部39Eの先端側に設けられカバー部材51の鍔部51Cを抜止め状態で保持するカシメ部39Fと、を含んだ一体物として形成されている。なお、ヨーク39の他側筒部39Eには、前述したモールドコイル34のケーブル取出部を他側筒部39Eの外側に露出させるための切欠き(図示せず)が設けられている。
ヨーク39の一側筒部39Dと他側筒部39Eとの間には、ヨーク39の外周面に開口するように断面半円形状をなす係合凹部39Gが(全周にわたって、または、周方向に離間して複数個所に)設けられている。この係合凹部39Gには、減衰力調整バルブ18のバルブケース19に螺着される後述のロックナット53が抜止めリング54(図2参照)を介して係合されるものである。さらに、一側筒部39Dの外周面には、シール溝39Hが全周にわたって設けられている。このシール溝39Hには、シール部材としてのOリング40が装着され、該Oリング40によりヨーク39(一側筒部39D)と減衰力調整バルブ18のバルブケース19との間が液密に封止されている。
固定子41は、ヨーク39の固定穴39A内に圧入等の手段を用いて固定された第2の固定鉄心(アンカー)である。固定子41は、収納部材36(第1の固定鉄心)、ヨーク39と同様に低炭素鋼、機械構造用炭素鋼(S10C)等の磁性材料(磁性体)により、ヨーク39の固定穴39Aを内側から埋める形状に形成されている。固定子41は、中心側が軸方向に延びる貫通穴41Aとなった短尺円筒状の環状体として形成されている。固定子41の軸方向一側面(図2に示す減衰力調整バルブ18のキャップ31と軸方向で対向する面)は、ヨーク39の環状部39Bの一側面と同様に平坦面となるように形成されている。
固定子41の軸方向他側(後述の可動子48と軸方向で対向する他側面)には、収納筒部36Aと同軸となるように円形の凹窪部41Bが凹設されている。この凹窪部41Bは、その内側に後述の可動子48が磁力により進入,退出可能に挿入されるように、可動子48よりも僅かに大径な円形溝として形成されている。また、固定子41の他側には、凹窪部41Bの周囲(外周)を取り囲むように円錐状突部41Cが設けられている。この円錐状突部41Cは、固定子41と可動子48との間で磁気特性がリニア(直線的)な特性となるように、その外周面が円錐面として形成されている。
即ち、円錐状突部41Cは、固定子41の外周側から軸方向他側に向けて筒状に突出し、その外周面が軸方向の一側から他側(図3、図4に示す凹窪部41Bの径方向外側から内側)に向けて外径寸法が漸次小さくなるように、テーパ状に傾斜したコニカル面となっている。換言すると、固定子41の円錐状突部41Cは、収納部材36(収納筒部36A)の開口と対向する位置に設けられ、収納筒部36Aの開口に近づくほど外径が縮径する縮径部となっている。
また、固定子41の外周側には、円錐状突部41C(縮径部)の外周に沿って前記収納筒部36Aの開口から離れる方向に延びる側面部41Dが形成されている。この側面部41Dのうち固定子41の軸方向一側部位は、径方向外側に向けて突出する環状のフランジ部41Eとなり、側面部41Dの軸方向途中部位には、円錐状突部41C(縮径部)とフランジ部41Eとの間に位置して段部41Fが一体に形成されている。
換言すると、環状のフランジ部41Eは、収納筒部36Aの開口端から軸方向一側に大きく離間した位置(即ち、固定子41の反収納部端)に配置され、ヨーク39の固定穴39A内に圧入等の手段を用いて固定されている。このように、環状のフランジ部41Eは、ヨーク39の固定穴39Aに対する固定子41(側面部41D)の固定部分となり、フランジ部41Eと固定穴39Aが径方向で対向する部分でもある。
ここで、固定子41の側面部41Dとヨーク39の固定穴39Aとの間には、フランジ部41Eの軸方向他側(収納部材36側)に位置して両者が非接触となる非接触部42が形成されている。この非接触部42は、ヨーク39の固定穴39Aと固定子41の側面部41D(段部41F)との間に全周にわたって形成される環状隙間により構成されている。前記段部41Fは、固定子41の側面部41Dとヨーク39(固定穴39A)との径方向での対向面に形成されている。また、固定子41の側面部41Dに段部41Fを設ける場合、この段部41Fは側面部41Dのうち前記縮径部(円錐状突部41C)側に形成されている。
図3に示すように、固定子41の中心(内周)側に形成された段付の前記貫通穴41Aには、後述の作動ピン49を摺動可能に支持するための第2のブッシュ43が嵌合して設けられている。一方、図2に示すように、ヨーク39の一側筒部39Dの内周側には、減衰力調整バルブ18のパイロットボディ26、リターンばね28、ディスクバルブ29、保持プレート30およびキャップ31等が挿入して設けられている。また、一側筒部39Dの外周側には、減衰力調整バルブ18のバルブケース19が嵌合(外嵌)される。
非磁性リング44は、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの間に位置してモールドコイル34(コイル34A)の内周側に設けられた非磁性の繋ぎ部材(シリンダ)である。非磁性リング44は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料により段付円筒体として形成されている。非磁性リング44は、軸方向中間の段付筒部44Aと、該段付筒部44Aの両端からそれぞれ軸方向に突出した第1,第2の繋ぎ筒部44B,44Cとにより構成されている。
ここで、非磁性リング44は、第1の繋ぎ筒部44Bよりも第2の繋ぎ筒部44Cの方が、例えば繋ぎ筒部44Bの厚さ分だけ大きな径方向寸法に形成されている。そして、第1,第2の繋ぎ筒部44B,44Cは、段付筒部44Aと共に所望の同軸度を確保できるように前記非磁性材料により所要の肉厚(径方向の厚み)をもって成形されている。非磁性リング44の第1の繋ぎ筒部44Bは、収納部材36の小径筒部36Cに外側から嵌合され、ろう付け部45により両者は接合されている。また、第2の繋ぎ筒部44Cは、ヨーク39の筒状突起部39Cの外周側に嵌合され、ろう付け部46により両者は接合される。
ろう付け部45,46は、それぞれ純銅ろうからなるろう材を用いて、例えば1000℃以上のろう付け処理を行うことにより、非磁性リング44を収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとに対して接合している。ろう付け処理の後には急冷処理が行われる。この状態で、非磁性リング44の内径(即ち、段付筒部44Aの内径)は、図3に示すように、収納部材36(収納筒部36A)の内径よりも大きく、かつ固定子41の凹窪部41B(即ち、凹窪部41Bの径方向寸法)よりも大きくなるように形成されている。
収納部材36の小径筒部36Cには、その外周側で非磁性リング44の第1の繋ぎ筒部44Bとの間に環状の隙間47が形成されている。この隙間47は、収納部材36(小径筒部36C)と非磁性リング44(第1の繋ぎ筒部44B)との間に前記ろう材(純銅ろう)を加熱溶融状態で流し込むための導入路である。そして、この隙間47は、収納部材36の小径筒部36C(ヨーク39の筒状突起部39C)と非磁性リング44との熱膨張差を吸収するための空隙としても機能する。
なお、ヨーク39の筒状突起部39Cと非磁性リング44(第2の繋ぎ筒部44C)との間にも、前記ろう付け部46のろう材(純銅ろう)を加熱溶融状態で流し込むための導入路が前記隙間47と同様に形成される。しかし、非磁性リング44は、第2の繋ぎ筒部44Cをヨーク39の筒状突起部39Cの外周面に接合するために前記ろう材(純銅ろう)を加熱溶融状態で流し込んだときには、両者間に軸方向の外力を加えて前記隙間を可能な限り無くすようにする。ところが、収納部材36の小径筒部36C(ヨーク39の筒状突起部39C)と非磁性リング44との間には、素材(材料)の違いにより熱膨張差が発生する。このため、収納部材36の小径筒部36Cと非磁性リング44の第1の繋ぎ筒部44Bとの間には、軸方向の隙間47が全周にわたって延びるように形成されている。
この場合、非磁性リング44は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる非磁性の繋ぎ部材であり、この非磁性リング44を収納部材36とヨーク39との間にろう付け部45,46により接合するときには、純銅ろう(ろう材)を用いてろう付けを行う構成としている。一般に、非磁性材のオーステナイト系ステンレス鋼部品を深絞りや切削加工することで歪みが生じると、当該材料は加工誘起マルテンサイトを生成し、一部の結晶構造が非磁性材として理想的な面心立方構造ではなく、体心立方構造に変態してしまい、非磁性材が磁化され易い特性が生じてしまう。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼の加工誘起マルテンサイトは、1000℃以上で熱処理することにより除去され、再び理想的な面心立方構造に戻る。この処理を固溶化熱処理という。
そこで、本実施形態では、ろう付け温度が1000℃以上となるろう材として純銅ろうを選定し、ろう付けと固溶化熱処理を兼ねる処理をろう付け部45,46で行うことにより、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cと間に接合された非磁性リング44は、結晶構造が非磁性材として理想的な面心立方構造に戻すことが可能となる。しかも、非磁性リング44は、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの間に圧入して突き合せられているため、ろう付け時の高温による熱変形が抑制され、ろう付け後に形状補正を目的とした切削加工を行う必要がなくなり、所望の寸法、形状を保つことができる。なお、ろう材は、ろう付け温度が1000℃以上になるものであれば、純銅ろう以外であってもよい。例えば、黄銅ろう、ニッケルろう、金ろう、パラジウムろう等でもよい。
このように、非磁性リング44を収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの間にろう付け部45,46を介して接合し、ろう付け後の急冷処理によって、両者の間に素材(材料)の違いによる熱膨張差が生じた場合でも、これに基づいた歪の発生を前記隙間47によって抑えることができる。なお、非磁性体からなる繋ぎ部材(例えば、非磁性リング44)は、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの間に、ろう付け以外の手段(例えば、レーザ溶接等の接合手段)で加熱して接合される構成であってもよい。
可動子48は、収納部材36の収納筒部36Aと固定子41の凹窪部41Bとの間に、コイル34Aの巻回軸線方向に移動可能に設けられた磁性体からなるアーマチャである。可動子48は、収納部材36の収納筒部36A、固定子41の凹窪部41B、ヨーク39の筒状突起部39Cおよび非磁性リング44の内周側に配され、収納部材36の収納筒部36Aと固定子41の凹窪部41Bとの間で軸方向に移動可能となっている。即ち、可動子48は、収納部材36の収納筒部36Aおよび固定子41の凹窪部41Bの内周側に配され、コイル34Aに発生する磁力により第1,第2のブッシュ38,43および作動ピン49を介して軸方向へと移動可能となっている。
可動子48は、その中心側を貫通して延びる作動ピン49に固定(一体化)して設けられ、作動ピン49と一緒に移動する。作動ピン49は、収納部材36の蓋部36Bと固定子41とに第1,第2のブッシュ38,43を介して軸方向に摺動可能に支持されている。ここで、可動子48は、例えば収納部材36、ヨーク39および固定子41と同様に、鉄系の磁性体を用いて略円筒状に形成されている。そして、可動子48はコイル34Aに発生する磁力により、固定子41の凹窪部41B内に向けて吸着される方向の推力が発生される。
作動ピン49は、可動子48の推力を減衰力調整バルブ18(制御弁)のパイロット弁体32に伝達する軸部で、中空ロッドにより形成されている。作動ピン49の軸方向中間部には、可動子48が圧入等の手段を用いて一体的に固定され、これにより、可動子48と作動ピン49とはサブアッセンブリ化されている。作動ピン49の軸方向の両側は、収納部材36側の蓋部36Bとヨーク39(固定子41)とに第1,第2のブッシュ38,43を介して摺動可能に支持されている。
作動ピン49の一端側(図2中の左側端部)は、固定子41(ヨーク39)から軸方向に突出すると共に、その突出端には、減衰力調整バルブ18のパイロット弁体32が固定されている。このため、パイロット弁体32は、可動子48および作動ピン49と一緒に軸方向へと一体的に移動する。換言すれば、パイロット弁体32の開弁設定圧は、コイル34Aへの通電に基づく可動子48の推力に対応した圧力値となる。可動子48は、コイル34Aからの磁力で軸方向に移動することにより、油圧緩衝器1のパイロットバルブ(即ち、パイロットボディ26に対するパイロット弁体32)の開閉弁を行う構成となっている。
背圧室50は、収納部材36の蓋部36B(段付穴37の小径穴部37B)と作動ピン49の他端(図2の右側端部)との間に形成された油室である。この背圧室50は、中空ロッド(作動ピン49)を介してパイロットピン24の中心孔24B側と連通している。このため、背圧室50には、パイロットボディ26の弁座部26Eに離着座するパイロット弁体32と同じ圧力が作用する。しかし、この圧力に対する受圧面積は、背圧室50内で作動ピン49の他端面が受圧する面積の方が、パイロット弁体32(作動ピン49の一端側)が弁座部26Eとの間で受圧する面積よりも小さくなっている。これにより、可動子48から作動ピン49を介して減衰力調整バルブ18のパイロット弁体32に伝達すべき推力は、両者の受圧面積差分だけ減じることが可能となる。
このように、作動ピン49の他端側で蓋部36Bとの間に背圧室50を形成することにより、可動子48から作動ピン49を介して減衰力調整バルブ18のパイロット弁体32に伝達すべき推力(例えば、モールドコイル34のコイル34Aにより発生すべき磁力)を小さくでき、ソレノイド33全体の小型、軽量化を図ることができる。
カバー部材51は、ヨーク39の他側筒部39Eと共にモールドコイル34を外側から覆う磁性体カバーである。このカバー部材51は、モールドコイル34を軸方向他側から覆う蓋体として磁性材料(磁性体)により形成され、ヨーク39の他側筒部39Eと共にモールドコイル34(コイル34A)の外側で磁気回路(磁路)を形成する。そして、カバー部材51は、全体として有蓋筒状に形成されており、円筒状の嵌合筒部51Aと、該嵌合筒部51Aの他端側(図2、図3の右側端部)を閉塞する円皿状の蓋板51Bとにより大略構成されている。
ここで、カバー部材51の嵌合筒部51Aは、収納部材36の蓋部36Bの外周に挿嵌され、この状態で収納部材36の蓋部36Bを内側に収容する構成となっている。一方、カバー部材51の蓋板51Bは、その外周側が嵌合筒部51Aの径方向外側へと延びる環状の鍔部51Cとなり、該鍔部51Cの外周縁は、ヨーク39の他側筒部39Eに設けたカシメ部39Fに固定されている。これにより、ヨーク39の他側筒部39Eとカバー部材51の蓋板51Bとは、図3に示す如く内側にモールドコイル34を内蔵した状態で予備組付け(サブアッセンブリ化)される。
このように、ヨーク39の他側筒部39Eとカバー部材51の蓋板51Bとの内側にモールドコイル34を内蔵した状態では、収納部材36の蓋部36Bがカバー部材51の嵌合筒部51A内に嵌着されている。これにより、カバー部材51の嵌合筒部51A、蓋板51Bおよびヨーク39との間で磁束の受け渡しを行うことができる。また、カバー部材51の嵌合筒部51Aには、モールドコイル34の樹脂部材34Cが嵌合される外周側に、シール溝51Dが全周にわたって形成されている。このシール溝51D内には、シール部材(例えば、Oリング52)が装着されている。このOリング52は、モールドコイル34とカバー部材51(嵌合筒部51A)との間を液密にシールする。これにより、雨水や泥水を含むダストが、カバー部材51とモールドコイル34との間を介して収納部材36とモールドコイル34との間、さらには収納部材36とカバー部材51との間等に侵入するのを防ぐことができる。
ヨーク39とカバー部材51とは、図3に示す如く内側にモールドコイル34を内蔵した状態で、図2に示すように、締結部材としてのロックナット53と抜止めリング54とを用いて減衰力調整バルブ18のバルブケース19に締結される。この場合、ヨーク39の係合凹部39Gには、ロックナット53に先立って抜止めリング54が取付けられる。この抜止めリング54は、ヨーク39の係合凹部39Gから径方向外側へと部分的に突出し、ロックナット53による締結力をヨーク39の一側筒部39Dに伝えるものである。
ロックナット53は、段付筒状体として形成され、その軸方向一側に位置し内周側にバルブケース19の雄ねじ部19Bに螺合する雌ねじ部53Aと、内径寸法が抜止めリング54の外径寸法よりも小さくなるように径方向内向きに屈曲され、抜止めリング54に対して外側から係合する係合筒部53Bとが設けられている。ロックナット53は、ヨーク39の係合凹部39Gに装着された抜止めリング54に対して係合筒部53Bの内側面を当接させた状態で、雌ねじ部53Aとバルブケース19の雄ねじ部19Bとを螺合することにより、減衰力調整バルブ18とソレノイド33とを一体的に結合する締結部材である。
第1の実施形態によるソレノイド33、減衰力調整機構17および油圧緩衝器1は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
まず、油圧緩衝器1を自動車等の車両に実装するときには、例えばピストンロッド8の突出端(上端)側が車両の車体側に取付けられ、ボトムキャップ3に設けられた取付アイ3A側が車輪側に取付けられる。そして、減衰力調整機構17のソレノイド33は、車両の車体側に設けられた制御装置(コントローラ)に電気配線のケーブル(いずれも図示せず)等を介して接続される。
車両の走行時には、路面の凹凸等により、上,下方向の振動が発生すると、ピストンロッド8が外筒2から伸長、縮小するように変位し、減衰力調整機構17等により減衰力を発生することができ、車両の振動を緩衝することができる。このとき、前記コントローラは、ソレノイド33のコイル34Aに通電する制御信号の電流値を変化させ、パイロット弁体32の開弁圧を調整することにより、油圧緩衝器1の発生減衰力を可変に制御することができる。
ここで、ソレノイド33のコイル34Aにより発生する磁力(磁束)は、収納部材36から非磁性リング44(非磁性の繋ぎ部材)を避けるように可動子48側を通り、可動子48から固定子41の円錐状突部41C、段部41F、フランジ部41Eを通ってヨーク39の固定穴39A、環状部39Bおよび他側筒部39Eへと至り、さらに、ヨーク39のカシメ部39F側からカバー部材51の蓋板51B、嵌合筒部51Aを通り、収納部材36の収納筒部36Aへと戻るように磁気回路を構成する。
この場合の磁気回路は、微小隙間を介して対向する可動子48と収納部材36との間、同じく可動子48と固定子41の円錐状突部41C(縮径部)との間の磁束の受け渡し以外は、全て当接部(即ち、磁性体同士が面接触した部位)により磁束の受け渡しを行うことができる。このため、ソレノイド33の磁気回路は、高い磁気効率を確保することができる。
ところで、ソレノイド33の主要部を構成する収納部材36とヨーク39との間(収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの間)には、モールドコイル34(コイル34A)の内周側に位置して非磁性の繋ぎ部材である非磁性リング44を設けている。この非磁性リング44は、可動子48に対する磁気回路の磁束密度を高めるように、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの間にろう付け部45,46により接合されている。しかし、非磁性の繋ぎ部材(非磁性リング44)は、接合後に機械加工(例えば、内周面を切削加工)を行うと、このときの加工ひずみで磁気的な特性が変化し、非磁性の繋ぎ部材が磁化され易くなるという問題がある。
また、図1に示すように、外筒2の下部側から径方向外向きに突出して設けられた減衰力調整機構17は、その軸長(突出寸法)を短縮したいという要望がある。そして、軸長を短くするためには、可動子48の軸方向寸法を短くしなければならず、この上で、ソレノイドとしての推力特性を確保するためには、可動子48の外径(径方向寸法)を拡大する必要がある。
そこで、本実施形態では、例えばオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料からなる非磁性リング44を、軸方向中間の段付筒部44Aと、該段付筒部44Aの両端からそれぞれ軸方向に突出した第1,第2の繋ぎ筒部44B,44Cとにより段付円筒状の一体物として形成している。そして、非磁性リング44(段付筒部44A)の内径寸法を、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとの内径よりも大径に形成している。
即ち、非磁性リング44は、収納部材36とヨーク39との間にろう付け部45,46により接合した状態で、非磁性リング44の内径(即ち、段付筒部44Aの内径寸法)は、図3、図4に示す如く収納部材36(収納筒部36A)の内径よりも大きく、ヨーク39の内径(即ち、固定穴39A、筒状突起部39Cの内径寸法)よりも大きくなるように形成されている。
また、可動子48の外径を拡大するに伴って、固定子41の凹窪部41Bの径寸法と円錐状突部41C(縮径部)の内径寸法、さらに、非磁性リング44の内径寸法を大きくする構成としている。しかも、ヨーク39の固定穴39A内には、可動子48を挟んで収納部材36の収納筒部36Aと軸方向で対向し同軸となるように固定子41を設け、該固定子41には、収納筒部36Aの開口に近づくほど外径が縮径する縮径部(円錐状突部41C)と、前記収納筒部36Aの開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部41Dとを磁性体により一体形成している。
そして、この側面部41Dのうち固定子41の軸方向一側部位には、径方向外側に向けて突出する環状のフランジ部41Eを設け、側面部41Dの軸方向途中部位には、円錐状突部41C(縮径部)とフランジ部41Eとの間に位置して段部41Fが一体に形成されている。この上で、固定子41のフランジ部41Eは、収納筒部36Aの開口端から軸方向一側に大きく離間した位置(即ち、固定子41の反収納部端)に配置され、ヨーク39の固定穴39A内に圧入等の手段を用いて固定されている。
即ち、固定子41のフランジ部41Eは、ヨーク39の固定穴39Aに対する固定子41(側面部41D)の固定部分となり、フランジ部41Eと固定穴39Aが径方向で対向する部分でもある。また、ヨーク39は、固定子41の側面部41Dの一部(フランジ部41E)が内周面に固定される固定穴39Aを有し、該固定穴39Aにおける収納部材36側には、固定子41の側面部41Dとの間が非接触となる非接触部42が形成されている。
これにより、収納部材36の収納筒部36Aと固定子41の凹窪部41Bとの間には、収納部材36の小径筒部36C、ヨーク39の筒状突起部39Cおよび非磁性リング44(非磁性の繋ぎ部材)の内周側に位置して可動子48を軸方向に移動可能に配設することができる。この場合、可動子48を非磁性リング44の内側に隙間をもって配設できるので、非磁性リング44には、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとに対する接合後に機械加工(例えば、内周面を切削加工)を行う必要がなくなり、非磁性リング44の磁気的な特性が熱影響や加工ひずみ等で変化することもなくなる。
また、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付け部45,46により接合した後に、ヨーク39の固定穴39A内に固定子41のフランジ部41Eを圧入して固定するときには、ヨーク39の固定穴39Aと固定子41の側面部41Dとの間に非接触部42が形成されている。このため、前記ろう付け部45,46によるろう材(純銅ろう)の一部が仮に筒状突起部39Cと非磁性リング44の繋ぎ筒部44Cとの間に存在しても、このろう材が固定子41の圧入(固定)作業に悪影響を与えることはなく、固定子41の円錐状突部41C(縮径部)が圧入時の外力で、例えば径方向内側へと変形したりするのを抑えることができる。
これにより、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付け部45,46で接合した後に行う固定子41の圧入作業を円滑に行うことができる。即ち、ヨーク39の固定穴39A内に固定子41のフランジ部41Eを圧入して固定する作業を円滑に行うことができる。
かくして、本実施形態によれば、非磁性リング44(非磁性の繋ぎ部材)の特性が熱影響や加工ひずみ等で変化するのを抑えることができ、収納部材36の小径筒部36Cと固定子41の円錐状突部41C(ヨーク39の筒状突起部39C)との間で可動子48に対する磁気回路の磁束密度を高く維持することができる。そして、ソレノイド33の磁気回路は、微小隙間を介して対向する可動子48と収納部材36との間、同じく可動子48と固定子41の円錐状突部41Cとの間の磁束の受け渡し以外は、全て磁性体同士を面接触させた状態で磁束の受け渡しを行うことができるため、ソレノイド33の磁気回路は、高い磁気効率を確保することができる。
しかも、非磁性リング44の第1の繋ぎ筒部44Bは、収納部材36の小径筒部36Cに外側から嵌合され、ろう付け部45により両者は接合されている。また、第2の繋ぎ筒部44Cは、ヨーク39の筒状突起部39Cの外周側に嵌合され、両者はろう付け部46により接合されている。そして、ろう付け部45,46は、それぞれ純銅ろうからなるろう材を用いて、例えば1000℃以上のろう付け処理を行うことにより、非磁性リング44を収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとに対して接合し、ろう付け処理の後には急冷処理が行われる。
このように、本実施形態では、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cと非磁性リング44とを上述の如き構成とし、ろう付け部45,46は純銅ろう(ろう材)を用いて、例えば1000℃以上のろう付け処理を行うことにより、収納部材36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cと非磁性リング44との3部材は、同軸度を満足する形状として互いに接合することができ、内側の圧油に対する耐圧強度も確保することができる。
さらに、ヨーク39の固定穴39Aと固定子41の側面部41Dとの間には、全周にわたる環状隙間を非接触部42として形成されている。このため、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付け部45,46で接合した後に行う固定子41の圧入作業(即ち、ヨーク39の固定穴39A内に固定子41のフランジ部41Eを圧入して固定する作業)を円滑に行うことができる。
従って、本実施形態は、減衰力調整バルブ18の開閉弁動作を調整するためセミアク(減衰力調整式緩衝器)に用いられるソレノイド33において、減衰力調整機構17(ソレノイド33)の軸長短縮のため,可動子48の軸長を短縮させた場合にも、可動子48の外径を拡大させることにより、モールドコイル34(コイル34A)の収納領域は減少しないので,コイル巻き数や抵抗値に影響はなく、ソレノイド33としての推力特性を確保することができる。
そして、ソレノイド33の組立て作業時には、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付けで接合した後に、ヨーク39の固定穴39Aに対する固定子41の圧入(固定)作業を円滑に行うことができ、固定子41の円錐状突部41C(縮径部)が圧入時の外力で、例えば径方向内側へと変形したりするのを抑えることができる。
このため、本実施形態によれば、収納部材36と固定子41(ヨーク39)の間で可動子48を通る磁束密度を高く維持することができ、ソレノイド33としての推力特性を良好に保つことができると共に、組立時の作業性を向上することができる。なお、本実施形態では、収納部材36とヨーク39との間に加熱して接合される非磁性体からなる繋ぎ部材44を備える構成としたが、収納部材36とヨーク39との間を、圧入により密封した場合においても、同様の課題が生じるため、本発明を実施することができる。
次に、図5は第2の実施形態を示し、本実施形態では、前述した第1の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第2の実施形態の特徴は、第1の実施形態の固定子41に替えて、固定子61をヨーク39の固定穴39A内に圧入して固定する構成したことにある。
第2の実施形態で採用した固定子61は、前記第1の実施形態で述べた固定子41と同様に磁性材料(磁性体)により、ヨーク39の固定穴39Aを内側から埋める形状に形成されている。固定子61は、第1の実施形態の固定子41と同様に中心側が軸方向に延びる貫通穴(図示せず)となった短尺円筒状の環状体として形成され、円形の凹窪部61B、円錐状突部61C(縮径部)および側面部61Dを有している。そして、この側面部61Dのうち固定子61の軸方向一側部位には、径方向外側に向けて突出する環状のフランジ部61Eが一体に形成されている。
しかし、第2の実施形態で採用した固定子61は、その側面部61Dがフランジ部61Eと円筒部61Fとにより構成されている。ここで、固定子61の円筒部61Fは、円錐状突部61C(縮径部)の外周に沿ってフランジ部61Eの位置まで平坦な円筒形状をなして形成されている。そして、固定子61の円筒部61Fとヨーク39の固定穴39Aとの間には、フランジ部61Eよりも軸方向他側(収納部材36側)に位置して両者が非接触となる非接触部62が形成されている。この非接触部62は、ヨーク39の固定穴39Aと固定子61の円筒部61Fとの間に全周にわたって形成される環状隙間により構成されている。
かくして、このように構成される第2の実施形態では、固定子61の円筒部61Fとヨーク39の固定穴39Aとの間に全周にわたる環状隙間からなる非接触部62が形成されている。このため、ソレノイド33の組立て作業時には、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付けで接合した後に、ヨーク39の固定穴39Aに対する固定子61の圧入(固定)作業を円滑に行うことができ、固定子61の円錐状突部61C(縮径部)が圧入時の外力で、例えば径方向内側へと変形したりするのを抑えることができる。
次に、図6は第3の実施形態を示し、本実施形態では、前述した第1の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第3の実施形態の特徴は、第1の実施形態の固定子41に替えて、固定子71をヨーク39の固定穴39A内に圧入して固定する構成したことにある。
第3の実施形態で採用した固定子71は、前記第1の実施形態で述べた固定子41と同様に磁性材料(磁性体)により、ヨーク39の固定穴39Aを内側から埋める形状に形成されている。固定子71は、第1の実施形態の固定子41と同様に、中心側の貫通穴(図示せず)、円形の凹窪部71B、円錐状突部71C(縮径部)および側面部71Dを有している。そして、この側面部71Dのうち固定子71の軸方向一側部位には、径方向外側に向けて突出する環状のフランジ部71Eが一体に形成されている。
しかし、第3の実施形態で採用した固定子71は、その側面部71Dがフランジ部71Eと傾斜筒部71Fとにより構成されている。ここで、固定子71の傾斜筒部71Fは、円錐状突部71C(縮径部)の外周に沿ってフランジ部71Eの位置まで斜めに傾斜したテーパ形状をなして形成されている。そして、固定子71の傾斜筒部71Fとヨーク39の固定穴39Aとの間には、フランジ部71Eよりも軸方向他側(収納部材36側)に位置して両者が非接触となる非接触部72が形成されている。この非接触部72は、ヨーク39の固定穴39Aと固定子71の傾斜筒部71Fとの間に全周にわたって形成される断面V字形の環状隙間により構成されている。
かくして、このように構成される第3の実施形態では、固定子71の傾斜筒部71Fとヨーク39の固定穴39Aとの間に全周にわたる断面V字形の環状隙間からなる非接触部72が形成されている。このため、ソレノイド33の組立て作業時には、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付けで接合した後に、ヨーク39の固定穴39Aに対する固定子71の圧入作業を円滑に行うことができ、固定子71の円錐状突部71C(縮径部)が圧入時の外力で、例えば径方向内側へと変形したりするのを抑えることができる。
次に、図7は第4の実施形態を示し、本実施形態では、前述した第1の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第4の実施形態の特徴は、第1の実施形態の固定子41に替えて、固定子81をヨーク39の固定穴39A内に圧入して固定する構成したことにある。
第4の実施形態で採用した固定子81は、前記第1の実施形態で述べた固定子41と同様に磁性材料(磁性体)により、ヨーク39の固定穴39Aを内側から埋める形状に形成されている。固定子81は、第1の実施形態の固定子41とほぼ同様に、中心側の貫通穴(図示せず)、円形の凹窪部81B、円錐状突部81C(縮径部)および側面部81Dを有している。そして、この側面部81Dのうち固定子81の軸方向一側部位には、径方向外側に向けて突出する環状のフランジ部81Eが一体に形成されている。
しかし、第4の実施形態で採用した固定子81は、円錐状突部81C(縮径部)と側面部81Dとがフランジ部81Eの位置まで円弧状に斜めに傾斜した円弧テーパ面81Fとして形成されている。この場合、円弧テーパ面81Fは、固定子81の円錐状突部81C(縮径部)からフランジ部81Eの位置まで斜めに傾斜した円弧面であり、円錐状突部81Cと側面部81Dとの間は、均一な円弧面となるように形成されている。そして、固定子81の側面部81Dとヨーク39の固定穴39Aとの間には、フランジ部81Eよりも軸方向他側(収納部材36側)に位置して両者が非接触となる非接触部82が形成されている。この非接触部82は、ヨーク39の固定穴39Aと固定子81の側面部81Dとの間に全周にわたって形成される湾曲形状の環状隙間により構成されている。
かくして、このように構成される第4の実施形態では、固定子81の側面部81Dとヨーク39の固定穴39Aとの間に全周にわたる湾曲形状の環状隙間からなる非接触部82が形成されている。このため、ソレノイド33の組立て作業時には、収納部材36とヨーク39との間に非磁性リング44をろう付けで接合した後に、ヨーク39の固定穴39Aに対する固定子81の圧入作業を円滑に行うことができ、固定子81の円錐状突部81C(縮径部)等が圧入時の外力で、例えば径方向内側へと変形したりするのを抑えることができる。
なお、前記第1の実施形態では、固定子41をヨーク39の固定穴39A内に圧入により固定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばねじ等の螺合手段、かしめ手段等を用いて固定子41をヨーク39の固定穴39A内に固定する構成としてもよい。この点は、第2,第3,第4の実施形態で用いた固定子61,71,81についても同様である。
また、前記各実施形態では、ヨーク39に他側筒部39Eを設け、他側筒部39Eの先端側(軸方向他側)をカシメ部39Fによりカバー部材51の外周側に固定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばヨーク39の環状部39Bと他側筒部39Eとを別体に形成し、この他側筒部39Eをカバー部材51と一体に形成する構成としてもよい。さらに、前記実施形態では、ソレノイド33を比例ソレノイドとして構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ON/OFF式のソレノイドとして構成してもよい。
次に、上記実施形態に含まれる発明について述べる。即ち、本発明の第1の態様によるソレノイドとしては、環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、前記固定子の側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有し、該固定穴における前記収納部材側に前記固定子の側面部との間が非接触となる非接触部が形成されるヨークと、を備えたことを特徴としている。
本発明の第2の態様によるソレノイドとしては、前記第1の態様において、前記収納部材と前記ヨークとの間に加熱して接合される非磁性体からなる繋ぎ部材を備えたことを特徴としている。本発明の第3の態様によるソレノイドとしては、前記第1または第2の態様において、前記固定子の反収納部端にはフランジ部が形成され、前記側面部の固定部分は、前記フランジ部と前記固定穴が対向する部分である。第4の態様によるソレノイドは、前記第1乃至第3の態様の何れかにおいて、前記固定子の前記側面部と前記ヨークとの対向面には段部が形成される。第5の態様によるソレノイドは、前記第4の態様において、前記段部は前記縮径部側に形成される。
本発明の第6の態様による減衰力調整機構は、環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、前記可動子の移動により制御される制御弁と、前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、前記固定子の側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有し、該固定穴における前記収納部材側に前記固定子の側面部との間が非接触となる非接触部が形成されるヨークと、を備えている。
本発明の第7の態様としては、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられたピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内のピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力調整機構と、を備えた減衰力調整式緩衝器であって、前記減衰力調整機構は、環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、前記可動子の移動により制御される制御弁と、前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、前記固定子の側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有し、該固定穴における前記収納部材側に前記固定子の側面部との間が非接触となる非接触部が形成されるヨークと、を備えることを特徴としている。
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本願は、2020年4月22日付出願の日本国特許出願第2020-076114号に基づく優先権を主張する。2020年4月22日付出願の日本国特許出願第2020-076114号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
1 油圧緩衝器(減衰力調整式緩衝器) 4 内筒(シリンダ) 5 ピストン 8 ピストンロッド 17 減衰力調整機構 18 減衰力調整バルブ(制御弁) 32 パイロット弁体(弁体) 33 ソレノイド 34 モールドコイル 34A コイル 36 収納部材 36A 収納筒部(収納部) 36B 蓋部 39 ヨーク 39A 固定穴 39B 環状部 41,61,71,81 固定子 41B,61B,71B,81B 凹窪部 41C,61C,71C,81C 円錐状突部(縮径部) 41D,61D,71D,81D 側面部 41E,61E,71E,81E フランジ部 41F 段部 42,62,72,82 非接触部 44 非磁性リング(繋ぎ部材) 45、46 ろう付け部 48 可動子 49 作動ピン(軸部) 51 カバー部材 B ロッド側油室(ロッド側室) C ボトム側油室(ボトム側室) D 環状油室(流路)

Claims (5)

  1. ソレノイドであって、該ソレノイドは、
    環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、
    前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、
    前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、
    前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、
    前記固定子の径方向外側に位置する側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有する磁性体からなるヨークと、
    前記収納部材と前記ヨークとの間に設けられ、溶接により固定される非磁性体の繋ぎ部材と、
    を備え、
    前記固定子の前記側面部は、径方向外周に配置される前記ヨークおよび前記繋ぎ部材との間に隙間を形成するよう小径に形成され、前記ヨークおよび前記繋ぎ部材と非接触となる非接触部が形成されることを特徴とするソレノイド。
  2. 請求項1に記載のソレノイドにおいて、
    前記固定子の反収納部端にはフランジ部が形成され、前記側面部の固定部分は、前記フランジ部と前記固定穴が対向する部分であるソレノイド。
  3. 請求項1または2に記載のソレノイドにおいて、
    前記固定子の前記側面部は、前記ヨークとの対向面に向けて拡径する段部が形成されるソレノイド。
  4. 減衰力調整機構であって、該減衰力調整機構は、
    環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、
    前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、
    前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、
    前記可動子の移動により制御される制御弁と、
    前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、
    前記固定子の径方向外側に位置する側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有する磁性体からなるヨークと、
    前記収納部材と前記ヨークとの間に設けられ、溶接により固定される非磁性体の繋ぎ部材と、
    を備え、
    前記固定子の前記側面部は、径方向外周に配置される前記ヨークおよび前記繋ぎ部材との間に隙間を形成するよう小径に形成され、前記ヨークおよび前記繋ぎ部材と非接触となる非接触部が形成される減衰力調整機構。
  5. 減衰力調整式緩衝器であって、該減衰力調整式緩衝器は、
    作動流体が封入されたシリンダと、
    該シリンダ内に摺動可能に設けられたピストンと、
    該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、
    前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力調整機構と、を備え、
    前記減衰力調整機構は、
    環状に巻きつけられ、通電により磁力を発生するコイルと、
    前記コイルの内周に配置され、前記コイルの巻回軸線方向に延び、かつ、一端側が開口した収納部が設けられた磁性体からなる収納部材と、
    前記収納部に、前記コイルの巻回軸線方向に移動可能に設けられた、磁性体からなる可動子と、
    前記可動子の移動により制御される制御弁と、
    前記収納部の開口と対向する位置に設けられ、前記収納部の開口に近づくほど外径が縮径する縮径部と、前記収納部の開口から離れる方向に、前記縮径部の外周から延びる側面部とが、磁性体によって一体形成された固定子と、
    前記固定子の径方向外側に位置する側面部の一部が内周面に固定される固定穴を有する磁性体からなるヨークと、
    前記収納部材と前記ヨークとの間に設けられ、溶接により固定される非磁性体の繋ぎ部材と、
    を備え、
    前記固定子の前記側面部は、径方向外周に配置される前記ヨークおよび前記繋ぎ部材との間に隙間を形成するよう小径に形成され、前記ヨークおよび前記繋ぎ部材と非接触となる非接触部が形成される減衰力調整式緩衝器。
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