JP7446464B2 - 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。
4輪自動車等の車両は、車体(ばね上)側と各車輪(ばね下)側との間に緩衝器(ダンパ)が設けられている。このような車両の緩衝器として、例えば、走行条件、車両の挙動等に応じて減衰力を可変に調整する減衰力調整式油圧緩衝器が知られている。減衰力調整式油圧緩衝器は、例えば、車両のセミアクティブ式サスペンションを構成している。
減衰力調整式油圧緩衝器は、減衰力調整バルブの開弁圧を減衰力可変アクチュエータにより調整することで、発生減衰力を可変に調整することができる。例えば、特許文献1には、減衰力可変アクチュエータとしてソレノイドを用いた緩衝器が記載されている。特許文献1のソレノイド(ソレノイドブロック31)は、ハウジング(コア74)とヨーク(ソレノイドケース71)とが接合部材(符号なし)を介して接続されている。この場合、接合部材(符号なし)の内側(内面)には、内径側に向けて突出する突起(符号なし)が設けられている。この突起(符号なし)には、ハウジング(コア74)の開口側の端縁が突き当たっている。
特開2013-11342号公報
特許文献1に記載されたソレノイド(ソレノイドブロック31)の場合、接合部材(符号なし)の内側(内面)の突起(符号なし)は、ハウジング(コア74)の位置合わせ(軸方向の位置決め)に用いられていると考えられる。しかし、接合部材(符号なし)の内側に肩となる突起(符号なし)を設ける分、接合部材の材料コストおよび加工コストが増大する可能性がある。また、接合部材(符号なし)の内側に突起(符号なし)が存在することにより、ハウジング(コア74)と固定子(コア73)の角部(符号なし)との距離の設計自由度が低下する可能性もある。
本発明の一実施形態の目的は、「接合部材のコストの低減」と「ハウジング(収納部材)と固定子との設計の自由度の向上」とを図ることができるソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器を提供することにある。
本発明の一実施形態は、ソレノイドであって、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、前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、前記可動子が収納され、軸線方向の一端側が開口し、開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する収納部材と、を備える。
また、本発明の一実施形態は、減衰力調整機構であって、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、前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、前記可動子が収納され、軸線方向の一端側が開口し、開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する収納部材と、を備える。
また、本発明の一実施形態は、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、前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、前記可動子が収納され、軸線方向の一端側が開口し、開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する収納部材と、を備える。
本発明の一実施形態によれば、「接合部材のコストの低減」と「収納部材と固定子との設計の自由度の向上」とを図ることができる。
実施形態によるソレノイドおよび減衰力調整機構が組込まれた減衰力調整式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およびソレノイドを取出して示す拡大断面図である。 図1中のソレノイドを取出して示す拡大断面図である。 収納部材(ハウジング)、接合部材(シリンダ)および固定子(ヨーク)を組み立てた状態を示す断面図である。 図4中の(V)部の拡大断面図である。 第1の変形例による収納部材、接合部材等を示す図5と同様位置の断面図である。 第2の変形例によるソレノイドを示す半部断面図である。 第3の変形例による固定子(ヨーク、アンカ)と接合部材との接合部を示す拡大断面図である。
以下、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用いた場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ説明する。なお、添付図面(図1ないし図8)は、設計図に準ずるような正確性をもって描かれた図面である。
図1ないし図5は、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)は、ソレノイド33を駆動源とする減衰力調整機構17を備えている。即ち、減衰力調整式緩衝器としての油圧緩衝器1は、外筒2と、シリンダとしての内筒4と、ピストン5と、ピストンロッド8と、ロッドガイド9と、減衰力調整機構17とを含んで構成されている。
油圧緩衝器1は、外殻をなす有底筒状の外筒2を備えている。外筒2の下端側は、ボトムキャップ3により溶接手段等を用いて閉塞されている。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、中間筒12の接続口12Cと同心に開口2Bが形成されている。外筒2の下部側には、開口2Bと対向して減衰力調整機構17が取付けられている。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、外筒2と同軸上に内筒4が設けられている。内筒4の下端側は、ボトムバルブ13に嵌合して取付けられている。内筒4の上端側は、ロッドガイド9に嵌合して取付けられている。シリンダとしての内筒4内には、作動液(作動流体)としての油液が封入されている。作動液としては油液、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が形成されている。リザーバ室A内には、油液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。リザーバ室Aは、ピストンロッド8の進入および退出を補償する。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。即ち、ピストン5は、内筒4内に摺動可能に設けられている。ピストン5は、内筒4内をロッド側油室Bとボトム側油室Cとの2室に画成(区画)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。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。リリーフ設定圧は、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ている。
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。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。逆止弁7の開弁圧は、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、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。
ピストンロッド8は、内筒4内を軸方向(図1の上,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内に挿入されている。ピストンロッド8は、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。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の外部に突出している。即ち、ピストンロッド8は、ピストン5に連結されて内筒4の外部へ延出されている。なお、ピストンロッド8の下端をさらに延ばしてボトム部(例えば、ボトムキャップ3)側から外向きに突出させ、所謂、両ロッドとしてもよい。
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。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、例えば、中心にピストンロッド8が挿通される孔が設けられた金属製の円輪板にゴム等の弾性材料を焼き付けることにより構成されている。シール部材10は、弾性材料の内周がピストンロッド8の外周側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。
シール部材10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との間に配置されている。リップシール10Aは、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。
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。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を内部に形成している。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。中間筒12の下端側には、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(区画)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とを連通可能とする油路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。リリーフ設定圧は、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ている。
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。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。逆止弁16の開弁圧は、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、実質的に減衰力を発生しない。
次に、油圧緩衝器1の発生減衰力を可変に調整するための減衰力調整機構17について、図1に加えて、図2も参照しつつ説明する。
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、アマチュア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、減衰力調整バルブ18により制御することで、減衰力を発生する。また、減衰力調整バルブ18の開弁圧を、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で調整することにより、発生減衰力を可変に調整する。このように、減衰力調整機構17は、内筒4内のピストン5の摺動によって生じる作動流体(油液)の流れを制御して減衰力を発生させる。
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減衰力調整バルブ18と、減衰力調整バルブ18の開閉弁動作を調整するソレノイド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、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、この接続管体20のフランジ部20Aに当接するバルブ部材21とを含んで構成されている。
図2に示すように、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となっている。バルブケース19の先端側は、バルブケース19とソレノイド33のヨーク39(一側筒部39G)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。なお、バルブケース19とソレノイド33は、ロックナット53で結合する他、例えば、バルブケースの先端側をソレノイドのヨークにかしめ付ける構成(ロックナットを用いない構成)としてもよい。
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。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、スペーサ22に代えて、バルブケース19の内側フランジ部19Aに油路を形成するための切欠きを放射状に設けてもよい。このように構成することにより、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が設けられている。各油路21Bは、その一方側(図1および図2の左側)が接続管体20の油路20B側に常時連通している。また、バルブ部材21の他方側(図1および図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、この環状凹部21Cの径方向外側に位置してメインバルブ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、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、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の背面側の外周部には、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ており、軸方向中間部に環状の大径部24Aが設けられている。パイロットピン24は、内周側に軸方向に延びる中心孔24Bを有している。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1および図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1および図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、略有底筒状体として形成されており、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とを有している。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の一端側(図1および図2の左端側)には、外径側に位置して全周にわたってバルブ部材21側に突出する突出筒部26Dが一体に設けられている。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が液密に嵌合しており、これにより、メインバルブ23とパイロットボディ26との間に背圧室27を形成している。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(内圧、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の他端側(図1および図2の右端側)には、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、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、この円筒部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が嵌合固定される。キャップ31には、例えば周方向で離間した4個所位置に切欠き31Aが形成されている。図2に矢印Xで示すように、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(制御弁)を構成している。パイロット弁体32は、段付円筒状に形成されている。パイロット弁体32の先端部、即ち、パイロットボディ26の弁座部26Eに離着座する先端部は、先細りのテーパ状となっている。パイロット弁体32の内側には、ソレノイド33の作動ピン49が嵌合固定されており、このソレノイド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。これにより、制御弁としてのパイロットバルブ(パイロットボディ26およびパイロット弁体32)は、ソレノイド33の作動ピン49(即ち、アマチュア48)の移動により制御される。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。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の内周部と当接することにより、フェールセーフバルブを構成している。
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1および図2に加えて、図3ないし図5も参照しつつ説明する。なお、図3は、図2の右側を上側にして符号を付している。即ち、図1および図2の左,右方向は、図3ないし図5の上,下方向に対応する。
ソレノイド33は、減衰力調整機構17の減衰力可変アクチュエータとして減衰力調整機構17に組込まれている。即ち、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。ソレノイド33は、モールドコイル34と、収納部材としてのハウジング36と、固定子としてのヨーク39と、固定子としてのアンカ41と、接合部材(非磁性リング)としてのシリンダ44と、可動子(可動鉄心)としてのアマチュア48と、作動ピン49と、カバー部材51とを備えている。
ところで、前述の特許文献1に記載されたソレノイド(ソレノイドブロック31)の場合、ハウジング(コア74)とヨーク(ソレノイドケース71)とが接合部材(符号なし)を介して接続されている。この場合、ハウジング(コア74)は、接合部材(符号なし)が嵌合する小径部(符号なし)と、この小径部よりも外径寸法が大きい大径部(符号なし)とを有している。そして、小径部と大径部との間には、ろう材を格納するための切り欠き(符号なし)が設けられている。また、接合部材(符号なし)の内側(内面)には、内径側に向けて突出する突起(符号なし)が設けられている。この突起には、ハウジング(コア74)の開口側の端縁が突き当たっており、これにより、ハウジング(コア74)の位置合わせ(軸方向の位置決め)が行われていると考えられる。
ここで、ソレノイドは、「ハウジングと接合部材との間にろう材を格納すること」と「ハウジングの位置合わせを精度よく行うこと」と「可動子との磁束の受け渡し行うこと」との3つの機能を確保でき、かつ、接合部材(符号なし)のコストを低減できることが好ましい。また、ソレノイドの軸長の短縮を図りつつ、ソレノイド(可動子)の推力特性を向上できることも好ましい。
これに対して、特許文献1に記載されたソレノイド(ソレノイドブロック31)の場合、接合部材(符号なし)の内側に肩となる突起(符号なし)を設ける分、接合部材の材料コストおよび加工コストが増大する可能性がある。また、接合部材(符号なし)の内側に突起(符号なし)が存在することにより、ハウジング(コア74)と固定子(コア73)の角部(符号なし)との距離の設計自由度が低くなる可能性もある。これにより、ソレノイドの軸長の増大、推力特性の低下に繋がる可能性がある。
そこで、本実施形態では、図4および図5に拡大して示すように、ハウジング36の収納筒部36A(小径筒部36C)に、それぞれが凸部となる3つの端部36D,36E,36Fを設けている。3つの端部36D,36E,36Fのうち、図4および図5で上下方向の上側に位置する端部36F(第3端部36F)は、ハウジング36とシリンダ44との組立時にろう材(銅リング)を設置するためのろう材格納部を構成している。また、図4および図5で上下方向の中間に位置する端部36E(第2端部36E)は、ハウジング36とシリンダ44との組立時にシリンダ44と接触(当接)することにより、ハウジング36とアンカ41との位置関係を保持するための位置固定部を構成している。図4および図5で上下方向の下側に位置する端部(第1端部36D)は、位置固定部となる中間の端部36E(第2端部36E)によってハウジング36が保持された位置にて、アマチュア48との磁束の受け渡しを行うための磁束受け渡し部を構成している。
従来技術と実施形態とを比較すると、従来技術では、保持部材(シリンダ)に位置保持機能(位置合わせ機能)を持たせているのに対して、実施形態では、位置保持機能(位置合わせ機能)を保持部材(シリンダ)からハウジング36へ変更している。これにより、実施形態では、シリンダ44の内径側に肩部となる突起を設ける必要がなくなり、例えば、シリンダ44を単なる円筒体とすることができる。このため、シリンダ44の材料コストおよび加工コストを低減できると共に、ハウジング36とアンカ41の角部となる突出部41Cとの距離の設計自由度を向上できる。さらに、従来技術と比較して、ハウジング36の形状とシリンダ44の形状とを変更しただけであるため、ソレノイド33の軸長および推力特性に影響を与えにくくできる。このため、実施形態では、ソレノイド33の軸長の短縮を図りつつ、ソレノイド33(アマチュア48)の推力特性を向上することができる。以下、このようなハウジング36およびシリンダ44を備えた本実施形態のソレノイド33について、図2ないし図5を参照しつつ説明する。
上述の様に、ソレノイド33は、モールドコイル34と、ハウジング36と、ヨーク39と、アンカ41と、シリンダ44と、アマチュア48と、作動ピン49とを備えている。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34Eが設けられ、このケーブル取出部34Eに電線ケーブル(図示せず)が接続されている。モールドコイル34のコイル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。
モールドコイル34の樹脂部材34Cのうち、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。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。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)によりコイルの外周を覆う構成であってもよい。
ハウジング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固定鉄心(収納部材)を構成している。ハウジング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。ハウジング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(図2の左側、図3ないし図5の下側)が開口した収納部としての収納筒部36Aと、収納筒部36Aの他端側(図2の右側、図3ないし図5の上側)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。
ハウジング36の小径筒部36Cの外周には、シリンダ44の内周がろう付けにより接合される。ハウジング36の収納筒部36Aは、その内径寸法がアマチュア48の外径寸法よりも僅かに大きく形成され、収納筒部36A内にはアマチュア48が軸方向に移動可能に収納されている。即ち、ハウジング36は、軸線方向の一端側が開口し、アマチュア48が収納されている。
図5に拡大して示すように、ハウジング36の収納筒部36Aは、開口端内周から順に(内径側から外径側に向けて順に)、第1端部36D、第2端部36E、および、第3端部36Fを有している。第1端部36Dは、アンカ41、より具体的には、アンカ41の突出部41C(縮径部41C1)と対向している。第2端部36Eは、第1端部36Dに対し軸線方向に凹み、シリンダ44の軸方向の他端44Aと当接する当接部36E1を有している。第3端部36Fは、第1端部36Dに対し軸線方向に第2端部36Eよりも凹み、シリンダ44との間をシールするろう材(銅リング)が収納される。即ち、第3端部36Fとシリンダ44の他端44Aとの間は、ろう材が格納されるろう材格納部45となっている。
このように、実施形態では、ハウジング36の開口端側(図3ないし図5の下側)に3つの段となる端部36D,36E,36Fを設けている。このうちの第3端部36Fは、シリンダ44の他端44Aとの間でろう材格納部45を構成している。第2端部36E(当接部36E1)は、シリンダ44の他端44Aと当接することにより、ハウジング36の位置合わせ(位置決め)を行う位置固定部を構成している。
第1端部36Dは、磁束受け渡し部を構成している。図5に示すように、第1端部36Dは、外径側に傾斜面36D1が形成されている。即ち、第1端部36Dは、軸線方向の他側に進む程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面36D1を有している。傾斜面36D1は、ハウジング36の小径筒部36Cをシリンダ44内に挿入するときのガイドとして用いることができる。
ハウジング36とシリンダ44は、ハウジング36(小径筒部36C)をシリンダ44の内側に圧入し、ろう付けを行うことにより、圧力容器を形成している。このために、ハウジング36の小径筒部36Cの外径は、シリンダ44の内径よりも大きい(締め代を有している)。ハウジング36(小径筒部36C)は、第2端部36E(当接部36E1)とシリンダ44の他端44Aとが当接するまでシリンダ44の内に圧入する。ろう付けは、第3端部36Fとシリンダ44の他端44Aとの間のろう材格納部45にろう材(銅リング)を設置して行うことができる。
一方、ハウジング36の蓋部36B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、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、ハウジング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。段付穴37は、ブッシュ取付穴部37Aと、ブッシュ取付穴部37Aよりも奥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、作動ピン49を摺動可能に支持するための第1ブッシュ38が設けられている。
また、ハウジング36の蓋部36Bは、その他側端面がカバー部材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ハウジング36に直接加わるのを防ぐ機能を有している。なお、ハウジング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。なお、ハジング36の収納筒部36Aと蓋部36Bとの繋ぎ目は、磁束の受け渡しを考慮した位置とする。
ヨーク39は、アマチュア48の移動方向の一側に設けられている。ヨーク39は、ハウジング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。ヨーク39は、ハウジング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、環状部39Bの内周側から軸方向他側(コイル34A側)に向け固定穴39Aの軸方向に沿って筒状に突出した筒状突起部39Cとを含んで構成されている。筒状突起部39Cは、シリンダ44との接合用の突起(筒部)を構成しており、筒状突起部39C内径側には、シリンダ44が挿入される。
換言すれば、ヨーク39は、固定穴39Aを有しており、固定穴39Aの内周面は、アンカ41の側面部41Dの一部と対向している。また、固定穴39A内には、全周にわたって内径側に突出する内向き鍔部39Dが設けられている。内向き鍔部39Dの側面(コイル34A側の側面)には、シリンダ44の軸方向一側の端面(一端面)が当接している。また、ヨーク39の内周、即ち、固定穴39Aの内面(換言すれば、筒状突起部39Cの内周面)には、シリンダ44の軸方向一側の外周が嵌合される。
また、ヨーク39は、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39G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39Hと、他側筒部39H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39J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39Hには、モールドコイル34のケーブル取出部34Eを他側筒部39Hの外側に露出させるための切欠き39Kが設けられている。
ヨーク39の一側筒部39Gと他側筒部39H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39L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。係合凹部39L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。さらに、一側筒部39Gの外周面には、シール溝39Mが全周にわたって設けられている。シール溝39Mには、シール部材としてのOリング40(図2参照)が装着される。Oリング40は、ヨーク39(一側筒部39G)と減衰力調整バルブ18のバルブケース19との間を液密に封止する。
アンカ41は、アマチュア48の移動方向の一側に設けられている。アンカ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固定鉄心(固定子)である。アンカ41は、ハウジング36(第1固定鉄心)およびヨーク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。アンカ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。アンカ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。
アンカ41の軸方向他側(アマチュア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。凹窪部41Bは、その内側にアマチュア48が磁力により進入,退出可能に挿入されるように、アマチュア48よりも僅かに大径な円形溝として形成されている。このために、アンカ41の他側には、円筒状の突出部41Cが設けられている。突出部41Cの開口側の外周面は、アンカ41とアマチュア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、円錐面として形成されている。
即ち、角部とも呼ばれる突出部41Cは、アンカ41の外周側から軸方向他側に向けて筒状に突出している。そして、突出部41Cの外周面(開口側の外周面)は、軸方向の他側(開口側)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。換言すれば、アンカ41の突出部41Cは、ハウジング36(収納筒部36A)の開口(より具体的には、第1端部36D)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41C1を有している。
また、アンカ41の外周側には、突出部41Cの外周に沿ってハウジング36の収納筒部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のうち開口から離れた側の端部は、径方向外側に向けて突出する環状のフランジ部41Eとなっている。環状のフランジ部41Eは、ハウジング36の収納筒部36Aの開口端から軸方向一側に大きく離間した位置(即ち、凹窪部41Bとは反対側の端部)に配置されている。
環状のフランジ部41Eは、例えば、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。環状のフランジ部41Eは、ヨーク39の固定穴39Aに対するアンカ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。アンカ41の側面部41D(環状のフランジ部41Eを除く)は、シリンダ44の内周面およびヨーク39の内向き鍔部39Dの内面と隙間(径方向隙間)を介して対向している。
いずれにしても、アンカ41は、突出部41Cと側面部41Dとが磁性体によって一体形成されている。アンカ41は、ハウジング36の収納筒部36Aの開口と対向する位置に設けられている。突出部41Cは、ハウジング36の収納筒部36Aの開口に向けて突出している。側面部41Dは、ハウジング36の収納筒部36Aの開口から離れる方向に突出部41Cの外周から延びている。側面部41Dは、シリンダ44の内周面およびヨーク39の内向き鍔部39Dの内面に対して隙間を有している。
図3に示すように、アンカ41の中心(内周)側に形成された段付の貫通穴41Aには、作動ピン49を摺動可能に支持するための第2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39G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39G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。
シリンダ44は、径方向に関して、ヨーク39とアンカ41との間に設けられている。また、シリンダ44は、軸方向および径方向に関して、ヨーク39とハウジング36との間に設けられている。即ち、シリンダ44は、ハウジング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(接合部材)である。シリンダ44は、非磁性体からなっている。より具体的には、シリンダ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円筒体(単なる円筒体)として形成されている。
シリンダ44は、モールドコイル34(コイル34A)の巻回軸線方向の一端側(ヨーク39側)の外周が、ヨーク39(固定穴39A、筒状突起部39C)の内周と接合されている。これにより、シリンダ44は、軸線方向の一側が固定子となるヨーク39に固定されている。また、シリンダ44は、モールドコイル34(コイル34A)の巻回軸線方向の他端側(ハウジング36側)の内周が、ハウジング36(小径筒部36C)の外周と接合されている。即ち、シリンダ44は、ハウジング36の小径筒部36Cの外側(外周側)に嵌合(圧入)され、ろう付けにより両者は接合されている。この場合、シリンダ44の他端44Aは、ハウジング36の小径筒部36Cの第2端部36E(当接部36E1)に当接している。また、シリンダ44は、ヨーク39の筒状突起部39Cの内側(内周側)に嵌合(圧入)され、ろう付けにより両者は接合されている。この場合、シリンダ44の一端は、ヨーク39の内向き鍔部39Dの側面に当接している。シリンダ44とハウジング36とヨーク39は、シリンダ44とハウジング36とを圧入し、シリンダ44とヨーク39とを圧入することにより、これらを組み立てた後、ろう付け接合を行う。
このように、実施形態では、ハウジング36とシリンダ44、および、シリンダ44とヨーク39は、ろう材を介して接合されている。ろう材は、例えば、純銅ろうを用いることができる。即ち、ろう付けは、純銅ろうからなるろう材(銅リング)を用いて、例えば1000℃以上のろう付け処理により行うことができる。なお、ろう材は、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。いずれにしても、シリンダ44は、ハウジング36の小径筒部36Cとヨーク39の筒状突起部39Cとに対してろう付けにより接合している。ろう付け処理の後には、急冷処理が行われる。この状態で、シリンダ44の内径は、アンカ41の側面部41Dの外径よりも大きくなるように形成されている。
ここで、シリンダ44とヨーク39およびハウジング36とは、線膨張係数の異なる材料で形成されている。例えば、シリンダ44をステンレス鋼とし、ハウジング36を機械構造用炭素鋼(S10C)としている。この場合、ろう付けに伴って、シリンダ44およびハウジング36の温度が上昇したときに、線膨張係数の大きいステンレス鋼のシリンダ44がハウジング36よりも膨張し、シリンダ44の他端側の内周とハウジング36(小径筒部36C)の外周との間に形成される隙間にろう材を溜め込むことができる。即ち、ハウジング36の第3端部36Fとシリンダ44の他端44Aとの間のろう材格納部45に格納されたろう材を、シリンダ44の他端側の内周とハウジング36(小径筒部36C)の外周との間に溜め込むことができる。これにより、シリンダ44とハウジング36(小径筒部36C)との密封性を向上することができる。
これに対して、シリンダ44の外周とヨーク39の内周(固定穴39Aの内面、筒状突起部39Cの内周面)との間には、非接触部(図示せず)を設けることができる。例えば、ヨーク39の固定穴39A(筒状突起部39Cの内径側)に、軸方向の一側(内向き鍔部39D側)から順に、内径寸法の小さい小径穴部と、小径穴部よりも内径寸法の大きい大径穴部とを設ける構成とすることができる。この場合には、ろう付けに伴って、シリンダ44およびヨーク39の温度が上昇したときに、線膨張係数の大きいステンレス鋼のシリンダ44がヨーク39よりも膨張する傾向となっても、シリンダ44の外周とヨーク39の内周(固定穴39Aの内面、筒状突起部39Cの内周面)との間の非接触部にろう材を溜め込むことができる。これにより、シリンダ44とヨーク39(固定穴39A)との密封性を向上することができる。
なお、シリンダ44とハウジング36との接合、および/または、シリンダ44とヨーク39との接合は、ろう付け以外の接合手段(例えば、レーザ溶接等の溶接による接合手段)で加熱して接合される構成であってもよい。即ち、ハウジング36とシリンダ44、および、シリンダ44とヨーク39は、溶接にて接合してもよい。
アマチュア48は、ハウジング36の収納筒部36Aとアンカ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可動子である。アマチュア48は、ハウジング36の収納筒部36A、アンカ41の凹窪部41B、ヨーク39の筒状突起部39Cおよびシリンダ44の内周側に配され、ハウジング36の収納筒部36Aとアンカ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、アマチュア48は、ハウジング36の収納筒部36Aおよびアンカ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。
アマチュア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、ハウジング36の蓋部36Bとアンカ41とに第1,第2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、アマチュア48は、例えばハウジング36、ヨーク39およびアンカ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、アマチュア48はコイル34Aに発生する磁力により、アンカ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、アマチュア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、アマチュア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、アマチュア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、ハウジング36側の蓋部36Bとヨーク39(アンカ41)とに第1,第2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、図3中の下側端部)は、アンカ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、アマチュア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への通電に基づくアマチュア48の推力に対応した圧力値となる。アマチュア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。
カバー部材51は、ヨーク39の他側筒部39H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39H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。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、嵌合筒部51Aの他端側(図2の右側端部、図3中の上側端部)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、ハウジング36の蓋部36Bの外周に挿嵌され、この状態でハウジング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、鍔部51Cの外周縁は、ヨーク39の他側筒部39Hに設けたカシメ部39Jに固定されている。これにより、ヨーク39の他側筒部39H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39H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、ハウジング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。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との間を介してハウジング36とモールドコイル34との間、さらにはハウジング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39L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39L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39G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39L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。
本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の上端側(突出端側)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。また、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、コントローラによりソレノイド33のコイル34Aへの電流値を制御し、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調整することができる。
例えば、ピストンロッド8の伸び行程時には、内筒4内のピストン5の移動によってピストン5の縮み側逆止弁7が閉じる。ピストン5のディスクバルブ6の開弁前には、ロッド側油室Bの油液が加圧され、内筒4の油穴4A、環状油室D、中間筒12の接続口12Cを通じて減衰力調整バルブ18の接続管体20の油路20Bに流入する。このとき、ピストン5が移動した分の油液は、リザーバ室Aからボトムバルブ13の伸び側逆止弁16を開いてボトム側油室Cに流入する。なお、ロッド側油室Bの圧力がディスクバルブ6の開弁圧力に達すると、該ディスクバルブ6が開き、ロッド側油室Bの圧力をボトム側油室Cにリリーフする。
減衰力調整機構17では、接続管体20の油路20Bに流入した油液は、メインバルブ23の開弁前(ピストン速度低速域)においては、図2に矢印Xで示すように、バルブ部材21の中心孔21A、パイロットピン24の中心孔24B、パイロットボディ26の中心孔26Cを通り、パイロット弁体32を押し開き、パイロットボディ26の内側に流入する。そして、パイロットボディ26の内側に流入した油液は、パイロット弁体32のフランジ部32Aとディスクバルブ29との間、保持プレート30の油路30A、キャップ31の切欠き31A、バルブケース19の油室19Cを通ってリザーバ室Aへ流れる。ピストン速度の上昇に伴って、接続管体20の油路20Bの圧力、即ち、ロッド側油室Bの圧力が、メインバルブ23の開弁圧力に達すると、接続管体20の油路20Bに流入した油液は、図2に矢印Yで示すように、バルブ部材21の油路21Bを通り、メインバルブ23を押し開き、バルブケース19の油室19Cを通ってリザーバ室Aへ流れる。
一方、ピストンロッド8の縮み行程時には、内筒4内のピストン5の移動によってピストン5の縮み側逆止弁7が開き、ボトムバルブ13の伸び側逆止弁16が閉じる。ボトムバルブ13(ディスクバルブ15)の開弁前には、ボトム側油室Cの油液がロッド側油室Bに流入する。これと共に、ピストンロッド8が内筒4内に浸入した分に相当する油液が、ロッド側油室Bから減衰力調整バルブ18を介してリザーバ室Aに、伸び行程時と同様の経路で流れる。なお、ボトム側油室C内の圧力がボトムバルブ13(ディスクバルブ15)の開弁圧力に達すると、ボトムバルブ13(ディスクバルブ15)が開き、ボトム側油室Cの圧力をリザーバ室Aにリリーフする。
これにより、ピストンロッド8の伸び行程時と縮み行程時に、減衰力調整バルブ18のメインバルブ23の開弁前は、パイロットピン24のオリフィス24Cとパイロット弁体32の開弁圧力とによって減衰力が発生し、メインバルブ23の開弁後は、該メインバルブ23の開度に応じて減衰力が発生する。この場合、ソレノイド33のコイル34Aへの通電によってパイロット弁体32の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度に拘わらず、減衰力を直接制御することができる。
具体的には、コイル34Aへの通電電流を小さくしてアマチュア48の推力を小さくすると、パイロット弁体32の開弁圧力が低下し、ソフト側の減衰力が発生する。一方、コイル34Aへの通電電流を大きくしてアマチュア48の推力を大きくすると、パイロット弁体32の開弁圧力が上昇し、ハード側の減衰力が発生する。このとき、パイロット弁体32の開弁圧力によって、その上流側の油路25を介して連通する背圧室27の内圧が変化する。これにより、パイロット弁体32の開弁圧力を制御することにより、メインバルブ23の開弁圧力を同時に調整することができ、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。
なお、コイル34Aの断線等によりアマチュア48の推力が失われた場合には、パイロット弁体32がリターンばね28により後退(弁座部26Eから離れる方向に変位)し、パイロット弁体32のフランジ部32Aとディスクバルブ29とが当接する。この状態では、ディスクバルブ29の開弁圧によって減衰力を発生することができ、コイルの断線等の不調時にも、必要な減衰力を得ることができる。
ここで、実施形態によれば、図3ないし図5に示すように、ソレノイド33のハウジング36(小径筒部36C)の開口端側には、第1端部36D、第2端部36Eおよび第3端部36Fを設けている。このため、第2端部36E(当接部36E1)とシリンダ44の他端44Aとの当接により、ハウジング36とシリンダ44の位置合わせ(軸方向の位置決め)を行うことができる。これにより、シリンダ44の内側に位置合わせ用の突起を設ける必要がなくなり、シリンダ44のコストを低減できる。また、位置合わせ用の突起を設ける必要がなくなることにより、ハウジング36(小径筒部36C)とアンカ41(突出部41C)との距離の設計自由度を向上することもできる。
しかも、第1端部36Dは、第2端部36E(当接部36E1)とシリンダ44の他端44Aとの当接により位置決めされた状態で、アンカ41(突出部41C)と対向する。この場合、位置合わせ用の突起を設ける必要がなくなることにより、第1端部36Dとアンカ41(突出部41C)との軸線方向の間隔を小さくすることができ、推力特性を向上できる。さらに、第3端部36Fとシリンダ44の他端44Aとの間には、ろう材が収納される。このため、ろう材が介在することによってハウジング36(小径筒部36C)とシリンダ44との軸方向の位置関係がずれることを抑制でき、ハウジング36とシリンダ44との軸方向の位置決め精度を向上できる。また、ハウジング36(小径筒部36C)とシリンダ44とのろう付けを安定して行うこともでき、ハウジング36とシリンダ44との密封性(シール性)を向上できる。
このように、実施形態によれば、シリンダ44のコストを低減でき、ハウジング36(小径筒部36C)とアンカ41(突出部41C)との設計の自由度を向上することができ、ソレノイド33の推力特性を向上することができ、ハウジング36とシリンダ44との軸方向の位置決め精度を向上でき、ハウジング36とシリンダ44との密封性(シール性)を向上できる。そして、ソレノイド33の推力特性を向上できることにより、減衰力調整機構17のパイロット弁体32の特性(例えば、開弁特性)、延いては、油圧緩衝器1の減衰力特性を向上することができる。
実施形態によれば、図5に示すように、第1端部36Dは、外径側に傾斜面36D1を有している。このため、第1端部36Dの傾斜面36D1は、ハウジング36をシリンダ44内に挿入するときのガイド面とすることができる。これにより、ハウジング36をシリンダ44内に挿入し易くできる。
なお、実施形態では、図5に示すように、第3端部36Fを、ハウジング36の収納筒部36A(小径筒部36C)の中心軸線に対して直交する方向に延びる直交面とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図6に示す第1の変形例のように、第3端部61を、軸線方向の他側(図6の上側)に進む程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面としてもよい。この場合には、傾斜面となった第3端部61とシリンダ44の他端44Aとの間のろう材格納部45に、ろう材を収納(設置)することができる。
実施形態では、図4に示すように、シリンダ44の一側(図4の下側)の外周(外周面)とヨーク39の筒状突起部39Cの内周(内周面)とを接合(固定)する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図7に示す第2の変形例のように、シリンダ44の一側(図7の下側)の内周(内周面)とヨーク39の筒状突起部71の外周(外周面)とを接合する構成としてもよい。即ち、シリンダ44の一側の内周(内周面)をヨーク(筒状突起部71)の外周(外周面)に圧入した後、ろう付け接合を行う構成としてもよい。
実施形態では、図3および図4に示すように、ヨーク39の内向き鍔部39Dの側面(コイル34A側の側面)にシリンダ44の軸方向一側の端面が当接する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図8に示す第3の変形例のように、ヨーク39の固定穴39Aに対するアンカ41の固定を、ヨーク39の固定穴39Aの内向き鍔部81にアンカ41の環状のフランジ部82を圧入等の手段を用いて行い、かつ、シリンダ44の軸方向一側の端面を内向き鍔部81と環状のフランジ部82との両方に当接させてもよい。この場合も、シリンダ44の内周面は、アンカ41の側面部41D(環状のフランジ部41Eを除く)に対して隙間(径方向隙間)を設ける。これにより、アンカ41の突出部41Cの倒れ(突出部41Cが内径側に倒れ込むこと)を抑制できる。
実施形態では、ハウジング36とシリンダ44、および、シリンダ44とヨーク39とを、ろう材を介して接合する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ハウジング36とシリンダ44、および、シリンダ44とヨーク39を溶接にて接合してもよい。このことは、第1の変形例ないし第3の変形例についても同様である。
実施形態では、アンカ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、これに限らず、例えば、ねじ等の螺合手段、かしめ手段等を用いてアンカをヨーク内に固定する構成としてもよい。このことは、第1の変形例ないし第3の変形例についても同様である。
実施形態では、アンカ41とヨーク39とを別体(別部品)に構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、アンカとヨークとを一体(一部品)に構成してもよい。このことは、第1の変形例ないし第3の変形例についても同様である。
実施形態では、シリンダ44の一側を固定子としてのヨーク39に固定する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、シリンダ(接合部材)の一側を固定子としてのアンカに固定する構成としてもよい。このことは、第1の変形例ないし第3の変形例についても同様である。
実施形態では、ヨーク39に他側筒部39Hを設け、他側筒部39Hの先端側(軸方向他側)をカシメ部39Jによりカバー部材51の外周側に固定する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、ヨークの環状部と他側筒部とを別体に形成し、この他側筒部をカバー部材と一体に形成する構成としてもよい。このことは、第1の変形例ないし第3の変形例についても同様である。
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した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。このことは、第1の変形例ないし第3の変形例についても同様である。
実施形態および各変形例では、ソレノイド33を油圧緩衝器1の減衰力可変アクチュエータとして用いる場合、即ち、減衰力調整バルブ18のパイロットバルブを構成するパイロット弁体32をソレノイド33の駆動対象物とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、ソレノイドは、例えば、油圧回路に用いるバルブ等の各種機械装置に組み込まれるアクチュエータ、即ち、直線的に駆動すべき駆動対象物を駆動する駆動装置として広く用いることができる。
以上説明した実施形態および変形例に基づくソレノイド、減衰力調整機構および減衰力調整式緩衝器として、例えば下記に述べる態様のものが考えられる。
第1の態様としては、ソレノイドであって、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、前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、前記可動子が収納され、軸線方向の一端側が開口し、開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する収納部材と、を備える。
この第1の態様によれば、収納部材の第2端部と接合部材の他端との当接により、収納部材と接合部材の位置合わせ(軸方向の位置決め)を行うことができる。このため、接合部材の内側に位置合わせ用の突起を設ける必要がなくなり、接合部材のコストを低減できる。また、位置合わせ用の突起を設ける必要がなくなることにより、収納部材と固定子との設計の自由度を向上することもできる。しかも、収納部材の第1端部は、第2端部と接合部材の他端との当接により位置決めされた状態で、固定子と対向する。この場合、位置合わせ用の突起を設ける必要がなくなることにより、第1端部と固定子との軸線方向の間隔を小さくすることができ、推力特性を向上できる。さらに、収納部材の第3端部と接合部材の他端との間には、ろう材が収納される。このため、ろう材が介在することによって収納部材と接合部材との軸方向の位置関係がずれることを抑制でき、収納部材と接合部材との軸方向の位置決め精度を向上できる。また、収納部材と接合部材とのろう付けを安定して行うこともでき、収納部材と接合部材との密封性(シール性)を向上できる。
第2の態様としては、第1の態様において、前記第3端部は、軸線方向の他側に進む程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面である。この第2の態様によれば、傾斜面である第3端部と接合部材の他端との間にろう材を収納することができる。
第3の態様としては、第1の態様において、前記第1端部は、軸線方向の他側に進む程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面を有している。この第3の態様によれば、第1端部の傾斜面を、収納部材を接合部材内に挿入するときのガイド面とすることができる。これにより、収納部材を接合部材内に挿入し易くできる。
第4の態様としては、減衰力調整機構であって、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、前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、前記可動子が収納され、軸線方向の一端側が開口し、開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する収納部材と、を備える。
この第4の態様によれば、第1の態様と同様に、接合部材のコストを低減でき、収納部材と固定子との設計の自由度を向上することができ、ソレノイド(可動子)の推力特性を向上することができ、収納部材と接合部材との軸方向の位置決め精度を向上でき、収納部材と接合部材との密封性(シール性)を向上できる。そして、ソレノイド(可動子)の推力特性を向上できることにより、制御弁の特性(例えば、開弁特性)を向上することができる。
第5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、前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、前記可動子が収納され、軸線方向の一端側が開口し、開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する収納部材と、を備える。
この第5の態様によれば、第1の態様と同様に、接合部材のコストを低減でき、収納部材と固定子との設計の自由度を向上することができ、ソレノイド(可動子)の推力特性を向上することができ、収納部材と接合部材との軸方向の位置決め精度を向上でき、収納部材と接合部材との密封性(シール性)を向上できる。そして、ソレノイド(可動子)の推力特性を向上できることにより、制御弁の特性(例えば、開弁特性)、延いては、減衰力調整式緩衝器の減衰力特性を向上することができる。
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9月30日付出願の日本国特許出願第2020-164782号に基づく優先権を主張する。2020年9月30日付出願の日本国特許出願第2020-164782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 32 パイロット弁体(制御弁) 33 ソレノイド 34A コイル 36 ハウジング(収納部材) 36D 第1端部 36E 第2端部 36E1 当接部 36F,61 第3端部 39 ヨーク(固定子) 41 アンカ(固定子) 44 シリンダ(接合部材) 44A 他端 48 アマチュア(可動子)

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、
    前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、
    前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、
    前記可動子が収納される収納部材であって、該収納部材の軸線方向の一端側が開口し、該収納部材の開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する前記収納部材と、
    を備え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であって、
    前記第3端部は、軸線方向の他側に進む程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面であることを特徴とするソレノイド。
  3. 請求項1に記載のソレノイドであって、
    前記第1端部は、軸線方向の他側に進む程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面を有していることを特徴とするソレノイド。
  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、
    前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、
    前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、
    前記可動子が収納される収納部材であって、該収納部材の軸線方向の一端側が開口し、該収納部材の開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する前記収納部材と、
    を備えることを特徴とする減衰力調整機構。
  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、
    前記可動子の移動方向一側に設けられる固定子と、
    前記固定子に軸線方向の一側が固定され、非磁性体からなる接合部材と、
    前記可動子が収納される収納部材であって、該収納部材の軸線方向の一端側が開口し、該収納部材の開口端内周から順に、前記固定子と対向する第1端部、該第1端部に対し軸線方向に凹み前記接合部材の他端と当接する当接部を有する第2端部、および、前記第1端部に対し軸線方向に前記第2端部よりも凹み前記接合部材との間をシールするろう材が収納される第3端部を有する前記収納部材と、
    を備えることを特徴とする減衰力調整式緩衝器。
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