JPH0492138A - 減衰力調整式油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両等に用いられ、走行時の路面状況に応じ
て減衰力を調整可能な減衰力調整式油圧緩衝器に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、車両等に使用される油圧緩衝器には、路面状況な
どに応じて乗り心地や操縦安定性を良くするために減衰
力を適宜調整できるようにしたものが提案されている。

この種の減衰力調整式の油圧緩衝器には、実公昭５９−
２２３５９号公報、実公昭６０−３７４７７号公報など
で開示されているように、区画された二つの室間を複数
の通路で連通させ、シリンダ内のピストンの摺動により
前記通路内に生じる油液の流動を制御して減衰力を発生
させる減衰力発生機構（例えばオリフィスなど）を設け
、前記通路を電磁弁により退択的に開閉することによっ
て減衰力を調整可能としたものがある。

そして、通路の開閉を行なうための電磁弁は、コイルス
プリング等により付勢されて通路を遮断している弁体を
ソレノイドに給電することにより吸引して通路を開ける
構成としたものである。

しかしながら、上記従来の減衰力調整式油圧緩衝器では
、圧力流体の圧力を弁体が直接受けるような構造となっ
ており、弁体が通路を遮断する状態に保持されるために
はコイルスプリング等による大きな付勢力が必要であり
、この状態の弁体を開弁させるためにはコイルスプリン
グ等の付勢力に抗してソレノイドの吸引力を大きく設定
しなければならず、その上、開弁時には常時給電し続け
なければならないため、ソレノイドの大型化や消費電力
の増大を招（。そのため、油圧緩衝器全体が大型化し、
さらに、バッテリーが早期に上ってしまったり、ソレノ
イドから発生した熱により油圧緩衝器内の油液の劣化を
早めてしまうという問題点があった。

そこで、本発明者は、先に、特願平１−３０１２１７号
にて、区画された二つの室間を複数の通路で連通させ、
シリンダ内のピストンの摺動により前記通路内に生じる
油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生機
構を設け、前記複数の通路の一つを開閉することにより
減衰力を調整可能とした油圧緩衝器において、前記−つ
の通路を開閉するための減衰力調整弁を、軸方向に移動
可能で、その一端面が前記−つの通路に形成した弁座に
着座して前記二つの室間の連通を遮断する弁体と、該弁
体の他端面側に形成され、前記一端面側と連通される空
間と、前記弁体に取付けられた磁性体材料からなるプラ
ンジャと、該プランジャが挿入され、通電により該プラ
ンジャを移動させるソレノイドとから構成した減衰力調
整式油圧緩衝器を提案し、ソレノイドの小型化および消
費電力の削減等を達成している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の減衰力調整式油圧緩衝器では
次のような問題がある。

従来の減衰力調整式油圧緩衝器においては、油液の圧力
で弁体が移動しないようにするために、弁体に軸方向の
貫通孔を穿設し、弁体の着座面の背面側に油液を導入し
ている。この貫通孔は油液を流通させるためだけに設け
られたものであり、比較的大きな通路面積（４平方ミリ
メートル程度）を有するものである。したがって、弁体
の移動は油液の抵抗を受けないので、弁体が通路を開閉
し始めてから終わるまでの所要時間が短かく、通常１ミ
リ秒程度である。

このように、通路の開閉時間が短いので減衰力が急激に
切換わることによって衝撃が発生し、この衝撃が車体に
伝わって乗り心地を悪化させるという問題がある。特に
、小さい減衰力を発生する特性（ソフト特性）から大き
い減衰力を発生する特性（ハード特性）に切換ねる際に
大きな衝撃が発生するという問題がある。

本発明は、以上の声、に鑑みてなされたものであり、減
衰力の切換え時間を充分長くして減衰力切換え時の衝撃
を緩和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。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために、区画された二
つの室間を複数の通路で連通させ、シリンダ内のピスト
ンの摺動により前記通路内に生じる油液の流動を制御し
て減衰力を発生させる減衰力発生機構を設け、前記複数
の通路の一つを減衰力調整弁にて開閉することにより減
衰力を調整可能とし、前記減衰力調整弁を、往復動によ
って前記−つの通路を開閉して減衰力の小さなソフト特
性と減衰力の大きなハード特性とに切換える弁体と、前
記弁体に連結された磁性体材料からなるプランジャと、
該プランジャが挿入され、通電により該プランジャを移
動させるソレノイドとから構成した油圧緩衝器において
、前記弁体または前記プランジャの移動に対して油液の
流動抵抗を付与したことを特徴とする・。

（作用） このように構成じたことにより、弁体の移動に油液によ
る抵抗か作用して弁体の移動速度か遅くなるので、弁体
が複数の通路の一つを開閉する際の所要時間か充分長く
なり、ソフト特性からハード特性への急激な減衰力の切
換えを防止巳て減衰力切換えの際の衝撃を緩和すること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図および第２区において、油圧緩衝器１は複筒式の
ものであって、内筒（シリンダ）２には摺動自在にピス
トン３が嵌合しており、内筒２内はピストン３により図
中上側に示すシリンダ下室４と下側に示すシリンダ下室
５とに区画されている。ピストン３は、大径の筒体６と
これに螺着された小径の筒体７からなる通路部材８の筒
体７外周にナツト９を用いて取付けられており、通路部
材８の大径の筒体６は、一端が外部に突出されたピスト
ンロッド１０の他端に螺着されている。また、ピストン
ロッド１０は磁性体材料からなり、通路部材８の内部と
前記シリンダ上室４とを連通ずるための通路１１が形成
されている。この通路１１は後で詳述する減衰力調整弁
機構１２により開閉される。そして、通路部材８の内部
およびピストンロッド１０の通路１１によりシリンダ上
室４とシリンダ下室５とを連通するバイパス通路１３が
構成されている。

ピストン３には、シリンダ上室４とシリンダ下室５とを
連通ずる第１の伸び側通路１４と第１の縮み側通路１５
とが形成されており、第１の伸び側通路１４のシリンダ
下室５側には、油圧緩衝器１の伸び行程のときに生じる
油液の流動を制御して減衰力を発生するためのディスク
バルブおよびオリフィス通路からなる減衰力発生機構１
６が設けられていて、第１の縮み側通路１５のシリンダ
上室４側には、縮み行程のときに生じる油液の流動を制
御して減衰力を発生するためのディスクバルブからなる
減衰力発生機構１７が設けられている。

通路部材８の内部には、大径の筒体６の内部と小径の筒
体７の内部とを仕切ることによりバイパス通路１３を遮
断する仕切部材１８が嵌め込まれており、仕切部材１８
には大径の筒体６と小径の筒体７の内部を連通させる第
２の伸び側通路１９と、第２の縮み例通路２０とが形成
されている。そして、第２の伸び側通路１９の小径の筒
体７の内部側には伸び行程のときに生じる油液の流動を
制御して減衰力を発生するためのディスクバルブおよび
オリフィス通路からなる減衰力発生機構２１が設けられ
ており、第２の縮み側通路２０の大径の筒体６の内部側
には小径の筒体７の内部から大径の筒体６の内部への油
液の流動を許容し、反対方向の油液の流動を規制する逆
止弁２２が設けられている。なお、仕切部材１８の第２
の伸び側通路１９に設けられている減衰力発生機構２１
のディスクバルブは、ピストン３の第１の伸び側通路１
４に設けられている減衰力発生機構１６のディスクバル
ブよりも小さい圧力差で開くように設定されている。ま
た、減衰力発生機構２１および逆止弁２２はボルト２３
とナツト２４により仕切部材１８に取付けられている。

内筒２の底部には縮み行程のときに減衰力を発生させる
ことのできるベースバルブ機構２５が設けられており、
このベースバルブ機構２５は、内外筒の連通を遮断する
ボディ部材２６と、ボディ部材２６に形成された第３の
伸び側通路２７および第３の縮み側通路２８と、第３の
縮み側通路２８の外面２９側に設けられ縮み行程のとき
に生じる油液の流動を制御するためのディスクバルブお
よびオリフィス通路からなる減衰力発生機構３０と、第
３の伸び側通路２７の内筒２側に設けられ外筒２９から
内筒２への油液の流動を許容し、内筒２から外筒２９へ
の油液の流動を規制する逆止弁３１とから構成されたも
のである。

つぎに、減衰力調整弁機構１２について説明する。

前記ピストンロッド１０に形成されている通路Ｊ」には
弁座３２が設けられている。この弁座３２に前端面を離
着座してバイパス通路１３を開閉する円筒形状の弁体３
３（非磁性体材料または磁性体材料のいずれでもよい）
が、ピストンロッド１０の内部に固定されている磁性体
材料からなる支持部材３４に摺動自在に嵌合されてピス
トンロッド１０の軸方向に移動可能に設けられている。

本実施例では、弁体３３が弁座３２から離座してバイパ
ス通路１３を開いているとき減衰力が小さなソフト特性
となり、弁体３３が弁座３２に着座するとバイパス通路
１３が閉じられるので減衰力が大きなハード特性となる
。弁体３３の後端面と支持部材３４との間に形成される
小室３５内に設けられたたばね部材３６により弁体３３
は常時弁座３２側へ付勢されている。弁体３３には小室
３５内と弁体３３の前方のバイパス通路１３とを連通ず
るオリフィス通路３３ａが第３図に示すように１箇所に
穿設されている。オリフィス通路３３ａは、弁体３３の
移動にともなって小室３５とバイパス通路１３との間の
油液の流通を行いその流動抵抗によって減衰力を発生し
弁体３３の移動速度を減速して臣着座に要する切換時間
を５ミリ秒以上望ましくは５ないし２０ミリ秒とするよ
うな大きさに設定されている。弁体３３には非磁性体材
料からなるシャフト３７が摺動自在に挿通されており、
シャフト３７の下端にワッシャ３８が取付けられていて
、シャフト３７の上昇にともなって弁体３３がりき上げ
られるようになっている。

シャフト３７は支持部材３４を貫通してピストンロッド
ｌＯの軸方向上方へ伸びていてその上部には磁性体材料
からなるプランジャ３９が取付けられており、このプラ
ンジャ３９は、移動の際はぼ抵抗なく移動できるように
周囲に軸方向の凹溝（図示せず）が形成され、１つのソ
レノイド４０およびその下側に設けられている環状の永
久磁石４１に挿入されている。永久磁石４１はプランジ
ャ３９に面する内周側がＳ極で外周側がＮ極となってい
る。ソレノイド４０の上側には磁性体材料からなるベー
ス４２が配置されており、プランジャ３９は前記支持部
材３４とベース４２との間で移動するように規制されて
いる。プランジャ３９とソレノイド４０および永久磁石
４１との間には非磁性体材料からなるスリーブ４３が介
装され、このスリーブ４３の両端が支持部材３４とベー
ス４２とに液富に嵌合している。ソレノイド４０の両端
から引き出されたリード線４４はベース４２上面で樹脂
モールドされ、ピストンロッド」Ｏの内部を通って油圧
緩衝器１の外部で切換スイッチ（図示せず）を介してバ
ッテリー（図示せず）に接続されている。

以上のように構成した本実施例の作用についで次に説明
する。

ピストンロッド１０、支持部材３４およびベース４２に
よって磁路が構成されでおり、まず、ソレノイド４０を
バッテリー（図示せず）に接続し、永久磁石４１の磁界
により強化される方向の磁界を発生させると、プランジ
ャ３９かばね部材３６の付勢力に抗してベース４２に吸
引されてこれに当接するまで上方へ移動する。そして、
弁体３３が弁座３２から離座してバイパス通路１３が開
かれる。その後、給電を止めると永久磁石４１の磁界に
よってプランジャ３９がその位置で保持され弁体３３が
弁座３２から離座した状態が維持される。

このようにバイパス通路１３が開いていると。

油圧緩衝器１の伸び行程のときには、通路部材８内の仕
切部材１８の第２の伸び側通路１９に設けられている減
衰力発生機構２１によってソフト特性の小さな減衰力が
発生され、縮み行程のときにはベースバルブ機構２５の
ボディ部材２６の第３の縮み側通路２８に設けられてい
る減衰力発生機構３０によりソフト特性の小さな減衰力
が発生される。

つぎに、切換スイッチ（図示せず）を切換えてソレノイ
ド４０をバッテリー（図示せず）に接続し、永久磁石４
１の磁界を打消す方向の磁界を発生させると、永久磁石
４１の磁界による保持力よりもばね部材３６の付勢力の
方が大きくなってプランジャ３９が下降する。そして、
弁体３３が弁座３２に着座しバイパス通路１３が遮断さ
れる。このとき、弁体３３とシャフト３７とは摺動自在
となっていて、弁体３３が弁座３２に当接した後もシャ
フト３７は下降できるため、プランジャ３９を支持部材
３４に当接または接近させることができる。そのため、
プランジャ３９と支持部材３４が永久磁石４１の磁界に
よって引き合ってプランジャ３９がその位置で保持され
る。

その後、ｖ３電を停止すると永久磁石４１の磁界によっ
てプランジャ３９がその位置で保持され弁体３３が弁座
３２に着座している状態が保たれる（第１図に示す状態
）。

このようにバイパス通路１３が遮断されると、伸び行程
のときにはピストン３の第１の伸び側通路１４に設けら
れている減衰力発生機構１６によってハード特性の大き
な減衰力が発生され、縮み行程のときにはピストン３の
第１の縮み側通路１５に設けられている減衰力発生機構
１７により生じる減衰力とベースバルブ機構２５のボデ
ィ部材２６の第３の縮み側通路２８に設けられている減
衰力発生機構３０により生じる減衰力とが加算されたハ
ード特性の大きな減衰力が発生される。

このようにして減衰力を切換える際、弁体３３の移動に
ともなってバイパス通路１３内の油液が小室３５内に、
あるいは小室３５内の油液がバイパス通路１３内に弁体
３３のオリフィス通路３３ａを通って流入する。このと
き、オリフィス通路３３ａに油液が流通することにより
発生する抵抗によって弁体３３の移動速度が減速されて
弁体３３が弁座３２に離着塵する際の切換時間が５ない
し２０ミリ秒と長くなる。したがって、バイパス通路１
３の開閉が充分ゆっくり行われるので減衰力が急激に切
換わることがな（、減衰力切換え時の衝撃が緩和される
。なお、本明細書において「切換時間」とは、弁体を移
動させるべくソレノイドに通電し始めても所定の大きさ
の電流が流れるまではばね部材３６の弾性力あるいは永
久磁石４１の吸引力により弁体が移動しないので、この
ような時間を含むことなく、実際に弁体が移動し始めて
から移動が完了して停止するまでの時間をいう。

参考として、各部の設計値と弁体３３の作動との関係の
一例を以下に示す。

弁体３３の直径８ミリメートル、弁体３３およびプラン
ジャ３９の重量約５グラム、ばね部材３６のセット荷重
約０．４キログラム、ソレノイド４０の吸引力約０．８
ないし　１．２キログラム（通電電圧８ないし１２ボル
トの時）弁体３３の移動ストロウ１ミ９ フィス通路３３ａの通路面積を０。３平方ミリメートル
とすると弁体３３の移動速度は閉弁特約００５メートル
毎秒となり作動時間は約２０ミリ秒となる。開弁時は、
ソレノイド４０の吸引力が０８キログラムの場合は約２
０ミリ秒、吸引力が１、２キログラムの場合は約１４ミ
リ秒となる。また、弁体３３のオリフィス通路３３ａの
通路面積を１２平方ミリメートルとすると弁体３３の移
動速度は閉弁特約０．２メートル毎秒となり作動時間は
約５ミリ秒となる。開弁時は、ソレノイド４０の吸引力
が０．８キログラムの場合は約５ミリ秒、吸引力が１．
２キログラムの場合は約３．５ミノ秒となる。したがっ
て、この場合、オリフィス通路３３ａの通路面積を０３
ないし１．２平方ミリメートルとすることによって減衰
力の切換時間を５ないし２０ミリ秒とすることができる
。なお、弁体３３の作動は各部の設計値によって異なる
が、作動時間を５ないし２０ミリ秒とするためには、オ
リフィス通路３３ａの通路面積をほぼ０．２ないし２平
方ミリメートルとするとよい。

なお、本実施例においては、弁体３３に設けたオリフィ
ス通路３３ａによって弁体３３に減衰力を付与している
が、プランジャ３９にオリフィス通路を設けることによ
っても同様の作用を得ることができる。

また、減衰力の切換時の衝撃はソフト特性からハード特
性へ切換わる際に大きくなるので、ソフト特性からハー
ド特性へ切換わるときに切換時間が５ミリ秒以上望まし
くは５ないし２０ミリ秒となるように弁体３３またはプ
ランジャ３９に流動抵抗を与えるようにすればよく、ハ
ード特性からソフト特性への切換の際には５ミリ秒以下
となってもよいが、望ましくは、双方への切換において
５ないし２０ミリ秒となるようにしたほうがよい。

さらに、本実施例においては、ソレノイド４０への給電
を止めても永久磁石４１の磁界によってプランジャ３９
を開弁または閉弁位置に保持するものについて説明した
が、本発明は永久磁石を用いずに給電されたソレノイド
の吸引力あるいはばねの弾性力によってプランジャを保
持するものに適用することもできる。また、減衰力を切
換える通路の開閉手段として、本実施例では弁座３２お
よび弁体３３を用いているが、これ以外種類の弁機構を
用いてもよく、例えば、先に提出した平成２年７月２０
日付けの本出願人による特許願（発明の名称「減衰力調
整式油圧緩衝器」、発明者　足羽正博はか１名）の第３
図中、付番６１　（弁体）および６５（弁座）で示すよ
うな弁体の摺動によって開閉するスプール弁機構であっ
てもよく、この場合はプランジャの移動に対して油液の
流動抵↓′Ｃを付与することによって所望の減衰力切換
時１を得ることができる。

（発明の効果） 本考案の減衰力調整式油圧緩衝器は、以上詳述したよう
に、減衰力を切換える弁体の移動に対して油液による抵
抗を作用させるようにしたことにより、弁体の移動速度
が遅（なり、弁体が開閉する際の所要時間が充分長（な
る。その結果、ソフト特性からハード特性への急激な減
衰力の切換わりを防止して減衰力切換えの際の衝撃を緩
和することによって車両の乗り心地を向上することがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の縦断面図、第２図は、第
１図の装置の要部の拡大縦断面図、 第３図は、第１図の装置の弁体の前端面の拡大図である
。 １・・・油圧緩衝器 ２・・・内筒（シリンダ） ３・・・ピストン ４−シリンダ上室 ５・・・シリンダ下室 １２・・・減衰力調整弁機構 １３・・・バイパス通路 １６、１７．２１−・・減衰力発生機構３２・・・弁座 ３３・・・弁体 ３３ａ・・・オリフィス通路 ３４・・・支持部材 ３５・・・小室 ３９・・・プランジャ ４０・・・ソレノイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）区画された二つの室間を複数の通路で連通させ、
   シリンダ内のピストンの摺動により前記通路内に生じる
   油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生機
   構を設け、前記複数の通路の一つを減衰力調整弁にて開
   閉することにより減衰力を調整可能とし、前記減衰力調
   整弁を、往復動によって前記一つの通路を開閉して減衰
   力の小さなソフト特性と減衰力の大きなハード特性とに
   切換える弁体 と、前記弁体に連結された磁性体材料からなるプランジ
   ャと、該プランジャが挿入され、通電により該プランジ
   ャを移動させるソレノイドとから構成した油圧緩衝器に
   おいて、前記弁体による前記ハード特性への切換時間が
   ５ないし２０ミリ秒になるように、前記弁体または前記
   プランジャの移動に対して油液の流動抵抗を付与したこ
   とを特徴とする減衰力調整式油圧緩衝器。 ２）区画された二つの室間を複数の通路で連通させ、シ
   リンダ内のピストンの摺動により前記通路内に生じる油
   液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構
   を設け、前記複数の通路の一つを減衰力調整弁にて開閉
   することにより減衰力を調整可能とした油圧緩衝器にお
   いて、前記減衰力調整弁を、往復動によって前端面が前
   記一つの通路に設けられた弁座に離着座して前記一つの
   通路を開閉して減衰力の小さなソフト特性と減衰力の大
   きなハード特性とに切換える弁体と、該弁体を摺動自在
   に嵌合支持し該弁体の後端面側との間に小室を形成する
   支持部材と、前記弁体に穿設され前記小室と前記弁体の
   前方の通路とを連通して前記弁体の移動により油液の流
   動抵抗を発生するオリフィス通路と、前記弁体に連結さ
   れた磁性体材料からなるプランジャと、該プランジャが
   挿入され、通電により該プランジャを移動させるソレノ
   イドとから構成したことを特徴とする減衰力調整式油圧
   緩衝器。