JPH08121523A - 減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧側主油室内圧が導かれる副油室と、リニ
ヤソレノイドにより閉方向に付勢されこの副油室内圧が
設定圧を越えると開いてパイロット通路を介してこの副
油室から低圧側主油室に作動油を逃がすパイロット弁
と、この副油室内圧と高圧側主油室内圧との差圧によっ
て両主油室間をつなぐ主油路を開閉する制御弁とを備え
る減衰器において、小さい初期荷重で滑らかに作動を開
始できるようにし、大きな荷重に対しても制御弁に衝撃
が加わったり制御弁が振動したりすることなく滑らかに
作動させる。 【構成】 主油路を閉じる方向へ制御弁を付勢するばね
をばね定数が異なる複数のばねで形成し、制御弁の小さ
い開度では主として弱いばねが作用し大きい開度では主
として強いばねが作用するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減衰力を制御可能にし
た減衰器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車や自動二輪車等の車輛に用いられ
る減衰器では、走行条件によって減衰力を自由に変更で
きるのが望ましい。そこで出願人は、減衰器の伸縮量お
よび伸縮速度を検出し、減衰器のピストンに設けた油路
を開閉する切換弁の作動圧をリニヤソレノイドによって
変化させるものを提案した（例えば特開平２−８５５３
５号、特開平２−１８２５１４号参照）。

【０００３】ここに用いた減衰器は、シリンダ内に２つ
の主油室を画成するピストンと、このピストン内に設け
られピストンに第１・第２副油室を画成する制御弁と、
これら第１・第２副油室間に介在するオリフィスとを備
える。そして第１副油室に高圧側主油室の油圧を導く一
方、第２副油室内圧がリニヤソレノイドにより設定され
る圧力を超えることによりパイロット弁を開いて第２副
油室を減圧し、両副油室の差圧により前記制御弁を移動
させて両主油室間の油路を開き減衰力を制御するように
したものである。

【０００４】ここに両主油室間の油路を開閉する制御弁
は、ばねによって油路を閉じる方向に付勢されている。
このばねは、両主油室の差圧の増加に対応して制御弁の
移動量（ストローク量）が増大するように適切なばね定
数に設定される。

【０００５】

【従来技術の問題点】この制御弁を閉じる方向に付勢す
るばねは、あまり弱いばねにするとパイロット弁が開い
た瞬間に制御弁が高速で全開することになり、制御弁に
過大な衝撃が加わるだけでなく、制御弁が激しく開閉を
繰り返し振動するおそれもある。

【０００６】また反対にこのばねをあまり強くすると、
両主油室の差圧が十分に大きくなって両副油室の差圧が
大きくならないと制御弁が開き始めないことになる。こ
のため減衰器が減衰力を発生し始める荷重すなわち初期
荷重が大きくなり、円滑な作動が得られないという問題
が生じる。

【０００７】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、小さい初期荷重で滑らかに作動を開始で
き、大きな荷重に対しても制御弁に衝撃が加わったり制
御弁が振動したりすることなく滑らかに作動させること
ができる減衰器を提供することを目的とする。

【０００８】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、高圧側主油
室内圧が導かれる副油室と、リニヤソレノイドにより閉
方向に付勢されこの副油室内圧が設定圧を越えると開い
てパイロット通路を介してこの副油室から低圧側主油室
に作動油を逃がすパイロット弁と、この副油室内圧と高
圧側主油室内圧との差圧によって両主油室間をつなぐ主
油路を開閉する制御弁とを備える減衰器であって、前記
主油路を閉じる方向へ前記制御弁を付勢するばねをばね
定数が異なる複数のばねで形成し、前記制御弁の小さい
開度では主として弱いばねが作用し大きい開度では主と
して強いばねが作用するようにしたことを特徴とする減
衰器、により達成される。

【０００９】ここに制御弁を閉じるばねは、強いばねと
弱いばねとを直列に組合せて装填したものとすることが
できる。直列に複数のばねを装填する場合には、各ばね
は別々に作られていてもよいが、１つのばねに弱いばね
と強いばねとを一体に形成してもよい。例えばコイルば
ねの一部の線径を小さくしたり巻き径を大きくすること
により一部を弱いばねにすることができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例であるピストンを一部
断面した図、図２はその要部の拡大断面図、図３はばね
特性図、図４はこの実施例の正常動作状態を簡略化して
示す図、図５は同じくリニヤソレノイドが非励磁になっ
た異常動作状態を簡略化して示す図である。

【００１１】これらの図において符号１０はシリンダ、
１２はこのシリンダ１０内に上下２つの主油室１４、１
６を画成するピストンである。ピストン１２にはピスト
ンロッド１８が接続され、このピストンロッド１８はシ
リンダ１０から上方へ突出している。

【００１２】ピストン１２は図１、２に示すように、下
方が開いた外ケース１２Ａと、この外ケース１２Ａ内に
下方から順に装填された上ボデー１２Ｂ、中間ボデー１
２Ｃ、下ボデー１２Ｄとを有する。下ボデー１２Ｄには
上下にスライド可能に制御弁２０が装填されている。

【００１３】外ケース１２Ａおよび下ケース１２Ｄには
両主油室１４、１６間をつなぐ主油路２２が形成され、
制御弁２０はこの主油路２２をその下降位置で閉じ、そ
の上昇位置で開く。すなわち制御弁２０は上方が開き下
部が略きのこ形に形成され、その外周の逆傘状の突部下
縁が主油路２２の主油室１４側開口２２ａに上から係合
する。また制御弁２０の外周には段部２０ａが形成さ
れ、この段部２０ａには主油路２２を介し上の主油室１
６の圧力が上向きに作用する。

【００１４】またこの制御弁２０の上部開口の内周面に
は樹脂製または金属製の防振リング２４が摺接する。そ
して制御弁２０とこの防振リング２４との間にコイルば
ね２６が縮装されている。このコイルばね２６は防振リ
ング２４をピストン１２の中間ボデー１２Ｃ下面に押圧
固定すると共に、制御弁２０を下向きに付勢する。

【００１５】ここにコイルばね２６は図２に示すように
２つのコイルばね２６Ａおよび２６Ｂで形成される。コ
イルばね２６Ａは強いばねであり図３に特性Ｄ_A で示す
ように、ストロークＳに対するばね力Ｆの増加率が大き
い。すなわちばね定数が大きい。コイルばね２６Ｂは弱
いばねであり、図３に特性Ｄ_B で示すようにストローク
Ｓに対するばね力Ｆの増加率は小さい。すなわちばね定
数は小さい。

【００１６】これらのコイルばね２６Ａと２６Ｂとは略
ハット状のスペーサを２６Ｃを挾んで直列に重ねられ、
制御弁２０と防振リング２４との間に装填される。ここ
にコイルばね２６Ａの下端はスペーサ２６Ｃのフランジ
部２６Ｄに上方から係合する。またコイルばね２６Ｂは
スペーサ２６Ｃの内側に装填され、その上端がスペーサ
２６Ｃの内底に、その下端が制御弁２０にそれぞれ当接
している。スペーサ２６Ｃにはこのコイルばね２６Ｂの
内側を通る作動油の流動を許容する油孔２６Ｅが形成さ
れている。なお制御弁２０が主油路２２を閉じた図２の
状態では、スペーサ２６Ｃのフランジ部２６Ｄは制御弁
２０より間隔Ｌだけ離隔している。

【００１７】制御弁２０の内側は副油室２８となり、こ
の副油室２８にはチェック弁３０または３２を介して主
油室１４または１６のうちいずれか高圧側の内圧が導か
れる。ここにチェック弁３０、３２は、副油室２８の底
に形成した凹部とスペーサ２６Ｃのフランジ部２６Ｄと
の間に収容されたボールを持つ。すなわちフランジ部２
６Ｄはこれらのボール（すなわちチェック弁３０、３
２）のストッパともなっている。

【００１８】副油室２８はパイロット弁３４を介してパ
イロット通路３６に連通し、パイロット通路３６はさら
にチェック弁３８および４０を介してそれぞれ主油室１
４および１６に連通する。パイロット通路３６は、パイ
ロット弁３４の下流側から半径方向に伸びる２つの放射
路部３６ａと、各放射路部３６ａをつなぐ環状部３６ｂ
とを持つ。この環状部３６ｂがチェック弁３８、４０に
連通する。

【００１９】ここにパイロット弁３４は中間ボデー１２
Ｃ側の弁座３４ａと、ここに上方から当接する円錐面を
持つ弁体３４ｂとで形成され、この弁体３４ｂは上ボデ
ー１２Ｂに収容されたリニヤソレノイド４２によって下
向きに付勢される。すなわちリニヤソレノイド４２は励
磁されるとその励磁力に対応した下向きの力をプランジ
ャ４２ａを介して弁体３４ｂに付与し、パイロット弁３
４の開き始める副油室２８の内圧を変化させることがで
きる。なお弁体３４ｂは板ばね３４ｄ（図２）によって
パイロット弁３４を開く方向へ付勢されている。

【００２０】この板ばね３４ｄは、円環状の板の外周付
近３カ所に切れ目を入れて軸方向に爪状に折り起こした
３つの爪を持ち、これら爪の弾力性を利用したものであ
る。この板ばね３４ｄは、リニヤソレノイド４２の非励
磁時にパイロット弁３４を開く方向へ弁体３４ｂを押上
げ、後記第２の弁４４がパイロット通路３６を閉じる位
置に移動させる。

【００２１】パイロット弁３４の弁体３４ｂには、パイ
ロット弁３４より下流側に位置する円盤状の第２の弁４
４が一体に形成されている。この第２の弁４４は、リニ
ヤソレノイド４２の非励磁状態で弁体３４ｂと共に図５
の位置に副油室２８の内圧によって押上げられる。この
時に第２の弁４４の外周面がパイロット通路３６を閉じ
る。すなわちこのパイロット通路３６はこの第２の弁４
４よりも下流側でパイロット弁３４の弁室に開口する。
また弁体３４ｂにはこの第２の弁４２を迂回してパイロ
ット弁３４下流側と第２の弁４４下流側とをつなぐ油路
３４ｃが形成されている。

【００２２】従ってリニヤソレノイド４２の励磁状態で
は第２の弁４４は図２、４のようにパイロット通路３６
を開き、作動油は板ばね３４ｄの間を通り、油路３４ｃ
を通してパイロット通路３６に流れる。この状態では油
路３４ｃはパイロット通路３６の一部を形成する。また
リニヤソレノイド４２の非励磁状態では弁体３４ｂは板
ばね３４ｄの復元力と副油室２８の内圧とにより押し上
げられ、第２の弁４４は図５に示すようにパイロット通
路３６を閉じる。

【００２３】またピストン１２の中間ボデー１２Ｃには
一方向弁４６が設けられている。この一方向弁４６は、
第２の弁４４がパイロット通路３６を閉じた状態で、パ
イロット弁３４下流側から第２の弁４４を迂回して作動
油をパイロット通路３６に導くものである。ここに一方
向弁４６は作動油圧が設定圧以上になると開くボールリ
リーフ弁で構成される。すなわち弁となるボールを押圧
するコイルばね４６ａのばね力により、この設定圧は設
定される。一方向弁４６はリリーフ弁に代えてチェック
弁と固定絞りとで形成してもよいが、リリーフ弁にすれ
ばばね４６ａにより正確に作動圧を設定でき、精度向上
に適する。また長期使用による特性変化も少なくなる。

【００２４】図４、５において５０は制御回路、５２は
センサである。センサ５２はピストン１２のシリンダ１
０に対する相対移動速度や位置などを検出するものであ
る。センサ５２は、この減衰器を車両に取付けた場合に
は車両の走行速度、操舵角、加減速度などの走行条件を
示すデータを検出するものであってもよい。またセンサ
５２に代えて、手動スイッチなどにより好みの減衰力特
性を入力するようにしてもよい。

【００２５】制御回路５０はピストン１２の移動速度・
位置あるいは車両の走行条件を示すデータなどに基づい
て、予め入力した制御特性から必要な減衰力を演算す
る。そしてこの減衰力を発生するためのリニヤソレノイ
ド４２の励磁電流を求め、この電流でリニヤソレノイド
４２を励磁するものである。この励磁電流はピストンロ
ッド１８内に通された電気配線５４により供給される。

【００２６】

【作用】圧縮時においては、ピストン１２が図２、４で
下向きに押される。このため下の主油室１４が昇圧し、
作動油がチェック弁３０を通って副油室２８に入るか
ら、副油室２８が昇圧する。一方パイロット弁３４の弁
体３４ｂはリニヤソレノイド４２で設定された設定圧で
弁座３４ａを閉じているから、副油室２８の内圧がこの
パイロット弁３４の設定圧を越えるとパイロット弁３４
が開き、作動油は板ばね３４ｄの間、油孔３４ｃ、パイ
ロット通路３６を通り、さらにチェック弁４０を通って
上の主油室１６に逃げる。

【００２７】このため副油室２８が減圧するから、制御
弁２０は下の主油室１４の圧力により押上げられ、主油
路２２が開き、主油室１４から主油室１６へ油が流れ
る。両主油室１４、１６の差圧が一定以下になると制御
弁２０がコイルばね２６により戻されて主油路４６を閉
じる。以上の動作を繰り返すことによりピストン１２は
下降してゆく。以上の圧縮時の作動油の流れは図１に実
線の矢印で示されている。

【００２８】ここに制御弁２０を閉方向に付勢するコイ
ルばね２６は、強いばね２６Ａと弱いばね２６Ｂとを直
列に組合せたものである。そして制御弁２０の上面がス
ペーサ２６Ｃのフランジ部３６Ｄに当たるまで、換言す
れば制御弁２０が間隔Ｌと同じ距離分上昇するまでは、
主として弱いばね２６Ｂのみが作用する。従ってコイル
ばね２６のばね力Ｆは図３に示すように弱い。このため
制御弁２０は両主油室１４、１６の差圧が小さくても容
易に移動できることになり、小さい初期荷重から減衰力
を滑らかに発生させることができる。

【００２９】また減衰器に加わる荷重が大きくなると両
主油室１４、１６の差圧も大きくなるため、制御弁２０
に加わる上向きの力も増大する。制御弁２０が距離Ｌ以
上移動すると、以後は強いばね２６Ａも作用し始める。
この時弱いばね２６Ｂはスペーサ２６Ｃ内の寸法に制限
されてそれ以上圧縮されない。このため強いばね２６Ａ
のばね力Ｆのみが制御弁２０に加わる。このようにコイ
ルばね２６のばね力が増大するために制御弁２０は主油
室１４、１６の差圧が十分に大きくなって作動をするこ
とになり、制御弁２０の作動時に衝撃や振動が発生しな
くなる。

【００３０】伸長時においては、ピストン１２は上向き
に引かれる。このため上の主油室１６が昇圧し、その圧
力は主油路２２を介して制御弁２０のチェック弁３２を
介して副油室２８に導かれる。副油室２８の内圧が、リ
ニヤソレノイド４２で設定された設定圧を越えるとパイ
ロット弁３４が開き、油は油路３４ｃ、パイロット通路
３６、チェック弁３８を経て下の主油室１４に逃げる。
このため副油室２８が減圧し、制御弁２０の段部２０ａ
に作用する主油室１６の圧力と副油室２８の圧力との差
圧により制御弁２０が上昇して主油路２２が開く。

【００３１】従って主油室１６から主油室１４へ油が流
れ、両主油室１４、１６の差圧が一定以下になると主油
路２２が閉じ、以上の動作を繰り返しながらピストン１
２は上昇してゆく。この時も制御弁２０の小さい初期荷
重に対しては弱いばね２６Ｂが主として作用し、大きい
荷重に対しては強いばね２６Ａが主として作用するの
は、圧縮時と同じである。以上の伸び時の作動油の流れ
は、図１、４に破線の矢印で示されている。

【００３２】以上はリニヤソレノイド４２が正常に機能
している時の動作であるが、電源が切れている時や、制
御回路５２に一時的な異常が発生したり、電気配線５４
などに一時的な接触不良が発生した時にはリニヤソレノ
イド４２が非励磁になることがある。このような時には
パイロット弁３４の弁体３４ｂを押圧する力が無くな
る。このため弁体３４ｂは板ばね３４ｄの伸び力により
押し上げられ、第２の弁４４がパイロット通路３６を閉
じる（図５）。

【００３３】従って副油室２８の内圧が一方向弁４６の
設定圧になると一方向弁４６が開いて作動油をパイロッ
ト弁３４の弁室からパイロット通路３６に逃がす。この
ため副油室２８は一方向弁４６の設定圧に保持される。
この結果一定の減衰力を発生させることができる。

【００３４】なお弁体３４ｂの油路３４ｃはパイロット
弁３４の弁室の上壁に対向しているから、弁体３４ｂは
第２の弁４４の両側が常に同一圧力に保たれる。一方向
弁４６はその前後の作動油に設定圧の圧力差を発生させ
るが、この実施例ではこの一方向弁４６下流側の圧力は
弁体３４ｂの上面に導かれていないから、弁体３４ｂは
この圧力差により上方へ強く押し付けられることがな
い。

【００３５】従って切れていた電源が入ったり、制御回
路５２や配線５４などの一時的な異常がなくなってリニ
ヤソレノイド４２が正常動作に戻った時には、弁体３４
ｂは速やかに図４に示す正常位置に戻ることができる。
すなわち正常動作状態への復帰が速やかに行われる。ま
た一方向弁４６はコイルばね４６ａの設定により作動圧
を正確に管理することができる。

【００３６】以上の実施例は制御弁２０、パイロット弁
３４、パイロット通路３６、リニヤソレノイド４２等を
ピストン１２に設けたものである。しかし本発明はこれ
らをピストン以外の位置、例えばシリンダ１０側に設け
ることができる。また作動油を収容するリザーブタンク
を有するものでは、このリザーブタンクに設けてもよ
い。

【００３７】以上の実施例は制御弁２０を閉方向へ付勢
するコイルばね２６を、２つのばね２６Ａ、２６Ｂを直
列に組合せて構成した。ここにスペーサ２６Ｃは弱いば
ね２６ＢのストロークＳを距離Ｌに制限している。この
ため組合せたばね力Ｆは、距離Ｌまではほぼ弱いばね２
６Ｂのばね力となり、それ以上では強いばね力２６Ａの
ばね力になる。

【００３８】しかし本発明は１本のばねの一部を弱いば
ねとしたものであってもよく、例えばばねの一部の線径
を細くしたり巻き径を大きくすることによりばね定数を
小さくしてもよい。また２以上のばねを組合せたもので
もよい。複数のばねは直列に代えて並列に組合せてもよ
い。

【００３９】並列に組合せる場合には、例えば弱いばね
を副油室２８の上面と制御弁２０の間に入れる一方、強
いばねを副油室２８の上面に保持しつつその下端を制御
弁２０との間に制御弁２０の閉時に僅かな間隔が形成さ
れるようにすることができる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、主油路
を閉じる方向へ制御弁（２０）を付勢するばね（２６）
を、ばね定数が異なる複数のばね（２６Ａ、２６Ｂ）で
形成し、制御弁の小さい開度では主として弱いばね（２
６Ｂ）が作用し、大きい開度では主として強いばね（２
６Ａ）が作用するようにしたので、減衰器に加わる荷重
が小さい時には制御弁（２０）は主として弱いばね（２
６Ｂ）のばね力に抗して作動すればよいから、減衰器は
小さい初期荷重で滑らかに減衰力を発生し始める。また
荷重が大きくなると制御弁（２０）は主として強いばね
（２６Ａ）のばね力に抗して作動するようになるから、
制御弁（２０）に衝撃や振動が発生することなく減衰器
は滑らかに作動することができる。

【００４１】ここに複数のばね（２６）は、２つに限定
されず３以上のばねを組合せてもよい。複数のばねは直
列に組合せてもよいが（請求項２）、並列に組合せても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を一部断面した図

【図２】その要部の拡大断面図

【図３】ばね特性図

【図４】この一実施例の正常動作時を簡略化して示す図

【図５】同じく非励磁時を簡略化して示す図

【符号の説明】

１０ シリンダ １２ ピストン １４、１６ 主油室 ２０ 制御弁 ２２ 主油路 ２６ コイルばね ２６Ａ 強いばね ２６Ｂ 弱いばね ２８ 副油室 ３０、３２、３８、４０ チェック弁 ３４ パイロット弁 ３４ａ 弁座 ３４ｂ 弁体 ３４ｃ 油路 ３６ パイロット通路 ４２ リニヤソレノイド ４４ 第２の弁 ４６ 一方向弁 ４６ａ コイルばね ５０ 制御回路 ５２ センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧側主油室内圧が導かれる副油室と、
   リニヤソレノイドにより閉方向に付勢されこの副油室内
   圧が設定圧を越えると開いてパイロット通路を介してこ
   の副油室から低圧側主油室に作動油を逃がすパイロット
   弁と、この副油室内圧と高圧側主油室内圧との差圧によ
   って両主油室間をつなぐ主油路を開閉する制御弁とを備
   える減衰器であって、前記主油路を閉じる方向へ前記制
   御弁を付勢するばねをばね定数が異なる複数のばねで形
   成し、前記制御弁の小さい開度では主として弱いばねが
   作用し大きい開度では主として強いばねが作用するよう
   にしたことを特徴とする減衰器。
2. 【請求項２】 ばね定数が異なる２つのばねが直列に接
   続されている請求項１の減衰器。