(57)【要約】【課題】特に減衰特性を変化可能であるとともに、制御し易く安定した減衰特性が得られる緩衝器を提供することである。【解決手段】ピストン２８内に形成される上記第１液室Ｒ１と第２液室Ｒ２とを連通する流路の途中に直列に設けた伸側および圧側減衰特性可変機構と伸側および圧側減衰力発生要素３０，３１とを備え、上記減衰特性可変機構を、ソレノイドＳと、弁座２６ｂと、中空であってその内外を連通する連通孔２５を設けたスプール１９とで構成し、スプール１９を、上記スプール１９の一端開口部を常時閉じる方向に附勢されソレノイドＳの励磁時に開く方向に吸引されるアーマチュア１４とスプール１９の他端開口部を閉じる弁座２６ｂとの間に介装し、ソレノイドＳの電流制御により、弁座２６ｂとスプール１９の他端開口部との間を開くクラッキング圧Ｐｃｒを変化させ減衰特性を変化させる。【選択図】        図１
2004225834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、シリンダ内に中空のピストンを介して移動自在に挿入した中空のピストンロッドと、ピストンがシリンダ内を区画する第１液室と第２液室と、ピストンロッド内とピストン内に形成され上記第１液室と第２液室とを連通する流路と、上記流路の途中に直列に設けた伸側および圧側減衰特性可変機構と伸側および圧側減衰力発生要素とを備えた緩衝器において、上記減衰特性可変機構が、ソレノイドと、弁座と、中空であってその内外を連通する連通孔を設けたスプールとで構成され、スプールを、上記スプールの一端開口部を常時閉じる方向に附勢されソレノイドの励磁時に開く方向に吸引されるアーマチュアとスプールの他端開口部を閉じる弁座との間に介装してなり、ソレノイドの電流制御により、弁座とスプールの他端開口部との間を開くクラッキング圧を変化させ減衰特性を変化させることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
上記スプール内が絞りを介して互いに連通するスプールの一端から開設される第１室とスプール他端から開設される第２室とに区画されるとともに、当該スプールがピストンロッド内に第１室側をピストンロッド内方に向けて挿入され、上記連通孔を第２室とスプール外方とを連通する位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
ピストンロッドにピストンロッド内外を連通するポートを設け、ピストンロッド内にスリーブを同芯に挿入し、上記スリーブ内にスプールを摺動自在に挿入し、スリーブにピストンロッドのポートに対向する孔を形成し、スプールの連通孔をスリーブの孔に対向させ、上記ピストンを略円筒状とし、その内周に段部を設け、上記段部とスリーブの下端とで弁座を挟持しながら、ピストン上端部をピストンロッド内周およびスリーブの下端部外周とに螺合したことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
【請求項４】
上記スリーブが大径部と小径部を有する円筒形状に成形され、スプールが外周にランド部を設けた円筒形状であって、上記ランド部に円周方向にそって環状溝を形成し、上記連通孔がこの環状溝と上記第２室を連通するように設けられ、第１室とスプールの第１室側外周とをランド部近傍に設けた第１の孔で連通するとともに、スプールの第１室側端部とスプールのランド部の第２室側端部とを第２の孔で連通し、スリーブの小径部内周にスプールの第１室側外周を摺接させ、スプールの大径部内周にスプールのランド部外周を摺接させたことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【請求項５】
アーマチュアを上記第１室の開口部を附勢バネで常時閉じるように附勢されたポペット型弁体としたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ソレノイドを利用し減衰力を変化可能な緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種緩衝器としては、たとえば、いわゆる作動油が封入されたシリンダと、当該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドとピストン部に設けられたソレノイドバルブとを備え、また、このソレノイドバルブは、固定オリフィスを備えた主ディスクバルブとソレノイドへの通電によりクラッキング圧（開弁圧）を調節可能な環状オリフィスたる副ディスクバルブとを直列に設けている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このように構成された緩衝器は、作動油をピストン速度が低速の場合には主ディスクバルブのオリフィスを介してディスク背面に導き、さらに、副ディスクバルブへ流入させて、減衰力を発生し、他方ピストン速度が高速時には、上記オリフィスの前後で生じる圧力差により主ディスクバルブと弁座との間に隙間を生じさせ、この隙間から作動油が流出するときに減衰力を発生させるものである。このときの主ディスクバルブと弁座との間に隙間を生じるクラッキング圧の制御は、主および副ディスクバルブとの間の圧力をディスク背面に導くことにより行われる。すなわち、先ず、副ディスクバルブのソレノイドの電流量を制御することにより副ディスクバルブのクラッキング圧を、副ディスクバルブが結合されているスプールをソレノイドの推力とバネ力の力の釣合いで制御することにより調節して、主および副ディスクバルブとの間の圧力を調節しディスク背面の圧力を制御し、これにより主ディスクバルブのクラッキング圧の制御を行っている。
【０００４】
したがって、この緩衝器は、減衰特性を変化させることが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９０７６８号公報（第３頁左欄第５行目から第５頁左欄第１６行目、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の緩衝器では、機能面で問題があるわけではないが、以下の不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。
【０００７】
すなわち、従来の緩衝器では主および副ディスクバルブとの間の圧力を調節しディスク背面の圧力を制御し、これにより主ディスクバルブのクラッキング圧の制御を行っているが、その主ディスクバルブのクラッキング圧は、主ディスクバルブのオリフィスの圧力損失は開口面積の二乗に反比例するため、スプールの変位に対して強い非線形性を呈し制御性が悪い。
【０００８】
また、副ディスクバルブの環状オリフィスの開口面積は小さく、各部品の寸法誤差の累積により、オリフィス開度がばらつきやすく、安定した減衰特性を得にくいという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、特に減衰特性を変化可能であるとともに、制御し易く安定した減衰特性が得られる緩衝器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、第１の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内に中空のピストンを介して移動自在に挿入した中空のピストンロッドと、ピストンがシリンダ内を区画する第１液室と第２液室と、ピストンロッド内とピストン内に形成され上記第１液室と第２液室とを連通する流路と、上記流路の途中に直列に設けた伸側および圧側減衰特性可変機構と伸側および圧側減衰力発生要素とを備えた緩衝器において、上記減衰特性可変機構が、ソレノイドと、弁座と、中空であってその内外を連通する連通孔を設けたスプールとで構成され、スプールを、上記スプールの一端開口部を常時閉じる方向に附勢されソレノイドの励磁時に開く方向に吸引されるアーマチュアとスプールの他端開口部を閉じる弁座との間に介装してなり、ソレノイドの電流制御により、弁座とスプールの他端開口部との間を開くクラッキング圧を変化させ減衰特性を変化させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段において、上記スプール内が絞りを介して互いに連通するスプールの一端から開設される第１室とスプール他端から開設される第２室とに区画されるとともに、当該スプールがピストンロッド内に第１室側をピストンロッド内方に向けて挿入され、上記連通孔を第２室とスプール外方とを連通する位置に設けたことを特徴とする。
【００１２】
そして、第３の課題解決手段は、第１または第２の課題解決手段において、ピストンロッドにピストンロッド内外を連通するポートを設け、ピストンロッド内にスリーブを同芯に挿入し、上記スリーブ内にスプールを摺動自在に挿入し、スリーブにピストンロッドのポートに対向する孔を形成し、スプールの連通孔をスリーブの孔に対向させ、上記ピストンを略円筒状とし、その内周に段部を設け、上記段部とスリーブの下端とで弁座を挟持しながら、ピストン上端部をピストンロッド内周およびスリーブの下端部外周とに螺合したことを特徴とする。
【００１３】
また、第４の課題解決手段は、第３の課題解決手段において、上記スリーブが大径部と小径部を有する円筒形状に成形され、スプールが外周にランド部を設けた円筒形状であって、上記ランド部に円周方向にそって環状溝を形成し、上記連通孔がこの環状溝と上記第２室を連通するように設けられ、第１室とスプールの第１室側外周とをランド部近傍に設けた第１の孔で連通するとともに、スプールの第１室側端部とスプールのランド部の第２室側端部とを第２の孔で連通し、スリーブの小径部内周にスプールの第１室側外周を摺接させ、スプールの大径部内周にスプールのランド部外周を摺接させたことを特徴とする。
【００１４】
そして、第５の課題解決手段は、第２から第４のいずれかの課題解決手段において、アーマチュアを上記第１室の開口部を附勢バネで常時閉じるように附勢されたポペット型弁体としたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図５に示した本発明の一実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明による緩衝器の一実施の形態を示したものである。
【００１６】
この緩衝器は、シリンダ２と、シリンダ２内に中空円筒状のピストン２８を介して移動自在に挿入されたピストンロッド１と、ピストンロッド１の先端に穿設されたピストンロッド１内外を連通するポート１ａと、ピストンロッド１内に挿入され上記ポート１ａに対向する孔１７ａを設けたスリーブ１７と、互いが絞り１９ａを介して連通する第１室２０と第１室より大径の第２室２２を両端に軸方向に沿って開設するとともにスリーブ１７内に第１室２０側をピストンロッド１内方に向けて摺動自在に挿入されたスプール１９と、第２室２２とスプール１９外方とを連通しかつスプール１９の上記ポート１ａと対向する位置に設けた連通孔２５と、上記第１室２０の開口部を附勢バネ１１で常時閉じるように附勢されたソレノイドＳのアーマチュアたるポペット型弁体１４と、上記第２室２２の開口側のスプール１９端部が着座する弁座２６ｂを備えたディスク２６と、ピストン２８内に設けた減衰力発生要素たるリーフバルブ３０，３１と、励磁時に附勢バネ１１のバネ力に抗してアーマチュアたるポペット型弁体１４に第１室２０の開口部を開口する方向の力を作用させるソレノイドＳとで構成され、ピストン２８の外周にはピストンリング２９が嵌装されており、この場合、減衰特性可変機構が、ソレノイドＳと、ディスク２６と、スプール１９とで構成される。
【００１７】
したがって、図示した緩衝器にあっては、シリンダ２内をピストン２８で第１液室たるロッド側室Ｒ１と第２液室たるピストン側室Ｒ２とに区画しており、シリンダ２内は作動油等の液体が封入され、作動油等の液体の流路は、ピストンロッド１内およびピストン２８内およびポート１ａとなる。また、詳しくは説明しないが、この緩衝器は、他に高圧ガス等が封入されるリザーバ等を備えている。
【００１８】
なお、緩衝器はいわゆる単筒型のものでも複筒型のものでもよく、図示するところでは片ロッド型の緩衝器としているが、ピストンロッド１を図中下方に延長して、リーフバルブ３０，３１が配置されている位置より下方を縮径するとともに、ピストンロッド１内に作動油が流入可能なようにポートを設けておけば、両ロッド型の緩衝器にも適用可能であることは言うまでもない。
【００１９】
以下、詳細に説明すると、ピストンロッド１は、中空であって小径部１ｃと大径部１ｄを有する円筒状に形成され、大径部１ｄにはピストンロッド１の内外を連通するポート１ａが複数箇所設けられている。なお、このポート１ａはいくつでもよく、複数箇所設けたほうが作動油の流れが円滑となる。また、ピストンロッド１の小径部１ｃの外周であって、その大径部１ｄ近傍にはクッション部材４０が嵌合され、このクッション部材４０により、ピストンロッド１がシリンダ２に対し最大伸び切り時には、シリンダ２の上端部に設けられるであろうロッドガイドとの干渉が防止しされる。
【００２０】
ソレノイドＳは、コイルＣと、コイルボビン１０と、固定鉄芯たるキャップ１３と、パイプ１２と、アーマチュアたるポペット型弁体１４とで構成され、コイルＣは、有底筒状のコイルボビン１０の筒状部分に巻装されるとともに、ピストンロッド１の大径部１ｄ内に嵌装され、コイルボビン１０内には有底筒状の固定鉄芯たるキャップ１３とパイプ１２とが嵌装されている。そして、大径部１７ｃと小径部１７ｄを有する円筒形状に成形されたスリーブ１７の図中上端たる小径部１７ｄをコイルボビン１０内周に嵌装するが、図中下端たる大径部１７ｃの外周には螺子部が設けられ、後述するピストン２８の螺子部２８ｃを介してピストンロッド１の下端内周に設けられた螺子部１ｂに螺合されて、ピストンロッド１に固定されるとともに、このスリーブ１７により上記パイプ１２とキャップ１３はコイルボビン１０内に固定され、かつ、コイルボビン１０もピストンロッド１内に固定される。
【００２１】
なお、アーマチュアに別途ポペット型弁体を連結してもよいが、本実施の形態においては、アーマチュアをポペット型弁体１４としているので、アーマチュアからポペット型弁体が脱落したり、アーマチュアとポペット型弁体とにガタが生じたりすることは無いので、アーマチュアに別途ポペット型弁体を連結した場合に比較して動作が安定し、ソレノイドが損傷する事態を生じにくい。また、ポペット型弁体とせずに他の形状の弁体としてもよいが、ポペット型弁体とすることにより、スプールとの軸芯確保されるので、動作の安定性が確保され、さらに、使用しているうちにポペット型弁体の弁頭が後述する第１室の開口端となじむので密閉性が向上する。
【００２２】
また、上記のようにスリーブ１７がピストンロッド１内に固定された状態において、スリーブ１７の大径部１７ｃには、ピストンロッド１の大径部１ｄに設けられたポート１ａと対向する位置に孔１７ａが設けられており、この孔１７ａによりスリーブ１７内外が連通されている。したがって、ピストンロッド１の外方におけるロッド側室Ｒ１はポート１ａおよびスリーブ１７の孔１７ａを介してスリーブ１７内と連通している。
【００２３】
なお、コイルボビン１０は、その上端とピストンロッド１の段部１ｅとの間に介装した皿バネ４１で付勢されており、コイルボビン１０がピストンロッド１内で位置ズレを生じることが抑制されている。このように、皿バネ４１を使用すれば、後述するピストン２８によって、コイルボビン１０等を固定する際、寸法誤差により、ガタが生じてしまうことが防止されるので便利であり、加工も容易となる。
【００２４】
また、コイルボビン１０の上端から一端をコイルＣに接続した電線（図示せず）を収めたハーネス１８が、ピストンロッド１の小径部１ｃ内を上方へと延設されており、図示はしないが、ハーネス１８内の電線は電力源に接続されており、この電線を介して、コイルＣに電流を供給可能なようになっている。さらに、スリーブ１７の外周にはＯリング１６が嵌装されており、このＯリング１６によりスリーブ１７とピストンロッド１との間がシールされるとともに、キャップ１３、パイプ１２およびスリーブ１７は溶接にて接合され、シリンダ２内は液密状態とされ、ピストンロッド１内から作動油が漏れ出すことや、コイルＣ内に作動油が侵入することが防止されている。
【００２５】
スリーブ１７の小径部１７ｄ内上端およびパイプ１２内周には有底筒状のポペット型弁体１４が摺動自在に挿入され、このポペット型弁体１４とキャップ１３との間には附勢バネ１１が介装され、この附勢バネ１１により、ポペット型弁体１４は常にコイルＣ内から突出する方向、すなわち、図１中下方に向けて附勢されている。これにより、同じくスリーブ１７内に摺動自在に挿入したスプール１９を、スプール１９のさらに下方に設けた円盤状のディスク２６の環状の弁座２６ｂに向けて押し付けている。なお、附勢バネ１１のバネ定数は、所望する減衰力にあわせて適当な値とすればよい。
【００２６】
したがって、ポペット型弁体１４は、コイルＣが電力源から電線を介して電流供給され励磁されると、コイルＣが発生する磁界により固定鉄芯たるキャップ１３に吸引され附勢バネ１１のバネ力に抗して、スプール１９から離れる図中上方へ移動することができる。
【００２７】
スプール１９は、中間部外周にランド部１９ｂを設けた円筒形状であって、ランド部１９ｂの下端から下方に向けてスプール１９の側面外周に円周方向にそって環状溝１９ｃが設けられており、第１室２０がスプール１９の一端部たる図中上方に開設され、第１室２０より大径の第２室２２がスプール１９の他端部たる図中下方に開設され、ランド部１９ｂに円周方向にそって環状溝２３を形成し、この環状溝２３と第２室２２を連通する連通孔２５を設けるとともに、第１室２０とスプール１９の上方に区画された圧力室６１とをランド部１９ｂ近傍に穿設された第１の孔２１で連通するとともに、第１室２０と第２室２２とは互いに絞り１９ａを介して連通させ、さらに、環状溝１９ｃの側壁とスプール１９の図中上端部とを第２の孔２４で連通させている。そして、スリーブ１７の小径部１７ｄ内にスプールの第１室２０側の外周を摺接させ、スリーブ１７の大径部１７ｃ内周にスプール１９のランド部１９ｂの外周を摺接させており、また、上記ポペット型弁体１４の弁頭１４ａが附勢バネ１１により附勢されているので、通常はスプール１９の第１室２０の開口端を閉じている。
【００２８】
なお、スプール１９の環状溝２３は、作動油の圧力によりポペット型弁体１４を図中上方に押し上げスプール１９が図中上方に移動しても、スリーブ１７の段部１７ｂとスプール１９のランド部１９ｂの上端が当接し、それ以上のスプール１９の上方への移動が規制されているので、スリーブ１７の孔１７ａを塞ぐことはなく、作動油等の液体の流路が確保されるようになっている。
【００２９】
さらに、スリーブ１７の下端と、後述するピストン２８とで円盤状のディスク２６が挟持されており、このディスク２６の上面には環状の弁座２６ｂが設けられるとともに、ディスク２６の上下を連通する孔２６ａが穿設されている。このディスク２６の弁座２６ｂは、上述したように、ポペット型弁体１４がスプール１９の第１室２０開口端を附勢バネ１１のバネ力により図１中下方に押しているため、スプール１９の下端の第２室２２開口端近傍に当接している。
【００３０】
ピストン２８は、略円筒状であって、その内周に段部２８ａが設けられるとともに、その下端には引掛部２８ｂが設けられ、その上部内周および外周には螺子部２８ｃが設けられ、この螺子部２８ｃの外周をピストンロッド１内周に設けた螺子部１ｂに螺合するとともに、ピストン２８の段部２８ａとスリーブ１７の下端とでディスク２６を挟持しながら、螺子部２８ｃの内周を上記スリーブ１７の大径部１７ｃの外周に設けた螺子部と螺合させており、これによりピストン２８はピストンロッド１の下端内周に固定される。
【００３１】
すなわち、このピストン２８は、ピストンロッド１とスリーブ１７を結合、ひいてはこのピストン２８の段部２８ａとスリーブ１７により挟持され固定されるディスク２６、スプール１９、ポペット型弁体１４、附勢バネ１１、コイルボビン１０、キャップ１３、パイプ１２をも固定する役割を有しており、ピストン２８を螺合するだけで、上記した減衰特性可変機構のほとんどの部材が固定されることとなり、組付性がよい。
【００３２】
そして、ピストン２８内には、ピストン２８の段部２８ａの下端とピストン２８の下端の引掛部２８ｂによりスペーサ２７，３８とディスク３２が挟持され、このディスク３２には、環状の弁座３２ａがその上面に設けられるとともに、その上下を連通する孔３２ｂと中央孔３２ｃが穿設され、さらに、その中央孔３２ｃにはガイド３６が嵌合されている。なお、図示したところでは、孔３２ｂは２つだが、孔３２ｂはそれ以上設けてもよいし、好ましくはないが１つでもよい。
【００３３】
ガイド３６には、図中上方から順にバルブストッパ３５、リーフバルブ３０，３１およびディスク３３を附勢するリーフスプリング３４、減衰力発生要素たるリーフバルブ３０，３１、ディスク３３、間座３７，３７がそれぞれ嵌装されており、ディスク３３の下端外周には切欠３３ａが設けられるとともに、その下端外周を、ディスク３３の段部３３ｂをリーフバルブ３０，３１の内周側上面に当接させながらリーフバルブ３０，３１内周に挿入している。また、リーフバルブ３０，３１の外周側は、上記ディスク３２の環状の弁座３２ａに上下移動自在に当接している。なお、リーフバルブは、図示したところでは、２枚で１組としているが、所望する減衰力により１枚でもよく、複数枚を積層してもよいし、バックアップするためのリーフバルブより小径のリングをリーフバルブに重ねて使用してもよい。また、減衰力発生要素としては、リーフバルブ以外の他に慣用されているものを使用してもよい。
【００３４】
ディスク３３は、リーフスプリング３４により、間座３７，３７側に附勢されているので、図中下方からの作動油の流れに対しては、リーフバルブ３０，３１の内周側が支点となってリーフバルブ３０，３１の外周側が上方に撓み、弁座３２ａとの間に隙間を生じさせ、この隙間で減衰力を発生し、逆に図中上方からの作動油の流れに対しては、弁座３２ａが支点となって、リーフバルブ３０，３１の内周側が下方に撓んでディスク３３の段部３３ｂとリーフバルブ３０，３１との間に隙間を生じ、作動油が切欠３３ａを通過するので、この隙間で減衰力を発生することができる。
【００３５】
また、ピストン２８の外周には、ピストンリング２９が嵌装されており、このピストンリング２９は緩衝器のシリンダ２に摺接している。
【００３６】
上記のことからわかるように、ピストン２８のピストンリング２９で区画されたロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２は、ポート１ａ、孔１７ａ、連通孔２５、第２室２２、孔２６ａ、ピストン２８内を通る流路を介して連通されるとともに、同じく第２室２２から絞り１９ａ、第１室２０、孔２４を迂回する流路を介して連通されている。
【００３７】
なお、図１においては上記のように内外に開くリーフバルブを使用しているが、これに変えて、図３に示すように、リーフバルブを作動油が図中上方から下方へ向うときのみに作用するものと、作動油が図中下方から上方へ向うときのみに作用する周知のものを使用してもよい。すなわち、ピストン２８内に、上下のスペーサ２７，３８で挟持してピストン２８内に固定したディスク５７を設け、このディスク５７には、その上下を連通する孔５７ｂ，５７ｄと中央孔５７ｅを設け、上面と下面のそれぞれに弁座５７ａ，５７ｃを設けるとともに、さらに、その中央孔５７ｅにはガイド５６が嵌合されている。なお、孔５７ｂ、５７ｄは、複数個同心となるように設けられている。
【００３８】
ガイド５６には、上記ディスク５７の上下の弁座５７ａ，５７ｃに着座するリーフバルブ３０，３０，３１，３１を嵌装してあり、各リーフバルブ３０，３０，３１，３１は、このガイド５６の上下端のフランジ５６ａ，５６ｂでガイド５６から脱落しないように固定されている。リーフバルブは、図示したところでは、２枚で１組としているが、所望する減衰力により１枚でもよく、複数枚を積層してもよいし、バックアップするためのリーフバルブより小径のリングをリーフバルブに重ねて使用してもよい。
【００３９】
したがって、上側の弁座５７ａに着座しているのは、リーフバルブ５１，５２となり、他方下側の弁座５７ｃに着座しているのはリーフバルブ５４，５５となり、これにより、リーフバルブ５４，５５は作動油が図中上方から下方へ向うときのみに作用し、リーフバルブ５１，５２は作動油が図中下方から上方へ向うときのみに作用する。
【００４０】
つづいて、その作用について図２から図５に基づいて説明する。まず、コイルＣが通電されていない場合について説明すると、図２において、シリンダ２に対しピストンロッド１が図中上方に移動する、すなわち、緩衝器が伸び行程にある場合は、作動油はロッド側室Ｒ１からピストンロッド１のポート１ａを通過しピストンロッド１内に流入し、つづいて、スリーブ１７の孔１７ａ、スプール１９の環状溝２３および連通孔２５を介してスプール１９内の第２室２２へ流入する。さらに、作動油は、第２室２２から絞り１９ａを介して第１室２０へと流入する。
【００４１】
このとき、スプール１９は、ポペット型弁体１４の弁頭１４ａでディスク２６に向けて押し付けられているので、スプール１９の第１室２０の開口端はポペット型弁体１４で閉じられており、他方、第２室２２の開口端近傍のスプール１９下端部はディスク２６の弁座２６ｂに着座した状態となって、第１室２０および第２室２２内の圧力は上昇する。
【００４２】
そして、圧力が上昇した結果、この圧力によるポペット型弁体１４を図中上方に押す力が附勢バネ１１のバネ力に打ち勝つと第１室２０内の作動油は、ポペット型弁体１４ａと第１室２０の開口端との間に生じた隙間から、スプール１９の上端とスリーブ１７の小径部１７ｄの内周とポペット型弁体１４とでつくられる圧力室６０および孔２４、ディスク２６の孔２６ａを通過し、リーフバルブ側へ流入する。そして、図３に示すリーフバルブでは、作動油はディスク５７の孔５７ｄを通過し、リーフバルブ５４，５５を押し開きピストン側室へ流入する。このとき、図１に示したリーフバルブの場合には、図２に示すように、弁座３２ａが支点となって、リーフバルブ３０，３１が撓んでディスク３３の段部３３ｂとリーフバルブ３０，３１との間に隙間を生じ、作動油が切欠３３ａを通過しピストン側室Ｒ２へ流入する。
【００４３】
このときの圧力をＰｐとすると、図３に示すように、第１室２０内と、第１室２０と孔２１を介して連通している圧力室６１内の圧力は常にＰｐとなり、ピストン速度が上昇し、さらに作動油の流量が増加すると、絞り１９ａの圧力損失分だけ第２室２２内の圧力は上昇し、スプール１９を図３中上方へ押し上げる方向の力が増加する。そして、第２室２２内の圧力が、ディスク２６の弁座２６ｂと弁座２６ｂに着座しているスプール１９の下端の第２室２２開口端近傍との間に隙間を生じるクラッキング圧に達すると、ディスク２６の弁座２６ｂとスプール１９の端部との間に隙間が生じて、この隙間を作動油が通過し、リーフバルブ３０，３１側へ流入し、さらに上述のように、リーフバルブ３０，３１を通過し、やがては、ピストン側室Ｒ２へ流入することとなる。
【００４４】
このときのクラッキング圧をＰｃｒ（伸側）とすると、図３に示すスプールの釣合いから、
Ｐｃｒ（伸側）＝４×Ｆ×（Ｄ４２−Ｄ２２＋Ｄ１２）÷（π×Ｄ１２×Ｄ３２）
となる。ここで、Ｆはポペット型弁体１４を附勢する附勢バネのバネ力、Ｄ１は第１室２０の内径、Ｄ２はスプール１９の上端部外径、Ｄ３はディスク２６の弁座２６ｂがスプール１９をシートしているシート部径、Ｄ４は、スプール１９のランド部１９ｂの外径である。
【００４５】
すなわち、このときの減衰力は、リーフバルブの発生差圧による減衰力にクラッキング圧分の減衰力を加えたものとなり、図６に示すようにピストン速度が低い場合には、ポペット型弁体１４とスプール１９の第１室の開口端との間に生じる隙間とリーフバルブ３０，３１と絞り１９ａとで線Ｘ１のごとくの減衰力を発生し、クラッキング圧に達するピストン速度が高い場合にはリーフバルブ３０，３１で線Ｙ１のごとくの減衰力を発生でき、減衰特性を変化させることが可能である。
【００４６】
なお、絞り１９ａを設けずとも使用可能であるが、第１室２０と第２室２２とを絞り１９ａを介して連通すると、これにより上記したように第２室２２内の圧力を上昇させて第１室２０および圧力室６１内の圧力とに差圧を生じさせ、確実に附勢バネ１１に抗してディスク２６の弁座２６ｂと弁座２６ｂに着座しているスプール１９の下端の第２室２２開口端近傍との間に隙間を生じさせることができる、すなわち、スプール１９のランド部１９ｂの外径およびその上端部外径および第１室２０の内径および弁座２６ｂのシート部径の各寸法の加工上の誤差により、スプール１９が附勢バネのバネ力に抗して図中上方に移動することができなくなるという事態を防止できるので、動作が安定し、スプール１９や弁座２６ｂの加工が容易となる。
【００４７】
逆に、図４において、シリンダ２に対しピストンロッド１が図中下方に移動する、すなわち、緩衝器が圧行程にある場合は、作動油はピストン側室Ｒ２からピストンロッド１の下端から、ピストンロッド１内に流入し、ディスク３２の孔３２ｂを通過し、リーフバルブ３０，３１をリーフバルブ３０，３１の内周側を支点として押し開き、リーフバルブ３０，３１と弁座３２ａとの間に生じた隙間を通過し、さらに、ディスク２６の孔２６ａを介して、スプール１９の下方とスリーブ１７の内周とで作られる圧力室６２に流入する。そして、圧力室６２に流入した作動油の一部はスプール１９の孔２４を介して、スプール１９の上面の圧力室６０に流入する。しかし、ポペット型弁体１４がスプール１９の第１室２０の開口端を閉じており、かつ、スプール１９の下端の第２室２２の開口端近傍がディスク２６の弁座２６ｂに着座しているため、作動油はスプール１９内に流入することができず、圧力室６０および圧力室６２の圧力が上昇する。
【００４８】
そして、圧力が上昇した結果、ディスク２６の弁座２６ｂと弁座２６ｂに着座しているスプール１９の下端の第２室２２開口端近傍との間に隙間を生じるクラッキング圧に達すると、ディスク２６の弁座２６ｂとスプール１９の端部との間に隙間が生じて、この隙間を作動油が通過し、スプール１９内に流入し、さらには、スプール１９の連通孔２５、環状溝２３、スリーブ１７の孔１７ａおよびピストンロッド１のポート１ａを通過し、やがては、ロッド側室Ｒ１へ流入することとなる。
【００４９】
このときのクラッキング圧をＰｃｒ（圧側）とすると、図５に示すスプールの釣合いから、
Ｐｃｒ（圧側）＝４×Ｆ÷（π×Ｄ４２−Ｄ３２−Ｄ２２）
となる。ここで、上記の場合と同様にＦはポペット型弁体１４を附勢する附勢バネのバネ力、Ｄ２はスプール１９の上端部外径、Ｄ３はディスク２６の弁座２６ｂがスプール１９をシートしているシート部径、Ｄ４は、スプール１９のランド部１９ｂの外径である。
【００５０】
すなわち、このときの減衰力は、上記同様にリーフバルブの発生差圧による減衰力にクラッキング圧分の減衰力を加えたものとなり、ピストン速度が低い場合には、クラッキング圧に達せず図６中線Ｘ２のごとくの減衰力を発生し、クラッキング圧に達するピストン速度が高い場合にはリーフバルブ３０，３１で図６中線Ｙ２のごとくの減衰力を発生でき、減衰特性を変化させることが可能である。
【００５１】
なお、上述のように、クラッキング圧は、ポペット型弁体１４を附勢する附勢バネのバネ力、第１室２０の内径、スプール１９の上端部外径、ディスク２６の弁座２６ｂがスプール１９をシートしているシート部径、スプール１９のランド部１９ｂの外径によって決せられるので、所望する減衰特性にあわせて上記各部の寸法を設定すればよい。また、緩衝器の伸び行程時と圧行程時のクラッキング圧の比も上記各部の寸法を変えることにより自由に設定可能である。さらに、このスプールは、伸び行程時と圧行程時とで受圧面積の異なる種々の緩衝器に対して、各部の寸法の小変更のみで対応できるから、その適用性に優れる。
【００５２】
次にコイルＣに電流を流すと、コイルＣの周りに磁界が発生し、キャップ１３に磁力が発生し、ポペット型弁体１４がキャップ１３に吸引される方向の力が発生する。しかし、ポペット型弁体１４は、附勢バネ１１のバネ力により附勢されているので、スプール１９の第１室２０の開口端を閉じたままである。
【００５３】
ここで、ポペット型弁体１４をスプール１９側に押し付けるように働く力Ｆは、附勢バネ１１のバネ力からソレノイドＳの吸引力を減じたものとなる。したがって、この場合のクラッキング圧Ｐｃｒは、上記２つの式でＦの値が減少する分、緩衝器の伸び行程および圧行程とも減少することとなる。このときクラッキング圧Ｐｃｒは上記２つの式から明らかなようにＦの値の大きさに依存するが、このＦの値はコイルＣに流れる電流値に比例して減少するから、クラッキング圧ＰｃｒもコイルＣに流れる電流値に比例することとなる。したがって、この場合には、クラッキング圧Ｐｃｒが小さくなるので、減衰特性を変化させることができる。
【００５４】
また、クラッキング圧ＰｃｒはコイルＣに流れる電流値に比例したもの、すなわち、電流値に対し線形的に変化するので、従来の緩衝器では間接的にクラッキング圧を制御していたが、従来とは異なり直接的にクラッキング圧を制御できるので従来の緩衝器に比較して、その減衰特性を制御しやすくなる。そして、オリフィスを使用しておらず、部品の寸法誤差によるばらつきによる減衰特性の不安定性もなく、さらに、各部品に加工上の寸法誤差があったとしても電流値で容易に調節可能となるので、安定した減衰特性を得られるという効果とともに、その加工も容易となる効果も得られる。
【００５５】
そして、さらに、コイルＣに流れる電流を大きくしていくと、ソレノイドＳは、やがては、附勢バネ１１のバネ力以上の吸引力を発生し、ポペット型弁体１４は、スプール１９から離れる。このときのスプール１９に作用する附勢バネ１１によるバネ力はゼロになるので、緩衝器の伸び行程および圧行程のクラッキング圧Ｐｃｒはともにゼロとなるので、作動油はスプール１９を抵抗なく通過することができ、発生する減衰力はリーフバルブ３０，３１のみの圧力損失により発生することとなり、図６中線Ｚ１，Ｚ２のごとくの最も低い減衰力が得られる。
【００５６】
すなわち、この緩衝器にあっては、ソレノイドＳのコイルＣに供給する電流量を変化させることにより、伸び行程にあっては図６中線Ｚ１から線Ｘ１，Ｙ１の間で減衰力を変化させることができ、圧行程にあっては図６中線Ｚ２から線Ｘ２，Ｙ２の間で減衰力を変化させることができる。
【００５７】
それゆえ、この緩衝器においては、車両の乗り心地を向上することができるのである。また、ピストンロッド内にソレノイドを設けることができ、緩衝器外や緩衝器のボトム部材もしくはヘッド部材にソレノイドを設ける必要が無いので、緩衝器をコンパクトにすることができる。
【００５８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、ピストン速度に応じた減衰特性を発生可能である。
【００６０】
また、ソレノイドのコイルに流れる電流値に比例して、クラッキング圧を小さくすることができ、減衰特性を変化させることができる。
【００６１】
さらに、クラッキング圧はコイルに流れる電流値に比例したもの、すなわち、電流値に対し線形的に変化するので、従来の緩衝器では間接的にクラッキング圧を制御していたが、従来とは異なり直接的にクラッキング圧を制御できるので従来の緩衝器に比較して、その減衰特性を制御しやすくなる。そして、オリフィスを使用しておらず、部品の寸法誤差によるばらつきによる減衰特性の不安定性もなく、さらに、各部品に寸法誤差があったとしても電流値で容易に調節可能となるので、安定した減衰特性を得られるという効果とともに、その加工も容易となる効果も得られる。
【００６２】
そして、さらに、コイルに流れる電流を大きくすれば、発生する減衰力は減衰力発生要素のみの圧力損失により発生することとなり、最も低い減衰力が得られる。
【００６３】
それゆえ、その減衰特性を制御しやすく、安定した減衰特性を得られるので、車両の乗り心地を向上することができるのである。
【００６４】
また、ピストンロッド内にソレノイドを設けることができ、緩衝器外や緩衝器のボトム部材もしくはヘッド部材にソレノイドを設ける必要が無いので、緩衝器をコンパクトにすることができる。
【００６５】
請求項２の発明によれば、第１室と第２室とを絞りを介して連通したので、これにより第２室内の圧力を上昇させて第１室とに差圧を生じさせ、確実に附勢バネに抗してディスクの弁座とスプールの下端の第２室２開口端近傍との間に隙間を生じさせることができる。
【００６６】
請求項３の発明によれば、ピストンを螺合するだけで、この緩衝器の減衰特性可変機構のほとんどの部材が固定されることとなり、組付性がよい。
【００６７】
請求項４の発明によれば、スプールのランド部の外径とその上端側外径および第１室の内径および弁座のシート部径の各寸法の加工上の誤差により、スプールが附勢バネのバネ力に抗して移動することができなくなるという事態を防止できるので、動作が安定し、スプールや弁座の加工が容易となる。
【００６８】
また、クラッキング圧は、ポペット型弁体を附勢する附勢バネのバネ力、第１室の内径、スプールの上端部外径、弁座がスプールをシートしているシート部径、スプールのランド部の外径によって決せられるので、所望する減衰特性にあわせて上記各部の寸法を設定可能であり、緩衝器の伸び行程時と圧行程時のクラッキング圧の比も上記各部の寸法を変えることにより自由に設定可能である。したがって、このスプールは、伸び行程時と圧行程時とで受圧面積の異なる種々の緩衝器に対して、各部の寸法の小変更のみで対応できるから、その適用性に優れる。
【００６９】
請求項５の発明によれば、アーマチュアをポペット型弁体としているから、アーマチュアからポペット型弁体が脱落したり、アーマチュアとポペット型弁体とにガタが生じたりすることがないので、アーマチュアに別途ポペット型弁体を連結した場合に比較して動作が安定し、ソレノイドが損傷する事態を生じにくい。また、ポペット型弁体とすることにより、スプールとの軸芯確保されるので、動作の安定性が確保され、さらに、使用しているうちにポペット型弁体の弁頭がスプールの一端開口部もしくは第１室の開口端となじむので密閉性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による緩衝器の縦断面図である。
【図２】この発明による緩衝器の伸び行程時の作動油の流れを示した図である。
【図３】この発明による緩衝器の伸び行程時におけるスプールに作用する力の釣合いを示した図である。
【図４】この発明による緩衝器の圧行程時の作動油の流れを示した図である。
【図５】この発明による緩衝器の圧行程時におけるスプールに作用する力の釣合いを示した図である。
【図６】この発明による緩衝器の減衰特性を示す図である。
【符号の説明】
１  ピストンロッド
１ａ  ポート
２  シリンダ
１１  附勢バネ
１４  アーマチュアたるポペット型弁体
１７  スリーブ
１７ａ  孔
１７ｃ  大径部
１７ｄ  小径部
１９  スプール
１９ａ  絞り
１９ｂ  ランド部
２０  第１室
２１  孔
２２  第２室
２３  環状溝
２４  孔
２５  連通孔
２６  ディスク
２６ｂ  弁座
２８  ピストン
３０，３１  減衰力発生要素たるリーフバルブ
Ｐｃｒ  クラッキング圧
Ｒ１  第１液室たるロッド側室
Ｒ２  第２液室ピストン側室
Ｃ  コイル
Ｓ  ソレノイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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