JPWO2019130682A1 - 緩衝器およびソレノイド - Google Patents

Abstract

可動子とコアとのクリアランスが小さい部分を形成するとともに、可動子とコアとのクリアランスが大きい部分を形成し、ソレノイド推力を確保しながら、可動子に発生する横力が小さくなるように、可動子の小径部とコアの磁性部とのクリアランスを適正化させたので、ソレノイド推力の低下と可動子に発生する横力の偏倚とを最小限に抑えることが可能であり、減衰力発生機構の減衰力制御性を向上させることができる。

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対して作動流体の流れを制御することで減衰力を発生させる緩衝器に関する。

特許文献１には、軸方向に配置された磁性部と非磁性部とを接合して一体化させたコア構造のソレノイドを備えたピストン内蔵型の減衰力調整式油圧緩衝器が開示されている。この緩衝器は、可動子の外径が全長にわたって同一で、かつ、磁性部と可動子とのクリアランス（径方向隙間）と、非磁性部と可動子とのクリアランスと、が同一である。

特表２０１２−５０１４１２号公報

特許文献１に記載された緩衝器は、可動子のコアに対する軸方向移動範囲において、可動子の外周面の全てがコアの内周面に摺動するため、可動子がコアに対して偏心すると、可動子に作用する横方向の磁力が周方向で不均一になり、可動子とコアとの摺動抵抗が増大する。その結果、減衰力のヒステリシス、すなわち、制御電流を増加方向へ変化させたときに発生する減衰力と制御電流を減少方向へ変化させたときに発生する減衰力との差異が大きくなり、減衰力制御性が悪化する。

本発明は、減衰力制御性を向上させた緩衝器を提供することを課題とする。

本発明の一実施形態に係る緩衝器は、
作動流体が封入されるシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されるピストンと、
一端が前記ピストンに連結され、他端側が前記シリンダの外部に延出されるピストンロッドと、
ソレノイドに流れる制御電流を制御することで減衰力特性が調整可能な減衰力発生機構と、を備え、
前記ソレノイドは、通電されることで磁力を発生するコイルと、
前記コイルの内周側に設けられ、磁性部と非磁性部とを有するコアであって、前記磁性部と前記非磁性部は前記コアの軸方向に沿って配置された前記コアと、
前記コアの内周側を該コアの軸方向へ移動可能な可動子と、を備え、
前記可動子の前記コアに対する前記軸方向の移動範囲において、前記可動子と前記コアとの径方向間距離が大きい部分と小さい部分とを有し、前記小さい部分は、前記コアの非磁性部と対向する。

本発明の一実施形態に係る緩衝器によれば、緩衝器の減衰力制御性を向上させることができる。

第１実施形態に係る緩衝器の断面図である。 図１におけるピストンバルブを含む要部の拡大図である。 図２におけるソレノイドを含む要部の拡大図である。 第１実施形態の説明図であって、ソレノイドにおける磁気流れを示す図である。 第１実施形態の説明図であって、可動子とコアとのクリアランスを横軸に取り、可動子の発生力を縦軸に取ったときの、ソレノイド推力、区間Ａにおける横力、および区間Ｃにおける横力を示す図表である。 第１実施形態の説明図であって、従来構造のソレノイドを備えた緩衝器の減衰力特性を示す図表である。 第１実施形態の説明図であって、第１実施形態のソレノイドが適用された緩衝器の減衰力特性を示す図表である。 第２実施形態の説明図である。

（第１実施形態） 本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。便宜上、図１における上下方向を「上下方向」と称する。
図１を参照すると、第１実施形態に係る緩衝器１は、ソレノイド９１を有する減衰力発生機構３１がシリンダ２内のピストンケース２１（ピストン）に内蔵された、いわゆる、ピストン内蔵型の減衰力調整式緩衝器１（以下「緩衝器１」と称する）である。緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた複筒構造をなし、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成される。シリンダ２内には、ピストンバルブ５（ピストン）が摺動可能に嵌装される。ピストンバルブ５は、外周側にピストンバンド５Ａが設けられ、シリンダ２内をシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に区画する。ピストンバルブ５は、上端がシリンダ上室２Ａに開口する伸び側通路１９と、下端がシリンダ下室２Ｂに開口する縮み側通路２０と、を有する。

シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ７が設けられる。ベースバルブ７には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる通路８，９が設けられる。通路８には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への油液（作動流体）の流通のみが許容される逆止弁１０が設けられる。通路９には、シリンダ下室２Ｂ側の油液の圧力が設定圧力に達することで開弁し、シリンダ下室２Ｂ側の圧力（油液）をリザーバ４側へ逃がすディスクバルブ１１が設けられる。なお、作動流体として、シリンダ２内には油液が封入され、リザーバ４内には油液およびガスが封入される。また、外筒３の下端にはボトムキャップ１２が接合され、ボトムキャップ１２には取付部材１３が接合される。

ピストンバルブ５は、ピストンケース２１を介してピストンロッド６に連結される。ピストンケース２１は、ピストンロッド６の下端（一端）に連結される略円筒形のケース本体２２と、ケース本体２２の下端を閉塞させるケース底部２３と、ケース底部２３の下端から軸方向（下方向）へ延びてピストンバルブ５が装着される軸部２４と、を有する。ケース底部２３と軸部２４とは一部品であり、ケース本体２２とケース底部２３とはねじ部１８によって一体化される。なお、ピストンロッド６の上端側（他端側）は、シリンダ上室２Ａを通過し、さらにシリンダ２および外筒３の上端部に装着されたロッドガイド１４およびオイルシール１５に挿通されてシリンダ２の外部へ延出される。また、外筒３の上端部はキャップ１６によってカバーされ、外筒３の外周にはばね受部材１７が取り付けられる。

図２を参照すると、緩衝器１は、ピストンロッド６の移動によって生じるシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの間の油液の流れを制御することで減衰力を発生させる減衰力発生機構３１を備える。減衰力発生機構３１は、ピストンバルブ５の下端に設けられるメインバルブ３２を有する。メインバルブ３２は、ピストンバルブ５が伸び側へ移動したときのシリンダ上室２Ａからシリンダ下室２Ｂへの油液の流れを規制することで減衰力を発生させる減衰弁３３と、減衰弁３３に対して閉弁方向へ内圧を作用させる背圧室３４と、シリンダ上室２Ａから背圧室３４へ油液を導入させる背圧室導入通路３５と、を有する。

減衰弁３３は、ディスクバルブによって構成され、軸孔にピストンケース２１の軸部２４が挿通される。減衰弁３３の内側周縁部は、ピストンバルブ５の内側周縁部とパイロットケース３６の軸部３６Ａとによって挟持される。減衰弁３３の下面には、環状のパッキン３７（シート部）が設けられる。パッキン３７は、パイロットケース３６の環状壁部３８の内周面に摺動可能に当接される。これにより、減衰弁３３とパイロットケース３６との間に環状の背圧室３４が形成される。減衰弁３３は、ピストンバルブ５の伸び側通路１９の下端開口を被うようにして、外側周縁部がピストンバルブ５の下端に着座される。そして、ピストンバルブ５の上端に形成されて径方向へ延びる通路２７（切欠き）、伸び側通路１９、および減衰弁３３の開弁により形成される流路によって、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとを連通させる第１通路が構成される。

パイロットケース３６は、パイロットケース３６を上下方向へ貫通する複数個の通路４１を有する。パイロットケース３６の下端には、ディスクバルブ３９が設けられる。ディスクバルブ３９は、軸孔にピストンケース２１の軸部２４が挿通され、パイロットケース３６の通路４１の下端開口を被うようにして、外側周縁部がパイロットケース３６の下端に形成された環状のシート部４０に着座される。そして、背圧室３４の圧力がディスクバルブ３９のセット荷重に達すると、ディスクバルブ３９が開弁される。これにより、背圧室３４の圧力（油液）をシリンダ下室２Ｂへ逃がすことができる。なお、ディスクバルブ３９の内周縁部は、パイロットケース３６の軸部３６Ａとワッシャ４２との間で挟持される。

ピストンバルブ５の上端には、ディスクバルブ４３が設けられる。ディスクバルブ４３は、軸孔にピストンケース２１の軸部２４が挿通され、内側周縁部がピストンバルブ５の内側周縁部と弁部材２５の内側周縁部とによって挟持される。ディスクバルブ４３は、ピストンバルブ５の上端に形成された環状凹部４４を被うようにして、外側周縁部がピストンケース５の上端に形成された環状のシート部４５に着座される。弁部材２５は、軸孔にピストンケース２１の軸部２４が挿通され、ピストンケース２１のケース底部２３の下端面に形成された環状凹部を被うようにして、上端面がケース底部２３の下端面に当接される。これにより、ピストンケース２１のケース底部２３と弁部材２５との間には、環状通路５０が形成される。なお、ピストンバルブ５の環状凹部４４には、縮み側通路２０の上端が開口される。

弁部材２５の下端には、ディスクバルブ４７が設けられる。ディスクバルブ４７は、軸孔にピストンケース２１の軸部２４が挿通され、内側周縁部がディスク４８と弁部材２５の内側周縁部との間で挟持される。ディスクバルブ４７は、弁部材２５の下端の外側周縁部に形成された環状のシート部４９Ａとシート部４９Ａの内側に形成された環状のシート部４９Ｂとに着座される。弁部材２５とピストンケース２１のケース底部２３との間の環状通路５０は、弁部材２５を軸方向（上下方向）へ貫通する通路２５Ａ、ピストンケース２１の軸部２４の外周面に形成されて軸方向へ延びる通路２８、およびパイロットケース３６の軸部３６Ａに形成された通路４６を介して、背圧室３４に連通される。なお、軸孔に軸部２４が挿通される各部品は、軸部２４の下端部に装着されたナット２６の締め付けにより生じる軸力によってピストンケース２１のケース底部２３に固定される。

ピストンケース２１のケース底部２３には、ケース底部２３を軸線方向（上下方向）へ貫通する複数本（図２に「１本」のみ表示）の通路５１が設けられる。通路５１は、下端が環状通路５０に開口し、上端がケース底部２３の環状の側壁の内側に形成された室５２に開口される。ピストンケース２１の底面（室５２の底面）には弁座５５が形成され、弁座５５には第１弁体５３の下端に形成された環状のシート部５４が着座される。そして、弁座５５に第１弁体５３のシート部５４が着座されることにより、第１弁体５３とケース底部２３との間に第１弁室５６が形成される。第１弁室５６は、軸部２４に形成された通路５７（軸孔）を介してシリンダ下室２Ｂに連通される。

そして、通路５７、第１弁室５６、第１弁体５３の開弁により形成される流路、室５２、通路５１、およびディスクバルブ４７の開弁により形成される流路によって、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとを連通させる第２通路が構成される。換言すると、第２通路は、ディスクバルブ４７が開弁・閉弁されることにより連通・遮断される。また、第２通路は、ピストンバルブ５（ピストンロッド６）が縮み側へ移動され、第１弁室５６の圧力がセット荷重に達して第１弁体５３が開弁されることで、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの間を連通させる。さらに、室５２は、通路５１、環状通路５０、および軸部２４に形成された通路２８を介して背圧室３４に連通される。

第１弁体５３は、非磁性体であり、大径部５８と小径部５９とを有する段付円柱形に形成される。第１弁体５３の小径部５９は、後述するコア９３の磁性部９６の内周面１１４の下部に摺動可能に嵌装される。第１弁体５３の小径部５９とコア９３の磁性部９６の内周面１１４との間は、シール部材６０（図３参照）によってシールされる。第１弁体５３には、上端が開口するボア６３が形成される。ボア６３には、ニードル型の第２弁体６５が収容される。第２弁体６５は、ボア６３の底面に開口する第２弁室６９の開口周縁部に形成された弁座６４に着座される。第１弁体５３および第２弁体６５のセット荷重は、ソレノイド９１に対する制御電流を調節することによって可変される。そして、第１弁体５３、第２弁体６５、ならびにソレノイド９１の推力により第１弁体５３および第２弁体６５のセット荷重を可変させるアクチュエータによって、サブバルブ６８が構成される。

第１弁体５３には、ボア６３の底面中央に開口する第２弁室６９、大径部５８を径方向（図２における左右方向）へ延びて第２弁室６９を室５２に連通させる通路７０、および第２弁体６５の開弁時に第２弁室６９をシリンダ下室２Ｂに連通させる通路７１が形成される。第２弁体６５は、上端側の外側周縁部にフランジ部７２が形成される。フランジ部７２の外周面は、ボア６３の内周面に摺動可能に嵌合される。フランジ部７２とボア６３の底面との間には、第２弁体６５を第１弁体５３に対して上方向へ付勢させる圧縮コイルばね７３が介装される。第２弁体６５には、第２弁体６５の上端中央に開口する凹部７４が形成される。凹部７４の底部中央には、作動ピン７５の半球形の下端を受ける内円錐面７６が形成される。

作動ピン７５は、下端が第２弁体６５の内円錐面７６で受けられる軸部７７と、下半分が半球形に形成される基部７９と、基部７９の上端中央に形成される凸部７８と、を有する。作動ピン７５は、基部７９の半球面が後述するソレノイド９１の可動子８０に形成された内円錐面８１によって受けられる。内円錐面８１は、可動子８０の上端に開口する大径孔部８２の下端と可動子８０の下端に開口する小径孔部８３の上端とに接続される。可動子８０の小径孔部８３には、作動ピン７５の軸部７７が挿通される。作動ピン７５は、基部７９の外側周縁部とばね受部材８４との間に介装された圧縮コイルばね８５の付勢力によって、基部７９の下側の半球面が可動子８０の内円錐面８１に着座される。

第１弁体５３には、圧縮コイルばね８５のばね力が作動ピン７５および第２弁体６５を介して伝達され、これにより、第１弁体５３は、ソレノイド９１のコア９３に対して下方向へ付勢される。ばね受部材８４は、段付軸形状をなし、大径軸部１４１、小径軸部１４２、および大径軸部１４１と小径軸部１４２との間に形成されて圧縮コイルばね８５の上端を受けるフランジ部１４３を有する。ばね受部材８４は、大径部８４Ａが圧縮コイルばね８５の上端部内側に挿入され、小径軸部１４２がコア９３の磁性部９５の凹部１０８に装着されたリング３０に嵌合される。

第２弁体６５は、作動ピン７５の軸部７７に外装された圧縮コイルばね８６のばね力により可動子８０に対して下方向へ付勢される。圧縮コイルばね８６は、第２弁体６５の凹部７４の底面と可動子８０との間に介装される。なお、コア９３（磁性部９６）の内側であって第２弁体６５と可動子８０との間の空間８８は、第２弁体６５のフランジ部７２に形成された通路８９を介して第１弁体５３のボア６３に連通される。

ピストンケース２１のケース本体２２の内周面２２Ａの上端部には、コイルキャップ１０５が嵌合される。コイルキャップ１０５の上端には、ピストンケース２１のケース本体２２の軸部１３１の軸孔１３１Ａ内に保持された端子１３３が設けられる。端子１３３は、コイル９２とコネクタ１３５に接続される。端子１３３には、ピストンロッド６の軸孔６Ａに挿通されたハーネス部材１３４の一端（下端）に装着されたコネクタ１３５が接続される。端子１３３とコネクタ１３５は、アダプタ１３２により回転方向に位置決めされている。

なお、ピストンロッド６の下端とピストンケース２１のケース本体２２の軸部１３１とは、ねじ部１３６によって連結される。また、可動子８０の内側の大径孔部８２は、ばね受部材８４の軸孔１４４、リング部材３０の軸孔の内側の空間１４５、磁性部９５を軸方向に貫通する通路１４６、コイルキャップ１０５に形成された通路１４７，１４８、コイルキャップ１０５とケース本体２２の蓋部１５０との間に形成される環状通路１４９、およびケース本体２２の蓋部１５０に形成された通路１５１、を介してシリンダ上室２Ａに連通される。これにより、組立時に残留したピストンケース２１内のエアを排出させるエア抜き通路が形成される。

次に、主に図３を参照して、第１実施形態におけるソレノイド９１を説明する。
ソレノイド９１は、通電により磁力を発生するコイル９２と、コイル９２の内周側に設けられるコア９３と、コア９３の内周側を軸方向（上下方向）へ移動可能な可動子８０と、を備える。コア９３には、軸方向（図３における「上下方向」）に沿って上から順に、磁性部９５、非磁性部９７、磁性部９６が配置される。換言すると、コア９３は、上下に配置された磁性部９５，９６を非磁性部９７を介して結合させることで構成される。コア９３の非磁性部９７は、略円筒形に形成され、内周面９８の上側（上端部）に段部９８Ａを介して大内径部１００が形成され、外周面９９の下側（下端部）に段部９９Ａを介して小外径部１０１が形成される。

コア９３の磁性部９５は、略円柱形に形成される。磁性部９５の外周面１０３には、コイル９２の内周面９２Ａの上部が嵌合される。磁性部９５の上端には、小径軸部１０４が形成され、小径軸部１０４は、コイルキャップ１０５の下端面に開口する凹部１０６に嵌合される。磁性部９５には、下端面に開口する内円錐面１０７が形成される。内円錐面１０７の先端部（上端部）には、リング部材３０が嵌着される凹部１０８が形成される。磁性部９５の外周面１０３の下端部には、段部１０３Ａを介して小外径部１０９が形成される。なお、磁性部９５の内円錐面１０７の開口周縁部は、磁性部９５の環状の下端面１１０となる。また、磁性部９５の小径軸部１０４とコイルキャップ１０５の凹部１０６との間は、シール部材１１１によってシールされる。

コア９３の磁性部９６は、略円筒形に形成される。磁性部９６の外周面１１３には、コイル９２の内周面９２Ａの下部が嵌合される。磁性部９６の内周面１１４の上端部には、段部１１４Ａを介して大内径部１１５が形成される。磁性部９６の下部には、ピストンケース２１のケース本体２２の内周面２２Ａに嵌合させるフランジ部１１７が形成される。磁性部９６のフランジ部１１７は、ピストンケース２１のケース底部２３に形成された環状壁部１１６の上端に突き当てられる。これにより、コア９３は、ピストンケース２１に対して軸方向に位置決めされる。なお、磁性部９６の下端には、環状壁部１１６の内周面１１６Ａに嵌合させるボス部１１８が形成される。

コア９３は、磁性部９５の下端の小外径部１０９を非磁性部９７の上端の大内径部１００に圧入させ、磁性部９５の外周面１０３の段部１０３Ａと非磁性部９７の上端との間を周方向に沿ってろう付けすることにより、磁性部９５と非磁性部９７とが接合される。他方、コア９３は、非磁性部９７の下端の小外径部１０１を磁性部９６の上端の大内径部１１５に圧入させ、非磁性部９７の外周面９９の段部９９Ａと磁性部９６の上端との間を周方向に沿ってろう付けすることにより、磁性部９６と非磁性部９７とが接合される。磁性部９５，９６および非磁性部９７が一体化された状態において、磁性部９６の内周面１１４の内径と非磁性部９７の内周面９８の内径とは、同一である。すなわち、磁性部９６の内周面１１４と非磁性部９７の内周面９８とは、面一、換言すると、同一の内円筒面上に配置される。

なお、磁性部９５の下端面１１０を非磁性部９７の内周面９８の段部９８Ａに突き当てることにより、磁性部９５と非磁性部９７とが軸方向に相対位置決めされる。また、非磁性部９７の下端を磁性部９６の内周面１１４の段部１１４Ａに突き当てることにより、磁性部９６と非磁性部９７とが軸方向に相対位置決めされる。さらに、磁性部９６のフランジ部１１７とピストンケース２１のケース本体２２との間は、フランジ部１１７の外周面に形成された環状溝に装着されたシール部材１１９によってシールされる。また、磁性部９６の外周面１１３の基端部には、フランジ部１１７に近づくにつれて拡径される外円錐面１２０が形成される。これにより、コイル９２の下端と磁性部９６のフランジ部１１７との間には、軸方向の隙間が形成される。

可動子８０は、略円筒形に形成される。可動子８０の上端部には、上端に近づくにつれて縮径される外円錐面１２４を有するテーパ部１２３が形成される。可動子８０の外円錐面１２４は、磁性部９５の内円錐面１０７に対して一定の軸方向隙間をあけて対向する。可動子８０は、コア９３に対する摺動面となる外周面１２６を有する大径部１２５と、段部１２７を介して大径部１２５の下端に連続する小径部１２８と、を有する。なお、小径部１２８の外周面１２９の下部には環状溝１３０が形成されており、環状溝１３０内には、可動子８０の倒れを規制し、外周面１２９とコア９３の磁性部９６の接触を防止する摺動リング１５８が配置されている。

可動子８０の大径部１２５の外周面１２６は、コア９３の非磁性部９７の内周面９８に摺動可能に嵌合される。すなわち、可動子８０の大径部１２５の外周面１２６とコア９３の非磁性部９７の内周面９８との間には、一定の摺動クリアランスが形成される。他方、可動子８０の小径部１２８は、磁性部９６の内周面１１４（軸孔）に一定の嵌め合い（隙間嵌め）で嵌合される。換言すると、可動子８０の小径部１２８の外周面１２９と、コア９３の磁性部９６の内周面１１４との間には、一定のクリアランスが形成される。これにより、可動子８０の小径部１２８の外周面１２９と、コア９３の磁性部９６の内周面１１４との、非接触状態が保たれる。

すなわち、ソレノイド９１は、可動子８０のコア９３に対する軸方向移動範囲において、可動子８０とコア９３との径方向間距離が大きい部分と小さい部分とを有し、可動子８０のコア９３との径方向間距離が小さい部分（大径部１２５）は、コア９３の非磁性部９７と対向する。図４を参照すると、ソレノイド９１におけるコア９３と可動子８０との間の磁束の受け渡しは、磁性部９６から可動子８０の小径部１２８へ、および可動子８０のテーパ部１２３から磁性部９５の内円錐面１０７へ行われる。なお、コイル９２に対する通電方向が逆の場合、コア９３と可動子８０との間の磁束の受け渡し方向も逆になる。

次に、第１実施形態の作動を説明する。
ここで、緩衝器１は、車両のサスペンション装置のばね上、ばね下間に取り付けられる。車両に振動が発生すると、緩衝器１は、ピストンロッド６のストロークに対して、油液（作動流体）の流れを制御することで減衰力を発生させる。このとき、減衰力発生機構３１は、ピストンロッド６の伸び行程時（以下「伸び行程時」と称する）には、メインバルブ３２の背圧（背圧室３４の圧力）を可変させて減衰弁３３の開弁圧を変化させることで減衰力を調節する。他方、ピストンロッド６の縮み行程時（以下「縮み行程時」と称する）には、ソレノイド９１の推力を制御して第１弁体５３のセット荷重（開弁圧）を変化させることで減衰力を調節する。

そして、伸び行程時には、シリンダ２内のピストンバルブ５（ピストン）の移動によってシリンダ上室２Ａ側の油液（作動流体）が加圧されると、第２弁体６５の閉弁時、すなわち、第２弁体６５が第１弁体５３の弁座６４に着座されているとき、背圧室３４の上流側は、通路４６、通路２８、弁部材２５の内周通路２５Ｂ、およびディスクバルブ４７に形成された背圧室導入通路３５を介してシリンダ上室２Ａに連通される。これにより、加圧されたシリンダ上室２Ａ側の油液は、背圧室導入通路３５、通路２８、および通路４６を介して背圧室３４に導入される。

他方、背圧室３４の下流側は、通路４６、通路２８、環状通路５０、通路５１、室５２、および通路７０を介して第２弁室６９に連通される。これにより、ソレノイド９１の推力（制御電流）を制御して背圧室３４の圧力、すなわち、メインバルブ３２の背圧を可変させることにより、減衰弁３３のセット荷重（開弁圧）が調節される。ここで、第２弁室６９の圧力が第２弁体６５のセット荷重に達することで第２弁体６５が開弁されると、背圧室導入路３５から作動流体が流入し、背圧室導入路３５で差圧が発生することで、背圧室３４とシリンダ上室２Ａとの間に差圧が生じる。この差圧がメインバルブ３２のセット荷重以上になると、メインバルブ３２が開弁する。

なお、第２弁体６５の開弁前には、通路２８、伸び側通路１９を介して減衰弁３３に形成されたオリフィス２９を通過する油液によるオリフィス特性の減衰力が得られる。一方、メインバルブ３２の開弁後には、前述した第１通路を流通する油液による、減衰弁３３のバルブ特性の減衰力が得られる。ピストンロッド６がシリンダ２内から退出した分の油液は、リザーバ４から、ベースバルブ７の逆止弁１０を開弁させることでシリンダ下室２Ｂへ流通する。また、伸び行程時における第１弁体５３は、第１弁室５６が通路５７を介してシリンダ下室２Ｂに連通されることから、開弁されない。

そして、縮み行程時には、シリンダ２内のピストンバルブ５（ピストン）の移動によってシリンダ下室２Ｂ側の油液（作動流体）が加圧されることにより、シリンダ下室２Ｂ側の油液は、縮み側通路２０を通過してディスクバルブ４３を開弁させることで第２通路を連通させ、シリンダ上室２Ａへ流通する。このとき、ディスクバルブ４３によるバルブ特性の減衰力が得られる。なお、ピストンロッド６がシリンダ２内に進入した分の油液は、シリンダ下室２Ｂ内の圧力がベースバルブ７のディスクバルブ１１の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１１が開弁してリザーバ４へ流通する。

また、縮み行程時には、ソレノイド９１の推力（制御電流）を制御して第１弁体５３のセット荷重（開弁圧）を可変させることで、ソレノイド９１の推力に抗して第１弁体５３が開弁されると、シリンダ下室２Ｂ側の油液は、通路５７、室５２、通路５１、および環状通路５０を通過し、さらに背圧室導入通路３５が形成されたディスクバルブ４７を開弁させてシリンダ上室２Ａへ流通する。このとき、ディスクバルブ４７によるバルブ特性の減衰力が得られる。なお、縮み行程時には、第１弁体５３と第２弁体６５とが一体で移動する。

ここで、特許文献１に記載された従来の緩衝器のように、可動子の外径が全長にわたって同一で、かつ、磁性部と可動子とのクリアランス（径方向隙間）と、非磁性部と可動子とのクリアランスとが同一である場合、可動子のコアに対する軸方向移動範囲において、可動子の外周面の全てがコアの内周面に摺動する。このとき、可動子がコアに対して偏心することで可動子に作用する横力（径方向吸引力）が周方向で不均一になると、可動子とコアとの摺動抵抗が増大し、ソレノイド推力特性のヒステリシスが大きくなる。その結果、コイルへの制御電流に対する増加方向と減少方向との減衰力特性に差異が生じ、減衰力制御性が悪化する。

これに対し、第１実施形態では、可動子８０の大径部１２５をコア９３の非磁性部９７に対向させることで、可動子８０とコア９３とのクリアランス（径方向間距離）が小さい部分（図４の区間Ｂ）を形成するとともに、可動子８０の小径部１２８をコア９３の磁性部９６に対向させることで、可動子８０とコア９３とのクリアランスが大きい部分（図４の区間Ｃ）を形成し、可動子８０に作用させるソレノイド推力（軸方向吸引力）を確保しながら、図４の区間Ｃにおける横力が小さくなるように、可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランスを適正化させた。なお、可動子８０の大径部１２５とコア９３の非磁性部９７とのクリアランスは、大径部１２５と非磁性部９７との摺動のための微小クリアランスであり、可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランスは、小径部１２８と磁性部９６との非接触状態を保つためのクリアランスである。

そして、図５に示されるのは、図４の区間Ｃにおけるクリアランス、すなわち、可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランス（ここでは単に「クリアランス」と称する）を横軸に取り、コイル９２に流す電流値が固定された状態における可動子８０に作用する力（図４において「発生力」と称する）を縦軸に取った図表である。図５を参照すると、図４の区間Ａで発生する横力は、クリアランスが０を超えて０．３５ｍｍまでの区間で略一定である。また、ソレノイド推力（軸方向吸引力）は、クリアランスが０を超えて０．３５ｍｍまでの区間で漸減する傾向にある。他方、図４の区間Ｃで発生する横力は、クリアランスが０を超えて０．２ｍｍまでの区間で急減し、その後緩やかに減少する傾向にある。

ここで、図４の区間Ｃで発生する横力は、可動子８０の大径部１２５とコア９３の非磁性部９７とのクリアランス（摺動クリアランス）に起因する、コア９３の軸線に対する可動子８０の偏心によるものであり、当該偏心によって、ソレノイド９１の磁束密度が周方向に沿って偏倚し、その結果、可動子８０に径方向の吸引力が作用する。第１実施形態では、可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランスを適正化（第１実施形態では０．１９ｍｍに設定）することにより、ソレノイド推力、すわなち、可動子８０に作用する軸方向吸引力を確保しながら、図４の区間Ｃにおける横力の発生を抑制させるようにした。第１実施形態では、可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランスを適正化することにより、ソレノイド推力の低下と可動子８０に発生する横力の偏倚とを最小限に抑えることが可能であり、可動子８０が軸方向へ移動するときの、可動子８０とコア９３の非磁性部９７との間の摺動抵抗を、大幅に減少させることができる。

図６は、可動子の外周面の全てがコアの内周面に摺動する従来の緩衝器における、ピストン速度（０．１ｍ／ｓ、０．３ｍ／ｓ、０．６ｍ／ｓ）のときの各減衰力特性を示す図表であり、図７は、第１実施形態の緩衝器における減衰力特性を示した図表である。図６、図７から理解できるように、第１実施形態では、減衰力発生機構３１が発生する減衰力のヒステリシス、すなわち、制御電流を増加方向へ変化させたときの減衰力と制御電流を減少方向へ変化させたときの減衰力との差異を小さくすることが可能である。その結果、コイル９２へ通電する電流値と減衰力発生機構３１が発生する減衰力とを対応させることが可能であり、減衰力の制御性を向上させることができる。

以下に、第１実施形態の作用効果を示す。
第１実施形態の緩衝器（１）は、作動流体が封入されるシリンダ（２）と、シリンダ（２）内に摺動可能に嵌装されるピストン（２）と、一端がピストン（２１）に連結され、他端側がシリンダ（２）の外部に延出されるピストンロッド（６）と、ソレノイド（９１）に流れる制御電流を制御することで減衰力特性が調整可能な減衰力発生機構（３１）と、を備え、ソレノイド（９１）は、通電されることで磁力を発生するコイル（９２）と、コイル（９２）の内周側に設けられ、軸方向に配置された磁性部（９５，９６）と非磁性部（９７）とを有するコア（９３）と、コア（９３）の内周側を軸方向へ移動可能な可動子（８０）と、を備え、可動子（８０）のコア（９３）に対する軸方向移動範囲において、可動子（８０）とコア（９３）との径方向間距離が大きい部分と小さい部分とを有し、小さい部分は、コア（９３）の非磁性部（９７）と対向する。

よって、第１実施形態では、可動子（８０）とコア（９３）との径方向間距離が大きい部分の、可動子（８０）とコア（９３）との径方向間距離（第１実施形態では「可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランス」）を適正化することにより、ソレノイド推力の低下と可動子（８０）に発生する横力の偏倚とを最小限に抑えることが可能であり、可動子（８０）が軸方向へ移動するときに発生する、可動子（８０）とコア（９３）との摺動抵抗を大幅に低下させることができる。
これにより、減衰力発生機構（３１）が発生する減衰力のヒステリシス、すなわち、制御電流を増加方向へ変化させたときの減衰力と制御電流を減少方向へ変化させたときの減衰力との差異を小さくすることが可能であり、その結果、減衰力の制御性を向上させることができる。
また、第１実施形態では、可動子（８０）が軸方向へ移動するときに発生する可動子（８０）とコア（９３）との摺動抵抗を最小限に止めることができるので、ソレノイド（９１）の小型化、およびコイル（９２）に対する制御電流の低電流化を図ることが可能であり、延いては緩衝器（１）の小型化、および電力消費の削減を図ることができる。

また、可動子（８０）は、大径部（１２５）と小径部（１２８）とを有し、大径部（１２５）とコア（９３）の非磁性部（９７）とを対向させたので、可動子（８０）とコア（９３）との摺動抵抗を低下させることができる。

また、ソレノイド（９１）を含む減衰力発生機構（３１）がシリンダ（２）に内蔵されるので、第１実施形態を、いわゆるピストン内蔵型の減衰力調整式油圧緩衝器に適用させることができる。
なお、第１実施形態では、ピストン内蔵型の減衰力調整式油圧緩衝器（１）に適用した態様を説明したが、第１実施形態は、ソレノイド（９１）を含む減衰力発生機構（３１）がシリンダ（２）の側壁に横付けされる、いわゆる制御バルブ横付け型の減衰力調整式油圧緩衝器に適用することができる。

（第２実施形態） 次に、第２実施形態を図８を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一または相当の構成要素については、同一の名称および符号を付与し、詳細な説明を省略する。
第１実施形態では、可動子８０の軸方向移動範囲（図４におけるＢ区間およびＣ区間）におけるコア９３の内径が同一であり、可動子８０に大径部１２５と小径部１２８とを設けることにより、可動子８０とコア９３との径方向間距離が大きい部分（可動子８０の小径部１２８とコア９３の磁性部９６とのクリアランス）と小さい部分（可動子８０の大径部１２５とコア９３の非磁性部９７との摺動クリアランス）とを設けた。

これに対し、第２実施形態では、可動子８０の円筒部１５５（図４におけるＢ区間およびＣ区間）の外径を同一に形成するとともに、コア９３に小内径部１５６（小径部）と大内径部１５７（大径部）とを設けることにより、可動子８０とコア９３との径方向間距離が大きい部分（可動子８０の円筒部１５５とコア９３の磁性部９６とのクリアランス）と小さい部分（可動子８０の円筒部１５５とコア９３の非磁性部９７との摺動クリアランス）とを設けた。

第２実施形態では、コア９３の非磁性部９７の小内径部１５６の内周面１５６Ａと可動子８０の円筒部１５５の外周面１５５Ａとの間に、摺動クリアランスが形成される。なお、可動子８０の円筒部１５５の外周面１５５Ａに形成された環状溝１３０には、非磁性材料からなる摺動リング１５８が装着される。これにより、可動子８０の円筒部１５５の外周面１５５Ａとコア９３の磁性部９６の内周面１１４との非接触状態が保たれる。

第２実施形態では、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。また、第２実施形態では、第１実施形態における可動子８０のように大径部１２５の外周面１２６と小径部１２８の外周面１２９とを別工程で仕上げる必要がないので、加工工数を削減することができる。なお、非磁性部９７の小内径部１５６の内周面１５６Ａとコア９３の磁性部９６の内周面１１４とは、コア９３を一体化させる前の個々の部品の状態で仕上げ加工されるので、第１実施形態に対して加工工数が増加することはない。

なお、上述の第１、第２実施形態では、可動子のコアに対する軸方向移動範囲において、可動子とコアとの径方向間隙間が大きい部分と小さい部分とを有し、小さい部分は、コアの非磁性部と対向する構成を示した。望ましくは可動子のコアに対する全軸方向移動範囲いおいて、径方向隙間が小さい部分は、コアの非磁性部と対向することであるが、軸方向移動範囲において、一部径方向隙間が小さい部分がコアの磁性部と対向するようにするものを排除していない。

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、２０１７年１２月２６日付出願の日本国特許出願第２０１７−２４９４０７号に基づく優先権を主張する。２０１７年１２月２６日付出願の日本国特許出願第２０１７−２４９４０７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 緩衝器、２ シリンダ、５ ピストンバルブ（ピストン）、６ ピストンロッド、２１ ピストンケース（ピストン）、３１ 減衰力発生機構、８０ 可動子、９１ ソレノイド、９２ コイル、９３ コア、９５，９６ 磁性部、９７ 非磁性部

Claims (8)

1. 緩衝器であって、該緩衝器は、
   作動流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されるピストンと、
   一端が前記ピストンに連結され、他端側が前記シリンダの外部に延出されるピストンロッドと、
   ソレノイドに流れる制御電流を制御することで減衰力特性が調整可能な減衰力発生機構と、を備え、
   前記ソレノイドは、
   通電されることで磁力を発生するコイルと、
   前記コイルの内周側に設けられ、磁性部と非磁性部とを有するコアであって、前記磁性部と前記非磁性部は前記コアの軸方向に沿って配置された前記コアと、
   前記コアの内周側を該コアの軸方向へ移動可能な可動子と、を備え、
   前記可動子の前記コアに対する前記軸方向の移動範囲において、前記可動子と前記コアとの径方向間距離が大きい部分と小さい部分とを有し、前記小さい部分は、前記コアの非磁性部と対向することを特徴とする緩衝器。
2. 請求項１に記載の緩衝器において、
   前記可動子は大径部と小径部とを有し、前記大径部と前記コアの非磁性部とが対向することを特徴とする緩衝器。
3. 請求項１に記載の緩衝器において、
   前記コアは大径部と小径部とを有し、前記小径部は前記非磁性部であることを特徴とする緩衝器。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の緩衝器において、
   前記ソレノイドを含む前記減衰力発生機構が前記シリンダに内蔵されることを特徴とする緩衝器。
5. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の緩衝器において、
   前記ソレノイドを含む前記減衰力発生機構が前記シリンダの側壁に横付けされることを特徴とする緩衝器。
6. ソレノイドであって、該ソレノイドは、
   通電により磁力を発生するコイルと、
   前記コイルの内周側に配されたコアであって、該コアの軸方向に沿って非磁性部と磁性部とを有する前記コアと、
   前記コアの内周側に配され、前記軸方向へ移動可能に設けられる可動子と、を備え、
   前記可動子の前記コアに対する前記軸方向の移動範囲において、前記可動子と前記コアの径方向間距離が大きい部分と小さい部分とを有し、該小さい部分は前記コアの非磁性部と対向することを特徴とするソレノイド。
7. 請求項６に記載のソレノイドにおいて、
   前記可動子は大径部と小径部とを有し、該大径部と前記コアの非磁性部とが対向することを特徴とするソレノイド。
8. 請求項６に記載のソレノイドにおいて、
   前記コアは大径部と小径部とを有し、該小径部は前記非磁性部であることを特徴とするソレノイド。

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