JP2005076752A - 磁性流体緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 制御装置が故障する等してコイルへの通電電流が遮断された場合でも、通電時のソフト特性よりも大きな減衰特性を得ることができる磁性流体緩衝器の提供。
【解決手段】 流体通路ＰＡに、通電電流の大きさに応じて磁力を発生するコイル１０と、コイル１０が磁力を発生しているときに流体通路ＰＡを開口させ、コイル１０が磁力を発生していないときに流体通路ＰＡを絞る第１及び第２のディスクバルブ１１、１２を設けた。これにより、コイル１０が磁力を発生しているときには、ディスクバルブ１１、１２が流体通路ＰＡを開口し、コイル１０への通電電流に応じて流体通路ＰＡを流通する磁性流体の粘度を変化させ、減衰特性をソフト特性とハード特性との間で調整できる。また、コイル１０が磁力を発生していないときには、ディスクバルブ１１、１２が流体通路ＰＡを絞るので、減衰特性をソフト特性よりも大きな減衰特性にできる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、磁性流体を用いて減衰特性を調整するようにした磁性流体緩衝器に関し、特に、自動車や鉄道車両等に搭載されて好適な磁性流体緩衝器に関する。

従来、自動車等の車両に搭載され、磁性流体を用いて減衰特性を調整するようにした磁性流体緩衝器としては、例えば、シリンダ内に磁性流体を充填すると共に、シリンダ内を移動するピストンにコイルを巻装して設け、当該コイルとシリンダの内周壁との間に形成されたギャップ（流体通路）を磁性流体が流通するように構成したものが知られている（特許文献１参照）。

そして、コイルに対する通電電流の値を調整することで、ギャップを横切る磁力の大きさを調整、すなわち、磁束密度を変化させることによって、ギャップを流通する磁性流体の粘度を変化（コイルに対する通電電流の値を大きくすると高粘度となる）させるようにし、これにより、ギャップを流通する磁性流体の流動抵抗が調整されて、減衰特性を変化させるようにしている。

米国特許第５，２７７，２８１号公報

ところで、上述した従来技術における磁性流体緩衝器によれば、通電電流によりギャップを流通する磁性流体の粘度を変化させることによって、磁性流体緩衝器の減衰特性を、ソフト特性からハード特性へ変化させるようにしている。したがって、例えば、制御装置（コントローラ）の故障やコイルの断線等により、コイルへの通電電流が遮断された場合には、磁性流体が低粘度のままとなり、ソフト特性で固定されてしまう。この場合、減衰力が不足し、例えば、車両がロール挙動を起こすような状態であるときに、ロール挙動を充分に抑えることができず、走行安定性が低下するといった問題が生じる。

そこで、本発明では、制御装置の故障等によりコイルへの通電電流が遮断された場合においても、ソフト特性よりも大きな減衰特性を得ることができる磁性流体緩衝器を提供することを目的とする。

本発明における請求項１に記載の発明は、磁力の大きさに応じて粘度変化する磁性流体を内部に備えたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に嵌挿されシリンダ内を２室に画成するピストンと、該ピストンの前記シリンダ内の摺動によって前記磁性流体が流通する流体通路と、を備えた磁性流体緩衝器において、前記流体通路には、通電電流の大きさに応じて磁力を発生するコイルと、該コイルが磁力を発生しているときに前記流体通路を開口させ、前記コイルが磁力を発生していないときに前記流体通路を絞る絞り手段と、を設けたことを特徴とする。

また、本発明における請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁性流体緩衝器において、前記ピストンのピストン速度が通常使用領域にあるとき、前記絞り手段による減衰特性が、前記磁性流体の粘度変化によるソフト特性とハード特性との間にあることを特徴とする。

さらに、本発明における請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の磁性流体緩衝器において、前記絞り手段は、前記流体通路を開口または絞る方向に移動可能なスライドバルブであって、該スライドバルブは、付勢手段によって前記流体通路を常時絞る方向に付勢されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、磁性流体が流通する流体通路に、通電電流の大きさに応じて磁力を発生するコイルと、コイルが磁力を発生しているときに流体通路を開口させ、コイルが磁力を発生していないときに流体通路を絞る絞り手段と、を設けたので、コイルが磁力を発生しているときには、絞り手段が流体通路を開口し、コイルに対する通電電流の大きさを調整して流体通路を流通する磁性流体の粘度を変化させることにより、減衰特性をソフト特性とハード特性との間で変化させることができる。また、コイルが磁力を発生していないときには、絞り手段が流体通路を絞るのでこの絞り手段の絞り効果によって、減衰特性をソフト特性よりも大きな減衰特性にすることができる。よって、制御装置が故障する等してコイルへの通電電流が遮断された場合においても、ソフト特性よりも大きな減衰特性を得ることができる。

請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の構成において、ピストンのピストン速度が通常使用領域にあるとき、絞り手段による減衰特性が、磁性流体の粘度変化によるソフト特性とハード特性との間にあるように構成したので、ピストン速度の通常使用領域における高速域側において、絞り手段による減衰特性がハード特性を越えて大きくなり過ぎることがない。

請求項３に記載の発明においては、請求項１または請求項２に記載の構成において、絞り手段は、流体通路を開口または絞る方向に移動可能なスライドバルブであって、スライドバルブは、付勢手段によって流体通路を常時絞る方向に付勢されるようにしたので、コイルが磁力を発生していないときのピストンの往復動の反転時において、絞り手段による減衰特性を応答遅れなく確実に発生させることができる。

以下、本発明の第１実施の形態について、図１乃至図４を用いて詳述する。

磁性流体緩衝器１は、所謂、モノチューブ式の緩衝器により構成され、磁性流体緩衝器１は、自動車等の車両の車体と車軸との間に設けられている。

磁性流体緩衝器１を構成するシリンダ２の内部には、例えば、電磁軟鉄等の高透磁率体からなるピストン３が摺動自在に嵌挿されている。このピストン３は、シリンダ２の内部を、シリンダ上室２ａとシリンダ下室２ｂとに画成している。そして、シリンダ上室２ａ及びシリンダ下室２ｂ内には、磁力の大きさに応じて粘度変化する磁性流体が封入されている。

ピストン３の図中下方には、フリーピストン４が摺動自在に設けられている。このフリーピストン４の外周には、Ｏリング４ａが嵌合して設けられ、このＯリング４ａによって、高圧ガスが封入されたガス室２ｃと磁性流体が封入されたシリンダ下室２ｂとを密封して画成している。

ピストン３は、本体部３ａと底部３ｂとからなる略カップ形状に形成され、底部３ｂには、シリンダ上室２ａと本体部３ａの内側とを連通する通路３ｂ１が、周方向に複数箇所（例えば４箇所）穿設されている。また、ピストン３の底部３ｂの中心部分には、ロッド嵌合孔３ｂ２が設けられ、このロッド嵌合孔３ｂ２には、ピストンロッド６の小径部６ａが嵌合している。ピストン本体３ａの外周には、周方向に沿って環状溝３ａ１が形成されており、この環状溝３ａ１には、ポリテトラフルオロエチレン等の摩擦抵抗の小さい材料よりなるピストンシール５が嵌合して設けられている。

ピストン３の本体部３ａの内側には、第１の通路部材７、コイルボビン８及び第２の通路部材９が、この順に底部３ｂ側から設けられ、ピストンロッド６の小径部６ａにおける下端側に形成されたねじ部６ｂにナットＮを締め付けることにより本体部３ａの内側に固定されている。

第１の通路部材７及び第２の通路部材９は、通路７ａ１、９ａ１が穿設されたフランジ本体７ａ、９ａと、このフランジ本体７ａ、９ａの内周側に一体的に設けられ、内周がピストンロッド６の小径部６ａに嵌合する筒部７ｂ、９ｂとから構成されている。なお、第１の通路部材７及び第２の通路部材９は同一形状であって、互いに筒部７ｂ及び９ｂが向き合うようにピストンロッド６の小径部６ａに嵌合して設けられている。

コイルボビン８は、第１の通路部材７の筒部７ｂ及び第２の通路部材９の筒部９ｂに挟持されるボビン本体８ａと、このボビン本体８ａの外周に一体的に形成され、断面が略コ字形状の外周に向かって開口したコイル支持部８ｂとから構成されている。このコイル支持部８ｂとピストン３の本体部３ａ内側との間には、所定のギャップＧが形成されており、このギャップＧには磁性流体が流通するようになっている。

コイル支持部８ｂには、樹脂等の絶縁部材を介してコイル１０が巻装されており、このコイル１０の導線の一端側は、コイルボビン８に穿設された導線孔８ｃ、ピストンロッド６の小径部６ａに形成された導線孔６ｃ及びピストンロッド６の中空部６ｄを介して、図示しない車両のコンソール等に搭載された制御装置（コントローラ）に接続されている。そして、制御装置から供給される駆動電流の大きさに応じて、コイル１０が励磁されて磁力を発生するようになっている。

第１の通路部材７の筒部７ｂ及び第２の通路部材９の筒部９ｂには、内周側が摺動自在に案内され、外周側がフランジ本体７ａ及び９ａの通路７ａ１及び９ａ１の開口端部分に形成されたバルブシート７ｃ及び９ｃに離着座可能な第１のディスクバルブ１１（絞り手段、スライドバルブ）及び第２のディスバルブ１２（絞り手段、スライドバルブ）が設けられている。この第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２の通路７ａ１及び９ａ１に対向する外周部分には、第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａが設けられている。

ここで、第１の通路部材７及び第２の通路部材９における通路７ａ１及び９ａ１と、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２における第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａとの対向状態について、図３を用いて詳細に説明する。

図３は、第１の通路部材７の通路７ａ１を横切る横断面を示し、第１の通路部材７には、長円弧状の通路７ａ１が周方向に４箇所設けられている。そして、破線（仮想線）で示した第１のディスクバルブ１１の外周部分には、第１の切欠１１ａが周方向に１６箇所設けられており、これらの通路７ａ１と第１の切欠１１ａとが形成する絞り通路の合計流路面積（ΣＳ）は、図中斜線部分Ｓの合計値で決定される。第１の通路部材７と第１のディスクバルブ１１との組付けについては、図３に示すように通路７ａ１に対して第１の切欠１１ａを３個ずつ対向するようにする。

ここで、図３においては、長円弧状の通路７ａ１を周方向に４箇所、第１の切欠１１ａを周方向に１６箇所それぞれ設けているが、この設定は、第１の通路部材７と第１のディスクバルブ１１とを、周方向にずらして組付けた場合においても、このときの絞り通路の合計流路面積（ΣＳ’）が上記合計流路面積（ΣＳ）と同じまたは略近似した値（ΣＳ’≒ΣＳ）をとるようにする為である。

絞り通路の合計流路面積（ΣＳ）と通路７ａ１の合計流路面積（ΣＳ７ａ１）とは、「ΣＳ＜ΣＳ７ａ１」の大小関係となっており、第１のディスクバルブ１１は、バルブシート７ｃへの着座時に通路７ａ１を流通する磁性流体の流れを規制するようになっている。

また、絞り通路の合計流路面積（ΣＳ）とギャップＧの流路面積（ＳＧ）との大小関係についても、「ΣＳ＜ＳＧ」の関係となっており、すなわち、第１のディスクバルブ１１がバルブシート７ｃに着座した際に、常に、絞り通路によって流体通路ＰＡを絞ることで磁性流体の流れが規制されるようになっている。

なお、第２の通路部材９の通路９ａ１と第２のディスクバルブ１２の第２の切欠１２ａとの関係についても、上記と同様の関係であり、図３において括弧内にその符号を付している。

第１の通路部材７の筒部７ｂ及び第２の通路部材９の筒部９ｂと、コイル支持部８ｂとの間にはスペースが形成されており、このスペースには、小さな付勢力のコイルバネ１５及び１６（付勢手段）が収納されており、コイルバネ１５及び１６は、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２をバルブシート７ｃ及び９ｃに着座させる方向に常時付勢している。

ここで、ピストン３の底部３ｂに形成された通路３ｂ１、第１の通路部材７のフランジ本体７ａにおける通路７ａ１、コイル支持部８ｂとピストン３の本体部３ａ内側との間のギャップＧ及び第２の通路部材９のフランジ本体９ａにおける通路９ａ１によって、ピストン３がシリンダ２内を摺動することによって磁性流体が流通する流体通路ＰＡを構成している。

また、第１の通路部材７、コイルボビン８、第２の通路部材９、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２においても、ピストン３と同様に、例えば、電磁軟鉄等の高透磁率体から構成されている。

次に、以上のように構成した第１実施の形態における作動について、コイル１０に対する通電電流の大きさを段階的に分けて詳述する。

〔電流値０．５Ａ（制御装置等の正常時）〕
図示しない車体側に設けられた振動センサの検出値に応じて、減衰特性をソフト特性にすべく、制御装置から供給される駆動電流が０．５Ａである場合には、コイル１０が弱く励磁されて、図２における中心線の左側に示した実線矢印のように磁路が形成される。すると、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２がそれぞれコイルボビン８に吸着されて、バルブシート７ｃ及び９ｃから離座する。これにより通路７ａ１及び９ａ１が開口されて、磁性流体が流体通路を流れやすくなり、ピストンロッド６の伸び側及び縮み側において磁性流体緩衝器１はソフト特性の減衰特性を呈するようになる（図４における「通電時減衰力ｍｉｎ」参照）。なお、通路７ａ１、通路９ａ１及びギャップＧを横切る磁力の大きさは小さいので磁性流体の分子間連鎖の程度が弱く、磁性流体の粘度特性は軟らかい状態に維持されている。

〔電流値２．０Ａ（制御装置等の正常時）〕
図示しない車体側に設けられた振動センサの検出値に応じて、減衰特性をハード特性にすべく、制御装置から供給される駆動電流が２．０Ａである場合には、コイル１０が強く励磁されて、上述と同様、図２における中心線の左側に示した実線矢印のように磁路が形成される。すると、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２がそれぞれコイルボビン８に吸着された状態が維持されつつ、通路７ａ１、通路９ａ１及びギャップＧを横切る磁力の大きさが大きいので磁性流体の分子間連鎖が強くなり、磁性流体の粘度特性が硬くなる。よって、磁性流体が流体通路を流れ難くなり、ピストンロッド６の伸び側及び縮み側において磁性流体緩衝器１はハード特性の減衰特性を呈するようになる（図４における「通電時減衰力ｍａｘ」参照）。

〔電流値０．５Ａ〜２．０Ａ（制御装置等の正常時）〕
電流値が０．５Ａから２．０Ａの範囲においては、コイル１０の励磁によって、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２がそれぞれコイルボビン８に吸着された状態が維持される。そして、制御装置によって駆動電流を０．５Ａから２．０Ａに連続的に調整することによって、通路７ａ１、通路９ａ１及びギャップＧを横切る磁力の大きさも連続的に大きくなり、磁性流体の粘度特性は軟らかい状態から硬い状態へ、駆動電流の大きさに比例して変化し、結果、減衰特性はソフト特性からハード特性に連続的に変化していく（図４における「減衰特性可変範囲」参照）。

なお、磁性流体の粘度特性の変化による減衰特性の変化は、図４に示すように上側に突出した２次曲線を描くが、これは、ピストン３の摺動速度（ピストン速度）が速くなるにつれて、磁性流体の分子間連鎖が壊されていくためである。

〔電流値０Ａ（制御装置等の故障時）〕
何らかの理由で、制御装置の故障やコイルの断線等が発生し電流値が０Ａとなった場合には、図２における中心線の右側に示した非通電時の状態となり、コイル１０の励磁がなくなる。すると、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２が、コイルバネ１５及び１６の付勢力によってそれぞれバルブシート７ｃ及び９ｃに着座する。これにより、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２に設けた第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａによって流体通路ＰＡが絞られ、流体通路ＰＡを流通する磁性流体の流れが規制される。

すなわち、磁性流体緩衝器１の伸び行程時には、シリンダ上室２ａの磁性流体が第１のディスクバルブ１１を略抵抗なく開き、磁性流体はギャップＧに流れ込み、その後、第２のディスクバルブ１２における第２の切欠１２ａによって磁性流体のシリンダ下室２ｂへの流れが規制される。また、磁性流体緩衝器１の縮み行程時には、シリンダ下室２ｂの磁性流体が第２のディスクバルブ１２を略抵抗なく開き、磁性流体はギャップＧに流れ込み、その後、第１のディスクバルブ１１における第１の切欠１１ａによって磁性流体のシリンダ上室２ａへの流れが規制される。

この第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａによる絞り効果によって、上述のソフト特性の減衰特性よりも大きな減衰特性を得ることができる（図４における「非通電時減衰力」参照）。この場合における減衰特性の変化は、オリフィス特性を示すため、図４に示すように下側に突出した２次曲線を描く。したがって、第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａによる絞り効果を単に大きくする（合計流路面積（ΣＳ）を小さくする）と、ピストン速度の高速域において減衰特性が大きくなり過ぎるといった不都合が生じる。そこで、制御装置等の故障時においても適正な減衰特性が得られるようにするために、ピストン速度の通常使用領域において、磁性流体の粘度変化によるソフト特性（電流値０．５Ａ）とハード特性（電流値２．０Ａ）との間のミディアム特性となるように、絞り通路の合計流路面積（ΣＳ）を設定するようにする。

ここで、ピストン速度の通常使用領域とは、ピストン速度が約０．６ｍ／ｓ以下のピストン速度領域をいい、例えば、車両が高速道路の継ぎ目を通過したり舗装路を走行したりしている場合等におけるピストン速度が、このピストン速度の通常使用領域に入る。

以上のように構成した第１実施の形態によれば、コイル１０が磁力を発生しているときには、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２が流体通路ＰＡを開口し、コイル１０に対する通電電流の大きさを調整して流体通路ＰＡを流通する磁性流体の粘度を変化させることにより、減衰特性をソフト特性とハード特性との間で変化させることができる。

また、コイル１０が制御装置の故障等により、磁力を発生していないときには、第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａが流体通路ＰＡを絞るので、この絞り効果によって、減衰特性をソフト特性よりも大きな減衰特性にすることができる。

この場合、コイル１０への通電電流が遮断されたときの減衰特性を、ピストン速度の通常使用領域において、磁性流体の粘度変化によるソフト特性（電流値０．５Ａ）とハード特性（電流値２．０Ａ）との間のミディアム特性となるようにしたので、ピストン速度の通常使用領域における高速域側において、第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａによる減衰特性が、磁性流体の粘度変化によるハード特性を越えて大きくなり過ぎることがない。よって、車両のロール挙動を抑えて走行安定性の低下を防止しつつ、乗り心地が極端に悪化することを防止できる。

また、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２は、コイルバネ１５及び１６によって、流体通路ＰＡを常時絞る方向に付勢されるようになっているので、コイル１０が磁力を発生していないときのピストン３の往復動の反転時において、第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａによる減衰特性を、応答遅れなく確実に発生させることができる。

次に、本発明の第２実施の形態について、図５に基づき説明する。なお、説明の便宜上、上述した第１実施の形態と同一部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図５は、制御装置等が正常状態で、コイル１０が励磁されているとき（通電時）を示している。この第２実施の形態は、第１のディスクバルブ１１（絞り手段、スライドバルブ）及び第２のディスクバルブ１２（絞り手段、スライドバルブ）を、それぞれバルブシート７ｃ及び９ｃに着座させる方向に付勢するための各コイルバネ（付勢手段）を廃止すると共に、この各コイルバネを収納するスペースに、コイルボビン２０のボビン本体２０ａに一体的に形成されたコイル支持部２０ｂを内径側に延在させ、かつ、コイル支持部２０ｂの内径側に軸方向に突出するバルブ支持部２０ｃを設けた点が、上述の第１実施の形態と異なっている。

そして、図５に示すように、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２が、コイル支持部２０ｂ側に吸着されている状態において、バルブ支持部２０ｃによって、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２とコイル支持部２０ｂとの間に隙間Ａが形成されている。

この第２実施の形態によれば、制御装置等の正常時における作動については、上述した第１実施の形態と変わりはないが、制御装置等の故障により、電流値が０Ａとなった場合、磁性流体緩衝器の伸び行程時には、まず、シリンダ上室の磁性流体が第１のディスクバルブ１１を抵抗なく開きギャップＧに流れ込む。

その後、バルブ支持部２０ｃによって形成された第２のディスクバルブ１２とコイル支持部２０ｂとの間の隙間Ａに磁性流体が入り込み、第２のディスクバルブ１２を流体圧力によってバルブシート９ｃに着座させ、結果、第２の切欠１２ａによって流体通路ＰＡが絞られて、磁性流体のシリンダ下室への流れが規制される（縮み行程時も伸び行程時と同様の作動をする）。

したがって、上述した第１実施の形態と略同様の作用効果を奏することに加え、第２実施の形態によれば、コイルバネ（付勢手段）を廃止したので、部品点数の削減、組立工程の簡略化等を図ることができる。なお、上述した第１実施の形態に比してコイルバネを廃止した分、コイル１０が磁力を発生していないときのピストン３の往復動の反転時において、第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａによる減衰特性を応答遅れなく発生させるという点では不利となる。

また、第２実施の形態では、上述した第１実施の形態に比してコイルボビン２０におけるコイル支持部２０ｂの径方向厚さＴを厚く設定しているので、その分、磁路を大きくとることができ、同等の磁力を省電力で得ることができる等の効果を奏する。

次に、本発明の第３実施の形態について、図６に基づき説明する。なお、説明の便宜上、上述した第１実施の形態と同一部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図６は、制御装置等が正常状態で、コイル１０が励磁されているとき（通電時）を示している。この第３実施の形態は、上述した第１実施の形態（及び第２実施の形態）に対して、バルブの構造と第１及び第２の通路部材の構造とが異なっている。第１実施の形態（及び第２実施の形態）では、内周が第１の通路部材７の筒部７ｂ及び第２の通路部材９の筒部９ｂに摺動案内されたディスクバルブを採用したものを示したが、第３実施の形態では、第１の通路部材７０及び第２の通路部材９０の通路７０ａ１及び通路９０ａ１にそれぞれ入り込んで摺動する絞り手段としてのポペットバルブ３０及び３１（スライドバルブ）を採用している。

第１の通路部材７０及び第２の通路部材９０の通路７０ａ１（流体通路）及び通路９０ａ１（流体通路）は、断面が円形に形成され、フランジ本体７０ａ及び９０ａの周方向複数箇所（例えば４箇所）設けられている。また、通路７０ａ１及び通路９０ａ１の開口側には、環状のバルブシート７０ｃ及び９０ｃが形成されている。

ポペットバルブ３０及び３１は、通路７０ａ１及び通路９０ａ１にそれぞれ摺動自在に入り込む本体部３０ａ及び３１ａと、この本体部３０ａ及び３１ａに一体的に形成され、バルブシート７０ｃ及び９０ｃにそれぞれ離着座する頭部３０ｂ及び３１ｂとから構成されている。

ポペットバルブ３０及び３１の本体部３０ａ及び３１ａには、軸方向に延びる溝３０ｃ（流体通路）及び３１ｃ（流体通路）が設けられ、また、ポペットバルブ３０及び３１の頭部３０ｂ及び３１ｂには、溝３０ｃ及び３１ｃに接続され、溝３０ｃ及び３１ｃよりも小さな断面積の溝３０ｄ及び３１ｄが設けられている。これらの溝３０ｃ及び３１ｃ、溝３０ｄ及び３１ｄは、ポペットバルブ３０及び３１の周方向複数箇所（例えば４箇所）に設けられている。

この溝３０ｄ及び３１ｄは、頭部３０ｂ及び３１ｂがバルブシート７０ｃ及び９０ｃに着座しているときに流体通路ＰＡを絞るようになっており、頭部３０ｂ及び３１ｂがバルブシート７０ｃ及び９０ｃから離れると流体通路ＰＡは開口されるようになっている。

ここで、第１の通路部材７０及び第２の通路部材９０、ポペットバルブ３０及び３１は、ピストン３と同様に、例えば、電磁軟鉄等の高透磁率体から構成されている。

コイル支持部３３ａのポペットバルブ３０及び３１の対向部分には、頭部３０ｂ及び３１ｂの外周部分とコイル支持部３３ａとの間に隙間Ｂを形成する凸部３３ｂ、３３ｂが形成されている。この隙間Ｂには、制御装置等の故障時に磁性流体が入り込み、これにより、ポペットバルブ３０及び３１を流体圧力によってバルブシート７ｃ及び９ｃに着座させるようにしている。

ここで、溝３０ｄ（３１ｄ）の合計流路面積ΣＳ３０ｄ（ΣＳ３１ｄ）は、通路７０ａ１（９０ａ１）の合計流路面積ΣＳ７０ａ１（ΣＳ９０ａ１）及びギャップＧ（流体通路）の流路面積ＳＧよりも小さく設定されており（ΣＳ３０ｄ＜ΣＳ７０ａ１、ΣＳ３１ｄ＜ΣＳ９０ａ１、Ｓ３０ｄ（ΣＳ３１ｄ）＜ＳＧ）、ポペットバルブ３０及び３１がバルブシート７０ｃ及び９０ｃに着座した際に、常に、溝３０ｄ及び３１ｄによって流体通路ＰＡを絞ることで磁性流体の流れが規制されるようになっている。

このように構成した第３実施の形態によっても、上述した第１実施の形態と略同様の作用効果を奏することができる。

次に、本発明における第４実施の形態について図７を用いて詳述する。

図７における磁性流体緩衝器４０は、所謂、循環型（一方向流れ型）の緩衝器により構成されており、磁性流体緩衝器４０は、自動車等の車両の車体と車軸との間に設けられている。

磁性流体緩衝器４０を構成するシリンダ４１の内部には、ピストン４２が摺動自在に嵌挿されている。ピストン４２にはピストンロッド４３の図中下端側が連結され、ピストンロッド４３の図中上端側はシリンダ４１の外部に延出されている。シリンダ上室４１ａ及びシリンダ下室４１ｂには、磁力の大きさに応じて粘度変化する磁性流体が封入されている。

ピストン４２には、シリンダ上下室４１ａ及び４１ｂを連通する連通路４４が設けられ、この連通路４４には、シリンダ下室４１ｂからシリンダ上室４１ａへの磁性流体の流通のみを許容するチェックバルブ４５が設けられている。

シリンダ４１の図中下端側にはベースバルブ４６が設けられ、このベースバルブ４６には、シリンダ上室４１ａ及びリザーバ４７と連通する連通路４８が設けられている。この連通路４８には、シリンダ上室４１ａ及びリザーバ４７からシリンダ下室４１ｂへの磁性流体の流通のみを許容するチェックバルブ４９が設けられている。

シリンダ上室４１ａ、シリンダ下室４１ｂ及びリザーバ４７は、外部連通路５０（流体通路）によって接続されており、外部連通路５０のシリンダ上室４１ａ側には、バルブ組立体５１が設けられている。

バルブ組立体５１は、図中上下に外部連通路５０と連通する連通孔６０ａ及び６０ｂ（流体通路）が穿設されたケーシング６０を備えている。このケーシング６０の内部には、コイル６１が巻装されたコイルボビン６２と、上述した第１実施の形態における第１及び第２の通路部材７、９と略同一形状の通路部材６３とを備えている。

ここで、ケーシング６０、コイルボビン６２及び通路部材６３は、上述した第１実施の形態のピストン３と同様に、例えば、電磁軟鉄等の高透磁率体から構成されている。

通路部材６３に形成された通路６３ａ（流体通路）の図中上端に形成されたバルブシート６３ｂには、上述した第１実施の形態における第１及び第２のディスクバルブ１１、１２と略同一形状の、切欠６４ａを備えたディスクバルブ６４（絞り手段、スライドバルブ）が離着座するようになっている。なお、ここで、ディスクバルブ６４に代えて、上述した第３実施の形態で示したポペットバルブ構造とすることもできる。

コイルボビン６２は、コイル６１が巻装されたボビン本体６２ａと、このボビン本体６２ａに一体的に設けられた通路形成部６２ｂとから構成され、この通路形成部６２ｂには、通路部材６３に形成された通路６３ａと同じ大きさ、個数の通路６２ｂ１（流体通路）が穿設されている。また、ボビン本体６２ａとケーシング６０の内側との間には、所定のギャップｇ（流体通路）が形成されており、このギャップｇには磁性流体が流通するようになっている。

次に、以上のように構成した第４実施の形態における作動について、まず、循環型（一方向流れ型）の緩衝器である磁性流体緩衝器４０における、磁性流体の流れについて説明する。

〔ピストンロッド４３の伸び行程〕
ピストンロッド４３がシリンダ４１外に突出する方向に伸びた場合、ピストン４２の連通路４４には、チェックバルブ４５が設けられているので磁性流体の流れは生じず、シリンダ上室４１ａの磁性流体が加圧されて外部連通路５０に流出する。このため、磁性流体は、外部連通路５０に設けられたバルブ組立体５１を介して、外部連通路５０の下流側へと流れ、シリンダ下室４１ｂ内へ流出する。

〔ピストンロッド４３の縮み行程〕
ピストンロッド４３がシリンダ４１の内部に進入する方向に縮んだ場合、シリンダ下室４１ｂの磁性流体が加圧されて、ピストン４２の連通路４４に設けたチェックバルブ４５を開いてシリンダ上室４１ａ内に流出する。シリンダ上室４１ａからは、シリンダ４１の内部に進入したピストンロッド４３の体積増加分の磁性流体が、外部連通路５０に流出する。その後、磁性流体は、外部連通路５０に設けられたバルブ組立体５１を介して、外部連通路５０の下流側へと流れ、リザーバ４７内へ流出する。

このように、磁性流体緩衝器４０を循環型（一方向流れ型）で構成することによって、磁性流体緩衝器４０の伸縮動作の方向に関係なく、外部連通路５０に一方向の流れが生じるので、バルブ組立体５１には、絞り手段としてのディスクバルブ６４をひとつだけ設ければよい。

次に、第４実施の形態における作動について、コイル６１に対する通電電流の大きさを段階的に分けて詳述する。

〔電流値０．５Ａ（制御装置等の正常時）〕
図示しない車体側に設けられた振動センサの検出値に応じて、減衰特性をソフト特性にすべく、制御装置から供給される駆動電流が０．５Ａである場合には、コイル６１が弱く励磁される。すると、ディスクバルブ６４がコイルボビン６２に吸着されて、バルブシート６３ｂから離座する。これにより通路６３ａが開口されて、磁性流体が流体通路を流れやすくなり、ピストンロッド４３の伸び側及び縮み側において磁性流体緩衝器４０はソフト特性の減衰特性を呈するようになる（図４における「通電時減衰力ｍｉｎ」参照）。なお、通路６２ｂ１、通路６３ａ及びギャップｇを横切る磁力の大きさは小さいので、磁性流体の分子間連鎖の程度が弱く、粘度特性は軟らかい状態に維持されている。

〔電流値２．０Ａ（制御装置等の正常時）〕
図示しない車体側に設けられた振動センサの検出値に応じて、減衰特性をハード特性にすべく、制御装置から供給される駆動電流が２．０Ａである場合には、コイル６１が強く励磁されて、ディスクバルブ６４がコイルボビン６２に吸着された状態が維持されつつ、通路６２ｂ１、通路６３ａ及びギャップｇを横切る磁力の大きさが大きいので、磁性流体の分子間連鎖の程度が強くなり、磁性流体の粘度特性が硬くなる。したがって、磁性流体が流体通路を流れ難くなり、ピストンロッド４３の伸び側及び縮み側において磁性流体緩衝器４０はハード特性の減衰特性を呈するようになる（図４における「通電時減衰力ｍａｘ」参照）。

〔電流値０．５Ａ〜２．０Ａ（制御装置等の正常時）〕
電流値が０．５Ａから２．０Ａの範囲においては、コイル６１の励磁によって、ディスクバルブ６４がコイルボビン６２に吸着された状態が維持される。そして、制御装置によって駆動電流を０．５Ａから２．０Ａに連続的に調整することによって、通路６２ｂ１、通路６３ａ及びギャップｇを横切る磁力の大きさも連続的に大きくなり、磁性流体の粘度特性は軟らかい状態から硬い状態へ、駆動電流の大きさに比例して変化し、結果、減衰特性はソフト特性からハード特性に連続的に変化していく（図４における「減衰特性可変範囲」参照）。

〔電流値０Ａ（制御装置等の故障時）〕
何らかの理由で、制御装置の故障やコイルの断線等が発生し、電流値が０Ａとなった場合には、コイル６１の励磁がなくなり、ディスクバルブ６４が、自重あるは流体圧力によってバルブシート６３ｂに着座する。すると、ディスクバルブ６４に設けた切欠６４ａによって、流体通路が絞られ、流体通路を流通する磁性流体の流れが規制される。この切欠６４ａによる絞り効果によって、上述のソフト特性の減衰特性よりも大きな減衰特性（ミディアム特性）を得ることができる（図４における「非通電時減衰力」参照）。

以上のように構成した第４実施の形態によれば、上述した第１実施の形態と略同様の作用効果を得ることができ、それに加え、外部連通路５０に一方向の流れのみが生じる構成としたので、絞り手段としてのディスクバルブ６４を１つとすることができ、また、このディスクバルブ６４には、常に流体通路を絞る方向に流体圧力がかかるので、付勢手段としてのコイルバネを廃止することができ、バルブ組立体５１の構成を簡略化することができる。
さらに、第４実施の形態は、外部連通路５０に一方向の流れのみが生じる構成であるから、コイル６１が磁力を発生していないときのピストン４２の往復動の反転時における減衰特性の応答遅れという問題がそもそも生じない。

なお、上述した第１及び第２実施の形態（第３実施の形態）においては、第１のディスクバルブ１１及び第２のディスクバルブ１２（ポペットバルブ３０及び３１）に、それぞれ伸縮側で同じ大きさ・個数の第１の切欠１１ａ及び第２の切欠１２ａ（溝３０ｃ及び３１ｃ）をそれぞれ設けたものを示したが、本発明は別段これに限らず、第１のディスクバルブ及び第２のディスクバルブ（各ポペットバルブ）で、伸縮側でそれぞれ大きさ・個数が異なる切欠（溝）を設けるようにしても構わない。この場合、制御装置の故障時等における磁性流体緩衝器の伸び側及び縮み側での減衰特性を異ならせることができる。

また、上述した第１乃至第３実施の形態においては、所謂、モノチューブ式の緩衝器である磁性流体緩衝器１を示したが、本発明は別段これに限らず、内筒と外筒との間に環状のリザーバ室を備え、内筒の一端側にベースバルブを備えた、所謂、ツインチューブ式の緩衝器である磁性流体緩衝器にも適用することができる。

さらに、上述した第１実施の形態においては、付勢手段としてコイルバネを用いたものを示したが、本発明は別段これに限らず、ゴム製の弾性体等であってもよい。

本発明の第１実施の形態における磁性流体緩衝器を部分的に拡大して示す断面図である。 図１のピストン３の部分を拡大して示す断面図である。 図１の通路部材の通路とディスクバルブの切欠との対向状態を説明する図である。 本発明の各実施の形態における減衰特性（減衰力−ピストン速度特性）を示すグラフである。 本発明の第２実施の形態における主要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施の形態における主要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第４実施の形態における磁性流体緩衝器を模式的に示した図である。

符号の説明

１、４０ 磁性流体緩衝器
２、４１ シリンダ
３、４２ ピストン
３ｂ１ 通路（流体通路）
７ａ１ 通路（流体通路）
９ａ１ 通路（流体通路）
１０ コイル
１１ 第１のディスクバルブ（絞り手段、スライドバルブ）
１２ 第２のディスクバルブ（絞り手段、スライドバルブ）
１５、１６ コイルバネ（付勢手段）
３０、３１ ポペットバルブ（絞り手段、スライドバルブ）
５０ 外部連通路（流体通路）
６０ａ、６０ｂ 連通孔（流体通路）
６１ コイル
６２ｂ１ 通路（流体通路）
６３ａ 通路（流体通路）
６４ ディスクバルブ（絞り手段、スライドバルブ）
Ｇ、ｇ ギャップ（流体通路）
ＰＡ 流体通路

Claims (3)

1. 磁力の大きさに応じて粘度変化する磁性流体を内部に備えたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に嵌挿されシリンダ内を２室に画成するピストンと、該ピストンの前記シリンダ内の摺動によって前記磁性流体が流通する流体通路と、を備えた磁性流体緩衝器において、
   前記流体通路には、通電電流の大きさに応じて磁力を発生するコイルと、該コイルが磁力を発生しているときに前記流体通路を開口させ、前記コイルが磁力を発生していないときに前記流体通路を絞る絞り手段と、を設けたことを特徴とする磁性流体緩衝器。
2. 前記ピストンのピストン速度が通常使用領域にあるとき、前記絞り手段による減衰特性が、前記磁性流体の粘度変化によるソフト特性とハード特性との間にあることを特徴とする請求項１に記載の磁性流体緩衝器。
3. 前記絞り手段は、前記流体通路を開口または絞る方向に移動可能なスライドバルブであって、該スライドバルブは、付勢手段によって前記流体通路を常時絞る方向に付勢されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁性流体緩衝器。
   

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