JP2017057921A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】作動流体の温度変化に関わらず要求される減衰力を発生させる。【解決手段】緩衝器１００は、作動流体が封入されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に配置されるピストン２０と、ピストン２０に連結されるピストンロッド２１と、を備える。ピストン２０は、一対の流体室１１，１２を連通しピストン２０の移動によって作動流体が流通するとともに流通する作動流体に抵抗を付与するメイン流路２２と、メイン流路２２と並列に設けられ一対の流体室１１，１２を連通するバイパス流路２３と、バイパス流路２３に挿入され作動流体の温度に応じてバイパス流路２３に直交する方向に変形することによってバイパス流路２３の流路面積を変化させる温度補償部６０，２６０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝器に関するものである。

自動車等の車両に搭載される緩衝器として、磁気粘性流体が通過する流路に磁界を作用させ、磁気粘性流体の見かけの粘度を変化させることによって、減衰力を変化させるものがある。特許文献１には、外周にコイルが巻回されたピストンコアと、ピストンコアの外周に配置されたピストンリングと、を備えるピストンアッセンブリがシリンダ内を摺動する際に、ピストンコアとピストンリングとの間に形成された流路を磁気粘性流体が通過する緩衝器が開示されている。

特開２００９−２２８８６１号公報

磁気粘性流体を含む緩衝器の作動流体は、一般的に、温度の変化によって粘度が変化する。このため、特許文献１に記載される緩衝器では、磁気粘性流体の温度が変化する場合であっても安定した減衰力を得るために、バイパス流路に温度補償バルブを設けている。

しかしながら、特許文献１に記載される緩衝器では、バイパス流路に温度補償バルブを設けるために、バイパス流路は直交する複数の孔を接続させることによって構成される。このため、バイパス流路を加工する工数が増加し、結果として、製造コストが上昇するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成により、作動流体の温度変化に関わらず要求される減衰力を発生させることを目的とする。

第１の発明は、メイン流路と並列に設けられるバイパス流路に挿入される温度補償部が、作動流体の温度に応じてバイパス流路に直交する方向に変形し、バイパス流路の流路面積を変化させることを特徴とする。

第１の発明では、作動流体の温度に応じて変形する温度補償部は、ピストンに形成されるバイパス流路に挿入される。バイパス流路の流路面積、すなわちバイパス流路の流通抵抗は、温度補償部が作動流体の温度に応じてバイパス流路に直交する方向に変形することによって変化する。このように、バイパス流路に作動流体の温度に応じて変形する温度補償部を挿入するという簡素な構成によって、温度変化による作動流体の粘性変化に起因する緩衝器の減衰力の変化は補償される。

第２の発明は、温度補償部が、樹脂製の熱膨張部材と、熱膨張部材の少なくとも一部の表面を覆う金属製の保護部材と、を有することを特徴とする。

第２の発明では、樹脂製の熱膨張部材の表面を覆う金属製の保護部材が配置される。このため、熱膨張部材が作動流体に直接接触することが防止され、熱膨張部材が作動流体により摩耗することを抑制することができる。

第３の発明は、バイパス流路が、断面円形状の孔であり、熱膨張部材が、断面Ｃ字状に形成され、外周面が前記バイパス流路の内周面に当接するように設けられ、保護部材が、少なくとも前記熱膨張部材の内周面の一部を覆うように設けられることを特徴とする。

第３の発明では、バイパス流路に挿入される熱膨張部材は、断面Ｃ字状に形成される。このため、熱膨張部材は、作動流体の温度が高くなると移動が制限されていない径方向内側へと膨張する。この結果、作動流体の温度に応じてバイパス流路の流通抵抗を変化させることができる。

第４の発明は、作動流体が磁気粘性流体であり、ピストンが、ピストンロッドの端部に取り付けられ外周にコイルが設けられるピストンコアと、ピストンコアの外周を取り囲むリング体と、を有し、メイン流路が、ピストンコアの外周と前記リング体の内周とにより画定され、バイパス流路が、メイン流路との間にコイルを挟むようにしてピストンコアに形成されることを特徴とする。

第４の発明では、温度補償部が挿入されるバイパス流路は、メイン流路と比較してコイルが発生する磁場の影響が小さい位置に設けられる。このように、温度補償部が挿入されるバイパス流路では、コイルが発生する磁場の影響を受けることが抑制されるため、温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償することができる。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイルへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。

本発明によれば、簡素な構成によって、作動流体の温度変化に関わらず要求される減衰力を発生させることができる。

本発明の実施形態に係る磁気粘性流体緩衝器の正面の断面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図２のIII部の拡大図である。 本発明の実施形態の変形例に係る磁気粘性流体緩衝器の拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る緩衝器について説明する。

本実施形態では、緩衝器が、磁界の作用によって見かけの粘度が変化する磁気粘性流体を作動流体として用いることで減衰係数が変化可能な緩衝器１００である場合について説明する。緩衝器１００は、例えば、自動車等の車両において車体と車軸との間に介装される。緩衝器１００は、伸縮作動によって車体の振動を抑える減衰力を発生する。

緩衝器１００は、内部に磁気粘性流体が封入されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に配置されるピストン２０と、ピストン２０に連結されてシリンダ１０の外部へ延在するピストンロッド２１と、を備える。ピストンロッド２１は、ピストン２０の摺動に伴ってシリンダ１０に対して進退する。

シリンダ１０は、有底円筒状に形成される。シリンダ１０内に封入される磁気粘性流体は、磁界の作用によって見かけの粘度が変化するものであり、油等の液体中に強磁性を有する微粒子を分散させた液体である。磁気粘性流体の粘性は、作用する磁界の強さに応じて変化し、磁界の影響がなくなると元の状態に戻る。

シリンダ１０内には、ガスが封入されるガス室（図示省略）が、フリーピストン（図示省略）を介して画成される。ピストンロッド２１の進退によるシリンダ１０内の容積変化は、ガス室によって補償される。

ピストン２０は、シリンダ１０内に流体室１１と流体室１２とを画成する。流体室１１と流体室１２とは、ピストン２０に形成されるメイン流路２２及びバイパス流路２３を通じて連通する。ピストン２０の構成については、後で詳細に説明する。

ピストンロッド２１は、ピストン２０と同軸に形成され、ピストンロッド２１の一端２１ａがピストン２０に固定される。ピストンの他端２１ｂはシリンダ１０の外部に延出する。

ピストンロッド２１は、一端２１ａと他端２１ｂとに渡って貫通孔２１ｃが形成される円筒形状である。ピストンロッド２１の外周面には、ピストン２０と螺合する雄ねじ２１ｄが形成される。

ピストン２０は、ピストンロッド２１に取り付けられるピストンコア３０と、ピストンコア３０の外周を取り囲むリング体としての環状のフラックスリング３５と、ピストンコア３０に設けられると共にフラックスリング３５を支持する環状のプレート４０と、ピストンコア３０の外周面に取り付けられプレート４０をピストンコア３０に固定する固定ナット５０と、を有する。

ピストンコア３０は、コイル３３ａが設けられるコイルアセンブリ３３と、コイルアセンブリ３３を挟持する第１及び第２コア３１，３２と、に分割して形成される。第１及び第２コア３１，３２は、コイルアセンブリ３３を挟持した状態で、一対のボルト（図示省略）によって締結される。

第１コア３１は、円筒状の第１小径部３１ａと、第１小径部３１ａと比較して大径に形成される円筒状の第２小径部３１ｂと、第２小径部３１ｂと比較して大径に形成される円筒状の大径部３１ｃと、を有する。第１コア３１は、磁性材によって形成される。

第１小径部３１ａの内周面には、ピストンロッド２１の雄ねじ２１ｄと螺合する雌ねじ３１ｆが形成される。第１小径部３１ａの雌ねじ３１ｆとピストンロッド２１の雄ねじ２１ｄとの螺合により、第１コア３１がピストンロッド２１に締結される。第１小径部３１ａの先端の外周面には、固定ナット５０が螺合する雄ねじ３１ｇが形成される。

第２小径部３１ｂは、第１小径部３１ａに軸方向に連続して同軸に形成され、第１小径部３１ａとの間に段部３１ｈを形成する。段部３１ｈには、第１小径部３１ａが挿通されるプレート４０の端面が当接し、段部３１ｈは、固定ナット５０との間にプレート４０を挟持する。

大径部３１ｃは、第２小径部３１ｂに軸方向に連続して同軸に形成され、コイルアセンブリ３３及び第２コア３２と当接する。

ピストンコア３０の第２コア３２は、円柱状の大径部３２ａと、大径部３２ａと比較して小径に形成される円柱状の小径部３２ｂと、を有する。大径部３２ａは、流体室１２に臨む端面３２ｃを有する。小径部３２ｂは、大径部３２ａに軸方向に連続して同軸に形成される。

大径部３２ａの端面３２ｃには複数の工具穴３２ｄが形成される。工具穴３２ｄは、ピストン２０をピストンロッド２１に螺着する際に工具が嵌められる穴であり、９０°間隔で４つ形成される。

第２コア３２は、第１コア３１と同様に、磁性材によって形成される。

ピストンコア３０のコイルアセンブリ３３は、内部にコイル３３ａが設けられる円筒状のコイルモールド部３３ｂと、第１コア３１に嵌合する円柱部３３ｄと、コイルモールド部３３ｂの一端から径方向内側に向かって直線状に延在し、コイルモールド部３３ｂと円柱部３３ｄとを連結する一対の連結部３３ｃと、を有する。コイルアセンブリ３３は、コイル３３ａが挿入された状態で樹脂をモールドすることで形成される。

コイルモールド部３３ｂは、内径が第２コア３２の小径部３２ｂの外径と略同径に形成され、小径部３２ｂの外周面に嵌合する。コイルモールド部３３ｂ及び連結部３３ｃが第１及び第２コア３１，３２により挟持される。

円柱部３３ｄは、連結部３３ｃに対してコイルモールド部３３ｂとは反対側に位置する。円柱部３３ｄは外径が第１コア３１の大径部３１ｃの内径と略同径に形成され、大径部３１ｃと嵌合する。

また、円柱部３３ｄは、先端部３３ｅがピストンロッド２１の貫通孔２１ｃに挿入される。円柱部３３ｄの先端部３３ｅの外周側には、Ｏリング３４が設けられる。

Ｏリング３４は、第１コア３１の大径部３１ｃとピストンロッド２１とによって軸方向に圧縮され、コイルアセンブリ３３の先端部３３ｅとピストンロッド２１とによって径方向に圧縮される。これにより、ピストンロッド２１と第１コア３１との間や、第１コア３１とコイルアセンブリ３３との間に流入した磁気粘性流体がピストンロッド２１の貫通孔２１ｃに漏出することが防止される。

このように、ピストンコア３０は、第１コア３１と第２コア３２とコイルアセンブリ３３との３部材に分割して形成される。したがって、コイル３３ａが設けられるコイルアセンブリ３３のみをモールドにて形成し、第１コア３１と第２コア３２との間にコイルアセンブリ３３を挟持すればよい。３部材に分割して形成されるピストンコア３０は、ピストンコア３０を単体で形成してモールド作業を行う場合と比較して、ピストンコア３０を容易に形成することができる。

ピストンコア３０において、第１コア３１は雌ねじ３１ｆと雄ねじ２１ｄとの螺合によりピストンロッド２１に固定されるが、コイルアセンブリ３３と第２コア３２とは軸方向に嵌められているのみである。一対のボルトを用いることにより、第２コア３２及びコイルアセンブリ３３が第１コア３１に押し付けられるように固定される。したがって、ピストンコア３０を容易に組み立てることができる。

第２コア３２の大径部３２ａ及びコイルモールド部３３ｂは、外径が第１コア３１の大径部３１ｃと同径に形成される。大径部３１ｃ，３２ａ及びコイルモールド部３３ｂの外径が同一であるので、以下において、大径部３１ｃ，３２ａ及びコイルモールド部３３ｂからなる部分を、ピストンコア３０の「大径部３０ａ」と称する。

ピストン２０のフラックスリング３５は、磁性材によって形成される。フラックスリング３５の一端３５ａには、軸方向にくぼむ環状凹部３５ｅが設けられる。フラックスリング３５の他端３５ｂは、大径部３２ａの端面３２ｃと面一となるように形成される。

フラックスリング３５は、外径がシリンダ１０の内径と略同径に形成され、内径がピストンコア３０の大径部３０ａの外径よりも大径に形成される。したがって、フラックスリング３５の内周面３５ｃとピストンコア３０の大径部３０ａの外周面３０ｂとの間には、軸方向全長に渡って環状の隙間が形成される。この隙間は、磁気粘性流体が流通するメイン流路２２として機能する。

コイルモールド部３３ｂは、メイン流路２２に臨む。そのため、コイル３３ａが発生する磁界はメイン流路２２を流れる磁気粘性流体に作用する。つまり、メイン流路２２は、コイル３３ａのまわりに生じる磁束が通過する磁気ギャップとして機能する。

コイル３３ａは、外部から供給される電流によって磁界を形成する。この磁界の強さは、コイル３３ａに供給される電流が大きくなるほど強くなる。コイル３３ａに電流が供給されて磁界が形成されると、メイン流路２２を流れる磁気粘性流体の見かけの粘度が変化する。磁気粘性流体の粘性は、コイル３３ａによる磁界が強くなるほど高くなる。

コイル３３ａへ電流を供給するための一対の配線（図示省略）は、連結部３３ｃ及び円柱部３３ｄの内部に配索される。この一対の配線は、円柱部３３ｄの先端から引き出され、ピストンロッド２１の貫通孔２１ｃに通される。

ピストンコア３０には、メイン流路２２との間にコイル３３ａを挟むようにして、バイパス流路２３が形成される。バイパス流路２３は、ピストンコア３０を軸方向に貫通する貫通孔であり、１８０°間隔で２つ形成される。バイパス流路２３は、メイン流路２２と比較してコイル３３ａが発生する磁場の影響が小さい位置に設けられる。バイパス流路２３の数やバイパス流路２３の配置はこれに限定されず、要求される減衰特性や加工性等に応じて任意に設定される。例えば、コイル３３ａが発生する磁場の影響を小さくするために、ピストンコア３０の軸中心寄りに１本のバイパス流路２３を設けた構成としてもよい。

バイパス流路２３は、第１コア３１を貫通する第１貫通孔２３ａと、第２コア３２を貫通する第２貫通孔２３ｂと、を有する断面円形状の孔である。第１貫通孔２３ａと第２貫通孔２３ｂとは、略同径に形成される。第１貫通孔２３ａと第２貫通孔２３ｂとは、コイルアセンブリ３３の連結部３３ｃを避けて形成される。

第２貫通孔２３ｂの一部には、他の部分よりも内径が大きい収容孔２３ｃが形成される。収容孔２３ｃの一端は、第１コア３１の端面３１ｄと当接する第２コア３２の端面３２ｅに開口する。第２貫通孔２３ｂに収容孔２３ｃが形成されることによって、第２貫通孔２３ｂの内周面には、段部２３ｄが形成される。収容孔２３ｃには、磁気粘性流体の温度に応じて変形することによってバイパス流路２３の流路面積を変化させる筒状の温度補償部６０が挿入される。温度補償部６０については、後で詳細に説明する。

第２貫通孔２３ｂにおける流路面積は、温度補償部６０によって収容孔２３ｃ内に画定される流路の大きさによって決定され、この流路面積は、温度補償部６０が変形した場合であっても、第１貫通孔２３ａの流路面積よりも小さくなるように設定される。したがって、ピストン２０が移動する時の減衰特性は、第２貫通孔２３ｂの流路面積によって決定され、第１貫通孔２３ａの穴径は、減衰特性に影響を及ぼさない。

第２コア３２の端面３２ｃに形成される前述の４つの工具穴３２ｄのうち２つは、第２貫通孔２３ｂの端部に形成される。このように、工具穴３２ｄは、第２貫通孔２３ｂと共用される。

プレート４０は、非磁性材によって形成される円環状の平板部材である。プレート４０は、外縁である外周面４０ｂがフラックスリング３５の環状凹部３５ｅに圧入されることによって、環状凹部３５ｅ内に収容され、フラックスリング３５を支持する。

プレート４０には、メイン流路２２に連通する貫通孔である複数の流路２４が形成される。流路２４は、円弧状に形成されて等角度間隔に配置される。具体的には、流路２４は、９０°間隔で４つ形成される。流路２４は、円弧状に限られず、例えば円形の貫通孔であってもよい。

プレート４０と第１コア３１の大径部３１ｃとの間には、環状の空隙が形成される。この空隙は、流路２４から流入した磁気粘性流体をメイン流路２２とバイパス流路２３とに分岐して導くバイパス分岐路２５として機能する。バイパス分岐路２５が第２小径部３１ｂの周りに環状に形成されるので、ピストン２０の組立時に流路２４とバイパス流路２３との周方向の位置を合わせる必要がなく、ピストン２０を容易に組み立てることができる。

プレート４０には、第１コア３１の第１小径部３１ａが嵌合する貫通孔４０ａが形成される。貫通孔４０ａに第１小径部３１ａが嵌合することによって、プレート４０と第１コア３１との同軸度が確保される。その結果、プレート４０により、フラックスリング３５の内周面３５ｃと大径部３０ａの外周面３０ｂとの間の間隔（メイン流路２２の幅）が規定される。

また、プレート４０は、ピストンコア３０の第１小径部３１ａに対する固定ナット５０の締結力によって段部３１ｈに押し付けられて挟持される。これにより、プレート４０に固定されるフラックスリング３５のピストンコア３０に対する軸方向の位置が規定されることとなる。

固定ナット５０は、略円筒状に形成され、ピストンコア３０の第１小径部３１ａの外周に取り付けられる。固定ナット５０は、先端部５０ａがプレート４０と当接する。固定ナット５０は、基端部５０ｂの内周に、第１コア３１の雄ねじ３１ｇに螺合する雌ねじ５０ｃが形成される。これにより、固定ナット５０は、第１小径部３１ａに螺着される。

このように、フラックスリング３５とピストンコア３０とは、フラックスリング３５の中心軸とピストンコア３０の中心軸とが一致するように、フラックスリング３５の一端３５ａ側に設けられるプレート４０を介して結合される。さらに、ピストンコア３０に対するフラックスリング３５の軸方向の位置は、プレート４０によって規定される。このため、フラックスリング３５の他端３５ｂ側には、フラックスリング３５とピストンコア３０とを結合し、フラックスリング３５の軸方向位置を規定する部材を設ける必要がない。したがって、緩衝器１００のピストン２０の全長を短くすることができる。

また、フラックスリング３５の他端３５ｂ側にはフラックスリング３５とピストンコア３０とを結合する部材が配置されないため、メイン流路２２は、流体室１２に対して環状に連続して開口する。この結果、メイン流路２２の流通抵抗が低減され、メイン流路２２を通過する磁気粘性流体に付与される抵抗を低減することができる。

次に、図１から図３を参照して、温度補償部６０について説明する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図２では、説明のため、ピストン２０以外の部材については省略して示している。図３は、図２のＩＩＩで示される部分を拡大した拡大図である。

図３に示されるように、収容孔２３ｃに挿入される温度補償部６０は、熱膨張率が大きい熱膨張部材６１と、熱膨張部材６１の表面を覆う保護部材６２と、を有する。熱膨張部材６１は、第２コア３２と比較して熱膨張率が大きい材料、例えばポリエチレン及びポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料、又はアルミニウム等の金属材料により形成される。

保護部材６２は、特に樹脂製の熱膨張部材６１が磁気粘性流体に直接接触して磁気粘性流体に含まれる粒子等によって摩耗することを防止するために設けられる。このため、保護部材６２は、耐摩耗性を有する材料、例えばステンレス等の金属材料により形成される。保護部材６２は、熱膨張部材６１の全ての面に設けられる必要はなく、磁気粘性流体が主に流通する部分に設けられていればよい。熱膨張部材６１が金属によって形成され、磁気粘性流体によって摩耗するおそれがなければ、保護部材６２は設けられなくてもよい。なお、作動流体として磁気粘性流体を用いない場合であっても、作動流体中には鉄粉等の粒子が存在することがあるため、保護部材６２を設けることが好ましい。

熱膨張部材６１は、収容孔２３ｃに沿って軸方向に挿入される断面Ｃ字状の部材である。熱膨張部材６１は、軸方向において段部２３ｄと第１コア３１の端面３１ｄとに当接するように配置される。このため、熱膨張部材６１の軸方向への移動は、段部２３ｄと端面３１ｄとによって制限される。また、熱膨張部材６１は、外周面が収容孔２３ｃの内周面に当接するため、径方向外側への移動が収容孔２３ｃの内周面によって制限される。

このように、熱膨張部材６１は、軸方向及び径方向外側への移動が制限されるため、磁気粘性流体の温度が高くなると移動が制限されていない径方向内側及び周方向へと膨張する。熱膨張部材６１がバイパス流路２３に直交する方向である径方向内側及び周方向へと膨張することで、第２貫通孔２３ｂの流路面積が減少し、バイパス流路２３の流通抵抗が上昇する。

一方、磁気粘性流体の温度が低くなると熱膨張部材６１は収縮し、第２貫通孔２３ｂの流路面積が増加する。この結果、バイパス流路２３の流通抵抗が低下する。熱膨張部材６１が収縮した際に第２貫通孔２３ｂの流路面積が速やかに拡大されるように、保護部材６２を、熱膨張部材６１を径方向外側へと押圧する力を有する弾性体として形成してもよい。

保護部材６２は、図３に示されるように、熱膨張部材６１の内周面に沿って設けられる断面Ｃ字状の本体部６２ａと、本体部６２ａの開口端から径方向外側へ延びる端部６２ｂと、を有する。端部６２ｂの径方向の長さは、熱膨張部材６１が最も膨張したときであっても、端部６２ｂの外径側端が第２貫通孔２３ｂよりも径方向外側に位置するように、かつ、熱膨張部材６１が最も収縮したときであっても、端部６２ｂの外径側端が収容孔２３ｃの内周面に当接しないように設定される。このように設定される保護部材６２によって熱膨張部材６１を覆うことにより、主に磁気粘性流体が流通する流路に対して熱膨張部材６１が露出されることが防止され、結果として、磁気粘性流体に含まれる粒子等によって熱膨張部材６１が摩耗することを抑制することができる。

続いて、温度補償部６０の組み付け方法について説明する。

ピストン２０への温度補償部６０の組み付けは、ピストンコア３０を組み立てる前に行われる。具体的には、温度補償部６０は、第２コア３２に形成された収容孔２３ｃ内に、その一端が段部２３ｄに当接するまで挿入される。そして、温度補償部６０が挿入された第２コア３２の端面３２ｅを、第１コア３１の端面３１ｄに押し当て、第１コア３１と第２コア３２との間にコイルアセンブリ３３を挟み込むことによりピストンコア３０が組み立てられる。このとき、温度補償部６０は、段部２３ｄと端面３１ｄとにより軸方向への移動が規制され、収容孔２３ｃ内に組み付けられた状態となる。

このように、温度補償部６０は、収容孔２３ｃ内への挿入という極めて単純な方法によってピストン２０へ組み付けられる。

温度補償部６０が挿入される位置、すなわち、収容孔２３ｃが形成される位置は、第２コア３２に限定されず、バイパス流路２３が形成される第１コア３１であってもよい。また、収容孔２３ｃは、複数の部材に跨って形成されてもよい。

次に、緩衝器１００の作用について説明する。

緩衝器１００が伸縮作動して、ピストンロッド２１がシリンダ１０に対して進退すると、磁気粘性流体は、プレート４０に形成された流路２４とバイパス分岐路２５とを通じてメイン流路２２とバイパス流路２３とを流れる。これにより、磁気粘性流体が流体室１１と流体室１２との間を流通することで、ピストン２０はシリンダ１０内を摺動する。

このとき、磁性材によって形成される第１コア３１と第２コア３２とフラックスリング３５とは、コイル３３ａのまわりに生じる磁束を導く磁路を構成する。また、プレート４０は非磁性材によって形成されるため、ピストンコア３０とフラックスリング３５との間のメイン流路２２は、コイル３３ａのまわりに生じる磁束が通過する磁気ギャップとなる。これにより、緩衝器１００の伸縮作動時に、メイン流路２２を流れる磁気粘性流体にはコイル３３ａの磁場が作用する。

緩衝器１００が発生する減衰力の調節は、コイル３３ａへの通電量を変化させ、メイン流路２２を流れる磁気粘性流体に作用する磁場の強さを変化させることによって行われる。具体的には、コイル３３ａに供給される電流が大きくなるほど、コイル３３ａのまわりに発生する磁場の強さが大きくなる。よって、メイン流路２２を流れる磁気粘性流体の粘性が高くなって、緩衝器１００が発生する減衰力が大きくなる。

減衰力を大きくするために、コイル３３ａへの通電量を急激に変化させると磁気粘性流体の粘性が急激に高くなり圧力変動が生じることがある。緩衝器１００において、バイパス流路２３は、コイル３３ａの磁場の影響を受けにくい場所に設けられている。このため、コイル３３ａへの通電量を変化させてもバイパス流路２３を流れる磁気粘性流体の粘性はあまり変化しない。この結果、コイル３３ａへの通電量を変化させることによって減衰力を変化させる際に生じる圧力変動は、バイパス流路２３が設けられることによって緩和される。

また、緩衝器１００の伸縮作動に伴い磁気粘性流体の温度が上昇すると、磁気粘性流体の粘度が低下するため、メイン流路２２にて発生する減衰力が低下してしまう。緩衝器１００では、磁気粘性流体の温度が上昇すると、温度補償部６０が膨張し、第２貫通孔２３ｂの流路面積を減少させ、バイパス流路２３の流通抵抗を増大させる。つまり、温度補償部６０は、磁気粘性流体の温度が高いときには、減衰力の低下を抑制するように作用する。

一方、磁気粘性流体の温度が低いときには、磁気粘性流体の粘度が高いため、メイン流路２２にて発生する減衰力が上昇してしまう。緩衝器１００では、磁気粘性流体の温度が低いときには、温度補償部６０が収縮し、第２貫通孔２３ｂの流路面積を大きくし、バイパス流路２３の流通抵抗を小さくする。つまり、温度補償部６０は、磁気粘性流体の温度が低いときには、減衰力の上昇を抑制するように作用する。

ここで、バイパス流路２３がメイン流路２２と同様にコイル３３ａが発生する磁場の影響を受けると、バイパス流路２３を流通する磁気粘性流体の粘度は磁力と温度との両方に起因して変化する。このため、例えば、磁気粘性流体の温度が高くなりバイパス流路２３の流通抵抗を大きくしたときに、磁場の影響で粘度が高くなると、磁気粘性流体の温度が高くなったことにより低下した減衰力を補償するために必要な減衰力よりも大きな減衰力がバイパス流路２３で発生するおそれがある。

そこで、本実施形態では、温度補償部６０が挿入されるバイパス流路２３は、メイン流路２２と比較してコイル３３ａが発生する磁場の影響が小さい位置に設けられる。このため、バイパス流路２３を流通する磁気粘性流体の粘度はほぼ温度のみによって変化する。つまり、バイパス流路２３では、温度のみに起因して粘度が変化する磁気粘性流体に対して流通抵抗が増減される。この結果、温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償するために必要なだけの減衰力をバイパス流路２３で発生させることができる。

このように、温度補償部６０が設けられることによって、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

緩衝器１００では、磁気粘性流体の温度に応じて変形する温度補償部６０は、ピストンコア３０に貫通して形成されるバイパス流路２３に挿入される。このように、温度補償部６０が挿入されるバイパス流路２３は、単なる貫通孔であるため容易に形成することが可能である。この結果、緩衝器１００の製造コストの上昇を抑制することができる。

さらに、バイパス流路２３に挿入される温度補償部６０は、磁気粘性流体の温度に応じてバイパス流路２３に直交する方向に変形し、バイパス流路２３の流通抵抗を変化させる。このため、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態に係る緩衝器１００の変形例について説明する。図４は、上記実施形態の図３に相当する断面図である。

上記実施形態では、収容孔２３ｃの断面形状は円形である。これに代えて、図４に示すように、温度補償部２６０が収容される収容孔２２３ｃの断面形状を矩形としてもよい。

変形例では、第２貫通孔２３ｂの一部に形成される収容孔２２３ｃの断面形状が、他の部分の直径よりも長さが長い長辺を有する矩形に形成される。収容孔２２３ｃには、断面形状が矩形の温度補償部２６０が対向して２つ配置される。第２貫通孔２３ｂにおける流路面積は、２つの温度補償部２６０と収容孔２２３ｃとにより画定される流路の大きさによって決定され、この流路面積は、温度補償部２６０が変形した場合であっても、第１貫通孔２３ａの流路面積よりも小さくなるように設定される。したがって、上記実施形態と同様に、ピストン２０が移動する時の減衰特性は、第２貫通孔２３ｂの流路面積によって決定され、第１貫通孔２３ａの穴径は、減衰特性に影響を及ぼさない。

温度補償部２６０は、熱膨張率が大きい熱膨張部材２６１と、熱膨張部材２６１の表面を覆う保護部材２６２と、を有する。熱膨張部材２６１及び保護部材２６２は、上記実施形態における熱膨張部材６１及び保護部材６２と同様の材料によって形成される。

熱膨張部材２６１は、上記実施形態の熱膨張部材６１と同様に、軸方向において段部２２３ｄと第１コア３１の端面３１ｄとに当接するように収容孔２２３ｃ内に配置される。このため、熱膨張部材２６１の軸方向への移動は、段部２２３ｄと端面３１ｄとによって制限される。さらに、熱膨張部材２６１は、断面形状が矩形の収容孔２２３ｃ内に配置されるため、熱膨張部材２６１の移動は、収容孔２２３ｃに直交する方向へのみ許容される。

このため、熱膨張部材２６１は、磁気粘性流体の温度が高くなると移動が制限されていない収容孔２２３ｃに直交する方向へと膨張する。熱膨張部材２６１が膨張することで、第２貫通孔２３ｂの流路面積が減少し、バイパス流路２３の流通抵抗が上昇する。

一方、磁気粘性流体の温度が低くなると熱膨張部材２６１は収縮し、第２貫通孔２３ｂの流路面積が増加する。この結果、バイパス流路２３の流通抵抗が低下する。

熱膨張部材２６１が収縮した際に第２貫通孔２３ｂの流路面積が速やかに拡大されるように、２つの温度補償部２６０の間には、熱膨張部材２６１同士を離間させる方向に押圧する付勢力を発揮する弾性体２６３が設けられる。弾性体２６３は、温度補償部２６０が収容孔２２３ｃから脱落したり、収容孔２２３ｃ内において傾いたりすることを防止する機能も有する。

温度補償部２６０の数は、２つに限定されず、１つであってもよい。この場合も温度補償部２６０が収縮した際に第２貫通孔２３ｂの流路面積が速やかに拡大されるように弾性体２６３を設けることが好ましい。

収容孔２２３ｃの断面形状は、矩形に限定されず、長手方向の長さが第１貫通孔２３ａ及び第２貫通孔２３ｂの直径よりも長く、第２貫通孔２３ｂと収容孔２２３ｃとの間に段部２２３ｄが形成されれば、楕円や角丸長方形であってもよい。

以上の変形例によっても上記実施形態と同様に、磁気粘性流体の温度に応じて変形する温度補償部２６０は、ピストンコア３０に貫通して形成されるバイパス流路２３に挿入される。このように、温度補償部２６０が挿入されるバイパス流路２３は、貫通孔であるため容易に形成することが可能である。この結果、緩衝器１００の製造コストの上昇を抑制することができる。

さらに、バイパス流路２３に挿入される温度補償部２６０は、磁気粘性流体の温度に応じてバイパス流路２３に直交する方向に変形し、バイパス流路２３の流通抵抗を変化させる。このため、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

緩衝器１００は、作動流体が封入されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に配置され、シリンダ１０内に一対の流体室１１，１２を画成するピストン２０と、ピストン２０に連結されてシリンダ１０の外部へ延在するピストンロッド２１と、を備え、ピストン２０は、一対の流体室１１，１２を連通し、ピストン２０の移動によって作動流体が流通するとともに、流通する作動流体に抵抗を付与するメイン流路２２と、メイン流路２２と並列に設けられ、一対の流体室１１，１２を連通するバイパス流路２３と、バイパス流路２３に挿入され、作動流体の温度に応じてバイパス流路２３に直交する方向に変形することによってバイパス流路２３の流路面積を変化させる温度補償部６０，２６０と、を有することを特徴とする。

この構成では、作動流体の温度に応じて変形する温度補償部６０，２６０は、ピストンコア３０に貫通して形成されるバイパス流路２３に挿入される。このように、温度補償部６０，２６０が挿入されるバイパス流路２３は、単なる貫通孔であるため容易に形成することが可能である。この結果、緩衝器１００の製造コストの上昇を抑制することができる。

さらに、バイパス流路２３に挿入される温度補償部６０，２６０は、作動流体の温度に応じてバイパス流路２３に直交する方向に変形し、バイパス流路２３の流通抵抗を変化させる。このため、温度変化による作動流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、作動流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。

また、温度補償部６０，２６０は、樹脂製の熱膨張部材６１，２６１と、熱膨張部材６１，２６１の少なくとも一部の表面を覆う金属製の保護部材６２，２６２と、を有することを特徴とする。

この構成では、熱膨張部材６１，２６１の表面を覆う保護部材６２，２６２が配置され、樹脂製の熱膨張部材６１，２６１が作動流体に直接接触することが防止される。このため、樹脂製の熱膨張部材６１，２６１が作動流体により摩耗することを抑制することができる。

また、バイパス流路２３は、断面円形状の孔であり、熱膨張部材６１は、断面Ｃ字状に形成され、外周面がバイパス流路２３の内周面に当接するように設けられ、保護部材６２は、少なくとも熱膨張部材６１の内周面の一部を覆うように設けられることを特徴とする。

この構成では、バイパス流路２３に挿入される熱膨張部材６１は、断面Ｃ字状に形成される。このため、熱膨張部材６１は、作動流体の温度が高くなると移動が制限されていない径方向内側へと膨張する。この結果、バイパス流路２３の流路面積は作動流体の温度に応じて変化することになるため、バイパス流路２３の流通抵抗を作動流体の温度に応じて変化させることができる。さらに、作動流体が流通する熱膨張部材６１の内周面側には、保護部材６２が設けられる。このため、樹脂製の熱膨張部材６１が作動流体に直接接触することが防止され、熱膨張部材６１が作動流体により摩耗することを抑制することができる。

また、作動流体は磁気粘性流体であり、ピストン２０は、ピストンロッド２１の端部に取り付けられ外周にコイル３３ａが設けられるピストンコア３０と、ピストンコア３０の外周を取り囲むフラックスリング３５と、を有し、メイン流路２２は、ピストンコア３０の外周とフラックスリング３５の内周とにより画定され、バイパス流路２３は、メイン流路２２との間にコイル３３ａを挟むようにしてピストンコア３０に形成されることを特徴とする。

この構成では、温度補償部６０，２６０が挿入されるバイパス流路２３は、メイン流路２２と比較してコイル３３ａが発生する磁場の影響が小さい位置に設けられる。このように、温度補償部６０，２６０では、コイル３３ａが発生する磁場の影響を受けることが抑制されるため、温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償することができる。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、緩衝器１００は、コイル３３ａに電流を供給する一対の配線がピストンロッド２１の内周を通過するものである。よって、コイル３３ａに印加された電流を外部に逃がすアースを廃止することができる。しかしながら、この構成に代えて、コイル３３ａに電流を印加する一本の配線のみがピストンロッド２１の内部を通過するようにして、ピストンロッド２１自体を通じて外部にアースされる構成としてもよい。

また、温度補償部６０，２６０は、磁気粘性流体を用いた緩衝器１００に限定されず、作動油を用いた一般的な緩衝器の絞り流路に適用することも可能である。この場合も流路に作動油の温度に応じて変形する温度補償部を挿入するという簡素な構成によって、温度に応じて流路の断面積を変更することが可能となる。この結果、温度変化による作動油の粘性変化に起因する緩衝器の減衰力の変化を補償することができる。

１００・・・緩衝器、１０・・・シリンダ、１１，１２・・・流体室、２０・・・ピストン、２１・・・ピストンロッド、２２・・・メイン流路、２３・・・バイパス流路、２３ｃ，２２３ｃ・・・収容孔、３０・・・ピストンコア、３３ａ・・・コイル、３５・・・フラックスリング（リング体）、４０・・・プレート、６０，２６０・・・温度補償部、６１，２６１・・・熱膨張部材、６２，２６２・・・保護部材

Claims (4)

1. 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自在に配置され、前記シリンダ内に一対の流体室を画成するピストンと、
   前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延在するピストンロッドと、を備え、
   前記ピストンは、
   一対の前記流体室を連通し、前記ピストンの移動によって作動流体が流通するとともに、流通する作動流体に抵抗を付与するメイン流路と、
   前記メイン流路と並列に設けられ、一対の前記流体室を連通するバイパス流路と、
   前記バイパス流路に挿入され、作動流体の温度に応じて前記バイパス流路に直交する方向に変形することによって前記バイパス流路の流路面積を変化させる温度補償部と、を有することを特徴とする緩衝器。
2. 前記温度補償部は、
   樹脂製の熱膨張部材と、
   前記熱膨張部材の少なくとも一部の表面を覆う金属製の保護部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 前記バイパス流路は、断面円形状の孔であり、
   前記熱膨張部材は、断面Ｃ字状に形成され、外周面が前記バイパス流路の内周面に当接するように設けられ、
   前記保護部材は、少なくとも前記熱膨張部材の内周面の一部を覆うように設けられることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
4. 作動流体は磁気粘性流体であり、
   前記ピストンは、
   前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、外周にコイルが設けられるピストンコアと、
   前記ピストンコアの外周を取り囲むリング体と、を有し、
   前記メイン流路は、前記ピストンコアの外周と前記リング体の内周とにより画定され、
   前記バイパス流路は、前記メイン流路との間に前記コイルを挟むようにして前記ピストンコアに形成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の緩衝器。

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