JP4660432B2 - 減衰力可変型緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、減衰力が可変である減衰力可変型の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、減衰力が可変である緩衝器がある（例えば、特許文献１参照。）
特開平７−３３２４２６号公報

しかしながら、従来の減衰力可変型の緩衝器は、減衰力を可変とするために、ピストンにて区画された流体室間を複数の流路にて結び、かつそれぞれの流路に異なる減衰力を発生させる減衰バルブを設ける必要があった。

そのため、緩衝器の構造が複雑となっていた。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な構造の減衰力可変型緩衝器を提供することを目的とする。

本発明は、作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に配置され、前記シリンダ内を二つの流体室に画成するピストンと、前記ピストンに形成され、ピストンの摺動によって前記作動流体が通過する流路と、一端に前記ピストンが固定されるロッドと、磁場を受けることによって弾性変形する磁歪体の変形によって前記流路を通過する作動流体に付与する抵抗を調整する可変バルブと、を備え、前記ピストンは、前記ロッドの先端が挿入される雌ねじ穴を有するピストンコアと、前記ピストンコアの外周に所定の間隔をもって配置され、前記ピストンコアの外周との間に前記流路を形成する環状のリング体と、前記ピストンコアの基端側外周に嵌合すると共に、前記リング体の一端を支持するプレートと、を備え、前記流路は、前記リング体の自由端側では前記流体室に対して環状に開口し、前記可変バルブは、前記ピストンコアの先端の凹部に固定された前記磁歪体に連結され前記流路の環状の開口に臨む円板状の弁体を備えることを特徴とする。

本発明によれば、緩衝器が発生する減衰力の調整は、流路を通過する作動流体に付与する抵抗を磁歪体の変形にて調整することによって行われるため、減衰力を可変とするための流路やバルブを設ける必要がないため、簡便な構造の緩衝器を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１及び図２を参照して本発明の実施の形態１である減衰力可変型緩衝器１００について説明する。図１は減衰力可変型緩衝器１００の断面図であり、図２は減衰力可変型緩衝器１００における可変バルブが動作している状態の断面図である。

減衰力可変型緩衝器（以下「緩衝器」と称する。）１００は、自動車等の車両の車体と車軸との間に介装され、車体姿勢の変化を抑制する機能を有するものである。

緩衝器１００は、作動流体が封入されたシリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に配置され、シリンダ１内を二つの流体室３，４に画成するピストン２と、緩衝器１００が発生する減衰力を可変とするための可変バルブ１０とを備える。

ピストン２はロッド５の一端に固定されている。ロッド５の他端は、シリンダ１の外部へ延在している。

シリンダ１内には、ロッド５の侵入、退出によるシリンダ１内の容積変化を補償するガス室（図示せず）が設けられている。

ピストン２は、ロッド５の先端が挿入される雌ねじ穴７を有するピストンコア２ａと、ピストンコア２ａの外周に所定の間隔をもって配置された環状のリング体２ｂとを備える。

ピストンコア２ａの外周とリング体２ｂの内周との間には、作動流体が通過する環状の流路６が形成される。このように、ピストン２には流路６が形成される。

リング体２ｂは、ピストンコア２ａの基端側外周に嵌合した環状のプレート８によって、ピストンコア２ａ外周に対して位置決めされ、ピストンコア２ａとの間に作動流体が通過する均等な環状の流路６を形成する。

リング体２ｂの外周には、シリンダ１内周と摺動する環状のシール部材２０が設けられている。これにより、ピストン２はシリンダ１内を滑らかに摺動することができる。

プレート８には、外縁に沿って環状突起８ａが形成され、リング体２ｂは、環状突起８ａの内周に圧入されることによってプレート８と一体となっている。

プレート８の内周面は、ピストンコア２ａの基端側外周の小径部９に、ぴったりと嵌合している。そして、プレート８がピストンコア２ａから抜けないように、ピストンコア２ａの基端外周にはナット１２が螺合している。

プレート８には、ピストンコア２ａと嵌合した状態において流路６と連通すると共に、流体室３に対して開口する円弧状の貫通孔８ｂが複数個形成されている。

以上のように、リング体２ｂは、一端のみがプレート８によって支持され、他端は自由端となっている。したがって、自由端側では、流路６は流体室４に対して環状に開口している。

ピストンコア２ａ、リング体２ｂ、プレート８、及びナット１２によってピストンアッセンブリが構成され、このピストンアッセンブリは、ロッド５の先端部がピストンコア２ａの雌ねじ穴７に螺合することによって、ロッド５の一端に固定される。

ピストン２がシリンダ１内を摺動することによって、作動流体は、貫通孔８ｂ及び流路６を通り流体室３と流体室４との間を行き来する。

次に、可変バルブ１０について説明する。

可変バルブ１０は、リング体２ｂの自由端側であるピストン２の先端に配置される。

可変バルブ１０は、磁場を受けることによって弾性変形する磁歪材料にて構成される磁歪体１５と、磁歪体１５外周に巻装されたコイル１６と、磁歪体１５に連結され流路６にのぞむ円板状の弁体１７とを備える。

磁歪体１５は、外周にコイル１６が巻装された状態にて、その基端がピストンコア２ａ先端の凹部１８に固定される。

弁体１７は、磁歪体１５を介して流路６にのぞんでいるため、流路６の開口部から所定の隙間１９をもって配置される。このように、隙間１９は流路６と繋がっているため、流路６は隙間１９を通じて流体室４に開口することになる。

可変バルブ１０は、磁歪体１５の変形を利用して弁体１７を移動させ隙間１９を狭めたり広げたりすることによって、流路６における隙間１９を通じて流体室４に開口する面積（以下、「開口面積」と称する。）を変更して隙間１９を通過する作動流体に抵抗を付与するものである。このように、可変バルブ１０は流路６と直列に設けられて、作動流体に抵抗を付与するものである。

コイル１６には車両に搭載されたコントローラ（図示せず）からの電流が入力され、磁歪体１５は、コイル１６への通電によって発生する磁場を受けて弾性変形する。

なお、コイル１６に接続されるリード線は、ピストンコア２ａに形成された通路（図示せず）とロッド５の中空部とを挿通しコントローラに接続されている。

磁歪体１５は励磁状態では、図２に示すように、ロッド５の軸方向と直角方向に伸びる。これにより、磁歪体１５に連結された弁体１７は、流路６に近づく方向に移動するため、流路６の開口面積は小さくなる。

また、磁歪体１５に対する磁場を取り除き非励磁とすることによって磁歪体１５は元の状態に戻る。これにより、弁体１７も元の位置に戻る。

磁歪体１５の変形量（伸び量）は、磁歪体１５が受ける磁場の強さによって決まり、磁歪体１５が受ける磁場の強さは、コイル１６への通電量を調整することによって変化させることができる。

したがって、コイル１６への通電量を調整し磁歪体１５の変形量を調整することによって、流路６の開口面積を自由に変更することができる。これにより、ピストン２がシリンダ１内を摺動することによって流路６を通過する作動流体に対して付与する抵抗を変化させることができるため、緩衝器１００が発生する減衰力を可変とすることができる。

以上のように、本実施の形態１によれば、緩衝器１００が発生する減衰力は、磁歪体１５を変形させ流路６の開口面積を調整することによって変更することができる。このように、緩衝器１００には、減衰力を可変とするための流路やバルブを設ける必要がないため、簡便な構造の緩衝器を得ることができる。

なお、本実施の形態１において、流路６にリーフバルブやオリフィス等の減衰力発生手段を設けるようにしてもよい。

例えば、流路６にリーフバルブを設ける場合には、ピストンコア２ａの基端側外周におけるプレート８とナット１２との間に環状リーフバルブの内周を摺動自在に挿入し、その環状リーフバルブをスプリングにて流路６の開口部を閉じる方向に付勢するようにすればよい。

このように、流路６に減衰力発生手段を設けることによって、流路６にて作動流体に抵抗を付与し、可変バルブによる減衰力は、流路６での減衰力を補うように作用させることができる。したがって、緩衝器１００の減衰力特性をより複雑に設定することや、状況に応じた適切な減衰力の制御を行うことが可能となる。

（実施の形態２）
図３を参照して本発明の実施の形態２である減衰力可変型緩衝器２００について説明する。図３は、減衰力可変型緩衝器２００の断面図である。

本実施の形態２に係る緩衝器２００における上記実施の形態１に係る緩衝器１００との相違点は、作動流体が磁気粘性流体である点である。

なお、本実施の形態２において、上記実施の形態１における緩衝器１００と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

磁気粘性流体は、磁界の作用によって見かけの粘性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を変更することによって調節することができ、磁界を除くことによって元の状態に戻る。

ピストンコア２ａ及びリング体２ｂは、磁性材料にて構成される。

ピストンコア２ａの外周には環状の凹部２１が形成され、この凹部２１内にはコイル２２が収容されている。このように、コイル２２は、ピストンコア２ａの外周に巻装され、流路６に面して形成されている。

したがって、コイル２２に電流を流すことによってコイル２２は磁場を発生し、その磁場は、ピストンコア２ａ及びリング体２ｂが形成する磁気通路を介して、流路６を流れる磁気粘性流体に作用することになる。

ピストンコア２ａには、通路２ｃが形成されている。コイル２２のリード線２２ａは通路２ｃからロッド５の中空部を通り、車両に搭載されたコントローラ（図示せず）に接続されている。このようにして、コイル２２には、コントローラからの駆動電流が入力される。

磁気粘性流体に起因して発生する減衰力について説明する。

シリンダ１内にてピストン２が摺動すると、ピストン２両側の流体室３，４の磁気粘性流体が流路６を介して移動する。このとき、コイル２２に電流を流すと流路６を流れる磁気粘性流体に磁場が作用し、磁気粘性流体の粘性が変化する。これにより、緩衝器２００は、流路６を流れる磁気粘性流体の粘性抵抗の大きさに応じた減衰力を発生する。

コイル２２の電流が大きくなるほど磁気粘性流体の粘性は大きくなり、緩衝器２００の発生する減衰力も大きくなる。このように、緩衝器２００が発生する減衰力は、コイル２２への通電量を変化させ流路６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可変とすることができる。

緩衝器２００が発生する減衰力は、磁歪体１５を変形させ流路６の開口面積を調整することによっても変更可能である。

したがって、例えば、流路６を流れる磁気粘性流体の粘性を調整し所望の減衰力を発生させる際、温度変化によって磁気粘性流体の粘性が変化した場合には、所望の減衰力が得られない可能性がある。そのような場合には、磁歪体１５を変形させ流路６の開口面積を調整することによって、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する減衰力の変化を補償することができる。

以上のように、本実施の形態２に係る緩衝器２００は、２つの方法にて減衰力を可変とすることができるため、緩衝器２００の減衰力特性をより複雑に設定することや、状況に応じた適切な減衰力の制御を行うことが可能となる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明は、車両に搭載する緩衝器に適用することができる。

本発明の実施の形態１における減衰力可変型緩衝器１００を示す断面図である。 同じく減衰力可変型緩衝器１００が動作している状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における減衰力可変型緩衝器２００を示す断面図である。

符号の説明

１００，２００ 減衰力可変型緩衝器
１ シリンダ
２ ピストン
２ａ ピストンコア
２ｂ リング体
３，４ 流体室
５ ロッド
６ 流路
８ プレート
９ コイル
１０ 可変バルブ
１５ 磁歪体
１６ コイル
１７ 弁体
１９ 隙間

Claims (4)

1. 作動流体が封入されたシリンダと、
   前記シリンダ内に摺動自在に配置され、前記シリンダ内を二つの流体室に画成するピストンと、
   前記ピストンに形成され、ピストンの摺動によって前記作動流体が通過する流路と、
   一端に前記ピストンが固定されるロッドと、
   磁場を受けることによって弾性変形する磁歪体の変形によって前記流路を通過する作動流体に付与する抵抗を調整する可変バルブと、を備え、
   前記ピストンは、
   前記ロッドの先端が挿入される雌ねじ穴を有するピストンコアと、
   前記ピストンコアの外周に所定の間隔をもって配置され、前記ピストンコアの外周との間に前記流路を形成する環状のリング体と、
   前記ピストンコアの基端側外周に嵌合すると共に、前記リング体の一端を支持するプレートと、を備え、
   前記流路は、前記リング体の自由端側では前記流体室に対して環状に開口し、
   前記可変バルブは、前記ピストンコアの先端の凹部に固定された前記磁歪体に連結され前記流路の環状の開口に臨む円板状の弁体を備える
   ことを特徴とする減衰力可変型緩衝器。
2. 前記可変バルブは、前記磁歪体の変形量によって前記流路の開口面積を調整することを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変型緩衝器。
3. 前記弁体は、前記流路と所定の間隔をもって配置され、
   前記可変バルブは、前記磁歪体の外周に巻装されたコイルの通電量に応じて前記磁歪体が変形して前記弁体が移動することによって、前記間隔が変更されて前記流路の開口面積が調整されることを特徴とする請求項２に記載の減衰力可変型緩衝器。
4. 前記作動流体は磁気粘性流体であり、
   前記ピストンコアの外周には、前記流路に磁界を作用させるコイルが巻装されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減衰力可変型緩衝器。