可変減衰力ダンパー

【課題】可変減衰力ダンパーのピストンが短い周期で往復動する際にバルブプレートの応答性を高める。
【解決手段】シリンダ２２に嵌合するピストン２５のオリフィス４６，４７の開度を変化させる減衰力制御機構が、第１、第２バルブプレート３７，３８と磁界を発生させる第１、第２コイル４４，４５とを備えたことにより、第１、第２コイル４４，４５が発生する磁界で第１、第２バルブプレート３７，３８を変形させてオリフィス４６，４７の開度を変化させ、ダンパーの減衰力を任意に制御することができる。その際に、第１バルブプレート３７を対応する第１コイル４４で変形させ、第２バルブプレート３８を対応する第２コイル４５で変形させるので、両コイル４４，４５が励磁および消磁される時間間隔を伸ばし、コイルのインダクタンスの影響を最小限に抑えて電流の立ち上がりを速めることで、ダンパーへの高周波の入力時の応答性を高めることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性合金製のバルブプレートと磁界を発生させるコイルとを備え、コイルが発生する磁界でバルブプレートの形状を変化させることで減衰力を任意に制御することが可能な可変減衰力ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
粘性流体が充填されたシリンダを、その内部に摺動自在に嵌合するピストンによって第１、第２流体室に区画し、ピストンを貫通して第１、第２流体室を連通させる流体通路にソレノイドで開閉するスプール弁を配置したものが、下記特許文献１により公知である。この可変減衰力ダンパーによれば、ソレノイドに通電してスプール弁の開度を変化させることでダンパーの減衰力を任意に制御することができる。
【特許文献１】特開２００４−２２５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載された可変減衰力ダンパーは、ピストンの内部にソレノイドで作動するスプール弁を配置する必要があるため、部品点数が増加して構造が複雑化するだけでなく、ソレノイドに通電してからスプール弁の開度が変化するまでにタイムラグが存在するため、応答性が低くなる問題があった。
【０００４】
そこで本出願人は、特願２００５−２３１９２５号により、ピストンに設けたオリフィスを開閉する磁性合金製のバルブプレートを、ピストンに設けたコイルで変形させて減衰力を制御する可変減衰力ダンパーを提案した。
【０００５】
この可変減衰力ダンパーによれば、上記特許文献１に記載された可変減衰力ダンパーに比べて高い応答性を得ることが可能であるが、ピストンに入力される荷重の周波数が高くなると、コイルが短い時間間隔で励磁および消磁を繰り返す必要があるため、コイルのインダクタンスの影響で励磁時の電流の立ち上がりが遅れて応答性が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、可変減衰力ダンパーのピストンが短い周期で往復動する際にバルブプレートが変形する応答性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、粘性流体が充填されたシリンダと、シリンダに摺動自在に嵌合して該シリンダを第１、第２流体室に区画するピストンと、ピストンに連結されてシリンダの端壁を貫通するピストンロッドと、ピストンに設けられて第１、第２流体室を連通させるオリフィスと、ピストンのオリフィスの開度を変化させて減衰力を制御する減衰力制御機構とを備えた可変減衰力ダンパーにおいて、前記減衰力制御機構は、ピストンの軸方向両端に配置された磁性合金製の第１、第２バルブプレートと、第１、第２バルブプレートにそれぞれ対応するようにピストンに配置された第１、第２コイルとを備え、第１、第２コイルが発生する磁界でそれぞれ第１、第２バルブプレートを変形させてオリフィスの開度を変化させることを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ピストンはオリフィスと協働して第１、第２流体室を連通させる流体通路を備えており、前記流体通路はピストンに設けた第１、第２コイルの径方向内側に配置されることを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記ピストンのピストン本体は軸方向一端から他端までが一部材で構成されていることを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記ピストンロッドは前記ピストンの軸方向一端から挿入されて軸方向他端の手前で終わっていることを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【００１１】
また請求項５に記載された発明によれば、粘性流体が充填されたシリンダと、シリンダの外周を囲むように配置され、下部がシリンダに連通して粘性流体が充填されるとともに上部にガスが充填されたリザーバ室と、シリンダに摺動自在に嵌合して該シリンダを第１、第２流体室に区画する可動ピストンと、可動ピストンに連結されてシリンダの端壁を貫通するピストンロッドと、可動ピストンに設けられて第１、第２流体室を連通させる第１オリフィスと、可動ピストンの第１オリフィスの開度を変化させて減衰力を制御する第１減衰力制御機構と、第２流体室およびリザーバ室を区画するようにシリンダの底部に固定された固定ピストンと、固定ピストンに設けられて第２流体室およびリザーバ室を連通させる第２オリフィスと、固定ピストンの第２オリフィスの開度を変化させて減衰力を制御する第２減衰力制御機構とを備えた可変減衰力ダンパーであって、前記第１減衰力制御機構は、可動ピストンの軸方向下端に配置された磁性合金製の第１バルブプレートと、第１バルブプレートに対応するように可動ピストンに配置された第１コイルとを備え、第１コイルが発生する磁界で第１バルブプレートを変形させて第１オリフィスの開度を変化させるとともに、前記第２減衰力制御機構は、固定ピストンの軸方向下端に配置された磁性合金製の第２バルブプレートと、第２バルブプレートに対応するように固定ピストンに配置された第２コイルとを備え、第２コイルが発生する磁界で第２バルブプレートを変形させて第２オリフィスの開度を変化させることを特徴とする可変減衰力ダンパーが提案される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、粘性流体を充填したシリンダに摺動自在に嵌合するピストンに設けたオリフィスの開度を変化させる減衰力制御機構が、磁性合金製の第１、第２バルブプレートと磁界を発生させる第１、第２コイルとを備えたことにより、第１、第２コイルが発生する磁界で第１、第２バルブプレートを変形させてオリフィスの開度を変化させ、ダンパーの減衰力を任意に制御することができる。その際に、第１バルブプレートを対応する第１コイルで変形させ、第２バルブプレートを対応する第２コイルで変形させることで、これらの第１、第２バルブプレートを共通のコイルで変形させる場合に比べて、第１、第２コイルが励磁および消磁される時間間隔を２倍に伸ばすことができる。これにより、第１、第２コイルのインダクタンスの影響を最小限に抑えて電流の立ち上がりを速め、ダンパーへの高周波の入力時の応答性を高めることができる。
【００１３】
また請求項２の構成によれば、オリフィスと協働して第１、第２流体室を連通させる流体通路を、ピストンに設けた第１、第２コイルの径方向内側に配置したので、流体通路を流れる流体の圧力で第１、第２バルブプレートが開こうとしても、コイルが発生する磁力で前記流体の圧力に抗して第１、第２バルブプレートを確実に閉じることができる。
【００１４】
また請求項３の構成によれば、ピストンのピストン本体を軸方向一端から他端まで一部材で構成したので、それを複数の部材で構成した場合に必要になる流体通路の位相合わせが不要になり、部品点数の削減および組付工数の削減が可能になる。
【００１５】
また請求項４の構成によれば、ピストンロッドはピストンの軸方向一端から挿入されて軸方向他端の手前で終わっているので、ヨークとして機能するピストンの体積がピストンロッドにより減少するのを最小限に抑え、第１、第２コイルに供給する電流を増加させることなく第１、第２バルブプレートの吸着力を高めることができる。
【００１６】
また請求項５の構成によれば、粘性流体を充填したシリンダに摺動自在に嵌合する可動ピストンに設けた第１オリフィスの開度を変化させる第１減衰力制御機構が、磁性合金製の第１バルブプレートと磁界を発生させる第１コイルとを備え、かつシリンダおよびリザーバ室間に固定された固定ピストンに設けた第２オリフィスの開度を変化させる第２減衰力制御機構が、磁性合金製の第２バルブプレートと磁界を発生させる第２コイルとを備えたことにより、第１、第２コイルが発生する磁界で第１、第２バルブプレートを変形させて第１、第２オリフィスの開度を変化させ、ダンパーの減衰力を任意に制御することができる。その際に、第１バルブプレートを対応する第１コイルで変形させ、第２バルブプレートを対応する第２コイルで変形させることで、これらの第１、第２バルブプレートを共通のコイルで変形させる場合に比べて、第１、第２コイルが励磁および消磁される時間間隔を２倍に伸ばすことができる。これにより、第１、第２コイルのインダクタンスの影響を最小限に抑えて電流の立ち上がりを速め、ダンパーへの高周波の入力時の応答性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施の形態に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図９は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は車両のサスペンション装置の正面図、図２は可変減衰力ダンパーの拡大断面図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は図３の４−４線断面図（非励磁、低速時）、図５は図３の５−５線断面図（非励磁、低速時）、図６は図４に対応する作用説明図（励磁、高速時）、図７は図５に対応する作用説明図（励磁、高速時）、図８はピストン速度と減衰力との関係を示すグラフ、図９は磁気粘性流体の効果を説明するグラフである。
【００１９】
図１に示すように、四輪の自動車の車輪Ｗを懸架するサスペンション装置Ｓは、車体１１にナックル１２を上下動自在に支持するサスペンションアーム１３と、サスペンションアーム１３および車体１１を接続する可変減衰力のダンパー１４と、サスペンションアーム１３および車体１１を接続するコイルバネ１５とを備える。ダンパー１４の減衰力を制御する電子制御ユニットＵには、バネ上加速度を検出するバネ上加速度センサＳａからの信号と、ダンパー１４の変位（ストローク）を検出するダンパー変位センサＳｂからの信号と、車両の操舵角を検出する操舵角センサＳｃからの信号と、車両の横加速度を検出する横加速度センサＳｄからの信号とが入力される。
【００２０】
図２に示すように、ダンパー１４は、下端がサスペンションアーム１３に接続されたシリンダ２２と、シリンダ２２の上端および下端をそれぞれ閉塞する上部端板２３および下部端板２４と、シリンダ２２に摺動自在に嵌合するピストン２５と、ピストン２５から上方に延びて上部端板２３に設けたシール部材２６を液密に貫通し、上端を車体１１に接続されたピストンロッド２７と、シリンダ２２の下部に摺動自在に嵌合するフリーピストン２８とを備える。
【００２１】
シリンダ２２の内部にピストン２５により仕切られた上側の第１流体室２９および下側の第２流体室３０が区画されており、これらの第１、第２流体室２９，３０には磁気粘性流体（ＭＲＦ： Magneto-Rheological Fluids ）が充填される。またフリーピストン２８の下部には高圧ガスが封入されたガス室３２が区画される。
【００２２】
図３〜図５に示すように、ピストン２５は、ピストンロッド２７に上下一対の非磁性体のストッパプレート３３，３４および磁性体のシム４２，４３を介してナット３５で固定された上下一対のピストン本体３６，３６を備える。上側のピストン本体３６の上面とシム４２との間には強磁性合金を円板状に形成した第１バルブプレート３７の中央部が固定され、また下側のピストン本体３６の下面とシム４３との間には強磁性合金を円板状に形成した第２バルブプレート３８の中央部が固定される。両ピストン本体３６，３６の内部を４個の流体通路３９，３９；４０，４０が９０°間隔で軸方向に貫通しており、そのうち二つの第１流体通路３９，３９は直径方向両端に配置され、他の二つの第２流体通路４０，４０は９０°ずれた直径方向両端に配置される。
【００２３】
第２バルブプレート３８には第１流体通路３９，３９の下端に臨む通孔３８ａ，３８ａ（図４参照）が形成され、第１バルブプレート３７には第２流体通路４０，４０の上端に臨む通孔３７ａ，３７ａ（図５参照）が形成される。また両ピストン本体３６，３６の外周面には、シリンダ２２の内周面に摺接するピストンリング４１が装着される。第１バルブプレート３７の通孔３７ａ，３７ａに臨むように、ストッパプレート３３には通孔３３ａ，３３ａが形成され、また第２バルブプレート３８の通孔３８ａ，３８ａに臨むように、ストッパプレート３４には通孔３４ａ，３４ａが形成される。
【００２４】
第１、第２流体通路３９，３９；４０，４０よりも径方向外側の上側のピストン本体３６に、ピストンロッド２７を囲むように環状の第１コイル４４が埋め込まれており、この第１コイル４４は電子制御ユニットＵに接続されて通電を制御される。また第１、第２流体通路３９，３９；４０，４０よりも径方向外側の下側のピストン本体３６に、ピストンロッド２７を囲むように環状の第２コイル４５が埋め込まれており、この第２コイル４５は電子制御ユニットＵに接続されて通電を制御される。
【００２５】
第１コイル４４を励磁すると第１バルブプレート３７が上側のピストン本体３６の上面に吸着されるが、そのとき第１流体通路３９，３９の上端が第１流体室２９と連通するように、上側のピストン本体３６の上面に溝状の第１オリフィス４６，４６（図４参照）が形成される。また第２コイル４５を励磁すると第２バルブプレート３８が下側のピストン本体３６の下面に吸着されるが、そのとき第２流体通路４０，４０の下端が第２流体室３０と連通するように、下側のピストン本体３６の下面に溝状の第２オリフィス４７，４７（図５参照）が形成される。
【００２６】
次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
図４に示すように、第１、第２コイル４４，４５を励磁していないとき、ダンパー１４が収縮してシリンダ２２に対してピストン２５が下動すると、第１流体室２９の容積が増加して第２流体室３０の容積が減少するため、第２流体室３０の磁気粘性流体が第２バルブプレート３８の通孔３８ａ，３８ａを通過して第１流体通路３９，３９に流入する。このとき第２バルブプレート３８は閉弁方向の流体圧を受けて下側のピストン本体３６の下面に押し付けられる。第１流体通路３９，３９を通過した磁気粘性流体は第１バルブプレート３７の下面を開弁方向（上向き）に付勢するが、ピストン２５の下動速度が図８のＶ１に達するまでは第１バルブプレート３７は自己の剛性で開弁しないため、磁気粘性流体は第１バルブプレート３７の下面および上側のピストン本体３６間の第１オリフィス４６，４６を通って第１流体室２９に流出することになり、第１オリフィス４６，４６により抵抗が発生してダンパー１４の減衰力は急激に増加する。
【００２８】
ピストン２５の下動速度が図８のＶ１に達すると、図６に示すように、第１バルブプレート３７は流体圧に屈して上方に湾曲し、第１オリフィス４６，４６が機能しなくなるため、ピストン２５の下動速度の増加に応じてダンパー１４の減衰力がリニアに増加する（ラインａ参照）。
【００２９】
このとき、電子制御ユニットＵからの指令で第１コイル４４に通電すると、第１コイル４４が発生する磁界（図６の破線矢印参照）で第１バルブプレート３７が下向きに変形しようとして閉弁方向のセット荷重が発生するため、ピストン２５の下動速度が更に増加して図８のＶ２に達するまで第１バルブプレート３７が開弁せず、第１オリフィス４２の機能でダンパー１４の減衰力の立ち上がりが強くなる（ラインｂ参照）。従って、第１コイル４４に供給する電流を変化させることで、ダンパー１４の減衰力を任意に制御することができる。
【００３０】
尚、ダンパー１４に衝撃的な圧縮荷重が加わって第２流体室３０の容積が減少するとき、ガス室３２を縮小させながらフリーピストン２８が下降することで衝撃を吸収する。またダンパー１４に衝撃的な引張荷重が加わって第２流体室３０の容積が増加するとき、ガス室３２を拡張させながらフリーピストン２８が上昇することで衝撃を吸収する。更に、ピストン２５が下降してインナーシリンダ２２内に収納されるピストンロッド２７の容積が増加したとき、その容積の増加分を吸収するようにフリーピストン２８が下降する。
【００３１】
第１、第２流体室２９，３０に充填された磁気粘性流体は、オイルのような粘性流体に鉄粉のような磁性体微粒子を分散させたもので、磁界を加えると磁力線に沿って磁性体微粒子が整列することで磁気粘性流体が流れ難くなり、見かけの粘性が増加する性質を有している。従って、第１、第２コイル４４，４５を励磁して磁界が発生すると、第１、第２オリフィス４６，４６；４７，４７内の磁気粘性流体の見かけの粘性が増加し、ダンパー１４の減衰力が増加する。この減衰力の増加量は、第１、第２コイル４４，４５に供給する電流の大きさにより任意に制御することができる。
【００３２】
従って、ダンパー１４の減衰力は、図９のグラフに示すように、第１、第２オリフィス４６，４６；４７，４７の開度に応じて変化する成分と、磁気粘性流体の見かけの粘性に応じて変化する成分との和になり、ダンパー１４の減衰力の調整可能幅を拡大することができる。
【００３３】
以上、ピストン２５が下動する場合について説明したが、ピストン２５が上動する場合には、第１コイル４４の代わりに第２コイル４５が励磁することで、同様の作用効果が達成される。
【００３４】
しかして、電子制御ユニットＵは、バネ上加速度センサＳａで検出したバネ上加速度、ダンパー変位センサＳｂで検出したダンパー変位、操舵角センサＳｃで検出した操舵角および横加速度センサＳｄで検出した横加速度に基づいて、各車輪Ｗ…の合計４個のダンパー１４…の減衰力を個別に制御することで、路面の凹凸を乗り越える際の車両の動揺を抑えて乗り心地を高めるスカイフック制御のような乗り心地制御と、車両の旋回時のローリングや車両の急加速時や急減速時のピッチングを抑える操縦安定制御とを、車両の運転状態に応じて選択的に実行することができる。
【００３５】
第１、第２バルブプレート３７，３８を構成する強磁性合金は磁界の変化に対する変形の応答性が高いため、ダンパー１４の減衰力の制御応答性を高めることができる。また本実施例によれば、ダンパー１４の減衰力の制御応答性を、ピストン２５のコイルを第１、第２コイル４４，４５に二分割したことによって高めることができる。
【００３６】
即ち、ピストン２５のコイルはダンパー１４が収縮するとき（ピストン２５が下動するとき）とダンパー１４が伸長するとき（ピストン２５が上動するとき）とに励磁されるが、仮にコイルの個数が１個であるとすると、ダンパー１４の伸縮の１周期にコイルは励磁および消磁のサイクルを２回繰り返すことになる。このように、コイルに供給する電流を断続させると、その周期が短くなるほどコイルのインダクタンスの影響を受けて電流の立ち上がりが遅れ、第１、第２バルブプレート３７，３８を素早く吸着することができなくなって応答性が低下する問題がある。
【００３７】
しかしながら、本実施の形態によれば、ピストン２５に第１、第２コイル４４，４５を設けたことにより、第１コイル４４はピストン２５の下動時にのみ励磁され、第２コイル４５はピストン２５の上動時にのみ励磁されることになる。その結果、第１、第２コイル４４，４５はダンパー１４の伸縮の１周期に励磁および消磁のサイクルを１回だけ行えば良いことになり、第１、第２コイル４４，４５に供給する電流の周期を２倍に伸ばしてインダクタンスの影響を受け難くし、電流の立ち上がりの遅れを最小限に抑えて応答性を高めることができる。
【００３８】
また第１、第２オリフィス４６，４６；４７，４７と協働して第１、第２流体室２９，３０を連通させる第１、第２流体通路３９，３９；４０，４０を、ピストン２５に設けた第１、第２コイル４４，４５の径方向内側に配置したので、第１、第２流体通路３９，３９；４０，４０を流れる流体の圧力で第１、第２バルブプレート３７，３８が開こうとしても、第１、第２コイル４４，４５が発生する磁力で前記流体の圧力に抗して第１、第２バルブプレート３７，３８を確実に閉じることができる。
【００３９】
次に、図１０に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４０】
第１の実施の形態では２個のピストン本体３６，３６を軸方向に重ねてピストンロッド２７およびナット３５で一体に締結しているが、第２の実施の形態は前記２分割したピストン本体３６，３６を一体化したものである。その結果、ピストンロッド２７はピストン本体３６を軸方向に貫通する必要がなくなり、ピストン本体３６の上面から軸方向長さの半分以下の位置まで螺合して一体化されている。ピストン本体３６の下面に、第２バルブプレート３８、シム４３およびストッパプレート３４が前記ピストンロッド２７とは別個のボルト５１およびナット５２でピストン３６本体の下面に固定される。ピストンロッド２７の下端とボルト５１の上端との間でピストン本体３６は中実になっており、その分だけピストン本体３６の体積が増加している。
【００４１】
ピストン本体３６の外周面、つまりピストン本体３６に設けた第１、第２コイル４４，４５の外周部には筒状のピストン本体外周部３６ａがねじ結合される。第１の実施の形態では上下のピストン本体３６，３６の軸方向端面から巻回済みの第１、第２コイル４４，４５を装着していたが、第２の実施の形態ではピストン本体３６の外周面側から第１、第２コイル４４，４５を直接巻回し、その径方向外側をピストン本体外周部３６ａで覆うことで組立性を高めることができ、しかも第１、第２コイル４４，４５の巻数の変更も容易である。
【００４２】
第１、第２コイル４４，４５から延びるハーネス４８はピストン本体３６の内部に形成したハーネス挿通孔３６ｂから、ピストンロッド２７の内部に形成したハーネス挿通孔２７ａを通して外部に導かれる。
【００４３】
この第２の実施の形態のダンパー１４の機能は、上述した第１の実施の形態のダンパー１４の機能と同じである。第２の実施の形態はピストン本体２６を一体化したことで、次のような更なる作用効果を達成することができる。
【００４４】
即ち、第１の実施の形態では軸方向に２分割されていたピストン本体３６，３６を一部材で構成したので、ピストンロッド２７をピストン本体３６の上端から下端まで貫通させる必要がなくなり、ヨークとして機能するピストン本体３６の磁路断面積をピストンロッド２７が短くなった分だけ拡大し、同じ電流で第１、第２バルブプレート３７および３８の吸引力を高めることができる。
【００４５】
また第１の実施の形態ではピストン本体３６，３６を軸方向に２分割していたので、二つのピストン本体３６，３６を結合する際に、それらの第１流体通路３９…および第２流体通路４０…の位相合わせが必要であったが、第２の実施の形態では第１流体通路３９…および第２流体通路４０…が単一のピストン本体３６に形成されているため、それらの位相合わせが不要になって組付性が向上する。
【００４６】
次に、図１１に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００４７】
第３の実施の形態はシリンダ２２の外周を囲むように円筒状のリザーバ室５３が形成されており、シリンダ２２の下端およびリザーバ室５３の下端は複数の連通孔５４…で相互に連通する。シリンダ２２の内部およびリザーバ室５３の下半部にはオイルが充填され、リザーバ室５３の上半部にはガスが充填される。
【００４８】
シリンダ２２の内部に摺動自在に嵌合する可動ピストン２５は、実質的に第１の実施の形態のピストン２５（図５参照）の下半部の構成のみを備えている。即ち、可動ピストン２５は、ピストン本体３６と、第１コイル４５と、流体通路３９…と、流体通路４０…と、第１オリフィス４７…と、第１バルブプレート３８と、シム４３と、ストッパプレート３４と、ピストンリング４１とを備える。流体通路３９…には、下から上への流体の通過を許容し、その逆方向の流体の通過を阻止する第１チェックバルブ５５…が設けられるとともに、流体通路３９…の下端に対向する第１バルブプレート３８には通孔３８ａ…が形成される。
【００４９】
またシリンダ２２の底部にピストンロッド２７′およびナット３５′で固定された固定ピストン２５′は、前記可動ピストン２５と実質的に同じ構成を有するもので、ピストン本体３６′と、第２コイル４５′と、流体通路３９′…と、流体通路４０′…と、第２オリフィス４７′…と、第２バルブプレート３８′と、シム４３′と、ストッパプレート３４′とを備える。流体通路３９′…には、下から上への流体の通過を許容し、その逆方向の流体の通過を阻止する第２チェックバルブ５５′…が設けられるとともに、流体通路３９′…の下端に対向する第２バルブプレート３８′には通孔３８ａ′…が形成される。但し固定ピストン２５′はシリンダ２２に対して移動しないため、ピストンリング４１は備えていない。
【００５０】
しかして、第１、第２コイル４５，４５′を励磁していないとき、ダンパー１４が収縮してシリンダ２２に対して可動ピストン２５が下動すると、シリンダ２２内に侵入したピストンロッド２７の体積分の磁気粘性流体が、固定ピストン２５′の閉弁したチェックバルブ５５′…に阻止されて、第２流体室３０から固定ピストン２５′の第２オリフィス４７′…を通過してリザーバ室５３に移動するが、そのとき第２バルブプレート３８′の弾性で第２オリフィス４７′…の開度が増加しないため、ダンパー１４の減衰力は急激に増加する。尚、可動ピストン２５の下動により第２流体室３０の容積が減少して第１流体室２９の容積が増加するが、第２流体室３０から可動ピストン２５の開弁したチェックバルブ５５…を介して第１流体室２９に流体が移動することで、第１、第２流体室２９、３０の圧力は等しくなる。
【００５１】
可動ピストン２５の下動速度が図８のＶ１に達すると、固定ピストン２５′の第２バルブプレート３８′が流体圧に屈して下方に湾曲し、第２オリフィス４７′…が機能しなくなるため、可動ピストン２５の下動速度の増加に応じてダンパー１４の減衰力がリニアに増加する（ラインａ参照）。
【００５２】
このとき、電子制御ユニットＵからの指令で第２コイル４５′に通電すると、第２コイル４５′が発生する磁界で第２バルブプレート３８′が上向きに変形しようとして閉弁方向のセット荷重が発生するため、可動ピストン２５の下動速度が更に増加して図８のＶ２に達するまで第２バルブプレート３８′が開弁せず、第２オリフィス４７′…の機能でダンパー１４の減衰力の立ち上がりが強くなる（ラインｂ参照）。従って、第２コイル４５′に供給する電流を変化させることで、ダンパー１４の減衰力を任意に制御することができる。
【００５３】
逆に、第１、第２コイル４５，４５′を励磁していないとき、ダンパー１４が伸長してシリンダ２２に対して可動ピストン２５が上動すると、シリンダ２２内から抜け出たピストンロッド２７の体積分の磁気粘性流体がリザーバ室５３から固定ピストン２５′の開弁したチェックバルブ５５′…を通過して第２流体室３０に移動する。しかしながら、リザーバ室５３から第２流体室３０への磁気粘性流体の流入量よりも、可動ピストン２５の上動による第２流体室３０の容積減少の方が大きいため、第１流体室２９の流体は可動ピストン２５の閉弁したチェックバルブ５５…に阻止され、可動ピストン２５の第１オリフィス４７…を通過して第２流体室３０に移動する。このとき、第１バルブプレート３８の弾性で第１オリフィス４７…の開度が増加しないため、ダンパー１４の減衰力は急激に増加する。
【００５４】
可動ピストン２５の上動速度が図８のＶ１に達すると、可動ピストン２５の第１バルブプレート３８が流体圧に屈して下方に湾曲し、第１オリフィス４７…が機能しなくなるため、可動ピストン２５の上動速度の増加に応じてダンパー１４の減衰力がリニアに増加する（ラインａ参照）。
【００５５】
このとき、電子制御ユニットＵからの指令で第１コイル４５に通電すると、第１コイル４５が発生する磁界で第１バルブプレート３８が上向きに変形しようとして閉弁方向のセット荷重が発生するため、可動ピストン２５の上動速度が更に増加して図８のＶ２に達するまで第１バルブプレート３８が開弁せず、第１オリフィス４７…の機能でダンパー１４の減衰力の立ち上がりが強くなる（ラインｂ参照）。従って、第１コイル４５に供給する電流を変化させることで、ダンパー１４の減衰力を任意に制御することができる。
【００５６】
しかして、この第３の実施の形態によっても、第１コイル４５は可動ピストン２５の上動時にのみ励磁され、第２コイル４５′は可動ピストン２５の下動時にのみ励磁されることになる。その結果、第１、第２コイル４５，４５′はダンパー１４の伸縮の１周期に励磁および消磁のサイクルを１回だけ行えば良いことになり、第１、第２コイル４５，４５′に供給する電流の周期を２倍に伸ばしてインダクタンスの影響を受け難くし、電流の立ち上がりの遅れを最小限に抑えて応答性を高めることができる。
【００５７】
また第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態が必要としたフリーピストン２８やガス室３２（図２参照）が不要になるため、可動ピストン２５の急激に下降したときにガス室３２が高圧になることがなくなり、そのシール等の対策が容易になって構造の簡素化が可能になる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５９】
例えば、実施の形態ではサスペンション装置用のダンパー１４を例示したが、本発明の可変減衰力ダンパーは他の任意の用途に適用することができる。
【００６０】
また実施の形態では作動流体として磁気粘性流体を使用しているが、普通の粘性流体を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両のサスペンション装置の正面図
【図２】可変減衰力ダンパーの拡大断面図
【図３】図２の３−３線拡大断面図
【図４】図３の４−４線断面図（非励磁、低速時
【図５】図３の５−５線断面図（非励磁、低速時）
【図６】図４に対応する作用説明図（励磁、高速時）
【図７】図５に対応する作用説明図（励磁、高速時）
【図８】ピストン速度と減衰力との関係を示すグラフ
【図９】磁気粘性流体の効果を説明するグラフ
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る、前記図４に対応する図
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る、前記図５に対応する図
【符号の説明】
【００６２】
２２シリンダ
２５ピストン、可動ピストン
２５′ 固定ピストン
２７ピストンロッド
２９第１流体室
３０第２流体室
３６ピストン本体
３７第１バルブプレート
３８第２バルブプレート、第１バルブプレート
３８′ 第２バルブプレート
３９第１流体通路（流体通路）
４０第２流体通路（流体通路）
４４第１コイル
４５第２コイル、第１コイル
４５′ 第２コイル
４６第１オリフィス（オリフィス）
４７第２オリフィス、第１オリフィス（オリフィス）
４７′ 第２オリフィス
５３リザーバ室

【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性流体が充填されたシリンダ（２２）と、
シリンダ（２２）に摺動自在に嵌合して該シリンダ（２２）を第１、第２流体室（２９，３０）に区画するピストン（２５）と、
ピストン（２５）に連結されてシリンダ（２２）の端壁を貫通するピストンロッド（２７）と、
ピストン（２５）に設けられて第１、第２流体室（２９，３０）を連通させるオリフィス（４６，４７）と、
ピストン（２５）のオリフィス（４６，４７）の開度を変化させて減衰力を制御する減衰力制御機構と、
を備えた可変減衰力ダンパーにおいて、
前記減衰力制御機構は、
ピストン（２５）の軸方向両端に配置された磁性合金製の第１、第２バルブプレート（３７，３８）と、第１、第２バルブプレート（３７，３８）にそれぞれ対応するようにピストン（２５）に配置された第１、第２コイル（４４，４５）とを備え、第１、第２コイル（４４，４５）が発生する磁界でそれぞれ第１、第２バルブプレート（３７，３８）を変形させてオリフィス（４６，４７）の開度を変化させることを特徴とする可変減衰力ダンパー。
【請求項２】
前記ピストン（２５）はオリフィス（４６，４７）と協働して第１、第２流体室（２９，３０）を連通させる流体通路（３９，４０）を備えており、前記流体通路（３９，４０）はピストン（２５）に設けた第１、第２コイル（４４，４５）の径方向内側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の可変減衰力ダンパー。
【請求項３】
前記ピストン（２５）のピストン本体（３６）は軸方向一端から他端までが一部材で構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の可変減衰力ダンパー。
【請求項４】
前記ピストンロッド（２７）は前記ピストン（２５）の軸方向一端から挿入されて軸方向他端の手前で終わっていることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の可変減衰力ダンパー。
【請求項５】
粘性流体が充填されたシリンダ（２２）と、
シリンダ（２２）の外周を囲むように配置され、下部がシリンダ（２２）に連通して粘性流体が充填されるとともに上部にガスが充填されたリザーバ室（５３）と、
シリンダ（２２）に摺動自在に嵌合して該シリンダ（２２）を第１、第２流体室（２９，３０）に区画する可動ピストン（２５）と、
可動ピストン（２５）に連結されてシリンダ（２２）の端壁を貫通するピストンロッド（２７）と、
可動ピストン（２５）に設けられて第１、第２流体室（２９，３０）を連通させる第１オリフィス（４７）と、
可動ピストン（２５）の第１オリフィス（４７）の開度を変化させて減衰力を制御する第１減衰力制御機構と、
第２流体室（３０）およびリザーバ室（５３）を区画するようにシリンダ（２２）の底部に固定された固定ピストン（２５′）と、
固定ピストン（２５′）に設けられて第２流体室（３０）およびリザーバ室（５３）を連通させる第２オリフィス（４７′）と、
固定ピストン（２５′）の第２オリフィス（４７′）の開度を変化させて減衰力を制御する第２減衰力制御機構と、
を備えた可変減衰力ダンパーであって、
前記第１減衰力制御機構は、
可動ピストン（２５）の軸方向下端に配置された磁性合金製の第１バルブプレート（３８）と、第１バルブプレート（３８）に対応するように可動ピストン（２５）に配置された第１コイル（４５）とを備え、第１コイル（４５）が発生する磁界で第１バルブプレート（３８）を変形させて第１オリフィス（４７）の開度を変化させるとともに、
前記第２減衰力制御機構は、
固定ピストン（２５′）の軸方向下端に配置された磁性合金製の第２バルブプレート（３８′）と、第２バルブプレート（３８′）に対応するように固定ピストン（２５′）に配置された第２コイル（４５′）とを備え、第２コイル（４５′）が発生する磁界で第２バルブプレート（３８′）を変形させて第２オリフィス（４７′）の開度を変化させることを特徴とする可変減衰力ダンパー。

【図１】