可変減衰力ダンパ
【課題】電磁コイルに対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することのできる可変減衰力ダンパを提供する。
【解決手段】シリンダ２にピストン５を摺動自在に収容し、シリンダ２の内部を伸び側液室７と縮み側液室８に隔成する。ピストン５には、電磁コイル１２を設けるとともに、電磁コイル１２の径方向外側と内側に第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂを夫々設ける。シリンダ２内には磁性流体を充填し、電磁コイル１２の通電制御によって両オリフィス通路９Ａ，９Ｂを通過する磁性流体の粘性を変化させる。
【解決手段】シリンダ２にピストン５を摺動自在に収容し、シリンダ２の内部を伸び側液室７と縮み側液室８に隔成する。ピストン５には、電磁コイル１２を設けるとともに、電磁コイル１２の径方向外側と内側に第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂを夫々設ける。シリンダ２内には磁性流体を充填し、電磁コイル１２の通電制御によって両オリフィス通路９Ａ，９Ｂを通過する磁性流体の粘性を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用サスペンション等に用いられ、液体の流通抵抗を利用して減衰力を得るダンパに関し、とりわけ、発生減衰力を任意に調整することのできる可変減衰力ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のサスペンションに用いられる一般的なダンパは液体が充填されたシリンダの内部にピストンが摺動自在に収容され、ピストンによって隔成された液室間がオリフィス通路によって連通している。そして、ピストンとシリンダが相対移動すると、オリフィス通路内を液体が流通し、その際に減衰力を発生する。
【０００３】
また、この種のダンパとして、シリンダ内に磁性流体を充填し、磁性流体の粘性を制御することによって発生減衰力を可変制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この可変減衰力ダンパは、具体的には、例えば、ピストンのオリフィス通路の近傍に電磁コイルが設けられ、この電磁コイルの発生磁界を制御することによってオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を調整するようになっている。
【特許文献１】米国特許第６２６０６７５号明細書
【特許文献２】特開昭６０−１１３７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、現在、この種の可変減衰力ダンパに対しては、発生減衰力の調整幅を広げたいという要望があり、種々の改善が試みられている。
【０００５】
例えば、電磁コイルへの通電をオフにしたときの発生減衰力を小さくする場合には、オリフィス通路の断面積を大きくする必要があり、そのため、オリフィス通路の断面をピストンの円周方向に拡張する等の試みが行われている。しかし、オリフィス通路のピストン円周方向の拡張には限界があり、減衰力の調整幅のさらなる拡張が難しいというのが実状である。
【０００６】
即ち、オリフィス通路の断面積を広げることだけを考えるならば、オリフィス通路をピストンの半径方向に拡張すれば良いが、オリフィス通路をピストンの半径方向に拡張すると、電磁コイルの発生磁界が及びにくくなり、電磁コイルへの通電をオンにしたときにおける発生減衰力を高めるためには、電磁コイルの通電量を増大させざるを得なくなる。
【０００７】
そこで、この発明は、電磁コイルに対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することのできる可変減衰力ダンパを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、内部に磁性流体を充填したシリンダ（例えば、後述の実施形態におけるシリンダ２）と、このシリンダ内に摺動自在に収容されてシリンダ内を２つの液室に隔成するピストン（例えば、後述の実施形態におけるピストン５）と、を備え、前記ピストンに、前記２つの液室間の磁性流体の流通を許容するオリフィス通路（例えば、後述の実施形態における第１，第２のオリフィス通路９Ａ，９Ｂ）と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイル（例えば、後述の実施形態における電磁コイル１２）が設けられた可変減衰力ダンパにおいて、前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする。
これにより、ピストン上のオリフィス通路は電磁コイルを挟んで径方向外側と内側に並列に配置され、オリフィス通路全体の断面積が拡張される。この結果、電磁コイルへの通電をオフにした状態でピストンが作動すると、オリフィス通路で発生する減衰力が小さくなる。また、電磁コイルへの通電をオンにした状態でピストンが作動すると、電磁コイルで発生する磁界が各オリフィスを流通する磁性流体に夫々作用し、オリフィス通路の断面積の拡張による発生減衰力の低下が抑制される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、外筒（例えば、後述の実施形態における外筒１０２ｂ）と内筒（例えば、後述の実施形態における内筒１０２ａ）の二重の筒から成り、内部に磁性流体が充填された複筒型のシリンダ（例えば、後述の実施形態におけるシリンダ１０２）と、このシリンダの内筒内に摺動自在に収容されて前記内筒内を２つの液室に隔成するピストン（例えば、後述の実施形態におけるピストン１０５）と、前記内筒内の一方の液室に臨む位置に配置された通路ブロック（例えば、後述の実施形態における通路ブロック４３）と、を備え、前記通路ブロックに、磁性流体の流通を許容するオリフィス通路（例えば、後述の実施形態における第１，第２のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂ）と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイル（例えば、後述の実施形態における電磁コイル１２）が設けられ、前記２つの液室が前記通路ブロックのオリフィス通路と、前記外筒と内筒の間の通路（例えば、後述の実施形態における環状通路４０）を介して導通する可変減衰力ダンパにおいて、前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする。
これにより、通路ブロック上のオリフィス通路は電磁コイルを挟んで径方向外側と内側に並列に配置され、オリフィス通路全体の断面積が拡張される。この結果、電磁コイルへの通電をオフにした状態でピストンが作動すると、オリフィス通路で発生する減衰力が小さくなる。また、電磁コイルへの通電をオンにした状態でピストンが作動すると、電磁コイルで発生する磁界が各オリフィスを流通する磁性流体に夫々作用し、オリフィス通路の断面積の拡張による発生減衰力の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１，２に記載の発明によれば、いずれもオリフィス通路が電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置されることから、電磁コイルの通電時における発生減衰力の低下を招くことなく、電磁コイルへの通電のオフ時における発生減衰力を充分に小さくすることができる。したがって、電磁コイルに対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１，図２に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１の断面図を示すものである。この可変減衰力ダンパ１は、車両のサスペンションに用いられる単筒型のダンパであり、シリンダ２の内部に作動液として磁性流体が充填されるとともに、ピストンロッド４に連結されたピストン５がシリンダ２内に摺動自在に収容されている。
【００１２】
ピストンロッド４は、有底円筒状のシリンダ２の端部にロッドガイド６を介して摺動自在に支持され、ピストン５は、シリンダ２の内部を伸び側液室７と縮み側液室８とに隔成している。ピストン５には、シリンダ２内の伸び側液室７と縮み側液室８を連通する後述する第１，第２のオリフィス通路９Ａ，９Ｂが設けられ、シリンダ２とピストン５が相対移動する際に磁性流体がこれらのオリフィス通路９Ａ，９Ｂを通過するようになっている。この可変減衰力ダンパ１は、シリンダ２とピストン５間に加わる振動や衝撃を両オリフィス通路９Ａ，９Ｂを通過する磁性流体の流通抵抗によって減衰する。なお、図中３０は、ロッドガイド６のシリンダ内側の内周縁部に設けられた液体封止用のシール部材であり、３１は、ロッドガイド６のシリンダ外側の内周縁部に設けられたダストシールである。
【００１３】
また、シリンダ２の底部側には、フリーピストン１０が摺動自在に収容され、シリンダ２の内部を液室（伸び側液室７及び縮み側液室８）とガス室１１とに隔成している。フリーピストン１０は、シリンダ２に対するピストンロッド４の進退部容積の増減に応じてシリンダ２内を移動し、それによってピストンロッド４の自由な進退変位を許容する。
【００１４】
ここで、第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂは、ピストン５の軸心を中心とした径の異なる２つの円の円周に沿うように夫々設けられ、第１のオリフィス通路９Ａは第２のオリフィス通路９Ｂの径方向外側に配置されている。また、ピストン５内には磁性流体に磁界を作用させるための環状の電磁コイル１２が設けられている。この電磁コイル１２は、ピストン５内の第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂの略中間径位置に設けられ、通電によって発生した磁界を両オリフィス通路９Ａ，９Ｂ内を流通する磁性流体に同様に作用させるようになっている。なお、図１中３２は、ピストンロッド４の軸心孔３３を通して電磁コイル１２に接続された配線である。
【００１５】
オリフィス通路９Ａ，９Ｂと電磁コイル１２の上記の配置は、ピストン５が、例えば、以下のような構成とされることによって実現されている。
即ち、ピストン５は、図２にも示すように、シリンダ２の内周壁に摺動自在に嵌合される円筒壁１３と、この円筒壁１３の内側に同軸に配置された円柱状のピストンコア１４と、円筒壁１３とピストンコア１４の軸方向の端部同士を結合する円板状のエンドプレート１５，１５と、を備えている。
【００１６】
ピストンコア１４はピストンロッド４の端部に一体に形成され、その外周面と円筒壁１３の内周面との間に円筒状の隙間１６（以下、「円筒隙間１６」と呼ぶ。）が設けられている。両エンドプレート１５，１５には、この円筒隙間１６に連続する複数の円弧状の開口１７…（以下、「外側開口１７…」と呼ぶ。）が設けられている。円筒隙間１６と両エンドプレート１５の外側開口１７…は、ピストン５を軸方向に貫通して第１のオリフィス通路９Ａを構成している。
【００１７】
また、ピストンコア１４には、軸方向に貫通する断面円弧状の通路孔１８…が複数設けられている。この通路孔１８…はピストンコア１４の軸心回りに円形をなすように配置されている。また、両エンドプレート１５，１５の通路孔１８…に対応する位置には、これらの通路孔１８…に連続する複数の円形状の開口１９…（以下、「内側開口１９…」と呼ぶ。）が設けられている。このピストンコア１４の通路孔１８…と両エンドプレート１５，１５の内側開口１９はピストン５を軸方向に貫通して第２のオリフィス通路９Ｂを構成している。
【００１８】
そして、ピストンコア１４の外周面には、図１に示すように、設定幅の環状溝２０が形成され、その環状溝２０内に電磁コイル１２が装着されている。
このピストン５は、以上のような構成であるため、電磁コイル１２を第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス９Ｂの間に配置することができる。
【００１９】
以上の構成において、この可変減衰力ダンパ１に振動や衝撃の入力があり、ピストンロッド４とシリンダ２が軸方向に相対移動すると、第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂを通して伸び側液室７と縮み側液室８の間で磁性流体の流通が生じ、その際に発生する減衰力によって振動や衝撃が減衰される。そして、この可変減衰力ダンパ１では、電磁コイル１２の磁界を制御することで第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂを通過する磁性流体の粘性を変え、例えば、磁界を強めて粘性を高めることによって発生減衰力を増大させ、逆に磁界を弱めて（磁界をゼロにする場合も含む。）粘性を低くすることによって発生減衰力を減少させる。
【００２０】
ここで、オリフィス通路９Ａ，９Ｂでの発生減衰力は、電磁コイル１２への通電をオフにしたときに最小になり、電磁コイル１２の通電電流の増大に応じて増大することになるが、この可変減衰力ダンパ１の場合、径方向に二重に配置された第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂによって大きな通路断面積が確保されているため、電磁コイル１２への通電をオフにしたときにおける発生減衰力は充分に小さくなる。
【００２１】
また、この可変減衰力ダンパ１の場合、第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂが電磁コイル１２の径方向外側と内側に夫々配置され、両オリフィス通路９Ａ，９Ｂ内の磁性流体に磁界が充分に及ぶようになっているため、電磁コイル１２への通電をオンにしたとき（例えば、通電電流を最大にしたとき。）における発生減衰力は、オリフィス通路９Ａ，９Ｂの総断面積の増大に拘わらず充分に大きなものとなる。
【００２２】
図３は、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１と、オリフィス通路を電磁コイル１２の径方向外側と内側の一方のみに配置した比較例のダンパの、電磁コイル１２への通電をオフにしたときとオンにしたとき（ただし、両ダンパの通電電流は一定。）の減衰力特性を示すものである。この特性図に示す例の場合、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１は、比較例に対して、電磁コイル１２への通電のオフ時の発生減衰力を小さくし、かつオン時の発生減衰力を大きくすることができる。
【００２３】
したがって、以上のように、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１においては、電磁コイル１２に対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することができる。
【００２４】
また、この実施形態の可変減衰力ダンパ１の場合、ピストンコア１４の外周面にボビン状に設定幅の環状溝２０を形成し、その環状溝２０内に電磁コイル１２を装着した構造を採用しているため、電磁コイル１２の配置が容易になり、生産性が向上するという利点がある。
【００２５】
なお、上記の実施形態においては、ピストンコア１４の外周面に円筒隙間１６（第１のオリフィス通路９Ａ）に臨むように環状溝２０を形成して、その環状溝２０内に電磁コイル１２を装着したが、ピストンコア１４に第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂに臨む環状の空間部を設け、その環状の空間部に電磁コイル１２を装着するようにしても良い。この場合、電磁コイル１２が第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂに直接面し、電磁コイル１２の径方向にピストンコア１４による磁路が存在しないことになるため、電磁コイル１２で発生した磁界のほぼ総てがオリフィス通路９Ａ，９Ｂ内を通過し、その結果、電磁コイル１２の磁界の利用効率が高まり、さらなる省電力化が可能になる。
【００２６】
次に、図４〜図６に示す第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
図４は、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１０１の部分断面斜視図を示すものである。この可変減衰力ダンパ１０１は、車両のサスペンションに用いられる複筒式のダンパであり、シリンダ１０２が内筒１０２ａと外筒１０２ｂの二重の筒によって構成されている。
【００２７】
内筒１０２ａと外筒１０２ｂは同軸に配置されており、外筒１０２ｂの軸方向の両端部が内筒１０２ａの外周面に接合され、両筒１０２ａ，１０２ｂ間が環状通路４０（通路）を構成するようになっている。内筒１０２ａの軸方向両端部の近傍には、内筒１０２ａの内側空間と外側の環状通路４０を連通する連通孔４１ａ，４１ｂが夫々形成されている。内筒１０２ａは、一端が封止プラグ４２に結合され、他端がロッドガイド６に結合されている。
【００２８】
ロッドガイド６には、ピストンロッド４が摺動自在に嵌挿され、ピストンロッド４の端部にはピストン１０５が一体に結合されている。このピストン１０５は、内筒１０２ａ内に摺動自在に嵌合され、内筒１０２ａ内を伸び側液室７と縮み側液室８とに隔成している。また、内筒１０２ａ内の封止プラグ４２側にはフリーピストン１０が摺動自在に収容され、内筒１０２ａの内部を液室とガス室１１とに隔成している。そして、シリンダ１０２の内部のガス室１１を除く部分には磁性流体が充填されている。
【００２９】
また、内筒１０２ａ内のピストン１０５の縮み側のストロークエンド位置と連通孔４１ａの間には、断面円形状の通路ブロック４３が嵌合固定され、内筒１０２ａの底部側の液室が通路ブロック４３を挟んで縮み側液室８と通路室４４とに隔成されるようになっている。
【００３０】
通路ブロック４３には、縮み側液室８と通路室４４を連通する後述する第１，第２のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂが設けられ、シリンダ１０２とピストン１０５が相対移動する際に磁性流体がこれらのオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過するようになっている。つまり、シリンダ１０２とピストン１０５が相対移動すると、伸び側作動室７と縮み側作動室８の間に圧力差ができ、それにより、磁性流体が連通孔４１ａ，４１ｂと環状通路４０を通って一方の液室７（または８）から他方の液室８（または７）へとの流動しようとし、このとき、通路ブロック４３上のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを磁性流体が通過するようになる。したがって、この可変減衰力ダンパ１０１においては、シリンダ１０２とピストン１０５間に加わる振動や衝撃を両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過する磁性流体の流通抵抗によって減衰する。
【００３１】
第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂは、通路ブロック４３の軸心を中心とした径の異なる２つの円の円周に沿うように夫々設けられ、第１のオリフィス通路１０９Ａは第２のオリフィス通路１０９Ｂの径方向外側に配置されている。第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂは、具体的には、図５に示すように通路ブロック４３を軸方向に貫通する断面円弧状の複数の通路孔５０ａ…と５０ｂ…によって夫々構成されている。
【００３２】
また、通路ブロック４３内の第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂの略中間径位置には、両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過する磁性流体に磁界を作用させるための電磁コイル１２が設けられている。
【００３３】
ところで、ここでは詳細な図示は省略するが、通路ブロック４３は、例えば、軸方向の略中間位置で分割された２ブロックによって構成し、内部に電磁コイル１２を組み込んだ後に両ブロックを結合することにより、両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂ間に電磁コイル１２を配置することができる。
【００３４】
以上の構成において、この可変減衰力ダンパ１０１に振動や衝撃の入力があり、ピストンロッド４とシリンダ１０２が軸方向に相対移動すると、前述のように通路ブロック４３の第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂで磁性流体の流通が生じ、その際に発生する減衰力によって振動や衝撃が減衰される。そして、この可変減衰力ダンパ１０１の場合も、電磁コイル１２の磁界を制御することで両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過する磁性流体の粘性を変え、それによって発生減衰力を制御することができる。
【００３５】
この可変減衰力ダンパ１０１の場合も、第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂが通路ブロック４３の径方向の外側と内側に二重に配置されているため、電磁コイル１２への通電をオフにしたときにおける発生減衰力を充分に小さく設定することができる。そして、第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂが電磁コイル１２の径方向の外側と内側に配置されるため、電磁コイル１２をオンにしたときには、図６に示すように磁界Ｈが両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂ内の磁性流体に同様に充分に及ぶようになり、その結果、充分に高い発生減衰力を得ることが可能となる。
したがって、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１０１においては、電磁コイル１２に対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することができる。
【００３６】
また、この実施形態の可変減衰力ダンパ１０１は、複筒型のシリンダ１０２の外筒１０２ｂと内筒１０２ａの隙間を伸び側液室７と縮み側液室８を導通する通路にするとともに、内筒１０２ａの底部側に第１，第２のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂと電磁コイル１２を有する通路ブロック４３を配置した構造としたため、ピストン１０５にオリフィス通路を設ける必要がなく、その分ピストン１０５の構造の簡素化を図ることができる。即ち、ピストン１０５とピストンロッド４を別体部品で形成する場合には、ピストン１０５の軸心部に両者の結合部構造を設ける必要があり、ピストン１０５上の残余の領域にオリフィス通路を形成するとなると、ピストン１０５の構造が複雑になり、加工が難しくなるが、この可変減衰力ダンパ１０１においてはこのような不具合は生じない。
【００３７】
さらに、この可変減衰力ダンパ１０１の場合、ピストン１０５に電磁コイル１２を設けないため、ピストン１０５の慣性質量が軽くなり、減衰力制御時等における応答性が向上するという利点もある。
【００３８】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の第２の実施形態においては、通路ブロック４３に複数の円弧状の通路孔５０ａ…と５０ｂ…を夫々形成し、通路孔５０ａ…と５０ｂ…の径方向中間位置に電磁コイル１２を配置したが、第１の実施形態のピストン５におけるオリフィス通路９Ａ，９Ｂと電磁コイル１２の配置構造と同様の構造を通路ブロック４３に採用することも可能である。
また、前述した第１の実施形態の変形例のように通路ブロック４３に第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂに臨む環状の空間部を設け、その環状の空間部に電磁コイル１２を装着するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態の可変減衰力ダンパの断面図。
【図２】同実施形態の可変減衰力ダンパの分解斜視図。
【図３】同実施形態と比較例の減衰力特性図。
【図４】この発明の第２の実施形態の可変減衰力ダンパの部分断面斜視図。
【図５】同実施形態の通路ブロックの部分断面斜視図。
【図６】同実施形態の通路ブロックの断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１，１０１…可変減衰力ダンパ
２，１０２…シリンダ
５，１０５…ピストン
７…伸び側液室（液室）
８…縮み側液室（液室）
９Ａ，１０９Ａ…第１のオリフィス通路（オリフィス通路）
９Ｂ，１０９Ｂ…第２のオリフィス通路（オリフィス通路）
１２…電磁コイル
４０…環状通路（通路）
４３…通路ブロック
１０２ａ…内筒
１０２ｂ…外筒
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用サスペンション等に用いられ、液体の流通抵抗を利用して減衰力を得るダンパに関し、とりわけ、発生減衰力を任意に調整することのできる可変減衰力ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のサスペンションに用いられる一般的なダンパは液体が充填されたシリンダの内部にピストンが摺動自在に収容され、ピストンによって隔成された液室間がオリフィス通路によって連通している。そして、ピストンとシリンダが相対移動すると、オリフィス通路内を液体が流通し、その際に減衰力を発生する。
【０００３】
また、この種のダンパとして、シリンダ内に磁性流体を充填し、磁性流体の粘性を制御することによって発生減衰力を可変制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この可変減衰力ダンパは、具体的には、例えば、ピストンのオリフィス通路の近傍に電磁コイルが設けられ、この電磁コイルの発生磁界を制御することによってオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を調整するようになっている。
【特許文献１】米国特許第６２６０６７５号明細書
【特許文献２】特開昭６０−１１３７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、現在、この種の可変減衰力ダンパに対しては、発生減衰力の調整幅を広げたいという要望があり、種々の改善が試みられている。
【０００５】
例えば、電磁コイルへの通電をオフにしたときの発生減衰力を小さくする場合には、オリフィス通路の断面積を大きくする必要があり、そのため、オリフィス通路の断面をピストンの円周方向に拡張する等の試みが行われている。しかし、オリフィス通路のピストン円周方向の拡張には限界があり、減衰力の調整幅のさらなる拡張が難しいというのが実状である。
【０００６】
即ち、オリフィス通路の断面積を広げることだけを考えるならば、オリフィス通路をピストンの半径方向に拡張すれば良いが、オリフィス通路をピストンの半径方向に拡張すると、電磁コイルの発生磁界が及びにくくなり、電磁コイルへの通電をオンにしたときにおける発生減衰力を高めるためには、電磁コイルの通電量を増大させざるを得なくなる。
【０００７】
そこで、この発明は、電磁コイルに対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することのできる可変減衰力ダンパを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、内部に磁性流体を充填したシリンダ（例えば、後述の実施形態におけるシリンダ２）と、このシリンダ内に摺動自在に収容されてシリンダ内を２つの液室に隔成するピストン（例えば、後述の実施形態におけるピストン５）と、を備え、前記ピストンに、前記２つの液室間の磁性流体の流通を許容するオリフィス通路（例えば、後述の実施形態における第１，第２のオリフィス通路９Ａ，９Ｂ）と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイル（例えば、後述の実施形態における電磁コイル１２）が設けられた可変減衰力ダンパにおいて、前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする。
これにより、ピストン上のオリフィス通路は電磁コイルを挟んで径方向外側と内側に並列に配置され、オリフィス通路全体の断面積が拡張される。この結果、電磁コイルへの通電をオフにした状態でピストンが作動すると、オリフィス通路で発生する減衰力が小さくなる。また、電磁コイルへの通電をオンにした状態でピストンが作動すると、電磁コイルで発生する磁界が各オリフィスを流通する磁性流体に夫々作用し、オリフィス通路の断面積の拡張による発生減衰力の低下が抑制される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、外筒（例えば、後述の実施形態における外筒１０２ｂ）と内筒（例えば、後述の実施形態における内筒１０２ａ）の二重の筒から成り、内部に磁性流体が充填された複筒型のシリンダ（例えば、後述の実施形態におけるシリンダ１０２）と、このシリンダの内筒内に摺動自在に収容されて前記内筒内を２つの液室に隔成するピストン（例えば、後述の実施形態におけるピストン１０５）と、前記内筒内の一方の液室に臨む位置に配置された通路ブロック（例えば、後述の実施形態における通路ブロック４３）と、を備え、前記通路ブロックに、磁性流体の流通を許容するオリフィス通路（例えば、後述の実施形態における第１，第２のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂ）と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイル（例えば、後述の実施形態における電磁コイル１２）が設けられ、前記２つの液室が前記通路ブロックのオリフィス通路と、前記外筒と内筒の間の通路（例えば、後述の実施形態における環状通路４０）を介して導通する可変減衰力ダンパにおいて、前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする。
これにより、通路ブロック上のオリフィス通路は電磁コイルを挟んで径方向外側と内側に並列に配置され、オリフィス通路全体の断面積が拡張される。この結果、電磁コイルへの通電をオフにした状態でピストンが作動すると、オリフィス通路で発生する減衰力が小さくなる。また、電磁コイルへの通電をオンにした状態でピストンが作動すると、電磁コイルで発生する磁界が各オリフィスを流通する磁性流体に夫々作用し、オリフィス通路の断面積の拡張による発生減衰力の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１，２に記載の発明によれば、いずれもオリフィス通路が電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置されることから、電磁コイルの通電時における発生減衰力の低下を招くことなく、電磁コイルへの通電のオフ時における発生減衰力を充分に小さくすることができる。したがって、電磁コイルに対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１，図２に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１の断面図を示すものである。この可変減衰力ダンパ１は、車両のサスペンションに用いられる単筒型のダンパであり、シリンダ２の内部に作動液として磁性流体が充填されるとともに、ピストンロッド４に連結されたピストン５がシリンダ２内に摺動自在に収容されている。
【００１２】
ピストンロッド４は、有底円筒状のシリンダ２の端部にロッドガイド６を介して摺動自在に支持され、ピストン５は、シリンダ２の内部を伸び側液室７と縮み側液室８とに隔成している。ピストン５には、シリンダ２内の伸び側液室７と縮み側液室８を連通する後述する第１，第２のオリフィス通路９Ａ，９Ｂが設けられ、シリンダ２とピストン５が相対移動する際に磁性流体がこれらのオリフィス通路９Ａ，９Ｂを通過するようになっている。この可変減衰力ダンパ１は、シリンダ２とピストン５間に加わる振動や衝撃を両オリフィス通路９Ａ，９Ｂを通過する磁性流体の流通抵抗によって減衰する。なお、図中３０は、ロッドガイド６のシリンダ内側の内周縁部に設けられた液体封止用のシール部材であり、３１は、ロッドガイド６のシリンダ外側の内周縁部に設けられたダストシールである。
【００１３】
また、シリンダ２の底部側には、フリーピストン１０が摺動自在に収容され、シリンダ２の内部を液室（伸び側液室７及び縮み側液室８）とガス室１１とに隔成している。フリーピストン１０は、シリンダ２に対するピストンロッド４の進退部容積の増減に応じてシリンダ２内を移動し、それによってピストンロッド４の自由な進退変位を許容する。
【００１４】
ここで、第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂは、ピストン５の軸心を中心とした径の異なる２つの円の円周に沿うように夫々設けられ、第１のオリフィス通路９Ａは第２のオリフィス通路９Ｂの径方向外側に配置されている。また、ピストン５内には磁性流体に磁界を作用させるための環状の電磁コイル１２が設けられている。この電磁コイル１２は、ピストン５内の第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂの略中間径位置に設けられ、通電によって発生した磁界を両オリフィス通路９Ａ，９Ｂ内を流通する磁性流体に同様に作用させるようになっている。なお、図１中３２は、ピストンロッド４の軸心孔３３を通して電磁コイル１２に接続された配線である。
【００１５】
オリフィス通路９Ａ，９Ｂと電磁コイル１２の上記の配置は、ピストン５が、例えば、以下のような構成とされることによって実現されている。
即ち、ピストン５は、図２にも示すように、シリンダ２の内周壁に摺動自在に嵌合される円筒壁１３と、この円筒壁１３の内側に同軸に配置された円柱状のピストンコア１４と、円筒壁１３とピストンコア１４の軸方向の端部同士を結合する円板状のエンドプレート１５，１５と、を備えている。
【００１６】
ピストンコア１４はピストンロッド４の端部に一体に形成され、その外周面と円筒壁１３の内周面との間に円筒状の隙間１６（以下、「円筒隙間１６」と呼ぶ。）が設けられている。両エンドプレート１５，１５には、この円筒隙間１６に連続する複数の円弧状の開口１７…（以下、「外側開口１７…」と呼ぶ。）が設けられている。円筒隙間１６と両エンドプレート１５の外側開口１７…は、ピストン５を軸方向に貫通して第１のオリフィス通路９Ａを構成している。
【００１７】
また、ピストンコア１４には、軸方向に貫通する断面円弧状の通路孔１８…が複数設けられている。この通路孔１８…はピストンコア１４の軸心回りに円形をなすように配置されている。また、両エンドプレート１５，１５の通路孔１８…に対応する位置には、これらの通路孔１８…に連続する複数の円形状の開口１９…（以下、「内側開口１９…」と呼ぶ。）が設けられている。このピストンコア１４の通路孔１８…と両エンドプレート１５，１５の内側開口１９はピストン５を軸方向に貫通して第２のオリフィス通路９Ｂを構成している。
【００１８】
そして、ピストンコア１４の外周面には、図１に示すように、設定幅の環状溝２０が形成され、その環状溝２０内に電磁コイル１２が装着されている。
このピストン５は、以上のような構成であるため、電磁コイル１２を第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス９Ｂの間に配置することができる。
【００１９】
以上の構成において、この可変減衰力ダンパ１に振動や衝撃の入力があり、ピストンロッド４とシリンダ２が軸方向に相対移動すると、第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂを通して伸び側液室７と縮み側液室８の間で磁性流体の流通が生じ、その際に発生する減衰力によって振動や衝撃が減衰される。そして、この可変減衰力ダンパ１では、電磁コイル１２の磁界を制御することで第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂを通過する磁性流体の粘性を変え、例えば、磁界を強めて粘性を高めることによって発生減衰力を増大させ、逆に磁界を弱めて（磁界をゼロにする場合も含む。）粘性を低くすることによって発生減衰力を減少させる。
【００２０】
ここで、オリフィス通路９Ａ，９Ｂでの発生減衰力は、電磁コイル１２への通電をオフにしたときに最小になり、電磁コイル１２の通電電流の増大に応じて増大することになるが、この可変減衰力ダンパ１の場合、径方向に二重に配置された第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂによって大きな通路断面積が確保されているため、電磁コイル１２への通電をオフにしたときにおける発生減衰力は充分に小さくなる。
【００２１】
また、この可変減衰力ダンパ１の場合、第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂが電磁コイル１２の径方向外側と内側に夫々配置され、両オリフィス通路９Ａ，９Ｂ内の磁性流体に磁界が充分に及ぶようになっているため、電磁コイル１２への通電をオンにしたとき（例えば、通電電流を最大にしたとき。）における発生減衰力は、オリフィス通路９Ａ，９Ｂの総断面積の増大に拘わらず充分に大きなものとなる。
【００２２】
図３は、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１と、オリフィス通路を電磁コイル１２の径方向外側と内側の一方のみに配置した比較例のダンパの、電磁コイル１２への通電をオフにしたときとオンにしたとき（ただし、両ダンパの通電電流は一定。）の減衰力特性を示すものである。この特性図に示す例の場合、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１は、比較例に対して、電磁コイル１２への通電のオフ時の発生減衰力を小さくし、かつオン時の発生減衰力を大きくすることができる。
【００２３】
したがって、以上のように、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１においては、電磁コイル１２に対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することができる。
【００２４】
また、この実施形態の可変減衰力ダンパ１の場合、ピストンコア１４の外周面にボビン状に設定幅の環状溝２０を形成し、その環状溝２０内に電磁コイル１２を装着した構造を採用しているため、電磁コイル１２の配置が容易になり、生産性が向上するという利点がある。
【００２５】
なお、上記の実施形態においては、ピストンコア１４の外周面に円筒隙間１６（第１のオリフィス通路９Ａ）に臨むように環状溝２０を形成して、その環状溝２０内に電磁コイル１２を装着したが、ピストンコア１４に第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂに臨む環状の空間部を設け、その環状の空間部に電磁コイル１２を装着するようにしても良い。この場合、電磁コイル１２が第１のオリフィス通路９Ａと第２のオリフィス通路９Ｂに直接面し、電磁コイル１２の径方向にピストンコア１４による磁路が存在しないことになるため、電磁コイル１２で発生した磁界のほぼ総てがオリフィス通路９Ａ，９Ｂ内を通過し、その結果、電磁コイル１２の磁界の利用効率が高まり、さらなる省電力化が可能になる。
【００２６】
次に、図４〜図６に示す第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
図４は、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１０１の部分断面斜視図を示すものである。この可変減衰力ダンパ１０１は、車両のサスペンションに用いられる複筒式のダンパであり、シリンダ１０２が内筒１０２ａと外筒１０２ｂの二重の筒によって構成されている。
【００２７】
内筒１０２ａと外筒１０２ｂは同軸に配置されており、外筒１０２ｂの軸方向の両端部が内筒１０２ａの外周面に接合され、両筒１０２ａ，１０２ｂ間が環状通路４０（通路）を構成するようになっている。内筒１０２ａの軸方向両端部の近傍には、内筒１０２ａの内側空間と外側の環状通路４０を連通する連通孔４１ａ，４１ｂが夫々形成されている。内筒１０２ａは、一端が封止プラグ４２に結合され、他端がロッドガイド６に結合されている。
【００２８】
ロッドガイド６には、ピストンロッド４が摺動自在に嵌挿され、ピストンロッド４の端部にはピストン１０５が一体に結合されている。このピストン１０５は、内筒１０２ａ内に摺動自在に嵌合され、内筒１０２ａ内を伸び側液室７と縮み側液室８とに隔成している。また、内筒１０２ａ内の封止プラグ４２側にはフリーピストン１０が摺動自在に収容され、内筒１０２ａの内部を液室とガス室１１とに隔成している。そして、シリンダ１０２の内部のガス室１１を除く部分には磁性流体が充填されている。
【００２９】
また、内筒１０２ａ内のピストン１０５の縮み側のストロークエンド位置と連通孔４１ａの間には、断面円形状の通路ブロック４３が嵌合固定され、内筒１０２ａの底部側の液室が通路ブロック４３を挟んで縮み側液室８と通路室４４とに隔成されるようになっている。
【００３０】
通路ブロック４３には、縮み側液室８と通路室４４を連通する後述する第１，第２のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂが設けられ、シリンダ１０２とピストン１０５が相対移動する際に磁性流体がこれらのオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過するようになっている。つまり、シリンダ１０２とピストン１０５が相対移動すると、伸び側作動室７と縮み側作動室８の間に圧力差ができ、それにより、磁性流体が連通孔４１ａ，４１ｂと環状通路４０を通って一方の液室７（または８）から他方の液室８（または７）へとの流動しようとし、このとき、通路ブロック４３上のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを磁性流体が通過するようになる。したがって、この可変減衰力ダンパ１０１においては、シリンダ１０２とピストン１０５間に加わる振動や衝撃を両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過する磁性流体の流通抵抗によって減衰する。
【００３１】
第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂは、通路ブロック４３の軸心を中心とした径の異なる２つの円の円周に沿うように夫々設けられ、第１のオリフィス通路１０９Ａは第２のオリフィス通路１０９Ｂの径方向外側に配置されている。第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂは、具体的には、図５に示すように通路ブロック４３を軸方向に貫通する断面円弧状の複数の通路孔５０ａ…と５０ｂ…によって夫々構成されている。
【００３２】
また、通路ブロック４３内の第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂの略中間径位置には、両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過する磁性流体に磁界を作用させるための電磁コイル１２が設けられている。
【００３３】
ところで、ここでは詳細な図示は省略するが、通路ブロック４３は、例えば、軸方向の略中間位置で分割された２ブロックによって構成し、内部に電磁コイル１２を組み込んだ後に両ブロックを結合することにより、両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂ間に電磁コイル１２を配置することができる。
【００３４】
以上の構成において、この可変減衰力ダンパ１０１に振動や衝撃の入力があり、ピストンロッド４とシリンダ１０２が軸方向に相対移動すると、前述のように通路ブロック４３の第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂで磁性流体の流通が生じ、その際に発生する減衰力によって振動や衝撃が減衰される。そして、この可変減衰力ダンパ１０１の場合も、電磁コイル１２の磁界を制御することで両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂを通過する磁性流体の粘性を変え、それによって発生減衰力を制御することができる。
【００３５】
この可変減衰力ダンパ１０１の場合も、第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂが通路ブロック４３の径方向の外側と内側に二重に配置されているため、電磁コイル１２への通電をオフにしたときにおける発生減衰力を充分に小さく設定することができる。そして、第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂが電磁コイル１２の径方向の外側と内側に配置されるため、電磁コイル１２をオンにしたときには、図６に示すように磁界Ｈが両オリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂ内の磁性流体に同様に充分に及ぶようになり、その結果、充分に高い発生減衰力を得ることが可能となる。
したがって、この発明にかかる可変減衰力ダンパ１０１においては、電磁コイル１２に対する通電量の増大を招くことなく、発生減衰力の調整幅を拡張することができる。
【００３６】
また、この実施形態の可変減衰力ダンパ１０１は、複筒型のシリンダ１０２の外筒１０２ｂと内筒１０２ａの隙間を伸び側液室７と縮み側液室８を導通する通路にするとともに、内筒１０２ａの底部側に第１，第２のオリフィス通路１０９Ａ，１０９Ｂと電磁コイル１２を有する通路ブロック４３を配置した構造としたため、ピストン１０５にオリフィス通路を設ける必要がなく、その分ピストン１０５の構造の簡素化を図ることができる。即ち、ピストン１０５とピストンロッド４を別体部品で形成する場合には、ピストン１０５の軸心部に両者の結合部構造を設ける必要があり、ピストン１０５上の残余の領域にオリフィス通路を形成するとなると、ピストン１０５の構造が複雑になり、加工が難しくなるが、この可変減衰力ダンパ１０１においてはこのような不具合は生じない。
【００３７】
さらに、この可変減衰力ダンパ１０１の場合、ピストン１０５に電磁コイル１２を設けないため、ピストン１０５の慣性質量が軽くなり、減衰力制御時等における応答性が向上するという利点もある。
【００３８】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の第２の実施形態においては、通路ブロック４３に複数の円弧状の通路孔５０ａ…と５０ｂ…を夫々形成し、通路孔５０ａ…と５０ｂ…の径方向中間位置に電磁コイル１２を配置したが、第１の実施形態のピストン５におけるオリフィス通路９Ａ，９Ｂと電磁コイル１２の配置構造と同様の構造を通路ブロック４３に採用することも可能である。
また、前述した第１の実施形態の変形例のように通路ブロック４３に第１のオリフィス通路１０９Ａと第２のオリフィス通路１０９Ｂに臨む環状の空間部を設け、その環状の空間部に電磁コイル１２を装着するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態の可変減衰力ダンパの断面図。
【図２】同実施形態の可変減衰力ダンパの分解斜視図。
【図３】同実施形態と比較例の減衰力特性図。
【図４】この発明の第２の実施形態の可変減衰力ダンパの部分断面斜視図。
【図５】同実施形態の通路ブロックの部分断面斜視図。
【図６】同実施形態の通路ブロックの断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１，１０１…可変減衰力ダンパ
２，１０２…シリンダ
５，１０５…ピストン
７…伸び側液室（液室）
８…縮み側液室（液室）
９Ａ，１０９Ａ…第１のオリフィス通路（オリフィス通路）
９Ｂ，１０９Ｂ…第２のオリフィス通路（オリフィス通路）
１２…電磁コイル
４０…環状通路（通路）
４３…通路ブロック
１０２ａ…内筒
１０２ｂ…外筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁性流体を充填したシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に収容されてシリンダ内を２つの液室に隔成するピストンと、を備え、
前記ピストンに、前記２つの液室間の磁性流体の流通を許容するオリフィス通路と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイルが設けられた可変減衰力ダンパにおいて、
前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする可変減衰力ダンパ。
【請求項２】
外筒と内筒の二重の筒から成り、内部に磁性流体が充填された複筒型のシリンダと、このシリンダの内筒内に摺動自在に収容されて前記内筒内を２つの液室に隔成するピストンと、前記内筒内の一方の液室に臨む位置に配置された通路ブロックと、を備え、
前記通路ブロックに、磁性流体の流通を許容するオリフィス通路と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイルが設けられ、前記２つの液室が前記通路ブロックのオリフィス通路と、前記外筒と内筒の間の通路を介して導通する可変減衰力ダンパにおいて、
前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする可変減衰力ダンパ。
【請求項１】
内部に磁性流体を充填したシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に収容されてシリンダ内を２つの液室に隔成するピストンと、を備え、
前記ピストンに、前記２つの液室間の磁性流体の流通を許容するオリフィス通路と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイルが設けられた可変減衰力ダンパにおいて、
前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする可変減衰力ダンパ。
【請求項２】
外筒と内筒の二重の筒から成り、内部に磁性流体が充填された複筒型のシリンダと、このシリンダの内筒内に摺動自在に収容されて前記内筒内を２つの液室に隔成するピストンと、前記内筒内の一方の液室に臨む位置に配置された通路ブロックと、を備え、
前記通路ブロックに、磁性流体の流通を許容するオリフィス通路と、このオリフィス通路を通過する磁性流体の粘性を制御する電磁コイルが設けられ、前記２つの液室が前記通路ブロックのオリフィス通路と、前記外筒と内筒の間の通路を介して導通する可変減衰力ダンパにおいて、
前記オリフィス通路を前記電磁コイルの径方向外側と内側に夫々配置したことを特徴とする可変減衰力ダンパ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２２４００１（Ｐ２００８−２２４００１Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６７２７１（Ｐ２００７−６７２７１）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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