説明

磁気粘性流体緩衝器

【課題】簡便な構造の磁気粘性流体緩衝器を提供すること。
【解決手段】磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されたシリンダ1と、シリンダ1内にシリンダ1内周と所定の間隔をもって移動自在に配置され、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、ピストン2のシリンダ1内の移動によって磁気粘性流体が通過する流路6と、流路6に磁界を作用させるコイル9と、一端にピストン2が固定されるロッド5とを備える。流路6は、シリンダ1内周とピストン2外周との間に形成され、コイル9は、シリンダ1外周に結合されたケース7内に収容される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁界の作用によって見かけの粘性が変化する磁気粘性流体を利用した磁気粘性流体緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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性を変化させることによって、減衰力を発生させるものがある。
【0003】
この種の緩衝器において、磁界を発生させるコイルは、シリンダ内を摺動するピストンアッセンブリ内に配在されるのが一般的である(例えば、特許文献1)。
【0004】
これに対して、特許文献2には、コイルを磁気粘性流体が封入されたシリンダの外部に設ける構造のものが開示されている。この特許文献2に記載の緩衝器は、シリンダの外周にチューブを設け、そのチューブを介してコイルとピストンロッドとを連結し、シリンダの移動により減衰力を発生させるものである。
【特許文献1】特開2006−029421
【特許文献2】米国特許第6382369号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献2に記載の緩衝器は、コイルをシリンダの外部に設けるためのチューブや、シリンダを移動させるための部材等を必要とするため、部品数が多く、構造も複雑である。このため、緩衝器の組立てには大変な労力を要し、効率良く生産することはできない。
【0006】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な構造の磁気粘性流体緩衝器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に当該シリンダ内周と所定の間隔をもって移動自在に配置され、前記シリンダ内を二つの流体室に画成するピストンと、前記ピストンの前記シリンダ内の移動によって前記磁気粘性流体が通過する流路と、前記流路に磁界を作用させるコイルと、一端に前記ピストンが固定されるロッドとを備える磁気粘性流体緩衝器であって、前記流路は、前記シリンダ内周と前記ピストン外周との間に形成され、前記コイルは、シリンダ外周に結合されたケース内に収容されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、コイルをシリンダの外部に設けるための構造は、シリンダ外周に結合されたケースのみであるため、磁気粘性流体緩衝器の構造を部品数の少ない簡便なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0010】
図1を参照して本発明の実施の形態である磁気粘性流体緩衝器100について説明する。図1は、磁気粘性流体緩衝器100の断面図である。
【0011】
磁気粘性流体緩衝器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緩衝器として機能するものである。
【0012】
磁気粘性流体緩衝器100は、筒状のシリンダ1と、シリンダ1内に移動可能に配置され、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とを備える。シリンダ1及びピストン2は、磁性材料で構成される。
【0013】
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。
【0014】
シリンダ1内には磁気粘性流体が封入されている。この磁気粘性流体は、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。
【0015】
なお、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。
【0016】
ピストン2は、円筒形状であり、貫通孔にはロッド5が貫通し、内周にロッド5の外周がぴったりと嵌合している。
【0017】
ピストン2の一端は、ロッド5に形成された段部5aに係止され、他端はロッド5先端に螺合するナット8の締め付け力によって押圧される。このように、ピストン2は、ロッド5の段部5aとナット8によって挟持され、ロッド5に固定される。
【0018】
ピストン2は、シリンダ1内にて、ロッド5によってピストン1と同軸上に位置決めされるため、シリンダ1内周と所定の微小間隔をもって配置される。このように、ピストン2外周とシリンダ1内周との間には、磁気粘性流体が通過する均等な環状の流路6が形成され、ピストン2がシリンダ1内を移動することによって、磁気粘性流体が流路6を通過する。
【0019】
シリンダ1の外周には円筒状のケース7が配置され、ケース7の内周はシリンダ1の外周に結合されている。ケース7は磁性材料で構成される。
【0020】
ケース7の内周には環状の凹部7aが形成され、この凹部7a内に環状に巻装されたコイル9が収容される。このように、コイル9は、ケース7によってシリンダ1の外周に対峙して配置されることになる。
【0021】
コイル9に電流を流すことによってコイル9は磁力を発生し、その磁力は、ケース7、シリンダ1、及びピストン2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。
【0022】
コイル9のリード線10は、ケース7に形成された通路7bを挿通し、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。コイル9には、リード線10を通じてコントローラからの駆動電流が入力される。
【0023】
ケース7の凹部7aへのコイル9の収容の仕方としては、まず、環状に巻装されたコイル9を成形すると共に、ケース7を半円筒状に分割する。そして、一方の半円筒状ケースの凹部7aにコイル9を収容し、その後、他方の半円筒状ケース7を一方の半円筒状ケースと合わせる。このようにして、コイル9をケース7の凹部7aに収容する。
【0024】
なお、コイル9は、図1に示すように、ピストン2のストローク範囲に対応するように、シリンダ1の軸方向に複数(9,9a,9b)配置するのが望ましい。コイル9は、シリンダ1の外周に固定されているため、ピストン2との相対位置が変化する。したがって、コイル9が1つの場合には、ピストン2のストローク量によっては、ピストン2がコイル9から離れてしまい、流路6を流れる磁気粘性流体に対して磁力が作用し難くなることも考えられる。したがって、コイル9を複数配置するようにすれば、ピストン2のストローク範囲内にて、磁気粘性流体に適切な磁力を作用させることが可能となる。
【0025】
以上のように構成される磁気粘性流体緩衝器100の動作について説明する。
【0026】
シリンダ1内にてピストン2が移動すると、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9に電流を流すと磁気粘性流体に磁力が作用し、磁気粘性流体の粘性が変化する。これにより、磁気粘性流体緩衝器100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。
【0027】
コイル9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、磁気粘性流体緩衝器100の発生する減衰力も大きくなる。このように、磁気粘性流体緩衝器100が発生する減衰力の調節は、コイル9に流す電流を変化させ流路6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。
【0028】
また、コイル9をシリンダ1の軸方向に複数配置する場合には、各コイル9に流す電流を異なったものとすることで、ピストン2のストローク位置によって発生減衰力を変化させられる。例えば、シリンダ1中央よりも両端側に配置されたコイル9a,9bに流す電流を大きくし、そのコイル9a,9bが発生する磁力を高めるように設定すれば、ピストン2のストロークエンドにて高減衰力を発生するストローク位置依存型の緩衝器を構成することが可能となる。
【0029】
以上のように、本実施の形態は、コイル9をシリンダ1の外部に設ける構造である。コイルを、磁気粘性流体中に配置されたピストンアッセンブリ内に収容し、リード線をロッドに形成された通路を通して外部に導く一般的な磁気粘性流体緩衝器の場合には、外部に磁気粘性流体が漏れないように、リード線が導かれる通路を接着剤や樹脂等によりシールする必要があった。しかし、本実施の形態によれば、コイル9はシリンダ1の外部、つまり磁気粘性流体が存在しない箇所に配置されるため、リード線10が挿通する通路7bをシールする必要がない。
【0030】
また、ロッド5に通路を設ける必要がないため、ロッド5の構造を中実ロッドにすることができ、ロッド加工費を削減することができる。このように、コイル9をシリンダ1の外部に設けることによって、非常に優れた効果を奏する。
【0031】
そして、コイル9をシリンダ1の外部に設けるための構造は、本実施の形態ではシリンダ1外周に結合されたケース7のみである。このように、本実施の形態によれば、単筒式の緩衝器に対してケース7を適用するのみで、コイル9をシリンダ1の外部に配置することが可能となり、磁気粘性流体緩衝器の構造を部品数の少ない簡便なものにすることができる。
【0032】
以下に、図2を参照して本実施の形態の他の態様を示す。
【0033】
シリンダ1、ピストン2、及びロッド5の同軸度の精度が悪い場合には、流路6を流れる磁気粘性流体の流れに乱れが生じる可能性がある。その場合には、磁気粘性流体緩衝器100の減衰力にばらつきが発生し、減衰力の制御性に悪影響を及ぼすことになる。
【0034】
このような減衰力の制御性に対する悪影響を防止するためには、図2に示すように、ピストン2の外周の一部に、ピストン2の移動の際にシリンダ1内周と摺動するガイド部材11を設けることが望ましい。また、ピストン2をシリンダ1の内周に沿って安定して案内するためには、ガイド部材11は、ピストン2の外周に少なくとも二つ設けることが望ましい。その場合には、ガイド部材11の間の領域が流路6となる。
【0035】
ガイド部材11を設けることによって、シリンダ1とピストン2との同軸度の精度が向上するため、磁気粘性流体の流れの乱れを防止することができ、磁気粘性流体緩衝器100の減衰力のばらつきを防止することが可能となる。
【0036】
また、図2に示すように、ピストン2を、弾性体である環状のワッシャー12を介してロッド5の段部5bに係止するのが望ましい。ピストン2とロッド5との間にワッシャー12を介装することによって、ナット8が緩みピストン2が軸方向へ移動してしまうような場合でも、ワッシャー12の付勢力によってピストン2をナット8に対して付勢することができるため、ピストン2のロッド5に対する相対移動を確実に防止することができる。
【0037】
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。
【産業上の利用可能性】
【0038】
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。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の実施の形態における磁気粘性流体緩衝器100を示す断面図である。
【図2】同じく磁気粘性流体緩衝器100の他の態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【0040】
100 磁気粘性流体緩衝器
1 シリンダ
2 ピストン
3,4 流体室
5 ロッド
6 流路
7 ケース
8 ナット
9 コイル
10 リード線
11 ガイド部材
12 ワッシャー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されたシリンダと、
前記シリンダ内に当該シリンダ内周と所定の間隔をもって移動自在に配置され、前記シリンダ内を二つの流体室に画成するピストンと、
前記ピストンの前記シリンダ内の移動によって前記磁気粘性流体が通過する流路と、
前記流路に磁界を作用させるコイルと、
一端に前記ピストンが固定されるロッドと、を備える磁気粘性流体緩衝器であって、
前記流路は、前記シリンダ内周と前記ピストン外周との間に環状に形成され、
前記コイルは、シリンダ外周に結合されたケース内に収容されることを特徴とする磁気粘性流体緩衝器。
【請求項2】
前記コイルは、前記ピストンのストローク範囲に対応するように、前記シリンダの軸方向に複数配置されることを特徴とする請求項1に記載の磁気粘性流体緩衝器。
【請求項3】
前記ピストンの外周の一部には、当該ピストンの移動の際に前記シリンダ内周と摺動するガイド部材が設けられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の磁気粘性流体緩衝器。

【図1】
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【図2】
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