緩衝器
【課題】アクチュエータの動力方向を変換する機構が不要で車両における乗り心地を向上することが可能な緩衝器を提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、筒状の外側部材１と、外側部材１内に出入りする内側部材２とを備えて、外側部材１と内側部材２の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する緩衝器Ｄ１において、外側部材１および内側部材２の一方に固定される磁歪素子４，４を駆動源とするアクチュエータ３と、当該アクチュエータ３によって駆動されて外側部材１および内側部材２の他方に当接および離脱可能な摩擦体５とを備え、外側部材１および内側部材２の他方と摩擦体５との間に生じる摩擦力に起因した減衰力を発生可能であることを特徴とする。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、筒状の外側部材１と、外側部材１内に出入りする内側部材２とを備えて、外側部材１と内側部材２の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する緩衝器Ｄ１において、外側部材１および内側部材２の一方に固定される磁歪素子４，４を駆動源とするアクチュエータ３と、当該アクチュエータ３によって駆動されて外側部材１および内側部材２の他方に当接および離脱可能な摩擦体５とを備え、外側部材１および内側部材２の他方と摩擦体５との間に生じる摩擦力に起因した減衰力を発生可能であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、緩衝器としては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドとを備え、シリンダとロッドとの相対移動時に流体圧を利用して減衰力を発揮する緩衝器が知られている。
【０００３】
流体圧を利用して減衰力を発揮する緩衝器は、基本的には、シリンダ内に挿入したピストンで二つの圧力室を画成しており、ピストンはロッドに連結され、シリンダに対してロッドが移動する際に、ピストンで一方の圧力室の容積を減少させるとともに他方の圧力室の容積を増大せしめ、容積が減少する圧力室から容積が増大する圧力室へ流体が移動する流れに減衰バルブで抵抗を与えて、これら圧力室に差圧を発生させて減衰力を発揮するようになっている。
【０００４】
ここで、特に車両用途で使用される緩衝器に対しては、近年、乗り心地や操縦安定性の向上の観点から、高速走行時に車線変更する場合等、緩衝器が極低速で伸縮作動する際の減衰特性（伸縮速度に対する緩衝器が発生する減衰力の性質）に対しても要求が高まってきており、伸縮速度が低速領域を超える領域における減衰特性はそのままに、伸縮速度が極低速領域で作動する際にもしっかりと減衰力を出力できるようにとの要望がある。しかしながら、上記のような緩衝器の場合、伸縮速度が極低く振動振幅が小さい場合には、減衰バルブを通過する流体量が少なかったり、あるいは、流体の圧縮性によって圧力室間で流体の移動が生じなかったりして、緩衝器は流体圧に依存した減衰力を発生できない処がある。
【０００５】
そこで、このような場合にも減衰力を発揮することができるように、緩衝器のピストンロッドとシリンダの一方に固定されるソレノイドやモータといったアクチュエータと、当該アクチュエータによってピストンロッドとシリンダの他方に押付けられる摩擦子とを設けて、緩衝器が流体圧によって減衰力を発揮し得ない状態にあっても、ピストンロッドとシリンダの他方と摩擦子との間に生じる摩擦力で、シリンダとピストンロッドとの相対移動を抑制する減衰力を発揮できるようになっている（たとえば、特許文献１，２，３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４９６３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６６５７８号公報
【特許文献３】特許２００１−３４９３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の緩衝器にあっては、流体圧では減衰力を発揮し辛い状況にあっても摩擦力によって減衰力を発生できる点で有用ではある。
【０００７】
しかしながら、特開２００２−３４９６３０号公報の技術にあっては、ピストンロッドの外周に装着される弾性な摩擦子と、摩擦子の外周に設けたテーパ面とを備え、摩擦子を上方からソレノイドによって下方へ押圧し、テーパ面によって摩擦子がピストンロッド側へ押付けられて摩擦力を生じさせるようになっており、摩擦子は絶えずピストンロッドに摺接し、シリンダ内の圧力の作用によって摩擦子が押し潰されると摩擦力による減衰力の発揮を望まない場合にあっても摩擦力が生じて減衰力が過剰となって、車両における乗り心地を損なってしまう可能性がある。
【０００８】
また、特開２００３−１６６６５７８号公報や特許２００１−３４９３６３号公報の技術にあっては、シリンダの内周に対向する摩擦子をシリンダ内周へ押付けて摩擦力を生じさせるようにしており、摩擦子を駆動するには、軸方向あるいは周方向へ駆動するアクチュエータの動力を径方向に変換する機構が必要となり、減衰力発生の応答性も懸念され、車両における乗り心地を損なってしまう可能性がある。
【０００９】
そこで、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、アクチュエータの動力方向を変換する機構が不要で車両における乗り心地を向上することが可能な緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、筒状の外側部材と、外側部材内に出入りする内側部材とを備えて、外側部材と内側部材の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する緩衝器において、外側部材および内側部材の一方に固定される磁歪素子を駆動源とするアクチュエータと、当該アクチュエータによって駆動されて外側部材および内側部材の他方に当接および離脱可能な摩擦体とを備え、外側部材および内側部材の他方と摩擦体との間に生じる摩擦力に起因した減衰力を発生可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の緩衝器によれば、磁歪素子で摩擦体を駆動して外側部材および内側部材と摩擦体との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体を外側部材および内側部材から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００１２】
したがって、緩衝器の伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器の伸縮速度が低速域を超える場合には、外側部材および内側部材と摩擦体との間で生じる摩擦力が緩衝器の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００１３】
また、摩擦体の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子を使用しているので、緩衝器の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００１４】
さらに、アクチュエータの動力を変更する機構が不要であるので、緩衝器の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。図２は、一実施の形態における緩衝器の要部横断面図である。図３は、他の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。図４は、別の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【００１６】
一実施の形態における緩衝器Ｄ１は、図１および図２に示すように、筒状の外側部材たるシリンダ１と、シリンダ１内に出入りする内側部材たるロッド２と、シリンダ１に固定される磁歪素子４を駆動源とするアクチュエータ３と、当該アクチュエータ３によって駆動されてロッド２に当接および離脱可能な摩擦体５とを備えて構成され、シリンダ１とロッド２の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するとともに、ロッド２と摩擦体５との間に生じる摩擦力に起因した減衰力をも発生することができるようになっている。
【００１７】
詳しくは、緩衝器Ｄ１におけるシリンダ１内は、当該シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともにロッド２に連結されるピストン６によって、流体としての作動油が充填される二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２に仕切られており、二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通する流路７をピストン６に設けて、外側部材たるシリンダ１に対して内側部材たるロッド２が相対移動する際に、通路７を介して圧力室Ｒ１，Ｒ２を行き来する作動油の流れに抵抗を与えて圧力室Ｒ１，Ｒ２間に差圧を生じせしめて、所定の減衰力を発生するようになっている。
【００１８】
なお、緩衝器Ｄ１は、図示しない車両の車体と車軸との間に介装されて、車体振動を抑制するようになっている。また、流路７は、緩衝器Ｄ１の伸縮時に圧力室Ｒ１，Ｒ２に差圧を生じさせて減衰力を発生させることが可能であればよく、その構成は任意であり、具体的にはたとえば、減衰弁を途中に備えた通路とされる。
【００１９】
また、この実施の形態の場合、緩衝器Ｄ１は、流体を液体として片ロッド型の緩衝器に設定されているため、シリンダ１から出没するロッド２の体積分のシリンダ内容積変化を補償する図示しないリザーバあるいは気体室を別途備えている。なお、流体を気体とする場合、気体封入圧力によっては緩衝器Ｄ１の伸縮作動時におけるシリンダ１から出没するロッド２の体積分を気体体積の膨張と収縮によって補償することができるため、このような場合、必ずしもリザーバを設ける必要はない。
【００２０】
つづいて、各部について詳細に説明すると、シリンダ１は、図１中下端が閉塞されており、上端の開口端には、環状のロッドガイド８が固定されている。このロッドガイド８は、シリンダ１の開口端を閉塞すると共に、内周側に保持した筒状のベアリング９を介してシリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２を軸支しており、このロッドガイド８には、同じく、シリンダ１の開口端に固定される環状のシール部材１０が積層されている。
【００２１】
そして、摩擦体５は、ロッド２の外周を挟み込むように配置した一対の摩擦片５ａ，５ａを備えて構成され、摩擦片５ａ，５ａは、ロッド２の外周に沿うように、横断面が円弧状とされている。
【００２２】
この摩擦片５ａ，５ａを駆動するアクチュエータ３は、シリンダ１の上端に固定される筒状のハウジング１１と、各摩擦片５ａ，５ａを保持する各保持部１３，１３と、保持部１３，１３間に介装されて双方をロッド２から離間する方向に附勢するバネ１４，１４と、ハウジング１１と各保持部１３，１３との間に介装されてハウジング１１の内周に１８０度の間隔を空けて配置される一対の磁歪素子４，４と、磁歪素子４，４の外周を取り巻くようにしてハウジング１１に取付けられたコイル１２，１２とを備えて構成されている。
【００２３】
ハウジング１１は、内部に磁歪素子４，４を収容しコイル１２，１２を保持する有底筒状の収容筒１１ａと、収容筒１１ａの開口端を閉塞する環状のキャップ１１ｂと、収容筒１１ａの図１中下端に設けたソケット１１ｃとを備えて構成され、ソケット１１ｃをシリンダ１の図１中上端外周に螺着することでシリンダ１の上端に固定されるようになっている。また、収容筒１１ａの底部には孔１１ｄが設けられており、ロッド２の挿通が許容されている。なお、ハウジング１１のシリンダ１への固定に関しては、螺着以外の方法、たとえば、溶接によってもよいが、螺着による固定を採用することでアクチュエータ３の取外しが簡単となって、メンテナンスも容易となる利点がある。
【００２４】
このアクチュエータ３の場合、コイル１２，１２を励磁して磁界を発生すると、磁歪素子４，４が磁界の大きさに応じて軸方向に伸長する方向へ歪む、正歪みを呈するようになっている。なお、磁歪素子４，４としては、磁界の発生に対して歪む素子であればよいが、磁界の大きさに対して伸縮量が大きい超磁歪素子を用いるとよい。
【００２５】
したがって、コイル１２を励磁すると磁歪素子４，４が伸長作動し、磁歪素子４，４に当接した保持部１３，１３がバネ１４，１４の附勢力に抗してロッド２側へ変位し、摩擦片５ａ，５ａをロッド２の外周に摺接させてロッド２との間に摩擦力を生じ、シリンダ１とロッド２の図１中上下方向の相対変移動を抑制する減衰力を発揮するようになっている。
【００２６】
また、コイル１２，１２への通電量の大きさに磁界の強さを調節でき、磁歪素子４，４の歪量を調節して、ロッド２と摩擦片５ａ，５ａとの間に生じる摩擦力を調節でき、コイル１２，１２に通電しない場合には、摩擦片５ａ，５ａがバネ１４，１４の附勢力によってロッド２から離脱してロッド２との間に空隙を生じさせ、この状態では、摩擦片５ａ，５ａがロッド２に接触しないので、緩衝器Ｄ１は、摩擦力に起因した減衰力を発揮しないようになっている。
【００２７】
磁歪素子４，４には、予荷重を与える必要があるが、このように、バネ１４，１４の附勢力が保持部１３，１３を介して磁歪素子４，４に作用するようにしてあるので、バネ１４，１４を保持部１３，１３の初期位置への復帰用途のみならず磁歪素子４，４の予荷重用途にも使用でき、別途の手段によって予荷重を与える必要がなくなるので便利である。
【００２８】
なお、上記したところでは、磁歪素子４，４が磁界の作用で伸長する正の歪を呈するようになっているが、収縮作動する負の歪を呈する磁歪素子を使用してもよい。この場合には、コイル１２，１２に通電しない状態では磁歪素子がロッド２に最大の推力で摩擦片５ａ，５ａを押付けるようになり、通電量を大きくしていくに従って摩擦片５ａ，５ａの押付力が小さくなり、最終的には、ロッド２から離脱するようになる。
【００２９】
つづいて、コイル１２，１２への通電量の大小と有無は、具体的には、緩衝器Ｄ１の外部に設けた制御装置１５によって制御される。制御装置１５は、たとえば、車両の速度を検出する速度センサ１６と、車両運転者の操舵輪の操舵角を検出する角度センサ１７とに接続され、車速と操舵角とから車体に作用する横加速度を推定し、当該推定した横加速度に基づいて、コイル１２，１２への通電量を決定し、コイル１２，１２へ決定した通電量で通電するようになっている。
【００３０】
そして、制御装置１５は、たとえば、横加速度が所定の閾値より小さく、緩衝器Ｄ１の伸縮量が小さくて油圧による減衰力の発揮を望めない場合に、コイル１２，１２へ通電して摩擦片５ａ，５ａをロッド２へ押付けて緩衝器Ｄ１に摩擦力による減衰力を発揮させ、また、上記所定の閾値とは別に設定されるとともに上記所定の閾値より大きな他の閾値を横加速度が超えて、車体の大きく横へ傾くロールを呈することが予想される場合にはコイル１２，１２へ通電して緩衝器Ｄ１が油圧によって発生する減衰力に摩擦による減衰力を付加して、緩衝器Ｄ１に大きな減衰力を発揮させて車体のロールを抑制する制御を行うことも可能である。なお、横加速度は、上記したように速度センサ１６と角度センサ１７とから演算して求める以外にも、加速度センサにてこれを検知するようにしてもよい。
【００３１】
また、これに代えるか、これに加えて、制御装置１５にて、シリンダ１に対するロッド２の変位を検知するストロークセンサを接続しておき、当該ストロークセンサで検知したシリンダ１に対するロッド２の変位から相対移動速度あるいは相対移動変位を求め、当該相対移動速度や相対移動変位が極低く、緩衝器Ｄ１が油圧による減衰力の発揮を望めない場合に、コイル１２，１２へ通電して摩擦片５ａ，５ａをロッド２へ押付けて緩衝器Ｄ１に摩擦力による減衰力を発揮させるようにしてもよく、また、相対移動速度や相対移動変位が非常に大きく油圧のみでは減衰力が不足すると見込まれる場合にコイル１２，１２へ通電して緩衝器Ｄ１が油圧によって発生する減衰力に摩擦による減衰力を付加して、緩衝器Ｄ１に大きな減衰力を発揮させるようにしてもよい。
【００３２】
そして、この摩擦力に起因する減衰力は、上記したように車体の横加速度の大きさや緩衝器Ｄ１の相対移動速度、相対移動変位の大きさによって、車体姿勢の安定や良好な乗り心地に適するように調節するようにすればよい。
【００３３】
なお、制御装置１５における処理は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置を用いて行うようにしてもよいし、アナログ電子回路によってこれを行う構成としてもよい。
【００３４】
このように構成された緩衝器Ｄ１は、上述したように、磁歪素子４，４で摩擦体５を駆動して内側部材たるロッド２と摩擦体５との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器Ｄ１に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体５を内側部材たるロッド２から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００３５】
したがって、緩衝器Ｄ１の伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器Ｄ１の伸縮速度が低速域を超える場合には、内側部材たるロッド２と摩擦体５との間で生じる摩擦力が緩衝器Ｄ１の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００３６】
また、摩擦体５の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子４，４を使用しているので、緩衝器Ｄ１の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００３７】
さらに、アクチュエータ３の動力の方向を変更する機構が不要であるので、緩衝器Ｄ１の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。さらに、この実施の形態の場合、シリンダ１の端部にアクチュエータ３を固定しているので、流体圧のみで減衰力を発揮する既存の緩衝器への適用も非常に簡単に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態においては、説明の都合上、緩衝器Ｄ１の伸縮速度に極低速とそれ以上の速度でなる区分を設けているが、これらの区分の境の速度はそれぞれ任意に設定することができる。ちなみに、良路走行中の車線変更時における緩衝器Ｄ１の伸縮速度が０．０２ｍ／ｓ程度であるため、これが極低速の範囲内に入るように上記境を設定しておくとよい。
【００３９】
つづいて、図３に示す、他の実施の形態の緩衝器Ｄ２について説明する。この他の実施の形態の緩衝器Ｄ２にあっては、アクチュエータ２０と摩擦体２４が上述の一実施の形態のアクチュエータ３および摩擦体５と異なるのみであり、この他の実施の形態の緩衝器Ｄ２の説明に当たり、上述の緩衝器Ｄ１の同様の構成については説明が重複するので、同じ符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００４０】
他の実施の形態の緩衝器Ｄ２におけるアクチュエータ２０は、外側部材たるシリンダ１の上端に固定される筒状のハウジング２１と、シリンダ１にハウジング２１を介して固定されてロッド２の外周に配置される筒状の磁歪素子２２と、ハウジング２１内に収容されて磁歪素子２２の外周側に配置され磁歪素子２２に与える磁界を発生するコイル２３とを備えて構成されている。
【００４１】
これに対して、摩擦体２４は、弾性を備えて筒状とされて磁歪素子２２の内周に装着されている。この摩擦体２４は、縮径された状態で磁歪素子２２の内周に装着されており、磁歪素子２２の内径が変化するとそれに追随して自身の内径を変化させることができるようになっている。また、摩擦体２４は、この場合、コイル２３へ電流供給がなされない状態では、ロッド２の外周に摺接してロッド２のシリンダ１に対する図３中上下方向の相対移動に対してロッド２との間で摩擦力を生じせしめて、ロッド２のシリンダ１に対する相対移動を抑制するようになっている。
【００４２】
ハウジング２１は、内部に磁歪素子２２を収容しコイル２３を保持する有底筒状の収容筒２１ａと、収容筒２１ａの開口端を閉塞する環状のキャップ２１ｂと、収容筒２１ａの図３中下端に設けたソケット２１ｃとを備えて構成され、ソケット２１ｃをシリンダ１の図３中上端外周に螺着することでシリンダ１の上端に固定されるようになっている。また、収容筒２１ａの底部には孔２１ｄが設けられており、ロッド２の挿通が許容されている。
【００４３】
そして、このアクチュエータ２０の場合、コイル２３を励磁して磁界を発生すると、磁歪素子２２が磁界の大きさに応じて図３中軸方向へ伸長する方向へ歪む、正歪みを呈するようになっている。
【００４４】
したがって、コイル２３を励磁すると磁歪素子２２は軸方向へ伸長するに伴って径方向には厚みを薄くするように歪むため、内径を拡径する作動を呈し、この磁歪素子２２における内径の拡径に伴って内周に装着された摩擦体２４の内径も拡径し、所定量の電流をコイル２３に供給すると摩擦体２４がロッド２の外周から離脱してロッド２との間に空隙を生じせしめて、摩擦力が発生しない状態となる。そして、コイル２３へ供給する電流が所定量未満である場合、磁歪素子２２の内径の拡径程度では摩擦体２４がロッド２の外周から離脱せず接触した状態となり、コイル２３へ供給する電流量が小さければ小さいほど、磁歪素子２２の内径が小さくなって、摩擦体２４をロッド２へ押付ける推力が大きくなるようになっている。
【００４５】
したがって、この緩衝器Ｄ２にあっては、コイル２３へ供給する電流が小さければ小さいほど、摩擦体２４がロッド２へ強く押付けられることになり、摩擦力に起因する減衰力が大きくなり、コイル２３へ供給する電流量を所定量未満で調節することにより、摩擦力に起因する減衰力の大きさを調節することができる。
【００４６】
なお、磁歪素子２２には、予荷重を与える必要があるが、このように、摩擦体２４が弾性体で縮径された状態で磁歪素子２２の内周に装着されて磁歪素子２２を拡径する方向の附勢力を作用させているので、摩擦体２４自身の初期位置への復帰用途のみならず磁歪素子２２の予荷重用途にも使用でき、別途の手段によって予荷重を与える必要がなくなるので便利である。
【００４７】
なお、上記したところでは、磁歪素子２２が磁界の作用で図３中上下方向となる軸方向へ伸長する正の歪を呈するようになっているが、収縮作動する負の歪を呈する磁歪素子を使用してもよい。この場合には、コイル２３に通電すると磁歪素子２２の内径が縮径するので、コイル２３への通電量が大きくなればなるほど、摩擦体２４をロッド２に強く押付け、緩衝器Ｄ２は、摩擦力に起因する減衰力を大きくするようになる。したがって、この場合には、コイル２３へ通電しない状態では摩擦体２４の内周がロッド２の外周に接しないように設定しておき、摩擦力による減衰力を発揮しないようにしておけばよい。なお、アクチュエータ２０の制御については、上述した制御装置１５によって行えばよい。
【００４８】
このように構成された他の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっても、磁歪素子２２で摩擦体２４を駆動して内側部材たるロッド２と摩擦体５との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器Ｄ２に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体２４を内側部材たるロッド２から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００４９】
したがって、緩衝器Ｄ２は、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器Ｄ２の伸縮速度が低速域を超える場合には、内側部材たるロッド２と摩擦体５との間で生じる摩擦力が緩衝器Ｄ２の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００５０】
また、摩擦体２４の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子２２を使用しているので、緩衝器Ｄ２の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００５１】
さらに、アクチュエータ２０の動力を変更する機構が不要であるので、緩衝器Ｄ２の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。さらに、この実施の形態の場合、シリンダ１の端部にアクチュエータ２０を固定しているので、流体圧のみで減衰力を発揮する既存の緩衝器への適用も非常に簡単に行うことができる。
【００５２】
最後に、図４に示す、別の実施の形態の緩衝器Ｄ３について説明する。この他の実施の形態の緩衝器Ｄ３にあっても、アクチュエータ３０と摩擦体３３が上述の一実施の形態のアクチュエータ３および摩擦体５と異なるのみであり、この別の実施の形態の緩衝器Ｄ３の説明に当たり、上述の緩衝器Ｄ１の同様の構成については説明が重複するので、同じ符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００５３】
別の実施の形態の緩衝器Ｄ３におけるアクチュエータ３０は、内側部材たるロッド２の外周に装着される筒状の磁歪素子３１と、磁歪素子３１とロッド２との間に介装されて磁歪素子３１に与える磁界を発生するコイル３２とを備えて構成されている。
【００５４】
これに対して、摩擦体３３は、弾性を備えて筒状とされて磁歪素子３１の外周に装着されており、摩擦体３３は、上述した摩擦体５，２４とは異なり、外側部材たるシリンダ１の内周に対向して、アクチュエータ３０に駆動されることでシリンダ１に接触および離脱することが可能となっている。
【００５５】
この摩擦体３３は、内径が拡径された状態で磁歪素子３１の外周に装着されており、磁歪素子３１の外径が変化するとそれに追随して自身の外径を変化させることができるようになっている。また、摩擦体３３は、この場合、コイル３２へ電流供給がなされない状態では、シリンダ１の内周に摺接してシリンダ１のロッド２に対する図４中上下方向の相対移動に対してシリンダ１との間で摩擦力を生じせしめて、シリンダ１のロッド２に対する相対移動を抑制するようになっている。
【００５６】
すなわち、この別の実施の形態の緩衝器Ｄ３にあっては、上述した一実施の形態の緩衝器Ｄ１および他の実施の形態の緩衝器Ｄ２とは異なり、内側部材たるロッド２にアクチュエータ３０および摩擦体３３が設けられており、摩擦体３３と外側部材たるシリンダ１との間に生じる摩擦力によって減衰力を発生することができるようになっている。
【００５７】
磁歪素子３１およびコイル３２はともに筒状とされて、ロッド２の外周に装着され、ロッド２に設けた上下のストッパ３４，３５によって挟持されて、ロッド２の外周に固定され、これらは、全て、圧力室Ｒ１内に収容されている。
【００５８】
なお、アクチュエータ３０および摩擦体３３にて、圧力室Ｒ１を二つに完全に区画してしまうことがないように、ロッド２には、ストッパ３４より上方から開口してストッパ３５より下方へ通じる通孔２ａを設けている。
【００５９】
そして、このアクチュエータ３０の場合、コイル３２を励磁して磁界を発生すると、磁歪素子３１が磁界の大きさに応じて図４中軸方向へ伸長する方向へ歪む、正歪みを呈するようになっている。
【００６０】
したがって、コイル３２を励磁すると磁歪素子３１は軸方向へ伸長するに伴って径方向には厚みを薄くするように歪むため、外径を縮径する作動を呈し、この磁歪素子３１における外径の縮径に伴って外周に装着された摩擦体３３の外径も縮径し、所定量の電流をコイル３２に供給すると摩擦体３３がシリンダ１の内周から離脱してシリンダ１との間に空隙を生じせしめて、摩擦力が発生しない状態となる。そして、コイル３２へ供給する電流が所定量未満である場合、磁歪素子３１の外径の縮径程度では摩擦体３３がシリンダ１の内周から離脱せず接触した状態となり、コイル３２へ供給する電流量が小さければ小さいほど、磁歪素子３１の外径が大きくなって、摩擦体３３をシリンダ１へ押付ける推力が大きくなるようになっている。
【００６１】
したがって、この緩衝器Ｄ３にあっては、コイル３２へ供給する電流が小さければ小さいほど、摩擦体３３がシリンダ１へ強く押付けられることになり、摩擦力に起因する減衰力が大きくなり、コイル３２へ供給する電流量を所定量未満で調節することにより、摩擦力に起因する減衰力の大きさを調節することができる。
【００６２】
なお、磁歪素子３１には、予荷重を与える必要があるが、このように、摩擦体３３が弾性体で縮径された状態で磁歪素子３１の外周に装着されて磁歪素子３１を拡径する方向の附勢力を作用させているので、摩擦体３３自身の初期位置への復帰用途のみならず磁歪素子３１の予荷重用途にも使用でき、別途の手段によって予荷重を与える必要がなくなるので便利である。
【００６３】
なお、上記したところでは、磁歪素子３１が磁界の作用で図４中上下方向となる軸方向へ伸長する正の歪を呈するようになっているが、収縮作動する負の歪を呈する磁歪素子を使用してもよい。この場合には、コイル３２に通電すると磁歪素子３１の内径が縮径するので、コイル３２への通電量が大きくなればなるほど、摩擦体３３をシリンダ１に強く押付け、緩衝器Ｄ３は、摩擦力に起因する減衰力を大きくするようになる。したがって、この場合には、コイル３２へ通電しない状態では摩擦体３３の外周がシリンダ１の内周に接しないように設定しておき、摩擦力による減衰力を発揮しないようにしておけばよい。なお、アクチュエータ３０の制御については、上述した制御装置１５によって行えばよい。
【００６４】
このように構成された別の実施の形態における緩衝器Ｄ３にあっても、磁歪素子３１で摩擦体３３を駆動して外側部材たるシリンダ１と摩擦体３３との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器Ｄ３に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体３３を外側部材たるシリンダ１から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００６５】
したがって、緩衝器Ｄ３は、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器Ｄ３の伸縮速度が低速域を超える場合には、外側部材たるシリンダ１と摩擦体３３との間で生じる摩擦力が緩衝器Ｄ３の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００６６】
また、摩擦体３３の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子３１を使用しているので、緩衝器Ｄ３の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００６７】
さらに、アクチュエータ３０の動力を変更する機構が不要であるので、緩衝器Ｄ３の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。さらに、この実施の形態の場合、ロッド２の外周にアクチュエータ３０を固定しているので、流体圧のみで減衰力を発揮する既存の緩衝器への適用も非常に簡単に行うことができる。
【００６８】
なお、上記した各実施の形態においては、緩衝器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を油圧緩衝器としているが、作動流体を作動油以外の流体、たとえば、気体、水、水溶液、電気粘性流体、磁気粘性流体としてもよく、また、アクチュエータと摩擦体とで外側部材と内側部材の相対移動時における摩擦力を調節するものであるから、減衰力の発生原理を流体の通路７の通過時における圧力損失によるものとする緩衝器に限らず、電磁緩衝器のように電磁力を減衰力発生源とする緩衝器にも適用可能である。
【００６９】
また、緩衝器Ｄ１，Ｄ２が、シリンダ１との間にリザーバを形成する外筒をシリンダ１の外方に備える複筒型の緩衝器として構成される場合には、アクチュエータ３，２０におけるハウジング１１，２１を外筒の端部に取付けることによって外側部材たるシリンダ１にハウジング１１，２１を固定するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、たとえば、二輪車のフロントフォークに本発明を適用する場合、外側部材を緩衝器のシリンダあるいはロッドの一方に結合されるアウターチューブとし、内側部材を緩衝器のシリンダあるいはロッドの他方に結合されるインナーチューブとするような構成としてもよく、必ずしも、外側部材と内側部材はシリンダとロッドに限定されない。
【００７１】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】一実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【図２】一実施の形態における緩衝器の要部横断面図である。
【図３】他の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【図４】別の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 外側部材たるシリンダ
２ 内側部材たるロッド
２ａ ロッドにおける通孔
３，２０，３０ アクチュエータ
４，２２，３１ 磁歪素子
５，２４，３３ 摩擦体
５ａ 摩擦片
６ ピストン
７ 通路
８ ロッドガイド
９ ベアリング
１０ シール部材
１１，２１ アクチュエータにおけるハウジング
１１ａ，２１ａ ハウジングにおける収容部
１１ｂ，２１ｂ ハウジングにおけるキャップ
１１ｃ，２１ｃ ハウジングにおける孔
１１ｄ，２１ｄ ハウジングにおけるソケット
１２，２３，３２ アクチュエータにおけるコイル
１３ アクチュエータにおける保持部
１４ アクチュエータにおけるバネ
１５ 制御装置
１６ 速度センサ
１７ 角度センサ
３４，３５ ストッパ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 緩衝器
Ｒ１，Ｒ２ 圧力室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、緩衝器としては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドとを備え、シリンダとロッドとの相対移動時に流体圧を利用して減衰力を発揮する緩衝器が知られている。
【０００３】
流体圧を利用して減衰力を発揮する緩衝器は、基本的には、シリンダ内に挿入したピストンで二つの圧力室を画成しており、ピストンはロッドに連結され、シリンダに対してロッドが移動する際に、ピストンで一方の圧力室の容積を減少させるとともに他方の圧力室の容積を増大せしめ、容積が減少する圧力室から容積が増大する圧力室へ流体が移動する流れに減衰バルブで抵抗を与えて、これら圧力室に差圧を発生させて減衰力を発揮するようになっている。
【０００４】
ここで、特に車両用途で使用される緩衝器に対しては、近年、乗り心地や操縦安定性の向上の観点から、高速走行時に車線変更する場合等、緩衝器が極低速で伸縮作動する際の減衰特性（伸縮速度に対する緩衝器が発生する減衰力の性質）に対しても要求が高まってきており、伸縮速度が低速領域を超える領域における減衰特性はそのままに、伸縮速度が極低速領域で作動する際にもしっかりと減衰力を出力できるようにとの要望がある。しかしながら、上記のような緩衝器の場合、伸縮速度が極低く振動振幅が小さい場合には、減衰バルブを通過する流体量が少なかったり、あるいは、流体の圧縮性によって圧力室間で流体の移動が生じなかったりして、緩衝器は流体圧に依存した減衰力を発生できない処がある。
【０００５】
そこで、このような場合にも減衰力を発揮することができるように、緩衝器のピストンロッドとシリンダの一方に固定されるソレノイドやモータといったアクチュエータと、当該アクチュエータによってピストンロッドとシリンダの他方に押付けられる摩擦子とを設けて、緩衝器が流体圧によって減衰力を発揮し得ない状態にあっても、ピストンロッドとシリンダの他方と摩擦子との間に生じる摩擦力で、シリンダとピストンロッドとの相対移動を抑制する減衰力を発揮できるようになっている（たとえば、特許文献１，２，３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４９６３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６６５７８号公報
【特許文献３】特許２００１−３４９３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の緩衝器にあっては、流体圧では減衰力を発揮し辛い状況にあっても摩擦力によって減衰力を発生できる点で有用ではある。
【０００７】
しかしながら、特開２００２−３４９６３０号公報の技術にあっては、ピストンロッドの外周に装着される弾性な摩擦子と、摩擦子の外周に設けたテーパ面とを備え、摩擦子を上方からソレノイドによって下方へ押圧し、テーパ面によって摩擦子がピストンロッド側へ押付けられて摩擦力を生じさせるようになっており、摩擦子は絶えずピストンロッドに摺接し、シリンダ内の圧力の作用によって摩擦子が押し潰されると摩擦力による減衰力の発揮を望まない場合にあっても摩擦力が生じて減衰力が過剰となって、車両における乗り心地を損なってしまう可能性がある。
【０００８】
また、特開２００３−１６６６５７８号公報や特許２００１−３４９３６３号公報の技術にあっては、シリンダの内周に対向する摩擦子をシリンダ内周へ押付けて摩擦力を生じさせるようにしており、摩擦子を駆動するには、軸方向あるいは周方向へ駆動するアクチュエータの動力を径方向に変換する機構が必要となり、減衰力発生の応答性も懸念され、車両における乗り心地を損なってしまう可能性がある。
【０００９】
そこで、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、アクチュエータの動力方向を変換する機構が不要で車両における乗り心地を向上することが可能な緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、筒状の外側部材と、外側部材内に出入りする内側部材とを備えて、外側部材と内側部材の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する緩衝器において、外側部材および内側部材の一方に固定される磁歪素子を駆動源とするアクチュエータと、当該アクチュエータによって駆動されて外側部材および内側部材の他方に当接および離脱可能な摩擦体とを備え、外側部材および内側部材の他方と摩擦体との間に生じる摩擦力に起因した減衰力を発生可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の緩衝器によれば、磁歪素子で摩擦体を駆動して外側部材および内側部材と摩擦体との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体を外側部材および内側部材から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００１２】
したがって、緩衝器の伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器の伸縮速度が低速域を超える場合には、外側部材および内側部材と摩擦体との間で生じる摩擦力が緩衝器の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００１３】
また、摩擦体の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子を使用しているので、緩衝器の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００１４】
さらに、アクチュエータの動力を変更する機構が不要であるので、緩衝器の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。図２は、一実施の形態における緩衝器の要部横断面図である。図３は、他の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。図４は、別の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【００１６】
一実施の形態における緩衝器Ｄ１は、図１および図２に示すように、筒状の外側部材たるシリンダ１と、シリンダ１内に出入りする内側部材たるロッド２と、シリンダ１に固定される磁歪素子４を駆動源とするアクチュエータ３と、当該アクチュエータ３によって駆動されてロッド２に当接および離脱可能な摩擦体５とを備えて構成され、シリンダ１とロッド２の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するとともに、ロッド２と摩擦体５との間に生じる摩擦力に起因した減衰力をも発生することができるようになっている。
【００１７】
詳しくは、緩衝器Ｄ１におけるシリンダ１内は、当該シリンダ１内に摺動自在に挿入されるとともにロッド２に連結されるピストン６によって、流体としての作動油が充填される二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２に仕切られており、二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通する流路７をピストン６に設けて、外側部材たるシリンダ１に対して内側部材たるロッド２が相対移動する際に、通路７を介して圧力室Ｒ１，Ｒ２を行き来する作動油の流れに抵抗を与えて圧力室Ｒ１，Ｒ２間に差圧を生じせしめて、所定の減衰力を発生するようになっている。
【００１８】
なお、緩衝器Ｄ１は、図示しない車両の車体と車軸との間に介装されて、車体振動を抑制するようになっている。また、流路７は、緩衝器Ｄ１の伸縮時に圧力室Ｒ１，Ｒ２に差圧を生じさせて減衰力を発生させることが可能であればよく、その構成は任意であり、具体的にはたとえば、減衰弁を途中に備えた通路とされる。
【００１９】
また、この実施の形態の場合、緩衝器Ｄ１は、流体を液体として片ロッド型の緩衝器に設定されているため、シリンダ１から出没するロッド２の体積分のシリンダ内容積変化を補償する図示しないリザーバあるいは気体室を別途備えている。なお、流体を気体とする場合、気体封入圧力によっては緩衝器Ｄ１の伸縮作動時におけるシリンダ１から出没するロッド２の体積分を気体体積の膨張と収縮によって補償することができるため、このような場合、必ずしもリザーバを設ける必要はない。
【００２０】
つづいて、各部について詳細に説明すると、シリンダ１は、図１中下端が閉塞されており、上端の開口端には、環状のロッドガイド８が固定されている。このロッドガイド８は、シリンダ１の開口端を閉塞すると共に、内周側に保持した筒状のベアリング９を介してシリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２を軸支しており、このロッドガイド８には、同じく、シリンダ１の開口端に固定される環状のシール部材１０が積層されている。
【００２１】
そして、摩擦体５は、ロッド２の外周を挟み込むように配置した一対の摩擦片５ａ，５ａを備えて構成され、摩擦片５ａ，５ａは、ロッド２の外周に沿うように、横断面が円弧状とされている。
【００２２】
この摩擦片５ａ，５ａを駆動するアクチュエータ３は、シリンダ１の上端に固定される筒状のハウジング１１と、各摩擦片５ａ，５ａを保持する各保持部１３，１３と、保持部１３，１３間に介装されて双方をロッド２から離間する方向に附勢するバネ１４，１４と、ハウジング１１と各保持部１３，１３との間に介装されてハウジング１１の内周に１８０度の間隔を空けて配置される一対の磁歪素子４，４と、磁歪素子４，４の外周を取り巻くようにしてハウジング１１に取付けられたコイル１２，１２とを備えて構成されている。
【００２３】
ハウジング１１は、内部に磁歪素子４，４を収容しコイル１２，１２を保持する有底筒状の収容筒１１ａと、収容筒１１ａの開口端を閉塞する環状のキャップ１１ｂと、収容筒１１ａの図１中下端に設けたソケット１１ｃとを備えて構成され、ソケット１１ｃをシリンダ１の図１中上端外周に螺着することでシリンダ１の上端に固定されるようになっている。また、収容筒１１ａの底部には孔１１ｄが設けられており、ロッド２の挿通が許容されている。なお、ハウジング１１のシリンダ１への固定に関しては、螺着以外の方法、たとえば、溶接によってもよいが、螺着による固定を採用することでアクチュエータ３の取外しが簡単となって、メンテナンスも容易となる利点がある。
【００２４】
このアクチュエータ３の場合、コイル１２，１２を励磁して磁界を発生すると、磁歪素子４，４が磁界の大きさに応じて軸方向に伸長する方向へ歪む、正歪みを呈するようになっている。なお、磁歪素子４，４としては、磁界の発生に対して歪む素子であればよいが、磁界の大きさに対して伸縮量が大きい超磁歪素子を用いるとよい。
【００２５】
したがって、コイル１２を励磁すると磁歪素子４，４が伸長作動し、磁歪素子４，４に当接した保持部１３，１３がバネ１４，１４の附勢力に抗してロッド２側へ変位し、摩擦片５ａ，５ａをロッド２の外周に摺接させてロッド２との間に摩擦力を生じ、シリンダ１とロッド２の図１中上下方向の相対変移動を抑制する減衰力を発揮するようになっている。
【００２６】
また、コイル１２，１２への通電量の大きさに磁界の強さを調節でき、磁歪素子４，４の歪量を調節して、ロッド２と摩擦片５ａ，５ａとの間に生じる摩擦力を調節でき、コイル１２，１２に通電しない場合には、摩擦片５ａ，５ａがバネ１４，１４の附勢力によってロッド２から離脱してロッド２との間に空隙を生じさせ、この状態では、摩擦片５ａ，５ａがロッド２に接触しないので、緩衝器Ｄ１は、摩擦力に起因した減衰力を発揮しないようになっている。
【００２７】
磁歪素子４，４には、予荷重を与える必要があるが、このように、バネ１４，１４の附勢力が保持部１３，１３を介して磁歪素子４，４に作用するようにしてあるので、バネ１４，１４を保持部１３，１３の初期位置への復帰用途のみならず磁歪素子４，４の予荷重用途にも使用でき、別途の手段によって予荷重を与える必要がなくなるので便利である。
【００２８】
なお、上記したところでは、磁歪素子４，４が磁界の作用で伸長する正の歪を呈するようになっているが、収縮作動する負の歪を呈する磁歪素子を使用してもよい。この場合には、コイル１２，１２に通電しない状態では磁歪素子がロッド２に最大の推力で摩擦片５ａ，５ａを押付けるようになり、通電量を大きくしていくに従って摩擦片５ａ，５ａの押付力が小さくなり、最終的には、ロッド２から離脱するようになる。
【００２９】
つづいて、コイル１２，１２への通電量の大小と有無は、具体的には、緩衝器Ｄ１の外部に設けた制御装置１５によって制御される。制御装置１５は、たとえば、車両の速度を検出する速度センサ１６と、車両運転者の操舵輪の操舵角を検出する角度センサ１７とに接続され、車速と操舵角とから車体に作用する横加速度を推定し、当該推定した横加速度に基づいて、コイル１２，１２への通電量を決定し、コイル１２，１２へ決定した通電量で通電するようになっている。
【００３０】
そして、制御装置１５は、たとえば、横加速度が所定の閾値より小さく、緩衝器Ｄ１の伸縮量が小さくて油圧による減衰力の発揮を望めない場合に、コイル１２，１２へ通電して摩擦片５ａ，５ａをロッド２へ押付けて緩衝器Ｄ１に摩擦力による減衰力を発揮させ、また、上記所定の閾値とは別に設定されるとともに上記所定の閾値より大きな他の閾値を横加速度が超えて、車体の大きく横へ傾くロールを呈することが予想される場合にはコイル１２，１２へ通電して緩衝器Ｄ１が油圧によって発生する減衰力に摩擦による減衰力を付加して、緩衝器Ｄ１に大きな減衰力を発揮させて車体のロールを抑制する制御を行うことも可能である。なお、横加速度は、上記したように速度センサ１６と角度センサ１７とから演算して求める以外にも、加速度センサにてこれを検知するようにしてもよい。
【００３１】
また、これに代えるか、これに加えて、制御装置１５にて、シリンダ１に対するロッド２の変位を検知するストロークセンサを接続しておき、当該ストロークセンサで検知したシリンダ１に対するロッド２の変位から相対移動速度あるいは相対移動変位を求め、当該相対移動速度や相対移動変位が極低く、緩衝器Ｄ１が油圧による減衰力の発揮を望めない場合に、コイル１２，１２へ通電して摩擦片５ａ，５ａをロッド２へ押付けて緩衝器Ｄ１に摩擦力による減衰力を発揮させるようにしてもよく、また、相対移動速度や相対移動変位が非常に大きく油圧のみでは減衰力が不足すると見込まれる場合にコイル１２，１２へ通電して緩衝器Ｄ１が油圧によって発生する減衰力に摩擦による減衰力を付加して、緩衝器Ｄ１に大きな減衰力を発揮させるようにしてもよい。
【００３２】
そして、この摩擦力に起因する減衰力は、上記したように車体の横加速度の大きさや緩衝器Ｄ１の相対移動速度、相対移動変位の大きさによって、車体姿勢の安定や良好な乗り心地に適するように調節するようにすればよい。
【００３３】
なお、制御装置１５における処理は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置を用いて行うようにしてもよいし、アナログ電子回路によってこれを行う構成としてもよい。
【００３４】
このように構成された緩衝器Ｄ１は、上述したように、磁歪素子４，４で摩擦体５を駆動して内側部材たるロッド２と摩擦体５との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器Ｄ１に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体５を内側部材たるロッド２から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００３５】
したがって、緩衝器Ｄ１の伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器Ｄ１の伸縮速度が低速域を超える場合には、内側部材たるロッド２と摩擦体５との間で生じる摩擦力が緩衝器Ｄ１の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００３６】
また、摩擦体５の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子４，４を使用しているので、緩衝器Ｄ１の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００３７】
さらに、アクチュエータ３の動力の方向を変更する機構が不要であるので、緩衝器Ｄ１の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。さらに、この実施の形態の場合、シリンダ１の端部にアクチュエータ３を固定しているので、流体圧のみで減衰力を発揮する既存の緩衝器への適用も非常に簡単に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態においては、説明の都合上、緩衝器Ｄ１の伸縮速度に極低速とそれ以上の速度でなる区分を設けているが、これらの区分の境の速度はそれぞれ任意に設定することができる。ちなみに、良路走行中の車線変更時における緩衝器Ｄ１の伸縮速度が０．０２ｍ／ｓ程度であるため、これが極低速の範囲内に入るように上記境を設定しておくとよい。
【００３９】
つづいて、図３に示す、他の実施の形態の緩衝器Ｄ２について説明する。この他の実施の形態の緩衝器Ｄ２にあっては、アクチュエータ２０と摩擦体２４が上述の一実施の形態のアクチュエータ３および摩擦体５と異なるのみであり、この他の実施の形態の緩衝器Ｄ２の説明に当たり、上述の緩衝器Ｄ１の同様の構成については説明が重複するので、同じ符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００４０】
他の実施の形態の緩衝器Ｄ２におけるアクチュエータ２０は、外側部材たるシリンダ１の上端に固定される筒状のハウジング２１と、シリンダ１にハウジング２１を介して固定されてロッド２の外周に配置される筒状の磁歪素子２２と、ハウジング２１内に収容されて磁歪素子２２の外周側に配置され磁歪素子２２に与える磁界を発生するコイル２３とを備えて構成されている。
【００４１】
これに対して、摩擦体２４は、弾性を備えて筒状とされて磁歪素子２２の内周に装着されている。この摩擦体２４は、縮径された状態で磁歪素子２２の内周に装着されており、磁歪素子２２の内径が変化するとそれに追随して自身の内径を変化させることができるようになっている。また、摩擦体２４は、この場合、コイル２３へ電流供給がなされない状態では、ロッド２の外周に摺接してロッド２のシリンダ１に対する図３中上下方向の相対移動に対してロッド２との間で摩擦力を生じせしめて、ロッド２のシリンダ１に対する相対移動を抑制するようになっている。
【００４２】
ハウジング２１は、内部に磁歪素子２２を収容しコイル２３を保持する有底筒状の収容筒２１ａと、収容筒２１ａの開口端を閉塞する環状のキャップ２１ｂと、収容筒２１ａの図３中下端に設けたソケット２１ｃとを備えて構成され、ソケット２１ｃをシリンダ１の図３中上端外周に螺着することでシリンダ１の上端に固定されるようになっている。また、収容筒２１ａの底部には孔２１ｄが設けられており、ロッド２の挿通が許容されている。
【００４３】
そして、このアクチュエータ２０の場合、コイル２３を励磁して磁界を発生すると、磁歪素子２２が磁界の大きさに応じて図３中軸方向へ伸長する方向へ歪む、正歪みを呈するようになっている。
【００４４】
したがって、コイル２３を励磁すると磁歪素子２２は軸方向へ伸長するに伴って径方向には厚みを薄くするように歪むため、内径を拡径する作動を呈し、この磁歪素子２２における内径の拡径に伴って内周に装着された摩擦体２４の内径も拡径し、所定量の電流をコイル２３に供給すると摩擦体２４がロッド２の外周から離脱してロッド２との間に空隙を生じせしめて、摩擦力が発生しない状態となる。そして、コイル２３へ供給する電流が所定量未満である場合、磁歪素子２２の内径の拡径程度では摩擦体２４がロッド２の外周から離脱せず接触した状態となり、コイル２３へ供給する電流量が小さければ小さいほど、磁歪素子２２の内径が小さくなって、摩擦体２４をロッド２へ押付ける推力が大きくなるようになっている。
【００４５】
したがって、この緩衝器Ｄ２にあっては、コイル２３へ供給する電流が小さければ小さいほど、摩擦体２４がロッド２へ強く押付けられることになり、摩擦力に起因する減衰力が大きくなり、コイル２３へ供給する電流量を所定量未満で調節することにより、摩擦力に起因する減衰力の大きさを調節することができる。
【００４６】
なお、磁歪素子２２には、予荷重を与える必要があるが、このように、摩擦体２４が弾性体で縮径された状態で磁歪素子２２の内周に装着されて磁歪素子２２を拡径する方向の附勢力を作用させているので、摩擦体２４自身の初期位置への復帰用途のみならず磁歪素子２２の予荷重用途にも使用でき、別途の手段によって予荷重を与える必要がなくなるので便利である。
【００４７】
なお、上記したところでは、磁歪素子２２が磁界の作用で図３中上下方向となる軸方向へ伸長する正の歪を呈するようになっているが、収縮作動する負の歪を呈する磁歪素子を使用してもよい。この場合には、コイル２３に通電すると磁歪素子２２の内径が縮径するので、コイル２３への通電量が大きくなればなるほど、摩擦体２４をロッド２に強く押付け、緩衝器Ｄ２は、摩擦力に起因する減衰力を大きくするようになる。したがって、この場合には、コイル２３へ通電しない状態では摩擦体２４の内周がロッド２の外周に接しないように設定しておき、摩擦力による減衰力を発揮しないようにしておけばよい。なお、アクチュエータ２０の制御については、上述した制御装置１５によって行えばよい。
【００４８】
このように構成された他の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっても、磁歪素子２２で摩擦体２４を駆動して内側部材たるロッド２と摩擦体５との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器Ｄ２に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体２４を内側部材たるロッド２から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００４９】
したがって、緩衝器Ｄ２は、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器Ｄ２の伸縮速度が低速域を超える場合には、内側部材たるロッド２と摩擦体５との間で生じる摩擦力が緩衝器Ｄ２の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００５０】
また、摩擦体２４の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子２２を使用しているので、緩衝器Ｄ２の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００５１】
さらに、アクチュエータ２０の動力を変更する機構が不要であるので、緩衝器Ｄ２の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。さらに、この実施の形態の場合、シリンダ１の端部にアクチュエータ２０を固定しているので、流体圧のみで減衰力を発揮する既存の緩衝器への適用も非常に簡単に行うことができる。
【００５２】
最後に、図４に示す、別の実施の形態の緩衝器Ｄ３について説明する。この他の実施の形態の緩衝器Ｄ３にあっても、アクチュエータ３０と摩擦体３３が上述の一実施の形態のアクチュエータ３および摩擦体５と異なるのみであり、この別の実施の形態の緩衝器Ｄ３の説明に当たり、上述の緩衝器Ｄ１の同様の構成については説明が重複するので、同じ符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
【００５３】
別の実施の形態の緩衝器Ｄ３におけるアクチュエータ３０は、内側部材たるロッド２の外周に装着される筒状の磁歪素子３１と、磁歪素子３１とロッド２との間に介装されて磁歪素子３１に与える磁界を発生するコイル３２とを備えて構成されている。
【００５４】
これに対して、摩擦体３３は、弾性を備えて筒状とされて磁歪素子３１の外周に装着されており、摩擦体３３は、上述した摩擦体５，２４とは異なり、外側部材たるシリンダ１の内周に対向して、アクチュエータ３０に駆動されることでシリンダ１に接触および離脱することが可能となっている。
【００５５】
この摩擦体３３は、内径が拡径された状態で磁歪素子３１の外周に装着されており、磁歪素子３１の外径が変化するとそれに追随して自身の外径を変化させることができるようになっている。また、摩擦体３３は、この場合、コイル３２へ電流供給がなされない状態では、シリンダ１の内周に摺接してシリンダ１のロッド２に対する図４中上下方向の相対移動に対してシリンダ１との間で摩擦力を生じせしめて、シリンダ１のロッド２に対する相対移動を抑制するようになっている。
【００５６】
すなわち、この別の実施の形態の緩衝器Ｄ３にあっては、上述した一実施の形態の緩衝器Ｄ１および他の実施の形態の緩衝器Ｄ２とは異なり、内側部材たるロッド２にアクチュエータ３０および摩擦体３３が設けられており、摩擦体３３と外側部材たるシリンダ１との間に生じる摩擦力によって減衰力を発生することができるようになっている。
【００５７】
磁歪素子３１およびコイル３２はともに筒状とされて、ロッド２の外周に装着され、ロッド２に設けた上下のストッパ３４，３５によって挟持されて、ロッド２の外周に固定され、これらは、全て、圧力室Ｒ１内に収容されている。
【００５８】
なお、アクチュエータ３０および摩擦体３３にて、圧力室Ｒ１を二つに完全に区画してしまうことがないように、ロッド２には、ストッパ３４より上方から開口してストッパ３５より下方へ通じる通孔２ａを設けている。
【００５９】
そして、このアクチュエータ３０の場合、コイル３２を励磁して磁界を発生すると、磁歪素子３１が磁界の大きさに応じて図４中軸方向へ伸長する方向へ歪む、正歪みを呈するようになっている。
【００６０】
したがって、コイル３２を励磁すると磁歪素子３１は軸方向へ伸長するに伴って径方向には厚みを薄くするように歪むため、外径を縮径する作動を呈し、この磁歪素子３１における外径の縮径に伴って外周に装着された摩擦体３３の外径も縮径し、所定量の電流をコイル３２に供給すると摩擦体３３がシリンダ１の内周から離脱してシリンダ１との間に空隙を生じせしめて、摩擦力が発生しない状態となる。そして、コイル３２へ供給する電流が所定量未満である場合、磁歪素子３１の外径の縮径程度では摩擦体３３がシリンダ１の内周から離脱せず接触した状態となり、コイル３２へ供給する電流量が小さければ小さいほど、磁歪素子３１の外径が大きくなって、摩擦体３３をシリンダ１へ押付ける推力が大きくなるようになっている。
【００６１】
したがって、この緩衝器Ｄ３にあっては、コイル３２へ供給する電流が小さければ小さいほど、摩擦体３３がシリンダ１へ強く押付けられることになり、摩擦力に起因する減衰力が大きくなり、コイル３２へ供給する電流量を所定量未満で調節することにより、摩擦力に起因する減衰力の大きさを調節することができる。
【００６２】
なお、磁歪素子３１には、予荷重を与える必要があるが、このように、摩擦体３３が弾性体で縮径された状態で磁歪素子３１の外周に装着されて磁歪素子３１を拡径する方向の附勢力を作用させているので、摩擦体３３自身の初期位置への復帰用途のみならず磁歪素子３１の予荷重用途にも使用でき、別途の手段によって予荷重を与える必要がなくなるので便利である。
【００６３】
なお、上記したところでは、磁歪素子３１が磁界の作用で図４中上下方向となる軸方向へ伸長する正の歪を呈するようになっているが、収縮作動する負の歪を呈する磁歪素子を使用してもよい。この場合には、コイル３２に通電すると磁歪素子３１の内径が縮径するので、コイル３２への通電量が大きくなればなるほど、摩擦体３３をシリンダ１に強く押付け、緩衝器Ｄ３は、摩擦力に起因する減衰力を大きくするようになる。したがって、この場合には、コイル３２へ通電しない状態では摩擦体３３の外周がシリンダ１の内周に接しないように設定しておき、摩擦力による減衰力を発揮しないようにしておけばよい。なお、アクチュエータ３０の制御については、上述した制御装置１５によって行えばよい。
【００６４】
このように構成された別の実施の形態における緩衝器Ｄ３にあっても、磁歪素子３１で摩擦体３３を駆動して外側部材たるシリンダ１と摩擦体３３との間に摩擦力を生じさせて、摩擦力に起因する減衰力を発揮することができるので、緩衝器Ｄ３に流体圧による減衰力を発揮させることが期待できないような事態にあっても、摩擦力によって減衰力を発揮することができ、また、摩擦力による減衰力の発揮が不要である場合には摩擦体３３を外側部材たるシリンダ１から離脱させて摩擦力に起因する減衰力の発生を阻止できる。
【００６５】
したがって、緩衝器Ｄ３は、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、伸縮速度が極低速域にある場合にあっても減衰力不足とならず、緩衝器Ｄ３の伸縮速度が低速域を超える場合には、外側部材たるシリンダ１と摩擦体３３との間で生じる摩擦力が緩衝器Ｄ３の円滑な伸縮に影響を与えることを阻止でき、車両における乗り心地を飛躍的に向上することができる。
【００６６】
また、摩擦体３３の駆動に応答が極めて高速な磁歪素子３１を使用しているので、緩衝器Ｄ３の減衰力制御において減衰力の発生に遅れが生じにくく、車両における乗り心地を悪化させることない。
【００６７】
さらに、アクチュエータ３０の動力を変更する機構が不要であるので、緩衝器Ｄ３の大型化を招くことが無く、構造を簡単なものとすることができる。さらに、この実施の形態の場合、ロッド２の外周にアクチュエータ３０を固定しているので、流体圧のみで減衰力を発揮する既存の緩衝器への適用も非常に簡単に行うことができる。
【００６８】
なお、上記した各実施の形態においては、緩衝器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を油圧緩衝器としているが、作動流体を作動油以外の流体、たとえば、気体、水、水溶液、電気粘性流体、磁気粘性流体としてもよく、また、アクチュエータと摩擦体とで外側部材と内側部材の相対移動時における摩擦力を調節するものであるから、減衰力の発生原理を流体の通路７の通過時における圧力損失によるものとする緩衝器に限らず、電磁緩衝器のように電磁力を減衰力発生源とする緩衝器にも適用可能である。
【００６９】
また、緩衝器Ｄ１，Ｄ２が、シリンダ１との間にリザーバを形成する外筒をシリンダ１の外方に備える複筒型の緩衝器として構成される場合には、アクチュエータ３，２０におけるハウジング１１，２１を外筒の端部に取付けることによって外側部材たるシリンダ１にハウジング１１，２１を固定するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、たとえば、二輪車のフロントフォークに本発明を適用する場合、外側部材を緩衝器のシリンダあるいはロッドの一方に結合されるアウターチューブとし、内側部材を緩衝器のシリンダあるいはロッドの他方に結合されるインナーチューブとするような構成としてもよく、必ずしも、外側部材と内側部材はシリンダとロッドに限定されない。
【００７１】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】一実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【図２】一実施の形態における緩衝器の要部横断面図である。
【図３】他の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【図４】別の実施の形態における緩衝器の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 外側部材たるシリンダ
２ 内側部材たるロッド
２ａ ロッドにおける通孔
３，２０，３０ アクチュエータ
４，２２，３１ 磁歪素子
５，２４，３３ 摩擦体
５ａ 摩擦片
６ ピストン
７ 通路
８ ロッドガイド
９ ベアリング
１０ シール部材
１１，２１ アクチュエータにおけるハウジング
１１ａ，２１ａ ハウジングにおける収容部
１１ｂ，２１ｂ ハウジングにおけるキャップ
１１ｃ，２１ｃ ハウジングにおける孔
１１ｄ，２１ｄ ハウジングにおけるソケット
１２，２３，３２ アクチュエータにおけるコイル
１３ アクチュエータにおける保持部
１４ アクチュエータにおけるバネ
１５ 制御装置
１６ 速度センサ
１７ 角度センサ
３４，３５ ストッパ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 緩衝器
Ｒ１，Ｒ２ 圧力室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外側部材と、外側部材内に出入りする内側部材とを備えて、外側部材と内側部材の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する緩衝器において、磁歪素子を駆動源として外側部材および内側部材の一方に固定されるアクチュエータと、当該アクチュエータによって駆動されて外側部材および内側部材の他方に当接および離脱可能な摩擦体とを備え、外側部材および内側部材の他方と摩擦体との間に生じる摩擦力に起因した減衰力を発生可能であることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
摩擦体は、内側部材の外周を挟み込むように配置した一対の摩擦片を備え、アクチュエータは、外側部材に一端が固定されるハウジングと、各摩擦片を保持する各保持部と、保持部間に介装されて双方を内側部材から離間する方向に附勢するバネと、ハウジングと各保持部との間に介装される一対の磁歪素子と、磁歪素子に与える磁界を発生するコイルとを備えてなり、アクチュエータの推力で各摩擦片を内側部材に押付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
アクチュエータは、内側部材の外周に装着される筒状の磁歪素子と、磁歪素子に与える磁界を発生するコイルとを備え、摩擦体は弾性を備えて筒状とされて磁歪素子の外周に装着されてなり、アクチュエータの推力で摩擦体を外側部材の内周に押付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項４】
アクチュエータは、外側部材に保持されて内側部材の外周に配置される筒状の磁歪素子と、磁歪素子に与える磁界を発生するコイルとを備え、摩擦体は弾性を備えて筒状とされて磁歪素子の内周に装着されてなり、アクチュエータの推力で摩擦体を内側部材の外周に押付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項５】
車体と車軸との間に介装されるとともに、車体に作用する横加速度に基づいてアクチュエータを駆動して、外側部材および内側部材の他方と摩擦体との間に生じる摩擦力を調節し、摩擦力に起因する減衰力を調節することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の緩衝器。
【請求項１】
筒状の外側部材と、外側部材内に出入りする内側部材とを備えて、外側部材と内側部材の相対移動によって生じる流体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する緩衝器において、磁歪素子を駆動源として外側部材および内側部材の一方に固定されるアクチュエータと、当該アクチュエータによって駆動されて外側部材および内側部材の他方に当接および離脱可能な摩擦体とを備え、外側部材および内側部材の他方と摩擦体との間に生じる摩擦力に起因した減衰力を発生可能であることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
摩擦体は、内側部材の外周を挟み込むように配置した一対の摩擦片を備え、アクチュエータは、外側部材に一端が固定されるハウジングと、各摩擦片を保持する各保持部と、保持部間に介装されて双方を内側部材から離間する方向に附勢するバネと、ハウジングと各保持部との間に介装される一対の磁歪素子と、磁歪素子に与える磁界を発生するコイルとを備えてなり、アクチュエータの推力で各摩擦片を内側部材に押付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
アクチュエータは、内側部材の外周に装着される筒状の磁歪素子と、磁歪素子に与える磁界を発生するコイルとを備え、摩擦体は弾性を備えて筒状とされて磁歪素子の外周に装着されてなり、アクチュエータの推力で摩擦体を外側部材の内周に押付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項４】
アクチュエータは、外側部材に保持されて内側部材の外周に配置される筒状の磁歪素子と、磁歪素子に与える磁界を発生するコイルとを備え、摩擦体は弾性を備えて筒状とされて磁歪素子の内周に装着されてなり、アクチュエータの推力で摩擦体を内側部材の外周に押付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項５】
車体と車軸との間に介装されるとともに、車体に作用する横加速度に基づいてアクチュエータを駆動して、外側部材および内側部材の他方と摩擦体との間に生じる摩擦力を調節し、摩擦力に起因する減衰力を調節することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の緩衝器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２５１４４（Ｐ２０１０−２５１４４Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８３９７０（Ｐ２００８−１８３９７０）
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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