JP2006283837A - 減衰力可変油圧ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】 伸び側／縮み側の減衰力をハード／ソフト、ソフト／ソフト及びソフト／ハードに調整可能な減衰力可変油圧ダンパにおいて、フェイル時にソフト／ソフトとする。
【解決手段】 減衰力調整用のスプール２７に、バイアスばね３８、４１及び形状記憶合金ばね４３のばね力を付与し、比例ソレノイド３５によって、これらのばね力に抗してスプール２７を移動させて減衰力を調整する。形状記憶合金ばね４３を比例ソレノイド３５のコイル４４と電気的に直列に接続する。形状記憶合金ばね４３は、通常作動状態ではコイル４４への通電によって加熱され、伸長してスプール２７の戻しばねとして作用する。フェイル時には、コイル４４への通電が停止し、形状記憶合金ばね４３の温度が低下して、容易に変形を生じる状態となり、バイアスばね３８、４１によって圧縮され、スプール２７が移動して適切な減衰力に設定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道車両の制振装置、自動車のサスペンション装置等に使用することができる減衰力可変油圧ダンパに関するものである。

一般的に、鉄道車両、自動車等において、車体の振動を減衰するために、油圧ダンパが使用されている。また、油圧ダンパとして、減衰力を調整可能な減衰力可変油圧ダンパを用い、加速度センサ等の各種センサによって検出した車両状態に基づいて、コントローラ及び電動アクチュエータによって、減衰力可変油圧ダンパの減衰力を加振及び制振状態に応じてリアルタイムに制御することにより、制振効果を高めるようにしたダンパ制御が知られている。

ダンパ制御に用いられる減衰力可変油圧ダンパは、例えば特許文献１に記載されるように、ストローク（伸縮）の方向によって反対の特性（ソフト、ハード）の減衰力を発生するように設定することにより、必要な減衰力を迅速に得ることができ、コントローラ及び電動アクチュエータの負担を軽減することができることが知られている。このため、減衰力可変油圧ダンパの減衰力調整用の電動アクチュエータへの通電電流と、伸び側及び縮み側の減衰力との関係は、例えば図５に示すように設定される。すなわち、小電流時には、伸び側が減衰力大（ハード）で縮み側が減衰力小（ソフト）となり、電流を増大させると、伸び側の減衰力が徐々に小さくなって伸び側及び縮み側共に減衰力小（ソフト）となり、更に、電流を増大させると、縮み側の減衰力が徐々に大きくなって、伸び側が減衰力小（ソフト）で縮み側が減衰力大（ハード）となる。
特開平６−３３０９７７号公報

このようにした場合、ダンパ制御装置のフェイル時に、減衰力可変油圧ダンパの電動アクチュエータへの通電が停止すると、伸び側の減衰力が大、縮み側の減衰力が小の状態で固定されることになる。一般的に、自動車のサスペンション装置においては、このような減衰力特性によって、車体の姿勢をある程度安定化することができ、望ましいが、鉄道車両では、フェイル時にこのような特性以外の減衰特性で固定することが望まれる場合がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電動アクチュエータへの通電停止時に所望の減衰力を得ることのできる減衰力可変油圧ダンパを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させ、電動アクチュエータの作動によって減衰力を調整可能とした減衰力調整手段とを備えた減衰力可変油圧ダンパにおいて、
前記減衰力調整手段には、前記電動アクチュエータへの通電時に発熱する発熱手段と、該発熱手段の発熱により物質特性が変化する形状記憶合金部材とを設け、該形状記憶合金部材の物質特性の変化により減衰力を変更可能としたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る減衰力可変油圧ダンパは、上記請求項１の構成において、前記形状記憶合金部材に通電することにより、該形状記憶合金部材を前記発熱手段と兼用したことを特徴とする。
請求項３の発明に係る減衰力可変油圧ダンパは、上記請求項１の構成において、前記形状記憶合金部材と隣接して、前記発熱手段を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明に係る減衰力可変油圧ダンパは、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記電動アクチュエータと前記発熱手段とを電気的に直列に接続したことを特徴とする。
請求項５の発明に係る減衰力可変油圧ダンパは、上記請求項１乃至４のいずれかの構成において、前記減衰力調整手段は、前記電動アクチュエータの作用により軸方向へ変位する弁体を有し、該弁体を軸方向に付勢するばねとして前記形状記憶合金部材を配置したことを特徴とする。
請求項６の発明に係る減衰力可変油圧ダンパは、上記請求項１乃至４のいずれかの構成において、前記減衰力調整手段は、常時減衰力を発生する減衰力発生手段と、該減衰力発生手段をバイパスし減衰力発生するバイパス通路と、該バイパス通路の開閉する開閉弁機構とを備え、該開閉弁機構を付勢するばねとして、前記形状記憶合金部材を用いたことを特徴とする。
請求項７の発明に係る減衰力可変油圧ダンパは、上記請求項１乃至５のいずれかの構成において、前記減衰力調整手段は、前記電動アクチュエータが作動範囲の一端から他端へ移動する際に、伸び側がハードからソフトへ、縮み側がソフトからハードへ減衰力が変化するように構成され、前記電動アクチュエータの非通電時には、前記作動範囲の予め設定された一端と他端の間の位置に固定されることを特徴とする。

請求項１の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、電動アクチュエータへの通電が中止された状態では、発熱手段の発熱が止まり、形状記憶合金部材が冷えることにより、減衰力が変更される。これにより、常時は、電動アクチュエータにより、適宜減衰力を可変とすることができ、例えば、電動アクチュエータの故障時など電動アクチュエータの通電が停止すると、形状記憶合金部材が冷えて、予め設定した故障時の減衰力等に切り替えることができる。
これにより、電動アクチュエータに通電しているとき乃至は通電を中止した直後（形状記憶合金部材が高温状態にあるとき）と、通電が停止し、しばらく時間がたったとき（形状記憶合金部材が冷えたとき）とで、異なる減衰力を得ることができる。
請求項２の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、通電により、形状記憶合金部材自体を発熱させることができるので、別途、発熱手段を設ける必要がない。
請求項３の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、発熱手段への通電によって、形状記憶合金部材を加熱することができる。
請求項４の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、電動アクチュエータ及び発熱手段への通電を同時に行うことができ、また、通電停止を同時に行うことができる。
請求項５の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、電動アクチュエータによって、弁体を軸方向の移動させることによって減衰力を適宜調整することができ、形状記憶合金部材の物質特性の変化によって減衰力を変更することができる。
請求項６の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、形状記憶合金部材の物質特性の変化によって、開閉弁機構でバイパス通路を開閉して、減衰力を変更することができる。
請求項７の発明に係る減衰力可変油圧ダンパによれば、フェイル等による電動アクチュエータの非作動状態に対して、減衰力を予め設定された値とすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る減衰力可変油圧ダンパ１は、油圧緩衝器本体２とその外部（例えば側面部）に取付けられた減衰力調整機構３（減衰力調整手段）とから構成されている。

油圧緩衝器本体２は、油液が封入されたシリンダ４内にピストン５が摺動可能に嵌装されており、このピストン５によってシリンダ４内がシリンダ上室４ａとシリンダ下室４ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端が連結されており、ピストンロッド６は、シリンダ上室４ａを通ってその他端側がシリンダ４の外部へ延出されている。シリンダ下室４ｂには、シリンダ４の底部に設けられたベースバルブ７を介して油液及びガスが封入されたリザーバ８が接続されている。

ピストン５には、シリンダ上下室４ａ、４ｂ間を連通させる油路９及びこの油路９のシリンダ下室４ｂ側からシリンダ上室４ａ側への油液の流通のみを許容する逆止弁１０が設けられている。また、ベースバルブ７には、シリンダ下室４ｂとリザーバ８とを連通させる油路１１及びこの油路１１のリザーバ８側からシリンダ下室４ｂ側への油液の流通のみを許容する逆止弁１２が設けられている。

次に減衰力調整機構３の構造について説明する。ケース１３には、伸び側接続口１４、縮み側接続口１５及びリザーバ接続口１６の３つの接続口が設けられ、これらは、それぞれ油路１７，１８，１９を介してシリンダ上室４ａ、シリンダ下室４ｂ及びリザーバ８に連通されている。ケース１３内には、伸び側接続口１４から縮み側接続口１５への油液の流動を制御して減衰力を発生させる伸び側減衰弁２０及び縮み側接続口１５からリザーバ接続口１６への油液の流動を制御して減衰力を発生させる縮み側減衰弁２１が設けられている。

伸び側減衰弁２０は、パイロット型圧力制御弁であるメインバルブ２２及び可変流量制御弁であるスプール弁２３を備えている。メインバルブ２２には、その内圧をメインバルブ２２の閉弁方向に作用させるパイロット室２４と、メインバルブ２２の上流側とパイロット室２４とを常時連通する固定オリフィス２５とが設けられている。そして、スプール弁２３のスリーブ２６内に摺動可能に嵌装されたスプール２７の移動によって、スリーブ２６に設けられた伸び側ポート２８、２９間の流路面積を変化させることにより、オリフィス特性（減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例する）を直接調整するとともに、パイロット室２４の内圧を変化させてメインバルブ２２によるバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）を調整できるようになっている。

縮み側減衰弁２１は、パイロット型圧力制御弁であるメインバルブ３０及び上記伸び側減衰弁２０と共用のスプール弁２３を備えている。メインバルブ３０には、その内圧をメインバルブ３０の閉弁方向に作用させるパイロット室３１と、メインバルブ３０の上流側とパイロット室３１とを常時連通する固定オリフィス３２とが設けられている。そして、スプール弁２３のスプール２７の移動によって、スリーブ２６に設けられた縮み側ポート３３、３４間の流路面積を変化させることにより、オリフィス特性を直接調整するとともに、パイロット室３１の内圧を変化させてメインバルブ３０によるバルブ特性を調整できるようになっている。

伸び側及び縮み側減衰弁２０、２１に共用のスプール弁２３は、スプール２７を図中右方（作動範囲の一端から他端）へ移動させたとき、伸び側ポート２８、２９間の流路面積を絞ると共に縮み側ポート３３、３４間の流路面積を開く、すなわち、伸び側減衰弁２０の減衰力をハード、縮み側減衰弁２１の減衰力をソフトに調整し、スプール２７を図中左方へ移動させたとき、伸び側ポート２８、２９間の流路面積を開くと共に縮み側ポート３３、３４間の流路面積を絞る、すなわち、伸び側減衰弁２０の減衰力をソフト、縮み側減衰弁２１の減衰力をハードに調整し、また、スプール２７をこれらの中間位置としたとき、伸び側ポート２８、２９間及び縮み側ポート３３、３４間を共に開く、すなわち、伸び側及び縮み側減衰弁２０、２１の減衰力を共にソフトに調整するように各ポート及びランドが配置されている。

スプール弁２３のスリーブ２６の一端部には、比例ソレノイド３５（電動アクチュエータ）が取付けられており、比例ソレノイド３５の作動ロッド３６の先端部がスプール２７の一端部に当接している。スリーブ２６の他端部には、調整ねじ３７がねじ込まれ、この調整ねじ３７とスプール２７との間にバイアスばね３８が介装されている。比例ソレノイド３５の作動ロッド３６が連結されたプランジャ３９の一端部と、プランジャ３９を案内するガイド４０の底部との間には、バイアスばね４１が介装されている。また、プランジャ３９の他端部と、プランジャ３９を吸引するヨーク４２との間に、形状記憶合金部材としての形状記憶合金ばね４３が介装されている。

バイアスばね３８、４１は、圧縮コイルばねであり、これらのばね力の合力によって、スプール２７及びプランジャ３９は、通常は左方へ付勢されている。形状記憶合金ばね４３は、形状記憶合金で形成された圧縮コイルばねであり、母相である高温相（オーステナイト）と低温相（マルテンサイト）との間で相変態（物質特性の変化）可能なものである。そして、本実施形態の形状記憶合金ばね４３は、低温領域では、容易に塑性変形を起し、高温領域では、歪が消えて、もとの形状に戻る形状記憶合金の超弾性特性を利用して、低温領域においては、容易に圧縮変形させることができ、高温領域においては、その変形が解消して伸長形状に復帰するものが使用されている。あるいは、図６に示すように、低温領域では、発生力が小さく、容易に圧縮変形することができ、高温領域では、発生力が大きくなるような発生力と温度との関係を有する形状記憶合金ばねを用いても良い。

これにより、形状記憶合金ばね４３は、変形しやすい低温領域では、バイアスばね３８、４１のばね力によって圧縮され、スプール２７及びプランジャ３９が上述の中間位置に移動して、伸び側及び縮み側減衰弁２０、２１の減衰力が共にソフトとなる。一方、高温領域では、形状記憶合金ばね４３の形状が回復して戻しばねとして作用し、バイアスばね３８、４１のばね力に抗してスプール２７及びプランジャ３９を右方へ移動させ、伸び側減衰弁２０の減衰力がハード、縮み側減衰弁２１の減衰力がソフトとなる。この状態では、比例ソレノイド３５のコイル４４に通電して、ヨーク４２によってプランジャ３９を吸引することにより、通電電流に応じてスプール２７を右方から左方へ移動させて減衰力を自由に調整することができる。

形状記憶合金ばね４３は、図２に示すように、比例ソレノイド３５のコイル４４と電気的に直列に接続されており、スイッチングデバイス４５によって、コイル４４と共に通電されるようになっている。これにより、形状記憶合金ばね４３は、コイル４４の非通電時には、低温領域にあり、コイル４４への通電により、自己の内部抵抗によって発熱して、高温領域へ移行する。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時には、ピストン５の移動にともない、ピストン５の逆止弁１０が閉じてシリンダ上室４ａ側の油液が加圧され、油路１７、伸び側接続口１４、伸び側減衰弁２０、縮み側接続口１５及び油路１８を通ってシリンダ下室４ｂへ流れる。これにより、伸び側減衰弁２０のメインバルブ２２の開弁前（ピストン速度の低速域）には、固定オリフィス２５及びスプール弁２３の伸び側ポート２８、２９間の流路面積によってオリフィス特性の減衰力が発生し、メインバルブ２２の開弁後（ピストン速度の高速域）には、その開度に応じてバルブ特性の減衰力が発生する。なお、ピストンロッド６がシリンダ４内から退出した分の油液がリザーバ８からベースバルブ７の逆止弁１２を開いてシリンダ下室４ｂに流入する。

ピストンロッドの縮み行程時には、ピストン５の移動にともない、ピストン５の逆止弁１０が開いてシリンダ下室４ｂの油液が油路９を通ってシリンダ上室４ａに直接流入することによってシリンダ上下室４ａ、４ｂがほぼ同圧力となるので、減衰力調整機構３の伸び側ポート１４と縮み側ポート１５との間では油液の流れが生じない。一方、ピストンロッド６のシリンダ４内への侵入にともなってベースバルブ７の逆止弁１２が閉じ、ピストンロッド６が侵入した分、シリンダ４内の油液が加圧されて、シリンダ下室４ｂから油路１８、縮み側接続口１５、縮み側減衰弁２１、リザーバ接続口１６及び油路１９を通ってリザーバ８へ流れる。これにより、縮み側減衰弁２１のメインバルブ３０の開弁前（ピストン速度の低速域）には、固定オリフィス３２及びスプール弁２３の縮み側ポート３３、３４間の流路面積によってオリフィス特性の減衰力が発生し、メインバルブ３０の開弁後（ピストン速度の高速域）には、その開度に応じてバルブ特性の減衰力が発生する。

通常作動状態においては、形状記憶合金ばね４３は、比例ソレノイド３５のコイル４４に通電される制御電流によって加熱された高温領域で伸長状態となっており、スプール２７を図中、右方へ付勢する戻しばねとして作用する。この状態では、コイル４４への通電電流を増大することにより、プランジャ３９及びスプール２７がバイアスばね３８、４１及び形状記憶合金ばね４３のばね力に抗して左方（作動範囲の他端から一端）へ移動するので、通電電流に応じて自由に減衰力を調整することができる。そして、伸び側ポート２８、２９間及び縮み側ポート３３、３４間の流路面積を調整することにより、伸び側及び縮み側のオリフィス特性を直接調整すると同時にパイロット室２４、３１の内圧を変化させてメインバルブ２２、３０の開弁特性（バルブ特性）を調整することができる。このとき、スプール２７を図中、右方（一端）に移動させると、伸び側がハード、縮み側がソフトに調整され、左方（他端）に移動させると、伸び側がソフト、縮み側がハードに調整され、また、これらの中間位置とすると、伸び側及び縮み側共にソフトに調整される。

フェイル時にコイル４４と共に形状記憶合金ばね４３への通電が停止すると、形状記憶合金ばね４３は、油液によって冷却され、速やかに温度が低下して低温領域となる。これにより、形状記憶合金ばね４３は、容易に変形が生じる低温相に移行して、バイアスばね３８、４１のばね力によって圧縮されて、スプール２７が上述の中間位置に移動する。その結果、伸び側及び縮み側の減衰力は共にソフトに固定されることになり、フェイル時に適した減衰力特性を得ることができる。

なお、ここで、フェイル時に適したソフトの減衰力とは、減衰力調整機構を持たないパッシブダンパを用いた場合に必要とする基本減衰力とすることが望ましい。
また、上記では、伸び側及び縮み側の減衰力は共にソフトに固定されると記載したが、これに限らず、スプール２７を図中、右端と左端の間で、非制御時に最適な減衰特性を示す位置に固定すればよい。

形状記憶合金ばね４３は、例えば図６に示すように、高温領域及び低温領域においては、これらの間の中間領域に比して安定した発生力が得られるものを使用して、通常作動時（通電時）に高温領域となり、フェイル時（非通電時）に低温領域となるように特性を設定することにより、温度変化による影響を小さくして、正確な減衰力制御を行うことができる。
更に、温度センサ又は他のパラメータに基づいて形状記憶合金ばね４３の温度を検出し、その温度に応じてコイル４４への制御電流を補正することによって、より正確な減衰力制御を行うことも可能である。

なお、上記実施形態では、形状記憶合金ばね４３は、図２に示すように、コイル４４と直列に接続することにより、コイル４４への通電の有無に連動して作動するようにしているが、図３に示すように、コイル４４と並列に接続し、別のスイッチングデバイス４５Ａによって、通電を制御してもよい。また、図４に示すように、形状記憶合金ばね４３には通電せず、形状記憶合金ばね４３に隣接してヒータ４６を設けて、ヒータ４６への通電の有無によって、加熱（通常作動時）及び冷却（フェイル時）を行うようにしてもよい。

上記実施形態では、形状記憶合金ばね４３は、高温領域で伸長する圧縮ばねとしているが、バイアスばね４１と並列に配置することにより、高温領域で短縮する引張ばねとすることもできる。このように、形状記憶合金ばね４３の特性に応じて、バイアスばね３８、４１に対する配置を決定することにより、様々な特性の形状記憶合金ばねを利用することこが可能である。

次に、本発明の第２実施形態について、図７乃至図１３を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本実施形態に係る減衰力可変油圧ダンパ４７では、形状記憶合金ばね４３が省略され、また、バイアスばね３８、４３のばね力が、これらの合力によって、通常、スプール２７及びプランジャ３９を右方へ移動して、伸び側減衰弁２０の減衰力がハード、縮み側減衰弁２１の減衰力がソフトとなるように設定されている。そして、比例ソレノイド３５のコイル４４に通電し、ヨーク４２によってプランジャ３９を吸引することにより、通電電流に応じてスプール２７を右方から左方へ移動させて減衰力を調整するようになっている。

油路１７、１８に、それぞれバイパス油路４８、４９が接続され、バイパス油路４８、４９は、フェイルセーフ弁５０（開閉弁機構）を介して互いに接続されている。図８に示すように、フェイルセーフ弁５０は、ケース５１に略円筒状のバルブ本体５２が取付けられて弁室５３が形成され、弁室５２にバイパス油路４８、４９が接続されている。ケース５１は、減衰力発生機構３のケース１３と一体に形成してもよい。バルブ本体５２には、入口側のバイパス油路４８の弁室５３への開口部５４に対向するポペット弁５５が進退動可能に案内されており、ポペット弁５５の先端部が開口部５４に離着座することによって、バイパス油路４８、４９間を連通、遮断するようになっている。ポペット弁５５の摺動案内部は、Ｏ−リング５６によってシールされている。

ポペット弁５５の基端部とバルブ本体５２の底部との間に、形状記憶合金ばね５７が介装されており、そのばね力によってポペット弁５５が開口部５４へ押圧されている。形状記憶合金ばね５７は、上記第１実施形態の形状記憶合金ばね４３と同様、低温領域においては、、容易に圧縮することができ、高温領域に遷移すると形状が回復して伸張し、戻しばねとして作用する。

また、形状記憶合金部材としての形状記憶合金ばね５７は、上記第１実施形態と同様、比例ソレノイド３５のコイル４４と電気的に直列又は並列（図８は直列の場合を示す）に接続されており、これにより、コイル４４の非通電時には、低温領域にあり、コイル４４への通電により、自己の内部抵抗によって発熱して、高温領域へ移行するようになっている。

弁室５３に連通する出口側のバイパス油路４９には、オリフィス通路５８が設けられている。オリフィス通路５８の流路面積は、ポペット弁５５がバイパス油路４８を開いて、シリンダ上下室４ａ、４ｂ間がバイパス油路４８、４９によって連通されたとき、ピストンロッド６の伸び行程に対して、オリフィス通路５８の流通抵抗によって発生する減衰力が所定のソフト側の減衰力（基本減衰力）となるように設定されている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
通常の作動状態においては、比例ソレノイド３５のコイル４４への通電により、フェイルセーフ弁５０の形状記憶合金ばね５７にも通電されるので、形状記憶合金ばね５７は、自己の発熱によって高温領域となる。この状態では、形状記憶合金ばね５７は、伸張状態にあり、戻しばねとして作用する。この発生力によってポペット弁５５がバイパス油路４８の開口部５４を閉じる。これにより、バイパス油路４８、４９間の流路が遮断されるので、ピストンロッド６の伸縮に対して、油路１７、１８、１９によってシリンダ上下室４ａ、４ｂと減衰力発生機構３との間で油液が流通して、減衰力発生機構３の伸び側減衰弁２０及び縮み側減衰弁２１によって減衰力が発生し、コイル４４への通電電流に応じて、図５に示すように減衰力を調整することができる。

フェイル時には、コイル４４への通電が停止することにより、バイアスばね３８、４１のばね力によってプランジャ３９がを右方へ移動して、伸び側減衰弁２０の減衰力がハード、縮み側減衰弁２１の減衰力がソフトに切換る。また、フェイルセーフ弁５０では、形状記憶合金ばね５７への通電が停止されるので、形状記憶合金ばね５７は、放熱によって温度が低下し、低温領域に移行して、ばね力が小さくなり、バイパス油路４８の油液の圧力によって、ポペット弁５５が開いて、バイパス通路４８、４９間が連通される。

この状態では、ピストンロッド６の縮み行程時には、減衰力発生機構３の縮み側減衰弁２１によって、ソフト側の減衰力が発生する。一方、ピストンロッド６の伸び行程時には、バイパス通路４８、４９間が連通されて、通常、伸び側の減衰力を発生させる伸び側減衰弁２０（減衰力発生手段）がバイパスされるので、シリンダ上室４ａ側からシリンダ下室４ｂ側へ、バイパス通路４８、４９を介して油液が流通して、オリフィス通路５８によって所定のソフト側の減衰力が発生する。このようにして、上記第１実施形態と同様、伸び側及び縮み側の減衰力は共にソフト側に固定されることになり、フェイル時に適した減衰力特性を得ることができる。

次に、上記第２実施形態のフェイルセーフ弁の変形例について、図９乃至図１３を参照して説明する。
図９に示す変形例のフェイルセーフ弁５９では、形状記憶合金ばね５７には通電せず、形状記憶合金ばね５７に隣接してヒータ６０を設け、ヒータ６０をソレノイド３５のコイル４４に対して電気的に直列又は並列に接続し、コイル４４への通電、すなわち、ヒータ６０への通電の有無によって、形状記憶合金ばね５７の加熱（通常作動時）及び冷却（フェイル時）を行うようにしている。これにより、図８に示すフェイルセーフ弁５９と同様の機能を果たすことができ、上記第２実施形態に適用することができる。なお、図９において、図８に示すものに対して、同様の部分には、同一の符号を付してある。

図１０乃至図１３に示す変形例のフェイルセーフ弁６１は、円筒状のバルブケース６２内に円柱状の回転バルブ６３が回転可能に嵌合された構造となっている。バルブケース６２の側壁には、バイパス油路４８、４９が開口され、回転バルブ６３には、バイパス油路４８、４９に対向させてオリフィス通路６４が設けられており、回転バルブ６３の回転位置によって、バイパス油路４８、４９間を連通、遮断する。オリフィス通路６４の流路面積は、図８に示すフェイルセーフ弁５０のオリフィス通路５８と同様となっている。

回転バルブ６３の一端部とバルブケース６２の一端側の底部とは、板状の形状記憶合金ばね６５（捩りばね）によって連結されており、また、回転バルブ６３の他端部とバルブケース６２の他端側の底部とは、板状のバイアスばね６６（捩りばね）によって連結されている。形状記憶合金ばね６５は、上記第１実施形態の形状記憶合金ばね４３と同様、低温領域においては、容易に捩り変形させることができ、高温領域に遷移すると形状が回復して伸張し、戻しばねとして作用する。

そして、形状記憶合ばね６５が低温領域にある場合、回転バルブ６３は、バイアスばね６６のばね力によって、形状記憶合金ばね６５のばね力に抗して、図１０に示す開弁位置に回転して、バイパス油路４８、４９間をオリフィス通路６４によって連通させる。形状記憶合金ばね６５が高温領域に移行すると、回転バルブ６３は、超弾性によってばね力が増大した形状記憶合金ばね６５によって、バイアスばね６６のばね力に抗して、図１１に示す閉弁位置へ移動して、バイパス通路４８、４９間の流路を遮断する。

形状記憶合金ばね６５に隣接してヒータ６７が設けられており、ヒータ６７は、ソレノイド３５のコイル４４に対して電気的に直列又は並列に接続されており、コイル４４への通電、すなわち、ヒータ６７への通電の有無によって、形状記憶合金ばね６５の加熱（通常作動時）及び冷却（フェイル時）が行われるようになっている。

この構成により、図８に示すフェイルセーフ弁５０と同様、通常作動状態では、コイル４４への通電、すなわち、ヒータ６７への通電により、形状記憶合金ばね６５が高温領域となって、回転バルブ６３が図１０に示す閉弁位置に回転して、バイパス油路４８、４９間が遮断される。また、フェイル時には、コイル４４へ通電、すなわち、ヒータ６７への通電が停止することにより、形状記憶合金ばね６５が低温領域となって、回転バルブ６３が図１１に示す開弁位置に回転して、バイパス油路４８、４９間がオリフィス通路６４を介して連通される。これにより、図８に示すフェイルセーフ弁５９と同様の機能を果たすことができ、上記第２実施形態に適用することができる。
なお、上記各実施の形態では、形状記憶合金部材として、形状記憶合金ばねを示したが、これに限らず、例えば、熱によって長さが変化する形状記憶合金を用い減衰弁を作動させてもよい。

本発明の第１実施形態に係る減衰力可変油圧ダンパを示す縦断面図である。 図１の装置の形状記憶合金ばねと比例ソレノイドのコイルとの接続関係を示す回路図である。 図１の装置の形状記憶合金ばねと比例ソレノイドのコイルとの接続関係の他の例を示す回路図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る減衰力可変油圧ダンパの比例ソレノイドを示す縦断面図である。 図１の装置の減衰力特性を示すグラフ図である。 図１の装置の形状記憶合金ばねの特性を示すグラフ図である。 本発明の第２実施形態に係る減衰力可変油圧ダンパを示す縦断面図である。 図７に示す装置のフェイルセーフ弁の概略構成を示す縦断面図である。 図８に示すフェイルセーフ弁の変形例の概略構成を示す縦断面図である。 図７に示す装置のフェイルセーフ弁の他の変形例において、回転バルブが開弁位置にある状態の概略構成を示す縦断面図である。 図１０に示すフェイルセーフ弁において、回転バルブが閉弁位置にある状態の概略構成を示す縦断面図である。 図１０に示すフェイルセーフ弁の形状記憶合金ばねのＡ−Ａ線による拡大縦断面図である。 図１０に示すフェイルセーフ弁の回転バルブのＢ−Ｂ線による縦断面図である。

符号の説明

１ 減衰力可変油圧ダンパ、３ 減衰力調整機構（減衰力調整手段）、４ シリンダ、５ ピストン、６ ピストンロッド、３５ 比例ソレノイド（電動アクチュエータ）、４３ 形状記憶合金ばね（形状記憶合金部材、発熱手段）

Claims (7)

1. 油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させ、電動アクチュエータの作動によって減衰力を調整可能とした減衰力調整手段とを備えた減衰力可変油圧ダンパにおいて、
   前記減衰力調整手段には、前記電動アクチュエータへの通電時に発熱する発熱手段と、該発熱手段の発熱により物質特性が変化する形状記憶合金部材とを設け、該形状記憶合金部材の物質特性の変化により減衰力を変更可能としたことを特徴とする減衰力可変油圧ダンパ。
2. 前記形状記憶合金部材に通電することにより、該形状記憶合金部材を前記発熱手段と兼用したことを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変油圧ダンパ。
3. 前記形状記憶合金部材と隣接して、前記発熱手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変油圧ダンパ。
4. 前記電動アクチュエータと前記発熱手段とを電気的に直列に接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の減衰力可変油圧ダンパ。
5. 前記減衰力調整手段は、前記電動アクチュエータの作用により軸方向へ変位する弁体を有し、該弁体を軸方向に付勢するばねとして前記形状記憶合金部材を配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の減衰力可変油圧ダンパ。
6. 前記減衰力調整手段は、常時減衰力を発生する減衰力発生手段と、該減衰力発生手段をバイパスして減衰力発生するバイパス通路と、該バイパス通路を開閉する開閉弁機構とを備え、該開閉弁機構を付勢するばねとして、前記形状記憶合金部材を用いたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の減衰力可変油圧ダンパ
7. 前記減衰力調整手段は、前記電動アクチュエータが作動範囲の一端から他端へ移動する際に、伸び側がハードからソフトへ、縮み側がソフトからハードへ減衰力が変化するように構成され、前記電動アクチュエータの非通電時には、前記作動範囲の予め設定された一端と他端の間の位置に固定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の減衰力可変油圧ダンパ。
   

Images