JP2007032582A - 減衰力調整式緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 作動流体の一部にＭＲ流体を利用する場合に、製品コストの低減化の可能性を有しながら好ましい減衰力の発生状態を具現化できるようにする。
【解決手段】 減衰力調整式緩衝器を構成するシリンダ体１内にピストン体３で画成されるロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２がそれぞれ連通するシリンダ体１外のリザーバ室Ｒに一対のフリーピストン４，５で画成されながら磁気粘性流体を充満させる容室を有すると共に、この容室にこの容室をロッド側室側部分Ｒ３とピストン側室側部分Ｒ４とに画成しながらこの両側部分Ｒ３，Ｒ４の連通を許容する流路７ａを形成した隔壁部材７を有し、かつ、この隔壁部材７が上記の流路７ａに磁界を掛けるコイル８を有してなる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、減衰力調整式緩衝器に関し、特に、作動流体の一部に磁気粘性流体を利用する減衰力調整式緩衝器の改良に関する。

近年、減衰力調整式緩衝器にあって、作動流体の一部に磁気粘性流体（以下、ＭＲ流体と記す。）を利用するとの提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１には、減衰力調整式緩衝器を構成するシリンダ体内に摺動可能に収装のピストン体がＭＲ流体を収容してなるとする提案が開示されている。

すなわち、特許文献１には、減衰力調整式緩衝器を構成するシリンダ体内のピストン体が内部にサブのシリンダを有すると共に、このサブのシリンダ内にＭＲ流体を充満させながらこのサブのシリンダ内にいわゆる両方の容室を画成する隔壁部材たるサブピストンを収装するとし、このサブピストンが両方の容室の連通を許容する流路とこの流路に磁界を掛けるコイルとを有してなるとしている。

このとき、この減衰力調整式緩衝器にあって、ピストン体は、いわゆる減衰バルブを有していて、シリンダ体内で摺動するときに、すなわち、シリンダ体内に充満されてピストン体で画成された両側室にある作動油が減衰バルブを通過するときに、所定の減衰力を発生させるとしている。

それゆえ、この特許文献１に開示されている減衰力調整式緩衝器にあっては、たとえば、ピストン速度が低速領域にあるときに、サブのシリンダ内でのサブピストンの自由摺動を許容することで、低い減衰力の発生状態を具現化することが可能になる。

そして、任意の条件下にコイルに通電してＭＲ流体の粘性を変化させることでサブのシリンダ内でのサブピストンの自由摺動を規制し、シリンダ体内でのピストン体の摺動を優先させせる、すなわち、ピストン体が有する減衰バルブを作動させることで、たとえば、ピストン速度が高速領域にあるときに、高い減衰力の発生状態を具現化することが可能になると言い得る。
特開２００４−３０８８４２号（明細書中の段落０００１，同００１９，同００２５，同００２６，図２）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、減衰力調整式緩衝器における製品コストの低減化に寄与しない上に、好ましい減衰力の発生状態を具現化できないと指摘される可能性がある。

すなわち、上記の提案にあっては、ＭＲ流体がシリンダ体内に収装のピストン体内に収容されると共に、コイルがピストン体内のサブピストンに配在されるとしているから、減衰力調整式緩衝器におけるピストン体の構造が複雑になり、この減衰力調整式緩衝器の組立作業を煩雑にし、製品コスト低減化に寄与し得ないことになる。

また、上記の提案にあって、ＭＲ流体が通過する流路に磁界を掛けるコイルがピストン体内のサブピストンに配在されるとしているから、コイルの径がシリンダ体内に収装のピストン体の径よりも小さく設定されることになり、コイルによって得られる磁界の領域が言わば小さくなる。

その結果、上記の提案によれば、コイルへの通電でＭＲ流体における粘性を変化させるようにして結果的に減衰力の発生状態を変化させる場合に、その変化幅を大きく採れないことになり、好ましい減衰力の発生状態を具現化できないと指摘されることになる。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、作動流体の一部にＭＲ流体を利用する場合に、製品コストの低減化の可能性を有しながら好ましい減衰力の発生状態を具現化できて、その汎用性の向上を期待するのに最適となる減衰力調整式緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明による減衰力調整式緩衝器の構成を、基本的には、作動油が充満されるシリンダ体内に出没可能に挿通されるロッド体の基端に連設されながらシリンダ体内に摺動可能に収装されてロッド側室とピストン側室とを画成するピストン体がロッド側室とピストン側室との連通を許容しながら減衰力発生を可能にする減衰バルブを有してなる減衰力調整式緩衝器において、ロッド側室とピストン側室がそれぞれ連通するシリンダ体外のリザーバ室に一対のフリーピストンで画成されながら磁気粘性流体を充満させる容室を有すると共に、この容室にこの容室をロッド側室側部分とピストン側室側部分とに画成しながらこの両側部分の連通を許容する流路を形成した隔壁部材を有し、かつ、この隔壁部材が上記の流路に磁界を掛けるコイルを有してなるとする。

それゆえ、この発明にあっては、減衰力調整式緩衝器を構成するシリンダ体の外部に配在されるリザーバ室にＭＲ流体を収容することから、このリザーバ室における径の選択でコイルの径を自由に設定でき、したがって、コイル径をピストン体の径より大きく設定できない場合に比較して、コイルによるＭＲ流体における粘性の変化幅を広く設定することが可能になる。

そして、この発明にあっては、ＭＲ流体を収容するリザーバ室がシリンダ体外に配在されるから、減衰力調整式緩衝器を構成するシリンダ体内に収装のピストン体における構造を複雑にしなくて済むことになる。

のみならず、この発明によれば、コイルの径を大きくできるから、コイルの線径を太くしながら巻数を多くすることが可能になり、したがって、コイルにおける発熱の危惧なくして磁界の形成が容易になる。

そして、この発明によれば、コイルをシリンダ体外に置く、すなわち、シリンダ体内のピストン体内に置かないから、仮に、コイルに発熱が招来されるとしても、この発熱を放熱するのが容易になり、シリンダ体内の作動油に対する悪影響を回避できることになる。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による減衰力調整式緩衝器は、図１から図４までの各図に示すように、作動油が充満されるシリンダ体１内に出没可能に挿通されるロッド体２に連設されながらシリンダ体１内に摺動可能に収装されてロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを画成するピストン体３が減衰バルブ３ａ，３ｂを介してのロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との連通を許容するとしている。

このとき、シリンダ体１内に充満される作動油は、後述するＭＲ流体のように磁気の印加によって変質する、すなわち、粘性を変化させる流体ではなく、凡そこれまでに減衰力調整式緩衝器の収縮作動用として周知され利用されている一般的なものである。

また、各減衰バルブ３ａ，３ｂについてであるが、図示するところでは、減衰バルブ３ａがピストン側室Ｒ２からの作動油のロッド側室Ｒ１への流入を阻止する圧側チェック弁機能を有しながらロッド側室Ｒ１の作動油がピストン側室Ｒ２に流出することを許容しながら所定の減衰力を発生する伸側の減衰バルブとされている。

そして、減衰バルブ３ｂがロッド側室Ｒ１からの作動油のピストン側室Ｒ２への流出を阻止する伸側チェック弁機能を有しながらピストン側室Ｒ２の作動油がロッド側室Ｒ１に流入することを許容しながら所定の減衰力を発生する圧側の減衰バルブとされている。

そしてまた、この各減衰バルブ３ａ，３ｂは、後述するリザーバ室Ｒに収容されているＭＲ流体における粘性が変化するときに作動する、すなわち、リザーバ室Ｒに収装されてＭＲ流体を収容する容室（符示せず）を画成するフリーピストン４，５がＭＲ流体における粘性の変化に起因して摺動しなくなるときに作動するように設定されている。

上記した前提の下に、図１に示す減衰力調整式緩衝器にあっては、シリンダ体１の外にリザーバ室Ｒを形成するハウジング６が配在されてなるとし、このハウジング６内、すなわち、リザーバ室Ｒにシリンダ体１内のロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２がそれぞれ流路Ｌ１，Ｌ２を介して連通するとしている。

そして、このリザーバ室Ｒ、すなわち、ハウジング６内には、シリンダ体１に対してロッド体２が出没することでピストン体３がシリンダ体１内を摺動することになるとき、いわゆるロッド移動体積分に相当する量の作動油がこのリザーバ室Ｒとシリンダ体１との間で往復し得るようにする油量補償機構を構成するためのフリーピストンＰが収装されてなるとし、このフリーピストンＰは、ハウジング６内にガス室Ｇを画成するとしている。

また、このハウジング６内には、前述したところでもあるが、一対のフリーピストン４，５が収装されていて、この一対のフリーピストン４，５によってＭＲ流体を充満させる容室が画成されるとしている。

そしてまた、このハウジング６内にあって、上記の容室は、隔壁部材７によってロッド側室側部分Ｒ３とピストン側室側部分Ｒ４とに画成されるとする一方で、この隔壁部材７が両側部分Ｒ３，Ｒ４の連通を許容する流路７ａを有してなるとしている。

このとき、各フリーピストン４，５と隔壁部材７との間には、上記のロッド側室側部分Ｒ３とピストン側室側部分Ｒ４を確保するための附勢バネＳ１，Ｓ２が配在されてなるとしている。

ところで、上記の流路７ａは、図示するところでは、複数の穿孔からなるとしているが、この流路７ａが機能するところを勘案すると、すなわち、後述するコイル８によって磁界を掛けられるとき、この流路７ａにあるＭＲ流体が粘性を変化させる限りには、この流路７ａが穿孔からなるのに代えて、図示しないが、隙間からなるとしても良いことはもちろんである。

また、この隔壁部材７は、図示するところにあって、肉厚の円板状に形成されながらリザーバ室Ｒを形成するハウジング６の内周に任意の手段で固定的に保持されていて、上記の流路７ａに磁界を掛けるコイル８を有してなるとし、このコイル８には外部のコントローラＣが接続されていて任意の条件下に電流が印加されるとしている。

それゆえ、以上のように形成された減衰力調整式緩衝器にあっては、シリンダ体１に対してロッド体２が出没する伸縮作動時には、シリンダ体１内でピストン体３が摺動することになるが、ピストン体３の各減衰バルブ３ａ，３ｂは、ピストン速度が低速領域にあるときには、基本的には、いわゆる作動しない。

したがって、たとえば、ピストン体３がシリンダ体１内を下降することになる減衰力調整式緩衝器の収縮作動時には、ピストン側室Ｒ２からの作動油がリザーバ室Ｒに流入することになるから、すなわち、ロッド体２の侵入体積分に相当する量の作動油がリザーバ室Ｒに流入することになるから、フリーピストンＰが図中で下降するように後退して、ガス室Ｇを収縮させることになる。

その一方で、ピストン体３に配在の減衰バルブ３ｂは、作動油の通過を許容しないから、ピストン側室Ｒ２からの作動油の一部が、すなわち、図中に符号で示す面積（Ａ２−Ａ１）×ピストンストローク分に相当する量の作動油が同じくリザーバ室Ｒに流入するようになり、これに呼応するようにフリーピストン５が図中で上昇するように摺動することになる。

その結果、リザーバ室Ｒにおいては、フリーピストン５が摺動する分、ピストン側室部分Ｒ３からのＭＲ流体が隔壁部材７に形成の流路７ａを介してロッド側室部分Ｒ３に流出することになり、その分、フリーピストン４が摺動して、シリンダ体１内のロッド側室Ｒ１で不足することになる量の作動油がリザーバ室Ｒから補充されることになる。

そして、上記したようにＭＲ流体が隔壁部材７の流路７ａを通過する状況のときには、シリンダ体１に対してロッド体２が自由に、すなわち、無抵抗下に出没し得ることになり、したがって、減衰力調整式緩衝器においては、低い減衰力の発生状態が具現化されていることになる。

また、上記したようにＭＲ流体が隔壁部材７の流路７ａ中にある状況下に、コイル８に電流を印加するなどして流路７ａに磁界を掛けるようにすれば、流路７ａ中のＭＲ流体における粘性が変化するから、このとき、いわゆる減衰作用がリザーバ室Ｒにおいて具現化されることになる。

さらに、流路７ａに磁界を掛けて流路７ａ中のＭＲ流体における粘性を変化させるときには、ピストン体３に配在の減衰バルブ３ｂが油圧作用を受けることになり、この油圧作用が減衰バルブ３ｂのクラッキング圧を超えることになるときに減衰バルブ３ｂが作動して減衰作用を具現化することになる。

そしてまた、コイル８による磁界を強くして、流路７ａ中のＭＲ流体が固化するような状況を現出させる場合には、リザーバ室Ｒにおいてフリーピストン４，５が摺動しなくなり、したがって、シリンダ体１内で摺動するピストン体３が有する減衰バルブ３ｂが専ら作動することになって、所定の高い減衰力が発生されることになる。

ちなみに、上記したところと逆に、ピストン体３がシリンダ体１内を上昇することになる減衰力調整式緩衝器の伸長作動時には、リザーバ室Ｒからの作動油がピストン側室Ｒ２に流入することになる。

そして、リザーバ室Ｒにおいては、フリーピストンＰが上記と逆にハウジング６内で上昇してガス室Ｇを膨張させると共に、フリーピストン５がハウジング６内で下降するようになって、隔壁部材７における流路７ａをＭＲ流体が逆流するようになり、フリーピストン４がハウジング６内で下降してロッド側室Ｒ１からの作動油のリザーバ室Ｒへの流入を許容することになる。

そしてまた、ＭＲ流体が隔壁部材７の流路７ａを通過するときにコイル８からの磁界を流路７ａに掛ければ、ＭＲ流体が流路７ａ中で固化し、したがって、ピストン体３が有する減衰バルブ３ａが作動して所定の高い減衰力を発生することになる。

以上からすれば、この発明の減衰力調整式緩衝器によれば、コイル８からの磁界の強弱を具現化することで、隔壁部材７に形成の流路７ａを通過するＭＲ流体における粘性を任意に制御できることになり、減衰力調整式緩衝器の伸縮作動時おける減衰力の大きさを任意に制御できることになる。

そして、このことからすれば、ピストン速度が低速領域にあるときには、たとえば、低い減衰力発生とし、ピストン速度が高速領域になるときに、高い減衰力発生とすることが可能になるのはもちろんのこと、ピストン速度が低速領域にある状態でも、発生減衰力を高くすることも可能になる。

そしてまた、この発明の減衰力調整式緩衝器にあっては、これを構成するシリンダ体１の外部に配在されるリザーバ室ＲにＭＲ流体を収容して、このリザーバ室Ｒにおける径の選択でコイル８の径や長さを自由に設定できるとするから、コイル８からの磁界の変化幅を大きくできるのはもちろんのこと、コイル８の径を大きくできるから、コイル８の線径を太くしながら巻数を多くすることが可能になり、したがって、コイル８における発熱の危惧なくして、上記した磁界の形成が容易になる。

そして、この発明にあっては、ＭＲ流体を収容するリザーバ室Ｒがシリンダ体１外に配在されるから、減衰力調整式緩衝器を構成するシリンダ体１内に収装のピストン体３における構造を複雑にしなくて済むのはもちろんのこと、シリンダ体１内にコイル８を配在しないから、仮に、コイル８が発熱することがある場合にも、その放熱が容易になり、シリンダ体１内の作動油に対する悪影響を回避できることにもなる。

上記したこの発明による減衰力調整式緩衝器の特徴とするところは、図２，図３および図４に示す他の実施形態によっても具現化できるので、以下には、この各実施形態について説明するが、その場合に、その構成が前記した図１に示す実施形態の場合と同様の構成となるときには、要する場合を除き、図中に同一の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略する。

まず、図２に示すところでは、シリンダ体１に対するロッド体２の出没時におけるいわゆる油量補償をするフリーピストンＰが、リザーバ室６を形成するハウジング６内ではなくシリンダ体１内のピストン側室Ｒ２内に収装されてなるとしている。

これによって、リザーバ室Ｒを形成するハウジング６内における構成が、前記した図１に示す実施形態の場合に比較して、簡素化される点で有利となる。

つぎに、図３および図４に示すところは、リザーバ室Ｒが、すなわち、リザーバ室Ｒを形成するハウジング６がシリンダ体１の外周に一体形成されてなると共に、シリンダ体１に開穿の連通孔１ａ，１ｂを介してシリンダ体１内とリザーバ室Ｒとが連通されてなるとするものである。

このように、リザーバ室Ｒを形成するハウジング６がシリンダ体１の外周に一体形成されてなるとすることで、この減衰力調整式緩衝器を全体として看るときに、前記した図１および図２に示す実施形態の場合に比較して、占有面積を小さく設定できる点で有利となる。

そして、その結果、リザーバ室Ｒに収装されるフリーピストン４，５および隔壁部材７については、これがリング状に形成されることになり、この限りでは、特に、隔壁部材７に配在されるコイル８がリング状に形成されるのはもちろんのこと、このとき、コイル径を前記した図１および図２に示す各実施形態の場合に比較してより大きくすることが容易になる点で有利となる。

そしてまた、図３に示すところでは、フリーピストンＰがシリンダ体１内に収装されるとするから、リザーバ室Ｒ側における構成を簡素にできる点で有利となり、図４に示すところでは、フリーピストンＰをシリンダ体１内に収装せずしてリザーバ室Ｒに収装するから、シリンダ体１に対するロッド体２の出没ストロークを大きく設定できる点で有利となる。

この発明の一実施形態による減衰力調整式緩衝器を原理的に示す図である。 この発明の他の実施形態による減衰力調整式緩衝器を図１と同様に示す図である。 この発明のさらなる他の実施形態による減衰力調整式緩衝器を図１と同様に示す図である。 この発明のまたさらなる他の実施形態による減衰力調整式緩衝器を図１と同様に示す図である。

符号の説明

１ シリンダ体
１ａ，１ｂ 連通孔
２ ロッド体
３ ピストン体
３ａ，３ｂ 減衰バルブ
４，５，Ｐ フリーピストン
６ リザーバ室を形成するハウジング
７ 隔壁部材
７ａ，Ｌ１，Ｌ２ 流路
８ コイル
Ｒ リザーバ室
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｒ３ ロッド側室部分
Ｒ４ ピストン側室部分

Claims (6)

1. 作動油が充満されるシリンダ体内に出没可能に挿通されるロッド体に連設されながらシリンダ体内に摺動可能に収装されてロッド側室とピストン側室とを画成するピストン体がロッド側室とピストン側室との連通を許容しながら減衰力発生を可能にする減衰バルブを有してなる減衰力調整式緩衝器において、ロッド側室とピストン側室がそれぞれ連通するシリンダ体外のリザーバ室に一対のフリーピストンで画成されながら磁気粘性流体を充満させる容室を有すると共に、この容室にこの容室をロッド側室側部分とピストン側室側部分とに画成しながらこの両側部分の連通を許容する流路を形成した隔壁部材を有し、かつ、この隔壁部材が上記の流路に磁界を掛けるコイルを有してなることを特徴とする減衰力調整式緩衝器
2. リザーバ室がシリンダ体と分離形成されてなると共にシリンダ体外の流路を介してシリンダ体内とリザーバ室とが連通されてなる請求項１に記載の減衰力調整式緩衝器
3. リザーバ室がシリンダ体の外周に一体形成されてなると共にシリンダ体に開穿の連通孔を介してシリンダ体内とリザーバ室とが連通されてなる請求項１に記載の減衰力調整式緩衝器
4. シリンダ体内におけるロッド移動体積分に相当する油量の変動に追随して摺動するフリーピストンがリザーバ室に収装されてなる請求項１に記載の減衰力調整式緩衝器
5. シリンダ体内におけるロッド移動体積分に相当する油量の変動に追随して摺動するフリーピストンがシリンダ体内に収装されてなる請求項１に記載の減衰力調整式緩衝器
6. シリンダ体内のピストン体が有する減衰バルブがリザーバ室における隔壁部材に形成の流路中にある磁気粘性流体における粘性が高くなるときに作動するように設定されてなる請求項１に記載の 減衰力調整式緩衝器
   

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