JP2007187176A

JP2007187176A - 減衰力可変式ダンパおよび減衰力可変式ダンパ装着車両

Info

Publication number: JP2007187176A
Application number: JP2006003415A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Fukusato; 司福里
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】磁性流体または磁気粘性流体を用いた減衰力可変式ダンパや減衰力可変式ダンパ装着車両において、磁界印可手段の失陥時における減衰力の確保を図ることを目的とする。
【解決手段】シリンダチューブ１２の外周面には上部が開放されたマグネットホルダ４１がスポット溶接等によって固着されており、車載工具箱に格納されたマグネットプレート４２がこのマグネットホルダ４１に保持されるようになっている。マグネットプレート４２は、シリンダチューブ１２の外周面に密着すべく円弧状断面を呈するとともに、シリンダチューブ１２内でのピストン１６の全可動範囲にわたる長さを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁性流体または磁気粘性流体を用いた減衰力可変式ダンパとこの減衰力可変式ダンパが装着された減衰力可変式ダンパ装着車両に係り、詳しくは磁界印可手段の失陥時における減衰力の確保を図る技術に関する。

懸架装置は、自動車の走行安定性や乗り心地を左右する重要な要素であり、車体に対して車輪を上下動自在に支持させるためのリンク（アームやロッド類）と、その撓みにより路面からの衝撃等を吸収するスプリングと、車体の上下振動を減衰させるダンパとを主要構成要素としている。懸架装置用のダンパでは、作動油が充填された円筒状のシリンダチューブとこのシリンダチューブ内で摺動するピストンが先端に装着されたピストンロッドとを備え、ピストン（ピストンロッド）の移動に伴って作動油を複数の油室間で移動させる構造を採った筒型が広く採用されている。通常、筒型ダンパのピストンには、オリフィスと薄鋼板等を素材とするディスクバルブとが設けられており、作動油がディスクバルブを押しのけて流動する際の流動抵抗によって減衰力が生起される。

近年、車体の姿勢変化の抑制と乗り心地の向上とを両立させるべく、路面状況や自動車の運動状態等に応じて減衰力が可変制御される減衰力可変式ダンパが提案されている。減衰力可変式ダンパでは、ロータリアクチュエータや電磁アクチュエータによってオリフィスの断面積を機械的に変化させるもの（特許文献１，２参照）が一般的であったが、作動流体として磁性流体を用い、ピストンに形成された流路を通過する磁性流体の粘度をコイルによって変化させるもの（特許文献３参照）が開発されている。この減衰力可変式ダンパによれば、精密な加工を要する減衰力可変機構が不要となって製造コストや構成部品点数の大幅な削減が可能となるだけでなく、磁性流体の粘度変化が極めて短時間（例えば、数ミリ秒）で行われるために制御応答性も著しく向上する。なお、近年では、磁性流体に代えて、磁気粘性流体を用いた減衰力可変式ダンパの開発も進められている。
特開平１１−２１８１７９号公報特開２００１−１２５３０号公報特開昭６０−１１３７１１号公報

磁性流体や磁気粘性流体を用いる減衰力可変式ダンパでは、コイルによって磁性流体や磁気粘性流体に磁界を印可することによって減衰力を発生させる都合上、磁界が全く印可されていない状態での流動抵抗を小さくすべくピストンに形成される流路の断面積が比較的大きく設定されている。そのため、何らかの原因によりコイルやその制御回路が失陥した場合、減衰力が殆ど得られなくなってしまい、旋回走行時に車体がロールしやすくなること等で運転者に違和感を与える問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、磁性流体または磁気粘性流体を用いた減衰力可変式ダンパや減衰力可変式ダンパ装着車両において、磁界印可手段の失陥時における減衰力の確保を図ることを目的とする。

請求項１の発明に係る減衰力可変式ダンパは、磁性流体または磁気粘性流体が充填され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されたシリンダチューブと、前記シリンダチューブを第１液室と第２液室とに区画するとともに、前記磁性流体または磁気粘性流体を当該第１液室と当該第２液室との間で流通させる連通孔を備えたピストンと、前記車体側部材と前記車輪側部材とのどちらか他方を当該ピストンに連結するピストンロッドと、外部からの電気的入力に応じて、前記連通孔を通過する前記磁性流体または前記磁気粘性流体に磁界を印可する磁界印可手段とを備えた減衰力可変式ダンパにおいて、前記シリンダチューブには、その外周に応急用永久磁石を取り付けるための永久磁石装着手段が形成されたことを特徴とする。

また、請求項２の発明に係る減衰力可変式ダンパは、請求項１に記載の減衰力可変式ダンパにおいて、前記応急用永久磁石は、前記シリンダチューブにおける前記ピストンの全可動範囲にわたる長さを有することを特徴とする。

また、請求項３の発明に係る減衰力可変式ダンパ装着車両は、磁性流体または磁気粘性流体が充填され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されたシリンダチューブと、前記シリンダチューブを第１液室と第２液室とに区画するとともに、前記磁性流体または磁気粘性流体を当該第１液室と当該第２液室との間で流通させる連通孔を備えたピストンと、前記車体側部材と前記車輪側部材とのどちらか他方を当該ピストンに連結するピストンロッドと、外部からの電気的入力に応じて、前記連通孔を通過する前記磁性流体または前記磁気粘性流体に磁界を印可する磁界印可手段とを備えた減衰力可変式ダンパが装着された減衰力可変式ダンパ装着車両において、前記シリンダチューブの外周に取り付けるための応急用永久磁石を車体に装備したことを特徴とする。

また、請求項４の発明に係る減衰力可変式ダンパ装着車両は、請求項３に記載の減衰力可変式ダンパ装着車両において、前記応急用永久磁石は、前記シリンダチューブにおける前記ピストンの全可動範囲にわたる長さを有することを特徴とする。

請求項１の減衰力可変式ダンパによれば、何からの原因で磁界印可手段の機能が失陥した場合にも、永久磁石装着手段に応急用永久磁石を装着することによりピストンの連通孔を通過する磁性流体や磁気粘性流体に磁界が印可され、所定の減衰力を発生されることができる。また、請求項２の減衰力可変式ダンパによれば、サスペンションの全ストロークにわたって減衰力を発生されることができる。また、請求項３，４の減衰力可変式ダンパ装着車両によれば、ツールボックスやエンジンルームに装備された応急用永久磁石をシリンダチューブに装着することで、減衰力可変式ダンパの失陥時に運転者等が応急的な対処ができる。

以下、図面を参照して、本発明を４輪自動車のリヤサスペンションに適用した一実施形態と実施形態の一部変形例とを詳細に説明する。
〔実施形態〕
図１は実施形態に係るサスペンションの模式的構成図であり、図２は実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は実施形態に係るＭＬＶ（Magnetizable Liquid Valve：磁気流体バルブ）の概略構造図であり、図４は実施形態に係る応急用永久磁石の装着方法を示す斜視図である。

《実施形態の構成》
図１に示すように、本実施形態のリヤサスペンション１は、いわゆるＨ型トーションビーム式サスペンションであり、左右のトレーリングアーム２，３や、両トレーリングアーム２，３の中間部を連結するトーションビーム４、懸架ばねである左右一対のコイルスプリング５、左右一対のダンパ６等から構成されており、左右のリヤホイール７，８を懸架している。ダンパ６は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動流体とする減衰力可変型ダンパであり、トランクルーム内等に設置されたＥＣＵ９によってその減衰力が可変制御される。

図２に示すように、本実施形態のダンパ６は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦが充填された円筒状のシリンダチューブ１２と、このシリンダチューブ１２に対して軸方向に摺動するピストンロッド１３と、ピストンロッド１３の先端に装着されてシリンダチューブ１２内を上部油室１４と下部油室１５とに区画するピストン１６と、シリンダチューブ１２の下部に高圧ガス室１７を画成するフリーピストン１８と、ピストンロッド１３等への塵埃の付着を防ぐカバー１９と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ２０とを主要構成要素としている。

シリンダチューブ１２は、下端のアイピース１２ａに嵌挿されたボルト２１を介して、車輪側部材であるトレーリングアーム２の上面に連結されている。また、ピストンロッド１３は、上下一対のブッシュ２２とナット２３とを介して、その上端のスタッド１３ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）２４に連結されている。

図３に示すように、ピストン１６には、上部油室１４と下部油室１５とを連通する連通孔３１と、連通孔３１の周囲に配設されたＭＬＶ３２とが設けられている。ＥＣＵ９からＭＬＶ３２に電流が供給されると、連通孔３１を流通するＭＲＦに磁界が印可されて強磁性微粒子３３が鎖状のクラスタを形成し、連通孔３１内を通過するＭＲＦの見かけ上の粘度（以下、単に粘度と記す）が上昇する。

図２に示すように、シリンダチューブ１２の外周面には上部が開放されたマグネットホルダ（永久磁石装着手段）４１がスポット溶接等によって固着されており、車載工具箱に格納されたマグネットプレート（応急用永久磁石）４２がこのマグネットホルダ４１に保持されるようになっている。マグネットプレート４２は、シリンダチューブ１２の外周面に密着すべく円弧状断面を呈するとともに、シリンダチューブ１２内でのピストン１６の全可動範囲にわたる長さを有している。なお、カバー１９には、マグネットホルダ４１と略同一の角度位相で、膨出部１９ａが形成されている。

《実施形態の作用》
自動車が走行を開始すると、ＥＣＵ９は、前後Ｇセンサ、横Ｇセンサ、および上下Ｇセンサから得られた車体の加速度や、車速センサから入力した車体速度、車輪速センサから得られた各車輪の回転速度等に基づき各車輪についてダンパ６の目標減衰力を設定した後、ＭＬＶ３２に対して制御電流を供給する。これにより、自動車の走行状態に応じてダンパ６の減衰力が常に最適な値に調整され、高度な操縦安定性と快適な乗り心地とが高いレベルで実現される。

自動車の走行時において、電子的あるいは電気的な失陥等が生じ、ＥＣＵ９からＭＬＶ３２に制御電流が供給されなくなることがある。この場合、ダンパ６では、ＭＲＦが低粘度のまま連通孔３１を流通することになるため、その減衰力が殆ど無くなってしまう。乗員は、ダンパ６の減衰力が失われたことを操縦安定性の変化やインジケータランプ等によって認識すると、自動車を路側の安全地帯等に停車させ、マグネットプレート４２をダンパ６に装着する。すなわち、車体をジャッキアップしてリヤホイール７を外した後、車載工具箱からマグネットプレート４２を取り出し、図４に示すように、先ずマグネットプレート４２の上端をカバー１９の膨出部１９ａに差し入れ（Ａ）、マグネットプレート４２の下端をマグネットホルダ４１に挿入する（Ｂ）。すると、マグネットプレート４２は、その磁力によってシリンダチューブ１２に吸着することも相俟って、マグネットホルダ４１内に確実に保持される。

シリンダチューブ１２にマグネットプレート４２が装着されると、シリンダチューブ１２内ではピストン１６の可動範囲におけるＭＲＦの粘度が上昇し、ダンパ６の減衰力が所定の値に保たれることになる。これにより、山間地等で故障が生じた場合等においても、運転者は、自動車を運転して整備工場や自宅まで運ぶことができる。

〔一部変形例〕
図５は実施形態の一部変形例に係る応急用永久磁石の装着方法を示す斜視図である。
図５に示すように、一部変形例では、シリンダチューブ１２に上下一対の係止突起４３，４４が設けられる一方、マグネットプレート４２には係止突起４３，４４に対応する係止孔４５，４６が穿設されている。一部変形例の場合、乗員は、マグネットプレート４２の上端をカバー１９の膨出部１９ａに差し入れ（Ａ）、係止突起４３，４４が係止孔４５，４６に係合させながら、磁力によってマグネットプレート４２をシリンダチューブ１２に装着する（Ｂ）。一部変形例では、このような構成を採ったため、マグネットプレート４２の装着がより簡単に行えるようになった。なお、一部変形例も、その作用は上述した実施形態と同様である。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は４輪自動車のリヤサスペンションを構成するモノチューブ式ダンパに本発明を適用したものであるが、本発明は、フロントサスペンション用のダンパやツインチューブ式ダンパにも当然に適用できる。また、上記実施形態は磁気粘性流体を用いた減衰力可変式ダンパに本発明を適用したものであるが、磁性流体を用いた減衰力可変式ダンパに本発明を適用してもよい。その他、応急用永久磁石の具体的形状やシリンダチューブへのその固定方法等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係るサスペンションの模式的構成図である。実施形態に係るダンパの縦断面図である。実施形態に係るＭＬＶの概略構造図である。実施形態に係る応急用永久磁石の装着方法を示す斜視図である。一部変形例に係る応急用永久磁石の装着方法を示す斜視図である。

符号の説明

２トレーリングアーム（車輪側部材）
６ダンパ
１２シリンダチューブ
１３ピストンロッド
１４上部油室（第１液室）
１５下部油室（第２液室）
１６ピストン
２４ダンパベース（車体側部材）
３１連通孔
３２ＭＬＶ（磁界印可手段）
４１マグネットホルダ（永久磁石装着手段）
４２マグネットプレート（応急用永久磁石）
４３，４４係止突起（永久磁石装着手段）

Claims

磁性流体または磁気粘性流体が充填され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されたシリンダチューブと、
前記シリンダチューブを第１液室と第２液室とに区画するとともに、前記磁性流体または磁気粘性流体を当該第１液室と当該第２液室との間で流通させる連通孔を備えたピストンと、
前記車体側部材と前記車輪側部材とのどちらか他方を当該ピストンに連結するピストンロッドと、
外部からの電気的入力に応じて、前記連通孔を通過する前記磁性流体または前記磁気粘性流体に磁界を印可する磁界印可手段と
を備えた減衰力可変式ダンパにおいて、
前記シリンダチューブには、その外周に応急用永久磁石を取り付けるための永久磁石装着手段が形成されたことを特徴とする減衰力可変式ダンパ。
前記応急用永久磁石は、前記シリンダチューブにおける前記ピストンの全可動範囲にわたる長さを有することを特徴とする、請求項１に記載の減衰力可変式ダンパ。
磁性流体または磁気粘性流体が充填され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されたシリンダチューブと、
前記シリンダチューブを第１液室と第２液室とに区画するとともに、前記磁性流体または磁気粘性流体を当該第１液室と当該第２液室との間で流通させる連通孔を備えたピストンと、
前記車体側部材と前記車輪側部材とのどちらか他方を当該ピストンに連結するピストンロッドと、
外部からの電気的入力に応じて、前記連通孔を通過する前記磁性流体または前記磁気粘性流体に磁界を印可する磁界印可手段と
を備えた減衰力可変式ダンパが装着された減衰力可変式ダンパ装着車両において、
前記シリンダチューブの外周に取り付けるための応急用永久磁石を車体に装備したことを特徴とする減衰力可変式ダンパ装着車両。
前記応急用永久磁石は、前記シリンダチューブにおける前記ピストンの全可動範囲にわたる長さを有することを特徴とする、請求項３に記載の減衰力可変式ダンパ装着車両。