JP2009216206A - 可変減衰力ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】小さな電流で大きな磁場を発生させてＭＲ流体に印加することができ、また、組み立てが容易で信頼性に優れた可変減衰力ダンパを提供する。
【解決手段】可変減衰力ダンパ１０に用いられるピストン１６は、ピストンロッド１３が嵌挿されると共に通路と連通する中央孔２５を備えた円筒形状を有し、その外周にコイル３１が巻装されるピストンコア２１を備えている。ピストンコア２１は、コイル３１から中央孔２５を通してピストンロッド１３に形成された通路２７へ引き回される給電線２８を固定すると共に中央孔２５を封止する樹脂封止部２６を備え、ピストンロッド１３の先端と樹脂封止部２６の端部とに挟持されるように中央孔２５内にシールリングたるＯリング２９を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は可変減衰力ダンパに関し、例えば、道路車両等における車体の振動を減衰させるために用いられる可変減衰力ダンパに関する。

分散媒としての一様な鉱物油等のオイルに、分散質として真球状で平均粒径が数μｍ程度の強磁性を有する微粒子（以下「磁性粒子」という）を分散させたＭＲ流体（Magneto-Rheological Fluid）を用いた可変減衰力ダンパが知られている。

ＭＲ流体は、磁場を受けていないときは一般的な油圧作動油と同様に液状であり、ニュートン流体としての挙動を示すが、外部から磁場が加えられた場合には、ＭＲ流体中に均一に分散していた磁性粒子が磁場方向に沿って連結し、鎖状のクラスタを形成する。このクラスタが変形（流れ）に対して抵抗するために、見かけの粘度が急激に大きくなり、流動時には降伏応力を有する塑性流体の挙動を示す。ＭＲ流体の磁場によるこのような粘性変化は可逆的であり、磁場を除くことにより速やかに元の状態に戻る。また、磁場の強さを調節することにより粘度変化の程度を調節することができる。

ＭＲ流体を用いた可変減衰力ダンパは、一般的に、ＭＲ流体をシリンダチューブに充填し、このシリンダチューブの内部を第１の室と第２の室とに区画するようにピストンを配置し、第１の室と第２の室との間でＭＲ流体が流通できるようにピストンに連通孔を設け、さらに連通孔内のＭＲ流体に磁場を印加するコイルをピストンに内蔵させた構造となっている（例えば、特許文献１、２参照）。そして、コイルへの給電（すなわち、ＭＲ流体への磁場の印加）による連通孔内のＭＲ流体の粘性変化を利用して、減衰力を可変に制御する。ピストンは、シリンダチューブに対して摺動する機械構造部材であると共に、ＭＲ流体に磁場を印加する機能部材でもあるために、その構造は複雑である。

特許文献１に開示されている可変減衰力ダンパに用いられているピストンの概略構造を表した部分断面図を図７に示す。このピストンは、円筒状のピストンコア１０１と、ピストンコア１０１の外周面との間に一定の間隙が形成されるように、ピストンコア１０１の外周を囲繞するピストンリング１０２とを備えている。なお、図７では、ピストンリング１０２の保持手段の図示を省略している。ピストンコア１０１の外周には条溝が周方向に形成されており、この条溝に導線を巻回してなるコイル１０３が巻装されている。また、円筒状のロッド１０５がピストンコア１０１の中央孔には螺合されている。ピストンコア１０１は、コイル１０３の巻装のために軸方向で分割された構造を有している。ロッド１０５がピストンコア１０１に螺合した際に、ロッド１０５に設けられた凸部１０５ａにより、ピストンコア１０１を構成する２つの部材は締結される。

ピストンコア１０１の中央孔において、ロッド１０５が挿入されていない部分には、ゴム１０４が充填されており、このゴム１０４によりロッド１０５の中央孔が封止されている。コイル１０３への給電を行うために、コイル１０３からゴム１０４を通してピストンコア１０１の中央孔へ引き出されるように、ピストン側導線１１２が設けられている。なお、図７ではピストン側導線１１２を模式的に示しており、ピストンコア１０１とピストン側導線１１２との間の絶縁を省略している。ピストン側導線１１２は、ハンダ付け等により形成される接続部１１３によって導線と接続され、この導線がロッド側導線１１１として、ロッド１０５の中央孔を通して外部へ引き出され、図示しない電源装置に接続される。

また、特許文献２には、ピストンに取り付けられるロッド本体を電極として用いる構造が開示されている。その構造を図示はしないが、具体的には、円筒状のピストンコアの中央孔に金属棒（コネクタ）をピストンコアと絶縁されるように樹脂を介して配置し、コイルを構成する導線の一端をこのコネクタに接続すると共に、コイルを構成する導線の他端をピストンコアに接続する。他方、ピストンコアの中央孔に嵌挿されるロッドの内部には、ロッド本体と絶縁されたロッド内導線が配置される。ピストンロッドをピストンコアに嵌挿した際に、ピストンコアとロッド本体とが電気的に接続されると共に、ロッド内導線とコネクタとが電気的に接続されることにより、一対の電極が形成される。
米国特許第５８７８８５１号明細書 米国特許第６９７１２３１号明細書

しかしながら、特許文献１に開示されたピストン構造では、コイル１０３によって生じる磁束の通り道に大きなゴム１０４が配置されてしまうために、磁束の通る道が狭くなってしまい、ゴム近傍の磁束密度が上昇してしまう。この磁束密度の上昇によって、ＭＲ流体の流路である間隙（ピストンコア１０１とピストンリング１０２との間の間隙）に印加できる磁場が小さくなってしまい、所望する減衰力が得られ難くなる。換言すれば、必要とされる減衰力を得るためには、コイル１０３に大きな電流を流す必要が生じるために、電源に対する負荷が大きくなる。

また、ゴム１０４によるシールでは、ゴム１０４の圧縮量のばらつきによって、シール性にばらつきが生じるという問題がある。また、ゴム１０４によるシール性を高めるためには、ピストン側導線１１２として硬い導線を使用する必要がある。しかし、その一方で、ロッド１０５の破損を回避するためには、ロッド側導線１１１として柔らかい（自由に曲がる）導線を用いる必要がある。こうして硬さの異なる導線を用いてゴム１０４を介した複雑な構造の配線を作る必要があるため、ピストンの組み立てが容易ではない。さらに、ピストン側導線１１２の一部が外部に露出してＭＲ流体と直接に接触するために、耐久性が低下するおそれがある。

特許文献２に開示されたピストン構造は、ロッド内導線が１本の場合には実現容易であるが、ロッド内に絶縁された２本の導線を配置する構造とすることは極めて困難である。また、ロッドを常にグランド（アース）として用いる必要があるため、コイルへの給電が終了した後に減衰力が元の状態に復帰するまでの時間の制御（復帰応答性の制御）が困難である。さらに、コネクタとロッド内導線との接触不良が生じるおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、小さな電流で大きな磁場を発生させてＭＲ流体に印加することができ、また、組み立てが容易で信頼性に優れた可変減衰力ダンパを提供することを目的とする。

本発明に係る可変減衰力ダンパは、磁性粒子を含む磁性流体または磁気粘性流体である作動流体が充填されるシリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部を第１の室と第２の室とに区画し、前記作動流体を前記第１の室と前記第２の室との間で流通させる連通孔と、前記連通孔内の作動流体に磁場を印加するコイルとを備えたピストンと、
前記シリンダチューブの軸方向において前記ピストンがスライド自在となるように前記ピストンに取り付けられ、前記コイルへの給電を行うための給電線を挿通させるための通路を備えたピストンロッドと、を具備し、
前記コイルへの給電によって前記連通孔内の作動流体の粘性を変化させて減衰力を制御する可変減衰力ダンパであって、
前記ピストンは、
前記ピストンロッドが嵌挿されると共に前記通路と連通する中央孔を備えた円筒形状を有し、その外周に前記コイルが巻装されるピストンコアと、
前記コイルから前記中央孔を通して前記通路へ引き回される前記給電線を固定すると共に前記中央孔を封止する樹脂封止部と、
前記ピストンロッドの先端と前記樹脂封止部の端部とに挟持されるように前記中央孔内に配置されたシールリングと、を具備することを特徴とする。

このような構造によれば、給電線を、作動流体に露出させることなくコイルからピストンコアの中心孔へ引き回してピストンロッドの中心孔へと容易に導く（換言すれば、給電線を、ピストンロッドに設けられた通路とピストンコアの中心孔を通してコイルへと容易に導く）ことができる。そして、ピストンコアの中心孔において樹脂封止部とピストンロッドとの間にシールリングとしてのＯリングを配置することにより、良好なシール性が得られる。本発明に係る可変減衰力ダンパは、このような簡単な構造を有しているため、組み立てが容易であり、信頼性にも優れている。また、Ｏリングとして小さなものを用いることができるため、コイルが発生させる磁束の通り道を広く取りやすい。これにより、所望の減衰力を得るために必要な大きさの磁場を小さな電流で発生させて作動流体に印加することができるようになる。

本発明に係る可変減衰力ダンパでは、前記ピストンロッドの先端と前記樹脂封止部の端部のいずれか一方に凸部が形成され、他方に前記凸部と嵌合する凹部が形成されており、前記凸部の床面と前記凹部の上面との間に前記シールリングが配置された構成となっていることが好ましい。

このような構成によれば、凸部と凹部との嵌合によって、シール性をさらに向上させることができる。

本発明に係る可変減衰力ダンパでは、給電線を２本備えた構造、すなわち、２本の給電線がコイルからピストンロッドへ引き回されている（換言すれば、２本の給電線がピストンロッドに設けられた通路とピストンコアの中心孔を通してコイルへ接続されている）構成となっていることが好ましい。

このような構造によれば、給電終了後に電圧極性を逆転させてコイルに流れる電流を速やかに０Ａとすることができ、これにより、減衰力の復帰応答性を高め、減衰力の制御を高い精度で行うことができる。また、給電線を接触により接続しないために、信頼性を向上させることができる。

本発明に係る可変減衰力ダンパによれば、ピストンにおけるシールを小さなシールリング（Ｏリング）によって確実に行うことができ、このＯリングによる磁束の乱れが小さいために、小さな電流で大きな磁場を発生させてＭＲ流体に印加することができる。こうして、大きな減衰力を効率よく発生させ、また、発生可能な減衰力のレンジを広げることができる。また、本発明に係る可変減衰力ダンパは、構造が簡単であり、組み立て（製造）が容易であると共に、給電線が作動流体に露出しない構造となっているために、耐久性にも優れている。さらに、コイルへの給電を２本の給電線によって制御することにより、減衰力を高い精度で制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
《可変減衰力ダンパの全体構造》
図１に本発明の一実施形態に係る可変減衰力ダンパの概略構造を表した断面図を示す。可変減衰力ダンパ１０は、所謂、モノチューブ式（ド・カルボン式）の構造を有しており、作動流体としての磁気粒子を含む磁性流体または磁気粘性流体（以下「ＭＲ流体」という）が充填された円筒状のシリンダチューブ１２と、シリンダチューブ１２内を第１油室（第１の室）１４と第２油室（第２の室）１５とに区画するピストン１６Ａ（ピストン１６Ａは後記する第１実施形態、ピストン１６Ｂは後記する第２実施形態、ピストン１６Ｃは後記する第３実施形態）と、ピストン１６Ａがシリンダチューブ１２の長手方向においてスライド自在となるようにピストン１６Ａに取り付けられるピストンロッド１３と、第２油室１５と高圧ガス室１７を画成するフリーピストン１８を備えている。

後述するように、第１油室１４と第２油室１５とは、ピストン１６Ａに設けられた連通孔により連通しており、ＭＲ流体はこの連通孔を通して第１油室１４と第２油室１５との間で移動可能となっている。

シリンダチューブ１２において、ピストンロッド１３を挿通させるための孔部が形成されていない方の端部（高圧ガス室１７側の端部）には、アイピース１２ａが設けられている。例えば、可変減衰力ダンパ１０を車両のサスペンションに用いる場合には、アイピース１２ａに図示しないボルトが嵌挿され、このボルトが車輪側部材であるトレーリングアームと連結される。また、ピストンロッド１３の図示しない端部が車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）に連結される。車両の走行中には、ピストン１６Ａとフリーピストン１８のそれぞれの外周面がシリンダチューブ１２の内周面に対して摺動することにより、車輪側から車体側へ伝達される振動が減衰される。

《ピストン及びピストンロッドの構造》
［第１実施形態］
図２（ａ）にピストンを構成するピストンコアの概略斜視図を示し、図２（ｂ）に第１実施形態に係るピストンの概略断面図を示す。ピストン１６Ａは、円筒形状を有するピストンコア２１を備えている。ピストンコア２１には機械構造用炭素鋼等の加工性のよい強磁性金属が好適に用いられる。ピストンコア２１は、その中心に中心孔２５を備えた略円筒状の形状を有している。なお、後述する第２実施形態に係るピストン１６Ｂ（図３（ａ）参照）及び第３実施形態に係るピストン１６Ｃ（図３（ｂ）参照）においても、同じピストンコア２１が用いられる。

ピストンコア２１の中心孔２５に、ピストンロッド１３の先端部が一定長さ挿入される。ピストンコア２１の中心孔２５とピストンロッド１３の先端部には、ピストンコア２１とピストンロッド１３とを螺合させるためのネジ溝が形成されている。例えば、ピストンコア２１の中心孔２５に形成されたネジ溝の軸方向長さによって、ピストンロッド１３の挿入長さを定めることができる。ピストンロッド１３には、給電線２８を配置するための管状通路２７が形成されており、ピストンロッド１３をピストンコア２１に螺合させた状態において、ピストンロッド１３に形成された管状通路２７は、ピストンコア２１の中心孔２５内で開口する。

図２（ｂ）に示されるように、ピストン１６Ａは、ピストンコア２１の外周を所定の間隔をもって囲繞するように配置されるピストンリング３２を備えている。ピストンリング３２は、シリンダチューブ１２に対して摺動する部材であるため、機械構造用炭素鋼等の材料からなるものが用いられ、その材料選択には、シリンダチューブ１２の材質及びシリンダチューブ１２に対する摩擦摺動性能（例えば、耐摩耗性等）が考慮される。

ピストンコア２１の軸方向端にはそれぞれサイドカバー３３，３４が配置されている。サイドカバー３４を挟んでピストンコア２１と対向する位置にはスペーサ３６が配置されている。但し、このような構造に限定されるものではなく、サイドカバー３４とスペーサ３６とは一体構造を有するもの（一体的に成形されたもの）であってもよい。サイドカバー３３，３４はアルミニウム等の非磁性材料で加工性に優れる材料が好適に用いられる。スペーサ３６には、サイドカバー３３，３４と同じ材料を用いることができる。

ピストンロッド１３には、ピストンコア２１側の外径を短くした段差部３７が形成されており、スペーサ３６はこの段差部３７に係止される。ピストンロッド１３をピストンコア２１に螺合させる際に、サイドカバー３４とスペーサ３６が、ピストンコア２１と段差部３７との間に作用する締結力によって固定される。一方、サイドカバー３３はネジ３５によりピストンコア２１に取り付けられており、ピストンリング３２はサイドカバー３３，３４によって挟持され、固定されている。

サイドカバー３３，３４にはそれぞれ、孔部３３ａ，３４ａが設けられている。ピストンコア２１の外周とピストンリング３２の内周との間に形成される間隙部３９と、これらの孔部３３ａ，３４ａとが連通することによって、第１油室１４と第２油室１５とを連通させる連通孔が形成され、この連通孔をＭＲ流体が流通自在となる。

ピストンコア２１の外周面には、周方向に一定幅かつ一定深さの条溝２２が形成されている。ピストンコア２１の外周面にはまた、条溝２２の一部と連通する第１連通溝２３が軸方向に形成されている。さらに、第１連通溝２３と中心孔２５とを連通させる第２連通溝２４が、ピストンコア２１の端面において径方向に形成されている。条溝２２と第１，第２連通溝２３，２４と中心孔２５の一部には、絶縁性で熱硬化性の樹脂が充填されており、これにより樹脂封止部２６が形成されている。

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂，エポキシ樹脂，ユリア樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，ポリウレタン，ポリイミド等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、機械的強度や耐熱性、耐薬品性に優れており、また、条溝２２等への充填成形の際の流動性（粘度）の制御も容易である。樹脂封止部２６を成形する際には、後述するＯリング２９を配置する必要はないため、Ｏリング２９にダメージを与えることはない。

また、特に、接着剤としても用いられるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることにより、ピストンコア２１との密着性（接着性）を高めることができ、ピストンコア２１と樹脂封止部２６との間の界面（境界）に沿って、ＭＲ流体の成分であるオイルが浸入することを防止することができる。なお、ピストンコア２１と樹脂封止部２６との接着性を高めるために、ピストンコア２１において樹脂封止部２６と接触する面の表面粗さを大きくすることも好ましい。

条溝２２には、導線が巻回されてなるコイル３１が配設されており、このコイル３１は樹脂封止部２６に埋設されている。２本の給電線２８（すなわち、コイル３１へ電流を供給する電線）は、樹脂封止部２６に埋設された状態で、コイル３１からピストンコア２１に形成された第１連通溝２３，第２連通溝２４及び中心孔２５を通り、さらにピストンロッド１３に形成されている管状通路２７を通って、ピストンロッド１３の他端（図示せず）から取り出され、図示しない電源装置等に接続される。

給電線２８において少なくとも樹脂封止部２６に埋設される部分及びその近傍は、熱硬化性樹脂を硬化させるための加熱環境下にさらされる。そのため、給電線２８として絶縁被覆線を用いる場合には、その被覆材が熱硬化性樹脂の硬化温度に耐える材質のものを選択する。その被覆材と熱硬化性樹脂との濡れ性は考慮する必要はない。なお、樹脂封止部２６を絶縁被覆材として利用することにより、２本の給電線２８として裸線を用いることも可能である。その場合には、樹脂封止部２６から延出した部分について、絶縁被覆を施せばよい。

ピストンコア２１の中心孔２５内において、樹脂封止部２６が露出している面と、ピストンロッド１３の先端面との間には、シールリングとしてのＯリング２９が配設されている。Ｏリング２９としては、アクリルゴムやフッ素ゴム等のゴムからなるものが好適に用いられる。このＯリング２９は、例えば、ＭＲ流体を構成するオイル（分散媒）が、ピストンコア２１と樹脂封止部２６との間に浸透してピストンロッド１３に形成された管状通路２７へ漏れることや、或いは、ピストンロッド１３の外周に沿って浸入してピストンロッド１３に形成された管状通路２７へ漏れることを、防止する機能を有する。このＯリング２９がシール性を発揮するために、ピストンロッド１３の挿入長さが調節されて、Ｏリング２９は一定の力で押し潰されている。

このように、ピストン１６Ａは、簡単な構造を有しており、その組み立てが容易である。また、給電線２８が樹脂封止部に埋設されているために直接にＭＲ流体に接触することがなく、高い耐久性を得ることができる。さらに、給電線２８とコイル３１との接続をコイル３１の近傍で行えば、この接続部を樹脂封止部２６に埋設させて外部負荷が掛からないようにすることができるため、信頼性を向上させることができる。なお、所定の導線を条溝２２に捲回してコイル３１を巻装すると共に、コイル３１からコイル３１を形成している導線を給電線２８として引き出すこともできる。この場合、給電線２８とコイル３１との間にハンダ付け等による接合部やコネクタによる接点部を設けない構造とすることができ、信頼性を向上させることができる。可変減衰力ダンパ１０の減衰力に関わる動作性能については後記する。

［第２実施形態］
図３（ａ）に可変減衰力ダンパに用いられる第２実施形態に係るピストンの断面図を示す。このピストン１６Ｂと先に説明したピストン１６Ａとの相違点は、ピストン１６Ａでは、ピストンロッド１３の先端を平坦面とし、樹脂封止部２６においてピストンロッド１３の先端と対向する面も平坦面としたが、ピストン１６Ｂでは、ピストンロッド１３の先端に凸部４１ａを設け、樹脂封止部２６においてこの凸部４１ａと対向する面に凸部４１ａと嵌合する凹部４２ａが設けられている点である。Ｏリング２９は凸部４１ａの床面と凹部４２ａの上面との間に挟持される。このような嵌合部を設けることによって、部品の公差によるＯリングのつぶし代のばらつきの影響を小さくすることができるため、Ｏリング２９の経時的な劣化等によるシール性の低下が抑制される。

［第３実施形態］
図３（ｂ）に可変減衰力ダンパに用いられる第３実施形態に係るピストンの断面図を示す。このピストン１６Ｃは、先に説明したピストン１６Ｂが有する凸部４１ａと凹部４２ａとを逆の位置に形成した点である。すなわち、ピストン１６Ｃでは、ピストンロッド１３の先端に凹部４１ｂが設けられ、樹脂封止部２６において凹部４１ｂと対向する面に凹部４１ｂと嵌合する凸部４２ｂが設けられている。Ｏリング２９は凹部４１ｂの上面と凸部４２ｂの床面との間に挟持される。このような嵌合部が奏する効果は、ピストン１６Ｂと同様である。

《可変減衰力ダンパの性能》
可変減衰力ダンパ１０は、前記したピストン１６Ａ〜１６Ｃのいずれを用いて組み立てられていても、発生する減衰力について、実質的な差異は生じない。例えば、図２（ｂ）において、図示しない電源装置（制御装置）から給電線２８を通してコイル３１に電流を流すと、主に間隙部３９を流通しているＭＲ流体に磁場が印可されて、ＭＲ流体に含まれる磁性粒子が鎖状クラスタを形成し、間隙部３９内を通過するＭＲ流体の見かけ上の粘度を増大させる。コイル３１に流す電流の大きさを制御してＭＲ流体に印加する磁場の大きさを変えることにより、減衰力を可変に制御することができる。

［ＭＲ流体に印加する磁場の大きさ］
図４にピストンの構造と等磁場線との関係を模式的に示す。図４（ａ）に示されるピストン構造は、図３（ａ）に示した本発明例に係るピストン構造と実質的に同じであり、図４（ａ）に示される符号１３はピストンロッドを、符号３１はコイルを、符号３２はピストンリングを、符号３３，３４はサイドカバーを、符号３９は間隙部をそれぞれ示している。一方、図４（ｂ）に示されるピストン構造は、図４（ａ）に示されるゴム（Ｏリング２９）の部分を図７に示した従来公知の構造となるように変形させたものであり、これを参考例１に係るピストン構造とする。

なお、図４（ａ）と図４（ｂ）とでは、ゴム及びゴムの大きさの直接の影響を受ける部分以外は同じ構造であるため、図４（ｂ）では構成部材を示す符号の多くを省略している。また、図４（ａ），（ｂ）では、等磁場線を明確に表すために、構成部材のハッチング表示を省略している。

参考例１のピストン構造では、図４（ｂ）に示されるように、ゴムは非磁性体であるため、ゴムの占める体積が大きいと、ゴムの近傍で磁束の通り道が狭くなり、磁束密度が上昇する。それにより、ＭＲ流体に所望の粘性変化を生じさせることができる間隙部３９にかかる磁場が小さくなり、結果として減衰力の可変幅が小さくなってしまう。

ゴムの体積と磁場の大きさとの関係を調べるために、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、間隙部３９内においてコイル３１から一定距離離れた同じ位置にＰ_１点とＰ_２点、Ｑ_１点とＱ_２点をそれぞれ設置して、これら各点の磁場の大きさを比較した結果、Ｐ_１点での磁場の大きさはＰ_２点の磁場の大きさよりも約３．７％大きく、Ｑ_１点での磁場の大きさはＱ_２点の磁場の大きさよりも約４．４％大きくなっていることが確認された。この結果は、本発明例に係る可変減衰力ダンパ１０では、ＭＲ流体に所望の粘性変化を生じさせることができる間隙部３９内の領域が広がるため、大きな減衰力を得ることができること、また、小さな電流で大きな磁場を形成することができることを示している。このことは、後記する図５により裏付けられる。

なお、図４（ａ）において、ゴム（Ｏリング２９）をさらにサイドカバー３３側に設けることにより、磁束の通り道を広くして、より大きな磁場をＭＲ流体に印加することができるものと考えられる。但し、ゴム（Ｏリング２９）をサイドカバー３３側に近付け過ぎると、樹脂封止部２６においてピストンコア２１の中心孔２５を埋設している部分の厚さが薄くなり、その部分の機械的強度の低下を招くおそれがある。そこで、可変減衰力ダンパ１０に求められる減衰力の大きさと、樹脂封止部２６の機械的強度（機械的耐久性）とを考慮して、ゴム（Ｏリング２９）の位置を定めることが好ましい。

［可変減衰力ダンパの減衰力］
図５に、図４（ａ）の構造を有するピストンを備えた本発明例に係る可変減衰力ダンパの減衰力性能を表したグラフを示す。この図５には、図４（ｂ）の構造を有するピストンを備えた参考例１に係る可変減衰力ダンパの減衰力性能を表したグラフを併記する。本発明例に係る可変減衰力ダンパ１０と参考例１に係る可変減衰力ダンパとでは、ピストンにおけるシール構造を除き、その他の構成は同じであるため、各コイルに電流を流さない状態（電流：０Ａ）では、それぞれの減衰力特性は同じ特性を示す。

各コイルに流す電流を５Ａとした場合に、本発明例に係る可変減衰力ダンパは、参考例１に係る可変減衰力ダンパよりも大きな減衰力が得られていることがわかる。このことは、参考例１に係る可変減衰力ダンパよりも本発明例に係る可変減衰力ダンパにおいて、ＭＲ流体に印加される磁場が大きくなっていることを示しており、図４を参照して説明したように、減衰力の発生に実質的に寄与する大きさの磁場が印加されているＭＲ流体の量が多くなっていることを裏付けている。

［可変減衰力ダンパの電流制御性（減衰力の復帰応答性）］
可変減衰力ダンパの減衰力応答性は、コイルに供給される電流制御性と密接に関係する。図６に、本発明例に係る可変減衰力ダンパと別の参考例（以下「参考例２」という）に係る可変減衰力ダンパにおける電流制御性を対比したグラフを示す。ここで、参考例２に係る可変減衰力ダンパとは、電極構造の観点から、特許文献２として先に取り上げた米国特許第６９７１２３１号明細書に開示された可変減衰力ダンパと同等の構造を有するものであり、ピストンロッドとピストンコアを給電に用いるものである。その概略構造については既に説明しているので、ここでの説明は省略する。

図６に示される「１２Ｖ÷抵抗」の「１２Ｖ」は、電源として普通乗用車等の車両に搭載されている一般的な鉛蓄電池を想定して定めたものであり、「抵抗」は電源と可変減衰力ダンパとの間で構成される回路の抵抗である。電源からコイルへの給電を開始すると、回路特性に起因して電流が立ち上がり、最大電流値は「１２Ｖ÷抵抗」の値となる。ここでは、本発明例及び参考例２の各可変減衰力ダンパにおいて、回路の抵抗値には、実質的な差異はないものとする。また、各コイルへの電流の供給は、回路に設けられたスイッチのオン／オフにより行われ、回路のスイッチがオンになると、回路の抵抗に依存して電流が立ち上がり、指示電流値で電流がカットされて、コイルに給電されるものとする。

図６に示されるように、本発明例に係る可変減衰力ダンパ１０と参考例２に係る可変減衰力ダンパとで、回路のスイッチをオンにしてから各コイルに電流供給を終了するまでの電流特性は、実質的に同じである（図６において実線（本発明例）と一点鎖線（参考例２）とは重複している）。

続いて、電流供給を終了してコイルに流れる電流を０Ａに戻す場合、参考例２に係る可変減衰力ダンパでは、ピストンロッドを常にグランド（アース）として用いる必要があるため、自然に電流値が下がるのを待たなければならず、０Ａに収束するまでに一定の時間を要する（図６中の一点鎖線参照）。これに対して、本発明例に係る可変減衰力ダンパ１０では、２本の給電線２８の極性を逆転させてコイル３１に供給する電流の向きを逆転させることができるように回路を構成することができるため、このような回路構成を採用することにより、０Ａへの収束時間を大幅に短縮することができ（図６中の実線参照）、これにより、優れた減衰力の復帰応答性が得られる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。例えば、ピストン１６として、ピストンロッド１３をピストンコア２１に螺合させた構造を示したが、ピストンロッド１３を圧入によりピストンコア２１に取り付けてもよい。

本発明の一実施形態に係る可変減衰力ダンパの概略構造を表した断面図である。 （ａ）は可変減衰力ダンパを構成するピストンを構成するピストンコアの概略斜視図であり、（ｂ）は第１実施形態に係るピストンの断面図である。 （ａ）は第２実施形態に係るピストンの断面図であり、（ｂ）は第３実施形態に係るピストンの断面図である。 ピストンの構造と等磁場線との関係を模式的に示す図であり、（ａ）はピストン構造が本発明例の場合であり、（ｂ）はピストン構造が参考例１の場合である。 本発明例に係る可変減衰力ダンパと参考例１に係る可変減衰力ダンパの減衰力性能を示すグラフである。 本発明例に係る可変減衰力ダンパと参考例２に係る可変減衰力ダンパの電流制御性を示すグラフである。 可変減衰力ダンパに用いられている公知のピストンの一例に係る概略構造を示す部分断面図である。

符号の説明

１０ 可変減衰力ダンパ
１２ シリンダチューブ
１３ ピストンロッド
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ ピストン
２１ ピストンコア
２２ 条溝
２３ 第１連通溝
２４ 第２連通溝
２５ 中央孔
２６ 樹脂封止部
２７ 管状通路
２８ 給電線
２９ Ｏリング
３１ コイル
３２ ピストンリング
３３，３４ サイドカバー
３３ａ，３４ａ 孔部
３５ ネジ
３６ スペーサ
３９ 間隙部
４１ａ 凸部
４１ｂ 凹部
４２ａ 凹部
４２ｂ 凸部

Claims (3)

1. 磁性粒子を含む磁性流体または磁気粘性流体である作動流体が充填されるシリンダチューブと、
   前記シリンダチューブの内部を第１の室と第２の室とに区画し、前記作動流体を前記第１の室と前記第２の室との間で流通させる連通孔と、前記連通孔内の作動流体に磁場を印加するコイルとを備えたピストンと、
   前記シリンダチューブの軸方向において前記ピストンがスライド自在となるように前記ピストンに取り付けられ、前記コイルへの給電を行うための給電線を挿通させるための通路を備えたピストンロッドと、を具備し、
   前記コイルへの給電によって前記連通孔内の作動流体の粘性を変化させて減衰力を制御する可変減衰力ダンパであって、
   前記ピストンは、
   前記ピストンロッドが嵌挿されると共に前記通路と連通する中央孔を備えた円筒形状を有し、その外周に前記コイルが巻装されるピストンコアと、
   熱硬化性樹脂からなり、前記コイルから前記中央孔を通して前記通路へ引き回される前記給電線を固定すると共に前記中央孔を封止する樹脂封止部と、
   前記ピストンロッドの先端と前記樹脂封止部の端部とに挟持されるように前記中央孔内に配置されたシールリングと、を具備することを特徴とする可変減衰力ダンパ。
2. 前記ピストンロッドの先端と前記樹脂封止部の端部のいずれか一方に凸部が形成され、他方に前記凸部と嵌合する凹部が形成されており、
   前記凸部の床面と前記凹部の上面との間に前記シールリングが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の可変減衰力ダンパ。
3. 前記給電線を２本備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変減衰力ダンパ。

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