JP2014202316A

JP2014202316A - 減衰力可変ダンパ

Info

Publication number: JP2014202316A
Application number: JP2013080639A
Authority: JP
Inventors: 行博脇畑; Yukihiro Wakihata; 岳洋藤元; Takehiro Fujimoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】周囲温度の変化による減衰力の変化を抑制できる減衰力可変ダンパを提供することを課題とする。
【解決手段】作動油が充填されるシリンダ１２を上液圧室３１と下液圧室３２に区画するとともに上液圧室３１と下液圧室３２を連通する流体通路８６を有するピストンケース３４と、流体通路８６を開閉するバルブ手段７１と、電力が供給されたときにピエゾ素子積層部５２が伸長してバルブ手段７１を流体通路８６の側に押圧するアクチュエータ５１と、を含むピストン組立体１４を有する減衰力可変ダンパ１０とする。そして、アクチュエータ５１はピエゾ素子積層部５２とバルブ手段７１の間に配設される熱膨張補償部材を有し、この熱膨張補償部材が、ピエゾ素子積層部５２とピストンケース３４の熱膨張の差を吸収する。さらに、バルブ手段７１の固有振動数よりも小さい固有振動数の熱膨張補償部材とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、減衰力可変ダンパに関する。

例えば特許文献１には、シリンダを第１，第２流体室（上液圧室，下液圧室）に区画するピストン組立体に形成される減衰力調節孔を開閉することによって減衰力を変更可能な減衰力可変ダンパが開示されている。特許文献１に記載される減衰力可変ダンパは、ピストン組立体の減衰力調節孔を開閉するピストン作動部（バルブ手段）にピエゾ素子からなる圧電体（アクチュエータ）で押圧力を付与し、その押圧力を調節することによって減衰力を調節するように構成されている。

特開２０１２−９２８８３号公報

特許文献１に記載される減衰力可変ダンパのピストン作動部は、圧電体で支持されて減衰力調節孔を開閉可能な位置に備わり、その圧電体はピストン組立体に支持されている。しかしながら、圧電体を構成するピエゾ素子と、ピストン組立体を構成する鋼材と、の熱膨張係数が異なるため、圧電体とピストン組立体が周囲温度の変化に応じて伸縮すると、圧電体に支持されるピストン作動部と、ピストン組立体に形成される減衰力調節孔の距離が変化し、これによって、減衰力可変ダンパに生じる減衰力が変化してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、周囲温度の変化による減衰力の変化を抑制できる減衰力可変ダンパを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、作動油が充填されているシリンダに摺動可能に収納されて前記シリンダを摺動方向に第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記第１流体室と前記第２流体室を連通する流体通路が形成されているピストンケースと、前記ピストンケースにおける前記流体通路の開口部に対して近接および離反する方向に移動可能に構成されて、前記開口部に近接したときに前記流体通路を閉塞するバルブ手段と、電力が供給されたときに伸長して前記バルブ手段を前記開口部の側に押圧するアクチュエータと、を含んで構成されるピストン組立体を有し、前記アクチュエータが前記バルブ手段を押圧する押圧力の増減で前記流体通路を流通する前記作動油の流路抵抗を増減して前記ピストン組立体に作用する減衰力を増減する減衰力可変ダンパとする。そして、前記アクチュエータは、一端が前記ピストンケースに係止されて電力が供給されたときにその一端を基点として伸長するピエゾ素子積層部と、前記ピエゾ素子積層部が伸縮する方向に生じる前記ピエゾ素子積層部と前記ピストンケースの熱膨張の差を吸収する熱膨張補償部材と、を有し、前記熱膨張補償部材は前記ピエゾ素子積層部と前記バルブ手段の間に配設され、前記熱膨張補償部材の固有振動数が前記バルブ手段の固有振動数よりも小さいことを特徴とする。

本発明によると、バルブ手段をピストンケースの流体通路に押圧するアクチュエータがピエゾ素子積層部と熱膨張補償部材とを含んで構成され、ピエゾ素子積層部とバルブ手段の間に熱膨張補償部材が配設される。そして、熱膨張補償部材によって、ピエゾ素子積層部の伸縮方向に生じるピエゾ素子積層部とピストンケースの伸縮量の差（熱膨張の差）を吸収することができる。
したがって、周囲温度の変化に対するピエゾ素子積層部とピストンケースの伸縮量の差によって生じる、バルブ手段と流体通路の相対的な位置関係の変動が抑制される。
また、熱膨張補償部材の固有振動数がバルブ手段の固有振動数よりも小さいため、バルブ手段に生じた固有振動数の振動のピエゾ素子積層部への伝達を熱膨張補償部材で遮断できる。したがって、バルブ手段に生じた振動がピエゾ素子積層部を介してピストンケースに伝達されること、が抑制される。

また、本発明の減衰力可変ダンパは、前記熱膨張補償部材がダイラタンシー特性を有することを特徴とする。

ダイラタンシー特性を有する熱膨張補償部材は、液体の状態で容器に収容することができるため、容器へ熱膨張補償部材を収容する作業性が向上する。

本発明によると、周囲温度の変化による減衰力の変化を抑制できる減衰力可変ダンパを提供できる。

減衰力可変ダンパの構成図である。ピストン組立体の詳細な構造を示す図である。周囲温度の変化によるバルブ手段と流体通路の距離の変化を説明する図であり、（ａ）は周囲温度が基準となる温度の場合を示す図、（ｂ）は周囲温度が基準となる温度よりも高い場合を示す図、（ｃ）は周囲温度が基準となる温度よりも低い場合を示す図である。温度補償機構の一構成例を示す断面図である。熱膨張補償部材の作用を示す図であり、（ａ）は周囲温度が基準となる温度の場合を示す図、（ｂ）は周囲温度が基準となる温度よりも高い場合を示す図、（ｃ）は周囲温度が基準となる温度よりも低い場合を示す図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は減衰力可変ダンパの構成図、図２はピストン組立体の詳細な構造を示す図である。
図１，２に示すように、本実施形態の減衰力可変ダンパ１０は、能動的に減衰力を変化して車両１１に生じる振動を吸収する緩衝装置である。
減衰力可変ダンパ１０は、円筒状のシリンダ１２と、シリンダ１２内に摺動自在に収納されるピストン組立体１４と、ピストン組立体１４に連結されてシリンダ１２の上端部１２ａから突出するピストンロッド１６を備える。
なお、本実施形態においては、ピストンロッド１６が突出する上端部１２ａの側を上方として減衰力可変ダンパ１０の上下方向を設定する。

また、ピストンロッド１６およびピストン組立体１４の内部には、ワイヤハーネス２１を介して制御部２２に接続されるアクチュエータ５１が備わる。また、このアクチュエータ５１には電源２４（バッテリ等）から電力が供給されるように構成される。

シリンダ１２の内部には液体（作動油１３）が充填されており、ピストン組立体１４は、矢印で示す上下方向（シリンダ１２の軸線方向）に摺動可能に備わっている。そして、シリンダ１２の内部は、ピストン組立体１４によって、上端部１２ａ側の第１流体室（上液圧室３１）と、第２流体室（下液圧室３２）に、ピストン組立体１４の摺動方向（上下方向）に区画される。

このように構成される減衰力可変ダンパ１０は、車両１１からピストンロッド１６を変位させる圧力が印加されたときに、シリンダ１２内でピストン組立体１４を矢印方向（上下方向）に摺動させて作動油１３を上液圧室３１と下液圧室３２の間で移動させることによってピストン組立体１４の変位を減衰する減衰力（ピストン組立体１４に作用する減衰力）を生じる。

また、シリンダ１２の下液圧室３２は、ボトムバルブ１００によってリザーブ室６０と区画されている。ボトムバルブ１００には、下液圧室３２とリザーブ室６０を連通する複数の連通路１００ａが形成されており、複数の連通路１００ａは、第１制御弁１１０ａまたは第２制御弁１１０ｂのいずれか一方で開閉される。

第１制御弁１１０ａは、下液圧室３２における作動油１３の圧力（以下、「下室液圧」と称する）が所定の圧力よりも低くなったときに開弁して、リザーブ室６０から下液圧室３２に向かう一方向の作動油１３の流通を許可する逆止弁である。また、第２制御弁１１０ｂは、下室液圧が所定の圧力よりも高くなったときに開弁して、下液圧室３２からリザーブ室６０に向かう一方向の作動油１３の流通を許可する逆止弁である。
なお、上液圧室３１における作動油１３の圧力を、以下、「上室液圧」と称する。

また、リザーブ室６０は、フリーピストン６０ａによって適宜与圧されたガスが充填されるガス室６１と区画されている。フリーピストン６０ａはシリンダ１２内を上下方向に摺動可能に備わる。この構成によって、ガス室６１に充填されているガスの気圧が下液圧室３２および上液圧室３１に充填される作動油１３に付与され、下室液圧および上室液圧がガス室６１に充填されているガスの気圧と等しく維持される。
減衰力可変ダンパ１０は、ガス室６１に充填されているガスの気圧を初期内圧として作動する。

本実施形態の減衰力可変ダンパ１０は減衰力を能動的に変化可能であり、ピストン組立体１４は図２に示すように構成される。
図２に示すように、ピストン組立体１４は、シリンダ１２内を摺動するとともにピストン組立体１４の外装を形成するピストンケース３４と、ピストンケース３４内に設けられたピストンシリンダ４１と、ピストンシリンダ４１内を摺動するバルブ手段７１の摺動部４５と、が備わっている。

また、アクチュエータ５１は、ピエゾ素子が積層されたピエゾ素子積層部５２と、温度補償機構５３を含んで構成され、温度補償機構５３は、ピエゾ素子積層部５２の下端部５２ａとバルブ手段７１の摺動部４５の間に配設される。そして、アクチュエータ５１は、ピエゾ素子積層部５２が伸長したときに温度補償機構５３を介して摺動部４５を下方に向かって押圧するように構成される。温度補償機構５３の詳細は後記する。なお、アクチュエータ５１は摺動部４５の移動に応じて上下方向に伸縮する（つまり、バルブ手段７１の移動方向に伸縮する）ベローズ５４で密封される空間に配設される。

ベローズ５４は、略円筒状をなす周壁５４ａが蛇腹状に形成されて上下方向に伸縮可能に構成され、下方の端部（下端部５４ｃ）は摺動部４５の上方の端部（上端部４５ａ）に嵌合し、上部５４ｂはピストンシリンダ４１の内側に係止される。また、ベローズ５４は、金属体など弾性を有する素材で形成され、周壁５４ａの蛇腹によって弾性を有するように構成される。そして、ベローズ５４は、略円筒状の内側にアクチュエータ５１が収納されるとともに、摺動部４５（バルブ手段７１）に、上方に向かう弾性力を適宜付与するように構成される。
つまり、バルブ手段７１は、ベローズ５４によって上方に向かう方向に付勢されてアクチュエータ５１に押し付けられるように構成される。

なお、ベローズ５４の内側とピストンケース３４と摺動部４５とで形成される密封された空間は基準圧室４７であり、内部の圧力が所定の基準圧（例えば、大気圧）に維持される。
そして、減衰力可変ダンパ１０の初期内圧は基準圧室４７の基準圧（大気圧）よりも高く設定され、基準圧室４７は上液圧室３１における作動油１３よりも低圧の状態になる。したがって、摺動部４５には、基準圧室４７と上液圧室３１の圧力差によってもアクチュエータ５１に押しつけられる力が作用する。

また、本実施形態のピストン組立体１４はバルブ手段７１を備えている。そして、バルブ手段７１の上方に摺動部４５が形成され、この摺動部４５がピストンシリンダ４１の内部を上下方向に摺動してバルブ手段７１が上下方向に移動するように構成される。

ピストンケース３４は、上方から下方に向かって上部３４ａ、壁部３４ｂ、および下部３４ｃを有し、下部３４ｃの外周には、ゴムなどの弾性体からなるピストンリング３８が環装される。ピストンリング３８はシリンダ１２の周壁とピストン組立体１４の間隙を閉塞し、この構成によって、ピストン組立体１４がシリンダ１２を摺動する。また、ピストンリング３８によって、シリンダ１２の上液圧室３１と下液圧室３２が液密に区画される。

ピストンケース３４の上部３４ａは、円筒状のピストンシリンダ４１を形成する壁部３４ｂの上部を閉塞するとともにピストンロッド１６と連結され、さらに、中央に係止孔３５が形成され、この係止孔３５にアクチュエータ５１が係止される。

ピストンケース３４の下部３４ｃは、壁部３４ｂに接続される円筒状の下壁部３４ｄと、円筒状の下壁部３４ｄの下方を閉塞する底部３４ｅと、を有する。下壁部３４ｄは、壁部３４ｂに形成されるピストンシリンダ４１と連通する内部空間（バルブ収納空間８３）を形成し、このバルブ収納空間８３にバルブ手段７１が収納される。
下壁部３４ｄにはバルブ収納空間８３とシリンダ１２の内部空間を連通する複数のピストン開口部８２が形成され、バルブ収納空間８３はピストン開口部８２を介してシリンダ１２の上液圧室３１と連通する。また、バルブ収納空間８３は、底部３４ｅによってシリンダ１２の下液圧室３２と区画され、底部３４ｅには、下液圧室３２とバルブ収納空間８３を連通する複数の流体通路８６が設けられる。
この構成によって、下液圧室３２と上液圧室３１が、流体通路８６、バルブ収納空間８３、およびピストン開口部８２を介して連通する。

本実施形態のアクチュエータ５１に備わるピエゾ素子積層部５２は、ピエゾ素子の単体が上下方向に積層された構造であり、ピストンケース３４の上部３４ａに形成される係止孔３５に配設されて一端（上端部５２ｂ）が上部３４ａに係止される。また、ピエゾ素子積層部５２の他端（下端部５２ａ）は温度補償機構５３に接続し、さらに、温度補償機構５３は摺動部４５の上端部４５ａに接続する。

アクチュエータ５１（ピエゾ素子積層部５２）に電源２４（図１参照）から電力が供給されるとピエゾ素子の単体がそれぞれ増幅し、ピエゾ素子積層部５２は上部３４ａに係止される上端部５２ｂを基点として下方向に伸張するように構成される。

また、バルブ手段７１は、アクチュエータ５１（ピエゾ素子積層部５２）に電力が供給されない状態のときに、ピストンケース３４の底部３４ｅと僅かな間隙を有して離反するように配設される。
この構成によって、電力が供給されてアクチュエータ５１が伸長すると、バルブ手段７１は僅かな間隙に相当する移動量だけ移動して底部３４ｅに着座する。その後、アクチュエータ５１が伸長すると、アクチュエータ５１がバルブ手段７１を押圧する力が増大する。
一方、電力の供給が停止するなどしてアクチュエータ５１が収縮すると、アクチュエータ５１がバルブ手段７１を押圧する力が低下する。
ベローズ５４は上方に向かう弾性力を摺動部４５に付与する構成であり、アクチュエータ５１が収縮したときにはベローズ５４の弾性力によって摺動部４５が上方に移動し、それにともなってバルブ手段７１が上方に移動する。そして、バルブ手段７１が所定の位置に復帰する。

また、バルブ手段７１は、ピストンケース３４の底部３４ｅの側が広がる内部空間（バルブ内空間７６）が形成されているスカート部７２を有する。スカート部７２は、アクチュエータ５１が収縮したときに僅かな間隙が形成される位置まで底部３４ｅに近接するように配置される。そして、電力が供給されてアクチュエータ５１が伸長したときに、スカート部７２が底部３４ｅに着座するように構成される。さらに、スカート部７２が底部３４ｅに着座したとき、その下端部７２ａによって、流体通路８６の開口部８６ａが閉塞されるように構成される。つまり、底部３４ｅの流体通路８６（開口部８６ａ）は、スカート部７２の下端部７２ａの位置に形成されていることが好ましい。この構成によって、バルブ手段７１は流体通路８６の開口部８６ａに対して近接および離反する方向に移動可能であり、伸長したアクチュエータ５１がバルブ手段７１を流体通路８６の開口部８６ａの側に押圧する構成になる。

なお、バルブ手段７１のスカート部７２と流体通路８６（開口部８６ａ）の間に間隙が形成される状態を、バルブ手段７１の開弁状態とし、流体通路８６（開口部８６ａ）がスカート部７２で閉塞される状態を、バルブ手段７１の閉弁状態とする。

スカート部７２には、複数のバルブ開口部７７が開口し、バルブ内空間７６とバルブ収納空間８３がバルブ開口部７７を介して連通するように構成される。
この構成によって、バルブ内空間７６とシリンダ１２の上液圧室３１は、バルブ開口部７７、バルブ収納空間８３、およびピストン開口部８２を介して連通する。

電力が供給されてアクチュエータ５１が伸長すると、アクチュエータ５１が摺動部４５を介してバルブ手段７１をピストンケース３４の底部３４ｅに押圧する押圧力（ピストン押圧力）が増大し、流体通路８６を流通する作動油１３に生じる流路抵抗が大きくなる。
逆にアクチュエータ５１に供給される電力が小さくなるほどアクチュエータ５１が収縮し、バルブ手段７１がピストンケース３４の底部３４ｅに押圧されるピストン押圧力が低下し、流体通路８６を流通する作動油１３に生じる流路抵抗が小さくなる。

このように、本実施形態の制御部２２（図１参照）はアクチュエータ５１に供給する電力を調節することによってアクチュエータ５１の伸縮を制御でき、これによって、バルブ手段７１を底部３４ｅに押圧するピストン押圧力を調節できる。さらに、制御部２２は、バルブ手段７１を底部３４ｅに押圧するピストン押圧力を調節することによって、流体通路８６を流通する作動油１３に生じる流路抵抗を調節できる。
そして、本実施形態の減衰力可変ダンパ１０は、流体通路８６を流通する作動油１３に生じる流路抵抗によってピストン組立体１４に作用する減衰力を生じさせるため、制御部２２は、アクチュエータ５１に供給する電力を調節してピストン組立体１４に作用する減衰力を調節できる。
つまり、制御部２２は、流体通路８６を流通する作動油１３の流路抵抗を増減して、ピストン組立体１４に作用する減衰力を増減する。

図３の（ａ）〜（ｃ）は周囲温度の変化によるバルブ手段と流体通路の距離の変化を説明する図である。
図２に示すように構成されるピストン組立体１４において、ピストンケース３４は、Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼）などの鋼材を素材とするため、アクチュエータ５１のピエゾ素子積層部５２を形成するピエゾ素子と熱膨張係数（線膨張係数）が異なる。因みに、Ｓ４５Ｃの熱膨張係数は１１［ｐｐｍ／Ｋ］程度であり、ピエゾ素子（セラミックス）の熱膨張係数は９［ｐｐｍ／Ｋ］程度である。

したがって、周囲温度が高いほどピストンケース３４がピエゾ素子積層部５２よりも大きく伸長し、周囲温度が低いほどピストンケース３４がピエゾ素子積層部５２よりも大きく収縮する。
図３の（ａ）に示すように、周囲温度が基準とする温度（例えば、Ｔ_ｓｔｄ＝３０℃（約３００Ｋ））のときに、流体通路８６が形成される底部３４ｅとバルブ手段７１の間隙（Ｓ_ｓｔｄ）が好適になるような構成とする。図３の（ｂ）に示すように周囲温度が基準とする温度よりも高くなると（Ｔ_ｈｉｇｈ＞Ｔ_ｓｔｄ）、ピストンケース３４の熱膨張量がピエゾ素子積層部５２の熱膨張量よりも大きいため、ピストンケース３４がピエゾ素子積層部５２よりも大きく伸長して底部３４ｅとバルブ手段７１の間隙が広がる（Ｓ_ｈｉｇｈ＞Ｓ_ｓｔｄ）。また、図３の（ｃ）に示すように周囲温度が基準とする温度よりも低くなると（Ｔ_ｌｏｗ＜Ｔ_ｓｔｄ）、ピストンケース３４がピエゾ素子積層部５２よりも大きく収縮して底部３４ｅとバルブ手段７１の間隙が狭まる（Ｓ_ｌｏｗ＜Ｓ_ｓｔｄ）。

つまり、周囲温度の変化によって、底部３４ｅとバルブ手段７１の相対的な位置関係が変動して底部３４ｅ（流体通路８６）とバルブ手段７１の間隙が変化し、これにともなって減衰力可変ダンパ１０（図１参照）に生じる減衰力が変化する。
そこで、図２に示すように、本実施形態の減衰力可変ダンパ１０は、アクチュエータ５１に温度補償機構５３を備え、ピエゾ素子積層部５２とバルブ手段７１（摺動部４５）の間に温度補償機構５３が配設される構成とした。この構成によって、周囲温度の変化による、底部３４ｅ（流体通路８６）とバルブ手段７１の間隙の変化が抑制される。

図４は温度補償機構の一構成例を示す断面図、図５の（ａ）〜（ｃ）は熱膨張補償部材の作用を示す図である。
温度補償機構５３の構造は限定されるものではないが、例えば、図４に示すように構成される。
図４に示すように、温度補償機構５３は、一端が閉塞した中空円筒状の本体部５３ａと、本体部５３ａの内部に備わる可動蓋５３ｂと、本体部５３ａに収容される熱膨張補償部材５３ｃと、を含んで構成される。
可動蓋５３ｂは、本体部５３ａと干渉することなく、本体部５３ａの軸方向（上下方向）に変位自在に備わることが好ましい。

本体部５３ａは、ピエゾ素子積層部５２の側（上側）が開放するように、閉塞した一端（下側）が摺動部４５の上端部４５ａに接続されて備わる。そして、本体部５３ａの内部に熱膨張補償部材５３ｃが収容され、開放した上側が可動蓋５３ｂで閉塞される。
さらに、可動蓋５３ｂは、ピエゾ素子積層部５２の下端部５２ａと接続される。
そして、ピエゾ素子積層部５２が、本体部５３ａと干渉することなく当該本体部５３ａの内側に入り込むように構成される。
このように構成される温度補償機構５３は、周囲温度の変化でピエゾ素子積層部５２が伸縮する方向に生じる、ピエゾ素子積層部５２の伸縮量とピストンケース３４の伸縮量の差（ピエゾ素子積層部５２が伸縮する方向に生じるピエゾ素子積層部５２とピストンケース３４の熱膨張の差）を熱膨張補償部材５３ｃの伸縮で吸収できる。

また、本実施形態においては、下記の性能を満たす熱膨張補償部材５３ｃを使用することとした。
まず、熱膨張係数（線膨張係数）は、ある程度大きなものとする。
熱膨張補償部材５３ｃの熱膨張係数が小さいと、ピエゾ素子積層部５２とピストンケース３４の伸縮の差を吸収するために上下方向に長い温度補償機構５３が必要になり、これによって減衰力可変ダンパ１０（図１参照）が大型化してしまう。
よって、減衰力可変ダンパ１０の大型化を抑制するために、熱膨張係数の大きな熱膨張補償部材５３ｃが好ましい。

また、熱膨張補償部材５３ｃの縦弾性係数（ヤング率）はある程度大きなものとする。
熱膨張補償部材５３ｃの縦弾性係数が小さいと、熱膨張補償部材５３ｃが弾性部材として機能し、電力が印加されてピエゾ素子積層部５２が伸長したとき、その伸長が熱膨張補償部材５３ｃの収縮によって吸収され、バルブ手段７１を底部３４ｅ（図２参照）に押圧するピストン押圧力が好適に調節されなくなる。
よって、ピエゾ素子積層部５２の伸縮でピストン押圧力を好適に調節可能とするために、縦弾性係数の大きな熱膨張補償部材５３ｃが好ましい。

また、周囲温度の変化による伸縮に対する耐久性が高い熱膨張補償部材５３ｃが好ましい（例えば、所定の範囲の温度変化が繰り返されたときに伸縮可能な回数が高く規定されていることが好ましい）。
本実施形態の減衰力可変ダンパ１０（図１参照）は、車両１１（図１参照）に備わる部材であり、走行環境の変化による温度変化や走行による発熱での温度変化など、周囲温度の変化が激しい環境で使用される。
よって、周囲温度の変化による伸縮に対する耐久性が高い熱膨張補償部材５３ｃが好ましい。

また、耐水性の高い熱膨張補償部材５３ｃが好ましい。ここでいう耐水性は吸水による体積変化を示し、吸水による体積変化の小さな熱膨張補償部材５３ｃが好ましい（例えば、吸水による体積膨張の上限が設定されていることが好ましい）。
温度補償機構５３は、ピストンケース３４において密封された空間に配置されるため、外部から浸入する水分を熱膨張補償部材５３ｃが吸収する可能性は低いが、例えば、温度補償機構５３が配置される空間のガス（空気）に含まれる水分が凝縮して熱膨張補償部材５３ｃに吸収される場合がある。この場合に熱膨張補償部材５３ｃの体積が大きく膨張すると、底部３４ｅ（図２参照）とバルブ手段７１の間隙が小さくなり、減衰力可変ダンパ１０（図１参照）に好適な減衰力が発生しなくなる場合がある。
よって、耐水性が高く、吸水による体積変化の小さな熱膨張補償部材５３ｃが好ましい。

以上のような性能を満たす熱膨張補償部材５３ｃとして、樹脂、液体、ダイラタンシー特性を有する部材（以下、「ダイラタンシー材」と称する）などを素材とする熱膨張補償部材５３ｃが好ましい。
樹脂は、種類が多く選択の幅が広い。また、熱膨張係数が大きなものが多く、例えば、ポリカーボネートの熱膨張係数は１３０［ｐｐｍ／Ｋ］である。
しかしながら、樹脂は、金属部材よりも縦弾性係数が大きい、本体部５３ａに収容するときの作業性が液体に比べて悪い、などの性質を併せ持つ。

液体も種類が多くて選択の幅が広く、一般的に樹脂や金属よりも熱膨張係数が大きい。また、本体部５３ａに収容（充填）するときの作業性が良好である。
しかしながら、液体が充填される温度補償機構５３は、樹脂が収容される温度補償機構５３よりもバネ定数が大きくなる。つまり、液体は、固形部材における縦弾性係数が大きな素材になる。また、液体が充填される本体部５３ａからの漏洩を確実に防止するシール構造が必要になる。

ダイラタンシー材は、所定の圧力で加圧されると固体化する液体であり、通常の圧力下（大気圧等）では液体として機能する。したがって、本体部５３ａに収容（充填）するときの作業性は良好である。さらに、本体部５３ａを閉塞する可動蓋５３ｂ等で加圧することによって固体化するため通常の液体よりも簡易な構造のシール構造で漏洩が防止できる。
しかしながら、ダイラタンシー材が本体部５３ａに充填されたときのバネ定数や熱膨張係数は通常の液体に近似する。

以上のような特性を有する樹脂、液体、ダイラタンシー材の少なくとも一つが熱膨張補償部材５３ｃとして本体部５３ａに収容（充填）された温度補償機構５３とすればよい。
例えば、組み立て作業の効率を優先にする温度補償機構５３であれば、液体やダイラタンシー材が熱膨張補償部材５３ｃとして本体部５３ａに充填された構成であればよい。また、構造の簡素化（シール構造の簡素化や省略）を優先にする温度補償機構５３であれば、樹脂やダイラタンシー材が熱膨張補償部材５３ｃとして本体部５３ａに収容（充填）された構成であればよい。
なお、いずれの場合も、周囲温度の変化によるピエゾ素子積層部５２とピストンケース３４の伸縮の差を吸収する形状の熱膨張補償部材５３ｃが本体部５３ａに収容（充填）されていることが好適である。

図５の（ａ）に示す、周囲温度が基準とする温度（Ｔ_ｓｔｄ）から、図５の（ｂ）に示すように周囲温度が上昇したときには（Ｔ_ｓｔｄ→Ｔ_ｈｉｇｈ）、熱膨張補償部材５３ｃが伸長してピエゾ素子積層部５２とピストンケース３４の伸長の差を吸収する。一方、図５の（ｃ）に示すように、周囲温度が基準とする温度（Ｔ_ｓｔｄ）から低下したときには（Ｔ_ｓｔｄ→Ｔ_ｌｏｗ）、熱膨張補償部材５３ｃが収縮してピエゾ素子積層部５２とピストンケース３４の収縮の差を吸収する。
これにより、バルブ手段７１とピストンケース３４の底部３４ｅとの間隙（Ｓ_ｓｔｄ）が周囲温度によらず略一定に維持され、減衰力可変ダンパ１０（図１参照）の減衰力が一定に維持される。

つまり、本実施形態のピストン組立体１４においては、熱膨張補償部材５３ｃが、周囲温度の変化によるピエゾ素子積層部５２の伸縮量とピストンケース３４の伸縮量の差を吸収して、ピストンケース３４の底部３４ｅに形成される流体通路８６（開口部８６ａ）とバルブ手段７１の相対的な位置関係の周囲温度の変化による変動を抑制する。

また、図４に示すように、ピエゾ素子積層部５２とバルブ手段７１の摺動部４５は、熱膨張補償部材５３ｃを介して接続される。
したがって、バルブ手段７１の固有振動数と熱膨張補償部材５３ｃの固有振動数が異なる構成とすれば、バルブ手段７１の振動が熱膨張補償部材５３ｃに伝達されず、ひいては、バルブ手段７１の振動がピエゾ素子積層部５２に伝達されない。

例えば、熱膨張補償部材５３ｃの固有振動数がバルブ手段７１の固有振動数よりも小さい場合、バルブ手段７１が固有振動数で振動しても、その振動は熱膨張補償部材５３ｃに伝達されない。したがって、バルブ手段７１の振動の伝達を熱膨張補償部材５３ｃで遮断できる。

本実施形態のバルブ手段７１（図２参照）は、シリンダ１２（図２参照）に充填される作動油１３（図２参照）が生じる乱流で作動するものであり、バルブ手段７１には作動油１３の乱流に起因する振動が生じやすい。
そして、バルブ手段７１の振動がピエゾ素子積層部５２（図２参照）に伝達されると、ピエゾ素子積層部５２に伝達された振動がさらにピストンケース３４（図２参照）に伝達され、減衰力可変ダンパ１０（図２参照）に振動が生じることになる。減衰力可変ダンパ１０の振動が車両１１（図１参照）に伝達されると乗り心地が悪化するため、車両１１の品質が低下する。

例えば、熱膨張補償部材５３ｃ（図４参照）の固有振動数を、バルブ手段７１（図２参照）の固有振動数より小さくすることによって、前記したようにバルブ手段７１の振動の伝達が熱膨張補償部材５３ｃで遮断されるため減衰力可変ダンパ１０（図２参照）における振動の発生を抑制できる。したがって、乗り心地の悪化による車両１１（図１参照）の品質の低下を抑制できる。

なお、本体部５３ａ（図４参照）に収容（充填）された熱膨張補償部材５３ｃ（図４参照）の固有振動数は、熱膨張補償部材５３ｃの材質や本体部５３ａへの収容量（充填量）、熱膨張補償部材５３ｃの上下方向の長さや形状などを変更することによって適宜設定可能である。
また、バルブ手段７１（図２参照）の固有振動数は、実験計測等による実測やシミュレーションによって取得可能である。
したがって、バルブ手段７１の固有振動数より小さな固有振動数の熱膨張補償部材５３ｃとすることは可能である。
また、熱膨張補償部材５３ｃがダイラタンシー材の場合は、例えば、固化したときの固有振動数がバルブ手段７１の固有振動数より小さくなる構成とすればよい。

以上のように、本実施形態の減衰力可変ダンパ１０（図２参照）に備わってピストン組立体１４（図２参照）における作動油１３（図２参照）の流路抵抗を変更するバルブ手段７１（図２参照）は、熱膨張補償部材５３ｃ（図４参照）を介してピエゾ素子積層部５２（図２参照）と接続される。
したがって、ピストン組立体１４の外装を形成するとともにバルブ手段７１を収納するピストンケース３４（図２参照）と、ピエゾ素子積層部５２と、の周囲温度の変化による伸縮の差が熱膨張補償部材５３ｃによって吸収される。このことによって、バルブ手段７１とピストンケース３４の底部３４ｅに形成される流体通路８６（図２参照）の相対的な位置関係の、周囲温度の変化による変動が抑制される。

また、バルブ手段７１（図２参照）の固有振動数よりも小さな固有振動数の熱膨張補償部材５３ｃ（図４参照）が備わる温度補償機構５３（図２参照）であってもよい。ピエゾ素子積層部５２（図２参照）とバルブ手段７１は熱膨張補償部材５３ｃを介して接続される構成であり、バルブ手段７１の振動がピエゾ素子積層部５２を介してピストンケース３４（図２参照）に伝達されることが抑制される。このことによって、減衰力可変ダンパ１０（図２参照）の振動が抑制され、車両１１（図１参照）の品質の低下が抑制される。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、本実施形態のピストン組立体１４（図２参照）は、図４に示すように、１つの温度補償機構５３を有する構成としたが、２つ以上の温度補償機構５３が備わる構成であってもよい。
例えば２つの温度補償機構５３を有する構成の場合、バルブ手段７１の摺動部４５に接続する第１の温度補償機構（図示せず）と、第１の温度補償機構と熱膨張補償部材５３ｃを介して接続される第２の温度補償機構（図示せず）とが備わり、ピエゾ素子積層部５２は、第２の温度補償機構と熱膨張補償部材５３ｃを介して接続される構成とすればよい。
この場合、第１の温度補償機構の熱膨張補償部材５３ｃと、第２の温度補償機構の熱膨張補償部材５３ｃが同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。

また、１つの摺動部４５に２つ以上のアクチュエータ５１（図２参照）が接続される構成であってもよい。この場合、２つのアクチュエータ５１のそれぞれに温度補償機構５３が備わる構成であることが好ましい。

また、図４に示すように、本実施形態の温度補償機構５３において、熱膨張補償部材５３ｃは本体部５３ａに収納されている。しかしながら、この構成も限定されるものではない。樹脂など、それ自体が充分な剛性を有する素材からなる熱膨張補償部材５３ｃであれば、本体部５３ａに収納されることなく、熱膨張補償部材５３ｃが単体で備わる構成とすることも可能である。

１０減衰力可変ダンパ
１２シリンダ
１３作動油
１４ピストン組立体
３１上液圧室（第１流体室）
３２下液圧室（第２流体室）
３４ピストンケース
４５摺動部
５１アクチュエータ
５２ピエゾ素子積層部
５２ａ下端部（ピエゾ素子積層部の他端）
５２ｂ上端部（ピストンケースに係止される一端）
５３温度補償機構
５３ｃ熱膨張補償部材
８６流体通路
８６ａ開口部
７１バルブ手段

Claims

作動油が充填されているシリンダに摺動可能に収納されて前記シリンダを摺動方向に第１流体室と第２流体室に区画するとともに、前記第１流体室と前記第２流体室を連通する流体通路が形成されているピストンケースと、
前記ピストンケースにおける前記流体通路の開口部に対して近接および離反する方向に移動可能に構成されて、前記開口部に近接したときに前記流体通路を閉塞するバルブ手段と、
電力が供給されたときに伸長して前記バルブ手段を前記開口部の側に押圧するアクチュエータと、を含んで構成されるピストン組立体を有し、
前記アクチュエータが前記バルブ手段を押圧する押圧力の増減で前記流体通路を流通する前記作動油の流路抵抗を増減して前記ピストン組立体に作用する減衰力を増減する減衰力可変ダンパにおいて、
前記アクチュエータは、
一端が前記ピストンケースに係止されて電力が供給されたときにその一端を基点として伸長するピエゾ素子積層部と、
前記ピエゾ素子積層部が伸縮する方向に生じる前記ピエゾ素子積層部と前記ピストンケースの熱膨張の差を吸収する熱膨張補償部材と、を有し、
前記熱膨張補償部材は前記ピエゾ素子積層部と前記バルブ手段の間に配設され、前記熱膨張補償部材の固有振動数が前記バルブ手段の固有振動数よりも小さいことを特徴とする減衰力可変ダンパ。
前記熱膨張補償部材がダイラタンシー特性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ダンパ。