JP2017053409A - 磁気粘性流体緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気粘性流体緩衝器のピストンの全長を短くする。【解決手段】緩衝器１００は、磁気粘性流体が封入されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に配置されるピストン２０と、ピストン２０に連結されるピストンロッド２１と、を備え、ピストン２０は、ピストンロッド２１に取り付けられ外周にコイル３３ａが設けられるピストンコア３０と、ピストンコア３０との間に磁気粘性流体の流路２２を形成するフラックスリング３５と、ピストンロッド２１の外周に配置されフラックスリング３５の一端３５ａに外周面４０ｂが収容されロウ付けによってフラックスリング３５に接合されるプレート４０と、ピストンコア３０との間にプレート４０を挟持する固定ナット５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、磁界の作用によって見かけの粘度が変化する磁気粘性流体を利用した磁気粘性流体緩衝器に関するものである。

自動車等の車両に搭載される緩衝器として、磁気粘性流体が通過する流路に磁界を作用させ、磁気粘性流体の見かけの粘度を変化させることによって、減衰力を変化させるものがある。特許文献１には、外周にコイルが巻回されたピストンコアとピストンコアの外周に配置されたピストンリングとを備えるピストンアッセンブリがシリンダ内を摺動する際に、ピストンコアとピストンリングとの間に形成された流路を磁気粘性流体が通過する磁気粘性流体緩衝器が開示されている。

特開２００８−１７５３６４号公報

しかしながら、特許文献１の磁気粘性流体緩衝器では、ピストンコアに対してピストンリングを所定位置に配置するために、ピストンリングを軸方向に挟持する一対のプレートが設けられ、各々のプレートをナットの締結によって固定している。このように、ピストンリングを両端からプレートとナットとで挟み込んで固定する構成であるため、ピストンアッセンブリの全長が長くなり、ピストンアッセンブリのストローク長さが短くなるおそれがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気粘性流体緩衝器のピストンの全長を短くすることを目的とする。

第１の発明は、環状に形成されてピストンロッドの外周に配置され、リング体の一端に外縁が収容され、ロウ付けによる金属層によってリング体に接合されるプレートと、ピストンコアとの間にプレートを挟持するストッパと、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、リング体の一端に外縁が収容されロウ付けによってリング体に接合されるプレートがストッパとピストンコアとの間に挟持されることによって、リング体がピストンコアに対して軸方向に固定される。このため、リング体の他端側には、リング体をピストンコアに対して固定させるための部材を設ける必要がない。

第２の発明は、リング体が、一端から軸方向に凹状に形成される環状凹部を有し、プレートの外縁が、環状凹部内に収容されることを特徴とする。

第２の発明では、プレートの外縁が、環状凹部内に収容される。このため、プレートをリング体に組み付けるためにプレートに突出部等を形成する必要がなく、プレートをシンプルな形状とすることができる。

第３の発明は、リング体が、一端側に他の部分と比較して外径が小さく形成される小径部を有し、小径部の軸方向の長さが、環状凹部の深さ以上に設定されることを特徴とする。

第３の発明では、環状凹部の深さ以上の長さを有する小径部がリング体の一端側に設けられる。このため、環状凹部にプレートが圧入等によって収容される際にリング体の一端側が径方向外側に膨らんだとしても、シリンダとピストンとの摺動面において、かじり等が発生することを防止することができる。

第４の発明は、環状凹部の底面がプレートの一端面と当接することによってリング体の軸方向の位置が規定されることを特徴とする。

第４の発明では、ストッパとピストンコアとの間に挟持されるプレートの端面に、環状凹部の底面が当接することにより、ピストンコアに対するリング体の軸方向の位置が規定される。このように、プレートによって、ピストンコアとリング体との軸方向における位置関係を設定することができる。

第５の発明は、環状凹部の内周面とプレートの外縁との間に形成される金属層によってリング体がプレートに接合されることを特徴とする。

第６の発明は、金属層が、溶融した状態でリング体の一端側からプレートとリング体との間に流し込まれる銅系金属で形成されることを特徴とする。

第５及び第６の発明では、リング体の一端側からプレートとリング体との間に溶融した銅系金属が流れ込み、金属層となる。このため、リング体とプレートとは、圧入等によって組み付けられることに加えて、金属層によって、強固に接合される。

本発明によれば、磁気粘性流体緩衝器のピストンの全長を短くすることができる。

本発明の実施形態に係る磁気粘性流体緩衝器の正面の断面図である。 図１におけるピストンの左側面図である。 図１におけるピストンの右側面図である。 図１におけるプレートとリング体との接合部の拡大図である。 本発明の実施形態の変形例に係る磁気粘性流体緩衝器の正面の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る磁気粘性流体緩衝器（以下、単に「緩衝器」と称する。）１００の全体構成について説明する。

緩衝器１００は、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体を用いることで減衰係数が変化可能なダンパである。緩衝器１００は、例えば、自動車等の車両において車体と車軸との間に介装される。緩衝器１００は、伸縮作動によって車体の振動を抑える減衰力を発生する。

緩衝器１００は、内部に磁気粘性流体が封入されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に配置されるピストン２０と、ピストン２０に連結されてシリンダ１０の外部へ延在するピストンロッド２１と、を備える。

シリンダ１０は、有底円筒状に形成される。シリンダ１０内に封入される磁気粘性流体は、磁界の作用によって見かけの粘度が変化するものであり、油等の液体中に強磁性を有する微粒子を分散させた液体である。磁気粘性流体の粘性は、作用する磁界の強さに応じて変化し、磁界の影響がなくなると元の状態に戻る。

シリンダ１０内には、ガスが封入されるガス室（図示省略）が、フリーピストン（図示省略）を介して画成される。ピストンロッド２１の進退によるシリンダ１０内の容積変化は、ガス室が設けられることによって補償される。

ピストン２０は、シリンダ１０内に流体室１１と流体室１２とを画成する。ピストン２０は、流体室１１と流体室１２との間で磁気粘性流体を移動可能とする環状の流路２２と、貫通孔であるバイパス流路２３と、を有する。ピストン２０は、流路２２とバイパス流路２３とを磁気粘性流体が通過することで、シリンダ１０内を摺動することが可能である。ピストン２０の構成については、後で詳細に説明する。

ピストンロッド２１は、ピストン２０と同軸に形成される。ピストンロッド２１は、一端２１ａがピストン２０に固定され、他端２１ｂがシリンダ１０の外部に延出する。ピストンロッド２１は、一端２１ａと他端２１ｂとが開口する円筒状に形成される。ピストンロッド２１の内周２１ｃには、後述するピストン２０のコイル３３ａに電流を供給する一対の配線（図示省略）が通される。ピストンロッド２１の一端２１ａ近傍の外周には、ピストン２０と螺合する雄ねじ２１ｄが形成される。

次に、図１から図３を参照して、ピストン２０の構成について説明する。

ピストン２０は、ピストンロッド２１の端部に取り付けられる小径部３０ａと、小径部３０ａと比較して大径に軸方向に連続して形成され小径部３０ａとの間に段部３０ｄを形成する拡径部３０ｂと、拡径部３０ｂと比較して大径に軸方向に連続して形成され外周にコイル３３ａが設けられる大径部３０ｃと、を有するピストンコア３０を備える。

また、ピストン２０は、ピストンコア３０の外周を取り囲みピストンコア３０との間に磁気粘性流体の流路２２を形成するリング体としてのフラックスリング３５と、環状に形成されて小径部３０ａの外周に配置されフラックスリング３５の一端３５ａに取り付けられるプレート４０と、小径部３０ａに取り付けられ段部３０ｄとの間にプレート４０を挟持するストッパとしての固定ナット５０と、を備える。

ピストンコア３０は、ピストンロッド２１の端部に取り付けられる第一コア３１と、コイル３３ａが外周に設けられるコイルアセンブリ３３と、第一コア３１との間にコイルアセンブリ３３を挟持する第二コア３２と、第二コア３２とコイルアセンブリ３３とを第一コア３１に締結する締結部材としての一対のボルト３６と、を備える。

また、ピストンコア３０は、コイル３３ａが発生する磁場の影響が流路２２と比較して小さい位置に軸方向に貫通して形成されるバイパス流路２３を備える。バイパス流路２３は、第一コア３１を貫通して形成される第一貫通孔２３ａと、第二コア３２を貫通して形成される第二貫通孔２３ｂと、を有する。第一貫通孔２３ａと第二貫通孔２３ｂとは、コイルアセンブリ３３の後述の連結部３３ｃを避けて形成される。バイパス流路２３は、図３に示すように、１８０°間隔で二箇所に形成される。これに限らず、バイパス流路２３の数は任意であり、また、バイパス流路２３を設けなくてもよい。

第一コア３１は、小径部３０ａと、拡径部３０ｂと、ピストンコア３０の大径部３０ｃの一部を形成する大径部３１ａと、中心を軸方向に貫通する貫通孔３１ｂと、バイパス流路２３の一部を形成する第一貫通孔２３ａと、を有する。

小径部３０ａは、フラックスリング３５から軸方向に突出する円筒状に形成される。小径部３０ａの内周には、ピストンロッド２１の雄ねじ２１ｄと螺合する雌ねじ３１ｃが形成される。ピストンコア３０は、雄ねじ２１ｄと雌ねじ３１ｃとの螺合によってピストンロッド２１に締結される。

拡径部３０ｂは、円筒状に形成される。拡径部３０ｂは、小径部３０ａに連続して同軸に形成される。小径部３０ａと拡径部３０ｂとの間には、環状の段部３０ｄが形成される。段部３０ｄは、プレート４０が当接し、固定ナット５０との間にプレート４０を挟持するものである。また、小径部３０ａの先端の外周には、プレート４０を挟持した状態で固定ナット５０の雌ねじ５０ｃが螺合する雄ねじ３１ｅが形成される。

大径部３１ａは、円筒状に形成される。大径部３１ａは、拡径部３０ｂに連続して同軸に形成される。大径部３１ａの外周は、磁気粘性流体が通過する流路２２に臨む。大径部３１ａは、コイルアセンブリ３３と当接する。大径部３１ａの貫通孔３１ｂには、後述するコイルアセンブリ３３の円筒部３３ｂが挿入されて嵌合する。大径部３１ａには、ボルト３６が螺合する一対の雌ねじ３１ｄが形成される。

第一貫通孔２３ａは、第一コア３１の大径部３１ａを軸方向に貫通する。第一貫通孔２３ａは、図３に示すように、１８０°間隔で二箇所に形成される。第一貫通孔２３ａは、その穴径によってピストン２０の摺動時の減衰特性が設定される。

第二コア３２は、ピストンコア３０の大径部３０ｃの一部を形成する大径部３２ａと、大径部３２ａの一端に大径部３２ａと比較して小径に形成される小径部３２ｂと、ボルト３６が貫通する貫通孔３２ｃと、ボルト３６の頭部が係合する深座繰り部３２ｄと、バイパス流路２３の一部を形成する第二貫通孔２３ｂと、ピストン２０を回転させるための工具（図示省略）が係合する複数の工具穴３２ｆと、を有する。

大径部３２ａは、円柱状に形成される。大径部３２ａは、第一コア３１の大径部３１ａと同径に形成される。大径部３２ａの外周は、磁気粘性流体が通過する流路２２に臨む。大径部３２ａは、流体室１２に臨む端面３２ｅがフラックスリング３５の他端３５ｂと面一となるように形成される。

小径部３２ｂは、大径部３２ａと同軸の円柱状に形成される。小径部３２ｂは、後述するコイルアセンブリ３３のコイルモールド部３３ｄの内周と同径に形成され、コイルモールド部３３ｄの内周に嵌められる。

貫通孔３２ｃは、第二コア３２を軸方向に貫通して一対形成される。貫通孔３２ｃは、ボルト３６の螺合部の径と比較して大径に形成される。貫通孔３２ｃは、ピストンコア３０が組み立てられた状態で、第一コア３１の雌ねじ３１ｄと同軸となるように形成される。

深座繰り部３２ｄは、貫通孔３２ｃの端部に形成される。深座繰り部３２ｄは、貫通孔３２ｃと比較して大径に、かつボルト３６の頭部と比較して大径に形成される。深座繰り部３２ｄは、ボルト３６の頭部を完全に収容可能な深さに形成される。貫通孔３２ｃを挿通するボルト３６が第一コア３１の雌ねじ３１ｄに螺合すると、深座繰り部３２ｄの底面が第一コア３１に押し付けられ、第二コア３２は第一コア３１に押し付けられる。

第二貫通孔２３ｂは、第一貫通孔２３ａと比較して大径に形成される。第二貫通孔２３ｂは、図３に示すように、１８０°間隔で二箇所に形成される。第二貫通孔２３ｂは、ピストンコア３０が組み立てられた状態で、第一貫通孔２３ａと同軸となるように形成される。ピストン２０の摺動時の減衰特性は、第一貫通孔２３ａの穴径によって決定される。第二貫通孔２３ｂの穴径は、ピストン２０の摺動時の減衰特性に影響を及ぼさない。

工具穴３２ｆは、ピストン２０をピストンロッド２１に螺着する際に工具が嵌められる穴である。工具穴３２ｆは、図３に示すように、９０°間隔で四箇所に形成される。本実施の形態では、四個の工具穴３２ｆのうち二個は、第二貫通孔２３ｂの端部に形成される。このように、工具穴３２ｆは、第二貫通孔２３ｂと共用される。

コイルアセンブリ３３は、コイル３３ａが挿入された状態で樹脂をモールドすることで形成される。コイルアセンブリ３３は、第一コア３１の貫通孔３１ｂに嵌合する円筒部３３ｂと、第一コア３１と第二コア３２との間に挟持される連結部３３ｃと、内部にコイル３３ａが設けられる円環状のコイルモールド部３３ｄと、を有する。

コイル３３ａは、外部から供給される電流によって磁界を形成する。この磁界の強さは、コイル３３ａに供給される電流が大きくなるほど強くなる。コイル３３ａに電流が供給されて磁界が形成されると、流路２２を流れる磁気粘性流体の見かけの粘度が変化する。磁気粘性流体の粘性は、コイル３３ａによる磁界が強くなるほど高くなる。

円筒部３３ｂは、先端部３３ｅがピストンロッド２１の内周に嵌合する。円筒部３３ｂの先端からは、コイル３３ａに電流を供給するための一対の配線が引き出される。円筒部３３ｂの先端部３３ｅとピストンロッド２１の一端２１ａとの間には、封止部材としてのＯリング３４が設けられる。

Ｏリング３４は、第一コア３１の大径部３１ａとピストンロッド２１とによって軸方向に圧縮され、コイルアセンブリ３３の先端部３３ｅとピストンロッド２１とによって径方向に圧縮される。これにより、ピストンロッド２１の外周と第一コア３１との間や、第一コア３１とコイルアセンブリ３３との間に侵入してきた磁気粘性流体がピストンロッド２１の内周に流出して漏出することが防止される。

連結部３３ｃは、円筒部３３ｂの基端部からコイルモールド部３３ｄに向かって径方向に直線状に延設され、円筒部３３ｂとコイルモールド部３３ｄとを連結する。連結部３３ｃと円筒部３３ｂとの内部には、コイル３３ａへ電流を供給する一対の配線が通過する。

コイルモールド部３３ｄは、連結部３３ｃの外縁部から環状に立設される。コイルモールド部３３ｄは、コイルアセンブリ３３における円筒部３３ｂと反対側の端部に突起して形成される。コイルモールド部３３ｄは、第一コア３１の大径部３１ａと同径に形成される。コイルモールド部３３ｄの外周は、ピストンコア３０の大径部３０ｃの一部を形成する。コイルモールド部３３ｄの内部には、コイル３３ａが設けられる。

このように、ピストンコア３０は、第一コア３１と第二コア３２とコイルアセンブリ３３との三部材に分割して形成される。よって、コイル３３ａが設けられるコイルアセンブリ３３のみをモールドして形成し、第一コア３１と第二コア３２との間に挟持すればよい。よって、ピストンコア３０を単体で形成してモールド作業を行う場合と比較して、ピストンコア３０の形成が容易である。

ピストンコア３０において、第一コア３１はピストンロッド２１に固定されるが、コイルアセンブリ３３と第二コア３２とは軸方向に嵌められているのみである。そこで、ピストン２０では、一対のボルト３６を締結することによって、第二コア３２とコイルアセンブリ３３とを第一コア３１に押し付けるようにして固定している。

ボルト３６は、第二コア３２の貫通孔３２ｃを挿通し、第一コア３１の雌ねじ３１ｄに螺合する。ボルト３６は、その締結力によって、深座繰り部３２ｄの底面を第一コア３１に向けて押し付ける。これにより、第二コア３２と第一コア３１との間にコイルアセンブリ３３が挟持され、ピストンコア３０は一体となる。貫通孔３２ｃと雌ねじ３１ｄとは、コイルアセンブリ３３の連結部３３ｃを避けて、ボルト３６と連結部３３ｃとが干渉しない位置に形成される。

このように、ボルト３６を締結するだけで、第二コア３２とコイルアセンブリ３３とが、第一コア３１に押し付けられて固定される。したがって、ピストンコア３０を容易に組み立てることができる。

フラックスリング３５は、略円筒状に形成される。フラックスリング３５の外周面３５ｃの外径は、シリンダ１０の内径と略同径に形成される。フラックスリング３５の内周面３５ｄの内径は、ピストンコア３０の外径よりも大径に形成され、フラックスリング３５とピストンコア３０との間には、流路２２が形成される。

フラックスリング３５は、一端３５ａから軸方向に凹状にくぼむように形成される環状凹部３５ｅと、一端３５ａ側に設けられ、外周面３５ｃと比較して外径が小さく形成される小径部３５ｈと、をさらに有する。小径部３５ｈの軸方向における長さは、環状凹部３５ｅの軸方向の深さ以上に設定される。

プレート４０は、円環状に形成される平板部材である。プレート４０は、外縁である外周面４０ｂが環状凹部３５ｅに圧入されることによって、環状凹部３５ｅ内に収容される。プレート４０とフラックスリング３５との接合部の構造については、図４を参照しながら、後で詳細に説明する。なお、プレート４０は、外周面４０ｂが環状凹部３５ｅに螺合されたり、遊びを有して嵌め込まれたりすることによって収容されてもよい。

また、プレート４０は、図２に示すように、流路２２に連通する貫通孔である複数の流路２２ａを有する。流路２２ａは、円弧状に形成されて等角度間隔に配置される。本実施の形態では、流路２２ａは、９０°間隔で四箇所に形成される。流路２２ａは、円弧状に限らず、例えば複数の円形の貫通孔であってもよい。

プレート４０とピストンコア３０の大径部３０ｃとの間には、流路２２ａから流入した磁気粘性流体をバイパス流路２３に導くバイパス分岐路２５が形成される。バイパス分岐路２５は、拡径部３０ｂの外周に形成される環状の空隙である。

流路２２ａからピストンコア３０内に流入した磁気粘性流体は、バイパス分岐路２５を介して流路２２とバイパス流路２３とに流れる。よって、流路２２ａとバイパス流路２３との周方向の相対位置を合わせる必要がないため、ピストン２０の組み立てが容易である。

プレート４０の内周には、第一コア３１の小径部３０ａが嵌合する貫通孔４０ａが形成される。貫通孔４０ａに小径部３０ａが嵌合することによって、プレート４０と第一コア３１との同軸度が確保される。

そして、プレート４０は、ピストンコア３０の小径部３０ａに対する固定ナット５０の締結力によって段部３０ｄに押し付けられて挟持される。これにより、プレート４０に固定されるフラックスリング３５のピストンコア３０に対する軸方向の位置が規定されることとなる。

固定ナット５０は、略円筒状に形成され、ピストンコア３０の小径部３０ａの外周に取り付けられる。固定ナット５０は、先端部５０ａがプレート４０と当接する。固定ナット５０は、基端部５０ｂの内周に、第一コア３１の雄ねじ３１ｅに螺合する雌ねじ５０ｃが形成される。これにより、固定ナット５０は、小径部３０ａに螺着される。固定ナット５０の外周面には、締め付け用の工具が係合する図示しない係合面が形成される。係合面は、平行な二つの平面を少なくとも有し、固定ナット５０の断面外径は、例えば、正六角とされる。

このように、フラックスリング３５とピストンコア３０とは、フラックスリング３５の中心軸とピストンコア３０の中心軸とが一致するように、フラックスリング３５の一端３５ａ側に設けられるプレート４０によって結合される。さらに、ピストンコア３０に対するフラックスリング３５の軸方向の位置は、プレート４０によって規定される。このため、フラックスリング３５の他端３５ｂ側には、フラックスリング３５とピストンコア３０とを結合し、フラックスリング３５の軸方向位置を規定する部材を設ける必要がない。したがって、緩衝器１００のピストン２０の全長を短くすることができる。

また、フラックスリング３５の他端３５ｂ側にはフラックスリング３５とピストンコア３０とを結合する部材が配置されないため、流路２２は、図３に示されるように、他端３５ｂ側において環状に連続して開口する。この結果、流路２２の流通抵抗が低減され、流路２２を通過する磁気粘性流体に付与される抵抗を低減することができる。

次に、図４を参照して、プレート４０とフラックスリング３５との接合部について詳細に説明する。なお、図４では、理解を容易にするために、フラックスリング３５の環状凹部３５ｅとプレート４０との間を大きく示している。

図４に示されるように、フラックスリング３５の環状凹部３５ｅは、内周面３５ｄよりも内径が大きく形成される内周面３５ｆと、内周面３５ｆと内周面３５ｄとを接続する環状凹部３５ｅの底面としての段部３５ｇと、を有する。

環状凹部３５ｅに収容されるプレート４０は、外周面４０ｂが内周面３５ｆに圧入され、一端面４０ｃが段部３５ｇと当接する。このように、ピストンコア３０に対するフラックスリング３５の軸方向の位置は、プレート４０の一端面４０ｃに環状凹部３５ｅの段部３５ｇが当接することによって規定される。

プレート４０は、図４に示されるように、外周面４０ｂと他端面４０ｄとの角部に形成される面取部４０ｅをさらに有する。面取部４０ｅと内周面３５ｆとの間の空間には、ロウ付け前に、ロウ付けに用いられる金属が載置される。

ロウ付け時に溶融した金属は、毛細管現象によって外周面４０ｂと内周面３５ｆとの間と、一端面４０ｃと段部３５ｇとの間と、に流れ込み、冷却後に凝固する。これにより、外周面４０ｂと内周面３５ｆとの間と、一端面４０ｃと段部３５ｇとの間と、には金属層６０が形成される。このため、フラックスリング３５とプレート４０とは、環状凹部３５ｅの内周面３５ｆにプレート４０の外周面４０ｂが圧入されることに加えて、金属層６０が設けられることによって、強固に接合される。

なお、金属層６０は、外周面４０ｂと内周面３５ｆとの間と、一端面４０ｃと段部３５ｇとの間と、の少なくとも何れか一方に形成されればよい。また、ロウ付けは、フラックスリング３５とプレート４０とが面接触する領域から金属が漏れ出さないように行われる。

また、ロウ付けに用いられる金属が載置される空間は、上記構成に限定されず、フラックスリング３５側に面取部を設けることにより形成されてもよいし、フラックスリング３５とプレート４０との両方に面取部を設けることにより形成されてもよい。

金属層６０は、銅系金属によって形成される。これに限らず、フラックスリング３５とプレート４０との材質によっては、ニッケルや銀などの他の金属を用いてもよい。

以上のように、フラックスリング３５とプレート４０とは、圧入と、ロウ付けによる金属層６０と、によって接合される。よって、かしめや締結などによって接合される場合と比較して、容易に接合を行うことができるとともに、十分な結合強度を得ることができる。

以下では、ピストン２０の組み立て手順について説明する。

最初に、ピストンコア３０を組み立てる。まず、コイルアセンブリ３３に第二コア３２を取り付ける。コイルアセンブリ３３のコイルモールド部３３ｄの内周に第二コア３２の小径部３２ｂが嵌合するように取り付ける。

次に、コイルアセンブリ３３と第二コア３２との組立体に、第一コア３１を取り付ける。第一コア３１の貫通孔３１ｂに大径部３１ａ側からコイルアセンブリ３３の円筒部３３ｂを挿入し、コイル３３ａに電流を供給する一対の配線を第一コア３１の貫通孔３１ｂの小径部３０ａ側から引き出す。そして、一対のボルト３６を、第二コア３２の貫通孔３２ｃに挿通した後、第一コア３１の雌ねじ３１ｃに螺合する。このボルト３６の締結によって、ピストンコア３０の組み立てが完了する。

ピストンコア３０の組み立てと並行して、フラックスリング３５とプレート４０とを一体に組み立てる。具体的には、フラックスリング３５の環状凹部３５ｅにプレート４０の外周面４０ｂが圧入され、ロウ付けが行われる。

ここで、フラックスリング３５の一端３５ａ側に設けられる小径部３５ｈの外径は、環状凹部３５ｅにプレート４０が圧入されることによってフラックスリング３５の一端３５ａ側が径方向外側に膨らんだとしても、外周面４０ｂの外径よりも大きくならないように設定される。このため、プレート４０がフラックスリング３５に圧入されても、一端３５ａ側の外径は、外周面４０ｂの外径よりも小さい状態に維持される。この結果、シリンダ１０とピストン２０との摺動面において、かじり等が発生することを防止することができる。加えて、プレート４０がフラックスリング３５に圧入された後にフラックスリング３５の外径をシリンダ１０の内径に合わせて再加工等する必要がないため、製造コストを低減することができる。

ロウ付けは、面取部４０ｅと内周面３５ｆとの間の空間にロウ付け用の金属が載置された状態で、フラックスリング３５とプレート４０との組立体を加熱することにより行われる。このとき、プレート４０の他端面４０ｄが上方を向くように、フラックスリング３５とプレート４０との組立体を並べておけば、ロウ付け前にロウ付け用の金属が載置されているか否かを目視にて容易に確認することができる。また、ロウ付け後、外周面４０ｂと内周面３５ｆとの間に金属層６０が形成されているか否かを、上方から目視にて容易に確認することができる。

次に、フラックスリング３５と一体に組み立てられたプレート４０を、ピストンコア３０に組み付ける。具体的には、プレート４０をピストンコア３０の第一コア３１の小径部３０ａの外周に嵌めこみ、第一コア３１の段部３０ｄに当接させる。そして、固定ナット５０を小径部３０ａに螺着する。これにより、プレート４０は、固定ナット５０と段部３０ｄとの間に挟持される。以上の手順によって、ピストン２０が組み立てられる。

ピストン２０が組み立てられたら、ピストン２０をピストンロッド２１に取り付ける。具体的には、工具穴３２ｆに工具を嵌めてピストン２０を中心軸回りに回転させる。このとき、コイル３３ａに電流を供給する一対の配線を、ピストンロッド２１の内周２１ｃに挿通させる。これにより、ピストンコア３０の第一コア３１の雌ねじ３１ｃとピストンロッド２１の雄ねじ２１ｄとが螺合する。このとき、ピストンロッド２１の先端部３３ｅとピストンロッド２１の一端２１ａとの間に、予めＯリング３４を挿入しておく。

このように、予め組み立てておいたピストン２０をピストンロッド２１に組み付けることによって、ピストン２０とピストンロッド２１との組み立てを容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、ピストン２０は、第一コア３１と第二コア３２とコイルアセンブリ３３との三部材に分割されている。しかしながら、この構成に代えて、第一コア３１とコイルアセンブリ３３とを一体に形成して二部材としてもよく、また、第二コア３２とコイルアセンブリ３３とを一体に形成して二部材としてもよい。

次に、緩衝器１００の作用について説明する。

緩衝器１００が伸縮作動して、ピストンロッド２１がシリンダ１０に対して進退すると、磁気粘性流体は、プレート４０に形成された流路２２ａとバイパス分岐路２５とを介して流路２２とバイパス流路２３とを流れる。これにより、磁気粘性流体が流体室１１と流体室１２との間を移動することで、ピストン２０はシリンダ１０内を摺動する。

このとき、ピストンコア３０の第一コア３１と第二コア３２とフラックスリング３５とは、磁性材によって形成され、コイル３３ａのまわりに生じる磁束を導く磁路を構成する。また、プレート４０は非磁性材によって形成される。そのため、ピストンコア３０とフラックスリング３５の間の流路２２は、コイル３３ａのまわりに生じる磁束が通過する磁気ギャップとなる。これにより、緩衝器１００の伸縮作動時に、流路２２を流れる磁気粘性流体にはコイル３３ａの磁場が作用する。

緩衝器１００が発生する減衰力の調節は、コイル３３ａへの通電量を変化させ、流路２２を流れる磁気粘性流体に作用する磁場の強さを変化させることによって行われる。具体的には、コイル３３ａに供給される電流が大きくなるほど、コイル３３ａのまわりに発生する磁場の強さが大きくなる。よって、流路２２を流れる磁気粘性流体の粘性が高くなって、緩衝器１００が発生する減衰力が大きくなる。

一方、バイパス流路２３は、ピストンコア３０の第一コア３１に形成される第一貫通孔２３ａと、第二コア３２及びコイルアセンブリ３３に形成される第二貫通孔２３ｂとによって形成される。ピストンコア３０とプレート４０との間には、環状のバイパス分岐路２５が画成される。バイパス流路２３は、一端がバイパス分岐路２５を介して流路２２ａに連通し、他端がピストン２０の端面３２ｅに開口する。

バイパス流路２３は、磁性材からなるピストンコア３０を軸方向に貫通する第一貫通孔２３ａ及び第二貫通孔２３ｂによって画成される。コイル３３ａはピストンコア３０の外周部に内蔵される。そのため、バイパス流路２３を流れる磁気粘性流体は、コイル３３ａの磁場の影響を受けにくい。

バイパス流路２３が設けられることによって、コイル３３ａの電流値が調整されるときに生じる圧力変動が緩和される。したがって、急激な圧力変動による衝撃や騒音等の発生が防止される。緩衝器１００では、要求される減衰特性に応じてバイパス流路２３の第一貫通孔２３ａの内径や長さが設定される。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

緩衝器１００では、フラックスリング３５の一端３５ａに圧入されロウ付けによって接合されるプレート４０が固定ナット５０とピストンコア３０の段部３０ｄとの間に挟持されることによって、フラックスリング３５がピストンコア３０に対して軸方向に固定される。このため、フラックスリング３５の他端３５ｂ側には、フラックスリング３５をピストンコア３０に対して固定させるための部材を設ける必要がない。したがって、緩衝器１００のピストン２０の全長を短くすることができる。

次に、図５を参照して、本発明の実施形態の変形例に係る磁気粘性流体緩衝器（以下、単に「緩衝器」と称する。）２００について説明する。なお、変形例では、前述した実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

緩衝器２００は、プレート４０を固定ナット５０ではなく止め輪としてのＣリング２７０を用いて固定する点で、上記実施形態に係る緩衝器１００と相違する。

ピストンロッド２１の一端２１ａ近傍の外周には、Ｃリング２７０が設けられる位置に対応して、Ｃリング２７０の外形に対応した形状に形成される環状溝２１ｅが形成される。

ストッパ２５０は、略円筒状に形成され、第一コア３１の小径部３０ａの外周に嵌合する。ストッパ２５０は、先端部２５０ａがプレート４０と当接する。ストッパ２５０は、基端部２５０ｂの内周面に、端面に向かって拡径されるテーパ状に形成されるテーパ部２５０ｃを有する。

テーパ部２５０ｃは、Ｃリング２７０と当接する。テーパ部２５０ｃがＣリング２７０と当接した状態では、ストッパ２５０がそれ以上ピストンロッド２１の他端２１ｂに向けて軸方向へ移動できない。

Ｃリング２７０は、円形断面に形成されるリングである。Ｃリング２７０は、周の一部が開口するＣ型のリング状に形成される。Ｃリング２７０は、内周に縮まろうとする力によって環状溝２１ｅに嵌合する。Ｃリング２７０は、ストッパ２５０のテーパ部２５０ｃと当接し、ストッパ２５０の基端部２５０ｂの軸方向の位置を規定する。

以下では、ピストン２０の組み立て手順について説明する。

まず、予めフラックスリング３５とプレート４０とを一体化しておき、一体に組み立てておいたピストンコア３０に組み付ける。具体的には、プレート４０をピストンコア３０の第一コア３１の小径部３０ａの外周に嵌めこみ、第一コア３１の段部３０ｄに当接させる。この状態では、プレート４０は、段部３０ｄに当接しているのみで、軸方向に固定されてはいない。

次に、ピストンロッド２１とストッパ２５０とを組み立てる。まず、ピストンロッド２１の環状溝２１ｅにＣリング２７０を嵌合させる。そして、ピストンロッド２１の一端２１ａからストッパ２５０を嵌め込む。ストッパ２５０は、基端部２５０ｂの内周面のテーパ部２５０ｃにＣリング２７０が当接して、軸方向の位置が規定される。

最後に、ピストンロッド２１とピストンコア３０とを組み立てる。具体的には、ピストンコア３０の第一コア３１の雌ねじ３１ｃとピストンロッド２１の雄ねじ２１ｄとを螺合する。このとき、ピストンコア３０の先端部３３ｅとピストンロッド２１の一端２１ａとの間に、予めＯリング３４を挿入しておく。

そして、ピストンコア３０をピストンロッド２１に対して回転させてゆくと、ピストンコア３０の第一コア３１の段部３０ｄとストッパ２５０の先端部２５０ａとの間に、ピストンコア３０に予め組み付けておいたプレート４０が挟持される。これにより、ピストン２０の組立が完了する。

このように、ピストンコア３０の第一コア３１のピストンロッド２１に対する締結力によって、プレート４０は、ストッパ２５０に押し付けられて固定される。したがって、ピストンロッド２１にピストンコア３０を締結するだけでピストン２０を容易に組み立てることができる。また、ピストンコア３０の締結力によってピストン２０の各部材を堅固に固定できるため、各部材の回転が防止されるとともに、振動が抑制される。

以上の変形例によっても同様に、フラックスリング３５の一端３５ａに圧入されロウ付けによって接合されるプレート４０がストッパ２５０とピストンコア３０の段部３０ｄとの間に挟持されることによって、フラックスリング３５がピストンコア３０に対して軸方向に固定される。このため、フラックスリング３５の他端３５ｂ側には、フラックスリング３５をピストンコア３０に対して固定させるための部材を設ける必要がない。したがって、緩衝器２００のピストン２０の全長を短くすることができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

緩衝器１００，２００は、磁界の作用によって見かけの粘度が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に配置され、シリンダ１０内に一対の流体室１１，１２を画成するピストン２０と、ピストン２０に連結されてシリンダ１０の外部へ延在するピストンロッド２１と、を備え、ピストン２０は、ピストンロッド２１の端部に取り付けられ、外周にコイル３３ａが設けられるピストンコア３０と、ピストンコア３０の外周を取り囲み、ピストンコア３０との間に磁気粘性流体の流路２２を形成するフラックスリング３５と、環状に形成されてピストンロッド２１の外周に配置され、フラックスリング３５の一端３５ａに外周面４０ｂが収容され、ロウ付けによる金属層６０によってフラックスリング３５に接合されるプレート４０と、ピストンコア３０との間にプレート４０を挟持する固定ナット５０またはストッパ２５０と、を備えることを特徴とする。

この構成では、フラックスリング３５の一端３５ａに収容されロウ付けによって接合されるプレート４０が固定ナット５０またはストッパ２５０とピストンコア３０との間に挟持されることによって、フラックスリング３５がピストンコア３０に対して軸方向に固定される。このため、フラックスリング３５の他端３５ｂ側には、フラックスリング３５をピストンコア３０に対して固定させるための部材を設ける必要がない。したがって、緩衝器１００のピストン２０の全長を短くすることができる。

また、フラックスリング３５は、一端３５ａから軸方向に凹状に形成される環状凹部３５ｅを有し、プレート４０の外周面４０ｂは、環状凹部３５ｅ内に収容されることを特徴とする。

この構成では、プレート４０の外周面４０ｂが、環状凹部３５ｅ内に収容される。このため、プレート４０をフラックスリング３５に組み付けるためにプレート４０に突出部等を形成する必要がなく、プレート４０をシンプルな平板状とすることができる。この結果、緩衝器１００，２００の製造コストを低減することができる。

また、フラックスリング３５は、一端３５ａ側に他の部分と比較して外径が小さく形成される小径部３５ｈを有し、小径部３５ｈの軸方向の長さは、環状凹部３５ｅの深さ以上に設定されることを特徴とする。

この構成では、環状凹部３５ｅの深さ以上の長さを有する小径部３５ｈがフラックスリング３５の一端３５ａ側に設けられる。このため、環状凹部３５ｅにプレート４０が圧入等によって収容される際にフラックスリング３５の一端３５ａ側が径方向外側に膨らんだとしても、シリンダ１０とピストン２０との摺動面において、かじり等が発生することを防止することができる。加えて、プレート４０がフラックスリング３５に圧入等によって収容された後にフラックスリング３５の外径を再加工等する必要がないため、緩衝器１００，２００の製造コストを低減することができる。

また、フラックスリング３５は、環状凹部３５ｅの段部３５ｇがプレート４０の一端面４０ｃと当接することによって軸方向の位置が規定されることを特徴とする。

この構成では、固定ナット５０またはストッパ２５０とピストンコア３０との間に挟持されるプレート４０の一端面４０ｃに、環状凹部３５ｅの段部３５ｇが当接することにより、ピストンコア３０に対するフラックスリング３５の軸方向の位置が規定される。このように、プレート４０によって、ピストンコア３０とフラックスリング３５との軸方向における位置関係を容易に設定することができる。

また、フラックスリング３５は、環状凹部３５ｅの内周面３５ｆとプレート４０の外周面４０ｂとの間に形成される金属層６０によってプレート４０に接合されることを特徴とする。

また、金属層６０は、溶融した状態でフラックスリング３５の一端３５ａ側からプレート４０とフラックスリング３５との間に流し込まれる銅系金属で形成されることを特徴とする。

これらの構成では、フラックスリング３５の一端３５ａ側からプレート４０とフラックスリング３５との間に溶融した銅系金属が流れ込み、冷却後に凝固し、金属層６０となる。このため、フラックスリング３５とプレート４０とは、プレート４０の外周面４０ｂがフラックスリング３５の内周面３５ｆに圧入等によって組み付けられることに加えて、金属層６０によって、強固に接合される。また、これらの構成では、溶融した金属が、プレート４０の他端面４０ｄから軸方向に流れ込む構成である。このため、溶融した金属が外周面から径方向に流れ込む場合と比較し、ロウ付け作業の前後に、ロウ付け用の金属が載置されているか否かや金属層６０が形成されているか否かを目視にて容易に確認することができる。

また、流路２２は、フラックスリング３５の他端３５ｂ側において環状に連続して開口することを特徴とする。

この構成では、フラックスリング３５の他端３５ｂ側にはフラックスリング３５とピストンコア３０とを結合する部材が配置されないため、流路２２は、他端３５ｂ側において環状に連続して開口する。この結果、流路２２の流通抵抗を低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、緩衝器１００，２００は、コイル３３ａに電流を供給する一対の配線がピストンロッド２１の内周を通過するものである。よって、コイル３３ａに印加された電流を外部に逃がすアースを廃止することができる。しかしながら、この構成に代えて、コイル３３ａに電流を印加する一本の配線のみがピストンロッド２１の内部を通過するようにして、ピストンロッド２１自体を通じて外部にアースされる構成としてもよい。

１００，２００・・・緩衝器（磁気粘性流体緩衝器）、１０・・・シリンダ、１１，１２・・・流体室、２０・・・ピストン、２１・・・ピストンロッド、２２・・・流路、３０・・・ピストンコア、３３・・・コイルアセンブリ、３３ａ・・・コイル、３５・・・フラックスリング（リング体）、３５ａ・・・一端、３５ｂ・・・他端、３５ｃ・・・外周面、３５ｄ・・・内周面、３５ｅ・・・環状凹部、３５ｆ・・・内周面、３５ｇ・・・段部（底面）、３５ｈ・・・小径部、４０・・・プレート、４０ｂ・・・外周面（外縁）、４０ｃ・・・一端面、４０ｄ・・・他端面、４０ｅ・・・面取部、５０・・・固定ナット（ストッパ）、６０・・・金属層、２５０・・・ストッパ

Claims (6)

1. 磁界の作用によって見かけの粘度が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダ内に摺動自在に配置され、前記シリンダ内に一対の流体室を画成するピストンと、
   前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延在するピストンロッドと、を備える磁気粘性流体緩衝器であって、
   前記ピストンは、
   前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、外周にコイルが設けられるピストンコアと、
   前記ピストンコアの外周を取り囲み、前記ピストンコアとの間に磁気粘性流体の流路を形成するリング体と、
   環状に形成されて前記ピストンロッドの外周に配置され、前記リング体の一端に外縁が収容され、ロウ付けによる金属層によって前記リング体に接合されるプレートと、
   前記ピストンコアとの間に前記プレートを挟持するストッパと、を備えることを特徴とする磁気粘性流体緩衝器。
2. 前記リング体は、前記一端から軸方向に凹状に形成される環状凹部を有し、
   前記プレートの前記外縁は、前記環状凹部内に収容されることを特徴とする請求項１に記載の磁気粘性流体緩衝器。
3. 前記リング体は、前記一端側に他の部分と比較して外径が小さく形成される小径部を有し、
   前記小径部の軸方向の長さは、前記環状凹部の深さ以上に設定されることを特徴とする請求項２に記載の磁気粘性流体緩衝器。
4. 前記リング体は、前記環状凹部の底面が前記プレートの一端面と当接することによって軸方向の位置が規定されることを特徴とする請求項２または３に記載の磁気粘性流体緩衝器。
5. 前記リング体は、前記環状凹部の前記内周面と前記プレートの前記外縁との間に形成される前記金属層によって前記プレートに接合されることを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の磁気粘性流体緩衝器。
6. 前記金属層は、溶融した状態で前記リング体の前記一端側から前記プレートと前記リング体との間に流し込まれる銅系金属で形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の磁気粘性流体緩衝器。

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