JP2019116931A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で制御力を出力することができる緩衝器を提供する。【解決手段】車両用緩衝器１は、アッパーマウント１８と、取付アイ１７と、減衰機構であるピストン８と、アッパーマウント１８とピストン８とに繋がれたピストンロッド７と、ピストンロッド７の一部とピストン８とが内部に包含された外筒４および内筒６とによって構成され、外筒４の外周側には外筒４に固定されたコイル格納シェル１９が設けられており、さらに、アッパーマウント１８に固定されるコイル２６と、このコイル２６の内周側にこのコイル２６と対向して設けられ、外筒４に固定される永久磁石３３、および、この永久磁石３３の一側と他側に設けられコイル２６に接触する電極３４，３４とを有している。そして、コイル２６の軸方向長は、永久磁石３３の軸方向長よりも長くなっている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられる緩衝器に関する。

自動車や鉄道車両等の車両に搭載される緩衝器として、例えば、特許文献１，２には、流体の流通抵抗に基づいて減衰力を発生させるシリンダ装置（油圧緩衝器）と、このシリンダ装置（油圧緩衝器）のストローク範囲に配置された複数個の永久磁石と、これらの永久磁石に対して誘導電圧を生ずるコイルとを備えた緩衝器が記載されている。このような特許文献１，２に記載された緩衝器は、永久磁石とコイルとの間に発生する力（引力、斥力）、即ち、永久磁石とコイルとにより構成される電磁アクチュエータの電磁力によって、車体の振動を低減できるようにしている。

特開２００１−３１０７３６号公報（特許第4418998号公報） 特開２００９−１７９３１９号公報

特許文献１，２に記載された緩衝器は、シリンダ装置（油圧緩衝器）のストローク範囲の全体にわたって複数の永久磁石を配置している。このため、多数の高価な永久磁石が必要になり、製造コストが上昇する可能性がある。また、複数個の永久磁石を配置するため、力の発生源となるアクチュエータの占有面積が大きくなり、緩衝器の大型化を招く可能性がある。さらに、大きな力（電磁力）を出力する場合には、必然的にコイルに供給する電流が増大するため、例えばコイル等の電気部品からの抵抗熱の発生が助長される。このような抵抗熱による電気部品の温度上昇は、抵抗値の増加とそれに伴う消費電力の増加、さらには、装置全体の信頼性の低下に繋がるおそれがある。

本発明の目的は、簡易な構成で制御力を出力することができる緩衝器を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明による緩衝器は、車体側取付部と、車輪側取付部と、減衰機構であるピストンと、前記車体側取付部と車輪側取付部とのうちの一方の取付部と前記ピストンとに繋がれたピストンロッドと、前記ピストンロッドの一部と前記ピストンとが内部に包含されたシリンダパイプとによって構成され、前記シリンダパイプの外周側であって、前記シリンダパイプに固定されたアウタパイプと、前記一方の取付部側に固定されるコイルと、前記コイルの内周側または外周側に前記コイルと対向して設けられ、前記シリンダパイプ側に固定される磁石および前記磁石の一側と他側に設けられ、前記コイルと接触する少なくとも２つの電極と、を有し、前記磁石を有する前記シリンダパイプ側部材と前記コイルを有する前記一方の取付部側部材とが軸方向に相対変位する緩衝器であって、前記コイルの軸方向長は、前記磁石の軸方向長よりも長くなっている。

本発明の緩衝器は、簡易な構成で制御力を出力することができる。

第１の実施形態による緩衝器を示す断面図。 図１中の（II）部を拡大した断面図。 コイルと永久磁石との間に加わる引力、斥力を説明するための図２と同様位置の断面図。 コイルと電極とを示す断面図。 電極を単体で示す斜視図。 第２の実施形態によるコイルと電極とを示す断面図。 図６中のコイルを構成する配線ユニットの一例を示す斜視図。 第３の実施形態による緩衝器を示す断面図。

以下、実施形態による緩衝器を、自動車等の車両に用いられる車両用緩衝器に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図５は、第１の実施形態を示している。図１において、緩衝器としての車両用緩衝器１は、コンベンショナルダンパであるシリンダ装置（以下、油圧緩衝器２という）と、リニアアクチュエータ（直動型アクチュエータ）である電動アクチュエータ（以下、電磁アクチュエータ２１という）と、外殻部品であるコイル格納シェル１９とを含んで構成されている。車両用緩衝器１は、懸架ばねであるコイルスプリング（以下、ばね３という）、図示しないアーム、リンク等と共に、サスペンション装置（アクティブサスペンション装置）を構成するものである。サスペンション装置は、車両の相対移動する２部材間である車体と車輪（いずれも図示せず）との間に取付けられ、これら車体と車輪との相対移動（より具体的には、上下方向の相対変位）を許容しつつ車体の振動を抑制するものである。

油圧緩衝器２は、ばね３と並列に車体と車輪（車軸）との間に設けられる。油圧緩衝器２は、車輪の上下動を減衰させることにより、車両（車体）の振動を緩衝するものである。第１の実施形態の油圧緩衝器２は、複筒式の油圧緩衝器として構成されている。即ち、油圧緩衝器２は、シリンダパイプとしての外筒４および内筒６と、ピストンロッド７と、ピストン８と、ロッドガイド１１と、ボトムバルブ１３と、車体側取付部としてのアッパーマウント１８と、車輪側取付部（車軸側取付部）としての取付アイ１７とを含んで構成されている。

アウターシェルとも呼ばれる外筒４は、油圧緩衝器２の外殻をなすもので、軸方向（図１の上下方向）に延びる円筒体として形成されている。外筒４は、内筒６の外周側を覆っている。外筒４は、その一端側（図１の下端側）がボトムキャップ５により閉塞された閉塞端となっている。外筒４の他端側（図１の上端側）は、開口端となっている。外筒４の開口端側と内筒６との間には、ロッドガイド１１が設けられている。また、外筒４の開口端側でロッドガイド１１よりも他端側（上端側）には、ピストンロッド７との間を液密、気密に封止（シール）するシール部材１２が設けられている。

さらに、外筒４の開口端には、シール部材１２よりも他端側に位置して電磁アクチュエータ２１の可動部２７（永久磁石３３および電極３４，３４）が取付けられている。即ち、電磁アクチュエータ２１の可動部２７（永久磁石３３および電極３４，３４）は、シリンダパイプとしての外筒４および内筒６側に固定されており、これらと共に相対変位する。この場合、外筒４の開口端には、可動部２７の支持筒２８が例えば螺合により取付けられている。そして、支持筒２８は、外筒４の開口端の内側に挿入（嵌合）されたスペーサ（筒体）２０を介してシール部材１２をロッドガイド１１に押付けている。即ち、シール部材１２は、スペーサ２０とロッドガイド１１とにより軸方向に挟持されている。

外筒４の内部には、外筒４と同軸に内筒６が設けられている。インナーパイプとも呼ばれる内筒６は、外筒４と共にシリンダパイプを構成している。即ち、内筒６は、外筒４と同様に、軸方向に延びる円筒体として形成されている。内筒６の内部には、ピストンロッド７が挿入されている。内筒６の一端側（下端側）は、ボトムバルブ１３に嵌合して取付けられている。内筒６の他端側（上端側）は、ロッドガイド１１に嵌合して取付けられている。外筒４内および内筒６内には作動流体としての作動液（図示せず）が封入されている。なお、作動液としてはオイル（作動油）に限らず、例えば添加剤を混在させた水等でもよい。

外筒４と内筒６との間には、リザーバとなる環状のリザーバ室Ａが形成されている。リザーバ室Ａ内には、作動液（油液）と共に作動気体となるガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室Ａ内のガスは、ピストンロッド７の縮小時（縮み行程）にピストンロッド７の進入体積分を補償すべく圧縮される。

ピストンロッド７は、一端側（下端側）が内筒６内に挿入され、他端側（上端側）がロッド側油室Ｂを通って内筒６および外筒４の外部へ延出されている。ピストンロッド７の一端側（下端側）は、ピストン８に連結（固定）されている。一方、ピストンロッド７の他端側（上端側）は、ロッドガイド１１を介して内筒６および外筒４の外部に突出すると共に、電磁アクチュエータ２１内（即ち、固定部２２側のコイル２６内、および、可動部２７側の永久磁石３３および電極３４，３４内）を通過してアッパーマウント１８に接続（固定）されている。

ピストン８は、ピストンロッド７の一端側（下端側）に設けられ、内筒６内に摺動可能に嵌装されている。ピストン８は、内筒６内を一側（下側）となるボトム側油室Ｃと他側（上側）となるロッド側油室Ｂとに仕切るものである。この場合、ピストン８には、ボトム側油室Ｃとロッド側油室Ｂとを連通可能とする油路８Ａ，８Ｂが形成されている。

ピストン８の一端面側（下面側）には、伸長側のディスクバルブ９が設けられている。伸長側のディスクバルブ９は、ピストンロッド７が伸長方向に摺動変位するときに油路８Ａを流通する油液に抵抗力を与えて所定の減衰力を発生させる。一方、ピストン８の他端面側（上面側）には、縮小側のディスクバルブ１０が設けられている。縮小側のディスクバルブ１０は、ピストンロッド７が縮小方向に摺動変位するときに油路８Ｂを流通する油液に抵抗力を与えて所定の減衰力を発生させる。

ロッドガイド１１は、外筒４の開口端側に嵌合されると共に、内筒６の開口端側にも固定して設けられている。これにより、ロッドガイド１１は、内筒６の開口端側を外筒４と同軸となるように位置決めしている。ロッドガイド１１は、その内周側でピストンロッド７を軸方向に摺動可能に案内（ガイド）するものである。

ピストンシールとも呼ばれるシール部材１２は、円環状に形成され、スペーサ２０とロッドガイド１１との間に取り付けられている。シール部材１２は、例えば金属製リングにゴム等の弾性材料を焼き付けることによって形成されている。シール部材１２は、その中心にピストンロッド７が挿通されると共に、その内周がピストンロッド７の外周側に摺接している。これにより、シール部材１２は、ピストンロッド７との間をシールしている。

ボトムバルブ１３は、内筒６の一端側（下端側）に設けられている。ボトムバルブ１３は、ボトム側油室Ｃとリザーバ室Ａとを連通・遮断するものである。このために、ボトムバルブ１３は、バルブボディ１４と、ディスクバルブ１５と、逆止弁１６とを含んで構成されている。バルブボディ１４は、ボトムキャップ５と内筒６との間でリザーバ室Ａとボトム側油室Ｃとを仕切るものである。この場合、バルブボディ１４には、リザーバ室Ａとボトム側油室Ｃとを連通可能とする油路１４Ａ，１４Ｂが形成されている。

バルブボディ１４の一端面側（下面側）には、縮小側のディスクバルブ１５が設けられている。縮小側のディスクバルブ１５は、ピストンロッド７の縮小行程でピストン８が下向きに摺動変位するときに、ボトム側油室Ｃ内の圧力がリリーフ設定圧を越えると開弁し、このときのボトム側油室Ｃ内の圧力を、油路１４Ａを介してリザーバ室Ａ側にリリーフする。

バルブボディ１４の他端面側（上面側）には、伸び側の逆止弁１６が設けられている。伸び側の逆止弁１６は、ピストンロッド７の伸長行程でピストン８が上向きに摺動変位するときに開弁し、これ以外のときには閉弁する。逆止弁１６は、リザーバ室Ａ内の油液がボトム側油室Ｃに向けて油路１４Ｂ内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止する。

取付アイ１７は、外筒４の一端側の開口を閉塞するボトムキャップ５に固定されている。取付アイ１７は、車輪側取付部を構成しており、油圧緩衝器２の外筒４の一端側を車両のばね下部材となる車輪側に取付けるものである。この場合、外筒４の他端側開口には支持筒２８を介して電磁アクチュエータ２１の永久磁石３３が取付けられているため、取付アイ１７は、電磁アクチュエータ２１の永久磁石３３（および電極３４，３４）を車輪側に取付けるものでもある。即ち、取付アイ１７は、油圧緩衝器２のシリンダパイプ（外筒４、内筒６）および電磁アクチュエータ２１の永久磁石３３（および電極３４，３４）を車輪側に取付けるものである。

アッパーマウント１８は、ピストンロッド７の他端部（上端部）に取り付けられている。アッパーマウント１８は、車体側取付部を構成しており、油圧緩衝器２のピストンロッド７の他端側を車両のばね上部材となる車体側に取付けるものである。この場合、アッパーマウント１８には電磁アクチュエータ２１のコイル２６も取り付けられているため、アッパーマウント１８は、電磁アクチュエータ２１のコイル２６を車体側に取付けるものでもある。即ち、アッパーマウント１８は、油圧緩衝器２のピストンロッド７および電磁アクチュエータ２１のコイル２６を車体側に取付けるものである。アッパーマウント１８は、段付筒状に形成され、スプリングポストとも呼ばれるばね受け１８Ａが取付けられている。ばね受け１８Ａは、コイル格納シェル１９のばね受け１９Ｃとの間でばね３を支持している。

コイル格納シェル１９は、油圧緩衝器２の外周側、即ち、外筒４の外周側に位置して、外筒４に固定されている。コイル格納シェル１９は、シリンダパイプ（外筒４、内筒６）の外周側に設けられるアウタパイプを構成している。コイル格納シェル１９は、円筒状の筒部１９Ａと、この筒部１９Ａの一端側（下端側）に設けられ全周にわたって径方向内側に突出する内向鍔部１９Ｂとを備えている。筒部１９Ａの上端側にはばね受け１９Ｃが設けられており、アッパーマウント１８のばね受け１８Ａとの間でばね３を挟持している。

内向鍔部１９Ｂは、外筒４の中間部に固定（固着）されている。これにより、コイル格納シェル１９は、油圧緩衝器２のシリンダパイプ（外筒４、内筒６）および電磁アクチュエータ２１の永久磁石３３（および電極３４，３４）と共に、車輪側に取付けられている。コイル格納シェル１９の筒部１９Ａの内周面と外筒４の外周面との間には、油圧緩衝器２の縮小（ピストンロッド７の縮み行程）に伴って、電磁アクチュエータ２１のコイル２６がコイルガイド２５およびコイルカバー２３と共に入り込む。

上述のように、油圧緩衝器２は、車体側取付部となるアッパーマウント１８と、車輪側取付部となる取付アイ１７と、減衰機構であるピストン８と、アッパーマウント１８と取付アイ１７とのうちの一方の取付部となるアッパーマウント１８とピストン８とに繋がれたピストンロッド７と、ピストンロッド７の一部とピストン８とが内部に包含されたシリンダパイプとしての外筒４および内筒６とを備えている。そして、シリンダパイプの外周側、即ち、外筒４の外周側には、この外筒４に固定されたアウタパイプとしてのコイル格納シェル１９が設けられている。

そして、油圧緩衝器２を含む車両用緩衝器１は、その上部となるアッパーマウント１８がばね上側となる車体側に取付けられ、取付アイ１７がばね下側となる車輪側（車軸側）に取付けられる。油圧緩衝器２は、車体に加わる上下の振動に伴って伸縮運動を繰り返す。実施形態では、車両用緩衝器１の伸縮運動を能動制御（アクティブ制御）するための出力装置（駆動装置）として、電磁アクチュエータ２１が油圧緩衝器２に取付けられている。即ち、実施形態では、車両用緩衝器１の伸縮運動を能動制御するための出力装置として電磁アクチュエータ２１を利用している。

電磁アクチュエータ２１は、油圧緩衝器２と共に、車体と車輪との間にばね３と並列に設けられている。電磁アクチュエータ２１は、車体側に配置される固定部２２と、車輪側に配置され固定部２２に対して軸方向の相対変位が可能な可動部２７とを含んで構成されている。そして、電磁アクチュエータ２１は、これら固定部２２と可動部２７とによりリニアモータ（直動型電動アクチュエータ）を構成している。

この場合、電磁アクチュエータ２１は、固定部２２のコイル２６と可動部２７の永久磁石３３との間に作用する電磁力（引力、斥力）によって、ピストンロッド７に沿った方向である軸方向の一側（図１中の下側）または他側（図１中の上側）に向けて制御力を発生させる。即ち、電磁アクチュエータ２１は、コイル２６と、磁石としての永久磁石３３と、電極３４，３４とを含んで構成されている。そして、コイル２６等により構成された固定部２２は、車体側となるアッパーマウント１８に取付けられている。一方、永久磁石３３、電極３４，３４等により構成された可動部２７は、車輪側となる外筒４に取付けられている。

次に、電磁アクチュエータ２１の固定部２２について説明する。固定部２２は、油圧緩衝器２のピストンロッド７と共に、車体側となるアッパーマウント１８に取付けられている。固定部２２は、コイルカバー２３、蓋部材２４、コイルガイド２５、コイル２６等を備えている。

コイルカバー２３は、電磁アクチュエータ２１の固定部２２の外殻をなすもので、軸方向（上下方向）に延びる円筒体として形成されている。コイルカバー２３は、コイル２６の外周側を覆っている。即ち、コイルカバー２３の内周側には、コイル２６が取付けられている。コイルカバー２３は、外部からの粉塵を防ぐ役割を有している。この場合、コイルカバー２３は、例えば、透磁性（透磁率）の高い素材を用いることにより、コイル２６の磁界の発散の抑制、磁力の強化、磁力漏洩による磁性粉塵の付着の抑制を図ることが好ましい。

コイルカバー２３の一端側（下端側）には、コイルガイド２５が取付けられている。コイルカバー２３の他端側（上端側）は、蓋部材２４を介してアッパーマウント１８に固定されている。この場合、蓋部材２４は、有蓋筒状に形成され、コイルカバー２３が外側に嵌合（固定）された筒部２４Ａと、アッパーマウント１８に固定された蓋部２４Ｂとを有している。これにより、コイル２６は、コイルカバー２３および蓋部材２４を介してアッパーマウント１８に固定されている。

コイルガイド２５は、コイル２６よりも一端側（下端側）に位置してコイルカバー２３の開口端に嵌合（固定）されている。コイルガイド２５は、全体として筒状に形成されており、その内周側には、低摩擦材製の摺動部材２５Ａが設けられている。摺動部材２５Ａの内周面（案内面）は、油圧緩衝器２の外筒４の外周面と摺接する。コイルガイド２５（摺動部材２５Ａ）は、油圧緩衝器２が伸長、縮小するときに、コイル２６が外筒４の軸方向に沿って相対変位するように案内（ガイド）する。これにより、コイル２６は、外筒４と同心軸上に固定された永久磁石３３に対して軸方向に相対変位する。

即ち、コイルガイド２５は、電磁アクチュエータ２１に発生する電磁力（軸方向力）を滑らかに直線運動に案内するために用いられる。コイルガイド２５（摺動部材２５Ａ）の内周面、および、これと接触（摺接）する外筒４の外周面は、摩耗を抑制するために滑らかであることが望ましい。また、コイルガイド２５（摺動部材２５Ａ）の材料としては、ポリプロピレンに代表される摺動性樹脂、油を含浸させた軸受鋼等、幅広い材料を用いることができる。勿論、コイルガイド２５を、直動案内軸受により構成してもよい。

コイル２６は、コイルカバー２３の内周側に設けられている。コイル２６は、一本の導線２６Ａを軸方向に螺旋状に巻回してなる一層の巻線コイルとして構成されている。コイル２６は、永久磁石３３の外径寸法および油圧緩衝器２の外筒４の外径寸法よりも大きい内径寸法を有している。また、コイル２６の軸方向長は、永久磁石３３の軸方向長よりも長くなっている。例えば、コイル２６の軸方向長をＬとし、永久磁石３３の軸方向長をＭとし、油圧緩衝器２のストローク長（最大伸長時の寸法−最大縮小時の寸法）をＮとした場合、下記の数１式の関係に設定することができる。

図４に示すように、コイル２６を構成する導線２６Ａ、即ち、螺旋状に巻かれた導線２６Ａは、導電材２６Ａ１を絶縁材２６Ａ２で覆うことにより構成されている。このように、導線２６Ａは、絶縁材２６Ａ２に覆われているため、隣り合う導線２６Ａ同士が導通することはない。ただし、コイル２６の内周面においては、絶縁材２６Ａ２による絶縁被膜を除去し、導電材２６Ａ１を剥き出しにしている。コイル２６への通電は、通電した電極３４（の突起部３４Ｂ）が剥き出しの導電材２６Ａ１に接触することにより行うことができる。

ここで、コイル２６を、一層の巻線コイルで構成した場合、製造が容易であるが、所望の磁力を得るには高い電流が必要になる。即ち、コイル２６に印加する電圧も高く設定しなければならず、これに比例して発生する電気抵抗による消耗も大きくなる。これに対して、電気抵抗の低減には、導線２６Ａの断面積を大きく取る方策が有効である。このため、例えば、直径寸法の大きい大径の導線を用いることにより、導線の断面積を大きくすることが考えられる。しかし、この場合は、コイルの軸方向寸法も大きくなり、結果として、軸方向長さ当たりのコイルの巻線密度が低下するおそれがある。これは、コイルの発生する磁力の低下に繋がる可能性がある。

そこで、第１の実施形態では、図４に示すように、コイル２６は、通電材として扁平導線材料からなる扁平導線２６Ａが用いられており、この通電材（導線２６Ａ）の導電層である導電材２６Ａ１は、絶縁素材である絶縁材２６Ａ２で覆われている。そして、通電材（導線２６Ａ）同士、即ち、絶縁材２６Ａ２同士は、接着または固着されている。即ち、第１の実施形態では、扁平導線２６Ａを螺旋状に巻くことによりコイル２６を構成している。これにより、軸方向長さ当たりの巻線密度を保ちながら、径方向面積を拡大することで、電気抵抗を低減することができる。また、この場合、隣り合う扁平導線２６Ａ同士が平面で接触するため、接着強度が高まり、コイル２６の形状維持が容易になる。

扁平導線２６Ａの接着または固着は、例えば、扁平導線２６Ａの絶縁層外面を感熱作用のある固形接着剤材料で被膜し、これをコイル巻きした後に熱することにより行うことができる。なお、導線の接着または固着は、上記に限らず、例えば、導線の周囲に樹脂材料を成形することにより行ってもよい。また、液状または半液状の接着剤を用いてコイルカバー２３等の外殻部品に導線を接着または固着してもよい。

次に、電磁アクチュエータ２１の可動部２７について説明する。可動部２７は、車輪側となる外筒４の上端側に取付けられている。即ち、可動部２７は、油圧緩衝器２の外筒４および内筒６と共に、車輪側に取付けられる。可動部２７は、支持筒２８、ヨーク３２、永久磁石３３、一対の電極３４，３４等を備えている。

支持筒２８は、外筒４の上端側の開口に固定されている。支持筒２８の内側には、ピストンロッド７が挿通されている。即ち、支持筒２８は、外筒４と共に、ピストンロッド７に対して軸方向の相対変位が可能になっている。支持筒２８は、外筒４の上端側に例えば螺合により取付けられた取付部２８Ａと、永久磁石３３および電極３４，３４を支持する支持筒部２８Ｂとを含んで構成されている。支持筒部２８Ｂの外周側には、ヨーク３２を介して永久磁石３３が取付けられている。

また、支持筒部２８Ｂには、永久磁石３３の軸方向の一側（下側）と他側（上側）とに位置してそれぞれ電極３４，３４が取付けられている。電極３４，３４は、支持筒部２８Ｂに嵌合された例えば絶縁材製の電極支持体２９を介して支持筒２８に取付けられている。また、支持筒部２８Ｂの先端側（上端側）には、ナット３０が螺合している。支持筒部２８Ｂの外周側に配置されたヨーク３２、永久磁石３３、電極３４，３４、電極支持体２９は、ワッシャ３１，３１を介してナット３０と支持筒２８の取付部２８Ａとの間に挟持されている。

ヨーク３２は、円筒状に形成され、支持筒２８（支持筒部２８Ｂ）の外周側に嵌合されている。ヨーク３２の外周側には、永久磁石３３が嵌合されている。ヨーク３２は、永久磁石３３から発せられる磁界の発散を防ぎ、磁力を強化するものである。この場合、ヨーク３２は、透磁性（透磁率）が高い材料により形成することが好ましい。

磁石としての永久磁石３３は、ヨーク３２を介して支持筒２８（支持筒部２８Ｂ）に取付けられている。永久磁石３３は、磁界（磁場）を生じさせる。永久磁石３３とコイル２６との間には、コイル２６の磁極に応じて引力または斥力が発生する。即ち、永久磁石３３は、コイル２６に対向して配置されている。実施形態では、円筒状の永久磁石３３を用いている。この場合、図３に示すように、永久磁石３３は、内周側がＳ極、外周側がＮ極の磁極を持つものとしている。なお、内周側がＮ極、外周側がＳ極の永久磁石を用いてもよい。コイル２６への通電に伴って、コイル２６に磁極が発生すると、コイル２６と永久磁石３３との間には、引用または斥力が発生する。

一対の電極３４，３４は、コイル２６の内周面と接触することで、コイル２６を通電させる。電極３４，３４は、例えば、電磁アクチュエータ２１（の制御力）を制御する制御装置（サスペンション制御装置）を介して車両の電源（バッテリ）に接続されている。これにより、固定部２２側のコイル２６には、可動部２７側の電極３４，３４を通じて電力が供給される。車体側の制御装置と可動部２７（電極３４，３４）との間は、可動部２７の相対変位を許容しつつ可動部２７に電力を供給できるように電気的に接続する。

図３に示すように、電極３４，３４は、コイル２６の内周面に対して、軸方向に離間した２個所位置で接触している。即ち、上下の２個所でコイル２６の内周面に電極３４，３４が接触することで、螺旋状に巻かれたコイル２６の導線２６Ａの一部範囲に通電させることができる。即ち、２個の電極３４，３４は、コイル２６のうち電極３４，３４の間に挟まれた部位に通電させることができる。なお、コイル２６は、導線２６Ａが剥き出しとなっている内周面を除いては絶縁材２６Ａ２で覆われているため、電極３４，３４で挟まれた経路以外の導通回路は生じない。

ここで、車両用緩衝器１（油圧緩衝器２）の伸長、縮小に伴って、電極３４とコイル２６とは相対運動する。このとき、電極３４とコイル２６との相対運動に拘わらず、電極３４とコイル２６との接触を確実なものとするためには、電極３４の一部が常にコイル２６に押付けられる構造が好ましい。そこで、実施形態では、電極３４は、板金の薄板部材によって形成され、一部が部材の弾性変形によるばねの性質を持つ構造としている。即ち、図５に示すように、電極３４は、変形可能なばねの性質を持った突起部３４Ｂを有している。そして、突起部３４Ｂは、２個所以上の複数個所に設けられている。即ち、第１の実施形態では、電極３４は、円環状に形成されたリング部３４Ａと、このリング部３４Ａの外周側に設けられ径方向外側に向けて突出する複数個（１６個）の突起部３４Ｂとを備えている。複数の突起部３４Ｂは、リング部３４Ａの全周にわたってそれぞれ等間隔に離間して設けられている。突起部３４Ｂは、リング部３４Ａの外周側から軸方向の一側（または他側）に向けて折り曲げられている。これと共に、突起部３４Ｂの途中は、径方向の内側に向けて折り曲げられている（折り返されている）。この突起部３４Ｂの途中の折り曲げられた部分が、コイル２６の内周面に接触する接触部となっている。

突起３４Ｂを自由状態としたときに、突起部３４Ｂの接触部を結ぶ仮想円の外径寸法は、コイル２６の内径寸法よりも大きい。これにより、電極３４をコイル２６内に配置したときに、突起部３４Ｂには、突起部３４Ｂの途中に設けられた接触部をコイル２６の内周面に押付ける方向の弾性力が付与される。なお、図示は省略するが、突起部を全体として連続したリング状に形成することにより、突起部を電極の全周に設けるようにしてもよい。また、突起部は、例えば、コイルばねや弾性力のある樹脂を用いて、ばねの性質を与えるようにしてもよい。

さらに、コイル２６に用いられる導線２６Ａは、導電層である導電材２６Ａ１同士の間に絶縁層となる絶縁材２６Ａ２が挟まれるため、電極３４とコイル２６とがいずれの位置関係にあっても、電極３４（の少なくとも一部）がコイル２６の導電材２６Ａ１に常に接触するようにする必要がある。この点、電極３４の外周上に複数の突起部３４Ｂを設けているため、一部の突起部３４Ｂ（の接触部）がコイル２６の絶縁材２６Ａ２との接触位置にあっても、他のいずれかの突起部３４Ｂ（の接触部）が導電材２６Ａ１と接触することにより、コイル２６への通電を確実に行うことができる。

なお、電極３４の突起部３４Ｂは、少なくとも２個所に設ければよいが、外部からの偶発的な衝撃または振動等の外乱を受けることを考慮すると、電極３４の周方向にわたって複数個（３個以上）設けることが好ましい。また、突起部を円環状に形成する（即ち、全周にわたる突起部を設ける）ことも好ましい。これにより、より確実な通電を可能とすることができる。また、図５に示した電極３４の形状は複雑ながらも、板金加工（プレス加工）による成形が可能である。即ち、電極３４は、ブレスによる打ち抜き、折り曲げ、深絞り、エッチング、または、これらの組み合わせにより、容易かつ安価に製造することが可能である。

いずれにしても、上述のように、電磁アクチュエータ２１は、一方の取付部側となるアッパーマウント１８側に固定されるコイル２６と、このコイル２６の内周側にこのコイル２６と対向して設けられ、シリンダパイプ側（外筒４、内筒６側）に固定される永久磁石３３、および、この永久磁石３３の一側と他側に設けられ、コイル２６と接触する少なくとも２つの電極３４，３４とを有している。そして、電磁アクチュエータ２１と油圧緩衝器２とを含んで構成される車両用緩衝器１は、「永久磁石３３を有するシリンダパイプ側部材（即ち、外筒４，内筒６、取付アイ１７、コイル格納シェル１９）」と「コイル２６を有する一方の取付部側部材（即ち、ピストンロッド７、アッパーマウント１８）」とが、軸方向に相対変位する。

次に、電磁アクチュエータ２１の動作原理について、図３を参照しつつ説明する。

コイル２６に接触する２個所の電極３４，３４間に電圧を印加すると、コイル２６の一部範囲（即ち、電極３４，３４に挟まれた範囲）の限られた導通回路に導通させることができる。コイル２６は、一本の導線２６Ａを軸方向に螺旋状に巻回することにより構成されているため、通電に伴って電流または電圧に応じた強さの磁界が発生する。ここで、図３では、説明を簡素にするために、コイル２６の上部側に発生する磁極をＮ極とし、コイル２６の下部側に発生する磁極をＳ極とする。

図３に示すように、コイル２６への通電に基づいてコイル２６に磁界が発生すると、コイル２６の上部側では、コイル２６のＮ極と永久磁石３３のＮ極との間で斥力が発生する。コイル２６の下部側では、コイル２６のＳ極と永久磁石３３のＮ極との間で引力が発生する。これにより、油圧緩衝器２の外筒４に固定された永久磁石３３から見て、コイル２６の上部側および下部側の両者で、コイル２６を上方へ引き上げる軸方向の力が、電磁アクチュエータ２１の力（電磁力）として出力される。

この軸方向の力の大きさは、コイル２６の磁界と永久磁石３３の磁極の間に作用する引力・斥力に比例して増加し、さらに、コイル２６の磁界は、通電する電流の大きさに比例して増加する。従って、コイル２６に通電する電流または印加電圧を適宜制御することにより、所望の軸方向の力を電磁アクチュエータ２１から出力させることができる。

実施形態では、このようにして発生する軸方向の力（電磁力）を電磁アクチュエータ２１から出力される制御荷重として用いる。この軸方向の力は、コイル２６に供給する電流または印加電圧に応じて調整可能であるから、電磁アクチュエータ２１の出力荷重を制御することは容易である。そして、電磁アクチュエータ２１の出力荷重によって油圧緩衝器２の伸長運動、伸縮運動を促進または抑制することができる。これにより、油圧緩衝器２を含む車両用緩衝器１に加わる振動の程度を能動的かつ効果的に制御することが可能となる。

なお、コイル２６の通電範囲は２個所の電極３４，３４の位置に応じて決まるものであるが、これらの電極３４，３４の間の距離は一定であり、電磁アクチュエータ２１のストローク位置に依拠しない。即ち、電極３４，３４の間の距離は、電磁アクチュエータ２１のストローク位置に拘わらず常に一定である。このため、実施形態では、一般のソレノイド型アクチュエータに見られるようなストローク端部の出力低下、一般のリニアモータ型アクチュエータに見られるようなコギング等の出力変動が生じにくい。これにより、長尺にわたる相対運動が可能な構成でありながら、その出力荷重が電磁アクチュエータ２１の相対位置に応じて変動することを抑制できる。このため、簡単な制御手段によって出力荷重を制御することができる。勿論、永久磁石３３とコイル２６との位置関係を検出するための位置検出センサといった部品（位置検出手段）も必要としない。

また、ここでは、説明の便宜上、コイル２６に発生する磁極および永久磁石３３の形状等を一義的に示したが、所望の電磁作用を満たすことができるのであれば、その形式はこれに限らない。例えば、コイル２６に通電する電流の正負を変えれば、コイル２６の磁極を逆転させることが可能である。永久磁石３３についても、形状および形式は前記のもの（例えば、円筒形状に一体形成されたもの）に限らず、例えば、複数の瓦状磁石を張り合わせることにより円筒形状に形成してもよい。また、使用する磁石材料においても、希土類金属を磁化した永久磁石３３に限らず、例えば、電磁石を用いてもよい。

次に、電磁アクチュエータ２１の制御荷重について説明する。

上述したように、油圧緩衝器２は、シリンダオイルまたはダンパオイルとも呼ばれる作動油を内部に充填している。このため、油圧緩衝器２には、作動油の漏れを防ぐために、ピストンシールとも呼ばれるシール部材１２が設けられている。シール部材１２は、ピストンロッド７との摺接による摩擦に基づいて、電磁アクチュエータ２１の制御力を妨げる抵抗力を生む。これに対して、電磁アクチュエータ２１は、その消費電力を低減させるためには、より小型であることが望ましい。

ここで、シール部材１２とピストンロッド７との摩擦は、具体的には２０Ｎ程度である。このため、電磁アクチュエータ２１は、小型であっても、少なくとも２０Ｎの荷重能力のあるものを用いることで、電磁アクチュエータ２１による能動制御を行うことができる。そこで、実施形態では、コイル２６と永久磁石３３との間には、少なくとも２０Ｎの制御荷重（軸方向の力）が能動的に出力可能となっている。なお、電磁アクチュエータ２１の出力範囲または体格寸法は、上記に限るものではなく、例えば、より出力能力の高い大型の電磁アクチュエータを用いてもよい。この場合には、より効果的に能動制御を行うことができる。

また、従来の電動アクチュエータを利用した緩衝器は、動力源となるモータ等から所望の力を得るために、油圧機構やねじ機構といった間接部材が組込まれているものが多い。しかし、このような構成の場合、間接部材の駆動に伴う摩擦、減衰、慣性が、所望の制御信号に対する機構の応答遅れの原因となる可能性がある。このため、従来の技術によれば、車体に加わる路面振動に対して、迅速かつ適切な制御を行うことができない可能性がある。

これに対して、実施形態では、制御力を与える電磁アクチュエータ２１から車体側取付部（アッパーマウント１８）または車輪側取付部（取付アイ１７）に至るまでの荷重伝達の経路が全て剛な部材で繋がれている。このため、実施形態の車両用緩衝器１は、電磁アクチュエータ２１から出力される制御力の応答性を遅らせる要素を含まない。さらに、動力源である電磁アクチュエータ２１そのものも、制御信号に対して良好な応答性を示す。このため、制御信号の発生から制御力の発現までの遅れを０．１秒以内に抑えることが可能である。これと共に、繰り返し制御力を高周波で与えることも可能であり、周波数にして１０Ｈｚ以上の範囲にわたる車体振動を低減することもできる。即ち、実施形態では、コイル２６と永久磁石３３との間に出力される制御荷重（軸方向の力）は、０．１秒以下の応答速度、または、１０Ｈｚ以上の周波数にて出力が可能となっている。これにより、良好な応答速度をもって振動を抑制することができる。

なお、実施形態では、車両用緩衝器１は、サスペンションコイルであるばね３と一体化（ユニット化）したストラット形式の緩衝器としている。しかし、緩衝器の形式は、これに限るものではない。例えば、ばね３は、車両用緩衝器１に必ずしも付帯する必要はなく、車両用緩衝器１の外部に別途設けてもよい。また、ばね要素なしの単体の緩衝器（例えば、ばね３を省略したサスペンション装置）として構成してもよい。この場合も、同様の能動制御の効果を得ることができる。

いずれにしても、実施形態の車両用緩衝器１は、従来利用されてきた大型のアクチュエータ（例えば、回転型モータ、直動型モータ）、運動変換機構（例えば、ボールネジ、ラックピニオン）、または、油圧要素（例えば、油圧アクチュエータ、油圧回路）を備えた緩衝器に代わるものである。即ち、実施形態の車両用緩衝器１は、長尺範囲にわたって伸縮可能な電磁アクチュエータ２１を用いて直接的にピストン８に制御力を与える構造としている。これに加えて、電磁アクチュエータ２１の構造を工夫することにより、簡素かつ位置フィードバックを必要としない動力構成としている。この場合、実施形態では、電磁アクチュエータ２１は、利用する磁石（永久磁石３３）が少なくとも一つあればよく、かつ、ストローク位置を把握するためのセンサ（位置検出センサ）を必要としない。このため、従来技術と比較して、低コストの部品構成が可能となっている。さらに、コイル２６に用いる導線断面積を広く取る工夫を施している。このため、通電に伴う電気抵抗を低減することができ、コイル２６の発熱およびこれに伴う消費電力の増大を抑制することができる。

このように、実施形態の車両用緩衝器１は、下記の（Ａ）−（Ｆ）の少なくとも何れかの利点を有している。
（Ａ）簡易かつ安価で小型の車両用緩衝器１（アクティブサスペンション装置）を提供することができる。これにより、車両用緩衝器１の搭載スペースの低減を図ることができる。
（Ｂ）電磁アクチュエータ２１のストローク位置による出力荷重の変化を極微小の範囲に収めることができる。しかも、位置センサといった構成部品も位置フィードバック制御も必要としない。これにより、コストの低減を図ることができる。
（Ｃ）電磁アクチュエータ２１を小型に構成できるため、車両用緩衝器１全体としても、従来のサスペンション構造またはダンパ（ショックアブゾーバ）構造と同等のサイズに収めることができる。
（Ｄ）車両用緩衝器１（油圧緩衝器２）の伸縮運動に伴う振動または衝撃が、電磁アクチュエータ２１本体に直接的に加わらないようにできる。これにより、電磁アクチュエータ２１の損傷防止のための保護部材が必要なくなり、この面からも、簡素な構成とすることが可能となる。
（Ｅ）電磁アクチュエータ２１のコイル２６の電気抵抗を少なくできるため、消費電力を低減できる。このため、車両の燃料消費を抑制することができ、省エネルギ化を図ることができる。また、コイル２６の導線２６Ａの発熱が少なくなるため、温度上昇に伴う電気抵抗の増大を抑制できる。これにより、この面からも、消費電力の抑制を図ることができる。
（Ｆ）車両用緩衝器１（油圧緩衝器２）の伸縮運動の制御に当たって、電磁アクチュエータ２１の動力を直接的に制御力として利用可能である。このため、動力を制御荷重に変換するための中間部材が必要なくなる。即ち、制御力を減衰させる中間部材が必要なくなり、良好な応答速度で制御が可能になる。これにより、高周波域にまで至る車両の路面入力振動に対しても、良好な振動抑制効果を得ることができる。

第１の実施形態による車両用緩衝器１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

車両用緩衝器１は、例えば、アッパーマウント１８が自動車の車体側に取付けられると共に、取付アイ１７が車輪側（車軸側）に取付けられる。自動車の走行時の振動に伴って、油圧緩衝器２のピストンロッド７が外筒４および内筒６に対して軸方向に伸長、縮小すると、ピストン８のディスクバルブ９，１０によって伸長側、縮小側の減衰力が発生し、車両の上，下方向の振動を減衰するように緩衝することができる。また、これと共に、電磁アクチュエータ２１のコイル２６には、サスペンション制御装置から電極３４，３４を介して電力が供給される。これにより、コイル２６には、供給される電流または電圧に応じた強さの磁界が発生し、コイル２６と永久磁石３３との間の引力と斥力とに基づく制御力が電磁アクチュエータ２１から出力される。このとき、電磁アクチュエータ２１から能動的に制御力を出力することにより、車両の乗り心地や操縦安定性を向上させることができる。

このような第１の実施形態によれば、簡易かつ安価で小型の車両用緩衝器１を提供することができる。即ち、コイル２６の軸方向長が永久磁石３３の軸方向長よりも長いため、これらコイル２６と永久磁石３３とにより構成される電磁アクチュエータ２１を小型に構成できる。これにより、車両用緩衝器１が大型化することを抑制できる。また、車両用緩衝器１（油圧緩衝器２）のストローク位置による電磁アクチュエータ２１の出力荷重の変化を抑制することもできる。さらに、位置センサによる位置フィードバック制御を必要としないため、簡素に構成することができる。また、車両用緩衝器１（油圧緩衝器２）の伸縮運動に伴う振動または衝撃が、電磁アクチュエータ２１に直接加わることも抑制できる。これにより、電磁アクチュエータ２１の損傷防止のための保護部材が必要なくなり、この面からも簡素に構成することができる。また、車両用緩衝器１（油圧緩衝器２）の伸縮運動を制御するときに電磁アクチュエータ２１の動力を直接制御力として利用することができる。即ち、制御力を減衰させる中間部材を必要としないため、応答速度を向上することができる。これにより、高周波域にまで至る車両の路面入力に基づく振動に対しても、この振動を抑制する制御力を出力させることができ、振動抑制効果を向上することができる。

第１の実施形態によれば、コイル２６の通電材として扁平導線材料の導線、即ち、扁平導線２６Ａを用いているため、通電材（導線２６Ａ）の軸方向の巻線密度を高くしつつ径方向の断面積を大きくすることができる。即ち、「通電材（導線２６Ａ）の断面積の確保」と「コイル２６の軸方向の巻線密度の確保」とを両立することができる。これにより、コイル２６の電気抵抗を低減でき、かつ、磁力を増大できる。即ち、電磁アクチュエータ２１に用いるコイル２６の電気抵抗を低減することができ、消費電力を低減することができる。これに加えて、コイル２６の発熱を低減することができ、温度上昇に伴って電気抵抗が増大することを抑制できる。このため、この面からも、消費電力を低減することができ、車両の燃料消費を抑制することができる。しかも、扁平導線２６Ａ同士を平面で接着または固着することで、コイル２６の形状維持を容易に行うことができる（コイル２６の形状が崩れることを抑制できる）。

第１の実施形態によれば、電極３４の突起部３４Ｂがコイル２６と接触した状態で、電極３４とコイル２６とが相対変位（相対運動）する。このとき、突起部３４Ｂはコイル２６に対して弾性的に当接する（突起部３４Ｂがコイル２６に対して押付けられる）ため、電極３４とコイル２６との相対変位に拘わらず、電極３４（突起部３４Ｂ）とコイル２６とを安定して接触させることができる。しかも、突起部３４Ｂを複数個所（または電極の全周に設ける）ため、常に何れかの突起部３４Ｂ（または突起部の一部）をコイル２６の導電層（導電材２６Ａ１）に接触させることができる。これにより、電極３４とコイル２６との通電を確実に行うことができる。

第１の実施形態によれば、コイル２６と永久磁石３３との間で少なくとも２０Ｎの制御荷重（軸方向の力）が能動的に出力されるため、コイル２６と永久磁石３３とにより構成される電磁アクチュエータ２１から必要な制御力を出力することができる。即ち、シリンダパイプである外筒４とピストンロッド７との間には、外筒４および内筒６内のシリンダオイル（作動液）が外部に漏れないようにシール部材１２が設けられている。そして、シール部材１２とピストンロッド７と間には、これらの摩擦に基づいて、電磁アクチュエータ２１の制御力に対する抵抗力が発生する。この抵抗力は、２０Ｎ程度であるため、電磁アクチュエータ２１から少なくとも２０Ｎの制御荷重を出力できるようにすることにより、電磁アクチュエータ２１により能動制御を行うことができる。

第１の実施形態によれば、コイル２６と永久磁石３３との間に出力される制御荷重は、０．１秒以下の応答速度、または、１０Ｈｚ以上の周波数にて出力が可能であるため、良好な応答速度をもって振動抑制の制御を行うことができる。これにより、例えば、ばね下共振周波数を含む高周波域にまで至る路面入力振動に対しても、振動抑制効果を得ることができる。

次に、図６および図７は、第２の実施形態を示している。第２の実施形態の特徴は、コイルの通電材が中心部から外周方向に向かって螺旋状に巻かれた構成としたことにある。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施形態では、コイル４１の導線４１Ａは、径方向に向かって複数列に跨って設けられている。即ち、第２の実施形態では、コイル４１の巻線密度をより高めるために、図６に示す数順に複数列の導線４１Ａを径方向に螺旋状に巻回している。この場合、例えば、絶縁材に被膜された導線を巻き重ねることによりコイルを構成することができる。また、例えば、導通材を螺旋状に成形した一層の配線ユニットを、軸方向に複数個を積み重ねることで構成することもできる。第２の実施形態では、例えば、図７に示すように、２つの配線ユニット４２，４３を交互に積み重ねることにより、コイル４１を構成している。

即ち、図７に示す配線ユニット４２，４３を軸方向に積み重ねることにより、螺旋状のコイルと同様の電気回路を構成することができる。この場合、コイル４１の通電時には、螺旋状のコイルと同等の電磁効果を得ることができる。このような図７に示す配線ユニット４２，４３は、例えば、絶縁材を基材として、この基材の表裏に導電材料をプリントすることにより、容易に製造可能である。いずれにしても、第２の実施形態では、図６に示すように、コイル４１は、通電材となる導線４１Ａが中心部から外周方向に向かって螺旋状に設けられた複数の電気回路層４１Ａ１，４１Ａ１を有しており、これら複数の電気回路層４１Ａ１，４１Ａ１は、軸方向に積層されている。より具体的には、図７に示す配線ユニット４２，４３を軸方向に積み重ねることにより、コイル４１を構成している。

第２の実施形態は、上述の如きコイル４１を用いて永久磁石３３（図３等参照）との間に斥力、引力を発生させるもので、その基本的作用については、第１の実施形態によるものと格別差異はない。特に、第２の実施形態では、導線４１Ａを径方向に螺旋状に巻回してなる複数の電気回路層４１Ａ１，４１Ａ１を軸方向に積層することによりコイル４１を構成している。このため、コイル４１の巻線密度をより高めることができる。これにより、コイル４１の磁力の増大を図ることができる。

次に、図８は、第３の実施形態を示している。第３の実施形態の特徴は、油圧緩衝器を単筒式のものとし、シリンダパイプ、アウタパイプ、磁石および電極が車体側に取付けられ、ピストンロッドおよびコイルが車輪側（車軸側）に取付けられ、さらに、コイルの外周側に磁石および電極が配置される構成としたことにある。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。

車両用緩衝器１は、コンベンショナルダンパである油圧緩衝器５１と、リニアアクチュエータ（直動型アクチュエータ）である電磁アクチュエータ５９と、外殻部品であるコイル格納シェル５８とを含んで構成されている。第３の実施形態の油圧緩衝器５１は、単筒式の油圧緩衝器として構成されている。即ち、油圧緩衝器５１は、シリンダパイプとしての外筒５２と、ピストンロッド７と、ピストン８と、ロッドガイド１１と、フリーピストン５７と、車体側取付部としてのアッパーマウント１８と、車輪側取付部（車軸側取付部）としての取付アイ１７とを含んで構成されている。

外筒５２は、油圧緩衝器５１の外殻をなすもので、軸方向（図８の上下方向）に延びる円筒体として形成されている。外筒５２は、その一端側（図８の下端側）が開口端となっており、この開口端には、ロッドガイド１１が取付けられている。また、外筒５２の開口端側でロッドガイド１１よりも一端側（上端側）には、ピストンロッド７との間を液密、気密に封止（シール）するシール部材１２が設けられている。この場合、外筒５２の開口端には、円筒状の支持筒５３が取付けられており、この支持筒５３の内側に、シール部材１２、および、このシール部材１２をロッドガイド１１に向けて押付ける円筒状の抑え筒５４が取付けられている。抑え筒５４は、例えば、支持筒５３の内側に螺合により取付けられている。一方、外筒５２の他端側（図１の上端側）は、蓋部材５５により閉塞された閉塞端となっている。蓋部材５５は、アッパーマウント１８に固定されている。

ピストンロッド７は、一端側（下端側）がロッド側油室Ｂを通って外筒５２の外部へ延出しており、他端側（上端側）が外筒５２内に挿入されている。ピストンロッド７の一端側（下端側）は、ロッドガイド１１を介して外筒５２の外部に突出すると共に、電磁アクチュエータ５９内（即ち、可動部６５側のコイル６８内）を通過して取付アイ１７に接続（固定）されている。この場合、ピストンロッド７の一端側（下端側）は、コイル６８と共に、ブラケット５６を介して取付アイ１７に接続されている。一方、ピストンロッド７の他端側（上端側）は、ピストン８に連結（固定）されている。

フリーピストン５７は、ピストン８と蓋部材５５との間に位置して外筒５２内に摺動可能に挿嵌されている。フリーピストン５７は、外筒５２との間で加圧ガスが封入されたガス室Ｄを画成している。フリーピストン５７は、ピストンロッド７が外筒５２内に進入、退出するのを許すもので、このときのピストンロッド７の進入体積に応じて軸方向に変位するものである。

取付アイ１７は、ピストンロッド７の一端部（下端部）にブラケット５６を介して取り付けられている。取付アイ１７は、車輪側取付部を構成しており、油圧緩衝器５１のピストンロッド７の一端側を車両のばね下部材となる車輪側に取付けるものである。この場合、取付アイ１７には、ブラケット５６等を介して電磁アクチュエータ５９のコイル６８も取り付けられているため、取付アイ１７は、電磁アクチュエータ５９のコイル６８を車輪側に取付けるものでもある。即ち、取付アイ１７は、油圧緩衝器５１のピストンロッド７および電磁アクチュエータ５９のコイル６８を車輪側に取付けるものである。

アッパーマウント１８には、外筒５２の他端側（上端側）の開口を閉塞する蓋部材５５が固定されている。アッパーマウント１８は、車体側取付部を構成しており、油圧緩衝器５１の外筒５２の他端側を車両のばね上部材となる車体側に取付けるものである。この場合、アッパーマウント１８は、コイル格納シェル５８を介して電磁アクチュエータ５９の永久磁石６３（および電極６４，６４）も取り付けられているため、アッパーマウント１８は、電磁アクチュエータ５９の永久磁石６３（および電極６４，６４）を車体側に取付けるものでもある。即ち、アッパーマウント１８は、油圧緩衝器５１の外筒５２および電磁アクチュエータ５９の永久磁石６３（および電極６４，６４）を車体側に取付けるものである。アッパーマウント１８は、段付筒状に形成され、外筒５２の外周側で、かつ、コイル格納シェル５８の内側は、ばね受け１８Ａとなっている。ばね受け１８Ａは、電磁アクチュエータ５９の可動部６５側に設けられたばね受け６９との間でばね３を支持している。

コイル格納シェル５８は、油圧緩衝器５１の外周側、即ち、外筒５２の外周側に位置して、外筒５２に固定されている。即ち、コイル格納シェル５８の他端側（上端側）は、アッパーマウント１８、蓋部材５５を介して外筒５２に固定されている。コイル格納シェル５８は、シリンダパイプ（外筒５２）の外周側に設けられるアウタパイプを構成している。コイル格納シェル５８は、円筒状に形成され、一端側（下端側）に電磁アクチュエータ５９の永久磁石６３（および電極６４，６４）が固定されている。これにより、コイル格納シェル５８は、油圧緩衝器５１のシリンダパイプ（外筒５２）および電磁アクチュエータ５９の永久磁石６３（および電極６４，６４）と共に、車体側に取付けられている。

第３の実施形態では、油圧緩衝器５１は、車体側取付部となるアッパーマウント１８と、車輪側取付部となる取付アイ１７と、減衰機構であるピストン８と、アッパーマウント１８と取付アイ１７とのうちの一方の取付部となる取付アイ１７とピストン８とに繋がれたピストンロッド７と、ピストンロッド７の一部とピストン８とが内部に包含されたシリンダパイプとしての外筒５２とを備えている。そして、シリンダパイプの外周側、即ち、外筒５２の外周側には、この外筒５２に固定されたアウタパイプとしてのコイル格納シェル５８が設けられている。

電磁アクチュエータ５９は、油圧緩衝器５１と共に、車体と車輪との間にばね３と並列に設けられている。電磁アクチュエータ５９は、車体側に配置される固定部６０と、車輪側に配置される可動部６５とを含んで構成されている。この場合、永久磁石６３、電極６４，６４等により構成された固定部６０には、車体側となるアッパーマウント１８が取付けられている。一方、コイル６８等により構成された可動部６５には、車輪側となる取付アイ１７が取付けられている。

電磁アクチュエータ５９の固定部６０は、油圧緩衝器５１の外筒５２と共に、車体側となるアッパーマウント１８に取付けられている。この場合、固定部６０は、コイル格納シェル５８を介してアッパーマウント１８に取付けられている。固定部６０は、ヨーク６１、永久磁石６３、一対の電極６４，６４等を備えている。

ヨーク６１は、円筒状に形成され、コイル格納シェル５８の内周側に嵌合されている。ヨーク６１の内周側には、永久磁石６３が嵌合されている。即ち、コイル格納シェル５８の内周側には、ヨーク６１を介して永久磁石６３が取付けられている。また、コイル格納シェル５８の内周側には、永久磁石６３の軸方向の一側（下側）と他側（上側）とに位置してそれぞれ電極６４，６４が取付けられている。電極６４，６４は、コイル格納シェル５８内に嵌合された例えば絶縁材製の電極支持体６２を介してコイル格納シェル５８内に取付けられている。ヨーク６１、永久磁石６３、電極６４，６４、電極支持体６２は、コイル格納シェル５８内の一端側にコイル格納シェル５８に対する変位を不能に固定されている。

磁石としての永久磁石６３は、ヨーク６１を介してコイル格納シェル５８内に取付けられている。永久磁石６３は、円筒状に形成され、その内周面がコイル６８の外周面と対面している。一対の電極６４，６４は、コイル６８の外周面と接触することで、コイル６８を通電させる。電極６４，６４は、コイル６８の外周面に対して、軸方向に離間した２個所位置で接触している。第３の実施形態では、電極６４は、円環状に形成されたリング部６４Ａと、このリング部６４Ａの内周側に位置して径方向内側に向けて突出する複数個の突起部６４Ｂとを備えている。突起部６４Ｂは、リング部６４Ａの内周側から軸方向の一側（または他側）に向けて折り曲げられている。これと共に、突起部６４Ｂの途中は、径方向の外側に向けて折り曲げられている（折り返されている）。この突起部６４Ｂの途中の折り曲げられた部分が、コイル６８の外周面に接触する接触部となっている。

電磁アクチュエータ５９の可動部６５は、油圧緩衝器５１のピストンロッド７と共にブラケット５６を介して車輪側となるに取付アイ１７に取付けられている。可動部６５は、コイルカバー６６、底部材６７、コイルガイド２５、コイル６８等を備えている。

コイルカバー６６は、軸方向（上下方向）に延びる円筒体として形成されている。コイルカバー６６の外周側には、コイル６８が取付けられている。コイルカバー６６の一端側（下端側）には、底部材６７およびブラケット５６を介して取付アイ１７が取付けられている。この場合、底部材６７は、有底筒状に形成され、コイルカバー６６が内側に嵌合（固定）された筒部６７Ａと、ブラケット５６が固定された底部６７Ｂとを有している。これにより、コイル６８は、コイルカバー６６、底部材６７およびブラケット５６を介して車輪側の取付アイ１７に固定されている。

一方、コイルカバー６６の他端側（上端側）には、コイルガイド２５が取付けられている。コイルガイド２５は、コイル６８よりも他端側に位置してコイルカバー６６の開口端に嵌合（固定）されている。コイルガイド２５の内周側には、低摩擦材製の摺動部材２５Ａが設けられている。摺動部材２５Ａの内周面（案内面）は、油圧緩衝器５１の外筒５２の外周面と摺接する。

コイル６８は、コイルカバー６６の外周側に設けられている。コイル６８は、一本の導線６８Ａを螺旋状に巻回してなる一層の巻線コイルとして構成されている。コイル６８は、永久磁石６３の内径寸法より小さい外径寸法を有し、かつ、油圧緩衝器５１の外筒５２の外径寸法よりも大きい内径寸法を有している。コイル６８の軸方向長は、永久磁石６３の軸方向長よりも長くなっている。コイル６８を構成する導線６８Ａ、即ち、螺旋状に巻かれた導線６８Ａは、導電材を絶縁材で覆うことにより構成されている。そして、コイル６８の外周面においては、絶縁材による絶縁被膜を除去し、導電材を剥き出しにしている。コイル６８への通電は、通電した電極６４（の突起部６４Ｂ）が剥き出しの導電材に接触することにより行うことができる。

第３の実施形態では、電磁アクチュエータ５９は、一方の取付部側となる取付アイ１７側に固定されるコイル６８と、このコイル６８の外周側にこのコイル６８と対向して設けられ、シリンダパイプ側（外筒５２側）に（コイル格納シェル５８を介して）固定される永久磁石６３、および、この永久磁石６３の一側と他側に設けられ、コイル６８と接触する少なくとも２つの電極６４，６４とを有している。そして、電磁アクチュエータ５９と油圧緩衝器５１とを含んで構成される車両用緩衝器１は、「永久磁石６３を有するシリンダパイプ側部材（即ち、外筒５２、アッパーマウント１８、コイル格納シェル５８）」と「コイル６８を有する一方の取付部側部材（即ち、ピストンロッド７、取付アイ１７）」とが、軸方向に相対変位する。

第３の実施形態は、上述の如き油圧緩衝器５１と電磁アクチュエータ５９とにより車両用緩衝器１を構成したもので、その基本的作用については、第１の実施形態によるものと格別差異はない。即ち、第３の実施形態も、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、電磁アクチュエータ５９を簡易な構成とすることができ、かつ、電磁アクチュエータ５９から制御力を出力することができる。

この場合、第３の実施形態では、車体側取付部（アッパーマウント１８）にシリンダパイプとなる外筒５２を接続し、車輪側取付部（取付アイ１７）にピストンロッド７を接続し、油圧緩衝器５１として、倒立型で単筒式のシリンダ装置を用いている。このような第３の実施形態および前述の第１の実施形態から明らかなように、シリンダ装置の接続方向、上下の姿勢、単筒式であるか複筒式であるか等は、必要に応じて適宜変更が可能である。また、第３の実施形態では、電磁アクチュエータ５９は、内周側となるコイル６８の外周側に永久磁石６３、ヨーク６１、電極６４，６４を配置した構成となっている。このような配置であっても、前述の第１の実施形態と同様に、必要な磁界および電磁力を発生させることができる。即ち、電磁アクチュエータの構成部品の配置についても、必要に応じて適宜変更が可能である。

なお、第１の実施形態では、シリンダパイプとなる油圧緩衝器２の外筒４側に電磁アクチュエータ２１の可動部２７となる永久磁石３３および電極３４，３４を設けると共に、油圧緩衝器２のピストンロッド７側に電磁アクチュエータ２１の固定部２２となるコイル２６を設け、コイル２６の内周側に永久磁石３３および電極３４，３４を配置した構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、シリンダパイプとなる油圧緩衝器の外筒側（または、外筒に固定されたアウタパイプとしてのコイル格納シェルの内周側または外周側）に電磁アクチュエータのコイルを設けると共に、油圧緩衝器のピストンロッド側に電磁アクチュエータの永久磁石および電極を設け、コイルの内周側または外周側に永久磁石および電極を配置する構成としてもよい。

第２の実施形態では、油圧緩衝器５１のピストンロッド７側に電磁アクチュエータ５９の可動部６５となるコイル６８を設けると共に、シリンダパイプとなる油圧緩衝器５１の外筒５２側（より具体的には、外筒５２に固定されたアウタパイプとしてのコイル格納シェル５８の内周側）に電磁アクチュエータ５９の固定部６０となる永久磁石６３および電極６４，６４を設け、コイル６８の外周側に永久磁石６３および電極６４，６４を配置した構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、油圧緩衝器のピストンロッド側に電磁アクチュエータの永久磁石および電極を設けると共に、シリンダパイプとなる油圧緩衝器の外筒側（または、外筒に固定されたアウタパイプとしてのコイル格納シェルの内周側または外周側）に電磁アクチュエータのコイルを設け、コイルの内周側または外周側に永久磁石および電極を配置する構成としてもよい。

第１の実施形態および第２の実施形態では、車両用緩衝器１と懸架ばね３とがユニット化された構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、懸架ばねを省略してもよい。

第１の実施形態および第２の実施形態では、車両用緩衝器１が装着される車両として自動車を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、鉄道車両等、自動車以外の車両に緩衝器を装着してもよい。

さらに、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

以上説明した実施形態に基づく緩衝器として、例えば下記に述べる態様のものが考えられる。

（１）．第１の態様としては、車体側取付部と、車輪側取付部と、減衰機構であるピストンと、前記車体側取付部と車輪側取付部とのうちの一方の取付部と前記ピストンとに繋がれたピストンロッドと、前記ピストンロッドの一部と前記ピストンとが内部に包含されたシリンダパイプとによって構成され、前記シリンダパイプの外周側であって、前記シリンダパイプに固定されたアウタパイプと、前記一方の取付部側に固定されるコイルと、前記コイルの内周側または外周側に前記コイルと対向して設けられ、前記シリンダパイプ側に固定される磁石および前記磁石の一側と他側に設けられ、前記コイルと接触する少なくとも２つの電極と、を有し、前記磁石を有する前記シリンダパイプ側部材と前記コイルを有する前記一方の取付部側部材とが軸方向に相対変位する緩衝器であって、前記コイルの軸方向長は、前記磁石の軸方向長よりも長くなっている。

この第１の態様によれば、簡易かつ安価で小型の緩衝器を提供することができる。即ち、コイルの軸方向長が磁石の軸方向長よりも長いため、これらコイルと磁石とにより構成されるアクチュエータを小型に構成できる。これにより、緩衝器が大型化することを抑制できる。また、緩衝器のストローク位置によるアクチュエータの出力荷重の変化を抑制することもできる。さらに、位置センサによる位置フィードバック制御を必要としないため、簡素に構成することができる。また、緩衝器の伸縮運動に伴う振動または衝撃が、アクチュエータに直接加わることも抑制できる。これにより、アクチュエータの損傷防止のための保護部材が必要なくなり、この面からも簡素に構成することができる。また、緩衝器の伸縮運動を制御するときにアクチュエータの動力を直接制御力として利用することができる。即ち、制御力を減衰させる中間部材を必要としないため、応答速度を向上することができる。これにより、高周波域にまで至る車両の路面入力に基づく振動に対しても、この振動を抑制する制御力を出力させることができ、振動抑制効果を向上することができる。

（２）．第２の態様としては、第１の態様において、前記コイルは、通電材として扁平導線材料が用いられており、前記通電材の導電層は、絶縁素材で覆われており、前記通電材同士は、接着または固着されている。

この第２の態様によれば、コイルの通電材として扁平導線材料を用いているため、通電材の軸方向の巻線密度を高くしつつ径方向の断面積を大きくすることができる。即ち、「通電材の断面積の確保」と「コイルの軸方向の巻線密度の確保」とを両立することができる。これにより、コイルの電気抵抗を低減でき、かつ、磁力を増大できる。即ち、アクチュエータに用いるコイルの電気抵抗を低減することができ、消費電力を低減することができる。これに加えて、コイルの発熱を低減することができ、温度上昇に伴って電気抵抗が増大することを抑制できる。このため、この面からも、消費電力を低減することができ、車両の燃料消費を抑制することができる。しかも、扁平導線同士を平面で接着または固着することで、コイルの形状維持を容易に行うことができる（コイルの形状が崩れることを抑制できる）。

（３）．第３の態様としては、第１の態様において、前記コイルは、通電材が中心部から外周方向に向かって螺旋状に設けられた複数の電気回路層を有しており、前記各電気回路層は、軸方向に積層されている。

この第３の態様によれば、螺旋状の電気回路層が軸方向に積層されているため、コイルの巻線密度を高めることができる。これにより、コイルの磁力の増大を図ることができる。

（４）．第４の態様としては、第１の態様において、前記電極は、変形可能なばねの性質を持った突起部を有しており、前記突起部は、２個所以上の複数個所または前記電極の全周に設けられている。

この第４の態様によれば、電極の突起部がコイルと接触した状態で、電極とコイルとが相対変位（相対運動）する。このとき、突起部はコイルに対して弾性的に当接する（突起部がコイルに対して押付けられる）ため、電極とコイルとの相対変位に拘わらず、電極（突起部）とコイルとを安定して接触させることができる。しかも、突起部を複数個所または電極の全周に設けるため、常に何れかの突起部または突起部の一部をコイルの導電層に接触させることができる。これにより、電極とコイルとの通電を確実に行うことができる。

（５）．第５の態様としては、第１の態様において、前記コイルと前記磁石との間には、少なくとも２０Ｎの制御荷重を能動的に出力可能である。

この第５の態様によれば、コイルと磁石との間で少なくとも２０Ｎの制御荷重が能動的に出力されるため、コイルと磁石とにより構成されるアクチュエータから必要な制御力を出力することができる。即ち、シリンダパイプとピストンロッドとの間には、シリンダパイプ内のシリンダオイル（作動液）が外部に漏れないようにシール部材（ピストンシール）が設けられている。そして、シール部材とピストンロッドと間には、これらの摩擦に基づいて、アクチュエータの制御力に対する抵抗力が発生する。この抵抗力は、２０Ｎ程度であるため、アクチュエータから少なくとも２０Ｎの制御荷重を出力できるようにすることにより、アクチュエータにより能動制御を行うことができる。

（６）．第６の態様としては、第１の態様において、前記コイルと前記磁石との間に出力される制御荷重は、０．１秒以下の応答速度、または、１０Ｈｚ以上の周波数にて出力が可能である。

この第６の態様によれば、良好な応答速度をもって振動抑制の制御を行うことができる。このため、例えば、ばね下共振周波数を含む高周波域にまで至る路面入力振動に対しても、振動抑制効果を得ることができる。

１ 車両用緩衝器（緩衝器）
２，５１ 油圧緩衝器
４，５２ 外筒（シリンダパイプ）
６ 内筒（シリンダパイプ）
７ ピストンロッド
１７ 取付アイ（車輪側取付部）
１８ アッパーマウント（車体側取付部）
１９，５８ コイル格納シェル（アウタパイプ）
２１，５９ 電磁アクチュエータ
２６，４１，６８ コイル
２６Ａ，４１Ａ，６８Ａ 導線（通電材）
２６Ａ１ 導電材（導電層）
２６Ａ２ 絶縁材（絶縁素材）
３３，６３ 永久磁石（磁石）
３４，６４ 電極
３４Ｂ，６４Ｂ 突起部
４１Ａ１ 電気回路層

Claims (6)

1. 車体側取付部と、車輪側取付部と、減衰機構であるピストンと、前記車体側取付部と車輪側取付部とのうちの一方の取付部と前記ピストンとに繋がれたピストンロッドと、前記ピストンロッドの一部と前記ピストンとが内部に包含されたシリンダパイプとによって構成され、
   前記シリンダパイプの外周側であって、前記シリンダパイプに固定されたアウタパイプと、
   前記一方の取付部側に固定されるコイルと、
   前記コイルの内周側または外周側に前記コイルと対向して設けられ、前記シリンダパイプ側に固定される磁石および前記磁石の一側と他側に設けられ、前記コイルと接触する少なくとも２つの電極と、を有し、
   前記磁石を有する前記シリンダパイプ側部材と前記コイルを有する前記一方の取付部側部材とが軸方向に相対変位する緩衝器であって、
   前記コイルの軸方向長は、前記磁石の軸方向長よりも長いことを特徴とする緩衝器。
2. 請求項１において、
   前記コイルは、通電材として扁平導線材料が用いられており、
   前記通電材の導電層は、絶縁素材で覆われており、
   前記通電材同士は、接着または固着されていることを特徴とする緩衝器。
3. 請求項１において、
   前記コイルは、通電材が中心部から外周方向に向かって螺旋状に設けられた複数の電気回路層を有しており、
   前記各電気回路層は、軸方向に積層されていることを特徴とする緩衝器。
4. 請求項１において、
   前記電極は、変形可能なばねの性質を持った突起部を有しており、
   前記突起部は、２個所以上の複数個所または前記電極の全周に設けられていることを特徴とする緩衝器。
5. 請求項１において、
   前記コイルと前記磁石との間には、少なくとも２０Ｎの制御荷重を能動的に出力可能であることを特徴とする緩衝器。
6. 請求項１において、
   前記コイルと前記磁石との間に出力される制御荷重は、０．１秒以下の応答速度、または、１０Ｈｚ以上の周波数にて出力が可能であることを特徴とする緩衝器。

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