JP2547751B2 - 減衰力可変型液圧緩衝器用アクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は減衰力可変型液圧緩衝器に用いるアクチユエ
ータに関する。

従来の技術 自動車のサスペンシヨン装置として自動車の走行状態
に応じて液圧緩衝器の減衰力を調整することが可能な所
謂減衰力可変型液圧緩衝器が知られている。これは、作
動液の充填されたシリンダ内を２つの液室に画成するピ
ストンがシリンダ内を伸行程（ピストンロツドが伸長作
動して、ピストンがシリンダ内を上動し、液圧緩衝器の
上下長が長くなる動作）または圧行程（ピストンロツド
が圧縮作動して、ピストンがシリンダ内を下動し、液圧
緩衝器の上下長が短くなる動作）において、作動液を各
液室間に置換流通させることによつて減衰力を発生する
減衰力発生機構と、この減衰力発生機構を通過するであ
ろう作動液の一部を各液室間にバイパスする減衰力可変
機構とを備えている。この減衰力可変機構はピストンを
固定したピストンロツドに形成されたバイパス通路と、
このバイパス通路内に収容された調整子とを備え、この
調整子をコントロールロツドを介して連結したアクチユ
エータによつて回動し、調整子に形成された複数の口径
の異なるオリフイスのいずれか一つのオリフイスを選択
することによつて、バイパス通路を流通する作動液のバ
イパス量を調整し、例えばソフト・ミデイアム・ハード
の各減衰力可変モードを設定するようになつている。

ところで前述のアクチユエータの中には、実開昭58−
72546号公報に示されているように、ピストンロツドの
上端に嵌合したテーブルと、減衰力可変用の調整子を連
結させる出力軸と、この出力軸の外周に固定された永久
磁石を有するロータと、このロータの周方向に離して前
記テーブルに固定された複数の電磁石を有するステータ
とを備え、この複数の電磁石を選択的に励磁することに
よつて、永久磁石を吸引して、出力軸を回動し、もつて
調整子をバイパス通路に対して回動するようにしたもの
がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前述のアクチユエータにあつては、複数
の電磁石のうちで永久磁石の回動先に在る電磁石だけを
永久磁石の吸引磁界が発生されるように励磁させて、永
久磁石を吸引することによつて、ロータを回動させるよ
うになつているので、減衰力可変モードを例えばソフト
・ミデイアム・ハードに切換える際、ロータの回動初期
には、停止位置で互いに対向している永久磁石と電磁石
との間に吸引作用する磁界が回動抵抗として働く。この
ため、回動初期の出力（トルク）を大きくする必要があ
る。しかしながら、この回動初期の出力を大きくするに
は電磁石の磁界を強くすることとなり、電磁石の外形が
大きくなつてしまう。この結果、アクチユエータを車体
に取付けた場合に、アクチユエータの占有面積が広くな
り、他の機能部品の取付けに支障を招いてしまうという
問題点がある。

また、このアクチユエータの出力（トルク）を大きく
するには、永久磁石の断面積を大きくする、永久磁
石の長さ、つまり出力軸から永久磁石の外端までの距離
を大きくする、電磁石の磁界を強くする、こと等が必
要である。このためアクチユエータを高出力にしようと
すればする程、アクチユエータが径方向に大きくなり、
他の機能部品の取付けに支障を招くことになってしま
う。

問題点を解決するための手段 本発明は前述の問題点を解決するために、ケーシング
と、このケーシング内に回動可能に装着されて減衰力可
変用の調整子を連結させる出力軸と、この出力軸の外周
に直径方向に対向して固定された複数の永久磁石を有す
るロータと、周方向に離間してケーシング内に固定配置
された複数の電磁石を有するステータを備え、前記電磁
石を選択的に励磁して前記ロータをステップ回転させる
ようにした減衰力可変型液圧緩衝器用アクチュエータで
あって、前記複数の永久磁石の磁界の向きを、直径方向
で対向する一対の永久磁石の極性が同じ向きとなるよう
にして前記出力軸と平行に設定するとともに、前記複数
の電磁石を、各永久磁石の磁界と対向する範囲内の円周
上で周方向に等間隔で離間させて永久磁石の上方または
下方に所要間隙をもって配置し、さらに、前記複数の電
磁石のうちの少なくとも永久磁石と対向している電磁石
には永久磁石に対する反発磁界を発生させると共に、永
久磁石の回動先に在る電磁石には永久磁石に対する吸引
磁界を発生させて前記ロータを起動させるように、前記
複数の電磁石を選択的に励磁させる磁界切換手段を設け
てある。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
この実施例では減衰力可変型液圧緩衝器に施用したアク
チユエータを図示してある。

第１〜５図において、１は減衰力可変型液圧緩衝器で
あつて、作動液が充填されたシリンダ２と、これの内部
を２つの液室3,4に画成するピストン５と、このピスト
ン５に設けられて該ピストン５がシリンダ２内を移動す
る際に減衰力を発生する減衰力発生機構６と、ピストン
５が一端側に取付けられているピストンロツド７と、こ
のピストンロツド７に設けられ減衰力発生機構６を介し
て２つの液室3,4間に置換流通され得る作動液のバイパ
ス量を調整する減衰力可変機構８とを備えている。減衰
力発生機構６は、ピストン５にその周方向に離間配置さ
れて上下方向に貫通された複数の通路6aと、ピストン５
の上面に設けられて複数の通路6aのうちの少なくとも一
つを液室３に連通させるスリツト6bと、ピストン５の下
面に設けられて複数の通路6aのうちの別の少なくとも一
つを液室４に連通させるスリツト6cと、ピストン５の下
面に配置されて圧行程で複数の通路6aを覆蓋しかつ伸行
程で開動する伸側弁体6dと、ピストン５の上面に配置さ
れて伸行程で複数の通路6aを覆蓋しかつ圧行程で開動す
る圧側弁体6eとを備え、伸行程と圧行程とにおいて、ピ
ストン５のシリンダ２内での移動に連れて、作動液を液
室3,4間に置換流通させることによつて減衰力を発生す
るようになつている。減衰力可変機構８は、ピストンロ
ツド７に穿設されて２つの液室3,4を減衰力発生機構６
をバイパスして連通するバイパス通路９と、このバイパ
ス通路９内に回動自在に収容された調整子10とを備えて
いる。この調整子10にはピストンロツド７の軸心部に貫
挿したコントロールロツド11を介してアクチユエータ12
が連結されており、このアクチユエータ12によつて調整
子10に設けた複数の口径の異なるオリフイス10aのうち
の一つのオリフイス10aをピストンロツド７のバイパス
通路９周壁に設けた連通孔13に選択連通することによつ
て、調整子10がバイパス通路９を流通する作動液のバイ
パス量を調整するようになつている。ピストンロツド７
のシリンダ２を封止的に貫通する他端（上端）は、アツ
パマウントインシユレータ15に取付けられている。即
ち、アツパマウントインシユレータ15を貫通し、アツパ
マウントインシユレータ15より上方に突出したピストン
ロツド７のねじ部にナツト16を締結して取付けられ、こ
のアツパマウントインシユレータ15は公知の形式で車体
に取付けられる。

ここで、前記アクチユエータ12は、第２〜４図に詳細
図示する如く、ケーシング20と出力軸21とロータ22とス
テータ23とを備えている。ケーシング20はベースプレー
ト24と有蓋筒状のカバー25とで構成されている。カバー
25の開口周縁部をベースプレート24の外周縁に嵌合装着
させることによつて、ケーシング20内には出力軸21,ロ
ータ22,ステータ23を収容する空間部26が形成されてい
る。ベースプレート24の下面外周縁には第１図に示す如
く複数のフランジ27が径方向外側へ水平に延設されてい
る。これらのフランジ27はアツパマウントインシユレー
タ15に設けられたアクチユエータブラケツト28にボルト
29で固定されるようになつている。再び第２〜４図にも
どつて、ベースプレート24の下面中央部にはボス30が下
方に向けて突設されている。ベースプレート24の上面中
央部には第４図において、ステータ23と対向する部分の
突起31aを除いて凹部31が形成されており、この凹部31
の底面中央部からボス30の上部に跨つて軸受孔32が形成
されている。ボス30の下部には挿通孔33が下方に向けて
形成されている。挿通孔33はピストンロツド７の上端を
シール部材34を介して嵌合させるものである。この挿通
孔33と軸受孔32とはこれらよりも小径の貫通孔35によつ
て連通されている。カバー25の頂壁面には軸受孔36が下
方に向けて開放して形成されている。この軸受孔36はベ
ースプレート24の軸受孔32と上下方向で位置が対応して
いる。前記出力軸21はロータ22を介してケーシング20内
に回動可能に装着されている。この出力軸21の下部はベ
ースプレート24の貫通孔35を通つて挿通孔33内に突出さ
れており、この出力軸21の下部の軸心部にはコントロー
ルロツド11の上部が一体回転するように嵌合され、もつ
て出力軸21には調整子10がコントロールロツド11を介し
て連結されている。前記ロータ22は支軸37と永久磁石3
8,39とを備えている。支軸37の上端部と下端部それぞれ
はカバー25の軸受孔36とベースプレート24の軸受孔32と
にブツシユ40,41を介して回動自在に嵌合されている。
この支軸37の軸心部には中抜孔42Aが上下方向に貫設さ
れており、この中抜孔42Aの中間部上側に段付部42Bが形
成されている。中抜孔42Aには前記出力軸21が挿入さ
れ、この出力軸21の上部に径方向に貫装されたピン42C
の両端が中抜孔42Aの段付部42Bよりも上方に在る部分の
孔壁面に形成された縦溝42Dに嵌装されていると共に段
付部42Bの上面に受止められており、出力軸21はピン42C
を介してロータ22の支軸37に一体回転するように組付け
られている。この支軸37の外周面の上下方向中間部には
鍔部43が径方向外側へ水平に突設されている。前記永久
磁石38,39は扇形の平板に形成されて複数個例えば２個
設けられ、支軸37の径方向外側に支軸37を挾んで相対峙
して配設されている。この２個の永久磁石38,39それぞ
れは支軸37の鍔部43とこの鍔部43よりも下方の部分に外
嵌固定された環状のステープレート44とでサンドイツチ
状に保持されて、支軸37に固定されている。つまり、こ
れらの永久磁石38,39は支軸37を介して出力軸21の外周
に固定されている。永久磁石38,39の末広状の外周部は
鍔部43やステープレート44よりも外側に突出されかつベ
ースプレート24の上面からわずかに遊離されている。ス
テープレート44はベースプレート24の凹部31内に配置さ
れている。これら永久磁石38,39の磁界の方向は出力軸2
1の回転中心と平行に設定されている。前記ステータ23
は配線基板に構成されたマウントベース45と複数の電磁
石46〜51とを備えている。マウントベース45は環状に形
成されてカバー25の内周面の上下方向中間部に位置して
ベースプレート24上にステー52を介して固定されてい
る。このマウントベース45は支軸21の鍔部43よりもわず
かに上方に位置されている。複数の電磁石46〜51はこの
実施例では６個になつており、ロータ22の周方向に等間
隔に離間して配置されかつマウントベース45を介してケ
ーシング１内に固定されている。６個の電磁石46〜51そ
れぞれは、マグネツトコア46a〜51aと、これの上下方向
中間部の外側にボビン46b〜51bを介して巻装されたソレ
ノイド46c〜51cとを備え、ボビン46b〜51bの下鍔に突設
したリベツト53をマウントベース45にかしめ付けてあ
る。これらの電磁石46〜51は永久磁石38,39の磁界の向
きに対向する範囲内の円周Ｌ上で永久磁石38,39の上方
に所要間隙をもつて配置されている。具体的には永久磁
石38,39が出力軸21を中心として回動したときに、６個
の電磁石46〜51のマグネツトコア46a〜51aの下面が永久
磁石38,39の外周部上からわずかに遊離した状態になる
ようになつている。マグネツトコア46a〜51aの上部はカ
バー25の頂壁面に形成された受容部54に密接内嵌されて
いる。ボビン46b〜51bの上鍔はカバー25の頂壁面に当接
されている。また、６個の電磁石46〜51のうち、出力軸
21の回転中心を挾んで相対峙する電磁石46,49の組、47,
50の組、48,51の組は電気的に２個一組になつている。
６個の電磁石46〜51のソレノイド46c〜51cは第５図に示
すように磁界切換手段55,ヒユーズ56,イグニツシヨンス
イツチ57を介して電源としてのバツテリー58に接続され
ている。磁界切換手段55は選択スイツチ59と整流素子群
62とを備え、ロータの駆動時に、複数の電磁石のうちの
少なくとも永久磁石と対向している電磁石には永久磁石
の反発磁界を発生させると共に、永久磁石の回動先に在
る電磁石には永久磁石の吸引磁界を発生させるように、
前記複数の電磁石を選択的に励磁させるように構成され
ている。選択スイツチ59は２つのスイツチ部60,61を有
している。２つのスイツチ部60,61それぞれは連動構成
された可動接点60a,61aと、複数の、図示例では３つの
固定接点60b,60c,60d,61b,61c,61dと備えている。可動
接点60aはヒユーズ56,イグニシヨンスイツチ57を介して
バツテリ58の正極に接続されており、可動接点61aはバ
ツテリ58の負極に接続されている。ここで説明を明確に
するために、可動接点60a,61aが固定接点60b,61bに切換
えられているとき、減衰力可変モードはソフトモードＳ
になり、可動接点60a,61aが固定接点60c,61cに切換えら
れているとき、減衰力可変モードはハードモードＨにな
り、さらに可動接点60a,61aが固定接点60d,61dに切換え
られているとき、減衰力可変モードはミデイアムモード
Ｍになるものとする。またソレノイド46cの一端と固定
接点60bとの接続経路をライン１、ソレノイド46cの他端
と固定接点61bとの接続経路をライン２、ソレノイド47c
の一端と固定接点60cとの接続経路をライン３、ソレノ
イド47cの他端と固定接点61cとの接続経路をライン４、
ソレノイド48cの一端と固定接点60dとの接続経路をライ
ン５、ソレノイド48cの他端と固定接点61dとの接続経路
をライン６とする。前記整流素子群62は複数の、図示例
では３つのダイオードD₁,D₂,D₃で構成されている。そし
て、６個の電磁石46〜51のうちの２個一組になつたソレ
ノイド46c,49cは図示例では並列に結線され、また別の
２個一組になつたソレノイド47c,50cは図示例では並列
に結線され、さらに別の２個一組になつたソレノイド48
c,51cは図示例では並列に結線されている。またダイオ
ードD₁はライン１からライン４に順方向に接続されてい
る。ダイオードD₂はライン５からライン２に順方向に接
続されている。ダイオードD₃はライン３からライン６に
順方向に接続されている。つまり、これらのダイオード
D₁〜D₃によつて、各減衰力可変モード設定時には６個の
ソレノイド46c〜51cのうちの反発磁界を発生する２組の
ソレノイドが互いに直列に接続され、この直列に接続さ
れた２組のソレノイドが吸引磁界を発生する１組のソレ
ノイドに並列に接続されるようになつている。なお、第
2,3図に示す63は６個の電磁石46〜51のソレノイド46c〜
51cへのハーネスであり、第３図に示す64はステー52
と、ベースプレート24と、カバー25とに接し、ケーシン
グ20内を密封するシールである。

以上の実施例の構造によれば、イグニツシヨンスイツ
チ57をオン動作したまま、選択スイツチ55の可動接点60
a,61aを固定接点60b,61bに切換えてソフトモードＳ、あ
るいは可動接点60a,61aを固定接点60c,61cに切換えてハ
ードモードＨさらには可動接点60a,61aを固定接点60d,6
1dに切換えてミデイアムモードＭのいずれか一つの減衰
力可変モードに設定すると、バツテリー58からソレノイ
ド46c〜51cに励磁電流が供給されて、２個一組のマグネ
ツトコア46a,49aあるいは47a,50aさらには48a,51aには
下表１に示すような永久磁石38,39の吸引磁界，反発磁
界を生じる。

ここで、例えば第５図に示すように、減衰力可変モー
ドをハードモードＨからソフトモードＳに切換えたとす
ると、磁界切換手段55によつて上表のソフトモードＳ欄
のように複数の電磁石46〜51のうちの２個一組のマグネ
ツトコア46a,49aが吸引磁界を発生し、他のマグネツト
コア47a〜51aが反発磁界を発生する。即ち、ロータの駆
動時には、ハードモードＨからソフトモードＳに切換わ
るときの永久磁石38,39の回動先に在る２個一組の電磁
石46,49が永久磁石38,39の吸引磁界を発生すると共に、
ハードモードＨで永久磁石38,39と対向している２個一
組の電磁石47,50及び残りの２個一組の電磁石48,51それ
ぞれが永久磁石38,39の反発磁界を発生する。この結
果、永久磁石38,39は吸引磁界を発生している２個一組
の電磁石46,49から吸引力を受けると共に、反発磁界を
発生している残りの電磁石47,50,48,51から反発力を受
け、出力軸21が支軸37を介して回動され、この出力軸21
にコントロールロツド11を介して連結された調整子10が
回動され、調整子10の複数の異なる口径のオリフイス10
aのうちの一つのオリフイス10aがピストンロツド７の連
通孔13に連通され、減衰力可変モードが切換えられて、
減衰力可変機構８のバイパス量が調整されるのである。
前記出力軸21の回動は選択的に吸引磁界を発生するよう
に励磁された２個一組のマグネツトコア46a,49aあるい
は47a,50aさらには48a,51aの磁力線が永久磁石38,39の
磁力線と平行になるところ、つまり磁界の最も強い結合
状態で停止される。しかも、ステータ23の複数の電磁石
46〜51を永久磁石38,39の磁界の向きに対向する範囲内
の内周Ｌ上で永久磁石38,39の上方または下方に所要間
隙をもつて配置してあるので、前述した従来の複数の電
磁石を永久磁石の径方向外側に所要間隙をもつて配置し
た構造に比べて、アクチユエータの径方向の外形を小形
にすることができるという構造上の利点がある。

第６図は本発明の異なる例を示すものであつて、磁界
切換手段55の整流素子群62を、複数、図示例では12個の
ダイオードD₄〜D₁₅で構成して、選択スイツチ59側に配
置してある。つまり、ダイオードD₄はライン３からライ
ン２に順方向に接続されている。ダイオードD₅はライン
５からライン２に順方向に接続されている。ダイオード
D₆はライン５からライン４に順方向に接続されている。
ダイオードD₇はライン１からライン４に順方向に接続さ
れている。ダイオードD₈はライン３からライン６に順方
向に接続されている。ダイオードD₉はライン１からライ
ン６に順方向に接続されている。ダイオードD₁₀はライ
ン１からライン４に順方向に接続されている。ダイオー
ドD₁₁はライン１からライン６に順方向に接続されてい
る。ダイオードD₁₂はライン３からライン６に順方向に
接続されている。ダイオードD₁₃はライン３からライン
２に順方向に接続されている。ダイオードD₁₄はライン
５からライン４に順方向に接続されている。ダイオード
D₁₅はライン５からライン２に順方向に接続されてい
る。つまり、これらのダイオードD₄〜D₁₅によつて、各
減衰力可変モード設定時には６個のソレノイド46c〜51c
のうちの反発磁界を発生する２組のソレノイドと吸引磁
界を発生する１組のソレノイドとが互いに並列に接続さ
れるようになつている。

この実施例によれば、イグニツシヨンスイツチ57をオ
ン動作したまま、選択スイツチ55の可動接点60a,61aを
固定接点60b,61bに切換えてソフトモードＳ、あるいは
可動接点60a,61aを固定接点60c,61cに切換えてハードモ
ードＨ、さらには可動接点60a,61aを固定接点60d,61dに
切換えてミデイアムモードＭのいずれか一つの減衰力可
変モードに設定すると、バツテリー58からソレノイド46
c〜51cに励磁電流が供給されて、２個一組のマグネツト
コア46a,49aあるいは47a,50aさらには48a,51aには下表
２に示すような永久磁石38,39の吸引磁界，反発磁界を
生じる。

なお図示は省略するが、減衰力可変モード切換完了後
にあつても吸引磁界を発生しているソレノイドに励磁電
流を供給して出力軸21の可逆転を阻止したり、整流素子
群59,59Aにタイマ手段を介装して、減衰力可変モード切
換完了後に反発磁界を発生しているソレノイドの励磁電
流を遮断することもできる。

また、本発明にあつては図示は省略するが、電磁石を
永久磁石の下方あるいは永久磁石の径方向外側に配置し
たり、あるいは電磁石を２個以上設け、かつ永久磁石を
１個以上設けても適用できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ロータの起動に際し
て、永久磁石と対向している電磁石が、永久磁石に対す
る反発磁界を発生し、永久磁石の回動先に在る電磁石
が、永久磁石に対する吸引磁界を発生する。つまり、ロ
ータに吸引力と反発力を同時に作用させることで、ロー
タの起動トルク増大を図っているので、永久磁石の回転
先に在る電磁石だけから吸引磁界を発生させるものに比
べて、アクチュエータの径方向の寸法を小さくすること
ができる。この結果、アクチュエータを車体に取付けた
場合に、アクチュエータの占有面積を狭くすることがで
きて、他の機能部品の取付けに支障を招くことはない。
しかも、ロータの起動時に永久磁石に対して作用する反
発力が回転補助力として働くので、応答性を向上するこ
ともできる。

さらに、電磁石を周方向に等間隔配置して永久磁石と
その上方または下方で対向させ、直径方向に対向する一
対の電磁石を同時に励磁させる構成のため、車両の加減
速時に強い外乱が加わっても、永久磁石の位置保持が確
実に行えるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のII−II線に沿う断面図、第３図は第２図のIII−III
線に沿う断面図、第４図は第３図のIV−IV線に沿う断面
図、第５図は同実施例の電気回路図、第６図は本発明の
異なる例を示す電気回路図である。 10……調整子、20……ケーシング、21……出力軸、22…
…ロータ、38,39……永久磁石、46〜51……電磁石、55
……磁界切換手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングと、このケーシング内に回動可
   能に装着されて減衰力可変用の調整子を連結させる出力
   軸と、この出力軸の外周に直径方向に対向して固定され
   た複数の永久磁石を有するロータと、周方向に離間して
   ケーシング内に固定配置された複数の電磁石を有するス
   テータとを備え、前記電磁石を選択的に励磁して前記ロ
   ータをステップ回転させるようにした減衰力可変型液圧
   緩衝器用アクチュエータであって、 前記複数の永久磁石の磁界の向きを、直径方向で対向す
   る一対の永久磁石の極性が同じ向きとなるようにして前
   記出力軸と平行に設定するとともに、 前記複数の電磁石を、各永久磁石の磁界と対向する範囲
   内の円周上で周方向に等間隔で離間させて永久磁石の上
   方または下方に所要間隙をもって配置し、 さらに、前記複数の電磁石のうちの少なくとも永久磁石
   と対向している電磁石には永久磁石に対する反発磁界を
   発生させると共に、永久磁石の回動先に在る電磁石には
   永久磁石に対する吸引磁界を発生させて前記ロータを起
   動させるように、前記複数の電磁石を選択的に励磁させ
   る磁界切換手段を設けたことを特徴とする減衰力可変型
   液圧緩衝器用アクチュエータ。