JP2781176B2

JP2781176B2 - アクチュエータ

Info

Publication number: JP2781176B2
Application number: JP63034399A
Authority: JP
Inventors: 忍柿崎
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: US5148895A; EP0329471A3; DE68923887T2; JPH01210636A; DE68923887D1; EP0329471B1; EP0329471A2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、減衰力可変型液圧緩衝器等に用いられる
アクチュエータに関する。

従来の技術自動車のサスペンション装置として車両の走行状態に
応じて液圧緩衝器の減衰力をアクチュエータによって例
えばソフト，ミディアム，ハードの可変モードに調整す
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。そして、上記アクチュエータは、従前からいろい
ろ改良されており、本出願人も例えば実願昭61−167849
号公報に記載された技術を提供している。

第８図〜第９図に基づいてその概略を説明すれば、図
中１は磁性体のカップ状カバー２と略円板状のベースプ
レート３とからなるケーシングであって、このケーシン
グ１は、内部中央に出力軸４が回転可能に軸受されてい
ると共に、該出力軸４の外方に周方向に沿って配置され
たステータ５が固定されている。上記出力軸４は、下端
が図外の液圧緩衝器内の作動油の流量をオリフィスによ
って可変にする調整子にコントロールロッド６を介して
連結していると共に、外周には上記ベースプレート３と
ステータ５との間に配置された扇状の２つの永久磁石8
a,8bを対向して有するロータ７が固着されている。

一方、上記ステータ５は、周方向に沿って等間隔で配
設された６つの電磁石9a〜9fを備えており、この電磁石
9a〜9fは、マウントベース10を介してケーシング１内に
固定されていると共に、上記永久磁石8a,8bの磁界の向
きに対向する範囲内に永久磁石8a,8bの上方に所定間隙
をもって配置されている。また、６個の電磁石9a〜9fの
うち、出力軸４の回転中心を挾んで相対峙する電磁石9
a,9dの組、9b,9eの組、9c,9fの組は電気的に２個一組に
なって選択的に励磁されて２つの永久磁石8a,8bを吸引
するようになっている。

そして、上記２つの永久磁石8a,8bの磁界が同じ向き
に設定されており、したがって、これを吸引する複数の
電磁石9a〜9fは同じ向きの磁界を生じるようになってい
る。このため、電磁石9a〜9fの磁界がケーシング１によ
って集束されているときには、互いに打ち消し合うこと
なくマグネットコアＡ〜Ｆからベースプレート３の外周
側、カバー２の外周側を経由してマグネットコアＡ〜Ｆ
に戻る経路をたどって磁束密度が高められ、もって電磁
石の磁界が強化されている。

発明が解決しようとする問題点上記従来のアクチュエータにあっては、上述のように
ケーシング１のカバー２とベースプレート３を磁性体に
形成して、これらを磁気回路の一つとして利用するよう
になっているため、カバー２とベースプレート３とを金
属材で形成する必要がある。したがって両者2,3の接合
は、かしめや溶接あるいは接着剤などによって行われ
る。しかし、かしめや溶接処理を行った場合には、外周
が予め塗装されたケーシング１の上記溶接個所などの塗
装が剥離されてしまう。このため、再度防錆処理をしな
ければならず、製造作業が煩雑になる。また、接着剤で
接合した場合には、該接着剤がケーシング１内に流れ込
んで可動部等を固着してしまったり、あるいは接着強度
自体が信頼性に欠ける。また、かしめ等の場合には気密
性保持のために接合個所にシール部材を形成しなければ
ならない。

問題点を解決するための手段この発明は、上記従来の問題点に鑑みて案出されたも
ので、ケーシング内に回転可能に装着されて減衰力可変
用の調整子に連結する出力軸と、この出力軸の外周に固
定された複数の永久磁石を有するロータと、上記ケーシ
ング内に周方向へ等間隔に離間して固定され、かつ選択
的に励磁されて上記ロータを所定位置に吸引回転させる
複数の電磁石を有するステータとを備え、上記複数の永
久磁石の磁界の向きを上記出力軸の軸心方向と平行に設
定する一方、上記複数の電磁石を、上記軸方向と平行な
磁界の向きに対向する範囲内の円周上に、上記永久磁石
の一端面に対して上記出力軸の軸方向へ所定間隔をもっ
て配置し、さらに上記永久磁石を電磁石を挟んだケーシ
ング内の上下位置に２枚の磁性体プレートを非磁性のマ
ウントベースを介して対向配置し、上記永久磁石を挾ん
で電磁石と対向配置された上記上側の磁性体プレート
を、上記永久磁石の他端面と上記出力軸の軸方向へ所定
間隔をもって配置したことを特徴としている。

作用上記構成のこの発明によれば、電磁石への励磁によっ
て形成される磁気回路を、永久磁石を介して一方側の磁
性体プレート及び他方側の磁性体プレートを経由して電
磁石へ戻るよう形成でき（第３図参照）。したがって、
従来のようなケーシングを磁性体で形成する必要がなく
なり、該ケーシングを合成樹脂材で一体的に成形するこ
とが可能となる。また、電磁石と永久磁石及び磁性体プ
レートとを、マウントベースを介して夫々出力軸の軸方
向へ所定間隔をもって対向配置し、特に上側の磁性体プ
レートと永久磁石及び電磁石とを所定のエアギャップを
もって互いに十分に接近配置できるため、磁束密度を十
分に高くすることが可能になる。

実施例第７図は、この発明に係るアクチュエータが適用され
た減衰力可変型液圧緩衝器を示しており、この液圧緩衝
器11は、作動液が充填されたシリンダ12と、これの内部
を２つの液室13,14に画成するピストン15と、このピス
トン15に設けられて該ピストン15がシリンダ12内を移動
する際に減衰力を発生する減衰力発生機構16と、ピスト
ン15が一端側に取り付けられているピストンロッド17
と、このピストンロッド17に設けられ減衰力発生機構16
を介して２つの液室13,14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18とを備えてい
る。

上記減衰力発生機構16は、ピストン15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16a
と、ピストン15の上面に設けらて複数の通路16aのうち
の少なくとも一つを液室13に連通させるスリット16b
と、ピストン15の下面に設けられて複数の通路16aのう
ちの別の少なくとも一つを液室14に連通させるスリット
16cと、ピストン15の下面に配置されて圧行程で複数の
通路16aを履蓋しかつ伸行程で開動する伸側弁体16dと、
ピストン15の上面に配置されて伸行程で複数の通路16a
を履蓋しかつ圧行程で開動する圧側弁体16eとを備え、
伸行程と圧行程とにおいて、ピストン15のシリンダ12内
での移動に伴って、作動液を液室13,14間に置換流通さ
せることによって減衰力を発生するようになっている。

減衰力可変機構18は、ピストンロッド17に穿設されて
減衰力可変機構16をバイパスして２つの液室13,14を連
通するバイパス通路19と、このバイパス通路19内に回動
自在に収容された調整子20とを備えている。この調整子
20は、ピストンロッド17の軸心部に貫挿したコントロー
ルロッド21を介してアクチュエータ22と連結しており、
このアクチュエータ22によって調整子20に設けた複数の
口径の異なるオリフィス20aのうちの一つのオリフィス2
0aをピストンロッド17のバイパス通路19周壁に設けた連
通孔23に選択連通することによって、調整子20がバイパ
ス通路19を流通する作動液のバイパス量を調整するよう
になっている。ピストンロッド17は、シリンダ12を封止
的に貫通する他端（上端）がアッパマウントインシュレ
ータ25に取り付けられている。即ち、アッパマウントイ
ンシュレータ25を貫通し、アッパマウントインシュレー
タ25より上方に突出したピストンロッド17のねじ部にブ
ラケット24と一緒にナットを締結して取り付けられ、こ
のアッパマウントインシュレータ25は、公知の形式で車
体に取り付けられる。

また、ブラケット24にフランジ部26を介して固定され
た上記アクチュエータ22は、第１図及び第２図に示すよ
うに、ケーシング30内に上下のステータプレート31,32
と出力軸33とロータ34とステータ35とを備えている。

上記ケーシング30は、合成樹脂材からなる有蓋筒状の
アッパカバー36とロアカバー37とを備え、ロアカバー37
の立ち上がり周縁に形成された嵌合溝37a内にアッパカ
バー36の周縁部36aを嵌合し、該嵌合個所を例えば超音
波溶着によって接合して両者36,37間の気密性を保持す
るようになっている。また、ロアカバー37は、下面中央
部にボス部37bが形成されていると共に、該ボス部37bの
中央軸方向に上記出力軸33が貫通する軸受孔37cが形成
されている。また、軸受孔37cの下部外周には、ピスト
ンロッド17の上端をシールするシール部38が設けられて
いると共に、部外周に軸受39が固着されている。

上記上下のステータプレート31,32は、磁性体の円盤
状金属板からなり、アッパカバー36の内面に当接した上
側ステータプレート31とロアカバー37の内面に当接した
下側ステータプレート32が、上記ステータ35の後述する
合成樹脂材（非磁性体）からなるマウントベース40を介
して上下に対向して固定さている。また、上側ステータ
プレート31は、アッパカバー36の内径と略同径に形成さ
れ、第２図に示すように、周方向に等間隔で６つの矩形
状凹部…が形成されている。この凹部41は、略周方向の
内外端縁41a,41bが傾斜状に形成されている（第１図参
照）が、略径方向の両側端41c,41cは磁束範囲の境界を
適格に仕切るため（ロータ34の着磁位置を確実ならしめ
るため）に直角に形成されている。

上記出力軸33は、上記下側軸受39及び上側ステータプ
レート31の中央孔に嵌着した上部軸受42に軸受された筒
部43を介してケーシング30内に回転可能に装着されてい
ると共に、上記軸受孔37cから下方へ突出した下部が上
記コントロールロッド21の上部に連結している。尚、上
記出力軸33と筒部43とは、該筒部43の上端から下方へ所
定長さに形成された長溝43a内に上記出力軸33に設けら
れた突起部33aが嵌合して連結されており、両者はコン
トロールロッド21の取付誤差等を考慮して僅かなクリア
ランスをもって連結している。

また、上記筒部43の外周には、上記ロータ34が固着さ
れており、このロータ34は、支軸44と円盤状の永久磁石
45とを備えている。上記支軸44は、合成樹脂材からな
り、上部境状溝が上記上側の軸受42に支持されている一
方、筒状の下部がステータ35の合成樹脂材からなるマウ
ントベース40内側の屈曲状内端面に摺動可能に支持され
ている。この支軸44の外周面に径方向に水平に延設され
た鍔部44aに、上記永久磁石45が嵌合固定されている。
この永久磁石45は、上面が上記上側ステータプレート31
に微小隙間をもって近接配置されていると共に、外径が
上側ステータプレート31より小さくかつ下側ステータプ
レート32と略同径に設定されている。また、この永久磁
石45は、円周方向へ所定間隔をもって配置された４つの
扇状の主・副永久磁石部46,47,48,49を備えている。つ
まり、この主・副永久磁石部46,47,48,49は、出力軸33
を中心とした対称位置にあるもの同士が夫々主永久磁石
部46,47と副永久磁石部48,49になっており、夫々の対向
する上下面が互いに逆の磁極になっている。そして、こ
れら主・副永久磁石部46,47,48,49の磁界の向きは夫々
矢印ｘ及びｙで示すように出力軸33の軸方向と平行に設
定されている（第４図参照）。

上記ステータ35は、上記合成樹脂製の上記マウントベ
ース40と６つの電磁石50〜55とを備えている。上記マウ
ントベース40は、内端縁が上記下側軸受39の外周に固定
されていると共に、外端部が上下のステータプレート3
1,32を保持しつつアッパカバー36とロアカバー37との間
に固定されている。上記各電磁石50〜55は、ロータ34の
周方向に等間隔に離間して配置されており、マグネット
コア50a〜55aと、これの上下方向中間部の外側にベース
マウント40と一体成型されてなるボビン50b〜55bを介し
て巻装されたソレノイド50c〜55cとを備えている。上記
マグネットコア50a〜55aは、下端部が上記下側ステータ
プレート32にかしめ固定されている一方、フランジ状の
上端部が永久磁石45の下面に一定の隙間をもって近接配
置されている。すなわち、これらのマグネットコア50a
〜55aは上記永久磁石45の磁界の向きに対向する範囲内
に永久磁石45の下方に所定間隔をもって配置されてい
る。具体的には、主永久磁石46,47が出力軸33を中心と
して回動したときに、６個のマグネットコア50a〜55aの
上面が主・副永久磁石46,47,48,49の下面から僅かに遊
離した状態になるように配置されている。また、６個の
電磁石50〜55のうち出力軸33を挾んで相対峙する２つ
は、電気的に２個一組になっている。

更に、６個の電磁石50〜55のソレノイド50c〜55cは第
５図に示すように磁界切換手段56,ヒューズ57,イグニッ
ションスイッチ58を介して電源としてのバッテリー59に
接続されている。磁界切換手段56は複数の減衰力可変モ
ード設定接点としての例えばソフトモード設定接点S,ハ
ードモード設定接点H,ミディアムモード設定接点Ｍを有
する選択スイッチになっており、ロータ34の駆動時に、
複数の電磁石50〜55のうちの少なくとも主永久磁石46,4
7と対向している電磁石に主永久磁石46,47の反発磁界を
発生させると共に、主永久磁石46,47の回動先に在る電
磁石に主永久磁石46,47の吸引磁界を発生させるよう
に、複数の電磁石50〜55を選択的に励磁させるように構
成されている。ソフトモード設定接点S,ハードモード設
定接点H,ミディアムモード設定接点Ｍそれぞれは１つの
可動接点ａと２つの固定接点b,cとを備え、可動接点ａ
が固定接点ｂに常に接続されていて、図外の減衰力可変
用コントローラからのモード設定信号によって可動接点
ａが固定接点ｃに接続されるように切換接点構成されて
いる。ソフトモード設定接点S,ハードモード設定接点H,
ミディアムモード設定接点Ｍそれぞれの固定接点ｂは、
バッテリ59の負極に接続されており、また固定接点ｃ
は、バッテリ59の正極に接続されている。この実施例で
は、６個の電磁石50〜55のうちの２個一組になったソレ
ノイド50c,53cは直列に結線され、この２個一組のソレ
ノイド50c,53cのうちの一方のソレノイド50cの一端が磁
界切換手段56のソフトモード設定接点Ｓの可動接点ａに
接続されている。また、６個の電磁石50〜55のうちの別
の２個一組になったソレノイド51c,54cは、直列に結線
され、この２個一組のソレノイド51c,54cのうちの一方
のソレノイド51cの一端が磁界切換手段56のハードモー
ド設定接点Ｈの可動接点ａに接続されている。さらに、
６個の電磁石50〜55のうちのまた別の２個一組になった
ソレノイド52c,55cは直列に結線され、この２個一組の
ソレノイド52c,55cのうちの一方のソレノイド52cの一端
が磁界切換手段56のミディアムモード設定接点Ｍの可動
接点ａに接続されている。ソレノイド53c,54c,55cの他
端は、互いに結線されている。つまり第６図に示すよう
に直列に結線されたソレノイド50c,53cの組と、直列に
結線されたソレノイド51c,54cの組と、直列に結線され
たソレノイド52c,55cの組それぞれは磁界切換手段56を
介してＹ結線されている。一方、主永久磁石部46,47そ
れぞれの周方向両側には、副永久磁石48,49が配設され
ている。これら副永久磁石部48,49の磁界の向きは第４
図に矢印Ｙで示すように主永久磁石46,47の磁界の向き
と逆向きに設定されている。これらの副永久磁石部48,4
9は例えば第2,4,5図に示すように主永久磁石部46,47の
周方向中央部が電磁石50,53の真上に位置するとき、両
隣りの電磁石51,52および両隣りの電磁石54,55に跨って
配置されて、前記選択的に励磁される電磁石即ち主永久
磁石46,47の回動先に在る電磁石との間でロータ34の回
動方向への反発力を発生するようになっている。

以上の実施例の構造によれば、イグニションスイッチ
58をオン動作したまま、磁界切換手段56のソフトモード
設定接点Ｓの可動接点ａ、あるいはハードモード設定接
点Ｈの可動接点ａさらにはミディアムモード設定接点Ｍ
の可動接点ａのいずれか一つを固定接点ｂから固定接点
ｃに切り換えて減衰力可変モードをソフトモード，ハー
ドモード，ミディアムモードにすると、バッテリ59から
ソレノイド50c〜55cに励磁電流が供給されて、２個一組
のマゲネットコア50a,53aあるいは51a,54aさらには52a,
55aには下表に示すような主永久磁石部46,47の吸引磁
界，反発磁界を生じる。

いま、第4,5図に実線で示す状態において、磁界切換
手段56によって、減衰力可変モードをソフトモードから
ハードモードに切り換えたと仮定すると、磁界切換手段
56によって上表のハードモード欄のように複数の電磁石
50〜55のうちの２個一組のマグネットコア51a,54aが吸
引磁界（第４図に示すZ₁方向の磁界）を発生し、他のマ
グネットコア50a,53a,52a,55aが反発磁界（第４図に示
すZ₂方向の磁界）を発生する。即ち、ロータの駆動時に
は、ソフトモードからハードモードに切り換わるときの
主永久磁石部46,47の回動先に在る２個一組の電磁石51,
54が主永久磁石部46,47の吸引磁界を発生すると共に、
ソフトモードで主永久磁石部46,47と対向している２個
一組の電磁石50,53及び残りの２個一組の電磁石52,55そ
れぞれが主永久磁石部46,47の反発磁界を発生する。こ
の結果、主永久磁石46,47は吸引磁界を発生している２
個一組の電磁石51,54から吸引力を受けると共に、反発
磁界を発生している電磁石50,53から反発力を受け、し
かも、副永久磁石部48,49が電磁石52,55から吸引力を受
けると共に、電磁石51,54から反発力を受けて起動初期
トルクを得た後、出力軸33が支軸44を介して回動され、
この出力軸33にコントロールロッド21を介して連結され
た調整子20が回動され、調整子20の複数の異なる口径の
オリフィス20aのうちの一つのオリフィス20aがピストン
ロッド17の連通孔23に連通されて、減衰力可変機構18の
バイパス量が調整されるのである。前記出力軸33の回動
は磁界切換手段56を介して選択的に励磁された２個一組
のマグネットコア50a,53aあるいは51a,54aさらには52a,
55aの磁力線Z₁が主永久磁石46,47の磁力線Ｘ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。

尚、この作動において、副永久磁石部48,49がマグネ
ットコア52a,55aを通過する際、両者間に、上記作動を
止めようとする保持力が働くが、同時に、主・副永久磁
石部46,47,48,49に吸引力及び反発力が夫々駆動方向に
働いているため、上記作動には、何等支障は生じない。
また、副永久磁石部の磁界の強さを主永久磁石の磁界の
強さよりも弱くした場合には、ロータの回転が、その途
中で副永久磁石と電磁石との間に生じる吸引作用によっ
て阻止しようとする働きが少なく、より円滑に行われ
る。しかも、本実施例にあっては、永久磁石45と電磁石
50〜55を挟んだケーシング30内の上下位置に２枚のステ
ータプレート31,32を非磁性体のマウントベース40を介
して対向配置したため、電磁石50〜55で発生した磁界が
互いに打ち消し合うことなく電磁石50〜55から上下のス
テータプレート31,32を経由して元の電磁石50〜55に戻
る。これによって、磁束密度が高められると共に、ケー
シング30を合成樹脂材で形成できる。この結果、ケーシ
ング30内の気密性を十分に確保できると共に、シール部
材が不要になる。

さらに、前述のように電磁石50〜55と永久磁石45及び
ステータプレート31,32を、マウントベースを介して夫
々出力軸33の軸方向へ所定間隔をもって対向配置し、特
に上側のステータプレート31と永久磁石45及び電磁石50
〜55とを所定のエアギャップをもって互いに十分に接近
して配置できるため、磁束密度をさらに高くすることが
可能になる。

また、前記実施例にあっては、減衰力可変モードをソ
フト・ハード・ミディアムの３ポジションに設定してソ
レノイド50c〜55cをＹ結線したものを例示して説明した
が、減衰力可変モードは２ポジションあるいは４ポジシ
ョン以上に設定することもできる。

なお本発明にあっては図示は省略するが、電磁石を主
永久磁石を上方に配置したり、あるいは主永久磁石と副
永久磁石と電磁石とを２個以上設けたり、減衰力可変モ
ード切り換え完了後にあっても例示電流を供給して出力
軸33の可逆転を阻止したり、磁界切換手段をスイッチと
整流素子とで構成することもできる。

さらに、電磁石を減衰力可変モードのポジションの数
だけ配置し、永久磁石をロータの一部の扇形部のみに配
置して任意の１組の電磁石で磁界を構成するようにして
もよい。

発明の効果以上の説明で明らかなように、この発明に係るアクチ
ュエータによれば、永久磁石の磁界の向きを出力軸の軸
心方向と平行にかつ同じ向きに設定する一方、複数の電
磁石の上記永久磁石の磁界の向きに対向する範囲内の円
周上に上記永久磁石に所定間隔をもって配置し、さらに
上記永久磁石と電磁石を挾んだケーシング内の上下位置
に２枚の磁性体プレートを非磁性体のマウントベースを
介して対向配置したため、電磁石で発生した磁界が互い
に打ち消し合うことなく電磁石から上下の磁性体プレー
トを経由して元の電磁石に戻る。これによって、磁束密
度が高められることは勿論のこと、従来のようにケーシ
ングを磁性体で作る必要がなくなり、その材質を任意に
設定することができる。したがって、ケーシングを例え
ば合成樹脂材で成形した場合には、上下カバーを溶着等
により接合できるので気密性を十分に確保でき、シール
部材が不要になる。また、ケーシングの防錆処理も不要
となるので、製造作業が容易になると共に、品質及び信
頼性の向上が図れる。また、本発明は、前述のように、
上記電磁石と永久磁石及び磁性体プレートとを、非磁性
体のマウントベースを介して夫々出力軸の軸方向へ所定
間隔をもって対向配置し、特に上側の磁性体プレートと
永久磁石及び電磁石とを所定のエアギャップをもって十
分に接近して配置できるため、磁束密度をさらに高くす
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るアクチュエータの一実施例を示
す断面図、第２図はこの実施例のアッパカバーを外して
示す平面図、第３図はこの発明の磁気回路を示す模式
図、第４図は主永久磁石部と副永久磁石部と電磁石との
配置を側面的に示す展開図、第５図は同実施例の電気回
路図、第６図は同実施例のソレノイドの結線を示す原理
図、第７図はこの実施例が適用される液圧緩衝器の一部
断面図、第８図は従来のアクチュエータを示す断面図、
第９図は第８図のＩ−Ｉ線断面図である。 20……調整子、22……アクチュエータ、30……ケーシン
グ、31,32……ステータプレート（磁性体プレート）、3
3……出力軸、34……ロータ、40……マウントベース、4
5……永久磁石、50〜55……電磁石。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング内に回転可能に装着されて減衰
力可変用の調整子に連結する出力軸と、この出力軸の外
周に固定された複数の永久磁石を有するロータと、上記
ケーシング内に周方向へ等間隔に離間して固定され、か
つ選択的に励磁されて上記ロータを所定位置に吸引回転
させる複数の電磁石を有するステータとを備え、上記複
数の永久磁石の磁界の向きを上記出力軸の軸心方向と平
行に設定する一方、上記複数の電磁石を、上記軸方向と
平行な磁界の向きに対向する範囲内の円周上に、上記永
久磁石の一端面に対して上記出力軸の軸方向へ所定間隔
をもって配置し、さらに上記永久磁石と電磁石を挟んだ
ケーシング内の上下位置に２枚の磁性体プレートを非磁
性のマウントベースを介して対向配置し、上記永久磁石
を挾んで電磁石と対向配置された上記上側の磁性体プレ
ートを、上記永久磁石の他端面と上記出力軸の軸方向へ
所定間隔をもって配置したことを特徴とするアクチュエ
ータ。