JP3389568B2 - 二重管式ショックアブソーバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に利用する
ためのショックアブソーバに関し、特に、MR(magneto-r
heological)流体と所定の作動流体を同時に利用する二
重管式ショックアブソーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車は路面との密着性を向上
させ、搭乗者の乗心地を良くするための懸架装置を備え
ている。懸架装置は、バネと、ショックアブソーバとを
含む。ショックアブソーバは、バネの振動を減衰するた
めにバネと並列に配置されている。

【０００３】ショックアブソーバは、一定の粘度を有す
る所定の作動流体、または、例えば、MR流体のような粘
度を調節可能な流体を含む流体流動システムを利用す
る。MR流体を使用すると、運行状態に応じてバネに働く
減衰力を調節するために磁場を印加したとき、粘度を調
節することができる長所がある。

【０００４】特に、MR流体は所定の粘度を有する易流動
性の液体であり、磁場が印加されたとき、瞬間的に液体
から固体に近づくように変化可能であり、磁場を除去す
ると、流体は速やかに液体状態に戻る。MR流体の粘度変
化の程度は印加された磁場の大きさに比例する。

【０００５】図1及び図2は、それぞれ「MAGNETORHEOLOGI
CAL FLUID DEVICE」という名称で米国特許第5,284,330号
公報に開示されている従来のMR流体を利用したショック
アブソーバの断面図及びピストン組立体を説明する拡大
断面図である。

【０００６】ショックアブソーバ10は、ハウジング20及
びピストン30の2つの基本的な構成部材からなる。ハウ
ジング20は、一定量のMR流体を含む。前記流体はシリコ
ンオイルに懸濁されているカルボニル鉄粒子から構成さ
れる。

【０００７】ハウジング20は、一般に閉じられている第
1終端22を有するシリンダー状の管である。シリンダー
状のスリーブ管25が、ハウジング20の断面積を増大させ
るために、プレス接合、溶接、接着のような従来のいず
れかの手段により内部シリンダーに固定されうる。シリ
ンダーの第2終端は終端部材26により閉じられている。
第1シール手段27は、ハウジング20と終端部材26との間
に流体が漏れることを防ぐために終端部材26の外周部に
設けられる。第2環状シール手段28は終端部材26の内周
部に形成された溝に格納されつつ、ピストンロッド32に
押し当てられてシールする。スクレーパ29は、第2シー
ル部材28を通過するMR流体の損失を最小化するために、
ピストンロッド32の表面上のMR流体を拭い取るように使
用できる。

【０００８】ハウジング20には、圧縮されたアキュムレ
ータ23とMR流体の空間とを分離するように浮動ピストン
21が形成される。アキュムレータ23は、ピストンロッド
32による流体の移動をはかり、流体の熱的膨張を可能と
するために必要とされる。

【０００９】ピストン組立体30を、図2にさらに詳細に
示す。ピストンヘッド34は、外側に突出した上部フラン
ジ36及び下部フランジ38を含むことにより、スプール状
をなす。上部フランジ36と下部フランジ38との間のスプ
ール状のピストンヘッド34には、コイル40が巻き付けら
れている。ピストンヘッド34は、低炭素鋼のような導磁
性(magnetically permeable)材料で作られている。ガイ
ドレール42が、ピストンヘッド34の外面に一定間隔で装
着される。図1及び図2に示すように、4つのガイドレー
ル42がピストンヘッド34の外周部に一様に形成される。

【００１０】ピストンロッド32を通過する導線45と47に
よりコイル40が電気的に接続されている。第1導線45
は、ピストンロッド32を通過してフォノジャック(Phono
-jack connector)46の連結部まで延長されている導電性
ロッド48の第1終端に連結されている。フォノジャック4
6の中央連結部は、コイル40の第1終端39に連結されてい
る。巻き付けられたコイル40の第2終端41は、フォノジ
ャック46の外面上の接地連結体に連結されている。従っ
て、電気的リターン通路はピストンロッド32と接地導線
47を経由することになる。

【００１１】一方、このようなショックアブソーバは欠
陥を有している。まず、ショックアブソーバに含まれて
いるMR流体は、磁場が印加されていない状態でも、従来
の作動流体に比べて高い粘度を有することから、加えら
れた外部衝撃に対してより荒い減衰力を表す傾向にあ
り、結果的にある環境で乗心地を悪くするからである。
さらに、MR流体は、コストの面でショックアブソーバの
製造費用を増加させる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題に着目してなされたものであり、その目的とすること
は、MR流体及び所定の作動流体を同時に利用できる二重
管式ショックアブソーバを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、所定の作動流体で充填される第
1作動室を有する外部シリンダーと、MR流体で充填され
る第2作動室を有し、前記第1作動室内に位置する内部シ
リンダーと、前記第1作動室に摺動自在に挿入される少
なくとも1つ以上の開口を有する第1ピストンと、前記第
2作動室に摺動自在に挿入しつつ、コイルが巻き付けら
れている、少なくとも1つ以上の開口を有する第2ピスト
ンと、第1ピストンが往復運動するように案内する第1ピ
ストンロッドと、第2ピストンが往復運動するように案
内する第2ピストンロッドとから構成されることを特徴
とする二重管式ショックアブソーバが提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好適な実施例について説明する。自動車のよう
な運送手段に利用する本発明の二重管式ショックアブソ
ーバ100は、図3に示すように、シリンダー組立体110及
びピストン組立体130を含む。

【００１５】シリンダー組立体110は、それぞれ外部面1
21及び内部面122を有する外部シリンダー112と、外部面
123及び内部面124を有する内部シリンダー114とを含
む。外部シリンダー112内には、第1作動室116が含まれ
ている。内部シリンダー114は、第1作動室116の内部に
位置しつつ、第2作動室118を含む。第1作動室116は相対
的に低い粘度を有する所定の作動流体126で充填されて
おり、第2作動室118は変更可能な粘度を有するMR流体12
8で充填されている。所定の作動流体126とMR流体128が
互いに混合されることを防ぐために、第1作動室116及び
第2作動室118は互いに離隔されている。

【００１６】図4に示すように、ピストン組立体130は、
第1ピストン132、第2ピストン142、3つの第1ピストンロ
ッド152、第2ピストンロッド154、及びロッド固定体156
などを含む。

【００１７】外周部133及び内周部134を含む第1ピスト
ン132は、第1作動室116内に摺動自在に挿入され、第1ピ
ストン132の外周部133は外部シリンダー112の内面122に
水平に隣接し、第1ピストン132の内周部134は内部シリ
ンダー114の外面123に隣接する。第1ピストン132は、第
1作動室116内の作動流体126に対する垂直な流動通路を
提供するための3つの第1開口部135を含む。さらに、第1
ピストン132は、テフロン（登録商標）などの材料で作
られる第1及び第2シール部材136、137を含む。ここで、
作動流体126が第1ピストン132の外周部133及び内周部13
4に沿って流動することを防ぐために、第1シール部材13
6は第1ピストン132の外周部133に、第2シール部材137は
第1ピストン132の内周部134に装着される。

【００１８】外周部143を有する第2ピストン142は、第2
作動室118の内部に摺動自在に挿入され、第2ピストン14
2の外周部143は内部シリンダー114の内面124に水平に隣
接する。第2ピストン142は、第2作動室118内のMR流体12
8に対する垂直な流動通路を提供するために3つの第2開
口部144を含む。第2ピストン142の外周部143に沿ってMR
流体128が流動することを防ぐために、第2ピストン142
は、さらにテフロンなどで作られ、外周部143上に装着
される第3シール部材145を含む。

【００１９】第1及び第2開口部135、144の数は、望まし
くは3つであると上述したが、本発明はこれに限らな
い。二重管式ショックアブソーバ100に要求される減衰
力の量により、第1及び第2開口135、144は、それぞれ第
1及び第2ピストン132、142内で1つまたは1つ以上に形成
されることができる。

【００２０】図5に示すように、第2ピストン142は上部
フランジ146及び下部フランジ147を有するスプール状を
なし、フェライトまたは低炭素鋼のような導磁性材料で
作られ、上部フランジ146と下部フランジ147との間の外
周部143にコイル148が巻き付けられているソレノイド構
造で形成されている。従って、コイル148に電流が印加
されるときに、第2ピストン142のまわりには磁場が形成
されることにより、第2開口144を通過するMR流体128の
粘度を変化させることができるようになる。

【００２１】図3及び図4において、3つの第1ピストンロ
ッド152は、第1ピストン132が往復運動をするようにそ
の一端で第1ピストン132と強固に取付けられている。第
1ピストンロッド152の数は、望ましくは3つであると上
述したが、本発明はこれに限らない。第1ピストンロッ
ド152に付加されるバランス、引張力、圧縮力などのよ
うないろいろな機械的な要素などを考慮して、1つまた
は1つ以上のピストンロッド152が第1ピストン132と強固
に取付けられるように形成されることができる。

【００２２】第2ピストンロッド154は、第2ピストン142
が往復運動をするようにその一端で第2ピストン142と強
固に取付けられている。第2ピストンロッド154は、コイ
ル148に電流を印加できる電気的連結部(図示せず)が形
成できる内部空間158を含む。

【００２３】第1ピストンロッド152と第2ピストンロッ
ド154の他端が、ロッド取付具156に装着されていること
により、二重管式ショックアブソーバ100の作動中に第1
ピストン132及び第2ピストン142の往復運動が相互依存
的に同時に行なわれる。

【００２４】二重管式ショックアブソーバ100は、さら
に多数の第1及び第2シール手段160、161、第1及び第2浮
動ピストン163、164、第1及び第2アキュムレータ165、1
66を含む。第1シール手段160は第1ピストンロッド152に
沿って作動流体126が、第2シール手段161は第2ピストン
ロッド154に沿ってMR流体128が漏れることを防ぐ。第1
浮動ピストン163及び第2浮動ピストン164は、それぞれ
外部シリンダー112及び内部シリンダー114の内部に摺動
自在に挿入されている。それぞれのアキュムレータ16
5、166は、窒素などのガスで充填されており、第1アキ
ュムレータ165及び第2アキュムレータ166は、それぞれ
第1ピストンロッド152及び第2ピストンロッド154による
作動流体126及びMR流体128の移動をはかり、これらの流
体126、128の熱的膨張を可能とするために必要とされ
る。

【００２５】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。

【００２６】

【発明の効果】従って、本発明によれば、二重管式ショ
ックアブソーバ100は第1作動室116の作動流体126及び第
2作動室118のMR流体128を同時に利用する。従って、二
重管式ショックアブソーバ100は、相対的に低い粘度を
有する作動流体126を利用して敏感な反応性を得るだけ
でなく、同時に走行状態、運転者の操作などのようない
ろいろな要素を考慮して調節可能な粘度を有するMR流体
128を利用して減衰力を調節することができる。さら
に、高価のMR流体128は、内部シリンダー114の第2作動
室内でのみ使用されることにより、二重管式ショックア
ブソーバ100で使用されるMR流体128の量を減らして、製
造費用を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のMR流体を用いるショックアブソーバを説
明する断面図である。

【図２】図1に示すピストン組立体を説明する拡大断面
図である。

【図３】本発明によるMR流体と所定の作動流体を同時に
利用する二重管式ショックアブソーバを説明するための
断面図である。

【図４】図3に示す二重管式ショックアブソーバのピス
トン組立体を説明する斜視面である。

【図５】図3のA部分を説明する拡大断面図である。

【符号の説明】

10 ショックアブソーバ 20 ハウジング 21 浮動ピストン 22 第1終端 23 アキュムレータ 25 スリーブ管 26 終端部材 27 シール手段 28 環状シール手段 29 スクレーパ 30 ピストン 32 ピストンロッド 34 ピストンヘッド 36 上部フランジ 38 下部フランジ 39 コイル第1終端 40 コイル 41 コイル第2終端 42 ガイドレール 45、47 導線 100 二重管式ショックアブソーバ 110 シリンダー組立体 112 外部シリンダー 114 内部シリンダー 116 第1作動室 118 第2作動室 126 作動流体 128 MR流体 130 ピストン組立体 132 第1ピストン 136、137 シール部材 142 第2ピストン 152 第1ピストンロッド 154 第2ピストンロッド 156 ロッド固定体

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の作動流体で充填される第1作動
   室を有する外部シリンダーと、 MR流体で充填される第2作動室を有し、前記第1作動室内
   に位置する内部シリンダーと、 前記第1作動室に摺動自在に挿入される少なくとも1つ以
   上の開口部を有する第1ピストンと、 前記第2作動室に摺動自在に挿入されつつ、コイルが巻
   き付けられている、少なくとも1つ以上の開口部を有す
   る第2ピストンと、 第1ピストンが往復運動するように案内する第1ピストン
   ロッドと、 第2ピストンが往復運動するように案内する第2ピストン
   ロッドとから構成されることを特徴とする二重管式ショ
   ックアブソーバ。
2. 【請求項２】 前記第1作動室及び第2作動室が、前記
   作動流体とMR流体が混合されることを防ぐために互いに
   離隔されていることを特徴とする請求項１に記載の二重
   管式ショックアブソーバ。
3. 【請求項３】 前記第1ピストンが外周部及び内周部
   を有し、さらに第1シール部材及び第2シール部材を含
   み、前記第1シール部材が前記第1ピストンの外周部に沿
   って作動流体が流動することを防止するために前記外周
   部上に形成され、前記第2シール部材が第1ピストンの内
   周部に沿って作動流体が流動することを防止するために
   前記内周部上に形成されることを特徴とする請求項1に
   記載の二重管式ショックアブソーバ。
4. 【請求項４】 前記第2ピストンが外周部を有し、さ
   らに前記第2ピストンの外周部に沿って前記MR流体が流
   動することを防止するために前記外周部上に第3シール
   部材を含むことを特徴とする請求項1に記載の二重管式
   ショックアブソーバ。
5. 【請求項５】 前記第2ピストンが導磁性材料からな
   り、且つ外周部上に前記コイルを巻き付けることによ
   り、ソレノイド構造で形成されることを特徴とする請求
   項1に記載の二重管式ショックアブソーバ。
6. 【請求項６】 前記第1ピストンと第2ピストンとの往
   復運動が、相互依存的に同時に行なわれるようにするた
   めに、さらに前記第1ピストンロッドと第2ピストンロッ
   ドを同時に装着しているロッド固定体を含むことを特徴
   とする請求項1に記載の二重管式ショックアブソーバ。
7. 【請求項７】 前記作動流体及び前記MR流体が、それ
   ぞれ第1ピストンロッド及び第2ピストンロッドに沿って
   漏洩することを防止するために、さらに多数のシール手
   段を含むことを特徴とする請求項1に記載の二重管式シ
   ョックアブソーバ。
8. 【請求項８】 前記第2ピストンロッドが、コイルに
   電流を印加するための電気的連結部が設けられる内部空
   間を含むことを特徴とする請求項1に記載の二重管式シ
   ョックアブソーバ。
9. 【請求項９】 前記外部シリンダー及び前記内部シリ
   ンダーに、それぞれ摺動自在に挿入される第1浮動ピス
   トンと及び第2浮動ピストンを更に含むことを特徴とす
   る請求項1に記載の二重管式ショックアブソーバ。
10. 【請求項１０】 前記外部シリンダーに設けられガス
    で充填されている第1アキュムレータと、前記内部シリ
    ンダーに設けられガスで充填されている第2アキュムレ
    ータとを更に含むことを特徴とする請求項9に記載の二
    重管式ショックアブソーバ。
11. 【請求項１１】 請求項1乃至請求項10のいずれかに
    記載の前記二重管式ショックアブソーバを利用する自動
    車。
12. 【請求項１２】 請求項1乃至請求項10のいずれかに
    記載の前記二重管式ショックアブソーバを利用する懸架
    装置。