WO2017043253A1 - 磁気粘性流体緩衝器 - Google Patents

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WO2017043253A1
WO2017043253A1 PCT/JP2016/073783 JP2016073783W WO2017043253A1 WO 2017043253 A1 WO2017043253 A1 WO 2017043253A1 JP 2016073783 W JP2016073783 W JP 2016073783W WO 2017043253 A1 WO2017043253 A1 WO 2017043253A1
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WO
WIPO (PCT)
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flow path
piston
magnetorheological fluid
core
shock absorber
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Application number
PCT/JP2016/073783
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English (en)
French (fr)
Inventor
康裕 米原
睦 小川
Original Assignee
Ｋｙｂ株式会社
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Publication date
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
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    • F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/52—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics in case of change of temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically

Definitions

  • the present invention relates to a magnetorheological fluid shock absorber using a magnetorheological fluid whose apparent viscosity changes due to the action of a magnetic field.
  • Some shock absorbers mounted on vehicles such as automobiles change the damping force by applying a magnetic field to the flow path through which the magnetorheological fluid passes to change the apparent viscosity of the magnetorheological fluid.
  • JP2014-181808A when a piston assembly including a piston core having a coil wound on the outer periphery and a piston ring disposed on the outer periphery of the piston core slides in the cylinder, the piston core and the piston ring A magnetorheological fluid shock absorber is disclosed in which a magnetorheological fluid passes through a flow path formed therebetween.
  • the viscosity of a magnetorheological fluid changes not only with changes in the magnetic field but also with changes in temperature. Therefore, in the magnetorheological fluid shock absorber described in JP2014-181808A, the damping force changes according to the temperature of the magnetorheological fluid, and the required damping force can be generated only by changing the magnetic field. May be difficult.
  • An object of the present invention is to generate a required damping force regardless of a temperature change of a magnetorheological fluid.
  • a magnetorheological fluid shock absorber in which a magnetorheological fluid whose apparent viscosity is changed by the action of a magnetic field is sealed, and is slidably disposed in the cylinder, A piston that defines a pair of fluid chambers in the cylinder, and a piston rod that is connected to the piston and extends to the outside of the cylinder, the piston being attached to an end of the piston rod, A piston core provided with a coil, a ring body surrounding the outer periphery of the piston core, and a magnetic viscosity formed between the outer peripheral surface of the piston core or the inner peripheral surface of the ring body and moving between the pair of fluid chambers.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a magnetorheological fluid shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a magnetorheological fluid shock absorber according to a modification of the embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • buffer magnetorheological fluid shock absorber
  • the shock absorber 100 is a damper whose damping coefficient can be changed by using a magnetorheological fluid whose apparent viscosity changes due to the action of a magnetic field.
  • the shock absorber 100 is interposed, for example, between a vehicle body and an axle in a vehicle such as an automobile.
  • the shock absorber 100 generates a damping force that suppresses vibration of the vehicle body by an expansion and contraction operation.
  • the shock absorber 100 includes a cylinder 10 in which a magnetorheological fluid is sealed, a piston 20 that is slidably disposed in the cylinder 10, and a piston rod 21 that is connected to the piston 20 and extends to the outside of the cylinder 10. And comprising.
  • the cylinder 10 is formed in a bottomed cylindrical shape.
  • the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 10 has an apparent viscosity that is changed by the action of a magnetic field, and is a liquid in which fine particles having ferromagnetism are dispersed in a liquid such as oil.
  • the viscosity of the magnetorheological fluid changes according to the strength of the applied magnetic field, and returns to its original state when the magnetic field is no longer affected.
  • a gas chamber (not shown) in which gas is sealed is defined via a free piston (not shown).
  • the volume change in the cylinder 10 due to the advance / retreat of the piston rod 21 is compensated by providing a gas chamber.
  • the piston 20 defines a fluid chamber 11 and a fluid chamber 12 in the cylinder 10.
  • the piston 20 includes an annular flow path 22 that allows the magnetorheological fluid to move between the fluid chamber 11 and the fluid chamber 12, and a bypass flow path 23 that is a through hole.
  • the piston 20 can slide in the cylinder 10 when the magnetorheological fluid passes through the flow path 22 and the bypass flow path 23.
  • the configuration of the piston 20 will be described later in detail.
  • the piston rod 21 is formed coaxially with the piston 20.
  • the piston rod 21 has one end 21 a fixed to the piston 20 and the other end 21 b extending to the outside of the cylinder 10.
  • the piston rod 21 is formed in a cylindrical shape in which one end 21a and the other end 21b are opened.
  • a pair of wires (not shown) for supplying a current to a coil 33a of the piston 20 described later is passed through the inner periphery 21c of the piston rod 21.
  • a male screw 21d that is screwed with the piston 20 is formed on the outer periphery of the piston rod 21 in the vicinity of one end 21a.
  • the piston 20 has a small-diameter portion 30a attached to the end of the piston rod 21 and a large diameter compared to the small-diameter portion 30a.
  • the piston 20 is formed continuously in the axial direction and forms an enlarged step 30d between the small-diameter portion 30a.
  • a piston core 30 having a diameter portion 30b and a large-diameter portion 30c that is continuously formed in the axial direction with a large diameter compared to the enlarged-diameter portion 30b and that is provided with a coil 33a on the outer periphery is provided.
  • the piston 20 surrounds the outer periphery of the piston core 30 and forms a magnetic viscous fluid flow path 22 between the piston core 30 and a flux ring 35 as a ring body, and is formed in an annular shape on the outer periphery of the small diameter portion 30a.
  • a plate 40 that is disposed and attached to one end 35a of the flux ring 35 and a fixing nut 50 that is attached to the small diameter portion 30a and sandwiches the plate 40 between the step portion 30d.
  • the piston core 30 includes a first core 31 attached to the end of the piston rod 21, a coil assembly 33 provided with a coil 33 a on the outer periphery, and a second core 32 that sandwiches the coil assembly 33 between the first core 31. And a pair of bolts (not shown) that fasten the second core 32 and the coil assembly 33 to the first core 31.
  • the piston core 30 includes a bypass flow path 23 formed so as to penetrate in the axial direction at a position where the influence of the magnetic field generated by the coil 33 a is smaller than that of the flow path 22.
  • the bypass flow path 23 includes a first through hole 23 a formed through the first core 31 and a second through hole 23 b formed through the second core 32.
  • the first through hole 23 a and the second through hole 23 b are formed so as to avoid a connecting portion 33 c described later of the coil assembly 33.
  • the bypass channel 23 is formed in two places at intervals of 180 °. However, the number of bypass channels 23 is not limited to this, and the bypass channels 23 may not be provided.
  • the first core 31 includes a small-diameter portion 30a, an enlarged-diameter portion 30b, a large-diameter portion 31a that forms a part of the large-diameter portion 30c of the piston core 30, a through-hole 31b that penetrates the center in the axial direction, and a bypass And a first through hole 23a that forms part of the flow path 23.
  • the first core 31 is formed of a magnetic material.
  • the small diameter portion 30 a is formed in a cylindrical shape that protrudes toward the other end 21 b of the piston rod 21.
  • a female screw 31c that is screwed with the male screw 21d of the piston rod 21 is formed.
  • the piston core 30 is fastened to the piston rod 21 by screwing the male screw 21d and the female screw 31c.
  • the enlarged diameter portion 30b is formed in a cylindrical shape.
  • the expanded diameter portion 30b is formed coaxially with the small diameter portion 30a.
  • An annular step 30d is formed between the small diameter portion 30a and the large diameter portion 30b.
  • the step portion 30 d is for the plate 40 to come into contact therewith and to hold the plate 40 between the fixing nut 50.
  • a male screw 31e is formed in which the female screw 50c of the fixing nut 50 is screwed with the plate 40 being sandwiched.
  • the large diameter part 31a is formed in a cylindrical shape.
  • the large diameter portion 31a is formed coaxially with the enlarged diameter portion 30b.
  • the outer periphery of the large diameter portion 31a faces the flow path 22 through which the magnetorheological fluid passes.
  • the large diameter portion 31 a contacts the coil assembly 33.
  • a cylindrical portion 33b of a coil assembly 33 to be described later is inserted and fitted into the through hole 31b of the large diameter portion 31a.
  • the large diameter portion 31a is formed with a pair of female screws (not shown) into which a pair of bolts are screwed.
  • the first through hole 23a penetrates the large diameter portion 31a of the first core 31 in the axial direction.
  • the first through holes 23a are formed at two locations at intervals of 180 °.
  • the damping characteristic when the piston 20 slides is set by the hole diameter of the first through hole 23a.
  • the second core 32 includes a large-diameter portion 32a that forms part of the large-diameter portion 30c of the piston core 30, and a small-diameter portion 32b that is formed at one end of the large-diameter portion 32a with a smaller diameter than the large-diameter portion 32a.
  • a pair of through holes (not shown) through which the pair of bolts penetrate, a second through hole 23b forming a part of the bypass flow path 23, and a tool (not shown) for rotating the piston 20 are engaged.
  • a plurality of tool holes 32f Similar to the first core 31, the second core 32 is formed of a magnetic material.
  • the large diameter portion 32 a is formed in a columnar shape, and is formed so that the end surface 32 e facing the fluid chamber 12 is flush with the other end 35 b of the flux ring 35.
  • a first flow path 22b that communicates with the flow path 22
  • a second flow path 22c that is provided in parallel with the first flow path 22b and communicates with the flow path 22
  • a metal partition member 63 that partitions the first flow path 22b and the second flow path 22c
  • a temperature compensation unit 60 that moves forward and backward with respect to the first flow path 22b and changes the cross-sectional area of the first flow path 22b, Is provided.
  • the first flow path 22b, the second flow path 22c, and the temperature compensation unit 60 will be described in detail later.
  • the small diameter portion 32b is formed in a cylindrical shape coaxial with the large diameter portion 32a.
  • the small diameter portion 32b is formed to have the same diameter as the inner periphery of the coil mold portion 33d of the coil assembly 33 described later, and is fitted to the inner periphery of the coil mold portion 33d.
  • the second through hole 23b has a larger diameter than the first through hole 23a.
  • the second through holes 23b are formed at two positions at intervals of 180 °.
  • the second through hole 23b is formed to be coaxial with the first through hole 23a in a state where the piston core 30 is assembled.
  • the damping characteristic when the piston 20 slides is determined by the hole diameter of the first through hole 23a.
  • the hole diameter of the second through hole 23b does not affect the damping characteristics when the piston 20 slides.
  • the tool hole 32f is a hole into which a tool is fitted when the piston 20 is screwed to the piston rod 21.
  • the tool holes 32f are formed at four locations at intervals of 90 °. Two of the four tool holes 32f are formed at the end of the second through hole 23b. Thus, the tool hole 32f is shared with the second through hole 23b.
  • the coil assembly 33 is formed by molding a resin in a state where the coil 33a is inserted.
  • the coil assembly 33 includes a cylindrical portion 33b that fits in the through hole 31b of the first core 31, a connecting portion 33c that is sandwiched between the first core 31 and the second core 32, and a coil 33a.
  • Coil mold part 33d is formed by molding a resin in a state where the coil 33a is inserted.
  • the coil 33a forms a magnetic field by a current supplied from the outside.
  • the strength of the magnetic field increases as the current supplied to the coil 33a increases.
  • an electric current is supplied to the coil 33a to form a magnetic field, the apparent viscosity of the magnetorheological fluid flowing through the flow path 22 changes.
  • the viscosity of the magnetorheological fluid increases as the magnetic field generated by the coil 33a increases.
  • the tip 33e of the cylindrical portion 33b is fitted to the inner periphery of the piston rod 21.
  • a pair of wires for supplying a current to the coil 33a is drawn from the tip of the cylindrical portion 33b.
  • An O-ring 34 is provided between the tip 33e of the cylindrical portion 33b and the one end 21a of the piston rod 21.
  • the O-ring 34 is compressed in the axial direction by the large diameter portion 31 a of the first core 31 and the piston rod 21, and is compressed in the radial direction by the tip portion 33 e of the coil assembly 33 and the piston rod 21.
  • the magnetorheological fluid that has entered between the outer periphery of the piston rod 21 and the first core 31 or between the first core 31 and the coil assembly 33 flows out to the inner periphery of the piston rod 21 and leaks out. Is prevented.
  • the connecting portion 33c extends linearly in the radial direction from the base end portion of the cylindrical portion 33b toward the coil mold portion 33d, and connects the cylindrical portion 33b and the coil mold portion 33d.
  • a pair of wires for supplying a current to the coil 33a is routed inside the connecting portion 33c and the cylindrical portion 33b.
  • the connecting portion 33c has a pair of through holes (not shown) through which the pair of bolts penetrate.
  • the coil mold part 33d is erected in an annular shape from the outer edge part of the connecting part 33c.
  • the coil mold part 33d is formed toward the opposite side of the coil assembly 33 from the cylindrical part 33b.
  • the coil mold part 33 d is formed to have the same diameter as the large diameter part 31 a of the first core 31.
  • the outer periphery of the coil mold part 33 d forms a part of the large diameter part 30 c of the piston core 30.
  • a coil 33a is provided inside the coil mold portion 33d.
  • the piston core 30 is formed by being divided into three members of the first core 31, the second core 32, and the coil assembly 33. Therefore, only the coil assembly 33 provided with the coil 33a may be molded and sandwiched between the first core 31 and the second core 32. Therefore, the piston core 30 can be easily formed as compared with the case where the piston core 30 is formed as a single unit and the molding operation is performed.
  • the first core 31 is fixed to the piston rod 21, but the coil assembly 33 and the second core 32 are only fitted in the axial direction. Therefore, the piston 20 is fixed so that the second core 32 and the coil assembly 33 are pressed against the first core 31 by fastening a pair of bolts.
  • the pair of bolts are inserted into the through hole of the second core 32 and the through hole of the coil assembly 33 and screwed into the female screw of the first core 31.
  • the coil assembly 33 is sandwiched between the second core 32 and the first core 31, and the piston core 30 is integrated.
  • the second core 32 and the coil assembly 33 are pressed against the first core 31 and fixed only by fastening a pair of bolts. Therefore, the piston core 30 can be easily assembled.
  • the flux ring 35 is a cylindrical member formed of a magnetic material.
  • One end 35a of the flux ring 35 is provided with an annular recess 35e formed so as to be recessed in the axial direction.
  • the outer diameter of the outer peripheral surface 35 c of the flux ring 35 is formed to be substantially the same as the inner diameter of the cylinder 10.
  • the inner diameter of the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35 is formed to be larger than the outer diameter of the large diameter portion 31a and the coil mold portion 33d, and between the flux ring 35 and the large diameter portion 31a and the coil mold portion 33d.
  • a flow path 22 is formed.
  • the inner diameter of the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35 is formed larger than the outer diameter of the partition member 63 provided on the outer peripheral surface 32c of the large diameter portion 32a, and between the flux ring 35 and the partition member 63.
  • the second flow path 22c is formed.
  • the plate 40 is an annular flat plate member made of a nonmagnetic material.
  • the outer peripheral surface 40b which is an outer edge is press-fitted into the annular recess 35e of the flux ring 35, so that the plate 40 is accommodated in the annular recess 35e.
  • the plate 40 has a plurality of flow paths 22 a that are through holes communicating with the flow path 22.
  • the flow paths 22a are formed in an arc shape and are arranged at equiangular intervals.
  • the flow path 22a is formed in four places at intervals of 90 °.
  • the flow path 22a is not limited to an arc shape, and may be a plurality of circular through holes, for example.
  • bypass branch 25 that guides the magnetorheological fluid flowing from the flow path 22a to the bypass flow path 23 is formed.
  • the bypass branch 25 is an annular gap formed on the outer periphery of the enlarged diameter portion 30b.
  • the magnetorheological fluid that has flowed into the piston core 30 from the flow path 22 a flows into the flow path 22 and the bypass flow path 23 via the bypass branch path 25. Therefore, since it is not necessary to match the relative positions of the flow path 22a and the bypass flow path 23 in the circumferential direction, the assembly of the piston 20 is easy.
  • a through hole 40a into which the small diameter part 30a of the first core 31 is fitted is formed in the inner periphery of the plate 40.
  • the coaxiality between the plate 40 and the first core 31 is ensured by fitting the small diameter portion 30a into the through hole 40a.
  • the plate 40 is pressed and clamped against the stepped portion 30d by the fastening force of the fixing nut 50 with respect to the small diameter portion 30a of the piston core 30. Thereby, the position of the axial direction with respect to the piston core 30 of the flux ring 35 fixed to the plate 40 will be prescribed
  • the fixing nut 50 is formed in a substantially cylindrical shape, and is attached to the outer periphery of the small diameter portion 30a of the piston core 30.
  • the fixing nut 50 is in contact with the plate 40 at the tip 50a.
  • the fixing nut 50 is formed with an internal thread 50c that is engaged with the external thread 31e of the first core 31 on the inner periphery of the base end 50b. As a result, the fixing nut 50 is screwed to the small diameter portion 30a.
  • the flux ring 35 and the piston core 30 are coupled by the plate 40 provided on the one end 35a side of the flux ring 35 so that the center axis of the flux ring 35 and the center axis of the piston core 30 coincide. .
  • the axial position of the flux ring 35 with respect to the piston core 30 is defined by the plate 40. For this reason, it is not necessary to provide the member which couple
  • a member for coupling the flux ring 35 and the piston core 30 is not disposed on the other end 35b side of the flux ring 35. For this reason, the 2nd flow path 22c is cyclically
  • FIGS. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2 and 3, members other than the piston 20 are omitted for the sake of explanation.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the first flow path 22b is a groove 37 formed along the axial direction on the outer peripheral surface 32c of the large-diameter portion 32a, and is formed at four locations at intervals in the circumferential direction.
  • the radially outer side of the first flow path 22b is covered with a partition member 63 that is fitted into the outer peripheral surface 32c of the large diameter portion 32a.
  • One end of the first flow path 22 b opens to the flow path 22, and the other end opens to the fluid chamber 12. For this reason, the magnetorheological fluid flowing back and forth between the fluid chamber 11 and the fluid chamber 12 flows through the first flow path 22b.
  • the second flow path 22c is an annular path provided between the partition member 63 and the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35 in parallel with the first flow path 22b. Similarly to the first flow path 22b, the second flow path 22c has one end opened to the flow path 22 and the other end opened to the fluid chamber 12. For this reason, the magnetorheological fluid flowing back and forth between the fluid chamber 11 and the fluid chamber 12 flows through the second flow path 22c.
  • the first flow path 22b and the second flow path 22c partitioned by the partition member 63 are provided between the large diameter portion 32a and the flux ring 35. Further, since the annular flow path 22 and the second flow path 22c are provided between the piston core 30 and the flux ring 35, a predetermined length is provided between the piston core 30 and the flux ring 35 over the entire length in the axial direction. A gap is formed. This gap becomes a magnetic gap through which the magnetic flux generated around the coil 33a passes.
  • a groove portion 38 is formed in the outer circumferential surface 32c of the large diameter portion 32a along the circumferential direction so as to intersect the first flow path 22b.
  • the groove portion 38 has one end opened to the first flow path 22b and the other end closed by the end portion 38b.
  • the groove portion 38 has a pair of wall portions 38 a facing each other in the axial direction, and the radially outer side of the groove portion 38 is closed by a partition member 63.
  • a temperature compensation unit 60 that moves forward and backward with respect to the first flow path 22b by expanding and contracting according to temperature is disposed.
  • the temperature compensation unit 60 includes a resin thermal expansion member 61 having a large coefficient of thermal expansion, and a metal protection member 62 disposed between the thermal expansion member 61 and the first flow path 22b.
  • the thermal expansion member 61 is made of, for example, polyethylene or polyethylene terephthalate.
  • the protection member 62 is provided to prevent the resin thermal expansion member 61 from coming into direct contact with the magnetorheological fluid and wearing it. If there is no possibility that the thermal expansion member 61 is worn by the magnetorheological fluid, the thermal expansion member 61 may advance and retreat directly with respect to the first flow path 22b without providing the protection member 62.
  • the thermal expansion member 61 is not limited to resin, and may be a metal having a high thermal expansion coefficient, such as aluminum.
  • the protection member 62 Since the volume of the thermal expansion member 61 expands when the temperature of the magnetorheological fluid increases, the protection member 62 is pushed out from the inside of the groove portion 38 to the first flow path 22b along the direction of arrow A shown in FIG. As the protective member 62 advances into the first flow path 22b, the cross-sectional area of the first flow path 22b decreases, and as a result, the flow resistance increases.
  • the expansion of the thermal expansion member 61 in the axial direction is regulated by the pair of wall portions 38a, the expansion outward in the radial direction is regulated by the partition member 63, and the expansion in the circumferential direction is further performed by the end portion 38b. Regulated by. That is, the thermal expansion member 61 is allowed to expand only in the direction in which the protection member 62 is pushed out with respect to the first flow path 22b. As described above, the expansion direction of the thermal expansion member 61 is not dispersed and is regulated in one direction, so that the change in the volume of the thermal expansion member 61 is efficiently reflected in the change in the cross-sectional area of the first flow path 22b. Can do.
  • the protection member 62 is pushed back from the first flow path 22b into the groove portion 38 along the direction of arrow B shown in FIG. .
  • the cross-sectional area of the first flow path 22b increases, and as a result, the flow resistance decreases.
  • the first flow path 22b is not limited to four locations, and may be provided only at one location, or may be provided at a plurality of locations other than the four locations. In the case where a plurality of first flow paths 22b are provided, more first flow paths 22b can be provided if the groove portions 38 that open to the first flow paths 22b are respectively shifted in the axial direction.
  • the temperature compensation unit 60 is not limited to a configuration that can advance and retract only on one side in the circumferential direction, and may be configured to advance and retract on both sides in the circumferential direction. In this case, the cross-sectional areas of the two first flow paths 22b can be changed by one temperature compensation unit 60.
  • the first flow path 22b may be provided on the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35 instead of the outer peripheral surface 32c of the large diameter portion 32a.
  • the temperature compensation unit 60 and the partition member 63 are also provided on the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35, and the second flow path 22c is formed between the partition member 63 and the outer peripheral surface 32c of the large diameter portion 32a.
  • the first flow path 22 b may be provided in the large diameter portion 31 a of the first core 31 instead of the large diameter portion 32 a of the second core 32, or provided in the coil mold portion 33 d of the coil assembly 33. Also good.
  • the temperature compensation unit 60 and the partition member 63 are provided on the member in which the first flow path 22b is formed.
  • the first flow path 22 b may be provided not only in the large diameter portion 32 a of the second core 32 but also in the large diameter portion 31 a of the first core 31 and the coil mold portion 33 d of the coil assembly 33.
  • the temperature compensation unit 60 is provided in any member in which the first flow path 22b is formed.
  • the magnetorheological fluid flows between the flow path 22 and the bypass flow via the flow path 22 a and the bypass branch path 25 formed in the plate 40. It flows through the road 23. Thereby, the piston 20 slides in the cylinder 10 as the magnetorheological fluid moves between the fluid chamber 11 and the fluid chamber 12.
  • the first core 31, the second core 32, and the flux ring 35 formed of a magnetic material constitute a magnetic path that guides a magnetic flux generated around the coil 33a.
  • the plate 40 is formed of a nonmagnetic material, the flow path 22 between the piston core 30 and the flux ring 35 becomes a magnetic gap through which the magnetic flux generated around the coil 33a passes.
  • the magnetic field of the coil 33a acts on the magnetic viscous fluid which flows through the flow path 22 at the time of expansion-contraction operation of the shock absorber 100.
  • Adjustment of the damping force generated by the shock absorber 100 is performed by changing the amount of current supplied to the coil 33a and changing the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid flowing through the flow path 22. Specifically, as the current supplied to the coil 33a increases, the strength of the magnetic field generated around the coil 33a increases. Therefore, the viscosity of the magnetorheological fluid flowing through the flow path 22 increases, and the damping force generated by the shock absorber 100 increases.
  • the bypass flow path 23 is provided in a place that is not easily affected by the magnetic field of the coil 33a. For this reason, even if the energization amount to the coil 33a is changed, the viscosity of the magnetorheological fluid flowing through the bypass passage 23 does not change so much. As a result, the pressure fluctuation that occurs when the damping force is changed by changing the amount of current supplied to the coil 33a is alleviated by providing the bypass flow path 23.
  • the temperature compensation unit 60 advances into the first flow path 22b, and decreases the cross-sectional area of the first flow path 22b to increase the flow path resistance. That is, the temperature compensation unit 60 acts to suppress a decrease in damping force when the temperature of the magnetorheological fluid is high.
  • the temperature compensator 60 retreats from the first flow path 22b and increases the cross-sectional area of the first flow path 22b to reduce the flow path resistance. That is, the temperature compensation unit 60 acts to suppress an increase in damping force when the temperature of the magnetorheological fluid is low.
  • the temperature compensation unit 60 by providing the temperature compensation unit 60, the change in the damping force of the shock absorber 100 due to the viscosity change of the magnetorheological fluid due to the temperature change is compensated. As a result, a desired damping force can be generated by adjusting the amount of current supplied to the coil 33a regardless of the temperature change of the magnetorheological fluid.
  • the temperature compensation unit 60 moves back and forth with respect to the first flow path 22b according to the temperature of the magnetorheological fluid, and changes the flow path resistance of the first flow path 22b. For this reason, the change of the damping force of the shock absorber 100 due to the viscosity change of the magnetorheological fluid due to the temperature change is compensated. As a result, a desired damping force can be generated by adjusting the amount of current supplied to the coil 33a regardless of the temperature change of the magnetorheological fluid.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 of the above embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • first flow path 22b and the second flow path 22c are provided between the large diameter portion 32a and the flux ring 35.
  • the first flow path 22b may be provided between the large diameter portion 32a and the flux ring 35.
  • the large diameter portion 32a is formed to have substantially the same diameter as the inner diameter of the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35, and the flux ring 35 has play in the large diameter portion 32a. Fitted. For this reason, the radially outer side of the first flow path 22b and the groove portion 38 formed on the outer peripheral surface 32c of the large diameter portion 32a is blocked by the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35.
  • the temperature compensation unit 60 acts to suppress a decrease in damping force when the temperature of the magnetorheological fluid is high, and attenuates when the temperature of the magnetorheological fluid is low. It acts to suppress the increase in force. For this reason, the change of the damping force of the shock absorber 100 due to the viscosity change of the magnetorheological fluid due to the temperature change is compensated. As a result, a desired damping force can be generated by adjusting the amount of current supplied to the coil 33a regardless of the temperature change of the magnetorheological fluid. Furthermore, in the modification, the flux ring 35 is used as a member that closes the radially outer side of the first flow path 22b and the groove portion 38, so that the configuration is simplified.
  • the shock absorber 100 is slidably disposed in a cylinder 10 in which a magnetorheological fluid whose apparent viscosity is changed by the action of a magnetic field is sealed, and a pair of fluid chambers 11 and 12 are defined in the cylinder 10.
  • a piston 20 that is connected to the piston 20 and extends to the outside of the cylinder 10.
  • the piston 20 is attached to the end of the piston rod 21 and is provided with a coil 33 a on the outer periphery. Magnetic viscosity formed between the core 30, the flux ring 35 that surrounds the outer periphery of the piston core 30, and the outer peripheral surface 32c of the piston core 30 or the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35, and moves back and forth between the pair of fluid chambers 11 and 12.
  • the first flow path 22b through which the fluid flows, and the outer peripheral surface 32c of the piston core 30 so as to intersect the first flow path 22b It has a groove 38 formed on the inner peripheral surface 35d of the flux ring 35 is disposed in the groove 38, the temperature compensating section 60 for advancing and retracting the first flow path 22b by expansion according to the temperature, the.
  • the temperature compensation unit 60 moves back and forth with respect to the first flow path 22b in accordance with the temperature of the magnetorheological fluid, and changes the flow path resistance of the first flow path 22b. For this reason, the change of the damping force of the shock absorber 100 due to the viscosity change of the magnetorheological fluid due to the temperature change is compensated. As a result, a desired damping force can be generated by adjusting the amount of current supplied to the coil 33a regardless of the temperature change of the magnetorheological fluid.
  • the groove 38 has one end that opens to the first flow path 22b and the other end that does not open to the first flow path 22b and is closed, and the temperature compensation section 60 is moved to the other end side by the other end. Displacement is restricted, and only displacement toward one end is allowed.
  • the volume of the temperature compensation unit 60 is allowed to change only with respect to the first flow path 22b.
  • a change in the volume of the temperature compensation unit 60 due to expansion or contraction is efficient for a change in the sectional area of the first flow path 22b. Can be reflected.
  • the groove part 38 has a pair of wall part 38a which opposes, and the temperature compensation part 60 is displaced along a pair of wall part 38a.
  • the volume of the temperature compensation unit 60 changes along the pair of wall portions 38a.
  • a change in the volume of the temperature compensation unit 60 due to expansion or contraction is efficient for a change in the sectional area of the first flow path 22b. Can be reflected.
  • the temperature compensation unit 60 includes a resin thermal expansion member 61 and a metal protection member 62 disposed between the thermal expansion member 61 and the first flow path 22b.
  • the protective member 62 made of metal is disposed between the thermal expansion member 61 and the first flow path 22b, the resin thermal expansion member 61 is prevented from coming into direct contact with the magnetorheological fluid. . For this reason, it can suppress that the resin-made thermal expansion member 61 is worn out by the magnetorheological fluid.
  • An annular second flow path 22c provided between the piston core 30 and the flux ring 35 and through which the magnetorheological fluid flowing back and forth between the pair of fluid chambers 11 and 12 bypasses the first flow path 22b. Is further provided.
  • the annular second flow path 22c provided between the piston core 30 and the flux ring 35 becomes a magnetic gap through which the magnetic flux generated around the coil 33a passes. For this reason, a magnetic force can be efficiently given to the magnetorheological fluid via the second flow path 22c.
  • a pair of wires for supplying a current to the coil 33a passes through the inner periphery of the piston rod 21. Therefore, it is possible to eliminate the ground for allowing the current applied to the coil 33a to escape to the outside.
  • only one wire for applying a current to the coil 33a may pass through the inside of the piston rod 21 and be grounded to the outside through the piston rod 21 itself.

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Abstract

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、を備える。ピストン２０は、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の外周を取り囲むフラックスリング３５と、ピストンコア３０の外周面３２ｃまたはフラックスリング３５の内周面３５ｄに形成される第１流路２２ｂと、第１流路２２ｂと交差するようにピストンコア３０の外周面３２ｃまたはフラックスリング３５の内周面３５ｄに形成される溝部３８と、溝部３８内に配置され、温度に応じて伸縮することによって第１流路２２ｂに対して進退する温度補償部６０と、を有する。

Description

磁気粘性流体緩衝器
　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。ＪＰ２０１４－１８１８０８Ａ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。
　しかしながら、磁気粘性流体は、磁界の変化だけではなく、温度の変化によっても粘性が変化する。このため、ＪＰ２０１４－１８１８０８Ａに記載される磁気粘性流体緩衝器では、磁気粘性流体の温度に応じて減衰力が変化することになり、磁界を変化させるだけでは要求される減衰力を発生させることが困難になるおそれがある。
　本発明は、磁気粘性流体の温度変化に関わらず要求される減衰力を発生させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、磁気粘性流体緩衝器であって、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、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むリング体と、前記ピストンコアの外周面または前記リング体の内周面に形成され、一対の前記流体室の間を行き来する磁気粘性流体が流通する第１流路と、前記第１流路と交差するように前記ピストンコアの外周面または前記リング体の内周面に形成される溝部と、前記溝部内に配置され、温度に応じて伸縮することによって前記第１流路に対して進退する温度補償部と、を有する。
図１は、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２は、図１のII－II線に沿う断面図である。 図３は、図１のIII－III線に沿う断面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、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断面図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。
　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見かけの粘度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に締結する一対のボルト（図示省略）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、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。第一コア３１は、磁性材によって形成される。
　小径部３０ａは、ピストンロッド２１の他端２１ｂに向かって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。また、大径部３１ａには、一対のボルトが螺合する一対の雌ねじ（図示省略）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、１８０°間隔で二箇所に形成される。第一貫通孔２３ａ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、一対のボルトが貫通する一対の貫通孔（図示省略）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。第二コア３２は、第一コア３１と同様に、磁性材によって形成される。
　大径部３２ａは、円柱状に形成され、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。大径部３２ａとフラックスリング３５との間には、流路２２に連通する第１流路２２ｂと、第１流路２２ｂと並列に設けられ流路２２に連通する第２流路２２ｃと、第１流路２２ｂと第２流路２２ｃとを仕切る金属製の仕切部材６３と、第１流路２２ｂに対して進退し、第１流路２２ｂの断面積を変化させる温度補償部６０と、が設けられる。第１流路２２ｂ，第２流路２２ｃ及び温度補償部６０については、後で詳細に説明する。
　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。
　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、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、９０°間隔で四箇所に形成される。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、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配索される。また、連結部３３ｃは、一対のボルトが貫通する一対の貫通孔（図示省略）を有する。
　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とは反対側に向かって形成される。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を容易に形成することができる。
　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。
　一対のボルトは、第二コア３２の貫通孔とコイルアセンブリ３３の貫通孔とを挿通して第一コア３１の雌ねじに螺合する。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。
　このように、一対のボルトを締結するだけで、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、磁性材によって形成される円筒状部材である。フラックスリング３５の一端３５ａには、軸方向に凹状にくぼむように形成される環状凹部３５ｅが設けられる。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、大径部３１ａ及びコイルモールド部３３ｄの外径よりも大径に形成され、フラックスリング３５と大径部３１ａ及びコイルモールド部３３ｄとの間には、流路２２が形成される。また、フラックスリング３５の内周面３５ｄの内径は、大径部３２ａの外周面３２ｃに設けられる仕切部材６３の外径よりも大径に形成され、フラックスリング３５と仕切部材６３との間には、第２流路２２ｃが形成される。
　プレート４０は、非磁性材によって形成される円環状の平板部材である。プレート４０は、外縁である外周面４０ｂがフラックスリング３５の環状凹部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。
　また、プレート４０は、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。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。
　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。このため、第２流路２２ｃは、他端３５ｂ側において環状に連続して開口する。この結果、第２流路２２ｃの流通抵抗が低減され、第２流路２２ｃ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２から図４を参照して、第１流路２２ｂ，第２流路２２ｃ及び温度補償部６０について説明する。図２は、図１のII－II線に沿う断面図であり、図３は、図１のIII－III線に沿う断面図である。図２及び図３では、説明のため、ピストン２０以外の部材については省略して示している。また、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
　第１流路２２ｂは、大径部３２ａの外周面３２ｃに軸方向に沿って形成される溝３７であり、周方向に間隔をあけて４カ所に形成される。第１流路２２ｂの径方向外側は、大径部３２ａの外周面３２ｃに嵌め込まれる仕切部材６３によって覆われる。第１流路２２ｂは、一端が流路２２に開口し、他端が流体室１２に開口する。このため、第１流路２２ｂには、流体室１１と流体室１２との間を行き来する磁気粘性流体が流通する。
　第２流路２２ｃは、第１流路２２ｂと並列して、仕切部材６３とフラックスリング３５の内周面３５ｄとの間に設けられる環状の通路である。第２流路２２ｃは、第１流路２２ｂと同様に、一端が流路２２に開口し、他端が流体室１２に開口する。このため、第２流路２２ｃには、流体室１１と流体室１２との間を行き来する磁気粘性流体が流通する。
　このように、大径部３２ａとフラックスリング３５との間には、仕切部材６３によって仕切られる第１流路２２ｂ及び第２流路２２ｃが設けられる。また、ピストンコア３０とフラックスリング３５との間には、環状の流路２２及び第２流路２２ｃが設けられるため、ピストンコア３０とフラックスリング３５との間には軸方向全長に渡って所定の隙間が形成される。この隙間は、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。
　図３に示されるように、大径部３２ａの外周面３２ｃには、第１流路２２ｂと交差するように、周方向に沿って溝部３８が形成される。溝部３８は、一端が第１流路２２ｂに開口し、他端が端部３８ｂにより閉塞される。また、図４に示されるように、溝部３８は、軸方向に対向する一対の壁部３８ａを有し、溝部３８の径方向外側は、仕切部材６３によって閉塞される。上記構成の溝部３８内には、温度に応じて伸縮することによって第１流路２２ｂに対して進退する温度補償部６０が配置される。
　温度補償部６０は、熱膨張率が大きい樹脂製の熱膨張部材６１と、熱膨張部材６１と第１流路２２ｂとの間に配置される金属製の保護部材６２と、を有する。熱膨張部材６１は、例えば、ポリエチレンやポリエチレンテレフタレートにより形成される。保護部材６２は、樹脂製の熱膨張部材６１が磁気粘性流体に直接接触し、摩耗することを防止するために設けられる。磁気粘性流体によって熱膨張部材６１が摩耗するおそれがなければ、保護部材６２を設けることなく、第１流路２２ｂに対して熱膨張部材６１が直接進退する構成としてもよい。また、熱膨張部材６１は、樹脂に限定されず、熱膨張率が大きい金属、例えばアルミニウム等であってもよい。
　磁気粘性流体の温度が高くなると熱膨張部材６１の体積が膨張するため、保護部材６２は、図３に示される矢印Ａの方向に沿って溝部３８内から第１流路２２ｂへと押し出される。保護部材６２が第１流路２２ｂ内に進出することによって、第１流路２２ｂの断面積が小さくなり、結果として流通抵抗が上昇する。
　このとき、熱膨張部材６１の軸方向への膨張は一対の壁部３８ａによって規制され、また、径方向外側への膨張は仕切部材６３によって規制され、さらに、周方向への膨張は端部３８ｂによって規制される。つまり、熱膨張部材６１は、第１流路２２ｂに対して保護部材６２を押し出す方向にのみ膨張することが許容される。このように、熱膨張部材６１の膨張方向が分散されず、一方向に規制されるため、熱膨張部材６１の体積の変化を第１流路２２ｂの断面積の変化に効率的に反映させることができる。
　一方、磁気粘性流体の温度が低くなると熱膨張部材６１の体積が収縮するため、保護部材６２は図３に示される矢印Ｂの方向に沿って第１流路２２ｂから溝部３８内へと押し戻される。保護部材６２が第１流路２２ｂ内から退出することによって、第１流路２２ｂの断面積が大きくなり、結果として流通抵抗が低下する。
　第１流路２２ｂは、４カ所に限定されず、１カ所にのみ設けられてもよいし、４カ所以外の複数箇所に設けられていてもよい。第１流路２２ｂを複数設ける場合は、各第１流路２２ｂに開口する溝部３８を軸方向にずらしてそれぞれ形成すれば、より多くの第１流路２２ｂを設けることができる。
　また、温度補償部６０は、周方向一方側にのみ進退可能な構成に限定されず、周方向両側に進退可能な構成であってもよい。この場合、１つの温度補償部６０によって２つの第１流路２２ｂの断面積を変化させることができる。
　また、第１流路２２ｂは、大径部３２ａの外周面３２ｃに代えて、フラックスリング３５の内周面３５ｄに設けられてもよい。この場合、温度補償部６０及び仕切部材６３もフラックスリング３５の内周面３５ｄに設けられ、仕切部材６３と大径部３２ａの外周面３２ｃとの間に第２流路２２ｃが形成される。
　また、第１流路２２ｂは、第二コア３２の大径部３２ａに代えて、第一コア３１の大径部３１ａに設けられてもいし、コイルアセンブリ３３のコイルモールド部３３ｄに設けられてもよい。この場合、温度補償部６０及び仕切部材６３は、第１流路２２ｂが形成される部材に設けられる。或いは、第１流路２２ｂは、第二コア３２の大径部３２ａに加えて、第一コア３１の大径部３１ａやコイルアセンブリ３３のコイルモールド部３３ｄにも設けられてもよい。この場合、温度補償部６０は、第１流路２２ｂが形成される何れかの部材に設けられる。
　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、磁性材によって形成される第一コア３１と第二コア３２とフラックスリング３５とは、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ため、ピストンコア３０とフラックスリング３５との間の流路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。
　減衰力を大きくするために、コイル３３ａへの通電量を急激に変化させると磁気粘性流体の粘性が急激に高くなり圧力変動が生じることがある。緩衝器１００において、バイパス流路２３は、コイル３３ａの磁場の影響を受けにくい場所に設けられている。このため、コイル３３ａへの通電量を変化させてもバイパス流路２３を流れる磁気粘性流体の粘性はあまり変化しない。この結果、コイル３３ａへの通電量を変化させることによって減衰力を変化させる際に生じる圧力変動は、バイパス流路２３が設けられることによって緩和される。
　また、緩衝器１００の伸縮作動に伴い磁気粘性流体の温度が上昇すると、磁気粘性流体の粘度が低下するため、流路２２にて発生する減衰力が低下してしまう。緩衝器１００では、磁気粘性流体の温度が上昇すると、温度補償部６０が第１流路２２ｂに進出し、第１流路２２ｂの断面積を小さくして流路抵抗を大きくする。つまり、温度補償部６０は、磁気粘性流体の温度が高いときには、減衰力の低下を抑制するように作用する。
　一方、磁気粘性流体の温度が低いときには、磁気粘性流体の粘度が高いため、流路２２にて発生する減衰力が上昇してしまう。緩衝器１００では、磁気粘性流体の温度が低いとき、温度補償部６０が第１流路２２ｂから退出し、第１流路２２ｂの断面積を大きくして流路抵抗を小さくする。つまり、温度補償部６０は、磁気粘性流体の温度が低いときには、減衰力の上昇を抑制するように作用する。
　このように、温度補償部６０が設けられることによって、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。
　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、磁気粘性流体の温度に応じて温度補償部６０が、第１流路２２ｂに対して進退し、第１流路２２ｂの流路抵抗を変化させる。このため、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。
　次に、図５及び図６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１００の変形例について説明する。以下では、上記実施形態と異なる点を中心に説明し、上記実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。図５は、上記実施形態の図３に相当する断面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。
　上記実施形態では、大径部３２ａとフラックスリング３５との間に第１流路２２ｂと第２流路２２ｃとが設けられる。これに代えて、大径部３２ａとフラックスリング３５との間に第１流路２２ｂのみを設けるようにしてもよい。
　変形例では、図５に示されるように、大径部３２ａは、フラックスリング３５の内周面３５ｄの内径と略同径に形成され、フラックスリング３５は、大径部３２ａに遊びを有して嵌め込まれる。このため、大径部３２ａの外周面３２ｃに形成される第１流路２２ｂ及び溝部３８の径方向外側は、フラックスリング３５の内周面３５ｄによって閉塞される。
　以上の変形例によっても上記実施形態と同様に、温度補償部６０は、磁気粘性流体の温度が高いときには、減衰力の低下を抑制するように作用し、磁気粘性流体の温度が低いときには、減衰力の上昇を抑制するように作用する。このため、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。さらに変形例では、第１流路２２ｂ及び溝部３８の径方向外側を閉塞する部材として、フラックスリング３５が用いられるため、構成が簡素化される。
　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の外周を取り囲むフラックスリング３５と、ピストンコア３０の外周面３２ｃまたはフラックスリング３５の内周面３５ｄに形成され、一対の流体室１１，１２の間を行き来する磁気粘性流体が流通する第１流路２２ｂと、第１流路２２ｂと交差するようにピストンコア３０の外周面３２ｃまたはフラックスリング３５の内周面３５ｄに形成される溝部３８と、溝部３８内に配置され、温度に応じて伸縮することによって第１流路２２ｂに対して進退する温度補償部６０と、を有する。
　この構成では、磁気粘性流体の温度に応じて温度補償部６０が、第１流路２２ｂに対して進退し、第１流路２２ｂの流路抵抗を変化させる。このため、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する緩衝器１００の減衰力の変化は補償される。この結果、磁気粘性流体の温度変化に関わらず、コイル３３ａへの通電量を調整することによって、所望の減衰力を発生させることができる。
　また、溝部３８は、第１流路２２ｂに開口する一端と、第１流路２２ｂに開口せず閉塞される他端と、を有し、温度補償部６０は、他端によって他端側への変位が規制され、一端側への変位のみが許容される。
　この構成では、温度補償部６０の体積は、第１流路２２ｂに対してのみ変化することが許容される。このように、温度補償部６０の変位方向が分散されず、一方向に規制されるため、膨張または収縮による温度補償部６０の体積の変化を第１流路２２ｂの断面積の変化に効率的に反映させることができる。
　また、溝部３８は、対向する一対の壁部３８ａを有し、温度補償部６０は、一対の壁部３８ａに沿って変位する。
　この構成では、温度補償部６０の体積は一対の壁部３８ａに沿って変化する。このように、温度補償部６０の変位方向が分散されず、一方向に規制されるため、膨張または収縮による温度補償部６０の体積の変化を第１流路２２ｂの断面積の変化に効率的に反映させることができる。
　また、温度補償部６０は、樹脂製の熱膨張部材６１と、熱膨張部材６１と第１流路２２ｂとの間に配置される金属製の保護部材６２と、を有する。
　この構成では、熱膨張部材６１と第１流路２２ｂとの間に金属製の保護部材６２が配置されるため、樹脂製の熱膨張部材６１が磁気粘性流体に直接接触することが防止される。このため、樹脂製の熱膨張部材６１が磁気粘性流体により摩耗することを抑制することができる。
　また、ピストンコア３０とフラックスリング３５との間に設けられ、第１流路２２ｂを迂回して一対の流体室１１，１２の間を行き来する磁気粘性流体が流通する環状の第２流路２２ｃをさらに備える。
　この構成では、ピストンコア３０とフラックスリング３５との間に設けられる環状の第２流路２２ｃが、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。このため、第２流路２２ｃを介して効率的に磁気粘性流体へ磁力を与えることができる。
　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。
　本願は２０１５年９月８日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－１７６８９２に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1. 　磁気粘性流体緩衝器であって、
    　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、
    　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むリング体と、
    　前記ピストンコアの外周面または前記リング体の内周面に形成され、一対の前記流体室の間を行き来する磁気粘性流体が流通する第１流路と、
    　前記第１流路と交差するように前記ピストンコアの外周面または前記リング体の内周面に形成される溝部と、
    　前記溝部内に配置され、温度に応じて伸縮することによって前記第１流路に対して進退する温度補償部と、を有する磁気粘性流体緩衝器。
  2. 　請求項１に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
    　前記溝部は、前記第１流路に開口する一端と、前記第１流路に開口せず閉塞される他端と、を有し、
    　前記温度補償部は、前記他端によって前記他端側への変位が規制され、前記一端側への変位のみが許容される磁気粘性流体緩衝器。
  3. 　請求項１に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
    　前記溝部は、対向する一対の壁部を有し、
    　前記温度補償部は、一対の前記壁部に沿って変位する磁気粘性流体緩衝器。
  4. 　請求項１に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
    　前記温度補償部は、
    　樹脂製の熱膨張部材と、
    　前記熱膨張部材と前記第１流路との間に配置される金属製の保護部材と、を有する磁気粘性流体緩衝器。
  5. 　請求項１に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
    　前記ピストンコアと前記リング体との間に設けられ、前記第１流路を迂回して一対の前記流体室の間を行き来する磁気粘性流体が流通する環状の第２流路をさらに備える磁気粘性流体緩衝器。
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