(57)【要約】【課題】  比較的簡便な構成を採りながら、作動液の温度低下に起因する減衰力の増大を効果的に抑制できるダンパ装置を提供する。【解決手段】  温度感応遮断弁３５は、ピボットスクリュー５１を介して第２インナヨーク４２に回動自在に支持された弁体５２と、弁体５２を図中反時計回りに回動させる形状記憶スプリング５３と、弁体５２を図中時計回りに常時付勢するバイアススプリング５４とから構成されている。弁体５２は、反時計回りに回動した際にインナヨーク３２のバイパス流路４４を閉鎖する３つの閉鎖片５２ａと、形状記憶スプリング５３およびバイアススプリング５４の一端がそれぞれ係合する一対のスプリング係合片５２ｂ，５２ｃと、回動範囲の規制に供されるストッパ片５２ｄとを有している。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部に作動液が充填され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されるシリンダと、
前記シリンダ内で軸方向に移動するとともに、当該シリンダを一側液室と他側液室とに区画するピストンと、
前記ピストンがその先端に装着され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか他方に連結されるピストンロッドと
を備えたダンパ装置であって、
前記ピストンには、前記一側液室と他側液室との間で前記作動液を流通させるバイパス流路と、当該作動液の温度に応じて当該流路を開閉する温度感応遮断弁とが設けられたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】
前記温度感応遮断弁は、
前記バイパス流路に臨んで設置された弁体と、
前記バイパス流路を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する形状記憶スプリングと
前記バイパス流路を開放する方向に前記弁体を付勢するバイアススプリングと
を構成要素とすることを特徴とする、請求項１に記載のダンパ装置。
【請求項３】
前記作動液が磁性流体または磁気粘性流体であり、
前記ピストンには、前記作動液に磁界を印可する磁界印可手段が設けられたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用サスペンションを構成するテレスコピック式のダンパ装置に係り、詳しくは、比較的シンプルな構成を採りながら、作動液の温度低下に起因する減衰力の増大を効果的に抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
サスペンションは、自動車の走行安定性や乗り心地を左右する重要な要素であり、車体に対して車輪を上下動自在に支持させるためのリンク（アームやロッド類）と、その撓みにより路面からの衝撃等を吸収するスプリングと、車体の上下振動を減衰させるダンパとを主要構成要素としている。サスペンション用のダンパとしては、作動液が充填された円筒状のシリンダとこのシリンダ内で摺動するピストンが先端に装着されたピストンロッドとを備え、ピストン（ピストンロッド）の移動に伴って作動液を複数の液室間で移動させる構造を採ったテレスコピック式（以下、筒型と記す）が広く採用されている。ピストンには作動液が流通するオリフィスが形成されており、このオリフィスを作動液が通過する際の抵抗によって減衰力が生起される。
【０００３】
近年、筒型ダンパの作動特性を改善するものとして、自動車の運動状態に応じて減衰力を可変制御する減衰力可変ダンパが種々開発されている。減衰力可変ダンパとしては、オリフィス面積を変化させるロータリバルブをピストンに設け、このロータリバルブをアクチュエータによって回転駆動する機械式のものが主流であったが、構成の簡素化や応答性の向上等を実現すべく、作動液に磁気粘性流体を用い、ピストンに設けられた磁気流体バルブによって磁気粘性流体の粘度を制御するＭＲＦ式のものが出現している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−７７７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、筒型ダンパでは、温度が低下することによって作動液の粘度が高くなることから、冬期の走行開始直後等において減衰力が無視できない程度に大きくなり、乗り心地や操縦安定性が低下する問題があった。そこで、特許文献１の減衰力可変ダンパでは、温度センサによって検出した磁気粘性流体の温度が所定値以下であった場合、減衰力制御が行われない停車時に磁気流体バルブを通電／発熱させ、その温度が速やかに許容範囲となるように磁気粘性流体を積極的に昇温させている。しかしながら、この方法を採用する場合、磁気粘性流体の温度を検出する温度センサやそのリード線等をダンパ本体に設置する必要がある他、制御プログラムが複雑になることや電力消費が増大する等の問題があった。また、磁気粘性流体を加熱するための磁気流体バルブへの通電は停車時にのみ行えるため、イグニッションキーがオンされた直後に運転者が自動車を発進させた場合、磁気粘性流体の昇温が十分に行われず減衰力が大きい状態が維持されてしまう問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、比較的シンプルな構成を採りながら、作動液の温度低下に起因する減衰力の増大を効果的に抑制できるダンパ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、その内部に作動液が充填され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されるシリンダと、前記シリンダ内で軸方向に移動するとともに、当該シリンダを一側液室と他側液室とに区画するピストンと、前記ピストンがその先端に装着され、車体側部材と車輪側部材とのどちらか他方に連結されるピストンロッドとを備えたダンパ装置であって、前記ピストンには、前記一側液室と他側液室との間で前記作動液を流通させるバイパス流路と、当該作動液の温度に応じて当該流路を開閉する温度感応遮断弁とが設けられたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のダンパ装置において、前記温度感応遮断弁は、前記バイパス流路に臨んで設置された弁体と、前記バイパス流路を閉鎖する方向に前記弁体を付勢する形状記憶スプリングと前記バイパス流路を開放する方向に前記弁体を付勢するバイアススプリングとを構成要素とすることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のダンパ装置において、前記作動液が磁性流体または磁気粘性流体であり、前記ピストンには、前記作動液に磁界を印可する磁界印可手段が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１のダンパ装置によれば、例えば、自動車が走行を開始して作動液の温度が低い間はピストンの流路が開放されて減衰力の上昇が抑制され、作動液の温度が十分に上昇すると温度感応遮断弁によって流路が閉鎖されて適正な減衰力が得られる。また、請求項２のダンパ装置によれば、温度感応遮断弁をシンプルかつコンパクトに構成でき、製造コストの低減や設計自由度の向上が実現される。また、請求項３のダンパ装置によれば、シンプルな構成を取りながら、高い応答性をもって減衰力を可変制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を４輪自動車のリヤサスペンションに適用した一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係るリヤサスペンションの斜視図であり、図２は実施形態に係るダンパの縦断面図であり、図３は図２中のIII部拡大図であり、図４は実施形態に係るピストンの下面図であり、図５は実施形態に係るピストンの展開斜視図である。
【００１１】
《実施形態の構成》
図１に示すように、本実施形態のリヤサスペンション１は、いわゆるＨ型トーションビーム式サスペンションであり、左右のトレーリングアーム２，３や、両トレーリングアーム２，３の中間部を連結するトーションビーム４、懸架ばねである左右一対のコイルスプリング５、左右一対のダンパ６等から構成されており、左右のリヤホイール７，８を懸架している。ダンパ６は、ＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid：磁気粘性流体）を作動流体とする減衰力可変型ダンパであり、トランクルーム内等に設置されたＥＣＵ９によってその減衰力が可変制御される。
【００１２】
＜ダンパ＞
図２に示すように、本実施形態のダンパ６は、モノチューブ式（ド・カルボン式）であり、ＭＲＦが充填された円筒状のシリンダ１２と、このシリンダ１２に対して軸方向に摺動するピストンロッド１３と、ピストンロッド１３の先端に装着されてシリンダ１２内を上部液室（一側液室）１４と下部液室（他側液室）１５とに区画するピストン１６と、シリンダ１２の下部に高圧ガス室１７を画成するフリーピストン１８と、ピストンロッド１３等への塵埃の付着を防ぐカバー１９と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ２０とを主要構成要素としている。
【００１３】
シリンダ１２は、下端のアイピース１２ａに嵌挿されたボルト２１を介して、車輪側部材であるトレーリングアーム２の上面に連結されている。また、ピストンロッド１３は、上下一対のブッシュ２２とナット２３とを介して、その上部ねじ軸１３ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）２４に連結されている。
【００１４】
＜ピストン＞
ピストン１６は、ＭＬＶ（Magnetizable Liquid Valve：磁気流体バルブ）と一体となっており、図３〜図５に示すように、その外周面がシリンダ１２の内壁面に摺接するアウタヨーク３１と、アウタヨーク３１の内側に配置されたインナヨーク３２と、アウタヨーク３１とインナヨーク３２との間に介装された６個のギャップスペーサ３３と、インナヨーク３２の軸方向中央部に外嵌したＭＬＶコイル（磁界印可手段）３４と、インナヨーク３２の下面に設けられた温度感応遮断弁３５とを主要構成要素としている。
【００１５】
アウタヨーク３１は、フェライト等の強磁性体を素材としており、図５に示すように、概ね円筒状を呈しているが、その内周側には、軸方向中央に形成された比較的小径のストレート面３１ａと、このストレート面３１ａに連続するかたちで形成された上下のテーパ面３１ｂ、３１ｃとを有している。両テーパ面３１ｂ、３１ｃは、一定の拡径率をもって、アウタヨーク３１の端部に向かって拡径している。
【００１６】
インナヨーク３２も、アウタヨーク３１と同様に強磁性体を素材としているが、上部を形成する第１インナヨーク４１と下部を形成する第２インナヨーク４２とに２分割され、ギャップスペーサ３３を介してアウタヨーク３１を挟持した状態で、３本のスクリュー４３によって締結／一体化されている。図５に示すように、第１インナヨーク４１は、アウタヨーク３１のテーパ面３１ｂに間隙ｓをもって対峙するテーパ面４１ａと、ピストンロッド１３の下部ねじ軸１３ｂが挿通される貫通孔４１ｂとを有している。一方、第２インナヨーク４２は、アウタヨーク３１のテーパ面３１ｃに間隙ｓをもって対峙するテーパ面４２ａと、ピストンロッド１３の下部ねじ軸１３ｂがねじ込まれるねじ孔４２ｂとを有している。インナヨーク３２には、上部液室１４と下部液室１５を連通すべく、１２０°角度間隔で３つのバイパス流路４４が軸方向に貫通している。
【００１７】
ギャップスペーサ３３は、非磁性体であるアルミニウム合金（ジュラルミン）を素材とした円柱状のものであり、アウタヨーク３１とインナヨーク３２との間隙を保つべく等角度間隔（１２０°間隔）で上下に３本ずつ配置されている。なお、ギャップスペーサ３３は、接着等によってアウタヨーク３１に固着されるとともに、ピストン１６の両インナヨーク４１，４２に形成された係合凹部４１ｃ、４２ｃに係合する。
【００１８】
ＭＬＶコイル３４は、導線を円筒状に巻き回して樹脂モールドしたものであり、第２インナヨーク４２の上部に嵌着されている。ＭＬＶコイル３４の外周面は、アウタヨーク３１のストレート面３１ａに間隙ｓをもって対峙している。これにより、インナヨーク３２およびＭＬＶコイル３４とアウタヨーク３１との間には、ＭＲＦが流通する環状流路４５が形成されることになる。なお、ＭＬＶコイル３４には、図示しない配線を介して、ＥＣＵ９からの励磁電流が供給される。
【００１９】
図４に示すように、温度感応遮断弁３５は、ピボットスクリュー５１を介して第２インナヨーク４２に回動自在に支持された弁体５２と、弁体５２を図中反時計回りに回動させる形状記憶スプリング５３と、弁体５２を図中時計回りに常時付勢するバイアススプリング５４とから構成されている。弁体５２は、反時計回りに回動した際にインナヨーク３２のバイパス流路４４を閉鎖する３つの閉鎖片５２ａと、形状記憶スプリング５３およびバイアススプリング５４の一端がそれぞれ係合する一対のスプリング係合片５２ｂ，５２ｃと、回動範囲の規制に供されるストッパ片５２ｄとを有している。形状記憶スプリング５３は、形状記憶合金（本実施形態では、チタン−ニッケル合金）を素材とするスプリングであり、所定温度（例えば、３０〜４０℃）以上になることによって縮み、バイアススプリング５４のばね力に打ち勝って弁体５２を回動させる。図４中、符号５５で示す部材は、形状記憶スプリング５３およびバイアススプリング５４の他端をインナヨーク３２に係止する係止ピンであり、第２インナヨーク４２に圧入／一体化されている。また、符号５６で示す部材は、弁体５２の回動時にストッパ片５２ｄが当接する一対のストッパピンであり、これらも第２インナヨーク４２に圧入／一体化されている。
【００２０】
《実施形態の作用》
自動車が走行を開始すると、ＥＣＵ９は、前後Ｇセンサ、横Ｇセンサ、および上下Ｇセンサから得られた車体の加速度や、車速センサから入力した車体速度、車輪速センサから得られた各車輪の回転速度等に基づき各車輪についてダンパ６の目標減衰力を設定した後、ＭＬＶコイル３４に対して励磁電流を供給する。すると、図６に示すように、ピストン１６内に磁界が形成され、環状流路４５を流通するＭＲＦの粘度が変化し、ダンパ６の減衰力が増大あるいは減少する。なお、本実施形態においては、アウタヨーク３１のストレート面３１ａ近傍の肉厚が大きく、かつ、アウタヨーク３１とインナヨーク３２とがテーパ面３１ｃ，４１ａ，４２ａをもって対峙していることから、磁気飽和が起こり難くなって比較的強い磁界を形成することができるようになる。
【００２１】
運転者が冬季等に自動車を長時間停車させた場合、ダンパ６内ではＭＲＦの温度が低下してその粘度が上昇する。そのため、走行直後に上述した手順で減衰力制御が行われると、環状流路４５をＭＲＦが流通し難いことから、実際の減衰力が目標減衰力より大きくなる虞がある。ところが、本実施形態では、ＭＲＦの温度が低い場合には、図４に示すように、バイアススプリング５４のばね力によって温度感応遮断弁３５の弁体５２が反時計回りに回動させられ、バイパス流路４４が閉鎖片５２ａによって塞がれない状態となる。その結果、ＭＲＦは、図６中に破線の矢印で示すように、バイパス流路４４を介して上部液室１４と下部液室１５との間を自由に流通することになり、ダンパ６の減衰力が有意に小さくなって乗り心地等の悪化が防止される。
【００２２】
一方、自動車の走行に伴ってダンパ６が伸縮作動を繰り返すと、シリンダ１２とピストン１６との間の摩擦熱やピストン１６の移動に伴う攪拌熱によってＭＲＦの温度が次第に上昇する。そして、ＭＲＦの温度が所定温度に達すると、温度感応遮断弁３５では、図７中に矢印で示すように、形状記憶スプリング５３が縮んで弁体５２を反時計回りに回動させる。その結果、バイパス流路４４が弁体５２の閉鎖片５２ａによって塞がれ、ＭＲＦが環状流路４５のみを流通して所期の減衰力制御が行われることになる。
【００２３】
以上述べたように、本実施形態のダンパ６では、比較的シンプルな構成を採りながら、複雑な制御やＭＲＦ加熱用の電力を必要とすることなく、ＭＲＦの温度低下に起因する減衰力の増大を効果的に抑制できようになった。
【００２４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は４輪自動車のリヤサスペンションを構成する減衰力可変式ダンパに本発明を適用したものであるが、本発明は、フロントサスペンション用の減衰力可変式ダンパにも適用できるし、ＭＲＦ式以外の減衰力可変式ダンパや、固定減衰力式ダンパ（コンベンショナルダンパ）にも適用可能である。また、上記実施形態の温度感応遮断弁ではそれぞれ独立した形状記憶スプリングとバイアススプリングとによって弁体を駆動するようにしたが、形状記憶スプリングやバイアススプリングを弁体と一体に形成してもよいし、形状記憶スプリングを用いず、ワックス式の温度感応アクチュエータ等によって弁体を駆動するようにしてもよい。その他、ダンパやピストンの具体的構造等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係るリヤサスペンションの斜視図である。
【図２】実施形態に係るダンパの縦断面図である。
【図３】図２中のIII部拡大図である。
【図４】実施形態に係るピストンの下面図である。
【図５】実施形態に係るピストンの展開斜視図である。
【図６】実施形態の作用を示すダンパの要部縦断面図である。
【図７】実施形態の作用を示すピストンの下面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２      トレーリングアーム（車輪側部材）
６      ダンパ
１２    シリンダ
１３    ピストンロッド
１４    上部液室（一側液室）
１５    下部液室（他側液室）
１６    ピストン
２２    ダンパベース（車体側部材）
３１    アウタヨーク
３２    インナヨーク
３４    ＭＬＶコイル（磁界印可手段）
３５    温度感応遮断弁
４４    バイパス通路
４５    環状流路
５２    弁体
５３    形状記憶スプリング
５４    バイアススプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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