(57)【要約】【課題】磁気粘性流体緩衝器において、磁性粒子の沈降による減衰力の低下を抑えること。【解決手段】磁気粘性流体緩衝器１であって、磁気粘性流体が封入されるシリンダ９と、シリンダ９に対して摺動するピストン１０と、シリンダ９内に移動可能に収容され磁気粘性流体を攪拌する攪拌部３０と、攪拌部３０を駆動するアクチュエータ５０と、を備える構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気粘性流体を利用した磁気粘性流体緩衝器であって、
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挿入されるピストンと、
前記シリンダ内に移動可能に収容され磁気粘性流体を攪拌する攪拌部と、
前記攪拌部を駆動するアクチュエータと、を備えることを特徴とする磁気粘性流体緩衝器。
【請求項２】
前記ピストンによって区画される二つの流体室を連通して前記ピストンが摺動するのに伴って磁気粘性流体が流れる減衰力発生流路と、
前記ピストンの内部に介装され前記減衰力発生流路を流れる磁気粘性流体に作用する磁場を発生する電磁コイルと、を備え、
前記攪拌部は、
前記減衰力発生流路が開口する前記ピストンの端面の上方に配置され、
前記アクチュエータによって前記シリンダの軸方向に往復動するように駆動されることを特徴とする請求項１に記載の磁気粘性流体緩衝器。
【請求項３】
前記アクチュエータの作動を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、磁気粘性流体緩衝器が搭載される車両の運転開始時を判定し、前記車両の運転開始時に前記アクチュエータを作動させて前記攪拌部を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気粘性流体緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両に搭載される磁気粘性流体緩衝器として、ピストンに電磁コイルが介装されるものが開示されている。この磁気粘性流体緩衝器は、電磁コイルへの通電量を制御して電磁コイルに発生する磁場の強さを変えることによって、磁気粘性流体の見かけの粘性が変化して、減衰力が変化するようになっている。
【０００３】
特許文献２には、セミアクティブ型の磁気粘性流体緩衝器として、ピストンに永久磁石及び可動部が介装されるものが開示されている。この磁気粘性流体緩衝器は、アクチュエータによって永久磁石に対する可動部の位置を変えることによって磁気粘性流体中の磁性粒子の挙動を変化させ、減衰力を可変とするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１６９００号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の磁気粘性流体緩衝器に用いられる磁気粘性流体は、ベース液と磁性粒子が混合したものである。
【０００６】
従来の磁気粘性流体緩衝器では、伸縮作動停止時に磁性粒子が重力によって沈降する。そのため、伸縮作動開始時には、磁場が作用する流路を通過する磁気粘性流体中の磁性粒子が少ない状態が生じ、発生する減衰力が一時的に小さくなるという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気粘性流体緩衝器において、磁性粒子の沈降による減衰力の低下を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、磁気粘性流体を利用した磁気粘性流体緩衝器であって、磁気粘性流体が封入されるシリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に移動可能に収容され磁気粘性流体を攪拌する攪拌部と、攪拌部を駆動するアクチュエータと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、磁気粘性流体に含まれる磁性粒子が重力によって沈降した状態で、攪拌部がアクチュエータによって駆動されることにより、シリンダ内にて移動して磁気粘性流体を攪拌する。磁気粘性流体が攪拌されることにより、シリンダ内にて沈降していた磁気粘性流体の磁性粒子がベース液と混合することが促され、磁気粘性流体緩衝器の伸縮作動時に発生する減衰力の低下を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気粘性流体緩衝器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、磁気粘性流体緩衝器（以下、単に「緩衝器１」という）のピストン部を示す断面図である。緩衝器１は、自動車等の車両の車体と車軸との間に介装され、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ものである。
【００１３】
緩衝器１は、磁気粘性流体が封入される円筒状のシリンダ９と、このシリンダ９内に摺動自在に配置されるピストン１０と、このピストン１０に連結されシリンダ９の外部に突出するロッド２０と、を備える。
【００１４】
車体と車軸の一方にロッド２０が連結され、他方にシリンダ９が連結される。車両の走行時に、車体に対して車軸が移動するのに伴って、ロッド２０とシリンダ９が相対移動して緩衝器１が伸縮作動する。
【００１５】
シリンダ９内には、ピストン１０によって二つの流体室３、４が画成されるとともに、フリーピストン（図示省略）によってガス室（図示省略）が画成される。このガス室によってロッド２０の侵入、退出によるシリンダ９内の容積変化が補償される。
【００１６】
ピストン１０は、ロッド２０に連結される第一コア１１と、この第一コア１１の内側にナット１５を介して連結される第二コア１２と、を備える。緩衝器１の作動時には、第一コア１１の外周面１１Ａがシリンダ９の内周面９Ａに摺接してピストン１０が移動する。
【００１７】
緩衝器１は、減衰力発生要素として、ピストン１０を貫通して二つの流体室３、４を連通する減衰力発生流路６と、ピストン１０の内部に介装され減衰力発生流路６に磁場を作用させる電磁コイル４１と、を備える。
【００１８】
減衰力発生流路６は、第二コア１２の外周面１２Ａと第一コア１１の内周面１１Ｃの間に画成され、ピストン１０の両側の流体室３、４を連通する。
【００１９】
電磁コイル４１は、線材４２が渦巻き状に巻回されたものであり、減衰力発生流路６の内側に設けられる。電磁コイル４１に発生する磁場が減衰力発生流路６を流通する磁気粘性流体に作用するようになっている。
【００２０】
ロッド２０は、その基端部が第一コア１１のボス部１１Ｂに螺合して、ピストン１０に連結される。電磁コイル４１を構成する線材４２の一端が電線４３に接続され、他端が第二コア１２に接続され、ロッド２０を介して車体に接続される。この電線４３は、第二コア１２とロッド２０の接合部を通り、ロッド２０の先端部（図示省略）から外部へ延出され、コントローラ６０に接続される。このコントローラ６０が電磁コイル４１への通電量を制御することにより、緩衝器１が発生する減衰力が調節される。
【００２１】
緩衝器１の伸縮作動時には、シリンダ９内にてピストン１０が移動すると、磁気粘性流体が図中矢印Ｂで示すように減衰力発生流路６を流れてピストン１０の両側の流体室３、４の間を移動する。この作動時に、電磁コイル４１に電流が流れると、電磁コイル４１に発生する磁場が減衰力発生流路６を流れる磁気粘性流体に作用し、磁気粘性流体の見かけの粘性が変化する。電磁コイル４１の磁場の強さが大きくなるほど、磁気粘性流体の見かけの粘性が大きくなり、緩衝器１が発生する減衰力も大きくなる。
【００２２】
磁気粘性流体は、ベース液と磁性粒子が混合したものである。磁性粒子の比重はベース液の比重より大きい。緩衝器１の伸縮作動時には、ピストン１０の移動によって磁気粘性流体が攪拌され、磁性粒子がベース液と混合した状態が維持される。
【００２３】
一方、緩衝器１の伸縮作動停止時には磁性粒子が重力によって沈降する。このため、緩衝器１の伸縮作動を再開した後に、減衰力発生流路６を通過する磁気粘性流体中の磁性粒子が少ない状態となり、緩衝器１が発生する減衰力が一時的に小さくなる。
【００２４】
これに対処して、緩衝器１には、シリンダ９内に移動可能に収容され磁気粘性流体を攪拌する攪拌部３０と、この攪拌部３０を駆動するアクチュエータ５０と、が設けられる。
【００２５】
攪拌部３０は、円盤状に形成され、シリンダ９の内周面９Ａに間隙をもって対峙する外周面３０Ａと、第一コア１１のボス部１１Ｂの外周面１１Ｃに間隙を持って対峙する内周面３０Ｂと、を有する。
【００２６】
緩衝器１は、シリンダ９が上下方向に延び、かつ攪拌部３０がピストン１０の上方に配置される姿勢で車両に搭載される。ピストン１０の端面１１Ｄは、シリンダ９及びピストン１０の中心線Ｏと直交する平面状に形成される。ピストン１０の端面１１Ｄには、減衰力発生流路６の一端が開口している。
【００２７】
攪拌部３０は、シリンダ９及びピストン１０の中心線Ｏと直交し、ピストン１０の端面１１Ｄに対して平行に延びるように配置される。攪拌部３０の作動時には、図１に示すように、攪拌部３０がピストン１０の端面１１Ｄに間隔をもつ位置で、後述するようにシリンダ９の軸方向に往復動する。一方、攪拌部３０の作動停止時には、攪拌部３０が図１に示す位置よりピストン１０の端面１１Ｄに近づく格納位置に移動するようになっている。
【００２８】
攪拌部３０には、複数の貫通孔３１が形成される。この貫通孔３１は中心線Ｏを中心とする円周上に並び、ピストン１０の端面１１Ｄに開口する減衰力発生流路６の延長上に開口するように配置される。緩衝器１のピストン１０が下降する収縮作動時には、磁気粘性流体が図中上方に向いた矢印Ｂで示すように減衰力発生流路６から流体室３に流入した後に、攪拌部３０の貫通孔３１を図中上方に向いた矢印Ａで示すように通過する。貫通孔３１が減衰力発生流路６の延長上に配置されるため、上記の磁気粘性流体の流れが直線状になり、磁気粘性流体の流れが攪拌部３０に当たって曲げられることが抑えられることにより、この磁気粘性流体の流れに攪拌部３０が付与する抵抗を抑えられる。
【００２９】
アクチュエータ５０は、ピストン１０の内部に介装されるモータ５１と、ピストン１０の外部に設けられる変換部５３と、を備え、変換部５３によって作動するリンク連携機構５５を介して攪拌部３０を駆動する。
【００３０】
モータ５１の出力軸５２の回転は、変換部５３によってリンク連携機構５５を拡縮する動きに変換される。リンク連携機構５５が拡縮する動きによって、攪拌部３０がシリンダ９の軸方向（中心線Ｏ方向）に往復移動するようになっている。
【００３１】
モータ５１には電線５４が接続される。この電線５４は、ピストン１０の内側を通してロッド２０の端部（図示省略）から外部へ延出されて、コントローラ６０に接続される。
【００３２】
コントローラ６０は、車両に搭載される他のコントローラ（図示省略）から送られる信号を受信し、車両の運転開始時を判定し、車両の運転開始時にアクチュエータ５０を作動して攪拌部３０を駆動する。
【００３３】
コントローラ６０には、車両に搭載されるエンジン（図示省略）または走行モータ（図示省略）を始動する始動信号が入力される。コントローラ６０は、この始動信号を受信すると、車両の運転開始時であると判定し、アクチュエータ５０を作動して攪拌部３０を駆動し、所定のタイマ時間が経過した後にアクチュエータ５０の作動を停止する制御を行う。
【００３４】
次に、緩衝器１の動作について説明する。
【００３５】
車両の停止時には、緩衝器１の伸縮作動が停止している。緩衝器１の伸縮作動が停止した状態では、シリンダ９内における磁気粘性流体の流動が止まるため、流体室３、４の磁気粘性流体に含まれる磁性粒子が重力によって沈降する。流体室４の磁性粒子は、シリンダ９の底部（図示省略）に沈殿する。また、流体室３の磁性粒子は、攪拌部３０の端面３０Ｃの上に沈殿するとともに、ピストン１０の端面１１Ｄの上に沈殿する。
【００３６】
車両の運転開始時には、コントローラ６０の指令によってアクチュエータ５０が作動し、攪拌部３０がリンク連携機構５５を介してシリンダ９の軸方向に往復移動して流体室３の磁気粘性流体を攪拌する。流体室３の磁気粘性流体は、図中矢印Ａで示すように、攪拌部３０の貫通孔３１を通って流動する。この磁気粘性流体の流れによって攪拌部３０の端面３０Ｃの上に沈殿した磁性粒子がベース液と混合するとともに、ピストン１０の端面１１Ｄの上に沈殿した磁性粒子がベース液と混合する。このとき、攪拌部３０の端面３０Ｃの上に沈殿した磁性粒子は、攪拌部３０が往復動する動きによってベース液と混合することが促される。この攪拌が所定のタイマ時間だけ行われることにより、流体室３の磁気粘性流体は磁性粒子が十分に混合した状態になる。これにより、緩衝器１の伸縮作動時には、電磁コイル４１の磁場の強さに応じて磁気粘性流体の見かけの粘性が変化し、緩衝器１が発生する減衰力が低下することを抑えられる。
【００３７】
車両の運転時には、アクチュエータ５０の作動が停止するが、車両の走行に伴って緩衝器１が伸縮作動し、ピストン１０がシリンダ９の軸方向に往復移動して流体室３、４の磁気粘性流体を攪拌し、磁性粒子がベース液と混合した状態が維持される。アクチュエータ５０の作動停止時には、アクチュエータ５０によってリンク連携機構５５が収縮し、攪拌部３０がピストン１０の端面１１Ｄに近づく格納位置に保持されている。
【００３８】
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００３９】
〔１〕緩衝器１は、シリンダ９内に移動可能に収容され磁気粘性流体を攪拌する攪拌部３０と、この攪拌部３０を駆動するアクチュエータ５０と、を備えるため、磁気粘性流体に含まれる磁性粒子が重力によって沈降した状態で、攪拌部３０がシリンダ９内で移動して磁気粘性流体を攪拌することにより、シリンダ９内で沈降していた磁性粒子がベース液と混合することが促され、伸縮作動時に発生する減衰力が低下することを抑えられる。
【００４０】
〔２〕ピストン１０によって区画される二つの流体室３、４を連通してピストン１０が摺動するのに伴って磁気粘性流体が流れる減衰力発生流路６と、ピストン１０の内部に介装され減衰力発生流路６を流れる磁気粘性流体に作用する磁場を発生する電磁コイル４１と、を備え、攪拌部３０は、減衰力発生流路６が開口するピストン１０の端面１１Ｄの上方に配置され、シリンダ９の軸方向に往復動するため、攪拌部３０の上に沈殿した磁性粒子がベース液と混合することが促され、緩衝器１の伸縮作動時に発生する減衰力が低下することを抑えられる。
【００４１】
〔３〕アクチュエータ５０の作動を制御するコントローラ６０を備え、コントローラ６０は、車両の運転開始時を判定し、車両の運転開始時にアクチュエータ５０が攪拌部３０を駆動するように制御するため、車両の運転停止時に沈降した磁性粒子が攪拌され、緩衝器１の伸縮作動時に発生する減衰力が低下することを抑えられる。
【００４２】
なお、緩衝器１は、上述した構成に限らず、ピストン１０の下方に配置される攪拌部を備え、この攪拌部の往復動によって流体室４の磁気粘性流体を攪拌する構成としてもよい。
【００４３】
また、緩衝器１は、例えばアクチュエータによって回転作動する攪拌部を備え、この攪拌部の回転によって磁気粘性流体を攪拌する構成としてもよい。
【００４４】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の磁気粘性流体緩衝器は、車両に搭載されるものに限らず、例えば他の機械、設備等にも利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１      磁気粘性流体緩衝器
３      流体室
６      減衰力発生流路
９      シリンダ
１０    ピストン
１１Ｄ  端面
３０    攪拌部
４１    電磁コイル
５０    アクチュエータ
６０    コントローラ
【図１】
2013238292.tif 000003