(57)【要約】【課題】生産性が高く、低コストで生産することができ、しかも耐久性に優れた可変減衰力ダンパ及びその製造方法を提供する。【解決手段】可変減衰力ダンパ１０は、磁性流体が充填されるシリンダチューブ１２と、シリンダチューブ１２の内部を第１油室１４と第２油室１５とに画成し、磁性流体を第１油室１４と第２油室１５との間で流通させる連通孔を有し、この連通孔内の磁性流体に磁界を印加するコイル３３を備えたピストン１６とを具備し、コイル３３への通電によって連通孔内の磁性流体の粘性を変化させて減衰力を制御する。シリンダチューブ１２は、その内周面に無電解Ｎｉめっきと加熱処理によって形成されたビッカース硬度が８００ＶＨＮ以上のＮｉめっき膜２２を備え、ピストン１６をＮｉめっき膜２２に対して摺動させる構造とした。【選択図】図２
2009216235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子を含む磁性流体または磁気粘性流体である作動流体が充填されるシリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内部を第１の室と第２の室とに画成し、前記作動流体を前記第１の室と前記第２の室との間で流通させる連通孔を有し、前記連通孔内の作動流体に磁場を印加する電磁コイルを備えたピストンと、を具備し、
前記電磁コイルへの通電によって前記連通孔内の作動流体の粘性を変化させて減衰力を制御する可変減衰力ダンパであって、
前記可変減衰力ダンパは、伸縮時に前記磁性粒子の影響下で摺動する摺動面を備え、
前記摺動面は、その表面にビッカース高度が８００ＶＨＮ以上のニッケルめっき膜を備えていることを特徴とする可変減衰力ダンパ。
【請求項２】
前記ニッケルめっき膜は、リンを含むと共に、ホウ素，タングステン，窒化ホウ素，炭化珪素から選ばれる１または複数をさらに含有していることを特徴とする請求項１に記載の可変減衰力ダンパ。
【請求項３】
前記摺動面は、前記ピストンの外周面と前記シリンダチューブの内周面との摺動面であり、少なくとも前記シリンダチューブの内周面は、前記ニッケルめっき膜を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変減衰力ダンパ。
【請求項４】
前記ニッケルめっき膜に対する前記ピストンの軸芯方向における摺動部長さが５０ｍｍの場合には、前記ニッケルめっき膜の膜厚は１５μｍ以上であり、
前記摺動部長さが５０ｍｍよりも短い場合には、当該摺動部長さが短くなるにしたがって前記ニッケルめっき膜の膜厚が１５μｍより厚くなっていること特徴とする請求項３に記載の可変減衰力ダンパ。
【請求項５】
一端が前記ピストンに取り付けられ、他端が前記シリンダチューブの外部へと延びるピストンロッドをさらに具備し、
前記シリンダチューブは、その一端に前記ピストンロッドを挿通させるように配置される円筒状のロッドガイド部を有し、
前記摺動面は、前記ロッドガイド部の内周面と前記ピストンロッドの外周面との摺動面であり、
少なくとも前記ピストンロッドの外周面は前記ニッケルめっき膜を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変減衰力ダンパ。
【請求項６】
磁性粒子を含む磁性流体または磁気粘性流体である作動流体が充填されるシリンダチューブの内部がピストンによって第１の室と第２の室とに画成されると共に、前記第１の室と前記第２の室との間で前記作動流体が流通自在に構成され、前記ピストンを前記シリンダチューブの内周面に対して摺動させる可変減衰力ダンパの製造方法であって、
前記可変減衰力ダンパにおいて伸縮時に前記磁性粒子の影響下で摺動する摺動面の表面に無電解ニッケルめっきを施す工程と、
前記無電解ニッケルめっきにより形成されたニッケルめっき膜を、その硬度が８００ＶＨＮ以上となるように熱処理する工程と、を有することを特徴とする可変減衰力ダンパの製造方法。
【請求項７】
前記摺動面に無電解ニッケルめっきを施す工程において、
当該無電解ニッケルめっきにより形成されるニッケルめっき膜に、リンを共析させると共に、ホウ素，タングステン，窒化ホウ素及び炭化珪素から選ばれる１または複数を共析させることを特徴とする請求項６に記載の可変減衰力ダンパの製造方法。
【請求項８】
前記摺動面が前記シリンダチューブの内周面であり、当該内周面に無電解ニッケルめっきを施す工程において、
当該無電解ニッケルめっきにより形成されるニッケルめっき膜の厚さと、当該ニッケルめっき膜に対する前記ピストンの軸芯方向における摺動部長さとの関係を、前記摺動長さが５０ｍｍの場合に前記ニッケルめっき膜の膜厚が１５μｍ以上となるようにし、前記摺動部長さが５０ｍｍよりも短い場合には当該摺動部長さが短くなるにしたがって前記ニッケルめっき膜の膜厚が１５μｍより厚くなるようにすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の可変減衰力ダンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変減衰力ダンパに関し、例えば、道路車両等における車体の振動を減衰させるために用いられる可変減衰力ダンパ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散媒としての一様な鉱物油等のオイルに、分散質として真球状で平均粒径が数μｍ程度の強磁性を有する微粒子（以下「磁性粒子」という）を分散させたＭＲ流体（Magneto-Rheological Fluid）を用いた可変減衰力ダンパ（以下「ＭＲダンパ」という）が知られている。
【０００３】
ＭＲ流体は、磁場の影響を受けていないときは一般的な油圧作動油と同様に液状であり、ニュートン流体としての挙動を示すが、外部から磁場が加えられた場合には、ＭＲ流体中に均一に分散していた強磁性微粒子が磁場方向に沿って連結し、鎖状のクラスタを形成する。このクラスタが変形（流れ）に対して抵抗するために、見かけの粘度が急激に大きくなり、流動時には降伏応力を有する塑性流体の挙動を示す。ＭＲ流体の磁場によるこのような粘性変化は可逆的であり、磁場を除くことにより速やかに元の状態に戻る。また、磁場の強さを調節することにより粘度変化の程度を調節することができる。さらに、このＭＲ流体の状態変化は極めて高速で生じ、磁場の変化に対する応答性は、数ミリ秒のレベルである。
【０００４】
ＭＲダンパは、このようなＭＲ流体をシリンダチューブに充填し、このシリンダチューブの内部に第１油室（第１の室）と第２油室（第２の室）とが画成されるようにピストンを配置すると共に、第１油室と第２油室との間でＭＲ流体が流通できるようにピストンに連通孔を設け、さらに連通孔内のＭＲ流体に磁場を印加する電磁コイルをピストンに内蔵させた構造となっている。そして、電磁コイルへの通電（すなわち、ＭＲ流体への磁場の印加）による連通孔内のＭＲ流体の粘性変化を利用して、減衰力を可変に制御する。
【０００５】
ＭＲダンパの動作時には、ピストンがシリンダチューブに対して摺動するため、ＭＲ流体中の磁性粒子がシリンダチューブの内周面とピストンの外周面に衝突して摩耗作用を引き起こす。磁性粒子には鉄粉等が用いられるため、鉄よりも硬度の小さい素材でシリンダチューブやピストンを構成すると、摩耗作用が大きく影響し、シリンダチューブとピストンのそれぞれの摺動面が大きく削られてしまい、減衰力を発生させることが困難になる。
【０００６】
そこで、ＭＲ流体を封入するシリンダチューブの内周面に最初に無電解ニッケル（Ｎｉ）めっきを施してＮｉめっき膜を形成し、このＮｉめっき膜の表面にさらにクロム（Ｃｒ）めっきによりＣｒめっき膜を形成するという構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。無電解Ｎｉめっきにより形成されたＮｉめっき膜のビッカース硬度が、大凡、５５０〜７００ＶＨＮ（ＶＨＮ：Vickers Hardness Number）であるのに対して、Ｃｒめっきにより形成されたＣｒめっき膜のビッカース硬度は、大凡、９００〜１０００ＶＨＮであるため、このように硬度の大きいＣｒめっき膜を摺動面に備えさせることにより、磁性粒子によるシリンダチューブの摩耗を抑制している。
【０００７】
また、ＭＲダンパでは、ダンパ性能及び耐久性の観点から、ピストンロッドの表面粗さ（面粗度）が重要となる。すなわち、ＭＲダンパでは、ピストンロッドが摺動することによってＭＲ流体中の磁性粒子が外部に流出するのを防ぐために、シリンダチューブの内周にシール部材を設けているが、ピストンロッドの表面粗さが粗い（つまり、面粗度が大きい）場合には、ピストンロッド表面の凹凸の凹部に磁性粒子が入り込んでシール部材を通り抜けて外部に流出してしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、このような問題を解決する技術として、ピストンロッドの外周にＣｒめっきによりＣｒめっき膜を設け、テープ研磨法等を用いてその表面を平滑な真円にする技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許第６４６４０５１号明細書
【特許文献２】米国特許第６５１６９２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＭＲダンパでは、シリンダチューブとピストンとは一般的にはメタルコンタクトされており、シリンダチューブとピストンとの間のクリアランスには高い精度が要求される。しかし、Ｃｒめっきは電気（電解）めっきであるためにＣｒめっき膜の膜厚をＣｒめっき条件の制御によって均一にすることが困難である。また、シリンダチューブの内周面へのＣｒめっき膜の形成では、さらに膜厚にばらつきが生じやすい。そのため、例えば、Ｃｒめっきにおいて本来必要とされる膜厚よりも十分に厚いＣｒめっき膜を形成し、その後にＣｒめっき膜をホーニング加工等の研削・研磨により所望の膜厚とすることで、前記クリアランスに対する要求精度を満たしている。
【００１０】
例えば、内周面に厚さ４０μｍのＣｒめっき膜を備えたシリンダチューブを製造する場合には、シリンダチューブの内周面に最大厚さが約１００μｍとなるようにＣｒめっき膜をＣｒめっきにより形成し、その後に、ホーニング加工等の研削・研磨によって膜厚を４０μｍに調整する必要がある。このような製造方法では、Ｃｒめっきの処理時間が長くなることやホーニング加工等の研削・研磨に一定の処理時間が必要になることから生産性が低下し、また、Ｃｒめっきに対するコストとホーニング加工等の研削・研磨に対するコストが嵩むという問題がある。
【００１１】
ピストンロッドにＣｒめっき膜を形成する場合も、これと同様に、所望の厚さよりも十分に厚いＣｒめっき膜をＣｒめっきにより形成した後、研磨テープ等を用いてＣｒめっき膜を研磨して表面粗さを小さくしながら、真円加工する必要がある。このようなピストンロッドの製造方法では、研磨コストが嵩み、研磨作業の処理時間が長くなることで生産性が低下するという問題がある。
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、生産性が高く、低コストで生産することができ、しかも耐久性に優れた可変減衰力ダンパ及びその製造方法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】
【００１３】
本発明に係る可変減衰力ダンパは、磁性粒子を含む磁性流体または磁気粘性流体である作動流体が充填されるシリンダチューブと、前記シリンダチューブの内部を第１の室と第２の室とに画成し、前記作動流体を前記第１の室と前記第２の室との間で流通させる連通孔を有し、前記連通孔内の作動流体に磁場を印加する電磁コイルを備えたピストンと、を具備し、前記電磁コイルへの通電によって前記連通孔内の作動流体の粘性を変化させて減衰力を制御する可変減衰力ダンパであって、前記可変減衰力ダンパは、伸縮時に前記磁性粒子の影響下で摺動する摺動面を備え、前記摺動面は、その表面にビッカース高度が８００ＶＨＮ以上のニッケルめっき膜を備えていることを特徴とする。
【００１４】
このようなビッカース硬度が８００ＶＨＮ以上のニッケルめっき膜は、摺動面に無電解ニッケルめっきを施し、この無電解ニッケルめっきにより形成されたニッケルめっき膜を、２００℃〜６００℃で０．５〜５時間熱処理することにより、形成することができる。
【００１５】
本発明に係る可変減衰力ダンパは、摺動面に形成されたニッケルめっき膜の硬度が従来のＣｒめっき膜の硬度と同等であるために、優れた耐久性を示す。また、無電解ニッケルめっき工程において所望の膜厚精度（寸法精度）を有するニッケルめっき膜を形成することができるため、ホーニング加工等の研削・研磨を行う必要がなく、高い生産性が得られる。
【００１６】
本発明に係る可変減衰力ダンパにおいて、前記ニッケルめっき膜は、リンを含むと共に、ホウ素，タングステン，窒化ホウ素及び炭化珪素から選ばれる１または複数をさらに含有していることが好ましい。リン，ホウ素及びタングステンはニッケルと化学結合してニッケルめっき膜に含まれ、窒化ホウ素と炭化珪素はニッケルめっき膜に分散して含まれる。リン，ホウ素，タングステン，窒化ホウ素，炭化珪素はそれぞれ、ニッケルと共析させることにより、ニッケルめっき膜に含有させることができる。
【００１７】
このような構成によれば、ニッケルめっき膜の摩擦係数を小さくすることができ、また、所望の摩擦係数に調整することも可能となる。これにより、ニッケルめっき膜自体の耐摩耗性を調整することができ、摺動相手材に対する攻撃性を調整することができる。また、ニッケルめっき膜を高硬度化することによって、優れた耐久性（耐摩耗性）を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る可変減衰力ダンパにおいて、前記摺動面としては、前記ピストンの外周面と前記シリンダチューブの内周面との摺動面が挙げられ、少なくともシリンダチューブの内周面にニッケルめっき膜が設けられていることが好ましい。この場合にはさらに、前記ニッケルめっき膜に対する前記ピストンの軸芯方向における摺動部長さが５０ｍｍの場合に前記ニッケルめっき膜の膜厚は１５μｍ以上となっており、前記摺動部長さが５０ｍｍよりも短い場合には、当該摺動部長さが短くなるにしたがって前記ニッケルめっき膜の膜厚が１５μｍより厚くなるように、当該ニッケルめっき膜の膜厚が設定されていることが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、シリンダチューブの内周面に形成されたニッケルめっき膜の経年摩耗を、ピストンにおけるニッケルめっき膜との摺動部分の軸芯方向長さに依存させないようにすることができる。
【００２０】
本発明に係る可変減衰力ダンパとしては、一端が前記ピストンに取り付けられ、他端が前記シリンダチューブの外部へと延びるピストンロッドをさらに具備し、前記シリンダチューブは、その一端に前記ピストンロッドを挿通させるように配置される円筒状のロッドガイド部を有する構成のものが挙げられる。この場合に、前記ロッドガイド部の内周面と前記ピストンロッドの外周面との摺動面が前記摺動面の１つであり、少なくとも前記ピストンロッドの外周面に前記ニッケルめっき膜が設けられていることが好ましい。
【００２１】
このように、ピストンロッドの外周面に無電解ニッケルめっきによるニッケルめっき膜を形成することにより、ピストンロッドの摩耗が抑制されるだけでなく、ピストンロッドの外周面の表面粗さを小さくすることができるため、ピストンロッドの外周面の凹凸に起因して磁性粒子が外部へ漏洩することを防止し、耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、磁性粒子の影響下で摺動する摺動面に高硬度のニッケルめっき膜を形成することにより、優れた耐摩耗性が得られ、磨耗量が低減される。これにより、耐久性が向上し、減衰力を長期にわたって一定に維持することができる。また、所定の摺動面に対して行うめっき工程を、無電解ニッケルめっきのみで終了させることができるために、めっき工程を簡略化し、めっき工程に係るコストを低減することができる。さらに、無電解ニッケルめっきのみにより所望の精度を有するニッケルめっき膜を形成することができるので、例えば、シリンダチューブにニッケルめっき膜を形成した場合には、寸法調整のためにホーニング加工等の研削・研磨を行う必要がなく、ピストンロッドにニッケルめっき膜を形成した場合にはテープ研磨を行う必要がなく、こうして、生産コストを低減することができる。ニッケルめっき膜をピストンロッドの外周面に形成することにより、その表面粗さを小さくして、磁性粒子の外部への排出を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【００２３】
本発明において、ニッケルめっき膜にホウ素等の所定の元素または窒化ホウ素等の所定の化合物を含有させることによって、ニッケルめっき膜の硬度と摩擦係数を調整することができる。ニッケルめっき膜を高硬度化することによって、優れた耐摩耗性が得られ、磨耗量が低減される。また、ニッケルめっき膜の摩擦係数を調整することによって、摺動相手材への攻撃性を低下させて、摺動相手材の磨耗量を低減することができる。こうして、摺動面でのトータルの磨耗量が低減され、耐久性が向上する。
【００２４】
本発明において、シリンダチューブにニッケルめっき膜を形成する場合に、ニッケルめっき膜の膜厚をピストンの軸芯方向における摺動部長さに合わせて変化させることにより、経年変化によってニッケルめっき膜が摩滅して、シリンダチューブの地肌が露出し、その地肌が摩耗してしまうことを抑制することができる。こうして、耐久性が向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
《可変減衰力ダンパの全体構造》
図１に本発明の一実施形態に係る可変減衰力ダンパの概略構造を表した断面図を示す。可変減衰力ダンパ１０は、所謂、モノチューブ式（ド・カルボン式）の構造を有しており、ＭＲ流体が充填された円筒状のシリンダチューブ１２と、シリンダチューブ１２の軸芯方向にスライド自在なピストンロッド１３と、ピストンロッド１３の先端に装着され、シリンダチューブ１２内を第１油室（第１の室）１４と第２油室（第２の室）１５とに画成するピストン１６と、第２油室１５と高圧ガス室１７を画成するフリーピストン１８を備えている。
【００２６】
シリンダチューブ１２は、その一端に、シリンダチューブ１２の開口を封止するロッドガイド部１９を備えている。ロッドガイド部１９は円筒形状を有し、その中心孔にピストンロッド１３が挿通されており、ロッドガイド部１９の内周面とピストンロッド１３の外周面とが摺動する。ロッドガイド部１９には、ＭＲ流体の外部への漏れを防止するためのパッキン２５が設けられている。ピストンロッド１３の構造については、後に詳細に説明する。
【００２７】
シリンダチューブ１２の他端には、アイピース１２ａが設けられている。例えば、可変減衰力ダンパ１０を自動車のサスペンションに用いる場合には、アイピース１２ａに図示しないボルトが嵌挿され、このボルトが車輪側部材であるトレーリングアームと連結される。また、ピストンロッド１３の図示しない端部が車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）に連結される。自動車の走行中には、ピストン１６とフリーピストン１８のそれぞれの外周面がシリンダチューブ１２の内周面に対して摺動することにより、車輪側から車体側へ伝達される振動が減衰される。
【００２８】
《ピストン１６の構造》
図２に可変減衰力ダンパを構成するピストンの部分拡大断面図を示す。ピストン１６は、ピストンロッド１３と嵌合するピストンコア３１と、ピストンコア３１の軸芯方向端にそれぞれ設けられるサイドカバー３２ａ，３２ｂと、ピストンコア３１の外周近傍においてピストンコア３１に埋設されたコイル（電磁コイル）３３と、ピストンコア３１の外周との間に一定の間隙３５ｃが形成されるようにピストンコア３１を囲繞する円筒状のピストンリング３４とを備えている。
【００２９】
サイドカバー３２ａ，３２ｂにはそれぞれ孔部３５ａ，３５ｂが形成されており、ピストン１６においては、孔部３５ａ，３５ｂ及び間隙３５ｃが相互に連通して連通孔を構成している。この連通孔を通して第１油室１４と第２油室１５とが連通しており、ＭＲ流体はこの連通孔を介して流通可能となっている。制御装置（図示せず）からピストンロッド１３及びピストン１６の内部に配設された配線３６を通してコイル３３に電流が供給されると、間隙３５ｃを流通するＭＲ流体に磁場が印可されて、ＭＲ流体に含まれる強磁性微粒子が鎖状クラスタを形成し、間隙３５ｃ内を通過するＭＲ流体の見かけ上の粘度を増大させる。ＭＲ流体に印加する磁場の大きさを制御することにより、減衰力を可変に制御することができる。
【００３０】
ピストンリング３４は、円筒形状を有しており、その両端がかしめ加工等によって、サイドカバー３２ａ，３２ｂに密嵌されている。図２に示されるように、ピストンリング３４の外径は軸芯方向において一定ではなく、中央部の一定長さ範囲において外径は一定であるが、端部に向かうにしたがって外径は短くなっている。この外径が一定となっている部分が実質的にシリンダチューブ１２の内周面に対して摺動する摺動部となっている。この摺動部の軸芯方向長さを“Ｌ”として、以下、“ピストン摺動部長さＬ”ということとする。なお、ピストン摺動部長さＬは、シリンダチューブ１２の内周面に形成されているＮｉめっき膜２２（後述する）の膜厚に関係するパラメータであり、当該関係については後に詳細に説明する。
【００３１】
《シリンダチューブ１２の構造と製造方法》
シリンダチューブ１２は、図２に示されるように、鉄やステンレス等の金属からなるシリンダ母材２１の内周面にＮｉめっき膜２２が形成された構造を有している。ピストン１６とフリーピストン１８（図１）は、このＮｉめっき膜２２に対して摺動する。Ｎｉめっき膜２２は結晶質で、そのビッカース硬度は８００ＶＨＮ以上である。このように高硬度のＮｉめっき膜２２は優れた耐摩耗性を有しているため、シリンダチューブ１２の内周面の経年磨耗が抑制され、可変減衰力ダンパ１０の減衰力を長時間にわたって一定に維持することができる。
【００３２】
Ｎｉめっき膜２２は、シリンダチューブ１２の内周面に無電解Ｎｉめっきを施し、こうして形成されたＮｉめっき膜を、２００℃〜６００℃で０．５〜５時間、熱処理することにより、形成することができる。なお、Ｎｉめっき膜２２はシリンダチューブ１２の外周面にも形成されてもよい。無電解Ｎｉめっきにより形成されたＮｉめっき膜（熱処理前）は非晶質であるが、このＮｉめっき膜（熱処理前）は熱処理によって結晶化する。これは、無電解Ｎｉめっきの化学反応プロセス上、無電解Ｎｉめっきにより形成されるＮｉめっき膜（熱処理前）には、一般的に、リン（Ｐ）が含まれているため、熱処理によってＮｉとＰとが化学反応を起こし、Ｎｉ３Ｐの結晶相が形成されるためである。
【００３３】
可変減衰力ダンパ１０では、シリンダチューブ１２とピストン１６とをメタルコンタクトさせる必要があるため、シリンダチューブ１２の内半径とピストン１６の摺動部における外半径との差、すなわちシリンダチューブ１２とピストン１６との間のクリアランス（以下単に「クリアランス」という）には高い精度が要求され、具体的には５０μｍ程度の値が要求される。
【００３４】
無電解Ｎｉめっきでは、Ｎｉめっき膜２２の膜厚均一性を±２〜３μｍのレベルで容易に制御しながら、所望の膜厚までＮｉめっき膜２２を成長させることができる。こうして、Ｎｉめっき膜２２に要求される膜厚均一性の精度を無電解Ｎｉめっきの工程において実現することができることによって、クリアランスについても要求精度を実現することができる。よって、シリンダチューブ１２の製造プロセス、すなわち可変減衰力ダンパ１０の製造プロセスにおいて、Ｎｉめっき膜２２の膜厚をホーニング加工等の研削・研磨によって調整する必要がないため、加工コストを削減して、生産コストを低減することができる。また、従来必要とされていたＣｒめっきを行う必要がなく、めっき工程を簡略化することができるため、めっき工程に係るコストを低減することができる。なお、Ｎｉめっき膜２２に対してさらにホーニング加工等の研削・研磨を行ってもよい。
【００３５】
《Ｎｉめっき膜２２の構成成分と摩擦特性》
Ｎｉめっき膜２２は、前記の通り、リン（Ｐ）を含むことが好ましい。Ｐは、例えば、無電解Ｎｉめっきで用いられる一般的な還元剤である次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）を用いることにより、Ｎｉと共析させることができる。Ｎｉめっき膜２２はさらに、ホウ素（Ｂ），タングステン（Ｗ），窒化ホウ素（ＢＮ）及び炭化珪素（ＳｉＣ）（以下「添加成分」という）から選ばれる１または複数をさらに含有していることが好ましい。Ｂ，ＷはＮｉと化学結合した形態でＮｉめっき膜２２中に存在する（以下、「Ｎｉ−Ｐ−Ｗ」，「Ｎｉ−Ｐ−Ｂ」のように記す）。一方、ＢＮ，ＳｉＣはＮｉめっき膜２２中に分散して存在し、金属−セラミックス複合材料を構成する（以下、「Ｎｉ−Ｐ＋ＢＮ」，「Ｎｉ−Ｐ＋ＳｉＣ」のように記す）。Ｂ，Ｗ，ＢＮ及びＳｉＣはそれぞれ、めっき液からの共析によりＮｉめっき膜２２に含有させることができる。
【００３６】
なお、Ｎｉめっき膜２２への添加成分は、前記した各種元素（金属）及び化合物に限定されるものではなく、例えば、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ），窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４），アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），ジルコニア（ＺｒＯ２），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），ダイヤモンド（Ｃ）等を用いることもできる。
【００３７】
具体例として、このような添加成分のないＮｉめっき膜と、Ｗ，ＢＮ，ＳｉＣをそれぞれ含むＮｉめっき膜２２のビッカース硬度及び摩擦特性を、Ｃｒめっき膜（従来例）と併せて、表１に示す。添加成分を含有しないＮｉ−Ｐめっき膜は、Ｃｒめっき膜よりも摩擦係数は大きいが、ビッカース硬度が小さいため、表１には示していないが後記する耐久テストの結果に示されるように、相手材攻撃性が低いという特長を有している。
【００３８】
【表１】
2009216235.tif 000003
【００３９】
Ｎｉめっき膜２２の摩擦係数は、前記した添加成分の選択及び添加量を制御することにより、添加成分の物性に依存する一定の範囲で、所望の値に調整することができる。Ｎｉ−Ｐ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ＋ＢＮ及びＮｉ−Ｐ＋ＳｉＣの各めっき膜の摩擦係数（動摩擦係数）は、表１に示されるように、Ｎｉ−Ｐめっき膜の摩擦係数よりも小さくなっている。このことから、Ｗ，ＢＮ及びＳｉＣにはそれぞれ、Ｎｉめっき膜２２の摩擦係数を小さくする作用のあることがわかる。Ｎｉめっき膜２２の摩擦係数を小さくすることにより、Ｎｉめっき膜２２によるピストン１６の摺動面（ピストンリング３４の摺動面）への攻撃性を低下させることができ、これによりピストン１６の摺動面の磨耗量を減少させることができる。
【００４０】
Ｎｉめっき膜２２のビッカース硬度は、前記した添加成分の選択及び添加量を制御することにより、添加成分の物性に依存する一定の範囲で、所望の値に調整することができる。Ｎｉ−Ｐ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ＋ＢＮ及びＮｉ−Ｐ＋ＳｉＣの各めっき膜のビッカース硬度は、表１に示されるように、Ｎｉ−Ｐめっき膜のビッカース硬度よりも大きくなっており、Ｗ，ＢＮ及びＳｉＣにはそれぞれ、Ｎｉめっき膜２２のビッカース硬度を増大させる作用のあることがわかる。このような作用は、添加成分としてＢ，Ｂ４Ｃ，Ｓｉ３Ｎ４を用いた場合にも同様に得られる。Ｎｉめっき膜２２のビッカース硬度を高めることによって、Ｎｉめっき膜２２自体の耐摩耗性を向上させることができる。これに対してＣｒめっきでは、ビッカース硬度が１０００ＶＨＮを超えるＣｒめっき膜を形成することは困難である。
【００４１】
表１に示されるように、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき膜のビッカース硬度と摩擦係数はＣｒめっき膜と同等であるが、ＰＩＮ摩耗量が小さく、相手攻撃性が低いという特長を有している。Ｎｉ−Ｐ＋ＢＮめっき膜では、ビッカース硬度はＣｒめっき膜よりも若干大きく、摩擦係数はＣｒめっき膜と同等であるが、ＰＩＮ摩耗量が小さく、相手攻撃性も低い。Ｎｉ−Ｐ＋ＳｉＣめっき膜では、ビッカース硬度がＣｒめっき膜よりも大きく、摩擦係数がＣｒめっき膜よりも若干大きい。ＰＩＮ摩耗量は、Ｎｉ−Ｐ＋ＳｉＣめっき膜の方がＣｒめっき膜よりも大きくなっており、相手材攻撃性が高くなっていることがわかる。Ｎｉ−Ｐ＋ＳｉＣめっき膜は、相手材攻撃性を低下させるという観点からではなく、Ｎｉ−Ｐ＋ＳｉＣめっき膜自体が優れた耐摩耗性を示すという観点から用いられる。Ｎｉめっき膜２２としてＮｉ−Ｐ＋ＳｉＣめっき膜を用いる場合には、ピストンリング３４として、Ｎｉ−Ｐ＋ＳｉＣめっき膜と摺動した際の摩耗量が小さくなる材料を選定することが好ましい。
【００４２】
Ｎｉめっき膜２２の摩擦係数と硬度は、シリンダチューブ１２とピストン１６との摩擦バランスがよくなるように、例えば、Ｎｉめっき膜２２とピストン１６の摺動部のトータルの磨耗量が最も小さくなるように、ピストンリング３４の材質を考慮して、調整することが好ましい。これにより、優れた耐久性を有する可変減衰力ダンパ１０を得ることができる。また、Ｎｉめっき膜２２とピストン１６の摺動部のトータルの磨耗量を小さくすることによって、可変減衰力ダンパ１０の減衰力を長期間にわたって一定に維持することができる。
【００４３】
《Ｎｉめっき膜２２の膜厚とピストン摺動部長さＬとの関係》
Ｎｉめっき膜２２の膜厚は可変減衰力ダンパ１０の耐久性（寿命）を決定する因子である。Ｎｉめっき膜２２の膜厚を厚くすると耐久性は向上する。しかし、Ｎｉめっき膜２２の膜厚を必要以上に厚くすると、生産性を低下させ、生産コストを増大させることとなる。そのため、耐久性及び生産性の観点から適切とされるＮｉめっき膜２２の膜厚（最小限必要とされる膜厚）は、使用環境を考慮して適宜決定することが好ましい。
【００４４】
可変減衰力ダンパ１０では、Ｎｉめっき膜２２に対するピストン摺動部長さＬが５０ｍｍの場合にＮｉめっき膜２２の膜厚が１５μｍ以上となっていることが好ましい。また、ピストン摺動部長さＬが５０ｍｍよりも短い場合には、ピストン摺動部長さＬが短くなるにしたがってＮｉめっき膜２２の膜厚が１５μｍより厚くなるように、Ｎｉめっき膜２２の膜厚が設定されていることが好ましい。このような可変減衰力ダンパ１０は、自動車のサスペンションに好適に用いることができる。
【００４５】
なお、Ｎｉめっき膜２２の膜厚の設定において、前記した「ピストン摺動部長さＬが短くなるにしたがってＮｉめっき膜２２の膜厚が１５μｍより厚くなるようにする」とは、より具体的には、後述するように、「Ｎｉめっき膜２２の膜厚をピストン摺動部長さＬの平方根に反比例するように厚くすること」を指す。また、基準値として、ピストン摺動部長さＬを５０ｍｍとし、Ｎｉめっき膜２２の膜厚を１５μｍとしている根拠については、後述する実施例において説明する。
【００４６】
ピストン摺動部長さＬが５０ｍｍのときにＮｉめっき膜２２の膜厚が１５μｍ未満である場合には、Ｎｉめっき膜２２の摩耗によってシリンダチューブ１２の地肌が現れるまでの時間が短くなってしまい、十分な耐久性が得られない。Ｎｉめっき膜２２の膜厚の上限値は、安全係数と生産性及び生産コストを考慮して定めることができ、例えば、２０μｍ〜３０μｍとすることができる。
【００４７】
Ｎｉめっき膜２２の膜厚をピストン摺動部長さＬに応じて変化させるのは、Ｎｉめっき膜２２に要求される膜厚が、ピストン１６の摺動部とＮｉめっき膜２２との間の面圧（以下単に「面圧」という）によって変化することによる。例えば、ピストン１６の径方向に所定の大きさの外力（サイドフォース）が作用した場合に、ピストン摺動部長さＬが短いと、ピストン１６とＮｉめっき膜２２の接触面積が小さくなって、面圧が大きくなる。ピストン１６とシリンダチューブ１２との間の摩擦環境は、ピストン摺動部長さＬが短いほど酷となり、Ｎｉめっき膜２２の摩耗量が大きくなる。そのため、ピストン摺動部長さＬの異なる複数種の可変減衰力ダンパ１０が一定の製品寿命を有するように、ピストン摺動部長さＬを短くするにしたがってＮｉめっき膜２２の膜厚を厚くすることが好ましい。
【００４８】
ピストン摺動部長さＬが５０ｍｍ未満の場合における、ピストン摺動部長さＬとＮｉめっき膜２２の膜厚との具体的な関係は、例えば、所定のピストン摺動部長さＬを有するピストン１６を用いた耐久テストによるＮｉめっき膜２２の摩耗量と、耐久テストでの面圧及び弾性接触理論（例えば、ヘルツの弾性接触理論）に基づいて求めることができる。以下にその手法を概説する。
【００４９】
［耐久テストの概要］
図３に耐久テストの実施方法を模式的に表した図を示し、図４に耐久テストによる摩耗量の測定方法を模式的に表した図を示す。図３に示されるように、耐久テストは、ピストン１６の径方向（ここでは、鉛直下向き）に一定の力（サイドフォース）Ｆを加えた状態において、シリンダチューブ１２における軸芯方向の一定長さ範囲（以下「ピストン摺動範囲」という）内で、ピストン１６の摺動部を往復させ、ピストン摺動範囲におけるシリンダチューブ１２の内径変化を測定することにより、Ｎｉめっき膜２２の摩耗量（磨耗した厚さ）Δｔを求める。
【００５０】
耐久テスト開始前には、シリンダチューブ１２の内径の軸心方向依存性は公差範囲内に止まり、実質的にないと言える。しかし、耐久テスト終了後には、図４に示すように、サイドフォースＦによってシリンダチューブ１２の内周面に偏摩耗が生じ、摩耗量Δｔは径方向によって異なる。そこで、Ｎｉめっき膜２２の摩耗量ΔｔをサイドフォースＦの方向と関連付けるため、図４に示すように、サイドフォースＦの方向におけるシリンダチューブ１２の内径を“Ｆ方向内径”とし、サイドフォースＦの方向と４５°，９０°，１３５°でそれぞれ交差する径方向におけるシリンダチューブ１２の内径を、“４５°方向内径”，“９０°方向内径”，“１３５°方向内径”として、各内径を市販のシリンダゲージ等を用いて軸芯方向に所定間隔で測定する。これにより、各方向におけるＮｉめっき膜２２の摩耗量Δｔを求めることができる。なお、図４では、Ｆ方向摩耗量と４５°方向摩耗量を具体的に図示している。
【００５１】
［Ｎｉめっき膜２２の膜厚とピストン摺動部長さＬとの関係の算出方法］
図５に円柱部材と凹曲面部材との接触状態を模式的に表した斜視図を示す。図５に示される円柱部材４１をピストンリング３４とみなし、凹曲面部材４２をＮｉめっき膜２２とみなして、ピストンリング３４とＮｉめっき膜２２の形状及び素材物性と、サイドフォースＦの大きさＷと、ピストンリング３４とＮｉめっき膜２２との間の面圧ＰＭＥＡＮを求める。
【００５２】
具体的には、ピストン摺動部長さＬのピストンリング３４について、ヤング率をＥ１、ポアソン比をν１、外半径をＲ１とし、Ｎｉめっき膜２２についてヤング率をＥ２、ポアソン比をν２、外半径をＲ２とする。サイドフォースＦの大きさ（加重）をＷとしたとき、ヘルツの弾性接触理論によれば、等価ヤング率Ｅは式（１）で、等価曲率半径Ｒは式（２）で、接触半幅ｂは式（３）で、接触面積Ａは式（４）でそれぞれ与えられる。そして、最大ヘルツ圧力ＰＭＡＸは式（５）で与えられ、面圧（平均ヘルツ圧力）ＰＭＥＡＮは式（６）で与えられる。
【００５３】
Ｎｉめっき膜２２の摩耗量Δｔと面圧ＰＭＥＡＮとは一次相関関係にあると考えることができる。そこで、その比例係数をＫとすれば、式（７）が成立する。式（１）〜（７）より、Ｎｉめっき膜２２の摩耗量Δｔとピストン摺動部長さＬとの間には、式（８）で示される関係が成立し、Ｎｉめっき膜２２の摩耗量Δｔはピストン摺動部長さＬの平方根に反比例することがわかる。そして、Ｎｉめっき膜２２の摩耗量Δｔは、Ｎｉめっき膜２２に必要とされる最小膜厚でもある。したがって、この式（８）に基づいて、ピストン摺動部長さＬを変更したときに設定すべきＮｉめっき膜２２の最小膜厚を求めることができる。なお、式（８）より、ピストンリング３４の半径Ｒ１やＮｉめっき膜２２の半径Ｒ２を変更したとき（この変更はＲに反映される）や、ピストンリング３４の材質やＮｉめっき膜２２の材質を変更したとき（この変更はＥに反映される）に、Ｎｉめっき膜２２に必要とされる最小膜厚を求めることができる。
【００５４】
【数１】
2009216235.tif 000004
【００５５】
《ピストンロッドの構造とロッドガイド部との摺動》
図１１に、ピストンロッドの構造と、ロッドガイド部とピストンロッドの摺動状態を模式的に表した図を示す。図１１（ａ）のピストンロッドは本発明例であり、図１１（ｂ）のピストンロッドは参考例である。図１１（ａ）に示されるように、ピストンロッド１３は、ロッド母材２３の外周に無電解ＮｉめっきによりＮｉめっき膜２４が形成された構造を有している。Ｎｉめっき膜２４の形成方法等は、実質的に先に説明したＮｉめっき膜２２の形成方法等と同じであり、Ｎｉめっき膜２４には、そのビッカース硬度が８００ＶＨＮ以上となるように、熱処理が施されている。ピストンロッド１３の製造においては、その外周を真円とし、かつ、表面粗さを小さくして平滑とするためにテープ研磨等の研磨加工を必要としないため、生産性が高められる。
【００５６】
図１１（ｂ）に示されるように、ロッドの外周面の表面粗さが粗い場合には、小さな磁性粒子がロッド外周の凹部に入り込んでしまう。この状態でロッドが大気側（外部）へスライドすると、凹部に入り込んだ磁性粒子が大気中に放出されることとなる。つまり、ロッド外周の凹部が磁性粒子（鉄粉）を排出するためのポンプとして働いてしまうという問題があり、磁性粒子と共にＭＲ流体を構成するオイルもまた排出されることとなる。また、磁性粒子がロッドガイド部１９の内周面を摩耗させるという問題が生じる。
【００５７】
これに対して、図１１（ａ）に示されるピストンロッド１３では、その外周面は、Ｎｉめっき膜２４の形成に起因して、ピストンロッド１３の外周面は、表面粗さが小さく、平滑性の高い状態となっているため、磁性粒子の大気への排出が防止される。また、ロッドガイド部１９の内周面とピストンロッド１３の外周面との間に磁性粒子が侵入することを抑制することができるために、ロッドガイド部１９の内周面の摩耗が抑制される。
【００５８】
例えば、ＭＲ流体に含まれる磁性粒子の大きさが、大凡、２〜５μｍであり、かつ、無電解Ｎｉめっきにより形成されるＮｉめっき膜の膜厚精度（ばらつき）が±１０％であるとすると、磁性粒子がピストンロッド１３とロッドガイド部１９との摺動部を介して大気側（外部）へ排出されるのを防ぐためには、Ｎｉめっき膜２４の膜厚を２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、シリンダ母材２１の内周面にＮｉめっき膜２２を設けると共に、ピストンリング３４の外周面にも無電解ＮｉめっきによるＮｉめっき膜を設けて、可変減衰力ダンパを構成してもよい。この場合、Ｎｉめっき膜どうしが摺動することとなるが、このときに所望の耐久性が得られるように、例えば、シリンダ母材２１側とピストンリング３４側とで、無電解Ｎｉめっき処理時における共析物を異ならしめる等の制御を行うことが好ましい。
【００６０】
ロッドガイド部１９の内周面（摺動面）に無電解ＮｉめっきによるＮｉめっき膜を設けることも好ましい。この場合には、Ｎｉめっき膜に、リン（Ｐ）以外にフッ素樹脂（例えば、四フッ化エチレン樹脂〔ＰＴＦＥ〕等）を含有させることで（以下「フッ素樹脂含有Ｎｉめっき膜」という）、ピストンロッド１３との摺動摩擦（フリクション）を低減させることができる。また、フッ素樹脂含有Ｎｉめっき膜も、熱処理によりその硬度を高めることができるため、耐摩耗性を向上させることができる。ロッドガイド部１９の内周面にフッ素樹脂含有Ｎｉめっき膜を設ける場合には、フッ素樹脂含有Ｎｉめっき膜のビッカース硬度を３６０ＶＨＮ以上とすることで、前記した効果が、より有効に発揮される。
【実施例】
【００６１】
以下に、可変減衰力ダンパを自動車のサスペンションに用いた場合を想定して、シリンダチューブの内周面に形成されるＮｉめっき膜の耐久テストを行った結果について説明する。
【００６２】
《可変減衰力ダンパの作製》
［実施例１に係る可変減衰力ダンパ］
一般構造用鋼管製のシリンダ母材の内周面に、無電解Ｎｉめっき用めっき液を用いて、平均膜厚が４０μｍとなるように０．１μｍ／分の成膜速度でＮｉめっき膜を形成し、その後、３１５〜３２７℃で２時間、熱処理した。こうしてビッカース硬度が９００ＶＨＮであり、表面粗さ（十点平均高さＲｚ）が１．３μｍのＮｉめっき膜（Ｎｉ−Ｐめっき膜）を備え、内径が約φ４６ｍｍ（公差：５μｍ以下）のシリンダチューブを得た。なお、Ｎｉめっき膜のビッカース硬度と表面粗さは、シリンダ母材と同じ素材からなる一般構造用鋼板製平板材をシリンダ母材と同時並行的に処理することにより形成されたＮｉめっき膜を用いて、市販のビッカース硬度計、表面粗さ計によりそれぞれ測定した。また、この平板材に形成されたＮｉめっき膜をＸＲＤにより相同定したところ、Ｎｉ３Ｐの結晶相が形成されていることが確認された。
【００６３】
ピストンは図２に示した構造を有し、ピストンの摺動部とシリンダチューブの内周面との間のクリアランスが約５０μｍとなるように、直径が約φ４５．９ｍｍで、ピストン摺動部長さＬが１３ｍｍであり、ピストンリングがＳ２５Ｃ（機械構造用炭素鋼）からなるものを準備した。また、アルミニウム製のフリーピストンは、Ｏ−リング備え、このＯ−リングがＮｉめっき膜に対して摺動するものを準備した。これらを用いて、実施例１に係る可変減衰力ダンパ（適宜、図１参照）を作製した。なお、可変減衰力ダンパの第１油室と第２油室には、ＭＲ流体を充填した。
【００６４】
［実施例２に係る可変減衰力ダンパ］
実施例１に係る可変減衰力ダンパの作製に用いたシリンダ母材と同等のシリンダ母材の内周面に、実施例１で用いた無電解Ｎｉめっき用のめっき液にＢＮ粉末を分散させためっき液を用いて、平均膜厚が４０μｍとなるように０．１μｍ／分の成膜速度でＮｉめっき膜を形成し、その後、３１５〜３２７℃で２時間、熱処理した。こうしてビッカース硬度が９００ＶＨＮであり、表面粗さ（十点平均高さＲｚ）が０．５μｍのＮｉめっき膜（Ｎｉ−Ｐ＋ＢＮめっき膜）を備え、内径が約φ４６ｍｍ（公差：５μｍ以下）のシリンダチューブを得た。このシリンダチューブと実施例１に係る可変減衰力ダンパの作製に用いたピストンと同等のピストンとを用いて、実施例２に係る可変減衰力ダンパを作製した。
【００６５】
［比較例に係る可変減衰力ダンパ］
実施例１に係る可変減衰力ダンパの作製に用いたシリンダ母材と同等のシリンダ母材の内周面に、厚さが１００μｍとなるように、電気めっき法により、Ｃｒめっき膜を形成した。形成されたＣｒめっき膜のビッカース硬度は、９００〜１０００ＶＨＮであった。続いて、内径が約φ４６ｍｍ（公差：５μｍ以下）となるように、Ｃｒめっき膜にホーニング加工を施した。このシリンダチューブと、実施例１に係る可変減衰力ダンパの作製に用いたピストンと同等のピストンとを用いて、比較例に係る可変減衰力ダンパを作製した。
【００６６】
《耐久テストの条件》
図３を参照して先に説明した耐久テストのテスト方法に準じて、実施例１に係る可変減衰力ダンパについて、ピストンの一径方向（鉛直下向き）に一定のサイドフォースＦ（荷重を加えた状態において、シリンダチューブの軸芯方向長さが７０ｍｍの範囲をピストン摺動範囲として、このピストン摺動範囲内でピストンの摺動部を往復させた。このときフリーピストンは、シリンダチューブの軸芯方向長さの所定範囲内を往復した。テスト終了後に、シリンダチューブ１２のＦ方向内径，４５°方向内径，９０°方向内径及び１３５°方向内径（適宜、図４参照）を、市販のシリンダゲージ（計測最小単位：１μｍ、計測誤差：約１μｍ）を用いて、シリンダチューブの軸芯方向において所定間隔で測定した。
【００６７】
《耐久テストの結果》
［Ｎｉめっき膜の膜厚とピストン摺動部長さＬとの関係］
図６に、実施例１の可変減衰力ダンパにおける耐久テスト後のシリンダチューブの前記した各内径の軸芯方向における変化を表したグラフを示す。図６において、耐久テスト後の各内径の変化量がＮｉめっき膜の摩耗量Δｔを表す。ピストン摺動範囲におけるシリンダチューブの内径変化の最大値は、Ｆ方向内径において約３２μｍとなっていることがわかる。９０°方向内径については、耐久テストの前後で大きな変化がない。これは、９０°方向内径の方向では、ピストンの摺動面がシリンダチューブの内周面と実質的に接触しないことによるものと考えられる。また、ＭＲ流体に含まれる磁性粒子によるＮｉめっき膜の摩耗も実質的に生じていないことが示唆された。
【００６８】
図６に示されるように、ピストン摺動範囲において、その中央領域の内径変化が端部領域の内径変化よりも大きくなる（Ｎｉめっき膜２２の摩耗量が多くなる）傾向が現れている。これは、中央領域の摺動速度が速いこと、またピストンの全長が通過することによるものと考えられる。
【００６９】
複数の実施例１に係る可変減衰力ダンパを作製し、各可変減衰力ダンパについて前記した耐久テストを行ったところ、Ｎｉめっき膜の摩耗量Δｔの平均値は３０μｍとなった。そこで、このＮｉめっき膜の摩耗量Δｔ＝３０μｍを基準として、次に、ピストン摺動部長さＬとＮｉめっき膜に必要とされる最小膜厚との関係を求めた。
【００７０】
本耐久テストにおけるピストンリングとＮｉめっき膜と間の面圧ＰＭＥＡＮは、前記した式（１）〜（６）より、６．７３ＭＰａと計算される。なお、ピストンリングに用いられているＳ２５Ｃのヤング率Ｅ１＝２１０ＧＰａ、ポアソン比ν１＝０．２９、Ｎｉめっき膜のヤング率Ｅ２＝２１９ＧＰａ、ポアソン比ν２＝０．３１、ピストンリングの半径Ｒ１＝φ２２．９５ｍｍ、Ｎｉめっき膜の半径Ｒ２＝２３ｍｍとした。
【００７１】
図７にＮｉめっき膜の摩耗量Δｔと面圧ＰＭＥＡＮとの関係を表したグラフを示す。Ｎｉめっき膜の摩耗量Δｔが前記した式（７）により面圧ＰＭＥＡＮの一次関数であるとして、その係数Ｋを求めると“Ｋ＝４．４６［μｍ／ＭＰａ］”となる。この係数Ｋを用いて、前記した式（８）により、Ｎｉめっき膜の摩耗量Δｔとピストン摺動部長さＬとの関係を求めた。図８にその結果を表したグラフを示す。この図８に示される結果より、ピストン摺動部長さＬが５０ｍｍである場合には、Ｎｉめっき膜の摩耗量Δｔが１５μｍであること、すなわち、Ｎｉめっき膜の必要最小膜厚を１５μｍとしなければならないとの結果が得られた。
【００７２】
なお、図７に示した結果は、Ｎｉめっき膜としてＮｉ−Ｐめっき膜を用いた場合の結果である。前記した種々の添加成分を含有するＮｉめっき膜を用いる場合についても、同様の試験を行うことにより、Ｎｉめっき膜の必要最小膜厚を求めることができる。
【００７３】
［Ｎｉめっき膜によるピストンリングへの攻撃性］
実施例１に係る可変減衰力ダンパの耐久テスト後において、ピストンリングにおける摺動部の摩耗量を測定したところ、最大摩耗量が平均で約５６μｍであった。したがって、Ｎｉめっき膜との合計摩耗量は、約８６μｍとなる。図９にこの合計摩耗量を表したグラフを示す。
【００７４】
実施例１に係る可変減衰力ダンパ１０に対する耐久テストと同じ条件で、比較例に係る可変減衰力ダンパに対して耐久テストを行った。その結果、Ｃｒめっき膜の摩耗量はＦ方向内径において約８μｍであった。一方、ピストンリングにおける摺動部の摩耗量は約１２６μｍであった。図９にこの合計摩耗量を表したグラフを併記する。
【００７５】
図９から明らかなように、比較例に係る可変減衰力ダンパでは、Ｃｒめっき膜自体の摩耗量は極めて小さいが、摺動の相手材であるピストンリングの摩耗量が大きくなっている。これに対し、実施例１に係る可変減衰力ダンパでは、ピストンリングの摩耗量が小さく抑えられていることから、Ｎｉめっき膜によるピストンリングへの攻撃性が低下していることが確認された。ピストンリングとＮｉめっき膜の合計摩耗量が小さいということは、シリンダチューブの内周面とピストンの外周面との間のクリアランスの変化が小さいことを示しているから、実施例１に係る可変減衰力ダンパでは、このクリアランス部分を通じた第１油室と第２油室との間でのＭＲ流体の移動の自由を長期にわたって抑制することができ、減衰力を長期にわたって維持することができることが確認された。
【００７６】
［Ｎｉめっき膜への成分添加による摩擦力の低減］
実施例１，２に係る可変減衰力ダンパに対して、サイドフォースＦの大きさＷを、０ｋｇｆ、１０ｋｇｆ（＝９８．０７Ｎ）、２０ｋｇｆ（＝１９６．１３Ｎ）としたときのシリンダチューブとピストンとの間の摩擦力の大きさを測定した。その結果を図１０のグラフに示す。図１０に示されるように、実施例２に係る可変減衰力ダンパでは、実施例１に係る可変減衰力ダンパよりも摩擦力が小さくなっており、ＢＮによる摩擦係数低減の効果が確認された。こうして、シリンダチューブとピストンとの間の摩擦力が低減されることにより、Ｎｉめっき膜の摩耗のみならず、ピストンリングの摩耗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る可変減衰力ダンパの概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明に係る可変減衰力ダンパを構成するピストンの部分拡大断面図である。
【図３】耐久テストの実施方法を模式的に示す図である。
【図４】耐久テストによる摩耗量の測定方法を模式的に示す図である。
【図５】円柱部材と凹曲面部材との接触状態を模式的に示す斜視図である。
【図６】実施例１に係る可変減衰力ダンパにおける耐久テスト後のシリンダチューブの内径の軸芯方向における変化を示すグラフである。
【図７】実施例１に係る可変減衰力ダンパにおけるＮｉめっき膜の摩耗量Δｔと面圧ＰＭＥＡＮとの関係を示すグラフである。
【図８】実施例１に係る可変減衰力ダンパにおけるＮｉめっき膜の摩耗量Δｔとピストン摺動部長さＬとの関係を示すグラフである。
【図９】実施例１及び比較例に係る各可変減衰力ダンパにおける、ピストンリングとＮｉめっき膜の合計摩耗量を示すグラフである。
【図１０】実施例１，２に係る各可変減衰力ダンパにおける、シリンダチューブとピストンとの間の摩擦力の大きさを示すグラフである。
【図１１】ピストンロッドの構造と、ロッドガイド部とピストンロッドの摺動状態を模式的に示す図であり、（ａ）は本発明例であり、（ｂ）は参考例である。
【符号の説明】
【００７８】
１０      可変減衰力ダンパ
１２      シリンダチューブ
１２ａ    アイピース
１３      ピストンロッド
１４      第１油室
１５      第２油室
１６      ピストン
１７      高圧ガス室
１８      フリーピストン
１９      ロッドガイド部
２１      シリンダ母材
２２      Ｎｉめっき膜
２３      ロッド母材
２４      Ｎｉめっき膜
２５      パッキン（Ｏリング）
３１      ピストンコア
３２ａ    サイドカバー
３２ｂ    サイドカバー
３３      コイル（電磁コイル）
３４      ピストンリング
３５ａ    孔部
３５ｂ    孔部
３５ｃ    間隙
３６      リード線
４１      円柱部材
４２      凹曲面部材
【図１】
2009216235.tif 000005
【図２】
2009216235.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009216235.tif 000010
【図７】
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【図８】
2009216235.tif 000012
【図９】
2009216235.tif 000013
【図１０】
2009216235.tif 000014
【図１１】
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