(57)【要約】【課題】作動流体の温度が変化する場合においても安定した減衰力特性が得られる緩衝器を提供する。【解決手段】伸縮作動によって減衰力を発生する緩衝器１であって、作動流体が封入されるシリンダ１０と、このシリンダ１０内に摺動自在に配置されるピストン２と、一端に前記ピストン２が固定されるロッド５と、ピストン２によって画成される二つの流体室３、４を連通し、ピストン２の摺動によって作動流体が通過するとともに当該作動流体に抵抗を付与するピストン貫通流路６と、このピストン貫通流路６と並列に設けられ、二つの流体室３、４を短絡させるバイパス流路６５と、このバイパス流路６５に介装される温度補償バルブ６０とを備え、この温度補償バルブ６０は形状記憶合金の温度変化による変形によってバイパス流路６５の開口面積を変えて作動流体の温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償する。【選択図】図１
2009228861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮作動によって減衰力を発生する緩衝器であって、
作動流体が封入されるシリンダと、
当該シリンダ内に摺動自在に配置されるピストンと、
一端に前記ピストンが固定されるロッドと、
前記ピストンによって画成される二つの流体室を連通し、前記ピストンの摺動によって前記作動流体が通過するとともに当該作動流体に抵抗を付与するピストン貫通流路と、
当該ピストン貫通流路と並列に設けられ、二つの前記流体室を短絡させるバイパス流路と、
当該バイパス流路に介装される温度補償バルブとを備え、
当該温度補償バルブは形状記憶合金の温度変化による変形によって前記バイパス流路の開口面積を変えて前記作動流体の温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償することを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
前記温度補償バルブは、
前記ピストンに形成される孔と、
当該孔に摺動可能に挿入される円柱形のスプールと、
当該スプールの一端に並んで設けられ、温度変化により復元力が変化する前記形状記憶合金からなる形状記憶バネと、
前記スプールの他端に並んで設けられ、前記形状記憶バネとの間に前記スプールを挟持するバイアスバネとを備え、
前記形状記憶バネの復元力と前記バイアスバネの復元力との釣り合いにより前記スプールを移動させ、前記バイパス流路の開口面積を変えることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
作動流体は磁気粘性流体であり、
前記ピストンは、前記ロッドが挿入されるとともに前記ピストン貫通流路に磁界を作用させるコイルを巻装したピストンコアと、
当該ピストンコアの外周に所定の間隔をもって配置され前記ピストンコアの外周との間に前記ピストン貫通流路を形成するリング体とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
【請求項４】
前記バイパス流路を前記ピストンコアに形成し、
前記バイパス流路を前記コイルの内側に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器、特に車両に搭載される緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される緩衝器として、作動流体として磁界の作用によって見かけの粘性が変化する磁気粘性流体を用い、その伸縮作動時に作動流体が通過する固定絞りが設けられたものがある（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】米国特許第６２６０６７５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
作動流体として磁気粘性流体を用い、固定絞りが設けられる緩衝器の場合、作動流体に付与する抵抗を変える減衰バルブを持たないため、例えば低温時に作動流体の粘度が増加しても、減衰力の増加を抑えられないという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作動流体の温度が変化する場合においても安定した減衰力特性が得られる緩衝器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】
【０００５】
本発明は、伸縮作動によって減衰力を発生する緩衝器であって、作動流体が封入されるシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に配置されるピストンと、一端にピストンが固定されるロッドと、ピストンによって画成される二つの流体室を連通し、ピストンの摺動によって作動流体が通過するとともに当該作動流体に抵抗を付与するピストン貫通流路と、このピストン貫通流路と並列に設けられ、二つの流体室を短絡させるバイパス流路と、このバイパス流路に介装される温度補償バルブとを備え、この温度補償バルブは形状記憶合金の温度変化による変形によってバイパス流路の開口面積を変えて作動流体の温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償するを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、温度補償バルブは作動流体の温度変化に応じてバイパス流路の開口面積を変え、緩衝器の減衰力特性を作動流体の温度に依らず一定とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１を参照して本発明の実施の形態である緩衝器１について説明する。図１ は、緩衝器１の断面図であり、図２は、図１におけるＡ矢視図である。
【０００９】
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軸の振動を抑える減衰力を発生するものである。
【００１０】
緩衝器１は、作動流体が封入される円筒状のシリンダ１０と、このシリンダ１０内に摺動自在に配置され、シリンダ１０内を二つの流体室３、４に画成するピストン２とを備える。
【００１１】
ピストン２にはロッド５の一端に連結される。ロッド５の他端は、シリンダ１０の外部へ延在している。
【００１２】
シリンダ１０内には、ロッド５の侵入、退出によるシリンダ１０内の容積変化を補償するガス室（図示せず）が設けられている。
【００１３】
ピストン２は、ロッド５が挿通する円筒形状のピストンコア２０と、このピストンコア２０の外周に所定の間隔をもって配置された環状のリング体５０とを備える。ピストンコア２０の穴には、ロッド５の一端が嵌合している。
【００１４】
ピストンコア２０の外周とリング体５０の内周との間には、作動流体が通過する環状のピストン貫通流路６が形成される。このように、ピストン貫通流路６はピストン２によって画成される二つの流体室３、４を連通する。
【００１５】
ピストン２の両端には、一対の環状のプレート１１、１２が配置される。一対のプレート１１、１２のうちロッド５側の第一のプレート１１は、ピストンコア２０に形成された環状隅部２５に当接するとともに、リング体５０に形成された環状段部５５に当接し、ピストンコア２０に形成された雄ねじと螺合するナット２１によって押圧される。ロッド５の反対側の第二のプレート１２は、ピストンコア２０に形成された環状隅部２６に当接するとともに、リング体５０に形成された環状段部５６に当接し、ピストンコア２０に形成された雄ねじと螺合するナット２２によって押圧される。このようにして、一対のプレート１１、１２の間にピストンコア２０とリング体５０が挟持され、リング体５０の内周面とピストンコア２０の外周面との間に環状のピストン貫通流路６が均一な流路幅を持って形成される。
【００１６】
プレート１１、１２には、ピストン２と係合した状態においてピストン貫通流路６と連通する円弧状の貫通孔１１ａ、１２ａがそれぞれ複数個形成されている（本実施の形態では４個）。
【００１７】
これにより、ピストン２がシリンダ１０内を摺動することによって、作動流体は、貫通孔１１ａ、１２ａ、及びピストン貫通流路６を通って流体室３と流体室４との間を行き来する。作動流体がピストン貫通流路６を通過する際に、作動流体には抵抗が付与され、緩衝器１は減衰力を発生する。
【００１８】
ここで、本実施の形態のように、作動流体が通過するピストン貫通流路６が環状隙間の場合には、ピストン貫通流路６を流れる作動流体の流量は以下の（１）式によって表される。
【００１９】
Ｑ＝（πｄｈ3ΔＰ）／（１２μl）  ・・・  （１）
Ｑ：作動流体流量、ｄ：流路直径、ｈ：流路隙間量、ｌ：流路長さ、ΔＰ：差圧、μ：作動流体粘度
上記の（１）式からわかるように、緩衝器１の基本特性は作動流体の粘度μによって変化する。
【００２０】
緩衝器１は、作動流体として磁気粘性流体が封入される。磁気粘性流体は、磁界の作用によって見かけの粘性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を変更することによって調節することができ、磁界を除くことによって元の状態に戻る。
【００２１】
ピストンコア２０及びリング体５０は、磁性材料にて構成される。ピストンコア２０の外周には環状の凹部８が形成され、この凹部８内にはコイル４０が収容される。コイル４０は、ピストンコア２０の外周に巻装され、ピストン貫通流路６に面して設けられる。
【００２２】
コイル４０に電流を流すことによってコイル４０は磁場を発生し、その磁場は、ピストンコア２０及びリング体５０を介して磁気回路を構成し、ピストン貫通流路６を流れる磁気粘性流体に磁力を与える。
【００２３】
コイル４０には、車両に搭載されたコントローラ（図示せず）からの駆動電流がリード線４９を介して入力される。コイル４０から延びるリード線４９は、ピストンコア２０に形成された凹部２４を挿通するとともに、ロッド５の中空部５１を挿通し、コントローラに接続されている。リード線４９と中空部５１、凹部２４の間にはモールド樹脂が形成される。
【００２４】
シリンダ１０内にてピストン２が摺動すると、ピストン２両側の流体室３、４の磁気粘性流体がピストン貫通流路６を介して移動する。このとき、コイル４０に電流を流すと、ピストン貫通流路６を流れる磁気粘性流体に磁場が作用し、磁気粘性流体の粘性が変化する。これにより、緩衝器１は、ピストン貫通流路６を流れる磁気粘性流体の粘性抵抗の大きさに応じた減衰力を発生する。
【００２５】
コイル４０の電流が大きくなるほど磁気粘性流体の粘性は大きくなり、緩衝器１の発生する減衰力も大きくなる。このように、緩衝器１が発生する減衰力の調節は、コイル４０への通電量を変化させピストン貫通流路６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。
【００２６】
作動流体として磁気粘性流体を用いる緩衝器１は、固定絞りとしてピストン貫通流路６が設けられているため、例えば低温時に磁気粘性流体の粘度が増加することによってピストン貫通流路６にて発生する減衰力が増加する。
【００２７】
そこで、緩衝器１は、形状記憶合金の温度変化による変形によって磁気粘性流体の温度変化による粘性変化に起因する緩衝器の減衰力変化を補償する温度補償バルブ６０を備える。
【００２８】
ピストン２には、二つの前記流体室３、４を短絡させるバイパス流路６５がピストン貫通流路６と並列に設けられる。このバイパス流路６５は、流体室３と流体室４とを短絡するとともに、磁気粘性流体に抵抗を付与するものである。
【００２９】
ピストンコア２０にはピストン２の軸方向に延びる孔４１と、この孔４１からピストン２の径方向に延びる対の孔４２、４３と、孔４２、４３からピストン２の軸方向に延びる孔４４、４５とがそれぞれ形成され、これらによってバイパス流路６５が画成される。
【００３０】
温度補償バルブ６０は、バイパス流路６５内に介装されるスプール６１を備え、このスプール６１によってバイパス流路６５が開閉される。
【００３１】
円筒形のスプール６１は軸方向に延びる孔４１に摺動可能に挿入される。スプール６１はその中程で外径が小さくなっているグルーブ６１ａが形成され、図３の（ａ）に示す閉位置にて径方向に延びる対の孔４２、４３を閉塞する一方、図３の（ｂ）に示す閉位置にて径方向に延びる対の孔４２、４３をグルーブ６１ａを介して連通する。
【００３２】
スプール６１の一端には形状記憶バネ６２が設けられ、他端にはバイアスバネ６３が設けられ、形状記憶バネ６２とバイアスバネ６３間にスプール６１が挟持される。
【００３３】
コイル状の形状記憶バネ６２は、その温度が所定値を超えて上昇すると伸張し、その温度が所定値より低下すると収縮する。
【００３４】
コイル状のバイアスバネ６３は、スプール６１の一端とピストンコア２０に螺合するバネ受け４５の間に圧縮して介装される。バネ受け４５の螺合位置を変えることにより、バイアスバネ６３がスプール６１に付与するバネ荷重が調節される。
【００３５】
スプール６１は、形状記憶バネ６２とバイアスバネ６３との復元力の差によって移動し、流体室３及び流体室４とを短絡するバイパス流路６５の開口面積（以下、「短絡面積」と称する。）を変更し、バイパス流路６５を通過する磁気粘性流体に抵抗を付与する。
【００３６】
次に、シリンダ１０内にてピストン２が摺動することによって、ピストン２両側の流体室３、４の磁気粘性流体がピストン貫通流路６を介して移動する際におけるバイパス流路６５内のスプール６１の動作について説明する。
【００３７】
磁気粘性流体の温度が基準温度から上昇した場合には、磁気粘性流体の粘性は基準温度時の粘性と比較して小さくなる。この場合、磁気粘性流体はピストン貫通流路６を通過し易くなるため、ピストン貫通流路６にて発生する減衰力は低下する。しかし、形状記憶バネ６２の復元力は大きくなり、スプール６１を押してバイパス流路６５の開口面積を小さくして減衰力を増加させる方向に移動する。
【００３８】
一方、磁気粘性流体の温度が基準温度から低下した場合には、磁気粘性流体の粘性は基準温度時の粘度と比較して大きくなる。この場合、磁気粘性流体はピストン貫通流路６を通過し難くなるため、ピストン貫通流路６にて発生する減衰力は増加する。しかし、形状記憶バネ６２の復元力は小さくなり、スプール６１は対峙するバイアスバネ６３によって押されて図３の（ｂ）に示すように摺動し、バイパス流路６５の開口面積を大きくする。
【００３９】
このように、ピストン貫通流路６と並列に設けられたバイパス流路６５は、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１の減衰力変化を補償するように動作する。
【００４０】
このことから、磁気粘性流体の温度が基準温度から変化した場合でも、緩衝器１の減衰力特性が基準温度時のものと同等の特性となるように、形状記憶バネ６２の変形特性を設定すれば、スプール６１を介してバイパス流路６５が開閉されることで緩衝器１の減衰力特性を磁気粘性流体の温度に依らず一定とすることができる。これにより、緩衝器１が環境温度の変化が激しい環境にて使用する場合においても、温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する減衰力の変化が補償され、コイル４０に流す電流を調整することによって所望の減衰力を得ることができる。
【００４１】
本実施の形態では、伸縮作動によって減衰力を発生する緩衝器１であって、作動流体が封入されるシリンダ１０と、このシリンダ１０内に摺動自在に配置されるピストン２と、一端にピストン２が固定されるロッド５と、ピストン２によって画成される二つの流体室３、４を連通し、ピストン２の摺動によって作動流体が通過するとともに当該作動流体に抵抗を付与するピストン貫通流路６と、このピストン貫通流路６と並列に設けられ、二つの流体室３、４を短絡させるバイパス流路６５と、このバイパス流路６５に介装される温度補償バルブ６０とを備え、この温度補償バルブ６０は形状記憶合金の温度変化による変形によってバイパス流路６５の開口面積を変えて作動流体の温度変化による粘性変化に起因する減衰力の変化を補償することを特徴とする。
【００４２】
これにより、温度補償バルブ６０は作動流体の温度変化に応じてバイパス流路６５の開口面積を変え、緩衝器１の減衰力特性を作動流体の温度に依らず一定とすることができる。
【００４３】
本実施の形態では、温度補償バルブ６０は、ピストン２に形成される孔４１と、
この孔４１に摺動可能に挿入される円柱形のスプール６１と、このスプール６１の一端に並んで設けられ、温度変化により復元力が変化する形状記憶合金からなる形状記憶バネ６２と、スプール６１の他端に並んで設けられ、形状記憶バネ６２との間にスプール６１を挟持するバイアスバネ６３とを備え、形状記憶バネ６２の復元力とバイアスバネ６３の復元力との釣り合いによりスプール６１を移動させ、バイパス流路６５の開口面積を変えることを特徴とする。
【００４４】
これにより、温度補償バルブ６０は作動流体の温度変化に応じてスプール６１の摺動位置が的確に調整され、緩衝器１の減衰力特性を作動流体の温度に依らず一定とすることができる。
【００４５】
本実施の形態では、作動流体は磁気粘性流体であり、ピストン２は、ロッドが挿入されるとともにピストン貫通流路６に磁界を作用させるコイル４０を巻装したピストンコア２０と、このピストンコア２０の外周に所定の間隔をもって配置されピストンコア２０の外周との間にピストン貫通流路６を形成するリング体５０とを備えたことを特徴とする。
【００４６】
これにより、温度補償バルブ６０は温度変化による磁気粘性流体の粘性変化に起因する減衰力の変化を補償するため、コイル４０に流す電流を調整することによってピストン貫通流路６を流れる磁気粘性流体の粘性抵抗を調整し所望の減衰力を得ることができる。
【００４７】
本実施の形態では、バイパス流路６５をピストンコア２０に形成し、バイパス流路６５をコイル４０の内側に配置したことを特徴とする。
【００４８】
これにより、バイパス流路６５を流れる磁気粘性流体がコイル４０によって発生する磁場の影響を受けることが抑えられ、温度補償バルブ６０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減衰力の変化を補償することと、コイル４０に流す電流を調整することによってピストン貫通流路６を流れる磁気粘性流体の粘性抵抗を調整し所望の減衰力を得ることとを両立できる。
【００４９】
本発明は上記の実施の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】
【００５０】
本発明は、車両に搭載する緩衝器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態を示す緩衝器の断面図。
【図２】同じく図１のＡ矢視図。
【図３】同じく（ａ）、（ｂ）はスプールの動作を示す断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１  緩衝器
２  ピストン
３、４  流体
５  ロッド
６  ピストン貫通流路
１０  シリンダ
２０  ピストンコア
４０  コイル
６０  温度補償バルブ
６１  スプール
６２  形状記憶バネ
６３  バイアスバネ
６５  バイパス通路
【図１】
2009228861.tif 000003
【図２】
2009228861.tif 000004
【図３】
2009228861.tif 000005