DE112018006096T5

DE112018006096T5 - Dämpfervorrichtung

Info

Publication number: DE112018006096T5
Application number: DE112018006096.9T
Authority: DE
Inventors: Junpei Kusukawa; Michihiro Asanuma; Motohiro Hirao; Hiroshi Ooka; Tatsuro Nambu
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-08-20
Also published as: JP7019476B2; CN111527325A; US20210010560A1; CN111527325B; WO2019187268A1; JP2019168098A

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Dämpfervorrichtung zu schaffen, die eine Bogenentladung zwischen Elektroden, die durch Blasen in einem elektrorheologischen Fluid erzeugt wird, unterbindet. Deshalb besitzt die vorliegende Erfindung die folgende Konfiguration. Ein Innenrohr 3 ist in einem Außenrohr 4, das eine Außenhülle einer Dämpfervorrichtung 1 bildet, aufgenommen. Ein Elektrodenrohr 18 ist zwischen dem Außenrohr 4 und dem Innenrohr 3 angeordnet. Ein elektrorheologisches Fluid 2 ist im Außenrohr 4 versiegelt. Das Innenrohr 3 und das Elektrodenrohr 18 bilden eine Kathode bzw. eine Anode und legen eine Spannung an das elektrorheologische Fluid 2, das sich zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 befindet, an. Eine Isolationsschicht ist auf einer Oberfläche des Elektrodenrohrs 18 auf einer Seite, die dem Innenrohr 3 zugewandt ist, oder auf einer Oberfläche des Innenrohrs 3 auf einer Seite, die dem Elektrodenrohr 18 zugewandt ist, vorgesehen. Wenn eine maximale Spannung, die an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, Vmax (V) ist, wird eine Dicke t (m) der Isolationsschicht derart eingestellt, dass sie die folgende Formel (1) erfüllt:

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfervorrichtung, die für ein Fahrzeug oder dergleichen verwendet wird.
Technischer Hintergrund
Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug wie z. B. ein Automobil mit einer Dämpfervorrichtung versehen, die durch einen Hydraulikstoßdämpfer zwischen einer Fahrzeugkarosserieseite (über einer Feder) und jeder Radseite (unter der Feder) verkörpert ist. Als eine Dämpfervorrichtung, die eine Dämpfungscharakteristik ändert, existiert eine Technik zum Füllen eines Innenraums einer Dämpfervorrichtung mit einem elektrorheologischen Fluid. In der Dämpfervorrichtung unter Verwendung des elektrorheologischen Fluids wird die Dämpfungscharakteristik durch Anlegen einer Spannung an eine Elektrode, die in der Dämpfervorrichtung angeordnet ist, um ein elektrisches Feld an das elektrorheologische Fluid anzulegen, geändert. PTL 1 und PTL 2 enthalten Beispiele einer derartigen Technik.
PTL 1 offenbart eine Technik zum Bilden einer Isolationsschicht auf einer Kontaktfläche mit einem elektrorheologischen Fluid, um eine Abnahme einer Verdickungswirkung aufgrund elektrochemischer Alterung und Elution und Korrosion eines Elektrodenmetalls aufgrund elektrochemischer Reaktionen, wenn eine Spannung an das elektrorheologische Fluid angelegt wird, zu verhindern.
Ferner offenbart PTL 2 eine Technik zum Bilden einer Isolationsschicht, die eine Filmdicke in einem Anteil im Bereich von 0,001 bis 0,1 besitzt, wenn ein Elektrodenabstand 1 ist, und eine relative Dielektrizitätskonstante besitzt, die das Zweifache oder weniger eines Dispersionsmediums ist, und auf einer Kontaktfläche mit einem elektrorheologischen Fluid zusätzlich zur oben beschriebenen PTL 1 gebildet ist, um eine hohe Verdickungswirkung durch das elektrorheologische Fluid zu erhalten.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

PTL 1: JP H3-113129 A
PTL 2: JP H7-190099 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es liegt ein Fall vor, in dem sich ein elektrorheologisches Fluid durch einen Kompressionshub und einen Expansionshub eines Kolbens in einer Dämpfervorrichtung bewegt, und zu diesem Zeitpunkt verkörpert das elektrorheologische Fluid ein Gas in der Dämpfervorrichtung. Als ein Ergebnis werden Blasen im elektrorheologischen Fluid erzeugt. In der Dämpfervorrichtung unter Verwendung des elektrorheologischen Fluids wird eine Hochspannung von 3.000 V oder mehr an das elektrorheologische Fluid, das zwischen einer Anodenelektrode und einer Kathodenelektrode angeordnet ist, angelegt und es liegt ein Fall vor, in dem ein dielektrischer Durchschlag aufgrund der Blasen, die im elektrorheologischen Fluid erzeugt werden, derart auftritt, dass eine Bogenentladung, in der ein großer Strom zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode fließt, erzeugt wird.
In den oben beschriebenen PTL 1 und PTL 2 wird die Isolationsschicht auf der Elektrode, die mit dem elektrorheologischen Fluid in Kontakt ist, gebildet, jedoch wird keine Unterdrückung der Bogenentladung berücksichtigt. Aus diesem Grund liegen die Probleme vor, dass die Bogenentladung aufgrund der Blasen, die im elektrorheologischen Fluid erzeugt werden, erzeugt wird, die Elektrode verbraucht wird und das elektrorheologische Fluid altert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und eine Dämpfervorrichtung zu schaffen, die die Erzeugung einer Bogenentladung unterbinden kann.
Lösung des Problems
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist eine Dämpfervorrichtung, die Folgendes enthält: eine Kolbenstange; ein Außenrohr, das die Kolbenstange aufnimmt; ein elektrorheologisches Fluid, das zwischen dem Außenrohr und der Kolbenstange vorgesehen ist; und einen Spannungsanlegemechanismus, der zwischen dem Außenrohr und der Kolbenstange vorgesehen ist und eine Spannung an das elektrorheologische Fluid anlegt. Der Spannungsanlegemechanismus enthält eine Anode und eine Kathode. Das elektrorheologische Fluid befindet sich zwischen der Anode und der Kathode. Eine Isolationsschicht ist auf einer Oberfläche der Anode auf einer Seite, die der Kathode zugewandt ist, oder auf einer Oberfläche der Kathode auf einer Seite, die der Anode zugewandt ist, vorgesehen. Eine Dicke t (m) der Isolationsschicht erfüllt die folgende Formel (1), wenn eine maximale Spannung, die an das elektrorheologische Fluid angelegt wird, Vmax (V) ist: $t \geq 2,5 \times 10^{- 8} \times Vmax$
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dieser Erfindung kann die Dämpfervorrichtung, die die Erzeugung einer Bogenentladung unterbindet, geschaffen werden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Längsschnittansicht einer Dämpfervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[2] 2 ist eine Frontansicht, die eine Beziehung zwischen einem Innenrohr und einem Strömungskanal gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
[3A] 3A ist eine vergrößerte Ansicht von Teil III von 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[3B] 3B ist eine vergrößerte Ansicht von Teil III von 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[4] 4 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Dicke (µm) einer Isolationsschicht, die erforderlich ist, um eine Bogenentladung zu unterbinden, und einer Spannung (V) zwischen Elektroden eines Dämpfers mit einem elektrorheologischen Fluid (ERF-Dämpfer) darstellt.
[5] 5 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Dicke der Isolationsschicht und einem durchschnittlichen elektrischen Feld, das an das elektrorheologische Fluid angelegt wird, darstellt, wenn ein Abstand zwischen den Elektroden 1 ist.
[6] 6 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Abstand zwischen den Elektroden (mm) und einer Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), wenn keine Isolationsschicht vorliegt, darstellt.
[7] 7 ist eine vergrößerte Ansicht von Teil III von 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[8] 8 ist eine Längsschnittansicht, die eine Dämpfervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer Dämpfervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, sondern enthält verschiedene Änderungen und Anwendungsbeispiele in einem technischen Konzept der vorliegenden Erfindung.
[Erste Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine Dämpfervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Längsschnittansicht der Dämpfervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Frontansicht, die eine Beziehung zwischen einem Innenrohr und einem Strömungskanal gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 1 ist eine Dämpfervorrichtung 1 als ein Hydraulikstoßdämpfer des Dämpfkraftanpassungstyps (halbaktiver Dämpfer) unter Verwendung eines Funktionsfluids (d. h. eines elektrorheologischen Fluids 2) als ein Arbeitsfluid wie z. B. ein Hydrauliköl, das darin versiegelt ist, konfiguriert. Die Dämpfervorrichtung 1 bildet gemeinsam mit einer Tragfeder (die nicht dargestellt ist), die z. B. unter Verwendung einer Spiralfeder konfiguriert ist, eine Aufhängungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Im Übrigen wird in der folgenden Beschreibung eine Beschreibung unter Verwendung einer Stirnseite der Dämpfervorrichtung 1 in der Axialrichtung als eine „untere“ Stirnseite und der anderen Stirnseite in der Axialrichtung als eine „obere“ Stirnseite gegeben, jedoch kann die eine Stirnseite in der Axialrichtung der Dämpfervorrichtung 1 als die „obere“ Stirnseite bezeichnet werden und die andere Stirnseite in der Axialrichtung kann als die „untere“ Stirnseite bezeichnet werden.
Die Dämpfervorrichtung 1 enthält ein Innenrohr 3, ein Außenrohr 4, einen Kolben 6, eine Kolbenstange 9, ein Bodenventil 13, ein Elektrodenrohr 18 und dergleichen. Das Innenrohr 3 ist als ein zylindrischer Rohrkörper, der in der Axialrichtung verläuft, gebildet und das elektrorheologische Fluid 2 als ein Funktionsfluid ist darin versiegelt. Ferner ist die Kolbenstange 9 in das Innenrohr 3 eingesetzt und das Außenrohr 4 und das Elektrodenrohr 18 sind außerhalb des Innenrohrs 3 derart vorgesehen, dass sie koaxial sind.
Das Innenrohr 3 ist an einem Ventilkörper 14 des Bodenventils 13 auf einer unteren Stirnseite angebracht und befestigt und ist auf einer oberen Stirnseite an einer Stangenführung 10 angebracht und befestigt. Das Innenrohr 3 besitzt mehrere (z. B. vier) Öllöcher 3A, die immer mit einem Elektrodendurchgang 19 in Kommunikation sind und derart, dass sie in der Umfangsrichtung beabstandet sind, als seitliche Löcher in der Radialrichtung gebildet sind. Das heißt, eine stangenseitige Ölkammer B im Innenrohr 3 kommuniziert über das Ölloch 3A mit dem Elektrodendurchgang 19.
Das Außenrohr 4 bildet eine Außenhülle der Dämpfervorrichtung 1 und ist als ein zylindrischer Körper gebildet. Das Außenrohr 4 ist bei einem Außenumfang des Elektrodenrohrs 18 vorgesehen und bildet eine Vorratskammer A, die mit dem Elektrodendurchgang 19 zwischen dem Außenrohr 4 und dem Elektrodenrohr 18 kommuniziert. In diesem Fall ist eine untere Stirnseite des Außenrohrs 4 ein geschlossenes Ende, das durch eine Bodenkappe 5 unter Verwendung von Schweißmitteln oder dergleichen verschlossen ist. Die Bodenkappe 5 und der Ventilkörper 14 des Bodenventils 13 bilden ein Grundelement.
Eine obere Stirnseite des Außenrohrs 4 ist ein offenes Ende. Auf der offenen Stirnseite des Außenrohrs 4 ist z. B. ein Verpressungsabschnitt 4A gebildet, um radial nach innen gebogen zu werden. Der Verpressungsabschnitt 4A hält in einem Zustand des Verhinderns einer Ablösung eine Außenumfangsseite eines ringförmigen Plattenkörpers 12A eines Dichtungselements 12.
Hier bilden das Innenrohr 3 und das Außenrohr 4 einen Zylinder und ein Arbeitsfluid ist im Zylinder versiegelt. In der vorliegenden Ausführungsform wird das elektrorheologische Fluid (ERF) 2, das eine Art eines Funktionsfluids ist, als die (versiegelte) Fluidfüllung des Innenraums des Zylinders, d. h. das Arbeitsfluid, das als Arbeitsöl dienen soll, verwendet. Im Übrigen ist in 1 und 2 das versiegelte elektrorheologische Fluid 2 farblos und durchsichtig dargestellt. Auf diese Weise ist es derart konfiguriert, dass das Außenrohr 4 die Kolbenstange 9 aufnimmt und das elektrorheologische Fluid 2 zwischen dem Außenrohr 4 und der Kolbenstange 9 angeordnet ist.
Das elektrorheologische Fluid 2 ist ein Fluid (ein Funktionsfluid), dessen Eigenschaften sich gemäß einem elektrischen Feld (einer Spannung) ändern. Das heißt, das elektrorheologische Fluid 2 ist in einem elektrischen Feld angeordnet, das ein Raum ist, an den eine Spannung angelegt wird, und seine Viskosität ändert sich gemäß der angelegten Spannung, wodurch sich ein Strömungswiderstand (eine Dämpfkraft) ändert. Das elektrorheologische Fluid 2 enthält z. B. Grundöl, das aus Silikonöl oder dergleichen hergestellt ist, und Partikel (feine Partikel), die in das Grundöl gemischt (dispergiert) sind und deren Viskosität gemäß einer Änderung eines elektrischen Felds geändert werden kann.
Wie später beschrieben wird, ist die Dämpfervorrichtung 1 konfiguriert, eine Potentialdifferenz im Elektrodendurchgang 19 zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 zu erzeugen, und steuert (passt an) die erzeugte Dämpfkraft durch Steuern der Viskosität des elektrorheologischen Fluids 2, das sich durch den Elektrodendurchgang 19 bewegt.
Die ringförmige Vorratskammer A, die als ein Behälter dient, ist zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4, insbesondere zwischen dem Elektrodenrohr 18 und dem Außenrohr 4 gebildet. Ein Gas, das gemeinsam mit dem Arbeitsfluid ein Arbeitsgas wird, ist in der Vorratskammer A versiegelt. Dieses Gas kann Luft bei einem atmosphärischen Druck sein oder ein Gas wie z. B. ein komprimiertes Stickstoffgas kann verwendet werden. Das Gas in der Vorratskammer A wird während einer Kontraktion (eines Rückzugshubs) der Kolbenstange 9 komprimiert, um das Volumen der Kolbenstange 9, die eingetreten ist, auszugleichen.
Der Kolben 6 ist derart vorgesehen, dass er im Innenrohr 3 verschiebbar ist. Der Kolben 6 teilt den Innenraum des Innenrohrs 3 in eine stangenseitige Ölkammer B, die als eine erste Kammer dient, und eine bodenseitige Ölkammer C, die als eine zweite Kammer dient. Im Kolben 6 sind mehrere Öldurchgänge 6A und 6B, die ermöglichen, dass die stangenseitige Ölkammer B und die bodenseitige Ölkammer C miteinander kommunizieren, derart gebildet, dass sie in der Umfangsrichtung beabstandet sind.
Hier besitzt die Dämpfervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Gleichstromstruktur, die lediglich in eine Richtung strömt. Aus diesem Grund strömt das elektrorheologische Fluid 2 im Innenrohr 3 immer in eine Richtung (d. h. eine Richtung eines Pfeils F, der durch die Doppelpunktkettenlinie in 1 angezeigt wird) von der stangenseitigen Ölkammer B (d. h. dem Ölloch 3A des Innenrohrs 3) zum Elektrodendurchgang 19, sowohl im Rückzugshub als auch im Expansionshub der Kolbenstange 9.
Um eine derartige Gleichstromstruktur zu realisieren, ist ein rückzugseitiges Rückschlagventil 7, das z. B. geöffnet ist, wenn sich der Kolben 6 im Kontraktionshub (Rückzugshub) der Kolbenstange 9 im Innenrohr 3 nach unten verschiebt, und sonst geschlossen ist, auf einer oberen Stirnfläche des Kolbens 6 vorgesehen. Das rückzugseitige Rückschlagventil 7 ermöglicht einer Ölflüssigkeit (dem elektrorheologischen Fluid 2) in der bodenseitigen Ölkammer C, in jedem der Öldurchgänge 6A zur stangenseitigen Ölkammer B zu strömen, und verhindert, dass die Ölflüssigkeit in der entgegengesetzten Richtung strömt. Das heißt, das rückzugseitige Rückschlagventil 7 ermöglicht, dass das elektrorheologische Fluid 2 lediglich von der bodenseitigen Ölkammer C zur stangenseitigen Ölkammer B strömt.
Auf einer unteren Stirnseite des Kolbens 6 ist z. B. ein Tellerventil 8 auf der Expansionsseite vorgesehen. Wenn sich der Kolben 6 im Arbeitshub (Expansionshub) der Kolbenstange 9 im Innenrohr 3 nach oben verschiebt, wird das Tellerventil 8 auf der Expansionsseite geöffnet, wenn der Druck in der stangenseitigen Ölkammer B einen Entlastungsschwellendruck überschreitet, und löst den Druck über jeden der Öldurchgänge 6B zu diesem Zeitpunkt zur bodenseitigen Ölkammer C.
Die Kolbenstange 9 als eine Stange erstreckt sich im Innenrohr 3 in der Axialrichtung (die dieselbe Richtung wie die Mittelachse sowohl des Innenrohrs 3 als auch des Außenrohrs 4 und ferner der Dämpfervorrichtung 1 ist und die Vertikalrichtung von 1 und 2 ist). Das heißt, die Kolbenstange 9 besitzt ein unteres Ende, das mit dem Kolben 6 im Innenrohr 3 verbunden (an ihm befestigt) ist, und ein oberes Ende, das sich durch die stangenseitige Ölkammer B zur Außenseite des Innenrohrs 3 und des Außenrohrs 4 erstreckt. In diesem Fall ist der Kolben 6 an einer unteren Stirnseite der Kolbenstange 9 unter Verwendung einer Mutter 9A oder dergleichen befestigt (angebracht). Andererseits steht eine obere Stirnseite der Kolbenstange 9 über die Stangenführung 10 nach außen vor. Im Übrigen kann sich das untere Ende der Kolbenstange 9 ferner derart erstrecken, dass es von einem Bodenabschnitt
(z. B. die Bodenkappe 5) nach außen vorsteht, wodurch es eine sogenannte Doppelstange bildet.
Eine abgestufte zylindrische Stangenführung 10 ist an den oberen Stirnseiten des Innenrohrs 3 und des Außenrohrs 4 angebracht, um die oberen Stirnseiten des Innenrohrs 3 und des Außenrohrs 4 zu schließen. Die Stangenführung 10 stützt die Kolbenstange 9 und ist als rohrförmiger Körper, der eine vorgegebene Form besitzt, z. B. durch Durchführen eines Formens, eines Schneidens oder dergleichen an einem Metallmaterial, einem Hartharzmaterial oder dergleichen gebildet. Die Stangenführung 10 positioniert einen oberen Abschnitt des Innenrohrs 3 und einen oberen Abschnitt des Elektrodenrohrs 18 im Zentrum des Außenrohrs 4. Gleichzeitig leitet die Stangenführung 10 die Kolbenstange 9 derart, dass sie in der Axialrichtung auf ihrer Innenumfangsseite verschiebbar ist.
Hier ist die Stangenführung 10 durch einen ringförmigen Abschnitt 10A mit großen Durchmesser, der sich auf der Oberseite befindet und in eine Umfangsseite des Außenrohrs 4 eingesetzt ist, und einen kurzen rohrförmigen Abschnitt 10B mit kleinem Durchmesser, der sich auf einer unteren Stirnseite des Abschnitts 10A mit großen Durchmesser befindet und in eine Innenumfangsseite des Innenrohrs 3 eingesetzt ist, in einer abgestuften zylindrischen Form gebildet. Ein Führungsabschnitt 10C, der die Kolbenstange 9 derart leitet, dass sie in der Axialrichtung verschiebbar ist, ist auf einer Innenumfangsseite des Abschnitts 10B mit kleinem Durchmesser der Stangenführung 10 vorgesehen. Der Führungsabschnitt 10C wird z. B. durch Aufbringen einer Ethylentetrafluoridbeschichtung auf eine Innenumfangsfläche eines Metallrohrs gebildet.
Andererseits ist ein ringförmiges Halteelement 11 zwischen dem Abschnitt 10A mit großen Durchmesser und dem Abschnitts 10B mit kleinem Durchmesser auf einer Außenumfangsseite der Stangenführung 10 angebracht und befestigt. Das Halteelement 11 hält das Elektrodenrohr 18, wobei die obere Stirnseite in der Axialrichtung positioniert ist. Das Halteelement 11 ist z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material (einem Isolator) hergestellt und erhält einen elektrisch isolierten Zustand zwischen dem Innenrohr 3 und sowohl der Stangenführung 10 als auch dem Elektrodenrohr 18.
Ein ringförmiges Dichtungselement 12 ist zwischen dem Abschnitt 10A mit großen Durchmesser der Stangenführung 10 und dem Verpressungsabschnitt 4A des Außenrohrs 4 vorgesehen. Das Dichtungselement 12 enthält den ringförmigen Metallplattenkörper 12A, der im Zentrum mit einem Loch versehen ist, durch das die Kolbenstange 9 eingesetzt ist, und einen elastischen Körper 12B, der aus einem elastischen Material wie z. B. Gummi hergestellt ist und am ringförmigen Plattenkörper 12A z. B. mittels Backen befestigt ist. Das Dichtungselement 12 versiegelt einen Abschnitt zwischen dem Dichtungselement 12 und der Kolbenstange 9 flüssigkeitsdicht und luftdicht, während der Innenumfang des elastischen Körpers 12B in gleitendem Kontakt mit einer Außenumfangsseite der Kolbenstange 9 ist.
Das Bodenventil 13 ist auf der unteren Stirnseite des Innenrohrs 3 derart vorgesehen, dass es sich zwischen dem Innenrohr 3 und der Bodenkappe 5 befindet. Das Bodenventil 13 ermöglicht und blockiert die Kommunikation zwischen der bodenseitigen Ölkammer C und der Vorratskammer A. Zu diesem Zweck enthält das Bodenventil 13 einen Ventilkörper 14, ein expansionsseitiges Rückschlagventil 15 und ein Tellerventil 16. Der Ventilkörper 14 definiert die Vorratskammer A und die bodenseitige Ölkammer C zwischen der Bodenkappe 5 und dem Innenrohr 3.
Im Ventilkörper 14 sind Öldurchgänge 14A und 14B, die ermöglichen, dass die Vorratskammer A und die bodenseitige Ölkammer C miteinander kommunizieren, in Intervallen in der Umfangsrichtung gebildet. Ein Stufenabschnitt 14C ist auf einer Außenumfangsseite des Ventilkörpers 14 gebildet und eine untere Innenumfangsstirnseite des Innenrohrs 3 ist am Stufenabschnitt 14C angebracht und befestigt. Ferner ist ein ringförmiges Halteelement 17 an einer Außenumfangsseite des Innenrohrs 3 beim Stufenabschnitt 14C angebracht und befestigt.
Das expansionsseitige Rückschlagventil 15 ist z. B. auf einer Oberflächenseite des Ventilkörpers 14 vorgesehen. Das expansionsseitige Rückschlagventil 15 ist geöffnet, wenn der Kolben 6 sich im Arbeitshub der Kolbenstange 9 nach oben verschiebt, und ist sonst geschlossen. Das expansionsseitige Rückschlagventil 15 ermöglicht, dass die Ölflüssigkeit (das elektrorheologische Fluid 2) in der Vorratskammer A in jedem der Öldurchgänge 14A zur bodenseitigen Ölkammer C strömt, und verhindert, dass die Ölflüssigkeit in der entgegengesetzten Richtung strömt. Das heißt, das expansionsseitige Rückschlagventil 15 ermöglicht lediglich den Strom des elektrorheologischen Fluids 2 von der Vorratskammer A zur bodenseitigen Ölkammer C.
Das Tellerventil 16 auf der Kontraktionsseite ist z. B. auf einer Unterseite des Ventilkörpers 14 vorgesehen. Wenn der Kolben 6 sich im Kontraktionshub der Kolbenstange 9 nach unten verschiebt, wird das Tellerventil 16 auf der Kontraktionsseite geöffnet, wenn der Druck in der bodenseitigen Ölkammer C den Entlastungsschwellendruck überschreitet, und löst den Druck über jeden der Öldurchgänge 14B zu diesem Zeitpunkt zur Seite der Vorratskammer A.
Das Halteelement 17 hält das Elektrodenrohr 18, wobei die untere Stirnseite in der Axialrichtung positioniert ist. Das Halteelement 17 ist z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material (Isolator) hergestellt und erhält einen elektrisch isolierenden Zustand zwischen dem Innenrohr 3 und sowohl dem Ventilkörper 14 als auch dem Elektrodenrohr 18. Ferner ist das Halteelement 17 mit mehreren Öldurchgängen 17A gebildet, die ermöglichen, dass die Elektrodendurchgänge 19 mit der Vorratskammer A kommunizieren.
Das Elektrodenrohr 18, das aus einem Druckrohr, das in der Axialrichtung verläuft, gebildet ist, ist außerhalb des Innenrohrs 3, d. h. zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4, vorgesehen. Das Elektrodenrohr 18 ist ein Zwischenrohr zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4. Das Elektrodenrohr 18 ist aus einem leitenden Material hergestellt und bildet eine röhrenförmige Elektrode. Das Elektrodenrohr 18 bildet den Elektrodendurchgang 19, der mit der stangenseitigen Ölkammer B zwischen dem Elektrodenrohr 18 und dem Innenrohr 3 kommuniziert.
Das heißt, das Elektrodenrohr 18 ist mittels der Halteelemente 11 und 17, die derart vorgesehen sind, dass sie in der Axialrichtung (der Vertikalrichtung) beabstandet sind, an der Außenumfangsseite des Innenrohrs 3 angebracht. Das Elektrodenrohr 18 umgibt die Außenumfangsseite des Innenrohrs 3 über den gesamten Umfang und bildet einen ringförmigen Durchgang, d. h. den Elektrodendurchgang 19, als einen Zwischendurchgang, durch den das elektrorheologische Fluid 2 im Elektrodenrohr 18, d. h. zwischen einer Innenumfangsseite des Elektrodenrohrs 18 und der Außenumfangsseite des Innenrohrs 3, strömt. Im Elektrodendurchgang 19 sind durch mehrere Trennwände 20 mehrere Strömungskanäle 21 gebildet.
Der Elektrodendurchgang 19 kommuniziert über das Ölloch 3A, das als das seitliche Loch in der Radialrichtung im Innenrohr 3 gebildet ist, immer mit der stangenseitigen Ölkammer B. Das heißt, wenn die Strömungsrichtung des elektrorheologischen Fluids 2 durch den Pfeil F in 1 angezeigt wird, strömt das elektrorheologische Fluid 2 von der stangenseitigen Ölkammer B durch das Ölloch 3A sowohl in einem Kompressionshub als auch im Expansionshub des Kolbens 6 der Dämpfervorrichtung 1 in den Elektrodendurchgang 19. Wenn sich die Kolbenstange 9 im Innenrohr 3 vor- und zurückbewegt (d. h. während der Rückzugshub und der Expansionshub wiederholt werden), strömt das elektrorheologische Fluid 2, das in den Elektrodendurchgang 19 geströmt ist, mit dieser Vorwärts- und Rückwärtsbewegung in der Axialrichtung von der oberen Stirnseite zur unteren Stirnseite des Elektrodendurchgangs 19. Zu diesem Zeitpunkt strömt das elektrorheologische Fluid 2 im Elektrodendurchgang 19 über den Strömungskanal 21 zwischen den entsprechenden Trennwänden 20, während es durch die entsprechenden Trennwände 20 geleitet wird. Dann strömt das elektrorheologische Fluid 2, das in den Elektrodendurchgang 19 geströmt ist, aus der unteren Stirnseite des Elektrodenrohrs 18 über den Öldurchgang 17A des Halteelements 17 zur Vorratskammer A.
Der Elektrodendurchgang 19 verleiht dem Fluid, das durch das Verschieben des Kolbens 6 im Außenrohr 4 und im Innenrohr 3 strömt, d. h. dem elektrorheologischen Fluid 2, das als das Arbeitsfluid dient, einen Widerstand. Zu diesem Zweck ist das Elektrodenrohr 18 mit einer Anode einer Batterie 22, die als eine Energieversorgung dient, z. B. mittels eines Hochspannungstreibers (der nicht dargestellt ist), der eine Hochspannung erzeugt, verbunden. Die Batterie 22 (und der Hochspannungstreiber) dient als eine Spannungsversorgungseinheit (eine elektrische Feldversorgungseinheit) und das Elektrodenrohr 18 dient als eine Elektrode, die eine Spannung (ein elektrisches Feld) an das Arbeitsfluid anlegt, das das Fluid im Elektrodendurchgang 19, d. h. das elektrorheologische Fluid 2, das als das Funktionsfluid dient, ist. In diesem Fall sind beide Stirnseiten des Elektrodenrohrs 18 durch die elektrisch isolierenden Halteelemente 11 und 17 elektrisch isoliert. Andererseits ist das Innenrohr 3 mittels der Stangenführung 10, dem Bodenventil 13, der Bodenkappe 5, dem Außenrohr 4, dem Hochspannungstreiber und dergleichen mit einer Kathode (Masse) verbunden. Das Elektrodenrohr 18, das als die Anode dient, und das Innenrohr 3, das als die Kathode dient, bilden einen Spannungsanlegemechanismus, der eine Spannung an das elektrorheologische Fluid 2 anlegt. Dieser Spannungsanlegemechanismus ist zwischen dem Außenrohr 4 und der Kolbenstange 9 vorgesehen und legt die Spannung an das elektrorheologische Fluid 2 an. In der vorliegenden Ausführungsform dient das Elektrodenrohr 18 als die Anode und das Innenrohr 3 dient als die Kathode. Allerdings kann das Elektrodenrohr 18 als die Kathode dienen und das Innenrohr 3 kann als die Anode dienen.
Der Hochspannungstreiber verstärkt eine Gleichspannung, die von der Batterie 22 ausgegeben wird, auf der Grundlage einer Anweisung (Hochspannungsanweisung), die von einer Steuereinheit (die nicht dargestellt ist), die konfiguriert ist, die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung 1 veränderbar anzupassen, ausgegeben wird, und liefert die verstärkte Spannung zum Elektrodenrohr 18 (gibt sie aus). Als ein Ergebnis wird eine Potentialdifferenz, die der Spannung, die an das Elektrodenrohr 18 angelegt wird, entspricht, zwischen dem Elektrodenrohr 18 und dem Innenrohr 3, mit anderen Worten im Elektrodendurchgang 19 derart erzeugt, dass sich die Viskosität des elektrorheologischen Fluids 2 ändert. In diesem Fall kann die Dämpfervorrichtung 1 eine Charakteristik der erzeugten Dämpfkraft (Dämpfkraftcharakteristik) in Reaktion auf die Spannung, die an das Elektrodenrohr 18 angelegt wird, kontinuierlich von einer harten Charakteristik zu einer weichen Charakteristik anpassen. Im Übrigen kann die Dämpfervorrichtung 1 die Dämpfkraftcharakteristik nicht kontinuierlich, sondern in zwei oder mehr Stufen anpassen.
Währenddessen strömt das elektrorheologische Fluid 2 durch den Kompressionshub und den Expansionshub des Kolbens 6 aus der stangenseitigen Ölkammer B über das Ölloch 3A in den Elektrodendurchgang 19, jedoch nimmt zu diesem Zeitpunkt das elektrorheologische Fluid 2 das Gas in der Dämpfervorrichtung 1 mit. Als ein Ergebnis werden Blasen im elektrorheologischen Fluid 2 erzeugt. In der Dämpfervorrichtung unter Verwendung des elektrorheologischen Fluids 2 wird eine Hochspannung von 3.000 V oder mehr an das elektrorheologische Fluid 2, das sich zwischen dem Elektrodenrohr 18, das als die Anode dient, und dem Innenrohr 3, das als Kathode dient, befindet, angelegt und es liegt ein Fall vor, in dem eine Bogenentladung, in der ein großer Strom zwischen dem Elektrodenrohr 18 und dem Innenrohr 3 fließt, aufgrund der Blasen, die im elektrorheologischen Fluid 2 erzeugt werden, erzeugt wird. Im Allgemeinen sagt man, dass die Durchschlagfestigkeit von Luft etwa 3.000 V/mm ist (wenn die Luftfeuchtigkeit nicht berücksichtigt wird), und ein dielektrischer Durchschlag tritt auf, wobei ein Isolationswiderstand nahezu null wird, wenn die Spannung die Durchschlagfestigkeit überschreitet. Die Bogenentladung, die durch den dielektrischen Durchschlag bewirkt wird, wird bei einem Ort erzeugt, bei dem die Blasen (Luft) im elektrorheologischen Fluid 2 erzeugt werden. Wenn die Bogenentladung erzeugt wird, liegen die Probleme vor, dass die Dämpfervorrichtung unkontrollierbar wird, die Elektroden verbraucht werden und das elektrorheologische Fluid 2 altert.
Im Folgenden wird eine Konfiguration zum Lösen dieser Probleme unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben. 3A und 3B sind vergrößerte Ansichten von Teil III von 1.
In 3A ist ein Elektrodendurchgang 19 zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 gebildet und der Elektrodendurchgang 19 enthält das elektrorheologische Fluid 2 als ein Arbeitsfluid. Ein Abstand zwischen Elektroden (Abstand zwischen der Anode und der Kathode) zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 wird im Allgemeinen im Bereich von 0,4 bis 1,6 mm eingestellt und wird in der vorliegenden Ausführungsform zu 0,8 mm eingestellt. Aus diesem Grund ist es, wenn die Hochspannung von 3.000 V oder mehr zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 angelegt wird, wahrscheinlich, dass die Bogenentladung aufgrund der Blasen (Luft) im elektrorheologischen Fluid 2 erzeugt wird. Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Isolationsschicht 30 (30A) auf einer Innenfläche des Elektrodenrohrs 18, das als die Anode dient, gebildet, um die Erzeugung einer Bogenentladung zu unterbinden. Die Isolationsschicht 30A ist an der Oberfläche des Elektrodenrohrs 18 auf einer Seite, die dem Innenrohr 3 zugewandt ist, gebildet. Mit anderen Worten ist die Isolationsschicht 30A an einer Oberfläche der Anode auf einer Seite, die der Kathode zugewandt ist, vorgesehen.
Als ein Material für die Isolationsschicht wird ein beliebiges anorganisches Isolationsmaterial wie z. B. Aluminium, Saphir, Mullit, Cordierit, Steatit, Forsterit, Yttriumoxid, Titanoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Zirkonoxid und Cermet verwendet. Ferner kann ein Verbundmaterial, in dem das oben beschriebene anorganische Isolationsmaterial und ein Harzmaterial gemischt sind, als das anorganische Isolationsmaterial verwendet werden.
Das oben beschriebene anorganische Isolationsmaterial und ein organisch/anorganisches Isolationsmaterial können auf einer Elektrode unter Verwendung eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens (CVD-Verfahren), eines Plasma-CVD-Verfahrens, eines lonenstrahl-CVD-Verfahrens, eines Aufschlämmungsbeschichtungsverfahrens, eines Schleudergussverfahrens, eines Flüssigkeitsphasenabscheidungsverfahrens (LPD-Verfahren), eines thermischen Spritzverfahrens, eines Aerosolabscheidungsverfahrens (AD-Verfahren), eines Pulverbeschichtungsverfahrens oder dergleichen gestapelt werden.
Es ist denkbar, ein organisches Material als das Material der Isolationsschicht zu verwenden, jedoch besitzt das organische Material eine kleinere relative Dielektrizitätskonstante als das anorganische Material. Deshalb nimmt dann, wenn das organische Material allein für die Isolationsschicht verwendet wird, ein elektrisches Feld, das an das elektrorheologische Fluid angelegt wird, derart ab, dass die elektrorheologische Wirkung abnimmt. Deshalb ist es erforderlich, die angelegte Spannung zu erhöhen, um dieselbe elektrorheologische Wirkung zu zeigen, als wenn keine Isolationsschicht vorliegt. Wenn das organische Material für die Isolationsschicht verwendet wird, ist bevorzugt, ein anorganisches Material, das eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt, in das organische Material zu geben, um die Dielektrizitätskonstante als das organisch/anorganische Verbundmaterial zu erhöhen, um das elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid angelegt wird, zu erhöhen.
Ferner wird das oben beschriebene thermische Spritzverfahren als ein Verfahren zum Bilden des anorganischen Materials auf der Elektrode verwendet und wenn das thermische Spritzverfahren verwendet wird, wird ein poröser Abschnitt in der Isolationsschicht erzeugt. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Isolationsschicht dicker als das organische Material zu bilden, um der Bogenentladung standzuhalten. Wenn das organisch/anorganische Verbundmaterial als die Isolationsschicht verwendet wird, kann eine Durchbruchspannung der Isolationsschicht erhöht werden und ferner kann die Isolationsschicht als eine dünnere Schicht als im Fall des Bildens der Isolationsschicht unter Verwendung des anorganischen Materials allein gebildet werden.
Ferner wird dann, wenn die Isolationsschicht unter Verwendung des organisch/anorganischen Verbundmaterials gebildet wird, ein Verfahren wie z. B. ein Aufbringen eines Harzes (eines organischen Materials), das einen anorganischen Füllstoff enthält, und ein Tauchen verwendet. Wenn ein derartiges Verfahren verwendet wird, ist es unnötig, eine spezielle Vorrichtung, die im thermischen Spritzverfahren verwendet wird, zu verwenden und die Isolationsschicht kann einfach gebildet werden.
Um die Bogenentladung, die durch den dielektrischen Durchschlag verursacht wird, zu unterbinden, ist die Dicke der Isolationsschicht 30A wichtig. Im Folgenden wird eine Beziehung zwischen einer Spannung zwischen Elektroden und der Dicke der Isolationsschicht unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Dicke (µm) der Isolationsschicht, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterbinden, und der Spannung (V) zwischen den Elektroden des Dämpfers mit einem elektrorheologischen Fluid 2 (ERF-Dämpfer) darstellt.
In 4 ist der Abstand zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 des Dämpfers mit einem elektrorheologischen Fluid 2 (ERF-Dämpfer) zu 0,8 mm eingestellt. In 4 ist dann, wenn die Spannung (V) zwischen den Elektroden des Dämpfers mit einem elektrorheologischen Fluid 2 (ERF-Dämpfer), d. h. die Spannung (V) zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18, 3.000 V ist, die Dicke der Isolationsschicht, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterbinden, 75 µm. Ferner ist dann, wenn die Spannung (V) zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 4.000 V ist, die Dicke (µm) der Isolationsschicht, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterbinden, 100 µm.
Entsprechend ist dann, wenn die Spannung (V) zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 5.000 V ist, die Dicke (µm) der Isolationsschicht, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterbinden, 125 µm. Es wird davon ausgegangen, dass die Beziehung zwischen der Dicke der Isolationsschicht und der Spannung nahezu proportional ist. Unter der Annahme, dass die Dicke der Isolationsschicht, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterdrücken, t (m) ist und die maximale Spannung, die an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, Vmax (V) ist, kann die folgende Formel (1) abgeleitet werden: $t \geq 2,5 \times 10^{- 8} \times Vmax$
Die Dicke der Isolationsschicht, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterdrücken, ändert sich auch abhängig vom Abstand zwischen den Elektroden. Zum Beispiel nimmt dann, wenn der Abstand zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 1,6 mm ist, eine Schrägstellung im Vergleich zu der auf der Linie in 4, wo der der Abstand zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 0,8 mm ist, ab und außerdem nimmt die Spannung, bei der der dielektrische Durchschlag auftritt, zu. Somit kann die Bogenentladung unterbunden werden, wenn die Bedingung der oben beschriebenen Formel (1) erfüllt ist.
Andererseits wird dann, wenn der Abstand zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 0,4 mm ist, die Schrägstellung größer als auf der Linie in 4, wo der der Abstand zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18 0,8 mm ist, und es ist erforderlich, die Isolationsschicht dick zu gestalten, um die Bedingung der oben beschriebenen Formel (1) zu erfüllen. Allerdings nimmt dann, wenn die Isolationsschicht dicker gestaltet wird, das elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, ab und außerdem nimmt die elektrorheologische Wirkung ab. Eine Beziehung zwischen der Dicke der Isolationsschicht und dem elektrischen Feld wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
5 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Dicke der Isolationsschicht und einem durchschnittlichen elektrischen Feld (AU: beliebige Einheit), das an das elektrorheologische Fluid 2 (ERF) angelegt wird, darstellt, wenn der Abstand zwischen den Elektroden 1 ist. 5 stellt Daten von Aluminiumoxid (relative Dielektrizitätskonstante ε = 9) und Zirkonoxid (relative Dielektrizitätskonstante ε = 28) dar.
In 5 nimmt dann, wenn die Dicke der Isolationsschicht zunimmt, das durchschnittliche elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, ab. Wenn das elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, abnimmt, nimmt die Wirkung als die Elektrorheologie ab. Um die Wirkung als die Elektrorheologie sicherzustellen, ist es wünschenswert, sicherzustellen, dass das durchschnittliche elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 (ERF) angelegt wird, mindestens 0,6 (60 %) oder mehr ist. Aluminiumoxid weist einen größeren Abfall des elektromagnetischen Felds mit dem Anstieg der Dicke der Isolationsschicht im Vergleich mit Zirkonoxid auf. Im Fall von Aluminiumoxid (relative Dielektrizitätskonstante ε = 9) ist das durchschnittliche elektrische Feld niedriger als 0,6 (60 %), falls die Isolationsschichtdicke 0,5 überschreitet, wenn der Abstand zwischen den Elektroden 1 ist. Deshalb ist die Dicke der Isolationsschicht in der vorliegenden Ausführungsform zu 0,5 oder weniger eingestellt, wenn der Abstand zwischen den Elektroden (der Abstand zwischen der Anode und der Kathode) 1 ist. Allerdings muss die Dicke der Isolationsschicht eine vorgegebene Dicke sein und die Dicke der Isolationsschicht in der vorliegenden Ausführungsform ist zu 0,12 oder mehr eingestellt, wenn der Abstand zwischen den Elektroden (der Abstand zwischen der Anode und der Kathode) 1 ist. Als ein Ergebnis kann in der vorliegenden Ausführungsform die die Wirkung als die Elektrorheologie sichergestellt werden.
Ferner ist die relative Dielektrizitätskonstante der Isolationsschicht in der vorliegenden Ausführungsform größer als die relative Dielektrizitätskonstante des elektrorheologischen Fluids 2 eingestellt, um ein höheres elektrisches Feld an das elektrorheologische Fluid 2 anzulegen. Das elektrorheologische Fluid 2 ist durch Dispergieren von Partikeln von Polyurethan (relative Dielektrizitätskonstante ε = 6,0) und dergleichen in Grundöl, das z. B. aus Silikonöl (relative Dielektrizitätskonstante ε = 2,6) hergestellt ist, konfiguriert. Mit dieser Konfiguration kann in der vorliegenden Ausführungsform die Abnahme des elektrischen Felds, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, unterbunden werden.
Dann wird die Beziehung zwischen dem Abstand zwischen Elektroden (mm) und einer Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), wenn keine Isolationsschicht vorliegt, unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Abstand zwischen den Elektroden (mm) und der Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), wenn keine Isolationsschicht vorliegt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 6 stellt Zustände dar, in denen der Innendruck in der Dämpfervorrichtung 10,10 MPa (atmosphärischer Druck), 0,15 MPa und 0,20 MPa ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der maximale Wert des Innendrucks in der Dämpfervorrichtung 1 zu 0,20 MPa eingestellt.
In 6 nimmt ein Spitzenwert der Bogenentladungserzeugungsspannung zu, wenn der Innendruck in der Dämpfervorrichtung 1 höher wird. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Spitzenwert der Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), falls keine Kantenschicht bereitgestellt wird, wenn der Innendruck der Dämpfervorrichtung 10,20 MPa beträgt und der Abstand zwischen den Elektroden 1,6 mm beträgt, 10.000 V (10 kV). In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Obergrenze des Spitzenwerts der Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), wenn keine Isolationsschicht vorliegt, unter Berücksichtigung, dass der Innendruck der Dämpfervorrichtung 1 0,20 MPa ist und die Dämpfervorrichtung 1, bei der der Abstand zwischen den Elektroden 1,6 mm ist, verwendet wird, zu 10.000 V (10 kV) oder weniger gesetzt. Zusätzlich nimmt dann, wenn die Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, 10.000 V (10 kV) überschreitet, eine Größe einer Vorrichtung, die konfiguriert ist, eine Hochspannung zu erzeugen, zu oder es ist erforderlich, ein Stromkabel dick zu gestalten, was als eine Vorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert werden soll, oder dergleichen nicht bevorzugt ist. Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform die Obergrenze des Spitzenwerts der Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), wenn keine Isolationsschicht vorliegt, zu 10.000 V (10 kV) oder weniger gesetzt. Ferner ist eine Untergrenze des Spitzenwerts der Bogenentladungserzeugungsspannung (kVp), wenn keine Isolationsschicht vorliegt, zu 3.000 V (3 kV) oder weniger gesetzt. Öl wie z. B. Silikonöl ist im elektrorheologischen Fluid 2 versiegelt und 3.000 V (3 kV) sind erforderlich, um das elektrische Feld an das Öl anzulegen. Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform die maximale Spannung, die zwischen den Elektroden angelegt wird, im Bereich von 3.000 V (3 kV) bis 10.000 V (10 kV) eingestellt. Als ein Ergebnis kann in der vorliegenden Ausführungsform das elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, sichergestellt werden.
Wie oben beschrieben wird, ist in der vorliegenden Ausführungsform die maximale Spannung, die zwischen den Elektroden angelegt wird, im Bereich von 3.000 V (3 kV) bis 10.000 V (10 kV) eingestellt. Wenn dieser Bereich auf Formel (1) angewendet wird, liegt die Dicke t (m) der Isolationsschicht im Bereich von 75 µm bis 250 mm. Der Abstand zwischen den Elektroden der Anode und der Kathode ist in der vorliegenden Ausführungsform 1,6 mm beim Maximum mit der Obergrenze der Dicke t (m) der Isolationsschicht. Um sicherzustellen, dass das durchschnittliche elektrische Feld 0,6 (60 %) oder mehr ist, wenn der Abstand zwischen den Elektroden von 1,6 mm 1 ist, ist es erforderlich, 0,5 oder weniger des Abstands zwischen den Elektroden von 1,6 mm einzustellen, und die Obergrenze der Dicke t (m) der Isolationsschicht ist zu 0,8 mm (800 µm) eingestellt. Deshalb ist die Dicke t (m) der Isolationsschicht in der vorliegenden Ausführungsform im Bereich von 75 µm bis 800 µm eingestellt.
Wie oben beschrieben wird, wird die Dicke t (m) der Isolationsschicht gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart eingestellt, dass sie $t \geq 2,5 \times 10^{- 8} \times Vmax$
erfüllt, wenn t (m) die Dicke der Isolationsschicht ist, die erforderlich ist, um die Bogenentladung zu unterbinden, und Vmax (V) die maximale Spannung ist, die an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird. Somit ist es möglich, die Bogenentladung, die zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18, die als die beiden Elektroden dienen, zu unterdrücken und einen Steuerfehler der Dämpfervorrichtung 1, einen Verbrauch der Elektroden und eine Alterung des elektrorheologischen Fluids 2 zu unterbinden.
Ferner ist die Dicke der Isolationsschicht gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu 0,5 oder weniger eingestellt, wenn der Abstand zwischen den Elektroden (der Abstand zwischen der Anode und der Kathode) 1 ist, und somit kann die Wirkung als Elektrorheologie sichergestellt werden.
Ferner wird die relative Dielektrizitätskonstante der Isolationsschicht gemäß der vorliegenden Ausführungsform größer als die relative Dielektrizitätskonstante des elektrorheologischen Fluids 2 eingestellt und somit ist es möglich, die Abnahme des elektrischen Feldes, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, zu unterbinden.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Spannung von 3.000 V (3 kV) oder mehr zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18, die als die beiden Elektroden dienen, angelegt und somit ist es möglich, das elektrische Feld an das Öl des elektrorheologischen Fluids 2 anzulegen und das elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, sicherzustellen. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Spannung zwischen dem Innenrohr 3 und dem Elektrodenrohr 18, die als die beiden Elektroden dienen, zu 10.000 V (10 kV) oder weniger eingestellt und somit ist es möglich, den Größenanstieg der Vorrichtung oder von Teilen, die konfiguriert sind, eine Hochspannung zu erzeugen, zu unterbinden.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Abstand zwischen dem Elektrodenrohr 18 (Anode) und dem Innenrohr 3 (Kathode) im Bereich von 0,4 mm bis 1,6 mm eingestellt und somit ist es möglich, das elektrische Feld, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, sicherzustellen während der Größenanstieg der Vorrichtung oder von Teilen, die konfiguriert sind, eine Hochspannung zu erzeugen, unterbunden wird.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Dicke t (m) der Isolationsschicht im Bereich von 75 µm bis 800 µm eingestellt und somit ist es möglich, die Bogenentladung zu unterbinden, ohne die Dicke der Isolationsschicht mehr als nötig zu erhöhen, und ferner ist es möglich, die Abnahme des elektrischen Felds, das an das elektrorheologische Fluid 2 angelegt wird, zu unterbinden.
Die Isolationsschicht 30 (30A) ist an der Innenfläche des Elektrodenrohrs 18 gebildet, das in der Ausführungsform von 3A, die oben beschrieben wird, als die Anode dient. Hinsichtlich der Isolationsschicht 30 kann allerdings die Isolationsschicht 30 (30B) an der Außenumfangsfläche des Innenrohrs 3 gebildet sein, wie in 3B dargestellt ist. Die Isolationsschicht 30B ist an einer Oberfläche auf einer Seite, die dem Elektrodenrohr 18 zugewandt ist, gebildet. Mit anderen Worten ist die Isolationsschicht 30B an einer Oberfläche der Kathode auf einer Seite, die der Anode zugewandt ist, vorgesehen. Selbst wenn die Isolationsschicht 30B am Innenrohr 3 gebildet ist, wird dieselbe Konfiguration wie die, die durch Bilden der Isolationsschicht 30A am Elektrodenrohr 18 erhalten wird, angewendet und dieselbe Wirkung wird erzielt. Zusätzlich ist dann, wenn die Isolationsschicht 30B am Innenrohr 3 gebildet ist, die Isolationsschicht 30B an der Außenumfangsfläche des Rohrs derart gebildet, dass die Verarbeitbarkeit, um die Isolationsschicht 30B zu bilden, verbessert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Isolationsschicht 30 entweder am Innenrohr 3 (Kathode) oder am Elektrodenrohr 18 (Anode) gebildet werden.
[Zweite Ausführungsform]
Dann wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine vergrößerte Ansicht von Teil III von 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich davon, dass die Isolationsschicht 30 sowohl am Innenrohr 3 (Kathode) als auch am Elektrodenrohr 18 (Anode) vorgesehen ist.
Die Isolationsschicht 30A ist an der Innenumfangsfläche des Elektrodenrohrs 18 gebildet und die Isolationsschicht 30B ist an der Außenumfangsfläche des Innenrohrs 3 gebildet. Die Isolationsschichten 30A und 30B sind derart konfiguriert, dass sie einander zugewandt sind.
Selbst in der zweiten Ausführungsform ist die Dicke t (m) der Isolationsschicht 30 derart eingestellt, dass er die Formel (1) erfüllt, wie in der ersten Ausführungsform. $t \geq 2,5 \times 10^{- 8} \times Vmax$
Wenn die Isolationsschichten 30 gebildet werden, ist es unnötig, sowohl die Isolationsschicht 30A als auch die Isolationsschicht 30B derart zu bilden, dass sie Formel (1) erfüllen, und es genügt, dass der Gesamtwert der Isolationsschichten 30A und 30B die Formel (1) erfüllt.
Wenn die Isolationsschicht 30A und die Isolationsschicht 30B am Elektrodenrohr 18 bzw. am Innenrohr 3 gebildet werden, können die Isolationsschicht 30A und die Isolationsschicht 30B derart gebildet werden, dass sie dieselbe Dicke besitzen.
Alternativ können die Schichten derart gebildet werden, dass sie verschiedene Dicken besitzen, derart, dass z. B. die Dicke der Isolationsschicht 30A 1/3 sein kann und die Dicke der Isolationsschicht 30B 2/3 sein kann.
Die zweite Ausführungsform besitzt dieselben Vorteile wie die erste Ausführungsform. Zusätzlich kann die Dicke der Isolationsschicht 30 im Vergleich mit dem Fall, in dem die Isolationsschicht 30 lediglich am Elektrodenrohr 18 oder am Innenrohr 3 gebildet ist, derart verringert werden, dass die Isolationsschicht 30 stabiler gebildet werden kann, da gemäß der zweiten Ausführungsform die Isolationsschicht 30A und die Isolationsschicht 30B am Elektrodenrohr 18 bzw. am Innenrohr 3 gebildet werden.
[Dritte Ausführungsform]
Dann wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine Längsschnittansicht einer Dämpfervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Dämpfervorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist, besitzt abhängig von einem Modell eine verschiedene Befestigungsform. Zum Beispiel kann, wie in 8 dargestellt ist, eine Axialrichtung der Kolbenstange 9 der Dämpfervorrichtung derart installiert sein, dass sie von einer Position senkrecht zu einer horizontalen Bezugslinie X geneigt ist.
Blasen, die in der Dämpfervorrichtung 1 durch einen Kompressionshub und einen Expansionshub des Kolbens 6 erzeugt werden, besitzen eine niedrigere spezifische Dichte als Öl des elektrorheologischen Fluids 2 und werden somit in einem oberen Abschnitt der Dämpfervorrichtung 1 erzeugt. Im Falle von 8 liegt eine Position P bei einer Position, die höher als eine Position Q ist, und die Blasen werden bei der Position P in der Dämpfervorrichtung 1 erzeugt. Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform die Isolationsschicht 30 in einem Abschnitt (Teil) bei der Position P, wo die Blasen erzeugt werden, gebildet. Die Isolationsschicht 30 besitzt dieselbe Konfiguration wie die in der ersten und der zweiten Ausführungsform und dieselbe Wirkung wird erzielt.
Zusätzlich ist die Isolationsschicht 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Teil der Elektrode gebildet, in dem die Blasen erzeugt werden, und somit können Kosten im Vergleich zu dem Fall, in dem die Isolationsschicht 30 auf der gesamten Elektrode gebildet ist, verringert werden. Ferner kann die Arbeitszeit, die erforderlich ist, um die Isolationsschicht 30 zu bilden, verkürzt werden und die Verarbeitbarkeit kann verbessert werden.
Im Übrigen wurde in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben, in dem die Axialrichtung der Kolbenstange 9 der Dämpfervorrichtung derart installiert ist, dass sie von einer Vertikalposition in Bezug auf die horizontale Bezugslinie X geneigt ist, jedoch kann die Erfindung auch auf eine Dämpfervorrichtung, die derart installiert ist, dass eine Axialrichtung der Kolbenstange 9 der Dämpfervorrichtung sich bei einer Position senkrecht zur horizontalen Bezugslinie X befindet, angewendet werden. Selbst in einem derartigen Fall ist bevorzugt, die Isolationsschicht 30 in einem oberen Abschnitt der Elektrode, in dem Blasen erzeugt werden (bei einer Position höher als die Hälfte einer Gesamtlänge der Anode oder der Kathode), zu bilden.
Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen beschränkt und enthält verschiedene Änderungen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen wurden genau beschrieben, um die vorliegende Erfindung in einer leicht verständlichen Weise zu beschreiben, und sind nicht notwendigerweise auf eine beschränkt, die die gesamte Konfiguration enthält, die oben beschrieben worden ist.
Ferner wird das Elektrodenrohr 18 in den entsprechenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als eine der Elektroden verwendet, jedoch kann die Elektrode unter Verwendung eines plattenartigen Elements statt dem Elektrodenrohr 18 konfiguriert sein. In der vorliegenden Erfindung ist die plattenartige Elektrode auch im technischen Konzept des Elektrodenrohrs 18 enthalten.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfervorrichtung
2: elektrorheologisches Fluid
3: Innenrohr
4: Außenrohr
5: Bodenkappe
6: Kolben
9: Kolbenstange
18: Elektrodenrohr
19: Elektrodendurchgang
30: Isolationsschicht
30A: Isolationsschicht
30B: Isolationsschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H3113129 A [0004]
JP H7190099 A [0004]

Claims

Dämpfervorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Kolbenstange; ein Außenrohr, das die Kolbenstange aufnimmt; ein elektrorheologisches Fluid, das zwischen dem Außenrohr und der Kolbenstange vorgesehen ist; und einen Spannungsanlegemechanismus, der zwischen dem Außenrohr und der Kolbenstange vorgesehen ist und eine Spannung an das elektrorheologische Fluid anlegt, wobei der Spannungsanlegemechanismus eine Anode und eine Kathode enthält, das elektrorheologische Fluid sich zwischen der Anode und der Kathode befindet, eine Isolationsschicht auf einer Oberfläche der Anode auf einer Seite, die der Kathode zugewandt ist, oder auf einer Oberfläche der Kathode auf einer Seite, die der Anode zugewandt ist, vorgesehen ist, und eine Dicke t (m) der Isolationsschicht die folgende Formel (1) erfüllt, wenn eine maximale Spannung, die an das elektrorheologische Fluid angelegt wird, Vmax (V) ist: $t \geq 2,5 \times 10^{- 8} \times Vmax$
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen der Anode und der Kathode im Bereich von 0,4 mm bis 1,6 mm eingestellt ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Isolationsschicht 0,5 oder weniger ist, wenn ein Abstand zwischen der Anode und der Kathode 1 ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die maximale Spannung zu 3 kV oder mehr eingestellt ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die maximale Spannung im Bereich von 3 kV bis 10 kV eingestellt ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine relative Dielektrizitätskonstante der Isolationsschicht höher als eine relative Dielektrizitätskonstante des elektrorheologischen Fluids ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Dicke t (m) der Isolationsschicht in einem Bereich von 75 µm bis 800 µm eingestellt ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolationsschicht sowohl auf der Anode als auch auf der Kathode vorgesehen ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolationsschicht bei einer Position vorgesehen ist, die höher als die Hälfte einer Gesamtlänge der Anode oder der Kathode ist.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: ein Innenrohr, das zwischen der Kolbenstange und dem Außenrohr vorgesehen ist und die Kolbenstange aufnimmt; und ein Elektrodenrohr, das zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehen ist, wobei sowohl das Innenrohr als auch das Elektrodenrohr mit der Anode und der Kathode versehen sind.
Dämpfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolationsschicht aus einem von Aluminium, Saphir, Mullit, Cordierit, Steatit, Forsterit, Yttriumoxid, Titanoxid, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Zirkonoxid und Cermet gebildet ist.