JP3009748B2 - 電気粘性流体利用の緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気粘性流体が印加
電圧によってその粘性を変化させる性質を利用して減衰
力発生及び該発生減衰力の変更調整を可能にする電気粘
性流体利用の緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば自動車に利用される緩衝器
としての油圧緩衝器にあっては、該自動車の走行路面の
状況に応じてその発生減衰力が変更調整されるように構
成されていることが望まれている。そして、そのために
従来から提案されている油圧緩衝器にあっては、一般的
には、該油圧緩衝器における作動媒体たる作動油が減衰
バルブを通過する際に発生される減衰力を高低調整する
ように構成さている。

【０００３】例えば、図２に示すような従来の油圧緩衝
器にあっては、シリンダ１に対して出没自在に挿通され
るピストンロッド２の先端に上記シリンダ１内で摺動す
ると共に該シリンダ１内にロッド側油室Ａとピストン側
油室Ｂを区画形成するピストン部２ａを有してなる一方
で、該ピストンロッド２内に減衰力調整部Ｖが装備され
てなるとしている。

【０００４】該減衰力調整部Ｖは、ピストンロッド２の
下端側軸芯部に開穿されてピストン側油室Ｂに連通する
縦孔２ｂと、該縦孔２ｂに連通すると共にロッド側油室
Ａに連通するようにピストンロッド２に開穿された横孔
２ｃと、からなるバイパス路Ｌを有してなる一方で、該
バイパス路Ｌ内、即ち、上記縦孔２ｂ内に回動可能に配
設されたロータリバルブＶ１を有してなる。

【０００５】該ロータリバルブＶ１は、上記縦孔２ｂに
連通すると共に上記横孔２ｃに選択的に対向する径の異
なる複数のオリフィスを有してなる一方で、ピストンロ
ッド２の上端側軸芯部に開穿の透孔２ｄ内に回動可能に
挿通されたコントロールロッドＶ２の先端に連結されて
なるとする。

【０００６】そして、該ロータリロッドＶ２は、その基
端がシールＶ３の配在下に上記ピストンロッド２の上端
から外部に突出すると共に、該基端に連設のアクチュエ
ータＶ４で回動可能とされている。

【０００７】尚、図示する従来例にあっては、ピストン
部２ａには伸側減衰バルブ２ｅと圧側チェック弁２ｆを
有してなると共に、前記バイパス路Ｌのピストン側油室
Ｂ側端にはオリフィス付きの伸側チェック弁２ｇを臨在
させてなり、かつ、図示しないがシリンダ１の下端内部
には圧側減衰バルブを有するベースバルブ部が配設され
てなるとしている。

【０００８】それ故、上記従来の油圧緩衝器によれば、
ピストンロッド２がシリンダ１に対して出没されるその
伸縮作動時には、バイパス路Ｌが閉鎖されている限りに
おいて、ピストン部２ａにおける伸側減衰バルブ２ｅ及
びベースバルブ部における圧側減衰バルブの作動でそれ
ぞれ設定の減衰力が発生されることになる。

【０００９】そして、上記した伸縮作動時に減衰力調整
部Ｖを作動油が通過するようにしてバイパス路Ｌを開放
する場合には、ピストン部２ａを通過する作動油の流量
が変更されて該ピストン部２ａで発生される減衰力が変
更されると共に、上記バイパス路Ｌの開放時にロータリ
バルブＶ１におけるオリフィスが選択されると、バイパ
ス路Ｌを通過する作動油の流量が変更されることにな
り、ピストン部２ａで発生される減衰力が多段階に変更
調整されることになる。

【００１０】従って、該油圧緩衝器が自動車に搭載され
る場合には、該自動車の走行路面の状況に応じてその発
生減衰力を変更調整することが可能になり、該自動車に
おける乗り心地が改善され得ることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例としての油圧緩衝器にあっては、減衰力の発生
に関して応答性が悪い上に、段差のない円滑な減衰力の
変更調整が不可能であるという欠点が指摘されている。

【００１２】即ち、上記減衰力調整部Ｖの作動は、通電
操作でアクチュエータＶ４を駆動してシールＶ３の介在
下にコントロールロッドＶ２を回動させると共に、該コ
ントロールロッドＶ２の回動でロータリバルブＶ１を回
転させるとするので、シールＶ３の存在やロータリバル
ブＶ１部分における部材摺動等によるフリクション発生
を回避できない。

【００１３】従って、上記フリクションの発生がロータ
リバルブＶ１に所謂作動遅れを招来させることになり、
減衰力の発生に関して応答性が悪くなると共に、上記ロ
ータリバルブＶ１の回転時にはオリフィスの変更が実行
されるが、このとき、発生減衰力が一旦旧状に戻される
ことになり、段差のない円滑な減衰力の変更調整が不可
能になる。

【００１４】そして、油圧緩衝器において上記構造の減
衰力調整部Ｖを装備する場合には、油圧緩衝器自体の構
造が複雑になるだけでなくアクチュエータ等の高価な部
品の点数が増大されてコストが上昇されるという不都合
があり、上記作動遅れを解消するためにより複雑な構成
で減衰力調整部Ｖを作動させるようにすると、一層のコ
スト上昇の不利が招来される不都合がある。

【００１５】この発明は、前記した事情を鑑みると共
に、近年、印加電圧によってその粘性が変化する性質を
有する電気粘性流体が発見されていることを鑑案して、
創案されたものであって、その目的とするところは、減
衰力の変更調整の際に所謂作動遅れが招来されない上
に、段差のない円滑な減衰力の変更調整が可能になり、
かつ、緩衝器自体の構造を複雑にしないで済むと共に、
高価な部品の利用や徒らな部品点数の増大によるコスト
の上昇化を阻止し得て、その汎用性の向上を期待できる
電気粘性流体利用の緩衝器を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
この発明に係る電気粘性流体利用の緩衝器の構成を、先
端にシリンダ内で摺動すると共に該シリンダ内にロッド
側室とピストン側室を区画形成するピストン部を有して
該シリンダに対して出没自在に挿通されてなる中空ピス
トンロッドと、該中空ピストンロッドの内空部内に絶縁
材の介在下に配設されてなると共にその外周と上記中空
ピストンロッドの内空部の内周との間に適宜寸法の制御
用隙間を形成してなるパイプ体と、を有してなり、上記
ロッド側室とピストン側室とに電気粘性流体が充満され
てなると共に該ロッド側室とピストン側室とが上記中空
ピストンロッドに開穿の連通孔、上記制御用隙間、上記
パイプ体に開穿の連通孔及び該パイプ体内を介して相互
に連通されてなり、上記中空ピストンロッドが一方の電
極部材とされるに対して上記パイプ体が他方の電極部材
とされて両方の電極部材への電圧印加時に上記制御用隙
間に介在される電気粘性流体の粘性が変化されるように
構成されてなることを特徴とするとしたものである。

【００１７】

【作用】それ故、シリンダに対して中空ピストンロッド
が出没される該緩衝器の伸縮作動時には、シリンダ内の
ロッド側室とピストン側室との間を制御用隙間を介して
の電気粘性流体が往復することになり、このとき、一方
の電極部材たる中空ピストンロッドと他方の電極部材た
るパイプ体とからなる両方の電極部材への印加電圧操作
で、上記制御用隙間内に介在されている電気粘性流体に
おける粘性が印加電圧に応じて瞬時に変化されることに
なり、該粘性が変化された電気粘性流体が所謂フリクシ
ョン部材になる。

【００１８】従って、両方の電極部材への所定電圧の印
加時には、中空ピストンロッドのシリンダ内への没入性
及び中空ピストンロッドのシリンダ内からの突出性が制
限されることになり、これが所謂減衰作用となり、しか
も該減衰作用は印加電圧の変更に応じてが直ちに実現さ
れることになる。

【００１９】その結果、従来の油圧緩衝器のように、摺
動部材たるロータリバルブ、シールの介在下のコントロ
ールロッド及び通電操作で駆動するアクチュエータ等を
有してなる減衰力調整部によって減衰力の変更調整をす
る場合に比較して、所謂作動遅れが招来されない上に、
上記印加電圧の高低連続する変更操作で所定の減衰力調
整が段差なく円滑に実現されることになる。

【００２０】

【実施例】以下、図示した実施例に基いてこの発明を詳
細に説明すると、図１に示す実施例はこれが自動車用と
される緩衝器であるが、該緩衝器は、シリンダ１と、中
空ピストンロッド３と、パイプ体４と、フリーピストン
５と、を有してなる。

【００２１】上記シリンダ１は、内部に所定の容量の容
室を有するように、所謂単管構造に形成されてなり、そ
の内部には、中空ピストンロッド３の先端に連設された
ピストン部３ａによって区画形成されるロッド側室Ｒ１
とピストン側室Ｒ２とを有してなる。そして、上記ロッ
ド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２には電圧印加時にその粘
性が変化される電気粘性流体が充満されている。

【００２２】また、上記シリンダ１は、上記ピストン側
室Ｒ２をさらに区画するようにその下端側内部に摺動可
能に収装されたフリーピストン５を有してなり、該フリ
ーピストン５の背後側にガス室Ｇを区画形成している。

【００２３】尚、上記シリンダ１は、その開口端をベア
リング部１ａで閉塞すると共に、該ベアリング部１ａの
軸芯部を中空ピストンロッド３が挿通することを許容し
ている。そして、該ベアリング部１ａは、中空ピストン
ロッド３との間にシール機能を発揮するシール部材１ｂ
を配設させている。

【００２４】上記中空ピストンロッド３は、その内部に
適宜容量の内空部３ｂを有するように、通電材で略有頭
円筒状に形成されてなり、その先端開口３ｃを介して上
記内空部３ｂを前記ピストン側室Ｒ２に連通させてい
る。また、上記中空ピストンロッド３は、そのピストン
部３ａに近い部位の肉厚部にこれを貫通する連通孔３ｄ
を有してなり、該連通孔３ｄで上記内空部３ｂを前記ロ
ッド側室Ｒ１に連通させている。

【００２５】尚、上記中空ピストンロッド３は、ピスト
ン部３ａに近いその外周にストッパ部材３ｅを有してな
り、該中空ピストンロッド３がシリンダ１内から突出さ
れる伸側行程時の伸切りストッパとされるとしている。

【００２６】上記パイプ体４は、通電材で形成されてな
ると共に、上記中空ピストンロッド３の内空部３ｂ内に
その上下端への絶縁材４ａの配在下に固定的に配設され
ている。そして、この実施例にあっては、上記中空ピス
トンロッド３の先端開口３ｃに螺装された固定ナット４
ｂでその配設状態が維持されるとしている。

【００２７】そして、この実施例にあっては、パイプ体
４が上記内空部３ｂ内に配設される際には、該パイプ体
４の外周と上記内空部３ｂの内周との間に、約１ｍ／ｍ
程度の制御用隙間Ｓが形成されることとしている。

【００２８】即ち、上記制御用隙間Ｓは、前述したよう
にこの発明に係る緩衝器がその作動媒体として電気粘性
流体を選択していることに鑑みて決定されるものであ
り、従って、該制御用隙間Ｓは、印加電圧に応じた寸法
に予め設定される。そして、上記制御用隙間Ｓの寸法が
確保される限りは、上記パイプ体４の構造及び該パイプ
体４の収装状態等は自由に選択できる。

【００２９】尚、上記パイプ体４の上端側にはその肉厚
を貫通するようにして開穿された連通孔４ｃが設けられ
ており、この連通孔４ｃを介して該パイプ体４内と上記
制御用隙間Ｓとの連通を図っている。

【００３０】上記一方の電極部材とされる中空ピストン
ロッド３の上端部分には、電圧源Ｅから延長された電線
Ｅ３が接続されて例えばプラス側とされており、他方の
電極部材とされるパイプ体４の上端には上記電圧源Ｅか
ら延長された電線Ｅ４が接続されてマイナス側とされて
いる。そして、上記パイプ体４に接続される電線Ｅ４
は、中空ピストンロッド３の上端肉厚を貫通して該中空
ピストンロッド３内に延在されているが、その貫通部に
は適宜の絶縁材３ｆが配在されている。

【００３１】上記のように形成された電気粘性流体利用
の緩衝器においては、シリンダ１に対して中空ピストン
ロッド３が没入される圧側行程時には、ピストン側室Ｒ
２の電気粘性流体の一部がパイプ体４内、該パイプ体４
に開穿の連通孔４ｃ、制御用隙間Ｓ及び中空ピストンロ
ッド３に開穿の連通孔３ｄを介してロッド側室Ｒ１内に
流入することになると共に、シリンダ１内から中空ピス
トンロッド３が突出される伸側行程時には、ロッド側室
Ｒ１内の電気粘性流体が上記と逆に中空ピストンロッド
３の連通孔３ｄ、制御用隙間Ｓ、パイプ体４の連通孔４
ｃ及び該パイプ体４内を介してピストン側室Ｒ２内に流
出することになる。

【００３２】そして、上記圧側行程時にピストン側室Ｒ
２内において余剰となる電気粘性流体は、フリーピスト
ン５の後退によって該ピストン側室Ｒ２内に収容される
と共に、上記伸側行程時にピストン側室Ｒ２内において
不足することになる電気粘性流体は、フリーピストン５
の前進によって補われる。

【００３３】一方、該緩衝器の伸縮作動時に、一方の電
極部材とされる中空ピストンロッドと他方の電極部材と
されるパイプ体４への印加電圧を適宜に制御すれば、中
空ピストンロッド３の内空部３ｂの内周とパイプ体４の
外周との間に形成されている制御用隙間Ｓ内に介在の電
気粘性流体における粘性が印加電圧に応じて瞬時に変化
されることになって、該粘性が変化された電気粘性流体
が所謂フリクション部材として作用することになる。

【００３４】従って、両方の電極部材への所定電圧の印
加時には、中空ピストンロッド３のシリンダ１内への没
入性及び中空ピストンロッド３のシリンダ１内からの突
出性を直ちに制限れることになり、これが所謂減衰作用
となり、しかも該減衰作用が印加電圧の変更に応じて直
ちに実現されることになる。

【００３５】その結果、従来の油圧緩衝器のように、摺
動部材たるロータリバルブ、シールの介在下のコントロ
ールロッド及び通電操作で駆動するアクチュエータ等を
有してなる減衰力調整部によって減衰力の変更調整をす
る場合に比較して、所謂作動遅れによる減衰力の発生遅
れが招来されず、上記印加電圧を高低連続して変更する
ようにすれば、所定の減衰力調整が段差なく円滑に実行
されることになる。

【００３６】前記した実施例にあっては、ガス室Ｇがシ
リンダ１内に併せて配設されてなるとするが、これに代
えて、該ガス室Ｇがシリンダ１と分離形成されたアキュ
ムレータ内に設けられていとしても良く、また、該ガス
室Ｇがシリンダ１と一体形成されたハウジング内にフリ
ーピストン５と共に配設されているとしても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る電気粘性
流体利用の緩衝器によれば、シリンダに対して出没され
る一方の電極部材たる中空ピストンロッド内に他方の電
極部材たるパイプ体が配在されていて該両方の電極部材
間に制御用隙間が形成されてなると共に、該緩衝器の伸
縮作動時に上記制御用隙間内に介在されている電気粘性
流体の粘性が上記両方の電極部材への電圧印加の際に瞬
時に変化されて、該粘性が変化された電気粘性流体がフ
リクション部材となって、パイプ体の中空ピストンロッ
ド内への没入性及びパイプ体の中空ピストンロッド内か
らの退出性を直ちに制限する、即ち、直ちに所定の減衰
作用をすることになるので、上記印加電圧を適宜に制御
すれば、これに応じて制御用隙間内に介在されている電
気粘性流体における粘性が適宜に変化されることにな
り、従来の油圧緩衝器のように、摺動部材たるロータリ
バルブ、シールの介在下のコントロールロッド及び通電
操作で駆動するアクチュエータ等を有してなる減衰力調
整部によって減衰力の変更調整をする場合に比較して、
所謂作動遅れによる減衰力の発生遅れが招来されず、上
記印加電圧を高低連続して変更するようにすれば、所定
の減衰力調整が段差なく円滑に実行されることになり、
これを自動車に搭載する緩衝器とする場合には該自動車
の走行路面の状況に応じた減衰力調整が可能になり、該
自動車の乗り心地が良好に改善されると共に、上記のよ
うな減衰力調整部を有しないので、緩衝器自体の構造を
複雑にしないで済むと共に、アクチュエータ等の高価な
部品の利用が回避できる上に、徒らな部品点数の増大に
よるコストの上昇化を阻止し得て、その汎用性の向上を
期待でき、さらには図示した実施例のように、電圧源か
ら延長される電線が該緩衝器の上端側に接続される場合
には、所謂ばね上に配線が集中されることになってその
耐久性が向上されると共に保守管理が容易になる等、幾
多の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る電気粘性流体利用の
緩衝器を示す断面図である。

【図２】従来の油圧緩衝器を一部省略して示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストンロッド ３ 中空ピストンロッド ３ａ ピストン部 ３ｂ 内空部 ３ｄ 連通孔 ４ パイプ体 ４ａ 絶縁材 ４ｃ 連通孔 Ｒ１ ロッド側室 Ｒ２ ピストン側室 Ｓ 制御用隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭60−142334（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−189810（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−156638（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−119539（ＪＰ，Ｕ) 独国特許出願公開3724361（ＤＥ，Ａ １) 独国特許出願公開3631107（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 9/53 B60G 17/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にシリンダ内で摺動すると共に該シ
   リンダ内にロッド側室とピストン側室を区画形成するピ
   ストン部を有して該シリンダに対して出没自在に挿通さ
   れてなる中空ピストンロッドと、該中空ピストンロッド
   の内空部内に絶縁材の介在下に配設されてなると共にそ
   の外周と上記中空ピストンロッドの内空部の内周との間
   に適宜寸法の制御用隙間を形成してなるパイプ体と、を
   有してなり、上記ロッド側室とピストン側室とに電気粘
   性流体が充満されてなると共に該ロッド側室とピストン
   側室とが上記中空ピストンロッドに開穿の連通孔、上記
   制御用隙間、上記パイプ体に開穿の連通孔及び該パイプ
   体内を介して相互に連通されてなり、上記中空ピストン
   ロッドが一方の電極部材とされるに対して上記パイプ体
   が他方の電極部材とされて両方の電極部材への電圧印加
   時に上記制御用隙間に介在される電気粘性流体の粘性が
   変化されるように構成されてなることを特徴とする電気
   粘性流体利用の緩衝器。