JPH02154823A

JPH02154823A - ばね

Info

Publication number: JPH02154823A
Application number: JP1206592A
Authority: JP
Inventors: Emil M Shtarkman; エミル・エム・シュタークマン
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1990-06-14
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JP2858800B2; EP0355494A1; US4869476A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業王立■■公立本発明はばねに関し、特に電気レオロジー流体又は磁気
流体等の流体を使用して可変ばね率と可変負荷支持容量
とを有するばねに関する。

丈来塵茨■ 電気レオロジー流体又は磁気流体を使用して作動特性を
制御する機器は既知である。電気レオロジー流体を使用
して作動特性の制御を行う機器を出願人の特許願に記載
する。この特許順は車両懸架装置に使用するショックア
ブソーバと流体ばねである。制御弁はショックアブソー
バの２個の流体室間の流体流を制御してショックアブソ
ーバと流体ばねの作動特性を変化させる。電気レオロジ
ー流体は制御弁が開位置に動くのに抵抗する。−方の流
体室の流体圧力が制御弁に作用して電気レオロジー流体
の抵抗を克服した時に制御弁は開位置に動く。

電気レオロジー流体を使用して機器の作動特性の制御を
行う機器を英国特許第２１１１１７１号に記載される。

この機器はショックアブソーバであり流体室部分に電気
レオロジー流体を充填する０両流体室部分を流体通路に
よって互いに連通させる。

各流体通路を通る流体流量は流体通路内の流体に作用す
る電界の量の関数として変化する。流体通路内の電気レ
オロジー流体の流通抵抗が増加すれば流体通路を通る流
体量は減少する。流体通路内の電気レオロジー流体の流
通抵抗が減少すれば流体通路を通る流体量は増加する。

各流体通路を通る流体流量を変化させればショックアブ
ソーバの緩衝特性は変化する。

磁気流体を使用して作動特性を制御する緩１１装置を米
国特許第３０５９９１５号に記載される。この装置は流
体通路を通る磁気流体の流量を制御する。

流体通路を通る流体流量は流体通路内の流体に作用する
磁界の値の関数として変化する。流体通路を通る流体流
量に応じて装置の緩衝特性が変化する。

逸訓Ｉ目ｌ！本発明は電気レオロジー流体又は磁気流体等の流体を使
用してばね率及び負荷支持容量等のばね特性を制御する
ばねを提供する。ばねは相対可動部品間に連結して部品
間の動きに抵抗し２部品が離間した時に部品を初期平衡
条件に戻す、ばねは少なくとも１　ｆｌのシールした流
体室を有し電気レオロジー流体又は磁気流体を充填する
。電気レオロジー流体は二相材料であり、流体に作用す
る電界の関数として流通抵抗が変化する。磁気流体は二
相材料であり、流体に作用する磁界の関数として流通抵
抗が変化する。シールした流体室内の流体の流通抵抗を
制御することによって、ばね特性は変化可能となる。

本発明の特徴によって、ばねは電気レオロジー流体また
は磁気流体を充填した複数のシールした流体室を含む。

複数の流体室は少なくとも一部をエラストマー部材によ
って画成する。ばねは更に複数のシールした流体室内の
流体の夫々の流通抵抗を個別に制御する手段を含む、流
体の流通抵抗を個別に制御する手段は夫々の複数のシー
ルした流体室内の電極手段を含む、流体室内の電極手段
はエネルギ界を生じ、電極が電気エネルギ源に接続され
た時に流体に作用する。流体の流通抵抗は流体に作用す
るエネルギ界の値の関数として変化する。流体の流通抵
抗が変化すれば、ばね特性は変化する。

本発明の他の特徴によって、電気レオロジー流体又は磁
気流体を充填したシールした流体室を可撓壁によって画
成し、ばねを連結した部品の相対運動に際して室は形状
を変化する。室が形状を変化する時に流体流によって形
状を変化し部品間の相対運動に抵抗する。流体の流通抵
抗を変化すれば流体の形状変化の流通能力は変化し、室
の形状変化能力は変化するためばね特性は変化する。

本発明の好適な例で、ばねは一方の部品に連結するハブ
と、他方の部品に連結する外側円筒とを含む、ハブは外
側円筒に同心である。更にばねはハブと外側円筒に同心
の内側円筒を含む、第１組のエラストマーばね部材をハ
ブと内側円筒との間に連結して中間に第１の環状のシー
ルした流体室を画成する。エラストマーばねの他の組を
内側円筒と外側円筒との間に連結して中間に第２の環状
のシールした流体室を画成する。電気レオロジー流体を
流体室内に充填する電気エネルギ源の一方の端子に接続可能の第１の電極を
ハブの外周に取付け、第１の流体室に露出させる。電気
エネルギ源の他方の端子に接続可能の第２の電極を内側
円筒の内周に取付け、第１の流体室に露出させる。第２
の電極は第１の電極と同心であり、第１の電極と対向関
係の面積を有する。同様に、電気エネルギ源の一方の端
子に接続可能の第３の電極を内側円筒の外周に取付け。

第２の流体室に露出させる。電気エネルギ源の他方の端
子に接続可能の第４の電極を外側円筒の内周に取付け、
第２の流体室に露出させる。

第１第２の電極を電気エネルギ源に接続した時は第１の
流体室の第１第２の電極付近の流体に電界が作用する。

第１の流体室内の流体の流通抵抗は流体に作用する電界
の値の関数で変化する。同様に、第３第４の電極を電気
エネルギ源に接続した時は第２の流体室の第３第４の電
極付近の流体に電界が作用する。第２の流体室内の流体
の流通抵抗は流体に作用する電界の値の関数として変化
する。電気エネルギ源は１個でも良いが、２１１ｍの電
気エネルギ源を使用できる。２（ＩＩの電気エネルギ源
を使用する時は、一方の電気エネルギ源は一方の流体室
に電界を作用し、他方の電気エネルギ源は他方の流体室
に電界を作用させる。

流体室内の流体の流通抵抗を変化させれば、ばね特性は
変化する。流体室内の流体の流通抵抗が増加すればばね
特性は増加する。流体室内の流体の流通抵抗が減少すれ
ばばね特性は減少する。かくして、流体室内の流体に作
用する電界の値に応答してばねのばね特性を変化し制御
できる。

ばねは両部品間に作用して部品の平衡条件からの軸線方
向、角度、捩り相対運動に抵抗する。ばねは通常は初期
無負荷条件にある４部品の相対運動が生じた時はばねは
初期無負荷条件から動く。

このため第１第２の流体室の形状は変化する。第１第２
の流体室内の流体は夫々の流体室の形状変化に抵抗する
。

ばねを連結した部品間の相対運動が生じた時は第１第２
の電極は相対運動する。相対連動の方向に応じて第１第
２の電極の対向関係の面積が変化する。第１第２の電極
間の距離が変化する。対向関係の面積又は電極間の距離
が変化すれば第１の流体室内の流体に作用する電界の値
は変化する。

第１第２の電極が相対運動すれば、第３第４の電極も相
対運動する。相対運動の方向に応じて第３第４の電極の
対向関係の面積が変化する。第３第４の電極間の距離が
変化し得る。対向関係の面積又は電極間の距離が変化す
れば第２の流体室内の流体に作用する電界の値は変化す
る。電界の値が変化すれば部品の相対運動に対する抵抗
値は変化する。

両組のエラストマーばね部材の弾性はばねを平衡条件に
戻す、ばねが平衡条件に戻れば電界値は変化する０部品
の相対運動に対する抵抗値は変化する。ばねのばね特性
は部品の相対運動間に変化し、更にばねが平衡条件に戻
る間に変化する。

１１週本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。

本発明は両可動部品間に連結して部品の相対運動に可撓
性に抵抗するばねに関する。ばねの特定の構造と使用は
各種である。第１図に示す例は。

ばねｌＯは初期の無負荷、平衡条件にある。ばね１０は
部品１２と他の部品１４との間に連結される。

第１．２図に示す通り、ばねＩＯは一端を部品１４に連
結した円筒ハブ１６を含む。ハブ１６は内側円筒１８に
同心で円筒内に延長する。第１の環状エラストマーばね
２２をハブ１６と内側円筒１８との間に連結して環状流
体室２４の一部を形成する。第２の環状エラストマーば
ね２８をハブ１６と内側円筒１８との間に連結して流体
室２４の他部を形成する。

内側円筒１８を同心に囲む外側円筒２０を部品１２に固
着する。第３の環状エラストマーばね２８を内側円筒１
８と外側円筒２０との間に連結して第２の環状流体室３
０の一部を形成する。第４の環状エラストマーばね３２
を内側円筒１日と外側円筒２０との間に連結して流体室
３０の他部を形成する。

第１の環状電極３４をハブ１６の外周に取付は流体室２
４に露出させる。第１の電極３４はハブ１６から電気的
の絶縁する。第１の電極３４は導線３８を経て電気エネ
ルギ源３６の負の端子に電気的に接続可能とする。第２
の環状？！ｉ撓４０を内側円筒１８の内周に取付け、流
体室２４に露出させる。第２の電極４０は内側円筒１８
から電気的に絶縁する。第２の電極４０は導線４２を経
て電気エネルギ源３６の正の端子に電気的に接続可能と
する。

第３の環状電極４４を内側円筒１８の外周に取付は流体
室３０に露出させる。第３の電極４４は内側円筒１８か
ら電気的に絶縁する。第３の電極は導線４８を経て電気
エネルギ源４６の正の端子に電気的に接続可能とする。

第４の環状電極５０を外側円筒２０の内周に取付け、流
体室３０の露出させる。第４の電極５０は外側円筒２０
から電気的に絶縁する。第４の電極５０は導線５７を経
て電気エネルギ源４６の負の端子に電気的に接続可能と
する。

第１第２の電極３４　、４０を電気エネルギ源３６に接
続すれば第１の電極３４と第２の電極４０との間に電位
が生ずる。第１第２の電極３４．４０間に電界が形成さ
れる。電界又は磁界に応答する流体１例えば電気レオロ
ジー流体又は磁性流体を流体室２４に充填する。電気レ
オロジー流体は二相材料であり。

流通抵抗は流体に作用する電界の関数として変化する。

磁性流体は二相材料であり、流通抵抗は流体に作用する
磁界の関数として変化する。簡単のために、以後は電気
レオロジー流体のみに関して説明する。

電気レオロジー流体に作用する電界は第１第２の電極３
４　、４０間の電位に比例する力を有する。電気レオロ
ジー流体の流通抵抗は流体室２４内の流体を横切って作
用する電界の力に比例する。即ち。

電気エネルギ源３６の電圧が変化すれば、電気レオロジ
ー流体の流通抵抗は変化する。

同様に、第３第４の電１ｉ４４．５０が電気エネルギ源
４６に電気的に接続されれば、第３の電極４４と第４の
電極５０との間に電位が形成される。第３第４の電極４
４．５０間に電界が生ずる。流体室３０内に電気レオロ
ジー流体を充填する。電界は電気レオロジー流体に作用
し、第３第４の電極４４．５０間の電位に比例した力を
有する。電気レオロジー流体の流通抵抗は流体室３０内
の流体を横切って作用する電界の力に比例する。即ち、
電気エネルギ源４６の電圧が変化すれば流体室３０内の
電気レオロジー流体の流通抵抗は変化する。

流体室２４　、３０の一方の電気レオロジー流体の流通
抵抗が変化すれば、ばね１０のばね特性は変化する。流
体室２４．３０の一方内の流体の流通抵抗が減少すれば
、ばね１０のばね率は増加する。かくしてばね１０のば
ね特性は流体室２４内の流体に作用する電界及び流体室
３０内の流体に作用する電界に応答して変化し制御され
る。

流体室２４内の流体に作用する電界の力を変化する方法
として、第１の電極３４と第２の電極４０間の電位を変
化させる。流体室２４内の流体に作用する電界の力を変
化する他の方法は第１の電極３４と第２の電極４０との
間の距離を変化させる。更に、対向関係にある第１の電
極３４と第２の電極４０の面積を変化させて電界の寸法
を変更する。第１第２の電極３４．４０間の距離又は対
向関係の第１第２の電極３４．４０の面積の変化のため
には、ハブ１６を内側円筒１８に対して動かす。

第１第２の電極３４．４０間の距離が増加すれば流体室
２４内の電気レオロジー流体を横切って作用する電界の
力は減少する。同様に、第１第２の電極３４　、４０間
の距離が減少すれば流体室２４内の電気レオロジー流体
に作用する電界の力は増加する。かくして、流体室２４
内の電気レオロジー流体の流通抵抗は、第１第２の電ｉ
３４．４０間の距離が増加すれば減少し、距離が減少す
れば増加する０、第１第２の電極３４　、４０間の対向
関係の面積が増加すれば流体室２４内の電気レオロジー
流体を横切って作用する電界の寸法は増加する。同様に
して第１第２の電極３４　、４０間の対向関係の面積が
減少すれば流体室２４を横切って作用する電界の寸法は
減少する。かくして、流体室２４内の電気レオロジー流
体の流通抵抗は第１第２の電極３４．４０間の対向関係
の面積が増加すれば増加し９面積が減少すれば減少する
。

同様にして、流体室３０内の流体に作用する電界の力を
変化する方法として、第３の電極４４と第４の電極５０
間の電位を変化させる。流体室３０内の流体に作用する
電界の力を変化する池の方法は第３の電極４４と第４の
電極５０との間の距離を変化させる。更に、対向関係に
ある第３の電極４４と第４の電極５０の面積を変化させ
て電界の寸法を変更させる。第３第４の電極４４．５０
間の距離又は対向関係の第３第４の電極４４．５０の面
積の変化のためには外側円筒２０を内側円筒１８に対し
て動かす。

第３第４の電極４４．５０間の距離が増加すれば流体室
３０内の電気レオロジー流体を横切って作用する電界の
力は減少する。同様に、第３第４の電極４４．５０間の
距離が減少すれば流体室３０内の電気レオロジー流体に
作用する電界の力は増加する。かくして、流体室３０内
の電気レオロジー流体の流通抵抗は、第３第４の電極４
４．５０間の距離が増加すれば減少し、距離が減少すれ
ば増加する。

第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積が増加す
れば流体室３０内の電気レオロジー流体を横切って作用
する電界の寸法は増加する。同様にして第３第４の電極
４４．５０間の対向関係の面積が減少すれば流体室３０
を横切って作用する電界の寸法は減少する。かくして、
流体室３０内の電気レオロジー流体の流通抵抗は第３第
４の電極４４．５０間の対向関係の面積が増加すれば増
加し１面積が減少すれば減少する。

第１図に示す通り、ばねｌＯは部品１２．１４間に連結
され、互いに垂直の所要相対位置にある０部品１４に固
着されたハブ１６と部品１２に固着された外側円筒２０
は圧縮伸長ストローク間相対可動であり。

部品１２．１４の相対運動に可撓性に抵抗する０部品１
２、１４が互いに近接した時にハブ１６と外側円筒２０
とは相対運動して圧縮ストロークを行う０部品１２、１
４が互いに離れる時にハブ１６と外側円筒２０とは相対
運動して伸長ストロークを行う、４（固のエラストマー
ばね２２．２６，２８．３２はハブ１６と外側円筒２０
の相対運動に可撓性に抵抗する。

エラストマーばね２２．２６．２８．３２の弾性特性と
。

所定の瞬間に流体室２４．３０内に生ずる電界とはばね
１０のばね特性を定める。各流体室２４　、３０内に生
ずる電界は各個に調節可能である。こればばね１０のば
ね率と負荷支持容量とを比較的広い範囲で関節できる。

ばね１０は圧縮ストロークによって第１図の平衡位置か
ら第３図の位置となり、ハブ１６は外側円筒２０内に軸
線方向に入る。圧縮ストローク間に各種の作動が生ずる
。部品１２．１４は互いに近接する。

外側円筒２０は部品１２に固着されるため、ハブ１６に
連結された部品１４が部品１２の方向に動く。ハブ１６
は外側円筒２０内に軸線方向に動く。ハブ１６と内側円
筒１８との間の２個のエラストマーばね２２．２６は軸
線方向に変形する。同様に９両エラストマーばね２８．
３２は内側円ｆｌ１８と外側円筒２０との間で軸線方向
に変形する。

ハブ１６と内側円筒１８との間のエラストマーばね２２
、２６が軸線方向に変形すれば、流体室２４の形状は変
化する。圧縮ストローク間、流体室２４の流体の容積は
一定である。゛流体室２４の形状が変化するが第１第２
の電極３４．４０の距離は変化しない。第１．３図に示
す通り、この距離をｄとする。同時に流体室２４内の第
１第２の電極３４　、４０の対向関係の面積は増加する
。第１図に示すばねｌＯの初期条件では第１第２の電ｉ
３４．４０間の対向関係の面積はＡである。ばね１０が
圧縮された時は第１第２の電極３４．４０の対向関係の
面積は第３図のＡ１となる。

第１第２の電極３４　、４０間の対向関係の面積が増加
すれば流体室内の流体を横切って作用する電界の寸法は
増加する０作用電界が増加すれば流体室２４内の流体の
流通抵抗は増加する。流体室２４内の流体の流通抵抗が
増加すれば１部品１２，１４．の相対運動に対する抵抗
は増加する。かくして、圧縮ストローク間に流体室２４
の形状が変化すれば１部品１２、１４の相対運動に対す
る抵抗は増加する。

更に、内側円筒１８と外側円筒２０との間のエラストマ
ーばね２８　、３２が軸線方向に変形すれば、流体室３
０の形状は変化する。圧縮ストローク間、流体室３０の
流体の容積は一定である。流体室３０の形状が変化する
が第３第４の電極４４．５０の距離は変化しない、第１
．３図に示す通り、この距離をｅとする。同時に流体室
３０内の第３第４の電極４４　、５０の対向関係の面積
は増加する。第１図に示すばね１０の初期条件では第３
第４の電極４４．５０間の対向関係の面積はＢである。

ばね１０が圧縮された時は第３第４の電ＷＡ４４．５０
の対向関係の面積は第３図のＢｌとなる。

第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積が増加す
れば流体室内の流体を横切って作用する電界の寸法は増
加する０作用電界が増加すれば流体室３０内の流体の流
通抵抗は増加する。流体室３０内の流体の流通抵抗が増
加すれば１部品１２．１４の相対運動に対する抵抗は増
加する。かくして、圧縮ストローク間に流体室３０の形
状が変化すれば１部品１２、１４の相対運動に対する抵
抗は増加する。

ばねｌＯの戻りストローク間にエラストマーばね２２、
２６．２８．３２の弾性はばね１０を第３図の状態から
第１図の初期平衡条件に向けて押圧する。ハブ１６は外
側円筒２０から外方に動く、ばねｌＯが第３図の圧縮条
件から伸長する時に流体室２４の形状は変化する。ｉｉ
体室２４の流体の容積は一定であるや第１第２の電極３
４　、４０間の距［ｄは一定である。同時に第１第２の
電極３４　、４０間の対向関係の面積は減少する。

第１第２の電極３４　、４０間の対向関係の面積が減少
すれば流体室２４内の流体を横切って作用する電界の寸
法は減少する。流体室２４内の電気レオロジー流体の流
通抵抗は減少する。流体室２４内の流体の流通抵抗が減
少すれば１部品１２．１４の相対運動に対する抵抗は減
少する。かくして、ばねｌＯが第３図の圧縮条件から戻
る時に部品１２．１４の相対運動に対する抵抗は減少す
る。抵抗は引続き減少しばね１０が第１図の初期条件と
なり、第１第２の電極３４　、４０間の対向関係の面積
はＡに戻る。

ばねｌＯが第３図の圧縮条件から伸長する時に流体室３
０の形状は変化する。流体室３０の流体の容積は一定で
ある。第３第４の電極４４．５０間の距離ｅは一定であ
る。同時に第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面
積は減少する。

第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積が減少す
れば流体室３０内の流体を横切って作用する電界の寸法
は減少する。流体室３０内の電気レオロジー流体の流通
抵抗は減少する。流体室３０内の流体の流通抵抗が減少
すれば１部品１２．１４の相対運動に対する抵抗は減少
する。かくして、ばね１０が第３図の圧縮条件から戻る
時に部品１２．１４の相対運動に対する抵抗は減少する
。抵抗は引続き減少しばね１０が第１図の初期条件とな
り、第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積はＢ
に戻る。

第１図に示す条件から第４図の条件への伸長ストローク
の間にハブ１６は外側円筒２０に対して軸線方向外方に
動く０部品１２．１４は離れる。外側円筒２０は部品１
２に固着されるため、ハブ１６に連結された部品１４が
部品１２から離れる。ハブ１６は外側円筒２０から軸線
方向外方に動く。エラストマーばね２２　、２６はハブ
１６と内側円筒１８との間で伸長する。

同時にエラストマーばね２Ｂ、３２は内側円筒１８と外
側円筒２０との間で伸長する。

ばね２２．２６がハブ１６と内側円筒１８との間で伸長
すれば流体室２４の形１には変化する。伸長ストローク
間に流体室２４の容積は一定である。第１第２の電極３
４．４０間の距離ｄは一定である。同時に第１第２の電
極３４．４０の対向関係の面積は減少する。

この面積は第１図に示す面積Ａから第４図に示す面＄１
Ａ２に減少する。

第１第２の電極３４．４０間の対向関係の面積が減少す
れば、１５ｉＥ体室２４内の流体を横切って作用する電
界の寸法は減少する。即ら、伸長ストローク間に流体室
２４内の流体の流通抵抗は減少する。流体室２４内の流
体の流通抵抗が減少すれば９部品１２゜１４の相対運動
に対する抵抗は減少する。かくして伸長ストローク間に
流体室２４の形状が変化すれば部品１２．１４の相対運
動に対する抵抗は減少する。

更に、エラストマーばね２Ｂ、３２が内側円筒１８と外
側円筒２０との間で伸長すれば流体室３０の形状は変化
する。伸長ストローク間に流体室３０の容積は一定であ
る。同時に第３第４の電極４４．５０の対向関係の面積
は減少する。この面積は第１図に示す面積Ｂから第４図
に示す面積Ｂ２に減少する。

第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積が減少す
れば、流体室３０内の流体を横切って作用する電界の寸
法は減少する。即ち、伸長ストローク間に流体室３０内
の流体の流通抵抗は減少する。流体室３０内の流体の流
通抵抗が減少すれば１部品１２゜ｔ４の相対運動に対す
る抵抗は減少する。かくして伸長ストローク間に流体室
３０の形状が変化すれば部品１２．１４の相対連動に対
する抵抗は減少する。

か（して、ばね１０の伸長間に部品１２．１４の相対運
動に対する抵抗は減少する。ばね１０が第４図の条件に
伸長した後に、４１１１のエラストマーばね２２゜２６
．２８．３２の弾性はばね１０を第１図の初期条件に戻
す。

本発明のばねｌＯの上述の説明は圧縮伸長であるが、ば
ね１０は他の運動にも抵抗する。第５図はばね１０の角
度変形即ち傾斜条件を示す、ばねｌＯが第５図の角度変
形条件になれば、エラストマーばね２２の一側６２は圧
縮され、他側６４は伸長する。エラストマーばね２６の
一側６６は伸長し他側６８は圧縮される。エラストマー
ばね２８の一側７０は圧縮され他側７２は伸長する。エ
ラストマーばね３２の一側７４は伸長し他側７６は圧縮
される。

更に、ばね１０が角度変形すれば流体室２４の形状は変
化する。流体室２４の形状は第５図に示す形状に変化す
る。第１の電極３４の第２の電極４０に対する位置は変
化する。流体室２４の異なる部分での電界の寸法は増加
又は減少し、′ｔｉＬ体室２４の特定部分の第１の電橋
３４の第２の電極４０に対する位置に応じて変化する。

この結果、流体室２４の特定の部分内の流体の流通抵抗
は増加し又は減少する。

更に、ばねｌＯが角度変形すれば流体室３０の形状は変
化する。流体室３０の形状は第５図に示す形状に変化す
る。第３の電極４４の第４の電極５０に対する位置は変
化する。流体室３０の異なる部分での電界の寸法は増加
又は減少し、流体室３０の特定部分の第３の電極４４の
第４の電極５０に対する位置に応じて変化する。この結
果、流体室３０の特定の部分内の流体の流通抵抗は増加
し又は減少する。

かくして、ばねｌＯは連結された部品１２．１４の相対
運動に抵抗する。電気レオロジー流体の流通抵抗即ち部
品１２．１４の相対運動に対する抵抗は部品１２．１４
間の運動量に応答して変化する。ばねｌＯが第５図に示
す角度変形条件に変形した後に４個のエラストマーばね
２２．２６．２８．３２の弾性はばねｌＯを第１図の初
期平衡条件に戻す。

第６図に示すばねｌＯは横方向に圧縮される０部品１２
．１４が横方向に相対変位すればばねｌＯは横方向に圧
縮される。エラストマーばね２２の一側６２は圧縮され
他側６４は伸長する。エラストマーばね２６の一側６６
は圧縮され他側６８は伸長する。同様に。

エラストマーばね２８の一側７０は圧縮され他側７２は
伸長する。エラストマーばね３２の一側７４は圧縮され
他側７６は伸長する。

ばねｌＯが横方向に圧縮された時に流体室２４の形状は
変化する。流体室２４の一部８０では第１の電極３４は
第２の電極４０の方向に動く。流体室２４の一部８０で
は第１第２の電極３４．４０間の対向関係の面積は変化
しない、流体室２４の一部８０の第１第２の電極３４．
４０間の距離は減少する。第１図に示す距離ｄは第６図
の距離ｄ１に減少する。流体室２４の一部８０では第１
第２の電極３４．４０が近接するため電界の寸法は増加
する。流体室２４の一部８０では流体の流通抵抗は増加
する。

流体室２４の他部７８では第１の電極３４は第２の電極
４０から離れる。流体室の部分７８内の第１第２の電極
３４　、４０の対向関係の面積は変化しない、流体室２
４の部分７８内の第１第２の電極３４．４０の距離は増
加する。第１図に示す距離ｄは第６図の距離ｄ２に増加
する。流体室２４の部分７８では第１第２の電極３４　
、４０の距離が増加するため電界の寸法は減少する。流
体室２４の部分７８では流体の流通抵抗は減少する。

ばねｌＯが横方向に圧縮された時に流体室３０の形状は
変化する。流体室３０の一部９４では第３の電極４４は
第４の電極５０の方向に動く、流体室３０の一部９４で
は第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積は変化
しない、流体室３０の一部９４の第３第４の電極４４．
５０間の距離は減少する。第１図に示す距離ｅは第６図
の距離ａｔに減少する。流体室３０の一部９４では第３
第４の電極４４．５０が近接するため電界の寸法は増加
する。流体室３０の一部９４では流体の流通抵抗は増加
する。

流体室３０の他部９２では第３の電極４４は第４の電極
５０から離れる。流体室の部分９２内の第３第４の電極
４４．５０の対向関係の面積は変化しない、流体室３０
の部分９２内の第３第４の電極４４．５０の距離は増加
する。第１図に示す距離ｅは第６図の距離ｅ２ご４噌加
する。流体室３０の部分９２では第３第４の電極４４，
５０の距離が増加するため電界の寸法は減少する。流体
室３０の部分９２では流体の流通抵抗は減少する。

ばね１０はばね１０に連結された部品１２．１４の相対
運動に抵抗する。電気レオロジー流体の流通抵抗即ち部
品１２．１４の相対運動に対する抵抗は部品１２．１４
の相対運動量に応答して変化する。ばね１０が横方向に
圧縮されて第６図の条件になった後は４個のエラストマ
ーばね２２，２６，２８．３２の弾性はばねｌＯを第１
図に示す初期平衡条件に戻す。

第７図はばね１０に長手方向中心線を中心として捩り負
荷を作用した状態を示す、この条件ではＡブ１６は外側
円筒２０に対して長手方向中心軸線を中心として回動す
る。この相対運動が生じた時は。

ハブ１６の外周に連結されたエラストマーばね２２の内
周が内側円筒１８の内周に連結されたエラストマーばね
２２の外周に対してばねｌＯの長手方向中心軸線を中心
として反対方向に回動する。同様にノ１ブ１６の外周に
連結されたエラストマーばね２６の内周は内側円筒１８
の内周に連結されたエラストマーばね２６の外周に対し
て反対方向にばね１０の長手方向中心軸線を中心として
回動する。かくしてばね１０に捩り負荷が作用した時に
エラストマーばね２２゜２６は変形する。流体とエラス
トマーばね２２，２６の間の抗力効果がエラストマーば
ね２２　、２６の変形に抵抗する。

更に、ばねＸＯに候り負荷が作用した時は、内側円筒１
８の外周に連結されたエラストマーばね２８の内周が外
側円筒２０の内周に連結されたエラストマーばね２８の
外周に対してばね１０の長手方向中心軸線を中心として
反対方向に回動する。内側円筒１８の外周に連結された
エラストマーばね３２の内周は外側円筒２０の内周に連
結されたエラストマーばね３２の外周に対して反対方向
にばねｌＯの長手方向中心軸線を中心として回動する。

かくしてばね１０に捩り負荷が作用した時にエラストマ
ーばね２Ｂ、　３２は変形する。流体とエラストマーば
ね２８．３２の間の抗力効果がエラストマーばね２８，
３２の変形に抵抗する。

ばね１０が捩り負荷を受けて第７図の状態になつた時は
、第１第２の電極３４．４０間の対向関係の面積は変化
しない。流体室２４内の第１第２の電極３４．４０間の
距離は変化しない、この結果、流体室２４内の第１第２
の電極３４　、４０間の電界の強度は変化しない、同様
に、第３第４の電極４４．５０間の対向関係の面積は変
化しない。流体室３０内の第３第４の電極４４．５０間
の距離は変化しない、この結果流体室３０内の第３第４
の電極４４．５０間の電界の強度は変化しない。かくし
て１部品１２．１４の相対捩り運動に対する抵抗は４個
のエラストマーばね２２．２６，２８．３２の抵抗と、
流体室２４内の流体の抗力効果と、流体室３０内の流体
の抗力効果とによって生ずる。ばね１０ｆＪｌｉり負荷
を受けた後は、エラストマーばね２２，２６．２８．３
２の弾性がばね１０奄第１図の初期平衡条件に戻す。

上述の説明によって明らかにされた通り１本発明のばね
ｌＯは軸線負荷、角度負荷、横負荷、捩り負荷又はこの
組合せに対して抵抗する。第８図に示すばねｌＯは軸線
方向の圧縮と横圧縮との組合せ条件にある。第８図のば
ねｌＯの条件では流体室２４の部分７８内の第１第２の
電極３４　、４０間の対向関係の面積はばねｌＯが第１
図の初期条件にある時よりも大きい、流体室２４の部分
７日の内の第１第２の電極３４．４０間の距離は大きい
。流体室２４の部分８０内の対向関係の面積は大きい、
流体室２４の部分８０内の第１第２の電極３４　、４０
間の距離は小さい。

同様に流体室３０の部分９４内の第３第４の電極４４．
５０間の対向関係の面積はばね１０が第１図の初期条件
にある時よりも大きい、流体室３０の部分９４内の第３
第４の電極４４．５０間の距離は小さい、流体室３０の
部分９２内の第３第４の電極４４．５０間の対向関係の
面積は大きい。流体室３０の部分９２内の第３第４の電
極４４．５０間の距離は大きい。

夫々の流体室２４　、３０の夫々の部分の電界の強度は
各部分の電極間の距離と対向関係の面積の関数として変
化する。流体の流通抵抗１部品１２．１４の相対運動に
対する抵抗は前述の通り電界強度の関数として変化する
。流体室２４内の流体の流通抵抗流体室３０内の流体の
流通抵抗を変化させてばね１０を動的に調節し負荷条件
の大きな範囲に適合させる。ばね１０が軸線方向横方向
に圧縮された後は４個のエラストマーばね２２，２６，
２８．３２の弾性がばね１０を第１図の初期平衡条件に
戻す。

好適な例で、電気入力信号に応答して電極３４゜４０．
４４．５０に供給する電圧を制御すればばねＩＯのばね
特性を更に制御できる。この電気入力信号はばねｌＯの
高さ又はばね１０の横位置等のばね作動条件を示す。こ
の制御を行う制御回路は第９図に示される。２１１１の
制御回路１００，１０２を電気エネルギ源１０４に接続
する。

制御回路１００はセンサ１０６からのばね作動条件を示
す電気入力信号を監視する。この電気入力信号に応答し
て制御回路１００は導線１０８．１１０の高電圧信号を
制御する。導線１０８は第１の電ｗＡ３４に電気的に接
続し、導線１１０は第２の電極４０に電気的に接続する
。第１第２の電極３４．４０に供給する高電圧信号は所
要のばね作動条件を変化させ、又は維持する。

同様に、制御回路１０２はセンサ１１２からのばね作動
条件を示す電気入力信号を監視する。この電気入力信号
に応答して制御回路１０２は導線１１４゜１１６の高電
圧信号を制御する。導線１１４は第３の電極４４に電気
的に接続し、導線１１６は第４の電極５０に電気的に接
続する。第３第４の電極４４．５０に供給する高電圧信
号は所要のばね作動条件を変化させ、又は維持する。

この結果、ばね特性はばね作動条件、即ち第１第２の電
極３４．４０の相対位置、第３第４の電極４４．５０の
相対位置、４個のエラストマーばね２２゜２６．２８．
３２の弾性特性の関数として変化する。ある瞬間におけ
る流体室２４の所定部分の流体の流通抵抗は第１第２の
電極３４　、４０に供給される電圧信号と流体室２４の
特定位置における第１第２の電橋３４、４０の相対位置
によって定まる。同様にある瞬間における流体室３０の
所定部分の流体の流通抵抗は第３第４の電極４４　、５
０の供給される電圧信号と流体室３０の特定位置におけ
る第３第４の電極４４゜５０の相対位置によって定まる
。かくして、各流体室２４　、３０の夫々の電気レオロ
ジー流体の流通抵抗を制御すればばねＩＯの軟いばね率
と最大の負荷支持容量をｆｌられる。

好適な例で、ばね１０の一端に圧力室を設ける。

この実施例を第１０図に示す。第１０図の実施例は第１
−８図の実施例とほぼ同様であるため、同じ符号に添字
ａを付して示す。

ばね１０ａは円筒部材２２０を有し９部材２２０の内周
の一部に流体室３０を画成する。エラストマーばね２８
ａの外周を部材２２０の内周に連結する。エラストマー
ばね３２ａの外周を部材２２０の内周に連結する。第４
の電極５０ａを部材２２０の内周に取付ける。流体室３
０ａの一部は部材２２０が画成する。

部材２２０の一部は室を形成しエラストマーの袋２００
によって２部分の分割される。第１の掌部分２０２は部
材２２０と袋２００によって画成されガス室を形成する
。掌部分２０２に所要のガス、例えば空気を部材２２０
のボート２０５に取付けた弁組立体２０６を経て充填す
る。他の掌部分２０４は袋２００部材２２０ハブ１６ａ
エラストマーばね２６ａエラストマーばね３２ａによっ
て画成される。掌部分２０４は部材２２０の他のボート
２０７に取付けた他の弁組立体２０８を経て所要の流体
を充填する。

ばね１０ａの圧縮ストローク間、ハブ１６ａは部材２２
０に向けて軸線方向に動く、室部骨２０２と室部骨２０
４の圧力は増加する。エラストマーばね２２ａ。

２６ａ　、　２８ａ　、　３２ａの弾性、室部骨２０２
内の圧力、室部骨２０４内の圧力はばね１０ａを緩徐に
圧縮する。

本発明は各種の変型が可能であり、実施例並びに図面は
例示であって発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のばねの初期平衡条件を示す断面図、第
２図は第１図の２−２線に沿う断面図、第３図は第１図
のばねの軸線方向圧縮条件を示す断面図、第４図は第１
図のばねの軸線方向伸長条件を示す断面図、第５図は第
１図のばねの相対角度条件を示す断面図、第６図は第１
図のばねの横圧縮条件を示す断面図、第７図は第２図の
ばねの捩り負荷条件を示す断面図、第８図は第１図のば
ねの軸線方向横方向組合せ圧縮条件を示す断面図。第、９図は第１図のばねに組合せる制御回路のブロンク
線図、第１Ｏ図は一端に圧力室を有するばねの実施例を
示す断面図である。ｌＯ９，ばね　１２．１４．、、部品　１６６．ハブ１
８０．内側円筒　２０６．外側円筒２２．２６．２８，３２．、、エラストマーばね２４．
３０．、、流体室　３４，４０，４４，５０．、、電極
３６．４６．、、電気エネルギ源　１００．１０２．、
、制御回路１１２、、、センサ　２００　、　、　、エ
ラストマー袋２０２．２０４．、、流体室（外４名）

Claims

【特許請求の範囲】１、相対可動部品間に連結して部品の相対運動に抵抗す
るばねであって、流体に作用するエネルギ界に応答して変化する流通特性
を有する流体を充填した複数のシールした流体室を備え
、該複数のシールした流体室の少なくとも一部は夫々の
エラストマー部材によって画成され、該複数のシールした流体室内の流体の流通特性を夫々別
個に制御する手段を備えることを特徴とするばね。２、相対可動部品間に連結して部品の相対運動に抵抗す
るばねであって、第１の電位に接続可能の第１の電極と、第２の電位に接続可能の第２の電極とを備え、第１の電
極が第１の電位に接続され第２の電極が第２の電位に接
続された時に第１第２の電極間にエネルギ界を形成し、第１の電極と第２の電極との間に少なくとも部分的に室
を画成する可撓性手段を備え、流体に作用するエネルギ
界に応答して変化する流通特性を有する流体を該室に充
填し、流体の流通抵抗を第１第２の電極間のエネルギ界
の強度の関数として変化させ、第１第２の電極を支持して第１第２の電極が第１の対向
面積を有する第１の位置と第１第２の電極が第１の面積
より大きい第２の対向面積を有する他の位置との間に相
対運動させる支持手段を備え、第１第２の電極の対向面
積が増加すれば第１第２の電極間のエネルギ界の強度が
増加することを特徴とするばね。３、相対可動部品間に連結して部品の相対運動に抵抗す
るばねであって、流体に作用するエネルギ界に応答して変化する流通特性
を有する流体を充填したシールした流体室を画成し、少
なくとも一部は該室を画成し部品の相対運動に際して該
室の形状変化可能として可撓壁手段を含む手段を備え、流体の流通抵抗を流体に作用するエネルギ界の関数とし
て可変とし、室が形状を変化させる時に流体は流れて形
状を変化して部品の相対運動に抵抗し、流体にエネルギ界を作用させるために夫々第１第２の電
位に接続可能の第１第２の電極を備え、第１第２の電極
を支持して第１第２の電極が第１の対向面積を有する第
１の位置と第１第２の電極が第１の面積より大きい第２
の対向面積を有する他の位置との間に相対運動させる支
持手段を備え、第１第２の電極の対向面積が増加すれば
第１第２の電極間のエネルギ界の強度が増加することを
特徴とするばね。