JPH02203036A - 電気粘性流体使用装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、電気粘性流体の見掛は上の粘度を印加電圧で
増減制御して、所定の機能を得るようにした電気粘性流
体使用装置に係り、特に流体温度の上昇による電気粘性
流体の抵抗値の低下に起因して惹起される消費電流の増
大を抑制して、電源等の保護を図るための技術に関する
ものである。

（背景技術） 電気粘性流体は、電界の作用の有無、或いは作用する電
界の大きさによって見掛は上の粘度が変化する流体であ
り、印加電圧の制御によってその見掛は上の粘度（以下
、単に粘度という）を増減制御ｎできることから、近年
、防振装置やショックアブソーバ、流体バルブ或いはア
クチュエータ等において、その特異な性質を利用して種
々の機能を得る試みが為されている。

ところで、かかる防振装置やショックアブソーバ、流体
バルブ或いはアクチエエータ等の、電気粘性流体を用い
た装置（以下、電気粘性流体使用装置と総称する）にお
いては、電気粘性流体を挟んで電気的に対向するように
電極が設けられて、それら電極間に印加される電圧が制
御されることによって、電気粘性流体の粘度が増減制御
されることとなるが、かかる電気粘性流体使用装置に用
いられる電気粘性流体は、一般に、その流体温度が高く
なると、その流体温度の上昇に伴って電気抵抗値が急激
に低下し、その電気抵抗値の低下によって電流密度が増
大すると、その電流密度の増大化に伴って自己発熱して
、その流体温度が更に上昇し、そのような循環の繰り返
しによって消費電流の著しい増大を招くといった性質を
有していることから、電気粘性流体の流体温度が高くな
り得るような形態で用いられる電気粘性流体使用装置に
あっては、電気粘性流体の流体温度が高くなった場合に
おいて、電源の消費電流が実質的に無制限に増大して、
電源の過負荷を招き、かかる過負荷現象によってｔａや
その周辺機器に支障を来すといった問題があった。

（解決課題） 本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり
、その解決すべき課題とするところは、防振装置、ショ
ックアブソーバ、流体バルブ、アクチュエータ２　トル
ク伝達装置等の電気粘性流体を使用した電気粘性流体使
用装置において、たとえ電気粘性流体の流体温度が高く
なって、電気粘性流体の抵抗値が著しく低減するような
ことがあっても、電源の消費電流が無制限に増大するよ
うなことを良好に抑制して、１１源の過負荷現象を良好
に回避し、もってかかる電源の過負荷現象によって１ｉ
源やその周辺機器等に支障が生じないようにする技術を
確立することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、前述の如き、電気粘性流体を挾んで電気的に対向す
るように電極を設け、該電極に対する電圧の印加状態を
制御して、該電気粘性流体の粘度を実質的に増減せしめ
ることにより、所定の機能を得るようにした電気粘性流
体使用装置において、前記電極のそれぞれを導電率の低
い所定厚さの絶縁材料で被覆して、所定の抵抗値を有す
る抵抗層を各電極表面に形成せしめ、流体温度の上昇に
よる前記電気粘性流体の抵抗値の低減に起因する消費電
流の増大を、かかる抵抗層の電気抵抗に基づいて抑制せ
しめるようにしたのである。

（作用および効果） かかる本発明に従う電気粘性流体使用装置にあっては、
電気粘性流体の流体温度が高くなって、その電気抵抗値
が著しく小さくなっても、電気粘性流体を挟んで電気的
に対向する電極間には、電気抵抗を有する抵抗層が存在
するため、電源の消費電流はその抵抗層の電気抵抗に基
づいてその最大値が規制されることとなる。従って、そ
のときの消費電力が電源の許容容量以下に収まるように
、５その抵抗層の抵抗値、すなわちその抵抗層の厚さを
設定すれば、電気粘性流体の電気抵抗値の低下による消
費電力の増大に起因して電源が過負荷になることが良好
に防止され、その過負荷現象によって電源やその周辺機
器に支障を来すようなことが良好に回避されることとな
る。つまり、これによって、電気粘性流体使用装置の信
輔性が大幅に向上され得ることとなるのである。

また、本発明に従う電気粘性流体使用装置によれば、前
述のように、抵抗層の抵抗値の設定によって最大消費電
流、ひいては最大消費電力を規定できることから、電源
の小容量化並びに小型化を図れるといった利点があり、
また流体温度上昇時において、電気粘性流体の電流密度
の激増を良好に抑制できると共に、電流密度の増大によ
る自己発熱を抑制して、電気粘性流体の熱暴走を良好に
回避でき、更には、電気粘性流体の抵抗値の低下に伴っ
て電気粘性流体に印加される電圧を実質的に低下できる
ことから、電気粘性流体の見掛は上の粘度を大幅に安定
化して、電気粘性流体使用装置の所期の機能をより安定
して得ることができるといった利点もある。

しかも、本発明によれば、各電極が抵抗層で被覆されて
、各電極と電気粘性′流体との接触が防止されるように
なっているため、電気粘性流体中の水分によって電極が
腐食せしめられたり、電気粘性流体との接触によって電
極が摩耗せしめられるようなことが未然に回避されて、
電極の寿命、ひいては電気粘性流体使用装置の寿命が大
幅に向上するといった利点もある。

（実施例） 以下、本発明をより一１具体的に明らかにするために、
電気粘性流体に対する電界の作用状態を切換制御するこ
とによって、異なる防振特性が要求される同一周波数域
のアイドリング振動とシェイク振動とを共に有効に防振
し得るようにした自動車用エンジンマウントに本発明を
適用した場合について、その一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

先ず、第１図には、本発明に従う電気粘性流体使用装置
としての自動車用エンジンマウントの一例が示されてい
る。そこにおいて、ｌＯは、ブロック状を呈する上側支
持金具であり、また１２は、上方に開口した有底円筒形
状を呈する下側支持金具であって、上下で対向するよう
に互いに同心的に配置され、環状のゴム弾性体１４を介
して弾性的に連結せしめられている。そして、上側支持
金具１０の上面には、該金具１０をエンジン側に固定す
るための取付ボルト１６が立設されており、また下側支
持金具１２の底壁部には、該金具１２を車体側に固定す
るための取付ボルト１８が立設せしめられている。

下側支持金具１２は、その底部を構成する底部金具２０
と、その開口部を構成する開口部金具２２と、それらの
間に介装された２個のスペーサ金具２４．２６とから成
っている。そして、かかる下側支持金具１２の底部金具
２０と下側のスペーサ金具２６との間で周縁部を流体密
に挟持されて、ゴム弾性膜からなるダイヤフラム２８が
配設され、かかるダイヤフラム２８と前記ゴム弾性体１
４間において密閉空間が形成されて、かかる密閉空間内
に、電界の作用によって粘度が実質的に変化する所定の
電気粘性流体３０が封入せしめられている。

なお、第１図において、３１は、周縁部を開口部金具２
２とスペーサ金具２４との間で流体密に挟持されてゴム
弾性体１４の内面部位に一体的に設けられたＮＢＲ等か
らなる保護ゴム膜であり、電気粘性流体３０からゴム弾
性体１４を保護するために設けられている。

電気粘性流体３０が封入された密閉空間内には、外周縁
部を前記スペーサ金具２４．２６間で流体密に挟持され
て、環状のオリフィス形成部材３２が配設されており、
またかかるオリフィス形成部材３２の内周面に形成され
た環状溝にて周縁部を板厚方向に所定量移動可能に保持
されて、円板状の可動板３６が配設されている。そして
、かかる可動板３６によって、前記電気粘性流体３０を
収容する密閉空間が、ゴム弾性体１４側の受圧室３８と
ダイヤフラム２８例の平衡室４０とに仕切られている。

可動板３６を保持するオリフィス形成部材３２は、フッ
ソ樹脂等、電気粘性流体３０に対して実質的に電気絶縁
材料と認められ得る、通常、体積抵抗率が１０１ＳΩｃ
ｍ程度以上の耐有機溶媒性の材料からなる上オリフィス
形成部材４２．下オリフィス形成部材４４．内側封止部
材４６および外側封止部材４８が、一体内に組み付けら
れて構成されたものであり、その内部に環状の空間を備
えている。そして、第２図に示されているように、上オ
リフィス形成部材４２と下オリフィス形成部材４４との
互いに異なる位相位置にそれぞれ通孔５０．５２が形成
されて、該環状空間内に前記受圧室３８と平衡室４０と
を連通ずる長短二つのオリフィス通路５４．５６が形成
されており、それら二つのオリフィス通路５４．５６を
通じて受圧室３８および平衡室４０内の電気粘性流体３
０が相互に流動され得るようになっている。

そして、ここでは、第１図に示されているように、流路
長の短い側のオリフィス通路５６内において、上下で対
向する壁面に、一定の距離を隔てて対向する状態で、オ
リフィス通路５６の略全長にわたって一対の板状電極５
８．６０が配設され、それら板状電極５８．６０に昇圧
装置（電源）６２が接続されて、それら電極５８．６０
間に所定の直流高電圧が印加され得るようになっている
と共に、第３図に示されているように、各電極５８゜６
０をそれぞれ同一厚さで覆う状態で、フェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、絶縁フェス、マイカ或
いはセラミックス等の、導電率の低い絶縁材料からなる
所定抵抗値の抵抗層６４゜６６が配設され、流体温度の
上昇によって電気粘性流体３０の電気抵抗値が著しく低
下した場合にあっても、昇圧装置６２め消費電流、すな
わち消費電力が、それら抵抗層６４．６６の電気抵抗に
基づいて昇圧装置６２の許容容量以下に抑えられるよう
になっている。なお、抵抗Ｊ１６４．６６は、各電極５
８．６０に対して、それぞれの材料に応じた手法で被覆
せしめられることとなる。

このようなエンジンマウントにおいては、電極５８．６
０間に電圧が印加されない状態では、オリフィス通路５
６内に位置する電気粘性流体３゜に対して電界が作用さ
れることはなく、オリフィス通路５６内に位置する電気
粘性流体３０の粘度は、オリフィス通路５４内に位置す
る電気粘性流体３０のそれと同様に、低く維持される。

従って、かかる電圧無印加状態では、電気粘性流体３０
は主として、流動抵抗の小さいオリフィス通路５６を通
過させられることとなる。

一方、電極５８．６０間に電圧が印加されると、オリフ
ィス通路５６内に位置する電気粘性流体３０の粘度が実
質的に（見掛は上）著しく大きくなって、オリフィス通
路５６の流動抵抗が著しく増大する。従って、この場合
には、電気粘性流体３０は主として流路長の長いオリフ
ィス通路５４を通過せしめられるようになる。

つまり、かかるエンジンマウントにおいては、電極５８
．６０への電圧の印加状態を制御することにより、電気
粘性流体３０が通過するオリフィス通路を実質的に任意
に選択できるのであり、従って、オリフィス通路５４を
アイドリング振動およびシェイク振動の発生周波数域（
１０〜３０　Ｈ２程度）にチューニングする一方、オリ
フィス通路５６をその周波数域よりも高い周波数域にチ
ューニングして、自動車走行時とアイドリンク時におい
てそれら電極５８．６０への電圧の印加状態を切換制御
するよ・うにすれば、アイドリンク時において低減衰、
高動バネ特性を達成してアイドリング振動を良好に遮断
できると共に、走行時において高減衰、低動バネ特性を
達成して、シェイク振動を良好に減衰し得るのであり、
これによって異なる防振特性が要求される同一周波数域
のアイドリング振動とシェイク振動とに対して共に良好
な防振効果が発揮されることとなるのである。

なお、かかるエンジンマウントにおいては、前記可動板
３６の板厚方向への移動に基づいて、こもり音等の高周
波数域の振動が良好に遮断されることとなる。

ところで、前記電気粘性流体３０は、その流体温度が上
がる七、電気抵抗値が著しく低下し、例えば常温時のそ
れの２桁以下にも小さくなる。従って、抵抗層６４．６
６が存在しない場合には、電気粘性流体３０の流体温度
上昇時において、電極５８．６０間の電気抵抗が著しく
低下することになって、昇圧装置６２の出力電流（消費
電流）が著しく増大し、昇圧装置６２の許容容量よりも
その消費電力が増大するようになって過負荷現象を惹起
し、その過負荷現象によって昇圧装置６２、更にはその
周縁機器を損傷させる恐れが生じる。

しかしながら、本実施例のエンジンマウントにおいては
、前述のように、電極５８．６０をそれぞれ覆う状態で
抵抗ｊｉ６４．６６が配設され、それら抵抗層６４．６
６の電気抵抗が電極５８，６０間に介在させられた状態
となっているため、たとえ電気粘性流体３０の電気抵抗
値が著しく小さくなった場合にあっても、電極５８．６
０間の電気抵抗、すなわち昇圧装置６２の負荷抵抗が抵
抗層６４．６６の電気抵抗値以下になることはなく、そ
の出力電流（消費電流）も抵抗層６４．６６の電気抵抗
値で規定される電流値以下に抑制されることとなる。従
って、昇圧装置６２の出力電流が実質的に無制限に増大
することによって昇圧装置６２が過負荷になるようなこ
とが良好に回避され、その過負荷現象によって昇圧装置
ｔ６２やその周辺機器が損傷せしめられるようなことも
良好に回避されることとなる。

また、本実施例のエンジンマウントにおいては、上述の
ように、抵抗層６４．６６によって昇圧装置６２の最大
消費電流（最大消費電力）が規定されることから、消費
電流が実質的に無制限に増大することを考慮して昇圧装
置（電源）６２を大容量化する必要がなく、それ故、昇
圧装置６２を有利に小容量化・小型化できるといった利
点があるのであり、またその最大消費電流の規制によっ
て電気粘性流体３０の電流密度が無制限に増大するよう
なことが良好に抑制されると共に、その電流密度の増大
化に伴う電気粘性流体３０の自己発熱による熱暴走が良
好に回避され、更には電気粘性流体３０の電気抵抗値の
低下によってかかる電気粘性流体３０に対する印加電圧
が実質的に低下せしめられることから、電気粘性流体３
０の流体温度上昇時の見掛は上の粘度、ひいては電気粘
性流体３０の流体温度上昇時における電圧印加時のエン
ジンマウントの防振特性が、大幅に安定化せしめられる
といった利点もあるのである。

更に、本実施例のエンジンマウントにおいては、前述の
ように、電極５８．６０の表面がそれぞれ抵抗層６４．
６６で覆われて、電極５８．６０が電気粘性流体３０と
直接接触しないようにされていることから、電気粘性流
体３０中の水分によって電極５８．６０が早期に腐食せ
しめられたり、電気粘性流体３０中の微粉粒子との接触
によって、電極５８．６０が摩耗せしめられたりするよ
うなことが未然に回避されるのであり、従って電極５８
．６０の寿命が大幅に向上して、エンジンマウントの寿
命を大幅に向上することが可能になるといった利点もあ
るのである。

なお、前記抵抗層６４．６６の抵抗値は、電気粘性流体
３０の特性等によっても異なるが、それがあまり大き過
ぎると、常温時におけるそれら抵抗層６４．６６の分担
電圧が大幅に大きくなり、常温状態の電気粘性流体３０
に所期の電圧を印加するために、昇圧装置６２の出力電
圧を著しく大きくしなければならないといった不具合を
生じ、またそれが小さ過ぎると、電気粘性流体３０の流
体温度が高（なって、その電気抵抗値が小さくなったと
き、消費電流を小さく抑えることが困難となる二七から
、通常は、電気粘性流体３０の流体温度が最高温度使用
時にある場合のｔ掻５Ｂ、６０間に位置する電気粘性流
体３０の電気抵抗値の０．１〜１０倍程度に、より好ま
しくは、１〜５倍程度に設定されることとなる。つまり
、抵抗値がそれらの範囲の大きさとなるように、各抵抗
層６４．６６の厚さが設定されるのである。

以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、これは文
字通りの例示であり、本発明が、かかる具体例に限定し
て解釈されるべきものではなく、その趣旨を逸脱しない
範囲内において、種々なる変更１修正、改良等を施した
態様で実施できることは、言うまでもないところである
。

例えば、前記実施例では、抵抗７８６４．６６の厚さが
同一とされていたが、それら抵抗層６４゜６６の厚さは
必ずしも同一である必要はなく、またそれら抵抗層６４
．６６を互いに異なる絶縁材料で構成するようにするこ
とも可能であり、更には、それら抵抗層６４．６６を各
電極５８．６０の互いに対向する面にだけ設けるように
することも可能である。

また、本発明は、必ずしも例示の構造のエンジンマウン
トに限定されるものではなく、例示の構造のエンジンマ
ウント以外の電気粘性流体を用いたエンジンマウントや
、エンジンマウント以外の電気粘性流体使用装置、例え
ばショックバブソーバや流体バルブ、或いはアクチエエ
ータやＩ・ルク伝達装置等に本発明を適用することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う電気粘性流体使用装置の一例と
してのエンジンマウントを示す断面説明図であり、第２
図は、第１図のエンジンマウントのオリフィス形成部材
と可動板との組立体を示す平面図であり、第３図は、第
１図のエンジンマウントの電極構造を説明するための断
面図である。 ３０：電気粘性流体　　５８，６０：電極６２：昇圧装
置（電源） ８４．６６：抵抗層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電気粘性流体を挟んで電気的に対向するように電極を設
   け、該電極に対する電圧の印加状態を制御して、該電気
   粘性流体の粘度を実質的に増減せしめることにより、所
   定の機能を得るようにした電気粘性流体使用装置におい
   て、 前記電極のそれぞれを導電率の低い所定厚さの絶縁材料
   で被覆して、所定の抵抗値を有する抵抗層を各電極表面
   に形成せしめ、流体温度の上昇による前記電気粘性流体
   の抵抗値の低減に起因する消費電流の増大を、かかる抵
   抗層の電気抵抗に基づいて抑制せしめるようにしたこと
   を特徴とする電気粘性流体使用装置。