JPH07190128A

JPH07190128A - 振動制御用ダンパー

Info

Publication number: JPH07190128A
Application number: JP33736693A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Suzuki; 重信鈴木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】大型建造物にも適用可能で、且つ、耐久性の
良好な、電気粘性流体を用いたピストン型振動制御用ダ
ンパーを提供する。【構成】ピストン型振動制御用ダンパー１０のシリン
ダ１４とピストン１２は相対的に移動可能にシール部１
６によってシールされている。電気粘性流体１８はピス
トン１２周囲のシリンダ１４内に満たされており、弾性
体からなるシート（弾性体隔壁）２０によって電気粘性
流体１８領域を形成している。一方、実質的に粉体を含
有しない流体２２が満たされている領域は、シリンダ１
４中のシリンダ端壁近傍に形成されており、互いの領域
は弾性体隔壁２０によって隔絶され流体同志が混合しな
いようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気粘性流体を用いた
振動制御用ダンパー、詳しくは、大型建造物への使用に
適し、耐久性に優れたピストン型の振動制御用ダンパー
に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築、土木分野においては、建築物等の
固定構造物の地震動や風による振動を低減するために、
免震構造や振動制御構造の開発、実用化が進められてい
る。近年、電気粘性流体と呼ばれる、電気制御によりそ
の粘弾性特性を大きく、しかも、可逆的に変化しうる物
質を用いた振動制御用ダンパーが開発されており、自動
車や家電製品への適用が検討されている。これらは、電
気制御により、所望の粘度が得られ、振動制御性能を調
整しうるため、種々の分野への適用期待される。しかし
ながら、電気粘性流体を用いた振動制御用ダンパーは、
流体中に炭素質粉体を含有することから、高圧下で長期
間使用すると、内部の粉体により、シール部分が劣化す
る虞があるため、大型建造物等に適用することは困難で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明の目
的は、大型建造物にも適用可能で、且つ、耐久性の良好
な、電気粘性流体を用いたピストン型振動制御用ダンパ
ーを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のピストン型振動
制御用ダンパーは、炭素質粉体を電気絶縁性を有する油
状媒体中に分散させた電気粘性流体を用いたピストン型
振動制御用ダンパーにおいて、シリンダーのシール部
と、電気粘性流体が存在する領域との間に、実質的に粉
体を含有しない流体領域を介在させたことを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】本発明のピストン型振動制御用ダンパーは、シ
リンダーのシール部と、電気粘性流体が存在する領域と
の間に、実質的に粉体を含有しない流体領域を介在させ
たため、高い圧力がかかっても、粉体がシール部に直接
接触することはなく、粉体に起因するシール部の劣化を
防止することができるため、耐久性に優れている。高圧
下での耐久性に優れるため、大型建造物等に好ましく用
いることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を具体例を挙げて詳細に説明す
る。

【０００７】図１は、本発明のピストン型振動制御用ダ
ンパーの一態様を示す概略断面図である。ピストン型振
動制御用ダンパー１０のシリンダ１４とピストン１２は
相対的に移動可能にシール部１６によってシールされて
いる。電気粘性流体１８はピストン１２周囲のシリンダ
１４内に満たされており、弾性体からなるシート（弾性
体隔壁）２０によって電気粘性流体１８領域を形成して
いる。一方、実質的に粉体を含有しない流体２２が満た
されている領域は、シリンダ１４中のシリンダ端壁近傍
に形成されており、互いの領域は弾性体隔壁２０によっ
て隔絶され、２種の流体が混合しないようになってい
る。

【０００８】本発明のピストン型振動制御用ダンパーに
用いる電気粘性流体１８は、炭素質粉体を電気絶縁性を
有する油状媒体中に分散させたものであり、好適な炭素
質粉体としては、炭素含有量８０〜９７重量％のものが
好ましく、特に好ましくは８５〜９５重量％である。ま
た、炭素質粉体のＣ／Ｈ比（炭素／水素原子比）は、
１．２〜５のものが好ましく、特に好ましくは２〜４で
ある。粉体の形状は任意であるが、真球状の形状をなす
ものが、耐久性の観点から好ましい。

【０００９】本発明のピストン型振動制御用ダンパーに
用いる電気粘性流体用粉体のとして好適な前記Ｃ／Ｈ比
を有する具体的材料としては、コールタールピッチ、石
油系ピッチ、ポリ塩化ビニルを熱分解して得られるピッ
チ等を微粉砕したもの、それらのピッチ又はタール成分
を加熱処理して得られる各種メソフェーズからなる微粉
末、すなわち、加熱により形成される光学的異方性小球
体（球晶又はメソフェーズ小球体）を溶剤でピッチ成分
を溶解し、分別することによって得られる微粉末さらに
それを微粉砕したもの、ピッチ原料を加熱処理によりバ
ルクメソフェーズ（例えば、特開昭５９−３０８８７号
記載のもの）とし、それを微粉砕したもの、また、一部
晶質化したピッチを微粉砕したもの、さらに、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を
低温で炭化したものなどのいわゆる低温処理炭素微粉末
が例示され、さらに、無煙炭、瀝青炭等の石炭類及びそ
の熱処理物を微粉砕したもの、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン又はポリスチレン等の炭化水素系、ビニル系高分
子とポリ塩化ビニル又はポリ塩化ビニリデン等の塩素含
有高分子との混合物を加圧下で加熱することによって得
られる炭素球、セルロース球、不飽和ポリエステル球等
が挙げられる。

【００１０】粉体粒子の粒径は、平均直径が約０．０１
〜１００μｍであり、好ましくは０．１〜２０μｍさら
に好ましくは０．５〜５μｍの範囲である。

【００１１】分散媒である電気絶縁性を有する油状媒体
としては、８０℃における体積抵抗率が１０¹¹Ω・ｍ以
上のものが好ましく、特に１０¹³Ω・ｍ以上のものが好
ましい。具体的には、例えば、炭化水素油、エステル系
油、芳香族系油、シリコーン油等が挙げられる。これら
は単独で用いても、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。これのうち、ゴム状の弾性を有する材料や各種高分
子材料と直接接触させて用いても劣化を起こさないとい
う観点から、ジメチルポリシロキサンやメチルフェニル
ポリシロキサンの如きシリコーン油が好ましく用いられ
る。これらの油状媒体が前記イオン性の不純物を含有し
ている場合、８０℃における体積抵抗率が１０¹¹Ω・ｍ
以上の絶縁特性を得るのが困難となる。

【００１２】電気絶縁性を有する油状媒体は、その粘度
が２５℃において０．６５〜５００センチストークス、
好ましくは５〜２００センチストークス、さらに好まし
くは１０〜５０センチストークスのものが用いられる。
好適な粘度の分散媒を用いることにより、分散質である
粉体を効率よく安定に分散させることができる。油状媒
体の粘度が５００センチストークスを超えると電気粘性
流体の初期粘度が高くなり、電気粘性効果による粘度変
化が小さくなる。また、０．６５センチストークス未満
であると、揮発しやすくなり、分散媒の安定性が悪化す
る。

【００１３】前記炭素質粉体を電気絶縁性を有する前記
油状媒体中に分散させることにより、電気粘性流体を得
るものであるが、電気粘性流体中に、分散質である炭素
質粉体は１〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％
含有され、分散媒である油状媒体は９９〜４０重量％、
好ましくは８０〜５０重量％含有される。分散質の量が
１重量％未満であると電気粘性効果が小さく、６０重量
％を超えると電圧を印加しないときの初期粘度が著しく
高くなる。

【００１４】本発明においては、実質的に粉体を含有し
ない流体２２とは、不純物としての許容値を超える粉体
を実質的に含まないことが必要があるが、通常のピスト
ン型振動制御用ダンパーに用いられる非圧縮性流体であ
れば何れも用いることができ、例えば、オイル、高分子
流体等を用いうる。具体的には、例えば、石油系オイ
ル、水−グリコール（難燃性流体）等が挙げられる。

【００１５】電気粘性流体１８領域と実質的に粉体を含
有しない流体（以下、非圧縮性流体と称する）２２領域
とを隔絶する弾性体隔壁２０に用いられる材料は、伸縮
性を有し、破断強度及び耐久性に優れていることが必要
であり、加えて、電気粘性流体１８及び非圧縮性流体２
２に対して化学的に安定であることが必要である。具体
的には、例えば、ブチルゴム、シリコンゴム、ニトリル
ブタジエンゴム、オレフィン系樹脂等の高分子材料が挙
げられる。

【００１６】シール部１６は、通常のピストン型振動制
御用ダンパーに用いられるパッキンの如きものを用いれ
ばよい。

【００１７】この構造によれば、減衰性能を損なうこと
なく、シール部の摩耗が少ない減衰装置を実現すること
ができる。

【００１８】図２は、図１に示すピストン型振動制御用
ダンパーのピストン１２に右側の方向に応力が加わった
状態を示す断面図である。応力が加わった状態において
も、弾性体隔壁２０の伸縮によって、電気粘性流体１８
と非圧縮性流体２２の混合は起こらず、シール部１６に
電気粘性流体１８中の粉体による摩耗は起こらず、シー
ル部１６の耐久性を損なうことはない。また、流体の圧
力はシリンダ１４で負担できるため、高圧で使用するこ
とができ、大容量ダンパーの実現が可能である。弾性体
隔壁２０は液体の動きに追従するのみで、高圧を負荷さ
れることはない。さらに、本構造では、常にピストンの
移動量に比例した流量が確保できるため、小ストローク
領域でも、本来の優れた減衰性能を発現することができ
る。

【００１９】図３（ａ）乃至図３（ｄ）は、本発明のピ
ストン型振動制御用ダンパーの変形例である。ピストン
１２の形状や電極２４の位置はこのように、構成要素が
本発明の条件を満たしている限りにおいて任意に選択す
ることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明のピストン型振動制御用ダンパー
は、前記の如く、大型建造物にも適用可能で、且つ、耐
久性にに優れるという効果を示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピストン型振動制御用ダンパーの一態
様を示す概略断面図である。

【図２】図１のピストン型振動制御用ダンパーに応力が
加わった状態を示す概略断面図である。

【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明のピストン型振動
制御用ダンパーの他の態様を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０ピストン型振動制御用ダンパー１２ピストン１６シール部１８電気粘性流体２２実質的に粉体を含有しない流体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素質粉体を電気絶縁性を有する油状媒
体中に分散させた電気粘性流体を用いたピストン型振動
制御用ダンパーにおいて、シリンダーのシール部と、電気粘性流体が存在する領域
との間に、実質的に粉体を含有しない流体領域を介在さ
せたことを特徴とするピストン型振動制御用ダンパー。