JPH08247203A - 電気粘性流体緩衝器 - Google Patents
電気粘性流体緩衝器Info
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- JPH08247203A JPH08247203A JP8996895A JP8996895A JPH08247203A JP H08247203 A JPH08247203 A JP H08247203A JP 8996895 A JP8996895 A JP 8996895A JP 8996895 A JP8996895 A JP 8996895A JP H08247203 A JPH08247203 A JP H08247203A
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- Japan
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- orifice
- cylinder
- chamber
- piston rod
- hollow piston
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
- B66B5/28—Buffer-stops for cars, cages, or skips
- B66B5/282—Structure thereof
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は，流体を用いた緩衝器に関し，とくに
衝突質量変化に対する緩衝器の抵抗力特性及び衝突物体
の減速度の特性の改善を図ったものである． 【構成】シリンダとこれと摺動し得る中空ピストンロッ
ドとを有し，該シリンダの端壁内側にはメータリングピ
ンが設けられており，上記中空ピストンロッドにはこれ
と対応してオリフィス孔が設けられていると共に，摺動
自在なフリーピストンによって少なくとも２つの室に区
切られており，一方の室はシリンダと連通しており，そ
の室の内部には正と負の電極があり，これら電極の間隙
によって電極間オリフィスを形成すると共に，他方の室
は気体室になっており，さらに前記正と負の電極にはシ
リンダ及び中空ピストンロッドに加わる質量に応じた電
圧を印加するための電源装置があり，作動流体として電
圧によって粘性が変化する電気粘性流体を用いることと
する．
衝突質量変化に対する緩衝器の抵抗力特性及び衝突物体
の減速度の特性の改善を図ったものである． 【構成】シリンダとこれと摺動し得る中空ピストンロッ
ドとを有し，該シリンダの端壁内側にはメータリングピ
ンが設けられており，上記中空ピストンロッドにはこれ
と対応してオリフィス孔が設けられていると共に，摺動
自在なフリーピストンによって少なくとも２つの室に区
切られており，一方の室はシリンダと連通しており，そ
の室の内部には正と負の電極があり，これら電極の間隙
によって電極間オリフィスを形成すると共に，他方の室
は気体室になっており，さらに前記正と負の電極にはシ
リンダ及び中空ピストンロッドに加わる質量に応じた電
圧を印加するための電源装置があり，作動流体として電
圧によって粘性が変化する電気粘性流体を用いることと
する．
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，鉄道車両の連結器，航
空機の着陸装置，エレベータ落下時の緩衝装置などに応
用されている流体を用いた緩衝器に関し，とくに緩衝器
の衝突質量変化に対する緩衝器の抵抗力特性及び衝突物
体の減速度の特性の改善を図ったものである．
空機の着陸装置，エレベータ落下時の緩衝装置などに応
用されている流体を用いた緩衝器に関し，とくに緩衝器
の衝突質量変化に対する緩衝器の抵抗力特性及び衝突物
体の減速度の特性の改善を図ったものである．
【０００２】
【従来の技術】上記分野に応用されている緩衝器は，い
ずれの場合も衝突物体に生じる減速度をできるだけ軽減
するように衝突エネルギを吸収する能力を持たなければ
ならない．この種の緩衝器は，そのほとんどがシリンダ
とピストンの摺動による面積可変のオリフィスを有する
構造であり，その抵抗力は動圧による抵抗力と復元ばね
による抵抗力を組み合わせたもの，もしくは動圧による
抵抗力のみによるもので，衝突物体の質量・速度を想定
して，この条件下で面積可変のオリフィスの面積を決定
し，衝突条件に合わせて抵抗力−ストロークの特性を自
由に設計できるという利点がある．
ずれの場合も衝突物体に生じる減速度をできるだけ軽減
するように衝突エネルギを吸収する能力を持たなければ
ならない．この種の緩衝器は，そのほとんどがシリンダ
とピストンの摺動による面積可変のオリフィスを有する
構造であり，その抵抗力は動圧による抵抗力と復元ばね
による抵抗力を組み合わせたもの，もしくは動圧による
抵抗力のみによるもので，衝突物体の質量・速度を想定
して，この条件下で面積可変のオリフィスの面積を決定
し，衝突条件に合わせて抵抗力−ストロークの特性を自
由に設計できるという利点がある．
【０００３】しかしながら，動圧による抵抗力はシリン
ダに対するピストンの相対変位に依存する動圧抵抗係数
と，同じくピストンの相対速度の二乗との積で表される
ため，衝突直後の抵抗力は，衝突速度のみに依存して，
衝突物体の質量の大小にかかわりなく同一であり，した
がって軽量物体の減速度は重量物体のそれよりも著しく
高くなるという本質的な欠点があった．
ダに対するピストンの相対変位に依存する動圧抵抗係数
と，同じくピストンの相対速度の二乗との積で表される
ため，衝突直後の抵抗力は，衝突速度のみに依存して，
衝突物体の質量の大小にかかわりなく同一であり，した
がって軽量物体の減速度は重量物体のそれよりも著しく
高くなるという本質的な欠点があった．
【０００４】すなわち，従来の技術では，図２に流体を
用いた従来の緩衝器の抵抗力特性を示した線図の実線で
示したように，軽量物体の抵抗力は，ストローク開始点
では，破線で示した重量物体の場合の一定抵抗力と同一
であるものの，ストロークの増加と共に減少する．した
がって，図３に流体を用いた従来の緩衝器における衝突
物体の減速度波形を示した線図において，実線で示した
ように，軽量物体の減速度は破線で示した重量物体の一
定の減速度とは対照的に，ストローク開始から著しく大
きく，その後急激に減少するのである．
用いた従来の緩衝器の抵抗力特性を示した線図の実線で
示したように，軽量物体の抵抗力は，ストローク開始点
では，破線で示した重量物体の場合の一定抵抗力と同一
であるものの，ストロークの増加と共に減少する．した
がって，図３に流体を用いた従来の緩衝器における衝突
物体の減速度波形を示した線図において，実線で示した
ように，軽量物体の減速度は破線で示した重量物体の一
定の減速度とは対照的に，ストローク開始から著しく大
きく，その後急激に減少するのである．
【０００５】ところで，緩衝器の設置の実例では，緩衝
器に取り付けられた緩衝ゴムなどの緩衝体や衝突物体そ
のものの弾性によるエネルギ吸収によって，衝突直後の
緩衝器の抵抗力は軽量物体の場合の方が重量物体の場合
よりもいくぶん低下するが，緩衝器の本質的な欠点は改
善されてはいない．
器に取り付けられた緩衝ゴムなどの緩衝体や衝突物体そ
のものの弾性によるエネルギ吸収によって，衝突直後の
緩衝器の抵抗力は軽量物体の場合の方が重量物体の場合
よりもいくぶん低下するが，緩衝器の本質的な欠点は改
善されてはいない．
【０００６】また，近年，電気粘性流体（Ｐ−ＳＣ２２
１電気粘性流体とその応用に関する研究分科会 成果報
告書 １９９４ 日本機械学会発行）という電圧を印加
することよってその粘性が変化する性質を利用して作動
流体に用いた振動減衰のダンパの例えば，特開平４−２
１９５３６）があるが，この場合の抵抗力は，ダンパ内
に設けた電極を電気粘性流体が通る際の粘性による抵抗
力と電極に電圧を印加した場合の電気粘性流体の粘性変
化による抵抗力の変化を応用したものである．しかし，
電圧を印加しない場合の粘性の抵抗力は，温度に依存す
る電気粘性流体粘性係数に比例するため，温度の変化に
よって変化してしまう．この温度による抵抗力の変化を
印加電圧による電気粘性流体の粘性の変化の性質を利用
して補正することもできるが，前記性質による抵抗力の
最大値は，電気粘性流体の降伏せん断応力と電極に印加
しうる最大電圧によって制限されるので，温度変化の補
正にこの抵抗力を充てることは，緩衝器の容量，すなわ
ち最大吸収エネルギ量を減ずることとなる．
１電気粘性流体とその応用に関する研究分科会 成果報
告書 １９９４ 日本機械学会発行）という電圧を印加
することよってその粘性が変化する性質を利用して作動
流体に用いた振動減衰のダンパの例えば，特開平４−２
１９５３６）があるが，この場合の抵抗力は，ダンパ内
に設けた電極を電気粘性流体が通る際の粘性による抵抗
力と電極に電圧を印加した場合の電気粘性流体の粘性変
化による抵抗力の変化を応用したものである．しかし，
電圧を印加しない場合の粘性の抵抗力は，温度に依存す
る電気粘性流体粘性係数に比例するため，温度の変化に
よって変化してしまう．この温度による抵抗力の変化を
印加電圧による電気粘性流体の粘性の変化の性質を利用
して補正することもできるが，前記性質による抵抗力の
最大値は，電気粘性流体の降伏せん断応力と電極に印加
しうる最大電圧によって制限されるので，温度変化の補
正にこの抵抗力を充てることは，緩衝器の容量，すなわ
ち最大吸収エネルギ量を減ずることとなる．
【０００７】一方，流体を用いた従来の緩衝器における
動圧による抵抗力は温度変化の影響を受けないので，温
度変化の影響をできるだけ少なくするには，粘性，動圧
の抵抗力の中で動圧の抵抗力の占める割合をできるだけ
大きくすることが肝要となる．
動圧による抵抗力は温度変化の影響を受けないので，温
度変化の影響をできるだけ少なくするには，粘性，動圧
の抵抗力の中で動圧の抵抗力の占める割合をできるだけ
大きくすることが肝要となる．
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこの点
の解決にあり，衝突速度が同一であれば衝突物体の質量
の大小にかかわりなく物体の減速度を理論的最低限度値
に近づけることによって軽量物体の減速度の著しい改善
を図るところにある．
の解決にあり，衝突速度が同一であれば衝突物体の質量
の大小にかかわりなく物体の減速度を理論的最低限度値
に近づけることによって軽量物体の減速度の著しい改善
を図るところにある．
【０００９】
【課題を解決するための手段】シリンダとこれと摺動し
得る中空ピストンロッドとを有し，該シリンダの端壁内
側にはメータリングピンが設けられており，上記中空ピ
ストンロッドにはこれと対応してオリフィス孔が設けら
れていると共に，摺動自在なフリーピストンによって少
なくとも２つの室に区切られており，一方の室はシリン
ダ室と連通しており，その室の内部には正と負の電極が
あり，これら電極の間隙によって電極間オリフィスを形
成すると共に，他方の室は気体室になっており，さらに
前記正と負の電極にはシリンダ及び中空ピストンロッド
に加わる質量に応じた電圧を印加するための電源装置が
あり，作動流体として電圧によって粘性が変化する電気
粘性流体を用いたことを特徴とするものである．
得る中空ピストンロッドとを有し，該シリンダの端壁内
側にはメータリングピンが設けられており，上記中空ピ
ストンロッドにはこれと対応してオリフィス孔が設けら
れていると共に，摺動自在なフリーピストンによって少
なくとも２つの室に区切られており，一方の室はシリン
ダ室と連通しており，その室の内部には正と負の電極が
あり，これら電極の間隙によって電極間オリフィスを形
成すると共に，他方の室は気体室になっており，さらに
前記正と負の電極にはシリンダ及び中空ピストンロッド
に加わる質量に応じた電圧を印加するための電源装置が
あり，作動流体として電圧によって粘性が変化する電気
粘性流体を用いたことを特徴とするものである．
【００１０】
【作用】請求項１で記載した構成によって動きを説明す
る．まず，衝突前に衝突物体の質量を事前に検知してお
く．ここで，検知した衝突物体の質量が予め設定した最
軽量物体と同様であれば，電源装置より電極には電圧は
印加しない．しかし最軽量物体よりも重い場合であれ
ば，電源装置より質量に応じた電圧を電極に印加する．
そして衝突物が緩衝器に衝突した時，中空ピストンロッ
ドはシリンダに対し変位を生じ，シリンダ内を満たして
いる電気粘性流体は，オリフィス孔を通り，続いて電極
間オリフィスを通る．そして電極間オリフィスを通った
電気粘性流体によりフリーピストンが移動する．
る．まず，衝突前に衝突物体の質量を事前に検知してお
く．ここで，検知した衝突物体の質量が予め設定した最
軽量物体と同様であれば，電源装置より電極には電圧は
印加しない．しかし最軽量物体よりも重い場合であれ
ば，電源装置より質量に応じた電圧を電極に印加する．
そして衝突物が緩衝器に衝突した時，中空ピストンロッ
ドはシリンダに対し変位を生じ，シリンダ内を満たして
いる電気粘性流体は，オリフィス孔を通り，続いて電極
間オリフィスを通る．そして電極間オリフィスを通った
電気粘性流体によりフリーピストンが移動する．
【００１１】このとき，まずオリフィス孔を電気粘性流
体が通る際に生じる動圧による抵抗力が発生し，電極間
オリフィスを通る際に粘性による抵抗力が発生する．こ
こで，事前に検知した衝突物体の質量が最軽量物体より
も重い場合であれば，電極に印加された電圧によって電
気粘性流体の粘性が変化し，これによる抵抗力がさらに
得られるようになる．
体が通る際に生じる動圧による抵抗力が発生し，電極間
オリフィスを通る際に粘性による抵抗力が発生する．こ
こで，事前に検知した衝突物体の質量が最軽量物体より
も重い場合であれば，電極に印加された電圧によって電
気粘性流体の粘性が変化し，これによる抵抗力がさらに
得られるようになる．
【００１２】すなわち，図４に本発明における緩衝器の
抵抗力特性を示した線図において，最軽量物体の衝突時
では，緩衝器の抵抗力は，細い実線で示したように，一
点鎖線で示す動圧抵抗力，二点鎖線で示す粘性抵抗力，
そして点線で示す復元ばねによる抵抗力の三つの和の抵
抗力となる．なお，オリフィスはこの最軽量物体の衝突
時に，図５の本発明による緩衝器の衝突物体の減速度特
性を示した線図において，減速度が理論的最低限度の一
定値にできる限り近づくように設定する．
抵抗力特性を示した線図において，最軽量物体の衝突時
では，緩衝器の抵抗力は，細い実線で示したように，一
点鎖線で示す動圧抵抗力，二点鎖線で示す粘性抵抗力，
そして点線で示す復元ばねによる抵抗力の三つの和の抵
抗力となる．なお，オリフィスはこの最軽量物体の衝突
時に，図５の本発明による緩衝器の衝突物体の減速度特
性を示した線図において，減速度が理論的最低限度の一
定値にできる限り近づくように設定する．
【００１３】そして，最軽量物体よりも重い物体の時
は，抵抗力は，太い実線で示すように，破線で示す電気
粘性流体の粘性の変化による抵抗力を前記の細い実線で
示す三つの和の抵抗力に加えた抵抗力となる．つまり，
物体の質量変化分の抵抗力を電気粘性流体の粘性の変化
による抵抗力で補正する．このとき印加する電圧は，衝
突物体の質量に応じて，補正されるべき抵抗力となるよ
うに設定する．
は，抵抗力は，太い実線で示すように，破線で示す電気
粘性流体の粘性の変化による抵抗力を前記の細い実線で
示す三つの和の抵抗力に加えた抵抗力となる．つまり，
物体の質量変化分の抵抗力を電気粘性流体の粘性の変化
による抵抗力で補正する．このとき印加する電圧は，衝
突物体の質量に応じて，補正されるべき抵抗力となるよ
うに設定する．
【００１４】
【実施例】以下，図示した実施例の最軽量物体と最重量
物体の質量比が１：２でのシミュレーション計算結果に
基づいてこの発明を詳細に説明する．本発明の第１の実
施例を図１の断面図を参照して説明する．図１における
緩衝器は，１はシリンダ，２はメータリングピン，３は
中空ピストンロッド，６は電極，８はフリーピストン，
Ｅは電源装置，Ｄは質量検知装置である．
物体の質量比が１：２でのシミュレーション計算結果に
基づいてこの発明を詳細に説明する．本発明の第１の実
施例を図１の断面図を参照して説明する．図１における
緩衝器は，１はシリンダ，２はメータリングピン，３は
中空ピストンロッド，６は電極，８はフリーピストン，
Ｅは電源装置，Ｄは質量検知装置である．
【００１５】電気粘性流体を満たしたシリンダ１の内端
部中心に下方にいくにつれて径が太くなっているメータ
リングピン２を固定し，同じくシリンダ１の内部で摺動
し得る中空ピストンロッド３のピストン部３ａの中心部
にオリフィス孔４を設け，このオリフィス孔４の内周と
下方にいくにつれて径が太くなっているメータリングピ
ン２の外周との間隙で面積可変オリフィス５を形成す
る．この面積可変オリフィス５は最軽量物体衝突時を想
定して減速度が理論的最低限度の一定値にできる限り近
づくよう設定する．中空ピストンロッド３には内部に中
空ピストンロッド３の外周面と同心円状に正と負の円筒
の電極６を交互に配し｛図１（ｂ）参照｝，この電極６
に質量検知装置Ｄと結ばれる電源装置Ｅを電線Ｅ１，Ｅ
２で結ぶ．なお，この質量検知装置Ｄは必ずしも必要で
はなく，操作員が中空ピストンロッド３に加わる質量に
応じて操作してもよい．
部中心に下方にいくにつれて径が太くなっているメータ
リングピン２を固定し，同じくシリンダ１の内部で摺動
し得る中空ピストンロッド３のピストン部３ａの中心部
にオリフィス孔４を設け，このオリフィス孔４の内周と
下方にいくにつれて径が太くなっているメータリングピ
ン２の外周との間隙で面積可変オリフィス５を形成す
る．この面積可変オリフィス５は最軽量物体衝突時を想
定して減速度が理論的最低限度の一定値にできる限り近
づくよう設定する．中空ピストンロッド３には内部に中
空ピストンロッド３の外周面と同心円状に正と負の円筒
の電極６を交互に配し｛図１（ｂ）参照｝，この電極６
に質量検知装置Ｄと結ばれる電源装置Ｅを電線Ｅ１，Ｅ
２で結ぶ．なお，この質量検知装置Ｄは必ずしも必要で
はなく，操作員が中空ピストンロッド３に加わる質量に
応じて操作してもよい．
【００１６】またこの正と負の電極６の間隙によって電
極間オリフィス７を形成する｛図１（ｂ），（ｃ）参
照｝．また電極６と面積可変オリフィス５との間に，面
積可変オリフィス５から流出した電気粘性流体が電極間
オリフィス７へと流入するためのピストン部前室Ｒ１を
設けると共に，中空ピストンロッド３の作動時にメータ
リングピン２が電極６に当たらないための逃げ室Ｒ２を
設ける．さらに電極６の後方に摺動自在なフリーピスト
ン８を配して，電極間オリフィス７と連通する側の室を
リザーバ室Ｒ３とし，もう一方の側の室は加圧気体Ｇに
よる附勢下に設けるものとする．
極間オリフィス７を形成する｛図１（ｂ），（ｃ）参
照｝．また電極６と面積可変オリフィス５との間に，面
積可変オリフィス５から流出した電気粘性流体が電極間
オリフィス７へと流入するためのピストン部前室Ｒ１を
設けると共に，中空ピストンロッド３の作動時にメータ
リングピン２が電極６に当たらないための逃げ室Ｒ２を
設ける．さらに電極６の後方に摺動自在なフリーピスト
ン８を配して，電極間オリフィス７と連通する側の室を
リザーバ室Ｒ３とし，もう一方の側の室は加圧気体Ｇに
よる附勢下に設けるものとする．
【００１７】該緩衝器の作動時を説明すると，まず，質
量検知装置Ｄで衝突物体の質量を検知する．ここで，検
知した衝突物体の質量が予め設定した最軽量物体と同様
であれば，電源装置Ｅに信号は行かず，電源装置Ｅから
電極６には電圧は印加されない．しかし最重量物体の場
合であれば，検知装置Ｄからの信号を電源装置Ｅに通信
して信号に基づいて質量に応じた電圧を電極６に印加さ
せる．そして衝突物が緩衝体９に衝突した時，中空ピス
トンロッド３が押し下げられ，シリンダ１内を満たして
いる電気粘性流体は面積可変オリフィス５を通ってピス
トン部前室Ｒ１に流入する．このとき，動圧による抵抗
力が発生する．
量検知装置Ｄで衝突物体の質量を検知する．ここで，検
知した衝突物体の質量が予め設定した最軽量物体と同様
であれば，電源装置Ｅに信号は行かず，電源装置Ｅから
電極６には電圧は印加されない．しかし最重量物体の場
合であれば，検知装置Ｄからの信号を電源装置Ｅに通信
して信号に基づいて質量に応じた電圧を電極６に印加さ
せる．そして衝突物が緩衝体９に衝突した時，中空ピス
トンロッド３が押し下げられ，シリンダ１内を満たして
いる電気粘性流体は面積可変オリフィス５を通ってピス
トン部前室Ｒ１に流入する．このとき，動圧による抵抗
力が発生する．
【００１８】そしてピストン部前室Ｒ１に流入した電気
粘性流体は次に電極間オリフィス７を通る．このときに
まず電気粘性流体の粘性による抵抗力が発生する．ここ
で，事前に質量検知装置Ｄで検知した衝突物体の質量が
最重量物体の場合は，電極６には電源装置Ｅから電圧を
印加しているので，電気粘性流体の粘性が増加して，こ
れにより抵抗力が増加する．
粘性流体は次に電極間オリフィス７を通る．このときに
まず電気粘性流体の粘性による抵抗力が発生する．ここ
で，事前に質量検知装置Ｄで検知した衝突物体の質量が
最重量物体の場合は，電極６には電源装置Ｅから電圧を
印加しているので，電気粘性流体の粘性が増加して，こ
れにより抵抗力が増加する．
【００１９】さらに電極間オリフィス７を通った電気粘
性流体はリザーバ室Ｒ３へ流入し，この流入によりフリ
ーピストン８は押し上げられる．すなわち，図４に本発
明における緩衝器のシミュレーション計算結果による抵
抗力特性を示した線図において，最軽量物体の衝突時で
は，緩衝器の抵抗力は，細い実線で示したように，一点
鎖線で示す動圧抵抗力，二点鎖線で示す粘性抵抗力，そ
して点線で示す復元ばねによる抵抗力の三つの和の抵抗
力となる．そして，最重量物体の時は，抵抗力は，太い
実線で示すように，破線で示す電気粘性流体の粘性の変
化による抵抗力を前記の細い実線で示す三つの和の抵抗
力に加えた抵抗力となる．その結果，図５に示すシミュ
レーション計算結果による物体の減速度線図において最
軽量物体と最重量物体の減速度は，ほぼ同一となってい
る．
性流体はリザーバ室Ｒ３へ流入し，この流入によりフリ
ーピストン８は押し上げられる．すなわち，図４に本発
明における緩衝器のシミュレーション計算結果による抵
抗力特性を示した線図において，最軽量物体の衝突時で
は，緩衝器の抵抗力は，細い実線で示したように，一点
鎖線で示す動圧抵抗力，二点鎖線で示す粘性抵抗力，そ
して点線で示す復元ばねによる抵抗力の三つの和の抵抗
力となる．そして，最重量物体の時は，抵抗力は，太い
実線で示すように，破線で示す電気粘性流体の粘性の変
化による抵抗力を前記の細い実線で示す三つの和の抵抗
力に加えた抵抗力となる．その結果，図５に示すシミュ
レーション計算結果による物体の減速度線図において最
軽量物体と最重量物体の減速度は，ほぼ同一となってい
る．
【００２０】次に，本発明の第２の実施例を図６の断面
図を参照して説明する．図６における各部品は，第１実
施例のものと基本的に変わらないので，同じものは説明
を省略し，異なる点のみを説明する．上記第１の実施例
では，電気粘性流体は面積可変オリフィス５，電極間オ
リフィス７の順に貫流するものであるが，第２の実施例
では，電気粘性流体を電極間オリフィス７，面積可変オ
リフィスの順に貫流する例を示す．図６では，シリンダ
１の内端部にメータリングピン２を固定し，中空ピスト
ンロッド３内部の中心にメータリングピン２と摺動し得
るピストンシリンダ部３ｂを設け，その周壁に電極間オ
リフィス７と通じる軸方向に間隔をおいた複数のオリフ
ィス孔４を付設して，これとメータリングピン２とで面
積可変オリフィスを形成させる．
図を参照して説明する．図６における各部品は，第１実
施例のものと基本的に変わらないので，同じものは説明
を省略し，異なる点のみを説明する．上記第１の実施例
では，電気粘性流体は面積可変オリフィス５，電極間オ
リフィス７の順に貫流するものであるが，第２の実施例
では，電気粘性流体を電極間オリフィス７，面積可変オ
リフィスの順に貫流する例を示す．図６では，シリンダ
１の内端部にメータリングピン２を固定し，中空ピスト
ンロッド３内部の中心にメータリングピン２と摺動し得
るピストンシリンダ部３ｂを設け，その周壁に電極間オ
リフィス７と通じる軸方向に間隔をおいた複数のオリフ
ィス孔４を付設して，これとメータリングピン２とで面
積可変オリフィスを形成させる．
【００２１】該緩衝器の作動時を説明すると，まず，質
量検知装置Ｄで衝突物体の質量を検知する．ここで，検
知した衝突物体の質量が予め設定した最軽量物体と同様
であれば，電源装置Ｅに信号は行かず，電源装置Ｅから
電極６には電圧は印加されない．しかし最重量物体の場
合であれば，検知装置Ｄからの信号を電源装置Ｅに通信
して信号に基づいて質量に応じた電圧を電極６に印加さ
せる．そして衝突物が緩衝体９に衝突した時，中空ピス
トンロッド３が押し下げられ，シリンダ１内を満たして
いる電気粘性流体は，ピストン部３ａの開口部を経て電
極間オリフィス７に流入し，電極間オリフィス７を通
る．このときにまず電気粘性流体の粘性による抵抗力が
発生する．ここで，事前に質量検知装置Ｄで検知した衝
突物体の質量が最重量物体の場合は，電極６には電源装
置Ｅから電圧を印加しているので，電気粘性流体の粘性
が増加して，これにより抵抗力が増加する．
量検知装置Ｄで衝突物体の質量を検知する．ここで，検
知した衝突物体の質量が予め設定した最軽量物体と同様
であれば，電源装置Ｅに信号は行かず，電源装置Ｅから
電極６には電圧は印加されない．しかし最重量物体の場
合であれば，検知装置Ｄからの信号を電源装置Ｅに通信
して信号に基づいて質量に応じた電圧を電極６に印加さ
せる．そして衝突物が緩衝体９に衝突した時，中空ピス
トンロッド３が押し下げられ，シリンダ１内を満たして
いる電気粘性流体は，ピストン部３ａの開口部を経て電
極間オリフィス７に流入し，電極間オリフィス７を通
る．このときにまず電気粘性流体の粘性による抵抗力が
発生する．ここで，事前に質量検知装置Ｄで検知した衝
突物体の質量が最重量物体の場合は，電極６には電源装
置Ｅから電圧を印加しているので，電気粘性流体の粘性
が増加して，これにより抵抗力が増加する．
【００２２】そして電極間オリフィス７を通った電気粘
性流体は，メータリングピン２によってピストンシリン
ダ部３ｂの複数のオリフィス孔４が塞がれつつある，面
積可変オリフィスを通ってリザーバ室Ｒ３に流入し，フ
リーピストン８が押し上げられる．面積可変オリフィス
を通るときに動圧による抵抗力が発生する．この実施例
においても，第１の実施例の場合と同様な効果が得られ
る．
性流体は，メータリングピン２によってピストンシリン
ダ部３ｂの複数のオリフィス孔４が塞がれつつある，面
積可変オリフィスを通ってリザーバ室Ｒ３に流入し，フ
リーピストン８が押し上げられる．面積可変オリフィス
を通るときに動圧による抵抗力が発生する．この実施例
においても，第１の実施例の場合と同様な効果が得られ
る．
【００２３】さらに本発明の第３の実施例を図７の断面
図を参照して説明する．図７における各部品は，先の第
１，第２実施例と基本的に同じであるから，説明を省略
し，異なる点のみ説明する．図７は，第２の実施例の変
形例として示したもので，面積可変オリフィスの形成を
第１の実施例の場合と同様になる様にしたものである．
シリンダ１の内端部に，途中から先端に向かって径が細
くなっているメータリングピン２を固定し，中空ピスト
ンロッド３内部のリザーバ室隔壁３ｃにオリフィス孔４
を設け，このオリフィス孔４の内周と途中から先端に向
かって径が細くなっているメータリングピン２の外周と
の間隙で面積可変オリフィス５を形成させる．
図を参照して説明する．図７における各部品は，先の第
１，第２実施例と基本的に同じであるから，説明を省略
し，異なる点のみ説明する．図７は，第２の実施例の変
形例として示したもので，面積可変オリフィスの形成を
第１の実施例の場合と同様になる様にしたものである．
シリンダ１の内端部に，途中から先端に向かって径が細
くなっているメータリングピン２を固定し，中空ピスト
ンロッド３内部のリザーバ室隔壁３ｃにオリフィス孔４
を設け，このオリフィス孔４の内周と途中から先端に向
かって径が細くなっているメータリングピン２の外周と
の間隙で面積可変オリフィス５を形成させる．
【００２４】該緩衝器の作動時を説明すると，まず，質
量検知装置Ｄで衝突物体の質量を検知する．ここで，検
知した衝突物体の質量が予め設定した最軽量物体と同様
であれば，電源装置Ｅに信号は行かず，電源装置Ｅから
電極６には電圧は印加されない．しかし最重量物体の場
合であれば，検知装置Ｄからの信号を電源装置Ｅを通信
して信号に基づいて質量に応じた電圧を電極６に印加さ
せる．そして衝突物が緩衝体９に衝突した時，中空ピス
トンロッド３が押し下げられ，シリンダ１内を満たして
いる電気粘性流体は電極間オリフィス７を通る．このと
きにまず電気粘性流体の粘性による抵抗力が発生する．
ここで，事前に質量検知装置Ｄで検知した衝突物体の質
量が最重量物体の場合は，電極６には電源装置Ｅから電
圧を印加しているので，電気粘性流体の粘性が増加し
て，これにより抵抗力が増加する．
量検知装置Ｄで衝突物体の質量を検知する．ここで，検
知した衝突物体の質量が予め設定した最軽量物体と同様
であれば，電源装置Ｅに信号は行かず，電源装置Ｅから
電極６には電圧は印加されない．しかし最重量物体の場
合であれば，検知装置Ｄからの信号を電源装置Ｅを通信
して信号に基づいて質量に応じた電圧を電極６に印加さ
せる．そして衝突物が緩衝体９に衝突した時，中空ピス
トンロッド３が押し下げられ，シリンダ１内を満たして
いる電気粘性流体は電極間オリフィス７を通る．このと
きにまず電気粘性流体の粘性による抵抗力が発生する．
ここで，事前に質量検知装置Ｄで検知した衝突物体の質
量が最重量物体の場合は，電極６には電源装置Ｅから電
圧を印加しているので，電気粘性流体の粘性が増加し
て，これにより抵抗力が増加する．
【００２５】そして電極間オリフィス７を通った電気粘
性流体は，面積可変オリフィス５を通ってリザーバ室Ｒ
３に流入し，フリーピストン８が押し上げられる．面積
可変オリフィス５を通るときに動圧による抵抗力が発生
する．この実施例においても，第１の実施例の場合と同
様な効果が得られる．
性流体は，面積可変オリフィス５を通ってリザーバ室Ｒ
３に流入し，フリーピストン８が押し上げられる．面積
可変オリフィス５を通るときに動圧による抵抗力が発生
する．この実施例においても，第１の実施例の場合と同
様な効果が得られる．
【００２６】ところで，どの実施例においても，電極６
を円筒形状として中空ピストンロッド３の内部に同心円
状｛図１（ｂ）参照｝に配置したが，他の形状や配置も
考えられる．しかし，電気粘性流体の電圧印加時の抵抗
力を効果的に得るにはこの形状が最もよい．このとき，
電極６の数は第１の実施例の場合では９，第２の実施
例，第３の実施例の場合では６としているが，電気粘性
流体の電圧印加時の抵抗力を効果的に得たい場合には数
を増やし，また，電極６の長さを増やせばよい．電極６
への電線１Ｅ１，電線２Ｅ２の配置において，図１，図
６，図７による一例のように，シリンダ１と中空ピスト
ンロッド３の摺動を考慮して設置すればよい．また，リ
ザーバ室Ｒ３はフリーピストン８でもって加圧気体によ
る附勢下に設けた場合を示したが，コイルばねなどによ
る附勢下に設けてもよい．
を円筒形状として中空ピストンロッド３の内部に同心円
状｛図１（ｂ）参照｝に配置したが，他の形状や配置も
考えられる．しかし，電気粘性流体の電圧印加時の抵抗
力を効果的に得るにはこの形状が最もよい．このとき，
電極６の数は第１の実施例の場合では９，第２の実施
例，第３の実施例の場合では６としているが，電気粘性
流体の電圧印加時の抵抗力を効果的に得たい場合には数
を増やし，また，電極６の長さを増やせばよい．電極６
への電線１Ｅ１，電線２Ｅ２の配置において，図１，図
６，図７による一例のように，シリンダ１と中空ピスト
ンロッド３の摺動を考慮して設置すればよい．また，リ
ザーバ室Ｒ３はフリーピストン８でもって加圧気体によ
る附勢下に設けた場合を示したが，コイルばねなどによ
る附勢下に設けてもよい．
【００２７】
【発明の効果】かくして本発明によれば，電気粘性流体
の電圧印加時の抵抗力を動圧抵抗力と併せて作用させる
ことにより，衝突物体の質量の大小にかかわりなく衝突
物体の減速度を理論的最低限値に近づけ，軽量物体の減
速度の著しい改善を図ることができる．
の電圧印加時の抵抗力を動圧抵抗力と併せて作用させる
ことにより，衝突物体の質量の大小にかかわりなく衝突
物体の減速度を理論的最低限値に近づけ，軽量物体の減
速度の著しい改善を図ることができる．
【００２８】また，本発明ではコンパクトで，性能の優
れた緩衝器が得られる．
れた緩衝器が得られる．
【図１】 本発明による第１の緩衝器の断面図である
【図２】 流体を用いた従来の緩衝器の抵抗力線図であ
る．
る．
【図３】 流体を用いた従来の緩衝器における衝突物体
の減速度線図である．
の減速度線図である．
【図４】 本発明による緩衝器の抵抗力線図である．
【図５】 本発明による緩衝器の衝突物体の減速度線図
である．
である．
【図６】 本発明による第２の緩衝器の断面図である．
【図７】 本発明による第３の緩衝器の断面図である．
１： シリンダ ２：メータリングピン ３：中空ピストンロッド ３ａ：ピストン部 ３ｂ：ピストンシリンダ部 ３ｃ：リザーバ室隔壁 ４：オリフィス孔 ５：面積可変オリフィス ６：電極 ７：電極間オリフィス ８：フリーピストン ９：緩衝体 Ｒ１：ピストン部前室 Ｒ２：逃げ室 Ｒ３：リザーバ室 Ｇ：加圧気体 Ｅ：電源装置 Ｅ１：電線１ Ｅ２：電線２ Ｄ：質量検知装置
Claims (4)
- 【請求項１】シリンダとこれと摺動し得る中空ピストン
ロッドとを有し，該シリンダの端壁内側にはメータリン
グピンが設けられており，上記中空ピストンロッドには
これと対応してオリフィス孔が設けられていると共に，
摺動自在なフリーピストンによって少なくとも２つの室
に区切られており，一方の室はシリンダ室と連通してお
り，その室の内部には正と負の電極があり，これら電極
の間隙によって電極間オリフィスを形成すると共に，他
方の室は気体室になっており，さらに前記正と負の電極
にはシリンダ及び中空ピストンロッドに加わる質量に応
じた電圧を印加するための電源装置があり，作動流体と
して電圧によって粘性が変化する電気粘性流体を用いた
ことを特徴とする電気粘性流体緩衝器． - 【請求項２】メータリングピンをシリンダの内端部に固
定し，シリンダと摺動し得る中空ピストンロッドのピス
トン部に設けたオリフィス孔の内周とメータリングピン
の外周との間隙で面積可変オリフィスを形成し，円筒の
正と負の電極を中空ピストンロッド内部に同心円状に交
互に配した請求項１の電気粘性流体緩衝器 - 【請求項３】メータリングピンをシリンダ内端部に固定
し，このメータリングピンが摺動し得るピストンシリン
ダ部を中空ピストンロッドに設け，このピストンシリン
ダ部には，その周壁に軸方向に間隔をおいた複数のオリ
フィス孔を設け，このオリフィス孔とメータリングピン
とで面積可変オリフィスを形成し，円筒の正と負の電極
を中空ピストンロッド内部に同心円状に交互に配した請
求項１の電気粘性流体緩衝器． - 【請求項４】メータリングピンをシリンダ内端部に固定
し，シリンダと摺動し得る中空ピストンロッド内部に，
円筒の正と負の電極を同心円状に交互に配し，リザーバ
室隔壁にオリフィス孔を設け，このオリフィス孔の内周
とメータリングピンの外周との間隙で面積可変オリフィ
スを形成する請求項１の電気粘性流体緩衝器．
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8996895A JPH08247203A (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 電気粘性流体緩衝器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8996895A JPH08247203A (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 電気粘性流体緩衝器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247203A true JPH08247203A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=13985493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8996895A Pending JPH08247203A (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 電気粘性流体緩衝器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247203A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012035728A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 降着装置 |
| US8413773B2 (en) | 2003-04-04 | 2013-04-09 | Millenworks | Magnetorheological damper system |
| CN104444697A (zh) * | 2014-12-13 | 2015-03-25 | 重庆和航科技股份有限公司 | 具有适应性阻尼力安全装置的电梯系统 |
| CN104444698A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 重庆和航科技股份有限公司 | 电梯自适应还原阻尼力的缓冲系统 |
| CN104444694A (zh) * | 2014-11-30 | 2015-03-25 | 重庆和航科技股份有限公司 | 电梯递进缓冲阻尼力的安全装置 |
| CN104477731A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-01 | 重庆和航科技股份有限公司 | 电梯复合阻尼力的缓冲装置 |
-
1995
- 1995-03-11 JP JP8996895A patent/JPH08247203A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8413773B2 (en) | 2003-04-04 | 2013-04-09 | Millenworks | Magnetorheological damper system |
| US9273748B2 (en) | 2003-04-04 | 2016-03-01 | Millenworks | Magnetorheological damper system |
| JP2012035728A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 降着装置 |
| CN104444694A (zh) * | 2014-11-30 | 2015-03-25 | 重庆和航科技股份有限公司 | 电梯递进缓冲阻尼力的安全装置 |
| CN104444697A (zh) * | 2014-12-13 | 2015-03-25 | 重庆和航科技股份有限公司 | 具有适应性阻尼力安全装置的电梯系统 |
| CN104444698A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 重庆和航科技股份有限公司 | 电梯自适应还原阻尼力的缓冲系统 |
| CN104477731A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-01 | 重庆和航科技股份有限公司 | 电梯复合阻尼力的缓冲装置 |
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