JPH10110768A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ９と電極円筒６との間の制御用間隙
１２に印加する電界を変え、ピストン１３の移動の際に
制御用間隙１２を通流する電気粘性流体の見かけ上の粘
度を変えることにより減衰力を可変する緩衝器におい
て、制御用間隙を所定の薄い間隙に保つための上部，下
部ホルダー部を、破損や変形がしにくく、且つワッシ
ャ，ナット等の部品を必要としないものにすること。 【解決手段】 上部，下部ホルダー部２２Ａ，２２Ｂ
を、内径がシリンダ９の外周に嵌合する径であり、内周
面の一部に第１のシール材を施した小内径部と、該小内
径部と中心を同じくし、且つ内径が電極円筒６の外周に
嵌合する径であり、内周面の一部に第２のシール材を施
した大内径部とを有するところの円筒形状のものとす
る。そして、シリンダと電極円筒の上端および下端をホ
ルダー部に嵌合して支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動流体として電
気粘性流体を利用している油圧式の緩衝器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車に利用される緩衝器には、作動流
体として電気粘性流体を利用したものがある。電気粘性
流体は、それに印加される電界が変えられると見かけ上
の粘度が変化する流体である。印加電界を増大させる
と、粘度は変化しないが電気粘性流体中の分散粒子間の
つながりが強固となり、降伏応力が増大する。そのた
め、見かけ上、電気粘性流体の粘度が増加したようにな
る（なお、電気粘性流体に関する文献としては、特開平
５−179270号公報がある）。

【０００３】緩衝器は、他から受けた衝撃力を減衰させ
る減衰力を発生するためのものであるから、種々の機器
において、衝撃を緩和したい箇所に用いられる。自動車
のサスペンションに利用される緩衝器は、乗り心地を良
くするため、衝撃の激しい路面を走行する時には大なる
減衰力を発生し、衝撃の少ない路面を走行する時には小
さな減衰力を発生するようにされているのが望ましい。
即ち、走行する路面の状況に応じて減衰力が調節できる
ものが望ましい。作動流体として電気粘性流体を用いた
緩衝器では、路面状況に応じて印加電界を変えることに
より、減衰力を調節することが出来るので、自動車のサ
スペンションには好適な緩衝器である。

【０００４】図４は、そのような従来の緩衝器を示す図
である。まず、構成について説明する。図４において、
１は緩衝器、２はピストンロッド、３はシール材、４Ａ
は上部ハウジング、４Ｂは中部ハウジング、４Ｃは下部
ハウジング、４Ｃ−１は取付部、５Ａは上部ホルダー
部、５Ｂは下部ホルダー部、６は電極円筒、７は連通
孔、８は電極端子部、９はシリンダ、１０は電極端子
部、１１はシリンダ上室、１２は制御用間隙、１３はピ
ストン、１４は連通路、１５はチェックバルブ、１６は
シリンダ下室、１７はリザーバ、１８はシール材、１９
は連通孔、２０はチェックバルブ、２１は連通路であ
る。

【０００５】ハウジングは導電性の材料で作られ、上部
ハウジング４Ａと中部ハウジング４Ｂと下部ハウジング
４Ｃとで構成され、シリンダ９の下部は下部ハウジング
４Ｃに支持され、上部は上部ハウジング４Ａに支持され
ている。シリンダ９の外側には、制御用間隙１２を隔て
て電極円筒６が配設されている。電極円筒６は、上部ホ
ルダー部５Ａ，下部ホルダー部５Ｂにより、シリンダ９
に支持されている。電極円筒６の外周面と各ハウジング
との間の隙間は、作動流体である電気粘性流体を蓄えて
おくリザーバ１７として利用される。リザーバ１７の下
部には電気粘性流体が溜まっているが、その液面より上
には、空気等の絶縁性の気体が封入されている。

【０００６】シリンダ９内には、ピストンロッド２に連
結されたピストン１３が挿入されている。ピストン１３
の側面にはシール材１８が配設されており、ピストン１
３より上側の室であるシリンダ上室１１と、下側の室で
あるシリンダ下室１６とを液密に分けている。ピストン
１３の部分のうち、シリンダ下室１６を臨む部分には、
チェックバルブ１５が設けられ、ピストン１３内には、
該チェックバルブ１５からシリンダ上室１１に通ずる連
通路１４が設けられている。チェックバルブ１５は、シ
リンダ下室１６から連通路１４への方向（矢印Ｃの方
向）のみ通流させるバルブである。

【０００７】下部ハウジング４Ｃの部分のうち、シリン
ダ下室１６を臨む部分にはチェックバルブ２０が設けら
れ、下部ハウジング４Ｃ内には、該チェックバルブ２０
からリザーバ１７に通ずる連通路２１が設けられてい
る。チェックバルブ２０は、連通路２１からシリンダ下
室１６への方向（矢印Ｄの方向）のみ通流させるバルブ
である。また、シリンダ９の上部側壁には、シリンダ上
室１１から制御用間隙１２へ通ずる連通孔７が設けら
れ、電極円筒６の下部側壁には、制御用間隙１２からリ
ザーバ１７へ通ずる連通孔１９が設けられている。

【０００８】作動流体としての電気粘性流体は、シリン
ダ下室１６，連通路１４，シリンダ上室１１，制御用間
隙１２，連通路２１に満たされると共に、リザーバ１７
の一部に満たされる。電源からの電線（図示せず）は、
電極端子部８と電極端子部１０とに接続される。どちら
の端子部を正極あるいは負極としても構わないが、一般
的には、電極端子部１０が正極，電極端子部８が負極と
される。電極端子部１０は、ハウジングに開けられた穴
に絶縁材を介して取り付けられ、その接触子１０−１に
て電極円筒６に導電的に接触している。電極端子部８
は、ハウジングを通じてシリンダ９に導電接続されてい
る。従って、電極端子部８と電極端子部１０に電圧が印
加されると、電極円筒６とシリンダ９との間、つまり制
御用間隙１２の厚み方向に電圧が印加されることにな
り、これにより電界が発生させられる。

【０００９】図５は、ホルダー部の詳細を示す図であ
る。符号は図４のものに対応し、５Ａ−１，５Ｂ−１は
絶縁スペーサ、５Ａ−２，５Ｂ−２はワッシャ、５Ａ−
３はナット、５Ｂ−３はスナップリング、５Ａ−４はゆ
るみ止ナットである。絶縁スペーサ５Ａ−１，５Ｂ−１
は、外側に段差を形成するよう薄厚部と太厚部を有する
ところの短い円筒状とされている。

【００１０】固定の仕方は、次の通りである。 シリンダ９の下部の外側に、薄厚部を先にして絶縁ス
ペーサ５Ｂ−１を嵌め込む。 その下に、ワッシャ５Ｂ−２およびスナップリング５
Ｂ−３を取り付ける。 電極円筒６をシリンダ９の上から嵌め込み、その下端
が絶縁スペーサ５Ｂ−１の薄厚部の外周に嵌まるところ
まで進める。 薄厚部を先にして、絶縁スペーサ５Ａ−１をシリンダ
９の上から嵌め込み、薄厚部をシリンダ９と電極円筒６
との隙間に挿入する。電極円筒６，シリンダ９の上下
で、絶縁スペーサ５Ａ−１，５Ｂ−１の薄厚部が挿入さ
れることにより、制御用間隙１２が形成される。 絶縁スペーサ５Ａ−１の上に、ワッシャ５Ａ−２，ナ
ット５Ａ−３およびゆるみ止ナット５Ａ−４を取り付け
る。ナット５Ａ−３で下方に向かって締め付けることに
より、電気粘性流体が漏れないようにするシールが行わ
れる。

【００１１】次に動作を説明する。 （１）ピストン１３が下降する場合（圧縮時）の動作 ピストン１３が下降しようとすると、シリンダ下室１６
側からチェックバルブ１５に加わる圧力が増加するの
で、シリンダ下室１６の電気粘性流体は、チェックバル
ブ１５と連通路１４を通って、シリンダ上室１１に流れ
る。一方、チェックバルブ２０もシリンダ下室１６側か
ら圧力を受けるが、チェックバルブ２０は、シリンダ下
室１６から連通路２１の方向への流れは阻止するから、
電気粘性流体は連通路２１へは流れ込まない。

【００１２】下降して来るピストンロッド２の体積増加
分だけ電気粘性流体は押しのけられ、連通孔７を通って
制御用間隙１２に入り、そこを通流して連通孔１９より
リザーバ１７へ流れ込む。その場合、制御用間隙１２に
印加されている電界が大であれば、電気粘性流体の見か
け上の粘度も大となり、制御用間隙１２をなかなか通流
しない。これは、ピストン１３の下降に対して大きな抵
抗力となって作用する。つまり、大きな減衰力となって
作用する。逆に印加電界が小であれば、見かけ上の粘度
は小となり、電気粘性流体は制御用間隙１２を容易に通
流することが出来、減衰力は小となる。

【００１３】（２）ピストン１３が上昇する場合（伸縮
時）の動作 ピストン１３が上昇しようとすると、シリンダ上室１１
の体積が小とされるから、その中の電気粘性流体は、連
通孔７を通って制御用間隙１２に入り、そこを通流して
連通孔１９よりリザーバ１７に流れこむ。チェックバル
ブ１５の部分では、電気粘性流体が連通路１４からシリ
ンダ下室１６に向かって流れ出ようとするが、この方向
はチェックバルブ１５の阻止方向なので流れ出ることは
ない。

【００１４】一方、シリンダ下室１６の体積は増加され
るから、チェックバルブ２０には矢印Ｄの方向に圧力が
かかる。チェックバルブ２０はこの方向には流し得るか
ら、体積の増加分を埋めるべく、リザーバ１７の電気粘
性流体は、連通路２１およびチェックバルブ２０を通っ
てシリンダ下室１６に流れこむ。この場合も、ピストン
１３を動かす力に対する減衰力は、制御用間隙１２に印
加する電界を変えることによって調節することが出来
る。

【００１５】図３は、電気粘性流体を利用した緩衝器の
減衰力特性を示す図である。横軸はピストン速度Ｖであ
り、縦軸は発生される減衰力Ｆであり、実線の曲線イ
は、制御用間隙１２に電界をかけない場合の特性を表
し、点線の曲線ロは、許容される最大の電界を印加した
場合の特性を表している。これらの曲線間の縦軸方向の
長さ（図中の矢印Ｋで表す長さ）は、減衰力の可変範囲
を示している。印加電界を変えることにより、この範囲
で減衰力を任意に変えることが出来る。

【００１６】なお、このような緩衝器に関する従来の文
献としては、例えば、特開平６−174001号公報等があ
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、前記した従来の緩衝器には、
次のような問題点があった。第１の問題点は、絶縁スペ
ーサ５Ａ−１，５Ｂ−１には薄厚部を形成しなければな
らないが、この薄厚部が破損したり変形したりし易いと
いう点である。第２の問題点は、電極円筒６をシリンダ
９に対して固定する手段として、ワッシャとかナットと
かの多くの部品を必要とするという点である。

【００１８】（問題点の説明）まず第１の問題点につい
て説明する。自動車のサスペンション用緩衝器として利
用可能な減衰力を発生させるには、制御用間隙１２にお
いて、２００ｍｍ程度の電極長さにわたり、数ＫＶ／ｍ
ｍ程度の電界がかけられるようにする必要があることが
知られている。電極の長さは緩衝器のサイズから決まる
が、緩衝器のサイズは、自動車における設置スペースか
ら制約を受ける。また、使用電源は高電圧のものほど高
電界を発生し得るが、自動車に搭載される電源の電圧
は、それほど高電圧ではない。

【００１９】このようなことから、前記の電界を得るに
は、制御用間隙１２の厚み（つまり、電極間距離）を、
約１ｍｍ程度にする必要がある。絶縁スペーサ５Ａ−
１，５Ｂ−１の薄厚部の厚さは、制御用間隙１２の厚み
とほぼ等しくしておかなければならないから、これらも
約１ｍｍ程度ということになる。そのため絶縁スペーサ
は、破損したり変形したりし易くなる。

【００２０】次に、第２の問題点について説明する。図
５で説明したように、電極円筒６をシリンダ９に対して
固定するのに、絶縁スペーサ５Ａ−１，５Ｂ−１を嵌め
込んだ後、上下方向に締め込むという方法をとっている
ので、ワッシャ，スナップリング、ナット，ゆるみ止ナ
ット等多くの部品を必要としている。本発明は、以上の
ような問題点を解決することを課題とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、ピストンが挿入されたシリンダと、該
シリンダに外挿され、絶縁材製のホルダー部により該シ
リンダと制御用間隙を隔てて支持されている電極円筒
と、該電極円筒とハウジングとの間に設けられたリザー
バと、ピストンの動きに従い前記シリンダ，前記制御用
間隙，前記リザーバとの間を通流する電気粘性流体と、
前記シリンダと前記電極円筒との間に電圧を印加し、前
記制御用間隙を通流する電気粘性流体の見かけ上の粘度
を調節して減衰力を可変する緩衝器において、前記ホル
ダー部を、内径が前記シリンダの外周に嵌合する径であ
り、内周面の一部に第１のシール材を施した小内径部
と、該小内径部と中心を同じくし、且つ内径が前記電極
円筒の外周に嵌合する径であり、内周面の一部に第２の
シール材を施した大内径部とを有するところの円筒形状
のものとし、前記シリンダと前記電極円筒の上端および
下端を前記ホルダー部に嵌合して支持することとした。

【００２２】（解決する作用の概要）ホルダー部の構造
を、中心を同じくする小内径部と大内径部とから成る円
筒形状とし、シリンダおよび電極円筒をそれぞれ外側か
ら接触して支持するものとしたので、制御用間隙の厚み
に対応した薄厚部を設ける必要がなくなり、破損や変形
の恐れがなくなる。また、ホルダー部のシールを、シリ
ンダおよび電極円筒の外周面に側方からシール材を押し
付ける形で行うので、シリンダ等の上下方向（長手方
向）に締め込む形でシールを行っていた従来例に比し、
ホルダー部の部品点数が少なくて済むと共に、組み立て
作業が楽になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかわる緩
衝器を示す図である。符号は図４のものに対応し、２２
Ａは上部ホルダー部、２２Ｂは下部ホルダー部である。
図４と同じ符号の部分は、同様のものであるので、それ
らの説明は省略する。上部ホルダー部２２Ａは、シリン
ダ９の上部において電極円筒６の上部を支持し、下部ホ
ルダー部２２Ｂは、シリンダ９の下部において電極円筒
６の下部を支持する。これらのホルダー部により、シリ
ンダ９と電極円筒６とは、一定の薄厚の制御用間隙１２
を維持した状態で支持される。

【００２４】図２は、上部ホルダー部２２Ａの詳細を示
す図である。符号は図１のものに対応し、２２Ａ−１は
ホルダー、２２Ａ−２，２２Ａ−３はシール材、Ｐ_S は
小内径部、Ｐ_L は大内径部である。ホルダー２２Ａ−１
は、内径がシリンダ９の外周に嵌合する径である小内径
部Ｐ_S と、それと中心を同じくし、且つ内径が電極円筒
６の外周に嵌合する径である大内径部Ｐ_L を有するとこ
ろの、短い円筒状とされている。従って、小内径部Ｐ_S
と大内径部Ｐ_L との境界は、段差となっている。

【００２５】ホルダー２２Ａ−１の小内径部Ｐ_S にはシ
リンダ９の上端部が嵌合され、大内径部Ｐ_L には電極円
筒６の上端部が嵌合される。小内径部Ｐ_S と大内径部Ｐ
_L とは中心が同じにされているから、制御用間隙１２の
厚みは、シリンダ９の周上のどの部分においても均一な
ものとなる。なお、小内径部Ｐ_S ，大内径部Ｐ_L の内周
面の一部には、それぞれシール材２２Ａ−２，２２Ａ−
３が施され、シリンダ９，電極円筒６の外周面に側方か
ら押し付けられる形でシールを行っている。このシール
は、電気粘性流体が嵌合部分の面を伝って漏れないよう
にするためのシールである。図２では上部ホルダー部２
２Ａについてのみ説明したが、下部ホルダー部２２Ｂも
同様な構造とされている。

【００２６】上部，下部ホルダー部に用いられるホルダ
ーは、シリンダ９，電極円筒６の外周に接触して、それ
らを支持する構造とされているので、次のような特徴を
有するものとなっている。 ホルダーの径方向の厚みを、所望の機械的強度が得ら
れるまで、いくらでも厚くすることが出来る。 制御用間隙１２の厚みに対応した薄厚の部分を設けな
くともよい。このような特徴を有するので、ホルダー部
が破損したり変形したりすることがなくなった。

【００２７】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の緩衝器によれ
ば、次のような効果を奏する。 ホルダー部の構造を、中心を同じくする小内径部と
大内径部とから成る短い円筒形状とし、シリンダおよび
電極円筒をそれぞれ外側から接触して支持するものとし
たので、制御用間隙の厚みに対応した薄厚部を設ける必
要がなくなり、破損や変形の恐れがなくなった。 ホルダー部のシールを、シリンダおよび電極円筒の
外周面に側方からシール材を押し付ける形で行うので、
シリンダ等の上下方向（長手方向）に締め込む形でシー
ルを行っていた従来例に比し、ホルダー部の部品点数が
少なくて済むと共に、組み立て作業が楽になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかわる緩衝器を示す図

【図２】 本発明の緩衝器の上部ホルダー部の詳細を示
す図

【図３】 電気粘性流体を利用した緩衝器の減衰力特性
を示す図

【図４】 従来の緩衝器を示す図

【図５】 従来の緩衝器のホルダー部の詳細を示す図

【符号の説明】

１…緩衝器、２…ピストンロッド、３…シール材、４Ａ
…上部ハウジング、４Ｂ…中部ハウジング、４Ｃ…下部
ハウジング、４Ｃ−１…取付部、５Ａ…上部ホルダー
部、５Ｂ…下部ホルダー部、５Ａ−１，５Ｂ−１…絶縁
スペーサ、５Ａ−２，５Ｂ−２…ワッシャ、５Ａ−３…
ナット、５Ｂ−３…スナップリング、５Ａ−４…ゆるみ
止ナット、６…電極円筒、７…連通孔、８…電極端子
部、９…シリンダ、１０…電極端子部、１１…シリンダ
上室、１２…制御用間隙、１３…ピストン、１４…連通
路、１５…チェックバルブ、１６…シリンダ下室、１７
…リザーバ、１８…シール材、１９…連通孔、２０…チ
ェックバルブ、２１…連通路、２２Ａ…上部ホルダー
部、２２Ｂ…下部ホルダー部、２２Ａ−１…ホルダー、
２２Ａ−２，２２Ａ−３…シール材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンが挿入されたシリンダと、該シ
   リンダに外挿され、絶縁材製のホルダー部により該シリ
   ンダと制御用間隙を隔てて支持されている電極円筒と、
   該電極円筒とハウジングとの間の隙間を利用して形成さ
   れたリザーバと、ピストンの動きに従い前記シリンダ，
   前記制御用間隙，前記リザーバを通流する電気粘性流体
   と、前記シリンダと前記電極円筒との間に電圧を印加
   し、前記制御用間隙を通流する電気粘性流体の見かけ上
   の粘度を調節して減衰力を可変する緩衝器において、前
   記ホルダー部を、内径が前記シリンダの外周に嵌合する
   径であり、内周面の一部に第１のシール材を施した小内
   径部と、該小内径部と中心を同じくし、且つ内径が前記
   電極円筒の外周に嵌合する径であり、内周面の一部に第
   ２のシール材を施した大内径部とを有するところの円筒
   形状のものとし、前記シリンダと前記電極円筒の上端お
   よび下端を前記ホルダー部に嵌合して支持したことを特
   徴とする緩衝器。