JPH102368A - 電気粘性流体利用緩衝器及び減衰力制御方法 - Google Patents

電気粘性流体利用緩衝器及び減衰力制御方法

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JPH102368A
JPH102368A JP17435796A JP17435796A JPH102368A JP H102368 A JPH102368 A JP H102368A JP 17435796 A JP17435796 A JP 17435796A JP 17435796 A JP17435796 A JP 17435796A JP H102368 A JPH102368 A JP H102368A
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JP
Japan
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fluid
damping force
temperature
electrorheological fluid
piston body
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JP17435796A
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Mikiya Shinohara
幹弥 篠原
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 緩衝器内部に設置する構成要素を増加させる
ことなく電極板間隙に存在する電気粘性流体の温度を検
出し、正確な温度補償を可能にする、電気粘性流体利用
緩衝器及び減衰力制御方法を提供する。 【解決手段】 緩衝器は、シリンダ1と、ピストン本体
2とを備え、ピストン本体2により流体室3a、3bが
形成されている。ピストン本体2の内部には、複数の電
極板8が配設されており、貫通孔10a、10bを介し
て、流体室3a、3bが連通されている。電極板間隙G
に充填されている電気粘性流体11の静電容量を測定し
て電気粘性流体11の温度を推定し、電極間8に印加す
る電圧を修正する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気粘性流体が印
加電圧によってその粘性を変化させる性質を利用して、
発生減衰力の調整を可能にする緩衝器の減衰力制御方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気粘性流体の粘性変化を応用して減衰
力特性を変化させ得る緩衝器の従来例としては、特開平
3−255237や実開平60−142334号公報等
に開示されており、図7に示す構成のものがある。図7
において、シリンダ1の内部には、ピストン本体2が摺
動自在に嵌合されており、シリンダ1内にピストン本体
2によって上下に仕切られる2つの流体室3a、3bが
形成されている。また、ピストン本体1には、ピストン
リング4とシール部材5が装着されており、その内部に
は、断面が矩形状の貫通穴7が、ピストンロッド6の軸
方向に形成されている。
【0003】上記貫通穴7内には、複数の電極板8が所
定間隔をもって並列に配設されており、これら電極板8
はピストン本体2にボルト等で固定された上下の電極ホ
ルダ9a、9bにより支持されている。また、電極ホル
ダ9a、9bには、電気粘性流体を通す貫通孔10a、
10bが穿設されており、これにより、上述の2つの流
体室3a、3bが、貫通孔10a、10bと、電極板8
同士の間隙Gを介して連通されている。
【0004】また、上記2つの流体室3a、3b内、及
び電極板間隙Gには、ウィンズロウ効果を有する電気粘
性流体18が充填されている。更に、ピストンロッド6
の内部には、電極板間隙Gに電界を印加するための電圧
印加線12とアース線13が配設されており、複数の電
極板8は、図8に示すように、ひとつおきに同じ配線に
まとめられて接続され、それぞれが上記電圧印加線12
とアース線13を介して電圧電源17に接続されてい
る。
【0005】上述のような構成の緩衝器において、電極
板8に電圧を印加すると、電極板間隙Gには、貫通孔1
0a、貫通孔10bを経て流体室3aから3bに向かう
電気粘性流体18の流れ又はその逆向きの流れに直交す
る、電界が形成されるので、複数の電極板間隙Gにそれ
ぞれ挟まれている電気粘性流体の見かけの粘度(厳密に
は剪断応力)は増加させられることになる。従って、か
かる作用により、ピストン本体2の貫通孔10a、10
bを通過する流体の流動抵抗を制御でき、この結果、緩
衝器の発生する減衰力を調整することが可能になる。即
ち、電極板間隙Gに印加される電界を、ピストンロッド
6に負荷する重量、ピストンロッドの移動速度や移動方
向、及びシリンダ1の下部に固定された重量等に応じて
適宜制御することにより、緩衝器の減衰力特性を制御で
きるのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成の緩衝器においては、減衰力を調整している
ところの電気粘性流体が、鉱油又はシリコーンオイル等
に分極性の微粒子を混合分散させたものであり、温度変
化により、鉱油等の分散媒の粘度が変化するため、電極
板に一定の電圧を印加していても減衰力が変化してしま
う。また、電気粘性流体中の分極性微粒子の分極率も温
度依存性を有するため、印加電圧に対する発生減衰力が
温度に応じて変化してしまうという課題があった。
【0007】かかる温度依存性を補償するために、温度
センサを緩衝器のシリンダ内に挿入して温度をモニタ
し、フィードバック制御を行う手法も試みられている
が、構成要素の増加によりコストの増大を招くという課
題があり、また、この課題以外にも、電極板間隙Gに存
在している電気粘性流体の温度をより正確に把握して、
温度補償を一層効果的に行うことが望まれていた。本発
明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであ
り、緩衝器内部に設置する構成要素を増加させることな
く電極板間隙に存在する電気粘性流体の温度を検出し、
正確な温度補償を可能にする、電気粘性流体利用緩衝器
及び減衰力制御方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意検討を重ねた結果、電極間の静電容量を
測定して電気粘性流体の温度を推定することにより、上
記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明の電気粘性流体利用緩衝器は、シ
リンダ内に設けられたピストン本体と、該ピストン本体
により上記シリンダ内に形成された2つの流体室と、上
記ピストンに設けられた電極対とにより、上記2つの流
体室間を流動する電気粘性流体に電界を印加して減衰力
を調整する電気粘性流体利用緩衝器において、上記電極
対を構成する電極間の静電容量を測定して上記電気粘性
流体の温度を推定し、この推定に応じて上記電極間に印
加する電圧を修正する手段を設けたことを特徴とする。
【0009】また、本発明の減衰力制御方法は、シリン
ダ内に設けられたピストン本体と、該ピストン本体によ
り上記シリンダ内に形成された2つ流体室と、上記ピス
トン本体に設けられた電極対とを用い、上記2つの流体
室間を流動する電気粘性流体に電界を印加することによ
り、上記ピストン本体に作用する減衰力を調整する減衰
力制御方法において、上記電極対間の静電容量を測定し
て上記電気粘性流体の温度を推定し、この推定に応じ
て、上記電極対に印加する電圧を修正することを特徴と
する。
【0010】
【作用】本発明においては、電気粘性流体中に混合分散
させた分極性微粒子の分極率の温度依存性を、電極板間
の静電容量の変化として測定することにした。かかる静
電容量の検出は、特定の外付け手段を配設することによ
り行うことができるので、緩衝器自体には何ら新しい構
成要素を付加することなく、電極板間隙に存在する電気
粘性流体の温度を測定でき、従来技術を組み合わせて温
度補償を行う場合よりも、簡素な構成で且つ低いコスト
でより正確な減衰力制御が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して実
施形態により詳細に説明する。 (実施形態1)図1には、本発明の減衰力制御法が適用
される緩衝器の構成例を、図2には、本発明の減衰力制
御法の一実施形態である制御回路の構成を示す。図1に
おいて、シリンダ1の内部には、ピストン本体2が摺動
自在に嵌合されており、シリンダ1内にはピストン本体
2によって上下に仕切られる2つの流体室3a、3bが
形成されている。また、ピストン本体2には、ピストン
リング4とシール部材5が装着されており、その内部に
は、断面が矩形状の貫通穴7が、ピストンロッド6の軸
方向に形成されている。
【0012】上記貫通穴7内には、複数の電極板8が所
定間隔をもって並列に配設されており、これら電極板8
はピストン本体2にボルト等で固定された上下の電極ホ
ルダ9a、9bにより支持されている。また、電極ホル
ダ9a、9bには、電気粘性流体を通す貫通孔10a、
10bが穿設されており、これにより、上述の2つの流
体室3a、3bが、貫通孔10a、10bと、電極板8
同士の間隙Gを介して連通されている。
【0013】また、上記2つの流体室3a、3b内、及
び電極板間隙Gには、電気粘性流体11が充填されてい
る。この電気粘性流体11に使用される分散媒としての
電気絶縁性液体は、絶縁性であればよく、例えば、鉱油
や合成油等を挙げることができるが、本実施形態におい
ては、25℃における粘度が約15cPのシリコーンオ
イルが使用されている。また、分散質としての分極性固
体微粒子には、含水性樹脂、ケイソウ土、アルミナ、シ
リカゲル及びゼオライト等があるが、本実施形態におい
ては、粒径3〜40μmのγ−アルミナ粒子を用い、こ
れを100℃で乾燥処理し、大気中で5重量%吸水させ
た後、上記シリコーンオイルに15容量%となるように
混合分散させている。
【0014】更に、ピストンロッド6の内部には、電極
板間隙Gに電界を印加するための電圧印加線12とアー
ス線13が配設されており、複数の電極板8は、図3に
示すように、ひとつおきに同じ配線にまとめられて接続
され、それぞれが上記電圧印加線12とアース線13を
介して電圧電源17に接続されている。
【0015】図2に、本発明に係る減衰力制御回路の一
例を示す。同図において、この制御回路は、電極板8の
間の静電容量を測定する静電容量測定回路14と、該静
電容量測定回路14から電極板8に印加される静電容量
測定用の交流信号電圧の周波数帯を透過する特性を有し
たハイパスフィルター15と、静電容量回路14からの
検出静電容量信号や図示しないセンサ類等からの信号を
処理し、必要に応じて予め設定されたプログラムに基づ
く計算等により、緩衝器の減衰力を制御する信号を出力
するコントローラ16と、該コントローラ16からの制
御信号に応じて緩衝器の電極板8に電圧を印加する電圧
電源17から構成されている。
【0016】次に、上記構成の電気粘性流体利用緩衝
器、及びその制御回路の動作について説明する。一般
に、電気粘性流体に使用される分極性微粒子の分極率
は、温度とともに増加する傾向を有する。本実施形態に
おけるγ−アルミナ粒子系の電気粘性流体を充填した緩
衝器において、静電容量測定用の交流信号電圧として、
電極板8の間に5kHzのsin波形から成る交流電圧
を印加し、電極板8の間の静電容量を測定したところ、
図4に示すような上記静電容量の温度依存性が認められ
た。図4から、静電容量の変化と電気粘性流体の温度変
化には、正の相関関係があり、静電容量の変化を検出す
れば、電気粘性流体の温度変化を検出できることが明か
である。
【0017】更に、本実施形態の緩衝器において、静電
容量測定用のsin波形から成る交流電圧の周波数を変
えて、電極板8の間の静電容量を測定したところ、静電
容量の温度変化率(1℃当たり)は、図5に示すように
測定周波数ごとに異なった値を示した。図5より、5〜
50kHzの周波数帯域において、静電容量の温度変化
率が大きいことが分かる。従って、本実施形態における
静電容量測定用の交流電圧信号の周波数としては、特に
5〜50kHzの周波数帯域を用いることが望ましい。
また、電気粘性流体利用緩衝器においては、その減衰力
変化の応答性が、数百Hzの周波数帯まで達する。従っ
て、このような高速の応答性能を十分に利用するために
は、電圧電源16より出力される電圧波形の周波数帯域
も数百Hzとする必要があるので、静電容量測定回路1
4から電極板18へ印加する交流電圧信号の周波数は、
1kHz以上とするのが好ましい。
【0018】そして、本実施形態の緩衝器においては、
上述の制御回路に組み込まれた静電容量測定回路14に
より電極板8の間の静電容量を検出し、検出された静電
容量に応じて、コントローラ16で減衰力制御信号を補
正し、これを出力することにより、適切な減衰力制御を
実現することができる。この補正は、例えば、図6に示
したような減衰力特性を補償するように行われる。
【0019】即ち、温度がT0→T1と上昇すると、分散
媒のシリコーンオイルの粘度が低下するため、無電界時
の減衰力特性(図6の特性(A1))の傾きが減少し、
特性(A2)となる。更に電界(E1)印加時において
は、温度T0→T1なる上昇により、電気粘性流体中の分
極性微粒子の分極率が上がり、同一電界印加時の粘度の
増加が大きくなるため、図6の減衰力特性(B1)は特
性(B2)となる(傾きの減少は分散媒の粘度の低下の
ためである。)。そのため、ピストン速度V1において
は温度T0の時に減衰力F1を発生していたが、温度T1
において同じ電界(E1)を印加すると、F2(>F1
なる減衰力が発生する。これを補償するためには、温度
1において減衰力特性B3を発生させる電界(E2)を
印加する必要がある。従って、ピストン速度v1時にF1
の減衰力を発生させるためには、温度T0ではE1、温度
1ではE2の電界形成に必要な電圧が電極板8の間隙に
印加されるように、減衰力制御信号を修正すればよいこ
とになる。このような減衰力制御法を用いることによ
り、緩衝器に新たに温度センサ等の構成要素を付加せず
に減衰力特性の温度依存性を補償できる。
【0020】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、電極間の静電容量を測定して電気粘性流体の温度を
推定することとしたため、緩衝器内部に設置する構成要
素を増加させることなく電極板間隙に存在する電気粘性
流体の温度を検出し、正確な温度補償を可能にする、電
気粘性流体利用緩衝器及び減衰力制御方法を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気粘性流体利用緩衝器の一実施形態
を示す断面図である。
【図2】本発明に係る制御回路の一例を示すブロック図
である。
【図3】図1に示した緩衝器における電極板の配線を示
す説明図である。
【図4】図1の緩衝器における電極間の静電容量の温度
依存性を示す特性図である。
【図5】図1の緩衝器における電極間の静電容量の温度
変化率を種々の周波数の交流電圧により測定した結果を
示す特性図である。
【図6】図1の緩衝器において、電極間に電界を印加し
た場合と印加しない場合の減衰力特性を、低温時と高温
時に関して示した特性図である。
【図7】従来の電気粘性流体利用緩衝器の一例を示す断
面図である。
【図8】図7に示した緩衝器における電極板の配線を示
す説明図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 2 ピストン本体 3a、3b 流体室 4 ピストンリング 5 シール部材 6 ピストンロッド 7 電極板を設置する貫通孔 8 電極板 9a、9b 電極ホルダ 10a、10b 貫通孔 11 γ−アルミナ粒子分散電気粘性流体 12 電圧印加線 13 アース線 14 静電容量測定回路 15 ハイパスフィルター 16 コントローラ 17 電圧電源 18 電気粘性流体 19 フリーピストン 20 空気室 S(t) センサ(温度センサ以外の荷重センサ・ピス
トンの変位センサ等)からの入力信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ内に設けられたピストン本体
    と、該ピストン本体により上記シリンダ内に形成された
    2つの流体室と、上記ピストンに設けられた電極対とに
    より、上記2つの流体室間を流動する電気粘性流体に電
    界を印加して減衰力を調整する電気粘性流体利用緩衝器
    において、 上記電極対を構成する電極間の静電容量を測定して上記
    電気粘性流体の温度を推定し、この推定に応じて上記電
    極間に印加する電圧を修正する手段を設けたことを特徴
    とする電気粘性流体利用緩衝器。
  2. 【請求項2】 上記静電容量測定用の交流電圧信号の周
    波数が、5〜50kHzであることを特徴とする請求項
    1記載の電気粘性流体利用緩衝器。
  3. 【請求項3】 シリンダ内に設けられたピストン本体
    と、該ピストン本体により上記シリンダ内に形成された
    2つ流体室と、上記ピストン本体に設けられた電極対と
    を用い、上記2つの流体室間を流動する電気粘性流体に
    電界を印加することにより、上記ピストン本体に作用す
    る減衰力を調整する減衰力制御方法において、 上記電極対間の静電容量を測定して上記電気粘性流体の
    温度を推定し、この推定に応じて、上記電極対に印加す
    る電圧を修正する、ことを特徴とする減衰力制御方法。
JP17435796A 1996-06-14 1996-06-14 電気粘性流体利用緩衝器及び減衰力制御方法 Pending JPH102368A (ja)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215487A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Honda Motor Co Ltd 減衰力可変ダンパ
CN105065559A (zh) * 2015-07-22 2015-11-18 石家庄铁道大学 并联多通道磁流变阻尼器
WO2017002620A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
WO2019004115A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンションシステム
WO2019003906A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
JP2019007598A (ja) * 2017-06-28 2019-01-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
CN109307036A (zh) * 2017-07-27 2019-02-05 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 电磁减震器及其控制方法和包括该电磁减震器的洗衣机
JP2020050022A (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
KR20210040132A (ko) 2018-09-25 2021-04-12 히다치 아스테모 가부시키가이샤 서스펜션 제어 장치
US11104198B2 (en) 2018-03-29 2021-08-31 Hitachi Astemo, Ltd. Suspension control apparatus

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215487A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Honda Motor Co Ltd 減衰力可変ダンパ
WO2017002620A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
CN107709057A (zh) * 2015-06-30 2018-02-16 日立汽车系统株式会社 悬架控制装置
JPWO2017002620A1 (ja) * 2015-06-30 2018-05-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
CN105065559A (zh) * 2015-07-22 2015-11-18 石家庄铁道大学 并联多通道磁流变阻尼器
CN105065559B (zh) * 2015-07-22 2016-06-08 石家庄铁道大学 并联多通道磁流变阻尼器
JPWO2019003906A1 (ja) * 2017-06-28 2020-03-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
US11331973B2 (en) 2017-06-28 2022-05-17 Hitachi Astemo, Ltd. Suspension control apparatus
JP2019007598A (ja) * 2017-06-28 2019-01-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
WO2019003906A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
WO2019004115A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンションシステム
CN109307036A (zh) * 2017-07-27 2019-02-05 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 电磁减震器及其控制方法和包括该电磁减震器的洗衣机
US11104198B2 (en) 2018-03-29 2021-08-31 Hitachi Astemo, Ltd. Suspension control apparatus
DE112018007386B4 (de) 2018-03-29 2022-06-15 Hitachi Astemo, Ltd. Aufhängungssteuerungsvorrichtung
JP2020050022A (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
KR20210040132A (ko) 2018-09-25 2021-04-12 히다치 아스테모 가부시키가이샤 서스펜션 제어 장치
CN112969601A (zh) * 2018-09-25 2021-06-15 日立安斯泰莫株式会社 悬架控制装置
DE112019004783T5 (de) 2018-09-25 2021-09-09 Hitachi Astemo, Ltd. Federungssteuereinrichtung
US11358432B2 (en) 2018-09-25 2022-06-14 Hitachi Astemo, Ltd. Suspension control apparatus
CN112969601B (zh) * 2018-09-25 2023-12-01 日立安斯泰莫株式会社 悬架控制装置

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