KR101342814B1

KR101342814B1 - 콜로이달 댐퍼

Info

Publication number: KR101342814B1
Application number: KR1020127004535A
Authority: KR
Inventors: 슈우이치 부마
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2013-12-17
Also published as: US8881875B2; WO2012042614A1; CN103154560A; EP2623817B1; JP5131503B2; CN103154560B; JPWO2012042614A1; EP2623817A4; KR20120061840A; US20120186923A1; EP2623817A1

Abstract

(I) 차체 (32) 에 연결된 하우징 (42) 과 차륜 유지 부재 (26) 에 연결된 피스톤 (44) 을 포함하여 구성된 실린더 장치 (40) 와, (II) (A) 다수의 세공을 갖는 다공질체 (100) 와 제 1 작동액 (88, 94) 이 혼합된 콜로이드 용액 (90, 96) 과, (B) 그 콜로이드 용액 (90, 96) 을 그것이 충전된 상태에서 밀봉함과 함께 가요성을 갖는 밀봉 용기 (80, 82) 를 포함하여 구성되고, 하우징 (42) 과 피스톤 (44) 에 의해 형성된 챔버 (62) 내에 수용된 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 와, (III) 그 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 와 함께 챔버 (62) 내에 충전된 제 2 작동액 (110) 을 구비한 구성으로 한다. 콜로이드 용액 (90, 96) 이 용기 (80, 82) 내에 밀봉되어 있기 때문에, 다공질체 (100) 가 하우징 (42) 이나 피스톤 (44) 과 서로 스치는 것이 방지된다.

Description

콜로이달 댐퍼{COLLOIDAL DAMPER}

본 발명은, 세공(細孔)을 갖는 다공질체와 액체가 혼합된 콜로이드 용액을 함유하여 구성되고, 그 다공질체의 세공에 대한 액체의 유출입에 의한 작용을 이용하여 외부로부터 가해진 에너지를 산일(散逸)시킬 수 있는 콜로이달 댐퍼에 관한 것이다.

하기 특허문헌에 기재되어 있는 콜로이달 댐퍼는, 소수화 다공질 실리카 겔 등의 다공질체와 액체가 혼합된 콜로이드 용액을 사용한 것으로서, 그 콜로이드 용액에 있어서, 다공질체가 갖는 세공에 대해, 액체가 표면 장력의 작용 하에서 반복하여 유입·유출됨으로써, 외부로부터 가해진 에너지를 산일시키도록 구성되어 있다. 그 콜로이달 댐퍼는, 예를 들어, 에너지의 산일량이 진폭에 의존한 크기가 되는 것 등, 종래의 액압식 댐퍼에는 없는 특징을 갖고 있어, 여러 가지 분야로의 응용이 기대되고 있다.

국제 공개 제2008/029501호 팜플렛 일본 공개특허공보 2008-309250호

상기 특허문헌에 기재된 콜로이달 댐퍼는, 아직 개발 도중에 있어, 개량의 여지를 다분히 남기는 것으로 되어 있다. 그 때문에, 여러 가지 개량을 실시함으로써, 그 콜로이달 댐퍼의 실용성이 향상될 것으로 생각된다. 본 발명은, 그러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 실용성이 높은 콜로이달 댐퍼를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 콜로이달 댐퍼는, (I) 상대 동작하는 2 개의 물건의 일방에 연결된 하우징과, 상대 동작하는 2 개의 물건의 타방에 연결되어 하우징 내를 슬라이딩할 수 있는 피스톤을 포함하여 구성된 실린더 장치와, (II) 그것들 하우징과 피스톤에 의해 형성된 챔버 내에 수용되고, (A) 다수의 세공을 갖는 다공질체와 제 1 작동액이 혼합된 콜로이드 용액과, (B) 그 콜로이드 용액을 그것이 충전된 상태에서 밀봉함과 함께 가요성을 갖는 밀봉 용기를 포함하여 구성되고, 자신에게 가해지는 압력이 증가하는 경우에 다공질체의 세공에 제 1 작동액이 유입되어 체적이 감소하고, 자신에게 가해지는 압력이 저하되는 경우에 다공질체의 세공으로부터 제 1 작동액이 유출되어 체적이 증가하는 콜로이드 용액 밀봉체와, (III) 그 콜로이드 용액 밀봉체와 함께 챔버 내에 충전된 제 2 작동액을 구비하고, 상대 동작하는 2 개의 물건이 상대 동작시에, 다공질체의 세공에 대한 제 1 작동액의 유입·유출에 의해, 그것들 2 개의 물건의 상대 동작을 감쇠시키도록 구성된다.

본 발명의 콜로이달 댐퍼는, 콜로이드 용액이 용기 내에 밀봉되어 있기 때문에, 다공질체가 실린더 장치의 하우징이나 피스톤과 서로 스치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 콜로이달 댐퍼는, 내구성이 우수한 것이 되는 점에서, 실용성이 높은 것이 된다.

발명의 양태

이하에, 본원에 있어서 특허 청구가 가능한 것으로 인식되고 있는 발명 (이하, 「청구 가능 발명」이라고 하는 경우가 있다) 의 양태를 몇 가지 예시하고, 그것들에 대해 설명한다. 각 양태는 청구항과 마찬가지로, 항으로 구분하고, 각 항에 번호를 부여하여, 필요에 따라 다른 항의 번호를 인용하는 형식으로 기재한다. 이것은 어디까지나 청구 가능 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로서, 그들의 발명을 구성하는 구성 요소의 조합을, 이하의 각 항에 기재된 것으로 한정하는 취지는 아니다. 요컨대, 청구 가능 발명은, 각 항에 부수(附隨)하는 기재, 실시예의 기재 등을 참작하여 해석되어야 하고, 그 해석에 따르는 한, 각 항의 양태에 추가로 다른 구성 요소를 부가한 양태도, 또, 각 항의 양태로부터 어떠한 구성 요소를 삭제한 양태도, 청구 가능 발명의 일 양태가 될 수 있는 것이다.

또한, 하기 (1) 항은, 청구 가능 발명이 아니라, 청구 가능 발명의 전제가 되는 구성을 나타낸 항으로서, (1) 항을 인용하는 그 이후의 각 항이 청구 가능 발명에 상당한다. 여러 가지 양태로 된 청구 가능 발명 중, (1) 항, (11) 항, (12) 항을 합친 것 (또한, (31) 항이 상당한다) 이 청구항 1 에 상당하고, 그 청구항 1 에 (13) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 2 에, 청구항 2 에 (2) 항 및 (20) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 3 에, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 1 개에 (14) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 4 에, 청구항 4 에 (15) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 5 에, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 1 개에 (16) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 6 에, 청구항 6 에 (17) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 7 에, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 1 개에 (18) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 8 에, 청구항 8 에 (19) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 9 에, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 1 개에 (21) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 10 에, 청구항 10 에 (22) 항 및 (23) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 11 에, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 1 개에 (25) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 12 에, 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 1 개에 (27) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 13 에, 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 1 개에 (4) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 14 에, 청구항 14 에 (25) 항 및 (26) 항의 발명 특정 사항을 부가한 것이 청구항 15 에 각각 상당한다.

(1) 상대 동작하는 2 개의 물건 사이에 배치 형성되고, 그것들의 상대 동작을 감쇠시키기 위한 댐퍼로서,

상기 2 개의 물건의 일방에 연결되는 하우징과, 상기 2 개의 물건의 타방에 연결되어 상기 하우징 내를 슬라이딩할 수 있는 피스톤을 포함하여 구성되고, 그것들 하우징과 피스톤에 의해 챔버가 형성된 실린더 장치와, 다수의 세공을 갖는 다공질체와 작동액이 혼합되고, 상기 챔버 내에 수용된 콜로이드 용액을 구비하고,

상기 2 개의 물건이 상대 동작시에, 상기 다공질체의 세공에 대한 상기 작동액의 유입·유출에 의해, 그것들 2 개의 물건의 상대 동작을 감쇠시키도록 구성된 콜로이달 댐퍼.

먼저 설명한 바와 같이, 본 항은, 청구 가능 발명의 전제가 되는 구성을 나타낸 항이다. 요컨대, 본 항에 기재된 양태는, 청구 가능 발명의 콜로이달 댐퍼의 기본적인 구성 요소를 열거한 양태로서, 종래 검토되고 있는 구성의 콜로이달 댐퍼에 널리 적용할 수 있다.

본 항에 기재된 「콜로이드 용액」은, 그것을 구성하는 다공질체와 작동액의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 서로 친화성이 낮아, 용이하게 결합되기 어려운 것끼리인 것, 알기 쉽게 말하자면, 다공질체가 작동액에 잘 용해되지 않는 것이 바람직하다. 그 「다공질체」에는, ㎚ (나노 미터) 오더의 세공을 갖는 ㎛ (마이크로 미터) 오더의 입상물 (마이크로 입자) 을 채용할 수 있고, 예를 들어, 소액성을 가져 작동액에 용이하게 용해되지 않는 것이나, 소액성의 물질에 의해 피복된 것을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 그 다공질체에는 실리카 겔, 에어로젤, 세라믹스, 제올라이트, 다공질 유리, 다공질 폴리스티렌 등을 채용할 수 있다. 또, 「작동액」에는, 예를 들어, 물, 물과 부동제 (에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등) 의 혼합액, 수은, 용융 금속 등을 채용할 수 있다. 또한, 물은 표면 장력이 비교적 크기 때문에, 작동액으로서 물을 채용한 경우에는, 다공질체의 세공에 물이 유입·유출될 때에, 그 큰 표면 장력에 의해, 큰 힘을 발생시키는 콜로이달 댐퍼가 실현된다. 또한, 작동액에 물을 사용하는 경우에는, 상기 서술한 바와 같이, 다공질체에는, 친수성이 낮은 것이나, 소수화 처리한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 콜로이드 용액이 챔버 내에 충전된 구성의 콜로이달 댐퍼를 생각해 볼 수 있다. 그러한 구성의 콜로이달 댐퍼에 있어서, 하우징과 피스톤에 대해 챔버의 용적을 감소시키는 힘이 가해지면, 먼저, 콜로이드 용액에 있어서는, 작동액의 액압이 높아진다. 작동액의 액압이 어느 크기까지 높아지면, 작동액은, 그 작동액의 표면 장력에 저항하여, 다공질체의 세공으로 유입되는 것이다. 그리고, 그 작동액의 세공으로의 유입에 의해, 챔버의 용적이 감소하도록, 하우징과 피스톤이 상대 동작하게 된다. 한편, 하우징과 피스톤에 대해 가해지고 있는 힘이 없어지면, 작동액의 액압이 저하된다. 작동액의 액압이 저하되면, 작동액은 다공질체의 세공으로부터 유출되는 것이다. 그리고, 그 작동액의 세공으로부터의 유출에 의해, 챔버의 용적이 증대되도록, 하우징과 피스톤이 상대 동작하게 된다.

상기 서술한 바와 같이, 콜로이달 댐퍼에 있어서는, 하우징과 피스톤의 상대 위치와, 작동액의 다공질체에 대한 유입량이 서로 관계한다. 또, 작동액의 다공질체에 대한 유입량에 따라, 챔버 내의 압력이 변화된다. 요컨대, 하우징과 피스톤의 상대 위치와 챔버 내의 압력이, 서로 관계하게 된다. 그리고, 다공질체와 작동액 사이의 상태를, 그것들 사이의 접촉각을 사용하여 설명하면, 다공질체로 작동액이 유입될 때에 접촉각이 큰 상태가 되고, 다공질체로부터 작동액이 유출될 때에 접촉각이 작은 상태가 된다. 그 때문에, 작동액 유입시 (수축시) 의 챔버 내의 압력과 작동액 유출시 (신장시) 의 챔버 내의 압력에는 차이가 발생한다. 요컨대, 하우징과 피스톤의 상대 동작 위치의 변화에 대한 챔버 내의 압력의 변화에, 히스테리시스가 발생하는 것으로서, 그것에 의해, 콜로이달 댐퍼는 예를 들어, 상대 동작하는 2 개의 물건의 운동 에너지를 산일하여, 상대 동작하는 2 개의 물건의 상대 동작을 감쇠시키는 구성으로 되어 있다.

(2) 상기 작동액이, 물인 (1) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

(3) 상기 다공질체가, 소수화 처리된 다공질 실리카 겔인 (2) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

상기 2 개의 항에 기재된 양태는, 콜로이드 용액의 구성에 한정을 가한 양태이다. 앞에서도 서술한 바와 같이, 물은 표면 장력이 크기 때문에, 콜로이달 댐퍼의 작동액으로서 바람직하다. 그리고, 작동액을 물로 한 경우에는, 다공질체는, 소수성을 갖는 것인 것이 바람직하여, 후자의 양태는, 그 바람직한 양태이다.

(4) 상기 2 개의 물건이, 차체와, 차륜을 회전할 수 있게 유지하는 차륜 유지 부재로서,

상기 하우징이, 상기 차체와 상기 차륜 유지 부재의 일방에 연결됨과 함께, 상기 피스톤이, 상기 차체와 상기 차륜 유지 부재의 타방에 연결되고,

당해 콜로이달 댐퍼가, 상기 차체를 현가하기 위한 차량용 서스펜션 장치를 구성하는 것으로 된 (1) 항 내지 (3) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 콜로이달 댐퍼를, 차량용 서스펜션 장치의 일 구성 요소로 한 양태이다. 상세하게 말하면, 적어도, 차체와 차륜 유지 부재의 상대 동작을 감쇠시키는 쇼크업소버로서 기능시키는 양태이다.

(5) 당해 콜로이달 댐퍼가,

상기 다공질체에 상기 작동액이 유입된 상태에 있어서의 상기 챔버 내의 압력에 의해, 상기 차체를 지지하도록 구성된 (4) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

(6) 당해 콜로이달 댐퍼가,

상기 다공질체에 상기 작동액이 유입된 상태에 있어서의 상기 챔버 내의 압력에 의해, 자신에게 대응하는 차륜의 분담 하중 전부를 담당하도록 구성된 (5) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

상기 2 개의 항에 기재된 양태는, 콜로이달 댐퍼에 의해, 자신에게 대응하는 차륜의 분담 하중 (이른바, 1 W) 의 적어도 일부를 담당하는 양태이다. 요컨대, 상기 2 개의 항의 양태는, 콜로이달 댐퍼를, 쇼크업소버로서뿐만 아니라, 스프링으로서도 이용하는 양태이다. 또한, 후자의 양태는, 그 1 W 전부를 담당하는 것이 가능해진 양태로서, 후자의 양태에 따르면, 별도로 서스펜션 스프링을 형성할 필요가 없어, 컴팩트한 서스펜션 장치가 실현되게 된다.

(7) 당해 콜로이달 댐퍼가,

상기 차체와 상기 차륜 유지 부재가 상대 동작하는 범위에 있어서, 상기 챔버 내의 압력이, 상기 다공질체에 유입된 상기 작동액의 양에 비례한 크기가 되도록 구성된 (5) 항 또는 (6) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

종래의 연구나 실험에 의해, 일반적인 콜로이달 댐퍼의 특성으로서, 챔버 내의 압력과 작동액의 다공질체에 대한 유입량이, 거의 리니어한 관계에 있는 범위가 존재하는 것을 알 수 있다. 본 항의 양태는, 예를 들어, 실린더 장치의 스트로크 범위, 또는 상대 동작하는 2 개의 물건의 상대 동작하는 범위가, 그 챔버 내의 압력과 작동액의 유입량이 리니어한 관계에 있는 범위 내가 되도록 구성할 수 있다. 본 항의 양태에 의하면, 콜로이달 댐퍼가 차체 중량을 지지하는 힘을, 항상 발생시키는 것, 바꾸어 말하면, 콜로이달 댐퍼를 항상 서스펜션 스프링으로서 기능시킬 수 있게 된다.

상기 서술한 양태인, 실린더 장치의 스트로크 범위가 챔버 내의 압력과 작동액의 유입량이 리니어한 관계에 있는 범위 내가 되는 양태는, 예를 들어, 이하와 같이 구성할 수 있다. 먼저, 작동액의 다공질체로의 유입량은, 예를 들어, 챔버에 콜로이드 용액이 충전된 구성의 콜로이달 댐퍼에 있어서는, 챔버의 용적의 감소량과 거의 동등하다. 또, 예를 들어, 뒤에 상세하게 설명하는 양태인, 실린더 장치가 액압식 댐퍼와 동일한 구성으로 된 양태에 있어서는, 피스톤 로드의 하우징 내에 진입한 체적분이, 작동액의 다공질체로의 유입량과 거의 동등하다. 그것을 고려하여, 먼저, 다공질체의 양을, 실린더 장치가 풀 리바운드 위치에서부터 풀 바운드 위치까지 스트로크한 경우의 챔버의 용적 감소량 (또는, 피스톤 로드의 하우징 내에 진입한 체적분) 과 동일한 양의 작동액을 유입시킬 수 있는 양으로 결정한다. 다음으로, 작동액의 양을, 그 다공질체에 유입하는 양 (=챔버의 용적 감소량) 보다 많은 양으로 결정한다. 요컨대, 그것들을 혼합시킨 콜로이드 용액을 구비시킴으로써, 상기의 양태의 콜로이달 댐퍼를 구성할 수 있다.

(11) 당해 콜로이달 댐퍼가,

상기 챔버 내에 수용되고, 상기 콜로이드 용액과, 그 콜로이드 용액을 그것이 충전된 상태에서 밀봉함과 함께 가요성을 갖는 밀봉 용기를 포함하여 구성되고, 자신에게 가해지는 압력이 증가하는 경우에, 상기 다공질체의 세공에 상기 작동액이 유입되어 체적이 감소하고, 자신에게 가해지는 압력이 저하되는 경우에, 상기 다공질체의 세공으로부터 상기 작동액이 유출되어 체적이 증가하는 콜로이드 용액 밀봉체를 구비한 (1) 항 내지 (7) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

예를 들어, 챔버 내에 콜로이드 용액이 충전되는 구성의 콜로이달 댐퍼에 있어서는, 다공질체에 의해 실린더 내부가 마모된다는 문제가 있다. 특히, 피스톤의 시일 부재나, 하우징의 피스톤이 슬라이딩하는 부분 등의 마모는, 콜로이드 용액의 누설로 이어지기 때문에 큰 문제가 된다. 그 문제에 대응하기 위하여, 하우징의 피스톤이 슬라이딩하는 부분으로부터, 필터나 용기에 의해 다공질체를 격리하는 구성의 콜로이달 댐퍼도 존재한다. 그러나, 다공질체는 스트레스 등에 의해 분쇄되어 작아지는 경우가 있다. 요컨대, 필터나 용기에 의해 다공질체를 격리한 구성의 콜로이달 댐퍼는, 그 필터나 용기가 작동액을 통과시키는 것이기 때문에, 분쇄되어 작아진 다공질체가, 그 필터나 용기에 막히거나 그것을 통과하거나 한다는 문제가 있다.

상기와 같은 구성의 콜로이달 댐퍼에 대해, 본 항에 기재된 콜로이달 댐퍼는, 콜로이드 용액이 밀봉 용기에 밀봉되어 있고, 다공질 및 작동액이 그 밀봉 용기 밖으로는 유출되지 않도록 구성되어 있다. 요컨대, 본 항의 양태는, 다공질체가 하우징이나 피스톤과 서로 스치는 경우가 없어, 실린더 장치 내의 마모를 방지할 수 있다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 다공질체가 분쇄되어 작아졌다고 하더라도, 당연히 밀봉 용기 밖으로 유출되는 경우도 없다. 따라서, 본 항의 양태에 의하면, 내구성이 우수한 콜로이달 댐퍼가 실현되게 된다. 또한, 본 항의 양태는, 하우징과 피스톤의 상대 동작시에, 다공질체에 대해 작동액이 유입·유출되어 콜로이드 용액 밀봉체의 체적이 변화됨으로써, 실린더 장치의 챔버의 용적의 변화, 요컨대, 실린더 장치의 스트로크가 허용되도록 구성할 수 있다.

본 항에 기재된 「밀봉 용기」는, 콜로이드 용액을 밀봉한 상태를 유지하면서, 다공질체로의 작동액의 유입·유출에 수반하는 콜로이드 용액의 체적의 변화를 허용하는 것이다. 그 밀봉 용기는, 자신의 변형에 대해 복원하는 힘을 발생시키지 않는 것이어도 되고, 그 복원하는 힘을 발생시키는 것이어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 백 형상인 것, 신축성을 갖는 것, 탄성을 갖는 것 등, 여러 가지의 것을 채용할 수 있다. 본 항의 양태는, 예를 들어, 콜로이드 용액 밀봉체가 하우징과 피스톤 사이에 위치하여 콜로이드 용액 밀봉체에 직접적으로 힘이 전달되는 구성이어도 되고, 뒤에 상세하게 설명하는 바와 같이, 챔버 내에 충전된 액체를 통하여 콜로이드 용액 밀봉체에 힘이 전달되는 구성이어도 된다.

또, 밀봉 용기는, 자신만으로 콜로이드 용액을 밀봉하는 공간을 형성하는 것에 한정되지 않고, 하우징과 협동하여 콜로이드 용액을 밀봉하는 공간을 형성하는 것이어도 된다. 상세하게 말하면, 하우징 내부의 격벽에 가요성이 있는 부재의 단부(端部)를 고착시켜, 밀봉 용기를 구성해도 되는 것이다. 요컨대, 본 항에 기재된 양태는, 가요성을 갖고, 자신만에 의해 또는 자신과 하우징에 의해 챔버 내에 밀봉 공간을 형성하고, 그 밀봉 공간 내에 콜로이드 용액을 그것이 충전된 상태에서 밀봉하기 위한 부재인 밀봉 공간 형성 부재를 구비한 양태인 것으로 생각할 수도 있다.

(12) 상기 작동액을 용기 내 작동액으로 한 경우에,

당해 콜로이달 댐퍼가, 추가로,

상기 용기 내 작동액과는 별도로, 상기 밀봉 용기 밖에 존재하고 상기 콜로이드 용액 밀봉체와 함께 상기 챔버 내에 충전된 용기 외 작동액을 구비한 (11) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 실린더 장치에 가해지는 힘을, 용기 외 작동액을 통하여 콜로이드 용액 밀봉체로 전달하도록 구성된 양태이다. 본 항에 기재된 「용기 외 작동액」은, 콜로이드 용액 밀봉체 내의 작동액인 용기 내 작동액과, 성질에 있어서, 동일한 액체여도 되고, 상이한 액체여도 된다. 또한, 실린더 장치에 가해진 힘의 콜로이드 용액 밀봉체로의 전달 용이성이라는 관점에서 보면, 본 항에 기재된 「용기 외 작동액」에는, 점도가 높은 것을 채용하는 것이 바람직하다.

(13) 상기 용기 내 작동액과 상기 용기 외 작동액이, 성질에 있어서 서로 상이한 (12) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

앞에서도 서술한 바와 같이, 용기 내 작동액은, 큰 표면 장력을 갖는 것인 것이 바람직하고, 용기 외 작동액은, 실린더 장치에 가해지는 힘을 콜로이드 용액 밀봉체에 효율적으로 전달할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 본 항의 양태는, 그러한 요망 등에 따라, 용기 내 작동액과 용기 외 작동액을, 각각 적절한 액체를 채용한 양태로 할 수 있다. 본 항의 양태에 있어서, 용기 내 작동액과 용기 외 작동액은, 예를 들어, 물과 오일과 같이 종류가 상이한 액체여도 되고, 고점도의 오일과 저점도의 오일과 같이, 동일한 종류의 액체로 성질, 특성이 상이한 것이어도 된다.

(14) 상기 용기 내 작동액과 상기 용기 외 작동액이, 점도에 있어서 서로 상이한 (12) 항 또는 (3) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

(15) 상기 용기 외 작동액의 점도가, 상기 용기 내 작동액의 점도보다 높은 (14) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

상기 2 개의 항에 기재된 양태는, 2 개의 작동액의 점도를 상이하게 한 양태이다. 또한, 그 「점도」는, 밖으로부터의 힘 (전단력) 에 대해 수직 방향으로 작용하는 단위면적당 액체의 내부 저항의 크기인 점도 (절대 점도, 점성률, 점성 계수로 불리는 경우도 있다) 뿐만 아니라, 액체가 중력 방향으로 세관 안을 흐를 때의 속도 (절대 점도를 밀도로 나눈 것) 인 동점도도 포함하는 개념이다.

앞에서도 서술한 바와 같이, 용기 외 작동액은, 실린더 장치에 가해지는 힘의 전달 용이성이라는 관점에서 보면 점도가 높은 것이 바람직하여, 후자의 양태는, 그 바람직한 양태로 되어 있다. 예를 들어, 콜로이달 댐퍼가, 서스펜션 장치를 구성하여 차체 중량을 담당하는 구성인 경우, 실린더 장치의 챔버 내를 고압 으로 유지하기 위해, 하우징에 형성되는 시일의 밀봉성을 확보할 필요가 있다. 점도가 높은 액체는, 시일로부터 잘 누설되지 않아, 용기 외 작동액에 점도가 높은 액체를 채용한 후자의 양태는, 상기와 같은 챔버 내를 고압으로 유지할 필요가 있는 콜로이달 댐퍼에 있어서, 특히 유효한 양태이다. 또, 일반적으로, 고점도의 액체는, 윤활성도 양호하여, 하우징 내에 있어서의 피스톤의 슬라이딩을 원활한 것으로 할 수 있다.

(16) 상기 용기 내 작동액과 상기 용기 외 작동액이, 열전도의 특성에 있어서 서로 상이한 (12) 항 내지 (15) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

(17) 용기 외 작동액의 열전도율이, 상기 용기 내 작동액의 열전도율보다 낮은 (16) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

상기 2 개의 항에 기재된 양태는, 2 개의 작동액의 온도가 전달되는 정도를 상이하게 한 양태이다. 후자의 양태는, 알기 쉽게 말하자면, 용기 외 작동액이 온도를 잘 전달하지 않는 액체로 된 양태이다. 용기 외 작동액을 구비하는 콜로이달 댐퍼는, 콜로이드 용액 밀봉체를 그 용기 외 작동액에 의해 덮는 구성으로 할 수 있고, 후자의 양태에 의하면, 실린더 장치의 외부의 온도를 용기 내 작동액으로 잘 전달되지 않게 하는 것, 바꾸어 말하면, 용기 내 작동액의 온도를 실린더 장치의 외부로 잘 빠져나가지 않게 할 수 있다. 예를 들어, 용기 내 작동액이, 온도에 의해 자신인 특성이 변화하는 액체인 경우에, 열전도율이 낮은 용기 외 작동액에 의해 용기 내 작동액으로의 온도의 전달을 억제하여, 용기 내 작동액의 온도 변화를 억제할 수 있다.

(18) 상기 용기 내 작동액과 상기 용기 외 작동액이, 응고 온도에 있어서 서로 상이한 (12) 항 내지 (17) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

(19) 용기 외 작동액의 응고 온도가, 상기 용기 내 작동액의 응고 온도보다 낮은 (18) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

상기 2 개의 항에 기재된 양태는, 2 개의 작동액의 응고 온도를 상이하게 한 양태이다. 후자의 양태는, 알기 쉽게 말하자면, 용기 외 작동액이 잘 응고되지 않는 액체로 된 양태이다. 예를 들어, 용기 외 작동액이 응고되기 시작하면, 실린더 장치에 가해지는 힘에 대해, 콜로이드 용액 밀봉체에 전달되는 힘이 변동될 우려가 있다. 그러나, 후자의 양태에 의하면, 그 잘 응고되지 않는 용기 외 작동액에 의해, 실린더 장치에 가해지는 힘을 콜로이드 용액 밀봉체에 확실하게 전달할 수 있다.

또한, 후자의 양태에 있어서는, 용기 내 작동액이 외기온의 저하에 의해 응고될 우려가 있는 경우, 예를 들어, 용기 내 작동액에 물을 채용한 경우에는, 앞서 서술한 양태인 용기 외 작동액의 열전도율이 용기 내 작동액의 열전도율보다 낮은 양태를 합치는 것이 바람직하다. 그러한 양태로 하면, 콜로이드 용액 밀봉체를 용기 외 작동액으로 덮도록 구성함으로써, 열전도율이 낮은 용기 외 작동액에 의해 용기 내 작동액의 온도를 외기로 잘 빠져나가지 않게 하여, 용기 내 작동액이 응고되는 것을 방지할 수 있다.

(20) 상기 용기 외 작동액이, 오일인 (12) 항 내지 (19) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 용기 외 작동액을 한정한 양태로서, 예를 들어, 광물유나, 합성유인 실리콘 오일 등을 채용할 수 있다. 예를 들어, 본 항의 양태와, 앞서 서술한 용기 내 작동액을 물로 한 양태를 합친 구성의 콜로이달 댐퍼를 생각해 볼 수 있다. 일반적으로, 오일의 점도는 물의 점도보다 높기 때문에, 상기 구성의 콜로이달 댐퍼는, 앞서 서술한 용기 외 작동액의 점도가 용기 내 작동액의 점도보다 높은 양태의 일 양태인 것으로 생각할 수 있다. 또, 오일의 열전도율은, 물의 열전도율보다 낮기 때문에, 상기의 구성의 콜로이달 댐퍼는, 앞서 서술한 용기 외 작동액의 열전도율이 용기 내 작동액의 열전도율보다 낮은 양태의 일 양태인 것으로 생각할 수 있다. 또한 오일의 응고 온도는, 물의 응고 온도보다 낮기 때문에, 상기의 구성의 콜로이달 댐퍼는, 앞서 서술한 용기 외 작동액의 응고 온도가 용기 내 작동액의 응고 온도보다 낮은 양태의 일 양태인 것으로 생각할 수 있다. 이상과 같이, 용기 내 작동액을 물로 하고, 또한, 용기 외 작동액을 오일로 한 콜로이달 댐퍼는, 앞서 서술한 여러 가지 효과가 얻어지고, 여러 가지 관점에 있어서 우수한 콜로이달 댐퍼가 된다.

(21) 상기 실린더 장치가, 상기 피스톤에 의해 상기 하우징 내가 2 개의 챔버로 구획되도록 구성되고,

그것들 2 개의 챔버 중 1 개가, 상기 콜로이드 용액 밀봉체를 수용하는 것으로 된 (11) 항 내지 (20) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

(22) 상기 피스톤이,

상기 하우징 내를 자신을 사이에 두고 상기 2 개의 챔버로 구획하는 피스톤 본체와,

일단부가 상기 피스톤 본체에 연결되고, 타단부가 상기 하우징으로부터 연장되어 상기 2 개의 물건의 타방에 연결되는 피스톤 로드를 포함하여 구성된 (21) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

상기 2 개의 항에 기재된 양태는, 실린더 장치의 구성에 한정을 가한 양태이다.

(23) 상기 피스톤 로드가,

상기 2 개의 챔버 중 상기 콜로이드 용액 밀봉체가 수용되어 있지 않은 것의 내부를 관통하도록, 상기 하우징으로부터 연장되어 상기 2 개의 물건의 타방에 연결되는 (22) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 2 개의 챔버 중, 2 개의 상대 동작하는 물건이 접근할 때에 체적이 감소함과 함께, 그것들이 이간할 때에 체적이 증가되게 되는 챔버에, 콜로이드 용액 밀봉체가 수용된 양태이다. 본 항의 양태에 있어서는, 콜로이드 용액 밀봉체가 피스톤 로드와는 반대측의 챔버에 수용되어 있기 때문에, 하우징 내에 있어서의 피스톤의 슬라이딩을 방해하지 않게 할 수 있다.

(24) 상기 작동액을 용기 내 작동액으로 한 경우에,

당해 콜로이달 댐퍼가, 추가로,

상기 용기 내 작동액과는 별도로, 상기 밀봉 용기 밖에 존재하고 상기 콜로이드 용액 밀봉체와 함께 상기 챔버 내에 충전된 용기 외 작동액을 구비하고,

상기 실린더 장치가,

상기 2 개의 챔버를 연통시켜 상기 피스톤의 슬라이딩에 수반하는 상기 2 개의 챔버 사이의 상기 용기 외 작동액의 유통을 허용하는 연통로를 구비한 (21) 항 내지 (23) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 용기 외 작동액의 상기 연통로의 유통에 대해 저항력을 부여하도록 하면, 감쇠력을 발생시킬 수 있다. 그러한 양태로 하면, 다공질체에 대한 용기 내 작동액의 유출입에 의한 감쇠에 더하여, 일반적인 액압식 댐퍼에 의한 감쇠력도 발생시킬 수 있는 점에서, 그것들을 조합하여, 2 개의 상대 동작하는 물건의 상대 동작을 효과적으로 감쇠시킬 수 있게 된다.

(25) 상기 콜로이드 용액 밀봉체가,

상기 챔버 내에 있어서, 상기 피스톤으로부터 떨어진 끝에 고정된 (11) 항 내지 (24) 항 중 어느 한 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 콜로이드 용액 밀봉체의 배치 형성 위치를 한정한 양태로서, 본 항의 양태에 의하면, 콜로이드 용액 밀봉체가, 피스톤에 완전히 접하지 않도록 할 수 있어, 하우징 내에 있어서의 피스톤의 슬라이딩의 방해가 되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

(26) 상기 2 개의 물건이, 차체와, 차륜을 회전할 수 있게 유지하는 차륜 유지 부재로서,

상기 하우징이, 상기 차체에 연결됨과 함께, 상기 피스톤이, 상기 차륜 유지 부재에 연결되고,

당해 콜로이달 댐퍼가, 상기 차체를 현가하기 위한 차량용 서스펜션 장치를 구성하는 것으로 된 (25) 항에 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 콜로이달 댐퍼가 서스펜션 장치를 구성하는 것으로 된 양태에 있어서, 콜로이드 용액 밀봉체가 차체측에 형성된 양태이다. 예를 들어, 콜로이드 용액 밀봉체가 차륜측에 형성된 경우, 콜로이드 용액 밀봉체에는, 주파수가 높은 스프링 하 진동이 직접 입력되게 된다. 요컨대, 본 항의 양태에 의하면, 콜로이드 용액 밀봉체가 차륜측에 형성된 경우와 비교하여, 주파수가 높은 스프링 하 진동의 콜로이드 용액 밀봉체로의 입력을 억제할 수 있어, 밀봉 용기 내에 있어서 다공질체가 작동됨으로써 밀봉 용기 내가 마모되는 것을 억제할 수 있다. 또, 본 항의 양태에 있어서는, 콜로이드 용액 밀봉체 및 용기 외 작동액을 수용하는 하우징은, 중량이 비교적 커지지만, 그 하우징은 차체에 연결되어 있기 때문에, 스프링 하 중량을 작게 할 수 있어, 차량의 승차감을 악화시키지 않도록 되어 있다.

(27) 당해 콜로이달 댐퍼가,

상기 콜로이드 용액 밀봉체를 제 1 콜로이드 용액 밀봉체로 한 경우에, 그 제 1 콜로이드 용액 밀봉체와는 별도로 또 하나의 콜로이드 용액 밀봉체인 제 2 콜로이드 용액 밀봉체를 구비하고, 상기 챔버에 그것들 제 1 콜로이드 용액 밀봉체와 제 2 콜로이드 용액 밀봉체가 수용되는 것이고,

그 제 2 콜로이드 용액 밀봉체가,

상기 제 1 콜로이드 용액 밀봉체의 상기 콜로이드 용액을 제 1 콜로이드 용액으로 한 경우에, 그 제 1 콜로이드 용액과 구성에 있어서 상이한 제 2 콜로이드 용액을 함유하여 구성된 (11) 항 내지 (26) 항 중 어느 한 항인 기재된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 콜로이달 댐퍼는, 서로 구성이 상이한 콜로이드 용액을 함유하는 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체를 구비하고 있다. 본 항의 양태의 콜로이달 댐퍼는, 그것들 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 각각이 갖는 콜로이드 용액의 특성을 조합하여, 콜로이달 댐퍼의 특성을 적절화시킬 수 있다.

본 항에 기재된 양태에 있어서는, 2 개의 콜로이드 용액 각각의 구성에 차이가 있는 점에서, 그것들 2 개의 콜로이드 용액 각각의 성질, 특성의 차이를 이용하여, 당해 콜로이달 댐퍼의 특성을 적절화시킬 수 있다. 또한, 본 항에서 말하는 「제 1 콜로이드 용액과 제 2 콜로이드 용액의 구성이 상이한」이란, 예를 들어, 그것들 2 개의 콜로이드 용액이 갖는 다공질체와 작동액의 적어도 일방이 동일한 것이 아닌 것, 그것들 각각이 갖는 다공질체의 양이 상이한 것, 그것들 각각이 갖는 다공질체의 소액화 처리의 정도 (예를 들어, 세공 직경의 평균이나 세공의 전체 길이 등) 가 상이한 것, 그들의 각각이 갖는 작동액이 성질 (상기 서술한 점도, 열전도 특성, 응고 온도 등) 에 있어서 서로 상이한 것 등, 제 1 콜로이드 용액과 제 2 콜로이드 용액이 동일하지는 않은 것을 의미한다.

구체적으로는, 예를 들어, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체가 갖는 작동액의 응고 온도를 서로 상이하게 한 양태로 하면, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체의 일방이 갖는 작동액이 응고되었다고 하더라도, 그들의 타방이 갖는 작동액이 응고되지 않기 때문에, 콜로이달 댐퍼가 완전히 동작하지 않도록 하는 것을 방지할 수 있다. 또, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 각각이 갖는 다공질체의 소액화 처리의 정도를 서로 상이하게 한 양태로 하면, 실린더 장치의 스트로크와 챔버 내의 압력의 관계를 조정할 수 있어, 앞서 서술한 쇼크업소버로서의 기능이나, 스프링으로서의 기능을 적절화시킬 수 있다.

또한, 앞서 서술한 하우징이 2 개의 챔버로 구획되는 양태에 있어서는, 본 항에 기재된 양태는, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체의 양자가 2 개의 챔버 중 1 개에 수용되는 양태여도 되고, 또, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체의 일방이 2 개의 챔버 중 일방에, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체의 타방이 2 개의 챔버 중 타방에, 각각 수용되는 양태여도 된다.

(31) 상대 동작하는 2 개의 물건 사이에 배치 형성되고, 그것들의 상대 동작을 감쇠시키기 위한 댐퍼로서,

상기 2 개의 물건의 일방에 연결된 하우징과, 상기 2 개의 물건의 타방에 연결되어 상기 하우징 내를 슬라이딩할 수 있는 피스톤을 포함하여 구성되고, 그것들 하우징과 피스톤에 의해 챔버가 형성된 실린더 장치와,

상기 챔버 내에 수용되고, (A) 다수의 세공을 갖는 다공질체와 제 1 작동액이 혼합된 콜로이드 용액과, (B) 그 콜로이드 용액을 그것이 충전된 상태에서 밀봉함과 함께 가요성을 갖는 밀봉 용기를 포함하여 구성되고, 자신에게 가해지는 압력이 증가하는 경우에, 상기 다공질체의 세공에 상기 제 1 작동액이 유입되어 체적이 감소하고, 자신에게 가해지는 압력이 저하되는 경우에, 상기 다공질체의 세공으로부터 상기 제 1 작동액이 유출되어 체적이 증가하는 콜로이드 용액 밀봉체와,

그 콜로이드 용액 밀봉체와 함께 상기 챔버 내에 충전된 제 2 작동액을 구비하고,

상기 2 개의 물건의 상대 동작시에, 상기 다공질체의 세공에 대한 상기 제 1 작동액의 유입·유출에 의해, 그것들 2 개의 물건의 상대 동작을 감쇠시키도록 구성된 콜로이달 댐퍼.

본 항에 기재된 양태는, 앞서 서술한 콜로이드 용액 밀봉체를 구비한 양태와, 용기 외 작동액을 구비한 양태를 합친 양태이다. 본 항에 기재된 「제 1 작동액」이, 앞서 서술한 「용기 내 작동액」에 상당하고, 「제 2 작동액」이 「용기 외 작동액」에 상당한다.

도 1 은 청구 가능 발명의 실시예인 콜로이달 댐퍼를 일 구성 요소로 한 차량용 서스펜션 장치의 정면도이다.
도 2 는 청구 가능 발명의 실시예인 콜로이달 댐퍼의 정면 단면도이다.
도 3 은 도 2 에 나타내는 콜로이드 용액을 구성하는 다공질체를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 는 종래부터 알려져 있는 간편한 구성의 콜로이달 댐퍼의 정면 단면도이다.
도 5 는 도 4 에 나타내는 콜로이달 댐퍼에 있어서의 실린더 장치의 스트로크와 실린더 장치의 내압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6 은 청구 가능 발명의 실시예인 콜로이달 댐퍼에 있어서의 실린더 장치의 스트로크와 실린더 장치의 내압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7 은 변형예의 콜로이달 댐퍼에 있어서의 실린더 장치의 스트로크와 실린더 장치의 내압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 1 변형예의 콜로이달 댐퍼의 정면 단면도이다.
도 9 는 제 2 변형예의 콜로이달 댐퍼의 정면 단면도이다.

이하, 청구 가능 발명의 대표적인 실시형태를, 실시예 및 그 변형예로서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 청구 가능 발명은, 하기 실시예 외에, 상기〔발명의 양태〕의 항에 기재된 양태를 비롯하여, 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지 변경, 개량을 실시한 여러 가지 양태로 실시할 수 있다.

실시예

<서스펜션 장치의 구성>

본 실시예의 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 차량용 서스펜션 장치의 일 구성요소로 되어 있다. 그 차량용 서스펜션 장치는, 차량이 갖는 차륜 (12) 각각에 대응하여 형성되는 독립 현가식인 것이고, 멀티 링크 서스펜션 장치로 되어 있다. 서스펜션 장치는, 각각이 서스펜션 아암인 제 1 상부 아암 (20), 제 2 상부 아암 (22), 제 1 하부 아암 (24), 제 2 하부 아암 (26), 토 컨트롤 아암 (28) 을 구비하고 있다. 5 개의 아암 (20, 22, 24, 26, 28) 의 각각의 일단부는, 차체에 회동(回動)할 수 있게 연결되고, 타단부는 차륜 (12) 을 회전할 수 있게 유지하는 차륜 유지 부재로서의 액셀 캐리어 (30) 에 회동할 수 있게 연결되어 있다. 그것들 5 개의 아암 (20, 22, 24, 26, 28) 에 의해, 액셀 캐리어 (30) 는, 차체에 대해 일정한 궤적을 따른 상하 이동이 허용되고 있다. 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 차체의 일부인 타이어 하우징에 형성된 마운트부 (32) 와, 상기 제 2 하부 아암 (26) 사이에 배치 형성되어 있다.

도 2 에, 콜로이달 댐퍼 (10) 의 정면 단면도를 나타낸다. 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 실린더 장치 (40) 를 주체로 하는 것으로서, 그 실린더 장치 (40) 가, 마운트부 (32) 와 제 2 하부 아암 (26) 사이에 배치 형성되어 있다. 실린더 장치 (40) 는, 대체로 원통상의 하우징 (42) 과, 그 하우징 (42) 에 대해 슬라이딩할 수 있게 배치 형성된 피스톤 (44) 을 포함하여 구성되어 있다. 하우징 (42) 은, 그것의 상단부에 있어서, 방진 고무 (46) 를 포함하여 구성되는 상부 서포트 (48) 를 개재하여 마운트부 (32) 의 하면측에 연결되어 있다.

피스톤 (44) 은, 피스톤 본체 (60) 를 갖고 있고, 그 피스톤 본체 (60) 가, 하우징 (42) 의 내부를, 자신을 사이에 두고 2 개의 챔버인 상실 (62) 과 하실 (64) 로 구획되어 있다. 또한, 피스톤 본체 (60) 는, 테플론 코팅된 밴드 (66) 가 외주에 장착된 것으로, 하우징 (42) 에 대해 원활하게 슬라이딩하도록 되어 있다. 또, 피스톤 (44) 은, 피스톤 로드 (68) 를 갖고 있고, 그 피스톤 로드 (68) 는, 상단부에 있어서 피스톤 본체 (60) 에 연결됨과 함께, 하우징 (42) 의 하단부에 형성된 덮개부로부터 연장되어 있다.

실린더 장치 (40) 는, 커버 튜브 (70) 를 구비하고 있고, 상기 피스톤 로드 (68) 및 하우징 (42) 의 하부를 수용하고 있다. 그리고, 그 커버 튜브 (70) 에는, 그것 내부의 바닥부에 있어서, 상기 피스톤 로드 (68) 의 하단부가 고정되어 있다. 커버 튜브 (70) 는, 그것의 하단에 있어서, 부시 (bush) (72) 를 개재하여 제 2 하부 아암 (26) 에 연결되어 있다.

하우징 (42) 의 상단부에 형성된 덮개부에는, 2 개의 고무제 벨로우즈 (bellows) (80, 82) 가, 직렬적으로 연결된 상태에서 고정되어 있고, 상실 (62) 에 수용되어 있다. 일방의 벨로우즈 (80) 에는, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 과 물 (88) 이 혼합된 제 1 콜로이드 용액 (90) 이 충전된 상태에서 밀봉되어 있다. 요컨대, 그 제 1 콜로이드 용액 (90) 과 밀봉 용기로서 기능하는 벨로우즈 (80) 을 포함하여, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 가 구성되어 있다. 또, 다른 일방의 벨로우즈 (82) 에는, 상기 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 과, 물과 부동제의 혼합액 (94) 으로 이루어지는 제 2 콜로이드 용액 (96) 이 충전된 상태에서 밀봉되어 있다. 요컨대, 그 제 2 콜로이드 용액 (96) 과 밀봉 용기로서 기능하는 벨로우즈 (82) 를 포함하여, 제 2 콜로이드 용액 밀봉체 (98) 가 구성되어 있다. 따라서, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 그것들 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 를 포함하여 구성되는 것으로 되어 있다.

도 3 에, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 중 하나의 입자의 단면도를 모식적으로 나타낸다. 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 는, 외경 (D) 이 수 ㎛ ∼ 수십 ㎛ 오더이며, 또한, 세공 (102) 의 내경 (d) 이 수 ㎚ ∼ 수십 ㎚ 오더의 구형 실리카 겔 입자를, 그것의 표면 (세공 내도 포함한다) 을 소수성 물질로 소수화 처리한 것이다. 요컨대, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 각각이, 다공질체로서 기능하는 것으로 되어 있다.

상실 (62) 에는, 상기 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 가 수용된 상태에서, 용기 외 작동액인 광물유 (110) 가 충전되어 있다. 또, 하실 (64) 에도, 광물유 (110) 가 충전되어 있다. 앞서 서술한 피스톤 본체 (60) 에는, 그것을 축방향으로 관통하고, 상실 (62) 과 하실 (64) 을 연통시키는 복수의 연통로 (112) 가 형성되어 있다. 요컨대, 하우징 (42) 에 대한 피스톤 (44) 의 슬라이딩에 수반하여 상실 (62) 및 하실 (64) 의 용적이 변화하는 경우에, 상기 연통로 (112) 에 의해, 상실 (62) 과 하실 (64) 사이에서, 광물유 (110) 의 유통이 허용되는 것이다. 이와 관련하여, 뒤에 상세하게 설명하지만, 하우징 (42) 의 내부는 고압이 되기 때문에, 하우징 (42) 의 상단부의 덮개부, 및, 하단부의 덮개부에는, 광물유 (110) 의 누설을 방지하기 위해서, 복수의 고압 시일 (114, 116) 이 형성되어 있다. 특히, 피스톤 로드 (68) 가 슬라이딩하는 하단부의 덮개부에는, 그 피스톤 로드 (68) 의 슬라이딩면에 접하는 2 개의 시일 (116) 이 형성되어 있다. 그것들 2 개의 시일 (116) 사이에 그리스가 밀봉되어 있어, 시일성이 높아져 있다.

콜로이달 댐퍼 (10) 는, 차체와 차륜의 접근 이간 동작을 규제하는 기구, 이른바 바운드 스토퍼, 및, 리바운드 스토퍼를 갖고 있다. 구체적으로는, 바운드 스토퍼는, 커버 튜브 (70) 의 내측의 바닥부에 첩착(貼着)된 고리형의 완충 고무 (120) 를 포함하여 구성되고, 하우징 (42) 의 하단부가, 완충 고무 (120) 를 개재하여 커버 튜브 (70) 에 맞닿도록 구성되어 있다. 또, 리바운드 스토퍼는, 하우징 (42) 의 하단부측의 덮개부의 상면에 첩착된 고리형의 완충 고무 (122) 를 포함하여 구성되고, 피스톤 본체 (60) 의 하면과 하우징 (42) 의 하단부측의 덮개부가, 완충 고무 (122) 를 개재하여 맞닿도록 구성되어 있다.

<콜로이달 댐퍼의 특성>

i) 일반적인 콜로이달 댐퍼의 특성

상기 서술한 바와 같이, 본 서스펜션 장치는, 콜로이달 댐퍼 (10) 를 주체로 하여 구성되는 것이다. 그 콜로이달 댐퍼 (10) 의 기능에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 먼저, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 에 대하여 설명하기 전에, 도 4 에 나타내는 간편한 구성의 콜로이달 댐퍼 (150) 를 예로, 콜로이달 댐퍼의 일반적인 특성에 대해, 도 5 도 참조하면서 상세하게 설명한다. 콜로이달 댐퍼 (150) 는, 하우징 (152) 과, 그 하우징 (152) 내를 슬라이딩하는 피스톤 (154) 을 포함하여 구성되는 실린더 장치 (156) 를 구비하고 있다. 그리고, 콜로이달 댐퍼 (150) 는, 그것들 하우징 (152) 과 피스톤 (154) 에 의해 형성되는 챔버 (158) 내에, 다공질체 (160) 와 작동액 (162) 이 혼합된 콜로이드 용액 (164) 이 충전된 것이다.

도 5 는, 하우징 (152) 과 피스톤 (154) 의 상대 동작량 (S ; 실린더 장치 (156) 의 스트로크) 과 챔버 (158) 의 내압 (p) 의 관계를 나타내는 도면이다. 콜로이달 댐퍼 (150) 에 있어서, 실린더 장치 (156) 를 수축시키는 힘이 외부로부터 가해지면, 먼저, 챔버 (158) 내의 작동액 (162) 의 액압이 크게 (급한 구배로) 상승한다 (도 5 에 있어서의 (I) 의 범위). 작동액 (162) 의 액압이, 어느 높이 부근까지 상승하면, 작동액 (162) 은, 그 작동액 (162) 의 표면 장력에 저항하여 다공질체 (160) 의 세공으로 유입되기 시작하고, 가해지는 힘의 크기에 따른 양만큼 작동액 (162) 이 유입되게 된다 (도 5 에 있어서의 (II) 의 범위). 그 다공질체 (160) 로의 작동액 (162) 의 유입에 의해, 콜로이드 용액 (164) 의 용적이 감소하고, 실린더 장치 (156) 가 수축하도록 스트로크하게 된다. 요컨대, 작동액 (162) 의 유입량과 챔버 (158) 의 용적 변화는 동등한 것이고, 작동액 (162) 의 유입량과 실린더 장치 (156) 의 스트로크는, 리니어한 관계에 있다고 할 수 있다. 또, 작동액 (162) 의 유입량이 많아지면, 챔버 (158) 의 내압도 커진다. 요컨대, 도 5 에 있어서의 (II) 의 범위에 나타내는 바와 같이, 실린더 장치 (156) 의 스트로크 (S) 와, 챔버 (158) 의 내압 (p) 은 리니어한 관계로 되어 있다. 그리고, 작동액 (162) 이, 유입할 수 있는 한계 부근까지 다공질체 (160) 내에 유입되면, 작동액 (162) 의 액압이 크게 상승하기 시작하는 것이다 (도 5 에 있어서의 (III) 의 범위).

다음으로, 실린더 장치 (156) 에 가하고 있던 힘을 제거하면, 작동액 (162) 의 액압이 크게 (급한 구배로) 저하된다 (도 5 에 있어서의 (IV) 의 범위). 그 후, 작동액 (162) 의 액압이 저하되면, 다공질체 (160) 의 세공으로부터 작동액 (162) 이 유출되는 것이다 (도 5 에 있어서의 (V) 의 범위). 그 다공질체 (160) 로부터의 작동액 (162) 의 유출에 의해, 콜로이드 용액 (164) 의 용적이 증가하고, 실린더 장치 (156) 가 신장하도록 스트로크하게 된다. 또한, 이 도 5 에 있어서의 (V) 의 범위에 나타내는 작동액 (162) 이 유출되는 경우에도, 작동액 (162) 이 유입될 때와 마찬가지로, 실린더 장치 (156) 의 스트로크 (S) 와, 챔버 (158) 의 내압 (p) 은 리니어한 관계로 되어 있다.

다공질체 (160) 와 작동액 (162) 사이의 상태를, 그것들 다공질체 (160) 와 작동액 (162) 사이의 접촉각을 사용하여 설명하면, 다공질체 (160) 로 작동액 (162) 이 유입될 때에 접촉각이 크고, 다공질체 (160) 로부터 작동액 (162) 이 유출될 때에 접촉각이 작아진다. 그 때문에, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 작동액 유입시 (수축시) 의 챔버 (158) 의 내압과, 작동액 유출시 (신장시) 의 챔버 (158) 의 내압에는 차이가 발생한다. 요컨대, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 실린더 장치 (156) 의 스트로크 (S) 의 변화에 대한 챔버 (158) 의 내압 (p) 의 변화에, 히스테리시스 (hysteresis) 가 발생하는 것이다. 그리고, 그것에 의해, 콜로이달 댐퍼 (150) 는, 에너지를 산일시켜 2 개의 상대 동작하는 물건의 상대 동작을 감쇠시키는 구성으로 되어 있다. 이와 관련하여, 도 5 의 히스테리시스에 의해 둘러싸인 부분의 면적이, 산일시킨 에너지에 상당한다.

ii) 본 콜로이달 댐퍼의 특성

본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 콜로이드 용액이 벨로우즈 내에 밀봉되어 있지만, 실린더 장치 (40) 에 가해진 힘은, 용기 외 작동액인 광물유 (110) 를 통하여 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 에 전달된다. 그리고, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 는, 자신에게 힘이 가해지면, 벨로우즈 (80) 내에 수용된 용기 내 작동액인 물 (88) 의 액압이 상승된다. 그 물 (88) 의 액압이 어느 높이까지 상승되면, 그 물 (88) 은, 표면 장력에 저항하여 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 내로 유입된다. 그것에 수반하여, 벨로우즈 (80) 는 수축하면서, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 는, 체적이 감소하게 되는 것이다. 한편, 자신에게 가해지는 힘이 없어지면, 물 (88) 의 액압이 저하되어, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (88) 의 세공 (102) 으로부터 물 (88) 이 유출된다. 그것에 수반하여, 벨로우즈 (80) 는 신장하면서, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 는, 체적이 증가하게 된다. 제 2 콜로이드 용액 밀봉체 (98) 도, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 와 동일하게 작동하는 것으로서, 자신에게 가해지는 힘의 증가에 의해, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 내에 용기 내 작동액인 혼합액 (94) 이 유입되어 체적이 감소하고, 자신에게 가해지는 힘의 감소에 의해, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 내로부터 혼합액 (94) 이 유출되어 체적이 증가한다. 요컨대, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 도, 상기 서술한 콜로이달 댐퍼 (150) 와 동일한 특성을 갖고 있다. 또한, 도 6 에, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 에 있어서의 실린더 장치 (40) 의 스트로크 (S) 와 상실 (62) 의 내압 (p) (하실 (64) 의 내압이기도 하다. 이하, 실린더 장치 (40) 의 내압이라고 하는 경우가 있다) 의 관계를 나타낸다.

<본 콜로이달 댐퍼의 기능>

i) 서스펜션 스프링으로서의 기능

본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 상기 서술한 바와 같이, 서스펜션 장치의 구성 요소의 주체가 되는 것이다. 먼저, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 서스펜션 스프링으로서의 기능을 갖는 것으로 되어 있다. 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 외부로부터 실린더 장치 (40) 에 어떤 크기의 힘이 가해지면, 실린더 장치 (40) 의 내압 (p) 은, 그 크기의 힘에 따른 크기까지 상승하여, 실린더 장치 (40) 가 발생시키는 힘이 외부로부터 가해지고 있는 힘과 균형을 이루게 된다. 따라서, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 자신에게 대응하는 차륜 (12) 의 분담 하중 (이른바, 1 W 이다) 을, 소수화 다공질 실리카 겔 (100) 의 세공 (102) 에 물 (88) 이 있는 양만큼 유입된 상태에서 발생하는 실린더 장치 (40) 의 내압에 의해 담당하게 되어 있다.

그리고, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 가 수용된 상실 (62) 의 용적이 감소하도록 실린더 장치 (40) 가 스트로크하는 경우, 알기 쉽게 말하자면, 실린더 장치 (40) 가 수축되도록 스트로크하는 경우에, 실린더 장치 (40) 의 내압 (p) 이, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 으로의 물 (88) 의 유입량에 비례한 크기가 되도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하자면, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 실린더 장치 (40) 가 스트로크하는 범위에 있어서, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 으로부터 모든 물 (88) 이 유출되지 않도록, 또한, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 으로의 물 (88) 의 유입량을 유입할 수 있는 한계치에는 도달하지 않도록 구성되어 있다. 요컨대, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 리바운드 스토퍼 및 바운드 스토퍼에 의해 정해지는 실린더 장치 (40) 의 전체 스트로크 범위에 있어서, 1 W 를 지지하는 힘을 발생시키고 있는 것으로 생각할 수 있는 것이다.

이와 관련하여, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 에 있어서는, 실린더 장치 (40) 의 내압 (p) 이 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 으로의 물 (88) 의 유입량에 비례하는 범위 내에서, 실린더 장치 (40) 가 스트로크하도록, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 각각에 수용하는 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (체적) 과, 용기 내 작동액 (88, 94) 의 양 (체적) 이 정해져 있다. 먼저, 실린더 장치 (40) 에 있어서, 표준 상태 (예를 들어, 차량에 한 명도 승차하고 있지 않고, 또한, 아무것도 적재하고 있지 않고, 게다가 수평면 상에서 정차하고 있는 상태) 에 있어서의 중립 위치로부터, 바운드 방향으로 스트로크 (S_b), 리바운드 방향으로 스트로크 (S_r) 할 수 있도록 하면, 실린더 장치 (40) 의 상실 (62) 과 하실 (64) 을 합친 용적 변화 (ΔV) 는, 풀 바운드시와 풀 리바운드시에 있어서, 다음 식과 같이 구해진다.

ΔV=A·(S_b+S_r)

여기에서, A 는, 하우징 (42) 내의 압력이 피스톤 (44) 에 작용하는 면적인 수압(受壓) 면적이고, 실린더 장치 (40) 에 있어서는, 피스톤 로드 (68) 의 단면적이 상당한다.

그리고, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 에 있어서는, 이 용적 변화 (ΔV) 에 동등한 양의 작동액을 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 을 유입할 수 있을 필요가 있다. 요컨대, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 용적에 대한 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 작동액을 유입할 수 있는 한계치의 비를 η 로 하면, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 필요 최저량 (체적인) (V_Smin) 이, 다음 식에 의해 결정된다.

V_Smin=ΔV/η

또한, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 은, 소수화 처리시에, 전부가 소수화되지 않고 흡수성을 갖는 실리카 겔이 남아 버리는 경우가 있다. 예를 들어, 소수화 처리를 실시한 전체량에 대한, 소수화되지 않은 실리카 겔의 양을 제외한 소수화된 실리카 겔의 양의 비율을, 소수화 정도의 편차 등을 고려하여 소수화율 (β) 로서 결정하면, 실제의 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (체적인) (V_s) 은, 다음 식에 의해 결정되고, 그 결과, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 그 필요 최저량 (V_Smin) 보다 많게 되어 있다.

V_S=V_Smin/β

또, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 를 구비하고 있기 때문에, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 의 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (V_S1) 과 제 2 콜로이드 용액 밀봉체 (98) 의 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (V_S2) 을 더하여 합한 양이, 상기 V_S 가 되도록 되어 있다.

다음으로, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (V_s) 에 대해, 작동액의 양 (V_F) 는, ΔV 이상이면 되기 때문에, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 에 있어서는, V_F=V_S 로 되어 있다. 요컨대, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 에 있어서는, 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 의 용기 내 작동액인 물 (88) 의 양 (V_F1) 은 제 1 콜로이드 용액 밀봉체 (92) 의 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (V_S1) 과 동일한 양으로 되고, 제 2 콜로이드 용액 밀봉체 (98) 의 용기 내 작동액인 혼합액 (94) 의 양 (V_F2) 은, 제 2 콜로이드 용액 밀봉체 (98) 의 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 의 양 (V_S2) 과 동일한 양으로 되어 있다.

ii) 쇼크업소버로서의 기능

본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 중립 위치로부터의 1 사이클의 동작에 있어서의 내압의 변화를, 실린더 장치 (40) 의 스트로크 (S) 와의 관계로 나타내면, 도 6 에 나타내는 2 점 쇄선과 같이 된다. 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 먼저 설명한 일반적인 콜로이달 댐퍼 (150) 와 마찬가지로, 작동액 유입시 (수축시) 의 실린더 장치 (40) 의 내압과, 작동액 유출시 (신장시) 의 실린더 장치 (40) 의 내압에 차이가 발생하여, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 실린더 장치 (40) 의 스트로크 (S) 의 변화에 대한 실린더 장치 (40) 의 내압 (p) 의 변화에, 히스테리시스가 발생한다. 그리고, 그 도 6 의 2 점 쇄선에 의해 둘러싸인 면적이, 1 사이클의 동작에 있어서 산일한 에너지에 상당한다. 요컨대, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 차체와 차륜의 상대 동작을 감쇠시키게 되는 것으로서, 쇼크업소버로서 기능하게 된다.

<본 콜로이달 댐퍼의 특징>

상기 서술한 바와 같이, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 쇼크업소버로서의 기능 뿐만 아니라, 서스펜션 스프링으로서의 기능도 갖는 점에서, 서스펜션 스프링을 형성할 필요가 없어, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 를 사용한 차량용 서스펜션 장치는, 간편한 구성인 것으로 되어 있다.

본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 다공질체와 작동액으로 이루어지는 콜로이드 용액이 밀봉 용기 내에 밀봉되어 있고, 작동액이 그 밀봉 용기 밖으로는 유출되지 않도록 구성되어 있다. 요컨대, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 비교적 경도가 높은 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 가 하우징 (42) 이나 피스톤 (44) 과 서로 스치는 경우가 없어, 실린더 장치 (40) 내의 마모를 방지할 수 있다. 또, 예를 들어, 하우징의 피스톤이 슬라이딩하는 부분으로부터, 필터나 용기에 의해 다공질체를 격리하는 구성의 콜로이달 댐퍼도 존재한다. 그러나, 그 필터나 용기에 의해 다공질체를 격리한 구성의 콜로이달 댐퍼는, 스트레스 등에 의해 분쇄되어 작아진 다공질체가, 그 필터나 용기에 막히거나 그것을 통과하거나 한다는 문제가 있다. 그것에 반하여, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 콜로이드 용액이 밀봉 용기에 밀봉되어 있기 때문에, 다공질체가 분쇄되어 작아졌다고 하더라도, 당연히 밀봉 용기 밖으로 유출되는 경우가 없다. 따라서, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 내구성이 우수한 콜로이달 댐퍼로 되어 있다.

또, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 를 구비하고 있는데, 그것들은 하우징 (42) 에 고정되어 차체의 일부인 마운트부 (32) 에 연결되어 있는, 알기 쉽게 말하자면, 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 가 차체측에 형성되어 있다. 그 때문에, 콜로이드 용액 밀봉체가 차륜측에 형성된 경우와 비교하여, 주파수가 높은 스프링 하 진동의 콜로이드 용액 밀봉체에 대한 입력을 억제할 수 있다. 그것에 의해, 벨로우즈 (80, 82) 내에 있어서 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 가 작동됨으로써 벨로우즈 (80, 82) 내가 마모되는 것을 억제할 수 있다. 또, 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 및 용기 외 작동액인 광물유 (110) 를 수용하는 하우징 (42) 은, 중량이 비교적 커지지만, 그 하우징 (42) 은 차체에 연결되어 있고, 반대로, 피스톤 (44) 이 연결되는 차륜측의 중량인 스프링 하 중량이 작게 되어 있기 때문에, 차량의 승차감을 악화시키지 않도록 구성되어 있다.

또한, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (100) 의 세공 (102) 에 유출입시키는 용기 내 작동액과, 실린더 장치 (40) 에 가해지는 힘을 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 에 전달하기 위해서 챔버 (62, 64) 내에 충전된 용기 외 작동액이 상이한 액체로 되어, 서로 상이한 특성을 갖는 것이 되고 있다. 구체적으로 말하면, 용기 외 작동액에서 광물유 (110) 와 용기 내 작동액인 물 (88) 및 혼합액 (94) 은, 동점도가 서로 상이하고, 용기 외 작동액의 동점도가, 용기 내 작동액의 동점도보다 높은 것으로 되어 있다. 이로써, 용기 외 작동액인 광물유 (110) 는, 실린더 장치 (40) 에 가해지는 힘을 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 에 효율적으로 전달할 수 있다. 또, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 1 W 를 지지하기 위해, 실린더 장치 (40) 의 내압을 고압으로 유지하는 것이 필요해진다. 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 용기 외 작동액인 광물유 (110) 가 점도가 높은 것으로 되어 있기 때문에, 하우징 (40) 에 형성된 시일 (104, 106, 108) 의 밀봉성이 확보된 것으로 되어 있다.

또, 용기 외 작동액인 광물유 (110) 와, 용기 내 작동액인 물 (88) 은, 열전도율이 서로 상이하고, 용기 외 작동액의 열전도율이, 용기 내 작동액의 열전도율보다 낮은 것으로 되어 있다. 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 가 광물유 (110) 에 의해 덮이는 구성으로 되어 있다. 요컨대, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 용기 내 작동액인 물 (88) 은, 외기온이 저하되면 응고될 우려가 있지만, 열전도율이 낮은 광물유 (110) 에 의해 물 (88) 로의 온도의 전달을 억제하여, 물 (88) 의 온도 저하를 억제할 수 있게 되어 있는 것이다.

또한, 용기 외 작동액인 광물유 (110) 와 용기 내 작동액인 물 (88) 은, 응고 온도가 서로 상이하고, 용기 외 작동액의 응고 온도가, 용기 내 작동액의 응고 온도보다 낮은 것으로 되어 있다. 예를 들어, 용기 외 작동액이 응고되기 시작하면, 실린더 장치 (40) 에 가해지는 힘에 대해, 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 에 전달되는 힘이 변동될 우려가 있다. 그러나, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 그 잘 응고되지 않는 광물유 (110) 에 의해, 실린더 장치 (40) 에 가해지는 힘을 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 에 확실하게 전달할 수 있게 되어 있다.

또한, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 를 구비하고 있고, 그것들에 수용되는 제 1 콜로이드 용액 (90) 과 제 2 콜로이드 용액 (96) 은, 구성이 서로 상이한 것으로 되어 있다. 구체적으로는, 앞서 서술한 바와 같이, 제 1 콜로이드 용액 (90) 의 용기 내 작동액이 물 (88) 로 되고, 제 2 콜로이드 용액 (96) 의 용기 내 작동액이 물과 부동제의 혼합액 (94) 으로 되어 있고, 응고 온도가 서로 상이한 것으로 되어 있다. 따라서, 본 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 제 1 콜로이드 용액 (90) 의 용기 내 작동액인 물 (88) 이 응고되었다고 하더라도, 제 2 콜로이드 용액 (96) 의 용기 내 작동액인 혼합액 (94) 은 응고되지 않도록 되어 있어, 완전히 작동하지 않는 사태에 빠지는 것이 방지되도록 되어 있다.

<변형예>

상기 실시예의 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (92, 98) 를 구비하고, 그것들에 수용되는 제 1 콜로이드 용액 (90) 과 제 2 콜로이드 용액 (96) 의 용기 내 작동액이, 서로 상이한 액체로 되어 있었다. 그러나, 용기 내 작동액이 상이한 액체인 것에 한정되지 않고, 2 개의 콜로이드 용액이 구성에 있어서 서로 상이하면 된다. 예를 들어, 다공질체를 서로 상이한 것으로 해도 되고, 다공질체의 양을 상이하게 해도 되고, 다공질체의 소액화 처리의 정도 (예를 들어, 세공 직경의 평균이나 세공의 전체 길이 등) 를 상이하게 해도 된다. 이와 관련하여, 도 7 의 (a) 에는, 제 1 콜로이드 용액과 제 2 콜로이드 용액 각각이 갖는 다공질체의 소액화 처리의 정도를 서로 상이하게 한 콜로이달 댐퍼에 있어서의, 실린더 장치의 스트로크와 실린더 장치의 내압의 관계를 나타내고 있다. 이 콜로이달 댐퍼는, 실린더 장치의 스트로크와 실린더 장치의 내압의 관계가 비선형 특성으로 되어 있다. 또, 도 7 의 (b) 에는, 다공질체의 소액화 처리의 정도에 있어서 서로 상이한 제 1 콜로이드 용액과 제 2 콜로이드 용액 각각의 실린더 장치의 스트로크와 실린더 장치의 내압의 관계를 나타내고 있다. 그것들 2 개의 콜로이드 용액의 특성을 서로 더하여 합침으로써, 실린더 장치의 스트로크 범위에 있어서, 콜로이달 댐퍼가 스프링으로서 기능하는 경우의 스프링 상수를 적절한 크기로 조정할 수 있다. 이상과 같이, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체를 구비시킨 콜로이달 댐퍼는, 2 개의 콜로이드 용액을 구성에 있어서 서로 상이하게 하고, 그것들 2 개 콜로이드 용액 각각의 특성을 조합함으로써, 여러 가지 특성을 갖는 콜로이달 댐퍼를 실현하는 것이나, 콜로이달 댐퍼의 특성을 적절화시킬 수 있다.

도 8 에, 제 1 변형예의 콜로이달 댐퍼 (200) 의 정면 단면도를 나타낸다. 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (200) 는, 상기 실시예의 콜로이달 댐퍼 (10) 와 비교하여 보다 간편한 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 상기 실시예의 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 2 개의 콜로이드 용액 밀봉체를 구비하고 있었지만, 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (200) 는, 1 개의 콜로이드 용액 밀봉체 (202) 를 구비한 것으로 되어 있다. 또, 상기 실시예의 콜로이달 댐퍼 (10) 는, 하우징 (42) 이 차체에 연결됨과 함께, 피스톤 (44) 이 차륜 유지 부재에 연결되어 있었지만, 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (200) 는, 하우징 (204) 이 차륜 유지 부재에 연결됨과 함께, 피스톤 (206) 이 차체에 연결된 것으로 되어 있다.

도 9 에, 또 하나의 변형예인 제 2 변형예의 콜로이달 댐퍼 (250) 의 정면 단면도를 나타낸다. 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (250) 가 구비하는 실린더 장치 (252) 는, 하우징 (254) 의 하부에 구상의 케이스 (256) 가 접속되고, 그 결과, 케이스 (256) 는 하우징 (254) 의 일부를 구성하고 있다. 그 케이스 (256) 는, 내부에 고무제 다이어프램 (258) 이 형성되고, 그 다이어프램 (258) 에 의해 2 개의 용적 변화실로 구획된 것이다. 그것들 2 개의 용적 변화실 중 좌측의 용적 변화실 (260) 이, 하우징 (254) 내의 하실 (62) 에 연통되고, 제 2 작동액인 광물유 (110) 가 충전되어 있다. 한편, 우측의 용적 변화실 (262) 은, 밀봉 공간으로 되어 있고, 소수화 다공질 실리카 겔 (86) 과, 제 1 작동액으로서의 물 (88) 이 혼합된 콜로이드 용액 (90) 이 충전되어 있다. 요컨대, 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (250) 에 있어서는, 하우징 (254) 과 케이스 (256) 에 의해, 콜로이드 용액을 수용하는 챔버가 형성되어 있다. 또, 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (250) 에 있어서는, 다이어프램 (258) 이, 하우징 (254) 의 일부인 케이스 (256) 와 협동하여 콜로이드 용액 (90) 을 밀봉시키기 위한 밀봉 공간을 형성하는 것으로 되어 있다. 상기 실시예의 콜로이달 댐퍼 (10) 가, 콜로이드 용액이 밀봉 용기에 의해서만 밀봉되어 있었던 것에 반하여, 본 변형예의 콜로이달 댐퍼 (250) 는, 밀봉 용기 (밀봉 부재) 인 다이어프램 (258) 과 하우징 (254) 의 일부에 의해, 콜로이드 용액이 밀봉되어 있는 것이다.

10 : 콜로이달 댐퍼
12 : 차륜
26 : 제 2 하부 아암
30 : 액셀 캐리어 (차륜 유지 부재)
32 : 마운트부 (차체의 일부)
40 : 실린더 장치
42 : 하우징
44 : 피스톤
60 : 피스톤 본체
62 : 상실 (챔버)
64 : 하실
68 : 피스톤 로드
80, 82 : 벨로우즈 (밀봉 용기)
86 : 소수화 다공질 실리카 겔
88 : 물 (용기 내 작동액)
90 : 제 1 콜로이드 용액
92 : 제 1 콜로이드 용액 밀봉체
94 : 혼합액
96 : 제 2 콜로이드 용액
98 : 제 2 콜로이드 용액 밀봉체
100 : 소수화 다공질 실리카 겔 입자 (다공질체)
102 : 세공
110 : 광물유 (용기 외 작동액)
112 : 연통로
114, 116 : 고압 시일
200 : 콜로이달 댐퍼
202 : 콜로이드 용액 밀봉체
204 : 하우징
206 : 피스톤
250 : 콜로이달 댐퍼
252 : 실린더 장치
254 : 하우징 (밀봉 용기)
256 : 케이스
258 : 다이어프램 (밀봉 용기)

Claims

상대 동작하는 2 개의 물건 사이에 배치 형성되고, 상기 2 개의 물건의 상대 동작을 감쇠시키기 위한 댐퍼로서,
상기 2 개의 물건의 일방에 연결되는 하우징과, 상기 2 개의 물건의 타방에 연결되어 상기 하우징 내를 슬라이딩할 수 있는 피스톤을 포함하여 구성되고, 상기 하우징과 상기 피스톤에 의해 챔버가 형성된 실린더 장치와,
상기 챔버 내에 수용되고, (A) 다수의 세공을 갖는 다공질체와 제 1 작동액이 혼합된 콜로이드 용액과, (B) 그 콜로이드 용액을 충전 상태에서 밀봉함과 함께 가요성을 갖는 밀봉 용기를 포함하여 구성되고, 자신에게 가해지는 압력이 증가하는 경우에, 상기 다공질체의 세공에 상기 제 1 작동액이 유입되어 체적이 감소하고, 자신에게 가해지는 압력이 저하되는 경우에, 상기 다공질체의 세공으로부터 상기 제 1 작동액이 유출되어 체적이 증가하는 콜로이드 용액 밀봉체와,
그 콜로이드 용액 밀봉체와 함께 상기 챔버 내에 충전된 제 2 작동액을 구비하고,
상기 2 개의 물건의 상대 동작시에, 상기 다공질체의 세공에 대한 상기 제 1 작동액의 유입·유출에 의해, 상기 2 개의 물건의 상대 동작을 감쇠시키도록 구성된 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 작동액과 상기 제 2 작동액이, 성질에 있어서 서로 상이한 콜로이달 댐퍼.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 작동액이 물이고, 상기 제 2 작동액이 오일인 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 작동액과, 상기 제 2 작동액이, 점도에 있어서 서로 상이한 콜로이달 댐퍼.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 작동액의 점도가, 상기 제 1 작동액의 점도보다 높은 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 작동액과 상기 제 2 작동액이, 열전도의 특성에 있어서 서로 상이한 콜로이달 댐퍼.
제 6 항에 있어서,
제 2 작동액의 열전도율이, 상기 제 1 작동액의 열전도율보다 낮은 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 작동액과 상기 제 2 작동액이, 응고 온도에 있어서 서로 상이한 콜로이달 댐퍼.
제 8 항에 있어서,
제 2 작동액의 응고 온도가, 상기 제 1 작동액의 응고 온도보다 낮은 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 실린더 장치가, 상기 피스톤에 의해 상기 하우징 내가 2 개의 챔버로 구획되도록 구성되고,
상기 2 개의 챔버 중 1 개가, 상기 콜로이드 용액 밀봉체를 수용하는 것으로 된 콜로이달 댐퍼.
제 10 항에 있어서,
상기 피스톤이,
상기 하우징 내를 상기 2 개의 챔버로 구획하는 피스톤 본체와,
일단부가 상기 피스톤 본체에 연결되고, 타단부가 상기 하우징으로부터 연장되어 상기 2 개의 상대 동작하는 물건의 타방에 연결되는 피스톤 로드를 포함하여 구성되고,
그 피스톤 로드가,
상기 2 개의 챔버 중 상기 콜로이드 용액 밀봉체가 수용되어 있지 않은 것의 내부를 관통하도록, 상기 하우징으로부터 연장되어 상기 2 개의 물건의 타방에 연결되는 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 콜로이드 용액 밀봉체가,
상기 챔버 내에 있어서, 상기 피스톤으로부터 떨어진 끝에 고정된 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
당해 콜로이달 댐퍼가,
상기 콜로이드 용액 밀봉체를 제 1 콜로이드 용액 밀봉체로 한 경우에, 그 제 1 콜로이드 용액 밀봉체와는 별도로 또 하나의 콜로이드 용액 밀봉체인 제 2 콜로이드 용액 밀봉체를 구비하고, 상기 챔버에 상기 제 1 콜로이드 용액 밀봉체와 상기 제 2 콜로이드 용액 밀봉체가 수용되는 것이고,
그 제 2 콜로이드 용액 밀봉체가,
상기 제 1 콜로이드 용액 밀봉체의 상기 콜로이드 용액을 제 1 콜로이드 용액으로 한 경우에, 그 제 1 콜로이드 용액과 구성에 있어서 상이한 제 2 콜로이드 용액을 함유하여 구성된 콜로이달 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 2 개의 물건이, 차체와, 차륜을 회전할 수 있게 유지하는 차륜 유지 부재로서,
상기 하우징이, 상기 차체와 상기 차륜 유지 부재의 일방에 연결됨과 함께, 상기 피스톤이, 상기 차체와 상기 차륜 유지 부재의 타방에 연결되고,
당해 콜로이달 댐퍼가, 상기 차체를 현가하기 위한 차량용 서스펜션 장치를 구성하는 것으로 된 콜로이달 댐퍼.
제 14 항에 있어서,
상기 콜로이드 용액 밀봉체가, 상기 챔버 내에 있어서, 상기 피스톤으로부터 떨어진 끝에 고정되고,
상기 하우징이, 상기 차체에 연결됨과 함께, 상기 피스톤이, 상기 차륜 유지 부재에 연결된 콜로이달 댐퍼.