WO2019004034A1 - シリンダ装置およびシリンダ装置の製造方法 - Google Patents

シリンダ装置およびシリンダ装置の製造方法 Download PDF

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WO2019004034A1
WO2019004034A1 PCT/JP2018/023545 JP2018023545W WO2019004034A1 WO 2019004034 A1 WO2019004034 A1 WO 2019004034A1 JP 2018023545 W JP2018023545 W JP 2018023545W WO 2019004034 A1 WO2019004034 A1 WO 2019004034A1
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WO
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inner cylinder
electrode
cylinder
cylinder electrode
end side
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Application number
PCT/JP2018/023545
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English (en)
French (fr)
Inventor
ヨアヒム フンケ
マティアス ブルーンズ
ルシアン ジョンストン
トーマス カーマン
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/44Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/53Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder device and a method of manufacturing the cylinder device suitably used to buffer vibrations of a vehicle such as a car or a railway vehicle.
  • a cylinder device represented by a hydraulic shock absorber is provided between a vehicle body (spring) side and each wheel (spring) side.
  • a spiral flow path forming member is provided between the inner cylinder and the electrode cylinder (intermediate cylinder), and this flow A configuration is disclosed in which between the passage forming members is a flow passage of the electro-rheological fluid.
  • the flow passage forming member is adhered (welded) so as to be wound around the outer periphery of the inner cylinder.
  • the flow path forming member since the flow path forming member has to be adhered to the inner cylinder so as not to be peeled off when the inner cylinder is press-fitted into the electrode cylinder, it takes time and labor and the productivity of the cylinder device may be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a cylinder device and a method of manufacturing the cylinder device, which improve the adhesion strength between the inner cylinder and the flow passage forming member and improve the productivity.
  • a cylinder device is An electro-rheological fluid whose properties are changed by an electric field is sealed, and a rod can be inserted inside the cylinder device, An inner cylinder electrode serving as electrodes of different potentials, and an outer cylinder electrode provided outside the inner cylinder electrode; A flow path forming member extending spirally from one end side to the other end side in the axial direction between the inner cylinder electrode and the outer cylinder electrode, and forming a flow path through which the electro-rheological fluid flows The flow path forming member; Have On the outer peripheral side of the inner cylinder electrode, a concave groove extending in a spiral form from one end side to the other side in the axial direction of the inner cylinder electrode is formed, and at least the bottom of the concave groove is rough It is a face, The flow passage forming member is fixed to the groove.
  • the cylinder device of the method of manufacturing the cylinder device is: An inner cylinder electrode serving as electrodes of different potentials, and an outer cylinder electrode provided outside the inner cylinder electrode; A flow passage forming member extending spirally from one end side to the other end side in the axial direction between the inner cylinder electrode and the outer cylinder electrode, the flow forming a flow path through which the electro-rheological fluid flows A channel forming member,
  • the method of manufacturing the cylinder device is A groove forming step of forming a concave groove spirally extending from one end side to the other end side in the axial direction of the inner cylinder electrode on the outer peripheral surface of the inner cylinder electrode; A rough surface forming step of forming at least a bottom portion of the groove portion into a rough surface; An upper die having a recess formed at a position corresponding to the groove of the inner cylinder electrode on the outer peripheral side of the inner cylinder electrode is fitted,
  • an inner cylinder electrode serving as electrodes of different potentials, an outer cylinder electrode provided on the outer side of the inner cylinder electrode, and the inner cylinder electrode and the outer cylinder electrode from one end in the axial direction And a flow path forming member forming a flow path in which the electro-rheological fluid flows in a spiral shape to the other end side
  • a method of manufacturing a cylinder device comprising: an outer peripheral side of the inner cylinder electrode or the outer cylinder A joining step in which the flow path forming member is joined and provided on the inner peripheral side of the electrode, a press-in step in which the inner cylinder electrode is inserted into the outer cylinder electrode, and then the inner cylinder electrode, the flow passage forming member And a heat treatment step of heating the outer cylinder electrode.
  • the adhesion strength between the inner cylinder and the flow passage forming member can be improved, and the productivity of the cylinder device can be improved.
  • the strain of the flow path forming member can be reduced by the heat treatment process.
  • the longitudinal cross-sectional view which shows the buffer as a cylinder apparatus by embodiment.
  • the front view which shows the inner cylinder to which the partition was adhered.
  • the front view which shows the state which removed the partition from the inner cylinder in FIG.
  • the perspective view which expands and shows the upper end side of the inner cylinder in which the spiral groove part was formed of the groove part formation process.
  • the perspective view which shows the state which forms a rough surface in the groove part in FIG. 4 by a rough surface formation process.
  • the perspective view which shows the state which inserts the upper mold
  • the perspective view which shows the state which injects a liquid resin material between the groove part of an inner cylinder, and the recessed part of an upper mold
  • the perspective view which shows the state which press-fits the lower end side of the inner cylinder with which the partition was adhered by the pressing-in process from the upper end side of an electrode cylinder.
  • the front view which shows the state heated to an inner cylinder, a partition, and an electrode cylinder by a heat treatment process.
  • the flowchart which shows the manufacturing process which forms a flow path between an inner cylinder and an electrode cylinder.
  • FIGS. 1 to 10 the cylinder device according to the embodiment will be described according to FIGS. 1 to 10 by taking as an example a case where it is applied to a shock absorber provided in a vehicle such as a four-wheeled vehicle.
  • a shock absorber 1 as a cylinder device is a damping force adjustable hydraulic shock absorber (semi-active damper) using a functional fluid (i.e., an electro-rheological fluid) as a working fluid 2 such as a working oil enclosed inside. Is configured as).
  • the shock absorber 1 constitutes a suspension device for a vehicle together with a suspension spring (not shown) made of, for example, a coil spring.
  • a suspension spring (not shown) made of, for example, a coil spring.
  • one end in the axial direction of the shock absorber 1 is referred to as “upper end”, and the other end in the axial direction is referred to as “lower end”.
  • one end in the axial direction of the shock absorber 1 is referred to The other end side in the axial direction may be the “upper end” side.
  • the shock absorber 1 is configured to include an inner cylinder 3, an outer cylinder 4, a piston 6, a piston rod 9, a bottom valve 13, an electrode cylinder 18 and the like.
  • the inner cylinder 3 is formed as a cylindrical cylinder extending in the axial direction, in which a working fluid 2 which is a functional fluid is enclosed. Further, a piston rod 9 is inserted into the inner cylinder 3.
  • An outer cylinder 4 and an electrode cylinder 18 are provided outside the inner cylinder 3.
  • the inner cylinder 3 is an inner cylinder electrode
  • the electrode cylinder 18 is an outer cylinder electrode.
  • the lower end side of the inner cylinder 3 is fitted and attached to the valve body 14 of the bottom valve 13, and the upper end side is fitted and attached to the rod guide 10.
  • a plurality of (for example, four) oil holes 3 ⁇ / b> A constantly communicating with the inter-electrode passage 19 are formed in the circumferential direction as radial holes. That is, the rod-side oil chamber B in the inner cylinder 3 communicates with the inter-electrode passage 19 through the four oil holes 3A.
  • each groove 3B is formed in a concave shape on the outer peripheral surface of the inner cylinder 3 by, for example, knurling, milling or the like.
  • Each groove portion 3B is for holding the molten resin material 20A (shown only in FIG. 7) which is a material of the partition wall 20 in the molding process when forming the partition wall 20 on the outer peripheral side of the inner cylinder 3 .
  • Each groove 3B is formed as a rough surface by irradiating at least the bottom 3B1 with plasma, for example (see FIG. 5).
  • the surface layer of the bottom 3B1 can be roughly changed (reformed) to 0.1 ⁇ m or less, so the influence of the strength, deformation, etc. of the inner cylinder 3 can be Can be made smaller.
  • the entire groove 3B may be formed as a rough surface.
  • the outer cylinder 4 forms an outer shell of the shock absorber 1 and is formed as a cylindrical body.
  • the outer cylinder 4 is provided on the outer periphery of the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18, and forms a reservoir chamber A communicating with the inter-electrode passage 19 with the electrode cylinder 18.
  • the outer cylinder 4 is a closed end whose lower end side is closed by the bottom cap 5 using a welding means or the like.
  • the bottom cap 5 constitutes a base member together with the valve body 14 of the bottom valve 13.
  • the upper end side of the outer cylinder 4 is an open end.
  • a caulking portion 4A is formed so as to be bent radially inward.
  • the caulking portion 4A holds the outer peripheral side of the annular plate 12A of the sealing member 12 in a state in which it is retained.
  • the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4 constitute a cylinder, and the working fluid 2 is enclosed in the cylinder.
  • an electro-rheological fluid which is a type of functional fluid, is used as a fluid to be filled (sealed) in a cylinder, that is, a working fluid 2 to be a working oil.
  • the enclosed working fluid 2 is shown as colorless and transparent.
  • An electrorheological fluid is a fluid (functional fluid) whose property is changed by an electric field (voltage). That is, the viscosity of the electro-rheological fluid changes according to the applied voltage, and the flow resistance (damping force) changes.
  • the electro-rheological fluid is composed of, for example, a base oil (base oil) made of silicone oil etc., and particles (particulates) which are mixed (dispersed) in the base oil to make the viscosity variable according to the change in electric field. There is.
  • the shock absorber 1 generates an electric field in the interelectrode passage 19 between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18, and controls the viscosity of the electrorheological fluid passing through the interelectrode passage 19. , The generated damping force is controlled (adjusted).
  • an electro-rheological fluid ER fluid
  • MR fluid magnetic fluid
  • Good MR fluid
  • An annular reservoir chamber A serving as a reservoir is formed between the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4, more specifically, between the electrode cylinder 18 and the outer cylinder 4.
  • a gas which is a working gas together with the working fluid 2 is enclosed. This gas may be air at atmospheric pressure, or a gas such as compressed nitrogen gas may be used.
  • the gas in the reservoir chamber A is compressed to compensate for the approach volume of the piston rod 9 when the piston rod 9 is contracted (contraction stroke).
  • the piston 6 is slidably provided in the inner cylinder 3.
  • the piston 6 divides the inside of the inner cylinder 3 into a rod side oil chamber B as a first chamber and a bottom side oil chamber C as a second chamber.
  • a plurality of oil passages 6A and 6B which allow the rod side oil chamber B and the bottom side oil chamber C to communicate with each other are formed in the piston 6 so as to be separated in the circumferential direction.
  • the shock absorber 1 has a uniflow structure.
  • the working fluid 2 in the inner cylinder 3 is transferred from the rod side oil chamber B (that is, the oil hole 3A of the inner cylinder 3) to the interelectrode passage 19 in both the compression stroke and the expansion stroke of the piston rod 9. It flows in one direction (that is, in the direction of the arrow D shown by a two-dot chain line in FIG. 1).
  • the upper end surface of the piston 6 is opened, for example, when the piston 6 slides downward in the inner cylinder 3 in the contraction stroke of the piston rod 9.
  • the compression side non-return valve 7 closed at other times is provided.
  • the contraction side check valve 7 allows the oil (working fluid 2) in the bottom side oil chamber C to flow in the respective oil passages 6A toward the rod side oil chamber B, and in the opposite direction to this, oil Stop the fluid from flowing. That is, the compression side check valve 7 allows only the flow of the working fluid 2 from the bottom side oil chamber C to the rod side oil chamber B.
  • a disk valve 8 on the extension side is provided on the lower end face of the piston 6, for example.
  • a piston rod 9 as a rod extends in the inner cylinder 3 in the axial direction (vertical direction in FIG. 1). That is, the lower end of the piston rod 9 is connected (fixed) to the piston 6 in the inner cylinder 3, and the upper end is extended to the outside of the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4 through the rod side oil chamber B. .
  • the piston 6 is fixed (fixed) to the lower end side of the piston rod 9 using a nut 9A or the like.
  • the upper end side of the piston rod 9 protrudes to the outside through the rod guide 10.
  • the lower end of the piston rod 9 may be further extended to form a double-rod type shock absorber that protrudes outward from the bottom portion (for example, the bottom cap 5) side.
  • a stepped cylindrical rod guide 10 is provided on the upper end side of the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4 so as to close the upper end side of the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4.
  • the rod guide 10 supports the piston rod 9, and is formed as, for example, a cylindrical body having a predetermined shape by subjecting a metal material, a hard resin material or the like to a forming process, a cutting process or the like.
  • the rod guide 10 positions the upper portion of the inner cylinder 3 and the upper portion of the electrode cylinder 18 at the center of the outer cylinder 4. At the same time, the rod guide 10 guides the piston rod 9 axially slidably on its inner circumferential side.
  • the rod guide 10 is positioned on the upper side and has an annular large diameter portion 10A inserted and fitted on the inner peripheral side of the outer cylinder 4, and the lower end side of the large diameter portion 10A It is formed in a stepped cylindrical shape by a short cylindrical small diameter portion 10B inserted and fitted on the circumferential side.
  • a guide portion 10C for slidably guiding the piston rod 9 in the axial direction is provided on the inner peripheral side of the small diameter portion 10B of the rod guide 10.
  • the guide portion 10C is formed, for example, by applying a tetrafluoroethylene coating to the inner peripheral surface of the metal cylinder.
  • annular holding member 11 is fitted and attached between the large diameter portion 10A and the small diameter portion 10B on the outer peripheral side of the rod guide 10.
  • the holding member 11 holds the upper end side of the electrode cylinder 18 in a state of being positioned in the axial direction.
  • the holding member 11 is made of, for example, an electrically insulating material (isolator), and keeps the inner cylinder 3 and the rod guide 10, and the electrode cylinder 18 in an electrically insulated state.
  • An annular seal member 12 is provided between the large diameter portion 10A of the rod guide 10 and the caulking portion 4A of the outer cylinder 4.
  • the seal member 12 is made of a metallic annular plate 12A provided with a hole through which the piston rod 9 is inserted at the center, and an elastic material such as rubber fixed to the annular plate 12A by means such as baking. It is comprised including the elastic body 12B.
  • the inner periphery of the elastic body 12B is in sliding contact with the outer peripheral side of the piston rod 9, whereby the seal member 12 seals (seals) between the piston rod 9 and the liquid in an airtight manner.
  • a bottom valve 13 is provided on the lower end side of the inner cylinder 3 so as to be located between the inner cylinder 3 and the bottom cap 5.
  • the bottom valve 13 is for communicating and blocking the bottom side oil chamber C and the reservoir chamber A.
  • the bottom valve 13 is configured to include a valve body 14, an expansion side check valve 15, and a disc valve 16.
  • the valve body 14 defines the reservoir chamber A and the bottom side oil chamber C between the bottom cap 5 and the inner cylinder 3.
  • valve body 14 oil passages 14A and 14B enabling communication between the reservoir chamber A and the bottom side oil chamber C are formed at intervals in the circumferential direction.
  • a stepped portion 14C is formed on the outer peripheral side of the valve body 14, and the lower end inner peripheral side of the inner cylinder 3 is fitted and fixed to the stepped portion 14C. Further, an annular holding member 17 is fitted and attached to the outer peripheral side of the inner cylinder 3 at the step portion 14C.
  • the expansion side check valve 15 is provided, for example, on the upper surface side of the valve body 14.
  • the extension side check valve 15 opens when the piston 6 is slidingly displaced upward in the extension stroke of the piston rod 9, and closes at other times.
  • the expansion side check valve 15 allows the oil (working fluid 2) in the reservoir chamber A to flow in the respective oil passages 14A toward the bottom side oil chamber C, and the oil in the opposite direction to this. Stop the flow. That is, the extension side check valve 15 permits only the flow of the working fluid 2 from the reservoir chamber A side to the bottom side oil chamber C side.
  • the reduction side disk valve 16 is provided, for example, on the lower surface side of the valve body 14.
  • the disc valve 16 on the reduction side opens when the pressure in the bottom side oil chamber C exceeds the relief set pressure when the piston 6 slides and displaces downward in the reduction stroke of the piston rod 9, and the pressure at this time Are relieved to the reservoir chamber A side via each oil passage 14B.
  • the holding member 17 holds the lower end side of the electrode cylinder 18 in a state of being positioned in the axial direction.
  • the holding member 17 is formed of, for example, an electrically insulating material (isolator), and keeps the inner cylinder 3 and the valve body 14 and the electrode cylinder 18 in an electrically insulated state. Further, the holding member 17 is formed with a plurality of oil passages 17A that allow the interelectrode passage 19 to communicate with the reservoir chamber A.
  • An electrode cylinder 18 extending in the axial direction is provided outside the inner cylinder 3, that is, between the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4.
  • the electrode cylinder 18 is an intermediate cylinder between the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4 and corresponds to a cylindrical outer cylinder electrode.
  • the electrode cylinder 18 is formed using a conductive material, and constitutes a cylindrical electrode.
  • the electrode cylinder 18 forms an interelectrode passage 19 communicating with the rod-side oil chamber B between itself and the inner cylinder 3.
  • the electrode cylinder 18 is attached to the outer peripheral side of the inner cylinder 3 via the holding members 11 and 17 spaced apart in the axial direction (vertical direction).
  • the electrode cylinder 18 surrounds the entire outer circumference of the inner cylinder 3 over the entire circumference, thereby forming an annular passage inside the electrode cylinder 18 (between the inner peripheral side of the electrode cylinder 18 and the outer peripheral side of the inner cylinder 3).
  • an interelectrode passage 19 through which the working fluid 2 flows.
  • the interelectrode passage 19 that is, between the outer peripheral surface of the inner cylinder 3 and the inner peripheral surface of the electrode cylinder 18
  • a plurality of (four) partition walls 20 having an inclination angle with respect to the axial direction are formed There is. And between the partition 20 which adjoins, it becomes the below-mentioned flow path 21 which the working fluid 2 which flowed out from oil hole 3A of inner cylinder 3 distributes.
  • the inter-electrode passage 19 is in constant communication with the rod-side oil chamber B through an oil hole 3A formed as a lateral hole in the inner cylinder 3 in the radial direction. That is, as shown by the arrow D in FIG. 1 in the direction of the flow of the working fluid 2, the shock absorber 1 is connected to the inter-electrode passage from the rod side oil chamber B through the oil hole 3A in both the compression stroke and the extension stroke of the piston 6.
  • the working fluid 2 flows into the space 19.
  • the working fluid 2 having flowed into the interelectrode passage 19 is moved along the axis of the interelectrode passage 19 when the piston rod 9 moves back and forth in the inner cylinder 3 (that is, while the contraction and extension strokes are repeated). It flows from the upper end side to the lower end side of the direction.
  • the working fluid 2 in the interelectrode passage 19 flows in the flow path 21 between the partition walls 20 while being guided by the partition walls 20. That is, by the movement on the extension side of the piston rod 9 and the movement on the contraction side, the working fluid 2 flows from the inside of the inner cylinder 3 into the interelectrode passage 19 and the inside of the flow passage 21 from one side (upper end side) in the axial direction. It flows toward the other side (lower end side). Then, the working fluid 2 flowing into the interelectrode passage 19 flows out from the lower end side of the electrode cylinder 18 to the reservoir chamber A via the oil passage 17A of the holding member 17.
  • the inter-electrode passage 19 provides resistance to the fluid flowing through the sliding of the piston 6 in the outer cylinder 4 and the inner cylinder 3, that is, the electro-rheological fluid to be the working fluid 2.
  • the electrode cylinder 18 is connected to the positive electrode of the battery 22 serving as a power source, for example, via a high voltage driver (not shown) that generates a high voltage.
  • the battery 22 (and the high voltage driver) serves as a voltage supply unit (electric field supply unit), and the electrode cylinder 18 applies an electric field (voltage) to the working fluid 2 which is a fluid in the interelectrode passage 19, ie, an electrorheological fluid It becomes an electrode (electrode).
  • both end sides of the electrode cylinder 18 are electrically insulated by the electrically insulating holding members 11 and 17.
  • the inner cylinder 3 is connected to the negative electrode (ground) via the rod guide 10, the bottom valve 13, the bottom cap 5, the outer cylinder 4, a high voltage driver and the like.
  • the high voltage driver boosts the DC voltage output from the battery 22 based on a command (high voltage command) output from a controller (not shown) for variably adjusting the damping force of the buffer 1.
  • the electrode cylinder 18 is supplied (output).
  • a potential difference corresponding to the voltage applied to the electrode cylinder 18 is generated between the electrode cylinder 18 and the inner cylinder 3, that is, in the interelectrode passage 19, and the viscosity of the working fluid 2 which is an electrorheological fluid is Change.
  • the shock absorber 1 has characteristics (damping force characteristics) of the generated damping force according to the voltage applied to the electrode cylinder 18 as soft characteristics (soft characteristics) and hard characteristics (hard characteristics). Can be continuously adjusted between Note that the shock absorber 1 may be one that can adjust the damping force characteristic not continuously but in two or more steps.
  • the damping force variable width of the shock absorber is determined mainly by the length of the flow path 21 formed by the partition wall 20 (helix member) between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18. Therefore, in order to obtain a larger damping force variable width, the spiral partition 20 is formed in the interelectrode passage 19 to increase the flow path length.
  • the plurality of partition walls 20 as the flow path forming members spirally extend between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 from one end side (upper end side) in the axial direction to the other end side (lower end side).
  • four partition walls 20 are formed, and a plurality of (four) flow channels 21 described later are formed between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18.
  • Each partition wall 20 is formed of a resin material such as a synthetic resin containing a polymeric material having electrical insulation.
  • Each partition wall 20 is fixed to each groove 3 B of the inner cylinder 3. The method of fixing each partition 20 to each groove 3B of the inner cylinder 3 will be described in detail later.
  • an oil hole 3A of the inner cylinder 3 is provided at a position above the partition walls 20 and at a position facing (facing) the upper end portions of the partition walls 20 in the axial direction. That is, the oil holes 3A of the inner cylinder 3 and the upper end portions of the partition walls 20 are arranged to coincide with each other in the axial direction.
  • the position of the oil hole 3A is not limited to this, and may be provided, for example, at a position above the partition walls 20 and between the partition walls 20.
  • Each flow path 21 is formed between the adjacent partition walls 20. That is, in the interelectrode passage 19, four flow paths 21 are formed between the four partitions 20. In each flow path 21, the working fluid 2 flows from the upper end side to the lower end side in the axial direction as the piston rod 9 moves back and forth. As shown in FIG. 2, each partition wall 20 is formed in a helical shape extending in the circumferential direction. Thereby, the flow path 21 formed between the adjacent partition walls 20 also has a spiral shape extending in the circumferential direction.
  • the working fluid 2 flows in the clockwise direction when viewed from the upper side (the oil hole 3A side) in the axial direction of the inner cylinder 3 in each flow passage 21.
  • the length of the flow passage from the oil hole 3A to the oil passage 17A of the holding member can be made longer as compared with the flow passage linearly extending in the axial direction.
  • the battery 22 is connected at its positive electrode to the electrode cylinder 18 via a high voltage driver (not shown).
  • the battery 22 is a voltage supply unit (electric field supply unit) to the electrode cylinder 18.
  • the battery 22 softens the characteristic (damping force characteristic) of the generated damping force according to the magnitude of the voltage (electric field) applied to the working fluid 2 (electro-rheological fluid) flowing in the interelectrode passage 19.
  • the adjustment is made continuously between (Soft) characteristics (soft characteristics) and hard characteristics (hard characteristics).
  • the shock absorber 1 according to the present embodiment has the configuration as described above, and its operation will be described next.
  • the shock absorber 1 When the shock absorber 1 is mounted on a vehicle such as an automobile, for example, the upper end side of the piston rod 9 is attached to the vehicle body side of the vehicle and the lower end side (bottom cap 5 side) of the outer cylinder 4 is on the wheel side (axle side) Install.
  • the piston rod 9 When the vehicle travels, if an upward and downward vibration occurs due to the unevenness of the road surface, etc., the piston rod 9 is displaced so as to extend and contract from the outer cylinder 4.
  • a command from the controller is used to generate a potential difference in the interelectrode passage 19 using the battery 22 to control the viscosity of the working fluid 2 that passes through each flow passage 21 in the interelectrode passage 19, ie, the electrorheological fluid
  • the generated damping force of the shock absorber 1 is variably adjusted.
  • the contraction side check valve 7 of the piston 6 is closed by the movement of the piston 6 in the inner cylinder 3.
  • the oil (working fluid 2) in the rod side oil chamber B is pressurized, and flows into the interelectrode passage 19 through the oil hole 3A of the inner cylinder 3.
  • the oil corresponding to the movement of the piston 6 flows from the reservoir chamber A into the bottom side oil chamber C by opening the extension side check valve 15 of the bottom valve 13.
  • the working fluid 2 flowing into the interelectrode passage 19 has a potential difference between the interelectrode passages 19 (potential difference between the electrode cylinder 18 and the inner cylinder 3)
  • the interelectrode passage 19 passes through the inside of the interelectrode passage 19 toward the outlet side (lower side) with a viscosity according to the flow from the interelectrode passage 19 to the reservoir chamber A through the oil passage 17A of the holding member 17.
  • the shock absorber 1 generates a damping force according to the viscosity of the working fluid 2 passing through each flow passage 21 in the interelectrode passage 19, and can buffer the vertical vibration of the vehicle.
  • the method of manufacturing the flow path 21 includes a groove forming step (step 1), a rough surface forming step (step 2), a molding step (step 3), a press-in step (step 4), It consists of 5 processes of a heat treatment process (step 5).
  • a groove forming step of forming a plurality of (for example, four) grooves on the outer peripheral side of the inner cylinder 3 is performed.
  • a concave groove 3B extending in a spiral shape from one end side to the other end in the axial direction is formed on the outer peripheral side of the inner cylinder 3 by knurling, milling, etc. Do.
  • the depth dimension of the groove portion 3B is formed as small as possible (for example, several tens ⁇ m or less) in order to suppress the decrease in the pressure resistance strength of the inner cylinder 3.
  • step 2 a rough surface forming step of forming each groove 3B into a rough surface is performed.
  • the bottom 3B1 of the groove 3B is roughened by performing plasma irradiation on the bottom 3B1 of the groove 3B using, for example, the plasma irradiation apparatus 31. That is, by performing the plasma irradiation, the surface of the bottom 3B1 of the groove 3B is reformed to suppress oxidation (rust) and dirt of the bottom 3B1, and the adhesiveness of the resin material 20A can be improved.
  • the surface layer of the bottom 3B1 of the groove 3B can be reformed to 0.1 ⁇ m or less, so the influence of the strength and the like of the inner cylinder 3 can be reduced as much as possible.
  • the rough surface forming step is not limited to plasma irradiation, and may be performed by, for example, knurling, milling, laser processing, or the like, or these processing may be performed in combination.
  • the adhesion can be further improved by performing plasma irradiation after providing minute unevenness to the bottom 3B1 of the groove 3B by knurling.
  • the rough surface forming step is not limited to the bottom 3B1 of the groove 3B, but may be formed on the side surface (peripheral surface) of the groove 3B in addition to the bottom 3B1, for example.
  • step 3 a molding process is performed in which the liquid resin material 20A which is the material of the partition wall 20 is poured into the groove 3B.
  • the upper die 32 divided into a plurality of pieces in the circumferential direction for example, 4 divisions
  • a recess 32A is formed at a position corresponding to the groove 3B of the inner cylinder 3.
  • the depth dimension of the recess 32A of the upper mold 32 is the height dimension at which the partition 20 protrudes from the outer peripheral surface of the inner cylinder 3, and the radial dimension (gap dimension) between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18; It corresponds to the radial dimension (height dimension) of the passage 19.
  • a resin material 20A which is a material of the melted partition wall 20, is injected between each groove 3B of the inner cylinder 3 and the recess 32A of each upper die 32.
  • the resin material 20A flows while being held by the groove 3B of the inner cylinder 3.
  • the inner cylinder 3 and the upper mold 32 have a temperature (for example, 100 ° C. to 500 ° C.) in which the resin material 20A does not deteriorate above the melting point of the resin material 20A in order to facilitate flow of the injected resin material 20A. (Preferably between 180 ° C. and 280 ° C.).
  • the upper mold 32 is removed from the inner cylinder 3 after the resin material 20A cools and hardens.
  • the partition wall 20 can be fixed to the groove 3B of the inner cylinder 3.
  • the adhesive strength between the partition wall 20 and the bottom 3B1 of the groove 3B is not compared to the case where the rough surface forming step is not provided. It is improving.
  • step 4 a press-fitting step of pressing the inner cylinder 3 into the inside of the electrode cylinder 18 is performed.
  • the inner cylinder 3 having the partition wall 20 fixed to the groove 3 B is press-fitted into the inside of the electrode cylinder 18. That is, since the partition wall 20 protrudes radially outward from the outer peripheral side of the inner cylinder 3, the inner cylinder 3 is press-fit into the inside of the electrode cylinder 18 while the partition wall 20 contacts the inner peripheral side of the electrode cylinder 18. Be done.
  • the inner cylinder 3 is press-fit into the inside of the electrode cylinder 18 so that the upper end side is substantially the same position as the upper end of the electrode cylinder 18 and the lower end side protrudes from the lower end of the electrode cylinder 18 Ru.
  • the inter-electrode passage 19 can be formed between the outer peripheral side of the inner cylinder 3 and the inner peripheral side of the electrode cylinder 18, and the inter-electrode passage 19 has four partition walls wound in a spiral shape. 20 can form four spiral flow channels 21.
  • the press-in process of step 4 is performed in a state in which the temperature of inner cylinder 3 and partition wall 20 is high immediately after the molding process of step 3 to reduce the press-in load and suppress the deformation of inner cylinder 3 and electrode cylinder 18.
  • step 5 a heat treatment step of heating the inner cylinder 3, the partition wall 20, and the electrode cylinder 18 is performed.
  • the inner cylinder 3, the partition wall 20, and the electrode cylinder 18 are heated to reduce internal distortion of the partition wall 20. That is, there is a possibility that the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 may be deformed due to the residual stress of the partition wall 20 after the press-fitting process. Therefore, in order to suppress deformation of the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18, heating of the inner cylinder 3, the partition wall 20, and the electrode cylinder 18 is performed at a temperature at which the partition wall 20 softens for a predetermined time.
  • the heating temperature and heating time in the heat treatment step can be set by experiment etc., for example, between 50 ° C. and 200 ° C., preferably between 70 ° C. and 110 ° C., for 10 minutes to 24 hours, preferably It can be performed between 30 minutes and 4 hours.
  • the heat load upper limit according to the customer specification is 85 ° C. and the lifetime load time is 2 hours, it is conceivable to perform heating at 90 ° C. for 2 hours.
  • the integrated inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 are inserted into the outer cylinder 4 so that the lower end side of the inner cylinder 3 is fitted to the valve body 14 and the lower end side of the electrode cylinder 18 is a holding member 17 Hold on. Thereafter, the piston 6 and the piston rod 9 are inserted into the inner cylinder 3, and then the upper end side of the inner cylinder 3 is fitted to the rod guide 10 and the upper end side of the electrode cylinder 18 is held by the holding member 11. Then, the shock absorber 1 can be manufactured (assembled) by bending the open end of the outer cylinder 4 radially inward to form the crimped portion 4A.
  • a concave groove 3B is formed on the outer peripheral side of the inner cylinder 3 so as to spirally extend from one end to the other end in the axial direction and at least the bottom 3B1 is roughened.
  • the partition wall 20 is fixed to the groove 3B.
  • the partition wall 20 is injected into the groove portion 3B of the inner cylinder 3 by injecting and curing the molten resin material 20A which is a material of the partition wall 20 between the groove portion 3B of the inner cylinder 3 and the recess 32A of the upper mold 32. It is fixed. Thereby, productivity can be improved compared with the case where it is made to bond so that the partition 20 may be wound around the outer peripheral side of the inner cylinder 3.
  • the shock absorbers 1 are arranged in the vertical direction.
  • the present invention is not limited to this, and can be disposed in a desired direction according to the mounting object, such as, for example, tilting and disposed in a range that does not cause aeration.
  • the case where the inner cylinder 3 is the inner cylinder electrode and the electrode cylinder 18 is the outer cylinder electrode has been described as an example.
  • the electrode cylinder may be an inner cylinder electrode
  • the outer cylinder may be an outer cylinder electrode. That is, the cylinders adjacent in the radial direction may be electrodes of different potentials.
  • the cylinder device may be configured by two cylinders of an inner cylinder and an outer cylinder, and the inner cylinder and the outer cylinder may be used as an inner cylinder electrode and an outer cylinder electrode, respectively.
  • the working fluid 2 flows from the upper end side (one end side) in the axial direction toward the lower end side (the other end side).
  • the present invention is not limited thereto.
  • the configuration may flow from the lower end to the upper end, from the left end (or right end) to the right end (or left end) It may be configured to flow from the other end side to one end side in the axial direction, such as a structure that flows toward the end, a structure that flows from the front end side (or the rear end side) toward the rear end side (or the front end side) it can.
  • the shock absorber 1 as the cylinder device is used for a four-wheeled vehicle is described as an example.
  • the present invention is not limited to this, for example, shock absorbers used for two-wheeled vehicles, shock absorbers used for railway vehicles, shock absorbers used for various mechanical devices including general industrial equipment, shock absorbers used for buildings, etc. It can be widely used as various shock absorbers (cylinder devices) to buffer the target.
  • the embodiment is an example, and partial replacement or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. That is, the cylinder device (shock absorber) can be designed and changed without departing from the scope of the present invention.
  • a first aspect is a cylinder device in which an electrorheological fluid whose property is changed by an electric field is sealed, and a rod can be inserted into the cylinder device,
  • the cylinder device is An inner cylinder electrode serving as electrodes of different potentials, and an outer cylinder electrode provided outside the inner cylinder electrode;
  • a flow passage forming member extending spirally from one end side to the other end side in the axial direction of the cylinder device between the inner cylinder electrode and the outer cylinder electrode, wherein the flow passage through which the electro-rheological fluid flows And the flow path forming member forming the
  • On the outer peripheral side of the inner cylinder electrode a concave groove extending in a spiral form from one end side to the other side in the axial direction of the inner cylinder electrode is formed, and at least the bottom of the concave groove is rough
  • the flow passage forming member is fixed to the groove.
  • a method of manufacturing a cylinder device is provided.
  • the cylinder device of the method of manufacturing the cylinder device is: An inner cylinder electrode serving as electrodes of different potentials, and an outer cylinder electrode provided outside the inner cylinder electrode; A flow passage forming member extending spirally from one end side to the other end side in the axial direction of the cylinder device between the inner cylinder electrode and the outer cylinder electrode, and a flow passage through which an electro-rheological fluid flows The flow path forming member to be formed;
  • the method of manufacturing the cylinder device is A groove forming step of forming a concave groove spirally extending from one end side to the other end side in the axial direction of the inner cylinder electrode on the outer peripheral side of the inner cylinder electrode; A rough surface forming step of forming at least a bottom portion of the groove portion into a rough surface; An upper die having a recess formed at a position corresponding to the groove of the inner cylinder electrode on the outer peripheral side of the inner cylinder electrode is fitted, and a
  • the inner cylinder electrode, the flow passage forming member, and the outer cylinder electrode are heated after the press-fitting step to reduce internal strain of the flow passage forming member It has a process.
  • the concave groove portion 3B extending in a spiral shape from one end side to the other end side in the axial direction on the outer peripheral side of the inner cylinder 3 is shown.
  • the partition wall 20 as a flow path forming member may be adhered to either the inner cylinder 3 as the inner cylinder electrode or the electrode cylinder 18 as the outer cylinder electrode without providing the concave groove 3B (adhesion step). In this case, if the roughening step is performed only on the entire bonding surface or the bonding portion before bonding, more strength can be obtained.
  • the inner cylinder 3 is inserted into the electrode cylinder 18 (press-in step), and then the assembly of the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 is subjected to a heat treatment process for reducing internal distortion of the partition wall 20. Thereby, the internal strain of the partition wall 20 is alleviated, and the internal stress generated in the electrode cylinder 18 and the inner cylinder 3 generated by pressing the partition wall is also alleviated. Thereafter, the entire cylinder device is assembled. Since the step of forming the concave groove 3B can be omitted by joining the partition wall 20 so as to be wound around the outer peripheral side of the inner cylinder 3 in this manner, productivity can be improved.
  • the above-mentioned bonding may be, for example, indirect bonding between the flow path forming member and the inner cylinder 3 or the electrode cylinder 18 by an adhesive member, or may be direct bonding by an adhesive such as resin.
  • a thermosetting resin used for the flow path forming member, the resin softens / flows by heating and then hardens by the crosslinking reaction that forms an irreversible three-dimensional network structure, so residual stress of the partition wall 20 after the press-in process
  • the same effect as the adhesive strength by the process of step 1 to step 3 can be obtained while suppressing deformation due to
  • a thermoplastic resin it is softened / flows to show plasticity by heating and solidifies when cooled, so it is possible to further suppress deformation due to residual stress of the partition walls 20 after the process described later.
  • the press-in process is performed with the partition 20 completely fixed to the outer periphery of the inner cylinder 3 or the inner wall of the electrode cylinder 18, but the present invention is not limited thereto. It is also possible to partially temporarily fix, press the inner cylinder 3 into the inside of the electrode cylinder 18, and relieve stress while curing and bonding in the subsequent heat treatment process.
  • the method of temporary fixing may be partial brazing or adhesion, or temporary fixing may be performed by forming a projection on the inner cylinder 3 or the electrode cylinder 18.
  • the partition wall 20 may be cooled and reduced in advance and then pressed. In that case, the partition wall 20 is expanded in the heat treatment step to be fixed to the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18.
  • both the partition wall 20 and the inner cylinder 3 may be cooled and reduced.
  • the partition wall 20 may be an insulator. For example, a ceramic may be used, or a metal coated with a thickness that prevents high voltage discharge may be used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications.
  • the above-described embodiment is described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations.
  • part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

緩衝器には、電界により流体の粘性が変化する作動流体2が封入され、内部にピストンロッドが挿入されている。緩衝器は、互いに異なる電位の電極となる内筒および該内筒の外側に設けられる電極筒と、内筒と電極筒との間を軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延び作動流体が流動する流路を形成する隔壁とを有している。内筒の外周側には、軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延び少なくとも底部が粗面となった凹状の溝部が形成されている。隔壁は、溝部に固着されている。

Description

シリンダ装置およびシリンダ装置の製造方法
 本発明は、例えば自動車、鉄道車両等の車両の振動を緩衝するのに好適に用いられるシリンダ装置およびシリンダ装置の製造方法に関する。
 一般に、自動車等の車両には、車体(ばね上)側と各車輪(ばね下)側との間に油圧緩衝器に代表されるシリンダ装置が設けられている。ここで、特許文献1には、作動流体として電気粘性流体を用いたダンパ(緩衝器)において、内筒と電極筒(中間筒)との間に螺旋状の流路形成部材を設け、この流路形成部材間を電気粘性流体の流路とした構成が開示されている。
国際公開第2014/135183号
 ところで、流路形成部材は、内筒の外周側に巻付けるようにして接着(溶着)させている。この場合、流路形成部材は、内筒を電極筒内に圧入するときに剥がれないように内筒に接着させなければならないので、手間がかかりシリンダ装置の生産性が低下する虞がある。
 本発明の目的は、内筒と流路形成部材との接着強度を向上させると共に、生産性を向上したシリンダ装置およびシリンダ装置の製造方法を提供することにある。
 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置は、
 電界により流体の性状が変化する電気粘性流体が封入され、該シリンダ装置内部にはロッドが挿入できるシリンダ装置であって、
 互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
 前記内筒電極と前記外筒電極との間に、前記軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延びる流路形成部材であって、前記電気粘性流体が流動する流路を形成する前記流路形成部材と、
を有し、
 前記内筒電極の外周側には、該内筒電極の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部が形成されており、該凹状の溝部のうち少なくとも底部が粗面となっており、
 前記流路形成部材は、前記溝部に固着されている。
 また、本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の製造方法を提供するものである。
 前記シリンダ装置の製造方法の該シリンダ装置は、
 互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
 前記内筒電極と前記外筒電極との間に、前記軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延びる流路形成部材であって、電気粘性流体が流動する流路を形成する流路形成部材と、を備え、
 前記シリンダ装置の製造方法は、
 前記内筒電極の外周面に、該内筒電極の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部を形成する溝部形成工程と、
 前記溝部のうち少なくとも底部を粗面に形成する粗面形成工程と、
 前記内筒電極の外周側で前記内筒電極の前記溝部に対応する位置に凹部が形成された上型を嵌め込み、前記溝部と前記凹部との間に溶融した流路形成部材の素材を注入して前記溝部に前記流路形成部材を固着させるモールド工程と、
 前記溝部に固着された前記流路形成部材を有する前記内筒電極を前記外筒電極の内部に圧入する圧入工程と、を有している。
 また、本発明は、互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、前記内筒電極と該外筒電極との間を軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延び電気粘性流体が流動する流路を形成する流路形成部材と、が備えられたシリンダ装置の製造方法であって、前記内筒電極の外周側または前記外筒電極の内周側に、前記流路形成部材が接合して設けられる接合工程と、前記外筒電極に前記内筒電極を挿入する圧入工程と、その後、前記内筒電極、前記流路形成部材、前記外筒電極を加熱する熱処理工程と、を有している。
 本発明の一実施形態によれば、内筒と流路形成部材との接着強度を向上させることができると共に、シリンダ装置の生産性を向上することができる。
 また、別の効果としては、熱処置行程により流路形成部材の歪を低下させることができる。
実施形態によるシリンダ装置としての緩衝器を示す縦断面図。 隔壁が固着された内筒を示す正面図。 図2中の内筒から隔壁を取外した状態を示す正面図。 溝部形成工程により螺旋状の溝部が形成された内筒の上端側を拡大して示す斜視図。 粗面形成工程により図4中の溝部に粗面を形成する状態を示す斜視図。 モールド工程により内筒に4分割された上型を嵌め込む状態を示す斜視図。 モールド工程により液状の樹脂材料を内筒の溝部と上型の凹部との間に注入する状態を示す斜視図。 圧入工程により隔壁が固着された内筒の下端側を電極筒の上端側から圧入する状態を示す斜視図。 熱処理工程により内筒、隔壁、電極筒に加熱する状態を示す正面図。 内筒と電極筒との間に流路を形成する製造工程を示す流れ図。
 以下、実施形態によるシリンダ装置について、4輪自動車等の車両に設けられる緩衝器に適用した場合を例に挙げ、図1ないし図10に従って説明する。
 図1において、シリンダ装置としての緩衝器1は、内部に封入する作動油等の作動流体2として機能性流体(即ち、電気粘性流体)を用いた減衰力調整式の油圧緩衝器(セミアクティブダンパ)として構成されている。緩衝器1は、例えば、コイルばねからなる懸架ばね(図示せず)と共に、車両用のサスペンション装置を構成する。なお、以下の説明では、緩衝器1の軸方向の一端側を「上端」側とし、軸方向の他端側を「下端」側として記載するが、緩衝器1の軸方向の一端側を「下端」側とし、軸方向の他端側を「上端」側としてもよい。
 緩衝器1は、内筒3、外筒4、ピストン6、ピストンロッド9、ボトムバルブ13、および電極筒18等を含んで構成されている。内筒3は、軸方向に延びる円筒状の筒体として形成され、内部に機能性流体である作動流体2が封入されている。また、内筒3の内部には、ピストンロッド9が挿入されている。内筒3の外側には、外筒4および電極筒18が設けられている。なお、本実施の形態では、内筒3を内筒電極としており、電極筒18を外筒電極としている。
 内筒3は、下端側がボトムバルブ13のバルブボディ14に嵌合して取付けられており、上端側は、ロッドガイド10に嵌合して取付けられている。内筒3には、電極間通路19に常時連通する油穴3Aが、径方向の横孔として周方向に離間して複数(例えば、4個)形成されている。即ち、内筒3内のロッド側油室Bは、4個の油穴3Aによって電極間通路19と連通している。
 ここで、図3に示すように、内筒3から隔壁20を取外した状態では、内筒3の外周側には軸方向の一端側(上端側)から他端側(下端側)に向けて螺旋状に延びる4本の溝部3Bが形成されている。そして、図2に示すように、これら溝部3Bには、後述する4本の隔壁20がそれぞれ固着されている。各溝部3Bは、例えばローレット加工、フライス加工等により内筒3の外周面に凹状に形成される。各溝部3Bは、各隔壁20を内筒3の外周側に形成するときのモールド工程において、隔壁20の素材である溶融した樹脂材料20A(図7にのみ図示)を保持するためのものである。
 また、各溝部3Bは、少なくとも底部3B1を例えばプラズマ照射することにより粗面として形成している(図5参照)。溝部3Bの底部3B1にプラズマ照射することにより、例えば底部3B1の表面層を0.1μm以下で粗く変化(改質)させることができるので、内筒3の強度、変形等の影響を可及的に小さくすることができる。なお、溝部3Bの底部3B1に粗面を形成する場合に限らず、溝部3Bの全体を粗面として形成してもよい。溝部3Bに粗面を形成することにより、隔壁20の溝部3Bに対する接着強度を向上させることができる。
 外筒4は、緩衝器1の外殻をなすもので、円筒体として形成されている。外筒4は、内筒3および電極筒18の外周に設けられており、該電極筒18との間に電極間通路19と連通するリザーバ室Aを形成している。この場合、外筒4は、その下端側がボトムキャップ5により溶接手段等を用いて閉塞された閉塞端となっている。ボトムキャップ5は、ボトムバルブ13のバルブボディ14と共にベース部材を構成している。
 外筒4の上端側は、開口端となっている。外筒4の開口端側には、例えば、かしめ部4Aが径方向内側に屈曲して形成されている。かしめ部4Aは、シール部材12の環状板体12Aの外周側を抜け止め状態で保持している。
 ここで、内筒3と外筒4はシリンダを構成し、該シリンダ内には、作動流体2が封入されている。実施形態では、シリンダ内に充填(封入)される流体、即ち、作動油となる作動流体2として、機能性流体の一種である電気粘性流体(ERF:Electro Rheological Fluid)を用いている。なお、図1および図2では、封入されている作動流体2を無色透明で表している。
 電気粘性流体は、電界(電圧)により性状が変化する流体(機能性流体)である。即ち、電気粘性流体は、印加される電圧に応じて粘度が変化し、流通抵抗(減衰力)が変化するものである。電気粘性流体は、例えば、シリコンオイル等からなる基油(ベースオイル)と、該基油に混ぜ込まれ(分散され)電界の変化に応じて粘性を可変にする粒子(微粒子)とにより構成されている。
 後述するように、緩衝器1は、内筒3と電極筒18との間の電極間通路19内に電界を発生させ、該電極間通路19を通過する電気粘性流体の粘度を制御することで、発生減衰力を制御(調整)する構成となっている。なお、実施形態では機能性流体として電気粘性流体(ER流体)を例に挙げて説明するが、例えば、機能性流体として、磁界により流体の性状が変化する磁性流体(MR流体)を用いてもよい。
 内筒3と外筒4との間、より具体的には、電極筒18と外筒4との間には、リザーバとなる環状のリザーバ室Aが形成されている。リザーバ室A内には、作動流体2と共に作動気体となるガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室A内のガスは、ピストンロッド9の縮小(縮み行程)時に、当該ピストンロッド9の進入体積分を補償すべく圧縮される。
 ピストン6は、内筒3内に摺動可能に設けられている。ピストン6は、内筒3内を第1室となるロッド側油室Bと第2室となるボトム側油室Cとに分けている。ピストン6には、ロッド側油室Bとボトム側油室Cとを連通可能とする油路6A,6Bがそれぞれ複数個、周方向に離間して形成されている。
 ここで、実施形態による緩衝器1は、ユニフロー構造となっている。このため、内筒3内の作動流体2は、ピストンロッド9の縮み行程と伸び行程との両行程で、ロッド側油室B(即ち、内筒3の油穴3A)から電極間通路19に向けて常に一方向(即ち、図1中に二点鎖線で示す矢印Dの方向)に流通する。
 このようなユニフロー構造を実現するため、ピストン6の上端面には、例えば、ピストンロッド9の縮小行程(縮み行程)でピストン6が内筒3内を下向きに摺動変位するときに開弁し、これ以外のときには閉弁する縮み側逆止弁7が設けられている。縮み側逆止弁7は、ボトム側油室C内の油液(作動流体2)がロッド側油室Bに向けて各油路6A内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止する。即ち、縮み側逆止弁7は、ボトム側油室Cからロッド側油室Bへの作動流体2の流通のみを許容する。
 ピストン6の下端面には、例えば、伸長側のディスクバルブ8が設けられている。伸長側のディスクバルブ8は、ピストンロッド9の伸長行程(伸び行程)でピストン6が内筒3内を上向きに摺動変位するときに、ロッド側油室B内の圧力がリリーフ設定圧を越えると開弁し、このときの圧力を、各油路6Bを介してボトム側油室C側にリリーフする。
 ロッドとしてのピストンロッド9は、内筒3内を軸方向(図1の上下方向)に延びている。即ち、ピストンロッド9は、その下端が内筒3内でピストン6に連結(固定)され、その上端がロッド側油室Bを通って内筒3および外筒4の外部へ延出されている。この場合、ピストンロッド9の下端側には、ナット9A等を用いてピストン6が固定(固着)されている。一方、ピストンロッド9の上端側は、ロッドガイド10を介して外部に突出している。なお、ピストンロッド9の下端をさらに延ばしてボトム部(例えば、ボトムキャップ5)側から外向きに突出させた両ロッド形式の緩衝器としてもよい。
 内筒3と外筒4の上端側には、これら内筒3と外筒4の上端側を閉塞するように段付円筒状のロッドガイド10が嵌合して設けられている。ロッドガイド10は、ピストンロッド9を支持するもので、例えば金属材料、硬質な樹脂材料等に成形加工、切削加工等を施すことにより所定形状の筒体として形成されている。ロッドガイド10は、内筒3の上側部分および電極筒18の上側部分を、外筒4の中央に位置決めする。これと共に、ロッドガイド10は、その内周側でピストンロッド9を軸方向に摺動可能に案内(ガイド)する。
 ここで、ロッドガイド10は、上側に位置して外筒4の内周側に挿嵌される環状の大径部10Aと、該大径部10Aの下端側に位置して内筒3の内周側に挿嵌される短尺筒状の小径部10Bとにより段付円筒状に形成されている。ロッドガイド10の小径部10Bの内周側には、ピストンロッド9を軸方向に摺動可能にガイドするガイド部10Cが設けられている。ガイド部10Cは、例えば金属筒の内周面に4フッ化エチレンコーティングを施すことにより形成されている。
 一方、ロッドガイド10の外周側で大径部10Aと小径部10Bとの間には、環状の保持部材11が嵌合して取付けられている。保持部材11は、電極筒18の上端側を軸方向に位置決めした状態で保持している。保持部材11は、例えば電気絶縁性材料(アイソレータ)により形成され、内筒3およびロッドガイド10と電極筒18との間を電気的に絶縁した状態に保っている。
 ロッドガイド10の大径部10Aと外筒4のかしめ部4Aとの間には、環状のシール部材12が設けられている。シール部材12は、中心にピストンロッド9が挿通される孔が設けられた金属性の環状板体12Aと、該環状板体12Aに焼き付等の手段で固着されたゴム等の弾性材料からなる弾性体12Bとを含んで構成されている。シール部材12は、弾性体12Bの内周がピストンロッド9の外周側に摺接することにより、ピストンロッド9との間を液密、気密に封止(シール)する。
 内筒3の下端側には、該内筒3とボトムキャップ5との間に位置してボトムバルブ13が設けられている。ボトムバルブ13は、ボトム側油室Cとリザーバ室Aとを連通・遮断するものである。このために、ボトムバルブ13は、バルブボディ14と、伸び側逆止弁15と、ディスクバルブ16とを含んで構成されている。バルブボディ14は、ボトムキャップ5と内筒3との間でリザーバ室Aとボトム側油室Cとを画成する。
 バルブボディ14には、リザーバ室Aとボトム側油室Cとを連通可能とする油路14A,14Bがそれぞれ周方向に間隔をあけて形成されている。バルブボディ14の外周側には、段差部14Cが形成され、該段差部14Cには、内筒3の下端内周側が嵌合して固定されている。また、段差部14Cには、環状の保持部材17が内筒3の外周側に嵌合して取付けられている。
 伸び側逆止弁15は、例えば、バルブボディ14の上面側に設けられている。伸び側逆止弁15は、ピストンロッド9の伸長行程でピストン6が上向きに摺動変位するときに開弁し、これ以外のときには閉弁する。伸び側逆止弁15は、リザーバ室A内の油液(作動流体2)がボトム側油室Cに向けて各油路14A内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止する。即ち、伸び側逆止弁15は、リザーバ室A側からボトム側油室C側への作動流体2の流通のみを許容する。
 縮小側のディスクバルブ16は、例えば、バルブボディ14の下面側に設けられている。縮小側のディスクバルブ16は、ピストンロッド9の縮小行程でピストン6が下向きに摺動変位するときに、ボトム側油室C内の圧力がリリーフ設定圧を越えると開弁し、このときの圧力を、各油路14Bを介してリザーバ室A側にリリーフする。
 保持部材17は、電極筒18の下端側を軸方向に位置決めした状態で保持している。保持部材17は、例えば電気絶縁性材料(アイソレータ)により形成され、内筒3およびバルブボディ14と電極筒18との間を電気的に絶縁した状態に保っている。また、保持部材17には、電極間通路19をリザーバ室Aに対して連通させる複数の油路17Aが形成されている。
 内筒3の外側、即ち、内筒3と外筒4との間には、軸方向に延びる電極筒18が設けられている。電極筒18は、内筒3と外筒4との間の中間筒となるもので、筒状の外筒電極に相当する。電極筒18は、導電性材料を用いて形成され、筒状の電極を構成するものである。電極筒18は、内筒3との間にロッド側油室Bと連通する電極間通路19を形成している。
 即ち、電極筒18は、内筒3の外周側に軸方向(上下方向)に離間して設けられた保持部材11,17を介して取付けられている。電極筒18は、内筒3の外周側を全周にわたって取囲むことにより、電極筒18の内部(電極筒18の内周側と内筒3の外周側との間)に環状の通路、即ち、作動流体2が流通する電極間通路19を形成している。電極間通路19(即ち、内筒3の外周面と電極筒18の内周面との間)には、軸方向に対して傾斜角度を持った複数(4本)の隔壁20が形成されている。そして、隣り合う隔壁20間は、内筒3の油穴3Aから流出した作動流体2が流通する後述の流路21となっている。
 電極間通路19は、内筒3に径方向の横孔として形成した油穴3Aによりロッド側油室Bと常時連通している。即ち、図1で作動流体2の流れの方向を矢印Dで示すように、緩衝器1は、ピストン6の圧縮行程および伸び行程の両方で、ロッド側油室Bから油穴3Aを通じて電極間通路19内に作動流体2が流入する。電極間通路19内に流入した作動流体2は、ピストンロッド9が内筒3内を進退動するとき(即ち、縮み行程と伸び行程を繰返す間)に、この進退動により電極間通路19の軸方向の上端側から下端側に向けて流動する。
 このとき、電極間通路19内の作動流体2は、各隔壁20によって案内されつつ各隔壁20間の流路21を流動する。即ち、ピストンロッド9の伸び側の移動と縮み側の移動とにより、作動流体2が内筒3内から電極間通路19に流入し、流路21内を軸方向の一方側(上端側)から他方側(下端側)に向けて流動する。そして、電極間通路19内に流入した作動流体2は、電極筒18の下端側から保持部材17の油路17Aを介してリザーバ室Aへと流出する。
 電極間通路19は、外筒4および内筒3内でピストン6の摺動によって流通する流体、即ち、作動流体2となる電気粘性流体に抵抗を付与する。このために、電極筒18は、電源となるバッテリ22の正極に、例えば、高電圧を発生する高電圧ドライバ(図示せず)を介して接続されている。バッテリ22(および高電圧ドライバ)は、電圧供給部(電界供給部)となり、電極筒18は、電極間通路19内の流体である作動流体2、即ち、電気粘性流体に電界(電圧)をかける電極(エレクトロード)となる。この場合、電極筒18の両端側は、電気絶縁性の保持部材11,17によって電気的に絶縁されている。一方、内筒3は、ロッドガイド10、ボトムバルブ13、ボトムキャップ5、外筒4、高電圧ドライバ等を介して負極(グランド)に接続されている。
 高電圧ドライバは、緩衝器1の減衰力を可変に調整するためのコントローラ(図示せず)から出力される指令(高電圧指令)に基づいて、バッテリ22から出力される直流電圧を昇圧して電極筒18に供給(出力)する。これにより、電極筒18と内筒3との間、即ち電極間通路19内には、電極筒18に印加される電圧に応じた電位差が発生し、電気粘性流体である作動流体2の粘度が変化する。この場合、緩衝器1は、電極筒18に印加される電圧に応じて、発生減衰力の特性(減衰力特性)をソフト(Soft)な特性(軟特性)とハード(Hard)な特性(硬特性)との間で連続的に調整することができる。なお、緩衝器1は、減衰力特性を連続的でなくとも、2段階または複数段階に調整可能なものであってもよい。
 ここで、緩衝器の減衰力可変幅は、主に内筒3と電極筒18との間で隔壁20(螺旋部材)によって形成される流路21の長さによって決まる。従って、より大きな減衰力可変幅を得るために、電極間通路19内に螺旋状の隔壁20を形成して流路長を長くしている。
 流路形成部材としての複数本の隔壁20は、内筒3と電極筒18との間を軸方向の一端側(上端側)から他端側(下端側)へと螺旋状に延びている。各隔壁20は、例えば4本形成され、内筒3と電極筒18との間に後述の複数本(4本)の流路21を形成するものである。各隔壁20は、電気的絶縁性を有する高分子材料を含む合成樹脂等の樹脂材料により形成されている。各隔壁20は、内筒3の各溝部3Bにそれぞれ固着されている。各隔壁20を内筒3の各溝部3Bに固着する方法については、後で詳しく説明する。
 図2に示すように、各隔壁20よりも上側の位置でかつ、各隔壁20の上端部と軸方向に対向(対面)する位置には、内筒3の油穴3Aが設けられている。即ち、内筒3の油穴3Aと各隔壁20の上端部は、軸方向に一致するように配置されている。なお、油穴3Aの位置は、これに限らず、例えば各隔壁20よりも上側の位置でかつ、各隔壁20間に設けられていてもよい。
 各流路21は、隣り合う隔壁20間に形成されている。即ち、電極間通路19には、4本の隔壁20間に4本の流路21が形成されている。各流路21には、ピストンロッド9の進退動に伴って、軸方向の上端側から下端側に向けて作動流体2が流動する。図2に示すように、各隔壁20は、周方向に延びる螺旋状に形成されている。これにより、隣り合う隔壁20間に形成される流路21も、周方向に延びる螺旋状となっている。
 各流路21は、内筒3の軸方向の上側(油穴3A側)から下側に見て時計回りの方向に作動流体2が流動する。これにより、軸方向に直線的に延びる流路と比較して、油穴3Aから保持部材の油路17Aまでの流路の長さを長くできる。
 バッテリ22は、正極が図示しない高電圧ドライバを介して電極筒18に接続されている。このバッテリ22は、電極筒18への電圧供給部(電界供給部)となっている。これにより、バッテリ22は、電極間通路19内を流通する作動流体2(電気粘性流体)に印加される電圧(電界)の大きさに応じて、発生減衰力の特性(減衰力特性)をソフト(Soft)な特性(軟特性)とハード(Hard)な特性(硬特性)との間で連続的に調整している。
 本実施形態による緩衝器1は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
 緩衝器1を自動車等の車両に実装するときは、例えば、ピストンロッド9の上端側を車両の車体側に取付け、外筒4の下端側(ボトムキャップ5側)を車輪側(車軸側)に取付ける。車両の走行時には、路面の凹凸等により、上,下方向の振動が発生すると、ピストンロッド9が外筒4から伸長、縮小するように変位する。このとき、コントローラからの指令によりバッテリ22を用いて電極間通路19内に電位差を発生させ、電極間通路19内の各流路21を通過する作動流体2、即ち電気粘性流体の粘度を制御することにより、緩衝器1の発生減衰力を可変に調整する。
 ピストンロッド9の伸び行程時には、内筒3内のピストン6の移動によってピストン6の縮み側逆止弁7が閉じる。ピストン6のディスクバルブ8の開弁前には、ロッド側油室Bの油液(作動流体2)が加圧され、内筒3の油穴3Aを通じて電極間通路19内に流入する。このとき、ピストン6が移動した分の油液は、リザーバ室Aからボトムバルブ13の伸び側逆止弁15を開いてボトム側油室Cに流入する。
 一方、ピストンロッド9の縮み行程時には、内筒3内のピストン6の移動によってピストン6の縮み側逆止弁7が開き、ボトムバルブ13の伸び側逆止弁15が閉じる。ボトムバルブ13(ディスクバルブ16)の開弁前には、ボトム側油室Cの油液がロッド側油室Bに流入する。これと共に、ピストンロッド9が内筒3内に進入した分に相当する油液が、ロッド側油室Bから内筒3の油穴3Aを通じて電極間通路19内に流入する。
 従って、いずれの場合も(伸び行程時も縮み行程時も)、電極間通路19内に流入した作動流体2は、電極間通路19の電位差(電極筒18と内筒3との間の電位差)に応じた粘度で電極間通路19内を出口側(下側)に向けて通過し、電極間通路19から保持部材17の油路17Aを通じてリザーバ室Aに流れる。このとき、緩衝器1は、電極間通路19内の各流路21を通過する作動流体2の粘度に応じた減衰力が発生し、車両の上下振動を緩衝(減衰)することができる。
 次に、内筒3の溝部3Bに隔壁20を固着して流路21を形成する場合の製造方法について、図4から図10を参照して説明する。この場合、流路21の製造方法は、図10に示すように、溝部形成工程(ステップ1)、粗面形成工程(ステップ2)、モールド工程(ステップ3)、圧入工程(ステップ4)、および熱処理工程(ステップ5)の5工程からなる。
 まず、ステップ1では、内筒3の外周側に複数本(例えば、4本)の溝部を形成する溝部形成工程が行われる。図4に示すように、溝部形成工程では、例えばローレット加工、フライス加工等により、内筒3の外周側に軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部3Bを形成する。この場合、溝部3Bの深さ寸法は、内筒3の耐圧強度の低下を抑制するために可及的に小さく(例えば、数十μm以下)形成されている。
 ステップ2では、各溝部3Bを粗面に形成する粗面形成工程が行われる。図3、図5に示すように、粗面形成工程では、例えばプラズマ照射装置31を用いて溝部3Bの底部3B1にプラズマ照射を行うことで、溝部3Bの底部3B1を粗面に形成する。即ち、プラズマ照射を行うことにより、溝部3Bの底部3B1の表面を改質することで底部3B1の酸化(錆)および汚れを抑制し、樹脂材料20Aの接着性を向上させることができる。
 また、プラズマ照射では、溝部3Bの底部3B1の表面層を0.1μm以下で改質させることができるので、内筒3の強度等の影響を可及的に小さくすることができる。なお、粗面形成工程は、プラズマ照射に限らず、例えばローレット加工、フライス加工、レーザ加工等により行ってもよく、これらの加工を組合わせて行ってもよい。例えば溝部3Bの底部3B1にローレット加工により微少な凹凸を施した後にプラズマ照射を行うことで、より接着性を向上させることができる。また、粗面形成工程は、溝部3Bの底部3B1に限らず、例えば底部3B1に加えて溝部3Bの側面(周面)に形成してもよい。
 ステップ3では、隔壁20の素材である液状の樹脂材料20Aを溝部3Bに流し込むモールド工程が行われる。まず、図6に示すように、モールド工程では、例えば周方向に複数個に分割(例えば、4分割)された上型32を内筒3の外周側に嵌め込む。この場合、各上型32の内周側には、内筒3の溝部3Bに対応する位置に凹部32Aが形成されている。上型32の凹部32Aの深さ寸法は、隔壁20が内筒3の外周面から突出する高さ寸法となり、内筒3と電極筒18との間の径方向寸法(隙間寸法)、即ち電極間通路19の径方向寸法(高さ寸法)に対応している。
 そして、図7に示すように、溶融した隔壁20の素材である樹脂材料20Aを内筒3の各溝部3Bと各上型32の凹部32A間に注入する。この場合、樹脂材料20Aは、内筒3の溝部3Bに保持されながら流動する。また、内筒3と上型32とは、注入された樹脂材料20Aを流れやすくするために、樹脂材料20Aの溶融点以上で樹脂材料20Aが劣化しない範囲の温度(例えば、100℃~500℃の間、好ましくは180℃~280℃の間)に加熱されている。
 その後、樹脂材料20Aが冷めて硬化してから各上型32を内筒3から取外す。これにより、内筒3の溝部3Bに隔壁20を固着させることができる。この場合、溝部3Bの少なくとも底部3B1は、粗面形成工程において粗面ないし改質されているので、隔壁20と溝部3Bの底部3B1との接着強度が粗面形成工程を有しない場合に比べて向上している。
 ステップ4では、内筒3を電極筒18の内部に圧入する圧入工程が行われる。図8に示すように、圧入工程では、溝部3Bに固着された隔壁20を有する内筒3を電極筒18の内部に圧入する。即ち、隔壁20は、内筒3の外周側から径方向外側に向けて突出しているので、内筒3は隔壁20と電極筒18の内周側とが接触しながら電極筒18の内部に圧入される。
 また、図1、図9に示すように、内筒3は、上端側が電極筒18の上端とほぼ同じ位置となり、下端側が電極筒18の下端から突出するように電極筒18の内部に圧入される。これにより、内筒3の外周側と電極筒18の内周側との間に電極間通路19を形成させることができ、電極間通路19には、螺旋状に巻回された4本の隔壁20により4本の螺旋状の流路21を形成させることができる。なお、ステップ3のモールド工程直後における内筒3と隔壁20との温度が高い状態でステップ4の圧入工程を実施することにより、圧入荷重の低減および内筒3と電極筒18との変形の抑制を図ることができる。
 ステップ5では、内筒3、隔壁20、および電極筒18を加熱する熱処理工程が行われる。図9に示すように、熱処理工程では、例えば発熱器33(ヒータ)を用いて、内筒3、隔壁20、および電極筒18を加熱して隔壁20の内部歪みを緩和させる。即ち、圧入工程後における隔壁20の残留応力により、内筒3および電極筒18が変形する虞がある。従って、内筒3および電極筒18が変形するのを抑制するために、内筒3、隔壁20、および電極筒18を隔壁20が軟化する温度で所定時間の加熱を行う。
 熱処理工程における加熱温度と加熱時間は、実験等により設定することができるが、例えば50℃~200℃の間、好ましくは70℃~110℃の間で、10分~24時間の間、好ましくは30分~4時間の間で行うことができる。具体的な一例を挙げると、緩衝器1の顧客仕様による熱負荷条件よりも高温で、かつ顧客仕様による生涯負荷時間と同等ないし若干長い時間の加熱を実施することが考えられる。例えば、顧客仕様による熱負荷上限が85℃で生涯負荷時間が2時間の場合には、90℃で2時間の加熱を行うことが考えられる。
 そして、一体化された内筒3と電極筒18とを外筒4内に挿入して、内筒3の下端側をバルブボディ14に嵌合させると共に、電極筒18の下端側を保持部材17に保持させる。その後、ピストン6およびピストンロッド9を内筒3の内部に挿入してから、内筒3の上端側をロッドガイド10に嵌合させると共に、電極筒18の上端側を保持部材11に保持させる。そして、外筒4の開口端を径方向内側に屈曲させてかしめ部4Aを形成することにより緩衝器1を製造する(組立てる)ことができる。
 かくして、本実施の形態では、内筒3の外周側には軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延び少なくとも底部3B1が粗面となった凹状の溝部3Bが形成されている。そして、この溝部3Bに隔壁20が固着されている。これにより、溝部3Bと隔壁20との接着強度を向上させることができるので、隔壁20が溝部3Bから剥がれるのを抑制することができる。
 また、隔壁20は、隔壁20の素材となる溶融した樹脂材料20Aを内筒3の溝部3Bと上型32の凹部32Aとの間に注入して硬化させることにより、内筒3の溝部3Bに固着されている。これにより、隔壁20を内筒3の外周側に巻付けるようにして接着させる場合に比べて生産性を向上させることができる。
 実施形態では、緩衝器1を上下方向に配置する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばエアレーションを起こさない範囲で傾けて配置する等、取付対象に応じて所望の方向に配置することができる。
 実施形態では、内筒3を内筒電極としており、電極筒18を外筒電極とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、電極筒を内筒電極としてもよく、外筒を外筒電極としてもよい。つまり、径方向に隣り合う筒が互いに異なる電位の電極となるようにすればよい。例えば、内筒と外筒との2つの筒によりシリンダ装置を構成し、これら内筒と外筒とをそれぞれ内筒電極と外筒電極としてもよい。
 実施形態では、作動流体2は、軸方向の上端側(一端側)から下端側(他端側)に向けて流動する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、緩衝器1の配設方向に応じて、例えば下端側から上端側に向けて流動する構成、左端側(または右端側)から右端側(または左端側)に向けて流動する構成、前端側(または後端側)から後端側(または前端側)に向けて流動する構成等、軸方向の他端側から一端側に向けて流動する構成とすることができる。
 実施形態では、シリンダ装置としての緩衝器1を4輪自動車に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば2輪車に用いる緩衝器、鉄道車両に用いる緩衝器、一般産業機器を含む各種の機械機器に用いる緩衝器、建築物に用いる緩衝器等、緩衝すべき対象を緩衝する各種の緩衝器(シリンダ装置)として広く用いることができる。さらに、実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。即ち、シリンダ装置(緩衝器)は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能である。
 以上説明した実施形態に基づくシリンダ装置およびシリンダ装置の製造方法として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
 第1の態様としては、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体が封入され、シリンダ装置の内部にロッドが挿入できるシリンダ装置であって、
 該シリンダ装置は、
 互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
 前記内筒電極と前記外筒電極との間に、前記シリンダ装置の軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延びる流路形成部材であって、前記電気粘性流体が流動する流路を形成する前記流路形成部材と、を有し、
 前記内筒電極の外周側には、該内筒電極の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部が形成されており、該凹状の溝部のうち少なくとも底部が粗面となっており、前記流路形成部材は、前記溝部に固着されている。
 第2の態様としては、シリンダ装置の製造方法を提供するものである。
 前記シリンダ装置の製造方法のシリンダ装置は、
 互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
 前記内筒電極と前記外筒電極との間に、前記シリンダ装置の軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延びる流路形成部材であって、電気粘性流体が流動する流路を形成する前記流路形成部材と、を備え、
 前記シリンダ装置の製造方法は、
 前記内筒電極の外周側に、該内筒電極の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部を形成する溝部形成工程と、
 前記溝部のうち少なくとも底部を粗面に形成する粗面形成工程と、
 前記内筒電極の外周側で前記内筒電極の前記溝部に対応する位置に凹部が形成された上型を嵌め込み、前記溝部と前記凹部との間に溶融した流路形成部材の素材を注入して前記溝部に前記流路形成部材を固着させるモールド工程と、
 前記溝部に固着された前記流路形成部材を有する前記内筒電極を前記外筒電極の内部に圧入する圧入工程と、を有する。
 第3の態様としては、第2の態様において、前記圧入工程の後に、前記内筒電極、前記流路形成部材、前記外筒電極を加熱して前記流路形成部材の内部歪みを緩和させる熱処理工程を有する。
 なお、上記各実施の形態では、内筒3の外周側の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部3Bを形成する例を示したが、これに限らず、凹状の溝部3Bを設けずに、内筒電極としての内筒3または外筒電極としての電極筒18の何れか一方に流路形成部材としての隔壁20を接着してもよい(接着工程)。この場合、接着前に接着面全体または接着する部分のみに粗面形成工程を施した方がより強度が得られる。
 この電極筒18内に内筒3を挿入し(圧入工程)、その後、この内筒3と電極筒18の組立体を隔壁20の内部歪みを緩和させる熱処理工程を行う。これにより、隔壁20の内部歪みを緩和され、また、隔壁が押し付けられることにより発生する電極筒18や内筒3に発生する内部応力も緩和される。
 その後、シリンダ装置全体を組み立てる。
 これにより、隔壁20を内筒3の外周側に巻付けるようにして接合させることで、凹状の溝部3Bを形成するステップを省略することができるので、生産性を向上させることができる。
 なお、上記の接合は、例えば、流路形成部材と内筒3または電極筒18の間に接着部材により間接的な接合でもよく、樹脂等の接着剤による直接的な接合でもよい。
 また、流路形成部材に熱硬化性樹脂を用いた場合、加熱により軟化/流動し、その後、不可逆の三次元網目構造を形成する架橋反応により硬化するので、圧入工程後における隔壁20の残留応力による変形の抑制とともに、ステップ1からステップ3の工程による接着強度と同様の効果を得ることができる。
 熱可塑性樹脂を用いた場合、加熱により軟化/流動して可塑性を示し、冷却すると固化することから、後述の工程後における隔壁20の残留応力による変形の抑制をさらに図ることができる。
 上記実施の形態では、隔壁20を内筒3の外周または電極筒18の内壁に隔壁20を完全に固定取付けした状態で、圧入工程を行っていたが、これに限らず、例えば、隔壁20を部分的に仮止めし、内筒3を電極筒18の内部に圧入し、その後の熱処理工程で加硫接着しながら、応力を緩和するようにしてもよい。この際仮止めの方法は、部分的なろう付や接着であってもよく、または、内筒3または電極筒18に突起を形成することで仮止めしてもよい。
 圧入工程において、例えば、予め隔壁20を冷却し縮小させてから圧入してもよい。その場合、熱処理工程で隔壁20が膨張することで内筒3と電極筒18に固定される。また、隔壁20と内筒3を共に冷却し縮小させてもよい。
さらに、隔壁20は絶縁体であればよい。例えば、セラミックでもよく、もしくは、高電圧の放電を防ぐ厚さで被覆された金属を用いてもよい。
 尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 本願は、2017年6月28日付出願の日本国特許出願第2017-126107号に基づく優先権を主張する。2017年6月28日付出願の日本国特許出願第2017-126107号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
 1 緩衝器(シリンダ装置) 2 作動流体(電気粘性流体) 3 内筒(内筒電極) 3B 溝部 3B1 底部 4 外筒 9 ピストンロッド(ロッド) 18 電極筒(外筒電極) 20 隔壁(流路形成部材) 20A 樹脂材料(隔壁の素材) 21 流路 32 上型 32A 凹部

Claims (6)

  1.  シリンダ装置であって、
     該シリンダ装置には、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体が封入されており、前記シリンダ装置の内部には、ロッドが挿入でき、
     前記シリンダ装置は、
     互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
     前記内筒電極と前記外筒電極との間に、前記電気粘性流体が流動する流路を形成する流路形成部材であって、前記シリンダ装置の軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延びる前記流路形成部材と、を有し、
     前記内筒電極の外周側には、該内筒電極の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部が形成されており、該凹状の溝部のうち少なくとも底部が粗面となっており、
     前記流路形成部材は、前記溝部に固着されていることを特徴とするシリンダ装置。
  2.  シリンダ装置の製造方法であって、
     前記シリンダ装置は、
     互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
     前記内筒電極と前記外筒電極との間に、電気粘性流体が流動する流路を形成する流路形成部材であって、前記シリンダ装置の軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延びる前記流路形成部材と備えており、
     前記シリンダ装置の製造方法は、
     前記内筒電極の外周面に、該内筒電極の軸方向の一端側から他端側に向けて螺旋状に延びる凹状の溝部を形成する溝部形成工程と、
     前記溝部のうち少なくとも底部を粗面に形成する粗面形成工程と、
     前記内筒電極の外周側で前記内筒電極の前記溝部に対応する位置に凹部が形成された上型を嵌め込み、前記溝部と前記凹部との間に溶融した流路形成部材の素材を注入して前記溝部に前記流路形成部材を固着させるモールド工程と、
     前記溝部に固着された前記流路形成部材を有する前記内筒電極を前記外筒電極の内部に圧入する圧入工程と、
     を有することを特徴とするシリンダ装置の製造方法。
  3.  請求項2に記載のシリンダ装置の製造方法において、該製造方法は、さらに、
     前記圧入工程の後に、前記内筒電極、前記流路形成部材、前記外筒電極を加熱して前記流路形成部材の内部歪みを緩和させる熱処理工程を有することを特徴とするシリンダ装置の製造方法。
  4.  互いに異なる電位の電極となる内筒電極および該内筒電極の外側に設けられる外筒電極と、
     前記内筒電極と該外筒電極との間を軸方向の一端側から他端側へと螺旋状に延び電気粘性流体が流動する流路を形成する流路形成部材と、
     が備えられたシリンダ装置の製造方法であって、
     前記外筒電極に前記内筒電極を挿入する圧入工程と、
     その後、前記内筒電極、前記流路形成部材、前記外筒電極を加熱する熱処理工程と、
     を有することを特徴とするシリンダ装置の製造方法。
  5.  前記シリンダ装置の製造方法は、
     前記圧入工程前に、前記内筒電極の外周側または前記外筒電極の内周側に、前記流路形成部材が接合して設けられる接合工程と、
     を有することを特徴とする請求項4に記載のシリンダ装置の製造方法。
  6.  前記接合工程前に、前記内筒電極の外周側または前記外筒電極の内周側の前記流路形成部材が接合される部分に粗面形成する粗面形成工程を有することを特徴とする請求項5に記載のシリンダ装置の製造方法。
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