WO2019187268A1 - ダンパ装置 - Google Patents

ダンパ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019187268A1
WO2019187268A1 PCT/JP2018/038429 JP2018038429W WO2019187268A1 WO 2019187268 A1 WO2019187268 A1 WO 2019187268A1 JP 2018038429 W JP2018038429 W JP 2018038429W WO 2019187268 A1 WO2019187268 A1 WO 2019187268A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating layer
cylinder
damper device
electrode
electrorheological fluid
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/038429
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
順平 楠川
道裕 浅沼
基裕 平尾
浩 大岡
達郎 南部
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to DE112018006096.9T priority Critical patent/DE112018006096T5/de
Priority to CN201880084561.0A priority patent/CN111527325B/zh
Priority to US16/978,089 priority patent/US20210010560A1/en
Publication of WO2019187268A1 publication Critical patent/WO2019187268A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/532—Electrorheological [ER] fluid dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally
    • B60G13/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally of fluid type
    • B60G13/08—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally of fluid type hydraulic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
    • B60G17/08—Characteristics of fluid dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/20—Type of damper
    • B60G2202/24—Fluid damper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/62—Adjustable continuously, e.g. during driving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/40—Constructional features of dampers and/or springs
    • B60G2206/41—Dampers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70—Materials used in suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/10—Damping action or damper
    • B60G2500/104—Damping action or damper continuous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/182—Active control means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/73—Electrical control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16—Running
    • B60G2800/162—Reducing road induced vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/06—Magnetic or electromagnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2222/00—Special physical effects, e.g. nature of damping effects
    • F16F2222/12—Fluid damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/04—Fluids
    • F16F2224/043—Fluids electrorheological
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/001—Specific functional characteristics in numerical form or in the form of equations
    • F16F2228/005—Material properties, e.g. moduli
    • F16F2228/007—Material properties, e.g. moduli of solids, e.g. hardness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/066—Variable stiffness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/18—Control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/48—Thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00—Nature of movement
    • F16F2232/08—Linear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2234/00—Shape
    • F16F2234/02—Shape cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/16—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
    • F16F9/18—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein
    • F16F9/185—Bitubular units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/3207—Constructional features
    • F16F9/3235—Constructional features of cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a damper device used for a vehicle or the like.
  • a damper device represented by a hydraulic shock absorber is provided between a vehicle body (spring top) side and each wheel (spring bottom) side.
  • a damper device that changes the damping characteristic there is a technique in which an electrorheological fluid is filled in the damper device.
  • a voltage is applied to an electrode disposed in the damper device to apply an electric field to the electrorheological fluid to change the damping characteristic.
  • Patent Document 1 when a voltage is applied to an electrorheological fluid, contact with the electrorheological fluid is prevented in order to prevent a decrease in the thickening effect due to electrochemical degradation, elution of electrode metal due to an electrochemical reaction, and corrosion.
  • a technique in which an insulating layer is formed on the surface is disclosed.
  • Patent Document 2 in order to obtain a high thickening effect by the electrorheological fluid, in addition to the above-mentioned Patent Document 1, 0.001 to 0.
  • a technique is disclosed in which an insulating layer having a film thickness of 1 and a relative dielectric constant less than twice that of the dispersion medium is formed.
  • the electrorheological fluid moves according to the compression stroke and extension stroke of the piston, and at this time, the electrorheological fluid may entrain the gas in the damper device. As a result, bubbles are generated in the electrorheological fluid.
  • a damper device using an electrorheological fluid a high voltage of 3000 V or more is applied to the electrorheological fluid disposed between the anode and the cathode, but dielectric breakdown is caused by bubbles generated in the electrorheological fluid. Occasionally, arc discharge in which a large current flows between the anode and the cathode may occur.
  • An object of the present invention is to provide a damper device that solves the above-described problems and can suppress the occurrence of arc discharge.
  • the present invention is characterized by a piston rod, an outer cylinder that houses the piston rod, an electrorheological fluid provided between the outer cylinder and the piston rod,
  • the voltage application mechanism has an anode and a cathode, and the anode
  • the electrorheological fluid is located between the cathodes, and an insulating layer is provided on the surface of the anode facing the cathode or the surface of the cathode facing the anode, and the insulating layer
  • the thickness t (m) satisfies the following formula (1) when the maximum voltage applied to the electrorheological fluid is Vmax (V). t ⁇ 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ Vmax Expression (1)
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a damper device according to a first embodiment of the present invention. It is a front view which shows the relationship between the inner cylinder and flow path which concern on 1st Example of this invention. It is an enlarged view of the III section of Drawing 1 concerning the 1st example of the present invention. It is an enlarged view of the III section of Drawing 1 concerning the 1st example of the present invention. It is a figure which shows the relationship between the thickness (micrometer) of an insulating layer required for suppression of arc discharge, and the voltage (V) between electrorheological fluid (ERF) damper electrodes. It is a figure which shows the relationship between the insulating layer thickness when the distance between electrodes is set to 1, and the average electric field concerning an electrorheological fluid.
  • V electrorheological fluid
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a damper device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the relationship between the inner cylinder and the flow path according to the first embodiment of the present invention.
  • a damper device 1 is configured as a damping force adjustment type hydraulic shock absorber (semi-active damper) using a functional fluid (that is, an electrorheological fluid 2) as a working fluid such as a working oil sealed inside. ing.
  • the damper device 1 constitutes a suspension device for a vehicle together with a suspension spring (not shown) made of, for example, a coil spring.
  • one end side of the damper device 1 in the axial direction is referred to as a “lower end” side, and the other end side in the axial direction is referred to as an “upper end” side, but one end side in the axial direction of the damper device 1 is referred to as “ It may be the “upper end” side and the other end side in the axial direction may be the “lower end” side.
  • the damper device 1 includes 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, and an electrorheological fluid 2 which is a functional fluid is enclosed therein.
  • a piston rod 9 is inserted inside the inner cylinder 3, and an outer cylinder 4 and an electrode cylinder 18 are provided outside the inner cylinder 3 so as to be coaxial.
  • 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.
  • the inner cylinder 3 is formed with a plurality (for example, four) of oil holes 3 ⁇ / b> A that are always in communication with the electrode passage 19 and are spaced apart in the circumferential direction as radial lateral holes. That is, the rod side oil chamber B in the inner cylinder 3 communicates with the electrode passage 19 through the oil hole 3A.
  • the outer cylinder 4 forms the outer shell of the damper device 1 and is formed as a cylindrical body.
  • the outer cylinder 4 is provided on the outer periphery of the electrode cylinder 18, and a reservoir chamber A communicating with the electrode passage 19 is formed between the outer cylinder 4 and the electrode cylinder 18.
  • the outer cylinder 4 has a closed end whose lower end side is closed by a bottom cap 5 using welding means or the like.
  • the bottom cap 5 forms 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 to be bent radially inward. The caulking portion 4A holds the outer peripheral side of the annular plate 12A of the seal member 12 in a retaining state.
  • the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4 constitute a cylinder, and a working fluid is sealed in the cylinder.
  • an electrorheological fluid 2 (ERF: Electro Rheological Fluid), which is a kind of functional fluid, is used as the fluid filled (enclosed) in the cylinder, that is, the working fluid that serves as the working oil.
  • the encapsulated electrorheological fluid 2 is shown as colorless and transparent.
  • the outer cylinder 4 accommodates the piston rod 9, and the electrorheological fluid 2 is arranged between the outer cylinder 4 and the piston rod 9.
  • Electrorheological fluid 2 is a fluid (functional fluid) whose properties change with an electric field (voltage). That is, the electrorheological fluid 2 is disposed in an electric field that is a space to which a voltage is applied, the viscosity changes according to the applied voltage, and the flow resistance (damping force) changes.
  • the electrorheological fluid 2 is composed of, for example, a base oil (base oil) made of silicone oil or the like and particles (fine particles) mixed (dispersed) in the base oil to change the viscosity according to the change in electric field. ing.
  • the damper device 1 generates a potential difference in the electrode passage 19 between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18, and controls the viscosity of the electrorheological fluid 2 passing through the electrode passage 19.
  • the generated damping force is controlled (adjusted).
  • 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 that is a working gas is sealed together with the working fluid.
  • This gas may be atmospheric pressure air or a compressed gas such as nitrogen gas.
  • the gas in the reservoir chamber A is compressed to compensate for the entry 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 serving as a first chamber and a bottom side oil chamber C serving as a second chamber.
  • the piston 6 is formed with a plurality of oil passages 6A and 6B that allow the rod-side oil chamber B and the bottom-side oil chamber C to communicate with each other in the circumferential direction.
  • the damper device 1 has a uniflow structure that flows only in one direction.
  • the electrorheological fluid 2 in the inner cylinder 3 flows from the rod side oil chamber B (that is, the oil hole 3A of the inner cylinder 3) to the electrode passage 19 in both the contraction stroke and the extension stroke of the piston rod 9. It always circulates in one direction (that is, the direction of arrow F indicated by a two-dot chain line in FIG. 1).
  • the piston 6 is opened on the upper end surface of the piston 6 when, for example, the piston 6 slides and moves downward in the inner cylinder 3 in the reduction stroke (contraction stroke) of the piston rod 9.
  • a compression-side check valve 7 is provided that closes at other times.
  • the contraction-side check valve 7 allows the oil (electrorheological fluid 2) in the bottom side oil chamber C to flow through each oil passage 6A toward the rod side oil chamber B, and in the opposite direction. Prevents oil from flowing. That is, the compression side check valve 7 allows only the flow of the electrorheological fluid 2 from the bottom side oil chamber C to the rod side oil chamber B.
  • an extension-side disk valve 8 is provided on the lower end surface of the piston 6.
  • the piston rod 9 as a rod is axially moved in the inner cylinder 3 (inner cylinder 3 and outer cylinder 4, and in the same direction as the central axis of the damper device 1, and in the vertical direction in FIGS. 1 and 2). It extends. 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 extends through the rod-side oil chamber B to the outside of the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4. . In this case, the piston 6 is fixed (fixed) to the lower end side of the piston rod 9 using a nut 9A or the like. On the other hand, the upper end side of the piston rod 9 protrudes outside through the rod guide 10. The lower end of the piston rod 9 may be further extended so as to protrude outward from the bottom portion (for example, the bottom cap 5) side, so-called double rods may be used.
  • a stepped cylindrical rod guide 10 is fitted and provided at the upper ends of the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4 so as to close the upper ends of the inner cylinder 3 and the outer cylinder 4.
  • the rod guide 10 supports the piston rod 9 and is formed, for example, as a cylindrical body having a predetermined shape by performing molding processing, cutting processing, or the like on a metal material, a hard resin material, or the like.
  • the rod guide 10 positions the upper part of the inner cylinder 3 and the upper part of the electrode cylinder 18 at the center of the outer cylinder 4. At the same time, the rod guide 10 guides (guides) the piston rod 9 so as to be slidable in the axial direction on the inner peripheral side thereof.
  • the rod guide 10 is positioned on the upper side and is inserted into the inner peripheral side of the outer cylinder 4.
  • the rod guide 10 is positioned on the inner peripheral side of the outer cylinder 4. It is formed in a stepped cylindrical shape by a short cylindrical small diameter portion 10 ⁇ / b> B inserted and fitted on the peripheral side.
  • a guide portion 10C for guiding the piston rod 9 so as to be slidable 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 on the inner peripheral surface of a 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 formed 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.
  • 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, an annular seal member 12 is provided.
  • the seal member 12 is made of a metallic annular plate body 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 body 12A by means such as baking. And an elastic body 12B.
  • the seal member 12 seals (seal) between the piston rod 9 in a liquid-tight and air-tight manner when the inner circumference of the elastic body 12B is in sliding contact with the outer circumference of the piston rod 9.
  • a bottom valve 13 is provided on the lower end side of the inner cylinder 3 between the inner cylinder 3 and the bottom cap 5.
  • the bottom valve 13 communicates and blocks the bottom side oil chamber C and the reservoir chamber A.
  • the bottom valve 13 includes a valve body 14, an extension-side check valve 15, and a disc valve 16.
  • the valve body 14 defines a reservoir chamber A and a bottom oil chamber C between the bottom cap 5 and the inner cylinder 3.
  • the valve body 14 is formed with oil passages 14A and 14B that allow the reservoir chamber A and the bottom oil chamber C to communicate with each other 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.
  • An annular holding member 17 is fitted and attached to the stepped portion 14 ⁇ / b> C on the outer peripheral side of the inner cylinder 3.
  • the extension check valve 15 is provided on the upper surface side of the valve body 14, for example.
  • the extension-side check valve 15 opens when the piston 6 slides upward in the extension stroke of the piston rod 9, and closes at other times.
  • the extension-side check valve 15 allows the oil liquid (electrorheological fluid 2) in the reservoir chamber A to flow in each oil passage 14A toward the bottom-side oil chamber C, and the oil liquid in the opposite direction. Is prevented from flowing. That is, the extension side check valve 15 allows only the flow of the electrorheological fluid 2 from the reservoir chamber A side to the bottom side oil chamber C side.
  • the reduction-side disc valve 16 is provided on the lower surface side of the valve body 14, for example.
  • 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 downward in the reduction stroke of the piston rod 9, and the pressure at this time Is relieved to the reservoir chamber A side through each oil passage 14B.
  • the holding member 17 holds the lower end side of the electrode cylinder 18 in an axially positioned state.
  • 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.
  • the holding member 17 is formed with a plurality of oil passages 17 ⁇ / b> A that allow the electrode passage 19 to communicate with the reservoir chamber A.
  • An electrode cylinder 18 made of a pressure tube 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.
  • the electrode cylinder 18 is formed using a conductive material and constitutes a cylindrical electrode.
  • the electrode cylinder 18 forms an electrode passage 19 communicating with the rod-side oil chamber B between the electrode cylinder 18 and the inner cylinder 3.
  • the electrode cylinder 18 is attached to the outer peripheral side of the inner cylinder 3 via holding members 11 and 17 that are provided apart in the axial direction (vertical direction).
  • the electrode cylinder 18 surrounds the outer circumference side of the inner cylinder 3 over the entire circumference, thereby forming an annular passage inside the electrode cylinder 18, that is, between the inner circumference side of the electrode cylinder 18 and the outer circumference side of the inner cylinder 3, That is, an electrode passage 19 is formed as an intermediate passage through which the electrorheological fluid 2 flows.
  • a plurality of flow paths 21 are formed by a plurality of partition walls 20.
  • the electrode passage 19 is always in communication with the rod side oil chamber B through an oil hole 3A formed as a radial lateral hole in the inner cylinder 3. That is, as shown by the arrow F in the direction of the flow of the electrorheological fluid 2 in FIG. 1, the damper device 1 has an electrode passage from the rod side oil chamber B through the oil hole 3 ⁇ / b> A in both the compression stroke and the extension stroke of the piston 6.
  • the electrorheological fluid 2 flows into 19.
  • the electrorheological fluid 2 that has flowed into the electrode passage 19 moves in the axial direction of the electrode passage 19 due to this forward / backward movement when the piston rod 9 moves back and forth in the inner cylinder 3 (that is, while repeating the contraction stroke and the extension stroke).
  • the electrorheological fluid 2 in the electrode passage 19 flows through the flow path 21 between the partition walls 20 while being guided by the partition walls 20. Then, the electrorheological fluid 2 that has flowed into the electrode passage 19 flows out from the lower end side of the electrode cylinder 18 into the reservoir chamber A through the oil passage 17A of the holding member 17.
  • the electrode passage 19 imparts resistance to the fluid that flows through the sliding of the piston 6 in the outer cylinder 4 and the inner cylinder 3, that is, the electrorheological fluid 2 that becomes the working fluid.
  • the electrode cylinder 18 is connected to the anode of the battery 22 serving as a power source via, for example, 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 a voltage to the working fluid that is the fluid in the electrode passage 19, that is, the electrorheological fluid 2 as the functional fluid ( It becomes an electrode (electrode) to which an electric field is applied.
  • 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 a cathode (ground) via a rod guide 10, a bottom valve 13, a bottom cap 5, an outer cylinder 4, a high voltage driver, and the like.
  • the electrode cylinder 18 serving as an anode and the inner cylinder 3 serving as a cathode constitute a voltage application mechanism that applies a voltage to the electrorheological fluid 2.
  • This voltage application mechanism is provided between the outer cylinder 4 and the piston rod 9 and applies a voltage to the electrorheological fluid 2.
  • the electrode cylinder 18 is an anode and the inner cylinder 3 is a cathode, but the electrode cylinder 18 may be a cathode and the inner cylinder 3 may be an anode.
  • 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 damper device 1.
  • 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, in other words, in the electrode passage 19, and the viscosity of the electrorheological fluid 2 changes.
  • the damper device 1 changes the generated damping force characteristic (damping force characteristic) from a hard characteristic (hard characteristic) to a soft characteristic (soft characteristic) according to the voltage applied to the electrode cylinder 18. Characteristic) can be continuously adjusted.
  • the damper device 1 may be capable of adjusting the damping force characteristics in two stages or a plurality of stages without being continuous.
  • the electrorheological fluid 2 flows into the electrode passage 19 from the rod side oil chamber B through the oil hole 3A by the compression stroke and the extension stroke of the piston 6, and at this time, the electrorheological fluid 2 is gas in the damper device 1. Involve. As a result, bubbles are generated in the electrorheological fluid 2.
  • a high voltage of 3000 V or higher is applied to the electrorheological fluid 2 positioned between the electrode cylinder 18 serving as the anode and the inner cylinder 3 serving as the cathode. Arc discharge in which a large current flows between the electrode cylinder 18 and the inner cylinder 3 may occur due to bubbles generated in the fluid 2.
  • the dielectric strength of air is about 3000 V / mm (when humidity is not taken into account), and when the voltage exceeds the dielectric strength, dielectric breakdown occurs where the insulation resistance becomes almost zero.
  • arc discharge due to dielectric breakdown occurs.
  • the damper device becomes uncontrollable, the electrodes are consumed, and the electrorheological fluid 2 is deteriorated.
  • FIGS. 3A and 3B are enlarged views of part III in FIG.
  • an electrode passage 19 is formed between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18, and an electrorheological fluid 2 as a working fluid exists in the electrode passage 19.
  • the distance between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 (the distance between the anode and the cathode) is generally set to 0.4 to 1.6 mm, and is set to 0.8 mm in this embodiment.
  • the insulating layer 30 (30A) is formed on the inner surface of the electrode cylinder 18 serving as the anode.
  • the insulating layer 30 ⁇ / b> A is formed on the surface of the electrode cylinder 18 on the side facing the inner cylinder 3. In other words, the insulating layer 30A is provided on the surface of the anode facing the cathode.
  • any one of inorganic insulating materials such as alumina, sapphire, mullite, cordierite, steatite, forsterite, yttria, titania, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, zirconia, cermet and the like is used. Moreover, you may make it use the composite material which mixed said inorganic insulating material and resin material as an organic inorganic insulating material.
  • the above-mentioned inorganic insulating materials and organic inorganic insulating materials are CVD (VChemical Vapor Deposition ⁇ ) method, plasma CVD method, ion beam CVD method, slurry coating method, spin casting method, LPD (Liquid Phase Deposition) method, thermal spraying method, AD (Aerosol It can be laminated on the electrode using the Deposition IV method, powder coating or the like.
  • an organic material as the material of the insulating layer, since the relative permittivity of the organic material is smaller than that of the inorganic material, the electric field applied to the electrorheological fluid is reduced when the organic material alone is used for the insulating layer. The electrorheological effect is reduced. Therefore, in order to exhibit the same electrorheological effect as when there is no insulating layer, the applied voltage must be increased.
  • an organic material in order to increase the electric field applied to the electrorheological fluid, it is preferable to add an inorganic material having a high dielectric constant in the organic material and increase the dielectric constant as an organic-inorganic composite material.
  • an inorganic material on the electrode there is the above-described spraying method.
  • a porous (porous) part is generated in the insulating layer.
  • an organic-inorganic composite material is used as the insulating layer, the breakdown voltage of the insulating layer can be increased, and in addition, the insulating layer can be formed with a thinner layer than when the insulating layer is formed of a single inorganic material.
  • an insulating layer is formed from an organic-inorganic composite material
  • a method such as coating or dipping a resin (organic material) containing an inorganic filler is used.
  • this method it is not necessary to use a special apparatus used in the thermal spraying method, and the insulating layer can be easily formed.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the thickness ( ⁇ m) of the insulating layer necessary for suppressing arc discharge and the voltage (V) between the electrorheological fluid 2 (ERF) damper electrodes.
  • the distance between the inner cylinder 3 of the electrorheological fluid 2 (ERF) damper and the electrode cylinder 18 is 0.8 mm.
  • the voltage (V) between the electrorheological fluid 2 (ERF) damper electrodes that is, the voltage (V) between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 is 3000 V
  • the insulating layer necessary for suppressing arc discharge The thickness ( ⁇ m) is 75 ⁇ m.
  • the thickness ( ⁇ m) of the insulating layer necessary for suppressing the arc discharge is 100 ⁇ m.
  • the thickness ( ⁇ m) of the insulating layer necessary for suppressing arc discharge is 125 ⁇ m. It can be seen that the relationship between the thickness of the insulating layer and the voltage is almost proportional.
  • the thickness of the insulating layer necessary for suppressing arc discharge is t (m) and the maximum voltage applied to the electrorheological fluid 2 is Vmax (V)
  • the following equation (1) can be derived. t ⁇ 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ Vmax (1)
  • the thickness of the insulating layer necessary for suppressing the arc discharge also varies depending on the distance between the electrodes.
  • the inclination is smaller than the line in FIG. 4 where the distance between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 is 0.8 mm, and dielectric breakdown occurs. Therefore, arc discharge can be suppressed if the condition of the above formula (1) is satisfied.
  • the inclination becomes larger than the line in FIG. 4 where the distance between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 is 0.8 mm. It is necessary to increase the thickness of the insulating layer in order to satisfy the condition (1). However, when the insulating layer is made thicker, the electric field applied to the electrorheological fluid 2 is lowered and the effect of electrorheology is reduced. The relationship between the thickness of the insulating layer and the electric field will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the insulating layer thickness when the interelectrode distance is 1, and the average electric field (AU: arbitrary unit) applied to the electrorheological fluid 2 (ERF).
  • the average electric field applied to the electrorheological fluid 2 decreases.
  • the electric field applied to the electrorheological fluid 2 is reduced, the effect as electroviscosity is reduced.
  • EMF average electric field applied to electrorheological fluid 2
  • the thickness of the insulating layer is set to 0.5 or less when the distance between electrodes (the distance between the anode and the cathode) is 1.
  • the thickness of the insulating layer is 0.12 or more when the interelectrode distance (distance between the anode and the cathode) is 1. did. Thereby, in the present Example, the effect as electroviscosity can be ensured.
  • the dielectric constant of the insulating layer is set to be higher than that of the electrorheological fluid 2 so that a higher electric field is applied to the electrorheological fluid 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the interelectrode distance (mm) and the arc discharge generation voltage (kVp) when there is no insulating layer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a state in which the internal pressure in the damper device 1 is 0.10 MPa (atmospheric pressure), 0.15 MPa, and 0.20 MPa. In this embodiment, the maximum value of the internal pressure in the damper device 1 is 0.20 MPa.
  • the peak value of the arc discharge generating voltage is higher when the internal pressure in the damper device 1 is higher.
  • the peak value of the arc discharge generation voltage (kVp) when the internal pressure in the damper device 1 is 0.20 MPa and there is no edge layer when the distance between the electrodes is 1.6 mm is 10000 V (10 KV). It has become.
  • the arc discharge generation voltage when there is no insulating layer ( The upper limit of the peak value of kVp is 10000 V (10 KV) or less.
  • the upper limit of the peak value of the arc discharge generation voltage (kVp) when there is no insulating layer is set to 10000 V (10 KV) or less.
  • the lower limit of the peak value of the arc discharge generation voltage (kVp) when there is no insulating layer is set to 3000 V (3 kV) or less.
  • the electrorheological fluid 2 is filled with oil such as silicone oil, but 3000 V (3 kV) is required to apply an electric field to the oil. Therefore, in this embodiment, the maximum voltage applied between the electrodes is set in the range of 3000 V (3 kV) to 10000 V (10 kV). Thereby, in this embodiment, the electric field applied to the electrorheological fluid 2 can be secured.
  • the maximum voltage applied between the electrodes is in the range of 3000 V (3 kV) to 10000 V (10 kV).
  • the thickness t (m) of the insulating layer is 75 ⁇ m to 250 mm.
  • the distance between the anode and the cathode is 1.6 mm at the maximum.
  • the upper limit value of the layer thickness t (m) is set to 0.8 mm (800 ⁇ m). Therefore, the thickness t (m) of the insulating layer in this embodiment is set to 75 ⁇ m to 800 ⁇ m.
  • the thickness of the insulating layer necessary for suppressing arc discharge is t (m) and the maximum voltage applied to the electrorheological fluid 2 is Vmax (V)
  • the thickness of the insulating layer is set to 0.5 or less when the distance between the electrodes (the distance between the anode and the cathode) is 1, so that the effect as electroviscosity is obtained. Can be secured.
  • the relative dielectric constant of the insulating layer is made larger than the relative dielectric constant of the electrorheological fluid 2, it is possible to suppress a decrease in the electric field applied to the electrorheological fluid 2.
  • a voltage of 3000 V (3 kv) or more is applied between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 serving as both electrodes, so that an electric field is applied to the oil of the electrorheological fluid 2.
  • the electric field applied to the electrorheological fluid 2 can be secured.
  • the voltage between the inner cylinder 3 and the electrode cylinder 18 serving as both electrodes is set to 10000 V (10 kv) or less, the apparatus and parts for generating a high voltage are enlarged. Can be suppressed.
  • the distance between the electrode cylinder 18 (anode) and the inner cylinder 3 (cathode) is set to 0.4 mm to 1.6 mm, so that devices and parts for generating a high voltage are used.
  • the electric field applied to the electrorheological fluid 2 can be ensured while suppressing the increase in size.
  • the thickness t (m) of the insulating layer is 75 ⁇ m to 800 ⁇ m, it is possible to suppress arc discharge without increasing the thickness of the insulating layer more than necessary, and to achieve electrorheological properties. A decrease in the electric field applied to the fluid 2 can be suppressed.
  • the insulating layer 30 (30A) is formed on the inner surface of the electrode cylinder 18 serving as the anode.
  • the insulating layer 30 is formed on the outer peripheral surface of the inner cylinder 3 as shown in FIG. 3B.
  • the insulating layer 30 (30B) may be formed.
  • the insulating layer 30 ⁇ / b> B is formed on the surface facing the electrode cylinder 18.
  • the insulating layer 30B is provided on the surface of the cathode facing the anode.
  • the configuration is the same as that in which the insulating layer 30A is formed on the electrode cylinder 18, and the same effect is obtained.
  • the insulating layer 30B is formed on the inner cylinder 3
  • the insulating layer 30B is formed on the outer peripheral surface of the cylinder, so that the workability for forming the insulating layer 30B can be improved.
  • the insulating layer 30 may be formed on either the inner cylinder 3 (cathode) or the electrode cylinder 18 (anode).
  • FIG. 7 is an enlarged view of part III of FIG. 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • an insulating layer 30 is provided on both the inner cylinder 3 (cathode) and the electrode cylinder 18 (anode).
  • An insulating layer 30 ⁇ / b> A is formed on the inner peripheral surface of the electrode cylinder 18, and an insulating layer 30 ⁇ / b> B is formed on the outer peripheral surface of the inner cylinder 3.
  • the insulating layer 30A and the insulating layer 30B are configured to face each other.
  • the thickness t (m) of the insulating layer 30 satisfies the formula (1). t ⁇ 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ Vmax (1)
  • the total value of the insulating layer 30A and the insulating layer 30B satisfies the formula (1). You should do it.
  • the insulating layers 30A and 30B may be formed to have the same thickness.
  • the insulating layer 30A may be formed to have a different thickness so that the insulating layer 30A becomes 1/3 and the insulating layer 30B becomes 2/3.
  • the second embodiment has the same effects as the first embodiment described above.
  • the insulating layer 30A and the insulating layer 30B are formed on each of the electrode cylinder 18 and the inner cylinder 3, the insulating layer is formed only on either the electrode cylinder 18 or the inner cylinder 3.
  • the thickness of the insulating layer 30 can be reduced compared to the case of forming the insulating layer 30, and the insulating layer 30 can be formed more stably.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a damper device according to a third embodiment of the present invention.
  • the damper device mounted on the vehicle has a different installation form depending on the vehicle type. For example, as shown in FIG. 8, the axial direction of the piston rod 9 of the damper device is inclined with respect to the horizontal reference line X from a vertical position. Sometimes.
  • the insulating layer 30 is formed in the part (part) of the position P where bubbles are generated.
  • the structure of the insulating layer 30, it is the same as that of the 1st Example and the 2nd Example, and there exists the same effect.
  • the insulating layer 30 is formed on a part of the electrodes where bubbles are generated, the cost can be reduced as compared with the case where the insulating layer 30 is formed on the entire electrode. Moreover, the work time for forming the insulating layer 30 can be shortened, and workability can be improved.
  • the present invention can also be applied to a damper device installed so as to be in a position perpendicular to the line X. Even in such a case, it is preferable to form the insulating layer 30 on the upper part of the electrode where bubbles are generated (a position above half the total length of the anode or the cathode).
  • the electrode cylinder 18 is used as one of the electrodes.
  • the electrode instead of the electrode cylinder 18, the electrode may be constituted by a plate-like member.
  • a plate-like electrode is also included in the technical idea of the electrode cylinder 18.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

本発明は、電気粘性流体中に気泡によって発生する電極間のアーク放電を抑制するダンパ装置を提供することを目的とする。そのために本発明は以下の構成を備えている。ダンパ装置１の外殻を構成する外筒４には、内筒３が収納されている。外筒４と内筒３との間には電極筒１８が配置されている。外筒４内には電気粘性流体２が封入されている。内筒３及び電極筒１８はそれぞれ陰極及び陽極を構成し、内筒３及び電極筒１８の間に位置する電気粘性流体２に電圧を印加する。電極筒１８の内筒３と対向する側の表面、または内筒３の電極筒１８と対向する側の表面には絶縁層が設けられる。絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、電気粘性流体２に印加される最大電圧をＶｍａｘ（Ｖ）とした場合、下記式（１）を満たすようにした。 ｔ≧2.5×10-8×Ｖmax・・・式（１）

Description

ダンパ装置
　本発明は、車両等に用いるダンパ装置に関する。
　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ダンパ装置が設けられている。減衰特性を変化させるダンパ装置として、ダンパ装置内に電気粘性流体を充填した技術がある。電気粘性流体を用いたダンパ装置は、ダンパ装置に配置した電極に電圧をかけて電気粘性流体に電界を与えて減衰特性を変化させている。このような技術として、例えば、特許文献１及び特許文献２がある。
　特許文献１には、電気粘性流体に電圧を印加した際に、電気化学的劣化による増粘効果の減少、電気化学反応による電極金属の溶出、腐食を防止するために、電気粘性流体との接触面に絶縁層を形成するようにした技術が開示されている。
　また、特許文献２には、電気粘性流体により高い増粘効果を得るために、上記特許文献１に加え、電気粘性流体との接触面に、電極間隔距離１に対して０．００１～０．１の割合の膜厚であって、比誘電率が分散媒の２倍以下の絶縁体層を形成した技術が開示されている。
特開平３－１１３１２９号公報 特開平７－１９００９９号公報
　ダンパ装置においてはピストンの圧縮行程および伸び行程によって電気粘性流体が動き、この際電気粘性流体がダンパ装置内の気体を巻き込むことがある。その結果、電気粘性流体中には気泡が発生する。電気粘性流体を用いたダンパ装置においては、陽極と陰極の電極間に配置された電気粘性流体に３０００Ｖ以上の高電圧を印加しているが、電気粘性流体中に発生する気泡により、絶縁破壊が起こり、陽極と陰極の電極間に大電流が流れるアーク放電が発生することがある。
　上記特許文献１及び２においては、電気粘性流体と接触する電極に絶縁層を形成しているが、アーク放電を抑制する点については一切考慮されていなかった。このため、電気粘性流体中に発生する気泡によりアーク放電が発生し、電極が消耗したり、また電気粘性流体が劣化するといった課題があった。
　本発明の目的は上記課題を解決し、アーク放電の発生を抑制することのできるダンパ装置を提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の特徴とするところは、ピストンロッドと、前記ピストンロッドを収容する外筒と、前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられた電気粘性流体と、前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記電気粘性流体に電圧を印加する電圧印加機構を有するダンパ装置において、前記電圧印加機構は、陽極と、陰極とを有し、前記陽極と、前記陰極の間には前記電気粘性流体が位置し、前記陽極の前記陰極と対向する側の表面、または前記陰極の前記陽極と対向する側の表面には、絶縁層が設けられ、前記絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、前記電気粘性流体に印加される最大電圧をＶｍａｘ（Ｖ）とした場合、下記式（１）を満たすことにある。
  ｔ≧2.5×10-8×Ｖmax・・・式（１）
　本発明によれば、アーク放電の発生を抑制したダンパ装置を提供することができる。
本発明の第１実施例に係るダンパ装置の縦断面図である。 本発明の第１実施例に係る内筒と流路の関係を示す正面図である。 本発明の第１実施例に係る図１のIII部の拡大図である。 本発明の第１実施例に係る図１のIII部の拡大図である。 アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）と電気粘性流体（ERF）ダンパ電極間の電圧（Ｖ）との関係を示す図である。 電極間距離を１とした場合の絶縁層厚さと、電気粘性流体にかかる平均電界との関係を示す図である。 電極間距離（ｍｍ）と絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）との関係を示す図である。 本発明の第２実施例に係る図１のIII部の拡大図である。 本発明の第３実施例に係るダンパ装置を示す縦断面図である。
　以下、本発明に係るダンパ装置の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。
　以下、本発明の第１実施例に係るダンパ装置について図面を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例に係るダンパ装置の縦断面図である。図２は本発明の第１実施例に係る内筒と流路の関係を示す正面図である。
　図１において、ダンパ装置１は、内部に封入する作動油等の作動流体として機能性流体（即ち、電気粘性流体２）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。ダンパ装置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、ダンパ装置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」側として記載するが、ダンパ装置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」側としてもよい。
　ダンパ装置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、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電気粘性流体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、内筒３の外側には、外筒４および電極筒１８が同軸となるように設けられている。
　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、油穴３Ａによって電極通路１９と連通している。
　外筒４は、ダンパ装置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、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、加締め部４Ａが径方向内側に屈曲して形成されている。加締め部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、作動流体が封入されている。本実施例では、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として、機能性流体の一種である電気粘性流体２（ERF：Electro Rheological Fluid）を用いている。なお、図１および図２では、封入されている電気粘性流体２を無色透明で表している。このように外筒４はピストンロッド９を収容し、外筒４とピストンロッド９との間には電気粘性流体２が配置される構成となっている。
　電気粘性流体２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２は、電圧がかかった空間である電界に配置され、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２は、例えば、シリコー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、ダンパ装置１は、内筒３と電極筒１８との間の電極通路１９内に電位差を発生させ、該電極通路１９を通過する電気粘性流体２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。
　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、本実施例によるダンパ装置１は、一方向にのみ流れるユニフロー構造となっている。このため、内筒３内の電気粘性流体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Ｆ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（電気粘性流体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への電気粘性流体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（内筒３および外筒４、延いては、ダンパ装置１の中心軸線と同方向であり、図１および図２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、所謂、両ロッドとしてもよい。
　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の加締め部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（電気粘性流体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側への電気粘性流体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、軸方向に延びる圧力管からなる電極筒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ある。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、即ち、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、電気粘性流体２が流通する中間通路としての電極通路１９を形成している。電極通路１９内は、複数の隔壁２０によって複数の流路２１が形成されている。
　電極通路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で電気粘性流体２の流れの方向を矢印Ｆで示すように、ダンパ装置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を通じて電極通路１９に電気粘性流体２が流入する。電極通路１９内に流入した電気粘性流体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、電極通路１９内の電気粘性流体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。そして、電極通路１９内に流入した電気粘性流体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、作動流体となる電気粘性流体２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の陽極に、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、電極通路１９内の流体である作動流体、即ち、機能性流体としての電気粘性流体２に電圧（電界）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陰極（グランド）に接続されている。陽極となる電極筒１８及び陰極となる内筒３は、電気粘性流体２に電圧をかける電圧印加機構を構成している。この電圧印加機構は外筒４とピストンロッド９との間に設けられ、電気粘性流体２に電圧を印加する。本実施例では電極筒１８を陽極、内筒３を陰極としているが、電極筒１８を陰極、内筒３を陽極としても良い。
　高電圧ドライバは、ダンパ装置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、換言すれば、電極通路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２の粘度が変化する。この場合、ダンパ装置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）をハード（Hard）な特性（硬特性）からソフト（soft）な特性（軟特性）に連続的に調整することができる。なお、ダンパ装置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。
　さて、電極通路１９内には、ピストン６の圧縮行程および伸び行程によってロッド側油室Ｂから油穴３Ａを通じて電気粘性流体２が流入するが、この際電気粘性流体２がダンパ装置１内の気体を巻き込む。その結果、電気粘性流体２中には気泡が発生する。電気粘性流体２を用いたダンパ装置においては、陽極となる電極筒１８と陰極となる内筒３との間に位置する電気粘性流体２に３０００Ｖ以上の高電圧を印加しているが、電気粘性流体２中に発生する気泡により、電極筒１８と内筒３との間に大電流が流れるアーク放電が発生することがある。一般的に空気の絶縁耐力は３０００Ｖ／ｍｍ程度（湿度を考慮しない場合）と言われており、電圧が絶縁耐力を超えると絶縁抵抗がほぼゼロとなる絶縁破壊が発生する。電気粘性流体２中に気泡（空気）が発生した箇所では、絶縁破壊によるアーク放電が発生する。アーク放電が発生すると、ダンパ装置が制御不能となること加え、電極が消耗したり、電気粘性流体２の劣化が進行するといった課題がある。
　以下、この課題を解決するための構成について図３～図６を用いて説明する。図３Ａ及び図３Ｂは図１におけるIII部の拡大図である。
　図３Ａにおいて、内筒３と電極筒１８との間には電極通路１９が形成され、この電極通路１９には作動流体としての電気粘性流体２が存在する。内筒３と電極筒１８との電極間距離（陽極と陰極の間の距離）は一般的には０．４～１．６ｍｍに設定されており、本実施例では０．８ｍｍとしている。このため、内筒３と電極筒１８との間に３０００Ｖ以上の高電圧をかけた場合、電気粘性流体２中の気泡（空気）によりアーク放電が発生する可能性がある。そこで、本実施例ではアーク放電の発生を抑制するために、陽極となる電極筒１８の内表面に絶縁層３０（３０Ａ）を形成した。絶縁層３０Ａは、電極筒１８の内筒３と対向する側の表面に形成している。換言すると、絶縁層３０Ａは、陽極の陰極と対向する側の表面に設けられている。
　絶縁層の材料としては、無機絶縁材料であるアルミナ、サファイア、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミ、ジルコニア、サーメット等の何れかを用いる。また、有機無機絶縁材料として上記の無機絶縁材料と樹脂材料を混合した複合材料を用いるようにしても良い。
　上記の無機絶縁材料、有機無機絶縁材料は、ＣＶＤ（ ChemicalVapor Deposition )法、プラズマＣＶＤ法、イオンビームＣＶＤ法、スラリー塗布法、スピンキャスト法、ＬＰＤ（ Liquid Phase Deposition）法、溶射法、ＡＤ（ Aerosol Deposition ）法、粉体塗装等を用いて電極上に積層することができる。
　絶縁層の材料として有機材料を用いることが考えられるが、有機材料は比誘電率が無機材料に比較して小さいので、絶縁層に有機材料単体を使用すると電気粘性流体にかかる電界が小さくなり、電気粘性効果が小さくなる。従って、絶縁層が無い場合と同じ電気粘性効果を発揮するためには印加する電圧を高くしなければならない。絶縁層に有機材料を用いる場合には、電気粘性流体にかかる電界を大きくするために、有機材料中に誘電率の高い無機材料を入れ、有機無機複合材料として誘電率を高くすることが好ましい。
　また、電極に無機材料を形成する方法として上述した溶射法があるが、溶射法を用いた場合、絶縁層に部分的にポーラス（多孔質）な部分が発生する。このため、アーク放電に耐えるためには有機材料よりも絶縁層を厚く形成する必要がある。絶縁層として有機無機複合材料を用いた場合は、絶縁層の破壊電圧を高くすることができ、加えて無機材料単体で絶縁層を形成するよりも薄い層で絶縁層を形成することができる。
　さらに、有機無機複合材料で絶縁層を形成する場合は、無機フィラーを含んだ樹脂（有機材料）を塗布、ディッピングなどの方法を用いる。この方法を用いると、溶射法で使用する特殊な装置を使用する必要がなく、簡単に絶縁層を形成することができる。
　絶縁破壊によるアーク放電を抑制するためには、絶縁層３０Ａの層の厚さが重要である。以下、電極間電圧と絶縁層３０Ａの厚さとの関係について図４を用いて説明する。図４はアーク放電抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）と電気粘性流体２（ERF）ダンパ電極間の電圧（Ｖ）との関係を示す図である。
　図４では、電気粘性流体２（ERF）ダンパの内筒３と電極筒１８との距離は、０．８ｍｍとした。図４において、電気粘性流体２（ERF）ダンパ電極間の電圧（Ｖ）、すなわち内筒３と電極筒１８との電圧（Ｖ）を３０００Ｖとした時、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）は７５μｍとなる。また、内筒３と電極筒１８との電圧（Ｖ）を４０００Ｖとした時、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）は１００μｍとなる。
同様に、内筒３と電極筒１８との電圧（Ｖ）を５０００Ｖとした時、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）は１２５μｍとなる。絶縁層の厚さと電圧との関係は、ほぼ比例関係にあることがわかる。アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さをｔ（ｍ）、電気粘性流体２に印加される最大電圧をＶmax（Ｖ）としたとき、以下の式（１）が導き出せる。
  ｔ≧２．５×１０-8×Ｖmax・・・（１）
　アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さは、電極間の距離によっても変化する。例えば、内筒３と電極筒１８との距離を１．６ｍｍとした場合、内筒３と電極筒１８との距離を０．８ｍｍとした図４の線上より傾きが小さくなり、絶縁破壊が発生する電圧も上昇することから、上記式（１）の条件を満足すれば、アーク放電は抑制できる。
　一方、内筒３と電極筒１８との距離を０．４ｍｍとした場合、内筒３と電極筒１８との距離を０．８ｍｍとした図４の線上より傾きが大きくなり、上記式（１）の条件を満足すために絶縁層を厚くする必要がある。しかしながら、絶縁層と厚くすると、電気粘性流体２にかかる電界が低下し、電気粘性の効果も減少する。絶縁層の厚さと電界の関係について図５を用いて説明する。
　図５は電極間距離を１とした場合の絶縁層厚さと、電気粘性流体２（ERF）にかかる平均電界（AU: arbitrary unit）との関係を示す図である。図５では、アルミナ（比誘電率ε＝９）およびジルコニア（比誘電率ε＝２８）のデータを示している。
　図５において、絶縁層の厚さが増加すると、電気粘性流体２にかかる平均電界は減少する。電気粘性流体２にかかる電界が減少すると、電気粘性としての効果が減少してしまう。電気粘性としての効果を確保するためには、少なくとも電気粘性流体２（ERF）にかかる平均電界を０．６（６０％）以上確保することが望ましい。アルミナはジルコニアに比べ、絶縁層の厚み増加に対する平均電界の落ち込みが大きい。アルミナ（比誘電率ε＝９）の場合、電極間距離を１とした場合の絶縁層厚さが０．５を超えると、平均電界が０．６（６０％）を下回る。そこで、本実施例では、絶縁層の厚さは電極間距離（陽極と陰極の間の距離）を１とした場合に０．５以下となるようにした。ただし、絶縁層の厚さは所定の厚さが必要なので、本実施例では絶縁層の厚さは、電極間距離（陽極と陰極の間の距離）を１とした場合に０．１２以上とした。これにより、本実施例では、電気粘性としての効果を確保することができる。
　また、本実施例では、電気粘性流体２に対しより高い電界がかかるようにするため、絶縁層の比誘電率は電気粘性流体２の比誘電率を大きくしている。電気粘性流体２は例えば、シリコーンオイル（比誘電率ε＝２．６）等からなるベースオイルに、ポリウレタン（比誘電率ε＝６．０）粒子等を分散させて構成される。この構成により、本実施例では、電気粘性流体２にかかる電界の低下を抑制することができる。
　次に電極間距離（ｍｍ）と絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）との関係について図６を用いて説明する。図６は、本発明の第１実施例に係る電極間距離（ｍｍ）と絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）との関係を示す図である。図６では、ダンパ装置１内の内圧が０．１０ＭＰａ（大気圧）、０．１５ＭＰａ、０．２０ＭＰａの状態を示している。本実施例ではダンパ装置１内の内圧の最高値を０．２０ＭＰａとした。
　図６において、ダンパ装置１内の内圧が高い方がアーク放電発生電圧のピーク値が高くなっている。本実施例では、ダンパ装置１内の内圧が０．２０ＭＰａであって、電極間距離が１．６ｍｍの場合における縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値が１００００Ｖ（１０ＫＶ）なっている。本実施例においては、ダンパ装置１内の内圧が０．２０ＭＰａであって、電極間距離が１．６ｍｍのダンパ装置１を用いたことも考慮し、絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値の上限を１００００Ｖ（１０ＫＶ）以下とする。加えて、電極に印加する電圧が１００００Ｖ（１０ＫＶ）を超えると、高電圧を発生するための装置が大型化したり、電源ケーブルを太くする必要があり、車両等に搭載する機器としては好ましくない。そこで、本実施例では絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値の上限を１００００Ｖ（１０ＫＶ）以下としている。また、絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値の下限は、３０００Ｖ（３ｋＶ）以下としている。電気粘性流体２には、シリコーンオイル等のオイルが封入されているが、オイルに電界を与えるには３０００Ｖ（３ｋＶ）が必要となる。従って、本実施例では電極間に印加する最大電圧を３０００Ｖ（３ｋＶ）～１００００Ｖ（１０ｋＶ）の範囲としている。これにより、本実施例では電気粘性流体２にかかる電界を確保することができる。
　上記のように本実施例では電極間に印加する最大電圧を３０００Ｖ（３ｋＶ）～１００００Ｖ（１０ｋＶ）の範囲としている。この範囲を式（１）に当てはめると、絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ～２５０ｍｍとなる。絶縁層の厚さｔ（ｍ）の上限値であるが、本実施例においては陽極と陰極の電極間距離を最大で１．６ｍｍとしている。この電極間距離１．６ｍｍを１とした場合に平均電界を０．６（６０％）以上を確保するためには、電極間距離１．６ｍｍの０．５以下とする必要があるので、絶縁層の厚さｔ（ｍ）の上限値を０．８ｍｍ（８００μｍ）とする。従って、本実施例における絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ～８００μｍとする。
　以上説明したように本実施例によれば、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さをｔ（ｍ）、電気粘性流体２に印加される最大電圧をＶmax（Ｖ）としたとき、
  ｔ≧２．５×１０-8×Ｖmax・・・（１）
を満たすように絶縁層の厚さｔ（ｍ）を設定するようにしたので、両電極となる内筒３と電極筒１８との間に発生するアーク放電を抑制し、ダンパ装置１が制御不能になること加え、電極が消耗、電気粘性流体２の劣化を抑制することができる。
　また、本実施例によれば、絶縁層の厚さは電極間距離（陽極と陰極の間の距離）を１とした場合に０．５以下となるようにしたので、電気粘性としての効果を確保することができる。
　また、本実施例によれば、絶縁層の比誘電率を電気粘性流体２の比誘電率よりも大きくしているので、電気粘性流体２にかかる電界の低下を抑制することができる。
　また、本実施例によれば、両電極となる内筒３と電極筒１８との間には３０００Ｖ（３ｋｖ）以上の電圧を印加するようにしているので、電気粘性流体２のオイルに電界を与えることができ、電気粘性流体２にかかる電界を確保することができる。加えて、本実施例によれば、両電極となる内筒３と電極筒１８との間の電圧を１００００Ｖ（１０ｋｖ）以下としたので、高電圧を発生するための装置、部品類を大型化することを抑制することができる。
　また、本実施例によれば　電極筒１８（陽極）と内筒３（陰極）との間の距離を、０．４ｍｍ～１．６ｍｍとしたので、高電圧を発生するための装置、部品類を大型化することを抑制しつつ、電気粘性流体２にかかる電界を確保することができる。
　さらにまた、本実施例によれば絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ～８００μｍとしているので、必要以上に絶縁層の厚さを厚くすることなく、アーク放電を抑制できる共に、電気粘性流体２にかかる電界の低下を抑制することができる。
　以上説明した図３Ａの実施例においては、陽極となる電極筒１８の内表面に絶縁層３０（３０Ａ）を形成したが、絶縁層３０は図３Ｂに示すように、内筒３の外周面に絶縁層３０（３０Ｂ）を形成するようにしても良い。絶縁層３０Ｂは、電極筒１８と対向する側の表面に形成している。換言すると、絶縁層３０Ｂは、陰極の陽極と対向する側の表面に設けられている。内筒３に絶縁層３０Ｂを形成した場合であっても、電極筒１８に絶縁層３０Ａを形成したものと同様の構成となり、同様の効果を奏する。加えて、内筒３に絶縁層３０Ｂを形成する場合、筒の外周面に絶縁層３０Ｂを形成することとなるので、絶縁層３０Ｂを形成するための作業性を向上することができる。
　本実施例においては、絶縁層３０は内筒３（陰極）あるいは電極筒１８（陽極）の何れかに形成すれば良い。
　次に本発明の第２実施例について図７を用いて説明する。図７は本発明の第２実施例に係る図１のIII部の拡大図である。
　図７において、第１実施例と異なるところは、絶縁層３０を内筒３（陰極）及び電極筒１８（陽極）の双方に設けた点にある。
　電極筒１８の内周面には絶縁層３０Ａが形成され、内筒３の外周面には絶縁層３０Ｂが形成されている。絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂとは互いに対向するように構成されている。
　第２実施例においても、第１実施例と同様、絶縁層３０の厚さｔ（ｍ）は、式（１）を満足するようにする。
  ｔ≧２．５×１０-8×Ｖmax・・・（１）
　絶縁層３０を形成する場合、絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂのそれぞれが式（１）を満足するように形成する必要はなく、絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂの合計値が式（１）を満足するようにすれば良い。
　電極筒１８及び内筒３のそれぞれに絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂを形成する場合、絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂの層の厚さが同一になるように形成しても良い。
あるいは例えば絶縁層３０Ａを１／３、絶縁層３０Ｂを２／３となるように層の厚さが異なるように形成しても良い。
　第２実施例では、上述した第１実施例と同様の効果を奏する。加えて第２実施例によれば、電極筒１８及び内筒３のそれぞれに絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂを形成するようにしているので、電極筒１８あるいは内筒３の何れかにのみ絶縁層３０を形成する場合と比較して絶縁層３０の厚さを薄くでき、絶縁層３０をより安定して形成することができる。
　次に本発明の第３実施例について図８を用いて説明する。図８は本発明の第３実施例に係るダンパ装置の縦断面図である。
　車両に搭載されるダンパ装置は、車種によって取り付け形態が変わり、例えば、図８に示すようにダンパ装置のピストンロッド９の軸方向が水平基準線Ｘに対し、垂直な位置から傾斜して設置されることがある。
　ピストン６の圧縮行程および伸び行程によってダンパ装置１内に発生する気泡は、電気粘性流体２のオイルよりも比重が軽いため、ダンパ装置１の上部に発生する。図８の場合、位置Ｐは位置Ｑよりも高い位置にあるので、ダンパ装置１内では位置Ｐに気泡が発生する。そこで、本実施例では気泡が発生する位置Ｐの部分（一部）に絶縁層３０を形成するようにしている。絶縁層３０の構成については、第１実施例、第２実施例と同様であり、同様の効果を奏する。
　加えて、本実施例によれば、気泡が発生する一部の電極に絶縁層３０を形成するようにしているので、絶縁層３０を電極全体に形成する場合に比較してコストを低減できる。また、絶縁層３０を形成するための作業時間も短縮でき、作業性を向上することができる。
　なお、本実施例ではダンパ装置のピストンロッド９の軸方向が水平基準線Ｘに対し、垂直な位置から傾斜して設置した例で説明したが、ダンパ装置のピストンロッド９の軸方向が水平基準線Ｘに対し、垂直な位置にとなるように設置したダンパ装置においても適用することが可能である。その場合であっても、気泡が発生する電極の上部（陽極もしくは陰極の全長半分より上の位置）に絶縁層３０を形成するようにすると良い。
　なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。
上述した実施例は本発明を分かり易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するものではない。
　また、本発明に各実施例においては電極の１つとして電極筒１８を用いたが、電極筒１８に代えて板状の部材で電極を構成しても良い。本発明においては、板状の電極も電極筒１８の技術的思想に含まれるものである。
１　ダンパ装置、２　電気粘性流体、３　内筒、４　外筒、５　ボトムキャップ、６　ピストン、９　ピストンロッド、１８　電極筒、１９　電極通路、３０　絶縁層、３０Ａ　絶縁層、３０Ｂ　絶縁層

Claims (11)

  1. 　ピストンロッドと、
    　前記ピストンロッドを収容する外筒と、
    　前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられた電気粘性流体と、
    　前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記電気粘性流体に電圧を印加する電圧印加機構を有するダンパ装置において、
    　前記電圧印加機構は、陽極と、陰極とを有し、
    　前記陽極と、前記陰極の間には前記電気粘性流体が位置し、
    　前記陽極の前記陰極と対向する側の表面、または前記陰極の前記陽極と対向する側の表面には、絶縁層が設けられ、
    　前記絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、前記電気粘性流体に印加される最大電圧をＶｍａｘ（Ｖ）とした場合、下記式（１）を満たすことを特徴とするダンパ装置。
      ｔ≧2.5×10-8×Ｖmax・・・式（１）
  2. 　請求項１において、
    　前記陽極と前記陰極との間の距離は、０．４ｍｍ～１．６ｍｍとしたことを特徴とするダンパ装置。
  3. 　請求項１において、
    　前記陽極と前記陰極との間の距離を１とした場合、前記絶縁層の厚さは０．５以下であることを特徴とするダンパ装置。
  4. 　請求項２において、
    　前記最大電圧は３ｋＶ以上としたことを特徴とするダンパ装置。
  5. 　請求項２において、
    　前記最大電圧は３ｋＶ～１０ｋＶとしたことを特徴とするダンパ装置。
  6. 　請求項１において、
    　前記絶縁層の比誘電率は、前記電気粘性流体の比誘電率よりも大きいことを特徴とするダンパ装置。
  7. 　請求項５において、
    　前記絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ～８００μｍの範囲としたことを特徴とするダンパ装置。
  8. 　請求項１において、
    　前記絶縁層は、前記陽極及び前記陰極の双方に設けたことを特徴とするダンパ装置。
  9. 　請求項１において、
    　前記絶縁層は、前記陽極もしくは前記陰極の全長半分より上の位置に設けたことを特徴とするダンパ装置。
  10. 　請求項１において、
    　前記ピストンロッドと前記外筒との間に設けられ、前記ピストンロッドを収容する内筒と、
    　前記内筒と前記前記外筒との間に設けられた電極筒とを有し、
    　前記内筒と前記電極筒のそれぞれに前記陽極と前記陰極が設けられたことを特徴とするダンパ装置。
  11. 　請求項１において、
    　前記絶縁層には、アルミナ、サファイア、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミ、ジルコニア、サーメットの何れかを用いたことを特徴とするダンパ装置。
PCT/JP2018/038429 2018-03-26 2018-10-16 ダンパ装置 WO2019187268A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112018006096.9T DE112018006096T5 (de) 2018-03-26 2018-10-16 Dämpfervorrichtung
CN201880084561.0A CN111527325B (zh) 2018-03-26 2018-10-16 减振器装置
US16/978,089 US20210010560A1 (en) 2018-03-26 2018-10-16 Damper device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018058497A JP7019476B2 (ja) 2018-03-26 2018-03-26 ダンパ装置
JP2018-058497 2018-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019187268A1 true WO2019187268A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68061002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/038429 WO2019187268A1 (ja) 2018-03-26 2018-10-16 ダンパ装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210010560A1 (ja)
JP (1) JP7019476B2 (ja)
CN (1) CN111527325B (ja)
DE (1) DE112018006096T5 (ja)
WO (1) WO2019187268A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019003906A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 サスペンション制御装置
JP2020118273A (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 シリンダ装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610985A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Kayaba Ind Co Ltd 緩衝器
JPH07190099A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Tonen Corp 電 極
JP2016515184A (ja) * 2013-03-07 2016-05-26 フルディコン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング 振動ダンパ

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1598923A (en) * 1923-10-15 1926-09-07 Richard C Mason Shock absorber
US2916307A (en) * 1955-05-03 1959-12-08 Melville F Peters Vibration damper for fluid pressure seal
US4005858A (en) * 1973-08-31 1977-02-01 Kaspar Lochner Damping member
JPS5610844A (en) * 1979-07-02 1981-02-03 Toyota Motor Corp Feedback control system vibration absorbing suspension
US4509730A (en) * 1982-10-25 1985-04-09 Imperial Clevite Inc. Flexible wall spring damper
US4838581A (en) * 1985-02-05 1989-06-13 Asahi Glass Company Ltd. Joint structure for a tube support plate and a tube
DE3540298A1 (de) * 1985-11-13 1987-05-14 Metzeler Kautschuk Federelement mit hydraulischer daempfung
US4790522A (en) * 1988-02-25 1988-12-13 Trw Inc. Electroviscous fluid control device
JP2790185B2 (ja) * 1989-02-15 1998-08-27 辰治 石丸 差動二重梃子機構を有する構造体の免震・制振機構
US5012740A (en) * 1990-01-05 1991-05-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electrorheologically damped impact system
JPH0783266A (ja) * 1993-09-14 1995-03-28 Nippon Seiko Kk スライド機構用電気粘性流体ダンパ
US5497861A (en) * 1994-06-27 1996-03-12 Brotz; Gregory R. Variable motion dampener
US5873438A (en) * 1996-01-25 1999-02-23 Honeywell Inc. Tuned mass damper with tunable damping and anti friction rolling mass
CN1228192A (zh) * 1996-09-04 1999-09-08 施耐德电器公司 空心变压器绕组的单线圈结构
FR2754579B1 (fr) * 1996-10-15 1998-12-11 Hutchinson Amortisseur de vibrations, notamment pour rotor d'helicoptere
US5979882A (en) * 1997-11-22 1999-11-09 Honeywell Inc. Direct fluid shear damper
US6129185A (en) * 1997-12-30 2000-10-10 Honeywell International Inc. Magnetically destiffened viscous fluid damper
US6029783A (en) * 1998-04-16 2000-02-29 Wirthlin; Alvin R. Variable resistance device using electroactive fluid
US6385327B1 (en) * 1998-06-16 2002-05-07 U.S. Philips Corporation Device having two coaxially disposed bodies which are movable relative to one another along a translation axis
US6648295B2 (en) * 2001-10-02 2003-11-18 Andrew James Herren Vibration and sound dampener for heavy machinery
US7140081B2 (en) * 2002-10-19 2006-11-28 General Motors Corporation Releasable fastener system
US8261892B2 (en) * 2004-03-12 2012-09-11 GM Global Technology Operations LLC Customizable strut assemblies and articles that employ the same
CN101022994B (zh) * 2004-08-30 2012-07-04 洛德公司 直升飞机振动控制系统和消除振动的旋转力发生器
CN2828439Y (zh) * 2005-10-24 2006-10-18 河北工业大学 电流变流体减振器
EP1820922A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-22 Dtu Tuned liquid damper
US8446065B2 (en) * 2010-12-28 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Tubular actuators utilizing active material activation
EP2935932B1 (en) * 2012-12-20 2018-11-07 Gaudet Machine Works Inc. Hydraulic damper
DE102014105361A1 (de) * 2014-04-15 2015-10-15 Thyssenkrupp Ag Anordnung zur Aufnahme einer Tragfeder eines Federbeins und Federteller hierzu
DE102015202191B4 (de) * 2015-02-06 2019-07-18 Saf-Holland Gmbh Lenkstabilisierung
US10774456B2 (en) * 2015-03-16 2020-09-15 Lg Electronics Inc. Laundry processing apparatus
CN106907422B (zh) * 2015-12-23 2019-04-19 上海汽车集团股份有限公司 电流变液减振器及其控制方法、控制单元、ecu及汽车
US11002335B2 (en) * 2016-11-08 2021-05-11 General Electric Company Controllable magneto-rheological device for gas turbine engine
JP6529954B2 (ja) * 2016-12-22 2019-06-12 本田技研工業株式会社 ダイナミックダンパ制御装置
US10451139B2 (en) * 2017-11-30 2019-10-22 Honeywell International Inc. Damping coefficient-regulating inductive heating systems and isolator assemblies including the same
US20200086708A1 (en) * 2018-09-13 2020-03-19 William Cervantes Bump Stop
US10948043B2 (en) * 2018-10-02 2021-03-16 Hiroshi Kurabayashi Damping device for structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0610985A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Kayaba Ind Co Ltd 緩衝器
JPH07190099A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Tonen Corp 電 極
JP2016515184A (ja) * 2013-03-07 2016-05-26 フルディコン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング 振動ダンパ

Also Published As

Publication number Publication date
DE112018006096T5 (de) 2020-08-20
JP2019168098A (ja) 2019-10-03
CN111527325A (zh) 2020-08-11
JP7019476B2 (ja) 2022-02-15
CN111527325B (zh) 2021-11-19
US20210010560A1 (en) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7997392B2 (en) Vibration damper
WO2019187268A1 (ja) ダンパ装置
KR20010049564A (ko) 외부 가이드 이알 댐퍼
JPH094669A (ja) 電気レオロジー流体を使用した振動減衰装置
US10076941B2 (en) Hydraulic shock absorber and cover member
US10309479B2 (en) Cylinder device
US20190056009A1 (en) Cylinder device and method of producing the same
JP6690019B2 (ja) シリンダ装置
KR20180043194A (ko) 실린더 장치
WO2018180433A1 (ja) シリンダ装置
JP6761897B2 (ja) シリンダ装置
CN111457051B (zh) 一种堆叠活塞式电流变液减振器
JP6892378B2 (ja) シリンダ装置
JP2019007600A (ja) シリンダ装置
JP6986456B2 (ja) シリンダ装置
JP3718924B2 (ja) 緩衝器
JP2016023721A (ja) ダンパ装置
JP6869821B2 (ja) シリンダ装置
JP6975688B2 (ja) シリンダ装置
JP2019007601A (ja) シリンダ装置
JP2020002980A (ja) シリンダ装置
JP6869837B2 (ja) シリンダ装置
JP2019007599A (ja) シリンダ装置
JP2018173099A (ja) シリンダ装置
JP2020118273A (ja) シリンダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18912375

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18912375

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1