JP2020002980A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧を付与する付与部の周囲に電気粘性流体中の粒子が堆積するのを抑制できるシリンダ装置を提供する。【解決手段】緩衝器１は、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体２０が封入される内筒２と、内筒２の外側に設けられる外筒３と、内筒２と外筒３との間に設けられる電極であって、電気粘性流体２０が流動する通路１８を内筒２との間に形成する中間筒１７とを有している。外筒３から中間筒１７に亘って配置されバッテリ２１からの電圧を中間筒１７に付与する接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄの外周には、固有抵抗値が電気粘性流体２０よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体２０よりも小さい材質によって形成された被覆部材２２Ｆが設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車、鉄道車両等の振動を緩衝するのに好適に用いられるシリンダ装置に関する。

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シリンダ装置が設けられている。この種のシリンダ装置には、シリンダ内に電気粘性流体を封入した状態で、高電圧による電界を付与することにより発生減衰力を可変に制御する構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

独国特許出願公開第１０２０１３０１３４８８号明細書

ところで、特許文献１では、シリンダ装置（緩衝器）のリザーバ室内で高電圧を付与する付与部（高電圧ピン）を中間筒となる電極に当接させている。この場合、付与部の周囲は、電界が強いので付与部とグランドである外筒（ベースシェル）との間に電気粘性流体中の粒子が堆積して、トラッキング放電が発生する虞がある。

本発明の目的は、電圧を付与する付与部の周囲に電気粘性流体中の粒子が堆積するのを抑制するシリンダ装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のシリンダ装置は、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る内筒と、該内筒内を２室に画成して摺動するピストンと、一端側が前記内筒の外部に突出し、他端側が前記ピストンと連結するロッドと、該内筒の外側に設けられる外筒と、前記内筒と前記外筒との間に設けられる電極であって、前記電気粘性流体が流動する通路を前記内筒との間に形成する中間筒と、該中間筒と前記外筒との間に形成され、前記電気粘性流体および作動気体が封入されるリザーバ室と、前記内筒と前記外筒との一端を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、前記外筒から前記中間筒に亘って配置され、電圧供給部からの電圧を前記中間筒に付与する付与部と、を有するシリンダ装置であって、前記付与部の外周には、固有抵抗値が前記電気粘性流体よりも大きく、かつ誘電率が前記電気粘性流体よりも小さい材質によって形成された被覆部材が設けられている。

本発明によれば、電圧を付与する付与部と外筒との間に電気粘性流体中の粒子が堆積するのを抑制することができる。

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である。 図１中の電界付与体を拡大して示す要部断面図である。

以下、本発明の実施形態によるシリンダ装置を、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、添付図面に従って説明する。

図１において、シリンダ装置としての緩衝器１は、内部に封入する電気粘性流体２０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」側として記載するものとする。

緩衝器１は、内筒２、外筒３、ピストン５、ピストンロッド８、中間筒１７等を含んで構成されている。内筒２は、軸方向に延びる円筒状の筒体として形成され、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体２０が内部に封入されている。内筒２の内部には、後述のピストンロッド８が挿入され、内筒２の径方向外側には、外筒３が同軸となるように設けられている。

外筒３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３は、内筒２の外側に設けられ、その下端側がボトムキャップ４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４は、後述するボトムバルブ１２のバルブボディ１３と共にベース部材を構成している。外筒３の上端側は、開口端となり、この開口端側には、かしめ部３Ａが径方向内側に屈曲して形成されている。かしめ部３Ａは、シール部材１１の環状板体１１Ａの外周側を抜け止め状態で保持している。さらに、外筒３には、後述する電界付与体２２が取付けられる取付孔３Ｂが径方向の横孔（貫通孔）として形成されている。

一方、内筒２は、外筒３内に該外筒３と同軸に設けられている。内筒２は、下端側がボトムバルブ１２のバルブボディ１３に嵌合して取付けられ、上端側はロッドガイド９に嵌合して取付けられている。内筒２には、後述の通路１８に常時連通する油穴２Ａが、径方向の横孔として周方向に離間して複数（例えば、４〜８個）形成されている。内筒２内のロッド側油室Ｂは、油穴２Ａによって通路１８と連通している。

内筒２は、外筒３と共にシリンダを構成し、このシリンダ内には、液体からなる電気粘性流体２０（ERF：Electro Rheological Fluid）が封入（充填）されている。なお、各図では、封入されている電気粘性流体２０を無色透明としている。

電気粘性流体２０は、外部刺激により流体の性状が変化する機能性流体の一種であり、電圧の増減（電界の強弱）により粘性（性状）が変化する流体である。即ち、電気粘性流体２０は、印加される電圧（電界強度）に応じて流動抵抗（減衰力）が変化するものである。電気粘性流体２０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（ウレタン粒子）とにより構成されている。緩衝器１は、後述の通路１８内に電位差を発生させ、該通路１８を通過する電気粘性流体２０の粘度を可変に制御することで、発生減衰力を制御（調整）する構成となっている。

内筒２（後述の中間筒１７）と外筒３との間には、環状のリザーバ室Ａが形成されている。このリザーバ室Ａ内には、液体の電気粘性流体２０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８の縮小時（縮み行程）に、当該ピストンロッド８の進入体積分を補償すべく圧縮される。

ピストン５は、内筒２内に摺動可能に挿嵌されている。ピストン５は、内筒２内をロッド側油室Ｂとボトム側油室Ｃとの２室に画成している。ピストン５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５Ａ，５Ｂ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２内の電気粘性流体２０は、ピストンロッド８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２の油穴２Ａ）から通路１８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５の上端面には、ピストンロッド８の縮小行程（縮み行程）でピストン５が内筒２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６が設けられている。縮み側逆止弁６は、ボトム側油室Ｃ内の液体（電気粘性流体２０）がロッド側油室Ｂに向けて各油路５Ａ内を流通するのを許し、これとは逆向きに液体が流れるのを阻止する。

ピストン５の下端面には、伸長側のディスクバルブ７が設けられている。伸長側のディスクバルブ７は、ピストンロッド８の伸長行程（伸び行程）でピストン５が内筒２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５Ｂ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８は、内筒２内を軸方向（内筒２および外筒３の中心軸線と同方向であり、図１の上，下方向）に延びている。即ち、ピストンロッド８は、上端側（一端側）がシリンダとなる内筒２および外筒３の外部に突出し、下端側（他端側）が内筒２内でピストン５に連結（固定）されている。この場合、ピストンロッド８の下端側には、ナット８Ａ等を用いてピストン５が固定（固着）されている。一方、ピストンロッド８の上端側は、ロッドガイド９を介して外部に突出している。なお、ピストンロッド８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４）側から外向きに突出させた両ロッドとしてもよい。

内筒２と外筒３との上端側（一端側）には、これら内筒２と外筒３の上端側を閉塞するように段付円筒状のロッドガイド９が嵌合して設けられている。ロッドガイド９は、ピストンロッド８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９は、内筒２の上側部分および後述の中間筒１７の上側部分を外筒３の中央に位置決めする。これと共に、ロッドガイド９は、その内周側でピストンロッド８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９は、上側に位置して外筒３の内周側に挿嵌される環状の大径部９Ａと、該大径部９Ａの下側に位置して内筒２の内周側に挿嵌される短尺筒状の小径部９Ｂとにより段付円筒状に形成されている。ロッドガイド９の小径部９Ｂの内周側には、ピストンロッド８を軸方向に摺動可能にガイドするガイド部９Ｃが設けられている。ガイド部９Ｃ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９の外周側で大径部９Ａと小径部９Ｂとの間には、環状の保持部材１０が嵌合して取付けられている。保持部材１０は、後述する中間筒１７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１０は、例えば電気絶縁性材料により形成され、内筒２およびロッドガイド９と中間筒１７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９の大径部９Ａと外筒３のかしめ部３Ａとの間には、環状のシール部材１１が設けられている。シール部材１１は、中心にピストンロッド８が挿通される孔が設けられた金属性の環状板体１１Ａと、該環状板体１１Ａ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１１Ｂとを含んで構成されている。シール部材１１は、弾性体１１Ｂの内周がピストンロッド８の外周側に摺接することにより、ピストンロッド８との間を液密、気密に封止（シール）する。

内筒２の下端側（他端側）には、該内筒２とボトムキャップ４との間に位置してボトムバルブ１２が設けられている。ボトムバルブ１２は、バルブボディ１３、伸び側逆止弁１５、およびディスクバルブ１６を含んで構成されている。バルブボディ１３は、ボトムキャップ４と内筒２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１３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１３Ａ，１３Ｂ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１３の外周側には、段差部１３Ｃが形成され、該段差部１３Ｃには、内筒２の下端内周側が嵌合して固定されている。また、段差部１３Ｃには、環状の保持部材１４が内筒２の外周側に嵌合して取付けられている。保持部材１４は、後述する中間筒１７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１４は、例えば電気絶縁性材料により形成され、内筒２およびバルブボディ１３と中間筒１７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１４には、後述の通路１８をリザーバ室Ａに対して連通させる複数の油路１４Ａが形成されている。

伸び側逆止弁１５は、例えばバルブボディ１３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８の伸長行程でピストン５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内の電気粘性流体２０がボトム側油室Ｃに向けて各油路１３Ａ内を流通するのを許し、これとは逆向きに液体が流れるのを阻止する。

縮小側のディスクバルブ１６は、バルブボディ１３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８の縮小行程でピストン５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１３Ｂを介してリザーバ室Ａ側にリリーフする。

内筒２と外筒３との間には、軸方向に延びる圧力管からなる中間筒１７が設けられている。中間筒１７は、導電性材料を用いて形成され、後述の電界付与体２２から高電圧（電界）が付与される筒状電極を構成する。中間筒１７は、内筒２との間に軸方向の上端側から下端側に向けてピストンロッド８の進退動により電気粘性流体２０が流動する通路１８を形成している。

即ち、中間筒１７は、内筒２の外周側に保持部材１０，１４を介して取付けられている。保持部材１０，１４は、内筒２の外周側で軸方向（上下方向）に離間して設けられている。この場合に、中間筒１７の上端側は、保持部材１０およびロッドガイド９を介して、外筒３に対して相対回転が不能になっている。中間筒１７の下端側は、保持部材１４、バルブボディ１３およびボトムキャップ４を介して、外筒３に対して相対回転が不能になっている。中間筒１７は、内筒２の外周側を全周にわたって取囲むことにより、中間筒１７の内周側と内筒２の外周側との間に環状の流路、即ち電気粘性流体２０が流通する通路１８を形成している。また、中間筒１７の外径側には、外筒３の取付孔３Ｂと径方向で対面する位置に、後述する電界付与体２２の電極バネ２２Ｃ２が取付けられている。

通路１８は、内筒２に径方向の横孔として形成した油穴２Ａによりロッド側油室Ｂと常時連通している。緩衝器１は、ピストン５の縮み行程および伸び行程の両方で、ロッド側油室Ｂから油穴２Ａを通じて通路１８に電気粘性流体２０が流入する。通路１８内に流入した電気粘性流体２０は、ピストンロッド８が内筒２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、この進退動により通路１８の軸方向の上端側から下端側に向けて流動する。即ち、電気粘性流体２０は、図１中に矢印Ｆで示す方向に流動する。

通路１８内に流入した電気粘性流体２０は、中間筒１７の下端側から保持部材１４の油路１４Ａを介してリザーバ室Ａへと流出する。このとき、電気粘性流体２０の圧力は、通路１８の上流側（即ち、油穴２Ａ側）で最も高く、通路１８内を流通する間に流路（通路）抵抗を受けるため漸次低下する。このため、通路１８内の電気粘性流体２０は、通路１８の下流側（即ち、保持部材１４の油路１４Ａ）を流通するときに最も低い圧力となっている。

内筒２の外周と中間筒１７の内周との間には、電気粘性流体２０が流通する通路１８を仕切る（電気粘性流体２０の流れを案内する）隔壁部材１９が設けられている。この隔壁部材１９は、内筒２の外周面と中間筒１７の内周面とに対して相対回転不能に取付けられている。隔壁部材１９は、内筒２と中間筒１７との間で電気粘性流体２０を軸方向だけでなく、周方向にも案内する流路形成部材である。これにより、電気粘性流体２０が流通する通路１８を、周方向に延びる部分を有する螺旋状または蛇行する１または複数の通路（流路）とすることができる。この場合には、軸方向に直線的に延びる通路と比較して、通路１８の全長（油穴２Ａから油路１４Ａまでの流路の長さ）を長くすることができる。

通路１８は、外筒３および内筒２内でピストン５の摺動によって流通する電気粘性流体２０に抵抗を付与する。このため、中間筒１７は、電源となるバッテリ２１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）と後述の電界付与体２２とを介して接続されている。バッテリ２１は、高電圧ドライバと共に電圧供給部（電界供給部）を構成し、中間筒１７は、通路１８内を流れる電気粘性流体２０に電界を付与するための電極（エレクトロード）となる。ここで、中間筒１７の両端側は、ロッドガイド９とバルブボディ１３（ボトムキャップ４）とに対し、保持部材１０，１４を介して電気的に絶縁されている。一方、内筒２は、ロッドガイド９、ボトムバルブ１２（バルブボディ１３）、ボトムキャップ４、外筒３、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。

前記高電圧ドライバは、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信号（高電圧指令）に基づいて、バッテリ２１から出力される直流電圧を昇圧して中間筒１７に供給（出力）する。これにより、内筒２と中間筒１７との間、換言すれば、通路１８内には、中間筒１７に印加される高電圧に応じた電位差が発生し、電気粘性流体２０の粘度が変化する。この場合、緩衝器１は、中間筒１７に印加される高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）とソフト（Soft）な特性（軟特性）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。また、本実施形態では、高電圧ドライバが昇圧する電圧は直流電圧としたが、交流電圧であってもよい。

電界付与体２２は、外筒３から中間筒１７に亘って配置され、バッテリ２１からの電圧を中間筒１７に付与する。そして、図２に示すように、電界付与体２２は、ケーシング２２Ａ、ロックナット２２Ｂ、接点部材２２Ｃ、ピン２２Ｄ、スペーサ２２Ｅ、および被覆部材２２Ｆを含んで構成されている。

ケーシング２２Ａは、例えば導電性を有する金属材料により円筒状に形成され、外筒３の取付孔３Ｂに対応する位置で外筒３の外周側に固定されている。ケーシング２２Ａは、先端側を外筒３の取付孔３Ｂの外周側に当接させた状態で、全周に亘って溶接することにより取付けられている。一方、ケーシング２２Ａの基端側の外周には、おねじ部２２Ａ１が形成されている。

ロックナット２２Ｂは、導電性を有する金属材料により有底円筒状に形成され、ケーシング２２Ａの基端側に取付けられている。ロックナット２２Ｂの先端側の内周には、ケーシング２２Ａのおねじ部２２Ａ１に螺合するめねじ部２２Ｂ１が形成されている。ロックナット２２Ｂは、ケーシング２２Ａの基端側開口を封止することにより、ケーシング２２Ａ内にピン２２Ｄ、スペーサ２２Ｅ、および被覆部材２２Ｆを保持している。

接点部材２２Ｃは、外筒３の取付孔３Ｂに対応する位置で中間筒１７の外周側に取付けられている。この接点部材２２Ｃは、中間筒１７の外周側に取付けられるバンド２２Ｃ１と、バンド２２Ｃ１に取付けられピン２２Ｄに向けて延びる電極バネ２２Ｃ２とにより構成されている。バンド２２Ｃ１と電極バネ２２Ｃ２とは、導電性を有する金属材料により形成され、高電圧ドライバおよびバッテリ２１からの電圧を中間筒１７に付与する付与部となっている。

ピン２２Ｄは、導電性を有する金属材料により段付円柱状に形成され、ケーシング２２Ａ内の先端側に配設されている。ピン２２Ｄの外周側には、被覆部材２２Ｆとの間で電気粘性流体２０が外部に流出するのを阻止するシール部材２３が設けられている。ピン２２Ｄは、基端側に高電圧ドライバを介してバッテリ２１の正極側に接続されるコネクタ部２２Ｄ１が形成され、先端側に接点部材２２Ｃの電極バネ２２Ｃ２が弾性状態で接触している。これにより、バッテリ２１からの電圧は、ピン２２Ｄから接点部材２２Ｃを介して中間筒１７に付与されている。ピン２２Ｄは、接点部材２２Ｃと共に、高電圧ドライバおよびバッテリ２１からの電圧を中間筒１７に付与する付与部となっている。

スペーサ２２Ｅは、絶縁性を有する円筒体からなり、ピン２２Ｄとロックナット２２Ｂとの間に配設されている。スペーサ２２Ｅは、ピン２２Ｄとロックナット２２Ｂとの間を電気的に絶縁している。スペーサ２２Ｅは、ロックナット２２Ｂをケーシング２２Ａに螺合したときに、ピン２２Ｄをケーシング２２Ａの先端側に向けて押圧して、ピン２２Ｄをケーシング２２Ａの先端側に配置させる。

次に、接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄの周囲の電界を緩和させる被覆部材２２Ｆについて説明する。

被覆部材２２Ｆは、絶縁性を有する段付円筒状のカバーとして形成され、ケーシング２２Ａ内に設けられている。被覆部材２２Ｆは、ケーシング２２Ａと、ピン２２Ｄおよびスペーサ２２Ｅとの間に設けられている。即ち、被覆部材２２Ｆ内には、ピン２２Ｄとスペーサ２２Ｅとが並んで配設されている。被覆部材２２Ｆは、ケーシング２２Ａとピン２２Ｄとの間を電気的に絶縁している。そして、被覆部材２２Ｆは、ケーシング２２Ａ内に位置する大径部２２Ｆ１と、大径部２２Ｆ１の先端からケーシング２２Ａの外側に向けて突出する小径部２２Ｆ２と、小径部２２Ｆ２のケーシング２２Ａ側から径方向外方にケーシング２２Ａの内周面に向かって突出し、大径部２２Ｆ１と小径部２２Ｆ２とを繋ぐ段部２２Ｆ３とにより構成されている。

被覆部材２２Ｆの大径部２２Ｆ１は、ケーシング２２Ａ内に設けられ、外周側にケーシング２２Ａとの間で電気粘性流体２０が外部に流出するのを阻止するシール部材２４が設けられている。一方、被覆部材２２Ｆの小径部２２Ｆ２は、ケーシング２２Ａから突出して外筒３の取付孔３Ｂに挿通されている。即ち、小径部２２Ｆ２は、外筒３の取付孔３Ｂから中間筒１７に向けて突出することにより、その先端側がリザーバ室Ａ内に位置している。これにより、小径部２２Ｆ２は、外筒３とピン２２Ｄとの間および外筒３と接点部材２２Ｃとの間に位置する構成となっている。

被覆部材２２Ｆは、固有抵抗値が電気粘性流体２０よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体２０よりも小さい材質によって形成されている。具体的には、被覆部材２２Ｆは、例えば耐摩耗性、電気絶縁性が高いポリアセタール等の熱可塑性樹脂により形成されている。一例を挙げると、被覆部材２２Ｆは、例えば中間筒１７に印加される電圧（例えば、５kV）以上の絶縁耐圧を有し、比誘電率／厚さが２［mm^-1］以下となったポリアセタール等により形成することができる。

そして、被覆部材２２Ｆの小径部２２Ｆ２は、接点部材２２Ｃと外筒３との間およびピン２２Ｄと外筒３との間に位置している。これにより、接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄと外筒３との間の電界を緩和させることができるので、電気粘性流体２０内の粒子が接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄの周囲に堆積するのを抑制することができる。その結果、接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄと外筒３との間でトラッキング放電が発生するのを抑制させることができる。

なお、接点部材２２Ｃのバンド２２Ｃ１の周囲の中間筒１７を固有抵抗値が電気粘性流体２０よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体２０よりも小さい被覆部材で覆うことで、電界付与体２２の周囲に電気粘性流体２０内の粒子が堆積するのをさらに抑制することができる。

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８の上端側を車両の車体側に取付け、外筒３の下端側（ボトムキャップ４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８が外筒３から伸長，縮小するように変位する。このとき、前記コントローラからの減衰力指令に基づいた電位差を内筒２と中間筒１７との間に発生させて、通路１８内に電界を付与して通路１８を通過する電気粘性流体２０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。

この場合、ピストンロッド８の伸び行程時には、内筒２内のピストン５の移動によってピストン５の縮み側逆止弁６が閉じる。ピストン５のディスクバルブ７の開弁前には、ロッド側油室Ｂの電気粘性流体２０が加圧されて内筒２の油穴２Ａを通じて通路１８内に流入する。このとき、ピストン５が移動した分の電気粘性流体２０は、リザーバ室Ａからボトムバルブ１２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８の縮み行程時には、内筒２内のピストン５の移動によってピストン５の縮み側逆止弁６が開き、ボトムバルブ１２の伸び側逆止弁１５が閉じる。ボトムバルブ１２（ディスクバルブ１６）の開弁前には、ボトム側油室Ｃの液体がロッド側油室Ｂに流入する。これと共に、ピストンロッド８が内筒２内に浸入した分に相当する液体が、ロッド側油室Ｂから内筒２の油穴２Ａを通じて通路１８内に流入する。

いずれの場合も（伸び行程も縮み行程も）、通路１８内に流入した電気粘性流体２０は、通路１８の電界強度（内筒２と中間筒１７との間の電位差）に応じた粘度で通路１８内を出口側（下側）に向けて流通し、通路１８から保持部材１４の油路１４Ａを介してリザーバ室Ａに流れる。このとき、緩衝器１は、通路１８内を通過する電気粘性流体２０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。

ところで、上述した従来技術では、中間筒（エレクトロード）に電圧を付与する付与部（高電圧ピン）の周囲は、電界が強いので付与部に電気粘性流体２０内の粒子が堆積して、付与部と外筒との間で堆積した粒子によるトラッキング放電が発生する虞がある。また、付与部の周囲に粒子が堆積すると、電気粘性流体２０内の粒子の濃度にばらつきが発生するので、緩衝器１の減衰特性が不安定になる虞がある。

そこで、本実施形態では、電圧を中間筒１７に付与する付与部である接点部材２２Ｃとピン２２Ｄとの外周に被覆部材２２Ｆを設けている。即ち、図２に示すように、被覆部材２２Ｆの小径部２２Ｆ２は、外筒３の取付孔３Ｂからリザーバ室Ａ内に突出している。これにより、接点部材２２Ｃ（電極バネ２２Ｃ２）と外筒３との間およびピン２２Ｄと外筒３との間には、被覆部材２２Ｆの小径部２２Ｆ２が配設される。

そして、被覆部材２２Ｆは、固有抵抗値が電気粘性流体２０よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体２０よりも小さい材質によって形成されている。これにより、接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄと外筒３との間の電界を緩和させることができるので、接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄとグランドである外筒３との間に電気粘性流体２０内の粒子が堆積するのを抑制することができる。その結果、接点部材２２Ｃおよびピン２２Ｄと外筒３との間で粒子によるトラッキング放電の発生を抑制することができる。また、電気粘性流体２０内の粒子の偏在を低減させることができるので、緩衝器１の減衰力特性を安定させることができる。

なお、上述した実施形態では、被覆部材２２Ｆを、大径部２２Ｆ１と小径部２２Ｆ２と段部２２Ｆ３との隙間を無くし、該隙間からのトラッキング放電や、組み付け時の異物（埃など）の混入の可能性を抑制するため、大径部２２Ｆ１と小径部２２Ｆ２と段部２２Ｆ３とを一体にして形成した。よって、接点部材２２Ｃとピン２２Ｄとの外周側を覆うカバー部材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、例えば被覆部材は、接点部材２２Ｃとピン２２Ｄとを覆うポリプロピレン製の熱収縮チューブにより形成してもよい。また、被覆部材は、エポキシ樹脂等の塗料を接点部材２２Ｃとピン２２Ｄとに塗布してもよい。この場合、被覆部材２２Ｆを省スペースで形成でき、または、組立部品を減少させることができる。

また、上述した実施形態では、接点部材２２Ｃをバンド２２Ｃ１により中間筒１７に取付け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、例えば接点部材２２Ｃ（電極バネ２２Ｃ２）をピン２２Ｄに取付けて中間筒１７に弾性的に接触させてもよい。

さらに、前記実施の形態では、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。

以上説明した実施形態に基づくシリンダ装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

シリンダ装置の第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る内筒と、該内筒内を２室に画成して摺動するピストンと、一端側が前記内筒の外部に突出し、他端側が前記ピストンと連結するロッドと、該内筒の外側に設けられる外筒と、前記内筒と前記外筒との間に設けられる電極であって、前記電気粘性流体が流動する通路を前記内筒との間に形成する中間筒と、該中間筒と前記外筒との間に形成され、前記電気粘性流体および作動気体が封入されるリザーバ室と、前記内筒と前記外筒との一端を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、前記外筒から前記中間筒に亘って配置され、電圧供給部からの電圧を前記中間筒に付与する付与部と、を有するシリンダ装置であって、前記付与部の外周には、固有抵抗値が前記電気粘性流体よりも大きく、かつ誘電率が前記電気粘性流体よりも小さい材質によって形成された被覆部材が設けられている。これにより、減衰力特性を安定させることができる。

第２の態様としては、第１の態様において、前記付与部は、前記電圧供給部に接続されたピンと、前記中間筒に取付けられ前記ピンに弾性的に接触する接点部材とにより構成され、前記被覆部材は、前記ピンおよび前記接点部材と前記外筒との間に位置して設けられている。これにより、電界付与体２２の周囲に電気粘性流体２０内の粒子が堆積するのをさらに抑制することができる。

第３の態様としては、第２の態様において、前記被覆部材は、前記外筒から前記リザーバ室に突出して前記ピンと前記接点部材との外周を覆うカバー部材からなっている。これにより、被覆部材を省スペースで形成でき、または、組立部品を減少させることができる。

１ 緩衝器（シリンダ装置）
２ 内筒
３ 外筒
５ ピストン
８ ピストンロッド（ロッド）
９ ロッドガイド
１７ 中間筒
１８ 通路
２０ 電気粘性流体
２１ バッテリ（電圧供給部）
２２ 電界付与体
２２Ｃ 接点部材（付与部）
２２Ｄ ピン（付与部）
２２Ｆ 被覆部材
Ａ リザーバ室
Ｂ ロッド側油室
Ｃ ボトム側油室

Claims (3)

1. 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る内筒と、
   該内筒内を２室に画成して摺動するピストンと、
   一端側が前記内筒の外部に突出し、他端側が前記ピストンと連結するロッドと、
   該内筒の外側に設けられる外筒と、
   前記内筒と前記外筒との間に設けられる電極であって、前記電気粘性流体が流動する通路を前記内筒との間に形成する中間筒と、
   該中間筒と前記外筒との間に形成され、前記電気粘性流体および作動気体が封入されるリザーバ室と、
   前記内筒と前記外筒との一端を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、
   前記外筒から前記中間筒に亘って配置され、電圧供給部からの電圧を前記中間筒に付与する付与部と、を有するシリンダ装置であって、
   前記付与部の外周には、固有抵抗値が前記電気粘性流体よりも大きく、かつ誘電率が前記電気粘性流体よりも小さい材質によって形成された被覆部材が設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記付与部は、前記電圧供給部に接続されたピンと、前記中間筒に取付けられ前記ピンに弾性的に接触する接点部材とにより構成され、
   前記被覆部材は、前記ピンおよび前記接点部材と前記外筒との間に位置して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 前記被覆部材は、前記外筒から前記リザーバ室に突出して前記ピンと前記接点部材との外周を覆うカバー部材からなることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。

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