JPH0257741A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は各種の有害な振動を防止する防振装置に関する
。

Ｌ従来の技術】 従来、防振装置の一つに、振動減衰媒体として電気粘性
流体を用いた防振装置が知られている。

ここで、電気粘性流体とは、印加電圧の作用（ＯＦＦ、
ＯＮ、電圧の変化）によってその見掛けの粘度が迅速か
つ可逆的に変化する、いわゆる電気粘性効果を示す流体
である。従って、振動源からの振動数に応じて印加電圧
を変化させることにより、電気粘性流体の粘度を変化さ
せて振動を吸収することができる。従来、電気粘性流体
の１つとして、電気絶縁性液体、イオンを吸着ないしは
含有する微粒子および少量の水を強力撹拌して得られた
ものが知られている。

上記流体における電気粘性効果は次のように考えられる
。すなわち５強力撹拌処理によって水が微粒子中に移行
して電解質溶液を生ぜしめ、電圧を印加した際には、こ
うして得られた電解質溶液中のイオンが微粒子中を移動
・偏在し、当該粒子は分離する。各微粒子は、上記分離
に基づく静電気引力により互いに凝集し、その結果とし
て、電気粘性効果が発現される。

ところで、電気粘性流体を利用した防振装置においては
該流体がオリフィス状の間隙を通過する際の粘度変化を
利用することが一般的である。

従って分散相である粒子と防振装置の壁との摩耗が問題
となる。

［発明の目的］ 本発明は、上記の問題点を改良した防振装置を提供する
ことを目的とするものである。

［発明の構成］ 以下、本発明を添付噸面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明防振装置の概念的断面図である。上部お
よび下部が圧力変化によって変形復元可能に作られたハ
ウジングを、プレート電極を上下に有するオリフィスに
よって上下に区分し、上下の各分画空間内に電気粘性流
体を充填し、ハウジング上部に＠置された振動光生装置
からの振動数に応じて印加電圧を変化させるように構成
された防振装置である。

本発明において、電気粘性流体は、金属アルコキサイド
又はその誘導体を加水分解・重縮合させることによって
得られた、電解質溶液を含有する球状粒子を電気絶縁性
液体に分肢させて構成される。

金属アルコキサイドとしては、ｒ　Ｍｅｔａｌ　Ａｌｋ
ｏｘｉｄｅｓ　（Ｄ、Ｃ，Ｂｒａｄｌｅｙ、Ｒ，Ｃ，Ｍ
ｅｈｒｏｔｒａ、Ｄ、Ｐ、Ｇａｕｒ共著）　Ａｃａｄｅ
ｍｉｃ　Ｐｒｅａｓ　１９８７Ｊに記述されている種々
のアルコキサイドが使用可能であるが、代表的なものと
してはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ等のアルコキサイドやＢａ−Ｔ
ｉ、５ｒ−Ｔｉ、Ｐｂ−Ｔｊ。

Ｐｂ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｌｉ−Ｎｂ等の複合アルコキサイド
が挙げられる。

金属アルコキサイドの加水分解は、一般に、アルコキサ
イドを溶解したアルコール溶液とアルコール水溶液とを
混合することによって行なわれるが、加水分解速度を適
宜調整することによって、金属酸化物の非晶質体を実質
的に球状の粒子として析出させることができる。加水分
解速度は、通常、反応系内のアルコキサイドと水のモル
比、濃度および必要に応じて加えられる加水分解の触媒
（アルカリまたは酸等）の量等によって調整される０球
状粒子を得るための条件はアルコキサイドの種類によっ
て異なるため一概には決定できないが、例えばＳ　ｉ　
（ＯＣｔ　Ｈｓ　）　　　Ｔ　１ＣＯＣｔ　ｆＥｓ　）
ａ　、Ｚｒ　ＣＯＣ＊　Ｈｓ　）４　（Ｄ場合は、通常
、［Ｈ！　０１　／　［アルコキサイド１モル比が１〜
１５０．より好ましくはｌ−１ｏｏ、アルコキサイドの
濃度（ｍｏｌ／ｌ）が０．０５〜１０、より好ましくは
０．０５〜５、水の濃度（ｍ　ｏ　ｌ　／　ｌ　）が０
．１〜２０、より好ましくは０、ＩＮｔｏの範囲が好ま
しい。

第２図は実施例に於て、Ｓ　ｉ　　（ＱＣｓ　Ｈａ　）
　ａの加水分解で得られたシリカの球状粒子の走査電子
顕微鏡写真（倍率１０，０００倍）であるが、同図から
明らかなように、各粒子は球状を呈しまたその粒径分布
もシャープである。

球状シリカはアルコール溶液中から固形分を濾過または
遠心沈降分離などにより分離し、ロータリーエバポレー
タなどにより乾燥することによって得られ、平均粒径は
０．０５〜２μｍの範囲である。

そして、上記球状粒子は電解質溶液を含有したものでな
くてはならず、当該溶液中のイオンにより、前述の原理
に基づいて電気粘性効果が発現される。

電解質溶液を構成する電界質としては、水等極性溶媒中
でイオンに解離するものであれば特に制限はなく、例え
ば、Ｎ　Ｈｓ　、　Ｎ　ａ　ＯＨ、Ｎ　ａ　ＣｌＬｉＣ
１、Ｂａ　Ｏｓ　、Ｃａｂ、ＭｇＳＯ４，ＦＯ（Ｎ　Ｏ
ｓＬ等の無機化合物や、スルホン酸ソーダ、カルボン酸
ソーダ、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ポリスチ
レンスルホン酸ソーダ、脂肪酸カルシウム塩、ナフタリ
ンスルホン酸のホルマリン縮合物などのイオン性界面活
性剤等が挙げられる。

電解質溶液を構成する溶媒としては、使用する電解質を
十分溶解しつるものであれば何れの掻性溶媒をも使用で
きる。

電解質溶液の濃度および含有量は、電界を印加した際に
導通な起こさない範囲から適宜選択されるが、濃度は、
通常０１１〜９０重石％、好ましくは５〜５０重量％の
範囲から選択され、含有量は、０．１〜２０重世％、好
ましくは１−１０重置％の範囲から選択される。

金属アルコキサイドの加水分解・重縮合は、前述のよう
に、ＮＨｓ７ｉの触媒の存在下に実施し得るので、かか
る場合は、当該触媒をそのまま電解質として利用するこ
とができる。すなわち、金属アルコキサイドの加水分解
・重縮合の後、球状シリカは、アルコール溶液から分離
され、乾燥されるが、この乾燥を完全に行なうことなく
、空気中で２００℃まで加熱した場合の加熱Ｍ世減少が
０．１〜２０！ｌ！％、好ましくは１〜１０重量％に成
るように乾燥すれば、上記範囲の電解質溶液を含有する
球状粒子が得られる。なお、上記の加熱重量減少は、ｌ
Ｏ℃／分の昇温速度における示差熱分析における値であ
る。

勿論、上記乾燥、あるいは、その前の水洗を完全に実施
し、その後に、電解質溶液を含有させることも可能であ
る。このような場合、電解質溶液を構成する換性溶媒と
して、水よりも高沸点の溶媒を使用するのが好ましい、
すなわち、水などの低沸点溶媒を使用した電気粘性流体
は、高温や高剪断力のために発熱するような環境におい
て長期間に亘って使用すると、溶媒が揮発、飛敗し、そ
の結果、十分な電気粘性効果が発現されなくなるという
問題があるが、高沸点溶媒の使用によってこのような問
題は一挙に解決し得る。上記目的のために使用される高
沸点礪性溶媒としては、グリコール、エタノールアミン
などが挙げられるが、そのなかでもエチレングリコール
が好適に用いられる。この際、電解質溶液の含浸の仕方
としては球状粒子、電解質、極性溶媒及び電気絶縁性液
体をボールミル等で数時間混合する、又は球状粒子を電
解質溶液に含浸する等いずれの方法でも行なうことがで
きる。

電気絶縁性液体は球状粒子を安定に分散でき、かつ、絶
縁抵抗が高く、電解質溶液を溶解しないものが使用され
、具体的には、シリコーンオイル、トランスオイル、エ
ンジンオイル、エステルやパラフィン、オレフィンまた
は芳香族炭化水素等から適宜選ばれる。　電気絶縁性液
体に対する球４状粒子の使用量は、通常５〜５０体積％
が用いられ、好ましくはｌＯ〜４０体積％とされる。

分散方法はボールミルや超音波分散で代表される一般的
な混合分散機が使用できる。

電気粘性効果の測定は、共軸二重円筒型回転粘度計を使
用し、内外円筒間に電圧を印加したときの同一剪断速度
（１８２５ｅｃ−’）における剪断応力の増加量を求め
、これを粘度変化に換算する方法によって行なうことが
できる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はその要旨を越えないかぎり、以下の実施例に限定さ
れるものではない。

［′Ｘ施例］ 本防振装置は、後述する中間板１Ｏ１１１の中を通って
走る配管４によって互いに液圧的に接続された上側室ｌ
と下側室２とから成っている。上側室ｌはゴム弾性材料
からなる厚肉の中空円錐状室壁５によって形成され、こ
の室壁５は上側がボルト７を介して例えばエンジンがそ
こに固定される支持板６に、下側室は保持フランジ８に
接続されている。

中間板３において両方の室１，２を液圧的に接続する配
管４は、２枚の金属プレートｌｏ、１１によって形成さ
れ、これらのプレート１０゜１１は中間板３の相応した
中空室の中に互いに間隔をおいて入れられ、その間隔及
幅が配管４の断面積を決定する。プレートｉｏ、ｔｔの
一端に上側室ｌへの通路１２が、他端に下側室２への通
路１３がそれぞれ設けられている。

上側電橋として作用するプレート１０は外に導かれた配
線１４を介して調整可能な電源１５に接続され、一方下
側電極１１は大地電位に接続されている。

両方の室１，２は以下の方法で製造した電気粘性流体で
充填した。

すなわち、Ｓｉ　　（ＯＣｘ　Ｈａ　）、１８６．０ｇ
をエチルアルコール６７０．７ｇに溶解したＡ液と２８
重四％ＮＨ，ＯＨ水溶液２２３．６ｇ、水１７３．９ｇ
を同じくエチルアルコール１９９９．５ｇに溶解したＢ
液を混合し直径０．５６μｍのシリカ粒子を析出させた
０粒子直径の標準偏差は１．０５であった。このスラリ
ーを常法に従い粒子を分離し、１００℃、１時間、真空
乾燥して粉末状態の粒子を得た。この粒子はＮＨｓ　　
（１，３重量％）、水（４，１重置％）、エタノール（
０，６重量％）を含んでおり、２００℃で空気中加熱し
たときの重量減少は６％であった０次にこの粒子３０．
１ｇをシリコーンオイル（ｆｏｅｓ）３２．８ｇに加え
、ボールミルにて１２時間、分散混合した。こうして得
られた電気粘性流体について共軸二重円筒型回転粘度計
を使用し、内外円筒間に電圧を印加したときの同一剪断
速度（１６２ｓｅｃ””）における剪断応力を測定した
（電礪間距離１ｍｍ、温度２５℃）。

得られた結果を第３図に示す。

この電気粘性流体は本防振装置中で先ず普通の液体のよ
うに作用し、大きな振幅で低い周波数の振動の際に配管
４を通して上側室ｌかも下側室２へ流れ、その場合配管
４内にある液体の移動量によって相応した絞り作用が生
ずる。電極１０，１１に電圧を印加した場合、配管４内
の液体の粘性が変化するので、本防振装置は異なった減
衰性能を示す、印加電圧の大きさを適当に設定すること
により、？Ｉｔ気粘気流性流体管４を通しての液体交換
を殆ど不可能にするほど固くなる。即ちこれは液体の粘
性を制御することによってエンジン支持体の減衰性能並
びに動的剛性を調整でき、あらゆる任意の負荷状態に合
せられることを意味している。

１０万ｋｍ走行に相当する振動回数を本防振装置に加え
た後、壁からの摩耗及粒子の摩耗をチエツクした結果摩
耗は殆ど見出せなかった。

［発明の効果］ 本発明は上述のごとく、従来の先行技術で開示されてい
る防振装置にくらべて、より安定性が高く、広範囲に何
等の可動部品を必要とすることのない防振装置を与える
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく防振装置の断面図である。 ｌ、２−一一室、３−ｍ−中間板、４−ｍ−配管、１Ｏ
１１１−−−プレート電極、１２，１３−一一通路、１
５−−−電源 第２図は実施例に使用した球状シリカ粒子の走査型電子
顕微鏡写真である。 第３図は本発明の電気粘性流体の印加電界に対する増粘
効果を示すグラフであり、横軸は印加電界（ｋｖ／ｍｍ
）、縦軸は粘度（ｐｏｉｓｅ）である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部および下部が圧力変化によって変形復元可能
   に作られたハウジングを、プレート電極を上下に有する
   オリフィスによって上下に区分し、上下の各分画空間内
   に電気粘性流体を充填し、ハウジング上部に載置された
   振動発生装置からの振動数に応じて印加電圧を変化させ
   るように構成された防振装置において、前記電気粘性流
   体として、電気絶縁性液体とこれに分散された微粒子か
   らなり、当該微粒子が、金属アルコキサイド又はその誘
   導体を加水分解・重縮合して得られた、電界質溶液を含
   有する球状粒子である電気粘性流体を用いたことを特徴
   とする防振装置。