JPH04277336A - 電気粘性流体利用の緩衝器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気粘性流体が印加
電圧によってその粘性を変化させる性質を利用して発生
減衰力を調整し得るようにした振動周波数依存型の電気
粘性流体利用の緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば自動車に利用される緩衝器
としての油圧緩衝器にあっては、該自動車における振動
周波数に応じてその発生減衰力が調整されるように構成
されている、即ち、振動周波数依存型に構成されている
ものがある。

【０００３】例えば、図４に示す油圧緩衝器にあっては
、シリンダ１に対して出没自在に挿通されるピストンロ
ッド２の先端にシリンダ１内に摺動可能に収装されて該
シリンダ１内にロッド側油室Ａとピストン側油室Ｂを区
画形成するピストン部３を有すると共に、シリンダ１の
下端内部にベースバルブ部４を有し、かつ、シリンダ１
の外周にはリザーバ室Ｃを形成する外筒５を有してなる
。

【０００４】そして、ロッド側油室Ａとピストン側油室
Ｂは、ピストン部３に配設の減衰バルブ３ａ及びチェッ
ク弁３ｂを有してなる伸側の減衰力発生部を介して連通
されてなると共に、ピストン側油室Ｂは、ベースバルブ
部４に配設の減衰バルブ４ａ及びチェック弁４ｂを有し
てなる圧側の減衰力発生部を介してリザーバ室Ｃに連通
されてなるとしている。

【０００５】尚、シリンダ１の上端開口は、外筒５の上
端内周に収装されてその中央部にピストンロッド２を摺
動自在に挿通させるベアリング部材６で封止されてなり
、該ベアリング部材６の上端面にはその中央部にピスト
ンロッド２を液密状態下に挿通させるシール部材７が配
設されるとしている。

【０００６】一方、ピストン部３に配設の伸側の減衰力
発生部は、具体的には、図５に示すように形成されてい
て、振動周波数に依存して発生減衰力を調整し得るよう
に形成されてなる。

【０００７】少しく説明すると、ピストン部３における
ピストンボディ３ｃ内には、該ピストンボディ３ｃの上
端部に開穿のポート３ｄを介してロッド側油室Ａに連通
すると共に該ピストンボディ３ｃの下端部に開穿の開口
３ｅを介してピストン側油室Ｂと連通する容室３ｆが形
成されていて、該容室３ｆ内に環状リーフバルブ８と該
環状リーフバルブ８の上面に載置されるバルブケース９
とを有してなる。

【０００８】環状リーフバルブ８は、その外周端がピス
トンボディ３ｃの開口３ｅを形成するフランジ状部３ｇ
の上面をシート面とするようにして支持されている。そ
して、ピストンボディ３ｃの内周壁面には、バルブケー
ス９の外周面との間に流路を確保するように切欠溝３ｈ
が形成されている。

【０００９】バルブケース９は、環状に形成されてなる
もので、その下端面には環状溝９ａを有してなると共に
その肉厚部には斜めに開穿されたポート９ｂを有してな
り、該ポート９ｂは、その下端を環状溝９ａに開口する
一方でその上端を容室４ｆに開口している。

【００１０】そして、バルブケース９は、環状溝９ａを
リーフバルブ８の上面に対向させるように、その外周側
下端をリーフバルブ８の外周側上端に密接させると共に
、その内周側下端をリーフバルブ８の内周側上端に密接
させている。尚、バルブケース９の内周側下端には環状
溝９ａと該バルブケース９の内周側との連通を可能にす
る打刻オリフィス９ｃが形成されている。

【００１１】一方、バルブケース９の内周側には、複数
の段差部が形成されていて、下方になるにしたがって空
間の径が小さくなるように構成されている。そして、最
上段の空間部にはバルブケース９の上端をカシメ加工す
るようにして隔壁部材１０が固定状態に収装されてなる
と共に、下方の空間部にはその上面への外力作用で上下
動するディスク部材１１が摺動可能状態に収装されてな
るとしている。

【００１２】尚、ディスク部材１１の上面には、その中
央部がディスク部材１１の中央部を貫通するピン１２に
カシメ固着されたリーフバルブ１３が配設されており、
該リーフバルブ１３の外周端がバルブケース９の内周側
に形成の段差部に係止されるとしている。そして、ディ
スク部材１１の外周側下端は、下方の環状リーフバルブ
８の内周側端の上面に対向する状態で近隣されている。

【００１３】隔壁部材１０とディスク部材１１との間に
はリターンスプリング１４が配設されていて、隔壁部材
１０とディスク部材１１との間に所定の容室が形成され
るとし、かつ、該容室が隔壁部材１０の中央部に開穿の
オリフィス１０ａを介して容室３ｆに連通され、該容室
が一次遅れの油圧を立たせる圧力室Ｒとされるとしてい
る。

【００１４】従って、オリフィス１０ａの設定如何によ
るが、シリンダ１内における振動周波数が低周波数傾向
にあるときには、圧力室Ｒに一次遅れの油圧が立つこと
になり、振動周波数が高周波数傾向になるときには、圧
力室Ｒに一次遅れの油圧が立たなくなる。そして、圧力
室Ｒにおける該一次遅れの油圧は、ディスク部材１１の
上面に作用して該ディスク部材１１をバルブケース９内
で下降させることになる。

【００１５】それ故、上記した従来例としての油圧緩衝
器によれば、ピストンロッド２がシリンダ１内から退出
されるその伸長作動時には、ロッド側油室Ａからの作動
油がピストン部３における伸側の減衰力発生部を介して
ピストン側油室Ｂに流出されることになり、このとき、
伸側の減衰力発生部を作動油が通過することで所定の高
さの減衰力が発生されることになる。

【００１６】そして、伸側の減衰力発生部で所定の減衰
力が発生されているときに、シリンダ１内における振動
周波数が例えば低周波数領域にある場合には、容室３ｆ
の作動油の一部がオリフィス１０ａを介して圧力室Ｒに
流入することになり、このとき、圧力室Ｒに一次遅れの
油圧が立つことになる。そして、これがためにディスク
部材１１がバルブケース９内で下降して、環状リーフバ
ルブ８の内周側端を下方に撓ませることになり、環状リ
ーフバルブ８にあっては、その初期荷重が変更されて、
以降、高い減衰力が発生されるようになる。

【００１７】そしてまた、シリンダ１内における振動周
波数が低周波数領域を超える状況になると、圧力室Ｒに
は一次遅れの油圧が立たず、これがためディスク部材１
１の下降が停止されて、環状リーフバルブ８における初
期荷重が当初の設定のものに戻されて、以降、当初設定
の減衰力の発生状況、即ち、それまでより低い減衰力の
発生状況とされることになる。

【００１８】その結果、該油圧緩衝器が自動車に搭載さ
れている場合には、該自動車における走行状況に応じて
発生減衰力が変更されることになり、例えば低速で悪路
走行をする自動車におけるばね上の振動が制御されるこ
とになり、該自動車における操縦安定性を改良すること
が可能になる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例としての油圧緩衝器にあっては、発生減衰力が
変更される状況は予め設定されたものに限定され、例え
ば、自動車の走行状況が変わると、それに対応した好ま
しい減衰力の発生状態を得ることができない不都合があ
る。

【００２０】即ち、上記した従来例において発生減衰力
の変更調整は、シリンダ１内における振動周波数に基づ
くものであるが、そのためのオリフィス１０ａの径は予
め特定のものに選択されて設定されている。例えば、自
動車が悪路を低速で走行しているような状況のとき、即
ち、シリンダ１内における振動周波数が低周波数領域に
あるときに、圧力室Ｒに一次遅れの油圧が立ち、これに
よって高い減衰力が発生されるように設定されている。

【００２１】従って、シリンダ１内における振動周波数
が高周波数領域になる場合には、即ち、自動車が良路を
高速で走行するような状況になる場合には、圧力室Ｒに
一次遅れの油圧が立たず、高い減衰力が発生されなくな
る。その結果、自動車が良路を高速で走行する場合に該
自動車におけるばね上の振動制御が不可能になり、該自
動車の操縦安定性を確保し得なくなる不都合がある。

【００２２】そして、上記と逆の設定をすれば、逆の状
況で所望の減衰力発生が望めないことになり、従って、
何れか一方のみを選択しなければならず、車種や用途等
が特定されずして自動車の走行状況に応じた適正な減衰
力調整が実現できない不都合がある。

【００２３】この発明は、前記した事情を鑑みると共に
、近年、印加電圧によってその粘性が変化する性質を有
する電気粘性流体が発見されていることを鑑案して、創
案されたものであって、その目的とするところは、依存
する振動周波数の領域を選択できる減衰力発生部を装備
して車種や用途等が特定されずして自動車の走行状況に
応じた減衰力の調整を可能にし、その汎用性が向上され
るようにした電気粘性流体利用の緩衝器を提供すること
である。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、この発明に係る電気粘性流体利用の緩衝器の構
成を、電気粘性流体が充満されたシリンダ内に摺動自在
に収装されてシリンダ内にロッド側室とピストン側室を
区画形成するピストン部を有してなり、ピストン部が電
気粘性流体の通過時に所定の減衰力を発生させる減衰力
発生部を有してなり、減衰力発生部が制御用隙間を介し
てロッド側室に連通すると共に振動周波数に依存して一
次遅れの流体圧を立てる圧力室を有してなり、かつ、制
御用隙間が絶縁材の配在下に対向する一方の電極部材と
他方の電極部材との間に形成されてなり、両方の電極部
材に所定の電圧を印加する際に制御用隙間に介在される
電気粘性流体の粘性が変化されて圧力室に一次遅れの流
体圧を立てる振動周波数の領域が変更されるように形成
されてなることを特徴とするとするとしたものである。

【００２５】

【作用】それ故、該緩衝器の伸長作動時には、電気粘性
流体がピストン部に配設の減衰力発生部を通過するこで
所定の減衰力の発生が可能とされ、その際、両方の電極
部材に所定の電圧が印加されると、制御用隙間に介在さ
れている電気粘性流体の粘性が印加電圧量に応じて瞬時
に硬化傾向に変化される。

【００２６】そして、粘性が変化された電気粘性流体は
、印加電圧が維持されている限りにおいて、以降、電気
粘性流体が制御用隙間を流通することを妨げる傾向にな
り、従って、圧力室に一次遅れの流体圧が立つ振動周波
数の領域が変更されることになる。

【００２７】その結果、減衰力発生部における減衰力の
変更時期が、振動周波数の領域が変更されることに追随
するように、変更されることになり、該緩衝器を装備す
る自動車が走行する路面状況が異なることになる場合に
も、両方の電極部材への印加電圧量を適宜に制御するこ
とで、その状況に適した減衰力の発生、即ち、最適な減
衰作用の実現が可能になる。

【００２８】

【実施例】以下、図示した実施例に基いてこの発明を詳
細に説明すると、図１に示す実施例はこれが自動車用と
される緩衝器であるが、該緩衝器は、シリンダ１と、ピ
ストンロッド２と、ピストン部３と、を有してなると共
に、シリンダ１内にベースバルブ部４を有し、かつ、シ
リンダ１の外部に外筒５を有してなる。

【００２９】シリンダ１は、所謂単管構造に形成されて
その内部には電圧印加時にその粘性が変化される電気粘
性流体が充満されている。そして、シリンダ１内にはピ
ストンロッド２の先端に連設されたピストン部３によっ
てロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とが区画形成され
ている。

【００３０】ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２は、ピ
ストン部３に配設の伸側の減衰力発生部を介して連通さ
れてなる（図２参照）と共に、ピストン側室Ｒ２は、ベ
ースバルブ部４に配設の減衰バルブ４ａ及びチェック弁
４ｂを有してなる圧側の減衰力発生部を介してリザーバ
室Ｃに連通されてなるとしている。

【００３１】尚、シリンダ１の上端開口は、外筒５の上
端内周に収装されてその中央部にピストンロッド２を摺
動自在に挿通させるベアリング部材６で封止されてなり
、該ベアリング部材６の上端面にはその中央部にピスト
ンロッド２を液密状態下に挿通させるシール部材７が配
設されるとしている。

【００３２】一方、ピストン部３に配設の伸側の減衰力
発生部は、具体的には、図２に示すように形成されてい
て、振動周波数に依存して発生減衰力を調整し得るよう
に形成されてなる。そして、その殆んどの構造は前記し
た従来例の場合と同様であるので、同一の構成部材につ
いては図中に同一の符号を付してその詳しい説明を省略
し、以下には、この実施例において変更されている部位
について説明する。

【００３３】即ち、この実施例にあって、バルブケース
９内の最上段の空間部に固設されている隔壁部材１０は
、その中央部の上半側に絶縁材で形成された調整プラグ
１５を着脱可能に螺着させてなる。そして、該調整プラ
グ１５は、ボディ１５ａの上半側に板状に形成されてそ
の板面部が互いに対向された状態におかれる一方の電極
部材１５ｂと他方の電極部材１５ｃとを一体に有してな
る。そしてまた、該両方の電極部材１５ｂ，１５ｃの所
謂両側部分には、図３に示すように、絶縁材１５ｄが配
在されていて、該両方の電極部材１５ｂ，１５ｃ間にオ
リフィス機能を発揮する制御用隙間Ｓを形成するとして
いる。

【００３４】因に、制御用隙間Ｓは、この発明に係る緩
衝器がその作動媒体として電気粘性流体を選択している
ことに鑑みて決定されるものであり、所定の印加電圧量
に応じて電場を発現し得るように、約１ｍｍ程度の間隔
に予め設定される。

【００３５】また、調整プラグ１５は、ボディ１５ａの
下半側中央部に開穿されたポート１５ｅを有してなり、
該ポート１５ｅは、その上端たる一端が制御用隙間Ｓに
連通する一方でその下端たる他端が隔壁部材１０の中央
部の下半側に開穿されたポート１０ｂの上端に連通する
としている。そして、隔壁部材１０におけるポート１０
ｂは、その下端が隔壁部材１０と下方のディスク部材１
１、即ち、ディスク部材１１に連設のリーフバルブ１３
との間に形成される圧力室Ｒに連通するとしている。

【００３６】尚、調整プラグ１５は、その上端縁部に形
成された一対の切欠部１５ｆ，１５ｆを有してなり、該
一対の切欠部１５ｆ，１５ｆへの適宜の工具の装着で該
調整プラグ１５の隔壁部材１０に対する螺合操作を可能
にするようにしている。

【００３７】一方、この実施例にあって、ピストンロッ
ド２は、その軸芯部に透孔２ａを有してなると共に、該
透孔２ａ内に両方の電極部材１５ｂ，１５ｃに接続され
る電線Ｅ１，Ｅ２を挿通させてなり、該各電線Ｅ１，Ｅ
２は、該緩衝器の外部に配設のコントローラＣにそれぞ
れ接続され、該コントローラＣには自動車に搭載されて
該自動車の状態を検知する変位センサＣ１、ＧセンサＣ
２、車速センサＣ３等の各種センサからの信号が入力さ
れるとしている（図１参照）。

【００３８】尚、電線Ｅ１，Ｅ２を挿通させる透孔２ａ
は、図示しないが、外部に対しての液密性が確保される
ように、適宜のシール構造を有するとしている。

【００３９】それ故、この実施例に係る調整プラグ１５
にあっては、両方の電極部材１５ｂ，１５ｃに所定の電
圧が印加されると、制御用隙間Ｓに介在されている電気
粘性流体の粘性が印加電圧量に応じて瞬時に硬化傾向に
変化されることになり、該粘性が変化された電気粘性流
体が、以降、該制御用隙間Ｓを電気粘性流体が流通する
ことを妨げることになる。

【００４０】従って、シリンダ１内における振動周波数
が低周波数領域にあって、制御用隙間Ｓを介して圧力室
Ｒに一次遅れの流体圧が立っているときに、両方の電極
部材１５ｂ，１５ｃへの所定電圧の印加操作をすると、
制御用隙間Ｓを介しての圧力室Ｒにおける一次遅れの流
体圧が立たなくなり、あたかも、シリンダ１内における
振動周波数が高周波数領域になったと同じ現象が発現さ
れることになる。

【００４１】そして、上記印加電圧量を適宜に選択すれ
ば、制御用隙間Ｓを介しての圧力室Ｒにおける一次遅れ
の流体圧の立つ時期を任意に制御できることになり、従
って、シリンダ１内における振動周波数が低高周波数領
域にあるときから高周波数領域に至るまでの広い範囲で
の圧力室Ｒにおける流体圧制御が可能になる。

【００４２】そして、圧力室Ｒにおける該一次遅れの流
体圧は、ディスク部材１１の上面に連設のリーフバルブ
１３に作用してディスク部材１１をバルブケース９内で
下降させることになり、該ディスク部材１１の下降で環
状リーフバルブ８における内周端が撓み、このとき、該
環状リーフバルブ８の初期荷重が大きくなり、以降、高
い減衰力の発生状態が実現されることになる。

【００４３】それ故、以上のように形成されたこの実施
例に係る電気粘性流体利用の緩衝器によれば、従来のこ
の種緩衝器におけるように振動周波数に依存した減衰力
調整が可能になるのは勿論のこと、制御用隙間Ｓにおけ
る電気粘性流体の粘性が変化されることで、振動周波数
の領域にのみに依存せずして、所望の減衰力調整が可能
になる。

【００４４】即ち、シリンダ１内の振動周波数が低周波
数領域にあって、制御用隙間Ｓを介して圧力室Ｒに一次
遅れの流体圧が立っているときに、両方の電極部材１５
ｂ，１５ｃに所定電圧を印加すると、制御用隙間Ｓにお
ける電気粘性流体の流通性が妨げられることになって、
それまで圧力室Ｒにおいて発現されていた一次遅れの流
体圧が立たなくなり、従って、シリンダ１内における振
動周波数が低周波数領域にあるままで、シリンダ１内に
おける振動周波数が高周波数領域になった場合と同じよ
うに、減衰力の低下現象を発現させることが可能になる
。

【００４５】そして、上記印加電圧量が適宜に選択され
ると、制御用隙間Ｓを介しての圧力室Ｒにおける一次遅
れの流体圧の立つ時期が任意に制御されることになり、
従って、シリンダ１内における振動周波数が低高周波数
領域にあるときから高周波数領域に至るまでの広い範囲
で圧力室Ｒにおける流体圧制御が可能になる、即ち、環
状リーフバルブ８で発生される減衰力の高低調整が可能
になる。

【００４６】前記した実施例において、リザーバ室Ｃは
シリンダ１の外部に一体的に配設された外筒５との間に
形成されてなるとしたが、これに代えて、シリンダ１の
外部に独立配置された所謂別タンク内に形成されてなる
としても良く、その場合には、コントローラＣから延長
される電線Ｅ１，Ｅ２がピストンロッド２内に挿通され
なくて済むので、ピストンロッド２への加工工程の減少
や組立時の液密性や絶縁性の確保等への配慮が不要にな
る利点を生む。

【００４７】また、上記したところは、減衰力発生部が
ピストン部３におけるものとして説明したものであるが
、この発明の意図するところは、これがベースバルブ部
４における減衰力発生部あっても同様に作用するとし得
るのは勿論のことである。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る電気粘性
流体利用の緩衝器によれば、圧力室に立つ一次遅れの流
体圧を制御するオリフィスたる制御用隙間が、そこに介
在する電気粘性流体の粘性を両方の電極部材への所定電
圧の印加操作で瞬時に硬化傾向に変化させるので、圧力
室における流体圧の発生時期を予め設定の特定の振動周
波数にのみ依存させることなく、即ち、振動周波数が低
周波数領域にあるときから高周波数領域に至るまでの広
い範囲で選択することが可能になり、従って、該緩衝機
が自動車に搭載される場合には、該自動車の走行路面の
状況に応じて緩衝器に最適な減衰作用を実現させて自動
車の乗り心地を改善し操縦安定性を向上させることが可
能になると共に、自動車の車種や用途等に限定されずに
その利用が可能になる等、幾多の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る電気粘性流体利用の
緩衝器を示す断面図である。

【図２】要部としてのピストン部分を拡大して示す縦断
面図である。

【図３】制御隙間形成状態を部分的に拡大して示す横断
面図である。

【図４】従来例としての緩衝器を示す縦断面図である。

【図５】従来例のピストン部分を拡大して示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１　　シリンダ ３　　ピストン部 １５ｂ　　一方の電極部材 １５ｃ　　他方の電極部材 １５ｄ　　絶縁材 Ｒ　　圧力室 Ｒ１　　ロッド側室 Ｒ２　　ピストン側室 Ｓ　　制御用隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電気粘性流体が充満されたシリンダ内
   に摺動自在に収装されてシリンダ内にロッド側室とピス
   トン側室を区画形成するピストン部を有してなり、ピス
   トン部が電気粘性流体の通過時に所定の減衰力を発生さ
   せる減衰力発生部を有してなり、減衰力発生部が制御用
   隙間を介してロッド側室に連通すると共に振動周波数に
   依存して一次遅れの流体圧を立てる圧力室を有してなり
   、かつ、制御用隙間が絶縁材の配在下に対向する一方の
   電極部材と他方の電極部材との間に形成されてなり、両
   方の電極部材に所定の電圧を印加する際に制御用隙間に
   介在される電気粘性流体の粘性が変化されて圧力室に一
   次遅れの流体圧を立てる振動周波数の領域が変更される
   ように形成されてなることを特徴とする電気粘性流体利
   用の緩衝器。