JPH0874915A

JPH0874915A - 減衰装置

Info

Publication number: JPH0874915A
Application number: JP21019294A
Authority: JP
Inventors: Hisao Someya; 久雄染谷; Shigeki Moriga; 茂樹森賀; Kazuya Edamura; 一弥枝村
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】空気圧力による減衰作用とＥＲ流体による減
衰作用とにより、より広い周波数帯域の振動を吸収でき
る減衰装置を得ること。【構成】機枠に対して移動可能に、被振動吸収体に結
合される架台を支持し、この架台の移動に伴い容積を変
化させる気体室を設け、架台には、別にピストン体を結
合し、このピストン体内に、内部にＥＲ流体を封入した
粘性体室を設けるとともに、この粘性体室内に、ピスト
ン体が移動するとき該ピストン体と相対移動する固定部
材を設け、この固定部材に、ＥＲ流体に電圧を与える電
極部材を支持し、この電極部材に対する付与電圧を調整
する電圧調整手段を設けた減衰装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、電気粘性流体（Electro-Reolog
ical流体、ＥＲ流体）を用いた減衰装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】ＥＲ流体は、印加電圧の大
小により粘性が変化する流体として注目され、各種機器
への応用が検討されている。しかし、従来提案されてい
るものは、クラッチ、ショックアブソーバ等、いずれも
ＥＲ流体の粘性変化を単独で用いることに着目したもの
であった。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、空気圧力による減衰作用と、
ＥＲ流体による減衰作用とを合わせ持った減衰装置を得
ることを目的とする。別言すると、本発明は、空気圧力
による減衰作用とＥＲ流体による減衰作用とにより、よ
り広い周波数帯域の振動を吸収できる減衰装置を得るこ
とを目的とする。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、第一の態様によると、機枠に
対して移動可能に、被振動吸収体に結合される架台を支
持し、この架台の移動に伴い容積を変化させる気体室を
設け、架台には、別にピストン体を結合し、このピスト
ン体内に、内部に電気粘性流体を封入した粘性体室を設
けるとともに、この粘性体室内に、ピストン体が移動す
るとき該ピストン体と相対移動する固定部材を設け、こ
の固定部材に、電気粘性流体に電圧を与える電極部材を
支持し、この電極部材に対する付与電圧を調整するよう
にしたことを特徴としている。

【０００５】気体室は、具体的には、例えば、機枠の円
形孔に隙間をもって挿入された、架台と一体の円形台
と；中心部がこの円形台に固定され、周縁部が機枠の円
形孔の周囲に固定されたダイアフラムと；ピストン体を
収納した、閉じられた筒体と；から構成することができ
る。

【０００６】このダイアフラムは、その中間部分に、円
形孔と円形台との隙間に進入する断面半円弧状部を有す
るローリングダイアフラムから構成すると、架台の自動
センタリング作用を得ることができる。

【０００７】ピストン体には、粘性体室を構成する一対
の環状ダイアフラムを設け、この一対の環状ダイアフラ
ムの外周縁部と内周縁部を機枠側に固定し、この一対の
ダイアフラムの間に、電極部材を有する固定部材を位置
させることができる。

【０００８】本発明はまた、第二の態様によると、機枠
に形成した閉じられた大気体室と；この大気体室内に形
成した粘性体室と；下端部に粘性体室の内部に位置する
電極保持部を有し、上端部に粘性体室の外部に位置する
架台を有する上下動体と；粘性体室に、上部に小空気室
を残して封入した電気粘性流体と；上下動体の上下移動
に伴い、小空気室の容積を変化させる手段と；粘性体室
の小気体室と大気体室を連通させるオリフィスと；電極
保持部と粘性体室とにそれぞれ固定された、電気粘性流
体内に位置する電極部材と；この電極部材に対する付与
電圧を調整する電圧調整手段と；を備えたことを特徴と
している。

【０００９】

【発明の実施例】図１ないし図４は本発明の第１の実施
例を示す。この実施例に示す本発明の減衰装置１０は、
鉛直軸Ｏを中心とする回転対称形状をしている。機枠１
１は、外筒１２、内筒１３、環状天板１４、底板１５、
環状リテーナ１６及び内筒１３の底部閉塞板１７からな
っていて、外筒１２の内部に閉じられた大気体室１８を
形成している。この大気体室１８内には、被振動吸収体
の重量に合わせた空気圧（気体圧）を補充する。環状リ
テーナ１６と環状天板１４には、それぞれその中心部に
円形孔１６ａ、１４ａが形成されている。この環状リテ
ーナ１６と環状天板１４の間には、ローリングダイアフ
ラム（Ｒダイアフラム）２０の周縁ビード部２０ａが保
持されている。このＲダイアフラム２０は、円形孔１６
ａ、１４ａと、円形台２２との隙間内に入り込む折返部
分２０ｂが断面半円弧状をなしている。このＲダイアフ
ラム２０は、円形台２２が移動しても、受圧面積が変化
しないダイアフラムとして知られている。

【００１０】円形孔１６ａと１４ａ内には、円形台２２
が環状の隙間をもって位置しており、この円形台２２の
下面と結合ロッド２３の頭部２３ａとの間に、Ｒダイア
フラム２０の中心部が挟着支持されている。円形台２２
上には、被振動吸収体に結合される架台２４が固定され
ており、結合ロッド２３の下端部は、ピストン体３０に
固定されている。ピストン体３０は、内筒１３内に位置
していて、内筒１３内は、大気体室１８内に位置する別
の小気体室２７が形成されている。すなわち、小気体室
２７は、Ｒダイアフラム２０、内筒１３及び下部閉塞板
１７によって形成されており、この小気体室２７は、オ
リフィス２８を介して大気体室１８と連通している。

【００１１】ピストン体３０は、上下左右に両対称な形
状をなしている。結合ロッド２３に結合されている断面
Ｔ字状のピストン基体３１は、天板部３１ａと軸部３１
ｂを有し、この軸部３１ｂの下端部に底板３２が固定さ
れている。この天板部３１ａと底板３２にはそれぞれ対
向させて、ダイアフラムのバックアップリング３３、３
４が固定されている。このバックアップリング３３、３
４にはそれぞれ、環状ローリングダイアフラム（環状Ｒ
ダイアフラム）３５、３６の中心部が接触している。

【００１２】一方、内筒１３には、この環状Ｒダイアフ
ラム３５、３６とともに、ピストン体３０内にＥＲ流体
室４０を形成する４つの液室ブロック４１、４２、４
３、４４が固定されている。これらの液室ブロックは、
上側内環状ブロック４１、上側外環状ブロック４２、下
側内環状ブロック４３、及び下側外環状ブロック４４か
らなるもので、軸部３１ｂ（鉛直軸Ｏ）を中心とする同
心状に配置されている。上側外環状ブロック４２、下側
外環状ブロック４４はそれぞれ、係止リング４５、４６
により内筒１３に固定されるもので、上側外環状ブロッ
ク４２と内筒１３の間に、環状Ｒダイアフラム３５の外
周縁ビード部３５ａが固定され、下側外環状ブロック４
４と内筒１３の間に、環状Ｒダイアフラム３６の外周縁
ビード部３６ａが固定されている。また、環状Ｒダイア
フラム３５、３６の内周縁部は、固定リング４７、４８
によって、上側内環状ブロック４１、下側内環状ブロッ
ク４３に固定されている。

【００１３】バックアップリング３３、３４の内周側と
外周側にはそれぞれ、上側及び下側外環状ブロック４
２、４４との間、及び上側及び下側内環状ブロック４
１、４３との間に環状の隙間が形成されている。環状Ｒ
ダイアフラム３５、３６は、この内外の環状の隙間内に
入り込んで折り返され、その折返部分３５ｂ、３６ｂと
３５ｃ、３６ｃは断面半円弧状をなしている。

【００１４】一方、上側内環状ブロック４１と上側外環
状ブロック４２の下端部と、下側内環状ブロック４３と
下側外環状ブロック４４の上端部の間には、多孔電極円
板群５０が挟着されている。この多孔電極円板群５０
は、図３、図４に示すように、一対の多孔電極円板５
１、５２を単位とするもので、この多孔電極円板５１、
５２の間に、電圧制御回路５３を介して制御電圧が与え
られる。多孔電極円板５１、５２は、多数の流体通過孔
５４を有するもので、この流体通過孔５４を通って、Ｅ
Ｒ流体室４０内に封入したＥＲ流体が移動できる。ＥＲ
流体は、多孔電極円板５１と５２の間に印加する電圧の
大小によって粘性が変化するものであり、ピストン体３
０の移動抵抗は、電圧制御回路５３によって多孔電極円
板５１と５２に与える電圧の大小によって制御すること
ができる。内環状ブロック４１、４３の外環状ブロック
４２、４４に対する同心性は、多孔電極円板群５０によ
って保持されている。５５、５６は、隣り合う多孔電極
円板５１、５２の内周部と外周部の間に挿入された環状
絶縁スぺーサである。なお、ピストン体３０の天板部３
１ａと底板３２にはそれぞれ、ピストン体の上下を連通
させ、内筒１３内を連続した小気体室２７とする連通孔
３３ａ、３４ａが形成されている。

【００１５】上記構成の本装置は従って、架台２４上に
振動を吸収すべき物体を置くと、その振動は、概ね次の
ようにして吸収される。架台２４に振動が加わると、そ
の上下方向の成分は、架台２４、円形台２２及びピスト
ン体３０の全体を上下方向に移動させようとする。い
ま、多孔電極円板群５０の多孔電極円板５１と５２の間
には、電圧を印加しないとすると、ＥＲ流体室４０内の
ＥＲ流体の粘度は最低である。つまり、ＥＲ流体室４０
内のＥＲ流体は、架台２４の振動吸収には殆ど寄与しな
いと考えられる。よって、この状態では、主に、小気体
室２７内の加圧空気の作用により振動が吸収される。す
なわち、円形台２２、架台２４が上下に動くと、小気体
室２７の容積が変化するから、オリフィス２８を介して
小気体室２７内の圧縮空気が大気体室１８との間で移動
し、その結果、振動が吸収される。また、この実施例で
は、Ｒダイアフラム２０の折返部分２０ｂの間に、圧縮
空気が入り込んでいるため、圧縮空気による水平方向の
振動吸収作用も得られる。

【００１６】この圧縮空気を利用した除振系では、一定
以上の高周波に関しては振動吸収能力は低くなる。そこ
で、振動が高周波になるに従い、電圧制御回路５３を介
して、多孔電極円板５１、５２の間に電圧を印加し始め
る。すると、ＥＲ流体室４０内のＥＲ流体の粘度が上昇
していく結果、ピストン体３０の移動抵抗が増加してい
くので、今度は、高周波域の振動も吸収できることとな
る。すなわち、ピストン体３０は、架台２４が上下に振
動すると、機枠１１側に固定されている液室ブロック４
１〜４４に対して移動することととなり、その際、バッ
クアップリング３３、３４が環状Ｒダイアフラム３５、
３６を介して室４０内のＥＲ流体を多孔電極円板群５０
の流体通過孔５４を通過させる。流体通過孔５４を通っ
て移動するＥＲ流体の粘度が高くなれば、ピストン体３
０の移動抵抗は増加するから、多孔電極円板５１、５２
の間に印加する電圧を、振動が高周波になるにつれて、
高くすることにより、より高周波域の振動を吸収できる
こととなる。

【００１７】図５は、本発明の別の実施例を示す。第１
の実施例では、内筒１３内の全体を小気体室２７とした
が、この実施例では、内筒１３内に、ピストン体３０の
上方に位置させて隔壁２５を設け、この隔壁２５によっ
て小気体室２７’を設けている。隔壁２５には、結合ロ
ッド２３を気密を保持した状態で摺動自在に保持する挿
通孔２６が形成されている。内筒１３の下端部には閉塞
板は設けられておらず、下端開放部６２を介して大気体
室１７と連通している。また、隔壁２５の下部は、連通
孔６１を介して大気体室１７と連通している。従って、
この実施例に示す装置も、架台２４に振動が加わると、
小気体室２７’の容積が変化するから、第１の実施例と
同様の減衰作用を得ることができる。

【００１８】以上の実施例では、ＥＲ流体に電圧を与え
る電極部材として多孔電極円板５１、５２を用いたが、
これは例えば、ＥＲ流体の流路を挟んで互いに対向する
電極部材に置き換えることが可能である。要は、ＥＲ流
体の粘度が変化する結果、ピストン体３０の移動抵抗が
変化するように、電極部材を設置すればよい。また、小
気体室２７とＥＲ流体室４０（ピストン体３０）の設置
位置には自由度があるから、振動を吸収すべき物体ある
いはその周囲の状況に応じて、小気体室２７とＥＲ流体
室４０の位置は変えることができる。また、ローリング
ダイアフラム２０、３５、３６は、通常のダイアフラム
に代えることも可能である。

【００１９】図６は、本発明のさらに別の実施例を示
す。この実施例では、第１の実施例における小気体室２
７を、粘性流体室７０とし、この粘性流体室７０内に上
部に小気体室７１を残してＥＲ流体７２を封入してい
る。小気体室７１は、内筒１３、ＥＲ流体７２の液面、
Ｒダイアフラム２０、及び円形台２２によって閉じられ
ており、この小気体室７１と機枠１１内の大気体室１８
Ａとはオリフィス２８ａによって連通している。

【００２０】この実施例では、結合ロッド２３の下端部
に、電極固定部７３が一体に設けられており、架台２
４、円形台２２、結合ロッド２３、及び電極固定部７３
が上下に一体に移動する上下動体７４を構成している。
上下動体７４には、ＥＲ流体７２内に延びる上下方向に
長い複数の電極板５１Ａが固定されており、一方、内筒
１３には、これらの複数の電極板５１Ａの間に交互に位
置して上下方向に延びる複数の電極板５２Ａが固定され
ている。この電極板５１Ａと５２Ａとの間には、図３に
示す電圧制御回路５３と同様の回路により、所望の電圧
が与えられる。

【００２１】この実施例によると、架台２４に振動が加
わると、オリフィス２８ａを通して小気体室７１と大気
体室１８とで行き来する圧縮空気により、振動が吸収さ
れる。また、電極板５１Ａと５２Ａの間に印加する電圧
の大小により、ＥＲ流体７２の粘度が変化するから、上
下動体７４の移動抵抗が変化する。よって、先の実施例
と同様に、電極板５１Ａと５２Ａに印加する電圧を制御
することにより、低周波から高周波まで、振動を吸収す
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の減衰装置によれ
ば、空気圧力による減衰作用とＥＲ流体による減衰作用
とにより、より広い周波数帯域の振動を吸収することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の減衰装置の第１の実施例を示す全体の
縦断面図である。

【図２】ピストン体部分の拡大断面図である。

【図３】電極部材の構成例を示す一部を断面とした斜視
図である。

【図４】同拡大断面図である。

【図５】本発明の減衰装置の第２の実施例を示す全体の
縦断面図である。

【図６】本発明の減衰装置のさらに別の実施例を示す全
体の縦断面図である。

【符号の説明】

１１機枠１２外筒（機枠）１３内筒（機枠）１４環状天板（機枠）１５底板（機枠）１６環状リテーナ（機枠）１４ａ１６ａ円形孔１８大気体室２０ローリングダイアフラム２２円形台２３結合ロッド２４架台２６挿通孔２７２７’ 小気体室２８オリフィス３０ピストン体３３３４バックアップリング３５３６環状ローリングダイアフラム４０ＥＲ流体室４１４２４３４４液室ブロック５０多孔電極円板群５１５２５１Ａ５２Ａ電極板５３電圧制御回路５４流体通過孔７０粘性流体室７１小気体室７２ＥＲ流体７３電極固定部７４上下動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被振動吸収体に結合され、機枠に対して
移動可能に支持された架台；この架台の移動に伴い容積
を変化させる気体室；上記架台に結合されたピストン
体；このピストン体内に形成された、内部に電気粘性流
体を封入した粘性体室；この粘性体室内にあって、上記
ピストン体が移動するとき、該ピストン体と相対移動す
る固定部材；この固定部材に支持され、電気粘性流体に
電圧を与える電極部材；及び、この電極部材に対する付与電圧を調整する電圧調整手
段；を備えたことを特徴とする減衰装置。
【請求項２】請求項１において、上記気体室は、オリ
フィスを介して別の気体室に連通している減衰装置。
【請求項３】請求項１または２において、上記気体室
は、機枠の円形孔に隙間をもって挿入された、架台と一
体の円形台と；中心部がこの円形台に固定され、周縁部
が機枠の円形孔の周囲に固定されたダイアフラムと；上
記ピストン体を収納した、閉じられた筒体と；によって
構成されている減衰装置。
【請求項４】請求項３において、ダイアフラムは、そ
の中間部分に、円形孔と円形台との隙間に進入する断面
半円弧状部を有するローリングダイアフラムである減衰
装置。
【請求項５】請求項１において、ピストン体には、粘
性体室を構成する一対の環状ダイアフラムが備えられて
いて、この一対の環状ダイアフラムの外周縁部と内周縁
部は、機枠側に固定されており、この一対の環状ダイア
フラムの間に、電極部材を有する固定部材が位置してい
る減衰装置。
【請求項６】機枠に形成した閉じられた大気体室；こ
の大気体室内に形成した粘性体室；下端部に上記粘性体
室の内部に位置する電極保持部を有し、上端部に上記粘
性体室の外部に位置する架台を有する上下動体；上記粘
性体室に、上部に小空気室を残して封入した電気粘性流
体；上記上下動体の上下移動に伴い、上記小空気室の容
積を変化させる手段；この粘性体室の小気体室と大気体
室を連通させるオリフィス；上記電極保持部と粘性体室
とにそれぞれ固定され、電気粘性流体内に位置する、上
下動体の移動に伴い相対移動する電極部材；及び、この電極部材に対する付与電圧を調整する電圧調整手
段；を備えたことを特徴とする減衰装置。