(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、このシリンダ内に形成されて作動液が充填される作動液室と、上記シリンダの軸方向の一端から上記作動液室に出入りするロッドと、気体が封入されて上記シリンダに出入りする上記ロッド体積分の上記シリンダ内容積変化を補償する気室とを備える緩衝器において、
上記作動液室と上記気室とを区画するイオン液体を備えること特徴とする緩衝器。
【請求項２】
上記イオン液体の比重は、上記作動液の比重よりも小さく設定されており、
上記ロッドは、軸方向の端部を上下に配置する上記シリンダの下端から上記作動液室に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
上記イオン液体の比重は、上記作動液の比重よりも大きく設定されており、
上記ロッドは、軸方向の端部を上下に配置する上記シリンダの上端から上記作動液室に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項４】
上記気室は、上記シリンダ内に形成されるとともに、上記イオン液体は、上記気室の上側と下側に貯留されており、
上記シリンダ内に固定され上記気室の上側に貯留される上記イオン液体と上記気室とを区画する隔壁体と、一端が上記隔壁体の上側に開口するとともに他端が上記気室の下側に貯留される上記イオン液体中に開口する連通路とを備えることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【請求項５】
上記シリンダに外付けされるタンクと、このタンクと上記シリンダとを連通する通路とを備えており、
上記イオン液体は、上記通路を通って上記シリンダと上記タンクとの間を移動するとともに、上記気室は、上記タンク内に貯留される上記イオン液体の液面の上側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
緩衝器は、車両、機器、構造物等において、振動を抑制するために利用される。
【０００３】
例えば、図７に示すような、単筒型緩衝器と称される緩衝器Ｄ３は、シリンダ１と、このシリンダ１の内周面に摺接しシリンダ１内を作動液が充填される作動液室２と気体が封入される気室４とに区画するフリーピストンＦと、上記シリンダ１の軸方向の一端から上記作動液室２に出入りするロッド３と、このロッド３の先端部に保持されてシリンダ１の内周面に摺接し作動液室２を伸側室２０と圧側室２１に区画するピストン６と、伸側室２０と圧側室２１とを連通する図示しない通路と、この通路を通過する作動液に抵抗を与える図示しない減衰弁とを備えている。
【０００４】
このため、振動の入力により、シリンダ１とロッド３が軸方向に相対移動すると、縮小される一方の室（２０または２１）の作動液が通路を通過して他方の室（２１または２０）に移動するので、緩衝器Ｄ３は、作動液が上記通路を通過する際の減衰弁の抵抗に起因する減衰力を発生する。また、ロッド３が作動液室２に出入りすると、この出入りしたロッド３体積分、シリンダ１内容積が変化するものの、作動液室２の容積は変化しない。しかし、フリーピストンＦが作動液室２と気室４とを区画しながらシリンダ１内を軸方向に移動できるので、気室４の容積を変化させ、ロッド３の出入りに伴うシリンダ１内容積変化を気室４で補償できる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５３１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の緩衝器Ｄ３のように、シリンダ１内容積変化を補償する気室４をフリーピストンＦで区画した場合、フリーピストンＦの外周にＯリング等の環状のシールＳを設けることが一般的である。そして、上記シールＳの外径をシリンダ１の内径よりも大きく形成して締め代を持たせ、シールＳをシリンダ１の内周面に弾性変形させながら摺動可能に密着させている。
【０００７】
上記締め代を大きくすると、気密性が向上するものの、シリンダ１とシールＳの摺動抵抗が大きくなり、フリーピストンＦが動き難くなる。このため、例えば、緩衝器Ｄ３の圧縮時には、ロッド３進入体積分シリンダ１内容積が縮小されるので、フリーピストンＦを速やかに後退させて気室４容積を縮小させることが好ましいが、上記摺動抵抗の影響でフリーピストンＦの後退が遅れ、圧側室２１の圧力が瞬間的に高くなり、いわゆるサージ圧が発生する。したがって、所望の減衰力の特性にならず、車両の乗り心地の悪化を招く。
【０００８】
反対に、締め代を小さくすると、サージ圧を抑制できるものの気密性が低下するので、作動液中に気体が混入し易くなる。作動液中に気体が混入すると、ピストン６で一方の室（２０または２１）が加圧されたとき、この室の作動液中に混入した気体が圧縮された後、作動液が図示しない通路を通って他方の室に移動するので、減衰力発生の応答性が低下し、同じく、車両の乗り心地の悪化を招く。
【０００９】
つまり、上記フリーピストンＦを備える緩衝器Ｄ３においては、サージ圧の抑制と減衰力発生の良好な応答性がトレードオフの関係にあり、これらを両立させることが困難であった。そこで、本発明の目的は、サージ圧を抑制するとともに、減衰力発生の応答性を良好に維持することが可能な緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段は、シリンダと、このシリンダ内に形成されて作動液が充填される作動液室と、上記シリンダの軸方向の一端から上記作動液室に出入りするロッドと、気体が封入されて上記シリンダに出入りする上記ロッド体積分の上記シリンダ内容積変化を補償する気室とを備える緩衝器において、上記作動液室と上記気室とを区画するイオン液体を備えることである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の緩衝器によれば、サージ圧を抑制するとともに、減衰力発生の応答性を良好に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る緩衝器を原理的に示した図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る緩衝器の変形例を原理的に示した図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る緩衝器を原理的に示した図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る緩衝器の第一の変形例を原理的に示した図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る緩衝器の第二の変形例を原理的に示した図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る緩衝器の第三の変形例を原理的に示した図である。
【図７】従来の緩衝器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施の形態に係る緩衝器について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。図１〜６中、イオン液体が貯留される部分にドットを記している。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ１は、シリンダ１と、このシリンダ１内に形成されて作動液が充填される作動液室２と、上記シリンダ１の軸方向の一端から上記作動液室２に出入りするロッド３と、気体が封入されて上記シリンダ１に出入りする上記ロッド３体積分の上記シリンダ１内容積変化を補償する気室４とを備えるとともに、上記作動液室２と上記気室４とを区画するイオン液体を備えている。図１中符号５は、このイオン液体の層である。
【００１５】
以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ１は、自動車や二輪車等の車両における車体と車輪との間に介装される縦置き型の緩衝器であり、所定の減衰力を発生して路面凹凸による衝撃が車体に伝わることを抑制する。なお、本発明に係る緩衝器は、車両以外に利用されるとしてもよい。
【００１６】
本実施の形態において、緩衝器Ｄ１は、倒立型に設定されており、軸方向の端部を上下に配置する筒状シリンダ１と、このシリンダ１の下側開口を塞ぐ環状のロッドガイド１０と、上記シリンダ１の上側開口を塞ぐボトムキャップ１１と、ロッドガイド１０に軸支されシリンダ１の下端からシリンダ１に出入りするロッド３と、このロッド３の上端部に保持されてシリンダ１の内周面に摺接するピストン６と、ロッド３が軸心部に起立するとともに内側に上記シリンダ１が出入りする有底筒状のカバー７とを備えている。また、図示しないが、ボトムキャップ１１には、緩衝器Ｄ１を車体側に連結するための取付部が固定され、カバー７の底部には、緩衝器Ｄ１を車輪側に連結するための取付部が固定されているので、路面凹凸による衝撃が入力されると、カバー７にシリンダ１が出入りするとともに、シリンダ１にロッド３が出入りして緩衝器Ｄ１が伸縮する。
【００１７】
シリンダ１内には、作動液と、イオン液体と、気体が封入されている。作動液や気体として、周知の構成を採用することが可能であり、本実施の形態において、作動液は、酸化防止剤、消泡剤、摩擦調整剤等の添加剤を基油に添加した作動油と称される油であり、気体は、窒素等の不活性ガスである。また、イオン液体（ionic liquid）とは、構成はイオンのみで、有機イオン（カチオンまたはアニオン、両方）からなる液体であり、室温付近に融点を持っている。本実施の形態においては、上記作動液よりも比重が小さく、作動液と分離する性質をもつとともに、上記気体を溶解し難い性質をもつイオン液体が利用されている。このため、イオン液体は、作動液と分離して、作動液の液面の上側に層状に貯留され、イオン液体の層５を形成するとともに、気体は、イオン液体の液面５ａの上側に封入される。つまり、上記構成によれば、作動液が貯留される作動液室２と、気体が封入される気室４は、イオン液体の層５によって区画されるとともに、イオン液体の液面５ａ，５ｂに接する。なお、本発明に係る作動液は、水、水溶液等の液体であってもよく、気体は、空気であってもよい。また、本発明に係るイオン液体は、作動液と分離してイオン液体の層５を形成し、作動液室２と気室４とを区画することが可能な限りにおいて、各種イオン液体を利用することが可能である。
【００１８】
作動液が充填される作動液室２は、ピストン６で上下に区画されており、ピストン６の下側に形成されてロッド３が貫通する伸側室２０と、ピストン６の上側に形成されて上側の液面がイオン液体と接する圧側室２１とからなる。伸側室２０と圧側室２１は、ピストン６に形成される伸側通路６０と圧側通路６１を介して連通している。伸側通路６０には、当該伸側通路６０を伸側室２０から圧側室２１に向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する伸側減衰弁Ｖ１が設けられている。他方、圧側通路６１には、当該圧側通路６１を圧側室２１から伸側室２０に向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する圧側減衰弁Ｖ２が設けられている。
【００１９】
以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ１の作動について説明する。
【００２０】
シリンダ１がカバー７から退出するとともに、ロッド３がシリンダ１から退出する緩衝器Ｄ１の伸長時において、縮小される伸側室２０の作動液が伸側減衰弁Ｖ１を開いて拡大する圧側室２１に移動するので、緩衝器Ｄ１は、伸側減衰弁Ｖ１の抵抗に起因する伸側減衰力を発生する。また、緩衝器Ｄ１の伸長時において、シリンダ１から退出したロッド３体積分シリンダ１内容積が増加するので、イオン液体の層５が圧側室２０の液面とともに図１中下側に移動し、気室４が拡大する。
【００２１】
反対に、シリンダ１がカバー７に進入するとともに、ロッド３がシリンダ１に進入する緩衝器Ｄ１の圧縮時において、縮小される圧側室２１の作動液が圧側減衰弁Ｖ２を開いて拡大する伸側室２０に移動するので、緩衝器Ｄ１は、圧側減衰弁Ｖ２の抵抗に起因する圧側減衰力を発生する。また、緩衝器Ｄ１の圧縮時において、シリンダ１に進入したロッド３体積分シリンダ１内容積が減少するので、イオン液体の層５が圧側室２１の液面とともに図１中上側に移動し、気室４が圧縮される。
【００２２】
以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ１の作用効果について説明する。
【００２３】
本実施の形態において、イオン液体の比重は、作動液の比重よりも小さく設定されている。また、ロッド３は、軸方向の端部を上下に配置するシリンダ１の下端から作動液室２に挿入されている。
【００２４】
上記構成によれば、緩衝器Ｄ１を倒立型に設定するとともに、作動液と分離するイオン液体を作動液の上側に層状に貯留し、このイオン液体の層５の上側に気室４を形成することができるので、シリンダ１内に気室４を形成することが容易である。しかし、後述するように、イオン液体の比重を作動液の比重よりも大きく設定するとしてもよい。また、イオン液体の比重が作動液の比重よりも小さく設定される場合であっても、緩衝器Ｄ１を正立型に設定するとしてもよく、このような緩衝器の一例を図２に示す。図２に示す緩衝器Ｄ１は、シリンダ１に外付けされるタンク８と、このタンク８とシリンダ１とを連通する通路１２とを備えている。そして、作動液が上記通路１２を通ってシリンダ１とタンク８との間を移動することができ、タンク８内の作動液の上側にイオン液体の層５が形成され、このイオン液体の液面５ａの上側に気室４が形成されている。
【００２５】
また、本実施の形態において、緩衝器Ｄ１は、シリンダ１と、このシリンダ１内に形成されて作動液が充填される作動液室２と、上記シリンダ１の軸方向の一端から上記作動液室２に出入りするロッド３と、気体が封入されて上記シリンダ１に出入りする上記ロッド３体積分の上記シリンダ１内容積変化を補償する気室４とを備えるとともに、上記作動液室２と上記気室４とを区画するイオン液体を備えている。
【００２６】
上記構成によれば、イオン液体がシリンダ１内や、タンク８内を移動したとしても、イオン液体が液体からなるので、シリンダ１やタンク８に対してほぼ抵抗なく移動でき、サージ圧を抑制することができる。また、イオン液体は、作動液と分離し、気体を溶解し難い性質を有するので、当該イオン液体で作動液室２と気室４とを区画することができ、作動液に気体が混入することを抑制し、減衰力発生の応答性を良好に維持することができる。
【００２７】
次に、本発明の他の実施の形態に係る緩衝器Ｄ２について、詳細に説明する。図３に示すように、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ２は、一実施の形態と同様に、自動車や二輪車等の車両における車体と車輪との間に介装される縦置き型の緩衝器であり、所定の減衰力を発生して路面凹凸による衝撃が車体に伝わることを抑制する。
【００２８】
本実施の形態において、緩衝器Ｄ２は、正立型に設定されており、軸方向の端部を上下に配置する筒状のシリンダ１と、このシリンダ１の上側開口を塞ぐ環状のロッドガイド１０と、上記シリンダ１の下側開口を塞ぐボトムキャップ１１と、ロッドガイド１０に軸支されシリンダ１の上端からシリンダ１に出入りするロッド３と、このロッド３の下端部に保持されてシリンダ１の内周面に摺接するピストン６とを備えている。また、図示しないが、ロッド３の上端部には、緩衝器Ｄ２を車体側に連結するための取付部が固定され、ボトムキャップ１１には、緩衝器Ｄ２を車輪側に連結するための取付部が固定されているので、路面凹凸による衝撃が入力されると、シリンダ１にロッド３が出入りして緩衝器Ｄ２が伸縮する。
【００２９】
シリンダ１内には、作動液と、イオン液体と、気体が封入されている。本実施の形態においても、作動液は、酸化防止剤、消泡剤、摩擦調整剤等の添加剤を基油に添加した作動油と称される油であり、気体は、窒素等の不活性ガスである。また、本実施の形態においても、イオン液体は、上記作動液と分離するとともに、上記気体を溶解し難い性質をもつが、一実施の形態と異なり、作動液よりも比重が大きいものが利用されている。このため、イオン液体は、作動液と分離して、作動液の下側に層状に貯留されて、イオン液体の層５を形成するとともに、気体が封入される気室４がイオン液体の層５の中に画成される。
【００３０】
具体的に、シリンダ１内には、イオン液体の層５を気室４を挟んで上下に分断する環板状の隔壁体９が固定されるとともに、一端が隔壁体９の上側に開口するとともに他端が気室４の下側に貯留されるイオン液体中に開口する連通路９１が設けられている。本実施の形態において、連通路９１は、管状に形成されて隔壁体９の中央部に開口し、隔壁体９から図３中下側に鉛直方向に延びている。そして、気室４は、下側のイオン液体の液面５ａの上側から隔壁体９にかけて、連通路９１の外周に形成されている。つまり、本実施の形態においても、作動液が貯留される作動液室２と、気体が封入される気室４は、イオン液体の層５によって区画されるとともに、イオン液体の液面５ａ，５ｂに接している。
【００３１】
作動液が充填される作動液室２は、一実施の形態と同様に、ピストン６で上下に区画されており、ピストン６の上側に形成されてロッド３が貫通する伸側室２０と、ピストン６の下側に形成されて下側の液面がイオン液体と接する圧側室２１とからなる。伸側室２０と圧側室２１は、ピストン６に形成される伸側通路６０と圧側通路６１を介して連通している。伸側通路６０には、当該伸側通路６０を伸側室２０から圧側室２１に向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する伸側減衰弁Ｖ１が設けられている。他方、圧側通路６１には、当該圧側通路６１を圧側室２１から伸側室２０に向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する圧側減衰弁Ｖ２が設けられている。
【００３２】
以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ２の作動について説明する。
【００３３】
ロッド３がシリンダ１から退出する緩衝器Ｄ２の伸長時において、縮小される伸側室２０の作動液が伸側減衰弁Ｖ１を開いて拡大する圧側室２１に移動するので、緩衝器Ｄ２は、伸側減衰弁Ｖ１の抵抗に起因する伸側減衰力を発生する。また、緩衝器Ｄ２の伸長時において、シリンダ１から退出したロッド３体積分シリンダ１内容積が増加するので、気室４の下側に貯留されるイオン液体が連通路９１を通って隔壁体９の上側に移動し、気室４が拡大する。
【００３４】
反対に、ロッド３がシリンダ１に進入する緩衝器Ｄ２の圧縮時において、縮小される圧側室２１の作動液が圧側減衰弁Ｖ２を開いて拡大する伸側室２０に移動するので、緩衝器Ｄ２は、圧側減衰弁Ｖ２の抵抗に起因する圧側減衰力を発生する。また、緩衝器Ｄ２の圧縮時において、シリンダ１に進入したロッド３体積分シリンダ１内容積が減少するので、隔壁体９の上側に貯留されるイオン液体が連通路９１を通って気室４の下側に移動し、気室４が圧縮される。
【００３５】
以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄ２の作用効果について説明する。
【００３６】
本実施の形態において、気室４は、シリンダ１内に形成されるとともに、イオン液体は、気室４の上側と下側に貯留されている。そして、緩衝器Ｄ２は、シリンダ１内に固定され気室４の上側に貯留されるイオン液体と気室４とを区画する隔壁体９と、一端が隔壁体９の上側に開口するとともに他端が気室４の下側に貯留されるイオン液体中に開口する連通路９１とを備えている。
【００３７】
上記構成によれば、イオン液体の比重が作動液の比重よりも大きく設定されるとともに、緩衝器Ｄ２が正立型に設定される場合であっても、シリンダ１内に、シリンダ１内容積変化を補償する気室４を形成することが容易に可能となる。なお、本実施の形態において、連通路９１が管状に形成されて隔壁体９の中央部に開口し、シリンダ１の中心に配置されているが、隔壁体９や連通路９１の構成は、適宜変更することが可能である。例えば、図４に示すように、連通路９１がシリンダ１の内周面に寄せて配置されるとしてもよく、図５に示すように、シリンダ１内に有天筒状のカップ９２を設け、このカップ９２の筒状部９２ａとシリンダ１との間に形成される筒状の隙間を本発明の連通路として利用し、カップ９２の天井部９２ｂを本発明の隔壁体として利用するとしてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態において、イオン液体の比重は、作動液の比重よりも大きく設定されている。また、ロッド３は、軸方向の端部を上下に配置するシリンダ１の上端から作動液室２に挿入されている。
【００３９】
上記構成によれば、緩衝器Ｄ２を正立型に設定するとともに、作動液と分離するイオン液体を作動液の下側に層状に貯留することができる。なお、本実施の形態において、シリンダ１内に気室４を形成しているが、図６に示すように、シリンダ１に外付けしたタンク８と、このタンク８とシリンダ１とを連通する通路１２とを設け、この通路１２を通ってイオン液体がシリンダ１とタンク８との間を移動できるようにするとともに、タンク８内のイオン液体の液面５ａの上側に気室４を形成するとしてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態において、緩衝器Ｄ２は、シリンダ１と、このシリンダ１内に形成されて作動液が充填される作動液室２と、上記シリンダ１の軸方向の一端から上記作動液室２に出入りするロッド３と、気体が封入されて上記シリンダ１に出入りする上記ロッド３体積分の上記シリンダ１内容積変化を補償する気室４とを備えるとともに、上記作動液室２と上記気室４とを区画するイオン液体を備えている。
【００４１】
上記構成によれば、イオン液体がシリンダ１内やタンク８内を移動したとしても、イオン液体が液体からなるので、シリンダ１やタンク８に対してほぼ抵抗なく移動できで、サージ圧を抑制することができる。また、イオン液体は、作動液と分離し、気体を溶解し難い性質を有するので、当該イオン液体で作動液室２と気室４とを区画することができ、作動液に気体が混入することを抑制し、減衰力発生の応答性を良好に維持することができる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【符号の説明】
【００４３】
Ｄ１，Ｄ２  緩衝器
１  シリンダ
２  作動液室
３  ロッド
４  気室
５  イオン液体の層
５ａ  イオン液体の液面
８  タンク
９  隔壁体
１２  通路
９１  連通路
【図１】
0006027514.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006027514.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006027514.tif 000008