(57)【要約】【課題】  電気粘性流体中に気泡によって発生する電極間のアーク放電を抑制するダンパ装置を提供する。【解決手段】  ダンパ装置１の外殻を構成する外筒４には、内筒３が収納されている。外筒４と内筒３との間には電極筒１８が配置されている。外筒４内には電気粘性流体２が封入されている。内筒３及び電極筒１８はそれぞれ陰極及び陽極を構成し、内筒３及び電極筒１８の間に位置する電気粘性流体２に電圧を印加する。電極筒１８の内筒３と対向する側の表面、または内筒３の電極筒１８と対向する側の表面には絶縁層が設けられる。絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、電気粘性流体２に印加される最大電圧をＶｍａｘ（Ｖ）とした場合、下記式（１）を満たすようにした。  ｔ≧2.5×10-8×Ｖmax・・・式（１）【選択図】図１
2019168098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドと、
前記ピストンロッドを収容する外筒と、
前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられた電気粘性流体と、
前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記電気粘性流体に電圧を印加する電圧印加機構を有するダンパ装置において、
前記電圧印加機構は、陽極と、陰極とを有し、
前記陽極と、前記陰極の間には前記電気粘性流体が位置し、
前記陽極の前記陰極と対向する側の表面、または前記陰極の前記陽極と対向する側の表面には、絶縁層が設けられ、
前記絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、前記電気粘性流体に印加される最大電圧をＶｍａｘ（Ｖ）とした場合、下記式（１）を満たすことを特徴とするダンパ装置。
ｔ≧2.5×10-8×Ｖmax・・・式（１）
【請求項２】
請求項１において、
前記陽極と前記陰極との間の距離は、０．４ｍｍ〜１．６ｍｍとしたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記陽極と前記陰極との間の距離を１とした場合、前記絶縁層の厚さは０．５以下であることを特徴とするダンパ装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記最大電圧は３ｋＶ以上としたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記最大電圧は３ｋＶ〜１０ｋＶとしたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記絶縁層の比誘電率は、前記電気粘性流体の比誘電率よりも大きいことを特徴とするダンパ装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ〜８００μｍの範囲としたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記絶縁層は、前記陽極及び前記陰極の双方に設けたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記絶縁層は、前記陽極もしくは前記陰極の全長半分より上の位置に設けたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記ピストンロッドと前記外筒との間に設けられ、前記ピストンロッドを収容する内筒と、
前記内筒と前記前記外筒との間に設けられた電極筒とを有し、
前記内筒と前記電極筒のそれぞれに前記陽極と前記陰極が設けられたことを特徴とするダンパ装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記絶縁層には、アルミナ、サファイア、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミ、ジルコニア、サーメットの何れかを用いたことを特徴とするダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に用いるダンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ダンパ装置が設けられている。減衰特性を変化させるダンパ装置として、ダンパ装置内に電気粘性流体を充填した技術がある。電気粘性流体を用いたダンパ装置は、ダンパ装置に配置した電極に電圧をかけて電気粘性流体に電界を与えて減衰特性を変化させている。このような技術として、例えば、特許文献１及び特許文献２がある。
【０００３】
特許文献１には、電気粘性流体に電圧を印加した際に、電気化学的劣化による増粘効果の減少、電気化学反応による電極金属の溶出、腐食を防止するために、電気粘性流体との接触面に絶縁層を形成するようにした技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、電気粘性流体により高い増粘効果を得るために、上記特許文献１に加え、電気粘性流体との接触面に、電極間隔距離１に対して０．００１〜０．１の割合の膜厚であって、比誘電率が分散媒の２倍以下の絶縁体層を形成した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１１３１２９号公報
【特許文献２】特開平７−１９００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ダンパ装置においてはピストンの圧縮行程および伸び行程によって電気粘性流体が動き、この際電気粘性流体がダンパ装置内の気体を巻き込むことがある。その結果、電気粘性流体中には気泡が発生する。電気粘性流体を用いたダンパ装置においては、陽極と陰極の電極間に配置された電気粘性流体に３０００Ｖ以上の高電圧を印加しているが、電気粘性流体中に発生する気泡により、絶縁破壊が起こり、陽極と陰極の電極間に大電流が流れるアーク放電が発生することがある。
【０００７】
上記特許文献１及び２においては、電気粘性流体と接触する電極に絶縁層を形成しているが、アーク放電を抑制する点については一切考慮されていなかった。このため、電気粘性流体中に発生する気泡によりアーク放電が発生し、電極が消耗したり、また電気粘性流体が劣化するといった課題があった。
【０００８】
本発明の目的は上記課題を解決し、アーク放電の発生を抑制することのできるダンパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の特徴とするところは、ピストンロッドと、前記ピストンロッドを収容する外筒と、前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられた電気粘性流体と、前記外筒と前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記電気粘性流体に電圧を印加する電圧印加機構を有するダンパ装置において、前記電圧印加機構は、陽極と、陰極とを有し、前記陽極と、前記陰極の間には前記電気粘性流体が位置し、前記陽極の前記陰極と対向する側の表面、または前記陰極の前記陽極と対向する側の表面には、絶縁層が設けられ、前記絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、前記電気粘性流体に印加される最大電圧をＶｍａｘ（Ｖ）とした場合、下記式（１）を満たすことにある。
ｔ≧2.5×10-8×Ｖmax・・・式（１）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アーク放電の発生を抑制したダンパ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例に係るダンパ装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る内筒と流路の関係を示す正面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施例に係る図１のIII部の拡大図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施例に係る図１のIII部の拡大図である。
【図４】アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）と電気粘性流体（ERF）ダンパ電極間の電圧（Ｖ）との関係を示す図である。
【図５】電極間距離を１とした場合の絶縁層厚さと、電気粘性流体にかかる平均電界との関係を示す図である。
【図６】電極間距離（ｍｍ）と絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る図１のIII部の拡大図である。
【図８】本発明の第３実施例に係るダンパ装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るダンパ装置の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の第１実施例に係るダンパ装置について図面を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例に係るダンパ装置の縦断面図である。図２は本発明の第１実施例に係る内筒と流路の関係を示す正面図である。
【００１４】
図１において、ダンパ装置１は、内部に封入する作動油等の作動流体として機能性流体（即ち、電気粘性流体２）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。ダンパ装置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、ダンパ装置１の軸方向の一端側を「下端」側とし、軸方向の他端側を「上端」側として記載するが、ダンパ装置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」側としてもよい。
【００１５】
ダンパ装置１は、内筒３、外筒４、ピストン６、ピストンロッド９、ボトムバルブ１３、電極筒１８等を含んで構成されている。内筒３は、軸方向に延びる円筒状の筒体として形成され、内部に機能性流体である電気粘性流体２が封入されている。また、内筒３の内部には、ピストンロッド９が挿入され、内筒３の外側には、外筒４および電極筒１８が同軸となるように設けられている。
【００１６】
内筒３は、下端側がボトムバルブ１３のバルブボディ１４に嵌合して取付けられており、上端側は、ロッドガイド１０に嵌合して取付けられている。内筒３には、電極通路１９に常時連通する油穴３Ａが、径方向の横孔として周方向に離間して複数（例えば、４個）形成されている。即ち、内筒３内のロッド側油室Ｂは、油穴３Ａによって電極通路１９と連通している。
【００１７】
外筒４は、ダンパ装置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４は、電極筒１８の外周に設けられており、該電極筒１８との間に電極通路１９と連通するリザーバ室Ａを形成している。この場合、外筒４は、その下端側がボトムキャップ５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５は、ボトムバルブ１３のバルブボディ１４と共にベース部材を構成している。
【００１８】
外筒４の上端側は、開口端となっている。外筒４の開口端側には、例えば、加締め部４Ａが径方向内側に屈曲して形成されている。加締め部４Ａは、シール部材１２の環状板体１２Ａの外周側を抜け止め状態で保持している。
【００１９】
ここで、内筒３と外筒４はシリンダを構成し、該シリンダ内には、作動流体が封入されている。本実施例では、シリンダ内に充填（封入）される流体、即ち、作動油となる作動流体として、機能性流体の一種である電気粘性流体２（ERF：Electro Rheological Fluid）を用いている。なお、図１および図２では、封入されている電気粘性流体２を無色透明で表している。このように外筒４はピストンロッド９を収容し、外筒４とピストンロッド９との間には電気粘性流体２が配置される構成となっている。
【００２０】
電気粘性流体２は、電界（電圧）により性状が変化する流体（機能性流体）である。即ち、電気粘性流体２は、電圧がかかった空間である電界に配置され、印加される電圧に応じて粘度が変化し、流通抵抗（減衰力）が変化するものである。電気粘性流体２は、例えば、シリコー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（微粒子）とにより構成されている。
【００２１】
後述するように、ダンパ装置１は、内筒３と電極筒１８との間の電極通路１９内に電位差を発生させ、該電極通路１９を通過する電気粘性流体２の粘度を制御することで、発生減衰力を制御（調整）する構成となっている。
【００２２】
内筒３と外筒４との間、より具体的には、電極筒１８と外筒４との間には、リザーバとなる環状のリザーバ室Ａが形成されている。リザーバ室Ａ内には、作動流体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９の縮小（縮み行程）時に、当該ピストンロッド９の進入体積分を補償すべく圧縮される。
【００２３】
ピストン６は、内筒３内に摺動可能に設けられている。ピストン６は、内筒３内を第１室となるロッド側油室Ｂと第２室となるボトム側油室Ｃとに分けている。ピストン６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６Ａ，６Ｂがそれぞれ複数個、周方向に離間して形成されている。
【００２４】
ここで、本実施例によるダンパ装置１は、一方向にのみ流れるユニフロー構造となっている。このため、内筒３内の電気粘性流体２は、ピストンロッド９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３の油穴３Ａ）から電極通路１９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。
【００２５】
このようなユニフロー構造を実現するため、ピストン６の上端面には、例えば、ピストンロッド９の縮小行程（縮み行程）でピストン６が内筒３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７が設けられている。縮み側逆止弁７は、ボトム側油室Ｃ内の油液（電気粘性流体２）がロッド側油室Ｂに向けて各油路６Ａ内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止する。即ち、縮み側逆止弁７は、ボトム側油室Ｃからロッド側油室Ｂへの電気粘性流体２の流通のみを許容する。
【００２６】
ピストン６の下端面には、例えば、伸長側のディスクバルブ８が設けられている。伸長側のディスクバルブ８は、ピストンロッド９の伸長行程（伸び行程）でピストン６が内筒３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６Ｂを介してボトム側油室Ｃ側にリリーフする。
【００２７】
ロッドとしてのピストンロッド９は、内筒３内を軸方向（内筒３および外筒４、延いては、ダンパ装置１の中心軸線と同方向であり、図１および図２の上下方向）に延びている。即ち、ピストンロッド９は、その下端が内筒３内でピストン６に連結（固定）され、その上端がロッド側油室Ｂを通って内筒３および外筒４の外部へ延出されている。この場合、ピストンロッド９の下端側には、ナット９Ａ等を用いてピストン６が固定（固着）されている。一方、ピストンロッド９の上端側は、ロッドガイド１０を介して外部に突出している。なお、ピストンロッド９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５）側から外向きに突出させ、所謂、両ロッドとしてもよい。
【００２８】
内筒３と外筒４の上端側には、これら内筒３と外筒４の上端側を閉塞するように段付円筒状のロッドガイド１０が嵌合して設けられている。ロッドガイド１０は、ピストンロッド９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１０は、内筒３の上側部分および電極筒１８の上側部分を、外筒４の中央に位置決めする。これと共に、ロッドガイド１０は、その内周側でピストンロッド９を軸方向に摺動可能に案内（ガイド）する。
【００２９】
ここで、ロッドガイド１０は、上側に位置して外筒４の内周側に挿嵌される環状の大径部１０Ａと、該大径部１０Ａの下端側に位置して内筒３の内周側に挿嵌される短尺筒状の小径部１０Ｂとにより段付円筒状に形成されている。ロッドガイド１０の小径部１０Ｂの内周側には、ピストンロッド９を軸方向に摺動可能にガイドするガイド部１０Ｃが設けられている。ガイド部１０Ｃ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。
【００３０】
一方、ロッドガイド１０の外周側で大径部１０Ａと小径部１０Ｂとの間には、環状の保持部材１１が嵌合して取付けられている。保持部材１１は、電極筒１８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１１は、例えば電気絶縁性材料（アイソレータ）により形成され、内筒３およびロッドガイド１０と電極筒１８との間を電気的に絶縁した状態に保っている。
【００３１】
ロッドガイド１０の大径部１０Ａと外筒４の加締め部４Ａとの間には、環状のシール部材１２が設けられている。シール部材１２は、中心にピストンロッド９が挿通される孔が設けられた金属性の環状板体１２Ａと、該環状板体１２Ａ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１２Ｂとを含んで構成されている。シール部材１２は、弾性体１２Ｂの内周がピストンロッド９の外周側に摺接することにより、ピストンロッド９との間を液密、気密に封止（シール）する。
【００３２】
内筒３の下端側には、該内筒３とボトムキャップ５との間に位置してボトムバルブ１３が設けられている。ボトムバルブ１３は、ボトム側油室Ｃとリザーバ室Ａとを連通・遮断するものである。このために、ボトムバルブ１３は、バルブボディ１４と、伸び側逆止弁１５と、ディスクバルブ１６とを含んで構成されている。バルブボディ１４は、ボトムキャップ５と内筒３との間でリザーバ室Ａとボトム側油室Ｃとを画成する。
【００３３】
バルブボディ１４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１４Ａ，１４Ｂ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１４の外周側には、段差部１４Ｃが形成され、該段差部１４Ｃには、内筒３の下端内周側が嵌合して固定されている。また、段差部１４Ｃには、環状の保持部材１７が内筒３の外周側に嵌合して取付けられている。
【００３４】
伸び側逆止弁１５は、例えば、バルブボディ１４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９の伸長行程でピストン６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内の油液（電気粘性流体２）がボトム側油室Ｃに向けて各油路１４Ａ内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止する。即ち、伸び側逆止弁１５は、リザーバ室Ａ側からボトム側油室Ｃ側への電気粘性流体２の流通のみを許容する。
【００３５】
縮小側のディスクバルブ１６は、例えば、バルブボディ１４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９の縮小行程でピストン６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１４Ｂを介してリザーバ室Ａ側にリリーフする。
【００３６】
保持部材１７は、電極筒１８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１７は、例えば電気絶縁性材料（アイソレータ）により形成され、内筒３およびバルブボディ１４と電極筒１８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１７には、電極通路１９をリザーバ室Ａに対して連通させる複数の油路１７Ａが形成されている。
【００３７】
内筒３の外側、即ち、内筒３と外筒４との間には、軸方向に延びる圧力管からなる電極筒１８が設けられている。電極筒１８は、内筒３と外筒４との間の中間筒となるものである。電極筒１８は、導電性材料を用いて形成され、筒状の電極を構成するものである。電極筒１８は、内筒３との間にロッド側油室Ｂと連通する電極通路１９を形成している。
【００３８】
即ち、電極筒１８は、内筒３の外周側に軸方向（上下方向）に離間して設けられた保持部材１１，１７を介して取付けられている。電極筒１８は、内筒３の外周側を全周にわたって取囲むことにより、電極筒１８の内部、即ち、電極筒１８の内周側と内筒３の外周側との間に環状の通路、即ち、電気粘性流体２が流通する中間通路としての電極通路１９を形成している。電極通路１９内は、複数の隔壁２０によって複数の流路２１が形成されている。
【００３９】
電極通路１９は、内筒３に径方向の横孔として形成した油穴３Ａによりロッド側油室Ｂと常時連通している。即ち、図１で電気粘性流体２の流れの方向を矢印Ｆで示すように、ダンパ装置１は、ピストン６の圧縮行程および伸び行程の両方で、ロッド側油室Ｂから油穴３Ａを通じて電極通路１９に電気粘性流体２が流入する。電極通路１９内に流入した電気粘性流体２は、ピストンロッド９が内筒３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、この進退動により電極通路１９の軸方向の上端側から下端側に向けて流動する。このとき、電極通路１９内の電気粘性流体２は、各隔壁２０によって案内されつつ各隔壁２０間の流路２１を流動する。そして、電極通路１９内に流入した電気粘性流体２は、電極筒１８の下端側から保持部材１７の油路１７Ａを介してリザーバ室Ａへと流出する。
【００４０】
電極通路１９は、外筒４および内筒３内でピストン６の摺動によって流通する流体、即ち、作動流体となる電気粘性流体２に抵抗を付与する。このために、電極筒１８は、電源となるバッテリ２２の陽極に、例えば、高電圧を発生する高電圧ドライバ（図示せず）を介して接続されている。バッテリ２２（および高電圧ドライバ）は、電圧供給部（電界供給部）となり、電極筒１８は、電極通路１９内の流体である作動流体、即ち、機能性流体としての電気粘性流体２に電圧（電界）をかける電極（エレクトロード）となる。この場合、電極筒１８の両端側は、電気絶縁性の保持部材１１，１７によって電気的に絶縁されている。一方、内筒３は、ロッドガイド１０、ボトムバルブ１３、ボトムキャップ５、外筒４、高電圧ドライバ等を介して陰極（グランド）に接続されている。陽極となる電極筒１８及び陰極となる内筒３は、電気粘性流体２に電圧をかける電圧印加機構を構成している。この電圧印加機構は外筒４とピストンロッド９との間に設けられ、電気粘性流体２に電圧を印加する。本実施例では電極筒１８を陽極、内筒３を陰極としているが、電極筒１８を陰極、内筒３を陽極としても良い。
【００４１】
高電圧ドライバは、ダンパ装置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（高電圧指令）に基づいて、バッテリ２２から出力される直流電圧を昇圧して電極筒１８に供給（出力）する。これにより、電極筒１８と内筒３との間、換言すれば、電極通路１９内には、電極筒１８に印加される電圧に応じた電位差が発生し、電気粘性流体２の粘度が変化する。この場合、ダンパ装置１は、電極筒１８に印加される電圧に応じて、発生減衰力の特性（減衰力特性）をハード（Hard）な特性（硬特性）からソフト（soft）な特性（軟特性）に連続的に調整することができる。なお、ダンパ装置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。
【００４２】
さて、電極通路１９内には、ピストン６の圧縮行程および伸び行程によってロッド側油室Ｂから油穴３Ａを通じて電気粘性流体２が流入するが、この際電気粘性流体２がダンパ装置１内の気体を巻き込む。その結果、電気粘性流体２中には気泡が発生する。電気粘性流体２を用いたダンパ装置においては、陽極となる電極筒１８と陰極となる内筒３との間に位置する電気粘性流体２に３０００Ｖ以上の高電圧を印加しているが、電気粘性流体２中に発生する気泡により、電極筒１８と内筒３との間に大電流が流れるアーク放電が発生することがある。一般的に空気の絶縁耐力は３０００Ｖ／ｍｍ程度（湿度を考慮しない場合）と言われており、電圧が絶縁耐力を超えると絶縁抵抗がほぼゼロとなる絶縁破壊が発生する。電気粘性流体２中に気泡（空気）が発生した箇所では、絶縁破壊によるアーク放電が発生する。アーク放電が発生すると、ダンパ装置が制御不能となること加え、電極が消耗したり、電気粘性流体２の劣化が進行するといった課題がある。
【００４３】
以下、この課題を解決するための構成について図３〜図６を用いて説明する。図３Ａ及び図３Ｂは図１におけるIII部の拡大図である。
【００４４】
図３Ａにおいて、内筒３と電極筒１８との間には電極通路１９が形成され、この電極通路１９には作動流体としての電気粘性流体２が存在する。内筒３と電極筒１８との電極間距離（陽極と陰極の間の距離）は一般的には０．４〜１．６ｍｍに設定されており、本実施例では０．８ｍｍとしている。このため、内筒３と電極筒１８との間に３０００Ｖ以上の高電圧をかけた場合、電気粘性流体２中の気泡（空気）によりアーク放電が発生する可能性がある。そこで、本実施例ではアーク放電の発生を抑制するために、陽極となる電極筒１８の内表面に絶縁層３０（３０Ａ）を形成した。絶縁層３０Ａは、電極筒１８の内筒３と対向する側の表面に形成している。換言すると、絶縁層３０Ａは、陽極の陰極と対向する側の表面に設けられている。
【００４５】
絶縁層の材料としては、無機絶縁材料であるアルミナ、サファイア、ムライト、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、イットリア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミ、ジルコニア、サーメット等の何れかを用いる。また、有機無機絶縁材料として上記の無機絶縁材料と樹脂材料を混合した複合材料を用いるようにしても良い。
【００４６】
上記の無機絶縁材料、有機無機絶縁材料は、ＣＶＤ（ ChemicalVapor Deposition )法、プラズマＣＶＤ法、イオンビームＣＶＤ法、スラリー塗布法、スピンキャスト法、ＬＰＤ（ Liquid Phase Deposition）法、溶射法、ＡＤ（ Aerosol Deposition ）法、粉体塗装等を用いて電極上に積層することができる。
【００４７】
絶縁層の材料として有機材料を用いることが考えられるが、有機材料は比誘電率が無機材料に比較して小さいので、絶縁層に有機材料単体を使用すると電気粘性流体にかかる電界が小さくなり、電気粘性効果が小さくなる。従って、絶縁層が無い場合と同じ電気粘性効果を発揮するためには印加する電圧を高くしなければならない。絶縁層に有機材料を用いる場合には、電気粘性流体にかかる電界を大きくするために、有機材料中に誘電率の高い無機材料を入れ、有機無機複合材料として誘電率を高くすることが好ましい。
【００４８】
また、電極に無機材料を形成する方法として上述した溶射法があるが、溶射法を用いた場合、絶縁層に部分的にポーラス（多孔質）な部分が発生する。このため、アーク放電に耐えるためには有機材料よりも絶縁層を厚く形成する必要がある。絶縁層として有機無機複合材料を用いた場合は、絶縁層の破壊電圧を高くすることができ、加えて無機材料単体で絶縁層を形成するよりも薄い層で絶縁層を形成することができる。
【００４９】
さらに、有機無機複合材料で絶縁層を形成する場合は、無機フィラーを含んだ樹脂（有機材料）を塗布、ディッピングなどの方法を用いる。この方法を用いると、溶射法で使用する特殊な装置を使用する必要がなく、簡単に絶縁層を形成することができる。
【００５０】
絶縁破壊によるアーク放電を抑制するためには、絶縁層３０Ａの層の厚さが重要である。以下、電極間電圧と絶縁層３０Ａの厚さとの関係について図４を用いて説明する。図４はアーク放電抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）と電気粘性流体２（ERF）ダンパ電極間の電圧（Ｖ）との関係を示す図である。
【００５１】
図４では、電気粘性流体２（ERF）ダンパの内筒３と電極筒１８との距離は、０．８ｍｍとした。図４において、電気粘性流体２（ERF）ダンパ電極間の電圧（Ｖ）、すなわち内筒３と電極筒１８との電圧（Ｖ）を３０００Ｖとした時、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）は７５μｍとなる。また、内筒３と電極筒１８との電圧（Ｖ）を４０００Ｖとした時、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）は１００μｍとなる。同様に、内筒３と電極筒１８との電圧（Ｖ）を５０００Ｖとした時、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さ（μｍ）は１２５μｍとなる。絶縁層の厚さと電圧との関係は、ほぼ比例関係にあることがわかる。アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さをｔ（ｍ）、電気粘性流体２に印加される最大電圧をＶmax（Ｖ）としたとき、以下の式（１）が導き出せる。
ｔ≧２．５×１０-8×Ｖmax・・・（１）
アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さは、電極間の距離によっても変化する。例えば、内筒３と電極筒１８との距離を１．６ｍｍとした場合、内筒３と電極筒１８との距離を０．８ｍｍとした図４の線上より傾きが小さくなり、絶縁破壊が発生する電圧も上昇することから、上記式（１）の条件を満足すれば、アーク放電は抑制できる。
【００５２】
一方、内筒３と電極筒１８との距離を０．４ｍｍとした場合、内筒３と電極筒１８との距離を０．８ｍｍとした図４の線上より傾きが大きくなり、上記式（１）の条件を満足すために絶縁層を厚くする必要がある。しかしながら、絶縁層と厚くすると、電気粘性流体２にかかる電界が低下し、電気粘性の効果も減少する。絶縁層の厚さと電界の関係について図５を用いて説明する。
【００５３】
図５は電極間距離を１とした場合の絶縁層厚さと、電気粘性流体２（ERF）にかかる平均電界（AU: arbitrary unit）との関係を示す図である。図５では、アルミナ（比誘電率ε＝９）およびジルコニア（比誘電率ε＝２８）のデータを示している。
【００５４】
図５において、絶縁層の厚さが増加すると、電気粘性流体２にかかる平均電界は減少する。電気粘性流体２にかかる電界が減少すると、電気粘性としての効果が減少してしまう。電気粘性としての効果を確保するためには、少なくとも電気粘性流体２（ERF）にかかる平均電界を０．６（６０％）以上確保することが望ましい。アルミナはジルコニアに比べ、絶縁層の厚み増加に対する平均電界の落ち込みが大きい。アルミナ（比誘電率ε＝９）の場合、電極間距離を１とした場合の絶縁層厚さが０．５を超えると、平均電界が０．６（６０％）を下回る。そこで、本実施例では、絶縁層の厚さは電極間距離（陽極と陰極の間の距離）を１とした場合に０．５以下となるようにした。ただし、絶縁層の厚さは所定の厚さが必要なので、本実施例では絶縁層の厚さは、電極間距離（陽極と陰極の間の距離）を１とした場合に０．１２以上とした。これにより、本実施例では、電気粘性としての効果を確保することができる。
【００５５】
また、本実施例では、電気粘性流体２に対しより高い電界がかかるようにするため、絶縁層の比誘電率は電気粘性流体２の比誘電率を大きくしている。電気粘性流体２は例えば、シリコーンオイル（比誘電率ε＝２．６）等からなるベースオイルに、ポリウレタン（比誘電率ε＝６．０）粒子等を分散させて構成される。この構成により、本実施例では、電気粘性流体２にかかる電界の低下を抑制することができる。
【００５６】
次に電極間距離（ｍｍ）と絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）との関係について図６を用いて説明する。図６は、本発明の第１実施例に係る電極間距離（ｍｍ）と絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）との関係を示す図である。図６では、ダンパ装置１内の内圧が０．１０ＭＰａ（大気圧）、０．１５ＭＰａ、０．２０ＭＰａの状態を示している。本実施例ではダンパ装置１内の内圧の最高値を０．２０ＭＰａとした。
【００５７】
図６において、ダンパ装置１内の内圧が高い方がアーク放電発生電圧のピーク値が高くなっている。本実施例では、ダンパ装置１内の内圧が０．２０ＭＰａであって、電極間距離が１．６ｍｍの場合における縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値が１００００Ｖ（１０ＫＶ）なっている。本実施例においては、ダンパ装置１内の内圧が０．２０ＭＰａであって、電極間距離が１．６ｍｍのダンパ装置１を用いたことも考慮し、絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値の上限を１００００Ｖ（１０ＫＶ）以下とする。加えて、電極に印加する電圧が１００００Ｖ（１０ＫＶ）を超えると、高電圧を発生するための装置が大型化したり、電源ケーブルを太くする必要があり、車両等に搭載する機器としては好ましくない。そこで、本実施例では絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値の上限を１００００Ｖ（１０ＫＶ）以下としている。また、絶縁層がない場合のアーク放電発生電圧（ｋＶｐ）のピーク値の下限は、３０００Ｖ（３ｋＶ）以下としている。電気粘性流体２には、シリコーンオイル等のオイルが封入されているが、オイルに電界を与えるには３０００Ｖ（３ｋＶ）が必要となる。従って、本実施例では電極間に印加する最大電圧を３０００Ｖ（３ｋＶ）〜１００００Ｖ（１０ｋＶ）の範囲としている。これにより、本実施例では電気粘性流体２にかかる電界を確保することができる。
【００５８】
上記のように本実施例では電極間に印加する最大電圧を３０００Ｖ（３ｋＶ）〜１００００Ｖ（１０ｋＶ）の範囲としている。この範囲を式（１）に当てはめると、絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ〜２５０ｍｍとなる。絶縁層の厚さｔ（ｍ）の上限値であるが、本実施例においては陽極と陰極の電極間距離を最大で１．６ｍｍとしている。この電極間距離１．６ｍｍを１とした場合に平均電界を０．６（６０％）以上を確保するためには、電極間距離１．６ｍｍの０．５以下とする必要があるので、絶縁層の厚さｔ（ｍ）の上限値を０．８ｍｍ（８００μｍ）とする。従って、本実施例における絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ〜８００μｍとする。
【００５９】
以上説明したように本実施例によれば、アーク放電の抑制に必要な絶縁層の厚さをｔ（ｍ）、電気粘性流体２に印加される最大電圧をＶmax（Ｖ）としたとき、
ｔ≧２．５×１０-8×Ｖmax・・・（１）
を満たすように絶縁層の厚さｔ（ｍ）を設定するようにしたので、両電極となる内筒３と電極筒１８との間に発生するアーク放電を抑制し、ダンパ装置１が制御不能になること加え、電極が消耗、電気粘性流体２の劣化を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施例によれば、絶縁層の厚さは電極間距離（陽極と陰極の間の距離）を１とした場合に０．５以下となるようにしたので、電気粘性としての効果を確保することができる。
【００６１】
また、本実施例によれば、絶縁層の比誘電率を電気粘性流体２の比誘電率よりも大きくしているので、電気粘性流体２にかかる電界の低下を抑制することができる。
【００６２】
また、本実施例によれば、両電極となる内筒３と電極筒１８との間には３０００Ｖ（３ｋｖ）以上の電圧を印加するようにしているので、電気粘性流体２のオイルに電界を与えることができ、電気粘性流体２にかかる電界を確保することができる。加えて、本実施例によれば、両電極となる内筒３と電極筒１８との間の電圧を１００００Ｖ（１０ｋｖ）以下としたので、高電圧を発生するための装置、部品類を大型化することを抑制することができる。
【００６３】
また、本実施例によれば  電極筒１８（陽極）と内筒３（陰極）との間の距離を、０．４ｍｍ〜１．６ｍｍとしたので、高電圧を発生するための装置、部品類を大型化することを抑制しつつ、電気粘性流体２にかかる電界を確保することができる。
【００６４】
さらにまた、本実施例によれば絶縁層の厚さｔ（ｍ）は、７５μｍ〜８００μｍとしているので、必要以上に絶縁層の厚さを厚くすることなく、アーク放電を抑制できる共に、電気粘性流体２にかかる電界の低下を抑制することができる。
【００６５】
以上説明した図３Ａの実施例においては、陽極となる電極筒１８の内表面に絶縁層３０（３０Ａ）を形成したが、絶縁層３０は図３Ｂに示すように、内筒３の外周面に絶縁層３０（３０Ｂ）を形成するようにしても良い。絶縁層３０Ｂは、電極筒１８と対向する側の表面に形成している。換言すると、絶縁層３０Ｂは、陰極の陽極と対向する側の表面に設けられている。内筒３に絶縁層３０Ｂを形成した場合であっても、電極筒１８に絶縁層３０Ａを形成したものと同様の構成となり、同様の効果を奏する。加えて、内筒３に絶縁層３０Ｂを形成する場合、筒の外周面に絶縁層３０Ｂを形成することとなるので、絶縁層３０Ｂを形成するための作業性を向上することができる。
【００６６】
本実施例においては、絶縁層３０は内筒３（陰極）あるいは電極筒１８（陽極）の何れかに形成すれば良い。
【実施例２】
【００６７】
次に本発明の第２実施例について図７を用いて説明する。図７は本発明の第２実施例に係る図１のIII部の拡大図である。
【００６８】
図７において、第１実施例と異なるところは、絶縁層３０を内筒３（陰極）及び電極筒１８（陽極）の双方に設けた点にある。
【００６９】
電極筒１８の内周面には絶縁層３０Ａが形成され、内筒３の外周面には絶縁層３０Ｂが形成されている。絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂとは互いに対向するように構成されている。
【００７０】
第２実施例においても、第１実施例と同様、絶縁層３０の厚さｔ（ｍ）は、式（１）を満足するようにする。
ｔ≧２．５×１０-8×Ｖmax・・・（１）
絶縁層３０を形成する場合、絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂのそれぞれが式（１）を満足するように形成する必要はなく、絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂの合計値が式（１）を満足するようにすれば良い。
【００７１】
電極筒１８及び内筒３のそれぞれに絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂを形成する場合、絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂの層の厚さが同一になるように形成しても良い。
あるいは例えば絶縁層３０Ａを１／３、絶縁層３０Ｂを２／３となるように層の厚さが異なるように形成しても良い。
【００７２】
第２実施例では、上述した第１実施例と同様の効果を奏する。加えて第２実施例によれば、電極筒１８及び内筒３のそれぞれに絶縁層３０Ａと絶縁層３０Ｂを形成するようにしているので、電極筒１８あるいは内筒３の何れかにのみ絶縁層３０を形成する場合と比較して絶縁層３０の厚さを薄くでき、絶縁層３０をより安定して形成することができる。
【実施例３】
【００７３】
次に本発明の第３実施例について図８を用いて説明する。図８は本発明の第３実施例に係るダンパ装置の縦断面図である。
【００７４】
車両に搭載されるダンパ装置は、車種によって取り付け形態が変わり、例えば、図８に示すようにダンパ装置のピストンロッド９の軸方向が水平基準線Ｘに対し、垂直な位置から傾斜して設置されることがある。
【００７５】
ピストン６の圧縮行程および伸び行程によってダンパ装置１内に発生する気泡は、電気粘性流体２のオイルよりも比重が軽いため、ダンパ装置１の上部に発生する。図８の場合、位置Ｐは位置Ｑよりも高い位置にあるので、ダンパ装置１内では位置Ｐに気泡が発生する。そこで、本実施例では気泡が発生する位置Ｐの部分（一部）に絶縁層３０を形成するようにしている。絶縁層３０の構成については、第１実施例、第２実施例と同様であり、同様の効果を奏する。
【００７６】
加えて、本実施例によれば、気泡が発生する一部の電極に絶縁層３０を形成するようにしているので、絶縁層３０を電極全体に形成する場合に比較してコストを低減できる。また、絶縁層３０を形成するための作業時間も短縮でき、作業性を向上することができる。
【００７７】
なお、本実施例ではダンパ装置のピストンロッド９の軸方向が水平基準線Ｘに対し、垂直な位置から傾斜して設置した例で説明したが、ダンパ装置のピストンロッド９の軸方向が水平基準線Ｘに対し、垂直な位置にとなるように設置したダンパ装置においても適用することが可能である。その場合であっても、気泡が発生する電極の上部（陽極もしくは陰極の全長半分より上の位置）に絶縁層３０を形成するようにすると良い。
【００７８】
なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。
【００７９】
また、本発明に各実施例においては電極の１つとして電極筒１８を用いたが、電極筒１８に代えて板状の部材で電極を構成しても良い。本発明においては、板状の電極も電極筒１８の技術的思想に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１  ダンパ装置
２  電気粘性流体
３  内筒
４  外筒
５  ボトムキャップ
６  ピストン
９  ピストンロッド
１８  電極筒
１９  電極通路
３０  絶縁層
３０Ａ  絶縁層
３０Ｂ  絶縁層
【図１】
2019168098.tif 000003
【図２】
2019168098.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019168098.tif 000006
【図４】
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【図５】
2019168098.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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