(57)【要約】【課題】  サージ圧の抑制と減衰力発生の良好な応答性を両立させることが可能な緩衝器を提供する。【解決手段】  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とを備える緩衝器Ｄ１において、上記作動液室２と上記気室４とを区画するイオン液体と、上記作動液と上記気体の接触を抑制する接触抑制手段Ａ１とを備える。【選択図】  図１
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【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と、上記作動液と上記気体の接触を抑制する接触抑制手段とを備えること特徴とする緩衝器。
【請求項２】
上記接触抑制手段は、上記作動液室と上記イオン液体の境界部分、または、上記イオン液体と上記気室の境界部分に浮かぶ浮遊体からなることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
上記接触抑制手段は、上記イオン液体中に浸漬した状態に固定される整流板からなり、
当該整流板には、上記イオン液体の移動を許容する一以上の通孔が形成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】
上記浮遊体は、一枚の板状体であることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
【請求項５】
上記浮遊体は、複数の球体からなることを特徴とする請求項２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９に示すような、単筒型緩衝器と称される緩衝器Ｄ５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Ｄ５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Ｄ５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Ｄ５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Ｄ５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と、上記作動液と上記気体の接触を抑制する接触抑制手段と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における接触抑制手段である浮遊体部分を拡大して示した縦断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る緩衝器における接触抑制手段である浮遊体の第一の変形例を示し、当該変更部分を拡大した縦断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る緩衝器における接触抑制手段である浮遊体の第二の変形例を示し、当該変更部分を拡大した縦断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る緩衝器における接触抑制手段を整流板に変更した例を示し、当該変更部分を拡大した縦断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る緩衝器の第一の変更例を原理的に示した図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る緩衝器の第二の変更例を原理的に示した図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る緩衝器の第三の変更例を原理的に示した図である。
【図９】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１〜８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と、上記作動液と上記気体の接触を抑制する浮遊体（接触抑制手段）Ａ１とを備えている。図１中符号５は、上記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、気体が封入されるとともに、作動液と気体の接触を抑制する接触抑制手段としての浮遊体Ａ１が設けられている。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。また、浮遊体Ａ１の比重は、当該イオン液体の比重よりも小さい。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、浮遊体Ａ１は、イオン液体の液面５ａに浮く。また、気体は、イオン液体の液面５ａの上側で、且つ、浮遊体Ａ１の上側に封入される。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】
本実施の形態において、接触抑制手段である浮遊体Ａ１は、図２に示すように、外周がシリンダ１の内周よりも小さく形成される一枚の板状体であり、イオン液体における気室側の液面５ａに浮いている。このため、緩衝器Ｄ１が振られたとしても、上記浮遊体Ａ１でイオン液体の液面５ａの乱れを抑制し、液面５ａを安定化することができ、作動液と気体が接触することを抑制して作動液中に気体が混じることを抑制できる。なお、本実施の形態において、浮遊体Ａ１は、イオン液体と気室４の境界部分に浮いているが、作動液室２とイオン液体の境界部分に浮いているとしてもよい。この場合、緩衝器Ｄ１が振られたとき、作動液の液面が乱れることを上記浮遊体Ａ１で抑制し、作動液中に気体が混じることを抑制できる。
【００１９】
もどって、図１に示すように、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、浮遊体Ａ１とともにイオン液体の層５が図１中下側に移動し、気室４が拡大する。
【００２２】
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、浮遊体Ａ１とともにイオン液体の層５が図１中上側に移動し、気室４が圧縮される。
【００２３】
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。
【００２４】
本実施の形態において、浮遊体Ａ１は、一枚の板状体である。
【００２５】
上記構成によれば、浮遊体Ａ１の構成が簡易である。しかし、浮遊体Ａ１の構成は、上記の限りではなく、適否変更することが可能である。例えば、図３に示すように、浮遊体Ａ２が複数の球体Ａ２ａからなるとしてもよく、図４に示すように、浮遊体Ａ３が一または複数の通孔Ａ３ａを有する一枚の板状体からなるとしてもよい。
【００２６】
また、本実施の形態において、接触抑制手段は、イオン液体と気室４の境界部分に浮かぶ浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３からなる。
【００２７】
上記構成によれば、浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３をイオン液体の層５とともに移動させることができるので、接触抑制手段が作動液室２内や気室４内に完全に移動して、作動液と気体の接触を抑制する接触抑制手段による効果が損なわれることを容易、且つ、確実に防ぐことができる。しかし、浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３を設ける位置は、上記の限りではなく、作動液室２とイオン液体の境界部分に浮かべるとしてもよい。また、接触抑制手段は、浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３以外であってもよく、作動液と気体の接触を抑制することが可能な限りにおいて、適宜構成を変更することが可能である。例えば、図５に示すように、接触抑制手段が、イオン液体中に浸漬した状態にシリンダ１に固定される整流板Ａ４からなるとしてもよい。整流板Ａ４には、イオン液体の移動を許容する一以上の通孔Ａ４ａが形成されており、イオン液体が通孔Ａ４ａを通って整流板Ａ４の上下に移動できる。このように、緩衝器Ｄ１が整流板Ａ４からなる接触抑制手段を備える場合、この整流板Ａ４の通孔Ａ４ａをイオン液体が通過する際の抵抗に起因する減衰力を緩衝器Ｄ１が発生するようにしてもよい。
【００２８】
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と、上記作動液と上記気体の接触を抑制する接触抑制手段（浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３、整流板Ａ４）とを備えている。
【００２９】
上記構成によれば、緩衝器Ｄ１の伸縮に伴いイオン液体がシリンダ１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、作動液室２と気室４を区画できるとともに、その液面５ａの乱れが接触抑制手段で抑制されているので、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。
【００３０】
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。
【００３１】
例えば、緩衝器Ｄ１の構成は、上記の限りではなく適宜変更することが可能である。一実施の形態と同様に、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、図６に示すように、緩衝器Ｄ２が正立型に設定されるとしてもよい。図６に示す緩衝器Ｄ２では、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、この通路１２を通って作動液がシリンダ１とタンク８との間を移動できるようになっている。そして、タンク８に貯留される作動液の液面の上側に、イオン液体が貯留されてイオン液体の層５が形成されるとともに、このイオン液体の液面５ａの上側に気体が封入されて気室４が形成されている。図６には、一枚の板状体からなる浮遊体Ａ１をイオン液体５の液面５ａに浮かせた状態を示しているが、この浮遊体Ａ１を図３，４に示す浮遊体Ａ２，Ａ３や、図５に示す整流板Ａ４に変更するとしてもよく、浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３を作動液とイオン液体の境界部分に浮かせるとしてもよい。
【００３２】
また、イオン液体として、作動液の比重よりも大きいものを利用するとしてもよく、このようなイオン液体を利用した緩衝器の例を図７、８に示す。図７に示す緩衝器Ｄ３は、正立型に設定されており、シリンダ１内に気室４が形成されるとともに、この気室４の上下にイオン液体が貯留されている。気室４と、この気室４の上側に貯留されるイオン液体は、シリンダ１に固定される隔壁体９で区画されており、気室４と、この気室４の下側に貯留されるイオン液体は、当該イオン液体の液面５ａを介して接している。また、イオン液体は、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９０を通って、気室４の上側と下側とを移動できる。図７には、連通路９０を避けるために環状に形成された一枚の板状体からなる浮遊体Ａ１をイオン液体５の液面５ａに浮かせた状態を示しているが、この浮遊体Ａ１を図３，４に示す浮遊体Ａ２，Ａ３や、図５に示す整流板Ａ４に変更するとしてもよく、浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３を作動液とイオン液体の境界部分に浮かせるとしてもよい。
【００３３】
他方、図８に示す緩衝器Ｄ４も、正立型に設定されており、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、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なっている。そして、タンク８に貯留されるイオン液体の液面５ａの上側に気体が封入されて気室４が形成されている。図８には、一枚の板状体からなる浮遊体Ａ１をイオン液体の液面５ａに浮かせた状態を示しているが、この浮遊体Ａ１を図３，４に示す浮遊体Ａ２，Ａ３や、図５に示す整流板Ａ４に変更するとしてもよく、浮遊体Ａ１，Ａ２，Ａ３を作動液とイオン液体の境界部分に浮かせるとしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ１，Ａ２，Ａ３  浮遊体（接触抑制手段）
Ａ２ａ  球体
Ａ４  整流板（接触抑制手段）
Ａ４ａ  通孔
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４  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
【図１】
2015064095.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015064095.tif 000009
【図８】
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【図９】
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