(57)【要約】【課題】各電極の接触による弊害を防止しつつ、装置自体を大型化せずに高減衰力を得られる減衰装置およびその電極構造を提供することである。【解決手段】固定部材に対し可動部材が移動することにより一対の電極間に電気粘性流体を通過させ可動部材の移動を抑制する減衰作用を発現する減衰装置の電極構造において、一方または両方の電極１、２の互いに対向する面の一部または全部に凹凸を設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
2004169736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材に対し可動部材が移動することにより一対の電極間に電気粘性流体を通過させ可動部材の移動を抑制する減衰作用を発現する減衰装置の電極構造において、一方または両方の電極の互いに対向する面の一部または全部に凹凸を設けたことを特徴とする減衰装置の電極構造。
【請求項２】
上記凹凸が角型の凹凸である請求項１に記載の減衰装置の電極構造。
【請求項３】
上記凹凸が波形である請求項１に記載の減衰装置の電極構造。
【請求項４】
上記凹凸が鋸歯状である請求項１に記載の減衰装置の電極構造。
【請求項５】
上記凹凸が斜め方向に連続して形成されている請求項１から４のいずれかに記載の減衰装置の電極構造。
【請求項６】
シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、ピストンロッドにピストンを備え、ピストンの外周に一方の電極を形成し、シリンダを他方の電極として、ピストンとシリンダの間に電気粘性流体を通過させピストンの移動を抑制する減衰作用を発現する片ロッド型あるいは両ロッド型の減衰装置において、ピストンに形成した一方の電極またはシリンダの一方または両方の互いに対向する面の一部または全部に凹凸を設けたことを特徴とする減衰装置の電極構造。
【請求項７】
上記凹凸が角型の凹凸である請求項６に記載の減衰装置の電極構造。
【請求項８】
上記凹凸が波形である請求項６に記載の減衰装置の電極構造。
【請求項９】
上記凹凸が鋸歯状である請求項６に記載の減衰装置の電極構造。
【請求項１０】
上記凹凸が斜め方向に連続して形成されている請求項６から９のいずれかに記載の減衰装置の電極構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に電気粘性流体を通過させ減衰作用を発現する減衰装置および減衰装置の電極構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電気粘性流体を利用した減衰装置（たとえば、特許文献１参照）は、図３に示すように、シリンダ３２にピストンロッド３３を挿入し、ピストンロッド３３の両端側をブッシュ３７、３８で軸支するとともに、その中間部に電線４０を介して電圧が印加される電極たるピストン３１を備えて構成され、一対の電極間（この場合、ピストン３１とシリンダ３２）に電気粘性流体を通過させるとともに、各電極に電圧を印加し、電気粘性流体の粘度を増大させて、電気粘性流体が各電極間の隙間を通過するときの流れ抵抗を増大させることにより減衰作用を発現するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２８７４号公報（第３頁右欄第３７行目から第５頁右欄第２５行目、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、この種電気粘性流体を利用した減衰装置においては、印加電圧を一定とした場合、各電極間の隙間が狭ければ狭いほど高減衰力を発揮し、電極同士が対向している部分の面積が大きければ大きいほど高減衰力を発揮する。
【０００５】
したがって、印加電圧を一定として高減衰力を得ようとした場合には、上記隙間をできるだけ狭くし、電極の面積を大きくする方が良いが、特にピストンとシリンダを電極とすると、軸ぶれ等によりピストンとシリンダが接触してしまう恐れがあり、この接触により電極間で通電してしまい電気粘性流体に電圧を印加できないので減衰力を発生できず、通常ピストンのみに電圧を印加してあるので、接触するとシリンダに電流が流れてしまい場合によっては整備員等が感電してしまったり、減衰装置に制御装置が設けられている場合にはシリンダを介して当該制御装置には過電流が流れて損傷してしまったりする恐れもある。また、接触せずとも軸ぶれ等により隙間が狭くなり、電気粘性流体内に混入した気泡が分離出現した場合には放電の恐れもあり、放電により火花が発生しピストンとシリンダが固着してしまう恐れもある。
【０００６】
また、各電極を大きくする場合には、従来の減衰装置では必然的に装置自体の大型化が避けられず、車両等の減衰装置が適用される場所によってはスペースに制約があるので、この減衰装置の搭載性や適用性が劣化することが避けられない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、各電極の接触による弊害を防止しつつ、装置自体を大型化せずに高減衰力を得られる減衰装置およびその電極構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段における減衰装置の電極構造は、一対の電極間に電気粘性流体を通過させ減衰作用を発現する減衰装置の電極構造において、一方または両方の電極の互いに対向する面の一部または全部に凹凸を設けたことを特徴とする。
【０００９】
電気粘性流体は、各電極で形成される隙間を通過する時に電圧が印加されると、粘度が増加する、すなわち、電気粘性流体の粒子が誘電分極し、粒子間の結合力が増加するとともに各電極間に上記粒子が鎖構造を形成することにより、流れ抵抗が増加して、減衰力を発生するが、本発明では、電極に凹凸を設けたので、この凹凸が凹部に入り込んだ電気粘性流体の鎖構造をせん断することとなるので、印加電圧が一定で各電極の対向する面の投影面積が一定なら、電圧各電極の対向する面が平らものに比較して、流れ抵抗が大きくなる。すなわち、得られる減衰力も高くなる。したがって、その分電極の面積を大きくしなくても高減衰力が得られるので、この電極構造を採用した減衰装置にあっては、減衰装置を大型化することなしに高減衰力を得られることに加え、大型化を回避可能であるので、搭載性や適用性を劣化させない。
【００１０】
さらに、凹凸を設けるだけで、従来に比較して高減衰力を得られるので、各電極で形成する隙間を狭くする必要がなくなるので、放電現象や電極同士の接触に起因する種々の弊害を防止することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の第２の課題解決手段における減衰装置の電極構造は、第１の課題解決手段において上記凹凸を角型の凹凸とし、第３の課題解決手段に置ける減衰装置の電極構造は、第１の課題解決手段において上記凹凸を波形とし、第４の課題解決手段に置ける減衰装置の電極構造は、第１の課題解決手段において上記凹凸を鋸歯状とした。
【００１２】
凹凸を上記形状としても、第１の課題解決手段と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００１３】
さらに、本発明の第５の課題解決手段における減衰装置の電極構造は、第１、第２、第３または第４の課題解決手段において、上記凹凸を斜め方向に連続して形成したものである。
【００１４】
このばあいには、斜め方向に凹凸を連続して形成したので電気粘性流体は、この凹凸に沿って各電極間を通過することとなる。すなわち、各電極で形成する隙間を斜めに通過するので、従来の平らな電極に比較して、電圧が印加された各電極間を通過するのに長い距離を移動させることができるとともに、その凹凸が電気粘性流体の流れに対し抵抗となるので、高減衰力が得られることとなる。
【００１５】
そして、本発明の第６の課題解決手段における減衰装置は、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、ピストンロッドにピストンを備え、ピストンの外周に一方の電極を形成し、シリンダを他方の電極として、ピストンとシリンダの間に電気粘性流体を通過させ減衰作用を発現する片ロッド型あるいは両ロッド型の減衰装置において、ピストンに形成した一方の電極またはシリンダの一方または両方の互いに対向する面の一部または全部に凹凸を設けたことを特徴とする。
【００１６】
この減衰装置にあっては、ピストンに形成した一方の電極とシリンダの互いに対向する面の一方または両方に凹凸を設けたので、この凹凸が凹部に入り込んだ電気粘性流体の鎖構造をせん断することとなるので、印加電圧が一定で各電極の対向する面の投影面積が一定なら、電圧各電極の対向する面が平らものに比較して、流れ抵抗が大きくなる。すなわち、得られる減衰力も高くなる。したがって、その分電極の面積を大きくしなくても高減衰力が得られるので、減衰装置を大型化することなしに高減衰力を得られることに加え、大型化を回避可能であるので、搭載性や適用性を劣化させない。
【００１７】
さらに、凹凸を設けるだけで、従来に比較して高減衰力を得られるので、各電極で形成する隙間を狭くする必要がなくなるので、放電現象や電極同士の接触に起因する種々の弊害を防止することが可能となる。
【００１８】
また、従来では横力の作用等によりシリンダに対しピストンが傾き、シリンダに対しピストンが偏心した状態になった場合、シリンダとピストンとの隙間が狭くなる部分と、広くなる部分が生じ、そのような状況下で電気粘性流体が上記隙間を通過すると、電気粘性流体は広い隙間で流量が多く、偏心圧力が高まり、狭い隙間の方は逆に流量が少なく偏心圧力が低くなる。この現象が偏心を助長させ、場合によってはピストンとシリンダが接触してしまう事態を招来する。
【００１９】
しかしながら、上述のようにシリンダに対しピストンが偏心した状態下にあっても、本発明では凹凸を設けているので、隙間の狭い凹部の電気粘性流体がこの凹部で圧縮されて、偏心圧力を上昇させることによって、狭い隙間部分の偏心圧力と広い隙間部分の偏心圧力とに差を生じることを抑制するので、偏心を助長することが防止される。
【００２０】
したがって、各電極の接触防止が可能であるので、電気粘性流体に電圧を負荷できなくなり減衰作用を呈することができなくなるという事態を回避することが可能である。
【００２１】
そして、また、本発明の第７の課題解決手段における減衰装置の電極構造は、第６の課題解決手段において上記凹凸を角型の凹凸とし、第８の課題解決手段に置ける減衰装置の電極構造は、第６の課題解決手段において上記凹凸を波形とし、第９の課題解決手段に置ける減衰装置の電極構造は、第６の課題解決手段において上記凹凸を鋸歯状とした。
【００２２】
凹凸を上記形状としても、第６の課題解決手段と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００２３】
さらに、本発明の第１０の課題解決手段における減衰装置の電極構造は、第６、第７、第８または第９の課題解決手段において、上記凹凸を斜め方向に連続して形成したものである。
【００２４】
このばあいには、斜め方向に凹凸を連続して形成したので電気粘性流体は、この凹凸に沿って各電極間を通過することとなる。すなわち、各電極で形成する隙間を斜めに通過するので、従来の平らな電極に比較して、電圧が印加された各電極間を通過するのに長い距離を移動させることができるとともに、その凹凸が電気粘性流体の流れに対し抵抗となるので、高減衰力が得られることとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における減衰装置の基本形態は、図１に示すように、シリンダ２と、シリンダ２内に移動自在に挿入されたピストンロッド３と、ピストンロッド３にピストンＰを備え、ピストンＰの外周に一方の電極たる電極１を形成し、シリンダ２を他方の電極として、電極１とシリンダ２の間に電気粘性流体を通過させ減衰作用を発現する両ロッド型の減衰装置として構成されている。
【００２６】
以下、詳細に説明すると、シリンダ２は筒状であって、その内周面に環状溝２ａを複数設けて角型の凹凸が形成され、その側方にリザーバ１３が接続されている。また、その上下端にはピストンロッド３を支持するブッシュ７、８が設けられるとともに、各ブッシュ７、８よりシリンダ２内側にシールＳを設けてシリンダ２内に電気粘性流体を液蜜状態下に充填できるようにしてある。なお、ブッシュ７、８よりシリンダ２内側にシールＳを設けているのは、電気粘性流体が特に誘電性の微粒子を油中に分散させたものである場合には、ブッシュをシールよりシリンダ内側に配在させると、ブッシュとブッシュに摺接するピストンロッドとの間に微粒子が入り込み、ブッシュやピストンロッドが摩耗してしまうからである。
【００２７】
また、リザーバ１３内にはフリーピストン９が摺動自在に挿入されており、このフリーピストン９がリザーバ１３内に気体室を画成している。さらにリザーバ１３とシリンダ２とが接続されている部位の近傍には弁（付示せず）がフリーピストン９の脈動防止のために設けられている。なお、リザーバ１３は電気粘性流体の温度変化による膨張や収縮を補償している。
【００２８】
そして、ピストンロッド３は、上述のようにその上下をシリンダ３の上下端に配在のブッシュ７、８で支持されて、シリンダ２に対し摺動自在に挿入され、その中央部にはピストンＰが設けられ、その内部にはピストンロッド３の先端側からピストンＰが設けられた部位に延びる電線１０が配在されている。なお、詳しくは図示しないが、ピストンロッド３と電線１０は絶縁されている。
【００２９】
ピストンＰは、接触防止手段たる絶縁部材４と一方の電極たる電極１と絶縁部材４をピストンロッド３に固定するための係止部材５、６とで構成され、電極１は、接触防止手段たる絶縁部材４に固着されており、ピストンロッド３に設けた上下の係止部材６、５で絶縁部材４を挟持することにより、ピストンロッド３に固定されている。また、電極１は、絶縁部材４に設けた孔を介してピストンロッド３内部に配在の上記電線１０と接続されており、この電線１０を介して減衰装置の外部から電極１に電圧を印加することが可能である。
【００３０】
また、電極１は、導電性材料で形成され概ね筒形状であり、その外周には環状溝１ａが複数設けられて、角型の凹凸が形成され、その内周に突起を設けて絶縁部材４に嵌着している。したがって、ピストンロッド３と電極１は、絶縁部材４によって絶縁されている。さらに、電極１の外周とシリンダ２との間に所定の隙間を設けている。
【００３１】
なお、図示したところではピストンＰ外周に形成した電極１の外周面には環状溝１ａを設けて、角型の凹凸になるように形成されているが、本発明の意図するところは、この凹凸が凹部に入り込んだ電気粘性流体の鎖構造をせん断することとであるので、凹凸は上記した角型以外にも、波型や鋸歯状のものとしても良い。また、本実施の形態においては、電極１をピストンロッド３から絶縁する目的で絶縁部材４を介して電極１をピストンロッド３に取付けているが、ピストンＰ全体を電極としても良く、この場合にはピストンロッド自体を絶縁材料としても良いし、他の方法でピストンロッドと電極とを絶縁しても良い。
【００３２】
つづいて、その動作について説明すると、ピストンロッド３がシリンダ２内に対し図中上下方向に移動すると、シリンダ２内の電気粘性流体が一方の電極たる電極１とシリンダ２との隙間を上方もしくは下方に移動することとなるが、このとき電極１に電圧を印加すると、電極１とシリンダ２との間に電圧差が生じ、電気粘性流体の粘度が上昇し、上記隙間を電気粘性流体が通過するときの流れの抵抗が減衰作用を発現することとなる。なお、電極１はシリンダ２に対し絶縁されているので、シリンダ２には電流が流れない。
【００３３】
ここで、この減衰力発生のメカニズムを詳述すると、電気粘性流体は、各電極で形成される隙間を通過する時に電圧が印加されると、粘度が増加する、すなわち、電気粘性流体の粒子が誘電分極し、粒子間の結合力が増加するとともに各電極間に上記粒子が鎖構造を形成することにより、流れ抵抗が増加して、減衰力を発生することとなる。
【００３４】
そして、本実施の形態においては、電極１およびシリンダ２に凹凸を設けたので、この凹凸が凹部に入り込んだ電気粘性流体の鎖構造をせん断することとなるので、この電気粘性流体をせん断時の力が抵抗となり、電圧各電極の対向する面が平らものに比較して、流れ抵抗が大きくなる。すなわち、得られる減衰力も高くなる。したがって、その分電極の面積を大きくしなくても高減衰力が得られるので、この電極構造を採用した減衰装置にあっては、減衰装置を大型化することなしに高減衰力を得られることに加え、大型化を回避可能であるので、搭載性や適用性を劣化させない。
【００３５】
さらに、凹凸を設けるだけで、従来に比較して高減衰力を得られるので、各電極で形成する隙間を狭くする必要がなくなるので、放電現象や電極同士の接触に起因する種々の弊害を防止することが可能となる。
【００３６】
また、図示したところでは、シリンダ２の内周面全体に亘り凹凸を設けているが、上下端部に凹凸を設けて中間部に凹凸を設けなければ、電極１がいわゆる中立位置にあるときには、比較的低減衰力が得られ、ストロークエンド近傍では高減衰力を発生させ衝撃を吸収することができる。
【００３７】
さらに、所望する減衰力の大きさによって、適宜凹凸の数を増減させても良く、電極の一方のみ、この場合は電極１のみまたはシリンダ２のみに凹凸を形成しても良い。
【００３８】
また、さらに、上記したところでは電極１およびシリンダ２に環状溝１ａ、２ａを同心状に設けることにより凹凸を形成したが、図２に示すように、この凹凸を電気粘性流体の移動方向に対し斜めに向けて、すなわち、凹部と凸部が螺旋状になるように形成しても良い。
【００３９】
この場合には、凹部と凸部が螺旋状となっているので、電気粘性流体がこの凹凸に沿って、移動することとなるので、電極１とシリンダ２との間の隙間を斜めに移動することとなる。すると、従来の平らな電極に比較して、電圧が印加された各電極間を通過するのに長い距離を移動させることができるとともに、その凹凸が電気粘性流体の流れに対し抵抗となるので、高減衰力が得られることとなる。
【００４０】
また、従来では横力の作用等によりシリンダに対しピストンが傾き、シリンダに対しピストンが偏心した状態になった場合、シリンダとピストンとの隙間が狭くなる部分と、広くなる部分が生じ、そのような状況下で電気粘性流体が上記隙間を通過すると、電気粘性流体は広い隙間で流量が多く、偏心圧力が高まり、狭い隙間の方は逆に流量が少なく偏心圧力が低くなる。この現象が偏心を助長させ、場合によってはピストン外周に形成した電極とシリンダが接触してしまう事態を招来するが、上述のようにシリンダに対しピストンが偏心した状態下にあっても、本発明では凹凸を設けているので、隙間の狭い凹部の電気粘性流体がこの凹部で圧縮されて偏心圧力を上昇させるとともに、螺旋状に凹部があるときは、螺旋状の凹部を電気粘性流体が通過して偏心圧力の低下を阻止することによって、狭い隙間部分の偏心圧力と広い隙間部分の偏心圧力とに差を生じることを抑制するので、偏心を助長することが防止される。
【００４１】
したがって、各電極の接触防止が可能であるので、電気粘性流体に電圧を負荷できなくなり減衰作用を呈することができなくなるという事態を回避することが可能である。
【００４２】
すると、放電による各電極同士が固着してしまうことも防止されるので、この減衰装置にあっては、その損傷が防止され、また、上記固着に起因する減衰作用不全も防止されることとなる。
【００４３】
さらに、上記接触や固着が防止されるので、シリンダに電流が流れることによる、整備員等が感電したり、制御機器やその他の周辺機器に過電流が流れ、それら機器を損傷したりすることが防止される。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、この発明がいわゆる両ロッド型の減衰装置に具現化された場合について説明したが、片ロッド型の減衰装置に具現化されても上記した作用効果を発揮可能なことは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
上述のように、請求項１から５の発明によれば、電極に凹凸を設けたので、この凹凸が凹部に入り込んだ電気粘性流体の鎖構造をせん断することとなるので、印加電圧が一定で各電極の対向する面の投影面積が一定なら、電圧各電極の対向する面が平らものに比較して、流れ抵抗が大きくなる。すなわち、得られる減衰力も高くなる。したがって、その分電極の面積を大きくしなくても高減衰力が得られるので、この電極構造を採用した減衰装置にあっては、減衰装置を大型化することなしに高減衰力を得られることに加え、大型化を回避可能であるので、搭載性や適用性を劣化させない。
【００４６】
さらに、凹凸を設けるだけで、従来に比較して高減衰力を得られるので、各電極で形成する隙間を狭くする必要がなくなるので、放電現象や電極同士の接触に起因する種々の弊害を防止することが可能となる。
【００４７】
また、請求項５の発明によれば、電極に斜め方向に凹凸を連続して形成したので電気粘性流体は、この凹凸に沿って各電極間を通過する。すなわち、各電極で形成する隙間を斜めに通過するので、従来の平らな電極に比較して、電圧が印加された各電極間を通過するのに長い距離を移動させることができるとともに、その凹凸が電気粘性流体の流れに対し抵抗となるので、高減衰力が得られることとなる。
【００４８】
さらに、請求項６から１０の発明によれば、ピストンに形成した一方の電極とシリンダの互いに対向する面の一方または両方に凹凸を設けたので、この凹凸が凹部に入り込んだ電気粘性流体の鎖構造をせん断することとなるので、印加電圧が一定で各電極の対向する面の投影面積が一定なら、電圧各電極の対向する面が平らものに比較して、流れ抵抗が大きくなる。すなわち、得られる減衰力も高くなる。したがって、その分電極の面積を大きくしなくても高減衰力が得られるので、減衰装置を大型化することなしに高減衰力を得られることに加え、大型化を回避可能であるので、搭載性や適用性を劣化させない。
【００４９】
さらに、凹凸を設けるだけで、従来に比較して高減衰力を得られるので、各電極で形成する隙間を狭くする必要がなくなるので、放電現象や電極同士の接触に起因する種々の弊害を防止することが可能となる。
【００５０】
また、従来では横力の作用等によりシリンダに対しピストンが傾き、シリンダに対しピストンが偏心した状態になった場合、シリンダとピストンとの隙間が狭くなる部分と、広くなる部分が生じ、そのような状況下で電気粘性流体が上記隙間を通過すると、電気粘性流体は広い隙間で流量が多くなり偏心圧力が高まるが、狭い隙間の方は逆に流量が少なく偏心圧力が低くなり、この現象が偏心を助長させ、場合によってはピストンとシリンダが接触してしまう事態を招来する。
【００５１】
しかしながら、上述のようにシリンダに対しピストンが偏心した状態下にあっても、本発明では凹凸を設けているので、隙間の狭い凹部では電気粘性流体がこの凹部で圧縮されて偏心圧力を上昇させるとともに、螺旋状に凹部がある場合は、螺旋状の凹部を電気粘性流体が通過して、偏心圧力の低下を阻止することによって、狭い隙間部分の偏心圧力と広い隙間部分の偏心圧力とに差を生じることを抑制するので、偏心を助長することが防止される。
【００５２】
したがって、各電極の接触防止が可能であるので、電気粘性流体に電圧を負荷できなくなり減衰作用を呈することができなくなるという事態を回避することが可能である。
そして、また、請求項１０の発明によれば、電極に斜め方向に凹凸を連続して形成したので、電気粘性流体はこの凹凸に沿って各電極間を通過することとなるので、すなわち、各電極で形成する隙間を斜めに通過するので、従来の平らな電極に比較して、電圧が印加された各電極間を通過するのに長い距離を移動させることができるとともに、その凹凸が電気粘性流体の流れに対し抵抗となるので、高減衰力が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における減衰装置の縦断面図である。
【図２】螺旋状の凹凸を形成した電極の斜視図である。
【図３】従来の減衰装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１  一方の電極たる電極
１ａ、２ａ  環状溝
２  他方の電極たるシリンダ
３  ピストンロッド
４  絶縁部材
５、６  係止部材
７、８  ブッシュ
１０  電線
Ｐ  ピストン
Ｓ  シール
【図１】
2004169736.tif 000003
【図２】
2004169736.tif 000004
【図３】
2004169736.tif 000005