JP2020002980A - Cylinder device - Google Patents
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Abstract
【課題】電圧を付与する付与部の周囲に電気粘性流体中の粒子が堆積するのを抑制できるシリンダ装置を提供する。【解決手段】緩衝器1は、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体20が封入される内筒2と、内筒2の外側に設けられる外筒3と、内筒2と外筒3との間に設けられる電極であって、電気粘性流体20が流動する通路18を内筒2との間に形成する中間筒17とを有している。外筒3から中間筒17に亘って配置されバッテリ21からの電圧を中間筒17に付与する接点部材22Cおよびピン22Dの外周には、固有抵抗値が電気粘性流体20よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体20よりも小さい材質によって形成された被覆部材22Fが設けられている。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder device capable of suppressing the accumulation of particles in an electrorheological fluid around an application portion to which a voltage is applied. A shock absorber 1 includes an inner cylinder 2 in which an electrorheological fluid 20 whose properties change with an electric field is enclosed, an outer cylinder 3 provided on the outside of the inner cylinder 2, and an inner cylinder 2 and an outer cylinder 3. It is an electrode provided between the two, and has an intermediate cylinder 17 that forms a passage 18 through which the electrorheological fluid 20 flows between the inner cylinder 2 and the inner cylinder 2. The intrinsic resistance value is larger than that of the electrorheological fluid 20 and the dielectric constant is larger than that of the electrorheological fluid 20 on the outer periphery of the contact member 22C and the pin 22D which are arranged from the outer cylinder 3 to the intermediate cylinder 17 and apply the voltage from the battery 21 to the intermediate cylinder 17. Is provided with a covering member 22F made of a material smaller than the electrorheological fluid 20. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、例えば自動車、鉄道車両等の振動を緩衝するのに好適に用いられるシリンダ装置に関する。 The present invention relates to a cylinder device that is suitably used for, for example, buffering vibration of an automobile, a railway vehicle, and the like.
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シリンダ装置が設けられている。この種のシリンダ装置には、シリンダ内に電気粘性流体を封入した状態で、高電圧による電界を付与することにより発生減衰力を可変に制御する構成としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Generally, a vehicle such as an automobile is provided with a cylinder device typified by a hydraulic shock absorber between a vehicle body (above the spring) and each wheel (below the spring). As this type of cylinder device, there is known a device in which an electro-rheological fluid is sealed in a cylinder and a generated damping force is variably controlled by applying an electric field by high voltage (for example, see Patent Reference 1).
ところで、特許文献1では、シリンダ装置(緩衝器)のリザーバ室内で高電圧を付与する付与部(高電圧ピン)を中間筒となる電極に当接させている。この場合、付与部の周囲は、電界が強いので付与部とグランドである外筒(ベースシェル)との間に電気粘性流体中の粒子が堆積して、トラッキング放電が発生する虞がある。 By the way, in Patent Literature 1, an application portion (high voltage pin) for applying a high voltage in a reservoir chamber of a cylinder device (buffer) is brought into contact with an electrode serving as an intermediate cylinder. In this case, since the electric field is strong around the application portion, particles in the electrorheological fluid may accumulate between the application portion and the outer cylinder (base shell) serving as ground, and a tracking discharge may occur.
本発明の目的は、電圧を付与する付与部の周囲に電気粘性流体中の粒子が堆積するのを抑制するシリンダ装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a cylinder device that suppresses particles in an electrorheological fluid from accumulating around a voltage application unit.
上述した課題を解決するために、本発明のシリンダ装置は、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体が封入される内筒と、該内筒内を2室に画成して摺動するピストンと、一端側が前記内筒の外部に突出し、他端側が前記ピストンと連結するロッドと、該内筒の外側に設けられる外筒と、前記内筒と前記外筒との間に設けられる電極であって、前記電気粘性流体が流動する通路を前記内筒との間に形成する中間筒と、該中間筒と前記外筒との間に形成され、前記電気粘性流体および作動気体が封入されるリザーバ室と、前記内筒と前記外筒との一端を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、前記外筒から前記中間筒に亘って配置され、電圧供給部からの電圧を前記中間筒に付与する付与部と、を有するシリンダ装置であって、前記付与部の外周には、固有抵抗値が前記電気粘性流体よりも大きく、かつ誘電率が前記電気粘性流体よりも小さい材質によって形成された被覆部材が設けられている。 In order to solve the above-described problem, a cylinder device of the present invention defines an inner cylinder in which an electrorheological fluid whose properties change due to an electric field is sealed, and slides the inner cylinder into two chambers. A piston, one end of which protrudes outside the inner cylinder, the other end of which is connected to the piston, an outer cylinder provided outside the inner cylinder, and an electrode provided between the inner cylinder and the outer cylinder An intermediate cylinder that forms a passage through which the electrorheological fluid flows between the inner cylinder and the intermediate cylinder and the outer cylinder, wherein the electrorheological fluid and working gas are sealed. A reservoir guide, a rod guide provided to close one end of the inner cylinder and the outer cylinder, and supporting a rod; and a rod guide arranged from the outer cylinder to the intermediate cylinder, and provided from a voltage supply unit. An application part for applying a voltage to the intermediate cylinder. An apparatus, on the outer circumference of the applying portion, the coating member is provided greater than the resistivity of the electro-rheological fluid, and the dielectric constant is formed by a small material than the electrorheological fluid.
本発明によれば、電圧を付与する付与部と外筒との間に電気粘性流体中の粒子が堆積するのを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the particle in an electrorheological fluid accumulates between an application part and an outer cylinder which apply a voltage.
以下、本発明の実施形態によるシリンダ装置を、4輪自動車等の車両に設けられる緩衝器に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って説明する。 Hereinafter, an example in which the cylinder device according to the embodiment of the present invention is applied to a shock absorber provided in a vehicle such as a four-wheel vehicle will be described with reference to the accompanying drawings.
図1において、シリンダ装置としての緩衝器1は、内部に封入する電気粘性流体20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。緩衝器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、緩衝器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」側として記載するものとする。
In FIG. 1, a shock absorber 1 as a cylinder device is configured as a damping force-adjustable hydraulic shock absorber (semi-active damper) using an
緩衝器1は、内筒2、外筒3、ピストン5、ピストンロッド8、中間筒17等を含んで構成されている。内筒2は、軸方向に延びる円筒状の筒体として形成され、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体20が内部に封入されている。内筒2の内部には、後述のピストンロッド8が挿入され、内筒2の径方向外側には、外筒3が同軸となるように設けられている。
The shock absorber 1 includes an
外筒3は、緩衝器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3は、内筒2の外側に設けられ、その下端側がボトムキャップ4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4は、後述するボトムバルブ12のバルブボディ13と共にベース部材を構成している。外筒3の上端側は、開口端となり、この開口端側には、かしめ部3Aが径方向内側に屈曲して形成されている。かしめ部3Aは、シール部材11の環状板体11Aの外周側を抜け止め状態で保持している。さらに、外筒3には、後述する電界付与体22が取付けられる取付孔3Bが径方向の横孔(貫通孔)として形成されている。
The
一方、内筒2は、外筒3内に該外筒3と同軸に設けられている。内筒2は、下端側がボトムバルブ12のバルブボディ13に嵌合して取付けられ、上端側はロッドガイド9に嵌合して取付けられている。内筒2には、後述の通路18に常時連通する油穴2Aが、径方向の横孔として周方向に離間して複数(例えば、4〜8個)形成されている。内筒2内のロッド側油室Bは、油穴2Aによって通路18と連通している。
On the other hand, the
内筒2は、外筒3と共にシリンダを構成し、このシリンダ内には、液体からなる電気粘性流体20(ERF:Electro Rheological Fluid)が封入(充填)されている。なお、各図では、封入されている電気粘性流体20を無色透明としている。
The
電気粘性流体20は、外部刺激により流体の性状が変化する機能性流体の一種であり、電圧の増減(電界の強弱)により粘性(性状)が変化する流体である。即ち、電気粘性流体20は、印加される電圧(電界強度)に応じて流動抵抗(減衰力)が変化するものである。電気粘性流体20は、例えばシリコ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(ウレタン粒子)とにより構成されている。緩衝器1は、後述の通路18内に電位差を発生させ、該通路18を通過する電気粘性流体20の粘度を可変に制御することで、発生減衰力を制御(調整)する構成となっている。
The
内筒2(後述の中間筒17)と外筒3との間には、環状のリザーバ室Aが形成されている。このリザーバ室A内には、液体の電気粘性流体20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8の縮小時(縮み行程)に、当該ピストンロッド8の進入体積分を補償すべく圧縮される。
An annular reservoir chamber A is formed between the inner cylinder 2 (an
ピストン5は、内筒2内に摺動可能に挿嵌されている。ピストン5は、内筒2内をロッド側油室Bとボトム側油室Cとの2室に画成している。ピストン5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5A,5Bがそれぞれ複数個、周方向に離間して形成されている。ここで、実施形態による緩衝器1は、ユニフロー構造となっている。このため、内筒2内の電気粘性流体20は、ピストンロッド8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2の油穴2A)から通路18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。
The
このようなユニフロー構造を実現するため、ピストン5の上端面には、ピストンロッド8の縮小行程(縮み行程)でピストン5が内筒2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6が設けられている。縮み側逆止弁6は、ボトム側油室C内の液体(電気粘性流体20)がロッド側油室Bに向けて各油路5A内を流通するのを許し、これとは逆向きに液体が流れるのを阻止する。
In order to realize such a uniflow structure, the valve is opened at the upper end surface of the
ピストン5の下端面には、伸長側のディスクバルブ7が設けられている。伸長側のディスクバルブ7は、ピストンロッド8の伸長行程(伸び行程)でピストン5が内筒2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5Bを介してボトム側油室C側にリリーフする。
An extension-side disc valve 7 is provided on the lower end surface of the
ロッドとしてのピストンロッド8は、内筒2内を軸方向(内筒2および外筒3の中心軸線と同方向であり、図1の上,下方向)に延びている。即ち、ピストンロッド8は、上端側(一端側)がシリンダとなる内筒2および外筒3の外部に突出し、下端側(他端側)が内筒2内でピストン5に連結(固定)されている。この場合、ピストンロッド8の下端側には、ナット8A等を用いてピストン5が固定(固着)されている。一方、ピストンロッド8の上端側は、ロッドガイド9を介して外部に突出している。なお、ピストンロッド8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4)側から外向きに突出させた両ロッドとしてもよい。
The piston rod 8 as a rod extends in the
内筒2と外筒3との上端側(一端側)には、これら内筒2と外筒3の上端側を閉塞するように段付円筒状のロッドガイド9が嵌合して設けられている。ロッドガイド9は、ピストンロッド8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9は、内筒2の上側部分および後述の中間筒17の上側部分を外筒3の中央に位置決めする。これと共に、ロッドガイド9は、その内周側でピストンロッド8を軸方向に摺動可能に案内(ガイド)する。
A stepped
ここで、ロッドガイド9は、上側に位置して外筒3の内周側に挿嵌される環状の大径部9Aと、該大径部9Aの下側に位置して内筒2の内周側に挿嵌される短尺筒状の小径部9Bとにより段付円筒状に形成されている。ロッドガイド9の小径部9Bの内周側には、ピストンロッド8を軸方向に摺動可能にガイドするガイド部9Cが設けられている。ガイド部9C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。
Here, the
一方、ロッドガイド9の外周側で大径部9Aと小径部9Bとの間には、環状の保持部材10が嵌合して取付けられている。保持部材10は、後述する中間筒17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10は、例えば電気絶縁性材料により形成され、内筒2およびロッドガイド9と中間筒17との間を電気的に絶縁した状態に保っている。
On the other hand, between the
ロッドガイド9の大径部9Aと外筒3のかしめ部3Aとの間には、環状のシール部材11が設けられている。シール部材11は、中心にピストンロッド8が挿通される孔が設けられた金属性の環状板体11Aと、該環状板体11A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11Bとを含んで構成されている。シール部材11は、弾性体11Bの内周がピストンロッド8の外周側に摺接することにより、ピストンロッド8との間を液密、気密に封止(シール)する。
An annular seal member 11 is provided between the
内筒2の下端側(他端側)には、該内筒2とボトムキャップ4との間に位置してボトムバルブ12が設けられている。ボトムバルブ12は、バルブボディ13、伸び側逆止弁15、およびディスクバルブ16を含んで構成されている。バルブボディ13は、ボトムキャップ4と内筒2との間でリザーバ室Aとボトム側油室Cとを画成する。バルブボディ13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13A,13Bがそれぞれ周方向に間隔をあけて形成されている。
At the lower end (the other end) of the
バルブボディ13の外周側には、段差部13Cが形成され、該段差部13Cには、内筒2の下端内周側が嵌合して固定されている。また、段差部13Cには、環状の保持部材14が内筒2の外周側に嵌合して取付けられている。保持部材14は、後述する中間筒17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14は、例えば電気絶縁性材料により形成され、内筒2およびバルブボディ13と中間筒17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14には、後述の通路18をリザーバ室Aに対して連通させる複数の油路14Aが形成されている。
A step portion 13C is formed on the outer peripheral side of the
伸び側逆止弁15は、例えばバルブボディ13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8の伸長行程でピストン5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内の電気粘性流体20がボトム側油室Cに向けて各油路13A内を流通するのを許し、これとは逆向きに液体が流れるのを阻止する。
The extension
縮小側のディスクバルブ16は、バルブボディ13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8の縮小行程でピストン5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13Bを介してリザーバ室A側にリリーフする。
The reduction
内筒2と外筒3との間には、軸方向に延びる圧力管からなる中間筒17が設けられている。中間筒17は、導電性材料を用いて形成され、後述の電界付与体22から高電圧(電界)が付与される筒状電極を構成する。中間筒17は、内筒2との間に軸方向の上端側から下端側に向けてピストンロッド8の進退動により電気粘性流体20が流動する通路18を形成している。
Between the
即ち、中間筒17は、内筒2の外周側に保持部材10,14を介して取付けられている。保持部材10,14は、内筒2の外周側で軸方向(上下方向)に離間して設けられている。この場合に、中間筒17の上端側は、保持部材10およびロッドガイド9を介して、外筒3に対して相対回転が不能になっている。中間筒17の下端側は、保持部材14、バルブボディ13およびボトムキャップ4を介して、外筒3に対して相対回転が不能になっている。中間筒17は、内筒2の外周側を全周にわたって取囲むことにより、中間筒17の内周側と内筒2の外周側との間に環状の流路、即ち電気粘性流体20が流通する通路18を形成している。また、中間筒17の外径側には、外筒3の取付孔3Bと径方向で対面する位置に、後述する電界付与体22の電極バネ22C2が取付けられている。
That is, the
通路18は、内筒2に径方向の横孔として形成した油穴2Aによりロッド側油室Bと常時連通している。緩衝器1は、ピストン5の縮み行程および伸び行程の両方で、ロッド側油室Bから油穴2Aを通じて通路18に電気粘性流体20が流入する。通路18内に流入した電気粘性流体20は、ピストンロッド8が内筒2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、この進退動により通路18の軸方向の上端側から下端側に向けて流動する。即ち、電気粘性流体20は、図1中に矢印Fで示す方向に流動する。
The
通路18内に流入した電気粘性流体20は、中間筒17の下端側から保持部材14の油路14Aを介してリザーバ室Aへと流出する。このとき、電気粘性流体20の圧力は、通路18の上流側(即ち、油穴2A側)で最も高く、通路18内を流通する間に流路(通路)抵抗を受けるため漸次低下する。このため、通路18内の電気粘性流体20は、通路18の下流側(即ち、保持部材14の油路14A)を流通するときに最も低い圧力となっている。
The
内筒2の外周と中間筒17の内周との間には、電気粘性流体20が流通する通路18を仕切る(電気粘性流体20の流れを案内する)隔壁部材19が設けられている。この隔壁部材19は、内筒2の外周面と中間筒17の内周面とに対して相対回転不能に取付けられている。隔壁部材19は、内筒2と中間筒17との間で電気粘性流体20を軸方向だけでなく、周方向にも案内する流路形成部材である。これにより、電気粘性流体20が流通する通路18を、周方向に延びる部分を有する螺旋状または蛇行する1または複数の通路(流路)とすることができる。この場合には、軸方向に直線的に延びる通路と比較して、通路18の全長(油穴2Aから油路14Aまでの流路の長さ)を長くすることができる。
Between the outer periphery of the
通路18は、外筒3および内筒2内でピストン5の摺動によって流通する電気粘性流体20に抵抗を付与する。このため、中間筒17は、電源となるバッテリ21の正極に、例えば高電圧を発生する高電圧ドライバ(図示せず)と後述の電界付与体22とを介して接続されている。バッテリ21は、高電圧ドライバと共に電圧供給部(電界供給部)を構成し、中間筒17は、通路18内を流れる電気粘性流体20に電界を付与するための電極(エレクトロード)となる。ここで、中間筒17の両端側は、ロッドガイド9とバルブボディ13(ボトムキャップ4)とに対し、保持部材10,14を介して電気的に絶縁されている。一方、内筒2は、ロッドガイド9、ボトムバルブ12(バルブボディ13)、ボトムキャップ4、外筒3、高電圧ドライバ等を介して負極(グランド)に接続されている。
The
前記高電圧ドライバは、緩衝器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信号(高電圧指令)に基づいて、バッテリ21から出力される直流電圧を昇圧して中間筒17に供給(出力)する。これにより、内筒2と中間筒17との間、換言すれば、通路18内には、中間筒17に印加される高電圧に応じた電位差が発生し、電気粘性流体20の粘度が変化する。この場合、緩衝器1は、中間筒17に印加される高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)とソフト(Soft)な特性(軟特性)との間で連続的に調整することができる。なお、緩衝器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。また、本実施形態では、高電圧ドライバが昇圧する電圧は直流電圧としたが、交流電圧であってもよい。
The high-voltage driver boosts the DC voltage output from the
電界付与体22は、外筒3から中間筒17に亘って配置され、バッテリ21からの電圧を中間筒17に付与する。そして、図2に示すように、電界付与体22は、ケーシング22A、ロックナット22B、接点部材22C、ピン22D、スペーサ22E、および被覆部材22Fを含んで構成されている。
The electric
ケーシング22Aは、例えば導電性を有する金属材料により円筒状に形成され、外筒3の取付孔3Bに対応する位置で外筒3の外周側に固定されている。ケーシング22Aは、先端側を外筒3の取付孔3Bの外周側に当接させた状態で、全周に亘って溶接することにより取付けられている。一方、ケーシング22Aの基端側の外周には、おねじ部22A1が形成されている。
The
ロックナット22Bは、導電性を有する金属材料により有底円筒状に形成され、ケーシング22Aの基端側に取付けられている。ロックナット22Bの先端側の内周には、ケーシング22Aのおねじ部22A1に螺合するめねじ部22B1が形成されている。ロックナット22Bは、ケーシング22Aの基端側開口を封止することにより、ケーシング22A内にピン22D、スペーサ22E、および被覆部材22Fを保持している。
The
接点部材22Cは、外筒3の取付孔3Bに対応する位置で中間筒17の外周側に取付けられている。この接点部材22Cは、中間筒17の外周側に取付けられるバンド22C1と、バンド22C1に取付けられピン22Dに向けて延びる電極バネ22C2とにより構成されている。バンド22C1と電極バネ22C2とは、導電性を有する金属材料により形成され、高電圧ドライバおよびバッテリ21からの電圧を中間筒17に付与する付与部となっている。
The
ピン22Dは、導電性を有する金属材料により段付円柱状に形成され、ケーシング22A内の先端側に配設されている。ピン22Dの外周側には、被覆部材22Fとの間で電気粘性流体20が外部に流出するのを阻止するシール部材23が設けられている。ピン22Dは、基端側に高電圧ドライバを介してバッテリ21の正極側に接続されるコネクタ部22D1が形成され、先端側に接点部材22Cの電極バネ22C2が弾性状態で接触している。これにより、バッテリ21からの電圧は、ピン22Dから接点部材22Cを介して中間筒17に付与されている。ピン22Dは、接点部材22Cと共に、高電圧ドライバおよびバッテリ21からの電圧を中間筒17に付与する付与部となっている。
The
スペーサ22Eは、絶縁性を有する円筒体からなり、ピン22Dとロックナット22Bとの間に配設されている。スペーサ22Eは、ピン22Dとロックナット22Bとの間を電気的に絶縁している。スペーサ22Eは、ロックナット22Bをケーシング22Aに螺合したときに、ピン22Dをケーシング22Aの先端側に向けて押圧して、ピン22Dをケーシング22Aの先端側に配置させる。
The
次に、接点部材22Cおよびピン22Dの周囲の電界を緩和させる被覆部材22Fについて説明する。
Next, a description will be given of the covering
被覆部材22Fは、絶縁性を有する段付円筒状のカバーとして形成され、ケーシング22A内に設けられている。被覆部材22Fは、ケーシング22Aと、ピン22Dおよびスペーサ22Eとの間に設けられている。即ち、被覆部材22F内には、ピン22Dとスペーサ22Eとが並んで配設されている。被覆部材22Fは、ケーシング22Aとピン22Dとの間を電気的に絶縁している。そして、被覆部材22Fは、ケーシング22A内に位置する大径部22F1と、大径部22F1の先端からケーシング22Aの外側に向けて突出する小径部22F2と、小径部22F2のケーシング22A側から径方向外方にケーシング22Aの内周面に向かって突出し、大径部22F1と小径部22F2とを繋ぐ段部22F3とにより構成されている。
The covering
被覆部材22Fの大径部22F1は、ケーシング22A内に設けられ、外周側にケーシング22Aとの間で電気粘性流体20が外部に流出するのを阻止するシール部材24が設けられている。一方、被覆部材22Fの小径部22F2は、ケーシング22Aから突出して外筒3の取付孔3Bに挿通されている。即ち、小径部22F2は、外筒3の取付孔3Bから中間筒17に向けて突出することにより、その先端側がリザーバ室A内に位置している。これにより、小径部22F2は、外筒3とピン22Dとの間および外筒3と接点部材22Cとの間に位置する構成となっている。
The large-diameter portion 22F1 of the covering
被覆部材22Fは、固有抵抗値が電気粘性流体20よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体20よりも小さい材質によって形成されている。具体的には、被覆部材22Fは、例えば耐摩耗性、電気絶縁性が高いポリアセタール等の熱可塑性樹脂により形成されている。一例を挙げると、被覆部材22Fは、例えば中間筒17に印加される電圧(例えば、5kV)以上の絶縁耐圧を有し、比誘電率/厚さが2[mm-1]以下となったポリアセタール等により形成することができる。
The
そして、被覆部材22Fの小径部22F2は、接点部材22Cと外筒3との間およびピン22Dと外筒3との間に位置している。これにより、接点部材22Cおよびピン22Dと外筒3との間の電界を緩和させることができるので、電気粘性流体20内の粒子が接点部材22Cおよびピン22Dの周囲に堆積するのを抑制することができる。その結果、接点部材22Cおよびピン22Dと外筒3との間でトラッキング放電が発生するのを抑制させることができる。
The small-diameter portion 22F2 of the covering
なお、接点部材22Cのバンド22C1の周囲の中間筒17を固有抵抗値が電気粘性流体20よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体20よりも小さい被覆部材で覆うことで、電界付与体22の周囲に電気粘性流体20内の粒子が堆積するのをさらに抑制することができる。
In addition, by covering the
本実施形態による緩衝器1は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。 The shock absorber 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, and its operation will be described next.
緩衝器1を自動車等の車両に実装するときは、例えばピストンロッド8の上端側を車両の車体側に取付け、外筒3の下端側(ボトムキャップ4側)を車輪側(車軸側)に取付ける。車両の走行時には、路面の凹凸等により、上,下方向の振動が発生すると、ピストンロッド8が外筒3から伸長,縮小するように変位する。このとき、前記コントローラからの減衰力指令に基づいた電位差を内筒2と中間筒17との間に発生させて、通路18内に電界を付与して通路18を通過する電気粘性流体20の粘度を制御することにより、緩衝器1の発生減衰力を可変に調整する。
When mounting the shock absorber 1 on a vehicle such as an automobile, for example, the upper end side of the piston rod 8 is attached to the vehicle body side, and the lower end side (
この場合、ピストンロッド8の伸び行程時には、内筒2内のピストン5の移動によってピストン5の縮み側逆止弁6が閉じる。ピストン5のディスクバルブ7の開弁前には、ロッド側油室Bの電気粘性流体20が加圧されて内筒2の油穴2Aを通じて通路18内に流入する。このとき、ピストン5が移動した分の電気粘性流体20は、リザーバ室Aからボトムバルブ12の伸び側逆止弁15を開いてボトム側油室Cに流入する。
In this case, during the extension stroke of the piston rod 8, the movement of the
一方、ピストンロッド8の縮み行程時には、内筒2内のピストン5の移動によってピストン5の縮み側逆止弁6が開き、ボトムバルブ12の伸び側逆止弁15が閉じる。ボトムバルブ12(ディスクバルブ16)の開弁前には、ボトム側油室Cの液体がロッド側油室Bに流入する。これと共に、ピストンロッド8が内筒2内に浸入した分に相当する液体が、ロッド側油室Bから内筒2の油穴2Aを通じて通路18内に流入する。
On the other hand, during the compression stroke of the piston rod 8, the movement of the
いずれの場合も(伸び行程も縮み行程も)、通路18内に流入した電気粘性流体20は、通路18の電界強度(内筒2と中間筒17との間の電位差)に応じた粘度で通路18内を出口側(下側)に向けて流通し、通路18から保持部材14の油路14Aを介してリザーバ室Aに流れる。このとき、緩衝器1は、通路18内を通過する電気粘性流体20の粘度に応じた減衰力が発生し、車両の上下振動を緩衝(減衰)することができる。
In any case (in both the extension stroke and the contraction stroke), the
ところで、上述した従来技術では、中間筒(エレクトロード)に電圧を付与する付与部(高電圧ピン)の周囲は、電界が強いので付与部に電気粘性流体20内の粒子が堆積して、付与部と外筒との間で堆積した粒子によるトラッキング放電が発生する虞がある。また、付与部の周囲に粒子が堆積すると、電気粘性流体20内の粒子の濃度にばらつきが発生するので、緩衝器1の減衰特性が不安定になる虞がある。
By the way, in the above-described conventional technology, the particles in the
そこで、本実施形態では、電圧を中間筒17に付与する付与部である接点部材22Cとピン22Dとの外周に被覆部材22Fを設けている。即ち、図2に示すように、被覆部材22Fの小径部22F2は、外筒3の取付孔3Bからリザーバ室A内に突出している。これにより、接点部材22C(電極バネ22C2)と外筒3との間およびピン22Dと外筒3との間には、被覆部材22Fの小径部22F2が配設される。
Therefore, in the present embodiment, the covering
そして、被覆部材22Fは、固有抵抗値が電気粘性流体20よりも大きく、かつ誘電率が電気粘性流体20よりも小さい材質によって形成されている。これにより、接点部材22Cおよびピン22Dと外筒3との間の電界を緩和させることができるので、接点部材22Cおよびピン22Dとグランドである外筒3との間に電気粘性流体20内の粒子が堆積するのを抑制することができる。その結果、接点部材22Cおよびピン22Dと外筒3との間で粒子によるトラッキング放電の発生を抑制することができる。また、電気粘性流体20内の粒子の偏在を低減させることができるので、緩衝器1の減衰力特性を安定させることができる。
The covering
なお、上述した実施形態では、被覆部材22Fを、大径部22F1と小径部22F2と段部22F3との隙間を無くし、該隙間からのトラッキング放電や、組み付け時の異物(埃など)の混入の可能性を抑制するため、大径部22F1と小径部22F2と段部22F3とを一体にして形成した。よって、接点部材22Cとピン22Dとの外周側を覆うカバー部材とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば被覆部材は、接点部材22Cとピン22Dとを覆うポリプロピレン製の熱収縮チューブにより形成してもよい。また、被覆部材は、エポキシ樹脂等の塗料を接点部材22Cとピン22Dとに塗布してもよい。この場合、被覆部材22Fを省スペースで形成でき、または、組立部品を減少させることができる。
In the above-described embodiment, the covering
また、上述した実施形態では、接点部材22Cをバンド22C1により中間筒17に取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば接点部材22C(電極バネ22C2)をピン22Dに取付けて中間筒17に弾性的に接触させてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
さらに、前記実施の形態では、シリンダ装置としての緩衝器1を4輪自動車に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、2輪車に用いる緩衝器、鉄道車両に用いる緩衝器、一般産業機器を含む各種の機械機器に用いる緩衝器、建築物に用いる緩衝器等、緩衝すべき対象を緩衝する各種の緩衝器(シリンダ装置)として広く用いることができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the shock absorber 1 as the cylinder device is used for a four-wheel vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, shock absorbers used for motorcycles, shock absorbers used for railway vehicles, shock absorbers used for various mechanical devices including general industrial equipment, shock absorbers used for buildings, etc. It can be widely used as various types of shock absorbers (cylinder devices) for damping objects to be processed.
以上説明した実施形態に基づくシリンダ装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。 As the cylinder device based on the embodiment described above, for example, the following configuration can be considered.
シリンダ装置の第1の態様としては、電界により流体の性状が変化する電気粘性流体が封入される内筒と、該内筒内を2室に画成して摺動するピストンと、一端側が前記内筒の外部に突出し、他端側が前記ピストンと連結するロッドと、該内筒の外側に設けられる外筒と、前記内筒と前記外筒との間に設けられる電極であって、前記電気粘性流体が流動する通路を前記内筒との間に形成する中間筒と、該中間筒と前記外筒との間に形成され、前記電気粘性流体および作動気体が封入されるリザーバ室と、前記内筒と前記外筒との一端を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、前記外筒から前記中間筒に亘って配置され、電圧供給部からの電圧を前記中間筒に付与する付与部と、を有するシリンダ装置であって、前記付与部の外周には、固有抵抗値が前記電気粘性流体よりも大きく、かつ誘電率が前記電気粘性流体よりも小さい材質によって形成された被覆部材が設けられている。これにより、減衰力特性を安定させることができる。 As a first aspect of the cylinder device, an inner cylinder in which an electrorheological fluid whose fluid property is changed by an electric field is sealed, a piston which defines two chambers in the inner cylinder and slides, A rod protruding outside the inner cylinder, the other end of which is connected to the piston, an outer cylinder provided outside the inner cylinder, and an electrode provided between the inner cylinder and the outer cylinder; An intermediate cylinder that forms a passage through which the viscous fluid flows between the inner cylinder, a reservoir chamber that is formed between the intermediate cylinder and the outer cylinder, and that contains the electrorheological fluid and working gas; A rod guide that is provided to close one end of the inner cylinder and the outer cylinder, supports the rod, and is disposed from the outer cylinder to the intermediate cylinder, and applies a voltage from a voltage supply unit to the intermediate cylinder. And a applying unit for applying, wherein the cylinder device has The outer periphery of the given section, the covering member is provided greater than the resistivity of the electro-rheological fluid, and the dielectric constant is formed by a small material than the electrorheological fluid. Thereby, the damping force characteristics can be stabilized.
第2の態様としては、第1の態様において、前記付与部は、前記電圧供給部に接続されたピンと、前記中間筒に取付けられ前記ピンに弾性的に接触する接点部材とにより構成され、前記被覆部材は、前記ピンおよび前記接点部材と前記外筒との間に位置して設けられている。これにより、電界付与体22の周囲に電気粘性流体20内の粒子が堆積するのをさらに抑制することができる。
As a second aspect, in the first aspect, the application section is configured by a pin connected to the voltage supply section, and a contact member attached to the intermediate cylinder and elastically contacting the pin. The covering member is provided between the pin and the contact member and the outer cylinder. Thereby, the accumulation of particles in the
第3の態様としては、第2の態様において、前記被覆部材は、前記外筒から前記リザーバ室に突出して前記ピンと前記接点部材との外周を覆うカバー部材からなっている。これにより、被覆部材を省スペースで形成でき、または、組立部品を減少させることができる。 As a third aspect, in the second aspect, the covering member comprises a cover member projecting from the outer cylinder into the reservoir chamber and covering the outer periphery of the pin and the contact member. Thereby, the covering member can be formed in a small space, or the number of assembled parts can be reduced.
1 緩衝器(シリンダ装置)
2 内筒
3 外筒
5 ピストン
8 ピストンロッド(ロッド)
9 ロッドガイド
17 中間筒
18 通路
20 電気粘性流体
21 バッテリ(電圧供給部)
22 電界付与体
22C 接点部材(付与部)
22D ピン(付与部)
22F 被覆部材
A リザーバ室
B ロッド側油室
C ボトム側油室
1 shock absorber (cylinder device)
2
9 Rod guide 17
22 electric
22D pin (application part)
22F Covering member A Reservoir chamber B Rod side oil chamber C Bottom side oil chamber
Claims (3)
該内筒内を2室に画成して摺動するピストンと、
一端側が前記内筒の外部に突出し、他端側が前記ピストンと連結するロッドと、
該内筒の外側に設けられる外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に設けられる電極であって、前記電気粘性流体が流動する通路を前記内筒との間に形成する中間筒と、
該中間筒と前記外筒との間に形成され、前記電気粘性流体および作動気体が封入されるリザーバ室と、
前記内筒と前記外筒との一端を閉塞するように設けられ、前記ロッドを支持するロッドガイドと、
前記外筒から前記中間筒に亘って配置され、電圧供給部からの電圧を前記中間筒に付与する付与部と、を有するシリンダ装置であって、
前記付与部の外周には、固有抵抗値が前記電気粘性流体よりも大きく、かつ誘電率が前記電気粘性流体よりも小さい材質によって形成された被覆部材が設けられていることを特徴とするシリンダ装置。 An inner cylinder in which an electrorheological fluid whose properties change due to an electric field is sealed,
A piston that defines and slides in the inner cylinder into two chambers,
A rod having one end protruding outside the inner cylinder and the other end being connected to the piston;
An outer cylinder provided outside the inner cylinder,
An electrode provided between the inner cylinder and the outer cylinder, an intermediate cylinder that forms a passage through which the electrorheological fluid flows between the inner cylinder,
A reservoir chamber formed between the intermediate cylinder and the outer cylinder and in which the electrorheological fluid and working gas are sealed;
A rod guide provided to close one end of the inner cylinder and the outer cylinder, and supporting the rod,
An application unit disposed from the outer cylinder to the intermediate cylinder, and an application unit that applies a voltage from a voltage supply unit to the intermediate cylinder,
A cylinder device is provided on the outer periphery of the applying portion, the covering member being formed of a material having a specific resistance greater than that of the electrorheological fluid and a dielectric constant smaller than that of the electrorheological fluid. .
前記被覆部材は、前記ピンおよび前記接点部材と前記外筒との間に位置して設けられていることを特徴とする請求項1に記載のシリンダ装置。 The applying section is configured by a pin connected to the voltage supply section, and a contact member attached to the intermediate cylinder and elastically contacting the pin.
The cylinder device according to claim 1, wherein the covering member is provided between the pin and the contact member and the outer cylinder.
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- 2018-06-27 JP JP2018121840A patent/JP2020002980A/en active Pending
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