コロイダルダンパ
【課題】高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に経済性、利用容易性に優れて、しかも、低温下でも正常に動作させることのできるコロイダルダンパを提供すること。
【解決手段】コロイダルダンパ１は、容器２と、容器２と協働して容器２内に密閉空間３を形成すると共に容器２に軸方向Ｘに往復動自在に案内支持されたピストン４と、密閉空間３に収容されていると共に多数の細孔５を有した多孔質体６と、密閉空間３に多孔質体６と混在して収容されていると共に減圧において細孔５から流出する一方、増圧において細孔５へ流入する液体７と、減衰させるべき軸方向Ｘの往復動の力Ｆをピストン４を介して液体７に伝達して液体７を加圧するピストンロッド８とを具備している。
【解決手段】コロイダルダンパ１は、容器２と、容器２と協働して容器２内に密閉空間３を形成すると共に容器２に軸方向Ｘに往復動自在に案内支持されたピストン４と、密閉空間３に収容されていると共に多数の細孔５を有した多孔質体６と、密閉空間３に多孔質体６と混在して収容されていると共に減圧において細孔５から流出する一方、増圧において細孔５へ流入する液体７と、減衰させるべき軸方向Ｘの往復動の力Ｆをピストン４を介して液体７に伝達して液体７を加圧するピストンロッド８とを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間にシリカゲル等の多孔質体と液体とを混在させて封入して、多孔質体の細孔へ液体を流出入させて機械的エネルギを消失させるようにしたコロイダルダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば国際公開第９６／１８０４０号パンフレット及び国際公開第０１／５５６１６号パンフレットに記載されているコロイダルダンパは、その動作周波数レンジが広い等の従来の流体ダンパと異なる種々の好ましい特性を有しているので、種々の分野への応用が期待されている。
【０００３】
しかしながら、コロイダルダンパは、液体の表面張力に抗して多孔質体の細孔へ液体を流入させて機械的エネルギを消失させるという新規な原理を利用したものであるために、その機械的エネルギの消失効率については未だよく解明されていないのが現状である。
【０００４】
本出願人は、容器と、この容器内に収容されていると共に多数の細孔を有した多孔質体と、容器内に多孔質体と混在して収容されていると共に無加圧時において実質的に多孔質体の細孔への流入が排除される一方、加圧時において多孔質体の細孔へ流入する液体と、減衰させるべき往復動力を液体に伝達して当該液体を減圧する伝達手段とを具備していると共に機械的エネルギを効率よく吸収できるコロイダルダンパを先に提案した（特願２００２−２０４６１７号）。
【０００５】
提案に係るコロイダルダンパでは、液体として、水、不凍液、極性流体、水銀、溶融鉛等を含む溶融金属、溶融ウッドメタル等を含む溶融合金、溶融塩及び溶融フラックスを用いた。
【０００６】
ところで、用いる液体としては経済性、利用容易性の観点からは水が好ましいのであるが、水は通常０℃で凍結するために、液体として水を用いたコロイダルダンパは低温下では正常に動作しなくなる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９６／１８０４０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０１／５５６１６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、コロイダルダンパにおいて液体として水を用いても当該水に一定量以下のある種の不凍剤を混入させることにより−４０℃までの低温下でも正常に動作することを見出したのであり、そこで本発明の目的とするところは、高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に経済性、利用容易性に優れて、しかも、低温下でも正常に動作させることのできるコロイダルダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様のコロイダルダンパは、容器と、この容器と協働して容器内に密閉空間を形成すると共に容器に往復動自在に案内支持されたピストンと、密閉空間に収容されていると共に多数の細孔を有した多孔質体と、密閉空間に多孔質体と混在して収容されていると共に減圧において多孔質体の細孔から流出する一方、増圧において多孔質体の細孔へ流入する液体とを具備しており、ここで、液体は、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなる。
【００１０】
第一の態様のコロイダルダンパによれば、液体がエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなるために、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種が水に対する不凍剤となり、一つの実施例によれば最大で−４０℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになり、而して、低温下でも正常に動作させることのできる上に液体として主に水を用いるために経済性、利用容易性に優れ、加えて、主に水の表面張力を利用できるために高い消散エネルギ効率ηを得ることができる。
【００１１】
例えば、エタノールを水に５０容量％混入させた場合には、−３２℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになるが、エタノールの２０℃での表面張力σが２２．８ｍＮ／ｍであって水の２０℃での表面張力σ（＝７２．８ｍＮ／ｍ）よりもかなり小さいために消散エネルギ効率ηが他の不凍剤であるエチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンよりも低くなる。
【００１２】
また、エチレングリコールを水に５０容量％混入させた場合には、−３５℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになるが、エチレングリコールの２０℃での表面張力σが４８．４ｍＮ／ｍであってエタノールよりかなり大きいために消散エネルギ効率ηがエタノールよりも高くなる。
【００１３】
一方、プロピレングリコールを水に５０容量％混入させた場合には、エタノールと同様に−３２℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになるが、プロピレングリコールの２０℃での表面張力σが４２．３ｍＮ／ｍであってエタノールよりかなり大きくエチレングリコールとほぼ同等であるために消散エネルギ効率ηがエタノールよりも高く、エチレングリコールとほぼ同等である。
【００１４】
グリセリンを水に５０容量％混入させた場合には、−４０℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになり、グリセリンの２０℃での表面張力σが６３．４ｍＮ／ｍであってエタノール、エチレングリコール及びプロピレングリコールよりかなり大きく水とほぼ同等であるために消散エネルギ効率ηが他の不凍剤であるエタノール、エチレングリコール及びプロピレングリコールと比較してもっとも高く、水とほぼ同等の消散エネルギ効率ηが得られ、斯かる意味において不凍剤としてグリセリンがもっとも好ましい。
【００１５】
液体は、本発明の第二の態様のコロイダルダンパのように、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも４０容量％含ませた水溶液からなっており、斯かるコロイダルダンパによれば、液体の凍結温度が−２３℃付近となって上昇する一方、消散エネルギ効率ηが高くなる結果、消散エネルギ効率ηを重視する観点からは第二の態様のコロイダルダンパのようにすることが好ましい。
【００１６】
本発明の第三の態様のコロイダルダンパでは、多孔質体の細孔を規定する表面は液体に対して疎液性を有しており、多孔質体と液体とは、多孔質体の細孔の容積をＶＰとし、液体の体積をＶＬとすると、その比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって密閉空間に収容されている。
【００１７】
コロイダルダンパにおいて消散エネルギ効率ηは、密閉空間に収容された多孔質体の細孔の容積と液体の体積との比に依存し、多孔質体の細孔の容積をＶＰとし、液体の体積をＶＬとすると、比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下であると高い消散エネルギ効率ηが得られる。
【００１８】
比ＶＰ／ＶＬが０．２よりも小さくなると、急激に消散エネルギ効率ηが悪くなり、比ＶＰ／ＶＬが２．５を超えても消散エネルギ効率ηの向上を期待し難く、却って大きな往動距離を得ることができない結果、例えば大振幅の機械的振動エネルギを効率よく吸収することができなくなる。
【００１９】
本発明の第四の態様のコロイダルダンパのように、比ＶＰ／ＶＬが０．３５以上であって１．５以下の範囲にあれば、より高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に、比較的大きな振幅の振動エネルギを吸収することができて好ましく、本発明の第五の態様のコロイダルダンパのように、比ＶＰ／ＶＬが実質的に１であると、大きな振幅の振動を最大の消散エネルギ効率ηをもって減衰させることができる。
【００２０】
多孔質体は、その表面における細孔の平均径（直径）をｄ１とすると、本発明の第六の態様のコロイダルダンパのように、細孔の平均径ｄ１の１０倍以上であって１００００倍以下の範囲にある平均径（直径）ｄ２を有する略球形粒状体からなっていると好ましく、本発明の第七の態様のコロイダルダンパのように、細孔の平均径ｄ１の１００倍以上であって５０００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有する略球形粒状体からなっているとさらに好ましい。具体的な例を示すと、富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ Ｃ１５０４」（商品名）の平均径ｄ２は４．０μｍ、平均径ｄ１は１３．４ｎｍであり、富士シリシア化学社製の「Ｃｈｒｏｍａｔｏｒｅｘ ＢＵ００２０」（商品名）の平均径ｄ２は１９．９μｍ、平均径ｄ１は１０．５ｎｍであり、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボールＢ−６Ｃ」（商品名）の平均径ｄ２は２．３μｍ、平均径ｄ１は１３．１ｎｍであり、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボールＢ−２５Ｃ」（商品名）の平均径ｄ２は１３．０μｍ、平均径ｄ１は１３．１ｎｍである。
【００２１】
多孔質体は、本発明の第八の態様のコロイダルダンパのように、複数個の略球形粒状体の塊であってよく、この場合、この塊が少なくとも一個密閉空間に収容されていてもよく、これに代えて、多孔質体は、本発明の第九の態様のコロイダルダンパのように、密閉空間に分散して収容されている複数個の略球形粒状体からなっていてもよい。
【００２２】
多孔質体の細孔は、多孔質体内においてラビリンス（迷路）を構成するように配されていてもよいが、好ましくエネルギを消散させるには、多孔質体は、細孔の平均径ｄ１よりも大きな径を有する少なくとも一個の中空部を有して、斯かる中空部に細孔が連通していることが好ましく、特に、本発明の第十の態様のコロイダルダンパのように、多孔質体は中空部を有した略球形粒状体からなり、細孔は、中空部を有した略球形粒状体において一端で中央中空部に開口し他端で略球形粒状体外に開口しているとよく、また斯かる多孔質体において、細孔は、本発明の第十一の態様のコロイダルダンパのように、中空部から放射方向に伸びているとよい。前者のラビリンス構造を有するものとしては、前述の富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ」が、後者の中空部構造を有するものとしては、前述の鈴木油脂工業社製の「ゴッドボール」が例示される。
【００２３】
本発明におけるコロイダルダンパの好ましい使用例では、通常、加圧された液体がその表面張力に抗して多孔質体の細孔に流入しており、液体が減圧されると、多孔質体の細孔に流入していた液体はその表面張力により多孔質体の細孔から流出するのであるが、高い消散エネルギ効率ηを得るためには、液体の細孔への流出入において、細孔を規定する多孔質体の表面を液体がスリップして連続的に流れることが好ましく、したがって、本発明の第十二の態様のコロイダルダンパのように、液体分子の平均自由行程をＬｐとすると、多孔質体の細孔は、クヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）が０．０１よりも大きく、０．１よりも小さくなる平均径ｄ１を有していると好ましい結果が得られる。
【００２４】
換言すれば、多孔質体の細孔の平均径ｄ１は、０．０１よりも大きく、０．１よりも小さい値のクヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）となるように、液体との関連で決定するのがよい。
【００２５】
細孔を規定する多孔質体の表面は、液体の細孔に対する流出入において濡れないこと、換言すれば、疎液性を有していることが、液体の細孔に対する流出入の可逆性を得る上で好ましいのであり、本発明では多孔質体として主として水を含んだ液体に対して疎液性を有する多孔質ＰＴＦＥや多孔質ポリスチレンが好ましいのであるが、これに限定されない。このように多孔質体自身が液体に対して疎液性を有しない場合は、多孔質体に疎液性を付与するために、本発明の第十三の態様のコロイダルダンパのように、少なくとも細孔を規定する多孔質体の表面を、実際的には、本発明の第十四の態様のコロイダルダンパのように、細孔における表面を含めて多孔質体の全表面を使用する液体に対して疎液性を有する疎液性物質で被覆して疎液化処理するとよい。
【００２６】
斯かる疎液性物質は、本発明の第十五の態様のコロイダルダンパのように、分子鎖が線形な物質、具体的には例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２）のような有機ケイ素化合物若しくは例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２）のような有機フッ素化合物からなるもの、又は本発明の第十六の態様のコロイダルダンパのように、分子鎖の長い物質、具体的には例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２）のような有機ケイ素化合物若しくは例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２）のような有機フッ素化合物からなるものが好ましいのであるが、いずれにしても本発明の第十七の態様のコロイダルダンパのように、有機ケイ素化合物又は有機フッ素化合物からなるものが好ましく、具体的には、トリメチルクロロシラン（Ｓｉ(ＣＨ３)３）若しくはジメチルオクタデシルクロロシラン（Ｓｉ(ＣＨ３)２Ｃ１８Ｈ３７）等からなる。
【００２７】
本発明において、多孔質体としては、その第十八の態様のコロイダルダンパのように、シリカゲル、アエロゲル、セラミックス、多孔質ガラス、ゼオライト、多孔質ＰＴＦＥ、多孔質蝋、多孔質ポリスチレン、アルミナ並びに黒鉛、木炭、フラーレン及びカーボンナノチューブを含むカーボンを好ましい例として挙げることができる。シリカゲルからなる多孔質体としては、具体的には、液体クロマトグラフィー用素材として用いられるシリカゲルが好適に使用でき、富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ」、「スーパーマイクロビーズシリカゲル」、「マイクロビーズシリカゲル」、「Ｃｈｒｏｍａｔｏｒｅｘ」（いずれも商品名）、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボール」（商品名）等が挙げられる。
【００２８】
多孔質体としてシリカゲルを、液体として主として水を含んだ液体を夫々使用する場合、使用できるシリカゲルとして具体的に、ジメチルオクタデシルクロロシランで疎液化処理された富士シリシア化学社製の「Ｃｈｒｏｍａｔｏｒｅｘ ＯＤＳ−ＢＵ００２０ＭＴ」（商品名：ｄ２＝１９．９μｍ、ｄ１＝７．０ｎｍ）、ジメチルオクタデシルクロロシランで疎液化処理された富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ Ｃ１５０４−ＯＤＳ」（商品名：ｄ２＝４．０μｍ、ｄ１＝８．９ｎｍ）、トリメチルクロロシランで疎液化処理された富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ Ｃ１５０４−ＤＢＡ４．５」（商品名：ｄ２＝４．０μｍ、ｄ１＝１２．８ｎｍ）、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボール Ｂ−６Ｃ」、「ゴッドボール Ｂ−２５Ｃ」（いずれも商品名）をジメチルオクタデシルクロロシランで疎液化処理したもの（前者ではｄ２＝２．３μｍ、ｄ１＝８．７ｎｍ、後者ではｄ２＝１３．０μｍ、ｄ１＝８．７ｎｍ）等が挙げられる。
【００２９】
コロイダルダンパの好ましい使用例では、密閉空間に収容されている液体は、通常では所定の大きさで予め加圧されているのであるが、この加圧の程度は、あまり大きすぎると多孔質体の細孔に予め液体が多量に流入してしまって、却って消散エネルギ効率ηが悪くなる。好ましい例では、直径１０ｍｍのピストンの場合で７ｋＮから１０ｋＮ程度の力がピストンに生じるように液体を予め加圧しておくとよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に経済性、利用容易性に優れて、しかも、低温下でも正常に動作させることのできるコロイダルダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の説明図である。
【図２】図２は、図１に示す例の略球形粒状体の断面説明図である。
【図３】図３は、図１に示す例の動作説明図である。
【図４】図４は、不凍剤（エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール又はグリセリン）混入率と液体の凍結温度との測定結果の説明図である。
【図５】図５は、エタノールについてのストロークと圧力との関係を示す説明図である。
【図６】図６は、エチレングリコールについてのストロークと圧力との関係を示す説明図である。
【図７】図７は、グリセリンについてのストロークと圧力との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【実施例】
【００３３】
図１及び図２において、本例のコロイダルダンパ１は、容器２と、容器２と協働して容器２内に密閉空間３を形成すると共に容器２に軸方向Ｘに往復動自在に案内支持されたピストン４と、密閉空間３に収容されていると共に多数の細孔５を有した多孔質体６と、密閉空間３に多孔質体６と混在して収容されていると共に減圧において細孔５から流出する一方、増圧において細孔５へ流入する液体７と、減衰させるべき軸方向Ｘの往復動の力Ｆをピストン４を介して液体７に伝達して液体７を加圧するピストンロッド８とを具備しており、ここで、多孔質体６の細孔５を規定する表面９及び多孔質体６の外面１０、即ち細孔５を規定する表面９を含めて多孔質体６の全外面は、液体７に対して疎液性を有している。
【００３４】
容器２は、円板状の底部１５を一体的に有するシリンダ形状の本体１６と、一端が底部１５で閉鎖された本体１６の他端を閉鎖するように、ねじ、ピン等により本体１６の他端に固着された円板状の蓋体１７とを具備している。蓋体１７には、貫通孔１８が形成されている。ピストン４はシールリング１９を具備しており、シールリング１９は密閉空間３をシールして本体１６の内周面に軸方向Ｘに摺動自在に接触している。ピストンロッド８は、ピストン４に一端で固着されていると共に蓋体１７を軸方向Ｘに摺動自在に貫通して容器２外に伸長している。
【００３５】
多孔質体６は、密閉空間３に分散して収容されている複数個、本例では多数個の略球形粒状体２５からなり、各略球形粒状体２５は、シリカゲルからなっていると共に複数の細孔５と略中央に中空部２６とを有しており、細孔５は、一端で中空部２６に開口し、他端で略球形粒状体２５外に開口して、中空部２６から放射方向に伸びており、斯かる複数の細孔５から多孔質体６の多数の細孔５が構成されている。
【００３６】
多孔質体６を構成する多数の略球形粒状体２５の夫々の外面１０及び細孔５の表面９は、液体７に対して疎液性物質であって分子鎖が線形な物質である有機ケイ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２））若しくは有機フッ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２））、又は分子鎖の長い物質である有機ケイ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２））若しくは有機フッ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２））で被覆されており、細孔５の平均径をｄ１とすると、略球形粒状体２５は、細孔５の平均粒径ｄ１の１０倍以上であって１００００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有している。略球形粒状体２５の中空部２６を規定する面２７もまた、斯かる疎液性物質で被覆されていてもよい。
【００３７】
液体７はエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなっており、液体分子の平均自由行程をＬｐとすると、細孔５は、クヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）が０．０１よりも大きく、０．１よりも小さくなる平均径ｄ１を有している。
【００３８】
多孔質体６と液体７とは、多孔質体６の細孔５の全容積をＶＰとし、液体７の体積をＶＬとすると、その比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって、本例では比ＶＰ／ＶＬが実質的に１となるように密閉空間３に収容されている。
【００３９】
以上のコロイダルダンパ１では、ピストンロッド８に力Ｆが加えられると、この力Ｆがピストン４を介して液体７に加えられて液体７が加圧され、この加圧でもって液体７は、その表面張力に抗して細孔５へ流入し、これにより、図３に示すように密閉空間３の容積を減少するようにピストン４は移動される一方、ピストンロッド８へ付与された力Ｆがなくなると、表面張力に抗して細孔５へ流入した液体７は、その表面張力により細孔５から流出されて、これにより、ピストン４は前記と逆に密閉空間３の容積を増大するように移動されて図１に示すように初期位置に復帰される。そしてコロイダルダンパ１では、力Ｆの仕事エネルギが細孔５への液体７の流入でもって消費されるために、ピストンロッド８を移動させる力Ｆを減衰させることになる。
【００４０】
ところで、図４に示す測定結果から、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール又はグリセリンを５０容量％混入させた水からなる液体７の凍結温度は、−３０℃以下（エタノール及びプロピレングリコールでは約−３２℃、エチレングリコールでは約−３５℃、グリセリンでは約−４０℃）となり、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール又はグリセリンを４０容量％混入させた水からなる液体７の凍結温度は−２０℃以下となる結果、斯かるコロイダルダンパ１は低温下でも動作させることのできることが判明した。
【００４１】
また、実施例として、多孔質体としてシリカゲルを用い、エタノールを０容量％、２５容量％及び５０容量％混入させた水からなる各液体７、エチレングリコールを０容量％、１０容量％、２０容量％、３０容量％、４０容量％及び５０容量％混入させた水からなる各液体７並びにグリセリンを０容量％、２５容量％及び５０容量％混入させた水からなる各液体７を夫々密閉空間３に収容したコロイダルダンパ１を準備し、これらの各種の液体７を収容したコロイダルダンパ１において周囲温度２０℃でピストン４をストロークＳ（ｍｍ）だけ移動させた場合の液体７の圧力（内圧）Ｐを測定した。
【００４２】
図５にエタノールの場合を、図６にエチレングリコールの場合を、そして図７にグリセリンの場合を夫々示す。
【００４３】
図５に示すようにエタノールの場合には他の二者と比較してその混入比率を増大するにしたがって消散エネルギ（ストロークＳ−圧力Ｐ曲線で囲まれる面積に相当）が大きく減少し、図７に示すようにグリセリンの場合には他の二者と比較してその混入比率を増大しても消散エネルギが殆ど変化しなく、図６に示すようにエチレングリコールの場合にはその混入比率と消散エネルギとの関係において他の二者に対して中間の値を示すことが判明した。
【００４４】
斯かる結果は、エタノールの場合にはその混入比率を増大するにしたがって液体７の表面張力σが大きく減少し、グリセリンの場合にはその混入比率を増大しても液体７の表面張力σが殆ど変化しないことによるものと考えられる。
【００４５】
以上のようにコロイダルダンパ１によれば、液体７がエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなるために、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種が水に対する不凍剤となり、而して、低温下でも正常に動作させることのできる上に液体７として主に水を用いるために経済性、利用容易性に優れ、加えて、主に水の表面張力を利用できるために高い消散エネルギ効率ηを得ることができる。
【００４６】
なお、密閉空間３には複数個の略球形粒状体２５の塊からなる多孔質体６を一個又は複数個収容してもよく、また、略球形粒状体２５の塊からなる多孔質体６の一個又は複数個と、分散された複数個の略球形粒状体２５とを混在させて密閉空間３に収容してコロイダルダンパ１を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ コロイダルダンパ
２ 容器
３ 密閉空間
４ ピストン
５ 細孔
６ 多孔質体
７ 液体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間にシリカゲル等の多孔質体と液体とを混在させて封入して、多孔質体の細孔へ液体を流出入させて機械的エネルギを消失させるようにしたコロイダルダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば国際公開第９６／１８０４０号パンフレット及び国際公開第０１／５５６１６号パンフレットに記載されているコロイダルダンパは、その動作周波数レンジが広い等の従来の流体ダンパと異なる種々の好ましい特性を有しているので、種々の分野への応用が期待されている。
【０００３】
しかしながら、コロイダルダンパは、液体の表面張力に抗して多孔質体の細孔へ液体を流入させて機械的エネルギを消失させるという新規な原理を利用したものであるために、その機械的エネルギの消失効率については未だよく解明されていないのが現状である。
【０００４】
本出願人は、容器と、この容器内に収容されていると共に多数の細孔を有した多孔質体と、容器内に多孔質体と混在して収容されていると共に無加圧時において実質的に多孔質体の細孔への流入が排除される一方、加圧時において多孔質体の細孔へ流入する液体と、減衰させるべき往復動力を液体に伝達して当該液体を減圧する伝達手段とを具備していると共に機械的エネルギを効率よく吸収できるコロイダルダンパを先に提案した（特願２００２−２０４６１７号）。
【０００５】
提案に係るコロイダルダンパでは、液体として、水、不凍液、極性流体、水銀、溶融鉛等を含む溶融金属、溶融ウッドメタル等を含む溶融合金、溶融塩及び溶融フラックスを用いた。
【０００６】
ところで、用いる液体としては経済性、利用容易性の観点からは水が好ましいのであるが、水は通常０℃で凍結するために、液体として水を用いたコロイダルダンパは低温下では正常に動作しなくなる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９６／１８０４０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０１／５５６１６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、コロイダルダンパにおいて液体として水を用いても当該水に一定量以下のある種の不凍剤を混入させることにより−４０℃までの低温下でも正常に動作することを見出したのであり、そこで本発明の目的とするところは、高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に経済性、利用容易性に優れて、しかも、低温下でも正常に動作させることのできるコロイダルダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様のコロイダルダンパは、容器と、この容器と協働して容器内に密閉空間を形成すると共に容器に往復動自在に案内支持されたピストンと、密閉空間に収容されていると共に多数の細孔を有した多孔質体と、密閉空間に多孔質体と混在して収容されていると共に減圧において多孔質体の細孔から流出する一方、増圧において多孔質体の細孔へ流入する液体とを具備しており、ここで、液体は、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなる。
【００１０】
第一の態様のコロイダルダンパによれば、液体がエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなるために、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種が水に対する不凍剤となり、一つの実施例によれば最大で−４０℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになり、而して、低温下でも正常に動作させることのできる上に液体として主に水を用いるために経済性、利用容易性に優れ、加えて、主に水の表面張力を利用できるために高い消散エネルギ効率ηを得ることができる。
【００１１】
例えば、エタノールを水に５０容量％混入させた場合には、−３２℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになるが、エタノールの２０℃での表面張力σが２２．８ｍＮ／ｍであって水の２０℃での表面張力σ（＝７２．８ｍＮ／ｍ）よりもかなり小さいために消散エネルギ効率ηが他の不凍剤であるエチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンよりも低くなる。
【００１２】
また、エチレングリコールを水に５０容量％混入させた場合には、−３５℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになるが、エチレングリコールの２０℃での表面張力σが４８．４ｍＮ／ｍであってエタノールよりかなり大きいために消散エネルギ効率ηがエタノールよりも高くなる。
【００１３】
一方、プロピレングリコールを水に５０容量％混入させた場合には、エタノールと同様に−３２℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになるが、プロピレングリコールの２０℃での表面張力σが４２．３ｍＮ／ｍであってエタノールよりかなり大きくエチレングリコールとほぼ同等であるために消散エネルギ効率ηがエタノールよりも高く、エチレングリコールとほぼ同等である。
【００１４】
グリセリンを水に５０容量％混入させた場合には、−４０℃近辺までの低温下でも液体が凍結しないようになり、グリセリンの２０℃での表面張力σが６３．４ｍＮ／ｍであってエタノール、エチレングリコール及びプロピレングリコールよりかなり大きく水とほぼ同等であるために消散エネルギ効率ηが他の不凍剤であるエタノール、エチレングリコール及びプロピレングリコールと比較してもっとも高く、水とほぼ同等の消散エネルギ効率ηが得られ、斯かる意味において不凍剤としてグリセリンがもっとも好ましい。
【００１５】
液体は、本発明の第二の態様のコロイダルダンパのように、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも４０容量％含ませた水溶液からなっており、斯かるコロイダルダンパによれば、液体の凍結温度が−２３℃付近となって上昇する一方、消散エネルギ効率ηが高くなる結果、消散エネルギ効率ηを重視する観点からは第二の態様のコロイダルダンパのようにすることが好ましい。
【００１６】
本発明の第三の態様のコロイダルダンパでは、多孔質体の細孔を規定する表面は液体に対して疎液性を有しており、多孔質体と液体とは、多孔質体の細孔の容積をＶＰとし、液体の体積をＶＬとすると、その比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって密閉空間に収容されている。
【００１７】
コロイダルダンパにおいて消散エネルギ効率ηは、密閉空間に収容された多孔質体の細孔の容積と液体の体積との比に依存し、多孔質体の細孔の容積をＶＰとし、液体の体積をＶＬとすると、比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下であると高い消散エネルギ効率ηが得られる。
【００１８】
比ＶＰ／ＶＬが０．２よりも小さくなると、急激に消散エネルギ効率ηが悪くなり、比ＶＰ／ＶＬが２．５を超えても消散エネルギ効率ηの向上を期待し難く、却って大きな往動距離を得ることができない結果、例えば大振幅の機械的振動エネルギを効率よく吸収することができなくなる。
【００１９】
本発明の第四の態様のコロイダルダンパのように、比ＶＰ／ＶＬが０．３５以上であって１．５以下の範囲にあれば、より高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に、比較的大きな振幅の振動エネルギを吸収することができて好ましく、本発明の第五の態様のコロイダルダンパのように、比ＶＰ／ＶＬが実質的に１であると、大きな振幅の振動を最大の消散エネルギ効率ηをもって減衰させることができる。
【００２０】
多孔質体は、その表面における細孔の平均径（直径）をｄ１とすると、本発明の第六の態様のコロイダルダンパのように、細孔の平均径ｄ１の１０倍以上であって１００００倍以下の範囲にある平均径（直径）ｄ２を有する略球形粒状体からなっていると好ましく、本発明の第七の態様のコロイダルダンパのように、細孔の平均径ｄ１の１００倍以上であって５０００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有する略球形粒状体からなっているとさらに好ましい。具体的な例を示すと、富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ Ｃ１５０４」（商品名）の平均径ｄ２は４．０μｍ、平均径ｄ１は１３．４ｎｍであり、富士シリシア化学社製の「Ｃｈｒｏｍａｔｏｒｅｘ ＢＵ００２０」（商品名）の平均径ｄ２は１９．９μｍ、平均径ｄ１は１０．５ｎｍであり、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボールＢ−６Ｃ」（商品名）の平均径ｄ２は２．３μｍ、平均径ｄ１は１３．１ｎｍであり、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボールＢ−２５Ｃ」（商品名）の平均径ｄ２は１３．０μｍ、平均径ｄ１は１３．１ｎｍである。
【００２１】
多孔質体は、本発明の第八の態様のコロイダルダンパのように、複数個の略球形粒状体の塊であってよく、この場合、この塊が少なくとも一個密閉空間に収容されていてもよく、これに代えて、多孔質体は、本発明の第九の態様のコロイダルダンパのように、密閉空間に分散して収容されている複数個の略球形粒状体からなっていてもよい。
【００２２】
多孔質体の細孔は、多孔質体内においてラビリンス（迷路）を構成するように配されていてもよいが、好ましくエネルギを消散させるには、多孔質体は、細孔の平均径ｄ１よりも大きな径を有する少なくとも一個の中空部を有して、斯かる中空部に細孔が連通していることが好ましく、特に、本発明の第十の態様のコロイダルダンパのように、多孔質体は中空部を有した略球形粒状体からなり、細孔は、中空部を有した略球形粒状体において一端で中央中空部に開口し他端で略球形粒状体外に開口しているとよく、また斯かる多孔質体において、細孔は、本発明の第十一の態様のコロイダルダンパのように、中空部から放射方向に伸びているとよい。前者のラビリンス構造を有するものとしては、前述の富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ」が、後者の中空部構造を有するものとしては、前述の鈴木油脂工業社製の「ゴッドボール」が例示される。
【００２３】
本発明におけるコロイダルダンパの好ましい使用例では、通常、加圧された液体がその表面張力に抗して多孔質体の細孔に流入しており、液体が減圧されると、多孔質体の細孔に流入していた液体はその表面張力により多孔質体の細孔から流出するのであるが、高い消散エネルギ効率ηを得るためには、液体の細孔への流出入において、細孔を規定する多孔質体の表面を液体がスリップして連続的に流れることが好ましく、したがって、本発明の第十二の態様のコロイダルダンパのように、液体分子の平均自由行程をＬｐとすると、多孔質体の細孔は、クヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）が０．０１よりも大きく、０．１よりも小さくなる平均径ｄ１を有していると好ましい結果が得られる。
【００２４】
換言すれば、多孔質体の細孔の平均径ｄ１は、０．０１よりも大きく、０．１よりも小さい値のクヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）となるように、液体との関連で決定するのがよい。
【００２５】
細孔を規定する多孔質体の表面は、液体の細孔に対する流出入において濡れないこと、換言すれば、疎液性を有していることが、液体の細孔に対する流出入の可逆性を得る上で好ましいのであり、本発明では多孔質体として主として水を含んだ液体に対して疎液性を有する多孔質ＰＴＦＥや多孔質ポリスチレンが好ましいのであるが、これに限定されない。このように多孔質体自身が液体に対して疎液性を有しない場合は、多孔質体に疎液性を付与するために、本発明の第十三の態様のコロイダルダンパのように、少なくとも細孔を規定する多孔質体の表面を、実際的には、本発明の第十四の態様のコロイダルダンパのように、細孔における表面を含めて多孔質体の全表面を使用する液体に対して疎液性を有する疎液性物質で被覆して疎液化処理するとよい。
【００２６】
斯かる疎液性物質は、本発明の第十五の態様のコロイダルダンパのように、分子鎖が線形な物質、具体的には例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２）のような有機ケイ素化合物若しくは例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２）のような有機フッ素化合物からなるもの、又は本発明の第十六の態様のコロイダルダンパのように、分子鎖の長い物質、具体的には例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２）のような有機ケイ素化合物若しくは例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２）のような有機フッ素化合物からなるものが好ましいのであるが、いずれにしても本発明の第十七の態様のコロイダルダンパのように、有機ケイ素化合物又は有機フッ素化合物からなるものが好ましく、具体的には、トリメチルクロロシラン（Ｓｉ(ＣＨ３)３）若しくはジメチルオクタデシルクロロシラン（Ｓｉ(ＣＨ３)２Ｃ１８Ｈ３７）等からなる。
【００２７】
本発明において、多孔質体としては、その第十八の態様のコロイダルダンパのように、シリカゲル、アエロゲル、セラミックス、多孔質ガラス、ゼオライト、多孔質ＰＴＦＥ、多孔質蝋、多孔質ポリスチレン、アルミナ並びに黒鉛、木炭、フラーレン及びカーボンナノチューブを含むカーボンを好ましい例として挙げることができる。シリカゲルからなる多孔質体としては、具体的には、液体クロマトグラフィー用素材として用いられるシリカゲルが好適に使用でき、富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ」、「スーパーマイクロビーズシリカゲル」、「マイクロビーズシリカゲル」、「Ｃｈｒｏｍａｔｏｒｅｘ」（いずれも商品名）、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボール」（商品名）等が挙げられる。
【００２８】
多孔質体としてシリカゲルを、液体として主として水を含んだ液体を夫々使用する場合、使用できるシリカゲルとして具体的に、ジメチルオクタデシルクロロシランで疎液化処理された富士シリシア化学社製の「Ｃｈｒｏｍａｔｏｒｅｘ ＯＤＳ−ＢＵ００２０ＭＴ」（商品名：ｄ２＝１９．９μｍ、ｄ１＝７．０ｎｍ）、ジメチルオクタデシルクロロシランで疎液化処理された富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ Ｃ１５０４−ＯＤＳ」（商品名：ｄ２＝４．０μｍ、ｄ１＝８．９ｎｍ）、トリメチルクロロシランで疎液化処理された富士シリシア化学社製の「Ｓｙｌｏｓｐｈｅｒｅ Ｃ１５０４−ＤＢＡ４．５」（商品名：ｄ２＝４．０μｍ、ｄ１＝１２．８ｎｍ）、鈴木油脂工業社製の「ゴッドボール Ｂ−６Ｃ」、「ゴッドボール Ｂ−２５Ｃ」（いずれも商品名）をジメチルオクタデシルクロロシランで疎液化処理したもの（前者ではｄ２＝２．３μｍ、ｄ１＝８．７ｎｍ、後者ではｄ２＝１３．０μｍ、ｄ１＝８．７ｎｍ）等が挙げられる。
【００２９】
コロイダルダンパの好ましい使用例では、密閉空間に収容されている液体は、通常では所定の大きさで予め加圧されているのであるが、この加圧の程度は、あまり大きすぎると多孔質体の細孔に予め液体が多量に流入してしまって、却って消散エネルギ効率ηが悪くなる。好ましい例では、直径１０ｍｍのピストンの場合で７ｋＮから１０ｋＮ程度の力がピストンに生じるように液体を予め加圧しておくとよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高い消散エネルギ効率ηを得ることができる上に経済性、利用容易性に優れて、しかも、低温下でも正常に動作させることのできるコロイダルダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の説明図である。
【図２】図２は、図１に示す例の略球形粒状体の断面説明図である。
【図３】図３は、図１に示す例の動作説明図である。
【図４】図４は、不凍剤（エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール又はグリセリン）混入率と液体の凍結温度との測定結果の説明図である。
【図５】図５は、エタノールについてのストロークと圧力との関係を示す説明図である。
【図６】図６は、エチレングリコールについてのストロークと圧力との関係を示す説明図である。
【図７】図７は、グリセリンについてのストロークと圧力との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【実施例】
【００３３】
図１及び図２において、本例のコロイダルダンパ１は、容器２と、容器２と協働して容器２内に密閉空間３を形成すると共に容器２に軸方向Ｘに往復動自在に案内支持されたピストン４と、密閉空間３に収容されていると共に多数の細孔５を有した多孔質体６と、密閉空間３に多孔質体６と混在して収容されていると共に減圧において細孔５から流出する一方、増圧において細孔５へ流入する液体７と、減衰させるべき軸方向Ｘの往復動の力Ｆをピストン４を介して液体７に伝達して液体７を加圧するピストンロッド８とを具備しており、ここで、多孔質体６の細孔５を規定する表面９及び多孔質体６の外面１０、即ち細孔５を規定する表面９を含めて多孔質体６の全外面は、液体７に対して疎液性を有している。
【００３４】
容器２は、円板状の底部１５を一体的に有するシリンダ形状の本体１６と、一端が底部１５で閉鎖された本体１６の他端を閉鎖するように、ねじ、ピン等により本体１６の他端に固着された円板状の蓋体１７とを具備している。蓋体１７には、貫通孔１８が形成されている。ピストン４はシールリング１９を具備しており、シールリング１９は密閉空間３をシールして本体１６の内周面に軸方向Ｘに摺動自在に接触している。ピストンロッド８は、ピストン４に一端で固着されていると共に蓋体１７を軸方向Ｘに摺動自在に貫通して容器２外に伸長している。
【００３５】
多孔質体６は、密閉空間３に分散して収容されている複数個、本例では多数個の略球形粒状体２５からなり、各略球形粒状体２５は、シリカゲルからなっていると共に複数の細孔５と略中央に中空部２６とを有しており、細孔５は、一端で中空部２６に開口し、他端で略球形粒状体２５外に開口して、中空部２６から放射方向に伸びており、斯かる複数の細孔５から多孔質体６の多数の細孔５が構成されている。
【００３６】
多孔質体６を構成する多数の略球形粒状体２５の夫々の外面１０及び細孔５の表面９は、液体７に対して疎液性物質であって分子鎖が線形な物質である有機ケイ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２））若しくは有機フッ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝１〜２２））、又は分子鎖の長い物質である有機ケイ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＨ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２））若しくは有機フッ素化合物（例えばＳｉ(ＣＨ３)２ＣｎＦ２ｎ＋１（但し、ｎ＝４〜２２））で被覆されており、細孔５の平均径をｄ１とすると、略球形粒状体２５は、細孔５の平均粒径ｄ１の１０倍以上であって１００００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有している。略球形粒状体２５の中空部２６を規定する面２７もまた、斯かる疎液性物質で被覆されていてもよい。
【００３７】
液体７はエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなっており、液体分子の平均自由行程をＬｐとすると、細孔５は、クヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）が０．０１よりも大きく、０．１よりも小さくなる平均径ｄ１を有している。
【００３８】
多孔質体６と液体７とは、多孔質体６の細孔５の全容積をＶＰとし、液体７の体積をＶＬとすると、その比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって、本例では比ＶＰ／ＶＬが実質的に１となるように密閉空間３に収容されている。
【００３９】
以上のコロイダルダンパ１では、ピストンロッド８に力Ｆが加えられると、この力Ｆがピストン４を介して液体７に加えられて液体７が加圧され、この加圧でもって液体７は、その表面張力に抗して細孔５へ流入し、これにより、図３に示すように密閉空間３の容積を減少するようにピストン４は移動される一方、ピストンロッド８へ付与された力Ｆがなくなると、表面張力に抗して細孔５へ流入した液体７は、その表面張力により細孔５から流出されて、これにより、ピストン４は前記と逆に密閉空間３の容積を増大するように移動されて図１に示すように初期位置に復帰される。そしてコロイダルダンパ１では、力Ｆの仕事エネルギが細孔５への液体７の流入でもって消費されるために、ピストンロッド８を移動させる力Ｆを減衰させることになる。
【００４０】
ところで、図４に示す測定結果から、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール又はグリセリンを５０容量％混入させた水からなる液体７の凍結温度は、−３０℃以下（エタノール及びプロピレングリコールでは約−３２℃、エチレングリコールでは約−３５℃、グリセリンでは約−４０℃）となり、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール又はグリセリンを４０容量％混入させた水からなる液体７の凍結温度は−２０℃以下となる結果、斯かるコロイダルダンパ１は低温下でも動作させることのできることが判明した。
【００４１】
また、実施例として、多孔質体としてシリカゲルを用い、エタノールを０容量％、２５容量％及び５０容量％混入させた水からなる各液体７、エチレングリコールを０容量％、１０容量％、２０容量％、３０容量％、４０容量％及び５０容量％混入させた水からなる各液体７並びにグリセリンを０容量％、２５容量％及び５０容量％混入させた水からなる各液体７を夫々密閉空間３に収容したコロイダルダンパ１を準備し、これらの各種の液体７を収容したコロイダルダンパ１において周囲温度２０℃でピストン４をストロークＳ（ｍｍ）だけ移動させた場合の液体７の圧力（内圧）Ｐを測定した。
【００４２】
図５にエタノールの場合を、図６にエチレングリコールの場合を、そして図７にグリセリンの場合を夫々示す。
【００４３】
図５に示すようにエタノールの場合には他の二者と比較してその混入比率を増大するにしたがって消散エネルギ（ストロークＳ−圧力Ｐ曲線で囲まれる面積に相当）が大きく減少し、図７に示すようにグリセリンの場合には他の二者と比較してその混入比率を増大しても消散エネルギが殆ど変化しなく、図６に示すようにエチレングリコールの場合にはその混入比率と消散エネルギとの関係において他の二者に対して中間の値を示すことが判明した。
【００４４】
斯かる結果は、エタノールの場合にはその混入比率を増大するにしたがって液体７の表面張力σが大きく減少し、グリセリンの場合にはその混入比率を増大しても液体７の表面張力σが殆ど変化しないことによるものと考えられる。
【００４５】
以上のようにコロイダルダンパ１によれば、液体７がエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなるために、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種が水に対する不凍剤となり、而して、低温下でも正常に動作させることのできる上に液体７として主に水を用いるために経済性、利用容易性に優れ、加えて、主に水の表面張力を利用できるために高い消散エネルギ効率ηを得ることができる。
【００４６】
なお、密閉空間３には複数個の略球形粒状体２５の塊からなる多孔質体６を一個又は複数個収容してもよく、また、略球形粒状体２５の塊からなる多孔質体６の一個又は複数個と、分散された複数個の略球形粒状体２５とを混在させて密閉空間３に収容してコロイダルダンパ１を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ コロイダルダンパ
２ 容器
３ 密閉空間
４ ピストン
５ 細孔
６ 多孔質体
７ 液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、この容器と協働して容器内に密閉空間を形成すると共に容器に往復動自在に案内支持されたピストンと、密閉空間に収容されていると共に多数の細孔を有した多孔質体と、密閉空間に多孔質体と混在して収容されていると共に減圧において多孔質体の細孔から流出する一方、増圧において多孔質体の細孔へ流入する液体とを具備しており、液体は、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなるコロイダルダンパ。
【請求項２】
液体は、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも４０容量％含ませた水溶液からなる請求項１に記載のコロイダルダンパ。
【請求項３】
多孔質体の細孔を規定する表面は液体に対して疎液性を有しており、多孔質体と液体とは、多孔質体の細孔の容積をＶＰとし、液体の体積をＶＬとすると、その比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって密閉空間に収容されている請求項１又は２に記載のコロイダルダンパ。
【請求項４】
比ＶＰ／ＶＬが０．３５以上であって１．５以下の範囲にある請求項３に記載のコロイダルダンパ。
【請求項５】
比ＶＰ／ＶＬが実質的に１である請求項３に記載のコロイダルダンパ。
【請求項６】
多孔質体は、細孔の平均径ｄ１の１０倍以上であって１００００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有する略球形粒状体からなる請求項１から５のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項７】
多孔質体は、細孔の平均径ｄ１の１００倍以上であって５０００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有する略球形粒状体からなる請求項１から５のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項８】
多孔質体は、複数個の略球形粒状体の塊であり、この塊が少なくとも一個密閉空間に収容されている請求項１から７のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項９】
多孔質体は、密閉空間に分散して収容されている複数個の略球形粒状体からなる請求項１から８のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１０】
多孔質体は中空部を有した略球形粒状体からなり、細孔は、中空部を有した略球形粒状体において一端で中央中空部に開口し他端で略球形粒状体外に開口している請求項１から９のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１１】
多孔質体の細孔は、中空部から放射方向に伸びている請求項１０に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１２】
多孔質体の細孔は、液体分子の平均自由行程をＬｐとすると、クヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）が０．０１よりも大きく、０．１よりも小さくなる平均径ｄ１を有している請求項１から１１のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１３】
多孔質体の細孔を規定する表面は疎液性物質で被覆されている請求項１から１２のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１４】
細孔における表面を含めて多孔質体の全表面は疎液性物質で被覆されている請求項１から１２のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１５】
疎液性物質は分子鎖が線形な物質からなる請求項１３又は１４に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１６】
疎液性物質は分子鎖の長い物質からなる請求項１３から１５のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１７】
疎液性物質は有機ケイ素化合物又は有機フッ素化合物からなる請求項１３から１６のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１８】
多孔質体は、シリカゲル、アエロゲル、セラミックス、多孔質ガラス、ゼオライト、多孔質ＰＴＦＥ、多孔質蝋、多孔質ポリスチレン、アルミナ並びに黒鉛、木炭、フラーレン及びカーボンナノチューブを含むカーボンのうちの少なくとも一つからなる請求項１から１７のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１】
容器と、この容器と協働して容器内に密閉空間を形成すると共に容器に往復動自在に案内支持されたピストンと、密閉空間に収容されていると共に多数の細孔を有した多孔質体と、密閉空間に多孔質体と混在して収容されていると共に減圧において多孔質体の細孔から流出する一方、増圧において多孔質体の細孔へ流入する液体とを具備しており、液体は、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも５０容量％混入させた水からなるコロイダルダンパ。
【請求項２】
液体は、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれた少なくとも一種以上を多くとも４０容量％含ませた水溶液からなる請求項１に記載のコロイダルダンパ。
【請求項３】
多孔質体の細孔を規定する表面は液体に対して疎液性を有しており、多孔質体と液体とは、多孔質体の細孔の容積をＶＰとし、液体の体積をＶＬとすると、その比ＶＰ／ＶＬが０．２以上であって２．５以下の範囲をもって密閉空間に収容されている請求項１又は２に記載のコロイダルダンパ。
【請求項４】
比ＶＰ／ＶＬが０．３５以上であって１．５以下の範囲にある請求項３に記載のコロイダルダンパ。
【請求項５】
比ＶＰ／ＶＬが実質的に１である請求項３に記載のコロイダルダンパ。
【請求項６】
多孔質体は、細孔の平均径ｄ１の１０倍以上であって１００００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有する略球形粒状体からなる請求項１から５のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項７】
多孔質体は、細孔の平均径ｄ１の１００倍以上であって５０００倍以下の範囲にある平均径ｄ２を有する略球形粒状体からなる請求項１から５のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項８】
多孔質体は、複数個の略球形粒状体の塊であり、この塊が少なくとも一個密閉空間に収容されている請求項１から７のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項９】
多孔質体は、密閉空間に分散して収容されている複数個の略球形粒状体からなる請求項１から８のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１０】
多孔質体は中空部を有した略球形粒状体からなり、細孔は、中空部を有した略球形粒状体において一端で中央中空部に開口し他端で略球形粒状体外に開口している請求項１から９のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１１】
多孔質体の細孔は、中空部から放射方向に伸びている請求項１０に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１２】
多孔質体の細孔は、液体分子の平均自由行程をＬｐとすると、クヌーセン数Ｋｎ＝Ｌｐ／（ｄ１・１／２）が０．０１よりも大きく、０．１よりも小さくなる平均径ｄ１を有している請求項１から１１のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１３】
多孔質体の細孔を規定する表面は疎液性物質で被覆されている請求項１から１２のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１４】
細孔における表面を含めて多孔質体の全表面は疎液性物質で被覆されている請求項１から１２のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１５】
疎液性物質は分子鎖が線形な物質からなる請求項１３又は１４に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１６】
疎液性物質は分子鎖の長い物質からなる請求項１３から１５のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１７】
疎液性物質は有機ケイ素化合物又は有機フッ素化合物からなる請求項１３から１６のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【請求項１８】
多孔質体は、シリカゲル、アエロゲル、セラミックス、多孔質ガラス、ゼオライト、多孔質ＰＴＦＥ、多孔質蝋、多孔質ポリスチレン、アルミナ並びに黒鉛、木炭、フラーレン及びカーボンナノチューブを含むカーボンのうちの少なくとも一つからなる請求項１から１７のいずれか一項に記載のコロイダルダンパ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１８５５７７（Ｐ２０１０−１８５５７７Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６７９６（Ｐ２０１０−１０６７９６）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【分割の表示】特願２００３−３５５０３９（Ｐ２００３−３５５０３９）の分割
【原出願日】平成１５年１０月１５日（２００３．１０．１５）
【出願人】（５９８１６４７８４）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【出願人】（０００２３７１１２）富士シリシア化学株式会社 (38)
【出願人】（５０５１９０４１５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【分割の表示】特願２００３−３５５０３９（Ｐ２００３−３５５０３９）の分割
【原出願日】平成１５年１０月１５日（２００３．１０．１５）
【出願人】（５９８１６４７８４）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【出願人】（０００２３７１１２）富士シリシア化学株式会社 (38)
【出願人】（５０５１９０４１５）
【Ｆターム（参考）】
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