JP2004270719A - Adjustable damping force type damper - Google Patents

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JP2004270719A
JP2004270719A JP2003058454A JP2003058454A JP2004270719A JP 2004270719 A JP2004270719 A JP 2004270719A JP 2003058454 A JP2003058454 A JP 2003058454A JP 2003058454 A JP2003058454 A JP 2003058454A JP 2004270719 A JP2004270719 A JP 2004270719A
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magnetic
fluid
electromagnet
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magnetic circuit
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Application number
JP2003058454A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Murao
雅之 村尾
弘好 ▲高▼橋
Hiroyoshi Takahashi
Shinsuke Araki
伸介 荒木
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Bando Chemical Industries Ltd
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Bando Chemical Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To expand an adjustable range of damping force without enlarging an apparatus by increasing the number of electromagnets in a cylinder type adjustable damping force damper which can increase the resistance against the linear movement of a piston in a cylinder body by increasing the shearing stress of magnetorheological fluid contained in a fluid passage by the magnetic force generated in a magnetic circuit formed using electromagnets. <P>SOLUTION: Two magnetic circuits 21, 22 are formed such that shearing stress S<SB>1</SB>, S<SB>2</SB>of magnetorheological fluid 2 contained in two fluid passages 7, 8 are increased respectively using one electromagnet 9 in common. In this case, the sum of the shearing stresses S1, S2 is set to be larger than the shearing stress S of the magnetorheological fluid 2 caused by one magnetic circuit formed using the electromagnet 9 as written by the following equation, (S<SB>1</SB>+S<SB>2</SB>>S). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁石を用いて形成される磁気回路により磁気粘性流体に印加される磁力に応じて減衰力を変化させるようにした減衰力可変式ダンパに関し、特に電磁石の増設による装置の大形化を回避しつつ、電磁石への通電による減衰力の可変範囲を拡大する対策に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のダンパとしては、特許文献1に記載されたものが知られており、例えば、回転型の減衰力可変式ダンパの場合には、図5に示すように、円筒状のハウジングaに対する円筒体bの回転時に、2つの流体室c,dの各容積が互いに逆の方向に変化するのに伴い、中央部の流動制御機構において磁気粘性流体eが環状隙間である流体通路fを通過しようとする際に、電磁石gに対する電源のON,OFFに応じて流体通路fにおける磁気粘性流体eの剪断応力を変化させ、このことで、磁気粘性流体eに対する流体通路f内での通過抵抗を変化させて、円筒体bの回転に対する減衰力を変化させるようになされている。
【0003】
具体的には、電源ON時には、流体通路fに沿ってスペーサを介して多数個配置された各電磁石g毎に磁気回路が形成されて流体通路f内の磁気粘性流体eに磁力が印加されることにより該磁気粘性流体eに大きな剪断応力が発生するので、円筒体bの回転に対する減衰力が大きくなり、一方、電源OFF時には、上記剪断応力が低下して磁気粘性流体eが流体通路fを速やかに通過できるようになるので、円筒体bの回転に対する減衰力が小さくなるようになっている。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−332427号公報(第4頁および第5頁,図14および図15)
しかしながら、上記従来の減衰力可変式ダンパでは、減衰力の最小値を小さくしたり最大値を大きくしたりしてその可変範囲を拡大しようとすると、それに見合う数の電磁石gを流路fに沿って配することが必要になり、電磁石g(具体的には、コアや電磁コイルなど)やスペーサなどの部品の点数が増大するとともに、電磁石gの設置スペースが必要になって装置が大形化するという問題がある。
【0005】
即ち、減衰力の最小値を小さくするには、その分だけ流路面積を広くしなければならないが、それだけでは、減衰力の最大値も小さくなり、したがって、流路面積が広くなる分だけ、電磁石を増やす必要がある。一方、減衰力の最大値を大きくするには、当然、その分だけ電磁石を増やす必要がある。
【0006】
尚、「磁気粘性流体」とは、粒子径が0.5〜100μmの磁性粒子を炭化水素系やシリコーン系などの媒体に分散含有させたものであって、粒子径が1〜100nmと相対的に小さい磁性粒子を媒体に分散含有させた「磁性流体」とは分散のさせ方や減衰特性が大きく異なり、適用分野も大きく異なる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電磁石を用いて形成される磁気回路により磁気粘性流体に磁力を印加して減衰力を変化させるようにした減衰力可変式ダンパにおいて、電磁石の数を増やして装置を大形化しなくても、減衰力の可変範囲を確保ないし広くできる減衰力可変式ダンパを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明では、1つの電磁石を用いて複数の磁気回路を形成するようにし、これにより、電磁石の数を増やさなくても、減衰力の可変範囲を確保ないし広くすることができるようにした。
【0009】
具体的には、請求項1の発明では、印加される磁力に応じて剪断応力を変化させる磁気粘性流体を収容する収容部材と、この収容部材内に2つの流体室を区画形成しかつ該2つの流体室の容積を互いに逆の方向に変化させるように収容部材に対し変位可能な区画部材と、2つの流体室同士を連通するように設けられた流体通路と、この流体通路内の磁気粘性流体に磁力を印加する磁気回路を形成するための電磁石とを備えた減衰力可変式ダンパを前提としている。
【0010】
そして、上記電磁石毎に、複数の上記磁気回路が形成され、それに応じて複数の流体通路が形成されるように構成されているものとする。
【0011】
上記の構成において、減衰力可変式ダンパでは、電磁石に対し、例えば電源がONであるときには、複数の磁気回路が形成されて該複数の磁気回路により複数の流体通路内の磁気粘性流体に磁力が印加され、これにより、磁気粘性流体の剪断応力が増加して流体通路内での磁気粘性流体による剪断抵抗が大きくなるので、収容部材に対する区画部材の変位に伴う磁気粘性流体の流体通路における通過が抑制され、このことで、区画部材の変位に対する減衰力が大きくなる。
【0012】
一方、電磁石に対し、例えば電源がOFFになると、磁気回路がなくなり、流体通路内の磁気粘性流体に対する磁力の印加がなくなり、磁気粘性流体による剪断抵抗が小さくなるので、区画部材の変位に対する減衰力が小さくなる。
【0013】
その際に、上記電磁石への電源ON時には、電磁石毎に複数の磁気回路が形成されるので、電磁石の数を増やさずに磁気回路を増やすことができ、よって、従来のように電磁石毎に1つの磁気回路が形成される場合とは異なり、電磁石の数を増やして装置を大形化しなくても、減衰力の可変範囲を広くすることができる。このことは、換言すると、減衰力の可変範囲を狭くしなくても、電磁石の数を減らして装置の小形化が図れるということも意味している。
【0014】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、電磁石毎に形成される複数の磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力の合計値が、該電磁石毎に1つの磁気回路が形成されるときの該1つの磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力の値よりも大きくなるように構成されているものとする。
【0015】
電磁石を用いて形成される磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力は、磁気回路の磁束密度に応じて変化する。一方、磁気回路の磁束密度は、電磁石を共用する磁気回路の数に応じて分かれるが、電磁石毎に1つの磁気回路が形成される場合の磁気回路の磁束密度と、電磁石毎に複数の磁気回路が形成される場合の磁気回路の磁束密度の合計とは、等しいので、剪断応力と磁束密度との関係が、線形であれば、電磁石毎に複数の磁気回路が形成されたとしても、剪断応力の変化量は同じである。
【0016】
しかし、剪断応力と磁束密度との関係は、非線形であることが知られているので、これを利用して、電磁石毎に形成される複数の磁気回路による複数の流体通路の磁気粘性流体の剪断応力の合計値を、電磁石毎に1つの磁気回路が形成されるときの該1つの磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力の値よりも大きくすることが可能であり、そうすることで、電磁石の数が増えて装置が大形化することを回避しつつ、減衰力の最大値を大きくしてその可変範囲を広くすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0018】
図1および図2は、本発明の実施形態に係るシリンダ型(伸縮型ともいう)の減衰力可変式ダンパの全体構成を模式的に示している。
【0019】
このダンパは、円筒状をなしかつ両端が閉じられた収容部材としてのシリンダボディ1を備えている。このシリンダボディ1内には、媒体に磁性粒子を分散含有してなる磁気粘性流体2が封入されている。また、シリンダボディ1内には、区画部材としてのピストン3が、図1の左右方向に移動可能に嵌挿されており、このことで、シリンダボディ1内には、ピストン3の移動に応じて容積が互いに逆の方向に変化する2つの流体室4,5が区画形成されている。
【0020】
上記シリンダボディ1の流体室5側(図1の右側)には、ピストン3と一体に移動するように設けられたロッド6が流体室5を縦断して延びるように配置されている。尚、シリンダボディ1の端部壁におけるロッド6の貫通部分は、図外のシール機構により、シリンダボディ1内の磁気粘性流体2が外部に漏れないようになされている。
【0021】
上記流体室4と流体室5との間には、それぞれ、流体室4,5を連通する外側および内側の2つの流体通路7,8が設けられており、ロッド6に加わる外力によりピストン3が移動することで磁気粘性流体2が流体通路7,8を相対移動するようになっている。そして、各流体通路7,8には、それぞれ、後述の外側磁気回路21および内側磁気回路22が形成されるようになっており、これら磁気回路21,22が形成されていないときは、ピストン3の移動に対し、両流体室4,5の容積変化に伴う磁気粘性流体2が比較的小さい流路抵抗を示し、一方、磁気回路21,22が形成されているときは、流体通路7,8内の磁気粘性流体2中の磁性粒子がクラスターを形成し、ピストン3の移動に対する粘性抵抗(剪断応力)が増加するようになっている。
【0022】
具体的には、上記外側流体通路7は、シリンダボディ1とピストン3との間の円環状の隙間により構成されている。また、ピストン3には、該ピストン3を軸方向に貫通するとともに、断面が軸方向両端部で円弧状をなしかつ軸方向中央部で円環状をなす隙間が形成されており、この隙間により、上記内側流体通路8が形成されている。流体通路7,8の軸方向両端部の半径方向の隙間は、通常、0.7〜0.8mm程度であって、減衰力可変範囲に応じて設定される。
【0023】
上記ピストン3における内側流体通路8よりも外周側の部分である外周部3aは、強磁性体からなっている。この外周部3aは、軸方向両端部が同径の大径に形成されている一方、軸方向中央部が小径に形成されていて、上記磁気回路21,22を形成するための電磁石9のコアを構成するようになっている。また、軸方向中央部が小径であることにより外周面の軸方向中央部に周方向に延びるように形成された凹溝3bには、上記電磁石9の電磁コイル10が収容されている。
【0024】
上記シリンダボディ1は、強磁性体からなっており、このことで、上記電磁コイル10に電源が供給されたときに、ピストン3の外周部3aの軸方向一端部から、外側流体通路7の軸方向一端部,シリンダボディ1,外側流体通路7の軸方向他端部を経由してピストン3の外周部3aの軸方向他端部に至る外側磁気回路21が形成されるようになっている。
【0025】
一方、上記ピストン3における内側流体通路8よりも内周側の部分である内周部3cも、強磁性体からなっていて、軸方向両端部が同径の大径に形成されている一方、軸方向中央部が小径に形成されており、このことで、上記電磁コイル10に電源が供給されたときに、ピストン3の外周部3aの軸方向一端部から、内側流体通路8の軸方向一端部,ピストン3の内周部3c,内側流体通路8の軸方向他端部を経由してピストン3の外周部3aの軸方向他端部に至る内側磁気回路22が形成されるようになっている。
【0026】
尚、強磁性体としては、軟鉄,Fe−Si合金,Fe−Al合金,パーマロイ,ミューメタルなどが挙げられる。さらに、ピストン3の軸方向両端には、それぞれ、外側および内側磁気回路21,22の磁束が流体室4,5に洩れるのを抑える非磁性体(例えば、真鍮など)からなる円形状の端板11,11が移動一体に取り付けられている。
【0027】
つまり、本実施形態では、2つの流体通路7,8を備えた減衰力可変式ダンパにおいて、従来の場合では電磁石が並列に2つ配置(各流体通路毎に1つ配置)されるのに対し、1つの電磁石9が配置されている。
【0028】
ここで、上記のように、1つの電磁石9で外側および内側の2つの磁気回路21,22を形成するようにしたダンパにおいて、大きな減衰力が得られる理由を説明する。
【0029】
磁気粘性流体2は、印加される磁場の強さ(磁束密度)に応じて、磁性粒子が流路7,8に略直交する方向に配列し、粘性抵抗(ピストン3の移動に対する剪断応力)が増加する。そして、印加される磁束密度と磁気粘性流体2に生じる剪断応力とは、図3のようにS形の非線形な関係を示し、線形と見なした直線(同図の破線)に対しS形非線形曲線が下回っていて剪断応力の変化量が磁束密度の変化量よりも小さくなる領域Aの他、S形非線形曲線が上回っていて剪断応力の変化量が磁束密度の変化量よりも大きくなる効果領域Bと、磁束密度を大きくしても剪断応力の変化しない飽和領域Cとが存在することが知られている。
【0030】
本実施形態においては、この磁束密度と剪断応力との関係を利用し、1つの電磁石9で、並列に形成する2つの磁気回路21,22の各々の磁束密度X,Xを、効果領域Bにすることにより、その2つを併せた磁束密度X(=X+X)を持つ1つの電磁石の剪断応力Sよりも大きい剪断応力(S+S>S)が得られるようにしている。尚、各々の磁束密度X,Xを、飽和領域Cにすれば、シリンダボディ1に沿って直列に配した2つの電磁石で形成する2つの磁気回路による剪断応力(2S)に匹敵する剪断応力を、1つの電磁石で得ることができる。また、図4(a)に示す磁気回路において、一般に、起磁力Fと磁束Φと磁気抵抗Rとの間には、Φ=F/Rの関係があり、磁束Φと磁束密度Xとの間には、X=Φ/α(α:単位面積)の関係があるので、例えば、外側磁気回路21の磁束密度Xと、内側磁気回路22の磁束密度Xとを等しくさせるには、同図(b)に示す磁気回路において、外側磁気回路21の磁気抵抗Rと、内側磁気回路22の磁気抵抗Rとが等しくなるようにすればよい。
【0031】
即ち、1つの電磁石9に対して2つの流体通路7,8を設け、各々に効果領域Bの剪断応力を発生させるようにすれば、各々、1つの磁気回路を形成する2つの電磁石を直列に配置して剪断応力を発生させる従来の場合に比べると、1つの電磁石9で済むので、その分だけ、電磁石の配置スペースを削減して装置の小形化が図れるとともに、流体通路の長さが短くて済む分だけ電源OFF時の減衰力が小さくなり、しかも、電源ON時には、従来の場合と同等又はそれに近い剪断応力(減衰力)が得られるので、その分だけ、減衰力の可変範囲が広くなる。
【0032】
したがって、本実施形態によれば、2つの流体通路7,8を備えたシリンダ型減衰力可変式ダンパにおいて、従来の場合には、2つの電磁石をスペーサを介して直列に配することが必要であるのに比べて、1つの電磁石9で済み、よって、その分だけ電磁石を構成する部品の点数を減らして小形化を図ることができる。
【0033】
しかも、2つの磁気回路21,22による磁気粘性流体2の剪断応力S,Sの合計値が、上記の電磁石9と同じ起磁力Fの電磁石を用いて1つの磁気回路を形成するようにした場合の該1つの磁気回路による磁気粘性流体2の剪断応力Sの値よりも大きく(S+S>S)なるようにしたので、電源ON時の減衰力の最大値を大きくして減衰力の可変範囲を広くすることができる。
【0034】
尚、上記の実施形態では、磁気回路21,22を形成するために、シリンダボディ1の全体およびピストン3の略全体を強磁性体で構成するようにしているが、磁気回路を形成する上で必要な部位のみを強磁性体で構成したり、又は必要な位置に強磁性体からなる部材を配置するようにしてもよい。
【0035】
また、上記の実施形態では、1つの電磁石9を用いて2つの磁気回路21,22を形成するようにしているが、1つの電磁石9を用いて、3つ以上の磁気回路を形成するようにしてもよい。
【0036】
また、上記の実施形態では、電磁石9を1つだけ用いているが、例えば流体通路に沿って複数の電磁石を配置するようにしてもよい。
【0037】
さらに、上記の実施形態では、シリンダ型の減衰力可変式ダンパの場合について説明したが、本発明は、従来の技術の欄で説明した回転型など、種々の減衰力可変式ダンパに適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、1つの電磁石で複数の磁気回路を形成するようにしたので、電磁石の数を増やして装置を大形化しなくても、減衰力の可変範囲を広くすることができ、さらには、減衰力の可変範囲を狭くしなくても、電磁石の数を減らして装置の小形化を図ることができる。
【0039】
請求項2の発明によれば、電磁石を共用する複数の磁気回路による磁気粘性流体の各剪断応力の合計値が、上記電磁石を用いて形成される1つの磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力の値よりも大きいので、請求項1の発明による効果を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にシリンダ型の減衰力可変式ダンパの全体構成を模式的に示す縦断面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】1つの電磁石を用いて形成される外側および内側磁気回路(a)と、同電磁石を用いて形成される2つの磁気回路(b)とを対比して示す磁気回路図である。
【図4】磁気粘性流体における磁束密度と剪断応力との関係を示す特性図である。
【図5】従来の回転型減衰力可変式ダンパの全体構成を模式的に示す図1相当図である。
【符号の説明】
1 シリンダボディ(収容部材)
2 磁気粘性流体
3 ピストン(区画部材)
4,5 流体室
7 外側流体通路(流体通路)
8 内側流体通路(流体通路)
9 電磁石
21 外側磁気回路(磁気回路)
,22 内側磁気回路(磁気回路)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a damping force variable damper that changes a damping force in accordance with a magnetic force applied to a magnetic viscous fluid by a magnetic circuit formed by using an electromagnet, and in particular, enlarges a device by adding an electromagnet. The present invention relates to a measure for expanding a variable range of a damping force by energizing an electromagnet while avoiding the problem.
[0002]
[Prior art]
As this type of damper, a damper described in Patent Document 1 is known. For example, in the case of a rotary damping force variable damper, as shown in FIG. As the volumes of the two fluid chambers c and d change in opposite directions when the body b rotates, the magnetorheological fluid e will pass through the fluid passage f which is an annular gap in the central flow control mechanism. In this case, the shearing stress of the magnetorheological fluid e in the fluid passage f is changed in accordance with the turning on and off of the power supply to the electromagnet g, thereby changing the passage resistance of the magnetorheological fluid e in the fluid passage f. Thus, the damping force against the rotation of the cylindrical body b is changed.
[0003]
Specifically, when the power is turned on, a magnetic circuit is formed for each of a plurality of electromagnets g arranged via spacers along the fluid passage f, and a magnetic force is applied to the magnetorheological fluid e in the fluid passage f. As a result, a large shear stress is generated in the magnetorheological fluid e, so that the damping force with respect to the rotation of the cylindrical body b increases. On the other hand, when the power is turned off, the shear stress decreases and the magnetorheological fluid e flows through the fluid passage f. Since it is possible to pass through quickly, the damping force with respect to the rotation of the cylinder b is reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-332427 (pages 4 and 5, FIGS. 14 and 15)
However, in the above-mentioned conventional damping force variable damper, if the minimum value of the damping force is reduced or the maximum value is increased to expand the variable range, the electromagnets g of a corresponding number are set along the flow path f. And the number of components such as the electromagnet g (specifically, a core and an electromagnetic coil) and spacers increases, and the installation space for the electromagnet g is required, thus increasing the size of the device. There is a problem of doing.
[0005]
That is, in order to reduce the minimum value of the damping force, it is necessary to increase the flow path area by that much. However, by itself, the maximum value of the damping force is also reduced, and therefore, as much as the flow path area is increased, It is necessary to increase the number of electromagnets. On the other hand, to increase the maximum value of the damping force, the number of electromagnets must be increased accordingly.
[0006]
The “magnetic viscous fluid” refers to a magnetic particle having a particle diameter of 0.5 to 100 μm dispersed and contained in a medium such as a hydrocarbon-based or silicone-based medium. The method of dispersing and the damping characteristics are greatly different from those of the "magnetic fluid" in which extremely small magnetic particles are dispersed and contained in a medium, and the application fields are also greatly different.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and a main object of the present invention is to apply a magnetic force to a magnetorheological fluid by a magnetic circuit formed by using an electromagnet to change the damping force. It is an object of the present invention to provide a variable damper capable of securing or widening a variable range of the damping force without increasing the number of electromagnets and enlarging the device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of magnetic circuits are formed using one electromagnet, whereby a variable range of damping force is secured or widened without increasing the number of electromagnets. I was able to do it.
[0009]
More specifically, according to the first aspect of the present invention, a housing member for housing a magneto-rheological fluid that changes shear stress in accordance with an applied magnetic force, and two fluid chambers are formed in the housing member, and the two fluid chambers are formed. A partition member displaceable with respect to the housing member so as to change the volumes of the two fluid chambers in directions opposite to each other, a fluid passage provided to communicate the two fluid chambers, and a magnetorheological fluid in the fluid passage. It is premised on a damping force variable damper including an electromagnet for forming a magnetic circuit for applying a magnetic force to a fluid.
[0010]
A plurality of magnetic circuits are formed for each electromagnet, and a plurality of fluid passages are formed accordingly.
[0011]
In the above configuration, in the variable damping force damper, for example, when the power is ON, a plurality of magnetic circuits are formed on the electromagnet, and the plurality of magnetic circuits apply a magnetic force to the magnetorheological fluid in the plurality of fluid passages. This increases the shear stress of the magnetorheological fluid and increases the shearing resistance of the magnetorheological fluid in the fluid passage, so that the passage of the magnetorheological fluid in the fluid passage due to the displacement of the partition member with respect to the housing member. Thus, the damping force against the displacement of the partition member is increased.
[0012]
On the other hand, when the power supply to the electromagnet is turned off, for example, the magnetic circuit disappears, the application of magnetic force to the magnetorheological fluid in the fluid passage stops, and the shearing resistance due to the magnetorheological fluid decreases. Becomes smaller.
[0013]
At this time, when the power to the electromagnet is turned on, a plurality of magnetic circuits are formed for each electromagnet, so that the number of magnetic circuits can be increased without increasing the number of electromagnets. Unlike the case where one magnetic circuit is formed, the variable range of the damping force can be widened without increasing the number of electromagnets and enlarging the device. In other words, this means that the number of electromagnets can be reduced and the device can be miniaturized without narrowing the variable range of the damping force.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the total value of the shear stress of the magnetic viscous fluid by the plurality of magnetic circuits formed for each electromagnet is determined when one magnetic circuit is formed for each electromagnet. It is assumed that the magnetic circuit is configured to be larger than the value of the shear stress of the magnetic viscous fluid by the one magnetic circuit.
[0015]
The shear stress of the magnetic viscous fluid by the magnetic circuit formed using the electromagnet changes according to the magnetic flux density of the magnetic circuit. On the other hand, the magnetic flux density of the magnetic circuit is divided according to the number of magnetic circuits sharing the electromagnet, and the magnetic flux density of the magnetic circuit when one magnetic circuit is formed for each electromagnet and a plurality of magnetic circuits for each electromagnet Is formed, the sum of the magnetic flux densities of the magnetic circuits is equal, so that if the relationship between the shear stress and the magnetic flux density is linear, even if a plurality of magnetic circuits are formed for each electromagnet, the shear stress Are the same.
[0016]
However, it is known that the relationship between the shear stress and the magnetic flux density is non-linear, and by utilizing this, the shearing of the magnetorheological fluid in a plurality of fluid passages by a plurality of magnetic circuits formed for each electromagnet is utilized. The total value of the stresses can be greater than the value of the shear stress of the magneto-rheological fluid by one magnetic circuit when one magnetic circuit is formed for each electromagnet, so that the electromagnet It is possible to increase the maximum value of the damping force and widen the variable range while avoiding an increase in the number of devices and an increase in the size of the device.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
1 and 2 schematically show the overall configuration of a cylinder-type (also referred to as a telescopic type) variable damping force damper according to an embodiment of the present invention.
[0019]
This damper has a cylinder body 1 as a housing member having a cylindrical shape and closed at both ends. A magnetic viscous fluid 2 in which magnetic particles are dispersed and contained in a medium is sealed in the cylinder body 1. In addition, a piston 3 as a partition member is fitted in the cylinder body 1 so as to be movable in the left-right direction in FIG. 1, whereby the piston 3 moves in the cylinder body 1 in accordance with the movement of the piston 3. Two fluid chambers 4, 5 whose volumes change in opposite directions are defined.
[0020]
On the fluid chamber 5 side (the right side in FIG. 1) of the cylinder body 1, a rod 6 provided so as to move integrally with the piston 3 is disposed so as to extend longitudinally through the fluid chamber 5. Note that a portion of the end wall of the cylinder body 1 where the rod 6 penetrates is sealed by a sealing mechanism (not shown) so that the magnetorheological fluid 2 in the cylinder body 1 does not leak outside.
[0021]
Between the fluid chamber 4 and the fluid chamber 5, there are provided two outer and inner fluid passages 7 and 8, which communicate the fluid chambers 4 and 5, respectively. By moving, the magnetorheological fluid 2 relatively moves through the fluid passages 7 and 8. An outer magnetic circuit 21 and an inner magnetic circuit 22 to be described later are formed in each of the fluid passages 7 and 8, respectively. When these magnetic circuits 21 and 22 are not formed, the piston 3 When the magnetic circuits 21 and 22 are formed, the magnetic viscous fluid 2 exhibits a relatively small flow resistance with the change in the volume of the fluid chambers 4 and 5. The magnetic particles in the magnetorheological fluid 2 form a cluster, and the viscous resistance (shear stress) to the movement of the piston 3 increases.
[0022]
Specifically, the outer fluid passage 7 is formed by an annular gap between the cylinder body 1 and the piston 3. Further, a gap is formed in the piston 3 so as to penetrate the piston 3 in the axial direction, and to form a circular cross section at both ends in the axial direction and an annular shape at the center in the axial direction. The inner fluid passage 8 is formed. The gap in the radial direction at both axial ends of the fluid passages 7 and 8 is usually about 0.7 to 0.8 mm, and is set according to the variable damping force range.
[0023]
An outer peripheral portion 3a, which is a portion of the piston 3 closer to the outer periphery than the inner fluid passage 8, is made of a ferromagnetic material. The outer peripheral portion 3a has a large diameter with the same diameter at both axial ends, and a small diameter at the axial central portion, and is a core of the electromagnet 9 for forming the magnetic circuits 21 and 22. Is configured. The electromagnetic coil 10 of the electromagnet 9 is accommodated in a concave groove 3b formed in the central portion in the axial direction of the outer peripheral surface so as to extend in the circumferential direction because the central portion in the axial direction has a small diameter.
[0024]
The cylinder body 1 is made of a ferromagnetic material. When power is supplied to the electromagnetic coil 10, the cylinder body 1 moves from one axial end of the outer peripheral portion 3 a of the piston 3 to the shaft of the outer fluid passage 7. An outer magnetic circuit 21 is formed to reach one end in the axial direction, the other end in the axial direction of the cylinder body 1 and the outer fluid passage 7 to the other end in the axial direction of the outer peripheral portion 3a of the piston 3.
[0025]
On the other hand, the inner peripheral portion 3c, which is a portion of the piston 3 closer to the inner fluid side than the inner fluid passage 8, is also made of a ferromagnetic material, and both ends in the axial direction are formed to have the same large diameter. The central portion in the axial direction is formed to have a small diameter, so that when power is supplied to the electromagnetic coil 10, one end in the axial direction of the outer peripheral portion 3 a of the piston 3 is moved to one end in the axial direction of the inner fluid passage 8. The inner magnetic circuit 22 is formed to reach the other axial end of the outer peripheral portion 3a of the piston 3 via the inner peripheral portion 3c of the piston 3 and the other axial end of the inner fluid passage 8. I have.
[0026]
Incidentally, examples of the ferromagnetic material include soft iron, Fe-Si alloy, Fe-Al alloy, permalloy, and mu metal. Further, a circular end plate made of a non-magnetic material (for example, brass or the like) for suppressing magnetic fluxes of the outer and inner magnetic circuits 21 and 22 from leaking into the fluid chambers 4 and 5 is provided at both axial ends of the piston 3. 11 and 11 are attached integrally with the movable body.
[0027]
That is, in the present embodiment, in a damping force variable damper having two fluid passages 7 and 8, two electromagnets are arranged in parallel (one for each fluid passage) in the conventional case. One electromagnet 9 is arranged.
[0028]
Here, the reason why a large damping force can be obtained in the damper in which one electromagnet 9 forms two outer and inner magnetic circuits 21 and 22 as described above will be described.
[0029]
In the magnetorheological fluid 2, the magnetic particles are arranged in a direction substantially perpendicular to the flow paths 7, 8 according to the strength of the applied magnetic field (magnetic flux density), and the viscous resistance (shear stress to the movement of the piston 3) is reduced. To increase. The applied magnetic flux density and the shear stress generated in the magneto-rheological fluid 2 show an S-shaped nonlinear relationship as shown in FIG. 3, and the S-shaped nonlinear relationship with a straight line regarded as linear (broken line in FIG. 3). In addition to the area A where the curve is lower and the change in the shear stress is smaller than the change in the magnetic flux density, the effect area where the S-type nonlinear curve is higher and the change in the shear stress is larger than the change in the magnetic flux density It is known that there exists a saturation region C in which the shear stress does not change even when the magnetic flux density is increased.
[0030]
In the present embodiment, utilizing the relationship between the magnetic flux density and the shear stress, the magnetic flux densities X 1 and X 2 of the two magnetic circuits 21 and 22 formed in parallel by one electromagnet 9 are used to determine the effect area. By setting B, a shear stress (S 1 + S 2 > S) larger than a shear stress S of one electromagnet having a magnetic flux density X (= X 1 + X 2 ) obtained by combining the two is obtained. I have. If each of the magnetic flux densities X 1 and X 2 is set to the saturation region C, the shearing stress (2S) equivalent to the shearing stress (2S) by two magnetic circuits formed by two electromagnets arranged in series along the cylinder body 1. Stress can be obtained with one electromagnet. In the magnetic circuit shown in FIG. 4A, generally, there is a relation of Φ = F / R between the magnetomotive force F, the magnetic flux Φ, and the magnetic resistance R. the, X = Φ / α: there is a relation of (alpha unit area), for example, a magnetic flux density X 1 of the outer magnetic circuit 21, to make equal to the flux density X 2 of the inner magnetic circuit 22, the in a magnetic circuit shown in FIG. (b), a magnetic resistance R 1 of the outer magnetic circuit 21 may be such that the magnetic resistance R 2 of the inner magnetic circuit 22 become equal.
[0031]
That is, if two fluid passages 7 and 8 are provided for one electromagnet 9 and a shear stress is generated in each of the effect areas B, two electromagnets forming one magnetic circuit are connected in series. Compared to the conventional case in which a shear stress is generated by arranging, only one electromagnet 9 suffices, so that the space for arranging the electromagnet can be reduced and the device can be downsized, and the length of the fluid passage can be reduced. As a result, the damping force at the time of power-off is reduced, and at the time of power-on, a shearing stress (damping force) equal to or close to that of the conventional case is obtained. Become.
[0032]
Therefore, according to the present embodiment, in a cylinder type variable damping force type damper having two fluid passages 7 and 8, in the conventional case, it is necessary to arrange two electromagnets in series via a spacer. One electromagnet 9 is sufficient as compared with the case, and accordingly, the number of parts constituting the electromagnet can be reduced and the size can be reduced.
[0033]
In addition, the total value of the shear stresses S 1 and S 2 of the magnetic viscous fluid 2 by the two magnetic circuits 21 and 22 forms one magnetic circuit using an electromagnet having the same magnetomotive force F as the electromagnet 9 described above. Is larger than the value of the shear stress S of the magnetic viscous fluid 2 by the one magnetic circuit (S 1 + S 2 > S), so that the maximum value of the damping force at power-on is increased to attenuate the damping force. The variable range of force can be widened.
[0034]
In the above-described embodiment, in order to form the magnetic circuits 21 and 22, the entire cylinder body 1 and substantially the entire piston 3 are made of a ferromagnetic material. Only a necessary portion may be made of a ferromagnetic material, or a member made of a ferromagnetic material may be arranged at a necessary position.
[0035]
In the above embodiment, two magnetic circuits 21 and 22 are formed using one electromagnet 9, but three or more magnetic circuits are formed using one electromagnet 9. You may.
[0036]
In the above embodiment, only one electromagnet 9 is used. However, for example, a plurality of electromagnets may be arranged along the fluid passage.
[0037]
Further, in the above embodiment, the case of the cylinder type damping force variable damper has been described. However, the present invention is applicable to various damping force variable dampers such as the rotary type damper described in the section of the related art. Can be.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since a plurality of magnetic circuits are formed by one electromagnet, the damping force can be varied without increasing the number of electromagnets and enlarging the device. The range can be widened, and the size of the device can be reduced by reducing the number of electromagnets without narrowing the variable range of the damping force.
[0039]
According to the invention of claim 2, the total value of the respective shear stresses of the magneto-rheological fluid by the plurality of magnetic circuits sharing the electromagnet is equal to the shear stress of the magneto-rheological fluid by one magnetic circuit formed by using the electromagnet. Since it is larger than the value, the effect according to the first aspect of the invention can be obtained efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view schematically showing an overall configuration of a cylinder-type variable damping force damper according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a magnetic circuit diagram showing an outer and inner magnetic circuit (a) formed by using one electromagnet and two magnetic circuits (b) formed by using the same electromagnet.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a magnetic flux density and a shear stress in a magnetic viscous fluid.
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1, schematically showing the entire configuration of a conventional rotary damping force variable damper.
[Explanation of symbols]
1 cylinder body (accommodating member)
2 Magnetic viscous fluid 3 Piston (compartment member)
4,5 Fluid chamber 7 Outer fluid passage (fluid passage)
8. Inner fluid passage (fluid passage)
9 Electromagnet 21 Outside magnetic circuit (magnetic circuit)
, 22 Inside magnetic circuit (magnetic circuit)

Claims (2)

印加される磁力に応じて剪断応力を変化させる磁気粘性流体を収容する収容部材と、
上記収容部材内に2つの流体室を区画形成しかつ該2つの流体室の容積を互いに逆の方向に変化させるように収容部材に対し変位可能な区画部材と、
上記2つの流体室同士を連通するように設けられた流体通路と、
上記流体通路内の磁気粘性流体に磁力を印加する磁気回路を形成するための電磁石とを備えた減衰力可変式ダンパであって、
上記電磁石毎に、複数の上記磁気回路が形成されるように構成されている
ことを特徴とする減衰力可変式ダンパ。
An accommodating member for accommodating a magnetic viscous fluid that changes shear stress according to an applied magnetic force,
A partition member that defines two fluid chambers in the housing member and is displaceable relative to the housing member so as to change the volumes of the two fluid chambers in opposite directions;
A fluid passage provided to communicate the two fluid chambers,
An electromagnet for forming a magnetic circuit that applies a magnetic force to the magnetorheological fluid in the fluid passage, and a damping force variable damper including:
A variable damping force damper, wherein a plurality of the magnetic circuits are formed for each of the electromagnets.
請求項1記載の減衰力可変式ダンパにおいて、
電磁石毎に形成される2つの磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力の合計値が、該電磁石毎に1つの磁気回路が形成されるときの該1つの磁気回路による磁気粘性流体の剪断応力の値よりも大きくなるように構成されている
ことを特徴とする減衰力可変式ダンパ。
The damping force variable damper according to claim 1,
The total value of the shear stress of the magneto-rheological fluid by the two magnetic circuits formed for each electromagnet is the value of the shear stress of the magneto-rheological fluid by the one magnetic circuit when one magnetic circuit is formed for each electromagnet A variable damping force type damper characterized by being configured to be larger than the above.
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312413C (en) * 2005-01-05 2007-04-25 湖南大学 Permanent-magnet adjusting assembled magnetorheological buffer
CN100355521C (en) * 2005-12-23 2007-12-19 浙江大学 Vibration self-suppressed intelligent boring bar component based on magnetorheological fluid
KR100821001B1 (en) 2006-12-15 2008-04-08 현대자동차주식회사 Cab tilting cylinder of vehicle
JP2008196674A (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Honda Motor Co Ltd Damping force varying damper
JP2008224036A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Stabilus Gmbh Object supporting strut
JP2011041644A (en) * 2009-08-20 2011-03-03 Toshiba Corp Drum type washing machine
JP2011522196A (en) * 2008-06-02 2011-07-28 ロード・コーポレーション Magnetorheological fluid damper with improved on-state yield strength
KR101257346B1 (en) * 2011-03-16 2013-04-23 인하대학교 산학협력단 Hydraulic damper with variable flow passage
CN104315071A (en) * 2014-08-25 2015-01-28 合肥工业大学 Novel intelligent shock absorber integrating multilayer magnetorheological elastomers with magnetorheological damper
CN104677661A (en) * 2015-02-09 2015-06-03 重庆大学 Magnetorheological fluid load simulator and design method of structure parameter of load simulator
CN104896000A (en) * 2015-04-08 2015-09-09 重庆大学 A multi-shearing surface magnetorheological torsion damper and a car seat with the same
CN105065550A (en) * 2015-07-18 2015-11-18 常州大学 Self-adaptive magnetorheological damper with double-pole gradient cylinder
CN105065558A (en) * 2015-07-20 2015-11-18 常州大学 Active double-control variable-damping magneto-rheological damper with single pole and variable orifice
CN105840718A (en) * 2016-05-16 2016-08-10 中国人民解放军装甲兵工程学院 Rapid optimal design method for magnetorheological damper
CN106402256A (en) * 2016-11-29 2017-02-15 哈尔滨工业大学 Multichannel magnetorheological damper with built-in parallel coils
CN106594160A (en) * 2017-02-10 2017-04-26 哈尔滨工业大学 Foldable flowing magnetorheological damper with wide adjustable range
KR102091107B1 (en) * 2018-11-30 2020-03-19 인하대학교 산학협력단 Mr damper having flow mode and pinch mode operating structures
KR102131787B1 (en) * 2019-03-05 2020-07-08 인하대학교 산학협력단 MR damper with controllable damping
CN115143224A (en) * 2022-08-10 2022-10-04 哈尔滨工业大学 Magneto-rheological damper with low zero field damping force and wide damping adjustable range

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312413C (en) * 2005-01-05 2007-04-25 湖南大学 Permanent-magnet adjusting assembled magnetorheological buffer
CN100355521C (en) * 2005-12-23 2007-12-19 浙江大学 Vibration self-suppressed intelligent boring bar component based on magnetorheological fluid
KR100821001B1 (en) 2006-12-15 2008-04-08 현대자동차주식회사 Cab tilting cylinder of vehicle
JP2008196674A (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Honda Motor Co Ltd Damping force varying damper
JP2008224036A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Stabilus Gmbh Object supporting strut
US8382076B2 (en) 2007-03-12 2013-02-26 Stabilus Gmbh Object-support column
JP2011522196A (en) * 2008-06-02 2011-07-28 ロード・コーポレーション Magnetorheological fluid damper with improved on-state yield strength
JP2011041644A (en) * 2009-08-20 2011-03-03 Toshiba Corp Drum type washing machine
KR101257346B1 (en) * 2011-03-16 2013-04-23 인하대학교 산학협력단 Hydraulic damper with variable flow passage
CN104315071B (en) * 2014-08-25 2016-10-26 合肥工业大学 The novel intelligent vibroshock of integrated multi-layer magnetic rheology elastic body and MR damper
CN104315071A (en) * 2014-08-25 2015-01-28 合肥工业大学 Novel intelligent shock absorber integrating multilayer magnetorheological elastomers with magnetorheological damper
CN104677661A (en) * 2015-02-09 2015-06-03 重庆大学 Magnetorheological fluid load simulator and design method of structure parameter of load simulator
CN104896000A (en) * 2015-04-08 2015-09-09 重庆大学 A multi-shearing surface magnetorheological torsion damper and a car seat with the same
CN105065550A (en) * 2015-07-18 2015-11-18 常州大学 Self-adaptive magnetorheological damper with double-pole gradient cylinder
CN105065558A (en) * 2015-07-20 2015-11-18 常州大学 Active double-control variable-damping magneto-rheological damper with single pole and variable orifice
CN105840718B (en) * 2016-05-16 2017-12-22 中国人民解放军装甲兵工程学院 MR damper fast optimal design method
CN105840718A (en) * 2016-05-16 2016-08-10 中国人民解放军装甲兵工程学院 Rapid optimal design method for magnetorheological damper
CN106402256A (en) * 2016-11-29 2017-02-15 哈尔滨工业大学 Multichannel magnetorheological damper with built-in parallel coils
CN106594160A (en) * 2017-02-10 2017-04-26 哈尔滨工业大学 Foldable flowing magnetorheological damper with wide adjustable range
KR102091107B1 (en) * 2018-11-30 2020-03-19 인하대학교 산학협력단 Mr damper having flow mode and pinch mode operating structures
KR102131787B1 (en) * 2019-03-05 2020-07-08 인하대학교 산학협력단 MR damper with controllable damping
CN115143224A (en) * 2022-08-10 2022-10-04 哈尔滨工业大学 Magneto-rheological damper with low zero field damping force and wide damping adjustable range
CN115143224B (en) * 2022-08-10 2024-01-05 哈尔滨工业大学 Magnetorheological damper with low zero-field damping force and wide damping adjustable range

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