JP2018179228A

JP2018179228A - 発電機能付きダンパ

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Publication number: JP2018179228A
Application number: JP2017082521A
Authority: JP
Inventors: 太田　晶久; Akihisa Ota; 晶久太田; 伸一関根; Shinichi Sekine; 敦士豊内; Atsushi Toyouchi; 祐二福沢; Yuji Fukuzawa; 康司井門; Yasushi Imon; 悠宏岩本; Yuhiro Iwamoto
Original assignee: Nagoya Institute of Technology NUC; KYB Corp; KYB YS Co Ltd
Current assignee: Nagoya Institute of Technology NUC; KYB Corp; KYB YS Co Ltd
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-19
Also published as: JP6343060B1; KR20190140490A; TW201839289A; WO2018193641A1

Abstract

【課題】良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる発電機能付きダンパを提供する。【解決手段】発電機能付きダンパ１は、シリンダ１０、ロッド５０、磁石粒子９０、及びコイル部２０を備えている。シリンダ１０は、軸方向に往復移動自在なロッド５０が外部に突出している。磁石粒子９０は永久磁石の特性を有しており、複数がシリンダ１０内に充填されている。コイル部２０はロッド５０の往復移動に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによってコイル部２０内を貫通する磁力線の数が変化して誘導起電力が発生する。【選択図】図１

Description

本発明は発電機能付きダンパに関するものである。

特許文献１のダンパはシリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるロッドとを備えたダンパと、ダンパ内に設けた伸側室及び圧側室と、伸側室と圧側室とを並列して連通する減衰通路とポンプ通路と、減衰通路の途中に設けられて通過する流体の流れに抵抗を与える抵抗要素と、ポンプ通路の途中に設けた双方向吐出型のポンプとを備えている。また、このダンパのポンプはモータによって駆動されるようになっている。このダンパはモータでポンプを駆動すると、流体を伸側室から圧側室へ、或いは、圧側室から伸側室へ送り込むことができる。つまり、このダンパは自ら積極的に伸縮し、発生力（減衰力）を調節することができる。
また、特許文献１には、このダンパのポンプ及びモータのそれぞれを流体モータ及び発電機として機能し、ポンプ通路を通過する流体の流れによって発電機を駆動して発電することができることが開示されている。

特開２０１５−１０２１００号公報

しかし、このダンパはポンプ通路を流れる流体の流量が少ないため、ポンプ及びモータが回転し難く、発電機として機能するモータが発電する発電量が少ない。
このため、このダンパは良好に発電できない。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる発電機能付きダンパを提供することを解決すべき課題としている。

本発明の発電機能付きダンパは、ケース、ロッド、磁石粒子、及びコイル部を備えている。ケースは、軸方向に往復移動自在又は軸周りに回転自在なロッドが外部に突出している。磁石粒子は永久磁石の特性を有しており、複数がケース内に充填されている。コイル部はロッドの往復移動、又は軸周りの回転に伴って複数の磁石粒子が形成する磁力線の向きが変化することによってコイル部内を貫通する磁力線の数が変化して誘導起電力が発生する。

この発電機能付きダンパは、ロッドが軸方向に往復移動又は軸周りに回転する際、ケース内に充填された磁石粒子がケース内を移動することによって減衰力を発生する。
また、ケース内を移動する複数の磁石粒子が形成する磁力線の向きが変化すると、コイル部内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部には誘導起電力が発生する。つまり、この発電機能付きダンパは発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパは良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

本発明の発電機能付きダンパの磁石粒子は弾性を有し得る。この場合、ロッドが軸方向に往復移動又は軸周りに回転する際、ケース内に充填された複数の磁石粒子が弾性変形する。この際に生じる磁石粒子同士の摩擦力や、磁石粒子の弾性反発力によって、この発電機能付きダンパは減衰力を発生する。また、磁石粒子が弾性を有しているため、隣り合う磁石粒子同士が互いに弾性変形することによって、磁石粒子同士が焼きつき難い。このため、この発電機能付きダンパはロッドの軸方向の往復移動又は軸周りの回転を妨げ難い。

本発明の発電機能付きダンパはロッド内にコイル部が配置され得る。この場合、ロッド内に配置されたコイル部が、ケース内の磁石粒子に対する位置が確実に変化することができる。このため、この発電機能付きダンパは磁石粒子が有する磁力線がコイル部内を確実に通過する。これにより、この発電機能付きダンパはコイル部内を貫通する磁力線の数が変化し易く、コイル部により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

本発明の発電機能付きダンパはロッド内に永久磁石が配置され、コイル部はケースに配置され得る。この場合、この発電機能付きダンパはロッド内の永久磁石によって磁石粒子が有する磁力線の向きが揃うように磁石粒子の向きを揃えることができる。これにより、この発電機能付きダンパは向きが揃った磁力線がコイル部内を貫通する数が変化するため、ケースに配置されたコイル部により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

本発明の発電機能付きダンパはケース内に配置され、ロッドに連結されてロッドと共に往復移動するピストンを備え得る。この場合、この発電機能付きダンパはピストンによってケース内に充填された磁石粒子をより活発に流動させることができる。このため、この発電機能付きダンパは磁石粒子が有する磁力線がコイル部内をより活発に通過する。これにより、この発電機能付きダンパはコイル部内を貫通する磁力線の数がより活発に変化し易くなり、コイル部により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

本発明の発電機能付きダンパはピストン内に永久磁石が配置され、コイル部はケースに配置され得る。この場合、この発電機能付きダンパはピストン内の永久磁石によってケース内に充填された磁石粒子が有する磁力線の向きが揃うように磁石粒子の向きを揃えつつ、ピストンによってケース内に充填された磁石粒子をより活発に流動させることができる。これにより、この発電機能付きダンパは向きが揃った磁力線がコイル部内を貫通する数がより活発に変化し易くなり、ケースに配置されたコイル部により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

本発明の発電機能付きダンパはピストン内にコイル部が配置され得る。この場合、ピストン内に配置されたコイル部の、ケース内の磁石粒子に対する位置が確実に変化することができる。このため、この発電機能付きダンパは磁石粒子が有する磁力線がコイル部内を確実に通過する。これにより、この発電機能付きダンパはコイル部内を貫通する磁力線の数が変化し易く、コイル部により大きな誘導起電力が発生し易くなる。さらに、この発電機能付きダンパはピストンによってケース内に充填された磁石粒子を活発に流動させることができるため、コイル部により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

本発明の発電機能付きダンパはケース内に配置され、軸周りに回転自在なロッドに連結され、ロッドと共にケース内で回転する回転子を備え得る。この場合、ロッドと回転子とが軸周りに回転する際、ケース内に充填された磁石粒子がロッドと回転子とが回転する方向に流動する。これにより、この発電機能付きダンパはロッドと回転子とが回転する方向と反対の方向に減衰力を発生しつつ、コイル部に誘導起電力を発生することができる。

実施形態１の発電機能付きダンパを示す断面図である。実施形態１の発電機能付きダンパのケース内に充填される磁石粒子の模式図である。実施形態１の発電機能付きダンパのロッド及びピストンをケースの中心軸方向に往復移動させる速度（以降、周波数という）を１Ｈｚにした場合における、コイル部に発生する誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示すグラフであって、（Ａ）は１周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示し、（Ｂ）は１０周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示す。実施形態１の発電機能付きダンパのロッド及びピストンの周波数を５Ｈｚにした場合における、コイル部に発生する誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示すグラフであって、（Ａ）は１周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示し、（Ｂ）は１０周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示す。実施形態１の発電機能付きダンパのロッド及びピストンの周波数を１〜５Ｈｚの間で１Ｈｚ毎に変化させた場合のそれぞれにおけるコイル部で発生する誘導起電力、及び誘導起電力に基づいて発生した電力の大きさを示すグラフであって、（Ａ）は周波数に対するコイル部で発生する誘導起電力の大きさを示し、（Ｂ）は周波数に対するコイル部で発生した誘導起電力に基づいて発生した電力の大きさを示す。実施形態２の発電機能付きダンパを示す断面図である。実施形態３の発電機能付きダンパを示す断面図である。実施形態４の発電機能付きダンパを示す断面図である。実施形態５の発電機能付きダンパを示す断面図である。実施形態６のダンパを示す断面図であって、（Ａ）は回転子の中心軸方向の断面図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。（Ａ）は、実施形態１の発電機能付きダンパにおいて、ピストンの移動する側の表面に当接する磁石粒子の状態を示す部分拡大図であり、（Ｂ）は、ピストンを有していない発電機能付きダンパにおいて、ロッドの表面に当接する磁石粒子の状態を示す部分拡大図である。

本発明の発電機能付きダンパを具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施形態１＞
実施形態１の発電機能付きダンパ１は、図１に示すように、ケースであるシリンダ１０、ピストン３０、ロッド５０、一対のロッドガイド７０、複数の磁石粒子９０、及びコイル部２０を備えている。

シリンダ１０は両端が開口した筒状である。ピストン３０は中央部３０Ａ及び両端部３０Ｂを有している。中央部３０Ａは円柱形状である。両端部３０Ｂは中央部３０Ａの両端面から離れる方向に外径が徐々に小さくなる円錐台形状である。ピストン３０の外周面とシリンダ１０の内周面との間には所定の隙間が形成されている。ピストン３０はシリンダ１０内に配置されている。

ロッド５０は円柱状をなしている。ロッド５０は、ピストン３０の両端部３０Ｂの先端に連続し、ピストン３０の両方向に伸びている。ロッド５０はシリンダ１０の中心軸方向に伸びてシリンダ１０の両端のそれぞれの開口端部１０Ａからシリンダ１０の外部に突出している。つまり、ピストン３０はロッド５０に連結されている。ロッドガイド７０は外周に鍔部７０Ｂを有した円盤状をなしており、シリンダ１０の両端部のそれぞれの開口端部１０Ａを閉鎖するようにそれぞれの開口端部１０Ａに連結されている。これらロッドガイド７０は、円盤状の中心に円盤状の板厚方向に貫通して貫通孔７０Ａが設けられている。貫通孔７０Ａの内径はロッド５０の外径より僅かに大きい。貫通孔７０Ａは、ロッドガイド７０がシリンダ１０の両端のそれぞれの開口端部１０Ａに固定された状態で、シリンダ１０の中心軸方向に貫通している。これらロッドガイド７０の貫通孔７０Ａにはロッド５０が往復移動自在に挿通している。ロッド５０及びピストン３０は共にシリンダ１０内をシリンダ１０の中心軸方向に往復移動自在である。また、シリンダ１０、ピストン３０、ロッド５０、及び一対のロッドガイド７０は非磁性体である。

複数の磁石粒子９０は、図２に示すように、球形状をなしている。これら磁石粒子９０はデュロメータタイプＡ硬度（以下、硬度という）が６０のエラストマであるシリコーンゴム製の弾性体である。また、これら磁石粒子９０にはネオジム（Ｎｄ）粒子９０Ａが含有されている。これら磁石粒子９０に含有されているネオジム（Ｎｄ）粒子９０Ａの量はおよそ６０ｗｔ．％（１７．７８ｖｏｌ．％）である。ネオジム（Ｎｄ）粒子９０Ａは磁性を有している。つまり、磁石粒子９０は磁性及び弾性を有している。こうして形成されたこれら磁石粒子９０は着磁されて磁力を有している。すなわち、これら磁石粒子９０は永久磁石の特性を有している。これら磁石粒子９０は６０％の充填率でシリンダ１０と一対のロッドガイド７０とで囲まれた空間（すなわち、シリンダ１０内）に充填されている。
ここで、充填率は下記（１）式にて表される。なお、充填体積とは磁石粒子９０を充填する空間の体積である。

コイル部２０は表面を絶縁膜で被覆した金属線を同軸に複数回巻いて、径方向に所定の幅を有し、シリンダ１０の外径よりも僅かに大きい内径である円筒状に束ねたものである。また、コイル部２０の金属線は両端のそれぞれが引き出されており、コイル部２０で発生した誘導起電力に基づいて発生した電流を発電機能付きダンパ２１の外部に設けられた電気機器等に供給する構成となっている（図示せず。）。コイル部２０は、コイル部２０の円筒状の内側がシリンダ１０を挿入し、シリンダ１０の外周面に沿うようにシリンダ１０の外周面に配置されている。

こうして形成された発電機能付きダンパ１はシリンダ１０の中心軸方向にピストン３０が往復移動する際、磁石粒子９０がピストン３０の外周面とシリンダ１０の内周面との間の所定の隙間を通過して移動する。このとき、シリンダ１０の内周面とシリンダ１０の内周面に当接する磁石粒子９０との間、隣接する磁石粒子９０同士の間、及びロッド５０及びピストン３０の外周面とロッド５０及びピストン３０の外周面に当接する磁石粒子９０との間に摩擦力が発生する。また、ピストン３０の移動する側に位置する磁石粒子９０がピストン３０によって押し潰される。このとき、ピストン３０によって押し潰された磁石粒子９０が発生する弾性反発力によってピストン３０を押し返す。つまり、発電機能付きダンパ１はこうして生じる摩擦力や、弾性反発力に基づいて減衰力が発生する。
また、図１１（Ａ）に示すように、ピストン３０の移動する側に位置する磁石粒子９０がピストン３０によって押し潰された際、磁石粒子９０に対して、押圧力Ｆが加えられる。押圧力Ｆの向きは両端部３０Ｂの傾斜面に対して垂直な向きである。押圧力Ｆはシリンダ１０の中心軸方向の分力Ｆ１とシリンダ１０の中心軸から離れる方向の分力Ｆ２とに分けることができる。ピストン３０によって押し潰された磁石粒子９０は分力Ｆ２によってシリンダ１０の中心軸から離れる方向に移動する。
これに対して、図１１（Ｂ）に示す発電機能付きダンパ６１のように、ピストンを有していない場合、ロッド５５０がシリンダ１０の中心軸方向に移動すると、ロッド５５０の外周面に当接する磁石粒子９０がロッド５５０の外周面との間に発生する摩擦力によって転がったり、ロッド５５０と共に移動したりする。つまり、ピストンを有していない場合、磁石粒子９０はシリンダ１０の中心軸方向に移動するロッド５５０によって押し潰されない。このため、磁石粒子９０に押圧力が加えられることがなく、ピストンが設けられた場合に比べて、磁石粒子９０の流動は小さい。
つまり、ピストン３０を設けることによってシリンダ１０内に充填された磁石粒子９０をより活発に流動させることができる。

また、このとき、ロッド５０及びピストン３０の往復移動に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによって複数の磁石粒子９０が形成する磁力線がコイル部２０内を貫通する数が変化するため、コイル部２０に誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ１はコイル部２０で発電する。

次に、発電機能付きダンパ１のロッド５０及びピストン３０を周波数１Ｈｚにした場合における、コイル部２０に発生する誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示すグラフを図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。具体的には、（Ａ）は１周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示し、（Ｂ）は１０周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示す。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ロッド５０及びピストン３０がシリンダ１０の中心軸方向に移動する全領域において、誘導起電力が発生している。また、１周期目と１０周期目とで発生する誘導起電力の波形は互いに異なっている。これは、ロッド５０及びピストン３０がシリンダ１０の中心軸方向に繰り返し往復移動する度に、複数の磁石粒子９０が有する磁力線の向きが変化するため、コイル部２０を貫通する磁力線の数の変化の仕方が異なるためであると考えられる。

次に、発電機能付きダンパ１のロッド５０及びピストン３０を周波数５Ｈｚにした場合における、コイル部２０に発生する誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示すグラフを図４（Ａ）、（Ｂ）に示す。具体的には、（Ａ）は１周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示し、（Ｂ）は１０周期目の誘導起電力の大きさの時間に対する変化を示す。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ロッド５０及びピストン３０がシリンダ１０の中心軸方向に移動する全領域において誘導起電力が発生している。また、ロッド５０及びピストン３０が周波数１Ｈｚの場合に比べて誘導起電力の大きさが大きい。これは、周波数１Ｈｚの場合に比べてシリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がより活発に流動して、コイル部２０内を貫通する磁力線の数がより活発に変化するためであると考えられる。また、１周期目と１０周期目とで発生する誘導起電力の波形は互いに異なっている。これは、ロッド５０及びピストン３０がシリンダ１０の中心軸方向に繰り返し往復移動する度に、複数の磁石粒子９０が有する磁力線の向きが変化するため、コイル部２０を貫通する磁力線の数の変化の仕方が異なるためであると考えられる。

次に、発電機能付きダンパ１のロッド５０及びピストン３０を周波数１〜５Ｈｚの間で１Ｈｚ毎に変化させた場合のそれぞれにおけるコイル部２０で発生する誘導起電力、及び誘導起電力に基づいて発生した電力の大きさを図５（Ａ）、（Ｂ）に示す。具体的には、図５（Ａ）はロッド５０及びピストン３０を所定の回数往復移動させた間にコイル部２０で発生する誘導起電力の平均値の大きさを示し、図５（Ｂ）はコイル部２０で発生した誘導起電力に基づいて発生した電力の大きさを示す。具体的には、図５（Ａ）におけるそれぞれの周波数における誘導起電力の平均値を２乗した値をコイル部２０が有する抵抗値（およそ６．５Ω（オーム））で除した値である。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ロッド５０及びピストン３０の周波数が大きくなるにつれて、コイル部２０で発生する誘導起電力、及びコイル部２０で発生した誘導起電力に基づいて発生した電力の大きさが大きくなっている。これは、ロッド５０及びピストン３０の周波数が大きくなるにつれて、シリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がより活発に流動して、コイル部２０内を貫通する磁力線の数がより活発に変化するためであると考えられる。

このように、発電機能付きダンパ１は、ロッド５０及びピストン３０がシリンダ１０の中心軸方向に往復移動する際、シリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がシリンダ１０内を移動することによって減衰力を発生する。
また、シリンダ１０内を移動する複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化すると、コイル部２０内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部２０には誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ１は発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパ１は良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

また、発電機能付きダンパ１の磁石粒子９０は弾性を有している。このため、ロッド５０が軸方向に往復移動又は軸周りに回転する際、シリンダ１０内に充填された複数の磁石粒子９０が弾性変形する。この際に生じる磁石粒子９０同士の摩擦力や、磁石粒子９０の弾性反発力によって、発電機能付きダンパ１は減衰力を発生する。また、磁石粒子９０が弾性を有しているため、隣り合う磁石粒子９０同士が互いに弾性変形することによって、磁石粒子９０同士が焼きつき難い。このため、発電機能付きダンパ１はロッド５０の軸方向の往復移動又は軸周りの回転を妨げ難い。

また、発電機能付きダンパ１はシリンダ１０内に配置され、ロッド５０に連結されてロッド５０と共に往復移動するピストン３０を備えている。このため、発電機能付きダンパ１はピストン３０によってシリンダ１０内に充填された磁石粒子９０をより活発に流動させることができる。このため、発電機能付きダンパ１は磁石粒子９０が有する磁力線がコイル部２０内をより活発に通過する。これにより、発電機能付きダンパ１はコイル部２０内を貫通する磁力線の数がより活発に変化し易くなり、コイル部２０により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

＜実施形態２＞
実施形態２の発電機能付きダンパ１１は、図６に示すように、ピストン１３０に永久磁石である磁石４０が設けられている点が実施形態１と相違する。他の構成は実施形態１と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態２の発電機能付きダンパ１１は、図６に示すように、ピストン１３０内に磁石４０が設けられている。磁石４０は永久磁石の特性を有しており、例えば、円柱状をなして形成されており、中心軸がロッド５０及びピストン１３０の中心軸に同軸にピストン１３０内に配置されている。また、磁石４０は、例えば、円柱状の一端側がＮ極、他端側がＳ極になるように着磁されている。

こうして形成された発電機能付きダンパ１１はシリンダ１０の中心軸方向にピストン１３０が往復移動する際、磁石粒子９０がピストン１３０の外周面とシリンダ１０の内周面との間の所定の隙間を通過して移動する。このとき、シリンダ１０の内周面とシリンダ１０の内周面に当接する磁石粒子９０との間、隣接する磁石粒子９０同士の間、及びロッド５０及びピストン１３０の外周面とロッド５０及びピストン１３０の外周面に当接する磁石粒子９０との間に摩擦力が発生する。また、ピストン１３０の移動する側に位置する磁石粒子９０がピストン１３０によって押し潰される。このとき、ピストン１３０によって押し潰された磁石粒子９０が発生する弾性反発力によってピストン１３０を押し返す。つまり、発電機能付きダンパ１１はこうして生じる摩擦力や、弾性反発力に基づいて減衰力が発生する。

また、このとき、ロッド５０及びピストン１３０の往復移動に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによって複数の磁石粒子９０が形成する磁力線がコイル部２０内を貫通する数が変化するため、コイル部２０に誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ１１はコイル部２０で発電する。

このように、発電機能付きダンパ１１は、ロッド５０及びピストン１３０がシリンダ１０の中心軸方向に往復移動する際、シリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がシリンダ１０内を移動することによって減衰力を発生する。
また、シリンダ１０内を移動する複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化すると、コイル部２０内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部２０には誘導起電力が発生する。つまり、この発電機能付きダンパ１１は発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパ１１も良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

また、この発電機能付きダンパ１１はピストン１３０内に磁石４０が配置され、コイル部２０はシリンダ１０に配置されている。このため、発電機能付きダンパ１１はピストン１３０内の磁石４０によってシリンダ１０内に充填された磁石粒子９０が有する磁力線の向きが揃うように磁石粒子９０の向きを揃えつつ、ピストン１３０によってシリンダ１０内に充填された磁石粒子９０をより活発に流動させることができる。これにより、この発電機能付きダンパ１１は向きが揃った磁力線がコイル部２０内を貫通する数がより活発に変化し易くなり、シリンダ１０に配置されたコイル部２０により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

＜実施形態３＞
実施形態３の発電機能付きダンパ２１は、図７に示すように、ピストン２３０内にコイル部１２０が設けられている点が実施形態１、２と相違する。他の構成は実施形態１、２と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態３の発電機能付きダンパ２１は、ピストン２３０内にコイル部１２０が設けられている。具体的には、図７に示すように、円筒状をなしたコイル部１２０の中心軸が、ロッド１５０及びピストン２３０の中心軸に同軸になるようにコイル部１２０がピストン２３０内に配置されている。また、コイル部１２０から引き出された金属線の両端は、ロッド１５０の片方側の内側を経由して、発電機能付きダンパ２１の外部に引き出されており、コイル部１２０で発生した誘導起電力に基づいて発生した電流を発電機能付きダンパ２１の外部に設けられた電気機器等に供給する構成となっている（図示せず。）。

こうして形成された発電機能付きダンパ２１はシリンダ１０の中心軸方向にピストン２３０が往復移動する際、磁石粒子９０がピストン２３０の外周面とシリンダ１０の内周面との間の所定の隙間を通過して移動する。このとき、シリンダ１０の内周面とシリンダ１０の内周面に当接する磁石粒子９０との間、隣接する磁石粒子９０の間、及びロッド１５０及びピストン２３０の外周面とロッド１５０及びピストン２３０の外周面に当接する磁石粒子９０との間に摩擦力が発生する。また、ピストン２３０の移動する側に位置する磁石粒子９０がピストン２３０によって押し潰される。このとき、ピストン２３０によって押し潰された磁石粒子９０が発生する弾性反発力によってピストン２３０を押し返す。つまり、発電機能付きダンパ２１はこうして発生する摩擦力や、弾性反発力に基づいて減衰力が発生する。

また、このとき、ロッド５０及びピストン２３０の往復移動に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによって複数の磁石粒子９０が形成する磁力線がコイル部１２０内を貫通する数が変化するため、コイル部１２０に誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ２１はコイル部１２０で発電する。

このように、発電機能付きダンパ２１は、ロッド１５０及びピストン２３０がシリンダ１０の中心軸方向に往復移動する際、シリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がシリンダ１０内を移動することによって減衰力を発生する。
また、シリンダ１０内を移動する複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化すると、コイル部１２０内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部１２０には誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ２１は発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパ２１も良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

また、発電機能付きダンパ２１はピストン２３０内にコイル部１２０が配置されている。このため、ピストン２３０内に配置されたコイル部１２０が、シリンダ１０内の磁石粒子９０に対する位置が確実に変化することができる。このため、発電機能付きダンパ２１は磁石粒子９０が有する磁力線がコイル部１２０内を確実に通過する。これにより、発電機能付きダンパ２１はコイル部１２０内を貫通する磁力線の数が変化し易く、コイル部１２０により大きな誘導起電力が発生し易くなる。さらに、発電機能付きダンパ２１はピストン２３０によってシリンダ１０内に充填された磁石粒子９０を活発に流動させることができるため、コイル部１２０により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

＜実施形態４＞
実施形態４の発電機能付きダンパ３１は、図８に示すように、ピストンを備えていない点、及びロッド２５０内に永久磁石である磁石１４０が設けられている点が実施形態１〜３と相違する。他の構成は実施形態１〜３と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態４の発電機能付きダンパ３１は、図８に示すように、ロッド２５０内に磁石１４０が設けられている。磁石１４０は永久磁石の特性を有しており、例えば、円柱状をなして形成されており、中心軸がロッド２５０の中心軸に同軸にロッド２５０内に配置されている。また、磁石１４０は、例えば、円柱状の一端側がＮ極、他端側がＳ極になるように着磁されている。

こうして形成された発電機能付きダンパ３１はシリンダ１０の中心軸方向にロッド２５０が往復移動する際、磁石粒子９０がロッド２５０の外周面とシリンダ１０の内周面との間の所定の隙間を移動する。具体的には、ロッド２５０の外周面に当接する磁石粒子９０がロッド２５０の外周面との間に発生する摩擦力によってロッド２５０と共に移動する。このとき、シリンダ１０の内周面とシリンダ１０の内周面に当接する磁石粒子９０との間、及び隣接する磁石粒子９０同士の間にも摩擦力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ３１はこうして生じる摩擦力に基づいて減衰力が発生する。

また、このとき、ロッド２５０の往復移動に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによって複数の磁石粒子９０が形成する磁力線がコイル部２０内を貫通する数が変化するため、コイル部２０に誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ３１はコイル部２０で発電する。

このように、発電機能付きダンパ３１は、ロッド２５０がシリンダ１０の中心軸方向に往復移動する際、シリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がシリンダ１０内を移動することによって減衰力を発生する。
また、シリンダ１０内を移動する複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化すると、コイル部２０内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部２０には誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ３１は発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパ３１も良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

また、発電機能付きダンパ３１はロッド２５０内に磁石１４０が配置され、コイル部２０はシリンダ１０に配置されている。このため、発電機能付きダンパ３１はロッド２５０内の磁石１４０によって磁石粒子９０が有する磁力線の向きが揃うように磁石粒子９０の向きを揃えることができる。これにより、この発電機能付きダンパ３１は向きが揃った磁力線がコイル部２０内を貫通する数が変化するため、シリンダ１０に配置されたコイル部２０により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

＜実施形態５＞
実施形態５の発電機能付きダンパ４１は、図９に示すように、ピストンを備えていない点、及びロッド３５０内にコイル部２２０が設けられている点が実施形態１〜４と相違する。他の構成は実施形態１〜４と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施形態５の発電機能付きダンパ４１はロッド３５０内にコイル部２２０が設けられている。具体的には、図９に示すように、円筒状をなしたコイル部２２０の中心軸が、ロッド３５０の中心軸に同軸になるようにコイル部２２０がロッド３５０内に配置されている。また、コイル部２２０から引き出された金属線の両端は、ロッド３５０の片方側の内側を経由して、発電機能付きダンパ４１の外部に引き出されており、コイル部２２０で発生した誘導起電力に基づいて発生した電流を発電機能付きダンパ４１の外部に設けられた電気機器等に供給する構成となっている（図示せず。）。

こうして形成された発電機能付きダンパ４１はシリンダ１０の中心軸方向にロッド３５０が往復移動する際、磁石粒子９０がロッド３５０の外周面とシリンダ１０の内周面との間の所定の隙間を移動する。具体的には、ロッド３５０の外周面に当接する磁石粒子９０がロッド３５０の外周面との間に発生する摩擦力によってロッド３５０と共に移動する。このとき、シリンダ１０の内周面とシリンダ１０の内周面に当接する磁石粒子９０との間、及び隣接する磁石粒子９０同士の間にも摩擦力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ４１はこうして生じる摩擦力に基づいて減衰力が発生する。

また、このとき、ロッド３５０の往復移動に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによって複数の磁石粒子９０が形成する磁力線がコイル部２０内を貫通する数が変化するため、コイル部２２０に誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ４１はコイル部２２０で発電する。

このように、発電機能付きダンパ４１は、ロッド３５０がシリンダ１０の中心軸方向に往復移動する際、シリンダ１０内に充填された磁石粒子９０がシリンダ１０内を移動することによって減衰力を発生する。
また、シリンダ１０内を移動する複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化すると、コイル部２２０内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部２２０には誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ４１は発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパ４１も良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

また、この発電機能付きダンパ４１はロッド３５０内にコイル部２２０が配置されている。このため、ロッド３５０内に配置されたコイル部２２０が、シリンダ１０内の磁石粒子９０に対する位置が確実に変化することができる。このため、発電機能付きダンパ４１は磁石粒子９０が有する磁力線がコイル部２２０内を確実に通過する。これにより、発電機能付きダンパ４１はコイル部２２０内を貫通する磁力線の数が変化し易く、コイル部２２０により大きな誘導起電力が発生し易くなる。

＜実施形態６＞
実施形態６の発電機能付きダンパ５１は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シリンダ１１０の形状、ロッドガイド１７０の形状、ロッド４５０及び回転子３５が軸周りであるシリンダ１１０の中心軸周りに回転する点、コイル部３２０の形状、及びコイル部３２０のシリンダ１１０に対する配置等が実施形態１〜５と相違する。他の構成は実施形態１〜５と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

シリンダ１１０は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、両端が開口した筒状である。

ロッドガイド１７０である第１ロッドガイド１７１は円盤状であり、シリンダ１１０の一方の端面に他方の面を当接させてシリンダ１１０の一方側を閉鎖するようにシリンダ１１０に連結されている。第１ロッドガイド１７１の円盤状の中心には板厚方向に貫通して第１貫通孔１７１Ａが設けられている。また、第１ロッドガイド１７１の他方の面側の第１貫通孔１７１Ａには第１貫通孔１７１Ａの内周面から内方向に平板状に伸びる第１付当て部１７１Ｂが形成されている。第１付当て部１７１Ｂの内径は後述するロッド４５０の外径より僅かに大きい。第１貫通孔１７１Ａにはシールドベアリング６０が嵌め込まれており、シールドベアリング６０の片方の面が第１付当て部１７１Ｂの一方の面に当接している。

ロッドガイド１７０である第２ロッドガイド１７２は円盤状であり、シリンダ１１０の他方の端面に一方の面を当接させてシリンダ１１０の他方側を閉鎖するようにシリンダ１１０に連結されている。第２ロッドガイド１７２の円盤状の中心には板厚方向に貫通して第２貫通孔１７２Ａが設けられている。また、板厚方向に貫通する第２貫通孔１７２Ａの中間部には第２貫通孔１７２Ａの内周面から内方向に平板状に伸びる第２付当て部１７２Ｂが形成されている。第２付当て部１７２Ｂの内径はロッド４５０の外径より僅かに大きい。また、第２貫通孔１７２Ａの内径は、第２付当て部１７２Ｂの一方の面から第２ロッドガイド１７２の一方の面までの間（以降、第２貫通孔１７２Ａの一方側という）に比べて、第２付当て部１７２Ｂの他方の面から第２ロッドガイド１７２の他方の面までの間（以降、第２貫通孔１７２Ａの他方側という）の方が小さい。第２貫通孔１７２Ａの他方側にはシールドベアリング６０が嵌め込まれており、シールドベアリング６０の片方の面が第２付当て部１７２Ｂの他方の面に当接している。

ロッドガイド１７０である第３ロッドガイド１７３は第１ロッドガイド１７１、及び第２ロッドガイド１７２より厚い円盤状である。また、第３ロッドガイド１７３は円盤状の外径がシリンダ１１０の内径とほぼ同じである。第３ロッドガイド１７３は円盤状の一方の面を第１ロッドガイド１７１の他方の面に当接させて、シリンダ１１０の一方の開口端部１１０Ａに嵌め込まれて第１ロッドガイド１７１に連結されている。第３ロッドガイド１７３の円盤状の中心には板厚方向に貫通して第３貫通孔１７３Ａが設けられている。また、第３ロッドガイド１７３の他方の面側の第３貫通孔１７３Ａには第３貫通孔１７３Ａの内周面から内方向に平板状に伸びる第３付当て部１７３Ｂが形成されている。第３付当て部１７３Ｂの内径は後述する回転子３５の第１端部３５Ｂの外径より僅かに大きい。

ロッドガイド１７０である第４ロッドガイド１７４は第１ロッドガイド１７１、及び第２ロッドガイド１７２より厚く、第３ロッドガイド１７３より薄い円盤状である。また、第４ロッドガイド１７４は円盤状の外径がシリンダ１１０の内径とほぼ同じである。第４ロッドガイド１７４は円盤状の他方の面を第２ロッドガイド１７２の一方の面に当接させて、シリンダ１１０の他方の開口端部１１０Ａに嵌め込まれて第２ロッドガイド１７２に連結されている。第４ロッドガイド１７４の円盤状の中心には板厚方向に貫通して第４貫通孔１７４Ａが設けられている。また、第４ロッドガイド１７４の一方の面側の第４貫通孔１７４Ａには第４貫通孔１７４Ａの内周面から内方向に平板状に伸びる第４付当て部１７４Ｂが形成されている。第４付当て部１７４Ｂの内径は回転子３５の第２端部３５Ｃの外径より僅かに大きい。

回転子３５は中央部３５Ａ、第１端部３５Ｂ、及び第２端部３５Ｃを有している。中央部３５Ａは第３ロッドガイド１７３の他方の面と第４ロッドガイド１７４の一方の面との間に配置されており、シリンダ１１０の中心軸に直交する断面形状が正方形状をなしている（図１０（Ｂ）参照。）。また、正方形状を形成する四つの面の内の隣り合う二面の間には稜（以降、稜という）が形成されている。

また、中央部３５Ａのシリンダ１１０の中心軸方向の両端のそれぞれにはシリンダ１１０の中心軸に直交する第１平面３５Ｄが形成されている。

第１端部３５Ｂ及び第２端部３５Ｃはそれぞれが円柱状をなして、中央部１３０Ａの２つの第１平面３５Ｄのそれぞれの中央から互いに反対向きに伸びている。また、これら第１端部３５Ｂ及び第２端部３５Ｃの中央部３５Ａから離れた側にはシリンダ１１０の中心軸に直交する第２平面３５Ｅが形成されている。

ロッド４５０は第１端部３５Ｂ及び第２端部３５Ｃの第２平面３５Ｅの中央のそれぞれから伸びている。つまり、回転子３５はロッド４５０に連結されている。ロッド４５０と第１端部３５Ｂ及び第２端部３５Ｃとは互いに同軸である。回転子３５はシリンダ１１０内に配置されている。

ロッド４５０は第１ロッドガイド１７１、及び第２ロッドガイド１７２のそれぞれに嵌め込まれたシールドベアリング６０を介して第１ロッドガイド１７１、及び第２ロッドガイド１７２に回転自在に連結されている。また、第１端部３５Ｂ及び第２端部３５Ｃのそれぞれは第３ロッドガイド１７３の第３貫通孔１７３Ａの第３付当て部１７３Ｂ、及び第４ロッドガイド１７４の第４貫通孔１７４Ａの第４付当て部１７４Ｂに回転自在に挿通されている。

また、第３ロッドガイド１７３の第３貫通孔１７３Ａの内側にはスラストベアリング８０が配置されており、第３付当て部１７３Ｂに挿通された第１端部３５Ｂの第２平面３５Ｅと第１ロッドガイド１７１の他方の面とでスラストベアリング８０が挟まれている。また、第４ロッドガイド１７４の第４貫通孔１７４Ａの内側にもスラストベアリング８０が配置されており、第４付当て部１７４Ｂに挿通された第２端部３５Ｃの第２平面３５Ｅと第２ロッドガイド１７２の一方の面とでスラストベアリング８０が挟まれている。これにより、ロッド４５０及び回転子３５は共にシリンダ１１０の中心軸回りに回転自在である。

コイル部３２０は表面を絶縁膜で被覆した金属線を同軸に複数回巻いて、径方向に所定の幅を有し、円環状に束ねたものである。発電機能付きダンパ５１はシリンダ１１０の外周面に４つのコイル部３２０がそれぞれの円環状の一端側をシリンダ１１０の外周面に沿うように配置されている。

こうして形成された発電機能付きダンパ５１はシリンダ１１０の中心軸周りにロッド４５０及び回転子３５が回転する際、シリンダ１１０内に充填された磁石粒子９０が流動する。このとき、シリンダ１１０の内周面とシリンダ１１０の内周面に当接する磁石粒子９０との間、隣接する磁石粒子９０同士の間、及び回転子３５の中央部３５Ａの表面と回転子３５の表面に当接する磁石粒子９０との間に摩擦力が発生する。また、磁石粒子９０は回転する回転子３５の中央部３５Ａによって押し潰される。このとき、回転子３５の中央部３５Ａによって押し潰された磁石粒子９０が発生する弾性反発力によって回転子３５の中央部３５Ａを押し返す。つまり、発電機能付きダンパ５１はこうして生じる摩擦力や、弾性反発力に基づいて回転子３５が回転する方向と反対の方向に減衰力が発生する。

また、このとき、ロッド４５０及び回転子３５の回転に伴って複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化することによって複数の磁石粒子９０が形成する磁力線が４つのコイル部３２０内を貫通する数が変化するため、これらコイル部３２０に誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ５１は４つのコイル部３２０で発電する。

このように、発電機能付きダンパ５１は、ロッド４５０及び回転子３５がシリンダ１１０の中心軸周りに回転する際、シリンダ１１０内に充填された磁石粒子９０がシリンダ１１０内を移動することによって減衰力を発生する。
また、シリンダ１１０内を移動する複数の磁石粒子９０が形成する磁力線の向きが変化すると、４つのコイル部３２０内を貫通する磁力線の数が変化する。これによりコイル部３２０には誘導起電力が発生する。つまり、発電機能付きダンパ５１は発電する。

したがって、本発明の発電機能付きダンパ５１も良好に減衰力を発生し、且つ良好に発電することができる。

また、発電機能付きダンパ５１はシリンダ１１０に配置され、シリンダ１１０の中心軸周りに回転自在なロッド４５０に連結され、ロッド４５０と共にシリンダ１１０内で回転する回転子３５を備えている。このため、ロッド４５０と回転子３５とがシリンダ１１０の中心軸周りに回転する際、シリンダ１１０内に充填された磁石粒子９０がロッド４５０と回転子３５とが回転する方向に流動する。これにより、発電機能付きダンパ５１はロッド４５０と回転子３５とが回転する方向と反対の方向に減衰力を発生しつつ、コイル部３２０に誘導起電力を発生することができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態１〜６に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態１、３、５では、コイル部をシリンダの外周面や、ピストン内やロッド内にそれぞれ設けているが、コイル部をシリンダの外周面、ロッド、及びピストンに併設してもよい。
（２）実施形態１〜６では、磁石粒子が硬度６０のエラストマであるシリコーンゴム製の弾性体であったが、磁性を有するものであれば他の材料であってもよく、また、これら材料を複合的に用いてもよい。また、磁石粒子の硬度がおよそ４０〜９０でもよい。また、弾性変形しない材料であってもよい。
（３）実施形態１〜６では、シリンダ内に充填する複数の磁石粒子の互いの大きさは一様であったが、複数種類の粒子径の磁石粒子をシリンダ内に充填してもよい。

（４）実施形態１〜６では、磁石粒子にネオジム（Ｎｄ）の粒子が含有されているが、磁性を有する材料であれば他の材料を含有してもよい。また、これら材料を複合的に含有してもよい。
（５）実施形態１〜６では、シリンダの開口端部のそれぞれからシリンダの外部にロッドが突出しているが、ピストン（回転子）の一方からロッドが突出して、ロッドがシリンダの一方の開口端部からシリンダの外部に突出していてもよい。
（６）実施形態１〜６では、円筒形状のコイル部が１つ設けられているが、コイル部を複数設けてもよい。
（７）実施形態６では、正方形状を形成する四つの面の内の隣り合う二面の間には稜が形成されているが、これら稜は厳密な角に限らず、面取りを施したり、二つの面を連続するように曲面で形成したりしてもよい。

１０，１１０…シリンダ、２０，１２０，２２０，３２０…コイル部、３０，１３０，２３０…ピストン、３５…回転子、４０，１４０…磁石（永久磁石）、５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０…ロッド、９０…磁石粒子

本発明の発電機能付きダンパは、ケース、ロッド、磁石粒子、及びコイル部を備えている。ケースは、軸方向に往復移動自在又は軸周りに回転自在なロッドが外部に突出している。磁石粒子は永久磁石の特性を有しており、複数がケース内に充填されている。コイル部はロッドの往復移動、又は軸周りの回転に伴って複数の磁石粒子が形成する磁力線の向きが変化することによって内部を貫通する磁力線の数が変化して誘導起電力が発生する。

Claims

ケースと、
前記ケースから外部に突出し、軸方向に往復移動自在又は軸周りに回転自在なロッドと、
前記ケース内に充填され、永久磁石の特性を有した複数の磁石粒子と、
前記ロッドの往復移動、又は軸周りの回転に伴って複数の前記磁石粒子が形成する磁力線の向きが変化することによって前記コイル部内を貫通する前記磁力線の数が変化して誘導起電力が発生するコイル部と、
を備えていることを特徴とする発電機能付きダンパ。
前記磁石粒子は弾性を有していることを特徴とする請求項１に記載の発電機能付きダンパ。
前記ロッド内に前記コイル部が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電機能付きダンパ。
前記ロッド内に永久磁石が配置され、前記コイル部は前記ケースに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電機能付きダンパ。
前記ケース内に配置され、前記ロッドに連結されて前記ロッドと共に往復移動するピストンを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発電機能付きダンパ。
前記ピストン内に永久磁石が配置され、前記コイル部は前記ケースに配置されていることを特徴とする請求項５に記載の発電機能付きダンパ。
前記ピストン内に前記コイル部が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の発電機能付きダンパ。
前記ケース内に配置され、軸周りに回転自在な前記ロッドに連結され、前記ロッドと共にケース内を回転する回転子を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発電機能付きダンパ。