JP6034119B2

JP6034119B2 - バイパス流路型磁気粘性流体ダンパ

Info

Publication number: JP6034119B2
Application number: JP2012221162A
Authority: JP
Inventors: 友祐佐藤
Original assignee: Sanwa Tekki Corp
Current assignee: Sanwa Tekki Corp
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-10-03
Also published as: JP2014074431A

Description

本発明は、外部から磁場を印加することによってその粘性が変化する磁気粘性流体を用いた減衰力可変ダンパであって、減衰機構がバイパス流路上に設けられるバイパス流路型磁気粘性流体ダンパに関する。

バイパス流路型磁気粘性流体ダンパは、磁気粘性流体が封入され軸線方向の両端部に磁気粘性流体の流路口を有するシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿入されシリンダ内を軸線方向に第１室と第２室の２室に区画するピストンと、このピストンに連結されシリンダから延出するピストンロッドと、磁気粘性流体の流路口の相互間を連通するようにシリンダの外側に設けられる減衰力発生機構とを具備する。減衰力発生機構は、磁気粘性流体に磁場を印加して減衰力を発生する。
特許文献１に記載された減衰力発生機構においては、シリンダの磁気粘性流体の流路口に連通するバイパス管内に、リザーバを兼ねた磁性体シャフトが設けられる。バイパス管内の磁性体シャフトの外周側に、磁気粘性流体の流通間隙をおいて、複数の環状の電磁石が設けられる。この流通間隙を流通する磁気粘性流体に電磁石による磁場が印加されると、それの粘性が変化し、それにより可変減衰力が生じる。

特開２００２−１６８２８３号公報

上記従来のバイパス流路型磁気粘性流体ダンパにおいては、性能調整や保守点検の際に、磁性体シャフトの取り出しを必要とする場合に、減衰力発生機構であるバイパス管部をシリンダから取り外し、さらにバイパス管部を分解する必要があり、手間のかかる作業となる。
したがって、本発明は、減衰力発生機構をシリンダから取り外すことなく、磁性体シャフトを容易に取り出し、また装着することができるバイパス流路型磁気粘性流体ダンパを提供することを目的としている。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明のバイパス流路型磁気粘性流体ダンパ１は、磁気粘性流体が封入され軸線方向の両端部に磁気粘性流体の流路口２ａ，２ｂを有するシリンダ２と、このシリンダ２内に摺動可能に挿入されシリンダ２内を軸線方向に第１室６と第２室７の２室に区画するピストン３と、このピストン３に連結されシリンダ２の軸線方向に延出するピストンロッド４と、第１室６と第２室７の磁気粘性流体の流路口２ａ，２ｂの相互間を連通するようにシリンダ２の外側に設けられる減衰力発生機構５とを具備する。減衰力発生機構５は、磁気粘性流体に磁場を印加して減衰力を発生するもので、概略円筒状のケーシング８と、このケーシング８内に設けられる円筒状の電磁石組立体９と、この電磁石組立体９を流通間隙２２を残して貫通する磁性体シャフト１０とを具備する。ケーシング８は、シリンダ２の磁気粘性流体の流路口２ａ，２ｂに連通する接続流路１２ｂ，１３ｂを両端部に有し、シリンダ２の外側に固着される。電磁石組立体９は、複数の環状コイル１９の軸線方向両側を環状ヨーク２０で保持して円筒状に一体に構成される。磁性体シャフト１０は、外周に磁気粘性流体の流通間隙２２を形成して、電磁石組立体９の軸心を貫通するようにケーシング８に支持される。ケーシング８は、磁性体製の円筒殻体１１と、それの両端に気密に固着される一対のバイパスホルダ１２，１３と、バイパスホルダ１２，１３の外側面に取り外し可能に固着されるふた部材１４，１５とを具備する。バイパスホルダ１２，１３は、円筒殻体１１と同心の開口１２ａ，１３ａと、シリンダ２の磁気粘性流体の流路口２ａ，２ｂに連通する接続流路１２ｂ，１３ｂを有する。ふた部材１４，１５は、バイパスホルダ１２，１３の外側面にボルト１６，１７で気密に固着されるフランジ部１４ａ，１５ａと、このフランジ部１４，１５からバイパスホルダ１２，１３の開口１２ａ，１３ａ内へ延出し磁性体シャフト１０の端部に嵌合する軸支部１４ｃ，１５ｃとを具備する。

本発明のバイパス流路型磁気粘性球体ダンパは、減衰力発生機構をシリンダから取り外すことなく、磁性体シャフトを容易に取り出し、また装着することができる。

本発明に係るバイパス流路型磁気粘性流体ダンパの断面図である。図１のバイパス流路型磁気粘性流体ダンパにおける減衰力発生機構の断面図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、バイパス流路型磁気粘性流体ダンパ１は、磁気粘性流体が封入されるシリンダ２と、このシリンダ２内に摺動可能に挿入されるピストン３と、このピストン３に連結されるピストンロッド４と、シリンダ２の外側に設けられる減衰力発生機構５とを具備し、シリンダ２又はピストンロッド４の一方が構築物へ、他方が制振対象へそれぞれ連結される。

シリンダ２は、軸線方向の両端部に磁気粘性流体の流路口２ａ，２ｂを有する。ピストン３は、シリンダ２内を軸線方向に第１室６、第２室７の２室に区画する。ピストン３には、２つの油室６，７間を連通する流路が形成され、それに逆止弁ａが設置される。シリンダ２の第１室６は逆止弁ｂを介して流路口２ａに通じる。これにより、ピストンロッド４が引き側に移動した時、逆止弁ａが閉じ、磁気粘性流体は直接油室６に流れることなく、流路口２ｂから減衰力発生機構５を通り、流路口２ａを経て、逆止弁ｂを開いて油室６に流れる。また、ピストンロッド４が押し側に移動した時、逆止弁ｂが閉じ、磁気粘性流体は流路口２ａに流れることなく、逆止弁ａを開いて油室７に流れる。その後、磁気粘性流体は流路口２ｂから減衰力発生機構５を通り、流路口２ａを経て、逆止弁ｂを開いて油室６に流れる。

減衰力発生機構５は、シリンダ２の流体流路口２ａ，２ｂの相互間を連通し、流通間隙２２を通過する磁気粘性流体に磁場を印加して減衰力を発生するもので、概略円筒状のケーシング８と、このケーシング８内に設けられる円筒状の電磁石組立体９と、この電磁石組立体９を貫通する磁性体シャフト１０とを具備する。

図２を参照して減衰力発生機構５を説明する。ケーシング８は、磁性体製の円筒殻体１１と、それの両端に気密に固着される一対のバイパスホルダ１２，１３と、バイパスホルダ１２，１３の外側面に取り外し可能に固着されるふた部材１４，１５とを具備し、図１に示すように、シリンダ２の外側に固着される。

バイパスホルダ１２，１３は、円筒殻体１１と同心の開口１２ａ，１３ａと、シリンダの磁気粘性流体流路口２ａ，２ｂ（図１）に連通する接続流路１２ｂ，１３ｂを有する。

ふた部材１４，１５は、フランジ部１４ａ，１５ａと、小径の段部１４ｂ，１５ｂと、さらに小径の軸支部１４ｃ，１５ｃとを具備する。フランジ部１４ａ，１５ａは、バイパスホルダ１２，１３の外側面にボルト１６，１７で気密に固着される。段部１４ｂ，１５ｂは、バイパスホルダの開口１２ａ，１３ａの内周に気密に嵌合する。軸支部１４ｂ，１５ｂは、フランジ部１４ａ，１５ａから開口１２ａ，１３ａ内へ延出し、先端部が磁性体シャフト１０の端部に嵌合する。軸支部１４ｃ，１５ｃは、段部１４ｂ，１５ｂより小径に形成され、それの外周と開口１２ａ，１３ａの内周との間に磁気粘性流体の流通間隙１８を形成する。

電磁石組立体９は、複数の環状コイル１９と、それの軸線方向両側を保持する環状ヨーク２０と、両者間を埋める非磁性のリング２１とで、円筒状に一体に構成される。

磁性体シャフト１０は、電磁石組立体９の内周との間に磁気粘性流体の流通間隙２２を形成して、電磁石組立体９の軸心を貫通するようにケーシング８に支持される。流通間隙２２は、流通間隙１８を介して接続流路１２ｂ，１３ｂに連通する。磁性体シャフト１０は、両端に嵌合凹部１０ａ，１０ｂを有し、これに蓋体１４，１５の軸支部１４ｃ、１５ｃが嵌合する。

構築物と制振対象との間に振動が生じて、シリンダ２に対してピストン３が摺動すると、磁気粘性流体が、減衰力発生機構５の流通間隙２２を通って流路口２ａ，２ｂから出入りする。磁気粘性流体が、流通間隙２２を通るとき、電磁石１９による磁場が磁気粘性流体に印加されるとその粘度が高まり、流通抵抗が増大する。この流通抵抗により、振動エネルギーを減衰する。

性能調整や保守点検のために磁性体シャフト１０の交換を必要とする場合、まず、取り外そうとするいずれか一方のふた部材１４，１５の側から磁気粘性流体が流れ出ない姿勢に磁気粘性流体ダンパ１を配置する。その後、例えば一方のふた部材１５を固定しているボルト１７を外し、ふた部材１５を取り外すことにより、ケーシング８を開封する。次いで、電磁石組立体９内に納まっている磁性体シャフト１０引き抜いた後、新たな磁性体シャフト１０を電磁石組立体９内に挿入し、その先端側の嵌合凹部１０ａを他方のふた部材１４の軸支部１５ｃに嵌合させる。最後に、磁気粘性流体を充填した後、ふた部材１５を装着し、ボルト１７にて封止する。このように、バイパス部の取外しや分解を行うことなく、磁性体シャフト１０の交換を実施することができる。

なお、図示しないが、この実施形態の減衰力発生機構は、ピストンロッドがシリンダの両端から延出する構造の磁気粘性流体ダンパにも適用できる。

１磁気粘性流体ダンパ
２シリンダ
２ａ磁気粘性流体の流路口
２ｂ磁気粘性流体の流路口
３ピストン
４ピストンロッド
５減衰力発生機構
６第１室
７第２室
８ケーシング
９電磁石組立体
１０磁性体シャフト
１０ａ嵌合凹部
１０ｂ嵌合凹部
１１円筒状殻体
１２バイパスホルダ
１２ａ開口
１２ｂ接続流路
１３バイパスホルダ
１３ａ開口
１３ｂ接続流路
１４ふた部材
１４ａフランジ部
１４ｂ段部
１４ｃ軸支部
１５ふた部材
１５ａフランジ部
１５ｂ段部
１５ｃ軸支部
１６ボルト
１７ボルト
１８流通間隙
１９環状コイル
２０環状ヨーク
２１非磁性リング
２２流通間隙

Claims

磁気粘性流体が封入され軸線方向の両端部に磁気粘性流体の流路口を有するシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿入されシリンダ内を軸線方向に第１室と第２室の２室に区画するピストンと、このピストンに連結され前記シリンダの軸線方向に延出するピストンロッドと、前記第１室と第２室に通じる前記磁気粘性流体の流路口の相互間を連通するように前記シリンダの外側に設けられ磁気粘性流体に磁場を印加して減衰力を発生する減衰力発生機構と、を具備する磁気粘性流体ダンパであって、
前記減衰力発生機構は、前記シリンダの磁気粘性流体の流路口に連通する接続流路を両端部に有し、前記シリンダの外側に固着され、内部に磁気粘性流体を流通させる概略円筒状のケーシングと、このケーシング内に設けられる円筒状の電磁石組立体と、外周に磁気粘性流体の流通間隙を形成して、当該電磁石組立体の軸心を貫通するようにケーシングに支持される磁性体シャフトと、を具備し、
前記ケーシングは、磁性体製の円筒殻体と、この円筒殻体と同心の開口を有し、当該円筒殻体の両端に気密に固着される一対のバイパスホルダと、これらバイパスホルダの軸線方向外側面に取り外し可能にボルトにて気密に固着され、前記磁性体シャフトの両端側を支持する一対のふた部材と、を具備し、
前記バイパスホルダは、前記シリンダの磁気粘性流体流路口に連通して磁気粘性流体を前記流通間隙に流通させる前記接続流路を具備し、
前記ふた部材は、前記バイパスホルダの外側面にボルトで気密に固着されるフランジ部と、このフランジ部からバイパスホルダの開口内へ延出し、前記磁性体シャフトの端部に嵌合する軸支部と、を具備することを特徴とするバイパス流路型磁気粘性流体ダンパ。
前記ふた部材の軸支部は、前記バイパスホルダの内周より小径で、外周に磁気粘性流体の流通間隙を形成し、
前記磁性体シャフトは、両端に、前記ふた部材の軸支部を嵌合させる嵌合凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のバイパス流路型磁気粘性流体ダンパ。
前記ふた部材は、前記バイパスホルダの内周に気密に嵌合する段部を有し、前記軸支部はこの段部より小径に形成されることを特徴とする請求項２に記載のバイパス流路型磁気粘性流体ダンパ。