JPH0717865Y2 - 磁性流体ダンパ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ダンピング定数を調節可能として磁性流体と
磁石とを組み合わせた磁性流体ダンパに関する。

従来、精密機器又は計測器、建築物においては、その装
置の下端に組み込んで振動を吸収減衰させる方法は一般
に採用されている。このような防振台などは、一般に空
気を満たしたゴムで構成された防振装置で構成されてい
る。

しかし、このようなゴムの防振装置では数十ヘルツ以上
の振動を大きく減衰させることができるが、数十ヘルツ
以下例えば３ヘルツ以下では殆ど発生した振動を吸収減
衰させることができない。

このため従来は、第１図に示すごとく、ゴムの防振装置
１に並列的に磁性流体ダンパ２を組み合わせて機械振動
を吸収減衰させることが提案されている。

この磁性流体を用いたダンパ２は、第２図に示すごと
く、非磁性体で構成された筒状容器４内に永久磁石で隣
り合う極を同極にした磁性体６を交互に積み重ねて構成
されている。７は、マグネタイト又はフェライト等の磁
性粒子を水、ケロシン、各種炭化水素等の各種溶媒に均
一分散させた磁性流体を示し、筒状容器４と磁性体６と
の隙間に封入されている。

この場合、容器４の内径と磁性体６の外径とは、所望の
特性を得るために極めて精密に仕上げられている。磁性
流体７はそれ自体粘性流体であるため、一般のオイルダ
ンパと同様に軸８の振動により磁性流体７に筒状容器４
と磁性体６との隙間で流れが生じると、それ自体の粘性
抵抗により軸８に対して制動力が働くことになる。また
磁性流体の性質として、外部磁界の変化により見かけ上
の粘度が変化する特性を有するため、磁性体６の磁界に
より磁性流体７の粘度を制御しながらダンピング定数を
調整し被除振物に連続形成した軸８に加わる低周波の機
械振動を吸収減衰させるようにしたものである。

しかし、これらの磁性流体ダンパ２は、部材及び構造を
確定させてしまうと、その振動の吸収減衰特性は一義的
に決定されることになる。従って、被除振物５の改良の
ため部品の変更に伴って全体としての重量の変更例えば
重量が大きくなると、磁性体６の下部と非磁性容器４の
下部との間に磁性流体７に加わる設定圧以上に圧力が大
きくなり、磁性体６の外径と容器４の内径とで形成され
る隙間を流れる磁性流体の速度が増加し、ダンパ機能が
変化するため、磁性流体ダンパのダンピング定数を一定
に保持するためには、その重量に応じて変更しなければ
ならない。その結果、修正作業の効率が悪化し、しかも
磁性流体ダンパの構造が複雑となるため、この種磁性流
体ダンパを低廉に供給することができない欠点を招来す
る。

ところで、被除振物の重量の変更に伴なうダンパ効果を
充分に発揮させるため、第３図に示すように構成するこ
とがある。すなわち、磁性体６は互いに相反発するよう
に配設され、容器11の周囲に接触しないように隙間を設
けて収納されている。そして容器11と磁性体６との間隙
に磁性流体13が充満封入されている。10は連通管を示
し、これは被磁性容器11の下部11aと上部11bとの間の磁
性流体13を連通させるために設けたものである。例えば
筒状容器４の内径を30.2mm、磁性体６の外径を30.0mmと
したときの連通管10の内径を6mmとして磁性流体13の断
面積を筒状容器４と磁性体６との隙間の断面積より大き
く設定し、磁性流体の圧力変動に伴う流動を連通管10側
に主として作用させるようにする。更に容器11内で被除
振物の振動に起因する磁性流体13の圧力変動に伴なう磁
性流体の流れを連通管10の中間に設けたバルブ14によ
り、その流量を自由に調節することができるようにして
いる。

従って、初期設定段階での被除振物の重量が爾後に変更
されて磁性流体の圧力変更が生じたときは、被除振物に
軸８を介して接続された磁性体６とこの磁性体を含めて
互いに反発浮上するように隣り合う極を同極として積層
された複数の磁性体６とに全体として押し下げ圧力が加
わり、最下位置の磁性体６の位置が下がるため、磁性流
体13は圧力の小さい連通管10側に迂回される。この場
合、筒状容器４と磁性体６との隙間の磁性流体13は見か
け上の粘度が高くなっており事実上粘性抵抗が大きく作
用しているため、磁性流体13の見かけ上の粘性抵抗が作
用しない連通管10側に流れることになる。連通管10に流
入した磁性流体13は見かけ上の粘度が作用しないので粘
性度が低くなり、そのままではダンパとして作用しな
い。そのため、バルブ14の微調整によって磁性流体の流
動断面積を修正し、重量の変動によるダンパ定数の変化
を設定したダンパ定数に修正することができ、結局、被
除振物の重量が変動しても設定したダンピング定数を一
定に保持できることになる。

しかし、殆どの磁性流体は、第４図に示すごとく、雰囲
気温度が上昇するに従って磁性流体の粘度が小さくな
り、この粘性変化によりダンピング効果が減殺されてし
まい、充分にダンパ特性を発揮することができなくな
る。

本考案はかかる点に鑑み、周囲温度に影響されないよう
にするため自己温度調節機能を有する熱応動（サーモ）
バルブを設けることにより、上述の欠点を解消すること
を主たる目的とする。

以下本考案の一実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第５図は本考案の一実施例を示す断面図であり、第３図
例に示す部分と同じものには同一の符号を付して説明す
る。21は容器11の上部と下部との間に設けた連通管の間
に設置した熱応動バルブを示し、これは可逆変化を行な
う形状記憶合金より成る熱応動（サーモ）バルブであ
る。

このバルブは、第６図に示すごとき、温度が上昇するこ
とにより管を閉塞するリーフ羽根22が働いて管23内の流
路を閉じるように機能し、温度が降下することにより、
リーフ羽根22が働いて管23内の流路を開くように機能す
るものである。すなわち周囲温度が下がると磁性流体の
粘度が大となり、磁性流体の流路の両端の圧力差が大と
なってダンパ性能が劣化するが、連通管10の途中に設け
た温度低下により弁が開くようなサーモバルブ21の機能
により、流路断面積を大きくしてを圧力差を元に戻し、
ダンパ性能を常に一定に保持しうることになる。

尚、熱応動（サーモ）バルブは、第７図に示すごとく、
温度に僅かづつ反応するばね状の形状記憶合金31の先端
にシャッタ32を設けるようにした構成とすることができ
る。

第８図は同じく本考案の他の例を示す図である。本例に
おいては、渦巻き状のバイメタルより構成した弁35によ
って開閉するようにしたものである。従って、前述例と
同様の作用効果を得ることができる。

以上説明したように本考案によれば、被除振物に軸を介
して接続された磁性体と、この磁性体を含めて互いに反
発浮上するように隣り合う極を同極として積層された複
数の磁性体とを、前記磁性体の周囲が非磁性容器の内壁
に接触しないように隙間を設けて非磁性容器内に収納
し、該容器と磁性体との間及び積層された各磁性体間の
間隙に磁性流体を充満して密蔽収容した磁性流体ダンパ
において、前記非磁性容器にその上部と下部とを連通す
る連通管を設け、該連通管の途中に温度上昇によって弁
開度を減少する可逆式サーモバルブを設けたので、 従来の油圧式ダンパでは構造が複雑で部品点数及び製造
工数を多く要するが、本考案では全体が単純化されてい
るため、簡単な構成で数十Hz以下の低周波領域でのダン
パの機能を達成し得ることは勿論、被除振物の重量が変
更された場合及び周囲温度に影響されることなく磁性流
体が正常に働き、常に一定のダンパ効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの種装置の例を示す図、第２図は同じ
く詳細構造を示す断面図、第３図は改良装置の例を示す
断面図、第４図は磁性流体の性質の説明に供する図、第
５図は本考案の一例を示す断面図、第６図は熱応動バル
ブの一例を示す図、第７図及び第８図は熱応動バルブの
他の例を示す図である。 ６……磁性体、10……連通管、11……被磁性の容器、11
a……容器の下部、11b……容器の上部、13……磁性流
体、21……熱応動バルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−69136（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−31622（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭41−1858（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭39−34715（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被除振物に軸を介して接続された磁性体
   と、この磁性体を含めて互いに反発浮上するように隣り
   合う極を同極として積層された複数の磁性体とを、前記
   磁性体の周囲が非磁性容器の内壁に接触しないように隙
   間を設けて非磁性容器内に収納し、該容器と磁性体との
   間及び積層された各磁性体間の間隙に磁性流体を充満し
   て密蔽収容した磁性流体ダンパにおいて、 前記非磁性容器にその上部と下部とを連通する連通管を
   設け、該連通管の途中に温度上昇によって弁開度を減少
   する可逆式サーモバルブを設けたことを特徴とする磁性
   流体ダンパ。
2. 【請求項２】上記可逆式サーモバルブは可逆変化を行う
   形状記憶合金よりなる熱応動バルブとした実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の磁性流体ダンパ。