JPH07332427A - Variable damping force shock absorber and magnetic fluid flow control mechanism suitable thereto - Google Patents
Variable damping force shock absorber and magnetic fluid flow control mechanism suitable theretoInfo
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- JPH07332427A JPH07332427A JP12385794A JP12385794A JPH07332427A JP H07332427 A JPH07332427 A JP H07332427A JP 12385794 A JP12385794 A JP 12385794A JP 12385794 A JP12385794 A JP 12385794A JP H07332427 A JPH07332427 A JP H07332427A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁性流体を用いて減衰
力を変化させるのに利用される伸縮式や回転式などの減
衰力可変型緩衝器に関し、特に、電磁コイルへの通電量
を変えることによって磁性流体の流路を通過する前記磁
性流体の流動特性を変えることで発生減衰力を調整する
ことができるようにした磁性流体利用の伸縮式や回転式
などの減衰力可変型緩衝器ならびにこの減衰力可変型緩
衝器およびその他の機器における流体流動制御に適する
磁性流体流動制御機構に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable damping force shock absorber, such as a telescopic type or a rotary type, which is used to change the damping force by using a magnetic fluid, and more particularly, to an energizing amount to an electromagnetic coil. A variable damping force shock absorber, such as a telescopic type or a rotary type, that uses a magnetic fluid so that the generated damping force can be adjusted by changing the flow characteristics of the magnetic fluid that passes through the flow path of the magnetic fluid. The present invention also relates to a magnetic fluid flow control mechanism suitable for fluid flow control in the variable damping force shock absorber and other devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電磁コイルへの通電量を変えることによ
って磁性流体の流路を通過する前記磁性流体の粘性を変
化させることで発生減衰力を調整することができるよう
にした磁性流体利用の伸縮式減衰力可変型緩衝器として
は、例えば、実開昭６２−１５１４４８号公報に開示さ
れたものがあり、また、回転式減衰力可変型緩衝器とし
ては、例えば、特開昭６２−２５１２２０号公報に開示
されたものがあったが、本発明者らは、すでに、前記し
た従来の減衰力可変型緩衝器では、電磁コイルへの通電
量を変化させても、より好ましい発生減衰力の変更調整
をなし難い不都合のあることを明らかにし、所望の大き
さの減衰力を発生することができるようにした磁性流体
利用の減衰力可変型緩衝器を新たに開発して特許出願
（特願平５−５７５２２号明細書および図面）してい
る。2. Description of the Related Art Expansion and contraction using a magnetic fluid that can adjust the generated damping force by changing the viscosity of the magnetic fluid passing through the flow path of the magnetic fluid by changing the amount of electricity supplied to an electromagnetic coil. A variable damping force type shock absorber is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-151448, and a rotary damping force variable type shock absorber is disclosed in, for example, JP-A-62-251220. However, in the conventional damping force variable type shock absorber described above, the present inventors have already made a more preferable change of the generated damping force even if the amount of electricity to the electromagnetic coil is changed. It was clarified that it is difficult to make adjustments, and a damping force variable type shock absorber using magnetic fluid that can generate a desired magnitude of damping force was newly developed and a patent application (Patent application 5-575 And No.2 specification and drawings) and.
【０００３】すなわち、磁性流体の粘性の磁場による増
加代には、流体の流速、つまり、せん断速度依存性があ
るため、流速の大きなところでは、粘性にもとづく大き
な調整幅の減衰力発生は期待することができ難いこと、
また、磁性流体の磁場による粘性力の増加分だけでは、
たとえ流速が小さいときであっても、所望の大きさの調
整幅の減衰力発生は期待でき難いこと、等が明らかにな
った。That is, since the increase in the viscosity of the magnetic fluid due to the magnetic field depends on the flow velocity of the fluid, that is, the shear velocity, it is expected that a damping force with a large adjustment width based on the viscosity is generated at a high flow velocity. Difficult things to do,
Moreover, if only the increase in the viscous force due to the magnetic field of the magnetic fluid is
It has been clarified that it is difficult to expect a damping force with a desired adjustment width even when the flow velocity is low.
【０００４】そこで、磁性流体の磁場による粘性の増加
を利用するとともに、前記磁場の磁性流体に及ぼす磁気
力の作用を複数段で有効に利用するようにして、流体の
流速の広い範囲で所望の大きさの減衰力を発生すること
ができるようにした減衰力可変型緩衝器を開発した。Therefore, by utilizing the increase in viscosity of the magnetic fluid due to the magnetic field and effectively utilizing the action of the magnetic force of the magnetic field on the magnetic fluid in a plurality of stages, it is possible to achieve a desired flow rate within a wide range. We have developed a variable damping force type shock absorber capable of generating a large amount of damping force.
【０００５】また、さらに、既出願の伸縮式や回転式な
どの減衰力可変型緩衝器においては、電磁コイルへ流す
電流値が比較的大きな値とならざるを得ないという課題
が残されていたが、磁場を印加する部位における電磁石
のコアの極が直接ないしはほとんどギャップのない状態
で磁性流体に接している構成とすることにより、その課
題を解決し、特許出願（特願平５−２５５９５２号明細
書および図面）している。Further, in the variable damping force type shock absorbers such as the retractable type and the rotary type, which have already been applied, there is still a problem that the current value to be applied to the electromagnetic coil must be a relatively large value. However, the problem is solved by using a structure in which the pole of the core of the electromagnet at the part to which a magnetic field is applied is in direct or almost no gap contact with the magnetic fluid, and a patent application (Japanese Patent Application No. 5-255952) is disclosed. Specification and drawings).
【０００６】図１２および図１３は、上記既出願におけ
る伸縮式減衰力可変型緩衝器を示すものである。12 and 13 show the retractable damping force variable type shock absorber in the above-mentioned application.
【０００７】この伸縮式減衰力可変型緩衝器１は、シリ
ンダ２内に挿通したピストンロッド３の下端に設けたピ
ストン４によって、シリンダ２の内部をロッド側室２ａ
とピストン側室２ｂとに区画している。そして、ロッド
側室２ａとピストン側室２ｂは、シリンダ２の外側に形
成した磁性流体の流路５と、シリンダ外筒６とアブソー
バ外筒７との間で形成されたスペース８と、シリンダ２
の底部蓋９に設けたオリフィス１１を介して連通してい
る。In this telescopic damping force variable type shock absorber 1, a piston 4 provided at a lower end of a piston rod 3 which is inserted into a cylinder 2 causes the inside of the cylinder 2 to have a rod side chamber 2a.
And the piston side chamber 2b. The rod-side chamber 2a and the piston-side chamber 2b include a magnetic fluid passage 5 formed outside the cylinder 2, a space 8 formed between the cylinder outer cylinder 6 and the absorber outer cylinder 7, and the cylinder 2
Are communicated with each other via an orifice 11 provided in the bottom lid 9 of the.
【０００８】そして、各室２ａ，２ｂと、磁性流体の流
路５と、スペース８の一部は磁性流体１０で満たされて
いる。また、スペース８の上部空間には、窒素ガスが封
入されており、スペース８はいわゆるリザーバの機能を
もっている。The chambers 2a and 2b, the magnetic fluid flow path 5, and a part of the space 8 are filled with the magnetic fluid 10. Further, nitrogen gas is filled in the upper space of the space 8, and the space 8 has a so-called reservoir function.
【０００９】そして、伸びるときには、ピストン４に設
けたオリフィス１２は閉となり、シリンダ２の底部蓋９
に設けたオリフィス１１は開となる。このため、ロッド
側室２ａの磁性流体１０は流路５を通って下向きに流
れ、スペース８、オリフィス１１を通ってロッド側室２
ｂに還流する。When extending, the orifice 12 provided in the piston 4 is closed and the bottom lid 9 of the cylinder 2 is closed.
The orifice 11 provided at is opened. Therefore, the magnetic fluid 10 in the rod-side chamber 2a flows downward through the flow path 5, passes through the space 8 and the orifice 11, and then flows into the rod-side chamber 2a.
reflux to b.
【００１０】また、縮むときには、シリンダ２の底部蓋
９に設けたオリフィス１１は閉となり、ピストン４に設
けたオリフィス１２は開となって、シリンダ２内の各室
２ａ，２ｂにある磁性流体１０は、押し込まれるピスト
ンロッド３の体積分だけ押し出され、流路５を通って下
向きに流れ、スペース（リザーバ）８へと流れ込んで貯
留される。When contracting, the orifice 11 provided in the bottom lid 9 of the cylinder 2 is closed and the orifice 12 provided in the piston 4 is opened, and the magnetic fluid 10 in each chamber 2a, 2b in the cylinder 2 is closed. Is pushed out by the volume of the pushed piston rod 3, flows downward through the flow path 5, and flows into the space (reservoir) 8 to be stored.
【００１１】したがって、この場合には、伸びるときも
縮むときも、流路５における磁性流体１０の流れは同じ
方向になる。また、流路５の入口と出口との間に発生す
る圧力差によって減衰力が発生する。Therefore, in this case, the flow of the magnetic fluid 10 in the flow path 5 is in the same direction both when expanding and when contracting. Further, a damping force is generated by the pressure difference generated between the inlet and the outlet of the flow path 5.
【００１２】次に、この伸縮式減衰力可変型緩衝器１で
は、磁性流体１０の流路５に、磁性流体流動制御機構１
５をそなえており、流路５における構造を説明する。Next, in the expansion / contraction damping force variable type shock absorber 1, the magnetic fluid flow control mechanism 1 is provided in the flow path 5 of the magnetic fluid 10.
5, and the structure of the flow path 5 will be described.
【００１３】この流路５は、シリンダ外筒６の内側に設
けられた円筒部材１６とシリンダ内筒２の外側に設けら
れた電磁石１７との間の環状すき間によって形成されて
いる。そして、電磁石１７のコア１８は、図示の縦断面
コの字形をなした環状のものであり、シリンダ内筒２の
外側に多数配設されている。また、電磁石１７のコア１
８には、電磁コイル１９が設けられている。そして、円
筒部材１６および電磁石１７のコア１８は、高透磁率材
料で作製されている。This flow path 5 is formed by an annular gap between a cylindrical member 16 provided inside the cylinder outer cylinder 6 and an electromagnet 17 provided outside the cylinder inner cylinder 2. The core 18 of the electromagnet 17 is an annular member having a U-shaped vertical cross section as shown in the drawing, and a large number of cores 18 are arranged outside the cylinder inner cylinder 2. Also, the core 1 of the electromagnet 17
8, an electromagnetic coil 19 is provided. The cylindrical member 16 and the core 18 of the electromagnet 17 are made of a high magnetic permeability material.
【００１４】図１３に、この部分の拡大断面を示すが、
電磁石１７のコア１８の極部１８ａ，１８ｂが磁性流体
１０に直接ないしはほとんどギャップのない状態で接し
ており、図１３に示すように、コア１８と、流路５内の
磁性流体１０と、円筒部材１６とで磁気回路が形成され
ている。FIG. 13 shows an enlarged cross section of this portion.
The pole portions 18a, 18b of the core 18 of the electromagnet 17 are in contact with the magnetic fluid 10 directly or with almost no gap, and as shown in FIG. 13, the core 18, the magnetic fluid 10 in the flow path 5, and the cylinder A magnetic circuit is formed with the member 16.
【００１５】したがって、電磁コイル１９に通電する
と、小さな電流で大きな磁場が流路５内の磁性流体１０
に印加され、このとき、磁性流体１０の流れの方向に対
して直交する方向に磁場が印加される。Therefore, when the electromagnetic coil 19 is energized, a large magnetic field is generated with a small current by the magnetic fluid 10 in the flow path 5.
The magnetic field is applied in the direction orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid 10.
【００１６】また、電流量を変えることにより、印加磁
場の大きさを変えることができる。The magnitude of the applied magnetic field can be changed by changing the amount of current.
【００１７】そして、２１は環状のスペーサであり、非
磁性材料で作製されていると共に、２２は環状のおさえ
であり、これも非磁性材料で作製されていて、電磁石１
７は図１２に示す如くシリンダ内筒２の外側に多数並べ
られている。Reference numeral 21 denotes an annular spacer, which is made of a non-magnetic material, and 22 is an annular retainer, which is also made of a non-magnetic material.
A large number of 7 are arranged outside the cylinder inner cylinder 2 as shown in FIG.
【００１８】このような磁場印加を行うための構成とす
ることによって、磁性流体１０の流れに対し、ほぼ垂直
に、しかも多数個所で、磁場が印加できることとなる。With the structure for applying the magnetic field as described above, the magnetic field can be applied almost perpendicularly to the flow of the magnetic fluid 10 and at many points.
【００１９】したがって、電磁コイル１９に対する通電
量を変えることによって、磁性流体１０の粘性、および
磁性流体１０に働く磁気力を変化させて、磁性流体１０
の流動が制御できるので、流路５の入口と出口との間に
発生する圧力差を変えることができ、比較的小さな電流
で減衰力を変えることができるようになる。Therefore, by changing the amount of electricity supplied to the electromagnetic coil 19, the viscosity of the magnetic fluid 10 and the magnetic force acting on the magnetic fluid 10 are changed, and the magnetic fluid 10 is changed.
Since the flow can be controlled, the pressure difference generated between the inlet and the outlet of the flow path 5 can be changed, and the damping force can be changed with a relatively small current.
【００２０】この場合、スペーサ２１およびおさえ２２
の材料としては、銅，オーステナイト系ステンレス鋼等
の非磁性金属や、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフ
ロン）等の樹脂を用いることができ、磁気回路を形成す
る円筒部材１６およびコア１８には、軟鉄，Ｆｅ−Ｓｉ
合金，Ｆｅ−Ａｌ合金，パーマロイ，ミューメタル等の
高透磁率材料であれば何でも使用することができる。そ
して、コア１８には、フェライトコアを用いることもで
き、これらに限らず、高周波用磁性材料を用いると、応
答性のより優れた電磁石１７とすることができる。In this case, the spacer 21 and the retainer 22
As the material of the above, a non-magnetic metal such as copper or austenitic stainless steel or a resin such as polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon) can be used. Is soft iron, Fe-Si
Any high magnetic permeability material such as alloy, Fe-Al alloy, permalloy, and mumetal can be used. A ferrite core may be used for the core 18, and the use of a high-frequency magnetic material is not limited to these, and the electromagnet 17 having more excellent responsiveness can be obtained.
【００２１】そして、具体的な寸法例としては、ピスト
ン４の直径を３５ｍｍとし、ピストンロッド３の直径を
２０ｍｍとすることができる。したがって、受圧面積
は、伸びのときに６．４８ｃｍ２、縮みのときに３．１
４ｃｍ２となる。As a specific dimension example, the diameter of the piston 4 can be 35 mm and the diameter of the piston rod 3 can be 20 mm. Therefore, the pressure receiving area is 6.48 cm 2 when expanding and 3.1 when contracting.
It will be 4 cm 2 .
【００２２】また、流路５のすき間ｂは、ピストンスピ
ード０．６ｍ／ｓｅｃにおいても流体を制御しないとき
の圧力差があまり大きくならないようにｂ＝１ｍｍとす
ることができ、この場合、ピストンスピード０．６ｍ／
ｓｅｃにおいても十分に層流域である。Further, the clearance b of the flow path 5 can be set to b = 1 mm so that the pressure difference when the fluid is not controlled does not become too large even at the piston speed of 0.6 m / sec. 0.6 m /
Even in sec, it is a sufficiently basin.
【００２３】さらに、円筒部材１６は、肉厚２ｍｍの軟
鉄製のものとすることができ、環状コア１８は、図１３
において、Ｌｃ＝６ｍｍ，ｇ＝６ｍｍ，ａ＝６ｍｍ，ｈ
＝３ｍｍとし、軟鉄で作製し、５ｋＯｅの磁場が十分可
能な電磁石１７とすることができる。Further, the cylindrical member 16 can be made of soft iron having a wall thickness of 2 mm, and the annular core 18 is formed as shown in FIG.
, Lc = 6 mm, g = 6 mm, a = 6 mm, h
= 3 mm, the electromagnet 17 can be made of soft iron and has a sufficient magnetic field of 5 kOe.
【００２４】また、環状のスペーサ２１は厚さ２ｍｍと
し、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフロン）で作製
することができる。そして、電磁石１７は、図１２に示
すように、上下方向に１０個並べたものとすることがで
き、この場合は、磁場の印加される個所は合計２０個所
である。The annular spacer 21 has a thickness of 2 mm and can be made of polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon). As shown in FIG. 12, ten electromagnets 17 can be arranged in the vertical direction, and in this case, the magnetic field is applied to a total of 20 points.
【００２５】さらに、スペース８の上部空間には、大気
圧のＮ２ガスを入れたものとし、このような構成のもの
とすることにより、磁性流体１０の磁場による粘性力と
ともに、磁気力を有効に利用した（後者の効果の方が
大）伸縮式減衰力可変型緩衝器１とすることができる。Further, the upper space of the space 8 is filled with N 2 gas at atmospheric pressure, and with such a structure, the magnetic force is effective as well as the viscous force due to the magnetic field of the magnetic fluid 10. The expansion / contraction damping force variable type shock absorber 1 used for the above (the latter effect is larger) can be used.
【００２６】図１４，図１５および図１６は、上記既出
願における回転式減衰力可変型緩衝器を示すものであ
る。FIG. 14, FIG. 15 and FIG. 16 show the rotary damping force variable type shock absorber in the above-mentioned application.
【００２７】この回転式減衰力可変型緩衝器３１は、ハ
ウジング３２の一方側で突出している回転軸３２ａを一
体でそなえていると共に側板３２ｂをそなえており、ハ
ウジング３２が回転軸３２ａとともに一体で回転する。
また、ハウジング３２の他方側の側板３２ｂ側には、固
定軸３３が設けてあり、ハウジング３２内には、図１５
に示すように、このハウジング３２に設けた内部壁３２
ｃがある。The rotary damping force variable type shock absorber 31 integrally includes a rotating shaft 32a protruding on one side of the housing 32 and a side plate 32b, and the housing 32 is integrally formed with the rotating shaft 32a. Rotate.
A fixed shaft 33 is provided on the side plate 32b side of the other side of the housing 32.
As shown in FIG.
There is c.
【００２８】一方、固定軸３３に連結されている円筒体
３４には、ベーン３４ａが設けてあり、ハウジング３２
内において内部壁３２ｃで形成された空間は、ベーン３
４ａによって二つの部屋３５ａ，３５ｂに仕切られてい
る。On the other hand, the cylindrical body 34 connected to the fixed shaft 33 is provided with a vane 34a, and the housing 32
The space formed by the inner wall 32c in the inside is the vane 3
It is divided into two rooms 35a and 35b by 4a.
【００２９】また、円筒体３４の内側には、二つの環状
をなす内側空間４１および外側空間５１が設けられてい
る。そして、それぞれの円筒状をなす空間４１，５１に
は、以下で詳しく説明する磁性流体流動制御機構４５，
５５が設けてある。Inside the cylindrical body 34, there are provided two annular inner spaces 41 and outer spaces 51. Then, in the respective cylindrical spaces 41 and 51, a magnetic fluid flow control mechanism 45, which will be described in detail below,
55 is provided.
【００３０】そして、環状をなす内側の空間４１と部屋
３５ａとは流路３７（図１５参照）で連通しており、内
側の空間４１と外側の空間５１とは流路３８（図１４参
照）で連通しており、外側の空間５１と部屋３５ｂとは
流路３９（図１５参照）で連通している。The inner space 41 and the chamber 35a, which form an annular shape, communicate with each other through a flow path 37 (see FIG. 15), and the inner space 41 and the outer space 51 communicate with a flow path 38 (see FIG. 14). And the outer space 51 and the room 35b communicate with each other through a flow path 39 (see FIG. 15).
【００３１】そして、これらの空間４１，５１，部屋３
５ａ，３５ｂおよび流路３７，３８，３９は磁性流体４
０で満たされている。Then, these spaces 41, 51, room 3
5a, 35b and channels 37, 38, 39 are magnetic fluids 4
It is filled with 0.
【００３２】そこで、回転軸３２ａが反時計回りに回転
すると、図１５に示すように、部屋３５ａの磁性流体４
０は流路３７を通って内側の空間４１に至り、内側の空
間４１で環状すき間４２を図１４の左から右方向へと流
れ、次いで、流路３８を通って外側の空間５１に至り、
外側の空間５１で環状すき間５２を図１４の右から左方
向へと流れ、次いで流路３９を通ったのち部屋３５ｂへ
と流れる。Then, when the rotary shaft 32a rotates counterclockwise, as shown in FIG. 15, the magnetic fluid 4 in the chamber 35a is rotated.
0 reaches the inner space 41 through the flow path 37, flows in the inner space 41 through the annular gap 42 from the left to the right in FIG. 14, and then reaches the outer space 51 through the flow path 38.
In the outer space 51, the annular gap 52 flows from the right side to the left side in FIG.
【００３３】また、回転軸３２ａが時計回りに回転する
ときには、磁性流体４０は上記とは逆向きに流れる。When the rotary shaft 32a rotates clockwise, the magnetic fluid 40 flows in the opposite direction to the above.
【００３４】次に、この回転式減衰力可変型緩衝器３１
では、環状すき間４２，５２よりなる磁性流体４０の流
路に、磁性流体流動制御機構４５，５５をそなえている
ので、この流路における構造をさらに説明する。Next, the rotary damping force variable type shock absorber 31
Then, since the magnetic fluid flow control mechanisms 45 and 55 are provided in the flow path of the magnetic fluid 40 constituted by the annular gaps 42 and 52, the structure of this flow path will be further described.
【００３５】この磁性流体の流路は、円筒部材４６，５
６と、電磁石４７，５７との間の環状すき間４２，５２
で形成されている。そして、電磁石４７，５７のコア４
８，５８は、図示の断面コの字形をなした環状のもので
ある。この電磁石４７，５７のコア４８，５８には、そ
れぞれ電磁コイル４９，５９が設けられている。この場
合、円筒部材４６，５６および電磁石４７，５７のコア
４８，５８は、高透磁率材料で作製されている。The magnetic fluid flow paths are formed by the cylindrical members 46, 5
6 and the electromagnets 47, 57 between the annular gaps 42, 52
Is formed by. Then, the core 4 of the electromagnets 47 and 57
Reference numerals 8 and 58 are annular members having a U-shaped cross section as shown. Electromagnetic coils 49 and 59 are provided on the cores 48 and 58 of the electromagnets 47 and 57, respectively. In this case, the cylindrical members 46 and 56 and the cores 48 and 58 of the electromagnets 47 and 57 are made of a high magnetic permeability material.
【００３６】図１６に、この部分を拡大して示すが、電
磁石４７，５７のコア４８，５８の極部４８ａ，４８
ｂ，５８ａ，５８ｂが磁性流体４０に直接接しており、
図１６に示すように、コア４８，５８と、環状すき間
（流体流路）４２，５２内の磁性流体４０と、円筒部材
４６，５６とで磁気回路が形成される。FIG. 16 is an enlarged view of this portion. The pole portions 48a, 48 of the cores 48, 58 of the electromagnets 47, 57 are shown.
b, 58a, 58b are in direct contact with the magnetic fluid 40,
As shown in FIG. 16, a magnetic circuit is formed by the cores 48 and 58, the magnetic fluid 40 in the annular gaps (fluid flow paths) 42 and 52, and the cylindrical members 46 and 56.
【００３７】したがって、電磁コイル４９，５９に通電
すると、小さな電流で大きな磁場が環状すき間４２，５
２内の磁性流体４０に印加され、このとき、磁性流体４
０の流れの方向に対して直交する方向に磁場が印加され
る。また、電流量を変えることにより、印加磁場の大き
さを変えることができる。Therefore, when the electromagnetic coils 49 and 59 are energized, a large magnetic field is generated with a small current by the annular gaps 42 and 5.
2 is applied to the magnetic fluid 40 in
A magnetic field is applied in a direction orthogonal to the direction of zero flow. Also, the magnitude of the applied magnetic field can be changed by changing the amount of current.
【００３８】そして、４４，５４は環状のスペーサであ
り、非磁性材料で作製されている。また、電磁石４７，
５７は、図１５に示す如く内側の空間４１および外側の
空間５１においてそれぞれ複数並べられている。Further, 44 and 54 are annular spacers, which are made of a non-magnetic material. In addition, the electromagnet 47,
As shown in FIG. 15, a plurality of 57 are arranged in each of the inner space 41 and the outer space 51.
【００３９】このような磁場印加を行うための構成とす
ることによって、磁性流体４０の流れに対し、ほぼ垂直
に、しかも多数個所で、磁場が印加できることとなる
（電磁石１個で２個所）。With the structure for applying the magnetic field as described above, the magnetic field can be applied substantially perpendicular to the flow of the magnetic fluid 40 and at a number of locations (one electromagnet provides two locations).
【００４０】したがって、電磁コイル４９，５９に対す
る通電量を変えることによって、磁性流体４０の粘性、
および磁性流体４０に働く磁気力を変化させて、磁性流
体４０の流動が制御できるので、流路の入口と出口との
間に発生する圧力差を変えることができ、比較的小さな
電流で減衰力を変えることができるようになる。Therefore, the viscosity of the magnetic fluid 40 can be changed by changing the amount of electricity supplied to the electromagnetic coils 49 and 59.
Since the flow of the magnetic fluid 40 can be controlled by changing the magnetic force that acts on the magnetic fluid 40 and the magnetic fluid 40, the pressure difference generated between the inlet and the outlet of the flow path can be changed, and the damping force can be obtained with a relatively small current. Will be able to change.
【００４１】この場合、環状のスペーサ４４，５４の材
料としては、銅，オーステナイト系ステンレス鋼等の非
磁性金属、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフロン）
等の材料を用いることができ、磁気回路を形成する円筒
部材４６，５６およびコア４８，５８には、軟鉄，Ｆｅ
−Ｓｉ合金，Ｆｅ−Ａｌ合金，パーマロイ，ミューメタ
ル等の高透磁率材料であれば何でも使用することができ
る。そして、コア４８，５８にはフェライトコアを用い
ることができ、さらに、それらに限らず、高周波用磁性
材料を用いると応答性のより優れた電磁石４７，５７と
することができる。In this case, the material of the annular spacers 44, 54 is copper, non-magnetic metal such as austenitic stainless steel, polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon).
And the like. For the cylindrical members 46 and 56 and the cores 48 and 58 that form the magnetic circuit, soft iron, Fe, etc. can be used.
Any high-permeability material such as --Si alloy, Fe--Al alloy, permalloy, and mumetal can be used. Ferrite cores can be used for the cores 48 and 58, and the electromagnets 47 and 57 having higher responsiveness can be obtained by using not only the ferrite cores but also magnetic materials for high frequencies.
【００４２】そして、具体的な寸法例としては、ハウジ
ング３２の内径を１２０ｍｍとし、円筒体３４の外径を
５２ｍｍとし、ベーン３４ａの幅を８０ｍｍとすること
ができ、また、流路を形成する環状すき間４２，５２の
図１６に示す幅ｂについては、回転速度１００°／ｓｅ
ｃにおいても流体を制御しないときの圧力差があまり大
きくならないようにｂ＝１ｍｍとすることができ、この
場合、回転速度１００°／ｓｅｃにおいても十分に層流
域である。As a concrete example of dimensions, the inner diameter of the housing 32 can be 120 mm, the outer diameter of the cylindrical body 34 can be 52 mm, and the width of the vane 34a can be 80 mm, and the flow path can be formed. For the width b of the annular gaps 42 and 52 shown in FIG.
Also in c, b = 1 mm can be set so that the pressure difference when the fluid is not controlled does not become too large, and in this case, it is a sufficiently laminar flow region even at a rotation speed of 100 ° / sec.
【００４３】さらに、円筒部材４６，５６は、肉厚２ｍ
ｍの軟鉄製のものとすることができ、環状コア４８，５
８は、図１６において、Ｌｃ＝６ｍｍ，ｇ＝６ｍｍ，ａ
＝５ｍｍ，ｈ＝３ｍｍとし、軟鉄で作製し、５ｋＯｅの
磁場が十分発生可能な電磁石４７，５７とすることがで
きる。Further, the cylindrical members 46 and 56 have a wall thickness of 2 m.
m of soft iron, the annular cores 48, 5
In FIG. 16, 8 is Lc = 6 mm, g = 6 mm, a
= 5 mm and h = 3 mm, the electromagnets 47 and 57 can be made of soft iron and can sufficiently generate a magnetic field of 5 kOe.
【００４４】また、環状のスペーサ４４，５４は、厚さ
２ｍｍとし、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフロ
ン）で作製することができる。そして、電磁石４７，５
７は、図１４に示すように、それぞれ３個並べたものと
することができ、この場合は、磁場の印加される個所は
合計１２個所であって、このような構成のものとするこ
とにより、磁性流体４０の磁場による粘性力とともに、
磁気力を有効に利用した（後者の効果の方が大）回転式
減衰力可変型緩衝器３１とすることができる。Further, the annular spacers 44 and 54 have a thickness of 2 mm and can be made of polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon). And electromagnets 47, 5
As shown in FIG. 14, three of the seven can be arranged side by side. In this case, there are a total of twelve points to which the magnetic field is applied. , Together with the viscous force due to the magnetic field of the magnetic fluid 40,
It is possible to use the rotary damping force variable shock absorber 31 in which the magnetic force is effectively used (the latter effect is larger).
【００４５】図１７は、緩衝器本体とは別体構造のもの
となっている別置式磁性流体流動制御機構７５を示して
いる。FIG. 17 shows a separate type magnetic fluid flow control mechanism 75 having a structure separate from the shock absorber body.
【００４６】この別置式磁性流体流動制御機構７５にお
いて、ハウジング８５の内側には、図に示すような二つ
の環状をなす内側空間８１および外側空間９１が設けて
ある。そして、環状をなす内側空間８１は流路７１（７
１ａ）に接続され、環状をなす外側空間９１は流路７１
（７１ｂ）に接続され、これらの空間８１，９１および
流路７１は磁性流体７０で満たされる。In this separately installed magnetic fluid flow control mechanism 75, inside the housing 85, there are provided two annular inner spaces 81 and outer spaces 91. The inner space 81 having an annular shape is connected to the channel 71 (7
1a), and the outer space 91 having an annular shape is connected to the flow passage 71.
(71b), the spaces 81 and 91 and the flow path 71 are filled with the magnetic fluid 70.
【００４７】磁性流体流動制御機構７５内での磁性流体
の流路は、円筒部材８６，９６と、電磁石８７，９７と
の間の環状すき間８２，９２で形成されている。そし
て、電磁石８７，９７のコア８８，９８は、図示の断面
コの字形をなした環状のものである。この電磁石８７，
９７のコア８８，９８には、それぞれ電磁コイル８９，
９９が設けられている。この場合、円筒部材８６，９６
および電磁石８７，９７のコア８８，９８は、高透磁率
材料で作製されている。The magnetic fluid flow path in the magnetic fluid flow control mechanism 75 is formed by annular gaps 82, 92 between the cylindrical members 86, 96 and the electromagnets 87, 97. The cores 88 and 98 of the electromagnets 87 and 97 are annular and have a U-shaped cross section as shown. This electromagnet 87,
The cores 88 and 98 of 97 have electromagnetic coils 89 and 89, respectively.
99 is provided. In this case, the cylindrical members 86, 96
The cores 88 and 98 of the electromagnets 87 and 97 are made of a high magnetic permeability material.
【００４８】磁性流体７０は、例えば、流路７１ａから
入ってきて内側の環状すき間８２を通り、流路８４を通
過したのち外側の環状すき間９２を通り、流路７１ｂへ
と流動する。The magnetic fluid 70, for example, enters from the flow passage 71a, passes through the inner annular gap 82, passes through the flow passage 84, and then passes through the outer annular gap 92 and flows into the flow passage 71b.
【００４９】図１８に、環状すき間８２，９２の一部を
拡大して示すが、電磁石８７，９７のコア８８，９８の
極部８８ａ，８８ｂ，９８ａ，９８ｂが磁性流体７０に
直接ないしはほとんどギャップのない状態で接してお
り、図１８に示すように、コア８８，９８と、環状すき
間（流体流路）８２，９２内の磁性流体７０と、円筒部
材８６，９６とで磁気回路が形成される。FIG. 18 is an enlarged view of a part of the annular gaps 82 and 92. The pole portions 88a, 88b, 98a and 98b of the cores 88 and 98 of the electromagnets 87 and 97 are directly or almost completely free from the magnetic fluid 70. 18, the magnetic fluid is formed in the cores 88 and 98, the magnetic fluid 70 in the annular gaps (fluid flow paths) 82 and 92, and the cylindrical members 86 and 96, as shown in FIG. It
【００５０】したがって、電磁コイル８９，９９に通電
すると、小さな電流で大きな磁場が環状すき間８２，９
２内の磁性流体７０に印加され、このとき、磁性流体７
０の流れの方向に対して直交する方向に磁場が印加され
る。また、電流量を変えることにより、印加磁場の大き
さを変えることができる。Therefore, when the electromagnetic coils 89 and 99 are energized, a large magnetic field is generated with a small current by the annular gaps 82 and 9.
2 is applied to the magnetic fluid 70 in the
A magnetic field is applied in a direction orthogonal to the direction of zero flow. Also, the magnitude of the applied magnetic field can be changed by changing the amount of current.
【００５１】そして、８４，９４は環状のスペーサであ
り、非磁性材料で作製されている。また、電磁石８７，
９７は、図１７に示すごとく内側の空間８１および外側
の空間９１においてそれぞれ複数並べられている。Further, 84 and 94 are annular spacers, which are made of a non-magnetic material. In addition, the electromagnet 87,
As shown in FIG. 17, a plurality of 97 are arranged in each of the inner space 81 and the outer space 91.
【００５２】このような磁場印加を行うための構成とす
ることによって、磁性流体７０の流れに対し、ほぼ垂直
に、しかも多数個所で磁場が印加できることとなる（電
磁石１個で２個所）。With the structure for applying the magnetic field as described above, the magnetic field can be applied substantially perpendicular to the flow of the magnetic fluid 70 and at a large number of places (one electromagnet makes two places).
【００５３】したがって、電磁コイル８９，９９に対す
る通電量を変えることによって、磁性流体７０の粘性、
および磁性流体７０に働く磁気力を変化させて、磁性流
体７０の流動が制御できるので、流路の入口と出口との
間に発生する圧力差を変えることができ、比較的小さな
電流で減衰力を変えることができるようになる。Therefore, the viscosity of the magnetic fluid 70 can be changed by changing the amount of electricity supplied to the electromagnetic coils 89 and 99.
Since the flow of the magnetic fluid 70 can be controlled by changing the magnetic force that acts on the magnetic fluid 70 and the magnetic fluid 70, the pressure difference generated between the inlet and the outlet of the flow path can be changed, and the damping force can be obtained with a relatively small current. Will be able to change.
【００５４】この場合、環状のスペーサ８４，９４の材
料としては、銅，オーステナイト系ステンレス鋼等の非
磁性金属、ポリ４フッ化エチレン（商品名；テフロン）
等の樹脂を用いることができ、また、磁気回路を形成す
る円筒部材８６，９６およびコア８８，９８には、軟
鉄，Ｆｅ−Ｓｉ合金，Ｆｅ−Ａｌ合金，パーマロイ，ミ
ューメタル等の高透磁率材料であれば何でも使用するこ
とができる。そして、コア８８，９８には、フェライト
コアを用いることもでき、高周波用磁性材料を用いると
応答性のより優れた電磁石８７，９７とすることができ
る。そして、このような磁気回路では、コア８８，９８
の極部８８ａ，８８ｂ，９８ａ，９８ｂは直接磁性流体
７０と接しているので、小さな電流である程度以上の大
きさの磁場を磁性流体７０に印加できることとなる。In this case, the material of the annular spacers 84 and 94 is copper, non-magnetic metal such as austenitic stainless steel, polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon).
And the like, and the cylindrical members 86 and 96 and the cores 88 and 98 forming the magnetic circuit have high magnetic permeability such as soft iron, Fe-Si alloy, Fe-Al alloy, permalloy, and mumetal. Any material can be used. A ferrite core may be used for the cores 88 and 98, and by using a high frequency magnetic material, the electromagnets 87 and 97 having higher responsiveness can be obtained. In such a magnetic circuit, the cores 88 and 98 are
Since the pole portions 88a, 88b, 98a, 98b of the above are directly in contact with the magnetic fluid 70, it is possible to apply a magnetic field of a certain magnitude or more to the magnetic fluid 70 with a small current.
【００５５】また、円筒部材８６，９６とコア８８，９
８との間のすき間がせいまいこともより好都合なものと
なっている。したがって、さらに小さな電流で十分なわ
けである。Further, the cylindrical members 86, 96 and the cores 88, 9
The fact that there is a small gap between the two and 8 is also more convenient. Therefore, a smaller current is sufficient.
【００５６】また、防錆や絶縁等のために、コア８８，
９８にコーティングを施すことが必要な場合もでてくる
が、その際のコーティング層の厚さはせいぜい１０μｍ
程度以下であるので、ほとんど電流値には差が生じてこ
ない。In order to prevent rust and insulation, the core 88,
It may be necessary to coat 98, but the thickness of the coating layer at that time is at most 10 μm.
Since it is below the level, there is almost no difference in the current value.
【００５７】そして、具体的な寸法例としては、流路を
形成する環状すき間８２，９２の図１８に示す幅ｂをｂ
＝１ｍｍとし、円筒部材８６，９６は、肉厚２ｍｍの軟
鉄製のものとし、環状コア８８，９８は、図１８におい
て、Ｌｃ＝６ｍｍ，ｇ＝６ｍｍ，ａ＝５ｍｍ，ｈ＝３ｍ
ｍとし、軟鉄で作製し、５ｋＯｅの磁場が十分可能な電
磁石８７，９７とすることができる。As a concrete example of dimensions, the width b shown in FIG. 18 of the annular gaps 82 and 92 forming the flow path is set to b.
= 1 mm, the cylindrical members 86 and 96 are made of soft iron having a thickness of 2 mm, and the annular cores 88 and 98 are Lc = 6 mm, g = 6 mm, a = 5 mm, h = 3 m in FIG.
It is possible to make the electromagnets 87 and 97 which are made of soft iron and have a sufficient magnetic field of 5 kOe.
【００５８】また、環状のスペーサ８４，９４は厚さ２
ｍｍとし、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフロン）
で作製し、電磁石８７，９７は、図１７に示すようにそ
れぞれ３個並べたものとすることができ、このとき、磁
場の印加される個所は合計１２個所であって、このよう
な構成とすることにより、磁性流体７０の磁場による粘
性力とともに、磁気力を有効に利用した（後者の効果の
方が大）磁性流体流動制御機構７５とすることができ
る。The annular spacers 84 and 94 have a thickness of 2
mm and polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon)
The three electromagnets 87 and 97 can be arranged as shown in FIG. 17. At this time, a total of 12 magnetic fields are applied. By doing so, the magnetic fluid flow control mechanism 75 that effectively utilizes the magnetic force as well as the viscous force due to the magnetic field of the magnetic fluid 70 (the latter effect is greater) can be provided.
【００５９】[0059]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来における減衰力可変型緩衝器等に使用される磁性
流体流動制御機構においては、現実には、円筒部材と電
磁石との間のすき間におけるギャップを比較的大きくと
らざるを得ない状況にあったため、電磁石の電磁コイル
へ流す電流値も比較的大きな値とならざるを得ないとい
う問題点が残されており、このような問題点を解決する
ことが課題であった。However, in the magnetic fluid flow control mechanism used in the conventional damping force variable type shock absorber and the like described above, in reality, the gap between the cylindrical member and the electromagnet is reduced. There was a problem that the current value flowing to the electromagnetic coil of the electromagnet had to be a relatively large value because it had to be a relatively large value.So, to solve such a problem Was a challenge.
【００６０】[0060]
【発明の目的】本発明は、このような従来技術がもつ問
題点にかんがみてなされたものであって、比較的小さな
電流値で、所望の大きさの減衰力を発生させることがで
きるようにした減衰力可変型緩衝器ならびにこの減衰力
可変型緩衝器およびその他の機器における流体流動制御
に適する磁性流体流動制御機構を新たに提供することを
目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and enables to generate a damping force of a desired magnitude with a relatively small current value. It is an object of the present invention to newly provide a damping force variable type shock absorber and a magnetic fluid flow control mechanism suitable for fluid flow control in this damping force variable type shock absorber and other devices.
【００６１】[0061]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる減衰力可
変型緩衝器に適する磁性流体流動制御機構は、作動油と
して磁性流体を用い、磁性流体の磁場による粘性の増加
を利用するとともに、前記磁場の磁性流体に及ぼす磁気
力の作用を複数段以上で有効に利用するようにしたもの
であり、磁性流体に印加される磁場を比較的小さな電流
値で達成するための手段を鋭意検討した結果なされたも
のである。A magnetic fluid flow control mechanism suitable for a damping force variable type shock absorber according to the present invention uses a magnetic fluid as hydraulic oil and utilizes an increase in viscosity due to a magnetic field of the magnetic fluid. The effect of the magnetic force exerted on the magnetic fluid by the magnetic field is effectively utilized in multiple steps or more. As a result of extensive studies on means for achieving a magnetic field applied to the magnetic fluid with a relatively small current value. It was made.
【００６２】すなわち、本発明に係わる減衰力可変型緩
衝器は、作動油として磁性流体を用い、前記磁性流体の
流路に、前記磁性流体の流れの方向に対して直交ないし
はほぼ直交する方向の磁場を印加し且つ前記磁場を印加
する部位を前記磁性流体の流れの方向において複数個所
以上形成し、前記磁場を印加する部位における電磁石の
コアの極部が直接ないしはほとんどギャップのない状態
で磁性流体に接していて、前記磁性流体の磁場による粘
性増加を利用するとともに前記磁場の磁性流体に及ぼす
磁気力の作用を複数段以上で利用することにより、前記
磁性流体の流路に圧力差を生じさせる磁性流体流動制御
機構をそなえた減衰力可変型緩衝器において、前記磁場
を印加する部位における電磁石のコアの極部が前記磁性
流体の流路に突出している構成としたことを特徴として
いる。That is, the damping force variable type shock absorber according to the present invention uses a magnetic fluid as hydraulic oil, and has a flow path of the magnetic fluid in a direction orthogonal or substantially orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid. The magnetic fluid is applied in such a manner that a magnetic field is applied and a plurality of sites to which the magnetic field is applied are formed in the flow direction of the magnetic fluid, and the poles of the core of the electromagnet in the site to which the magnetic field is applied are directly or almost without gaps. In contact with the magnetic fluid, a pressure difference is generated in the flow path of the magnetic fluid by utilizing the increase in viscosity of the magnetic fluid due to the magnetic field and utilizing the action of the magnetic force of the magnetic field exerted on the magnetic fluid in a plurality of stages or more. In a variable damping force type shock absorber having a magnetic fluid flow control mechanism, the pole portion of the core of the electromagnet at the portion to which the magnetic field is applied protrudes into the flow path of the magnetic fluid. It Configurations and the is characterized in.
【００６３】そして、本発明に係わる減衰力可変型緩衝
器の実施態様においては、作動油として磁性流体を用
い、ピストンをそなえたピストンロッドが摺動するシリ
ンダ内のロッド側室とピストン側室とを連通する磁性流
体の流路をそなえ、前記磁性流体の流路に、前記磁性流
体の流れの方向に対して直交ないしはほぼ直交する方向
の磁場を印加し且つ前記磁場を印加する部位を前記磁性
流体の流れの方向において多数個所形成し、前記磁場を
印加する部位における電磁石のコアの極部が直接ないし
はほとんどギャップのない状態で磁性流体に接してい
て、前記磁性流体の磁場による粘性増加を利用するとと
もに前記磁場の磁性流体に及ぼす磁気力の作用を多段で
利用することにより、前記磁性流体の流路に圧力差を生
じさせる磁性流体流動制御機構をそなえた伸縮式減衰力
可変型緩衝器において、前記磁場を印加する部位におけ
る電磁石のコアの極部が前記磁性流体の流路に突出して
いる構成のものとすることができる。Further, in the embodiment of the damping force variable type shock absorber according to the present invention, a magnetic fluid is used as the operating oil, and the rod side chamber and the piston side chamber in the cylinder in which the piston rod having the piston slides communicates with each other. A magnetic fluid flow path for applying a magnetic field in a direction orthogonal or substantially orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid to the flow path of the magnetic fluid, and the magnetic field is applied to a portion of the magnetic fluid. A large number of points are formed in the flow direction, and the pole portion of the core of the electromagnet at the portion to which the magnetic field is applied is in contact with the magnetic fluid directly or with almost no gap, and the increase in viscosity due to the magnetic field of the magnetic fluid is utilized. A magnetic fluid flow that causes a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid by utilizing the action of the magnetic force of the magnetic field exerted on the magnetic fluid in multiple stages. In telescopic damping force variable type shock absorber provided with a control mechanism, it can be of construction which pole portion of the core of the electromagnet at the site of applying the magnetic field is projected into the flow path of the magnetic fluid.
【００６４】また、同じく、本発明に係わる減衰力可変
型緩衝器の実施態様においては、作動油として磁性流体
を用い、ハウジング内に、前記ハウジングに設けた固定
壁と、回転軸に設けた移動可能なベーンとで仕切られた
部屋を設け、部屋間を連通する磁性流体の流路をそな
え、前記磁性流体の流路に、前記磁性流体の流れの方向
に対して直交ないしはほぼ直交する方向の磁場を印加し
且つ前記磁場を印加する部位を前記磁性流体の流れの方
向において多数個所形成し、前記磁場を印加する部位に
おける電磁石のコアの極部が直接ないしはほとんどギャ
ップのない状態で磁性流体に接していて、前記磁性流体
の磁場による粘性増加を利用するとともに前記磁場の磁
性流体に及ぼす磁気力の作用を多段で利用することによ
り、前記磁性流体の流路に圧力差を生じさせる磁性流体
流動制御機構をそなえた回転式減衰力可変型緩衝器にお
いて、前記磁場を印加する部位における電磁石のコアの
極部が前記磁性流体の流路に突出している構成のものと
することができる。Similarly, in the embodiment of the variable damping force type shock absorber according to the present invention, a magnetic fluid is used as the hydraulic oil, and a fixed wall provided on the housing and a movable member provided on the rotary shaft are used in the housing. A chamber partitioned by a possible vane is provided, and a magnetic fluid flow path communicating between the chambers is provided, and the magnetic fluid flow path has a direction orthogonal or almost orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid. A magnetic field is applied and a plurality of sites to which the magnetic field is applied are formed in the flow direction of the magnetic fluid, and the magnetic pole is directly or almost free from gaps in the magnetic fluid at the magnetic field applying site. In contact with each other, by utilizing the increase in viscosity of the magnetic fluid due to the magnetic field and utilizing the action of the magnetic force exerted on the magnetic fluid in the magnetic field in multiple stages, In a rotary damping force variable type shock absorber provided with a magnetic fluid flow control mechanism for generating a pressure difference in a passage, a pole portion of a core of an electromagnet at a portion to which the magnetic field is applied protrudes into the magnetic fluid passage. Can be
【００６５】そして、同じく実施態様においては、磁性
流体の流れが、環状すき間流れであるようにしたり、ま
た、磁性流体として、比初透磁率が１０程度以上で且つ
飽和磁化（飽和磁束密度）が３００Ｇ程度以上であるも
のを用いるようにしたり、さらにまた、磁性流体流動制
御機構が一体で組み込まれているものとしたり、別体の
ものとしたりすることができる。In the same manner, in the embodiment, the flow of the magnetic fluid is an annular clearance flow, and the magnetic fluid has a relative initial permeability of about 10 or more and a saturation magnetization (saturation magnetic flux density). The magnetic fluid flow control mechanism may be integrated with the magnetic fluid flow control mechanism or may be a separate body.
【００６６】また、本発明に係わる減衰力可変型緩衝器
およびその他の機器の流体流動制御に使用される磁性流
体流動制御機構は、作動油として磁性流体を用い、前記
磁性流体の流路に、前記磁性流体の流れの方向に対して
直交ないしはほぼ直交する方向の磁場を印加し且つ前記
磁場を印加する部位を前記磁性流体の流れの方向におい
て複数個所以上形成し、前記磁場を印加する部位におけ
る電磁石のコアの極部が直接ないしはほとんどギャップ
のない状態で磁性流体に接していて、前記磁性流体の磁
場による粘性増加を利用するとともに前記磁場の磁性流
体に及ぼす磁気力の作用を複数段以上で利用することに
より、前記磁性流体の流路に圧力差を生じさせる磁性流
体流動制御機構において、前記磁場を印加する部位にお
ける電磁石のコアの極部が前記磁性流体の流路に突出し
ている構成としたことを特徴としている。The magnetic fluid flow control mechanism used for controlling the fluid flow of the damping force type shock absorber and other devices according to the present invention uses magnetic fluid as the hydraulic oil, and uses the magnetic fluid in the flow path of the magnetic fluid. In a portion to which a magnetic field is applied in a direction orthogonal or almost orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid and a plurality of portions to which the magnetic field is applied are formed in the flow direction of the magnetic fluid, and the magnetic field is applied. The pole portion of the core of the electromagnet is in contact with the magnetic fluid directly or with almost no gap, the viscosity increase of the magnetic fluid due to the magnetic field is utilized, and the action of the magnetic force exerted on the magnetic fluid in the magnetic field is performed in a plurality of steps or more. In the magnetic fluid flow control mechanism that causes a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid by utilizing, the core of the electromagnet in the portion to which the magnetic field is applied Is characterized in that pole portion has a structure that protrudes into the flow path of the magnetic fluid.
【００６７】そして、本発明に係わる磁性流体流動制御
機構の実施態様においては、磁性流体の流れが、環状す
き間流れであるようにしたり、磁性流体として、比初透
磁率が１０程度以上で且つ飽和磁化（飽和磁束密度）が
３００Ｇ程度以上であるものを用いるようにしたりする
ことができる。In the embodiment of the magnetic fluid flow control mechanism according to the present invention, the flow of the magnetic fluid may be an annular clearance flow, or the magnetic fluid may have a specific initial permeability of about 10 or more and a saturation. The magnetization (saturation magnetic flux density) of about 300 G or more can be used.
【００６８】[0068]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００６９】図１および図２は、本発明の一実施例にお
ける伸縮式ないしは回転式減衰力可変型緩衝器に適する
磁性流体流動制御機構の要部の構成を示しており、ここ
では、図１４および図１５に示した回転式減衰力可変型
緩衝器３１の磁性流体４０の流路にそなえた磁性流体流
動制御機構４５，５５を改良した場合を示している。FIGS. 1 and 2 show the construction of the essential parts of a magnetic fluid flow control mechanism suitable for a telescopic or rotary damping force variable type shock absorber according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. And a case where the magnetic fluid flow control mechanisms 45 and 55 provided in the flow path of the magnetic fluid 40 of the rotary damping force variable type shock absorber 31 shown in FIG. 15 are improved.
【００７０】この磁性流体の流路は、図１に示すよう
に、円筒部材４６，５６と、電磁石４７，５７との間の
環状すき間４２，５２で形成されている。そして、電磁
石４７，５７のコア４８，５８は、図示の断面コの字形
をなした環状のものである。この電磁石４７，５７のコ
ア４８，５８には、それぞれ電磁コイル４９，５９が設
けられている。この場合、円筒部材４６，５６および電
磁石４７，５７のコア４８，５８は、高透磁率材料で作
製されている。As shown in FIG. 1, the flow path of the magnetic fluid is formed by annular gaps 42 and 52 between the cylindrical members 46 and 56 and the electromagnets 47 and 57. The cores 48 and 58 of the electromagnets 47 and 57 are annular and have a U-shaped cross section as shown. Electromagnetic coils 49 and 59 are provided on the cores 48 and 58 of the electromagnets 47 and 57, respectively. In this case, the cylindrical members 46 and 56 and the cores 48 and 58 of the electromagnets 47 and 57 are made of a high magnetic permeability material.
【００７１】図２に、この部分を拡大して示すが、電磁
石４７，５７のコア４８，５８の極部４８ａ，４８ｂ，
５８ａ，５８ｂが磁性流体４０の流路（環状すき間４
２，５２）に突出しており、コア４８，５８の極部４８
ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂは磁性流体４０に十分接触
したものになっていて、コア４８，５８と、環状すき間
（流体流路）４２，５２内の磁性流体４０と、円筒部材
４６，５６とで磁気回路が形成される。FIG. 2 is an enlarged view of this portion. The pole portions 48a, 48b of the cores 48, 58 of the electromagnets 47, 57,
58a and 58b are flow paths of the magnetic fluid 40 (annular clearance 4
2, 52) and the pole portion 48 of the core 48, 58.
a, 48b, 58a, 58b are in sufficient contact with the magnetic fluid 40, and the cores 48, 58, the magnetic fluid 40 in the annular gaps (fluid flow paths) 42, 52, the cylindrical members 46, 56 A magnetic circuit is formed by.
【００７２】したがって、電磁コイル４９，５９に通電
すると、小さな電流で大きな磁場が環状すき間４２，５
２内の磁性流体４０に印加され、このとき、磁性流体４
０の流れの方向に対して直交する方向に磁場が印加され
る。また、電流量を変えることにより、印加磁場の大き
さを変えることができる。Therefore, when the electromagnetic coils 49 and 59 are energized, a large magnetic field is generated with a small current by the annular gaps 42 and 5.
2 is applied to the magnetic fluid 40 in
A magnetic field is applied in a direction orthogonal to the direction of zero flow. Also, the magnitude of the applied magnetic field can be changed by changing the amount of current.
【００７３】図１および図２において、４４，５４は環
状のスペーサであり、非磁性材料で作製されている。ま
た、電磁石４７，５７は、図１５に示したと同様に内側
の空間４１および外側の空間５１においてそれぞれ複数
並べられている。In FIGS. 1 and 2, 44 and 54 are annular spacers, which are made of a non-magnetic material. Further, a plurality of electromagnets 47 and 57 are arranged in the inner space 41 and the outer space 51, respectively, as in the case shown in FIG.
【００７４】このような磁場印加を行うための構成とし
て、コア４８，５８の極部４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５
８ｂが磁性流体４０の流路（環状すき間４２，５２）に
突出したものとすることによって、磁性流体４０の流れ
に対し、ほぼ垂直に、しかも多数個所で、十分な磁場が
印加できることとなる（電磁石１個で２個所）。As a structure for applying such a magnetic field, the pole portions 48a, 48b, 58a, 5 of the cores 48, 58 are provided.
By making 8b project into the flow path (annular gaps 42, 52) of the magnetic fluid 40, it is possible to apply a sufficient magnetic field almost perpendicularly to the flow of the magnetic fluid 40 and at a number of locations ( Two places with one electromagnet).
【００７５】したがって、電磁コイル４９，５９に対す
る比較的小さな電流による通電量を変えることによっ
て、磁性流体４０の粘性、および磁性流体４０に働く磁
気力を変化させて、磁性流体４０の流動が制御できるの
で、流路の入口と出口との間に発生する圧力差を変える
ことができ、比較的小さな電流で減衰力を変えることが
できるようになる。Therefore, the flow rate of the magnetic fluid 40 can be controlled by changing the amount of electricity supplied to the electromagnetic coils 49 and 59 by a relatively small current, thereby changing the viscosity of the magnetic fluid 40 and the magnetic force acting on the magnetic fluid 40. Therefore, the pressure difference generated between the inlet and the outlet of the flow path can be changed, and the damping force can be changed with a relatively small current.
【００７６】この場合、環状のスペーサ４４，５４の材
料としては、銅，オーステナイト系ステンレス鋼等の非
磁性金属、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフロン）
等の材料を用いることができるが、もちろん、その他、
非磁性材料であれば何であってもよい。In this case, the material of the annular spacers 44, 54 is copper, non-magnetic metal such as austenitic stainless steel, polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon).
It is possible to use materials such as
Any non-magnetic material may be used.
【００７７】また、磁気回路を形成する円筒部材４６，
５６およびコア４８，５８には、軟鉄，Ｆｅ−Ｓｉ合
金，Ｆｅ−Ａｌ合金，パーマロイ，ミューメタル等の高
透磁率材料であれば何でも使用することができる。そし
て、コア４８，５８にはフェライトコアを用いることが
でき、さらに、それらに限らず、高周波用磁性材料を用
いると応答性のより優れた電磁石４７，５７とすること
ができる。Further, the cylindrical member 46 forming the magnetic circuit,
Any material having a high magnetic permeability such as soft iron, Fe-Si alloy, Fe-Al alloy, permalloy, or mumetal can be used for the 56 and the cores 48, 58. Ferrite cores can be used for the cores 48 and 58, and the electromagnets 47 and 57 having higher responsiveness can be obtained by using not only the ferrite cores but also magnetic materials for high frequencies.
【００７８】そして、本発明における磁気回路では、コ
ア４８，５８の極部４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂが
磁性流体４０の流路（環状すき間４２，５２）に突出し
ていることによって磁性流体４０と直接に接しているの
で、より小さな電流である程度以上の大きさの磁場を磁
性流体４０に印加できることとなる。In the magnetic circuit according to the present invention, the pole portions 48a, 48b, 58a, 58b of the cores 48, 58 project into the flow path (annular gaps 42, 52) of the magnetic fluid 40, so that the magnetic fluid 40 is formed. Since they are in direct contact with each other, it is possible to apply a magnetic field of a certain magnitude or more to the magnetic fluid 40 with a smaller current.
【００７９】また、円筒部材４６，５６とコア４８，５
８との間のすき間がせまいことも、好都合なものとなっ
ている。Further, the cylindrical members 46, 56 and the cores 48, 5
It is also convenient that there is a small gap between the two.
【００８０】そして、防錆や絶縁等のために、コア４
８，５８にコーティングを施すことが必要な場合もでて
くるが、その際のコーティング層の厚さはせいぜい１０
μｍ程度以下であるので、ほとんど電流値には差が生じ
てこない。The core 4 is used for rust prevention and insulation.
In some cases, it may be necessary to coat 8,58, but the thickness of the coating layer at that time is at most 10
Since it is about μm or less, there is almost no difference in the current value.
【００８１】したがって、本発明において、コア４８，
５８の極部４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂは、磁性流
体４０の流路に突出していることにより磁性流体４０と
直接に接していることとなり、小さな電流である程度以
上の大きさの磁場を磁性流体４０に印加できることとな
る。Therefore, in the present invention, the core 48,
The pole portions 48a, 48b, 58a, 58b of 58 are in direct contact with the magnetic fluid 40 by projecting into the flow path of the magnetic fluid 40, and a magnetic field of a certain magnitude or more can be applied to the magnetic fluid 40 with a small current. Can be applied to 40.
【００８２】ところで、本発明におけるような流体の流
動下において、磁性流体４０の流動を磁場によってどの
ように制御しうるかについては文献等から知ることがで
きなかったので、ここでは、さらに以下に述べる新たな
基礎的な検討を実験により試みた。By the way, since it has not been possible to know from the literature how the flow of the magnetic fluid 40 can be controlled by the magnetic field under the flow of fluid as in the present invention, further description will be given below. A new basic examination was tried by an experiment.
【００８３】図３に示すように、半径Ｒ，環状すきまｂ
のとき、粘度ηの流体を流量Ｑだけ流すときに、長さを
Ｌとすると、両端に発生する圧力差Δｐは次の数式１で
与えられる。As shown in FIG. 3, radius R and annular clearance b
At this time, when the length L is set when the fluid having the viscosity η is flowed by the flow rate Q, the pressure difference Δp generated at both ends is given by the following formula 1.
【００８４】[0084]
【数式１】 ただし、Ｄ＝２Ｒ。[Formula 1] However, D = 2R.
【００８５】この式は、流体の流れが環状すきま流れの
場合であり、例えば、佐藤俊雄著『油圧装置設計の実
際』 大河出版 （１９７０），第４７頁に述べられて
いる。This equation is for the case where the fluid flow is an annular clearance flow, and is described in, for example, Toshio Sato, "Practice of Hydraulic System Design", Ohga Shuppan (1970), p. 47.
【００８６】この式により、流体の粘性に基づく圧力差
が生じていると考えることができる。From this equation, it can be considered that a pressure difference is generated based on the viscosity of the fluid.
【００８７】一方、磁気力による圧力上昇は、On the other hand, the pressure increase due to the magnetic force is
【００８８】[0088]
【数式２】 で与えられる。例えば、武富，近角著 『磁性流体 基
礎と応用』 日刊工業新聞社 （１９８８） 第２５頁
参照。[Formula 2] Given in. See, for example, Taketomi and Chikaku, "Magnetic Fluid Fundamentals and Applications," Nikkan Kogyo Shimbun (1988), page 25.
【００８９】ここで、Ｈは磁性流体に採用している磁場
の大きさであり、Ｍは磁性流体の磁化である。そして、
数式２の右辺は、後出の図８に示す磁化曲線の下の面積
に相当する。Here, H is the magnitude of the magnetic field adopted for the magnetic fluid, and M is the magnetization of the magnetic fluid. And
The right side of Expression 2 corresponds to the area under the magnetization curve shown in FIG. 8 described later.
【００９０】ここで、磁気力による圧力差Δｐの大きさ
を評価してみる。５ｋＯｅの磁場で磁性流体の磁化（磁
束密度）が３００Ｇ（ガウス）であったとすると、 ０．０３［Ｔ］×５×１０３×７９．６［Ａ／ｍ］ ＝１１．９×１０３ＴＡ／ｍ＝１１．９ｋＰａ＝０．１
２気圧 と概算される。すなわち、約０．１気圧の圧力上昇が期
待できることになる。Here, the magnitude of the pressure difference Δp due to the magnetic force will be evaluated. Assuming that the magnetic fluid has a magnetization (flux density) of 300 G (Gauss) in a magnetic field of 5 kOe, 0.03 [T] × 5 × 10 3 × 79.6 [A / m] = 11.9 × 10 3 TA /M=11.9 kPa = 0.1
It is estimated to be 2 atm. That is, a pressure increase of about 0.1 atm can be expected.
【００９１】この圧力上昇は、流れに対する抵抗とな
る。したがって、磁気力による圧力の発生が期待できる
ことになる。磁場を印加する個所を多数設けると、多段
効果が期待できることになり、大きな圧力を発生させる
ことが可能となる。This increase in pressure becomes a resistance to flow. Therefore, it can be expected that pressure will be generated by the magnetic force. Providing a large number of locations for applying a magnetic field makes it possible to expect a multi-step effect, and it becomes possible to generate a large pressure.
【００９２】図４（ａ）に示すように、内側向きの環状
コア４８が３個並んだものとすることによって円筒部材
４６との間で環状すき間４２を形成し、流動特性を実験
により把握した。As shown in FIG. 4 (a), three annular cores 48 facing inward are arranged side by side to form an annular gap 42 with the cylindrical member 46, and the flow characteristics are experimentally understood. .
【００９３】流量Ｑ、すなわち、環状すき間４２におけ
る流速をパラメータとして、両端の圧力を測定すること
により、圧力差を求めた。このとき、図３におけるＲ，
ｂ，Ｌの値は、それぞれ、Ｒ＝１０ｍｍ，ｂ＝０．４５
ｍｍ，Ｌ＝６１ｍｍとした。The pressure difference was obtained by measuring the pressure at both ends using the flow rate Q, that is, the flow velocity in the annular gap 42 as a parameter. At this time, R,
The values of b and L are R = 10 mm and b = 0.45, respectively.
mm and L = 61 mm.
【００９４】そして、環状コア４８は、ＰＢパーマロイ
で作製したものとし、図２の記号で寸法を示すと、Ｌｃ
＝４ｍｍ，ｇ＝７ｍ，ｈ＝６ｍｍ，ａ＝１０ｍｍ，ｓ＝
４ｍｍである。The annular core 48 is made of PB permalloy, and the dimensions are indicated by the symbols in FIG.
= 4 mm, g = 7 m, h = 6 mm, a = 10 mm, s =
It is 4 mm.
【００９５】スペーサ４４はポリ４フッ化エチレン（テ
フロン）で作製した。また、両側にも同じくスペーサ４
４を配置した。内側の円筒部材４６には、中実のＦｅ−
１３重量％Ａｌ製のシャフト（直径１９．２ｍｍ）を用
いた。The spacer 44 is made of polytetrafluoroethylene (Teflon). Also, spacers 4 on both sides
4 was placed. The inner cylindrical member 46 has a solid Fe-
A 13 wt% Al shaft (diameter 19.2 mm) was used.
【００９６】電磁コイル４９には、線径が０．５ｍｍの
エナメル線を用い、巻数は５０ターンのものとした。As the electromagnetic coil 49, an enameled wire having a wire diameter of 0.5 mm was used, and the number of turns was 50.
【００９７】実験は、主に、タイホー工業（株）製の水
ベースマグネタイト磁性流体Ｗ４０を用いて行なった。
また、窒化鉄磁性流体Ａ（ただし、Ａは試料を識別する
ための記号）についても調べた。なお、窒化鉄磁性流体
Ａは、新たに合成して作製した。The experiment was mainly carried out using a water-based magnetite magnetic fluid W40 manufactured by Taiho Industry Co., Ltd.
The iron nitride magnetic fluid A (where A is a symbol for identifying the sample) was also examined. The iron nitride magnetic fluid A was newly synthesized and manufactured.
【００９８】図５の線（ａ）に、水ベースマグネタイト
磁性流体Ｗ４０を用い、電磁コイル４９に通電をしない
とき、つまり、磁場印加のないときの結果を示す。ここ
で、温度２５℃における水ベースマグネタイト磁性流体
Ｗ４０の粘度は２５．０ｃＰであった。この結果は、理
論値（数式１）と一致しており、一本の直線に乗ってい
るものとなっていた。The line (a) in FIG. 5 shows the result when the water-based magnetite magnetic fluid W40 is used and the electromagnetic coil 49 is not energized, that is, when no magnetic field is applied. Here, the viscosity of the water-based magnetite magnetic fluid W40 at a temperature of 25 ° C. was 25.0 cP. This result was in agreement with the theoretical value (Formula 1), and was on a straight line.
【００９９】一方、窒化鉄磁性流体Ａでも、同様の結果
が得られた。ただし、調べた流速の範囲は、約４６ｃｍ
／ｓｅｃまでである。On the other hand, with the iron nitride magnetic fluid A, similar results were obtained. However, the range of flow velocity investigated was about 46 cm.
Up to / sec.
【０１００】次に、磁場を印加した際の圧力の増加分に
ついて調べた。Next, the increase in pressure when a magnetic field was applied was examined.
【０１０１】図４（ａ）に示す３つの電磁石４７のうち
中央の電磁石４７の電磁コイル４９のみに電流を流した
ときの圧力差ΔＰの測定結果の一例を図６に示す。この
場合、流体として水ベースマグネタイト磁性流体Ｗ４０
を用い、流速が３２．１ｃｍ／ｓｅｃであるときの測定
結果である。FIG. 6 shows an example of the measurement result of the pressure difference ΔP when a current is passed through only the electromagnetic coil 49 of the central electromagnet 47 among the three electromagnets 47 shown in FIG. 4A. In this case, the water-based magnetite magnetic fluid W40 is used as the fluid.
Is the measurement result when the flow velocity is 32.1 cm / sec.
【０１０２】圧力の増加分は、電流に比例して増加して
いる。なお、電流が８Ａであってもまだ電磁石４７のコ
ア４８等は磁気飽和には達していない。The increase in pressure increases in proportion to the current. Even if the current is 8 A, the core 48 of the electromagnet 47 and the like have not yet reached magnetic saturation.
【０１０３】その圧力の増加分は、流速にはあまり依存
しなかった。したがって、その圧力の増加分は、主に磁
気力で決っており、粘性力の分は小さいものと解釈され
る。The increase in pressure did not depend so much on the flow rate. Therefore, the increase in the pressure is mainly determined by the magnetic force, and the amount of the viscous force is interpreted to be small.
【０１０４】また、電磁石４７が２個ないしは３個に増
えるときには、約２倍ないしは約３倍の圧力増加となっ
ていた。換言すれば、多段の効果も確認できた。When the number of electromagnets 47 was increased to 2 or 3, the pressure was increased by about 2 times or about 3 times. In other words, a multi-stage effect was also confirmed.
【０１０５】図７は、環状すき間４２に磁性流体が入っ
ていないとき、すなわち、空隙のままの状態で測定した
ときのギャップにおける磁界の測定結果を示すものであ
る。この図７より、電流が約３．３Ａのときに、５ｋＯ
ｅの磁界が発生していることがわかる。FIG. 7 shows the measurement result of the magnetic field in the gap when the magnetic fluid is not contained in the annular gap 42, that is, when the measurement is performed in the state of the gap. From Fig. 7, it is found that when the current is about 3.3 A, 5 kO
It can be seen that the magnetic field of e is generated.
【０１０６】また、電流が３．３Ａのときにおける圧力
の増加分すなわち圧力差ΔＰは、図６より約０．１ｋｇ
ｆ／ｃｍ２である。この場合は２段であるので、１段あ
たりでは約０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２である。すなわち、
水ベースマグネタイト磁性流体Ｗ４０では、ｂ＝０．４
５ｍｍ，Ｌｃ＝４ｍｍのときに、磁場約５ｋＯｅにおい
て約０．０５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力の増加が得られるこ
とになる。Further, the increase in pressure when the current is 3.3 A, that is, the pressure difference ΔP, is about 0.1 kg from FIG.
f / cm 2 . In this case, since there are two stages, the amount per stage is about 0.05 kgf / cm 2 . That is,
For water-based magnetite magnetic fluid W40, b = 0.4
At 5 mm and Lc = 4 mm, a pressure increase of about 0.05 kgf / cm 2 will be obtained in a magnetic field of about 5 kOe.
【０１０７】一方、窒化鉄磁性流体Ａでは、同じ条件下
での実験において、約０．１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力の増
加となっていた。この窒化鉄磁性流体Ａの飽和磁化（飽
和磁束密度）は約３２０Ｇ（ガウス）であった。すなわ
ち、窒化鉄磁性流体では、上記したほぼ予想通りの圧力
の増加となっているわけである。On the other hand, with the iron nitride magnetic fluid A, the pressure increased by about 0.1 kgf / cm 2 in the experiment under the same conditions. The saturation magnetization (saturation magnetic flux density) of this iron nitride magnetic fluid A was about 320 G (Gauss). That is, in the iron nitride magnetic fluid, the pressure increases almost as expected.
【０１０８】さて、次に、磁性流体の磁気特性について
述べる。Next, the magnetic characteristics of the magnetic fluid will be described.
【０１０９】図８は、窒化鉄磁性流体Ｂと水ベースマグ
ネタイト磁性流体Ｗ４０の室温での直流磁気特性の測定
結果を示すものである。この図８は、振動型磁力計（Ｖ
ＳＭ）にて測定した結果を示すものであって、横軸を有
効磁界（Ｈｅｆｆ）に、縦軸を４πＩに直してプロット
してある。FIG. 8 shows the measurement results of the DC magnetic characteristics of the iron nitride magnetic fluid B and the water-based magnetite magnetic fluid W40 at room temperature. This FIG. 8 shows a vibration type magnetometer (V
It shows the result of measurement by (SM), where the horizontal axis is the effective magnetic field (Heff) and the vertical axis is 4πI.
【０１１０】また、磁化の立ち上がりを比較するため
に、約１０ｋＯｅでの磁化を飽和磁化とみなし、その飽
和磁化で規格化したのが図９である。Further, in order to compare the rising of the magnetization, the magnetization at about 10 kOe is regarded as the saturation magnetization and is standardized by the saturation magnetization in FIG.
【０１１１】図８および図９に示すように、窒化鉄磁性
流体では、磁化曲線の立ち上がりが急峻であることがわ
かる。そして、窒化鉄磁性流体では、６００ Ｏｅの有
効磁界（Ｈｅｆｆ）で９０％磁化するのに対して、水ベ
ースマグネタイト磁性流体Ｗ４０では、９０％磁化させ
るのに４．４ｋＯｅの磁界が必要であることが図９より
わかる。As shown in FIGS. 8 and 9, it can be seen that in the iron nitride magnetic fluid, the rising of the magnetization curve is steep. The iron nitride magnetic fluid magnetizes 90% in an effective magnetic field (Heff) of 600 Oe, whereas the water-based magnetite magnetic fluid W40 requires a magnetic field of 4.4 kOe to magnetize 90%. Can be seen from FIG.
【０１１２】窒化鉄微粒子の粒子磁化がマグネタイト微
粒子の粒子磁化に比べて大きいこと、および粒径がよく
そろっていることが、窒化鉄磁性流体の磁化曲線の立ち
上がりが急峻であることの理由であると解釈される。The fact that the particle magnetization of the iron nitride fine particles is larger than that of the magnetite fine particles and that the particle diameters are well aligned are the reasons why the magnetization curve of the iron nitride magnetic fluid rises sharply. Is interpreted as
【０１１３】磁性流体の磁気特性について上記とは別の
観点から述べる。The magnetic characteristics of the magnetic fluid will be described from a viewpoint different from the above.
【０１１４】図１０は、振動型磁力計（ＶＳＭ）にて測
定した窒化鉄磁性流体Ａ´と水ベースマグネタイト磁性
流体Ｗ４０のそれぞれ室温での直流磁気特性を示すもの
である。この図１０において、横軸は外部磁場（Ｈｅ
ｘ）であり、縦軸は磁化の立ち上がりを比較するために
５ｋＯｅでの磁化で規格化して示してある。この場合、
５ｋＯｅでの磁化を飽和磁化であるとみなすことにす
る。FIG. 10 shows the DC magnetic characteristics at room temperature of the iron nitride magnetic fluid A'and the water-based magnetite magnetic fluid W40 measured by a vibrating magnetometer (VSM). In FIG. 10, the horizontal axis represents the external magnetic field (He
x), and the vertical axis is shown normalized by the magnetization at 5 kOe in order to compare the rising of the magnetization. in this case,
The magnetization at 5 kOe is considered to be saturation magnetization.
【０１１５】図１０に示すように、窒化鉄磁性流体で
は、磁化曲線の立ち上がりが急峻であることがわかる。
そして、窒化鉄磁性流体では、２８０ Ｏｅの外部磁界
（Ｈｅｘ）で９０％磁化するのに対して、水ベースマグ
ネタイト磁性流体Ｗ４０では、９０％磁化させるのに
２．５ｋＯｅの磁界が必要なことがわかる。As shown in FIG. 10, in the iron nitride magnetic fluid, the rising of the magnetization curve is steep.
And, while the iron nitride magnetic fluid is 90% magnetized by an external magnetic field (Hex) of 280 Oe, the water-based magnetite magnetic fluid W40 requires a magnetic field of 2.5 kOe to be 90% magnetized. Recognize.
【０１１６】前述したように、窒化鉄微粒子の粒子磁化
がマグネタイト微粒子の粒子磁化に比べて大きいこと、
および粒径がよくそろっていることが、窒化鉄磁性流体
の磁化曲線の立ち上がりが急峻であることの理由である
と解釈される。As described above, the particle magnetization of iron nitride fine particles is larger than that of magnetite fine particles,
It is interpreted that the fact that the particle diameters are well aligned with each other is the reason why the magnetization curve of the iron nitride magnetic fluid rises steeply.
【０１１７】このような磁化曲線の立ち上がりの急峻さ
は、初透磁率の違いで代表させることができる。The steep rise of the magnetization curve can be represented by the difference in initial permeability.
【０１１８】トロイダルコア状の容器に磁性流体を満し
て測定したＢ−Ｈ曲線から求めた比初透磁率は、窒化鉄
磁性流体Ｂでは１７、水ベースマグネタイト磁性流体Ｗ
４０では４であった。以下、比初透磁率のことを単に透
磁率と呼ぶことにする。The specific initial magnetic permeability obtained from the BH curve measured by filling the magnetic fluid in a toroidal core-shaped container is 17 for the iron nitride magnetic fluid B, and the water-based magnetite magnetic fluid W.
It was 4 at 40. Hereinafter, the relative initial magnetic permeability will be simply referred to as magnetic permeability.
【０１１９】ところで、減衰力可変型緩衝器において
は、ゼロベース（すなわち、磁場を印加しないとき）に
おける減衰力は小さいことが望まれる。In the damping force variable type shock absorber, it is desired that the damping force at the zero base (that is, when no magnetic field is applied) is small.
【０１２０】一般的に、磁性流体の飽和磁化が大きいも
のは粘性が高くなってくる。Generally, a magnetic fluid having a large saturation magnetization has a high viscosity.
【０１２１】例えば、回転式減衰力可変型緩衝器におい
て性能を評価した際に用いた窒化鉄磁性流体を例にとり
説明する。For example, an iron nitride magnetic fluid used for evaluating the performance of a rotary damping force variable type shock absorber will be described as an example.
【０１２２】飽和磁化が３２０Ｇのものでは粘度が約１
０ｃＰなのに対して、飽和磁化が９６０Ｇ程度になると
粘度は４０ｃＰ程度となる。When the saturation magnetization is 320 G, the viscosity is about 1
While the viscosity is 0 cP, the viscosity becomes about 40 cP when the saturation magnetization becomes about 960G.
【０１２３】したがって、ゼロベースを下げるために、
ギャップｂを大きくとらなければならなくなる。そのた
め、所定の磁場を発生するには電磁石に流す電流値を増
大させなくてはならなくなる。Therefore, in order to lower the zero base,
The gap b will have to be increased. Therefore, in order to generate a predetermined magnetic field, it is necessary to increase the current value flowing in the electromagnet.
【０１２４】このような背景により本発明が生まれたわ
けである。The present invention was born from such a background.
【０１２５】すなわち、図１および図２に示したよう
に、コア４８，５８の極部４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５
８ｂのみを磁性流体４０の流路に突出させることを考え
たわけである。That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the pole portions 48a, 48b, 58a, 5 of the cores 48, 58 are formed.
The reason is that only 8b is projected into the flow path of the magnetic fluid 40.
【０１２６】数式１よりわかるように、圧力差ΔＰは環
状すき間４２，５２の寸法ｂの３乗に反比例し、長さＬ
に比例している。そして、極部４８ａ，４８ｂ，５８
ａ，５８ｂのみを突出させたときには、圧力差ΔＰはほ
とんど突出部で決まると考えられる。そして、その突出
部の長さの合計で長さＬが決まると考えられる。As can be seen from Equation 1, the pressure difference ΔP is inversely proportional to the cube of the dimension b of the annular gaps 42 and 52, and the length L
Is proportional to. Then, the pole portions 48a, 48b, 58
When only a and 58b are projected, it is considered that the pressure difference ΔP is almost determined by the protruding portion. It is considered that the length L is determined by the total length of the protrusions.
【０１２７】このことについて、まず、予備実験で確認
してみることとした。Regarding this, first, it was decided to confirm in a preliminary experiment.
【０１２８】図４（ｂ）に示すように、電磁コイル４９
とスペーサ４４の部分のみを１ｍｍ引っ込め、相対的に
コア４８の極部４８ａ，４８ｂを突出させた。As shown in FIG. 4B, the electromagnetic coil 49
Only the spacer 44 portion was retracted by 1 mm, and the pole portions 48a and 48b of the core 48 were relatively projected.
【０１２９】この場合の長さＬは、４ｍｍ×２×３＝２
４ｍｍであることになる。The length L in this case is 4 mm × 2 × 3 = 2
It will be 4 mm.
【０１３０】電磁コイル４９に電流を流さないときの両
端の圧力差ΔＰを水ベースマグネタイト磁性流体Ｗ４０
を用いて調べた。The pressure difference ΔP between both ends when no current is applied to the electromagnetic coil 49 is calculated by using the water-based magnetite magnetic fluid W40.
It investigated using.
【０１３１】その結果は、図５（ｂ）に示したとおりで
あって、予想通りの結果となっており、理論値とも一致
していた。なお、その際の図５の横軸における流速は、
電磁石４７の極部４８ａ，４８ｂ直下での流速である。The result is as shown in FIG. 5 (b), which is the expected result, which is in agreement with the theoretical value. The flow velocity on the horizontal axis of FIG. 5 at that time is
It is the flow velocity immediately below the pole portions 48a and 48b of the electromagnet 47.
【０１３２】また、電磁石４７の電磁コイル４９に電流
を流したときに発生する圧力差ΔＰも図４（ａ）に示す
場合、つまり、極部４８ａ，４８ｂを突出させないフラ
ットな場合と同程度の大きさであることが確認できた
（図６参照）。The pressure difference ΔP generated when a current is applied to the electromagnetic coil 49 of the electromagnet 47 is also the same as in the case shown in FIG. 4A, that is, in the flat case where the pole portions 48a and 48b are not projected. The size was confirmed (see FIG. 6).
【０１３３】ところで、本発明は、もう一つの大きな効
果を提供している。それを以下において図４をもとに述
べる。By the way, the present invention provides another great effect. This will be described below with reference to FIG.
【０１３４】図４（ａ）では、数式１の長さＬは、環状
すき間４２の長さである。したがって、スペーサ４４の
厚さを大きくすると、全長Ｌが大きくなって、ゼロベー
スでの圧力が増大してしまう。In FIG. 4A, the length L in the mathematical expression 1 is the length of the annular clearance 42. Therefore, if the thickness of the spacer 44 is increased, the total length L is increased and the pressure at the zero base is increased.
【０１３５】これに対して、図４（ｂ）では、長さＬは
電磁石４７の極部４８ａ，４８ｂの長さの総和であるた
め、スペーサ４４の厚さは、全長Ｌに関係がないことと
なるので、自由にとることができる。On the other hand, in FIG. 4B, since the length L is the sum of the lengths of the pole portions 48a and 48b of the electromagnet 47, the thickness of the spacer 44 is not related to the total length L. So you can take it freely.
【０１３６】複数の電磁石４７は近づけると相互に干渉
するため、ある程度離して設けた方が効率がよいことに
なる。本発明によれば、スペーサ４４の厚さは自由にと
ることができ、余裕をもたせることができるため設計上
の自由度が増すという優れた効果ももたらされる。Since a plurality of electromagnets 47 interfere with each other when they are brought close to each other, it is more efficient to provide them at a distance. According to the present invention, the thickness of the spacer 44 can be freely set and a margin can be provided, so that an excellent effect that the degree of freedom in design is increased is brought about.
【０１３７】以上の基礎検討をもとに設計したのが、図
１および図２に示した構造を有する伸縮式ないしは回転
式減衰力可変型緩衝器に適する磁性流体流動制御機構で
ある。そしてこれを図１４ないし図１６に示した回転式
減衰力可変型緩衝器に組み込んだ。A magnetic fluid flow control mechanism designed based on the above basic study is suitable for a telescopic or rotary damping force variable type shock absorber having the structure shown in FIGS. 1 and 2. Then, this was incorporated into the rotary damping force variable type shock absorber shown in FIGS.
【０１３８】この場合、ハウジング３２の内径を１４０
ｍｍとし、円筒体３４の外径を７２ｍｍとし、ベーン３
４ａの幅を１２２ｍｍとした。In this case, the inner diameter of the housing 32 is set to 140
mm, the outer diameter of the cylindrical body 34 is 72 mm, and the vane 3
The width of 4a was 122 mm.
【０１３９】また、円筒部材４６，５６は、肉厚２ｍｍ
の軟鉄製のものとした。さらに、環状コア４８，５８
は、図２において、Ｌｃ＝８ｍｍ，ｇ＝１０ｍｍ，ａ＝
５ｍｍ，ｈ＝３ｍｍとし、軟鉄で作製し、５ｋＯｅの磁
場が十分発生可能な電磁石４７，５７とした。また、コ
ア４８の極部４８ａ，４８ｂの突出量はＣ１＝１ｍｍと
し、相対的に、電磁コイル４９は１ｍｍ引っこめた。The cylindrical members 46 and 56 have a wall thickness of 2 mm.
Made of soft iron. Further, the annular cores 48, 58
2 is Lc = 8 mm, g = 10 mm, a =
The electromagnets 47 and 57 were made of soft iron with 5 mm and h = 3 mm and were capable of sufficiently generating a magnetic field of 5 kOe. The amount of protrusion of the pole portions 48a and 48b of the core 48 was C 1 = 1 mm, and the electromagnetic coil 49 was relatively retracted by 1 mm.
【０１４０】また、環状スペーサ４４，５４は厚さをｓ
＝８ｍｍとし、また、環状スペーサ４４，５４からの極
部４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂの突出量はＣ２＝２
ｍｍとして、環状スペーサ４４，５４は極部４８ａ，４
８ｂ，５８ａ，５８ｂから２ｍｍ引っこめることとし
て、ポリ４フッ化エチレン（商品名：テフロン）で作製
した。さらに、電磁石４７，５７は、図１に示すよう
に、それぞれ３個並べたものとした。このとき、磁場の
印加される個所は、合計１２個所である。The annular spacers 44 and 54 have a thickness of s.
= 8 mm, and the protrusion amount of the pole portions 48a, 48b, 58a, 58b from the annular spacers 44, 54 is C 2 = 2.
mm, the annular spacers 44, 54 have the pole portions 48a, 4
It was made of polytetrafluoroethylene (trade name: Teflon) by retracting 2 mm from 8b, 58a, 58b. Further, as shown in FIG. 1, three electromagnets 47 and 57 are arranged side by side. At this time, the magnetic field is applied to a total of 12 points.
【０１４１】また、環状すき間４２，５２の寸法はｂ＝
１ｍｍとした。この場合、回転速度が１００°／ｓｅｃ
においても十分に層流域である。The size of the annular gaps 42 and 52 is b =
It was set to 1 mm. In this case, the rotation speed is 100 ° / sec
It is also a sufficiently basin.
【０１４２】以上の構成とすることにより、磁性流体４
０の磁場による粘性力とともに磁気力を有効に利用した
（後者の効果が大）回転式減衰力可変型緩衝器３１とす
ることができる。With the above configuration, the magnetic fluid 4
The rotary damping force variable shock absorber 31 that effectively utilizes the magnetic force as well as the viscous force due to the magnetic field of 0 (the latter effect is large) can be provided.
【０１４３】図１および図２ならびに図１４および図１
５に示した回転式減衰力可変型緩衝器３１において、磁
性流体４０として、窒化鉄磁性流体Ａを用いたときの性
能を図１１に△印で示す。このとき、窒化鉄磁性流体Ａ
の粘度ηは１０ｃＰであった。また、前述したように、
飽和磁化（飽和磁化密度）は約３２０Ｇであった。FIGS. 1 and 2 and FIGS. 14 and 1
In the rotary damping force variable shock absorber 31 shown in FIG. 5, the performance when the iron nitride magnetic fluid A is used as the magnetic fluid 40 is indicated by a triangle mark in FIG. At this time, the iron nitride magnetic fluid A
The viscosity η was 10 cP. Also, as mentioned above,
The saturation magnetization (saturation magnetization density) was about 320G.
【０１４４】図１１において、横軸が回転軸３２ａの回
転速度［ｄｅｇ／ｓｅｃ］であり、縦軸が減衰力、すな
わちトルク［ｋｇｆ・ｍ］である。そして、磁場を印加
しないときがＨ＝０であり、約５ｋＯｅの磁場を印加し
たときがＨ＝５で示してある。In FIG. 11, the horizontal axis represents the rotational speed [deg / sec] of the rotary shaft 32a, and the vertical axis represents the damping force, that is, the torque [kgf · m]. H = 0 when no magnetic field is applied, and H = 5 when a magnetic field of about 5 kOe is applied.
【０１４５】図１１より明らかなように、窒化鉄磁性流
体Ａを用いたときに、約２．８ｋｇｆ・ｍの可変幅とな
っている。そして、電流量を調節することにより、この
幅内の減衰力が得られることはいうまでもない。As is apparent from FIG. 11, when the iron nitride magnetic fluid A is used, the variable width is about 2.8 kgf · m. It goes without saying that the damping force within this width can be obtained by adjusting the amount of current.
【０１４６】次に、飽和磁化が窒化鉄磁性流体Ａの約３
倍である窒化鉄磁性流体Ｃを磁性流体４０として用いて
性能を調べた。この窒化鉄磁性流体Ｃの粘度ηは４０ｃ
Ｐであった。その結果も同じく図１１に○印で示す。こ
の場合も、磁場を印加しないときがＨ＝０であり、約５
ｋＯｅの磁場を印加したときがＨ＝５である。Next, the saturation magnetization is about 3 of that of the iron nitride magnetic fluid A.
The performance was examined by using the doubled iron nitride magnetic fluid C as the magnetic fluid 40. The viscosity η of this iron nitride magnetic fluid C is 40 c
It was P. The results are also shown by a circle in FIG. Also in this case, H = 0 when no magnetic field is applied, which is about 5
H = 5 when a magnetic field of kOe is applied.
【０１４７】図１１より明らかなように、ゼロベースで
の減衰力は４倍に増加している。一方、可変幅は約８．
５ｋｇｆ・ｍとなっており、さらに大幅な減衰力の調整
ができるものとなっていることが認められた。As is clear from FIG. 11, the damping force at zero base increases four times. On the other hand, the variable width is about 8.
It was 5 kgf · m, and it was confirmed that the damping force could be adjusted significantly more.
【０１４８】以上の性能試験結果からわかるように、窒
化鉄磁性流体では、飽和磁化の大きな磁性流体が容易に
合成できるため、磁気力の利用が極めて有効にできるわ
けである（数式２参照）。As can be seen from the above performance test results, in the iron nitride magnetic fluid, a magnetic fluid having a large saturation magnetization can be easily synthesized, so that the magnetic force can be utilized very effectively (see Formula 2).
【０１４９】また、図８，図９，図１０の磁化曲線から
わかるように、透磁率が大きいので、小さな磁場で容易
に磁化するため、このことも磁気力の利用を極めて有効
にしている。Further, as can be seen from the magnetization curves of FIGS. 8, 9 and 10, since the magnetic permeability is large, the magnetic field is easily magnetized with a small magnetic field. This also makes the use of magnetic force extremely effective.
【０１５０】そして、磁性流体４０の飽和磁化（磁束密
度）が３００Ｇ（ガウス）程度以上、透磁率が１０程度
以上あれば、窒化鉄磁性流体に限定されず、他の磁性流
体であっても同様の効果が得られることはいうまでもな
い。If the saturation magnetization (magnetic flux density) of the magnetic fluid 40 is about 300 G (Gauss) or more and the magnetic permeability is about 10 or more, the magnetic fluid 40 is not limited to the iron nitride magnetic fluid, and the same applies to other magnetic fluids. Needless to say, the effect of can be obtained.
【０１５１】上記実施例等において用いた窒化鉄磁性流
体は、気相液相反応法により合成したものである。すな
わち、鉄カルボニルＦｅ（ＣＯ）５およびポリブテニル
コハク酸イミドをノルマルパラフィン系溶媒中に溶解さ
せた後、アンモニアガスを吹き込みながら、８０〜１２
０℃程度に加熱して反応させ、鉄アンミンカルボニル化
合物を生成させる。これをさらに１２０℃以上の高温で
加熱することにより、鉄アンミンカルボニル化合物を分
解させて、窒化鉄磁性流体を得た。The iron nitride magnetic fluid used in the above examples and the like was synthesized by the gas phase liquid phase reaction method. That is, after dissolving iron carbonyl Fe (CO) 5 and polybutenyl succinimide in a normal paraffinic solvent, while blowing ammonia gas, 80 to 12
The mixture is heated to about 0 ° C. and reacted to produce an iron ammine carbonyl compound. The iron ammine carbonyl compound was decomposed by further heating this at a high temperature of 120 ° C. or higher to obtain an iron nitride magnetic fluid.
【０１５２】なお、また図１に示した実施例において、
並んだ隣り同士の電磁石４７，５７の発生する磁束の向
きは、互いに逆向きとなるようにした場合の方が、同じ
向きとなるようにした場合よりも、より一層の効果があ
った。Furthermore, in the embodiment shown in FIG.
The directions of the magnetic fluxes generated by the adjacent electromagnets 47 and 57 arranged side by side were more effective when the directions were opposite to each other than when the directions were the same.
【０１５３】さらに、上記した実施例では、図１４およ
び図１５に示した回転式減衰力可変型緩衝器に適用した
場合について説明したが、図１２および図１３に示した
伸縮式減衰力可変型緩衝器にも適用できることはいうま
でもない。Further, in the above-described embodiment, the case where the invention is applied to the rotary damping force variable type shock absorber shown in FIGS. 14 and 15 has been described. However, the expansion type expansion force varying type shock absorber shown in FIGS. 12 and 13 has been described. It goes without saying that it can also be applied to a shock absorber.
【０１５４】さらにまた、本発明による磁性流体流動制
御機構は、減衰力可変型緩衝器に適用されるものとして
説明したが、他の機器における流体流動制御に適用する
ことも可能である。Furthermore, although the magnetic fluid flow control mechanism according to the present invention has been described as being applied to the damping force variable type shock absorber, it can also be applied to fluid flow control in other devices.
【０１５５】[0155]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、作動油として磁性流体を用い、前記磁性流体の流路
に、前記磁性流体の流れの方向に対して直交ないしはほ
ぼ直交する方向の磁場を印加し且つ前記磁場を印加する
部位を前記磁性流体の流れの方向において複数個所以上
形成し、前記磁場を印加する部位における電磁石のコア
の極部が直接ないしはほとんどギャップのない状態で磁
性流体に接していて、前記磁性流体の磁場による粘性増
加を利用するとともに前記磁性流体に及ぼす磁気力の作
用を複数段以上で利用することにより、前記磁性流体の
流路に圧力差を生じさせる磁性流体流動制御機構におい
て、前記磁場を印加する部位における電磁石のコアの極
部が前記磁性流体の流路に突出している構成としたか
ら、減衰力可変型緩衝器に適用した場合に、より小さな
電流値で比較的大きな所望の減衰力を発生することがで
きると共に、電流値を変えることによって減衰力を大き
く変えることが可能であるという著しく優れた効果がも
たらされ、また、磁性流体の流れを環状すき間流れとす
ることができ、環状すき間流れ部の長さを自由に設定す
ることができるため、設計の自由度が増すという著しく
優れた効果がもたらされ、さらにまた、磁性流体として
透磁率が１０程度以上、飽和磁化が３００Ｇ程度以上の
磁性流体を用いることによって、所望の減衰力の可変幅
が容易に実現できるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。As described above, according to the present invention, the magnetic fluid is used as the hydraulic oil, and the flow path of the magnetic fluid is in a direction orthogonal or substantially orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid. Magnetic field is applied and a plurality of sites to which the magnetic field is applied are formed in the flow direction of the magnetic fluid, and the magnetic poles of the core of the electromagnet at the site to which the magnetic field is applied are magnetized directly or with almost no gap. A magnetic element that is in contact with a fluid and uses the increase in viscosity of the magnetic fluid due to the magnetic field and the action of the magnetic force exerted on the magnetic fluid in a plurality of stages to generate a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid. In the fluid flow control mechanism, the pole portion of the core of the electromagnet at the portion to which the magnetic field is applied is configured to project into the flow path of the magnetic fluid, so that the damping force variable type loose When applied to a vessel, a relatively large desired damping force can be generated with a smaller current value, and the damping force can be greatly changed by changing the current value. In addition, since the flow of the magnetic fluid can be an annular gap flow and the length of the annular gap flow part can be set freely, the remarkably excellent effect of increasing the degree of freedom in design is brought about. Further, by using a magnetic fluid having a magnetic permeability of about 10 or more and a saturation magnetization of about 300 G or more, a remarkably excellent effect that a desired variable range of the damping force can be easily realized is brought about.
【図１】本発明の一実施例による磁性流体流動制御機構
の断面説明図である。FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a magnetic fluid flow control mechanism according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した磁性流体流動制御機構の磁場印加
部分の拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a magnetic field applying portion of the magnetic fluid flow control mechanism shown in FIG.
【図３】環状すき間の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an annular clearance.
【図４】環状すき間の具体的な構成を示す従来例（図の
（ａ））および本発明例（図４の（ｂ））の基本的説明
図である。FIG. 4 is a basic explanatory diagram of a conventional example ((a) in FIG. 4) and an example of the present invention ((b) in FIG. 4) showing a specific configuration of the annular gap.
【図５】図４における環状すき間において、液体として
水ベースマグネタイト磁性流体Ｗ４０を用い、磁場を印
加していないときに、両端に発生する圧力差ΔＰを流速
に対してプロットした実験結果を示すグラフである。5 is a graph showing an experimental result in which a pressure difference ΔP generated at both ends is plotted against a flow velocity when a water-based magnetite magnetic fluid W40 is used as a liquid in the annular gap in FIG. 4 and a magnetic field is not applied. Is.
【図６】図４（ａ）において、中央の電磁石の電磁コイ
ルのみに電流を流したときに発生する圧力の増加分（圧
力差ΔＰ）を電流に対してプロットした実験結果を示す
グラフである。FIG. 6 is a graph showing an experimental result in which an increase in pressure (pressure difference ΔP) generated when a current is passed only through an electromagnetic coil of an electromagnet in a center is plotted against the current in FIG. 4A. .
【図７】図４における電磁石の発生する空隙ギャップ部
における磁場（磁界の強さ）を測定した結果を示すグラ
フである。FIG. 7 is a graph showing the results of measuring the magnetic field (magnetic field strength) in the gap gap portion generated by the electromagnet in FIG.
【図８】窒化鉄磁性流体Ｂと水ベースマグネタイト磁性
流体Ｗ４０のそれぞれ室温での直流磁気特性の測定結果
を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing measurement results of DC magnetic characteristics of iron nitride magnetic fluid B and water-based magnetite magnetic fluid W40 at room temperature.
【図９】図８の縦軸を飽和磁化で規格化した磁化曲線を
示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a magnetization curve in which the vertical axis of FIG. 8 is normalized by the saturation magnetization.
【図１０】窒化鉄磁性流体Ａ´と水ベースマグネタイト
磁性流体Ｗ４０のそれぞれ室温での直流磁気特性の測定
結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing measurement results of DC magnetic characteristics of iron nitride magnetic fluid A ′ and water-based magnetite magnetic fluid W40 at room temperature.
【図１１】図１に示した磁性流体流動制御機構を図１４
および図１５に示した回転式減衰力可変型緩衝器に組み
込んだときの減衰力特性を示すグラフである。11 shows the magnetic fluid flow control mechanism shown in FIG.
16 is a graph showing damping force characteristics when incorporated into the rotary damping force variable shock absorber shown in FIG.
【図１２】既出願における伸縮式減衰力可変型緩衝器の
縦断面説明図である。FIG. 12 is a vertical cross-sectional explanatory view of a telescopic damping force variable type shock absorber in the existing application.
【図１３】図１２に示した伸縮式減衰力可変型緩衝器の
磁場印加部分の拡大説明図である。FIG. 13 is an enlarged explanatory diagram of a magnetic field applying portion of the expansion / contraction damping force variable type shock absorber shown in FIG. 12.
【図１４】既出願における回転式減衰力可変型緩衝器の
縦断面説明図である。FIG. 14 is a vertical cross-sectional explanatory view of a rotary damping force variable type shock absorber in the existing application.
【図１５】図１４に示した回転式減衰力可変型緩衝器の
Ａ−Ａ線断面説明図である。15 is a cross-sectional view taken along the line AA of the rotary damping force variable type shock absorber shown in FIG.
【図１６】図１４に示した回転式減衰力可変型緩衝器の
磁場印加部分の拡大説明図である。16 is an enlarged explanatory view of a magnetic field applying portion of the rotary damping force variable type shock absorber shown in FIG.
【図１７】減衰力可変型緩衝器とは別置式の磁性流体流
動制御機構の縦断面説明図である。FIG. 17 is a vertical cross-sectional explanatory view of a magnetic fluid flow control mechanism separately installed from the variable damping force type shock absorber.
【図１８】図１７に示した磁性流体流動制御機構の磁場
印加部分の拡大説明図である。FIG. 18 is an enlarged explanatory diagram of a magnetic field applying portion of the magnetic fluid flow control mechanism shown in FIG. 17.
１ 伸縮式減衰力可変型緩衝器 ２ シリンダ ２ａ ロッド側室 ２ｂ ピストン側室 ３ ピストンロッド ４ ピストン ５ 磁性流体の流路 １０ 磁性流体（作動油） １５ 磁性流体流動制御機構 １６ 高透磁率部材（円筒部材） １７ 電磁石 １８ コア １８ａ，１８ｂ コアの極部 １９ 電磁コイル ３１ 回転式減衰力可変型緩衝器 ３２ ハウジング ３２ａ 回転軸 ３２ｃ 内部壁 ３３ 固定軸 ３４ａ ベーン ３５ａ，３５ｂ 部屋 ３７，３８，３９ 磁性流体の流路 ４０ 磁性流体（作動油） ４２，５２ 環状すき間（磁性流体の流路） ４５，５５ 磁性流体流動制御機構 ４６，５６ 高透磁率部材（円筒部材） ４７，５７ 電磁石 ４８，５８ コア ４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂ コアの極部 ４９，５９ 電磁コイル ７０ 磁性流体 ７１ 磁性流体の流路 ７５ 磁性流体流動制御機構 ７６ 高透磁率部材（円筒部材） ７７ 電磁石 ７８ コア ７８ａ，７８ｂ コアの極部 ７９ 電磁コイル ８２，９２ 環状すき間（磁性流体の流路） ８６，９６ 高透磁率部材（円筒部材） ８７，９７ 電磁石 ８８，９８ コア ８８ａ，８８ｂ，９８ａ，９８ｂ コアの極 ８９，９９ 電磁コイル 1 Expansion / contraction damping force variable shock absorber 2 Cylinder 2a Rod side chamber 2b Piston side chamber 3 Piston rod 4 Piston 5 Magnetic fluid flow path 10 Magnetic fluid (operating oil) 15 Magnetic fluid flow control mechanism 16 High permeability member (cylindrical member) 17 Electromagnet 18 Cores 18a, 18b Pole part of core 19 Electromagnetic coil 31 Rotational damping force variable buffer 32 Housing 32a Rotating shaft 32c Inner wall 33 Fixed shaft 34a Vane 35a, 35b Room 37, 38, 39 Magnetic fluid flow path 40 magnetic fluid (hydraulic oil) 42,52 annular gap (flow path of magnetic fluid) 45,55 magnetic fluid flow control mechanism 46,56 high permeability member (cylindrical member) 47,57 electromagnet 48,58 cores 48a, 48b, 58a, 58b Core pole portion 49, 59 Electromagnetic coil 70 Magnetic fluid 71 Magnetic fluid flow passage 75 Fluid flow control mechanism 76 high-permeability member (cylindrical member) 77 electromagnet 78 core 78a, 78b core pole portion 79 electromagnetic coil 82,92 annular gap (magnetic fluid flow path) 86,96 high-permeability member (cylindrical member) ) 87,97 electromagnet 88,98 core 88a, 88b, 98a, 98b core pole 89,99 electromagnetic coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 田 宗 勝 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 杉 山 龍 男 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mune Shimada Masaru, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa 2 Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuo Sugiyama 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Within the corporation
Claims (10)
流体の流路に、前記磁性流体の流れの方向に対して直交
ないしはほぼ直交する方向の磁場を印加し且つ前記磁場
を印加する部位を前記磁性流体の流れの方向において複
数個所以上形成し、前記磁場を印加する部位における電
磁石のコアの極部が直接ないしはほとんどギャップのな
い状態で磁性流体に接していて、前記磁性流体の磁場に
よる粘性増加を利用するとともに前記磁場の磁性流体に
及ぼす磁気力の作用を複数段以上で利用することによ
り、前記磁性流体の流路に圧力差を生じさせる磁性流体
流動制御機構をそなえた減衰力可変型緩衝器において、
前記磁場を印加する部位における電磁石のコアの極部が
前記磁性流体の流路に突出していることを特徴とする減
衰力可変型緩衝器。1. A magnetic fluid is used as hydraulic fluid, and a portion for applying a magnetic field in a flow path of the magnetic fluid in a direction orthogonal to or substantially orthogonal to a flow direction of the magnetic fluid and applying the magnetic field is provided. Viscosity due to the magnetic field of the magnetic fluid is formed at a plurality of locations in the flow direction of the magnetic fluid, and the pole portions of the core of the electromagnet at the portion to which the magnetic field is applied are in contact with the magnetic fluid directly or with almost no gap. A damping force variable type equipped with a magnetic fluid flow control mechanism for producing a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid by utilizing the increase and utilizing the action of the magnetic force exerted on the magnetic fluid of the magnetic field in a plurality of stages or more. In the shock absorber,
A damping force variable type shock absorber, wherein a pole portion of a core of an electromagnet in a portion to which the magnetic field is applied projects into a flow path of the magnetic fluid.
をそなえたピストンロッドが摺動するシリンダ内のロッ
ド側室とピストン側室とを連通する磁性流体の流路をそ
なえ、前記磁性流体の流路に、前記磁性流体の流れの方
向に対して直交ないしはほぼ直交する方向の磁場を印加
し且つ前記磁場を印加する部位を前記磁性流体の流れの
方向において多数個所形成し、前記磁場を印加する部位
における電磁石のコアの極部が直接ないしはほとんどギ
ャップのない状態で磁性流体に接していて、前記磁性流
体の磁場による粘性増加を利用するとともに前記磁場の
磁性流体に及ぼす磁気力の作用を多段で利用することに
より、前記磁性流体の流路に圧力差を生じさせる磁性流
体流動制御機構をそなえた伸縮式減衰力可変型緩衝器に
おいて、前記磁場を印加する部位における電磁石のコア
の極部が前記磁性流体の流路に突出していることを特徴
とする請求項１に記載の減衰力可変型緩衝器。2. A magnetic fluid is used as the hydraulic oil, and a magnetic fluid flow path is provided to connect a rod side chamber and a piston side chamber in a cylinder in which a piston rod provided with a piston slides. A magnetic field in a direction orthogonal or substantially orthogonal to the direction of flow of the magnetic fluid, and a plurality of sites to which the magnetic field is applied are formed in the direction of flow of the magnetic fluid. The pole portion of the core of the electromagnet is in contact with the magnetic fluid directly or with almost no gap, and the viscosity increase of the magnetic fluid due to the magnetic field is utilized and the action of the magnetic force exerted on the magnetic fluid in the magnetic field is utilized in multiple stages. As a result, in the telescopic damping force variable type shock absorber provided with a magnetic fluid flow control mechanism that causes a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid, The damping force variable shock absorber according to claim 1, wherein a pole portion of the core of the electromagnet at a portion to which the magnetic field is applied projects into the flow path of the magnetic fluid.
グ内に、前記ハウジングに設けた固定壁と、回転軸に設
けた移動可能なベーンとで仕切られた部屋を設け、部屋
間を連通する磁性流体の流路をそなえ、前記磁性流体の
流路に、前記磁性流体の流れの方向に対して直交ないし
はほぼ直交する方向の磁場を印加し且つ前記磁場を印加
する部位を前記磁性流体の流れの方向において多数個所
形成し、前記磁場を印加する部位における電磁石のコア
の極部が直接ないしはほとんどギャップのない状態で磁
性流体に接していて、前記磁性流体の磁場による粘性増
加を利用するとともに前記磁場の磁性流体に及ぼす磁気
力の作用を多段で利用することにより、前記磁性流体の
流路に圧力差を生じさせる磁性流体流動制御機構をそな
えた回転式減衰力可変型緩衝器において、前記磁場を印
加する部位における電磁石のコアの極部が前記磁性流体
の流路に突出していることを特徴とする請求項１に記載
の減衰力可変型緩衝器。3. A magnetic fluid is used as hydraulic oil, and a chamber partitioned by a fixed wall provided on the housing and a movable vane provided on a rotary shaft is provided in the housing, and the magnetic communication between the chambers is provided. A magnetic fluid flow path, and a magnetic field in a direction orthogonal or substantially orthogonal to the flow direction of the magnetic fluid is applied to the magnetic fluid flow path, and the magnetic field is applied to a portion of the magnetic fluid flow. Formed in a plurality of positions in the direction, the pole portion of the core of the electromagnet at the portion to which the magnetic field is applied is in contact with the magnetic fluid directly or with almost no gap, and the increase in viscosity due to the magnetic field of the magnetic fluid is utilized and the magnetic field By utilizing the action of the magnetic force exerted on the magnetic fluid in multiple stages, a rotary damping force with a magnetic fluid flow control mechanism that causes a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid can be applied. 2. The variable damping buffer according to claim 1, wherein the pole portion of the core of the electromagnet in the portion to which the magnetic field is applied projects into the flow path of the magnetic fluid.
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
の減衰力可変型緩衝器。4. The damping force variable shock absorber according to claim 1, wherein the flow of the magnetic fluid is an annular clearance flow.
以上で且つ飽和磁化（飽和磁束密度）が３００Ｇ程度以
上であるものを用いることを特徴とする請求項１ないし
４のいずれかに記載の減衰力可変型緩衝器。5. A magnetic fluid having a relative initial magnetic permeability of about 10 or more and a saturation magnetization (saturation magnetic flux density) of about 300 G or more is used. Variable damping force type shock absorber.
れていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載の減衰力可変型緩衝器。6. The damping force variable type shock absorber according to claim 1, wherein a magnetic fluid flow control mechanism is integrally incorporated.
流体の流路に、前記磁性流体の流れの方向に対して直交
ないしはほぼ直交する方向の磁場を印加し且つ前記磁場
を印加する部位を前記磁性流体の流れの方向において複
数個所以上形成し、前記磁場を印加する部位における電
磁石のコアの極部が直接ないしはほとんどギャップのな
い状態で磁性流体に接していて、前記磁性流体の磁場に
よる粘性増加を利用するとともに前記磁場の磁性流体に
及ぼす磁気力の作用を複数段以上で利用することによ
り、前記磁性流体の流路に圧力差を生じさせる磁性流体
流動制御機構において、前記磁場を印加する部位におけ
る電磁石のコアの極部が前記磁性流体の流路に突出して
いることを特徴とする磁性流体流動制御機構。7. A magnetic fluid is used as hydraulic fluid, and a portion for applying a magnetic field in a flow path of the magnetic fluid in a direction orthogonal or substantially orthogonal to a flow direction of the magnetic fluid and applying the magnetic field is provided. Viscosity due to the magnetic field of the magnetic fluid is formed at a plurality of locations in the flow direction of the magnetic fluid, and the pole portions of the core of the electromagnet at the portion to which the magnetic field is applied are in contact with the magnetic fluid directly or with almost no gap. The magnetic field is applied in a magnetic fluid flow control mechanism that causes a pressure difference in the flow path of the magnetic fluid by utilizing the increase and using the action of the magnetic force of the magnetic field exerted on the magnetic fluid in a plurality of stages or more. A magnetic fluid flow control mechanism characterized in that a pole portion of a core of an electromagnet in a portion projects into a flow path of the magnetic fluid.
ることを特徴とする請求項７に記載の磁性流体流動制御
機構。8. The magnetic fluid flow control mechanism according to claim 7, wherein the flow of the magnetic fluid is an annular clearance flow.
以上で且つ飽和磁化（飽和磁束密度）が３００Ｇ程度以
上であるものを用いることを特徴とする請求項７または
８に記載の磁性流体流動制御機構。9. The magnetic fluid according to claim 7, wherein a magnetic fluid having a relative initial magnetic permeability of about 10 or more and a saturation magnetization (saturation magnetic flux density) of about 300 G or more is used. Flow control mechanism.
使用される請求項７ないし９のいずれかに記載の磁性流
体流動制御機構。10. The magnetic fluid flow control mechanism according to claim 7, which is used for fluid flow control of a damping force variable shock absorber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12385794A JP3366931B2 (en) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | Variable damping force type shock absorber and magnetic fluid flow control mechanism suitable for it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12385794A JP3366931B2 (en) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | Variable damping force type shock absorber and magnetic fluid flow control mechanism suitable for it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332427A true JPH07332427A (en) | 1995-12-22 |
| JP3366931B2 JP3366931B2 (en) | 2003-01-14 |
Family
ID=14871118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12385794A Expired - Lifetime JP3366931B2 (en) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | Variable damping force type shock absorber and magnetic fluid flow control mechanism suitable for it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366931B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114576301A (en) * | 2022-03-25 | 2022-06-03 | 哈尔滨工业大学 | Double-channel magnetorheological damper with large adjustable range |
| 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 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP12385794A patent/JP3366931B2/en not_active Expired - Lifetime
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| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3366931B2 (en) | 2003-01-14 |
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