JPH11230255A - イナーシャダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化による粘度の変化の小さい低粘度の
磁性流体を用いても、粘性減衰係数の減少を抑えて、振
動低減作用を効果的に発揮させる信頼性に優れたイナー
シャダンパを提供する。 【解決手段】 円柱形状の磁石３１および磁性体３２を
重ねて慣性体の外周部に凹凸を形成し、ハウジング２の
内周にリング５により形成された凹凸部と慣性体の外周
の凹凸部が、それぞれ入り込んだ状態となるように、慣
性体を配置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の回転軸の
振動を低減させるための磁性流体を用いたイナーシャダ
ンパに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のイナーシャダンパと
しては、たとえば、「磁性流体入門」（神山新一著、産
業図書）の第１０６頁に記載された技術などがある。

【０００３】以下、図３を参照して、このような従来技
術に係る磁性流体を用いたイナーシャダンパについて説
明する。図３は従来技術に係るイナーシャダンパの概略
構成断面図である。

【０００４】図３中、１０１は不図示のステッピングモ
ータの回転軸であり、１０２は回転軸１０１に装着され
回転軸１０１と一体となって回転するハウジングであ
り、ハウジング１０２は非磁性体から構成されている。

【０００５】１０３はハウジング１０２の内部に形成さ
れた中空部に隙間を介して収容された慣性体であり、慣
性体１０３は磁石から構成されている。

【０００６】１０４はハウジング１０２内の中空部に充
填された磁性流体であり、磁性流体１０４は慣性体１０
３とハウジング１０２の内壁面との間の隙間を充填して
いる。

【０００７】そして、慣性体１０３は磁性流体１０４が
付与する磁気浮揚力によってハウジング１０２の内壁面
に接触することなく浮揚した状態となっている。

【０００８】次に、上記のように構成されるイナーシャ
ダンパについての動作を説明する。

【０００９】ステッピングモータの回転軸１０１が加速
度をもって回転すると、ハウジング１０２は回転軸１０
１と共に回転するが、慣性体１０３はハウジング１０２
に拘束されていないため、ハウジング１０２とは独立に
回転する。

【００１０】その結果、ハウジング１０２の内壁と慣性
体１０３の表面との間に相対速度が生じ、磁性流体１０
４の粘性抵抗が回転方向に発生する。

【００１１】この粘性抵抗が、ハウジング１０２と慣性
体１０３との間の相対的運動に対する抵抗となって減衰
力が発生し、回転軸１０１に対して振動低減作用として
働き、回転による振動を低減することができるものであ
る。

【００１２】なお、このような振動低減作用を効果的に
するためには、慣性体１０３の慣性モーメントと、粘性
抵抗の大きさを示す粘性減衰係数の値を適正に選ぶ必要
がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００１４】上述のような磁性流体を用いたイナーシャ
ダンパでは、温度変化が大きな環境下で使用する場合に
おいては、温度変化による粘性減衰係数の変化が小さく
なるように、粘度の低い磁性流体を用いる必要がある。

【００１５】しかし、慣性体は一定の厚さのディスクで
形成されるために、回転による流体抵抗が小さくなり、
低粘度の磁性流体の中では粘性減衰係数が適正値よりも
小さくなってしまい、効果的に振動低減作用を得るのが
困難であった。

【００１６】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、温度
変化による粘度の変化の小さい低粘度の磁性流体を用い
ても、粘性減衰係数の減少を抑えて、振動低減作用を効
果的に発揮させる信頼性に優れたイナーシャダンパを提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、回転軸に固定され、かつ中空部を
有したハウジングと、前記中空部内に充填される磁性流
体と、前記中空部内に収容され、かつ磁性流体による磁
気浮揚力によって浮揚される慣性体と、を備えたイナー
シャダンパにおいて、円周方向における、ハウジングの
内周および慣性体の外周に各々凹凸部を設け、それぞれ
の凹凸部が入り込んだ状態で慣性体が配置されることを
特徴とする。

【００１８】したがって、円周方向で、ハウジングと慣
性体との対向する面積が増えるので粘性抵抗が増加す
る。

【００１９】前記慣性体は、それぞれ径の異なる円柱形
状の磁石および磁性体を交互に重ねることにより形成さ
れるとよい。

【００２０】したがって、複雑な加工を必要としない円
柱形状の磁石および磁性体を重ねるだけで、慣性体の外
周に凹凸部を設けることができる。

【００２１】また、前記慣性体は、円柱形状の磁石と、
外周に凹凸部を施された磁性体とを重ねることにより形
成されることもできる。

【００２２】したがって、磁石に比べて加工の容易な磁
性体を加工することにより慣性体の外周に凹凸部を設け
ることができる。

【００２３】前記磁性体は磁石よりも比重が大きいとよ
い。

【００２４】したがって、磁石のみで慣性体を構成する
場合に比べて、慣性モーメントを増やすことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００２６】（第１の実施の形態）図１を参照して、本
発明の第１の実施の形態に係るイナーシャダンパについ
て説明する。

【００２７】図１は本発明の第１の実施の形態に係るイ
ナーシャダンパの概略構成断面図である。

【００２８】図１中、１は不図示のステッピングモータ
などの回転体の回転軸であり、２は回転軸１に装着され
回転軸１と一体となって回転するディスク状のハウジン
グであり、ハウジング２は非磁性体から構成されてお
り、また、ハウジング２の内部には中空部が設けられて
いる。

【００２９】３１は磁石、３２は磁性体であり、磁石３
１および磁性体３２が図のように交互に複数個重ねられ
て、慣性体が構成されており、この慣性体はハウジング
２の内部に形成された中空部に隙間を介して収容されて
いる。

【００３０】そして、慣性体は、それぞれ径の異なる磁
石３１および磁性体３２が交互に複数個重ねられること
で、慣性体の外周部には凹凸が形成されている。

【００３１】このように、比較的加工が容易な円柱形状
の磁石３１および磁性体３２を重ねるだけで、簡単に慣
性体の外周部に凹凸を形成することができる。

【００３２】４はハウジング２内の中空部に充填された
磁性流体であり、磁性流体４は慣性体とハウジング２の
内壁面との間の隙間を充填している。

【００３３】そして、慣性体は磁性流体４が付与する磁
気浮揚力によってハウジング２の内壁面に接触すること
なく浮揚した状態となっている。

【００３４】ここで、磁石３１および磁性体３２の寸
法、個数等は磁性流体４が付与する磁気浮揚力が慣性体
をハウジング２内で浮揚保持するのに必要な値を下回ら
ないように選定されるものである。

【００３５】そして、本実施の形態においては、ハウジ
ング２の内周には、円筒状をなし、内壁面に凹凸部が設
けられ、ハウジング２と一体となって回転する非磁性体
により構成されるリング５を備えている。

【００３６】また、リング５は瓦型形状に分割できるよ
うに構成することで、ダンパの組み立てや加工が容易と
なる。

【００３７】そして、ハウジング２の内周にリング５に
より形成された凹凸部と慣性体の外周の凹凸部が、図に
示したようにそれぞれ入り込んだ状態となるように、慣
性体は配置される。

【００３８】なお、この時、それぞれの凹凸部の間には
所定分だけの隙間が形成される。

【００３９】以上のような構成により、ハウジング２の
内周と慣性体の外周との間では、それぞれの凹凸部が入
り込んだ状態となるため、両者間の対向面積は大きくな
り、粘性抵抗が増大する。

【００４０】そのため、回転軸１が加速度をもって回転
すると、大きな粘性抵抗が回転軸１に対して制動力とし
て作用するため、回転軸１の振動を十分に低減させるこ
とができる。

【００４１】したがって、低粘度の磁性流体の場合であ
っても、効果的に振動低減作用が得られるので、温度変
化の大きな環境下でも常に安定した振動低減作用が得ら
れ、信頼性が向上する。

【００４２】（第２の実施の形態）図２には、本発明の
第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形
態では、円柱形状の磁石および磁性体を重ねて慣性体の
外周部に凹凸を形成する構成を示したが、本実施の形態
では、円柱形状の磁石と、外周に凹凸部を施した磁性体
とを重ねて慣性体の外周部に凹凸を形成する構成を示し
ている。

【００４３】その他の構成および作用については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。

【００４４】図２は本発明の第２の実施の形態に係るイ
ナーシャダンパの概略構成断面図である。

【００４５】本実施の形態においては、図に示したよう
に、慣性体を、円柱形（ディスク）状の磁石３３と、円
柱形（ディスク）状の外周に凹凸部を施した磁性体３４
を重ね合わせることで構成している。

【００４６】このように、磁石に比べて比較的加工の容
易な磁性体に凹凸部を形成させることで、図のように一
つの磁石３３を二つの磁性体３４により挟み込むだけ
で、慣性体の外周部に凹凸を形成させることができ、磁
石３３は一つだけで済む。

【００４７】ただし、磁石３３の磁力は所定以上に大き
いことが必要である。

【００４８】以上のような構成によっても、上述の第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００４９】（その他の実施の形態）上述の各実施の形
態において、慣性体を構成する磁性体を磁石よりも比重
の大きなものを用いれば、磁石のみで慣性体を構成する
場合に比べて、（大きさが同じであるとして）重量を大
きくすることができるので、慣性モーメントが大きくな
り、相対的に装置の小型化が可能となる。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、円周方向における、ハウジン
グの内周および慣性体の外周に各々凹凸部を設け、それ
ぞれの凹凸部が入り込んだ状態で慣性体が配置されるよ
うにしたので、円周方向で、ハウジングと慣性体との対
向する面積が増えて粘性抵抗を増加させることができ
る。

【００５１】したがって、低粘度の磁性流体を用いて
も、粘性減衰係数の減少を抑え、振動低減作用を効果的
に発揮させることができるので、温度変化の大きな環境
下での使用も可能となり、信頼性が向上する。

【００５２】慣性体は、複雑な加工を必要としない、そ
れぞれ径の異なる円柱形状の磁石および磁性体を重ねる
だけで、容易に慣性体の外周に凹凸部を設けることがで
きる。

【００５３】また、慣性体は、円柱形状の磁石と、磁石
に比べて加工の容易な磁性体の外周に凹凸部を施した磁
性体とを重ねることによっても簡単に慣性体の外周に凹
凸部を設けることができ、この場合、磁石は一つだけで
も良い。

【００５４】磁性体は磁石よりも比重を大きくすれば、
磁石のみで慣性体を構成する場合に比べて、慣性モーメ
ントを増やすことができ、装置を小型化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係るイナー
シャダンパの概略構成断面図である。

【図２】図２は本発明の第２の実施の形態に係るイナー
シャダンパの概略構成断面図である。

【図３】図３は従来技術に係るイナーシャダンパの概略
構成断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ ハウジング ３１ 磁石 ３２ 磁性体 ３３ 磁石 ３４ 磁性体 ４ 磁性流体 ５ リング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に固定され、かつ中空部を有したハ
   ウジングと、 前記中空部内に充填される磁性流体と、 前記中空部内に収容され、かつ磁性流体による磁気浮揚
   力によって浮揚される慣性体と、を備えたイナーシャダ
   ンパにおいて、 円周方向における、ハウジングの内周および慣性体の外
   周に各々凹凸部を設け、それぞれの凹凸部が入り込んだ
   状態で慣性体が配置されることを特徴とするイナーシャ
   ダンパ。
2. 【請求項２】前記慣性体は、それぞれ径の異なる円柱形
   状の磁石および磁性体を交互に重ねることにより形成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のイナーシャダン
   パ。
3. 【請求項３】前記慣性体は、円柱形状の磁石と、外周に
   凹凸部を施された磁性体とを重ねることにより形成され
   ることを特徴とする請求項１に記載のイナーシャダン
   パ。
4. 【請求項４】前記磁性体は磁石よりも比重が大きいこと
   を特徴とする請求項２または３に記載のイナーシャダン
   パ。