KR20140012172A - 자기 점성 유체 완충기 - Google Patents

자기 점성 유체 완충기 Download PDF

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KR20140012172A
KR20140012172A KR1020137033319A KR20137033319A KR20140012172A KR 20140012172 A KR20140012172 A KR 20140012172A KR 1020137033319 A KR1020137033319 A KR 1020137033319A KR 20137033319 A KR20137033319 A KR 20137033319A KR 20140012172 A KR20140012172 A KR 20140012172A
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KR
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magnetic
viscous fluid
piston
magnetic viscous
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KR1020137033319A
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게이지 사이토
미호 시마다
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카야바 고교 가부시기가이샤
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers

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Abstract

본 발명은, 자계의 작용에 의해 점성이 변화하는 자기 점성 유체가 사용되는 자기 점성 유체 완충기이며, 비자성체에 의해 형성되고, 그 내주에 자기 점성 유체가 봉입되는 통 형상의 실린더와, 비자성체에 의해 형성되고, 상기 실린더의 내주와의 사이에 자기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되는 피스톤과, 상기 피스톤이 연결되는 피스톤 로드와, 상기 실린더에 설치되어 상기 실린더 내에 자계를 작용시키는 자석부를 구비하고, 상기 자석부는, 상기 실린더의 외주를 따른 내주 형상을 갖는 영구 자석과, 자성체에 의해 형성되고, 상기 영구 자석의 외주측에 배치되는 링 부재를 구비한다.

Description

자기 점성 유체 완충기{MAGNETIC VISCOUS DAMPER}
본 발명은, 자계의 작용에 의해 외관의 점성이 변화하는 자기 점성 유체를 이용한 자기 점성 유체 완충기에 관한 것이다.
자동차 등의 차량에 탑재되는 완충기로서, 자기 점성 유체가 통과하는 유로에 자계를 작용시켜, 자기 점성 유체의 외관의 점성을 변화시킴으로써 감쇠력을 변화시키는 것이 있다.
일본 특허 출원 공개 제2007-239982A호에는, 자기 점성 유체가 봉입된 실린더에 있어서의 축 방향의 양단부에 영구 자석이 설치된 자기 점성 유체 댐퍼가 개시되어 있다. 이 자기 점성 유체 댐퍼는, 실린더의 외주에 요크재가 설치되고, 피스톤과 피스톤 로드의 일부가 강자성체로 형성되는 것이다. 이 자기 점성 유체 댐퍼에서는, 피스톤이 중립 영역에 위치하고 있을 때에는, 영구 자석의 자력은 자기 점성 유체에 작용하지 않는다. 한편, 피스톤이 중립 영역을 넘어서 스트로크했을 때에는, 영구 자석으로부터 피스톤 로드와 피스톤과 요크재를 통해서 자기 회로가 형성된다. 이에 의해, 영구 자석의 자력이 피스톤과 실린더 사이의 자기 점성 유체에 작용하여, 자기 점성 유체의 점도가 높아져 감쇠 계수가 커진다.
그러나, 일본 특허 출원 공개 제2007-239982A호에 기재된 자기 점성 유체 댐퍼는, 피스톤이 중립 영역을 넘어서 스트로크 했을 때에, 영구 자석의 자력이 자기 점성 유체에 작용하여 감쇠 계수가 크게 변화되는 것이다. 그로 인해, 이 자기 점성 유체 댐퍼는, 피스톤이 중립 영역에 위치할 때와, 피스톤이 중립 위치를 넘었을 때에서, 자기 점성 유체의 점도, 즉 감쇠 계수가 단계적으로 변화된다. 또한, 자장 발생 장치의 주위를 자기 점성 유체가 덮는 구조이기 때문에, 자장 발생 장치가 발생하는 자계가 발산해 버려, 자기를 효율적으로 자기 점성 유체에 작용시킬 수 없었다.
본 발명은, 상기의 문제점을 감안해서 이루어진 것이며, 실린더에 자석이 설치되는 자기 점성 유체 완충기에 있어서, 자기를 효율적으로 작용시켜, 피스톤의 스트로크량에 대하여 감쇠 계수를 연속적으로 변화시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 형태에 따르면, 자계의 작용에 의해 점성이 변화하는 자기 점성 유체가 사용되는 자기 점성 유체 완충기이며, 비자성체에 의해 형성되고, 그 내주에 자기 점성 유체가 봉입되는 통 형상의 실린더와, 비자성체에 의해 형성되고, 상기 실린더의 내주 사이에 자기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되는 피스톤과, 상기 피스톤이 연결되는 피스톤 로드와, 상기 실린더에 설치되어 상기 실린더 내에 자계를 작용시키는 자석부를 구비하고, 상기 자석부는, 상기 실린더의 외주를 따른 내주 형상을 갖는 영구 자석과, 자성체에 의해 형성되고, 상기 영구 자석의 외주측에 배치되는 링 부재를 구비하는 자기 점성 유체 완충기가 제공된다.
본 발명의 실시 형태, 본 발명의 이점에 대해서는, 첨부된 도면을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 단면도이다.
도 2a는, 도 1에 있어서의 llA-llA 단면도이다.
도 2b는, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 영구 자석에 대해서 설명하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 작용을 설명하는 그래프도이다.
도 4a는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 피스톤, 실린더, 및 자석부의 단면도이다.
도 4b는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 영구 자석에 대해서 설명하는 도면이다.
도 5a는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 변형예의 피스톤, 실린더, 및 자석부의 단면도이다.
도 5b는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 변형예의 영구 자석에 대해서 설명하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기(100)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 자기 점성 유체 완충기(100)의 단면도이다.
자기 점성 유체 완충기(100)는, 자계의 작용에 의해 점성이 변화하는 자기 점성 유체를 사용함으로써, 축 방향으로 가해지는 힘에 대한 감쇠 계수가 변화 가능한 댐퍼이다. 자기 점성 유체 완충기(100)는, 그 감쇠 계수가, 피스톤(21)의 스트로크량에 따라서 비례적으로 변화되도록 형성된다.
자기 점성 유체 완충기(100)는, 그 내주에 자기 점성 유체가 봉입되는 통 형상의 실린더(10)와, 실린더(10)의 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하도록 실린더(10) 내에 배치되는 피스톤(21)과, 피스톤(21)이 연결되는 피스톤 로드(22)와, 실린더(10)의 외주에 고정되어 실린더(10) 내에 자계를 작용시키는 자석부(30)를 구비한다.
실린더(10) 내에 봉입되는 자기 점성 유체는, 자계의 작용에 의해 외관의 점성이 변화하는 것이며, 오일 등의 액체 중에 강자성을 갖는 미립자를 분산시킨 액체이다. 자기 점성 유체의 점도는, 작용하는 자계의 강도에 따라서 변화하고, 자계의 영향이 없는 경우에 최저가 된다.
실린더(10)는, 그 양단부에 개구부를 갖는 원통 형상으로 형성되는 원통부(11)와, 원통부(11)에 있어서의 양단부의 개구부에 설치되는 헤드 부재(12)와 바닥 부재(13)를 구비한다.
원통부(11)는, 한쪽의 개구부에 있어서의 내주에 형성되는 나사 결합부(11a)와, 다른 쪽의 개구부에 있어서의 내주에 형성되는 나사 결합부(11b)를 갖는다.
헤드 부재(12)의 외주에는, 원통부(11)의 나사 결합부(11a)와 나사 결합하는 나사 결합부(12b)가 형성된다. 원통부(11)의 내주와 헤드 부재(12)의 외주 사이에는, 시일 부재(14a)가 설치되어, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체가 시일된다. 헤드 부재(12)에는, 피스톤 로드(22)가 삽입 관통하는 구멍(12a)이 형성된다.
마찬가지로, 바닥 부재(13)의 외주에는, 원통부(11)의 나사 결합부(11b)와 나사 결합하는 나사 결합부(13b)가 형성된다. 원통부(11)의 내주와 바닥 부재(13)의 외주 사이에는, 시일 부재(14b)가 설치되어, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체가 시일된다. 바닥 부재(13)에는, 피스톤 로드(22)가 삽입 관통하는 구멍(13a)이 형성된다.
실린더(10)는, 비자성체에 의해 형성된다. 이에 의해, 실린더(10)가 자로로 되는 것이 방지되어, 실린더(10) 내에 봉입된 자기 점성 유체에 자석부(30)로부터 효율적으로 자장이 작용하도록 할 수 있다.
실린더(10)는, 원통부(11)의 외주에 실린더(10)의 다른 부분과 비교하여 박육으로 형성되는 환형상의 오목부(15)를 갖는다. 오목부(15)의 주위에는, 자석부(30)가 끼움 장착된다.
피스톤(21)은, 그 외경이 실린더(10)에 있어서의 원통부(11)의 내경보다도 소직경의 원기둥 형상으로 형성된다. 즉, 피스톤(21)은, 실린더(10)에 있어서의 원통부(11)의 내주와의 사이에 자기 점성 유체가 통과 가능한 환형상의 간격으로 형성된다.
피스톤(21)이 실린더(10) 내를 축 방향으로 미끄럼 이동하면, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 간격을 자기 점성 유체가 통과한다. 자기 점성 유체 완충기(100)는, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 환형상의 간격이 교축의 역할을 함으로써, 감쇠력을 발생시키는 것이다.
피스톤(21)은, 비자성체에 의해 형성된다. 이에 의해, 피스톤(21)에 자석부(30)의 자계가 직접 작용하는 일은 없으며, 또한, 피스톤(21)이 편측에 치우쳐서 마찰이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
피스톤 로드(22)는, 피스톤(21)과 동축이 되도록 형성되어, 피스톤(21)의 중심을 삽입 관통한다. 피스톤 로드(22)는, 피스톤(21)과 일체로 형성된다. 피스톤 로드(22)를 피스톤(21)과 별개로 형성하여, 나사 등에 의해 접합해도 된다.
피스톤 로드(22)의 한쪽의 단부(22a)는, 헤드 부재(12)의 구멍(12a)을 삽입 관통하여, 헤드 부재(12)에 미끄럼 이동 가능하게 지지되는 동시에, 실린더(10)의 외부와 연장된다. 피스톤 로드(22)의 다른 쪽의 단부(22b)는, 바닥 부재(13)의 구멍(13a)을 삽입 관통하여, 바닥 부재(13)에 미끄럼 이동 가능하게 지지된다.
이와 같이, 피스톤 로드(22)는, 헤드 부재(12) 및 바닥 부재(13)에 미끄럼 이동 가능하게 지지됨으로써, 피스톤(21)의 외주와 실린더(10)의 내주 사이에 환형상의 간격이 비어 있어도, 실린더(10) 내에서 직경 방향으로 어긋나는 일 없이 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하다.
다음에, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 자석부(30)에 대해서 설명한다. 도 2a는, 도 1에 있어서의 llA-llA 단면도이다. 도 2b는, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기(100)의 영구 자석(31)에 대해서 설명하는 도면이다.
자석부(30)는, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 그 단면이 원환상으로 형성되어 있다. 자석부(30)는, 실린더(10)의 오목부(15)의 주위에 끼움 장착된다. 오목부(15)는, 실린더(10)의 다른 부분과 비교하여 박육으로 형성된다. 그로 인해, 자석부(30)의 자계가 실린더(10) 내에 봉입된 자기 점성 유체에 작용하는 것을 방해하지 않는다.
자석부(30)는, 한 쌍의 영구 자석(31)과, 영구 자석(31)을 지지하는 지지 부재(33)와, 영구 자석(31)과 지지 부재(33)의 주위에 끼움 장착되는 원환상의 자성 링 부재(32)로 구성된다.
영구 자석(31)은, 실린더(10)의 축의 중심과 동일한 축을 중심으로 하는 제1 원주의 일부의 호로 이루어지는 내주면(31a)과, 제1 원주와 동일한 중심을 갖고 제1 원주와 비교하여 직경이 큰 제2 원주의 일부의 호로 이루어지는 외주면(31b)과, 내주면(31a)과 외주면(31b)을 연결하는 한 쌍의 측면(31c)에 의해 둘러싸인 원호상의 형상을 갖는 C 형의 세그먼트 자석이다. 한 쌍의 영구 자석(31)은, 동일한 형상으로 형성되어, 실린더(10)의 중심축에 대하여 대칭으로 배치된다.
영구 자석(31)은, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 직경 방향으로 1조의 자극이 착자되어 있다. 도 2b에 나타내는 예에서는, 영구 자석(31)은, 각각, 내주면(31a)측이 N 극이 되고, 외주면(31b)측이 S 극이 되도록 착자되어 있다. 자석부(30)에 있어서, 한 쌍의 영구 자석(31)은, 각각의 자극이 실린더(10)의 중심축에 대하여 마주 보도록 배치된다. 즉, 한 쌍의 영구 자석(31)은, 서로 동일 방향으로 착자되어, 실린더(10)의 중심축을 통과하는 선분에 대하여 선 대칭으로 배치된다.
지지 부재(33)의 내주측은, 환형상으로 형성된 오목부(15)의 주위를 따르도록 원통 형상으로 형성된다. 지지 부재(33)의 외주측에는, 원주상의 외형으로 영구 자석(31)을 고정하기 위한 홈부(33a)와 홈부(33b)가 형성된다. 지지 부재(33)는, 홈부(33a)와 홈부(33b)에 영구 자석(31)이 각각 고정된 상태에서, 그 외주가, 전술한 제2 원주와 동일한 원을 형성한다.
지지 부재(33)는, 실린더(10)와 마찬가지로, 비자성체에 의해 형성된다. 이에 의해, 지지 부재(33)가 자로로 되는 것이 방지되어, 자석부(30)로부터의 자계가 자기 점성 유체에 효율적으로 작용한다.
지지 부재(33)의 외주에는, 자성체에 의해 구성되는 원환상의 자성 링 부재(32)가 끼움 장착된다. 자성 링 부재(32)는, 홈부(33a)와 홈부(33b)에 영구 자석(31)이 각각 고정된 상태의 지지 부재(33)의 외주에 밀착해서 끼움 장착된다.
자성 링 부재(32)는, 영구 자석(31)이 발생하는 자계의 자로를 구성한다. 자성 링 부재(32)는, 투자율이 크고, 잔류 자장의 보자력이 작은 연자성체에 의해 형성된다.
한 쌍의 영구 자석(31)은, 지지 부재(33)에 의해 서로 분리하여 고정된다. 즉, 영구 자석(31)은, 내주면(31a) 및 외주면(31b)의 중심각이 180° 미만으로 설정된다. 또한, 영구 자석(31)의 외주면(31b)은, 자성 링 부재(32)의 내주면에 밀접해 있다.
이와 같은 구성에 의해, 자석부(30)는, 도 2a에 화살표로 나타내는 방향으로 자계를 발생시킨다. 즉, 한 쌍의 영구 자석(31)의 자극이 마주 보도록 배치됨으로써, 실린더(10)의 중심축으로부터 방사 방향의 자력이 발생한다. 이 자력은, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 간격에 존재하는 자기 점성 유체에 균일하게 작용하여, 자기 점성 유체의 점도를 상승시킬 수 있다.
또한, 영구 자석(31)의 외측에는 자성체의 자성 링 부재(32)가 배치되어 있으므로, 외주면(31b)측을 향하는 자계는, 발산하는 일 없이 자성 링 부재(32)의 내부를 통과한다. 이에 의해, 자계를 보다 효율적으로 자기 점성 유체에 작용시킬 수 있다.
자석부(30)는, 피스톤 로드(22)가 실린더(10) 내에 가장 진입했을 때의 피스톤(21)의 위치에 대응해서 배치된다. 그로 인해, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체의 점도는, 축 방향의 위치에 의해 상이하다. 구체적으로는, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체는, 자석부(30)에 접근할 수록 자계의 영향이 커져 강자성을 갖는 미립자가 모임으로써 점도가 높아진다. 한편, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체는, 자석부(30)로부터 이격될수록 자계의 영향이 작아져 점도가 낮아진다.
그로 인해, 피스톤 로드(22)가 실린더(10) 내에 진입하는 방향으로 스트로크하면, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 간격을 통과하는 자기 점성 유체로의 자석부(30)에 의한 자계의 영향이 서서히 커진다. 따라서, 실린더(10) 내에 진입하는 방향으로의 피스톤 로드(22)의 스트로크에 따라, 자기 점성 유체의 외관의 점도가 높아진다. 따라서, 자기 점성 유체 완충기(100)의 감쇠 계수는, 피스톤 로드(22)가 실린더(10) 내에 진입할수록 커지게 됨으로써, 피스톤(21)의 스트로크량에 대하여 감쇠 계수를 연속적으로 변화시킬 수 있다.
다음에, 도 3을 참조하여, 자기 점성 유체 완충기(100)의 작용에 대해서 설명한다.
도 3에 있어서, 횡축은, 실린더(10)에 대한 피스톤 로드(22)의 진입량인 스트로크량 S[m]이며, 종축은, 자기 점성 유체 완충기(100)의 감쇠 계수 C[N·s/m]이다. 도 3에 있어서, 직선 X는, 자기 점성 유체 완충기(100)의 감쇠 계수 C를 나타내는 것이며, 직선 Y는, 자기 점성 유체 완충기(100)에 자석부(30)를 설치하지 않고, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체에 자계가 작용하지 않는 경우의 감쇠 계수 C를 나타내는 것이다.
자석부(30)가 설치되지 않는 경우에는, 실린더(10)에 대하여 피스톤 로드(22)가 진입해 가도, 교축의 역할을 하는 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 환형상의 간격은, 항상 일정하다. 또한, 자석부(30)가 설치되지 않기 때문에, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체에 자계가 영향을 미치지 않고, 실린더(10) 내에 있어서의 자기 점성 유체의 점도는 피스톤 로드(22)의 스트로크량에 관계없이 일정하다. 따라서, 이 경우의 감쇠 계수 C는, 직선 Y와 같이 스트로크량 S의 변화에 대하여 항상 일정한 값이다.
이에 대해, 자기 점성 유체 완충기(100)에서는, 직선 X와 같이, 실린더(10)로부터 피스톤 로드(22)가 가장 퇴출된 스트로크량이 Smin인 상태에서는, 감쇠 계수C는 최소이다. 단, 이 스트로크량이 Smin인 상태에 있어서도, 실린더(10) 내의 자기 점성 유체에는 자석부(30)에 의한 자계가 영향을 미쳐서 강자성을 갖는 미립자가 정렬하고 있기 때문에, 자석부(30)가 설치되지 않는 경우와 비교하면 감쇠 계수 C는 커지고 있다.
스트로크량이 Smin인 상태로부터 피스톤 로드(22)가 실린더(10) 내에 진입해 가면, 감쇠 계수 C는 비례적으로 커지고, 스트로크량이 Smin일 때에 감쇠 계수 C가 최대로 된다. 이것은, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 환형상의 간격에 있어서의 자기 점성 유체의 점도가 서서히 커지기 때문이다. 또한, 피스톤(21)이, 자계의 영향이 큰 자석부(30)의 내주측에 진입하여, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 환형상의 간격 중, 자계의 영향을 직접적으로 받는 길이가 서서히 커지기 때문이다.
이와 같이, 피스톤 로드(22)가 실린더(10) 내에 가장 진입했을 때의 피스톤(21)의 위치에 상당하는 위치에 자석부(30)를 배치함으로써, 피스톤 로드(22)가 실린더(10) 내에 진입하는 방향의 스트로크량에 대하여, 자기 점성 유체 완충기(100)의 감쇠 계수 C를 비례적으로 크게 할 수 있다.
이상의 제1 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 효과를 발휘한다.
실린더(10)과 피스톤(21)은 비자성체에 의해 형성되고, 실린더(10)에는 실린더(10) 내의 자기 점성 유체에 자계를 작용시키는 자석부(30)가 설치된다. 따라서, 실린더(10)나 피스톤(21)이 자로를 형성하는 일은 없으며, 실린더(10)와 피스톤(21) 사이의 간격을 통과하는 자기 점성 유체로의 자계의 영향은, 피스톤(21)이 스트로크하여 자석부(30)에 접근함에 따라서 서서히 커지게 된다. 따라서, 피스톤(21)의 스트로크량에 대하여 감쇠 계수를 연속적으로 변화시킬 수 있다.
또한, 자석부(30)는, 자기 점성 유체가 봉입되는 원통형의 실린더(10)의 외주 형상을 따르는 내주 형상을 갖는 C 형의 세그먼트 자석인 한 쌍의 영구 자석(31)을 구비한다. 이에 의해, 자계가 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 간격에 존재하는 자기 점성 유체에 작용하여, 자기 점성 유체의 점도를 상승시킨다.
또한, 영구 자석(31)의 외측에는 자성체의 자성 링 부재(32)가 배치되어 있으므로, 외주면(31b)측을 향하는 자계는, 발산하는 일 없이 자성 링 부재(32)를 통과한다. 이에 의해, 자계를 효율적으로 자기 점성 유체에 작용시킬 수 있다.
다음에, 도 4a로부터 도 5b를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 번호를 부여하고, 중복하는 설명은 적절하게 생략한다. 도 4a는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 실린더(10) 및 자석부(30)의 단면도이며, 도 4b는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 영구 자석(31)에 대해서 설명하는 도면이다. 또한, 도 5a는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기의 변형예의 실린더(10) 및 자석부(30)의 단면도이며, 도 5b는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기(100)의 변형예의 영구 자석(31)에 대해서 설명하는 도면이다.
제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기는, 도 1에 나타내는 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기(100)와 전체의 기본 구성은 동일하다. 제2 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기는, 제1 실시 형태에 의한 자기 점성 유체 완충기(100)와는, 자석부(30)의 구성만이 상이하다.
자석부(30)는, 도 2에 나타내는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 한 쌍의 영구 자석(31)과, 영구 자석(31)을 지지하는 지지 부재(33)와, 영구 자석(31)과 지지 부재(33)와의 주위에 끼움 장착되는 원환상의 자성 링 부재(32)로 구성된다.
영구 자석(31)은, C 형의 세그먼트 자석이다. 한 쌍의 영구 자석(31)은, 동일한 형상으로 형성되고, 실린더(10)의 중심축에 대하여 대칭으로 배치된다.
제2 실시 형태에 있어서는, 영구 자석(31)은, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 직경 방향으로 1조의 자극이 착자되어 있다. 도 4b에 나타내는 예에서는, 한쪽의 영구 자석(31)은, 내주면(31a)측이 N 극으로 되고, 외주면(31b)측이 S 극으로 되도록 착자되어 있다. 다른 쪽의 영구 자석(31)은, 내주면(31a)측이 S 극으로 되고, 외주면(31b)측이 N 극으로 되도록 착자되어 있다. 자석부(30)에 있어서, 한 쌍의 영구 자석(31)은, 각각의 자극이 실린더(10)의 중심축에 대하여 상반되도록 배치된다. 즉, 한 쌍의 영구 자석(31)의 자극은, 서로 상이하다.
이와 같은 구성에 의해, 자석부(30)는, 도 4a에 화살표로 나타내는 방향으로 자계를 발생한다. 즉, 한 쌍의 영구 자석(31)의 자극이 상반되도록 배치됨으로써, 한쪽의 영구 자석(31)으로부터 다른 쪽의 영구 자석(31)으로 향하는 자력이 발생한다. 이 자력은, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 간격에 존재하는 자기 점성 유체에 작용하여, 자기 점성 유체의 점도를 상승시킨다.
실린더(10)에서는, 특히 한 쌍의 영구 자석(31)의 경계선 부근에서, 실린더(10)의 주위면을 따라 실린더(10)의 주위면을 따르는 방향의 자계가 발생한다. 따라서, 자계를 자기 점성 유체에 유효하게 작용시킬 수 있다.
또한, 영구 자석(31)의 외측에는 자성체의 자성 링 부재(32)가 배치되어 있으므로, 한쪽의 영구 자석(31)으로부터 다른 쪽의 영구 자석(31)으로 향하는 자계는, 발산하는 일 없이 자성 링 부재(32)를 통과한다. 이에 의해, 자계를 효율적으로 자기 점성 유체에 작용시킬 수 있다.
도 4b에 나타내는 바와 같이, 자석부(30)에 있어서, 한 쌍의 영구 자석(3i)은, 각각의 자극이 실린더(10)의 중심축에 대하여 상반되도록 배치된다. 즉, 영구 자석(31)의 내주측에서, 다른 자극끼리가 대치하고 있다.
이와 동일한 자계를 형성하기 위해서, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(31)을 링 형상으로 형성하고, 그 내주측에 다른 자극끼리가 대치하도록 착자시켜도 된다. 구체적으로는, 링 형상으로 형성한 영구 자석(31)에 있어서, 영구 자석(31)의 한쪽의 반주 부분을 N 극에, 다른 반주 부분을 S 극에 착자시킨다. 이 경우, 지지 부재(33)는 홈부를 갖지 않고, 링 형상의 영구 자석(31)의 내주를 따르는 외주 형상을 갖는다.
이와 같은 구성에 의해, 자석부(30)는, 도 5a에 화살표로 나타내는 방향으로 자계가 발생한다. 즉, 링 형상의 영구 자석(31)에 있어서, N 극으로부터 S 극을 향하는 자계가 발생한다. 이 자계는, 피스톤(21)과 실린더(10) 사이의 감각에 존재하는 자기 점성 유체에 작용하여, 자기 점성 유체의 점도를 상승시킨다.
이 경우에도 마찬가지로, 실린더(10)에서는, 특히 링 형상의 영구 자석(31)의 N 극과 S 극과의 경계선 부근에서, 실린더(10)의 주위면을 따라 실린더(10)의 주위면과 거의 평행한 자계가 발생한다. 따라서, 자계를 자기 점성 유체에 유효하게 작용시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 피스톤(21)의 스트로크량에 대하여 감쇠 계수를 연속적으로 변화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 자기 점성 유체가 봉입되는 원통형의 실린더(10)의 외주 형상을 따르는 내주 형상을 갖는 C 형의 세그먼트 자석인 한 쌍의 영구 자석(31)을 구비하고, 이들의 자극이 서로 상반되도록 배치했다. 이에 의해, 실린더(10)의 주위면을 따르는 방향의 자계가 발생하므로, 자계를 자기 점성 유체에 유효하게 작용시킬 수 있다.
또한, 영구 자석(31)의 외측에는 자성체의 자성 링 부재(32)가 배치되어 있으므로, 한쪽의 영구 자석(31)으로부터 다른 쪽의 영구 자석(31)을 향한 자계는, 발산하는 일 없이 자성 링 부재(32)의 내부를 통과하므로, 자계를 보다 효율적으로 자기 점성 유체에 작용시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용 예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
본원은, 2011년 6월 13일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2011-131257호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 실시예가 포함하는 배타적 성질 또는 특징은, 이하와 같이 클레임된다.

Claims (6)

  1. 자계의 작용에 의해 점성이 변화하는 자기 점성 유체가 사용되는 자기 점성 유체 완충기이며,
    비자성체에 의해 형성되고, 그 내주에 자기 점성 유체가 봉입되는 통 형상의 실린더와,
    비자성체에 의해 형성되고, 상기 실린더의 내주 사이에 자기 점성 유체가 통과 가능한 간격을 가지고 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되는 피스톤과,
    상기 피스톤이 연결되는 피스톤 로드와,
    상기 실린더에 설치되어 상기 실린더 내에 자계를 작용시키는 자석부를 구비하고,
    상기 자석부는,
    상기 실린더의 외주를 따른 내주 형상을 갖는 영구 자석과,
    자성체에 의해 형성되고, 상기 영구 자석의 외주측에 배치되는 링 부재를 구비하는, 자기 점성 유체 완충기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자석부는, 상기 피스톤 로드가 상기 실린더 내에 가장 진입했을 때의 상기 피스톤의 위치에 대응하여 배치되는, 자기 점성 유체 완충기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 영구 자석은, 상기 실린더의 외주를 따른 내주 형상을 갖는 원호 형상으로 형성되고, 상기 실린더의 중심축을 끼워서 대향하도록 한 쌍 설치되는, 자기 점성 유체 완충기.
  4. 제3항에 있어서, 한 쌍의 상기 영구 자석은, 직경 방향으로 착자되어 있고, 각각의 자극이 상기 실린더의 중심축에 대하여 서로 대칭이 되도록 배치되어 있는, 자기 점성 유체 완충기.
  5. 제3항에 있어서, 한 쌍의 상기 영구 자석은, 직경 방향으로 착자되어 있고, 각각의 자극이 상기 실린더의 중심축에 대하여 서로 상반되도록 배치되어 있는, 자기 점성 유체 완충기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 영구 자석은, 상기 실린더의 외주를 따른 내주 형상을 갖는 링 형상으로 형성되고, 그 자극이 상기 실린더의 중심축에 대하여 서로 상반되도록 배치되어 있는, 자기 점성 유체 완충기.
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