KR20180049041A - 자기 점성 유체 완충기 - Google Patents

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KR20180049041A
KR20180049041A KR1020187009649A KR20187009649A KR20180049041A KR 20180049041 A KR20180049041 A KR 20180049041A KR 1020187009649 A KR1020187009649 A KR 1020187009649A KR 20187009649 A KR20187009649 A KR 20187009649A KR 20180049041 A KR20180049041 A KR 20180049041A
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viscous fluid
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shock absorber
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KR1020187009649A
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야스히로 요네하라
아츠시 오가와
다츠야 노마
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케이와이비 가부시키가이샤
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Abstract

완충기(100)는, 자기 점성 유체가 봉입되는 실린더(10)와, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤 코어(20)에 의해 구획되는 제1 유체실(11) 및 제2 유체실(12)과, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤 코어(20)의 외주면 사이에 형성되어 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12)을 연통함과 함께, 통과하는 자기 점성 유체의 흐름에 저항을 부여하는 교축 통로(13)와, 교축 통로(13)를 흐르는 자기 점성 유체에 작용하는 자장을 발생하는 전자 코일(30a)과, 피스톤 코어(20)에 설치되고 교축 통로(13)의 길이를 조정 가능한 스페이서(40)를 구비한다.

Description

자기 점성 유체 완충기
본 발명은, 자기 점성 유체 완충기에 관한 것이다.
JP2009-216210A에는, 자기 점성 유체가 충전된 실린더와, 자기 점성 유체를 일측액실과 타측액실 사이에서 유통시키는 유로가 형성된 피스톤과, 피스톤 내에 설치된 코일을 갖고, 코일에 전류를 흐르게 함으로써 발생하는 자계를, 유로를 통과하는 자기 점성 유체에 인가함으로써 감쇠력이 제어되는 감쇠력 가변식 댐퍼가 기재되어 있다. JP2009-216210A의 감쇠력 가변 댐퍼에서는, 자기 점성 유체가 이너 요크와 아우터 요크 사이의 공극을 통과할 때, 코일에 통전함으로써 공극 내에 형성된 자계에 의해 강한 유로 저항이 야기되어, 높은 감쇠력을 발생한다.
자기 점성 유체는, 일반적으로 오일이나 그리스 등으로 구성된 액체 중에 철분 등의 강자성을 갖는 미립자를 분산시킨 반유동상의 액체에 의해 구성된다. 이러한 자기 점성 유체에 있어서는, 철의 비중이 액체의 비중에 비해 크기 때문에, 철분이 액체 중에서 침강해 버리는 경우가 있다. 이로 인해, 자기 점성 유체의 액체의 점도를 높임으로써, 철분의 침강을 억제하는 것이 생각된다. 그러나, JP2009-216210A에 기재된 감쇠력 가변 댐퍼에서는, 자기 점성 유체가 이너 요크와 아우터 요크 사이의 좁은 공극을 흐르기 때문에, 자기 점성 유체의 점도를 높게 하면 자기 점성 유체에 부여되는 저항이 지나치게 커져 버려, 원하는 감쇠력을 얻는 것이 어려워지게 된다.
본 발명은, 원하는 감쇠력을 얻을 수 있는 자기 점성 유체 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 자장의 강도에 따라 외관의 점도가 변화되는 자기 점성 유체를 작동 유체로 하는 자기 점성 유체 완충기는, 자기 점성 유체가 봉입되는 실린더와, 자성재에 의해 형성되고, 실린더 내에 이동 가능하게 배치되는 피스톤과, 실린더 내에 있어서 피스톤에 의해 구획되는 제1 유체실 및 제2 유체실과, 실린더의 내주면과 피스톤의 외주면 사이에 형성되어 제1 유체실과 상기 제2 유체실을 연통함과 함께, 통과하는 자기 점성 유체의 흐름에 저항을 부여하는 교축 통로와, 피스톤에 설치되고 교축 통로를 흐르는 자기 점성 유체에 작용하는 자장을 발생하는 전자 코일과, 피스톤에 설치되고 교축 통로의 길이를 조정 가능한 조정 부재를 구비한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 자기 점성 유체 완충기의 축 방향의 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 A-A 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 자기 점성 유체 완충기의 축 방향의 단면도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 B-B 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 자기 점성 유체 완충기의 축 방향의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 변형예에 관한 자기 점성 유체 완충기의 축 방향의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
<제1 실시 형태>
도 1은, 자기 점성 유체 완충기(100)(이하, 단순히 「완충기(100)」라고 함)의 피스톤부를 도시하는 축 방향의 단면도이다. 완충기(100)는, 예를 들어 자동차 등의 차량에 있어서 차체와 차축 사이에 설치되고, 신축 작동에 의해 차체의 진동을 억제하는 감쇠력을 발생하는 것이다.
완충기(100)는, 작동 유체로서 자기 점성 유체가 봉입되는 원통 형상의 실린더(10)와, 실린더(10) 내에 이동 가능하게 배치되는 피스톤으로서의 피스톤 코어(20)와, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤 코어(20)에 의해 구획되는 제1 유체실(11) 및 제2 유체실(12)과, 피스톤 코어(20)에 연결되어 실린더(10)의 외부로 연장되는 피스톤 로드(21)를 구비한다.
실린더(10)는, 바닥이 있는 원통 형상으로 형성된다. 실린더(10) 내에 봉입되는 자기 점성 유체는, 자계의 작용에 의해 외관의 점도가 변화되는 것이며, 오일이나 그리스 등으로 구성된 고점도의 액체 중에 철 등의 강자성을 갖는 미립자를 분산시킨 반유동상의 액체이다. 본 실시 형태에 있어서의 고점도라 함은, 구체적으로는, 25℃, 전단 속도 1(1/s)에 있어서의 점도가 3∼20Pa·s 정도이고, 25℃, 전단 속도 500(1/s)에 있어서의 점도가 0.1∼1.0Pa·s 정도인 점도를 말한다. 자기 점성 유체의 점도는, 작용하는 자계의 강도에 따라서 변화되고, 자계의 영향이 없어지면 원래의 상태로 돌아간다.
피스톤 로드(21)는, 피스톤 코어(20)와 동축에 형성된다. 피스톤 로드(21)는, 일단부(21a)가 피스톤 코어(20)에 고정되고, 타단부(21b)가 실린더(10)의 외부로 연장된다. 피스톤 로드(21)는, 일단부(21a)와 타단부(21b)가 개구되는 원통 형상으로 형성된다. 피스톤 로드(21)의 중공부(21c)에는, 후술하는 피스톤 코어(20)의 전자 코일(30a)에 전류를 공급하는 한 쌍의 배선(도시 생략)이 통과된다. 피스톤 로드(21)의 일단부(21a) 근방의 외주에는, 피스톤 코어(20)와 나사 결합되는 수나사(21d)가 형성된다. 피스톤 코어(20)와 피스톤 로드(21)는, 나사 결합에 의해 연결된다.
실린더(10) 내에는, 가스가 봉입되는 가스실(도시 생략)이 프리 피스톤(도시 생략)에 의해 구획된다. 피스톤 로드(21)의 진퇴에 의한 실린더(10) 내의 용적 변화는, 가스실에 의해 보상된다.
다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하여, 피스톤 코어(20)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
피스톤 코어(20)는, 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 설치되는 제1 코어(22)와, 전자 코일(30a)이 외주에 설치되는 코일 어셈블리(30)와, 제1 코어(22)와의 사이에 코일 어셈블리(30)를 끼움 지지하는 제2 코어(23)를 구비한다. 제1 코어(22), 제2 코어(23) 및 코일 어셈블리(30)는, 한 쌍의 볼트(24)에 의해 체결된다. 제1 코어(22) 및 제2 코어(23)는, 자성재에 의해 형성된다.
제1 코어(22)는, 원기둥 형상으로 형성된 본체부(22a)와, 본체부(22a)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되고, 실린더(10)의 내주면(10a)을 미끄럼 이동하는 원반 형상의 가이드부(22b)를 갖는다.
제1 코어(22)의 본체부(22a)에는, 중심을 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(22c)이 마련된다. 관통 구멍(22c)에는, 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 형성된 수나사(21d)와 나사 결합되는 암나사부(22d)가 형성된다.
가이드부(22b)에는, 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12)을 연통하는 연통로(22e)가 설치된다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 연통로(22e)는 원호 형상으로 복수 형성된다.
제2 코어(23)는, 원기둥 형상으로 형성된 본체부(23a)와, 본체부(23a)와 비교하여 소직경인 지지부(23b)를 갖는다. 본체부(23a)의 외형은, 제1 코어(22)의 본체부(22a)의 외형과 동등해지도록 형성된다.
코일 어셈블리(30)는, 원환상의 전자 코일(30a)이 삽입된 상태에서 수지를 몰드함으로써 형성된다. 코일 어셈블리(30)는, 제1 코어(22)의 관통 구멍(22c)에 끼워 맞추어지는 원기둥부(30b)와, 제1 코어(22)와 제2 코어(23) 사이에 끼움 지지되는 연결부(30c)와, 내부에 전자 코일(30a)이 설치되는 코일 몰드부(30d)를 갖는다. 코일 몰드부(30d)의 내주면은, 제2 코어(23)의 지지부(23b)의 외주면에 끼워 맞추어진다. 이에 의해, 코일 어셈블리(30)는, 제2 코어(23)의 지지부(23b)에 의해 지지된다.
완충기(100)는, 감쇠력 발생 요소로서, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤 코어(20)의 외주면 사이에 형성되어 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12)을 연통하는 교축 통로(13)와, 피스톤 코어(20)에 설치되고 교축 통로(13)를 흐르는 자기 점성 유체에 작용하는 자장을 발생하는 전자 코일(30a)을 구비한다.
교축 통로(13)는, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤 코어(20)의 외주면 사이, 구체적으로는, 실린더(10)의 내주면(10a)과, 제1 코어(22), 코일 어셈블리(30) 및 제2 코어(23)의 외주면 사이에 원환상으로 형성된다. 교축 통로(13)의 유로 면적은, 가이드부(22b)에 설치된 복수의 연통로(22e)를 합계한 유로 면적보다 작아지도록 형성된다.
교축 통로(13)는, 완충기(100)가 신축 작동하여, 자기 점성 유체가 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12) 사이를 이동할 때, 통과하는 자기 점성 유체의 흐름에 저항을 부여하는 것이다. 완충기(100)는, 교축 통로(13)를 통과하는 자기 점성 유체의 흐름에 저항을 부여함으로써, 감쇠력을 발생한다.
전자 코일(30a)은, 외부로부터 공급되는 전류에 의해 자계를 형성한다. 이 자계의 강도는, 전자 코일(30a)이 공급되는 전류가 커질수록 강해진다. 상술한 바와 같이 제1 코어(22)와 제2 코어(23)는, 자성재에 의해 형성되므로, 이들이 전자 코일(30a)의 주위에 발생하는 자속을 유도하는 자로를 구성한다.
다음으로, 완충기(100)의 작용에 대해 설명한다.
완충기(100)가 신축 작동하여, 피스톤 코어(20)가 실린더(10) 내를 이동한다. 피스톤 코어(20)가 실린더(10)에 대해 이동하면, 자기 점성 유체는, 교축 통로(13) 및 연통로(22e)를 통해 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12) 사이를 이동한다.
이때, 완충기(100)는, 교축 통로(13)를 통과하는 자기 점성 유체가 교축 통로(13)에 의해 저항이 부여됨으로써, 감쇠력을 발생한다.
완충기(100)가 발생하는 감쇠력의 조절은, 전자 코일(30a)에의 통전량을 변화시켜, 교축 통로(13)를 흐르는 자기 점성 유체에 작용하는 자장의 강도를 변화시킴으로써 행해진다. 자기 점성 유체는, 작용하는 자장의 강도에 따라 외관의 점도가 변화된다. 구체적으로 설명하면, 전자 코일(30a)에 공급되는 전류가 커질수록, 전자 코일(30a)의 주위에 발생하는 자장의 강도가 커진다. 이에 의해, 교축 통로(13)를 흐르는 자기 점성 유체의 외관 점도가 높아져, 완충기(100)가 발생하는 감쇠력이 커진다.
이와 같이, 완충기(100)에서는, 교축 통로(13)의 저항에 의해 발생하는 감쇠력에 추가로, 전자 코일(30a)에의 통전량을 변화시킴으로써 감쇠력을 조정할 수 있다.
완충기(100)에서는, 피스톤 코어(20)에 플럭스 링을 설치하고 있지 않으므로, 교축 통로(13)의 유로 면적을 넓게 할 수 있다. 이에 의해, 자기 점성 유체의 점도가 높아져도, 자기 점성 유체의 점도가 낮은 것과 동등한 유동성을 확보할 수 있다.
그러나, 교축 통로(13)의 유로 면적을 넓게 하면, 그만큼, 교축 통로(13)에 의해 발생하는 저항이 작아지므로 감쇠력이 작아지게 된다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 피스톤 코어(20)의 일단부에 조정 부재로서의 스페이서(40)가 설치된다. 이하에, 스페이서(40)에 대해 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 스페이서(40)는, 제2 코어(23)(피스톤 코어(20))의 외형과 대략 동일한 외형으로 형성된 원기둥 형상의 부재이다. 스페이서(40)는, 제2 코어(23)의 코일 어셈블리(30)와는 반대측의 일단부면에 볼트(41)에 의해 설치된다. 이와 같이, 스페이서(40)가 설치됨으로써, 교축 통로(13)의 길이를 길게 할 수 있다. 이에 의해, 교축 통로(13)의 유로 면적을 확장해도, 교축 통로(13)에 의해 발생하는 저항을 크게 할 수 있다. 또한, 스페이서(40)의 축 방향의 길이를 조정함으로써, 교축 통로(13)에 의해 발생하는 저항을 조정할 수 있다.
또한, 스페이서(40)는, 환상이어도 되고, 또한 제2 코어(23)측이 개구된 바닥이 있는 원통 형상의 것이어도 된다. 이에 의해, 스페이서(40)를 경량화할 수 있다. 또한, 스페이서(40)의 재질은, 자성, 비자성 중 어느 쪽이어도 된다.
도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 스페이서(40)와 제2 코어(23)는, 서로 평탄한 단부면끼리가 맞닿도록 하여 설치되어 있지만, 이 대신에, 한쪽에 볼록부를 마련하고, 다른 쪽에 오목부를 마련하여, 이들을 끼워 맞추도록 구성해도 된다. 이 구성에 따르면, 스페이서(40)와 피스톤 코어(20)가 서로 끼워 맞추어지므로, 스페이서(40)와 피스톤 코어(20)의 축심이 어긋나는 일이 없다. 이에 의해, 교축 통로(13)를 균일한 개방도를 갖는 원환상의 유로로서 구성할 수 있다.
이상의 제1 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 발휘한다.
완충기(100)에서는, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤 코어(20)의 외주면 사이에 교축 통로(13)가 형성되고, 또한 피스톤 코어(20)에 교축 통로(13)의 길이를 조정 가능한 스페이서(40)가 설치된다. 이에 의해, 자기 점성 유체의 점도에 따라서 적절하게 스페이서(40)의 길이를 조절함으로써, 교축 통로(13)에 있어서 원하는 감쇠력을 얻을 수 있다. 즉, 스페이서(40)의 축 방향의 길이를 조정함으로써, 교축 통로(13)의 길이를 변경하여, 완충기(100)의 감쇠력을 조정할 수 있다.
또한, 완충기(100)에서는, 교축 통로(13)가 원환상으로 형성되므로, 교축 통로(13)를 흐르는 자기 점성 유체의 흐름이 균일화된다. 따라서, 자기 점성 유체가 흘렀을 때에 피스톤 코어(20)에 대해 균일한 힘이 작용하므로, 피스톤 코어(20)가 요동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 피스톤 코어(20)는, 실린더(10)의 내주면(10a)을 미끄럼 이동하는 가이드부(22b)를 구비하므로, 피스톤 코어(20)가 실린더(10) 내를 이동할 때에 실린더(10) 내에 있어서 요동하는 일이 없다. 따라서, 교축 통로(13)의 형상이 변화되는 일이 없다. 따라서, 자기 점성 유체의 흐름에 대해 항상 일정한 저항을 부여할 수 있다.
완충기(100)에서는, 스페이서(40)에 의해 초기의 감쇠력을 조정할 수 있으므로, 피스톤 코어(20)를 공통화할 수 있다.
자기 점성 유체는, 점도가 높아질수록, 그 점도에 의한 유동 저항에 의해 좁은 유로를 흐를 수는 없게 되지만, 완충기(100)는 피스톤 코어(20)에 플럭스 링을 설치하고 있지 않으므로, 교축 통로(13)의 유로 면적을 넓게 할 수 있다. 따라서, 완충기(100)에서는, 고점도의 자기 점성 유체를 사용할 수 있다. 이와 같이, 고점도의 자기 점성 유체를 사용함으로써 철분이 실린더(10)의 저부에 침전되는 것을 억제할 수 있으므로, 감쇠력을 안정적으로 발생시킬 수 있다.
또한, 저온 환경 하 등에서는, 자기 점성 유체의 점도가 높아진다. 따라서, 상술한 바와 같은 고점도의 자기 점성 유체에 한정되지 않고, 이러한 상황에 있어서도 완충기(100)를 사용함으로써 감쇠력을 안정적으로 발생시킬 수 있다.
<제2 실시 형태>
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 완충기(200)에 대해 설명한다. 이하에서는, 상기 제1 실시 형태와 상이한 점을 중심으로 설명하고, 상기 제1 실시 형태의 완충기와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
제1 실시 형태의 완충기(100)는, 제1 코어(22)에 가이드부(22b)가 설치된 구성인 것에 반해, 제2 실시 형태에 있어서의 완충기(200)는 제1 코어(22), 코일 어셈블리(30) 및 제2 코어(23)의 외주 부분에 제3 코어(150)가 설치되는 점에서 상위하다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 완충기(200)는, 실린더(10) 내에 이동 가능하게 배치되는 피스톤 코어(120)를 구비한다.
피스톤 코어(120)는, 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 설치되는 제1 코어(122)와, 전자 코일(30a)이 외주에 설치되는 코일 어셈블리(30)와, 제1 코어(22)와의 사이에 코일 어셈블리(30)를 끼움 지지하는 제2 코어(23)와, 제1 코어(122), 코일 어셈블리(30) 및 제2 코어(23)의 외주면에 접하도록 설치되는 제3 코어(150)를 구비한다. 제1 코어(122) 및 제2 코어(23)는 자성재에 의해 형성되고, 제3 코어(150)는 비자성재에 의해 형성된다.
제1 코어(122)는 원기둥 형상으로 형성된 본체부(122a)와, 본체부(122a)의 일단부에 본체부(122a)와 비교하여 소직경으로 형성되는 소직경부(122b)를 갖는다.
제1 코어(122)에는, 중심을 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(122c)이 마련된다. 관통 구멍(122c)에는, 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 형성된 수나사(21d)와 나사 결합되는 암나사부(122d)가 형성된다.
제3 코어(150)는, 원환상의 본체부(151)(도 4의 점선 부분 참조)와, 본체부(151)에 설치되고 피스톤 코어(120)를 가이드하기 위한 가이드부(152)를 구비한다.
본체부(151)의 외형은, 제1 코어(122)의 본체부(122a)와 제2 코어(23)의 본체부(23a)의 외형과 동등해지도록 형성된다. 또한, 본체부(151)의 축 방향의 길이는, 코일 어셈블리(30)의 코일 몰드부(30d)의 축 방향의 길이와 동등해지도록 형성된다. 본체부(151)는, 내주가 코일 어셈블리(30)에 의해 지지되고, 축 방향에 있어서 제1 코어(122)와 제2 코어(23) 사이에 끼움 지지된다. 제1 코어(122), 제2 코어(23) 및 코일 어셈블리(30)는 한 쌍의 볼트(24)에 의해 체결된다. 이에 의해, 제1 코어(122), 제2 코어(23), 코일 어셈블리(30) 및 제3 코어(150)는 일체화된다.
가이드부(152)는, 축 방향의 길이가, 제1 코어(122), 제2 코어(23) 및 코일 어셈블리(30)를 일체화하였을 때의 축 방향의 길이와 동등해지도록 형성된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 가이드부(152)는, 외주면이 실린더(10)의 내주면(10a)에 미끄럼 이동할 수 있도록 반경 방향의 단면 형상이 부채형으로 형성된다. 가이드부(152)는, 원주 방향으로 등간격으로 4개 설치된다. 인접하는 가이드부(152)의 사이에는, 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12)을 연통하는 교축 통로(113)가 형성된다.
피스톤 코어(120)의 일단부에는 스페이서(140)가 설치된다. 스페이서(140)는, 반경 방향의 단면 형상이 피스톤 코어(120)와 동일해지도록 형성된다. 구체적으로는, 스페이서(140)의 본체부(141)는 제1 코어(122)의 본체부(122a) 및 제2 코어(23)의 본체부(23a)와 동등한 외형을 갖는 원기둥 형상으로 형성된다. 본체부(141)의 외주에는, 제3 코어(150)의 가이드부(152)와 동일한 단면 형상을 가진 가이드부(142)가, 원주 방향에 있어서 가이드부(152)와 일치하는 위치에 형성된다. 스페이서(140)의 인접하는 가이드부(142)의 사이에는, 교축 통로(113)가 형성된다.
완충기(200)에 있어서의 감쇠력의 조정 및 스페이서(140)의 작용에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이상의 제2 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 발휘한다.
완충기(200)에서는, 실린더(10)의 내주면(10a)과, 제1 코어(122), 제2 코어(23) 및 제3 코어(150)의 본체부(151)의 외주면과, 제3 코어(150)의 인접하는 가이드부(152)의 사이에 교축 통로(113)가 형성되고, 또한 피스톤 코어(120)에 교축 통로(113)의 길이를 조정 가능한 스페이서(140)가 설치된다. 이에 의해, 교축 통로(113)에 있어서 원하는 감쇠력을 얻을 수 있다. 즉, 스페이서(140)의 축 방향의 길이를 조정함으로써, 교축 통로(113)의 길이를 변경하여, 완충기(200)의 감쇠력을 조정할 수 있다.
제3 코어(150)는, 실린더(10)의 내주면(10a)을 미끄럼 이동하는 가이드부(152)를 구비하므로, 피스톤 코어(120)가 실린더(10) 내를 이동할 때에 실린더(10) 내에 있어서 요동하는 것을 방지할 수 있다. 가이드부(142) 및 가이드부(152)가 형성됨으로써, 가이드를 피스톤 코어(120)의 축 방향에 대해 길게 설치할 수 있으므로, 피스톤 코어(120)를 안정적으로 가이드할 수 있다.
<제3 실시 형태>
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 완충기(300)에 대해 설명한다. 이하에서는, 상기 제1 실시 형태와 상이한 점을 중심으로 설명하고, 상기 제1 실시 형태의 완충기와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
제1 실시 형태의 완충기(100)는 편로드 형식인 것에 반해, 제3 실시 형태에 있어서의 완충기(300)는 양로드 형식인 점, 및 제1 실시 형태의 완충기(100)는 피스톤 코어(20)가 가이드부(22b)에 의해 가이드되는 것에 반해, 제3 실시 형태에 있어서의 완충기(300)는 피스톤 코어(220)의 양측에 설치된 피스톤 로드(21)에 의해 가이드되는 점에서 상위하다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 완충기(300)는, 피스톤 코어(220)의 양측에 실린더(10)의 외부로 연장되는 피스톤 로드(21)가 연결되는 양로드 형식의 완충기이다. 피스톤 로드(21)는, 실린더(10)의 양단부의 개구부를 폐색하는 커버 부재(도시하지 않음)에 설치된 베어링(도시하지 않음)에 의해 지지된다.
피스톤 코어(220)는, 실린더(10)의 외부로 연장되는 한쪽의 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 설치되는 제1 코어(222)와, 전자 코일(30a)이 외주에 설치되는 코일 어셈블리(30)와, 제1 코어(222) 사이에 코일 어셈블리(30)를 끼움 지지하고, 다른 쪽의 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 설치되는 제2 코어(223)를 구비한다. 제1 코어(222) 및 제2 코어(223)는 자성재에 의해 형성된다.
제1 코어(222)는, 대략 원기둥 형상으로 형성된 본체부(222a)와, 본체부(222a)의 일단부에 본체부(222a)와 비교하여 소직경으로 형성되는 소직경부(222b)를 갖는다.
제1 코어(222)에는, 중심을 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(222c)이 마련된다. 관통 구멍(222c)에는, 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 형성된 수나사(21d)와 나사 결합되는 암나사부(222d)가 형성된다.
제2 코어(223)는, 원기둥 형상으로 형성된 본체부(223a)와, 본체부(223a)의 일단부에 본체부(223a)보다 소직경으로 형성되는 지지부(223b)와, 본체부(223a)의 타단부에 본체부(223a)보다 소직경으로 형성되는 소직경부(223c)를 갖는다. 본체부(223a)의 외형은, 제1 코어(222)의 본체부(222a)의 외형과 동등해지도록 형성된다.
제2 코어(223)의 소직경부(223c)에는, 다른 쪽의 피스톤 로드(21)의 일단부(21a)에 형성된 수나사(21d)와 나사 결합되는 암나사부(223d)가 형성된다.
완충기(300)에서는, 교축 통로(13)는, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤 코어(220)의 외주면 사이, 구체적으로는, 실린더(10)의 내주면(10a)과, 제1 코어(222), 코일 어셈블리(30) 및 제2 코어(223)의 외주면 사이에, 원환상으로 형성된다.
피스톤 코어(220)의 제2 코어(223)측의 일단부면에는 스페이서(240)가 설치된다. 스페이서(240)의 외형은, 피스톤 코어(220)의 외형과 동등해지도록 형성된다. 구체적으로는, 스페이서(240)는, 제1 코어(122)의 본체부(122a) 및 제2 코어(23)의 본체부(23a)의 외형과 동등한 외형으로 형성된다. 또한, 스페이서(240)는, 제2 코어(223)의 소직경부(223c)의 외주에 끼워 맞출 수 있는 내경을 갖는 원환상으로 형성된다.
이와 같이, 스페이서(240)가 피스톤 코어(220)의 일단부에 설치됨으로써, 교축 통로(13)의 길이를 길게 할 수 있다. 이에 의해, 교축 통로(13)의 유로 면적을 확장해도, 교축 통로(13)에 의해 발생하는 저항을 크게 할 수 있다. 또한, 스페이서(240)의 축 방향의 길이를 조정함으로써, 교축 통로(13)에 의해 발생하는 저항을 조정할 수 있다.
완충기(300)에 있어서의 감쇠력의 조정 및 스페이서(240)의 작용에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이상의 제3 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태의 효과 외에도, 이하의 효과를 발휘한다.
완충기(300)에서는, 피스톤 코어(220)의 양측에 설치된 피스톤 로드(21)가 실린더(10)의 양단부에 설치된 베어링에 의해 지지된다. 따라서, 피스톤 코어(220)에 가이드 부재를 설치하지 않아도 피스톤 코어(220)가 요동하는 일이 없다. 또한, 스페이서(240)는, 제1 코어(222)측의 단부면에 설치해도 된다. 또한, 완충기(300)에서는, 상술한 가스실(도시 생략) 및 프리 피스톤(도시 생략)을 설치하지 않아도 된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시 형태의 구성, 작용 및 효과를 정리하여 설명한다.
완충기(100, 200, 300)는, 자기 점성 유체가 봉입되는 실린더(10)와, 자성재에 의해 형성되고, 실린더(10) 내에 이동 가능하게 배치되는 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))과, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))에 의해 구획되는 제1 유체실(11) 및 제2 유체실(12)과, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))의 외주면 사이에 형성되어 제1 유체실(11)과 제2 유체실(12)을 연통함과 함께, 통과하는 자기 점성 유체의 흐름에 저항을 부여하는 교축 통로(13, 113)와, 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))에 설치되고 교축 통로(13, 113)를 흐르는 자기 점성 유체에 작용하는 자장을 발생하는 전자 코일(30a)과, 피스톤(피스톤 코어(20), 120, 220)에 설치되고 교축 통로(13, 113)의 길이를 조정 가능한 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))를 구비한다.
이 구성에 따르면, 교축 통로(13, 113)는, 실린더(10)의 내주면(10a)과 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))의 외주면 사이에 형성되고, 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))에 의해 그 길이가 조정된다. 이에 의해, 자기 점성 유체에 적절하게 저항을 부여할 수 있어, 원하는 감쇠력을 얻을 수 있다.
완충기(100, 300)에서는, 조정 부재(스페이서(40, 240))는, 피스톤(피스톤 코어(20, 220))의 외형과 대략 동일한 외형이다.
이 구성에 따르면, 조정 부재(스페이서(40, 240))는, 피스톤(피스톤 코어(20, 220))의 외형과 대략 동일한 외형이므로, 자기 점성 유체가 조정 부재(스페이서(40, 240))의 주위를 통과할 때, 자기 점성 유체의 흐름이 흐트러지는 일이 없다. 이에 의해, 피스톤(피스톤 코어(20, 220))이 실린더(10) 내를 이동할 때에 요동하는 것을 방지할 수 있다.
완충기(100, 200, 300)에서는, 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))와 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))은 서로 끼워 맞추어지도록 구성된다.
이 구성에 따르면, 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))와 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))은 서로 끼워 맞추어지도록 구성되므로, 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))와 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))의 축심이 어긋나는 일이 없다. 이에 의해, 교축 통로(13, 113)를 균일한 개방도의 유로로서 구성할 수 있다.
완충기(100, 200, 300)에서는, 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))는, 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))의 일단부에 설치된다.
완충기(100, 200, 300)에서는, 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))은, 복수의 부재에 의해 구성되고, 조정 부재(스페이서(340))는, 피스톤(피스톤 코어(20, 120, 220))을 구성하는 복수의 부재 사이에 설치된다.
완충기(100, 200, 300)에서는, 조정 부재(스페이서(40, 140, 240))는, 자성재에 의해 형성된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
제1 및 제2 실시 형태에 있어서도, 제3 실시 형태의 스페이서(240)와 같이, 피스톤 로드(21)측(제1 코어(22, 122)측)에 스페이서를 설치할 수 있다.
제1 실시 형태 및 제3 실시 형태에서는, 스페이서(40, 240)를 각각 피스톤 코어(20, 220)의 일단부에 설치하였지만, 도 6에 나타내는 변형예와 같이, 제1 코어(22)와 코일 어셈블리(30) 사이에 스페이서(340)를 설치해도 된다. 이 경우에는, 스페이서(340)는 자성재에 의해 형성된다. 또한, 스페이서(340)는, 코일 어셈블리(30)와 제2 코어(23) 사이에 설치해도 된다.
제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에서는, 코일 어셈블리(30)는, 제2 코어(23, 223)에 지지되어 있지만, 제1 코어(22, 122, 222)에 지지되도록 구성되어 있어도 된다.
본원은, 2015년 11월 19일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2015-226548호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (6)

  1. 자장의 강도에 따라 외관의 점도가 변화되는 자기 점성 유체를 작동 유체로 하는 자기 점성 유체 완충기이며,
    상기 자기 점성 유체가 봉입되는 실린더와,
    자성재에 의해 형성되고, 상기 실린더 내에 이동 가능하게 배치되는 피스톤과,
    상기 실린더 내에 있어서 상기 피스톤에 의해 구획되는 제1 유체실 및 제2 유체실과,
    상기 실린더의 내주면과 상기 피스톤의 외주면 사이에 형성되어 상기 제1 유체실과 상기 제2 유체실을 연통함과 함께, 통과하는 상기 자기 점성 유체의 흐름에 저항을 부여하는 교축 통로와,
    상기 피스톤에 설치되고 상기 교축 통로를 흐르는 상기 자기 점성 유체에 작용하는 자장을 발생하는 전자 코일과,
    상기 피스톤에 설치되고 상기 교축 통로의 길이를 조정 가능한 조정 부재,
    를 구비하는, 자기 점성 유체 완충기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조정 부재는, 상기 피스톤의 외형과 대략 동일한 외형인, 자기 점성 유체 완충기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조정 부재와 상기 피스톤은 서로 끼워 맞추어지도록 구성되는, 자기 점성 유체 완충기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조정 부재는, 상기 피스톤의 일단부에 설치되는, 자기 점성 유체 완충기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤은, 복수의 부재에 의해 구성되고,
    상기 조정 부재는, 상기 피스톤을 구성하는 상기 복수의 부재 사이에 설치되는, 자기 점성 유체 완충기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조정 부재는, 자성재에 의해 형성되는, 자기 점성 유체 완충기.
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