WO2021106094A1 - 支持装置および支持ユニット - Google Patents

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WO2021106094A1
WO2021106094A1 PCT/JP2019/046270 JP2019046270W WO2021106094A1 WO 2021106094 A1 WO2021106094 A1 WO 2021106094A1 JP 2019046270 W JP2019046270 W JP 2019046270W WO 2021106094 A1 WO2021106094 A1 WO 2021106094A1
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support device
magnetic
support
plate
magnet unit
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PCT/JP2019/046270
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English (en)
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丸山　裕
優治 石井
Original Assignee
株式会社東芝
東芝エネルギーシステムズ株式会社
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    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • 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

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a support device and a support unit.
  • An object to be solved by the present invention is to provide a support device and a support unit capable of exerting a bearing capacity and a damping effect with respect to a large number of degrees of freedom.
  • the support device of the embodiment includes a magnet unit, a first member, a second member, a magnetic member, and a magnetic fluid.
  • the magnet unit generates a magnetic force.
  • the first member is made of a non-magnetic material and is arranged in the first direction of the magnet unit.
  • the second member is made of a non-magnetic material and is arranged in the first direction of the first member.
  • the magnetic member is made of a magnetic material and is arranged in the first direction of the second member.
  • the magnetic fluid is arranged between the first member and the second member.
  • FIG. 3 is a side sectional view of the support device of the first embodiment.
  • the plan view of the support device of 1st Embodiment. Explanatory drawing of a magnetic circuit. Explanatory drawing of bearing capacity in the XY direction.
  • a side sectional view of the support device of the first modification of the first embodiment. A side sectional view of the support device of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side sectional view of the support device of the second embodiment.
  • a side view of the support unit of the third embodiment. Top view of the support unit of the third embodiment.
  • the plan view of the support unit of the modification of the 3rd Embodiment. The plan view of the support unit of the modification of the 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a side sectional view of the support device of the first embodiment on the line I-I of FIG.
  • FIG. 2 is a plan view of the support device of the first embodiment without describing the second plate and the magnetic plate.
  • the Z direction is the central axis direction of the support device 1.
  • the + Z direction (first direction) is the direction from the magnet unit 10 toward the magnetic plate 8
  • the ⁇ Z direction (second direction) is the opposite direction to the + Z direction.
  • the Z direction is the vertical direction
  • the + Z direction is the upward direction.
  • the X direction and the Y direction are directions orthogonal to the Z direction.
  • the X and Y directions are horizontal. At least one of the X direction and the Y direction may be referred to as the XY direction.
  • the circumferential direction of the central axis of the support device 1 is the ⁇ direction.
  • the support device 1 includes a magnet unit 10, a first plate (first member) 3a, a second plate (second member) 3b, a magnetic plate (magnetic member) 8, and magnetism. It has a fluid 5 and.
  • the constituent members of the support device 1 are arranged coaxially with respect to the central axis of the support device 1.
  • the magnet unit 10 has an iron core 10a and a permanent magnet 15 to generate a magnetic force.
  • the magnet unit 10 has an axisymmetric shape with respect to an axis of symmetry parallel to the Z direction.
  • the iron core 10a is integrally formed of a magnetic material such as iron.
  • the iron core 10a has a pillar portion 12, a cylinder portion 14, and a connecting portion 13.
  • the pillar portion 12 is formed in a columnar shape.
  • the pillar portion 12 extends in parallel with the Z direction.
  • the tubular portion 14 is formed in a cylindrical shape.
  • the tubular portion 14 extends parallel to the Z direction.
  • the length of the tubular portion 14 in the Z direction is equivalent to that of the pillar portion 12.
  • the tubular portion 14 accommodates the pillar portion 12 inside in the radial direction.
  • the pillar portion 12 and the cylinder portion 14 are arranged coaxially with a space in the radial direction.
  • the connecting portion 13 is formed in an annular shape.
  • the connecting portion 13 connects the pillar portion 12 and the tubular portion 14 at the end portion of the magnet unit 10 in the ⁇ Z direction.
  • the permanent magnet 15 is formed in a disk shape.
  • the permanent magnet 15 is incorporated in a part of the pillar portion 12 in the Z direction.
  • the permanent magnet 15 is polarized in the Z direction. Since the permanent magnet 15 is arranged on the pillar portion 12, the permanent magnet 15 is formed in a simple disk shape. As a result, the manufacturing cost of the permanent magnet 15 is suppressed.
  • the first plate 3a and the second plate 3b are made of a non-magnetic material.
  • the non-magnetic material is a metal material such as alumium or stainless steel, or a resin material such as acrylic or fiber reinforced plastic.
  • the first plate 3a and the second plate 3b have the same shape.
  • the outer shapes of the first plate 3a and the second plate 3b are square in the example of FIG. 2, but may have other shapes.
  • the outer shape of the first plate 3a and the second plate 3b is larger than the outer shape of the magnet unit 10.
  • the first plate 3a and the second plate 3b are formed in a flat plate shape, and are arranged along the thickness direction along the Z direction.
  • the first plate 3a is arranged in the + Z direction of the magnet unit 10.
  • the first plate 3a abuts on the + Z direction ends of the pillar portion 12 and the cylinder portion 14.
  • the first plate 3a is fixed to the magnet unit 10 by adhesion or the like.
  • the second plate 3b is arranged in the + Z direction of the first plate 3a.
  • the first plate 3a and the second plate 3b are arranged in parallel at intervals in the Z direction.
  • the magnetic plate 8 is formed of a magnetic material such as iron.
  • the magnetic plate 8 is formed in a disk shape.
  • the magnetic plate 8 has a through hole 8h at the center in the radial direction. When viewed from the Z direction, the through hole 8h has a circular shape.
  • the magnetic plate 8 is arranged along the Z direction in the thickness direction.
  • the magnetic plate 8 is arranged in the + Z direction of the second plate 3b.
  • the magnetic plate 8 is fixed to the second plate 3b by adhesion or the like.
  • the outer shape of the magnet unit 10 and the outer shape of the magnetic plate 8 substantially match.
  • the outer shape of the magnet unit 10 and the outer shape of the magnetic plate 8 are both circular in shape, and their respective diameters are the same.
  • the outer shape of the pillar portion 12 and the outer shape of the through hole 8h are substantially the same.
  • the outer shape of the pillar portion 12 and the outer shape of the through hole 8h are both circular in shape, and their respective diameters are the same.
  • the central axis of the magnetic plate 8 and the central axis of the magnet unit 10 may deviate in the XY directions. Along with this, the edge of the magnetic plate 8 and the edge of the magnet unit 10 are displaced in the XY directions. At this time, a magnetic attraction force is generated to match the central axis of the magnetic plate 8 with the central axis of the magnet unit 10 (edge effect).
  • the magnetic fluid 5 is a fluid in which magnetic fine particles such as magnetite are dispersed in a base liquid as a medium.
  • the surface of the magnetic fine particles is covered with a surfactant, and the aggregation of the magnetic fine particles is suppressed.
  • a magnetic field is applied to the magnetic fluid 5
  • the magnetic fluid 5 deforms along the magnetic flux lines and tries to stay at that position.
  • a restoring force that tries to return to the original shape is generated.
  • the viscosity of the magnetic fluid 5 increases in some cases.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the magnetic circuit. Due to the magnetomotive force of the permanent magnet 15, a magnetic circuit is formed in the support device 1 through the pillar portion 12, the magnetic fluid 5, the magnetic plate 8, the tubular portion 14, and the connecting portion 13. The magnetic circuit is formed over the entire circumference of the support device 1 in the ⁇ direction. The magnetic flux line M passes through this magnetic circuit. The magnetic fluid 5 is oriented along the magnetic flux line M. Therefore, in the cross section shown in FIG. 3, the magnetic fluid 5 has a chevron shape. The magnetic fluid 5 is in close contact with the first plate 3a and the second plate 3b and is continuous in the ⁇ direction. As a result, the gas chamber 6 sealed by the magnetic fluid 5, the first plate 3a and the second plate 3b is formed.
  • the support device 1 supports the object to be supported by the magnetic plate 8 (or the second plate 3b).
  • An external force in the Z direction may act on the magnetic plate 8 from the object to be supported.
  • the magnetic plate 8 is displaced in the Z direction, the magnetic fluid 5 is deformed.
  • the magnetic fluid 5 exerts a restoring force that tends to return to its original shape.
  • the pressure in the gas chamber 6 changes.
  • the gas chamber 6 also exerts a restoring force to return to the original state. Since the magnitude of the restoring force is proportional to the magnitude of the displacement of the magnetic plate 8 in the Z direction, the same effect as that of a spring can be obtained.
  • the support device 1 exerts a support force more effectively than a normal spring in the Z direction.
  • An external force in the direction in which the magnetic plate 8 is tilted may act on the magnetic plate 8 from the object to be supported.
  • the distance between the first plate 3a and the second plate 3b becomes narrower in a part in the ⁇ direction, and the distance between the first plate 3a and the second plate 3b becomes wider in the opposite part.
  • the magnetic fluid 5 is deformed and exerts a restoring force.
  • the support device 1 exerts a support force in the direction in which the magnetic plate 8 is tilted.
  • the support device 1 exerts a damping effect due to the viscosity of the magnetic fluid 5.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the bearing capacity in the XY direction.
  • An external force in the XY direction may act on the magnetic plate 8 from the object to be supported.
  • the central axis of the magnetic plate 8 shifts in the XY direction from the central axis of the magnet unit 10.
  • the edge of the magnetic plate 8 shifts from the edge of the magnet unit 10 in the XY direction. Due to the edge effect described above, a magnetic attraction force that tries to match the central axis of the magnetic plate 8 with the central axis of the magnet unit 10 is generated. Due to the restoring force due to this edge effect, the support device 1 exerts a support force in the XY direction.
  • a viscous shearing force acts on the magnetic fluid 5.
  • the support device 1 exerts a damping effect in the XY directions.
  • An external force in the ⁇ direction may act on the magnetic plate 8 from the object to be supported.
  • the outer shape of the magnetic plate 8 and the outer shape of the magnet unit 10 are both circular. Therefore, even if the magnetic plate 8 rotates in the ⁇ direction, the edge of the magnetic plate 8 does not deviate from the edge of the magnet unit 10. Restoring force due to the above-mentioned edge effect does not occur. That is, the supported object supported by the magnetic plate 8 is free to rotate in the ⁇ direction.
  • the support device 1 can be used as an axial bearing (thrust bearing).
  • the support device 1 of the embodiment includes a magnet unit 10, a first plate 3a, a second plate 3b, a magnetic plate 8, and a magnetic fluid 5.
  • the magnet unit 10 generates a magnetic force.
  • the first plate 3a is made of a non-magnetic material and is arranged in the + Z direction of the magnet unit.
  • the second plate 3b is made of a non-magnetic material and is arranged in the + Z direction of the first plate 3a.
  • the magnetic plate 8 is made of a magnetic material and is arranged in the + Z direction of the second plate 3b.
  • the magnetic fluid 5 is arranged between the first plate 3a and the second plate 3b. Due to the restoring force of the magnetic fluid 5, the support device 1 exerts a support force in each direction. Due to the viscosity of the magnetic fluid 5, the support device 1 exerts a damping effect in each direction. Therefore, the support device 1 can exert a support force and a damping effect with respect to a large number of degrees of freedom.
  • the magnet unit 10 has a pillar portion 12, a cylinder portion 14, and a connecting portion 13.
  • the pillar portion 12 extends in parallel with the + Z direction.
  • the tubular portion 14 extends parallel to the + Z direction and accommodates the pillar portion 12 inside.
  • the connecting portion 13 connects the pillar portion 12 and the tubular portion 14 at the end portion in the ⁇ Z direction opposite to the + Z direction.
  • the first plate 3a is arranged at the end of the magnet unit 10 in the + Z direction.
  • the magnetic fluid 5 is arranged in an annular shape, so that the gas chamber 6 sealed with the magnetic fluid 5, the first plate 3a, and the second plate 3b is formed.
  • the support device 1 can exert a large support force in the Z direction.
  • the magnetic plate 8 has a through hole 8h.
  • the outer shape of the pillar portion 12 and the outer shape of the through hole 8h are substantially the same.
  • the outer shape of the magnet unit 10 and the outer shape of the magnetic plate 8 substantially match.
  • the support device 1 can exert a support force in the XY directions.
  • the magnet unit 10 has a permanent magnet 15 arranged on the pillar portion 12 and polarized in the + Z direction. As a result, the shape of the permanent magnet 15 is simplified, and the manufacturing cost of the permanent magnet 15 is suppressed.
  • the magnet unit 10 has an axisymmetric shape with respect to an axis of symmetry parallel to the + Z direction. Even if the magnetic plate 8 rotates in the ⁇ direction, a restoring force due to the edge effect is not generated. The magnetic plate 8 is free to rotate in the ⁇ direction. Therefore, the support device 1 can be used as an axial bearing.
  • FIG. 5 is a side sectional view of the support device of the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the line I-I in FIG.
  • the support device 1a of the first modification is different from the first embodiment in that it has an exciting coil 17 instead of the permanent magnet 15.
  • the description of the first modification with respect to the same points as in the first embodiment will be omitted.
  • the support device 1a has an exciting coil 17.
  • the exciting coil 17 is wound around the pillar portion 12.
  • the magnet unit 10 functions as an electromagnet.
  • the exciting coil 17 comes into contact with the connecting portion 13.
  • the heat of the exciting coil 17 is transferred to the magnet unit 10 and released to the outside.
  • the exciting coil 17 does not come into contact with the first plate 3a. As a result, the thermal effect of the exciting coil 17 on the magnetic fluid 5 is suppressed.
  • the magnetic force of the magnet unit 10 changes.
  • the orientation strength of the magnetic fluid 5 changes, so that the restoring force of the magnetic fluid 5 changes. Therefore, by adjusting the amount of current of the exciting coil 17, the supporting force of the supporting device 1 can be adjusted according to the object to be supported. Since it is not necessary to manufacture a plurality of types of support devices 1a having different bearing capacity, the manufacturing cost is suppressed.
  • the natural frequency of the vibration system including the object to be supported changes.
  • the natural frequency can be adjusted by adjusting the amount of current of the exciting coil 17.
  • the natural frequency is tuned so that it does not match the frequency of the vibration generated in the supported object (vibration damping effect).
  • the natural frequency is tuned to be lower than the frequency of vibration transmitted to the object to be supported.
  • the smaller the natural frequency the greater the seismic isolation effect.
  • the support device 1 functions as a seismic isolation device. Since it is not necessary to manufacture a plurality of types of support devices 1a having different bearing capacity, the manufacturing cost is suppressed.
  • FIG. 6 is a side sectional view of the support device of the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the line I-I in FIG.
  • the support device 1b of the second modification is different from the first embodiment and the first modification in that it has an exciting coil 17 in addition to the permanent magnet 15.
  • the description of the second modification with respect to the point similar to the first embodiment or the first modification thereof is omitted.
  • the support device 1b of the second modification has an exciting coil 17 in addition to the permanent magnet 15. As a result, a strong bearing capacity and damping effect can be exhibited with respect to multiple degrees of freedom. Further, by adjusting the amount of current of the exciting coil 17, the bearing capacity can be adjusted according to the object to be supported.
  • FIG. 7 is a side sectional view taken along line VII-VII of FIG. 8 of the support device of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of the support device of the second embodiment without describing the second plate and the magnetic plate.
  • the support device 201 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the magnet unit 210 has a non-axisymmetric shape. The description of the second embodiment with respect to the same points as the first embodiment will be omitted.
  • the magnet unit 210 of the support device 201 has a non-axisymmetric shape with respect to the central axis of the support device 201 parallel to the Z direction.
  • the magnet unit 210 has a pillar portion 212, a cylinder portion 214, and a connecting portion 213.
  • the pillar portion 212 is formed in a square columnar shape. As shown in FIG. 8, the cross-sectional shape of the pillar portion 212 orthogonal to the Z direction is a rectangular shape with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the lateral direction.
  • the tubular portion 214 is formed in a square tubular shape. The tubular portion 214 accommodates the pillar portion 212 inside in the X direction and the Y direction.
  • the outer shape of the first plate 203a and the second plate 203b is rectangular with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the lateral direction.
  • the magnetic plate 208 is formed in the shape of a square plate.
  • the magnetic plate 208 has a through hole 208h in the center in the X direction and the Y direction. When viewed from the Z direction, the shape of the through hole 208h is a rectangular shape with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the lateral direction.
  • the outer shape of the magnet unit 210 and the outer shape of the magnetic plate 208 are substantially the same.
  • the outer shape of the magnet unit 210 and the outer shape of the magnetic plate 208 are both rectangular.
  • the lengths in the longitudinal direction are the same, and the lengths in the lateral direction are the same.
  • the outer shape of the pillar portion 212 and the outer shape of the through hole 208h substantially match.
  • the outer shape of the pillar portion 212 and the outer shape of the through hole 208h are both rectangular.
  • the lengths in the longitudinal direction are the same, and the lengths in the lateral direction are the same.
  • the support device 201 exerts an edge effect of trying to align the central axis of the magnetic plate 208 with the central axis of the magnet unit 210 in the XY direction.
  • An external force in the direction in which the magnetic plate 208 is tilted may act on the magnetic plate 208 from the object to be supported by the support device 201. Similar to the first embodiment, the support device 201 exerts a support force in the direction in which the magnetic plate 208 is tilted. In particular, when the magnetic plate 208 is tilted about the X axis, the end portion of the magnetic plate 208 in the Y direction is largely displaced in the Z direction. As a result, the magnetic fluid 205 is greatly deformed and exerts a large restoring force. Therefore, it is desirable to support the support object by matching the direction in which the support object tends to tilt with the Y direction. As a result, the support device 201 can exert a large bearing force on a support object that is easily tilted.
  • An external force in the XY direction may act on the magnetic plate 208 from the supported object.
  • the central axis of the magnetic plate 208 shifts in the XY direction from the central axis of the magnet unit 210.
  • the edge of the magnetic plate 208 deviates from the edge of the magnet unit 210 in the XY directions. Due to the edge effect described above, a magnetic attraction force that tries to match the central axis of the magnetic plate 8 with the central axis of the magnet unit 10 is generated. Due to the restoring force due to this edge effect, the support device 1 exerts a support force in the XY direction.
  • An external force in the ⁇ direction may act on the magnetic plate 208 from the supported object.
  • the outer shape of the magnetic plate 208 and the outer shape of the magnet unit 210 are both rectangular. Therefore, when the magnetic plate 208 rotates in the ⁇ direction, the edge of the magnetic plate 208 deviates from the edge of the magnet unit 210. Due to the edge effect described above, a magnetic attraction force that tries to match the edge of the magnetic plate 208 with the edge of the magnet unit 210 is generated. Due to the restoring force due to this edge effect, the support device 201 exerts a supporting force in the ⁇ direction. As a result, the support device 201 exerts a support force and a damping effect for all six degrees of freedom.
  • the magnet unit 210 has a non-axisymmetric shape.
  • the magnetic plate 208 rotates in the ⁇ direction, a restoring force due to the edge effect is generated. Therefore, the support device 1 can exert a support force in the ⁇ direction.
  • the pillar portion 212 of the support device 201 has a square columnar shape
  • the tubular portion 214 has a square tubular shape.
  • the pillar portion may be a polygonal pillar other than the square
  • the cylinder portion may be a polygonal cylinder other than the square.
  • the pillar portion may be a non-cylindrical shape other than a polygon (for example, an elliptical columnar shape)
  • the tubular portion may be a non-cylindrical shape other than a polygon (for example, an elliptical cylinder shape).
  • FIG. 9 is a side view of the support unit of the third embodiment
  • FIG. 10 is a plan view.
  • the support unit 300 includes a base member 350 and a support device 301.
  • the base member 350 is formed in the shape of a square plate.
  • the base member 350 supports the support object B arranged on the surface in the + Z direction.
  • the support device 301 is the support devices 1, 1a, 1b, 201 of the above-described embodiment or a modification thereof.
  • the support device 301 is mounted on the surface of the base member 350 in the ⁇ Z direction.
  • the first end (for example, a magnetic plate or the second plate) of the support device 301 is attached to the base member 350, and the second end (for example, a magnet unit) of the support device 301 is fixed to the outside (for example, the ground). ..
  • the support device 301 is mounted on the base member 350 so that the central axis of the support device 301 is orthogonal to the surface of the base member 350.
  • a plurality of support devices 301 are arranged apart from each other in the X direction and the Y direction. In the example of FIG. 10, four support devices 301 are arranged at the four corners of the base member 350.
  • the support device 301 When the support device 301 is the support devices 1, 1a, 1b of the first embodiment or its modified example, the support device 301 exerts a support force in each direction except the ⁇ direction. Since the support unit 300 has a plurality of support devices 301, it exerts a support force in all directions including the ⁇ direction. Therefore, the support unit 300 can exert a support force and a damping effect with respect to a large number of degrees of freedom.
  • FIG. 11 is a side view of the support unit of the modified example of the third embodiment
  • FIG. 12 is a plan view.
  • the support unit 300a of the modified example is different from the third embodiment in that it has the first angle adjusting member 341.
  • the description of the modification about the same point as in the third embodiment will be omitted.
  • the support device 301 is arranged in an inclined state with respect to the base member 350 so that the central axis of the support device 301 intersects the surface of the base member 350 at an angle other than a right angle.
  • the support device 301 is arranged so that the central axes of the plurality of support devices 301 pass near the center point of the support object B.
  • the first angle adjusting member 341 adjusts the mounting angle of the support device 301 with respect to the base member 350.
  • the first angle adjusting member 341 is formed in a triangular columnar shape.
  • One surface of the outer circumference of the first angle adjusting member 341 is attached to the base member 350, and the other surface is attached to the support device 301.
  • the support device 301 is attached to the base member 350 in an inclined state.
  • the second angle adjusting member 342 adjusts the mounting angle of the support device 301 with respect to the outside.
  • the support devices 1, 1a, 1b, 201 of the above-described embodiment or a modification thereof exert a large support force in the Z direction as compared with the direction orthogonal to the Z direction.
  • the support force in the Z direction and the support force in the XY direction are different.
  • the support unit 300a of the modified example has a first angle adjusting member 341 for adjusting the mounting angle of the support device 301 with respect to the base member 350.
  • the supporting force of the support unit 300 in each direction can be adjusted. For example, when vibration is generated in the support object B or the vibration is transmitted to the support object B, the support force of the support unit 300a with respect to the vibration direction is increased.
  • first angle adjusting members 341 having different angles, it is possible to adjust the supporting force of the support unit 300 in each direction. Since it is not necessary to manufacture a plurality of types of support devices 301 that exert a large bearing capacity in different directions, the manufacturing cost can be suppressed.
  • the first end portion of the support device 301 is attached to the base member 350, and the second end portion is fixed to the outside (for example, the ground).
  • the outside to which the second end is fixed may be the ceiling.
  • the support units 300 and 300a suspend and support the support object B.
  • the outside to which the second end portion is fixed may be a transport device or a loading platform of a vehicle.
  • the magnet unit 10, the first plate 3a, the second plate 3b, the magnetic plate 8, and the magnetic fluid 5 are provided.
  • the support device 1 can exert a support force and a damping effect with respect to a large number of degrees of freedom.

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Abstract

実施形態の支持装置は、磁石ユニットと、第１部材と、第２部材と、磁性部材と、磁性流体と、を持つ。磁石ユニットは、磁力を発生する。第１部材は、非磁性材料で形成され、磁石ユニットの第１方向に配置される。第２部材は、非磁性材料で形成され、第１部材の第１方向に配置される。磁性部材は、磁性材料で形成され、第２部材の第１方向に配置される。磁性流体は、第１部材と第２部材との間に配置される。

Description

支持装置および支持ユニット
　本発明の実施形態は、支持装置および支持ユニットに関する。
　支持対象物を支持する様々な支持装置が利用されている。多自由度に対して支持力および減衰効果を発揮することができる支持装置が求められている。
特開２００６－２４２３６３号公報 特開平６－１８５５２７号公報 特開２０１４－１３４２３８号公報 国際公開第２０１３／１５３７４１号
　本発明が解決しようとする課題は、多自由度に対して支持力および減衰効果を発揮することができる支持装置および支持ユニットを提供することである。
　実施形態の支持装置は、磁石ユニットと、第１部材と、第２部材と、磁性部材と、磁性流体と、を持つ。磁石ユニットは、磁力を発生する。第１部材は、非磁性材料で形成され、磁石ユニットの第１方向に配置される。第２部材は、非磁性材料で形成され、第１部材の第１方向に配置される。磁性部材は、磁性材料で形成され、第２部材の第１方向に配置される。磁性流体は、第１部材と第２部材との間に配置される。
第１の実施形態の支持装置の側面断面図。 第１の実施形態の支持装置の平面図。 磁気回路の説明図。 ＸＹ方向の支持力の説明図。 第１の実施形態の第１変形例の支持装置の側面断面図。 第１の実施形態の第２変形例の支持装置の側面断面図。 第２の実施形態の支持装置の側面断面図。 第２の実施形態の支持装置の平面図。 第３の実施形態の支持ユニットの側面図。 第３の実施形態の支持ユニットの平面図。 第３の実施形態の変形例の支持ユニットの側面図。 第３の実施形態の変形例の支持ユニットの平面図。
　以下、実施形態の支持装置および支持ユニットを、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態の支持装置の、図２のＩ－Ｉ線における側面断面図である。図２は、第１の実施形態の支持装置の、第２板および磁性板を記載しない平面図である。
　本願において、直交座標系のＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向が以下のように定義される。Ｚ方向は、支持装置１の中心軸方向である。＋Ｚ方向（第１方向）は、磁石ユニット１０から磁性板８に向かう方向であり、－Ｚ方向（第２方向）は、＋Ｚ方向の反対方向である。例えば、Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向およびＹ方向は、Ｚ方向に直交する方向である。例えば、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向である。Ｘ方向およびＹ方向のうち少なくともいずれか一方を、ＸＹ方向と言う場合がある。支持装置１の中心軸の周方向をθ方向とする。
　図１に示されるように、支持装置１は、磁石ユニット１０と、第１板（第１部材）３ａと、第２板（第２部材）３ｂと、磁性板（磁性部材）８と、磁性流体５と、を有する。支持装置１の構成部材は、支持装置１の中心軸に対して同軸状に配置される。
　磁石ユニット１０は、鉄心１０ａと、永久磁石１５とを有し、磁力を発生させる。磁石ユニット１０は、Ｚ方向と平行な対称軸に関する軸対称形状である。
　鉄心１０ａは、鉄などの磁性材料により一体的に形成される。鉄心１０ａは、柱部１２と、筒部１４と、接続部１３と、を有する。
　柱部１２は、円柱状に形成される。柱部１２は、Ｚ方向と平行に伸びる。
　筒部１４は、円筒状に形成される。筒部１４は、Ｚ方向と平行に伸びる。筒部１４のＺ方向の長さは、柱部１２と同等である。筒部１４は、径方向の内側に柱部１２を収容する。柱部１２および筒部１４は、径方向に空間を置いて同軸状に配置される。
　接続部１３は、円環状に形成される。接続部１３は、磁石ユニット１０の－Ｚ方向の端部において、柱部１２と筒部１４とを接続する。
　永久磁石１５は、円盤状に形成される。永久磁石１５は、柱部１２のＺ方向の一部分に組み込まれる。永久磁石１５は、Ｚ方向に分極する。永久磁石１５が柱部１２に配置されるので、永久磁石１５は単純な円盤状に形成される。これにより、永久磁石１５の製造コストが抑制される。
　第１板３ａおよび第２板３ｂは、非磁性材料で形成される。例えば、非磁性材料は、アルムミウム若しくはステンレス等の金属材料、またはアクリル若しくは繊維強化樹脂等の樹脂材料などである。第１板３ａおよび第２板３ｂは同形状である。第１板３ａおよび第２板３ｂの外形は、図２の例では正方形状であるが、他の形状でもよい。第１板３ａおよび第２板３ｂの外形は、磁石ユニット１０の外形より大きい。第１板３ａおよび第２板３ｂは、平板状に形成され、厚さ方向をＺ方向に沿わせて配置される。第１板３ａは、磁石ユニット１０の＋Ｚ方向に配置される。第１板３ａは、柱部１２および筒部１４の＋Ｚ方向の端部に当接する。第１板３ａは、接着等により磁石ユニット１０に固定される。第２板３ｂは、第１板３ａの＋Ｚ方向に配置される。第１板３ａおよび第２板３ｂは、Ｚ方向に間隔を置いて平行に配置される。
　磁性板８は、鉄などの磁性材料により形成される。磁性板８は、円板状に形成される。磁性板８は、径方向の中央部に貫通孔８ｈを有する。Ｚ方向から見て、貫通孔８ｈは円形状である。磁性板８は、厚さ方向をＺ方向に沿わせて配置される。磁性板８は、第２板３ｂの＋Ｚ方向に配置される。磁性板８は、接着等により第２板３ｂに固定される。
　Ｚ方向から見て、磁石ユニット１０の外形と磁性板８の外形とが略一致する。磁石ユニット１０の外形および磁性板８の外形はともに円形状であり、それぞれの直径が同等である。Ｚ方向から見て、柱部１２の外形と貫通孔８ｈの外形とが略一致する。柱部１２の外形および貫通孔８ｈの外形はともに円形状であり、それぞれの直径が同等である。
　磁性板８の中心軸と磁石ユニット１０の中心軸とが、ＸＹ方向にずれる場合がある。これに伴って、磁性板８のエッジと磁石ユニット１０のエッジとが、ＸＹ方向にずれる。このとき、磁性板８の中心軸と磁石ユニット１０の中心軸とを一致させようとする磁気吸引力が発生する（エッジ効果）。
　磁性流体５は、マグネタイト等の磁性微粒子を媒体となるベース液中に分散させた流体である。磁性微粒子の表面が界面活性剤で覆われて、磁性微粒子の凝集が抑制されている。磁性流体５に磁場をかけると、磁性流体５は磁束線に沿って変形し、その位置に留まろうとする。磁性流体５を変形させると、元の形状に戻ろうとする復元力が発生する。磁性流体５に磁場をかけると、磁性流体５の粘性が増加するものもある。
　図３は、磁気回路の説明図である。永久磁石１５の起磁力により、支持装置１には、柱部１２、磁性流体５、磁性板８、筒部１４および接続部１３を通る磁気回路が形成される。磁気回路は、支持装置１のθ方向の全周にわたって形成される。この磁気回路に、磁束線Ｍが通る。磁性流体５は、磁束線Ｍに沿って配向する。そのため、図３に示される断面において、磁性流体５は山形を呈する。磁性流体５は、第１板３ａおよび第２板３ｂに密着し、θ方向に連続する。これにより、磁性流体５、第１板３ａおよび第２板３ｂにより密閉された気体室６が形成される。
　例えば、支持装置１は、磁性板８（または第２板３ｂ）において支持対象物を支持する。支持対象物から磁性板８に対してＺ方向の外力が作用する場合がある。磁性板８がＺ方向に変位すると、磁性流体５が変形する。磁性流体５は、元の形状に戻ろうとする復元力を発揮する。また、磁性板８がＺ方向に変位すると、気体室６の圧力が変化する。気体室６も、元の状態に戻ろうとする復元力を発揮する。復元力の大きさは、磁性板８のＺ方向の変位の大きさに比例するので、バネと同様の効果が得られる。これに加えて、磁性板８が－Ｚ方向に大きく変位するほど、磁性流体５の磁束密度が高くなるため、復元力が追加される。全体として、Ｚ方向の変位に対する復元力の勾配（見かけ上のバネ定数）が、通常の線形バネよりも大きくなる。これにより、支持装置１はＺ方向に対して通常のバネよりも効果的に支持力を発揮する。
　支持対象物から磁性板８に対して、磁性板８が傾く方向の外力が作用する場合がある。磁性板８が傾くと、θ方向の一部分で第１板３ａと第２板３ｂとの間隔が狭くなり、その反対側の部分で第１板３ａと第２板３ｂとの間隔が広くなる。いずれの部分でも、磁性流体５が変形して復元力を発揮する。これにより、支持装置１は、磁性板８が傾く方向に対して支持力を発揮する。
　支持装置１は、磁性流体５の粘性により減衰効果を発揮する。
　図４は、ＸＹ方向の支持力の説明図である。支持対象物から磁性板８に対して、ＸＹ方向の外力が作用する場合がある。磁性板８がＸＹ方向に移動すると、磁性板８の中心軸が磁石ユニット１０の中心軸からＸＹ方向にずれる。磁性板８のエッジが磁石ユニット１０のエッジからＸＹ方向にずれる。前述されたエッジ効果により、磁性板８の中心軸と磁石ユニット１０の中心軸とを一致させようとする磁気吸引力が発生する。このエッジ効果による復元力により、支持装置１は、ＸＹ方向に対して支持力を発揮する。
　磁性板８がＸＹ方向に移動すると、磁性流体５に粘性せん断力が作用する。これにより、支持装置１は、ＸＹ方向に対して減衰効果を発揮する。
　支持対象物から磁性板８に対してθ方向の外力が作用する場合がある。前述されたように、磁性板８の外形および磁石ユニット１０の外形はともに円形状である。そのため、磁性板８がθ方向に回転しても、磁性板８のエッジは磁石ユニット１０のエッジからずれない。前述されたエッジ効果による復元力が発生しない。すなわち、磁性板８に支持される支持対象物は、θ方向に回転自由である。支持装置１は、アキシャル軸受（スラスト軸受）として利用可能である。
　以上に詳述されたように、実施形態の支持装置１は、磁石ユニット１０と、第１板３ａと、第２板３ｂと、磁性板８と、磁性流体５と、を持つ。磁石ユニット１０は、磁力を発生する。第１板３ａは、非磁性材料で形成され、磁石ユニットの＋Ｚ方向に配置される。第２板３ｂは、非磁性材料で形成され、第１板３ａの＋Ｚ方向に配置される。磁性板８は、磁性材料で形成され、第２板３ｂの＋Ｚ方向に配置される。磁性流体５は、第１板３ａと第２板３ｂとの間に配置される。
　磁性流体５の復元力により、支持装置１は各方向に支持力を発揮する。磁性流体５の粘性により、支持装置１は各方向に減衰効果を発揮する。したがって、支持装置１は、多自由度に対して支持力および減衰効果を発揮することができる。
　磁石ユニット１０は、柱部１２と、筒部１４と、接続部１３と、を有する。柱部１２は、＋Ｚ方向と平行に伸びる。筒部１４は、＋Ｚ方向と平行に伸び、柱部１２を内側に収容する。接続部１３は、＋Ｚ方向とは反対の－Ｚ方向の端部において柱部１２と筒部１４とを接続する。第１板３ａは、磁石ユニット１０の＋Ｚ方向の端部に配置される。
　これにより、磁性流体５が環状に配置されるので、磁性流体５、第１板３ａおよび第２板３ｂで密閉された気体室６が形成される。磁性板８がＺ方向に変位すると、気体室６の圧力が変化して、復元力が発生する。これにより、支持装置１は、Ｚ方向に対して大きな支持力を発揮することができる。
　磁性板８は、貫通孔８ｈを有する。＋Ｚ方向から見て、柱部１２の外形と貫通孔８ｈの外形とが略一致する。
　＋Ｚ方向から見て、磁石ユニット１０の外形と磁性板８の外形とが略一致する。
　磁性板８がＸＹ方向に変位すると、エッジ効果により、磁性板８の中心軸と磁石ユニット１０の中心軸とを一致させようとする復元力が発生する。これにより、支持装置１は、ＸＹ方向に対する支持力を発揮することができる。
　磁石ユニット１０は、柱部１２に配置され＋Ｚ方向に分極する永久磁石１５を有する。
　これにより、永久磁石１５の形状が単純になり、永久磁石１５の製造コストが抑制される。
　磁石ユニット１０は、＋Ｚ方向と平行な対称軸に関する軸対称形状である。
　磁性板８がθ方向に回転しても、エッジ効果による復元力が発生しない。磁性板８は、θ方向に回転自由である。したがって、支持装置１は、アキシャル軸受として利用可能である。
　第１の実施形態の第１変形例について説明する。
　図５は、第１の実施形態の第１変形例の支持装置の側面断面図である。図５は、図２のＩ－Ｉ線に相当する部分における断面図である。第１変形例の支持装置１ａは、永久磁石１５に代えて励磁コイル１７を有する点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点についての第１変形例の説明は省略される。
　支持装置１ａは、励磁コイル１７を有する。励磁コイル１７は、柱部１２の周囲に巻回される。励磁コイル１７に通電すると、磁石ユニット１０は電磁石として機能する。励磁コイル１７は、接続部１３に当接する。これにより、励磁コイル１７の熱が磁石ユニット１０に伝達されて外部に放出される。励磁コイル１７は、第１板３ａに当接しない。これにより、励磁コイル１７から磁性流体５への熱影響が抑制される。
　励磁コイル１７の電流量を変化させると、磁石ユニット１０の磁力が変化する。これにより、磁性流体５の配向強さが変化するので、磁性流体５の復元力が変化する。したがって、励磁コイル１７の電流量を調整することにより、支持対象物に合せて支持装置１の支持力を調整することができる。支持力の異なる複数種類の支持装置１ａを製造する必要がないので、製造コストが抑制される。
　支持装置１ａの支持力を変化させると、支持対象物を含めた振動系の固有振動数が変化する。励磁コイル１７の電流量を調整することにより、固有振動数を調整することができる。例えば、固有振動数は、支持対象物で発生する振動の振動数と一致しないようにチューニングされる（制振効果）。例えば、固有振動数は、支持対象物に伝達される振動の振動数より低くなるようにチューニングされる。このとき、固有振動数が小さいほど、免振効果が大きくなる。これにより、支持装置１は、免振装置として機能する。支持力の異なる複数種類の支持装置１ａを製造する必要がないので、製造コストが抑制される。
　第１の実施形態の第２変形例について説明する。
　図６は、第１の実施形態の第２変形例の支持装置の側面断面図である。図６は、図２のＩ－Ｉ線に相当する部分における断面図である。第２変形例の支持装置１ｂは、永久磁石１５に加えて励磁コイル１７を有する点で、第１の実施形態およびその第１変形例とは異なる。第１の実施形態またはその第１変形例と同様である点についての第２変形例の説明は省略される。
　第２変形例の支持装置１ｂは、永久磁石１５に加えて励磁コイル１７を有する。これにより、多自由度に対して強い支持力および減衰効果を発揮することができる。また、励磁コイル１７の電流量を調整することにより、支持対象物に合せて支持力を調整することができる。
（第２の実施形態）
　図７は、第２の実施形態の支持装置の、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線における側面断面図である。図８は、第２の実施形態の支持装置の、第２板および磁性板を記載しない平面図である。第２の実施形態の支持装置２０１は、磁石ユニット２１０が非軸対称形状である点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点についての第２の実施形態の説明は省略される。
　支持装置２０１の磁石ユニット２１０は、Ｚ方向に平行な支持装置２０１の中心軸に対して非軸対称形状である。磁石ユニット２１０は、柱部２１２と、筒部２１４と、接続部２１３と、を有する。
　柱部２１２は、四角柱状に形成される。図８に示されるように、Ｚ方向に直交する柱部２１２の断面形状は、Ｘ方向を長手方向としＹ方向を短手方向とする長方形状である。
　筒部２１４は、四角筒状に形成される。筒部２１４は、Ｘ方向およびＹ方向の内側に柱部２１２を収容する。
　第１板２０３ａおよび第２板２０３ｂの外形は、Ｘ方向を長手方向としＹ方向を短手方向とする長方形状である。
　磁性板２０８は、四角板状に形成される。磁性板２０８は、Ｘ方向およびＹ方向の中央に貫通孔２０８ｈを有する。Ｚ方向から見て、貫通孔２０８ｈの形状は、Ｘ方向を長手方向としＹ方向を短手方向とする長方形状である。
　Ｚ方向から見て、磁石ユニット２１０の外形と磁性板２０８の外形とが略一致する。磁石ユニット２１０の外形および磁性板２０８の外形は、ともに長方形状である。それぞれの長手方向の長さが同等であり、それぞれの短手方向の長さが同等である。Ｚ方向から見て、柱部２１２の外形と貫通孔２０８ｈの外形とが略一致する。柱部２１２の外形および貫通孔２０８ｈの外形は、ともに長方形状である。それぞれの長手方向の長さが同等であり、それぞれの短手方向の長さが同等である。これらにより、支持装置２０１は、ＸＹ方向において磁性板２０８の中心軸と磁石ユニット２１０の中心軸とを一致させようとするエッジ効果を発揮する。
　支持装置２０１の支持対象物から磁性板２０８に対して、磁性板２０８が傾く方向の外力が作用する場合がある。第１の実施形態と同様に、支持装置２０１は、磁性板２０８が傾く方向に対して支持力を発揮する。特に、Ｘ軸を中心に磁性板２０８が傾く場合には、磁性板２０８のＹ方向の端部が、Ｚ方向に大きく変位する。これにより、磁性流体２０５が大きく変形して、大きな復元力を発揮する。そこで、支持対象物が傾きやすい方向をＹ方向に一致させて、支持対象物を支持することが望ましい。これにより、支持装置２０１は、傾きやすい支持対象物に対して大きな支持力を発揮することができる。
　支持対象物から磁性板２０８に対してＸＹ方向の外力が作用する場合がある。磁性板２０８がＸＹ方向に移動すると、磁性板２０８の中心軸が磁石ユニット２１０の中心軸からＸＹ方向にずれる。磁性板２０８のエッジが磁石ユニット２１０のエッジからＸＹ方向にずれる。前述されたエッジ効果により、磁性板８の中心軸と磁石ユニット１０の中心軸とを一致させようとする磁気吸引力が発生する。このエッジ効果による復元力により、支持装置１は、ＸＹ方向に対して支持力を発揮する。
　支持対象物から磁性板２０８に対してθ方向の外力が作用する場合がある。前述されたように、磁性板２０８の外形および磁石ユニット２１０の外形は、ともに長方形状である。そのため、磁性板２０８がθ方向に回転すると、磁性板２０８のエッジが磁石ユニット２１０のエッジからずれる。前述されたエッジ効果により、磁性板２０８のエッジと磁石ユニット２１０のエッジとを一致させようとする磁気吸引力が発生する。このエッジ効果による復元力により、支持装置２０１は、θ方向に対して支持力を発揮する。これにより、支持装置２０１は、６自由度の全てに対して支持力および減衰効果を発揮する。
　以上に詳述されたように、第２の実施形態の支持装置２０１は、磁石ユニット２１０が非軸対称形状である。
　磁性板２０８がθ方向に回転すると、エッジ効果による復元力が発生する。したがって、支持装置１は、θ方向に対して支持力を発揮することができる。
　前述されたように、支持装置２０１の柱部２１２は四角柱状であり、筒部２１４は四角筒状である。これに対して、柱部は四角以外の多角柱状であり、筒部は四角以外の多角筒状であってもよい。また、柱部は多角以外の非円柱状（例えば楕円柱状）であり、筒部は多角以外の非円筒状（例えば楕円筒状）であってもよい。
（第３の実施形態）
　図９は、第３の実施形態の支持ユニットの側面図であり、図１０は平面図である。支持ユニット３００は、ベース部材３５０と、支持装置３０１と、を有する。
　ベース部材３５０は、四角板状に形成される。ベース部材３５０は、＋Ｚ方向の表面に配置される支持対象物Ｂを支持する。
　支持装置３０１は、前述された実施形態またはその変形例の支持装置１，１ａ，１ｂ，２０１である。支持装置３０１は、ベース部材３５０の－Ｚ方向の表面に装着される。例えば、支持装置３０１の第１端部（例えば磁性板または第２板）がベース部材３５０に装着され、支持装置３０１の第２端部（例えば磁石ユニット）が外部（例えば地面）に固定される。支持装置３０１の中心軸がベース部材３５０の表面に対して直交するように、支持装置３０１がベース部材３５０に装着される。複数の支持装置３０１が、Ｘ方向およびＹ方向に離れて配置される。図１０の例では、４個の支持装置３０１が、ベース部材３５０の四隅に配置される。
　支持装置３０１が第１の実施形態またはその変形例の支持装置１，１ａ，１ｂである場合に、支持装置３０１はθ方向を除く各方向に対して支持力を発揮する。支持ユニット３００は複数の支持装置３０１を有するので、θ方向を含む全方向に対して支持力を発揮する。したがって、支持ユニット３００は、多自由度に対して支持力および減衰効果を発揮することができる。
　第３の実施形態の変形例について説明する。
　図１１は、第３の実施形態の変形例の支持ユニットの側面図であり、図１２は平面図である。変形例の支持ユニット３００ａは、第１角度調整部材３４１を有する点で、第３の実施形態とは異なる。第３の実施形態と同様である点についての変形例の説明は省略される。
　支持装置３０１の中心軸がベース部材３５０の表面に対して直角以外の角度で交差するように、支持装置３０１がベース部材３５０に対して傾いた状態で配置される。図１１および図１２の例では、複数の支持装置３０１の中心軸が支持対象物Ｂの中心点付近を通るように、支持装置３０１が配置される。
　第１角度調整部材３４１は、ベース部材３５０に対する支持装置３０１の装着角度を調整する。例えば、第１角度調整部材３４１は三角柱状に形成される。第１角度調整部材３４１の外周の一面がベース部材３５０に装着され、他の一面が支持装置３０１に装着される。これにより、支持装置３０１が傾いた状態でベース部材３５０に装着される。
　第２角度調整部材３４２は、外部に対する支持装置３０１の装着角度を調整する。
　前述された実施形態またはその変形例の支持装置１，１ａ，１ｂ，２０１は、Ｚ方向に直交する方向に比べて、Ｚ方向に対して大きな支持力を発揮する。図９および図１０に示される第３の実施形態の支持ユニット３００では、Ｚ方向の支持力とＸＹ方向の支持力とが異なる。
　これに対して、変形例の支持ユニット３００ａは、ベース部材３５０に対する支持装置３０１の装着角度を調整する第１角度調整部材３４１を有する。これにより、支持ユニット３００の各方向の支持力を調整することができる。例えば、支持対象物Ｂで振動が発生する場合または支持対象物Ｂに振動が伝達される場合に、その振動方向に対する支持ユニット３００ａの支持力を大きくする。また、角度の異なる複数種類の第１角度調整部材３４１を用意することで、支持ユニット３００の各方向の支持力を調整することができる。大きな支持力を発揮する方向の異なる複数種類の支持装置３０１を製造する必要がないので、製造コストを抑制することができる。
　前述された第３の実施形態およびその変形例では、支持装置３０１の第１端部がベース部材３５０に装着され、第２端部が外部（例えば地面）に固定される。第２端部が固定される外部は、天井であってもよい。この場合、支持ユニット３００，３００ａは、支持対象物Ｂを吊り下げ支持する。また、第２端部が固定される外部は、搬送装置や車両の荷台であってもよい。
　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、磁石ユニット１０と、第１板３ａと、第２板３ｂと、磁性板８と、磁性流体５と、を持つ。これにより、支持装置１は、多自由度に対して支持力および減衰効果を発揮することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　１，１ａ，１ｂ，２０１，３０１…支持装置、３ａ…第１板（第１部材）、３ｂ…第２板（第２部材）、５…磁性流体、６…気体室、８…磁性板（磁性部材）、８ｈ…貫通孔、１０，２１０…磁石ユニット、１２…柱部、１３…接続部、１４…筒部、３００，３００ａ…支持ユニット、３４１…第１角度調整部材（角度調整部材）、３５０…ベース部材。

Claims (10)

  1. 　磁力を発生する磁石ユニットと、
    　非磁性材料で形成され、磁石ユニットの第１方向に配置される第１部材と、
    　非磁性材料で形成され、前記第１部材の前記第１方向に配置される第２部材と、
    　磁性材料で形成され、前記第２部材の前記第１方向に配置される磁性部材と、
    　前記第１部材と前記第２部材との間に配置される磁性流体と、を有する、
    　支持装置。
  2. 　前記磁石ユニットは、
    　　前記第１方向と平行に伸びる柱部と、
    　　前記第１方向と平行に伸び前記柱部を内側に収容する筒部と、
    　　前記第１方向とは反対の第２方向の端部において前記柱部と前記筒部とを接続する接続部と、
    　を有し、
    　前記第１部材は、前記磁石ユニットの前記第１方向の端部に配置される、
    　請求項１に記載の支持装置。
  3. 　前記磁性部材は、貫通孔を有し、
    　前記第１方向から見て、前記柱部の外形と前記貫通孔の外形とが略一致する、
    　請求項２に記載の支持装置。
  4. 　前記第１方向から見て、前記磁石ユニットの外形と前記磁性部材の外形とが略一致する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の支持装置。
  5. 　前記磁石ユニットは、前記柱部に配置され前記第１方向に分極する永久磁石を有する、
    　請求項２または３に記載の支持装置。
  6. 　前記磁石ユニットは、励磁コイルを有する、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の支持装置。
  7. 　前記磁石ユニットは、前記第１方向と平行な対称軸に関する軸対称形状である、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の支持装置。
  8. 　前記磁石ユニットは、非軸対称形状である、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の支持装置。
  9. 　支持対象物を支持するベース部材と、
    　前記ベース部材に装着された複数の、請求項１から８のいずれか１項に記載の支持装置と、を有する、
    　支持ユニット。
  10. 　前記ベース部材に対する前記支持装置の装着角度を調整する角度調整部材を有する、
    　請求項９に記載の支持ユニット。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7027507B1 (ja) * 2020-11-10 2022-03-01 東芝エレベータ株式会社 レール設置支援装置、レール設置支援方法、レール設置支援システムおよびレール設置支援プログラム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59183554U (ja) * 1983-05-25 1984-12-06 三井造船株式会社 防振支持装置
JPS61109910A (ja) * 1984-11-02 1986-05-28 Inoue Japax Res Inc 磁気支持装置
JPH0341210A (ja) * 1989-07-06 1991-02-21 Fujitsu Ltd マイクロ軸受機構
JPH06185527A (ja) 1992-12-18 1994-07-05 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁性流体軸受装置
JP2006242363A (ja) 2005-03-07 2006-09-14 Ntn Corp 動圧軸受装置
WO2013153741A1 (ja) 2012-04-11 2013-10-17 ソニー株式会社 スピーカーユニット
JP2014134238A (ja) 2013-01-09 2014-07-24 Nsk Ltd 回転機構、搬送装置および半導体製造装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9003343U1 (de) * 1990-03-21 1990-05-23 Herion-Werke GmbH & Co. KG, 70736 Fellbach Vergußgekapselte Vorrichtung
DE4305132C1 (de) * 1993-02-19 1994-04-21 Uwe E Dr Dorka Reibungsdämpfer zur Sicherung von Tragwerken gegen dynamische Einwirkungen
US5492312A (en) * 1995-04-17 1996-02-20 Lord Corporation Multi-degree of freedom magnetorheological devices and system for using same
DE19717692A1 (de) * 1997-04-26 1998-10-29 Schenck Ag Carl Feder-Massen-Schwingkraftkoppler
US6202806B1 (en) * 1997-10-29 2001-03-20 Lord Corporation Controllable device having a matrix medium retaining structure
DE10104524A1 (de) * 2001-01-31 2002-08-22 Schuessler Gmbh & Co Kg Verstellvorrichtung
JP4528974B2 (ja) * 2005-11-25 2010-08-25 国立大学法人 千葉大学 振動抑制装置
CA2637511C (en) * 2006-02-09 2012-05-22 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fluid damper
JP2008202779A (ja) * 2007-01-25 2008-09-04 Tokai Rubber Ind Ltd 流体封入式エンジンマウント
CN101324257B (zh) * 2008-07-11 2010-04-07 重庆大学 基于磁流变弹性元件与阻尼元件耦合作用的可控隔振器
EP3425648B1 (en) * 2016-03-03 2020-07-29 Nachi-Fujikoshi Corp. Solenoid
CN205780494U (zh) * 2016-05-06 2016-12-07 上海交通大学 磁粒子驱动吸振系统
JP6608050B2 (ja) * 2016-05-17 2019-11-20 本田技研工業株式会社 能動型振動制御装置
JP6778239B2 (ja) * 2018-10-05 2020-10-28 本田技研工業株式会社 マウントブッシュ
JP6778238B2 (ja) * 2018-10-05 2020-10-28 本田技研工業株式会社 マウントブッシュ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59183554U (ja) * 1983-05-25 1984-12-06 三井造船株式会社 防振支持装置
JPS61109910A (ja) * 1984-11-02 1986-05-28 Inoue Japax Res Inc 磁気支持装置
JPH0341210A (ja) * 1989-07-06 1991-02-21 Fujitsu Ltd マイクロ軸受機構
JPH06185527A (ja) 1992-12-18 1994-07-05 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁性流体軸受装置
JP2006242363A (ja) 2005-03-07 2006-09-14 Ntn Corp 動圧軸受装置
WO2013153741A1 (ja) 2012-04-11 2013-10-17 ソニー株式会社 スピーカーユニット
JP2014134238A (ja) 2013-01-09 2014-07-24 Nsk Ltd 回転機構、搬送装置および半導体製造装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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