JP3570204B2

JP3570204B2 - イナーシャダンパ

Info

Publication number: JP3570204B2
Application number: JP04619298A
Authority: JP
Inventors: 善美今本
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: JPH11230255A

Description

【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１０３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１０１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１０４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３１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

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、
慣性体は、磁石と磁性体から構成されると共に、
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。
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。
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。
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。