WO2013129162A1 - 磁気粘性流体緩衝器 - Google Patents

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WO2013129162A1
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WO
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piston
magnetorheological fluid
piston rod
stopper
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PCT/JP2013/053866
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓司 斎藤
中村 和久
崇志 寺岡
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カヤバ工業株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/53Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/3207Constructional features
    • F16F9/3214Constructional features of pistons

Definitions

  • the present invention relates to a magnetorheological fluid shock absorber using a magnetorheological fluid whose apparent viscosity changes due to the action of a magnetic field.
  • Some shock absorbers mounted on vehicles such as automobiles change the damping force by applying a magnetic field to a flow path through which the magnetorheological fluid passes to change the apparent viscosity of the magnetorheological fluid.
  • JP2008-175364A when a piston assembly including a piston core having a coil wound around its outer periphery and a piston ring disposed on the outer periphery of the piston core slides in the cylinder, A magnetorheological fluid damper is disclosed in which a magnetorheological fluid passes through a flow path formed in the above.
  • a pair of plates that clamp the piston ring in the axial direction are provided in order to place the piston ring in a predetermined position with respect to the piston core. It is fixed by fastening. As described above, since the piston ring is sandwiched and fixed from both ends by the plate and the nut, the total length of the piston assembly is increased, and the stroke length of the piston assembly may be decreased.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to shorten the overall length of the piston of the magnetorheological fluid shock absorber.
  • a cylinder in which a magnetorheological fluid whose viscosity is changed by the action of a magnetic field is enclosed, and a slidable arrangement in the cylinder, and a pair of fluid chambers are defined in the cylinder.
  • a magnetorheological fluid shock absorber comprising a piston and a piston rod connected to the piston and extending to the outside of the cylinder.
  • the piston is attached to an end portion of the piston rod, and a flux core that surrounds the outer periphery of the piston core with a coil provided on the outer periphery and forms a flow path of the magnetorheological fluid between the piston core.
  • a plate that is annularly formed and disposed on the outer periphery of the piston rod and is attached to one end of the flux ring; and an axial position relative to the piston rod is defined between the plate and the plate.
  • a stopper for sandwiching.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a magnetorheological fluid shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a left side view of the piston in FIG.
  • FIG. 3 is a right side view of the piston in FIG. 1.
  • the magnetorheological fluid shock absorber 100 is a damper whose damping coefficient can be changed by using a magnetorheological fluid whose viscosity is changed by the action of a magnetic field.
  • the magnetorheological fluid shock absorber 100 includes a cylinder 10 in which a magnetorheological fluid is sealed, a piston 20 that is slidably disposed in the cylinder 10, and a piston 20 that is connected to the piston 20 and extends to the outside of the cylinder 10.
  • a piston rod 21 is a piston rod 21.
  • the cylinder 10 is formed in a bottomed cylindrical shape.
  • the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 10 has an apparent viscosity that is changed by the action of a magnetic field, and is a liquid in which fine particles having ferromagnetism are dispersed in a liquid such as oil.
  • the viscosity of the magnetorheological fluid changes according to the strength of the applied magnetic field, and returns to its original state when the magnetic field is no longer affected.
  • the piston 20 defines a fluid chamber 11 and a fluid chamber 12 in the cylinder 10.
  • the piston 20 has an annular flow path 22 that allows the magnetorheological fluid to move between the fluid chamber 11 and the fluid chamber 12.
  • the piston 20 can slide in the cylinder 10 when the magnetorheological fluid passes through the flow path 22.
  • the configuration of the piston 20 will be described later in detail.
  • the piston rod 21 is formed coaxially with the piston 20.
  • the piston rod 21 has one end 21 a fixed to the piston 20 and the other end 21 b extending to the outside of the cylinder 10.
  • the piston rod 21 is formed in a bottomed cylindrical shape in which one end 21a is opened and the other end 21b is closed.
  • a pair of wires (not shown) for supplying a current to a coil 33a of the piston 20 described later is passed through the inner periphery 21c of the piston rod 21.
  • an annular shape formed in a shape corresponding to the outer shape of the C ring 51 corresponding to a position where a male screw 21 d screwed with the piston 20 and a C ring 51 described later is provided.
  • a groove 21e is provided.
  • the piston 20 is attached to the end of the piston rod 21 and has a piston core 30 provided with a coil 33 a on the outer periphery thereof, and surrounds the outer periphery of the piston core 30 to form a magnetic viscous fluid flow path 22 between the piston core 30.
  • the piston 20 is formed in an annular shape, is disposed on the outer periphery of the piston rod 21 and is attached to one end 35 a of the flux ring 35, and an axial position is defined between the piston rod 21 and the piston core 30.
  • the stopper 50 which clamps the plate 40, and the C ring 51 as a retaining ring which is fitted to the inner periphery of the stopper 50 and fixes the stopper 50 in an axial direction are provided.
  • the piston core 30 includes a first core 31 attached to the end of the piston rod 21, a coil assembly 33 provided with a coil 33 a on the outer periphery, and a second core 32 that sandwiches the coil assembly 33 between the first core 31. And a pair of bolts 30a as fastening members for fastening the second core 32 and the coil assembly 33 to the first core 31.
  • the first core 31 has a large-diameter portion 31a whose outer periphery faces the inner periphery of the flux ring 35, a small-diameter portion 31b that has a smaller diameter than the large-diameter portion 31a, and a through-hole 31c that penetrates the center in the axial direction. And have.
  • the large diameter part 31a is formed in a cylindrical shape.
  • the outer periphery of the large diameter portion 31a faces the flow path 22 through which the magnetorheological fluid passes.
  • the large diameter portion 31 a contacts the coil assembly 33.
  • a cylindrical portion 33b of a coil assembly 33 to be described later is inserted and fitted into the through hole 31c of the large diameter portion 31a.
  • the large-diameter portion 31a is formed with a pair of female screws 30b into which the bolts 30a are screwed.
  • the small diameter portion 31b is formed coaxially with the large diameter portion 31a.
  • the small diameter portion 31b is formed in a cylindrical shape protruding in the axial direction from the flux ring 35.
  • a female screw 31d that is screwed with the male screw 21d of the piston rod 21 is formed.
  • the piston core 30 is fastened to the piston rod 21 by screwing the male screw 21d and the female screw 31d.
  • An annular step portion 31e is formed on the outer periphery of the end portion continuous to the large diameter portion 31a of the small diameter portion 31b.
  • the step portion 31 e is for the plate 40 to come into contact with the stopper 50 and sandwich the plate 40 therebetween.
  • the second core 32 includes a large-diameter portion 32a whose outer periphery faces the inner periphery of the flux ring 35, a small-diameter portion 32b formed at one end of the large-diameter portion 32a with a smaller diameter than the large-diameter portion 32a, and a bolt 30a. It has a through-hole 32c that penetrates, and a deep-sinking portion 32d that engages with the head of the bolt 30a.
  • the large diameter portion 32a is formed in a cylindrical shape.
  • the large diameter portion 32 a is formed to have the same diameter as the large diameter portion 31 a of the first core 31.
  • the outer periphery of the large-diameter portion 32a faces the flow path 22 through which the magnetorheological fluid passes.
  • the large diameter portion 32 a is formed so that the end surface facing the fluid chamber 12 is flush with the other end 35 b of the flux ring 35.
  • the small diameter portion 32b is formed in a cylindrical shape coaxial with the large diameter portion 32a.
  • the small diameter portion 32b is formed to have the same diameter as the inner periphery of the coil mold portion 33d of the coil assembly 33 described later, and is fitted to the inner periphery of the coil mold portion 33d.
  • a pair of through holes 32c are formed penetrating the second core 32 in the axial direction.
  • the through hole 32c is formed to have a larger diameter than the diameter of the threaded portion of the bolt 30a.
  • the through hole 32c is formed so as to be coaxial with the female screw 30b of the first core 31 in a state where the piston core 30 is assembled.
  • the deep countersink portion 32d is formed at the end of the through hole 32c.
  • the deep-sinking portion 32d is formed to have a larger diameter than the through hole 32c and a larger diameter than the head of the bolt 30a.
  • the deep countersink 32d is formed to a depth that can completely accommodate the head of the bolt 30a.
  • the coil assembly 33 is formed by molding in a state where the coil 33a is inserted.
  • the coil assembly 33 includes a cylindrical portion 33b that fits in the through hole 31c of the first core 31, a flat plate portion 33c that is sandwiched between the first core 31 and the second core 32, and a coil 33a.
  • a coil mold portion 33d is formed by molding in a state where the coil 33a is inserted.
  • the coil 33a forms a magnetic field by a current supplied from the outside.
  • the strength of the magnetic field increases as the current supplied to the coil 33a increases.
  • a current is supplied to the coil 33a and a magnetic field is formed, the apparent viscosity of the magnetorheological fluid flowing through the flow path 22 changes.
  • the viscosity of the magnetorheological fluid increases as the magnetic field generated by the coil 33a increases.
  • the tip 33e of the cylindrical portion 33b is fitted to the inner periphery of the piston rod 21.
  • a pair of wires for supplying a current to the coil 33a is drawn from the tip of the cylindrical portion 33b.
  • An O-ring 34 as a sealing member is provided between the tip 33e of the cylindrical portion 33b and the one end 21a of the piston rod 21.
  • the O-ring 34 is compressed in the axial direction by the large diameter portion 31 a of the first core 31 and the piston rod 21, and is compressed in the radial direction by the tip portion 33 e of the coil assembly 33 and the piston rod 21.
  • the magnetorheological fluid that has entered between the outer periphery of the piston rod 21 and the first core 31 or between the first core 31 and the coil assembly 33 flows out to the inner periphery of the piston rod 21 and leaks out. Is prevented.
  • the flat plate portion 33c is formed in a coaxial disk shape continuously with the base end portion of the cylindrical portion 33b.
  • a pair of wires for supplying a current to the coil 33a passes through the flat plate portion 33c and the cylindrical portion 33b.
  • the flat plate portion 33c has a through hole 33f through which the bolt 30a passes.
  • the through hole 33f is formed to have the same diameter as the through hole 32c of the second core 32.
  • the through hole 33f is formed to be coaxial with the female screw 30b of the first core 31 and to be continuous with the through hole 32c in a state where the piston core 30 is assembled.
  • the coil mold part 33d is erected in an annular shape from the outer edge part of the flat plate part 33c.
  • the coil mold portion 33d is formed to protrude from the end of the coil assembly 33 opposite to the cylindrical portion 33b.
  • the coil mold part 33 d is formed to have the same diameter as the large diameter part 31 a of the first core 31.
  • the outer periphery of the coil mold portion 33d faces the flow path 22 through which the magnetorheological fluid passes.
  • a coil 33a is provided inside the coil mold portion 33d.
  • the piston core 30 is formed by being divided into three members of the first core 31, the second core 32, and the coil assembly 33. Therefore, only the coil assembly 33 provided with the coil 33a may be molded and sandwiched between the first core 31 and the second core 32. Therefore, it is easier to form the piston core 30 as compared to the case where the piston core 30 is formed as a single unit and the molding operation is performed.
  • the first core 31 is fixed to the piston rod 21, but the coil assembly 33 and the second core 32 are only fitted in the axial direction. Therefore, in the piston 20, the second core 32 and the coil assembly 33 are fixed so as to be pressed against the first core 31 by fastening a pair of bolts 30 a.
  • the bolt 30 a is inserted into the through hole 32 c of the second core 32 and the through hole 33 f of the coil assembly 33 and screwed into the female screw 30 b of the first core 31.
  • the bolt 30a presses the bottom surface of the deep-feeding portion 32d toward the first core 31 by the fastening force.
  • the coil assembly 33 is sandwiched between the second core 32 and the first core 31, and the piston core 30 is integrated.
  • the second core 32 and the coil assembly 33 are pressed and fixed to the first core 31 only by fastening the bolt 30a. Therefore, the piston core 30 can be easily assembled.
  • the flux ring 35 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the outer periphery of the flux ring 35 is formed to have substantially the same diameter as the inner periphery of the cylinder 10.
  • the inner periphery of the flux ring 35 faces the outer periphery of the piston core 30.
  • the inner periphery of the flux ring 35 is formed to have a larger diameter than the outer periphery of the piston core 30, and the flow path 22 is formed between the inner periphery of the flux ring 35 and the piston core 30.
  • the flux ring 35 is fixed to the piston core 30 via the plate 40 so as to be coaxial with the piston core 30.
  • the flux ring 35 has a small-diameter portion 35c formed on the inner periphery of one end 35a to which the plate 40 is fitted.
  • the small diameter portion 35c is formed with a small diameter as compared with other portions of the flux ring 35 so that the plate 40 fits on the outer periphery.
  • the plate 40 supports one end 35a of the flux ring 35 with respect to the piston core 30 and defines the position in the axial direction.
  • the outer periphery of the plate 40 is formed to have the same diameter as the outer periphery of the flux ring 35.
  • the plate 40 has a plurality of flow paths 22 a that are through holes communicating with the flow paths 22.
  • the flow path 22a is formed in a circular shape and is arranged in an annular shape at equal intervals.
  • a through hole 40a into which the small diameter portion 31b of the first core 31 is fitted is formed in the inner periphery of the plate 40.
  • the plate 40 is ensured to be coaxial with the first core 31 by fitting the small diameter portion 31b into the through hole 40a.
  • annular flange 40b that fits into the small diameter portion 35c of the one end 35a of the flux ring 35 is formed.
  • the flange portion 40 b is formed to protrude toward the flux ring 35.
  • the collar part 40b is fixed by brazing with the small diameter part 35c. Instead of brazing, the plate 40 and the flux ring 35 may be fixed by welding or fastening.
  • the plate 40 is clamped by being pressed against the stopper 50 by the fastening force of the piston core 30 with respect to the piston rod 21. Thereby, the position of the axial direction with respect to the piston core 30 of the flux ring 35 fixed to the plate 40 will be prescribed
  • the stopper 50 is formed in a substantially cylindrical shape and is fitted to the outer periphery of the small diameter portion 31b of the first core 31.
  • the stopper 50 is in contact with the plate 40 at the tip 50a.
  • the stopper 50 has a large-diameter portion 50c that fits on the outer periphery of the small-diameter portion 31b on the inner periphery of the tip portion 50a.
  • the stopper 50 has a tapered portion 50d formed in a tapered shape whose diameter is increased toward the end surface on the inner peripheral surface of the base end portion 50b.
  • the large diameter portion 50 c is formed facing the plate 40.
  • the large diameter portion 50 c is formed with an inner diameter that is substantially the same as the outer diameter of the plate 40.
  • the end surface of the distal end portion 50 a of the large diameter portion 50 c is formed in parallel with the end surface of the plate 40 and is in surface contact with the plate 40.
  • the taper portion 50d is in contact with the C ring 51. In a state where the taper portion 50 d is in contact with the C ring 51, the stopper 50 can no longer move in the axial direction toward the other end 21 b of the piston rod 21.
  • the C ring 51 is a ring formed in a circular cross section.
  • the C-ring 51 is formed in a C-shaped ring shape with a part of the circumference opening.
  • the C-ring 51 is fitted into the annular groove 21e by a force that tends to shrink to the inner periphery.
  • the C ring 51 abuts on the tapered portion 50d of the stopper 50 and defines the axial position of the proximal end portion 50b of the stopper 50.
  • the plate 40 attached to the one end 35a of the flux ring 35 includes the piston core 30 attached to the end of the piston rod 21 and the stopper 50 whose axial position is defined with respect to the piston rod 21. It is pinched. Thereby, the flux ring 35 is fixed to the piston core 30 in the axial direction. Therefore, it is not necessary to provide another member protruding in the axial direction from the other end 35b of the flux ring 35 in order to define the axial position of the flux ring 35. Therefore, the total length of the piston 20 of the magnetorheological fluid shock absorber 100 can be shortened.
  • the piston core 30 is assembled.
  • the coil assembly 33 is attached to the first core 31.
  • the cylindrical portion 33b of the coil assembly 33 is inserted into the through hole 31c of the first core 31 from the large diameter portion 31a side, and a pair of wires for supplying current to the coil 33a is connected to the small diameter portion 31b side of the through hole 31c of the first core 31. Pull out from.
  • the second core 32 is attached to the coil assembly 33. It attaches so that the small diameter part 32b of the 2nd core 32 may fit in the inner periphery of the coil mold part 33d of the coil assembly 33.
  • the pair of bolts 30 a is screwed into the female screw 31 d of the first core 31.
  • the assembly of the piston core 30 is completed.
  • the flux ring 35 and the plate 40 are assembled together. Specifically, the flange portion 40b of the plate 40 is fitted to the small diameter portion 35c of the flux ring 35, and brazing is performed.
  • the plate 40 assembled integrally with the flux ring 35 is assembled to the piston core 30. Specifically, the plate 40 is fitted on the outer periphery of the small diameter portion 31 b of the first core 31 of the piston core 30 and brought into contact with the step portion 31 e of the first core 31. In this state, the plate 40 is only in contact with the stepped portion 31e and is not fixed in the axial direction.
  • the piston rod 21 and the stopper 50 are assembled.
  • the C ring 51 is fitted into the annular groove 21 e of the piston rod 21.
  • the stopper 50 is fitted from one end 21 a of the piston rod 21.
  • the C-ring 51 comes into contact with the tapered portion 50d of the inner peripheral surface of the base end portion 50b, and the axial position is defined.
  • piston rod 21 and the piston core 30 are assembled. Specifically, the internal thread 31 d of the first core 31 of the piston core 30 and the external thread 21 d of the piston rod 21 are screwed together. At this time, an O-ring 34 is inserted in advance between the tip 33e of the piston rod 21 and the one end 21a of the piston rod 21.
  • the piston core 30 When the piston core 30 is rotated with respect to the piston rod 21, the piston core 30 is assembled in advance between the step portion 31 e of the first core 31 of the piston core 30 and the tip portion 50 a of the stopper 50. The old plate 40 is clamped. Thereby, the assembly of the piston 20 is completed.
  • the plate 40 is pressed against the stopper 50 and fixed by the fastening force of the first core 31 of the piston core 30 to the piston rod 21. Therefore, the piston 20 can be easily assembled only by fastening the piston core 30 to the piston rod 21. Moreover, since each member of piston 20 can be firmly fixed by the fastening force of piston core 30, rotation of each member is prevented and vibration is suppressed.
  • the piston 20 is divided into three members including a first core 31, a second core 32, and a coil assembly 33.
  • first core 31 and the coil assembly 33 may be integrally formed as two members, or the second core 32 and the coil assembly 33 may be integrally formed as two members. Good.
  • first core 31 is fastened to the piston rod 21 so that the plate 40 is sandwiched between the stopper 50, and then the coil assembly 33 and the second core 32 are connected. It is also possible to assemble and fasten with bolts 30a.
  • the plate 40 attached to one end 35 a of the flux ring 35 is sandwiched between a piston core 30 attached to the end of the piston rod 21 and a stopper 50 whose position in the axial direction is defined with respect to the piston rod 21.
  • the flux ring 35 is fixed to the piston core 30 in the axial direction. Therefore, it is not necessary to provide another member protruding in the axial direction from the other end 35b of the flux ring 35 in order to define the axial position of the flux ring 35. Therefore, the total length of the piston 20 of the magnetorheological fluid shock absorber 100 can be shortened.
  • the piston core 30 is formed by being divided into three members of a first core 31, a second core 32, and a coil assembly 33. Therefore, only the coil assembly 33 provided with the coil 33a may be molded and sandwiched between the first core 31 and the second core 32. Therefore, it is easier to form the piston core 30 as compared to the case where the piston core 30 is formed as a single unit and the molding operation is performed.
  • the plate 40 to which the flux ring 35 is fixed integrally is pressed against the stopper 50 by the fastening force of the first core 31 of the piston core 30 to the piston rod 21 and fixed. Therefore, the piston 20 can be easily assembled only by fastening the piston core 30 to the piston rod 21.
  • a pair of wires for supplying a current to the coil 33a passes through the inner periphery of the piston rod 21. Therefore, it is possible to eliminate the ground for allowing the current applied to the coil 33a to escape to the outside.
  • only one wire for applying a current to the coil 33a may pass through the inside of the piston rod 21 and be grounded to the outside through the piston rod 21 itself.

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Abstract

 磁気粘性流体緩衝器は、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダ内に摺動自在に配置されるピストンを備える。前記ピストンは、前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、外周にコイルが設けられるピストンコアと、前記ピストンコアの外周を取り囲み、前記ピストンコアとの間に磁気粘性流体の流路を形成するフラックスリングと、環状に形成されて前記ピストンロッドの外周に配置され、前記フラックスリングの一端に取り付けられるプレートと、前記ピストンロッドに対して軸方向の位置が規定され、前記ピストンコアとの間に前記プレートを挟持するストッパと、を備える。

Description

磁気粘性流体緩衝器
 本発明は、磁界の作用によって見かけの粘性が変化する磁気粘性流体を利用した磁気粘性流体緩衝器に関するものである。
 自動車等の車両に搭載される緩衝器として、磁気粘性流体が通過する流路に磁界を作用させ、磁気粘性流体の見かけの粘性を変化させることによって、減衰力を変化させるものがある。JP2008-175364Aには、外周にコイルが巻回されたピストンコアとピストンコアの外周に配置されたピストンリングとを備えるピストンアッシーがシリンダ内を摺動する際に、ピストンコアとピストンリングとの間に形成された流路を磁気粘性流体が通過する磁気粘性流体緩衝器が開示されている。
 しかしながら、JP2008-175364Aの磁気粘性流体緩衝器では、ピストンコアに対してピストンリングを所定位置に配置するために、ピストンリングを軸方向に挟持する一対のプレートが設けられ、各々のプレートをナットの締結によって固定している。このように、ピストンリングを両端からプレートとナットとで挟み込んで固定する構成であるため、ピストンアッシーの全長が長くなり、ピストンアッシーのストローク長さが短くなるおそれがあった。
 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気粘性流体緩衝器のピストンの全長を短くすることを目的とする。
 本発明のある態様によれば、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に配置され、前記シリンダ内に一対の流体室を画成するピストンと、前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延在するピストンロッドと、を備える磁気粘性流体緩衝器が提供される。前記ピストンは、前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、外周にコイルが設けられるピストンコアと、前記ピストンコアの外周を取り囲み、前記ピストンコアとの間に磁気粘性流体の流路を形成するフラックスリングと、環状に形成されて前記ピストンロッドの外周に配置され、前記フラックスリングの一端に取り付けられるプレートと、前記ピストンロッドに対して軸方向の位置が規定され、前記ピストンコアとの間に前記プレートを挟持するストッパと、を備える。
 本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器の正面の断面図である。 図2は、図1におけるピストンの左側面図である。 図3は、図1におけるピストンの右側面図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
 まず、図1を参照して、本発明の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器100の全体構成について説明する。
 磁気粘性流体緩衝器100は、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体を用いることで減衰係数が変化可能なダンパである。磁気粘性流体緩衝器100は、内部に磁気粘性流体が封入されるシリンダ10と、シリンダ10内に摺動自在に配置されるピストン20と、ピストン20に連結されてシリンダ10の外部へ延在するピストンロッド21とを備える。
 シリンダ10は、有底円筒状に形成される。シリンダ10内に封入される磁気粘性流体は、磁界の作用によって見かけの粘性が変化するものであり、油等の液体中に強磁性を有する微粒子を分散させた液体である。磁気粘性流体の粘性は、作用する磁界の強さに応じて変化し、磁界の影響がなくなると元の状態に戻る。
 ピストン20は、シリンダ10内に流体室11と流体室12とを画成する。ピストン20は、流体室11と流体室12との間で磁気粘性流体を移動可能とする環状の流路22を有する。ピストン20は、流路22を磁気粘性流体が通過することで、シリンダ10内を摺動することが可能である。ピストン20の構成については、後で詳細に説明する。
 ピストンロッド21は、ピストン20と同軸に形成される。ピストンロッド21は、一端21aがピストン20に固定され、他端21bがシリンダ10の外部に延出する。ピストンロッド21は、一端21aが開口して他端21bが閉塞される有底円筒状に形成される。ピストンロッド21の内周21cには、後述するピストン20のコイル33aに電流を供給する一対の配線(図示省略)が通される。ピストンロッド21の一端21a近傍の外周には、ピストン20と螺合する雄ねじ21dと、後述するCリング51が設けられる位置に対応して、Cリング51の外形に対応した形状に形成される環状溝21eとが設けられる。
 次に、図1から図3を参照して、ピストン20の構成について説明する。
 ピストン20は、ピストンロッド21の端部に取り付けられて外周にコイル33aが設けられるピストンコア30と、ピストンコア30の外周を取り囲みピストンコア30との間に磁気粘性流体の流路22を形成するフラックスリング35とを備える。ピストン20は、環状に形成されてピストンロッド21の外周に配置されフラックスリング35の一端35aに取り付けられるプレート40と、ピストンロッド21に対して軸方向の位置が規定されピストンコア30との間にプレート40を挟持するストッパ50と、ストッパ50の内周に嵌められてストッパ50を軸方向に固定する止め輪としてのCリング51とを備える。
 ピストンコア30は、ピストンロッド21の端部に取り付けられる第一コア31と、コイル33aが外周に設けられるコイルアセンブリ33と、第一コア31との間にコイルアセンブリ33を挟持する第二コア32と、第二コア32とコイルアセンブリ33とを第一コア31に締結する締結部材としての一対のボルト30aとを備える。
 第一コア31は、外周がフラックスリング35の内周に臨む大径部31aと、大径部31aと比較して小径に形成される小径部31bと、中心を軸方向に貫通する貫通孔31cとを有する。
 大径部31aは、円筒状に形成される。大径部31aの外周は、磁気粘性流体が通過する流路22に臨む。大径部31aは、コイルアセンブリ33と当接する。大径部31aの貫通孔31cには、後述するコイルアセンブリ33の円筒部33bが挿入されて嵌合する。大径部31aには、ボルト30aが螺合する一対の雌ねじ30bが形成される。
 小径部31bは、大径部31aに連続して同軸に形成される。小径部31bは、フラックスリング35から軸方向に突出する円筒状に形成される。小径部31bの内周には、ピストンロッド21の雄ねじ21dと螺合する雌ねじ31dが形成される。ピストンコア30は、雄ねじ21dと雌ねじ31dとの螺合によってピストンロッド21に締結される。
 小径部31bの大径部31aに連続する端部の外周には、環状の段部31eが形成される。段部31eは、プレート40が当接し、ストッパ50との間にプレート40を挟持するものである。
 第二コア32は、外周がフラックスリング35の内周に臨む大径部32aと、大径部32aの一端に大径部32aと比較して小径に形成される小径部32bと、ボルト30aが貫通する貫通孔32cと、ボルト30aの頭部が係合する深座繰り部32dとを有する。
 大径部32aは、円柱状に形成される。大径部32aは、第一コア31の大径部31aと同径に形成される。大径部32aの外周は、磁気粘性流体が通過する流路22に臨む。大径部32aは、流体室12に臨む端面がフラックスリング35の他端35bと面一となるように形成される。
 小径部32bは、大径部32aと同軸の円柱状に形成される。小径部32bは、後述するコイルアセンブリ33のコイルモールド部33dの内周と同径に形成され、コイルモールド部33dの内周に嵌められる。
 貫通孔32cは、第二コア32を軸方向に貫通して一対形成される。貫通孔32cは、ボルト30aの螺合部の径と比較して大径に形成される。貫通孔32cは、ピストンコア30が組み立てられた状態で、第一コア31の雌ねじ30bと同軸となるように形成される。
 深座繰り部32dは、貫通孔32cの端部に形成される。深座繰り部32dは、貫通孔32cと比較して大径に、かつボルト30aの頭部と比較して大径に形成される。深座繰り部32dは、ボルト30aの頭部を完全に収容可能な深さに形成される。貫通孔32cを挿通するボルト30aが第一コア31の雌ねじ31dに螺合すると、深座繰り部32dの底面が第一コア31に押し付けられ、第二コア32は第一コア31に押し付けられる。
 コイルアセンブリ33は、コイル33aが挿入された状態でモールドすることで形成される。コイルアセンブリ33は、第一コア31の貫通孔31cに嵌合する円筒部33bと、第一コア31と第二コア32との間に挟持される平板部33cと、内部にコイル33aが設けられるコイルモールド部33dとを有する。
 コイル33aは、外部から供給される電流によって磁界を形成する。この磁界の強さは、コイル33aに供給される電流が大きくなるほど強くなる。コイル33aに電流が供給されて磁界が形成されると、流路22を流れる磁気粘性流体の見かけの粘性が変化する。磁気粘性流体の粘性は、コイル33aによる磁界が強くなるほど高くなる。
 円筒部33bは、先端部33eがピストンロッド21の内周に嵌合する。円筒部33bの先端からは、コイル33aに電流を供給するための一対の配線が引き出される。円筒部33bの先端部33eとピストンロッド21の一端21aとの間には、封止部材としてのOリング34が設けられる。
 Oリング34は、第一コア31の大径部31aとピストンロッド21とによって軸方向に圧縮され、コイルアセンブリ33の先端部33eとピストンロッド21とによって径方向に圧縮される。これにより、ピストンロッド21の外周と第一コア31との間や第一コア31とコイルアセンブリ33との間に侵入してきた磁気粘性流体がピストンロッド21の内周に流出して漏出することが防止される。
 平板部33cは、円筒部33bの基端部に連続して同軸の円板状に形成される。平板部33cと円筒部33bとの内部は、コイル33aへ電流を供給する一対の配線が通過する。平板部33cは、ボルト30aが貫通する貫通孔33fを有する。
 貫通孔33fは、第二コア32の貫通孔32cと同径に形成される。貫通孔33fは、ピストンコア30が組み立てられた状態で、第一コア31の雌ねじ30bと同軸となるように、かつ貫通孔32cと連続するように形成される。
 コイルモールド部33dは、平板部33cの外縁部から環状に立設される。コイルモールド部33dは、コイルアセンブリ33における円筒部33bと反対側の端部に突起して形成される。コイルモールド部33dは、第一コア31の大径部31aと同径に形成される。コイルモールド部33dの外周は、磁気粘性流体が通過する流路22に臨む。コイルモールド部33dの内部には、コイル33aが設けられる。
 このように、ピストンコア30は、第一コア31と第二コア32とコイルアセンブリ33との三部材に分割して形成される。よって、コイル33aが設けられるコイルアセンブリ33のみをモールドして形成し、第一コア31と第二コア32との間に挟持すればよい。よって、ピストンコア30を単体で形成してモールド作業を行う場合と比較して、ピストンコア30の形成が容易である。
 ピストンコア30において、第一コア31はピストンロッド21に固定されているが、コイルアセンブリ33と第二コア32とは軸方向に嵌められているのみである。そこで、ピストン20では、一対のボルト30aを締結することによって、第二コア32とコイルアセンブリ33とを第一コア31に押し付けるようにして固定している。
 ボルト30aは、第二コア32の貫通孔32cとコイルアセンブリ33の貫通孔33fとを挿通して第一コア31の雌ねじ30bに螺合する。ボルト30aは、その締結力によって、深座繰り部32dの底面を第一コア31に向けて押し付ける。これにより、第二コア32と第一コア31との間にコイルアセンブリ33が挟持され、ピストンコア30は一体となる。
 このように、ボルト30aを締結するだけで、第二コア32とコイルアセンブリ33とは、第一コア31に押し付けられて固定される。したがって、ピストンコア30を容易に組み立てることができる。
 フラックスリング35は、略円筒状に形成される。フラックスリング35の外周は、シリンダ10の内周と略同径に形成される。フラックスリング35の内周は、ピストンコア30の外周に臨む。フラックスリング35の内周は、ピストンコア30の外周と比較して大径に形成され、ピストンコア30との間に流路22を形成する。フラックスリング35は、ピストンコア30と同軸となるように、プレート40を介してピストンコア30に固定される。
 フラックスリング35は、一端35aの内周に形成されプレート40が嵌められる小径部35cを有する。小径部35cは、外周にプレート40が嵌まるように、フラックスリング35の他の部分と比較して小径に形成される。
 プレート40は、ピストンコア30に対するフラックスリング35の一端35aを支持して軸方向の位置を規定するものである。プレート40の外周は、フラックスリング35の外周と同径に形成される。
 プレート40は、図2に示すように、流路22に連通する貫通孔である複数の流路22aを有する。流路22aは、円形に形成されて等間隔で環状に配置される。
 プレート40の内周には、第一コア31の小径部31bが嵌合する貫通孔40aが形成される。プレート40は、貫通孔40aに小径部31bが嵌合することによって、第一コア31との同軸度が確保される。
 プレート40の外周には、フラックスリング35の一端35aの小径部35cに嵌合する環状の鍔部40bが形成される。鍔部40bは、フラックスリング35に向けて突起して形成される。鍔部40bは、小径部35cとロウ付けされることによって固定される。ロウ付けに代えて、溶接や締結などによってプレート40とフラックスリング35とを固定してもよい。
 プレート40は、ピストンロッド21に対するピストンコア30の締結力によってストッパ50に押し付けられて挟持される。これにより、プレート40に固定されるフラックスリング35のピストンコア30に対する軸方向の位置が規定されることとなる。
 ストッパ50は、略円筒状に形成され、第一コア31の小径部31bの外周に嵌合する。ストッパ50は、先端部50aがプレート40と当接する。ストッパ50は、先端部50aの内周に、小径部31bの外周に嵌まる大径部50cを有する。ストッパ50は、基端部50bの内周面に、端面に向かって拡径されるテーパ状に形成されるテーパ部50dを有する。
 大径部50cは、プレート40に臨んで形成される。大径部50cは、プレート40の外径と略同一の内径に形成される。大径部50cの先端部50aの端面は、プレート40の端面と平行に形成され、プレート40に面接触する。
 テーパ部50dは、Cリング51と当接する。テーパ部50dがCリング51と当接した状態では、ストッパ50がそれ以上ピストンロッド21の他端21bに向けて軸方向へ移動できない。
 Cリング51は、円形断面に形成されるリングである。Cリング51は、周の一部が開口するC型のリング状に形成される。Cリング51は、内周に縮まろうとする力によって環状溝21eに嵌合する。Cリング51は、ストッパ50のテーパ部50dと当接し、ストッパ50の基端部50bの軸方向の位置を規定する。
 以上のように、フラックスリング35の一端35aに取り付けられるプレート40が、ピストンロッド21の端部に取り付けられるピストンコア30と、ピストンロッド21に対して軸方向の位置が規定されるストッパ50とによって挟持される。これにより、ピストンコア30に対してフラックスリング35が軸方向に固定される。よって、フラックスリング35の軸方向位置を規定するために、フラックスリング35の他端35bから軸方向に突出する他の部材を設ける必要はない。したがって、磁気粘性流体緩衝器100のピストン20の全長を短くすることができる。
 以下では、ピストン20の組み立て手順の一例について説明する。
 最初に、ピストンコア30を組み立てる。まず、第一コア31にコイルアセンブリ33を取り付ける。第一コア31の貫通孔31cに大径部31a側からコイルアセンブリ33の円筒部33bを挿入し、コイル33aに電流を供給する一対の配線を第一コア31の貫通孔31cの小径部31b側から引き出す。
 次に、コイルアセンブリ33に第二コア32を取り付ける。コイルアセンブリ33のコイルモールド部33dの内周に第二コア32の小径部32bが嵌合するように取り付ける。そして、一対のボルト30aを、第二コア32の貫通孔32cとコイルアセンブリ33の貫通孔33fとを挿通した後、第一コア31の雌ねじ31dに螺合する。このボルト30aの締結によって、ピストンコア30の組み立てが完了する。
 ピストンコア30の組み立てと並行して、フラックスリング35とプレート40とを一体に組み立てる。具体的には、プレート40の鍔部40bを、フラックスリング35の小径部35cに嵌合させ、ロウ付けを行う。
 そして、フラックスリング35と一体に組み立てられたプレート40を、ピストンコア30に組み付けておく。具体的には、プレート40をピストンコア30の第一コア31の小径部31bの外周に嵌めこみ、第一コア31の段部31eに当接させる。この状態では、プレート40は、段部31eに当接しているのみで、軸方向に固定されてはいない。
 次に、ピストンロッド21とストッパ50をを組み立てる。まず、ピストンロッド21の環状溝21eにCリング51を嵌合させる。そして、ピストンロッド21の一端21aからストッパ50を嵌め込む。ストッパ50は、基端部50bの内周面のテーパ部50dにCリング51が当接して、軸方向の位置が規定される。
 最後に、ピストンロッド21とピストンコア30とを組み立てる。具体的には、ピストンコア30の第一コア31の雌ねじ31dとピストンロッド21の雄ねじ21dとを螺合する。このとき、ピストンロッド21の先端部33eとピストンロッド21の一端21aとの間に、予めOリング34を挿入しておく。
 そして、ピストンコア30をピストンロッド21に対して回転させてゆくと、ピストンコア30の第一コア31の段部31eとストッパ50の先端部50aとの間に、ピストンコア30に予め組み付けておいたプレート40が挟持される。これにより、ピストン20の組立が完了する。
 このように、ピストンコア30の第一コア31のピストンロッド21に対する締結力によって、プレート40は、ストッパ50に押し付けられて固定される。したがって、ピストンロッド21にピストンコア30を締結するだけでピストン20を容易に組み立てることができる。また、ピストンコア30の締結力によってピストン20の各部材を堅固に固定できるため、各部材の回転が防止されるとともに、振動が抑制される。
 なお、本実施の形態では、ピストン20は、第一コア31と第二コア32とコイルアセンブリ33との三部材に分割されている。しかしながら、この構成に代えて、第一コア31とコイルアセンブリ33とを一体に形成して二部材としてもよく、また、第二コア32とコイルアセンブリ33とを一体に形成して二部材としてもよい。
 また、上述した組み立て手順に限らず、例えば、ストッパ50との間にプレート40を挟持するように第一コア31のみをピストンロッド21に締結し、その後、コイルアセンブリ33と第二コア32とを組み付けてボルト30aによって締結することも可能である。
 以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
 フラックスリング35の一端35aに取り付けられるプレート40が、ピストンロッド21の端部に取り付けられるピストンコア30と、ピストンロッド21に対して軸方向の位置が規定されるストッパ50とによって挟持される。これにより、ピストンコア30に対してフラックスリング35が軸方向に固定される。よって、フラックスリング35の軸方向位置を規定するために、フラックスリング35の他端35bから軸方向に突出する他の部材を設ける必要はない。したがって、磁気粘性流体緩衝器100のピストン20の全長を短くすることができる。
 また、ピストンコア30は、第一コア31と第二コア32とコイルアセンブリ33との三部材に分割して形成される。よって、コイル33aが設けられるコイルアセンブリ33のみをモールドして形成し、第一コア31と第二コア32との間に挟持すればよい。よって、ピストンコア30を単体で形成してモールド作業を行う場合と比較して、ピストンコア30の形成が容易である。
 フラックスリング35が一体に固定されるプレート40は、ピストンコア30の第一コア31のピストンロッド21に対する締結力によってストッパ50に押し付けられて固定される。したがって、ピストンロッド21にピストンコア30を締結するだけでピストン20を容易に組み立てることができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 例えば、磁気粘性流体緩衝器100では、コイル33aに電流を供給する一対の配線がピストンロッド21の内周を通過するものである。よって、コイル33aに印加された電流を外部に逃がすアースを廃止することができる。しかしながら、この構成に代えて、コイル33aに電流を印加する一本の配線のみがピストンロッド21の内部を通過するようにして、ピストンロッド21自体を通じて外部にアースされる構成としてもよい。
 本願は、2012年3月1日に日本国特許庁に出願された特願2012-045745に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
 この発明の実施例が包含する排他的性質又は特徴は、以下のようにクレームされる。

Claims (6)

  1.  磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダと、
     前記シリンダ内に摺動自在に配置され、前記シリンダ内に一対の流体室を画成するピストンと、
     前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延在するピストンロッドと、を備える磁気粘性流体緩衝器であって、
     前記ピストンは、
     前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、外周にコイルが設けられるピストンコアと、
     前記ピストンコアの外周を取り囲み、前記ピストンコアとの間に磁気粘性流体の流路を形成するフラックスリングと、
     環状に形成されて前記ピストンロッドの外周に配置され、前記フラックスリングの一端に取り付けられるプレートと、
     前記ピストンロッドに対して軸方向の位置が規定され、前記ピストンコアとの間に前記プレートを挟持するストッパと、を備える磁気粘性流体緩衝器。
  2.  請求項1に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
     前記ストッパの内周に嵌められて前記ストッパを軸方向に固定する止め輪を更に備える磁気粘性流体緩衝器。
  3.  請求項2に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
     前記ピストンロッドの外周には、前記止め輪が設けられる位置に対応して環状溝が形成され、
     前記止め輪は、内周に縮まろうとする力によって前記環状溝に嵌合する磁気粘性流体緩衝器。
  4.  請求項2に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
     前記止め輪は、周の一部が開口するC型のリング状に形成され、
     前記ストッパの先端部は、前記プレートと当接し、
     前記ストッパの基端部には、端面に向かって拡径されるテーパ状に形成されて前記止め輪と当接するテーパ部が形成される磁気粘性流体緩衝器。
  5.  請求項1に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
     前記ピストンコアは、前記ピストンロッドに締結され、
     前記プレートは、前記ピストンコアの締結力によって前記ストッパに押し付けられて挟持される磁気粘性流体緩衝器。
  6.  請求項1に記載の磁気粘性流体緩衝器であって、
     前記ピストンコアは、
     前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、前記プレートと当接する第一コアと、
     前記コイルが外周に設けられるコイルアセンブリと、
     前記第一コアとの間に前記コイルアセンブリを挟持する第二コアと、
     前記第二コアと前記コイルアセンブリとを前記第一コアに締結する締結部材と、を備える磁気粘性流体緩衝器。
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