JPH06679Y2 - 磁性流体ダンパ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、強磁性体の吸引反発を制御してダンピング効
果を高めた磁性流体と磁石とを組み合わせた磁性流体ダ
ンパに関する。

従来、精密機器又は計測器、建築物においては、その装
置の下端に防振台を組み込むことにより、振動を吸収減
衰させる方法が一般に採用されている。

このような防振台などは、一般に空気を満たしたゴムで
構成された防振装置で構成されている。

しかし、このようなゴムの防振装置では数十ヘルツ以上
の振動を大きく減衰させることができるが、数十ヘルツ
以下ではほとんど発生した振動を吸収減衰させることが
できない。

このため従来は、第１図に示す如く、ゴムの防振装置１
に並列的に磁性流体ダンパ２を組み合わせて機械振動を
吸収減衰させることが提案されている。

この磁性流体を用いたダンパ２は、第２図に示す如く、
非磁性体で構成された筒状容器４内に永久磁石５で隣り
合う極を同極にした磁性体６を交互に積み重ねて構成さ
れている。７は、マグネタイト又はフェライト等の磁性
粒子を水、ケロシン、各種炭化水素等の各種溶媒に均一
分散させた磁性流体を示し、筒状容器４と磁性体６との
間隙に封入されている。

この場合、容器４の内径と磁性体６の外径とは、所望の
特性を得るために所定の空隙が設けられてある。そして
永久磁石５の磁界により磁性流体７の粘度を制御しなが
らダンピング定数を調整し、被除振物に接続形成した軸
８に加わる低周波の機械振動を吸収減衰させるようにし
ているものである。

しかし、このようなダンパにおいても、(1)環境温度等
の変化により磁性流体の粘度変化や、磁性体の磁束密度
の温度変化が起き、ダンパとしてのダンピング定数が変
化すること、(2)振動の衝撃が大きい場合にしばしば線
形振動の領域に入り、防振台が不安定となること等の欠
点を有する。

本考案は、このような欠点を解消するために、磁性流体
ダンパに、強磁性体に吸引反発力を与えることにより、
振動の衝撃力が大きい場合または環境温度の変動に関係
なく、より安定したダンピング効果を有する磁性流体ダ
ンパを提案することを主たる目的とする。

以下本考案の各実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

実施例１． 第３図は本考案の一実施例を示す断面図であり、第２図
に示す部分と同じ部位には同一の符号を付して説明す
る。

本実施例の構成は、従来のダンパと違って、第３図に示
す如く、強磁性体５の偏倚方向の延長位置すなわち磁性
流体７が収容されている非磁性体容器４の上部に強磁性
体５の偏倚方向及び速度検出用センサとしてのコイル９
と、強磁性体５の偏倚方向の延長位置すなわち容器４の
下部に励磁コイル１０とを固定配置した構造となってい
る。

本構造により、以下の順で本ダンパは作用する。

すなわち、 (1) コイル９は強磁性体５が変動することにより、強
磁性体５の上部によって主として発生せる磁束に起因す
るコイル９の磁束鎖交数が変動し、この変動に相応した
誘起電圧を発生する。

(2) この誘致電圧によって、該電圧の極性及び振幅に
応じて、励磁コイル１０に流す電流の極性及び大きさを
制御する制御回路を介することにより、コイル９で発生
した誘起電圧の信号に従って、励磁コイル１０に流す電
流の極性及び大きさを制御する。

(3) 励磁コイル１０に電流を流すことにより、該励磁
コイルに磁界を発生せしめ、該磁界と強磁性体５の下端
の永久磁石との磁気的相互作用により、該強磁性体５を
励磁コイルの下端方向に吸引、反発させる。この吸引反
発力の向きは強磁性体５の上向きの変動をならしむる時
は吸引力が、逆の場合は反力が動作するように、励磁コ
イル１０に流す電流を該制御回路により調整するように
する。

本構造により、例え衝撃力や環境温度等の変動により、
磁性流体の粘度や、強磁性体の磁界等が変化しても、コ
イル９及び制御回路及び励磁コイル１０並び強磁性体５
によりなる吸引反発力の手段が該環境温度等の変動を補
償することになるので、常に、より安定したダンピング
効果が得られることになる。

実施例２． 第４図は本考案の第２の実施例を示す断面図であり、第
２図例に示す部分と同じものには同一の符号を付して説
明する。

本実施例の構成は、従来の第２図例のダンパと異なり、
第３図に示す如く、強磁性体５の偏倚方向の延長位置す
なわち磁性流体７が収容されている非磁性体容器４の上
部に設けられた励磁コイル１０と、強磁性体５の偏倚方
向の延長位置すなわち容器４の下部に磁性流体７と接し
て強磁性体５の位置検出用センサとしての圧電素子（例
えばチタン酸バリウム圧電素子やジルコンチタン酸鉛系
圧電素子）とを固定配置した構造となっている。

本構造により、以下の順で本考案ダンパは作用する。

(1) 圧電素子１２は強磁性体５の変動により、強磁性
体５の下部が主として発生する力に起因する磁性流体７
の圧力を検知し、誘起電圧を発生する。

(2) この誘起電圧は該電圧の極性及び振幅に応じて、
励磁コイル１０に流す電流の極性及び大きさを制御せる
制御回路（図示せず）に入力される。この制御回路は圧
電素子１２で発生した誘起電圧の信号に従って、励磁コ
イル１０に流す電流の極性及び大きさを制御する。

(3) 励磁コイル１０に電流を流すことにより、励磁コ
イル１０に磁界を発生せしめ、該磁界と強磁性体５の上
端の永久磁石5aとの磁気的相互作用により、強磁性体５
を励磁コイル上端の方向に吸引、反発させる。この吸引
反発力の向きを強磁性体変動をならしむ方向に、例えば
強磁性体が上向きに変動している時は反発力が、逆の場
合は吸引力が動作するように励磁コイル１０に流す電流
を該制御回路によって調整する。

このような構造・作用のため、例えば衝撃力や環境温度
の変動により磁性流体の粘度や強磁性体の磁界等が変化
したとしても、圧電素子１２及び制御回路及び励磁コイ
ル１０及び強磁性体５より成る吸引反発力の手段が、該
環境温度等の変動を補償するので、常により安定したダ
ンピング効果が得られることができる。

尚、本実施例において、圧電素子に代えてストレインゲ
ーンを用いてもよい。

以上述べたごとく本考案によれば、被除振物に接続積層
した強磁性体を非磁性体の容器に収納し、該容器と強磁
性体との間隙に磁性流体を封入した磁性流体ダンパにお
いて、 上記容器の一部に強磁性体の偏倚方向及び偏倚
速度を検出せるセンサと、該センサの信号により励磁電
流を変化せしめて強磁性体の偏倚速度を零ならしめる励
磁コイルとを強磁性体の偏倚方向の延長位置に設置した
ので、 上記励磁コイルにより励起される磁界と磁性流体内の上
記強磁石体との磁気的相互作用に基づき、双方の構成要
素の間には励磁電流対吸引反発力のより大きな値が与え
られることになり、励磁電流に対する吸引反発量が急激
に作用することとなって、感度が更に良好となる効を有
する。したがって、極小さい励磁電流量に対しても吸引
反発量に敏感に影響するため、特に低周波振動の制振に
は多大の効果を達し得るものであり、結局、衝撃力や環
境温度等の変化により影響されない利点をもった高性能
磁性流体ダンパの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は防振台の構成を示す略線図、第２図は従来の磁
性流体ダンパの構造を示す断面図、第３図は本考案の第
１実施例の磁性流体ダンパの構造を示す断面図、第４図
は本考案の第２実施例の磁性流体ダンパの構造を示す断
面図である。 ５…軸方向に着磁された永久磁石、６…スペーサ、７…
磁性流体、８…防振されるべき台と磁気回路を固定連結
するシャフト、９…センサコイル、１０…励磁コイル、
１２…圧電素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐々木 勇三郎 宮城県仙台市郡山６丁目７番１号 東北金 属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−10844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−69136（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−69340（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−14235（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被除振物に接続積層した強磁性体を非磁性
   体の容器に収納し、該容器と強磁性体との間隙に磁性流
   体を封入した磁性流体ダンパにおいて、 上記容器の一部に強磁性体の偏倚方向及び偏倚速度を検
   出せるセンサと、該センサの信号により励磁電流を変化
   せしめて強磁性体の偏倚速度を零ならしめる励磁コイル
   とを強磁性体の偏倚方向の延長位置に設置したことを特
   徴とする磁性流体ダンパ。