JP2024134191A - Magnetorheological Fluid Device - Google Patents
Magnetorheological Fluid Device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024134191A JP2024134191A JP2023044376A JP2023044376A JP2024134191A JP 2024134191 A JP2024134191 A JP 2024134191A JP 2023044376 A JP2023044376 A JP 2023044376A JP 2023044376 A JP2023044376 A JP 2023044376A JP 2024134191 A JP2024134191 A JP 2024134191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetorheological fluid
- oil
- proof
- shaft
- enclosed space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 47
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 11
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 9
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002939 oilproofing Substances 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
【課題】磁気粘性流体の充填空間に磁気粘性流体とともに封入された気体の膨張に起因する圧力上昇を抑制すること。【解決手段】第1部100と、第1部100に対して相対動作可能に設けられた第2部200と、第1部100と第2部200との間に介在する磁気粘性流体303と、磁気粘性流体300に磁場を付与するための磁場発生部201と、磁気粘性流体303を封入する封入空間307を形成する封入空間形成部308と、を備え、封入空間形成部308の一部が、磁気粘性流体303に含まれる液体を透過させることなく気体を前記封入空間形成部外へ透過させる防油通気手段202を用いて構成されている。【選択図】図1[Problem] To suppress a pressure rise caused by the expansion of a gas sealed in a space filled with a magnetorheological fluid together with the magnetorheological fluid. [Solution] The present invention comprises a first part 100, a second part 200 provided so as to be movable relative to the first part 100, a magnetorheological fluid 303 interposed between the first part 100 and the second part 200, a magnetic field generating part 201 for applying a magnetic field to the magnetorheological fluid 300, and an enclosed space forming part 308 for forming an enclosed space 307 in which the magnetorheological fluid 303 is sealed, and a part of the enclosed space forming part 308 is configured using an oil-proof and ventilating means 202 that allows the gas to pass out of the enclosed space forming part without allowing the liquid contained in the magnetorheological fluid 303 to pass through. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、部材間に磁気粘性流体を介在させ、磁気粘性流体に付与する磁場の強さを変えることにより、上記部材間で伝達される力を変化させる磁気粘性流体装置に関する。 The present invention relates to a magnetorheological fluid device that changes the force transmitted between components by interposing a magnetorheological fluid between the components and changing the strength of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid.
この種の磁気粘性流体装置は、例えば特許文献1に開示されている。同文献に開示された磁気粘性流体装置は、第1部(100)と第2部(200)との間に磁気粘性流体を介在させ、磁気粘性流体に付与する磁場の強さを変えることにより、第1部(100)と第2部(200)との間で伝達されるトルクを変化させる。この磁気粘性流体装置では、装置内に封入された磁気粘性流体が外部へ漏れ出さないように各隙間にシール材が使用されている。
This type of magnetorheological fluid device is disclosed, for example, in
同文献に開示された磁気粘性流体では、装置内に封入された磁気粘性流体が温度上昇により体積膨張し、シール材が塞いでいる隙間から磁気粘性流体が漏れ出すことを防止するために、磁気粘性流体の体積の膨張収縮に追従して、磁気粘性流体が封入された空間(307)の容積を拡大縮小するように動作するダイヤフラム(202)が設けられている。 In the magnetorheological fluid disclosed in the document, the magnetorheological fluid enclosed in the device expands in volume due to a rise in temperature, and in order to prevent the magnetorheological fluid from leaking out from gaps blocked by sealing material, a diaphragm (202) is provided that operates to expand and contract the volume of the space (307) in which the magnetorheological fluid is enclosed in response to the expansion and contraction of the volume of the magnetorheological fluid.
ところで、磁気粘性流体装置内に磁気粘性流体を充填する場合、磁気粘性流体を充填する空間から空気等の気体を排除しながら磁気粘性流体を充填する必要がある。しかし、磁気粘性流体を充填する空間が気体を排除し難い形状である場合、空間に気体が残存することがある。また、磁気粘性流体を充填する際に、磁気粘性流体の磁性粒子の間に微細な空気が混入したり、磁気粘性流体に空気が溶存してしまうこともある。 When filling a magnetorheological fluid device with magnetorheological fluid, it is necessary to fill the space into which the magnetorheological fluid is to be filled while expelling gas such as air. However, if the space into which the magnetorheological fluid is to be filled has a shape that makes it difficult to expel gas, gas may remain in the space. Furthermore, when filling the magnetorheological fluid, fine air particles may get mixed in between the magnetic particles of the magnetorheological fluid, or air may end up dissolved in the magnetorheological fluid.
このようにして、磁気粘性流体を封入する空間に気体が残存または混入し、磁気粘性流体の温度が上昇すると、磁気粘性流体自体が体積膨張するとともに、空間内の気体も体積膨張し、ダイヤフラムでの減圧許容限度を超えたり、シールの耐圧限度を超えるおそれがある。そうなった場合には、磁気粘性流体が外部に漏れ出す可能性が高まる。 In this way, if gas remains or gets mixed in the space that contains the magnetorheological fluid, and the temperature of the magnetorheological fluid rises, the magnetorheological fluid itself will expand in volume, and the gas in the space will also expand in volume, which may exceed the allowable pressure reduction limit of the diaphragm or the pressure resistance limit of the seal. If this happens, there is an increased possibility that the magnetorheological fluid will leak to the outside.
そこで、本発明は、磁気粘性流体の充填空間に磁気粘性流体とともに封入された気体の膨張に起因する圧力上昇を抑制することが可能な磁気粘性流体装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a magnetorheological fluid device that can suppress the pressure increase caused by the expansion of gas sealed together with the magnetorheological fluid in the space filled with the magnetorheological fluid.
本発明の第1態様に係る磁気粘性流体装置は、第1部と、前記第1部に対して相対動作可能に設けられた第2部と、前記第1部と前記第2部との間に介在する磁気粘性流体と、前記磁気粘性流体に磁場を付与するための磁場発生部と、前記磁気粘性流体を封入する封入空間を形成する封入空間形成部と、を備える。前記封入空間形成部の一部が、前記磁気粘性流体に含まれる液体を透過させることなく気体を前記封入空間形成部外へ透過させる防油通気手段を用いて構成されている。 The magnetorheological fluid device according to the first aspect of the present invention comprises a first part, a second part arranged to be movable relative to the first part, a magnetorheological fluid interposed between the first part and the second part, a magnetic field generating part for applying a magnetic field to the magnetorheological fluid, and an enclosed space forming part for forming an enclosed space that encloses the magnetorheological fluid. A part of the enclosed space forming part is configured using an oil-proof and ventilating means that allows gas to pass out of the enclosed space forming part without allowing liquid contained in the magnetorheological fluid to pass through.
本発明の第2態様に係る磁気粘性流体装置は、前記構成を備える磁気粘性流体装置において、前記防油通気手段は、仮に、前記防油通気手段を取り除き、前記防油通気手段が取り除かれた部分に前記防油通気手段が設けられていた部分の周囲の封入空間形成部と同じ材料を充填して前記磁気粘性流体が磁場を付与されたとした場合に、クラスターが形成されない位置を含むように設けられている。 The magnetorheological fluid device according to the second aspect of the present invention is a magnetorheological fluid device having the above configuration, and the oil-venting and blocking means is arranged to include positions where clusters will not be formed if the oil-venting and blocking means is removed, the portion from which the oil-venting and blocking means has been removed is filled with the same material as the enclosed space forming portion surrounding the portion where the oil-venting and blocking means was provided, and the magnetorheological fluid is subjected to a magnetic field.
本発明の第3態様に係る磁気粘性流体装置は、第2態様に係る磁気粘性流体装置において、前記第1部は、前記第2部に対して相対回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトと回転一体に設けられ、前記シャフトから前記シャフトの半径方向外方に張り出した張出部と、を有する。前記張出部は、前記磁気粘性流体に全体が覆われるように、前記封入空間内に配置されている。前記磁場発生部は、前記シャフトの軸線方向から視て環状となる前記張出部の内側環状領域と、この内側環状領域よりも間隔をあけて外側となる前記張出部の外側環状領域とを貫通する磁束をそれぞれ形成している。前記防油通気手段は、前記封入空間形成部において前記軸線方向から視て前記内側環状領域よりも内側となる部分に設けられている。 The magnetorheological fluid device according to the third aspect of the present invention is the magnetorheological fluid device according to the second aspect, wherein the first part has a shaft provided so as to be rotatable relative to the second part, and a protruding part provided so as to rotate integrally with the shaft and protruding outward in the radial direction of the shaft from the shaft. The protruding part is disposed within the enclosed space so as to be entirely covered by the magnetorheological fluid. The magnetic field generating part forms a magnetic flux penetrating an inner annular region of the protruding part which is annular when viewed from the axial direction of the shaft, and an outer annular region of the protruding part which is spaced outward from the inner annular region. The oil-proof ventilation means is provided in a portion of the enclosed space forming part which is inner than the inner annular region when viewed from the axial direction.
本発明の第4態様に係る磁気粘性流体装置は、第2態様に係る磁気粘性流体装置において、前記第1部は、前記第2部に対して相対回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトと回転一体に設けられ、前記シャフトから前記シャフトの半径方向外方に張り出した張出部と、を有する。前記張出部は、前記磁気粘性流体に全体が覆われるように、前記封入空間内に配置されている。前記磁場発生部は、前記シャフトの軸線方向から視て環状となる前記張出部の内側環状領域と、この内側環状領域よりも間隔をあけて外側となる前記張出部の外側環状領域とを貫通する磁束をそれぞれ形成する。前記防油通気手段は、前記軸線方向から視て前記外側環状領域よりも外側にある前記封入空間形成部の最大径部に設けられている。 The magnetorheological fluid device according to the fourth aspect of the present invention is the magnetorheological fluid device according to the second aspect, wherein the first part has a shaft provided so as to be rotatable relative to the second part, and a protruding part provided so as to rotate integrally with the shaft and protruding outward in the radial direction of the shaft from the shaft. The protruding part is disposed within the enclosed space so as to be entirely covered by the magnetorheological fluid. The magnetic field generating part forms a magnetic flux penetrating an inner annular region of the protruding part that is annular when viewed from the axial direction of the shaft, and an outer annular region of the protruding part that is spaced outward from the inner annular region. The oil-proof ventilation means is provided at the maximum diameter part of the enclosed space forming part that is outside the outer annular region when viewed from the axial direction.
本発明の第5態様に係る磁気粘性流体装置は、第1乃至3の何れか1態様に係る磁気粘性流体装置において、前記防油通気手段と外部とを連通する連通路が形成されており、
前記連通路に前記防油通気手段とは別の防油通気手段が1又は複数設けられている。
A magnetorheological fluid device according to a fifth aspect of the present invention is the magnetorheological fluid device according to any one of the first to third aspects, further comprising a communication passage for communicating the oil-proof and venting means with the outside,
The communication passage is provided with one or more oil-proof/ventilation means separate from the oil-proof/ventilation means.
本発明によれば、磁気粘性流体の充填空間に磁気粘性流体とともに封入された気体の膨張に起因する圧力上昇を抑制することが可能となる。 The present invention makes it possible to suppress the pressure increase caused by the expansion of gas sealed in the magnetorheological fluid-filled space together with the magnetorheological fluid.
以下、本発明の実施の形態に係る磁気粘性流体装置について、図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態に係る磁気粘性流体装置1は、互いに相対回転自在に設けられた第1部100および第2部200と、これらの間に介在するベアリング301、シール材302、磁気粘性流体303等を備えている。
The magnetorheological fluid device according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
第1部100は、シャフト101、円板102等で構成されている。
The first part 100 is composed of a
シャフト101は、後述するケーシング203に形成された軸穴にベアリング301を介して回転自在に支持されている。シャフト101には非磁性体が用いられることが望ましい。なお、図1に例示するシャフト101には、ベアリング301が支持する部分の直径よりも大きな直径を有する大径部が4カ所に設けれている。
The
円板102は、シャフト101からシャフト101の半径方向外方に張り出した張出部である。円板102は、シャフト101と回転一体にシャフト101に固定されている。本実施形態では、円板102は、シャフト101の端部に固定されている。円板102には磁性体が用いられることが望ましい。
The
第2部200は、磁場発生部201、防油通気手段202等で構成されている。 The second part 200 is composed of a magnetic field generating part 201, an oil-proof ventilation means 202, etc.
磁場発生部201は、円板102とケーシング203との間に介在する磁気粘性流体303に磁場を付与するものである。本実施形態では、磁場発生部201は、ケーシング203、コイル204等で構成されている。
The magnetic field generating unit 201 applies a magnetic field to the magnetorheological fluid 303 interposed between the
ケーシング203は、磁性体からなる第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203B部材と、非磁性体からなるカバー部203Cとで構成されている。第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bは、磁場発生部201のヨークとしても機能する。第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bは、略円柱状の外観形状を有する。第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bは、それらの外周縁部の間に、非磁性体からなる環状部材205を介在させて対向し、円筒状のカバー部203Cに嵌め込まれている。環状部材205は、カバー部203Cの内周面に対して全周に亘って内接している。第2ケーシング部203Bの外周面とカバー部203Cの内周面との間には、これらの隙間をシールするシール材211が設けられている。このシール材211によって第2ケーシング部203Bの外周面とカバー部203Cの内周面との隙間がシールされ、当該隙間から磁気粘性流体303が漏出しないようになっている。 The casing 203 is composed of a first casing part 203A and a second casing part 203B made of a magnetic material, and a cover part 203C made of a non-magnetic material. The first casing part 203A and the second casing part 203B also function as a yoke for the magnetic field generating part 201. The first casing part 203A and the second casing part 203B have an approximately cylindrical external shape. The first casing part 203A and the second casing part 203B face each other with a ring-shaped member 205 made of a non-magnetic material between their outer peripheral edges, and are fitted into the cylindrical cover part 203C. The ring-shaped member 205 is inscribed in the inner peripheral surface of the cover part 203C over the entire circumference. A seal material 211 is provided between the outer peripheral surface of the second casing part 203B and the inner peripheral surface of the cover part 203C to seal the gap between them. This sealing material 211 seals the gap between the outer circumferential surface of the second casing part 203B and the inner circumferential surface of the cover part 203C, preventing the magnetorheological fluid 303 from leaking out of the gap.
第1ケーシング部203A内には、コイル204が配置された円環状の溝と、シャフト101が貫通する軸穴とが形成されている。また、第1ケーシング部203Aと第2ケーシング部203Bとの間には、環状部材205が介在することで、平たい円柱状の空間が形成されている。本実施形態では、この円柱状の空間が、磁気粘性流体303を封入する封入空間307の大部分を構成している。
In the first casing part 203A, there is formed an annular groove in which the coil 204 is disposed, and an axial hole through which the
第1ケーシング部203Aに形成された軸穴には、ベアリング301が嵌め込まれており、ベアリング301よりも円板102側の位置において、シャフト101と軸穴との隙間をシールするシール材302が設けられている。このシール材302によってシャフト101と第1ケーシング部203Aに形成された軸穴との隙間がシールされ、当該隙間から磁気粘性流体303が漏出しないようになっている。
A bearing 301 is fitted into the shaft hole formed in the first casing part 203A, and a seal material 302 that seals the gap between the
第2ケーシング部203Bには、封入空間307を形成する封入空間形成部308の一部と外部とを連通する連通路208が形成されている。本実施形態では、この連通路208は、シャフト101の延長線上に設けられている。
The second casing portion 203B has a communication passage 208 that connects a part of the enclosed space forming portion 308 that forms the enclosed space 307 with the outside. In this embodiment, this communication passage 208 is provided on an extension of the
コイル204は、上述の通り、ケーシング203内に形成された環状の溝に巻設されており、リード線306により外部から電流が供給される。コイル204に電流が印加されると、例えば図1の矢印Pが示す方向に沿って、第1ケーシング部203A、第2ケーシング部203B、円板102およびこれらの間に介在する磁気粘性流体303を通る磁気回路が形成される。
As described above, the coil 204 is wound in an annular groove formed in the casing 203, and a current is supplied from the outside via the lead wire 306. When a current is applied to the coil 204, a magnetic circuit is formed that passes through the first casing part 203A, the second casing part 203B, the
ヨークとして機能する第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bは、コイル204に電流が印加されると、図2に示すように、円板102において、シャフト101の軸線N方向から視て環状となる内側環状領域S1と、この内側環状領域S1よりも間隔をあけて外側となる外側環状領域S2とを軸線N方向に貫通する磁束をそれぞれ形成する。なお、円板102に形成された複数の貫通孔102aは、磁束が第2ケーシング部203B側に向かわず、第1ケーシング部203Aと円板102との間で主たる磁気回路が形成されてしまうことを防止するために設けられている。
When a current is applied to the coil 204, the first casing part 203A and the second casing part 203B functioning as a yoke respectively generate a magnetic flux that penetrates the inner annular region S1, which is annular when viewed from the axis N direction of the
防油通気手段202は、磁気粘性流体303に含まれる液体および磁性粒子を透過させることなく気体を透過させるものである。このような防油通気手段202として、例えば、磁気粘性流体303の分散媒に対して撥油性を有する撥油剤により被覆された表面を有する多孔質膜を用いることができる。この防油通気手段202は、磁気粘性流体装置1内において、磁気粘性流体303を封入する封入空間307を形成する封入空間形成部308の一部を構成する。従って本実施形態では、封入空間形成部308は、封入空間307を囲む壁面および防油通気手段202によって構成されている。本実施形態では、防油通気手段202は、連通路208の封入空間307側の端部に当該連通路208を塞ぐように設けられている。この連通路208の封入空間307側の端部に設けられた防油通気手段202は、連通路208の当該端部に形成された環状の嵌合溝に対して接着剤(液状シール)を用いて嵌着されている。これにより、防油通気手段202の周囲から連通路208側へ液体が漏れ出さないようになっている。
The oil-proof and venting means 202 allows gas to pass through without allowing liquid and magnetic particles contained in the magnetorheological fluid 303 to pass through. For example, a porous membrane having a surface coated with an oil repellent having oil repellency against the dispersion medium of the magnetorheological fluid 303 can be used as such an oil-proof and venting means 202. The oil-proof and venting means 202 constitutes a part of the enclosed space forming part 308 that forms the enclosed space 307 that encloses the magnetorheological fluid 303 in the
防油通気手段202は、連通路208の封入空間307側の端部のほか、連通路208の途中にもう一つ設けられている。第2ケーシング部203Bは、図1に示すように、この円板102側に配された外側部材203Baと、この外側部材203Baに形成された円柱状の凹部に嵌め込まれた内側部材203Bbとを備えている。連通路208の途中に設けられた上記防油通気手段202は、外側部材203Baと内側部材203Bbとの間に挟み込まれている。これにより、防油通気手段202の周囲から連通路208の外側へ液体が漏れ出さないようになっている。なお、この連通路208の封入空間307側の端部に設けられた上記防油通気手段202を、連通路208の途中に設けられた防油通気手段202のように挟み込み構造により取り付けることも可能である。
The oil-proof and ventilating means 202 is provided at the end of the communication passage 208 on the enclosed space 307 side, and another oil-proof and ventilating means 202 is provided in the middle of the communication passage 208. As shown in FIG. 1, the second casing part 203B includes an outer member 203Ba arranged on the
磁気粘性流体303は、磁気粘性流体装置1内の封入空間307に封入されており、図1では、灰色に塗り潰した領域が磁気粘性流体の封入空間307を表している。この磁気粘性流体303は、第1部100に属する円板102と、第2部200に属する第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bとの隙間307a,307bに介在し、これらの間で粘度に応じたトルク伝達を行う。円板102は、磁気粘性流体303に全体が覆われるようにして、封入空間307内に設置されている。
The magnetorheological fluid 303 is enclosed in an enclosed space 307 within the
磁気粘性流体303は、磁性粒子を分散媒に分散させてなる液体であり、例えばその磁性粒子がナノサイズの金属粒子(金属ナノ粒子)からなるものが使用できる。磁性粒子は磁化可能な金属材料からなり、金属材料に特に制限はないが軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金が挙げられる。分散媒は、特に限定されるものではないが、一例として疎水性のシリコーンオイルを挙げることができる。磁気粘性流体における磁性粒子の配合量は、例えば3~40vol%とすればよい。磁気粘性流体にはまた、所望の各種特性を得るために、各種の添加剤を添加することも可能である。 The magnetorheological fluid 303 is a liquid in which magnetic particles are dispersed in a dispersion medium, and the magnetic particles may be, for example, nano-sized metal particles (metal nanoparticles). The magnetic particles are made of a magnetizable metal material, and although there is no particular restriction on the metal material, soft magnetic materials are preferred. Examples of soft magnetic materials include alloys such as iron, cobalt, nickel, and permalloy. The dispersion medium is not particularly limited, but one example is hydrophobic silicone oil. The amount of magnetic particles in the magnetorheological fluid may be, for example, 3 to 40 vol.%. Various additives can also be added to the magnetorheological fluid to obtain various desired properties.
上記構成を備える磁気粘性流体装置1において、コイル204に電流を印加すると、上述の通り、図1の矢印Pに示す方向に沿ってケーシング203内に磁気回路が形成され、ケーシング203と円板102との隙間307a,307bに介在する磁気粘性流体303に磁場の強さに応じた粘度(ずり応力)が発現する。これにより、第1部100(シャフト101等)と第2部200(ケーシング203等)との間で、コイル204に印加される電流値の大きさに応じたトルク伝達がなされる。
In the
上記構成を備える磁気粘性流体装置1において、封入空間307内に存在する磁気粘性流体303および気体が温度上昇により体積膨張を生じると、磁気粘性流体303の封入空間形成部308の一部を構成する防油通気手段202から、気体のみが排出される。防油通気手段202から排出された気体は、連通路208を通じて外部に排出される。万一、気体が想定した以上に大きく体積膨張を起こし、防油通気手段202として用いている多孔質膜のポーラスが拡大して、磁気粘性流体303の分散媒が当該ポーラスから漏れ出しても、連通路208には、別の防油通気手段202が設けられているので、磁気粘性流体303の分散媒が装置の外部へ流出することは阻止されるようになっている。
In the
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態に係る磁気粘性流体装置1によれば、磁気粘性流体装置1の磁気粘性流体303が封入された封入空間307に含まれる空気等の気体は、防油通気手段202を通じて外部に排出されるため、当該気体の膨張に起因する圧力上昇を抑制することができる。
As is clear from the above explanation, according to the
また、防油通気手段202が設けられた領域は、軸線N方向から視て、円板102に対して磁束が通過しない内側環状領域S1よりも内側となる部分に設けられている。この部分は、コイル204に電流が印加されても、磁気粘性流体303がクラスターを形成しない位置(例えばシャフト101の軸線Nの近傍位置)を含んでいる。本実施形態では、このクラスターを形成しない位置は、仮に、防油通気手段202を取り除き、防油通気手段202が取り除かれた部分に(連通路208がある場合は連通路208にも)防油通気手段202が設けられていた部分の周囲の封入空間形成部308と同じ材料(本実施形態の場合、磁性体)を充填して磁気粘性流体303が磁場を付与されたとした場合でも磁気粘性流体303がクラスターを形成しない位置である。磁気粘性流体303に含まれる磁性粒子は、クラスターを形成する場所に集積し易いため、防油通気手段202が、封入空間形成部308において磁性粒子が集積し難い部分に設けられていることにより、防油通気手段202の目詰まりを抑制できる。
The region where the oil-proof and venting means 202 is provided is provided in a portion inside the inner annular region S1 where magnetic flux does not pass through the
<他の実施形態1>
既述した実施形態において、連通路208に設けられた2つの防油通気手段202の一方を省略することも可能である。また、連通路208の外部側端部に防油通気手段202を設けることも可能である。
<Another
In the embodiment described above, it is possible to omit one of the two oil-proof and venting means 202 provided in the communication passage 208. It is also possible to provide the oil-proof and venting means 202 at the outer end of the communication passage 208.
<他の実施形態2>
既述した実施形態において、連通路208および防油通気手段202を設ける位置を、封入空間形成部308において、軸線N方向から視てコイル204と重なる位置に変更することも可能である(図4参照)。この場合、軸線N方向から視て、円板102に対して磁束が通過しない内側環状領域S1および外側環状領域S2から外れた部分に防油通気手段202が設けられることになる。この防油通気手段202が設けられた部分は、コイル204に電流が印加されても、磁気粘性流体303が周囲に比べてクラスターを形成し難い位置ないしはクラスターを形成しない位置を含んでいるため、上述したように、防油通気手段202の目詰まりを抑制できる。なお、連通路208は、図4において矢印Pの方向に沿って形成される磁気回路と直交するが、そのことによって増加する磁気抵抗は僅かである。図4に示す連通路208には、防油通気手段202が1つのみ設けられているが、連通路208に複数の防油通気手段202を互いに間隔をおいて設けてもよい。なお、軸線N方向から視て、コイル204と封入空間形成部308が重なるドーナツ状の領域においてに複数の連通路208を形成してそれぞれに防油通気手段202を設けることも可能である。
<Another embodiment 2>
In the above-described embodiment, the positions of the communication passage 208 and the oil-proof and venting means 202 can be changed to positions in the enclosed space forming portion 308 that overlap with the coil 204 when viewed from the axis N direction (see FIG. 4). In this case, the oil-proof and venting means 202 is provided in a portion outside the inner annular region S1 and the outer annular region S2 through which the magnetic flux does not pass with respect to the
<他の実施形態3>
既述した実施形態において、防油通気手段202を設ける部分を、図5~図7に示すように、封入空間形成部308において最大径部となる部分に変更するとともに、連通路208を省略することも可能である。図5~図7に例示する防油通気手段202Aは、筒状であって、第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bの間に形成された封入空間307を形成する封入空間形成部308の外周部を形成している。封入空間形成部308において最大径部は、図2に示した外側環状領域S2よりも外側にある。この部分は、コイル204に電流が印加されても、磁気粘性流体303がクラスターを形成しない部分であるため、上述したように、防油通気手段202Aの目詰まりを抑制できる。
<Other embodiment 3>
In the above-described embodiment, the portion where the oil-proof and venting means 202 is provided may be changed to the portion that is the maximum diameter portion of the enclosed space forming portion 308 as shown in Figs. 5 to 7, and the communication passage 208 may be omitted. The oil-proof and venting means 202A illustrated in Figs. 5 to 7 is cylindrical and forms the outer periphery of the enclosed space forming portion 308 that forms the enclosed space 307 formed between the first casing portion 203A and the second casing portion 203B. The maximum diameter portion of the enclosed space forming portion 308 is located outside the outer annular region S2 shown in Fig. 2. This portion is where the magnetorheological fluid 303 does not form clusters even when a current is applied to the coil 204, and therefore, as described above, clogging of the oil-proof and venting means 202A can be suppressed.
封入空間形成部308の最大径部に防油通気手段202Aを設ける場合、ケーシング203のカバー部203Cを図5~図7に示すようなカバー部203Dに変更する。カバー部203Dは、図1に示したカバー部203Cにおいて円板102の半径方向外方と交差する部分に複数のスリット206を形成したものである。
When providing the oil-proofing and venting means 202A at the maximum diameter portion of the enclosed space forming portion 308, the cover portion 203C of the casing 203 is changed to the
また、第1ケーシング部203Aと第2ケーシング部203Bとの間に設けられた環状部材205の代わりに、第1ケーシング部203Aと第2ケーシング部203Bとの間隔寸法より大きな幅寸法を有する環状の防油通気手段202Aを設ける。環状の防油通気手段202Aの外周面は、第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bの外周面と面一を成す。また、第1ケーシング部203Aと第2ケーシング部203Bの外周端部に防油通気手段202Aの両側部が嵌入する環状の凹部203Aa,203Baを形成する。そして、第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bに防油通気手段202Aを組み込み、これらがカバー部203D内に嵌め込まれる。また、カバー部203Cは、第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bに対して固定される。固定には、ビス等の固定具207が用いられる。
In addition, instead of the annular member 205 provided between the first casing part 203A and the second casing part 203B, an annular oil-proof and venting means 202A having a width dimension larger than the gap dimension between the first casing part 203A and the second casing part 203B is provided. The outer peripheral surface of the annular oil-proof and venting means 202A is flush with the outer peripheral surfaces of the first casing part 203A and the second casing part 203B. In addition, annular recesses 203Aa, 203Ba into which both sides of the oil-proof and venting means 202A fit are formed at the outer peripheral ends of the first casing part 203A and the second casing part 203B. Then, the oil-proof and venting means 202A is assembled into the first casing part 203A and the second casing part 203B, which are fitted into the
<他の実施形態4>
既述した実施形態において、円板102の防油通気手段202,202Aに対する動きに連動して防油通気手段202,202A上の磁性粒子等を除去する粒子除去手段を設けてもよい。粒子除去手段として、例えば図1に示されたシャフト101の端部に刷毛を設けることができる。この場合、刷毛は、シャフト101とともに回転しながら、シャフト101の延長上に設けられた防油通気手段202の表面に溜まった磁性粒子を排除することができる。
<Other embodiment 4>
In the above-described embodiment, a particle removing means may be provided for removing magnetic particles and the like on the oil prevention and ventilation means 202, 202A in conjunction with the movement of the
<他の実施形態5>
既述した実施形態において、防油通気手段202,202Aは、磁性体からなる第1ケーシング部203Aおよび第2ケーシング部203Bに取り付けられていたが、防油通気手段202,202Aの周辺部(第1ケーシング部203A、第2ケーシング部203B等の防油通気手段202,202Aの周囲部)を非磁性体で構成することも可能である。そうすることにより、磁性粒子による目詰まりをより防止することができる。
<Other embodiment 5>
In the embodiment described above, the oil-proof and venting means 202, 202A are attached to the first casing part 203A and the second casing part 203B made of a magnetic material, but it is also possible to make the peripheral parts of the oil-proof and venting means 202, 202A (the peripheral parts of the oil-proof and venting means 202, 202A such as the first casing part 203A and the second casing part 203B) out of a non-magnetic material, which can better prevent clogging due to magnetic particles.
既述した各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。 The configurations of each of the embodiments described above can be combined in part or in whole, unless there is a particular contradiction.
本発明は、部材間に磁気粘性流体を介在させ、磁気粘性流体に付与する磁場の強さを変えることにより、上記部材間で伝達される力を変化させる磁気粘性流体装置に適用可能である。 The present invention is applicable to magnetorheological fluid devices that change the force transmitted between components by interposing a magnetorheological fluid between the components and changing the strength of the magnetic field applied to the magnetorheological fluid.
N 軸線
S1 内側環状領域
S2 外側環状領域
1 磁気粘性流体装置
100 第1部
101 シャフト
102 円板(張出部)
200 第2部
201 磁場発生部
202 防油通気手段
202A 防油通気手段
203A 第1ケーシング部(ヨーク)
203B 第2ケーシング部(ヨーク)
204 コイル
206 スリット
208 連通路
303 磁気粘性流体
307 封入空間
308 封入空間形成部
N: axis line S1: inner annular region S2: outer annular region 1: magnetorheological fluid device 100: first part 101: shaft 102: disk (projection)
200 Second part 201 Magnetic field generating part 202 Oil-proof/ventilating means 202A Oil-proof/ventilating means 203A First casing part (yoke)
203B Second casing part (yoke)
204
Claims (5)
前記第1部に対して相対動作可能に設けられた第2部と、
前記第1部と前記第2部との間に介在する磁気粘性流体と、
前記磁気粘性流体に磁場を付与するための磁場発生部と、
前記磁気粘性流体を封入する封入空間を形成する封入空間形成部と、
を備え、
前記封入空間形成部の一部が、前記磁気粘性流体に含まれる液体を透過させることなく気体を前記封入空間形成部外へ透過させる防油通気手段を用いて構成されている、
ことを特徴とする磁気粘性流体装置。 Part 1 and
a second part provided so as to be movable relative to the first part;
a magnetorheological fluid interposed between the first portion and the second portion;
a magnetic field generating unit for applying a magnetic field to the magnetorheological fluid;
an enclosing space forming part that forms an enclosing space in which the magnetorheological fluid is enclosed;
Equipped with
a part of the enclosed space forming portion is configured using an oil-proof and ventilating means that allows gas to pass to the outside of the enclosed space forming portion without allowing the liquid contained in the magnetorheological fluid to pass therethrough;
A magnetorheological fluid device comprising:
前記防油通気手段は、仮に、前記防油通気手段を取り除き、前記防油通気手段が取り除かれた部分に前記防油通気手段が設けられていた部分の周囲の封入空間形成部と同じ材料を充填して前記磁気粘性流体が磁場を付与されたとした場合に、クラスターが形成されない位置を含むように設けられている、
ことを特徴とする磁気粘性流体装置。 2. The magnetorheological fluid device of claim 1,
the oil-proof and venting means is provided so as to include a position where no clusters are formed when the oil-proof and venting means is removed, the portion from which the oil-proof and venting means has been removed is filled with the same material as the enclosed space forming portion surrounding the portion where the oil-proof and venting means was provided, and a magnetic field is applied to the magnetorheological fluid.
A magnetorheological fluid device comprising:
前記第1部は、
前記第2部に対して相対回転自在に設けられたシャフトと、
前記シャフトと回転一体に設けられ、前記シャフトから前記シャフトの半径方向外方に張り出した張出部と、
を有し、
前記張出部は、前記磁気粘性流体に全体が覆われるように、前記封入空間内に配置されており、
前記磁場発生部は、前記シャフトの軸線方向から視て環状となる前記張出部の内側環状領域と、この内側環状領域よりも間隔をあけて外側となる前記張出部の外側環状領域とを貫通する磁束をそれぞれ形成し、
前記防油通気手段は、前記封入空間形成部において前記軸線方向から視て前記内側環状領域よりも内側となる部分に設けられている、
ことを特徴とする磁気粘性流体装置。 3. The magnetorheological fluid device according to claim 2,
The first part comprises:
A shaft provided so as to be rotatable relative to the second portion;
a protruding portion provided to rotate integrally with the shaft and protruding outward in a radial direction of the shaft from the shaft;
having
the protruding portion is disposed within the enclosed space so as to be entirely covered by the magnetorheological fluid;
The magnetic field generating unit generates a magnetic flux passing through an inner annular region of the protruding portion that is annular when viewed from the axial direction of the shaft and an outer annular region of the protruding portion that is spaced outward from the inner annular region,
the oil-preventing and venting means is provided in a portion of the enclosed space forming portion that is located inside the inner annular region when viewed from the axial direction,
A magnetorheological fluid device comprising:
前記第1部は、
前記第2部に対して相対回転自在に設けられたシャフトと、
前記シャフトと回転一体に設けられ、前記シャフトから前記シャフトの半径方向外方に張り出した張出部と、
を有し、
前記張出部は、前記磁気粘性流体に全体が覆われるように、前記封入空間内に配置されており、
前記磁場発生部は、前記シャフトの軸線方向から視て環状となる前記張出部の内側環状領域と、この内側環状領域よりも間隔をあけて外側となる前記張出部の外側環状領域とを貫通する磁束をそれぞれ形成し、
前記防油通気手段は、前記軸線方向から視て前記外側環状領域よりも外側にある前記封入空間形成部の最大径部に設けられている、
ことを特徴とする磁気粘性流体装置。 3. The magnetorheological fluid device according to claim 2,
The first part comprises:
A shaft provided so as to be rotatable relative to the second portion;
a protruding portion provided to rotate integrally with the shaft and protruding outward in a radial direction of the shaft from the shaft;
having
the protruding portion is disposed within the enclosed space so as to be entirely covered by the magnetorheological fluid;
The magnetic field generating unit generates a magnetic flux passing through an inner annular region of the protruding portion that is annular when viewed from the axial direction of the shaft and an outer annular region of the protruding portion that is spaced outward from the inner annular region,
the oil-preventing and venting means is provided at a maximum diameter portion of the enclosed space forming portion which is located outside the outer annular region when viewed from the axial direction,
A magnetorheological fluid device comprising:
前記防油通気手段と外部とを連通する連通路が形成されており、
前記連通路に前記防油通気手段とは別の防油通気手段が1又は複数設けられている、
ことを特徴とする磁気粘性流体装置。 4. The magnetorheological fluid device according to claim 1,
A communication passage is formed to connect the oil-preventing and venting means with the outside,
The communication passage is provided with one or more oil-proof and venting means separate from the oil-proof and venting means,
A magnetorheological fluid device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023044376A JP2024134191A (en) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | Magnetorheological Fluid Device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023044376A JP2024134191A (en) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | Magnetorheological Fluid Device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024134191A true JP2024134191A (en) | 2024-10-03 |
Family
ID=92909919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023044376A Pending JP2024134191A (en) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | Magnetorheological Fluid Device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024134191A (en) |
-
2023
- 2023-03-20 JP JP2023044376A patent/JP2024134191A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6201176B2 (en) | Rotating braking device | |
JP4695835B2 (en) | Brake with magnetic field responsive material | |
JP2008202744A (en) | Rotary damper | |
JP4888267B2 (en) | Valve timing adjustment device | |
WO2013175829A1 (en) | Braking device | |
US9453543B2 (en) | Braking device | |
TWI682713B (en) | Fishing reel | |
JP2024134191A (en) | Magnetorheological Fluid Device | |
US11499594B2 (en) | Magnetorheological fluid clutch apparatus with low permeability drums | |
JP2010159776A (en) | Magneto-rheological fluid device | |
JP7269048B2 (en) | Seal structure of rotating shaft of magneto-rheological fluid device | |
JP6671074B2 (en) | Magneto-rheological fluid device | |
WO2014050314A1 (en) | Seal structure for torque converter using magneto-rheological fluid | |
JP7162112B2 (en) | magneto-rheological fluid device | |
JP7269047B2 (en) | Seal structure of rotating shaft of magneto-rheological fluid device | |
JP7387220B2 (en) | magnetorheological fluid device | |
CN112392959B (en) | Combined magnetic liquid sealing device | |
JP5483559B2 (en) | Magnetorheological fluid flow type damper | |
JP6360343B2 (en) | Braking device | |
JP2007139083A (en) | Rocking type damping device and belt tensioner device equipped therewith | |
KR20180117231A (en) | Brake of Magneto-rheological Fluid | |
JP6963874B2 (en) | Ferrofluid fluid device | |
JP6613109B2 (en) | Rotation resistance device | |
JP6452509B2 (en) | Rotating braking device | |
JP2013087881A (en) | Braking device |