(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体又は被支持体の一方に連結され、内部に磁気粘性流体が充填されるシリンダと、
このシリンダ内を第１及び第２の油圧室に区画し、シリンダ内を軸線方向に移動可能なピストンと、
前記ピストンに固定されて前記シリンダに出入り自在に挿入され、支持体又は被支持体の他方に連結されるピストンロッドと、
前記シリンダの第１の油圧室と第２の油圧室との間を流通する前記磁気粘性流体の流通路の途上に磁気粘性流体の流動抵抗を変化させるための磁界を形成する電磁石とを具備する磁気粘性流体流動型ダンパにおいて、
前記シリンダにおける前記ピストンロッドの挿入側蓋体の外側には、当該ピストンロッドを軸線方向に移動自在に貫通させて支持する挿通孔を有するシールユニットが気密に固着され、
前記シールユニットの挿通孔と前記ピストンロッドとの間には環状の隙間が形成され、
外周縁部において前記挿通孔の内周部に気密に固着され、内周縁部において前記ピストンロッドの外周部に気密に固着される弾性薄膜体の中間部が、前記隙間に伸展自在に折りたたまれて保持され、
それによって、シリンダの油圧室から外部への磁気粘性流体の漏れが阻止されることを特徴とする磁気粘性流体流動型ダンパ。
【請求項２】
前記シールユニットは、ロッド挿通部と筒状部とを有し前記挿入側蓋体の外側に気密に固着されるブロック体と、このブロック体のロッド挿通部と前記ピストンロッドの外周との間に介設される弾性薄膜体と、ブロック体のロッド挿通部の外側に固着される取付環体と、ブロック体の筒状部に固着され前記ピストンロッドをシール材を介して摺動自在に支持する端蓋体とを具備し、
前記ブロック体のロッド挿通部は、前記ピストンロッドの外周との間に環状の隙間を形成して当該ピストンロッドを貫通させる挿通孔を具備し、
前記ブロック体の筒状部は、前記ロッド挿通部の外側端からピストンロッドを囲んで外方へ延出し、
前記取付環体は、前記ブロック体の挿通孔と連続するように前記ピストンロッドの外周との間に環状の隙間を形成して当該ピストンロッドを貫通させる筒部と、この筒部の内方端側においてブロック体のロッド挿通部の外側面に固着されるフランジ部とを具備し、
前記弾性薄膜体は、外周縁部において前記ブロック体のロッド挿通部の外側面と前記取付環体のフランジ部との間に気密に挟持され、内周縁部において前記ピストンロッドの外周に気密に固着され、中間部が前記取付環体の筒部とピストンロッドの外周との隙間に伸展自在に折りたたまれて保持されることを特徴とする請求項１に記載の磁気粘性流体流動型ダンパ。
【請求項３】
前記ピストンロッドは、互いに軸線方向に螺合接続された２つの構成杆からなり、両構成杆の対向端面間に前記弾性薄膜体の内周縁部が気密に挟持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気粘性流体流動型ダンパ。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気粘性流体を充填したシリンダ内にピストンを相対移動させることより、ピストンで仕切られた油圧室間に磁気粘性流体を流通させ、流通路上の磁界により磁気粘性流体の流動抵抗を増してピストンロッドとシリンダとの伸縮動を抑制する磁気粘性流体流動型ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダの内部をピストンで軸線方向に第１及び第２の圧力室に区画し、ピストンにピストンロッドを固定してシリンダに出入り自在に挿入し、シリンダの内部に磁気粘性流体を充填したダンパがある（特許文献１参照）。シリンダの両油圧室間には、シリンダの外部においてバイパス管を連通させ、この中を流通する磁気粘性流体に電磁石により磁界を作用させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、油圧機器の摺動部には、パッキンやOリングのシール材で作動油を密封している。この作動油の密封性は、Oリングにおいては圧縮状態の反発力により、パッキンにおいては内圧より高いピーク圧が発生する接触圧力分布により維持する。これらのシール材は、摺動部において摩擦接触しながら密封性を維持するために、潤滑特性を高めて摺動面の摩耗を減らすことが必要となる。この手段として、Oリングには摺動部にグリースを塗付する等が行われ、パッキンには摺動面に適量の潤滑油膜を形成することが行われる。
しかしながら、上記従来の磁気粘性流体を用いたダンパにおいては、磁気粘性流体に磁性粉を含むため、ピストンロッドとこれを支持する部材との摺動部にパッキンやOリングを用いると、潤滑油膜形成のため摺動部に流体を引き込み、その流体に含まれる磁性紛が付着して、摺動部の表面を実質的に粗くするので、パッキンやOリングの摩耗が激しくなり、密封性が損なわれ、作動油の漏れをもたらす。また、磁性紛が摺動部に浸入するのを妨げても、摺動状態によっては潤滑油膜が形成されずに、パッキンやOリングの摩耗が激しくなることがある。
そこで、本発明は、摺動部にシール材としてパッキンやOリングを介在させる構成に代えて、摺動接触しないように部材間に隙間を設け、そこにゴム膜を介在させることにより、摺動による摩耗を防ぎ、所期の性能を長期にわたって発揮できる磁気粘性流体流動型ダンパを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための、本発明の磁気粘性流体流動型ダンパは、支持体又は被支持体の一方に連結され、内部に磁気粘性流体が充填されるシリンダ１と、このシリンダ１内を第１及び第２の油圧室９，１０に区画し、シリンダ１内を軸線方向に移動可能なピストン３と、ピストン３に固定されてシリンダに１出入り自在に挿入され、支持体又は被支持体の他方に連結されるピストンロッド２と、シリンダ１の第１の油圧室９と第２の油圧室１０との間を流通する磁気粘性流体の流通路２５の途上に磁気粘性流体の流動抵抗を変化させるための磁界を形成する電磁石２６とを具備する。シリンダ１におけるピストンロッド２の挿入側蓋体１ｂの外側には、ピストンロッド２を軸線方向に移動自在に貫通させて支持する挿通孔を有するシールユニット４が気密に固着される。シールユニットの挿通孔とピストンロッドとの間には、環状の隙間が形成される。弾性薄膜体２１が、外周縁部において挿通孔の内周部に気密に固着され、内周縁部においてピストンロッドの外周部に気密に固着される。弾性薄膜体２１の中間部は、隙間に伸展自在に折りたたまれて保持され、それによって、挿通孔とピストンロッドとの間の磁気粘性流体を介した接触が回避され、かつシリンダの油圧室から外部への磁気粘性流体の漏れが阻止される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、シールユニット４とピストンロッド２の相対移動部間の隙間に弾性薄膜２１が介在し、シリンダ１から外部への磁気粘性流体の流通を阻止するため、油圧室１０内の磁気粘性流体が外部へ漏れるのを防止きる。シールユニット４とピストンロッド２の相対移動部間の磁気粘性流体を介在させた摺動接触がないので、部材の摩耗を防止し、密封性を長期にわたって維持することができ、その結果、製品性能を長期に維持して長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る磁気粘性流体流動型ダンパの縦断面図である。
【図２】摺動部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
図１において、本実施形態に係るダンパは、円筒状のシリンダ１と、シリンダ１に軸線方向に出入り自在に挿入されたピストンロッド２と、ピストンロッド２の一端部に固定されたピストン３と、シリンダ１におけるピストンロッド２の挿入側端部に設けられたシールユニット４と、シリンダ１の側部に設けられたバイパス管５と、シリンダ１の側部のバイパス管５の対向位置に設けられたアキュムレータ６とを備えている。シリンダ１、バイパス管５、アキュムレータ６は枠盤３３に一体に固定される。この枠盤３３は、シリンダ１、バイパス管５、アキュムレータ６の各一端部を嵌合可能な取付穴を備えている。結合盤３２の内部には、シリンダ１、バイパス管５、アキュムレータ６を連通させる連通路３４を有する。
【０００９】
シリンダ１は、図示しない構造物や機械フレームなどの支持体又はダンパの支持対象となる被支持体の一方に枠盤３３を介して支持部材７により連結される。シリンダ１の内部は摺動自在に気密に嵌合するピストン３によって軸線方向前後に二つの油圧室９，１０に仕切られる。これら油圧室９，１０には、オイル等の媒体に磁性粉を混合した磁気粘性流体が充填される。磁気粘性流体は、磁場に反応して粘度が増し、流動抵抗が大きくなる特性を有するものである。シリンダ１の一方の端蓋１ａには、結合盤３２の連通路３４に連通する連通孔１１が穿設されており、この連通孔１１の内側開口には、吸油弁１２が設けられている。吸油弁１２は、端蓋１ａに固定された係止リング１４との間に介在する圧縮されたばね１３により連通孔１１を閉じるように端蓋１ａに押し当てられる。この吸油弁１２は、ピストン３の移動により油圧室９が負圧状態になると連通孔１１を開いて連通路３４を通じて油圧室９に磁気粘性流体を流れ込ませる。
【００１０】
ピストンロッド２は、支持体又は被支持体の他方に支持部材８を介して連結される。ピストン３には、シリンダ１の油圧室９，１０に通じる軸線方向の連通孔１５が円周方向に複数設けられており、この連通孔１５の油圧室１０側開口には、吸油弁１６が設けられている。吸油弁１６は、ピストンロッド２の大径部端面との間に介在する圧縮されたばね１７により連通孔１５を閉じるようにピストン３に押し当てられる。この吸油弁１６は、ピストン３の移動により油圧室１０が負圧状態になると連通孔１５を開いて油圧室９から油圧室１０に磁気粘性流体を流れ込ませる。
【００１１】
シールユニット４は、シリンダ１におけるピストンロッド２の挿入側蓋体１ｂの外側にシリンダ１と軸線を一致させて結合され、磁気粘性流体の漏れを防止しながらピストンロッド２を相対移動自在に支持する。シールユニット４は、蓋体１ｂの外側に気密に固着されるブロック体１８と、これに固着される端蓋１９、取付環体２０、ゴム膜２１を具備する。ブロック体１８は、ピストンロッド２を相対移動自在に貫通させる挿通孔１８ｂを有する円柱状のロッド挿通部１８ｃと、それの外側端からピストンロッド２を囲んで外方へ軸方向に延びる筒状部１８ａとを具備する。挿通孔１８ｂは、ピストンロッド２の外径より大径に形成され、ピストンロッド２の外周との間に隙間を形成する。取付環体２０は、ブロック体１８の挿通孔１８ｂと連続するようにピストンロッド２の外周との間に環状の隙間を形成してピストンロッド２を貫通させる筒部２０ｂと、この筒部２０ｂの内方端側のフランジ部２０ｃとを具備する。フランジ部２０ｃは、ブロック体１８のロッド挿通部１８ｃの外側面に固着される。弾性薄膜体であるゴム膜２１は、外周縁部においてブロック体１８のロッド挿通部１８ｃの外側面と取付環体２０のフランジ部２０ｃとの間に気密に挟持され、内周縁部においてピストンロッド２の外周に気密に固着され、中間部が取付環体２０の筒部とピストンロッド２の外周との隙間に伸展自在に折りたたまれて保持される。端蓋体１９は、ブロック体１８の筒状部１８ａに固着されピストンロッド２をシール材を介して摺動自在に支持する。
ピストンロッド２は、互いに軸線方向に螺合接続された２つの構成杆２ａ，２ｂからなり、両構成杆２ａ，２ｂの対向端面間にゴム膜２１の内周縁部が気密に挟持される。すなわち、図２に示すように、ゴム膜２１の内側端はピストンロッド２の構成杆２ａ，２ｂの一方２ｂの先端面とこれに嵌合固定される固定カップ２２との間に挟み込まれて固定され、外側端部は取付環２０のフランジ部２０ｃの環状溝２０ａに嵌め込まれ、取付環体２０とブロック体１８のロッド挿通部１８ｃとの突き合わせにより挟み込まれて固定される。ゴム膜２１は、ピストンロッド２と取付環体２０又はロッド挿通部１８ｃとの隙間をピストンロッド２のストローク位置にかかわらずピストンロッド上に柔軟に展開すると共に、軸方向前後に仕切り、油圧室１０からピストンロッド２上への磁気粘性流体の引き込みによる外部への漏れを遮断する。また、ゴム膜２１は、ピストンロッド２とブロック１８及び取付環２０との磁気粘性流体の磁性粉を介した接触を阻止する。
【００１２】
バイパス管５は、シリンダ１の側部に軸線方向を同じに並設される。このバイパス管５は円筒状ケース２３の中心線上を磁性材で構成された軸棒２４が貫通し、軸棒２４周りに流通路２５をおいて環状の電磁石２６が軸方向に互いに隙間なく複数並べて固定されている。軸棒２４の側面には電磁石２６に対向して環状磁極２４ａが軸方向にほぼ等間隔で突出している。電磁石２６は、鉄心２６ａの周りにコイル２６ｂが巻かれた状態で埋め込まれて構成され、鉄心２６ａ及び磁極２３ａとの間で磁束が通じ、流通路２５に鉄心２６ａの半径方向の磁界を形成する。電磁石２６のリード線２６ｃは、バイパス管５の一端の引出し口２７から引き出されて図示しない電源部に接続される。流通路２５は枠盤３３の連通路３４及び油圧室１０に連通し、磁気粘性流体を流通させる。
【００１３】
アキュムレータ６は、軸方向前後に端蓋を有する円筒状のケース２８を具備する。ケース２８の内部に内蓋２９が軸線方向へ相対移動自在に気密に嵌合し、磁気粘性流体が収容される液室６ａが形成されている。内蓋２９は、ケース２８の一端蓋２８ｃとの間に介在する圧縮された二重ばね３０によって液室６ａを狭める方向に押し込んでおり、液室６ａの磁気粘性流体に内圧をかけ、温度変化などにより磁気粘性流体に過不足が生じた場合に、内圧により体積増減分を内蓋２９の変位により液室６ａが伸縮して吸収する。内蓋２９とケース２８の内周壁との間には、隙間が形成され、これをゴム膜３１が塞いでいる。ゴム膜３１の内側端は内蓋２９の先端面とこれに嵌合固定される固定カップ３２に挟み込まれて固定され、外側端部は軸線方向に互いに接続される円筒状構成材２８ａ，２８ｂの一方の端面の環状溝２８ｄに嵌め込まれ、外側端部は円筒状構成材２８ａと２８ｂとの突き合わせにより挟み込まれて固定される。ゴム膜３１は、内蓋２９とケース２８との隙間を内蓋２９のストローク位置にかかわらず、内蓋２９上に柔軟に展開すると共に、軸方向前後に仕切り、液室６ａから内蓋２９上への磁気粘性流体の引き込みによる漏れを遮断する。
【００１４】
このダンパは、支持体と被支持体とが相対的に変位すると、ピストンロッド２がシリンダ１内に押し込まれ、あるいはそれから引き出され、ピストン３が移動する。ピストン３の移動により油圧室９，１０の容積が変動して、その内部の磁気粘性流体がバイパス管５を通じて流動する。このとき、バイパス管５内の流通路２５で磁気粘性流体の流れが絞られると共に、電磁石２６によって形成される磁界が作用して磁気粘性流体の粘度が増し、流動抵抗が増大して、ピストン３の移動を妨げるので、支持体の運動を抑制する。吸油弁１２，１６は、ピストン３が移動したときの油圧室９，１０の容積変動の相違による磁気粘性流体の出入り量の差分を吸収する。
【００１５】
ピストンロッド２がシリンダ１から引き出される方向（図中右方向）に移動すると、シールユニット４において、ブロック体１８又は取付環体２０とピストンロッド２との間にゴム膜２１が介在することにより、油圧室１０からシールユニット４内への磁気粘性流体の引き込みが遮断され、磁気粘性流体の外部への漏れを阻止する。また、ピストンロッド２上にゴム膜２１が柔軟に展開してピストンロッド２とシールユニット４との間に介在するので、ブロック体１８又は取付環体２０とピストンロッド２との直接の接触が阻止され、しかもこれら相互間への磁気粘性流体の磁性粉の進入が阻止されるので、摩耗を防止でき、密封性を長期にわたって維持する。この作用は、アキュムレータ６における内蓋２９とケース２８の相互間についてもゴム膜３１によって同様に行われる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、摺動部のシール材のパッキン・Oリングを使用することなく、摺動部材の摩耗を防ぎ、所期の性能を長期にわたって発揮できる磁気粘性流体流動型ダンパに有効である。
【符号の説明】
【００１７】
１    シリンダ
２    ピストンロッド
２ａ  構成杆
２ｂ  構成杆
２ｃ  接続部
３    ピストン
４    シールユニット
５    バイパス管
６    アキュムレータ
６ａ  液室
９    油圧室
１０    油圧室
１８    ブロック
１８ｂ  大径部
２０    取付環
２０ａ  環状溝
２１    ゴム膜
２４ａ  環状磁極
２５    流通路
２６    電磁石
２６ａ  鉄心
２８    ケース
２８ｄ  環状溝
２９    内蓋
３１    ゴム膜
【図１】
0005483559.tif 000002
【図２】
0005483559.tif 000003