(57)【要約】磁気作動運動制御装置（１０）は、空洞（１０５）を画成し、それを貫通するみぞ穴を備えるハウジング（１０３）を備えている。可動要素が空洞内にあり、ハウジングに対して移動可能である。ハウジングか可動要素のいずれかに設置された磁界発生器（１１５）がハウジングに摩擦力を作らせるように可動要素に押圧力を加える。磁界によって生じる磁束は、ハウジング、可動要素および可動要素に沿っている少なくとも一つの磁極を通って流れる。前記少なくとも一つの磁極は、第１の軸方向の寸法を有する第１の部分および第１の軸方向の寸法が第２の軸方向の寸法より大きい第２の軸方向の寸法を有する第２の部分を備え、結果として少なくとも一つの磁極の第２の部分を通る磁束は、磁極の第１の部分を通る磁束より大きくなっている。
2005524809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞を画成している第１の部材と、
前記空洞内に配置可能で、空洞内に配置されると、軸に沿って第１の部材に対して移動可能である第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の一方にある少なくとも１本の可動指と、第１の部材と第２部材の一方にある磁界発生器を備え、
前記第２の部材は少なくとも一つの磁極を備え、前記少なくとも一つの磁極は、第１の軸方向の寸法を備えている第１の部分と第２の軸方向の寸法を備えている第２の部分を備え、前記第１の軸方向の寸法は前記第２の軸方向の寸法より大きく、前記磁界発生器は、第１の部材の一部分と第２の部材の一部分のうちの一方に第１の部材の前記一部分と第２部材の前記一部分の他方を押圧させることを特徴とする磁気作動運動制御装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの磁極は、楔形の横断面を備えている請求項１の磁気作動運動制御装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの磁極は、ほぼ矩形の部分および前記矩形の部分から外方に向いた接触部分を備える請求項１の磁気作動制御装置。
【請求項４】
前記第２の部材は、二つの磁極を備える請求項２の磁気作動制御装置。
【請求項５】
前記第２の部材は、三つの磁極を備える請求項３の磁気作動制御装置。
【請求項６】
第１の軸方向の寸法は、第２の軸方向の寸法の約２倍の長さである請求項２の磁気作動制御装置。
【請求項７】
前記接触部分がほぼ矩形の部分から第１の横方向寸法だけ外方に伸びている請求項３の磁気作動制御装置。
【請求項８】
前記第１の横方向寸法が前記第２の軸方向の寸法とほぼ等しい請求項７の磁気作動制御装置。
【請求項９】
前記第２の部材が一つのピストンヘッドを更に備えるピストン部材を備える請求項１の磁気作動制御装置。
【請求項１０】
第２部材が複数のピストンヘッドを更に備えているピストン部材を備える請求項１の磁気作動制御装置。
【請求項１１】
前記第２の部材が二つのピストンヘッドを更に備えるピストン部材を備える請求項１の磁気作動制御装置。
【請求項１２】
前記磁極は、軸から外方に伸びるにつれて内方へ先細りになる面を備えている請求項２の磁気作動制御装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの磁極の各々が環状である請求項１の磁気作動制御装置。
【請求項１４】
空洞を画成している第１の部材と、
前記空洞内に配置可能で、空洞内に配置されると、軸に沿って第１の部材に対して移動可能である第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の少なくとも一方は少なくとも１本の可動指と、
第１の部材と第２の部材のもう一方にある磁界発生器を備え、
前記第２の部材は少なくとも一つの磁極を備え、前記少なくとも一つの磁極は、第１の軸方向の寸法を備えている第１の部分と第２の軸方向の寸法を備えている第２部分を備え、前記第１の軸方向の寸法は前記第２の軸方向の寸法より大きく、前記磁界発生器は、第１の部材の一部分と第２部材の一部分のうちの一方に第１の部材の前記一部分と第２部材の前記一部分の他方を押圧させ、単体面積あたりの磁束は、第１の軸方向の寸法を備えている磁極の部分の横断面より第２の軸方向の寸法を備えている磁極の部分の横断面の方が大きいことを特徴とする磁気作動運動制御装置。
【請求項１５】
前記第２の軸方向の寸法を備えている磁極の部分が接触面である請求項１４に記載の磁気作動運動制御装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの磁極が楔形である請求項１４に記載の磁気作動運動制御装置。
【請求項１７】
各磁極がほぼ矩形の部分および前記ほぼ矩形の部分から外方に伸びている接触部分を更に有する横断面を備える請求項１４に記載の磁気作動運動制御装置。
【請求項１８】
空洞を画成している第１の部材と、
前記空洞内に配置可能で、空洞内に配置されると、軸に沿って第１の部材に対して移動可能である第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の少なくとも一方は少なくとも１本の可動指と、
第１の部材と第２の部材のもう一方にある磁界発生器とを備え、
前記第２の部材は少なくとも一つの磁極を備え、前記少なくとも一つの磁極は、第１の軸方向の寸法を備えている第１の部分と第２の軸方向の寸法を備えている第２部分を備え、前記第１の軸方向の寸法は前記第２の軸方向の寸法より大きく、  前記磁界発生器は、第１の部材の一部分と第２部材の一部分のうちの一方に第１の部材の前記一部分と第２部材の前記一部分の他方を押圧させ、単体面積あたりの磁束は、磁極の第１と第２の部分の間で可変であることを特徴とする磁気作動運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気作動運動制御装置に関する。特に、本発明は生成される磁界に従って第１の部材および第２部材の間の接触力を変化させる磁気作動運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気制御のダンパーまたはストラットなどの磁気作動運動制御装置は、運動制御（例えば加えられた磁界の大きさによって制御される減衰）を行う。磁気制御ダンパーにおける研究の多くは、電気流動性（ＥＲ）または磁気流動性（ＭＲ）ダンパーに集中した。これらの種類の減衰装置の両方の基礎をなしている原理は、特定の流体が加えられた電界または磁界に比例して粘性の変ることである。したがって、流体によって達成可能な減衰力は、加えられた電磁界を制御することによって制御できる。ＥＲおよびＭＲダンパーの例は、それぞれ、ノースカロライナ州ケアリー（Cary）のロード（Lord）社に譲渡されたアメリカ特許番号５、０１８、６０６および５、２８４、３３０の中で論じられている。
【０００３】
一般に、ＭＲ流体は、高い降伏強度および粘度を備えており、したがって、ＥＲ流体より大きな減衰力を発生させることができる。なお、ＭＲ流体の粘度は、簡単な低電圧電磁コイルを付勢することによって発生される容易に生成される磁界によって正確に制御される。その結果、ＭＲ流体を使っているダンパーは、ＥＲダンパーよりも好まれるものになった。
【０００４】
ＥＲおよびＭＲ流体ダンパーには流体制動が関係するので、ダンパーは正確な弁システムおよびシールで製造されなければならない。特に、この種のダンパーは、一般に動的シールおよび柔軟な収納部材を必要とし、その結果、従来のＭＲおよびＥＲダンパーは製造または組立てが容易でない。更に、装置が高速およびオフ状態で作動されるとき、ＥＲおよびＭＲ流体ダンパーは、著しい「オフ状態」力を持つ可能性があり、オフ状態力は更にそれらの製作・組立を複雑にする可能性がある。オフ状態力とは、ダンパーが付勢されていないとき、ダンパーの中に働いている力をいう。
【０００５】
従来技術のＭＲおよびＥＲ流体装置と関連する欠点の結果として、従来のＭＲ流体運動制御装置に対する磁気作動代替品が開発された。そのような磁気作動の従来技術装置は、「磁気作動運動制御装置」のための未決のアメリカ特許番号第６、３７８、６７１号および「磁気作動運動制御装置を備えるシステム」の名称の２００２年２月２０日に出願の出願番号第１０／０８０２９３号を有する認可済みの‘３６５出願の未決分割出願の中に開示されている。公告された特許および係属中の出願の両方ともノースカロライナ州ケアリーのロード社に譲渡されている。前記出願の中に開示された従来技術の磁気作動装置は、ＭＲまたはＥＲ流体を含まないが、加えられた磁界または電界の大きさによって制御される可変レベルの静電的減衰または摩擦減衰を与える。従来技術の磁気作動運動制御装置は、ＭＲおよびＥＲ流体装置と関連する多くの欠点を克服する。例えば、従来技術の磁気作動運動制御装置は、簡単にかつ比較的低コストで製造し組立てることができ、非常にゆるい機械的な許容誤差および構成要素の間の嵌め合いを可能にし、動的シールまたは柔軟な収容部材を必要とせず、特に低いオフ状態力を有し、オフ状態および最大減衰力の間に広いダイナミックレンジを与える。広いダイナミックレンジは、装置が高速で作動されるときに、特にはっきり表れている。
【０００６】
先に「０００５」項の中で参照した係属出願において開示された例示的な従来技術の磁気作動運動制御装置が図１、２および３の中に、総括的に例示されている。従来技術の運動制御装置またはダンパーは、図１において１０１で総括的に表され、ピストン１０７が中に入っている管状ハウジング１０３を備え、ハウジングとピストンの間には空洞１０５が形成されていて、ピストンは軸１２３に沿ってハウジングの中を移動可能になっている。ダンパーの各端は、他の構造体にダンパー１０１を取付けるのを容易にする従来の周知の構造（例えば被減衰構成要素の一部に取り付けるＵリンクアイ１２１）を備えているのがよい。ハウジング１０３には、少なくとも１本の軸方向に整列したみぞ穴１０９がある。みぞ穴は、また、長手方向に伸びているみぞ穴と言うこともある。
全部で８本のみぞ穴が図２の中に例示され、みぞ穴のうちの５本が図１の中に例示されている。みぞ穴は、ハウジング壁を貫通して柔軟なバンド、タブまたは指１１１を形成している。みぞ穴１０９は、ハウジング１０３の壁を貫通して延び、軸方向にほとんどハウジングの全ての長さにわたって伸びている。
【０００７】
ピストン１０７には透磁性コア１１７の中にセットされた少なくとも１つ、および好ましくは２つの電磁コイル１１５から作られた磁気的に活性な部分１１３を備えている軸１１２を有するシャフトがある。部分１１３は、また、このあとピストンヘッドともいうことがある。ここでは、透磁性コア１１７が中空であるが、コアは、代わりに、中実ボビンであってもよい。中空コアにはその中に接続線１１９を入れるスペースがある。図３に示すように、ピストンヘッド１１３はまた、コイル１１５の軸方向に向いた部分に隣接している複数の環状磁極１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃおよび１１４Ｄを備えている。磁極１１４Ａ〜１１４Ｄは、事実上同じ寸法を備えている。磁極は、図３の中でＰとして表された事実上同じ全軸方向寸法および直径Ｄの４分の１に等しい一定の横方向寸法を備え、そのような横方向寸法は、図３の中でＤ／４として表されている。磁極が寸法Ｄ／４に沿って横に伸びるとき、軸方向の磁極寸法Ｐはほぼ一定のままである。磁極はほぼ矩形の横断面を備え、コイルが付勢されていないとき、磁極の外周面とハウジング壁の間に一定の半径方向の空洞１２７を保っている。従来技術の装置１０１では、電磁石が付勢されるとき生じる磁束は、磁極１１４Ａ〜Ｄ、ピストンヘッド１１３の内側部分およびハウジングの壁１０４を通してほぼ一定であり、一定の磁束は図３の中で等間隔に置かれた磁束線１２５によって示されている。磁束が一定であることは、主に、磁極、活性部分１１３および壁１０４がほぼ一定の寸法であることの結果である。
【０００８】
電流源１１８は、導線１１９を通してコイル１１５に電流を供給する。コイル１１５を通して流れる電流は、ハウジング１０３をピストンヘッド１１３の方へ引き寄せる磁界を生成する。上記のように、生成された磁界は、磁界線１２５によって図３の中に示されている。また、図３に示すように、磁界は、コイル１１５を囲んで磁極１１４、ピストンヘッド１１３の内側部分およびハウジングの壁１０４を通過している。ピストンヘッド１１３と同様に、ハウジング１０３もまた、磁界によって引きつけられる透磁性材料（鋼およびその他の鉄の合金を含むがこれに限らない）から製造される。コイル１１５を通って流れる電流の量は、発生する磁界の大きさに大体正比例する。したがって、コイル１１５を通って流れる電流の制御がハウジング１０３の内面とピストン１０７の外面の間の垂直の力すなわち圧縮力を制御し、それによってダンパー１０１の減衰効果を制御するのに使用できる。
【０００９】
ピストン１０７のみぞ穴付きハウジング１０３とピストンヘッド１１３は、低カーボン（高透磁率鋼）から作られるのが好ましい。但し、その他の透磁性材料を用いてもよい。みぞ穴１０９は、ハウジング１０３の円周の周囲に均一に間隔を置いて配置されて軸方向に周期的な対称を保つようになっているのが好ましい。一対のコイル１１５は、図３に示された磁界線１２５についている矢印によって示されるように、それらが反対方向に磁界を生じるように巻線されるのが好ましい。この構成は、各コイル１１５によってできた磁界が隣接したコイル１１５の間の領域で相殺するのではなく加え合わさることを可能にする。
【００１０】
装置１０１によって生じた減衰効果の説明は、みぞ穴付きハウジング１０３のピストン１０７に対する関係を示す図２に示された横断面図において見ることができる。磁界が加えられないとき、ピストン１０７、（および特にピストンヘッド１１３）は、ハウジング１０３とピストン１０７の磁気的に活性な部分１１３の間の小さい半径方向の隙間１２７を画成するようにハウジング１０３の内側にゆるくはまっている。すなわち、ハウジング１０３はゆるくピストンヘッド１１３と組み合わさっていて、ピストンヘッドに圧力を加えない。電流がコイル１１５に供給されると、発生する磁界はハウジング１０３の中の柔軟な指１１１を矢印１２６によって示されるように半径方向に内向きに引きつけ、ハウジング１０３がピストン１０７を加えられた磁界、従って加えられた電流に比例した力で圧迫するようになる。
【００１１】
従来技術の制動装置が多くの用途において減衰の効果的源であるが、従来技術の磁気作動装置１０１と関連する欠点がある。ピストン１０７の活性の部分１１３の中空の構成と磁極１１４とピストンヘッド１１３を備えている透磁性材料の性質は、装置を磁気的に飽和させる。そのような飽和の結果として、従来技術の装置は、与えられる減衰力の大きさと範囲が制限されている。従来技術の磁気作動装置は、ハウジングとピストンとの間の接触領域で磁束を最大にしない。むしろ従来技術の装置は、磁界が発生されると、ハウジングとピストンヘッドとの間の接触領域のところとそれから離れたところにおいてほとんど同じ大きさの磁束を与える。
【特許文献１】米国特許番号第５０１８６０６号
【特許文献２】米国特許番号第５２８４３３０号
【特許文献３】米国特許番号第６３７８６７１号
【非特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の磁気作動運動制御装置の磁気的飽和の結果として生ずる減衰力の大きさと範囲が制限されている問題を解決することが本発明の課題である。
【００１３】
本発明の一態様にしたがって、一つの磁気作動運動制御装置が提供される。この磁気作動運動制御装置は、空洞を画成している第１の部材と、前記空洞内に配置可能で、空洞内に配置されると、軸に沿って第１の部材に対して移動可能である第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材の一方にある少なくとも１本の可動指と、第１の部材と第２の部材の一方にある磁界発生器を備え、前記第２の部材は少なくとも一つの磁極を備え、前記少なくとも一つの磁極は、第１の軸方向の寸法を備えている第１の部分と第２の軸方向の寸法を備えている第２の部分を備え、前記第１の軸方向の寸法は前記第２の軸方向の寸法より大きく、前記磁界発生器は、第１の部材の一部分と第２部材の一部分のうちの一方に第１の部材の前記一部分と第２部材の前記一部分の他方を押圧させることを特徴とする。
【００１４】
内側の第１の磁極部分と外側の第２の磁極部分との間の軸方向の寸法を小さくすることによって、単位面積当りの磁束、Φ、（また磁束密度、β、ともいう）は、第２の磁極部分を備えている外側の接触面で大きくなる。このようにして、磁極は、磁極の内側と外側の部分の間に磁束を導く働きをする。磁束密度は、式β＝Φ／面積、によって表すことができる。本発明の磁気作動装置は、従来のピストン式装置より大きな範囲の動的減衰力を与える。
【００１５】
磁極は、楔形の横断面またはほぼ矩形の部分から外方に伸びている接触部分を有するほぼ矩形の部分を備えている横断面を含むが、これらに限らずいかなる適切な横断面を備えていてもよい。可動要素は、任意の適当な数のピストンヘッドを備えることができる。各ピストンヘッドはいかなる数の磁極を備えていてもよく、磁極はほぼ同じでも異なっていてもよい。
【００１６】
添付の図面とともに考慮されるとき、前述およびその他の態様は以下の発明の詳細な説明から明らかになる。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明は、従来の磁気作動制御装置に起こる磁気飽和に起因する減衰力の大きさと範囲の限界を磁極の形状を工夫することによって解決し、装置の性能を格段に向上させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のより良い理解のために、以下の詳細な説明は、本発明の例示的な実施態様が例示されて説明されている添付の図面を参照する。
【００１９】
一般的に言えば、本発明の磁気作動装置は、従来技術のＥＲおよびＭＲ並びに磁気作動装置によって示される限界を、磁界がコイルによって作られるとき、ハウジングによって押圧されるピストンヘッドの接触面のところに最大磁束を与えることによって克服する。一方、説明が進むにつれて指示がない限り、
本発明の磁気作動装置の開示された好ましい実施例は、従来技術の装置１０１の説明の中に前述したようにハウジング１０３、ピストン軸１１２、縦みぞ穴１０９、指１１１、コイル１１５、電流源と導線１１８、１１９および取付け手段１２１を備えている。
【００２０】
本発明の実施態様のダンパー１０に用いられるいくつかの代替実施態様のピストンヘッド部材が図４〜８に開示されている。
【実施例１】
【００２１】
次に、本発明１０の磁気作動装置を例示する図４および５に移ると、装置１０は、一般に空洞１０５を画成する管状ハウジング１０３およびシャフト１１２と縦軸１２３に沿って空洞を通って移動可能な第１実施例のピストンヘッド１３を備えているピストン部材７を備えている。電磁コイルがピストンヘッドによって支えられている。本発明装置１０は、環状接触面２０Ａおよび２０Ｂを画成する環状磁極の部分１４Ａおよび１４Ｂを通る磁束密度βを最大にする改良型のピストンヘッド１３を備えている。接触面は、磁界を発生すると、柔軟なハウジングの指１１１によって押圧される。接触面は、磁極１４Ａおよび１４Ｂの外周に沿ってできている。ピストンヘッド１３には単一のコイル１１５があり、二つの磁極が示されているが、ピストンヘッドは任意の適当な数の磁極を含むことができる。ピストンヘッド１３の第１の好ましい実施例を説明するために、磁極部材１４Ａおよび１４Ｂは、コイル１１５の各軸方向に向いた側に隣接している。
【００２２】
図５に詳細に示されているように、各磁極はピストンヘッドに沿って環状に伸びて、Ｐとして表された第１の軸方向に向いた寸法を備え、この寸法はそれぞれの磁極の軸方向の全寸法を表している。各磁極はまた、図５においてＴとして表されている第２の寸法備え、この第２の寸法は、それぞれの磁極によって画成される環状接触表面２０Ａ、２０Ｂの軸方向の寸法を表している。各磁極１４については、第１の軸方向の寸法Ｐは、第２の軸方向の寸法Ｔより大きい。本願発明者は、第１および第２の軸方向の寸法の大きさの正確な比率を維持することは、本発明に決定的なことではないと判断したが、本発明で最も意図された用途のために実施するときには、そのような軸方向の寸法の比率Ｐ：Ｔが１．５：１と２．５：１との間の比率範囲（両端の値を含む）に入ることができると思われる。ＰおよびＴの値が磁極１４Ａおよび１４Ｂに対して等しいとして例示されているが、ＰおよびＴの値は異なる減衰効果を達成するために異なってもよい。
【００２３】
各磁極１４Ａおよび１４Ｂは、軸１２３から表面２０の方へ外方に行くにつれて内方に先細りになっているそれぞれの面３０Ａおよび３０Ｂを含む。各対の磁極については、表面３０Ａ、３０Ｂは、大体先細りである。表面３０は、ピストンヘッド１３の接触面２０と内側部分を結合している。図５に示された横断面では、磁極は、大体楔形で、その楔形状は、磁束を寸法Ｐの広い「入口」から寸法Ｐより小さい軸方向の寸法Ｔの接触面２０のより狭い磁極出口へ磁極１４を通して向けることによって接触面２０における磁束の大きさの増加を促進する働きをする。この磁極は、接触面領域を通る磁界の密度または磁束が磁極に入る磁束の密度より大きくなるファンネリング効果を生ずる。可変横方向の磁極寸法の結果として、接触面を通る磁束の大きさは、磁極を通るほぼ一定の大きさの磁束を与える従来技術の磁気作動装置を超えてかなり大きくなる。
【実施例２】
【００２４】
図５の中に例示されたピストン７がコイルの軸方向に伸びている側に沿って磁極１４を備えているコイル１１５付き単一ヘッド１３を備えているが、第２の別の実施例においては、ピストン７´が前述のピストンヘッド１３と類似の複数のピストンヘッドを備えることができると理解されなければならない。図６は、コイル１１５との間のそれぞれの隣接した内側磁極１４Ｂで一体になっている２つの類似のピストンヘッド１３と１３´を備えているそのような別の実施例のピストンを例示している。ピストンヘッド１３´は、ピストンヘッド１３と関連して前述したように要素と寸法関係の全てを備えている。二つの類似のピストンヘッドが図６のピストンの中に例示されるが、任意の適当な数のピストンヘッドが本発明の磁気作動装置において、所望の摩擦力を発生するように一体にされることができることが考えられると理解されるべきである。また、図６に示すように、それぞれのピストンのコイル１１５によって生じた磁界は、各コイルによって作られた磁界がピストン１３と１３´が二つのコイル１１５の間で接続される領域において相殺するのではなく加え合わさる反対方向に流れる。図示して説明した各磁極がほぼ同じであるが、磁極の相対的な幾何学的形状が異なってもよいと理解されるべきである。要約すると、第１および第２の実施態様のピストンヘッドの接触面の領域を通る磁束の増えた結果として、第１または第２の実施態様のピストンヘッド１３´を備える磁気作動装置によって生じる減衰力は、従来技術の装置によって生じる減衰力より大きい。
【実施例３】
【００２５】
第３の代替実施態様ピストン７´´が図７に示されている。前述のピストン部材のように、第３の実施態様ピストン７´´は、図４の中に示された磁気作動装置１０のハウジングの空洞１０５の中を軸１２３に沿って直線的に移動するように構成されている。中空の円筒形のピストンヘッド１３´´を備えているピストン７´´は、コイルの軸方向に向いた端にある磁極２１４Ａと２１４Ｂによって、前述したような電磁コイル１１５を備えている。ピストンヘッドは、任意の適当な数の磁極を備えることができる。図７に示すように、環状磁極は、ほぼ同じであり、磁極の全体的な軸方向の寸法を表している第１の軸方向の寸法Ｐ、接触面２００Ａ、２００Ｂの軸方向の寸法を表している第２の軸方向の寸法Ｔ、および接触面とコイル１１５から離れている磁極の残部の間の半径方向の寸法の差を表している横方向寸法Ａを備えている。第１の軸方向の寸法Ｐは、接触面の第２の軸方向の寸法Ｔより大きい。本願発明者は、第１と第２の軸方向の寸法の間の臨界比または関係を決めなかった。
【００２６】
磁極は、主部分３５Ａ、３５Ｂを備え、前記主部分３５Ａ、３５Ｂは、前記主部分から外方に距離Ａだけ伸びている外周辺の接触面を画成する環状部分を有するほぼ矩形の横断面を備えている。寸法Ａの大きさは、磁極が磁束２２５を接触部材の表面２０´を通して効率的に導くために比較的小さくなければならない。本願発明者は、半径方向のオフセット距離Ａについて臨界寸法を決めなかったが、寸法Ａのための適切な効果的大きさが、図７に示されているように、寸法Ｔにほぼ等しいものであると思われる。
【００２７】
第１および第２の実施態様のピストンヘッドの磁極と同様に、第３の実施態様ピストンヘッド１３´´の磁極は、接触面を通る磁界の密度または磁束が磁極３５Ａおよび３５Ｂに入いる磁束の密度より大きくなる磁束ファンネリングまたはチャネリング効果を発生する。可変軸方向の磁極の寸法の結果として、接触面を通る磁束の大きさは、一定の断面寸法と形状の結果として磁極を通るほぼ一定の大きさの磁束を与える従来技術の磁気作動装置の場合よりもかなり大きくなる。第３の実施態様のピストンヘッド１３´´における接触面の領域を通る磁束が増えた結果として、第３の実施態様ピストンヘッド１３´´を備える磁気作動装置によって生じる減衰力は、従来技術の装置によって発生される減衰力より大きい。
【実施例４】
【００２８】
第４の実施態様のピストン７″′が図８に示され、ピストン７´´´は、第３の実施態様のピストン７´´´と関連して説明したものと同様の２つの類似のピストンヘッド１３′と１３″′を備えている。ピストンヘッドｌ３″′は、ピストンヘッド１３´´と関連して上述した要素および寸法関係の全てを備えている。図８にて示されているように、ピストンヘッドは、二つのコイル１１５の間にある磁極２１４Ｂのところで一体にされている。ピストンヘッドには、２１４Ａおよび２１４Ｂとして示されている各ヘッドの磁極を有する合計四つの磁極がある。ピストン７″′を備えているピストンヘッドの数を増やすことによって、より大きい範囲の減衰力が本発明の磁気作動減衰装置１０によって与えられる。二つのピストンヘッド１３″′が図８のピストン７″′の中に示されているが、任意の適当な数のピストンヘッドを一体にして第４の実施態様のピストン７″′を構成できると理解されるべきである。第２の実施態様のピストンヘッド７´と関連して前述したのと同じようにして磁界３３５は加算的である。
【００２９】
本発明のダンパーによって与えられる減衰力は、以下の関係によって近似することができる。
Ｆ＝｛ｃ（Ｂｔ２）Ａｔ｝／μ０
ここで、ｃは摩擦係数であり、Ｂｔは摩擦インタフェースの磁気磁束密度であり、Ａｔは磁極チップの総面積であり、μ０は磁気定数である。直観的に磁極のチップ領域を減少させることによって全供給力Ｆは減少するということが式１の関係に基づいてわかる。しかし、数学的に以下に表されるように、磁束密度ＢｔはＡｔに逆比例している。
Ｂt＝（ＮＩ）／（ＡｔＲ）
式２の数学的関係において、Ｎはマグネットコイルの巻き線数を表し、Ｉは、コイルを通る電流を表し、Ａtは全体の磁極チップの面積であり、そしてＲは全磁気抵抗である。したがって、Ａtを減らすことは、Ｂtを増やす効果を備えている。式１に戻ると、式１における力ＦがＢt２に比例して変わるので、全体的な力Ｆは、面積の減少とともに増加する。したがって、式１および２を結合することによって、本発明のダンパーの力の出力が以下の数学的関係によって近似的に与えられことを示すことができる。
Ｆ＝｛ｃ（ＮＩ）２｝／（μ０ＡｔＲ２）
ここで、ｃは、摩擦係数であり、Ｎは、コイルの巻き線数であり、Ｉは、電流であり、Ａｔは、磁極チップの総面積であり、μ０は、磁気定数であり、そしてＲは総磁気抵抗である。したがって、一定の磁気抵抗Ｒについては、磁極チップの面積Ａが小さくなれば、全体の力Ｆは大きくなる。コイルの巻き数および電流、したがって全電力は一定のままである。本発明において、磁極のチップ面積が最小にされ、それによって磁界に応答する材料を備えている従来技術の減衰装置に比較して減衰力を大きくできる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、従来の磁気作動制御装置の性能を向上させたので、この形式のダンパーを用いる分野での用途拡大の可能性は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術の磁気作動運動制御装置の切取縦断面図である。
【図２】図１の中に断面線２−２に沿った横断面図である。
【図３】図１の中に３として示されえた円によって囲まれた装置の部分の部分拡大図である。
【図４】第１実施例ピストンヘッドを備えている本発明の磁気作動運動制御装置の切取縦断面図である。
【図５】図４の中に５として示された円によって囲まれた装置の部分の部分拡大図である。
【図６】図５に開示されたピストンヘッドのうちの２つを備えている第２の代替実施態様のピストンヘッドの部分拡大図である。
【図７】本発明の磁気作動制御装置に用いられた第３の代替実施態様のピストンヘッドの部分拡大図である。
【図８】図７に開示されたピストンヘッドのうちの２つを備えている第４の代替実施態様のピストンヘッドの部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
７            ピストン
１０          ダンパー
１３          ピストンヘッド
１４          磁極
１０３          ハウジング
１０９          みぞ穴
１１１          指
１１５          コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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