特許 6942403 二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6942403

(24)【登録日】2021年9月10日

(45)【発行日】2021年9月29日

(54)【発明の名称】二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/023 20060101AFI20210916BHJP

   F16F 9/53 20060101ALI20210916BHJP

   F16F 6/00 20060101ALI20210916BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/023 Z

   F16F9/53

   F16F6/00

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2021-84693(P2021-84693)

(22)【出願日】2021年5月19日

【審査請求日】2021年5月19日

(31)【優先権主張番号】202011254769.8

(32)【優先日】2020年11月11日

(33)【優先権主張国】CN

(31)【優先権主張番号】202022601591.1

(32)【優先日】2020年11月11日

(33)【優先権主張国】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】598098331

【氏名又は名称】ツィンファ ユニバーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲とく▼才

(72)【発明者】

【氏名】李 倩

(72)【発明者】

【氏名】王 玉明

(72)【発明者】

【氏名】韓 鵬棟

【審査官】 児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０３１２２９６０（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平３−８９０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−９６５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１７１３２２５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｆ １／００− ９／５８

１５／００−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーであって、
キャビティを画定し、第１の方向において対向する第１の壁面及び第２の壁面を有する筐体と、
複数の永久磁石及び少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材であって、前記少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材と複数の前記永久磁石が第１の方向に沿って前記キャビティ内に交互に配置され、各前記第１の多孔質媒体部材が、前記第１の方向において隣接する２つの前記永久磁石の間に位置し、各前記第１の多孔質媒体部材が対応する隣接する２つの前記永久磁石のうちの一方に設けられ、各前記第１の多孔質媒体部材の空隙に第１の磁性流体が充填されている複数の永久磁石及び少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材と、
複数の前記永久磁石に１対１で嵌合されて、前記永久磁石に第２の方向の復元力を加える複数の復帰部であって、前記第１の方向において隣接する２つの前記永久磁石が受ける前記復元力が等しくない複数の復帰部と、を含み、
複数の前記永久磁石は、第１の永久磁石及び第２の永久磁石を含み、複数の前記復帰部は、第１の復帰部及び第２の復帰部を含み、前記第１の復帰部が前記第１の永久磁石に嵌合され、前記第２の復帰部が前記第２の永久磁石に嵌合される、
ことを特徴とする二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項2】

複数の前記永久磁石は、さらに、少なくとも１つの第３の永久磁石を含み、前記少なくとも１つの第３の永久磁石が、前記第１の方向において前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石との間に位置し、複数の前記復帰部は、さらに、少なくとも１つの第３の復帰部を含み、前記少なくとも１つの第３の復帰部が前記少なくとも１つの第３の永久磁石に１対１で嵌合される、
ことを特徴とする請求項１に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項3】

前記第１の復帰部は第１の弾性部材であり、前記第２の復帰部は第２の弾性部材であり、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材はそれぞれ前記キャビティ内に位置する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項4】

前記第１の弾性部材は第１のスクロールスプリングであり、前記第１のスクロールスプリングが前記第１の永久磁石の少なくとも一部に嵌められ、前記第２の弾性部材は第２のスクロールスプリングであり、前記第２のスクロールスプリングが前記第２の永久磁石の少なくとも一部に嵌められる、
ことを特徴とする請求項３に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項5】

前記第１の復帰部は第１の溝であり、前記第２の復帰部は第２の溝であり、前記第１の壁面に前記第１の溝が形成され、前記第２の壁面に前記第２の溝が形成され、前記第１の溝の開口部の第２の方向におけるサイズが前記第１の溝の底部より大きく、前記第２の溝の開口部の第２の方向におけるサイズが前記第２の溝の底部より大きく、前記第１の溝と前記第１の永久磁石との間に第２の磁性流体が充填され、前記第２の磁性流体が前記第１の永久磁石に吸着し、前記第２の磁性流体が前記第１の溝と接触し、前記第２の溝と前記第２の永久磁石との間に第３の磁性流体が充填され、前記第３の磁性流体が前記第２の永久磁石に吸着し、前記第３の磁性流体が前記第２の溝と接触し、
前記第１の溝は、前記第２の方向において対向する第１の側壁及び第２の側壁を有し、前記第１の側壁が前記第２の方向において第１の端及び第２の端を有し、前記第２の側壁が前記第２の方向において第３の端及び第４の端を有し、前記第２の端が前記第１の溝の底部に近接し、前記第３の端が前記第１の溝の底部に近接し、前記第１の端が前記第２の端の内側に位置し、前記第４の端が前記第３の端の内側に位置し、前記第１の永久磁石が、前記第２の方向において前記第１の端と前記第４の端との間に位置し、
前記第２の溝は、前記第２の方向において対向する第３の側壁及び第４の側壁を有し、前記第３の側壁が前記第２の方向において第５の端及び第６の端を有し、前記第４の側壁が前記第２の方向において第７の端及び第８の端を有し、前記第６の端が前記第２の溝の底部に近接し、前記第７の端が前記第２の溝の底部に近接し、前記第５の端が前記第６の端の内側に位置し、前記第８の端が前記第７の端の内側に位置し、前記第２の永久磁石が、前記第２の方向において前記第５の端と前記第８の端との間に位置する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項6】

前記第１の溝は、円錐形または円錐台形であり、前記第２の溝は、円錐形または円錐台形である、
ことを特徴とする請求項５に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項7】

前記第１の復帰部及び前記第２の復帰部のうちの一方はスクロールスプリングであり、前記第１の復帰部及び前記第２の復帰部のうちの他方は溝であり、前記第１の壁面及び前記第２の壁面のうちの一方に前記溝が形成され、スクロールスプリング部材が前記キャビティ内に位置し、前記スクロールスプリングが前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石のうちの一方の少なくとも一部に嵌められ、前記溝の開口部の第２の方向におけるサイズが前記溝の底部より大きく、前記溝と、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石のうちの他方との間に磁性流体が充填され、前記磁性流体が前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石のうちの他方に吸着し、前記磁性流体が前記溝と接触し、
前記溝は円錐形または円錐台形である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項8】

各前記第３の復帰部は第３の弾性部材であり、各前記第３の復帰部が前記キャビティ内に位置し、前記第３の弾性部材は第３のスクロールスプリングであり、前記第３のスクロールスプリングが対応する前記第３の永久磁石の少なくとも一部に嵌められる、
ことを特徴とする請求項２に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項9】

第２の多孔質媒体部材であって、前記第１の永久磁石が前記第１の多孔質媒体部材と前記第１の壁面との間に位置し、前記第２の多孔質媒体部材が前記第１の永久磁石と前記第１の壁面との間に位置し、前記第２の多孔質媒体部材が前記第１の永久磁石に設けられ、前記第２の多孔質媒体部材の空隙に第２の磁性流体が充填される第２の多孔質媒体部材と、
第３の多孔質媒体部材であって、前記第２の永久磁石が前記第１の多孔質媒体部材と前記第２の壁面との間に位置し、前記第３の多孔質媒体部材が前記第２の永久磁石と前記第２の壁面との間に位置し、前記第３の多孔質媒体部材が前記第２の永久磁石に設けられ、前記第３の多孔質媒体部材の空隙に第３の磁性流体が充填される第３の多孔質媒体部材と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【請求項10】

前記第１の多孔質媒体部材、前記第２の多孔質媒体部材及び前記第３の多孔質媒体部材は、スポンジ、発泡カーボン、及び発泡銅のうちの少なくとも１つにより作製される、
ことを特徴とする請求項９に記載の二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械工学振動の分野に関し、具体的には、二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーに関する。

【背景技術】

【0002】

宇宙飛行の分野において、宇宙船は、エネルギーの制約を受けるため、パッシブダンパーの採用が非常に適切であり、特に宇宙船内の長くて真っ直ぐな物体によって発生する低周波数・小振幅の振動、例えば、アンテナやソーラーパネルの振動は、振動吸収にとって難しい課題である。磁性流体ダンパーは、エネルギー消費がゼロで、慣性力に敏感で、構造がシンプルで、振動吸収速度が速く、耐用年数が長いという特徴があり、低周波数・小振幅の振動に適したパッシブダンパーであるため、特に宇宙飛行の分野における長く真っ直ぐな物体の低周波数・小振幅の振動に適している。また、磁性流体ダンパーは、防振テーブル、高出力アンテナの振動吸収など、地上システムでも広い応用の見通しがある。

【0003】

従来の磁性流体ダンパーは、二次浮力の原理ダンパーを主とし、主な形態は、振動吸収質量ブロックが永久磁石であり、永久磁石と磁性流体の相対運動により流体剪断を発生させて、粘性によってエネルギーを消費するという役割を達成し、例えば、文献１（公開番号ＣＮ１０４０７４９０３Ａの出願特許）、文献２（公開番号ＣＮ１０２０３２３０４Ａの出願特許）、文献３（公開番号ＣＮ１０３１２２９６０Ａ）などであり、従来の磁性流体の二次浮力の原理ダンパーの多くは以下のような欠点を有する。１．永久磁石材料の脆性が高いにもかかわらず、宇宙船が発射中に加速度が極めて大きい過程を経験し、衝突を引き起こして、永久磁石が破砕される可能性がある。２．ダンパー効果の改善は通常、永久磁石の形状などの変化に基づくものであるが、永久磁石が加工しにくい。３．振動吸収効果を奏する摩擦面が少なく、振動吸収効果が悪いなど。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、関連技術における技術的課題の少なくとも１つをある程度解決することを目的とする。そのため、本発明の実施例は、二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーを提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーは、
キャビティを画定し、第１の方向において対向する第１の壁面及び第２の壁面を有する筐体と、
複数の永久磁石及び少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材であって、前記少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材と複数の前記永久磁石が第１の方向に沿って前記キャビティ内に交互に配置され、各前記第１の多孔質媒体部材が、前記第１の方向において隣接する２つの前記永久磁石の間に位置し、各前記第１の多孔質媒体部材が対応する隣接する２つの前記永久磁石のうちの一方に設けられ、ここで、各前記第１の多孔質媒体部材の空隙に第１の磁性流体が充填されている複数の永久磁石及び少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材と、
複数の前記永久磁石に１対１で嵌合されて、前記永久磁石に第２の方向の復元力を加える複数の復帰部であって、ここで、前記第１の方向において隣接する２つの前記永久磁石が受ける前記復元力が等しくない複数の復帰部と、を含む。

【0006】

本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーは、振動吸収効果が良く、振動吸収効果が安定しているという利点がある。

【0007】

一部の実施例において、複数の前記永久磁石は、第１の永久磁石及び第２の永久磁石を含み、複数の前記復帰部は、第１の復帰部及び第２の復帰部を含み、前記第１の復帰部が前記第１の永久磁石に嵌合され、前記第２の復帰部が前記第２の永久磁石に嵌合される。

【0008】

一部の実施例において、複数の前記永久磁石は、さらに、少なくとも１つの第３の永久磁石を含み、前記少なくとも１つの第３の永久磁石が、前記第１の方向において前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石との間に位置し、複数の前記復帰部は、さらに、少なくとも１つの第３の復帰部を含み、前記少なくとも１つの第３の復帰部が前記少なくとも１つの第３の永久磁石に１対１で嵌合される。

【0009】

一部の実施例において、前記第１の復帰部は第１の弾性部材であり、前記第２の復帰部は第２の弾性部材であり、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材はそれぞれ前記キャビティ内に位置する。

【0010】

一部の実施例において、前記第１の弾性部材は第１のスクロールスプリング（scroll spring）であり、前記第１のスクロールスプリングが前記第１の永久磁石の少なくとも一部に嵌められ、前記第２の弾性部材は第２のスクロールスプリングであり、前記第２のスクロールスプリングが前記第２の永久磁石の少なくとも一部に嵌められる。

【0011】

一部の実施例において、前記第１の復帰部は第１の溝であり、前記第２の復帰部は第２の溝であり、前記第１の壁面に前記第１の溝が形成され、前記第２の壁面に前記第２の溝が形成され、前記第１の溝の開口部の第２の方向におけるサイズが前記第１の溝の底部より大きく、前記第２の溝の開口部の第２の方向におけるサイズが前記第２の溝の底部より大きく、前記第１の溝と前記第１の永久磁石との間に第２の磁性流体が充填され、前記第２の磁性流体が前記第１の永久磁石に吸着し、前記第２の磁性流体が前記第１の溝と接触し、前記第２の溝と前記第２の永久磁石との間に第３の磁性流体が充填され、前記第３の磁性流体が前記第２の永久磁石に吸着し、前記第３の磁性流体が前記第２の溝と接触し、選択可能に、前記第１の溝は、前記第２の方向において対向する第１の側壁及び第２の側壁を有し、前記第１の側壁が前記第２の方向において第１の端及び第２の端を有し、前記第２の側壁が前記第２の方向において第３の端及び第４の端を有し、前記第２の端が前記第１の溝の底部に近接し、前記第３の端が前記第１の溝の底部に近接し、前記第１の端が前記第２の端の内側に位置し、前記第４の端が前記第３の端の内側に位置し、前記第１の永久磁石が、前記第２の方向において前記第１の端と前記第４の端との間に位置し、
前記第２の溝は、前記第２の方向において対向する第３の側壁及び第４の側壁を有し、前記第３の側壁が前記第２の方向において第５の端及び第６の端を有し、前記第４の側壁が前記第２の方向において第７の端及び第８の端を有し、前記第６の端が前記第２の溝の底部に近接し、前記第７の端が前記第２の溝の底部に近接し、前記第５の端が前記第６の端の内側に位置し、前記第８の端が前記第７の端の内側に位置し、前記第２の永久磁石が、前記第２の方向において前記第５の端と前記第８の端との間に位置する。

【0012】

一部の実施例において、前記第１の溝は、円錐形または円錐台形であり、前記第２の溝は、円錐形または円錐台形である。

【0013】

一部の実施例において、前記第１の復帰部及び前記第２の復帰部のうちの一方はスクロールスプリングであり、前記第１の復帰部及び前記第２の復帰部のうちの他方は溝であり、前記第１の壁面及び前記第２の壁面のうちの一方に前記溝が形成され、前記スクロールスプリング部材が前記キャビティ内に位置し、前記スクロールスプリングが前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石のうちの一方の少なくとも一部に嵌められ、前記溝の開口部の第２の方向におけるサイズが前記溝の底部より大きく、前記溝と、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石のうちの他方との間に磁性流体が充填され、前記磁性流体が前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石のうちの他方に吸着し、前記磁性流体が前記溝と接触し、
選択可能に、前記溝は円錐形または円錐台形である。

【0014】

一部の実施例において、各前記第３の復帰部は第３の弾性部材であり、各前記第３の復帰部が前記キャビティ内に位置し、選択可能に、前記第３の弾性部材は第３のスクロールスプリングであり、前記第３のスクロールスプリングが対応する前記第３の永久磁石の少なくとも一部に嵌められる。

【0015】

本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーは、
第２の多孔質媒体部材であって、前記第１の永久磁石が前記第１の多孔質媒体部材と前記第１の壁面との間に位置し、前記第２の多孔質媒体部材が前記第１の永久磁石と前記第１の壁面との間に位置し、前記第２の多孔質媒体部材が前記第１の永久磁石に設けられ、ここで、前記第２の多孔質媒体部材の空隙に第２の磁性流体が充填される第２の多孔質媒体部材と、
第３の多孔質媒体部材であって、前記第２の永久磁石が前記第１の多孔質媒体部材と前記第２の壁面との間に位置し、前記第３の多孔質媒体部材が前記第２の永久磁石と前記第２の壁面との間に位置し、前記第３の多孔質媒体部材が前記第２の永久磁石に設けられ、ここで、前記第３の多孔質媒体部材の空隙に第３の磁性流体が充填される第３の多孔質媒体部材と、をさらに含む。

【0016】

一部の実施例において、前記第１の多孔質媒体部材、前記第２の多孔質媒体部材及び前記第３の多孔質媒体部材は、スポンジ、発泡カーボン、及び発泡銅のうちの少なくとも１つにより作製される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーの概略構造図である。

【図2】本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーの概略構造図である。

【図3】本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーの概略構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。前記実施例における例は、図面に示されている。以下、図面を参照して説明される実施例は、例示するものであり、本発明を説明することを目的としており、本発明を限定するものと理解してはならない。

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００を説明し、図１及び図２に示すように、本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００は、筐体１００と、複数の永久磁石と、少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材３１０と、複数の復帰部と、を含む。

【0020】

筐体１００はキャビティ１１０を画定し、筐体１００は、カバー１０１及びケース本体１０２を含み、筐体１００は、周囲壁面１１１と、第１の方向において対向する第１の壁面１１２及び第２の壁面１１３とを有し、周囲壁面１１１が第１の壁面１１２と第２の壁面１１３との間に位置する。少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材３１０と複数の永久磁石が第１の方向に沿ってキャビティ１１０内に交互に配置され、各第１の多孔質媒体部材３１０が第１の方向において隣接する２つの永久磁石の間に位置し、各第１の多孔質媒体部材３１０が対応する隣接する２つの永久磁石のうちの一方に設けられ、ここで、各第１の多孔質媒体部材３１０の空隙に第１の磁性流体６１０が充填されている。

【0021】

複数の復帰部が複数の永久磁石に１対１で嵌合されて、永久磁石に第２の方向の復元力を加え、ここで、第１の方向において隣接する２つの永久磁石が受ける復元力が等しくない。

【0022】

本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００は、複数の復帰部を設け、かつ、第１の方向において隣接する２つの永久磁石が第２の方向に受ける復元力が等しくない。振動による機械的エネルギーの影響で複数の永久磁石が移動すると、複数の復帰部が複数の永久磁石に１対１で嵌合されるため、各永久磁石とそれに嵌合されている復帰部とが接触した後、復帰部は、それに嵌合されている永久磁石に第２の方向に復元力を加えることができる。第１の方向において隣接する２つの永久磁石が受ける復元力が等しくないため、第１の方向において隣接する２つの永久磁石は相対的に運動することができる。

【0023】

各第１の多孔質媒体部材３１０が対応する隣接する２つの永久磁石のうちの一方に設けられるため、各第１の多孔質媒体部材３１０と対応する他方の永久磁石とが相対的に運動することができる。かつ、第１の多孔質媒体部材３１０の空隙に第１の磁性流体６１０が充填されているため、第１の磁性流体６１０の一部は、他方の永久磁石によって引き付けられ、対応する第１の多孔質媒体部材３１０と相対的に運動する。

【0024】

例えば、第２の永久磁石が受ける復元力が第１の永久磁石が受ける復元力より小さく、第２の永久磁石の振動変位が第１の永久磁石の振動変位より大きい。第２の永久磁石は、第１の磁性流体６１０の一部を第２の永久磁石２２０と共に速く移動するように駆動する。第１の永久磁石は磁性流体の一部が移動しないように固定するため、第１の磁性流体６１０に速度勾配を有する磁性流体層が存在し、移動速度の異なる第１の磁性流体６１０が互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第１の磁性流体６１０が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果を向上させる。第１の多孔質媒体部材３１０内の空隙の存在により、固液接触面積が増加するとともに、第１の磁性流体６１０内の速度勾配が増大し、摩擦によるエネルギー消費と粘性によるエネルギー消費が増加し、振動吸収効果がさらに向上する。

【0025】

また、第１の多孔質媒体部材３１０の異なる空隙を通過する第１の磁性流体６１０の流速が異なり、流速の異なる第１の磁性流体６１０が出会うと互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第１の磁性流体６１０内部が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果をさらに向上させる。

【0026】

したがって、本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００は、振動吸収効果が良く、振動吸収効果が安定しているという利点がある。

【0027】

本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００は、筐体１００と、複数の永久磁石と、少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材３１０と、複数の復帰部と、を含む。

【0028】

筐体１００はキャビティ１１０を画定し、筐体１００は、カバー１０１及びケース本体１０２を含み、筐体１００は、周囲壁面１１１と、第１の方向において対向する第１の壁面１１２及び第２の壁面１１３とを有する。

【0029】

少なくとも１つの第１の多孔質媒体部材３１０と複数の永久磁石が第１の方向に沿ってキャビティ１１０内に交互に配置され、各第１の多孔質媒体部材３１０が第１の方向において隣接する２つの永久磁石の間に位置し、各第１の多孔質媒体部材３１０が対応する隣接する２つの永久磁石のうちの一方に設けられ、すなわち第１の多孔質媒体部材３１０と一方の永久磁石とが同期移動可能である。ここで、各第１の多孔質媒体部材３１０の空隙に第１の磁性流体６１０が充填されている。

【0030】

複数の復帰部が複数の永久磁石に１対１で嵌合されて、永久磁石に第２の方向の復元力を加え、ここで、第１の方向において隣接する２つの永久磁石が受ける復元力が等しくない。

【0031】

例えば、当該第１の方向は上下方向であってもよく、当該第２の方向は左右方向であってもよい。上下方向は図１の矢印Ａで示され、左右方向は図１の矢印Ｂで示される。

【0032】

一部の実施例において、複数の永久磁石は、第１の永久磁石２１０及び第２の永久磁石２２０を含み、複数の復帰部は、第１の復帰部及び第２の復帰部を含む。すなわち、永久磁石の数が２つであり、ここで、一方の永久磁石は第１の永久磁石２１０であり、他方の永久磁石は第２の永久磁石２２０である。第１の多孔質媒体部材３１０の数が１つであり、第１の多孔質媒体部材３１０が第１の永久磁石２１０と第２の永久磁石２２０との間に位置し、第１の多孔質媒体部材３１０が第１の永久磁石２１０及び第２の永久磁石２２０のうちの一方に設けられる。復帰部の数が２つであり、ここで、一方の復帰部は第１の復帰部であり、他方の復帰部は第２の復帰部である。第１の復帰部が第１の永久磁石２１０に嵌合され、すなわち、第１の復帰部が第１の永久磁石２１０に第２の方向の第１の復元力を加える。第２の復帰部が第２の永久磁石２２０に嵌合され、すなわち第２の復帰部が第２の永久磁石２２０に第２の方向の第２の復元力を加える。

【0033】

一部の実施例において、第１の復帰部は第１の弾性部材であり、第２の復帰部は第２の弾性部材であり、第１の弾性部材と第２の弾性部材がそれぞれキャビティ１１０内に位置する。具体的には、第１の弾性部材は第１のスクロールスプリング４１０であり、第１のスクロールスプリング４１０が第１の永久磁石２１０の少なくとも一部に嵌められる。第２の弾性部材は第２のスクロールスプリング４２０であり、第２のスクロールスプリング４２０が第２の永久磁石２２０の少なくとも一部に嵌められる。

【0034】

本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００の永久磁石の振幅は、スクロールスプリング圧縮の限界に達することはない。

【0035】

図１に示すように、一部の実施例において、第１の弾性部材と第２の弾性部材とが隣接し、第１の弾性部材の剛性が第２の弾性部材の剛性に等しくない。例えば、第１のスクロールスプリング４１０の剛性が第２のスクロールスプリング４２０の剛性に等しくない。これにより、第１の弾性部材によって第１の永久磁石２１０に加えられた第１の復元力と第２の弾性部材によって第２の永久磁石２２０に加えられた第２の復元力とが異なる。これにより、第１の永久磁石２１０と第２の永久磁石２２０が相対的に運動する。

【0036】

例えば、第２の復元力が第１の復元力より小さく、第２の永久磁石２２０の振動変位が第１の永久磁石２１０の振動変位より大きい。第２の永久磁石は、第１の磁性流体６１０の一部を第２の永久磁石２２０と共に速く移動するように駆動する。第１の永久磁石は磁性流体の一部が移動しないように固定するため、第１の磁性流体６１０に速度勾配を有する磁性流体層が存在し、移動速度の異なる第１の磁性流体６１０が互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第１の磁性流体６１０が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果を向上させる。

【0037】

第１の多孔質媒体部材３１０内に空隙が存在することにより、固液接触面積が増加するとともに、第１の磁性流体６１０内の速度勾配が増大し、摩擦によるエネルギー消費と粘性によるエネルギー消費が増加し、振動吸収効果がさらに向上する。

【0038】

図２に示すように、一部の実施例において、第１の復帰部は第１の溝５１０であり、第２の復帰部は第２の溝５２０であり、第１の壁面１１２に第１の溝５１０が形成され、第２の壁面１１３に第２の溝５２０が形成される。第１の溝５１０の開口部の第２の方向におけるサイズが第１の溝５１０の底部より大きく、第２の溝５２０の開口部の第２の方向におけるサイズが第２の溝５２０の底部より大きく、第１の溝５１０と第２の溝５２０とが第１の方向において対向する。

【0039】

選択可能に、第１の溝５１０は、第２の方向において対向する第１の側壁５１１及び第２の側壁５１２を有し、すなわち、第１の側壁５１１は第１の溝５１０の左側壁であり、第２の側壁５１２は第１の溝５１０の右側壁である。

【0040】

第１の側壁５１１は、第２の方向において第１の端及び第２の端を有する。第１の端は第１の側壁５１１の左端であり、第２の端は第１の側壁５１１の右端である。第２の側壁５１２は、第２の方向において第３の端及び第４の端を有する。第３の端は第２の側壁５１２の左端であり、第４の端は第２の側壁５１２の右端である。

【0041】

第２の端が第１の溝５１０の底部に近接し、第３の端が第１の溝５１０の底部に近接し、つまり、第２の端と第３の端は、左右方向において第１の端と第４の端との間に位置する。第１の端が第２の端の内側に位置し、第４の端が第３の端の内側に位置する。第１の溝５１０の開口部の第１の方向におけるサイズが第１の溝５１０の底部より大きい。

【0042】

一部の実施例において、第１の溝５１０は円錐形であり、すなわち第１の溝５１０の横断面の上半分の縁はＶ字状である。言い換えれば、第１の側壁５１１と第２の側壁５１２とが交差し、すなわち、第１の側壁５１１の第２の端（右端）と第２の側壁５１２の第３の端（左端）とは同じ端である。

【0043】

選択可能に、第１の溝５１０は円錐台形である。

【0044】

選択可能に、第２の溝５２０は、第２の方向において対向する第３の側壁５２１及び第４の側壁５２２を有し、すなわち、第３の側壁５２１は第２の溝５２０の左側壁であり、第４の側壁５２２は第２の溝５２０の右側壁である。

【0045】

第３の側壁５２１は、第２の方向において第５の端及び第６の端を有する。第５の端は第３の側壁５２１の左端であり、第６の端は第３の側壁５２１の右端である。第４の側壁５２２は、第２の方向において第７の端及び第８の端を有する。第７の端は第４の側壁５２２の左端であり、第８の端は第４の側壁５２２の右端である。

【0046】

第６の端が第２の溝５２０の底部に近接し、第７の端が第２の溝５２０の底部に近接し、つまり、第６の端と第７の端は、左右方向において第５の端と第８の端との間に位置する。第５の端が第６の端の内側に位置し、第８の端が第７の端の内側（内側とはキャビティ１１０の中心に近接する側を指し、外側とは筐体１００の周囲壁面１１１に近接する側を指す）に位置する。第２の溝５２０の開口部の第１の方向におけるサイズが第２の溝５２０の底部より大きい。

【0047】

一部の実施例において、第２の溝５２０は円錐形であり、すなわち、第２の溝５２０の横断面の下半分の縁は逆Ｖ字状である。言い換えれば、第３の側壁５２１と第４の側壁５２２とが交差し、すなわち、第３の側壁５２１の第６の端（右端）と第４の側壁５２２の第７の端（左端）とは同じ端である。

【0048】

選択可能に、第２の溝５２０は円錐台形である。

【0049】

第１の溝５１０と第１の永久磁石２１０との間に第２の磁性流体６２０が充填され、第２の磁性流体６２０が第１の永久磁石２１０に吸着し、第２の磁性流体６２０が第１の溝５１０と接触する。第１の永久磁石２１０が第２の方向において第１の端と第４の端との間に位置し、これにより、第１の溝５１０が第１の永久磁石２１０に対して一定の位置制限の役割を果たすことができ、すなわち、第１の永久磁石２１０が、第１の溝５１０の許容範囲内で移動することができる。

【0050】

第２の溝５２０と第２の永久磁石２２０との間に第３の磁性流体６３０が充填され、第３の磁性流体６３０が第２の永久磁石２２０に吸着し、第３の磁性流体６３０が第２の溝５２０と接触する。第２の永久磁石２２０が第２の方向において第５の端と第８の端との間に位置し、これにより、第２の溝５２０が第２の永久磁石２２０に対して一定の位置制限の役割を果たすことができ、すなわち、第２の永久磁石２２０が、第２の溝５２０の許容範囲内で移動することができる。

【0051】

上記実施例において、第１の溝５１０が第１の永久磁石２１０に第１の復元力を加える。例えば、第１の永久磁石２１０が左方向に振動吸収変位が発生する場合、第１の永久磁石２１０と第１の側壁５１１との間に位置する第２の磁性流体６２０が押圧され、第１の永久磁石２１０の磁力により、第２の磁性流体６２０が第１の永久磁石２１０に右向きの第１の作用力を加え、当該第１の作用力により、第１の永久磁石２１０が当該第１の作用力の作用で右方向に移動し始めるまで、第１の永久磁石２１０が第１の側壁５１１に近接する速度を遅くする。当該プロセスにおいて、第１の永久磁石２１０と第１の側壁５１１との間に位置する第２の磁性流体６２０が押圧されるため、第２の磁性流体６２０内部に粘性剪断を起こしてエネルギーを消費する。

【0052】

同様に、第２の側壁５１２は第１の永久磁石２１０に左向きの第２の作用力を加えることができる。このような第１の作用力と第２の作用力は、いずれも第１の永久磁石２１０をその平衡位置に戻すことができる復元力と見なすことができ、ここでの平衡位置とは、第１の永久磁石２１０が振動吸収運動をしないときの位置を指し、このときに第１の永久磁石２１０と筐体１００とが相対的に静止している。

【0053】

同様に、第３の側壁５２１及び第４の側壁５２２も第２の永久磁石２２０をその平衡位置に戻すことができ、かつ第１の溝５１０のテーパが第２の溝５２０のテーパに等しくないため、第１の永久磁石２１０に第１の溝５１０によって生成された第１の復元力が第２の永久磁石２２０第２の溝５２０によって生成された第２の復元力に等しくない。これにより、第１の永久磁石２１０と第２の永久磁石２２０とが相対的に運動して、第１の磁性流体６１０の一部と第１の多孔質媒体部材３１０とが相対的に運動し、振動吸収効果を向上させる。

【0054】

一部の実施例において、第１の復帰部及び第２の復帰部のうちの一方はスクロールスプリングであり、スクロールスプリング部材がキャビティ１１０内に位置する。スクロールスプリングが第１の永久磁石２１０及び第２の永久磁石２２０のうちの一方の少なくとも一部に嵌められる。

【0055】

第１の復帰部及び第２の復帰部のうちの他方は溝であり、第１の壁面１１２及び第２の壁面１１３のうちの他方に溝が形成される。溝と、第１の永久磁石２１０及び第２の永久磁石２２０のうちの一方との間に磁性流体が充填される。溝は、第１の方向における開口部を有し、溝の開口部の第２の方向におけるサイズが溝の底部より大きく、溝は円錐形または円錐台形である。

【0056】

例えば、第１の復帰部がスクロールスプリングである場合、第２の復帰部は溝である。スクロールスプリングが第１の永久磁石２１０の少なくとも一部に嵌められて、スクロールスプリングが第１の永久磁石２１０に第１の復元力を加える。第２の壁面１１３に溝が形成され、溝が第２の永久磁石２２０に第２の復元力を加える。

【0057】

第２の復帰部がスクロールスプリングである場合、第１の復帰部は溝である。スクロールスプリングが第２の永久磁石２２０の少なくとも一部に嵌められて、スクロールスプリングが第２の永久磁石２２０に第１の復元力を加える。第１の壁面１１２に溝が形成され、溝が第１の永久磁石２１０に第２の復元力を加える。

【0058】

図３に示すように、一部の実施例において、第１の永久磁石２１０と第２の永久磁石２２０とが隣接する。第１の復帰部は第１のスクロールスプリング４１０であり、第１のスクロールスプリング４１０が第１の永久磁石２１０の少なくとも一部に嵌められる。第１のスクロールスプリング４１０は第１の永久磁石２１０に第１の復元力を加える。第２の復帰部は円錐形の第２の溝５２０である。第２の溝５２０と第２の永久磁石２２０との間に第３の磁性流体６３０が充填され、第２の溝５２０が第２の永久磁石２２０に第２の復元力を加える。第１の復元力を第２の復元力に等しくすることにより、第１の永久磁石２１０及び第２の永久磁石２２０を相対的に運動させ、すなわち、第１の磁性流体６１０の一部と第１の多孔質媒体部材３１０とが相対的に運動し、振動吸収効果を向上させる。

【0059】

一部の実施例において、複数の永久磁石は、さらに、少なくとも１つの第３の永久磁石を含み、少なくとも１つの第３の永久磁石が、第１の方向において第１の永久磁石２１０と第２の永久磁石２２０との間に位置する。複数の復帰部は、さらに、少なくとも１つの第３の復帰部を含み、少なくとも１つの第３の復帰部が少なくとも１つの第３の永久磁石に１対１で嵌合され、すなわち、第３の復帰部が、それに対応する第３の永久磁石に第３の復元力を加える。例えば、第３の永久磁石の数が１つである場合、すなわち、永久磁石の数が３つである場合、第１の多孔質媒体部材３１０の数が２つであり、第３の復帰部が１つであり、第３の復元力が第１の復元力及び第２の復元力に等しくない。

【0060】

各第３の復帰部は第３の弾性部材であり、各第３の復帰部がキャビティ１１０内に位置する。選択可能に、第３の弾性部材は第３のスクロールスプリングであり、第３のスクロールスプリングが対応する第３の永久磁石の少なくとも一部に嵌められる。第３のスクロールスプリングが、それに対応する第３の永久磁石に第３の復元力を加える。

【0061】

第３の永久磁石の数が複数である場合、ここで、第１の方向において第１の弾性部材と隣接する第３の弾性部材の剛性が第１の弾性部材の剛性に等しくなく、例えば、第１のスクロールスプリング４１０の剛性がそれと隣接する第３のスクロールスプリングの剛性に等しくないため、第１の弾性部材によって第１の永久磁石２１０に加えられた第１の復元力と第３の弾性部材によって第３の永久磁石に加えられた第３の復元力とが異なる。これにより、第１の永久磁石２１０と第３の永久磁石とが相対的に運動する。

【0062】

第１の方向において第２の弾性部材と隣接する第３の弾性部材の剛性が第２の弾性部材の剛性に等しくなく、例えば、第２のスクロールスプリング４２０の剛性が第３のスクロールスプリング剛性に等しくないため、第２の弾性部材によって第２の永久磁石２２０に加えられた第２の復元力と第３の弾性部材によって第３の永久磁石に加えられた第３の復元力が等しくない。これにより、第２の永久磁石２２０と第３の永久磁石とが相対的に運動する。

【0063】

一部の実施例において、第１の方向において隣接する２つの第３の弾性部材の剛性が等しくない。例えば、第１の方向において隣接する２つの第３のバネの剛性が等しくないため、隣接する２つの第３の弾性部材によって対応する第３の永久磁石に加えられた第３の復元力が等しくない。これにより隣接する２つの第３の永久磁石が相対的に運動する。

【0064】

隣接する２つの永久磁石が相対的に運動することにより、隣接する２つの永久磁石の間の第１の磁性流体６１０の一部と対応する第１の多孔質媒体部材３１０とが相対的に運動し、振動吸収効果を向上させる。

【0065】

図１および図２に示すように、一部の実施例において、本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパー１０００は、第２の多孔質媒体部材３２０と第３の多孔質媒体部材３３０とをさらに含む。

【0066】

第１の永久磁石２１０が第１の多孔質媒体部材３１０と第１の壁面１１２との間に位置し、第２の多孔質媒体部材３２０が第１の永久磁石２１０と第１の壁面１１２との間に位置する。第２の多孔質媒体部材３２０が第１の永久磁石２１０に設けられ、すなわち、第２の多孔質媒体部材３２０が第１の永久磁石２１０と共に移動する。ここで、第２の多孔質媒体部材３２０の空隙に第２の磁性流体６２０が充填されている。

【0067】

第１の永久磁石２１０が移動する場合、第１の永久磁石２１０は、第２の磁性流体６２０の一部を第１の永久磁石２１０と共に速く移動するように駆動する。第１の壁面１１２と接触する第２の磁性流体６２０の一部が移動しないか、またはゆっくり移動する。それによって、第２の磁性流体６２０には、速度勾配を有する磁性流体層が存在し、移動速度の異なる第２の磁性流体６２０が互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第２の磁性流体６２０が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果を向上させる。

【0068】

第２の多孔質媒体部材３２０内の空隙の存在により、固液接触面積が増加するとともに、第２の磁性流体６２０内の速度勾配が増大し、摩擦によるエネルギー消費と粘性によるエネルギー消費が増加し、振動吸収効果がさらに向上する。

【0069】

また、第２の多孔質媒体部材３２０の異なる空隙を通過する第２の磁性流体６２０の流速が異なり、流速の異なる第２の磁性流体６２０が出会うと互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第２の磁性流体６２０の内部が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果をさらに向上させる。

【0070】

第２の磁性流体６２０を第２の多孔質媒体部材３２０の空隙内に収容することにより、第２の磁性流体６２０の揮発を低減し、磁性流体ダンパーの振動吸収効果をより安定させることができる。

【0071】

第３の多孔質媒体部材３３０、第２の永久磁石２２０が第１の多孔質媒体部材３１０と第２の壁面１１３との間に位置し、第３の多孔質媒体部材３３０が第２の永久磁石２２０と第２の壁面１１３との間に位置し、第３の多孔質媒体部材３３０が第２の永久磁石２２０に設けられ、すなわち、第３の多孔質媒体部材３３０が第２の永久磁石２２０と共に移動する。ここで、第３の多孔質媒体部材３３０の空隙に第３の磁性流体６３０が充填されている。

【0072】

第２の永久磁石２２０が移動する場合、第２の永久磁石２２０は、第３の磁性流体６３０の一部を第２の永久磁石２２０と共に速く移動するように駆動する。第２の壁面１１３と接触する第３の磁性流体６３０の一部が移動しないか、またはゆっくり移動する。それによって、第３の磁性流体６３０に速度勾配を有する磁性流体層が存在し、移動速度の異なる第３の磁性流体６３０が互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第２の磁性流体６２０が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果を向上させる。また、第３の多孔質媒体部材３３０の異なる空隙を通過する第３の磁性流体６３０の流速が異なり、流速の異なる第３の磁性流体６３０が出会うと互いに剪断及び摩擦し、機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、第３の磁性流体６３０の内部が粘性によってエネルギーを消費するようにし、振動吸収効果をさらに向上させる。

【0073】

第３の磁性流体６３０を第３の多孔質媒体部材３３０の空隙内に収容することにより、第３の磁性流体６３０の揮発を低減し、磁性流体ダンパーの振動吸収効果をより安定的なものにすることができる。

【0074】

一部の実施例において、第１の多孔質媒体部材３１０、第２の多孔質媒体部材３２０及び第３の多孔質媒体部材３３０は、スポンジ、発泡カーボン、及び発泡銅のうちの少なくとも１つからなる。これにより、第１の多孔質媒体部材４１０、第２の多孔質媒体部材４２０及び第３の多孔質媒体部材４３０が弾性を有し、永久磁石と筐体１００とが互いに衝突して破損することを防止することができる。

【0075】

本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示された方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を便利かつ簡潔に説明するためのものに過ぎず、指定された装置又は部品が必ず特定の方位にあり、特定の方位で構造及び操作されることを指示又は暗示するものではないので、本発明を限定するものと理解してはいけないことを理解されたい。

【0076】

また、「第１」、「第２」という用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、相対的重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を暗黙的に指示するものとして理解してはいけない。そこで、「第１」、「第２」によって限定されている特徴は１つ又はより多くの当該特徴を明示的または暗示的に含むことができる。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、２つまたは３つなど、２つ以上のことを意味する。

【0077】

本発明において、特に明示的な規定および限定がない限り、用語「取り付け」、「つながる」、「接続」、「固定」などの用語は広義で理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよいし、着脱可能な接続であってもよいし、一体になっていてもよく、機械的な接続であってもよいし、電気的な接続であってもよいし、互いに通信可能であってもよく、直接接続されていてもよいし、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよく、特に明示的に限定されない限り、２つの要素の内部の連通または２つの要素の互いの作用関係であってもよい。当業者にとっては、上記用語の本発明における具体的な意味は具体的な状況に基づいて理解できる。

【0078】

本発明において、特に明示的な規定および限定がない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」または「下」にあることは、第１と第２の特徴が直接接触していてもよいし、第１と第２の特徴が中間媒体を介して間接的に接触していてもよい。また、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」および「上面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真上または斜め上にあることであってもよく、或いは第１の特徴の水平高さが第２の特徴よりも高いことのみを示している。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」および「下面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の直下または斜め下にあることであってもよいし、第１の特徴の水平高さが第２の特徴より小さいことのみを示している。

【0079】

本発明において、「一実施例」、「一部の実施例」、「例」、「具体的な例」、或いは「一部の例」などの用語とは、当該実施例或いは例に合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料或いは特性が、本発明の少なくとも１つの実施例或いは例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例的な説明は、必ずしも同じ実施例或いは例を示すものではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料或いは特性は、いずれか１つ或いは複数の実施例又は例において適切に結合することができる。さらに、互いに矛盾しない限り、当業者は本明細書で説明された異なる実施例または例及び異なる実施形態または例の特徴を、結合及び組み合わせることができる。

【0080】

以上に本発明の実施例を示して説明したが、上記実施例は例示するものであり、本発明を限定するものではなく、当業者は、本発明の範囲内で上記実施例に対して変化、修正、置き換え及び変形を行うことができることを理解されたい。

【符号の説明】

【0081】

１００ 筐体
１０１ カバー
１０２ ケース本体
１１０ キャビティ
１１１ 周囲壁面
１１２ 第１の壁面
１１３ 第２の壁面
２１０ 第１の永久磁石
２２０ 第２の永久磁石
３１０ 第１の多孔質媒体部材
３２０ 第２の多孔質媒体部材
３３０ 第３の多孔質媒体部材
４１０ 第１のスクロールスプリング
４２０ 第２のスクロールスプリング
５１０ 第１の溝
５１１ 第１の側壁
５１２ 第２の側壁
５２０ 第２の溝
５２１ 第３の側壁
５２２ 第４の側壁
６１０ 第１の磁性流体
６２０ 第２の磁性流体
６３０ 第３の磁性流体

【要約】      （修正有）

【課題】永久磁石が破砕されにくく、加工がしやすくかつ振動吸収効果が高い磁性流体ダンパを提供する。
【解決手段】キャビティを画定する筐体１００の内部に、複数の永久磁石２１０、２２０及び多孔質媒体部材３１０を有する。多孔質媒体部材３１０が、第１の方向において隣接する２つの永久磁石２１０，２２０の間に位置し、多孔質媒体部材３１０の空隙に磁性流体６１０が充填されている。２つの永久磁石が受ける復元力が等しくない複数の復帰部４１０、４２０と、を含む二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーを開示する。本発明の実施例に係る二次浮力の原理に基づく磁性流体ダンパーは、振動吸収効果が良く、振動吸収効果が安定しているという利点がある。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】