磁気粘性流体装置
【課題】第１部材１０の貫通孔１２ａ，１５ａと第２部材３１との間の隙間をシール材２０で密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにした磁気粘性流体装置において、磁気粘性流体中の強磁性体粒子の分布を偏らせることなく、また、強磁性体粒子の分級精度を高めたり、第２部材３１の表面に特別な加工処理を行うことなく、シール材２０に到達する強磁性体粒子の量を低減することができ、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性および第２部材に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばして磁気粘性流体装置の耐久性の向上に寄与することができるようにする。
【解決手段】貫通孔１２ａ，１５ａ内におけるシール材２０の内部空間側において第２部材３１の表面に摺接する摺接面４０ａを有し、該第２部材３１の表面上の磁気粘性流体中の強磁性体粒子に対し、該磁性体粒子を摺接面４０ａ内に保持するように係合する１つ以上の係合部材４０を備えるようにする。
【解決手段】貫通孔１２ａ，１５ａ内におけるシール材２０の内部空間側において第２部材３１の表面に摺接する摺接面４０ａを有し、該第２部材３１の表面上の磁気粘性流体中の強磁性体粒子に対し、該磁性体粒子を摺接面４０ａ内に保持するように係合する１つ以上の係合部材４０を備えるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印加される磁界に応じて剪断応力が変化する磁気粘性流体（ＭＲＦ）を用いた減衰装置などの磁気粘性流体装置に関し、特に、相対移動する部材間の隙間における密封構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気粘性流体は、分散媒体であるシリコーンなどの作動油中に強磁性体粒子であるカルボニル鉄粉（粒径が５μｍ程度）を数十体積％の割合で均一に分散させてなるものであり、これを用いた装置としては、ダンパが挙げられる。
【０００３】
この種のダンパは、例えば、シリンダチューブと、電磁石を有していて、シリンダチューブ内に軸方向に相対移動可能に設けられたピストンと、このピストンに該ピストンと一体となって移動するように連結されたピストンロッドと、ピストンロッドが相対移動可能に貫通する貫通孔を有していて、シリンダチューブの開口部を密閉するカバーとを備えている。そして、電磁石に電流を供給することで、ピストンにより区画されたシリンダ本体内の２つの流体室を互いに連通する環状オリフィスを横断する磁気回路を形成し、オリフィスにおける磁気粘性流体の見掛け上の粘度（降伏剪断応力）を変化させることで、シリンダ本体に対するピストンの相対移動を減衰させるようになっており、自動車用セミアクティブサスペンションなどに適用され始めている。
【０００４】
ところで、一般に、磁気粘性流体を用いたダンパでは、シリンダ本体の貫通孔と、ピストンロッドとの間に、リップ部を有するＵパッキンなどのシール材が介装されていることから、そのシール材の摩耗が、磁気粘性流体中の鉄粉によって促進されることが懸念される。つまり、ピストンロッド表面の微細な凹部内に鉄粉が入り込み、ピストンロッドの伸縮移動の度にシール材のリップ部が鉄粉の攻撃を受け、その結果、ピストンが比較的頻繁に相対移動するショックアブソーバなどの用途ではシール材が摩耗しやすいことから、磁気粘性流体が早期に洩れ出すことが予想される。したがって、作動油中のコンタミという観点から考えても、一般的な油圧ダンパに用いられる作動油とは異なる磁気粘性流体を、そのような油圧ダンパの場合と同様のシール構造によって密封するようにした場合に、そのシール寿命が短くなることは明らかである。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、ピストンロッドの表面粗さＲｚ（０．３〜０．５μｍ）と、鉄粉の公称粒径（１〜６μｍ）との関係を規定することが記載されている。これは、ピストンロッド表面の凹部の大きさを極力小さくしてその凹部に鉄粉が入り込まないようにすることで、シール材への攻撃性を小さくするという技術である。
【特許文献１】特表２０００−５１４１６１号公報（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の場合には、期待される効果を得る上で、鉄粉の粒径を極めて精度よく分級し、その粒度分布幅を小さくしなければならず、その結果、磁気粘性流体の材料コストが上昇することになり、さらに、ピストンロッドの表面加工コストも大きくなる。
【０００７】
しかも、ピストンロッド表面の凹部を小さくするということは、潤滑性の保持という点において、好ましくない。
【０００８】
尚、いわゆる磁性流体（ＭＦ）を用いた装置では、例えば特開２００３−２７８８２１号公報に記載されているように、永久磁石又は電磁石によりシール材近傍の磁性流体中の鉄粉を引き付けてシール材に達する鉄粉の量を減らすことで、鉄粉によるシール材への攻撃性を低減するようにした技術が知られているが、これによれば、流体中における鉄粉の分布を偏らせることになるために、オリフィス中でクラスタを形成することで粘度変化する磁気粘性流体の場合には磁気粘性特性に悪影響を及ぼす虞があり、したがって、採用することはできない。
【０００９】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、シリンダ本体などの第１部材の貫通孔とピストンロッドなどの第２部材との間の隙間をシール材により密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにした磁気粘性流体装置において、磁気粘性流体中の強磁性体粒子の分布を偏らせることなく、また、強磁性体粒子の分級精度を高めたり第２部材の表面に特別な加工処理を行うことなく、シール材に到達する強磁性体粒子の量を低減できるようにし、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性および第２部材に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばして磁気粘性流体装置の耐久性の向上に寄与できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成すべく、本発明では、磁性流体装置の場合のようにシール材近傍の流体中の粒子を集めるのではなく、第２部材の相対移動に伴ってシール材に移動する液体に対し、該液体中の粒子に係合して該粒子を移動しないように保持することとし、このことで、流体中の粒子の分布を偏らせたり、粒子の高精度の分級や第２部材の表面に対する特別加工をしなくても、シール材に到達する粒子の量を低減できるようにした。
【００１１】
具体的には、本発明では、内部空間を有するとともに、この内部空間を外部空間に連通する貫通孔を有する第１部材と、この第１部材の貫通孔を貫通するように配置されていて、該貫通方向において第１部材に対し相対移動可能な第２部材と、第１部材の貫通孔内に設けられていて、第２部材の相対移動を許容しつつ該第１部材の内部空間を密封するシール材と、第１部材の内部空間に充填されていて、強磁性体粒子（以下、鉄粉という）を含有してなる磁気粘性流体とを備えた磁気粘性流体装置が前提である。
【００１２】
そして、上記の貫通孔内におけるシール材の内部空間側において上記第２部材の表面に摺接する摺接面を有していて、該第２部材の表面上の磁気粘性流体中の鉄粉に対し、該鉄粉を上記摺接面内に保持するように係合する１つ以上の係合部材を備えるようにする。
【００１３】
尚、上記の構成において、係合部材を、弾性材料により繊維を所定形状に保形しかつ該繊維の一部を摺接面に露出させるように設けられた繊維集合体とし、この繊維集合体の繊維が鉄粉に絡むことによって該鉄粉を摺接面内に保持させるようにすることができる。この場合に、第２部材の相対移動方向における繊維集合体の摺接面の寸法は、０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、繊維集合体を、第２部材が挿通しかつ内壁面が上記摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなしていて、その内壁面が第２部材の表面に圧接するように設ける場合には、第２部材の相対移動方向に直交する方向における繊維集合体の上記圧接による広がり代を、０．１〜１．０ｍｍとすることが好ましい。さらに、繊維集合体を複数とし、それら複数の繊維集合体を第２部材の相対移動方向に並ぶように配置することもできる。
【００１４】
また、上記の構成において、係合部材を、柔軟な樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ）からなっていて摺接面が第２部材の表面に圧接するように設けられた樹脂体とし、この樹脂体の摺接面が該摺接面内に鉄粉を埋没させることによって該鉄粉を摺接面内に保持させるようにすることもできる。この場合に、樹脂体を、第２部材が挿通しかつ内壁面が上記摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなすものとする場合には、その樹脂体の外周に、該樹脂体を摺接面が第２１部材の表面に圧接する方向に締め付ける締付部材（例えば、Ｏリング）を嵌着するようにしてもよい。また、樹脂体を複数とし、それら複数の樹脂体を、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置することもできる。
【００１５】
さらに、１つ以上の上記繊維集合体と、１つ以上の上記樹脂体とを併用し、これらを第２部材の相対移動方向に並ぶように配置することもできる。この場合に、１つ以上の繊維集合体のうちの１つを、シール材から最も離れた位置に配置することが好ましい。
【００１６】
また、上記の磁気粘性流体装置を減衰装置に適用する場合には、第１部材の内部空間に該内部空間を第２部材の相対移動方向に分割された２つの流体室に区画するピストンを配置し、このピストンを上記相対移動方向において第１部材に対し相対移動可能に設けるとともに、上記２つの流体室を互いに連通する連通路を設け、これら２つの流体室および連通路内に磁気粘性流体を充填し、さらに、上記連通路内の磁気粘性流体に磁界を印加する磁界印加手段を備えるようにすればよい。この場合には、第２部材は、上記ピストンに移動一体に連結されたピストンロッドとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１部材の貫通孔と第２部材との間の隙間をシール材で密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにした磁気粘性流体装置において、第２部材の相対移動に伴ってシール材に移動する磁気粘性流体中の強磁性体粒子を、係合部材の摺接面内に保持することができるので、磁気粘性流体中の強磁性体粒子の分布を偏らせることなく、また、強磁性体粒子の分級精度を高めたり、第２部材の表面に特別な加工処理を行うことなく、シール材に到達する強磁性体粒子の量を低減することができ、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性および第２部材に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばして磁気粘性流体装置の耐久性の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係るＭＲＦダンパの全体構成を模式的に示しており、このＭＲＦダンパは、例えば該ＭＲＦダンパに直列又は並列に連結された別部材の直線運動を減衰させるために使用される。
【００２０】
本ＭＲＦダンパは、内部空間を有する第１部材としてのシリンダ本体１０を備えている。このシリンダ本体１０は、軸方向一端側（図２の左端側）が閉じられている一方、軸方向他端側（同図の右端側）が開口された有底円筒状をなす鉄製のシリンダチューブ１１を有する。
【００２１】
上記シリンダチューブ１１の底部外面には、本ＭＲＦダンパを取り付けるための取付片１１ａが突設されている。一方、シリンダチューブ１１の開口部には、カバー１２が嵌着されている。このカバー１２の軸心部分には、該カバー１２を軸方向に貫通する断面円形状の貫通孔１２ａが形成されている。また、カバー１２のシリンダチューブ１１側（図２の左側）には、該シリンダチューブ１１の開口部内に嵌入する嵌入壁１２ｂが周縁部に沿って円環状に形成されている。嵌入壁１２ｂの外周には、周溝１２ｃが設けられており、この周溝１２ｃ内には、シリンダチューブ１１の内周面に弾接するＯリング１３が嵌着されている。また、シリンダチューブ１１の開口端外周には、断面Ｌ字状をなす押えリング１４が嵌着されている。この押えリング１４は、カバー１２の周縁部をシリンダチューブ１１側に押圧固定している。一方、カバー１２のシリンダチューブ１１とは反対の側（同図の右側）には、該反対の側に向かって隆起する凸部１２ｄが形成されている。このカバー１２のシリンダチューブ１１とは反対の側には、カバー１２の凸部１２ｄに嵌着されたキャップ１５が配置されている。このキャップ１５の軸心部分には、該キャップ１５を軸方向に貫通する断面円形状の貫通孔１５ａが形成されている。また、カバー１２の貫通孔１２ａと、キャップ１５の貫通孔１５ａとは、互いに協働して、本発明における貫通孔を構成している。このキャップ１５の貫通孔１５ａにおける外部空間側の部位は、内部空間側の部位よりも拡径されており、この拡径部には、略円筒状のロッドガイド１６が配置されている。また、キャップ１５のカバー１２側の開口縁は略矩形状に切り欠かれており、この切欠部とカバー１２とにより、半径方向内方に開放された断面凹字状の凹部１７が形成されている。この凹部１７内には、内周側にリップ部２０ａを有するＵ字形パッキン２０（以下、Ｕパッキンという）が装着されている。
【００２２】
上記シリンダ本体１０内には、略円柱状をなすピストン３０が配置されている。このピストン３０はシリンダ本体１０内において軸方向に移動可能に設けられている。また、このピストン３０によりシリンダ本体１０内には、軸方向に分割された２つの空間が区画形成されている。ピストン３０の軸方向他端側（図２の右側）には、軸方向に延びる第２部材としてのピストンロッド３１が移動一体に連結されている。このピストンロッド３１は、カバー１２の貫通孔１２ａおよびキャップ１５の貫通孔１５ａを軸方向に貫通しており、該ピストンロッド３１の表面には、上記Ｕパッキン２０のリップ部２０ａおよび上記ロッドガイド１６がそれぞれ摺接している。さらに、ピストンロッド３１の軸方向他端側部分は外部空間に位置しており、その軸方向他端部には、本ＭＲＦダンパを取り付けるための取付片３１ａが設けられている。
【００２３】
さらに、上記シリンダ本体１０内には、ピストン３０により区画された２つの空間のうち、ピストンロッド３１とは反対側（図２の左側）の空間を、軸方向に分割された２つの空間に区画するフリーピストン３２が配置されている。このフリーピストン３２は、シリンダ本体１０内を軸方向に移動可能に設けられている。フリーピストン３２により区画された２つの空間のうち、ピストンロッド３１とは反対側の空間はアキュムレータ室Ａｃとされており、このアキュムレータ室Ａｃには、例えば高圧の窒素ガスが充填されている。一方、ピストンロッド３１側（同図の右側）の空間、すなわち、フリーピストン３２とピストン３０との間に形成された空間は第１流体室Ｃ１とされている。また、ピストン３０により区画された２つの空間のうち、ピストンロッド３１側の空間は第２流体室Ｃ２とされている。
【００２４】
上記ピストン３０の側周面と、シリンダチューブ１１の内周面との間には、円環状の隙間が形成されており、この隙間は、第１流体室Ｃ１と第２流体室Ｃ２とを互いに連通する連通路３４とされている。これら第１流体室Ｃ１，第２流体室Ｃ２および連通路３４には、強磁性体粒子（以下、鉄粉という）を含有してなる磁気粘性流体が充填されている。これにより、シリンダ本体１０に対するピストン３０の相対移動に伴い、容積が小さくなる方向に変化する側の流体室Ｃ１（又はＣ２）の磁気粘性流体が、容積が大きくなる方向に変化する側の流体室Ｃ２（又はＣ１）に、連通路３４を経由して移動するようになっている。
【００２５】
さらに、上記ピストン３０は、鉄製とされている。このピストン３０の側周部には、断面略凹字状をなす凹溝３０ａが周設されており、この凹溝３０ａ内には、導電線を軸心周りに巻き付けてなるコイル部３５ａが埋設されている。コイル部３５ａのリード線は、ピストン３０およびピストンロッド３１の内部を通ってシリンダ本体１０の外部に引き延ばされている。このコイル部３５ａがピストン３０の凹溝３０ａ内に配置されていることにより、ピストン３０を鉄心とする電磁石３５が形成されていて、図外の電源供給部に接続されている。そして、電源供給部により電磁石３５に電流が供給されると、電磁石３５が磁力を発生し、この磁力により、ピストン３０の軸心部分と、シリンダチューブ１１と、連通路３４内の各流体室Ｃ１，Ｃ２側の端部とを通る磁気回路Ｍが形成されるようになっている。
【００２６】
そして、本実施形態では、図１（ａ）にも示すように、上記貫通孔１２ａ，１５ａ内におけるＵパッキン２０の内部空間側（同図の左側）に、ピストンロッド３１の表面に摺接するように設けられていて、該ピストンロッド３１との間の隙間に介在する磁気粘性流体中の鉄粉を保持するように係合する係合部材としての繊維集合体４０を備えている。
【００２７】
具体的には、繊維集合体４０は、繊維を弾性材料としてのゴムで円板状に固めたものであり、図３（ａ）（ｂ）に拡大して模式的に示すように、中央部分には、ピストンロッド３１が挿通する円形状の挿通孔が形成されている。その挿通孔の内壁面は、ピストンロッド３１の表面に摺接する摺接面４０ａとされており、この摺接面４０ａでは、繊維の一部がゴム表面から僅かに突き出た状態に露出している。この繊維集合体４０は、キャップ１５の凹溝１５ｂ内に該凹溝１５ｂとピストンロッド３１との間に半径方向に圧縮された状態に介装されている。具体例としては、ピストンロッド３１の径φがφ＝１２ｍｍである場合には、凹溝１５ｂの溝底に対する外周側の潰し代（径方向寸法）は、０．２〜２．０ｍｍとされており、ピストンロッド３１に対する内周側の広がり代（径方向寸法）は、０．１〜１．０ｍｍとされている。また、厚さ寸法（軸方向寸法）は、０．５ｍｍ以上とされている。このような繊維集合体４０としては、「ソフトワイパ（商品名）」（（株）阪上製作所製）が挙げられる。
【００２８】
ここで、上記のように構成されたＭＲＦダンパにおける繊維集合体４０の作用について説明する。
【００２９】
まず、ＭＲＦダンパでは、電源供給部から電磁石３５に電流が供給されると、電磁石３５が磁力を発生し、これにより、ピストン３０とシリンダチューブ１１の側周壁との間に磁気回路Ｍが形成される。すると、その磁気回路Ｍにより連通路３４内の磁気粘性流体に磁界が印加されることになり、その結果、連通路３４内における磁気粘性流体の見掛け上の粘度が高くなる。これにより、連通路３４における磁気粘性流体の通過抵抗が増加するので、第１流体室Ｃ１および第２流体室Ｃ２間における連通路３４を経由しての磁気粘性流体の移動が抑えられることになる。よって、ピストンロッド３１に該ピストンロッド３１を軸方向に移動させようとする運動が伝達されてピストン３０が軸方向に移動する際に、ピストン３０は、移動方向前側に位置する流体室Ｃ１（又はＣ２）の磁気粘性流体の圧力を受けてその移動が抑制される。これにより、ピストンロッド３１に加わる運動は、減衰されることになる。
【００３０】
そして、上記のピストンロッド３１が伸長方向（図２の右方向）に移動するとき、ピストンロッド３１の表面に付着している磁気粘性流体は、該ピストンロッド３１と共に貫通孔１２ａ，１５ａを経由して外部空間に洩れ出ようとする。このとき、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａがピストンロッド３１の表面に摺接しているので、該表面に付着している磁気粘性流体が外部空間に洩れ出ることは抑えられる。ところが、磁気粘性流体は鉄粉を含有しており、しかも、ピストンロッド３１が伸縮移動を繰り返すことから、その鉄粉によりリップ部２０ａ摩耗が促進される虞がある。
【００３１】
このとき、ピストンロッド３１上の磁気粘性流体は、Ｕパッキン２０の手前で繊維集合体４０の摺接面４０ａに沿って通過する。そして、磁気粘性流体中の鉄粉は、繊維集合体４０の摺接面４０ａ上の繊維に絡み付いて該摺接面４０ａ内に保持されるようになり、このことで、ピストンロッド３１の伸長方向への移動が制限されることとなる。また、繊維に先に絡み付いた鉄粉は、後続の鉄粉を絡み取る役割を果たすので、鉄粉の移動を制限するという上記の作用は長期間に亘って発揮される。よって、図１（ｂ）に模式的に示すように、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａに到達する鉄粉の量（鉄粉濃度）が低減されるので、その分、ＭＲＦダンパにおけるＵパッキン２０の寿命が延びることになる。
【００３２】
しかも、貫通孔１２ａ，１５ａを通過する磁気粘性流体のみが該磁気粘性流体中の鉄粉を繊維集合体４０の摺接面４０ａ内に保持されるので、磁気粘性流体中における鉄粉の分布が偏ることはなく、したがって、磁気粘性特性としての減衰特性が、そのような鉄粉の分布の偏りに起因して低下するという事態を招くことはない。
【００３３】
さらに、従来の場合（特許文献１参照）に比べて、鉄粉の粒径を現状以上に高精度に分級する必要がないので、磁気粘性流体の材料コストの上昇を招かず、また、ピストンロッド３１の表面粗さの値を現状以上に小さくする必要もないので、ピストンロッド３１の加工コストの上昇を招かないのみならず、現状レベルの潤滑性が維持されることとなる。
【００３４】
したがって、本実施形態によれば、シリンダ本体１０の貫通孔１２ａ１５ａとピストンロッド３１との間の隙間をＵパッキン２０で密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにしたＭＲＦダンパにおいて、ピストンロッド３１の相対移動に伴ってＵパッキン２０のリップ部２０ａに移動する磁気粘性流体中の鉄粉を、繊維集合体４０の摺接面４０ａ内に保持することができるので、磁気粘性流体中の鉄粉の分布を偏らせることなく、また、鉄粉の分級精度を高めたり、ピストンロッド３１の表面に特別な加工処理を行うことなく、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａに到達する鉄粉の量を低減することができ、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性およびピストンロッド３１に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばしてＭＲＦダンパの耐久性の向上に寄与することができる。
【００３５】
尚、上記の実施形態では、１つの繊維集合体４０を用いるようにしているが、図４（ａ）に模式的に示す変形例１のように、複数（図示する例では２つ）の繊維集合体４０を軸方向に並べて配置するようにしてもよい。これにより、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａに到達する鉄粉の量（鉄粉濃度）は、同図（ｂ）に模式的に示すように、更に低減することとなる。
【００３６】
また、上記の実施形態では、本発明の係合部材を繊維集合体４０とするようにしているが、係合部材としては、繊維集合体４０に限定されるものではなく、例えば、ピストンロッド３１に対する摺動抵抗が低くかつ硬さデュロメータＤ（ＡＳＴＭ Ｄ ２２４０）が６０度程度の比較的柔らかいＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂リング５０（図５（ａ）および（ｂ）に示す変形例２参照）であってもよい。その際に、樹脂リング５０のみではピストンロッド３１表面に対する摺接面５０ａの十分な圧接力が得られない場合には、図６の拡大図にも示すように、樹脂リング５０の外周にＯリング５１などの締付部材を嵌着することが好ましい。また、このような樹脂リング５０は、１つ用いてもよいし、複数用いてもよい。さらに、このような１つ又は複数の樹脂リング５０を、１つ又は複数の上記繊維集合体４０と併せて用いるようにしてもよい。その場合には、Ｕパッキン２０から最も離れた位置に繊維集合体４０を配置することが好ましい。
【００３７】
−実験例−
ここで、次に示す例１〜例５の５種類のＭＲＦダンパにおけるＵパッキンの寿命を調べるために行った実験について説明する。
【００３８】
〔例１〕
繊維集合体および樹脂リングは装着されていない。
【００３９】
〔例２〕
貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に、繊維集合体（厚さ寸法の設計値：１．５ｍｍ）が装着されている。尚、この繊維集合体には、広がり代および潰し代は共に設定されていないが、潰し代には、−０．２ｍｍの公差が付いている。
【００４０】
〔例３〕
貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に、広がり代を０．３ｍｍ，潰し代を０．９ｍｍとする繊維集合体（厚さ寸法：３．２ｍｍ）が装着されている。
【００４１】
〔例４〕
繊維集合体に代えて、樹脂リングが貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に装着されている。この樹脂リングにはＯリングが嵌着されている。
【００４２】
〔例５〕
例３の繊維集合体と、例４の樹脂リングとが貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に装着されている。但し、その配列は、内部空間側から繊維集合体，樹脂リング，Ｕパッキンの順である。
【００４３】
本実験の要領は、各ダンパを伸縮（周波数：９Ｈｚ，ストローク：４ｍｍ）させてＵパッキンから磁気粘性流体が洩れ出すようになるまでの伸縮回数をカウントした。尚、ピストンロッドについては、外径ｄをφ１２ｆ８（１２−０．０４３ｍｍ≦ｄ≦１２＋０ｍｍ）とした。また、表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１「最大高さ」〔ＩＳＯ ４２８７：１９９７準拠〕）は、３．２μｍ（例２の場合は、１．６μｍ）とした。
【００４４】
以上の結果として、例１のダンパの場合にＵパッキンから磁気粘性流体が洩れ出るようになったときの伸縮回数を１とする例２〜例５の同各伸縮回数を、次表に併せて示す。
【００４５】
【表１】
上記の表から判るように、繊維集合体および樹脂リングの何れかを装着した例２〜例５では、Ｕパッキンの寿命が２倍以上になっている。
【００４６】
また、共に繊維集合体が装着された例２と例３とを対比すると、繊維集合体の厚さ寸法を大きくするとともに、広がり代および潰し代を設定することで、寿命が数倍（本テストの場合には約４倍）に延びることが判る。しかも、例３では、ピストンロッドの表面粗さＲｚの値が例２の場合の２倍（＝３．２／１．６）である。したがって、例３において、ピストンロッドの表面粗さＲｚが例２の場合と同程度であれば、更なる寿命の延びが期待できる。
【００４７】
一方、例２と例４とを対比すると、繊維集合体が樹脂リングに代わっても、その樹脂リングがＯリングにより締め付けられるなどして摺接面をピストンロッドの表面に圧接させることで、寿命が約２倍になることが判る。
【００４８】
さらに、例３と例５とを対比すると、例３のダンパにおいて、Ｕパッキンと繊維集合体との間に樹脂リングを配置することで、更に寿命が延びることが判る。因みに、この例５の場合には、Ｕパッキンの寿命は、例１の場合の実に１０倍である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ＭＲＦダンパの要部を模式的に示す縦断面図（ａ）および軸方向位置における鉄粉濃度の変化を模式的に示す特性図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施形態に係るＭＲＦダンパの全体構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】繊維集合体を模式的に示す平面図（ａ）および縦断面図（ｂ）である。
【図４】本実施形態の変形例１に係るＭＲＦダンパの要部および軸方向位置における鉄粉濃度の変化をそれぞれ模式的に示す図１相当図である。
【図５】本実施形態の変形例２に係るＭＲＦダンパの要部および軸方向位置における鉄粉濃度の変化をそれぞれ模式的に示す図１相当図である。
【図６】変形例２に係るＭＲＦダンパに用いられた樹脂リングを模式的に示す図３相当図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ シリンダ本体（第１部材）
１２ａ 貫通孔
１５ａ 貫通孔
２０ Ｕ字形パッキン（シール材）
３１ ピストンロッド（第２部材）
３４ 連通路
３５ 電磁石（磁力発生手段）
４０ 繊維集合体
４０ａ 摺接面
５０ 樹脂リング（樹脂体）
５０ａ 摺接面
５１ Ｏリング（締付部材）
Ｃ１ 第１流体室（流体室）
Ｃ２ 第２流体室（流体室）
Ｍ 磁気回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印加される磁界に応じて剪断応力が変化する磁気粘性流体（ＭＲＦ）を用いた減衰装置などの磁気粘性流体装置に関し、特に、相対移動する部材間の隙間における密封構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気粘性流体は、分散媒体であるシリコーンなどの作動油中に強磁性体粒子であるカルボニル鉄粉（粒径が５μｍ程度）を数十体積％の割合で均一に分散させてなるものであり、これを用いた装置としては、ダンパが挙げられる。
【０００３】
この種のダンパは、例えば、シリンダチューブと、電磁石を有していて、シリンダチューブ内に軸方向に相対移動可能に設けられたピストンと、このピストンに該ピストンと一体となって移動するように連結されたピストンロッドと、ピストンロッドが相対移動可能に貫通する貫通孔を有していて、シリンダチューブの開口部を密閉するカバーとを備えている。そして、電磁石に電流を供給することで、ピストンにより区画されたシリンダ本体内の２つの流体室を互いに連通する環状オリフィスを横断する磁気回路を形成し、オリフィスにおける磁気粘性流体の見掛け上の粘度（降伏剪断応力）を変化させることで、シリンダ本体に対するピストンの相対移動を減衰させるようになっており、自動車用セミアクティブサスペンションなどに適用され始めている。
【０００４】
ところで、一般に、磁気粘性流体を用いたダンパでは、シリンダ本体の貫通孔と、ピストンロッドとの間に、リップ部を有するＵパッキンなどのシール材が介装されていることから、そのシール材の摩耗が、磁気粘性流体中の鉄粉によって促進されることが懸念される。つまり、ピストンロッド表面の微細な凹部内に鉄粉が入り込み、ピストンロッドの伸縮移動の度にシール材のリップ部が鉄粉の攻撃を受け、その結果、ピストンが比較的頻繁に相対移動するショックアブソーバなどの用途ではシール材が摩耗しやすいことから、磁気粘性流体が早期に洩れ出すことが予想される。したがって、作動油中のコンタミという観点から考えても、一般的な油圧ダンパに用いられる作動油とは異なる磁気粘性流体を、そのような油圧ダンパの場合と同様のシール構造によって密封するようにした場合に、そのシール寿命が短くなることは明らかである。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、ピストンロッドの表面粗さＲｚ（０．３〜０．５μｍ）と、鉄粉の公称粒径（１〜６μｍ）との関係を規定することが記載されている。これは、ピストンロッド表面の凹部の大きさを極力小さくしてその凹部に鉄粉が入り込まないようにすることで、シール材への攻撃性を小さくするという技術である。
【特許文献１】特表２０００−５１４１６１号公報（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の場合には、期待される効果を得る上で、鉄粉の粒径を極めて精度よく分級し、その粒度分布幅を小さくしなければならず、その結果、磁気粘性流体の材料コストが上昇することになり、さらに、ピストンロッドの表面加工コストも大きくなる。
【０００７】
しかも、ピストンロッド表面の凹部を小さくするということは、潤滑性の保持という点において、好ましくない。
【０００８】
尚、いわゆる磁性流体（ＭＦ）を用いた装置では、例えば特開２００３−２７８８２１号公報に記載されているように、永久磁石又は電磁石によりシール材近傍の磁性流体中の鉄粉を引き付けてシール材に達する鉄粉の量を減らすことで、鉄粉によるシール材への攻撃性を低減するようにした技術が知られているが、これによれば、流体中における鉄粉の分布を偏らせることになるために、オリフィス中でクラスタを形成することで粘度変化する磁気粘性流体の場合には磁気粘性特性に悪影響を及ぼす虞があり、したがって、採用することはできない。
【０００９】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、シリンダ本体などの第１部材の貫通孔とピストンロッドなどの第２部材との間の隙間をシール材により密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにした磁気粘性流体装置において、磁気粘性流体中の強磁性体粒子の分布を偏らせることなく、また、強磁性体粒子の分級精度を高めたり第２部材の表面に特別な加工処理を行うことなく、シール材に到達する強磁性体粒子の量を低減できるようにし、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性および第２部材に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばして磁気粘性流体装置の耐久性の向上に寄与できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成すべく、本発明では、磁性流体装置の場合のようにシール材近傍の流体中の粒子を集めるのではなく、第２部材の相対移動に伴ってシール材に移動する液体に対し、該液体中の粒子に係合して該粒子を移動しないように保持することとし、このことで、流体中の粒子の分布を偏らせたり、粒子の高精度の分級や第２部材の表面に対する特別加工をしなくても、シール材に到達する粒子の量を低減できるようにした。
【００１１】
具体的には、本発明では、内部空間を有するとともに、この内部空間を外部空間に連通する貫通孔を有する第１部材と、この第１部材の貫通孔を貫通するように配置されていて、該貫通方向において第１部材に対し相対移動可能な第２部材と、第１部材の貫通孔内に設けられていて、第２部材の相対移動を許容しつつ該第１部材の内部空間を密封するシール材と、第１部材の内部空間に充填されていて、強磁性体粒子（以下、鉄粉という）を含有してなる磁気粘性流体とを備えた磁気粘性流体装置が前提である。
【００１２】
そして、上記の貫通孔内におけるシール材の内部空間側において上記第２部材の表面に摺接する摺接面を有していて、該第２部材の表面上の磁気粘性流体中の鉄粉に対し、該鉄粉を上記摺接面内に保持するように係合する１つ以上の係合部材を備えるようにする。
【００１３】
尚、上記の構成において、係合部材を、弾性材料により繊維を所定形状に保形しかつ該繊維の一部を摺接面に露出させるように設けられた繊維集合体とし、この繊維集合体の繊維が鉄粉に絡むことによって該鉄粉を摺接面内に保持させるようにすることができる。この場合に、第２部材の相対移動方向における繊維集合体の摺接面の寸法は、０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、繊維集合体を、第２部材が挿通しかつ内壁面が上記摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなしていて、その内壁面が第２部材の表面に圧接するように設ける場合には、第２部材の相対移動方向に直交する方向における繊維集合体の上記圧接による広がり代を、０．１〜１．０ｍｍとすることが好ましい。さらに、繊維集合体を複数とし、それら複数の繊維集合体を第２部材の相対移動方向に並ぶように配置することもできる。
【００１４】
また、上記の構成において、係合部材を、柔軟な樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ）からなっていて摺接面が第２部材の表面に圧接するように設けられた樹脂体とし、この樹脂体の摺接面が該摺接面内に鉄粉を埋没させることによって該鉄粉を摺接面内に保持させるようにすることもできる。この場合に、樹脂体を、第２部材が挿通しかつ内壁面が上記摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなすものとする場合には、その樹脂体の外周に、該樹脂体を摺接面が第２１部材の表面に圧接する方向に締め付ける締付部材（例えば、Ｏリング）を嵌着するようにしてもよい。また、樹脂体を複数とし、それら複数の樹脂体を、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置することもできる。
【００１５】
さらに、１つ以上の上記繊維集合体と、１つ以上の上記樹脂体とを併用し、これらを第２部材の相対移動方向に並ぶように配置することもできる。この場合に、１つ以上の繊維集合体のうちの１つを、シール材から最も離れた位置に配置することが好ましい。
【００１６】
また、上記の磁気粘性流体装置を減衰装置に適用する場合には、第１部材の内部空間に該内部空間を第２部材の相対移動方向に分割された２つの流体室に区画するピストンを配置し、このピストンを上記相対移動方向において第１部材に対し相対移動可能に設けるとともに、上記２つの流体室を互いに連通する連通路を設け、これら２つの流体室および連通路内に磁気粘性流体を充填し、さらに、上記連通路内の磁気粘性流体に磁界を印加する磁界印加手段を備えるようにすればよい。この場合には、第２部材は、上記ピストンに移動一体に連結されたピストンロッドとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１部材の貫通孔と第２部材との間の隙間をシール材で密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにした磁気粘性流体装置において、第２部材の相対移動に伴ってシール材に移動する磁気粘性流体中の強磁性体粒子を、係合部材の摺接面内に保持することができるので、磁気粘性流体中の強磁性体粒子の分布を偏らせることなく、また、強磁性体粒子の分級精度を高めたり、第２部材の表面に特別な加工処理を行うことなく、シール材に到達する強磁性体粒子の量を低減することができ、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性および第２部材に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばして磁気粘性流体装置の耐久性の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係るＭＲＦダンパの全体構成を模式的に示しており、このＭＲＦダンパは、例えば該ＭＲＦダンパに直列又は並列に連結された別部材の直線運動を減衰させるために使用される。
【００２０】
本ＭＲＦダンパは、内部空間を有する第１部材としてのシリンダ本体１０を備えている。このシリンダ本体１０は、軸方向一端側（図２の左端側）が閉じられている一方、軸方向他端側（同図の右端側）が開口された有底円筒状をなす鉄製のシリンダチューブ１１を有する。
【００２１】
上記シリンダチューブ１１の底部外面には、本ＭＲＦダンパを取り付けるための取付片１１ａが突設されている。一方、シリンダチューブ１１の開口部には、カバー１２が嵌着されている。このカバー１２の軸心部分には、該カバー１２を軸方向に貫通する断面円形状の貫通孔１２ａが形成されている。また、カバー１２のシリンダチューブ１１側（図２の左側）には、該シリンダチューブ１１の開口部内に嵌入する嵌入壁１２ｂが周縁部に沿って円環状に形成されている。嵌入壁１２ｂの外周には、周溝１２ｃが設けられており、この周溝１２ｃ内には、シリンダチューブ１１の内周面に弾接するＯリング１３が嵌着されている。また、シリンダチューブ１１の開口端外周には、断面Ｌ字状をなす押えリング１４が嵌着されている。この押えリング１４は、カバー１２の周縁部をシリンダチューブ１１側に押圧固定している。一方、カバー１２のシリンダチューブ１１とは反対の側（同図の右側）には、該反対の側に向かって隆起する凸部１２ｄが形成されている。このカバー１２のシリンダチューブ１１とは反対の側には、カバー１２の凸部１２ｄに嵌着されたキャップ１５が配置されている。このキャップ１５の軸心部分には、該キャップ１５を軸方向に貫通する断面円形状の貫通孔１５ａが形成されている。また、カバー１２の貫通孔１２ａと、キャップ１５の貫通孔１５ａとは、互いに協働して、本発明における貫通孔を構成している。このキャップ１５の貫通孔１５ａにおける外部空間側の部位は、内部空間側の部位よりも拡径されており、この拡径部には、略円筒状のロッドガイド１６が配置されている。また、キャップ１５のカバー１２側の開口縁は略矩形状に切り欠かれており、この切欠部とカバー１２とにより、半径方向内方に開放された断面凹字状の凹部１７が形成されている。この凹部１７内には、内周側にリップ部２０ａを有するＵ字形パッキン２０（以下、Ｕパッキンという）が装着されている。
【００２２】
上記シリンダ本体１０内には、略円柱状をなすピストン３０が配置されている。このピストン３０はシリンダ本体１０内において軸方向に移動可能に設けられている。また、このピストン３０によりシリンダ本体１０内には、軸方向に分割された２つの空間が区画形成されている。ピストン３０の軸方向他端側（図２の右側）には、軸方向に延びる第２部材としてのピストンロッド３１が移動一体に連結されている。このピストンロッド３１は、カバー１２の貫通孔１２ａおよびキャップ１５の貫通孔１５ａを軸方向に貫通しており、該ピストンロッド３１の表面には、上記Ｕパッキン２０のリップ部２０ａおよび上記ロッドガイド１６がそれぞれ摺接している。さらに、ピストンロッド３１の軸方向他端側部分は外部空間に位置しており、その軸方向他端部には、本ＭＲＦダンパを取り付けるための取付片３１ａが設けられている。
【００２３】
さらに、上記シリンダ本体１０内には、ピストン３０により区画された２つの空間のうち、ピストンロッド３１とは反対側（図２の左側）の空間を、軸方向に分割された２つの空間に区画するフリーピストン３２が配置されている。このフリーピストン３２は、シリンダ本体１０内を軸方向に移動可能に設けられている。フリーピストン３２により区画された２つの空間のうち、ピストンロッド３１とは反対側の空間はアキュムレータ室Ａｃとされており、このアキュムレータ室Ａｃには、例えば高圧の窒素ガスが充填されている。一方、ピストンロッド３１側（同図の右側）の空間、すなわち、フリーピストン３２とピストン３０との間に形成された空間は第１流体室Ｃ１とされている。また、ピストン３０により区画された２つの空間のうち、ピストンロッド３１側の空間は第２流体室Ｃ２とされている。
【００２４】
上記ピストン３０の側周面と、シリンダチューブ１１の内周面との間には、円環状の隙間が形成されており、この隙間は、第１流体室Ｃ１と第２流体室Ｃ２とを互いに連通する連通路３４とされている。これら第１流体室Ｃ１，第２流体室Ｃ２および連通路３４には、強磁性体粒子（以下、鉄粉という）を含有してなる磁気粘性流体が充填されている。これにより、シリンダ本体１０に対するピストン３０の相対移動に伴い、容積が小さくなる方向に変化する側の流体室Ｃ１（又はＣ２）の磁気粘性流体が、容積が大きくなる方向に変化する側の流体室Ｃ２（又はＣ１）に、連通路３４を経由して移動するようになっている。
【００２５】
さらに、上記ピストン３０は、鉄製とされている。このピストン３０の側周部には、断面略凹字状をなす凹溝３０ａが周設されており、この凹溝３０ａ内には、導電線を軸心周りに巻き付けてなるコイル部３５ａが埋設されている。コイル部３５ａのリード線は、ピストン３０およびピストンロッド３１の内部を通ってシリンダ本体１０の外部に引き延ばされている。このコイル部３５ａがピストン３０の凹溝３０ａ内に配置されていることにより、ピストン３０を鉄心とする電磁石３５が形成されていて、図外の電源供給部に接続されている。そして、電源供給部により電磁石３５に電流が供給されると、電磁石３５が磁力を発生し、この磁力により、ピストン３０の軸心部分と、シリンダチューブ１１と、連通路３４内の各流体室Ｃ１，Ｃ２側の端部とを通る磁気回路Ｍが形成されるようになっている。
【００２６】
そして、本実施形態では、図１（ａ）にも示すように、上記貫通孔１２ａ，１５ａ内におけるＵパッキン２０の内部空間側（同図の左側）に、ピストンロッド３１の表面に摺接するように設けられていて、該ピストンロッド３１との間の隙間に介在する磁気粘性流体中の鉄粉を保持するように係合する係合部材としての繊維集合体４０を備えている。
【００２７】
具体的には、繊維集合体４０は、繊維を弾性材料としてのゴムで円板状に固めたものであり、図３（ａ）（ｂ）に拡大して模式的に示すように、中央部分には、ピストンロッド３１が挿通する円形状の挿通孔が形成されている。その挿通孔の内壁面は、ピストンロッド３１の表面に摺接する摺接面４０ａとされており、この摺接面４０ａでは、繊維の一部がゴム表面から僅かに突き出た状態に露出している。この繊維集合体４０は、キャップ１５の凹溝１５ｂ内に該凹溝１５ｂとピストンロッド３１との間に半径方向に圧縮された状態に介装されている。具体例としては、ピストンロッド３１の径φがφ＝１２ｍｍである場合には、凹溝１５ｂの溝底に対する外周側の潰し代（径方向寸法）は、０．２〜２．０ｍｍとされており、ピストンロッド３１に対する内周側の広がり代（径方向寸法）は、０．１〜１．０ｍｍとされている。また、厚さ寸法（軸方向寸法）は、０．５ｍｍ以上とされている。このような繊維集合体４０としては、「ソフトワイパ（商品名）」（（株）阪上製作所製）が挙げられる。
【００２８】
ここで、上記のように構成されたＭＲＦダンパにおける繊維集合体４０の作用について説明する。
【００２９】
まず、ＭＲＦダンパでは、電源供給部から電磁石３５に電流が供給されると、電磁石３５が磁力を発生し、これにより、ピストン３０とシリンダチューブ１１の側周壁との間に磁気回路Ｍが形成される。すると、その磁気回路Ｍにより連通路３４内の磁気粘性流体に磁界が印加されることになり、その結果、連通路３４内における磁気粘性流体の見掛け上の粘度が高くなる。これにより、連通路３４における磁気粘性流体の通過抵抗が増加するので、第１流体室Ｃ１および第２流体室Ｃ２間における連通路３４を経由しての磁気粘性流体の移動が抑えられることになる。よって、ピストンロッド３１に該ピストンロッド３１を軸方向に移動させようとする運動が伝達されてピストン３０が軸方向に移動する際に、ピストン３０は、移動方向前側に位置する流体室Ｃ１（又はＣ２）の磁気粘性流体の圧力を受けてその移動が抑制される。これにより、ピストンロッド３１に加わる運動は、減衰されることになる。
【００３０】
そして、上記のピストンロッド３１が伸長方向（図２の右方向）に移動するとき、ピストンロッド３１の表面に付着している磁気粘性流体は、該ピストンロッド３１と共に貫通孔１２ａ，１５ａを経由して外部空間に洩れ出ようとする。このとき、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａがピストンロッド３１の表面に摺接しているので、該表面に付着している磁気粘性流体が外部空間に洩れ出ることは抑えられる。ところが、磁気粘性流体は鉄粉を含有しており、しかも、ピストンロッド３１が伸縮移動を繰り返すことから、その鉄粉によりリップ部２０ａ摩耗が促進される虞がある。
【００３１】
このとき、ピストンロッド３１上の磁気粘性流体は、Ｕパッキン２０の手前で繊維集合体４０の摺接面４０ａに沿って通過する。そして、磁気粘性流体中の鉄粉は、繊維集合体４０の摺接面４０ａ上の繊維に絡み付いて該摺接面４０ａ内に保持されるようになり、このことで、ピストンロッド３１の伸長方向への移動が制限されることとなる。また、繊維に先に絡み付いた鉄粉は、後続の鉄粉を絡み取る役割を果たすので、鉄粉の移動を制限するという上記の作用は長期間に亘って発揮される。よって、図１（ｂ）に模式的に示すように、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａに到達する鉄粉の量（鉄粉濃度）が低減されるので、その分、ＭＲＦダンパにおけるＵパッキン２０の寿命が延びることになる。
【００３２】
しかも、貫通孔１２ａ，１５ａを通過する磁気粘性流体のみが該磁気粘性流体中の鉄粉を繊維集合体４０の摺接面４０ａ内に保持されるので、磁気粘性流体中における鉄粉の分布が偏ることはなく、したがって、磁気粘性特性としての減衰特性が、そのような鉄粉の分布の偏りに起因して低下するという事態を招くことはない。
【００３３】
さらに、従来の場合（特許文献１参照）に比べて、鉄粉の粒径を現状以上に高精度に分級する必要がないので、磁気粘性流体の材料コストの上昇を招かず、また、ピストンロッド３１の表面粗さの値を現状以上に小さくする必要もないので、ピストンロッド３１の加工コストの上昇を招かないのみならず、現状レベルの潤滑性が維持されることとなる。
【００３４】
したがって、本実施形態によれば、シリンダ本体１０の貫通孔１２ａ１５ａとピストンロッド３１との間の隙間をＵパッキン２０で密封して磁気粘性流体が洩れ出ないようにしたＭＲＦダンパにおいて、ピストンロッド３１の相対移動に伴ってＵパッキン２０のリップ部２０ａに移動する磁気粘性流体中の鉄粉を、繊維集合体４０の摺接面４０ａ内に保持することができるので、磁気粘性流体中の鉄粉の分布を偏らせることなく、また、鉄粉の分級精度を高めたり、ピストンロッド３１の表面に特別な加工処理を行うことなく、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａに到達する鉄粉の量を低減することができ、もって、大幅なコストアップを招かないのみならず、磁気粘性特性およびピストンロッド３１に対する潤滑性を共に損なうことなく、シール寿命を延ばしてＭＲＦダンパの耐久性の向上に寄与することができる。
【００３５】
尚、上記の実施形態では、１つの繊維集合体４０を用いるようにしているが、図４（ａ）に模式的に示す変形例１のように、複数（図示する例では２つ）の繊維集合体４０を軸方向に並べて配置するようにしてもよい。これにより、Ｕパッキン２０のリップ部２０ａに到達する鉄粉の量（鉄粉濃度）は、同図（ｂ）に模式的に示すように、更に低減することとなる。
【００３６】
また、上記の実施形態では、本発明の係合部材を繊維集合体４０とするようにしているが、係合部材としては、繊維集合体４０に限定されるものではなく、例えば、ピストンロッド３１に対する摺動抵抗が低くかつ硬さデュロメータＤ（ＡＳＴＭ Ｄ ２２４０）が６０度程度の比較的柔らかいＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂リング５０（図５（ａ）および（ｂ）に示す変形例２参照）であってもよい。その際に、樹脂リング５０のみではピストンロッド３１表面に対する摺接面５０ａの十分な圧接力が得られない場合には、図６の拡大図にも示すように、樹脂リング５０の外周にＯリング５１などの締付部材を嵌着することが好ましい。また、このような樹脂リング５０は、１つ用いてもよいし、複数用いてもよい。さらに、このような１つ又は複数の樹脂リング５０を、１つ又は複数の上記繊維集合体４０と併せて用いるようにしてもよい。その場合には、Ｕパッキン２０から最も離れた位置に繊維集合体４０を配置することが好ましい。
【００３７】
−実験例−
ここで、次に示す例１〜例５の５種類のＭＲＦダンパにおけるＵパッキンの寿命を調べるために行った実験について説明する。
【００３８】
〔例１〕
繊維集合体および樹脂リングは装着されていない。
【００３９】
〔例２〕
貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に、繊維集合体（厚さ寸法の設計値：１．５ｍｍ）が装着されている。尚、この繊維集合体には、広がり代および潰し代は共に設定されていないが、潰し代には、−０．２ｍｍの公差が付いている。
【００４０】
〔例３〕
貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に、広がり代を０．３ｍｍ，潰し代を０．９ｍｍとする繊維集合体（厚さ寸法：３．２ｍｍ）が装着されている。
【００４１】
〔例４〕
繊維集合体に代えて、樹脂リングが貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に装着されている。この樹脂リングにはＯリングが嵌着されている。
【００４２】
〔例５〕
例３の繊維集合体と、例４の樹脂リングとが貫通孔内におけるＵパッキンの内部空間側に装着されている。但し、その配列は、内部空間側から繊維集合体，樹脂リング，Ｕパッキンの順である。
【００４３】
本実験の要領は、各ダンパを伸縮（周波数：９Ｈｚ，ストローク：４ｍｍ）させてＵパッキンから磁気粘性流体が洩れ出すようになるまでの伸縮回数をカウントした。尚、ピストンロッドについては、外径ｄをφ１２ｆ８（１２−０．０４３ｍｍ≦ｄ≦１２＋０ｍｍ）とした。また、表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１「最大高さ」〔ＩＳＯ ４２８７：１９９７準拠〕）は、３．２μｍ（例２の場合は、１．６μｍ）とした。
【００４４】
以上の結果として、例１のダンパの場合にＵパッキンから磁気粘性流体が洩れ出るようになったときの伸縮回数を１とする例２〜例５の同各伸縮回数を、次表に併せて示す。
【００４５】
【表１】
上記の表から判るように、繊維集合体および樹脂リングの何れかを装着した例２〜例５では、Ｕパッキンの寿命が２倍以上になっている。
【００４６】
また、共に繊維集合体が装着された例２と例３とを対比すると、繊維集合体の厚さ寸法を大きくするとともに、広がり代および潰し代を設定することで、寿命が数倍（本テストの場合には約４倍）に延びることが判る。しかも、例３では、ピストンロッドの表面粗さＲｚの値が例２の場合の２倍（＝３．２／１．６）である。したがって、例３において、ピストンロッドの表面粗さＲｚが例２の場合と同程度であれば、更なる寿命の延びが期待できる。
【００４７】
一方、例２と例４とを対比すると、繊維集合体が樹脂リングに代わっても、その樹脂リングがＯリングにより締め付けられるなどして摺接面をピストンロッドの表面に圧接させることで、寿命が約２倍になることが判る。
【００４８】
さらに、例３と例５とを対比すると、例３のダンパにおいて、Ｕパッキンと繊維集合体との間に樹脂リングを配置することで、更に寿命が延びることが判る。因みに、この例５の場合には、Ｕパッキンの寿命は、例１の場合の実に１０倍である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ＭＲＦダンパの要部を模式的に示す縦断面図（ａ）および軸方向位置における鉄粉濃度の変化を模式的に示す特性図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施形態に係るＭＲＦダンパの全体構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】繊維集合体を模式的に示す平面図（ａ）および縦断面図（ｂ）である。
【図４】本実施形態の変形例１に係るＭＲＦダンパの要部および軸方向位置における鉄粉濃度の変化をそれぞれ模式的に示す図１相当図である。
【図５】本実施形態の変形例２に係るＭＲＦダンパの要部および軸方向位置における鉄粉濃度の変化をそれぞれ模式的に示す図１相当図である。
【図６】変形例２に係るＭＲＦダンパに用いられた樹脂リングを模式的に示す図３相当図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ シリンダ本体（第１部材）
１２ａ 貫通孔
１５ａ 貫通孔
２０ Ｕ字形パッキン（シール材）
３１ ピストンロッド（第２部材）
３４ 連通路
３５ 電磁石（磁力発生手段）
４０ 繊維集合体
４０ａ 摺接面
５０ 樹脂リング（樹脂体）
５０ａ 摺接面
５１ Ｏリング（締付部材）
Ｃ１ 第１流体室（流体室）
Ｃ２ 第２流体室（流体室）
Ｍ 磁気回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間と、該内部空間を外部空間に連通する貫通孔とを有する第１部材と、
上記第１部材の貫通孔を貫通するように配置され、該貫通方向において第１部材に対し相対移動可能な第２部材と、
上記第１部材の貫通孔内に設けられ、上記第２部材の相対移動を許容しつつ該第１部材の内部空間を密封するシール材と、
上記第１部材の内部空間に充填され、強磁性体粒子を含有してなる磁気粘性流体とを備えた磁気粘性流体装置であって、
上記貫通孔内における上記シール材の内部空間側において上記第２部材の表面に摺接する摺接面を有し、該第２部材の表面上の磁気粘性流体中の強磁性体粒子に対し、該磁性体粒子を上記摺接面内に保持するように係合する１つ以上の係合部材を備えていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気粘性流体装置において、
係合部材は、弾性材料により繊維を所定形状に保形しかつ該繊維の一部を摺接面に露出させるように設けられた繊維集合体であり、
上記繊維集合体は、上記繊維を強磁性体粒子に絡めることによって該強磁性体粒子を上記摺接面内に保持するように構成されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置において、
第２部材の相対移動方向における繊維集合体の摺接面の寸法が、０．５ｍｍ以上とされていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項４】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置において、
繊維集合体は、第２部材が挿通しかつ内壁面が摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなしていて、上記内壁面が第２部材の表面に圧接するように設けられ、
上記第２部材の相対移動方向に直交する方向における上記繊維集合体の挿通孔の上記圧接による広がり代が、０．１〜１．０ｍｍとされていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項５】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置において、
繊維集合体は、複数とされ、
上記複数の繊維集合体は、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気粘性流体装置において、
係合部材は、柔軟な樹脂材料からなっていて摺接面が第２部材の表面に圧接するように設けられた樹脂体であり、
上記樹脂体は、上記摺接面内に強磁性体粒子を埋没させることによって該強磁性体粒子を上記摺接面内に保持するように構成されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気粘性流体装置において、
樹脂体は、第２部材が挿通しかつ内壁面が摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなし、
上記樹脂体の外周に、該樹脂体を摺接面が上記第２部材の表面に圧接する方向に締め付ける締付部材が嵌着されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項８】
請求項６に記載の磁気粘性流体装置において、
樹脂体は、複数とされ、
上記複数の樹脂体は、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項９】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置における１つ以上の繊維集合体と、請求項６に記載の磁気粘性流体装置における１つ以上の樹脂体とが、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気粘性流体装置において、
１つ以上の繊維集合体のうちの１つの繊維集合体は、シール材から最も離れた位置に配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の磁気粘性流体装置を備えた減衰装置であって、
上記磁気粘性流体装置の第１部材内に該第１部材の内部空間を該磁気粘性流体装置の第２部材の相対移動方向に分割された２つの流体室に区画するように配置され、該相対移動方向に相対移動可能に設けられたピストンと、
上記２つの流体室を互いに連通する連通路とを備え、
上記磁気粘性流体装置の磁気粘性流体は、上記２つの流体室および上記連通路内に充填され、
上記連通路内の磁気粘性流体に磁界を印加する磁界印加手段を備え、
上記第２部材は、上記ピストンに移動一体に連結されたピストンロッドであることを特徴とする減衰装置。
【請求項１】
内部空間と、該内部空間を外部空間に連通する貫通孔とを有する第１部材と、
上記第１部材の貫通孔を貫通するように配置され、該貫通方向において第１部材に対し相対移動可能な第２部材と、
上記第１部材の貫通孔内に設けられ、上記第２部材の相対移動を許容しつつ該第１部材の内部空間を密封するシール材と、
上記第１部材の内部空間に充填され、強磁性体粒子を含有してなる磁気粘性流体とを備えた磁気粘性流体装置であって、
上記貫通孔内における上記シール材の内部空間側において上記第２部材の表面に摺接する摺接面を有し、該第２部材の表面上の磁気粘性流体中の強磁性体粒子に対し、該磁性体粒子を上記摺接面内に保持するように係合する１つ以上の係合部材を備えていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気粘性流体装置において、
係合部材は、弾性材料により繊維を所定形状に保形しかつ該繊維の一部を摺接面に露出させるように設けられた繊維集合体であり、
上記繊維集合体は、上記繊維を強磁性体粒子に絡めることによって該強磁性体粒子を上記摺接面内に保持するように構成されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置において、
第２部材の相対移動方向における繊維集合体の摺接面の寸法が、０．５ｍｍ以上とされていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項４】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置において、
繊維集合体は、第２部材が挿通しかつ内壁面が摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなしていて、上記内壁面が第２部材の表面に圧接するように設けられ、
上記第２部材の相対移動方向に直交する方向における上記繊維集合体の挿通孔の上記圧接による広がり代が、０．１〜１．０ｍｍとされていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項５】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置において、
繊維集合体は、複数とされ、
上記複数の繊維集合体は、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気粘性流体装置において、
係合部材は、柔軟な樹脂材料からなっていて摺接面が第２部材の表面に圧接するように設けられた樹脂体であり、
上記樹脂体は、上記摺接面内に強磁性体粒子を埋没させることによって該強磁性体粒子を上記摺接面内に保持するように構成されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気粘性流体装置において、
樹脂体は、第２部材が挿通しかつ内壁面が摺接面を構成するように形成された挿通孔を有するリング状をなし、
上記樹脂体の外周に、該樹脂体を摺接面が上記第２部材の表面に圧接する方向に締め付ける締付部材が嵌着されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項８】
請求項６に記載の磁気粘性流体装置において、
樹脂体は、複数とされ、
上記複数の樹脂体は、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項９】
請求項２に記載の磁気粘性流体装置における１つ以上の繊維集合体と、請求項６に記載の磁気粘性流体装置における１つ以上の樹脂体とが、第２部材の相対移動方向に並ぶように配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気粘性流体装置において、
１つ以上の繊維集合体のうちの１つの繊維集合体は、シール材から最も離れた位置に配置されていることを特徴とする磁気粘性流体装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の磁気粘性流体装置を備えた減衰装置であって、
上記磁気粘性流体装置の第１部材内に該第１部材の内部空間を該磁気粘性流体装置の第２部材の相対移動方向に分割された２つの流体室に区画するように配置され、該相対移動方向に相対移動可能に設けられたピストンと、
上記２つの流体室を互いに連通する連通路とを備え、
上記磁気粘性流体装置の磁気粘性流体は、上記２つの流体室および上記連通路内に充填され、
上記連通路内の磁気粘性流体に磁界を印加する磁界印加手段を備え、
上記第２部材は、上記ピストンに移動一体に連結されたピストンロッドであることを特徴とする減衰装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２２０２６５（Ｐ２００６−２２０２６５Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６２１５（Ｐ２００５−３６２１５）
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１４日（２００５．２．１４）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【Ｆターム（参考）】
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