JP7452181B2 - floating unit - Google Patents
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Description
本発明は、第１部材に対して第２部材が相対移動可能に構成されたフローティングユニットに関する。 The present invention relates to a floating unit in which a second member is configured to be movable relative to a first member.
このようなフローティングユニットの一例が、下記の特許文献１に開示されている。以下、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の説明では、特許文献１における部材名及び符号を括弧内に引用する。
An example of such a floating unit is disclosed in
特許文献１のフローティングユニットは、第１部材（搬送台２）に対して第２部材（フローティング台３）が水平方向に相対移動するように、当該第１部材及び第２部材を支持する可動支持部（直動案内４）と、第２部材（フローティング台３）を第１部材（搬送台２）に対する基準位置に向けて付勢する付勢機構（弾性体６）と、を備えている。
The floating unit of
このようなフローティングユニットでは、付勢機構（弾性体６）の付勢力に抗するように第２部材（フローティング台３）に対して水平方向の外力が付与されると、当該第２部材は第１部材に対して水平方向に相対移動する。このとき、第１部材（搬送台２）に対する第２部材（フローティング台３）の水平方向の相対位置に応じた付勢機構（弾性体６）の付勢力が、第２部材（フローティング台３）に作用した状態となる。そして、第２部材（フローティング台３）に対する外力の付与が解除されると、当該第２部材は付勢機構（弾性体６）の付勢力により基準位置に戻るように移動する。 In such a floating unit, when a horizontal external force is applied to the second member (floating table 3) so as to resist the urging force of the urging mechanism (elastic body 6), the second member Moves relative to one member in the horizontal direction. At this time, the biasing force of the biasing mechanism (elastic body 6) corresponding to the horizontal relative position of the second member (floating base 3) with respect to the first member (transport base 2) is applied to the second member (floating base 3). It becomes a state where it acts on. Then, when the application of external force to the second member (floating table 3) is released, the second member is moved to return to the reference position by the urging force of the urging mechanism (elastic body 6).
ところで、フローティングユニットを用いた所定の作業の完了後に、基準位置からずれた第２部材の位置を一時的に維持する等して、第２部材の基準位置への復帰を遅らせることが望まれる場合がある。しかし、特許文献１のフローティングユニットでは、基準位置からずれた第２部材（フローティング台３）に対する外力の付与が解除されると、直ちに第２部材（フローティング台３）が付勢機構（弾性体６）の付勢力により基準位置への移動を開始する。そのため、基準位置からずれた第２部材（フローティング台３）に対する外力の付与が解除された後に、当該第２部材の基準位置への復帰を遅らせることは難しかった。このように、特許文献１のフローティングユニットでは、第２部材（フローティング台３）が第１部材（搬送台２）に対する基準位置に戻るための復帰力を制御することは難しかった。
By the way, when it is desired to delay the return of the second member to the reference position by temporarily maintaining the position of the second member shifted from the reference position after completing a predetermined work using the floating unit. There is. However, in the floating unit of
そこで、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を容易に制御できるフローティングユニットの実現が望まれる。 Therefore, it is desired to realize a floating unit that can easily control the return force for returning the second member to the reference position relative to the first member.
上記に鑑みた、フローティングユニットの特徴構成は、
第１対向面を有する第１部材と、
前記第１対向面に対して規定の第１方向に対向するように配置された第２対向面を有する第２部材と、
前記第１部材に対して前記第２部材が、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動すると共に、前記第１方向に沿う軸を中心として相対回転するように、前記第１部材及び前記第２部材を支持する可動支持部と、
前記第２部材を前記第１部材に対する基準位置に向けて付勢する付勢機構と、
前記第１方向における前記第１対向面と前記第２対向面との間に形成された対向空間を封止する封止機構と、
前記対向空間に充填された磁性流体と、
前記第１対向面と前記第２対向面とが異なる磁極を有する磁極面となる磁場を生成する磁場生成状態と、前記磁場を生成しない磁場未生成状態と、に状態変更可能に構成された磁場生成部と、を備え、
前記第１部材は、前記第１方向に沿う軸心を有する筒状に形成された筒状部と、当該筒状部から径方向の内側に突出するように形成されて前記筒状部に固定された板状の第１板状部と、を備え、
前記第２部材は、前記第１板状部に対して前記径方向の内側に配置されて前記第１方向に沿って延在する軸状部と、当該軸状部から前記径方向の外側に突出するように形成されて前記軸状部に固定された板状の第２板状部と、を備え、
前記第１板状部と前記第２板状部とが、前記第１方向に並んで配置され、
前記第１板状部における前記第１方向を向く面に、前記第１対向面が形成され、
前記第２板状部における前記第１方向を向く面に、前記第２対向面が形成され、
前記磁場生成部は、前記筒状部の前記径方向の外側を囲むように配置されたコイルを備え、
前記封止機構は、可撓性を有する可撓性部材を備え、
前記可撓性部材は、前記筒状部に対して前記第１方向の両側において前記軸状部の前記径方向の外側を囲むように配置され、前記筒状部に対して前記第１方向の両側において前記第１部材と前記第２部材とを連結している点にある。
In view of the above, the characteristic configuration of the floating unit is as follows:
a first member having a first opposing surface;
a second member having a second opposing surface arranged to face the first opposing surface in a prescribed first direction;
The first member and a movable support section that supports the second member;
a biasing mechanism that biases the second member toward a reference position relative to the first member;
a sealing mechanism that seals an opposing space formed between the first opposing surface and the second opposing surface in the first direction;
a magnetic fluid filled in the opposing space;
A magnetic field configured to be able to change its state between a magnetic field generation state in which the first opposing surface and the second opposing surface generate a magnetic field in which they are magnetic pole surfaces having different magnetic poles, and a magnetic field non-generation state in which the magnetic field is not generated. A generation unit ;
The first member includes a cylindrical portion formed in a cylindrical shape having an axis along the first direction, and a cylindrical portion that is formed to protrude radially inward from the cylindrical portion and is fixed to the cylindrical portion. a first plate-like portion having a plate-like shape,
The second member includes a shaft portion disposed inside the first plate portion in the radial direction and extending along the first direction, and a shaft portion extending outward in the radial direction from the shaft portion. a second plate-like part formed to protrude and fixed to the shaft-like part;
the first plate-like part and the second plate-like part are arranged side by side in the first direction,
The first opposing surface is formed on a surface of the first plate-shaped portion facing the first direction,
the second opposing surface is formed on a surface of the second plate-shaped portion facing the first direction;
The magnetic field generation section includes a coil arranged so as to surround the outside of the cylindrical section in the radial direction,
The sealing mechanism includes a flexible member having flexibility,
The flexible member is arranged so as to surround the outer side of the axial portion in the radial direction on both sides of the cylindrical portion in the first direction, and The point is that the first member and the second member are connected on both sides .
この特徴構成によれば、磁場生成部が磁場生成状態である場合、磁性流体に含まれる磁性微粒子が、第１対向面と第２対向面とを接続するように鎖状クラスタを形成する。その結果、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗が増加する。したがって、磁場生成部を磁場生成状態とすることで、基準位置からずれた位置にある第２部材を付勢機構の付勢力に抗して定位置に保持し、或いは当該第２部材が基準位置に戻る速度を小さく抑えることができる。つまり、第２部材に付勢機構の付勢力が作用している場合であっても、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を、零又は当該付勢力よりも小さくすることができる。
一方で、磁場生成部が磁場未生成状態である場合、磁性流体に含まれる磁性微粒子は、鎖状クラスタを形成せず、溶媒中に分散している。その結果、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗が、磁場生成部が磁場生成状態である場合に比べて小さくなる。したがって、磁場生成部を磁場未生成状態とすることで、第２部材に付勢機構の付勢力が作用している場合に、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を、当該付勢力と同等にすることができる。また、磁場生成部を磁場未生成状態とすることで、第２部材が基準位置からずれた位置に移動し易い状態（いわゆるフローティング状態）とすることができる。
更に、本特徴構成によれば、磁場の強さに応じて、鎖状クラスタの強度を変化させることができる。これにより、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗を容易に変化させることができる。
以上のように、本特徴構成によれば、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を容易に制御することができる。
また、本特徴構成によれば、第１部材の筒状部が、第２部材の軸状部及び第２板状部の径方向の外側を囲むように配置されている。そして、磁場生成部のコイルが、第１部材の筒状部の径方向の外側を囲むように配置されている。このように、軸状部と筒状部とコイルとが、径方向に並んで配置されている。これにより、フローティングユニットの第１方向の寸法を小さく抑えることが容易となっている。また、筒状部に対して径方向内側の空間に対向空間が形成されるので、当該対向空間を封止する封止機構の構成を簡略化することが容易となっている。
また、本特徴構成によれば、可撓性を有する可撓性部材は、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転することに伴って変形する。これにより、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転した場合であっても、可撓性部材によって対向空間の封止状態を維持することができる。したがって、第１部材に対する第２部材の相対位置に関わらず、対向空間に磁性流体を適切に保持することができる。
According to this characteristic configuration, when the magnetic field generating section is in the magnetic field generating state, the magnetic fine particles contained in the magnetic fluid form a chain cluster so as to connect the first opposing surface and the second opposing surface. As a result, resistance when the second member moves or rotates relative to the first member increases. Therefore, by bringing the magnetic field generating section into a magnetic field generating state, the second member located at a position deviated from the reference position is held in a fixed position against the urging force of the urging mechanism, or the second member is held at a position displaced from the reference position. The speed at which it returns to can be kept small. In other words, even when the biasing force of the biasing mechanism is acting on the second member, the return force for the second member to return to the reference position relative to the first member is zero or smaller than the biasing force. be able to.
On the other hand, when the magnetic field generation section is in a state where no magnetic field is generated, the magnetic fine particles contained in the magnetic fluid do not form chain clusters but are dispersed in the solvent. As a result, the resistance when the second member moves or rotates relative to the first member becomes smaller than when the magnetic field generating section is in the magnetic field generating state. Therefore, by setting the magnetic field generating section to a state where no magnetic field is generated, when the biasing force of the biasing mechanism is acting on the second member, the returning force for the second member to return to the reference position with respect to the first member is reduced. , can be made equal to the biasing force. Further, by setting the magnetic field generating section to a state in which no magnetic field is generated, the second member can be in a state where it is easy to move to a position deviated from the reference position (a so-called floating state).
Furthermore, according to this characteristic configuration, the strength of the chain cluster can be changed depending on the strength of the magnetic field. Thereby, the resistance when the second member moves or rotates relative to the first member can be easily changed.
As described above, according to this characteristic configuration, the return force for returning the second member to the reference position relative to the first member can be easily controlled.
Further, according to this characteristic configuration, the cylindrical portion of the first member is arranged so as to surround the radially outer side of the shaft portion and the second plate portion of the second member. The coil of the magnetic field generation section is arranged so as to surround the radially outer side of the cylindrical section of the first member. In this way, the shaft-like part, the cylindrical part, and the coil are arranged side by side in the radial direction. This makes it easy to keep the size of the floating unit small in the first direction. Moreover, since the opposing space is formed in the space radially inside the cylindrical portion, it is easy to simplify the configuration of the sealing mechanism that seals the opposing space.
Moreover, according to this characteristic configuration, the flexible member having flexibility is deformed as the second member moves or rotates relative to the first member. Thereby, even if the second member moves or rotates relative to the first member, the sealing state of the opposing space can be maintained by the flexible member. Therefore, regardless of the relative position of the second member with respect to the first member, the magnetic fluid can be appropriately held in the opposing space.
以下では、実施形態に係るフローティングユニット１００について、図面を参照して説明する。図１に示すように、フローティングユニット１００は、第１部材１と、第２部材２と、可動支持部３と、付勢機構４と、封止機構５と、磁場生成部６と、を備えている。
Below, a
図２に示すように、第１部材１は、第１対向面１ａを有している。そして、第２部材２は、第２対向面２ａを有している。第１対向面１ａと第２対向面２ａとは、互いに規定の第１方向Ｖに対向するように配置されている。第１対向面１ａと第２対向面２ａとは、互いに第１方向Ｖに離れて配置されており、第１方向Ｖにおける第１対向面１ａと第２対向面２ａとの間には、対向空間Ｆが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、第１部材１は、筒状部１１と、第１板状部１２と、を備えている。
In this embodiment, the
筒状部１１は、第１方向Ｖに沿う軸心を有する筒状に形成されている。本実施形態では、筒状部１１の内周面は、第１方向Ｖに沿う軸心を有する円筒状に形成されている。以下の説明では、筒状部１１の軸心を基準として、「軸方向Ｌ」、「径方向Ｒ」、及び「周方向Ｃ（図３参照）」を定義している。
The
軸方向Ｌは、筒状部１１の軸心に沿う方向である。つまり、軸方向Ｌは、第１方向Ｖに一致する。径方向Ｒは、軸方向Ｌに直交する方向であって、筒状部１１の軸心から放射状に延在する方向である。そのため、筒状部１１の軸心周りの全周のうちの一部又は全部の径方向Ｒは、第１方向Ｖに直交する第２方向Ｈに該当する。本実施形態では、筒状部１１の軸心周りの全周に係る径方向Ｒが第２方向Ｈに該当する。周方向Ｃは、筒状部１１の軸心を中心とする円周に沿う方向である。以下の説明では、軸方向Ｌの一方側を「軸方向第１側Ｌ１」とし、軸方向Ｌの他方側を「軸方向第２側Ｌ２」とする。また、径方向Ｒにおいて、筒状部１１の軸心側を「径方向内側Ｒ１」とし、その反対側を「径方向外側Ｒ２」とする。
The axial direction L is a direction along the axis of the
第１板状部１２は、筒状部１１に固定されている。第１板状部１２は、筒状部１１から径方向内側Ｒ１に突出する板状に形成されている。本実施形態では、第１板状部１２は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状に形成されている（図３参照）。そして、第１板状部１２の外径は、筒状部１１における第１板状部１２が配置される部分の内径と同一に設定されている。また、本実施形態では、複数の第１板状部１２が軸方向Ｌに等間隔で並ぶように配置されている。このような配置を実現するため、本例では、軸方向Ｌに隣接する一対の第１板状部１２の間に、筒状の第１スペーサ１２ｓが配置されている。そして、複数の第１板状部１２は、筒状部１１に対する軸方向Ｌの相対移動が規制されるように軸方向Ｌの両側から保持されている。こうして、複数の第１板状部１２は、筒状部１１に対して固定されている。
The first plate-shaped
図２に示すように、本実施形態では、第２部材２は、軸状部２１と、第２板状部２２と、を備えている。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
軸状部２１は、第１方向Ｖに沿って延在するように形成されている。つまり、軸状部２１は、軸方向Ｌに沿う軸心を有する軸状に形成されている。本実施形態では、軸状部２１は、軸方向Ｌに沿う軸心を有する円柱状に形成されている。軸状部２１は、第１板状部１２に対して径方向内側Ｒ１に配置されている。
The shaft-shaped
第２板状部２２は、軸状部２１に固定されている。第２板状部２２は、軸状部２１から径方向外側Ｒ２に突出する板状に形成されている。本実施形態では、第２板状部２２は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状に形成されている（図３参照）。そして、第２板状部２２の内径は、軸状部２１における第２板状部２２が配置される部分の外径と同一に設定されている。また、本実施形態では、複数の第２板状部２２が軸方向Ｌに等間隔で並ぶように配置されている。このような配置を実現するため、本例では、軸方向Ｌに隣接する一対の第２板状部２２の間に、筒状の第２スペーサ２２ｓが配置されている。そして、複数の第２板状部２２は、軸状部２１に対する軸方向Ｌの相対移動が規制されるように軸方向Ｌの両側から保持されている。こうして、複数の第２板状部２２は、軸状部２１に対して固定されている。
The second plate-shaped
図２に示すように、第１板状部１２と第２板状部２２とは、第１方向Ｖに並んで配置されている。そして、第１板状部１２における第１方向Ｖを向く面に、第１対向面１ａが形成されている。また、第２板状部２２における第１方向Ｖを向く面に、第２対向面２ａが形成されている。本実施形態では、第１板状部１２と第２板状部２２とが第１方向Ｖに交互に位置すると共に、最も軸方向第１側Ｌ１と最も軸方向第２側Ｌ２のそれぞれに第１板状部１２が位置するように、複数の第１板状部１２と複数の第２板状部２２とが第１方向Ｖに並んで配置されている。そして、各第１板状部１２における第２板状部２２と対向する面に第１対向面１ａが形成されていると共に、各第２板状部２２における第１板状部１２と対向する面に第２対向面２ａが形成されている。本例では、軸方向Ｌに隣接する一対の第１板状部１２の間に１つの第２板状部２２が位置するように、６つの第１板状部１２と５つの第２板状部２２とが配置されている。そして、最も軸方向第１側Ｌ１の第１板状部１２の軸方向第２側Ｌ２を向く面に第１対向面１ａが形成されていると共に、最も軸方向第２側Ｌ２の第１板状部１２の軸方向第１側Ｌ１を向く面に第１対向面１ａが形成されている。更に、残りの４つの第１板状部１２のそれぞれにおける、軸方向第１側Ｌ１を向く面と軸方向第２側Ｌ２を向く面とのそれぞれに、第１対向面１ａが形成されている。また、５つの第２板状部２２のそれぞれにおける、軸方向第１側Ｌ１を向く面と軸方向第２側Ｌ２を向く面とのそれぞれに、第２対向面２ａが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
このように、本実施形態では、第１部材１が複数の第１対向面１ａを有していると共に、第２部材２が複数の第２対向面２ａを有している。そして、第１方向Ｖにおける第１対向面１ａと第２対向面２ａとの間に形成された対向空間Ｆが、第１方向Ｖに複数並んで配置されている。本例では、１０個の対向空間Ｆが、第１方向Ｖに並んで配置されている。
Thus, in this embodiment, the
図１に示すように、本実施形態では、第１部材１は、第１取付部１３と、第１フランジ部１４と、連結部１５と、を更に備えている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
第１取付部１３は、フローティングユニット１００を第１の取付対象に取り付けるために設けられている。第１取付部１３は、第２方向Ｈに沿って延在する板状に形成されている。本実施形態では、第１取付部１３は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状に形成されている。また、本実施形態では、第１取付部１３は、筒状部１１よりも軸方向第２側Ｌ２に配置されている。
The
第１フランジ部１４は、第２方向Ｈに沿って延在するように形成されている。本実施形態では、第１フランジ部１４は、筒状部１１から径方向外側Ｒ２に突出するように形成されている。そして、第１フランジ部１４は、筒状部１１に固定されている。また、本実施形態では、第１フランジ部１４は、第１支持部１４１と、第２支持部１４２と、接続部１４３と、を有している。
The
第１支持部１４１と第２支持部１４２とのそれぞれは、軸方向Ｌに離れて配置されている。接続部１４３は、第１支持部１４１と第２支持部１４２とを接続するように形成されている。本実施形態では、第２支持部１４２は、筒状部１１の軸方向第２側Ｌ２の端部から径方向外側Ｒ２に突出するように形成されている。そして、第２支持部１４２における筒状部１１よりも径方向外側Ｒ２の部分から軸方向第１側Ｌ１に向けて、接続部１４３が突出するように形成されている。更に、接続部１４３の軸方向第１側Ｌ１の端部から径方向外側Ｒ２に向けて、第１支持部１４１が突出するように形成されている。図示の例では、筒状部１１と第１支持部１４１と第２支持部１４２と接続部１４３とが一体的に形成されている。
The
連結部１５は、第１取付部１３と第１フランジ部１４とを連結するように形成されている。本実施形態では、連結部１５は、筒状部１１よりも径方向Ｒの寸法が大きい筒状に形成されている。そして、連結部１５は、第１取付部１３と第２支持部１４２とを連結している。図示の例では、連結部１５は、第１取付部１３と一体的に形成されている。また、連結部１５は、ボルトによって第２支持部１４２と固定されている。
The connecting
本実施形態では、第２部材２は、第２取付部２３と、第２フランジ部２４と、第３フランジ部２５と、第１連結部２６と、第２連結部２７と、を更に備えている。
In the present embodiment, the
第２取付部２３は、フローティングユニット１００を第２の取付対象に取り付けるために設けられている。第２取付部２３は、第２方向Ｈに沿って延在する板状に形成されている。本実施形態では、第２取付部２３は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状に形成されている。そして、第２取付部２３は、軸状部２１に対して径方向外側Ｒ２であって、径方向Ｒに沿う径方向視で軸状部２１の軸方向第１側Ｌ１の端部と重複する位置に配置されている。ここで、２つの要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が２つの要素の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを指す。
The
第２フランジ部２４及び第３フランジ部２５のそれぞれは、第２方向Ｈに沿って延在するように形成されている。本実施形態では、第２フランジ部２４は、第２取付部２３から径方向外側Ｒ２に突出するように、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状に形成されている。また、本実施形態では、第２フランジ部２４は、第２取付部２３に対して軸方向第２側Ｌ２に配置されている。そして、第２フランジ部２４は、第２取付部２３に固定されている。図示の例では、第２フランジ部２４と第２取付部２３とが一体的に形成されている。また、本実施形態では、第３フランジ部２５は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状に形成されている。そして、第３フランジ部２５は、軸状部２１に対して径方向外側Ｒ２に配置されている。
Each of the
第２フランジ部２４及び第３フランジ部２５は、第１フランジ部１４に対して第１方向Ｖの両側に並んで配置されている。本実施形態では、第２フランジ部２４は、第１フランジ部１４の第１支持部１４１に対して軸方向第１側Ｌ１から対向するように配置されている。また、本実施形態では、第３フランジ部２５は、第２連結部２７と連結されるフランジ連結部２５１と、当該フランジ連結部２５１から径方向外側Ｒ２に突出するように形成されたフランジ本体部２５２と、を有している。フランジ連結部２５１は、フランジ本体部２５２に対して軸方向第２側Ｌ２に配置されている。フランジ本体部２５２は、第１フランジ部１４の第２支持部１４２に対して軸方向第２側Ｌ２から対向すると共に、第１取付部１３に対して軸方向第１側Ｌ１から対向するように配置されている。
The
第１連結部２６は、軸状部２１と第２取付部２３とを連結している。本実施形態では、第１連結部２６は、軸状部２１の軸方向第１側Ｌ１の端部と、第２取付部２３の径方向内側Ｒ１の端部とを連結している。図示の例では、第１連結部２６は、軸状部２１と第２取付部２３とのそれぞれに対して、ボルトによって固定されている。
The first connecting
第２連結部２７は、軸状部２１と第３フランジ部２５とを連結している。本実施形態では、第２連結部２７は、軸状部２１の軸方向第２側Ｌ２の端部と、第３フランジ部２５のフランジ連結部２５１とを連結している。図示の例では、第２連結部２７と軸状部２１との双方に対して径方向Ｒに沿って挿通されたピン２ｐによって、第２連結部２７と軸状部２１とが互いに固定されている。また、第２連結部２７は、ボルトによってフランジ連結部２５１と固定されている。
The second connecting
可動支持部３は、第１部材１に対して第２部材２が、第２方向Ｈに相対移動すると共に、第１方向Ｖに沿う軸を中心として相対回転するように、第１部材１及び第２部材２を支持する。本実施形態では、可動支持部３は、第１支持体３１と、第２支持体３２と、を備えている。また、上記の通り、本実施形態では、全ての径方向Ｒが第２方向Ｈに該当する。したがって、第２部材２は、第１部材１に対して任意の径方向Ｒに相対移動できるように、可動支持部３によって支持されている。
The
第１支持体３１及び第２支持体３２は、第１部材１に対して第２部材２が第１方向Ｖに相対移動しないように支持する。第１支持体３１は、第１方向Ｖにおける第１フランジ部１４と第２フランジ部２４との間に配置されている。本例では、第１支持体３１は、第１方向Ｖにおける第１フランジ部１４の第１支持部１４１と第２フランジ部２４との間に配置されている。第２支持体３２は、第１方向Ｖにおける第１フランジ部１４と第３フランジ部２５との間に配置されている。本例では、第２支持体３２は、第１方向Ｖにおける第１フランジ部１４の第２支持部１４２と第３フランジ部２５との間に配置されている。
The
本実施形態では、第１支持体３１は、球状に形成された第１転動部３１１と、当該第１転動部３１１を全方向に回転自在に保持する第１保持部３１２と、を備えている。
In this embodiment, the
第１転動部３１１は、第２フランジ部２４における軸方向第２側Ｌ２を向く面に形成された第１転動面２４ａに当接するように配置されている。第１転動部３１１は、第１部材１に対して第２部材２が相対移動又は相対回転した場合に、第１転動面２４ａ上を転動する。第１転動面２４ａは、第２方向Ｈに沿う平面として形成されている。
The
第１保持部３１２は、当該第１保持部３１２から第１転動部３１１の一部が軸方向第１側Ｌ１に突出するように、第１転動部３１１を保持している。第１保持部３１２は、第１フランジ部１４の第１支持部１４１に固定されている。
The
本実施形態では、第２支持体３２は、第１支持体３１と同様に構成されている。具体的には、第２支持体３２は、球状に形成された第２転動部３２１と、当該第２転動部３２１を全方向に回転自在に保持する第２保持部３２２と、を備えている。
In this embodiment, the
第２転動部３２１は、第３フランジ部２５のフランジ本体部２５２における軸方向第１側Ｌ１を向く面に形成された第２転動面２５ａに当接するように配置されている。第２転動部３２１は、第１部材１に対して第２部材２が相対移動又は相対回転した場合に、第２転動面２５ａ上を転動する。第２転動面２５ａは、第２方向Ｈに沿う平面として形成されている。
The
第２保持部３２２は、当該第２保持部３２２から第２転動部３２１の一部が軸方向第２側Ｌ２に突出するように、第２転動部３２１を保持している。第２保持部３２２は、第１フランジ部１４の第２支持部１４２に固定されている。
The
本実施形態では、複数の第１支持体３１が、周方向Ｃに分散して配置されている。また、複数の第２支持体３２も、周方向Ｃに分散して配置されている。なお、本実施形態に係る第１支持体３１及び第２支持体３２として、例えば、公知のボールキャスタを採用可能である。
In this embodiment, the plurality of
図３に示すように、本実施形態では、可動支持部３は、第１部材１に対する第２部材２の第２方向Ｈの移動を規定の可動範囲内に制限するように構成されている。図３に示す例では、第２板状部２２の外周端が、第１板状部１２の内周端よりも径方向内側Ｒ１に位置することがないように、第１部材１に対する第２部材２の第２方向Ｈの移動が制限されている。なお、図３では、筒状部１１の軸心と軸状部２１の軸心とが一致している状態における第２板状部２２の位置を破線で示している。また、筒状部１１の軸心に対して軸状部２１の軸心が最も径方向Ｒに離れた状態における第２板状部２２の位置を１点鎖線で示している。このように、上記の可動範囲内では、第１方向Ｖに沿う第１方向視で第１対向面１ａと第２対向面２ａとが互いに重複する部分（ここでは、第１板状部１２と第２板状部２２とが互いに重複する部分）の面積が一定に維持される。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the
図１に示すように、付勢機構４は、第２部材２を第１部材１に対する基準位置Ｐに向けて付勢する。ここで、基準位置Ｐは、第２方向Ｈの外力が第２部材２に付与されていない場合における、第１部材１に対する第２部材２の相対位置である。本実施形態では、基準位置Ｐは、筒状部１１の軸心と軸状部２１の軸心とが重なっている状態における、第１部材１に対する第２部材２の相対位置である。つまり、本実施形態では、第２部材２が基準位置Ｐにある場合、筒状部１１と軸状部２１とが同軸となる。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、付勢機構４は、プランジャ４１と、受け部材４２と、を備えている。プランジャ４１は、第１部材１及び第２部材２のいずれか一方に配置されている。受け部材４２は、第１部材１及び第２部材２のいずれか他方に配置されている。
In this embodiment, the
プランジャ４１は、摺動部４１１と、当該摺動部４１１を軸方向Ｌに付勢する付勢部４１２と、摺動部４１１及び付勢部４１２を保持する保持部４１３と、を備えている。本実施形態では、摺動部４１１は球状に形成されている。付勢部４１２は、摺動部４１１を受け部材４２の側へ押圧する方向へ付勢する。本実施形態では、付勢部４１２は、軸方向Ｌに伸縮する圧縮コイルばねである。保持部４１３は、摺動部４１１が軸方向Ｌに摺動する内周面を有する筒状に形成されている。摺動部４１１は、付勢部４１２の付勢力に抗する外力が摺動部４１１に付与されていない状態では、当該摺動部４１１の一部が保持部４１３から受け部材４２の側へ突出するように配置される。本実施形態では、保持部４１３は、第１取付部１３から軸方向第１側Ｌ１に突出するように、第１取付部１３に固定されている。つまり、本実施形態では、プランジャ４１は、第１部材１に取り付けられている。
The
受け部材４２は、プランジャ４１に対して軸方向Ｌに対向するように配置されている。本実施形態では、受け部材４２は、プランジャ４１に対して軸方向第１側Ｌ１から対向するように配置されている。そして、受け部材４２は、第３フランジ部２５のフランジ本体部２５２に固定されている。つまり、本実施形態では、受け部材４２は、第２部材２に取り付けられている。
The receiving
受け部材４２は、プランジャ４１の摺動部４１１が摺動する摺動面４２ａを有している。摺動面４２ａは、中心位置から第２方向Ｈに離れるに従って、第１方向Ｖにおけるプランジャ４１の側（ここでは、軸方向第２側Ｌ２）に向かうように傾斜している。このような摺動面４２ａは、例えば、円錐面状、角錐面状、又は球面状に形成される。
The receiving
本実施形態では、互いに軸方向Ｌに対向する１つのプランジャ４１と１つの受け部材４２とを一組として、周方向Ｃに複数組が分散配置されている。
In this embodiment, a plurality of pairs are distributed in the circumferential direction C, with one
本実施形態では、第２部材２が基準位置Ｐにある場合に、プランジャ４１の摺動部４１１が最も軸方向第１側Ｌ１に位置するように、摺動面４２ａに対する摺動部４１１の相対位置が設定されている。つまり、摺動面４２ａにおける最も軸方向第１側Ｌ１の位置である中心位置が、第２部材２が基準位置Ｐにある状態での摺動部４１１の位置に対応する位置となっている。そして、第２部材２に第２方向Ｈの外力が付与されて第２部材２が基準位置Ｐからずれた位置に移動されると、摺動部４１１が摺動面４２ａによって軸方向第２側Ｌ２に押圧される。その結果、摺動部４１１が付勢部４１２の付勢力に抗して軸方向第２側Ｌ２に移動する。また、第２部材２が基準位置Ｐからずれた位置にある場合、摺動部４１１は付勢部４１２によって軸方向第１側Ｌ１に付勢されているため、第２部材２に対する第２方向Ｈの外力の付与が解除されると、摺動面４２ａの傾斜に沿って摺動部４１１が軸方向第１側Ｌ１に移動するように、受け部材４２を支持する第２部材２がプランジャ４１を支持する第１部材１に対して相対移動する。このように、第２部材２が基準位置Ｐからずれた位置にある場合、摺動面４２ａにおける摺動部４１１との接触部分に、第２部材２を基準位置Ｐに戻す力が作用する。
In the present embodiment, when the
図１及び図２に示すように、封止機構５は、第１方向Ｖにおける第１対向面１ａと第２対向面２ａとの間に形成された対向空間Ｆを封止する。本実施形態では、封止機構５は、可撓性を有する第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２は、筒状部１１に対して第１方向Ｖの両側において、軸状部２１の径方向外側Ｒ２を囲むように配置されている。そして、第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２は、筒状部１１に対して第１方向Ｖの両側において、第１部材１と第２部材２とを連結している。本実施形態では、第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２のそれぞれは、蛇腹状に形成された部分を有する筒状部材である。
The first
本実施形態では、第１可撓性部材５１は、筒状部１１に対して軸方向第１側Ｌ１において、最も軸方向第１側Ｌ１の第１板状部１２と第１連結部２６とを連結している。具体的には、本実施形態では、最も軸方向第１側Ｌ１の第１板状部１２には、当該第１板状部１２の径方向内側Ｒ１の端部から軸方向第１側Ｌ１に突出する円筒状に形成された第１突出部１２ａが設けられている。また、第１連結部２６には、軸状部２１の外周面を覆うように軸方向第２側Ｌ２に突出する円筒状に形成された第１ボス部２６ａが設けられている。そして、第１可撓性部材５１が第１突出部１２ａの外周面と第１ボス部２６ａの外周面とを覆うように、第１可撓性部材５１が軸方向第１側Ｌ１から第１突出部１２ａに嵌挿されていると共に、軸方向第２側Ｌ２から第１ボス部２６ａに嵌挿されている。
In the present embodiment, the first
また、本実施形態では、第２可撓性部材５２は、筒状部１１に対して軸方向第２側Ｌ２において、最も軸方向第２側Ｌ２の第１板状部１２と第２連結部２７とを連結している。具体的には、本実施形態では、最も軸方向第２側Ｌ２の第１板状部１２には、当該第１板状部１２の径方向内側Ｒ１の端部から軸方向第２側Ｌ２に突出する円筒状に形成された第２突出部１２ｂが設けられている。また、第２連結部２７には、軸状部２１の外周面を覆うように軸方向第１側Ｌ１に突出する円筒状に形成された第２ボス部２７ａが設けられている。そして、第２可撓性部材５２が第２突出部１２ｂの外周面と第２ボス部２７ａの外周面とを覆うように、第２可撓性部材５２が軸方向第２側Ｌ２から第２突出部１２ｂに嵌挿されていると共に、軸方向第１側Ｌ１から第２ボス部２７ａに嵌挿されている。
Further, in the present embodiment, the second
本実施形態では、軸方向Ｌにおける第１突出部１２ａと第１ボス部２６ａとの間の開口が第１可撓性部材５１によって塞がれていると共に、軸方向Ｌにおける第２突出部１２ｂと第２ボス部２７ａとの間の開口が第２可撓性部材５２によって塞がれている。こうして、軸状部２１と、第１連結部２６及び第２連結部２７と、筒状部１１と、最も軸方向第１側Ｌ１の第１板状部１２と、最も軸方向第２側Ｌ２の第１板状部１２と、第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２とによって、封止空間Ｓが形成されている。封止空間Ｓには、複数の対向空間Ｆが含まれている。そのため、封止機構５によって封止空間Ｓが封止されることに伴って、複数の対向空間Ｆも封止されている。
In this embodiment, the opening between the
可撓性を有する第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２は、第１部材１に対して第２部材２が相対移動又は相対回転することに伴って、第１部材１と第２部材２との連結状態を維持しつつ変形する。こうして、第１部材１に対して第２部材２が相対移動又は相対回転した場合であっても、第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２によって対向空間Ｆの封止状態が維持される。
The first
対向空間Ｆには、磁性流体ＭＲが充填されている。本実施形態では、複数の対向空間Ｆを含む封止空間Ｓに、磁性流体ＭＲが充填されている。磁性流体ＭＲは、磁性を有した流体であり、周辺の磁場を変化させることにより粘性を変化させることができる機能性流体である。このような磁性流体ＭＲとして、例えば、マグネタイト、マンガン亜鉛フェライト等の磁性微粒子と、当該磁性微粒子の表面を覆う界面活性剤と、水、油等の分散媒と、を含むコロイド溶液を用いることができる。本例では、磁性流体ＭＲは、例えばミクロンオーダーのメジアン径の磁性微粒子を含む磁気粘性（Magnetorheological：ＭＲ）流体である。 The opposing space F is filled with magnetic fluid MR. In this embodiment, a sealed space S including a plurality of facing spaces F is filled with magnetic fluid MR. The magnetic fluid MR is a fluid having magnetism, and is a functional fluid whose viscosity can be changed by changing the surrounding magnetic field. As such a magnetic fluid MR, for example, a colloidal solution containing magnetic fine particles such as magnetite or manganese zinc ferrite, a surfactant that covers the surface of the magnetic fine particles, and a dispersion medium such as water or oil can be used. can. In this example, the magnetic fluid MR is a magnetorheological (MR) fluid containing, for example, magnetic fine particles with a median diameter on the order of microns.
磁場生成部６は、第１対向面１ａと第２対向面２ａとが異なる磁極を有する磁極面となる磁場を生成する磁場生成状態と、前記磁場を生成しない磁場未生成状態と、に状態変更可能に構成されている。図２に示すように、本実施形態では、磁場生成状態の磁場生成部６は、磁力線Ｍが複数の対向空間Ｆを軸方向第１側Ｌ１から軸方向第２側Ｌ２に向けて通るように磁場を生成する。つまり、磁場生成部６は、磁場生成状態で、第１方向Ｖに並ぶ全ての対向空間Ｆにおける磁場の向きを同じとする。そのため、本実施形態では、複数の第１対向面１ａ及び複数の第２対向面２ａのうち、軸方向第２側Ｌ２を向く対向面がＮ極の磁極面となり、軸方向第１側Ｌ１を向く対向面がＳ極の磁極面となる。なお、第１対向面１ａと第２対向面２ａとを磁極面として機能させるために、少なくとも、第１部材１における第１対向面１ａが形成された部分と第２部材２における第２対向面２ａが形成された部分とが、磁性体（具体的には、鉄、ケイ素鋼、電磁ステンレス鋼等の軟磁性材料）により構成されていると良い。本実施形態では、第１板状部１２と第２板状部２２とが磁性体により構成されている。
The magnetic
図１及び図２に示すように、本実施形態では、磁場生成部６は、コイル６１を備えている。コイル６１は、規定の通電装置（図示を省略）により通電されることで、磁場を生成する電磁コイルである。通電装置によりコイル６１に流れる電流の大きさを変化させることで、コイル６１が生成する磁場の強さを変化させることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the magnetic
コイル６１は、筒状部１１の径方向外側Ｒ２を囲むように配置されている。また、コイル６１は、軸方向Ｌに沿う軸心を有する筒状に形成されている。本実施形態では、コイル６１は、筒状部１１の軸心と一致する軸心を有する円筒状に形成され、筒状部１１の径方向外側Ｒ２を囲むように配置されている。図示の例では、コイル６１は、筒状部１１と第１フランジ部１４とによって囲まれた空間に配置されている。具体的には、筒状部１１と、第１フランジ部１４の第２支持部１４２及び接続部１４３とによって、軸方向第１側Ｌ１が開放された空間が形成されており、この空間にコイル６１が軸方向第１側Ｌ１から収容されている。なお、このコイル６１の収容空間における軸方向第１側Ｌ１の開放部分は、径方向Ｒ及び周方向Ｃに延在する円環板状の閉塞部１６によって閉塞されている。
The
磁場生成部６が磁場生成状態である場合、磁性流体ＭＲに含まれる磁性微粒子が、第１対向面１ａと第２対向面２ａとを接続するように鎖状クラスタを形成する。その結果、第２部材２が第１部材１に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗が増加する。したがって、磁場生成部６を磁場生成状態とすることで、基準位置Ｐからずれた位置にある第２部材２を付勢機構４の付勢力に抗して定位置に保持し、或いは当該第２部材２が基準位置Ｐに戻る速度を小さく抑えることができる。つまり、第２部材２に付勢機構４の付勢力が作用している場合であっても、第２部材２が第１部材１に対する基準位置Ｐに戻るための復帰力を、零又は当該付勢力よりも小さくすることができる。なお、上記の鎖状クラスタの強度は、磁場の強さに応じて変化する。本実施形態では、通電装置によりコイル６１に流れる電流の大きさを変化させることで、コイル６１が生成する磁場の強さ、延いては鎖状クラスタの強度を変化させることができる。
When the magnetic
一方で、磁場生成部６が磁場未生成状態である場合、磁性流体ＭＲに含まれる磁性微粒子は、鎖状クラスタを形成せず、溶媒中に分散している。その結果、第２部材２が第１部材１に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗が、磁場生成部６が磁場生成状態である場合に比べて小さくなる。したがって、磁場生成部６を磁場未生成状態とすることで、第２部材２に付勢機構４の付勢力が作用している場合に、第２部材２が第１部材１に対する基準位置Ｐに戻るための復帰力を、当該付勢力と同等にすることができる。また、磁場生成部６を磁場未生成状態とすることで、第２部材２が基準位置Ｐからずれた位置に移動し易い状態（いわゆるフローティング状態）とすることができる。
On the other hand, when the magnetic
図４に示すように、本実施形態では、フローティングユニット１００は、規定の部品を着脱するための着脱設備１０に設けられている。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the floating
着脱設備１０は、部品を把持する把持装置２０と、多関節のロボットアーム３０と、を備えている。把持装置２０は、フローティングユニット１００の第２取付部２３に取り付けられている。ロボットアーム３０の先端部は、フローティングユニット１００の第１取付部１３に取り付けられている。ロボットアーム３０を制御することで、把持装置２０をロボットアーム３０の動作範囲内において所望の位置に移動させると共に所望の角度に調整することができる。
The attachment/
〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、着脱設備１０が多関節のロボットアーム３０を備えた構成を例として説明したが、そのような構成に限定されない。例えば、図５に示すように、着脱設備１０が、ロボットアーム３０の代わりに、水平面に沿って互いに交差する方向に延在する第１水平レール４０Ｘ及び第２水平レール４０Ｙと、鉛直方向に沿って延在する鉛直レール４０Ｚと、を備えていても良い。図５に示す例では、フローティングユニット１００は、軸方向第１側Ｌ１が鉛直方向の下側となるように配置されている。そして、フローティングユニット１００の第１取付部１３に、第２水平レール４０Ｙが取り付けられている。第２水平レール４０Ｙは、第１取付部１３を第２水平レール４０Ｙの延在方向に沿って移動自在に支持している。第１水平レール４０Ｘは、第２水平レール４０Ｙを第１水平レール４０Ｘの延在方向に沿って移動自在に支持している。鉛直レール４０Ｚは、第１水平レール４０Ｘを鉛直レール４０Ｚの延在方向（鉛直方向）に沿って移動自在に支持している。ここでは、第１水平レール４０Ｘと第２水平レール４０Ｙとは、互いに直交するように配置されている。なお、図示は省略するが、着脱設備１０は、第１取付部１３を第２水平レール４０Ｙの延在方向に沿って移動させる第１駆動力源と、第２水平レール４０Ｙを第１水平レール４０Ｘの延在方向に沿って移動させる第２駆動力源と、第１水平レール４０Ｘを鉛直レール４０Ｚの延在方向（鉛直方向）に沿って移動させる第３駆動力源と、を備えている。
[Other embodiments]
(1) In the above embodiment, the configuration in which the attachment/
（２）上記の実施形態では、複数の対向空間Ｆが第１方向Ｖに並んで配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、複数の対向空間Ｆが第２方向Ｈに並んで配置されていても良い。或いは、複数の対向空間Ｆが第１方向Ｖ及び第２方向Ｈに分散して配置されていても良い。また、１つの対向空間Ｆのみが配置された構成としても良い。 (2) In the above embodiment, the configuration in which the plurality of opposing spaces F are arranged in line in the first direction V has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, for example, a plurality of facing spaces F may be arranged side by side in the second direction H. Alternatively, a plurality of opposing spaces F may be arranged in a dispersed manner in the first direction V and the second direction H. Alternatively, a configuration in which only one opposing space F is arranged may be used.
（３）上記の実施形態では、第１方向Ｖに沿う第１方向視で第１対向面１ａと第２対向面２ａとが互いに重複する部分の面積が、第１部材１に対する第２部材２の第２方向Ｈの相対位置によらず一定に維持される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第１方向視で第１対向面１ａと第２対向面２ａとが互いに重複する部分の面積が、第１部材１に対する第２部材２の第２方向Ｈの相対位置に応じて変化する構成としても良い。
(3) In the above embodiment, the area of the portion where the first opposing
（４）上記の実施形態では、コイル６１が軸方向Ｌに沿う軸心を有する円筒状に形成された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、複数の電磁コイルが筒状部１１の径方向外側Ｒ２を囲むように周方向Ｃに並んで配置されていても良い。
(4) In the above embodiment, the
（５）上記の実施形態では、封止機構５が、可撓性を有する第１可撓性部材５１及び第２可撓性部材５２を備え、複数の対向空間Ｆを含んでそれより広い封止空間Ｓを封止する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、封止機構５が対向空間Ｆのみを封止する構成としても良い。
(5) In the above embodiment, the
（６）上記の実施形態では、第１支持体３１が第１転動部３１１と第１保持部３１２とを備えると共に、第２支持体３２が第２転動部３２１と第２保持部３２２とを備えた構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第１支持体３１及び第２支持体３２のそれぞれが、対向する２つの平面のうちの一方の平面に固定されて、他方の平面上を摺動自在に構成されたブッシュ等の摺動部材を備えた構成であっても良い。
(6) In the above embodiment, the
（７）上記の実施形態では、第１部材１の筒状部１１が円筒状に形成され、第２部材２の軸状部２１が円柱状に形成され、第１板状部１２及び第２板状部２２が円環板状に形成された構成を例として説明した。しかし、これらの形状はこのようなものには限定されず、他の様々な形状とすることができる。例えば、第１部材１の筒状部１１が、例えば四角形や六角形等の多角形筒状に形成され、第２部材２の軸状部２１が例えば四角形や六角形等の多角形柱状に形成されていても良い。これらの場合において、第１板状部１２及び第２板状部２２も、多角形の環状状に形成されていても良い。
(7) In the above embodiment, the
（８）上記の実施形態では、第１部材１に対して第２部材２が相対移動する方向を第２方向Ｈとして、筒状部１１の軸心周りの全周に係る径方向Ｒが第２方向Ｈに該当する構成を例として説明した。しかしこれには限定されず、筒状部１１の軸心周りの全周のうちの一部の径方向Ｒのみが、第２方向Ｈに該当する構成としても良い。この場合、第２部材２は、第１部材１に対して、筒状部１１の軸心周りの全周に係る径方向Ｒのうちの一部の径方向Ｒについてのみ相対移動できる構成となる。例えば、第２部材２は、第１部材１に対して、筒状部１１の軸心周りの全周のうちの直交する２つの径方向Ｒのみに相対移動できる構成であっても良い。
(8) In the above embodiment, the direction in which the
（９）上記の実施形態では、フローティングユニット１００は、軸方向第１側Ｌ１が鉛直方向の下側となるように配置された構成を例として説明したが、フローティングユニット１００が配置される向きは、これには限定されない。フローティングユニット１００は、例えば、軸方向第１側Ｌ１が鉛直方向の上側となる向きや、軸方向Ｌが水平方向に沿う向きや、軸方向Ｌが鉛直方向及び水平方向に対して傾斜した方向に沿う向きとなるように配置されていていも良い。また、フローティングユニット１００は、例えば垂直多関節型ロボットのアームの先端等、使用中に鉛直方向に対する軸方向Ｌの向きが様々に変化する部分に取り付けられても良い。
(9) In the above embodiment, the floating
（１０）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。したがって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。 (10) Note that the configurations disclosed in each of the embodiments described above can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as no contradiction occurs. Regarding other configurations, the embodiments disclosed herein are merely illustrative in all respects. Therefore, various modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure.
〔上記実施形態の概要〕
以下では、上記において説明したフローティングユニットの概要について説明する。
[Summary of the above embodiment]
Below, an overview of the floating unit described above will be explained.
フローティングユニットは、
第１対向面を有する第１部材と、
前記第１対向面に対して規定の第１方向に対向するように配置された第２対向面を有する第２部材と、
前記第１部材に対して前記第２部材が、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動すると共に、前記第１方向に沿う軸を中心として相対回転するように、前記第１部材及び前記第２部材を支持する可動支持部と、
前記第２部材を前記第１部材に対する基準位置に向けて付勢する付勢機構と、
前記第１方向における前記第１対向面と前記第２対向面との間に形成された対向空間を封止する封止機構と、
前記対向空間に充填された磁性流体と、
前記第１対向面と前記第２対向面とが異なる磁極を有する磁極面となる磁場を生成する磁場生成状態と、前記磁場を生成しない磁場未生成状態と、に状態変更可能に構成された磁場生成部と、を備えている。
The floating unit is
a first member having a first opposing surface;
a second member having a second opposing surface arranged to face the first opposing surface in a prescribed first direction;
The first member and a movable support section that supports the second member;
a biasing mechanism that biases the second member toward a reference position relative to the first member;
a sealing mechanism that seals an opposing space formed between the first opposing surface and the second opposing surface in the first direction;
a magnetic fluid filled in the opposing space;
A magnetic field configured to be able to change its state between a magnetic field generation state in which the first opposing surface and the second opposing surface generate a magnetic field in which they are magnetic pole surfaces having different magnetic poles, and a magnetic field non-generation state in which the magnetic field is not generated. It is equipped with a generation section.
この構成によれば、磁場生成部が磁場生成状態である場合、磁性流体に含まれる磁性微粒子が、第１対向面と第２対向面とを接続するように鎖状クラスタを形成する。その結果、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗が増加する。したがって、磁場生成部を磁場生成状態とすることで、基準位置からずれた位置にある第２部材を付勢機構の付勢力に抗して定位置に保持し、或いは当該第２部材が基準位置に戻る速度を小さく抑えることができる。つまり、第２部材に付勢機構の付勢力が作用している場合であっても、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を、零又は当該付勢力よりも小さくすることができる。
一方で、磁場生成部が磁場未生成状態である場合、磁性流体に含まれる磁性微粒子は、鎖状クラスタを形成せず、溶媒中に分散している。その結果、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗が、磁場生成部が磁場生成状態である場合に比べて小さくなる。したがって、磁場生成部を磁場未生成状態とすることで、第２部材に付勢機構の付勢力が作用している場合に、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を、当該付勢力と同等にすることができる。また、磁場生成部を磁場未生成状態とすることで、第２部材が基準位置からずれた位置に移動し易い状態（いわゆるフローティング状態）とすることができる。
更に、本構成によれば、磁場の強さに応じて、鎖状クラスタの強度を変化させることができる。これにより、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗を容易に変化させることができる。
以上のように、本構成によれば、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を容易に制御することができる。
According to this configuration, when the magnetic field generating section is in the magnetic field generating state, the magnetic fine particles contained in the magnetic fluid form a chain cluster so as to connect the first opposing surface and the second opposing surface. As a result, resistance when the second member moves or rotates relative to the first member increases. Therefore, by bringing the magnetic field generating section into a magnetic field generating state, the second member located at a position deviated from the reference position is held in a fixed position against the urging force of the urging mechanism, or the second member is held at a position displaced from the reference position. The speed at which it returns to can be kept small. In other words, even when the biasing force of the biasing mechanism is acting on the second member, the return force for the second member to return to the reference position relative to the first member is zero or smaller than the biasing force. be able to.
On the other hand, when the magnetic field generation section is in a state where no magnetic field is generated, the magnetic fine particles contained in the magnetic fluid do not form chain clusters but are dispersed in the solvent. As a result, the resistance when the second member moves or rotates relative to the first member becomes smaller than when the magnetic field generating section is in the magnetic field generating state. Therefore, by setting the magnetic field generating section to a state where no magnetic field is generated, when the biasing force of the biasing mechanism is acting on the second member, the returning force for the second member to return to the reference position with respect to the first member is reduced. , can be made equal to the biasing force. Further, by setting the magnetic field generating section to a state in which no magnetic field is generated, the second member can be in a state where it is easy to move to a position deviated from the reference position (a so-called floating state).
Furthermore, according to this configuration, the strength of the chain cluster can be changed depending on the strength of the magnetic field. Thereby, the resistance when the second member moves or rotates relative to the first member can be easily changed.
As described above, according to this configuration, the return force for returning the second member to the reference position relative to the first member can be easily controlled.
ここで、前記第１部材は、複数の前記第１対向面を有し、
前記第２部材は、複数の前記第２対向面を有し、
前記対向空間が、前記第１方向に複数並んで配置され、
前記磁場生成部は、前記磁場生成状態で、前記第１方向に並ぶ全ての前記対向空間における磁場の向きを同じとするように構成されていると好適である。
Here, the first member has a plurality of first opposing surfaces,
The second member has a plurality of second opposing surfaces,
A plurality of the opposing spaces are arranged in line in the first direction,
Preferably, the magnetic field generating section is configured to make the direction of the magnetic field the same in all the opposing spaces aligned in the first direction in the magnetic field generating state.
この構成によれば、フローティングユニット全体として、第１対向面と第２対向面との対向面積を大きく確保することができる。これにより、磁場生成部が磁場生成状態である場合に、フローティングユニット全体として、多くの鎖状クラスタを形成することができる。その結果、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗を大きくすることができる。したがって、第２部材に作用する付勢機構の付勢力が比較的大きい場合であっても、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を適切に制御することができる。 According to this configuration, it is possible to ensure a large opposing area between the first opposing surface and the second opposing surface in the entire floating unit. Thereby, when the magnetic field generating section is in the magnetic field generating state, many chain clusters can be formed as a whole of the floating unit. As a result, the resistance when the second member moves or rotates relative to the first member can be increased. Therefore, even if the biasing force of the biasing mechanism acting on the second member is relatively large, the return force for returning the second member to the reference position relative to the first member can be appropriately controlled.
また、前記可動支持部は、前記第１部材に対する前記第２部材の前記第２方向の移動を規定の可動範囲内に制限するように構成され、
前記可動範囲内では、前記第１方向に沿う第１方向視で第１対向面と前記第２対向面とが互いに重複する部分の面積が一定に維持されると好適である。
Further, the movable support portion is configured to limit movement of the second member in the second direction with respect to the first member within a prescribed movable range,
Within the movable range, it is preferable that the area of the portion where the first opposing surface and the second opposing surface overlap each other as viewed in the first direction along the first direction is maintained constant.
この構成によれば、第１部材に対する第２部材の相対位置よって、鎖状クラスタの形成に影響する第１対向面と第２対向面との対向面積が変化しない。これにより、第１部材に対する第２部材の相対位置に関わらず、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転する際の抵抗を一定にすることができる。したがって、第２部材が第１部材に対する基準位置に戻るための復帰力を適切に制御することができる。 According to this configuration, the opposing area between the first opposing surface and the second opposing surface, which affects the formation of chain clusters, does not change depending on the relative position of the second member with respect to the first member. Thereby, regardless of the relative position of the second member with respect to the first member, the resistance when the second member moves or rotates relative to the first member can be made constant. Therefore, the return force for returning the second member to the reference position relative to the first member can be appropriately controlled.
また、前記第１部材は、前記第１方向に沿う軸心を有する筒状に形成された筒状部と、当該筒状部から径方向の内側に突出するように形成されて前記筒状部に固定された板状の第１板状部と、を備え、
前記第２部材は、前記第１板状部に対して前記径方向の内側に配置されて前記第１方向に沿って延在する軸状部と、当該軸状部から前記径方向の外側に突出するように形成されて前記軸状部に固定された板状の第２板状部と、を備え、
前記第１板状部と前記第２板状部とが、前記第１方向に並んで配置され、
前記第１板状部における前記第１方向を向く面に、前記第１対向面が形成され、
前記第２板状部における前記第１方向を向く面に、前記第２対向面が形成され、
前記磁場生成部は、前記筒状部の前記径方向の外側を囲むように配置されたコイルを備えていると好適である。
Further, the first member includes a cylindrical portion formed in a cylindrical shape having an axis along the first direction, and a cylindrical portion formed to protrude inward in a radial direction from the cylindrical portion. a first plate-shaped part fixed to the
The second member includes a shaft-like part that is arranged inside the first plate-like part in the radial direction and extends along the first direction, and a shaft-like part that extends outward in the radial direction from the shaft-like part. a second plate-like part formed to protrude and fixed to the shaft-like part;
the first plate-like part and the second plate-like part are arranged side by side in the first direction,
The first opposing surface is formed on a surface of the first plate-shaped portion facing the first direction,
the second opposing surface is formed on a surface of the second plate-shaped portion facing the first direction;
Preferably, the magnetic field generation section includes a coil arranged to surround the outside of the cylindrical section in the radial direction.
この構成によれば、第１部材の筒状部が、第２部材の軸状部及び第２板状部の径方向の外側を囲むように配置されている。そして、磁場生成部のコイルが、第１部材の筒状部の径方向の外側を囲むように配置されている。このように、軸状部と筒状部とコイルとが、径方向に並んで配置されている。これにより、フローティングユニットの第１方向の寸法を小さく抑えることが容易となっている。また、筒状部に対して径方向内側の空間に対向空間が形成されるので、当該対向空間を封止する封止機構の構成を簡略化することが容易となっている。 According to this configuration, the cylindrical portion of the first member is arranged so as to surround the radially outer side of the shaft portion and the second plate portion of the second member. The coil of the magnetic field generation section is arranged so as to surround the radially outer side of the cylindrical section of the first member. In this way, the shaft-like part, the cylindrical part, and the coil are arranged side by side in the radial direction. This makes it easy to keep the size of the floating unit small in the first direction. Moreover, since the opposing space is formed in the space radially inside the cylindrical portion, it is easy to simplify the configuration of the sealing mechanism that seals the opposing space.
また、前記第１部材が前記筒状部と前記第１板状部とを備えると共に、前記第２部材が前記軸状部と前記第２板状部とを備えた構成において、
前記封止機構は、可撓性を有する可撓性部材を備え、
前記可撓性部材は、前記筒状部に対して前記第１方向の両側において前記軸状部の前記径方向の外側を囲むように配置され、前記筒状部に対して前記第１方向の両側において前記第１部材と前記第２部材とを連結していると好適である。
Further, in the configuration in which the first member includes the cylindrical part and the first plate part, and the second member includes the shaft part and the second plate part,
The sealing mechanism includes a flexible member having flexibility,
The flexible member is arranged so as to surround the outer side of the axial portion in the radial direction on both sides of the cylindrical portion in the first direction, and It is preferable that the first member and the second member are connected on both sides.
この構成によれば、可撓性を有する可撓性部材は、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転することに伴って変形する。これにより、第２部材が第１部材に対して相対移動又は相対回転した場合であっても、可撓性部材によって対向空間の封止状態を維持することができる。したがって、第１部材に対する第２部材の相対位置に関わらず、対向空間に磁性流体を適切に保持することができる。 According to this configuration, the flexible member having flexibility is deformed as the second member moves or rotates relative to the first member. Thereby, even if the second member moves or rotates relative to the first member, the sealing state of the opposing space can be maintained by the flexible member. Therefore, regardless of the relative position of the second member with respect to the first member, the magnetic fluid can be appropriately held in the opposing space.
また、前記第１部材は、前記第２方向に沿って延在するように形成された第１フランジ部を備え、
前記第２部材は、前記第２方向に沿って延在するように形成されて、前記第１フランジ部に対して前記第１方向の両側に並んで配置された第２フランジ部及び第３フランジ部を備え、
前記可動支持部は、前記第１方向における前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間、及び、前記第１方向における前記第１フランジ部と前記第３フランジ部との間のそれぞれに配置されて、前記第１部材に対して前記第２部材が前記第１方向に相対移動しないように支持する支持体を備えていると好適である。
Further, the first member includes a first flange portion formed to extend along the second direction,
The second member is formed to extend along the second direction, and includes a second flange portion and a third flange arranged side by side on both sides of the first flange portion in the first direction. Equipped with a department,
The movable support part is arranged between the first flange part and the second flange part in the first direction and between the first flange part and the third flange part in the first direction. It is preferable to include a support that is arranged and supports the second member so that the second member does not move relative to the first member in the first direction.
この構成によれば、第１部材に対して第２部材が第１方向に相対移動しないように、第１部材と第２部材とが支持体によって支持されている。これにより、例えば、第１方向に荷重（重力を含む）が作用した場合であっても、第１部材と第２部材との第１方向の相対位置関係を維持することができる。したがって、鉛直方向に対するフローティングユニットの向きや荷重が作用する向きによらず、フローティングユニットを適切に動作させることができる。 According to this configuration, the first member and the second member are supported by the support body so that the second member does not move relative to the first member in the first direction. Thereby, for example, even if a load (including gravity) is applied in the first direction, the relative positional relationship in the first direction between the first member and the second member can be maintained. Therefore, the floating unit can be operated appropriately regardless of the orientation of the floating unit with respect to the vertical direction or the direction in which the load is applied.
本開示に係る技術は、第１部材に対して第２部材が相対移動可能に構成されたフローティングユニットに利用することができる。 The technology according to the present disclosure can be used in a floating unit in which a second member is configured to be movable relative to a first member.
１００ ：フローティングユニット
１ ：第１部材
１ａ ：第１対向面
２ ：第２部材
２ａ ：第２対向面
３ ：可動支持部
４ ：付勢機構
５ ：封止機構
６ ：磁場生成部
Ｆ ：対向空間
Ｐ ：基準位置
Ｖ ：第１方向
Ｈ ：第２方向
100: Floating unit 1:
Claims (4)
前記第１対向面に対して規定の第１方向に対向するように配置された第２対向面を有する第２部材と、
前記第１部材に対して前記第２部材が、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動すると共に、前記第１方向に沿う軸を中心として相対回転するように、前記第１部材及び前記第２部材を支持する可動支持部と、
前記第２部材を前記第１部材に対する基準位置に向けて付勢する付勢機構と、
前記第１方向における前記第１対向面と前記第２対向面との間に形成された対向空間を封止する封止機構と、
前記対向空間に充填された磁性流体と、
前記第１対向面と前記第２対向面とが異なる磁極を有する磁極面となる磁場を生成する磁場生成状態と、前記磁場を生成しない磁場未生成状態と、に状態変更可能に構成された磁場生成部と、を備え、
前記第１部材は、前記第１方向に沿う軸心を有する筒状に形成された筒状部と、当該筒状部から径方向の内側に突出するように形成されて前記筒状部に固定された板状の第１板状部と、を備え、
前記第２部材は、前記第１板状部に対して前記径方向の内側に配置されて前記第１方向に沿って延在する軸状部と、当該軸状部から前記径方向の外側に突出するように形成されて前記軸状部に固定された板状の第２板状部と、を備え、
前記第１板状部と前記第２板状部とが、前記第１方向に並んで配置され、
前記第１板状部における前記第１方向を向く面に、前記第１対向面が形成され、
前記第２板状部における前記第１方向を向く面に、前記第２対向面が形成され、
前記磁場生成部は、前記筒状部の前記径方向の外側を囲むように配置されたコイルを備え、
前記封止機構は、可撓性を有する可撓性部材を備え、
前記可撓性部材は、前記筒状部に対して前記第１方向の両側において前記軸状部の前記径方向の外側を囲むように配置され、前記筒状部に対して前記第１方向の両側において前記第１部材と前記第２部材とを連結している、フローティングユニット。 a first member having a first opposing surface;
a second member having a second opposing surface arranged to face the first opposing surface in a prescribed first direction;
The first member and a movable support section that supports the second member;
a biasing mechanism that biases the second member toward a reference position relative to the first member;
a sealing mechanism that seals an opposing space formed between the first opposing surface and the second opposing surface in the first direction;
a magnetic fluid filled in the opposing space;
A magnetic field configured to be able to change its state between a magnetic field generation state in which the first opposing surface and the second opposing surface generate a magnetic field in which they are magnetic pole surfaces having different magnetic poles, and a magnetic field non-generation state in which the magnetic field is not generated. A generation unit ;
The first member includes a cylindrical portion formed in a cylindrical shape having an axis along the first direction, and a cylindrical portion that is formed to protrude radially inward from the cylindrical portion and is fixed to the cylindrical portion. a first plate-like portion having a plate-like shape,
The second member includes a shaft portion disposed inside the first plate portion in the radial direction and extending along the first direction, and a shaft portion extending outward in the radial direction from the shaft portion. a second plate-like part formed to protrude and fixed to the shaft-like part;
the first plate-like part and the second plate-like part are arranged side by side in the first direction,
The first opposing surface is formed on a surface of the first plate-shaped portion facing the first direction,
the second opposing surface is formed on a surface of the second plate-shaped portion facing the first direction;
The magnetic field generation section includes a coil arranged so as to surround the outside of the cylindrical section in the radial direction,
The sealing mechanism includes a flexible member having flexibility,
The flexible member is arranged so as to surround the outer side of the axial portion in the radial direction on both sides of the cylindrical portion in the first direction, and A floating unit that connects the first member and the second member on both sides .
前記第１対向面に対して規定の第１方向に対向するように配置された第２対向面を有する第２部材と、
前記第１部材に対して前記第２部材が、前記第１方向に直交する第２方向に相対移動すると共に、前記第１方向に沿う軸を中心として相対回転するように、前記第１部材及び前記第２部材を支持する可動支持部と、
前記第２部材を前記第１部材に対する基準位置に向けて付勢する付勢機構と、
前記第１方向における前記第１対向面と前記第２対向面との間に形成された対向空間を封止する封止機構と、
前記対向空間に充填された磁性流体と、
前記第１対向面と前記第２対向面とが異なる磁極を有する磁極面となる磁場を生成する磁場生成状態と、前記磁場を生成しない磁場未生成状態と、に状態変更可能に構成された磁場生成部と、を備え、
前記第１部材は、前記第２方向に沿って延在するように形成された第１フランジ部を備え、
前記第２部材は、前記第２方向に沿って延在するように形成されて、前記第１フランジ部に対して前記第１方向の両側に並んで配置された第２フランジ部及び第３フランジ部を備え、
前記可動支持部は、前記第１方向における前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間、及び、前記第１方向における前記第１フランジ部と前記第３フランジ部との間のそれぞれに配置されて、前記第１部材に対して前記第２部材が前記第１方向に相対移動しないように支持する支持体を備えている、フローティングユニット。 a first member having a first opposing surface;
a second member having a second opposing surface arranged to face the first opposing surface in a prescribed first direction;
The first member and a movable support section that supports the second member;
a biasing mechanism that biases the second member toward a reference position relative to the first member;
a sealing mechanism that seals an opposing space formed between the first opposing surface and the second opposing surface in the first direction;
a magnetic fluid filled in the opposing space;
A magnetic field configured to be able to change its state between a magnetic field generation state in which the first opposing surface and the second opposing surface generate a magnetic field in which they are magnetic pole surfaces having different magnetic poles, and a magnetic field non-generation state in which the magnetic field is not generated. A generation unit ;
The first member includes a first flange portion formed to extend along the second direction,
The second member is formed to extend along the second direction, and includes a second flange portion and a third flange arranged side by side on both sides of the first flange portion in the first direction. Equipped with a department,
The movable support part is arranged between the first flange part and the second flange part in the first direction and between the first flange part and the third flange part in the first direction. A floating unit , comprising a support that is arranged to support the second member so that the second member does not move relative to the first member in the first direction .
前記第２部材は、複数の前記第２対向面を有し、 The second member has a plurality of second opposing surfaces,
前記対向空間が、前記第１方向に複数並んで配置され、 A plurality of the opposing spaces are arranged in line in the first direction,
前記磁場生成部は、前記磁場生成状態で、前記第１方向に並ぶ全ての前記対向空間における磁場の向きを同じとするように構成されている、請求項１に記載のフローティングユニット。 The floating unit according to claim 1, wherein the magnetic field generating section is configured to make the direction of the magnetic field in all the opposing spaces aligned in the first direction the same in the magnetic field generating state.
前記可動範囲内では、前記第１方向に沿う第１方向視で第１対向面と前記第２対向面とが互いに重複する部分の面積が一定に維持される、請求項１から３のいずれか一項に記載のフローティングユニット。 The movable support portion is configured to limit movement of the second member in the second direction relative to the first member within a prescribed movable range,
Any one of claims 1 to 3 , wherein within the movable range, an area of a portion where the first opposing surface and the second opposing surface overlap each other when viewed in a first direction along the first direction is maintained constant. Floating unit according to paragraph 1 .
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