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JP2012177406A - Magnetic viscous fluid damper - Google Patents

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JP2012177406A
JP2012177406A JP2011039994A JP2011039994A JP2012177406A JP 2012177406 A JP2012177406 A JP 2012177406A JP 2011039994 A JP2011039994 A JP 2011039994A JP 2011039994 A JP2011039994 A JP 2011039994A JP 2012177406 A JP2012177406 A JP 2012177406A
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magnetorheological fluid
tapered
piston
magnet
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啓司 斎藤
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Abstract

【課題】シリンダに磁石が取り付けられる磁気粘性流体緩衝器において、ピストンのストローク量に対して減衰係数を連続的に変化させる。
【解決手段】非磁性体によって円筒形に形成され磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダ10と、非磁性体によって形成されシリンダ10の内周との間に磁気粘性流体が通過可能な間隔をもってシリンダ10内に摺動自在に配置されるピストン21と、ピストン21が連結されるピストンロッド22と、シリンダ10内に磁界を作用させる磁石30とを備え、シリンダ10は、その外周面に形成されに形成され軸方向に向かってテーパ状に肉厚が変化するテーパ平面部15と、内周面に形成されるテーパ内周部216との少なくともいずれか一方を有し、磁石30は、テーパ平面部15,テーパ内周部216が形成される位置に対応してシリンダ10の外周に取り付けられる。
【選択図】図1
In a magnetorheological fluid shock absorber in which a magnet is attached to a cylinder, a damping coefficient is continuously changed with respect to a stroke amount of a piston.
A magnetorheological fluid is formed between a cylinder 10 that is formed in a cylindrical shape by a nonmagnetic material and in which a magnetorheological fluid whose viscosity is changed by the action of a magnetic field is sealed, and an inner periphery of the cylinder 10 that is formed by a nonmagnetic material. Includes a piston 21 slidably disposed in the cylinder 10 with an interval through which the piston 10 can pass, a piston rod 22 to which the piston 21 is coupled, and a magnet 30 for applying a magnetic field in the cylinder 10. It has at least one of a tapered flat surface portion 15 formed on the outer peripheral surface and changing in thickness in a taper shape toward the axial direction, and a tapered inner peripheral portion 216 formed on the inner peripheral surface, The magnet 30 is attached to the outer periphery of the cylinder 10 corresponding to the position where the tapered flat portion 15 and the tapered inner peripheral portion 216 are formed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、磁界の作用によって見かけの粘性が変化する磁気粘性流体を利用した磁気粘性流体緩衝器に関するものである。   The present invention relates to a magnetorheological fluid shock absorber using a magnetorheological fluid whose apparent viscosity changes due to the action of a magnetic field.

自動車等の車両に搭載される緩衝器として、磁気粘性流体が通過する流路に磁界を作用させ、磁気粘性流体の見かけの粘性を変化させることによって、減衰力を変化させるものがある。   As a shock absorber mounted on a vehicle such as an automobile, there is a shock absorber that changes a damping force by applying a magnetic field to a flow path through which the magnetorheological fluid passes to change an apparent viscosity of the magnetorheological fluid.

特許文献1には、磁気粘性流体が封入されたシリンダにおける軸方向の両端部に永久磁石が取り付けられた磁気粘性流体ダンパが開示されている。この磁気粘性流体ダンパは、シリンダの外周にヨーク材が設けられ、ピストンとピストンロッドの一部とが強磁性体で形成されるものである。ピストンが中立領域に位置しているときには、永久磁石の磁力は磁気粘性流体に作用しないが、ピストンが中立領域を越えてストロークしたときには、永久磁石から、ピストンロッドとピストンとヨーク材とを介して磁気回路が形成される。これにより、永久磁石の磁力がピストンとシリンダとの間の磁気粘性流体に作用し、磁気粘性流体の粘度が高くなって減衰係数が大きくなる。   Patent Document 1 discloses a magnetorheological fluid damper in which permanent magnets are attached to both axial ends of a cylinder in which magnetorheological fluid is sealed. In this magnetorheological fluid damper, a yoke material is provided on the outer periphery of a cylinder, and a piston and a part of the piston rod are formed of a ferromagnetic material. When the piston is located in the neutral region, the magnetic force of the permanent magnet does not act on the magnetorheological fluid, but when the piston strokes beyond the neutral region, the permanent magnet passes through the piston rod, piston, and yoke material. A magnetic circuit is formed. As a result, the magnetic force of the permanent magnet acts on the magnetorheological fluid between the piston and the cylinder, and the viscosity of the magnetorheological fluid increases and the damping coefficient increases.

特開2007−239982号公報JP 2007-239982 A

しかしながら、特許文献1に記載の磁気粘性流体ダンパは、ピストンが中立領域を越えてストロークしたときに、永久磁石の磁力が磁気粘性流体に作用して減衰係数が大きく変化するものである。即ち、この磁気粘性流体ダンパでは、ピストンが中立領域に位置するときと、ピストンが中立位置を越えたときとで、磁気粘性流体の粘度が段階的に変化する。これにより、この磁気粘性流体ダンパの減衰係数は、シリンダ内を摺動するピストンのストローク量に応じて段階的に変化することとなる。   However, the magnetoviscous fluid damper described in Patent Document 1 is such that when the piston strokes beyond the neutral region, the magnetic force of the permanent magnet acts on the magnetorheological fluid to greatly change the damping coefficient. That is, in this magnetorheological fluid damper, the viscosity of the magnetorheological fluid changes stepwise between when the piston is located in the neutral region and when the piston exceeds the neutral position. As a result, the damping coefficient of the magnetorheological fluid damper changes stepwise in accordance with the stroke amount of the piston sliding in the cylinder.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、シリンダに磁石が取り付けられる磁気粘性流体緩衝器において、ピストンのストローク量に対して減衰係数を連続的に変化させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to continuously change a damping coefficient with respect to a stroke amount of a piston in a magnetorheological fluid shock absorber in which a magnet is attached to a cylinder. .

本発明は、非磁性体によって円筒形に形成され、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダと、非磁性体によって形成され、前記シリンダの内周との間に磁気粘性流体が通過可能な間隔をもって前記シリンダ内に摺動自在に配置されるピストンと、前記ピストンが連結されるピストンロッドと、前記シリンダ内に磁界を作用させる磁石と、を備える磁気粘性流体緩衝器であって、前記シリンダは、その外周面と内周面との少なくともいずれか一方に形成され軸方向に向かってテーパ状に肉厚が変化するテーパ部を有し、前記磁石は前記テーパ部が形成される位置に対応して前記シリンダの外周に取り付けられることを特徴とする。   According to the present invention, a magnetic viscosity is formed between a cylinder formed of a non-magnetic material and encapsulated with a magnetorheological fluid whose viscosity is changed by the action of a magnetic field, and an inner periphery of the cylinder. A magnetorheological fluid shock absorber comprising: a piston slidably disposed in the cylinder at intervals through which fluid can pass; a piston rod to which the piston is coupled; and a magnet for applying a magnetic field in the cylinder. The cylinder has a tapered portion that is formed on at least one of an outer peripheral surface and an inner peripheral surface thereof and changes in thickness in a tapered shape in the axial direction, and the magnet is formed by the tapered portion. It is attached to the outer periphery of the cylinder corresponding to the position to be performed.

本発明では、シリンダの軸方向に向かってテーパ状に肉厚が変化するテーパ部がシリンダに形成され、テーパ部が形成される位置に磁石が取り付けられる。よって、シリンダ内に封入される磁気粘性流体と磁石との距離は、テーパ部のテーパに倣って連続的に変化することとなる。したがって、ピストンのストローク量に対して磁気粘性流体に作用する磁界の強さが連続的にするため、減衰係数を連続的に変化させることができる。   In the present invention, a tapered portion whose thickness changes in a tapered shape toward the axial direction of the cylinder is formed in the cylinder, and a magnet is attached at a position where the tapered portion is formed. Therefore, the distance between the magnetorheological fluid sealed in the cylinder and the magnet continuously changes following the taper of the taper portion. Therefore, since the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid is continuous with respect to the stroke amount of the piston, the damping coefficient can be continuously changed.

本発明の第1の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器の断面図である。It is sectional drawing of the magnetorheological fluid shock absorber concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器の断面図である。It is sectional drawing of the magnetorheological fluid shock absorber concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器の断面図である。It is sectional drawing of the magnetorheological fluid shock absorber which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1から第3の各実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器の作用を説明するグラフ図である。It is a graph explaining the effect | action of the magnetorheological fluid shock absorber which concerns on each 1st-3rd embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器100について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1, the magnetorheological fluid shock absorber 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.

磁気粘性流体緩衝器100は、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体を用いることで減衰係数が変化可能なダンパである。磁気粘性流体緩衝器100は、その減衰係数が、ストローク量に応じて比例的に変化するように形成される。   The magnetorheological fluid shock absorber 100 is a damper whose damping coefficient can be changed by using a magnetorheological fluid whose viscosity changes by the action of a magnetic field. The magnetorheological fluid shock absorber 100 is formed such that its damping coefficient changes in proportion to the stroke amount.

磁気粘性流体緩衝器100は、磁気粘性流体が封入されるシリンダ10と、シリンダ10内に摺動自在に配置されるピストン21と、ピストン21が連結されるピストンロッド22と、シリンダ10の外周に固定されシリンダ10内に磁界を作用させる磁石30と、を備える。   The magnetorheological fluid shock absorber 100 includes a cylinder 10 in which magnetorheological fluid is sealed, a piston 21 slidably disposed in the cylinder 10, a piston rod 22 to which the piston 21 is coupled, and an outer periphery of the cylinder 10. And a magnet 30 that is fixed and causes a magnetic field to act in the cylinder 10.

シリンダ10内に封入される磁気粘性流体は、磁界の作用によって見かけの粘性が変化するものであり、油等の液体中に強磁性を有する微粒子を分散させた液体である。磁気粘性流体の粘性は、作用する磁界の強さに応じて変化し、磁界の影響がなくなると元の状態に戻る。   The magnetorheological fluid sealed in the cylinder 10 has an apparent viscosity that is changed by the action of a magnetic field, and is a liquid in which fine particles having ferromagnetism are dispersed in a liquid such as oil. The viscosity of the magnetorheological fluid changes according to the strength of the applied magnetic field, and returns to its original state when the magnetic field is no longer affected.

シリンダ10は、その両端に開口部を有する円筒状に形成される円筒部11と、円筒部11における両端の開口部に取り付けられるヘッド部材12とボトム部材13とを備える。   The cylinder 10 includes a cylindrical portion 11 formed in a cylindrical shape having openings at both ends thereof, and a head member 12 and a bottom member 13 attached to the openings at both ends of the cylindrical portion 11.

円筒部11は、一方の開口部における内周に形成される螺合部11aと、他方の開口部における内周に形成される螺合部11bとを有する。   The cylindrical portion 11 has a screwing portion 11a formed on the inner periphery of one opening and a screwing portion 11b formed on the inner periphery of the other opening.

ヘッド部材12の外周には、螺合部11aと螺合する螺合部12bが形成される。円筒部11の内周とヘッド部材12の外周との間には、シール部材14aが設けられ、シリンダ10内の磁気粘性流体がシールされる。ヘッド部材12には、ピストンロッド22が挿通する孔12aが形成される。   On the outer periphery of the head member 12, a screwing portion 12b that is screwed with the screwing portion 11a is formed. A seal member 14a is provided between the inner periphery of the cylindrical portion 11 and the outer periphery of the head member 12, and the magnetorheological fluid in the cylinder 10 is sealed. The head member 12 is formed with a hole 12a through which the piston rod 22 is inserted.

同様に、ボトム部材13の外周には、螺合部11bと螺合する螺合部13bが形成される。円筒部11の内周とボトム部材13の外周との間には、シール部材14bが設けられ、シリンダ10内の磁気粘性流体がシールされる。ボトム部材13には、ピストンロッド22が挿通する孔13aが形成される。   Similarly, on the outer periphery of the bottom member 13, a screwing portion 13b that is screwed with the screwing portion 11b is formed. A seal member 14b is provided between the inner periphery of the cylindrical portion 11 and the outer periphery of the bottom member 13, and the magnetorheological fluid in the cylinder 10 is sealed. The bottom member 13 is formed with a hole 13a through which the piston rod 22 is inserted.

シリンダ10は、非磁性体によって形成される。これにより、シリンダ10が磁路になることが防止され、シリンダ10内に封入された磁気粘性流体に効率的に磁場が作用するようにできる。   The cylinder 10 is formed of a nonmagnetic material. As a result, the cylinder 10 is prevented from becoming a magnetic path, and a magnetic field can be efficiently applied to the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 10.

シリンダ10は、円筒部11の外周面に設けられ軸方向に向かってテーパ状に形成されて円筒部11の肉厚を徐々に変化させるテーパ平面部15を有する。磁気粘性流体緩衝器100では、テーパ平面部15がテーパ部に該当する。   The cylinder 10 has a tapered flat surface portion 15 that is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11 and is formed in a tapered shape in the axial direction so as to gradually change the thickness of the cylindrical portion 11. In the magnetorheological fluid shock absorber 100, the tapered flat surface portion 15 corresponds to the tapered portion.

テーパ平面部15は、シリンダ10における円筒部11の外周面に凹状に形成される。テーパ平面部15は、180度間隔で二箇所に形成される。一対のテーパ平面部15は、矩形に形成され、互いに対向するように設けられる。テーパ平面部15は、円筒状に形成されるシリンダ10の接線方向に形成される。   The tapered flat surface portion 15 is formed in a concave shape on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11 in the cylinder 10. The taper plane part 15 is formed in two places at intervals of 180 degrees. The pair of tapered flat portions 15 are formed in a rectangular shape and are provided so as to face each other. The taper plane part 15 is formed in the tangential direction of the cylinder 10 formed in a cylindrical shape.

テーパ平面部15は、ピストンロッド22がシリンダ10内に最も進入したときのピストン21の位置に対応する位置に対応してシリンダ10の外周面に形成される。テーパ平面部15は、ピストンロッド22がシリンダ10内へ進入する方向に向かって、シリンダ10における円筒部11の肉厚が薄くなるように形成される。   The tapered flat portion 15 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder 10 corresponding to a position corresponding to the position of the piston 21 when the piston rod 22 enters the cylinder 10 most. The tapered flat portion 15 is formed so that the thickness of the cylindrical portion 11 in the cylinder 10 becomes thinner in the direction in which the piston rod 22 enters the cylinder 10.

テーパ平面部15を形成するかわりに、シリンダ10の外周面の曲面に沿って凹状に形成されるテーパ部を設け、テーパ部の曲面に沿った円弧状の形状に磁石30を形成してもよい。   Instead of forming the tapered flat portion 15, a tapered portion formed in a concave shape along the curved surface of the outer peripheral surface of the cylinder 10 may be provided, and the magnet 30 may be formed in an arc shape along the curved surface of the tapered portion. .

ピストン21は、その外径がシリンダ10における円筒部11の内径より小さな円柱状に形成される。つまり、ピストン21は、シリンダ10における円筒部11の内周との間に磁気粘性流体が通過可能な環状の間隔をもって形成される。   The piston 21 is formed in a columnar shape whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 11 in the cylinder 10. That is, the piston 21 is formed between the inner periphery of the cylindrical portion 11 in the cylinder 10 with an annular interval through which the magnetorheological fluid can pass.

ピストン21がシリンダ10内を軸方向に摺動すると、ピストン21とシリンダ10との間の間隔を磁気粘性流体が通過する。磁気粘性流体緩衝器100は、ピストン21とシリンダ10との間の環状の間隔が絞りの役割をすることによって、減衰力を発生するものである。   When the piston 21 slides in the cylinder 10 in the axial direction, the magnetorheological fluid passes through the space between the piston 21 and the cylinder 10. The magnetorheological fluid shock absorber 100 generates a damping force by the annular space between the piston 21 and the cylinder 10 acting as a throttle.

ピストン21は、非磁性体によって形成される。これにより、ピストン21に磁石30の磁界が直接作用することはなく、また、ピストン21が片側に寄せられてフリクションが増加することを防止できる。   The piston 21 is formed of a nonmagnetic material. Thereby, the magnetic field of the magnet 30 does not act directly on the piston 21, and it is possible to prevent the piston 21 from being brought to one side and increasing the friction.

ピストンロッド22は、ピストン21と同軸になるように形成され、ピストン21の中心を挿通する。ピストンロッド22は、ピストン21と一体に形成される。ピストンロッド22をピストン21と別体に形成して、ねじ等によって接合してもよい。   The piston rod 22 is formed to be coaxial with the piston 21 and is inserted through the center of the piston 21. The piston rod 22 is formed integrally with the piston 21. The piston rod 22 may be formed separately from the piston 21 and joined by screws or the like.

ピストンロッド22の一方の端部22aは、ヘッド部材12の孔12aを挿通し、ヘッド部材12に摺動自在に支持されるとともに、シリンダ10の外部へと延在する。ピストンロッド22の他方の端部22bは、ボトム部材13の孔13aを挿通し、ボトム部材13に摺動自在に支持される。   One end 22 a of the piston rod 22 is inserted through the hole 12 a of the head member 12, is slidably supported by the head member 12, and extends to the outside of the cylinder 10. The other end 22 b of the piston rod 22 is inserted into the hole 13 a of the bottom member 13 and is slidably supported by the bottom member 13.

このように、ピストンロッド22は、ヘッド部材12及びボトム部材13に摺動自在に支持されることによって、ピストン21の外周面とシリンダ10の内周との間に環状の間隔があいていても、シリンダ10内にて径方向にずれることなく軸方向に摺動可能である。   As described above, the piston rod 22 is slidably supported by the head member 12 and the bottom member 13, so that an annular interval is provided between the outer peripheral surface of the piston 21 and the inner periphery of the cylinder 10. The cylinder 10 can slide in the axial direction without being displaced in the radial direction.

磁石30は、その端面31がシリンダ10のテーパ平面部15に対応した形状に形成される永久磁石である。磁石30は、一対のテーパ平面部15に各々取り付けられる。テーパ平面部15は、シリンダ10の外周面に凹状に形成されるため、シリンダ10の他の部分と比較して薄肉である。よって、磁石30の磁界がシリンダ10内に封入される磁気粘性流体に作用することを妨げない。   The magnet 30 is a permanent magnet whose end surface 31 is formed in a shape corresponding to the tapered flat portion 15 of the cylinder 10. The magnets 30 are respectively attached to the pair of tapered flat portions 15. Since the tapered flat surface portion 15 is formed in a concave shape on the outer peripheral surface of the cylinder 10, it is thinner than other portions of the cylinder 10. Therefore, it does not prevent the magnetic field of the magnet 30 from acting on the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 10.

磁石30は、矩形に形成されるテーパ平面部15に対応して、その端面31が矩形になるような直方体状に形成される。この他にも、テーパ平面部15を円形に形成して、磁石30を、その端面31が円形になるような円柱状に形成してもよい。   The magnet 30 is formed in a rectangular parallelepiped shape so that the end surface 31 thereof is rectangular corresponding to the tapered flat portion 15 formed in a rectangle. In addition to this, the tapered flat portion 15 may be formed in a circular shape, and the magnet 30 may be formed in a cylindrical shape whose end surface 31 is circular.

このように、シリンダ10の外周面にテーパ平面部15が形成されることによって、取り付けられる磁石30をシリンダ10の外周面に対応した円弧状の形状に形成する必要はなく、磁石30の端面31を平面状に形成することが可能となる。よって、磁石30の加工コストを低減できるとともに、シリンダ10への磁石30の取付性を向上できる。   Thus, by forming the tapered flat surface portion 15 on the outer peripheral surface of the cylinder 10, it is not necessary to form the magnet 30 to be attached in an arc shape corresponding to the outer peripheral surface of the cylinder 10, and the end surface 31 of the magnet 30. Can be formed in a planar shape. Therefore, the machining cost of the magnet 30 can be reduced, and the attachment of the magnet 30 to the cylinder 10 can be improved.

磁石30は、互いに対向するように一対設けられる。一方の磁石30は、シリンダ10のテーパ平面部15と当接する端面31がN極であり、他方の磁石30は、シリンダ10のテーパ平面部15と当接する端面31がS極である。これにより、対向する一対の磁石30の間に直線的な磁界を発生させ、シリンダ10内の磁気粘性流体に磁界を作用させることを可能としている。   A pair of magnets 30 are provided so as to face each other. One of the magnets 30 has an N pole at an end surface 31 in contact with the tapered flat portion 15 of the cylinder 10, and the other magnet 30 has an S pole at an end surface 31 in contact with the tapered flat portion 15 of the cylinder 10. Thereby, a linear magnetic field is generated between a pair of opposing magnets 30, and the magnetic field can be applied to the magnetorheological fluid in the cylinder 10.

磁石30を、テーパ平面部15に取り付けられたときに、シリンダ10の外径寸法に収まる厚さの平板状に形成してもよい。この場合、磁石30がシリンダ10から外周に突出しないため、磁石30が設けられない通常の緩衝器と同様に用いることが可能である。例えば、磁気粘性流体緩衝器100の外周にコイルばねを取り付けて、スプリングダンパとして用いることが可能である。   The magnet 30 may be formed in a flat plate shape having a thickness that fits in the outer diameter of the cylinder 10 when attached to the tapered flat portion 15. In this case, since the magnet 30 does not protrude from the cylinder 10 to the outer periphery, it can be used in the same manner as a normal shock absorber in which the magnet 30 is not provided. For example, a coil spring can be attached to the outer periphery of the magnetorheological fluid shock absorber 100 and used as a spring damper.

磁石30は、ピストンロッド22がシリンダ10内に最も進入したときのピストン21の位置に対応して配設される。つまり、図1では、磁石30は、ピストン21が最も下降したときにピストン21の外周に臨むように配設される。   The magnet 30 is disposed corresponding to the position of the piston 21 when the piston rod 22 enters the cylinder 10 most. That is, in FIG. 1, the magnet 30 is disposed so as to face the outer periphery of the piston 21 when the piston 21 is lowered most.

これにより、シリンダ10内の磁気粘性流体は、磁石30から離れた位置では、磁界の影響が小さいため粘度が低く、磁石30に近付くほど磁界の影響が大きくなり強磁性を有する微粒子が集まることによって粘度が高くなる。   As a result, the magnetorheological fluid in the cylinder 10 has a low viscosity at a position away from the magnet 30 because the influence of the magnetic field is small. The closer the magnet 30 is, the greater the influence of the magnetic field is and the collection of ferromagnetic particles. Viscosity increases.

また、磁石30は、テーパ平面部15に取り付けられるため、磁石30とシリンダ10内の磁気粘性流体との距離は、軸方向の位置によって相違する。そのため、一対の磁石30間においても、シリンダ10内の磁気粘性流体の粘度は、軸方向の位置によって相違することとなる。   Moreover, since the magnet 30 is attached to the taper plane part 15, the distance between the magnet 30 and the magnetorheological fluid in the cylinder 10 differs depending on the position in the axial direction. Therefore, even between the pair of magnets 30, the viscosity of the magnetorheological fluid in the cylinder 10 differs depending on the position in the axial direction.

具体的には、一対の磁石30間では、テーパ平面部15が形成されることによって、ピストンロッド22がシリンダ10内に進入する方向に向かって、円筒部11の肉厚が徐々に小さくなる。そのため、テーパ平面部15に取り付けられる磁石30と、シリンダ10内の磁気粘性流体との間の距離は、テーパ平面部15のテーパに倣って連続的に小さく変化する。よって、磁気粘性流体の粘度は、ピストンロッド22がシリンダ10内に進入する方向に向かって徐々に高くなる。   Specifically, between the pair of magnets 30, the tapered flat surface portion 15 is formed, so that the thickness of the cylindrical portion 11 gradually decreases in the direction in which the piston rod 22 enters the cylinder 10. For this reason, the distance between the magnet 30 attached to the tapered flat portion 15 and the magnetorheological fluid in the cylinder 10 continuously changes in a small manner following the taper of the tapered flat portion 15. Therefore, the viscosity of the magnetorheological fluid gradually increases in the direction in which the piston rod 22 enters the cylinder 10.

以上より、ピストンロッド22がシリンダ10内に進入する方向にストロークすると、ピストン21とシリンダ10との間の間隔を通過する磁気粘性流体への磁石30による磁界の影響が徐々に大きくなる。これにより、シリンダ10内に進入する方向へのピストンロッド22のストローク量に応じて、磁気粘性流体の見かけの粘度が比例的に高くなる。したがって、磁気粘性流体緩衝器100の減衰係数は、ピストンロッド22がシリンダ10内に進入するほど大きくなることとなる。   As described above, when the piston rod 22 strokes in the direction of entering the cylinder 10, the influence of the magnetic field by the magnet 30 on the magnetorheological fluid passing through the interval between the piston 21 and the cylinder 10 gradually increases. Thereby, the apparent viscosity of the magnetorheological fluid is proportionally increased in accordance with the stroke amount of the piston rod 22 in the direction of entering the cylinder 10. Therefore, the damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 100 increases as the piston rod 22 enters the cylinder 10.

ここで、図4を参照して、磁気粘性流体緩衝器100における減衰係数の変化について説明する。図4において、横軸は、シリンダ10に対するピストンロッド22の進入量であるストローク量[m]であり、縦軸は、磁気粘性流体緩衝器100の減衰係数[N・s/m]である。   Here, with reference to FIG. 4, the change of the damping coefficient in the magnetorheological fluid shock absorber 100 will be described. In FIG. 4, the horizontal axis represents the stroke amount [m], which is the amount of the piston rod 22 entering the cylinder 10, and the vertical axis represents the damping coefficient [N · s / m] of the magnetorheological fluid buffer 100.

磁気粘性流体緩衝器100の減衰係数は、図4における直線Aのように、比例的に大きくなる。   The damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 100 increases proportionally as indicated by a straight line A in FIG.

具体的には、ストローク量がSminの状態からピストンロッド22がシリンダ10内に進入してゆくと、減衰係数は比例的に大きくなり、ストローク量がSmaxのときに減衰係数が最大となる。これは、ピストン21とシリンダ10との間の環状の間隔における磁気粘性流体の粘度が徐々に高くなるためである。 Specifically, when the piston rod 22 enters the cylinder 10 from a state where the stroke amount is S min , the damping coefficient increases proportionally, and when the stroke amount is S max , the damping coefficient becomes maximum. . This is because the viscosity of the magnetorheological fluid gradually increases at the annular interval between the piston 21 and the cylinder 10.

このように、シリンダ10にテーパ平面部15が形成されることによって、シリンダ10内に封入される磁気粘性流体と磁石30との距離は、テーパ平面部15のテーパに倣って連続的に変化することとなる。したがって、ピストン21のストローク量に対して磁気粘性流体に作用する磁界の強さが連続的に変化するため、減衰係数を連続的に変化させることができる。   Thus, by forming the tapered flat portion 15 in the cylinder 10, the distance between the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 10 and the magnet 30 continuously changes following the taper of the tapered flat portion 15. It will be. Therefore, since the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid continuously changes with respect to the stroke amount of the piston 21, the attenuation coefficient can be changed continuously.

なお、テーパ平面部15におけるテーパの角度を調整することで、ストローク量に対する減衰係数の変化率を調整することが可能である。   It is possible to adjust the rate of change of the attenuation coefficient with respect to the stroke amount by adjusting the taper angle in the taper plane portion 15.

以上の第1の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above 1st Embodiment, there exists the effect shown below.

シリンダ10の軸方向に向かってテーパ状に肉厚が変化するテーパ平面部15が円筒部11に形成され、テーパ平面部15が形成される位置に磁石30が取り付けられることによって、シリンダ10内に封入される磁気粘性流体と磁石30との距離は、テーパ平面部15のテーパに倣って連続的に変化することとなる。したがって、ピストン21のストローク量に対して磁気粘性流体に作用する磁界の強さが連続的に変化するため、減衰係数を連続的に変化させることができる。   A tapered flat portion 15 whose thickness changes in a taper shape toward the axial direction of the cylinder 10 is formed in the cylindrical portion 11, and a magnet 30 is attached to a position where the tapered flat portion 15 is formed, so that the inside of the cylinder 10 is formed. The distance between the magnetorheological fluid to be sealed and the magnet 30 changes continuously following the taper of the taper flat portion 15. Therefore, since the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid continuously changes with respect to the stroke amount of the piston 21, the attenuation coefficient can be changed continuously.

(第2の実施の形態)
以下、図2を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器200について説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、前述した実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, with reference to FIG. 2, a magnetorheological fluid shock absorber 200 according to a second embodiment of the present invention will be described. In each embodiment described below, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment, and a duplicate description will be omitted as appropriate.

第2の実施の形態では、シリンダ210の外周面に平面部215が形成され、シリンダ210の内周にテーパ内周部216が形成される点で、前述した実施の形態とは相違する。   The second embodiment is different from the above-described embodiment in that a flat surface portion 215 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder 210 and a tapered inner peripheral portion 216 is formed on the inner periphery of the cylinder 210.

シリンダ210は、円筒部11の外周面にシリンダ210の他の部分と比較して薄肉に形成される一対の平面部215と、円筒部11の内周に設けられ軸方向に向かってテーパ状に形成されて円筒部11の肉厚を徐々に変化させるテーパ内周部216とを有する。磁気粘性流体緩衝器200では、テーパ内周部216がテーパ部に該当する。   The cylinder 210 has a pair of flat portions 215 formed thinner on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11 than the other portions of the cylinder 210, and is provided on the inner periphery of the cylindrical portion 11 and is tapered in the axial direction. And a tapered inner peripheral portion 216 that is formed and gradually changes the thickness of the cylindrical portion 11. In the magnetorheological fluid shock absorber 200, the tapered inner peripheral portion 216 corresponds to the tapered portion.

平面部215は、シリンダ210における円筒部11の外周面に凹状に形成される。平面部215は、180度間隔で二箇所に形成される。一対の平面部215は、互いに平行に対向するように設けられる。平面部215は、円筒状に形成されるシリンダ10の接線方向に平行な平面として矩形に形成される。一対の平面部215には、磁石30が各々取り付けられる。   The flat portion 215 is formed in a concave shape on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11 in the cylinder 210. The flat portions 215 are formed at two locations at intervals of 180 degrees. The pair of flat portions 215 are provided to face each other in parallel. The plane portion 215 is formed in a rectangular shape as a plane parallel to the tangential direction of the cylinder 10 formed in a cylindrical shape. The magnets 30 are respectively attached to the pair of flat portions 215.

このように、シリンダ210の外周面に平面部215が形成されることによって、取り付けられる磁石30をシリンダ210の外周面に対応した円弧状の形状に形成する必要はなく、磁石30の端面31を平面状に形成することが可能となる。よって、磁石30の加工コストを低減できるとともに、シリンダ210への磁石30の取付性を向上できる。   Thus, by forming the flat portion 215 on the outer peripheral surface of the cylinder 210, it is not necessary to form the magnet 30 to be attached in an arc shape corresponding to the outer peripheral surface of the cylinder 210, and the end surface 31 of the magnet 30 is formed. It can be formed in a planar shape. Therefore, the machining cost of the magnet 30 can be reduced, and the attachment of the magnet 30 to the cylinder 210 can be improved.

テーパ内周部216は、外周面に平面部215が形成された位置に対応してシリンダ210の内周に形成される。テーパ内周部216は、ピストンロッド22がシリンダ210内に最も進入したときのピストン21の位置に対応する位置に対応してシリンダ210の内周に形成される。テーパ内周部216は、ピストンロッド22がシリンダ210内へ進入する方向に向かって、シリンダ210における円筒部11の肉厚が薄くなるように形成される。   The tapered inner peripheral portion 216 is formed on the inner periphery of the cylinder 210 corresponding to the position where the flat portion 215 is formed on the outer peripheral surface. The tapered inner peripheral portion 216 is formed on the inner periphery of the cylinder 210 corresponding to a position corresponding to the position of the piston 21 when the piston rod 22 enters the cylinder 210 most. The tapered inner peripheral portion 216 is formed so that the thickness of the cylindrical portion 11 in the cylinder 210 becomes thinner in the direction in which the piston rod 22 enters the cylinder 210.

磁石30は、テーパ内周部216が形成された位置に対応してシリンダ210の外周面に形成される平面部215に取り付けられる。そのため、一対の磁石30間では、ピストンロッド22がシリンダ10内に進入する方向に向かって、円筒部11の肉厚が徐々に小さくなる。即ち、磁石30と、シリンダ10内の磁気粘性流体との間の距離は、テーパ内周部216のテーパに倣って連続的に小さく変化する。よって、ピストンロッド22がシリンダ210内に進入する方向に向かって、磁石30から磁気粘性流体に作用する磁界が徐々に強くなるため、磁気粘性流体の粘度は徐々に高くなる。   The magnet 30 is attached to a flat portion 215 formed on the outer peripheral surface of the cylinder 210 corresponding to the position where the tapered inner peripheral portion 216 is formed. Therefore, the thickness of the cylindrical portion 11 gradually decreases between the pair of magnets 30 in the direction in which the piston rod 22 enters the cylinder 10. In other words, the distance between the magnet 30 and the magnetorheological fluid in the cylinder 10 changes continuously and decreases along the taper of the taper inner peripheral portion 216. Therefore, since the magnetic field acting on the magnetorheological fluid from the magnet 30 gradually increases in the direction in which the piston rod 22 enters the cylinder 210, the viscosity of the magnetorheological fluid gradually increases.

以上より、ピストンロッド22がシリンダ210内に進入する方向にストロークすると、ピストン21とシリンダ210との間の間隔を通過する磁気粘性流体への磁石30による磁界の影響が徐々に大きくなる。これにより、シリンダ210内に進入する方向へのピストンロッド22のストローク量に応じて、磁気粘性流体の見かけの粘度が比例的に高くなる。したがって、磁気粘性流体緩衝器100の減衰係数は、ピストンロッド22がシリンダ10内に進入するほど大きくなることとなる。   As described above, when the piston rod 22 strokes in the direction of entering the cylinder 210, the influence of the magnetic field by the magnet 30 on the magnetorheological fluid passing through the interval between the piston 21 and the cylinder 210 gradually increases. Thereby, according to the stroke amount of the piston rod 22 in the direction of entering the cylinder 210, the apparent viscosity of the magnetorheological fluid is proportionally increased. Therefore, the damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 100 increases as the piston rod 22 enters the cylinder 10.

磁気粘性流体緩衝器200の減衰係数は、図4における直線Bのように、比例的に大きくなる。磁気粘性流体緩衝器200の減衰係数は、第1の実施の形態における磁気粘性流体緩衝器100の減衰係数と比較すると、ストローク量に対する増加率が小さい。これは、磁石30と磁気粘性流体との距離が徐々に近付くのと同時に、絞りの役割をするピストン21とシリンダ10との間の環状の間隔が徐々に大きくなるためである。   The damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 200 increases proportionally as indicated by a straight line B in FIG. The damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 200 has a small increase rate with respect to the stroke amount as compared with the damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 100 in the first embodiment. This is because the distance between the magnet 30 and the magnetorheological fluid gradually approaches, and at the same time, the annular interval between the piston 21 acting as a throttle and the cylinder 10 gradually increases.

磁気粘性流体緩衝器200では、ピストン21とシリンダ10との間の環状の間隔が大きくなることによる影響と比較して、磁石30が近付くことによって磁気粘性流体の粘度が高くなることによる影響の方が大きい。これにより、磁気粘性流体緩衝器200の減衰係数は、ストローク量に対して比例的に大きくなる。   In the magnetorheological fluid shock absorber 200, compared to the effect due to the increase in the annular interval between the piston 21 and the cylinder 10, the effect due to the viscosity of the magnetorheological fluid becoming higher as the magnet 30 approaches. Is big. Thereby, the damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 200 increases in proportion to the stroke amount.

以上の第2の実施の形態によれば、シリンダ210にテーパ内周部216が形成されるため、シリンダ210内に封入される磁気粘性流体と磁石30との距離は、テーパ内周部216のテーパに倣って連続的に変化することとなる。したがって、ピストン21のストローク量に対して磁気粘性流体に作用する磁界の強さが連続的に変化するため、減衰係数を連続的に変化させることができる。   According to the second embodiment described above, since the tapered inner peripheral portion 216 is formed in the cylinder 210, the distance between the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 210 and the magnet 30 is the same as that of the tapered inner peripheral portion 216. It changes continuously following the taper. Therefore, since the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid continuously changes with respect to the stroke amount of the piston 21, the attenuation coefficient can be changed continuously.

(第3の実施の形態)
以下、図3を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る磁気粘性流体緩衝器300について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, with reference to FIG. 3, a magnetorheological fluid shock absorber 300 according to a third embodiment of the present invention will be described.

第3の実施の形態では、シリンダ310の外周面にテーパ平面部15が形成されるとともに、シリンダ310の内周にテーパ内周部216が形成される点で、前述した実施の形態とは相違する。   The third embodiment is different from the above-described embodiment in that the tapered flat surface portion 15 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder 310 and the tapered inner peripheral portion 216 is formed on the inner periphery of the cylinder 310. To do.

シリンダ310は、円筒部11の外周面に設けられ軸方向に向かってテーパ状に形成されて円筒部11の肉厚を徐々に変化させるテーパ平面部15と、円筒部11の内周に設けられ軸方向に向かってテーパ状に形成さて円筒部11の肉厚を徐々に変化させるテーパ内周部216とを有する。磁気粘性流体緩衝器300では、テーパ平面部15とテーパ内周部216とがテーパ部に該当する。   The cylinder 310 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11, is formed in a tapered shape in the axial direction, and is provided on the inner periphery of the cylindrical portion 11. The tapered flat portion 15 gradually changes the thickness of the cylindrical portion 11. And a tapered inner peripheral portion 216 that is tapered toward the axial direction and gradually changes the thickness of the cylindrical portion 11. In the magnetorheological fluid shock absorber 300, the tapered flat portion 15 and the tapered inner peripheral portion 216 correspond to the tapered portion.

磁気粘性流体緩衝器300の減衰係数は、図4における直線Cのように、比例的に大きくなる。磁気粘性流体緩衝器300の減衰係数は、ストローク量に対する増加率が、第1の実施の形態における磁気粘性流体緩衝器100の減衰係数と比較すると小さく、第2の実施の形態における磁気粘性流体緩衝器200と比較すると大きい。   The damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 300 increases proportionally as shown by the straight line C in FIG. The damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 300 has a smaller increase rate with respect to the stroke amount than the damping coefficient of the magnetorheological fluid shock absorber 100 in the first embodiment, and the magnetorheological fluid buffer in the second embodiment. Larger than the vessel 200.

これは、テーパ内周部216が形成されることによって、磁石30と磁気粘性流体との距離が徐々に近付くとともに、絞りの役割をするピストン21とシリンダ10との間の環状の間隔が徐々に大きくなるが、テーパ平面部15が形成されることによって、磁石30と磁気粘性流体との距離が更に近付くためである。   This is because when the tapered inner peripheral portion 216 is formed, the distance between the magnet 30 and the magnetorheological fluid gradually approaches, and the annular interval between the piston 21 acting as a throttle and the cylinder 10 gradually increases. This is because the distance between the magnet 30 and the magnetorheological fluid becomes closer due to the formation of the tapered flat portion 15.

以上の第3の実施の形態によれば、シリンダ310にテーパ平面部15とテーパ内周部216とが形成されるため、シリンダ210内に封入される磁気粘性流体と磁石30との距離は、テーパ平面部15とテーパ内周部216とのテーパに倣って連続的に変化することとなる。したがって、ピストン21のストローク量に対して磁気粘性流体に作用する磁界の強さが連続的に変化するため、減衰係数を連続的に変化させることができる。   According to the third embodiment described above, since the tapered flat portion 15 and the tapered inner peripheral portion 216 are formed in the cylinder 310, the distance between the magnetorheological fluid sealed in the cylinder 210 and the magnet 30 is It changes continuously following the taper of the taper flat portion 15 and the taper inner peripheral portion 216. Therefore, since the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid continuously changes with respect to the stroke amount of the piston 21, the attenuation coefficient can be changed continuously.

以上のように、第1の実施の形態では、テーパ部としてシリンダ10の外周面にテーパ平面部15が形成される。第2の実施の形態では、テーパ部としてシリンダ10の内周にテーパ内周部216が形成される。第3の実施の形態では、テーパ部としてシリンダ10の外周面と内周との双方にテーパ平面部15とテーパ内周部216とが形成される。   As described above, in the first embodiment, the tapered flat portion 15 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder 10 as the tapered portion. In the second embodiment, a tapered inner peripheral portion 216 is formed on the inner periphery of the cylinder 10 as the tapered portion. In the third embodiment, the tapered flat surface portion 15 and the tapered inner peripheral portion 216 are formed on both the outer peripheral surface and the inner periphery of the cylinder 10 as the tapered portion.

このように、シリンダの外周面と内周面との少なくともいずれか一方にテーパ部を形成すれば、シリンダの肉厚は軸方向に向かってテーパ状に変化し、ピストン21のストローク量に対して磁気粘性流体に作用する磁界の強さが連続的に変化するため、減衰係数を連続的に変化させることができる。   As described above, if a tapered portion is formed on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylinder, the thickness of the cylinder changes in a tapered shape in the axial direction, and the stroke amount of the piston 21 is reduced. Since the strength of the magnetic field acting on the magnetorheological fluid changes continuously, the attenuation coefficient can be changed continuously.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

本発明に係る磁気粘性流体緩衝器は、車両などに搭載される緩衝器として利用することができる。   The magnetorheological fluid shock absorber according to the present invention can be used as a shock absorber mounted on a vehicle or the like.

100 磁気粘性流体緩衝器
10 シリンダ
11 円筒部
15 テーパ平面部(テーパ部)
21 ピストン
22 ピストンロッド
30 磁石
31 端面
200 磁気粘性流体緩衝器
210 シリンダ
215 平面部
216 テーパ内周部(テーパ部)
300 磁気粘性流体緩衝器
310 シリンダ
100 Magnetorheological fluid shock absorber 10 Cylinder 11 Cylindrical part 15 Tapered flat part (tapered part)
21 Piston 22 Piston rod 30 Magnet 31 End face 200 Magnetorheological fluid shock absorber 210 Cylinder 215 Flat portion 216 Tapered inner peripheral portion (tapered portion)
300 Magnetorheological fluid shock absorber 310 Cylinder

Claims (6)

非磁性体によって円筒形に形成され、磁界の作用によって粘性が変化する磁気粘性流体が封入されるシリンダと、
非磁性体によって形成され、前記シリンダの内周との間に磁気粘性流体が通過可能な間隔をもって前記シリンダ内に摺動自在に配置されるピストンと、
前記ピストンが連結されるピストンロッドと、
前記シリンダ内に磁界を作用させる磁石と、を備える磁気粘性流体緩衝器であって、
前記シリンダは、その外周面と内周面との少なくともいずれか一方に形成され軸方向に向かってテーパ状に肉厚が変化するテーパ部を有し、
前記磁石は前記テーパ部が形成される位置に対応して前記シリンダの外周に取り付けられることを特徴とする磁気粘性流体緩衝器。
A cylinder formed of a non-magnetic material in a cylindrical shape and enclosing a magnetorheological fluid whose viscosity changes by the action of a magnetic field;
A piston that is formed of a non-magnetic material and is slidably disposed in the cylinder with an interval through which the magnetorheological fluid can pass between the cylinder and the inner periphery of the cylinder;
A piston rod to which the piston is coupled;
A magnetorheological fluid shock absorber comprising a magnet for applying a magnetic field in the cylinder,
The cylinder has a tapered portion that is formed on at least one of an outer peripheral surface and an inner peripheral surface thereof and has a thickness that changes in a tapered shape toward the axial direction.
A magnetorheological fluid shock absorber, wherein the magnet is attached to an outer periphery of the cylinder corresponding to a position where the tapered portion is formed.
前記テーパ部は、前記ピストンロッドが前記シリンダ内へ進入する方向に向かって、前記シリンダの肉厚が薄くなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の磁気粘性流体緩衝器。   2. The magnetorheological fluid shock absorber according to claim 1, wherein the tapered portion is formed such that a thickness of the cylinder becomes thinner toward a direction in which the piston rod enters the cylinder. 前記テーパ部は、前記ピストンロッドが前記シリンダ内に最も進入したときの前記ピストンの位置に対応して形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気粘性流体緩衝器。   3. The magnetorheological fluid shock absorber according to claim 1, wherein the tapered portion is formed to correspond to a position of the piston when the piston rod enters the cylinder most. 前記テーパ部は、前記シリンダの外周に凹状に形成され前記磁石が取り付けられるテーパ平面部であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の磁気粘性流体緩衝器。   4. The magnetorheological fluid shock absorber according to claim 1, wherein the tapered portion is a tapered flat portion that is formed in a concave shape on an outer periphery of the cylinder and to which the magnet is attached. 5. 前記シリンダは、その外周に凹状に形成され前記磁石が取り付けられる平面部を有し、
前記テーパ部は、前記シリンダの内周に形成されるテーパ内周部であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の磁気粘性流体緩衝器。
The cylinder has a flat portion formed in a concave shape on the outer periphery thereof, to which the magnet is attached,
4. The magnetorheological fluid shock absorber according to claim 1, wherein the tapered portion is a tapered inner peripheral portion formed on an inner periphery of the cylinder. 5.
前記テーパ部は、前記シリンダの外周に凹状に形成され前記磁石が取り付けられるテーパ平面部と、前記シリンダの内周に形成されるテーパ内周部とであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の磁気粘性流体緩衝器。   The taper portion includes a tapered flat surface portion that is formed in a concave shape on the outer periphery of the cylinder and to which the magnet is attached, and a tapered inner peripheral portion that is formed on the inner periphery of the cylinder. The magnetorheological fluid shock absorber according to any one of the above.
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