CN103597241B - 磁粘性流体缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁粘性流体缓冲器，其使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体，该磁粘性流体缓冲器包括：筒状的缸体，其由非磁性体形成，并装入有磁粘性流体；活塞，其由非磁性体形成，在该活塞与上述缸体的内周之间具有能够供磁粘性流体穿过的间隔，该活塞以滑动自如的方式配置在上述缸体内；活塞杆，其用于连结上述活塞；以及磁体部，其安装于上述缸体且使磁场作用在上述缸体内；上述磁体部包括一对永磁体，该一对永磁体形成为具有沿着上述缸体的外周而成的内周形状的圆弧状，且沿周向被磁化，该一对永磁体配置为隔着上述缸体的中心轴线相对。

Description

磁粘性流体缓冲器

技术领域

本发明涉及一种磁粘性流体缓冲器，其利用因磁场的作用而使表面的粘性产生改变的磁粘性流体。

背景技术

作为安装于汽车等车辆的缓冲器，使磁场作用在供磁粘性流体穿过的流路上，通过使磁粘性流体的表面粘性产生改变而使阻尼力产生改变。

在JP2007－239982A中公开有如下磁粘性流体减震器，其在装入有磁粘性流体的缸体的轴向的两端部安装有永磁体。该磁粘性流体减震器在缸体的外周上设置有磁轭件，活塞和活塞杆的一部分由强磁性体形成。在该磁粘性流体减震器中，在活塞位于中立区域时，永磁体的磁力不作用于磁粘性流体。另一方面，在活塞越过中立区域而行进时，自永磁体经由活塞杆、活塞以及磁轭件而形成磁电路。由此，永磁体的磁力作用在活塞与缸体之间的磁粘性流体上，磁粘性流体的粘度增高，从而阻尼系数增大。

发明内容

但是，对于JP2007－239982A所记载的磁粘性流体减震器来说，在活塞越过中立区域而行进时，永磁体的磁力作用于磁粘性流体，从而阻尼系数产生较大的改变。因此，对于该磁粘性流体减震器来说，在活塞位于中立区域时以及活塞越过中立位置时，磁粘性流体的粘度、即阻尼系数阶段性地改变。此外，由于采用磁粘性流体覆盖磁场产生装置周围的构造，因此磁场产生装置所产生的磁场易于扩散，使磁力不能够高效地作用于磁粘性流体。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在磁体被安装于缸体的磁粘性流体缓冲器中，使磁力高效地作用，并相对于活塞的冲程量连续地改变阻尼系数。

根据本发明的某一技术方案，提供一种磁粘性流体缓冲器，其使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体，该磁粘性流体缓冲器包括：筒状的缸体，其由非磁性体形成，并装入有磁粘性流体；活塞，其由非磁性体形成，在该活塞与上述缸体的内周之间具有能够供磁粘性流体穿过的间隔，且该活塞以滑动自如的方式配置在上述缸体内；活塞杆，其用于连结上述活塞；以及磁体部，其安装于上述缸体且使磁场作用于上述缸体内；上述磁体部包括一对永磁体，该一对永磁体形成为具有沿着上述缸体的外周而成的内周形状的圆弧状，且沿周向被磁化，该一对永磁体配置为隔着上述缸体的中心轴线相对。

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式及本发明的优点。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的磁粘性流体缓冲器的剖视图。

图2A是图1的IIA－IIA剖视图。

图2B是用于说明本发明的第一实施方式的磁粘性流体缓冲器的永磁体的图。

图3是用于说明本发明的第一实施方式的磁粘性流体缓冲器的作用的图表。

图4A是本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器的活塞、缸体以及磁体部的剖视图。

图4B是用于说明本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器的永磁体的图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

首先，参照图1，说明本发明的第一实施方式的磁粘性流体缓冲器100的整体结构。图1是磁粘性流体缓冲器100的剖视图。

在磁粘性流体缓冲器100中，通过使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体，能够改变针对沿轴向施加的力的阻尼系数。磁粘性流体缓冲器100的阻尼系数以根据活塞21的冲程量而呈比例地改变的方式形成。

磁粘性流体缓冲器100包括：筒状的缸体10，在其内周装入有磁粘性流体；活塞21，其以沿缸体10的轴向滑动自如的方式配置在缸体10内；活塞杆22，其用于连结活塞21；以及磁体部30，其固定于缸体10的外周并使磁场作用于缸体10内。

装入到缸体10内的磁粘性流体是表面的粘性因磁场的作用而产生改变的液体，且是使具有强磁性的微粒分散到油等液体中而成的液体。磁粘性流体的粘度根据所作用的磁场的强度而改变，且在未受到磁场影响的情况下为最低。

缸体10包括：圆筒部11，其形成为在该圆筒部11的两端具有开口部的圆筒状；以及头部构件12和底部构件13，其安装在圆筒部11的两端的开口部。

圆筒部11具有螺合部11a和螺合部11b，该螺合部11a形成于一侧的开口部的内周，该螺合部11b形成于另一侧的开口部的内周。

在头部构件12的外周上形成有与圆筒部11的螺合部11a螺合的螺合部12b。在圆筒部11的内周与头部构件12的外周之间设置有密封构件14a，该密封构件14a用于密封缸体10内的磁粘性流体。在头部构件12上形成有供活塞杆22贯穿的孔12a。

同样地，在底部构件13的外周上形成有与圆筒部11的螺合部11b螺合的螺合部13b。在圆筒部11的内周与底部构件13的外周之间设置有密封构件14b，该密封构件14b用于密封缸体10内的磁粘性流体。在底部构件13上形成有供活塞杆22贯穿的孔13a。

缸体10由非磁性体形成。由此，能够防止缸体10成为磁路，使自磁体部30产生的磁场有效地作用于装入缸体10内的磁粘性流体。

与缸体10的其他部分相比较，缸体10在圆筒部11的外周上具有壁厚形成地较薄的环状的凹部15。在凹部15的周围套装有磁体部30。

活塞21形成为其外径比缸体10的圆筒部11的内径小的圆柱状。即，活塞21与缸体10的圆筒部11的内周之间形成具有磁粘性流体能够穿过的、环状的间隔。

若活塞21沿轴向在缸体10滑动，则磁粘性流体穿过活塞21与缸体10之间的间隔。磁粘性流体缓冲器100利用活塞21与缸体10之间的环状的间隔所起到的节流作用来产生阻尼力。

活塞21由非磁性体形成。由此，磁体部30的磁场不会直接作用在活塞21上，此外，能够防止活塞21靠近单侧而导致摩擦力增加。

活塞杆22形成为与活塞21同轴，并贯穿活塞21的中心。活塞杆22与活塞21形成为一体。活塞杆22也可以与活塞21独立地形成，并由螺丝等接合。

活塞杆22的一侧的端部22a贯穿头部构件12的孔12a且以滑动自如的方式被支承于头部构件12，并且该端部22a朝向缸体10的外部延伸。活塞杆22的另一侧的端部22b贯穿底部构件13的孔13a，且以滑动自如的方式被支承于底部构件13。

这样，由于活塞杆22以滑动自如的方式被支承于头部构件12以及底部构件13，因此，即使在活塞21的外周与缸体10的内周之间隔开环状的间隔，活塞杆22也能够在缸体10内不沿径向发生偏离地沿轴向滑动。

接着，参照图2A以及图2B，说明磁体部30。图2A是图l的IIA－IIA剖视图。图2B是用于说明本发明的第一实施方式的磁粘性流体缓冲器100的永磁体31的图。

如图2A所示，磁体部30的截面形成为圆环状。磁体部30套装在缸体10的凹部15的周围。与缸体10的其他部分相比较，凹部15的壁厚形成地较薄。因此，不会妨碍磁体部30的磁场作用于装入缸体10内的磁粘性流体。

磁体部30包括：一对永磁体31；支承构件33，其用于支承永磁体31；以及圆环状的环状部件32，其套装于永磁体31与支承构件33的周围。

永磁体31是具有圆弧状形状的C型分段磁体，且由以下部分围成：内周面31a，其由以与缸体10的轴线的中心相同的轴线为中心的第一圆周的一部分的圆弧构成；外周面31b，其由具有与第一圆周相同的中心且与第一圆周相比直径较大的第二圆周的一部分的圆弧构成；以及一对侧部3lc，其用于连接内周面3la与外周面3lb。一对永磁体31形成为相同的形状，且配置为相对于缸体10的中心轴线对称。

如图2B所示，永磁体31沿周向被磁化出一组磁极。在图2B所示的例子中，永磁体31的周向上的一方的侧部31c被磁化为N极，另一方的侧部31c被磁化为S极。在磁体部30中，一对永磁体31配置为分别相对于缸体10的中心轴线对称地旋转。即，一对永磁体31的磁极彼此与异种磁极相对。

具体地说，一侧的永磁体31的一方的侧部31c的磁极为N极，与其相对的另一侧的永磁体31的侧部31c的磁极为S极。此外，一侧的永磁体31的另一方的侧部31c的磁极为S极，与其相对的另一侧的永磁体31的侧部31c的磁极为N极。

支承构件33的内周侧呈沿着形成为环状的凹部15的周围的圆筒形状。在支承构件33的外周侧形成用于将永磁体31固定到圆周上的外形的槽部33a与槽部33b。在永磁体31被分别固定于槽部33a与槽部33b的状态下，支承构件33的外周形成为与上述第二圆周相同的圆。

与缸体10相同，支承构件33由非磁性体形成。由此，可以防止支承构件33形成磁路，使来自磁体部30的磁场有效地作用于磁粘性流体。

在支承构件33的外周上套装有圆环状的环状部件32。环状部件32紧贴并套装于永磁体31被分别固定于槽部33a与槽部33b的状态下的支承构件33的外周。另外，环状构件32由非磁性材料形成。环状构件32以防止杂质附着于永磁体31为目的而安装。因此，环状构件32并不限于筒状的非磁性构件，也可以利用涂装、表面涂层等。

一对永磁体31借助支承构件33而彼此分开距离地被固定。即，永磁体31设定为，内周面31a以及外周面31b的中心角度未满180°。此外，永磁体31的外周面31b紧密接合于环状构件32的内周面。

通过这种结构，磁体部30沿图2A中利用箭头示出的方向产生磁场。即，通过配置一对永磁体31，特别是在侧部31c的附近，利用彼此相对的磁极在沿着缸体10的外缘的方向上产生磁场。该磁场能够作用到存在于活塞21与缸体10之间的间隔的磁粘性流体上，从而使磁粘性流体的粘度上升。

磁体部30配设为与活塞杆22最大程度地***到缸体10内时的活塞21的位置相对应。因此，缸体10内的磁粘性流体的粘度因轴向的位置的不同而相异。具体地说，对于缸体10内的磁粘性流体，越靠近磁体部30，所受到的磁场的影响越大，具有强磁性的微粒聚集而使得粘度增高。另一方面，对于缸体10内的磁粘性流体，越远离磁体部30，所受到的磁场的影响越小，从而粘度降低。

因此，若活塞杆22向***缸体10内的方向行进，则基于磁体部30的对穿过活塞21与缸体10之间的间隔的磁粘性流体造成的磁场的影响逐渐增大。由此，基于活塞杆22的朝向***缸体10内的方向的冲程，磁气粘性流体的表面粘度增高。因而，活塞杆22越***缸体10内，磁粘性流体缓冲器100的阻尼系数越大，且能够相对于活塞21的冲程量而连续地改变阻尼系数。

接着，参照图3，说明磁粘性流体缓冲器100的作用。

在图3中，横轴是活塞杆22相对于缸体10的进入量、即冲程量S［m］，纵轴是磁粘性流体缓冲器100的阻尼系数C［N·s／m］。在图3中，直线X示出磁粘性流体缓冲器100的阻尼系数C，直线Y示出在磁粘性流体缓冲器100上未设置磁体部30且磁场未作用于缸体10内的磁粘性流体的情况下的阻尼系数C。

在未设置磁体部30的情况下，即使活塞杆22相对于缸体10前进，起到节流作用的活塞21与缸体10之间的环状的间隔始终恒定。此外，由于未设置磁体部30，缸体10内的磁粘性流体不受磁场的影响，在缸体10内的磁粘性流体的粘度与活塞杆22的冲程量无关而为恒定。由此，该情况下的阻尼系数C如直线Y那样，相对于冲程量S的改变始终为恒定的值。

对此，在磁粘性流体缓冲器100中，在如直线X那样，活塞杆22自缸体10最大限度地退出时的冲程量为S_min的状态下，阻尼系数C最小。但是，在该冲程量为S_min的状态下，由于在缸体10内的磁粘性流体中排列有受到磁体部30所产生的磁场的影响而具有强磁性的微粒，因此，与未设置磁体部30的情况相比较，阻尼系数C增大。

若活塞杆22从冲程量为S_min的状态继续进入缸体10内，则阻尼系数C成比例地增大，在冲程量为S_max时，阻尼系数C最大。其原因在于，在活塞21与缸体10之间的环状的间隔中的磁粘性流体的粘度逐渐增大。此外，原因还在于，活塞21进入磁场的影响较大的磁体部30的内周侧，活塞21与缸体10之间的环状的间隔中的、直接受到磁场的影响的长度逐渐增大。

如此，通过在相当于活塞杆22最大程度地进入缸体10内时的活塞21的位置处配置磁体部30，能够使磁粘性流体缓冲器100的阻尼系数C相对于活塞杆22进入缸体10内的方向的冲程量成比例地增大。

根据以上第一实施方式，可以起到以下所示的效果。

缸体10与活塞21由非磁性体形成，并在缸体10上安装有磁体部30，该磁体部30使磁场作用于缸体10内的磁粘性流体。由此，缸体10、活塞21不会形成磁路，磁场对穿过缸体10与活塞21之间的间隔的磁粘性流体造成的影响会随着活塞21行进并靠近磁体部30而逐渐增大。因而，能够相对于活塞21的冲程量连续地改变阻尼系数。

此外，磁体部30具有一对永磁体31，该一对永磁体31具有沿着装入磁粘性流体的圆筒形的缸体10的外周形状的内周形状。上述一对永磁体31的磁极配置为相对于缸体10的中心轴线彼此相异。由此，一对永磁体31的磁场作用于沿活塞21的外壁的方向。由此，能够使磁场有效地作用于磁粘性流体。

接着，参照图4A及图4B，说明本发明的第二实施方式。另外，在第二实施方式中，对与上述的第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，适当地省略重复的说明。图4A是本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器的缸体10以及磁体部30的剖视图，图4B是用于说明本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器的永磁体31的图。

第二实施方式的磁粘性流体缓冲器与图1所示的第一实施方式的磁粘性流体缓冲器100相比，整体的基本结构相同。第二实施方式的磁粘性流体缓冲器与第一实施方式的磁粘性流体缓冲器100之间，仅磁体部30的结构不同。

与图2所示的第一实施方式相同，磁体部30包括：一对永磁体31；支承构件33，其用于支承永磁体31；以及圆环状的环状构件32，其套装于永磁体31与支承构件33的周围。

永磁体31是C型的分段磁体。一对永磁体31形成为相同的形状，且配置为相对于缸体10的中心轴线对称。

在第二实施方式中，如图4B所示，永磁体31沿周向被磁化出一组磁极。在图4B所示的例子中，周向的一方的侧部31c被磁化为N极，另一方的侧部31c被磁化为S极。此外，一侧的永磁体31与另一侧的永磁体31配置为分别相对于缸体10的中心轴线对称。即，一侧的永磁体31的一方的侧部31c的磁极为N极，与其相对的另一侧的永磁体31的侧部31c的磁极也为N极。此外，一侧的永磁体31的另一方的侧部31c的磁极为S极，与其相对的另一侧的永磁体31的侧部31c的磁极也为S极。

通过这种结构，磁体部30沿图4A中利用箭头示出的方向产生磁场。即，通过组合一对永磁体31的磁极而在沿着缸体10的外缘的这种方向上产生磁场。该磁场能够没有遗漏地作用到存在于活塞21与缸体10之间的间隔中的磁粘性流体上，从而使磁粘性流体的粘度上升。

特别是在永磁体31的侧部31c附近，由于磁极配置为彼此相异，因此能够沿彼此排斥的方向产生较大的磁场，从而使磁粘性流体的粘度上升。

如以上所示那样，在本发明的第二实施方式中，与上述的第一实施方式相同，能够相对于活塞21的冲程量连续地改变阻尼系数。

此外，在本发明的第二实施方式中，使一对永磁体31以其磁极彼此成为相同磁极的方式相对。因此，在侧部31c附近，利用相对的磁极彼此产生排斥较强的磁场。由此，能够更有效地使磁场作用于磁粘性流体。

以上，虽说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过示出了本发明的适用例的一部分，其主旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请以2011年6月13日在日本专利厅提出申请的日本特愿2011－131258为基础要求优先权，通过参照将该申请的全部内容引入到本说明书中。

该发明的实施例所包含的排他性质或者特征如下所述地被要求。

Claims (5)

1.一种磁粘性流体缓冲器，其使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体，其中，

该磁粘性流体缓冲器包括：

筒状的缸体，其由非磁性体形成，并装入有磁粘性流体；

活塞，其由非磁性体形成，在该活塞与上述缸体的内周之间具有能够供磁粘性流体穿过的间隔，该活塞以滑动自如的方式配置在上述缸体内；

活塞杆，其用于连结上述活塞；以及

磁体部，其安装于上述缸体，使磁场作用于上述缸体内；

上述磁体部包括：一对永磁体，该一对永磁体形成为具有沿着上述缸体的外周而成的内周形状的圆弧状，且沿周向被磁化，该一对永磁体以彼此隔开间隔的方式配置为隔着上述缸体的中心轴线相对；以及支承构件，该支承构件由非磁性体形成，并设于上述缸体的外周并用于支承上述永磁体。

2.根据权利要求1所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

上述磁体部配设为与上述活塞杆最大程度地进入上述缸体内时的上述活塞的位置相对应。

3.根据权利要求1所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

一对上述永磁体中的一个永磁体的磁极与其所相对的另一个永磁体的磁极彼此相异。

4.根据权利要求1所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

一对上述永磁体中的一个永磁体的磁极与其所相对的另一个永磁体的磁极彼此相同。

5.根据权利要求1所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

上述磁体部包括环状的环状构件，该环状的环状构件由非磁性体形成并套装在上述永磁体的周围。