CN103562591A - 磁粘性流体缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体的磁粘性流体缓冲器，该磁粘性流体缓冲器包括：筒状的缸体，其由非磁性体形成，在该缸体的内周装入有磁粘性流体；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通过的间隔，该活塞以滑动自如的方式配置在上述缸体内；活塞杆，其连结上述活塞；以及磁体部，其安装于上述缸体而使磁场作用在上述缸体内；上述磁体部包括：永磁体，其具有沿着上述缸体的外周而成的内周形状；以及环状构件，其由磁性体形成，配置在上述永磁体的外周侧。

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，该磁粘性流体缓冲器利用了表面的粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体。

背景技术

作为安装于汽车等车辆的缓冲器，存在通过使磁场作用于供磁粘性流体通过的流路来使磁粘性流体的表面粘性改变由此使阻尼力改变的缓冲器。

在JP2007－239982A中公开了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的磁粘性流体减震器。该磁粘性流体减震器在缸体的外周设置磁轭件，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，从永磁体经由活塞杆、活塞以及磁轭件而形成磁电路。由此，永磁体的磁力作用于活塞与缸体之间的磁粘性流体，磁粘性流体的粘度增高，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，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，从而阻尼系数大幅改变。因此，对于该磁粘性流体减震器，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容易扩散，无法使磁力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，其目的在于提供一种磁体安装于缸体的磁粘性流体缓冲器，该磁粘性流体缓冲器通过使磁力高效地发挥作用来使阻尼系数相对于活塞的冲程量连续地改变。

根据本发明的某一技术方案，提供一种使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体的磁粘性流体缓冲器，该磁粘性流体缓冲器包括：筒状的缸体，其由非磁性体形成，且在该筒状的缸体的内周装入有磁粘性流体；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通过的间隔，且该活塞以滑动自如的方式配置在述缸体内；活塞杆，其连结上述活塞；以及磁体部，其安装于上述缸体而使磁场作用于上述缸体内；上述磁体部包括：永磁体，其具有沿着上述缸体的外周而成的内周形状；以及环状构件，其由磁性体形成，且配置在上述永磁体的外周侧。

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。

图5A是本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器的变形例的活塞、缸体以及磁体部的剖视图。

图5B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变形例的永磁体的图。

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。

磁粘性流体缓冲器100是通过使用粘性因磁场的作用而改变的磁粘性流体来使针对沿轴向施加的力的阻尼系数能够改变的阻尼器。磁粘性流体缓冲器100形成为，其阻尼系数根据活塞21的冲程量而成比例地改变。

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，其连结活塞21；以及磁体部30，其固定于缸体10的外周而使磁场作用于缸体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改变的液体，且是使具有强磁力的微粒分散在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具有螺纹接合部11a和螺纹接合部11b，该螺纹接合部11a形成于一侧的开口部的内周，该螺纹接合部11b形成于另一侧的开口部的内周。

在头部构件12的外周形成有与圆筒部11的螺纹接合部11a螺纹接合的螺纹接合部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处形成有供活塞杆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的螺纹接合部11b螺纹接合的螺纹接合部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处形成有供活塞杆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，使磁场从磁体部30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的外周具有壁厚形成得较薄的环状的凹部15。在凹部15的周围嵌装有磁体部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形成为与缸体10的圆筒部11的内周之间具有能够供磁粘性流体通过的环状的间隔。

当活塞21沿轴向在缸体10滑动时，磁粘性流体通过活塞21与缸体10之间的间隔。磁粘性流体缓冲器100通过活塞21与缸体10之间的环状的间隔发挥节流作用而产生阻尼力。

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于活塞21，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也可以相对于活塞21独立地形成，并利用螺丝等接合。

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内不在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嵌装在缸体10的凹部15的周围。与缸体10的其他部分相比较，凹部15的壁厚形成得较薄。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；以及圆环状的磁性环状部件32，其嵌装于永磁体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，且由以下部分包围而成：内周面31a，其由以与缸体10的轴线的中心相同的轴线作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；以及一对侧面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沿径向被磁化出一组磁极。在图2B所示的例子中，永磁体31的内周面31a侧被磁化为N极，外周面31b侧被磁化为S极。在磁体部30中，一对永磁体31的磁极配置为分别相对于缸体10的中心轴线相向。即，一对永磁体31沿彼此相同方向被磁化，且配置为相对于穿过缸体10的中心轴线的线段呈线对称。

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的外周上嵌装有由磁性体构成的圆环状的磁性环状部件32。磁性环状部件32紧贴并嵌装于永磁体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。

磁性环状构件32构成永磁体31所产生的磁场的磁路。磁性环状构件32由导磁率较大、残余磁场的矫顽力较小的软磁体形成。

一对永磁体31借助支承构件33彼此分离地被固定。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紧密接合于磁性环状构件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，通过将一对永磁体31的磁极配设为相对而从缸体10的中心轴线产生放射方向的磁力。该磁力能够平均地作用到存在于活塞21与缸体10之间的间隔的磁粘性流体，从而使磁粘性流体的粘度上升。

此外，由于在永磁体31的外侧配置有磁性体的磁性环状构件32，因此朝向外周面31b侧的磁场不扩散地穿过磁性环状构件32的内部。由此，能够使磁场更有效地作用于磁粘性流体。

磁体部30配置为与活塞杆22最大程度地插入到缸体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，当活塞杆22向插入缸体10内的方向行进时，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的朝向插入缸体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越插入缸体10内，磁粘性流体缓冲器100的阻尼系数越大，从而能够使阻尼系数相对于活塞21的冲程量而连续地改变。

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，因此缸体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。

对此，在磁粘性流体缓冲器100中，在活塞杆22如直线X那样从缸体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、直接受到的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的位置处配设磁体部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，在缸体10上安装有使磁场作用于缸体10内的磁粘性流体的磁体部30。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，能够使阻尼系数相对于活塞21的冲程量连续地改变。

此外，磁体部30具有一对永磁体31，该一对永磁体31是C型的分段磁体，且具有沿着用于装入磁粘性流体的圆筒形的缸体10的外周形状而成的内周形状。由此，磁场作用到存在于活塞21与缸体10之间的间隔的磁粘性流体，从而使磁粘性流体的粘度上升。

此外，由于在永磁体31的外侧配置有磁性体的磁性环状构件32，因此朝向外周面31b侧的磁场不扩散地通过磁性环状构件32。由此，能够使磁场有效地作用于磁粘性流体。

接着，参照图4A至图5B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。此外，图5A是本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器的变形例的缸体10以及磁体部30的剖视图，图5B是用于说明本发明的第二实施方式的磁粘性流体缓冲器100的变形例的永磁体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；以及圆环状的磁性环状构件32，其嵌装于永磁体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沿径向被磁化出一组磁极。在图4B所示的例子中，一方的永磁体31的内周面31a侧被磁化为N极，外周面31b侧被磁化为S极。另一方的永磁体31的内周面31a侧被磁化为S极，外周面31b侧被磁化为N极。在磁体部30中，一对永磁体31的磁极配置为分别相对于缸体10的中心轴线相异。即，一对永磁体31的磁极彼此不同。

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，由于一对永磁体31的磁极配设为相异，由此产生自一方的永磁体31朝向另一方的永磁体31的磁力。该磁力作用到存在于活塞21与缸体10之间的间隔的磁粘性流体，从而使磁粘性流体的粘度上升。

在缸体10中，特别是在一对永磁体31的交界线附近，沿着缸体10的周面产生沿着缸体10的周面方向的磁场。由此，能够使磁场有效地作用于磁粘性流体。

此外，由于在永磁体31的外侧配置有磁性体的磁性环状构件32，因此从一方的永磁体31朝向另一方的永磁体31的磁场不扩散地穿过磁性环状构件32。由此，能够使磁场有效地作用于磁粘性流体。

如图4B所示，在磁体部30中，一对永磁体31的磁极配置为分别相对于缸体10的中心轴线相异。即，在永磁体31的内周侧，不同磁极彼此对置。

为了形成与该磁场相同的磁场，如图5B所示，永磁体31也可以形成为环状，以不同磁极彼此对置的方式对该永磁体31的内周侧进行磁化。具体地说，在形成为环状的永磁体31中，永磁体31的一方的半周部分被磁化为N极，另一方的半周部分被磁化为S极。在该情况下，支承构件33不具有槽部，而具有沿着环状的永磁体31的内周而成的外周形状。

通过这种结构，磁体部30沿图5A中利用箭头示出的方向产生磁场。即，在环状的永磁体31中，产生从N极朝向S极的磁场。该磁力作用到存在于活塞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。

在该情况下，也同样地在缸体10中，特别是在环状的永磁体31的N极与S极的交界线附近，沿着缸体10的周面产生与缸体10的周面大致平行的磁场。由此，能够使磁场有效地作用于磁粘性流体。

如上所述，在本发明的第二实施方式中，与上述的第一实施方式相同，能够使阻尼系数相对于活塞21的冲程量连续地改变。

此外，在本发明的第二实施方式中，具有一对永磁体31，该一对永磁体31是C型的分段磁体，且具有沿着用于装入磁粘性流体的圆筒形的缸体10的外周形状而成的内周形状，这些磁极配设为彼此相异。由此，由于产生沿着缸体10的周面的方向的磁场，因此能够使磁场有效地作用于磁粘性流体。

此外，由于在永磁体31的外侧配置有磁性体的磁性环状构件32，从一方的永磁体31朝向另一方的永磁体31的磁场不扩散地穿过磁性环状构件32，因此能够使磁场更有效地作用于磁粘性流体。

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2011－131257为基础要求优先权，并以参照的方式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以所附权利要求书所记载的内容要求保护。

Claims (6)

1.一种磁粘性流体缓冲器，该磁粘性流体缓冲器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，在该缸体的内周装入磁粘性流体；

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通过的间隔，该活塞以滑动自如的方式配置在上述缸体内；

活塞杆，其连结上述活塞；以及

磁体部，其安装于上述缸体而使磁场作用在上述缸体内；

上述磁体部包括：

永磁体，其具有沿着上述缸体的外周而成的内周形状；以及

环状构件，其由磁性体形成，配置在上述永磁体的外周侧。

2.根据权利要求1所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

上述磁体部配置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，

上述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，并以隔着上述缸体的中心轴线相对的方式成对设置。

4.根据权利要求3所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

一对上述永磁体沿径向被磁化，一对上述永磁体配置为，各个永磁体的磁极相对于上述缸体的中心轴线彼此对称。

5.根据权利要求3所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

一对上述永磁体沿径向被磁化，一对上述永磁体配置为，各个永磁体的磁极相对于上述缸体的中心轴线彼此相异。

6.根据权利要求1所述的磁粘性流体缓冲器，其中，

上述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环状，该永磁体配置为其磁极相对于上述缸体的中心轴线彼此相异。

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