CN111577813B - 可变刚度衬套组件 - Google Patents

Abstract

可变刚度衬套组件。可变刚度衬套组件包括内管状构件、同轴地围绕所述内管状构件的外管状构件以及连接所述内管状构件和所述外管状构件的弹性构件。所述弹性构件限定：一对第一液体室，所述一对第一液体室位于所述内管状构件的轴线的相对两侧上并且经由限定在所述外磁轭中的一者与所述环形大径部之间的周向延伸的第一连通通道彼此连通；以及一对第二液体室，所述一对第二液体室位于所述轴线的相对两侧上并且经由限定在所述外磁轭中的另一者与所述环形大径部之间的周向延伸的第二连通通道彼此连通。由两个线圈产生的磁场被选择性地施加到流过所述第一连通通道和所述第二连通通道的磁性流体。

Description

可变刚度衬套组件

技术领域

本发明涉及一种被构造成插设在振动源与支撑该振动源的支撑构件之间的弹性衬套组件，并且更具体地涉及一种能够改变其刚度的可变刚度衬套组件。

背景技术

已知的弹性衬套组件包括：固定至车身的内管状构件；围绕该内管状构件并固定至车轮悬架装置的下臂的外管状构件；以及设置在该内管状构件与该外管状构件之间的弹性构件。例如，参见JP2005-249022A。当车轮越过路面上的凸起时，向后力会施加到下臂，使得弹性衬套受到向后定向的负载。当车辆以高速转弯时，车轮悬架装置承受较大的横向负载，使得弹性衬套受到横向定向的负载。

根据该现有技术，弹性衬套组件的内管状构件被固定至车身，使得该内管状构件的轴线沿竖直方向延伸。衬套组件的衬套构件形成有开口，使得衬套构件的关于向后定向负载的刚度减小。因此，由于车轮悬架装置设置有关于横向负载的足够刚度，所以可以改善车辆的乘坐质量，同时可以确保车辆在转弯期间的驾驶稳定性。

因此，根据现有技术的弹性衬套组件根据负载方向表现出不同刚度。作为这种弹性衬套组件的进一步发展，可以设想根据车辆的操作状况来许可弹性衬套组件的刚度。例如，当期望改善车辆的操纵性时，可以增大刚度，并且当期望将从车轮到车身的噪音传递和振动传递最小化时，可以减小刚度。

发明内容

鉴于这样的认识和与现有技术相关联的问题，本发明的一个主要目的是提供一种可以根据操作状况和对其施加负载的方向来改变其刚度的弹性衬套组件。

为了实现这样的目的，本发明提供了一种可变刚度衬套组件(1)，所述可变刚度衬套组件包括：内管状构件(11)：外管状构件(12)，所述外管状构件同轴地围绕所述内管状构件，以在所述内管状构件与所述外管状构件之间限定间隙；弹性构件(13)，所述弹性构件定位在所述间隙中并且将所述内管状构件与所述外管状构件彼此连接；其中，所述内管状构件包括：内磁轭(20)，所述内磁轭具有径向向外延伸的管状环形大径部(25)；一对线圈(21)，所述一对线圈绕所述内磁轭的外周的位于所述环形大径部的任一侧上的相应部分同轴地缠绕，以产生沿彼此相反方向定向的磁场；以及一对管状外磁轭(22)，所述一对管状外磁轭关于所述内磁轭同轴地设置并且均在其位于对应线圈的远离另一线圈的端部上的一端处连接至所述内磁轭，各个外磁轭的另一端与所述环形大径部相对，并且其中，所述弹性构件限定：在所述内管状构件的轴线的相对两侧上的一对第一液体室(41)，所述第一液体室经由限定在所述外磁轭中的一者与所述环形大径部之间并周向地延伸的第一连通通道(47)彼此连通；以及在所述内管状构件的轴线的相对两侧上的一对第二液体室(42)，所述第二液体室经由限定在所述外磁轭中的另一者与所述环形大径部之间并周向地延伸的第二连通通道(49)彼此连通，所述第一液体室、所述第二液体室、所述第一连通通道以及所述第二连通通道填充有磁性流体(50)，所述磁性流体具有根据其被施加的磁场的强度而变化的粘度。

根据该构造，由所述两个线圈与所述内磁轭和所述外磁轭以下列方式协作形成一对磁路：当电流流过所述线圈中的一个线圈时，在对应外磁轭与所述环形大径部之间产生与电流大小相对应的磁场，并且根据提供给对应线圈的电流来增大包含在对应连通通道中的磁性流体的粘度。因此，以选择性的方式阻止了所述磁性流体在所述第一液体室之间和/或所述第二液体室之间的移动。因此，所述可变刚度衬套组件的刚度可以根据需要(通常是根据车辆的操作状况)而改变，并且可以根据施加负载的方向而改变。换句话说，可以单独地改变关于两个不同方向的刚度。

优选地，所述第一液体室沿与所述内管状构件的轴线(X)正交的第一方向(Y)布置，并且所述第二液体室沿与所述第一方向和所述内管状构件的轴线正交的第二方向(Z)布置。

因此，可以沿与所述轴线正交的两个不同方向单独地改变所述可变刚度衬套组件的刚度。所述第一方向可以与所述第二方向成一角度，通常成90度角。

优选地，所述可变刚度衬套组件还包括中间管状构件(23)，所述中间管状构件由非磁性材料制成并且从外侧围绕限定在所述环形大径部与所述外磁轭之间的间隙(SA、SB)，所述中间管状构件与所述环形大径部和所述外磁轭协作地限定所述第一连通通道和所述第二连通通道。

因此，可以以简单的方式形成所述第一连通通道和所述第二连通通道，而不会干扰由所述内磁轭和所述外磁轭形成的所述磁路。

优选地，所述中间管状构件设置有一对突出部(31)，所述一对突出部径向向内突出并周向地延伸，并且抵接所述线圈的外周。

根据该构造，所述内管状构件与所述中间管状构件之间的间隙通过所述突出部沿周向被封闭和密封，使得所述连通通道以弧形方式形成，或者具体地以半圆形构造形成。因此，所述第一液体室经由由所述第一连通通道提供的单个通道彼此连通，并且所述第二液体室经由由所述第二连通通道提供的单个通道彼此连通，从而可以通过施加磁场来有效地阻碍所述第一连通通道和所述第二连通通道中的所述磁性流体的流动，使得可以以有利的方式控制所述可变刚度衬套组件的刚度。

因此，本发明提供了一种可以根据操作条件和施加负载的方向来改变其刚度的弹性衬套组件。通常，所述可变刚度衬套组件被构造成插设在车轮悬架装置的臂构件的内侧端与车身之间。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的可变刚度衬套组件的示意性立体图，该可变刚度衬套组件安装在车轮悬架装置的下臂；

图2是可变刚度衬套组件的分解立体图；

图3是沿图1的线III-III截取的剖视图；

图4A是沿图3的线IVA-IVA截取的剖视图；

图4B是沿图3的线IVB-IVB截取的剖视图；

图4C是沿图3的线IVC-IVC截取的剖视图；

图5A是可变刚度衬套组件的竖直截面图，该图示出了从可变刚度衬套组件的线圈产生的磁通；

图5B是可变刚度衬套组件的横截面图，该图示出了从可变刚度衬套组件的线圈产生的磁通；以及

图6是示出了在高刚度条件(实线)和低刚度条件(虚线)下的发动机转速与车厢噪音之间的关系的曲线图。

具体实施方式

下面参照附图对应用于车辆的车轮悬架装置的根据本发明一个优选实施方式的可变刚度衬套组件1进行描述。

本发明的可变刚度衬套组件1设置在车轮悬架装置的下臂2上，该车轮悬架装置包括用于将可旋转地支撑后轮的转向节(图中未示出)连接至车身的双叉骨型悬架装置。具体地，可变刚度衬套组件1设置在下臂2的车身侧端。

下臂2是沿横向方向延伸的金属构件并且在其外端处连接至转向节。如图1所示，通孔3竖直地穿过下臂2的内端，并且具有大体上圆柱形形状的可变刚度衬套组件1被装配到通孔3中，使得轴线X(轴向X)沿竖直方向定向。可变刚度衬套组件1设置有沿轴线X在中心延伸的螺栓孔5，并且螺栓穿过螺栓孔5以紧固至车身，使得下臂2的内端经由可变刚度衬套组件1连接至车身。在该实施方式中，可变刚度衬套组件1的取向仅仅是示例性的并且不限制本发明的范围。

可变刚度衬套组件1包括关于轴线X同轴地设置的圆柱形内管状构件11，以及关于内管状构件11同轴地设置并且围绕内管状构件11的外管状构件12。因此，在内管状构件11与外管状构件12之间限定有环形或者圆柱形的间隙。可变刚度衬套组件1还包括弹性构件13，该弹性构件13插设在内管状构件11与外管状构件12之间并将内管状构件11和外管状构件12彼此连接。

内管状构件11沿竖直延伸的轴线X延伸。如图2所示，内管状构件11包括：大致圆柱形的内磁轭20，该内磁轭在内部限定螺栓孔5；一对线圈21，该对线圈以轴向间隔开的关系绕内磁轭20缠绕；一对外磁轭22，该对外磁轭在其位于对应线圈21的远离另一线圈21的端部上的一端处各自连接至内磁轭20，外磁轭22的另一端在轴向上彼此相反；以及中间管状构件23，该中间管状构件围绕线圈21并且沿轴向抵接在外磁轭22的彼此相反的端部上。因此，中间管状构件23轴向地插设在外磁轭22的相反轴向端之间。

内磁轭20和外磁轭22由磁性材料或具有高磁导率的材料(诸如铁基材料)制成。

如图3所示，内磁轭20包括：沿轴线X延伸的圆柱形内磁轭主体24；从内磁轭主体24的轴向中央部径向向外突出的环形大径部25；以及一对环形凸缘26，该对环形凸缘从内磁轭主体24的任一轴向端径向向外突出。在本实施方式中，一对环形凸缘26具有相同的外径，该外径略小于环形大径部25的外径。

如图2所示，通过将经涂覆的铜线以大致同轴的关系缠绕在位于环形大径部25的任一轴向侧上的内管状构件11的上部和下部来形成线圈21。在本实施方式中，上线圈21(其可以被称为上线圈21A)和下线圈21(其可以被称为下线圈21B)具有相同的轴向长度和相同的匝数。此外，上线圈21A的缠绕方向和下线圈21B的缠绕方向彼此颠倒。在本实施方式中，上线圈21A和下线圈21B的外径大致彼此相等，并且上线圈21A的外周表面和下线圈21B的外周表面与上环形凸缘和下环形凸缘26的外周表面齐平。上线圈21A在下端处与由环形大径部25限定的环形肩表面接触，并且在上端处与由上环形凸缘26限定的环形肩表面接触。下线圈21B在上端与由环形大径部25限定的环形肩表面接触，并且在下端处与由下环形凸缘26限定的环形肩表面接触。

各个环形凸缘26设置有引线槽27，该引线槽27从外周表面径向向内凹陷并在环形凸缘26的整个竖直长度上延伸。各个线圈21的铜线的引线轴向地穿过对应引线槽27。内磁轭20用作铁芯，当向线圈21供应电流时，该铁芯传导由线圈21产生的磁通。

外磁轭22各自具有沿轴线X延伸的圆柱形形状。如图3所示，外磁轭22中的每一者被压配合至内磁轭20的对应轴向侧上的环形凸缘26上，并且围绕对应线圈21，使得外磁轭22的轴向端与内磁轭20的环形大径部25轴向相对。因此，在环形大径部25与各个外磁轭22的对置轴向端之间限定有环形间隙SA、SB。在下文中，可以将连接至内磁轭20的上端的外磁轭22称为上外磁轭22A，并且可以将连接至内磁轭20的下端的外磁轭22称为下外磁轭22B。

上外磁轭22A的内径与上环形凸缘26和上线圈21A的外径大致相等，以使得上环形凸缘26和上线圈21A紧密地容纳在上外磁轭22A中。

同样地，下外磁轭22B的内径与下环形凸缘26和下线圈21B的外径大致相等，以使得下环形凸缘26和下线圈21B紧密地容纳在下外磁轭22B中。

上外磁轭22A和下外磁轭22B由具有高磁导率的金属材料或铁磁材料制成。在该实施方式中，上外磁轭22A和下外磁轭22B由铁基材料制成。

上外磁轭22A的下端部和下外磁轭22B的上端部分别设置有圆柱形的小径部28，该小径部沿内磁轭20的轴线X朝向彼此突出，各个小径部28具有比外磁轭22的其余部分小的外径。各个小径部28在其基端处限定了大致正交于轴线X延伸的环形肩表面。

中间管状构件23具有大体上圆柱形的形状并且在轴向上设置在上外磁轭22A与下外磁轭22B之间。内磁轭20与上下线圈21一起延伸穿过中间管状构件23的内孔，并且环形大径部25的外周表面接触中间管状构件23的内周表面，如图3所示。中间管状构件23从径向外侧围绕并覆盖上外磁轭22A与环形大径部25之间的间隙SA以及下外磁轭22B与环形大径部25之间的间隙SB。中间管状构件23可以由磁导率比形成内磁轭20的金属的磁导率低的非磁性材料(优选地，非磁性金属)形成。特别地，中间管状构件23优选地由铝制成。

中间管状构件23由彼此轴向邻接的一对管状构件23A和23B组成。由于下管状构件23B的形状与上管状构件23A的形状大致相同，所以下面将仅详细描述上管状构件23A。中间管状构件23的各部分可以各自带有后缀A或B，这取决于特定部分与上管状构件23A和下管状构件23B中的哪一个相关联。

如图4A所示，上管状构件23A包括圆柱形的上管状构件主体30A以及从上管状构件主体30A的内周表面的下端向内突出并且沿周向伸长的突出部31A。如图3所示，上管状构件主体30A的内径与上外磁轭22A的小径部28的外径大致相等。上外磁轭22A的小径部28以在上外磁轭22A的小径部28的外周表面与上管状构件主体30A的内周表面之间几乎没有间隙的方式紧密地装配在上管状构件主体30A中。上管状构件主体30A的上端抵接在上外磁轭22A的肩表面29上。上管状构件主体30A的下端定位在关于环状大径部25的竖直方向大致中央的部分处，并且连接至下管状构件23B的下管状构件主体30B的上端。上管状构件主体30A的下端的内周表面与环形大径部25的外周表面接触。

突出部31A具有圆柱形内周表面，并且如图4A所示，当从上方观察时，突出部31A在一定角度范围内延伸。突出部31A从上管状构件主体30A的内周表面的下端突出，并且填充限定在上外磁轭22A的下端(具体地，上外磁轭22A的小径部28)与环形大径部25之间的间隙SA。突出部31A的下表面抵接在环状大径部25的上表面。此外，突出部31A的上表面与上外磁轭22A的小径部28的下表面接触。突出部31A的内周表面抵接上线圈21A的外周表面。因此，第一周向通道33由上线圈21A的外周表面、上管状构件主体30A的内周表面和突出部31A的圆周端面限定。在本实施方式中，第一周向通道33的圆周长度可以介于整个圆的1/2至3/4之间，或者介于180度至270度的角度范围之间。

上管状构件主体30A在突出部31A的相应圆周端处设置有沿径向穿透的一对第一开口32A，使得第一周向通道33与中间管状构件23的径向外侧经由第一开口32A连通。在本实施方式中，各个第一开口32A由形成在上管状构件主体30A的下端中的凹口和下管状构件主体30B的上边缘限定。

下管状构件23B竖直倒置，并且从上方观察时关于上管状构件23A逆时针旋转90度。与上管状构件23A类似，下外磁轭22B的小径部28紧密地装配在下管状构件23B中。

如图4C所示，下管状构件23B包括圆柱形下管状构件主体30B和从下管状构件主体30B的内周表面的上端向内突出并且沿周向伸长的突出部31B。突出部31B突出到限定在下外磁轭22B与环形大径部25之间的间隙中，并封闭限定在下外磁轭22B与环形大径部25之间的间隙SB。因此，第二周向通道35由下线圈21B的外周表面、下管状构件主体30B的内周表面和突出部31B的圆周端面限定。下管状构件主体30B在突出部31B的相应圆周端处设置有沿径向穿透的一对第二开口32B，使得第二周向通道35与中间管状构件23的径向外侧经由第二开口32B连通。在本实施方式中，各个第二开口32B由形成在下管状构件主体30B的上端中的凹口和上管状构件主体30A的下边缘限定。

如图3所示，第一周向通道33和第二周向通道35沿竖直方向彼此间隔开。第一周向通道33设置在上线圈21A的下端的径向外侧，并且第二周向通道35设置在下线圈21B的上端的径向外侧。第一周向通道33和第二周向通道35在环形大径部25与外磁轭22之间穿过。第一周向通道33和第二周向通道35具有相同的形状，并且当从上方观察时，第二周向通道35位于从第一周向通道33逆时针旋转90度的位置处。

如图2所示，外管状构件12包括上外管状构件12A、下外管状构件12B以及围绕上外管状构件12A和下外管状构件12B的壳体构件12C。上外管状构件12A和下外管状构件12B具有大致相同的形状，并且以与内管状构件11同轴的关系绕内管状构件11的轴线X布置。上外管状构件12A的下端和下外管状构件12B的上端彼此抵接。壳体构件12C具有以与内管状构件11同轴的关系绕轴线X布置的圆柱形形状。壳体构件12C具有竖直延伸的内孔，并且上外管状构件12A和下外管状构件12B被容纳在内孔中。上外管状构件12A的外周表面与下外管状构件12B的外周表面与壳体构件12C的内周表面紧密接触，并且上外管状构件12A和下外管状构件12B一体地连接至壳体构件12C。外管状构件12的内径(上外管状构件12A的内径和下外管状构件12B的内径)大于内管状构件11的外径，或更具体地，大于外磁轭22的外径，以使得在内管状构件11与外管状构件12之间形成间隙。

因此，定位于限定在内管状构件11与外管状构件12之间的间隙中的弹性构件13由具有弹性的材料(诸如橡胶或其它聚合物材料)制成。弹性构件13由上弹性构件13A和下弹性构件13B组成。上弹性构件13A是管状构件。上弹性构件13A在其整个内周表面处与上外磁轭22A和上管状构件23A的外周表面接触，并且在其整个外周表面处与上外管状构件12A的内周表面接触。

如图4A所示，上弹性构件13A的下表面形成有关于轴线X彼此斜对角对置并且沿与轴线X正交的第一方向Y设置的一对第一上凹部37A、38A以及关于轴线X彼此斜对角对置并且沿与轴线X和第一方向Y两者正交的第二方向Z设置的一对第二上凹部39A、40A。第一上凹部37A、38A和第二上凹部39A、40A各自向上凹陷，并沿周向以略小于90度的相同角度延伸。

如图4C所示，类似于上弹性构件13A，下弹性构件13B也是管状构件并且在其整个内周表面处与下外磁轭22B和下管状构件23B的外周表面接触。下弹性构件13B在其整个外周表面处也与下外管状构件12B的内周表面接触。下弹性构件13B的上表面形成有分别在与第一上凹部37A、38A对准的位置处向下凹陷的一对第一下凹部37B、38B以及在与第二上凹部39A、40A对准的位置处向下凹陷的一对第二下凹部39B、40B。

上弹性构件13A的下表面和下弹性构件13B的上表面彼此接合。结果，第一上凹部37A、38A以及第一下凹部37B、38B分别共同限定了沿轴线X延伸并且沿第一方向Y彼此对置的一对第一液体室41P、41Q。在下面的公开中，第一液体室41P、41Q可以被统称为“第一液体室41”。另外，第二上凹部39A、40A以及第二下凹部39B、40B分别共同限定了沿轴线X延伸并且沿第二方向Z彼此对置的一对第二液体室42P、42Q。在下面的公开中，第二液体室42P、42Q可以被统称为“第二液体室42”。

如图4A所示，第一开口32A或第一连通通道47的圆周端部位于第一液体室41的径向内侧，并且弹性构件13设置有分别经由第一开口32A将第一连通通道47连通到相应第一液体室41的一对连通开口44。如图4C所示，第二开口32B或第二连通通道49的圆周端部位于第二液体室42的径向内侧，并且弹性构件13设置有分别经由第二开口32B将第二连通通道49连通到相应第二液体室42的一对连通开口44。因此，如图4A所示，第一液体室41经由包括第一周向通道33、两个第一开口32A和连通开口44的第一连通通道47彼此连通。此外，如图4B所示，第二液体室42经由包括第二周向通道35、两个第二开口32B和连通开口44的第二连通通道49彼此连通。

在本实施方式中，通过以下方式将可变刚度衬套组件1安装至下臂2：在转向角精确为零时，第一方向Y与前后方向一致，并且第二方向Z与横向方向一致。

如图4A和图4C所示，磁性流体50容纳在第一液体室41、第二液体室42、第一连通通道47和第二连通通道49中。磁性流体50可以是包含分散在诸如油的溶剂中的铁颗粒的不可压缩的流体，并且具体地，磁性流体50可以由粘弹性(特别是粘度)根据所施加的磁场的强度而变化的流体(诸如磁性粘弹流体(MRF：磁流变流体)和磁性粘弹化合物(MRC：磁流变化合物))构成。在本实施方式中，MRC被用作磁性流体50。当将磁场施加到磁性流体50时，细铁颗粒以沿磁场方向延伸的链排列以形成链簇。结果，链簇阻碍了溶剂沿垂直于磁场的方向流动，并且磁性流体50的有效粘度增大。磁性流体50甚至可能变得几乎是固体。

如图1所示，上线圈21A和下线圈21B分别连接至不同的电压源60A、60B，并且电压源60A、60B经由信号线连接至控制单元65。控制单元65连接至诸如转向角传感器和加速度传感器的车载传感器80。

下面讨论根据该实施方式的可变刚度衬套组件1的操作模式。当将平行于第一方向Y的负载施加到可变刚度衬套组件1时，弹性构件13以使得第一液体室41中的一者的容积增大并且另一第一液体室41的容积减小对应量的方式变形。结果，磁性流体50经由第一连通通道47从第一液体室41中的一者流到另一第一液体室41。磁性流体50在流过第一连通通道47时遇到阻力，使得可变刚度衬套组件1产生了抵抗沿Y方向的变形的阻尼力。

类似地，当将平行于第二方向Z定向的负载施加到可变刚度衬套组件1时，弹性构件13以使得第二液体室42中的一者的容积增大并且另一第二液体室42的容积减小对应量的方式变形。结果，磁性流体50经由第二连通通道49从第二液体室42中的一者流到另一第二液体室42。磁性流体50在流过第二连通通道49时遇到阻力，使得可变刚度衬套组件1产生了抵抗沿Z方向的变形的阻尼力。

图5A和图5B以实线示出了当相等的电压被施加到上线圈21A和下线圈21B以产生彼此相反的磁场时的磁场线。如图5A所示，上线圈21A和下线圈21B形成相应的磁路70A、70B。更具体地，由上线圈21A形成的磁路70A产生磁通回路，该磁通回路穿过环形大径部25、内磁轭主体24的上部、上环形凸缘26和上外磁轭22A。此时，由上线圈21A产生的磁通大部分穿过上外磁轭22A与环状大径部25之间的间隙。因此，上线圈21A的磁路70A发挥作用，以将由上线圈21A产生的磁场集中在上外磁轭22A与环形大径部25之间的间隙中。因此，由上线圈21A产生的磁场被有效地施加到第一连通通道47。结果，由于磁场，容纳在第一连通通道47中的磁性流体50的粘度增大，并且以下面的方式阻碍磁性流体50在第一液体室41之间的移动：当将沿第一方向Y定向的负载施加到可变刚度衬套组件1时，可变刚度衬套组件1的变形受到限制，并且可变刚度衬套组件1的刚度增大。

类似地，由下线圈21B形成的磁路70B产生磁通回路，该磁通回路穿过环形大径部25、内磁轭主体24的下部、下环形凸缘26和下外磁轭22B。此时，由下线圈21B产生的磁通大部分穿过下外磁轭22B与环状大径部25之间的间隙。因此，下线圈21B的磁路70B发挥作用，以将由下线圈21B产生的磁场集中在下外磁轭22B与环形大径部25之间的间隙中。因此，由下线圈21B产生的磁场被有效地施加到第二连通通道49。结果，由于磁场，容纳在第二连通通道49中的磁性流体50的粘度增大，并且以下面的方式阻碍磁性流体50在第二液体室42之间的移动：当将沿第二方向Z定向的负载施加到可变刚度衬套组件1时，可变刚度衬套组件1的变形受到限制，并且可变刚度衬套组件1的刚度增大。

下面讨论可变刚度衬套组件1提供的优点。当通过对电压源60A、60B的输出电压进行控制来使流过上线圈21A的电流大于流过下线圈21B的电流时，施加到第一连通通道47的磁场变得大于施加到第二连通通道49的磁场。结果，可变刚度衬套组件1的沿第一方向Y的刚度可以比沿第二方向Z的刚度增大得更多。类似地，当流过下线圈21B的电流增大时，施加到第二连通通道49的磁场变得大于施加到第一连通通道47的磁场，使得可变刚度衬套组件1沿第二方向Z的刚度比沿第一方向Y的刚度增大得更多。以这种方式，通过对在上线圈21A中流动的电流的大小和在下线圈21B中流动的电流的大小进行控制，可以单独地控制沿与可变刚度衬套组件1的轴向X正交的两个方向(第一方向Y和第二方向)的刚度。

当路面不平坦或施加给车轮的制动力较大时，向后定向的负载可能会施加到车轮上并传递到可变刚度衬套组件1。在这种情况下，控制单元65通过控制从电压源60A输出的电压以增大流过上线圈21A的电流来增大沿前后方向(或沿第一方向Y)的刚度。

当车辆高速转弯时，由于转弯引起的离心力，车身可能沿转弯方向向外倾斜。结果，相对于转弯方向位于外侧上的车轮的向下力增大，并且朝向横向内侧定向的横向力作用在关于转弯方向的车轮上。在这种情况下，控制单元65控制从电压源60B输出的电压以增大在下线圈21B中流动的电流，使得可变刚度衬套组件1沿横向方向(或沿第二方向Z)的刚度增大。结果，防止了车轮相对于车身过度位移，使得可以改善车辆的操纵性。

另一方面，当路面相对平滑或施加到车轮的制动力较小时，控制单元65减小从电压源60A和60B中的每一者输出的电压。因此，流入上线圈21A和下线圈21B的电流减小，使得可变刚度衬套组件1的刚度减小。图6示出了当刚度增大时(实线)和当刚度减小时(虚线)，传递到客厢的噪音强度(以分贝为单位)的发动机速度相关性。如图6所示，通过减小可变刚度衬套组件1的刚度，振动可以被可变刚度衬套组件1吸收，并且可以减小客厢中的噪音强度。

因此，在包含有可变刚度衬套组件1的车轮悬架装置的情况下，当希望改善车辆的操纵性时，可以沿施加负载的方向增大可变刚度衬套组件1的刚度。相反地，当期望减小振动和噪音时，可以减小可变刚度衬套组件1的刚度，使得可以减小振动和噪音向客厢的传递。

由螺线管线圈组成的线圈21通常由于流过线圈21的电流而在其内孔中产生强磁场。因此，在通过使用磁场50来改可变刚度的可变刚度衬套组件1中，优选在线圈21的产生强磁场的内孔中设置磁性流体50的流道。然而，在大多数情况下，在线圈21的内孔中设置磁性流体50的流道是不切实际的。

在该实施方式中，如图5A所示，在上线圈21A中产生的磁场的方向与在下线圈21B中产生的磁场的方向彼此相反。结果，如图5B所示，来自上线圈21A的磁场线和来自下线圈21B的磁场线径向向外延伸并彼此远离。磁场线分别沿径向向外方向以及竖直向上和竖直向下方向延伸穿过上线圈21A与下线圈21B之间的间隙。结果，足够强的磁场被施加到在俯视图中沿上线圈21A和下线圈21B的内孔的外周延伸的第一连通通道47和第二连通通道49，使得可以以显著方式改变磁性流体50的粘度。

为了使可变刚度衬套组件1的刚度的变化范围最大化，优选减小磁性流体50的流道的横截面积并增大磁性流体50的流道的长度。在本实施方式中，由于第一液体室41沿周向彼此分开地斜对角定位，并且第二液体室42也是如此，所以连接它们的第一连通通道47和第二连通通道49沿周向伸长。因此，在第一液体室41之间和第二液体室42之间，流体的移动受到磁场的强烈影响，使得可变刚度衬套组件1的刚度的变化范围可以最大化。

环形大径部25与外磁轭22之间的间隙SA、SB分别由中间管状构件23的突出部31填充，使得第一周向通道33和第二周向通道35以弧形方式周向延伸。如果不存在突出部31，则环形大径部25与外磁轭22之间的间隙将是完整的环形，并且第一液体室41和第二液体室42将经由一对彼此平行连接的弧形通道共同连通。在这种情况下，当磁场以不均匀方式施加到两个弧形流道时，磁性流体50被允许通过具有较低流动阻力的流道中的任一者在两个液体室之间流动。由于这个原因，磁性流体在成对室之间的移动将不会像期望的那样受到很大阻碍。在该实施方式中，由于设置了突出部31并且通过具有弧形形状的单个第一连通通道47或具有弧形形状的单个第二连通通道49连接了对应两个液体室，所以能够在很大程度上阻碍磁性流体50在对应液体室之间的流动。因此，根据本实施方式，能够通过被施加的磁场有效地阻碍磁性流体在对应液体室之间的移动，使得能够以有效方式控制可可变刚度衬套组件1的刚度。

中间管状构件23设置在两个外磁轭22之间，并且中间管状构件23从径向外侧方向填充间隙SA和间隙SB以限定弧形形状的第一连通通道47和第二连通通道48。在该结合中，由于中间管状构件23由具有低磁导率的材料形成，所以磁路70A、70B不因在外磁轭22之间存在中间管状构件23而受到干扰，并且如图5所示，可以以有利方式将磁场施加到第一连通通道47和第二连通通道48。

已经依据特定实施方式描述了本发明，但是本发明不限于这种实施方式，并且可以在不脱离本发明范围的情况下以各种方式进行修改。

Claims (5)

1.一种可变刚度衬套组件，所述可变刚度衬套组件包括：

内管状构件：

外管状构件，所述外管状构件同轴地围绕所述内管状构件，以在所述内管状构件与所述外管状构件之间限定间隙；

弹性构件，所述弹性构件定位在所述间隙中并且将所述内管状构件与所述外管状构件彼此连接；

其中，所述内管状构件包括：管状内磁轭，所述内磁轭具有径向向外延伸的环形大径部；一对线圈，所述一对线圈绕所述内磁轭的外周的位于所述环形大径部的任一轴向侧上的相应部分同轴地缠绕，以产生沿彼此相反方向定向的磁场；以及一对管状外磁轭，所述一对管状外磁轭关于所述内磁轭同轴地设置，所述一对管状外磁轭均围绕对应线圈并且均在其位于对应线圈的远离另一线圈的轴向端部上的一个轴向端处连接至所述内磁轭，各个外磁轭的另一轴向端经由一间隙与所述环形大径部轴向对置，

其中，所述弹性构件限定：在所述内管状构件的轴线的相对两侧上沿第一方向彼此对置的一对第一液体室，所述第一液体室经由限定在所述外磁轭中的一者的对置轴向端与所述环形大径部之间的间隙处并周向地延伸的第一连通通道彼此连通；以及在所述内管状构件的轴线的相对两侧上沿与所述第一方向正交的第二方向彼此对置的一对第二液体室，所述第二液体室经由限定在所述外磁轭中的另一者的对置轴向端与所述环形大径部之间的间隙处并周向地延伸的第二连通通道彼此连通，

所述第一液体室、所述第二液体室、所述第一连通通道以及所述第二连通通道填充有磁性流体，所述磁性流体具有根据其被施加的磁场的强度而变化的粘度，

其中，第一周向通道和第二周向通道穿过所述环形大径部和所述外磁轭之间，

其中，所述第一周向通道和所述第二周向通道经由所述环形大径部在轴向上彼此间隔开，

其中，所述第一周向通道设置在一个线圈的端部的径向外侧，并且所述第二周向通道设置在另一线圈的端部的径向外侧，

其中，所述一个线圈的缠绕方向和所述另一线圈的缠绕方向彼此相反，

其中，由所述一个线圈产生的磁场被施加到所述第一连通通道，使得当沿所述第一方向定向的负载施加到所述可变刚度衬套组件时，所述可变刚度衬套组件的变形受到限制，并且

其中，由所述另一线圈产生的磁场被施加到所述第二连通通道，使得当沿第二方向定向的负载施加到所述可变刚度衬套组件时，所述可变刚度衬套组件的变形受到限制。

2.根据权利要求1所述的可变刚度衬套组件，其中，所述第一液体室沿与所述内管状构件的轴线正交的第一方向布置，并且所述第二液体室沿与所述第一方向和所述内管状构件的轴线正交的第二方向布置。

3.根据权利要求1或2所述的可变刚度衬套组件，所述可变刚度衬套组件还包括中间管状构件，所述中间管状构件由非磁性材料制成并且从外侧围绕限定在所述环形大径部与所述外磁轭之间的间隙，所述中间管状构件与所述环形大径部和所述外磁轭协作地限定所述第一连通通道和所述第二连通通道。

4.根据权利要求3所述的可变刚度衬套组件，其中，所述中间管状构件设置有一对突出部，所述一对突出部径向向内突出并周向地延伸，并且抵接所述线圈的外周。

5.根据权利要求1所述的可变刚度衬套组件，其中，所述可变刚度衬套组件被构造成插设在车轮悬架装置的臂构件的内侧端与车身之间。

Images