CN111623075B - 变刚度减振装置 - Google Patents

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Abstract

变刚度减振装置。一种变刚度减振装置包括：第一支撑构件、第二支撑构件、主弹性构件、隔膜、分隔弹性构件、第一连通通道、线圈、磁轭以及磁性流体。所述第一连通通道设置在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的一者中，以使第一液体室和第二液体室经由所述第一连通通道彼此连通。所述第一连通通道包括第一周向通道。所述线圈与所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者同轴地缠绕。所述磁轭被包括在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者中，并且形成与所述第一周向通道至少部分重叠的第一磁隙。

Description

变刚度减振装置
技术领域
本发明涉及填充有磁性流体的变刚度减振装置。
背景技术
已知的用于液体填充的发动机支座等的液体填充减振装置包括安装在振动源侧的第一安装构件、安装在振动接收侧的第二安装构件、由诸如橡胶的弹性材料制成并插设在第一安装构件与第二安装构件之间的绝缘体(防振橡胶)、具有由绝缘体部分地限定的壁的液体室、将液体室的内部分隔成主液体室和辅液体室的分隔构件、封闭辅液体室的隔膜以及连接主液体室和辅液体室的共振孔(例如，JP2005-98312A和JP2004-263783A)。
当产生低振幅振动时，需要发动机支座吸收主液体室的内部压力并用作低动力弹簧。当产生具有比低振幅振动高的振幅的高振幅振动时，需要发动机支座具有高阻尼特性。在JP2005-98312A中公开的液体填充减振装置中，为了进一步改善作为低动力弹簧的功能和高阻尼特性，分隔构件设置有不可拉伸的布料分隔膜，该分隔膜在初始状态时是松弛的。另一方面，在JP2004-263783A中公开的液体填充发动机支座中，分隔构件由分隔板和可移动膜组成。可移动膜由橡胶弹性体制成，并且通过硫化结合至分隔板，以使可移动膜与分隔板集成为一体。
这些液体填充减振装置通过利用孔共振来衰减具有高振幅的低频振动(例如，0Hz至15Hz的振动)。另一方面，这些液体填充减振装置通过使布料分隔膜或可移动膜变形而吸收具有低振幅的高频振动。在这些液体填充减振装置中，通过改变隔膜的刚度来调节通过孔的液体的量，以调节共振频率。
而且，所谓的主动控制支座(ACM)被称为主动发动机支座(例如，JP2005-239084A)。ACM设置有用于强制振动质量元件的致动器，以使ACM可以在理论上产生任何期望阻尼力，而无论施加在其上的干涉如何。因此，ACM在稳态和非稳态下都可以实现高阻尼效应。
然而，在JP2005-98312A和JP2004-263783A中公开的液体填充减振装置中，需要通过使用诸如防振橡胶的刚度和阻尼特性、主液体室的容积、辅液体室的容积、孔的直径、孔的长度、膜的刚度和隔膜的刚度的参数来确定整个减振装置的刚度和阻尼特性。因此，整个减振装置的刚度和阻尼特性的调节范围较窄，因此难以在任意频率下具有期望的特性。例如，难以在多个频率下进行调节，使得当产生对汽车的乘坐舒适性造成影响的10Hz上下的振动时，阻尼特性增强，而当产生对发动机的低沉声音造成影响的130Hz上下的振动时，阻尼特性降低。
另一方面，在ACM中，用于直接向其输入外部能量的机构变得复杂。而且，在ACM中，需要设计一种用于避免不稳定性以及其部件成本增加的控制系统。
发明内容
鉴于现有技术的这种问题，本发明的一个主要目的是提供一种能够利用简单的构造来根据需要改变刚度和阻尼特性的变刚度减振装置。
为了实现这种目的，本发明的一个实施方式提供了一种变刚度减振装置(10)，所述变刚度减振装置(10)包括：环形的第一支撑构件(11)，所述第一支撑构件中限定有内孔(13)；第二支撑构件(12)，所述第二支撑构件包括关于轴向与所述第一支撑构件(11)分开的支撑部分(15)；环形的主弹性构件(17)，所述主弹性构件将所述第一支撑构件(11)和所述第二支撑构件(12)的所述支撑部分(15)连接；隔膜(19)，所述隔膜封闭所述第一支撑构件(11)的所述内孔(13)，以使得在所述主弹性构件(17)与所述隔膜(19)之间限定液体室(18)；分隔弹性构件(20)，所述分隔弹性构件将所述液体室(18)分隔成位于所述主弹性构件(17)那一侧的第一液体室(18A)和位于所述隔膜(19)那一侧的第二液体室(18B)；第一连通通道(44)，所述第一连通通道设置在所述第一支撑构件(11)和所述第二支撑构件(12)中的一者中，以使所述第一液体室(18A)和所述第二液体室(18B)经由所述第一连通通道(44)彼此连通，所述第一连通通道(44)包括沿周向延伸的第一周向通道(41)；至少一个线圈(26)，所述至少一个线圈与所述第一支撑构件(11)和所述第二支撑构件(12)中的所述一者同轴地缠绕并设置在其中；磁轭(38)，所述磁轭被包括在所述第一支撑构件(11)和所述第二支撑构件(12)中的所述一者中，并且被构造成形成与所述第一周向通道(41)至少部分地重叠的第一磁隙(40)；以及磁性流体(50)，所述磁性流体填充所述第一液体室(18A)、所述第二液体室(18B)和所述第一连通通道(44)。
根据该布置，通过向所述线圈供应电流来在所述线圈周围产生磁场，并且所述磁性流体在所述第一周向通道中的流动阻力通过穿过所述第一周向通道的磁力线而变化。因此，可以通过流过所述线圈的电流来根据需要改变所述变刚度减振装置的沿所述轴向的刚度(具体地，与所述第一支撑构件和所述第二支撑构件沿所述轴向的移位有关的刚度)和阻尼特性。另外，通过在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者上设置所述第一周向通道、所述线圈以及所述磁轭，能够利用简单的构造来改变所述变刚度减振装置的沿所述轴向的刚度和阻尼特性。
优选地，所述第二支撑构件(12)还包括从所述支撑部分(15)朝向所述第一支撑构件(11)突出并被所述第一支撑构件(11)的所述内孔(13)接纳的轴向部分(16)，所述分隔弹性构件(20)具有围绕所述轴向部分(16)的环形形状，以连接所述第一支撑构件(11)的内周部分和所述轴向部分(16)的外周部分，所述分隔弹性构件(20)设置有沿径向隔着所述轴向部分(16)彼此对置并且沿所述周向彼此分隔的至少一对第三液体室(21)，第二连通通道(49)设置在所述第一支撑构件(11)和所述第二支撑构件(12)中的所述一者中，以使所述至少一对第三液体室(21)经由所述第二连通通道(49)彼此连通，并且所述第二连通通道(49)包括沿所述周向延伸的第二周向通道(46)，并且所述磁轭(38)被构造成形成与所述第二周向通道(46)至少部分地重叠的第二磁隙(40B)。
根据该布置，通过向所述线圈供应电流来在所述线圈周围产生磁场，并且所述磁性流体在所述第二周向通道中的流动阻力通过穿过所述第二周向通道的磁力线而变化。因此，可以通过流过所述线圈的电流来根据需要改变所述变刚度减振装置的沿所述径向的刚度(具体地，与所述第一支撑构件和所述第二支撑构件沿所述径向的移位有关的刚度)和阻尼特性。另外，通过在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者上设置所述第二周向通道、所述线圈以及所述磁轭，能够利用简单的构造来改变所述变刚度减振装置的沿所述径向的刚度和阻尼特性。
优选地，所述第一周向通道(41)位于所述至少一个线圈(26)的外周侧上，并且所述第二周向通道(46)位于所述至少一个线圈(26)的内周侧上。
根据该布置，可以将磁场集中在所述第一周向通道和所述第二周向通道中的每一者中。另外，所述第一周向通道可以沿所述周向延长，以使得能够更大地改变所述变刚度减振装置的沿所述轴向的刚度和阻尼特性。
优选地，所述至少一个线圈(26)包括：第一线圈(26A)，所述第一线圈与所述第一周向通道(41)相邻；以及第二线圈(26B)，所述第二线圈与所述第二周向通道(46)相邻。
根据该布置，可以通过向所述第一线圈供应电流来产生作用在所述第一周向通道上的磁场，并且可以通过向所述第二线圈供应电流来产生作用在所述第二周向通道上的磁场。因此，可以分别改变所述磁性流体在所述第一周向通道中的流动阻力以及所述磁性流体在所述第二周向通道中的流动阻力。
优选地，所述磁轭(38)包括：第一磁轭(38A)，所述第一磁轭被构造成形成所述第一磁隙(40A)并包围所述第一线圈(26A)；以及第二磁轭(38B)，所述第二磁轭被构造成形成所述第二磁隙(40B)并包围所述第二线圈(26B)。
根据该布置，通过向所述第一线圈供应电流，在所述第一磁轭中产生的磁场作用在所述第一磁隙上，并且通过向所述第二线圈供应电流，在所述第二磁轭中产生的磁场作用在所述第二磁隙上。因此，可以分别改变所述磁性流体在所述第一周向通道中的流动阻力以及所述磁性流体在所述第二周向通道中的流动阻力。
优选地，所述第一磁轭(38A)和所述第二磁轭(38B)包括彼此共有的部分，并且所述第一线圈(26A)和所述第二线圈(26B)被构造成沿彼此相反的方向产生磁场。
根据该布置，通过向所述第一磁轭和所述第二磁轭提供彼此共有的部分，可以减小所述变刚度减振装置的尺寸。此外，通过向所述第一线圈供应电流而在所述第一磁轭中产生的磁场和通过向所述第二线圈供应电流而在所述第二磁轭中产生的磁场不会因它们的干涉而减弱。
优选地，所述分隔弹性构件(20)至少部分地位于所述第一支撑构件(11)的所述内孔(13)中，并沿与所述轴向大致正交的方向延伸。
优选地，所述磁轭(38)包括：通道形成构件(35)，所述通道形成构件形成所述第一周向通道(41)；以及一对层叠构件(36、37)，所述层叠构件夹着所述通道形成构件(35)沿所述轴向层叠，并且所述通道形成构件(35)的磁导率低于所述一对层叠构件(36、37)的磁导率。
因此，根据本发明的一个实施方式，可以提供一种能够利用简单的构造来根据需要改变刚度和阻尼特性的变刚度减振装置。
附图说明
图1是示出了根据本发明的第一实施方式的安装至车身的变刚度减振装置的平面图；
图2是图1所示的变刚度减振装置的侧视图；
图3是沿图2的线III-III截取的剖视图；
图4是沿图3的线IV-IV截取的剖视图；
图5是沿图3的线V-V截取的剖视图；
图6是沿图3的线VI-VI截取的剖视图；
图7是沿图3的线VII-VII截取的剖视图；
图8是沿图3的线VIII-VIII截取的剖视图；
图9是沿图3的线IX-IX截取的剖视图；
图10A是示出了转向振动的振动水平的曲线图；
图10B是示出了座椅振动的振动水平的曲线图；
图11是根据本发明的第二实施方式的变刚度减振装置的与图4相对应的截面中的剖视图；
图12是根据本发明的另一实施方式的变刚度减振装置的与图4相对应的截面中的剖视图；以及
图13是根据本发明的又一实施方式的变刚度减振装置的与图3相对应的截面中的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
《第一实施方式》
首先，将参照图1至图10B描述本发明的第一实施方式。如图1所示，发动机3横向布置在汽车1(车辆)的车身2的前部。变速器4与发动机3一体地设置，并且动力装置5由发动机3、变速器4等构成。动力装置5经由一对发动机支座(侧支座和横支座)以及扭矩杆6由车身2支撑。该对发动机支座由一对变刚度减振装置10(下文简称为“减振装置10”)构成。
减振装置10接收动力装置5的主负载(自身重量)。各个减振装置10位于整个动力装置5的惯性主轴线上并固定至车身2。另一方面，扭矩杆6在其一个纵向端上经由橡胶衬套7连接至发动机3，并且在其另一纵向端上经由橡胶衬套7连接至车身2。扭矩杆6防止由于发动机3的驱动扭矩而导致动力装置5绕滚动轴线(惯性主轴线)摆动(滚动)。
在各个减振装置10中，沿其轴线X形成有螺栓孔8(参见图4)。动力装置5的支撑构件(未示出)通过被拧入(接合)螺栓孔8的螺栓9(参见图1)紧固至各个减振装置10。由此，动力装置5经由各个减振装置10由车身2支撑。
在下文中，将详细描述减振装置10中的一个减振装置10。在下文中，基于图1所示的减振装置10的安装姿势，将减振装置10的轴向(即，螺栓孔8的延伸方向)限定为竖直方向。然而，这种与方向有关的限定并不限制减振装置10的布置。
如图2至图5所示，减振装置10包括安装至车身2的第一支撑构件11和安装有动力装置5的第二支撑构件12。第一支撑构件11具有环形形状，并且限定了沿轴线X的方向(在下文中称为“轴向”)延伸的圆形内孔13。第二支撑构件12限定上述螺栓孔8。
如图4和图5所示，第二支撑构件12包括：沿轴向与第一支撑构件11分开的支撑部分15；以及联接至支撑部分15的下表面并从支撑部分15朝向第一支撑构件11向下突出的轴向部分16。支撑部分15具有中心形成有通孔的盘状形状。支撑部分15的外径小于第一支撑构件11的外径。轴向部分16具有圆柱形形状并且在轴线X上限定螺栓孔8。螺栓孔8具有有底的形状并且向上开口。轴向部分16的外径小于第一支撑构件11的内径。轴向部分16被第一支撑构件11的内孔13接纳。第二支撑构件12是由金属制成的刚性构件。例如，第二支撑构件12可以包括诸如铁或钴的具有高磁导率的金属，或者可以包括诸如铝的具有低磁导率的金属。
第一支撑构件11的上部的圆周和第二支撑构件12的支撑部分15的外周部分经由环形主弹性构件17彼此连接。主弹性构件17是吸收动力装置5的振动的弹簧构件，并且具有截锥形状，其中上端的外径小于下端的外径。隔膜19安装至第一支撑构件11的下部。隔膜19封闭第一支撑构件11的内孔13，以使在主弹性构件17与隔膜19之间限定液体室18(18A、18B)。主弹性构件17和隔膜19由诸如弹性体或橡胶的弹性材料制成。当主弹性构件17接收动力装置5的负载或振动并且发生弹性变形时，隔膜19响应于主弹性构件17的弹性变形而发生弹性变形，以使液体室18的容积保持恒定。
如图5所示，分隔弹性构件20部分地位于第一支撑构件11的内孔13中。分隔弹性构件20沿大致垂直于轴向的方向延伸，并且将液体室18分隔成第一液体室18A和第二液体室18B。第一液体室18A形成在分隔弹性构件20与主弹性构件17之间，而第二液体室18B形成在分隔弹性构件20与隔膜19之间。即，第一液体室18A位于主弹性构件17的一侧上并且部分地由主弹性构件17限定，而第二液体室18B位于隔膜19的一侧上并且部分地由隔膜19限定。分隔弹性构件20由诸如弹性体或橡胶的弹性材料制成并且具有大致圆柱形形状。分隔弹性构件20的外周部分联接至第一支撑构件11的内周面，并且分隔弹性构件20的内周部分联接至第二支撑构件12的轴向部分16的外周面。
如图3和图4所示，在分隔弹性构件20的外周部分上的不同周向位置处形成一对凹部20A，并且一对第三液体室21(21A、21B)由该对凹部20A构成。该对第三液体室21沿径向隔着轴向部分16对置，并且沿周向彼此分开。该对第三液体室21隔着轴线X彼此对置，并且该对第三液体室21的相位彼此相差180°。在本实施方式中，该对第三液体室21沿前后方向彼此对置。在各个凹部20A的沿轴向的中间部分处，朝向径向外侧径向突出的扇状部分22(止挡器)与分隔弹性构件20一体地形成。
如图3至图5所示，大致圆柱形的加强构件23同轴地嵌入分隔弹性构件20的外周部分中。具体地，通过将未硫化的橡胶倒入加强构件23、第一支撑构件11和第二支撑构件12被布置在规定位置处的模具中然后将橡胶硫化而将分隔弹性构件20与加强构件23、第一支撑构件11和第二支撑构件12一体地形成。加强构件23未暴露在分隔弹性构件20的外周面上。加强构件23是由具有低磁导率的非磁性金属(例如，铝)制成的刚性构件，并且保持分隔弹性构件20的形成有一对凹部20A的外周面的形状。
在本实施方式中，除了加强构件23的上端和下端之外，加强构件23的大部分嵌入分隔弹性构件20中。在另一实施方式中，整个加强构件23可以嵌入分隔弹性构件20中。
在形成分隔弹性构件20之后，通过将未硫化的橡胶倒入第一支撑构件11和第二支撑构件12被一体地布置在规定位置处的模具中然后将橡胶硫化而将主弹性构件17与第一支撑构件11和第二支撑构件12两者一体地形成。而且，在形成分隔弹性构件20之后，通过将未硫化的橡胶倒入第一支撑构件11和第二支撑构件12被一体地布置在规定位置处的模具中然后将橡胶硫化而将隔膜19与第一支撑构件11一体地形成。
如图4和图5所示，第一支撑构件11包括环形内磁轭25、线圈26和环形外磁轭27。内磁轭25设置在第一支撑构件11的内周部分中。线圈26同轴地缠绕在内磁轭25的外周周围。外磁轭27设置在第一支撑构件11的外周部分中。外磁轭27与内磁轭25形成为一体，并与内磁轭25协作地包围线圈26。
容纳线圈26的一对外凸缘部分28与内磁轭25的上端和下端一体地形成。该对外凸缘部分28构成上磁轭和下磁轭。内磁轭25包括内通道形成构件30、上内磁轭31和下内磁轭32。内通道形成构件30布置在内磁轭25的沿轴向的中间部分处。上内磁轭31和下内磁轭32夹着内通道形成构件35沿轴向层叠。圆柱形的延伸部分33与上内磁轭31一体地形成。延伸部分33从上内磁轭31的内周部分沿轴线X向上延伸。因而，分隔弹性构件20沿竖直方向延长，以使一对第三液体室21的容积增大。
线圈26是由按线圈状形状缠绕的经涂覆的铜线制成的圆柱状构件，并且被密封在树脂构件中。经涂覆的铜线的用作引线的两端从减振装置10中引出。在线圈26的外周侧上设置有圆柱形的间隔件34。间隔件34的上端和下端抵接于一对外凸缘部分28的外周部分。在外磁轭27中形成有引出孔(未图示)，并且经涂覆的铜线的两端通过该引出孔从减振装置10中引出。
外磁轭27包括外通道形成构件35、上外磁轭36和下外磁轭37。外通道形成构件35布置在外磁轭27的沿轴向的中间部分处。上外磁轭36和下外磁轭37(一对层叠构件)夹着外通道形成构件35沿轴向层叠。上外磁轭36和下外磁轭37在内磁轭25的外周部分插设在上外磁轭36与下外磁轭37之间的状态下接合至外通道形成构件35。因而，外磁轭27联接至内磁轭25。内磁轭25和外磁轭27构成围绕线圈26的磁轭38(参见图5的放大图)。
上内磁轭31、下内磁轭32、上外磁轭36和下外磁轭37由具有高磁导率的金属制成，并且具体地，包括诸如铁和钴的铁磁金属。在本实施方式中，上内磁轭31、下内磁轭32、上外磁轭36和下外磁轭37由铁制成。间隔件34、内通道形成构件30和外通道形成构件35是由具有比构成上内磁轭31、下内磁轭32、上外磁轭36和下外磁轭37的金属低的磁导率的非磁性金属或树脂制成的刚性构件。例如，间隔件34、内通道形成构件30和外通道形成构件35由铝制成(在附图中，树脂剖面线被施加到这些构件，以使这些构件容易理解)。
内通道形成构件30和外通道形成构件35由非磁性材料制成，并因而在磁轭38中形成环形磁隙40(40A、40B)，该磁轭38由内磁轭25和外磁轭27围绕线圈26形成。外通道形成构件35在线圈26的外周中形成第一磁隙40A，并且内通道形成构件30在线圈26的内周中形成第二磁隙40B。
如图3所示，外通道形成构件35形成沿周向延伸大于180°并且小于360°的角度的第一周向通道41。在本实施方式中，第一周向通道41沿周向延伸约350°(小于360°的角度)。第一周向通道41由贯穿外通道形成构件35的槽构成。
如图3、图6和图7所示，第一连通端口42设置在第一周向通道41的一端处。第一连通端口42形成在上外磁轭36中，以使第一周向通道41和第一液体室18A经由第一连通端口42彼此连通。第二连通端口43设置在第一周向通道41的另一端处。第二连通端口43形成在下外磁轭37中，以使第一周向通道41和第二液体室18B经由第二连通端口43彼此连通。第一周向通道41、第一连通端口42和第二连通端口43构成第一连通通道44，第一液体室18A和第二液体室18B经由该第一连通通道44彼此连通。第一连通通道44形成在第一支撑构件11的外磁轭27中。通过外通道形成构件35在外磁轭27中形成的第一磁隙40A包括与第一周向通道41重叠的部分(间隙)。
如图3所示，内通道形成构件30形成沿周向延伸大于180°并且小于360°的角度的第二周向通道46。在本实施方式中，第二周向通道46沿周向延伸约330°(小于360°的角度)。第二周向通道46由形成在内通道形成构件30的上表面上的有底槽构成。
如图3、图8和图9所示，第三连通端口47设置在第二周向通道46的一端处。第三连通端口47形成在内通道形成构件30中，以使第二周向通道46和第三液体室21A(第三液体室21中的一个第三液体室)经由第三连通端口47彼此连通。第四连通端口48设置在第二周向通道46的另一端处。第四连通端口48形成在内通道形成构件30中，以使第二周向通道46和第三液体室21B(第三液体室21中的另一第三液体室)经由第四连通端口48彼此连通。第二周向通道46、第三连通端口47和第四连通端口48构成第二连通通道49，一对第三液体室21经由该第二连通通道49彼此连通。第二连通通道49形成在第一支撑构件11的内磁轭25中。通过内通道形成构件30在内磁轭25中形成的第二磁隙40B包括与第二周向通道46重叠的部分(间隙)。
第一液体室18A、第二液体室18B、一对第三液体室21、第一连通通道44以及第二连通通道49填充有磁性流体50。磁性流体50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，并且优选地由粘弹性(特别是粘度)根据所施加的磁场而变化的磁流变流体(MRF)或磁流变化合物(MRC)构成。在本实施方式中，MRC用作磁性流体50。当将磁场施加到磁性流体50时，其中的铁颗粒沿磁场方向排列以形成链状簇。因而，链状簇阻碍了溶剂沿正交于磁场的方向流动，从而磁性流体50的粘度增大并且磁性流体50被半固体化。
接下来，将描述根据本实施方式的减振装置10的操作。如图5所示，当第二支撑构件12相对于第一支撑构件11竖向移位时，主弹性构件17竖向伸展和收缩。因此，第一液体室18A的容积和第二液体室18B的容积以相反的关系改变。即，随着第一液体室18A和第二液体室18B中的一者的容积减小，第一液体室18A和第二液体室18B中的另一者的容积增大。响应于这些容积变化，如图6和图7所示，对第一液体室18A和第二液体室18B中的所述一者进行填充的磁性流体50经由第一连通通道44移动至第一液体室18A和第二液体室18B中的另一者。这时，阻力被施加到在第一连通通道44中流动的磁性流体50，因而衰减了施加到减振装置10的振动。
当向构成线圈26的经涂覆的铜线的两端施加电压时，流过线圈26的电流在线圈26的周围产生磁场。图5的放大图中的箭头表示与线圈26产生的磁场相对应的磁力线。由第一支撑构件11的内磁轭25和外磁轭27形成磁路，并且该磁场集中在第一连通通道44的第一周向通道41中。
通过将磁场施加到第一周向通道41，第一连通通道44中的磁性流体50的粘度增大。因此，施加到在第一连通通道44中流动的磁性流体50的阻力增大，从而抵抗施加在减振装置10上的竖向振动的阻尼力增大。而且，通过增大施加到在第一连通通道44中流动的磁性流体50的阻力，第二支撑构件12相对于第一支撑构件11不易竖向移动，从而增大减振装置10的竖向刚度。如上所述，通过控制施加到线圈26的电压，可以控制减振装置10抵抗竖向振动的阻尼力。
如图4所示，当第二支撑构件12相对于第一支撑构件11沿前后方向移位时，主弹性构件17变形以沿前后方向弯曲。因而，分隔弹性构件20变形成使得分隔弹性构件20的前部和后部中的一者沿前后方向收缩并且分隔弹性构件20的前部和后部中的另一者沿前后方向伸展。此时，第一液体室18A和第二液体室18B的容积不改变，并且一对第三液体室21的容积以相反的关系改变。即，随着第三液体室21中的一者的容积减小，第三液体室21中的另一者的容积增大。响应于这些容积变化，如图8和图9所示，对第三液体室21中的所述一者进行填充的磁性流体50经由第二连通通道49移动至第三液体室21中的另一者。这时，阻力被施加到在第二连通通道49中流动的磁性流体50，因而衰减了施加到减振装置10的振动。
如图5的放大图所示，当向构成线圈26的经涂覆的铜线的两端施加电压时，流过线圈26的电流在线圈26的周围产生磁场。由第一支撑构件11的内磁轭25和外磁轭27形成磁路，并且磁场集中在第二连通通道49的第二周向通道46中。
通过将磁场施加到第二周向通道46，第二连通通道49中的磁性流体50的粘度增大。因此，施加到在第二连通通道49中流动的磁性流体50的阻力增大，从而抵抗施加在减振装置10上的前后振动的阻尼力增大。而且，通过增大施加到在第二连通通道49中流动的磁性流体50的阻力，第二支撑构件12相对于第一支撑构件11不易沿前后方向移动，从而增大减振装置10的前后刚度。如上所述，通过控制施加到线圈26的电压，可以控制减振装置10抵抗前后振动的阻尼力。
接下来，将描述减振装置10的效果。减振装置10可以通过向线圈26供应电流来改变磁性流体50的粘度，从而可以改变减振装置10的刚度。为了有效地改变减振装置10的刚度，期望在线圈26中产生的磁场集中在磁性流体50的流动通道中。
在本实施方式中，如图5所示，线圈26与第一支撑构件11同轴地缠绕并设置在其中，并且磁轭38设置在第一支撑构件11中，以使磁轭38形成与第一周向通道41至少部分地(即，部分地或全部地)重叠的第一磁隙40A。因此，通过向线圈26供应电流而在该线圈26周围产生的磁场集中在第一周向通道41中，并且磁性流体50在第一周向通道41中的流动阻力被改变。因此，可以通过流过线圈26的电流来根据需要改变减振装置10的沿轴向的刚度(具体地，与第一支撑构件11和第二支撑构件12沿轴向的移位有关的刚度)和阻尼特性。另外，通过在第一支撑构件11上设置第一周向通道41、线圈26以及磁轭38，能够利用简单的构造来改变减振装置10的沿轴向的刚度和阻尼特性。
如图3和图4所示，第二支撑构件12包括从支撑部分15突出并被第一支撑构件11的内孔13接纳的轴向部分16，并且第一支撑构件11的内周部分和轴向部分16的外周部分通过分隔弹性构件20连接。在分隔弹性构件20中形成有沿径向隔着轴向部分16彼此对置的一对第三液体室21。包括第二周向通道46的第二连通通道49设置在第一支撑构件11中，并且磁轭38形成与第二周向通道46至少部分地(即，部分地或全部地)重叠的第二磁隙40B。因此，可以通过流过线圈26的电流来根据需要改变减振装置10的沿径向的刚度(具体地，与第一支撑构件11和第二支撑构件12沿径向的移位有关的刚度)和阻尼特性。另外，通过在第一支撑构件11上设置第二周向通道46、线圈26以及磁轭38，能够利用简单的构造来改变减振装置10的沿径向的刚度和阻尼特性。
如图3所示，在本实施方式中，第一周向通道41位于线圈26的外周侧上，并且第二周向通道46位于线圈26的内周侧上。因此，可以将磁场集中在第一周向通道41和第二周向通道46中的每一者中。另外，可以沿周向延长第一周向通道41，以使得能够更大地改变减振装置10的沿轴向的刚度和阻尼特性。
图10A和图10B是各自示出了取决于根据第一实施方式的用作发动机支座的减振装置10的控制状态的振动水平的曲线图。图10A示出了在汽车1的加速期间的转向振动(在方向盘中产生的振动)的振动水平。图10B示出了在汽车1的加速期间的座椅振动(在座椅中产生的振动)的振动水平(路面的移位增益)。在图10A和图10B中，曲线图的竖直轴表示振动水平。在图10A中，曲线图的水平轴表示发动机的转速。在图10B中，曲线图的水平轴表示频率。
如图10A所示，关于在汽车1的加速期间在方向盘中产生的振动，与使用具有高刚度的传统减振装置的情况相比，在根据第一实施方式的减振装置10以低刚度状态使用的情况下，在发动机转速的整个正常使用范围内降低了振动水平。而且，如图10B所示，关于在汽车1的加速期间在座椅中产生的振动，与使用具有高刚度的传统减振装置的情况相比，在根据第一实施方式的减振装置10以低刚度状态使用的情况下，可以在约10Hz的频率范围内减小振动水平。
《第二实施方式》
接下来，将参照图11描述本发明的第二实施方式。第二实施方式的与第一实施方式的要素相同或相似的要素被赋予与第一实施方式相同的附图标记，并且省略了可以重复第一实施方式的描述的第二实施方式的描述。在第二实施方式中，线圈26周围的构造与第一实施方式中的构造不同。在下文中，将具体描述第二实施方式。
图11是根据本实施方式的减振装置10的与图4相对应的截面中的剖视图。如图11所示，第一支撑构件11包括环形内磁轭25和环形外磁轭27。内磁轭25设置在第一支撑构件11的内周部分中。一对线圈26(26A、26B)同轴地缠绕在内磁轭25的外周周围。外磁轭27设置在第一支撑构件11的外周部分中。外磁轭27与内磁轭25集成为一体，并且与内磁轭25协作地包围一对线圈26。位于外侧的第一线圈26A的内径大于位于内侧的第二线圈26B的外径。
与下内磁轭32一体形成的环形公共磁轭51位于第一线圈26A与第二线圈26B之间。公共磁轭51具有圆柱形形状并从与下内磁轭32一体形成的外凸缘部分28沿轴线X向上延伸。公共磁轭51的上端抵接与上内磁轭31一体形成的外凸缘部分28的下表面。在其它实施方式中，公共磁轭51可以与上内磁轭31一体形成，或者公共磁轭51可以包括与上内磁轭31一体形成的部分和与下内磁轭32一体形成的另一部分。
如图11的放大图所示，通过向由内磁轭25和外磁轭27构成的磁轭38提供公共磁轭51，磁轭38形成包围第一线圈26A的第一磁轭38A和包围第二线圈26B的第二磁轭38B。公共磁轭51构成第一磁轭38A和第二磁轭38B的公共部分。第一磁隙40A通过外通道形成构件35形成在第一磁轭38A中。第二磁隙40B通过内通道形成构件30形成在第二磁轭38B中。
分别向第一线圈26A和第二线圈26B中的每一者施加电压。因而，电流被供应至第一线圈26A和第二线圈26B中的每一者，以使在第一线圈26A和第二线圈26B周围产生沿相反方向的磁场。
当向第一线圈26A施加电压时，通过流过第一线圈26A的电流在第一线圈26A周围产生磁场。因而，包围第一线圈26A的第一磁轭38A形成磁路，以使磁场集中在第一连通通道44的第一周向通道41中。通过向第一周向通道41施加磁场，第一连通通道44中的磁性流体50的粘度增大。因此，施加到在第一连通通道44中流动的磁性流体50的阻力增大，从而抵抗施加在减振装置10上的竖向振动的阻尼力增大。
当向第二线圈26B施加电压时，通过流过第二线圈26B的电流在第二线圈26B周围产生磁场。因而，包围第二线圈26B的第二磁轭38B形成磁路，以使磁场集中在第二连通通道49的第二周向通道46中。通过向第二周向通道46施加磁场，第二连通通道49中的磁性流体50的粘度增大。因此，施加到在第二连通通道49中流动的磁性流体50的阻力增大，从而抵抗施加在减振装置10上的前后振动的阻尼力增大。
如上所述，在本实施方式中，线圈26包括：与第一周向通道41相邻的第一线圈26A；以及与第二周向通道46相邻的第二线圈26B。因此，可以产生作用在第一周向通道41上的磁场，并通过控制施加到第一线圈26A的电压以及向该第一线圈26A供应电流来控制抵抗减振装置10的竖向振动的阻尼力。而且，可以产生作用在第二周向通道46上的磁场，并通过控制施加到第二线圈26B的电压以及向该第二线圈26B供应电流来控制抵抗减振装置10的前后振动的阻尼力。此外，可以通过同时向第一线圈26A和第二线圈26B供应电流来分别改变磁性流体50在第一周向通道41中的流动阻力和磁性流体50在第二周向通道46中的流动阻力。因而，可以分别控制抵抗减振装置10的竖向振动的阻尼力以及抵抗减振装置10的前后振动(径向振动)的阻尼力。
而且，磁轭38包括：第一磁轭38A，该第一磁轭38A被构造成形成第一磁隙40A并包围第一线圈26A；以及第二磁轭38B，该第二磁轭38B被构造成形成第二磁隙40B并包围第二线圈26B。因此，通过向第一线圈26A供应电流，在第一磁轭38A中产生的磁场作用在第一磁隙40A上，并且通过向第二线圈26B供应电流，在第二磁轭38B中产生的磁场作用在第二磁隙40B上。因此，可以分别改变磁性流体50在第一周向通道41中的流动阻力以及磁性流体50在第二周向通道46中的流动阻力。
而且，第一磁轭38A和第二磁轭38B包括作为彼此共有的部分的公共磁轭51，并且第一线圈26A和第二线圈26B沿彼此相反的方向产生磁场。因此，通过向第一线圈26A供应电流而在第一磁轭38A中产生的磁场和通过向第二线圈26B供应电流而在第二磁轭38B中产生的磁场不会因它们的干涉而减弱。而且，通过向第一磁轭38A和第二磁轭38B提供彼此共有的部分，可以减小减振装置10的尺寸。
在其它实施方式中，在磁场被施加到第一周向通道41和第二周向通道46两者的情况下，第一线圈26A和第二线圈26B可以沿相同方向产生磁场。通过沿相同方向产生磁场，通过由第一线圈26A产生的磁场和由第二线圈26B产生的磁场两者放大的磁场被施加到第一周向通道41和第二周向通道46两者。因此，可以有效地增大施加到流过第一周向通道41和第二周向通道46的磁性流体50的阻力，并因而有效地增大减振装置10沿竖直方向和前后方向两者的阻尼力和刚度。
上面已经描述了本发明的具体实施方式，但是本发明不应该受到前述实施方式的限制，并且在本发明的范围内可以进行各种修改和变更。例如，在上述实施方式中，第一支撑构件11的整体构成磁轭38。另一方面，在其它实施方式中，磁轭38可以设置在第一支撑构件11或第二支撑构件12的任何部分中。因此，第一支撑构件11或第二支撑构件12可以包括由具有低磁导率的金属制成的部分。而且，在其它实施方式中，如图12所示，线圈26、包括第一周向通道41的第一连通通道44、包括第二周向通道46的第二连通通道49等可以不设置在第一支撑构件11中而是设置在第二支撑构件12的轴向部分16中。
而且，在上述实施方式中，如参照图3所描述的，第一周向通道41沿周向延伸小于360°的角度。另一方面，在其它实施方式中，如图13所示，第一周向通道41可以沿周向延伸等于或大于360°的角度。在这种情况下，第一周向通道41的沿周向的至少一部分可以具有复用构造，在该复用构造中，沿径向向内形成的一部分和沿径向向外形成的另一部分沿周向彼此重叠。因此，与第一周向通道41的沿径向的外端连通的第一连通端口42不是通过图6所示的槽而是通过通孔形成在上外磁轭36中。通过形成延伸等于或大于360°的角度并且具有复用构造的第一周向通道41，能够增大抵抗减振装置10的竖向振动的阻尼力的改变量。
另外，在上述实施方式中，将减振装置10用作汽车1的发动机支撑部分(即，汽车1的振动产生部分)中的发动机支座。另一方面，在其它实施方式中，减振装置10可以应用于产生振动的各个部分，例如，汽车1的马达支撑部分、汽车1的悬架或除汽车1以外的装置的振动产生部分。另外，在本发明的范围内，可以适当地改变上述实施方式中所示的各个构件及其各个部分的特定构造、布置、数量、角度等。此外，并非上述实施方式中所示的所有结构要素都是必不可少的，并且可以适当地选择性地采用这些结构要素。而且，上述实施方式的结构可以适当地组合。

Claims (7)

1.一种变刚度减振装置，所述变刚度减振装置包括：
环形的第一支撑构件，所述第一支撑构件中限定有内孔；
第二支撑构件，所述第二支撑构件包括关于轴向与所述第一支撑构件分开的支撑部分；
环形的主弹性构件，所述主弹性构件将所述第一支撑构件和所述第二支撑构件的所述支撑部分连接；
隔膜，所述隔膜封闭所述第一支撑构件的所述内孔，以使得在所述主弹性构件与所述隔膜之间限定液体室；
分隔弹性构件，所述分隔弹性构件将所述液体室分隔成位于所述主弹性构件那一侧的第一液体室和位于所述隔膜那一侧的第二液体室；
第一连通通道，所述第一连通通道设置在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的一者中，以使所述第一液体室和所述第二液体室经由所述第一连通通道彼此连通，所述第一连通通道包括沿周向延伸的第一周向通道；
至少一个线圈，所述至少一个线圈与所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者同轴地缠绕并设置在其中；
磁轭，所述磁轭被包括在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者中，并且被构造成形成包括与所述第一周向通道重叠的部分的第一磁隙；以及
磁性流体，所述磁性流体填充所述第一液体室、所述第二液体室和所述第一连通通道，
其中，所述第二支撑构件还包括从所述支撑部分朝向所述第一支撑构件突出并被所述第一支撑构件的所述内孔接纳的轴向部分，
所述分隔弹性构件具有围绕所述轴向部分的环形形状，以连接所述第一支撑构件的内周部分和所述轴向部分的外周部分，
所述分隔弹性构件设置有沿径向隔着所述轴向部分彼此对置并且沿所述周向彼此分隔的至少一对第三液体室，
第二连通通道设置在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的所述一者中，以使所述至少一对第三液体室经由所述第二连通通道彼此连通，并且所述第二连通通道包括沿所述周向延伸的第二周向通道，并且
所述磁轭被构造成形成包括与所述第二周向通道重叠的部分的第二磁隙。
2.根据权利要求1所述的变刚度减振装置，其中，所述第一周向通道位于所述至少一个线圈的外周侧上，并且所述第二周向通道位于所述至少一个线圈的内周侧上。
3.根据权利要求1或2所述的变刚度减振装置，其中，所述至少一个线圈包括：
第一线圈，所述第一线圈与所述第一周向通道相邻；以及
第二线圈，所述第二线圈与所述第二周向通道相邻。
4.根据权利要求3所述的变刚度减振装置，其中，所述磁轭包括：
第一磁轭，所述第一磁轭被构造成形成所述第一磁隙并包围所述第一线圈；以及
第二磁轭，所述第二磁轭被构造成形成所述第二磁隙并包围所述第二线圈。
5.根据权利要求4所述的变刚度减振装置，其中，所述第一磁轭和所述第二磁轭包括彼此共有的部分，并且
所述第一线圈和所述第二线圈沿彼此相反的方向产生磁场。
6.根据权利要求1或2所述的变刚度减振装置，其中，所述分隔弹性构件至少部分地被所述第一支撑构件的所述内孔接纳，并沿与所述轴向大致正交的方向延伸。
7.根据权利要求1或2所述的变刚度减振装置，其中，所述磁轭包括：
通道形成构件，所述通道形成构件形成所述第一周向通道；以及
一对层叠构件，所述一对层叠构件夹着所述通道形成构件沿所述轴向层叠，并且
所述通道形成构件的磁导率低于所述一对层叠构件的磁导率。
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