CN215673335U - 主动型防振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种主动型防振装置。安装套筒(10)具有：内侧部件(12)，其具有形成有第1倾斜面(22)的内侧磁芯(16)；外侧部件(14)，其具有形成有与第1倾斜面(22)相向的第2倾斜面(34)的外侧磁芯(30)；电磁线圈(18)，其用于产生磁场；和磁流变弹性体(40)，其以连接第1倾斜面(22)和第2倾斜面(34)的方式来配置。据此，能使与轴向交叉的方向上的防振特性也可变。

Description

主动型防振装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有磁流变弹性体(Magneto-rheological Elastomer，MRE)的主动型防振装置(active anti-vibration device)。

背景技术

在国际公开第2016/148011号中公开一种动力减振器(dynamic damper)，该动力减振器在第1磁芯与第2磁芯之间设置有磁流变弹性体。该动力减振器能够通过使第1磁芯与第2磁芯之间产生磁场来改变磁流变弹性体的弹性，由此使防振特性可变。

实用新型内容

在上述国际公开第2016/148011号中，能够使动力减振器的轴向上的防振特性可变，但具有不能使与轴向交叉的方向上的防振特性可变的问题。

本实用新型是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种还能够使与轴向交叉的方向上的防振特性可变的主动型防振装置。

本实用新型的方式是一种主动型防振装置，具有：内侧部件，其具有沿轴向延伸形成的内侧磁芯；外侧部件，其具有沿与所述内侧部件相同的轴向延伸形成，且以包围所述内侧磁芯的径向外侧的方式来配置的外侧磁芯；电磁线圈，其设置于所述内侧磁芯和所述外侧磁芯中的一方，用于产生磁场；和磁流变弹性体，其连接所述内侧磁芯的外周面与所述外侧磁芯的内周面之间，所述内侧磁芯在轴向两端部的外周面上具有相对于轴向倾斜形成的第1倾斜面，所述外侧磁芯在该内周面的与所述第1倾斜面相向的位置，具有相对于轴向倾斜形成的第2倾斜面，所述磁流变弹性体以连接所述第1倾斜面和所述第2倾斜面的方式来配置。

根据本实用新型，能使与轴向交叉的方向上的防振特性也可变。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是安装套筒(mount bush)的立体图。

图2是从轴向观察安装套筒的图。

图3是安装套筒的剖视图。

图4是内侧磁芯和电磁线圈的立体剖视图。

图5是磁流变弹性体的示意图。

图6是表示对电磁线圈通电时在安装套筒内产生的磁场的磁通量的图。

图7是表示对电磁线圈通电时在安装套筒内产生的磁场的磁通量的图。

图8是安装套筒的剖视图。

图9是安装套筒的剖视图。

图10是从轴向观察中间板的图。

图11A和图11B是磁流变液的示意图。

图12是表示对电磁线圈通电时在安装套筒内产生的磁场的磁通量的图。

具体实施方式

〔第1实施方式〕

图1是安装套筒10的立体图。图2是从轴向观察安装套筒10的图。安装套筒10相当于本实用新型的主动型防振装置。安装套筒10作为设置在机动车的副车架与车体之间的副车架安装座(subframe mount)、设置于悬架的连接部件与车体之间的悬架套筒(suspension bush)等来使用。

图3是沿图2中的III-III线剖切安装套筒10而成的剖视图。安装套筒10具有内侧部件12和外侧部件14。

内侧部件12具有：内侧磁芯16，其由铁等磁性体构成；电磁线圈18，其在通电时产生磁场；和筒部件20，其由不锈钢、铝等非磁性体构成。

图4是内侧磁芯16和电磁线圈18的立体剖视图。内侧磁芯16的外形形成为以安装套筒10的轴为中心的旋转体形状。内侧磁芯16具有沿轴向贯穿的通孔28。内侧磁芯16具有电磁线圈安装部17，该电磁线圈安装部17在内侧磁芯16的轴向中间部上涵盖整周的范围向径向凹进而形成为凹状，在电磁线圈安装部17上安装有电磁线圈18。在本实施方式中，电磁线圈18被安装于内侧磁芯16，但也可以将电磁线圈18安装在后述的外侧磁芯30上。

内侧磁芯16的轴向两端部形成为圆锥形，沿与内侧磁芯16的轴向正交的方向剖切得到的剖面的面积为，越靠轴向端部越小。该圆锥形部分的外周面构成第1倾斜面22。

电磁线圈18的外周面被罩24覆盖，该罩24由不锈钢、铝等非磁性体构成。据此，对电磁线圈18通电时，磁通量不会从被罩24覆盖的部分向外部漏出。

筒部件20形成为圆筒形状，具有沿轴向贯穿的通孔26。筒部件20分别安装在内侧磁芯16的轴向两侧，筒部件20的通孔26与内侧磁芯16的通孔28连通。

外侧部件14具有：外侧磁芯30，其由铁等磁性体构成；和外侧板32，其由不锈钢、铝等非磁性体构成。

外侧磁芯30的外形形成为以安装套筒10的轴为中心的旋转体形状。外侧磁芯30以包围内侧磁芯16的径向外侧的方式来配置。外侧磁芯30的内周面沿内侧磁芯16和罩24的外周面形成。外侧磁芯30具有与内侧磁芯16的第1倾斜面22相向的第2倾斜面34。第2倾斜面34与第1倾斜面22大致平行地形成。对电磁线圈18通电时，从第1倾斜面22漏出的磁通量将从第2倾斜面34进入外侧磁芯30内。

外侧板32是圆板形的部件，具有沿轴向贯穿的通孔36。外侧板32分别安装在外侧磁芯30的轴向两侧，使筒部件20贯穿通孔36。

在内侧部件12与外侧部件14之间设置有第1弹性部件38和磁流变弹性体40。

第1弹性部件38以连接外侧板32的内周面与筒部件20的外周面之间的方式来设置。第1弹性部件38可以涵盖外侧板32和筒部件20的整周而设置，也可以设置于其一部分。第1弹性部件38由天然橡胶等构成。

磁流变弹性体40以连接内侧磁芯16的第1倾斜面22与外侧磁芯30的第2倾斜面34之间的方式来设置。磁流变弹性体40可以涵盖内侧磁芯16和外侧磁芯30的整周而设置，也可以设置于其一部分。磁流变弹性体40是通过在由天然橡胶、硅橡胶等构成的基体的内部混入铁粉等磁性粒子42而成的磁性橡胶。图5是磁流变弹性体40的示意图。施加磁场时的磁流变弹性体40的弹性比不施加磁场时的弹性高。尤其是针对使磁流变弹性体40向与磁场的磁通量的方向交叉的方向变形的剪切力，在施加磁场时和不施加磁场时能够使磁流变弹性体40的弹性发生较大变化。另外，通过使磁流变弹性体40的磁性粒子42沿磁场的磁通量的方向排列，能够进一步增大施加磁场时和不施加磁场时的弹性变化。据此，能够使安装套筒10的刚性按照在电磁线圈18中流动的电流的大小而改变，从而使防振特性可变。

图6是表示对电磁线圈18通电时在安装套筒10内产生的磁场的磁通量的图。图7是由图6中单点划线包围的VII所示的部分的放大图。在图7中示意性地表示磁流变弹性体40内部的磁性粒子42。

在对电磁线圈18通电时，如图6所示，产生在内侧磁芯16和外侧磁芯30的内部环流的磁场的流动。在内侧磁芯16的第1倾斜面22与外侧磁芯30的第2倾斜面34之间，磁场在磁流变弹性体40内流动。如图7所示，在对电磁线圈18通电时，磁流变弹性体40内的磁性粒子42沿在第1倾斜面22与第2倾斜面34之间流动的磁场的磁通线的方向排列。换言之，如图7所示，磁流变弹性体40内的磁性粒子42相对于安装套筒10的轴向倾斜排列。或者如图7所示，磁流变弹性体40内的磁性粒子42还能够沿与第1倾斜面22及第2倾斜面34大致正交的方向排列。

[作用效果]

本实施方式的安装套筒10具有磁流变弹性体40，该磁流变弹性体40连接第1倾斜面22与第2倾斜面34之间，其中，所述第1倾斜面22相对于轴向倾斜形成在内侧磁芯16上；所述第2倾斜面34相对于轴向倾斜形成在外侧磁芯30上。并且，内侧磁芯16具有用于产生磁场的电磁线圈18。据此，无论在对安装套筒10输入使内侧部件12和外侧部件14沿轴向相对位移的力的情况下，还是在对安装套筒10输入使内侧部件12和外侧部件14沿径向相对位移的力的情况下，都会沿与磁场的磁通量的方向交叉的方向使力作用于磁流变弹性体40。由此，通过控制在电磁线圈18中流动的电流来改变磁流变弹性体40的弹性，能够使相对于沿安装套筒10的轴向输入的振动的防振特性、和相对于沿与轴向交叉的方向输入的振动的防振特性双方可变。

通过将本实施方式的安装套筒10用作副车架安装座、悬架套筒，能够按照车速、横向加速度、转向舵角、发动机转速、加速踏板开度等来调整从副车架或悬架输入车身的振动的阻断量。例如，当在高速道路上巡航行驶时，减少在电磁线圈18中流动的电流，降低安装套筒10的刚性。据此，抑制被输入车身的振动，由此能够提高舒适性。另外，当在连续弯路上行驶时，增加在电磁线圈18中流动的电流，提高安装套筒10的刚性。据此，能够提高车辆的转弯性能。例如，通过用户切换开关，能够切换舒适性高的状态和操纵稳定性高的状态，由此能够构建具有两面性的车辆。例如，在将本实施方式的安装套筒10用作副车架安装座或悬架套筒的自动驾驶车辆中，通常为舒适性高的状态，在危险回避等紧急时也能够自动切换为操纵稳定性高的状态。

另外，本实施方式的安装套筒10具有第1弹性部件38，该第1弹性部件38连接内侧部件12的筒部件20的外周面与外侧部件14的外侧板32的内周面之间。据此，第1弹性部件38也能承受作用于安装套筒10的载荷，因此，能够抑制磁流变弹性体40的劣化。

另外，第1弹性部件38由作为非磁性体的天然橡胶等构成，因此，在内侧部件12与外侧部件14之间，磁通量不在第1弹性部件38中流动，而仅在磁流变弹性体40中流动磁通量。据此，能够使在磁流变弹性体40中流动的磁通量的条数相对于在电磁线圈18中流动的电流增加，由此能够实现节电。

另外，本实施方式的安装套筒10的磁流变弹性体40内的磁性粒子42相对于安装套筒10的轴向倾斜排列。因此，能够通过控制在电磁线圈18内流动的电流而使磁流变弹性体40的弹性改变得显著。因此，能使安装套筒10的防振特性相对于被输入的振动的变更幅度增大。

另外，对于本实施方式的安装套筒10而言，在电磁线圈18通电时，磁流变弹性体40内的磁性粒子42沿在第1倾斜面22与第2倾斜面34之间流动的磁场的磁通线的方向排列。据此，能够通过控制在电磁线圈18中流动的电流而使磁流变弹性体40的弹性改变得显著。因此，能使安装套筒10的防振特性相对于被输入的振动的变更幅度增大。

〔第2实施方式〕

本实施方式的安装套筒10在内部填充有磁流变液62，具有振动衰减功能。下面，对本实施方式的安装套筒10的结构进行说明，但对与第1实施方式的安装套筒10相同的结构标注相同的标记，并省略一部分的说明。

图8是沿图2中的VIII-VIII线剖切安装套筒10而成的剖视图。图9是沿图2中的IX-IX线剖切安装套筒10而成的剖视图。安装套筒10具有内侧部件12和外侧部件14。内侧部件12的结构与第1实施方式的安装套筒10的内侧部件12相同。

外侧部件14具有：外侧磁芯30，其由铁等磁性体构成；外侧板32，其由不锈钢、铝等非磁性体构成；和中间板43，其由不锈钢、铝等非磁性体构成。

外侧磁芯30具有第1磁性部件44和与第1磁性部件44分体的第2磁性部件46。中间板43是圆板形的部件，具有沿轴向贯穿的通孔48。中间板43被第1磁性部件44和第2磁性部件46在轴向上夹持配置。中间板43相当于本实用新型的非磁性部件。

外侧磁芯30以包围内侧磁芯16的径向外侧的方式来配置。外侧磁芯30的内周面沿内侧磁芯16和罩24的外周面形成。外侧磁芯30具有与内侧磁芯16的第1倾斜面22相向的第2倾斜面34。第2倾斜面34与第1倾斜面22大致平行地形成。在对电磁线圈18通电时，从第1倾斜面22漏出的磁通量将从第2倾斜面34进入外侧磁芯30内。

外侧板32是圆板形的部件，具有沿轴向贯穿的通孔36。外侧板32分别安装在外侧磁芯30的轴向两侧，使筒部件20贯穿通孔36。

在内侧部件12与外侧部件14之间设置有第1弹性部件38、第2弹性部件50及磁流变弹性体40。第1弹性部件38以连接外侧板32的内周面与筒部件20的外周面之间的方式来设置。第1弹性部件38涵盖外侧板32和筒部件20的整周来设置。第2弹性部件50以连接中间板43的内周面与罩24的外周面之间的方式来设置。第2弹性部件50涵盖外侧板32和罩24的整周而设置。在外侧部件14的内周面与内侧部件12的外周面之间的空间内，通过第1弹性部件38和第2弹性部件50液密地形成第1液体腔52和第2液体腔54。第1液体腔52和第2液体腔54隔着第2弹性部件50彼此在轴向上分离配置。

磁流变弹性体40以连接内侧磁芯16的第1倾斜面22与外侧磁芯30的第2倾斜面34之间的方式来设置。磁流变弹性体40设置于内侧磁芯16和外侧磁芯30的一部分。

如图8所示，第1磁性部件44具有一端向第1液体腔52开口的第1连通通路56。如图9所示，第2磁性部件46具有一端向第2液体腔54开口的第2连通通路58。

图10是从轴向观察中间板43的图。如图10所示，中间板43具有第3连通通路60，当从轴向观察时该第3连通通路60形成为有端圆弧形或者C形。第3连通通路60沿轴向贯穿中间板43而形成。第3连通通路60的一端连接于第1连通通路56的另一端，第3连通通路60的另一端连接于第2连通通路58的另一端。

第1液体腔52、第2液体腔54、第1连通通路56、第2连通通路58及第3连通通路60填充有磁流变液62。当内侧部件12相对于外侧部件14位移时，第1液体腔52内的磁流变液62通过第1连通通路56、第2连通通路58及第3连通通路60向第2液体腔54移动。或者，当内侧部件12相对于外侧部件14位移时，第2液体腔54内的磁流变液62通过第1连通通路56、第2连通通路58及第3连通通路60向第1液体腔52移动。第1连通通路56、第2连通通路58及第3连通通路60成为节流部，成为在第1连通通路56、第2连通通路58及第3连通通路60中通过的磁流变液62的流路阻力。因此，在试图使内侧部件12和外侧部件14相对向径向位移的能量输入安装套筒10的情况下，该被输入的能量的一部分被通过节流部时的流路阻力消耗。据此，本实施方式的安装套筒10相对于被沿轴向输入的振动具有振动衰减功能。

磁流变液62是使铁粉等磁性粒子66混入油等流体64而成的流体。图11A和图11B是磁流变液62的示意图，图11A表示不施加磁场时的状态，图11B表示施加磁场时的状态。当不施加磁场时，磁性粒子66能够在流体64内自由移动。因此，磁性粒子66不妨碍流体64的流动。另一方面，当施加磁场时，流体64内的磁性粒子66在流体64内沿磁通量的方向排列。因此，排列后的磁性粒子66会妨碍流体64的流动。据此，施加磁场时磁流变液62的粘度明显比不施加磁场时磁流变液62的粘度提高。据此，通过控制在电磁线圈18内流动的电流的大小来改变磁流变液62的粘度，能使安装套筒10的振动衰减力可变。

图12是表示在对电磁线圈18通电时，在安装套筒10内产生的磁场的磁通线的图。图12是由图8中的单点划线包围的XII所示的部分的放大图。

在对电磁线圈18通电时，产生在内侧磁芯16与外侧磁芯30中环流的磁场的流动。由非磁性体构成的中间板43介于外侧磁芯30的第1磁性部件44与第2磁性部件46之间。中间板43的导磁率比磁流变液62的导磁率低，因此，磁通量通过第3连通通路60内。通过第3连通通路60内的磁通量的方向与磁流变液62在第3连通通路60内流动的方向正交。因此，在对电磁线圈18通电时和不通电时，能使第3连通通路60内的磁流变液62的表观粘性可变。

[作用效果]

本实施方式的安装套筒10具有第1液体腔52和第2液体腔54，所述第1液体腔52和所述第2液体腔54在内侧磁芯16的外周面与外侧磁芯30的内周面之间彼此在轴向上分离配置，并且液密地形成。并且，第1磁性部件44具有一端向第1液体腔52开口的第1连通通路56，第2磁性部件46具有一端向第2液体腔54开口的第2连通通路58，被第1磁性部件44和第2磁性部件46在轴向上夹持配置的由非磁性体构成的中间板43具有第3连通通路60。当从轴向观察中间板43时，该第3连通通路60形成为有端圆弧形，其一端与第1连通通路56的另一端连接，其另一端与第2连通通路58的另一端连接。在第1液体腔52、第2液体腔54、第1连通通路56、第2连通通路58及第3连通通路60中填充有磁流变液62。

据此，能够控制在电磁线圈18中流动的电流来改变磁流变弹性体40的弹性，并且能够改变磁流变液62的粘度。因此，安装套筒10能够通过改变刚性和振动衰减力双方来使防振特性可变。

〔根据实施方式能得到的技术思想〕

下面记载根据上述实施方式能掌握的技术思想。

一种主动型防振装置(10)，具有：内侧部件(12)，其具有沿轴向延伸形成的内侧磁芯(16)；外侧部件(14)，其具有沿与所述内侧部件相同的轴向延伸形成，且以包围所述内侧磁芯的径向外侧的方式来配置的外侧磁芯(30)；电磁线圈(18)，其设置于所述内侧磁芯和所述外侧磁芯中的一方，用于产生磁场；和磁流变弹性体(40)，其连接所述内侧磁芯的外周面与所述外侧磁芯的内周面之间，所述内侧磁芯在轴向两端部的外周面上具有相对于轴向倾斜形成的第1倾斜面(22)，所述外侧磁芯在与该内周面的所述第1倾斜面相向的位置，具有相对于轴向倾斜形成的第2倾斜面(34)，所述磁流变弹性体以连接所述第1倾斜面和所述第2倾斜面的方式来配置。

在上述主动型防振装置中，也可以为：具有不同于所述磁流变弹性体的弹性部件(38)，该弹性部件(38)连接所述内侧部件的外周面与所述外侧部件的内周面之间。

在上述主动型防振装置中，也可以为：所述磁流变弹性体内的磁性粒子(42)相对于所述内侧磁芯的轴向倾斜排列。

在上述主动型防振装置中，也可以为：当对所述电磁线圈通电时，所述磁流变弹性体内的磁性粒子沿在所述第1倾斜面与所述第2倾斜面之间流动的磁场的磁通线的方向排列。

在上述主动型防振装置中，也可以为：具有第1液体腔(52)和第2液体腔(54)，所述第1液体腔(52)和所述第2液体腔(54)在所述内侧磁芯的外周面与所述外侧磁芯的内周面之间彼此在轴向上分离配置，并且液密地形成，所述外侧磁芯具有第1磁性部件(44)和与所述第1磁性部件分体的第2磁性部件(46)，所述主动型防振装置具有非磁性部件(43)，该非磁性部件(43)被所述第1磁性部件和所述第2磁性部件在轴向上夹持配置，所述第1磁性部件具有一端向所述第1液体腔开口的第1连通通路(56)，所述第2磁性部件具有一端向所述第2液体腔开口的第2连通通路(58)，所述非磁性部件具有第3连通通路(60)，当从轴向观察所述非磁性部件时所述第3连通通路(60)形成为有端圆弧形，所述第3连通通路(60)的一端与所述第1连通通路的另一端连接，其另一端与所述第2连通通路的另一端连接，在所述第1液体腔、所述第2液体腔、所述第1连通通路、所述第2连通通路及所述第3连通通路中填充有磁流变液(62)。

Claims (5)

1.一种主动型防振装置(10)，具有：

内侧部件(12)，其具有沿轴向延伸形成的内侧磁芯(16)；

外侧部件(14)，其具有沿与所述内侧部件相同的轴向延伸形成，且以包围所述内侧磁芯的径向外侧的方式来配置的外侧磁芯(30)；

电磁线圈(18)，其设置于所述内侧磁芯和所述外侧磁芯中的一方，用于产生磁场；和

磁流变弹性体(40)，其连接所述内侧磁芯的外周面与所述外侧磁芯的内周面之间，

所述主动型防振装置(10)的特征在于，

所述内侧磁芯在轴向两端部的外周面上具有相对于轴向倾斜形成的第1倾斜面(22)，

所述外侧磁芯在该内周面的与所述第1倾斜面相向的位置，具有相对于轴向倾斜形成的第2倾斜面(34)，

所述磁流变弹性体以连接所述第1倾斜面和所述第2倾斜面的方式来配置。

2.根据权利要求1所述的主动型防振装置，其特征在于，

具有不同于连接所述内侧部件的外周面与所述外侧部件的内周面之间的所述磁流变弹性体的弹性部件(38)。

3.根据权利要求1或2所述的主动型防振装置，其特征在于，

所述磁流变弹性体内的磁性粒子(42)相对于所述内侧磁芯的轴向倾斜排列。

4.根据权利要求1或2所述的主动型防振装置，其特征在于，

当对所述电磁线圈通电时，所述磁流变弹性体内的磁性粒子沿在所述第1倾斜面与所述第2倾斜面之间流动的磁场的磁通线的方向排列。

5.根据权利要求1或2所述的主动型防振装置，其特征在于，

具有第1液体腔(52)和第2液体腔(54)，所述第1液体腔(52)和所述第2液体腔(54)在所述内侧磁芯的外周面与所述外侧磁芯的内周面之间彼此在轴向上分离配置，并且液密地形成，

所述外侧磁芯具有第1磁性部件(44)和与所述第1磁性部件分体的第2磁性部件(46)，

所述主动型防振装置具有非磁性部件(43)，该非磁性部件(43)被所述第1磁性部件和所述第2磁性部件在轴向上夹持配置，

所述第1磁性部件具有一端向所述第1液体腔开口的第1连通通路(56)，

所述第2磁性部件具有一端向所述第2液体腔开口的第2连通通路(58)，

所述非磁性部件具有第3连通通路(60)，当从轴向观察所述非磁性部件时所述第3连通通路(60)形成为有端圆弧形，所述第3连通通路(60)的一端与所述第1连通通路的另一端连接，所述第3连通通路(60)的另一端与所述第2连通通路的另一端连接，

在所述第1液体腔、所述第2液体腔、所述第1连通通路、所述第2连通通路及所述第3连通通路中填充有磁流变液(62)。

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