具有可选特征的可多重构造的磁弹簧制造技术

本发明专利技术涉及一种具有可选特征的可多重构造的磁弹簧，其针对定子和滑动件二者采用空间调制磁场模式的磁区域，从而允许在运动范围上定制力曲线。还公开了一种磁弹簧，其滑动件能够在轴线上相对于定子旋转，以致改变滑动件和定子的空间调制磁场模式的对齐，从而导致通过旋转滑动件选择的弹簧的可变力曲线。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种具有可选特征的可多重构造的磁弹簧，其针对定子和滑动件二者采用空间调制磁场模式的磁区域，从而允许在运动范围上定制力曲线。还公开了一种磁弹簧，其滑动件能够在轴线上相对于定子旋转，以致改变滑动件和定子的空间调制磁场模式的对齐，从而导致通过旋转滑动件选择的弹簧的可变力曲线。【专利说明】具有可选特征的可多重构造的磁弹簧
本专利技术涉及磁弹簧，更具体地涉及具有可选特征的可多重构造的磁弹簧。
技术介绍
磁弹簧提供类似于流体弹簧的紧凑性和高能量密度的优点，但是没有泄漏和温度依赖性的缺点。此外，磁弹簧提供在操作范围上的恒定力的可能性，这与机械弹簧不同，机械弹簧的特征在于根据位移线性变化的力。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于空间调制磁场模式并且在操作范围上具有定制力曲线的磁弹簧。本专利技术的附加实施例提供具有多种力曲线的磁弹簧，使得根据弹簧滑动轴相对于定子的方位角位置来选择有效力曲线。因此，根据本专利技术的实施例，提供一种磁弹簧，其包括:(a)具有第一空间调制磁场模式的磁区域的定子；以及(b)具有第二空间调制磁场模式的磁区域的滑动件；其中定子和滑动件被机械约束成具有空间关系以使得:(i)滑动件和定子机械自由地经历在预定轴向范围上沿预定轴线相对彼此的轴向运动，从而导致滑动件和定子相对彼此的轴向位移；(ii)第一空间调制磁场模式和第二空间调制磁场模式磁性地相互作用以便具有依据所述空间关系和轴向位移而定的磁相互作用，使得由该磁相互作用导致的轴向力存在于定子和滑动件之间；以及(iii)定子和滑动件之间的轴向力根据滑动件和定子在预定轴向范围内沿预定轴线相对彼此的轴向位移而定。【专利附图】【附图说明】在说明书的结论部分具体指出并且明确声明了本专利技术所涉及的主题。当结合附图阅读时参考下述具体描述可以在配置和操作方法方面最佳地理解本专利技术及其目标、特征和优点，附图中: 图1是示出根据本专利技术实施例的磁弹簧的部件的分解立体图。图2示出了单独地图释图1的磁弹簧的定子和滑动件的轴向视图。图3示出了根据本专利技术的磁弹簧定子内的区域性磁取向的空间调制磁场模式的非限制性示例。图4示出了单独地图释根据本专利技术另一实施例的磁弹簧的定子和滑动件的轴向视图。图5示出了根据本专利技术实施例的磁弹簧的力曲线的非限制性示例。图6A是示出根据本专利技术另一实施例的磁弹簧的轴向视图，其中滑动件处于第一方位角取向。图6B是示出图6A的磁弹簧的轴向视图，其中滑动件处于第二方位角取向。图7示出了处于所述两个方位角取向的图6A和图6B的磁弹簧的两个相应力曲线的非限制性示例。应该意识到，为了图释的简单和清楚，附图中示出的元件不必要成比例绘制。例如，为了清晰，一些元件的尺寸相对于另一些元件可以被夸张。此外，在适当情况下，附图中可以重复使用附图标记来表示对应或类似的元件。【具体实施方式】在下述具体描述中，提出了大量特定细节以便提供对本专利技术的全面理解。不过，本领域技术人员将理解的是，可以在没有这些特定细节的情况下实现本专利技术。在其他情况下，没有具体描述公知的方法、过程和部件以便不使本专利技术晦涩难懂。图1示出了根据本专利技术实施例的磁弹簧100的部件和构成。定子101具有保护性外部壳体103和围绕凹口 109的薄的低摩擦内部轴承105，滑动件111装配在该凹口 109的内部并且沿纵轴线117沿方向115滑进和滑出该凹口 109。在壳体103和轴承105之间是磁性材料，该磁性材料具有空间调制磁场模式(magnetic field pattern)的磁区域,例如在代表区域107A、107B、107C、107D和107E中。空间调制磁场模式的磁体和磁区域是本领域已知的，并且产生预定空间调制磁场模式的磁区域的技术也是本领域已知的。根据本专利技术的实施例，这样的技术可以用于在如这里所述的磁弹簧的部件内产生空间调制磁场模式的磁区域。在本专利技术的某些实施例中，定子101和滑动件111的特征在于轴向和方位角上均被空间调制的模式。滑动件111包含磁性材料，其也具有空间调制磁场模式的磁区域，例如代表性区域113A、113B、113C、113D和113E。图2示出了定子101和滑动件111的放大轴向视图。定子101中的空间调制磁场模式的磁区域与滑动件111内的空间调制磁场模式的磁区域之间的磁相互作用导致定子101和滑动件111之间的轴向力，该轴向力根据滑动件111相对于101的轴向位移而定。图3示出了根据本专利技术实施例的代表性区域107A、107B、107C、107D和107E内的空间调制磁场模式的磁区域的非限制性示例。图3所示的代表性区域内的箭头代表了所述区域的相应磁矩矢量，箭头的指向根据普遍惯例从相应南极指向相应北极。术语“空间调制磁场模式”指的是磁区域内的磁取向的特定模式是依据预定设置而定的。在本专利技术一些实施例中，滑动件111可以机械自由地沿方向119(图1)在定子101的内部旋转以便改变方位角取向。在另一些实施例中，滑动件111可以被约束于方位角取向值的特定范围或集合。在具体实施例中，可以通过磁区域的特定空间调制磁场模式来磁性地施加约束；在另一些具体实施例中，例如可以通过键槽或通过定子和滑动件的几何构造来机械地施加约束。例如，代替使用如图1和图2所示的滑动件及其凹口的圆筒形对称的几何构造，能够使用没有连续旋转对称性的棱形几何构造。图4示出了棱形定子401的非限制性示例的轴向视图，其具有方形横截面并且具有用于对应滑动件411的外部壳体403和内部轴承405。在该示例中，定子401包含空间调制磁场模式的磁区域，例如代表性区域407A、407B和407C ;并且滑动件411也包含空间调制磁场模式的磁区域，例如代表性区域413A、413B和413C。在本专利技术的又一些实施例中，滑动件和定子凹口的几何构造能够使得根本不存在旋转对称性，在这种情况下，滑动件-定子的方位角对齐(azimuthal angularalignment)是固定的，只要滑动件保持被插入在定子中即可。不过，如果可从定子移除滑动件，则能够通过移除、再定向和再插入来改变方位角对齐。图5示出了根据本专利技术实施例的磁弹簧的力曲线505的非限制性示例。定子101和滑动件111机械自由地经历沿方向507或沿方向509在预定范围上沿轴线117 (图1)相对彼此的轴向运动。滑动件111和定子101具有空间关系，其在滑动件111内的空间调制磁场模式的磁区域和定子101内的空间调制磁场模式的磁区域之间具有磁相互作用。该磁相互作用导致轴向力曲线505，其根据滑动件111相对于定子101的轴向位移而定。根据力轴线501相对于轴向位移轴线503的关系绘制轴向力505。力曲线505的精确形式取决于磁区域的空间调制磁场模式的具体特性。在这种非限制性示例中，一部分515在位移范围的一部分上呈现相对恒定的力，并且另一部分517在位移范围的另一部分上呈现不同的相对恒定的力。本专利技术的实施例通过在滑动件和/或定子内设置不同的空间调制磁场模式的磁区域而提供了不同力曲线。图6A是图释根据本专利技术另一实施例的磁弹簧的轴向视图，其在相同磁弹簧内提供不同的力曲线，这是通过将滑动件相对于定子的角位置旋转到不同预定角位置来选择的。定子601在一个角位置具有索引标记609，并且在另一角位置具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁弹簧，所述磁弹簧包括：定子，所述定子具有第一空间调制磁场模式的磁区域；以及滑动件，所述滑动件具有第二空间调制磁场模式的磁区域；其中所述定子和所述滑动件被机械约束成具有空间关系以使得：?????所述滑动件和所述定子机械自由地经历在预定轴向范围上沿预定轴线相对彼此的轴向运动，从而导致所述滑动件和所述定子相对彼此的轴向位移；?????所述第一空间调制磁场模式和所述第二空间调制磁场模式磁性地相互作用以便具有依据所述空间关系和所述轴向位移而定的磁相互作用，使得由所述磁相互作用导致的轴向力存在于所述定子和所述滑动件之间；以及?????所述定子和所述滑动件之间的所述轴向力根据所述滑动件和所述定子在所述预定轴向范围内沿所述预定轴线相对彼此的所述轴向位移而定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ND曼凯姆，PE克拉杰夫斯基，RJ马蒂厄，AH小巴特林，PW亚历山大，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：