[发明专利]具有可选特征的可多重构造的磁弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及磁弹簧，更具体地涉及具有可选特征的可多重构造的磁弹簧。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。本发明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，根据本发明的实施例，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。

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发明所涉及的主题。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发明及其目标、特征和优点，附图中：

图1是示出根据本发明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示出了根据本发明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发明另一实施例的磁弹簧的定子和滑动件的轴向视图。

图5示出了根据本发明实施例的磁弹簧的力曲线的非限制性示例。

图6A是示出根据本发明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发明的全面理解。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发明。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发明晦涩难懂。

图1示出了根据本发明实施例的磁弹簧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。根据本发明的实施例，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。

在本发明的某些实施例中，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。