专利名称：磁性装置及其生产方法
技术领域：
本发明通常涉及一种包括磁性弹簧机构的磁性装置，更确切地涉及一种适于用作在减震装置例如汽车座位、火车座位或者轮船座位、发动机架或类似物中一个元件的磁性装置。
现有技术机器或装置为了保证其刚性经常是由低减震材料制成，但是一直以来都在使用各种减震材料、减震器以及控制技术，来减少这些机器或装置产生的震动和噪音。
随着日益提高的车辆速度，由于处于震动中而对人体和神经系统造成损害已经逐渐变成一个严重的问题。这种损害表明，许多例如疲劳、头痛、肩膀僵硬、腰痛和弱视等医学症状都是由具有匹配合适的弹簧(例如金属弹簧或空气弹簧)以及减震材料(例如橡胶、粘弹性材料)的减震装置，或者减震器所造成的。然而，减震装置的动力放大和损耗系数倾向于相互关联。更确切地，为提高减震装置的低频特性而减小动力放大，倾向于减小损耗系数，结构导致减震装置太硬，为提高减震装置的高频特性而增加损耗系数，倾向于增加动力放大，结构导致减震装置太软并且在低频方面减震效率低。在现有技术中已经作了很多努力，用来通过半活动控制或者活动控制，或者通过使用包含动力减震器的被动减震器，来抑制震动。
现在已经公开了一种包括磁性弹簧机构的减震装置，其所具有的弹簧常数(弹性常数)通过结合一种例如金属弹簧，橡胶材料等的减震元件而基本上是假零点，本发明人已经提出许多磁性弹簧机构和利用该磁性弹簧机构的减震装置。
一个磁性弹簧机构通过利用由输入震动导致静止磁铁和移动磁铁相对偏置而产生的磁场变化而产生出减震特性。在现有技术的磁性弹簧机构中，静止磁铁和移动磁铁利用粘合剂分别固定在支承该静止磁铁的静止支架和支承该移动磁铁的移动支架上。
相应地，不论情况如何，在磁性弹簧机构的生产过程中，不可避免地需要一个将磁铁分别粘合在支架上的粘合步骤。在这种利用粘合剂固定磁铁时，需要将磁铁和支架的组合放置至少一天，直到粘合剂硬化，由此对生产效率不利。此外，磁性弹簧机构的弹簧特性(弹簧常数)和减震力已经由所使用永磁铁的磁场力、大小、厚度和磁极数量所决定，除了该装置外不能利用其它任何装置来调整弹簧特性。特别是在本发明中，因为静止磁铁或移动磁铁并没有利用粘合剂固定，所以不容易将这些磁铁取出并用其它磁铁代替，来调整弹簧常数和减震力。
发明概述本发明已经克服了现有技术的上述缺点，其目的是提供一种能用作磁性弹簧机构的磁性装置，其中无需粘合过程并简化生产，由此提高了生产效率。
除了能提高生产效率，本发明的另一个目的是提供一种磁性装置，该磁性装置能通过调整除磁铁外的部件来调整弹簧常数和减震力，而无需更换磁铁本身。
本发明的另一个目的是提供一种生产磁性装置的方法，该方法无需粘合过程并简化生产，由此提高了生产效率。
为了获得上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种包括磁性弹簧机构的磁性装置，包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成。
在本发明的一个最佳实施例中，制成上述静止支架或移动支架的非磁性材料包括一种塑性材料。
在本发明的一个最佳实施例中，一个由磁性材料制成的厚度调整器层压在上述静止磁铁上，以便使其厚度基本等于上述静止支架的厚度。
在本发明的一个最佳实施例中，提供了由一种磁性材料制成并且层压在上述静止磁铁上的一个外部框架，该外部框架的至少一个部位用作一个磁轭。
在本发明的一个最佳实施例中，上述外部框架通过调整在其厚度、大小以及设置数目等要素中的至少一个要素来改变漏磁通量，这样就能调整上述静止磁铁对移动磁铁的磁场力。
在本发明的一个最佳实施例中，提供了由一种磁性材料制成并且层压在上述静止磁铁上的一个外部框架，该外部框架的至少一个部位用作一个磁轭。
在本发明的另一个最佳实施例中，上述外部框架通过调整在其厚度、大小以及设置数目等要素中的至少一个要素来改变漏磁通量，这样就能调整上述静止磁铁对移动磁铁的磁场力。
在本发明的一个最佳实施例中，在上述移动元件或静止元件中的至少一个元件设有一个滑动元件，该滑动元件在上述移动元件相对移动时滑动接触到其它上述移动元件或静止元件。
在本发明的一个最佳实施例中，上述滑动元件是由磁性材料制成。
在本发明的一个最佳实施例中，上述滑动元件是由非磁性材料制成。
在本发明的一个最佳实施例中，该磁性装置包括一个具有两个自由度的磁性弹簧机构，该磁性弹簧机构包括，一对相互一定距离对置的上述静止元件，和设置在该对静止元件之间相对移动的上述移动元件，其中，该移动元件可在两个方向上，即沿着上述对静止元件的对面方向和沿着与该方向基本垂直相交的方向相对移动。
在本发明的一个最佳实施例中，该磁性装置包括一个具有两个自由度的磁性弹簧机构，该磁性弹簧机构包括，三个或更多相互一定距离对置的上述静止元件和设置在上述相邻静止元件之间相对移动的上述移动元件，其中，该移动元件可在两个方向上，即沿着上述对静止元件的对面方向和沿着与该方向基本垂直相交的方向相对移动。
在本发明的一个最佳实施例中，磁性装置包括一种磁性弹簧机构，其包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成，并设有一个由一种磁性材料制成并且层压在上述静止磁铁上的一个外部框架，该外部框架的至少一个部位用作一个磁轭，通过调整所设置外部框架的厚度、大小以及设置数目等要素中的至少一个要素来改变漏磁通量，这样就能调整上述静止磁铁对移动磁铁的磁场力，由此能够任意地调整该磁性弹簧机构的弹簧常数。
在本发明的一个最佳实施例中，磁性装置包括一种磁性弹簧机构，其包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体安装的磁性材料所制成，在上述移动元件或静止元件中的至少一个元件设有一个滑动元件，该滑动元件在上述移动元件相对移动时滑动接触到其它上述移动元件或静止元件，通过选择和设置由非磁性材料制成或是由磁性材料制成的滑动元件，能调整减震力。
在本发明的一个最佳实施例中，磁性装置包括一种磁性弹簧机构，其包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成，若干上述静止元件相互一定距离对置，上述移动元件设置在上述相邻静止元件之间并可沿着相邻静止元件的对面方向相对移动，通过调整所放置的静止元件和移动元件的数目，能任意调整该磁性装置的弹簧特性。
根据本发明的另一个方面，提供了一种生产磁性装置的方法，该磁性装置包括一个磁性弹簧机构，其包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，该方法包括如下步骤利用非磁性材料模制上述静止支架或移动支架，同时通过镶嵌成型法结合安装一种磁性材料；随后磁化在其内整体安装的磁性材料，以便形成上述静止磁铁或移动磁铁。
根据本发明的上述方面，上述形成静止支架或移动支架的非磁性材料包括一种塑性材料。
根据本发明的另一个方面，提供了一种生产磁性装置的方法，该磁性装置包括一个磁性弹簧机构，该磁性弹簧机构包括相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，该方法包括如下步骤在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架的过程中，在硬化之前，将一种磁性材料压进一个模具中，以便利用硬化同时产生产生的热收缩而允许磁性材料紧密地固定；随后磁化整体安装进模具中的磁性材料，以便形成上述静止磁铁或移动磁铁。
根据本发明的上述方面，上述形成静止支架或移动支架的非磁性材料包括一种塑性材料。
附图简要说明
图1示出根据本发明一个实施例的磁性装置的分解透视图；图2示出根据上述实施例的磁性装置的载荷—偏置特性曲线图；图3示出根据本发明另一个实施例的磁性装置的分解透视图；图4示出根据本发明另一个实施例的磁性装置的外部透视图；图5示出根据本发明另外一个实施例的磁性装置的分解透视图。
最佳实施例的详细描述以下将结合附图详细描述本发明的最佳实施例。图1是根据本发明一最佳实施例的磁性装置10的分解视图，如图1所示，该磁性装置10包括一个静止元件20和一个移动元件30。
在该实施例中，静止元件20分成两个元件成对使用，这两个元件间隔开一预定距离而放置。每个静止元件20包括两个静止支架21和22，静止磁铁23和24整体固定在每个静止支架21和22上。
两个静止支架21和22在图1中都成形为接近字母U形的形状，并垂直放置，其开口端一侧具有相互面对的凹面21a和22a，并用销栓元件40相连在一起。静止磁铁23和24分别在凹面21a和22a内放置，这样不同的磁极能排列布置在静止支架21和22的厚度方向上。此时，布置在上侧的静止磁铁23和布置在下侧的静止磁铁24几乎没有间隙地放置在一起。这两个在垂直方向上邻近布置的静止磁铁的放置位置，是由在上部静止磁铁和下部静止磁铁之间产生的为两极磁铁所特有的漏磁通而紧密地加以固定的。
本发明的特征在于静止磁铁23和24固定在凹面21a和22a内，无需使用粘合剂，作为将磁铁放置在该凹面内的装置。静止支架21和22由非磁性的塑性材料制成。因此，最好是采用以下的装置将静止磁铁23和24固定在凹面21a和22a内，而无需使用粘合剂。
从上述装置可知，首先将具有所需大小和形状的磁性材料插入一个模具中以便模制出静止支架21和22，并且利用镶嵌成型法整体成型，即将磁性材料固定在静止支架21和22内，随后磁性材料例如在静止支架21和22的厚度方向内被磁化，以便形成静止磁铁23和24。
可供替代的是，也可以在利用具有可能形成凹面21a和22a的形状的模具来模制静止支架21和22的过程中，具有所需大小和形状的磁性材料被压进一个部分，在该部分内凹面21a和22a在冷却和硬化之前以预定的定时被成型，随后该塑性材料被硬化。这样压进的磁性材料由于塑性材料在硬化过程所带来的热收缩而紧密地固定在凹面21a和22a上。随后，静止磁铁23和24通过如上所述例如在静止支架的高度方向上磁化上述磁性材料而形成静止磁铁23和24。顺便提及，尽管在上述实例中使用塑性材料作为非磁性材料，但也能使用例如铝等非磁性金属。在这种情况下，磁性材料在铸造过程中能整体结合，这样就可以不使用粘合剂。另外，在利用材料热收缩而暂时固定后，能利用塑性变形来填缝，从而进一步提高将磁铁固定在支承部分的作用力，这样磁性材料能紧密地结合，而无需使用粘合剂。
在图1所示的实施例中，由例如铁等的磁性材料所制成的厚度调整板23a和24a被层压成静止磁铁23和24，同样也在不使用粘合剂的情况下被整体固定在静止支架21和22上，这一点与静止磁铁23和24相同。也就是，在上述静止支架21和22的每个造型装置中，当装载制成静止磁铁23和24的磁性材料时，同样安装厚度调整板23a和24a，并且同时在磁性材料上层压，这样它们能整体结合。厚度调整板23a和24a用来使得静止磁铁23和24的厚度，包括在磁性材料上层压的厚度调整板23a和24a的厚度，能基本等于静止支架21和22的厚度，同时即使在使用薄的静止磁铁23和24时也能在不替换模制静止支架21和22的模具的情况下，使其表面水平基本等于静止支架21和22的正面和后面的表面水平。此外，因为厚度调整板23a和24a是由磁性材料制成，所以它们用作一个形成磁路的磁轭。勿庸置疑，当静止磁铁23和24的厚度自身几乎等于静止支架21和22的厚度时，不需要设置厚度调整板23a和24a。
如上所述，静止磁铁23和24在厚度方向内被分别磁化，并且在被放置的同时，以如图1所示使两个不同磁极垂直地相互邻接的方式被静止支架21和22固定。另外，一对静止元件20和20以如下方式对置也就是使上部静止磁铁23和23以及下部静止磁铁24和24相互具有相同磁极地面对面放置的方式。静止磁铁23、24的磁化方向和磁极数量并不限于此，它同样可以被一个移动磁铁32的磁化方向和磁极数量所任意决定，有关该移动磁铁这一点将在如下描述。无论如何，在本实施例中必须满足是否移动磁铁32能在如下两个方向内进行移动，即沿着静止磁铁23和24的相对方向以及沿着基本垂直的横向，也就是在形成沿着图1中垂直方向和水平方向而作用的磁场的方向。结果，吸引力或排斥力的效果会根据在静止磁铁23、24和移动磁铁32之间沿着垂直或水平方向的相对位置而变化。这样，由这些磁铁所组成的磁性弹簧机构的动力学弹簧常数也会变化。
一个由板形磁性材料例如铁板所制成的外部框架25，放置在厚度调整板23a和24a(在不放置厚度调整板23a和24a的情况下是静止磁铁23和24)以及静止支架21和22的外面。该外部框架25利用螺钉或类似物固定在静止支架21和22，层压在厚度调整板23a和24a(在不放置厚度调整板23a和24a的情况下是静止磁铁23和24)上的部位用作一个磁轭部位25a，以便减小从静止磁铁23和24向外漏出的漏磁通量。在图1所示的实施例中，磁轭部位25a比外部框架25的其他部位厚。该漏磁通量能通过增加磁轭部位25a的厚度而进一步减小。相应地，该漏磁通量能通过安装具有不同厚度磁轭部位25a的外部框架25而任意改变，静止磁铁23和24影响到移动磁铁32的磁场力能被调整，这样就很容易地制成一个具有不同弹簧特性(弹簧常数)的磁性装置。顺便提及，除外部框架25的主体部位外，磁轭部位25a也能预先利用一个板元件而制备，并能通过施加磁场力或者利用一种将其粘附在主体部位上的装置而进行设置(见图5)。
通过将销栓元件40贯通插入下部板50和上部板51的四个角内而使相同磁极在该下部板50和上部板51之间相互对置，在这种情况下，所述对静止元件20和20紧密地设置在一预定距离处。移动元件30放置在静止元件20和20之间。在该实例中，上述静止元件20和20之间的距离是通过以下方式所决定的，即，一个在移动元件30内形成的滑动元件支承凹面31b可旋转地支承一个滑动元件35，该滑动元件35需要能与静止元件20滑动接触，并且在静止磁铁23、24和移动磁铁32之间的距离应尽可能小。由此，就能有效地利用静止磁铁23、24和移动磁铁32的磁场力，在它们之间的静磁能的转换效率能得到提高。
移动元件30包括一个移动支架31和移动磁铁32，并直接或间接地连接在一个能由于振动、冲击等而偏置其位置的载荷质量元件(loadmass element)或类似物上。移动支架31由例如塑性材料的非磁性材料或例如铝的非磁性金属制成。该移动支架31的形状可供选择，在最佳实施例中，移动支架31包括一个长尺寸元件，在图1中其长度总体上在水平方向上，该元件包括一个磁铁支承孔31a，该磁铁支承孔具有基本方形的开口以便在其中心部位支承住移动磁铁32，用来支承上述载荷质量元件(load mass element)或类似物的螺栓元件33和34直接或间接地整体安装在该长尺寸元件的两端。另外，移动支架31的长度在如下的范围内，即螺栓元件33和34能从静止元件20和20沿水平方形延伸。勿庸置疑，移动元件30在图1中的结构仅仅是一个例子并且螺栓元件33和34能仅设置在移动支架31的任一边。在这种情况下，就可能形成这样一个结构，即仅仅是具有螺栓元件的端部在静止元件20和20之间从前部或后部伸出。同样可能的是，将其它螺栓元件从形成在下部板50和上部板51内的至少任一个开口伸出，以便与螺栓元件33和34一起或者相对独立地来支承上述载荷质量元件(load mass element)或类似物。
移动磁铁32在图1中被垂直地磁化，这样北极就定位在上面，而南极定位在下面。所示的这种结构是最佳实施例中的一种，用来获得在本实施例中静止磁铁23和24的磁极设置所需的弹簧常数，该实施例形成了两极磁铁，其中上面一极和下面一极放置在一起，磁化方向和磁极数量并不限于以上所述的情况。
装载在磁铁孔31a内的移动磁铁32和移动支架31的厚度可供选择，能根据移动磁铁32和静止磁铁23、24的每个磁场的强度等而任意确定。无论如何，如上所述，该厚度被确定在如下的范围内，即在每个静止磁铁23、24和在成对对置的静止元件20和20之间的移动磁铁32之间存在一微小间隙。
为了能使移动元件30在成对静止元件20和20之间沿着对面的方向垂直和水平地移动，并且同时保持住上述的微小间隙，滑动元件支承凹面31b成型在移动支架31的磁铁支承孔31a的周围，该滑动元件35由滑动元件支承凹面31b所支承。在本实施例中，该滑动元件35成型为圆形，并可旋转地支承在滑动元件支承凹面31b内，这样滑动元件的每个表面都能在旋转的同时与静止支架21和22的相应对面滑动接触。通过应用滑动元件35，能使摩擦阻力相比其它一些例子中的摩擦阻力要小，这些例子例如有通过使移动支架31自身的厚度大于移动磁铁32的厚度，这样移动支架31直接与静止支架21和22形成可滑动的面接触。顺便提及，滑动元件35只要能相比在移动支架31直接接触静止支架21和22的情况而使上述滑动摩擦得到减小则都可以采用，因此并不限于圆形的形状，也可以是板形。
当滑动元件35由非磁性材料形成时，它仅仅显示出一种使其摩擦阻力小于在允许移动支架31直接与静止支架21和22形成接触时的阻力的功能。然而，当该滑动元件由磁性材料形成时，阻力会由于移动磁铁32或静止磁铁23、24的磁场作用而增加，这样会增加阻尼比。特别是在使用由一种磁性材料所制成的滑动元件35时，由移动磁铁32或静止磁铁23、24的磁场所产生的磁通能根据对形状的选择(例如是否是圆形或板形)而进行控制(过电流或磁通的结合)，换句话讲，它能利用透镜效应改变在间隙之间的磁场，如果是圆形时，它能汇集磁通，而如果是板形时，它能发散磁通，由此就能轻易地改变滑动元件35的摩擦。结果，根据所控制载荷质量元件(load masselement)或类似物的重量，所要阻尼的振动和冲击的大小，滑动元件能从由非磁性材料制成和由磁性材料制成中加以选择，当由非磁性材料制成时，该滑动元件能进一步根据其形状、尺寸等而被构造成具有各种摩擦特性(减震力)。
在此，由塑性材料或类似的非磁性材料所制成的移动支架31和移动磁铁32在不使用粘合剂的情况下整体结合。其中一种成型方法类似于，静止支架21和22以及静止磁铁23和24的整体成型方法，在该方法中，一种磁性材料能通过镶嵌成型而整体成型，或者一种磁性材料能通过应用在模制移动支架31时冷却和硬化所产生的热收缩而整体成型。在成型磁性材料后，与上述相似，进行磁化处理以便形成移动磁铁32。此外，在本实施例中，在移动磁铁32整体模制的同时整体模制螺栓元件33和34，这样放置在移动支架31两端的螺栓元件33和34的基部(未示出)埋入移动支架31的两端。这样就简化了制造过程，从而能提高生产效率。顺便提及，在本实施例中，尽管通过在上述模制过程中利用一种将移动磁铁与移动支架或者是将静止磁铁与静止支架的至少一个相结合的方法而进行制造，从而两个静止磁铁23、24和移动磁铁32都分别固定在静止支架21、22和移动支架31上，而无需粘合过程，但是，相比利用粘合剂固定两个磁铁的现有技术而言，提高了生产效率。
根据本实施例，移动元件30可移动地沿相对面方向并且垂直且水平地放置在静止元件20和20之间。换句话而言，尽管它具有二自由度系统，即可在沿着静止磁铁23和24的相对面的方向中的两个相互垂直的方向内移动，但是静止磁铁23、24对移动磁铁32的吸引力或排斥力效果都能利用相当简单的结构甚至在任何方向内相对偏置的情况下进行变化，由这两个磁铁所组成的磁性弹簧的动力学弹簧常数也能变化。
图2示出当移动元件在静止元件20和20之间沿着对面方向垂直偏置时的载荷—偏置特性曲线。顺便提及，非磁性材料用作滑动元件35，这样做是为了能在利用滑动元件35将各个静止磁铁23、24和移动磁铁32的每个对面之间的距离保持在1mm的同时实现滑动接触。在图2中，载荷的正值表示移动磁铁32通过静止磁铁23和24接受到向上的作用力，负值表示移动磁铁32通过静止磁铁23和24接受到向下的作用力。偏置量为0mm的位置是指移动磁铁32大约面对上部的静止磁铁23和下部的静止磁铁24之间的边界，高于上述位置的位置显示为正值，低于上述位置的位置显示为负值。
如图2所示，应当理解到能获得整体为非线性的弹簧常数，其中通过在静止元件20和20之间垂直偏置移动元件30，来改变由一个曲线斜率和正负号所表示的弹簧常数的大小。相应地，例如利用一个出现在-10mm到+10mm的偏置量范围内的部分为线性的负弹簧常数，将一个具有上述斜率的正线性弹簧常数的金属弹簧(未示出)连接在移动元件30上，由此提供了一个如下的减震装置，即其所具有弹簧常数通过由两个都在上述范围的偏置量内进行叠加因而基本为零。
图3和图4示出根据本发明另一实施例的一个磁性装置10。顺便提及，在上述实施例中的相同元件将利用相同的数字和符号表示。本实施例的特征在于采用所具有磁力要弱于上述实施例的静止磁铁23’和24’来减轻重量，该静止磁铁23’和24’要比上述实施例的静止磁铁更薄更小，但是在此也可使用与上述实施例相同的制造方法。相应地，在静止支架21和22内所形成的凹面21a和22a设置成比上述实施例更薄更小，以便对应于静止磁铁23’和24’。
一个外部框架25’具有均匀的厚度，但是因为在静止支架21和22内所形成的凹面21a和22a很薄，并且中心周围的部位在静止支架21和22宽度方向上是凹进的形状，为了适合这种形状，在外部框架25宽度方向上的中心周围的部位在该方向上突出并弯曲，以便与静止磁铁23’和24’接触。与上述实施例中的外部框架25不同，本实施例中的外部框架25’没有厚度大于其它部位的磁轭25a，但是甚至在外部框架25’均匀一致的情况下，它也能减小向外部漏出的漏磁通，这是因为静止磁铁23’和24’的磁场力减小，由此使它的重量变轻。
在本实施例中，由不锈钢制成的薄板元件60固定在其它部件的表面，这些表面是静止支架21、22的内表面，移动元件30的滑动元件35通过粘附或安置在其上可滑动。结果，就能消除在垂直地相互邻接的静止支架21和22之间的一个边界(高度差)，摩擦阻力相比在滑动元件35直接接触塑性材料的静止支架21和22时的情况也能得到降低。勿庸置疑，在上述实施例中为了减小上述摩擦阻力，可以采用固定不锈钢制薄板元件60的结构。
可供替代的是，在图5所示的另一实施例中，有可能设置一个如下所述的结构，即在位于两侧的静止元件20和20之间进一步设置具有基本类似结构的静止元件(中心静止元件)20’，其设置方式使中心静止元件20’的每个面都面向相应的静止元件20和20，在位于一侧的静止元件和上述中心静止元件20’之间以及在位于另一侧的静止元件和上述中心静止元件20’之间分别设置移动元件30’。应当知道中心静止元件20’在其两侧通过粘附或安置而设有不锈钢制薄板元件60，以便减小移动元件30的各个滑动元件35与中心静止元件20’之间所产生的摩擦。通过形成如上的结构，由相应移动和静止磁铁构成的磁性弹簧机构的弹簧常数作为其特性不同于仅设置有一个移动元件30的上述各个实施例的弹簧常数。勿庸置疑，同样可能使所设置的结构增加更多数目的静止元件和移动元件。
尽管在上述每个实施例中所描述的磁性装置10包括一个具有二自由度的磁性弹簧机构，但是应当知道，本发明并不限于此；对于具有一个或者三个甚至更多自由度的磁性弹簧机构而言，当静止磁铁和/或移动磁铁整体安装进相应支架中时，同样能应用该种装置。另外，尽管上述描述是通过调整外部框架25和25’的厚度来改变漏磁通量的，但是除了通过改变外部框架25和25’自身的厚度外，同样可能通过改变外部框架25和25’所设置的片数(层压片的数目)和大小(面积)来调整漏磁通量。
在包括本发明磁性弹簧机构的磁性装置中，静止支架和移动支架是由非磁性材料例如塑性材料和类似物制成的，并且在利用非磁性材料例如塑性材料和类似物模制静止支架和移动支架的同时，通过整体结合成型的磁性材料制成静止磁铁和移动磁铁中的至少一个磁铁。根据本发明的制造方法的特征在于，它具有一个在利用非磁性材料例如塑性材料和类似物模制静止支架和移动支架的同时，整体结合磁性材料的步骤。相应地，就无需如现有技术所述利用粘合剂紧密地相互固定静止磁铁和移动磁铁，这样就简化了制造过程，从而能提高生产效率。
另外，通过相互对置一对静止元件，以及通过在该对静止元件之间放置可沿两个方向，即沿着该对静止元件的对面方向和沿着与该方向基本垂直相交的方向相对移动的移动元件，可以提供一种结构简单并且具有两个自由度的磁性弹簧机构。除此之外，通过调整层压在静止磁铁上的外部框架在厚度、大小以及所设置层的数目等要素中的至少一个要素，能改变漏磁通量，这样就能容易地调整静止磁铁对移动磁铁的作用力，由此提供了一种能任意调整弹簧常数的磁性装置。另外，通过对设置在移动元件或静止元件中的至少一个元件上的一个滑动元件从是由非磁性材料制成或是由磁性材料制成之间进行以选择，从而提供一种能很容易地调整减震力的磁性装置。另外，通过调整静止元件和移动元件的设置数目，从而提供一种能任意调整弹簧特性的磁性装置。
以上已经结合附图对本发明的最佳实施例进行了一定程度的详细描述，但是根据以上描述还可能进行明显的变型和改进。因此本发明的范围是由以下的权利要求所限定的。
权利要求
1.一种包括磁性弹簧机构的磁性装置，包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成。
2.如权利要求1所述的磁性装置，其特征在于，制成上述静止支架或移动支架的非磁性材料包括一种塑性材料。
3.如权利要求1所述的磁性装置，其特征在于，一个由磁性材料制成的厚度调整器层压在上述静止磁铁上，以便使其厚度基本等于上述静止支架的厚度。
4.如权利要求1所述的磁性装置，其特征在于，设有由一种磁性材料制成并且层压在上述静止磁铁上的一个外部框架，该外部框架的至少一个部位用作一个磁轭。
5.如权利要求4所述的磁性装置，其特征在于，上述外部框架通过调整在其厚度、大小以及设置数目等要素中的至少一个要素来改变漏磁通量，这样就能调整上述静止磁铁对移动磁铁的磁场力。
6.如权利要求3所述的磁性装置，其特征在于，设有由一种磁性材料制成并且层压在上述静止磁铁上的一个外部框架，该外部框架的至少一个部位用作一个磁轭。
7.如权利要求6所述的磁性装置，其特征在于，上述外部框架通过调整在其厚度、大小以及设置数目等要素中的至少一个要素来改变漏磁通量，这样就能调整上述静止磁铁对移动磁铁的磁场力。
8.如权利要求1所述的磁性装置，其特征在于，在上述移动元件或静止元件中的至少一个元件设有一个滑动元件，该滑动元件在上述移动元件相对移动时滑动接触到其它上述移动元件或静止元件。
9.如权利要求8所述的磁性装置，其特征在于，上述滑动元件是由磁性材料制成。
10.如权利要求8所述的磁性装置，其特征在于，上述滑动元件是由非磁性材料制成。
11.如权利要求1所述的磁性装置，其特征在于，该磁性装置包括一个具有两个自由度的磁性弹簧机构，该磁性弹簧机构包括，一对相互一定距离对置的上述静止元件，和设置在该对静止元件之间相对移动的上述移动元件，其中，该移动元件可在两个方向上，即沿着上述对静止元件的对面方向和沿着与该方向基本垂直相交的方向相对移动。
12.如权利要求1所述的磁性装置，其特征在于，该磁性装置包括一个具有两个自由度的磁性弹簧机构，该磁性弹簧机构包括，三个或更多相互一定距离对置的上述静止元件和设置在上述相邻静止元件之间相对移动的上述移动元件，其中，该移动元件可在两个方向上，即沿着上述对静止元件的对面方向和沿着与该方向基本垂直相交的方向相对移动。
13.一种包括磁性弹簧机构的磁性装置，包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成，并设有一个由一种磁性材料制成并且层压在上述静止磁铁上的一个外部框架，该外部框架的至少一个部位用作一个磁轭，通过调整所设置外部框架的厚度、大小以及设置数目等要素中的至少一个要素来改变漏磁通量，这样就能调整上述静止磁铁对移动磁铁的磁场力，由此能够任意地调整该磁性弹簧机构的弹簧特性。
14.一种包括磁性弹簧机构的磁性装置，包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成，在上述移动元件或静止元件中的至少一个元件设有一个滑动元件，该滑动元件在上述移动元件相对移动时滑动接触到其它上述移动元件或静止元件，通过选择和设置由非磁性材料制成或是由磁性材料制成的滑动元件，能调整减震力。
15.一种包括磁性弹簧机构的磁性装置，包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，其中，上述静止支架和移动支架由非磁性材料制成，上述静止磁铁或移动磁铁中有至少一个是由在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架时整体结合的磁性材料所制成，若干上述静止元件相互一定距离对置，上述移动元件设置在上述相邻静止元件之间并可沿着相邻静止元件的对面方向相对移动，通过调整所放置的静止元件和移动元件的数目，能任意调整该磁性装置的弹簧特性。
16.一种生产如下一个包括磁性弹簧机构的磁性装置的方法，即该磁性装置包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，该方法包括如下步骤利用非磁性材料模制上述静止支架或移动支架，同时通过镶嵌成型结合一种磁性材料；随后磁化在其内整体成型的磁性材料，以便形成上述静止磁铁或移动磁铁。
17.一种如权利要求16所述的生产磁性装置的方法，其特征在于，上述形成静止支架或移动支架的非磁性材料包括一种塑性材料。
18.一种生产如下一个包括磁性弹簧机构的磁性装置的方法，即该磁性装置包括一个相对一静止元件处于移动状态下的移动元件；一个由静止支架所支承的静止磁铁；以及一个由移动支架所支承的移动磁铁，该方法包括如下步骤在模制上述非磁性材料的静止支架或移动支架的过程中，在硬化之前，将一种磁性材料压进一个模具中，以便利用硬化同时产生的热收缩而允许磁性材料紧密地固定；随后磁化整体结合进模具中的磁性材料，以便形成上述静止磁铁或移动磁铁。
19.一种如权利要求18所述的生产磁性装置的方法，其特征在于，上述形成静止支架或移动支架的非磁性材料包括一种塑性材料。
全文摘要
本发明的目的是通过消除粘合过程来简化生产过程,从而提高生产效率。该生产方法包括如下步骤:利用非磁性材料例如塑性材料或类似物模制静止元件的静止支架21和22以及移动元件的移动支架31的同时,整体结合成型一种磁性材料。因此,能仅仅通过磁化处理磁性材料来提供一种静止磁铁23和24或者移动磁铁32整体结合进静止支架21和22或者移动支架31内的磁性装置,而无需粘合过程。
文档编号F16F6/00GK1350939SQ0113758
公开日2002年5月29日 申请日期2001年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者藤田悦则, 榎芳美, 大下裕树 申请人:株式会社三角工具加工