JP2001280417A - Electromagnetic suspension device - Google Patents

Electromagnetic suspension device

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JP2001280417A
JP2001280417A JP2000098729A JP2000098729A JP2001280417A JP 2001280417 A JP2001280417 A JP 2001280417A JP 2000098729 A JP2000098729 A JP 2000098729A JP 2000098729 A JP2000098729 A JP 2000098729A JP 2001280417 A JP2001280417 A JP 2001280417A
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JP
Japan
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coil
suspension device
movable bobbin
yoke
damping force
Prior art date
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Application number
JP2000098729A
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Japanese (ja)
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Yusuke Akami
裕介 赤見
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Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten a flexural rigidity not to increase its outside diameter in an electromagnetic suspension device. SOLUTION: A cylindrical movable bobbin 15, a working rod, is slidably supported by bearings 16 installed in the inner circle part of a cylindrical outside yoke 12. Multiple coils 17 are fixed in the inner circle part of the movable bobbin 15. Permanent magnets 18, placed facing to the inner circle surface of the coils 17, are fixed on a center yoke 13 set into the outside yoke 12 together and lengthways. Against the stroke of the movable bobbin 15, damping force or thrust is acted by electromagnetic force of the coils 17 and the permanent magnets 18. As supporting the movable bobbin 15 by the outside yoke 12 of the biggest diameter, the electromagnetic suspension device can extremely heighten the flexural rigidity without increasing its outside diameter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、鉄道車両、構
造物、建造物等に装着されて、電磁力によって振動を制
御する電磁サスペンション装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic suspension device which is mounted on an automobile, a railway car, a structure, a building, and the like, and controls vibration by an electromagnetic force.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電磁サスペンション装置の一例に
ついて図8を参照して説明する。図8に示すように、電磁
サスペンション装置1は、円筒状の外側ヨーク2の内側に
円筒状のセンタヨーク3を配置した二重筒構造の本体部
材4と、外側ヨーク2とセンタヨーク3との間に挿入され
た円筒状の可動ボビン5とから概略構成されている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional electromagnetic suspension device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the electromagnetic suspension device 1 includes a main body member 4 having a double cylindrical structure in which a cylindrical center yoke 3 is disposed inside a cylindrical outer yoke 2, and an outer yoke 2 and a center yoke 3. And a cylindrical movable bobbin 5 inserted therebetween.

【0003】可動ボビン5は、センタヨーク4の外周部に
装着されたベアリング6によって摺動可能に支持され
て、本体部材4に対して伸縮できるようになっている(図
1は、可動ボビン5が最も短縮された状態を示してい
る)。可動ボビン5の外周部には、その略全長にわたって
複数のコイル7が巻装されている。外側ヨーク2の大径部
8の内周部には、コイル6に対向させて環状に配置された
永久磁石9が固定されている。なお、図1中、符号10は保
護カバーである。
The movable bobbin 5 is slidably supported by a bearing 6 mounted on the outer periphery of the center yoke 4 so as to be able to expand and contract with respect to the main body member 4 (see FIG.
1 shows a state where the movable bobbin 5 is most shortened). A plurality of coils 7 are wound around the outer periphery of the movable bobbin 5 over substantially the entire length thereof. Large diameter part of outer yoke 2
A permanent magnet 9 arranged in an annular shape facing the coil 6 is fixed to the inner peripheral portion of the coil 8. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a protective cover.

【0004】この構成により、永久磁石9とコイル7との
間に作用する電磁力によって、本体部材4と可動ボビン5
との相対変位(伸縮)を制御することができる。すなわ
ち、コイル7への通電電流を制御することにより、コイ
ル7及び永久磁石9をリニアモータとして作動させて、可
動ボビン5に推力を発生させることができ、電磁サスペ
ンション装置1をアクチュエータとして機能させること
ができる。また、可動ボビン5の移動によってコイル7及
び永久磁石9を発電機として作動させて、コイル7に流れ
る電流を可変抵抗あるいはスイッチのオン/オフによっ
て制御することにより、可動ボビン5の伸縮に対して減
衰力を発生させることができる。
[0004] With this configuration, the main body member 4 and the movable bobbin 5 are moved by the electromagnetic force acting between the permanent magnet 9 and the coil 7.
Relative displacement (expansion and contraction) can be controlled. In other words, by controlling the current supplied to the coil 7, the coil 7 and the permanent magnet 9 can be operated as a linear motor to generate a thrust on the movable bobbin 5, and the electromagnetic suspension device 1 can function as an actuator. Can be. In addition, by moving the movable bobbin 5 to operate the coil 7 and the permanent magnet 9 as a generator and controlling the current flowing through the coil 7 by a variable resistor or on / off of a switch, A damping force can be generated.

【0005】このようにして、コイル7の電流を制御す
ることにより、可動ボビン5に作用する推力あるいは減
衰力を容易に制御することができるので、例えば電磁サ
スペンション装置1を自動車のサスペンションに装着
し、各種センサ及びコントローラ等を用いて、車体に生
じる加速度、振動等に応じて電磁サスペンション装置1
の減衰力およびストロークをリアルタイムに制御するこ
とにより、車体の姿勢制御及び振動制御(いわゆるアク
ティブサスペンション制御、アクティブダンパ制御)を
行なうことができる。
[0005] By controlling the current of the coil 7 in this manner, the thrust or damping force acting on the movable bobbin 5 can be easily controlled. For example, the electromagnetic suspension device 1 can be mounted on a vehicle suspension. The electromagnetic suspension device 1 according to acceleration, vibration, etc. generated in the vehicle body using various sensors and controllers, etc.
By controlling the damping force and the stroke of the vehicle in real time, posture control and vibration control (so-called active suspension control and active damper control) of the vehicle body can be performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電磁サスペンション装置1では、次のような問題が
あった。小径のセンタヨーク3によって可動ボビン5を支
持するため、曲げ剛性が低く、曲げ剛性を高めるために
センタヨーク3の径を大きくすると、装置全体が大型化
してしまう。
However, the conventional electromagnetic suspension device 1 has the following problems. Since the movable bobbin 5 is supported by the small-diameter center yoke 3, the bending rigidity is low. If the diameter of the center yoke 3 is increased in order to increase the bending rigidity, the entire device becomes large.

【0007】永久磁石9が外側ヨーク8に固定されてい
るので、充分な電磁力を確保するために永久磁石9を大
型化すると、装置全体の外径が大きくなってしまう。ま
た、外側ヨーク8によって磁気回路を構成しているの
で、磁気飽和及び外部への磁束の漏洩を防止するため、
外側ヨーク8の肉厚を薄くすることができず、装置全体
の小型化が困難である。
Since the permanent magnet 9 is fixed to the outer yoke 8, if the size of the permanent magnet 9 is increased in order to secure a sufficient electromagnetic force, the outer diameter of the entire device becomes larger. Also, since a magnetic circuit is constituted by the outer yoke 8, in order to prevent magnetic saturation and leakage of magnetic flux to the outside,
The thickness of the outer yoke 8 cannot be reduced, and it is difficult to reduce the size of the entire device.

【0008】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、外径を大きくすることなく、高い曲げ剛性を得
ることができる電磁サスペンション装置を提供すること
を目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an electromagnetic suspension device capable of obtaining high bending rigidity without increasing the outer diameter.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1の電磁サスペンションは、円筒状の外側
ヨークと、該外側ヨーク内にその軸方向に沿って一体的
に立設されたセンタヨークと、前記外側ヨークの内側に
摺動可能に支持された円筒状の可動ボビンと、該可動ボ
ビンの内周部に固定されたコイルと、該コイルの内周部
に対向して配置されて前記センタヨークに固定された永
久磁石とを備えたことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic suspension having a cylindrical outer yoke and an integrally erected inside the outer yoke along an axial direction thereof. A center yoke, a cylindrical movable bobbin slidably supported inside the outer yoke, a coil fixed to an inner peripheral portion of the movable bobbin, and a coil disposed facing the inner peripheral portion of the coil. And a permanent magnet fixed to the center yoke.

【0010】このように構成したことにより、可動ボビ
ンが大径の外側ヨークによって支持されるので曲げ剛性
が高くなる。また、コイルを永久磁石の外側に配置した
ことにより、コイルを大径化することができる。
With this configuration, the movable bobbin is supported by the large-diameter outer yoke, so that the bending rigidity is increased. Further, by disposing the coil outside the permanent magnet, the diameter of the coil can be increased.

【0011】請求項2の電磁サスペンション装置は、上
記請求項1の構成において、前記センタヨーク内に形成
されて内部に油液が封入されたシリンダと、該シリンダ
内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連
結されるとともに前記シリンダの外部へ延出して前記可
動ボビンに連結されたピストンロッドと、前記ピストン
の摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発
生させる減衰力発生手段とを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic suspension device according to the first aspect, wherein a cylinder formed in the center yoke and filled with an oil liquid is slidably fitted in the cylinder. A piston, a piston rod connected to the piston and extending to the outside of the cylinder and connected to the movable bobbin, and a damping force generated by controlling a flow of an oil liquid generated by sliding of the piston. And a damping force generating means.

【0012】このように構成したことにより、コイル及
び永久磁石による電磁力に加えて、油液の流れによって
減衰力を発生させることができる。
With this configuration, in addition to the electromagnetic force generated by the coil and the permanent magnet, a damping force can be generated by the flow of the oil liquid.

【0013】また、請求項3の電磁サスペンション装置
は、上記請求項1又は2の構成において、前記コイルに流
れる電流を制御することにより、前記コイルと前記永久
磁石との間に作用する電磁力を制御して、前記可動ボビ
ンに推力又は減衰力を発生させることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the electromagnetic suspension device according to the first or second aspect, the electromagnetic force acting between the coil and the permanent magnet is controlled by controlling a current flowing through the coil. And controlling the movable bobbin to generate a thrust or a damping force.

【0014】このように構成したことにより、コイルに
流れる電流を制御することによって、可動ボビンの減衰
力又は推力を制御することができる。
[0014] With this configuration, the damping force or thrust of the movable bobbin can be controlled by controlling the current flowing through the coil.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第1実施形態につい
て、図1ないし図4及び図7を参照して説明する。図1およ
び図2に示すように、電磁サスペンション装置11は、有
底円筒状の外側ヨーク12及びその内部に同心上に立設さ
れたセンタヨーク13とからなる二重筒構造の本体部材14
と、外側ヨーク12とセンタヨーク13との間に挿入された
円筒状の可動ボビン15とから概略構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the electromagnetic suspension device 11 has a double-cylinder main body member 14 including a bottomed cylindrical outer yoke 12 and a center yoke 13 concentrically provided inside the outer yoke 12.
And a cylindrical movable bobbin 15 inserted between the outer yoke 12 and the center yoke 13.

【0016】可動ボビン15は、外側ヨーク12の内周部に
装着されたベアリング16によって摺動可能に支持され、
本体部材14に対して伸縮可能な作動ロッドを構成してい
る。なお、本実施形態では、外側ヨーク12は、ベアリン
グ16が取り付けられた先端部12aとセンタヨーク13と一
体的に形成された基端部12bとからなる分割構造となっ
ている。可動ボビン15の内周部には、軸方向に沿って複
数のコイル17が取り付けられている。複数のコイル17
は、可動ボビン15の略全長にわたって円筒状に配置され
ている。
The movable bobbin 15 is slidably supported by a bearing 16 mounted on the inner periphery of the outer yoke 12.
An operating rod that can extend and contract with respect to the main body member 14 is configured. In the present embodiment, the outer yoke 12 has a divided structure including a distal end portion 12a to which the bearing 16 is attached and a base end portion 12b formed integrally with the center yoke 13. A plurality of coils 17 are attached to the inner periphery of the movable bobbin 15 along the axial direction. Multiple coils 17
Are cylindrically arranged over substantially the entire length of the movable bobbin 15.

【0017】センタヨーク13の外周部には、可動ボビン
15のコイル17に対向させて、円筒状に配置された複数の
永久磁石18が取り付けられている。そして、図3に示す
ように、外側ヨーク12、センタヨーク13、可動ボビン1
5、コイル17及び永久磁石によって磁気回路が構成され
ている。コイル17と永久磁石18との間には、充分小さい
隙間Cが設けられている。
A movable bobbin is provided around the center yoke 13.
A plurality of cylindrically arranged permanent magnets 18 are attached to face the 15 coils 17. Then, as shown in FIG. 3, the outer yoke 12, the center yoke 13, the movable bobbin 1
5, a magnetic circuit is constituted by the coil 17 and the permanent magnet. A sufficiently small gap C is provided between the coil 17 and the permanent magnet 18.

【0018】永久磁石18は、センタヨーク13の先端側
に、その全長の約2分の1にわたって配置され、これによ
って可動ボビン15の実質的な可動範囲(全ての永久磁石1
8がコイル17と対向する範囲)が規定されことになる。な
お、可動ボビン15の実際の可動範囲をこの範囲に規制す
るためにストロークエンドストッパ(図示せず)が設けら
れている。また、図1は、可動ボビン15が最も短縮され
た状態を示している。
The permanent magnet 18 is disposed on the distal end side of the center yoke 13 over about one half of its entire length, whereby the substantial movable range of the movable bobbin 15 (all the permanent magnets 1
The range in which the coil 8 faces the coil 17) is defined. Note that a stroke end stopper (not shown) is provided to restrict the actual movable range of the movable bobbin 15 to this range. FIG. 1 shows a state where the movable bobbin 15 is most shortened.

【0019】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。作動ロッドすなわち可動ボビン15
がストロークすると、コイル17と永久磁石18との相対移
動によって、コイル17に誘導起電力が発生し(発電機と
して作動する)、可動ボビン15のストロークに対して、
コイル17を流れる電流に応じて減衰力が発生する。この
とき、例えば、コイル17を流れる電流を可変抵抗器で制
御し、あるいは、回路のオン/オフをデューティ制御す
ることにより、減衰力を制御することができる。
Next, the operation of the embodiment constructed as described above will be described. Working rod or movable bobbin 15
When a stroke occurs, an induced electromotive force is generated in the coil 17 by the relative movement between the coil 17 and the permanent magnet 18 (acting as a generator), and the stroke of the movable bobbin 15 is
A damping force is generated according to the current flowing through the coil 17. At this time, for example, the damping force can be controlled by controlling the current flowing through the coil 17 with a variable resistor, or controlling the ON / OFF of the circuit by duty.

【0020】また、コイル17と永久磁石18との相対位置
に応じて、コイル17に電流を流すことにより、電磁力に
よって可動ボビン15に推力が発生し(リニアモータとし
て作動する)、電流に応じて推力を制御することがで
き、電磁サスペンション装置11をアクチュエータとして
作動させることができる。
Further, by applying a current to the coil 17 in accordance with the relative position between the coil 17 and the permanent magnet 18, a thrust is generated on the movable bobbin 15 by electromagnetic force (operating as a linear motor). Thus, the thrust can be controlled, and the electromagnetic suspension device 11 can be operated as an actuator.

【0021】コイル17を可動ボビン15の内側に固定し、
永久磁石18をコイル17の内側に配置してセンタヨーク13
に固定したことにより、外径の最も大きな外側ヨーク12
に設けたベアリング16によって、可動ボビン15を支持す
ることができるので、電磁サスペンション装置11の曲げ
剛性を大幅に向上させることができる。
The coil 17 is fixed inside the movable bobbin 15,
The permanent magnet 18 is arranged inside the coil 17 and the center yoke 13
The outer yoke 12 with the largest outer diameter
Since the movable bobbin 15 can be supported by the bearing 16 provided in the electromagnetic suspension device 11, the bending rigidity of the electromagnetic suspension device 11 can be greatly improved.

【0022】可動ボビン15を永久磁石18及びコイル17の
外側に設けたことにより、可動ボビン15の外径を大きく
して、その曲げ剛性を高めることができる。可動ボビン
15によってコイル17が保護されるので、従来の保護カバ
ーが不要となる。また、コイル17を永久磁石18の外側に
配置したことにより、コイル17を容易に大径化すること
ができ、電磁力を増大させるとともに、コイル17の冷却
を促進することができる。
Since the movable bobbin 15 is provided outside the permanent magnet 18 and the coil 17, the outer diameter of the movable bobbin 15 can be increased and its bending rigidity can be increased. Movable bobbin
Since the coil 17 is protected by 15, the conventional protective cover is not required. Further, by disposing the coil 17 outside the permanent magnet 18, the diameter of the coil 17 can be easily increased, the electromagnetic force can be increased, and the cooling of the coil 17 can be promoted.

【0023】磁気回路内の磁気飽和による外部への磁束
の漏洩を防止するため、磁気回路を構成する部材の肉厚
を充分厚くする必要があるが、永久磁石18をコイルの内
側に配置して中空のセンタヨーク13に取り付けているの
で、センタヨーク13の肉厚を厚くすることにより、電磁
サスペンション装置11の外径を大きくすることなく、必
要な磁路を確保することができる。
In order to prevent leakage of magnetic flux to the outside due to magnetic saturation in the magnetic circuit, it is necessary to make the thickness of the members constituting the magnetic circuit sufficiently large. However, the permanent magnet 18 is arranged inside the coil. Since the center yoke 13 is attached to the hollow center yoke 13, the required magnetic path can be secured without increasing the outer diameter of the electromagnetic suspension device 11 by increasing the thickness of the center yoke 13.

【0024】また、センタヨーク13には、軸方向の推力
及び減衰力が作用するのみで、曲げ応力が作用しないの
で、センタヨーク13の磁気回路を構成しない部分につい
ては、肉厚を薄くすることができ、軽量化を図ることが
できる。
Since only axial thrust and damping force act on the center yoke 13 and no bending stress acts on the center yoke 13, the portion of the center yoke 13 that does not constitute a magnetic circuit should be made thinner. And lightening can be achieved.

【0025】更に、一般的に、製造上の理由から、コイ
ル17は、外周側より内周側の寸法精度を高めることがで
きるが、そのコイル17の内周側に永久磁石18を対向させ
るようにしているので、これらの隙間Cの精度を高め
て、安定した強い電磁力を得ることができ、安定した減
衰力及び推力を発生させることができる。
Further, in general, the coil 17 can have higher dimensional accuracy on the inner peripheral side than on the outer peripheral side for manufacturing reasons. However, the permanent magnet 18 is opposed to the inner peripheral side of the coil 17. Therefore, the accuracy of these gaps C can be enhanced, a stable strong electromagnetic force can be obtained, and stable damping force and thrust can be generated.

【0026】次に、本発明の第2実施形態について、図4
を参照して説明する。なお、第2実施形態は、上記第1実
施形態に対して、センタヨークの内部に油圧ダンパを組
み込んだものであるから、上記第1実施形他のものと同
一の部分には同一の符号を付して、異なる部分について
のみ詳細に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that a hydraulic damper is incorporated inside the center yoke. Therefore, the same reference numerals are used for the same parts as those in the other first embodiment. In addition, only different parts will be described in detail.

【0027】図4に示すように、第2実施形態の電磁サス
ペンション装置19では、センタヨーク13の内部に形成さ
れたシリンダ20内にピストン21が摺動可能に嵌装され、
ピストン21によってシリンダ20の内部がシリンダ上室20
aとシリンダ下室20bの2室に画成されている。ピストン2
1には、ピストンロッド22の一端が連結され、ピストン
ロッド22の他端側は、シリンダ20の上端部に装着された
ロッドガイド23及びオイルシール24に挿通されてシリン
ダ20の外部へ延出され、その先端部が可動ボビン15に連
結されている。
As shown in FIG. 4, in the electromagnetic suspension device 19 of the second embodiment, a piston 21 is slidably fitted in a cylinder 20 formed inside a center yoke 13,
The interior of the cylinder 20 is moved by the piston 21 to the cylinder upper chamber 20.
a and a cylinder lower chamber 20b. Piston 2
1, one end of a piston rod 22 is connected, and the other end of the piston rod 22 is inserted through a rod guide 23 and an oil seal 24 mounted on an upper end of the cylinder 20, and extends to the outside of the cylinder 20. The tip is connected to the movable bobbin 15.

【0028】センタヨーク13の永久磁石18が取り付けら
れていない基端部側の外周部には円筒状のリザーバ室25
が形成され、リザーバ室25は油路26(オリフィス)を介し
て、シリンダ下室20b連通されている。シリンダ上下室2
0a,20b内には油液が封入され、リザーバ室25内には油液
及びガスが封入されている。ピストン21には、シリンダ
上下室20a,20b間を連通させ油路27が設けられ、油路27
には、その油液の流通を制御して減衰力を発生させるオ
リフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力発生手段
(図示せず)が設けられている。
A cylindrical reservoir chamber 25 is provided on the outer peripheral portion of the center yoke 13 on the base end side where the permanent magnet 18 is not mounted.
Is formed, and the reservoir chamber 25 communicates with the cylinder lower chamber 20b via an oil passage 26 (orifice). Cylinder upper and lower chamber 2
An oil liquid is sealed in 0a and 20b, and an oil liquid and a gas are sealed in the reservoir chamber 25. An oil passage 27 is provided in the piston 21 to communicate between the cylinder upper and lower chambers 20a and 20b.
A damping force generating means comprising an orifice, a disc valve and the like for controlling the flow of the oil liquid to generate a damping force.
(Not shown).

【0029】このように構成したことにより、可動ボビ
ン15のストロークにともなうピストンロッド22のストロ
ークによって、シリンダ上下室20a,20bの油液がピスト
ン21の油路27を流通して減衰力が発生する。なお、ピス
トンロッド22の侵入、退出によって生じるシリンダ20内
の容積変化は、シリンダ下室20bとリザーバ室25との間
で油路26を介して油液を流通させてリザーバ室25内のガ
スを圧縮、膨張させることによって吸収される。
With this structure, the hydraulic fluid in the cylinder upper and lower chambers 20a and 20b flows through the oil passage 27 of the piston 21 to generate a damping force due to the stroke of the piston rod 22 accompanying the stroke of the movable bobbin 15. . The change in volume in the cylinder 20 caused by the intrusion and retreat of the piston rod 22 is caused by flowing the oil liquid between the cylinder lower chamber 20b and the reservoir chamber 25 through the oil passage 26, thereby displacing the gas in the reservoir chamber 25. It is absorbed by compressing and expanding.

【0030】これにより、電磁力による減衰力に加え
て、油液の流動によって減衰力を発生させることができ
るので、コイル17及び永久磁石18の負担を軽減して、電
磁サスペンション装置19を小型化することができる。こ
の場合、油圧ダンパがセンタヨーク13の内部に配置され
ているので、スペース効率に優れ、小型化の促進に有利
である。また、コイル17の断線等によって電磁力による
減衰力が過度に低下した場合でも、油圧ダンパによって
減衰力を維持することができる。
Thus, in addition to the damping force by the electromagnetic force, the damping force can be generated by the flow of the oil liquid, so that the load on the coil 17 and the permanent magnet 18 can be reduced, and the size of the electromagnetic suspension device 19 can be reduced. can do. In this case, since the hydraulic damper is disposed inside the center yoke 13, space efficiency is excellent and it is advantageous to promote downsizing. Further, even when the damping force due to the electromagnetic force is excessively reduced due to the disconnection of the coil 17 or the like, the damping force can be maintained by the hydraulic damper.

【0031】なお、ピストン21には、油路27のみが設け
られているが、伸び側、縮み側で異なる系統の油路を設
けることにより、伸び側と縮み側で異なる減衰力特性を
得ることもできる。
The piston 21 is provided with only an oil passage 27. By providing different oil passages on the extension side and the contraction side, different damping force characteristics can be obtained on the extension side and the contraction side. Can also.

【0032】次に、図7を参照して電磁サスペンション
装置19の減衰力特性について説明する。コイル17に対す
る抵抗を一定とした場合、電磁力によって発生する減衰
力は、に示すようにストローク速度にほぼ比例する。
一方、油圧ダンパによって発生する減衰力は、に示す
ようにピストン速度の2乗にほぼ比例する。ここで、電
磁力による減衰力は、コイル17の電流によって制御する
ことができ、電磁力による減衰力を最大として油圧ダン
パによる減衰力と合成することにより、に示す減衰力
を得ることができる。したがって、曲線と曲線との
間の範囲において任意の減衰力を発生させることがで
き、コイル17の電流を適宜制御することによって、に
示す理想的な減衰力を得ることができる。
Next, the damping force characteristics of the electromagnetic suspension device 19 will be described with reference to FIG. When the resistance to the coil 17 is constant, the damping force generated by the electromagnetic force is substantially proportional to the stroke speed as shown in FIG.
On the other hand, the damping force generated by the hydraulic damper is substantially proportional to the square of the piston speed as shown in FIG. Here, the damping force by the electromagnetic force can be controlled by the current of the coil 17, and by combining the damping force by the hydraulic damper with the damping force by the electromagnetic force being maximized, the damping force shown by the following can be obtained. Therefore, an arbitrary damping force can be generated in a range between the curves, and by ideally controlling the current of the coil 17, the ideal damping force shown in the following can be obtained.

【0033】次に、本発明の第3実施形態について図5を
参照して説明する。なお、第3実施形態は、上記第2実施
形態に対して、油圧ダンパの構造が異なる以外は、概し
て同様の構造であるから、上記第2実施形態のものと同
様の部分には同一の符号を付して異なる部分についての
み詳細に説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the third embodiment has a structure generally similar to that of the second embodiment except that the structure of the hydraulic damper is different. Therefore, the same reference numerals are given to the same parts as those of the second embodiment. Only different portions will be described in detail with reference to FIG.

【0034】図5に示すように、本実施形態の電磁サス
ペンション装置28では、油圧ダンパは両ロッド形式とな
っており、ピストン21には、ピストンロッド22とは反対
側に、ピストンロッド29の一端が連結されている。ピス
トンロッド29の他端側は、シリンダ20の下端部に装着さ
れたロッドガイド30およびオイルシール31に挿通されて
シリンダ20の外部へ延出されている。なお、リザーバ室
は省略されている。
As shown in FIG. 5, in the electromagnetic suspension device 28 of this embodiment, the hydraulic damper is of a double rod type, and the piston 21 has one end of the piston rod 29 on the side opposite to the piston rod 22. Are connected. The other end of the piston rod 29 is inserted through a rod guide 30 and an oil seal 31 attached to the lower end of the cylinder 20, and extends outside the cylinder 20. Note that the reservoir chamber is omitted.

【0035】このように構成したことにより、上記第2
実施形態と同様の作用効果を奏することができる。ま
た、両ロッド形式としたことにより、ピストンロッド2
2,29のストロークに対して、シリンダ20内の容積変化が
生じないため、リザーバ室を必要とせず、小型化を促進
することができる。
With this configuration, the second
The same operation and effect as the embodiment can be obtained. In addition, the piston rod 2
Since there is no change in the volume in the cylinder 20 for 2, 29 strokes, no reservoir chamber is required, and miniaturization can be promoted.

【0036】次に、上記第1ないし第3実施形態の電磁サ
スペンション装置を制御するための制御回路の一例につ
いて、図6を参照して説明する。図6に示すように、制御
回路32は、複数のコイル17への通電を切り換える切替器
33を備えており、可動ボビン15のストロークを表す位置
検出信号に基づいてCPU34によって通電が必要なコイ
ル17を判断して、切替器33によって通電状態を切り換え
る。
Next, an example of a control circuit for controlling the electromagnetic suspension devices of the first to third embodiments will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the control circuit 32 includes a switch for switching the energization of the plurality of coils 17.
The CPU 34 determines which coil 17 needs to be energized based on a position detection signal indicating the stroke of the movable bobbin 15, and switches the energized state by the switch 33.

【0037】先ず、電磁サスペンション装置を発電機と
して作動させ、制御回路32によって減衰力可変のパッシ
ブダンパとして制御する場合について説明する。スイッ
チD、E及びFを全てオンにし、CPU34からのパッシ
ブ制御信号によって、コイル17(三相コイル)のU相、V
相及びW相の短絡回路をオン/オフするスイッチG、H
及びIのデューティ比を制御する。これにより、コイル
17に流れる電流の大きさを調整して、減衰力を制御する
ことができる。
First, a case will be described in which the electromagnetic suspension device is operated as a generator and is controlled by the control circuit 32 as a passive damper having a variable damping force. The switches D, E and F are all turned on, and the passive control signal from the CPU 34 allows the U-phase and V-phase of the coil 17 (three-phase coil)
Switches G and H for turning on / off the short circuit of phase and W
And the duty ratio of I. This allows the coil
By adjusting the magnitude of the current flowing through 17, the damping force can be controlled.

【0038】例えば、スイッチG、H及びIのオフ時間
に対するオン時間の割合を0:100(デューティ比100)と
すると、コイル17は短絡状態となり、電磁サスペンショ
ン装置の減衰力は最大となる。また、オフ時間に対する
オン時間の割合を100:0(デューティ比0)とすると、回
路は開放され、電磁サスペンション装置の減衰力は最小
となる。したがって、デューティ比を100から0の間で制
御することにより、減衰力を任意に調整することができ
る。
For example, if the ratio of the on time to the off time of the switches G, H, and I is 0: 100 (duty ratio 100), the coil 17 is short-circuited, and the damping force of the electromagnetic suspension device becomes maximum. If the ratio of the on time to the off time is 100: 0 (duty ratio 0), the circuit is opened and the damping force of the electromagnetic suspension device is minimized. Therefore, the damping force can be arbitrarily adjusted by controlling the duty ratio between 100 and 0.

【0039】次に、電磁サスペンション装置をアクチュ
エータとして作動させ、制御回路32によって、車体の姿
勢制御を行なうアクティブサスペンション等として制御
する場合について説明する。スイッチG、H及びIを全
てオンにし、バッテリ等の電源35からの電圧をDC/DCコ
ンバータによって昇圧し、CPU34からのアクティブ制
御信号によって、スイッチA、B、C及びD、E、Fを
任意のデューティ比でオン/オフして、コイル17のU
相、V相及びW相に対する三相駆動信号を生成する。こ
れにより、電磁サスペンション装置をアクチュエータと
して作動させて、その推力を制御することができる。
Next, a case will be described in which the electromagnetic suspension device is operated as an actuator and controlled by the control circuit 32 as an active suspension or the like for controlling the attitude of the vehicle body. The switches G, H, and I are all turned on, the voltage from the power supply 35 such as a battery is boosted by a DC / DC converter, and the switches A, B, C, D, E, and F are arbitrarily set by an active control signal from the CPU 34. On / off at a duty ratio of
Generate three-phase drive signals for the phase, V phase, and W phase. Thus, the electromagnetic suspension device can be operated as an actuator to control the thrust.

【0040】その結果、例えば、車体及び車輪の加速
度、電磁サスペンション装置のストローク、車体のヨー
レート等に基づいて、車体の振動及び姿勢を制御するた
めの制御力(減衰力及び推力)を計算して電磁サスペンシ
ョン装置を制御することにより、車両状態を最適に制御
(アクティブサスペンション制御及びアクティブダンパ
制御)することができる。
As a result, control forces (damping force and thrust) for controlling the vibration and posture of the vehicle body are calculated based on, for example, the acceleration of the vehicle body and wheels, the stroke of the electromagnetic suspension device, the yaw rate of the vehicle body, and the like. Optimal control of vehicle conditions by controlling the electromagnetic suspension device
(Active suspension control and active damper control).

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の電磁サ
スペンション装置によれば、可動ボビンを大径の外側ヨ
ークによって支持しているので、曲げ剛性を高めること
ができる。また、コイルが永久磁石の外側に配置されて
いるので、容易にコイルを大径化することができ、電磁
力を増大させるとともに、コイルの冷却を促進すること
ができる。
As described in detail above, according to the electromagnetic suspension device of the first aspect, since the movable bobbin is supported by the large-diameter outer yoke, the bending rigidity can be increased. Further, since the coil is arranged outside the permanent magnet, the diameter of the coil can be easily increased, the electromagnetic force can be increased, and the cooling of the coil can be promoted.

【0042】請求項2の電磁サスペンション装置によれ
ば、コイル及び永久磁石による電磁力に加えて、油液の
流れによる減衰力を発生させることができるので、コイ
ル及び永久磁石の負担を軽減して、電磁サスペンション
装置を小型化することができる。また、コイルの断線等
によって電磁力による減衰力が過度に低下した場合で
も、減衰力を維持することができる。
According to the electromagnetic suspension device of the second aspect, in addition to the electromagnetic force of the coil and the permanent magnet, a damping force due to the flow of the oil liquid can be generated, so that the load on the coil and the permanent magnet can be reduced. In addition, the size of the electromagnetic suspension device can be reduced. Further, even when the damping force due to the electromagnetic force is excessively reduced due to the disconnection of the coil or the like, the damping force can be maintained.

【0043】また、請求項3の電磁サスペンション装置
によれば、コイルに流れる電流を制御することによっ
て、可動ボビンの減衰力又は推力を制御することができ
る。
According to the electromagnetic suspension device of the third aspect, the damping force or thrust of the movable bobbin can be controlled by controlling the current flowing through the coil.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の電磁サスペンション装
置の概略構成を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an electromagnetic suspension device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の横断面を拡大して示す図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置の磁気回路を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a magnetic circuit of the device of FIG. 1;

【図4】本発明の第2実施形態の電磁サスペンション装
置の概略構成を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an electromagnetic suspension device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態の電磁サスペンション装
置の概略構成を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an electromagnetic suspension device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の電磁サスペンション装置を制御するた
めの制御回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a control circuit for controlling the electromagnetic suspension device of the present invention.

【図7】本発明の電磁サスペンション装置の減衰力特性
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing damping force characteristics of the electromagnetic suspension device of the present invention.

【図8】従来の電磁サスペンション装置の概略構成を示
す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a conventional electromagnetic suspension device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,19,28 電磁サスペンション装置 12 外側ヨーク 13 センタヨーク 15 可動ボビン 17 コイル 18 永久磁石 20 シリンダ 21 ピストン 22,29 ピストンロッド 27 油路(減衰力発生手段) 11, 19, 28 Electromagnetic suspension device 12 Outer yoke 13 Center yoke 15 Movable bobbin 17 Coil 18 Permanent magnet 20 Cylinder 21 Piston 22, 29 Piston rod 27 Oil path (damping force generating means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16F 15/02 F16F 9/32 N H Fターム(参考) 3D001 AA02 BA00 DA03 DA17 EB32 3J048 AA10 AB07 AB08 AB11 AC08 AD05 BE03 BE09 CB21 DA01 EA15 EA38 3J069 AA54 BB10 CC09 CC15 DD29 DD40 EE03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F16F 15/02 F16F 9/32 NHF term (Reference) 3D001 AA02 BA00 DA03 DA17 EB32 3J048 AA10 AB07 AB08 AB11 AC08 AD05 BE03 BE09 CB21 DA01 EA15 EA38 3J069 AA54 BB10 CC09 CC15 DD29 DD40 EE03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒状の外側ヨークと、該外側ヨーク内
にその軸方向に沿って一体的に立設されたセンタヨーク
と、前記外側ヨークの内側に摺動可能に支持された円筒
状の可動ボビンと、該可動ボビンの内周部に固定された
コイルと、該コイルの内周部に対向して配置されて前記
センタヨークに固定された永久磁石とを備えたことを特
徴とする電磁サスペンション装置。
1. A cylindrical outer yoke, a center yoke integrally erected within the outer yoke along its axial direction, and a cylindrical yoke slidably supported inside the outer yoke. An electromagnetic device comprising: a movable bobbin; a coil fixed to an inner peripheral portion of the movable bobbin; and a permanent magnet disposed to face the inner peripheral portion of the coil and fixed to the center yoke. Suspension device.
【請求項2】 前記センタヨーク内に形成されて内部に
油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能
に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結されるとと
もに前記シリンダの外部へ延出して前記可動ボビンに連
結されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によっ
て生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰
力発生手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載
の電磁サスペンション装置。
2. A cylinder formed in the center yoke and filled with an oil liquid, a piston slidably fitted in the cylinder, and connected to the piston and external to the cylinder. A piston rod extending to the movable bobbin and damping force generating means for controlling a flow of an oil liquid generated by sliding of the piston to generate a damping force. 2. The electromagnetic suspension device according to 1.
【請求項3】 前記コイルに流れる電流を制御すること
により、前記コイルと前記永久磁石との間に作用する電
磁力を制御して、前記可動ボビンに推力又は減衰力を発
生させることを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁サ
スペンション装置。
3. A thrust or damping force is generated on the movable bobbin by controlling a current flowing through the coil to control an electromagnetic force acting between the coil and the permanent magnet. The electromagnetic suspension device according to claim 1 or 2, wherein:
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