JP2014167320A - 電磁サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】性能の向上、耐久性の向上を図ることができる電磁サスペンション装置を提供する。
【解決手段】電磁サスペンション装置１は、車体側に配置されコア４とコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃとを有する固定子２と、車輪側に配置されアウタチューブ７と永久磁石８とを有する可動子６と、固定子２および可動子６の内側に位置して車体側と車輪側との間に配置されるシリンダ装置９とを含んで構成する。シリンダ装置９のロッド１９とアウタチューブ７は、弾性変形が可能な弾性体として形成された結合部材２３を介して揺動可能に結合する。横力が加わると、結合部材２３が弾性変形することにより、ロッド１９に対してアウタチューブ７が揺動し、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと永久磁石８との接触を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車等の車両の振動を緩衝するのに好適に用いられる電磁サスペンション装置に関する。

一般に、自動車等の車両には、車体（ばね上）側と各車輪（ばね下）側との間に緩衝器が設けられている。このような緩衝器として、互いに相対直線運動可能に配置された固定子と可動子とからなるリニアモータ（電磁式アクチュエータ）を用いた電磁サスペンション装置が知られている。

ここで、電磁サスペンション装置は、例えば、車体と車輪との間に介装され、相対変位可能な同軸状の内筒または外筒のうちの一方の部材である外筒に設けられたコイル（コイル部材）と、他方の部材である内筒に設けられコイルと対向する磁石（磁性部材）とからなる筒状リニア電磁式アクチュエータを備えて構成されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１２−１３１３０３号公報 特開２００４−２７８７８３号公報

例えば自動車等の車両に搭載される電磁サスペンション装置には、相対変位の方向（ストローク方向）と直交する方向（横方向）の力、即ち、外筒の軸中心線と内筒の軸中心線とをずらす方向の力となる横力が加わる場合がある。この場合に、径方向に間隔（隙間）をもって対向するコイルと磁石とが接触すると、これらコイルと磁石の耐久性が低下するおそれがある。

これを防止すべく、例えばコイルと磁石との径方向の間隔を大きくすることが考えられる。しかし、この場合は、コイルと磁石との間で発生する力が小さくなり、電磁式アクチュエータの推力の低下、消費電力の増大を招く等、電磁サスペンション装置の性能低下に繋がるおそれもある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、性能の向上、耐久性の向上を図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にある。

上述した課題を解決するため、本発明は、車体と車輪との間に介装され、相対変位可能な同軸状の内筒または外筒の一方の部材に設けられたコイル部材と、他方の部材に設けられ該コイル部材と対向する磁性部材とからなる筒状リニア電磁式アクチュエータを備えた電磁サスペンション装置であって、一端側が前記内筒内に設けられ、他端側が前記車体側に取付けられるシリンダと、一端側が前記シリンダに挿入され、他端側が前記車輪側に取付けられるロッドと、前記シリンダの一端側で前記ロッドを摺動可能に支持するロッドガイドと、該ロッドガイドの車輪側に設けられ、前記シリンダ内に混在させたガスおよび液体をシールするシール部材と、前記ロッドの一端側に設けられ、前記シリンダ内を摺動するガイド部材と、を有し、前記内筒または前記外筒の一方が前記シリンダと結合され、前記内筒または前記外筒の他方が前記ロッドに結合され、前記内筒または前記外筒の一方と前記シリンダとの結合部、または、前記内筒または前記外筒の他方と前記ロッドとの結合部との少なくとも一方は、揺動可能に結合されていることを特徴としている。

本発明の電磁サスペンション装置によれば、性能の向上、耐久性の向上を図ることができる。

第１の実施の形態による電磁サスペンション装置を縮み状態で示す縦断面図である。 電磁サスペンション装置を図１中の矢示II−II方向からみた縦断面図である。 電磁サスペンション装置を図１中の矢示III−III方向からみた横断面図である。 電磁サスペンション装置の取付ロッド等を図１中の矢示IV−IV方向からみた横断面図である。 電磁サスペンション装置を伸び状態で図１と同方向からみた縦断面図である。 第２の実施の形態による電磁サスペンション装置を縮み状態で示す縦断面図である。 第３の実施の形態による電磁サスペンション装置を縮み状態で示す縦断面図である。 第４の実施の形態による電磁サスペンション装置を縮み状態で示す縦断面図である。 第５の実施の形態による外筒、磁性部材、磁性体等を示す要部断面図である。 第１の変形例による電磁サスペンション装置の取付ロッド等を図４と同方向からみた横断面図である。 第２の変形例による電磁サスペンション装置の取付ロッド等を図４と同方向からみた横断面図である。

以下、本発明の実施の形態による電磁サスペンション装置を、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。図において、電磁サスペンション装置１は、リニアモータ（リニアアクチュエータ）を用いた電磁サスペンション（電動サスペンション）として構成されている。即ち、電磁サスペンション装置１は、図示しない車体側に配置される固定子２と、図示しない車輪側に配置される可動子６と、固定子２および可動子６の内側（内径側）に位置して車体側と車輪側との間に配置されるシリンダ装置９と、固定子２および可動子６の外側（外径側）に位置して車体側と車輪側との間に配置される図示しないばね（懸架ばね、コイルスプリング）とを含んで構成されている。そして、固定子２（電機子）と可動子６（界磁）とにより、３相リニア同期モータを構成している。

換言すれば、電磁サスペンション装置１は、車体（ばね上）と車輪（ばね下）との間に介装され、相対変位可能な同軸状の内筒と外筒とのうちの内筒に対応するコア４に設けられたコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ（コイル部材）と、外筒に対応するアウタチューブ７に設けられ該コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと対向する永久磁石８（磁性部材）とからなる筒状リニア電磁式アクチュエータ３を備えて構成されている。なお、図示は省略するが、筒状リニア電磁式アクチュエータは、径方向内側に配置される内筒と径方向外側に配置される外筒とのうちの外筒にコイル（コイル部材）を設け、内筒に永久磁石（磁性部材）を設ける構成としてもよい。

車体側に配置される固定子２は、電機子として構成されている。固定子（電機子）２は、内筒としてのコア４と、該コア４に設けられたコイル部材としての複数のコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃとにより構成されている。コア４は、例えば圧粉磁心や積層された電磁鋼板、磁性体片より切削加工等によって形成され、その形状は、全体として略円筒状となっている。コア４は、後述するシリンダ装置９のシリンダ１０に結合されている。一方、各コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、それぞれ所定の方向に巻かれてコア４の外周面側に収容され、後述する可動子６（の永久磁石８）の内周面と対向して配置されている。

具体的には、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、略筒状のコア４の外周面側に位置して該コア４の周方向に配置されると共に、該コア４の軸方向の６箇所位置に軸方向に離間して配置されている。コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、３本の動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを介して、図示しないコントローラ（制御器）および電源に接続され、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを通じて電力が供給される。なお、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃの個数は、図示したものに限らず、設計仕様等に応じて適宜設定することができる。また、軸方向に隣合う６個のコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、例えば電気角でそれぞれ１２０度ずつの位相差をもつように配置される。配線方法は、駆動電源側の電圧や電流仕様に応じて適宜選択することができる。

車輪側に配置される可動子６は、界磁を構成するもので、ストローク方向となる軸方向の相対変位を可能に固定子２に組み付けられている。可動子６は、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）の外周側に配置される外筒としてのアウタチューブ７と、該アウタチューブ７に設けられコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと径方向に隙間をもって対向する磁性部材としての複数の永久磁石８とにより構成されている。アウタチューブ７は、例えば、磁場の中に置くと磁路を形成する磁性体、例えば機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ａ）等を用いて円筒状に形成され、ストローク方向となる軸方向に延びている。アウタチューブ７の一端側（図１および図２の右端側）は、後述する結合部材２３によりシリンダ装置９のロッド１９に対して揺動可能に結合されている。

アウタチューブ７の内周面側には、磁場を生じさせる部材である磁性部材としての複数の円環状の永久磁石８が軸方向に沿って並んで配置されている。この場合、軸方向に隣合う各永久磁石８は、例えば互いに逆極性になっている。例えば、アウタチューブ７の一端側（右側または左側）から数えて奇数個目の永久磁石８を、内周面側がＮ極で外周面側がＳ極のものとしたならば、一端側から数えて偶数個目の永久磁石８は、内周面側がＳ極で外周面側がＮ極のものとなっている。また、図３に示すように、本実施の形態の場合は、円環状の永久磁石８は、円弧状の複数の磁石素子８Ａを周方向に並べることにより円環状に構成した分割型の永久磁石８としている。

固定子２の各コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃに、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを通じて電流を流すと、これら各コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃに流れる電流と可動子６の永久磁石８との間に電磁力が生じ、この電磁力によって固定子２（コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と可動子６（永久磁石８）との間に推力（制御力、減衰力）が発生する。この電磁力を制御し、目標通りの推力を発生させるために、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを介して各コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと接続された図示しないコントローラは、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃが発生する電流磁束が永久磁石８の１／２個分、即ち、電気角で９０度分、永久磁石８の磁束に対してずれるように、Ｕ相コイル５Ａ、Ｖ相コイル５Ｂ、Ｗ相コイル５Ｃに流れる電流値を制御する。

シリンダ装置９は、固定子２および可動子６の内側（内径側）に位置して車体側と車輪側との間に配置されるものである。ここで、シリンダ装置９は、シリンダ１０と、ロッド１９と、ロッドガイド２０と、シール部材２１と、ピストン２２とにより大略構成されている。そして、シリンダ装置９のシリンダ１０内には、空気、窒素ガス等のガス（気体）と、油液、潤滑油等の液体とが封入されている。本実施の形態の場合は、シリンダ装置９は、不可避的な抵抗を除き、実質的に減衰力を発生しないシリンダ装置として構成されている。このために、後述するように、シリンダ１０内をロッド側空間（ロッド側油室）Ａとボトム側空間（ボトム側油室）Ｂとに区画するピストン２２には、これら両空間（油室）Ａ，Ｂの間を常時連通する連通孔２２Ａが設けられている。また、シリンダ１０内の液体は、例えば少量のオイル（潤滑油）としている。なお、シリンダ装置９は、減衰力を発生しないものに限らず、減衰力を発生させるものとして構成してもよい。

シリンダ１０は、一端側（図１および図２の右端側）が固定子２のコア４内に設けられ、他端側（図１および図２の左端側）が車体側に取付けられるものである。シリンダ１０は、コア４の内周面側に嵌着される円筒状の筒部材（チューブ）１１と、該筒部材１１の他端側に嵌合固定される取付ロッド１２とにより大略構成されている。筒部材１１の内側には、後述するロッド１９が挿入され、筒部材１１の内周面には、ロッド１９の一端側（図１および図２の左端側）に設けられたピストン２２の外周面が摺動する。筒部材１１の一端側（図１および図２の右端側）には、後述するロッドガイド２０が取付けられている。シリンダ１０は、ピストン２２が摺動する部分である筒部材１１の外径（および内径）を、ロッドガイド２０のうち後述するシール部材２１が取付けられる部位となる取付部２０Ｂ（の外径および内径）よりも小径としている。これにより、シリンダ１０（筒部材１１）の太さを細く（小径に）しつつシール部材２１を大径のものにすることができ、シリンダ装置９（延いては電磁サスペンション装置１全体）の小型化とシール性の向上とを両立することができる。

一方、取付ロッド１２は、段付き円筒状に形成され、筒部材１１の他端側に嵌合固定される固定部１２Ａと、車両のばね上部材となる車体側に取付けられるねじ部１２Ｂとを有している。取付ロッド１２の内周面側には、一端側（図１および図２の右端側）と他端側（図１および図２の左端側）とを仕切る隔壁１２Ｃが設けられ、一端側は、電磁サスペンション装置１の縮み状態で後述するロッド１９の先端側が進入する逃げ穴１２Ｄとなり、該逃げ穴１２Ｄと隔壁１２Ｃを挟んで反対側となる他端側は、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ、後述するセンサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａが配設される配線穴１２Ｅとなっている。

ここで、取付ロッド１２の他端側で、後述する配線収容ケース１４の取付リング１４Ｂよりも一端側には、取付ロッド１２の内周面と外周面との間を軸中心線に対して斜め方向に貫通する複数本の貫通孔１２Ｆ，１２Ｇ，１２Ｈが設けられている。図４に示すように、各貫通孔１２Ｆ，１２Ｇ，１２Ｈは、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆが配設（挿通）される３本の動力線用貫通孔１２Ｆと、該各動力線用貫通孔１２Ｆの径方向反対側に（周方向に約１８０゜ずらして）配置され後述する温度センサ線１５Ａが配設（挿通）される１本の温度センサ線用貫通孔１２Ｇと、該温度センサ線用貫通孔１２Ｇから時計方向と反時計方向とに約９０゜ずらしてそれぞれ配置され後述する磁気センサ線１７Ａ，１８Ａが配設（挿通）される一対（２本）の磁気センサ線用貫通孔１２Ｈとの合計６本からなっている。

換言すれば、動力線用貫通孔１２Ｆと、温度センサ線用貫通孔１２Ｇと、一対の磁気センサ線用貫通孔１２Ｈは、それぞれ取付ロッド１２の周方向に９０゜ずつ離間して配置されている。動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆおよび各センサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａは、車体側から取付ロッド１２の配線穴１２Ｅを通り、各貫通孔１２Ｆ，１２Ｇ，１２Ｈを通じて取付ロッド１２の内径側から外径側に引出され、配線収容ケース１４内を車輪側に向けて取付ロッド１２の外周面を沿うように軸方向に延びている。この場合、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆおよび各センサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａの配線の取り回しは、車体側から容易に行うことができる。

また、取付ロッド１２の配線穴１２Ｅは、取付ロッド１２を車体側に取付けた状態で、車体に搭載されるエンジン（図示せず）を収容するエンジンルーム１３内に開口する構成となっている。これにより、エンジンルーム１３とアウタチューブ７の内径側の空間７Ａとが、配線穴１２Ｅと後述の配線空間１４Ｄとを介して連通される。この結果、電磁サスペンション装置１の伸縮（伸長・縮小）に伴って、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａの容積が変化すると、該空間７Ａには、エンジンルーム１３の空気が出入りする。これにより、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａや配線空間１４Ｄ等の結露を抑制することができ、性能劣化の防止、耐久性の向上、電気信頼性の向上を図ることができる。

配線収容ケース１４は、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と軸方向に離間する位置に設けられている。配線収容ケース１４内には、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと接続される３本の動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆと、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃの内周側に位置してコア４に設けられ（貼付され）該コア４の温度を検出する温度センサ１５と接続される１本の温度センサ線１５Ａと、後述する磁気センサ１７，１８に接続される一対（２本）の磁気センサ線１７Ａ，１８Ａとが収容されている。配線収容ケース１４は、電磁サスペンション装置１の縮み状態でも、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆおよびセンサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａが外部に露出しないようにするものである。

配線収容ケース１４は、筒状のケース本体１４Ａと、該ケース本体１４Ａの一端側（図１および図２の左端側）に固定され取付ロッド１２に取付けられる取付リング１４Ｂと、ケース本体１４Ａの他端側（図１および図２の右端側）に固定され動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆおよびセンサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａが引出される配線孔１４Ｃ1が周方向に離間して設けられた塞ぎリング１４Ｃとにより大略構成されている。配線収容ケース１４内は、ケース本体１４Ａの内周面と、取付リング１４Ｂの側面と、塞ぎリング１４Ｃの側面と、取付ロッド１２および筒部材１１の外周面との、合計４つの面（周面、側面）により画成された円環状の配線空間１４Ｄとなっている。

配線空間１４Ｄには、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆおよびセンサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａが軸方向に延びるように配設されている。この場合、配線収容ケース１４内では、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆと、磁気センサ線１７Ａと、温度センサ線１５Ａと、磁気センサ線１８Ａとが、それぞれ周方向に９０゜ずつ離間して配置されている。

配線収容ケース１４と電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）との軸方向の間には、センサ収容ケース１６が設けられている。センサ収容ケース１６内には、永久磁石８の磁束を互いに異なる原理で検出する一対の磁気センサ１７，１８、より具体的には、磁気抵抗の変化を利用して磁界を検出する磁気抵抗素子からなる磁気センサ１７とホール効果を利用して磁極（極性）を検出するホール素子（ホールＩＣ）からなる磁気センサ１８とが収容されている。これら一対の磁気センサ１７，１８は、それぞれ磁気センサ線１７Ａ，１８Ａを介して図示しないコントローラに接続されている。コントローラでは、一対の磁気センサ１７，１８により検出される永久磁石８の磁界、極性等に基づいて、電磁サスペンション装置１の制御に用いる永久磁石８の軸方向位置（ストローク位置、伸縮位置）の検出ないし演算等が行われる。なお、磁気センサ１７，１８は、センサ出力が小さい場合には、増幅回路を内蔵するものとすることができる。

図３に示すように、センサ収容ケース１６は、一対の磁気センサ１７，１８を１つのセンサユニットとして構成するものである。センサ収容ケース１６内には、一対の磁気センサ１７，１８を１８０°ずらして配置し、かつ、これら一対の磁気センサ１７，１８に対して動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを９０°ずらして配置している。従って、一対の磁気センサ１７，１８は、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）の軸方向端部側に位置することで、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの通電により発生する磁石磁束の曲がりや増磁、減磁の影響を受けにくくできる。これに加えて、一対の磁気センサ１７，１８が同じ軸方向位置となることで、両方のセンサ１７，１８でほぼ同じ磁石磁束を検出することができる。さらに、各磁気センサ１７，１８に対して動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆが９０°ずれていることで、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを流れる電流に基づくノイズの影響を低減することができる。なお、磁気センサ１７，１８に接続される磁気センサ線１７Ａ，１８Ａは、磁気センサ１７，１８と同じ取付け角度位置から引き出されている。

ロッド１９は、一端側（図１および図２の左端側）がシリンダ１０に挿入され、他端側（図１および図２の右端側）が車輪側に取付けられている。ロッド１９は、シリンダ１０の筒部材１１内を軸方向に延び、一端側には、ナット１９Ａ等を用いて後述するピストン２２が固着して設けられている。一方、ロッド１９の他端側は、後述するロッドガイド２０を介してシリンダ１０の外部に突出すると共に、その突出端側は、軸方向中間部よりも小径の小径部１９Ｂとなっている。

小径部１９Ｂの基端側はロッド１９の軸方向中間部と段差部１９Ｃを介して連続し、該段差部１９Ｃと小径部１９Ｂとにわたって後述する結合部材２３が嵌着（嵌合固定）されている。また、小径部１９Ｂの先端側には、車両のばね下部材となる車輪側に取付けられる取付アイ１９Ｄが固定されている。さらに、ロッド１９の軸方向中間部には、例えば弾性材料等からなるストッパ１９Ｅが取付けられている。図５に示すように、ストッパ１９Ｅは、電磁サスペンション装置１が伸びきったときに、後述するロッドガイド２０（の案内筒部２０Ａ）と接触して、その衝撃を緩和するものである。

ロッドガイド２０は、シリンダ１０の一端側（図１および図２の右端側）でロッド１９を摺動可能に支持するものである。ロッドガイド２０は、全体が段付き円筒状に形成されている。即ち、ロッドガイド２０は、外周面側がシリンダ１０の一端側に嵌合固定されると共に内周面側がロッド１９の外周面を摺動可能に案内（ガイド）する案内筒部２０Ａと、該案内筒部２０Ａよりも大径の筒部として形成され内周面側に後述するシール部材２１が取付けられる取付部２０Ｂとを有し、これら案内筒部２０Ａと取付部２０Ｂとは、フランジ状の連続部２０Ｃにより一体的に接続（連結）されている。この場合、取付部２０Ｂの内径および外径は、案内筒部２０Ａの内径および外径よりも大径となっている。さらに、取付部２０Ｂの外径および内径は、シリンダ１０の筒部材１１の外径および内径よりも大きくなっている。これにより、シリンダ装置９の小型化とシール部材２１のシール性の向上とを両立することができる。

ロッドガイド２０の車輪側には、シール部材（オイルシール）２１が設けられている。シール部材２１は、シリンダ１０内に混在させたガスおよび液体をシールするものである。このために、シール部材２１は、中心にロッド１９が挿通される孔が設けられた金属性で板状の環状部材２１Ａの内径側（と必要に応じて外径側と）に、弾性材となるゴム２１Ｂを焼き付けることにより形成されている。シール部材２１は、外径側がロッドガイド２０の取付部２０Ｂに取付けられると共に、内径側が全周にわたってロッド１９の外周面に摺接することにより、ロッド１９とシリンダ１０との間をシールする。これにより、シリンダ１０内のロッド側空間Ａおよびボトム側空間Ｂは、シール部材２１によりシールされ、鉄粉等の異物が入り込むことによるロッド１９、ロッドガイド２０、ピストン２２等の磨耗劣化や損傷を低減することができる。

ロッド１９の一端側（図１および図２の左端側）には、ガイド部材としてのピストン２２が設けられている。ピストン２２は、シリンダ１０内を摺動するもので、ロッド１９の一端側にナット１９Ａ等を用いて固定され、シリンダ１０内に摺動可能に挿嵌されている。この場合、ピストン２２は、シリンダ１０内をロッド側空間Ａとボトム側空間Ｂとに画成している。ピストン２２には、ロッド側空間Ａとボトム側空間Ｂとを連通する連通孔２２Ａが形成されている。シリンダ１０内のガスおよび液体（例えば、少量の潤滑油）は、ピストン２２の連通孔２２Ａをほぼ抵抗なく流通することで、シリンダ１０とロッド１９との間で実質的に減衰力が発生しないように構成している。

ロッド１９の他端側（図１および図２の右端側）は、結合部材２３を介してアウタチューブ７と結合されている。結合部材２３は、ロッド１９とアウタチューブ７とを揺動可能に結合する結合部となるものである。即ち、本実施の形態の場合は、電機子のコア４（内筒）とシリンダ１０との結合部と、アウタチューブ７（外筒）とロッド１９との結合部とのうち、アウタチューブ７とロッド１９との結合部を揺動可能に結合する構成となっている。

結合部となる結合部材２３は、弾性変形が可能な弾性体として形成されたもので、アウタチューブ７の一端側（図１および図２の右端側）が嵌合固定される取付筒部２３Ａと、該取付筒部２３Ａの一端部から径方向内側に延びる環状部２３Ｂと、該環状部２３Ｂの内径側から他端側（図１および図２の左端側）に向けて斜めに延び他端側に向かうほど径寸法が小さくなる傾斜筒部２３Ｃと、該傾斜筒部２３Ｃの内径側に設けられロッド１９の小径部１９Ｂと段差部１９Ｃとにわたって嵌合固定される嵌着部２３Ｄとにより大略構成されている。結合部材２３は、嵌着部２３Ｄが、ロッド１９の小径部１９Ｂの基端側に嵌合されると共に段差部１９Ｃと取付アイ１９Ｄとにより軸方向に挟持されることにより、ロッド１９に対して不離に結合される。

車体と車輪との間に横力が加わることにより、シリンダ１０とロッド１９とが、弾性変形等に伴って径方向に変位する（シリンダ１０の軸中心線とロッド１９の軸中心線とがずれる）傾向となると、これに伴って結合部材２３が弾性変形する。より具体的には、例えば、傾斜筒部２３Ｃが、環状部２３Ｂと嵌着部２３Ｄとの間で径方向に弾性変形する。これにより、ロッド１９に対してアウタチューブ７が、嵌着部２３Ｄを揺動中心として揺動する。このとき、アウタチューブ７（永久磁石８側）とシリンダ１０（電機子側）との径方向の間隔（クリアランス）は、後述するブッシュ２４により規制される。これにより、横力が加わっても、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）とアウタチューブ７に設けられた永久磁石８は、径方向に離間した（間隔をもって対向）した状態を維持することができる。

アウタチューブ７と配線収容ケース１４との間には、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８の径方向の位置決めを図る位置決め部材としてのブッシュ２４が設けられている。ブッシュ２４は、配線収容ケース１４を介してシリンダ１０に結合された電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）とアウタチューブ７に設けられた永久磁石８との軸方向の相対変位を許容しつつ、両者の径方向の相対変位を規制するものである。即ち、ブッシュ２４は、アウタチューブ７の一端側に固定され、内周面側に配線収容ケース１４が、軸方向の相対変位を可能に、かつ、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと永久磁石８とが接触しない範囲での若干の径方向の変位を可能に摺動する構成となっている。

ブッシュ２４は、車体と車輪との間に横力が加わることに伴って、結合部材２３が弾性変形したときに、この結合部材２３の最大弾性変形量を、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８とが接触（当接）しないように規制する。また、ブッシュ２４には、アウタチューブ７と配線収容ケース１４との間をシールする弾性材製のシール部材２４Ａが設けられている。シール部材２４Ａは、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａに、鉄粉等の異物が入り込むことを抑制するものである。

本実施の形態による電磁サスペンション装置１は、上述のような構成を有するもので、次にその作動について説明する。

例えば、電磁サスペンション装置１を、車両のばね上部材（車体側）とばね下部材（車輪側）との間に上，下方向に縦置き状態で（例えば、シリンダ１０が上側でロッド１９が下側となる倒立型として）介在させた場合には、車両が上，下方向に振動すると、電磁サスペンション装置１にはストローク方向（軸方向）に力が作用する。この力に応じて、固定子２と可動子６とがシリンダ１０とロッド１９と共に相対移動する。このとき、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃには、各永久磁石８の磁極位置に応じて所定の電流を流すことにより、電磁サスペンション装置１の減衰力を調整することができ、車両の乗り心地や操縦安定性を向上させることができる。なお、本実施の形態では、シリンダ１０とロッド１９とが相対移動するときに、これらシリンダ１０とロッド１９との間では、実質的に減衰力は発生しない。

ここで、電磁サスペンション装置１には、路面状態や走行状態に応じてストローク方向以外にも力が作用する。例えば、路面の突起を乗り越えた場合や車両が曲がるときに、電磁サスペンション装置１には、ストローク方向の力以外に横方向の力（横力）が作用する。この横力により、シリンダ１０とロッド１９とが、弾性変形等に伴い径方向に変位する（シリンダ１０の軸中心線とロッド１９の軸中心線とがずれる）傾向となると、結合部材２３が弾性変形することにより、ロッド１９に対してアウタチューブ７が揺動する。これにより、横力が加わっても、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８とが径方向に離間した状態を維持することができ、両者が接触することを抑制することができる。

即ち、本実施の形態によれば、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）の内側には、電機子のコア４と結合されるシリンダ１０と界磁側となるアウタチューブ７に結合されるロッド１９とを設けると共に、このうちのシリンダ１０を車体側に取付け、ロッド１９を車輪側に取付ける構成としている。このため、車体と車輪との間に横力が加わると、この横力は、シリンダ１０とロッド１９との間の少なくとも２箇所位置、具体的には、シリンダ１０の筒部材１１（の内周面）とピストン２２（の外周面）との摺動部位、および、ロッドガイド２０の案内筒部２０Ａ（の内周面）とロッド１９（の外周面）との摺動部位の２箇所位置で支承（支持）することができる。

この場合に、アウタチューブ７とロッド１９との結合部は、結合部材２３により揺動可能に結合されている。このため、横力が加わることにより、シリンダ１０とロッド１９とが径方向に変位する（シリンダ１０の軸中心線とロッド１９の軸中心線とがずれる）傾向となると、ロッド１９に対してアウタチューブ７が揺動する。これにより、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８は、径方向に離間した（間隔をもって対向）した状態を維持することができる。

この場合に、アウタチューブ７と配線収容ケース１４との間には、両者の軸方向の相対変位を許容しつつ径方向の相対変位を規制（両者が接触しないように規制）するブッシュ２４が設けられている。これにより、横力が加わったときに、該横力を結合部材２３の弾性変形により逃がしつつ、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８とを径方向に離間した（隙間をもって対向した）状態のまま維持することができる。

従って、例えば電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８との径方向の間隔を小さくしても、横力によって電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８とが接触することを抑制することができる。この結果、電磁サスペンション装置１の小型化、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８との耐久性を確保することができる。これに加えて、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と永久磁石８との間で大きな力（推力、制御力）を発生させることができ、電磁サスペンション装置１の性能の向上を図ることができる。

しかも、シリンダ１０内にガスおよび液体を混在させるため、このうちの液体が潤滑油となってシリンダ１０とロッド１９との摺動部位を潤滑することができる。これにより、少なくとも２箇所の摺動部位（シリンダ１０とピストン２２との摺動部位、および、ロッドガイド２０とロッド１９との摺動部位）の摺動性を高めることができる。この場合、シリンダ１０内のガスおよび液体は、ロッドガイド２０に設けられたシール部材２１によりシールされるため、シリンダ１０内に鉄粉等の異物が入り込むことによる磨耗劣化や損傷を低減することができ、耐久性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態で用いる液体の量は、電磁サスペンション装置１を、車両のばね上部材（車体側）とばね下部材（車輪側）との間に上，下方向に縦置き状態で、つまりシリンダ１０が上側でロッド１９が下側となる倒立型として用い、ロッドガイド２０、およびシール部材２１が常時液面に浸る程度に少量としている。これは、例えば前記特許文献２のような油圧ダンパに近い状態となるまで液体の量を増やすと、液体によるダンピング力が発生し、電磁サスペンションとしての機能を損なうことになる。詳述すると、応答性に優れる電磁サスペンションの機能を液体によるダンピング機能により遅れを生じさせる原因になる。よって、本実施の形態で用いる液体の量を少量としても摺動部を潤滑できるよう倒立型として用いるよう構成することを特徴としている。

本実施の形態によれば、シリンダ１０は、ピストン２２が摺動する部分となる筒部材１１の外径を、ロッドガイド２０のうちシール部材２１が取付けられる取付部２０Ｂよりも小径に構成している。これにより、シリンダ１０の太さを細く（小径に）しつつシール部材２１を大径のものにすることができ、シリンダ装置９（延いては電磁サスペンション装置１全体）の小型化とシール性の向上とを両立することができる。

実施の形態によれば、磁気センサ１７，１８を収容するセンサ収容ケース１６を、配線収容ケース１４と電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）との軸方向間に設ける構成としている。これにより、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）の軸方向端部側に位置するセンサ収容ケース１６内の磁気センサ１７，１８（磁気抵抗素子，ホールＩＣ）は、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの通電により発生する磁石磁束の曲がりや増磁、減磁の影響を受けにくくでき、永久磁石８の磁石磁束の検出を精度良く行うことができる。即ち、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの通電、非通電に拘わらず（通電時でも非通電でも）、同じ磁石磁束を検出することができ、永久磁石８の位置、延いてはストローク位置の検出ないしその演算を、精度よく容易に行うことができる。

しかも、センサ収容ケース１６内には、磁気センサ１７，１８を１８０°ずらして配置している。これにより、磁気抵抗素子とホールＩＣとを同じ軸方向位置に配置することができ、磁気抵抗素子とホールＩＣとの両方で、ほぼ同じ磁石磁束を検出することができる。このため、永久磁石８の位置、延いてはストローク位置の検出ないしその演算を、センサ１７，１８間の軸方向の取付け位置の差を考慮せずに行うことができ、位置検出ないしその演算の容易化、精度向上を図ることができる。

さらに、センサ収容ケース１６内には、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃに接続される動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを、磁気センサ１７，１８である磁気抵抗素子とホールＩＣとに対して９０°ずらして配置している。このため、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆを流れる電流に伴い磁気センサ１７，１８に発生するノイズの影響を低減することができる。

本実施の形態によれば、電機子（コア４およびコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）が車体側に配置されるため、車体側からコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの配線の取り回しを容易に行うことができる。また、永久磁石８がコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃの外周側に配置されるため、永久磁石８の磁石磁束は、外径側から内径側へと断面積が小さくなる方向に流れる。即ち、磁束密度は、距離の２乗に反比例するが、外径側から内径側へと断面積が小さくなる方向に流れるため、磁束密度の低下を緩やかにできる。これにより、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと永久磁石８との間の（径方向の）距離が変化しても、発生する力（推力、制御力）の変化を小さく抑えることができる。また、磁気センサ１７，１８と永久磁石８との間の（径方向の）距離が変化しても、センサ出力の変化を小さく抑えることができ、位置検出ないしその演算の高精度化、容易化を図ることができる。

本実施の形態によれば、揺動可能に結合される結合部であるロッド１９とアウタチューブ７との結合部を、弾性変形が可能な（傾斜筒部２３Ｃを有する）弾性体としての結合部材２３により構成している。このため、横力が加わったときに、結合部材２３が弾性変形することにより、ロッド１９に対してアウタチューブ７が揺動し、これにより、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと永久磁石８とが径方向に離間した状態を安定して維持することができる。

本実施の形態によれば、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａをエンジンルーム１３に連通させる構成としている。このため、固定子２と可動子６との相対変位（シリンダ１０とロッド１９と相対変位）に伴ってアウタチューブ７の内径側の空間７Ａの容積が変化したときに、該空間７Ａには、エンジンルーム１３内の空気が出入りする。これにより、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａの結露を抑制することができ、性能劣化の防止、耐久性の向上、電気信頼性の向上を図ることができる。

次に、図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、外筒（アウタチューブ）とロッドとの結合部を弾性変形が可能な弾性体と球面軸受とにより構成したことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

ロッド１９の他端側（図６の右端側）は、結合部材３１と球面軸受３２とを介してアウタチューブ７と結合されている。結合部材３１および球面軸受３２は、ロッド１９とアウタチューブ７とを揺動可能に結合する結合部を構成するものである。

結合部材３１は、弾性変形が可能な弾性体として形成されたもので、アウタチューブ７の一端側（図６の右端側）が嵌合固定される取付筒部３１Ａと、該取付筒部３１Ａの一端部から径方向内側に延びる環状部３１Ｂと、該環状部３１Ｂの内径側から他端側（図６の左端側）に向けて斜めに延び他端側に向かうほど径寸法が小さくなる傾斜筒部３１Ｃと、該傾斜筒部３１Ｃの内径側に設けられ球面軸受３２の外輪（ハウジング）３２Ａを兼ねる嵌着部３１Ｄとにより大略構成されている。

球面軸受３２は、結合部材３１と一体に形成され内周面側に球状凹面が形成された外輪（ハウジング）３２Ａと、外周面側が球面凸面となり外輪３２Ａに揺動可能に嵌合されると共に内径側がロッド１９の小径部１９Ｂに嵌合固定される内輪３２Ｂとにより大略構成されている。結合部材３１および球面軸受３２は、球面軸受３２の内輪３２Ｂが、ロッド１９の小径部１９Ｂの基端側に嵌合されると共に段差部１９Ｃと取付アイ１９Ｄとにより軸方向に挟持されることによりに、ロッド１９に対して不離に結合される。

車体と車輪との間に横力が加わることにより、シリンダ１０とロッド１９とが、弾性変形等に伴って径方向に変位する（シリンダ１０の軸中心線とロッド１９の軸中心線とがずれる）傾向となると、球面軸受３２の内輪３２Ｂを揺動中心として結合部材３１が揺動する（必要な場合には、傾斜筒部３１Ｃが弾性変形する）。これにより、ロッド１９に対してアウタチューブ７が揺動し、横力に拘わらず、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと永久磁石８とが径方向に離間した（間隔をもって対向）した状態を維持することができる。

かくして、このように構成される第２の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、ロッド１９とアウタチューブ７との結合部を、弾性変形が可能な弾性体としての結合部材３１と内輪３２Ｂに対して外輪３２Ａが揺動する球面軸受３２とにより構成している。このため、横力が加わったときに、球面軸受３２の揺動（必要な場合は、結合部材３１の弾性変形））により、コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃと永久磁石８とが径方向に離間した状態をより安定して維持することができる。しかも、球面軸受３２を用いた場合は、球面軸受３２の外輪３２Ａが内輪３２Ｂに対して揺動変位するため、アウタチューブ７には、結合部材３１が弾性変形するときのような弾性変形に伴う反力は加わらないようにできる。これにより、ブッシュ２４に加わる力を低減することができ、該ブッシュ２４の耐久性を向上することができる。なお、結合部材３１は、弾性変形しないものとして構成することもできる。

次に、図７は、本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、外筒の内径側の空間をドライヤに接続（連通）させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

アウタチューブ７とロッド１９とを揺動可能に結合する結合部材４１は、上述した第１の実施の形態の結合部材２３と同様に、取付筒部４１Ａと、環状部４１Ｂと、傾斜筒部４１Ｃと、嵌着部４１Ｄとにより大略構成されている。そして、取付筒部４１Ａには、内周面と外周面との間を貫通する貫通孔４１Ａ1が設けられている。そして、貫通孔４１Ａ1にはドライヤ４２に通じる通気管４２Ａを接続することにより、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａをドライヤ４２に接続（連通）させている。ドライヤ４２は、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａ内に出入りする気体を乾燥させるものである。

かくして、このように構成される第３の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態では、電磁サスペンション装置１の伸縮（伸長・縮小）に伴って、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａの容積が変化すると、該空間７Ａには、ドライヤ４２によって乾燥した空気が出入りする。これにより、アウタチューブ７の内径側の空間７Ａの結露を抑制することができ、性能劣化の防止、耐久性の向上、電気信頼性の向上を図ることができる。

次に、図８は、本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、磁性部材が設けられる外筒の軸方向の両端部の肉厚を軸方向の中間部の肉厚よりも薄く（中間部の肉厚を両端部の肉厚よりも厚く）したことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

外筒となるアウタチューブ５１は、円筒状に形成され、ストローク方向となる軸方向に延びている。ここで、アウタチューブ５１は、軸方向の一端部５１Ａおよび他端部５１Ｂの肉厚を軸方向の中間部５１Ｃの肉厚よりも薄くしている。逆にいえば、アウタチューブ５１の中間部５１Ｃの肉厚を両端部５１Ａ，５１Ｂの肉厚よりも厚くしている。

このように構成される第４の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態では、永久磁石８が設けられるアウタチューブ５１の軸方向の中間部５１Ｃの肉厚を厚くすることができる。これにより、走安制御等の大きな制御力を必要とする軸方向中間部５１Ｃ（ストローク中央付近）で磁気的飽和を抑制することができ、大きな発生力を得ることができる。一方、大きな制御力を必要としない軸方向の一端部５１Ａおよび他端部５１Ｂでは、肉厚を薄くすることで、全てのストロークで必要な制御力の発生を可能としつつ軽量化を図ることができる。しかも、車体側と車輪側との取付部位にそれぞれ近接するアウタチューブ５１の一端部５１Ａおよび他端部５１Ｂを小型化（小径化）できるため、車体側および車輪側との干渉を抑制することもできる。

次に、図９は、本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、磁性部材とコイル部材との間に磁性体を配置した構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

永久磁石８とコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃとの間となる永久磁石８の内周面側には、磁性体としての環状部材６１が配置されている。環状部材６１は、磁場の中に置くと磁路を形成する磁性体（磁性材）、例えば、機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ａ）等を用いて円筒状に形成され、その外周面側には、永久磁石８の端部と嵌合する小径部６１Ａが設けられている。環状部材６１は、アウタチューブ７の内径側に、軸方向に隣合う永久磁石８の間を架け渡すように配設されている。

このように構成される第５の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態では、永久磁石８とコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃとの間に磁性体製の環状部材６１を配置する構成としている。このため、磁路の磁気抵抗を低減することができ、高価な永久磁石８の小型化を図りつつ、大きな力（推力、制御力）を発生させることができる。また、環状部材６１により永久磁石８の保護を図ることもできる。

なお、上述した第１の実施の形態では、取付ロッド１２に動力線用貫通孔１２Ｆと温度センサ線用貫通孔１２Ｇと一対の磁気センサ線用貫通孔１２Ｈとをそれぞれ９０゜ずつ離間して配置する（周方向に関して等間隔に配置する）構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図１０に示す第１の変形例のように、一対の磁気センサ線用貫通孔１２Ｈを温度センサ線用貫通孔１２Ｇ側に偏らして（動力線用貫通孔１２Ｆから遠ざかるように）配置する（周方向に関して不等間隔に配置する）構成としてもよい。この場合には、動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆに対するセンサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａの間隔を広くでき、大電流を流す動力線５Ｄ，５Ｅ，５Ｆによるセンサ線１５Ａ，１７Ａ，１８Ａへのノイズの影響を低減することができる。

上述した第１の実施の形態では、一対の磁気センサ１７，１８からそれぞれ磁気センサ線１７Ａ，１８Ａを引き出す構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、図１１に示す第２の変形例のように、一対の磁気センサ１７，１８から共用の（例えば、電源やＧＮＤ線を共通とした）磁気センサ線７１を引き出す構成としてもよい。この場合には、磁気センサ線用貫通孔１２Ｈを１つとすることができることに加えて、配線数が減ることによる配線の取り回しの向上、断線や短絡のリスクの低減等を図ることができる。

上述した第１の実施の形態では、アウタチューブ７（外筒）の内径側の空間７Ａをエンジンルーム１３に連通する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、外筒の内径側の空間を乗員が搭乗する車室内に連通する構成としてもよい。この場合も、外筒の内径側の空間の結露を抑制することができ、性能劣化の防止、耐久性の向上、電気信頼性の向上を図ることができる。

上述した第２の実施の形態では、アウタチューブ７とロッド１９とを結合部材３１と球面軸受３２との両方を介して結合する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、揺動可能な結合部を球面軸受のみにより構成してもよい。また、揺動可能な結合部は、結合部材を傾斜筒部を有するものとすることにより弾性変形可能な弾性体として構成したり、結合部に球面軸受を用いる構成とする他、例えば、結合部材の一部の肉厚を薄くして当該部位を弾性変形可能な部位として構成する等、結合対象となる一対の部材間を揺動可能に結合できるものであれば、各種の結合構成を採用することができる。

上述した第４の実施の形態では、アウタチューブ５１の軸方向の両端部５１Ａ，５１Ｂの肉厚を軸方向の中間部５１Ｃの肉厚よりも薄くした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、磁性部材が設けられる外筒または内筒の軸方向一端部と他端部とのうちのいずれか一方の端部の肉厚を中間部の肉厚よりも薄くしてもよい。

上述した各実施の形態では、電機子のコア４（内筒）とシリンダ１０との結合部と、界磁側のアウタチューブ７（外筒）とロッド１９との結合部とのうち、アウタチューブ７とロッド１９との結合部を揺動可能に結合する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、内筒とシリンダとの結合部と外筒とロッドとの結合部とのうちの内筒とシリンダとの結合部を揺動可能に結合する構成としてもよい。また、内筒とシリンダとの結合部と外筒とロッドとの結合部との両方の結合部を揺動可能に結合する構成としてもよい。さらに、内筒とロッドとを結合すると共に、外筒とシリンダとを結合する構成としてもよい。

上述した各実施の形態では、筒状リニア電磁式アクチュエータを、内筒に対応するコア４に設けられたコイル５Ａ，５Ｂ，５Ｃ（コイル部材）と、外筒に対応するアウタチューブ７に設けられた永久磁石８（磁性部材）とにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、外筒に設けられたコイル（コイル部材）と、内筒に設けられた永久磁石（磁性部材）とにより筒状リニア電磁式アクチュエータを構成してもよい。

上述した各実施の形態では、固定子２を車両のばね上部材（例えば車体側）に取付けると共に、可動子６を車両のばね下部材（例えば車輪側）に取付ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、固定子を車両のばね下部材に取付けると共に、可動子を車両のばね上部材に取付ける構成としてもよい。

上述した各実施の形態では、電磁サスペンション装置１を縦置き状態で自動車等の車両に取付ける構成とした場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、電磁サスペンションを横置き状態で鉄道車両等の車両に取付ける構成としてもよい。

上述した各実施の形態では、電磁サスペンション装置１を車両に取付ける構成とした場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、振動源となる種々の機械、建築物等に用いる電磁サスペンション装置として用いてもよい。

さらに、上述した各実施の形態では、横断面形状が円形のリニアモータ、即ち、固定子２および可動子６を円筒状に形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、横断面形状がＩ字状（平板状）や矩形状、Ｈ字状のリニアモータ等、横断面形状が円形以外の筒状のリニアモータにより構成してもよい。

以上の実施の形態によれば、電磁サスペンション装置の小型化、性能の向上、耐久性の向上を図ることができる。

即ち、実施の形態によれば、内筒の内側には、内筒と外筒とのうちの一方と結合されるシリンダと他方に結合されるロッドとを設けると共に、このうちのシリンダを車体側に取付け、ロッドを車輪側に取付ける構成としている。このため、車体と車輪との間に横力が加わると、この横力は、シリンダとロッドとの間の少なくとも２箇所位置、具体的には、シリンダ（の内周面）とピストン（の外周面）との摺動部位、および、ロッドガイド（の内周面）とロッド（の外周面）との摺動部位の２箇所位置で支承（支持）することができる。

この場合に、内筒または外筒の一方とシリンダとの結合部、および／または、他方とロッドとの結合部は、揺動可能に結合されている。このため、横力が加わることにより、シリンダとロッドとが、弾性変形等に伴って径方向に変位する（シリンダの軸中心線とロッドの軸中心線とがずれる）傾向となると、シリンダまたはロッドに対して外筒および／または内筒が揺動可能な結合部で揺動する。これにより、内筒または外筒の一方の部材に設けられたコイル部材と他方の部材に設けられた磁性部材は、径方向に離間した（間隔をもって対向）した状態を維持することができる。

この場合に、揺動可能な結合部は、例えば、最も揺動した状態でもコイル部材と磁性部材との位置関係が接触（当接）しないように規制（設定）する、および／または、内筒と外筒との間（コイル部材と磁性部材との間）には、両者の軸方向の相対変位を許容しつつ径方向の相対変位を規制（両者が接触しないように規制）するブッシュ等の位置決め部材を設ける。これにより、横力が加わったときに、該横力を揺動可能な結合部で逃がしつつ、内筒と外筒（コイル部材と磁性部材）とを径方向に離間した（隙間をもって対向した）状態のまま維持することができる。

従って、例えばコイル部材と磁性部材との径方向の間隔を小さくしても、横力によってコイル部材と磁性部材とが接触することを抑制することができる。この結果、電磁サスペンション装置の小型化、コイル部材と磁性部材との耐久性を確保することができる。これに加えて、コイル部材と磁性部材との間で大きな力（推力、制御力）を発生させることができ、電磁サスペンション装置の性能の向上を図ることができる。

しかも、シリンダ内にガスおよび液体を混在させるため、このうちの液体が潤滑油となってシリンダとロッドとの摺動部位を潤滑することができる。これにより、少なくとも２箇所の摺動部位（シリンダとピストンとの摺動部位、および、ロッドガイドとロッドとの摺動部位）の摺動性を高めることができる。この場合、シリンダ内のガスおよび液体は、ロッドガイドに設けられたシール部材によりシールされるため、シリンダ内に鉄粉等の異物が入り込むことによる磨耗劣化や損傷を低減することができ、耐久性の向上を図ることができる。

実施の形態によれば、シリンダは、ガイド部材が摺動する部分の外径を、ロッドガイドのうちシール部材が取付けられる取付部よりも小径に構成している。これにより、シリンダの太さを細く（小径に）しつつシール部材を大径のものにすることができ、装置全体としての小型化とシール性の向上とを両立することができる。

実施の形態によれば、磁性部材の位置検出を行うための磁気センサ、即ち、磁気抵抗素子とホールＩＣとをセンサ収容ケースに収容すると共に、センサ収容ケースを配線収容ケースとコイル部材との軸方向間に設ける構成としている。これにより、コイル部材の軸方向端部側に位置するセンサ収容ケース内の磁気抵抗素子とホールＩＣは、コイル部材への通電により発生する磁石磁束の曲がりや増磁、減磁の影響を受けにくくでき、磁性部材の磁石磁束の検出を精度良く行うことができる。即ち、コイル部材への通電、非通電に拘わらず（通電時でも非通電でも）、同じ磁石磁束を検出することができ、磁性部材の位置、延いてはストローク位置の検出ないしその演算を、精度よく容易に行うことができる。

しかも、センサ収容ケース内には、磁気抵抗素子とホールＩＣとを１８０°ずらして配置している。これにより、磁気抵抗素子とホールＩＣとを同じ軸方向位置に配置することができ、磁気抵抗素子とホールＩＣとの両方で、ほぼ同じ磁石磁束を検出することができる。このため、磁性部材の位置、延いてはストローク位置の検出ないしその演算を、センサ間の軸方向の取付け位置の差を考慮せずに行うことができ、位置検出ないしその演算の容易化、精度向上を図ることができる。

さらに、センサ収容ケース内には、コイル部材に接続される動力線を、磁気センサである磁気抵抗素子とホールＩＣとに対して９０°ずらして配置している。このため、動力線を流れる電流に伴い磁気センサに発生するノイズの影響を低減することができる。

実施の形態によれば、コイル部材が設けられる内筒が車体側に配置されるため、車体側からコイル部材への配線の取り回しを容易に行うことができる。また、磁性部材がコイル部材の外周側に配置されるため、磁性部材の磁石磁束は、外径側から内径側へと断面積が小さくなる方向に流れる。即ち、磁束密度は、距離の２乗に反比例するが、外径側から内径側へと断面積が小さくなる方向に流れるため、磁束密度の低下を緩やかにできる。これにより、コイル部材と磁性部材との間の径方向の距離が変化しても、発生する力（推力、制御力）の変化を小さく抑えることができる。また、磁性部材の内周側に磁気センサを配置した場合は、磁気センサと磁性部材との間の径方向の距離が変化しても、センサ出力の変化を小さく抑えることができ、位置検出ないしその演算の高精度化、容易化を図ることができる。

実施の形態によれば、揺動可能に結合される結合部を、弾性変形が可能な弾性体および／または球面軸受により構成している。このため、横力が加わったときに、結合部が弾性変形することにより、および／または、球面軸受が球面に沿って変位することにより、シリンダまたはロッドに対して外筒および／または内筒が揺動する。これにより、横力が加わっても、内筒と外筒（コイル部材と磁性部材）とが径方向に離間した状態を安定して維持することができる。

実施の形態によれば、外筒の内径側の空間をエンジンルームまたは車室内に連通させる構成としている。このため、外筒と内筒との相対変位に伴って外筒の内径側の空間の容積が変化したときに、外筒の内径側の空間には、エンジンルームまたは車室内の空気が出入りする。これにより、外筒の内径側の空間の結露を抑制することができ、性能劣化の防止、耐久性の向上、電気信頼性の向上を図ることができる。

実施の形態によれば、外筒の内径側の空間をドライヤに接続させる構成としている。このため、外筒と内筒との相対変位に伴って外筒の内径側の空間の容積が変化したときに、外筒の内径側の空間には、ドライヤより乾燥した空気が出入りする。これにより、外筒の内径側の空間の結露を抑制することができ、性能劣化の防止、耐久性の向上、電気信頼性の向上を図ることができる。

実施の形態によれば、磁性部材が設けられる外筒または内筒の軸方向の中間部の肉厚を厚くすることができる。これにより、走安制御等の大きな制御力を必要とする軸方向中間部（ストローク中央付近）で磁気的飽和を抑制することができ、大きな発生力を得ることができる。一方、大きな制御力を必要としない軸方向の一端部および／または他端部では、肉厚を薄くすることで、全てのストロークで必要な制御力の発生を可能としつつ軽量化を図ることができる。しかも、車体側または車輪側との取付部位と近接する外筒または内筒の軸方向端部を小型化できるため、車体側および／または車輪側との干渉を抑制することもできる。

実施の形態によれば、磁性部材とコイル部材との間に磁性体を配置する構成としている。このため、磁路の磁気抵抗を低減することができ、高価な磁性部材の小型化を図りつつ、大きな力（推力、制御力）を発生させることができる。また、磁性体により磁性部材の保護を図ることもできる。

１ 電磁サスペンション装置
３ 筒状リニア電磁式アクチュエータ
４ コア（内筒）
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ コイル（コイル部材）
５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ 動力線
７ アウタチューブ（外筒）
７Ａ 空間
８ 永久磁石（磁性部材）
１０ シリンダ
１１ 筒部材
１３ エンジンルーム
１４ 配線収容ケース
１６ センサ収容ケース
１７ 磁気センサ（磁気抵抗素子）
１８ 磁気センサ（ホールＩＣ）
１９ ロッド
２０ ロッドガイド
２０Ｂ 取付部
２１ シール部材
２１Ａ 環状部材
２１Ｂ ゴム
２２ ピストン（ガイド部材）
２３，３１，４１ 結合部材（結合部）
３２ 球面軸受（結合部）
４２ ドライヤ
５１ アウタチューブ（外筒）
５１Ａ 一端部
５１Ｂ 他端部
５１Ｃ 中間部
６１ 環状部材（磁性体）

Claims (9)

1. 車体と車輪との間に介装され、相対変位可能な同軸状の内筒または外筒の一方の部材に設けられたコイル部材と、他方の部材に設けられ該コイル部材と対向する磁性部材とからなる筒状リニア電磁式アクチュエータを備えた電磁サスペンション装置であって、
   一端側が前記内筒内に設けられ、他端側が前記車体側に取付けられるシリンダと、
   一端側が前記シリンダに挿入され、他端側が前記車輪側に取付けられるロッドと、
   前記シリンダの一端側で前記ロッドを摺動可能に支持するロッドガイドと、
   該ロッドガイドの車輪側に設けられ、前記シリンダ内に混在させたガスおよび液体をシールするシール部材と、
   前記ロッドの一端側に設けられ、前記シリンダ内を摺動するガイド部材と、を有し、
   前記内筒または前記外筒の一方が前記シリンダと結合され、前記内筒または前記外筒の他方が前記ロッドに結合され、
   前記内筒または前記外筒の一方と前記シリンダとの結合部、または、前記内筒または前記外筒の他方と前記ロッドとの結合部との少なくとも一方は、揺動可能に結合されていることを特徴とする電磁サスペンション装置。
2. 前記シール部材は、板状の環状部材の内径側にゴムを焼き付けたものであり、
   前記ロッドガイドは、前記シール部材が取付けられる取付部を有し、
   前記シリンダは、前記ガイド部材が摺動する部分の外径を、前記ロッドガイドの取付部よりも小径とし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。
3. 前記コイル部材と軸方向に離間する位置には、該コイル部材と接続される動力線を収容する配線収容ケースを設け、
   該配線収容ケースと前記コイル部材との軸方向間には、磁気抵抗素子とホールＩＣとを１８０°ずらして配置し、かつ、これら磁気抵抗素子とホールＩＣとに対して前記動力線を９０°ずらして配置したセンサ収容ケースを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁サスペンション装置。
4. 前記コイル部材は、前記内筒に設け、
   前記磁性部材は、前記コイル部材の外周側となる前記外筒に設け、
   前記内筒を前記車体側に配置すると共に前記外筒を前記車輪側に配置したことを特徴とする請求項１，２または３に記載の電磁サスペンション装置。
5. 前記揺動可能に結合される結合部は、弾性変形が可能な弾性体および／または球面軸受により構成したことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の電磁サスペンション装置。
6. 前記外筒の内径側の空間は、前記車体に搭載されるエンジンを収容するエンジンルームまたは乗員が搭乗する車室内に連通させたことを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載の電磁サスペンション装置。
7. 前記外筒の内径側の空間は、該空間内に出入りする気体を乾燥させるドライヤに接続させたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６に記載の電磁サスペンション装置。
8. 前記磁性部材が設けられる外筒または内筒は、軸方向の一端部および／または他端部の肉厚を軸方向の中間部の肉厚よりも薄くしたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６または７に記載の電磁サスペンション装置。
9. 前記磁性部材とコイル部材との間には、磁性体を配置したことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載の電磁サスペンション装置。

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