JP2015033878A - Suspension for vehicle - Google Patents

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雄一郎 広瀬
Yuichiro Hirose
雄一郎 広瀬
佐々木 隆
Takashi Sasaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suspension for a vehicle capable of providing both improvement in responsiveness and reduction in energy consumption.SOLUTION: A suspension for a vehicle includes a first connection member 5 which is connected to an axle housing 3 for holding an axle, an actuator 6 which is attached to a frame 4 for direct action driving of an output shaft 6a, a second connection member 7 connected to the output shaft 6a, and a speed conversion connection member 8 which is connected to the first connection member 5 and the second connection member 7, to raise a stroke speed of the second connection member 7 relative to the stroke speed of the first connection member 5.

Description

本発明は、トラックやバス等の車両に取り付けられる車両用サスペンションに関する。   The present invention relates to a vehicle suspension attached to a vehicle such as a truck or a bus.

近年、トラックやバス等の車両に取り付けられる車両用サスペンションとして、アクティブサスペンションが搭載されるようになってきた。アクティブサスペンションは、車軸を保持するアクスルハウジングに連結されたロッドをアクチュエータにより駆動制御することで、車体の振動を低減するものである。そして、従来は、このアクチュエータとして、電磁回転モータが利用されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, active suspensions have been mounted as vehicle suspensions attached to vehicles such as trucks and buses. In the active suspension, a rod connected to an axle housing that holds an axle is driven and controlled by an actuator to reduce vibration of the vehicle body. Conventionally, an electromagnetic rotary motor is used as the actuator (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−090616号公報JP-A-2005-090616

ところで、アクティブサスペンションは、車両振動の低減を図る際、アクチュエータの応答性が高いほど幅広い周波数帯に対して効果がある。しかしながら、電磁回転モータは、電気を投入してから出力軸が回転するまでにタイムロスが発生するため、応答性の観点において課題がある。   By the way, the active suspension has an effect on a wider frequency band as the response of the actuator is higher when reducing vehicle vibration. However, the electromagnetic rotary motor has a problem in terms of responsiveness because time loss occurs from when electricity is turned on until the output shaft rotates.

そこで、電磁回転モータの代わりに、リニアモータに代表される直動駆動装置をアクチュエータとして利用することが考えられる。直動駆動装置は、電磁回転モータ等のように出力軸を回転駆動するものではなく、出力軸を直動駆動する電磁モータである。   Therefore, it is conceivable to use a linear drive device represented by a linear motor as an actuator instead of an electromagnetic rotary motor. The linear drive device is not an electromagnetic motor that rotationally drives the output shaft like an electromagnetic rotary motor or the like, but an electromagnetic motor that linearly drives the output shaft.

しかしながら、直動駆動装置をアクティブサスペンションのアクチュエータとして用いると、アクチュエータの消費エネルギーが大きくなるため、実用上の問題がある。つまり、直動駆動装置のアクチュエータは、電磁回転モータのように出力軸の回転運動を減衰させて直線運動に変換するものではなく、出力軸を直接的に直動駆動(直線運動)させるものであるため、アクチュエータのストローク速度とロッドのストローク速度とが一致する。そして、モータは、消費エネルギー全体におけるコイルの内部抵抗の占める割合が大きいところ、直動駆動装置のストローク速度は、電磁回転モータの回転速度よりも低くなるため、直動駆動装置のアクチュエータは、電磁回転モータのアクチュエータに比べてコイルの内部抵抗が大きくなり、消費エネルギーが大きくなる。   However, when a linear drive device is used as an actuator for an active suspension, there is a practical problem because the energy consumption of the actuator increases. In other words, the actuator of the linear motion drive device does not attenuate the rotational motion of the output shaft and convert it to linear motion like an electromagnetic rotary motor, but directly drives the output shaft to linear motion (linear motion). Therefore, the stroke speed of the actuator matches the stroke speed of the rod. In the motor, where the ratio of the internal resistance of the coil in the total energy consumption is large, the stroke speed of the linear drive device is lower than the rotational speed of the electromagnetic rotary motor. Compared with the actuator of the rotary motor, the internal resistance of the coil increases and the energy consumption increases.

そこで、本発明は、応答性の向上と消費エネルギーの低減とを両立できる車両用サスペンションを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle suspension capable of improving both responsiveness and reducing energy consumption.

本発明に係る車両用サスペンションは、車軸を保持する軸支部材に連結される第一連結部材と、車体に取り付けられて出力軸を直動駆動するアクチュエータと、出力軸に連結される第二連結部材と、第一連結部材と第二連結部材とに連結されて、第一連結部材のストローク速度に対して第二連結部材のストローク速度を高くする速度変換連結部材と、を備える。   A vehicle suspension according to the present invention includes a first connection member connected to a shaft support member that holds an axle, an actuator that is attached to a vehicle body and drives an output shaft to linearly move, and a second connection connected to the output shaft. And a speed conversion connecting member that is connected to the first connecting member and the second connecting member and increases the stroke speed of the second connecting member relative to the stroke speed of the first connecting member.

本発明に係る車両用サスペンションによれば、速度変換連結部材を介して第一連結部材と第二連結部材とが連結されているため、速度変換連結部材を介して、軸支部材及び第一連結部材のストロークと第二連結部材及び出力軸のストロークとを互いに伝達することができる。そして、出力軸を直動駆動するアクチュエータが用いられているため、アクチュエータの応答性を高めることができる。しかも、速度変換連結部材により、第一連結部材のストローク速度に対して第二連結部材及び出力軸のストローク速度が増速されるため、アクチュエータの内部抵抗を低減することができる。これにより、アクチュエータの消費エネルギーを低減することができる。   According to the vehicle suspension of the present invention, since the first connection member and the second connection member are connected via the speed conversion connection member, the shaft support member and the first connection are connected via the speed conversion connection member. The stroke of the member and the strokes of the second connecting member and the output shaft can be transmitted to each other. And since the actuator which linearly drives an output shaft is used, the responsiveness of an actuator can be improved. Moreover, since the speed conversion connecting member increases the stroke speed of the second connecting member and the output shaft relative to the stroke speed of the first connecting member, the internal resistance of the actuator can be reduced. Thereby, the energy consumption of an actuator can be reduced.

また、速度変換連結部材は、車両の車体に回動自在に連結されるとともに、第一連結部材及び第二連結部材が回動自在に連結されており、速度変換連結部材の回動中心から速度変換連結部材と第二連結部材との連結位置までの距離が、速度変換連結部材の回動中心から速度変換連結部材と第一連結部材との連結位置までの距離よりも長いものとすることができる。このように、速度変換連結部材を第一連結部材と第二連結部材とが回動自在に連結されるリンク機構とすることで、第一連結部材と第二連結部材及びアクチュエータの出力軸とが互いに連動してストロークする。そして、速度変換連結部材の回動中心から速度変換連結部材と第二連結部材との連結位置までの距離が、速度変換連結部材の回動中心から速度変換連結部材と第一連結部材との連結位置までの距離よりも長いため、第一連結部材のストローク速度に対して第二連結部材及びアクチュエータの出力軸のストローク速度が高くなる。これにより、アクチュエータの内部抵抗が低減されるため、アクチュエータの消費エネルギーを低減することができる。   The speed conversion connecting member is rotatably connected to the vehicle body of the vehicle, and the first connecting member and the second connecting member are rotatably connected, and the speed conversion connecting member is rotated from the rotation center of the speed converting connecting member. The distance to the connection position of the conversion connection member and the second connection member may be longer than the distance from the rotation center of the speed conversion connection member to the connection position of the speed conversion connection member and the first connection member. it can. Thus, by making the speed conversion connecting member a link mechanism in which the first connecting member and the second connecting member are rotatably connected, the first connecting member, the second connecting member, and the output shaft of the actuator are connected. Stroke in conjunction with each other. The distance from the rotation center of the speed conversion connection member to the connection position of the speed conversion connection member and the second connection member is the connection between the rotation center of the speed conversion connection member and the speed conversion connection member and the first connection member. Since it is longer than the distance to a position, the stroke speed of the output shaft of a 2nd connection member and an actuator becomes high with respect to the stroke speed of a 1st connection member. Thereby, since the internal resistance of the actuator is reduced, the energy consumption of the actuator can be reduced.

また、速度変換連結部材は、第一連結部材のストローク方向と第二連結部材のストローク方向とを変換するものとすることができる。このように、速度変換連結部材により第一連結部材のストローク方向と第二連結部材のストローク方向とを変換することで、出力軸を第一連結部材と同じ方向にストロークさせる必要が無くなるため、アクチュエータの配置自由度を向上させることができる。   The speed conversion connecting member can convert the stroke direction of the first connecting member and the stroke direction of the second connecting member. Thus, since the speed conversion connecting member converts the stroke direction of the first connecting member and the stroke direction of the second connecting member, it is not necessary to stroke the output shaft in the same direction as the first connecting member. The degree of freedom of arrangement can be improved.

この場合、アクチュエータは、出力軸を車両前後方向に直動駆動する向きに取り付けられているものとすることができる。車両は、車高方向よりも車両前後方向の方が長いため、出力軸が車両前後方向に直動駆動するようにアクチュエータを配置することで、車両に対するアクチュエータの搭載性を向上させることができる。   In this case, the actuator can be attached in a direction in which the output shaft is linearly driven in the vehicle longitudinal direction. Since the vehicle is longer in the vehicle longitudinal direction than in the vehicle height direction, the actuator can be mounted on the vehicle by arranging the actuator so that the output shaft is linearly driven in the vehicle longitudinal direction.

また、アクチュエータは、リニアモータであるものとすることができる。このように、アクチュエータとしてリニアモータを用いることで、応答性を更に向上させることができる。   The actuator may be a linear motor. Thus, the response can be further improved by using the linear motor as the actuator.

本発明によれば、応答性の向上と消費エネルギーの低減とを両立できる。   According to the present invention, both improvement in responsiveness and reduction in energy consumption can be achieved.

実施形態に係る車両用サスペンションを車両後方側から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the suspension for vehicles concerning an embodiment from the vehicles back side. 実施形態に係る車両用サスペンションを車両右側面から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the suspension for vehicles concerning an embodiment from the vehicle right side. 車両用サスペンションの動作状態を示す図である。It is a figure which shows the operation state of the suspension for vehicles.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、上下方向は、車両の上下方向を意味し、前後方向は、車両の前後方向を意味し、内外方向は、車幅方向における車両の内外方向を意味する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is the same or it corresponds in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the following description, the vertical direction means the vertical direction of the vehicle, the longitudinal direction means the longitudinal direction of the vehicle, and the inside / outside direction means the inside / outside direction of the vehicle in the vehicle width direction.

図1は、実施形態に係る車両用サスペンションを車両後方側から見た模式図であり、図2は、実施形態に係る車両用サスペンションを車両右側面から見た模式図である。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る車両用サスペンション1は、トラックやバス等の車両に取り付けられて、車輪2から入力される上下方向の振動を相殺することにより乗り心地を改善するアクティブサスペンションである。この車両用サスペンション1は、車輪2が連結された車軸(不図示)を回転自在に保持するアクスルハウジング3(軸支部材)と、車体のフレーム4と、の間に配置されている。また、車両用サスペンション1は、各車輪2に対応して設けられており、各車輪2から入力される上下方向の振動を相殺するものである。なお、各車輪2に対応して設けられる車両用サスペンション1は、基本構成が同じであるため、以下では、代表して一つの車輪に対応して設けられる車両用サスペンション1についてのみ説明する。   FIG. 1 is a schematic view of the vehicle suspension according to the embodiment as viewed from the vehicle rear side, and FIG. 2 is a schematic view of the vehicle suspension according to the embodiment as viewed from the right side of the vehicle. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle suspension 1 according to the present embodiment is attached to a vehicle such as a truck or a bus and cancels the vibration in the vertical direction input from the wheels 2, thereby improving the riding comfort. Active suspension to improve. The vehicle suspension 1 is disposed between an axle housing 3 (axial support member) that rotatably holds an axle (not shown) to which wheels 2 are connected, and a frame 4 of the vehicle body. The vehicle suspension 1 is provided corresponding to each wheel 2 and cancels the vibration in the vertical direction input from each wheel 2. Since the vehicle suspension 1 provided corresponding to each wheel 2 has the same basic configuration, only the vehicle suspension 1 provided corresponding to one wheel will be described below.

車両用サスペンション1は、第一連結部材5と、アクチュエータ6と、第二連結部材7と、速度変換連結部材8と、を備えている。   The vehicle suspension 1 includes a first connecting member 5, an actuator 6, a second connecting member 7, and a speed conversion connecting member 8.

第一連結部材5は、アクスルハウジング3に取り付けられる部材である。第一連結部材5は、如何なる部材であってもよく、例えば、直線状に延びるロッドとすることができる。本実施形態では、第一連結部材5が、直線状に延びるロッドであるものとして説明する。   The first connecting member 5 is a member attached to the axle housing 3. The first connecting member 5 may be any member, for example, a rod extending linearly. In the present embodiment, the first connecting member 5 is described as a linearly extending rod.

第一連結部材5の一方端部には、アクスルハウジング3と連結するためのジョイント5aが取り付けられており、第一連結部材5は、このジョイント5aを介してアクスルハウジング3と回動自在に連結されている。アクスルハウジング3に対する第一連結部材5の連結は、直接的に行ってもよく、アクスルハウジング3に取り付けられたブラケット等の部材を介して間接的に行ってもよい。本実施形態では、アクスルハウジング3に対して第一連結部材5が直接的に連結されているものとして説明する。   A joint 5a for connecting to the axle housing 3 is attached to one end of the first connecting member 5, and the first connecting member 5 is rotatably connected to the axle housing 3 via the joint 5a. Has been. The connection of the first connecting member 5 to the axle housing 3 may be performed directly or indirectly via a member such as a bracket attached to the axle housing 3. In the present embodiment, the first connecting member 5 is described as being directly connected to the axle housing 3.

第一連結部材5の他方端部には、速度変換連結部材8と連結するためのジョイント5bが取り付けられており、第一連結部材5は、このジョイント5bを介して速度変換連結部材8と回動自在に連結されている。速度変換連結部材8に対する第一連結部材5の連結は、直接的に行ってもよく、速度変換連結部材8に取り付けられたブラケット等の部材を介して間接的に行ってもよい。本実施形態では、速度変換連結部材8に対して第一連結部材5が直接的に連結されているものとして説明する。   A joint 5b for connecting to the speed conversion connecting member 8 is attached to the other end of the first connecting member 5, and the first connecting member 5 is connected to the speed converting connecting member 8 via the joint 5b. It is connected freely. The connection of the first connection member 5 to the speed conversion connection member 8 may be performed directly or indirectly via a member such as a bracket attached to the speed conversion connection member 8. In the present embodiment, the first connecting member 5 is described as being directly connected to the speed conversion connecting member 8.

アクチュエータ6は、フレーム4に取り付けられて、出力軸6aを直動駆動する直動駆動装置であり、具体的にはリニアモータにより構成されている。なお、直動駆動装置とは、電磁回転モータのように出力軸の回転運動を減衰させて直線運動に変換するものではなく、出力軸を直接的に直動駆動(直線運動)させるものである。アクチュエータ6として、例えば、出力軸6aを直動駆動する周知の様々なリニアモータを採用することができる。   The actuator 6 is a linear drive device that is attached to the frame 4 and linearly drives the output shaft 6a. Specifically, the actuator 6 includes a linear motor. In addition, the linear motion drive device does not attenuate the rotational motion of the output shaft and convert it into linear motion like an electromagnetic rotary motor, but directly drives the output shaft to linear motion (linear motion). . As the actuator 6, for example, various well-known linear motors that linearly drive the output shaft 6a can be employed.

ここで、アクチュエータ6は、出力軸6aを直線駆動する電磁アクチュエータであることから、出力軸6aの駆動方向に長く形成されている。一方、フレーム4(車両)は、車高方向よりも車両前後方向の方が長くなっているため、車両上下方向に長い部材は、フレーム4への搭載性が悪くなる。そこで、アクチュエータ6の搭載性が向上するように、アクチュエータ6は、フレーム4に対して、出力軸6aを車両前後方向に直線駆動する向きに取り付けられている。これにより、出力軸6aは、アクチュエータ6により車両前後方向に直線駆動される。   Here, since the actuator 6 is an electromagnetic actuator that linearly drives the output shaft 6a, the actuator 6 is formed long in the driving direction of the output shaft 6a. On the other hand, since the frame 4 (vehicle) is longer in the vehicle front-rear direction than in the vehicle height direction, a member that is longer in the vehicle up-down direction is less mountable on the frame 4. Therefore, the actuator 6 is attached to the frame 4 in a direction in which the output shaft 6a is linearly driven in the vehicle front-rear direction so that the mountability of the actuator 6 is improved. Thereby, the output shaft 6a is linearly driven by the actuator 6 in the vehicle front-rear direction.

アクチュエータ6の駆動制御としては、特に限定されるものではなく、様々な手法により行うことができる。アクチュエータ6の駆動制御の一例としては、車両に搭載された路面形状検出装置(不図示)により車輪2よりも車両前後方向における前方の路面形状を検出し、この検出された路面形状に応じて出力軸6aを直動駆動することにより行うものとすることができる。なお、路面形状検出装置は、例えば、周知のレーザ変位計(不図示)を採用することができ、アクチュエータ6の駆動制御は、例えば、車両に搭載されたECU(不図示)により実現することができる。   The drive control of the actuator 6 is not particularly limited, and can be performed by various methods. As an example of drive control of the actuator 6, a road surface shape detection device (not shown) mounted on the vehicle detects a road surface shape ahead of the wheels 2 in the vehicle front-rear direction, and outputs in accordance with the detected road surface shape. It can be performed by linearly driving the shaft 6a. For example, a well-known laser displacement meter (not shown) can be adopted as the road surface shape detection device, and the drive control of the actuator 6 can be realized by an ECU (not shown) mounted on the vehicle, for example. it can.

第二連結部材7は、アクチュエータ6の出力軸6aと速度変換連結部材8とに連結される部材である。第二連結部材7は、如何なる部材であってもよく、例えば、直線状に延びるロッドとすることができる。本実施形態では、第二連結部材7が、直線状に延びるロッドであるものとして説明する。   The second connecting member 7 is a member connected to the output shaft 6 a of the actuator 6 and the speed conversion connecting member 8. The second connecting member 7 may be any member, for example, a rod extending linearly. In the present embodiment, the second connecting member 7 will be described as a linearly extending rod.

第二連結部材7の一方端部には、アクチュエータ6の出力軸6aと連結するためのジョイント7aが取り付けられており、第二連結部材7は、このジョイント7aを介して出力軸6aと回動自在に連結されている。出力軸6aに対する第二連結部材7の連結は、直接的に行ってもよく、出力軸6aに取り付けられたブラケット等の部材を介して間接的に行ってもよい。本実施形態では、出力軸6aに対して第二連結部材7が直接的に連結されているものとして説明する。   A joint 7a for connecting to the output shaft 6a of the actuator 6 is attached to one end of the second connecting member 7, and the second connecting member 7 rotates with the output shaft 6a via the joint 7a. It is connected freely. The connection of the second connecting member 7 to the output shaft 6a may be performed directly or indirectly via a member such as a bracket attached to the output shaft 6a. In the present embodiment, description will be made assuming that the second connecting member 7 is directly connected to the output shaft 6a.

第二連結部材7の他方端部には、速度変換連結部材8と連結するためのジョイント7bが取り付けられており、第二連結部材7は、このジョイント7bを介して速度変換連結部材8と回動自在に連結されている。速度変換連結部材8に対する第二連結部材7の連結は、直接的に行ってもよく、速度変換連結部材8に取り付けられたブラケット等の部材を介して間接的に行ってもよい。本実施形態では、速度変換連結部材8に対して第二連結部材7が直接的に連結されているものとして説明する。   A joint 7b for connecting to the speed conversion connecting member 8 is attached to the other end of the second connecting member 7, and the second connecting member 7 is connected to the speed converting connecting member 8 via the joint 7b. It is connected freely. The connection of the second connection member 7 to the speed conversion connection member 8 may be performed directly or indirectly via a member such as a bracket attached to the speed conversion connection member 8. In the present embodiment, the description will be made assuming that the second connecting member 7 is directly connected to the speed conversion connecting member 8.

速度変換連結部材8は、フレーム4に対して回動自在に連結されて、第一連結部材5とアクチュエータ6とを連結するとともに、第一連結部材5のストローク方向と第二連結部材7のストローク方向とを変換する部材である。   The speed conversion connecting member 8 is rotatably connected to the frame 4 to connect the first connecting member 5 and the actuator 6, and the stroke direction of the first connecting member 5 and the stroke of the second connecting member 7. It is a member that changes the direction.

具体的に説明すると、速度変換連結部材8には、フレーム4に対して回動自在に連結されるジョイント8aが取り付けられている。このため、ジョイント8aが速度変換連結部材8の回転中心となる。また、ジョイント5bは、車両前後方向におけるジョイント8aに対するアクチュエータ6の反対側、かつ、車両上下方向におけるジョイント8aに対する上側に配置されている。また、ジョイント7bは、車両前後方向におけるジョイント8aに対するアクチュエータ6側、かつ、車両上下方向におけるジョイント8aに対する上側に配置されている。これにより、速度変換連結部材8が回動することで、第一連結部材5と第二連結部材7及び出力軸6aとが互いに連動してストロークするとともに、第一連結部材5のストローク方向と第二連結部材7のストローク方向とを変換することが可能となっている。   More specifically, a joint 8 a that is rotatably connected to the frame 4 is attached to the speed conversion connecting member 8. For this reason, the joint 8 a becomes the rotation center of the speed conversion connecting member 8. Further, the joint 5b is disposed on the opposite side of the actuator 6 with respect to the joint 8a in the vehicle longitudinal direction and on the upper side with respect to the joint 8a in the vehicle vertical direction. Further, the joint 7b is disposed on the actuator 6 side with respect to the joint 8a in the vehicle longitudinal direction and on the upper side with respect to the joint 8a in the vehicle vertical direction. As a result, the speed conversion connecting member 8 rotates, so that the first connecting member 5, the second connecting member 7, and the output shaft 6a are stroked in conjunction with each other. The stroke direction of the two connecting members 7 can be converted.

なお、速度変換連結部材8の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、略三角形の略平板状に形成することができる。速度変換連結部材8を略三角形の略平板状に形成した場合、二つの角部に、それぞれ第一連結部材5のジョイント5bと第二連結部材7のジョイント7aとを連結し、残りの角部にジョイント8aを連結するものとすることができる。   The shape of the speed conversion connecting member 8 is not particularly limited, but can be formed, for example, in a substantially triangular plate shape. When the speed converting connecting member 8 is formed in a substantially triangular plate shape, the joint 5b of the first connecting member 5 and the joint 7a of the second connecting member 7 are connected to the two corners, respectively, and the remaining corners are connected. It is possible to connect the joint 8a.

図3は、車両用サスペンションの動作状態を示す図である。図3(a)及び図3(b)に示すように、速度変換連結部材8は、ジョイント8aからジョイント7bまでの距離Bが、ジョイント8aからジョイント5bまでの距離Aよりも長くなっている。なお、ジョイント5bは、速度変換連結部材8と第一連結部材5との連結位置に位置しており、ジョイント7bは、速度変換連結部材8と第二連結部材7との連結位置に位置しており、ジョイント8aは、速度変換連結部材8の回転中心に位置している。   FIG. 3 is a diagram showing an operating state of the vehicle suspension. As shown in FIGS. 3A and 3B, in the speed conversion connecting member 8, the distance B from the joint 8a to the joint 7b is longer than the distance A from the joint 8a to the joint 5b. The joint 5b is located at the connection position between the speed conversion connecting member 8 and the first connection member 5, and the joint 7b is located at the connection position between the speed conversion connecting member 8 and the second connection member 7. The joint 8 a is located at the rotation center of the speed conversion connecting member 8.

次に、車両用サスペンション1の動作原理について詳しく説明する。   Next, the operation principle of the vehicle suspension 1 will be described in detail.

第一連結部材5は、アクスルハウジング3と速度変換連結部材8との間を繋いでいるため、車輪2から入力される振動等により第一連結部材5が上下方向にストロークすると、ジョイント5bは、第一連結部材5のストロークと同じだけジョイント8a(回転中心)に対して変位し、ジョイント7bは、ジョイント5bの変位に連動して変位する。そして、第二連結部材7は、出力軸6aと速度変換連結部材8との間を繋いでいるため、このジョイント7bの変位が、第二連結部材7及び出力軸6aに伝わり、第二連結部材7及び出力軸6aが、第一連結部材5のストロークと同期してストロークする。   Since the first connecting member 5 connects the axle housing 3 and the speed conversion connecting member 8, when the first connecting member 5 strokes up and down due to vibrations input from the wheels 2, the joint 5 b The same displacement as the stroke of the first connecting member 5 is displaced with respect to the joint 8a (rotation center), and the joint 7b is displaced in conjunction with the displacement of the joint 5b. And since the 2nd connection member 7 has connected between the output shaft 6a and the speed conversion connection member 8, the displacement of this joint 7b is transmitted to the 2nd connection member 7 and the output shaft 6a, and the 2nd connection member. 7 and the output shaft 6 a stroke in synchronization with the stroke of the first connecting member 5.

このとき、ジョイント7bは、ジョイント8aを中心に回動するため、第二連結部材7は、僅かに車両上下方向に移動しながら車両前後方向にストロークする。しかしながら、第二連結部材7の両端に取り付けられているジョイント7a及びジョイント7bは、速度変換連結部材8及び出力軸6aに対して回動自在に連結されているため、出力軸6aを車両上下方向に変位させることなくストロークさせることができる。   At this time, since the joint 7b rotates around the joint 8a, the second connecting member 7 strokes in the vehicle front-rear direction while slightly moving in the vehicle vertical direction. However, since the joint 7a and the joint 7b attached to both ends of the second connecting member 7 are rotatably connected to the speed conversion connecting member 8 and the output shaft 6a, the output shaft 6a is connected to the vehicle in the vertical direction. The stroke can be made without being displaced.

一方、アクチュエータ6が出力軸6aを直動駆動することにより第二連結部材7が車両前後方向にストロークすると、ジョイント7bは、第二連結部材7のストロークと同じだけジョイント8a(回転中心)に対して変位し、ジョイント5bは、ジョイント7bの変位に連動して変位する。そして、このジョイント7bの変位が、第一連結部材5に伝わり、アクスルハウジング3及び車輪2が、第二連結部材7のストロークと同期してストロークする。   On the other hand, when the actuator 6 linearly drives the output shaft 6a and the second connecting member 7 strokes in the vehicle front-rear direction, the joint 7b has the same stroke as the second connecting member 7 with respect to the joint 8a (rotation center). The joint 5b is displaced in conjunction with the displacement of the joint 7b. Then, the displacement of the joint 7 b is transmitted to the first connecting member 5, and the axle housing 3 and the wheel 2 stroke in synchronization with the stroke of the second connecting member 7.

ところで、第一連結部材5のストロークXと第二連結部材7及び出力軸6aのストロークYとの関係は、速度変換連結部材8におけるA(ジョイント8aからジョイント5bまでの距離)とB(ジョイント8aからジョイント7bまでの距離)との関係によって決まる。そして、速度変換連結部材8はA<Bの関係にあることから、第一連結部材5のストローク速度に対して第二連結部材7及び出力軸6aのストローク速度が高くなる。つまり、第二連結部材7及び出力軸6aのストロークが第一連結部材5のストロークに対して増速される。   By the way, the relationship between the stroke X of the first connecting member 5 and the stroke Y of the second connecting member 7 and the output shaft 6a is that A (distance from the joint 8a to the joint 5b) and B (joint 8a) in the speed conversion connecting member 8. To the joint 7b). Since the speed conversion connecting member 8 has a relationship of A <B, the stroke speeds of the second connecting member 7 and the output shaft 6a are higher than the stroke speed of the first connecting member 5. That is, the strokes of the second connecting member 7 and the output shaft 6 a are increased with respect to the stroke of the first connecting member 5.

ここで、アクチュエータ6の消費エネルギー全体におけるコイルの内部抵抗の占める割合が大きく、コイルの内部抵抗Riは、次の式1により表される。

Figure 2015033878

R:コイルの内部抵抗
i:電流
E:外乱のエネルギー
φ:推力係数
v:ストローク速度
式1から分かるように、コイルの内部抵抗Riは、アクチュエータ6のストローク速度vの2乗に反比例する。このため、アクチュエータ6のストローク速度が高いほど、コイルの内部抵抗Riが低くなって、アクチュエータ6の消費エネルギーが低減する。 Here, the ratio of the internal resistance of the coil to the entire energy consumption of the actuator 6 is large, and the internal resistance Ri 2 of the coil is expressed by the following equation 1.
Figure 2015033878

R: Coil internal resistance i: Current E: Disturbance energy φ: Thrust coefficient v: Stroke speed As can be seen from Equation 1, the internal resistance Ri 2 of the coil is inversely proportional to the square of the stroke speed v of the actuator 6. For this reason, the higher the stroke speed of the actuator 6, the lower the internal resistance Ri 2 of the coil and the lower the energy consumption of the actuator 6.

そこで、本実施形態では、上述したように、速度変換連結部材8をA<Bの関係として、第二連結部材7及び出力軸6aのストロークを第一連結部材5のストロークに対して増速させている。これにより、第一連結部材5と第二連結部材7とのストローク速度が同一である場合に比べて、同一の仕事をする場合のコイルの内部抵抗Riが低くなるため、アクチュエータ6の消費エネルギーが低減する。 Therefore, in the present embodiment, as described above, the speed conversion connecting member 8 is set to have a relationship of A <B, and the stroke of the second connecting member 7 and the output shaft 6a is increased with respect to the stroke of the first connecting member 5. ing. Thus, as compared with the case the stroke speed of the first coupling member 5 and the second connecting member 7 are the same, since the internal resistance Ri 2 coils in the case of the same work is lower, the energy consumption of the actuator 6 Is reduced.

次に、車両用サスペンション1におけるアクチュエータ6の駆動制御の一例について簡単に説明する。   Next, an example of drive control of the actuator 6 in the vehicle suspension 1 will be briefly described.

まず、路面形状検出装置(不図示)により、車輪2よりも車両前後方向における前方の路面形状を検出する。   First, a road surface shape detection device (not shown) detects a road surface shape ahead of the wheels 2 in the vehicle front-rear direction.

そして、ECU(不図示)は、車輪2から入力される車両上下方向の振動を相殺する方向に第一連結部材5がストロークするように、アクチュエータ6を駆動制御する。なお、アクチュエータ6の駆動制御量は、路面形状検出装置が検出した路面形状の凹凸量等によって適宜設定される。   Then, the ECU (not shown) drives and controls the actuator 6 so that the first connecting member 5 strokes in a direction that cancels the vibration in the vehicle vertical direction input from the wheels 2. Note that the drive control amount of the actuator 6 is appropriately set depending on the amount of road surface unevenness detected by the road surface shape detection device.

すると、車輪2から入力される車両上下方向の振動は、アクスルハウジング3、第一連結部材5、速度変換連結部材8及び第二連結部材7を介して出力軸6aに伝達されるが、アクチュエータ6が出力軸6aを直動駆動することにより、出力軸6aに伝達された変位が吸収される。これにより、車体の振動を低減することができる。   Then, the vehicle vertical vibration input from the wheel 2 is transmitted to the output shaft 6 a via the axle housing 3, the first connecting member 5, the speed conversion connecting member 8 and the second connecting member 7. When the output shaft 6a is linearly driven, the displacement transmitted to the output shaft 6a is absorbed. Thereby, the vibration of the vehicle body can be reduced.

以上説明したように、本実施形態に係る車両用サスペンション1によれば、速度変換連結部材8を介して第一連結部材5と第二連結部材7とが連結されているため、アクスルハウジング3及び第一連結部材5のストロークと第二連結部材7及び出力軸6aのストロークとを互いに伝達させることができる。そして、出力軸6aを直動駆動するアクチュエータ6が用いられているため、アクチュエータ6の応答性を高めることができる。しかも、速度変換連結部材8により、第一連結部材5のストローク速度に対して第二連結部材7及び出力軸6aのストローク速度が増速されるため、アクチュエータ6の内部抵抗を低減することができる。これにより、アクチュエータ6の消費エネルギーを低減することができる。   As described above, according to the vehicle suspension 1 according to the present embodiment, the first connecting member 5 and the second connecting member 7 are connected via the speed conversion connecting member 8. The stroke of the first connecting member 5 and the stroke of the second connecting member 7 and the output shaft 6a can be transmitted to each other. Further, since the actuator 6 that linearly drives the output shaft 6a is used, the responsiveness of the actuator 6 can be improved. Moreover, since the speed conversion connecting member 8 increases the stroke speed of the second connecting member 7 and the output shaft 6a with respect to the stroke speed of the first connecting member 5, the internal resistance of the actuator 6 can be reduced. . Thereby, the energy consumption of the actuator 6 can be reduced.

また、速度変換連結部材8を第一連結部材5と第二連結部材7とが回動自在に連結されるリンク機構とすることで、第一連結部材5と第二連結部材7及びアクチュエータ6の出力軸6aとが互いに連動してストロークする。そして、速度変換連結部材8の回動中心(ジョイント8a)から速度変換連結部材8と第二連結部材7との連結位置(ジョイント7b)までの距離が、速度変換連結部材8の回動中心(ジョイント8a)から速度変換連結部材8と第一連結部材5との連結位置(ジョイント5b)までの距離よりも長いため、第一連結部材5のストローク速度に対して第二連結部材7及びアクチュエータ6の出力軸6aのストローク速度が高くなる。これにより、アクチュエータ6の内部抵抗が低減されるため、アクチュエータ6の消費エネルギーを低減することができる。   Moreover, the speed conversion connecting member 8 is a link mechanism in which the first connecting member 5 and the second connecting member 7 are rotatably connected, so that the first connecting member 5, the second connecting member 7, and the actuator 6 can be connected. The output shaft 6a strokes in conjunction with each other. And the distance from the rotation center (joint 8a) of the speed conversion connection member 8 to the connection position (joint 7b) of the speed conversion connection member 8 and the second connection member 7 is the rotation center of the speed conversion connection member 8 ( Since the distance from the joint 8a) to the connecting position (joint 5b) between the speed conversion connecting member 8 and the first connecting member 5 is longer, the second connecting member 7 and the actuator 6 with respect to the stroke speed of the first connecting member 5 are used. The stroke speed of the output shaft 6a increases. Thereby, since the internal resistance of the actuator 6 is reduced, the energy consumption of the actuator 6 can be reduced.

また、速度変換連結部材8により第一連結部材5のストローク方向と第二連結部材7のストローク方向とを方向変換することで、出力軸6aを第一連結部材5と同じ方向にストロークさせる必要が無くなるため、アクチュエータ6の配置自由度を向上させることができる。   Moreover, it is necessary to stroke the output shaft 6 a in the same direction as the first connecting member 5 by changing the direction of the stroke of the first connecting member 5 and the stroke direction of the second connecting member 7 by the speed conversion connecting member 8. Since there is no need, the degree of freedom of arrangement of the actuator 6 can be improved.

また、車両は、車高方向よりも車両前後方向の方が長いため、出力軸6aが車両前後方向に直動駆動するようにアクチュエータ6を配置することで、車両に対するアクチュエータ6の搭載性を向上させることができる。   Further, since the vehicle is longer in the vehicle front-rear direction than in the vehicle height direction, the actuator 6 is arranged so that the output shaft 6a is linearly driven in the vehicle front-rear direction, thereby improving the mountability of the actuator 6 on the vehicle. Can be made.

また、アクチュエータ6としてリニアモータを用いることで、アクチュエータ6として他の直動駆動装置を用いた場合に比べて、応答性を向上させることができる。   Further, by using a linear motor as the actuator 6, the responsiveness can be improved as compared with the case where another linear drive device is used as the actuator 6.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態において、アクチュエータは、リニアモータを用いるものとして説明したが、出力軸を直動駆動する直動駆動装置であれば他のものを用いてもよい。   For example, in the above embodiment, the actuator has been described as using a linear motor, but other actuators may be used as long as they are linear drive devices that drive the output shaft linearly.

また、上記実施形態において、速度変換連結部材は、略三角形の略平板状に形成されたものとして説明したが、第一連結部材のストローク速度に対して第二連結部材のストローク速度を高くすることができれば、如何なる形状及び機構のものを用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the speed conversion connection member was demonstrated as what was formed in the substantially triangular substantially flat plate shape, making the stroke speed of a 2nd connection member high with respect to the stroke speed of a 1st connection member. Any shape and mechanism may be used as long as they can.

また、上記実施形態では、ジョイント5b、ジョイント7b及びジョイント8aの具体的な位置関係について説明したが、これらの位置関係は特に限定されるものではなく、第一連結部材のストローク速度に対して第二連結部材のストローク速度を高くすることができれば、如何なる位置関係であってもよい。   Moreover, although the specific positional relationship of the joint 5b, the joint 7b, and the joint 8a was demonstrated in the said embodiment, these positional relationships are not specifically limited, It is 1st with respect to the stroke speed of a 1st connection member. Any positional relationship is possible as long as the stroke speed of the two connecting members can be increased.

1…車両用サスペンション、2…車輪、3…アクスルハウジング(軸支部材)、4…フレーム、5…第一連結部材、5a…ジョイント、5b…ジョイント、6…アクチュエータ、6a…出力軸、7…第二連結部材、7a…ジョイント、7b…ジョイント、8…速度変換連結部材、8a…ジョイント。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle suspension, 2 ... Wheel, 3 ... Axle housing (shaft support member), 4 ... Frame, 5 ... First connection member, 5a ... Joint, 5b ... Joint, 6 ... Actuator, 6a ... Output shaft, 7 ... 2nd connection member, 7a ... Joint, 7b ... Joint, 8 ... Speed conversion connection member, 8a ... Joint.

Claims (5)

車軸を保持する軸支部材に連結される第一連結部材と、
車体に取り付けられて出力軸を直動駆動するアクチュエータと、
前記出力軸に連結される第二連結部材と、
前記第一連結部材と前記第二連結部材とに連結されて、前記第一連結部材のストローク速度に対して前記第二連結部材のストローク速度を高くする速度変換連結部材と、
を備える車両用サスペンション。
A first connecting member connected to a shaft support member holding the axle;
An actuator attached to the vehicle body to drive the output shaft directly;
A second connecting member connected to the output shaft;
A speed conversion connecting member connected to the first connecting member and the second connecting member to increase a stroke speed of the second connecting member with respect to a stroke speed of the first connecting member;
A vehicle suspension comprising:
前記速度変換連結部材は、
前記車両の車体に回動自在に連結されるとともに、前記第一連結部材及び前記第二連結部材が回動自在に連結されており、
前記速度変換連結部材の回動中心から前記速度変換連結部材と前記第二連結部材との連結位置までの距離が、前記速度変換連結部材の回動中心から前記速度変換連結部材と前記第一連結部材との連結位置までの距離よりも長い、
請求項1に記載の車両用サスペンション。
The speed conversion connecting member is
The first connecting member and the second connecting member are rotatably connected to the vehicle body of the vehicle,
The distance from the rotation center of the speed conversion connection member to the connection position of the speed conversion connection member and the second connection member is the distance from the rotation center of the speed conversion connection member to the first connection. Longer than the distance to the connecting position with the member,
The vehicle suspension according to claim 1.
前記速度変換連結部材は、前記第一連結部材のストローク方向と前記第二連結部材のストローク方向とを変換する、
請求項1又は2に記載の車両用サスペンション。
The speed conversion connecting member converts a stroke direction of the first connecting member and a stroke direction of the second connecting member.
The vehicle suspension according to claim 1 or 2.
前記アクチュエータは、前記出力軸を車両前後方向に直動駆動する向きに取り付けられている、
請求項3に記載の車両用サスペンション。
The actuator is attached in a direction in which the output shaft is linearly driven in the vehicle longitudinal direction.
The vehicle suspension according to claim 3.
前記アクチュエータは、リニアモータである、
請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用サスペンション。
The actuator is a linear motor.
The suspension for vehicles as described in any one of Claims 1-4.
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