JP2023053911A - ソレノイドアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】動作構成および効率を向上するサスペンションシステムを提供する。【解決手段】サスペンションシステムは、軸に沿って第一端部と第二端部との間で延設されるとともにチャンバを形成する外側リザーバチューブを備える。ピストンアセンブリがチャンバ内に少なくとも部分的に配置される。ピストンアセンブリは、ピストンロッドとピストンヘッドとを有する。ソレノイドアセンブリがピストンロッドに接続される。ソレノイドアセンブリはコアヘッドとコアボディとを有するコアを備える。スプールが空間を形成するようコアボディの周囲に延設される。コイルが空間においてスプールに巻き付けられる。インダクションプレートがスプールとコアヘッドとの間に少なくとも部分的に配置される。入力電流が変化するとき、それによる磁場とは反対向きとなる渦電流の誘導が、インダクションプレートによって促進され、これにより、磁場の増減の磁力リップルを減じることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、概して、サスペンションシステムのためのソレノイドアセンブリおよびソレノイドアセンブリを備えるサスペンションシステムに関する。

例えば自動車といった車両は、一般的に、車両の車輪と車体または基礎構造との間に装着される緩衝装置（アブソーバ）ユニットを有するサスペンションシステムを備える。車両の車輪または他の部分への力からエネルギーを吸収することによって車輪が走行面と接し続けるよう、サスペンションシステムが、通常、車両と一体的に構成されている。技術の進歩に伴い、種々のタイプのアブソーバユニットが開発されている。特に普及している一のタイプのアブソーバユニットは、二つの異なる剛性設定のうちの一方で動作可能に構成されている。二つの異なる剛性設定は、「快適モード」および「スポーツモード」としてもよく知られている。

このような従来技術の一つのアブソーバユニットは米国特許第１０７４６２４７号明細書に開示されている。アブソーバユニットは、中心軸上に配置されるピストンアセンブリを有する。ピストンアセンブリは、中心軸上に配置されるとともにピストンヘッドに取り付けられるピストンロッドを有する。調節器（レギュレータ）が、ピストンロッドに取り付けられて、ピストンヘッドを受ける隔室を形成している。レギュレータは、第一孔と第二孔とを有する。制限器（リストリクタ）は、隔室を第一部分と第二部分とに分割する。アクチュエータが、隔室内に配置されるとともに、開位置と閉位置との間で移動可能である。動作剛性設定間での切り換えを行うために電磁場を生成するコイルが、コアの周囲に配置される。剛性設定間での切り換え時に、コイルへの入力周波数に変化に反応する磁力脈動（リップル）の結果、不安定となりシステム挙動が快適モードまたはスポーツモードから外れてしまうことがある。

米国特許第１０７４６２４７号明細書

したがって、磁力リップル反応を低減しながら剛性のモード切り換えを可能にするサスペンションシステムの動作構成および効率を向上することが求められ続けている。

以上では、以下の本発明の詳細な説明をより理解しやすくするために、本発明の特徴および技術的利点を概括的に概説した。本発明の特許請求の範囲の主題を形成している本発明のさらなる特徴および利点を以下に説明する。開示する概念および特定の態様を、本発明の同じ目的を実施するために変更し他の態様を設計することによってもそのまま利用できることは、当業者には理解されよう。また、添付の請求項に記載する本発明の精神および範囲から逸脱しないこのような均等物に相当する態様を、当業者は実現できよう。ここでの記載事項は、本開示の概略的要約を提供するものであって、本開示に関係する対象、面、特徴および利点のすべてを完全に包括的に列記するものではない。

本発明は、剛性のモード切り換えを可能にするサスペンションシステムに、コイルへの入力周波数に変化に起因する磁力リップルを低減するまたは排除するインダクションプレートを提供することによって、その動作構成および効率を向上させるソレノイドアセンブリを備えるサスペンションシステムを提供する。

本発明の一の面では、車両のサスペンションシステムのためのソレノイドアセンブリを提供する。ソレノイドアセンブリは、コアヘッドとコアボディとを有するコアを備える。スプールが、空間を形成するようコアボディの周囲に延設される。コイルが、空間においてスプールに巻き付けられる。インダクションプレートが、スプールとコアヘッドとの間に少なくとも部分的に配置される。

本発明の他の面では、車両のサスペンションシステムを提供する。サスペンションシステムは、軸に沿って第一端部と第二端部との間で延設されるとともにチャンバを形成する外側リザーバチューブを備える。ピストンアセンブリは、チャンバ内に少なくとも部分的に配置される。ピストンアセンブリは、ピストンロッドとピストンヘッドとを有する。ソレノイドアセンブリは、ピストンロッドに接続される。ソレノイドアセンブリは、コアヘッドとコアボディとを有するコアを備える。スプールが、空間を形成するようコアボディの周囲に延設される。コイルが、空間においてスプールに巻き付けられる。インダクションプレートが、スプールとコアヘッドとの間に少なくとも部分的に配置される。

適用可能性のあるさらなる分野があることは、ここで提供する記載から明らかとなろう。この要約における説明および具体例は、説明の目的のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図しない。

本発明の他の利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明からより理解され、明らかとなろう。

本開示の原理にかかるサスペンションシステムの斜視図である。 図１におけるサスペンションシステムのピストンアセンブリの斜視図である。 図２におけるピストンアセンブリのピストンヘッドの断面斜視図である。 ソレノイドアセンブリおよびインダクションプレートを示す、図３におけるピストンヘッドの側断面図である。

次に、例示の実施形態を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。概して、本実施形態は、車両のサスペンションシステムのためのソレノイドアセンブリに適用されたものである。なお、例示の実施形態を、本開示が詳細でありその範囲を当業者に十分に伝えるためにのみ、提供する。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、例えば構成部品、デバイスおよび方法の例といった多数の具体的な細部を説明する。具体的な細部を必ずしも用いる必要はなく、例示の実施形態をいくつかの異なる態様で実現でき、本開示の範囲を限定するものではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの例示の実施形態において、周知のプロセス、周知のデバイス構造および周知の技術は詳細には説明しない。

図面を参照して、ソレノイドアセンブリを備えるサスペンションシステムを説明する。図面では、対応する部品には同じ符号を付している。本ソレノイドアセンブリは、剛性のモード切り換えを可能にするサスペンションシステムに、コイルへの入力周波数に変化に起因する磁力リップルを低減するまたは排除するインダクションプレート（誘導プレート）を提供することによって、その動作構成および効率を向上させる。

まず図１を参照して、サスペンションシステム２０は、チャンバ３６，３８を形成する外側リザーバチューブ２４を有する。外側リザーバチューブ２４は、軸Ａに沿って第一端部２６と第二端部２８との間で延設される。サスペンションシステム２０は、チャンバ３６，３８内に配置されるとともに軸Ａに沿って延設されるピストンアセンブリ３０を有する。ピストンアセンブリ３０は、リザーバチューブ２４の内径と同様な大きさに構成されるピストンヘッド３４へと延設されるピストンロッド３２を有する。ピストンヘッド３４は、チャンバ３６，３８を圧縮（コンプレッション）チャンバ３６と反発（リバウンド）チャンバ３８とに分割する。圧縮チャンバ３６は、第二端部２８とピストンヘッド３４との間に形成される。反発チャンバ３８は、第一端部２６とピストンヘッド３４との間に形成される。動作において、ピストンヘッド３４は、圧縮時には第一端部２６から第二端部２８へと向かって（すなわち圧縮方向に）移動し、反発時には第二端部２８から第一端部２６へと向かって（すなわち反発方向に）移動する。サスペンションシステム２０を関連車両に接続するために、取付けリング４０を第二端部２８に配置することができる。ロッド案内（ガイド）スリーブ４２を第一端部２６に配置することができる。ロッドガイドスリーブ４２は、外側リザーバチューブ２４を囲繞する軸方向延設部４４と、第一端部２６を被覆する径方向延設部４６と、を有する。径方向延設部４６には、ピストンロッド３２を摺動可能に収容し案内するための開口部が形成される。

ソレノイドアセンブリ４８が、ピストンヘッド３４をピストンロッド３２に接続するよう、ピストンロッド３２の遠端部とピストンヘッド３４との間に延設される。これにより、ピストンロッド３２によって、ピストンヘッド３４を圧縮行程（ストローク）と反発ストロークとの間で容易に移動させることができる。ケーブル５０が、ピストンロッド３２に形成される通路５２（図２および図３）を通ってソレノイドアセンブリ４８に電気的に接続され、これにより、電磁場を生成するよう電流をソレノイドアセンブリ４８へ供給することができる。

図２は、内部にある内部構成部品を示すためにピストンヘッド３４およびソレノイドアセンブリ４８の一部を切り取った、ピストンアセンブリ３０の斜視図である。図３は、図２におけるピストンヘッド３４およびソレノイドアセンブリ４８の拡大図である。ソレノイドアセンブリ４８は、略円筒状である本体５４と、同じく略円筒状でありピストンロッド３２の遠端部に隣接して配置される最上部５６と、を有する。最上部５６は、中心軸Ａを中心として環状にかつ中心軸Ａから径方向外側へ延設される。本体５４はさらに、中心軸Ａを中心として環状に、最上部５６から径方向外側で近端部６０へと延設される底部５８を有する。本体５４は、ピストンヘッド３４を受けるよう、最上部５６と近端部６０との間で延びる隔室６２を形成する。換言すると、底部５８は、ピストンヘッド３４とピストンロッド３２との間で延設されて、ピストンヘッド３４とピストンロッド３２とを接続している。ある態様では、本体５４はさらに、ピストンロッド３２の通路５２に配置されているとともに軸Ａに沿って延設されて本体５４をピストンロッド３２に接続する略円筒状のカラー部６４を有することができる。カラー部６４は、さらに、ケーブル５０を収容しケーブル５０をソレノイドアセンブリ４８に接続するよう、中心軸Ａに沿って延びるカラー通路６６を有することができる。ある態様において、本体５４には、少なくとも一の第一孔６８と少なくとも一の第二孔７０とが形成される。少なくとも一の第二孔７０は、少なくとも一つの第一孔６８から軸方向に間隔を空けて配置される。ある態様では、少なくとも一の第一孔６８には、軸方向において位置が合わせられ、周方向に配置される複数の第一孔６８が含まれる。ある態様では、少なくとも一の第二孔７０には、軸方向において位置が合わせられ、周方向に配置される複数の第二孔７０が含まれる。ベアリングリング７１を、最上部５６の外面とピストンロッド３２との間に配置することができる。

アクチュエータ７２を、隔室６２内に少なくとも部分的に配置することができる。アクチュエータ７２は、閉位置と開位置との間で移動可能である。閉位置においては、アクチュエータ７２が、第一孔６８および第二孔７０のうちの少なくとも一方からの流体の流れを制限し、これにより、より剛性が高い吸収特性が得られる。開位置においては、第一孔６８および第二孔７０を通る流体の流れが制限されず、剛性が低い吸収特性が得られる。

ソレノイドアセンブリ４８は、隔室６２内にアクチュエータ７２に隣接して配置されるコア７４を有する。コア７４は、ピストンヘッド３２へと向かってコアヘッド７８まで延設されるコア体（ボディ）７６を有することができる。コアヘッド７８は、コアボディ７６から径方向外側へと延設される。凸部７９は、コアヘッド７８からコアボディ７６の反対側へと軸方向に延設される。スプール８０は、コアボディ７６の周囲に延設される。また、スプール８０は、内径および外径を有するリング状の巻き線を形成するようスプールの周囲に巻き付けられるコイル８４を配置するための空間８２を形成する。ケーブル５０は、電磁場を生成するために、コイル８４に電気的に接続される。アクチュエータ７２は、コアボディ７６とは反対側に、コアヘッド７８と当接するプランジャ８６を有する。ある態様では、プランジャ８６の外径はコアヘッド７８の外径と同じである。プランジャ８６は、コアヘッド７８から第二端部２８へと向かって延設される。プランジャ案内部（ガイド）８８が、プランジャ８６の周囲を囲繞するように係合するように、プランジャ８６の周囲に延設される。ある態様では、プランジャ８６は、磁性材料で形成することができ、この場合、プランジャ８６は電磁場の有無に応じて開位置と閉位置との間で移動する。ある態様では、プランジャガイド８８は、磁束をプランジャ８６へ案内することができる。より具体的には、閉位置においては、プランジャ８６が、コア７４へと向かって移動して、第一孔６８および第二孔７０の少なくとも一方を通る流体の流れを制限し、これにより、より剛性が高い減衰特性が得られる。開位置においては、プランジャ８６が、コア７４から離れるよう移動して、流体が第一孔６８および第二孔７０を通って流れることが可能となり、これにより、剛性が低いすなわち柔らかい減衰特性が得られる。

次に図３および図４を参照して、ソレノイドアセンブリ４８をさらに詳細に説明する。ソレノイドアセンブリ４８は、コイル８４の下方に配置されるインダクション（誘導）プレート９０を有する。誘導プレート９０を、環状に形成し、スプール８０と当接するよう配置することができる。誘導プレート９０を、ステンレス鋼、鋼合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金で形成することができる。ある態様では、インダクションプレート９０は、導電率が少なくとも１，１００，００ジーメンス／ｍである材料、導電率が１，１００，０００のジーメンス／ｍである鋼材料、導電率が３８，０００，０００のジーメンス／ｍであるアルミニウム材料、導電率が５８，７００，０００のジーメンス／ｍである銅材料、またはそれらの組み合わせで形成される。インダクションプレート９０は、スプール８０とコアヘッド７８との間で挟持される最上部リング部９２を有する。最上部リング部９２は、コイル８４の巻き付き部分の内径部分よりも径方向内側に位置するような内径を有することができる。さらに、最上部リング部９２は、コイル８４の巻き付き部分の外径部分よりも径方向外側に位置するような外径を有することができる。ある態様では、最上部リング部９２の外径部分は本体５４の底部５８と当接し、最上部リング部９２の内径部分はコアボディ７６の外径部分と当接する。インダクションプレート９０はさらに、第二端部２８へと向かってコイル８４から離れるよう軸方向に延設される連結（ブリッジ）部９４を有することができる。ブリッジ部９４を、コアヘッド７８の外径部分の周囲を囲繞するように係合させるとともに、本体５４の底部５８から間隔を空けて配置することができる。屈曲（フック）部９６が、ブリッジ部９４から径方向外側へ延設されて、本体５４の底部５８と当接する。最上部リング部９２とブリッジ部９４とフック部９６と本体５４の底部５８とによって形成される空間に、Ｏリング９８が配置される。ある態様では、少なくとも一の第一溶接境界面１００を、インダクションプレート９０とコア７４との間に形成することができる。ある態様では、少なくとも一の第二溶接境界面１０２を、インダクションプレート９０と本体５４との間に形成することができる。こうすることによって、インダクションプレート９０は、流体から分離するようソレノイドアセンブリ４８の各部を密封するように封止することができる。

動作時に、関連するコントローラは、コイル８４への電流供給を制御する。ある態様では、この電流供給の周波数は約２ｋＨｚである。電流がコイル８４に供給されるとき、電流の変化によって磁場が増減する。この磁場の増減によって、ソレノイドアセンブリ４８全体にわたって渦電流が誘導される。この渦電流によって、インダクションプレート９０に逆向きの磁場が誘導され、これにより、磁場の増減の磁力リップルを減じることができる。

実施形態に関する上記の説明は例示のためのものであることは理解されよう。つまり、本開示の主題は、他を排除するものではなく、本開示にのみ限定されるものではない。特定の実施形態のそれぞれの要素または特徴はその特定の実施形態に必ずしも限定されるものではなく、特段の定めや記載がない限り、適用可能な場合には実施形態間で置き換え可能である。それぞれの要素または特徴は、種々の変形が可能である。このような変形は、本開示から逸脱するものではなく、このような変更はすべて本開示の範囲内にある。

２０ サスペンションシステム
２４ 外側リザーバチューブ
２６ 第一端部
２８ 第二端部
３０ ピストンアセンブリ
３２ ピストンロッド
３４ ピストンヘッド
３６ 圧縮チャンバ
３８ 反発チャンバ
４０ 取付けリング
４２ ロッドガイドスリーブ
４６ 径方向延設部
４８ ソレノイドアセンブリ
５０ ケーブル
５２ 通路
５４ 本体
５６ 最上部
５８ 底部
６０ 近端部
６２ 隔室
６４ カラー部
６６ カラー通路
６８ 第一孔
７０ 第二孔
７１ ベアリングリング
７２ アクチュエータ
７４ コア
７６ コアボディ
７８ コアヘッド
７９ 凸部
８０ スプール
８２ 空間
８４ コイル
８６ プランジャ
８８ プランジャガイド
９０ インダクションプレート
９２ 最上部リング部
９４ ブリッジ部
９６ フック部
９８ Ｏリング
１００ 第一溶接境界面
１０２ 第二溶接境界面
Ａ 軸

Claims (14)

1. コアヘッド（７８）およびコアボディ（７６）を有するコア（７４）と、
   空間（８２）を形成するよう前記コアボディ（７６）の周囲に延設されるスプール（８０）と、
   前記空間（８２）において前記スプール（８０）に巻き付けられるコイル（８４）と、
   前記スプール（８０）と前記コアヘッド（７８）との間に少なくとも部分的に配置されるインダクションプレート（９０）と、
   を備える車両のサスペンションシステム（２０）のためのソレノイドアセンブリ（４８）。
2. 請求項１に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記インダクションプレート（９０）は、前記スプール（８０）と前記コアヘッド（７８）との間に配置される最上部リング部（９２）を有するソレノイドアセンブリ。
3. 請求項２に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記最上部リング部（９２）の内径部分は、前記コイル（８４）の巻き付き部分の内径部分よりも径方向内側に位置するソレノイドアセンブリ。
4. 請求項３に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記最上部リング部（９２）の外径部分は、前記コイル（８４）の巻き付き部分の外径部分よりも径方向外側に位置するソレノイドアセンブリ。
5. 請求項２に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、インダクションプレート（９０）は、前記コアヘッド（７８）の周囲を囲繞するように係合するように前記最上部リング部（９２）から延設されるブリッジ部（９４）を有するソレノイドアセンブリ。
6. 請求項５に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記インダクションプレート（９０）は、さらに、前記ブリッジ部（９４）から径方向外側へ延設されるフック部分（９６）を有するソレノイドアセンブリ。
7. 請求項６に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、空間が前記フック部分（９６）と前記ブリッジ部（９４）との間に形成されており、Ｏリング（９８）が前記空間に配置されるソレノイドアセンブリ。
8. 請求項１に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、溶接境界面（１００）が、前記インダクションプレート（９０）と前記コア（７４）との間に配置されており、溶接境界面（１００）が、前記インダクションプレート（９０）と前記コア（７４）を接続しているソレノイドアセンブリ。
9. 請求項１に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記インダクションプレート（９０）は、導電率が少なくとも１，１００，０００ジーメンス／ｍである材料で形成されているソレノイドアセンブリ。
10. 請求項９に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記インダクションプレート（９０）は銅で形成されているソレノイドアセンブリ。
11. 請求項９に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記インダクションプレート（９０）はアルミニウムで形成されているソレノイドアセンブリ。
12. 請求項９に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、前記インダクションプレート（９０）はステンレス鋼で形成されているソレノイドアセンブリ。
13. 請求項１２に記載のソレノイドアセンブリ（４８）であって、
    前記スプール（８０）と前記コア（７４）と前記インダクションプレート（９０）との周囲に延設される本体（５４）を備えており、
    前記本体（５４）は、前記コイル（８４）に電気的に接続されるよう配置されるケーブル（５０）を収容するためのカラー通路（６６）が形成されているカラー部（６４）を有するソレノイドアセンブリ。
14. 軸（Ａ）に沿って第一端部（２６）と第二端部（２８）との間で延設されるとともにチャンバ（３６，３８）を形成する外側リザーバチューブ（２４）と、
    前記チャンバ（３６，３８）内に少なくとも部分的に配置されるピストンアセンブリ（３０）であって、ピストンロッド（３２）とピストンヘッド（３４）とを有しているピストンアセンブリ（３０）と、
    前記ピストンロッド（３２）に接続される請求項１～１３のいずれか１項に記載のソレノイドアセンブリ（４８）と、
    を備える車両のサスペンションシステム（２０）。

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