JP3031639B2 - Electromagnetic suspension device - Google Patents
Electromagnetic suspension deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電磁サスペンション装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic suspension device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電磁サスペンション装置として
は、例えば、特開平２−３７０１６号公報に記載された
ものが知られている。この従来装置は、図３に示すよう
に、車体と車輪との間に、シリンダ状に形成されて車輪
側に固定されていて非磁性体で形成されたシャフトガイ
ドアッセンブリ５１と、このシャフトガイドアッセンブ
リ５１内を摺動可能に設けられて車体側に取り付けられ
た支持シャフト５２とを有したサスペンションユニット
が設けられ、前記シャフトガイドアッセンブリ５１内で
支持シャフト５２の外周には永久磁石５３が固定され、
かつ、該永久磁石５３と対向するシャフトガイドアッセ
ンブリ５１の内周側に電磁コイルアッセンブリ５４が固
定された構造となっていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an electromagnetic suspension device, for example, an electromagnetic suspension device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37016 is known. As shown in FIG. 3, a shaft guide formed of a non-magnetic material and formed in a cylindrical shape and fixed to a wheel side, as shown in FIG.
Door assembly 51 and this shaft guide assembly
Provided slidably suspension unit having a supporting shaft 52 which is mounted on the vehicle body side provided with the re 51, within the shaft guide assembly 51
A permanent magnet 53 is fixed to the outer periphery of the support shaft 52,
And a shaft guide assembly facing the permanent magnet 53.
The electromagnetic coil assembly 54 was fixed to the inner peripheral side of the assembly 51 .
【０００３】そして、この電磁コイルアッセンブリ５４
に通電することにより、この電磁コイルアッセンブリ５
４内に挿入された永久磁石５３に対し支持シャフト５２
の軸方向に磁力性が発生し、これにより永久磁石５３お
よび支持シャフト５２に対し軸方向駆動力を発生させる
ようにしたもので、電磁コイルアッセンブリ５４への通
電の向き及び電流を制御することで、サスペンション装
置に軸方向制御力を発生させ、例えば、車高を一定に保
つような制御を行なう。Then, the electromagnetic coil assembly 54
When the electromagnetic coil assembly 5 is energized,
4 and the support shaft 52 with respect to the permanent magnet 53 inserted therein.
Magnetic force is generated in the axial direction of the
And generate an axial driving force on the support shaft 52
Obtained by way, by controlling the direction and the current of the energization to the electromagnetic coil assembly 54 to generate an axial control force to the suspension system, for example, performs control so as to keep the vehicle height constant.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電磁サスペンション装置では、以下に述べる
ような問題があった。即ち、従来装置は、上述のように
電磁コイルアッセンブリ内５１に挿入された永久磁石５
２に対し支持シャフト５２の軸方向に磁力性を発生さ
せ、この磁力線により永久磁石５２および支持シャフト
５２に対し軸方向駆動力を発生させるようにしたもので
あるため、発生する軸方向駆動力が小さく、このため、
強い制御力（軸方向駆動力）を発生させるためには磁力
の大きな永久磁石を組み込むと共に、電磁コイルアッセ
ンブリ５１におけるコイルの巻数を大きくしたり、コイ
ルへの通電電流を大きくする必要があるが、このような
改善はサスペンションユニットの外径の増加につながる
ことから、車載する上でスペース的な制約を受けること
になる。However, such a conventional electromagnetic suspension device has the following problems. That is, the conventional device is
Permanent magnet 5 inserted in electromagnetic coil assembly 51
2, magnetic force is generated in the axial direction of the support shaft 52.
The permanent magnet 52 and the support shaft
52 generates an axial driving force.
Therefore, the generated axial driving force is small,
Magnetic force in order to generate a strong control force (axial driving force)
With a large permanent magnet and an electromagnetic coil assembly
If the number of turns of the coil in the assembly 51 is increased,
It is necessary to increase the current flowing through the
Since the improvement leads to an increase in the outer diameter of the suspension unit, there is a space limitation in mounting on a vehicle.
【０００５】本発明は、上述の問題に着目して成された
もので、サスペンションユニットの外径を大きくするこ
となしに、十分な磁路断面積を確保して制御力（電磁
力）の増大を図ることができる電磁サスペンション装置
を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and has a sufficient magnetic path cross-sectional area to increase a control force (electromagnetic force) without increasing the outer diameter of a suspension unit. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic suspension device capable of achieving the following.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、車体と車輪との間に介在されたサスペ
ンションユニットが、相対移動可能に形成された車体側
部材と車輪側部材とで形成され、該車体側部材と車輪側
部材のうちのいずれか一方の部材側に設けられていて車
体側・車輪側両部材の相対移動方向と交差する方向の磁
界を形成する永久磁石と、前記車体側・車輪側両部材に
それぞれ設けられていて前記磁界の磁路を形成する磁路
形成部材と、前記車体側部材と車輪側部材のうち前記永
久磁石が設けられていないもう一方の部材側に設けられ
ていて前記車体側・車輪側両部材の相対移動方向に沿っ
て前記磁界中を移動するコイルとを備え、前記永久磁石
に対し磁界形成方向に重ねて設けられる部分の磁路形成
部材の磁界形成方向の厚みが、それ以外の部分の磁路形
成部材の厚みに対し、磁路の形成方向に向かって次第に
薄くなり、永久磁石側が次第に厚くなるように形成した
手段とした。According to the present invention, in order to achieve the above object, a suspension unit interposed between a vehicle body and a wheel includes a vehicle body-side member and a wheel-side member formed to be relatively movable. in the form, the vehicle body-side member and the wheel-side
A permanent magnet to form a magnetic field in the direction orthogonal to the one provided on one member side car <br/> side-relative movement direction of the wheel-side both members of the member, the vehicle body side and the wheel side both To the member
A magnetic path forming member that forms a magnetic path of the magnetic field provided respectively, the permanent among the vehicle body-side member and the wheel-side member
Is provided on the other member side where no permanent magnet is provided.
And a coil that moves in the magnetic field along a relative movement direction of the vehicle body side and the wheel side both members have a magnetic field formed in the magnetic path forming member portion provided to overlap the magnetic field forming direction relative to the permanent magnet The thickness of the direction is the magnetic path type of the other part
The thickness of the component gradually increases in the direction in which the magnetic path is formed.
Thin it was a means of permanent magnets side is formed to be gradually thicker.
【０００７】[0007]
【作 用】本発明の電磁サスペンション装置では、磁界
内にあるコイルに通電すると、フレミングの左手の法則
により、両磁石間に形成される磁界の方向および該磁界
内に巻かれたコイルを流れる電流の方向と交差する方向
に電磁力が発生するため、サスペンションユニットのス
トローク方向に沿った駆動力（電磁力）が生じる。[Operation] In the electromagnetic suspension device of the present invention, the magnetic field
When the coil inside is energized, Fleming's left-hand rule
The direction of the magnetic field formed between the two magnets and the magnetic field
Direction crossing the direction of the current flowing through the coil wound inside
Generates a driving force (electromagnetic force) along the stroke direction of the suspension unit.
【０００８】従って、この駆動力により、サスペンショ
ンユニットは伸長したり短縮したりする。Accordingly, the suspension unit is extended or shortened by the driving force.
【０００９】よって、前記駆動力をサスペンションユニ
ットに対する入力に抗するように作用させて、外部入力
によるサスペンションユニットのストロークを抑制させ
ることができる。Therefore, the stroke of the suspension unit due to an external input can be suppressed by acting the driving force against the input to the suspension unit.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳述す
る。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
【００１１】図１は、本発明第１実施例の電磁サスペン
ション装置の構成を示す全体図である。この図におい
て、Ｓはサスペンションユニットを示している。このサ
スペンションユニットＳは、車体側に連結される車体側
部材１と、車輪側に連結される車輪側部材２とを有して
いる。FIG. 1 is an overall view showing the configuration of an electromagnetic suspension device according to a first embodiment of the present invention. In this figure, S indicates a suspension unit. The suspension unit S has a vehicle body-side member 1 connected to the vehicle body, and a wheel-side member 2 connected to the wheel side.
【００１２】前記車体側部材１は、図示のように軸心部
に設けられた円柱状の内柱１ａと有底円筒状の外筒１ｂ
とで、両者間に間隙部１ｃを有した二重構造に形成され
ている。前記内柱１ａは、上部に形成されたロッド部１
ｄを外筒１ｂの底部に穿設されたねじ穴１ｆに螺合する
ことで外筒１ｂと一体に形成されていると共に、ロッド
部１ｄの先端には、外筒１ｂの底部上面側に突出させた
状態でボルト部材１ｅが形成されている。また、前記円
柱１ａ及び外筒１ｂの下側略半分が強磁性体より成る磁
性外筒部（磁路形成部材）１１及び磁性内筒部（磁路形
成部材）１２で形成され、その他の部分は非磁性体で形
成されている。そして、磁性外筒部１１の内周面には、
中央部に所定の間隔Ｈを保持して上部外側永久磁石１ｊ
と下部外側永久磁石１ｋを設けると共に、磁性内筒部１
２の内周面には、中央部に所定の間隔Ｈを保持して上部
内側永久磁石１ｍと下部内側永久磁石１ｎを設けること
によって、上部外側永久磁石１ｊと上部内側永久磁石１
ｍ、及び、下部外側永久磁石１ｋと下部内側永久磁石１
ｎとの間に前記間隙部１ｃの間隔を狭めた上部磁界形成
部１ｇ及び下部磁界形成部１ｈが形成されている。The vehicle body-side member 1 has a cylindrical inner column 1a and a bottomed cylindrical outer cylinder 1b provided at an axial center as shown in the figure.
Thus, a double structure having a gap 1c therebetween is formed. The inner column 1a includes a rod portion 1 formed on an upper portion.
d is screwed into a screw hole 1f formed in the bottom of the outer cylinder 1b to be formed integrally with the outer cylinder 1b, and the tip of the rod 1d protrudes toward the upper surface of the bottom of the outer cylinder 1b. In this state, the bolt member 1e is formed. The lower half of the cylinder 1a and the outer cylinder 1b is formed of a magnetic outer cylinder (magnetic path forming member) 11 and a magnetic inner cylinder (magnetic path forming member) 12 made of a ferromagnetic material. Is formed of a non-magnetic material. And, on the inner peripheral surface of the magnetic outer cylinder portion 11,
The upper outer permanent magnet 1j is held at a predetermined interval H in the center.
And a lower outer permanent magnet 1k.
The upper inner permanent magnet 1j and the upper inner permanent magnet 1j are provided on the inner peripheral surface of the inner permanent magnet 1 by providing the upper inner permanent magnet 1m and the lower inner permanent magnet 1n while maintaining a predetermined interval H at the center.
m, lower outer permanent magnet 1k and lower inner permanent magnet 1
An upper magnetic field forming part 1g and a lower magnetic field forming part 1h, in which the distance between the gaps 1c is reduced, are formed between the upper magnetic field forming part 1g and the lower magnetic field forming part 1h.
【００１３】また、前記磁性外筒部１１は、外側永久磁
石１ｊ，１ｋの取付面となる上下両端部の内径がテーパ
面１１ａを介して大径に形成され、これにより磁性外筒
部１１の上下両端部が肉薄状に形成されると共に、前記
両テーパ面１１ａ及び大径面１１ｂに沿って上部外側永
久磁石１ｊの上端側及び下部外側永久磁石１ｋの下端側
に、それぞれテーパ面１ｐを介して肉厚部１ｒが形成さ
れている。また、前記磁性内筒部１２は、内側永久磁石
１ｍ，１ｎの取付面となる上下両端部外径がテーパ面１
２ａを介して小径に形成されると共に、前記両テーパ面
１２ａ及び小径部１２ｂの外周面に沿って上部内側永久
磁石１ｍの上端側及び下部内側永久磁石１ｎの下端側
に、それぞれテーパ面１ｓを介して肉厚部１ｔが形成さ
れている。また、前記各永久磁石１ｊ，１ｋ，１ｍ，１
ｎは、それぞれ円周方向に４つに分割され、磁界方向が
前記周状の間隙部１ｃを挟んだ半径方向となるように、
両永久磁石１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎの極性方向が設定さ
れている。そして、上部磁界形成部１ｇと下部磁界形成
部１ｈの磁界方向が互いに逆向きとなるように、この実
施例では、上部外側永久磁石１ｊと上部内側永久磁石１
ｍは内周側がそれぞれＮ極で、下部外側永久磁石１ｋと
下部内側永久磁石１ｎは内周側がそれぞれＳ極になるよ
うに設定されている。即ち、前記円柱１ａ及び外筒１ｂ
の下側略半分が強磁性体より成る磁性外筒部１１及び磁
性内筒部１２で形成されているため、前記各永久磁石１
ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎにより、図中一点鎖線で示す磁路
Ａが形成され、この上下両磁界形成部１ｇ，１ｈにあっ
ては、半径方向で、かつ、互いに逆方向の磁界Ｂ1 ，Ｂ
2 が形成されている。尚、前記ボルト部材１ｅは、車体
取付用のものである。The inner diameter of the magnetic outer cylinder portion 11 is large at the upper and lower ends, which are the mounting surfaces of the outer permanent magnets 1j and 1k, via tapered surfaces 11a. The upper and lower ends are formed to be thin, and the upper end of the upper outer permanent magnet 1j and the lower end of the lower outer permanent magnet 1k extend along the tapered surface 11a and the large-diameter surface 11b via the tapered surface 1p. A thick portion 1r is formed. The outer diameter of the upper and lower ends of the magnetic inner cylindrical portion 12, which is a mounting surface for the inner permanent magnets 1 m and 1 n, is a tapered surface 1.
2a, tapered surfaces 1s are formed on the upper end side of the upper inner permanent magnet 1m and the lower end side of the lower inner permanent magnet 1n along the outer peripheral surfaces of the tapered surfaces 12a and the small diameter portion 12b, respectively. A thick portion 1t is formed via the intermediate portion. Further, each of the permanent magnets 1j, 1k, 1m, 1
n is divided into four in the circumferential direction, and the magnetic field direction is in the radial direction with the circumferential gap 1c interposed therebetween.
The polarity directions of the two permanent magnets 1j, 1k, 1m, 1n are set. In this embodiment, the upper outer permanent magnet 1j and the upper inner permanent magnet 1j are arranged such that the magnetic field directions of the upper magnetic field forming section 1g and the lower magnetic field forming section 1h are opposite to each other.
m is an N pole on the inner circumference side, and the lower outer permanent magnet 1k and the lower inner permanent magnet 1n are set so that the inner circumference side is an S pole. That is, the cylinder 1a and the outer cylinder 1b
The lower half of the permanent magnet 1 is formed of a magnetic outer cylinder 11 and a magnetic inner cylinder 12 made of a ferromagnetic material.
j, 1k, 1m, and 1n form a magnetic path A indicated by a dashed line in the figure. In the upper and lower magnetic field forming portions 1g and 1h, the magnetic fields B 1 and B
2 are formed. The bolt member 1e is for mounting on a vehicle body.
【００１４】一方、前記車輪側部材２は、下端部に底部
を有した有底円筒状に形成され、下端には、車輪側への
取付用のボルト２ａが立設されている。そして、この車
輪側部材２は、開口端部から間隙部１ｃ内に挿入され、
その外周には車体側部材１に対して微少な隙間を有して
コイル３が巻き付けられている。このコイル３は、両部
材１，２の相対移動方向に沿って第１〜第６コイル３ａ
〜３ｆの６つの部分に分割され、各コイル３ａ〜３ｆ
は、１つのボビン３ｇに巻き付けられている。そして、
各コイル３ａ〜３ｆ単体の長さが、前記上部外側永久磁
石１ｊ（上部内側永久磁石１ｍ）と下部外側永久磁石１
ｋ（下部内側永久磁石１ｎ）との間に形成された間隔Ｈ
より短く形成されている。On the other hand, the wheel-side member 2 is formed in a bottomed cylindrical shape having a bottom at the lower end, and a bolt 2a for mounting to the wheel is provided upright at the lower end. The wheel-side member 2 is inserted into the gap 1c from the opening end,
A coil 3 is wound around the outer periphery of the body 3 with a small gap with respect to the vehicle body side member 1. The coil 3 includes first to sixth coils 3a along the relative movement direction of the two members 1 and 2.
-3f, and each coil 3a-3f
Are wound around one bobbin 3g. And
The length of each of the coils 3a to 3f alone is the upper outer permanent magnet 1j (upper inner permanent magnet 1m) and the lower outer permanent magnet 1m.
k (lower inner permanent magnet 1n)
It is formed shorter.
【００１５】また、前記車輪側部材２と、内柱１ａ及び
外筒１ｂとの間にはベアリング４ａ，４ｂが設けられて
いる。Further, bearings 4a and 4b are provided between the wheel-side member 2 and the inner pillar 1a and the outer cylinder 1b.
【００１６】また、前記各コイル３ａ〜３ｆ相互間位置
のボビンには、ストロークセンサ７としてのホール素子
（図示省略）が取り付けられている。このホール素子
は、コイル３と共に間隙部１ｃ内を相対移動することに
より、磁界Ｂ1 ，Ｂ2 の磁束に感応してその出力電圧を
変化させるもので、この出力電圧を検出することによ
り、磁界形成部１ｇ，１ｈに対する各コイル３ａ〜３ｈ
の位置、即ちサスペンションユニットＳのストローク位
置を検出するようになっている。A bobbin at a position between the coils 3a to 3f is provided with a Hall element (not shown) as a stroke sensor 7. The Hall element changes its output voltage in response to the magnetic fluxes of the magnetic fields B 1 and B 2 by relatively moving in the gap 1 c together with the coil 3. By detecting this output voltage, the Hall element Each coil 3a to 3h for forming portions 1g and 1h
, That is, the stroke position of the suspension unit S.
【００１７】前記コイル３は、制御回路６に接続されて
いる。即ち、この制御回路６は、各コイル３ａ〜３ｆの
端子間に通電したり、短絡させたりすることが可能に形
成され、さらに、この通電時及び短絡時に、これらコイ
ル３に対して可変抵抗を接続するように構成されてい
る。ちなみに、コイル３を短絡させた場合には、サスペ
ンションユニットＳがストロークすると、両磁界形成部
１ｇ，１ｈの磁界Ｂ1 ，Ｂ2 を横切る向きにコイル３が
移動することで、コイル３に相対速度に比例した誘導電
流が生じ、この誘導電流が可変抵抗により電力消費する
ことで、移動エネルギーが減少するもので、即ち、減衰
力が得られる。一方、コイル３を通電駆動させた場合、
両磁界形成部１ｇ，１ｈの磁界Ｂ1 ，Ｂ2 を横切る向き
に通電が成されることで、通電の向き強さに応じて、サ
スペンションユニットＳの伸方向に駆動力が作用したり
圧方向に駆動力が作用したりする。The coil 3 is connected to a control circuit 6. That is, the control circuit 6 is formed so as to be able to energize or short-circuit between the terminals of each of the coils 3a to 3f. It is configured to connect. Incidentally, when the coil 3 is short-circuited, when the suspension unit S strokes, the coil 3 moves in a direction crossing the magnetic fields B 1 , B 2 of the two magnetic field forming portions 1g, 1h, so that the relative speed to the coil 3 is increased. Is generated, and the induced current consumes power by the variable resistor, so that the moving energy is reduced, that is, a damping force is obtained. On the other hand, when the coil 3 is energized and driven,
When a current is applied across the magnetic fields B 1 , B 2 of the two magnetic field forming portions 1 g, 1 h, a driving force acts on the suspension unit S in the extending direction or the pressure direction in accordance with the direction of the current. Or driving force.
【００１８】また、前記制御回路６には、前記ストロー
クセンサ７からの入力信号に基づき、サスペンションユ
ニットＳのストローク位置に応じて各コイル３ａ〜３ｆ
に対する通電を個別的にＯＮ−ＯＦＦさせると共にその
通電方向を切換制御する通電切換手段６ａを備えてい
る。即ち、この通電切換手段６ａは、各磁界Ｂ1 ，Ｂ2
内にあるコイルにだけ通電するような制御が行なわれる
と共に、両磁界Ｂ1 ，Ｂ2 の方向が互いに逆方向になる
ことから、両磁界形成部１ｇ，１ｈにおける駆動力の作
用方向を一致させるために、各コイル３ａ〜３ｆのう
ち、上部磁界形成部１ｇの磁界Ｂ1 中にあるコイルと下
部磁界形成部１ｈの磁界Ｂ2 中にあるコイルとの通電方
向が互いに逆方向になるように各コイル３ａ〜３ｆへの
通電がなされると共に、サスペンションユニットＳのス
トローク位置に応じて各コイル３ａ〜３ｆへの通電方向
の切り換え制御がなされるものである。The control circuit 6 receives signals from the stroke sensor 7 and controls the coils 3a to 3f in accordance with the stroke position of the suspension unit S.
There is provided an energization switching means 6a for individually turning ON / OFF the energization of the power supply and switching control of the energization direction. That is, the energization switching means 6a controls the magnetic fields B 1 , B 2
Since the control is performed such that only the coil located inside the coil is energized, and the directions of the two magnetic fields B 1 and B 2 are opposite to each other, the directions of action of the driving forces in the two magnetic field forming portions 1 g and 1 h are matched. for, among the coils 3a to 3f, so energizing direction of the coil in a magnetic field B 2 of the coil and the lower magnetic field forming part 1h which is in the magnetic field B 1 of the upper magnetic field forming portion 1g is in opposite directions The energization to the coils 3a to 3f is performed, and the switching control of the energization direction to the coils 3a to 3f is performed according to the stroke position of the suspension unit S.
【００１９】また、前記制御回路６は、前記ストローク
センサ７，加速度センサ８及び荷重センサ９からの入力
に基づき制御を行うようになっている。前記加速度セン
サ８は、車体に取り付けられて車体の上下方向加速度を
検出するもので、上下方向の車体速度を求めるために設
けられている。前記荷重センサ９は、サスペンションユ
ニットＳの車体側部材１の取付部分に設けられて、サス
ペンションユニットＳからの入力荷重を検出するもの
で、車体側と車輪側との相対速度を求めるために設けら
れている。そして、制御回路６の演算部では、ストロー
クセンサ７からの入力に基づき、車両姿勢を一定に保つ
制御を行うと共に、加速度センサ８及び荷重センサ９か
らの入力信号に基づき減衰力制御を行う構成となってい
る。The control circuit 6 performs control based on inputs from the stroke sensor 7, acceleration sensor 8, and load sensor 9. The acceleration sensor 8 is attached to the vehicle body to detect the vertical acceleration of the vehicle body, and is provided for obtaining the vehicle speed in the vertical direction. The load sensor 9 is provided at a portion where the vehicle body side member 1 of the suspension unit S is mounted, and detects an input load from the suspension unit S. The load sensor 9 is provided to determine a relative speed between the vehicle body side and the wheel side. ing. The arithmetic unit of the control circuit 6 performs control to keep the vehicle attitude constant based on the input from the stroke sensor 7 and performs damping force control based on input signals from the acceleration sensor 8 and the load sensor 9. Has become.
【００２０】次に、実施例の作用について説明する。Next, the operation of the embodiment will be described.
【００２１】上述した構成の電磁サスペンション装置
は、サスペンションユニットＳを自動車の４輪のそれぞ
れと車体との間に設け、また、制御回路６及び各センサ
７，８，９も、１つのサスペンションユニットＳ毎に設
けて使用するものである。In the electromagnetic suspension apparatus having the above-described structure, the suspension unit S is provided between each of the four wheels of the automobile and the vehicle body, and the control circuit 6 and the sensors 7, 8, 9 are also provided in one suspension unit S. It is provided and used every time.
【００２２】（イ）減衰力制御時 車両の走行状況に応じ、サスペンションユニットＳにお
いて減衰力を発生させる場合には、各コイル３ａ〜３ｆ
を短絡させる。そうすると、車体側部材１と車輪側部材
２との相対速度に応じて、即ち、上下両磁界形成部１
ｇ，１ｈを通過するコイル３の速度に正比例して、減衰
力（制御力）が生じる。(A) At the time of damping force control When the damping force is generated in the suspension unit S according to the running condition of the vehicle, each of the coils 3a to 3f
Short circuit. Then, according to the relative speed between the vehicle body side member 1 and the wheel side member 2, that is, both upper and lower magnetic field forming units 1
A damping force (control force) is generated in direct proportion to the speed of the coil 3 passing through g and 1h.
【００２３】このように、減衰力制御を行う場合には、
コイル３に通電することはなく、即ち、全く電力消費す
ることなく減衰力（制御力）を得ることができる。As described above, when performing the damping force control,
The coil 3 is not energized, that is, a damping force (control force) can be obtained without consuming any power.
【００２４】（ロ）姿勢制御時 姿勢制御を行う際には、各センサ７〜９からの入力に基
づいて得られる車両状況に応じてコイル３に通電し、サ
スペンションユニットＳの軸方向上向きや下向きに駆動
力（制御力）を発生させて、姿勢制御を行う。即ち、磁
界内にあるコイルに通電すると、フレミングの左手の法
則により、両磁石間に形成される磁界の方向および該磁
界内に巻かれたコイルを流れる電流の方向と交差する方
向に強い電磁力が発生するため、サスペンションユニッ
トのストローク方向に沿った駆動力（電磁力）が生じ
る。この場合、通電の向き及び電力により、駆動力（制
御力）の向き及び強さが変化する。(B) Attitude Control At the time of attitude control, the coil 3 is energized according to the vehicle situation obtained based on the input from each of the sensors 7 to 9 and the suspension unit S is turned upward or downward in the axial direction. To generate a driving force (control force) to perform attitude control. That is, magnetic
When energizing a coil in the world, Fleming's left hand method
By law, the direction of the magnetic field formed between the two magnets and the
The direction that crosses the direction of the current flowing through the coil wound in the field
Strong electromagnetic force is generated in the
Drive force (electromagnetic force) along the stroke direction of the
You. In this case, the direction and strength of the driving force (control force) change depending on the direction of power supply and the power.
【００２５】このような駆動力（制御力）を、例えば、
車高変化を打ち消す向きに発生させることで、車高を一
定させることができる。また、駆動力（制御力）を、サ
スペンションユニットＳを介して車体へ伝達される路面
入力を打ち消す向きに発生させることで、車体への路面
入力をキャンセルして一定した車体姿勢が得られる。以
上説明したように、本発明実施例装置では、各永久磁石
１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎと、各永久磁石１ｊ，１ｋ，１
ｍ，１ｎに対し磁界Ｂ1 ，Ｂ2 の形成方向に重ねて設け
られる部分の磁性外筒部１１及び磁性内筒部１２の磁界
形成方向の厚みを、磁路Ａの形成方向に向かって磁性外
筒部１１及び磁性内筒部１２側が次第に厚くなり、永久
磁石１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎ側が次第に薄くなるように
形成した構成としたため、サスペンションユニットの外
径を拡大させることなしに、必要な磁路断面積を確保で
き、これにより、磁気飽和を防止して制御力（電磁力）
の増大を図ることができるという特徴を有している。Such a driving force (control force) is, for example,
The vehicle height can be made constant by generating the vehicle height change in a direction that cancels out. Further, by generating the driving force (control force) in a direction to cancel the road surface input transmitted to the vehicle body via the suspension unit S, the road surface input to the vehicle body is canceled and a constant vehicle body posture is obtained. As described above, in the apparatus according to the embodiment of the present invention, each of the permanent magnets 1j, 1k, 1m, 1n and each of the permanent magnets 1j, 1k, 1
The thickness of the magnetic outer cylinder portion 11 and the magnetic inner cylinder portion 12 in the magnetic field forming direction of the portion provided to overlap with the m and 1n in the direction in which the magnetic fields B 1 and B 2 are formed, The outer cylinder 11 and the magnetic inner cylinder 12 are gradually thicker and the permanent magnets 1j, 1k, 1m, 1n are gradually thinner, so that the necessary diameter can be increased without increasing the outer diameter of the suspension unit. Magnetic path cross-sectional area can be secured, thereby preventing magnetic saturation and controlling force (electromagnetic force)
Has the feature that the increase of
【００２６】また、減衰力制御や姿勢制御を行うにあた
り、本発明実施例装置では、間隙部１ｃを形成して対向
する磁性外筒部１１及び磁性円筒部１２と、該両者の両
対向面に相対移動方向に分離されると共に間隙部１ｃを
挟んで互いに逆方向の磁界Ｂ1 ，Ｂ2 を形成すべく互い
に対向する２組の磁石（上部外側永久磁石１ｊ，下部外
側永久磁石１，上部内側永久磁石１ｍ，下部内側永久磁
石１ｎ）とで、２つの磁界Ｂ1 ，Ｂ2 を巡る磁路Ａを形
成し、かつ、複数に分割された各コイル３ａ〜３ｆへの
通電方向を、一方の磁界Ｂ1 と交差するコイルと他方の
磁界Ｂ2 と交差するコイルとで互いに逆方向になるよう
に切り換える通電切換手段６ａを備えた構成としたた
め、サスペンションユニットＳのストロークを大きくす
る場合でも磁路Ａを長くする必要性がなく、従って、ス
トロークの大小に拘らず一定の十分な制御力を得ること
ができるという特徴を有している。Further, in performing the damping force control and the posture control, in the apparatus of the present invention, the gap 1c is formed and the magnetic outer cylinder 11 and the magnetic cylinder 12, which are opposed to each other, are provided on both opposing surfaces thereof. Two sets of magnets (upper outer permanent magnet 1j, lower outer permanent magnet 1, upper inner magnet 1) separated in the relative movement direction and opposed to each other to form magnetic fields B 1 and B 2 in opposite directions across gap 1c. permanent magnets 1 m, exits the lower inner permanent magnet 1n), 2 two magnetic fields B 1, B 2 to form a magnetic path a surrounding, and the energizing direction for each coil 3a~3f divided into a plurality, of one since the configuration and provided with a current switching means 6a for switching so that in the opposite directions by the coil intersects the coil and the other magnetic field B 2 that intersects the magnetic field B 1, the magnetic path even when increasing the stroke of the suspension unit S A is long Without the need to, therefore, it has a feature that it is possible to obtain a sufficient control force constant regardless of the magnitude of the stroke.
【００２７】また、実施例では、６つに分割された各コ
イル３ａ〜３ｆの内、制御力（駆動力）を発生するため
に必要なコイル部分だけに通電するように制御すること
で、消費電力を節約することができるという特徴を有し
ている。Further, in the embodiment, of the six divided coils 3a to 3f, control is performed such that only the coil portion necessary for generating the control force (driving force) is energized, thereby reducing the consumption. It has the feature that power can be saved.
【００２８】次に、図２に示す本発明第２実施例につい
て説明する。Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described.
【００２９】図２は本発明第２実施例の要部を示す断面
図である。尚、この実施例は、永久磁石を軸方向に１つ
だけ設け、かつ、図３に示す従来装置のシャフトガイド
アッセンブリ５１をおよび支持シャフト５２を磁性材料
で形成して磁路構成部材を構成させることにより、支持
シャフト５２−永久磁石５３−シャフトガイドアッセン
ブリ５１を巡る磁路Ａを形成させ、これにより、フレミ
ングの左手の法則に基づいた強い電磁力を支持シャフト
５２に発生させるようにした実施例であり、相違点につ
いてのみ説明する。FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, one permanent magnet is provided in the axial direction.
And a shaft guide of the conventional device shown in FIG.
The assembly 51 and the support shaft 52 are made of a magnetic material.
By forming the magnetic path constituting member by forming
Shaft 52-permanent magnet 53-shaft guide assembly
A magnetic path A around the yellowtail 51 is formed, thereby
Shaft supporting strong electromagnetic force based on the left hand rule
This is an embodiment in which the difference is generated at 52 , and only different points will be described.
【００３０】即ち、この実施例は、磁路構成部材として
の支持シャフト５２の直径をｄ1 を点線で示す従来装置
のロッド径ｄ0 より拡大させることで磁路断面積の拡大
を図ると共に、永久磁石５３の装着部にＶ状の環状溝５
２ａを形成することで、従来装置のロッド径ｄ0 より小
径な小径部５２ｂを形成し、前記環状溝５２ａの内周面
に沿って永久磁石５３の中央部を内周方向に肉厚に形成
することで永久磁石５３の磁力の低下を防止し、これに
より、サスペンションユニットの外径を拡大させること
なしに、必要な磁路断面積を確保できるようにしたもの
である。That is, in this embodiment, the cross-sectional area of the magnetic path is increased by increasing the diameter of the support shaft 52 as a magnetic path constituting member from the rod diameter d 0 of the conventional device, where d 1 is indicated by a dotted line. The V-shaped annular groove 5 is provided in the mounting portion of the permanent magnet 53.
By forming the 2a, to form a small-diameter small-diameter portion 52b from the rod diameter d 0 of the conventional device, formed in a thickness in the inner circumferential direction central portion of the permanent magnet 53 along the inner circumferential surface of the annular groove 52a By doing so, the magnetic force of the permanent magnet 53 is prevented from lowering, whereby a necessary magnetic path cross-sectional area can be secured without increasing the outer diameter of the suspension unit.
【００３１】従って、フレミングの左手の法則に基づい
た強い電磁力を発生させることができるようになると共
に、磁路形成部材である支持シャフト５２における磁気
飽和を防止して制御力（電磁力）の増大を図ることがで
きる。Therefore, based on Fleming's left-hand rule,
When strong electromagnetic force can be generated,
In addition, the control force (electromagnetic force) can be increased by preventing magnetic saturation in the support shaft 52 which is a magnetic path forming member.
【００３２】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
てきたが、本発明の具体的な構成はこれらの実施例に限
られるものではなく、例えば、実施例では、車体側部材
を二重構造に形成した例を示したが、実施例装置の車輪
側と車体側とを逆にして、車輪側部材を二重構造に形成
することもできる。Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific structure of the present invention is not limited to these embodiments. Although the example in which the structure is formed is shown, the wheel side member of the embodiment device may be reversed and the wheel side member may be formed in a double structure.
【００３３】また、実施例では、永久磁石のみで磁界を
形成するようにしたが、電磁石により制御力を補強する
ようにしてもよい。Further, in the embodiment, the magnetic field is formed only by the permanent magnet, but the control force may be reinforced by the electromagnet.
【００３４】また、実施例では、磁界を形成する各永久
磁石及びコイルを環状に形成し、両者を同心円状に配置
させるようにしたが、各永久磁石及びコイルの形状や配
置関係は任意に設定することができる。In the embodiment, each permanent magnet and coil for forming a magnetic field are formed in a ring shape, and both are arranged concentrically. However, the shape and arrangement relation of each permanent magnet and coil are arbitrarily set. can do.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の電磁
サスペンション装置では、車体と車輪との間に介在され
たサスペンションユニットが、相対移動可能に形成され
た車体側部材と車輪側部材とで形成され、該車体側部材
と車輪側部材のうちのいずれか一方の部材側に設けられ
ていて車体側・車輪側両部材の相対移動方向と交差する
方向の磁界を形成する永久磁石と、前記車体側・車輪側
両部材にそれぞれ設けられていて前記磁界の磁路を形成
する磁路形成部材と、前記車体側部材と車輪側部材のう
ち前記永久磁石が設けられていないもう一方の部材側に
設けられていて前記車体側・車輪側両部材の相対移動方
向に沿って前記磁界中を移動するコイルとを備えた構成
としたことで、フレミングの左手の法則に基づいて発生
する強い電磁力により、強い制御力を発生させることが
できるようになるという効果が得られる。 また、前記永
久磁石及び該永久磁石に対し磁界形成方向に重ねて設け
られる前記磁路形成部材の磁界形成方向の厚みを、前記
磁路形成部材における磁路の形成方向に向かって一方側
では磁路形成部材側が次第に厚くなり、永久磁石側が次
第に薄くなると共に他方側では磁路形成部材側が次第に
薄くなり、永久磁石側が次第に厚くなるように形成した
構成としたことで、サスペンションユニットの外径を拡
大させることなしに、必要な磁路断面積を確保でき、こ
れにより、磁気飽和を防止して制御力（電磁力）の増大
を図ることができるという効果が得られる。As described above, in the electromagnetic suspension device of the present invention, the electromagnetic suspension device is provided between the vehicle body and the wheels.
Suspension unit is formed to be relatively movable
The vehicle body side member and the wheel side member
And one of the wheel-side members
And intersects the relative movement direction of both the vehicle-side and wheel-side members
Permanent magnet that forms a magnetic field in the direction
Formed on both members to form the magnetic path of the magnetic field
Magnetic path forming member, and the body-side member and the wheel-side member
On the other member side where the permanent magnet is not provided,
The relative movement of both the vehicle body side and wheel side members provided
And a coil moving in the magnetic field along a direction
Generated based on Fleming's left-hand rule
Strong electromagnetic force can generate strong control force
The effect of being able to do so is obtained. Further, the thickness of the magnetic field forming direction of the permanent <br/> permanent magnet and the magnetic path forming member provided to overlap the magnetic field forming direction relative to the permanent magnet, the
One side of the magnetic path forming member in the magnetic path forming direction
Then, the magnetic path forming member side becomes gradually thicker, the permanent magnet side becomes gradually thinner , and on the other side, the magnetic path forming member side becomes gradually thicker.
By making the structure thinner and the permanent magnet side gradually thicker , the required magnetic path cross-sectional area can be secured without increasing the outer diameter of the suspension unit, thereby preventing magnetic saturation. The effect is obtained that the control force (electromagnetic force) can be increased.
【図１】本発明第１実施例の電磁サスペンション装置を
示す全体図である。FIG. 1 is an overall view showing an electromagnetic suspension device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明第２実施例装置の要部を示す拡大断面図
である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of a device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】従来装置の要部を示す断面図であるFIG. 3 is a sectional view showing a main part of a conventional device.
Ｓ サスペンションユニット Ａ 磁路 Ｂ 磁界 Ｂ1 磁界 Ｂ2 磁界 １ 車体側部材 １ｊ 上部外側永久磁石 １ｋ 下部外側永久磁石 １ｍ 上部内側永久磁石 １ｎ 下部内側永久磁石 ２ 車輪側部材 ３ コイル １１ 磁性外筒部（磁路形成部材） １２ 磁性内筒部（磁路形成部材） ５１ 外筒（車輪側部材・磁路形成部材） ５２ ロッド（車体側部材・磁路形成部材） ５３ 永久磁石 ５４ コイルS Suspension unit A Magnetic path B Magnetic field B 1 Magnetic field B 2 Magnetic field 1 Body side member 1j Upper outer permanent magnet 1k Lower outer permanent magnet 1m Upper inner permanent magnet 1n Lower inner permanent magnet 2 Wheel side member 3 Coil 11 Magnetic outer cylinder ( Magnetic path forming member) 12 Magnetic inner cylinder (magnetic path forming member) 51 Outer cylinder (wheel side member / magnetic path forming member) 52 Rod (vehicle body side member / magnetic path forming member) 53 Permanent magnet 54 Coil
Claims (1)
ションユニットが、相対移動可能に形成された車体側部
材と車輪側部材とで形成され、 該車体側部材と車輪側部材のうちのいずれか一方の部材
側に設けられていて車体側・車輪側両部材の相対移動方
向と交差する方向の磁界を形成する永久磁石と、前記車
体側・車輪側両部材にそれぞれ設けられていて前記磁界
の磁路を形成する磁路形成部材と、前記車体側部材と車
輪側部材のうち前記永久磁石が設けられていないもう一
方の部材側に設けられていて前記車体側・車輪側両部材
の相対移動方向に沿って前記磁界中を移動するコイルと
を備え、 前記永久磁石に対し磁界形成方向に重ねて設けられる部
分の磁路形成部材の磁界形成方向の厚みが、それ以外の
部分の磁路形成部材の厚みに対し、磁路の形成方向に向
かって次第に薄くなり、永久磁石側が次第に厚くなるよ
うに形成したことを特徴とする電磁サスペンション装
置。」1. A suspension unit interposed between a vehicle body and the wheel is formed by the vehicle body-side member and the wheel-side member which is relatively movable form, any of the said vehicle body member and the wheel-side member One member
A permanent magnet to form a magnetic field in a direction intersecting be provided on the side with the relative movement direction of the vehicle body side and the wheel side two members, the vehicle
A magnetic path forming member that forms a magnetic path of the magnetic field provided respectively on the side-wheel side two members, the vehicle body-side member and the vehicle
Another of the wheel-side members without the permanent magnet is provided.
A coil square provided in the member side for moving the in the magnetic field along a relative movement direction of the vehicle body side and the wheel side two members
A portion provided to overlap with the permanent magnet in a magnetic field forming direction.
Magnetic field forming direction of the thickness of the minute magnetic path forming member, the other
To the thickness of the portion of the magnetic path forming member, becomes gradually thinner toward the forming direction of the magnetic path, the electromagnetic suspension apparatus, characterized in that the permanent magnet side is formed to be gradually thicker. "
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP3031204A JP3031639B2 (en) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Electromagnetic suspension device |
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