JPH0538915A

JPH0538915A - 電磁サスペンシヨン装置

Info

Publication number: JPH0538915A
Application number: JP1978891A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sasaki; 光雄佐々木
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1991-02-13
Filing date: 1991-02-13
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ねじ結合部からの磁束の漏れによる制御力の
低下を防止することができる電磁サスペンション装置の
提供。【構成】磁路形成部材を、車体側・車輪側両部材の一
方の部材に対し非磁性体で構成された挟持部材により挟
持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【０００３】この従来装置は、車体と車輪との間に、シ
リンダ状に形成されて車体側に固定された外筒と、この
外筒内を摺動可能に設けられて車輪側に取り付けられた
ロッドとを有したサスペンションユニットが設けられ、
前記外筒内でロッドの外周には永久磁石が固定されると
共に、この永久磁石と対向する外筒の内周側にコイルが
固定された構造となっていた。

【０００４】そして、コイルへの通電の向き及び電流を
制御することで、サスペンションユニットのコイルの軸
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。

【０００５】

【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は、磁路を形成すべ
く磁性体で形成されたロッドの車輪側への取り付けが、
ねじ結合により行なわれていたため、このねじ山部に磁
束が集中することで、同部分からの磁束の漏れが発生
し、従って、磁路により形成される磁界の磁束密度を減
少させ、これによって、サスペンションユニットの制御
力を低下させるという問題があった。

【０００６】本発明は、上述の問題に着目して成された
もので、磁路を構成する磁路形成部材にねじ部を形成す
ることによる磁束の漏れを阻止し、制御力の低下を回避
す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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、磁路形成部
材を、車体側・車輪側両部材の一方の部材に対し非磁性
体で構成された挟持手段により挟持して、上記目的を達
成するようにした。

【０００８】即ち、本発明は、車体と車輪との間に介在
される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構成され、前記車体
側部材及び車輪側部材との一方の部材に、磁性体で形成
された磁路形成部材を通る磁路が形成され、他方の部材
が、前記磁路により形成される磁界内を相対移動可能に
設けられると共に、この磁界を移動する部分にコイルが
巻かれ、前記磁路形成部材が、車体側・車輪側両部材の
一方の部材に対し非磁性体で構成された挟持手段により
挟持されている手段とした。

【０００９】

【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して駆動力を発生させることがで
きるし、また、コイルに通電しない場合には、サスペン
ションユニットのストローク時に磁界内をコイルが移動
することでコイルに誘導電流が生じ、この誘導電流を抵
抗等により消費して、サスペンションユニットのストロ
ークを抑制する方向に力（即ち、減衰力）を生じさせる
ことができる。本明細書では、このような駆動力・減衰
力を制御力と称する。

【００１０】また、磁路形成部材は、挟持部材によって
車体側・車輪側両部材の一方に挟持されていて、磁路の
途中にねじ山のない構成となっているから、ねじ山によ
る磁束漏れがない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳述する
と、図１は、本発明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って、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。

【００１２】前記車体側部材１は、図示のように天蓋プ
レート１ｆ及びこの天蓋プレート１ｆの中心筒部１ｐの
外周とプレート外周部にその上端部を螺合一体化された
内筒１ａと外筒１ｂとで、両者間に円筒状の間隙部１ｃ
を有した内外二重の有蓋円筒構造に形成されている。

【００１３】前記内筒１ａは、その下部に、環状段部１
ｒを形成して小径のロッド部１ｄが形成され、このロッ
ド部１ｄの先端ねじ部１ｓには、前記内筒１ａとほぼ同
一外径の挟持部材１ｔが螺合されている。そして、前記
ロッド部１ｄの外周には、環状段部１ｒと挟持部材１ｔ
との間にその上下両端面を挟持されて強磁性体より成る
磁性内筒部（磁路形成部材）１２が装着されている。こ
の磁性内筒部１２は、上下両端部に向かうにつれてその
肉厚が小さくなるようにその内周側がテーパ状に形成さ
れている。

【００１４】前記外筒１ｂは、その先端部内周に環状段
部１ｕが形成されていると共に、その先端部外周に形成
されたねじ部１ｖに対し、円筒状挟持部材１ｗが螺合さ
れていて、この円筒状挟持部材１ｗの先端部内周には前
記環状段部１ｕと対向する環状係止部１ｘが突出形成さ
れている。そして、前記円筒状挟持部材１ｗの内周に
は、環状段部１ｕと環状係止部１ｘとの間にその上下両
端面を挟持されて強磁性体より成る磁性外筒部（磁路形
成部材）１１が装着されている。この磁性外筒部１１
は、上下両端部に向かうにつれてその肉厚が小さくなる
ようにその外周側がテーパ状に形成されている。尚、前
記車体側部材１を構成する部材の内で、磁性内筒部１２
及び磁性外筒部１１以外の部材は非磁性体で形成されて
いる。

【００１５】そして、前記磁性外筒部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とが設けられていると共
に、磁性内筒部１２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とが設けられていて、これによって、上部外側永久
磁石１ｊと上部内側永久磁石１ｍ、及び、下部外側永久
磁石１ｋと下部内側永久磁石１ｎ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。そして、前記各永久磁石１
ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎは、図中一点鎖線で示す磁路Ａを
形成して前記上下両磁界形成部１ｇ，１ｈにおいて、間
隙部１ｃを磁束が半径方向に飛ぶ磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂ が形成
するように極性が設定されているもので、即ち、本実施
例では、上部外側永久磁石１ｊと上部内側永久磁石１ｍ
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。尚、前記天蓋プレート１ｆの上面中
心部には車体側への取付用ボルト部材１ｅが突出形成さ
れている。

【００１６】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１０コイル３
ａ〜３ｊの１０の部分に分割され、各コイル３ａ〜３ｊ
は、１つのボビン３ｋに巻き付けられている。そして、
各ボビン３ｋにおけるコイル３ａ〜３ｊを巻いた部分の
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１ｋ（下部内側永久磁石１
ｎ）との間に形成された間隔Ｈより短く形成されてい
る。尚、前記車輪側部材２と、内筒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。

【００１７】前記コイル３には、制御回路６が接続さ
れ、また、制御回路６には、ストロークセンサ７，加速
度センサ８及び荷重センサ９が接続されている。尚、前
記ストロークセンサ７は、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もので、例えば、磁界Ｂ₁ ，
Ｂ₂ の磁束に感応してその出力電圧を変化させるホール
素子等により構成することができ、本実施例では、各ボ
ビン３ｋの中央に取り付けている。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。

【００１８】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。即ち、この制御回路６は、各コイル３ａ〜３ｊの
端子間への通電・通電カットを切り換えたり、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 の磁
束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、この誘導電流を
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 の磁束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
用したりするもので、このコイル３への通電・通電カッ
トの切り換えは、通電切換手段６ａにより成される。即
ち、通電切換手段６ａは、両磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂において磁
束が飛ぶ方向が互いに逆方向になることから、両磁界形
成部１ｇ，１ｈにおいて発生させる駆動力の作用方向を
一致させるために、各コイル３ａ〜３ｊのうちで、上部
磁界形成部１ｇの磁界Ｂ₁ 中に存在するコイル及び下部
磁界形成部１ｈの磁界Ｂ₂ 中に存在するコイルのみに通
電方向が互いに逆方向になるように切換制御するもので
あり、ストロークセンサ７からの信号に基づきこの切換
制御を行う。

【００１９】尚、上述した本発明実施例の電磁サスペン
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。

【００２０】次に、実施例について説明すると、減衰力
制御時には、車両の走行状況に応じて、各コイル３ａ〜
３ｊ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
１ｇ，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。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。

【００２１】次に、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。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もので、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。

【００２２】以上説明したように、本発明実施例装置で
は、強磁性体より成る磁性外筒部１１及び磁性内筒部１
２を、非磁性体よりなる車体側部材１の挟持部材、即
ち、外筒１ｂ及び円筒状挟持部材１ｗと、内筒１ａ及び
挟持部材１ｔとにより、両者の間に挟持して車体側部材
１側へ取り付けるようにしたため、磁路Ａを形成する磁
路形成部材としての磁性外筒部１１及び磁性内筒部１２
に締結用のねじ山を形成することが不要となって、この
ねじ山部分による磁束の漏れが無くなり、これにより、
制御力の低下を回避することができるという特徴を有し
ている。

【００２３】また、上述のように、挟持による取付手段
とすることで、磁路構成部材としての磁性外筒部１１及
び磁性内筒部１２を磁路形成上最適な形状とすることが
できる。即ち、上下両端部に向かうにつれて磁気抵抗が
小さくなるようにその肉厚が次第に小さくなる形状とす
ることにより、磁路Ａの長短による磁気抵抗の変動を減
少させ、これにより、磁界形成部１ｇ，１ｈに形成され
る磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂ の磁束密度が不均一化する度合いを少
なくできるようになると共に、軟鉄等の重い材料で形成
される磁性外筒部１１及び磁性内筒部１２から連結強度
上必要なぜい肉部分を削減できるので、装置を軽量化す
ることができる。

【００２４】また、本発明実施例装置では、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ためのスト
ロークセンサ７としてホール素子を用いたため、サスペ
ンションの基本長を長くすることなしにサスペンション
ユニットＳのストローク位置を検出することができ、こ
れにより、車載する上でスペースの自由度が高くなると
いう特徴を有している。

【００２５】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、この両者の
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〜３ｊ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。

【００２６】また、実施例では、１０に分割された各コ
イル３ａ〜３ｊ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。

【００２７】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
してもよい。また、実施例では、上下２組の磁界形成部
間で磁路を形成するようにする場合を示したが、１組の
磁界形成部と磁路形成部材とで磁路を形成するようにす
ることもできる。また、実施例では、永久磁石により磁
界を形成するようにしたが、電磁石により磁界を形成す
るようにしてもよい。また、実施例では、磁界を形成す
る両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、両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。尚、ストローク
位置によって各コイルの巻き数を相違させることによ
り、ストローク位置によってその制御力を任意に変化さ
せることができる。

【００２８】

【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、磁路形成部材を、車体側・車
輪側両部材の一方の部材に対し非磁性体で構成された挟
持手段により挟持した手段としたため、磁路を構成する
磁路形成部材においてねじ山を形成することによる磁束
の漏れを阻止することができ、これにより、制御力の低
下を回避することができると共に、両磁路形成部材の形
状設定自由度を高めることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の電磁サスペンション装置を示す
全体図である。

【符号の説明】

ＳサスペンションユニットＢ₁ 磁界Ｂ₂ 磁界１車体側部材１ａ内筒（挟持部材）１ｂ外筒（挟持部材）１ｔ挟持部材１ｗ円筒挟持部材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）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と車輪との間に介在されるサスペン
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構成され、前記車体側部材及び車輪側部材との一方の部材に、磁性
体で形成された磁路形成部材を通る磁路が形成され、他方の部材が、前記磁路により形成される磁界内を相対
移動可能に設けられると共に、この磁界を移動する部分
にコイルが巻かれ、前記磁路形成部材が、車体側・車輪側両部材の一方の部
材に対し非磁性体で構成された挟持部材により挟持され
ていることを特徴とする電磁サスペンション装置。