JPH0544755A - Electromagnetic suspension system - Google Patents

Electromagnetic suspension system

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JPH0544755A
JPH0544755A JP2064491A JP2064491A JPH0544755A JP H0544755 A JPH0544755 A JP H0544755A JP 2064491 A JP2064491 A JP 2064491A JP 2064491 A JP2064491 A JP 2064491A JP H0544755 A JPH0544755 A JP H0544755A
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JP
Japan
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coil
magnetic field
magnetic
side member
vehicle body
Prior art date
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Pending
Application number
JP2064491A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Sasaki
光雄 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Atsugi Unisia Corp
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Publication date
Application filed by Atsugi Unisia Corp filed Critical Atsugi Unisia Corp
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Publication of JPH0544755A publication Critical patent/JPH0544755A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect a stroke position without lengthening a suspension by forming a suspension unit into a double structure, and installing plural units of flux sensors in a part being set up in a magnetic field of a member at the side inserted into a clearance part together with a coil in the relative displacement direction. CONSTITUTION:A body side member 1 is formed into a dual structure consisting of a cylindrical inner column 1a and a bottomed cylindrical outer casing 1b, and a clearance 1c is installed in space between both of them. Each of almost half parts of those of inner diameter 1a and outer casing 1b is formed with a ferromagnetic body and the others with a nonmagnetic body, respectively. A clearance H is made in an inner circumferential surface of a magnetic outer cylinder 11 and two permanent magnets 1j, 1k are installed in this clearance, while other permanent magnets 1m, 1n are also installed in a magnetic cylindrical part as well, and both upper and lower magnetic field forming parts 1g, 1n are formed as reversed in their flux direction. A coil 3 is wound on the outer circumference of a wheel side member 2 and divided into six parts 3a-3f. Between coil parts, Hall elements 7a-7e as flux sensors are attached. With this constitution, any stroke position detection is detectable without lengthening a suspension.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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、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永久磁石が固定さ
れると共に、該永久磁石と対向する外筒の内周側にコイ
ルが固定されており、さらに、車体と車輪間の相対位置
(サスペンションユニットのストローク位置)を検出す
べく、導電性磁性部材よりなるコアと誘導起電力を測定
する2次コイルと初期印化電流を付加する1次コイルか
らなる線形電圧差分トランスフォーマが、サスペンショ
ンユニットと直列に設けられた構造となっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an electromagnetic suspension device, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37016 is known. This conventional device includes an outer cylinder formed in a cylinder shape and fixed to the vehicle body side between a vehicle body and wheels, and a rod slidably provided in the outer cylinder and attached to the wheel side. A suspension unit having the same is provided, a permanent magnet is fixed to the outer circumference of the rod in the outer cylinder, and a coil is fixed to the inner circumference side of the outer cylinder facing the permanent magnet. In order to detect the relative position between them (stroke position of the suspension unit), a linear voltage difference transformer composed of a core made of a conductive magnetic member, a secondary coil for measuring induced electromotive force, and a primary coil for adding an initial imprinting current. However, it had a structure provided in series with the suspension unit.

【0003】そして、前記線形電圧差分トランスフォー
マからの位置検出信号に基づいて、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
のコイルの軸方向に制御力を発生させ、例えば、車高を
一定に保つような制御を行なう。
Then, by controlling the direction and current of energization of the coil based on the position detection signal from the linear voltage differential transformer, a control force is generated in the axial direction of the coil of the suspension unit. Control to keep the 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は、車体と車輪間の
相対位置(サスペンションユニットのストローク位置)
を検出する位置センサとして、線形電圧差分トランスフ
ォーマが用いられていたために、構造が複雑で部品点数
が多く、コスト高を招くという問題があり、かつ、この
線形電圧差分トランスフォーマがサスペンションユニッ
トのストローク軸に対して直列に組み込まれた構造であ
ったために、サスペンションの基本長が長くなるという
問題があった。
However, in such a conventional electromagnetic suspension device, the relative position between the vehicle body and the wheels (stroke position of the suspension unit).
Since a linear voltage differential transformer was used as a position sensor to detect the voltage, there is a problem that the structure is complicated, the number of parts is large, and the cost is increased, and this linear voltage differential transformer is mounted on the stroke axis of the suspension unit. On the other hand, there was a problem that the basic length of the suspension became long because the structure was built in series.

【0005】本発明は、上述の問題に着目して成された
もので、構造が簡単で、しかも、サスペンションの基本
長を長くすることなしに、車体と車輪間の相対位置(サ
スペンションユニットのストローク位置)を検出するこ
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。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a simple structure, and the relative position between the vehicle body and the wheels (stroke of the suspension unit) without increasing the basic length of the suspension. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic suspension device capable of detecting a position).

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明では、コイルと共
に、磁束を検出可能な磁束センサを、相対移動方向に所
定の間隔を有して複数配設した構成とすることにより、
上記目的を達成するようにした。
According to the present invention, a plurality of magnetic flux sensors capable of detecting magnetic flux are arranged together with a coil at a predetermined interval in the relative movement direction.
The above object was achieved.

【0007】即ち、本発明の電磁サスペンション装置
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な車体側部材と車輪側部材とで形成
され、前記車体側部材と車輪側部材との一方が、相対移
動方向に沿った間隙部を有した二重構造に形成され、か
つ、他方が、前記間隙部内に挿入され、前記二重構造部
分に、磁界形成手段により間隙部内に前記相対移動方向
と直交する方向に磁束が飛ぶ磁界が形成され、前記間隙
部に挿入された側の部材の少なくとも磁界内に配置され
る部位に、前記相対移動方向及び前記磁界方向と直交す
る向きにコイルが巻かれると共に、磁束を検出可能な磁
束センサが、前記相対移動方向に所定の間隔を有して複
数配設されている手段とした。
That is, in the electromagnetic suspension device of the present invention, the suspension unit interposed between the vehicle body and the wheels is formed of a vehicle body side member and a wheel side member which are relatively movable, and the vehicle body side member and the wheel side member are provided. And one of them is formed in a double structure having a gap along the relative movement direction, and the other is inserted in the gap, and the double structure is formed in the gap by magnetic field forming means. A magnetic field in which magnetic flux flies in a direction orthogonal to the relative movement direction is formed, and at least in a portion disposed in the magnetic field of the member inserted in the gap portion, in a direction orthogonal to the relative movement direction and the magnetic field direction. The coil is wound, and a plurality of magnetic flux sensors capable of detecting magnetic flux are arranged at predetermined intervals in the relative movement direction.

【0008】[0008]

【作 用】本発明の電磁サスペンション装置では、コイ
ルに通電すると、サスペンションユニットのストローク
方向及び磁界方向と直交する向きに通電されて、前記磁
界の向きと通電方向との両方に直交する方向、即ち、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
が生じる。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。
[Operation] In the electromagnetic suspension device of the present invention, when the coil is energized, the coil is energized in a direction orthogonal to the stroke direction and the magnetic field direction of the suspension unit, that is, a direction orthogonal to both the magnetic field direction and the energization direction, that is, , A driving force is generated along the stroke direction of the suspension unit. Therefore, this driving force causes the suspension unit to expand and contract.

【0009】一方、コイルに通電していない状態でサス
ペンションユニットがストロークすると、磁界内をコイ
ルが移動することでコイルに誘導電流が流れ、この誘導
電流を抵抗により消費することで、サスペンションユニ
ットへの入力を減衰させることができる。
On the other hand, when the suspension unit makes a stroke while the coil is not energized, the coil moves in the magnetic field to cause an induced current to flow in the coil. The input can be attenuated.

【0010】また、コイルへの通電・非通電にかかわら
ず、サスペンションユニットがストロークした時には、
複数の磁束センサのうちで磁界内に位置するものが磁束
を検出し、これによりサスペンションユニットのストロ
ーク位置が検出される。
Further, regardless of whether the coil is energized or not, when the suspension unit strokes,
Of the plurality of magnetic flux sensors, the one located in the magnetic field detects the magnetic flux, and the stroke position of the suspension unit is detected thereby.

【0011】よって、この検出ストローク位置に基づ
き、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, based on the detected stroke position, the driving force acts against the input to the suspension unit, and the stroke of the suspension unit due to an external input can be suppressed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳述す
る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0013】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 structure 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 side and a wheel side member 2 connected to the wheel side.

【0014】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11及び磁性円柱部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。尚、前記ボルト部材
1eは、車体取付用のものである。
The vehicle body side member 1 has a cylindrical inner pillar 1a and a bottomed cylindrical outer cylinder 1b provided at the axial center as shown in the figure.
Thus, a double structure having a gap 1c between them is formed. The inner pillar 1a is a rod portion 1 formed on the upper portion.
It is integrally formed with the outer cylinder 1b by screwing d into a screw hole 1f formed in the bottom of the outer cylinder 1b, and the tip of the rod portion 1d projects to the upper surface side of the bottom of the outer cylinder 1b. The bolt member 1e is formed in this state. The lower half of the cylinder 1a and the outer cylinder 1b are formed of a magnetic outer cylinder portion 11 and a magnetic cylinder portion 12 made of a ferromagnetic material, and the other portions are made of a non-magnetic material. The bolt member 1e is for mounting on the vehicle body.

【0015】そして、磁性外筒部11の内周面に、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、磁性円柱部12の
内周面に、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。即ち、前記
各永久磁石1j,1k,1m,1nの設定された極性に
基づきにより、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、間隙部1
c中を磁束が飛ぶ磁界B1 ,B2 が形成されているもの
で、それぞれの磁束の方向は逆向きになっている。ちな
みに、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。従って、各永久磁石
1j,1k,1m,1nと磁性外筒部11及び磁性円柱
部12により請求の範囲でいう磁界形成手段を構成して
いる。
Then, on the inner peripheral surface of the magnetic outer cylindrical portion 11, an upper outer permanent magnet 1j and a lower outer permanent magnet 1k are provided at a central portion with a predetermined space H, and the inner peripheral surface of the magnetic column portion 12 is provided. By providing the upper inner permanent magnet 1m and the lower inner permanent magnet 1n with a predetermined space H in the center, the upper outer permanent magnet 1j, the upper inner permanent magnet 1m, and the lower outer permanent magnet 1k and the lower An upper magnetic field forming portion 1g in which a gap between the inner permanent magnet 1n and the gap portion 1c is narrowed.
And a lower magnetic field forming portion 1h are formed. That is, based on the set polarities of the permanent magnets 1j, 1k, 1m, and 1n, the magnetic path A shown by the alternate long and short dash line in the drawing is formed,
In the upper and lower magnetic field forming portions 1g and 1h, the gap portion 1
Magnetic fields B 1 and B 2 in which magnetic fluxes fly in c are formed, and the directions of the respective magnetic fluxes are opposite. Incidentally, in this embodiment, the upper outer permanent magnet 1j and the upper inner permanent magnet 1m are set to have N poles on the inner peripheral side, and the lower outer permanent magnet 1k and the lower inner permanent magnet 1n are set to have S poles on the inner peripheral side. Has been done. Therefore, the permanent magnets 1j, 1k, 1m, 1n, the magnetic outer cylinder portion 11 and the magnetic cylinder portion 12 constitute the magnetic field forming means in the claims.

【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。尚、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,
4cが設けられている。
On the other hand, the wheel side member 2 is formed in a bottomed cylindrical shape having a bottom portion at its lower end portion, and a bolt 2a for attaching to the wheel side is provided upright at the lower end portion. Then, the wheel side member 2 is inserted into the gap portion 1c from the opening end portion,
A coil 3 is wound around the outer periphery of the vehicle body-side member 1 with a minute gap. The coil 3 includes first to sixth coils 3a along the relative movement directions of the members 1 and 2.
~ 3f divided into six parts, each coil 3a ~ 3f
Is wound around one bobbin 3g. And
The length of each of the coils 3a to 3f is such that the upper outer permanent magnet 1j (upper inner permanent magnet 1m) and the lower outer permanent magnet 1 are
k (the lower inner permanent magnet 1n) and the space H formed between
It is formed shorter. In addition, bearings 4a, 4b, and 4b are provided between the wheel side member 2 and the inner column 1a and the outer cylinder 1b.
4c is provided.

【0017】また、前記各コイル3a〜3f相互間位置
には、磁束センサ7を構成するホール素子7a〜7eが
取り付けられている。このホール素子7a〜7e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、この実施例では、図2に示すように、磁束
密度Gの変化に対し、ある所定の磁束密度範囲(ヒステ
リシス)gを有して出力電圧VがV1 〜V2 間で急激に
変化する一方向型のホール素子7aが用いられている。
Hall elements 7a to 7e constituting the magnetic flux sensor 7 are attached to the positions of the coils 3a to 3f. The Hall elements 7a to 7e move together with the coil 3 in the gap 1c,
The output voltage is changed in response to the magnetic fluxes of the magnetic fields B 1 and B 2 , and in this embodiment, as shown in FIG. 2, with respect to the change of the magnetic flux density G, a certain predetermined magnetic flux density range (hysteresis) is obtained. one-way Hall element 7a which the output voltage V a g is abruptly changed between V 1 ~V 2 is used.

【0018】前記コイル3及び磁束センサ7は、制御回
路6に接続されている。即ち、この制御回路6は、前記
磁束センサ7や加速度センサ8及び荷重センサ9からの
入力信号に基づき、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。尚、本実施例ではコイル3に通
電する場合には、各磁界B1 ,B2 内にあるコイルにだ
け通電するような制御を行うように構成しており、か
つ、両磁界B1 ,B2 の方向が互いに逆方向であること
から、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
2 中にあるコイルとで通電方向を互いに逆方向とする
ように構成している。
The coil 3 and the magnetic flux sensor 7 are connected to the control circuit 6. That is, the control circuit 6 is formed so as to energize or short-circuit the terminals of the coils 3a to 3f based on the input signals from the magnetic flux sensor 7, the acceleration sensor 8 and the load sensor 9. Further, a variable resistor is connected to these coils 3 at the time of energization and short circuit. By the way,
When the coil 3 is short-circuited, when the suspension unit S strokes, the coil 3 moves in a direction traversing the magnetic fields B 1 and B 2 of the magnetic field forming portions 1g and 1h, so that the coil 3 is proportional to the relative speed. The induced current is generated, and the induced current consumes electric power by the variable resistance, so that the moving energy is reduced, that is, the damping force is obtained. On the other hand, when the coil 3 is energized and driven, the energization is performed in a direction crossing the magnetic fields B 1 and B 2 of both the magnetic field forming portions 1g and 1h, so that the suspension unit S is driven in accordance with the energizing direction strength. The driving force acts in the extending direction and the driving force acts in the pressure direction. Incidentally, in the present embodiment for energizing the coil 3 is configured to perform control such that only energizing the coil in each field B 1, B 2, and both the magnetic field B 1, B Since the directions of 2 are opposite to each other, the upper magnetic field forming portion 1g of the coils 3a to 3f is
The coil in the magnetic field B 1 and the coil in the magnetic field B 2 of the lower magnetic field forming portion 1h are configured so that the energizing directions are opposite to each other.

【0019】また、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、磁束センサ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 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 body speed in the vertical direction. The load sensor 9 is provided at a mounting portion of the vehicle body side member 1 of the suspension unit S and is mounted on the suspension unit S.
It detects the input load from the vehicle and is provided to obtain the relative speed between the vehicle body side and the wheel side. The arithmetic unit of the control circuit 6 controls the vehicle posture to be kept constant based on the input from the magnetic flux sensor 7, and controls the damping force based on the input signals from the acceleration sensor 8 and the load sensor 9. Is becoming

【0020】次に、実施例の作用について説明する。
尚、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。
Next, the operation of the embodiment will be described.
In the electromagnetic suspension device having the above-described configuration, 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 provided.
Also, each suspension unit S is provided and used.

【0021】(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。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。
(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, the coils 3a to 3f are controlled.
Short circuit. Then, depending on the relative speed between the vehicle body side member 1 and the wheel side member 2, that is, the upper and lower magnetic field forming portions 1
A damping force (control force) is generated in direct proportion to the speed of the coil 3 passing through g and 1h. As described above, when the damping force control is performed, the damping force (control force) can be obtained without energizing the coil 3, that is, without consuming electric power at all.

【0022】(ハ)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。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。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。
(C) Attitude control At the time of attitude control, the coil 3 is energized in accordance with the vehicle status obtained based on the inputs from the sensors 7 to 9 so that the suspension unit S is axially moved upward or downward. Attitude control is performed by generating a driving force (control force) on the. in this case,
The direction and strength of the driving force (control force) change depending on the direction of energization and the power. Such a driving force (control force)
For example, by causing the vehicle height change to cancel
The vehicle height can be kept constant. Further, by generating the driving force (control force) in a direction that cancels 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.

【0023】以上説明したように、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
するための手段として、ホール素子7a等の磁束センサ
7を用いることで、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。
As described above, in the apparatus of the embodiment of the present invention, the magnetic flux sensor 7 such as the hall element 7a is used as a means for detecting the stroke position of the suspension unit S, thereby increasing the basic length of the suspension. The feature is that the stroke position of the suspension unit S can be detected without needing to do so, and this increases the degree of freedom in space when mounted on a vehicle.

【0024】また、本発明実施例装置では、車体側部材
1の間隙部1cにおいて半径方向に磁束を飛ばす磁界B
1 ,B2 を有した磁路Aを形成し、かつ、間隙部1cに
相対移動可能に挿入した車輪側部材2に、前記磁界B
1 ,B2 を横切るようにコイル3を設けた構成としたた
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 the apparatus of the embodiment of the present invention, the magnetic field B for flying magnetic flux in the radial direction in the gap portion 1c of the vehicle body side member 1
The magnetic field B is formed on the wheel-side member 2 that forms the magnetic path A having 1 and B 2 and is inserted into the gap 1c so as to be relatively movable.
Since the coil 3 is provided so as to traverse 1 and B 2 , there is no need to lengthen the magnetic path A even when the stroke of the suspension unit S is increased, and therefore, a constant and sufficient stroke is obtained regardless of the stroke size. It has the feature of being able to obtain control power.

【0025】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, by controlling so as to energize only the coil portion required to generate the control force (driving force) among the six divided coils 3a to 3f, the consumption is reduced. It has a feature that it can save power.

【0026】次に、図3〜図7に示す本発明の他の実施
例について説明する。尚、これらの実施例を説明するに
当たり、前記第1実施例と同様の構成部分には同一の符
合を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明
する。
Next, another embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 to 7 will be described. In the description of these embodiments, the same components as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the differences will be described.

【0027】図3は本発明第2実施例の電磁サスペンシ
ョン装置の要部を示す断面図であって、この第2実施例
は、ホール素子の取付構造が第1実施例と異なる。即
ち、各コイル30が巻かれるボビン30g外周面には、
サスペンションユニットSのストローク方向の縦溝20
が形成され、各コイル30の中央部位置に配置されるよ
うにして縦溝20内にホール素子70を装着している。
FIG. 3 is a sectional view showing an essential part of an electromagnetic suspension system according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment in the mounting structure of the Hall element. That is, on the outer peripheral surface of the bobbin 30g around which each coil 30 is wound,
Vertical groove 20 in the stroke direction of the suspension unit S
Is formed, and the Hall element 70 is mounted in the vertical groove 20 so as to be arranged at the central position of each coil 30.

【0028】次に、図4は本発明第3実施例の電磁サス
ペンション装置の要部を示す断面図であって、この第3
実施例は、コイル3を、第1〜第15コイル31の15
の部分に多数に分割すると共に、全コイル31の中央部
位置に配置してホール素子71を設けたものである。そ
して、この実施例では、図5に示すように、ホール素子
71として、磁束密度Gの変化に対して出力電圧Vの変
化が比例する比例出力型のものが用いられていて、出力
電圧Vが所定の電圧V3 以上(V≧V3 )になるとその
ホール素子71が設けられている位置に対応するコイル
31に通電し、所定の電圧V3 以下(V<V3 )になる
とそのホール素子71に対応するコイル31への通電を
解除するような通電制御がなされる。
Next, FIG. 4 is a sectional view showing an essential part of an electromagnetic suspension system according to a third embodiment of the present invention.
In the embodiment, the coil 3 is replaced by 15 of the first to fifteenth coils 31.
In addition to being divided into a large number of parts, the hall element 71 is arranged at the central position of all the coils 31. In this embodiment, as shown in FIG. 5, as the Hall element 71, a proportional output type in which the change in the output voltage V is proportional to the change in the magnetic flux density G is used. When the voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage V 3 (V ≧ V 3 ), the coil 31 corresponding to the position where the Hall element 71 is provided is energized, and when the voltage becomes equal to or lower than the predetermined voltage V 3 (V <V 3 ) the Hall element. Energization control is performed such that the energization of the coil 31 corresponding to 71 is released.

【0029】従って、この実施例では、コイル3を多数
に分割することで、コイル3に対する無駄な通電範囲が
減少し、これにより、消費電力を節約することができる
と共に、上下両磁石1j(1m),1k(1n)相互の
分離間隔Hを狭めることができるので、その分だけ内外
両磁石1m(1n),1J(1k)の対向面積(磁界形
成部1g,1hの面積)を広くとることができ、かつ、
磁路Aの磁気抵抗も小さくできるので、制御力を強める
ことができるようになるという特徴を有している。
Therefore, in this embodiment, by dividing the coil 3 into a large number, the useless energization range to the coil 3 is reduced, and thus power consumption can be saved and the upper and lower magnets 1j (1m) can be saved. ), 1k (1n) separation distance H can be narrowed, so that the facing area (area of magnetic field forming portions 1g, 1h) between the inner and outer magnets 1m (1n) and 1J (1k) should be increased accordingly. And
Since the magnetic resistance of the magnetic path A can be reduced, the control force can be strengthened.

【0030】次に、図6は本発明第4実施例の電磁サス
ペンション装置の要部を示す断面図であって、この第4
実施例装置は、全コイル32の内、上部磁界形成部1g
の磁界B1 内を通過する範囲のコイル32に対応する位
置のみにホール素子72を設置するようにしたものであ
る。即ち、この実施例では、上部磁界形成部1g内にあ
るコイル32を検出することにより、予め設定された位
置関係より下部磁界形成部1h内にあるコイル32を算
出し、これにより全コイル32の通電制御を行なうよう
にしたものである。尚、この実施例のホール素子72
は、図7に示すように、磁束密度Gの変化に対し、所定
の磁束密度を境に出力電圧VがV4 〜V5間で急激に変
化するタイプのものが用いられている。従って、この第
4実施例では、ホール素子72の設置数を少なくでき、
これにより、コストの低減化を図ることができるという
特徴を有している。
Next, FIG. 6 is a sectional view showing an essential part of an electromagnetic suspension device according to a fourth embodiment of the present invention.
The apparatus according to the embodiment has an upper magnetic field forming unit 1g of all the coils 32.
The Hall element 72 is arranged only at the position corresponding to the coil 32 in the range passing through the magnetic field B 1 of the above. That is, in this embodiment, by detecting the coils 32 in the upper magnetic field forming unit 1g, the coils 32 in the lower magnetic field forming unit 1h are calculated from the preset positional relationship, and thus all the coils 32 are calculated. The energization control is performed. Incidentally, the Hall element 72 of this embodiment
As shown in FIG. 7, a type in which the output voltage V changes abruptly between V 4 and V 5 with respect to a change in the magnetic flux density G at a predetermined magnetic flux density is used. Therefore, in the fourth embodiment, the number of Hall elements 72 installed can be reduced,
This has the feature that cost can be reduced.

【0031】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
られるものではない。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組の磁界を有し
た磁路を形成するようにする場合を示したが、磁束を飛
ばす磁界が1つの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、磁束センサとしホール素子
を用いた例を示したが、その他に磁気抵抗素子等を用い
ることができる。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。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the concrete constitution of the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the embodiment, an example in which the vehicle body side member is formed in a double structure is shown, but the wheel side member and the vehicle body side of the embodiment device may be reversed and the wheel side member may be formed in a double structure. .. Further, in the embodiment, the case where the magnetic path having the upper and lower two sets of magnetic fields is formed has been shown, but the magnetic field for flying the magnetic flux may form one magnetic path. Further, in the embodiment, the magnetic field is formed by the permanent magnet, but the magnetic field may be formed by the electromagnet. Further, in the embodiment, the example in which the Hall element is used as the magnetic flux sensor is shown, but a magnetoresistive element or the like can be used in addition to this. Further, in the embodiment, both magnets and coils that form the magnetic field are formed in an annular shape and are arranged concentrically, but the shapes and arrangement relationship of both magnets and coils can be set arbitrarily. By changing the number of turns of each coil depending on the stroke position, the control force can be arbitrarily changed depending on the stroke position.

【0032】[0032]

【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、間隙部に挿入された側の部材
の少なくとも磁界内に配置される部位に、コイルと共
に、磁束を検出可能な磁束センサを、相対移動方向に所
定の間隔を有して複数配設した構成としたため、サスペ
ンションの基本長を長くすることなしに、車体と車輪間
の相対位置(サスペンションユニットのストローク位
置)を検出することができるようになるという効果が得
られ、加えて、構造の簡略化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 magnetic flux sensor capable of detecting the magnetic flux together with the coil is provided in at least a portion of the member inserted in the gap portion which is disposed in the magnetic field. Since a plurality of are arranged at a predetermined interval in the relative movement direction, the relative position between the vehicle body and the wheels (stroke position of the suspension unit) can be detected without increasing the basic length of the suspension. It is possible to obtain the effect that the above can be achieved, and in addition, it is possible to obtain the effect that the structure can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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 of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例装置で用いられるホール素子の磁束
密度に対する出力電圧特性図である。
FIG. 2 is an output voltage characteristic diagram with respect to the magnetic flux density of the Hall element used in the first embodiment device.

【図3】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. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a second embodiment device of the present invention.

【図4】本発明第3実施例装置の要部を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】第3実施例装置で用いられるホール素子の磁束
密度に対する出力電圧特性図図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram of output voltage with respect to magnetic flux density of the Hall element used in the device of the third embodiment.

【図6】本発明第4実施例装置の要部を示す拡大断面図
である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】第4実施例装置で用いられるホール素子の磁束
密度に対する出力電圧特性図である。
FIG. 7 is an output voltage characteristic diagram with respect to the magnetic flux density of the Hall element used in the fourth embodiment device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S サスペンションユニット A 磁路 B1 磁界 B2 磁界 1 車体側部材 1c 間隙部 1j 上部外側永久磁石(磁界形成手段) 1k 下部外側永久磁石(磁界形成手段) 1m 上部内側永久磁石(磁界形成手段) 1n 下部内側永久磁石(磁界形成手段) 2 車輪側部材 3 コイル 7a ホール素子(磁束センサ) 11 磁性外筒部(磁界形成手段) 12 磁性円柱部(磁界形成手段) 70 ホール素子(磁束センサ) 71 ホール素子(磁束センサ) 72 ホール素子(磁束センサ)S Suspension unit A Magnetic path B 1 Magnetic field B 2 Magnetic field 1 Vehicle body side member 1c Gap 1j Upper outer permanent magnet (magnetic field forming means) 1k Lower outer permanent magnet (magnetic field forming means) 1m Upper inner permanent magnet (magnetic field forming means) 1n Lower inner permanent magnet (magnetic field forming means) 2 Wheel side member 3 Coil 7a Hall element (magnetic flux sensor) 11 Magnetic outer cylinder part (magnetic field forming means) 12 Magnetic cylinder part (magnetic field forming means) 70 Hall element (magnetic flux sensor) 71 holes Element (magnetic flux sensor) 72 Hall element (magnetic flux sensor)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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、相対移動可能な車体側部材と車輪側
部材とで形成され、 前記車体側部材と車輪側部材との一方が、相対移動方向
に沿った間隙部を有した二重構造に形成され、かつ、他
方が、前記間隙部内に挿入され、 前記二重構造部分に、磁界形成手段により間隙部内に前
記相対移動方向と直交する方向に磁束が飛ぶ磁界が形成
され、 前記間隙部に挿入された側の部材の少なくとも磁界内に
配置される部位に、前記相対移動方向及び前記磁界方向
と直交する向きにコイルが巻かれると共に、磁束を検出
可能な磁束センサが、前記相対移動方向に所定の間隔を
有して複数配設されている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 a wheel is formed of a vehicle body side member and a wheel side member that are relatively movable, and one of the vehicle body side member and the wheel side member is relatively moved. A double structure having a gap portion along the direction, and the other is inserted into the gap portion, and a direction perpendicular to the relative movement direction in the gap portion by the magnetic field forming means in the double structure portion. A magnetic field in which the magnetic flux flies is formed, and a coil is wound in a direction orthogonal to the relative movement direction and the magnetic field direction at least at a portion of the member on the side inserted into the gap, which is disposed in the magnetic field, and the magnetic flux An electromagnetic suspension device, wherein a plurality of magnetic flux sensors capable of detecting the above are arranged at predetermined intervals in the relative movement direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002130369A (en) * 2000-10-27 2002-05-09 Tokico Ltd Electromagnetic suspension device

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