JPH07276963A - 電磁力サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立容易，電気コイルの構造およびリ−ド接
続が簡単，発電制動可および、発電制動力調整のための
電気接続が容易。 【構成】複数個のリング状スペ−サ(3,4a〜4w,5)と２４
個の電気コイル(7a〜7h,8a〜8h,9a〜9h)でなるステ−
タ；８個の電気コイルを連続とした、３組の電気コイル
リ−ド(10U,10V,10W)；ステ−タの外部にあって、３組
のリ−ド(10U,10V,10W)の一端を共通に接続した共通端
子(11N)；ステ−タの外部にあって、電気的に互に分離
した、３組のリ−ドの他端子(11U,11V,11W)；および、
ステ−タの筒空間を通る、少くとも外周面が電気良導体
であり少くとも該外周面の内側が磁気良導体であるロッ
ド(13)；を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁力によりロッドを
支持し、あるいはロッドの振動を抑制する、サスペンシ
ョンに関し、特に、これに限定する意図ではないが、ロ
ッドを電磁推力により支持しかつロッドの振動は発電制
動により抑制する電磁力サスペンションに関する。

【０００２】

【従来技術】従来の最も一般的なサスペンションは、シ
リンダ−内のピストンに減衰力調整バルブを有するショ
ックアブソ−バを備える。このショックアブソ−バは、
ピストンで区分された上下流体空間の間の通流度を調整
するものであるので、減衰力係数を調整しうる。最近
は、減衰力のみならずサスペンションの支持圧をも調整
するために例えば加圧エア−源とサスペンションの間に
調圧弁を介挿し、サスペンションの支持圧を調整するこ
とが行なわれている。しかしエア−ポンプ，エア−アキ
ュムレ−タ，調圧弁，流体配管等が必要となり、またサ
スペンションの構造が複雑となる上、エア−ポンプの駆
動等にかなりの動力を要する。

【０００３】例えば特開平２−１１１２５１号公報に
は、径方向に分極した永久磁界リングの太径のものの中
に小径のものを配置し、両者の間のリング状ギャップに
円筒状の電気コイルを介挿して、電気コイルに通電する
ことにより、太径，小径永久磁界リング間の磁界と電気
コイルの間にフレミングの左手の法則による、リングの
中心軸が延びる方向の相対的な力を発生するリニアモ−
タを組込んだサスペンションが提示されている。

【０００４】このリニアモ−タは、外側の永久磁石リン
グと内側の永久磁石リングの間の磁界とそれに交鎖する
電気コイル（の電流）の間に、フレミングの左手の法則
で表わされる相対的な推力を発生するものである。そこ
で例えば車輪に対して車体が振動する場合、これを抑制
するために、車体が沈もうとするときには上向き推力を
発生する極性の電流を電気コイルに流し、車体が浮こう
とするときには逆極性の電流を電気コイルに印加するな
ど、車体の上下移動方向の転換に対応してコイル印加電
圧の極性を切換える必要がある。すなわち車輪に対する
車体の移動方向を検出しこれに対応してコイル印加電圧
の極性を定めなければならない。ところが、振動周波数
が高くなるとこのような電圧極性の制御が追従しえなく
なるので、結局、高周波振動を抑制し得ない。また、永
久磁石はもろく衝撃に弱いという問題があると共に、時
系列の減磁があって、機能が劣化（変動）するという問
題もある。

【０００５】本発明者は、この種の問題点を改善した電
磁力サスペンションを提供した（特願平５−２６１１
号）。この電磁力サスペンションは、筒状の電気コイ
ル，これらの電気コイルの外周面および上下端面を覆
い、電気コイルの上下開口に対向する開口を上下に有す
る磁路部材，この磁路部材の前記開口ならびに電気コイ
ルの内空間を貫通する、少くとも外周面が電気良導体で
あり少くとも該外周面の内側が磁気良導体であるロッ
ド、および、電気コイルに電流を供給するコイルドライ
バを備える。コイルドライバが電気コイルに通電する
と、コイル電流により、電気コイルのコイルワイヤが延
びる方向を中心として、磁路部材およびロッドをめぐる
磁束が発生し、磁路部材からロッドに流れる、ロッドの
外周面に直交する磁束成分を生ずる。電気コイルおよび
磁路部材に対して相対的にロッドがその中心軸線が延び
る方向(該直交する磁束成分に直交する方向)に移動する
と、ロッドの電気良導体に、該磁束成分を周回する形の
渦電流が流れ、この渦電流と該磁束成分との間の電磁力
により、磁路部材とロッドとの間に、ロッドの前記移動
を妨げる方向の電磁制動力が作用する。すなわち、磁路
部材からロッドに流れる磁束が、ロッドに制動力を与え
る。この電磁制動力は、電磁誘導の法則に従がい、ロッ
ドの移動速度が速い程大きい。したがってロッドの振動
が速い(振動周波数が高い)程、大きな制動力が自動的に
発生する。すなわち、この電磁力サスペンションは、ロ
ッドの振動を抑制するショックアブソ−バ機能があり、
この機能は、高周波振動に対して高い。永久磁石を必要
としないので、永久磁石を用いる場合の問題点、例えば
高コスト，高重量，経時劣化，衝撃にもろい、等がすべ
て改善される。

【０００６】ロッドの軸心が延びる方向に、電気コイル
と磁路部材でなる電磁石を複数個配列した場合、上述の
機能が同様に発輝されると共に、電気コイルのそれぞれ
に、隣接するものの間で位相が異なる交流電流を供給す
ることにより、電磁石グル−プ（ステ−タ）がロッドに
及ぼす磁界が、ロッドの軸心が延びる方向に移動し、ロ
ッドの電気良導体に、この磁界の移動を妨げるように渦
電流が流れ、この渦電流と移動磁界との間の電磁力によ
り、ロッドに磁界の移動方向の推力が作用する。車両の
車輪と車体の一方にロッドを、他方にステ−タを連結し
た場合に、この推力の方向を車輪から車体に向かう方向
（車体を支える方向）とすることにより、該推力はいわ
ば車体を支えるばね力となり、交流電流レベルを調整す
ることによりこのばね力を調整しうる。したがってこの
サスペンションは、電気コイルのそれぞれに、隣接する
ものの間で位相が異なる交流電流を供給する態様で、シ
ョックアブソ−バ機能と、車体支持力を積極的に調整す
るアクティブ機能が同時に実現する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこの種の電磁
力サスペンションの改良に関し、ステ−タの組立を容易
にすることを第１の目的とし、ステ−タを構成する電気
コイルの構造およびリ−ド接続を簡単にすることを第２
の目的とし、発電制動を可能とすることを第３の目的と
し、発電制動力調整のための電気接続を容易にすること
を第４の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁力サスペン
ションは、複数個のリング状スペ−サ(3,4a〜4w,5)を筒
状に積層し、上下に接するスペ−サの間にリング状のコ
イル収納空間(16)を設けたスペ−サ筒体と、それぞれが
前記コイル収納空間(16)に収納された複数個ｍ×ｎ(3×
8)の電気コイル(7a〜7h,8a〜8h,9a〜9h)でなるステ−
タ；それぞれが、筒状の積層順で前記電気コイルのａ≧
１なるａ個飛びの複数個ｎを電気的に連続とした、複数
個ｍの電気コイルリ−ド(10U,10V,10W)；前記ステ−タ
の外部にあって、前記複数個ｍの電気コイルリ−ド(10
U,10V,10W)の一端を共通に接続した共通端子(11N)；前
記ステ−タの外部にあって、電気的に互に分離した、前
記複数個ｍの電気コイルリ−ドの他端子(11U,11V,11
W)；および、前記ステ−タの筒空間を通る、少くとも外
周面が電気良導体であり少くとも該外周面の内側が磁気
良導体であるロッド(13)；を備える。

【０００９】本発明の好ましい実施例では、電気コイル
は３組、各組８個、計２４個であって、これらの電気コ
イルと３個の電気コイルリ−ドの集合は、電気コイル線
材の一連続体（それぞれ10U,10V,10W)を、間に所定リ−
ド長を置いて８個の電気コイル(7a〜7h,8a〜8h,9a〜9h)
にコイル巻きした、３組の電気コイル／リ−ド組体でな
るものとし、同一リ−ドで電気的に連続とした３組の電
気コイル／リ−ド組体のそれぞれは、ステ−タを構成す
る前において電気コイルの巻回方向は同方向であるが、
ステ−タを構成するとき１個飛びで電気コイルを直線状
リ−ドからコイルに変わる首部を中心にリング平面の表
裏を裏返すように１８０度回転することによりロッドに
対する巻回方向を逆方向としたものであり、この実施例
の電磁力サスペンションはいわば３相リニアモ−タであ
る。

【００１０】なお、カッコ内には、理解を容易にするた
めに、後述する実施例の対応要素又は対応事項を、参考
のため付記した。

【００１１】

【作用】本発明の電磁力サスペンションの、ロッドの振
動を電磁制動力により抑制するショックアブソ−バ機能
およびロッドを電磁推力により支持するサスペンション
機能に関する作用は、前記特願平５−２６１１号に提示
した電磁力サスペンションの、上述の説明と同様であ
る。

【００１２】これらに加えて本発明の電磁力サスペンシ
ョンでは、筒状に積層する上下スペ−サの間にリング状
のコイル収納空間を設けているので、下スペ−サの上に
電気コイルを載せその上に上スペ−サを載せるようにス
ペ−サと電気コイルを積層することによりステ−タが組
上がるので、ステ−タの組立が簡単である。

【００１３】更には、本発明の電磁力サスペンション
は、それぞれが、筒状の積層順で前記電気コイルのａ≧
１なるａ個飛びの複数個ｎを電気的に連続とした、複数
個ｍの電気コイルリ−ド(10U,10V,10W)を備える。すな
わち、ｎ個の電気コイルと１個の電気コイルリ−ドで１
組の電気コイル／リ−ド組体を構成し、この組体をｍ個
としている。そして、ｍ個の電気コイルリ−ド(10U,10
V,10W)の一端をステ−タの外部に出して共通接続して共
通端子(11N)としている。例えばｍ＝３である場合３相
駆動となり、共通端子(11N)が中性点となるが、これが
ステ−タの外部にあるので、それを例えば抵抗器を介し
て機器ア−スに接続すると、電気コイルに直流で通電す
ると、ロッドには磁界が加わるので、フレミングの右手
の法則により、ロッドに電圧（発電電圧）が誘起され、
通電した直流電流が、共通端子(11N)および抵抗器を介
して機器ア−スに流れ（発電制動）、抵抗値が小さい程
この発電制動力は大きい。抵抗器をトランジスタ素子な
ど、インピ−ダンス可調整素子としてインピ−ダンスを
調整すると、発電制動力が調整されることになる。共通
端子(11N)をステ−タの外部に出しているので、それに
抵抗器あるいはインピ−ダンス可調整素子を接続するの
が容易である。すなわち本発明の電磁力サスペンション
は、発電制動に適合性が高い。

【００１４】また、電気コイルに低周波交流を通電（励
磁通電）すると、ロッドが該低周波交流より高い周波数
で振動するときフレミングの右手の法則により電気コイ
ルに電圧（発電電圧）が誘起され、これによる電流（発
電電流）を電源に戻す電力回生を行なうことができる。
共通端子(11N)に接続したインピ−ダンス可調整素子で
励磁電流および又は回生電流を調整することにより、回
生制動力を調整しうる。

【００１５】本発明の好ましい実施例では、電気コイル
線材の一連続体（それぞれ10U,10V,10W)を、間に所定リ
−ド長を置いて８個の電気コイル(7a〜7h,8a〜8h,9a〜9
h)にコイル巻きした、３組の電気コイル／リ−ド組体で
なるものとしているので、電磁力サスペンションの組立
時に、電気コイルのそれぞれをリ−ドに接続する工程が
省略となり、しかも電気コイル／リ−ドコネクタ又は接
続瘤が無いので、電気コイル／リ−ド組体をコンパクト
にステ−タコアに装備しうる。また、同一リ−ドで電気
的に連続とした３組の電気コイル／リ−ド組体のそれぞ
れは、ステ−タを構成する前において電気コイルの巻回
方向は同方向にすることにより、該組体の製造が簡単と
なる。ステ−タを構成するとき１個飛びで電気コイルを
直線状リ−ドからコイルに変わる首部を中心にリング平
面の表裏を裏返すように１８０度回転することによりロ
ッドに対する巻回方向を逆方向とすることにより、例え
ば逆方向としたものとしないものでは、ロッドに対して
例えば−Ｕ相とＵ相の関係となり、３組の電気コイル／
リ−ド組体をステ−タに組込んだとき、ロッドの長手方
向にＵ／−Ｖ／Ｗ／−Ｕ／Ｖ／−Ｗ／Ｕ／−Ｖ／Ｗ／−
Ｕ／Ｖ／−Ｗ／Ｕ／−Ｖ／Ｗ／−Ｕ／Ｖ／−Ｗ／Ｕ／−
Ｖ／Ｗ／−Ｕ／Ｖ／−Ｗなる電気コイルの相割当てが自
動的に定まる。電気コイル／リ−ド組体の製造過程にお
いて、１組内の隣り合う電気コイルの巻き方向を逆にす
る必要がないので、コイル巻き工程が単純になる。

【００１６】本発明の他の目的および特徴は図面を参照
した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１７】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の外観を示す。軟
鉄筒体であるシリンダ１を長手方向に、軟鉄筒体である
ロッド１３が貫通している。シリンダ１は図示しない車
軸（又は電気自動車のホィ−ルモ−タのステ−タハウジ
ング）に連結され、ロッド１３は図示しない車体に連結
される。シリンダ１の上部から３本の電気リ−ドのそれ
ぞれの一端部が引き出されて、それぞれに端子１１Ｕ
（Ｕ相端子），１１Ｖ（Ｖ相端子），１１Ｗ（Ｗ相端
子）が固着されている。シリンダ１の下部から前記３本
の電気リ−ドの他端部が引き出されて共通接続されて中
性端子１１Ｎに固着されている。互に分離した端子１１
Ｕ，１１Ｖおよび１１Ｗのそれぞれを、３相交流のＵ相
出力端，Ｖ相出力端およびＷ相出力端に接続すると、シ
リンダ１内に、ロッド１３を下から上に駆動する移動磁
界（上向推力）が発生する。これは車体を上げる方向で
ある。

【００１８】図２に、図１に示す電磁力サスペンション
の、上平面略右半分と横断面左半分を示す。すなわち右
半分は主に上端面を、左半分は横断面を示す。また図３
に、シリンダ１を破断した側面右半分と、縦断面左半分
を示す。なお、図２は図３の主に２Ａ−２Ａ線断面であ
るが、右半分のシリンダの横破断は図３の矢印２Ｂ部で
行なったものである。

【００１９】図２および図３を参照する。シリンダ１の
下端にはねじ結合により下端板２が固着されており、こ
の下端板２によりシリンダ１内部の下スペ−サ３が支え
られている。下スペ−サ３上に、下方から順次上方に中
間スペ−サ４ａ〜４ｗが積層され、スペ−サ間の、中心
軸を中心とする回転方向の位置ずれを防止するために、
ピン１２が、上下隣り合うスペ−サに及んで立てられて
いる。最上部の中間スペ−サ４ｗの上に上スペ−サ５が
載せられ、この上スペ−サ５が、シリンダ１の上端にね
じ込まれた上端板６で押えられている。下スペ−サ３，
中間スペ−サ４ａ〜４ｗおよび上スペ−サ５の、上下隣
り合うものの間に形成されたリング状（あるいはド−ナ
ッツ状）の空間のそれぞれに、電気コイル７ａ，８ａ，
９ａ〜７ｈ，８ｈ，９ｈが収納されている。なお、スペ
−サ３，４ａ〜４ｗおよび５は、電気コイルと交鎖しそ
れを周回する磁束の磁気抵抗を小さくするため、この実
施例では、軟鉄製である。渦電流損を少くするためには
積層鉄心とするのが好ましいが、安価かつ高寸法精度と
するために、この実施例では軟鉄板の切削加工および穴
開け加工によって作っている。電気コイルとロッド１３
との距離が短いので、スペ−サ３，４ａ〜４ｗおよび５
は非磁性体例えば合成樹脂とすることもできる。

【００２０】図４に、１つの中間スペ−サ４ｖを拡大し
て示す。図４の（ａ）は中間スペ−サ４ｖの上面を示す
拡大平面図、図４の（ｂ）は（ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面
図（横断面図）である。中間スペ−サ４ｖは大略で、中
心部にロッド１３を通す開口１４を有する盆形又はプ−
リ形であり、周縁部にリング状の起立壁１５を有する。
起立壁１５の内空間１６が電気コイル収納空間であり、
そこに電気コイル（８ｈ）が収納される。起立壁１５に
は、リ−ド（１０Ｖ）を通すための、接線方向に一直線
状に延びる溝１７，１８があり、また、スペ−サ中心に
関して溝１７，１８の反対側に、ピン（１２）を通すた
めのピン穴１９がある。他の中間スペ−サ４ａ〜４ｕ，
４ｗならびに下スペ−サ３および上スペ−サ５も、上述
の中間スペ−サ４ｖと同様な構造である。ただし、下ス
ペ−サ３および上スペ−サ５の、それぞれ下端板２およ
び上端板６に対向する面は、平担面となっており、ま
た、厚みは中間スペ−サよりも厚い。

【００２１】リ−ド１０Ｕは電気コイル７ａ〜７ｈと一
体連続、リ−ド１０Ｖは電気コイル８ａ〜８ｈと一体連
続、またリ−ド１０Ｗは電気コイル９ａ〜９ｈと一体連
続である。例えば図２に示す電気コイル８ｈは、リ−ド
１０Ｖおよび電気コイル８ａ〜８ｈの全長（延べ長）以
上の長さの、複数本のエナメル被覆銅線の束である素線
（複合線）の、電気コイル８ｈ相当領域の中間点を最内
方において、中間点右側領域と左側領域を、それらが連
続して同方向となるようにそれぞれ外側に巻き上げて束
ねたものであり、スペ−サ間に図３に示すように装着す
る前は、図５に示すような分布となっている。

【００２２】図５に示す状態において、全電気コイルの
巻回方向は同一であり、３組の電気コイル／リ−ド組体
は、形状および電気特性が同一である。次に、図２，図
３に示す電磁サスペンションの組立工程を説明する。

【００２３】まず、下スペ−サ３を、その中央開口に案
内棒を通しながら作業台上に載せる。案内棒は作業台
に、着脱自在に立てられているものである。次に、第１
組第１番の電気コイル７ａ（図５参照）を案内棒を通し
ながら、下スペ−サ３の上面のコイル収納空間（１６）
に挿入する。リ−ド部（１０Ｕ）は、下スペ−サ３のリ
−ド溝（１７，１８）に挿入する。次に、下スペ−サ３
の上に中間スペ−サ４ａを、案内棒を通しながら載せ、
そして下スペ−サ３と中間スペ−サ４ａのピン穴（１
９）にピン１２を通して、下スペ−サ３と中間スペ−サ
４を連結する。これにより、第１組第１番の電気コイル
７ａ（Ｕ相）が下スペ−サ３と中間スペ−サ４の間のコ
イル収納空間（１６）に収納されたことになる。

【００２４】次には、第２組第１番の電気コイル８ａ
（図５参照）を、リ−ドとつながる首部を中心に表裏を
反転するように１８０度ねじり回転させて、そして案内
棒を通しながら、中間スペ−サ４ａの上面のコイル収納
空間（１６）に挿入する。リ−ド部（１０Ｖ）は、中間
スペ−サ４ａのリ−ド溝（１７，１８）に挿入する。次
に、中間スペ−サ４ａの上に中間スペ−サ４ｂを、案内
棒を通しながら載せ、そして中間スペ−サ４ａと４ｂの
ピン穴（１９）にピン（１２）を通して、中間スペ−サ
４ａと４ｂを連結する。これにより、第２組第１番の電
気コイル８ａ（−Ｖ）が中間スペ−サ４ａと４ｂの間の
コイル収納空間（１６）に収納されたことになる。

【００２５】次に、第３組第１番の電気コイル９ａ（図
５参照）を案内棒を通しながら、中間スペ−サ４ｂの上
面のコイル収納空間（１６）に挿入する。リ−ド部（１
０Ｗ）は、中間スペ−サ４ｂのリ−ド溝（１７，１８）
に挿入する。次に、中間スペ−サ４ｂの上に中間スペ−
サ４ｃを、案内棒を通しながら載せ、そして中間スペ−
サ４ｂと４ｃのピン穴（１９）にピン（１２）を通し
て、中間スペ−サ４ｂと４ｃを連結する。これにより、
第３組第１番の電気コイル９ａ（Ｗ）が中間スペ−サ４
ｂと４ｃの間のコイル収納空間（１６）に収納されたこ
とになる。以上が、各組第１番の電気コイル７ａ，８ａ
および９ａの装着手順である。

【００２６】この装着手順と同様にして、各組第２番の
電気コイル７ｂ，８ｂおよび９ｂをこの順に、それらの
間に中間スペ−サ４ｄおよび４ｅを置いて装着する。た
だし、電気コイル７ｂは７ａに対して逆相（−Ｕ）とな
るように１８０度回転させてから装着し、電気コイル８
ｂは８ａに対して逆相（Ｖ）となるように、回転させず
に装着し、電気コイル９ｂは９ａに対して逆相（−Ｗ）
となるように１８０度回転させてから装着する。

【００２７】以下同様にして各組第３番以降の電気コイ
ルおよび中間スペ−サを装着する。これにおいて、第１
組の電気コイル７ａ〜７ｈは、第１番７ａから出発し
て、１つ飛びに１８０度の回転を加えてから装着する。
第２組の電気コイル８ａ〜８ｈは、第１番８ａから出発
して第１番８ａおよびそれから１つ飛びに１８０の回転
を加えてから装着する。第３組の電気コイル９ａ〜９ｈ
は第１組と同様に、第１番９ａから出発して、１つ飛び
に１８０度の回転を加えてから装着する。

【００２８】最後に装着した電気コイル９ｈの上に上ス
ペ−サ５を装着すると、電気コイルと中間スペ−サなら
びに上，下スペ−サが一体に結合した組体すなわちステ
−タが組上がったことになる。

【００２９】次に、シリンダ１に、その上開口から、案
内棒ごと上記ステ−タを、第１番の電気コイル７ａ，８
ａ，９ａ側から挿入し、リ−ド１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ
の、第１番の電気コイル７ａ，８ａ，９ａ側の端部（下
側端部）をシリンダ１より下方に引出し、そしてシリン
ダ１の下開口に下端板２をねじ込む。そして、シリンダ
１の上開口の外側にリ−ド１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ（上
側端部）を出したまま、シリンダ１の上開口に上端板６
をねじ込む。ここで、リ−ド１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ
の、第１番の電気コイル７ａ，８ａ，９ａ側の端部（下
側端部）を中性端子１１Ｎに固着し（電気的には共通接
続し）、第８番（最後）の電気コイル７ｈ，８ｈ，９ｈ
側の端部分（上側端部）にはケ−ブル被覆を施しそして
それぞれの先端に各端子１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗを固着
（電気的には接続）する。そして、シリンダ１内の、ス
ペ−サの中央穴にロッド１３を通し、ロッド１３の下端
および上端にフランジ板を固着する。

【００３０】以上で、図１および図３に示す電磁力サス
ペンションが組上ったことになる。この電磁力サスペン
ションでは、電気コイルとリ−ドが、組込み前は図５に
示すように一体連続であるので、電気コイルそれぞれと
リ−ドの電気接続工程は省略となっている。また各電気
コイルを電気接続するための端子，コネクタあるいはハ
ンダ接続瘤はなく、電気コイルがきわめてコンパクトに
収納されている。のみならず、電気コイルの組込みは、
上述のように単純である。次に上述の電磁力サスペンシ
ョンの使用態様を説明する。

【００３１】端子１１Ｕ，１１Ｖおよび１１Ｗに、それ
ぞれ３相交流のＵ相，Ｖ相およびＷ相電圧を印加する
と、図３に示す電気コイル７ａ，８ａ，７ｂ，８ｂ，９
ｂ，７ｃ，・・・９ｈは、この順に（下から順番に）、
Ｕ／−Ｖ／Ｗ／−Ｕ／Ｖ／−Ｗ／Ｕ／−Ｖ／Ｗ／−Ｕ／
Ｖ／−Ｗ／Ｕ／−Ｖ／Ｗ／−Ｕ／Ｖ／−Ｗ／Ｕ／−Ｖ／
Ｗ／−Ｕ／Ｖ／−Ｗ相となり、ロッド１３に、その長手
方向上向きに移動する磁界が加わり、上向き推力が加わ
る。これは車体を支える方向である。３相交流の周波数
に対して低周波数の振動又は車高変動がある場合、この
振動に同期してロッド１３が下がるときには３相交流電
流値を高くしおよび又は３相交流周波数を高くし、ロッ
ド１３が上がるときには電流値を低くしおよび又は周波
数を低くする制御により、ロッド１３の低周波振動又は
車高変動を抑制しうる。すなわち車高を一定に維持しう
る。

【００３２】端子１１Ｕ，１１Ｖおよび１１Ｗの少くと
も１つに直流電圧を印加すると、ロッド１３がその長手
方向に振動するときこの振動を抑制する電磁力をもたら
す渦電流がロッド１３に発生する。３相交流を印加して
いる場合でも、その周波数に対して高い周波数の振動
は、直流を印加しているときと同様な原理により、振動
が抑制される。これらの場合、フレミングの右手の法則
により、ロッド１３にその中心軸を周回する電流が誘起
されこの電流によりロッド１３の中心軸に平行に流れる
磁束が発生し、この磁束の変化に対応して電気コイルに
電圧が誘起される。電気コイルが外部回路を介して閉ル
−プになっているこの電圧による電流（発電電流）が外
部回路に流れ、外部回路（および電気コイル）のインピ
−ダンス値に逆対応する発電制動力がロッド１３に加わ
る。なお、この外部回路に流れる電流で例えばバッテリ
を充電するなど、電源回路に電力を回生する場合が回生
制動である。

【００３３】上述の電磁力サスペンションは、上述の発
電制動あるいは回生制動を容易に実施しうるように、電
気コイルの中性点すなわち中性端子１１Ｎをシリンダ１
の外部に出している。

【００３４】中性端子１１Ｎを利用する発電制動を行な
う電気回路の主要部を図６に示す。図６において、電気
コイル７，８および９は、それぞれ第１組の電気コイル
７ａ〜７ｈ，第２組の電気コイル８ａ〜８ｈおよび第３
組の電気コイル９ａ〜９ｈを指す。中性端子１１Ｎと機
器ア−スの間には、インピ−ダンスが可調整であるトラ
ンジスタ回路２３が介挿されている。車両上バッテリ２
０の電圧が平滑用コンデンサ２１でレベル変動を抑制し
て、スイッチングトランジスタを主体とするインバ−タ
ブリッジ２２に印加される。

【００３５】インバ−タブリッジ２２の上段のトランジ
スタを、左側のものから順に、時系列平均が３相交流の
Ｕ相，Ｖ相およびＷ相の正半波となるＰＷＭ（パルス幅
変調）スイッチングパルスを印加し、下段のトランジス
タには負半波となるＰＷＭスイッチングパルスを印加す
ることにより、ロッド１３に、その長手方向上向きに移
動する磁界が加わり、上向き推力が加わる。ＰＷＭパル
ス幅を調整して車高を設定値とし、３相交流の周波数に
対して低周波数の振動又は車高変動に対しては、この振
動に同期してロッド１３が下がるときにはＰＷＭパルス
幅（導通区間幅）を広げ、ロッド１３が上がるときには
ＰＷＭパルス幅を狭くして、ロッド１３の低周波振動又
は車高変動を抑止する。これはアクティブな車高制御で
ある。この状態で該３相交流の周波数よりも高い周波数
の振動がロッド１３に加わると、これにより電気コイル
７〜９に高周波電圧が発生し、これがトランジスタ回路
２３を通して機器ア−スに流れ、ロッド１３には高周波
振動を抑制する発電制動力が作用する。すなわち高周波
振動減衰力を発生する。これはパッシブな高周波振動抑
制であり、インバ−タブリッジ２２の上段のトランジス
タの少くとも一者に印加するＰＷＭパルス幅を直流成分
を有するように調整する、および／又は、トランジスタ
回路２３のインピ−ダンス（導通率）を調整して、高周
波減衰特性を定める。

【００３６】図６に示す電気回路構成では、ロッド１３
の振動又は車高変動のパッシブな抑制に回生制動を用い
る。すなわち、ロッド１３の振動の周波数よりも低周波
数の３相交流を、振動方向と同一方向の推力を発生する
方向（振動と同相）で通電する。電気コイルが発生する
磁界をロッド１３が横切ることにより電気コイルに誘起
した電流（回生電流）はインバ−タブリッジ２２内のト
ランジスタに逆方向並列接続したダイオ−ドを通して車
両上バッテリ２０又はコンデンサ２１に逆流する（充電
する）。この誘起電流に対応する制動力がロッド１３に
加わり、ロッド１３の振動が抑制される。３相交流の通
電レベルを調整して制動力を調整する。以上のように、
上述の電磁力サスペンションは、低下した車高を積極的
に元に戻すアクティブ車高制御に使用できると共に、車
高振動の、電力回生を伴なうパッシブな抑制に使用でき
る。これらにおいて、中性端子１１Ｎがシリンダ１の外
部にあるので、発電制動をもたらすための抵抗器あるい
はインピ−ダンス可調整素子（２３）の接続が容易であ
る。

【００３７】

【発明の効果】筒状に積層する上下スペ−サの間にリン
グ状のコイル収納空間を設けているので、下スペ−サの
上に電気コイルを載せその上に上スペ−サを載せるよう
にスペ−サと電気コイルを積層することによりステ−タ
が組上がるので、ステ−タの組立が簡単である。

【００３８】ｎ個の電気コイルと１個の電気コイルリ−
ドで１組の電気コイル／リ−ド組体を構成し、この組体
をｍ個としている。そして、ｍ個の電気コイルリ−ド(1
0U,10V,10W)の一端をステ−タの外部に出して共通接続
して共通端子(11N)としている。共通端子(11N)を例えば
抵抗器を介して機器ア−スに接続すると、発電制動力が
ロッドに加わり、抵抗器をトランジスタ素子など、イン
ピ−ダンス可調整素子としてインピ−ダンスを調整する
と、発電制動力が調整されることになる。共通端子(11
N)をステ−タの外部に出しているので、それに抵抗器あ
るいはインピ−ダンス可調整素子を接続するのが容易で
ある。すなわち本発明の電磁力サスペンションは、発電
制動に適合性が高い。

【００３９】また、電気コイルに低周波交流を通電（励
磁通電）すると、ロッドが該低周波交流より高い周波数
で振動するときフレミングの右手の法則により電気コイ
ルに電圧（発電電圧）が誘起され、これによる電流（発
電電流）を電源に戻す電力回生を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の外観を示す正面図であ
る。

【図２】 図１に示す電磁力サスペンションの上面の右
半分および横断面の左半分を示す平面図および横断面図
であり、上面の右半分を示す平面図においてシリンダ１
は横断面を示す。この図２は、図３の２Ａ−２Ａ線断面
図であり、右半分においてシリンダ１は図３の２Ｂ線部
の断面を示す。

【図３】 図２の３Ａ−３Ａ線縦断面図である。

【図４】 （ａ）は図３に示す中間スペ−サ４ｖの拡大
平面図、（ｂ）は（ａ）の４Ｂ−４Ｂ線横断面図であ
る。

【図５】 図３に示す電気コイルおよびリ−ドの、ステ
−タへの組込み前の形状を示す斜視図である。

【図６】 図２に示す電磁力サスペンションの一使用態
様における通電回路を示す電気回路図である。

【符号の説明】

１：シリンダ ２：下端板 ３：下スペ−サ ４ａ〜４ｈ：
中間スペ−サ ５：上スペ−サ ６：上端板 ７（７ａ〜７ｈ）：Ｕ相電気コイル ８（８ａ〜８
ｈ）：Ｖ相電気コイル ９（９ａ〜９ｈ）：Ｗ相電気コイル １０Ｕ，１０
Ｖ，１０Ｗ：リ−ド １１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ，１１Ｎ：端子 １２：ピン １３：ロッド １４：ロッド
通し開口 １５：筒壁 １６：コイル
収納空間 １７，１８：リ−ド溝 １９：ピン穴 ２０：バッテリ ２１：コンデ
ンサ ２２：インバ−タブリッジ ２３：トラン
ジスタ回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のリング状スペ−サを筒状に積層
   し、上下に接するスペ−サの間にリング状のコイル収納
   空間を設けたスペ−サ筒体と、それぞれが前記コイル収
   納空間に収納された複数個ｍ×ｎの電気コイルでなるス
   テ−タ；それぞれが、筒状の積層順で前記電気コイルの
   ａ≧１なるａ個飛びの複数個ｎを電気的に連続とした、
   複数個ｍの電気コイルリ−ド；前記ステ−タの外部にあ
   って、前記複数個ｍの電気コイルリ−ドの一端を共通に
   接続した共通端子；前記ステ−タの外部にあって、電気
   的に互に分離した、前記複数個ｍの電気コイルリ−ドの
   他端子；および、 前記ステ−タの筒空間を通る、少くとも外周面が電気良
   導体であり少くとも該外周面の内側が磁気良導体である
   ロッド；を備える電磁力サスペンション。
2. 【請求項２】複数個ｍ×ｎの電気コイルおよび複数個ｍ
   の電気コイルリ−ドの集合は、電気コイル線材の一連続
   体を、間に所定リ−ド長を置いて複数個ｎの電気コイル
   にコイル巻きした電気コイル／リ−ド組体のｍ組でな
   る、請求項１記載の電磁力サスペンション。
3. 【請求項３】同一電気コイル線材で電気的に連続な複数
   個ｎの電気コイルは、ロッドに対する巻回方向が、これ
   らの電気コイルの筒状の積層順で、ｂ≧１なるｂ個飛び
   で逆方向である請求項２記載の電磁力サスペンション。
4. 【請求項４】ステ−タを構成する前の電気コイル／リ−
   ド組体において全電気コイルの巻回方向は同方向であ
   り、ステ−タを構成するときｂ個飛びで電気コイルを直
   線状リ−ドからコイルに変わる首部を中心にリング平面
   の表裏を裏返すように１８０度回転することによりロッ
   ドに対する巻回方向を逆方向とした、請求項４記載の電
   磁力サスペンション。
5. 【請求項５】ｍ＝３，ａ＝２およびｂ＝１である請求項
   ４記載の電磁力サスペンション。