KR20230008834A - 전자 서스펜션 - Google Patents

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KR20230008834A
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linear motor
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convex portion
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magnetic body
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KR1020227043087A
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야스아끼 아오야마
료스께 호시
노부유끼 이찌마루
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히다치 아스테모 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하여, 좁은 공간에 탑재할 수 있고, 추력의 맥동이 작아, 추력이 큰, 고주파의 진동원에 대해서도, 제진성이 높은 전자 서스펜션을 제공한다. 본 발명의 전자 서스펜션은, 권선과 자성체로 구성되는 전기자와, 전기자의 외주 측에 배치되고, 영구 자석과 원통 형상의 자성체로 구성되는 영구 자석부를 갖고, 전기자와 영구 자석부가 상대적으로 직선 구동되는 리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션으로서, 원통 형상의 자성체의 외주부의 동일 원주 상에, 이 외주부보다도 오목한 오목부와 이 외주부보다도 돌출된 볼록부를 배치하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 서스펜션
본 발명은 리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션에 관한 것이다.
리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션은, 일반적으로, 내주 측에 영구 자석을 배치하는 원통 형상의 영구 자석부와, 이 영구 자석부에 이동 가능하게 삽입되는 전기자를 갖는다.
이러한 본 기술분야의 배경기술로서, 일본 특허 공개 제2013-29159호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 칭함)가 있다. 특허문헌 1에는, 고정자의 외주 측에 코일을 배치함과 함께, 가동자의 내주 측에 영구 자석을 배치한 리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션이 기재되어 있다(요약 참조).
일본 특허 공개 제2013-29159호 공보
리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션은, 종래의 유압 서스펜션에 배치되는 레버(지레)나 기어(기어) 등의 감속 기구를 통하지 않고, 감쇠력을 발생시킬 수 있어, 응답성이 높고, 고주파의 진동원에 대해서도, 제진성이 향상된다.
한편, 전자 서스펜션은, 그 리니어 모터가 직접적으로 감쇠력을 발생시키기 때문에, 또한 감속 기구를 통하지 않기 때문에, 그 리니어 모터의 체격이 커진다. 이 때문에, 종래의 유압 서스펜션과 비교하여, 전자 서스펜션은, 그 체격이나 직경이 커진다는 과제가 있다.
그리고, 특히, 엔진 구동의 자동차 제진성을 향상시키기 위해, 종래의 유압 서스펜션을 전자 서스펜션으로 치환하는 경우, 전자 서스펜션의 체격이나 직경이 커져, 다른 부품이나 기기와 간섭(접촉)해 버린다는 과제가 있다.
또한, 근년, CO2 삭감의 문제로부터, HEV나 EV 등의 전동차가 증가하고 있다. 전동차는, 소형의 엔진을 탑재하기 때문에, 또한 엔진 자체가 없기 때문에, 엔진 룸도 소형화되고, 전자 서스펜션을 탑재하는 스페이스도 작아진다.
전동차의 경우에는, 자동차의 경우보다도, 더 작은 스페이스에, 전자 서스펜션을, 탑재할 필요가 있고, 또한 다른 부품이나 기기와 간섭해 버린다는 과제가 있다.
특허문헌 1에는, 리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에는, 전자 서스펜션을 자동차나 전동차에 탑재할 때, 전자 서스펜션의 체격이나 직경에 기인하여, 다른 부품이나 기기와 간섭해 버린다는 과제에 대해서는 기재되어 있지 않다.
그래서, 본 발명은 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제(회피)하여, 좁은 공간(작은 스페이스)에 탑재할 수 있고, 추력의 맥동이 작아, 추력이 큰, 고주파의 진동원에 대해서도, 제진성이 높은 전자 서스펜션을 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 전자 서스펜션은, 권선과 자성체로 구성되는 전기자와, 전기자의 외주 측에 배치되고, 영구 자석과 원통 형상의 자성체로 구성되는 영구 자석부를 갖고, 전기자와 영구 자석부가 상대적으로 직선 구동되는 리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션으로서, 원통 형상의 자성체의 외주부의 동일 원주 상에, 이 외주부보다도 오목한 오목부와 이 외주부보다도 돌출된 볼록부를 배치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제(회피)하여, 좁은 공간(작은 스페이스)에 탑재할 수 있고, 추력의 맥동이 작아, 추력이 큰, 고주파의 진동원에 대해서도, 제진성이 높은 전자 서스펜션을 제공할 수 있다.
또한, 상기한 이외의 과제, 구성 및 효과에 대해서는, 하기하는 실시예의 설명에 의해 명확해진다.
도 1은 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명하는 설명도이다.
도 2는 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명하는 설명도이다.
도 3은 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)의 영구 자석부(20)와 전기자(10)의 상대 위치와 추력의 관계를 설명하는 설명도이다.
도 4는 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)을 사시적으로 설명하는 설명도이다.
도 5는 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)의 YZ 단면을 설명하는 설명도이다.
도 6은 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)을 탑재하는 차량(80)을 설명하는 설명도이다.
도 7은 실시예 1에 기재하는 자성체(22)의 YZ 단면을 설명하는 설명도이다.
도 8은 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명하는 설명도이다.
도 9는 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명하는 설명도이다.
도 10은 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명하는 설명도이다.
도 11은 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)의 XY 단면을 설명하는 설명도이다.
도 12는 실시예 3에 기재하는 볼록부(30)의 구성예 1을 설명하는 설명도이다.
도 13은 실시예 3에 기재하는 볼록부(30)의 구성예 2를 설명하는 설명도이다.
도 14는 실시예 3에 기재하는 볼록부(30)의 구성예 3을 설명하는 설명도이다.
도 15는 실시예 4에 기재하는 볼록부(30)의 구성예를 설명하는 설명도이다.
도 16은 실시예 5에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명하는 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 실질적으로 동일 또는 유사한 구성에는, 동일한 부호를 붙이고, 설명이 중복되는 경우에는, 그 설명을 생략하는 경우가 있다.
실시예 1
먼저, 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명한다.
도 1은 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명하는 설명도이다.
실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)는 내주 측에 영구 자석이 배치되는 원통 형상의 영구 자석부(20)와, 영구 자석부(20)에 이동 가능하게 삽입되는 전기자(10)를 갖는다.
또한, 도 1에 나타내는 리니어 모터(1)는, 전자 서스펜션으로부터 뽑아낸 것이며, 리니어 모터(1)의 주요 부품을 나타내고, 전자 서스펜션에 필요한, 기타의 스프링부(스프링이나 스프링 받침 등)나 링크부(연결 로드 등) 등은, 나타내고 있지 않다.
또한, 리니어 모터(1)는 영구 자석부(20)의 표면에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 갖는다.
다음으로, 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명한다.
도 2는 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명하는 설명도이다.
리니어 모터(1)는 Z 방향으로 배치되는 복수의 영구 자석(21) 및 그 외주 측에 배치되는 원통 형상의 자성체(리니어 모터(1)의 외주부의 원통: 외통)(22)로 구성되는 영구 자석부(20)와, 영구 자석(21)의 내주 측에 대향하도록 배치되는, 티스를 구성하는 자성체(11) 및 Z 방향으로 배치되는 복수의 권선(코일)(12)로 구성되는 전기자(10)를 갖는다.
즉, 리니어 모터(1)는 외주 측에 권선(12)을 배치하는 전기자(10)와, 내주 측에 영구 자석(21)을 배치하는 영구 자석부(20)를 갖는다. 리니어 모터(1)는 자성체(11)의 사이에 권선(12)이 배치되는 전기자(10)와, 영구 자석(21)의 외주 측에 자성체(22)가 배치되는 영구 자석부(20)를 갖는다. 그리고, 영구 자석부(20)는 전기자(10)의 외주 측에 배치된다.
그리고, 리니어 모터(1)는 영구 자석부(20)와 전기자(10)가 상대적으로 Z 방향으로 이동(직선 구동)하여, Z 방향의 힘, 즉, 추력을 발생시킨다.
또한, 리니어 모터(1)는 영구 자석부(20)의 표면, 즉, 자성체(22)에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 갖는다.
실시예 1에서는, 리니어 모터(1)는 5개의 영구 자석(21)에 대하여, 6개의 티스를 구성하는 자성체(11)가 배치되는 「5극 6슬롯 구조」를 갖는다. 이 구조는, 리니어 모터(1)의 일례이며, 마찬가지의 효과가 얻어지면, 이 구조에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1에서는, 리니어 모터(1)는 6개의 권선(12)에, 3상 교류를 인가하는 3상 모터이며, 6개의 권선(12)에 인가되는 전류값을 변화시킴으로써, 임의의 위치에서, 임의의 추력을 발생시킬 수 있다. 이 추력은, 영구 자석(21)에 의해 발생하는 자속과 권선(12)에 의해 발생하는 자속의 상호 작용에 의해, 발생한다.
여기서, 리니어 모터(1)를 다른 부품이나 기기가 배치되는 좁은 공간에 배치하는 경우에는, 리니어 모터(1)가 다른 부품이나 기기와 간섭할 가능성이 있고, 간섭하는 부분의 자성체(22)를 깎아 낼 필요가 있다. 깎아 낸 부분은, 원통 형상의 자성체(22)의 외주부보다도 오목한 오목부(40)가 된다.
리니어 모터(1)는 필요한 추력이나 최대의 추력을 고려하여, 자속량이 결정되고, 그 자속량에 따른 자기 회로(자석의 자속 경로)가 구성된다. 자성체(22)는, 이 자기 회로를 구성하기 때문에, 자성체(22)에, 오목부(40)가 형성되면, 추력의 맥동이 증가하여, 추력이 저하된다는 현상이 발생한다. 그래서, 자성체(22)에, 자성체로 이루어져, 원통 형상의 자성체(22)의 외주부보다도 볼록한(돌출된) 볼록부(30)를 배치하여, 추력의 맥동을 억제하여, 추력을 향상시킨다.
실시예 1에서는, 볼록부(30)는 자성체(22)에 붙여지는 테이프 형상의 자성체이다. 단, 마찬가지의 효과가 얻어지면, 이 구조에 한정되는 것은 아니다. 볼록부(30)는 자성체(22)와 일체로 구성해도 되고, 자성체(22)와 별체로 구성해도 된다. 또한, 오목부(40)는 자성체(22)와 일체로 구성된다.
또한, 볼록부(30)에 테이프 형상의 자성체를 사용하는 경우, 볼록부(30)와 자성체(22) 사이에, 접착제 등이 개재하는 경우가 있다. 이 경우에는, 접착제 등에 의해 발생하는 간극에 의해, 자기 저항이 높아지는 것이 상정된다. 이 경우에는, 볼록부(30)의 두께를 두껍게 하거나, 볼록부(30)의 폭을 넓게 하거나, 또는 자기 저항이 작은 재료를 사용하는, 등으로 대응한다.
볼록부(30)와 자성체(22)를 별체로 구성함으로써, 예를 들어, 볼록부(30)에 테이프 형상의 자성체를 사용함으로써, 별도로, 자기 성능을 조정할 수 있다.
이와 같이, 리니어 모터(1)가 그 영구 자석부(20)의 표면, 즉, 자성체(22)에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 배치함으로써, 추력의 맥동을 억제하여, 추력을 향상시키고, 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하여, 좁은 공간에, 리니어 모터(1)를 탑재할 수 있다.
다음으로, 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)의 영구 자석부(20)와 전기자(10)의 상대 위치와 추력의 관계를 설명한다.
도 3은 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)의 영구 자석부(20)와 전기자(10)의 상대 위치와 추력의 관계를 설명하는 설명도이다.
도 3에는,
(1) 자성체(22)에 오목부(40) 및 볼록부(30)가 배치되지 않는 경우(점선(301))
(2) 자성체(22)에 오목부(40)가 형성되는(볼록부(30)는 배치되지 않는) 경우(일점 쇄선(302))
(3) 자성체(22)에 오목부(40) 및 볼록부(30)가 배치되는 경우(실선(303))
에 있어서의, 추력 특성(영구 자석부(20)와 전기자(10)의 상대 위치와 추력의 관계)이 나타내어진다.
자성체(22)에 오목부(40) 및 볼록부(30)가 배치되지 않는 경우에는, 필요한 추력이나 최대의 추력을 고려하여 결정된 자속량에 따른 자기 회로가 구성되어, 통상의 추력 맥동이며, 추력이다. 이때의 추력 특성은, 도 3의 점선(301)과 같이 된다.
자성체(22)에 오목부(40)가 형성되는(볼록부(30)는 배치되지 않는) 경우에는, 오목부(40)에 의해, 자속의 포화가 발생하고, 3상 교류에 의해 발생하는 자속의 언밸런스가 발생하여, 추력의 맥동이 증가하여, 추력이 저하된다. 이때의 추력 특성은, 도 3의 일점 쇄선(302)과 같이 된다.
이러한 추력의 맥동이 증가하여, 추력이 저하된다는 현상을 해소하기 위해, 즉, 추력의 맥동을 억제하여, 추력을 향상시키기 위해, 자성체(22)에, 볼록부(30)를 배치한다.
자성체(22)에 오목부(40) 및 볼록부(30)가 배치되는 경우에는, 볼록부(30)가 오목부(40)에 의해 감소된 자기 회로의 자기 저항의 증가를 억제시켜, 추력의 맥동을 억제하여, 추력을 향상시킨다. 그리고, 이때의 추력 특성은, 도 3의 실선(303)과 같이 되어,, 도 3의 점선(301)과 마찬가지가 된다. 즉, 통상의 추력 맥동이며, 추력이다.
이와 같이, 자성체(22)의 표면에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 배치함으로써, 추력의 맥동이 증가하여, 추력이 저하된다는 현상을 해소함과 함께, 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하여, 좁은 공간에, 리니어 모터(1)를 탑재할 수 있다.
그리고, 오목부(40)와 볼록부(30)는, 자성체(22)의 동일 원주 상에, 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 볼록부(30)는 오목부(40)가 형성되는 동일 원주 상의 자성체(22)에, 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 볼록부(30)의 체적과 오목부(40)의 체적은 동일하거나, 또는 볼록부(30)의 체적이 오목부(40)의 체적보다도 큰 것이 바람직하다.
이것은, 볼록부(30)가 오목부(40)에 의해 감소된 자기 회로의 자기 저항의 증가를 억제시키는 것이기 때문이다. 이에 의해, 볼록부(30)는 추력의 맥동을 억제하여, 추력을 향상시킨다. 다음으로, 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)을 사시적으로 설명한다.
도 4는 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)을 사시적으로 설명하는 설명도이다.
실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)은 리니어 모터(1), 원통부 단부 커버(41), 스프링(50), 하부 스프링 받침(51), 상부 스프링 받침(52), 스프링 하측 연결 로드(60), 차량 측 연결 로드(61)를 갖는다.
리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 일단부에는, 원통부 단부 커버(41)가 배치된다. 원통부 단부 커버(41)에는, 스프링 하측 연결 로드(60)가 결합된다. 스프링 하측 연결 로드(60)에는, 그 선단에, 차량에 배치되는 타이어(차륜)(도시 없음), 로워 암(도시 없음), 브레이크(도시 없음) 등의 부품이 결합된다.
리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 타단측에는, 차량 측 연결 로드(61)가 배치된다. 차량 측 연결 로드(61)에는, 그 선단에, 차량에 배치되는 어퍼 마운트(도시 없음) 등의 부품이 결합된다.
리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 외주 측으로서, 리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 중간부에는, 하부 스프링 받침(51)이 배치된다. 차량 측 연결 로드(61) 측에는, 상부 스프링 받침(52)이 배치된다. 상부 스프링 받침(52)과 하부 스프링 받침(51) 사이에 놓이도록, 리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 외주 측에는, 스프링(50)이 배치된다.
그리고, 리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 외주 측으로서, 스프링(50)이 배치되어 있지 않은 영역의 리니어 모터(1)(영구 자석부(20))의 표면, 즉, 자성체(22)의 표면으로서, 동일 원주 상에는, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 갖는다.
또한, 리니어 모터(1)는 영구 자석부(20)를 전기자(10)의 외주 측에 배치하고, 영구 자석부(20)의 영구 자석(21)과 전기자(10)의 자성체(11) 및 권선(12)을 대향시킴으로써, 영구 자석(21)과 자성체(11) 및 권선(12)의 대향 면적을 크게 할 수 있다. 그리고, 이러한 리니어 모터(1)를 사용함으로써, 추력이 큰 전자 서스펜션(2)을 실현할 수 있다.
다음으로, 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)의 YZ 단면을 설명한다.
도 5는 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)의 YZ 단면을 설명하는 설명도이다.
전자 서스펜션(2)은 자성체(11) 및 권선(12)으로 구성되는 전기자(10)를 갖고, 영구 자석(21) 및 자성체(22)로 구성되는 영구 자석부(20)를 갖는다. 전기자(10)에는, 차량 측 연결 로드(61)가 결합되고, 영구 자석부(20)에는, 원통부 단부 커버(41)를 통해, 스프링 하측 연결 로드(60)가 결합된다.
이에 의해, 전자 서스펜션(2)은 스프링 하측과 차량 측을, 상대적으로 변위시키고, 스프링 하측과 차량 측 사이에 배치되는 스프링(50)과 리니어 모터(1)에 의해, 차량의 진동을 제어한다.
그리고, 전자 서스펜션(2)에 간섭하는 부품이나 기기의 위치를 고려하여, 리니어 모터(1)의 표면에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 배치한다. 이에 의해, 전자 서스펜션(2)은 다른 부품이나 기기와 간섭하는 일이 없다.
다음으로, 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)을 탑재하는 차량(80)을 설명한다.
도 6은 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)을 탑재하는 차량(80)을 설명하는 설명도이다.
실시예 1에 기재하는 차량(자동차나 전동차, 차체)(80)은, 전자 서스펜션(2), 스프링 하측 부재(90), 차량 측 부재(91)를 갖는다.
전자 서스펜션(2)은 스프링 하측 부재(90)와 차량 측 부재(91)에 결합된다.
전자 서스펜션(2)에 간섭하는 부품이나 기기는, 스프링 하측 부재(90) 측, 차량 측 부재(91) 측 중 어느 쪽인가에 배치되어 있다. 또한, 너클(도시 없음) 등과 같이, 스프링 하측 부재(90) 측과 차량 측 부재(91) 측을 결합하는 부품이나 기기도 있다.
이러한, 전자 서스펜션(2)에 간섭하는 부품이나 기기의 위치를 고려하여, 리니어 모터(1)의 표면에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 배치한다. 이에 의해, 전자 서스펜션(2)은 다른 부품이나 기기와 간섭하는 일이 없다.
그리고, 리니어 모터(1)의 외주 측으로서, 스프링(50)이 배치되지 않는 영역의 리니어 모터(1)의 표면으로서, 동일 원주 상에, 오목부(40) 및 볼록부(30)를 배치함으로써, 전자 서스펜션(2)은 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제할 수 있다.
다음으로, 실시예 1에 기재하는 자성체(22)의 YZ 단면을 설명한다.
도 7은 실시예 1에 기재하는 자성체(22)의 YZ 단면을 설명하는 설명도이다.
실시예 1에 기재하는 자성체(22)는 오목부(40) 및 볼록부(30)를 갖는다.
자성체(22)에 오목부(40)를 배치함으로써, 오목부 단면(42)의 자로 단면적이 감소하여, 자기 회로의 자기 저항이 증가한다. 한편, 자성체(22)에 볼록부(30)를 배치함으로써, 볼록부 단면(31)의 자로 단면적이 증가하여, 자기 회로의 자기 저항의 증가가 억제된다.
또한, 여기서는, 오목부(40)의 폭(Z 방향의 길이)과 볼록부(30)의 폭(Z 방향의 길이)은 동일하다고 한다.
그리고, 볼록부(30)의 단면적(볼록부 단면(31)의 단면적)을 오목부(40)의 단면적(오목부 단면(42)의 단면적) 이상(동등 이상)으로 한다. 즉, 「볼록부 단면(31)의 단면적≥오목부 단면(42)의 단면적」으로 한다.
여기서, 볼록부(30)의 단면적(볼록부 단면(31)의 단면적)이란, 원통 형상의 자성체(22)의 외주부보다도 볼록한(돌출된) 부분의 단면적이며, 오목부(40)의 단면적(오목부 단면(42)의 단면적)이란, 원통 형상의 자성체(22)의 외주부보다도 오목한 부분의 단면적이다.
또한, 볼록부(30)의 재료의 투자율이 자성체(22)의 재료의 투자율보다도 높은 재료를 사용하는 경우에는, 볼록부(30)의 재료의 투자율과 자성체(22)의 재료의 투자율이 동일한 재료를 사용하는 경우와 비교하여, 볼록부 단면(31)의 단면적을 작게 할 수 있다.
이와 같이, 볼록부(30)의 재료에, 자성체(22)의 재료보다도, 투자율이 높은 재료를 사용함으로써, 볼록부 단면(31)의 단면적을 작게 할 수 있어, 볼록부(30)의 토출부를 최소한으로 할 수 있다. 또한, 볼록부(30)의 재료에, 자성체(22)의 재료보다도, 자기 저항이 작은 재료를 사용함으로써, 볼록부 단면(31)의 단면적을 작게 할 수 있어, 볼록부(30)의 토출부를 최소한으로 할 수 있다.
즉, 자성체(22)에 오목부(40)가 형성되고, 감소된 자속(오목부 단면(42)을 유통할 예정이었던 자속)과, 동등한 자속을, 자성체(22)에 볼록부(30)를 배치하고, 볼록부 단면(31)에, 유통시키면 된다.
이와 같이, 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)은 권선(12)과 자성체(11)로 구성되는 전기자(10)와, 전기자(10)의 외주 측에 배치되고, 영구 자석(21)과 원통 형상의 자성체(22)로 구성되는 영구 자석부(20)를 갖고, 전기자(10)와 영구 자석부(20)가 상대적으로 직선 구동되는 리니어 모터(1)를 사용한다.
그리고, 원통 형상의 자성체(22)의 외주부의 동일 원주 상에는, 이 외주부보다도 오목한 오목부(40)와 이 외주부보다도 볼록한(돌출된) 볼록부(30)가 배치된다.
실시예 1에 의하면, 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하여, 좁은 공간에 탑재할 수 있는 고응답의 리니어 모터 방식의 차량 탑재용의 전자 서스펜션(2)을 제공할 수 있다. 그리고, 실시예 1에 의하면, 추력의 맥동이 작아, 추력이 큰, 고주파의 진동원에 대해서도, 제진성이 높은 리니어 모터(1)를 사용(탑재)하는 차량 탑재용의 전자 서스펜션(2)을 제공할 수 있다.
또한, 실시예 1에서는, 차량 탑재용의 전자 서스펜션(2)에 대하여 설명했지만, 실시예 1에 기재하는 전자 서스펜션(2)은 차량 탑재용 이외의 다른 제품의 제진 장치에도 사용할 수 있다.
실시예 2
다음으로, 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로, 및 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명한다.
도 8은 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명하는 설명도이며, 도 9는 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명하는 설명도이다.
실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)는 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)와 비교하여, 특히, 오목부(40) 및 볼록부(30)가 상이하고, 다른 기본적인 구성은, 실시예 1에 기재하는 리니어 모터(1)와 실질적(실시예 2에서는, 실시예 1과 비교하여, 자성체(11)가 스프링 하측 연결 로드(60) 측으로 길다)으로 마찬가지이다.
리니어 모터(1)는 원통 형상의 자성체(22)에는, 동일한 폭 및 동일한 깊이의 원주 형상(360도의 범위에서)의 홈이 형성된다. 그리고, 리니어 모터(1)는 원주 형상의 홈의 일부분에 볼록부(30)가 배치되고, 볼록부(30)가 배치되지 않는 원주 형상의 홈의 다른 부분에, 오목부(40)가 형성된다.
즉, 리니어 모터(1)의 외주 측으로서, 스프링(50)이 배치되지 않는 영역의 리니어 모터(1)의 표면(영구 자석부(20)의 표면, 자성체(22)의 표면)으로서, 동일 원주 상에, 오목부(40) 및 볼록부(30)가 배치된다.
또한, 볼록부(30)는 자성체(22)와 별체로 구성되는 것이 바람직하다. 볼록부(30)는 자성체(22)와 일체로 구성되어도 된다. 오목부(40)는 자성체(22)와 일체로 구성된다.
그리고, 자성체(22)에 원주 형상의 홈을 형성하고, 오목부(40)를 형성함으로써, 자성체(22)(영구 자석부(20), 리니어 모터(1))의 제작성이 향상된다.
그리고, 볼록부(30)는, 특히, X 방향으로의 물체의 이동 시의 볼록부(30)의 간섭을 억제하기 위해, 또한 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하기 위해, 볼록부(30)의 모서리부에, 그 모서리부를 모따기한 모따기부(32)가 형성된다.
또한, 모따기부(32)의 모따기 방법에는, R 모따기나 C 모따기 등이 생각된다. 그리고, 모따기부(32)는 다면 단면이어도 되고, 곡면 단면이어도 된다.
모따기부(32)를 형성함으로써, 전자 서스펜션(2)에 사용되는 리니어 모터(1)의 설치성이 향상된다.
또한, 추가로, 차량(80)이 큰 단차를 타고 넘는 경우 등, 차량(80)의 자세가 크게 변화하는 경우에는, 다른 부품이나 기기와의 간섭의 정도도 커진다.
그리고, 이러한 경우, 스프링 하측에 배치되는 부품이나 기기와 차량 측에 배치되는 부품이나 기기는, 그 위치가, 전자 서스펜션(2)에 대하여, 상대적으로 변화하게 된다.
즉, 전자 서스펜션(2)에 간섭하는 부품이나 기기의 위치가, 전자 서스펜션(2)에 대하여, 상대적으로 변화하게 된다.
즉, 특히, 전자 서스펜션(2)(리니어 모터(1))을 다른 부품이나 기기가 배치되는 좁은 공간에 배치하는 경우에는, 차량(80)의 예측할 수 없는 불규칙한 거동에 대해서도, 리니어 모터(1)가 다른 부품이나 기기와 간섭할 가능성이 있다.
그래서, 볼록부(30)를, 자성체(22)에 대하여, XY 평면에 있어서, 상대적으로, 회전 가능하게 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 볼록부(30)는, 자성체(22)에 대하여, 상대적으로, 회전 운동하는 것이 바람직하다.
이에 의해, 다른 부품이나 기기와의 간섭의 정도를 저감시켜, 연속하여 발생할 가능성이 있는 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제한다.
즉, 볼록부(30)가, 자성체(22)에 대하여, 회전 가능하게 배치됨으로써, 오목부(40)의 위치가 변화한다. 오목부(40)의 위치가 변화함으로써, 차량(80)의 거동에 대해서도, 다른 부품이나 기기와의 간섭의 정도를 저감시켜, 연속하여 발생할 가능성이 있는 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하고, 또한 다른 부품이나 기기의 손상을 억제(다른 부품이나 기기의 변형을 방지)할 수 있다. 이에 의해, 또한 전자 서스펜션(2)의 신뢰성이 향상된다.
실시예 3
다음으로, 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로, 및 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)의 XY 단면을 설명한다.
도 10은 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)를 사시적으로 설명하는 설명도이며, 도 11은 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)의 XY 단면을 설명하는 설명도이다.
실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)는 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)와 비교하여, 오목부(40) 및 볼록부(30)가 상이하고, 다른 기본적인 구성은, 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)와 마찬가지이다.
리니어 모터(1)는 원통 형상의 자성체(22)에는, 원주 형상의 홈이 형성된다. 그리고, 리니어 모터(1)는 원주 형상의 홈의 일부분에 2분할된 볼록부(30)가 배치되고, 2분할된 볼록부(30)가 배치되지 않는 원주 형상의 홈의 다른 부분에, 오목부(40)가 형성된다.
또한, 도 10에서는, 설명을 위해, 2분할된 볼록부(30)를 영구 자석부(20)로부터 분리하여 나타낸다.
2분할된 볼록부(30)를, 예를 들어, 원주 형상의 홈에, 각각 압입하여, 각각 배치함으로써, 볼록부(30)의 제작성이 향상된다. 또한, 2분할된 볼록부(30)를 사용함으로써, 전자 서스펜션(2)을 차량(80)에 탑재시킨 후에, 볼록부(30)를 배치할 수 있어, 작업성이 향상됨과 함께, 전자 서스펜션(2)의 성능 조정을 가능하게 한다.
또한, 볼록부(30)의 분할 수를 증가시키고(볼록부(30)를 복수 개로 분할하고), 필요한 특성에 따라, 볼록부(30)의 분할 수를 조정해도 된다. 또한, 볼록부(30)의 분할 수를 조정하고, 복수의 오목부(40)를 형성해도 된다.
또한, 볼록부(30)를, 자성체(22)에 대하여, XY 평면에 있어서, 회전 가능하게 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 다른 부품이나 기기와의 간섭의 정도를 저감시켜, 연속하여 발생할 가능성이 있는 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제한다.
다음으로, 실시예 3에 기재하는 볼록부(30)의 구성예를 설명한다.
도 12, 도 13, 도 14는 실시예 3에 기재하는 볼록부(30)의 구성예 1, 구성예 2, 구성예 3을 설명하는 설명도이다.
볼록부(30)를, 전자 서스펜션(2)을 차량(80)에 탑재시킨 후에, 배치함으로써, 작업성이 향상됨과 함께, 전자 서스펜션(2)의 성능 조정을 가능하게 한다.
도 12에 나타내는 구성예 1은 볼록부(30)를 2분할하고, 각각의 동일한 한쪽에, 동일한 플랜지부를 배치하고, 플랜지부에 구멍을 형성하고, 2분할된 볼록부(30)를 나사 고정한 구성예이다. 이에 의해, 볼록부(30)를 저비용으로 제작할 수 있고, 용이하게 설치할 수 있다.
도 13에 나타내는 구성예 2는 볼록부(30)를 2분할하고, 각각의 두께를 두껍게 하고, 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하기 위해, 볼록부(30)의 모서리부에, 그 모서리부를 모따기한 모따기부(32)를 형성한 구성예이다. 그리고, 각각의 동일한 한쪽에, 동일한 플랜지부를 배치하고, 플랜지부에 구멍을 형성하고, 플랜지부에 스폿 페이싱을 형성하고, 2분할된 볼록부(30)를 나사 고정한 구성예이다. 이에 의해, 전자 서스펜션(2)에 사용되는 리니어 모터(1)의 설치성이 향상되고, 스폿 페이싱에 의해, 나사에 의한, 예를 들어, 브레이크 호스 등의 손상을 억제할 수 있다.
도 14에 나타내는 구성예 3는 볼록부(30)를 2분할하고, 각각의 두께를 두껍게 하고, 다른 부품이나 기기와의 간섭을 억제하기 위해, 볼록부(30)의 모서리부에, 그 모서리부를 모따기한 모따기부(32)를 형성한 구성예이다. 그리고, 플랜지부를 형성하지 않고, 두께를 두껍게 한 볼록부(30)에, 직접, 구멍을 형성하고, 2분할된 볼록부(30)를 나사 고정한 구성예이다. 이에 의해, 전자 서스펜션(2)에 사용되는 리니어 모터(1)의 설치성이 향상되고, 플랜지부에 의한, 예를 들어 브레이크 호스 등의 손상을 억제할 수 있다.
실시예 4
다음으로, 실시예 4에 기재하는 볼록부(30)의 구성예를 설명한다.
도 15는 실시예 4에 기재하는 볼록부(30)의 구성예를 설명하는 설명도이다.
실시예 4에 기재하는 리니어 모터(1)는 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)와 비교하여, 볼록부(30)가 상이하고, 다른 기본적인 구성은, 실시예 2에 기재하는 리니어 모터(1)와 마찬가지이다.
도 15에 나타내는 구성예는, 볼록부(30)에, 탄성이 있는 자성체로 이루어지는 부재를 사용한 구성예이다. 그리고, 볼록부(30)는 일체로 형성되고, 오목부(40)가 형성되는 부분에는, 외측에 곡선적으로 넓어지는 부위를 갖는다. 이에 의해, 볼록부(30)를 도 15의 아래에서 위를 향하여, 자성체(22)에 형성되는 원주 형상의 홈에, 삽입함으로써, 간단하게 볼록부(30)를 배치할 수 있다.
실시예 5
다음으로, 실시예 5에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명한다.
도 16은 실시예 5에 기재하는 리니어 모터(1)를 YZ 평면으로 잘라 내어 설명하는 설명도이다.
실시예 5에 기재하는 리니어 모터(1)는 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)와 비교하여, 영구 자석부(20)의 양단이 상이하고, 다른 기본적인 구성은, 실시예 3에 기재하는 리니어 모터(1)와 마찬가지이다.
리니어 모터(1)는 영구 자석부(20)의 양단에 나사부(25)가 형성된다. 이에 의해, 영구 자석부(20)에 형성되는 나사부(25)를 사용하여, 영구 자석부(20)(리니어 모터(1)(전자 서스펜션(2)))를 스프링 하측이나 차량 측에, 고정할 수 있다.
또한, 이때, 영구 자석부(20)를 Z축 중심으로 회전시킬 필요가 있다. 여기서, 스프링 하측에 배치되는 부품이나 기기나 차량 측에 배치되는 부품이나 기기가, 영구 자석부(20)와 간섭할 가능성이 있는 경우에는, 영구 자석부(20)를 Z축 중심으로 회전시킬 수 없다.
그래서, 자성체(22)에, 동일 원주 상에, 360도의 범위에서, 원주 형상의 홈을 형성한다. 이에 의해, 영구 자석부(20)와 간섭할 가능성이 있는, 스프링 하측에 배치되는 부품이나 기기나 차량 측에 배치되는 부품이나 기기를, 360도의 범위에서, 회피할 수 있다.
그리고, 영구 자석부(20)를 Z축 중심으로 회전시킬 수 있고, 영구 자석부(20)에 형성되는 나사부(25)를 사용하여, 영구 자석부(20)를 스프링 하측이나 차량 측에, 고정할 수 있다.
또한, 원주 형상의 홈의 일부분에 볼록부(30)를 배치하고, 볼록부(30)가 배치되지 않는 원주 형상의 홈의 다른 부분에, 오목부(40)가 형성된다. 전자 서스펜션(2)을 차량(80)에 탑재시킨 후에, 볼록부(30)를 배치할 수 있어, 작업성이 향상됨과 함께, 전자 서스펜션(2)의 성능 조정을 가능하게 한다.
이에 의해, 영구 자석부(20)와, 스프링 하측이나 차량 측을, 견고하게, 고정할 수 있어, 리니어 모터(1)(전자 서스펜션(2))의 신뢰성이 향상된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 상기한 실시예는, 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해, 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 갖는 것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성의 일부로 치환하는 것도 가능하고, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다.
1: 리니어 모터
2: 전자 서스펜션
10: 전기자
11: 자성체
12: 권선
20: 영구 자석부
21: 영구 자석
22: 자성체
25: 나사부
30: 볼록부
31: 볼록부 단면
32: 모따기부
40: 오목부
41: 원통부 단부 커버
42: 오목부 단면
50: 스프링
51: 하부 스프링 받침, 52: 상부 스프링 받침
60: 스프링 하측 연결 로드
61: 차량 측 연결 로드
80: 차량
90: 스프링 하측 부재
91: 차량 측 부재

Claims (9)

  1. 권선과 자성체로 구성되는 전기자와, 상기 전기자의 외주 측에 배치되고, 영구 자석과 원통 형상의 자성체로 구성되는 영구 자석부를 갖고, 상기 전기자와 상기 영구 자석부가 상대적으로 직선 구동되는 리니어 모터를 사용하는 전자 서스펜션으로서,
    상기 원통 형상의 자성체의 외주부의 동일 원주 상에, 이 외주부보다도 오목한 오목부와 이 외주부보다도 돌출된 볼록부를 배치하는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부가, 복수 개로, 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  3. 제1항에 있어서,
    볼록부의 단면적이, 오목부의 단면적과 동등 이상인 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부가, 상기 원통 형상의 자성체와, 별체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부는, 그 모서리부를 모따기한 모따기부를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  6. 제1항에 있어서,
    볼록부의 재료가, 원통 형상의 자성체 재료보다도, 투자율이 높은 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  7. 제1항에 있어서,
    리니어 모터의 일단부에는, 원통부 단부 커버가 배치되고, 상기 원통부 단부 커버에는, 스프링 하측 연결 로드가 결합되고, 리니어 모터의 타단측에는, 차량 측 연결 로드가 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  8. 제7항에 있어서,
    리니어 모터의 외주 측으로서, 리니어 모터의 중간부에는, 하부 스프링 받침이 배치되고, 차량 측 연결 로드 측에는, 상부 스프링 받침이 배치되고, 상기 상부 스프링 받침과 상기 하부 스프링 받침 사이에 놓이도록, 상기 리니어 모터의 외주 측에는, 스프링이 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부가, 상기 원통 형상의 자성체에 대하여, 상대적으로 회전 운동하는 것을 특징으로 하는 전자 서스펜션.
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