WO2016031285A1 - ダンパ及びダンパの製造方法 - Google Patents

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栗城信晴
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    • F16F9/19—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein with a single cylinder and of single-tube type
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall

Definitions

  • the present invention relates to a damper that regenerates energy of input vibration and a method of manufacturing the damper.
  • US 2004/0150361 A1 Although active control is performed on a controlled object input, passive input is handled for inputs other than the controlled object. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic suspension system for a vehicle which can not only simplify active control but also improve energy efficiency ([0003] to [0005]).
  • the vehicle electromagnetic suspension system (abstract, FIG. 3) of US 2004/0150361 A1 is interposed in parallel with the spring element 7 between the sprung and unsprung and driven by the electric motor 8
  • the electromagnetic actuator 4 is provided.
  • the motor controller 17 is configured to calculate displacement input to the electromagnetic actuator 4 and to control the electric motor 8 so as to obtain an optimum damping force according to the displacement input.
  • an electric damping element (electric resistor 20 or the like which passively generates a damping force by dynamic braking of the electric motor 8 against displacement input from under the spring.
  • An electrical resonant circuit 21) is connected in parallel with the electric motor 8.
  • the electrical resonant circuit 21 is a resonant frequency tuned to the unsprung resonant frequency (eg, 10 Hz to 20 Hz) and includes a resistor R, a coil L and a capacitor C ([0049]) .
  • the active control referred to here is current control of the electric motor 8 for the purpose of low frequency vibration control including attitude control ([0041]).
  • the active control using the current control of the electric motor 8 corresponds to the control target input in the low frequency range including the sprung resonance frequency. Further, passive control using the electric resonance circuit 21 in which the resistance R, the coil L and the capacitor C are combined corresponds to the control target input near the unsprung resonance frequency.
  • the present invention has been made in consideration of the above problems, and it is possible to improve the energy efficiency for damping the input vibration corresponding to the unsprung resonance frequency and the sprung resonance frequency.
  • the purpose is to provide a manufacturing method.
  • a damper includes a damper main body disposed in parallel with a spring, an electromagnetic motor generating a damping force on the spring by regenerating energy of input vibration input to the damper main body, and the electromagnetic motor And an electric resonance frequency specified by an inductance of the electromagnetic motor and a capacity of the capacitor is set within ⁇ 20% of an unsprung resonance frequency.
  • an electric resonance frequency specified by an inductance of the electromagnetic motor and a capacity of the capacitor is set within ⁇ 20% of an unsprung resonance frequency.
  • the component of the input vibration corresponding to the sprung resonance frequency is passively suppressed.
  • the electrical resonance frequency specified by the inductance of the electromagnetic motor and the capacity of the capacitor is set within ⁇ 20% of the unsprung resonance frequency.
  • the component of the input vibration corresponding to the sprung resonance frequency is passively suppressed. Therefore, it is possible to suppress the component of the input vibration corresponding to each of the unsprung resonance frequency and the sprung resonance frequency without actively controlling the electromagnetic motor.
  • the electrical resonance frequency may be set to a value equal to the unsprung resonance frequency. This makes it possible to use the negative spring effect very effectively.
  • the electromagnetic motor may be, for example, a direct current motor or a commutator type single phase alternating current motor.
  • a commutator type single-phase alternating current motor is used as the electromagnetic motor, the moment of inertia can be significantly reduced as compared with a general direct current motor having an iron core in the rotor. Therefore, for example, when the damper according to the present invention is used for a suspension device of a vehicle, it is possible to prevent the deterioration of the riding comfort when the high frequency road surface vibration occurs.
  • a method of manufacturing a damper according to the present invention includes: a damper main body disposed in parallel with a spring; an electromagnetic motor generating a damping force on the spring by regenerating energy of input vibration input to the damper main body; A method of manufacturing a damper including an electromagnetic motor and a capacitor electrically connected in series, wherein an electrical resonance frequency specified by an inductance of the electromagnetic motor and a capacitance of the capacitor is within ⁇ 20% of an unsprung resonance frequency.
  • passively suppressing the component of the input vibration corresponding to the sprung resonance frequency by selecting the capacitance of the capacitor to be It features.
  • the capacitor in accordance with the specification of the electromagnetic motor, it is possible to easily achieve the above effect.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of the relationship between the frequency and the amplitude for the transfer function at each electrical resonance frequency specified from the inductance of the electromagnetic motor and the capacitance of the capacitor.
  • 5B is a diagram showing an example of the relationship between the frequency and the phase for the transfer function for each of the electric resonance frequencies. It is a figure which shows the example of the relationship of a frequency and power spectral density about sprung mass acceleration for every said electrical resonance frequency. It is a figure which shows the example of the relationship of a frequency and power spectral density about unsprung mass acceleration for every said electrical resonance frequency. It is a time chart which shows an example of change of voltage of a capacitor in the embodiment. It is sectional drawing which shows simply the structure of the electromagnetic motor which concerns on a modification.
  • FIG. 1 is a schematic configuration view schematically showing a part of a vehicle 10 equipped with a suspension device 12 having a damper 22 according to an embodiment of the present invention.
  • the suspension device 12 has coil springs 20 and dampers 22 corresponding to the respective wheels 24.
  • the coil spring 20 is disposed between the vehicle body 26 and the spring seat 48 and absorbs vibration (road surface vibration) input from the road surface 300 to the wheels 24.
  • the damper 22 damps the displacement of the coil spring 20 (or the vehicle body 26). As shown in FIG. 1, the damper 22 includes a damper main body 30, a hydraulic mechanism 32, and a motor circuit 34.
  • the damper body 30 includes a hydraulic cylinder 40, a piston head 42, a piston rod 44 and a piston valve 46 in addition to the spring seat 48.
  • the hydraulic cylinder 40 is a cylindrical member, and the inside thereof is divided into a first hydraulic chamber 50 and a second hydraulic chamber 52 by the piston head 42.
  • the first hydraulic chamber 50 and the second hydraulic chamber 52 are filled with oil.
  • the piston rod 44 fixes a piston head 42 having a diameter substantially equal to the inner circumferential surface of the hydraulic cylinder 40 at one end, and the other end is fixed to the vehicle body 26.
  • the piston valve 46 is formed in the piston head 42 and communicates the first hydraulic chamber 50 with the second hydraulic chamber 52.
  • the spring seat 48 is formed on the outer periphery of the hydraulic cylinder 40 and supports one end of the coil spring 20.
  • the damper main body 30 functions as an actuator by having the above-mentioned structure.
  • the hydraulic mechanism 32 controls the flow of oil in the damper 22, and includes a hydraulic pump 60, an oil flow path 62, an accumulator 64, and an electromagnetic motor 66 (hereinafter also referred to as "motor 66").
  • the motor 66 generates the damping force Fd on the coil spring 20 by regenerating the energy of the input vibration input to the damper main body 30.
  • the motor 66 of the present embodiment is a direct current (DC) type, but may be an alternating current (AC) type.
  • the motor circuit 34 is a circuit electrically connected to the motor 66, and includes a capacitor 70 (first power storage device) and a battery 72 (second power storage device, electrical load).
  • a capacitor 70 first power storage device
  • a battery 72 second power storage device, electrical load
  • the inductance L of the motor 66 and the resistance R of the motor 66 are shown together.
  • the capacitor 70 charges the regenerative power of the electromagnetic motor 66, and supplies the charged power to the battery 72 or another electric device (not shown) (for example, an audio device, a navigation device, a display device of an instrument panel).
  • the capacitor 70 of the present embodiment is a polarized capacitor.
  • the battery 72 charges the regenerative power of the electromagnetic motor 66 or the discharge power of the capacitor 70, and supplies the charged electric power to the other electric device.
  • the motor circuit 34 is highly reliable in operation because of its simple configuration.
  • FIG. 2 shows how the unsprung member 80 and the sprung member 82 approach in this embodiment.
  • FIG. 3 shows how the unsprung member 80 and the sprung member 82 are separated in this embodiment.
  • a torque Tp is generated on the rotation shaft of the hydraulic pump 60.
  • the rotary shaft of the hydraulic pump 60 is connected to the rotary shaft of the electromagnetic motor 66 (described briefly in FIGS. 1 to 3). Therefore, the torque Tp (output torque) from the rotation shaft of the hydraulic pump 60 is input to the rotation shaft of the motor 66.
  • torque Tm input torque
  • the features of the present embodiment include setting the electric resonance frequency ⁇ m in consideration of the negative spring effect, and providing the damper 22 (hydraulic mechanism 32) with a configuration for using the polar capacitor 70. .
  • the electrical resonance frequency ⁇ m (hereinafter also referred to as “resonance frequency ⁇ m”) is a value specified from the inductance L of the motor 66 and the capacitance C of the capacitor 70. That is, the electrical resonance frequency ⁇ m is 1 / ⁇ 2 ⁇ (L ⁇ C) ⁇ .
  • FIG. 4 is a view showing an equivalent model for explaining the operation of the suspension device 12 of the present embodiment.
  • the contents of various values in FIG. 4 are as follows.
  • x 0 Vertical displacement of road surface 300 [m]
  • x 1 Vertical displacement of the unsprung member 80 [m]
  • x 2 Vertical displacement of the spring upper member 82 [m]
  • M 1 Mass [kg] of the unsprung member 80
  • M 2 Mass [kg] of the spring upper member 82
  • k 1 spring constant of the unsprung member 80 [N / m]
  • k 2 spring constant of the coil spring 20 [N / m]
  • C 2 Damping coefficient of the damper body 30 [N / m / s]
  • u Control amount of the electromagnetic motor 66
  • the unsprung member 80 includes, for example, a wheel 24 and a hydraulic cylinder 40.
  • the sprung member 82 includes, for example, a vehicle body 26, a piston head 42 and a piston rod 44.
  • the control amount u of the motor 66 in the present embodiment can be represented by, for example, regenerative energy.
  • the “ ⁇ 2 ⁇ Imp (x 2 ′ ′ -x 1 ′ ′)” in the first term on the right side of the equation (7) indicates a negative spring effect. That is, since the unsprung member 80 repeatedly moves up and down with respect to the sprung member 82, the positional relationship between the unsprung member 80 and the sprung member 82 can be approximated by a trigonometric function. For this reason, it can be said that “ ⁇ 2 ⁇ Imp (x 2 ′ ′ -x 1 ′ ′)” is equivalent to “K (x 2 ⁇ x 1 )” (K is a spring constant). Further, the first term of the right side of the equation (7) includes “-”.
  • the first term on the right side of the equation (7) means a force in the opposite direction to the coil spring 20.
  • the first term on the right side of the equation (7) exhibits an effect of suppressing the vibration of the sprung resonance frequency ⁇ 2 or the periphery thereof.
  • the force Fa generated in the damper main body 30 produces a negative spring effect at or near the sprung resonance frequency ⁇ 2. Therefore, if the electric resonance frequency ⁇ m of the motor 66 and the motor circuit 34 is set based on the unsprung resonance frequency ⁇ 1, it is possible to effectively exhibit the damping effect on both the sprung and unsprung states. .
  • FIG. 5A shows an example of the relationship between the frequency fg and the amplitude Mg for the transfer function G at each electrical resonance frequency ⁇ m specified from the inductance L of the motor 66 and the capacitance C of the capacitor 70.
  • FIG. 5B shows an example of the relationship between the frequency fg and the phase Pg for the transfer function G at each electrical resonance frequency ⁇ m. 5A and 5B are combined to construct a Bode diagram showing frequency characteristics of the damper 22 in the present embodiment.
  • lines 200 and 210 have a resonance frequency ⁇ m which is approximately 6.5% higher than the unsprung resonance frequency ⁇ 1 (in this embodiment, 76.6 [rad / s]) (this embodiment)
  • a first example in which 81.6 [rad / s]) is given is shown.
  • Lines 202 and 212 show a second example in which the resonance frequency ⁇ m is equal to the unsprung resonance frequency ⁇ 1.
  • the lines 204 and 214 show a third example in which the resonance frequency ⁇ m is a frequency (in the present embodiment, 63.2 [rad / s]) smaller than the unsprung resonance frequency ⁇ 1.
  • Lines 206 and 216 show a comparative example in which the resonance frequency ⁇ m is a frequency approximately 50.0% smaller than the unsprung resonance frequency ⁇ 1 (53.6 [rad / s] in this embodiment).
  • the first example, the second example, the third example and the comparative example in the frequency range Rrq (hereinafter, also referred to as “ride comfort control range Rrq”) that affects the ride comfort of the occupant of the vehicle 10, the first example, the second example, the third example and the comparative example In either case, the amplitude Mg does not change so much, but the phase Pg changes.
  • FIG. 6 shows an example of the relationship between the frequency f2 and the power spectral density D2 for the sprung mass acceleration x 2 ′ ′ at each electrical resonance frequency ⁇ m.
  • the numerical value of the frequency f2 shown on the horizontal axis of FIG. 6 it should be noted that the actual numerical value is multiplied by 1 / 3.14 in order to make it easy to understand in Hz. Is).
  • lines 220, 222, 224, 226, and 228 respectively indicate first to third examples and first and second comparative examples.
  • the first to third examples of FIG. 6 correspond to the first to third examples of FIGS. 5A and 5B.
  • the first comparative example of FIG. 6 corresponds to the comparative example of FIGS. 5A and 5B.
  • the second comparative example of FIG. 6 performs active control without LC resonance.
  • the occupants of the vehicle 10 are sensitive to vibrations in relatively low frequency regions (eg, 3-8 Hz).
  • relatively low frequency regions eg, 3-8 Hz.
  • the power spectral density D2 tends to decrease as the resonance frequency ⁇ m approaches the unsprung resonance frequency ⁇ 1. This means that the damping effect on the spring tends to be higher as the resonance frequency ⁇ m approaches the unsprung resonance frequency ⁇ 1.
  • FIG. 7 shows an example of the relationship between the frequency f1 and the power spectral density D1 for the unsprung mass acceleration x 1 ′ ′ at each electrical resonance frequency ⁇ m.
  • lines 230, 232, 234, and 236 respectively indicate first and second examples and a first and second comparative example as in FIG. 6 (the third example is omitted).
  • the first and second examples and the first and second comparative examples in FIG. 7 correspond to the first and second examples and the first and second comparative examples in FIG.
  • the unsprung mass acceleration x 1 ′ ′ affects the steering stability of the vehicle 10.
  • the power spectral density D1 is approximately equal in the relatively high frequency region Rhi. Therefore, the same steering stability can be realized for any of the examples.
  • the capacitor 70 As a countermeasure therefor, it is conceivable to make the capacitor 70 a nonpolar capacitor.
  • existing non-polar capacitors are often unsuitable for mounting in, for example, a vehicle 10 due to their relatively large size.
  • the damper 22 (hydraulic mechanism 32) has a configuration that reduces the possibility of damaging the durability of the capacitor 70.
  • capacitor voltage Vc the voltage of the capacitor 70 (hereinafter referred to as "capacitor voltage Vc") is biased to one of the polarities. Therefore, even if a polarized capacitor is used as the capacitor 70, the possibility of impairing the durability can be reduced.
  • FIG. 8 is a time chart showing an example of the change of the voltage (capacitor voltage Vc) of the capacitor 70 in the present embodiment. As can be seen from FIG. 8, it can be seen that the capacitor voltage Vc is biased to the positive side.
  • the electrical resonance frequency ⁇ m specified by the inductance L of the electromagnetic motor 66 and the capacitance C of the capacitor 70 is set to the unsprung resonance frequency ⁇ 1 or its neighboring value (FIGS. 5 to 7) See first to third examples of
  • the component of the input vibration corresponding to the unsprung resonance frequency ⁇ 1 is passively suppressed (see FIGS. 6 and 7). Therefore, it is possible to suppress the component of the input vibration corresponding to each of the unsprung resonance frequency ⁇ 1 and the sprung resonance frequency ⁇ 2 without actively controlling the electromagnetic motor 66.
  • the force Fa includes the effect (negative spring effect) of reducing the component of the input vibration corresponding to the sprung resonance frequency ⁇ 2.
  • the force Fa includes the effect (negative spring effect) of reducing the component of the input vibration corresponding to the sprung resonance frequency ⁇ 2.
  • the capacitance C of the capacitor 70 is selected such that the electrical resonance frequency ⁇ m becomes the unsprung resonance frequency ⁇ 1 or a value near the unsprung resonance frequency ⁇ 1, the above effect can be easily obtained by selecting the capacitor 70 according to the specifications of the It is possible to play
  • the coil spring 20 is used as a spring for absorbing road surface vibration (input vibration) (FIG. 1).
  • input vibration road surface vibration
  • other types of springs for example, leaf springs.
  • the damper 22 provided with the hydraulic mechanism 32 was used (FIG. 1).
  • the present invention is not limited thereto.
  • configurations such as a ball screw type, a rack and pinion type, a direct type (linear motor) and the like are applicable.
  • the polar capacitor 70 is used in the damper 22 which does not include the hydraulic mechanism 32, the equivalent gear ratio ⁇ is changed depending on whether the motor 66 rotates forward or reverse (for example, the one-way clutch is a rotating shaft of the motor 66). Or, it is also possible to use an arrangement arranged on another rotation shaft connected thereto.
  • the piston rod 44 is disposed on the side of the vehicle body 26 (FIG. 1, etc.).
  • the present invention is not limited to this, and it is also possible to dispose the piston rod 44 on the wheel 24 side.
  • the electromagnetic motor 66 is a direct current type. However, for example, from the viewpoint of control of the negative spring effect or the capacitor 70 with polarity, this is not the only option.
  • the motor 66 may be alternating current type.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electromagnetic motor 66a (hereinafter also referred to as "motor 66a") according to a modification.
  • the motor 66a is a commutator type single-phase AC motor.
  • the motor 66 a includes a rotor 240 and a stator 242.
  • a commutator 246 formed on the rotation shaft 244 of the rotor 240 is in contact with the brush 248 of the stator 242.
  • the commutator 246 and the brush 248 are configured as slip rings.
  • the commutator type single-phase AC motor 66a as shown in FIG. 9 when used, the following effects are obtained. That is, in comparison with a general DC motor having an iron core in the rotor 240, the commutator type single phase AC motor 66a can reduce the moment of inertia significantly. Therefore, for example, when the damper 22 including the motor 66a of FIG. 9 is used for the suspension device 12 of the vehicle 10, it is possible to prevent the deterioration of the ride comfort when the high frequency road surface vibration occurs.
  • the capacitance C is selected so that the electrical resonance frequency ⁇ m specified by the inductance L of the motor 66 and the capacitance C of the capacitor 70 is within ⁇ 20% of the unsprung resonance frequency ⁇ 1.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the electric resonance frequency ⁇ m be within ⁇ 20% of the unsprung resonance frequency ⁇ 1.
  • the capacitor 70 is a polar capacitor.
  • a nonpolar capacitor it is also possible to use a nonpolar capacitor as the capacitor 70.
  • the battery 72 is connected to the capacitor 70, and the power of the capacitor 70 is charged to the battery 72 (FIG. 1).
  • the present invention is not limited thereto.
  • another electrical device for example, an audio device, a navigation device, a display device of an instrument panel
  • the battery 72 can be omitted.
  • the electrical resonance frequency ⁇ m and the like are set in consideration of the negative spring effect.
  • the present invention is not limited to this.
  • a polar capacitor 70 may be used to use LC resonance as in US 2004/0150361 A1 for damping of the unsprung resonance frequency ⁇ 1 or its surrounding range.

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Abstract

　ばね下共振周波数及びばね上共振周波数に対応する入力振動を減衰するためのエネルギ効率を改善することが可能なダンパ及びダンパの製造方法を提供する。ダンパ（２２）では、電磁モータ（６６）のインダクタンス（Ｌ）及びキャパシタ（７０）の容量（Ｃ）により特定される電気共振周波数がばね下共振周波数の±２０％以内に設定されることで、ばね下共振周波数に対応する入力振動に加え、ばね上共振周波数に対応する入力振動が受動的に抑制される。

Description

ダンパ及びダンパの製造方法
　本発明は、入力振動のエネルギを回生するダンパ及びダンパの製造方法に関する。
　米国特許出願公開第２００４／０１５０３６１号公報（以下「ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１」という。）では、制御対象入力に対してアクティブな制御を行いながらも、制御対象以外の入力に対してはパッシブに対処することができ、アクティブ制御が簡単になるばかりでなく、エネルギ効率を向上させることができる車両用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（［０００３］～［０００５］）。
　当該目的を達成するため、ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１の車両用電磁サスペンション装置（要約、図３）は、ばね上とばね下との間にばね要素７と並列に介装され、電気モータ８により駆動される電磁アクチュエータ４を備える。モータコントローラ１７は、電磁アクチュエータ４への変位入力を演算し、変位入力に応じた最適な減衰力になるように電気モータ８を制御するように構成される。電気モータ８の制御回路（要約、図４、図７）には、ばね下からの変位入力に対し電気モータ８の発電制動によりパッシブに減衰力を発生する電気的減衰要素（電気抵抗器２０又は電気共振回路２１）を、電気モータ８と並列に接続する。
　電気的減衰要素のうち電気共振回路２１（図７）は、ばね下共振周波数（例えば、１０Ｈｚ～２０Ｈｚ）に合わせた共振周波数であり、抵抗ＲとコイルＬとコンデンサＣを含む（［００４９］）。これにより、ばね上共振周波数を含む低周波数域の制御対象入力に対する効果的なアクティブ制御と、共振周波数であるばね下共振周波数付近の制御対象入力に対する効果的なパッシブ制御との両立を達成することができるとされている（［００６５］、図９）。ここにいうアクティブ制御は、姿勢制御を含む低周波振動制御を目的とした電気モータ８の電流制御とされている（［００４１］）。
　上記のように、ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１では、電気モータ８の電流制御を用いるアクティブ制御により、ばね上共振周波数を含む低周波数域の制御対象入力に対応する。また、抵抗ＲとコイルＬとコンデンサＣを合わせた電気共振回路２１を用いるパッシブ制御により、ばね下共振周波数付近の制御対象入力に対応する。
　アクティブ制御は、姿勢制御を含む低周波振動制御を目的とした電気モータ８の電流制御であるため（［００４１］）、ばね上共振周波数に対応する入力振動を減衰するためには電気モータ８でのエネルギ消費が発生する。このため、ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１では、ばね下共振周波数及びばね上共振周波数に対応する入力振動を減衰するためのエネルギ効率の観点で改善の余地がある。
　本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、ばね下共振周波数及びばね上共振周波数に対応する入力振動を減衰するためのエネルギ効率を改善することが可能なダンパ及びダンパの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明に係るダンパは、ばねと並列に配置されたダンパ本体と、前記ダンパ本体に入力される入力振動のエネルギを回生することで前記ばねに対する減衰力を発生させる電磁モータと、前記電磁モータと電気的に直列に接続されたキャパシタとを備えるものであって、前記電磁モータのインダクタンス及び前記キャパシタの容量により特定される電気共振周波数がばね下共振周波数の±２０％以内に設定されることで、前記ばね下共振周波数に対応する前記入力振動の成分に加え、ばね上共振周波数に対応する前記入力振動の成分が受動的に抑制されることを特徴とする。
　本発明によれば、電磁モータのインダクタンス及びキャパシタの容量により特定される電気共振周波数をばね下共振周波数の±２０％以内に設定する。これにより、ばね下共振周波数に対応する入力振動の成分に加え、ばね上共振周波数に対応する入力振動の成分を受動的に抑制する。従って、電磁モータをアクティブ制御することなしに、ばね下共振周波数及びばね上共振周波数それぞれに対応する入力振動の成分を抑制することが可能となる。
　すなわち、本発明の発明者は、電気共振周波数をばね下共振周波数又はその近傍値（例えば、ばね下共振周波数の±２０％以内）に設定した場合、アクチュエータとしてのダンパ本体に発生する力には、ばね上共振周波数に対応する入力振動の成分を低減する効果（以下「負ばね効果」という。）が顕著に現れることを発見した。このため、ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１と異なり、ばね上共振周波数に対応する入力振動について電磁モータによるアクティブ制御を行わなくても、ばね下共振周波数及びばね上共振周波数それぞれに対応する入力振動の成分を抑制することが可能となる。従って、ばね上共振周波数に対応する入力振動の成分を抑制するために電力消費をすることなく、むしろ回生により電力を蓄えることで、エネルギ利用効率を改善することが可能となる。なお、「負ばね効果」との名称は、ばねとは反対の作用を奏することに因んでいる。また、負ばね効果の理論的根拠については後述する。
　前記電気共振周波数が前記ばね下共振周波数と等しい値に設定されてもよい。これにより、負ばね効果を非常に有効に利用することが可能となる。
　前記電磁モータは、例えば、直流モータ又は整流子型単相交流モータとすることができる。電磁モータとして整流子型単相交流モータを用いた場合、ロータに鉄心を有する一般的な直流モータと比較して、慣性モーメントを大幅に減少させることができる。従って、例えば、本発明に係るダンパを車両のサスペンション装置に用いた場合、高周波の路面振動が発生した際の乗り心地の悪化を防止することが可能となる。
　本発明に係るダンパの製造方法は、ばねと並列に配置されたダンパ本体と、前記ダンパ本体に入力される入力振動のエネルギを回生することで前記ばねに対する減衰力を発生させる電磁モータと、前記電磁モータと電気的に直列に接続されたキャパシタとを備えるダンパの製造方法であって、前記電磁モータのインダクタンス及び前記キャパシタの容量により特定される電気共振周波数がばね下共振周波数の±２０％以内となるように前記キャパシタの容量を選択することで、前記ばね下共振周波数に対応する前記入力振動の成分に加え、ばね上共振周波数に対応する前記入力振動の成分を受動的に抑制することを特徴とする。これにより、電磁モータの仕様に合わせてキャパシタを選択することで、簡易に上記効果を奏することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るダンパを有するサスペンション装置を搭載した車両の一部を簡略的に示す概略構成図である。 前記実施形態において、ばね下部材とばね上部材が接近するときの様子を示す図である。 前記実施形態において、前記ばね下部材と前記ばね上部材が離間するときの様子を示す図である。 前記実施形態の前記サスペンション装置の動作を説明するための等価モデルを示す図である。 図５Ａは、伝達関数について周波数と振幅の関係の例を、電磁モータのインダクタンス及びキャパシタの容量から特定される電気共振周波数毎に示す図である。図５Ｂは、前記伝達関数について前記周波数と位相の関係の例を、前記電気共振周波数毎に示す図である。 ばね上加速度について周波数とパワースペクトル密度の関係の例を、前記電気共振周波数毎に示す図である。 ばね下加速度について周波数とパワースペクトル密度との関係の例を、前記電気共振周波数毎に示す図である。 前記実施形態におけるキャパシタの電圧の変化の一例を示すタイムチャートである。 変形例に係る電磁モータの構成を簡略的に示す断面図である。
Ａ．一実施形態
［Ａ１．車両１０の構成］
（Ａ１－１．車両１０の全体構成）
　図１は、本発明の一実施形態に係るダンパ２２を有するサスペンション装置１２を搭載した車両１０の一部を簡略的に示す概略構成図である。サスペンション装置１２は、各車輪２４に対応するコイルばね２０及びダンパ２２を有する。
（Ａ１－２．コイルばね２０）
　コイルばね２０は、車体２６とスプリングシート４８との間に配置され、路面３００から車輪２４に入力される振動（路面振動）を吸収する。
（Ａ１－３．ダンパ２２）
（Ａ１－３－１．ダンパ２２の全体構成）
　ダンパ２２は、コイルばね２０（又は車体２６）の変位を減衰させる。図１に示すように、ダンパ２２は、ダンパ本体３０と、油圧機構３２と、モータ回路３４とを備える。
（Ａ１－３－２．ダンパ本体３０）
　ダンパ本体３０は、スプリングシート４８に加え、油圧シリンダ４０、ピストンヘッド４２、ピストンロッド４４及びピストンバルブ４６を備える。油圧シリンダ４０は、円筒状の部材であり、ピストンヘッド４２により、その内部が第１油圧室５０及び第２油圧室５２に区画される。第１油圧室５０及び第２油圧室５２には油が充填されている。ピストンロッド４４は、油圧シリンダ４０の内周面と略等しい直径のピストンヘッド４２をその一端に固定すると共に、他端が車体２６に固定されている。ピストンバルブ４６は、ピストンヘッド４２内に形成され、第１油圧室５０と第２油圧室５２とを連通させる。スプリングシート４８は、油圧シリンダ４０の外周に形成されてコイルばね２０の一端を支持する。なお、上記のような構成を有することにより、ダンパ本体３０は、アクチュエータとして機能する。
（Ａ１－３－３．油圧機構３２）
　油圧機構３２は、ダンパ２２における油の流通を制御するものであり、油圧ポンプ６０と、油流路６２と、アキュムレータ６４と、電磁モータ６６（以下「モータ６６」ともいう。）とを備える。モータ６６は、ダンパ本体３０に入力される入力振動のエネルギを回生することでコイルばね２０に対する減衰力Ｆｄを発生させる。本実施形態のモータ６６は、直流（ＤＣ）式であるが、交流（ＡＣ）式としてもよい。
（Ａ１－３－４．モータ回路３４）
　モータ回路３４は、モータ６６と電気的に連結された回路であり、キャパシタ７０（第１蓄電装置）と、バッテリ７２（第２蓄電装置、電気負荷）を備える。なお、図１のモータ回路３４では、モータ６６のインダクタンスＬとモータ６６の抵抗Ｒを併せて図示している。モータ６６とモータ回路３４を組み合わせることにより、モータ６６の逆起電力によりモータ反力Ｆｍｒ（換言すると、コイルばね２０に対する減衰力Ｆｄ）を発生させることが可能となる。加えて、モータ６６による回生により発電を行うことができる。
　キャパシタ７０は、電磁モータ６６の回生電力を充電し、バッテリ７２又は図示しない他の電気機器（例えば、オーディオ機器、ナビゲーション装置、インスツルメントパネルの表示装置）に対して充電した電力を供給する。本実施形態のキャパシタ７０は、有極性キャパシタである。バッテリ７２は、電磁モータ６６の回生電力又はキャパシタ７０の放電電力を充電し、前記他の電気機器に対して充電した電力を供給する。
　モータ回路３４は、構成が簡素であるため、動作の信頼性が高い。
［Ａ２．ダンパ２２の動作］
　図２は、本実施形態において、ばね下部材８０とばね上部材８２が接近するときの様子を示す。図３は、本実施形態において、ばね下部材８０とばね上部材８２が離間するときの様子を示す。
　図２に示すように、路面３００から路面入力Ｆｉｎがあると、これに伴ってばね下部材８０（車輪２４、油圧シリンダ４０等）がばね上部材８２（車体２６、ピストンヘッド４２、ピストンロッド４４等）に向かって接近する（矢印１００参照）。この際、ピストンヘッド４２に対する圧力は、主として下面９０に作用する。これにより、油圧機構３２（油流路６２等）内の油は、矢印１０２で示す方向に流れる。
　これに伴って、油圧ポンプ６０の回転軸にトルクＴｐが発生する。油圧ポンプ６０の回転軸は、電磁モータ６６の回転軸に連結されている（図１～図３では簡略的に記載している。）。このため、油圧ポンプ６０の回転軸からのトルクＴｐ（出力トルク）は、モータ６６の回転軸に入力される。以下では、モータ６６に発生するトルク（入力トルク）をトルクＴｍ又は入力トルクＴｍという。
　モータ６６への入力トルクＴｍに伴ってモータ６６が回転すると、モータ６６は、入力トルクＴｍに対応した発電（換言すると、入力振動のエネルギの回生）を行う。これにより、モータ回路３４内には電圧Ｖｍが発生し、電流Ｉが流れる。モータ６６が入力トルクＴｍに対応した発電を行う際、逆起電力が発生し、モータ６６の回転軸には反力Ｔｒが発生する。当該反力Ｔｒが油圧ポンプ６０の回転軸に発生すると、路面入力Ｆｉｎに伴って油に作用する力（矢印１０２参照）に対する反力として作用する。これに伴って、ばね下部材８０（車輪２４、油圧シリンダ４０等）にはコイルばね２０に対する減衰力Ｆｄが発生する。従って、コイルばね２０の振動を収束させることが可能となる。
　一方、図３に示すように、路面３００から路面入力Ｆｏｕｔがあると、これに伴ってばね下部材８０（車輪２４、油圧シリンダ４０等）がばね上部材８２（車体２６、ピストンヘッド４２、ピストンロッド４４等）から離間する（矢印１１０参照）。この際、ピストンヘッド４２に対する圧力は、主として上面９２に作用する。これにより、油圧機構３２（油流路６２等）内の油は、矢印１１２で示す方向に流れる。これに伴って、ポンプ６０及びモータ６６は図２の場合と反対に作動する。これに伴い、モータ６６の電圧Ｖｍ及び電流Ｉの向きは、図２と反対になる。
［Ａ３．ダンパ２２の減衰特性］
　次に、本実施形態におけるダンパ２２の減衰特性について説明する。本実施形態の特徴には、負ばね効果を考慮して電気共振周波数ωｍを設定することと、有極性のキャパシタ７０を使用するための構成をダンパ２２（油圧機構３２）が備えることが含まれる。電気共振周波数ωｍ（以下「共振周波数ωｍ」ともいう。）は、モータ６６のインダクタンスＬとキャパシタ７０の容量Ｃから特定される値である。すなわち、電気共振周波数ωｍは、１／｛２√（Ｌ・Ｃ）｝である。上記各特徴については以下に詳述する。
（Ａ３－１．定義）
　図４は、本実施形態のサスペンション装置１２の動作を説明するための等価モデルを示す図である。図４における各種の値の内容は、下記の通りである。
　ｘ0：路面３００の上下方向変位量［ｍ］
　ｘ1：ばね下部材８０の上下方向変位量［ｍ］
　ｘ2：ばね上部材８２の上下方向変位量［ｍ］
　Ｍ1：ばね下部材８０の質量［ｋｇ］
　Ｍ2：ばね上部材８２の質量［ｋｇ］
　ｋ1：ばね下部材８０のばね定数［Ｎ／ｍ］
　ｋ2：コイルばね２０のばね定数［Ｎ／ｍ］
　Ｃ2：ダンパ本体３０の減衰係数［Ｎ／ｍ／ｓ］
　ｕ：電磁モータ６６の制御量
　ばね下部材８０としては、例えば、車輪２４及び油圧シリンダ４０が含まれる。ばね上部材８２としては、例えば、車体２６、ピストンヘッド４２及びピストンロッド４４が含まれる。なお、本実施形態におけるモータ６６の制御量ｕは、例えば、回生エネルギで示すことができる。
（Ａ３－２．ダンパ本体３０（アクチュエータ）に発生する力Ｆａ（負ばね効果））
（Ａ３－２－１．理論的な説明）
　次に、ダンパ本体３０（アクチュエータ）に発生する力Ｆａに言及しながら、負ばね効果を説明する。
　本実施形態のダンパ２２では、次の関係が成り立つ。
　Ｆａ＝λ・Ｔｐ　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　λ＝θ／（ｘ2－ｘ1）　　　　　　　　　　　　　（２）
　Ｉｍｐ・θ’’＝Ｔｍ－Ｔｐ　　　　　　　　　　（３）
　Ｌ・Ｉ’’＋Ｒ・Ｉ’＋Ｉ／Ｃ＋Ｖｍ’＝０　　　（４）
　Ｔｍ＝Ｋｅ・Ｉ　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
　Ｖｍ＝Ｋｅ・θ’　　　　　　　　　　　　　　　（６）
　式（１）～式（６）における各種数値の内容は、下記の通りである。
　Ｃ：キャパシタ７０の容量［Ｆ］
　Ｆａ：ダンパ本体３０（アクチュエータ）に発生する力［Ｎ］
　Ｉ：モータ回路３４に流れる電流［Ａ］
　Ｉ’：モータ回路３４に流れる電流の速度［Ａ／ｓ］
　Ｉ’’：モータ回路３４に流れる電流の加速度［Ａ／ｓ／ｓ］
　Ｉｍｐ：油圧ポンプ６０及びモータ６６の慣性モーメント［ｋｇ・ｍ2］
　Ｋｅ：モータ６６の誘起電圧定数（＝モータ６６のトルク定数）
　Ｌ：モータ６６のリアクタンス［Ω］
　Ｒ：モータ６６の抵抗［Ω］
　Ｔｍ：モータ６６のトルク［Ｎ・ｍ］
　Ｔｐ：油圧ポンプ６０のトルク［Ｎ・ｍ］
　Ｖｍ：モータ６６の出力電圧（モータ電圧）［Ｖ］
　Ｖｍ’：モータ電圧Ｖｍの時間微分値［Ｖ］
　ｘ1：ばね下部材８０の上下方向変位量［ｍ］
　ｘ2：ばね上部材８２の上下方向変位量［ｍ］
　λ：等価ギヤ比［－］
　θ：モータ６６の回転軸の回転角度［ｄｅｇ］
　θ’：モータ６６の回転軸の回転速度［ｄｅｇ／ｓ］
　θ’’：モータ６６の回転軸の回転加速度［ｄｅｇ／ｓ／ｓ］
　式（１）～式（６）についてラプラス変換を行うと、ダンパ本体３０（アクチュエータ）に発生する力Ｆａは、次の式（７）で表すことが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（７）の右辺第１項の「－λ2・Ｉｍｐ（ｘ2’’－ｘ1’’）」は、負ばね効果を示す。すなわち、ばね下部材８０はばね上部材８２に対して上下方向の進退を繰り返すため、ばね下部材８０とばね上部材８２の位置関係は三角関数で近似することが可能である。このため、「λ2・Ｉｍｐ（ｘ2’’－ｘ1’’）」は、「Ｋ（ｘ2－ｘ1）」と同等といえる（Ｋはばね定数である。）。また、式（７）の右辺第１項は「－」を含む。このため、式（７）の右辺第１項は、コイルばね２０と逆向きの力を意味することとなる。その結果、式（７）の右辺第１項は、ばね上共振周波数ω２又はその周辺の振動を抑制する効果を発揮することとなる。
　式（７）の右辺第２項の「－λ2・Ｋｅ2・ｓ／｛Ｌ・ｓ2＋Ｒ・ｓ＋（１／Ｃ）｝・（ｘ2’－ｘ1’）」は、ダンパ本体３０（アクチュエータ）による減衰力を示す。
　式（７）を伝達関数Ｆａ／（ｘ2’－ｘ1’）の形で表すと、次の式（８）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上記のように、ダンパ本体３０（アクチュエータ）に発生する力Ｆａは、ばね上共振周波数ω２又はその近傍について負ばね効果を生じる。このため、モータ６６及びモータ回路３４の電気共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１を基準として設定すれば、ばね上及びばね下のいずれについても制振効果を効果的に発揮することが可能となる。
（Ａ３－２－２．伝達関数Ｇの例）
　上記のような負ばね効果を踏まえ、モータ６６及びモータ回路３４の電気共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１を基準として設定した例について、比較例と対比しながら説明する。
　図５Ａは、伝達関数Ｇについての周波数ｆｇと振幅Ｍｇの関係の例を、モータ６６のインダクタンスＬ及びキャパシタ７０の容量Ｃから特定される電気共振周波数ωｍ毎に示す。図５Ｂは、伝達関数Ｇについての周波数ｆｇと位相Ｐｇの関係の例を、電気共振周波数ωｍ毎に示す。図５Ａ及び図５Ｂを合わせて、本実施形態におけるダンパ２２の周波数特性を示すボード線図を構成する。
　図５Ａ及び図５Ｂにおいて、線２００、２１０は、共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１（本実施形態では、７６．６［ｒａｄ／ｓ］）よりも約６．５％大きい周波数（本実施形態では、８１．６［ｒａｄ／ｓ］）とした第１例を示す。線２０２、２１２は、共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１と等しい値とした第２例を示す。線２０４、２１４は、共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１よりも約１７．５％小さい周波数（本実施形態では、６３．２［ｒａｄ／ｓ］）とした第３例を示す。線２０６、２１６は、共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１よりも約３０．０％小さい周波数（本実施形態では、５３．６［ｒａｄ／ｓ］）とした比較例を示す。
　図５Ａ及び図５Ｂにおいて、車両１０の乗員の乗り心地に影響する周波数領域Ｒｒｑ（以下「乗り心地制御領域Ｒｒｑ」ともいう。）では、第１例、第２例、第３例及び比較例のいずれについてもそれほど振幅Ｍｇが変化しないが、位相Ｐｇが変化している。
（Ａ３－２－３．ばね上の特性の例）
　図６は、ばね上加速度ｘ2’’について周波数ｆ２とパワースペクトル密度Ｄ２の関係の例を、電気共振周波数ωｍ毎に示す。図６の横軸に示す周波数ｆ２の数値については、単位Ｈｚで理解し易くするため、いずれも実際の数値を「１／３．１４」倍していることに留意されたい（図７も同様である。）。図６において、線２２０、２２２、２２４、２２６、２２８は、それぞれ第１例～第３例及び第１・第２比較例を示す。図６の第１例～第３例は、図５Ａ、図５Ｂの第１例～第３例に対応する。図６の第１比較例は、図５Ａ及び図５Ｂの比較例に対応する。図６の第２比較例は、ＬＣ共振を伴わずにアクティブ制御を行うものである。
　一般に、車両１０の乗員は、比較的低周波の領域（例えば、３～８Ｈｚ）の振動に敏感である。図６からわかるように、比較的低周波の領域Ｒｌｏｗでは、共振周波数ωｍがばね下共振周波数ω１に近づくほどパワースペクトル密度Ｄ２が低減する傾向にある。このことは、共振周波数ωｍがばね下共振周波数ω１に近づくほどばね上の制振効果が高い傾向にあることを意味している。
（Ａ３－２－４．ばね下の特性の例）
　図７は、ばね下加速度ｘ1’’について周波数ｆ１とパワースペクトル密度Ｄ１の関係の例を、電気共振周波数ωｍ毎に示す。図７において、線２３０、２３２、２３４、２３６は、図６と同様、それぞれ第１例・第２例及び第１・第２比較例を示す（第３例については省略している。）。図７の第１例・第２例及び第１・第２比較例は、図６の第１例・第２例及び第１・第２比較例に対応する。
　一般に、ばね下加速度ｘ1’’は、車両１０の操縦安定性に影響する。図７からわかるように、比較的高周波の領域Ｒｈｉでは、パワースペクトル密度Ｄ１が略同等である。このため、いずれの例についても同等の操縦安定性を実現可能である。
（Ａ３－３．有極性のキャパシタ７０を使用可能とする構成）
（Ａ３－３－１．前提）
　上記のような負ばね効果を発生させる前提として、路面入力Ｆｉｎ、Ｆｏｕｔ（図２及び図３）に伴う上下運動によるモータ６６の正転又は逆転によりモータ回路３４においてＬＣ共振を発生させる必要がある。モータ回路３４をＬＣ共振させる場合、モータ６６の出力電圧Ｖｍが正の値と負の値で連続的に切り替わる。ここで、キャパシタ７０が有極性であると、キャパシタ７０の耐久性を損うおそれがある。
　そのための対策として、キャパシタ７０を無極性キャパシタにすることが考えられる。しかしながら、既存の無極性キャパシタは、寸法が比較的大きくなるため、例えば、車両１０に搭載するのに不向きであることが多い。
　そこで、本実施形態では、キャパシタ７０を有極性キャパシタにした場合であっても、キャパシタ７０の耐久性を損う可能性を低くするような構成をダンパ２２（油圧機構３２）に持たせる。
（Ａ３－３－２．具体的内容）
　キャパシタ７０を有極性キャパシタにした場合であっても、キャパシタ７０の耐久性を損う可能性を低くするため、本実施形態ではモータ６６の正転における発電量と逆転における発電量とを相違させる構成を用いる。
　図２に示すように、ばね下部材８０とばね上部材８２が接近するとき、ばね上部材８２に含まれるピストンヘッド４２は、ばね下部材８０に接近する。この際、ピストンヘッド４２に対する圧力は、主として下面９０に作用する。
　一方、図３に示すように、ばね下部材８０とばね上部材８２が離間するとき、ばね上部材８２に含まれるピストンヘッド４２は、ばね下部材８０から離間する。この際、ピストンヘッド４２に対する圧力は、主として上面９２に作用する。
　図２及び図３から明らかなように、本実施形態では、ピストンロッド４４は、車体２６側に固定され、ばね上部材８２に含まれる。このため、下面９０の表面積Ａｌｏｗと比較して上面９２の表面積Ａｕｐは小さい。従って、モータ６６の回転軸の回転角度θの変化量又は等価ギヤ比λ｛＝θ／（ｘ２－ｘ１）｝は、ばね下部材８０とばね上部材８２が接近するとき（図２）とばね下部材８０とばね上部材８２が離間するとき（図３）とで異なる。具体的には、接近するときの方が、離間するときよりも、回転角度θの変化量及び等価ギヤ比λが大きくなる。
　接近するときと離間するときとで等価ギヤ比λが異なると、接近するときと離間するときとでモータ６６の回生電力も異なる。このため、キャパシタ７０の電圧（以下「キャパシタ電圧Ｖｃ」という。）は、一方の極性に偏ることとなる。従って、キャパシタ７０として有極性キャパシタを用いても耐久性を損う可能性を低くすることが可能となる。
（Ａ３－３－３．キャパシタ７０の電圧変化の例）
　図８は、本実施形態におけるキャパシタ７０の電圧（キャパシタ電圧Ｖｃ）の変化の一例を示すタイムチャートである。図８からわかるように、キャパシタ電圧Ｖｃは正の方に偏位していることがわかる。
［Ａ４．本実施形態における効果］
　以上のような本実施形態によれば、電磁モータ６６のインダクタンスＬ及びキャパシタ７０の容量Ｃにより特定される電気共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１又はその近傍値に設定する（図５～図７の第１例～第３例参照）。これにより、ばね下共振周波数ω１に対応する入力振動の成分に加え、ばね上共振周波数ω２に対応する入力振動の成分を受動的に抑制する（図６及び図７参照）。従って、電磁モータ６６をアクティブ制御することなしに、ばね下共振周波数ω１及びばね上共振周波数ω２それぞれに対応する入力振動の成分を抑制することが可能となる。
　すなわち、本発明の発明者は、電気共振周波数ωｍをばね下共振周波数ω１又はその近傍値（例えば、ばね下共振周波数ω１の±２０％以内）に設定した場合、ダンパ本体３０（アクチュエータ）に発生する力Ｆａには、ばね上共振周波数ω２に対応する入力振動の成分を低減する効果（負ばね効果）が含まれることを発見した。このため、ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１と異なり、ばね上共振周波数ω２に対応する入力振動について電磁モータ６６によるアクティブ制御を行わなくても、ばね下共振周波数ω１及びばね上共振周波数ω２それぞれに対応する入力振動の成分を抑制することが可能となる。従って、ばね上共振周波数ω２に対応する入力振動の成分を抑制するために電力消費をすることなく、むしろ回生により電力を蓄えることで、エネルギ利用効率を改善することが可能となる。
　また、電気共振周波数ωｍがばね下共振周波数ω１又はその近傍値となるようにキャパシタ７０の容量Ｃを選択した場合、電磁モータ６６の仕様に合わせてキャパシタ７０を選択することで、簡易に上記効果を奏することが可能となる。
Ｂ．変形例
　なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
［Ｂ１．適用対象］
　上記実施形態では、サスペンション装置１２又はダンパ２２を車両１０に適用した例を説明した（図１）。しかしながら、例えば、負ばね効果又は有極性のキャパシタ７０の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、その他の装置（例えば、船舶、飛行機、エレベータ、測定装置又は製造装置）にサスペンション装置１２又はダンパ２２を適用することも可能である。
［Ｂ２．サスペンション装置１２］
（Ｂ２－１．コイルばね２０）
　上記実施形態では、路面振動（入力振動）を吸収するためのばねとしてコイルばね２０を用いた（図１）。しかしながら、例えば、路面振動（入力振動）を吸収する観点からすれば、その他の種類のばね（例えば、板ばね）を用いることも可能である。
（Ｂ２－２．ダンパ２２）
　上記実施形態では、油圧機構３２を備えるダンパ２２を用いた（図１）。しかしながら、例えば、負ばね効果又は有極性のキャパシタ７０の観点からすれば、これに限らない。例えば、ボールねじ式、ラック＆ピニオン式、ダイレクト式（リニアモータ）等の構成を適用可能である。なお、油圧機構３２を備えないダンパ２２において有極性のキャパシタ７０を用いる場合、モータ６６の正転時と逆転時とで等価ギヤ比λを変化させる構成（例えば、ワンウェイクラッチをモータ６６の回転軸又はこれに連結された他の回転軸に配置した構成）を用いることも可能である。
　上記実施形態では、ピストンロッド４４を車体２６側に配置した（図１等）。しかしながら、例えば、負ばね効果又は有極性のキャパシタ７０の観点からすれば、これに限らず、ピストンロッド４４を車輪２４側に配置することも可能である。
（Ｂ２－３．油圧機構３２）
　上記実施形態では、モータ６６による減衰力Ｆｄを、油を介して伝達した（図２及び図３）。しかしながら、例えば、モータ６６による減衰力Ｆｄを伝達する観点からすれば、油以外の流体（例えば、エア）を用いることも可能である。
（Ｂ２－４．電磁モータ６６）
　上記実施形態では、電磁モータ６６は、直流式であった。しかしながら、例えば、負ばね効果又は有極性のキャパシタ７０の制御の観点からすれば、これに限らない。例えば、モータ６６は、交流式としてもよい。
　図９は、変形例に係る電磁モータ６６ａ（以下「モータ６６ａ」ともいう。）の構成を簡略的に示す断面図である。モータ６６ａは、整流子型単相交流モータである。図９に示すように、モータ６６ａは、ロータ２４０とステータ２４２とを備える。ロータ２４０の回転軸２４４に形成された整流子２４６は、ステータ２４２のブラシ２４８に接している。本変形例では、整流子２４６とブラシ２４８はスリップリングとして構成される。
　図９に示すような整流子型単相交流モータ６６ａを用いる場合、次の効果を奏する。すなわち、ロータ２４０に鉄心を有する一般的な直流モータと比較して、整流子型単相交流モータ６６ａは、慣性モーメントを大幅に減少させることができる。従って、例えば、図９のモータ６６ａを備えるダンパ２２を車両１０のサスペンション装置１２に用いた場合、高周波の路面振動が発生した際の乗り心地の悪化を防止することが可能となる。
（Ｂ２－５．キャパシタ７０）
　上記実施形態では、モータ６６のインダクタンスＬ及びキャパシタ７０の容量Ｃにより特定される電気共振周波数ωｍがばね下共振周波数ω１の±２０％以内となるように容量Ｃを選択した。しかしながら、例えば、負ばね効果又は有極性のキャパシタ７０の観点からすれば、これに限らない。例えば、モータ６６のインダクタンスＬとは別にインダクタンスを設けることで電気共振周波数ωｍがばね下共振周波数ω１の±２０％以内となるようにすることも可能である。
　上記実施形態では、キャパシタ７０を有極性キャパシタとした。しかしながら、例えば、ダンパ２２の用途又は負ばね効果の観点からすれば、キャパシタ７０として無極性キャパシタを用いることも可能である。
（Ｂ２－６．バッテリ７２）
　上記実施形態では、キャパシタ７０に対してバッテリ７２を接続して、キャパシタ７０の電力をバッテリ７２に充電させた（図１）。しかしながら、例えば、負ばね効果又は有極性のキャパシタ７０の観点からすれば、これに限らない。例えば、バッテリ７２の代わりに他の電気機器（例えば、オーディオ機器、ナビゲーション装置、インスツルメントパネルの表示装置）をキャパシタ７０に接続することも可能である。或いは、バッテリ７２を省略することも可能である。
［Ｂ３．負ばね効果］
　上記実施形態では、負ばね効果を考慮して電気共振周波数ωｍ等を設定した。しかしながら、例えば、有極性のキャパシタ７０を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、電気共振周波数ωｍをばね上共振周波数ω２又はその近傍に合わせて設定する構成に有極性のキャパシタ７０を適用することも可能である。或いは、ＵＳ ２００４／０１５０３６１ Ａ１のようなＬＣ共振をばね下共振周波数ω１又はその周辺の範囲の制振に用いるために有極性のキャパシタ７０を用いてもよい。

Claims (4)

  1. 　ばね（２０）と並列に配置されたダンパ本体（３０）と、
    　前記ダンパ本体（３０）に入力される入力振動のエネルギを回生することで前記ばね（２０）に対する減衰力を発生させる電磁モータ（６６、６６ａ）と、
    　前記電磁モータ（６６、６６ａ）と電気的に直列に接続されたキャパシタ（７０）と
    　を備えるダンパ（２２）であって、
    　前記電磁モータ（６６、６６ａ）のインダクタンス及び前記キャパシタ（７０）の容量により特定される電気共振周波数がばね下共振周波数の±２０％以内に設定されることで、前記ばね下共振周波数に対応する前記入力振動の成分に加え、ばね上共振周波数に対応する前記入力振動の成分が受動的に抑制される
    　ことを特徴とするダンパ（２２）。
  2. 　請求項１に記載のダンパ（２２）において、
    　前記電気共振周波数は、前記ばね下共振周波数と等しい値に設定される
    　ことを特徴とするダンパ（２２）。
  3. 　請求項１又は２に記載のダンパ（２２）において、
    　前記電磁モータ（６６、６６ａ）は、整流子型単相交流モータである
    　ことを特徴とするダンパ（２２）。
  4. 　ばね（２０）と並列に配置されたダンパ本体（３０）と、前記ダンパ本体（３０）に入力される入力振動のエネルギを回生することで前記ばね（２０）に対する減衰力を発生させる電磁モータ（６６、６６ａ）と、前記電磁モータ（６６、６６ａ）と電気的に直列に接続されたキャパシタ（７０）とを備えるダンパ（２２）の製造方法であって、
    　前記電磁モータ（６６、６６ａ）のインダクタンス及び前記キャパシタ（７０）の容量により特定される電気共振周波数がばね下共振周波数の±２０％以内となるように前記キャパシタ（７０）の容量を選択することで、前記ばね下共振周波数に対応する前記入力振動の成分に加え、ばね上共振周波数に対応する前記入力振動の成分を受動的に抑制する
    　ことを特徴とするダンパ（２２）の製造方法。
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