JPH01127403A - 電磁作動式支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的にはＮ、磁作動式支持装置に関し、特に
車両における車輪用サスペンションとして使用すること
ができる電磁作動式支持装置に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕磁場
において力を発生させるものとして３種類の物理的効果
が公知となっている。、その第１番目のものは電流導体
間に作用する力で、第２番目のものは電流導体と磁性材
料間に作用する力で、第３番目のものは異なった透磁率
の材料間の界面に作用する力である。これら物理的効果
は、基本的には移動する電荷間の力にほかならない。

異なった透磁率を有する物質量の界面に作用する力を利
用したものとして電磁作動式切換装置、接触器（ｃｏｎ
ｔａｃｔｏｒ）、リレー等が知られており、これら公知
の構成では、力が作用する界面は磁場の方向に対し垂直
に延び、鉄心等からなる可動部材は磁場の方向に移動す
る。この場合、可動部材の移動開始時における可動部材
と磁極間の空隙（界面は可動部材と空気との接触面であ
る）に形成される磁束の長さは、少なくとも可動部材の
全移動距離と等しくなければならないため、電磁石の巻
線に供給される励起電流の大部分は前記空隙に磁場を形
成するのに消費されることになる。この結果、可動部材
の移動開始時の大きな空隙に形成されるＶＡｌは弱いも
のとなり、可動部材に作用する引張力も弱いものとなっ
てしまう。移動開始時の可動部材に作用する力を増加さ
せるには、巻線に供給される励起電流もそれに対応して
増加させなければならない。一方、可動部材の移動行程
の終端近傍では空隙が小さくなって、引張力（加速度）
の最大値を示すが、この最大値は不当に大きな場合もあ
る。また、公知の構成では所要電流が大きいため高温発
生の問題もある。

さらに上記公知の構成における別な欠点は、カー変位量
特性が変更することのできない非線形のものであり、可
動部材の変位量とそれに作用する力との間の線形な関係
が必要な場合や、カー変位量特性を任意に制御すること
が要求される場合には適用できないことである。このよ
うな条件は、例えば動的負荷がかかる機械の取付けの場
合に要求される。

車両（自動車）における車輪用サスペンションの場合に
は、高い快適走行性及び安全走行性が不可欠であり、こ
のためには、車両のローリングやピッチング等の原因と
なる負荷変動や走行条件変動を可能な限り補償する必要
がある。

車両は路面の不規則性のために種々な振動を受け、これ
により快適走行性や安全走行性が阻害される。車両の振
動には６種Ｒ（自由度６）あり、このうち最も重要なの
が、垂直振動、ローリング及びピッチングである。

軟らかいサスペンションを用いれば車両の快適走行性は
向上する。しかしながら、軟らかいサスペンションを用
いた車両は、特に軽荷重状態において、カーブを曲がる
場合や発進・制動時の場合に好ましくない振動特性を有
するとともに、安全走行性の点で問題がある。この問題
は、最大荷重状態と最小荷重状態の重量差の大きな軽量
構造の車両の場合に特に顕著である。

快適走行性という観点からは特に垂直振動が重要となり
、軟らかいサスペンションを用いた場合には硬いサスペ
ンションを用いた場合よりも垂直振動の加速度が小さく
なる。一方、スプリング振動は振動緩衝装置を用いて減
衰させる必要があるが、大きな振動緩衝力は快適走行性
に悪影響を与える。従って、快適走行性を得るには、サ
スペンションと振動緩衝装置とを最適にマツチさせなけ
ればならない。しかしながら、かかる最適化は安全走行
性に必要とされる要件とは一敗しない。すなわち、安全
走行性の観点からは走行中に車輪にかかる負荷変化が決
定的因子となる。動的車輪負荷による振動は、振動緩衝
力を大きく、車軸質量を軽く、タイヤを軟らかくするこ
とにより小さくすることができる。しかしながら、サス
ペンション及びタイヤを軟らかくすることによりカーブ
走行時や加速（停止状態からの）及び制動時における路
面保持性を阻害させてはならない、従って、従来からサ
スベンジジンと振動緩衝とのマツチングは快適走行性と
安全走行性との妥協点に求められていた。

西独特許第３４１０４７３号明細書には、車両用のサス
ペンション装置が開示されており、このサスペンション
装置は車両におけるスプリング付勢された質量部材とス
プリング付勢されていない質量部材との間に取付けられ
る。当該サスペンション装置は、比較的大きな正のばね
定数（ｐｏｓｉｔｉ−ｖｅ　ｓｐｒｉｎｇ　ｒａｔｅ）
を有する機械的スプリング又は空圧若しくは油圧スプリ
ングと、このスプリングに平行に配置された磁気作動式
の非線形補整スプリング（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｃｏｒ
ｒｅｃｔｉｏｎ　ｓｐｒｉｎｇ）と、さらにこの補整ス
プリングに平行に配置されたショックアブソーバとを備
えている。補整スプリングは死点スプリング（ｄｅａｄ
ｃｅｎｔｒｅ　ｓｐｒｉｎｇ）として作用し、スプリン
グ特性曲線の七口点通過（ｚｅｒｏ　ｐａｓｓ−ａｇｅ
）すると負のばね定数（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｓｐｒｉｎ
ｇ　ｒａｔｓ）を示す。この補整スプリングは同心状に
配置した２個のリングディスクに取付けた永久磁石を備
えており、一方のリングディスクはスプリング付勢され
た質量部材に連結され、他方のリングディスクはスプリ
ング付勢されていない質量部材に連結され、これにより
トーションばねを構成する。このトーションばねは段階
的に調整可能であり、これによりレベル制御やサスペン
ションの快適性向上を達成する。上記永久磁石の磁気軸
は補整スプリングの移動方向と平行に延びているため非
線形の特性となる。

上記サスペンション装置の欠点は、構造が複雑であるう
えに、異なった車体や伝動系に適合させるうえで融通性
を欠くことにある。また、かかるサスペンション装置は
コスト上の理由でレーシングカー等の特殊車両に適用す
るには限界があるとともに、自動車における連続的板付
けには適していないという問題もあった。非線形の特性
ゆえに、負荷変動や走行条件変動に対して不連続にしか
対応することができなかった。従って、このサスペンシ
ョン装置を角いても、サスペンションと振動緩衝とのマ
ツチングは、快適走行性と安全走行性の不充分な妥協に
止まっていた。

米国特許第３００６６５６号明細書は、パウダーカップ
リング（ｐｏｗｄｅｒ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の原理で作
動する構成を開示している。この場合、電磁的保持力に
より移動を抑止する力（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ　ｆｏ
ｒｃｅ）が発生し、この抑止力を緩衝の目的に利用する
ものであるが、カー変位量の関係は非線形であり、変更
できないものである。

本発明は線形的に支持力を変更可能とすることにより普
遍的に使用できる電磁作動式支持装置を提供することを
その課題とする。

さらに、本発明は電磁作動式支持装置を使用することに
より、異なった走行条件下でも高い安全走行性と快適走
行性を保証できる車両を提供することも課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、電流により励
起される巻線を備えた少なくとも１つのステータと、高
１ｓｉｆｆ性を有する少なくとも１つの鉄心部を備えた
ランナーとを具備し、前記ランナーが前記巻線により形
成された磁場の方向と垂直に直線移動することができ、
前記巻線への励起電流を制御できるように構成したこと
を特徴とする電磁作動式支持装置を提供する。前記巻線
への励起電流は前記ランナーと前記ステータとの相関関
係を表す少なくとも１つの制御パラメータに応じて変化
するように構成するのが好ましい。

本発明の好適に実施例によれば、制御パラメータを表す
少なくとも１つのセンサ検知信号に応じて前記巻線への
励起電流を少なくとも１つの電子制御要素を介して制御
するための少なくとも１つのマイクロプロセッサ−が設
けられている。

本発明は車両の車輪用サスペンションのための電磁作動
式支持装置も併せて提供する。好ましくは、各車輪用サ
スペンションにおける各ステータの巻線への励起電流は
車両の速度及び／又は高さ位置及び／又は加速度に応じ
て制御される。ランナー、すなわちサスペンションの初
期位置は、ランナーが単一の鉄心部のみを有する場合に
は、咳ランナーに対して並列又は直列に配置された追加
要素（例えばスプリング）との関連でステータの巻線に
供給する励起電流を調整す、ることにより設定し、ラン
ナーが少なくとも２つの鉄心部を有する場合には、各ス
テータの巻線に供給する励起電流のみを調整することに
より設定することができる。

〔作用及び効果〕

本発明に係る電磁作動式支持装置では、電磁力が作用す
る界面は磁場の方向に平行に延びることになる。そして
、空隙、すなわち磁掻間の空隙に形成される磁束長さは
ランナーの移動距離とは無関係である。この結果、ラン
ナーの鉄心部における磁気誘導もランナーの移動距離と
は無関係になり、ステータの巻線におけるアンペア回数
のみによって支配することができる。

冒頭で述べた公知の構成と比較した場合、寸法と電流の
大きさが同じであれば、本発明の電磁作動式支持装置は
ランナー（可動部材）の移動開始時においてその鉄心部
により大きな磁気誘導を得ることができ、達成できる引
張力も大きなものとなる。さらに、本発明の電磁作動式
支持装置では、外力によるランナーの移動により巻線に
流れる電流が変動するが、ランナーの単位移動距離当た
りのその変動最大値、すなわち電流の算術平均値に対す
る二乗平均平方根値の比が小さいので巻線用銅線がより
有効に利用できる。このことは、エネルギーの観点から
特に有利である。

本発明の電磁作動式支持装置では、巻線への励起電流が
一定である限りランナーに作用する引張力はランナーの
位置とは無関係である。従って、支持装置の作動範囲内
においてはランナーの移動量とは独立した一定の動作特
性が得られる。

ランナーの界面に作用する力を有効に利用するには透磁
率が極めて重要となる。従って、本発明の電磁作動式支
持装置ではランナー　における１Ｒｉｆｆ率を変更する
ことによっても異なった条件に適合させることが可能で
ある。

本発明の電磁作動式支持装置では、ランナーは磁束の方
向と垂直に移動するため、該ランナーとステータの磁極
との間の空隙に形成される磁束長さは一定で、しかも空
隙のサイズは最小限に抑えることができる０本発明の電
磁作動式支持装置において、ランナーが外力により移動
した場合には、小さな渦電流による緩衝作用を発揮する
ため、走行中の特定の振動条件下、特に本発明の支持装
置によって支持される構造体の共鳴振動領域では、効果
的に振動を抑制することができる。かがる振動抑制効果
は、ランナーに２つの鉄心部を設け、これに対応する２
つのステータの巻線に励起電流を供給するように構成す
れば特に有利なものとなる。

本発明の電磁作動式支持装置においては、上記した物理
的現象を利用することにより、種々なパラメータに応じ
て該支持ｖｔ置の動作特性を変化させることができる。

そして、本発明の支持装置が好適に使用できる分野は、
負荷が動的に変動する機械類においてのレベル安定化さ
せた取付けに限られず、車両におけるサスペンションに
まで拡大することができる。後者の利用分野の場合、本
発明の支持装置は構成が極めて簡単であるためそれを取
付けた車両の車体も簡単な構成となり、それにもかかわ
らず電磁制御により種々な特性又は作動モードを確保で
きるとともに、車両の連続生産において車体への支持装
置の取付けを経済的に行うことができる０本発明の電磁
作動式支持装置は電磁作動式スプリング装置として使用
することができ、このスプリング装置の特性は線形的に
調整できるとともに、巻線への励起電流を変化させるこ
とにより、磁界の方向とは垂直にランナーを移動させて
ステータの孔又は孔状間隙に引き込むことが可能である
。

本発明の電磁作動式支持装置は、電流により励起される
巻線を備えた少なくとも１つのステータと、少なくとも
１つの鉄心部を備えた直線移動可能なランナーからなる
構成なのでコンパクトで軽量であり、従来車輪用サスペ
ンションに用いられていたスプリング式緩衝装置に容易
にとって代わることができる。そして、ステータの巻線
への励起電流を車速に応じて制御すれば、安全走行性及
び快適走行性の観点から種々な速度における最適なばね
定数を選定することが可能となる。さらに、本発明の電
磁作動式支持装置は、垂直振動、ピッチング及びローリ
ング番好都合に抑制することができる。

車両の振動はサスペンションスプリングと振動緩衝装置
とを適切にマツチングさせることにより抑制することが
できる。本発明の好適な実施例では、車輪用サスペンシ
ョンにおける緩衝機能の制御をステータに対するランナ
ーの相対変位速度に応じて行うように構成している。こ
のようにすれば、所望の緩衝特性を得ることができ、あ
らゆる走行状態においてサスペンションと振動緩衝装置
との最適なマツチングを達成できる。

以上の制御運転を行うためには、車速を検知するための
速度センサと、ランナーの変位速度を検知するための変
位速度センサ（各々の車輪用サスペンションにつき）と
が設けられる。このようにすれば、種々な車速に応じて
快適走行性及び安全走行性を確保するために必要な条件
を各々のサスペンシランについて考慮することができる
。

本発明の好適な実施例によれば、車両のレベル調整（車
高及び水平度）を行うために、変位量センサからの信号
に基づいて各サスペンションの制御が行われる。これに
より、負荷条件とは独立して車両レベルを有利に制御す
ることが可能となる。

また、レベル調整に加え、各サスペンションのばね定数
及び緩衝特性の制御を車速に依存しつつ行うことができ
るとともに、負荷に依存しつつ補整ができるため、カー
ブ走行時及び加速又は制動時におけるレベル安定化を図
ることが可能である。

この目的では、発進又は制動時における加速力及びカー
ブ走行時の向心力を検知するだめの中央加速度センサを
設けるのが有利である。

本発明の電磁作動式支持装置を好適に制御するには、セ
ンサからの信号に応じて各ステータの巻線に供給される
励起電流を少なくとも１つの電子制御要素を介して制御
するための少なくとも１つのマイクロプロセッサ−を設
ける。例えばこのマイクロプロセッサ−が加速度センサ
からの信号を受けると、より高い負荷のかかっている車
輪のサスペンションが本発明の電磁作動式支持装π（ス
プリング装置）によって硬くなる。発進時又は加速時に
は後輪のサスペンションの剛性がよりばね力の増加した
電磁作動式スプリングによって高くなる。同様にして、
カーブ走行時における車両のローリンクラ、外輪側のサ
スペンションを硬くして内輪側のサスペンションを軟ら
かくすることにより抑制することができる。さらに、カ
ーブ走行時における遠心力に対抗するために車両を傾斜
させることも可能である。

種々なセンサからの信号は常時マイクロプロセッサ−に
供給され、定期的に呼び出される。マイクロプロセンサ
ーからの出力信号は、センサからの信号の関数であり、
ステータの巻線に供給されるべき励起電流の所望値を表
している。この出力信号はデジタル値で与えられ、Ｄ／
Ａコンバークにおいてアナログ値に変換される。制御要
素（アンプ）が、人力された電流をｌ場形成に適した値
まで増幅させる。

マイクロプロセッサ−は一定の計算方式に従って動作す
るが、この計算方式はユーザの特定の要件を考慮して専
門家に設定することができる。この計算方式には、ステ
ータとランナーとの間のあらゆる可能な従属関係が含ま
れており、どの態様の従属関係を選択するかはセンサか
らマイクロプロセンサーに供給される制ｉｎパラメータ
により決定される。

本発明のさらに好適な構成では、ランナーが円柱伏に構
成され、その鉄心部はプラスチック類の非磁性部間に介
在させられる。一方、ステータは鉄心を有し、この鉄心
は孔又は孔状間隙を有することにより対向する磁極を形
成するとともに、その孔又は孔状間隙にランナーを受容
している。上記孔又は孔状間隙の直径はランナーの直径
よりも大きく、該孔又は孔状間隙の領域におけるステー
タの鉄心の厚さはランナーにおける鉄心部の長さに等し
いかそれ以下である。ランナーの移動を案内するために
、ステータの上下にプラスチック類の軸受ブツシュが取
付けられている。このように構成することにより、本発
明に係る電磁作動式支持装置を特にコンパクトにするこ
とが可能となる。

ランナーは少なくとももう１つの高透磁性鉄心部を有し
、これに対応して少なくとももう１つのステータを設け
るのが好ましい。このようにすれば制御可能性が増大し
、引張力及び圧縮力のいずれでも伝達することができる
。例えば、両ステータの巻線を連動制御することにより
、高速走行時において車高を低くするとともに、サスペ
ン７ョンの剛性を高くすることが可能となる。

ランナーが過剰に移動したり飛び出したりするのを防止
するため、ランナーの移動を両方向に規制するストッパ
を設けてもよい。

本発明のさらなる特徴及び利点は以下添付図面に基づい
て説明する実施例より容易に理解されるであろう。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は単一ステータを含む実施例を示しておリ、この
実施例に係る電磁作動式支持装置は、直線移動可能な円
柱状のランナー４５と、ステータ４６とを備えている。

この支持装置は、例えば固定設置される機械をフロア等
の基礎構造に支持させるのに用いられ、この場合、ステ
ータ４６はスタンドＳの底板Ｂを介して基礎構造（図示
せず）上に＠置され、ランナー４５の上端は上記機械の
支持部（図示せず）に接続されるものである。ランナー
４５は、プラスチック性の非磁性部４８゜４９間に高い
透磁性を有する鉄心部４７に介在させた構成であり、ス
テータ４６の鉄心５２に固定した２個のプラスチック製
軸受ブツシュ５０．５１に案内されている。第１図のよ
うに、ランナー４５が単一の鉄心部４７のみを有する構
成の場合には、例えば支持スプリング（図示せず）等の
追加の要素を設けてランナー４５の初期位置を規定させ
ることになる。しかしながら、後述する第２図の場合の
ように、２個以上の鉄心部を有する可動部材と２個以上
のステータとを備えた構成では、支持装置自体がランナ
ーの初期位置規定機能を有することになる。

ステータ４６の鉄心５２は通常の変圧器に用いられるの
と同様の材質からなり、当該鉄心５２を含む平面に垂直
な方向に延びる孔状間隙（孔であってもよい）を有して
おり、この間隙にランナー４５が挿通されるとともに、
この間隙の対向面が磁極を構成する。孔状間隙の直径は
可動部材４５（少なくとも孔状間隙に案内される部分）
の直径よりも大きく、孔状間隙の長さ、すなわちこの孔
状間隙の領域の鉄心５２の厚さはランナー４５における
鉄心部４７の長さにほぼ等しい若しくはそれ以下に設定
しである（第１図では、鉄心部４７の一部が上側の軸受
ブツシュ５１に隠れている）。

鉄心５２はほぼ矩形であり、上記孔状間隙が設けられて
いるのとは反対側の辺に巻線５３が設けられている。こ
の６ｍ５３の端部５４，５５は外方に導出され、励起電
流の供給源に接続されている。

なお、第１図において矢印５６はランナー４５の移動方
向を示すものである。

ランナー４５及びステータ４６からなり、電磁作動によ
りランナー４５に直線運動をさせる上記構成は一種のり
ニアモータと看做すことができる。

第１図の構成では、無負荷状態において巻線５３に通電
を行うと、ランナー４５の鉄心部４７はステータ４６の
鉄心５２における磁極（孔状間隙の対向面）間に完全に
位置することになる（なお、ＶＡ極と鉄心部４７との間
に小声な空隙が形成されている）。この状態でランナー
４５の可動方向に外力が作用すると、ステータ４６が形
成する磁場により外力に対抗する反動力が生じ、ランナ
ー４５の鉄心部４７を磁極間に保持しようとする。ステ
ーク４６の磁場における磁力線の長さは略一定であり、
従って磁場による反動力の強さは、ランナー４５の変位
計とは理論的には無関係である。

しかしながら、実際には磁場に若干の不均一性が生じる
ため、反動力はランナー４５の変位量に伴って増加する
。また、巻線５３のアンペア回数（巻数）も反動力の強
さを決定する因子であるため、本発明の支持装置におけ
る反動カー変位特性は電流の強さを制御することにより
調整することができる。

ランナー４５の鉄心部４７に対する磁場による反動力の
作用方向は常に磁極を形成する孔状間隙の軸方向であり
、外力とは反対の方向である。従って、ステータ４６の
巻線５３に通電している限り、鉄心部４７は磁極間にお
ける平行位置に留まろうとする傾向がある。なお、磁場
による反動力は励起用電流の極性とは無関係である。

第２図は、自動車における車輪のサスペンションに本発
明を適用した場合の構成を概略的に示す。

同図において、サスペンションは参照番号ＩＯで総括的
に示しており、車体はその一部のみを参照番号１１で示
している。車輪１３は入子式ストラフ）１２（Ｉｌ略的
にのみ図示）に取付けられており、このストラット１２
とともに車体１１に対して接近離間移動が可能である。

入子式ストラット１２と車体１１との間には公知のコイ
ルスプリング１４が本発明の支持装置と平行に介装され
ており、このコイルスプリング１゜４により非走行時に
車輪１３にかかる重量（車重）を支える。なお、図示の
如く本発明の支持装置を併用する場合には、コイルスプ
リング１４の寸法を小さくでき、重量軽減を図れる利点
もある。

コイルスプリング１４に対して並設された本発明の係る
電磁作動式支持装置は、ランナー１５と上下に設けた２
個のステータ１６．１７を備えている。ランナー１５は
図示していない手段により入子式ストラット１２に固定
されており、このストラット１２から垂直上方に延びて
ステータ１６゜１７を貫通するものである。上側のステ
ーク１７から突出するランナー１５の上端部は自由状態
であるため、ランナー１５は両ステータ１６．ｌＴを貫
通した状態で直線移動することができる０両ステータ１
６．１７は図示しない手段により自動車の車体に取付け
られている。

ランナー１５は円柱状で、下端から上端にかけて、プラ
スチック製の非磁性部１８と、高い１ｉｉｆｆ性の鉄心
部１９と、プラスチック製の非磁性部２０と、高い透磁
性の鉄心部２１と、プラスチック製の非磁性部２２とで
構成されている。

入子式ストラット１２にはさらに変位量センサ２３が取
付けられており、この変位量センサ２３はライン２４を
介して車体１１から離れた位置に設けられたマイクロプ
ロセンサーＭＰに高さ信号を供給する。

ランナー１５の上端部には、当該ランナー１５の変位速
度を検知して、ライン２７を介して上記マイクロプロセ
ッサ−２５に変位速度信号を供給する変位速度センサ２
６が改付けられている。自動車の走行速度は速度センサ
２８により検知され、ライン２９を介してマイクロプロ
セッサ−２５に供給される。また、加速度は中央加速度
センサ２８ａによって検知され、ライン２９ａを介して
マイクロプロセッサー２５に供給される。

バッテリー３０は電力供給のために設けられており、ラ
イン３１及びアースされた車体１１を介してマイクロプ
ロセッサ−２５に接続されるとともに、ライン３２．３
３を介してアンプ３４．３５に接続されている。

マイクロプロセッサ−２５は制御ライン３６゜３７を介
してＤ／Ａコンバータ３Ｂ、３９にデジタル制御信号を
供給する。コンバータ３８，３９の出力はそれぞれのア
ンプ３４．３５に供給される。一方のアンプ３４はライ
ン４０を介して下側ステータ１６の巻線（第２図では図
示せず）に励起電流を供給するが、その際の励起電流の
強さはマイクロプロセッサ−２５の制御に基づいてコン
バータ３８からアンプ３４に供給されたアナログ制御１
３号によって決定される。同様に、他方のアンプ３５は
ライン４１を介して上側ステータ１７の巻線に励起電流
を供給する。

第２図に示した構成では、ランナー１５は中間のプラス
チック製非磁性部２０によって隔てられた２個の鉄心部
１９．２１を有しており、各鉄心部１９．２１はそれぞ
れのステータ１６．１７に対応している。従って、各ス
テータ１６．１７における巻線を通電励起することによ
りランナー１５の各鉄心部１９．２１には反対方向に力
が作用することになる。この結果、単一の鉄心部と単一
のステータとを組み合わせた場合のように、別途バラン
ススプリング等による外力をランナー１５に作用させる
ことなく、各ステータ１６．１７の巻線に供給する励起
電流を個別に調整することにより、ランナー１５を所望
の所定位置に保持することができる。

第２図に示した電磁作動式支持装置、すなわち電磁作動
式スプリング装置は次のようにｔＪ＋作する。

自動車が停止している場合には、コイルスプリング１４
のみが機能し、非走行時の車体重量を支える。なお、コ
イルスプリング１４の過剰の伸縮を防止するためのスト
・シバ（図示せず）が設けられている（このストッパは
ランナー１５の上下動も規制する）。次いで電磁作動式
支持装置（スプリング装置）を作動させると、コイルス
プリング１４のばね力と電磁作動式スプリング装置のば
ね力とが釣り合うとともに、電磁作動式スプリング装置
におけるランナー１５の両鉄心部１９．２１に作用する
反対方向の力が釣り合うことになる。

以上の状態において、マイクロプロセッサ−２５は自動
車にかかる負荷状態や走行状態に応して電磁作動式スプ
リング装置を制御する。その際、運転状態を表す速度セ
ンサ２８．変位量センサ２３、変位速度センサ２６、加
速度センサ２８ａの出力が常時マイクロプロセッサ−２
５に供給される。

種々な要件に応じて当業者に公知の方法にて設定可能な
計算方式に従い、マイクロプロセンサー２５は各種セン
サの情報をフィードバック方式で入力して処理する。マ
イクロプロセッサ−２５からのデジタル出力信号はＤ／
Ａコンバータ３８゜３９にてアナログ信号に変換され、
アンプ３４゜３５を介して各ステータ１６，１７の巻線
に所望の電流を供給して、磁界を形成させる。

自動車の四輪の全てについて所望の制御を行うためには
、４個の変位センサ２３が各入子式ストラット１２と車
体１１との間の距離を検知することになる。各ランナー
１５の変位速度を変位速度センサ２６で検知し、各ステ
ータの巻線に供給される電流強度を調整することにより
、各車輪サスペンションについて個々に緩衝特性を制御
することもできる。このように、各電磁作動式スプリン
グ装置におけるばね特性は、負荷状態及び緩衝要件に常
時適合させることが可能となる。

発進時及び制動時に発生する加速力（減速力）並びにカ
ーブ走行時において発生する向心力は中央加速度センサ
２８ａによって検知され、これにより高負荷がかかった
車輪サスペンションをマイクロプロセッサ−２５により
適切に電磁制御することができる。また、発進時及び加
速時において、マイクロプロセッサ−２５は電磁作動式
スプリング装置のばね特性を堅い目に設定させることに
より、前後輪のサスペンシリンの剛性を増加させること
も可能である。さらに同様にして、カーブ走行中の自動
車のローリング時における傾斜角は、外輪側のサスペン
ションの剛性を増加させるとともに、内輪側のサスペン
ションの剛性を減少させることにより、減少させること
ができる。

ランナー１５は２個の相反する鉄心部１９．２１を有し
ているため、コイルスプリング１４を伸張させるように
も、圧縮させるようにも作用することができる。従って
、マイクロプロセンサー２５により双方のステータ１６
，１７における巻線を連動制御することにより、車速に
依存しつつ車高を減少させるとともに、サスペンション
の剛性を増加させることができる。

以上述べたように、本発明によれば負荷状態とは無関係
に車高１ｔＩＩｌ　ｉｎできるばかりでなく、車速に依
存しつつ車高や緩衝特性を制御することができるととも
に、カーブ走行時や加速又は減速時におけるばね特性や
緩衝特性を個々のサスペンションにかかる負荷に依存し
つつ制御し、水平安定化を達成することが可能となる。

本発明においては、経済的に理由からばね力の大部分は
並設した機械的スプリング装置（コイルスプリング１４
）が負Ｉ旦することになり、そのばね力の調整及び緩衝
特性の調整を電磁作動式スプリング装置（支持装置）が
受は持つことになる。

本発明に係る電磁作動式支持装置（スプリング装置）の
適用範囲は自動車又は車両の分野に限定されないもので
あり、水平化効果や位置変動防止効果が必要なあらゆる
機械構成においても使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一のステータを用いた電磁作動式支持装置の
実施例を示す斜視図、第２図は２個のステータを用いた
電磁作動支持支持装置を自動車のサスペンションに組み
込み、自動車の走行状態に応じて位置調整、ばね力調整
及び緩衝特性調整等を行うようにした実施例を示す概略
構成図である。 １０・・・サスペンション、　　１１・・・車体、１２
・・・入子式ストラット、　１３・・・車輪、　　１４
・・・コイルスプリング、　　１５．４５・・・ランナ
ー、　　１６．１７．４６・・・ステータ、　　１Ｂ、
２０，２２゜４８．４９・・・非磁性部、　１９，２．
１．４７・・・鉄心部、　２３・・・変位量センサ、　
２５・・・マイクロプロセッサ−１２６・・・変位速度
センサ、　２８・・・速度センサ、　２８ａ・・・加速
度センサ、　３０・・・バッテリー、　３４．３５・・
・アンプ、３８゜３９・・・Ｄ／Ａコンバータ、　５０
．５１・・・軸受プッシュ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電流により励起される巻線（５３）を備えた少な
   くとも１つのステータ（１６、１７、４６）と、高透磁
   性を有する少なくとも１つの鉄心部（１９、２１、４７
   ）を備えたランナー（１５、４５）とを具備し、前記ラ
   ンナーが前記巻線により形成された磁場の方向と垂直に
   直線移動することができ、前記巻線への励起電流を制御
   できるように構成したことを特徴とする電磁作動式支持
   装置。 （２）前記巻線（５３）への励起電流を前記ランナー（
   １５、４５）と前記ステータ（１６、１７、４６）との
   相関関係を表す少なくとも１つの制御パラメータに応じ
   て変化させるように構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の電磁作動式支持装置。（３）制御
   パラメータとして前記ステータ（１６、１７、４６）に
   対する前記ランナー（１５、４５）の相対位置を利用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の電磁
   作動式支持装置。 （４）制御パラメータとして前記ステータ（１６、１７
   、４６）に対する前記ランナー（１５、４５）の相対変
   位速度を利用することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の電磁作動式支持装置。 （５）制御パラメータとして前記ステータ（１６、１７
   、４６）に対する前記ランナー（１５、４５）の加速度
   を利用することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載の電磁作動式支持装置。 （６）制御パラメータを表す少なくとも１つのセンサ検
   知信号に応じて前記巻線への励起電流を少なくとも１つ
   の電子制御要素（３４、３５）を介して制御するための
   少なくとも１つのマイクロプロセッサー（２５）が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第２項ない
   し第５項のいずれかに記載の電磁作動式支持装置。 （７）前記マイクロプロセッサー（２５）からの制御信
   号を受けて、励起電流を発生させるアンプ（３４、３５
   ）にアナログ出力信号を供給するための少なくとも１つ
   のＤ／Ａコンバータ（３８、３９）が設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の電磁作動
   式支持装置。 （８）前記ランナー（１５、４５）が円柱状であり、前
   記鉄心部（１９、２１、４７）がランナー（１５、４５
   ）のプラスチック製非磁性部（１８、２０、２２、４８
   、４９）の間に介在されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の電磁作
   動式支持装置。 （９）前記ステータが鉄心（５２）を備えており、該鉄
   心が前記ランナー（１５、４５）を受容するとともに、
   対向する磁極を形成するための孔又は孔状間隙を備えて
   おり、該孔又は孔状間隙の直径が前記ランナーの鉄心部
   （１９、２１、４７）の直径よりも大きく、前記孔又は
   孔状間隙の領域における前記ステータの鉄心（５２）の
   厚さが前記ランナーの鉄心部の長さと等しいか若しくは
   それ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第８項
   に記載の電磁作動式支持装置。 （１０）前記孔又は孔状間隙の両側において前記ランナ
   ー（１５、４５）を案内するために前記ステータ（１６
   、１７、４６）に軸受ブッシュ（５０、５１）を取付け
   ており、前記ランナー（１５、４５）の軸方向移動を規
   制するためのストッパを設けていることを特徴とする特
   許請求の範囲第９項に記載の電磁作動式支持装置。 （１１）少なくとも１つの車輪がサスペンション手段及
   び緩衝手段の双方を要する車両の車輪用サスペンション
   として用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第１０項のいずれかに記載の電磁作動式支持装置。 （１２）車両の車輪用サスペンションとして利用すべく
   、前記ランナー（１５）が高透磁性を有するすくなくと
   も２つの鉄心部（１９、２ １）を備えており、これに対応して少なくとも２つのス
   テータ（１６、１７）を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の電磁
   作動式支持装置。 （１３）各サスペンションにおける各ステータ（１６、
   １７）の巻線への励起電流を車両の速度及び／又は高さ
   位置及び／又は加速度に応じて制御するようにした特許
   請求の範囲第１１項又は第１２項に記載の電磁作動式支
   持装置。 （１４）速度依存の制御を行うために速度センサ（２８
   ）を設け、車両の高さ制御をするために変位量センサ（
   ２３）を設け、カーブ走行時や加速又は減速時の負荷に
   依存して車両の高さ制御をするために少なくとも１つの
   中央加速度センサ（２８ａ）を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１３項に記載の電磁作動式支持装置。