JPH04197813A - Electromagnetic suspension unit - Google Patents

Electromagnetic suspension unit

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JPH04197813A
JPH04197813A JP33370590A JP33370590A JPH04197813A JP H04197813 A JPH04197813 A JP H04197813A JP 33370590 A JP33370590 A JP 33370590A JP 33370590 A JP33370590 A JP 33370590A JP H04197813 A JPH04197813 A JP H04197813A
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magnetic field
drive coil
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coil
vehicle body
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Fumiyuki Yamaoka
史之 山岡
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Hitachi Ltd
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Atsugi Unisia Corp
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (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。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electromagnetic suspension device.

(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、実開
平1−116710号公報に記載されたものが知られて
いる。
(Prior Art) Conventionally, as an electromagnetic suspension device, one described in, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 1-116710 is known.

この従来装置は、車体と車輪との間に、シリンダ状に形
成されて車体に固定されたカバーと、このカバー内を摺
動可能に設けられて車輪側に取り付けられたピストンと
を有したサスペンションユニットが設けられ、前記カバ
ー内に固定コイル及び制御コイルが設けられ、前記ピス
トンに固定コイルが設けられ、前記カバーの外面には、
ピストン側の固定コイルとの相対位置を検出する位置セ
ンサが設けられた構造となっている。
This conventional suspension system has a cover formed in a cylindrical shape and fixed to the vehicle body between the vehicle body and the wheels, and a piston that is slidably provided inside the cover and attached to the wheel side. A unit is provided, a fixed coil and a control coil are provided in the cover, a fixed coil is provided in the piston, and an outer surface of the cover includes:
The structure includes a position sensor that detects the relative position of the piston to the fixed coil.

そして、前記位置センサからの検出信号に基づき、各コ
イルへの通電の向き及び電流を制御することで、コイル
の軸方向に制御力(吸引・反発力)を発生させ、例えば
、車高を一定に保つような制御を行う。
Based on the detection signal from the position sensor, by controlling the direction of energization and current to each coil, a control force (attraction/repulsion force) is generated in the axial direction of the coil, for example, to maintain a constant vehicle height. control to maintain the temperature.

(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、上述のように、電磁コイルの軸方向に生じる制御
力によりサスペンションの制御を行うようにしていたた
め、サスペンションユニットがストロークして電磁コイ
ル間の距離が変化すると、それに応じてコイル間の吸引
・反発力が変化してしまい、正確な制御が難かしいとい
う問題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, as described above, in such conventional electromagnetic suspension devices, the suspension was controlled by the control force generated in the axial direction of the electromagnetic coil, so the suspension unit When the distance between the electromagnetic coils changes, the attraction/repulsion between the coils changes accordingly, making accurate control difficult.

また、サスペンションユニットがストロークすると、ピ
ストン側コイルと位置センサとの間の距離が変化するた
め、コイルの変位に対する位置センサの出力特性が非線
形特性となり、このため、精度のよい相対速度値が得ら
れないし、ストロークが大きくなると、出力ゲインが低
下し、相対速度の検出が難しくなるという問題がある。
Additionally, when the suspension unit strokes, the distance between the piston-side coil and the position sensor changes, so the output characteristics of the position sensor with respect to the coil displacement become non-linear, making it difficult to obtain accurate relative velocity values. Moreover, when the stroke becomes large, the output gain decreases, making it difficult to detect the relative speed.

また、制御力を発生する間は、常に、電磁コイルに通電
を必要とし、非常に大きな消費電力となるという問題が
ある。
Furthermore, the electromagnetic coil must always be energized while the control force is being generated, resulting in a problem of extremely large power consumption.

本発明は、上述の問題に着目して成されたもので、サス
ペンションユニットがストロークしても一定の強い制御
力を得ることができて、制御性に優れ、かつ、消費電力
を少なくすることができ、さらに、ストロークが大きく
ても相対速度の検出が可能であり、しかも、この場合に
線形の出力特性が得られ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 with attention to the above-mentioned problem, and it is possible to obtain a constant strong control force even when the suspension unit strokes, and to achieve excellent controllability and reduce power consumption. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic suspension device which is capable of detecting relative speed even when the stroke is large, and which can obtain linear output characteristics in this case.

(課題を解決するだめの手段) 本発明では、上述の目的を達成するために、車体側部材
と車輪側部材の一方に半径方向に磁界を形成する磁界形
成部を形成し、この磁界形成部内に他方の部材を配置す
ると共に、この部分に駆動コイルを巻き付け、さらに、
この駆動コイルの中間部に速度検出用コイルを設けた。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, a magnetic field forming part that forms a magnetic field in the radial direction is formed on one of the vehicle body side member and the wheel side member, and inside this magnetic field forming part. At the same time as placing the other member on this part, a driving coil is wound around this part, and further,
A speed detection coil was provided in the middle of this drive coil.

即ち、本発明の電磁サスペンション装置では、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、軸方
向に相対移動可能に形成された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に
、前記軸方向に直交する半径方向の磁界を形成する磁界
形成部が形成され、前記車体側部材と車輪側部材との他
方の部材の前記磁界形成部を横切って配置される部位に
、前記相対変位方向及び磁界方向と交差する向きに駆動
コイルが巻かれると共に、この駆動コイルの中間部分に
、同様に前記相対変位方向及び前記磁界方向と交差する
向きに速度検出用コイルが巻か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 that are formed to be relatively movable in the axial direction, and the vehicle body side member A magnetic field forming portion for forming a magnetic field in a radial direction orthogonal to the axial direction is formed on one of the vehicle body side member and the wheel side member, and a magnetic field forming portion of the other member of the vehicle body side member and the wheel side member is formed. A drive coil is wound in a direction that intersects the relative displacement direction and the magnetic field direction, and a speed sensor is similarly wound in the middle part of the drive coil in a direction that intersects the relative displacement direction and the magnetic field direction. This is the means by which the coil is wound.

(作 用) 本発明の電磁サスペンション装置では、駆動コイルに通
電した時には、サスペンションユニットのストローク方
向及び磁界方向と交差する向きに通電が成されるから、
前記磁界の向きと通電方向との両方に交差する方向、即
ち、サスペンションユニットのストローク方向に駆動力
が生じる。
(Function) In the electromagnetic suspension device of the present invention, when the drive coil is energized, it is energized in a direction that intersects the stroke direction of the suspension unit and the magnetic field direction.
A driving force is generated in a direction that intersects both the direction of the magnetic field and the energization direction, that is, the stroke direction of the suspension unit.

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。
Therefore, this driving force causes the suspension unit to expand or shorten.

よって、この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, this driving force can be applied to resist the input to the suspension unit, thereby suppressing the stroke of the suspension unit due to external input.

また、サスペンションユニットがストロークすると、速
度検出用コイルが磁界形成部内で磁界を横切る向きに相
対移動し、これにより、速度検出用コイルに相対速度に
1次比例の誘導起電力が発生する。
Furthermore, when the suspension unit strokes, the speed detection coil relatively moves in a direction across the magnetic field within the magnetic field forming section, thereby generating an induced electromotive force in the speed detection coil that is linearly proportional to the relative speed.

従って、この誘導起電力を測定することで相対速度を検
出し、この検出値に基づいてサスペンションユニットを
制御することができる。
Therefore, by measuring this induced electromotive force, the relative speed can be detected, and the suspension unit can be controlled based on this detected value.

一方、駆動コイルへ通電しない時には、サスペンション
ユニットが外部からの入力によりストロークすると、磁
界内を駆動コイルが相対移動し、駆動コイルにあっては
、相対速度に比例して誘導電流が発生する。
On the other hand, when the drive coil is not energized, when the suspension unit is stroked by external input, the drive coil moves relatively within the magnetic field, and an induced current is generated in the drive coil in proportion to the relative speed.

従って、この誘導電流がコイル抵抗や外部抵抗により消
費されると、これにより、サスペンションユニットへの
入力エネルギーが消費されて、減衰が成される。
Therefore, when this induced current is consumed by the coil resistance or external resistance, the input energy to the suspension unit is consumed and damping is achieved.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。(Example) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、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。
FIG. 1 is an overall view showing the configuration of an electromagnetic suspension device according to a first embodiment of the present invention.

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。
In this figure, S indicates a suspension unit. This suspension unit S includes a vehicle body side member 1 connected to the vehicle body side and a wheel side member 2 connected to the wheel side.

前記車体側部材1は、磁性体で形成されて、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1dを外筒1bの底部に貫通させた状態で、ロッ
ド部1dの先端をボルト部材1eに締結して外筒1bと
一体に形成されている。
The vehicle body side member 1 is made of a magnetic material, and has a cylindrical inner column 1a and a bottomed cylindrical outer tube 1b provided at the axial center as shown in the figure, with a gap 1C between them. It is formed into a double structure. The inner column 1a is integrally formed with the outer tube 1b by fastening the tip of the rod portion 1d to a bolt member 1e with a rod portion 1d formed at the upper part passing through the bottom of the outer tube 1b. .

また、車体側部材1には、外筒1bの下側路半分を内側
に膨出させ、該膨出部の内周面に沿って外側永久磁石1
jを設けると共に、内柱1aの下側路半分を外側に膨出
させ、該膨出部の外周面に沿って内側永久磁石1kを設
けることによって、前記間隙部1cの間隔を狭めた磁界
形成部19が形成されている。
Further, in the vehicle body side member 1, the lower path half of the outer cylinder 1b is bulged inward, and the outer permanent magnet 1 is attached along the inner circumferential surface of the bulged portion.
j, and by bulging the lower half of the inner column 1a outward and providing the inner permanent magnet 1k along the outer peripheral surface of the bulging portion, a magnetic field is formed by narrowing the interval between the gaps 1c. A portion 19 is formed.

また、前記両永久磁石1j、lkは、第3図に示すよう
に、それぞれ円周方向に4つに分割され、その磁界方向
が前記周状の間隙部1cを挟んだ半径方向となるように
、両永久磁石1j、Ikの極 、住方向が設定されてい
る。尚、この実施例では、内周側がそれぞれS極となる
ように設定されている。
Further, as shown in FIG. 3, both the permanent magnets 1j and lk are each divided into four in the circumferential direction, and the magnetic field direction thereof is in the radial direction across the circumferential gap 1c. , the poles and direction of both permanent magnets 1j and Ik are set. In this embodiment, the inner circumferential side is set to be the S pole.

そして、前記ロッド部1dの外周には円筒形状の補強用
永久磁石1fが設けられ、前記ロッド部1dとボルト部
材1eとの締結力により固定されている。尚、前記ボル
ト部材1eは、本体取付用のものである。
A cylindrical reinforcing permanent magnet 1f is provided on the outer periphery of the rod portion 1d, and is fixed by the fastening force between the rod portion 1d and the bolt member 1e. Note that the bolt member 1e is for attaching to the main body.

即ち、この重体側部材1は、磁性体で形成されているた
めに、前記両永久磁石1j、1k及び補強用永久磁石1
fにより、図中−点鎖線で示す磁路Aが形成され、この
磁界形成部19にあっては、第2図に示すように、半径
方向に磁界Bが形成されている。尚、磁路Aの向きは、
各永久磁石1j、lk、ifの極性の向きにより異なる
That is, since this heavy body side member 1 is formed of a magnetic material, both the permanent magnets 1j, 1k and the reinforcing permanent magnet 1
f, a magnetic path A shown by a dashed line in the figure is formed, and in this magnetic field forming portion 19, a magnetic field B is formed in the radial direction as shown in FIG. In addition, the direction of magnetic path A is
It differs depending on the polarity direction of each permanent magnet 1j, lk, if.

また、磁界形成部19と補強用永久磁石1fとの間の位
置の内柱1aの外周には、補強用駆動コイル1hが巻き
付けられている。
Further, a reinforcing drive coil 1h is wound around the outer periphery of the inner column 1a at a position between the magnetic field forming part 19 and the reinforcing permanent magnet 1f.

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ポル
ト2aが立設されている。そして、この車輪側部材2は
、開口端部がら間隙部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駆動コイル3
が巻き付けられている。この駆動コイル3は、それぞれ
独立した第1〜第8駆動コイル38〜3hで形成されて
いる。
On the other hand, the wheel side member 2 is formed into a bottomed cylindrical shape having a bottom at the lower end, and a port 2a for attachment to the wheel side is provided upright at the lower end. The wheel side member 2 is inserted into the gap 1C through its open end, and the drive coil 3 has a slight gap on its outer periphery with respect to the vehicle body side member 1.
is wrapped around it. The drive coil 3 is formed of independent first to eighth drive coils 38 to 3h.

そして、前記第4駆動コイル3dと第5駆動コイル3e
との間には、速度検出用コイル7cが巻き付けられてい
る。尚、各駆動コイル3a〜3h及び5は、1つのボビ
ン3kに巻き付けられている。
The fourth drive coil 3d and the fifth drive coil 3e
A speed detection coil 7c is wound between. Note that each drive coil 3a to 3h and 5 is wound around one bobbin 3k.

また、サスペンションユニットSにおける圧倒のストロ
ーク範囲をS1%伸側のストローク範囲を82、速度検
出用コイルICが圧側に移動可能な範囲をり7、速度検
出用コイル7cが伸側に移動可能な範囲をD2とすると
、各長さの関係が、S I<DI   S2 <D2 となるように磁界形成部19の長さが設定されている。
In addition, the overwhelming stroke range of the suspension unit S is S1%, the stroke range on the extension side is 82, the range where the speed detection coil IC can move to the compression side is 7, and the range where the speed detection coil 7c can move to the extension side. Letting D2 be, the length of the magnetic field forming portion 19 is set so that the relationship between the respective lengths is S I <DI S2 <D2.

即ち、サスペンションユニットSのストローク範囲では
、速度検出駆動コイル7cが常に磁界Bの中に置かれた
状態となる。
That is, in the stroke range of the suspension unit S, the speed detection drive coil 7c is always placed in the magnetic field B.

また、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。
Further, bearings 4a, 4b, and 4c are provided between the wheel side member 2, the inner column 1a, and the outer cylinder 1b.

前記駆動コイル3、速度検出用コイル7c及び補強用駆
動コイル1hは、制御回路6に接続されている。即ち、
制御回路6は、補強用駆動コイル1hに対し、前記車体
側部材1に形成される磁界と同じ向きに磁界が生じるよ
うに通電する。
The drive coil 3, the speed detection coil 7c, and the reinforcing drive coil 1h are connected to a control circuit 6. That is,
The control circuit 6 energizes the reinforcing drive coil 1h so that a magnetic field is generated in the same direction as the magnetic field formed in the vehicle body side member 1.

また、この制御回路6は、駆動コイル3に対しては、各
駆動コイル38〜3hの接続状態を第4図に示すように
直列接続としたり、第5図に示すように並列接続とした
り切り換え可能に形成され、カリ、各駆動コイル3a〜
3h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
ら駆動コイル3に対して可変抵抗を接続するよう構成さ
れている。
The control circuit 6 also switches the connection state of each of the drive coils 38 to 3h to the drive coil 3 by connecting them in series as shown in FIG. 4 or in parallel as shown in FIG. Each drive coil 3a~
The drive coil 3 is configured to be able to conduct current or short-circuit between the terminals of 3h, and is further configured to connect a variable resistor to these drive coils 3 during this current conduction and short-circuit.

第6図は、前記制御回路6の構成を示す回路図であって
、この場合、第1駆動コイル3aと第2駆動コイル3b
とを制御する部分だけを示している。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the control circuit 6, in which the first drive coil 3a and the second drive coil 3b
Only the parts that control the are shown.

この制御回路6は、可変抵抗6aを備え、図表1に示す
ような組み合わせで、端子■、■、◎、■のそれぞれに
、0,1の信号を与えることにより、第1駆動コイル3
aと第2駆動コイル3bとを並列接続・直列接続に切り
換えると共に、両駆動コイル3a、3bを短絡させたり
、両駆動コイル3a、3bに通電駆動させたりする構成
となっている。
This control circuit 6 includes a variable resistor 6a, and applies signals of 0 and 1 to the terminals ■, ■, ◎, and ■, respectively, in the combinations shown in Figure 1, to control the first drive coil 3.
A and the second drive coil 3b are connected in parallel or in series, and both drive coils 3a and 3b are short-circuited or both drive coils 3a and 3b are driven with electricity.

〈図表1〉 ちなみに、駆動コイル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、磁界形成部1
9の磁界臼を横切る向きに駆動コイル3が移動すること
で、駆動コイル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6a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。
<Chart 1> By the way, when the drive coil 3 is short-circuited, when the suspension unit S strokes, the magnetic field forming part 1
When the drive coil 3 moves in a direction across the magnetic field mill 9, an induced current proportional to the relative speed is generated in the drive coil 3, and this induced current consumes power by the variable resistor 6a, thereby reducing the movement energy. In other words, damping force can be obtained.

一方、駆動コイル3を通電駆動させた場合、磁界形成部
19の磁界B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力面に駆動力が作用したり
する。
On the other hand, when the drive coil 3 is energized and driven, the energization is carried out in a direction that crosses the magnetic field B of the magnetic field forming section 19, so that a driving force is generated in the extension direction of the suspension unit S depending on the direction and strength of the energization. act or a driving force acts on the pressure surface.

ところで、上述のようにして生じる減衰力や駆動力(以
後、これらを制御力という)は、駆動コイル3を直列接
続した場合よりも並列接続した場合の方が大きくなる。
Incidentally, the damping force and driving force (hereinafter referred to as control force) generated as described above are larger when the drive coils 3 are connected in parallel than when they are connected in series.

即ち、磁界形成部19を横切る駆動コイル38〜3hの
数を5とし、また、全ての駆動コイル38〜3hの長さ
を!。とじた場合、直列接続の場合の発生力F5は下記
の0式で表され、一方並列接続の場合の発生力FPは0
式で表される。
That is, the number of drive coils 38 to 3h that cross the magnetic field forming section 19 is set to 5, and the length of all drive coils 38 to 3h is set to 5! . When closed, the generated force F5 in the case of series connection is expressed by the following 0 formula, while the generated force FP in the case of parallel connection is 0
Expressed by the formula.

即ち、 B2 (5[)2  ・ E・”   8RX 2582L2 ・ =1× 8 ・X・・・・・・・・・■82L2  ・ Fp=5X−ゴー・× R/8 82L2  ・ =40× R・×・・・・・・・・・■但し、B:磁界
形成部における磁束密度文:駆動コイルと磁界の相対速
度 し:駆動コイル1つ当りの巻線長さ R:駆動コイル1つ当りの抵抗値である。
That is, B2 (5[)2 ・E・” 8RX 2582L2 ・=1× 8 ・X・・・・・・・・・■82L2 ・Fp=5X-Go・× R/8 82L2 ・=40× R・×・・・・・・・・・■However, B: Magnetic flux density in the magnetic field forming part: Relative speed between the drive coil and the magnetic field: Winding length per drive coil R: Winding length per drive coil It is the resistance value.

従って、 Fp / Fs =40/ (25’/ 8) # 1
3となり、並列接続では、直列接続の13倍の制御力が
得られる。
Therefore, Fp / Fs = 40/ (25'/ 8) # 1
3, and the parallel connection provides 13 times more control power than the series connection.

尚、制御回路6は、車高センサ7a、加速度センサ7b
及び前記速度検出駆動コイル7cからの入力に基づき制
御を行うようになっている。
Note that the control circuit 6 includes a vehicle height sensor 7a and an acceleration sensor 7b.
Control is performed based on the input from the speed detection drive coil 7c.

前記車高センサ7aは、サスペンションユニットSの車
体側部材1と車輪側部材2との間に設けられていて、両
者のストローク量により車高を検出可能に構成されてい
る。
The vehicle height sensor 7a is provided between the vehicle body side member 1 and the wheel side member 2 of the suspension unit S, and is configured to be able to detect the vehicle height based on the stroke amount of both.

前記加速度センサ7b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。
The acceleration sensor 7b is attached to the vehicle body to detect the vertical acceleration of the vehicle body, and is provided to determine the vehicle speed in the vertical direction.

前記速度検出駆動コイル7Cは、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。
The speed detection drive coil 7C is provided to determine the relative speed between the vehicle body side and the wheel side.

そして、制御回路6の演算部では、車高センサ7a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、加速度センサアb及び速度検出駆動コイル7C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 calculation section of the control circuit 6 performs control to keep the vehicle posture constant based on the input from the vehicle height sensor 7a, and performs damping force control based on the input signals from the acceleration sensor ab and the speed detection drive coil 7C. It is configured to do so.

尚、この減衰力制御は、例えば、本願出願人による特願
平1−177792号のような制御を行う。
This damping force control is performed, for example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 1-177792 filed by the applicant of the present application.

次に、実施例の作用について説明する。Next, the operation of the embodiment will be explained.

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と、両センサ7a、7b及び
速度検出駆動コイル7C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。
In the electromagnetic suspension device having the above-mentioned 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, both sensors 7a and 7b, and the speed detection drive coil 7C are also integrated into one suspension. It is provided and used for each unit S.

(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、各駆動コイル38〜
3hを短絡させる。
(a) When controlling damping force When generating damping force in the suspension unit S according to the vehicle running condition, each drive coil 38 to
Short-circuit 3h.

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、磁界形成部19を通過する駆動コイル
3の速度に正比例して、減衰力(制御力)が生じる。
Then, a damping force (control force) is generated in accordance with the relative speed between the vehicle body side member 1 and the wheel side member 2, that is, in direct proportion to the speed of the drive coil 3 passing through the magnetic field forming section 19.

この時の減衰力特性を示す図が第7図であって、駆動コ
イル3の接続を第5図に示すような並列接続とした場合
には制御力が大きくなるため高減衰力特性となり、可変
抵抗6aの抵抗値を任意に選択することで、第7図のH
iの範囲で減衰力特性を選択することができる。
A diagram showing the damping force characteristics at this time is shown in FIG. 7. If the drive coils 3 are connected in parallel as shown in FIG. By arbitrarily selecting the resistance value of the resistor 6a, H in FIG.
The damping force characteristic can be selected within the range of i.

一方、第4図に示すような直列接続の場合には、制御力
が小さくなり、この場合も可変抵抗6aの抵抗値を任意
に選択することで、第7図のLoの範囲で減衰力特性を
選択することができる。
On the other hand, in the case of series connection as shown in Fig. 4, the control force becomes small, and in this case as well, by arbitrarily selecting the resistance value of the variable resistor 6a, the damping force characteristic can be adjusted within the range of Lo shown in Fig. 7. can be selected.

このように、減衰力制御を行う場合には、駆動コイル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。
In this way, when performing damping force control, the drive coil 3
In other words, damping force (control force) can be obtained without consuming any electric power.

尚、補強用駆動コイル1hに通電すると、この部位にお
ける磁束密度の低下が防止され、その結果、磁界形成部
19の磁界Bが増大し、これにより、大きな減衰力(制
御力)を得ることができるし、大きな減衰力(制御力)
を必要としないときは通電を解除することで、消費電力
を節約することができる。
Note that when the reinforcing drive coil 1h is energized, a decrease in magnetic flux density in this region is prevented, and as a result, the magnetic field B of the magnetic field forming section 19 increases, thereby making it possible to obtain a large damping force (control force). and large damping force (control force)
Power consumption can be saved by turning off the power when it is not needed.

(ロ)姿勢制御時 姿勢制御を行う際には、各センサ7az7cからの入力
に基づいて得られる車両状況に応じて駆動コイル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。
(b) Attitude control When performing attitude control, the drive coil 3 is energized according to the vehicle situation obtained based on the input from each sensor 7az7c, and the driving force ( control force) to perform posture control.

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もので、この時の駆動力(
制御力)特性を示すのが第8図である。
In this case, the direction and strength of the driving force (control force) change depending on the direction of energization and electric power, and the driving force (control force) at this time changes.
Fig. 8 shows the control force characteristics.

この時も、各駆動コイル3a〜3hを並列接続するか直
列接続するかで制御力の大きさが異なっており、Hil
、Hi2は並列接続の場合を示していて、可変抵抗6a
の抵抗値を任意に変化させることにより、Hil、Hi
2の範囲で駆動力(制御力)が変化する。尚、Hilと
Hi2とでは、通電方向が逆になっている。
At this time as well, the magnitude of the control force differs depending on whether the drive coils 3a to 3h are connected in parallel or in series.
, Hi2 indicates the case of parallel connection, and the variable resistor 6a
By arbitrarily changing the resistance value of Hil, Hi
The driving force (control force) changes within a range of 2. Note that the current direction is reversed between Hil and Hi2.

一方、直列接続の場合には、Lol、Lo2の範囲で駆
動力(制御力)が変化する。
On the other hand, in the case of series connection, the driving force (control force) changes within the range of Lol and Lo2.

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。
For example, by generating such driving force (control force) in a direction that cancels out changes in vehicle height, 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 can be canceled and a constant vehicle body posture can be obtained.

(ハ)相対速度検出時 サスペンションユニットSがストロークすると、磁界形
成部19の磁界Bを横切る向きに速度検出用コイル7c
が移動することで、速度検出用コイル7cに相対速度に
比例した誘導起電力が発生する。この時の出力特性を示
すのが第9図であって、サスペンションユニットSの相
対速度に1次比例の線形特性となる。
(c) When the suspension unit S strokes when detecting relative speed, the speed detection coil 7c moves in a direction crossing the magnetic field B of the magnetic field forming section 19.
By moving, an induced electromotive force proportional to the relative speed is generated in the speed detection coil 7c. FIG. 9 shows the output characteristic at this time, which is a linear characteristic that is linearly proportional to the relative speed of the suspension unit S.

尚、速度検出用コイルγCが、磁界形成部19の磁界B
の範囲内で移動することで、全ストロークに亘って相対
速度を検出することができる。
Note that the speed detection coil γC is connected to the magnetic field B of the magnetic field forming section 19.
By moving within the range of , the relative velocity can be detected over the entire stroke.

以上説明したような減衰力制御や姿勢制御を行うにあた
り、本発明実施例装置では、磁界形成部19において、
半径方向に磁界臼を形成し、この磁界B内を駆動コイル
3が移動するように構成したため、サスペンションユニ
ットSがストロークしても磁界Bと駆動コイル3の距離
が常に一定に保たれ、これにより、発生制御力を一定に
保つことができ、ストローク量により制御力が変化する
という不具合が生じることなく、制御性に優れていると
いう特徴を有している。
In performing the damping force control and attitude control as explained above, in the apparatus according to the embodiment of the present invention, in the magnetic field forming section 19,
Since a magnetic field mill is formed in the radial direction and the drive coil 3 is configured to move within this magnetic field B, the distance between the magnetic field B and the drive coil 3 is always kept constant even when the suspension unit S strokes. , the generated control force can be kept constant, there is no problem that the control force changes depending on the stroke amount, and the controllability is excellent.

また、内側永久磁石1にと外側永久磁石1jとを磁界形
成部19に配置したことで、該磁界形成部19の磁界が
強くなり、これにより、大きな制御力が得られるという
特徴を有している。
Furthermore, by arranging the inner permanent magnet 1 and the outer permanent magnet 1j in the magnetic field forming section 19, the magnetic field of the magnetic field forming section 19 becomes stronger, and thereby a large control force can be obtained. There is.

また、駆動コイル3の中間部分に速度検出用コイル7c
を配設し、磁界形成部1gの磁界Bの範囲内で速度検圧
用コイル7cを移動させるようにしたことで、全ストロ
ーク域において相対速度の検出が可能であると共に、速
度検出用コイルアCが同じ強さの磁界B内を移動するこ
とで、相対速度に比例した線形の出力特性が得られ、こ
れにより、制御性の向上が図れるという特徴を有してい
る。
In addition, a speed detection coil 7c is provided in the middle part of the drive coil 3.
By arranging and moving the speed detection coil 7c within the range of the magnetic field B of the magnetic field forming part 1g, relative speed can be detected in the entire stroke range, and the speed detection coil A By moving within the magnetic field B of the same strength, a linear output characteristic proportional to the relative speed can be obtained, which is characterized in that controllability can be improved.

また、本実施例では、内柱1aに補強用永久磁石1fを
設け、これにより内柱1aに形成される磁路Aの磁界の
強さを強化している構成としたため、内外永久磁石1j
、1kを大きくすることなく、つまり、サスペンション
ユニットSの外径を拡大することなく、磁界の強さを補
強できるという特徴を有している。
Furthermore, in this embodiment, the reinforcing permanent magnet 1f is provided on the inner column 1a, thereby reinforcing the strength of the magnetic field of the magnetic path A formed on the inner column 1a, so that the inner and outer permanent magnets 1j
, 1k, that is, without increasing the outer diameter of the suspension unit S, the strength of the magnetic field can be reinforced.

また、永久磁石1j、lk及び補強用永久磁石1fによ
り形成される磁界の途中において、軸方向に磁界が形成
される部分に補強用駆動コイル1hを設けて各永久磁石
1j、lk、ifによる磁界と同一方向に磁界が生じる
ように通電しているため、この部分で、磁束密度の低下
が防止され、これにより、強い制御力が得られるし、大
きな制御力を必要としないときは、通電を解除すること
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 middle of the magnetic field formed by the permanent magnets 1j, lk and the reinforcing permanent magnet 1f, a reinforcing drive coil 1h is provided at a portion where the magnetic field is formed in the axial direction, so that the magnetic field by each permanent magnet 1j, lk, if is Since the current is energized so that a magnetic field is generated in the same direction as the magnetic field, a decrease in magnetic flux density is prevented in this part, and a strong control force can be obtained. It has the feature that power consumption can be saved by canceling it.

さらに、駆動コイル3を並列に接続可能とすることで、
駆動コイル3の長さに比べて大きな制御力を得ることが
できて高い効率が得られると共に、駆動コイル3の全長
が同じ直列の場合とし比較してインダクタンスが低下し
て応答性が向上するという特徴を有している。
Furthermore, by making it possible to connect the drive coils 3 in parallel,
It is possible to obtain a large control force compared to the length of the drive coil 3, resulting in high efficiency, and the inductance is reduced compared to a case where the drive coil 3 has the same overall length in series, improving responsiveness. It has characteristics.

しかも、サスペンションユニットSに減衰力を生じさせ
る場合には、駆動コイル3に対して駆動電流を与える必
要がないもので、電力を消費することなく制御力(減衰
力)を得ることができるという特徴を有している。
Moreover, when generating a damping force in the suspension unit S, there is no need to apply a drive current to the drive coil 3, and the control force (damping force) can be obtained without consuming electric power. have.

次に、第10図に示す本考案第2実施例について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described.

この実施例は、第1実施例が、複数のボビンのそれぞれ
に第1〜第8駆動コイル3a〜3hをそれぞれ巻いてい
た、即ち、1つのボビンに1つの駆動コイルを巻いてい
たのに対して、1つのボビン200に複数の駆動コイル
201,201,203を巻き付けるようにした例であ
る。
This embodiment is different from the first embodiment in which the first to eighth drive coils 3a to 3h are wound around each of a plurality of bobbins, that is, one drive coil is wound around one bobbin. This is an example in which a plurality of drive coils 201, 201, 203 are wound around one bobbin 200.

この第2実施例では、駆動コイル201〜203のトー
タルの巻き数を変えることなく、大電流が流せるため、
大出力が発生できる。
In this second embodiment, a large current can be passed without changing the total number of turns of the drive coils 201 to 203.
Can generate large output.

さらに、このように大出力が得られるから小径の駆動コ
イルを用いることを可能とし、このため、外形寸法を小
さくして、装置のコンパクト化を図ることができる。
Furthermore, since such a large output can be obtained, it is possible to use a drive coil with a small diameter, and therefore, the external dimensions can be reduced and the device can be made more compact.

しかも、各駆動コイル201〜203の駆動コイル長さ
が短くなるため、インダクタンスが低下して、応答性を
向上させることができる。
Moreover, since the drive coil length of each of the drive coils 201 to 203 is shortened, inductance is reduced and responsiveness can be improved.

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。
Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to these embodiments.

例えば、実施例では、車体側部材の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。
For example, in the embodiment, an example is shown in which the vehicle body side member is formed into a double structure, but the wheel side member and the vehicle body side of the embodiment device may be reversed to form the wheel side member into a double structure. .

また、実施例では、車体側部材において、主に永久磁石
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。この場合、電磁石は、実
施例の磁路Aを形成するように設けるとよい。
Further, in the embodiment, the magnetic field is mainly formed by permanent magnets in the vehicle body side member, but the magnetic field may be formed by electromagnets. In this case, the electromagnets may be provided to form the magnetic path A of the embodiment.

また、実施例では、第1〜第8駆動コイルの各巻き数を
同一(抵抗値同一)としたが、ストローク位置によって
各駆動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。
In addition, in the embodiment, the number of turns of each of the first to eighth drive coils is the same (same resistance value), but by changing the number of turns of each drive coil depending on the stroke position, the control force can be adjusted depending on the stroke position. It can be changed arbitrarily.

(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、車体側部材と車輪側部材の一方に磁界形成部
を形成し、両部材の他方の磁界形成部の位置に駆動コイ
ルを配設した手段としたため、サスペンションユニット
がストロークして車体側部材と車輪側部材とが相対移動
しても、磁界形成部と駆動コイルとの距離を一定に保つ
ことができ、これにより、ストローク量に影響されるこ
となく一定の駆動力・減衰力を得ることができ、制御性
に優れているという効果が得られる。
(Effects of the Invention) As described above, in the electromagnetic suspension device of the present invention, a magnetic field forming portion is formed in one of the vehicle body side member and the wheel side member, and the drive coil is located at the position of the other magnetic field forming portion of both members. Even if the suspension unit strokes and the vehicle body side member and the wheel side member move relative to each other, the distance between the magnetic field forming part and the drive coil can be kept constant. It is possible to obtain a constant driving force and damping force without being affected by the amount, and the effect of excellent controllability can be obtained.

また、駆動コイルへの非通電時には、駆動コイルに発生
する誘導電流を消費するようにして減衰力を発生させる
ことができるもので、消費電力が全く不要でありながら
減衰力を得ることができるという効果が得られる。
In addition, when the drive coil is de-energized, it is possible to generate damping force by consuming the induced current generated in the drive coil, making it possible to obtain damping force without consuming any power. Effects can be obtained.

さらに、本発明では、駆動コイルの中間部分に速度検出
用コイルを配設した手段としたため、サスペンションユ
ニットのストローク時には、この速度検出用コイルにお
いて相対速度に1次比例の誘導電流を発生させて、スト
ローク量を検出することができるもの、検出精度の向上
が図れるという効果が得られる。
Furthermore, in the present invention, since the speed detection coil is disposed in the middle part of the drive coil, when the suspension unit is stroked, an induced current linearly proportional to the relative speed is generated in the speed detection coil. It is possible to detect the stroke amount, and the detection accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明第1実施例の電磁サスペンション装置を
示す全体図、第2図は第1実施例装置の要部を示す拡大
断面図、第3図は第1図の■−■線断面図、第4図及び
第5図は駆動コイルの接続を示す回路図、第6図は第1
実施例装置の制御回路の要部を示す回路図、第7図は第
1実施例装置の減衰力特性図、第8図は第1実施例装置
の駆動力特性図、第9図は第1実施例装置における速度
検出用コイルの出力特性図、第10図は本発明第2実施
例装置の要部を示す側面図である。 S・・・サスペンションユニット ト・・車体側部材 19・・・磁界形成部 2・・・車輪側部材 3・・・駆動コイル 6・・・制御回路 7c・・・速度検出用コイル
Fig. 1 is an overall view showing an electromagnetic suspension device according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged sectional view showing main parts of the device according to the first embodiment, and Fig. 3 is a cross section taken along the line ■-■ in Fig. 1. Figures 4 and 5 are circuit diagrams showing the connection of the drive coil, and Figure 6 is the circuit diagram showing the connection of the drive coil.
A circuit diagram showing the main parts of the control circuit of the embodiment device, FIG. 7 is a damping force characteristic diagram of the first embodiment device, FIG. 8 is a driving force characteristic diagram of the first embodiment device, and FIG. 9 is a diagram of the first embodiment device. FIG. 10 is a side view showing the main parts of the device according to the second embodiment of the present invention. S...Suspension unit...Vehicle side member 19...Magnetic field forming section 2...Wheel side member 3...Drive coil 6...Control circuit 7c...Speed detection coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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、軸方向に相対移動可能に形成された車体側部材
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に、前記軸方向に
直交する半径方向の磁界を形成する磁界形成部が形成さ
れ、 前記車体側部材と車輪側部材との他方の部材の前記磁界
形成部を横切って配置される部位に、前記相対変位方向
及び磁界方向と交差する向きに駆動コイルが巻かれると
共に、この駆動コイルの中間部分に、同様に前記相対変
位方向及び前記磁界方向と交差する向きに速度検出用コ
イルが巻かれていることを特徴とする電磁サスペンショ
ン装置。
[Claims] 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 formed to be relatively movable in an axial direction, and the vehicle body side member and the wheel A magnetic field forming portion that forms a radial magnetic field perpendicular to the axial direction is formed on one side of the side member, and is arranged across the magnetic field forming portion of the other member of the vehicle body side member and the wheel side member. A drive coil is wound in a direction crossing the relative displacement direction and the magnetic field direction, and a speed detection coil is similarly wound in the middle part of the drive coil in a direction crossing the relative displacement direction and the magnetic field direction. An electromagnetic suspension device characterized by being wound with.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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