JPH0552229A

JPH0552229A - 電磁サスペンシヨン装置

Info

Publication number: JPH0552229A
Application number: JP3120591A
Authority: JP
Inventors: Hidemasa Watanabe; 秀雅渡辺
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】磁束の漏れを少なくして制御力を高めること
ができる電磁サスペンション装置を提供すること。【構成】車体側部材１と車輪側部材２との一方におい
て、途中に車体側・車輪側両部材の相対移動方向と交差
する方向に磁束Ｂ₁ ，Ｂ₂ を飛ばす間隙部１ｃを有した
磁路Ａを形成し、この間隙部１ｃに向きあって配置され
た磁路Ａの端面の内の少なくとも一方の端面の一部に、
他方の端面側へ突出した複数の環状突部５１を形成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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、特開平２−３７０１６号公報に記載された
ものが知られている。

【０００３】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輪側に固定された外筒と、この
外筒内を摺動可能に設けられて車体側に取り付けられた
ロッドとを有したサスペンションユニットが設けられ、
前記外筒内でロッドの外周には永久磁石が固定され、か
つ、該永久磁石と対向する外筒の内周側にコイルが固定
されると共に、永久磁石の外周と外筒の内周との間に形
成される環状隙間に磁束を飛ばすために、前記外筒とロ
ッドで磁路を構成させた構造となっていた。

【０００４】そして、コイルへの通電の向き及び電流を
制御することで、サスペンションユニットのコイルの軸
方向制御力（電磁力）を発生させ、例えば、車高を一定
に保つような制御を行なう。

【０００５】

【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、半径方向磁界を
形成する環状隙間以外の磁路構成部分である外筒やロッ
ド等からの漏れ磁束が多く、従って、環状隙間部分にお
ける磁束密度を減少させ、これにより、サスペンション
ユニットの制御力を低下させるという問題があった。

【０００６】本発明は、上述の問題に着目して成された
もので、磁束の漏れを少なくして制御力を高めることが
でき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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、磁束を飛ば
す間隙部に向きあって配置された磁路端面の内の少なく
とも一方の端面の一部に、他方の端面側へ突出した複数
の突部を形成して、上記目的を達成するようにした。

【０００８】即ち、本発明は、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、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、途中に車体側・車輪側
両部材の相対移動方向と交差する方向に磁束を飛ばす間
隙部を有した磁路が形成され、車体側・車輪側両部材の
他方の部材が、前記間隙部分に相対移動可能に挿入され
ると共に、この挿入部に、前記相対移動方向及び磁界方
向と交差する向きにコイルが巻かれ、前記間隙部に向き
あって配置された磁路端面の内の少なくとも一方の端面
の一部に、他方の端面側へ突出する複数の突部が形成さ
れている手段とした。

【０００９】

【作用】本発明の電磁サスペンション装置では、コイ
ルに通電すると、車体側・車輪側両部材の相対移動方向
（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されることにより、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（電磁
力）が生じる。

【００１０】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。よって、前記
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。

【００１１】また、磁路を構成する磁束は、突起部に集
中する性質を有することから、間隙部にあっては、磁束
が複数の突部において集中して飛ぶことになる。このよ
うにコイルと交差する位置、つまり、制御力を発生させ
る位置において磁束を集中して磁束密度を向上できる結
果、磁束の漏れを少なくして制御力を高めることができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳述す
る。

【００１３】図１は、本発明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。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。

【００１４】前記車体側部材１は、図示のように天蓋プ
レート１ｆ及び該天蓋プレート１ｆの中心筒部１ｐの外
周とプレート外周部にその上端部を螺合一体化された内
筒１ａと外筒１ｂとで、両者間に円筒状の間隙部１ｃを
有した内外二重の有蓋円筒構造に形成されている。

【００１５】そして、前記内筒１ａと外筒１ｂの下側略
半分が強磁性体よりなる磁性内筒部（磁性部材）１２及
び磁性外筒部（磁性部材）１１で形成され、それ以外の
部材は非磁性体で形成されている。尚、前記磁性外筒部
１１は、上下両端部に向かうにつれてその肉厚が小さく
なるようにその外周側がテーパ状に形成されており、ま
た、前記磁性内筒部１２は、上下両端部に向かうにつれ
てその肉厚が小さくなるようにその内周側がテーパ状に
形成されている。

【００１６】前記磁性外筒部１１の内周面には、中央部
に所定の間隔Ｈを保持して上部外側永久磁石１ｊと下部
外側永久磁石１ｋを設けると共に、磁性内筒部１２の内
周面には、中央部に所定の間隔Ｈを保持して上部内側永
久磁石１ｍと下部内側永久磁石１ｎを設け、さらに、該
上部内側永久磁石１ｍと下部内側永久磁石１ｎの外周面
側に上部磁束集中板５ａと下部磁束集中板５ｂを設ける
ことによって、上部外側永久磁石１ｊと上部磁束集中板
５ａ、及び、下部外側永久磁石１ｋと下部磁束集中板５
ｂとの間に前記間隙部１ｃの間隔を狭めた上部磁界形成
部１ｇ及び下部磁界形成部１ｈが形成されている。

【００１７】前記永久磁石１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎは、
それぞれ円周方向に４つに分割されており（図示は省略
する）、前記周状の間隙部１ｃを挟んだ半径方向に飛ぶ
磁束Ｂ₁ ，Ｂ₂ を形成するように、各永久磁石１ｊ，１
ｋ，１ｍ，１ｎの極性の向きが設定されている。そし
て、上部磁界形成部１ｇと下部磁界形成部１ｈとの磁束
Ｂ₁ ，Ｂ₂ の飛ぶ向きが互いに逆向きとなるように、こ
の実施例では、上部外側永久磁石１ｊと上部内側永久磁
石１ｍは内周側がそれぞれＮ極で、下部外側永久磁石１
ｋと下部内側永久磁石１ｎは内周側がそれぞれＳ極にな
るように設定されている。即ち、前記内筒１ａ及び外筒
１ｂの下側略半分が強磁性体より成る磁性外筒部１１及
び磁性内筒部１２で形成されているために、前記各永久
磁石１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎにより、図中一点鎖線で示
す磁路Ａが形成されている（図２参照）。

【００１８】前記両磁束集中板５ａ，５ｂは、磁束を両
磁界形成部１ｇ，１ｈに集中させるために設けられるも
ので、その外周面側には、環状突部５１と環状溝部５２
とが軸方向に交互に複数形成されている（図２参照）。
尚、前記天蓋プレート１ｆの上面中心部には車体側への
取付用ボルト部材１ｅが突出形成されている。

【００１９】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
取付用のボルト２ａが立設されている。そして、この車
輪側部材２は、開口端部から間隙部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
コイル３が巻き付けられている。

【００２０】このコイル３は、両部材１，２の相対移動
方向に複数のコイル３₁ 〜３_n に分割され、各コイル３
₁ 〜３_nは、１つのボビン３ｋに巻き付けられている。
そして、各コイル３₁ 〜３_n 単体の長さが、前記上部外
側永久磁石１ｊ（上部内側永久磁石１ｍ）と下部外側永
久磁石１ｋ（下部内側永久磁石１ｎ）との間に形成され
た間隔Ｈより短く形成されている。

【００２１】尚、前記車輪側部材２と、内筒１ａ及び外
筒１ｂとの間にはベアリング４ａ，４ｂが設けられてい
る。また、前記各コイル３₁ 〜３_n 相互間位置のボビ
ン３ｋには、ストロークセンサ７としてのホール素子
（図示せず）が取り付けられている。このホール素子
は、コイル３と共に間隙部１ｃ内を相対移動することに
より、磁束Ｂ₁ ，Ｂ₂ に感応してその出力電圧を変化さ
せるもので、この出力電圧を検出することにより、磁界
形成部１ｇ，１ｈに対する各コイル３₁ 〜３_n の位置、
即ちサスペンションユニットＳのストローク位置を検出
するようになっている。

【００２２】前記コイル３は、制御回路６に接続されて
いる。即ち、この制御回路６は、各コイル３₁ 〜３_n 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、これらコイ
ル３に対して可変抵抗を接続するように構成されてい
る。ちなみに、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、両磁界形成部
１ｇ，１ｈの磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂ を横切る向きにコイル３が
移動することで、コイル３の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。一方、コイル３を通電駆動させた場合、
両磁界形成部１ｇ，１ｈの磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂ 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
圧方向に駆動力が作用したりする。

【００２３】また、前記制御回路６には、前記各ストロ
ークセンサ７からの入力信号に基づき、サスペンション
ユニットＳのストローク位置に応じて各コイル３₁ 〜３
_n に対する通電を個別的にＯＮ−ＯＦＦさせると共にそ
の通電方向を切換制御する通電切換手段６ａを備えてい
る。即ち、この通電切換手段６ａは、各磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂
内にあるコイルにだけ通電するような制御が行なわれる
と共に、両磁界Ｂ₁ ，Ｂ₂ の方向が互いに逆方向になる
ことから、両磁界形成部１ｇ，１ｈにおける駆動力の作
用方向を一致させるために、各コイル３₁ 〜３_n のう
ち、上部磁界形成部１ｇの磁界Ｂ₁ 中にあるコイルと下
部磁界形成部１ｈの磁界Ｂ₂ 中にあるコイルとの通電方
向が互いに逆方向になるように各コイル３₁ 〜３_n への
通電がなされると共に、サスペンションユニットＳのス
トローク位置に応じて各コイル３₁〜３_n への通電方向
の切り換え制御がなされるものである。

【００２４】また、前記制御回路６は、前記ストローク
センサ７，加速度センサ８及び荷重センサ９からの入力
に基づき制御を行うようになっている。前記加速度セン
サ８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。前記荷重センサ９は、サスペンションユ
ニットＳの車体側部材１の取付部分に設けられて、サス
ペンションユニットＳからの入力荷重を検出するもの
で、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。そして、制御回路６の演算部では、ストロー
クセンサ７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８及び荷重センサ９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。

【００２５】次に、実施例の作用について説明する。

【００２６】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
れと車体の間に設け、また、制御回路６及び各センサ
７，８，９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。

【００２７】（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、各コイル３₁ 〜３_n
を短絡させる。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、上下両磁界形成部１
ｇ，１ｈを通過するコイル３の速度に正比例して、減衰
力（制御力）が生じる。このように、減衰力制御を行う
場合には、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。

【００２８】（ロ）姿勢制御時姿勢制御を行う際には、各センサ７〜９からの入力に基
づいて得られる車両状況に応じてコイル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。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。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。

【００２９】そして、本発明実施例装置では、上部・下
部両内側永久磁石１ｍ，１ｎの外周に、環状突部５１を
有する磁束集中板５ａ，５ｂを設けた構成としたこと
で、図２に示すように、各環状突部５１部分において磁
束Ｂ₁ ，Ｂ₂ を集中させることができ、これにより、磁
界形成部１ｇ，１ｈ以外の部分での磁束の漏れを少なく
して駆動力（制御力）を高めることができるという特徴
を有している。

【００３０】また、磁性外筒部１１及び磁性内筒部１２
を、上下方向に向かうにつれて磁気抵抗が小さくなるよ
うにその肉厚が次第に小さくなる形状とすることによ
り、磁路Ａの長短による磁気抵抗の変動を減少させ、こ
れにより、磁界形成部１ｇ，１ｈで飛ばされる磁束Ｂ
₁ ，Ｂ₂ の磁束密度が不均一化する度合いを少なくする
ことできるようになる。

【００３１】また、本発明実施例装置では、サスペンシ
ョンユニットＳのストローク位置を検出するためのスト
ロークセンサ７として、ホール素子等の磁束センサを用
いることで、サスペンションの基本長を長くすることな
しにサスペンションユニットＳのストローク位置を検出
することができ、これにより、車載する上でスペースの
自由度が高くなるという特徴を有している。

【００３２】また、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、間隙部１ｃにおいて半径方
向に磁束Ｂ₁ ，Ｂ₂ を飛ばす磁路Ａを形成し、これらの
磁束Ｂ₁ ，Ｂ₂ を各コイル３₁ 〜３_n が横切るよう構成
したため、サスペンションユニットＳのストロークを大
きくする場合でも磁路Ａを長くする必要性がなく、従っ
て、ストロークの大小に拘らず一定の十分な制御力を得
ることができるという特徴を有している。

【００３３】また、実施例では、複数に分割された各コ
イル３₁ 〜３_n の内、制御力（駆動力）を発生するため
に必要なコイル部分だけに通電するように制御すること
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。

【００３４】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。例えば、実施例では、車体側部材
を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。また、実施例では、上下２組の磁界形成部
間で磁路を形成するようにする場合を示したが、１組の
磁界形成部と磁性部材とで磁路を形成するようにするこ
ともできる。また、実施例では、磁束を集中させるため
の突部を永久磁石とは別体の磁束集中板に形成した例を
示したが、永久磁石に形成してもよい。また、実施例で
は、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。また、実施
例では、磁界を形成する両磁石及びコイルを環状に形成
し、両者を同心円状に配置させるようにしたが、両磁石
及びコイルの形状や配置関係は任意に設定することがで
きる。尚、ストローク位置によって各コイルの巻き数を
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。

【００３５】

【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、磁束を飛ばす間隙部に向きあ
って配置された磁路端面の内の少なくとも一方の端面の
一部に他方の端面側へ突出した複数の突部を形成した手
段としたため、これらの各突部において磁束を集中させ
て磁束密度を高めることができ、これにより、磁束の漏
れを少なくして制御力を高めることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の電磁サスペンション装置を示す
全体図である。

【図２】本発明実施例装置の要部を示す作用説明図であ
る。

【符号の説明】

ＳサスペンションユニットＡ磁路Ｂ₁ 磁束Ｂ₂ 磁束１車体側部材１ｃ間隙部２車輪側部材３コイル５１環状突部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、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、途中に車体側
・車輪側両部材の相対移動方向と交差する方向に磁束を
飛ばす間隙部を有した磁路が形成され、車体側・車輪側両部材の他方の部材が、前記間隙部分に
相対移動可能に挿入されると共に、この挿入部に、前記
相対移動方向及び磁界方向と交差する向きにコイルが巻
かれ、前記間隙部に向きあって配置された磁路端面の内の少な
くとも一方の端面の一部に、他方の端面側へ突出した複
数の突部が形成されていることを特徴とする電磁サスペ
ンション装置。