(57)【要約】【課題】電磁サスペンションユニットにおいて、振動抑制効果を向上させる。【解決手段】モータケース４８が、ねじ機構５６を利用してベースハウジング４６に取り付けられる。モータケース４８にフランジ１１４を設ける必要がなくなり、ボルト１０４を用いる必要もない。モータケース４８の周辺のスペースを広くすることができ、その分、アッパサポート２２の容積を大きくすることができ、弾性部材６８の容積を大きくすることができる。その結果、振動抑制効果を向上させることができ、乗り心地を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体側部と車輪側部との間に設けられ、
(a)コイルを備えた固定部と、磁石を備えた可動部とを有する電動モータと、
(b)前記車体側部に取り付けられるベースハウジングと、
(c)前記固定部を保持するモータケースと
を含む電磁サスペンションユニットであって、
前記ベースハウジングと前記モータケースとの間に、前記モータケースの前記ベースハウジングに対する回転により螺合させられるねじ機構が設けられるとともに、前記モータケースの上部の中央に貫通穴が形成され、少なくとも、前記コイルの電線が、前記貫通穴から外部に伸び出したことを特徴とする電磁サスペンションユニット。
【請求項２】
前記ねじ機構が、前記ベースハウジングに設けられた雄ねじ部と雌ねじ部との一方と、前記モータケースに設けられた前記雄ねじ部と雌ねじ部との他方とを含み、前記モータケースが、互いに固定的に設けられた筒部および底部を含み、前記筒部の中間部に前記固定部が保持され、前記筒部の底部が設けられた側とは反対側の端部に前記雄ねじ部と雌ねじ部との他方が形成され、前記底部の中心部に前記貫通穴が設けられた請求項１に記載の電磁サスペンションユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁サスペンションユニットの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、(a)コイルを備えた固定部と、磁石を備えた可動部とを有する電動モータと、(b)前記車体側部に取り付けられるベースハウジングと、(c)前記固定部を保持するモータケースとを含む電磁サスペンションユニットが記載されている。その電磁サスペンションユニットにおいて、モータケースが底部と筒部とを備え、その筒部の外周部にモータの配線を外部へ引き出すための開口部が設けられ、開口部にはフランジが設けられる。
モータケースはベースハウジングに、フランジにおいてボルト等を利用して、開口部が予め決まった相対位相となるように取り付けられる。
【特許文献１】特開２００８−９５７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、電磁サスペンションユニットの改良である。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００４】
請求項１に記載の電磁サスペンションユニットは、車両の車体側部と車輪側部との間に設けられ、(a)コイルを備えた固定部と、磁石を備えた可動部とを有する電動モータと、(b)前記車体側部に取り付けられるベースハウジングと、(c)前記固定部を保持するモータケースとを含むものであって、前記ベースハウジングと前記モータケースとの間に、前記モータケースの前記ベースハウジングに対する回転により螺合させられるねじ機構が設けられるとともに、前記モータケースの上部の中央に貫通穴が形成され、少なくとも、前記コイルの電線が、前記貫通穴から外部に伸び出したものである。
電磁サスペンションユニットにおいて、モータのコイルの電線がモータケースの上部中央に設けられた貫通穴から外部に伸び出している。その結果、モータケースをベースハウジングに取り付ける場合に位相合わせが不要となり、ねじ機構を利用して、モータケースの回転により取り付けることが可能となる。
モータケースがベースハウジングに、ねじ機構を利用して回転により取り付けられるようにすれば、特許文献１に記載のように、フランジにおいてベースハウジングにボルト等を利用して取り付ける場合に比較して、ベースハウジングの直径方向の長さを小さくすることが可能となり、電磁サスペンションユニットの直径方向の長さを小さくすることが可能となる。また、モータケース周辺のスペースを広くすることができ、その分、設計の自由度を向上させることができる。例えば、アッパサポートの容積（弾性部材の容積）を大きくすることが可能となり、振動抑制効果を向上させることができる。さらに、部品点数を減らすことができるという利点もある。
なお、モータの電線は複数が束にされてハーネスとされるのが普通であり、その場合にはハーネスが貫通穴から外部に伸び出すことになる。また、電動モータのコイルの電線に限らず、回転角センサの信号線等も貫通穴から外部に伸び出すようにすることが望ましい。さらに、電線が貫通穴から外部に伸び出すとは、モータケースに一対のコネクタを設け、それら一対のコネクタを介して外部に伸び出す場合も含む。
請求項２に記載の電磁サスペンションユニットにおいては、前記ねじ機構が、前記ベースハウジングに設けられた雄ねじ部と雌ねじ部との一方と、前記モータケースに設けられた前記雄ねじ部と雌ねじ部との他方とを含み、前記モータケースが、互いに固定的に設けられた筒部および底部を含み、前記筒部の中間部に前記固定部が保持され、前記筒部の底部が設けられた側とは反対側の端部に前記雄ねじ部と雌ねじ部との他方が形成され、前記底部の中心部に前記貫通穴が設けられたものとされる。
モータケースが、互いに固定的に設けられた底部と筒部とを含み、底部の中心部に貫通穴が設けられ、筒部の底部とは反対側の端部に雄ねじ部と雌ねじ部との他方が設けられる。モータケースはベースハウジングに、貫通穴からコイルの電線が外部に伸び出した状態で、回転させられることによって取り付けられる。
このように、コイルの電線が底部の中心部に設けられた貫通穴から外部に伸び出しているため、モータケースを回転させても電線が捩れることはない。
なお、モータケースは、筒部と底部とが一体に形成されたものであっても、別々に形成され後から固定されたものであってもよい。
また、底部の中心はモータケースの回転中心と一致するのが普通であり、貫通穴はモータケースの回転中心に設けられるのが普通である。
【実施例】
【０００５】
以下、本発明の一実施例である電磁サスペンションユニットの一例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、電磁サスペンションユニットは、車輪を保持するロアアーム（車輪側部材）６と、車体のその車輪に対応する部分８（電磁サスペンションユニットが取り付けられた部分。車体側部材）との間に取り付けられるものであって、上下方向力を付与する電動アクチュエータ１０と、液圧式のショックアブソーバ１２と、サスペンションスプリングとしてのエアスプリング１４とを含む。電動アクチュエータ１０と液圧式ショックアブソーバ１２とが、車輪側部材６と車体側部材８との間に直列に設けられ、これらとエアスプリング１４とが並列に設けられる。
【０００６】
エアスプリング１４は、チャンバシェル１８と、シリンダ筒１９と、これらの間に設けられたダイヤフラム２０とを含む。チャンバシェル１８は、車体側部材８に、弾性部材を備えたマウント部２１を介して上下方向に相対移動不能に連結される。また、チャンバシェル１８の内側にはアクチュエータハウジング２４が設けられ、チャンバシェル１８とアクチュエータハウジング２４との間にはアッパサポート２２が設けられる。
シリンダ筒１９は、ロアアーム６に連結されたアブソーバハウジング２６に固定される。シリンダ筒１９は、アクチュエータハウジング２４に相対移動可能とされ、これらの相対移動により、電磁サスペンションユニット４が伸縮させられる。
ダイヤフラム２０は、一端部がチャンバシェル１８に固定され、他端部がエアピストン筒１９に固定されており、それらチャンバシェル１８、ダイヤフラム２０、エアピストン筒１９、アクチュエータハウジング２４によってエアチャンバ（エア室）２８が形成される。
なお、エアチャンバ２８には、流体としての圧縮エアが封入されており、圧縮エアによって、車体が弾性的に支持される。
【０００７】
電動アクチュエータ１０は、前記アクチュエータハウジング２４、電動モータ３０、ナット部材３２、ねじ軸３４、回り止め部材３６等を含む。
電動モータ３０は、複数のコイル３８を含む固定部と、コイル３８の内周側に設けられた回転部としてのモータ出力軸４２とを含む。モータ出力軸４２は複数の磁石部を備えたものであり、軸受４４を介してアクチュエータハウジング２４に相対回転可能に保持されている。モータ出力軸４２は中空の筒状とされており、内周側にナット部材３２が相対回転不能に保持されている。なお、モータ出力軸４２において、磁石部は、モータ出力軸４２の外周面に設けても、埋め込んでもよい。
【０００８】
アクチュエータハウジング２４は、ベースハウジング４６とモータケース４８とを含む。モータケース４８は、有底円筒状を成したものであり、筒部５０と底部５２とを含む。本実施例においては、筒部５０と底部５２とが一体に設けられる。
モータケース４８はベースハウジング４６に、ねじの螺合によって取り付けられる。ベースハウジング４６の上部内周面に軸線方向に伸びた雌ねじ部５４が形成され、モータケース４８の筒部５０の開口側の外周側端部（底部５２とは反対側の端部）には雄ねじ部５５が形成される。これら雌ねじ部５４，雄ねじ部５５によりねじ機構５６が構成される。筒部５０の内周側にはコイル３８，ベアリングサポート５７、モータ出力軸４２の回転角度を検出する回転角センサ５８の本体が保持される。
また、モータケース４８の底部５２の中心部には貫通穴６０が形成される。
電動モータ３０のコイル３８の電源線６２，回転角センサ５８の信号線６４は、上述の貫通穴６０から外部に伸び出させられる。複数の電源線６２は、束にされて配策されるためハーネスと称することができ、以下、本明細書でハーネスと称することがある。
本実施例において、ベースハウジング４６の雌ねじ部５４は、電磁サスペンションユニットの軸線Ｌを中心とした円筒面に形成され、モータケース４８は、それの中心が軸線Ｌと一致した姿勢で取り付けられる。そのため、底部４２の中心部に設けられた貫通穴６０は、軸線Ｌを中心とした位置（少なくとも、軸線Ｌが通る位置）に形成されることになる。また、モータケース４８は、軸線Ｌの回りに回転させられるのであり、モータケース４８を回転により取り付ける場合の回転中心と軸線Ｌとは一致する。
【０００９】
アッパサポート２２はベースハウジング４６に、モータケース４８の外周側に位置する状態で取り付けられる。アッパサポート２２は弾性部材６８（例えば、ゴム）を有する。弾性部材６８により、車輪側部材６の振動が車体側部材８に伝達され難くされ、車体側部材８の振動が抑制される。
【００１０】
前述のナット部材３２の内周側には、ベアリングボールを介してねじ軸３４が螺合させられる。また、ねじ軸３４は、中間部においてナット部材３２および回り止め部材３６を貫通し、下端部において液圧式ショックアブソーバ１２のピストンロッド７０に固定されるとともに力伝達機構７２を介してシリンダ本体７４に連結される。回り止め部材３６により、ねじ軸３４のアクチュエータハウジング２４に対する相対回転が阻止されつつ、軸方向の相対移動が許容される。回り止め部材３６は、ねじ軸３４の横方向の移動を阻止する機能も有する。
本実施例においては、ナット部材３２，ねじ軸３４，回り止め部材３６等により運動変換機構７８が構成される。
【００１１】
力伝達機構７２は、伝達部材８２，圧縮コイルスプリング８４，８６等を含み、ねじ軸３４に加えられる上下方向力をシリンダ本体７４に伝達する。圧縮コイルスプリング８４，８６は、アブソーバハウジング２６に設けられた下部リテーナ、上部リテーナと伝達部材８２との間にそれぞれ設けられる。
液圧式ショックアブソーバ１２は、作動液を収容する前記シリンダ本体７４と、シリンダ本体７４の内周側に摺動可能に嵌合されたピストン８８とを含む。ピストン８８のシリンダ本体７４に対する相対移動により、減衰力が発生させられる。
【００１２】
以上のように構成された電磁サスペンションユニットにおいて、電動モータ３０に電流が供給されて回転させられると、運動変換機構７８を介して伝達部材８２に上下方向の力が加えられる。また、伝達部材８２に加えられた力は、力伝達機構７２を介してシリンダ本体７４に加えられる。
また、車輪側部６と車体側部８との間に上下方向力が加えられると、それによって、電動モータ３０が回転させられ、電磁サスペンションユニットが伸縮させられる。車輪側部６と車体側部８との間には、伸縮速度に応じた減衰力が加えられる。
【００１３】
本実施例における電磁サスペンションユニットにおいて、モータケース４８を取り付ける場合について説明する。
モータケース４８は、コイル３８の電源線６２、回転角センサ５８の信号線６４が底部５２の貫通穴６０から外部に伸び出した状態で、回転させられる。それにより、雄ねじ部５５と雌ねじ部５４とが螺合させられ、モータケース４８がベースハウジング４６に取り付けられる。
このように、モータケース４８は、軸線Ｌ回りに回転させられることによって固定されるのであるが、ハーネス６２，６４がモータケース４８の中心に設けられた貫通穴６０から外部に伸び出させられているため、位相合わせが不要となる。
また、貫通穴６０が回転中心に設けられるため、モータケース４８を回転させてもハーネス６２，６４が捩れることがない。
さらに、モータケース４８の底部５２と筒部５０とが一体で設けられるため、別々に設けられる場合に比較して、部品点数を減らすことができ、取り付け工数を減らすことができる。
また、モータケース４８が、ベースハウジング４６にねじ機構５６を利用して固定されるため、その分、小型化を図ることができ、モータケース４８周辺のスペースを広くすることができる。そのことを図２に基づいて説明する。
図２(a)には、図１に示す本実施例に係る電磁サスペンションユニットの電動アクチュエータ１０の周辺を示す。
図２(b)には、モータケース１００がベースハウジング１０２に、ボルト１０４によって固定された電磁サスペンションユニットを示す。モータケース１００は、底部１１０と筒部１１２とを含む有底円筒状を成したものであり、筒部１１２の底部１１０とは反対側の端部にはフランジ１１４が設けられる。このフランジ１１４において、ベースハウジング１０２に取り付けられるのである。また、ベースハウジング１０２には、弾性部材１１５を備えたアッパサポート１１６が、モータケース１００の外周側に位置する状態で取り付けられる。
【００１４】
図２(a)に示す本実施例に係る電磁サスペンションユニットと図２(b)に示す電磁サスペンションユニットとを比較すると、本実施例に係る電磁サスペンションユニットにおいては、モータケース４８がねじ機構５６を利用してベースハウジング４６に固定されるのであり、フランジ１１４において固定されるのではない。そのためベースハウジング４６の外径を小さくすることが可能となり、電磁サスペンションユニットの外径を小さくすることが可能となる。
また、ボルト１０４が不要となるため、モータケース４８の周辺（外周側）のスペースを広くすることができる。その結果、例えば、アッパサポート２２の容積を大きくすることができ、弾性部材６８の容積を大きくすることができる。弾性部材６８の容積を大きくすれば、振動を良好に抑制することが可能となる。一般的に、弾性部材は、柔らかい特性（弾性係数が小さい材料で製造された）のものとした方が、より良好に振動を抑制し得ることが知られている。しかし、容積が小さいと寿命が短くなるという問題がある。それに対して、柔らかい特性のものとし、かつ、容積を大きくすれば、振動を良好に抑制し得、かつ、寿命を長くすることができるという特有効果が得られる。
さらに、本実施例においては、アッパサポート２２の弾性部材６８の容積を大きくできるため、チャンバシェル１８を車体側部材８に取り付けるためのマウント部２１を弾性部材を有しないものとすることができる。換言すれば、チャンバシェル１８を車体側部材８に弾性部材を介することなく取り付けても、振動を良好に抑制することが可能となる。
【００１５】
なお、上記実施例においては、モータケース４８の底部５２の貫通穴６０からハーネス６２，６４が外部に伸び出させられていたが、図３に示すように、モータケース４８の底部５２の貫通穴６０を覆う位置にコネクタ１５０を設け、コネクタ１５０に電源線６２、信号線６４が接続されるようにすることもできる。この場合には、車体側（駆動回路、制御装置側）のコネクタ１５２が、コネクタ１５０に接続されて、外部に伸び出すことになる。
【００１６】
また、上記実施例においては、ねじ機構５６が、モータケース４８の外周側に設けられた雄ねじ部５５とベースハウジング４６の内周側に設けられた雌ねじ部５４とによって構成されたものであったが、モータケースの内周側に設けられた雄ねじ部とベースハウジングの外周側に設けられた雌ねじ部とによって構成されるものとすることができる。
さらに、アッパサポート２２の容積を大きくすることは不可欠ではない。アッパサポート２２の容積を大きくしなくても、電磁サスペンションユニットの直径を小さくできるという利点がある。
また、上記実施例において、モータケース４８は、底部５２と筒部５０とが一体で形成されたものであったが、別体のものとすることもできる。本実施例においては、ハーネス６２，６４を筒部５０の上部から外部へ伸び出した状態で、筒部５０を回転させてベースハウジング４６に取り付け、その後に、底部５２を取り付けるのである。本実施例においては、筒部５０の位相合わせが不要になるという利点がある。なお、本実施例においては、貫通穴を底部５２中心部に設けることは不可欠ではない。底部５２の中心部からはずれた位置に設けても筒部５０を回転により取り付けることが可能となる。
さらに、電磁サスペンションユニットの構造は問わない。例えば、液圧式ショックアブソーバを備えていないものであっても、ねじ軸が電動モータにより回転させられるものであってよい。また、アッパサポート２２には、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリングが支持されるようにしてもよい。
その他、本発明は上記実施例に記載の態様の他、種々の態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例である電磁サスペンションユニットの断面図である。
【図２】上記電磁サスペンションユニットの要部を従来の電磁サスペンションユニットと比較して示す図である。
【図３】本発明の別の一実施例である電磁サスペンションユニットの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
２２：アッパサポート  ３０：電動モータ  ３８：コイル  ４６：ベースハウジング  ４８：モータケース  ５０：筒部  ５２：底部  ５４：雌ねじ部  ５５：雄ねじ部  ５６：ねじ機構  ３８：回転角センサ  ６０：貫通穴  ６２：電源線  ６４：信号線  １５０，１５２：コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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