(57)【要約】      （修正有）【課題】アクチュエーターが作動するところの過酷な環境では、アクチュエータの構成部品は、保護ハウジングで覆われ、熱を散逸させる必要がある。【解決手段】  アクティブサスペンションシステムのためのアクチュエータ１０は、アーマチャー１６と、内部を覆うハウジング１８とを備える。ハウジング１８の内部は、アーマチャー１６の移動に応答して変化する体積を有する。ハウジング１８の壁は、第１のアパーチャ３０を形成し、アーマチャー１６の移動に応答して空気が該第１のアパーチャ３０を介して通過する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブサスペンションシステムのためのアクチュエータであって、
アーマチャーと、
前記アーマチャーを覆うハウジングであって、該ハウジングは、該アーマチャーの移動に応答して変化する内部体積を有すると共に、第１のアパーチャを画定しており、前記アーマチャーの移動に応答して該第１のアパーチャを通って空気が通過する、前記ハウジングと、
を備える、アクチュエータ。
【請求項２】
前記アーマチャーの移動をもたらすための電子回路を更に備え、該電子回路は、前記ハウジングの前記内部体積内に配置されている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記ハウジングは、第２のアパーチャを形成する壁を画定し、前記アーマチャーの移動に応答して該第２のアパーチャを通って空気が通過する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１及び第２のアパーチャは、前記アーマチャーの第１の移動に応答して空気が該第１及び第２のアパーチャを介して前記内部体積へと吸引され、前記アーマチャーの第２の移動に応答して空気が該第１及び第２のアパーチャを介して前記内部体積から排出されるように、構成されている、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１及び第２のアパーチャは、前記アーマチャーの第１の移動に応答して空気が該第１のアパーチャを介して前記内部体積へと吸引され、前記アーマチャーの第２の移動に応答して空気が前記第２のアパーチャを介して前記内部体積から排出されるように、構成されている、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記第１のアパーチャ及び前記第２のアパーチャの間に延在する、入り組んだ経路を画定する壁を形成する、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記入り組んだ経路内に配置されたフィルターを更に備える、請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第１のアパーチャに連係された第１の一方向バルブを更に備え、該第１の一方向バルブは、前記第１のアパーチャを介して前記ハウジングの内部に空気を吸引することを可能にするように構成されている、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記第２のアパーチャに連係された第２の一方向バルブを更に備え、該第２の一方向バルブは、前記第２のアパーチャを介して前記ハウジングの内部から空気を排出することを可能にするように構成されている、請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記第２の一方向バルブは、前記ハウジングの内部体積から流体を排出するように配置されている、請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記ハウジングは、
前記アーマチャーに連結された第１の部分と、
前記第１の部分に連結された第２の部分と、
を備え、
前記第１及び第２の部分により覆われた体積は、前記アーマチャーの移動に応答して変化する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記第１の部分は、ベローズを備える、請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
第２のアパーチャを画定する停止プレートを更に備え、該停止プレートは前記ベローズに連結されている、請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記第１の部分は、前記アーマチャーの移動に応答して移動するように構成された停止プレートを更に備え、これによって、該停止プレートは、前記第１の部分を前記アーマチャーに連結する、請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記停止プレートは、第２のアパーチャを画定し、前記アーマチャーの移動に応答して空気が該第２のアパーチャを通過する、請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記アーマチャーは、前記ベローズに連結された停止プレートを備える、請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
前記停止プレートは、第２のアパーチャを画定し、前記アーマチャーの移動に応答して空気が該第２のアパーチャを通過する、請求項１６に記載のアクチュエータ。
【請求項１８】
前記第１のアパーチャに連係された第１の一方向バルブであって、該第１の一方向バルブは、前記第１のアパーチャを介して前記ハウジングの内部に空気を吸引することを可能にするように構成されている、前記第１の一方向バルブと、
前記第２のアパーチャに連係された第２の一方向バルブであって、該第２の一方向バルブは、前記第２のアパーチャを介して前記ハウジングの内部から空気を排出することを可能にするように構成されている、前記第２の一方向バルブと、
を更に備える、請求項１７に記載のアクチュエータ。
【請求項１９】
前記第１の部分は、前記第２の部分に連結された可撓性部分を備える、請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項２０】
前記第２の部分は、剛性部分を備える、請求項１９に記載のアクチュエータ。
【請求項２１】
前記第１の部分は、可動部分を備える、請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項２２】
前記第１の部分は、第１のシリンダーを備え、前記第２の部分は、第２のシリンダーを備え、前記第１及び第２のシリンダーは、該第１及び第２のシリンダーのうち一方が前記アーマチャーの移動に応答して他方の中へと摺動することができるように、異なる半径を有する、請求項２１に記載のアクチュエータ。
【請求項２３】
前記第１の部分は、ピストンヘッドを備え、前記第２の部分は、該ピストンヘッドに適合するようにサイズが定められたシリンダーを備え、前記ピストンヘッド及び該シリンダーは、前記アーマチャーの移動に応答して変化する体積を画定させる、請求項２１に記載のアクチュエータ。
【請求項２４】
前記第１の部分は、第２のアパーチャを画定し、前記アーマチャーの移動に応答して空気が該第２のアパーチャを通過する、請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項２５】
前記第１のアパーチャに連係された第１の一方向バルブであって、該第１の一方向バルブは、前記第１のアパーチャを介して前記ハウジングの内部に空気を吸引することを可能にするように構成されている、前記第１の一方向バルブと、
前記第２のアパーチャに連係された第２の一方向バルブであって、該第２の一方向バルブは、前記第２のアパーチャを介して前記ハウジングの内部から空気を排出することを可能にするように構成されている、前記第２の一方向バルブと、
を更に備える、請求項２４に記載のアクチュエータ。
【請求項２６】
前記第２の部分は、第２のアパーチャ及び前記第１のアパーチャを画定し、前記アーマチャーの移動に応答して空気が該第２のアパーチャを通過する、請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項２７】
前記第２の部分は、前記第１及び第２のアパーチャの間に、入り組んだ経路を画定する、請求項２６に記載のアクチュエータ。
【請求項２８】
アクティブサスペンションシステムを有する自動車であって、
前記アクティブサスペンションシステムは、請求項１に記載のアクチュエータを備える、自動車。
【請求項２９】
請求項１に記載のアクチュエータを備える、アクティブサスペンションシステム。
【請求項３０】
請求項２９に記載のアクティブサスペンションシステムを備える、自動車。
【請求項３１】
アクティブサスペンションシステム内のアクチュエータの構成部品を冷却する方法であって、
ハウジング内に空気を吸引して前記アクチュエータの前記構成部品に亘って空気を通過させるためハウジングの内部体積を変化させ、
前記ハウジングから空気を排出するため前記内部体積を変化させる、各工程を備える、方法。
【請求項３２】
前記内部体積を変化させる工程は、該内部体積を増加させる工程を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記内部体積を変化させる工程は、該内部体積を減少させる工程を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記内部体積を増加させる工程は、第１のアパーチャを介して前記ハウジング内に空気を吸引させる工程を備え、前記内部体積を減少させる工程は、第１のアパーチャを介して前記ハウジングから空気を排出させる工程を備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記内部体積を増加させる工程は、第１のアパーチャを介して前記ハウジング内に空気を吸引させる工程を備え、前記内部体積を減少させる工程は、第２のアパーチャを介して前記ハウジングから空気を排出させる工程を備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記ハウジング内に空気を吸引させる工程は、前記第１のアパーチャを密封する第１の一方向バルブを開放させる工程を備え、前記ハウジングから空気を排出させる工程は、前記第２のアパーチャを密封する第２の一方向バルブを開放させる工程を備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記内部体積を減少させる工程は、前記第２のアパーチャを介して前記ハウジングから液体を排出させる工程を更に備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記内部体積を増加させる工程及び前記内部体積を減少させる工程は、各々、該ハウジング内のコイルに電流を流す工程を備え、前記アクチュエータは、前記ハウジングの一部分に連結された可動アーマチャーを有する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
アーマチャーを覆うためのハウジングであって、
前記ハウジングは、前記アーマチャーの移動に応答して変化する内部体積を有し、該内部体積の変化は、前記ハウジングにより画定されたアパーチャを介して空気を通過させる、前記ハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブサスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のためのアクティブサスペンションシステムは、典型的には、車両の車輪に連結されたアクチュエータを備えている。コントローラからの指令に応答して、これらのアクチュエータは、自動車のボディの姿勢を制御する。
【０００３】
アクチュエータの一つの型式は、電磁アクチュエータであり、該電磁アクチュエータでは、コイルを通って流れる電流が、車輪に連結されたアーマチャーの移動を引き起こす磁場を発生させる。このコイルの電流は、電源電子回路により提供される。コイル及び回路の両方における電流は、熱を発生させる。
【０００４】
アクチュエータが作動するところの過酷な環境の故に、電源電子回路を始めとするアクチュエータの構成部品は、保護ハウジングで覆われている。電源電子回路は、小型の覆い空間内に拘束されているので、熱を散逸させる必要性は、より有意義なものとなる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、アクティブサスペンションシステムのためのアクチュエータである。該アクチュエータは、アーマチャーと、該アーマチャーを覆うハウジングと、を備える。該ハウジングは、該アーマチャーの移動に応答して変化する内部体積を有する。アーマチャーの移動に応答して、空気が、ハウジングにより画定された第１のアパーチャを通過する。
【０００６】
一態様では、ハウジングは、第２のアパーチャを画定し、アーマチャーに移動に応答して空気が該第２のアパーチャを介して移動する。アーマチャーの移動に応答して、空気は、第１及び第２のアパーチャを介して内部へと吸引されるか、又は、第１及び第２のアパーチャを介して内部から排出されるかのいずれかである。代替例として、アーマチャーの移動に応答して、空気は、第１のアパーチャを介してハウジング内に吸引され、第２のアパーチャを介して排出される。
【０００７】
他の態様では、アーマチャーの移動をもたらすための電子回路がハウジングの内部に配置されている。
他の態様では、ハウジングが、第１及び第２のアパーチャの間に延在する、入り組んだ経路を画定する。オプションのフィルターが、このようにして形成された、入り組んだ経路内に配置されている。
【０００８】
オプションの第１及び第２の一方向バルブが、第１のアパーチャを介したハウジングの内部への空気の吸引と、第２のアパーチャを介したハウジングの内部からの空気の排出とを可能にするため配置されていてもよい。第２の一方向バルブは、第２のアパーチャを介してハウジング内部から水を排出することを可能にするため配置させることもできる。
【０００９】
他の態様では、ハウジングは、アーマチャーに連結された第１の部分と、該第１の部分に連結された第２の部分と、を備える。第１の部分は、第２の部分に連結された可撓性部分を備えることができる。第１の部分は、例えば、ベローズを備えていてもよい。他の態様では、ハウジングの第１の部分が可動部を備え、第２の部分が剛性部を備える。
【００１０】
第１の部分は、第１のシリンダーを備えることができ、第２の部分は、第２のシリンダーを備えることができる。この場合には、第１及び第２のシリンダーは、該第１及び第２のシリンダーのうち一方が、アーマチャーの移動に応答して他方の中に摺動することができるように異なる半径を持つことができる。或いは、第１の部分は、ピストンヘッドを備え、第２の部分は、ピストンヘッドに適合するようにサイズが定められたシリンダーを備えていてもよい。ピストンヘッド及びシリンダーは共に、アーマチャーの移動に応答して変化する体積を画定する。
【００１１】
他の態様では、第１の部分は、第２のアパーチャを画定し、空気がアーマチャーの移動に応答して第２のアパーチャを介して移動する。
他の態様では、第２の部分は、第２のアパーチャ及び第１のアパーチャを両方画定し、空気がアーマチャーの移動に応答して第２のアパーチャを介して移動する。第２の部分は、オプションで、第１及び第２のアパーチャの間の入り組んだ経路を画定してもよい。
【００１２】
本発明の他の態様では、第１の一方向バルブが、第１のアパーチャを介してハウジングの内部に空気を吸引することを可能にするように配置されている。このとき、第２の一方向バルブは、第２のアパーチャを介してハウジングの内部から空気を排出することを可能にするように配置されていてもよい。
【００１３】
別の形態では、本発明は、内部体積を有するハウジング内の構成部品を覆うことによりアクティブサスペンションシステム内のアクチュエータの構成部品を冷却する方法を具備する。先ず、内部体積は、増加される。これは、内部体積内に空気を引き込み、それを、アクチュエータの構成部品に亘って通過させる。次に、内部体積は、ハウジングから空気を排出するため減少される。
【００１４】
本発明の幾つかの態様では、内部体積を増加させる工程は、第１のアパーチャを介してハウジング内に空気を吸引する工程を備えている。内部体積を減少させる工程は、第１のアパーチャを介してハウジングから空気を排出する工程を備えている。
【００１５】
本発明の他の態様では、内部体積を増加させる工程は、第１のアパーチャを介してハウジング内に空気を吸引する工程を備えている。内部体積を減少させる工程は、第１のアパーチャを介してハウジングから空気を排出する工程を備えている。空気をアパーチャへと吸引させる一つの方法は、第１のアパーチャを密封する第１の一方向バルブを開放させることである。空気をハウジングから排出する工程は、第２のアパーチャを密封する第２の一方向バルブを開放させる工程を備えていてもよい。
【００１６】
本発明の他の態様では、ハウジングの内部体積を減少させることにより、第２のアパーチャを介してハウジングから水が排出される。
本発明の他の態様では、内部体積を増加又は減少させることのいずれかによる内部体積を変化させる工程は、ハウジング内のコイルに電流を流す工程を備えることができる。この場合におけるアクチュエータは、ハウジングの可撓性部分に連結された可動アーマチャーを有する。
【実施例】
【００１７】
自動車用の適応サスペンションシステムは、該自動車の４つのコーナーの各々に取り付けられた４つの電磁アクチュエータ１０を備えている。コントローラからの信号に応答して、アクチュエータ１０は、車両シャシと道路表面との間の間隔を動的に制御するための力を適用する。これらの力は、道路表面に対するシャシの姿勢を総合的に制御する。
【００１８】
図１に示された一例としてのアクチュエータ１０は、コントローラ（図示せず）により提供された信号に応答して電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する。この信号は、アクチュエータ１０内に備えられる回路基板１２に取り付けられた構成部品により受信される。制御信号に応答して、回路基板１２上の構成部品は、磁気アーマチャー１６に磁気的に連結するように配置されるコイル１４を通して電流を発生させるように作動する。コイル１４は、例えば鉄等の強磁性材料により更に取り囲まれていてもよい。この電流は、アーマチャー１６を、コイル１４の長さ方向軸に沿って移動させる。コントローラは、エンクローシャの内部または外部のいずれにあってもよい。適切なアクチュエータ１０は、米国特許番号４，９８１，３０９号に開示されているものであり、その内容は、ここで参照したことで本願に組み込まれる。
【００１９】
図示のアクチュエータ１０は、塵、湿気、飛んできた砂利の破片、及び、時々の動物部分を運ぶ環境で作働することが意図されている。そのような過酷な環境での信頼性の高い作働を可能にするため、アクチュエータ１０は、回路基板１２、コイル１４及びアーマチャー１６を覆う保護ハウジング１８が備え付けられている。
【００２０】
ハウジング１８の上側部分２０は、回路基板１２及びコイル１４を保護する剛体ベルを形成する。このベルは、ハウジング１８の可撓性のある下側部分２４に取り付けられた開口部２２を有する。アーマチャー１６と一体化された停止プレート２６は、可撓性のある下側部分２４の一端部に連結されている。上側部分２０及び下側部分２４は、一緒になって略環状構造体を形成する。ハウジング１８の下側部分２４は、軸方向に可撓性がある。図示の実施例では、下側部分２４は、アーマチャー１６の軸方向運動に応答して拡大したり収縮したりするベローズを備えている。
【００２１】
オーム損失の結果として、コイル１４及び回路基板１２の様々な電子部品を通って流れる電流は、熱を発生させる。これらの熱発生要素は、ハウジング１８内に覆われており、ハウジング１８内の温度は、部品の時期尚早の故障を引き起こしかねないレベルにまで上昇し得る。
【００２２】
アーマチャー１６が下方に移動するとき、吸気ストロークでは、ベローズが拡大し、内側アパーチャ２８と、フィルター３２により占められた、複雑に入り組んだ経路により分離された外側アパーチャ３０とを通って冷却空気を引き出す。好ましくは、内側アパーチャ２８は、回路基板１２に隣接し、フィルター処理された冷却空気が回路基板１２に亘って直ちに通過するようにする。排気ストロークにおいて、アーマチャー１６が上方に移動するとき、ベローズは収縮し、内側アパーチャ２８及び外側アパーチャ３０を通って暖かい空気を吐き出す。
【００２３】
図１に示されるように、外側アパーチャ３０は、内側アパーチャ２８の下方に存在する。この関係は、入り組んだ経路内に入るか又は該経路内で凝結する水が、ハウジング１８から離れて外方に落下することを可能にする。
【００２４】
図１に示された実施例では、空気は、同じアパーチャ２８、３０を通ってハウジング１８に流出入する。この構成は、不利な点がある。第１に、入ってきた空気の湿気がハウジング１８内で凝結する。湿気が凝結したとき、凝結物は停止プレート２６上に集まろうとする。第２には、排気ストロークの間、ベローズは、回路基板１２を既に通過した空気を、少なくとも一度、回路基板１２を横切って吹き付ける。そのような空気は、一般に、吸気ストロークの間に外側から引き込まれた空気よりも暖かい。その結果、回路基板１２を通過した空気の平均温度は、新鮮な外部の空気だけが回路基板１２を通過した場合よりも高くなる。これらの不利な点は、図２及び図３に示された実施例で克服される。該実施例では、空気は、異なるアパーチャを通ってハウジング１８に流出入する。
【００２５】
図２は、吸気バルブ３４により密封された内側アパーチャ２８を示している。吸気バルブ３４は、外部の空気がハウジング１８に入ることを可能にするが、空気がハウジング１８から出ることを防止するように配置された一方向フラップ又は逆止バルブである。逆に、停止プレート２６内の排気アパーチャは、図３に示された排気バルブにより密封されている。該排気バルブは、吸気バルブ３４のように、一方向フラップ又は逆止バルブである。しかし、その配位は、空気がハウジング１８から出ることを可能にするが、入ることは可能にしないようになされている。停止プレート２６における排気アパーチャの配置は、不利である。停止プレート２６は、アクチュエータ１０上の最下点にあるからである。その結果、重力が、蓄積された湿気を停止プレート２６上に集まらせ、排気アパーチャを通ってハウジング１８から排出させる。しかし、排気アパーチャは、アクチュエータの最下点にある必要はない。
【００２６】
代替例として、アーマチャー１６及び停止プレート２６を、各々ピストンアーム及びピストンヘッドとして機能させることによってハウジング１８を形成することができる。停止プレート２６は、シリンダーの内部にきちんと収まる。この場合には、シリンダー及び停止プレートの壁により形成されたハウジングの内部体積は、アーマチャー１６の運動に応答して体積を再び変化させる。
【００２７】
図２及び図３に示されるように、吸気バルブ３４及び排気バルブ３６を有するハウジング１８では、吸気ストロークは、図１と関連して説明されるように、空気をハウジング１９内に回路基板１２を横切って引き入れる。しかし、排気ストロークの間、空気は、排気アパーチャを通ってハウジング１８から出て行く。
【００２８】
空気が異なるアパーチャを通ってハウジング１８に入ったり出たりする図２及び図３に示された構成は、少なくとも２つの利点を提供する。第１に、回路基板１２における平均空気温度がより低くなる。その結果、空気は、回路基板１２をより効率的に冷却する。第２には、ハウジング１８の内部に凝結する水は、排気アパーチャを通ってハウジング１９から出ることが可能となる。この排出は、排気バルブ３６が開放しているとき、排気ストローク中で自動的に生じる。
【００２９】
上記された実施例では、ハウジング１８の内部体積は、変化する。ベローズが、アーマチャー１６の移動に応答して拡大したり収縮したりするからである。しかし、ハウジングの体積を変化させるため他の構成を使用することもできる。例えば、アーマチャー１６は、第２の剛性シリンダー内に摺動したり該シリンダーから摺動したりする第１の剛性シリンダーに連結されてもよい。この場合には、第１及び第２のシリンダーにより覆われる体積は、アーマチャーの移動に応答して変化する。
【００３０】
本発明は、その詳細な説明に関連付けられて説明されたが、前述した説明は、本発明を示すことを意図したものであり、添付の請求の範囲により画定される本発明の範囲を限定するものではない。他の態様、利点及び変更は、本願の請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、空気が同じアパーチャを通ってハウジングを出入りするところのアクチュエータを示す。
【図２】図２は、吸気アパーチャを密封する一方向バルブを示す。
【図３】図３は、排気アパーチャを密封する一方向バルブを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2006014588000001.pdf