(57)【要約】      （修正有）【課題】車輪支持アッセンブリ上に支持された車両ボディに伝達される力をかなり減少させることを容易にするように粗い表面に亘って移動する車両車輪支持アッセンブリからのエネルギーを能動的に吸収し、又は、該アッセンブリにエネルギーを印加するための、経路に沿った、典型的には線形の制御可能な力源を得る。    【解決手段】ステーターとアーマチャーとを備える電磁変換器を有し、該アーマチャーは、第１の軸を画定すると共に、第１及び第２のカプラーの間に載るように第１の軸に沿ってステーターに対して前後に駆動される。第２のカプラーは、第１の軸に直交する第２の軸に沿ってアーマチャーの運動を可能とするように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステーターと第１の軸を画定するアーマチャーとを備える電磁変換器であって、該アーマチャーは、第１及び第２のカプラーの間に載るように前記第１の軸に沿って前記ステーターに対して前後に駆動される、前記電磁変換器を備え、
前記第２のカプラーは、第２の軸に沿って前記アーマチャーの運動を可能とするように構成され、前記第２の軸は前記第１の軸に直交する、装置。
【請求項２】
第１の部分及び第２の部分を有する外側ケースを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アーマチャーは、第１の端部及び第２の端部を備え、該アーマチャーは、前記第１の軸に沿って前記ケース内部に摺動可能に配置されるように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のカプラーは、前記アーマチャーの第１の端部を前記ケースの前記第１の部分に連結するように構成され、前記第２のカプラーは、前記アーマチャーの第２の端部を前記ケースの前記第２の部分に連結するように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２のカプラーは、前記第１の軸及び前記第２の軸の両方に直交する、第３の軸に沿って前記アーマチャーに高い剛性を分与するように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のカプラーは、前記アーマチャーの第１の端部に取り付けられた第１のリニアベアリングレールと、前記ケースの第１の部分に付着された第１のベアリングトラックと、を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のカプラーは、前記ケースの第１の部分に取り付けられた第１のリニアベアリングレールと、前記アーマチャーの第１の端部に付着された第１のベアリングトラックと、を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のベアリングレールは、前記第１のベアリングトラック内に摺動可能に配置されている、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のベアリングトラックは、前記第１の軸に略平行な表面に沿って前記アーマチャーの前記第１の端部と整列されている、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２のカプラーは、前記アーマチャーの第２の端部に取り付けられた第２のリニアベアリングレールと、前記ケースの第２の部分内に配置された第２のベアリングトラックと、を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のベアリングトラックは、前記ケースの第２の部分と前記第２に軸に沿って摺動可能に係合する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ベアリングトラックの少なくとも１つから延在し、前記アーマチャーの運動を案内するため前記ケースに沿って配置されたスロット内に載っている、セットねじを更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２のベアリングトラックは、前記第２の軸に沿った前記アーマチャーの前記第２の端部の運動のため前記第２の軸に沿って前記ケースの前記第２の部分に配置された凹部と摺動可能に係合する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２のカプラーは、前記第２の軸に沿った前記ケースの前記第２の部分内での前記アーマチャーの第２の端部の摺動可能な係合のため前記ベアリング表面と前記ベアリングポケットとの間に配置された、ローラーベアリングを更に備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２のカプラーは、前記第１の軸に沿った前記ケースの前記第２の部分内での前記アーマチャーの第２の端部の回転可能な係合のため前記ベアリング表面と前記ベアリングポケットとの間に配置された、ローラーベアリングを更に備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１６】
前記アーマチャーの前記第２の端部は、ベアリング表面を備え、該ベアリング表面は、前記ケースの前記第２の部分内に配置されたベアリングポケットと係合する、請求項３に記載の装置。
【請求項１７】
前記アーマチャーの両端部のうち少なくとも１つと前記ケースとの間に配置されたローラーベアリングを更に備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１８】
前記カプラーは、前記アーマチャーの両端部のうち少なくとも１つと前記ケースとの間に配置された低摩擦ブロックを更に備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１９】
前記低摩擦ブロックは、デルリン製リテイナーを備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置は、前記ケースの前記第２の端部に固着された第３のカプラーを更に備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項２１】
前記第３のカプラーは、前記第２のベアリングレールに摺動可能に連結された第３のベアリングトラックを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第３のカプラーは、前記第２のカプラーへの実質的な整列を提供するため前記第１の軸に略平行な表面を備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記第３のカプラーは、前記ケースの前記第２の部分に沿って配置された少なくとも１つの凹部を備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
第１の偏倚要素と、前記アーマチャーの前記第２の端部から前記ケースの前記第２の部分に延在する第２の偏倚要素と、を更に備え、前記第１の要素は、前記第１の軸と前記第２の軸とに直交する第３の軸に沿って第１の剛性を提供し、前記第２の要素は、前記第２の軸に沿って第２の剛性を提供する、請求項３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の偏倚要素及び前記第２の偏倚要素の少なくとも１つは、スプリング、磁石又は空気ベアリングを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
アクティブサスペンションシステム、シャシ及び少なくとも１つの車輪アッセンブリを有する車両であって、
前記車両は、前記車輪アッセンブリと前記シャシとの間に制御可能な力を提供するため請求項１に記載の装置を少なくとも１つ備え、前記装置は、前記アーマチャーの前記第１のカプラーが前記車両の前部に実質的に面し、前記第２のカプラーが前記車両の後部に実質的に面するように構成されている、車両。
【請求項２７】
アクティブサスペンションシステム、シャシ及び少なくとも１つの車輪アッセンブリを有する車両であって、
前記車両は、前記車輪アッセンブリと前記シャシとの間に制御可能な力を提供するため請求項１に記載の装置を少なくとも１つ備え、前記装置は、前記カプラーの負荷容量における非対称性が前記車両の印加した負荷における非対称性と合致するように構成されている、車両。
【請求項２８】
アクティブサスペンションシステムを有する車両であって、
シャシと、
少なくとも１つの車輪アッセンブリと、
前記車輪アッセンブリと前記シャシとの間に制御可能な力を提供するための少なくとも１つの請求項１に記載の装置と、
を備える車両。
【請求項２９】
アクティブサスペンションシステムを有する車両であって、
シャシと、
少なくとも２つの車輪アッセンブリと、
を備え、
前記車輪アッセンブリの各々は、前記車輪アッセンブリと前記シャシとの間に制御可能な力を提供するため請求項１に記載の装置を少なくとも１つ備える、車両。
【請求項３０】
電気機械式変換器であって、
第１の部分及び第２の部分を有し、かつ、ステーターを収容する外側ケースと、
第１の軸に沿って延在する細長いアーマチャーであって、該アーマチャーは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の軸に沿って前記ケース内に摺動可能に配置されるように構成された、前記アーマチャーと、
前記アーマチャーの前記第１の端部を前記ケースの前記第１の部分に連結するための第１のカプラーと、
前記アーマチャーの前記第２の端部を前記ケースの前記第２の部分に連結するための第２のカプラーであって、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って前記アーマチャー及び前記ケースの間に制御された運動を可能にするように構成された、前記第２のカプラーと、
を備える、電気機械式変換器。
【請求項３１】
電気機械式変換器であって、
第１の部分及び第２の部分を有する外側ケースと、
第１の軸に沿って延在する細長いアーマチャーであって、該アーマチャーは、前記第１の軸に沿って、第１及び第２のベアリングアッセンブリに沿って前記ケース内に摺動可能に配置されるように構成された、前記アーマチャーと、
を備え、
前記ベアリングアッセンブリは、前記アーマチャーの第１及び第２の端部に各々取り付けられた第１及び第２のリニアベアリングレールと、前記ケースの第１及び第２の部分に取り付けられた第１及び第２のベアリングトラックとを備え、該第１及び第２のベアリングトラックは、前記第１及び第２のリニアベアリングレールに各々係合するように構成され、前記第２のベアリングアッセンブリは、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って、前記第２のリニアベアリングレールと前記第２のベアリングトラックとの間の制御された運動を可能にするように構成される、電気機械式変換器。
【請求項３２】
電気機械式アクチュエータを備える車両のためのアクティブサスペンションシステムであって、
前記アクチュエータは、
第１の部分及び第２の部分を有する外側ケースと、
第１の軸に沿って延在する細長いアーマチャーであって、該アーマチャーは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の軸に沿って摺動可能に配置されるように構成される、前記アーマチャーと、
前記アーマチャーの前記第１の端部を前記ケースの前記第１の部分に連結するための第１のカプラーと、
前記アーマチャーの前記第２の端部を前記ケースの前記第２の部分に連結するための第２のカプラーであって、該第２のカプラーは、前記アーマチャーと前記ケースとの間で前記第１の軸に直交する第２の軸に沿った制御された運動を可能にするように構成される、前記第２のカプラーと、
を備える、アクティブサスペンションシステム。
【請求項３３】
電気機械式変換器を制御する方法であって、
第１の軸を画定する細長いアーマチャーを、一対のカプラーの間で該第１の軸に沿って前後に駆動し、
前記アーマチャー及び前記カプラーを、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿った前記アーマチャーの運動を可能にするように構成する、各工程を備える方法。
【請求項３４】
ステーターと第１の軸を画定するアーマチャーとを備える電磁変換器を有する、装置であって、
前記アーマチャーは、一対のカプラーの間に載るように前記第１の軸に沿って前記ステーターに対して前後に駆動され、
前記アーマチャー及び前記カプラーは、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って前記アーマチャーに制御された量の力を提供するように構成される、装置。
【請求項３５】
前記アーマチャー及び前記カプラーは、前記第２の軸に沿って前記アーマチャーに制御された量の張力を提供するように構成される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記アーマチャー及び前記カプラーは、前記第２の軸に沿って前記アーマチャーに制御された量の圧縮を提供するように構成される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
電気機械式変換器を制御する方法であって、
第１の軸を画定する細長いアーマチャーを一対のカプラーの間で前記第１の軸に沿って前後に駆動し、
前記アーマチャー及び前記カプラーを、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って前記アーマチャーに制御された量の力を提供するように構成する、各工程を備える、方法。
【請求項３８】
前記制御された量の力は、前記第２の軸に沿って前記アーマチャーに制御された量の張力を提供する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記制御された量の力は、前記第２の軸に沿って前記アーマチャーに制御された量の圧縮を提供する、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械式変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、概して、所定経路に沿った電気機械式変換装置に係り、より詳しくは、車輪支持アッセンブリ上に支持された車両ボディに伝達される力をかなり減少させることを容易にするように粗い表面に亘って移動する車両車輪支持アッセンブリからのエネルギーを能動的に吸収し、又は、該アッセンブリにエネルギーを印加するための、経路に沿った、典型的には線形の制御可能な力源に関する。
【０００３】
電気機械式変換装置は、例えば車両サスペンションで使用することができる。車両サスペンションは、ボディ運動から車輪運動を隔離するためスプリング及びショックアブソーバーを用いる。サスペンションの中には、可変であり、駆動条件に適合可能であるものがある。例えば、底打ちを回避しつつ、例えば堅い乗り若しくは柔らかい乗り等の所定の特性を達成するため、電気的に制御することができる圧力を有するガス若しくは流体を含む液圧ピストンアクチュエータ等の電子制御式アクティブサスペンション部材を使用することが知られている。
【０００４】
リニアアクチュエータ等の電磁変換器は、スプリング及び／又はショックアブソーバーの代わりに又はこれらと組み合わせて使用することができ、米国特許番号４，９８１，３０９号に記載されているようなステーター内部に取り付けられたアーマチャーを備えることができ、その内容は、ここで参照したことで本願に組み込まれる。アーマチャーは、ステーターに取り付けられたベアリングトラック内で摺動するベアリングレールを備えることができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様によれば、本発明は、ステーターと、第１の軸を画定するアーマチャーとを備える電磁変換器を有する、装置を特徴とする。該アーマチャーは、第１及び第２のカプラーの間に載るように第１の軸に沿ってステーターに対して前後に駆動される。第２のカプラーは、第１の軸に直交する第２の軸に沿ってアーマチャーの運動を可能とするように構成される。
【０００６】
様々な実施形態では、本装置は、第１の部分及び第２の部分を有する外側ケースを更に備える。アーマチャーは、第１の端部及び第２の端部を備えることができ、該アーマチャーは、第１の軸に沿ってケース内部に摺動可能に配置されるように構成されている。
【０００７】
一例では、第１のカプラーは、アーマチャーの第１の端部をケースの第１の部分に連結するように構成され、第２のカプラーは、アーマチャーの第２の端部をケースの第２の部分に連結するように構成されている。別の例では、第２のカプラーは、前記第１の軸及び前記第２の軸の両方に直交する、第３の軸に沿ってアーマチャーに高い剛性を分与するように構成されている。
【０００８】
第１のカプラーは、アーマチャーの第１の端部に取り付けられた第１のリニアベアリングレールと、ケースの第１の部分に付着された第１のベアリングトラックと、を備えていてもよい。第１のカプラーは、ケースの第１の部分に取り付けられた第１のリニアベアリングレールと、アーマチャーの第１の端部に付着された第１のベアリングトラックと、を備える。
【０００９】
様々な応用では、第１のベアリングレールは、第１のベアリングトラック内に摺動可能に配置されている。第１のベアリングトラックは、第１の軸に略平行な表面に沿ってアーマチャーの第１の端部と整列されていてもよい。第２のカプラーは、アーマチャーの第２の端部に取り付けられた第２のリニアベアリングレールと、ケースの第２の部分内に配置された第２のベアリングトラックと、を備えていてもよい。一つの応用では、第２のベアリングトラックは、ケースの第２の部分と第２に軸に沿って摺動可能に係合する。
【００１０】
一例では、本装置は、１つ以上のベアリングトラックから延在し、かつ、アーマチャーの運動を案内するためケースに沿って配置されたスロット内に載っている、セットねじを更に備える。別の例では、第２のベアリングトラックは、第２の軸に沿ったアーマチャーの第２の端部の運動のため第２の軸に沿ってケースの第２の部分に配置された凹部と摺動可能に係合する。
【００１１】
第２のカプラーは、第２の軸に沿ったケースの第２の部分内でのアーマチャーの第２の端部の摺動可能な係合のためベアリング表面とベアリングポケットとの間に配置された、ローラーベアリングを更に備えていてもよい。一つの応用では、第２のカプラーは、第１の軸に沿ったケースの第２の部分内でのアーマチャーの第２の端部の回転可能な係合のためベアリング表面とベアリングポケットとの間に配置された、ローラーベアリングを更に備える。一例では、アーマチャーの第２の端部は、ケースの第２の部分内に配置されたベアリングポケットと係合するためのベアリング表面を備える。
【００１２】
一つの応用では、アーマチャーの両端部のうち少なくとも１つとケースとの間に配置されたローラーベアリングを更に備える。カプラーは、アーマチャーの両端部のうち少なくとも１つとケースとの間に配置された、例えばデルリン製リテイナー等の低摩擦ブロックを更に備える。
【００１３】
一つの例では、本装置は、前記ケースの前記第２の端部に固着された第３のカプラーを更に備える。第３のカプラーは、第２のベアリングレールに摺動可能に連結された第３のベアリングトラックを備えていてもよい。第３のカプラーは、第２のカプラーへの実質的な整列を提供するため第１の軸に略平行な表面を備えていてもよい。一つの応用では、第３のカプラーは、ケースの第２の部分に沿って配置された少なくとも１つの凹部を備える。
【００１４】
一つの応用では、第１の偏倚要素と、アーマチャーの第２の端部からケースの第２の部分に延在する第２の偏倚要素と、を更に備える。第１の要素は、第１の軸と第２の軸とに直交する第３の軸に沿って第１の剛性を提供するように構成されていてもよく、第２の要素は、第２の軸に沿って第２の剛性を提供するように構成されてもよい。様々な例では、第１の偏倚要素及び第２の偏倚要素は、スプリング、磁石又は空気ベアリングを備えていてもよい。
【００１５】
別の態様によれば、本発明は、アクティブサスペンションシステム、シャシ及び少なくとも１つの車輪アッセンブリを有する車両を特徴とする。車輪アッセンブリは、車輪アッセンブリと前記シャシとの間に制御可能な力を提供するため第１の態様に記載された装置を少なくとも１つ備える。本装置は、アーマチャーの第１のカプラーが車両の前部に実質的に面し、第２のカプラーが車両の後部に実質的に面するように構成されている。
【００１６】
別の態様によれば、本発明は、アクティブサスペンションシステム、シャシ及び少なくとも１つの車輪アッセンブリを有する車両であって、車輪アッセンブリとシャシとの間に制御可能な力を提供するため第１の態様に記載の装置を少なくとも１つ備える。該装置は、カプラーの負荷容量における非対称性が車両の印加した負荷における非対称性と合致するように構成されている。
【００１７】
別の態様によれば、本発明は、アクティブサスペンションシステムを有する車両であって、シャシと、少なくとも１つの車輪アッセンブリと、車輪アッセンブリとシャシとの間に制御可能な力を提供するための少なくとも１つの第１の態様に記載の装置と、を備える車両を特徴とスル。別の態様によれば、本発明は、アクティブサスペンションシステムを有する車両であって、シャシと、少なくとも２つの車輪アッセンブリと、を備え、該車輪アッセンブリの各々は、車輪アッセンブリとシャシとの間に制御可能な力を提供するため第１の態様に係る装置を少なくとも１つ備える、車両を特徴とする。
【００１８】
別の態様によれば、本発明は、第１の部分及び第２の部分を有し、かつ、ステーターを収容する外側ケースを備える電気機械式変換器を特徴とする。細長いアーマチャーは、第１の軸に沿って延在し、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の軸に沿ってケース内に摺動可能に配置されるように構成されている。変換器は、アーマチャーの第１の端部をケースの第１の部分に連結するための第１のカプラーと、アーマチャーの第２の端部をケースの第２の部分に連結するための第２のカプラーと、を備える。第２のカプラーは、第１の軸に直交する第２の軸に沿ってアーマチャー及びケースの間に制御された運動を可能にするように構成されている。
【００１９】
別の態様によれば、本発明は、第１の部分及び第２の部分を有する外側ケースと、第１の軸に沿って延在する細長いアーマチャーと、を備える、電気機械式変換器を特徴とする。該アーマチャーは、第１の軸に沿って、第１及び第２のベアリングアッセンブリに沿ってケース内に摺動可能に配置される。該ベアリングアッセンブリは、アーマチャーの第１及び第２の端部に各々取り付けられた第１及び第２のリニアベアリングレールと、ケースの第１及び第２の部分に取り付けられた第１及び第２のベアリングトラックとを備え、該第１及び第２のベアリングトラックは、第１及び第２のリニアベアリングレールに各々係合するように構成される。第２のベアリングアッセンブリは、第１の軸に直交する第２の軸に沿って、第２のリニアベアリングレールと第２のベアリングトラックとの間の制御された運動を可能にするように構成される。
【００２０】
別の態様によれば、本発明は、電気機械式アクチュエータを備える車両のためのアクティブサスペンションシステムを特徴とする。アクチュエータは、第１の部分及び第２の部分を有する外側ケースと、第１の軸に沿って延在する細長いアーマチャーであって、該アーマチャーは、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の軸に沿って摺動可能に配置されるように構成されるアーマチャーと、アーマチャーの第１の端部をケースの第１の部分に連結するための第１のカプラーと、アーマチャーの第２の端部をケースの第２の部分に連結するための第２のカプラーとを備える。該第２のカプラーは、前記アーマチャーとケースとの間で第１の軸に直交する第２の軸に沿った制御された運動を可能にするように構成される。
【００２１】
別の態様によれば、本発明は、第１の軸を画定する細長いアーマチャーを、一対のカプラーの間で該第１の軸に沿って前後に駆動し、アーマチャー及びカプラーを、第１の軸に直交する第２の軸に沿ったアーマチャーの運動を可能にするように構成する、各工程を備える、電気機械式変換器を制御する方法を特徴とする。
【００２２】
別の態様によれば、本発明は、ステーターと第１の軸を画定するアーマチャーとを備える電磁変換器を有する、装置を特徴とする。アーマチャーは、一対のカプラーの間に載るように第１の軸に沿ってステーターに対して前後に駆動される。アーマチャー及びカプラーの両方は、第１の軸に直交する第２の軸に沿ってアーマチャーに制御された量の力を提供するように構成される。一つの応用では、アーマチャー及びカプラーは、第２の軸に沿ってアーマチャーに制御された量の張力を提供するように構成される。別の応用では、アーマチャー及びカプラーは、第２の軸に沿ってアーマチャーに制御された量の圧縮を提供するように構成される。
【００２３】
別の態様によれば、本発明は、第１の軸を画定する細長いアーマチャーを一対のカプラーの間で第１の軸に沿って前後に駆動し、アーマチャー及びカプラーを、第１の軸に直交する第２の軸に沿ってアーマチャーに制御された量の力を提供するように構成する、各工程を備える、電気機械式変換器を制御する方法を特徴とする。一つの応用では、制御された量の力は、第２の軸に沿ってアーマチャーに制御された量の張力を提供する。別の応用では、制御された量の力は、第２の軸に沿ってアーマチャーに制御された量の圧縮を提供する。
【００２４】
他の利点及び特徴は、次の説明及び請求の範囲から明らかとなろう。
【実施例】
【００２５】
図１を参照すると、車両のためのサスペンションアッセンブリ２０は、車両フレーム及び該フレーム上に支持される構成部品を含む、典型的には車両の全質量の約四分の一である車両のバネ付き質量２４を支持する車輪アッセンブリ２２を備えている。スプリング付き質量は、ショックアブソーバー２８と同軸のスプリング要素２６を備える、スプリングダンパー２５により車輪アッセンブリに接続されている。詳しくは、車輪３０は、タイヤ３２と、車軸３６の周りを回転するように取り付けられたハブ３４と、を備える。車輪支持アッセンブリ３８は、車軸を、スプリングダンパーアッセンブリ２５に接続する。車輪アッセンブリ及び車輪支持アッセンブリは、スプリングの付いていない質量Ｍｗにより特徴付けられる。ブレーキアッセンブリ（図示せず）は、バネの付いていない質量の構成部品であってもよい。タイヤは、道路表面４０により支持された状態で示されている。
【００２６】
図２を参照すると、一例としてのアクティブ車両サスペンションアッセンブリ５０は、電気機械式アクチュエータと、減衰アッセンブリと、を備える。バネ付き質量２４は、電子コントローラ５６により制御されたアクティブサスペンションアクチュエータ５４により車輪支持アッセンブリ５２に接続されている。減衰質量５８を備える減衰アッセンブリは、例えばショックアブソーバーとすることができるクランプ抵抗要素６２と同軸の減衰スプリング６０を、車輪支持部材に接続する。
【００２７】
図３を参照すると、電気機械式アクチュエータの一例であるリニアモーター７０が、アクティブサスペンションアッセンブリ５０のために構成されている（図２）。そのようなサスペンションアッセンブリは、共有された米国特許番号４，９８１，３０９号に記載されており、その内容は、ここで参照したことにより、あたかも全体が記載されているかのように、本願に組み込まれる。リニアモーターは、外側部材７４内に摺動可能に配置された内側部材７２を備える。内側部材の露出端部は、例えば、上記されたような車輪アッセンブリ等のバネの付いていない質量（図示せず）に枢動可能に接続されたブッシング７６を備える。外側部材は、ブッシングの反対側端部で、例えば車両ボディ等のバネ付き質量に取り付けられた支持部材７８に枢動可能に接続されている。外側部材取り付けフレーム８０は、外側部材極アッセンブリ８２に取り付けられ、コイル８８を備える。内側部材は、矩形磁石８４のアレイを備えることができる。外側部材は、内側部材及び外側部材の間の相対運動を容易にするためベアリングレール９２ａ、９２ｂを摺動可能に係合するリニアベアリング９０を備えることができる。
【００２８】
図４Ａ乃至図９は、例えば、図３に表されたアクチュエータ等のような電気機械式アクチュエータの概略頂面図を提供する。最初に図４Ａを参照すると、ベアリングシステム１１０は、アーマチャー１１２が、リニアベアリングアッセンブリ１１６ａ及び１１６ｂに沿って、外側ケース１１４に対して、図示されたようにＺ方向に自在に摺動することを可能にする。一例では、アーマチャー１１２は細長く、概略Ｚ方向に延在するな朝方向軸を画定する。これと同時に、ベアリングシステムは、上述されたようにコイル８８（図３）とすることができるスタック１１８ａ及び１１８ｂ等のステーターにアーマチャーが衝撃を与えることを防止するためＹ方向に拘束運動又は高い剛性を提供することができる。アーマチャーは、一対のカプラーに取り付けられている。カプラーは、多数の種類のベアリングアッセンブリを備えることができる。一実施例では、各カプラーは、リニアベアリングレールと、少なくとも１つのベアリングトラックとを備え、各カプラーは、例えば、アーマチャーの両端部に取り付けられる。他の実施例では、１つ以上のカプラーは、例えば、ローラーベアリング又は磁気ベアリング等の他の型式のベアリングアッセンブリを備えていてもよい。
【００２９】
カプラーは、アーマチャー１１２が第１の方向（例えば、図示のＺ方向）に沿って外側ケース１１４に対して自在に摺動することを可能にし、これと共に、アーマチャー１１２及び外側ケース１１４の第２の方向（例えば、図示のＹ方向）に沿った相対運動を制限する。一実施例では、ベアリングレールは、アーマチャーに取り付けられ、ベアリングトラックは、ステーターに取り付けられる。別の実施例では、ベアリングトラックは、アーマチャーに取り付けられ、ベアリングレールは、ステーターに取り付けられる。幾つかの実施例では、カプラーは、ステーター（又はステーターを収容するケース）に固定式に取り付けられ、それにより、Ｘ方向のアーマチャーの運動が拘束されるようにしている。他の実施例では、カプラーのうち一つは、Ｘ方向においてカプラーとステーターとの間に一定度合いの相対運動を可能とする態様で、ステーター又はステーターハウジングに取り付けられている。
【００３０】
図４Ｂは、如何にアーマチャー１１２がベアリングトラック１２２ａに係合しているかの詳細な図を示している。これは、次の関連する図面の全ての説明に当てはまる。詳しくは、図４Ｂを参照すると、アーマチャーの左側は、ねじ１１１を使用してリニアベアリングレール１２０ａに取り付けられている。ベアリングレール１２０ａは、ねじ１２１を使用してケース１１４に堅固に取り付けられたベアリングトラック１２２ａと係合する。アーマチャーは、Ｚ方向に自在に摺動する。
【００３１】
図４Ａに戻ると、アーマチャーの右側には、リニアベアリングレール１２０ｂがベアリングトラック１２２ｂに係合し、Ｚ方向に自在に摺動している。ベアリングトラック１２２ａ、１２２ｂは、ケース１１４に堅固に取り付けることができ、各レール及び対応するトラックの間でＺ方向に自由な相対運動を可能にするためボールベアリングアッセンブリを備えている。
【００３２】
ベアリングトラックが、両方とも、図４Ａに表されるようにケースに堅固に取り付けられている場合には、機械式アッセンブリは、動的平衡のため要求されるよりも多くの拘束を受け、Ｘ方向に過度に束縛される。ケース及びアーマチャーが等しく合致された許容誤差で機械加工されていない場合には、この拘束は、Ｘ方向に張力又は圧縮のいずれかでアーマチャーに負荷をかける。アーマチャー及びケースの注意深い設計により、アーマチャー１１２に故意に力を印加し、これによりアーマチャーを張力又は圧縮のいずれかの状態に置くことが可能となる。当該応用に応じて、そのような設計が望ましい。例えば、アーマチャーをＸ方向に張力のかかった状態に置くことは、アーマチャーの感覚し得る剛性をＹ方向に増大することができ、アーマチャーがスタック１１８a、１１８ｂに衝撃を与えるおそれを減少させる。アーマチャーを張力又は圧縮がかけられた状態に置くことは、アーマチャーがZ方向に摺動するときベアリングトラック内の摩擦のおそれを増大させ得る。この摩擦源を無くすために、X方向における過度の拘束を減少させてもよい。
【００３３】
図５を参照すると、ベアリングシステム１２８は、右側ベアリングシステムへの変更に関して過度の拘束条件に取り組むことができるが、類似の変更を、左側ベアリングシステム、又は、右側及び左側ベアリングシステムの両方になすことができることが理解されるべきである。アーマチャー１１２は、ケース１２９に対してZ方向に自在に摺動することを可能にされている。右側ベアリング１３０は、Z方向に自由運動、Y方向に高い剛性、及び、X方向に低い剛性を提供することができる。偏倚要素１３２ａ及び１３２ｂは、Ｙ方向いに高い剛性を提供する要素であり、偏倚要素１３４は、Ｘ方向に低い剛性を提供する要素である。実際には、例えばスプリング、磁気構成要素、及び／又は、空気ベアリングシステム等の機械式構成部品を始めとした様々な装置を用いて、これらの偏倚要素を実施することが可能である。
【００３４】
ベアリングシステム１３５の別の例は、ねじ１４０を使用してケース１３８に堅く取り付けられて示された左側ベアリングトラック１３６を備えて図６に示されている。右側ベアリングトラック１４２は、セットねじ１４４を使用してケース１３８に対して「浮き上がっている」状態で示されている。ケース１３８の幅及びアーマチャー１１２の幅を適切に設計することによって、所定の隙間１４６が、ケース１３８と、ベアリングトラック１４２との間で確立される。ベアリングトラックポケット１４８ａ及び１４８ｂをベアリングトラック１４２に対して僅かに大きいサイズになるように設計することは、Ｙ方向に沿った剛性を確立する。右側ベアリングの運動がＹ方向に拘束されるが、Ｘ方向に沿って可能にされるので、このアッセンブリは、Ｙ方向に実質的に高い剛性を提供し、Ｘ方向には実質的に剛性を提供しない。このようにして、過度の拘束条件が取り扱われており、Ｚ方向におけるアーマチャー１１２の運動は、実質的に拘束されない。
【００３５】
別の手段では、図７Ａに示されたベアリングシステム１４９は、ねじ１４０を使用してケース１５０に堅く取り付けられた左側ベアリングトラック１３６を備える。右側ベアリングアッセンブリは、アーマチャー１１２の右側に接続されたベアリング表面１５２を備える。アーマチャー１１２が、Ｚ方向に移動しながらスタック１１８ａ及び１１８ｂと接触することを防止するため、ローラーベアリング１５４ａ、１５４ｂを使用することができる。図７Ｂは、アーマチャー１１２とローラーベアリング１５４ａ、１５４ｂとの係合、並びに、アーマチャー１１２のＺ方向に沿った運動との更なる詳細を示している。高いＹ方向の剛性を達成するため、ベアリングポケット１５６ａ、１５６ｂは、アーマチャー１１２の厚さにローラーベアリング１５４ａ、１５４ｂの厚さを足したものより少なくとも僅かに大きくなるように設計される。図７Ａに戻って参照すると、隙間１５８が、ケース１５０の摺動表面１５１と、Ｘ方向の剛性をかなり減少させる右側ベアリングアッセンブリの摺動表面１５３との間で確立されている。図６のベアリングアッセンブリ１３５に関して、このアッセンブリは、Ｙ方向に実質的に高い剛性と、Ｘ方向に実質的に減少しているか若しくは存在しない剛性を提供する。一例では、ベアリングトラック１３６及びベアリングレール１２０ａが装備された左側ベアリングアッセンブリは、右側ベアリングアッセンブリがアーマチャーのための追加の剛性を提供する必要が無いようにＹ方向に十分な剛性を提供する。この例では、ローラーベアリング１５４ａ、１５４ｂを無くすことができる。
【００３６】
別の例では、図８Ａに示されたベアリングシステム１５９は、ねじ１４０を使用してケース１５０の第１の部分に堅固に取り付けられた左側ベアリングトラック１３６を備える。アーマチャー１１２の右端部は、スプリング１６２を用いてベアリングレール１６０に接続されている。ベアリングトラック１６４は、ねじ１６６を使用してケース１５０に堅固に取り付けられている。スプリング１６２の剛性を調整することにより、アーマチャー１１２がＺ方向に摺動するとき生じる摩擦のレベルを調整することが可能となる。スプリング１６２は、アーマチャー１１２のコンプライアンスを表すことができ、物理的に別個の要素ではない。ガイド１７０ａ、１７０ｂは、Ｙ方向に追加の剛性を提供するため使用することができる。一例では、図８Ｂに示されるように、例えば、デルリン製リテイナー等の低摩擦ブロック１７２ａ、１７２ｂは、ガイド１７０ａ及び１７０ｂに堅固に取り付けられており、Ｙ方向に実質的に高い剛性を提供し、ガイド１７０とアーマチャー１１２との間にはＸ方向に実質的に剛性が存在しないようにする。
【００３７】
別の例では、図９Ａに示されたベアリングシステム１７４は、ねじ１４０を使用して、左ケースの半部分１７６に堅固に取り付けられた左側ベアリングトラック１３６を備える。
同様に、右側ベアリングトラック１７８は、ねじ１８０を使用して右ケース半部分１７７に堅固に取り付けられた状態で示されている。Ｘ方向のコンプライアンスは、左ケース半部分１７６と右ケース半部分１７７との間に延在するスプリング１８２ａ、１８２ｂにより提供される。スプリング１８２ａ、１８２ｂは、ケースの半部分のコンプライアンスを表すことができ、物理的に別個の構成部品ではない。図９Ｂを参照すると、ガイド１８４ａ、１８４ｂと、デルリン製リテイナー等の低摩擦ブロック１８６ａ、１８６ｂは、追加のＹ方向の剛性を提供することができる。
【００３８】
普遍性を失うこと無く、Ｙ方向に追加の剛性を提供するため１つより多いベアリングトラックをＺ方向に延在するベアリングレールと係合するように提供することができることが理解されるべきである。図１０を参照すると、例えば、ベアリングシステム１８８は、ケース１９２に対してＺ方向に摺動するベアリングレール１９０を備える。ベアリングトラック１９４及び１９６は、図１乃至図６の記載において左側ベアリング又は右側ベアリングのいずれをも表すことができる。このようにして、ベアリングトラック１９４、１９６は、ケース１９２に固定されるか又はケースに対して浮き上がっているかのいずれかであり得る。ベアリングシステム１８８では、ベアリングトラック１９４及び１９６を、Ｚ方向に整列することができる。これは、基準表面（ベアリングポケットの一方の側を形成する）を使用して達成される。基準表面２００は、２つのトラックの整列を保証するように一つの作業で機械加工されてもよい。
【００３９】
図１１を参照すると、一つの例では、アクチュエータ２１０は、車両２１２のための一体側アクティブサスペンション制御システムの一部を形成する。アクチュエータ２１０は、図２を参照して説明されたように、各々車両の前部サスペンションシステム２１４及び後部サスペンションシステム２１６の各車輪で一体に形成されている。アクチュエータ２１０は、車両フレームの車輪アッセンブリを接続する構造的サスペンションリンケージの一部を形成し得る。アクチュエータ２１０の負荷容量は、ベアリングの負荷が前後方向の張力よりも圧縮が強いという点で非対称である。車両によりベアリングに印加された動的負荷は、印加された負荷が、加速よりもブレーキの間に実質的により強くなるという点で非対称である。アクチュエータは、車両の印加された負荷における非対称性をベアリングの負荷容量における非対称と合致させるため車両内に配置されていてもよい。一例では、例えば左側ベアリングトラック１３６（図６）等の固定若しくは剛体式に取り付けられたベアリングトラックを備えるアクチュエータ２２０の第１の側部は車両の前部に向かって配置され、右側ベアリングトラック１４２（図６）等の浮き上がったベアリングトラックは、車両の後部に向かって配置される。
【００４０】
本発明の多数の実施例が説明された。しかし、様々な変更を本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く、なし得ることが理解されよう。例えば、ベアリングシステムのための記載された応用は、アクティブ車両サスペンションを備えるが、バネ付き質量及びバネの付いていない質量の間の電気的に制御可能な相対的力を必要とする他の応用も想定される。従って、他の実施例は、添付の請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、車両車輪サスペンションの結合したブロック線図を表す。
【図２】図２は、アクティブ車輪アッセンブリの結合したブロック線図を表す。
【図３】図３は、電気機械式リニアアクチュエータの斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、電気機械式アクチュエータの概略頂面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのアクチュエータに表されたリニアベアリングの詳細図である。
【図５】図５は、電気機械式アクチュエータの概略頂面図である。
【図６】図６は、電気機械式アクチュエータの概略頂面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、電気機械式アクチュエータの概略頂面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａのアクチュエータに表されたリニアベアリングの詳細図である。
【図８Ａ】図８Ａは、電気機械式アクチュエータの概略頂面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａのアクチュエータに表されたリニアベアリングの詳細図である。
【図９】図９Ａは、２部品ケース内部に収容された電気機械式アクチュエータの概略頂面図である。図９Ｂは、図９Ａのアクチュエータに表されたリニアベアリングの詳細図である。
【図１０】図１０は、電気機械式アクチュエータの概略側面図である。
【図１１】図１１は、アクティブ車両サスペンションシステムの全体図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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