(57)【要約】      （修正有）【課題】能動サスペンション要素のアーマチャーの運動が前記車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断される、能動サスペンションシステムを提供する。【解決手段】車両のための能動サスペンションシステム２００は、能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０の運動が前記車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断されるように、前記車両のフレーム２１４に実質的に剛性的に取り付けられている、前記能動サスペンション要素を備える。制御ロッド２３２は、前記能動サスペンション要素２０４の前記アーマチャー２１２と前記車両の車輪との間に取り付けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のための能動サスペンションシステムであって、
能動サスペンション要素のアーマチャーの運動が前記車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断されるように、前記車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられている、前記能動サスペンション要素と、
前記能動サスペンション要素の前記アーマチャーと前記車両の車輪との間に取り付けられている制御ロッドと、
を備える、能動サスペンションシステム。
【請求項２】
前記能動サスペンション要素は、前記車両のサスペンション連結手段から実質的に機械的に分断されている、請求項１に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項３】
前記能動サスペンション要素は、前記車両の操舵連結手段から実質的に機械的に分断されている、請求項１に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項４】
前記側方方向の運動は、前後方向運動及び横方向運動の少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項５】
前記車両の質量の一部分を支持するように構成された受動サスペンション要素を更に備えている、請求項１に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項６】
前記制御ロッドの第１の端部は、ボールジョイント及びブッシングのうち一つを介して前記能動サスペンション要素に取り付けられている、請求項１に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項７】
前記能動サスペンション要素と前記車両のタイヤとの間の距離が、少なくとも２ｃｍである、請求項１に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項８】
車両のシャシを能動的に支持するための方法であって、
能動サスペンション要素のアーマチャーの運動が前記車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断されるように、前記車両のフレームに前記能動サスペンション要素を実質的に剛性的に取り付け、
前記能動サスペンション要素の前記アーマチャーと前記車両の車輪との間に制御ロッドを取り付ける、各工程を備える、方法。
【請求項９】
前記車両のフレームに受動サスペンション要素を取り付ける方法を更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記能動サスペンション要素を前記フレームに取り付ける工程は、ブッシングを介して前記能動サスペンション要素を取り付ける工程を更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記能動サスペンション要素は、前記車両のサスペンション連結手段から実質的に機械的に分断される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記能動サスペンション要素の質量は、前記車両の操舵連結手段から実質的に機械的に分断される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記側方方向の運動は、前後方向運動及び横方向運動の少なくとも１つを含んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
車両のための能動サスペンションシステムであって、
ステーター及び該ステーターに対して移動可能であるアーマチャーを備え、該ステーターは前記車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられている、直線電磁アクチュエータと、
前記アーマチャーに取り付けられた第１の端部と、前記車両の車輪に取り付けられた第２の端部とを有する制御ロッドであって、前記アーマチャーの運動は、前記車両の車輪を該車両の前記フレームに対して移動させる、前記制御ロッドと、
を備える、能動サスペンションシステム。
【請求項１５】
前記車両の前記フレームと、前記車両の前記車輪との間で連結された受動サスペンション要素を更に備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項１６】
前記受動サスペンション要素は、スプリング及びダンパーを含む群から選択される、請求項１５に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項１７】
前記直線電磁アクチュエータは、可動磁石式電磁アクチュエータを備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項１８】
前記車両のシャシと前記車両の前記車輪との間に連結された受動サスペンション要素を更に備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項１９】
前記ステーターは、ブッシングを介して前記車両の前記フレームに取り付けられている、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２０】
前記制御ロッドの前記第１の端部は、ボールジョイントを介して前記アーマチャーに取り付けられている、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２１】
前記制御ロッドの前記第１の端部は、ブッシングを介して前記アーマチャーに取り付けられている、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２２】
前記アーマチャーの運動は、前記車両の前記車輪を前記車両の水平平面に対して実質的に垂直な方向に移動させる、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２３】
前記アーマチャーの運動と前記車輪の運動との間の比率は、実質的に１対１である、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２４】
前記アーマチャーの運動と前記車輪の運動との間の比率は、１対１より小さい、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２５】
前記直線電磁アクチュエータ、前記フレーム及び前記車輪のうちいずれか１つに取り付けられたセンサーを更に備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２６】
前記センサーは、前記直線電磁アクチュエータと一体に形成されている、請求項２５に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２７】
前記制御ロッドは、曲がった部分を備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２８】
前記アーマチャーの運動は、前記車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断される、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項２９】
前記アーマチャーを実質的に遮蔽するカバーを更に備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項３０】
前記制御ロッドの少なくとも一部分を取り囲むベローズを更に備える、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項３１】
前記直線電磁アクチュエータは、前記車両の操舵連結手段から実質的に機械的に分断されている、請求項１４に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項３２】
車両のシャシを能動的に支持するための方法であって、
前記車両のフレームに直線電磁アクチュエータのステーターを取り付け、該車両の前記シャシは前記フレームに取り付けられており、
前記直線電磁アクチュエータのアーマチャーに制御ロッドの第１の端部を取り付け、該アーマチャーは前記ステーターに対して移動可能であり、
前記制御ロッドの第２の端部を前記車両の車輪に取り付け、前記アーマチャーの運動は該車両の該車輪を該車両の前記フレームに対して移動させる、各工程を備える、方法。
【請求項３３】
前記車両の前記フレームと該車両の前記車輪との間に受動サスペンション要素を取り付ける工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記受動サスペンション要素は、スプリング及びダンパーを含む群から選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記直線電磁アクチュエータは、可動磁石式電磁アクチュエータを備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記車両のシャシと前記車両の前記車輪との間に受動サスペンション要素を取り付ける工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記車両の前記フレームに前記ステーターを入れ子式に嵌め込む工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記制御ロッドの前記第１の端部を前記アーマチャーにボール連結する工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
前記アーマチャーに前記制御ロッドの前記第１の端部を入れ子式に嵌め込む工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記アーマチャーの運動は、前記車両の車輪を、該車両の水平平面に対して実質的に垂直方向に移動させる、請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータであって、
ステーターと、
前記ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーと、
前記アーマチャーに機械的に連結された第１のベアリングであって、該第１のベアリングは、前記アーマチャーと前記ステーターとの間で空気ギャップを維持する、前記第１のベアリングと、
前記ステーターに機械的に連結され、前記アーマチャーから実質的に機械的に分断された第２のベアリングであって、該第２のベアリングは、サスペンション関連の曲げ負荷を吸収し、これによって前記アーマチャー上でサスペンション関連の曲げ負荷を最小にする、前記第２のベアリングと、
を備える、直線電磁アクチュエータ。
【請求項４２】
前記ステーターは、少なくとも１つのコイルを備える、請求項４１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４３】
前記アーマチャーは、少なくとも１つの磁石を備える、請求項４１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４４】
前記第１のベアリングは、前記アーマチャー及び前記ステーターの相互作用から磁石負荷を支持する、請求項４１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４５】
前記第１のベアリングは、ピン及び撓み部のうち一つを介して前記第２のベアリングに機械的に連結されている、請求項４１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４６】
前記第２のベアリングに機械的に連結されたキャリッジを更に備える、請求項４１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４７】
前記キャリッジは、ピン及び撓み部のうち一つを介して前記第１のベアリングに機械的に連結されている、請求項４６に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４８】
前記ピン及び前記撓み部のうち前記一つは、前記キャリッジが前記第１のベアリングに対して移動することを可能にする、請求項４７に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項４９】
前記キャリッジは、制御ロッドを介して前記車両の車輪に機械的に連結されている、請求項４６に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項５０】
前記制御ロッドの一端部は、ボールジョイント及びブッシングのち一つを介して前記キャリッジに連結される、請求項４９に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項５１】
車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータであって、
ステーターと、
前記ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーであって、該アーマチャーは前記ステーターに対して移動可能である、前記アーマチャーと、
前記ステーター及び前記アーマチャーを取り囲むハウジングであって、該ハウジングのエンベロープは、前記ステーターに対する前記アーマチャーの位置に関係無く、固定されたままである、前記ハウジングと、
を備える、直線電磁アクチュエータ。
【請求項５２】
前記ハウジングは、前記車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられている、請求項５１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項５３】
前記ハウジングのエンベロープは、前記ハウジングの寸法を画定する、請求項５１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項５４】
前記アーマチャーに取り付けられた第１の端部と、前記車両の車輪に取り付けられた第２の端部と、を有する制御ロッドを更に備え、前記アーマチャーの運動は前記車両の車輪を前記車両のフレームに対して移動させる、請求項５１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項５５】
前記アーマチャーはベアリングを介して前記ステーターに機械的に連結されている、請求項５１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項５６】
車両のための能動サスペンションシステムであって、
ステーター及び該ステーターに対して移動可能であるアーマチャーを備える直線電磁アクチュエータであって、前記ステーターは前記車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられている、前記直線電磁アクチュエータと、
１つ以上の非撓みケーブルを介して前記直線電磁アクチュエータに電気的に連結されたコントローラと、
を備える、能動サスペンションシステム。
【請求項５７】
前記１つ以上の非撓みケーブルは、単一のケーブル及びパワーケーブルのうち少なくとも１つを含んでいる、請求項５６に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項５８】
前記直線電磁アクチュエータは、前記コントローラに電気的に連結された増幅器を更に備える、請求項５６に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項５９】
前記ステーターは、ブッシングを介して前記車両の前記フレームに取り付けられている、請求項５６に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項６０】
前記アーマチャーに取り付けられた第１の端部と、前記車両の車輪に取り付けられた第２の端部と、を有する制御ロッドを更に備え、前記アーマチャーの運動は前記車両の車輪を前記車両のフレームに対して移動させる、請求項５６に記載の能動サスペンションシステム。
【請求項６１】
車両のための能動サスペンションシステムであって、
能動サスペンション要素のアーマチャーの運動が前記車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断されるように、前記車両のフレームに前記能動サスペンション要素を取り付けるための手段と、
前記能動サスペンション要素の前記アーマチャーと前記車両の車輪との間に制御ロッドを取り付けるための手段と、
を備える、能動サスペンションシステム。
【請求項６２】
車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータであって、
ステーターと、
前記ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーであって、該アーマチャーは前記ステーターに対して移動可能である、前記アーマチャーと、
前記ステーター及び前記アーマチャーを取り囲むハウジングと、
前記ハウジング内に配置された第１の機械式停止部であって、前記アーマチャーが移動するとき該アーマチャーと前記停止部との間で相対運動が存在し、該停止部は第１の方向における前記アーマチャーの運動を制限する、前記第１の機械式停止部と、
を備える、直線電磁アクチュエータ。
【請求項６３】
前記ハウジング内に配置された第２の機械式停止部を更に備え、前記アーマチャーが移動するとき該アーマチャーと前記第２の停止部との間で相対運動が存在し、該第２の停止部は前記第１の方向とは反対の第２の方向における前記アーマチャーの運動を制限する、請求項６２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項６４】
前記ハウジング内に配置された第３の機械式停止部を更に備え、前記アーマチャーが移動するとき該アーマチャーと前記第３の停止部との間で相対運動が存在し、該第３の停止部は前記第２の方向における前記アーマチャーの運動を制限する、請求項６３に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項６５】
前記停止部は円形断面を有する、請求項６２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項６６】
前記停止部は溝を有する、請求項６２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項６７】
前記アーマチャーの運動を案内するベアリングレイルを更に備え、前記停止部は前記ベアリングレイルを取り囲んでいる、請求項６２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項６８】
前記停止部は、ネオプレンを含んでいる、請求項６２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項６９】
前記停止部は、エチレンプロピレンジエンモノマーを含んでいる、請求項６２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７０】
車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータであって、
ステーターと、
前記ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーであって、該アーマチャーは前記ステーターに対して移動可能である、前記アーマチャーと、
前記ステーター及び前記アーマチャーを取り囲むハウジングと、
前記ハウジング内に配置された機械式停止部であって、該機械式停止部は、ポリマーエラストマーを含む材料から作られている、前記機械式停止部と、
を備える、直線電磁アクチュエータ。
【請求項７１】
前記エラストマーは、熱硬化性ポリマーエラストマーである、請求項７０に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７２】
熱硬化性ポリマーエラストマーは、エチレンプロピレンジエンモノマー、ネオプレン、ニトリルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム及びフルオロカーボンからなる群から選択された材料を含んでいる、請求項７１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７３】
前記エラストマーは、熱可塑性ポリマーエラストマーである、請求項７０に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７４】
前記熱可塑性ポリマーエラストマーは、動的に加硫処理されたエラストマーを含んでいる、請求項７３に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７５】
前記ポリマーエラストマーは、個体発泡体及び多孔性発泡体からなる発泡体の群から選択された形態にある、請求項７０に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７６】
車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータであって、
ステーターと、
前記ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーであって、該アーマチャーは前記ステーターに対して移動可能である、前記アーマチャーと、
前記ステーター及び前記アーマチャーを取り囲むハウジングと、
前記ハウジング内に配置された機械式停止部であって、該機械式停止部は、約１０ｍｍから約６０ｍｍの厚さを有する、前記機械式停止部と、
を備える、直線電磁アクチュエータ。
【請求項７７】
前記機械式停止部は、約２０ｍｍから約５０ｍｍの厚さを有する、請求項７６に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７８】
前記機械式停止部は、約３０ｍｍから約４０ｍｍの厚さを有する、請求項７６に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項７９】
前記機械式停止部は、約３５ｍｍの厚さを有する、請求項７６に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項８０】
車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータであって、
ステーターと、
前記ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーであって、該アーマチャーは前記ステーターに対して移動可能である、前記アーマチャーと、
前記アーマチャーの移動を案内する第１のベアリングレイルと、
前記ベアリングレイルの第１の端部を支持するための第１の支持部であって、該支持部は、第１の力が前記ベアリングレイルに印加されたとき前記ベアリングレイルの前記第１の端部が第１のホームポジションから離れる方に移動することを可能にし、前記支持部は前記力が前記第１のベアリングレイルから除去されたとき前記ベアリングレイルの前記第１の端部を前記ホームポジションに戻す、前記第１の支持部と、
を備える、直線電磁アクチュエータ。
【請求項８１】
前記ベアリングレイルの第２の端部を支持するための第２の支持部を更に備え、該第２の支持部は、前記力が前記ベアリングレイルに印加されたとき前記ベアリングレイルの前記第２の端部が第２のホームポジションから離れる方に移動することを可能にし、前記第２の支持部は前記力が前記第１のベアリングレイルから除去されたとき前記ベアリングレイルの前記第２の端部を前記第２のホームポジションに戻す、請求項８０に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項８２】
前記アーマチャーの運動を案内する第２のベアリングレイルと、
前記第２のベアリングレイルの第１の端部を支持するための第３の支持部であって、該第３の支持部は、第２の力が前記第２のベアリングレイルに印加されたとき前記第２のベアリングレイルの前記第１の端部が第３のホームポジションから離れる方に移動することを可能にし、前記第３の支持部は前記第２の力が前記第２のベアリングレイルから除去されたとき前記第２のベアリングレイルの前記第１の端部を前記第３のホームポジションに戻す、前記第３の支持部と、
を備える、請求項８１に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項８３】
前記第２のベアリングレイルの第２の端部を支持するための第４の支持部を更に備え、該第４の支持部は、前記第２の力が前記第２のベアリングレイルに印加されたとき前記第２のベアリングレイルの前記第２の端部が第４のホームポジションから離れる方に移動することを可能にし、前記第４の支持部は前記力が前記第２のベアリングレイルから除去されたとき前記第２のベアリングレイルの前記第２の端部を前記第４のホームポジションに戻す、請求項８２に記載の直線電磁アクチュエータ。
【請求項８４】
前記支持部は、前記アーマチャーの運動を制限する機械式停止部を備える、請求項８０に記載の直線電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年１１月２９日に出願されたシリアル番号１１／２８９，８３８号の「能動的車両サスペンションシステム」と題された米国特許出願の部分継続出願であり、３５ＵＳＣ１２０の下で優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、能動的車両サスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
能動的車両サスペンションシステムは、概して、例えば可変力アクチュエータ等の制御可能なサスペンション要素を備えている。制御可能なサスペンション要素は、一般に、サスペンションタワーを介して、車輪アッセンブリと車両のシャシとの間に連結されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本発明は、車両のための能動サスペンションシステムで具体化される。能動サスペンションシステムは、能動サスペンション要素のアーマチャーの運動が車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断されるように、車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられる能動サスペンション要素を備えている。側方方向の運動は、前後方向の運動又は横方向の運動のいずれであってもよい。制御ロッドは、能動サスペンション要素のアーマチャーと、車両の車輪との間に取り付けられている。
【０００５】
一実施形態では、能動サスペンション要素は、車両のサスペンション連結手段から機械的に分断されている。能動サスペンション要素は、車両の操舵連結手段から実質的に機械的に分断されることができる。本システムは、車両の質量の一部分を支持するように構成される受動サスペンション要素を備えていてもよい。
【０００６】
幾つかの実施形態では、制御ロッドの第１の端部は、ボールジョイント又はブッシングのいずれかを介して能動サスペンション要素のアーマチャーに取り付けられる。能動サスペンション要素と車両のタイヤとの間の距離は、約２ｃｍ以上であってもよい。
【０００７】
別の態様では、本発明は、車両のシャシを能動的に支持するための方法において具現化される。本方法は、能動サスペンション要素のアーマチャーの運動が車両の車輪の側方方向の運動から実質的に機械的に分断されるように車両のフレームに能動サスペンション要素を取り付ける工程を備えている。側方方向の運動は、前後方向の運動又は横方向の運動のいずれであってもよい。本方法は、能動サスペンション要素と車両の車輪との間の制御ロッドを取り付ける工程も備えている。
【０００８】
一実施形態では、本方法は、車両のフレームに受動サスペンション要素を取り付ける工程も備えている。能動サスペンション要素を、ブッシングを介してフレームに取り付けることができる。一実施形態では、能動サスペンション要素は車両のサスペンション連結手段から実質的に機械的に分断される。能動サスペンション要素は、車両の操舵連結手段から実質的に機械的に分断することができる。
【０００９】
別の態様では、本発明は、車両のための能動サスペンションシステムで具体化される。能動サスペンションシステムは、ステーターと、該ステーターに対して移動可能であるアーマチャーとを有する直線電磁アクチュエータを備えている。ステーターは、車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられる。制御ロッドの第１の端部は、アーマチャーに取り付けられる。制御ロッドの第２の端部は、アーマチャーの運動が車両の車輪を車両のフレームに対して移動させるように車両の車輪に取り付けられる。能動サスペンション要素のステーターは、車両のフレームに剛性的に取り付けることができるか又はブッシングを介してフレームに取り付けることができる。
【００１０】
能動サスペンションシステムは、車両のフレームと車両の車輪との間で連結される受動サスペンション要素も備えることができる。代替例として、受動サスペンション要素は、車両のシャシと、車両の車輪との間で連結することができる。受動サスペンション要素は、スプリング、ダンパー又はそれらの組み合わせのいずれであってもよい。直線電磁アクチュエータは、可動磁石式電磁アクチュエータを備えていてもよい。
【００１１】
制御ロッドの第１の端部は、ボールジョイント又はブッシングを介してアーマチャーに取り付けることができる。アーマチャーの運動は、車両の車輪を、車両の水平平面に対して実質的に垂直方向に移動させることができる。一実施形態では、アーマチャーの運動と車輪の運動との間の比率は実質的に１対１であってもよい。代替例として、アーマチャーの運動と車輪の運動との間の比率は、１対１より小さくすることもできる。
【００１２】
能動サスペンションシステムは、直線電磁アクチュエータ、フレーム及び車輪のいずれか１つに取り付けられるセンサーを備えることもできる。該センサーは、直線電磁アクチュエータと一体形成することができる。
【００１３】
一実施形態では、制御ロッドは、曲がり部分を備える。一実施形態では、アーマチャーの運動は、車輪の運動から実質的に分断される。能動サスペンションシステムは、アーマチャーを実質的に遮蔽するカバーを備えることもできる。能動サスペンションシステムは、制御ロッドの少なくとも一部分を取り囲むベローズを備えることもできる。一実施形態では、直線電磁アクチュエータは、車両の操舵連結手段から実質的に分断することができる。
【００１４】
別の態様では、本発明は、車両のシャシを能動的に支持するための方法で具現化される。本方法は、車両のフレームに直線電磁アクチュエータのステーターを取り付ける工程を備えている。車両のシャシは、フレームに取り付けられる。制御ロッドの第１の端部は、直線電磁アクチュエータのアーマチャーに取り付けられる。アーマチャーは、ステーターに対して移動可能である。本方法は、アーマチャーの運動が車両の車輪を車両のフレームに対して移動させるように、車両の車輪に制御ロッドの第２の端部を取り付ける工程を更に備えている。
【００１５】
本方法は、車両のフレームと車両の車輪との間に受動サスペンション要素を取り付ける工程を備えることもできる。本方法は、車両のシャシと車両の車輪との間で受動サスペンション要素を取り付ける工程を備えることもできる。受動サスペンション要素は、スプリング、ダンパー又はそれらの組み合わせのいずれであってもよい。直線電磁アクチュエータは、可動磁石式電磁アクチュエータを備えていてもよい。
【００１６】
本方法は、能動サスペンション要素のステーターを車両のフレームに入れ子式に嵌め込む工程を備えることもできる。一実施形態では、本方法は、アーマチャーの制御ロッドの第１の端部を入れ子式に嵌め込む工程を備えることができる。一実施形態では、アーマチャーの運動は、車両の車輪を車両の水平平面に対して実質的に垂直方向に移動させる。
【００１７】
一態様では、本発明は、車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータで具現化される。アクチュエータはステーターを備える。アーマチャーは、ステーターに磁気的に連結される。第１のベアリングはアーマチャーに機械的に連結される。第１のベアリングは、アーマチャーとステーターとの間で空気ギャップを維持する。第２のベアリングは、ステーターに機械的に連結され、アーマチャーから実質的に機械的に分断される。第２のベアリングは、サスペンション関連の曲げ負荷を吸収し、これによってアーマチャー上のサスペンション関連曲げ負荷を最小にする。
【００１８】
一実施形態では、ステーターは、少なくとも１つのコイルを備える。アーマチャーは、少なくとも１つの磁石を備えることができる。一実施形態では、第１のベアリングはアーマチャーとステーターとの相互作用から磁気的負荷を支持する。第１のベアリングは、ピン及び撓み部のうち一つを介して第２のベアリングに機械的に連結することができる。
【００１９】
キャリッジは、第２のベアリングに機械的に連結することができる。キャリッジは、ピン及び撓み部のうち一つを介して第１のベアリングに機械的に連結することができる。一実施形態では、ピンは、キャリッジが第１のベアリングに対して移動することを可能にする。キャリッジは、制御ロッドを介して車両の車輪に機械的に連結することができる。制御ロッドの一方の端部は、ボールジョイント及びブッシングのうちいずれか１つを介してキャリッジに連結することができる。
【００２０】
別の態様では、本発明は、車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータで具現化される。アクチュエータはステーターを備える。アーマチャーは、該アーマチャーがステーターに対して移動可能であるように、該ステーターに磁気的に連結される。ハウジングのエンベロープは、ステーターに対するアーマチャーの位置に関わらず、固定されたままとなっている。ハウジングは、車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けることができる、ハウジングのエンベロープは、ハウジングの寸法を画定する。
【００２１】
制御ロッドは、アーマチャーに取り付けられた第１の端部を備え、車両の車輪に取り付けられた第２の端部を備える。アーマチャーの運動は、車両のフレームに対して車両の車輪を移動させる。一実施形態では、アーマチャーは、ベアリングを介してステーターに機械的に連結される。
【００２２】
別の態様では、本発明は、車両のための能動サスペンションシステムで具現化される。能動サスペンションシステムは、ステーターと、該ステーターに対して移動可能であるアーマチャーとを有する直線電磁アクチュエータを備える。ステーターは、車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けられる。コントローラは、１つ以上の非撓みケーブルを介して直線電磁アクチュエータに電気的に連結されている。
【００２３】
１つ以上の非撓みケーブルは、信号ケーブル及びパワーケーブルのうち少なくとも１つを備えることができる。アクチュエータは、コントローラに電気的に連結された増幅器を備えることもできる。ステーターは、ブッシングを介して車両のフレームに取り付けることができる。制御ロッドの第１の端部は、アーマチャーに取り付けられ、制御ロッドの第２の端部は車両の車輪に取り付けられる。アーマチャーの運動は、車両の車輪を車両のフレームに対して移動させる。
【００２４】
別の態様では、本発明は、車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータで具現化される。アクチュエータは、ステーターと、ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーと、を備える。アーマチャーは、ステーターに対して移動可能である。ハウジングはステーター及びアーマチャーを取り囲んでいる。第１の機械式停止部は、ハウジング内に配置される。アーマチャーが移動したときアーマチャーと停止部との間に相対運動が存在する。停止部は、アーマチャーの運動を第１の方向に制限する。
【００２５】
アクチュエータは、ハウジング内に配置された第２の機械式停止部を備えていてもよい。アーマチャーが移動したときアーマチャーと第２の停止部との間に相対運動が存在する。第２の停止部は、アーマチャーの運動を第１の方向とは反対の第２の方向に制限する。
【００２６】
アクチュエータは、ハウジング内に配置された第３の機械式停止部を備えていてもよい。アーマチャーが移動したときアーマチャーと第３の停止部との間に相対運動が存在する。第３の停止部は、アーマチャーの運動を第２の方向に制限する。
【００２７】
機械式停止部は、円形断面を持っていてもよい。機械式停止部は溝を持っていてもよい。アクチュエータは、アーマチャーの運動を案内するベアリングレイルを更に備えていてもよく、機械式停止部はベアリングレイルを取り囲んでいる。機械式停止部は、ネオプレンを含んでいてもよい。機械式停止部は、エチレンプロピレンジエンモノマーを含んでいてもよい。
【００２８】
別の態様では、本発明は、車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータで具現化される。アクチュエータは、ステーターと、ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーと、を備える。アーマチャーは、ステーターに対して移動可能である。ハウジングはステーター及びアーマチャーを取り囲んでいる。第１の機械式停止部は、ハウジング内に配置される。機械式停止部は、ポリマーエラストマーを含む材料から作られる。
【００２９】
前記エラストマーは、熱硬化性ポリマーエラストマーであってもよい。熱硬化性ポリマーエラストマーは、エチレンプロピレンジエンモノマー、ネオプレン、ニトリルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム及びフルオロカーボンからなる群から選択された材料とすることができる。前記エラストマーは、熱可塑性ポリマーエラストマーであってもよい。該熱可塑性ポリマーエラストマーは、動的に加硫処理されたエラストマーを含んでいてもよい。該ポリマーエラストマーは、個体発泡体及び多孔性発泡体からなる発泡体の群から選択された形態にあってもよい。
【００３０】
別の態様では、本発明は、車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータで具現化される。アクチュエータは、ステーターと、ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーと、を備える。アーマチャーは、ステーターに対して移動可能である。ハウジングはステーター及びアーマチャーを取り囲んでいる。機械式停止部は、ハウジング内に配置される。該機械式停止部は、約１０ｍｍから約６０ｍｍの厚さを有する。
【００３１】
前記機械式停止部は、約２０ｍｍから約５０ｍｍの厚さを有していてもよい。前記機械式停止部は、約３０ｍｍから約４０ｍｍの厚さを有していてもよい。前記機械式停止部は、約３５ｍｍの厚さを有していてもよい。
【００３２】
別の態様では、本発明は、車両の能動サスペンションシステムのための直線電磁アクチュエータで具現化される。アクチュエータは、ステーターと、ステーターに磁気的に連結されたアーマチャーと、を備える。アーマチャーは、ステーターに対して移動可能である。第１のベアリングレイルはアーマチャーの運動を案内する。第１の支持部は、ベアリングレイルの第１の端部を支持する。支持部は、第１の力がベアリングレイルに印加されたときベアリングレイルの第１の端部が第１のホームポジションから離れる方に移動することを可能にする。支持部は、当該力が第１のベアリングレイルから除去されたときベアリングレイルの第１の端部をホームポジションに戻す。
【００３３】
アクチュエータは、ベアリングレイルの第２の端部を支持するための第２の支持部を備えていてもよい。第２の支持部は、当該力がベアリングレイルに印加されたときベアリングレイルの第２の端部が第２のホームポジションから離れる方に移動することを可能にする。第２の支持部は、当該力が第１のベアリングレイルから除去されたときベアリングレイルの第２の端部を第２のホームポジションに戻す。
【００３４】
アクチュエータは、アーマチャーの運動を案内する第２のベアリングレイルを備えることができる。第３の支持部は、第２のベアリングレイルの第１の端部を支持することができる。第３の支持部は、第２の力が第２のベアリングレイルに印加されたとき第２のベアリングレイルの第１の端部が第３のホームポジションから離れる方に移動することを可能にする。第３の支持部は、当該第２の力が第２のベアリングレイルから除去されたとき第２のベアリングレイルの第１の端部を第３のホームポジションに戻すことができる。
【００３５】
アクチュエータは、第２のベアリングレイルの第２の端部を支持するための第４の支持部を備えることができる。第４の支持部は、第２の力が第２のベアリングレイルに印加されたとき第２のベアリングレイルの第２の端部が第４のホームポジションから離れる方に移動することを可能にする。第４の支持部は、当該力が第２のベアリングレイルから除去されたとき第２のベアリングレイルの第２の端部を第４のホームポジションに戻すことができる。当該支持部は、アーマチャーの運動を制限する機械式停止部を備えていてもよい。
【００３６】
本発明は、特に、詳細な説明を用いて説明される。本発明の上記及び更なる利点は、添付図面と連係した次の説明を参照することにより、より良く理解することができる。これらの図面では、同様の参照番号は、様々な図面において、同様の構造的要素及び特徴を指し示す。これらの図面は、必ずしもスケール通りではなく、本発明の原理を示すように強調されている。
【実施例】
【００３７】
車両のための能動サスペンションシステムは、車両の車輪アッセンブリと車両の斜視との間の可変力を提供する制御可能な力源を備える。車輪アッセンブリは、例えば連結手段、制御アーム、ハブ、車軸等の車輪に機械的に接続された様々な可動部分から構成される。可動部分は、車輪アッセンブリの質量全体に寄与している。
【００３８】
図１は、車両１０２の単一の車輪アッセンブリ１０１のための能動サスペンションシステム１００の図である。明瞭にするため、車両車軸と、駆動シャフトと、ユニバーサルジョイントと、車輪アッセンブリ１０１の他の様々な構成部品とは、示されていない。能動サスペンションシステム１００は、車輪アッセンブリ１０１と車両１０２のサスペンションタワー１０８との間に連結されている制御可能な力アクチュエータ１０４を備えている。アクチュエータ１０４は、例えば、電磁アクチュエータ又は液圧アクチュエータのいずれであってもよい。制御可能な力アクチュエータ１０４の頂部は、一般に、第１のブッシング１１０を介してタワー１０８に取り付けられている。制御可能な力アクチュエータ１０４の底部は、下側制御アーム１１２に、直接的に又は第２のブッシング１１４を介して取り付けられている。
【００３９】
アクチュエータ１０４の底部は、可能な限り車輪の垂直中心線に接近して車輪の関節部に取り付けられている。このようにして、アクチュエータ１０４は、車輪に関して、ほとんど１対１の比率の運動を達成する。かくして、アクチュエータのアーマチャーの運動は、車輪の対応する運動を生じさせる。このほとんど１対１の運動比率は、アクチュエータ１０４により発せされた力の実質的に全てが、車輪トレッドへと直接伝達されることを意味している。アクチュエータ１０４の力の能力の実質的に全ては、車輪アッセンブリ１０１の運動を制御するため有効に使用される。アクチュエータ１０４の一端部が車輪関節部に直接的に取り付けられるとき、アクチュエータ１０４は、車両１０２の「車外側」に取り付けられると云われる。
【００４０】
図１に示されたサスペンションシステム１００は、「入れ子式アクチュエータ」を使用している。入れ子にすることによって、車輪アッセンブリ１０１が道路のでこぼこに応じて上下に移動するとき、アクチュエータ１０４の物理的な構造を取り囲むエンベロープは長さが変化する。これは、サスペンションの設計者は、アクチュエータ１０４を装着するため車輪収納部１１５内に必要とされる空間を設計するとき、アクチュエータ１０４の長さの変化を考慮に入れて設計しなければならないことを意味している。これは、全体的なエンベロープが車輪運動で変化しない「固定式エンベロープアクチュエータ」とは対照的である。本発明の一実施例に係る固定式エンベロープアクチュエータを図２を参照して説明する。
【００４１】
図１に示された入れ子式アクチュエータ１０４は、移動アーマチャー１１７がアクチュエータ１０４へと摺動し及び該アクチュエータから摺動するとき、移動アーマチャー１１７を保護するためゴム製ベローズ（図示せず）を必要とし得る。アーマチャー１１７が円形ではないので、ゴム製ベローズは円形形状を有し得ない。実際、典型的にはアーマチャーである、アクチュエータ１０４の最軽量の部分は、車輪関節部に直接的に接続される。かくして、ベローズは、車輪に非常に近いところで、低いところに取り付けられている。加えて、ベローズはアクチュエータ１０４のアーマチャーを取り囲むのに十分に大きくなければならないので、ベローズの内部の空気の体積は、比較的大きい。かくして、アーマチャー１１７が移動するとき交換される空気の量は、有意なものとなる。このようにして、アクチュエータ１０４は、ベローズがつぶれたり膨張したりすることを防止するため「呼吸する」（即ち、アーマチャーが上下に移動するとき空気を交換する）ことが要求される。空気の排気部（図示せず）が、一般に、アクチュエータ１０４の内部及び外部の圧力を調整するために必要とされる。
【００４２】
操舵連結手段は、タイロッド１１６を備えている。タイロッド１１６は、車輪アッセンブリ１０１のスピンドル１１８に連結され、車両の移動方向を制御する。加えて、受動サスペンション要素１２０を、サスペンションタワー１０８と、アクチュエータ１０４と平行な下側制御アーム１１２との間に連結することができる。図示の実施例では、受動サスペンション要素１２０の一端部は、アクチュエータ１０４のアーマチャー１１７の中央点へと取り付けられるプレート１２１に連結される。受動サスペンション要素１２０は、例えば、コイルスプリング又はエアーバッグのいずれかであってもよい。代替例として、スプリングは、サスペンションの制御アームと、車両シャシとの間に取り付けることができる。
【００４３】
サスペンションタワー１０８は、車両１０２のシャシ１２２に連結される。車両１０２のシャシ１２２は、車両１０２のフレーム（図示せず）に連結される。車両１０２のフレームは、ベースであり、該ベースには、シャシ１２２及び車両１０２の他の構成部品が構築される。例えば、図示しない下側制御アームの端部は車両１０２のフレームに連結される。サスペンションタワー１０８は車両１０２のフレームにシート金属を介して直接連結されるので、サスペンションタワー１０８及びフレームの両方は、車両１０２内の構造的要素であり、力輸送経路にとって適切であるとみなすことができる。なお、図１のアクチュエータ１０４の上側端部のみがシャシ／フレームに直接的に取り付けられている。
【００４４】
アクチュエータ１０４及び受動サスペンション要素１２０は、車輪の垂直方向の撓みを制御する。垂直平面に対するアクチュエータ１０４の角度は、車両１０２の特有のサスペンション形状に対して最適化される。
【００４５】
この形態では、アクチュエータ１０４は、車両１０２のサスペンション連結手段へと直接的に連結される。より詳しくは、図１の能動サスペンションシステム１００のアクチュエータ１０４は、サスペンションの構造要素として使用される。このことは、アクチュエータ１０４内のベアリングシステムが２つの異なる機能を奏することを必要としている。即ち、（１）移動アーマチャーと静止アッセンブリとの間の磁気空気ギャップを維持すること、並びに、（２）サスペンションからアクチュエータ１０４へと至るコーナーリング及びブレーキング負荷を処理することである。これらのコーナーリング及びブレーキング負荷は、時折、曲げ負荷と称される。
【００４６】
穴ぼこ又は道路の他の異形部に遭遇したとき、垂直方向、前後方向、及び／又は、横方向の力がタイヤ１２４へと移動される。図１に示された能動サスペンションシステム１００は、これらの道路のでこぼこから生じるシャシ１２２の垂直方向の運動を減衰させるため使用することができる。図示のサスペンションシステム１００は、前後方向、横方向即ち外側運動と称すことができる運動を実質的に減衰させることができない。前後方向の力がサスペンションシステム１００を励起させるとき、アクチュエータ１０４の全体的な質量（垂直方向の可動部品及び非可動部品の両方）は、様々な他のサスペンション構成部品の質量と共に上側ブッシング１１０上で前後に撓む。同様の結果が横方向運動に関しても生じる。これらの側方方向の運動は、曲げ負荷にも寄与し得る。
【００４７】
図１のサスペンションシステム１００が車両１０２の前部で使用されるとき、アクチュエータ１０４は、車輪を用いて操舵することが要求され得る。アクチュエータ１０４が操舵することを可能にするため、ロータリ式ベアリングが要求される。加えて、アクチュエータ１０４が操舵することを可能にすることは、適切な応力リリーフをアクチュエータ１０４に回送させる可撓性パワー制御ケーブルの使用を必要としている。また、アクチュエータ１０４が操舵連結手段へと直接的に連結されるので、操舵連結手段は、車輪の操舵関連部品の質量と共にアクチュエータ１０４の追加の質量に適合しなければならない。
【００４８】
図２は、本発明の一実施例に係る車両の単一の車輪アッセンブリのための能動サスペンションシステム２００を示している。単一車輪モデルが説明されるが、本発明は、車両の車輪の全てに適用することができる。車輪アッセンブリは、タイヤ２０１と、スピンドル２０２と、ハブ２０３と、車両車軸（図示せず）と、駆動シャフト（図示せず）と、ユニバーサルジョイント（図示せず）と、様々な他の移動部品と、を備えている。
【００４９】
能動サスペンションシステム２００は、能動サスペンション要素２０４を備えている。例えば、能動サスペンション要素２０４は、電磁アクチュエータを具現化することができる。アクチュエータ２０４は、リニアアクチュエータ又はロータリアクチュエータのいずれであってもよい。加えて、アクチュエータ２０４は、移動磁石、移動コイル、可変リラクタンス、又は、他の任意の知られているモータートポロジーを備えることができる。能動サスペンション要素を有する能動サスペンションシステムの一例は、「経路に沿った直線変換」と題された米国特許番号４，９８１，３０９号に説明されており、その内容はここで参照したことで本願に組み込まれる。本特許は、電磁アクチュエータを具現化した能動サスペンション要素を記載している。
【００５０】
能動サスペンション要素２０４は、例えばスプリング又はエアーバッグ等の受動サスペンション要素を用いて、直列又は並列形態で配列することができる。
能動サスペンション要素２０４は、ケース２０６を備えている。ステーター２０８は、ケース２０６の内部に取り付けられている。ステーター２０８は、モーター巻き線を備えていてもよい。能動サスペンション要素２０４は、アーマチャー２１０を備えていてもよい。アーマチャー２１０は、１つ異常の磁石（図示せず）を備えることができる。アーマチャー２１０は、ベアリング２１２を備えることもできる。ベアリング２１２は、アーマチャー２１０と、ステーターコイルとの間の磁石空気ギャップを維持し、アーマチャー２１０がステーター２０８に対して摺動することを可能にする。
【００５１】
能動サスペンション要素２０４は、車両のフレーム２１４に機械的に連結されている。例えば、能動サスペンション要素２０４は、フレーム２１４に剛体的に連結されてもよく、又は、ブッシング２１６を介してフレーム２１４に連結されてもよい。一実施例では、能動サスペンション要素２０４は、おそらくは、その中央区分としてブッシングを介して車両のシャシ／フレームに取り付けられる。一実施例では、能動サスペンション要素２０４の一端部は、車両のシャシ／フレームの中央区分に取り付けられることに加えて、サスペンションタワーにも取り付けられる。
【００５２】
能動サスペンション要素は、該能動サスペンション要素が、車両の車輪の側方方向運動から実質的に機械的に分断されるように車両のフレームに実質的に堅固に取り付けられている。側方方向運動とは、前後方向運動及び横方向運動を意味している。「分断される」とは、前後方向及び横方向の力並びに運動が、それらを、アーマチャー２１０及び／又は能動サスペンション要素２０４に伝達することができる前に、有意に減衰されることを意味している。一実施例では、分断が、能動サスペンション要素と車両の車輪との間に取り付けられる制御ロッドを通して達成される。制御ロッドは、本明細書で詳細に説明される。
【００５３】
一実施例では、熱が、能動サスペンション要素２０４からカップリングを介してフレーム２１４に伝達される。例えば、能動サスペンション要素２０４内のステーター２０８は、熱を発生することができるコイルを備えている。熱は、外部排気口及び能動冷却のいずれも無しに、能動サスペンション要素２０４から車両のフレーム内へと散逸し得る。
【００５４】
能動サスペンション要素２０４と車両フレーム２１４との間の低い温度抵抗経路は、能動サスペンション要素２０４からフレーム２１４への熱輸送を最大にすることが望まれ得る。低い熱抵抗経路は、能動サスペンション要素２０４とフレーム２１４との間の接触表面積を増大させ、高い熱伝導度を有する発明のための材料（例えばアルミニウム）を使用し、可能な限り平坦で同一平面上にある合致表面を準備し、及び／又は、温度グリース又は熱伝導パッド等の熱伝導性重点インターフェース材料を使用する等の既知の技術を使用することによって達成することができる。熱伝導性ブッシングは、インターフェース装置として使用することができ、ブッシングのために使用されるエラストマーは、熱伝導性重点剤の大きなパーセンテージを有する（アルミニウム若しくは銅フレーク、又は、他の熱伝導性充填剤）。
【００５５】
下側制御アーム２２２は、ブッシング又はベアリング（図示せず）を介してフレーム２１４に連結された第１の端部２２４を備えている。ブッシング／ベアリングは、下側制御アーム２２２は、車輪アッセンブリが垂直に移動するにつれて回転することを可能にする。下側制御アーム２２２は、スピンドル２０２に連結されたボールジョイントを有する第２の端部２２８を備えている。スピンドル２０２は、操舵アーム２３４を備えている。操舵アーム２３４は、タイロッド（図示せず）に機械的に連結されている。タイロッドは、車両の操舵連結手段内の構成部品である。タイロッドの運動は、スピンドル２０２に車両の車輪を操舵させる。
【００５６】
制御ロッド２３２は、能動サスペンション要素２０４と、車輪アッセンブリのスピンドル２０２との間で連結される。一実施例では、制御ロッド２３２は、能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０に連結されている。制御ロッド２３２は、曲がり部２３６を備えることができる。曲がり部２３６は、能動サスペンション要素２０４からの十分なタイヤクリアランスを提供するように構成されている。例えば、タイヤのクリアランスは、２ｃｍ以上であってもよい。制御ロッド２３２は、ボールジョイント２３８を介して能動サスペンション要素２０４に連結することができる。ボールジョイント２３８は、制御ロッド２３２が能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０に対して回転することを可能にするように構成される。制御ロッド２３２は、代替例として、ブッシング（図示せず）を介して能動サスペンション要素２０４に連結することができる。一実施例では、制御ロッド２３２は、車両の車輪２０１が操舵時に回動されるとき回転するように構成される。例えば、図２のサスペンションシステム２００が車両の前部で使用されるとき、制御ロッド２３２の頂部又は底部におけるボールジョインが操舵を可能にするため使用する使用される。一般に、ボールジョイントのコスト及び複雑さは、ロータリベアリングのコストよりも低い。加えて、能動サスペンション要素２０４の固定した性質は、ワイヤを撓ませる要求を無くす。
【００５７】
図１に記載されたサスペンションシステム１００と同様に、図２のサスペンションシステム２００は、アーマチャー２１０の運動と、車輪アッセンブリの運動との間で実質的に１対１運動比率を達成する。しかし、１対１運動比率は、異なる仕方で達成される。詳しくは、制御ロッド２３２は、アーマチャー２１０の任意の運動が車輪の運動を直接生じさせることを確実にする。図１のシステム１００に類似して、能動サスペンション要素２０４で可能となる力の全ては、車輪の運動を制御するため効果的に使用される。しかし、図２の構成は、車輪近傍の関節部に、能動サスペンション要素２０４の一端部を取り付けることを要求していない。これによって、能動サスペンション要素２０４のパッケージングを比較的簡単にする。制御ロッド２３２の断面積は、一般に、設計が簡単で、能動サスペンション要素２０４の対応する区分よりも小さいからである。能動サスペンション要素２０４が車輪の関節部に直接的には取り付けられていないので、能動サスペンション要素２０４は、車両の「車内側に」取り付けられると云われる。車内側に取り付けられた能動サスペンション要素２０４は、より容易にパッケージすることができ、車輪と能動サスペンション要素２０４との間のクリアランスをより大きくすることを可能にする。
【００５８】
能動サスペンション要素２０４におけるベアリングシステム２１２は、一般に、２つの機能を奏する。ベアリングシステム２１２の第１の機能は、アーマチャー２１０とステーター２０８との間の磁気空気ギャップを維持することである。ベアリングシステム２１２の第２の機能は、コーナーリング負荷及びブレーキング負荷を吸収することである。図２におけるアクチュエータ２０４のベアリング内に転移されたコーナーリング負荷及びブレーキング負荷の大きさは、図１のアクチュエータ１０４のものと比べて減少されていることを示すことができる。これは、制御ロッド２３２が、ベアリング２１２を介してアーマチャー２１０へと連結するであろう曲げ負荷からの応力のほとんどを吸収するように構成されていることに少なくとも部分的に起因している。更には、前後方向の力が図１に示されたサスペンションシステム１００を励起するとき、アクチュエータ１０４の全質量（垂直に移動する部品及び非移動部品の両方）が、様々な他のサスペンション構成部品の質量と共に上側ブッシング上で前後に撓む。同様の結果が横方向運動に対しても発生する。逆に、前後方向の力が図２のサスペンションシステム２００を励起するとき、制御ロッド２３２の質量だけが様々な他のサスペンション構成部品の質量と共に前後に撓む。このことは、横方向の励起についても成立する。そのようにして、図２のサスペンションシステム２００内で撓んでいる質量は図１のサスペンションシステム１０内で撓んでいる質量と比較して減少する。
【００５９】
図１のアクチュエータ１０４とは対照的に、能動サスペンション要素２０４は固定エンベロープアクチュエータと称される。本実施例では、アーマチャー２１０を車輪に接続する制御ロッド２３２は、車輪と共に上下に動くが、アクチュエータ２０４を覆うケース全体２０６は、長さが変化しない。この固定式エンベロープは、パッケージの利点であり得る。
【００６０】
能動サスペンション要素２０４は、トップカバー２０４を備えることができる。トップカバー２４０は、ステーター２０８、アーマチャー２１０及び能動サスペンション要素２０４内の他の構成部品を保護する。例えば、他の構成部品は、位置センサー若しくは加速度計若しくは印刷回路基板及び他の回路等のセンサーを備えることができる。一実施例では、増幅器回路（図示せず）が能動サスペンション要素２０４内に集積される。
【００６１】
トップカバー２４０は、制御ロッド２３２の位置も覆っている。ベローズ２４２は、外部の破片から能動サスペンション要素２０４の内部構成部品を更に保護するため制御ロッド２３２の一部分の回りに配置することができる。ベローズ２４２は、それが制御ロッド２３２を取り囲んでいるので、比較的小さく作ることができる。よって、ベローズ２４２内の密封した空気の体積を、ベローズ２４２が伸縮するとき外部排気を要求しないように十分に小さく作ることができる。図２の小型ベローズ２４２は、「呼吸」問題を減少させ、空気交換を可能にするための必要性を無くす。よって、能動サスペンション要素２０４は、密封式アクチュエータであってもよい。
【００６２】
かくして、一実施例では、能動サスペンションシステム２００は、直線電磁アクチュエータを具現する能動サスペンション要素２０４を備えている。アクチュエータは、ステーターと、ステーターに対して移動可能であるアーマチャーと、を備えることができる。ステーターは、車両のフレームに実質的に剛性的に取り付けることができる。第１の端部を有する制御ロッドがアーマチャーに取り付けられる。制御ロッドの第２の端部は、アーマチャーの運動が車両の車輪を車両のフレームに対して移動させるように車両の車輪に取り付けられる。
【００６３】
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、本発明に係る能動サスペンション要素２０４に対する制御ロッド２３２の運動を示している。コントローラ（図示せず）は、能動サスペンション要素２０４内のアーマチャー２１０の運動を制御する制御信号を発生する。コントローラは、能動サスペンション要素２０４を駆動する増幅器（図示せず）に制御信号を送信することができる。増幅器は、能動サスペンション要素２０４の外側であってもよく、又は、能動サスペンション要素２０４内に拘束されてもよい。
【００６４】
前述されたように、制御ロッド２３２の運動の能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０の運動に対する比率は、１対１とすることができる。一実施例では、当該比率は１対１と異なるようにすることができる。例えば、アーマチャー２１０の各２．５４ｃｍ（１インチ）の変位に対して、制御ロッド２３２は、システムの機械的設計に依存して、２．５４ｃｍ（１インチ）より大きいか又は２．５４ｃｍ（１インチ）よりも小さい距離、変位することができる。一つの形態において、制御ロッド２３２の下側端部は、スピンドル２０２の代わりに、下側制御アーム２２２（図２）の中央部に取り付けることができる。加えて、車輪アッセンブリ及び／又はアーマチャー２１０の運動に対する制御ロッド２３２の運動の比率を変化させるため、１つ以上の機械式リンクを、制御ロッド２３２と車輪アッセンブリ及び／又はアーマチャー２１０との間に追加することができる。
【００６５】
図３Ａは、能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０がニュートラル又は中央位置にある例を示している。制御ロッド２３２も、中央位置にある。ベローズ２４２は、半圧縮状態で示されている。
【００６６】
図３Ｂは、能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０が下側位置にある例を示している。制御ロッド２３２も、下側位置にある。ベローズ２４２は完全に圧縮された状態で示されている。
【００６７】
図３Ｃは、能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０が最高位置にある例を示している。制御ロッド２３２も最高位置にある。ベローズ２４２は拡張された状態で示されている。
【００６８】
図４は、本発明の別の実施例に係る車両の単一車輪アッセンブリのための能動サスペンションシステム３００を示している。能動サスペンションシステム３００は、能動サスペンション要素２０４並びに受動サスペンション要素３０２を備えている。図示の実施例では、受動サスペンション要素３０２は、能動サスペンション要素２０４と並列な形態で配置されたコイルスプリングである。他の実施例では、受動サスペンション要素は、例えば、ねじれスプリング、リーフスプリング、又は、空気スプリングである。受動要素３０２は、直列若しくは並列の１つ以上の装置から物理的に構成することができ、能動サスペンション要素２０４を収容するケースによって保護することができる。例えば、空気スプリングを、要素２０４の前側及び後側上に並列に取り付けることができる。別の実施例（図示せず）では、受動サスペンション要素３０２を、能動サスペンション要素２０４と直列な形態で配置することができる。一般に、受動サスペンション要素３０２は、車輪アッセンブリの移動要素と車両のフレーム又はシャシとの間の任意箇所に取り付けることができる。
【００６９】
能動サスペンションシステム３００は、能動サスペンション要素２０４に連結された制御ロッド３０３も備える。制御ロッド３０３は、受動サスペンション要素３０２の下側端部を支持するためのブラケット３０４を備えることができる。
【００７０】
能動サスペンションシステム３００は、システム３００内の様々な構成部品の運動を示すセンサー信号を発生することができる１つ以上のセンサーを備えることもできる。センサーは、プロセッサを有するコントローラ（図示せず）に連結することができる。コントローラは、センサー信号を受け取り、制御信号を発生する。制御信号は、能動サスペンション要素２０４を駆動する増幅器（図示せず）に伝達される。コントローラ及び／又は増幅器は、能動サスペンション要素２０４内に集積してもよく、又は、能動サスペンション要素２０４の外部に配置してもよい。
【００７１】
例えば、センサー３０５は、トップカバー２４０に取り付けることができる。センサー３０５は、車両が道路表面を横断するとき能動サスペンション要素２０４の運動を測定することができる、例えば加速度計であってもよい。
【００７２】
別のセンサー３０６が、能動サスペンション要素２０４のアーマチャー２１０上に配置されてもよい。センサー３０６は、アーマチャー２１０の運動を測定する加速度計であってもよい。アーマチャー２１０の運動は、制御ロッド３０３の運動、よって車輪の運動に直接関連している。別の実施例では、センサー３０６は、アーマチャー２１０の位置を測定する変位センサーであってもよい。
【００７３】
センサー３０８は、能動サスペンション要素２０４内に配置されてもよい。センサー３０８は、ステーター２０８に対するアーマチャー２１０の位置を測定する変位センサーであってもよい。アーマチャー２１０の位置は、制御ロッド３０３の位置、よって車輪の位置に対応している。一実施例では、センサー３１０はアーマチャー２１０に配置されてもよい。センサー３１０は、ステーター２０８に対するアーマチャー２１０の位置を測定する変位センサーであってもよい。変位センサーの一例は、「デジタル絶対位置エンコーダー」と題された、米国特許番号５，５７４，４４５号で説明されている。その内容は、参照により本願に組み込まれる。車両フレーム及び／又は車輪アッセンブリのパラメータを測定するため、代替例のセンサーを、様々な形態で使用し、車両上の様々な位置に配置することができる。
【００７４】
別のセンサー３１２を車両のフレーム２１４に配置することができる。センサー３１２は、車両が道路表面を横断したときフレーム２１４の運動を測定する加速度計であってもよい。任意数のセンサー又はセンサーの組み合わせを、フレーム２１４、アーマチャー２１０及び車輪アッセンブリの運動を測定するため使用することができる。本明細書で使用されるときの「運動」という用語は、移動、速度及び／又は加速を意味することができる。
【００７５】
図５は、図２の能動サスペンションシステム２００の斜視図を示している。能動サスペンションシステム２００は、能動サスペンション要素２０４を備えている。能動サスペンション要素２０４は、車両のフレーム２１４に機械的に連結される。前述されたように、能動サスペンション要素２０４の質量は、車両アッセンブリの構成部品から実質的に分断される。
【００７６】
制御ロッド２３２は、ボールジョイント２３８を介して能動サスペンション要素２０４に機械的に連結される。ボールジョイント２３８は、車輪が車両を操舵するため動くとき、制御ロッド２３２が横方向に回動することを可能にするように構成されている。スピンドル２０２の操舵アーム２３４は、操舵を容易にするためタイロッド（図示せず）に連結されている。下側制御アーム２２２の第１の端部２２８は、下側ボールジョイント２３０に連結されている。下側制御アーム２２２の第２の端部２２４は、取り付け部品２５２を備えている。一実施例では、取り付け部品２５２は、キー溝付き端部を備えるねじれスプリングを受け入れるようになっている。ねじれスプリングは、車両の静的質量の少なくとも一部分を支持するように構成されている。他の実施例では、コイルスプリング、リーフスプリング、及び／又は、空気スプリングも使用することができる。
【００７７】
ベローズ２４２は、外部の破片物が能動サスペンション要素２０４の内部構成部品を汚染することを防止しつつ、制御ロッド２３２が垂直方向に移動することを可能にするように構成されている。ベローズ２４２は、例えば、ゴム、プラスチック又はファブリック等の適切に可撓性のある材料から製作することができる。加えて、ベローズ２４２の内部の空気の体積は、外部排気を必要とないように十分に小さく作ることができる。他の密封構造を、例えば、バッフル、入れ子式導管又はゴム製チューブ等の能動サスペンション要素２０４を密封するため使用することもできる。
【００７８】
図６は、本発明の一実施例に係る電磁アクチュエータ４００を示している。電磁アクチュエータ４００は、二重ベアリングアクチュエータである。例えば、第１のベアリング４０２は、電磁アクチュエータ４００のモーター構造内の磁気ギャップを維持するため使用されている。第１のベアリング４０２は、アクチュエータ４００のアーマチャー４０６の例ル４０４に連結され、アーマチャー４０６がアクチュエータ４００のステーター４０８に対して移動することを可能にする。本発明の一実施例では、レイル４０４は、磁気空気ギャップを維持するため２つのベアリングトラックを利用することができる。
【００７９】
一実施例では、ステーター４０８が車両のフレームに剛性的に取り付けられている。ステーター４０８は、ブッシングを介してフレームに取り付けることもできる。フレームの取り付けは、制御信号及びパワーケーブルを、最小の撓みでアクチュエータ４００に連結することを可能にしている。例えば、信号ケーブル及びパワーケーブルを、車両のフレームに沿って回送させることができ、フレーム取り付け式アクチュエータ４００に直接取り付けることができる。よって、ケーブルの撓みが最小にされ、これによってケーブル故障のリスクを減少させる。加えて、比較的大きな電流を運搬するパワーケーブルを十分に絶縁し、道路の破片物等から保護することができる。
【００８０】
第２のベアリングシステム４１０は、サスペンション負荷を支持するため使用される。例えば、第２のベアリングシステム４１０は、サスペンションシステムのコーナーリング及びブレーキング負荷の実質的に全てがアーマチャー４０６に転移されることを、防止することができる。これは、第１のベアリング４０２の設計及び負荷の要求を簡単にする。第２のベアリングシステム４１０は、ベアリングトラック４１２を備えている。ベアリングトラック４１２は、ベアリングレイル４１４上に載っている。ベアリングレイル４１４は、一般に車両のフレームに取り付けられているステーター４０８に剛性的に取り付けられている。なお、コーナーリング及びブレーキング負荷は、前後方向及び横方向の運動を始めとした車両の外側運動へと転移することができる。
【００８１】
キャリッジ４１６は、ベアリングトラック４１２に機械的に連結される。キャリッジ４１６には、ボールジョイントを受け入れるように設計されたポケット４１８が形成されている。ボールジョイントは、図２に示された制御ロッド２３２等の制御ロッドの頂部に取り付けられている。一実施例では、ブッシング（図示せず）を、ボールジョイントの代わりに制御ロッドの頂部で使用することができる。本実施例では、ポケット４１８は、ブッシングを受け入れるように構成されている。
【００８２】
一実施例では、キャリッジ４１６は、ピン４２０を介してアーマチャー４０４に連結される。ピン４２０は、例えば硬化鋼鉄等の任意の適切な材料から製作することができる。別の実施例では、キャリッジ４１６は、ピンの代わりに撓み部（図示せず）を介してアーマチャー４０４に連結することができる。
【００８３】
ピン４２０は、キャリッジ４１６がアーマチャー４０６に対して移動することを可能にする。これは、第１のベアリング４０２からサスペンション曲げ負荷を更に分断することができる。よって、第１のベアリング４０２は、サスペンション負荷を吸収することを要求されず、その設計をより簡単にすることができる。
【００８４】
電磁アクチュエータ４００は、様々なセンサー（図示せず）を備えていてもよい。これらのセンサーは、電磁アクチュエータ４００の様々なパラメータを測定することができる。例えば、位置センサーを、ステーター４０８に対するアーマチャー４０６の位置を決定するため使用することができる。加速度計をキャリッジ４１６の運動を測定するため使用することができる。センサー信号を、電磁アクチュエータ４００と一体であるか又は該アクチュエータの外部に配置されるかのいずれかであるコントローラ（図示せず）に伝達することができる。コントローラは、電磁アクチュエータ４００を制御するため使用される制御信号を発する。一実施例では、制御信号は、電磁アクチュエータ４００を付勢する増幅器（図示せず）を制御する。増幅器を、電磁アクチュエータ４００と一体であるか又は該アクチュエータの外部に配置することができる。
【００８５】
作動中には、コントローラ（図示せず）は、制御信号を、ステーター４０８のコイルに電気的に連結された増幅器へと送信する。コントローラは、センサー信号を受信し、電磁アクチュエータ４００を、初期化してニュートラル位置へと移動させるように指令する。車両が道路を横断するとき、道路からのでこぼこは、車輪及びシャシを、実質的に垂直方向に移動させる。電磁アクチュエータ４００内又はアクチュエータ上のセンサー、又は、車輪及び／又は車両のシャシ上のセンサーは、車輪の運動を追跡し、センサー信号をコントローラへと送信する。コントローラは、制御信号を発生し、制御信号を増幅器へと送信する。増幅器は、制御信号を処理して電磁アクチュエータ４００へと送信する。一実施例では、コントローラは、センサーからのフィードバック信号に基づいて、車両が粗い地面を横断するときシャシの急激な垂直運動を最小にしようとする。コントローラからの制御信号は、車輪を地面の様々な輪郭に緊密に追従させることもできる。
【００８６】
図７Ａ、図７Ｂ、及び、図７Ｃは、図６の電磁アクチュエータ４００の一対のベローズ４５０、４５２の運動を示している。ベローズ４５０、４５２の各々は、保護スリーブ４５４により実質的に取り囲むことができる。保護スリーブ４５４は、ベローズ４５０、４５２の各々を外部環境から遮蔽する。ケーシング４５６は、ステーター４０８及びアーマチャー４０６を取り囲んで保護する。
【００８７】
図７Ａは、アクチュエータ４００のアーマチャー４０６がニュートラル位置又は中心位置にある例を示している。ボールジョイントを受け入れるポケット４１８も中心位置にある。一対のベローズ４５０、４５２の各々は、半圧縮状態で示されている。一実施例では、一対のベローズ４５０、４５２は、外部環境から密封されるが、互いに流体連結される。よって、各ベローズ４５０、４５２の間で空気を交換することができる。空気の交換は、作動の間のベローズ４５０、４５２の各々の内部の空気圧力を調整することができ、これによって圧力がベローズ４５０、４５２のうち一方又は両方に損傷を与えることを防止する。一実施例では、一対のベローズ４５０、４５２の間で空気が行き来することを可能にするためキャリッジ４１６を通して空気穴を配置することができる。
【００８８】
図７Ｂは、アクチュエータ４００のアーマチャー４０６が最高位置にある例を示している。ポケット４１８も最高位置にある。第１のベローズ２５０は完全に圧縮された状態で示され、第２のベローズ２５２は拡張された状態で示されている。
【００８９】
図７Ｃは、アクチュエータ４００のアーマチャー４０６が最低位置にある例を示している。ポケット４１８も最低位置にある。第１のベローズ２５０は拡張された状態で示され、第２のベローズ２５２は完全に圧縮された状態で示されている。
【００９０】
図８は、本発明の別の実施例に係る電磁アクチュエータ５００を示している。電磁アクチュエータ５００は、ハウジング部分５０１が完全に当該箇所適所に配置された状態で示されている。ハウジング部分５０１の開口部５０３は、ボールジョイント及び制御ロッドの一部分（図示されていないが、上記した要素２３２及び２３８に類似している）がハウジング部分内で移動することを可能にしている。ステーター５０８は、車両のフレームに剛性的に取り付けられている。ステーター５０８は、ブッシングを介してフレームに取り付けることもできる。
【００９１】
図９を参照すると、アクチュエータ５００が、アクチュエータの内部の表示を容易にするためハウジング部分５０１が除去された状態で示されている。アクチュエータ５００は、図６に示された実施例に類似した二重ベアリングアクチュエータである。ベアリングシステム５１０は、サスペンション負荷を支持するため使用される。例えば、ベアリングシステム５１０は、サスペンションシステムのコーナーリング及びブレーキングの負荷の実質的に全てがアーマチャー（図示せず）へと転移することを防止することができる。アーマチャーは、図６に示されたアーマチャーと類似しており、ハウジング部分５１１内で移動する。ベアリングシステム５１０は、ベアリングレイル５１４上に載っているベアリングトラック５１２を備えている。ベアリングレイル５１４は、一般に車両のフレームに取り付けられているステーター５０８に剛性的に取り付けられている。
【００９２】
キャリッジ５１６は、ベアリングトラック５１２に機械的に連結されている。キャリッジ５１６には、ボールジョイントを受け入れるように設計されたポケット５１８が形成されている。ボールジョイントは、例えば、図２に示された制御ロッド２３２等の制御ロッドの頂部に取り付けられている。一実施例では、ブッシング（図示せず）を、ボールジョイントの代わりに制御ロッドの頂部で使用することができる。本実施例では、ポケット５１８は、ブッシングを受け入れるように構成されている。
【００９３】
上側機械式停止部５２０は、停止部５２０の方向（第１の方向）にキャリッジ５１６及びアーマチャーの運動を制限する。本実施例では、停止部５２０は、約３７ｍｍの直径を備える形状で円状に形成されている。停止部５２０は、例えば、接着剤を用いて支持部５２２に固定されている。支持部５２２は、サスペンションシステム内の１つ以上の介在部品を介してステーターに間接的に固定されている。代替例として、支持部５２２を、ステーターに直接接続することができる。下側機械式停止部５２４は、停止部５２４の方向（第１の方向とは実質的に反対の第２の方向）におけるキャリッジ５１６の運動を制限する。停止部５２４も、サスペンションシステム内の１つ以上の介在部品を介してステーターに間接的に固定されている。代替例として、停止部５２４は、ステーターに直接接続されてもよい。停止部５２４は、例えば、接着剤を用いて、それらの支持部品に固定されている。図１０は、停止部５２４の一つの好ましい形状を開示している。本実施例では、停止部５２０及び５２４は、好ましくは、ネオプレンゴムから作られ、約１０ｍｍから約６０ｍｍの厚さである。より好ましくは、停止部５２０及び５２４は、約２０ｍｍから約５０ｍｍの厚さである。更に好ましくは、停止部５２０及び５２４は、約３０ｍｍから約４０ｍｍの厚さである。最も好ましくは、停止部５２０及び５２４は、約３５ｍｍ厚である。
【００９４】
ここで図１１を参照すると、キャリッジ５１６は、各々のキャリッジ部５１６ａ及び５１６ｂが各々の停止部５２４と接触している位置へと移動されている。このことは、例えば、車の車輪が深い穴へとはまったとき、生じ得る。本システムは、車両のコーナーを沈下させないようにするため車輪を下方に移動させるべくアーマチャーがキャリッジ５１６を駆動させるように作動する。停止部５２４は、キャリッジ５１６の停止部５２４の方向への運動を制限する。停止部５２０及び５２４がアーマチャーに固定されていないので、アーマチャーが移動したとき、アーマチャーと、３つの停止部５２０、５２４の全てとの間に相対運動が存在している。
【００９５】
図１２に関して、キャリッジ５１６は、キャリッジ部分５１６ｃが停止部５２０と接触している位置へと移動されている。このことは、例えば、車の車輪が過剰の速度で厳しい速度バンプと接触したときに生じ得る。本システムは、車両のコーナーが上昇することを抑えるようとするため、アーマチャーが車輪を上方に動かすべくキャリッジ５１６を駆動するように作動する。
【００９６】
図１３は、本発明の更なる実施例に係る電磁アクチュエータ６００を示している。電磁アクチュエータ５００は、ハウジング部分６０１が適所に完全に存在した状態で示されている。ハウジング部分６０１における開口部６０３は、ボールジョイント及び制御ロッドの一部分（図示されていないが、上記した要素２３２及び２３８に類似している）がハウジング部分内で動くことを可能にしている。ステーター６０８は、車両のフレームに剛性的に取り付けられている。ステーター６０８もブッシングを介してフレームに取り付けることができる。
【００９７】
ここで図１４を参照すると、アクチュエータ６００は、アクチュエータの内部の表示を容易にするためハウジング部分６０１が除去された状態で示されている。アクチュエータ６００は、図６に示された実施例に類似した二重ベアリングアクチュエータである。ベアリングシステム６１０は、サスペンション負荷を支持するため使用される。例えば、ベアリングシステム６１０は、サスペンションシステムのコーナーリング及びブレーキングの負荷の実質的に全てがアーマチャー（図示せず）へと転移することを防止することができる。アーマチャーは、図６に示されたアーマチャーと類似しており、ハウジング部分６１１内で移動する。ベアリングシステム６１０は、ベアリングレイル６１４上に載っているベアリングトラック６１２を備えている。ベアリングレイル６１４は、一般に車両のフレームに取り付けられているステーター６０８に剛性的に取り付けられている。
【００９８】
キャリッジ６１６は、ベアリングトラック６１２に固定されている。キャリッジ６１６には、ボールジョイントを受け入れるように設計されたポケット６１８が形成されている。ボールジョイントは、例えば、図２に示された制御ロッド２３２等の制御ロッドの頂部に取り付けられている。一実施例では、ブッシング（図示せず）を、ボールジョイントの代わりに制御ロッドの頂部で使用することができる。本実施例では、ポケット６１８は、ブッシングを受け入れるように構成されている。
【００９９】
図１４及び図１５を参照すると、上側機械式停止部６２０は、停止部６２０の方向にキャリッジ６１６の運動を制限する。本実施例では、停止部６２０は、円形断面を有する。停止部６２０の一部分６２１は、停止部の他の部分よりも小さい断面を有する。この場合には、一部分６２１は、停止部６２０の回りを全周に沿って延在する溝の形態にある。一部分６２１は、停止部６２０が、キャリッジ６１６が停止部６２０と係合するとき比較的低い抵抗力を最初に提供することを可能にしている。キャリッジが停止部６２０により大きい力を印加するとき、停止部は、キャリッジの運動の方向に部分的につぶれ始める。その結果、停止部６２３が停止６２５に向かって移動される。一旦、停止部６２３及び６２５が互いに接触したならば、キャリッジ６１６の更なる運動に対して停止部６２０により提供される抵抗力は実質的に増大する。本実施例では、停止部６２０は、１つ以上の介入部品を介してステーター６０８に間接的に固定される支持部６２２上に成形されている。支持部６２２を、代替例として、ステーターに直接固定してもよい。別の実施例では、停止部６２０は、支持部６２２と別々に製造され、支持部６２２に固定される。
【０１００】
図１４及び図１６を参照すると、下側機械式停止部６２４は停止部６２４の方向にキャリッジ６１６の移動を制限している。各々の停止部６２４は、各々のベアリングレイル６１４を取り囲んでいる。各々の停止部６２４は、ベアリングレイル６１４の一つの端部を支持する一体型絶縁ブッシング６２５を更に備えている。停止部６２４に形成された孔６２７は、ブッシング６２５内へと部分的に延在している。各々のブッシング６２５は、プレート６２６内の穴（図示せず）内に着座している。一体型ブッシングを備えた各停止部６２４は、例えば接着剤を用いてプレート６２７に固定されている。本実施例では、停止部６２０及び６２４は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴムから作られるのが好ましい。各々の停止部６２４は、約９．５ｍｍ厚である（ブッシング６２５の厚さは数えない）。
【０１０１】
一対の支持部６２６は、ベアリングレイル６１４の各端部を支持している。各々の支持部は、好ましくは、実質的に同じ形状を持ち、機械式停止部６２４と同じ材料から作られる。支持部６２６は、機械式停止部としては機能しない。機械式停止部６２０はこの機能を実行しないからである。停止部６２４及び支持部６２６が本実施例ではＥＰＤＭゴムから作られているので、ベアリングレイル６１４が浮き上がることを可能とされる。ゴムは負荷の下で圧縮されるからである。換言すれば、支持部６２６及びブッシング６２５（所謂、支持部）の各々は、力がベアリングレイルに印加されたとき、ベアリングレイルの一端部がホームポジションから離れる方に移動することを可能にする。支持部は、力がベアリングレイルから除去されたときベアリングレイルの端部をホームポジションに戻す。この特徴は、微分熱膨張率並びに可変の機械交差に対して耐性があり、例えば、サスペンション負荷等からの外力に起因する撓みに耐性を有する。
【０１０２】
図１７を参照すると、キャリッジ６１６は、トラック６１２が各々の停止部６２４と接触するアーマチャーにより所定の位置へと移動されている。このことは、例えば、車の車輪が深い穴へとはまったとき、生じ得る。本システムは、車両のコーナーを沈下させないようにするため車輪を下方に移動させるべくアーマチャーがキャリッジ６１６を駆動させるように作動する。停止部６２４は、停止部６２４と接触するに至るトラック６１２を介して停止部６２４の方向にキャリッジ６１６の運動を制限する。
【０１０３】
図１８に関して、キャリッジ６１６は、キャリッジ部分６１７が停止部６２０と接触している位置へとアーマチャーにより移動されている。このことは、例えば、車の車輪が過剰の速度で厳しい速度バンプと接触したときに生じ得る。本システムは、車両のコーナーが上昇することを抑えるようとするため、アーマチャーが車輪を上方に動かすべくキャリッジ６１６を駆動するように作動する。停止部６２０は、停止部６２０の方向にキャリッジ６１６の運動を制限する。
【０１０４】
停止部５２０、５２４、６２０及び６２４は、様々な熱硬化性又は熱可塑性のプラスチックエラストマーから作ることができる。ポリマーエラストマーは、個体又は多孔性発泡体のいずれであってもよい。熱硬化性ポリマーエラストマーとして、例えば、ＥＰＤＭ、ネオプレン、ニトリルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、天然ゴム及びＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）が挙げられる。熱可塑性ポリマーエラストマーには、動的に加硫処理されたエラストマーが含まれる。
【０１０５】
図１９は、機械式停止部の好ましい実施例についての剛性プロットを開示している。このプロットは、機械式停止部の撓み（圧縮）と、該撓みに起因して停止部により提供された合力と、を表している。機械式停止部の材料にとって好ましい別の特徴は、それが圧縮永久歪みを呈さないということである。圧縮永久歪みは、圧縮性応力が解放された後に材料が保持する歪み量（元の寸法のパーセンテージとして表される）である。
【０１０６】
本発明が、特定の一例としての実施例を参照して、特別に示され説明されたが、当業者は本明細書で開示された特定の装置及び技術から逸脱した多数の変更、並びに、これらの装置及び技術を使用した多数の変更をなすことができる。その結果、本発明は、本明細書で開示された装置及び技術で与えられ或いはこれらの装置及び技術により所有されたあらゆる新規な特徴並びにこれらの特徴の新規な組み合わせを包含するものとして構築されるべきであり、添付した請求の範囲の精神及び範囲によってのみ制限されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、車両の単一車輪のための典型的な能動サスペンションシステムの図面である。
【図２】図は、本発明の一実施例に係る車両の単一車輪アッセンブリのための能動サスペンションシステムを示している。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に係る能動サスペンション要素に対する制御ロッドの運動を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明に係る能動サスペンション要素に対する制御ロッドの運動を示している。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明に係る能動サスペンション要素に対する制御ロッドの運動を示している。
【図４】図４は、本発明の別の実施例に係る車両の単一車輪アッセンブリのための能動サスペンションシステムを示している。
【図５】図５は、図２の能動サスペンションシステムの斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例に係る電磁アクチュエータを示している。
【図７Ａ】図７Ａは、図６の電磁アクチュエータのベローズの運動を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６の電磁アクチュエータのベローズの運動を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図６の電磁アクチュエータのベローズの運動を示す。
【図８】図８は、本発明の更なる実施例に係る電磁アクチュエータの斜視図である。
【図９】図９は、中央位置でのキャリッジの表示を容易にするためハウジング部分が除去された図８の図である。
【図１０】図１０は、図８の実施例で使用することができる機械式停止部の斜視図である。
【図１１】図１１は、図９でキャリッジがその一方の移動端に向かった状態で示された図面である。
【図１２】図１２は、図９でキャリッジがその他方の移動端に向かった状態で示された図面である。
【図１３】図１３は、本発明の更なる実施例に係る電磁アクチュエータの斜視図である。
【図１４】図１４は、中央位置でのキャリッジの表示を容易にするためハウジング部分が除去された図１３の図である。
【図１５】図１５は、図１３の実施例で使用することができる機械式停止部の斜視図である。
【図１６】図１６は、図１３の実施例で使用することができる別の機械式停止部の斜視図である。
【図１７】図１７は、図１４でキャリッジがその一方の移動端に向かった状態で示された図面である。
【図１８】図１８は、図１４でキャリッジがその他方の移動端に向かった状態で示された図面である。
【図１９】図１９は、機械式停止部のための剛性プロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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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７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【外国語明細書】
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