(57)【要約】  サスペンションシステムは、上部マウントと、底部マウントと、剛性筐体と、空気ばねと、リニアアクチュエータとを含む。空気ばねは、上部マウントと底部マウントとの間の第１の荷重経路の力を伝達する。空気ばねは、第１の荷重経路の力を伝達する加圧ガスを収容する加圧キャビティを含む。リニアアクチュエータは、第１の荷重経路に平行な上部マウントと底部マウントとの間の第２の荷重経路の力を伝達する。剛性筐体は、加圧キャビティの少なくとも一部を画定し、第２の荷重経路の力を伝達する。
2020518514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部マウントと、
底部マウントと、
剛性筐体と、
前記上部マウントと前記底部マウントとの間の第１の荷重経路の力を伝達する空気ばねであって、前記第１の荷重経路の前記力を伝達する加圧ガスを収容する加圧キャビティを含む、空気ばねと、
前記上部マウントと前記底部マウントとの間の、前記第１の荷重経路と平行な第２の荷重経路の力を伝達するリニアアクチュエータと、
を備えるサスペンションシステムであって、前記剛性筐体が、前記加圧キャビティの少なくとも一部を画定し、前記第２の荷重経路の前記力を伝達する、
サスペンションシステム。
【請求項２】
前記加圧キャビティを封止し、かつ前記剛性筐体と前記上部マウントとの間で前記第２の荷重経路の前記力を伝達するアイソレータを用いて、前記剛性筐体が前記上部マウントに結合されている、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項３】
前記リニアアクチュエータ及び前記剛性筐体が、前記底部マウントに対して移動可能な前記空気ばねの第１のピストンアセンブリを形成し、前記上部マウントが、前記底部マウントに対して移動可能な前記空気ばねの第２のピストンアセンブリを形成する、請求項２に記載のサスペンションシステム。
【請求項４】
前記第１のピストンアセンブリ及び前記第２のピストンアセンブリの有効ピストン面積が、ほぼ等しい、請求項３に記載のサスペンションシステム。
【請求項５】
前記加圧キャビティを封止し、かつ前記第１のピストンアセンブリが前記底部マウントに対して移動することを可能にする可撓性膜を用いて前記剛性筐体が底部マウントに結合され、前記アイソレータは、前記第２のピストンアセンブリが前記剛性筐体に対して移動することを可能にする、請求項３又は４に記載のサスペンションシステム。
【請求項６】
前記加圧キャビティが、前記上部マウント、前記アイソレータ、前記剛性筐体、前記可撓性膜、及び前記底部マウントによって画定される、請求項５に記載のサスペンションシステム。
【請求項７】
前記底部マウントに結合された第２の剛性筐体を更に備え、前記可撓性膜が、前記剛性筐体及び前記第２の剛性筐体に接続されて、前記剛性筐体を前記底部マウントに結合し、前記第２の剛性筐体が、前記加圧キャビティの下部チャンバを画定する、請求項５又は６に記載のサスペンションシステム。
【請求項８】
前記リニアアクチュエータが、ロータ及びステータを有し前記加圧キャビティ内に収容されたモータを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項９】
前記ステータが、前記剛性筐体の内面と接触している、請求項８に記載のサスペンションシステム。
【請求項１０】
前記剛性筐体が、第１の剛性筐体であり、前記サスペンションシステムが、前記第１の剛性筐体を囲む第２の剛性筐体を更に含み、前記第１の剛性筐体は、上部アイソレータ及び下部アイソレータであって、それらによって前記第２の荷重経路の前記力が前記第１の剛性筐体と前記第２の剛性筐体との間で伝達される、上部アイソレータ及び下部アイソレータを用いて前記第２の剛性筐体に結合されている、請求項９に記載のサスペンションシステム。
【請求項１１】
前記剛性筐体が、第１の剛性筐体であり、前記サスペンションシステムが、前記第１の剛性筐体によって囲まれた第２の剛性筐体を更に含み、前記第２の剛性筐体が、前記リニアアクチュエータ及び前記第１の剛性筐体に結合されて、前記第２の剛性筐体と前記リニアアクチュエータ及び前記第１の剛性筐体との間で前記第２の荷重経路の前記力を伝達する、請求項８に記載のサスペンションシステム。
【請求項１２】
前記加圧キャビティが、上部チャンバ及び下部チャンバを含み、前記加圧ガスが、前記リニアアクチュエータの周囲を又は前記リニアアクチュエータを通ってのうちの少なくとも１つで前記上部チャンバと前記下部チャンバとの間を流れる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項１３】
前記剛性筐体が、前記リニアアクチュエータから半径方向に離間し、前記リニアアクチュエータを囲み、前記剛性筐体と前記リニアアクチュエータとの間に円周間隙を画定し、前記加圧ガスが、前記上部チャンバと前記下部チャンバとの間を前記円周間隙を通って流れる、請求項１２に記載のサスペンションシステム。
【請求項１４】
加圧ガスが、前記リニアアクチュエータの内側筐体を通って前記上部チャンバと前記下部チャンバとの間を流れる、請求項１２又は１３に記載のサスペンションシステム。
【請求項１５】
前記リニアアクチュエータが、ボールナット及びシャフトを有するボールねじアクチュエータであり、トルクが、モータによって前記ボールナットに選択的に加えられて、前記第２の荷重経路の前記力を前記シャフトに加える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項１６】
前記リニアアクチュエータが、前記剛性筐体に対する前記シャフトの回転を防止するボールスプラインを含む、請求項１５に記載のサスペンションシステム。
【請求項１７】
車体と、
１つ以上のばね下構成要素と、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載のサスペンションシステムのうちの１つ以上と、
を備える車両であって、前記サスペンションシステムのそれぞれの前記上部マウントが、前記車体に結合され、各サスペンションシステムの前記底部マウントが、前記ばね下構成要素のうちの１つに結合されている、
車両。
【請求項１８】
前記加圧ガスを前記１つ以上のサスペンションシステムの前記加圧キャビティに供給するために前記１つ以上のサスペンションシステムと流体連通する加圧空気源と、前記車体と前記１つ以上のサスペンションシステムに結合された前記ばね下構成要素との間の動的負荷に応じて、前記１つ以上のサスペンションシステムの前記リニアアクチュエータを制御するための制御システムと、を更に備える、
請求項１７に記載の車両。
【請求項１９】
車両の車体と前記車両のばね下構成要素との間の第１の荷重経路を形成するように構成されたばねと、
前記第１の荷重経路に平行な前記車体と前記ばね下構成要素との間の第２の荷重経路を形成するように構成されたボールねじアクチュエータであって、
シャフトと、
筐体と、
前記筐体に結合され、ステータ及びロータを有するモータと、
前記モータがトルクを加えて、前記筐体と前記シャフトとの間で前記第２の荷重経路の力を伝達するボールナットと、
前記シャフトにトルクを加えて、前記筐体に対する前記シャフトの回転を防止するボールスプラインと、
を含むボールねじアクチュエータと、
を備えるサスペンションシステムであって、前記筐体、前記ステータ、及び前記ボールスプラインが、互いに結合されて、固定アセンブリを形成し、前記ロータ及び前記ボールナットが、互いに結合されて、スラスト軸受を用いて前記固定アセンブリに対して回転可能に支持され、かつ軸方向に固定された回転アセンブリを形成する、
サスペンションシステム。
【請求項２０】
前記スラスト軸受が、前記ボールナット及び前記筐体に結合されている、請求項１９に記載のサスペンションシステム。
【請求項２１】
前記回転アセンブリが、前記筐体及び前記ロータに結合されたもう１つの軸受を用いて前記筐体によって更に回転可能に支持される、請求項１９又は２０に記載のサスペンションシステム。
【請求項２２】
前記もう１つの軸受が、前記スラスト軸受から離間し、前記スラスト軸受より軸方向に上に配置される、請求項２１に記載のサスペンションシステム。
【請求項２３】
前記ステータが、軸方向に前記スラスト軸受と前記もう１つの軸受との間に配置される、請求項２２に記載のサスペンションシステム。
【請求項２４】
前記ばねが、コイルばね又は空気ばねのうちの１つである、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項２５】
前記筐体が、内側筐体であり、前記サスペンションシステムは、前記内側筐体が結合され、かつ前記内側筐体、前記モータ、及び前記ボールナットを囲む外側筐体を更に含む、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項２６】
前記内側筐体が、前記ステータより上に配置された第１のチューブアイソレータを用いて前記外側筐体に結合されている、請求項２５に記載のサスペンションシステム。
【請求項２７】
前記内側筐体が、前記ステータの少なくとも一部分より下に配置された第２のチューブアイソレータを用いて前記外側筐体に結合されている、請求項２６に記載のサスペンションシステム。
【請求項２８】
筐体と、
前記筐体内に配置されたモータであって、前記筐体が前記モータを囲み、かつ前記筐体が前記モータを冷却するための流体を受け入れるための冷却通路を含む、モータと、
前記筐体内で軸方向に移動するシャフトと、
前記筐体と前記シャフトとの間で軸方向力を伝達するために前記モータがトルクを加えるボールナットと、
前記筐体と前記シャフトとの間でトルクを伝達して、前記筐体と前記シャフトとの間の回転を防止するボールスプラインと、
を備えるボールねじアクチュエータであって、前記筐体が、前記ボールナットに結合されて、前記筐体と前記ボールナットとの間の回転を可能にし、前記筐体と前記ボールナットとの間の軸方向の移動を防止し、
前記筐体が、前記ボールスプラインに結合されて、前記筐体と前記ボールスプラインとの間の回転及び軸方向の移動を防止する、
ボールねじアクチュエータ。
【請求項２９】
前記筐体が、スラスト軸受を用いて前記ボールナットに結合されている、請求項２８に記載のボールねじアクチュエータ。
【請求項３０】
前記モータのロータが、前記スラスト軸受より上に配置された別の軸受を用いて前記筐体に回転可能に結合されている、請求項２９に記載のボールねじアクチュエータ。
【請求項３１】
前記筐体が、前記モータより上から前記ボールナットより下まで延びる、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載のボールねじアクチュエータ。
【請求項３２】
前記ボールスプラインが、前記ボールナットより下に配置され、前記筐体の下端部に結合されている、請求項３１に記載のボールねじアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年５月８日出願の米国特許仮出願第６２／５０３，０９３号の優先権及び利益を主張し、その開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本開示は、車両、具体的には、そのサスペンションシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
乗用車は、車両の車体と車輪との間で道路の外乱からなどの力の伝達を制御するサスペンションシステムを含む。従来のサスペンションシステムは、ばね及びダンパーが固定特性を有するばね−ダンパーシステムを含む受動システムである。しかしながら、そのような固定特性は、様々な道路条件及び様々な乗員の好みを考慮すると、乗員の快適性に適していない場合がある。より新しいサスペンションシステムは、ユーザ（例えば、車両のドライバ）によって、又は様々な検出された条件に応じて自動的に、様々な特性を制御することができるアクティブサスペンションを含む。例えば、空気ばねサスペンションは、ドライバが所望の車高を選択することを可能にすることができる。磁気粘性ダンパーは、車両加速度などの検出された条件に従って変化し得る減衰特性を提供する。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、サスペンションシステムは、上部マウントと、底部マウントと、剛性筐体と、空気ばねと、リニアアクチュエータとを含む。空気ばねは、上部マウントと底部マウントとの間の第１の荷重経路の力を伝達する。空気ばねは、第１の荷重経路の力を伝達する加圧ガスを収容する加圧キャビティを含む。リニアアクチュエータは、第１の荷重経路に平行な上部マウントと底部マウントとの間の第２の荷重経路の力を伝達する。剛性筐体は、加圧キャビティの少なくとも一部を画定し、第２の荷重経路の力を伝達する。
【０００５】
剛性筐体は、加圧キャビティを封止し、かつ剛性筐体と上部マウントとの間で第２の荷重経路の力を伝達するアイソレータを用いて、上部マウントに結合されてもよい。
【０００６】
リニアアクチュエータ及び剛性筐体は、底部マウントに対して移動可能な空気ばねの第１のピストンアセンブリを形成してもよく、上部マウントは、底部マウントに対して移動可能な空気ばねの第２のピストンアセンブリを形成してもよい。第１のピストンアセンブリ及び第２のピストンアセンブリの有効ピストン面積は、ほぼ等しくてもよい。
【０００７】
剛性筐体は、加圧キャビティを封止し、かつ第１のピストンアセンブリが底部マウントに対して移動することを可能にする可撓性膜を用いて、底部マウントに結合されてもよく、アイソレータは、第２のピストンアセンブリが剛性筐体に対して移動することを可能にする。加圧キャビティは、上部マウント、アイソレータ、剛性筐体、可撓性膜、及び底部マウントによって画定されてもよい。
【０００８】
サスペンションシステムは、底部マウントに結合された第２の剛性筐体を更に含んでもよく、可撓性膜は、剛性筐体及び第２の剛性筐体に接続されて、剛性筐体を底部マウントに結合し、第２の剛性筐体は、加圧キャビティの下部チャンバを画定する。
【０００９】
リニアアクチュエータは、ロータ及びステータを有し加圧キャビティ内に収容されたモータを含んでもよい。
【００１０】
ステータは、剛性筐体の内面と接触していてもよい。
【００１１】
剛性筐体は、第１の剛性筐体であってもよく、サスペンションシステムは、第１の剛性筐体を囲む第２の剛性筐体を更に含み、第１の剛性筐体は、それらによって第２の荷重経路の力が第１の剛性筐体と第２の剛性筐体との間で伝達される、上部アイソレータ及び下部アイソレータを用いて第２の剛性筐体に結合される。
【００１２】
あるいは、剛性筐体は、第１の剛性筐体であってもよく、サスペンションシステムは、第１の剛性筐体によって囲まれた第２の剛性筐体を更に含み、第２の剛性筐体は、リニアアクチュエータ及び第１の剛性筐体に結合されて、それらとの間で第２の荷重経路の力を伝達する。
【００１３】
加圧キャビティは、上部チャンバ及び下部チャンバを含んでもよく、加圧ガスは、リニアアクチュエータの周囲又はそれを通るうちの少なくとも１つで上部チャンバと下部チャンバとの間を流れる。
【００１４】
剛性筐体は、リニアアクチュエータから半径方向に離間し、リニアアクチュエータを囲み、それらの間に円周間隙を画定してもよく、加圧ガスは、上部チャンバと下部チャンバとの間を円周間隙を通って流れる。代わりに又は加えて、加圧ガスは、リニアアクチュエータの内側筐体を通って上部チャンバと下部チャンバとの間を流れる。
【００１５】
リニアアクチュエータは、ボールナット及びシャフトを有するボールねじアクチュエータであってもよく、トルクは、モータによってボールナットに選択的に加えられて、第２の荷重経路の力をシャフトに加える。
【００１６】
リニアアクチュエータは、剛性筐体に対するシャフトの回転を防止するボールスプラインを含んでもよい。
【００１７】
車両は、車体と、１つ以上のばね下構成要素と、サスペンションシステムのうちの１つ以上とを含んでもよく、サスペンションシステムのそれぞれの上部マウントは、車体に結合され、各サスペンションシステムの底部マウントは、ばね下構成要素のうちの１つに結合される。
【００１８】
車両は、加圧ガスをその加圧キャビティに供給するために１つ以上のサスペンションシステムと流体連通する加圧空気源と、車体とそれに結合されたばね下構成要素との間の動的負荷に応じて、１つ以上のサスペンションシステムのリニアアクチュエータを制御するための制御システムと、を含んでもよい。
【００１９】
車両は、ばね下構成要素のうちの４つ及びサスペンションシステムのうちの４つを含んでもよい。
【００２０】
サスペンションシステムは、ばねと、ボールねじアクチュエータとを含む。ばねは、車両の車体と車両のばね下構成要素との間の第１の荷重経路を形成するように構成されている。ボールねじアクチュエータは、第１の荷重経路に平行な車体とばね下構成要素との間の第２の荷重経路を形成するように構成されている。ボールねじアクチュエータは、シャフトと、筐体と、モータと、ボールナットと、ボールスプラインとを含む。モータは、筐体に結合され、ステータと、ロータとを含む。モータは、ボールナットにトルクを加えて、筐体とシャフトとの間で第２の荷重経路の力を伝達する。ボールスプラインは、シャフトにトルクを加えて、筐体に対するその回転を防止する。筐体、ステータ、及びボールスプラインは、互いに結合されて、固定アセンブリを形成する。ロータ及びボールナットは、互いに結合されて、スラスト軸受を用いて固定アセンブリに対して回転可能に支持され、かつ軸方向に固定された回転アセンブリを形成する。
【００２１】
スラスト軸受は、ボールナット及び筐体に結合されてもよい。回転アセンブリは、筐体及びロータに結合されたもう１つの軸受を用いて筐体によって更に回転可能に支持されてもよい。もう１つの軸受は、スラスト軸受から離間し、スラスト軸受より軸方向に上に配置されてもよい。ステータは、軸方向にスラスト軸受ともう１つの軸受との間に配置されてもよい。ばねは、コイルばね又は空気ばねのうちの１つであってもよい。筐体は、内側筐体であってもよく、サスペンションシステムは、内側筐体が結合され、かつ内側筐体、モータ、及びボールナットを囲む外側筐体を更に含む。内側筐体は、ステータより上に配置された第１のチューブアイソレータを用いて外側筐体に結合されてもよい。内側筐体は、ステータの少なくとも一部分より下に配置された第２のチューブアイソレータを用いて外側筐体に結合されてもよい。
【００２２】
ボールねじアクチュエータは、筐体と、モータと、シャフトと、ボールナットと、ボールスプラインとを含む。モータは、筐体内の位置である。筐体は、モータを囲み、モータを冷却するための流体を受け入れるための冷却通路を含む。シャフトは、筐体内で軸方向に移動する。モータは、筐体とシャフトとの間で軸方向力を伝達するために、ボールナットにトルクを加える。ボールスプラインは、筐体とシャフトとの間でトルクを伝達して、それらの間の回転を防止する。筐体は、ボールナットに結合されて、それらの間の回転を可能にし、それらの間の軸方向の移動を防止する。筐体は、ボールスプラインに結合されて、それらの間の回転及び軸方向の移動を防止する。
【００２３】
筐体は、スラスト軸受を用いてボールナットに結合されてもよい。モータのロータは、スラスト軸受より上に配置された別の軸受を用いて筐体に回転可能に結合されてもよい。筐体は、モータより上からボールナットより下まで延びてもよい。ボールスプラインは、ボールナットより下に配置され、筐体の下端部に結合されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本開示は、添付図面と併せて読むと、以下の詳細な説明から最もよく理解される。一般的な慣例に従い、図面の様々な特徴は、原寸どおりではないことを強調する。それどころか、様々な特徴の寸法は、明確さのために任意に拡大又は縮小されている。
【００２５】
【図１】例示的な実施形態に係る、車両の概略図である。
【００２６】
【図２】図１の車両の別の概略図である。
【００２７】
【図３】図１の車両のサスペンションシステムの概略断面図である。
【００２８】
【図４】図３のサスペンションシステムの変形形態の概略断面図である。
【００２９】
【図５】コントローラの概略図である。
【００３０】
【図６Ａ】図１の車両と共に使用するためのサスペンションシステムの概略立面図である。
【００３１】
【図６Ｂ】図６Ａのサスペンションシステムの断面図である。
【００３２】
【図６Ｃ】図６Ａのサスペンションシステムのアクチュエータの断面図である。
【００３３】
【図６Ｄ】図６Ａのサスペンションシステムの回転構造体の断面図である。
【００３４】
【図６Ｅ】図６Ａのサスペンションシステムの固定構造体の断面図である。
【００３５】
【図６Ｆ】図６Ａのサスペンションシステムのうちの４つを備える車両の概略図である。
【００３６】
【図７Ａ】図１の車両に使用するための別のサスペンションシステムの概略断面図である。
【００３７】
【図７Ｂ】クロスハッチングで示された加圧キャビティを有する図７Ａのサスペンションシステムの概略断面図である。
【００３８】
【図７Ｃ】図７Ａのサスペンションシステムのうちの４つ及び加圧空気源を備える車両の概略図である。
【００３９】
【図８Ａ】図１の車両に使用するための別のサスペンションシステムの概略断面図である。
【００４０】
【図８Ｂ】クロスハッチングで示された加圧キャビティを有する図８Ａのサスペンションシステムの概略断面図である。
【００４１】
【図９】クロスハッチングで示された加圧キャビティを有する図８Ａのサスペンションシステムの変形形態の概略断面図である。
【００４２】
【図１０】クロスハッチングで示された加圧キャビティを有する図８Ａのサスペンションシステムの別の変形形態の概略断面図である。
【００４３】
【図１１Ａ】図１の車両に使用するための別のサスペンションシステムの概略断面図である。
【００４４】
【図１１Ｂ】クロスハッチングで示された加圧キャビティを有する図１１Ａのサスペンションシステムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本明細書では、サスペンションシステム１６０を含む車両１００及びその機能サブシステムの各種実施形態が開示される。より具体的には、サスペンションシステム１６０は、上向き及び下向きの力を加えて、車輪にエネルギを導入し、車輪からエネルギを吸収することができるリニアアクチュエータを用いて、車輪のほぼ垂直な運動を制御するように構成されたアクティブサスペンションシステムである。
【００４６】
図１を参照して、車両１００は、一般に、車体１０２と、車体１０２に接続された駆動システム１２０とを含む。車体１０２は、例えば、乗員を運ぶための乗員室を含む、又はそれを画定することができる。駆動システム１２０は、乗員室を含む車両１００を移動させるように構成されている。駆動システム１２０は、推進システム１３０（すなわち、車両１００を推進するための）、制動システム１４０（すなわち、車両１００を減速させるための）、ステアリングシステム１５０（すなわち、車両１００を異なる方向に向けるための）、サスペンションシステム１６０（すなわち、車両１００を支持するための）、感知システム１７０（すなわち、様々なサブシステム及び外部環境を含む車両１００の様々な様相を感知するための）、及び制御システム１８０（すなわち、様々な他のサブシステムを個別に又は協調的な方式で制御するための）を含む、様々な機能サブシステムを含む。駆動システム１２０は、様々な機能サブシステムを動作させて、ユーザからの更なる入力なしにユーザが選択した位置に車両１００を移動させる、自律駆動システムであってもよい。
【００４７】
図２を参照して、車両１００は、車体１０２に結合され、かつそれを（例えば、公道上で）支持する車輪１０４（例えば、４つ）を含む。車輪１０４は、例えば、推進システム１３０、ステアリングシステム１５０、及びサスペンションシステム１６０を用いて車体１０２に結合されてもよい。車輪１０４は、各車輪１０４を車輪リム及びタイヤのサブアセンブリとみなすことができるように、タイヤ（別個に示されていない、又はラベル付けされていない）を含んでもよい。
【００４８】
推進システム１３０は、一般に、１つ以上のモータ２３２と、１つ以上のギヤボックス２３４と、各車輪１０４をギヤボックス２３４のうちの１つに動作可能に接続する駆動シャフト２３６（例えば、ハーフシャフト）とを含む。大まかに言えば、モータ２３２は、ギヤボックス２３４にトルクを提供し、ギヤ２３４は、モータ２３２の出力トルク（例えば、増加させる）及び出力速度（例えば、減少させる）を変更し、駆動シャフト２３６は、ギヤボックス２３４から車輪１０４にトルクを伝達する。モータ２３２は、前方方向に車両１００を推進するため、及び後方方向に移動しているときに車両１００を減速させるための正トルクを提供してもよく、車両１００を後方方向に推進するため、及び前方方向に移動しているときに車両１００を減速させるための負トルクを提供してもよい。モータ２３２はまた、車輪１０４からトルクを受け取るときに発電機として機能し、車両１００のバッテリ（図示せず）又は他のエネルギ貯蔵システムを再充電するように機能してもよい。図に示すように、推進システム１３０は、単一のギヤボックス２３４に結合され、かつ１つの駆動シャフト２３６及びそれに結合された１つの車輪１０４に関連付けられた２つのモータ２３２をそれぞれ含む、前方推進システム１３０ｆ及び後方推進システム１３０ｒを含んでもよい。推進システム１３０の変形形態が想到され、これは、異なる数の被駆動車輪１０４（例えば、前輪のみ又は後輪のみが駆動される）と、車輪１０４に関連付けられた異なる数のモータ２３２（例えば、２つの車輪１０４に関連付けられた１つのモータ２３２）と、車輪１０４に関連付けられた異なる数のギヤボックス２３４（例えば、各車輪１０４に専用の１つのギヤボックス２３４）とを含むことができる。
【００４９】
制動システム１４０は、一般に、前方方向に移動しているとき及び／又は後方方向に移動しているときに、車両１００を減速させるために摩擦を介して減速トルクを提供する。
【００５０】
ステアリングシステム１５０は、一般に、１つ以上のステアリングアクチュエータ２５２と、各車輪１０４をステアリングアクチュエータ２５２のうちの１つに動作可能に結合するステアリングリンク２５４とを含む。大まかに言えば、ステアリングシステム１５０は、概ね垂直な軸周りの車輪１０４の旋回位置を制御する。ステアリングアクチュエータ２５２は、ステアリングリンク２５４を車体１０２に対して内側及び外側方向に移動させ、それによって、車輪１０４を垂直軸周りに旋回させる。図に示すように、ステアリングシステム１５０は、２つのステアリングリンク２５４及びそれに結合された車輪１０４に関連付けられた１つのステアリングアクチュエータ２５２をそれぞれ含む、前方ステアリングシステム１５０ｆ及び後方ステアリングシステム１５０ｒを含んでもよい。ステアリングシステム１５０の変形形態が想到され、これは、車輪１０４に関連付けられた異なる数のステアリングアクチュエータ２５２（例えば、各車輪１０４に対して１つのステアリングアクチュエータ２５２）を含んでもよい。
【００５１】
サスペンションシステム１６０は、一般に、アクチュエータ２６２（例えば、サスペンションアクチュエータ）と、各車輪１０４に関連付けられたシャフト２６４（例えば、サスペンションシャフト）とを含む。サスペンションシステム１６０のアクチュエータ２６２、シャフト２６４、及び後述する他の構成要素を含む機械的構成要素は、アセンブリ（例えば、サスペンションアセンブリ）とみなすことができる。大まかに言えば、サスペンションシステム１６０は、例えば、車輪１０４と道路の表面との間の接触を確保し、車体１０２の望ましくない移動に対する道路条件の影響を制限するために、車体１０２に対する車輪１０４の垂直運動を制御する。サスペンションシステム１６０は、アクチュエータ２６２が、車体１０２に対する上方及び下方への移動により、車輪１０４にエネルギを伝達し、かつ車輪１０４からエネルギを吸収する、アクティブサスペンションシステムである。図に示すように、サスペンションシステム１６０は、左前方サスペンションシステム１６０ｆｌと、右前方サスペンションシステム１６０ｆｒと、左後方サスペンションシステム１６０ｒｌと、右後方サスペンションシステム１６０ｒｒとを含んでもよく、これらのそれぞれは、１つのアクチュエータ２６２及び１つのシャフト２６４を含む。サスペンションシステム１６０の更なる詳細については、以下で更に詳細に説明する。
【００５２】
感知システム１７０は、車両１００の外部条件（例えば、道路及び他の物体の位置）及び車両１００の条件（例えば、加速度及び様々なサブシステム及びそれらの構成要素の条件）を観測するためのセンサを含む。感知システム１７０は、専用センサ及び／又は様々なサブシステムの機能構成要素を含む様々な種類のセンサを含んでもよい（例えば、アクチュエータは、センサとして機能してもよい）。
【００５３】
制御システム１８０は、通信システム及び構成要素（すなわち、センサ信号を受信し、制御信号を送信するための）、並びにコントローラなどの処理構成要素（すなわち、センサ信号を処理し、制御動作を判定するための）を含む。制御システム１８０は、例えば、本明細書に記載される様々な他のサブシステム（例えば、推進システム１３０、制動システム１４０など）のうちの１つ以上に関連付けられた（又はその一部として）様々な制御サブシステムを含んでもよい。
【００５４】
図５を参照して、制御システム１８０のコントローラ５８１のハードウェア構成を示し、これは、本明細書に記載される装置及びシステムを実装するために使用されてもよい（例えば、衝撃の発生時に衝撃を検出する、及び／又は衝撃を予期して衝撃を予測する、並びに移動機構を制御するために）。一例として、コントローラ５８１は、感知システム１７０のセンサから受信した信号に応じて、駆動システム１２０の様々なサブシステムに電圧値などのコマンドを出力してもよい。
【００５５】
コントローラ５８１は、プロセッサ５８１ａと、メモリ５８１ｂと、記憶装置５８１ｃと、１つ以上の入力デバイス５８１ｄと、１つ以上の出力デバイス５８１ｅとを含んでもよい。コントローラ５８１は、通信のために構成要素を相互接続するためのバス５８１ｆ又は同様のデバイスを含んでもよい。プロセッサ５８１ａは、コンピュータプログラム命令を実行し、かつコンピュータプログラム命令によって記述された動作を実行するように動作可能である。一例として、プロセッサ５８１ａは、中央処理装置などの従来のデバイスであってもよい。メモリ５８１ｂは、ランダムアクセスメモリモジュールなどの揮発性高速短期情報記憶装置であってもよい。記憶装置５８１ｃは、ハードドライブ又はソリッドステートドライブなどの不揮発性情報記憶装置であってもよい。入力デバイス５８１ｄは、ボタン、スイッチ、キーボード、マウス、タッチスクリーン入力デバイス、ジェスチャ入力デバイス、オーディオ入力デバイス、感知システム１７０のセンサなどの任意の種類のヒューマン−マシンインタフェースを含んでもよい。出力デバイス５８１ｅは、ディスプレイスクリーン若しくはオーディオ出力などの動作状態に関するインジケーションをユーザに、又は、推進システム１３０、制動システム１４０、ステアリングシステム１５０、及び／若しくはサスペンションシステム１６０などの任意の他の機能出力若しくは制御を、提供するように動作可能な任意の種類のデバイスを含んでもよい。
【００５６】
図３を参照して、サスペンションシステム１６０は、その上端部において車体１０２に結合され、かつその下端部において車輪１０４を支持するばね下構成要素３０６に結合された、ストラットアセンブリとして構成されている。ばね下構成要素３０６は、車体１０２に対して上方及び下方に移動し、例えば、ステアリングナックル又はサスペンション制御アームであってもよい。
【００５７】
サスペンションシステム１６０は、一般に、ばね３６６と共に、アクチュエータ２６２とシャフト２６４とを含み、これらは、２つの荷重経路（例えば、二重経路）を介してばね下構成要素３０６と車体１０２との間で力を軸方向に伝達するように協働的に機能する。ばね３６６は、コイルばね（例えば、金属コイルばね）であってもよく、又は本サスペンションシステム１６０に使用するための別の好適な種類のばね（例えば、空気ばね、複合材などの別の固体材料から形成されたばね）であってもよい。第１の荷重経路は、ばね３６６によって形成され、車体１０２とばね下構成要素３０６との間の動的負荷の一部分と共に車両１００の重力予荷重（すなわち、動的負荷の如何にかかわらない重力による負荷）を支える。第２の荷重経路は、アクチュエータ２６２及びシャフト２６４によって形成され、車体とばね下構成要素３０６との間の動的負荷の別の部分を支え、第１の荷重経路と比較して、サスペンションシステム１６０の主要減衰機能を提供する。
【００５８】
サスペンションシステム１６０は、振動アイソレータ（例えば、ダンパー、ブッシングなど）及び１つ以上の負荷センサ３８０と共に、筐体３６８と、上部マウント３７０と、底部マウント３７２とを更に含む。筐体３６８は、アクチュエータ２６２及びばね３６６の両方に結合されて、上部マウント３７０（すなわち、車体１０２）及び底部マウント３７２（すなわち、ばね下構成要素３０６）への、並びにそれらからの、第２の荷重経路及び第１の荷重経路それぞれを伝達する。アクチュエータ２６２は、一般に、筐体３６８内に収容され、軸方向力、半径方向力、及びねじり力をその間で伝達する上部内側アイソレータ３７４（例えば、第１の振動アイソレータ、又は上部アクチュエータアイソレータ）及び下部内側アイソレータ３７６（例えば、第２の振動アイソレータ、又は下部アクチュエータアイソレータ）を用いて、筐体３６８に結合される。ばね３６６は、筐体３６８の下端部に結合され、その間で軸方向力を伝達する外側アイソレータ３７８（例えば、第３の振動アイソレータ、下部アイソレータ、又はコイルばねアイソレータ）を含む。
【００５９】
予荷重（すなわち、車両の重量）がばね３６６を介した第１の荷重経路を介してサスペンションシステム１６０に加えられ、アクチュエータ２６２をバイパスするため、第２の荷重経路は、静的又はほぼ静的状態ではほんのわずか（例えば、ほぼゼロ）であり、それによって、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６が外側アイソレータ３７８よりも著しく硬くないことを可能にする。例えば、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、予荷重を伝達しないことにより、外側アイソレータ３７８の対応する特性とは無関係に、ばね定数曲線、減衰係数、及び他の特性を有して構成されてもよい。更に、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、互いに異なるそのような特性を有してもよい。
【００６０】
上部マウント３７０は、筐体３６８の上端部及び車体１０２に結合されて、車体１０２に力を伝達する（すなわち、第１及び第２の荷重経路）。下部マウント３７２は、ばね３６６及びシャフト２６４の下端部それぞれに別々に結合されて、ばね下構成要素３０６に力を伝達する（すなわち、第１及び第２の荷重経路）。
【００６１】
アクチュエータ２６２は、車体１０２によってその上から支持される（例えば、吊り下げられる）ように、ばね３６６より上に配置される。この向きは、アクチュエータ２６２をばね３６６より下に取り付けることと比較して（すなわち、アクチュエータ２６２をばね下構成要素３０６を用いてその下から支持することと比較して）、いくつかの利点を提供することができる。例えば、アクチュエータ２６２は、車体１０２によって支持されることにより、ばね下質量ではなく、また、アクチュエータ２６２は、車体１０２により近い位置で電力、データ、及び／又は冷却ラインに接続するために、車体１０２により近接して取り付けられ、損傷を受け（例えば、破片によって衝撃を受け）にくい。
【００６２】
アクチュエータ２６２は、電動モータ（ラベル付けされていない）からの回転運動及びトルクそれぞれを、シャフト２６４の直線運動及び力に変換する、ボールねじアクチュエータである。モータのトルク出力は、一般に、アクチュエータ２６２の直線力出力に相関する。アクチュエータ２６２のボールねじの態様の具体的な詳細は、本明細書では説明しない。
【００６３】
アクチュエータ２６２は、車輪１０４にエネルギを伝達して、車体１０２に対して車輪１０４の上向き及び下向きの動きを引き起こすように機能する。アクチュエータ２６２はまた、車輪１０４が外力（すなわち、アクチュエータ２６２の外部）によって車体１０２に対して上方及び下方に移動される際に、車輪１０４からエネルギを吸収するように機能する（例えば、ダンパーとして機能する）。外力による上方の移動は、車両１００が道路に沿って移動する際に、道路が車輪１０４に上向きの力を加えることによって引き起こされる。外力による下向きの移動は、一般に、車輪１０４に作用する重力及び／又は車輪１０４に下向きの力を加えるばね３６６によって引き起こされる。
【００６４】
アクチュエータ２６２は、シャフト２６４がそれに対して軸方向に移動する主本体２６２ａを含む。主本体２６２ａは、例えば、その上端部にモータを形成又は収容し（例えば、ステータを形成し、モータのロータを収容する）、その下端部に回転ナット（例えば、ボールナット）を形成又は収容することができる。ナットがモータによって回転されると、ナットは、シャフト２６４と（再循環ボールを介して）係合し、シャフト２６４を主本体２６２ａに対して軸方向に並進させる。
【００６５】
主本体２６２ａは、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６を用いて筐体３６８内に取り付けられ、それにより、それらの間で軸方向力、半径方向力、及び回転力を伝達する。上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、アクチュエータ２６２が筐体３６８に対して軸方向及び半径方向に移動することを可能にもすると同時に、（例えば、モータ及びボールねじ機構のナット内で移動するボールの動作に起因する）アクチュエータ２６２のノイズ及び振動を減衰させ、それが車体１０２に到達するのを防止するように構成されている。
【００６６】
上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６のそれぞれは、筐体３６８及びアクチュエータ２６２の主本体２６２ａの内面及び外面それぞれに直接又は間接的に軸方向に結合されて、それらの間で軸方向力を伝達する（すなわち、第２の荷重経路）。上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６はまた、筐体３６８と主本体２６２ａとの間に半径方向に（例えば、同心円状に）配置されて、それらの間で（例えば、曲げモーメントによる）半径方向力を伝達する。上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６はまた、筐体３６８及びアクチュエータの主本体２６２ａに直接又は間接的に回転可能に結合されて、それらの間で回転トルクを伝達することができる。上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、例えば、その材料特性及び／又は構造特性により好適な特性（例えば、減衰特性及びばね定数）を有する好適な材料（例えば、ゴム又はポリマー）で作製されてもよい。
【００６７】
軸方向において、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、軸方向力が最大設計負荷まで増加するにつれて、ストローク（例えば、ストローク距離）にわたって漸進的に軸方向に偏向するように構成されている。最大設計負荷は、車両１００の動作中に予期されるピーク（又はほぼピーク）負荷（例えば、その後サスペンションシステム１６０が動作し続けることを予期することができる、通常運転中の極端な条件）であってもよい。最大設計負荷は、例えば、１０ｋＮであってもよく、最大設計たわみ（例えば、最大ストローク）は、１０ｍｍであってもよい。上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６の復元ばね力は、好ましくは、例えば、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６が約１ｋｎ／ｍｍなどのストロークにわたって実質的に一定（例えば、＋／−２５％、＋／−１５％以下、＋／−１０％以下）の軸方向ばね定数を協働的に提供して、ストロークにわたって実質的に線形である。実質的に一定のばね定数は、サスペンションシステム１６０の制御戦略（例えば、制御戦略の簡略化）に特に有利であり得る。
【００６８】
あるいは、復元ばね力は、ストロークの大部分にわたって実質的に線形であってもよい。ばね定数は、ストロークの第１の部分（例えば、ストロークの約７５％〜９０％）にわたって実質的に一定であってもよく、ストロークの第２の部分（例えば、残りの１０％〜２５％のストローク）にわたって際立ってより高いばね定数まで漸進的に増加してもよい。ストロークの第２の部分におけるこの際立ってより高いばね定数は、より高い負荷（例えば、ほぼ１０ｋＮ）に遭遇する際にサスペンションシステム１６０の２つの概ね剛性の構成要素間の過酷な係合を防止することができる。
【００６９】
半径方向において、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、アクチュエータ２６２（例えば、主本体２６２ａ）と筐体３６８との半径方向係合を防止するように構成されている。半径方向において、上部内側アイソレータ及び下部内側アイソレータ３７６は、半径方向よりも著しく硬くなくてもよい。さもなければ、アクチュエータ２６２と筐体３６８との間の半径方向の係合が、サスペンションシステム１６０に曲げモーメントが加えられる際に生じる場合がある。そのような曲げモーメントは、例えば、車体１０２に対するばね下構成要素３０６のたわみから生じる場合がある。この目的のために、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、それぞれ、軸方向に離間した位置で主本体２６２ａに結合され、これにより、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６のそれぞれが遭遇する曲げモーメントの半径方向力成分を、アクチュエータ２６２が上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６の他方の周りに旋回する際に低減する。より大きな軸方向間隔により、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６が半径方向により硬くない（すなわち、より低い復元ばね定数を有する）こと、及び／又は筐体３６８が主本体２６２ａにごく近接する（例えば、より小さい）ことを可能にすることができる。
【００７０】
上部マウント３７０は、ばね下構成要素３０６の移動からの高い曲げモーメントがアクチュエータ２６２に加えられるのを防ぐために、サスペンションシステム１６０がほとんど抵抗なく（例えば、自由に又は低い抵抗で）車体１０２に対して旋回することを可能にする。より具体的には、上部マウント３７０は、シャフト２６４の長手方向軸に垂直な軸周りに２つの回転自由度（例えば自由に又は制限されない自由度）でサスペンションシステム１６０がほとんど抵抗なく（例えば、自由に又は低い抵抗で）旋回することを可能にする。２つの制限されない自由度で旋回することに対してほとんどない（例えば、低い）抵抗を提供することによって、サスペンションシステム１６０と車体１０２との間の結合は、さもなければサスペンションシステム１６０に作用する曲げモーメントにほとんど寄与しない。上部マウント３７０は、図に示すように、自在継手であってもよい。あるいは、上部マウント３７０は、干渉機構（例えば、スロット内の突出部）を有するボールソケット型継手であってもよく、又はアイソレータであってもよい。自由な２自由度の結果として、サスペンションシステム１６０は、そのピークが概ね上部マウント３７０に位置する概ね円錐形の領域内で、車体１０２に対して旋回することができる。
【００７１】
上部マウント３７０はまた、長手方向軸（図に示すように、紙面を横断して上から下に）周りに第３の回転自由度（例えば、制限された自由度）で旋回するのを制限する（例えば、防止する又は高い抵抗で）ことができる。制限された自由度で高い抵抗を提供する（例えば、移動を防止する）ことによって、アクチュエータ２６２が動作されるとき（例えば、モータが回転されるとき）に、サスペンションシステムが回転するのを防止する。
【００７２】
図４に概略的に示すように、サスペンションシステム１６０は、例えば、アクチュエータ２６２のモータの回転によって引き起こされる、さもなければ他のアイソレータ（以下で更に詳細に説明する）によって減衰されない回転負荷を減衰させる、ねじりアイソレータ４８２（例えば、筐体３６８と上部マウント３７０との間に配置された）を更に含んでもよい。
【００７３】
上述したように、外側アイソレータ３７８は、軸方向にばね３６６と筐体３６８との間に配置されて、それらの間で第１の荷重経路の軸方向力を伝達する。予荷重（すなわち、車両に作用する重力による）は、外側アイソレータを介して伝達され、外側アイソレータは、結果として、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６よりも軸方向に実質的により硬い（例えば、より高い復元ばね定数を有する）ように構成されている。
【００７４】
サスペンションシステム１６０は、サスペンションシステム１６０の車体１０２への軸方向負荷を測定するように構成された、１つ以上の負荷センサ３８０を更に含んでもよい。１つ以上の負荷センサ３８０は、例えば、軸方向に上部マウント３７０と筐体３６８との間に配置されている。負荷センサ３８０はまた、感知システム１７０の一部とみなすことができ、制御システム１８０と通信してもよい。
【００７５】
制御システム１８０又はそのサスペンション制御サブシステムは、車輪１０４と車体１０２との間の所望の力伝達を達成するようにアクチュエータ２６２を制御する。上述したように、アクチュエータ２６２は、車輪１０４に作用する外部エネルギを吸収し、それによって、車輪１０４が車体１０２に対して上下両方に移動する際にダンパーとして機能するように構成されている。吸収は、例えば、（例えば、モータ発電機としてアクチュエータ２６２のモータを用いて）機械エネルギを電気エネルギとして変換して貯蔵することによって、サスペンションシステム１６０からエネルギを取り出すことを指す。アクチュエータ２６２はまた、車輪１０４にエネルギを入力し、それによって車輪１０４を車体１０２に対して上下に移動させるように構成されている。
【００７６】
制御システム１８０は、車体１０２と車輪１０４との間の所望の軸方向力伝達を達成するようにアクチュエータ２６２を動作させるときに、上部内側アイソレータ３７４、下部内側アイソレータ３７６、及びより小さい程度で外側アイソレータ３７８によって導入される軸方向コンプライアンスを考慮して、アクチュエータ２６２の入力を調整してもよい。例えば、上部内側アイソレータ３７４、下部内側アイソレータ３７６、及び外側アイソレータ３７８の圧縮状態は、（例えば、既知の又は試験されたばね定数に基づいて）負荷センサ３８０を使用するために考慮することができる。異なる時間に受信された負荷センサ３８０による異なる測定値に基づいて、アクチュエータ２６２への入力（例えば、モータの回転速度及び／又はトルク）は、アクチュエータ２６２からの同じ出力及び応答（すなわち、所与の時間枠内の軸方向力及び／又は変位）を求めているにもかかわらず、異なっていてもよい。例えば、アイソレータの１ｋＮ／ｍｍの協働ばね定数及び５ｋＮの予荷重（すなわち、第１の荷重経路）を仮定すると、５ｋＮの軸方向力測定値は、０ｋＮの軸方向負荷（すなわち、第２の荷重経路を介した）及びアイソレータの０ｍｍのたわみを表すことになる。したがって、所与の時間枠内で８ｋＮの所望の出力力を達成するために、例えば、モータを比較的高速で最初に回転させることによって、３ｍｍのコンプライアンスを考慮しなければならない。７ｋＮの軸方向力測定値は、２ｋＮの軸方向荷重及びアイソレータの２ｍｍのたわみを表すことになる。したがって、同じ所与の時間枠内で８ｋＮの同じ所望の出力力を達成するために、例えば、モータを比較的低速で最初に回転させることによって、１ｍｍのコンプライアンスを考慮しなければならない。
【００７７】
サスペンションシステム１６０は、（例えば、筐体３６８に対するアクチュエータ２６２の主本体２６２ａの位置の変化を測定することによって）様々なアイソレータのたわみを測定する、位置センサ３８４（例えば、変位センサ）を更に含んでもよい。この変位情報を、単独で、及び／又は力情報と併せて使用して、アクチュエータ２６２への入力（例えば、モータの回転速度及び／又はトルク）を決定することができる。例えば、様々なアイソレータの材料特性は、温度及び／又は経年変化によって変化する場合があり、これは、位置センサ３８４を用いてアイソレータの変位を測定することによって考慮することができる。例えば、予期された力値と相関しない測定された変位は、所望の軸方向力又は変位出力を達成するために、アクチュエータ２６２への入力によって考慮されてもよい（例えば、上記の例を使用すると、測定された２ｍｍの変位は、測定された６ｋＮの力と相関しないことになる）。
【００７８】
図６Ａ〜図６Ｂを参照して、図１に示すサスペンションシステム１６０ｆｌ、１６０ｆｒ、１６０ｒｌ、１６０ｒｒのいずれかとして、サスペンションシステム６６０が使用されてもよい。サスペンションシステム６６０は、その上端部で車体１０２に結合され、その下端部でばね下構成要素３０６に結合される。サスペンションシステム６６０は、前述のサスペンションシステム１６０と同様に構成されている。サスペンションシステム６６０とサスペンションシステム１６０との間で共通の参照番号が使用されて、サスペンションシステム６６０の構成要素、特徴、又は他の要素を識別する場合、サスペンションシステム１６０の考察は、そのような構成要素、特徴、又は他の要素の更なる詳細に関して参照されてもよい。サスペンションシステム６６０及び以下に記載される変形形態（例えば、サスペンションシステム７６０、８６０、９６０、１０６０、及び１１６０）はまた、サスペンションアセンブリ若しくはデバイス、又はストラットシステム、アセンブリ、若しくはデバイスと呼ばれる場合がある。
【００７９】
サスペンションシステム６６０は、一般に、アクチュエータ６６２と、シャフト６６４と、ばね３６６と、外側筐体６６８とを含み、これらは、サスペンションシステム１６０において、アクチュエータ２６２、シャフト２６４、ばね３６６、及び筐体３６８としてそれぞれ使用することができる。サスペンションシステムは、上部マウント３７０及び底部マウント３７２を更に含む。
【００８０】
サスペンションシステム１６０を参照して上述したように、サスペンションシステム６６０は、平行な２つの荷重経路を介してばね下構成要素３０６から車体１０２に軸方向に力を伝達するように構成されている。第１の荷重経路は、ばね３６６及び外側筐体６６８によって形成され、予荷重（例えば、車両１００の重量の一部分）及び車体１０２とばね下構成要素３０６との間の動的負荷の一部分を支える。第２の荷重経路は、アクチュエータ６６２、シャフト６６４、及び外側筐体６６８によって形成され、道路の外乱に対する主要減衰機能を提供することを含めて、車体１０２とばね下構成要素３０６との間の動的負荷の別の部分を支える。
【００８１】
また図６Ｃを参照して、アクチュエータ６６２は、ボールねじアクチュエータ又は機構として構成されたリニアアクチュエータである。アクチュエータ６６２は、ロータ６６２ｂ及びステータ６６２ｃを有するモータ６６２ａと、ボールナット６６２ｄ（例えば、ボールねじナット）と、ボールスプライン６６２ｅ（例えば、ボールスプラインナット）と、下部内側筐体部分６６２ｇ及び上部内側筐体部分６６２ｈを有する内側筐体６６２ｆとを含む。シャフト６６４は、アクチュエータ６６２を通って延び、アクチュエータ６６２の一部とみなされてもよい。大まかに言えば、モータ６６２ａは、外側筐体６６８に対してボールナット６６２ｄにトルクを加えて、外側筐体６６８に対するシャフト６６４の軸方向の動きを制御し、それによって、車体１０２に対するばね下構成要素３０６の軸方向の動きを制御する。ボールスプライン６６２ｅは、シャフト６６４を介してモータ６６２ａからばね下構成要素３０６（例えば、サスペンションアーム）又は他の構成要素（例えば、ステアリングリンク２５４）へのトルクの伝達を防止するために、外側筐体６６８に対するシャフト６６４の回転を防止する。アクチュエータ６６２及び本明細書に記載される他のアクチュエータは、ラックアンドピニオンシステム、リニアモータ、又は他の好適なリニアアクチュエータなどの他の種類のリニアアクチュエータとして構成されてもよい。内側筐体６６２ｆ及び外側筐体６６８はまた、剛性筐体と呼ばれることがある。下部内側筐体部分６６２ｇ及び上部内側筐体部分６６２ｈはまた、下部筐体構造体及び上部筐体構造体とそれぞれ呼ばれることがある。
【００８２】
加えて図６Ｄを参照して、ロータ６６２ｂ及びボールナット６６２ｄは、同調して回転する。ロータ６６２ｂ及びボールナット６６２ｄは、アクチュエータ６６２の回転構造体６６２’を協働的に形成すると考えることができる。ボールナット６６２ｄ及びロータ６６２ｂは、その軸方向端部で互いに結合されてもよい。例えば、ボールナット６６２ｄ及びロータ６６２ｂは、モータ６６２ａによって生成されたトルクがボールナット６６２ｄに伝達されるように、ボールナット６６２ｄの半径方向に延びるフランジを通ってロータ６６２ｂの軸方向端部へと軸方向に延びるねじ付き締結具（図示せず）を用いて互いに結合されてもよい。ロータ６６２ｂ及びボールナット６６２ｄは、それらの間でトルクを伝達するために、例えば、それらの間で雌雄間の締まり嵌めを用いて互いに結合されてもよい。ロータ６６２ｂは、例えば、中空シャフトとして構成されたスピンドル６６２ｂ’’の半径方向外面に取り付けられた磁石６６２ｂ’を含んでもよい。ロータ６６２ｂは、内部で軸方向に並進するシャフト６６４を囲んで、かつシャフト６６４とは独立して回転するように、中空である。回転構造体６６２’はまた、回転アセンブリと呼ばれることがある。
【００８３】
加えて図６Ｅを参照して、ステータ６６２ｃ、ボールスプライン６６２ｅ、及び内側筐体６６２ｆは、固定されて互いに結合されて、それらの間の回転及び軸方向の移動を防止する。ステータ６６２ｃ、ボールスプライン６６２ｅ、及び内側筐体６６２ｆは、それに対して回転構造体６６２’が回転する、アクチュエータ６６２の固定構造体６６２’’を協働的に形成すると考えることができる。内側筐体６６２ｆの下部内側筐体部分６６２ｇ及び上部内側筐体部分６６２ｈは、それらの軸方向端部で互いに結合されて、それらの間の相対移動を防止する、剛性環状構造体である。例えば、下部内側筐体部分６６２ｇ及び上部内側筐体部分６６２ｈは、内部に軸方向に延びるねじ付き締結具（図示せず）を用いて、又は別の好適な方法（例えば、雌雄間締まり嵌め）で互いに結合されてもよい。あるいは、内側筐体６６２ｆは、内側筐体を形成する一体型構造体であってもよく、又は内側筐体６６２ｆを形成する追加の構造体で形成されてもよい。ステータ６６２ｃは、内側筐体６６２ｆの内側に結合されて、例えば、上部内側筐体部分６６２ｈの内面に結合されて（例えば、それと接触して）それらの間の相対移動を防止する。図に示すように、上部内側筐体部分６６２ｈは、モータ６６２ａ（例えば、ステータ６６２ｃ）を冷却するために流体が流れることができる冷却チャネル６６２ｆ’（例えば、冷却通路）を含んでもよい。上部内側筐体部分６６２ｈはまた、ステータ筐体又は冷却ジャケットと呼ばれることがある。固定構造体６６２’’はまた、固定アセンブリと呼ばれることがある。
【００８４】
ボールスプライン６６２ｅは、内側筐体６６２ｆに結合されて、例えば、下部内側筐体部分６６２ｇに結合されて、それらの間の相対的な回転及び軸方向の移動を防止する。図に示すように、ボールスプライン６６２ｅ及び下部内側筐体部分６６２ｇはそれぞれ、半径方向に互いに重なり合う半径方向に延びるフランジを含む。ボールスプライン６６２ｅ及び下部内側筐体部分６６２ｇのフランジは、例えば、それらの内部に軸方向に延び、かつそれらの間の軸方向移動及び回転移動を防止するねじ付き締結具（図示せず）を用いて、共に互いに結合される。ボールスプライン６６２ｅ及び下部内側筐体部分６６２ｇは、相対回転を防止する雌雄間締まり嵌め、及び軸方向移動を防止するスナップリング又はナットを用いるなど、互いに対して軸方向移動及び／又は回転移動を防止する他の方式で、互いに結合することができる。
【００８５】
回転構造体６６２’（すなわち、ロータ６６２ｂ及びボールナット６６２ｄによって形成された）は、固定構造体とシャフト６６４との間で軸方向力（すなわち、第２の荷重経路の力）を加えるように、固定構造６６２’’（すなわち、ステータ６６２ｃ、ボールスプライン６６２ｅ、下部内側筐体部分６６２ｇ、及び上部内側筐体部分６６２ｈによって形成された）に対して回転するように構成されている。回転構造体６６２’によってシャフト６６４に加えられる軸方向力は、アクチュエータ６６２に対するシャフト６６４の軸方向移動を引き起こし、制限し、防止し、又は別の方法で制御して、ばね下構成要素３０６と車体１０２との間の第２の荷重経路における力伝達を制御するためのものである。
【００８６】
より具体的には、モータ６６２ａは、電流を受け取り、これにより、ロータ６６２ｂとステータ６６２ｃとの間にトルクを発生させる。ロータ６６２ｂにトルクが加えられると、トルクは、ボールナット６６２ｄに加えられ、軸方向力が、ボールナット６６２ｄからシャフト６６４に加えられる。より具体的には、軸方向力は、ボールねじナットの技術分野において既知のように、再循環ボール（図示せず、ボール軸受など）の第１の組を介してボールナット６６２ｄとシャフト６６４との間に加えられる。再循環ボールは、シャフト６６４の外面の外側螺旋溝６６４ａ、及びボールナット６６２ｄの内面のそれに対応する内側螺旋溝６６２ｄ’に係合して、それにより、トルクがボールナット６６２ｄに加えられると、ボールナット６６２ｄとシャフト６６４との間に軸方向力を加える。モータ６６２ａによってボールナット６６２ｄに加えられるトルクを制御することによって（例えば、モータ６６２ａへの電力を制御することによって）、アクチュエータ６６２によってシャフト６６４に加えられる軸方向力を制御して、それにより、アクチュエータ６６２に対するシャフト６６４の軸方向の移動を引き起こす、制限する、防止する、又は別の方法で制御することができる。これにより、アクチュエータ６６２は、ばね下構成要素３０６と車体１０２との間の力の伝達を制御して、例えば、道路の外乱からのエネルギを消散させ、及び／又はばね下構成要素３０６に接続された車輪とその下の路面との接触を維持することができる。例えば、アクチュエータ６６２は、ダンパーとして機能してもよい。ボールナット６６２ｄはまた、ボールねじナットと呼ばれることもある。
【００８７】
固定構造体６６２’’は、シャフト６６４がそれに対して回転するのを防止するように更に構成されている。モータ６６２ａによってボールナット６６２ｄに加えられるトルクは、シャフト６６４に軸方向力を加えることに加えて、シャフト６６４の螺旋溝６６４ａ及びボールナット６６２ｄの螺旋溝６６２ｄ’の傾斜に起因して、シャフト６６４にトルクを加える。固定構造体６６２’’、具体的にはボールスプライン６６２ｅは、モータ６６２ａによってシャフト６６４に加えられるこのトルクに抵抗する。結果として、さもなければ、ばね下構成要素３０６の望ましくない横方向の移動を生じさせる可能性がある（例えば、制御アームが車体１０２に対して垂直に旋回するように意図されている場合）トルクは、アクチュエータ６６２からばね下構成要素３０６に伝達されない。そのような横方向の移動は、例えば、ばね下構成要素３０６を車体１０２に取り付けている旋回ジョイント及び／又はブッシングに対する摩耗を誘発する場合があり、かつ／又はステアリングシステム１５０に望ましくない力を誘発する場合がある。
【００８８】
ボールスプライン６６２ｅは、シャフト６６４と係合して、そのようなトルクがアクチュエータ６６２に対するシャフト６６４の回転を引き起こすことを防止する。より具体的には、再循環ボールの第２組（図示せず、ボール軸受など）は、シャフト６６４の外面の外側軸方向溝６６４ｂ及びボールスプライン６６２ｅの内側軸方向溝６６２ｅ’に係合する。例えば、シャフト６６４は、１８０度離間した２つの外側軸方向溝６６４ｂを含んでもよく、ボールスプライン６６２ｅは、１８０度離間し、かつそれに対応する２つの内側軸方向溝６６２ｅ’を含む。ボールナット６６２ｄによってシャフト６６４に加えられるトルクから生じる接線力は、アクチュエータ６６２の固定構造体６６２’’に対するシャフト６６４の回転を防止するように、ボールスプライン６６２ｅを介し再循環ボールの第２の組を介して伝達される。ボールスプライン６６２ｅの代替として、シャフト６６４は、代わりに、スライドキー又はローリングキーが接線方向に付勢されて、シャフト６６４と固定構造体６６２’’との間でトルクを伝達し、それらの間の回転を防止する、キー溝を含むことができる。
【００８９】
回転構造体６６２’（すなわち、ロータ６６２ｂ及びボールナット６６２ｄのアセンブリ）は、固定構造体６６２’’によって（すなわち、ステータ６６２ｃ、ボールスプライン６６２ｅ、下部内側筐体部分６６２ｇ、及び上部内側筐体部分６６２ｈのアセンブリによって）回転可能かつ軸方向に支持される。例えば、図に示すように、回転構造体６６２’は、下部軸受アセンブリ６７６及び上部軸受アセンブリ６７８を用いて固定構造体６６２’’に回転可能に結合される。下部軸受アセンブリ６７６及び上部軸受アセンブリ６７８のそれぞれは、回転構造体６６２’と固定構造体６６２’’との間の半径方向の移動を防止する。下部軸受アセンブリ６７６及び上部軸受アセンブリ６７８のそれぞれは、ボール軸受アセンブリ、ローラ軸受アセンブリ、若しくはニードル軸受アセンブリ、又は、それらの間でローラ要素（例えば、ボール、ローラ、ニードルなど、図示せず）と共に互いに対して回転する、内側レース及び外側レースを有する同様なものであってもよい。下部軸受アセンブリ６７６及び上部軸受アセンブリ６７８の一方又は両方は、例えば、スラスト軸受として構成されて、回転構造体６６２’と固定構造体６６２’’との間の軸方向移動を防止するように更に構成されてもよい。例えば、図に示すように、下部軸受アセンブリ６７６は、スラスト軸受であってもよい。
【００９０】
下部軸受アセンブリ６７６は、ボールナット６６２ｄと下部内側筐体部分６６２ｇとの間に半径方向に配置されてもよい。下部軸受アセンブリ６７６の内側レースは、ボールナット６６２ｄと、共に回転するように回転可能かつ軸方向に固定され、回転構造体６６２’の一部とみなされてもよい。例えば、内側レースは、ボールナット６６２ｄの半径方向外面に係合し、それにより、それに回転可能かつ半径方向に結合される。内側レースは、ボールナット６６２ｄの半径方向外面の半径方向外側に延びるボールナット６６２ｄの上部フランジと、ボールナット６６２ｄの中間高さで半径方向外面と係合するナット６８０又は他の締結具（例えば、スナップリング又はロックリング）との間で軸方向に更に保持される。
【００９１】
下部軸受アセンブリ６７６の外側レースは、内側筐体６６２ｆと回転可能かつ軸方向に固定され、固定構造体６６２’’の一部とみなされてもよい。例えば、外側レースは、下部内側筐体部分６６２ｇの半径方向内面に係合して、それにより、それに回転可能かつ半径方向に結合される。外側レースは、半径方向内面から半径方向内側に延びる下部内側筐体６６２ｆのフランジと、下部内側筐体部分６６２ｇの半径方向内面と係合するスナップリング６８２又は他の締結具（例えば、雄ねじ付きナット）との間で軸方向に更に保持される。
【００９２】
上部軸受アセンブリ６７８は、ロータ６６２ｂと内側筐体６６２ｆとの間に半径方向に配置されてもよい。上部軸受アセンブリ６７８の内側レースは、ロータのスピンドル６６２ｂ’’の半径方向外面と係合され（例えば、それに圧入される）、それにより、それらの間の半径方向移動及び回転移動を防止する。内側レースは、回転構造体６６２’の一部とみなすことができる。上部軸受アセンブリ６７８の外側レースは、上部内側筐体部分６６２ｈの半径方向内面と係合して、それらの間の半径方向移動及び回転移動を防止する（例えば、それに圧入される）一方で、内側レースが上部内側筐体部分６６２ｈに対して回転方向に移動するが、半径方向に移動しないことを可能にする。外側レースは、固定構造体６６２’’の一部とみなすことができる。
【００９３】
下部軸受アセンブリ６７６及び上部軸受アセンブリ６７８は、アクチュエータ６６２の回転構造体６６２’と固定構造体６６２’’との間の曲げモーメントの任意のものに抵抗するように、軸方向に離間している。例えば、下部軸受アセンブリ６７６は、モータの下（例えば、ロータ６６２ｂの磁石６６２ｂ’及びステータ６６２ｃより下）に配置されて、曲げモーメントから生じ得る、ボールナット６６２ｄと下部内側筐体部分６６２ｇとの間などの回転構造体６６２’と固定構造６６２’’との間の半径方向負荷に抵抗することができる。上部軸受アセンブリ６７８は、モータより上（例えば、ロータ６６２ｂの磁石６６２ｂ’及びステータ６６２ｃより上）に配置されて、曲げモーメントから生じ得る、ロータ６６２ｂ（例えば、そのスピンドル６６２ｂ’’）と上部内側筐体部分６６２ｈとの間の半径方向負荷に抵抗することができる。
【００９４】
ボールナット６６２ｄ及びボールスプライン６６２ｅは、シャフト６６４とアクチュエータ６６２との間の任意の曲げモーメントに抵抗するように、軸方向に離間している。より具体的には、回転構造体６６２’が固定構造体６６２’’に対して軸方向に固定されている結果として（例えば、スラスト軸受として構成されている下部軸受アセンブリ６７６を介して）、ボールナット６６２ｄ及びボールスプライン６６２ｅは、ボールナット６６２ｄがボールスプライン６６２ｅより上に配置された状態で互いに対して軸方向に固定される。シャフト６６４とアクチュエータ６６２との間に曲げモーメントが加えられると、ボールナット６６２ｄ及びボールスプライン６６２ｅは、シャフト６６４上の異なる軸方向位置でシャフト６６４に半径方向力を加えて、それに加えられる曲げモーメントに抵抗する。
【００９５】
上述したように、外側筐体６６８は、ばね下構成要素３０６と車体１０２との間の第１の荷重経路（すなわち、ばね３６６を用いて）及び第２の荷重経路（すなわち、アクチュエータ６６２及びシャフト６６４を用いて）で力を伝達する。図に示すように、外側筐体６６８は、マルチピースアセンブリとして構成されてもよい。外側筐体６６８は、上部外側筐体６６８ａと、中間外側筐体６６８ｂと、下部外側筐体６６８ｃとを含み、これらは、アクチュエータ６６２及び／又はシャフト６６４の一部分を囲む概ね環状構造体である。
【００９６】
上部外側筐体６６８ａは、上部マウント３７０に結合されて、それに負荷を伝達する。様々な電子回路及び構成要素（例えば、ロータエンコーダ、位置センサ、ロードセル、図示せず）は、上部外側筐体６６８ａによって画定される外側筐体６６８の内側キャビティの一部分に収容されてもよい。上部内側アイソレータ３７４はまた、上部外側筐体６６８ａ及び上部内側筐体部分６６２ｈに結合されてもよい（例えば、それらの間に半径方向に配置される）。
【００９７】
中間外側筐体６６８ｂは、上部外側筐体６６８ａに（例えば、ねじ付き締結具を介して）結合され、それから下方に延びる。中間外側筐体６６８ｂは、外側筐体６６８の内側キャビティの主要部分を画定し、概して、上部内側筐体部分６６２ｈ及びモータ６６２ａ（すなわち、ロータ６６２ｂ及びステータ６６２ｃ）を収容する。下部内側アイソレータ３７６は、中間外側筐体６６８ｂ及び下部内側筐体部分６６２ｇに結合されてもよい（例えば、それらの間に半径方向に配置される）。
【００９８】
下部外側筐体６６８ｃは、中間外側筐体６６８ｂに結合され（例えば、雌雄間ネジ係合を介して）、それから下方に延びる。下部外側筐体６６８ｃは、外側筐体６６８のキャビティの一部分を画定し、下部内側筐体部分６６２ｇ及びボールナット６６２ｄの一部分を収容し、下部内側筐体部分６６２ｇ及びボールナット６６２ｄのいずれかは、下部外側筐体６６８ｃの下端部より下に軸方向に突出することができる。下部外側筐体６６８ｃはまた、それへの第１の荷重経路の負荷を伝達するために、ばね３６６を内部に及び／又は向かって受ける（例えば、それらの間のアイソレータを用いて）ばね座として機能してもよい。下部外側筐体６６８ｃは、調節可能なばね座を形成するように、中間外側筐体６６８ｂに対して、例えば、それらの間のねじ付き係合を介して軸方向に調節可能であってもよい。
【００９９】
上述し、かつ図に示すように、アクチュエータ６６２は、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６を介して外側筐体６６８に結合され、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、アクチュエータ２６２と筐体３６８との間で結合し負荷を伝達するために、前述したように機能するように構成されてもよい。アイソレータのそれぞれは、内側及び外側の剛性リング部材、並びにそれらの間の中間柔軟リング部材を有するチューブアイソレータであってもよい。内側リング部材及び外側リング部材は、それぞれ、内側筐体（例えば、下部内側筐体部分６６２ｇ又は上部内側筐体部分６６２ｈ）及び外側筐体６６８に結合され、中間柔軟リング部材は、それらの間にコンプライアンスを提供する。上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、アクチュエータ６６２によって生成された振動若しくは他の外乱（例えば、モータの動作、ボールナット６６２ｄ及びボールスプライン６６２ｅ内の再循環ボールの移動、他の摩擦に起因する）、及び／又はアクチュエータの外部に生じる振動若しくは他の外乱（例えば、ばね下構成要素３０６に作用する道路の外乱からの）を減衰しながら、アクチュエータ６６２と外側筐体６６８との間の第２の荷重経路の軸方向負荷を伝達するように機能する。加えて、上部内側アイソレータ３７４及び下部内側アイソレータ３７６は、アクチュエータ６６２と外側筐体６６８との間の曲げモーメントに抵抗するように軸方向に離間している。
【０１００】
図６Ｂに示すように、サスペンションシステム６６０はまた、概略的に示す様々な電子機器を含んでもよい。これらの電子機器は、サスペンションシステム６６０及び車両１００の他のシステムを制御するために使用することができる、サスペンションシステム６６０の条件（例えば、力及び変位）を監視するように構成されている。例えば、上部マウント３７０は、筐体６６８と上部マウントとの間で伝達される力（すなわち、第１の荷重経路及び第２の荷重経路の両方の力）を測定するロードセルなどの１つ以上の力センサ６７１を含んでもよい。アクチュエータ６６２は、モータ６６２に電力を供給し又はモータ６６２から電力を引き出し、かつその動作を制御するための様々な電子機器（例えば、ロータエンコーダ）を含むことができる、モータ電子機器６６３を含んでもよい。アクチュエータ６６２はまた、アクチュエータ６６２に対するシャフト６６４の位置を測定するための（例えば、サスペンションシステム６６０の長さ又は車両１００の高さ（例えば、車体１０２とばね下構成要素との間の）を判定するための）位置センサ６６５を含んでもよい。図６Ｆを参照して、電子機器（すなわち、力センサ６７１、モータ電子機器６６３、及び位置センサ６６５）は、制御システム１８０と通信してもよく、制御システム１８０は、サスペンションシステム６６０（例えば、４つのサスペンションシステム６６０）のそれぞれに、それを制御するための制御信号を提供することができる。
【０１０１】
図７Ａ〜図７Ｂを参照して、サスペンションシステム７６０又はストラットアセンブリ若しくはシステムは、図１に示すサスペンションシステム１６０ｆｌ、１６０ｆｒ、１６０ｒｌ、１６０ｒｒのいずれかとして使用することができる。サスペンションシステム７６０は、その上端部で車体１０２に結合され、その下端部でばね下構成要素３０６に結合される。サスペンションシステム７６０は、前述のサスペンションシステム１６０及び６６０と同様のいくつかの態様で構成されている。サスペンションシステム７６０とサスペンションシステム１６０及び６６０との間で共通の参照番号が使用されて、サスペンションシステム７６０の構成要素、特徴、又は他の要素を識別する場合、サスペンションシステム１６０及び６６０の考察は、そのような構成要素、特徴、又は他の要素の更なる詳細に関して参照されてもよい。
【０１０２】
サスペンションシステム７６０は、一般に、アクチュエータ６６２と、シャフト６６４とを含み、空気ばね７６６を形成する。以下で更に詳細に説明するように、空気ばね７６６は、アクチュエータ６６２、シャフト６６４、及び上部筐体７６８によって形成された第２の荷重経路と平行な、ばね下構成要素３０６と車体１０２との間の第１の荷重経路を形成する。空気ばね７６６は、前述した第１の荷重経路と同様に、ばね下構成要素３０６と車体１０２との間で予荷重（すなわち、車両１００の重量）を伝達する。アクチュエータ６６２及びシャフト６６４は、ばね下構成要素３０６と車体１０２との間の第２の荷重経路を形成するように、前述したように実質的に構成されてもよい。
【０１０３】
サスペンションシステム７６０は、アクチュエータ６６２の構成要素、シャフト６６４、上部筐体７６８、下部筐体７７０、及び膜７７２、並びに上部マウント７７４、及び底部マウント７７８を含む。
【０１０４】
上部筐体７６８は、アクチュエータ６６２の全て又は一部分を囲むように上部マウント７７４から下方に延びる、概ね剛性かつ環状の構造体である。以下で更に詳細に説明するように、上部筐体７６８は、空気ばね７６６の加圧キャビティ７６６ａの上部チャンバ７６６ｂを画定してもよい。上部筐体７６８は、上部マウント７７４に結合され、そこから下方に延びて、ボールナット６６２ｄより下方に配置されたその下端部で終端し、例えば、ボールスプライン６６２ｅと少なくとも部分的に重なり合う。上部筐体７６８はまた、上部マウント７７４から下方に移動して直径を減少させてもよく、例えば、モータ６６２ａのステータ６６２ｃより下で階段状又は漸進的な方法で直径を減少させることができる。上部筐体７６８は、図に示すように、一体型構成要素であってもよいが、複数の構成要素のアセンブリとして形成されてもよい（例えば、上部外側筐体６６８ａ及び中間外側筐体６６８ｂと同様に）。
【０１０５】
上部筐体７６８は、空気ばね７６６が加圧ガス（例えば、加圧空気）を空気源（図示せず）から受け取って、加圧キャビティ７６６ａ内の空気量を増加させて車両１００を上昇させる、ポート７６８ａを更に含む。空気はまた、空気ばね７６６からポート７６８ａを通って放出されて、加圧キャビティ７６６ａ内の空気量を減少させて車両１００を下げることもできる。
【０１０６】
上部筐体７６８は、上部マウント７７４にそれらの間に柔軟結合を形成するアイソレータ７７６を用いて結合される一方で、それらの間の回転、半径方向、及び軸方向の移動を制限する。アイソレータ７７６は、例えば、柔軟な中間リング部材に結合され、かつそれによって分離された剛性の内側リング部材及び外側リング部材を有する、チューブアイソレータであってもよい。アイソレータ７７６は、上部筐体７６８の内側半径方向部分（例えば、その内面）と上部マウント７７４の外側半径方向部分（例えば、その下方に延びる環状フランジ）との間に半径方向に配置され、それらに強固に結合されてもよい。アイソレータ７７６は、上部筐体７６８と上部マウント７７４との間で第２の荷重経路の力を伝達する。アイソレータ７７６は、上部筐体７６８を上部マウント７７４に封止し、それにより、加圧キャビティ７６６ａを上部マウント７７４で封止するように更に機能する。
【０１０７】
上部マウント７７４は、加圧キャビティ７６６ａを封止し、かつサスペンションシステム７６０を車体１０２に機械的に接続するように機能する構造体である。上部マウント７７４は、アセンブリとして上部マウント７７４を形成するように互いに結合された１つ以上の構造体及び／又は構成要素を含んでもよい。例えば、上部マウント７７４は、他の構成要素の中でも、加圧キャビティ７６６ａを部分的に封止するように機能する下部構造体、及びサスペンションシステム７６０を車体１０２に結合するように機能する上部構造体を含んでもよい。上部マウント７７４は、サスペンションシステム７６０と車体１０２との間の力伝達を測定するロードセルを含むなど、更なる構成要素及び／又は機能を含んでもよい。
【０１０８】
下部筐体７７０は、底部マウント７７８に結合され、そこから上方に延びて、その上端部で終端する、概ね剛性かつ環状の構造体である。車体１０２及びばね下構成要素３０６、並びにそれによって上部マウント７７４及び下部マウント７７８が互いに向かって、及び互いから離れて移動すると、下部筐体７７０の上端部は、上部筐体７６８の下端部に対して軸方向位置を変化させる。一部の位置では、下部筐体７７０は、上部筐体７６８と軸方向に重なり合う。下部筐体７７０の上端部は、上部筐体７６８を下部筐体７７０内に受け入れることができるように、上部筐体７６８の下端部よりも大きい直径を有する。下部筐体７７０の上端部と上部筐体７６８の下端部との間に、円周間隙７６６ｄが画定される。下部筐体７７０は、図に示すように、底部マウント７７８の一部分と一体的に形成された一体型構成要素として形成されてもよく、又は複数の構成要素のアセンブリとして形成されてもよい（例えば、底部マウント７７８とは別個に形成され、かつそれに結合される）。
【０１０９】
底部マウント７７８は、加圧キャビティ７６６ａを封止し、かつサスペンションシステム７６０をばね下構成要素３０６に機械的に接続するように機能する構造体である。底部マウント７７８は、アセンブリとして底部マウント７７８を形成するように互いに結合された１つ以上の構造体及び／又は構成要素を含んでもよい。例えば、底部マウント７７８は、他の構成要素の中でも、加圧キャビティ７６６ａを部分的に封止し、かつシャフト６６４に接続するように機能する上部構造体を含み、サスペンションシステム７６０をばね下構成要素３０６に結合するように機能する下部構造体を含んでもよい。シャフト６６４は、底部マウント７７８に、それらの間で第２の荷重経路の力を伝達するために結合される。
【０１１０】
膜７７２は、下部筐体７７０の上端部と上部筐体７６８の下端部との間で半径方向に延びて、それらの間で円周間隙７６６ｄを封止する。膜７７２は、それによって加圧キャビティ７６６ａを封止する。膜７７２は、ポリマー（例えば、ゴム）材料又は任意の他の好適な可撓性材料で形成されてもよい。
【０１１１】
膜７７２は、当該技術分野において理解されるように、ローリングローブ空気ばねとして空気ばね７６６を形成するように構成されている。膜７７２は、上部筐体７６８の下端部に結合された内側膜部分７７２ａと、下部筐体７７０の上端部に結合された外側膜部分７７２ｂとを含む。車体１０２及びばね下構成要素３０６、並びにそれによって上部筐体７６８及び下部筐体７７０が互いに向かって及び互いから離れて移動すると、内側膜部分７７２ａ及び外側膜部分７７２ｂは、互いに対して軸方向に並進する。
【０１１２】
アクチュエータ６６２は、上部筐体７６８に結合されて、それらの間の回転及び軸方向の移動を防止する。例えば、アクチュエータは、アクチュエータ６６２と上部筐体７６８との間に半径方向に延びる１つ以上の支持構造体７８０を用いて上部筐体７６８に結合されてもよい。１つ以上の支持構造体７８０は、例えば、上部内側筐体部分６６２ｈを上部筐体７６８に結合することができる。支持構造体７８０は、モータ６６２ａより上（例えば、ステータ６６２ｃ及び／又は上部軸受アセンブリ６７８より上）に配置されてもよい。１つ以上の支持構造体７８０は、更に、以下で更に詳細に説明するように、加圧キャビティ７６６ａの上部チャンバ７６６ｂと下部チャンバ７６６ｃとの間の空気流を可能にする（例えば、スポークとして構成されている）。結果として、第２の荷重経路の力は、支持構造体７８０を用いてアクチュエータ６６２と上部筐体７６８との間で伝達される。したがって、第２の荷重経路は、車体１０２に対するばね下構成要素３０６との間の力を、底部マウント７７８からシャフト６６４へ、アクチュエータ６６２へ、上部筐体７６８へ、アイソレータ７７６へ、及び上部マウント７７４へと伝達する。
【０１１３】
上述したように、空気ばね７６６は、車体１０２とばね下構成要素３０６との間の第１の荷重経路を形成し、アクチュエータ６６２、シャフト６６４、及び上部筐体７６８は、第１の荷重経路に平行な第２の荷重経路を形成する。第１の荷重経路を最初に参照して、空気ばね７６６は、加圧ガス又は空気を収容する密閉チャンバである加圧キャビティ７６６ａを含む。キャビティ７６６ａは、概して、上部筐体７６８、下部筐体７７０、及びそれらの間で封止された膜７７２によって画定される。キャビティ７６６ａはまた、上部マウント７７４から底部マウント７７８まで延びてもよく、それらの間に画定されてもよい。第１の荷重経路の力は、例えば、上部マウント７７４及び底部マウント７７８それぞれによって形成された加圧キャビティ７６６ａの上端部及び下端部に作用する、加圧ガスによって伝達される。図７Ｂを参照して、加圧キャビティ７６６ａは、クロスハッチングで示す領域によって表される。以下で更に詳細に説明するように、アクチュエータ６６２及びシャフト６６４は、加圧キャビティ７６６ａ内に収容され、それにより、内部の空気圧にさらされる。
【０１１４】
車体１０２及びばね下構成要素３０６が互いに対して移動すると、加圧キャビティ７６６ａの容積が変化して、内部の所与の空気量を更に圧縮又は減圧し、それにより、サスペンションシステム７６０は、車体１０２とばね下構成要素３０６との間でより大きい又はより小さい力をそれぞれ作用させる。更に、所与の圧力に対して、空気は、選択的に加圧キャビティ７６６ａの容積を増加させるように加圧キャビティ７６６ａに加えられ、又は加圧キャビティ７６６ａから除去され、それによって、サスペンションシステム７６０の長さ及び車体１０２とばね下構成要素３０６との間の距離を変化させてもよい。サスペンションシステムの長さが変化すると（例えば、車体１０２とばね下構成要素との間に加えられる異なる力から、底部マウント７７８と上部マウント７７４との間でアクチュエータ６６２によって加えられる力から、及び／又は空気がキャビティ６６６ａに加えられる若しくはキャビティ６６６ａから除去されると）、上部筐体７６８及び下部筐体７７０は、例えば、上部筐体７６８が下部筐体７７０内に受け入れられて、及び／又は摺動して、互いに対して軸方向に移動する。
【０１１５】
上述したように、加圧キャビティ７６６ａは、互いに流体連通している上部チャンバ７６６ｂ及び下部チャンバ７６６ｃを含む。上部チャンバ７６６ｂは、概して上部筐体７６８によって画定される。下部チャンバ７６６ｃは、概して下部筐体７７０及び膜７７２によって画定される。アクチュエータ６６２及び上部筐体７６８は、一般に、膜７７２が可撓性であることに起因して移動することが許容又は可能にされた、底部マウント７７８に対して移動可能なアセンブリ（例えば、空気ばね７６６の第１のピストンアセンブリ）を形成する。上部マウント７７４は、一般に、コンプライアンスを有するアイソレータ７７６に起因して移動することが許容又は可能にされた、筐体７６８に対して移動可能な別のアセンブリ（例えば、空気ばね７６６の第２のピストンアセンブリ）を形成する。第１のピストンアセンブリ及び第２のピストンアセンブリは、例えば、内側筐体６６２ｇと下部筐体７７０との間の中間点（例えば、可撓性膜の中間点）内、及びアイソレータ７７６の中間柔軟リングの中間点内それぞれの面積として概ね画定される、ほぼ等しい有効ピストン面積を有してもよい。ほぼ等しい有効ピストン面積を有することにより、アクチュエータ６６２に対する軸方向の静荷重をほぼゼロにすることを可能にすることができる（例えば、アクチュエータ６６２を含む第１のピストンアセンブリにほぼ等しい上向き及び下向きの力を加える、上部チャンバ７７６ｂ及び下部チャンバ７６６ｃ内の共通圧力から）。有効ピストン面積は、例えば、互いの２５％、１５％、１０％、５％、又は２％以内であることによって、ほぼ等しくてもよい。ほぼ等しいピストン面積は、以下に記載される更なるサスペンションシステム８６０、９６０、１０６０、及び１１６０に適用されてもよい。
【０１１６】
上部チャンバ７６６ｂ及び下部チャンバ７６６ｃは、内部に概ね均一な圧力を維持するように、互いに流体連通している。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、円周間隙７６６ｄ（例えば、環状プレナム）は、上部チャンバ７７６ｂと下部チャンバ７６６ｃとの間に延び、それにより、それらの間の流体連通を維持する。円周間隙７６６ｄは、例えば、上部筐体７６８とアクチュエータ６６２の内側筐体６６２ｆとの間に半径方向に、かつシャフト６６４の軸の周囲で円周方向に画定される。更に、上述したように、アクチュエータ６６２を上部筐体７６８に結合する１つ以上の支持構造体７８０は、上部チャンバ７７６ｂと下部チャンバ７６６ｃとの間で円周間隙７６６ｄを通る空気流を可能にする。例えば、支持構造体７８０は、互いから円周方向に離間して、それらの間に流路を提供するスポークであってもよい。
【０１１７】
サスペンションシステム７６０が長さを変化させると、加圧キャビティ７６６ａの容積が変化し、具体的には、下部チャンバ７６６ｃの容積が変化し、一方、上部チャンバ７６６ｂの容積は、概ね一定のままである。したがって、加圧キャビティ７６６ａの容積が所与の空気量に対して増加又は減少するにつれて、空気は、下部チャンバ７６６ｃから上部チャンバ７６６ｂへ、又は下部チャンバ７６６ｃから上部チャンバ７６６ｂへとそれぞれ流れ、それらの間に概ね均一な空気圧を維持する。しかしながら、上部チャンバ７６６ｂと下部チャンバ７６６ｃとの間の圧力のわずかな差異は、空気がそれらの間を流れ、円周間隙７６６ｄ内で制限されるときに生じ得ることに留意されたい。
【０１１８】
第２の荷重経路を参照して、第２の荷重経路は、アクチュエータ６６２、シャフト６６４、及び上部筐体７６８によって形成され、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間、それによって車体１０２とばね下構成要素３０６との間、の第１の荷重経路に平行である。より具体的には、力は、アイソレータ７７６を介して上部マウント７７４と上部筐体７６８との間で、支持構造体７８０を介して上部筐体７６８とアクチュエータ６６２との間で、及びシャフト６６４を介してアクチュエータ６６２（すなわち、そのボールナット６６２ｄ）と底部マウント７７８との間で伝達される。
【０１１９】
上述したように、第１の荷重経路は、ばね下構成要素３０６に対する車体１０２の重量、並びに車体１０２への動的負荷（例えば、車両１００が角を曲がる若しくは加速する、又は車両１００内で質量が移動するときの重量伝達からの）又はばね下構成要素３０６への動的負荷（例えば、車輪が隆起を乗り越える、又はくぼみを通過するときの）の一部分を支持する。第１の荷重経路における力は、一般に、空気ばね７６６のばね定数及びサスペンションシステム７６０の長さ（例えば、変位）（例えば、車体１０２とばね下構成要素３０６との間の距離）の関数である。空気ばね７６６のばね定数は、加圧キャビティ７６６ａへの空気の追加又は除去によって制御されてもよいが、比較的小さな範囲（例えば、＋／−２０％）内、かつ加圧キャビティ７６６ａへの空気の供給又は加圧キャビティ７６６ａからの放出の速度によって制限される比較的低速（例えば、帯域幅）で制御されてもよい。
【０１２０】
第２の荷重経路は、動的負荷により、車体１０２とばね下構成要素３０６との間の力伝達を制御する、例えば、ダンパーとして機能するように構成されている。第２の荷重経路における力は、アクチュエータ６６２によって（すなわち、モータ６６２ａがトルクをボールナット６６２ｄに加え、ひいてはシャフト６６４に軸方向力を加えることによって）直接制御され、空気ばね７６６による第１の荷重経路と比較して、大きな範囲（例えば、０ｋＮ＋／−力容量）かつ比較的高速（例えば、帯域幅）で制御されてもよい。結果として、アクチュエータ６６２は、シャフト６６４に軸方向力を選択的に加えることにより（すなわち、モータ６６２ａからボールナット６６２ｄにトルクを選択的に加えることにより）、動的負荷に応じて、又は動的負荷を予測して、ばね下構成要素３０６から車体１０２への力伝達を制御するように動作させることができ（例えば、道路の外乱に応じて、又は道路の外乱を予測して）、空気ばね７６６は、動的負荷に応じて若しくは動的負荷を予測して、制御されてもよく、又は制御されなくてもよい。
【０１２１】
上述したように、空気ばね７６６の加圧キャビティ７６６ａは、サスペンションシステム７６０の上端部から下端部まで（例えば、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に）延び、また、アクチュエータ６６２（例えば、ロータ６６２ｂ及びステータ６６２ｃの両方を含むモータ６６２ａ、ボールナット６６２ｄ、並びにボールスプライン６６２ｅのうちの１つ、若しくはそれより多く、又は全て）及びシャフト６６４の少なくとも一部分を収容してもよい。代わりにアクチュエータ６６２より下に全体が配置される空気ばねとは対照的に、この構成により、様々な利点を提供することができる。例えば、加圧キャビティ７６６ａの使用可能な容積は、アクチュエータ６６２より下に取り付けられる空気ばねと比較して、より大きくする、及び／又は空気ばね７６６のより細いパッケージングを可能にすることができる。加えて、アクチュエータ６６２より下に取り付けられた空気ばねは、他の方法でシャフト６６４に封止され、かつシャフト６６４に沿って移動する必要があり得、これは、その外面の溝６６４ａ、６６４ｂを考えると、実施するのが困難であり得る。また更に、アクチュエータ６６２は、保護シュラウド（例えば、ベローズ）を必要とせずに加圧キャビティ７６６ａ内に配置することによって、外部環境から保護される。
【０１２２】
図７Ａに示すように、サスペンションシステム７６０はまた、概略的に示す様々な電子機器を含んでもよい。これらの電子機器は、前述した、上部マウント７７１に組み込まれた力センサ６７１、モータ電子機器６６３、及び位置センサ６６５を含んでもよく、また、圧力センサ７６６ｆを含んでもよい。そのような電子機器はまた、以下に記載されるサスペンションシステム８６０、９６０、１０６０、及び１１６０に含まれてもよい。図７Ｃを参照して、電子機器（すなわち、力センサ６７１、モータ電子機器６６３、位置センサ６６５、及び圧力センサ７６６ｆ）は、制御システム１８０と通信してもよく、制御システム１８０は、サスペンションシステム６６０（例えば、４つのサスペンションシステム６６０）のそれぞれに、それを制御するための制御信号を提供することができる。車両は、加圧ガス源７９０を更に含んでもよく、加圧ガス源７９０は、車両１００のサスペンションシステム７６０（例えば、４つ）のそれぞれと流体連通し、サスペンションシステム７６０のそれぞれの空気ばね７６６に加圧空気を供給又は放出するために、制御システム１８０によって制御されてもよい。
【０１２３】
図８Ａ〜図８Ｂを参照して、サスペンションシステム８６０は、サスペンションシステム７６０の変形形態である。サスペンションシステム８６０は、一般に、アクチュエータ８６２と、シャフト６６４と、加圧キャビティ８６６ａを有する空気ばね８６６と、上部筐体８６８と、下部筐体７７０と、膜７７２とを含む。空気ばね８６６は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第１の荷重経路を形成する。アクチュエータ８６２及びシャフト６６４は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第２の荷重経路を形成し、荷重経路はまた、上部筐体８６８を含んでもよい。
【０１２４】
アクチュエータ８６２は、上部筐体８６８への取り付けのため、及び加圧キャビティ８６６ａの上部チャンバ８６６ｂと下部チャンバ８６６ｃとの間で空気を連通するための変形を有して、アクチュエータ６６２と同様に構成されている（例えば、モータ６６２ａと、ボールナット６６２ｄと、ボールスプライン６６２ｅと、内側筐体６６２ｆとを含むことにより）。シャフト６６４は、前述のように構成されている。空気ばね８６６は、加圧キャビティ８６６ａの上部チャンバ８６６ｂの構成及び上部チャンバ８６６ｂと下部チャンバ８６６ｃとの間で空気を連通することの変形を有して、アクチュエータ６６２と同様に構成されている（例えば、上部筐体８６８、下部筐体７７０、及び膜７７２によって画定されることによって）。上部筐体８６８は、それにアクチュエータ８６２を取り付けるため、上部チャンバ８６６ｂを画定すること、及び上部マウント７７４に接続することの変形を有して、上部筐体７６８と同様に構成されている。下部筐体７７０及び膜７７２は、前述のように構成されている。これらの変形は、以下で更に詳細に説明する。
【０１２５】
アクチュエータ８６２は、上部アイソレータ８７６ａ及び下部アイソレータ８７６ｂを用いて上部筐体８６８及び／又は上部マウント７７４に取り付けられる。上部アイソレータ８７６ａ及び下部アイソレータ８７６ｂのそれぞれは、中間柔軟リングが間にある内側剛性リング及び外側剛性リングを含むことによって、前述したアイソレータ７７６と同様に構成されている。上部アイソレータ８７６ａは、上部筐体８６８及び／又は上部マウント７７４とアクチュエータ８６２との間に半径方向に配置され、それらに強固に結合される。例えば、上部アイソレータ７７６ａの外側剛性リングは、上部筐体８６８の内面及び／又は上部マウント７７４ａに強固に結合されてもよく、一方、上部アイソレータ７７６ａの内側剛性リングは、上部内側筐体部分６６２ｈなどの内側筐体６６２ｆの半径方向外面に強固に結合されてもよい。上部アイソレータ８７６ａは、ステータ６６２ｃ及び／又はロータ６６２ｂより上など、モータ６６２ａより軸方向に上に配置される。
【０１２６】
下部アイソレータ８７６ｂは、上部筐体８６８とアクチュエータ８６２との間に半径方向に配置され、かつそれらに強固に結合される。例えば、下部アイソレータ８７６ｂの外側剛性リングは、上部筐体８６８の半径方向内面に強固に結合されてもよく、下部アイソレータ８７６ｂの内側剛性リングは、下部内側筐体部分６６２ｇなどの内側筐体６６２ｆの半径方向外面に強固に結合されてもよい。下部アイソレータ８７６ｂは、上部アイソレータ８７６ａから軸方向に離間している。例えば、下部アイソレータ８７６ｂは、下部内側筐体部分６６２ｇに結合されるなど、モータ６６２ａの軸方向長さの大部分より下に（例えば、ステータ６６２ｃの大部分より下に）配置される。軸方向に離間することにより、上部アイソレータ８７６ａ及び下部アイソレータ８７６ｂは、例えば、アクチュエータ８６２ａと上部筐体８６８との間でサスペンションシステム８６０に加えられる曲げモーメントに協働的に抵抗する。
【０１２７】
アクチュエータ８６２は、空気が空気ばね８６６の加圧キャビティ８６６ａの上部チャンバ８６６ｂと下部チャンバ８６６ｃとの間を通って流れることを可能にするように更に構成されている。図８Ｂを参照して、クロスハッチングによって表される加圧キャビティ８６６ａは、アクチュエータ８６２ａを通って軸方向に延びる。空気は、アクチュエータを介して、内側筐体６６２ｆの軸方向チャネル、内側筐体６６２ｆとステータ６６２ｃとの間及び／若しくはロータ６６２ｂとステータ６６２ｃとの間のチャネル並びに／又は間隙を通ってなど、アクチュエータを通って上部チャンバ８６６ｂと下部チャンバ８６６ｃとの間で連通し、そのようなチャネル及び／又は間隙は、図８Ｂに概略的に示されている。
【０１２８】
キャビティ８６６ａは、一般に、アクチュエータ８６２（例えば、その内側筐体６６２ｆ）、上部筐体８６８、下部筐体７７０、膜７７２、並びに上部マウント７７４と底部マウント７７８との間によって画定される。キャビティの上部チャンバ８６６ｂは、一般的に、上部筐体８６８内に配置されるが、それによって画定又は形成されず、その代わりに、上部筐体８６８が上部チャンバ８６６ｂから隔離される（例えば、それと流体連通しない、又は圧力下にない）ように、アクチュエータ８６２の内側筐体６６２ｆによって画定又は形成される。図に示すように、上部アイソレータ８７６ａ及び下部アイソレータ８７６ｂは、アクチュエータ８６２（例えば、その内側筐体６６２ｆ）と上部筐体８６８との間に封止を形成し、それにより、アクチュエータ８６２と上部筐体８６８との間で半径方向に、かつ上部アイソレータ８７６ａと下部アイソレータ８７６ｂとの間で軸方向に画定された環状キャビティ８６８ｅは、空気ばね８６６の加圧キャビティ８６６ａ（例えば、上部チャンバ８６６ｂ又は他のもの）と流体連通しない。結果として、上部筐体８６８の上部は、加圧キャビティ８６６ａ内の空気圧にさらされない。
【０１２９】
上部筐体８６８は、上部マウント７７４に強固に結合されてもよい。例えば、上部筐体８６８は、上部筐体８６８及び／又はアイソレータ７７６の外側剛性リングに直接結合され、すなわち、ひいては上部マウント７７４に強固に結合されてもよい。
【０１３０】
ポート８６８ａは、ポート７６８ａの変形形態であってもよく、上部筐体８６８とアクチュエータ６６２の内側筐体６６２ｆとの間の、密閉されておりかつ加圧されていない領域との間の領域に空気を連通することなく、上部チャンバ８６６ｂとの間で空気を連通するように構成されてもよい。
【０１３１】
サスペンションシステム８６０は、サスペンションシステム７６０の様々な利点を達成する。例えば、空気ばね８６６の加圧キャビティ８６６ａは、アクチュエータ６６２より下に代わりに取り付けられた空気ばねと比較して、比較的大きな容積及び／又は細いパッケージングを提供するように、サスペンションシステム８６０の上端部から下端部まで（例えば、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に）延びる。アクチュエータ８６２は、上部筐体８６８内に収容されることによって、外部環境から保護され、一方、モータ６６２ａ（例えば、ロータ６６２ｂ及びステータ６６２ｃ）は、加圧キャビティ８６６ａの空気圧にさらされる。更に、加圧キャビティ８６６ａ内にシャフト６６４を収容することにより、上に溝６６４ａ、６６４ｂを有することで高い信頼性で実施することが困難であり得る移動シールをシャフト６６４と形成する必要がない。
【０１３２】
上述したように、第１の荷重経路は、空気ばね８６６によって形成され、それによって、キャビティ８６６ａ内の加圧ガスは、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間の第１の荷重経路の力を伝達する。第２の荷重経路は、第１の荷重経路に平行であり、アクチュエータ８６２によって形成され、それによって、第２の荷重経路の力は、シャフト６６４、ボールナット６６２ｄ、アクチュエータ６６２の内側筐体６６２ｆ、アイソレータ８７６ａ、８７６ｂ（例えば、その柔軟中間リングによって）、及び筐体８６８によって、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間で伝達される。筐体８６８は、加圧キャビティ８６６ａを画定し、かつまた第２の荷重経路の力の伝達もするように機能することができる。アイソレータ８７６ａは、空気ばね８６６の加圧キャビティ８６６ａを封止し、かつまた第２の荷重経路の力の伝達もするように機能することができる。加圧キャビティ８６６ａは、上部マウント７７４、アイソレータ７７６、筐体８６８、可撓性膜７７２、及び底部マウント７７８によって協働的に画定されてもよく、下部筐体７７０によって更に画定されてもよい。
【０１３３】
図８Ａ〜図８Ｂで特定されたものを含むサスペンションシステム８６０の他の部分及び特徴の更なる説明のために、サスペンションシステム１６０、６６０、７６０の上記の考察を参照されたい。
【０１３４】
図９を参照して、サスペンションシステム９６０は、サスペンションシステム８６０の変形形態である。サスペンションシステム８６０は、一般に、アクチュエータ８６２と、シャフト６６４と、加圧キャビティ９６６ａを有する空気ばね９６６と、上部筐体９６８と、下部筐体７７０と、膜７７２とを含む。空気ばね９６６は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第１の荷重経路を形成する。アクチュエータ８６２及びシャフト６６４は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第２の荷重経路を形成し、荷重経路はまた、上部筐体９６８を含む。
【０１３５】
サスペンションシステム９６０は、（環状キャビティ８６８ｅと同様に）上部筐体９６８とアクチュエータ８６２との間に半径方向に画定される環状キャビティ９６８ｅがキャビティの上部チャンバ９６６ｂと連通している点で、サスペンションシステム８６０とは異なる。結果として、空気ばね９６６の加圧キャビティ９６６ａは、加圧キャビティ９６６ａ内の空気圧を保持する上部筐体９６８によって画定される、又は別の方法で形成される。アクチュエータ８６２、具体的には、その内側筐体６６２ｆは、加圧キャビティ８６６ａを封止しないが、依然として加圧キャビティ８６６ａ内に収容され、内部の圧力にさらされる。
【０１３６】
図９で特定されたものを含むサスペンションシステム９６０の他の部分及び特徴の更なる説明のために、サスペンションシステム１６０、６６０、７６０、８６０の上記の説明を参照されたい。
【０１３７】
図１０を参照して、サスペンションシステム１０６０は、サスペンションシステム９６０の変形形態である。サスペンションシステム１０６０は、一般に、アクチュエータ８６２（又は代替的にアクチュエータ６６２を含んでもよい）と、シャフト６６４と、加圧キャビティ９６６ａを有する空気ばね９６６と、上部筐体１０６８と、下部筐体７７０と、膜７７２とを含む。空気ばね９６６は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第１の荷重経路を形成する。アクチュエータ８６２及びシャフト６６４は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第２の荷重経路を形成し、荷重経路はまた、上部筐体８６８を含んでもよい。
【０１３８】
サスペンションシステム１０６０は、上部筐体１０６８がアクチュエータ８６２から上部マウント７７４までの第２の荷重経路の一部を形成しない点で、サスペンションシステム７６０、８６０、９６０とは異なる。上部アイソレータ８７６ａ及び下部アイソレータ８７６ｂは、省略されている。むしろ、アクチュエータ８６２の上端部は、上部マウント７７４に、中間上部マウント１０７６がそれらの間に配置された状態で結合される。中間上部マウント１０７６は、アクチュエータ８６２（例えば、その内側筐体８６２ｇ）との間で第２の荷重経路の力を伝達する。中間上部マウント１０７６はまた、アクチュエータ８６２と上部マウント７７４との間の動き（例えば、回転方向、半径方向、及び軸方向の）を抑制し、それらの間の振動（例えば、アクチュエータ８６２の動作から及び／又は道路の外乱からの）を減衰させることによって、上部アイソレータ８７６ａ及び／又は下部アイソレータ８７６ｂと同様の減衰機能も提供することができる。
【０１３９】
図１０で特定されたものを含むサスペンションシステム１０６０の他の部分及び特徴の更なる説明のために、サスペンションシステム１６０、６６０、７６０、８６０、９６０の上記の説明を参照されたい。
【０１４０】
図１１Ａ〜図１１Ｂを参照して、サスペンションシステム１１６０は、サスペンションシステム８６０の変形形態である。サスペンションシステム１１６０は、一般に、アクチュエータ１１６２と、シャフト６６４と、加圧キャビティ１１６６ａを有する空気ばね１１６６と、下部筐体７７０と、膜７７２とを含む。空気ばね１１６６は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第１の荷重経路を形成する。アクチュエータ１１６２及びシャフト６６４は、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間に第２の荷重経路を形成する。
【０１４１】
サスペンションシステム１１６０とサスペンションシステム８６０との間の主要な差は、上部筐体８６８の省略である。上部筐体８６８なしに、加圧キャビティ１１６６ａは、アクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｆと、下部筐体７７０と、下部筐体７７０をアクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｆに封止する膜７７２とによって形成される。上部筐体８６８の省略により、サスペンションシステム１１６０を比較的に簡略化し、サスペンションシステム１１６０の重量を低減することができる。キャビティ１１６６ａは、図１１Ｂのクロスハッチングによって特定される。
【０１４２】
アクチュエータ１１６２は、アクチュエータ８６２の変形形態である。アクチュエータ１１６２は、モータ６６２ａ（すなわち、ロータ６６２ｂ及びステータ６６２ｃを含む）と、ボールナット６６２ｄと、ボールスプライン６６２ｅと、筐体１１６２ｆとを含む。筐体１１６２ｆは、アクチュエータ６６２に対する内側筐体６６２ｆよりもアクチュエータ１１６２に対して更に下方に延びる、内側筐体６６２ｆの変形形態である。
【０１４３】
筐体１１６２ｆは、一般に、前述したように互いに結合された、又は互いに一体に形成された上部筐体部分１１６２ｇ及び下部筐体部分１１６２ｈを含む、剛性環状構造体である。筐体１１６２ｆは、上部筐体部分１１６２ｇ及び下部筐体部分１１６２ｈよりも多い又は少ない構成要素を含んでもよい。
【０１４４】
筐体１１６２ｆは、例えば、モータ６６２ａを囲み（例えば、ステータ６６２ｃに固定的に結合され、かつ／又はロータ６６２ｂを上部軸受アセンブリ６７８を用いて回転可能に支持する）、冷却通路（図示されている、ラベル付けされていない）を含むことによって、上部内側筐体部分６６２ｈと同様に構成されてもよい。
【０１４５】
アクチュエータ１１６２の上端部（例えば、上部筐体部分１１６２ｇの上端部）は、アイソレータ１１７６を用いて上部マウント７７４に結合される。アイソレータ１１７６は、例えば、中間柔軟リングに結合され、かつそれによって分離された内側剛性リング及び外側剛性リングを有することによって、アイソレータ７７６と同様のチューブアイソレータ又はブッシングとして構成されてもよい。アイソレータ１１７６は、外側剛性リングが上部マウント７７４に結合され、かつ内側剛性リングがアクチュエータ１１６２に（例えば、その半径方向外面上の上部筐体部分１１６２ｇなどの筐体１１６２ｆに）結合されて、アクチュエータ１１６２及び上部マウント７７４のそれぞれに強固に結合される。
【０１４６】
代替的な構成では、アイソレータ１１７６の外側剛性リングは、アクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｆに（例えば、その内面に）結合されてもよく、アイソレータ１１７６の内側剛性リングは、上部マウント７７４に（例えば、サスペンションシステム７６０に関して上述した環状フランジ又は上部マウント７７４のロードセルなどの軸方向に延びる部分に）結合される。例えば、上部マウント７７４のロードセルをより小さくする、かつ／又はアイソレータ１１７６内に配置することを可能にすることによって、筐体１１６２ｆの半径方向内側にアイソレータ１１７６を提供することにより、様々なパッケージングの利点を提供することができる。アクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｆは、サスペンションシステム１１６０の外側筐体と考えることができる。
【０１４７】
上部筐体部分１１６２ｇは、加圧キャビティ１１６６ａの上部チャンバ１１６６ｂを画定する。アイソレータ１１７６は、アクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｆを上部マウント７７４に封止して、空気ばね１１６６の加圧キャビティ１１６６ａの一部分を画定するように機能する。上部チャンバ１１６６ｂは、前述した上部チャンバ７６６ｂ、８６６ｂと同様に、加圧空気にさらされるモータ６６２ａ（例えば、ロータ６６２ｂ及びステータ６６２ｃ）を内部に収容してもよい。
【０１４８】
上部筐体部分１１６２ｇは、空気が加圧キャビティ１１６６ａの内外に連通するポート１１６８ａを更に含む。例えば、上述したように、空気を加圧キャビティ１１６６ａに加える又は加圧キャビティ１１６６ａから除去して、（例えば、ばね下構成要素３０６に対して車体１０２を変位させることによって）車両の車高を上昇又は低下させてもよい。
【０１４９】
下部筐体部分１１６２ｈは、様々な態様において、例えば、ボールナット６６２ｄ及び／又はボールスプライン６６２ｅを囲む内側環状部分１１６２ｊを含むこと（例えば、ボールスプライン６６２ｅに固定的に結合すること、及び／又はボールナット６６２ｄをスラスト軸受などの軸受アセンブリ６７６を用いて回転可能に支持すること）によって、下部内側筐体部分６６２ｇと同様に構成されてもよい。
【０１５０】
下部筐体部分１１６２ｈは、下部筐体部分１１６２ｈ、筐体７７０、及び膜７７２が空気ばねの加圧キャビティ１１６６ａの下部チャンバ１１６６ｃを協働的に画定するように、下部筐体７７０に膜７７２を用いて封止結合される。例えば、下部筐体部分１１６２ｈは、膜７７２が結合される外側環状部分１１６２ｋを含む。サスペンションシステム１１６０が長さを変化させると、下部筐体部分１１６２ｈの外側環状部分１１６２ｋ及び下部筐体７７０は、互いに対して並進し（例えば、下部筐体７７０は、筐体１１６２ｆを内部に受け入れる）、膜７７２の内側部分及び外側部分は、互いを越えて並進する（前述のように）。
【０１５１】
外側環状部分１１６２ｋは、それにより、環状チャネル１１６２ｌを内側環状部分１１６２ｊとの間に画定するように、内側環状部分１１６２ｊの半径方向外側に配置されてもよい。サスペンションシステム１１６０の長さが変化する、又は空気が加圧キャビティ１１６６ａに加えられる若しくは加圧キャビティ１１６６ａから除去されると、空気は、加圧キャビティ１１６６ａの上部チャンバ１１６６ｂと下部チャンバ１１６６ｃとの間の環状チャネル１１６２ｌを通過する。
【０１５２】
アクチュエータ１１６２は、筐体１１６２ｆの軸方向チャネル、筐体１１６２ｆとステータ６６２ｃとの間、及び／若しくはロータ６６２ｂとステータ６６２ｃとの間などのチャネル並びに／又は間隙を通ってなど、空気が上部チャンバ１１６６ｂと下部チャンバ１１６６ｃとの間でそれを通過することを可能にするように、アクチュエータ８６２と同様に構成されており、そのようなチャネル及び／又は間隙は、図１１Ｂに概略的に示されている。
【０１５３】
上述したように、第１の荷重経路は、空気ばね１１６６によって形成され、それによって、キャビティ１１６６ａ内の加圧ガスは、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間の第１の荷重経路の力を伝達する。第２の荷重経路は、第１の荷重経路に平行であり、アクチュエータ１１６２によって形成され、それによって、第２の荷重経路の力は、シャフト６６４、ボールナット６６２ｄ、筐体１１６２ｆ、及びアイソレータ１１７６（例えば、その柔軟中間リングによって）によって、上部マウント７７４と底部マウント７７８との間で伝達される。筐体１１６２ｆは、加圧キャビティ１１６６ａを画定し、かつまた第２の荷重経路の力も伝達するように機能することができる。アイソレータ１１７６は、空気ばね１１６６の加圧キャビティ１１６６ａを封止し、かつまた第２の荷重経路の力も伝達するように機能することができる。加圧キャビティ１１６６ａは、上部マウント１１７４、アイソレータ１１７６、アクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｆ、可撓性膜７７２、及び底部マウント７７４によって協働的に画定されてもよく、底部マウント７７４に結合された別の筐体によって更に画定されてもよい。アクチュエータ１１６２の筐体１１６２ｇは、サスペンションシステム１１６０の外側筐体を形成してもよい。
【０１５４】
図１１Ａ〜図１１Ｂで特定されたものを含むサスペンションシステム１１６０の他の部分及び特徴の更なる説明のために、サスペンションシステム１６０、６６０、７６０、８６０、９６０、１０６０の上記の説明を参照されたい。
【０１５５】
本開示は、特定の実施形態に関連して説明されているが、本開示は、開示される実施形態に限定されるものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲内に含まれる様々な修正形態及び同等の構成を網羅することを意図しており、その範囲は、そのような全ての修正形態及び同等の構造を当該法規の下で許可されるように包含するような最も広い解釈に一致すべきであることを理解されたい。
【図１】
2020518514.tif 000003
【図２】
2020518514.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2020518514.tif 000009
【図６Ｃ】
2020518514.tif 000010
【図６Ｄ】
2020518514.tif 000011
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2020518514.tif 000015
【図７Ｃ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月7日(2019.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体と前記車両のばね下構成要素との間の第１の荷重経路を形成するように構成されたばねと、
前記車体と前記ばね下構成要素との間の前記第１の荷重経路に平行な第２の荷重経路を形成するように構成されたボールねじアクチュエータであって、
シャフトと、
筐体と、
前記筐体に結合され、ステータ及びロータを有するモータと、
前記モータがトルクを加えて、前記筐体と前記シャフトとの間で前記第２の荷重経路の力を伝達するボールナットと、
前記シャフトにトルクを加えて、前記筐体に対する前記シャフトの回転を防止するボールスプラインと、
を含むボールねじアクチュエータと、
を備えるサスペンションシステムであって、前記筐体、前記ステータ、及び前記ボールスプラインが、互いに結合されて、固定アセンブリを形成し、前記ロータ及び前記ボールナットが、互いに結合されて、スラスト軸受を用いて前記固定アセンブリに対して回転可能に支持され、かつ軸方向に固定された回転アセンブリを形成する、
サスペンションシステム。
【請求項２】
前記スラスト軸受が、前記ボールナット及び前記筐体に結合されている、請求項１に記載のサスペンションシステム。
【請求項３】
前記回転アセンブリが、前記筐体及び前記ロータに結合されたもう１つの軸受を用いて前記筐体によって更に回転可能に支持される、請求項１又は２に記載のサスペンションシステム。
【請求項４】
前記もう１つの軸受が、前記スラスト軸受から離間し、前記スラスト軸受より軸方向に上に配置される、請求項３に記載のサスペンションシステム。
【請求項５】
前記ステータが、軸方向に前記スラスト軸受と前記もう１つの軸受との間に配置される、請求項４に記載のサスペンションシステム。
【請求項６】
前記ばねが、コイルばね又は空気ばねのうちの１つである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項７】
前記ばねが、前記第１の荷重経路の力を伝達する加圧ガスを収容する加圧キャビティを含む空気ばねであり、前記筐体が、剛性であり、前記加圧キャビティの少なくとも一部を画定し、前記第２の荷重経路の前記力を伝達する、請求項６に記載のサスペンションシステム。
【請求項８】
前記ロータ及び前記ステータが、前記加圧キャビティ内に収容されている、請求項７に記載のサスペンションシステム。
【請求項９】
前記ステータが、前記筐体の内面と接触している、請求項８に記載のサスペンションシステム。
【請求項１０】
前記筐体が、内側筐体であり、前記サスペンションシステムは、前記内側筐体が結合され、かつ前記内側筐体、前記モータ、及び前記ボールナットを囲む外側筐体を更に含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項１１】
前記内側筐体が、前記ステータより上に配置された第１のチューブアイソレータを用いて前記外側筐体に結合されている、請求項１０に記載のサスペンションシステム。
【請求項１２】
前記内側筐体が、前記ステータの少なくとも一部分より下に配置された第２のチューブアイソレータを用いて前記外側筐体に結合されている、請求項１１に記載のサスペンションシステム。
【請求項１３】
前記筐体が、前記モータを囲み、かつ前記モータを冷却するための流体を受け入れるための冷却通路を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。
【請求項１４】
前記筐体が、前記モータより上から前記ボールナットより下まで延びる、請求項１３に記載のサスペンションシステム。
【請求項１５】
前記ボールスプラインが、前記ボールナットより下に配置され、前記筐体の下端部に結合されている、請求項１４に記載のサスペンションシステム。
【請求項１６】
車体と、
１つ以上のばね下構成要素と、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のサスペンションシステムのうちの１つ以上と、
を備える車両であって、前記サスペンションシステムのそれぞれの上部マウントが、前記車体に結合され、前記サスペンションシステムのそれぞれの底部マウントが、前記ばね下構成要素のうちの１つに結合されている、
車両。
【国際調査報告】
2020518514.tif 000023
2020518514.tif 000024