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JP4736844B2 - Unsprung dynamic damper and suspension device - Google Patents

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JP4736844B2 JP2006046190A JP2006046190A JP4736844B2 JP 4736844 B2 JP4736844 B2 JP 4736844B2 JP 2006046190 A JP2006046190 A JP 2006046190A JP 2006046190 A JP2006046190 A JP 2006046190A JP 4736844 B2 JP4736844 B2 JP 4736844B2
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Description

本発明は、車両用サスペンション装置に採用されるばね下ダイナミックダンパ、および、それが配設されたサスペンション装置に関する。   The present invention relates to an unsprung dynamic damper employed in a vehicle suspension device, and a suspension device provided with the unsprung dynamic damper.

下記特許文献に記載されているように、サスペンション装置に、慣性質量体(以下、「マス」と呼ぶ場合がある)を用いたばね下ダイナミックダンパを設けることが検討されている。ばね下ダイナミックダンパは、ばね下共振周波数あるいはそれの近傍の周波数の振動を吸収して、それのばね上部材への伝達を効果的に抑制するという機能を有している。
特許第2503258号公報 特開平6−143966号公報
As described in the following patent document, it has been studied to provide an unsprung dynamic damper using an inertial mass body (hereinafter sometimes referred to as “mass”) in a suspension device. The unsprung dynamic damper has a function of absorbing vibration of an unsprung resonance frequency or a frequency near the unsprung resonance frequency and effectively suppressing transmission of the vibration to the sprung member.
Japanese Patent No. 2503258 JP-A-6-143966

ばね下ダイナミックダンパは、上記機能から、スカイフック理論によるアクティブサスペンションを構築するのに好適なものであるが、それを配設するための空間的制約等、種々の問題を抱えており、現状では未だ実用化されていない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いばね下ダイナミックダンパを提供することを課題とし、さらに、それを配設した実用性の高いサスペンション装置を提供することを課題とする。   The unsprung dynamic damper is suitable for constructing an active suspension based on the Skyhook theory because of the above functions, but it has various problems such as spatial constraints to arrange it. It has not been put into practical use yet. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a highly practical unsprung dynamic damper, and also to provide a highly practical suspension device in which the unsprung dynamic damper is disposed. Is an issue.

上記課題を解決するため、本発明のばね下ダイナミックダンパは、(a)ばね下部材に対して上下方向に運動可能とされた慣性質量体と、(b)その慣性質量体とばね下部材との一方に固定的に設けられた雄ねじ部と、慣性質量体とばね下部材との他方に固定的に設けられるとともに雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部および雌ねじ部の軸線が上下方向に延びて配設されたねじ機構を含んで構成され、その慣性質量体の上下方向の運動をその慣性質量体の回転運動に変換する運動変換機構と、(c)その慣性質量体を弾性的に支持する弾性支持体とを含んで構成される。また、本発明のサスペンション装置は、ばね下部材とばね上部材とを相互に弾性的に支持するスプリングと、ばね下部材とばね上部材との相対運動を減衰させる電磁式ショックアブソーバと、上記ばね下ダイナミックダンパとを含んで構成される。 In order to solve the above problems, the unsprung dynamic damper of the present invention includes: (a) an inertial mass body that is movable in the vertical direction with respect to the unsprung member; and (b) the inertial mass body and the unsprung member. A male screw portion fixedly provided on one of the members and a female screw portion fixedly provided on the other of the inertia mass body and the unsprung member and screwed with the male screw portion. A motion conversion mechanism configured to include a screw mechanism having an axis extending in the vertical direction, and converting the vertical motion of the inertial mass body into a rotational motion of the inertial mass body; and (c) the inertial mass. And an elastic support that elastically supports the body. The suspension device according to the present invention includes a spring that elastically supports the unsprung member and the sprung member, an electromagnetic shock absorber that attenuates relative motion between the unsprung member and the sprung member, and the spring. A lower dynamic damper is included.

本発明のばね下ダイナミックダンパは、従来ばね下部材に対して上下方向にのみ運動させられていたマスを回転マスとして機能させるように構成されたものであり、マスの回転運動に対する慣性力をも利用可能となる。したがって、本発明によれば、マスのコンパクト化、ひいては、ばね下ダイナミックダンパの小型化が図れ、容易にサスペンション装置内に配設することが可能となる。つまり、実用性の高いばね下ダイナミックダンパが実現されるのである。また、本発明のサスペンション装置は、いわゆる電磁式サスペンション装置であり、アクティブサスペンションシステムにおいて好適に用いることが可能であり、この電磁式サスペンション装置にばね下ダイナミックダンパを採用すれば、高性能なサスペンションシステムが実現される。そして、本発明のサスペンション装置は、上記ダイナミックダンパを配設したものであり、そのダイナミックダンパは容易に装置内に配設できることから、本発明のサスペンション装置によれば、高性能なサスペンションシステムを容易に構築することが可能となる。つまり、本発明によれば、電磁式サスペンション装置の実用性が高められるのである。   The unsprung dynamic damper of the present invention is configured so that a mass that has been conventionally moved only in the vertical direction with respect to the unsprung member functions as a rotating mass, and has an inertial force with respect to the rotational motion of the mass. Be available. Therefore, according to the present invention, the mass can be made compact, and the unsprung dynamic damper can be miniaturized, and can be easily disposed in the suspension device. That is, a highly practical unsprung dynamic damper is realized. The suspension device of the present invention is a so-called electromagnetic suspension device, and can be suitably used in an active suspension system. If an unsprung dynamic damper is employed in this electromagnetic suspension device, a high-performance suspension system. Is realized. The suspension device of the present invention is provided with the above-described dynamic damper. Since the dynamic damper can be easily disposed in the device, the suspension device of the present invention facilitates a high-performance suspension system. It becomes possible to build in. That is, according to the present invention, the practicality of the electromagnetic suspension device is enhanced.

発明の態様Aspects of the Invention

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。   In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.

なお、下記(1)項は、請求可能発明の前提となる態様を示す項であり、(1)項を直接的あるいは間接的に引用する(2)項以下の項が、請求可能発明の態様を示す項となる。ちなみに、以下の各項において、(1)項と(2)項と(3)項とを合わせたものが請求項1に相当し、請求項1に(4)項の技術的特徴を加えたものが請求項2に、請求項2に(5)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項3に、請求項2または請求項3に(6)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項4に、請求項4に(9)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項5に、それぞれ相当する。また、(21)項が、請求項6に相当する。 The following item (1) is a term indicating a precondition of the claimable invention, and the item below the item (2) that directly or indirectly cites the item (1) is an aspect of the claimable invention. It becomes the term which shows. Incidentally, in each of the following items, the combination of the items (1), (2), and (3) corresponds to claim 1, and the technical features of item (4) are added to claim 1. The present invention is limited to claim 2, the claim 2 is limited by the technical feature of the item (5), the claim 3 is limited to the technical feature of the item (6), and the claim 2 or 3 is limited by the technical feature of the item (6). What has been added corresponds to claim 4, and claim 4 to which restriction by the technical features of (9) is added corresponds to claim 5. Further, the item (21) corresponds to the sixth aspect.

(1)ばね下部材に対して上下方向に運動可能とされた慣性質量体と、前記慣性質量体を弾性的に支持する弾性支持体とを備えて、ばね下振動を吸収するばね下ダイナミックダンパ。   (1) An unsprung dynamic damper that includes an inertial mass that is movable in the vertical direction relative to the unsprung member and an elastic support that elastically supports the inertial mass, and that absorbs unsprung vibration. .

本項の態様は、請求可能発明の前提となる構成要素を列挙した態様である。本項における「ばね下部材」は、サスペンション装置の構成要素であってサスペンションスプリングを挟んで車輪側に配置される要素であり、車輪の上下運動に伴って上下運動するものを意味する。具体的には、例えば、サスペンションアーム,ショックアブソーバのサスペンションアーム等と連結される部材等が該当する。これに対して「ばね上部材」という概念は、サスペンション装置あるいは車体の構成要素であってサスペンションスプリングを挟んで車体側に配置される要素であり、車体の上下運動に伴って上下運動するものを意味する。具体的には、サスペンション装置の構成要素が取り付けられる車体の一部、ショックアブソーバの車体の一部に連結される部材等が該当する。   The aspect of this section is an aspect in which the constituent elements that are the premise of the claimable invention are listed. The “unsprung member” in this section is a component of the suspension device and is disposed on the wheel side with the suspension spring interposed therebetween, and means a member that moves up and down as the wheel moves up and down. Specifically, for example, a member connected to a suspension arm, a suspension arm of a shock absorber, or the like is applicable. On the other hand, the concept of “sprung member” is a component of a suspension device or a vehicle body that is arranged on the vehicle body side with the suspension spring interposed therebetween, and that moves up and down as the vehicle body moves up and down. means. Specifically, a part of the vehicle body to which the components of the suspension device are attached, a member connected to a part of the vehicle body of the shock absorber, and the like are applicable.

「慣性質量体」は、いわゆる「マス」,「慣性マス」等と呼ばれるものであり、それの有する質量に起因する慣性力が当該ダイナミックダンパによる振動吸収(振動エネルギの吸収と考えることもできる)に利用されるものを意味する。この慣性質量体(以下、「マス」と呼ぶ場合がある)がばね下部材に対して運動可能とされた「上下方向」とは、例えば、車輪の上下動、サスペンションアームの回動の方向等に従う上下方向、すなわち、概ね上下の方向と解されるべき概念であり、決して、鉛直な方向に限定して解釈される概念ではない。   The “inertial mass” is a so-called “mass”, “inertial mass” or the like, and the inertial force resulting from the mass of the “inertial mass” is vibration absorption by the dynamic damper (it can also be considered as absorption of vibration energy). It means what is used for. The “vertical direction” in which the inertial mass body (hereinafter sometimes referred to as “mass”) is allowed to move with respect to the unsprung member is, for example, the vertical movement of the wheel, the rotation direction of the suspension arm, or the like. This is a concept that should be interpreted as a vertical direction according to the above, that is, a generally vertical direction, and is not a concept that is interpreted only in a vertical direction.

「弾性支持体」とは、例えば、マスを、それを中立位置に維持するための弾性力を発揮して支持するものと考えることができる。ここでいう中立位置とは、例えば、車両が水平な路面に静止している状態において、弾性支持されたマスが位置する位置と考えることができる。なお、中立位置とは、マスが後に説明する回転マスである場合には、それの回転位置をも含む概念である。つまり、弾性支持体は、マスに対して上下方向に弾性力を付与するものに限定されず、回転マスである場合には、回転方向に弾性力を付与するものであってもよいのである。   The “elastic support” can be considered to support, for example, a mass by exerting an elastic force for maintaining the mass in a neutral position. The neutral position here can be considered, for example, a position where the elastically supported mass is located in a state where the vehicle is stationary on a horizontal road surface. Note that the neutral position is a concept including the rotational position of the mass when the mass is a rotational mass described later. That is, the elastic support is not limited to the one that applies elastic force in the vertical direction to the mass, and may be one that applies elastic force in the rotational direction when it is a rotating mass.

弾性支持体は、例えば、ばね,ゴム等の実質的に弾性力を発揮するものによって構成されるものであればよい。ばね等によって構成して、比較的減衰作用の小さな弾性支持体とすることもでき、ゴム等によって構成して、比較的減衰作用の大きな弾性支持体とすることも可能である。ちなみに、比較的減衰作用の大きな弾性支持体を採用する場合、後に説明する減衰力発生装置を別途設けなくても、ある程度の周波数幅のばね下振動を効果的に吸収することが可能である。なお、本項の態様は、弾性支持体を1つのみ採用する態様に限定されない、例えば、2つのスプリングでマスを挟持するような態様のように、複数の弾性支持体を採用することも可能である。   The elastic support member may be any member that is substantially made of an elastic force such as a spring or rubber. It can be configured by a spring or the like to be an elastic support having a relatively small damping action, or can be configured by rubber or the like to be an elastic support having a relatively large damping action. Incidentally, when an elastic support body having a relatively large damping action is employed, it is possible to effectively absorb unsprung vibration having a certain frequency width without separately providing a damping force generation device described later. In addition, the aspect of this term is not limited to an aspect in which only one elastic support is employed. For example, a plurality of elastic supports may be employed as in an aspect in which a mass is sandwiched between two springs. It is.

(2)当該ばね下ダイナミックダンパが、前記慣性質量体の上下方向の運動をその慣性質量体の回転運動に変換する運動変換機構を備えた(1)項に記載のばね下ダイナミックダンパ。   (2) The unsprung dynamic damper according to (1), wherein the unsprung dynamic damper includes a motion conversion mechanism that converts the vertical motion of the inertial mass body into a rotational motion of the inertial mass body.

本項に記載の態様は、簡単にいえば、慣性質量体を、いわゆる回転マスとして機能させる態様である。従来のばね下ダイナミックダンパにおいては、マスは、上下方向にのみ運動可能とされることで、上下方向の慣性力を発揮するものとされていた。これに対して、本項の態様では、上記運動変換機構を採用して、上下方向の運動に加え、あるいは、上下方向の運動に代えて、マスを回転運動させ、それの回転に対する慣性力をも利用するように構成されている。この構成によって、上記慣性質量体を、効率的なマスとして機能させているのである。このことから、マスの小型化が図れ、コンパクトなばね下ダイナミックダンパが実現されるのである。   In short, the aspect described in this section is an aspect in which the inertial mass body functions as a so-called rotating mass. In the conventional unsprung dynamic damper, the mass is allowed to move only in the vertical direction, so that the inertia force in the vertical direction is exhibited. On the other hand, in the aspect of this section, the motion conversion mechanism is employed, and in addition to the vertical motion, or instead of the vertical motion, the mass is rotated and the inertial force with respect to the rotation is obtained. Also configured to use. With this configuration, the inertia mass body functions as an efficient mass. Thus, the mass can be reduced, and a compact unsprung dynamic damper can be realized.

「運動変換機構」は、その構造が特に限定されるものではない。例えば、後に説明するようなねじ機構等を採用することが可能である。また、運動変換機構によって上下運動をどの程度の回転運動に変換するかは、当該ダイナミックダンパの設計仕様等に応じて任意に設定することができる。   The structure of the “motion conversion mechanism” is not particularly limited. For example, it is possible to employ a screw mechanism or the like as will be described later. In addition, the degree to which the vertical motion is converted by the motion conversion mechanism can be arbitrarily set according to the design specifications of the dynamic damper.

(3)前記運動変換機構が、
前記慣性質量体とばね下部材との一方に上下方向に固定的に設けられた雄ねじ部と、前記慣性質量体とばね下部材との他方に固定的に設けられるとともに前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部および雌ねじ部の軸線が上下方向に延びて配設されたねじ機構を含んで構成された(2)項に記載のばね下ダイナミックダンパ。
(3) The motion conversion mechanism is
A male screw portion fixedly provided in one of the inertial mass body and the unsprung member in the vertical direction, and a fixed screw member provided on the other of the inertial mass body and the unsprung member and screwed into the male screw portion. The unsprung dynamic damper according to item (2), including a screw mechanism including a female screw portion, and an axis of the male screw portion and the female screw portion extending in the vertical direction.

本項の態様は、ねじ機構を利用した運動変換機構を採用した態様である。本項の態様によれば、回転質量体を容易に回転マスとして機能させることが可能である。また、ねじ機構を採用する場合には、ねじのリード角の調整によって、回転マスとしての機能させる度合、つまり、上下運動を回転運動に変換する度合を調整することが可能である。なお、ねじ機構における摩擦の影響、つまり、ねじ機構による減衰作用をできるだけ小さくするという観点からすれば、ボールねじ機構等を採用することが望ましい。   The mode of this section is a mode that employs a motion conversion mechanism using a screw mechanism. According to the aspect of this section, the rotating mass body can easily function as a rotating mass. Further, when a screw mechanism is employed, it is possible to adjust the degree of functioning as a rotating mass, that is, the degree of conversion of vertical motion into rotational motion by adjusting the lead angle of the screw. From the viewpoint of minimizing the influence of friction in the screw mechanism, that is, the damping action by the screw mechanism, it is desirable to employ a ball screw mechanism or the like.

(4)当該ばね下ダイナミックダンパが、前記慣性質量体の運動に対する減衰力を発生させる減衰力発生装置を備えた(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のばね下ダイナミックダンパ。   (4) The unsprung dynamic damper according to any one of (1) to (3), wherein the unsprung dynamic damper includes a damping force generating device that generates a damping force with respect to the motion of the inertial mass body.

ばね下ダイナミックダンパでは、実質的に吸収可能な振動の周波数域を広げるためには、ある程度の減衰力をマスの運動に対して付与することが望ましい。本項の態様によれば、例えば、減衰作用の小さな弾性支持体,運動変換機構等を採用した場合であっても、振動吸収可能な周波数域を比較的大きくすることが可能である。   In the unsprung dynamic damper, it is desirable to apply a certain amount of damping force to the mass motion in order to widen the frequency range of vibration that can be substantially absorbed. According to the aspect of this section, for example, even when an elastic support body, a motion conversion mechanism, or the like having a small damping action is employed, it is possible to make the frequency range capable of absorbing vibration relatively large.

本項の態様における「減衰力発生装置」は、マスの上下運動に対しての減衰力を付与する構造のものとすることが可能である。また、慣性質量体を回転マスとして機能させる場合においては、後に説明するように、マスの回転に対しての減衰力を付与する構造のものとすることが可能である。   The “damping force generating device” in the aspect of this section can have a structure that applies a damping force to the vertical movement of the mass. Further, in the case where the inertial mass body functions as a rotating mass, as will be described later, it is possible to have a structure that applies a damping force to the rotation of the mass.

また、本項の態様における「減衰力発生装置」は、減衰力を発生させるための原理が特に限定されるものではない。後に説明する電磁式作動機の発生させる電磁力に依拠して減衰力を発生させるように構成することができ、また、例えば、マスの運動に伴って相対移動する2つの移動体(一方がマスである場合を含む)間の摩擦力に依拠する減衰力を発生させるような構成,流体の抵抗に依拠する減衰力を発生させる構成等、種々の構成を採用することが可能である。ちなみに、流体の抵抗に依拠する減衰力を発生させる構成とする場合には、例えば、マスの運動に伴って流体内を移動する移動体を設け、その移動体が流体を押しのけて進む際の抵抗に起因する減衰力を発生させるような構成とすることができ、また、互いに対向するとともにマスの運動にともなって移動する2つの相対移動体を設け、それら移動体間に介在させられた流体の剪断抵抗に起因する減衰力を発生させるような構成、あるいは、流体を収容する容器内を2室に区分するとともにマスの運動に伴って移動してそれら2室の相対容積を変化させる移動体を設け、さらに、移動体の移動に伴って2室間において流体を移動させる流路を設け、その流路における流体の通過抵抗に起因する減衰力を発生させるような構成とすることが可能である。   Further, the “damping force generator” in the aspect of this section is not particularly limited in principle for generating the damping force. It can be configured to generate a damping force depending on an electromagnetic force generated by an electromagnetic actuator described later, and, for example, two moving bodies (one of which is a mass) that moves relative to each other as the mass moves. It is possible to adopt various configurations, such as a configuration that generates a damping force that depends on the frictional force between them (including the case of the above) and a configuration that generates a damping force that depends on the resistance of the fluid. Incidentally, in the case of a configuration that generates a damping force that depends on the resistance of the fluid, for example, a moving body that moves in the fluid in accordance with the movement of the mass is provided, and the resistance when the moving body advances by pushing away the fluid. In addition, two relative moving bodies that face each other and move according to the movement of the mass are provided, and the fluid interposed between the moving bodies is provided. A structure that generates a damping force due to shear resistance, or a moving body that divides the inside of a container containing a fluid into two chambers and moves in accordance with the movement of the mass to change the relative volume of the two chambers. Furthermore, it is possible to provide a flow path for moving the fluid between the two chambers as the moving body moves, and to generate a damping force due to the fluid passage resistance in the flow path. A.

(5)当該ばね下ダイナミックダンパが、前記慣性質量体の上下方向の運動をその慣性質量体の回転運動に変換する運動変換機構を備え、前記減衰力発生装置が、前記慣性質量体の回転運動に対する減衰力を発生させるものである(4)項に記載のばね下ダイナミックダンパ。   (5) The unsprung dynamic damper includes a motion conversion mechanism that converts the vertical motion of the inertial mass body into the rotational motion of the inertial mass body, and the damping force generator includes the rotational motion of the inertial mass body. The unsprung dynamic damper according to item (4), which generates a damping force against

本項に記載の態様は、慣性質量体を回転マスとして機能させた場合において、それの回転に対する減衰力を付与する態様である。運動変換機構の構成によっては、上下運動の速度に比較して回転マスの周速が大きくなるようにすることができ、その場合等には、効率的に減衰力を発生させることができる。   The aspect described in this section is an aspect in which when the inertial mass body is caused to function as a rotating mass, a damping force is applied to the rotation of the inertial mass body. Depending on the configuration of the motion conversion mechanism, the peripheral speed of the rotating mass can be increased compared to the speed of the vertical motion, and in such a case, a damping force can be generated efficiently.

(6)前記減衰力発生装置が、
固定子とそれに対向する可動子とを有してそれらの間に作用する電磁力を発生させる電磁式作動機を備え、前記慣性質量体の運動に伴って可動子が固定子に対して動作するように構成されて、その電磁式作動機が発生する電磁力に依拠して前記慣性質量体の運動に対する減衰力を発生させるものである(4)項または(5)項に記載のばね下ダイナミックダンパ。
(6) The damping force generator is
An electromagnetic actuator having a stator and a mover opposed to the stator and generating an electromagnetic force acting between the stator and the mover moves relative to the stator as the inertial mass body moves. The unsprung dynamic according to (4) or (5) is configured to generate a damping force with respect to the motion of the inertial mass body based on the electromagnetic force generated by the electromagnetic actuator. damper.

本項にいう「電磁作動機」は、電磁式モータ,発電機等を含む概念である。電磁式作動機によれば、その作動を制御することによって容易に適切な減衰力を発生させることが可能である。電磁式作動機の構成要素である「固定子」,「可動子」は、それぞれ、ステータ,ロータ(あるいはムーバ)と呼ばれるものであり、例えば、いずれか一方を永久磁石を含んで構成し、他方をコイル等を有する電機子(アマチュア)を含んで構成すればよい。また、電磁式作動機は回転型の電磁作動機であってもよく、また、直線運動型の電磁作動機(例えば、リニアモータ等)であってもよい。   The “electromagnetic actuator” referred to in this section is a concept including an electromagnetic motor, a generator, and the like. According to the electromagnetic actuator, it is possible to easily generate an appropriate damping force by controlling the operation. The “stator” and “mover” that are components of the electromagnetic actuator are called a stator and a rotor (or mover), respectively. For example, one of them includes a permanent magnet, and the other May be configured to include an armature having a coil or the like. The electromagnetic actuator may be a rotary electromagnetic actuator or a linear motion electromagnetic actuator (for example, a linear motor).

本項にいう「電磁式作動機が発生する電磁力に依拠して慣性質量体の運動に対する減衰力を発生させる」とは、具体的には、例えば、電磁式作動機が電磁式モータである場合において、それと接続された電源から電力を供給することによってその電磁式モータの駆動力に依拠した減衰力を発生させるような態様であってもよく、また、発電機あるいは電磁式モータである場合において、それらの可動子が動作させられることによって発生する起電力に依拠した減衰力を発生させるような態様であってもよい。後者においては、電磁作動機をインバータ等を介して電源に接続し、発生する起電力を電源に回生することも可能であり、また、電磁作動機の各相(例えば、各相の端子)を、直接的にあるいは抵抗を介して相互に接続し、起電力を抵抗消費等させることも可能である。   In this section, “relying on the electromagnetic force generated by the electromagnetic actuator to generate a damping force for the motion of the inertial mass body” specifically means, for example, that the electromagnetic actuator is an electromagnetic motor. In some cases, the power may be supplied from a power source connected thereto to generate a damping force based on the driving force of the electromagnetic motor, or the generator or the electromagnetic motor. In the above, a mode may be adopted in which a damping force based on an electromotive force generated by operating these movable elements is generated. In the latter case, the electromagnetic actuator can be connected to a power source via an inverter or the like, and the generated electromotive force can be regenerated to the power source, and each phase of the electromagnetic actuator (for example, the terminal of each phase) can be connected. It is also possible to connect them directly or via a resistor so that the electromotive force is consumed by resistance.

(7)当該ばね下ダイナミックダンパが、前記慣性質量体の上下方向の運動をその慣性質量体の回転運動に変換する運動変換機構を備え、
前記減衰力発生装置が、前記可動子が回転子とされた回転型の電磁式作動機を含んで構成されて、前記慣性質量体の回転運動に対する減衰力を発生させるものとされた(6)項に記載のばね下ダイナミックダンパ。
(7) The unsprung dynamic damper includes a motion conversion mechanism that converts the vertical motion of the inertial mass body into the rotational motion of the inertial mass body,
The damping force generation device is configured to include a rotary electromagnetic actuator in which the mover is a rotor, and generates a damping force for the rotational motion of the inertial mass body (6) The unsprung dynamic damper as described in the item.

本項に記載の態様は、慣性質量体を回転マスとして機能させ、その回転に対して電磁作動機によって減衰力を付与する態様である。本項によれば、回転マスとして機能させることによる利点と、電磁作動機を採用することによる利点との両者を享受することができる。   The mode described in this section is a mode in which an inertial mass body functions as a rotating mass and a damping force is applied to the rotation by an electromagnetic actuator. According to this section, it is possible to enjoy both the advantages of functioning as a rotating mass and the advantages of employing an electromagnetic actuator.

(8)前記減衰力発生装置が、前記電磁式作動機が制御されることでそれが発生させる減衰力を変更可能とされた(6)項または(7)項に記載のばね下ダイナミックダンパ。   (8) The unsprung dynamic damper according to (6) or (7), wherein the damping force generator is capable of changing a damping force generated by controlling the electromagnetic actuator.

本項に記載の態様は、電磁作動機を、例えば、インバータ等によって制御し、発生させる減衰力の大きさを調整すること可能とした態様である。電磁作動機は制御性が良好であるため、本項の態様によれば、任意に設定した適切な大きさの減衰力を付与することが可能となる。   The aspect described in this section is an aspect in which the electromagnetic actuator is controlled by, for example, an inverter, and the magnitude of the generated damping force can be adjusted. Since the electromagnetic actuator has good controllability, according to the aspect of this section, it is possible to apply a damping force having an appropriately set magnitude.

(9)前記電磁式作動機が発電機として機能し、前記減衰力発生装置が、前記慣性質量体の運動によってその電磁式作動機に発生する起電力を回生可能に構成された(6)項ないし(8)項のいずれかに記載のばね下ダイナミックダンパ。   (9) The electromagnetic actuator functions as a generator, and the damping force generator is configured to regenerate an electromotive force generated in the electromagnetic actuator due to the movement of the inertial mass body. Or the unsprung dynamic damper according to any one of (8).

本項の態様によれば、エネルギ効率の高い車両を構築することができる。特に、サスペンションシステムが、後に説明する電磁式ショックアブソーバを含んで構成される場合等には、エネルギ効率の高いシステムとなる。例えば、インバータ等によって電磁作動機を制御するようなシステムとする場合に、本項の態様が実現され、その場合には、容易に起電力を回生することが可能である。   According to the aspect of this section, a vehicle with high energy efficiency can be constructed. In particular, when the suspension system includes an electromagnetic shock absorber, which will be described later, the energy efficient system is obtained. For example, when the system is such that the electromagnetic actuator is controlled by an inverter or the like, the aspect of this section is realized, and in that case, the electromotive force can be easily regenerated.

(21)ばね下部材とばね上部材とを相互に弾性的に支持するスプリングと、ばね下部材とばね上部材との相対運動を減衰させる電磁式ショックアブソーバと、(1)項ないし(8)項のいずれかに記載のばね下ダイナミックダンパとを備えたサスペンション装置。  (21) A spring that elastically supports the unsprung member and the sprung member, an electromagnetic shock absorber that attenuates relative motion between the unsprung member and the sprung member, and items (1) to (8) A suspension device comprising the unsprung dynamic damper according to any one of the items.

本項の態様は、いわゆる電磁式サスペンションシステムにおいて、上記各態様のダイナミックダンパを採用した態様である。「電磁式ショックアブソーバ」は、一般に採用されている流体抵抗を利用したショックアブソーバと異なり、電磁式作動機の電磁力によって減衰力を発揮させるダンパ装置であり、この電磁式ショックアブソーバは、例えば、スカイフック理論に基づくアクティブサスペンション制御等により、良好な振動吸収特性を有するシステムが実現できる可能性を秘めており、そのこと等によって実用化が期待されている。しかし、現状では、ばね下共振周波数あるいはそれの近傍の周波数域の振動に対して、電磁式ショックアブソーバの制御が満足には追従し得ないという問題を抱える。この問題を解決するための手段として、ばね下ダイナミックダンパは好適である。   The mode of this section is a mode in which the dynamic damper of each of the above modes is employed in a so-called electromagnetic suspension system. `` Electromagnetic shock absorber '' is a damper device that exhibits a damping force by the electromagnetic force of an electromagnetic actuator, unlike a shock absorber that uses fluid resistance that is generally adopted, and this electromagnetic shock absorber is, for example, There is a possibility that a system having good vibration absorption characteristics can be realized by active suspension control or the like based on the skyhook theory, which is expected to be put to practical use. However, at present, there is a problem that the control of the electromagnetic shock absorber cannot satisfactorily follow the vibration in the unsprung resonance frequency or in the vicinity of the frequency range. An unsprung dynamic damper is suitable as a means for solving this problem.

一方、サスペンション装置内においてダイナミックダンパを設ける場合に、そのダイナミックダンパが比較的大型である場合には、それを配設する空間的スペースによる制約を受けることになる。この制約は、電磁式サスペンションシステムの実用化を阻害する一因となる。上記構成のばね下ダイナミックダンパ、詳しく言えば、慣性質量体を回転マスとして機能させる構成のダイナミックダンパは、比較的コンパクトなものとなることから、そのダイナミックダンパは、配設スペースの制約を受け難いものとなる。その観点において、回転マスを利用するダイナミックダンパを採用する態様によれば、実用性の高いサスペンション装置を構築することが可能となる。   On the other hand, when a dynamic damper is provided in the suspension device, if the dynamic damper is relatively large, there is a restriction due to a spatial space in which the dynamic damper is disposed. This restriction is one factor that hinders the practical use of electromagnetic suspension systems. The unsprung dynamic damper having the above-described configuration, more specifically, the dynamic damper having the configuration in which the inertia mass body functions as a rotating mass is relatively compact, and the dynamic damper is not easily limited by the installation space. It will be a thing. From this point of view, according to an aspect that employs a dynamic damper that uses a rotating mass, a highly practical suspension device can be constructed.

また、電磁式サスペンションシステムを構成する電磁式ショックアブソーバは、電磁式作動機を含んで構成されるため、そのショックアブソーバとダイナミックダンパとの総合的な制御に鑑みれば、ばね下ダイナミックダンパにおいても電磁式作動機を含んで構成されることが望ましい。したがって、電磁式作動機を備えた上記ばね下ダイナミックダンパを採用する態様によれば、制御に関して有利なサスペンション装置が実現されることとなる。また、電磁作動機を備えたダイナミックダンパを用いる場合、そのダイナミックダンパが電磁式作動機に生じる起電力を回生可能に構成すれば、その電磁作動機から回生された電力を、ショックアブソーバの電磁式作動機へ供給する電力の少なくとも一部として利用可能となる。したがって、回生可能に構成されたダイナミックダンパ採用する態様によれば、エネルギ効率に優れたサスペンション装置が実現することとなる。 In addition, since the electromagnetic shock absorber constituting the electromagnetic suspension system is configured to include an electromagnetic actuator, in view of comprehensive control of the shock absorber and the dynamic damper, the unsprung dynamic damper is also electromagnetic. It is desirable to include a type actuator. Therefore, according to the aspect that employs the unsprung dynamic damper provided with the electromagnetic actuator, a suspension device that is advantageous in terms of control is realized. In addition, when using a dynamic damper equipped with an electromagnetic actuator, if the dynamic damper is configured to regenerate the electromotive force generated in the electromagnetic actuator, the electric power regenerated from the electromagnetic actuator is converted to the electromagnetic type of the shock absorber. It can be used as at least part of the power supplied to the actuator. Therefore, according to the aspect that employs the dynamic damper configured to be regenerative, a suspension device that is excellent in energy efficiency is realized.

なお、本項における電磁式ショックアブソーバは、その構造が特に限定されるものではなく、本項の態様のサスペンション装置では、既に公知の構造を有する種々の電磁式ショックアブソーバを、広く採用することができる。   The structure of the electromagnetic shock absorber in this section is not particularly limited. In the suspension device of this embodiment, various electromagnetic shock absorbers having a known structure can be widely used. it can.

以下、本請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the claimable invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the claimable invention is implemented in various modes including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the mode described in the above [Mode of Invention]. can do.

<サスペンション装置の構成>
図1に、実施例の車両用サスペンション装置10を示す。このサスペンション装置10は、独立懸架式のサスペンションシステムを構成する装置であり、前後左右の各車輪ごとに設けられている。本サスペンション装置10は、車体の一部(タイヤハウジングの上部)に設けられてばね上部材として機能するマウント部12と車輪を保持してばね下部材として機能するサスペンションロアアーム(以下、「ロアアーム」略する場合がある)14とを繋ぐ電磁式のショックアブソーバ16と、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング18と、ロアアーム14に配設されるばね下ダイナミックダンパ20(以下、単に「ダイナミックダンパ20」と呼ぶ場合がある)とを含んで構成されている。
<Configuration of suspension device>
FIG. 1 shows a vehicle suspension apparatus 10 of the embodiment. The suspension device 10 is a device that constitutes an independent suspension system, and is provided for each of the front, rear, left, and right wheels. The suspension device 10 is provided on a part of a vehicle body (upper part of a tire housing) and has a mount portion 12 that functions as a sprung member and a suspension lower arm that functions as an unsprung member while holding a wheel (hereinafter referred to as “lower arm”). When the electromagnetic shock absorber 16 is connected to the coil 14, the coil spring 18 is a suspension spring, and the unsprung dynamic damper 20 (hereinafter simply referred to as “dynamic damper 20”) disposed on the lower arm 14. Is included).

ショックアブソーバ16は、アウターチューブ30と、そのアウターチューブ30に嵌入してアウターチューブ30の上端部から上方に突出するインナチューブ32とを含んで構成されている。アウターチューブ30は、インナチューブ32に嵌入される上部筒34と、その上部筒34の下端に連接された下部筒36と、その下部筒36の下端部に接合された取付部材38とを含んでなる構造とされ、その取付部材38において、連結ピン40によって、ロアアーム14に連結されている。インナチューブ32は、その上端部にフランジ部42を有し、そのフランジ部42においてマウント部12に連結されている。アウターチューブ30の上部筒34には、その内壁面にショックアブソーバ16の軸線の延びる方向(以下、その軸線を「アブソーバ軸線」といい、その軸線の延びる方向を「軸線方向」という場合がある)に延びるようにして1対のガイド溝44が設けられ、それらのガイド溝44の各々には、インナチューブ32の下端部に付設された1対のキー46の各々が嵌まるようにされており、それらガイド溝44およびキー46によって、アウターチューブ30とインナチューブ32とが、相対回転不能、軸線方向に相対移動可能とされている。ちなみに、アウターチューブ30の上部筒34の上端部には、シール48が付設されており、外部からの塵埃,泥等の侵入が防止されている。   The shock absorber 16 includes an outer tube 30 and an inner tube 32 that is fitted into the outer tube 30 and protrudes upward from the upper end portion of the outer tube 30. The outer tube 30 includes an upper tube 34 fitted into the inner tube 32, a lower tube 36 connected to the lower end of the upper tube 34, and an attachment member 38 joined to the lower end of the lower tube 36. The attachment member 38 is connected to the lower arm 14 by a connection pin 40. The inner tube 32 has a flange portion 42 at its upper end, and is connected to the mount portion 12 at the flange portion 42. The upper tube 34 of the outer tube 30 has a direction in which the axis of the shock absorber 16 extends on the inner wall surface (hereinafter, the axis is referred to as “absorber axis”, and the direction in which the axis extends may be referred to as “axis direction”). A pair of guide grooves 44 are provided so as to extend to each other, and each of the pair of keys 46 attached to the lower end portion of the inner tube 32 is fitted in each of the guide grooves 44. The outer tube 30 and the inner tube 32 cannot be relatively rotated by the guide groove 44 and the key 46, and are relatively movable in the axial direction. Incidentally, a seal 48 is attached to the upper end portion of the upper tube 34 of the outer tube 30 to prevent entry of dust, mud and the like from the outside.

また、ショックアブソーバ16は、ねじ溝が形成されたねじロッド50と、ベアリングボールを保持してそのねじロッド50と螺合するナット52とを含んで構成されたボールねじ機構と、電磁式作動機としての電磁式モータ54(以下、単に「モータ54」という場合がある)とを備えている。モータ54は、モータケース56に固定して収容され、そのモータケース56の鍔部がマウント部12の上面側に固定されている。なお、モータケース56の鍔部にはインナチューブ32のフランジ部42が固定されており、インナーチューブ32はモータケース56を介してマウント部12に連結されている。モータ54の回転軸であるモータ軸58は、ねじロッド50の上端部と一体的に接続されている。つまり、ねじロッド50は、モータ軸58を延長する状態でインナチューブ32内に配設され、モータ54によって回転させられるように構成されている。一方、ナット52は、ねじロッド50と螺合させられた状態で、アウタチューブ30が有するナット支持筒60の上端部に固定支持されている。なお、アウターチューブ30には、その外周部に環状の下部リテーナ70が設けられ、この下部リテーナ70と、マウント部12の下面側に付設された防振ゴム72を介して設けられた環状の上部リテーナ74とによって、コイルスプリング18が挟まれる状態で支持されている。   The shock absorber 16 includes a ball screw mechanism including a screw rod 50 in which a thread groove is formed, a nut 52 that holds a bearing ball and is screwed with the screw rod 50, and an electromagnetic actuator. As an electromagnetic motor 54 (hereinafter sometimes simply referred to as “motor 54”). The motor 54 is fixedly accommodated in the motor case 56, and the flange portion of the motor case 56 is fixed to the upper surface side of the mount portion 12. The flange portion 42 of the inner tube 32 is fixed to the flange portion of the motor case 56, and the inner tube 32 is connected to the mount portion 12 via the motor case 56. A motor shaft 58 that is a rotation shaft of the motor 54 is integrally connected to the upper end portion of the screw rod 50. That is, the screw rod 50 is arranged in the inner tube 32 in a state where the motor shaft 58 is extended, and is configured to be rotated by the motor 54. On the other hand, the nut 52 is fixedly supported by the upper end part of the nut support cylinder 60 which the outer tube 30 has in the state screwed with the screw rod 50. The outer tube 30 is provided with an annular lower retainer 70 on the outer periphery thereof, and an annular upper retainer provided via the lower retainer 70 and an anti-vibration rubber 72 attached to the lower surface side of the mount portion 12. The coil spring 18 is supported by the retainer 74 in a sandwiched state.

上述の構造により、車体と車輪とが接近・離間する場合に、つまり、ばね上部材とばね下部材とが上下方向に相対運動する場合に、アウターチューブ30とインナチューブ32とが軸線方向に相対運動し、その相対運動に伴って、ねじロッド50とナット52とが軸方向に相対移動するとともに、ねじロッド50はナット52に対して回転する。モータ54は、ねじロッド50に回転トルクを付与可能とされ、この回転トルクの向きおよび大きさを適切化することによって、ばね上部材とばね下部材との相対運動に対して、その相対運動を阻止する方向の適切な抵抗力を発生させることが可能である。この抵抗力が、その相対運動に対する減衰力となり、ショックアブソーバ16は、その減衰力を発生させる機能を有しているのである。ショックアブソーバ16は、モータ54の駆動力によって、積極的にアウターチューブ30とインナチューブ32とを軸線方向に相対移動させる機能をも有している。この機能により、例えば、旋回時の車体のロール、制動時の車体のピッチ等を効果的に抑制することが可能とされ、また、いわゆる車高調整をも行うことが可能とされている。   With the above-described structure, when the vehicle body and the wheel approach or separate from each other, that is, when the sprung member and the unsprung member move relative to each other in the vertical direction, the outer tube 30 and the inner tube 32 are relatively The screw rod 50 and the nut 52 move relative to each other in the axial direction along with the relative movement, and the screw rod 50 rotates with respect to the nut 52. The motor 54 can apply a rotational torque to the screw rod 50. By optimizing the direction and the magnitude of the rotational torque, the motor 54 can control the relative motion of the sprung member and the unsprung member. It is possible to generate an appropriate resistance force in the blocking direction. This resistance force becomes a damping force for the relative motion, and the shock absorber 16 has a function of generating the damping force. The shock absorber 16 also has a function of actively moving the outer tube 30 and the inner tube 32 in the axial direction by the driving force of the motor 54. With this function, for example, the roll of the vehicle body during turning, the pitch of the vehicle body during braking, and the like can be effectively suppressed, and so-called vehicle height adjustment can also be performed.

ダイナミックダンパ20は、図2に示すように、ハウジング筒80,下蓋84,上蓋86とを有してそれらが互いに固定的に接合されてなるハウジング88を備えており、そのハウジング88の下蓋84が、締結ボルト90によってロアアーム14に締結されることによって、ばね下部材であるロアアーム14に固定されて配設されている。下蓋84には、ボス91が立設されており、下端部がそのボス91に固定保持されるともに、雄ねじが形成された上端部が上蓋86にナット92によって締結されたねじロッド94が、ハウジング88内部に固定的に設けられている。このねじロッド94は、それの軸線が概して上記アブソーバ軸線と平行なる姿勢で配置されている。また、そのねじロッド94には、ねじ溝が形成されており、そのねじ溝に螺合する状態でウェイト96が螺合させられている。ウェイト96は、概して円柱上をなし、慣性質量体すなわちマスとして機能するものであり、中央に設けられてねじ溝が形成されたねじ穴部98おいて、ベアリングボール100を介してねじロッド94と螺合させられている。つまり、本ダイナミックダンパ20は、雄ねじ部として機能するねじロッド94と、雌ねじ部として機能するウェイト96のねじ穴部98と、ベアリングボール100とを含んで構成されるボールねじ機構102を有している。   As shown in FIG. 2, the dynamic damper 20 includes a housing 88 having a housing cylinder 80, a lower lid 84, and an upper lid 86, which are fixedly joined to each other. 84 is fastened to the lower arm 14 by the fastening bolt 90, and is fixed to the lower arm 14 which is an unsprung member. A boss 91 is erected on the lower lid 84, and a screw rod 94 whose lower end is fixedly held by the boss 91 and whose upper end is formed with a male screw is fastened to the upper lid 86 by a nut 92. It is fixedly provided inside the housing 88. The threaded rod 94 is arranged in such a posture that its axis is generally parallel to the absorber axis. The threaded rod 94 is formed with a thread groove, and a weight 96 is threadedly engaged with the threaded groove. The weight 96 is generally formed on a cylinder and functions as an inertial mass body, that is, a mass. In the screw hole 98 provided in the center and formed with a screw groove, the weight 96 is connected to the screw rod 94 via the bearing ball 100. It is screwed together. That is, the dynamic damper 20 has a ball screw mechanism 102 including a screw rod 94 that functions as a male screw portion, a screw hole portion 98 of a weight 96 that functions as a female screw portion, and a bearing ball 100. Yes.

一方、ハウジング筒80の内部には、内筒部材110がハウジング筒80に固定的に嵌められており、この内筒部材110は、概して有底円筒状をなすケース本体112とそれの上端に固定された蓋体114とを含んでなるウェイトケース116を、上下方向、つまり、概ね上記軸線方向に移動可能に、かつ、回転不能に保持している。詳しく言えば、ウェイトケース116の外周部には、周方向の8等配の位置の各々に、上下方向に延びるように形成されたボール保持溝118が設けられており、ウェイトケース116は、ベアリングボール120を、それらが各ボール保持溝118を経由して周回するように保持するものとされている。一方、ハウジング88に嵌められた内筒部材110には、ボール保持溝118の各々と対向する位置に、スプライン溝122が設けられており、そのスプライン溝122にベアリングボール120が嵌合するようにされている。つまり、スプライン溝122,ボール保持溝118,ベアリングボール120等を含んでボールスプライン機構124が構成されており、その機構によって、ウェイトケース116がハウジング88に回転不能かつ上下方向に移動可能に保持されているのである。   On the other hand, an inner cylinder member 110 is fixedly fitted to the housing cylinder 80 inside the housing cylinder 80, and the inner cylinder member 110 is fixed to a case main body 112 having a generally bottomed cylindrical shape and an upper end thereof. The weight case 116 including the lid 114 is held so as to be movable in the vertical direction, that is, generally in the axial direction, and non-rotatable. Specifically, the outer periphery of the weight case 116 is provided with ball holding grooves 118 formed so as to extend in the vertical direction at each of eight equally spaced positions in the circumferential direction. The balls 120 are held so that they circulate through the respective ball holding grooves 118. On the other hand, the inner cylinder member 110 fitted in the housing 88 is provided with a spline groove 122 at a position facing each of the ball holding grooves 118 so that the bearing ball 120 is fitted into the spline groove 122. Has been. That is, the ball spline mechanism 124 is configured including the spline groove 122, the ball holding groove 118, the bearing ball 120, and the like, and the weight case 116 is held in the housing 88 so as not to be rotatable and movable in the vertical direction. -ing

ウェイトケース116は、ウェイト96を収容するとともに、そのウェイト96を、蓋体114とケース本体112の底部とによって、スラストベアリング128,130を介して回転可能に挟持している。また、ウェイトケース116の下面とハウジング88の下蓋84との間には、弾性支持体としてのコイルばね132(圧縮コイルばねである)が、また、ウェイトケース116の上面とハウジング88の上蓋86との間には、弾性支持体としてのコイルばね134が、それぞれ圧縮された状態で介装されており、ウェイトケース116すなわちウェイト96は、それらコイルばね132,134によって、ハウジング88に、すなわち、ばね下部材に弾性的に支持される構造となっている。   The weight case 116 accommodates the weight 96 and is rotatably held by the lid body 114 and the bottom portion of the case main body 112 through the thrust bearings 128 and 130. Further, a coil spring 132 (a compression coil spring) as an elastic support is provided between the lower surface of the weight case 116 and the lower lid 84 of the housing 88, and the upper surface of the weight case 116 and the upper lid 86 of the housing 88. The coil spring 134 as an elastic support member is interposed between the weight case 116 and the weight 96, and the weight case 116, that is, the weight 96 is attached to the housing 88 by the coil springs 132 and 134, that is, The structure is elastically supported by the unsprung member.

このような構造から、ロアアーム14が上下振動する場合には、その振動にともなって、ウェイト96は上下運動するとともに、上記ボールねじ機構102が運動変換機構として機能することで、その上下運動に伴って、回転運動することとなる。つまり、慣性質量体であるウェイト96は、回転マスとして機能する構造とされているのである。   With such a structure, when the lower arm 14 vibrates up and down, the weight 96 moves up and down along with the vibration, and the ball screw mechanism 102 functions as a motion conversion mechanism. Will rotate. That is, the weight 96, which is an inertial mass body, has a structure that functions as a rotating mass.

また、ウェイト96の外周部には、複数の永久磁石140が付設されており、一方、ウェイトケース116の内周部には、それら複数の永久磁石140と対向するようにして、複数のコイル142が付設されている。それら永久磁石140およびそれらを固定的に保持するウェイト96の外周部がロータとして機能するものとされ、それらコイル142がステータとして機能するものとされることで、本ダイナミックダンパ20は、電磁式作動機としての電磁式モータ144(DCブラシレスモータであり、以下、「モータ144」と略する場合がある)を有する構造のものとされている。なお、ウェイトケース116のケース本体112の中心付近には、ウェイト96の回転位置(回転角)を検出するための回転センサ146が設けられており、それによって、ウェイト96の回転位置、つまり、モータ144の回転位置(ロータの回転位置)が検出されるようになっている。ちなみに、この回転センサ146の検出値は、モータ144の回転位置に応じた通電相の切換えに利用される。   A plurality of permanent magnets 140 are attached to the outer periphery of the weight 96, while a plurality of coils 142 are provided on the inner periphery of the weight case 116 so as to face the plurality of permanent magnets 140. Is attached. The outer periphery of the permanent magnet 140 and the weight 96 that holds them fixedly functions as a rotor, and the coil 142 functions as a stator. The motor has an electromagnetic motor 144 (a DC brushless motor, which may be abbreviated as “motor 144” hereinafter) as a motive. A rotation sensor 146 for detecting the rotation position (rotation angle) of the weight 96 is provided in the vicinity of the center of the case main body 112 of the weight case 116, whereby the rotation position of the weight 96, that is, the motor. The rotational position 144 (rotor position of the rotor) is detected. Incidentally, the detection value of the rotation sensor 146 is used for switching the energized phase according to the rotation position of the motor 144.

ウェイト96の回転運動に伴って、モータ144には、永久磁石140とコイル142との間の電磁力に起因する起電力が生じ、この起電力に依拠する抵抗力がウェイト96の回転運動に対して発生させられることとなる。また、モータ144に電源からの電力が供給されれば、モータ144は回転駆動力を発揮し、この駆動力に依拠する抵抗力がウェイト96の回転運動に対して発生させられることとなる。このような抵抗力は、ウェイト96の回転運動に対する減衰力として作用することから、すなわち、モータ144は、慣性質量体としてのウェイトの運動に対する減衰力を発生させる減衰力発生装置として機能するものとされているのである。   As the weight 96 rotates, an electromotive force is generated in the motor 144 due to the electromagnetic force between the permanent magnet 140 and the coil 142, and the resistance force depending on the electromotive force is applied to the rotating motion of the weight 96. Will be generated. Further, when electric power from the power source is supplied to the motor 144, the motor 144 exhibits a rotational driving force, and a resistance force depending on the driving force is generated with respect to the rotational motion of the weight 96. Since such a resistance force acts as a damping force with respect to the rotational motion of the weight 96, that is, the motor 144 functions as a damping force generator that generates a damping force with respect to the weight motion as the inertial mass body. It has been done.

<サスペンション装置の制御>
電磁式ショックアブソーバは、ばね上である車体の上下移動速度に依拠する大きさの減衰力を容易に発生させることができることから、いわゆるスカイフック理論に基づくサスペンション装置に好適である。スカイフック理論に基づく基本的なサスペンションモデルは、図3(a)に示すようなものであり、このモデルでは、タイヤをばねSTとして考え、車輪がそのばねSTによって支持されるとともに、車輪と車体とがサスペンションスプリングSSによって相互に支持され、ダンパ装置D1は、車体の上下移動速度に依拠する大きさの減衰力を発生させるような構成となっている。ところが、このようなモデルの場合、ばね下である車輪の振動を効果的に制振することができず、例えば、車輪の接地性を良好に保つことができなといった問題を抱える。そこで、図3(b)に示すように、車輪と車体との間に別のダンパ装置D2を設けたモデルを想定することもできる。しかし、通常の電磁式ショックアブソーバを用い、このモデルに従ってばね下振動を吸収すべく、ダンパ装置D1およびダンパ装置D2が発生させるべき減衰力を発生させるように制御する場合には、ばね下共振周波数あるいはその近傍となる高周波的な車輪の振動に対して、電磁式モータの制御が追従せず、そのことに起因してばね下振動が車体に伝達されるという現象が生じる。
<Control of suspension system>
Since the electromagnetic shock absorber can easily generate a damping force having a magnitude depending on the vertical movement speed of the vehicle body on the spring, it is suitable for a suspension device based on the so-called skyhook theory. The basic suspension model based on skyhook theory is such as shown in FIG. 3 (a), in this model, consider the tire as a spring S T, together with the wheel is supported by the spring S T, wheels and the vehicle body is supported on each other by a suspension spring S S, the damper apparatuses D 1 has a configuration to generate a damping force of a magnitude depends on the vertical movement speed of the vehicle body. However, in the case of such a model can not be effectively damping the vibration of the wheel is under spring, for example, it suffers from a problem that can not be be kept good grounding of the wheel. Therefore, as shown in FIG. 3 (b), a model in which a separate damper device D 2 between the wheel and the vehicle body can be envisaged. However, when a normal electromagnetic shock absorber is used and the damping device D 1 and the damper device D 2 are controlled to generate a damping force to be generated in order to absorb the unsprung vibration according to this model, the unsprung state is required. The control of the electromagnetic motor does not follow the high-frequency wheel vibration at or near the resonance frequency, and as a result, unsprung vibration is transmitted to the vehicle body.

上述のことに鑑み、図3(c)に示すようなモデルを考えることができる。このモデルでは、ばね下にマスMをスプリングSMによって支持させるとともに、そのマスMの動作に対しての減衰力を付与するダンパ装置D3が設けられ、いわゆるばね下ダイナミックダンパが付加されている。このモデルによれば、このばね下ダイナミックダンパの作用によって、比較的高周波的なばね下振動を効果的に吸収することが可能となり、図4に示すように、例えば、ばね下共振周波数ω1に近い周波数あるいはそれ以上の周波数を有する比較的高周波的なばね下振動の車体への伝達が抑制され、また、車輪の接地性が向上させられることとなる。本サスペンション装置10は、電磁式のショックアブソーバ16と、ばね下ダイナミックダンパとして機能するダイナミックダンパ20とを備えており、スカイフック理論に基づくサスペンション装置を理想に近い形態で実現させることのできるものとなっている。 In view of the above, a model as shown in FIG. 3C can be considered. In this model, the mass M is supported by the spring S M under the spring, and a damper device D 3 for providing a damping force for the operation of the mass M is provided, and a so-called unsprung dynamic damper is added. . According to this model, the effect of the unsprung dynamic damper, effectively it becomes possible to absorb the relatively high frequency of the unsprung vibration, as shown in FIG. 4, for example, the unsprung resonance frequency omega 1 Transmission of relatively high-frequency unsprung vibration having a near frequency or higher frequency to the vehicle body is suppressed, and the grounding performance of the wheel is improved. The suspension device 10 includes an electromagnetic shock absorber 16 and a dynamic damper 20 that functions as an unsprung dynamic damper, and can realize a suspension device based on the Skyhook theory in an almost ideal form. It has become.

本サスペンション装置10の制御は、図1に示すように、サスペンション装置制御ユニット(ECU)150によって行われる。詳しく言えば、ショックアブソーバ16のモータ54およびダイナミックダンパ20のモータ144は、それぞれ、駆動回路であるインバータ152,154を介してバッテリ156に接続されており、ECU150がインバータ152,154に制御信号を送信し、インバータ152,154によって、それらの制御信号に応じた各々のモータ54,144の作動制御が実行されるのである。   The suspension apparatus 10 is controlled by a suspension apparatus control unit (ECU) 150 as shown in FIG. More specifically, the motor 54 of the shock absorber 16 and the motor 144 of the dynamic damper 20 are connected to the battery 156 via inverters 152 and 154 as drive circuits, respectively, and the ECU 150 sends control signals to the inverters 152 and 154. Then, the inverters 152 and 154 execute operation control of the respective motors 54 and 144 according to these control signals.

車体のマウント部12の近傍には、ばね上加速度センサ160が設けられており、モータ54の制御は、そのばね上加速度センサ160の検出値に基づいて行われる。具体的には、ECU150は、その検出信号に基づいて、車体のマウント部12の上下方向の移動速度VUを演算し、その演算された速度VUと、スカイフック理論に従って設定されている減衰係数CAとに基づき、次式
A=VU・CA
に従って、ショックアブソーバ16が発生させるべき減衰力FAを演算し、その減衰力FAに応じたモータ54の回転力が得られるように、そのモータ54が制御される。
A sprung acceleration sensor 160 is provided in the vicinity of the mount portion 12 of the vehicle body, and the motor 54 is controlled based on the detection value of the sprung acceleration sensor 160. Specifically, the ECU 150 calculates the vertical movement speed V U of the mount 12 of the vehicle body based on the detection signal, and the calculated speed V U and the attenuation set according to the Skyhook theory. Based on the coefficient C A , the following formula F A = V U · C A
Accordingly, the damping force F A to be generated by the shock absorber 16 is calculated, and the motor 54 is controlled so as to obtain the rotational force of the motor 54 corresponding to the damping force F A.

同様に、ロアアーム14には、ばね下加速度センサ162が設けられており、モータ144の制御は、そのばね下加速度センサ162の検出値に基づいて行われる。具体的には、ECU150は、その検出信号に基づいて、ロアアーム14の上下方向の移動速度VSを演算し、その演算された速度VSと、上述した比較的高周波的なばね下振動を効果的に吸収可能に設定されている減衰係数CDとに基づき、次式
D=VS・CD
に従って、ダイナミックダンパ20が発生させるべき減衰力FDを演算し、その減衰力FDに応じたモータ144の回転力が得られるように、そのモータ144が制御される。
Similarly, the lower arm 14 is provided with an unsprung acceleration sensor 162, and the control of the motor 144 is performed based on the detection value of the unsprung acceleration sensor 162. Specifically, the ECU 150 calculates the moving speed V S in the vertical direction of the lower arm 14 based on the detection signal, and the calculated speed V S and the above-described relatively high-frequency unsprung vibration are effective. Based on the damping coefficient C D that is set so as to be capable of being absorbed, the following formula F D = V S · C D
Accordingly calculates the damping force F D to the dynamic damper 20 generates, as the rotational force of the motor 144 corresponding to the damping force F D is obtained, the motor 144 is controlled.

なお、モータ144は、主に、発電機として機能させられ、ウェイト96の回転によって生じる起電力がバッテリ156に回生されるように制御される。モータ144の減衰力特性、詳しく言えば、ウェイト96の回転速度、つまり、モータ144のロータの回転速度VNに対するモータ144のトルクTq(ロータの回転方向とは反対方向に作用するトルクである)についての特性は、図5に示すような特性とされており、本モータ144は、短絡特性線の下方に位置する領域(図5における斜線部の領域)である回生制動領域において作動させられる。ここで、短絡特性線は、モータ144の各相を相互に短絡させた場合に発生する起電力に基づいてモータ144が発揮するトルクTqを示す特性線であり、ちなみに、短絡特性線の上方の領域は、いわゆる逆転制動領域となる。つまり、通常想定されるばね下振動においてウェイト96が回転させられる回転速度VNの範囲に対して、上記減衰力FDを得るために必要なトルクTqが短絡特性線の下方に存在するような特性のモータを、ダイナミックダンパ20が備えるモータ144として採用しているのである。それに対して、ショックアブソーバ16が備えるモータ54は、上記逆転制動域においても作動させられるような特性を有するモータとされている。そのため、本サスペンション装置10では、ダイナミックダンパ20のモータ144から回生された電力が、ショックアブソーバ16のモータ54への供給電力の一部として利用されることになる。 The motor 144 is mainly controlled to function as a generator, and the electromotive force generated by the rotation of the weight 96 is regenerated in the battery 156. The damping force characteristic of the motor 144, more specifically, the rotational speed of the weight 96, that is, the torque Tq of the motor 144 with respect to the rotational speed V N of the rotor of the motor 144 (the torque acting in the direction opposite to the rotational direction of the rotor) 5 is a characteristic as shown in FIG. 5, and the motor 144 is operated in a regenerative braking region which is a region (a shaded region in FIG. 5) located below the short-circuit characteristic line. Here, the short-circuit characteristic line is a characteristic line indicating the torque Tq exerted by the motor 144 based on the electromotive force generated when the phases of the motor 144 are short-circuited with each other. The region is a so-called reverse braking region. That is, the torque Tq necessary to obtain the damping force F D is present below the short-circuit characteristic line with respect to the range of the rotational speed V N where the weight 96 is rotated in the normal unsprung vibration. The motor having the characteristics is employed as the motor 144 provided in the dynamic damper 20. On the other hand, the motor 54 provided in the shock absorber 16 is a motor having such characteristics that it can be operated even in the reverse braking region. Therefore, in the present suspension device 10, the power regenerated from the motor 144 of the dynamic damper 20 is used as a part of the power supplied to the motor 54 of the shock absorber 16.

<別のダイナミックダンパ>
図6に、本サスペンション装置10に採用可能な別のばね下ダイナミックダンパを示す。本図に示すダイナミックダンパ180は、先のダイナミックダンパ20が減衰力発生装置として電磁式モータ144を備えるのに対し、流体抵抗に依拠して減衰力を発生させる構造の減衰力発生装置を採用している。なお、ダイナミックダンパ180は、その減衰力発生装置を除いて先のダイナミックダンパ20と同様の構成とされているため、ダイナミックダンパ180の説明は両者の異なる部分を中心に行うこととし、構成要素と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行うものとする。
<Another dynamic damper>
FIG. 6 shows another unsprung dynamic damper that can be employed in the suspension device 10. The dynamic damper 180 shown in the figure employs a damping force generator having a structure that generates a damping force based on fluid resistance, whereas the previous dynamic damper 20 includes an electromagnetic motor 144 as a damping force generator. ing. Since the dynamic damper 180 has the same configuration as that of the previous dynamic damper 20 except for the damping force generator, the description of the dynamic damper 180 will be made mainly on the different parts of the dynamic damper 180 and the constituent elements. Explanations of components having similar functions will be omitted or simplified by using the same reference numerals.

本ダイナミックダンパ180では、ウェイトケース182のケース本体184に被される蓋体186は、上部部材188と下部部材190とから構成され、この下部部材190の下端面において、スラストベアリング128をバックアップする構造とされている。それら上部部材188と下部部材190との間には概してドーナツ状の空間が存在しており、その空間には、後に説明する高粘性流体が収容される。つまり、蓋体186は、流体室192を有するものとされている。一方、慣性質量体として機能するウェイト196の上部には、ねじロッド94を挿通させる状態で、支持チューブ198が固定的に立設され、その支持チューブ198の外周部には、円盤状の回転ディスク200が相対回転不能に支持されている。この回転ディスク200は、上述の流体室192内に収められており、ウェイト196の回転に伴って、流体室192においてねじロッド94の軸線まわりに回転する。流体室192内には、高粘性流体が収容され、支持チューブ198の外周面と、蓋体186を構成する上部部材188および下部部材190の中央に設けられた穴の内面との間には、それらの相対摺動によっても高粘性流体が漏洩しないように、シール202,204が介装されている。   In the dynamic damper 180, the lid 186 that covers the case main body 184 of the weight case 182 includes an upper member 188 and a lower member 190, and a structure that backs up the thrust bearing 128 at the lower end surface of the lower member 190. It is said that. A generally donut-shaped space exists between the upper member 188 and the lower member 190, and a highly viscous fluid described later is accommodated in the space. That is, the lid body 186 has the fluid chamber 192. On the other hand, a support tube 198 is fixedly erected on the upper portion of the weight 196 functioning as an inertial mass body with a threaded rod 94 inserted therethrough, and a disc-shaped rotating disk is provided on the outer periphery of the support tube 198. 200 is supported so that relative rotation is impossible. The rotating disk 200 is housed in the fluid chamber 192 described above, and rotates around the axis of the screw rod 94 in the fluid chamber 192 as the weight 196 rotates. In the fluid chamber 192, a highly viscous fluid is accommodated, and between the outer peripheral surface of the support tube 198 and the inner surface of the hole provided in the center of the upper member 188 and the lower member 190 constituting the lid 186, Seals 202 and 204 are interposed so that the highly viscous fluid does not leak due to their relative sliding.

ウェイト196の回転に伴って、回転ディスク200が回転する場合、その回転ディスク200は、その回転に対して、高粘性流体からの抵抗を受けることになる。この抵抗は、ウェイト196の回転運動に対する減衰力、すなわち、慣性質量体の運動に対する減衰力として機能することとなる。本ダイナミックダンパ180は、電磁式モータに代え、上記構造の減衰力発生装置が採用されているのである。   When the rotating disk 200 rotates with the rotation of the weight 196, the rotating disk 200 receives resistance from the highly viscous fluid with respect to the rotation. This resistance functions as a damping force for the rotational motion of the weight 196, that is, a damping force for the motion of the inertial mass body. The dynamic damper 180 employs a damping force generator having the above structure instead of an electromagnetic motor.

実施例の車両用サスペンション装置の正面断面図である。It is front sectional drawing of the suspension apparatus for vehicles of an Example. 図1の車両用サスペンション装置において採用されているダイナミックダンパの正面断面図である。FIG. 2 is a front cross-sectional view of a dynamic damper employed in the vehicle suspension device of FIG. 1. スカイフック理論に基づくサスペンションモデルを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the suspension model based on the skyhook theory. 図3に示すモデルにおいて、ばね下ダイナミックダンパの有無による振動伝達特性,車輪の接地性の違いを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a difference in vibration transmission characteristics and wheel grounding characteristics with and without an unsprung dynamic damper in the model shown in FIG. 3. 図2のダイナミックダンパが備える電磁式モータの特性を示すチャートである。It is a chart which shows the characteristic of the electromagnetic motor with which the dynamic damper of FIG. 2 is provided. 図1の車両用サスペンション装置において採用可能な別のダイナミックダンパの正面断面図である。FIG. 5 is a front sectional view of another dynamic damper that can be employed in the vehicle suspension device of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

10:車両用サスペンション装置 12:マウント部(ばね上部材) 14:サスペンションロアアーム(ばね下部材) 16:ショックアブソーバ(電磁式ショックアブソーバ) 18:コイルスプリング(サスペンションスプリング) 20:ダイナミックダンパ(ばね下ダイナミックダンパ) 30:アウターチューブ 32:インナチューブ 50:ねじロッド 52:ナット 54:電磁式モータ 96:ウェイト(慣性質量体) 102:ボールねじ機構(運動変換機構) 132,134:コイルばね(弾性支持体) 140:永久磁石(可動子,回転子) 142:コイル(固定子) 106:電磁式モータ(電磁式作動機,減衰力発生装置) 180:ダイナミックダンパ(ばね下ダイナミックダンパ) 192:流体室(減衰力発生装置) 196:ウェイト(慣性質量体) 200:回転ディスク(減衰力発生装置)   10: Vehicle suspension device 12: Mount portion (sprung member) 14: Suspension lower arm (unsprung member) 16: Shock absorber (electromagnetic shock absorber) 18: Coil spring (suspension spring) 20: Dynamic damper (unsprung dynamic) 30): outer tube 32: inner tube 50: screw rod 52: nut 54: electromagnetic motor 96: weight (inertial mass body) 102: ball screw mechanism (motion conversion mechanism) 132, 134: coil spring (elastic support) 140: Permanent magnet (mover, rotor) 142: Coil (stator) 106: Electromagnetic motor (electromagnetic actuator, damping force generator) 180: Dynamic damper (unsprung dynamic damper) 1 2: the fluid chamber (damping force generating device) 196: Weight (inertial mass) 200: rotary disk (damping force generating device)

Claims (6)

ばね下部材に対して上下方向に運動可能とされた慣性質量体と、
その慣性質量体とばね下部材との一方に固定的に設けられた雄ねじ部と、前記慣性質量体とばね下部材との他方に固定的に設けられるとともに前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部および雌ねじ部の軸線が上下方向に延びて配設されたねじ機構を含んで構成され、前記慣性質量体の上下方向の運動をその慣性質量体の回転運動に変換する運動変換機構と、
前記慣性質量体を弾性的に支持する弾性支持体とを備えてばね下振動を吸収するばね下ダイナミックダンパ。
An inertial mass that is movable in the vertical direction with respect to the unsprung member;
A male screw portion fixedly provided on one of the inertial mass body and the unsprung member, and a female screw portion fixedly provided on the other of the inertial mass body and the unsprung member and screwed with the male screw portion. And includes a screw mechanism in which the axial lines of the male screw portion and the female screw portion are arranged to extend in the vertical direction, and the vertical motion of the inertial mass body is converted into the rotational motion of the inertial mass body. A motion conversion mechanism;
An unsprung dynamic damper comprising an elastic support for elastically supporting the inertia mass body and absorbing unsprung vibration.
当該ばね下ダイナミックダンパが、前記慣性質量体の運動に対する減衰力を発生させる減衰力発生装置を備えた請求項1に記載のばね下ダイナミックダンパ。   The unsprung dynamic damper according to claim 1, further comprising a damping force generator that generates a damping force with respect to the motion of the inertial mass body. 前記減衰力発生装置が、前記慣性質量体の回転運動に対する減衰力を発生させるものである請求項2に記載のばね下ダイナミックダンパ。   The unsprung dynamic damper according to claim 2, wherein the damping force generating device generates a damping force with respect to the rotational motion of the inertial mass body. 前記減衰力発生装置が、
固定子とそれに対向する可動子とを有してそれらの間に作用する電磁力を発生させる電磁式作動機を備え、前記慣性質量体の運動に伴って可動子が固定子に対して動作するように構成されて、その電磁式作動機が発生する電磁力に依拠して前記慣性質量体の運動に対する減衰力を発生させるものである請求項2または請求項3に記載のばね下ダイナミックダンパ。
The damping force generator is
An electromagnetic actuator having a stator and a mover opposed to the stator and generating an electromagnetic force acting between the stator and the mover moves relative to the stator as the inertial mass body moves. 4. The unsprung dynamic damper according to claim 2, wherein the unsprung dynamic damper is configured to generate a damping force with respect to the motion of the inertial mass body based on an electromagnetic force generated by the electromagnetic actuator. 5.
前記電磁式作動機が発電機として機能し、前記減衰力発生装置が、前記慣性質量体の運動によってその電磁式作動機に発生する起電力を回生可能に構成された請求項4に記載ののばね下ダイナミックダンパ。   5. The electromagnetic actuator according to claim 4, wherein the electromagnetic actuator functions as a generator, and the damping force generator is configured to regenerate an electromotive force generated in the electromagnetic actuator due to the movement of the inertial mass body. Unsprung dynamic damper. ばね下部材とばね上部材とを相互に弾性的に支持するスプリングと、ばね下部材とばね上部材との相対運動を減衰させる電磁式ショックアブソーバと、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のばね下ダイナミックダンパとを備えたサスペンション装置。   6. A spring that elastically supports the unsprung member and the sprung member, an electromagnetic shock absorber that attenuates relative movement between the unsprung member and the sprung member, and any one of claims 1 to 5. A suspension device comprising the unsprung dynamic damper described above.
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