(57)【要約】【課題】緩衝器の振動および異音発生を防止することである。【解決手段】  ボール螺子ナット４と、ボール螺子ナット４内に回転自在に螺合される螺子軸１と、螺子軸１側の回転が伝達されるモータＭとを備え、モータＭの電磁力でボール螺子ナット４と螺子軸１の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器Ｄ１において、ボール螺子ナット４が、筒状本体５と、筒状本体５内周側に設けた螺子軸１の螺子溝３に対向する螺旋状の通路６と、通路６の両端を結ぶ循環路７と、該通路６および循環路７内に整列させて収容され筒状本体５と上記螺子溝３との間に介装される複数のボール８と、各ボール８間に介装される樹脂球体９とを備えてなることを特徴とする。【選択図】      図１
2006057669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール螺子ナットと、ボール螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、螺子軸側の回転が伝達されるモータとを備え、モータの電磁力でボール螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器において、ボール螺子ナットが、筒状本体と、本体内周側に設けた螺子軸の螺子溝に対向する螺旋状の通路と、通路の両端を結ぶ循環路と、該通路および循環路内に整列させて収容され筒状本体と上記螺子溝との間に介装される複数のボールと、各ボール間に介装される樹脂球体とを備えてなることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
螺子ナットと、螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、螺子ナットの回転が伝達されるモータとを備え、モータの電磁力で螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器において、ボール螺子ナットが、筒状本体と、本体内周側に設けた螺子軸の螺子溝に対向する螺旋状の通路と、通路の両端を結ぶ循環路と、該通路および循環路内に整列させて収容され筒状本体と上記螺子溝との間に介装される複数のボールと、各ボール間に介装される樹脂球体とを備えてなることを特徴とする緩衝器。
【請求項３】
樹脂球体の直径がボールの直径以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器に関し、特に、モータの電磁力で減衰力を発生する緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種緩衝器としては、車体を弾性支持するコイルバネと、車軸側に連結されるボール螺子ナットに回転自在に螺合した螺子軸と、螺子軸の一端に連結されるとともに車体側に連結されるモータとで構成され、モータの電磁力による回転トルクで車体と車軸との相対移動を抑制するものがある。
【特許文献１】特開平０８−１９７９３１号公報（段落番号００２３，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来の緩衝器は、油等を必要としない点で非常に有用であるが、以下の問題点がある。
【０００４】
上述の通り、従来緩衝器は、螺子軸とボール螺子ナットとの組み合せにより軸方向の相対運動を螺子軸の回転運動に変換する機構が採用されており、ボール螺子ナットは、螺子軸の螺子溝に対向する通路と通路の両端を結ぶ循環路とを備え、この通路および循環路内に複数のボールが整列収容され、該複数のボールは螺子軸の螺子溝内に回転および移動自在に嵌合される。
【０００５】
そして、ボール螺子ナットが螺子軸に対し、あるいは、螺子軸がボール螺子ナットに対し回転運動を呈すると、上記ボールは、螺子溝から受ける摩擦力によって回転し上記通路および循環路を循環するのであるが、このとき、隣り合うボールは、互いに衝突を繰り返し、また、擦れあうこととなるので、緩衝器が振動するとともに異音を発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、緩衝器の振動および異音発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するため、第１の課題解決手段は、ボール螺子ナットと、ボール螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、螺子軸側の回転が伝達されるモータとを備え、モータの電磁力でボール螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器において、ボール螺子ナットが、筒状本体と、本体内周側に設けた螺子軸の螺子溝に対向する螺旋状の通路と、通路の両端を結ぶ循環路と、該通路および循環路内に整列させて収容され筒状本体と上記螺子溝との間に介装される複数のボールと、各ボール間に介装される樹脂球体とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
さらに、第２の課題解決手段は、螺子ナットと、螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、螺子ナットの回転が伝達されるモータとを備え、モータの電磁力で螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器において、ボール螺子ナットが、筒状本体と、本体内周側に設けた螺子軸の螺子溝に対向する螺旋状の通路と、通路の両端を結ぶ循環路と、該通路および循環路内に整列させて収容され筒状本体と上記螺子溝との間に介装される複数のボールと、各ボール間に介装される樹脂球体とを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
各請求項の発明によれば、ボール螺子ナットのボール間にスペーサが介装されているので、ボール螺子ナットにおける振動および異音の発生が防止され、結果的に、緩衝器自体の振動が抑制されるとともに緩衝器自体が異音を発生することもなくなり、さらに緩衝器自体の振動が車体側に伝達されることによる異音の発生も防止される。
【００１０】
また、ボール螺子ナットと螺子軸による運動変換が円滑に行われるようになるため、緩衝器の伸縮も滑らかとなり、その結果、車両における乗り心地が向上する。
【００１１】
さらに、ボール螺子ナットのボールの劣化、摩耗が防止されるから、緩衝器の伸縮がロックされる事態も回避され、緩衝器の耐久性が向上、品質劣化も防止され、緩衝器は安定的な減衰力を発生することができる。
【００１２】
そして、さらに、ボール螺子ナットと螺子軸による運動変換が円滑に行われるようになるため、緩衝器における制御応答性も向上すると同時に、モータの負担も軽減され省電力化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、本発明の第１の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。図２は、ボール螺子ナットの一部切欠断面を含む斜視図である。図３は、ボール間に介装された樹脂球体の側面図である。図４は、本発明の第２の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【００１４】
図１に示すように、第１の実施の形態における緩衝器Ｄ１は、基本的には、モータＭと、モータＭに連結された螺子軸１と、螺子軸１に螺合される螺子ナットたるボール螺子ナット４とで構成され、螺子軸１とボール螺子ナット４との軸方向の相対移動を螺子軸１の回転運動に変換し、この螺子軸１の回転運動をモータＭのロータＲに伝達して当該モータＭ内の巻線（図示せず）に誘導起電力を発生させることよりモータＭにエネルギ回生させて電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記ロータＲの回転に抗するトルクを上記螺子軸１の回転運動を抑制してボール螺子ナット４の直線運動を抑制する減衰力として利用するものである。
【００１５】
また、この緩衝器Ｄ１においては、上記したように、螺子軸１とボール螺子ナット４との軸方向の相対移動の運動エネルギを回生して減衰力を発生するだけでなく、モータＭを積極的に駆動することも可能で、この場合には当該緩衝器Ｄ１は、アクチュエータとしても機能する。
【００１６】
以下、詳細な構造について説明する。螺子軸１は、円柱状に形成されるとともに、その外周に螺旋状の螺子溝３が形成されている。
【００１７】
他方、この螺子軸１に螺合されるボール螺子ナット４は、図２に示すように、筒状本体５と、筒状本体５の内周に設けた通路６と、循環路７と、ボール螺子ナット４と螺子軸１との間に介装される複数のボール８と、各ボール８間に介装される樹脂球体９とで構成されている。
【００１８】
そして、通路６は断面円弧状とされ、かつ、筒状本体５に内周に螺子軸１の螺旋状の螺子溝３に対向するよう螺旋状に形成されており、その両端ａ，ｂは、筒状本体５の通路６と干渉しない位置、すなわち通路６の背面側に設けられた断面円形状の循環路７にて接続され、該通路６と循環路７はループ状に接続されている。
【００１９】
また、上記通路６および循環路７内には複数のボール８が整列されて収容され、ボール８は、上記ループ状に形成された通路６と循環路７を循環することができるようになっている。
【００２０】
すなわち、螺子軸１に前記ボール螺子ナット４が螺合されると、螺子軸１の螺旋状の螺子溝３にボール螺子ナット４の通路６内に収容されたそれぞれのボール８が回転および移動自在に嵌合し、螺子軸１の周方向の回転運動もしくはボール螺子ナット４自体の周方向の回転運動に伴い該ボール８自体も螺子軸１の螺子溝３との摩擦力により回転するので、ボール８は、回転しながら上記通路６を移動して、たとえば、通路６の一端ａから掬い上げられて通路６の背面側に設けた循環路７内に移動し、やがては通路６の他端ｂまで移動し、再度螺子軸１の螺子溝３に嵌合して移動を繰り返すことで通路６と循環路７とを循環するようになっている。
【００２１】
また、逆に、螺子軸１やボール螺子ナット４が上記した方向と反対の方向に回転すると、ボール８は、通路６の他端ｂから掬い上げられ循環路７内に移動し通路６の一端ａから通路６に戻されることとなる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、通路６と循環路７を１つずつ設けているが、たとえば、通路６を図２中左右に分割して、その分割された通路６それぞれに循環路７を設ける、すなわち、１つのボール螺子ナット４に２つの通路と２つの循環路を設けるとしても、またそれ以上設けるとしてもよく、さらに、螺子溝３の１ピッチ毎に対応して通路と循環路を設けるとしてもよい。
【００２３】
また、隣り合うボール８同士の間には、樹脂球体９が介装されており、樹脂球体９は、図３に示すように、樹脂製で球状に形成されるとともに、その直径はボール８の直径より小さくなるように設定されている。
【００２４】
この樹脂球体９は、その両端がそれぞれ隣り合うボール８の表面に接するように介装される。
【００２５】
そして、これらボール８および樹脂球体９を上記通路６および循環路７内に収容する際には、与圧をかけておくことによって、ボール８と樹脂球体９との間にガタを生じないようにしてある。
【００２６】
したがって、隣り合うボール８同士は、樹脂球体９の存在により互いに接触することなく通路６と循環路７とを循環することとなり、ボール８同士の金属当りを防止することができ、これにより、ボール８の摩耗が防止されると同時に、異音および振動の発生が阻止される。
【００２７】
また、樹脂球体９は、図３に示すように、図３中左右のボール８が螺子溝３によって破線矢印方向に回転させられると、実線矢印方向に回転することとなるから、この樹脂球体９の回転は、ボール８の回転を阻害することはない。
【００２８】
ここで、従来のボール螺子ナットのボールに着目すると、隣り合うボールの回転方向は常に同じ方向となるので、隣り合うボール同士は互いにボールの回転を阻害する方向に回転していることとなる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態では、ボール８より小径な樹脂球体９はボール８の回転により回転させられることから、ボール８の回転を阻害しないのである。
【００３０】
そして、ボール８の回転が阻害されないことにより、ボール８の円滑な回転が保障され、ボール８の摩耗も防止されるから、螺子軸１とボール螺子ナット４の軸方向の直線運動は、螺子軸１もしくはボール螺子ナット４の周方向の回転運動に円滑に変換されることとなる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、このボール螺子ナット４は、筒１４を介して、たとえば、車両の車体側もしくは車体側に連結されることにより周方向の回転が規制されるので、螺子軸１は強制的に回転駆動されることとなる。
【００３２】
他方、モータＭは、フレーム１２と、フレーム１２内に固定されたステータ（図示せず）と、フレーム１２内に回転自在に設けたロータＲとで構成されたものであって、モータとしては、およそ緩衝器Ｄ１に減衰力を発生させ得る限り各種形式（たとえば、ブラシレスモータ、ヒステリシスモータ、誘導モータ等）のものが使用可能であるが、高効率、高出力のものが好ましい。
【００３３】
そして、このモータＭのロータＲの図１中下端となる先端は、カップリング１３を介して螺子軸１の図１中上端に連結され、螺子軸１の回転運動がモータＭのロータＲに伝達可能とされている。なお、螺子軸１とロータＲとを一体的に形成してもよい。
【００３４】
さて、上述のように構成された緩衝器Ｄ１にあっては、上記したように、モータＭを駆動し、またはエネルギ回生により、またはその両方により螺子軸１とボール螺子ナット４との軸方向の相対移動を抑制する。
【００３５】
ここで、上述のように螺子軸１はボール螺子ナット４により強制的に回転させられるが、ボール螺子ナット４のボール８間に樹脂球体９が介装されているので、ボール螺子ナット４における振動および異音の発生が防止され、結果的に、緩衝器Ｄ１自体の振動が抑制されるとともに緩衝器Ｄ１自体が異音を発生することもなくなり、さらに緩衝器Ｄ１自体の振動が車体側に伝達されることによる異音の発生も防止される。
【００３６】
また、ボール螺子ナット４と螺子軸１による運動変換が円滑に行われるようになるため、緩衝器Ｄ１の伸縮も滑らかとなり、その結果、車両における乗り心地が向上する。
【００３７】
さらに、ボール螺子ナット４のボール８の劣化、摩耗が防止されるから、緩衝器Ｄ１の伸縮がロックされる事態も回避され、緩衝器Ｄ１の耐久性が向上、品質劣化も防止され、緩衝器Ｄ１は安定的な減衰力を発生することができる、すなわち、ボールの摩耗等に起因した動作不良により減衰特性が変化してしまう弊害がない。
【００３８】
そして、さらに、ボール螺子ナット４と螺子軸１による運動変換が円滑に行われるようになるため、緩衝器Ｄ１における制御応答性も向上すると同時に、モータＭの負担も軽減され、すなわち、緩衝器Ｄ１を伸縮駆動する際のトルクの軽減が可能であり、省電力化が可能となる。
【００３９】
つづいて、第２の実施の形態における緩衝器Ｄ２について説明する。なお、第１の実施の形態における緩衝器Ｄ１と同様の部材については、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。
【００４０】
この緩衝器Ｄ２は、図４に示すように、基本的には、第１の実施の形態と同様の螺子軸１と、螺子軸１に螺合される螺子ナットたるボール螺子ナット４と、ボール螺子ナット４の回転運動が伝達されるモータＭとで構成され、この第２の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっては、第１の実施の形態における緩衝器Ｄ１とは異となり、螺子軸１とボール螺子ナット４との軸方向の相対移動をボール螺子ナット４の回転運動に変換し、このボール螺子ナット４の回転運動をモータＭのロータＲに伝達して当該モータＭ内の巻線（図示せず）に誘導起電力を発生させることよりモータＭにエネルギ回生させて電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記ロータＲの回転に抗するトルクを上記ボール螺子ナット４の回転運動を抑制して螺子軸１の直線運動を抑制する減衰力として利用するものである。
【００４１】
すなわち、第１の実施の形態と異なるのは、モータＭのロータＲに回転運動を伝達するのは、ボール螺子ナット４である点であり、この点につき詳しく説明すると、ボール螺子ナット４は、筒２０にボールベアリング２１，２２を介して回転自在に支持されており、さらに、その外周に歯車２４が設けられている。
【００４２】
そして、上記歯車２４には、モータＭのロータＲの図４中下端に設けられた歯車２５に噛合しており、当該歯車２４，２５で構成される歯車機構を介してボール螺子ナット４の回転運動がモータＭのロータＲに伝達可能とされている。
【００４３】
さらに、この第２の実施の形態においては、螺子軸１は、たとえば、車両の車体側もしくは車軸側に連結されて周方向の回転が規制され、螺子軸１の図４中上下方向の直線運動は、ボール螺子ナット４の回転運動に変換することが可能となっている。
【００４４】
したがって、この第２の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっても、第１の実施の形態における緩衝器Ｄ１と同様に減衰力を発生することができるとともに、モータＭを積極的に駆動することにより、アクチュエータとしても機能する。
【００４５】
なお、上記したところでは、モータＭに歯車機構を介してボール螺子ナット４の回転運動を伝達可能としているが、摩擦車機構やベルト機構等を介して回転運動を伝達してもよく、また、ボール螺子ナット４の外周に磁石や電機子巻線を設け、筒２０の内周側にステータを設けておけばボール螺子ナット４自体をモータのロータの一部として使用することも可能である。
【００４６】
そして、第２の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっても、ボール螺子ナット４ひいては緩衝器Ｄ２の振動を抑制することができるとともに、異音の発生を防止することが可能であり、第１の実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様の作用効果を奏することができる。
【００４７】
なお、上記したところでは、緩衝器Ｄ１，Ｄ２を特に車両に適用した場合について説明したが、通常緩衝器が使用される部位にこの緩衝器Ｄ１，Ｄ２を使用でき、その場合においても振動および異音発生を防止可能なことは無論である。
【００４８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【図２】ボール螺子ナットの一部切欠断面を含む斜視図である
【図３】ボール間に介装された樹脂球体の側面図である。
【図４】第２の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  螺子軸
３  螺子溝
４  螺子ナットたるボール螺子ナット
５  筒状本体
６  通路
７  循環路
８  ボール
９  樹脂球体
１２  フレーム
１３  カップリング
１４，２０  筒
２１，２２  ボールベアリング
２４，２５  歯車
Ｄ１，Ｄ２  緩衝器
Ｍ  モータ
Ｒ  ロータ
【図１】
2006057669.tif 000003
【図２】
2006057669.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006057669.tif 000006