(57)【要約】【課題】慣性モーメントの緩和を可能とし、微小ストローク時にも減衰力を発生可能な緩衝器を提供することである。【解決手段】直線運動を回転運動に変換する運動変換機構Ｈと、上記回転運動が伝達されるモータＭを備えた緩衝器において、モータＭの出力シャフトＳと運動変換機構Ｈの回転側部材２とが回り止めされて連結されるとともに、上記出力シャフトＳと回転側部材２との間に弾性体１０が配在されることを特徴とし、詳しくは出力シャフトＳと回転側部材２とをスプライン結合し、互いのスプライン歯５，９間に弾性体１０を配在させた。【選択図】      図１
2006057815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線運動を回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転運動が伝達されるモータを備えた緩衝器において、モータの出力シャフトと運動変換機構の回転側部材とが回り止めされて連結されるとともに、上記出力シャフトと回転側部材との間に弾性体が配在されることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
出力シャフトと回転側部材とがスプライン結合により回り止めされてなり、出力シャフトのスプラインと回転側部材のスプラインとの間に弾性体が配在されることを特徴とする請求項１に記載する緩衝器。
【請求項３】
出力シャフトと回転側部材とがセレーション結合により回り止めされてなり、出力シャフトのセレーションと回転側部材のセレーションとの間に弾性体が配在されることを特徴とする請求項１に記載する緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータが発生するトルクを運動変換機構の直線運動を抑制する減衰力として利用するサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種緩衝器としては、ボール螺子ナットと、ボール螺子ナットに螺合される螺子軸と、螺子軸にカップリングを介して出力シャフトが連結されるモータとを備えて構成され、モータのロータが螺子軸の回転により回転せしめてモータの巻線に誘導起電力を生じさせてモータに電磁力を発生させ、モータが該電磁力に起因して出力するトルクをその減衰力発生源としている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、この緩衝器にあっては、モータの発生するトルク以外にその発生減衰力に影響を与える電磁力モータのロータおよび螺子軸の慣性モーメントの弊害、すなわち、回転角加速度に比例して大きくなる慣性モーメントが本緩衝器の場合モータ等の質量が大きいので回転速度変化時に必ず緩衝器の発生する減衰力に影響し、その制御も容易ではないので車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させて乗り心地を悪化させる弊害、を取り除くべく、カップリングを出力シャフト側に連結される部材と、螺子軸側に連結される部材と両部材に介装される弾性体とで構成し、特に、緩衝器が大きな力で振動させられる際の慣性モーメントの影響を上記弾性体で緩和して、車両における乗り心地を向上している。
【特許文献１】特開２００４−１１７５３号公報（段落番号００６７〜００６８，図１および図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した緩衝器にあっては、上述のように、慣性モーメントの発生減衰力への影響を低減できる点で非常に有用であるが、しかし、以下の不具合を指摘される可能性がある。
【０００５】
すなわち、従来緩衝器にあっては、カップリングにおける弾性体が弾性変形することで慣性モーメントの影響を緩和しているのであるが、弾性体は体積が大きく、緩衝器が微小なストロークで振動する際には、弾性体の弾性変形で振動が吸収されてしまい、モータのトルクで減衰力を発生することができない場合がある。
【０００６】
すると、従来緩衝器では微小振動領域では、その振動が減衰されるまで長時間を要してしまうこととなり、かえって車両における乗り心地を悪化してしまう危惧がある。
【０００７】
上記弊害を防止しようとすると、螺子軸と出力シャフトとを弾性体を介さず、たとえば、スプラインやキー等を用いて連結すればよいが、このような結合では、必ず少々のガタが付き物であり、緩衝器の振動時に金属あたりを生じて異音を発生する弊害があるとともに、そもそもの慣性モーメントの緩和も未達となる。
【０００８】
そこで、本発明は上記不具合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、慣性モーメントの緩和を可能とし、微小ストローク時にも減衰力を発生可能な緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明は、直線運動を回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転運動が伝達されるモータを備えた緩衝器において、モータの出力シャフトと運動変換機構の回転側部材とが回り止めされて連結されるとともに、上記出力シャフトと回転側部材との間に弾性体が配在されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出力シャフトと回転側部材との間には、弾性体が配在されているので従来緩衝器の弾性体に比較してその弾性変形量も少なく、緩衝器が微小なストロークであってもモータの出力シャフトに回転側部材の回転運動が伝達されるから、この緩衝器は、微小なストロークでも減衰力を発生することが可能である。
【００１１】
また、上記弾性体の配在により、出力シャフトのトルクが回転側部材に直接的に伝達されることはなく、従来緩衝器同様に、慣性モーメントによる緩衝器の伸縮初期の不要な減衰力の発生を低減可能であり、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させてしまう不具合も低減されることとなり車両における乗り心地が向上する。
【００１２】
さらに、出力シャフトと回転側部材との間には、弾性体が配在されているので、出力シャフトと回転側部材の金属当たりを防止できるので異音が生じる弊害がない。
【００１３】
そして、モータ側が車両の車体側部材に連結される場合には、回転側部材が車両走行中に路面からの振動入力により、軸方向に加振されても、弾性体と回転側部材の表面との間に摩擦を生じて回転側部材の振動減衰する効果もあるので、回転側部材の振動が車体側に伝達されにくくすることができ、これにより回転側無部材の振動が車体に伝達されることにより生じる異音に対してもその異音量を小さくする効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、一実施の形態における緩衝器を概念的に示す縦断面図である。図２は、モータの出力シャフトと回転側部材の連結部の横断面図である。図３は、他の実施の形態における緩衝器を概念的に示す縦断面図である。
【００１５】
図１に示すように、一実施の形態における緩衝器Ｄ１は、基本的には、直線運動を回転運動に変換する運動変換機構Ｈと、上記回転運動が伝達されるモータＭを備えて構成され、さらに、この実施の形態の場合、運動変換機構Ｈは、ボール螺子ナット１と、ボール螺子ナット１に螺合される螺子軸２とで構成され、ボール螺子ナット１と螺子軸２の軸方向の相対直線運動を螺子軸２の回転運動に変換し、この螺子軸２の回転運動をモータＭの出力シャフトＳ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出力シャフトＳの回転に抗するトルクを上記螺子軸２の回転運動を抑制してボール螺子ナット２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。
【００１６】
また、この緩衝器Ｄ１においては、上記したように、ボール螺子ナット１と螺子軸２の軸方向の相対直線運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。
【００１７】
以下、詳細な構造について説明する。螺子軸２は、円柱状に形成され、その外周に螺旋状の螺子溝３が形成されるとともに、螺子軸２の図１中上端には、その上端から開口する穴４が設けられ、さらに、この穴４の内周にはアウタスプライン歯５が形成されている。
【００１８】
この螺子軸２に螺合されるボール螺子ナット１は、その内周には、螺子軸１の螺旋状の螺子溝３に符合するように螺旋状のボール保持部（図示せず）が設けられており、前記ボール保持部に多数のボール(図示ぜず)が配在されてなり、ボール螺子ナット１の内部にはボールが循環可能なように前記ボール保持部の両端を連通する通路（図示せず）が設けられているものであって、螺子軸２に前記ボール螺子ナット１が螺合された場合に、螺子軸２の螺旋状の螺子溝３にボール螺子ナット１のボールが嵌合し、螺子軸２の回転運動に伴いボール自体も螺子軸２の螺子溝３との摩擦力により回転するので、ラックアンドピニオン等の機構に比べ滑らかな動作が可能である。
【００１９】
上述のように、ボール螺子ナット１には螺子軸２が螺子溝３に沿って回転自在に螺合され、螺子軸２がボール螺子ナット１に対し図１中上下方向の直線運動をすると、このボール螺子ナット１は、車両の車体側部材もしくは車軸側部材の一方にブラケット６を介して連結される筒７の上端内周に固定されているので、これによりボール螺子ナット１の周方向の回転が規制されるので、螺子軸２は強制的に回転駆動される。
【００２０】
すなわち、上記運動変換機構Ｈによりボール螺子ナット１と螺子軸２の軸方向の相対直線運動が螺子軸２の回転運動に変換されることとなり、本実施の形態の場合、回転側部材は螺子軸２ということになる。
【００２１】
他方、モータＭは、フレーム８と、フレーム８内に固定されたステータ（図示せず）と、フレーム８内に回転自在に設けたロータとで構成されたものであって、図示はしないが、車両の車体側部材もしくは車軸側部材の他方に連結される。
【００２２】
したがって、モータＭとブラケット６により本実施の形態における緩衝器Ｄ１は車両の車体側部材と車軸側部材との間に介装される。
【００２３】
なお、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。
【００２４】
そして、このモータＭのロータの一部となる出力シャフトＳの図１中下端となる先端の外周には、上記螺子軸２の上端に設けたアウタスプライン歯５に噛合するインナスプライン歯９が形成され、さらに、このインナスプライン歯９の表面には、弾性体１０をコーティングしてある。
【００２５】
上述のように弾性体１０がコーティングされた出力シャフトＳの先端を、図２に示すように、螺子軸２の穴４の中にインナスプライン歯９とアウタスプライン５とを符合させて挿入し、出力シャフトＳと螺子軸２とが連結され、出力シャフトＳと螺子軸２は、上記スプライン構造により回り止めされることとなる。
【００２６】
このとき、出力シャフトＳのインナスプライン歯９と螺子軸２のアウタスプライン歯５との間の隙間を、出力シャフトＳ側にコーティングされた弾性体１０の表面が多少削られる程度にしておき、出力シャフトＳが螺子軸２に圧入されるようにしておくことにより、挿入時に弾性体１０が圧縮されるので、出力シャフトＳと螺子軸２との間にガタを生じさせないように連結することできる。
【００２７】
つまり、本実施の形態の緩衝器Ｄ１では、通常のスプライン構造、すなわち、弾性体１０を配在しないスプライン構造に比較して出力シャフトＳと螺子軸２との間の隙間が弾性体１０で密に埋められることとなり、これによりガタつきが防止されるのである。
【００２８】
なお、弾性体１０としては、たとえば、樹脂、ゴムの使用が可能であり、アウタスプライン歯５側の表面に弾性体１０をコーティングしてもよく、また、インナスプライン歯９およびアウタスプライン歯５の両方の表面にコーティングするとしても差し支えない。
【００２９】
さらに、たとえば、弾性体１０を樹脂やエポキシ系接着剤に金属粉を配合した金属パテ等として、出力シャフトＳを螺子軸２に挿入してから、当該弾性体１０を出力シャフトＳと螺子軸２との間の隙間に充填するとして、出力シャフトＳを螺子軸２との間に弾性体１０を配在させてもよい。
【００３０】
また、さらに、インナスプライン歯９の表面全体に弾性体１０をコーティングする必要はなく、アウタスプライン歯５に噛み合う面のみにコーティングするとしても差し支えないが、加工上は全体にコーティングする方が容易となる。
【００３１】
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ボール螺子ナット１と螺子軸２との軸方向の相対直線運動を抑制することにより車両の車体と車軸との相対直線運動を減衰させるが、出力シャフトＳと螺子軸２との間には、弾性体１０が配在されているので、出力シャフトＳと螺子軸２の金属当たりを防止できるので異音が生じる弊害がない。
【００３２】
しかも、弾性体１０は、出力シャフトＳのインナスプライン歯９と螺子軸２のアウタスプライン歯５との間に配在されているので、従来緩衝器の弾性体に比較してその弾性変形量も少なく、緩衝器Ｄ１が微小なストロークであってもモータＭの出力シャフトＳに螺子軸２の回転運動が伝達されるから、この緩衝器Ｄ１は、微小なストロークでも減衰力を発生することが可能である。
【００３３】
また、モータＭ側が車両の車体側部材に連結される場合には、螺子軸２が車両走行中に路面からの振動入力により、また、ボール螺子ナット１の図１中上下方向の移動より、軸方向に加振されても、弾性体１０と螺子軸２のアウタスプライン歯５の表面との間に摩擦を生じて螺子軸２の振動減衰する効果もあるので、螺子軸２の振動が車体側に伝達されにくくすることができ、これにより螺子軸２の振動が車体に伝達されることにより生じる異音に対してもその異音量を小さくする効果を発揮する。
【００３４】
また、上記した弾性体１０の配在により、出力シャフトＳのトルクが螺子軸２に直接的に伝達されることはなく、従来緩衝器同様に、緩衝器Ｄ１特有の慣性モーメントによる緩衝器の伸縮初期の不要な減衰力の発生を低減可能であり、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させてしまう不具合も低減されることとなり車両における乗り心地が向上する。
【００３５】
つづいて、他の実施の形態における緩衝器Ｄ２について説明する。なお、一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。
【００３６】
この緩衝器Ｄ２は、図３に示すように、基本的には、第１の実施の形態と同様のボール螺子ナット１と、ボール螺子ナット１に螺合される螺子軸２と、ボール螺子ナット１の回転運動が伝達されるモータＭとで構成され、この他の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっては、一実施の形態における緩衝器Ｄ１とは異となり、螺子軸２とボール螺子ナット１との軸方向の相対直線運動をボール螺子ナット２の回転運動に変換し、このボール螺子ナット２の回転運動をモータＭの出力シャフトＳ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出力シャフトＳの回転に抗するトルクを上記ボール螺子ナット１の回転運動を抑制して螺子軸２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。
【００３７】
すなわち、一実施の形態と異なるのは、モータＭの出力シャフトＳに回転運動を伝達するのは、ボール螺子ナット１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１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。
【００３８】
そして、上記歯車２４には、モータＭの出力シャフトＳの図３中下端に連結される歯車２５に噛合しており、当該歯車２４，２５で構成される歯車機構Ｇを介してボール螺子ナット１の回転運動がモータＭの出力シャフトＳに伝達可能とされ、この実施の形態の場合、運動変換機構Ｈ２は、ボール螺子ナット１と、螺子軸２と歯車機構Ｇとをすべてを含んで構成され、回転側部材は歯車２５とされている。
【００３９】
そして、この歯車２５の軸心部には、孔２６が設けられており、この孔２６の内周側にはアウタセレーション歯２７が設けられ、この孔２６内には出力シャフトＳが挿入されるが、出力シャフトＳの図３中下端外周にはインナセレーション歯２８が設けられており、歯車２５と出力シャフトＳとを上記アウタセレーション歯２７とインナセレーション歯２８とを噛合させて、すなわち、セレーション構造にて連結させている。
【００４０】
そして、アウタセレーション歯２７とインナセレーション歯２８との間には、隙間が設けられており、この隙間には、樹脂やエポキシ系接着剤に金属分を配合して作られた金属パテ等の弾性体３０が充填され、これにより、出力シャフトＳと回転側部材たる歯車２５との間に弾性体３０が配在される。
【００４１】
なお、この弾性体３０にあっても、一実施の形態の弾性体１０同様、出力シャフトＳと歯車２５とを連結する前に、あらかじめ、インナセレーション歯２８およびアウタセレーション歯２７の一方または両方にコーティングしておいてもよい。
【００４２】
さらに、この他の実施の形態においては、螺子軸２は、たとえば、車両の車体側部材もしくは車軸側部材の一方に連結されて周方向の回転が規制され、螺子軸２の図３中上下方向の直線運動は、ボール螺子ナット１の回転運動に変換することが可能となっている。
【００４３】
また、この実施の形態の場合、モータＭは、筒２０の側方に配置固定されており、筒２０の上端側が車両の車体側部材もしくは車軸側部材の他方に連結されることにより、緩衝器Ｄ２は、車両の車体側部材と車軸側部材との間に介装される。
【００４４】
したがって、この他の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっても、一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、上記した運動変換機構Ｈ２にあっては、モータＭに歯車機構Ｇを介してボール螺子ナット１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い。
【００４６】
そして、他の実施の形態における緩衝器Ｄ２にあっても、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、出力シャフトＳと回転側部材たる歯車２５との間には、弾性体３０が配在されているので、出力シャフトＳと歯車２５の金属当たりを防止できるので異音が生じる弊害がない。
【００４７】
しかも、弾性体３０は、インナセレーション歯２８とアウタセレーション歯２７との間に配在されているので、従来緩衝器の弾性体に比較してその弾性変形量も少なく、緩衝器Ｄ２が微小なストロークであってもモータＭの出力シャフトＳに歯車２５の回転運動が伝達されるから、この緩衝器Ｄ２は、微小なストロークでも減衰力を発生することが可能である。
【００４８】
また、上記した弾性体３０の配在により、出力シャフトＳのトルクがボール螺子ナット１に直接的に伝達されることはなく、従来緩衝器同様に、緩衝器Ｄ１特有の慣性モーメントによる緩衝器の伸縮初期の不要な減衰力の発生を低減可能であり、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させてしまう不具合も低減されることとなり車両における乗り心地が向上する。
【００４９】
なお、上記した各実施の形態で、その回り止めとしてスプライン構造およびセレーション構造を採用しているが、たとえば、キーとキー溝により回り止めして、このキーとキー溝の一方もしくは両方に弾性体をコーティングしたり、キーとキー溝との間に弾性体を充填したりするとしてもよく、さらに、キーやキー溝だけでなく出力シャフトと螺子軸もしくは歯車の嵌め合い部分全体に弾性体をコーティングしたり充填したりとしてもよい。
【００５０】
また、モータの出力シャフトＳに穴を設け、螺子軸や歯車に設けた軸をスプラインもしくはセレーション構造下に挿入するとしてもよいことは無論である。
【００５１】
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】
【００５２】
【図１】一実施の形態における緩衝器を概念的に示す縦断面図である。
【図２】モータの出力シャフトと回転側部材の連結部の横断面図である。
【図３】他の実施の形態における緩衝器を概念的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ボール螺子ナット
２  螺子軸
３  螺子溝
４  穴
５  アウタスプライン歯
６  ブラケット
７，２０  筒
８  ケース
９  インナスプライン歯
１０，３０  弾性体
１０  減衰材
２１，２２  ボールベアリング
２４，２５  歯車
２６  孔
２７  アウタセレーション歯
２８  インナセレーション歯
Ｄ１，Ｄ２  緩衝器
Ｈ１，Ｈ２  運動変換機構
Ｍ  モータ
Ｓ  出力シャフト
【図１】
2006057815.tif 000003
【図２】
2006057815.tif 000004
【図３】
2006057815.tif 000005