(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド部材と、前記ロッド部材の一端を液密に摺動可能に収容した円筒部材とが、その一方が車両のばね上部材、他方がばね下部材に固定され、相対変位することにより減衰力を発生させるショックアブソーバにおいて、
前記ロッド部材の外周面に固定される第１の電極と、
前記円筒部材の内周面に固定される第２の電極とを備え、
前記第１の電極と、前記第２の電極との間の容量結合によって電力の授受を行うと共に、
前記第１の電極と、前記第２の電極は対向するように設置され、
前記第１および第２の電極のうち、一方の電極の円周方向の設置角度に対して、他方の電極の円周方向の設置角度が大きいことを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項２】
内外２重に配置された内筒部材と外筒部材を備え、前記内筒部材が前記円筒部材であることを特徴とする請求項１に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項３】
前記第１の電極を第１の絶縁体で包含し、前記第２の電極を第２の絶縁体で包含し、前記円筒部材の内側に作動油と低圧気体を封入して、前記第１および第２の絶縁体を、低圧気体に接するように配置することを特徴とする請求項１に記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項４】
ロッド部材の一端を液密に摺動可能に収容した内筒部材と、前記ロッド部材の他端を固定した外筒部材とが、内外２重に配置され、その一方が車両のばね上部材、他方がばね下部材に固定され、相対変位することにより減衰力を発生させるショックアブソーバにおいて、
前記内筒部材の外周面に固定される第１の電極と、
前記外筒部材の内周面に固定される第２の電極とを備え、
前記第１の電極と、前記第２の電極との間の容量結合によって電力の授受を行うと共に、
前記第１の電極と、前記第２の電極は対向するように設置され、
前記第１および第２の電極のうち、一方の電極の円周方向の設置角度に対して、他方の電極の円周方向の設置角度が大きいことを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項５】
前記第１の電極を円周方向に２分割して備え、
前記第２の電極を円周方向に２分割して備え、
２分割された第１の電極と、２分割された第２の電極は１組ずつ対向するように設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【請求項６】
前記ロッド部材の軸方向に最大量伸縮しても、前記第１および第２の電極のうち、一方の電極が他方の電極からはみだすことなく対向するよう、一方の電極よりも他方の電極の軸方向長さを充分に長くしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全の観点から電気自動車の車両が多数市場に出回っており、特に宅配車などの小型で走行距離の短い車両の普及が進んでいる。これらの車両では、スペースユーティリティを重視して車輪にモータが付いているものがある。また、ブレーキ液の廃液削減の観点から、油圧ではなく電動モータで駆動する電動ブレーキも検討されている。
【０００３】
上記の電気自動車および電動ブレーキでは、車両のタイヤ近傍の、いわゆるばね下に搭載される電装部品、特にモータへ、ばね上側の車体から電力を供給する必要がある。前述の小型電気自動車においては、これら電装部品は電線で車体側と直接結ばれているが、普通の乗用車などでは、乗り心地の観点からサスペンションのストロークも長く、モータ容量も大きいため電線も太くなる。従って、電線の繰り返したわみの結果、疲労により電線が切れてしまう可能性がある。
【０００４】
この問題の解決方法として、例えば、特許文献１のように、ばね上に第１のコイル、ばね下に第２のコイルを設け、両者の間で電磁誘導により非接触で電力を送る、つまりトランスを形成してばね上ばね下間で電力を供給する技術が知られている。
【特許文献１】特開平１１−１８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術においては、トランスで最も重要である２つのコイルを貫通する磁束の経路の大部分が非磁性体で構成されているため漏れ磁束が多く、２つのコイルの相対位置に応じて電力の伝達効率が変動し、電力授受が安定しないという問題がある。
【０００６】
また、ショックアブソーバの外側や、サスペンションリンクの途中などに新たに追加して取り付ける構成のため、サスペンションを構成する部品との干渉の可能性があり、取り付けにくいという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電力の伝達効率が変動せず、安定した電力供給が可能であり、また、周辺部材との干渉の恐れのない、ばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、ロッド部材と、前記ロッド部材の一端を液密に摺動可能に収容した円筒部材とが、その一方が車両のばね上部材、他方がばね下部材に固定され、相対変位することにより減衰力を発生させるショックアブソーバにおいて、前記ロッド部材の外周面に固定される第１の電極と、前記円筒部材の内周面に固定される第２の電極とを備え、前記第１の電極と、前記第２の電極との間の容量結合によって電力の授受を行う。そして、前記第１の電極と、前記第２の電極は対向するように設置され、前記第１および第２の電極のうち、一方の電極の円周方向の設置角度に対して、他方の電極の円周方向の設置角度が大きいことを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバである。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、内外２重に配置された内筒部材と外筒部材を備え、前記内筒部材が前記円筒部材であることを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバである。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、前記第１の電極を第１の絶縁体で包含し、前記第２の電極を第２の絶縁体で包含し、前記円筒部材の内側に作動油と低圧気体を封入して、前記第１および第２の絶縁体を、低圧気体に接するように配置することを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバである。
【００１１】
第４の発明は、ロッド部材の一端を液密に摺動可能に収容した内筒部材と、前記ロッド部材の他端を固定した外筒部材とが、内外２重に配置され、その一方が車両のばね上部材、他方がばね下部材に固定され、相対変位することにより減衰力を発生させるショックアブソーバにおいて、前記内筒部材の外周面に固定される第１の電極と、前記外筒部材の内周面に固定される第２の電極とを備え、前記第１の電極と、前記第２の電極との間の容量結合によって電力の授受を行う。そして、前記第１の電極と、前記第２の電極は対向するように設置され、前記第１および第２の電極のうち、一方の電極の円周方向の設置角度に対して、他方の電極の円周方向の設置角度が大きいことを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバである。
【００１２】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記第１の電極を円周方向に２分割して備え、前記第２の電極を円周方向に２分割して備え、２分割された第１の電極と、２分割された第２の電極は１組ずつ対向するように設置されていることを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバである。
【００１３】
第６の発明は、第１〜第５の発明において、前記ロッド部材の軸方向に最大量伸縮しても、前記第１および第２の電極のうち、一方の電極が他方の電極からはみだすことなく対向するよう、一方の電極よりも他方の電極の軸方向長さを充分に長くしたことを特徴とするばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバである。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、ロッド部材の外周面に固定された第１の電極と、円筒部材の内周面に固定された第２の電極との間の容量結合によって電力の授受を行う構成であり、ショックアブソーバの外側や、サスペンションリンクの途中に新たな部品を追加する必要がないので、サスペンションを構成する部品と干渉することなくばね上ばね下間の給電機能を実現できる。また、第１および第２の電極のうち、一方の電極の円周方向の設置角度に対して、他方の電極の円周方向の設置角度を大きくするので、車両が走行し、ばね上ばね下間に相対的な変位が発生したときに、ピストンロッドと内筒部材との間で、軸方向の伸び縮みと同時に、周方向のひねりが生じても、電極間の容量結合による電力供給は、それらの相対的な変位に関係なく維持されるため、電力の伝達効率が変動せず、安定した電力供給が可能となる。
【００１５】
第２の発明によれば、内外２重に配置された内筒部材と外筒部材を備え、第２の電極を内筒部材に配置するので、複筒型ショックアブソーバにおいても第１の発明と同様の効果が得られる。
【００１６】
第３の発明によれば、絶縁体を低圧気体に接するように配置するので、第１の発明の効果に加えて、圧力に対する耐性が低い絶縁体も使用できるという効果が得られる。
【００１７】
第４の発明によれば、倒立型ショックアブソーバの内筒部材外周面と外筒部材内周面に電極を配置し、電極および電極を包含している絶縁体に作動油が付着することがないので、第１の発明の効果に加えて、作動油に対する耐性が低い絶縁体も使用できるという効果が得られる。
【００１８】
第５の発明によれば、第１および第２の電極のうち、一方の電極の円周方向の設置角度に対して、他方の電極の円周方向の設置角度を大きくするので、車両が走行し、ばね上ばね下間に相対的な変位が発生したときに、ピストンロッドと内筒部材との間で、軸方向の伸び縮みと同時に、周方向のひねりが生じても、電極間の容量結合による電力供給は、それらの相対的な変位に関係なく維持されるため、電力の伝達効率が変動せず、安定した電力供給が可能となる。
【００１９】
第６の発明によれば、第１および第２の電極のうち、一方の電極が他方の電極からはみだすことなく対向するよう、一方の電極よりも他方の電極の軸方向長さを充分に長くするので、車両が走行し、ばね上ばね下間に最大量の相対的な変位が発生しても、電極間の容量結合による電力供給は、それらの相対的な変位に関係なく維持されるため、電力の伝達効率が変動せず、安定した電力供給が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の第1の実施例の複筒型ショックアブソーバの縦断面図である。内外２重に配置された内筒８および外筒７は、上端部および下端部がエンドキャップ４およびベースバルブ１２により互いに連結され、外筒７の下端部はエンドカバー２４により液密に閉じられ、内筒８と外筒７の間の環状空間のリザーバ室２０の上部に低圧気体５が封入されている。リザーバ室２０とベースバルブ１２の下側の空間Ｐとは連通孔１９でつながっている。
【００２２】
内筒８内には、その内部の作動室を下室Ｒ１および上室Ｒ２に分離するピストン１０が摺動可能に設けられ、ピストン１０からはピストンロッド１が、エンドキャップ４の貫通穴２５を貫通して内筒８および外筒７の上方に突出している。図示を省略するが、ピストンロッド１の上端部は、車両のばね上側部材、つまり車体側の部材に取り付けられ、外筒７またはエンドカバー２４は、車両のばね下側部材、つまり車輪側の部材に取り付けられる。
【００２３】
ベースバルブ１２は、通常の複筒型ショックアブソーバと同様、縮み側動作時に作動油の下室Ｒ１から空間Ｐ経由でリザーバ室２０への流動に抵抗を与えて減衰力を主として発生する図示しないリーフ弁と、伸び側動作時にリザーバ室２０内の作動油を空間Ｐ経由で下室Ｒ１内に導入する図示しないリーフ弁とを備えている。
【００２４】
ピストン１０も同様に、伸び側動作時に作動油の上室Ｒ２から下室Ｒ１への流動に抵抗を与えて減衰力を主として発生する図示しないリーフ弁と、縮み側動作時に下室Ｒ１内の作動油を上室Ｒ２内に導入する図示しないリーフ弁とを備えている。また、ピストン１０の側面には内筒８の内周面に摺動するシール１１を有している。なお、図１にはベースバルブ１２とピストン１０の詳細構造を省略して、それぞれの本体部分のみを示してある。また、リザーバ室２０の上部に封入された低圧気体５は、ショックアブソーバの伸縮時に、内筒８内のピストンロッド１の体積の変化分を吸収するためのものである。
【００２５】
次に、ピストンロッド１の構成について詳細に説明する。ピストンロッド１は、電極１７ａ、１７ｂと、絶縁体１８と、連絡穴２３ａ、２３ｂと、リバウンドストッパ９を備えている。電極１７ａ、１７ｂは、ピストン１０とリバウンドストッパ９の間のピストンロッド１表面に設置され、電極１７ａ、１７ｂの周囲は絶縁体１８で覆われている。電極１７ａ、１７ｂには、例えばアルミニウムが用いられる。また、絶縁体１８は、例えば樹脂製の絶縁部材である。リバウンドストッパ９は、内筒８内でのピストン１０の伸び側の最大ストローク（変位）を規制するもので、ピストン１０から所定の距離上方の位置に設けられている。
【００２６】
中心穴２１と、電極１７ａ、１７ｂの間に連絡穴２３ａ、２３ｂが設置され、電極１７ａ、１７ｂに接続されたハーネス１３ａ、１３ｂが連絡穴２３ａ、２３ｂと中心穴２１を経由してばね上側の電源に接続されている。また、連絡穴２３ａ、２３ｂは、ショックアブソーバの作動油が漏れ出さないよう絶縁体１８によって封止されている。また、エンドキャップ４は、貫通穴２５の内壁に、ピストンロッド１と摺動するシール３を備え、また、シール３の上方に防塵と液密の両方を兼ねるオイルシール２を備えている。
【００２７】
次に、内筒８の詳細な構成を説明する。内筒８は、電極１６ａ、１６ｂと、絶縁体１４を備えている。電極１６ａ、１６ｂは、内筒８の内周面に、電極１７ａ、１７ｂに対向して設置され、電極１６ａ、１６ｂの周囲は絶縁体１４で覆われている。電極１６ａ、１６ｂは、ピストンロッド１の軸方向においてショックアブソーバが最大量伸縮した状態でも電極１７ａ、１７ｂが電極１６ａ、１６ｂからはみ出すことなく対向するような長さに設定されている。電極１６ａ、１６ｂには、例えばアルミニウムが用いられる。また、絶縁体１４は、例えば樹脂製の絶縁部材である。電極１６ａ、１６ｂと絶縁体１４はエンドキャップ４の内部まで設置され、連絡穴２２ａ、２２ｂを通して、電極１６ａ、１６ｂに接続されたハーネス１５ａ、１５ｂが外部に引き出され、ばね下の電装品に接続されている。また、連絡穴２２ａ、２２ｂは、ショックアブソーバの作動油が漏れ出さないよう絶縁体１４によって封止されている。
【００２８】
続いて、図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図を図２に示す。電極１７ａ、１７ｂは、ピストンロッド１の中心Ｏを中心とし、角度αの円弧形状をなしている。電極１６ａ、１６ｂは、ピストンロッド１の中心Ｏを中心とし、角度βの円弧形状をなしている。角度αは角度βより小さい。また、ピストンロッド１は、車両走行中に周方向にひねりを生じるが、最大量ひねった場合においても、角度βの範囲の内側に角度αが収まるように、電極１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの角度および位置を設定している。
【００２９】
本実施例の作用を以下に説明する。ばね上側に搭載したバッテリの電圧を、直流交流変換器などによって交流電圧に変換し、その交流電圧をハーネス１３ａ、１３ｂに印加する。このとき電極１７ａと電極１６ａの間、また電極１７ｂと電極１６ｂの間で容量結合しているので、ハーネス１５ａ、１５ｂにも交流電圧が発生する。ハーネス１５ａ、１５ｂに負荷である電装品を接続すれば、電装品に交流電流を通電することができる。なお、本発明でいう容量結合とは、いわゆるコンデンサのように所定の電荷が蓄積されると、電流が流れるものである。
【００３０】
車両が走行し、ばね上ばね下間に相対的な変位が発生したときに、ピストンロッド１と内筒８との間では、軸方向の伸び縮みと同時に、周方向のひねりも生じるが、このとき電極１７ａと電極１６ａの間、また電極１７ｂと電極１６ｂの間の容量結合による電力供給は、それらの相対的な変位に関係なく維持される。特に、サスペンションが前輪では一般的なストラット形式である場合は、転舵にともなう大きなひねりがピストンロッド１と内筒８の間で生じるが、これをも吸収して容量結合による電力供給が可能である。
【００３１】
なお、絶縁体１４、１８は、電極１７ａと電極１６ａの間、また電極１７ｂと電極１６ｂの間を完全に絶縁するものではなく、容量結合による電極１７ａと電極１６ａの間、また電極１７ｂと電極１６ｂの間における電力の授受を妨げるものではない。
【００３２】
なお、ばね上部の電気回路とばね下部の電気回路が共通の電位で接地されているシステムの場合は、容量結合する電極が一組あれば、ばね上ばね下間の電力授受が可能であるので、電極１７ａと電極１６ａの組、もしくは電極１７ｂと電極１６ｂの組のいずれか一方の電極組を省略することも可能である。これに伴ってハーネス１３ａ、１５ａもしくはハーネス１３ｂ、１５ｂもそれぞれ省略可能である。また、このように電極組を一組だけとする場合、それぞれの電極を円筒状（角度α、角度βがともに３６０度の状態）とすることで、電極組を二組設置する場合に比べ、電極が対向する総面積が大きいので、静電容量を大きくすることができる。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施例の単筒正立型ショックアブソーバの縦断面図である。図３において、第1の実施例と同じ構成については同一の符号を付して示し、説明を省略する。本実施例は単筒型ショックアブソーバであるため、第1の実施例と異なり内筒は無く、ピストン１０の側面に備わっているシール１１は、外筒７の内周面に摺動している。シール１１には、Ｒ１およびＲ２間を連通する図示しない連通孔（図１の連通孔１９に相当）を設ける。
【００３４】
低圧気体５’は、上室Ｒ２の上部に封入されている。電極１６ａ’、１６ｂ’、１７ａ’、１７ｂ’、絶縁体１４’、１８’は、作動油６の油面より上側に設置されている。シール１１に設けた連通孔は、Ｒ１およびＲ２間で作動油６の流量を絞りつつ移動を許容してダッシュポットの役割を果たす。
【００３５】
なお、絶縁体１４’、１８’は、電極１７ａ’と電極１６ａ’の間、また電極１７ｂ’と電極１６ｂ’の間を完全に絶縁するものではなく、容量結合による電極１７ａ’と電極１６ａ’の間、また電極１７ｂ’と電極１６ｂ’の間における電力の授受を妨げるものではない。
【００３６】
略大気圧である低圧気体５’は、ショックアブソーバの伸縮時に外筒７内部に出入りするピストンロッド１の体積の変化分を調整するためのものである。ショックアブソーバの縮退時にはピストンロッド１が外筒７内部に進入して作動油６が押し退けられるため、作動油６の液面が上昇し低圧気体５’は高圧となるものの、ショックアブソーバの伸張時には、ピストンロッド１が外筒７内部から退出してＲ１の占める領域が拡大するため、作動油６の液面が下降し低圧気体５’は低圧になる。
【００３７】
本実施例では、絶縁体１４’、１８’は、作動油６の油面より上側に配置され、低圧気体５’に接しているので、第1の実施例に比べて、低圧気体５’が絶縁体１４’、１８’に及ぼす圧力の負担を軽減して耐圧性能の低い絶縁体材料を使用することが可能となる。また、連絡穴２３ａ、２３ｂの密封条件も第1の実施例に比べて緩やかである。したがって、ショックアブソーバの耐久性を向上させることができる。
【実施例３】
【００３８】
図４は、本発明の第３の実施例の倒立型ショックアブソーバの縦断面図である。図４において、第1の実施例と同じ構成については同一の符号を付して示し、説明を省略する。図示を省略するが、内筒８”およびエンドカバー２４の上端部は、車両のばね上部材、つまり車体側に取り付けられ、外筒７は、車両のばね下部材、つまり車輪側に取り付けられている。
【００３９】
また、ピストンロッド１”は外筒７”に固定されている。電極１７ａ”、１７ｂ”、絶縁体１８”は、内筒８”の外周面に設置され、ピストンロッド１の軸方向において、ショックアブソーバが最大量伸縮した状態でも電極１６ａ”、１６ｂ”からはみ出すことなく対向するような長さに設定されている。電極１７ａ”、１７ｂ”には、内筒８”に開けられた連絡穴２３ａ”、２３ｂ”を通してハーネス１３ａ”、１３ｂ”が接続されている。電極１６ａ”、１６ｂ”、絶縁体１４”は、外筒７”の内周面に設置されている。
【００４０】
なお、絶縁体１４”、１８”は、電極１７ａ”と電極１６ａ”の間、また電極１７ｂ”と電極１６ｂ”の間を完全に絶縁するものではなく、容量結合による電極１７ａ”と電極１６ａ”の間、また電極１７ｂ”と電極１６ｂ”の間における電力の授受を妨げるものではない。
【００４１】
本実施例では、絶縁体１４”、１８”は、作動油６から隔離された場所に配置されているので、第1の実施例に比べて耐圧、耐油性能の低い絶縁体材料をしようすることが可能となる。また、連絡穴２２ａ、２２ｂ、２３ａ”、２３ｂ”を液密に封止する構造は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第1の実施例の複筒型ショックアブソーバの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の単筒正立型ショックアブソーバの縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例の倒立型ショックアブソーバの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１”  ピストンロッド
２  オイルシール
３，１１  シール
４  エンドキャップ
５，５’，５”  低圧気体
６  作動油
７，７”  外筒
８，８”  内筒
９  リバウンドストッパ
１０  ピストン
１２  ベースバルブ
１３ａ，１３ａ”，１３ｂ，１３ｂ”，１５ａ，１５ｂ  ハーネス
１４，１４’，１４”，１８，１８’，１８”  絶縁体
１６ａ，１６ａ’，１６ａ”，１６ｂ，１６ｂ’，１６ｂ”，１７ａ，１７ａ’，１７ａ”，１７ｂ，１７ｂ’，１７ｂ”  電極
１９  連通孔
２０  リザーバ室
２１  中心穴
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ａ”，２３ｂ，２３ｂ”  連絡穴
２４  エンドカバー
２５  貫通穴
Ｒ１  下室
Ｒ２  上室
Ｐ  空間
【図１】
0004815941.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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