(57)【要約】【課題】  横幅を短縮することが可能な緩衝器を提供することである。【解決手段】  モータ１と、支持部材１０に回転自在に軸支される螺子軸３と、螺子軸３が回転自在に螺合されるボール螺子ナット４と、螺子軸３の回転運動をモータ１に伝達する伝達機構２とを備え、モータ１の電磁力で螺子軸３とボール螺子ナット４の直線運動を抑制する緩衝器において、螺子軸３の螺子軸３が支持される部位とボール螺子ナット４に螺合される部位との間に伝達機構２を設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2005248995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、支持部材に回転自在に軸支される螺子軸と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットと、螺子軸の回転運動をモータに伝達する伝達機構とを備え、モータの電磁力で螺子軸とボール螺子ナットの直線運動を抑制する緩衝器において、螺子軸の螺子軸が支持される部位とボール螺子ナットに螺合される部位との間に伝達機構を設けたことを特徴とする緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この螺子軸の回転運動をモータに伝達し、モータの電磁力で減衰力を発生する緩衝器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種緩衝器としては、たとえば、モータと、支持部材に回転自在に軸支される螺子軸と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットと、螺子軸に設けた歯車とモータのシャフトに設けた歯車とで構成された伝達機構とで構成されており、螺子軸はその上端が支持部材のボールベアリングで回転自在に軸支され、さらに、その螺子軸の上端側に歯車用のシャフトが連結されている。
【特許文献１】特開２００４−０１１８２４号公報（段落番号００８０、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来緩衝器にあっては、以下の不具合があると指摘される可能性がある。
【０００４】
すなわち、従来の緩衝器では、螺子軸の上端が支持部材に軸支され、さらに、その螺子軸の上端に歯車用シャフトが連結されるという構造を採用しているが、この緩衝器にあっては、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換する必要があるので、螺子軸にはスラスト方向に大きな荷重が作用することになる。
【０００５】
そして、この大きなスラスト荷重は、最終的に支持部材に作用することとなるが、支持部材と螺子軸との間に設けたボールベアリングにも当然上記スラスト荷重が作用する。
【０００６】
したがって、緩衝器の耐久性を考慮するとボールベアリングをどうしても大型化しなくてはならないが、ボールベアリングを大型化すると、上記緩衝器の構造上、ボールベアリングを含めた支持部材が大きくなり、結果的に、緩衝器の横幅を大きくせざるを得ない事態となる。
【０００７】
すると、この種緩衝器ではモータを緩衝器の側方に沿わせるかして設置する必要性があるので、モータを螺子軸の真上に設ける緩衝器に比較して、著しく横方向に大型となり、また、車両等への搭載性の悪化の原因となる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の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、横幅を短縮することが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、本発明は、モータと、支持部材に回転自在に軸支される螺子軸と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットと、螺子軸の回転運動をモータに伝達する伝達機構とを備え、モータの電磁力で螺子軸とボール螺子ナットの直線運動を抑制する緩衝器において、螺子軸の螺子軸が支持される部位とボール螺子ナットに螺合される部位との間に伝達機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、螺子軸に作用するスラスト方向の荷重を受けるために支持部材を大型化しても、この大型化に伴う緩衝器の横幅は、モータの設置箇所に影響を及ぼすことはないので、その分、緩衝器の横幅を短縮することができるようになる。
【００１１】
さらに、支持部材を大型化しても、モータの設置箇所を変える必要がないので、支持部材の大型化に伴って伝達機構を大きくする必要はなく、この点でも、緩衝器の横幅を短縮することができる。
【００１２】
また、支持部材を大型化しても、モータの設置箇所を変える必要がないので、上記大型化に伴って伝達機構の各構成要素の慣性モーメントをいたずらに大きくしてしまうことが無い。したがって、支持部材を大型化しても車両における乗り心地を向上することが可能となる。
【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、本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。図２は、支持部材を大型化した状態における従来緩衝器の一部の縦断面図である。
【００１４】
図１に示すように、一実施の形態における緩衝器は、基本的には、モータ１と、螺子軸３と、螺子軸３を回転自在に軸支する支持部材１０と、螺子軸３が回転自在に螺合されるボール螺子ナット４と、螺子軸３の回転運動をモータ１のシャフト１ａに伝達する伝達機構２とで構成されている。そして、この緩衝器が伸縮する時のボール螺子ナット４の直線運動を螺子軸３の回転運動に変換し、上記回転運動が伝達機構２を介してモータ１のシャフト１ａに伝達され、当該モータ１に電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記シャフト１ａの回転に抗するトルクを上記螺子軸３の回転運動を抑制することによるボール螺子ナット４の直線運動を抑制する減衰力として利用し、ボール螺子ナット４と螺子軸３との軸方向の相対移動を抑制することが出来るものである。
【００１５】
以下、詳細な構造について説明すると、支持部材１０は、中空な支持部材本体１１と、支持部材本体１１の図１中上端を閉塞するキャップ１２と、支持部材本体１１の図１中下方に設けられるケース１３と、螺子軸３が挿入されるボールベアリング９とで構成さえている。そして、支持部材本体１１は、筒部１１ａと、筒部１１ａの下端側部から延設されるモータ１のシャフト１ａを支持するシャフト支持部１１ｂとからなり、筒部１１ａの内周にはボールベアリング９が挿入されている。また、シャフト支持部１１ｂにも、モータ１のシャフト１ａが挿入されるボールベアリング８が嵌着されている。
【００１６】
さらに、キャップ１２は、有底筒上に形成され、上記筒部１１ａの上端を閉塞するように支持部材本体１１に取付けられている。また、ケース１３は、底部１３ａと底部１３ａから立ち上がる側部１３ｂとで構成され、底部１３ａには、螺子軸３が挿入される孔１３ｃと、モータ１のシャフト１ａが挿入される孔１３ｄが設けられている。
【００１７】
そして、ケース１３を支持部材本体１１の図１中下端に結合した際には、ケース１３と支持部材本体１１との間には、後述する伝達機構２を収納可能なように所定の空間が作られるようになっている。
【００１８】
また、ケース１３の図１中下端には、外筒５が結合され、この外筒５および孔１３ｃには螺子軸３が挿入されている。この螺子軸３は、その外周に螺子溝３ａが設けられるとともに、この螺子軸３の図１中上端は、ボールベアリング９を介して支持部材１０に回転自在に軸支され、また、内筒６の図１中上端部に結合されたボール螺子ナット４内に回転自在に螺合されている。したがって、螺子軸３は、内筒６内に挿入され、内筒６は外筒５内に挿入され、図示はしないが、内筒６と外筒５との間には、ダストシールが設けられており、これにより、緩衝器内への埃や水等の侵入が防止されている。
【００１９】
ここで、ボール螺子ナット４の構造は特に図示しないが、たとえば、ボール螺子ナット４の内周には、螺子軸３の螺旋状の螺子溝３ａに符合するように螺旋状のボール保持部が設けられており、前記保持部に多数のボールが配在されてなり、ボール螺子ナット４の内部にはボールが循環可能なように前記螺旋状保持部の両端を連通する通路が設けられているものであって、螺子軸３を前記ボール螺子ナット４に螺合された場合に、螺子軸３の螺旋状の螺子溝３ａにボール螺子ナット４のボールが嵌合し、螺子軸３の回転運動に伴いボール自体も螺子軸３の螺子溝３ａ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。
【００２０】
上述のように、ボール螺子ナット４には螺子軸３が螺子溝３ａに沿って回転自在に螺合され、ボール螺子ナット４が螺子軸３に対し図１中上下方向の直線運動をすると、螺子軸３は強制的に回転駆動される。すなわち、上記機構によりボール螺子ナット４の直線運動が螺子軸３の回転運動に変換されることとなる。
【００２１】
さらに、モータ1は、たとえば、ブラシレスモータを例として説明すると、詳しく図示はしないが、中空なフレームと、フレームに回転自在に挿入したシャフト１ａと、フレーム内周に取付けられるコアに巻装したコイルと、シャフト１ａに取付けられる複数の磁石とで構成された三相式のブラシレスモータであって、磁石はコイルおよびコアに対向するように設けられている。そして、モータ１の各電極は、外部電源、制御回路等に接続されるか短絡されるとされ所望の減衰力を得られるよう設定されている。なお、本実施の形態においてはモータ１をブラシレスモータとして説明したが、電磁力発生源として使用可能であれば、様々なモータ、たとえば直流モータや交流モータ、誘導モータ等が使用可能である。また、この緩衝器をアクティブサスペンションとして使用する場合には、積極的にモータ１に通電することにより、モータ１を駆動して緩衝器のみならずアクチュエータとして機能させることが可能である。
【００２２】
また、モータ１は、上述のケース１３の図１中下端側にシャフト１ａを孔１３ｄに挿入した状態で取付けられており、モータ１のシャフト１ａの図１中上端は、ボールベアリング８の内周側に挿入されると同時に、シャフト１ａには空転防止措置が講じられた上でモータ側歯車２２が嵌合されている。
【００２３】
そして、伝達機構２は、上述のモータ側歯車２２と、螺子軸側歯車２１とからなり、各歯車２１，２２の歯が、互いに噛み合うように水平に配置されて支持部材１０の上記空間内に回転自在に挿入され、螺子軸側歯車２１は、螺子軸３の外周に空転防止措置が講じられた上で嵌合されている。したがって、伝達機構２は、上記支持部材１０内に収まることとなり、たとえば、車両に適用した場合に雨、泥、石のはね等から外的負荷による伝達機構２の損傷を防ぐことが出来る。
【００２４】
なお、各歯車２１、２２は、たとえばインボリュート歯車等の周知の歯車を使用すればよく、また、伝達機構２に摩擦車機構を利用するとしてもよい。
【００２５】
したがって、螺子軸３は、支持部材１０の図１中上端側でボールベアリング９を介して軸支されており、伝達機構２は、螺子軸３の軸支された部位とボール螺子ナット４が螺合された部位との間に設けられていることとなる。
【００２６】
したがって、螺子軸３に作用するスラスト方向の荷重を受けるためにボールベアリング９を大型化しても、この大型化に伴う緩衝器の横幅は、モータ１の設置箇所に影響を及ぼすことはないので、その分、緩衝器の横幅を短縮することができるようになる。
【００２７】
もう少し詳しく説明すると、図２に示すように、従来緩衝器の構造で本実施の形態のボールベアリング９と同様のボールベアリング３０を使用した場合、螺子軸３１の軸線とモータ３２のシャフトの軸線との距離はＬ２となり、ボールベアリングの大型化に伴う支持部材３５の大型化により、モータ３２の設置箇所も、その分だけ図２中横方向にずらさざるを得ないが、本実施の形態の緩衝器にあっては、大型のボールベアリング９を使用しても、図１に示すように、上記距離はＬ１となって、従来緩衝器に比較して、緩衝器の横幅を小さくすることが可能なことが判る。さらに、モータ３２と螺子軸３１との距離が大きくなるので、伝達機構３６の各歯車３７，３８の直径も大きくなり、このことも緩衝器の横幅を大きくする一因となるが、本実施の形態の緩衝器では、ボールベアリング９を大型化しても、モータ１の設置箇所を変える必要がないので、ボールベアリング９の大型化に伴って伝達機構２の各歯車２１，２２の直径を大きくする必要はなく、この点でも、緩衝器の横幅を短縮することができる。
【００２８】
そして、また、上述のように、本実施の形態における緩衝器にあっては、ボールベアリング９を大型化しても、ボールベアリング９の大型化に伴って伝達機構２の各歯車２１，２２の直径を大きくする必要はなくなるので、各歯車２１，２２の慣性モーメントを従来緩衝器のように大きくしてしまうことが無い。ここで、緩衝器の可動部材の慣性モーメントは、振動入力初期や緩衝器の伸縮運動の加速度変化時の発生減衰力に影響を与え、この慣性モーメントによる減衰力は車両における乗り心地を悪化させる原因となると同時に、その制御も非常にしづらいので、なるべくなら、可動部材の慣性モーメントは、小さいほうが好ましいが、上記したように、ボールベアリング９および支持部材１０の大型化しても、伝達機構２の各歯車２１，２２の慣性モーメントを大きくしなくてすむから、車両における乗り心地を向上することが可能となる。
【００２９】
つづいて、上述のように構成された緩衝器の動作について説明すると、上述のように、ボール螺子ナット４が螺子軸３に対し図１中上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット４の直線運動が螺子軸３の回転運動に変換されるが、それに伴い、螺子軸３に設けた螺子軸側歯車２１と、螺子軸側歯車２１に噛合しているモータ側歯車２２も回転し、結果的にモータ１のシャフト１ａも回転することとなる。
【００３０】
つまり、緩衝器が伸縮すると、モータ１が強制的に回転駆動させられるので、モータ１内のコイルが磁石の磁界を横ぎることとなり、コイルに誘導起電力が発生し、上述の通りモータ１の各電極を短絡等してあり、モータ１の電磁力に起因するシャフト１ａの回転に抗するトルクを発生するようにコイルに電流が流れるようにしてあるため、上記シャフト１ａの回転に抗するトルクがシャフト１ａの回転運動を抑制することとなる。
【００３１】
このシャフト１ａの回転運動を抑制する作用は、上記螺子軸３の回転運動を抑制することとなり、螺子軸３の回転運動が抑制されるのでボール螺子ナット４の直線運動を抑制するように働く。なお、このとき積極的にコイルへ通電する場合には、アクチュエータとしての機能も発揮することができ、上記直線運動を制御することも可能となり、これによりこの緩衝器は上述したようにアクティブサスペンションとしても使用することが可能である。
【００３２】
したがって、上記モータ１の電磁力に起因する上記シャフト１ａに抗するトルクは、ボール螺子ナット４の図１中上下方向の直線運動を抑制する減衰力として作用し、振動エネルギを吸収緩和する。すなわち、この緩衝器にあっては、モータ１に生じる電磁力によって減衰力を発生することができるのである。
【００３３】
また、本実施の形態の緩衝器にあっては、実際に車両に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力が、上記伝達機構２の減速比を適切なものとすれば、モータ１を交換することなしに得られるので、適用車種ごとにモータの規格を変えなくてすむ。
【００３４】
さらに、伝達機構２の減速比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、モータ１を大型化する必要が無くなる。このことは、裏を返せば小型のモータを使用できるということである。
【００３５】
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】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【図２】支持部材を大型化した状態の従来緩衝器の一部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    モータ
１ａ  シャフト
２    伝達機構
２１  螺子軸側歯車
２２  モータ側歯車
３    螺子軸
３ａ  螺子溝
４    ボール螺子ナット
５    外筒
６    内筒
８，９ ボールベアリング
１０  支持部材
１１  支持部材本体
１１ａ  筒部
１１ｂ  シャフト支持部
１２  キャップ
１３  ケース
１３ａ  底部
１３ｂ  側部
１３ｃ，１３ｄ  孔
【図１】
2005248995.tif 000003
【図２】
2005248995.tif 000004