(57)【要約】【課題】  ボール螺子ナットの損傷を防止することができる緩衝器を提供することである。【解決手段】  螺子軸３を回転自在に支持する支持部材２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を保持する保持部材５と、螺子軸３に連結されるモータ１とを備え、モータ１の電磁力で支持部材２と保持部材５の相対移動を抑制する緩衝器において、保持部材５および支持部材２のそれぞれに最伸長時に互いに当接するストッパ１０，１１を設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2005249099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺子軸を回転自在に支持する支持部材と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットを保持する保持部材と、螺子軸に連結されるモータとを備え、モータの電磁力で支持部材と保持部材の相対移動を抑制する緩衝器において、保持部材および支持部材のそれぞれに最伸長時に互いに当接するストッパを設けたことを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
螺子軸を回転自在に支持する支持部材と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットを保持する保持部材と、螺子軸に連結されるモータとを備え、モータの電磁力で支持部材と保持部材の相対移動を抑制する緩衝器において、ボール螺子ナットの外周および支持部材のそれぞれに最伸長時に互いに当接するストッパを設けたことを特徴とする緩衝器。
【請求項３】
支持部材が有底筒状の外筒であって、保持部材が上記外筒内に挿入される有底筒状の内筒であって、ボール螺子ナットが内筒内もしくは内筒開口部端に保持され、一方のストッパが外筒の内周側に設けられるとともに、他方のストッパがボール螺子ナット外周もしくは内筒外周に設けられた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、ボール螺子ナットに螺子軸を回転自在に螺合することにより、ボール螺子ナットを介して螺子軸の直線運動をモータの回転運動に変換する機構を有し、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、図３に示すように、有底筒状の外筒３０と、外筒３０内に挿入される有底筒状の内筒３１と、内筒３１内に設けたボール螺子ナット３２と、ボール螺子ナット３２内に回転自在に螺合される螺子軸３３と、外筒３０内に設けられ螺子軸３３に連結されるモータ３４とで構成され、緩衝器の最伸長時には螺子軸３３の先端に設けたストッパ３５にボール螺子ナット３２を当接させることにより、最伸長時の衝撃を緩和していた。
【特許文献１】特開２００４−０１１７５０号公報（第６頁第２２行目から第２８行目まで、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の緩衝器にあっては、最伸長時には上記したように、螺子軸側のストッパとボール螺子ナットとを当接させるとして、いわば、ボール螺子ナットにもストッパとしての機能を果たさせることにより最伸長時の衝撃緩和を行っているが、これでは、緩衝器の伸長速度が速くなる場合には、ボール螺子ナットが損傷してしまう可能性があると指摘される恐れがある。
【０００４】
また、特に重量物を積載する大型トラックにあっては、通常サスペンションのバネ要素としてエアバネを搭載しているが、当該トラックが何も重量物を積載していない状態下では、エアバネによりトラックの車体は上方に押し上げられ緩衝器は最伸長状態となる。なぜならば、このようなトラックにあっては、重量物を搭載する必要性からエアバネにおける気圧は、乗用車に比較して非常に高く設定されているからであり、また、最伸長時における緩衝器のストッパには大きな荷重が作用することとなる。
【０００５】
すると、ボール螺子ナットにも大きな荷重が作用することとなり、この点でも、ボール螺子ナットを損傷してしまう危惧がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記した不具合を勘案して創案されたものであって、その目的とするところは、ボール螺子ナットの損傷を防止することができる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】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本発明は、螺子軸を回転自在に支持する支持部材と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットを保持する保持部材と、螺子軸に連結されるモータとを備え、モータの電磁力で支持部材と保持部材の相対移動を抑制する緩衝器において、保持部材および支持部材のそれぞれに最伸長時に互いに当接するストッパを設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、螺子軸を回転自在に支持する支持部材と、螺子軸が回転自在に螺合されるボール螺子ナットを保持する保持部材と、螺子軸に連結されるモータとを備え、モータの電磁力で支持部材と保持部材の相対移動を抑制する緩衝器において、ボール螺子ナットの外周および支持部材のそれぞれに最伸長時に互いに当接するストッパを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、最伸長時の衝撃荷重によりボール螺子ナットが損傷してしまうことが防止され、ボール螺子ナットの損傷が防止されるから、円滑な緩衝器の動作が保障され、これにより車両における乗り心地が保障されるのである。
【００１０】
さらに、緩衝器を大型トラックに適用した場合においても、ボール螺子ナットは損傷することはないから、本実施の形態の緩衝器を大型トラックにも適用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】
【００１１】
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、本発明の他の実施の形態における緩衝器における縦断面図である。
【００１２】
図１に示すように、一実施の形態における緩衝器は、支持部材たる有底筒状の外筒２と、外筒２内に移動自在に挿入される有底筒状の保持部材たる内筒５と、内筒５内に設けたボール螺子ナット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３と、外筒２内に設けられ螺子軸３に連結されるモータ１と、外筒２の図１中下端内周側に設けたストッパ１０と、内筒５の図１中上端外周に設けたストッパたる鍔１１とで構成され、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、上記回転運動をモータ１のシャフト１ａに伝達して当該モータ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。
【００１３】
以下、詳細な構造について説明する。外筒２は、有底筒状であって、その側部には、その図１中内周上端側にはモータ１が設けられるとともに、螺子軸３がボールベアリング９を介して回転自在に取付けられている。
【００１４】
そして、外筒２の図１中下端には、内周側に向けて延設されるフランジ１２が設けられており、また、外筒２の図１中下端内周側には、このフランジ１２に当接する環状のストッパ１０が嵌合されている。なお、このストッパ１０は、ゴムやプラスチック等の弾性材料で形成されている。
【００１５】
また、外筒２内には、同じく有底筒状の内筒５が移動自在に挿入されている。そして、内筒５の図１中上端開口部には、当該開口部から延設されたストッパたる鍔１１が設けられている。なお、外筒２の図１中上端および内筒５の図１中下端には、それぞれ図示しないブラケットが設けられ、このブラケットにより、たとえば、この緩衝器を車体と車軸との間に取付けることができるようになっている。
【００１６】
モータ１は、図示はしないが、ブラシレスモータを例に取ると、フレーム内に回転自在に挿入したシャフト１ａと、フレーム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、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。すなわち、シャフト１ａがフレームに対して回転運動を呈すると、永久磁石も回転するので、コイルが上記永久磁石の発生する磁界を横切ることにより誘導起電力を発生する。そして、モータ１の上記各電極は、制御回路等（図示せず）に接続されるか、短絡されて閉回路とされ、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しておくことにより、所望の減衰力を得られるよう調整されている。なお、この電磁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。また、モータ１に電流供給を積極的に行う場合には、モータ１の電磁力に起因するトルクを調整することもできる。なお、モータ１は、電磁力発生源として使用されるものであり、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。
【００１７】
なお、モータ１と外筒２の固定手段はモータ１が発生する電磁力による回転トルクによりモータ１自体が外筒２に対し回転するようなことがなく、且つ、充分な耐久性のある慣用されている固定手段であれば良い。
【００１８】
そして、シャフト１ａには、カップリング８が嵌合され、また、図示はしないが、このシャフト１ａは、キー（図示せず）が設けられており、このキーをカップリング８側に設けられたキー溝（図示せず）に係合させてあり、シャフト１ａに対しカップリング８が空転してしまうことが防止されている。さらに、カップリング８の図１中下方は、螺子軸３の上端に連結されており、螺子軸３にもやはりキー（図示せず）が設けられており、このキーをカップリング８側に設けられたキー溝（図示せず）に係合させてあり、螺子軸３に対しカップリング８が空転してしまうことが防止されている。
【００１９】
つづいて、螺子軸３には、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中上方は、ボールベアリング９を介して外筒２の内周側に回転自在に支持されている。そして、この螺子軸３は、内筒５内に挿入されるとともに、内筒５の図１中上端に嵌着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。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、ボール螺子ナット４はたとえば車体もしくは車軸側に固定される内筒５により回転運動が規制されているので、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】
さて、以上のように本実施の形態における緩衝器は構成されるが、以下その作用について説明する。緩衝器が伸縮する、すなわち、外筒２に対し内筒５が図１中上下方向に移動すると、この内筒５に連結されているボール螺子ナット４の上下方向への直線運動はボール螺子ナット４と螺子軸３のボール螺子機構により、螺子軸３の回転運動に変換される。
【００２２】
すると、上記螺子軸３の回転運動は、上記カップリング８を介してモータ１のシャフト１ａに伝達される。
【００２３】
モータ１のシャフト１ａが回転運動を呈すると、モータ１内のコイルが磁石の磁界を横ぎることとなり、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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の直線運動を抑制するので、外筒２に対する内筒５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。
【００２６】
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。
【００２７】
そして、緩衝器が最伸長する場合には、上記ストッパ１０と鍔１１とが当接することとなるが、当接時の衝撃荷重は外筒２と内筒５とに作用するが、ボール螺子ナット４にはその衝撃荷重は一切作用しない。したがって、上記衝撃荷重によりボール螺子ナット４が損傷してしまうことが防止され、ボール螺子ナット４の損傷が防止されるから、円滑な緩衝器の動作が保障され、これにより車両における乗り心地が保障されるのである。
【００２８】
さらに、緩衝器を大型トラックに適用した場合においても、上記のように、ボール螺子ナット４には荷重が作用しないので、ボール螺子ナット４は損傷することはないから、本実施の形態の緩衝器を大型トラックにも適用することが可能となる。
【００２９】
また、本実施の形態の場合には、外筒２の内周側および内筒５の外周側にストッパが設けられており、ストッパ自体の接触面積を従来の緩衝器のストッパに比較して大きくできるから、当接時にストッパ自体に作用する圧力を従来に比較して小さくできるからストッパの耐久性も向上する。
【００３０】
つづいて、他の実施の形態について説明すると、他の実施の形態における緩衝器にあっては、図２に示すように、ボール螺子ナット２１が有底筒状の内筒２０の図２中開口端部に嵌着されるとともに、このボール螺子ナット２１の外周にストッパたる鍔部２２を設けたものであり、他の構成については、上記一実施の形態と同様であるので、同一部材については同一の符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略する。
【００３１】
この他の実施の形態における緩衝器にあっては、一実施の形態における緩衝器と同様に、モータ１の電磁力により減衰力を発生するが、この緩衝器の最伸長時には、ボール螺子ナット２１の外周に設けた鍔部２２が、ストッパ１０に当接する。
【００３２】
この場合には、ボール螺子ナット２１には、ストッパ１０との当接時には当然荷重が作用するが、ボール螺子ナット２１の外周側で荷重を受け止めるため、ボール螺子ナット２１の内周側に配在されたボールや螺子軸３の螺子溝３ａを損傷することはない。
【００３３】
したがって、この他の実施の形態における緩衝器にあっても、上記一実施の形態の緩衝器と同様に、最伸長時の衝撃荷重によりボール螺子ナット２１が損傷してしまうことが防止され、ボール螺子ナット２１の損傷が防止されるから、円滑な緩衝器の動作が保障され、これにより車両における乗り心地が保障されるのである。
【００３４】
さらに、緩衝器を大型トラックに適用した場合においても、上記のように、ボール螺子ナット４は損傷することはないから、本実施の形態の緩衝器を大型トラックにも適用することが可能となる。
【００３５】
また、この他の実施の形態の場合にも、外筒２の内周側およびボール螺子ナット２１の外周側にストッパが設けられており、ストッパ自体の接触面積を従来の緩衝器のストッパに比較して大きくできるから、当接時にストッパ自体に作用する圧力を従来に比較して小さくできるからストッパの耐久性も向上する。
【００３６】
なお、上記した各実施の形態においては、最伸長時に鍔１１もしくは鍔部２２をストッパ１０に直接当接させるようにしているが、一実施の形態にあっては内筒５の外周に嵌合し、かつ、鍔１１に当接する環状弾性部材を別途設けるとし、他の実施の形態にあっては、ボール螺子ナット２１もしくは内筒２の外周に嵌合し、かつ、鍔部２２に当接する環状弾性部材を設けるとして、最伸長時にストッパ１０と上記弾性部材とを当接させるようにしてもよい。
【００３７】
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】
【００３８】
【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】本発明の他の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。
【図３】従来の緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    モータ
１ａ  シャフト
２    外筒
３    螺子軸
３ａ  螺子溝
４，２１  ボール螺子ナット
５，２０    内筒
１０  ストッパ
１１  ストッパたる鍔
１２  フランジ
２２  ストッパたる鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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