(57)【要約】【課題】  ボールネジなどのネジ機構の振動及び作動音を低減する。【解決手段】  ボールネジ６０は、ネジ軸２４と、該ネジ軸に螺合するナット２６とを含む。ナット２６は、嵌合して該ナット２６を構成する第１部材２６ａ及び第２部材２６ｂとに分割可能である。第１部材２６ａと第２部材２６ｂの嵌合面には、予圧付与手段を収容するための空間６４が形成される。予圧付与手段は、ネジ軸の軸方向に第１部材２６ａ及び第２部材２６ｂに対して互いに反対方向の力を作用させて、ナット２６に予圧を与える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナットと、を含むネジ機構において、
前記ナットは、嵌合して該ナットを構成する第１部材及び第２部材と、前記ネジ軸の軸方向に前記第１部材及び第２部材に対して互いに反対方向の力を作用させて予圧を与える予圧付与手段と、を備えることを特徴とするネジ機構。
【請求項２】
前記第１部材と第２部材の嵌合面に前記予圧付与手段を収納するための空間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のネジ機構。
【請求項３】
前記予圧付与手段がコイルバネであることを特徴とする請求項２に記載のネジ機構。
【請求項４】
前記ネジ機構がボールネジであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のネジ機構。
【請求項５】
車体と車輪の連結部分にネジ機構の動作によって上下動する電磁アブソーバを備えた電磁サスペンションにおいて、
前記ネジ機構は、ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナットと、を含み、
前記ナットは、嵌合して該ナットを構成する第１部材及び第２部材と、前記ネジ軸の軸方向に前記第１部材及び第２部材に対して互いに反対方向の力を作用させて予圧を与える予圧付与手段と、を備えることを特徴とする電磁サスペンション。
【請求項６】
前記ネジ機構がボールネジであることを特徴とする請求項５に記載の電磁サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジ機構のナットの構造、及びネジ機構をモータで駆動するショックアブソーバを備えた電磁サスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の車高調整、姿勢制御、乗り心地の制御を行うことができるアクティブサスペンションの一例として、直動型モータを用いた電磁サスペンションが知られている（例えば、特許文献１参照）。電磁サスペンションは、車両のバネ上部分の重量を支持し、また路面からの振動や衝撃が車輪を通して車体に伝わらないようにするコイルスプリングと、車両のバネ上とバネ下の減衰力をモータにより調整するショックアブソーバとを備えている。モータの回転運動は、ボールネジによりアブソーバの直線運動に変換される。このモータを発電機として使用することにより車両のバネ上とバネ下の間の減衰力が発生する。
【特許文献１】特開平８−１９７９３１号公報
【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、上記特許文献１のような電磁サスペンションでは、ボールネジ内のボール転動路とボールの間に軸方向すきまがあると、振動や作動音が発生する。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動を低減したネジ機構及びこれを使用した電磁サスペンションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様は、ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナットと、を含むネジ機構において、前記ナットは、嵌合して該ナットを構成する第１部材及び第２部材と、前記ネジ軸の軸方向に前記第１部材及び第２部材に対して互いに反対方向の力を作用させて予圧を与える予圧付与手段と、を備えるネジ機構を提供する。ここで、前記予圧付与手段は、コイルバネ、板バネ等のあらゆる引張バネまたは圧縮バネ、その他の弾性体、及び互いに斥力または引力を発揮する磁石を含む。この態様によれば、予圧付与手段によりネジ軸の軸方向に第１部材と第２部材に対して互いに反対方向の力を与えることで、ネジ軸の溝とナットの溝の間にできる遊びを小さくするので、ネジ機構の振動や作動音を低減することができる。このネジ機構には、ネジ軸の外周面及びナットの内周面に備えられた螺旋状のネジ溝の間を転動する複数のボールを備えるボールネジが含まれる。
【０００６】
前記第１部材と第２部材の嵌合面に空間を設けてもよい。この空間に前記予圧付与手段を収容するようにすれば、ナットの外形がコンパクトになる。
【０００７】
本発明の別の態様は、車体と車輪の連結部分にネジ機構の動作によって上下動する電磁アブソーバを備えた電磁サスペンションにおいて、前記ネジ機構は、ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナットとを含み、前記ナットは、嵌合して該ナットを構成する第１部材及び第２部材と、前記ネジ軸の軸方向に前記第１部材及び第２部材に対して互いに反対方向の力を作用させて予圧を与える予圧付与手段と、を備える電磁サスペンションを提供する。この態様によれば、電磁サスペンションの振動や作動音を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるネジ機構及びこれを使用した電磁サスペンションによれば、振動や作動音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、ネジ軸とナットを備えるボールネジなどのネジ機構において、ナットの円筒面の一部を分割可能な構造としておき、これら各分割された部分に対し、ネジ軸の軸方向に互いに反対方向の力を作用させることでネジ軸の溝とナットの溝の間にできる遊びを小さくして、振動を低減させるものである。
【００１０】
図１は、本発明によるネジ機構の一実施形態であるボールネジ６０の構成を説明する図である。ボールネジ６０は、外周面に螺旋状のネジ溝を有するネジ軸２４と、それに螺合された円筒状のナット２６とで構成されている。ナット２６の内周面には、ネジ軸２４の溝と対向する螺旋状のネジ溝が備えられている。そして、ネジ軸２４とナット２６のネジ溝の間に形成される螺旋状のボール転動路内に、図示しない多数のボールが転動自在に装填されている。この多数のボールの転動を介して、ネジ軸２４とナット２６とがネジ軸の軸方向に相対移動するようになっている。
【００１１】
ナット２６の肉厚部には、ボールをボール転動路の一端ですくい上げて他端に送ることによってボールを循環させるボール循環路（図示せず）が備えられている。ネジ軸２４とナット２６とが相対回転すると、鋼製のボールがボール転動路内を転動しつつ移動し、ネジ軸２４の回りを複数回周回した後に、ボール転動路の一端でボール循環路内にすくい上げられる。すくい上げられたボールは、ボール循環路の中を経由して再びボール転動路の他端に戻される。
【００１２】
本実施形態では、ナット２６は、該ナットの円筒面の一部を着脱可能に分割した第１部材２６ａ及び第２部材２６ｂから構成されている。第１部材２６ａの中心軸に対する角度「θ」の値は限定されないが、後述する予圧付与手段によりナット２６の全周にわたってできるだけ均一の力を作用させるには、θの角度が小さくなりすぎないことが好ましい。図１では、第１部材２６ａの中心軸に対する角度が９０°である場合について描かれている。第１部材２６ａと第２部材２６ｂとの嵌合面は完全に密着するのではなく、図示するような窓状の空間６４が形成されるようになっている。この空間６４に予圧付与手段を装着することで、ナット２６の外形をコンパクトにしている。
【００１３】
図２は、ナット２６の分解図である。第１部材２６ａと第２部材２６ｂの嵌合部には、図示するように段差のある二面が設けられている。内周側の面６６ａ、６６ｂは、第１部材２６ａと第２部材２６ｂとが嵌合されたときほぼ密着するような平坦な面である。第１部材２６ａの外周側の面６８ａには、第２部材２６ｂの外周側の面６８ｂに接する突起部７０ａが設けられている。第２部材２６ｂの外周側の面６８ｂには、第１部材２６ａの外周側の面６８ａに接する突起部７０ｂが設けられている。そして、これら互い違いの突起部７０ａ、７０ｂと、外周側の面６８ａ、６８ｂとにより、第１部材２６ａと第２部材２６ｂの嵌合時にナット２６の表面に窓状の空間６４（図１参照）が形成される。この構造は、図示しないもう一方の嵌合部においても同様である。
【００１４】
このようにして設けられた窓状の空間６４に、予圧付与手段が装着される。図３は、予圧付与手段として周知のコイルバネ７２を使用した例を示す。コイルバネ７２は、第１部材２６ａの突起部７０ａと第２部材２６ｂの突起部７０ｂの互いに対向する面に接続される。コイルバネ７２によって、第１部材２６ａと第２部材２６ｂの嵌合時に、それぞれの部材に対してネジ軸２４の軸方向に互いに反対方向の力が作用する。これによって、ボール転動路とボールの間の軸方向すきまが無くなるので、ボールネジの振動が低減される。
【００１５】
図４は、本発明によるネジ機構の一実施形態であるボールネジを適用した電磁サスペンション４の構成を示す。電磁サスペンション４は、モータ２０、ボールネジのネジ軸２４、ボールネジのナット２６、ロッド２８、アウターシェル３０、軸受３２、３４、３６、ダストシール３８及び回転角センサ４４を備えたショックアブソーバ４０と、バネ下をバネ上に弾性支持するコイルスプリング２２と、ショックアブソーバ４０を車体に結合するアッパーサポート５０とを備える。軸受３２はロッド２８内部においてネジ軸２４を回動可能に支持し、また軸受３４及び３６は、アウターシェル３０内部においてロッド２８を摺動可能に支持する。ダストシール３８は、アウターシェル３０内にゴミなどの異物が入り込むのを防止する。回転角センサ４４は、モータ２０の回転量を検出する。回転角センサ４４の検出結果は電子制御装置（図示せず）に伝達される。この電磁サスペンション４は、第１取付部４８において車体側の構成に取り付けられ、また第２取付部４６において車輪側の構成に取り付けられる。コイルスプリング２２は、車両のバネ上部材の重量を支持し、また路面からの振動や衝撃が車輪を通して車体に伝わらないようにする。ショックアブソーバ４０は、コイルスプリング２２による車体の上下振動を減衰させる。このショックアブソーバ４０は、モータ２０を用いて車両のバネ上とバネ下の間の減衰力を発生させる。
【００１６】
ネジ軸２４、ロッド２８及びアウターシェル３０は同軸に配置されている。アウターシェル３０には、ナット２６が内設される。ネジ軸２４はナット２６に螺合した状態にある。モータ２０はネジ軸２４の一端を回動可能にセレーションで支持する。モータ２０を駆動すると、ネジ軸２４がナット２６に対して相対回転し、モータ２０に対してアウターシェル３０が下方に押し下げられ、又は上方に引き上げられる。なお、図６では、ネジ軸２４が車両のバネ上に、ナット２６が車両のバネ下に設けられる例について説明するが、逆に、ネジ軸２４が車両のバネ下に、ナット２６が車両のバネ上に設けられてもよい。このような電磁サスペンションにおいて、ネジ軸２４及びナット２６に上述したような構造を採用することによって、電磁サスペンションの振動及び作動音が低減される。
【００１７】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例について述べる。
【００１８】
実施形態では、予圧付与手段としてコイルバネ７２を示したが、他のものでもよい。図５は、予圧付与手段として板バネ７４を使用した変形例である。板バネ７４は、第１部材２６ａの外周側の面６８ａと、第２部材２６ｂの外周側の面６８ｂの間を接続するように設けられている。板バネの作用及び効果は、コイルバネの場合と同様である。また、図６は、予圧付与手段として磁石７６ａ、ｂを使用した実施例である。第１部材２６ａの突起部７０ａと、第２部材２６ｂの突起部７０ｂの互いに対向する面に、それぞれ極性の異なる磁石７６ａ及び７６ｂを貼り付けてある。これによって、磁石間に作用する引力によりナット２６に予圧を与えることができる。
【００１９】
実施形態では、空間６４が外部から観察できるような形状を示したが、第１部材２６ａと第２部材２６ｂの嵌合面の内部に窓空間が形成されるようにしてもよい。また、ナット２６に与える予圧の方向は、実施形態とは逆向きでもよい。さらに、ナット２６をネジ軸２４に垂直な面で二分割し、分割された各部材に対して互いに円周方向に逆向きの力を与えることで、ナット２６に予圧を与えるようにしてもよい。
【００２０】
実施形態では、ネジ機構の例としてボールネジを参照して説明したが、本発明は、ネジ軸とナットのみからなるネジ機構にも適用可能である。この場合も、本発明を適用することでネジ軸の溝とナットの溝の間にできる遊びが小さくなるので、ネジ機構の振動や作動音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるネジ機構の一実施形態であるボールネジの構成を示す図である。
【図２】ナットの分解図である。
【図３】コイルバネによる予圧付与を説明する図である。
【図４】本発明によるネジ機構の一実施形態であるボールネジを適用した電磁サスペンションの詳細な構成を示す図である。
【図５】本発明の変形例を示す図である。
【図６】本発明の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
４  電磁サスペンション、２４  ネジ軸、２６  ナット、２６ａ  第１部材、２６ｂ  第２部材、４０  ショックアブソーバ、６４  空間、７２  コイルバネ、７４  板バネ、７６  磁石。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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