(57)【要約】【課題】  電磁緩衝器に搭載されるモータを減衰力発生用途以外の目的に使用可能とすることである。【解決手段】  螺子ナット４内に回転自在に螺合される螺子軸３と、螺子軸３もしくは螺子ナット４の回転運動をモータ１のシャフト１ａに伝達するとともに、当該モータ１ａに電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生するトルクで螺子ナット４と螺子軸３の軸方向の相対移動を抑制する電磁緩衝器において、モータ１のシャフト１ａの両端にそれぞれ電磁クラッチＤ１，Ｄ２を設け、この一方の電磁クラッチＤ１を介して螺子軸３もしくは螺子ナット４の回転運動が上記シャフト１ａに伝達されるとともに、他方の電磁クラッチＤ２を介してシャフト１ａの回転運動を外部の被駆動部材に伝達可能とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺子ナットと、螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、モータとを備え、螺子軸もしくは螺子ナットの回転運動をモータのシャフトに伝達するとともに、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生するトルクで上記螺子軸もしくは螺子ナットの回転運動を抑制することにより螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する電磁緩衝器において、モータのシャフトの両端にそれぞれ電磁クラッチを設け、この一方の電磁クラッチを介して螺子軸もしくは螺子ナットの回転運動が上記シャフトに伝達されるとともに、他方の電磁クラッチを介してシャフトの回転運動を外部の被駆動部材に伝達可能としたことを特徴とする電磁緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、螺子ナットに螺子軸を回転自在に螺合することにより、螺子ナットもしくは螺子軸の回転運動をモータの回転運動に変換し、モータの電磁力を減衰力として利用する電磁緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両の車体と車軸との間に懸架バネと並列にして油圧緩衝器を介在させたサスペンションが知られており、このサスペンションは車体を懸架するとともに路面からの振動等の入力を減衰して車両の乗り心地と操縦性を向上させ、或いは車体の変位を抑制して車高を一定に保持している。この油圧緩衝器は、高減衰力が得られる点で有利であるが反面、油が必要であり、この油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構を必要とする。
【０００３】
そこで、最近油、エアや電源等を必要としない新しい電磁緩衝器が研究され、提案されている（特許文献１参照、非特許文献１参照）。
【０００４】
この電磁緩衝器の基本構造は、ボール螺子ナットに回転自在に螺合した螺子軸と、螺子軸の一端に連結され電極を短絡したモータと、で構成され、螺子軸に対しボール螺子ナットが軸方向に移動すると、螺子軸とモータのシャフトが回転し、このシャフトの回転により発生する誘導起電力によってシャフト及び螺子軸の回転方向と逆向きのトルクを上記ボール螺子ナット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。
【特許文献１】特開２００３−２２７５４３号公報（段落番号００２３，図１）
【非特許文献１】末松、須田，「自動車における電磁サスペンションの研究」，社団法人自動車技術会，学術講演会前刷集，２０００年，Ｎｏ４−００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の螺子軸とモータのシャフトを連結することにより、モータに螺子軸の回転運動を伝達する構成を採用している電磁緩衝器は、油やエアを必要としない点で優れているが、以下の問題点がある。
【０００６】
すなわち、従来の電磁緩衝器では、減衰力発生用にモータを搭載しているが、モータを他の用途には使用できる構造とはなっていない。しかし、モータは回転駆動することができるので、このモータに汎用性を持たせて、他の用途に使用可能とすることが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の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、電磁緩衝器に搭載されるモータを減衰力発生用途以外の目的に使用可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における電磁緩衝器は、螺子ナットと、螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、モータとを備え、螺子軸もしくは螺子ナットの回転運動をモータのシャフトに伝達するとともに、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生するトルクで上記螺子軸もしくは螺子ナットの回転運動を抑制することにより螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する電磁緩衝器において、モータのシャフトの両端にそれぞれ電磁クラッチを設け、この一方の電磁クラッチを介して螺子軸もしくはボール螺子ナットの回転運動が上記シャフトに伝達されるとともに、他方の電磁クラッチを介してシャフトの回転運動を外部の被駆動部材に伝達可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、一方の電磁クラッチを、螺子軸とシャフトとの接続を解除する状態とし、他方の電磁クラッチをシャフトと被駆動部材とを接続する状態とし、モータに積極的に通電することにより、被駆動部材を駆動することができる。したがって、この電磁緩衝器においては、モータを減衰力発生用だけでなく、他の用途に使用可能となる。特に車両に搭載される場合には、車両の各所に回転動力を必要とする機器が搭載されているので、モータが各所に設けられているが、電磁緩衝器に搭載されているモータを使用できるので、その分車両搭載機器用、たとえば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等のモータが不要となり、車両を軽量化でき、また、低コストにすることができる。
【００１０】
さらに、他方の電磁クラッチを介して被駆動部材がシャフトに接続された状態では、被駆動部材の慣性モーメントによっても減衰力を発生できることとなり、万が一モータが損傷し、モータが電磁力に起因するトルクを発生不能な状態となった場合でも、減衰力を発生不能となる事態が回避される。したがって、フェールセーフを行うことができる。
【００１１】
また、螺子ナットの軸方向の直線運動により螺子軸を回転させるトルクが過大となる場合、たとえば、この電磁緩衝器を車両に適用したときに路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合には、一方の電磁クラッチが電磁石内のコイルへの電流供給を断つとしておけば、螺子軸のみが回転することとなり、シャフトは回転せずモータは電磁力を発生しない。したがって、上記のような状況下では、減衰力の発生を阻止できるので、車体側に衝撃が伝達されてしまうことはなく、車両における乗り心地を向上させることが可能である。
【００１２】
また、一方の電磁クラッチを、あらかじめ、過大なトルク負荷時にすべる状態となるように調整しておく場合には、螺子軸の回転がダイレクトにシャフトに伝達されないので、モータのシャフトが回転しないか、回転しても螺子軸の回転数より低い回転数となるので、急激な振動が入力されても大きな減衰力を発生することがないので、車両における乗り心地を向上することが可能となる。さらに、一方の電磁クラッチへの電流供給量を制御して、積極的にすべる状態を制御すれば、モータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力による弊害も抑制することができる。
【００１３】
さらに、一方の電磁クラッチへの電流供給量を制御して一方の電磁クラッチの伝達可能なトルク自体を制御することとすれば、上記慣性モーメントによる弊害を防止でき、更に車両における乗り心地を向上することもできる。
【００１４】
また、螺子軸の回転数がモータの許容回転速度を超えるような場合に一方の電磁クラッチへの電流供給を断つようにしておけば、モータの異常発熱よって引き起こされるモータのコイルを形成する導線の絶縁被膜の化学変化等による絶縁性の劣化、ひいては、絶縁性の劣化による漏電、および、モータ自体の損傷等の弊害を防止することもできる。
【００１５】
螺子ナットの上下方向の直線運動により螺子軸を回転させるトルクが、所定のトルク以上となる場合、たとえば、この電磁緩衝器を車両に適用したときに路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合には、トルク解除手段がトルク伝達を抑制もしくは解除するので、モータが減衰力を発生することを阻止もしくはその発生減衰力を減少することができる。したがって、車体側に衝撃が伝達されてしまうことはなく、車両における乗り心地が向上する。
【００１６】
そして、所定のトルクについては、電磁緩衝器が適用される車両に適するように、車両における乗り心地を悪化させるような振動入力時に発生するトルクに設定されることで、たとえば、路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合にのみ、トルクの伝達を解除することにより、車両における乗り心地を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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電磁緩衝器の縦断面図である。図２は、電磁クラッチの縦断面図である。図３は、本発明の第２の実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態における電磁緩衝器は、モータ１と、螺子軸３と、螺子ナットたるボール螺子ナット４と、モータ１のシャフト１ａの両端にそれぞれ設けた電磁クラッチＤ１，Ｄ２とで構成され、螺子軸３がボール螺子ナット４に螺合され、ボール螺子ナット４の図１中上下方向の直線運動を螺子軸３の回転運動に変換し、この回転運動をモータ１に伝達することによりモータ１に電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生する螺子軸３の回転に抗するトルクを上記ボール螺子ナット４３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。
【００１９】
詳しく説明すると、螺子軸３は、その外周に螺子溝３ａが形成され、図１中上方がボールベアリング７を介して回転自在に有底筒状の外筒５内に挿入されている。また、螺子軸３の上端は電磁クラッチＤ１の一端に連結されている。さらに、螺子軸３はボール螺子ナット４内に回転自在に螺合され、その先端、すなわち、図１中下端にはクッション部材１５が設けられており、ボール螺子ナット４が図１中下方に移動して電磁緩衝器が最伸びきり状態となったときには、螺子軸３の図１中下端に設けたクッション部材１５がボール螺子ナット４の図１中下端に当接して、螺子軸３がボール螺子ナット４から抜けてしまうことが防止されるとともに、最伸びきり時の衝撃を緩和し、最圧縮時には、螺子軸３が後述する内筒６の底部と当接することを防止して衝撃を緩和する。
【００２０】
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、ボール螺子ナット４の図１中上下方向の直線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。さらに、このボール螺子ナット４は、ブラケット１０を介して有底筒状の内筒６に連結されている。
【００２１】
他方、螺子軸３の上端に連結されたトルク解除手段たる電磁クラッチＤの他端側には、モータ１のシャフト１ａが連結されており、螺子軸３が回転すると、この電磁クラッチＤ１を介してモータ１のシャフト１ａも回転することができる。そして、モータ１は外筒５内に形成されている。ここで、モータ１は、ブラシレスモータとして形成され、フレームたる外筒５内にボールベアリング９，１０を介して回転自在に挿入したシャフト１ａと、外筒５に取付けられるコア１１に巻装したコイル１２と、シャフト１ａに取付けられる複数の磁石１３，１３とで構成され、磁石１３，１３はコイル１２およびコア１１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、磁石１３，１３も回転するので、コイル１２が上記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る。さらに、上記短絡回路とは別にモータ１に通電する為の回路が別途設けられている。この通電用の回路は減衰力発生用ではなく、後述のモータ１の回転出力を外部に取り出すときに使用されるが、減衰力調整用に使用されても良く、また、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。なお、ブラシレスモータの場合には、回転子の位置検出手段としてホール素子、磁気センサや光センサ等が搭載されているが、単に電磁力に起因するトルクを発生させる限りにおいては上記位置検出手段を設ける必要はない。ただし、位置検出手段を設けることにより、回転子の回転運動の状況（回転角や角速度等）を把握することができるのでモータの制御に便利である。たとえば、ホール素子を例に取れば、外部電源から当該素子に通電しておくことが必要であるが、通電する為の電線を当該素子に接続して電流を供給するとすれば良く、また、外部電源を用いずとも、シャフト１ａの回転により発電されるので、この誘導起電力によって発生される電流をホール素子に供給するか、一端外部のバッテリに蓄
電しておいて、このバッテリから電流を供給するとしてもよい。なお、上述したところからは、コイルをフレームに、磁石をシャフト１ａに取付けているが、コイルをシャフト１ａに、磁石をフレームに取付けるとしても良い。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いるが、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。
【００２２】
また、電磁クラッチＤ１は、螺子軸３とモータ１のシャフト１ａとを接続とその解除を選択的に行えるようになっている。なお、電磁クラッチＤ１は、螺子軸３とシャフト１ａとの接続とその解除を行える周知のものを使用すればよいが、具体的には、たとえば、図２に示すように、モータ１のシャフト１ａにボールベアリング６０を介して回転自在に取付けられた電磁石保持部材５１と、コイル５２が内設され電磁石保持部材５１に固着される電磁石Ｍと、シャフト１ａに嵌着されるクラッチ板５３と、クラッチ板５３に設けられた環状の摩擦板５４と、シャフト１ａにボールベアリング５５を介して回転自在に取付けられ、かつ、螺子軸３に嵌着されるクラッチ板保持部材５６と、クラッチ板保持部材５６に環状板バネ５７を介して揺動自在に取付けられるクラッチ板５８とで構成され、上記コイル３２に電流を印加すると、クラッチ板５８が環状板バネ５７のバネ力に抗してクラッチ板５３に吸引されて当接し、これにより螺子軸３の回転がモータ１のシャフト１ａに伝達され、コイル５２への通電を断つと、クラッチ板５８が上記環状板バネ５７の復元力によりクラッチ板５３から離れるので、螺子軸３の回転がシャフト１ａに伝達されなくなるようになっている。
【００２３】
また、外筒５内には、上述の内筒６が摺動自在に挿入されている。したがって、電磁緩衝器の構成部材は外筒５および内筒６により覆われているので、路面からの飛び石や、雨水等が直接ボール螺子ナット４、モータ１、電磁クラッチＤや螺子軸３に当たることが防止されている。さらに、外筒５内に摺動自在に内筒６が挿入されているので、内筒６およびボール螺子ナット４に対する螺子軸３の軸ぶれが防止されており、ボール螺子ナット４の一部のボール（図示せず）に集中して荷重がかかることを防止でき、ボールもしくは螺子軸３の螺子溝３ａが損傷する事態を避けることが可能である。また、ボールもしくは螺子軸３の螺子溝３ａの損傷を防止できるので、螺子軸３とボール螺子ナット４の回転若しくは電磁緩衝器の伸縮方向への移動の各動作の円滑さを保つことができ、上記各動作の円滑を保てるので、電磁緩衝器として機能も損なわれず、ひいては、電磁緩衝器の故障を防止できる。
【００２４】
なお、外筒５と内筒６との間に軸受を設けるとすれば、外筒５の図１中下端部内周が内筒６の外周をかじる危険を回避することができるので、実際には軸受を設けるとするのが好ましく、外筒５の図１中下端にダストシールを設ける場合には、上記かじりが防止されるので、ダストシールによる外筒５と内筒６との間のシール性の劣化も防止される。
【００２５】
ちなみに、外筒５の上端近傍には、図示しないブラケットが設けられるとともに、内筒６の下端にも図示しないブラケットが設けられ、この電磁緩衝器を、たとえば、車両の車体側と車軸側との間に介装できるようになっている。
【００２６】
さらに、上記モータ１のシャフト１ａとの上端には、電磁クラッチＤ２が設けられ、この電磁クラッチＤ２は、電磁緩衝器外部の被駆動部材の回転軸Ｈに連結される。この被駆動部材は、具体的には、たとえば、車両搭載機器であれば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等とされるか、他にも回転駆動するものであればよい。また、電磁クラッチＤ２は、電磁クラッチＤ１と同様の構成とされているので、その具体的構成についてはその説明を省略するが、電磁クラッチＤ１と同様に、上述の構成以外の周知の電磁クラッチが使用可能である。
【００２７】
引き続いて、作用について説明する。電磁緩衝器に伸縮する、すなわち、外筒５に対し内筒６が図１中上下方向に移動すると、この内筒５に連結されたボール螺子ナット４も上下方向の直線運動をする。そして、このボール螺子ナット４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。
【００２８】
ここで、電磁クラッチＤ１が螺子軸３とシャフト１ａとを接続している状態、すなわち、螺子軸３を回転運動がシャフト１ａに伝達される状態では、螺子軸３が回転運動を呈すると、シャフト１ａも回転する。すると、モータ１内のコイル１２が磁石１３，１３の磁界を横ぎることとなり、コイル１２には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るから、モータ１は、上記誘導起電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。そして、このシャフト１ａの回転に抗するトルクは、シャフト１ａが螺子軸３に接続されているので、螺子軸３の回転を抑制し、ボール螺子ナット４の上記直線運動を抑制することとなる。
【００２９】
したがって、モータ１のシャフト１ａの回転運動を抑制する作用は、ボール螺子ナット４の直線運動を抑制するように働くので、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作用し、振動エネルギを吸収緩和する。
【００３０】
以上、一連の動作により、電磁緩衝器としての機能を発揮することができるが、ここで、電磁緩衝器が伸縮する状況下で、電磁クラッチＤ２がシャフト１ａと被駆動部材の軸Ｈとの接続を解除、すなわち、シャフト１ａの回転運動が軸Ｈに伝達されない状態では、上記のうように、モータ１のみが発生する電磁力に起因するトルクでボール螺子ナット４と螺子軸３との軸方向の相対移動を抑制することとなるが、逆に電磁クラッチＤ２がシャフト１ａと被駆動部材の軸Ｈとを接続する、すなわち、シャフト１ａの回転運動を軸Ｈに伝達する状態では、軸Ｈが回転し被駆動部材が駆動させられるが、このとき、被駆動部材自体の慣性モーメントが働き、電磁緩衝器の発生する減衰力が大きくなる。すなわち、電磁緩衝器の発生する減衰力は、モータの発生する電磁力に起因するもの以外に、モータの回転子、具体的には、本実施の形態にあっては、モータ１のシャフト１ａおよびシャフト１ａに取付けられている磁石の慣性モーメントに起因するものがあるが、さらに、電磁クラッチＤ２を介して被駆動部材がシャフト１ａに接続されると、被駆動部材自体の慣性モーメントに起因する減衰力が発生されることとなる。したがって、電磁クラッチＤ２を介して被駆動部材がシャフト１ａに接続された状態では、電磁緩衝器が発生する減衰力は、モータ１の回転子の慣性モーメントと、螺子軸の慣性モーメントと、モータ１の発生する電磁力と、被駆動部材の慣性モーメントの総和であり、被駆動部材およびモータ１の慣性モーメントは、モータ１のシャフト１ａの角加速度が、緩衝器の伸縮運動の加速度に比例することから、緩衝器の伸縮運動の加速度に比例する。
【００３１】
したがって、モータ１が何らかの理由で電磁力が発生できなくなると、電磁緩衝器の発生可能な減衰力は概ねモータ１の回転子と螺子軸３の慣性モーメントに起因するものとなるが、電磁クラッチＤ１，Ｄ２を接続状態としておけば、被駆動部材の慣性モーメントによっても減衰力を発生できることとなり、万が一モータ１が損傷し、モータ１が電磁力に起因するトルクを発生不能な状態となった場合でも、減衰力を発生不能となる事態が回避される。したがって、フェールセーフを行うことができる。
【００３２】
なお、ボール螺子ナット４の上下方向の直線運動により螺子軸３を回転させるトルクが過大となる場合、たとえば、この電磁緩衝器を車両に適用したときに路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合には、電磁クラッチＤ１が電磁石内のコイルへの電流供給を断つとしておけば、螺子軸３のみが回転することとなり、シャフト１ａは回転せずモータ１は電磁力を発生しない。したがって、上記のような状況下では、減衰力の発生を阻止できるので、車体側に衝撃が伝達されてしまうことはなく、車両における乗り心地を向上させることが可能である。
【００３３】
また、電磁クラッチＤ１を、あらかじめ、過大なトルク負荷時に、クラッチ板５３とクラッチ板５８が当接していても空回りする状態、いわゆる、すべる状態となるように調整しておくとしてもよい。この場合には、電磁石の規格に応じて電流量を上記状態となるように調整しておけばよい。そうすることで、電磁クラッチＤ１は、螺子軸３の回転がダイレクトにシャフト１ａに伝達されないので、モータ１のシャフト１ａが回転しないか、回転しても螺子軸３の回転数より低い回転数となるので、急激な振動が入力されても大きな減衰力を発生することがないので、車両における乗り心地を向上することが可能となる。さらに、電磁クラッチＤ１への電流供給量を制御して、積極的にクラッチ板３３とクラッチ板３８がすべる状態を制御すれば、モータ１の回転子の慣性モーメントに起因する減衰力による弊害も抑制することができる。
【００３４】
なお、上記したところでは、慣性モーメントによるフェールセーフについて説明したが、通常時、すなわち、モータ１が電磁力を発生しえる状態においては、上記慣性モーメントは、上述の通り電磁緩衝器の伸縮運動の加速度に比例することから、電磁緩衝器に入力される軸方向の振動入力に対し、特に電磁緩衝器を車両に適用する場合には、路面等からの突き上げ入力時のような特に急激な軸方向の振動が入力された場合には、慣性モーメント分だけ、より高い減衰力を発生することになる。したがって、常に電磁力に依存した減衰力に先んじてモータの回転子等の慣性モーメントによる減衰力が発生することとなり、更に、モータの回転子等の慣性モーメントは比較的大きいので、車両における乗り心地が悪化することとなる。
【００３５】
ここで、電磁クラッチＤ１はモータ１が発生する電磁力によるトルクの伝達を制御することもでき、上記のように、必要以上の電磁力に起因するトルクを螺子軸３に伝達できないようにすることも可能であるので、電磁クラッチＤ１への電流供給量を制御して電磁クラッチＤ１の伝達可能なトルク自体を制御することとすれば、上記慣性モーメントによる弊害を防止でき、更に車両における乗り心地を向上することもできる。
【００３６】
また、螺子軸３の回転数がモータ１の許容回転速度を超えるような場合に電磁クラッチＤ１への電流供給を断つようにしておけば、モータの異常発熱よって引き起こされるモータのコイルを形成する導線の絶縁被膜の化学変化等による絶縁性の劣化、ひいては、絶縁性の劣化による漏電、および、モータ自体の損傷等の弊害を防止することもできる。
【００３７】
つづいて、電磁緩衝器に振動が入力されていない場合には、電磁クラッチＤ１は、螺子軸３とシャフト１ａとの接続を解除する。他方、電磁クラッチＤ２はシャフト１ａと軸Ｈとを接続する状態とする。さらに、モータ１に積極的に通電する。すると、モータ１は、通電により回転駆動させられるが、この回転が被駆動部材の軸Ｈに伝達され、被駆動部材を駆動することができる。したがって、この電磁緩衝器においては、モータ１を減衰力発生用だけでなく、他の用途に使用可能となる。特に車両に搭載される場合には、車両の各所に回転動力を必要とする機器が搭載されているので、モータが各所に設けられているが、電磁緩衝器に搭載されているモータ１を使用できるので、その分車両搭載機器用、たとえば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等のモータが不要となり、車両を軽量化でき、また、低コストにすることができる。
【００３８】
つづいて、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部材については、同一の符号を付するのみとして、詳しい説明を省略することとする。第２の実施の形態における電磁緩衝器は、図３に示すように、モータ３１と、螺子軸３と、ハウジング３９と、ボール螺子ナット４と、ボール螺子ナット４の回転運動をモータ３１のシャフト３１ａに伝達する歯車機構Ｇと、歯車機構Ｇとシャフト３１ａとの間に設けた電磁クラッチＤ１と、シャフト３１ａの図３中上端と被駆動部材の軸Ｈとの間に設けた電磁クラッチＤ２とで構成され、螺子軸３がボール螺子ナット４に螺合され、螺子軸３の直線運動をボール螺子ナット４の回転運動に変換し、歯車機構Ｇを介して上記回転運動をモータ３１のシャフト３１ａに伝達して上記モータ３１に電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記シャフト３１ａの回転に抗するトルクを上記螺子軸３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。すなわち、第１の実施の形態においては、螺子軸３が回転運動をするが、第２の実施の形態においては逆に、螺子軸３の軸方向の直線運動をボール螺子ナット４の回転運動に変換して、このボール螺子ナット４の回転運動をモータ３１のシャフト３１ａに伝達するようにしてある。
【００３９】
以下、詳細な構造について説明する。螺子軸３は、第１の実施の形態と同様にその外周に螺子溝３ａが設けられるとともに、図１中下端には、電磁緩衝器が適用される箇所へ取付可能なように、ブラケットＢが設けられている。そして、この螺子軸３は、第１の実施の形態と同様に、ボール螺子ナット４内に回転自在に螺合されるとともに、外筒３５内に挿入されている。
【００４０】
また、外筒３５は有底筒状であって、その図１中上端には、電磁緩衝器が適用される箇所へ取付可能なように図示しないブラケットが設けられている。したがって、この電磁緩衝器を特に車両に適用する場合には、上記ブラケットＢおよび図示しないブラケットを介して、車体と車軸との間に電磁緩衝器を介装することが可能なようになっている。
【００４１】
そしてまた、外筒３５の図１中下端は、中空なハウジング３９に連結され、このハウジング３９には、孔３９ａ，３９ｂ，３９ｃおよび穴３９ｄが設けられ、外筒３５は、ハウジング３９の孔３９ａ，３９ｂと同心となるようにハウジング３９に連結されている。さらに、ハウジング３９の孔３９ａ，３９ｂの内周には、それぞれボールベアリング４０，４１が嵌合され、このボールベアリング４０，４１内には上記ボール螺子ナット４が嵌合している。したがって、ボール螺子ナット４はハウジング３９に対して回転することができる。
【００４２】
また、ハウジング３９の孔３９ｃおよび穴３９ｄにも、ボールベアリング４２，４３が設けられるとともに、このボールベアリング４２，４３内には、回転軸５０が嵌合されている。さらに、このハウジング３９には、孔３９ｃと同芯となるように、筒４５が結合されており、この筒４５内には、モータ３１が固着されている。
【００４３】
モータ３１は、第１の実施の形態のモータ１と同様の構成であるので、特に内部構造については図示はしないが、第１の実施の形態と同様に種々のモータが使用可能である。
【００４４】
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、螺子軸３がボール螺子ナット４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はハウジング３９により図３中上下方向の移動が規制され、回転のみ許容されているので、ボール螺子ナット４は強制的に回転駆動される。すなわち、上記機構により螺子軸３の直線運動がボール螺子ナット４の回転運動に変換されることとなる。
【００４５】
他方、歯車機構Ｇは、図３に示すように、上記回転軸５０に外周に形成した従動歯車３２ａと、ボール螺子ナット４の外周に形成した駆動歯車３２ｂとからなり、各歯車３２ａ、３２ｂの歯が、互いに噛み合うように水平に配置されてハウジング３９内に回転自在に挿入されている。
【００４６】
なお、各歯車３２ａ、３２ｂ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、本実施の形態では２つの歯車を使用しているが、３つ以上の歯車列を使用しても本発明の効果を実現可能である。
【００４７】
上記のように各歯車３２ａ、３２ｂの軸心が横方向にオフセットされていることにより、各歯車３２ａ、３２ｂに結合したモータ３１の軸心とボール螺子ナット４の軸心が横方向にずれており、その結果、モータ３１は外筒３５の外側においてボール螺子ナット４の側方に並行に配置される。
【００４８】
なお、本実施の形態では、モータ３１をボール螺子ナット４の側方近傍に配置しているが、上述のように歯車列を使用して、モータ３１をボール螺子ナット４から離れた位置に配置することも可能である。したがって、たとえば、モータ３１のみを車体内に配置するようにして雨水や泥、飛び石などによるモータ３１の損傷を防止することができる。
【００４９】
上記構成により、螺子軸３の図３中上下方向の直線運動によるボール螺子ナット４の回転運動は、駆動歯車３２ｂと従動歯車３２ａとが互いに噛み合っているので、モータ３１のシャフト３１ａに伝達されることとなり、その結果、モータ３１が回転し、その電磁力に起因して発生するシャフト３１ａの回転に抗するトルクが歯車機構Ｇを介してボール螺子ナット４の回転を抑制する減衰力として作用する。
【００５０】
なお、上記したところでは、駆動歯車と従動歯車を水平配置してボール螺子ナット４の回転運動をモータ３１に伝達しているが、各歯車を傘歯車として、ボール螺子ナット４に対するモータ３１の取付角度を変化させることも可能である。この場合には、上記取付角度の調節が可能であるから、適用する車両の構造にあわせて、本発明にかかる電磁緩衝器を取付けることが出来ることとなる。したがって、新造又は既存車両のレイアウトに左右されずに電磁緩衝器を取付ることが可能である。また、傘歯車の種類は何でも良いが、はすば傘歯車等の円滑な伝動が可能であるものが好ましい。
【００５１】
さらには、ボール螺子ナット４の回転運動をモータ３１のシャフト３１ａに伝達するには、歯車機構Ｇ以外に、摩擦車機構やベルト機構を使用してもよい。
【００５２】
そして、第２の実施の形態においては、上述のように、一方の電磁クラッチＤ１は、上記回転軸５０とシャフト３１ａとの間に設けられ、他方の電磁クラッチＤ２は、シャフト３１ａと被駆動部材の軸Ｈとの間に設けられている。
【００５３】
つづいて、その作用であるが、第２の実施の形態における電磁緩衝器が、伸縮すると、螺子軸３が図３中上下に直線運動を呈することとなるが、この直線運動がボール螺子ナット４の回転運動に変換され、さらに、このボール螺子ナット４の回転運動は、歯車機構Ｇを介してシャフト３１ａに伝達される。したがって、第２の実施の形態においては、モータ３１の発生する電磁力に起因するシャフト３１ａの回転に抗するトルクは、ボール螺子ナット４の回転を抑制することとなり、このボール螺子ナット４の回転を抑制する作用が、螺子軸３の直線運動を抑制することとなるので、結果的に、ボール螺子ナット４と螺子軸３の軸方向の相対移動を抑制する減衰力として作用する。
【００５４】
したがって、第１の実施の形態と同様に、一連の動作により、電磁緩衝器としての機能を発揮することができるが、ここで、モータ３１のシャフト３１ａは、一方の電磁クラッチＤ１を介して回転軸５０に、他方の電磁クラッチＤ２を介して被連結部材の軸Ｈに接続されているので、第１の実施の形態と同様の作用効果をそうすることが可能となる。すなわち、電磁緩衝器が伸縮する状況下で、電磁クラッチＤ１および電磁クラッチＤ２が、それぞれシャフト３１ａと回転軸５０とを接続、シャフト３１ａと被駆動部材の軸Ｈとを接続する状態では、被駆動部材自体の慣性モーメントが働き、電磁緩衝器の発生する減衰力が大きくなる。したがって、万が一モータ３１が損傷し、モータ３１が電磁力に起因するトルクを発生不能な状態となった場合でも、減衰力を発生不能となる事態が回避される。したがって、フェールセーフを行うことができる。
【００５５】
また、電磁緩衝器に振動が入力されていない場合には、電磁クラッチＤ１を回転軸５０とシャフト３１ａとの接続を解除する状態とし、他方、電磁クラッチＤ２をシャフト３１ａと軸Ｈとを接続する状態とし、モータ３１に積極的に通電すると、モータ３１は、通電により回転駆動させられるが、この回転が被駆動部材の軸Ｈに伝達され、被駆動部材を駆動することができる。したがって、この電磁緩衝器においては、モータ３１を減衰力発生用だけでなく、他の用途に使用可能となる。特に車両に搭載される場合には、車両の各所に回転動力を必要とする機器が搭載されているので、モータが各所に設けられているが、電磁緩衝器に搭載されているモータ３１を使用できるので、その分車両搭載機器用、たとえば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等のモータが不要となり、車両を軽量化でき、また、低コストにすることができる。
【００５６】
また、第１の実施の形態と同様に電磁クラッチＤ１側に制御により、モータ３１の損傷防止、慣性モーメントによる弊害の防止、および車両における乗り心地を向上させることも可能である。
【００５７】
なお、上記したところでは、電磁緩衝器を特に車両に適用した場合について説明したが、通常緩衝器が使用される部位にこの電磁緩衝器を使用可能なことは無論である。
【００５８】
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】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。
【図２】電磁クラッチの縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，３１    モータ
１ａ，３１ａ  シャフト
３    螺子軸
３ａ  螺子溝
４    螺子ナットたるボール螺子ナット
５，３５    外筒
６    内筒
Ｄ１，Ｄ２    電磁クラッチ
【図１】
2005264991.tif 000003
【図２】
2005264991.tif 000004
【図３】
2005264991.tif 000005