JP2004011751A - Electromagnetic shock absorber - Google Patents

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JP2004011751A
JP2004011751A JP2002165782A JP2002165782A JP2004011751A JP 2004011751 A JP2004011751 A JP 2004011751A JP 2002165782 A JP2002165782 A JP 2002165782A JP 2002165782 A JP2002165782 A JP 2002165782A JP 2004011751 A JP2004011751 A JP 2004011751A
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JP
Japan
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motor
shock absorber
shaft
electromagnetic shock
ball screw
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Application number
JP2002165782A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Suda
須田 義大
Takahiro Kondo
近藤 卓宏
Taro Matsumae
松前 太郎
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KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
Foundation for the Promotion of Industrial Science
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To conserve an electromagnetic shock absorber main body, and a stator and a rotor of a motor from the outside, promote the heat dissipation of the motor, prevent the damage owing to the rise in temperature exceeding the rating of the motor, improve the productivity, and reduce the manufacturing cost of the electromagnetic shock absorber. <P>SOLUTION: The electromagnetic shock absorber is comprised of the electromagnetic shock absorber main body D having a ball screw nut 16 and a screw shaft 15 rotatably screwed in the ball screw nut 16, and a motor connected to the screw shaft 15. In the electromagnetic shock absorber, linear movement of the ball screw nut 16 is converted into rotational movement of the screw shaft 15, electromagnetic force is generated in the motor by transmitting the rotational movement to a shaft 6 of the motor, and the torque against the rotation of the shaft 6 owing to the electromagnetic force is used as damping force inhibiting the linear movement of the ball screw nut 16. An integrated outer cylinder 1 overlying both the electromagnetic shock absorber main body and the motor is provided, and the outer cylinder doubles as a frame overlying the stator and the rotor of the motor. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールナットにボール螺子を回転自在に螺入することにより電磁緩衝器の伸縮運動をモータの回転運動に変換する機構を有し、上記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し、特にモータのフレーム及び上記電磁緩衝器外筒の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
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。
【0003】
他方、サスペンションの一部に油圧緩衝器等と併設した電磁緩衝器を組み込み、車体変化時にモータに電流を流して電磁力を発生し、この電磁力を車体変化を抑制する減衰力として利用する車両用のサスペンションも、例えば、特開平5−44758号公報に開示されているように公知である。
【0004】
しかしながら、上記の油圧緩衝器を利用したサスペンションでは、高減衰力が得られる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。
【0005】
同様に電磁緩衝器を使用したサスペンションでは、電源、コントローラ等を必要とし、構造が複雑化し、コスト的にも不利である。
【0006】
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、その論文も公表されている。
【0007】
この電磁緩衝器の基本構造は、例えば、図2のモデルに示すように、ボール螺子ナット16と、当該ボール螺子ナット16を保持するフランジ34と、アイ型ブラケット38が固着されたフランジ37と、上記各フランジ34、37を連結するガイドロッド36と、ボール螺子ナット16内に回転自在に螺合した螺子軸15と、螺子軸15の上端にカップリング26とシャフト27aを介して結合したモータ27とで構成したものである。
【0008】
ここで、電磁力発生源としてのモータは、様々なモータ、例えば直流モータや誘導モータ等が使用されうるが、例えば直流モータを例に取ると、特に図示しないが、直流ブラシ付モータであれば、モータ27内に磁界発生用の複数の永久磁石とソレノイドと電機子とヨークと整流子とフレームとシャフトとから構成され、シャフトには電機子が設けて導電線を巻きつけソレノイドを形成して、シャフトの回転によりソレノイド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ものである。
【0009】
そして、この電磁緩衝器を、例えば、車体と車軸との間に介在させてサスペンションとして利用する場合、電磁緩衝器の上端をモータ27の上に設けられたフランジ28に固着されたブラケット40を介して車体側に結合し、電磁緩衝器下端を上記アイ型ブラケット38を介して車軸側に結合させる。
【0010】
この場合、モータ27は、下端をフランジ30及び連結ロッド31を介してフランジ32に結合し、上記フランジ32の内周にはボール軸受43を固定し、そのボール軸受43内に螺子軸15の上部を回転自在に挿入させている。
【0011】
更に、フランジ32は、フランジ35に連結ロッド33により連結され、フランジ35に設けられた孔の中には上記ガイドロッド36が摺動可能に挿入されおり、ボール螺子ナット16の直線運動のみが許容されるようになっている。
【0012】
この電磁緩衝器を利用するサスペンションの構想によれば、例えば、路面からの振動入力でボール螺子ナット16が矢印a方向に直線運動すると、ボール螺子ナット16内の螺子軸15は、ボール螺子ナット16内のボールと螺子軸15の外周の螺施溝15aに案内されて回転運動に変換される。
【0013】
このため、螺子軸15の回転運動が、螺子軸15の上端に取り付けられたカップリング26を介してシャフト27aの矢印b方向の回転運動として伝達され、これによりモータ27に誘導起電力が発生し、特には図示しないがモータ27の各電極を電源を介さずに短絡するか所望の電磁力を得られるように制御回路に接続しておけば、モータ27内のソレノイドに上記誘導起電力に起因する電流が流れ、モータ27は電磁力を発生する。
【0014】
そして、この時、上記シャフト27aの回転に抗する電磁力が発生するようにモータ27の各電極を短絡又は制御回路に接続しておけば、この電磁力に起因する回転に抗するトルクが発生し、モータ27のシャフト27aの回転を抑制することとなる。
【0015】
すると、シャフト27aの回転を抑制することは、上記螺子軸15の回転を抑制することであるから、上記トルクはボール螺子ナット16の直線運動を抑制する減衰力として作用する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
さて、この電磁緩衝器を、実際に車両に適用する際には、緩衝器は通常車両ボディと車軸との間に配在されるが、以下のいろいろな問題点がある。
【0017】
即ち、上記の電磁緩衝器の構成では、モータ27、螺子軸15、ボール螺子ナット16が、剥き出しの状態であるから、車体外からの雨や泥、石等のはねに対して、何ら隔離されておらず、例えば、モータ27内に雨水や泥水が進入して、モータ27が漏電して損傷したり、モータ27、螺子軸15、ボール螺子ナット16に石等が当たり変形、破損する等によりモータ1等の機能が損なわれる恐れがある。
【0018】
この為、どうしても、モータ27、螺子軸15、ボール螺子ナット16を覆うカバーとしての外筒が電磁緩衝器全体に亘り必要となる。
【0019】
しかし、モータ27は、一般に固定子と回転子とこれらを覆うフレームからなっているから、このモータを外筒で覆うこととすれば、車両ボディの下面と車軸との間に電磁緩衝器を配設する場合、車種により車両ボディの下面と車軸との間のスペースには制約もあり、必然的にモータ27が外筒内に収められる空間を広くとることができないことがある。
【0020】
すると、モータ27は、軸螺子15から伝達される回転運動によって、モータ27内にあるソレノイドに電流が流れるが、その電流に起因して、熱を発生することとなるが、上述のようにさ程広くない外筒内に独立した部品としてのモータ27が収められているから、モータ27の放熱が妨げられ、モータ27内に熱がこもってしまい、モータ27自体の温度が上昇することとなる。
【0021】
更に、モータ27の温度上昇が進み、モータ27の温度定格を超えてしまうと、モータ自身が発する熱によりモータのソレノイドを形成する導線の絶縁被膜の化学変化等により絶縁性が劣化し、その結果漏電等を生じ、モータ自体が損傷する危惧がある。
【0022】
また、モータ27を独立した部品とすると、モータ27を電磁緩衝器本体に螺設する場合にはボルトやナット、モータ用のブラケットといった部品点数が増えることとなるとともに、電磁緩衝器の加工工程も増えるから、生産性や生産コストが悪化する。
【0023】
そこで、本発明の目的とするところは、電磁緩衝器本体とモータの固定子と回転子とを外部から保護すると共に、モータの放熱を促し、モータの定格を超える温度上昇に伴う損傷を防止し、更に、電磁緩衝器の生産性を向上し、併せて電磁緩衝器の生産コストを下げることである。
【0024】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明は、ボール螺子ナットとボール螺子ナット内に回転自在に螺合した螺子軸とを有する電磁緩衝器本体と、上記螺子軸に結合したモータとを有してなり、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、この回転運動をモータのシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記シャフトの回転に抗するトルクを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電磁緩衝器において、電磁緩衝器本体及びモータの双方を覆う一体の外筒を設け、上記外筒がモータの固定子と回転子を覆うフレームを兼ねていることを特徴とするものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。
【0026】
本発明にかかる電磁緩衝器の基本形態は、中空ロッド17と中空ロッド17の端部に設けたボール螺子ナット16とボール螺子ナット16内に回転自在に螺合した螺子軸15とを有する電磁緩衝器本体Dと、上記螺子軸15に結合したモータの固定子及び回転子Mと、電磁緩衝器本体D及びモータの固定子及び回転子Mの双方を覆う外筒1とにより構成される。
【0027】
以下、更に詳細な構造について説明する。
【0028】
モータの固定子及び回転子Mは、直流ブラシ付モータであり、磁界発生用の複数の永久磁石4a、4bと、ソレノイド2aと、電機子2と、整流子3と、ブラシ5と、ブラシホルダ7と、シャフト6とから構成され、外筒1内に挿入されている。
【0029】
なお、永久磁石4a、4bは、対向して外筒1内に取り付けられるが、磁界を発生するように取り付ければ、その数は2個以上でも良い。
【0030】
上記シャフト6はその上下端をボール軸受9、10を介して外筒1に回転自在に挿入されながら、シャフト6の外周に電機子2を設けて導電線を巻きつけソレノイド2aを形成し、ソレノイド2aの複数の導電線(付示せず)は、シャフト6の上方に設けられた整流子3に接続され、上記整流子3はその側方に設けられたブラシホルダ7を介して外筒1に結合されたブラシ5に当接しており、更に、ブラシ5はリード線8に接続されている。
【0031】
そして、外筒1の上端部には、キャップ10が結合されており、外筒1内に、雨や泥水の浸入が防止される。
【0032】
更に、永久磁石4a、4bは、上記電機子2が外筒1内に収めらた位置に符合させて外筒1の上方内周に結合されており、これにより、上記電機子2に磁界がか けられることとなる。この場合、外筒1は、モータの固定子及び回転子Mを覆うフレームとしての機能のほかにヨークとしての機能を有することとなる。
【0033】
尚、リード線8は、制御回路等(図示せず)に接続されるか、直接各電極(図示せず)に接続されたリード線8同士をつなぎ閉回路としておき、且つ、電磁力に起因するシャフト6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、モータMに電磁力を発生するようにし、所望の減衰力を得られるよう調整しておく事が必要である。
【0034】
この場合、特に制御回路を設ける必要がなければ、外筒1外にリード線を設ける必要は無く、外筒1内で上記各電極を短絡しても良いので、外筒1に特にリード線8用の孔を設けずとも良い。
【0035】
尚、本実施の形態では、モータに直流ブラシ付モータを使用した場合を説明したが、直流ブラシレスモータや、交流モータや誘導モータを使用しても良い。
【0036】
また、シャフト6に永久磁石を固定して、カバー1内周にソレノイドを結合しても良い。
【0037】
次に、緩衝器本体Dについて説明する。
【0038】
電磁緩衝器本体Dは、車軸側にアイ型ブラケット(図示せず)を介して結合される中空ロッド17と中空ロッド17の上端部に結合されたボール螺子ナット16とボール螺子ナット16内に回転自在に螺合した螺子軸15とで構成されている。
【0039】
そして、上記中空ロッド17は、上記外筒1内に上下摺動自在に挿入され、中空ロッド17の下端はアイ型ブラケット10を介して車軸に結合されるようになっている。
【0040】
ここでは、ボール螺子ナット16の構造は特に図示しないが、例えば、ボール螺子ナットの内周には、螺子軸の螺旋状の螺子溝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、螺子軸を前記ボール螺子ナットに螺入された場合に、螺子軸の螺旋状の螺子溝にボール螺子ナットのボールが嵌合し、螺子軸の回転運動に伴いボール自体も螺子軸の螺子溝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。
【0041】
上述のように、螺子軸15には、ボール螺子ナット16が螺子溝に沿って回転自在に装着され、ボール螺子ナット16が上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット16のボールが上下方向に移動するが、この時、当該ボールは螺子軸15の螺旋状の螺子溝に沿って移動するから、螺子軸15は強制的に回転駆動される。
【0042】
即ち、上記機構によりボール螺子ナット16の直線運動が螺子軸15の回転運動に変換されることになり、上記構成により中空ロッド17の直線運動が螺子軸15の回転運動に変換されることとなる。
【0043】
尚、中空ロッド17の直線運動を回転運動に変換する機構としては上記の機構が好ましいが、同様の効果がある機構であればボール螺子ナット16と螺子軸15の組み合わせによらなくても良い。
【0044】
そして、螺子軸15の上方は、外筒1内に軸受保持部材を介して取り付けられたボール軸受11の内周に回転自在に挿入され、また、その上端部は上記モータのシャフト6に結合されている。
【0045】
従って、螺子軸15はこのボール軸受11と上記ボール螺子ナット16とで回転自在に支持されているので、螺子軸15は、円滑に回転運動を呈することが可能である。
【0046】
上記機構によりボール螺子ナット16の直線運動が螺子軸15の回転運動に変換されることになり、上記構成により中空ロッド17の直線運動が螺子軸15の回転運動に変換されることとなる。
【0047】
即ち、螺子軸15の回転運動は、モータのシャフト6に伝達されることとなる。
【0048】
尚、中空ロッド17の直線運動を回転運動に変換する機構としては上記の機構が好ましいが、同様の効果がある機構であればボール螺子ナット16と螺子軸15の組み合わせによらなくても良い
また、螺子軸15の回転運動を、シャフト6に伝達する方法としては、直接連結する以外にも、プラネタリギアやトーションバーを利用しても良い。
【0049】
そして、プラネタリギアを使用する場合には、ギア比を適当なものとして、モータの発生する電磁力に起因するトルク特性を変化させなくとも、所望の減衰力を得ることができる。
【0050】
以上の構成をとることで、モータの固定子及び回転子M及び電磁緩衝器本体Dは、ずべて外筒1の中に収められることとなる。
【0051】
従って、モータMを独立した部品として電磁緩衝器本体Dに取り付ける時に比べ、モータM用の本体Dへの取付用ブラケットや、ボルトや、ナットと言った部品を使用しなくても良く、また、組付け等の作業の手間を省くことができ、生産性の向上が図られ、また、生産コストを低く抑えることができる。
【0052】
また、上述した通り、モータを取り付けるのに特別な部品が不要となるので、より耐久性が向上する。
【0053】
更に、雨や泥水、飛び石等が直接モータの固定子及び回転子Mに当たることが防止されるので、それらによるモータの損傷を防ぐことができる。
【0054】
引き続いて、作用について説明する。
【0055】
車両の走行中に路面からの突き上げ入力、振動等の衝撃が中空ロッド17に作用すると、この中空ロッド17が外筒1に沿って伸縮方向に直線運動する。この直線運動はボール螺子ナット16と螺子軸15のボール螺子機構により、螺子軸15の回転運動に変換される。
【0056】
すると、上記螺子軸15の回転運動は、螺子軸15とシャフト6が連結されているので、シャフト6に伝達される。
【0057】
モータのシャフト6が回転運動を呈すると、シャフト6に取り付けられた電機子2のソレノイドも同時に回転し、上記ソレノイドが永久磁石4a、4bの磁界を横切ることとなり、誘導起電力が発生し、上述の通りモータの各電極を短絡等しておき、且つ、モータの電磁力に起因しシャフト6の回転に抗するトルクを発生するようにソレノイドに電流が流れる様にしてあるため、上記シャフト6の回転に抗するトルクがシャフト6の回転運動を抑制することとなる。
【0058】
このシャフト6の回転運動を抑制する作用は、シャフト6が螺子軸15に連結されているので、螺子軸15の回転運動を抑制するように働く。
【0059】
すると、上記モータの電磁力に起因する上記トルクは、螺子軸15の回転運動を抑制するので、中空ロッド17の外筒1に沿う伸縮方向の直線運動を抑制する減衰力として作用し、路面からの衝撃エネルギを吸収緩和し、車両の乗り心地を向上し、操案性を向上させる。
【0060】
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、車両走行中には、絶えず路面から突き上げ入力等の荷重が、中空ロッド17に負荷される。
【0061】
そして、この負荷による螺子軸15の回転運動に変換されモータのシャフト6に伝達されるのは、上述のとおりであるが、モータのソレノイドには、電流が頻繁に流れるので、モータ自身が熱を発生する。
【0062】
すると、モータ自体の温度が上昇することとなるが、上述の通り、モータのフレームは外筒1であり、モータ自体に別個に設けられたモータを覆うフレームが無いので、熱がこもらず、熱は外筒1に伝達され、放熱することができる。
【0063】
ここで、外筒1は、モータに比べ充分長く、また、電磁緩衝器を特に車両に適用する場合においては、電磁緩衝器が車軸と車両ボディとの間に取り付けられる関係上、車両走行時には、外筒1に風が当り、効果的に放熱することができる。
【0064】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、モータのフレームを上記外筒が兼ねているので、以下の効果を奏する。
【0065】
(1)モータ自体に個別のフレームがないから、モータが発生する熱が、モータ内にこもることを防止できる。
【0066】
(2)また、モータが発生する熱は外筒に伝達されるが、当該熱を外筒が効果的に放熱することができる。
【0067】
(3)従って、モータ自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、モータのソレノイドを形成する導線の絶縁被膜の化学変化等により絶縁性が劣化を防止できる。
【0068】
(4)すると、モータの漏電等を防止できることとなるので、モータ自体の損傷を抑制できる。
【0069】
(5)そして、モータを独立した部品として、電磁緩衝器に取り付け無くとも良く、モータと電磁緩衝器が一体となっているので、路面等からの衝撃に対し、従来より耐久性に優れる。
【0070】
(6)また、モータを独立した部品としたときに比べて、モータを電磁緩衝器本体に取り付ける為のブラケットやボルトやナット等の部品が不要となるので、部品点数が少なくてすむ。
【0071】
(7)従って、組み立て、加工が容易となるので、生産性の向上を図ることができる。
【0072】
(8)そして更に、部品点数が少なくなり、加工工程を少なくでき、生産性も向上するから、生産コストも低く抑えることができる。
【0073】
(9)モータ及び緩衝器本体が外筒に覆われているので、電磁緩衝器としての機能を果たす上で重要な部分、即ち、モータ、螺子軸、ボール螺子ナット、動力伝達手段を、雨、泥水、飛び石等が直接当該部分に当たることを防止されるので、当該部分を保護することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電磁緩衝器の側面断面図である。
【図2】従来の電磁緩衝器の側面図である。
【符号の説明】
1  外筒
2  電機子
2a ソレノイド
3  整流子
4a、4b  永久磁石
5  ブラシ
6  シャフト
7  ブラシホルダ
8  リード線
15 螺子軸
16 ボール螺子ナット
D  電磁緩衝器本体
M  モータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention has a mechanism for converting the expansion and contraction movement of an electromagnetic shock absorber into a rotational movement of a motor by rotatably screwing a ball screw into a ball nut, and using the electromagnetic force of the motor as a damping force. The present invention relates to a shock absorber, and more particularly to an improvement of a motor frame and the electromagnetic shock absorber outer cylinder.
[0002]
[Prior art]
In general, a suspension in which a hydraulic shock absorber is interposed between a vehicle body and an axle in parallel with a suspension spring is known. This suspension suspends the vehicle body and attenuates the input of vibrations and the like from the road surface to the vehicle. The ride height and the maneuverability are improved, or the displacement of the vehicle body is suppressed to keep the vehicle height constant.
[0003]
On the other hand, a vehicle that incorporates an electromagnetic shock absorber provided with a hydraulic shock absorber and the like in a part of the suspension and generates an electromagnetic force by flowing a current to the motor when the vehicle body changes, and uses this electromagnetic force as a damping force that suppresses the vehicle body change Suspensions are also known, for example, as disclosed in JP-A-5-44758.
[0004]
However, a suspension using the above-described hydraulic shock absorber requires oil while providing high damping force, and requires a sealing mechanism and a complicated valve mechanism for preventing leakage of the oil.
[0005]
Similarly, a suspension using an electromagnetic shock absorber requires a power supply, a controller, and the like, has a complicated structure, and is disadvantageous in terms of cost.
[0006]
Therefore, a new electromagnetic shock absorber that does not require oil, air, a power supply, and the like has recently been studied, and a paper thereof has been published.
[0007]
The basic structure of this electromagnetic shock absorber is, for example, as shown in the model of FIG. 2, a ball screw nut 16, a flange 34 holding the ball screw nut 16, a flange 37 to which an eye bracket 38 is fixed, A guide rod 36 connecting the flanges 34 and 37; a screw shaft 15 rotatably screwed into the ball screw nut 16; and a motor 27 connected to the upper end of the screw shaft 15 via a coupling 26 and a shaft 27a. It is composed of
[0008]
Here, as the motor as the electromagnetic force generating source, various motors, for example, a DC motor or an induction motor can be used.For example, taking a DC motor as an example, although not particularly shown, if it is a DC brushed motor, A plurality of permanent magnets for generating a magnetic field, a solenoid, an armature, a yoke, a commutator, a frame, and a shaft in the motor 27. An armature is provided on the shaft to form a solenoid by winding a conductive wire. In addition, the solenoid generates an induced electromotive force when the solenoid crosses the magnetic field generated by the permanent magnet due to the rotation of the shaft.
[0009]
When this electromagnetic shock absorber is used as a suspension, for example, by being interposed between the vehicle body and the axle, the upper end of the electromagnetic shock absorber is connected via a bracket 40 fixed to a flange 28 provided on the motor 27. And the lower end of the electromagnetic shock absorber is connected to the axle side via the eye bracket 38.
[0010]
In this case, the lower end of the motor 27 is connected to the flange 32 via the flange 30 and the connecting rod 31, and a ball bearing 43 is fixed to the inner periphery of the flange 32. Is rotatably inserted.
[0011]
Further, the flange 32 is connected to the flange 35 by a connecting rod 33, and the guide rod 36 is slidably inserted into a hole provided in the flange 35, and only the linear movement of the ball screw nut 16 is allowed. It is supposed to be.
[0012]
According to the concept of the suspension using the electromagnetic shock absorber, for example, when the ball screw nut 16 linearly moves in the direction of arrow a due to the vibration input from the road surface, the screw shaft 15 in the ball screw nut 16 becomes the ball screw nut 16. It is guided by the inner ball and the threaded groove 15a on the outer periphery of the screw shaft 15 and converted into a rotational motion.
[0013]
For this reason, the rotational motion of the screw shaft 15 is transmitted as the rotational motion of the shaft 27a in the direction of the arrow b via the coupling 26 attached to the upper end of the screw shaft 15, thereby generating an induced electromotive force in the motor 27. Although not particularly shown, if the electrodes of the motor 27 are short-circuited without using a power supply or connected to a control circuit so as to obtain a desired electromagnetic force, the solenoid in the motor 27 causes the above-mentioned induced electromotive force. Current flows, and the motor 27 generates an electromagnetic force.
[0014]
At this time, if each electrode of the motor 27 is short-circuited or connected to a control circuit so that an electromagnetic force against the rotation of the shaft 27a is generated, a torque against the rotation caused by the electromagnetic force is generated. Thus, the rotation of the shaft 27a of the motor 27 is suppressed.
[0015]
Then, suppressing the rotation of the shaft 27 a means suppressing the rotation of the screw shaft 15, and thus the torque acts as a damping force for suppressing the linear movement of the ball screw nut 16.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
When this electromagnetic shock absorber is actually applied to a vehicle, the shock absorber is usually disposed between the vehicle body and the axle, but there are various problems as described below.
[0017]
That is, in the above-described configuration of the electromagnetic shock absorber, since the motor 27, the screw shaft 15, and the ball screw nut 16 are in a bare state, the motor 27, the screw shaft 15, and the ball screw nut 16 are not isolated from splashes of rain, mud, stones, etc. from outside the vehicle body. For example, rainwater or muddy water enters the motor 27, and the motor 27 is leaked and damaged, or a stone or the like hits the motor 27, the screw shaft 15, and the ball screw nut 16, and is deformed or damaged. Therefore, the function of the motor 1 or the like may be impaired.
[0018]
Therefore, an outer cylinder as a cover for covering the motor 27, the screw shaft 15, and the ball screw nut 16 is required over the entire electromagnetic shock absorber.
[0019]
However, the motor 27 generally includes a stator, a rotor, and a frame that covers the stator. Therefore, if the motor is covered with an outer cylinder, an electromagnetic shock absorber is arranged between the lower surface of the vehicle body and the axle. In such a case, the space between the lower surface of the vehicle body and the axle is limited depending on the type of the vehicle, and the space where the motor 27 can be accommodated in the outer cylinder cannot necessarily be increased.
[0020]
Then, a current flows through the solenoid in the motor 27 due to the rotational motion transmitted from the shaft screw 15 in the motor 27, and the current generates heat due to the current, but as described above. Since the motor 27 as an independent component is housed in a not-so-large outer cylinder, heat radiation of the motor 27 is hindered, heat is trapped in the motor 27, and the temperature of the motor 27 itself rises. .
[0021]
Further, when the temperature of the motor 27 rises and exceeds the temperature rating of the motor 27, the heat generated by the motor itself deteriorates the insulation property due to chemical change of the insulation coating of the conductor forming the solenoid of the motor, and as a result, There is a fear that the motor itself may be damaged due to electric leakage or the like.
[0022]
Further, when the motor 27 is an independent part, when the motor 27 is screwed into the electromagnetic shock absorber main body, the number of parts such as bolts, nuts, and a bracket for the motor increases, and a process of processing the electromagnetic shock absorber is also required. As the number increases, productivity and production costs deteriorate.
[0023]
Therefore, an object of the present invention is to protect the electromagnetic shock absorber main body, the stator and the rotor of the motor from the outside, promote heat radiation of the motor, and prevent damage due to a temperature rise exceeding the rating of the motor. Another object of the present invention is to improve the productivity of the electromagnetic shock absorber and reduce the production cost of the electromagnetic shock absorber.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has an electromagnetic shock absorber main body having a ball screw nut and a screw shaft rotatably screwed in the ball screw nut, and a motor coupled to the screw shaft. Then, the linear motion of the ball screw nut is converted into the rotational motion of the screw shaft, and this rotational motion is transmitted to the shaft of the motor to generate an electromagnetic force in the motor, which resists the rotation of the shaft due to the electromagnetic force. An electromagnetic shock absorber that uses the torque generated as a damping force to suppress the linear movement of a ball screw nut, comprises an integral outer cylinder that covers both the electromagnetic shock absorber main body and the motor, and the outer cylinder includes a motor stator and a rotor. Characterized in that it also serves as a frame that covers
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in the drawings.
[0026]
The basic form of the electromagnetic shock absorber according to the present invention is an electromagnetic shock absorber having a hollow rod 17, a ball screw nut 16 provided at an end of the hollow rod 17, and a screw shaft 15 rotatably screwed into the ball screw nut 16. The main body D, the stator and the rotor M of the motor coupled to the screw shaft 15, and the outer cylinder 1 that covers both the electromagnetic buffer main body D and the stator and the rotor M of the motor.
[0027]
Hereinafter, a more detailed structure will be described.
[0028]
The stator and the rotor M of the motor are DC brush motors, and include a plurality of permanent magnets 4a and 4b for generating a magnetic field, a solenoid 2a, an armature 2, a commutator 3, a brush 5, and a brush holder. 7 and a shaft 6 and are inserted into the outer cylinder 1.
[0029]
The permanent magnets 4a and 4b are mounted in the outer cylinder 1 so as to face each other, but may be two or more if they are mounted so as to generate a magnetic field.
[0030]
While the upper and lower ends of the shaft 6 are rotatably inserted into the outer cylinder 1 via ball bearings 9 and 10, an armature 2 is provided on the outer periphery of the shaft 6 and a conductive wire is wound around the shaft 6 to form a solenoid 2a. The plurality of conductive wires 2a (not shown) are connected to a commutator 3 provided above the shaft 6, and the commutator 3 is connected to the outer cylinder 1 via a brush holder 7 provided on the side thereof. The brush 5 is in contact with the connected brush 5, and the brush 5 is connected to a lead wire 8.
[0031]
A cap 10 is coupled to the upper end of the outer cylinder 1 to prevent rain and muddy water from entering the outer cylinder 1.
[0032]
Further, the permanent magnets 4a and 4b are coupled to the upper inner periphery of the outer cylinder 1 by matching the position where the armature 2 is accommodated in the outer cylinder 1, whereby a magnetic field is applied to the armature 2. It will be confined. In this case, the outer cylinder 1 has a function as a yoke in addition to a function as a frame that covers the stator and the rotor M of the motor.
[0033]
The lead wires 8 are connected to a control circuit or the like (not shown) or are directly connected to the respective electrodes (not shown) to form a closed circuit. It is necessary to generate a torque against the rotation of the shaft 6 to generate an electromagnetic force on the motor M, and to adjust the motor M to obtain a desired damping force.
[0034]
In this case, if there is no need to provide a control circuit, there is no need to provide a lead wire outside the outer cylinder 1, and the above-described electrodes may be short-circuited inside the outer cylinder 1. Holes may not be provided.
[0035]
In this embodiment, a case where a DC brush motor is used as the motor has been described, but a DC brushless motor, an AC motor, or an induction motor may be used.
[0036]
Further, a permanent magnet may be fixed to the shaft 6 and a solenoid may be connected to the inner periphery of the cover 1.
[0037]
Next, the shock absorber main body D will be described.
[0038]
The electromagnetic shock absorber main body D has a hollow rod 17 connected to the axle side via an eye bracket (not shown), a ball screw nut 16 connected to an upper end of the hollow rod 17, and a rotation inside the ball screw nut 16. The screw shaft 15 is freely screwed.
[0039]
The hollow rod 17 is vertically slidably inserted into the outer cylinder 1, and the lower end of the hollow rod 17 is connected to an axle via the eye bracket 10.
[0040]
Here, although the structure of the ball screw nut 16 is not particularly shown, for example, a helical ball holding portion is provided on the inner periphery of the ball screw nut so as to match the helical screw groove of the screw shaft. A large number of balls are arranged in the holding portion, and a passage communicating with both ends of the spiral holding portion is provided inside the ball screw nut so that the balls can circulate, When the screw shaft is screwed into the ball screw nut, the ball of the ball screw nut fits into the helical screw groove of the screw shaft, and the ball itself rotates with the screw groove of the screw shaft with the rotation of the screw shaft. Because of the rotation by the frictional force, smooth operation is possible as compared with a mechanism such as a rack and pinion.
[0041]
As described above, the ball screw nut 16 is rotatably mounted on the screw shaft 15 along the screw groove, and when the ball screw nut 16 makes a linear motion in the vertical direction, the ball of the ball screw nut 16 moves in the vertical direction. At this time, since the ball moves along the spiral screw groove of the screw shaft 15, the screw shaft 15 is forcibly driven to rotate.
[0042]
That is, the linear motion of the ball screw nut 16 is converted into the rotary motion of the screw shaft 15 by the above mechanism, and the linear motion of the hollow rod 17 is converted into the rotary motion of the screw shaft 15 by the above configuration. .
[0043]
The mechanism for converting the linear movement of the hollow rod 17 into the rotational movement is preferably the above-described mechanism. However, a mechanism having the same effect may not be provided by the combination of the ball screw nut 16 and the screw shaft 15.
[0044]
The upper part of the screw shaft 15 is rotatably inserted into the inner periphery of a ball bearing 11 attached to the outer cylinder 1 via a bearing holding member, and the upper end thereof is connected to the shaft 6 of the motor. ing.
[0045]
Accordingly, since the screw shaft 15 is rotatably supported by the ball bearing 11 and the ball screw nut 16, the screw shaft 15 can smoothly rotate.
[0046]
The linear motion of the ball screw nut 16 is converted into the rotary motion of the screw shaft 15 by the above mechanism, and the linear motion of the hollow rod 17 is converted into the rotary motion of the screw shaft 15 by the above configuration.
[0047]
That is, the rotational movement of the screw shaft 15 is transmitted to the shaft 6 of the motor.
[0048]
The above-described mechanism is preferable as a mechanism for converting the linear motion of the hollow rod 17 into a rotary motion. However, any mechanism having the same effect may be used without depending on the combination of the ball screw nut 16 and the screw shaft 15. As a method of transmitting the rotational movement of the screw shaft 15 to the shaft 6, a planetary gear or a torsion bar may be used in addition to the direct connection.
[0049]
When a planetary gear is used, a desired damping force can be obtained without changing a torque characteristic caused by an electromagnetic force generated by a motor by setting a proper gear ratio.
[0050]
With the above configuration, the stator, the rotor M, and the electromagnetic shock absorber main body D of the motor are all housed in the outer cylinder 1.
[0051]
Therefore, compared with the case where the motor M is attached to the electromagnetic shock absorber main body D as an independent part, it is not necessary to use a bracket for mounting the motor M on the main body D, bolts, nuts, and the like. Work such as assembling can be omitted, productivity can be improved, and production cost can be reduced.
[0052]
Further, as described above, no special parts are required for mounting the motor, so that the durability is further improved.
[0053]
Further, since rain, muddy water, stepping stones, etc. are prevented from directly hitting the stator and the rotor M of the motor, the motor can be prevented from being damaged by them.
[0054]
Subsequently, the operation will be described.
[0055]
When an impact such as a thrust input from the road surface or vibration acts on the hollow rod 17 during running of the vehicle, the hollow rod 17 linearly moves in the expansion and contraction direction along the outer cylinder 1. This linear motion is converted into a rotational motion of the screw shaft 15 by a ball screw mechanism of the ball screw nut 16 and the screw shaft 15.
[0056]
Then, the rotational movement of the screw shaft 15 is transmitted to the shaft 6 because the screw shaft 15 and the shaft 6 are connected.
[0057]
When the shaft 6 of the motor exhibits a rotational motion, the solenoid of the armature 2 attached to the shaft 6 also rotates at the same time, and the solenoid crosses the magnetic field of the permanent magnets 4a and 4b, generating an induced electromotive force. As described above, each electrode of the motor is short-circuited, and the current flows through the solenoid so as to generate torque against the rotation of the shaft 6 due to the electromagnetic force of the motor. The torque against the rotation suppresses the rotational movement of the shaft 6.
[0058]
The function of suppressing the rotational movement of the shaft 6 works to suppress the rotational movement of the screw shaft 15 because the shaft 6 is connected to the screw shaft 15.
[0059]
Then, the torque caused by the electromagnetic force of the motor suppresses the rotational movement of the screw shaft 15, and thus acts as a damping force that suppresses the linear movement of the hollow rod 17 in the expansion and contraction direction along the outer cylinder 1. To absorb and reduce the impact energy of the vehicle, improve the riding comfort of the vehicle, and improve the operability.
[0060]
As described above, a function as an electromagnetic shock absorber can be exhibited by a series of operations. However, a load such as a thrust input from the road surface is constantly applied to the hollow rod 17 during running of the vehicle.
[0061]
The rotational motion of the screw shaft 15 due to this load is transmitted to the motor shaft 6 as described above. However, since the current frequently flows through the solenoid of the motor, the motor itself generates heat. appear.
[0062]
Then, the temperature of the motor itself increases, but as described above, the frame of the motor is the outer cylinder 1 and there is no frame that covers the motor separately provided on the motor itself. Is transmitted to the outer cylinder 1 and can radiate heat.
[0063]
Here, the outer cylinder 1 is sufficiently longer than the motor, and when the electromagnetic shock absorber is particularly applied to a vehicle, the electromagnetic shock absorber is attached between the axle and the vehicle body. The wind hits the outer cylinder 1 and heat can be dissipated effectively.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects because the outer cylinder also serves as the frame of the motor.
[0065]
(1) Since there is no separate frame in the motor itself, heat generated by the motor can be prevented from being trapped in the motor.
[0066]
(2) Further, although the heat generated by the motor is transmitted to the outer cylinder, the outer cylinder can effectively radiate the heat.
[0067]
(3) Accordingly, it is possible to prevent the temperature of the motor itself from rising, so that it is possible to prevent the insulation from deteriorating due to a chemical change or the like of the insulating film of the conductor forming the solenoid of the motor.
[0068]
(4) Then, it is possible to prevent electric leakage of the motor and the like, so that damage to the motor itself can be suppressed.
[0069]
(5) The motor does not have to be attached to the electromagnetic shock absorber as an independent part, and since the motor and the electromagnetic shock absorber are integrated, the durability against the impact from a road surface or the like is better than before.
[0070]
(6) Compared to a case where the motor is an independent part, parts such as a bracket, a bolt and a nut for attaching the motor to the electromagnetic shock absorber main body are not required, so that the number of parts can be reduced.
[0071]
(7) Therefore, assembling and processing are facilitated, so that productivity can be improved.
[0072]
(8) Further, since the number of parts is reduced, the number of processing steps can be reduced, and the productivity is improved, so that the production cost can be reduced.
[0073]
(9) Since the motor and the shock absorber main body are covered with the outer cylinder, the important parts for performing the function as the electromagnetic shock absorber, that is, the motor, the screw shaft, the ball screw nut, and the power transmission means are provided with rain, Since muddy water, stepping stones and the like are prevented from directly hitting the portion, it goes without saying that the portion can be protected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of an electromagnetic shock absorber according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of a conventional electromagnetic shock absorber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer cylinder 2 Armature 2a Solenoid 3 Commutator 4a, 4b Permanent magnet 5 Brush 6 Shaft 7 Brush holder 8 Lead wire 15 Screw shaft 16 Ball screw nut D Electromagnetic shock absorber body M Motor

Claims (1)

ボール螺子ナットとボール螺子ナット内に回転自在に螺合した螺子軸とを有する電磁緩衝器本体と、上記螺子軸に結合したモータとを有してなり、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、この回転運動をモータのシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記シャフトの回転に抗するトルクを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電磁緩衝器において、電磁緩衝器本体及びモータの双方を覆う一体の外筒を設け、上記外筒がモータの固定子と回転子を覆うフレームを兼ねていることを特徴とする電磁緩衝器。An electromagnetic shock absorber main body having a ball screw nut and a screw shaft rotatably screwed into the ball screw nut, and a motor coupled to the screw shaft, wherein the linear movement of the ball screw nut is controlled by the screw shaft. The motor converts the rotational motion into a rotational motion, and transmits the rotational motion to a motor shaft to generate an electromagnetic force. The torque against the rotation of the shaft due to the electromagnetic force suppresses the linear motion of the ball screw nut. In an electromagnetic shock absorber used as a damping force, an integral outer cylinder that covers both the electromagnetic shock absorber main body and the motor is provided, and the outer cylinder also serves as a frame that covers a stator and a rotor of the motor. Electromagnetic shock absorber.
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