JP2005249099A - Shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention has a mechanism for converting linear motion of a screw shaft into rotational motion of a motor via a ball screw nut by screwing a screw shaft to a ball screw nut so as to be attenuated by electromagnetic force of the motor. The present invention relates to an improvement of a shock absorber that generates force.
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。
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。 However, in the above-described conventional shock absorber, when the maximum extension is performed, the stopper on the screw shaft side and the ball screw nut are brought into contact with each other, so that the ball screw nut also functions as a stopper. However, if the extension speed of the shock absorber increases, it may be pointed out that the ball screw nut may be damaged. .
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。 In particular, large trucks that carry heavy loads are usually equipped with air springs as the spring elements of the suspension. Is pushed upward, and the shock absorber is fully extended. This is because in such a truck, the air pressure in the air spring is set to be very high compared to a passenger car because of the need to load heavy objects, and the shock absorber at the time of maximum extension A large load acts on the stopper.
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。 Then, a large load acts on the ball screw nut, and there is a concern that the ball screw nut may be damaged in this respect.
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。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shock absorber capable of preventing damage to a ball screw nut.
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。 In order to achieve the above-described object, the present invention is connected to a screw shaft, a support member that rotatably supports the screw shaft, a holding member that holds a ball screw nut to which the screw shaft is rotatably screwed, and the screw shaft. In a shock absorber that includes a motor and suppresses relative movement between the support member and the holding member by the electromagnetic force of the motor, each of the holding member and the support member is provided with a stopper that abuts each other when fully extended.
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。 And a support member for rotatably supporting the screw shaft, a holding member for holding a ball screw nut to which the screw shaft is rotatably engaged, and a motor connected to the screw shaft. In the shock absorber that suppresses the relative movement of the support member and the holding member, a stopper that abuts each other at the time of maximum extension is provided on each of the outer periphery of the ball screw nut and the support member.
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。 According to the present invention, the ball screw nut is prevented from being damaged by the impact load at the time of the maximum extension, and the ball screw nut is prevented from being damaged. The ride comfort is guaranteed.
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。 Furthermore, even when the shock absorber is applied to a large truck, the ball screw nut is not damaged, so that the shock absorber of the present embodiment can be applied to a large truck.
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。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shock absorber according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a shock absorber according to another embodiment of the present invention.
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。
As shown in FIG. 1, the shock absorber in one embodiment includes a bottomed cylindrical
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。
The detailed structure will be described below. The
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。
A
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。
Similarly, a bottomed cylindrical
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。
Although the
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。
The fixing means for the
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。
The
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。
Subsequently, the
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。
As described above, when the
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。
Now, as described above, the shock absorber in the present embodiment is configured, and the operation thereof will be described below. When the shock absorber expands and contracts, that is, when the
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。
Then, the rotational movement of the
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。
When the
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。
The action of suppressing the rotational movement of the
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。
Therefore, the torque resisting the
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。
That is, in this shock absorber, a damping force can be generated by the electromagnetic force generated in the
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。
When the shock absorber is fully extended, the
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。
Further, even when the shock absorber is applied to a large truck, as described above, no load is applied to the
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。
In the case of the present embodiment, stoppers are provided on the inner peripheral side of the
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。
Next, another embodiment will be described. In a shock absorber according to another embodiment, as shown in FIG. 2, a
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。
In the shock absorber in the other embodiment, a damping force is generated by the electromagnetic force of the
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。
In this case, a load is naturally applied to the
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。
Therefore, even in the shock absorber according to the other embodiment, similarly to the shock absorber according to the one embodiment, the
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。
Further, even when the shock absorber is applied to a large truck, the
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。
Also in the case of this other embodiment, stoppers are provided on the inner peripheral side of the
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。
In each of the embodiments described above, the
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。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004061653A JP2005249099A (en) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | Shock absorber |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007203932A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Toyota Motor Corp | Suspension device |
CN112147355A (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | Test tube screening device and method, sample analysis system and storage medium |
-
2004
- 2004-03-05 JP JP2004061653A patent/JP2005249099A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4680788B2 (en) * | 2006-02-03 | 2011-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | Suspension device |
CN112147355A (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | Test tube screening device and method, sample analysis system and storage medium |
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