JP2005256921A - Electromagnetic shock absorber - Google Patents
Electromagnetic shock absorber Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005256921A JP2005256921A JP2004068335A JP2004068335A JP2005256921A JP 2005256921 A JP2005256921 A JP 2005256921A JP 2004068335 A JP2004068335 A JP 2004068335A JP 2004068335 A JP2004068335 A JP 2004068335A JP 2005256921 A JP2005256921 A JP 2005256921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- rack
- shock absorber
- electromagnetic shock
- motion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、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。 The present invention relates to an electromagnetic shock absorber that uses an electromagnetic force of a motor as a damping force.
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。 In general, a suspension is known in which a hydraulic shock absorber is interposed between a vehicle body and an axle in parallel with a suspension spring. This suspension suspends the vehicle body and attenuates input such as vibration from a road surface. The ride comfort and controllability are improved, or the vehicle height is kept constant by suppressing the displacement of the vehicle body. This hydraulic shock absorber is advantageous in that a high damping force can be obtained, but on the other hand, oil is required, and a seal mechanism and a complicated valve mechanism for preventing leakage of the oil are required.
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)。
Therefore, recently, a new electromagnetic shock absorber that does not require oil, air, power supply, etc. has been studied and proposed (see
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。そして、この場合、運動変換機構は螺子軸とボール螺子ナットとで構成されている。
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。 However, an electromagnetic shock absorber that employs a configuration that transmits the rotational movement of the screw shaft to the motor by connecting the above-described conventional screw shaft and the motor shaft is superior in that it does not require oil or air. However, there are the following problems.
従来の電磁緩衝器では、螺子軸とボール螺子ナットが軸方向に相対移動しても螺子軸とボール螺子ナットとで構成される運動変換機構のギア比は一定であり、すなわち、上記螺子軸とボール螺子ナットと相対移動速度に比例してモータも回転することとなる。 In the conventional electromagnetic shock absorber, even if the screw shaft and the ball screw nut move relative to each other in the axial direction, the gear ratio of the motion conversion mechanism constituted by the screw shaft and the ball screw nut is constant. The motor also rotates in proportion to the ball screw nut and the relative movement speed.
したがって、モータの回転速度は上記相対速度に比例するので、モータの回転量を変更することができず、設計の自由度も小さかった。 Therefore, since the rotation speed of the motor is proportional to the relative speed, the rotation amount of the motor cannot be changed, and the degree of freedom in design is small.
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、モータの回転量を変更できるようにして電磁緩衝器の設計の自由度を向上させることにある。 Therefore, the present invention was created in consideration of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to improve the degree of freedom in designing the electromagnetic shock absorber by changing the rotation amount of the motor. It is in.
上記した目的を達成するため、本発明の第1の課題解決手段における電磁緩衝器は、一方部材と他方部材との相対直線運動を回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転運動が伝達されるモータとを備え、モータの電磁力で上記直線運動を減衰する減衰力として利用する電磁緩衝器において、運動変換機構が、ラックとモータに連結されるピニオンとで構成されてなり、運動変換機構のギア比が可変であることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the electromagnetic shock absorber according to the first problem solving means of the present invention has a motion conversion mechanism that converts relative linear motion of one member and the other member into rotational motion, and the rotational motion is transmitted. A motion converting mechanism comprising a rack and a pinion connected to the motor, and the motion converting mechanism is an electromagnetic shock absorber that is used as a damping force that attenuates the linear motion by the electromagnetic force of the motor. The gear ratio is variable.
また、第2の課題解決手段は、第1の課題解決手段において、中立点付近のラックのピッチを小さくしたことを特徴とする。 The second problem solving means is characterized in that, in the first problem solving means, the rack pitch near the neutral point is reduced.
さらに、第3の課題解決手段は、第1または第2の課題解決手段において、ラックの端部側のピッチを小さくしたことを特徴とする。 Further, the third problem solving means is characterized in that, in the first or second problem solving means, the pitch on the end side of the rack is reduced.
各請求項の発明によれば、運動変換機構のギア比を可変にすることにより、ラックの移動量に対するモータの回転量を変更することができ、車両等の電磁緩衝器が適用される環境に適した電磁緩衝器の設計が可能となり、電磁緩衝器の設計の自由度が向上することとなる。 According to the invention of each claim, by making the gear ratio of the motion conversion mechanism variable, the amount of rotation of the motor with respect to the amount of movement of the rack can be changed, and in an environment where an electromagnetic shock absorber such as a vehicle is applied. A suitable electromagnetic shock absorber can be designed, and the degree of freedom in designing the electromagnetic shock absorber can be improved.
請求項2の発明によれば、ラックのピッチは、電磁緩衝器の中立点付近で小さくなるように設定されているので、この中立点付近でのラックの移動量に対しモータの回転量が多くなるように設定されている。したがって、特に車両に使用される際には、使用頻度の高い微小ストローク帯域において、効率よくモータを駆動させ、モータに大きな電磁力を発生させることができる。
According to the invention of
すなわち、この微小ストローク帯域においても、充分な減衰力を発生することが可能となり、また、この微小ストローク帯域においてモータの不感帯の影響を小さくすることができ、モータの回転状況を制御で使用する際に、微小ストローク帯域でも充分モータの回転量を多くすることができるので、分解能の面で有利となり、電磁緩衝器の制御性が向上する。したがって、電磁緩衝器の中立点付近の微小ストローク帯域の振動の制御性が向上することとなる。 That is, a sufficient damping force can be generated even in this minute stroke band, and the influence of the dead zone of the motor can be reduced in this minute stroke band. In addition, since the amount of rotation of the motor can be increased sufficiently even in the minute stroke band, it is advantageous in terms of resolution and the controllability of the electromagnetic shock absorber is improved. Therefore, the controllability of the vibration in the minute stroke band near the neutral point of the electromagnetic shock absorber is improved.
請求項3の発明によれば、ラックの端部側のピッチを小さくするとしておけば、電磁緩衝器の最圧縮時および最伸長時には、ラックの移動量に対するモータの回転量を大きくして、モータにより大きな電磁力を発生させることができるようになるので、ラックの移動を大きな電磁力で抑制して最圧縮時もしくは最圧縮時の衝撃を緩和することができる。 According to the third aspect of the present invention, if the pitch on the end side of the rack is reduced, the amount of rotation of the motor relative to the amount of movement of the rack is increased at the time of maximum compression and extension of the electromagnetic shock absorber. Thus, a larger electromagnetic force can be generated, so that the movement of the rack can be suppressed by the large electromagnetic force and the impact at the time of the maximum compression or the maximum compression can be reduced.
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斜視図である。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an electromagnetic shock absorber according to an embodiment of the present invention.
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、モータ1のシャフト1aに嵌合するピニオンギア2と、モータ1を保持するラックガイド3と、ラックガイド3にスライド自在に取付けられたラック4と、で構成され、ピニオンギア2がラック4に噛合されて運動変換機構が構成されている。そして、ラックガイド3とラック4とが相対移動する際、すなわち、電磁緩衝器が伸縮する際、ラック4の図1中上下方向の直線運動をピニオンギア2の回転運動に変換し、この回転運動をモータ1へ伝達可能とされており、モータ1の電磁力で、ラック4の図1中上下方向の直線運動を抑制もしくは助長することが出来るものである。
As shown in FIG. 1, the electromagnetic shock absorber according to the present embodiment is slid onto the
詳しく説明すると、ラック4は、長板状のラック本体4aと、ラック本体4aに設けられたピニオンギア2に噛合する複数の歯4bと、ラック本体4aの図1中下端に設けられたブラケット4cと、ラック4の歯4aが形成されている面の反対側の面に設けたラックガイド3の図1中長手方向に沿うように設けられた台形状の係止部3bに係合する溝4dと、溝内に設けたリニア軸受(図示せず)とで構成され、このラック4のピッチは、電磁緩衝器の中立点付近で小さくなるように設定されている。すなわち、ラック本体4aの上下端側のピッチは、上記中立点近のピッチより大きくなっている。
More specifically, the rack 4 includes an
また、ラックガイド3は、長板状のラックガイド本体3aと、ラックガイド本体3aに形成したラック4のリニア軸受および溝に係合する係止部3bと、ラックガイド本体3aの側部より延設されるモータ保持部3cと、ラックガイド本体3aの図1中上端に設けられたブラケット3dとで構成されている。そして、このラックガイド3に、上記係止部3bにラック4の溝4dを係合させてラック4がスライド自在に取付けられている。したがって、ラック4は、上記係止部3bとラック4の溝4dの係合によりラックガイド3に対し図1中上下方向のみの移動が許容されている。また、ラック4のラックガイド3に対し図1中上下方向のみの移動を許容するだけであれば、係止部3bと溝4dとを設けるだけでもよく、本実施の形態の場合、リニア軸受を設けているので、ラック4はラックガイド3に対し滑らかに移動することが可能となっている。また、ラック4のラックガイド3に対し図1中上下方向のみの移動を許容する手段については、上記係止部3bと溝4dの形状を他の形状としてもよく、さらに、上記係止部3bと溝4d以外にも他の公知の手段を利用してもよい。
The
また、上記ラックガイド3には、モータ保持部3cに保持されたモータ1が取付けられているので、ラック4は、ラックガイド3に対して図1中上下方向に移動すると、モータ1に対しても図1中上下方向に移動することとなる。
Further, since the
そして、モータ1は、ブラシレスモータを例として説明すると、詳しく図示はしないが、中空なフレームと、フレームに回転自在に挿入したシャフト1aと、フレーム内周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た三相式のブラシレスモータであって、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。そして、モータ1の各電極10は、外部電源、制御回路等に接続されるか短絡されるとされ所望の減衰力を得られるよう設定されている。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説明したが、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。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。
When the
さらに、モータ1のシャフト1aには、ピニオンギア2が嵌着されており、このピニオンギア2は、上記ラック4の歯4bに噛合させてある。すなわち、ラック4がラックガイド3に対し図1中上下方向に直線運動すると、ラック4の直線運動がラック4とピニオンギア2との機構によりピニオンギア2の回転運動に変換されるとともに、モータ1のシャフト1aも回転運動を呈することとなる。
Further, a
そして、上記のように構成された電磁緩衝器は、この電磁緩衝器が適用される取付箇所の一方部材と他方部材、たとえば、車両の一方部材たる車体側部材と他方部材たる車軸側部材に、それぞれ、上記ラックガイド3側に設けたブラケット3dおよびラック4側に設けたブラケット4cを介して、介装される。
And as for the electromagnetic shock absorber comprised as mentioned above, the one side member and other member of the attachment location where this electromagnetic shock absorber is applied, for example, the vehicle body side member which is one member of the vehicle, and the axle side member which is the other member, These are interposed via
また、ラック4のピッチは、電磁緩衝器の中立点付近のラック4のピッチは小さくなっているので、電磁緩衝器の中立点では、ギア比が大きくなり、電磁緩衝器が伸長もしくは圧縮されると、ギア比が小さくなるようになっている。すなわち、ギア比が電磁緩衝器のストローク量に依存して変化するようになっている。なお、ここで、電磁緩衝器の中立点とは、具体的には、電磁緩衝器を適用箇所に適用し静止した状態となったとき、具体的にたとえば、車両に適用した場合には車体側部材が懸架バネで懸架され釣り合いとなったときの状態を言い、したがって、ラック4のピッチは、その状態でのピニオンギア2がラック4と噛合する箇所で小さくなるように設定されている。
Moreover, since the pitch of the rack 4 is small in the vicinity of the neutral point of the electromagnetic shock absorber, the gear ratio becomes large at the neutral point of the electromagnetic shock absorber, and the electromagnetic shock absorber is expanded or compressed. And the gear ratio becomes small. That is, the gear ratio changes depending on the stroke amount of the electromagnetic shock absorber. Here, the neutral point of the electromagnetic shock absorber specifically refers to the side of the vehicle body when the electromagnetic shock absorber is applied to the application location and is in a stationary state. The state when the member is suspended and balanced by the suspension spring is described, and therefore the pitch of the rack 4 is set to be small at the position where the
つづいて、上述した本実施の形態の電磁緩衝器の作用について説明する。電磁緩衝器のモータ1が外部電源により通電されていない場合、電磁緩衝器に伸縮する、すなわち、ラックガイド3に対しラック4が図1中上下方向に移動すると、ラック4とピニオンギア2の機構により、ラック4の直線運動は、モータ1のシャフト1aの回転運動に変換される。
It continues and demonstrates the effect | action of the electromagnetic shock absorber of this Embodiment mentioned above. When the
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、コイルには誘導起電力が発生し、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がピニオンギア2に接続されているので、ラック4の上記直線運動を抑制することとなる。
Then, the coil in the
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、ラック4の直線運動を抑制するように働くので、ラック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。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。
Therefore, the action of suppressing the rotational movement of the
また、モータ1が外部電源により通電されている場合には、モータ1の発生する電磁力でラック4の直線運動を抑制もしくは助長することができ、この場合には、アクチュエータ機能をも発揮しアクティブサスペンションとして利用することができる。
Further, when the
そして、上述のように、ラック4のピッチは、電磁緩衝器の中立点付近で小さくなるように設定されているので、この中立点付近でのラック4の移動量に対しモータ1の回転量が多くなるように設定されている。したがって、特に車両に使用される際には、使用頻度の高い微小ストローク帯域において、効率よくモータ1を駆動させ、モータ1に大きな電磁力を発生させることができる。
As described above, the pitch of the rack 4 is set so as to decrease near the neutral point of the electromagnetic shock absorber. Therefore, the rotation amount of the
すなわち、この微小ストローク帯域においても、充分な減衰力を発生することが可能となり、また、この微小ストローク帯域においてモータ1の不感帯の影響を小さくすることができ、モータ1の回転状況を制御で使用する際に、微小ストローク帯域でも充分モータ1の回転量を多くすることができるので、分解能の面で有利となり、電磁緩衝器の制御性が向上する。特に本実施の形態では、ラック4の中立点付近のピッチを小さくしているので、中立点付近の微小ストローク帯域の振動の制御性が向上することとなる。
That is, a sufficient damping force can be generated even in this minute stroke band, and the influence of the dead zone of the
なお、上述したところでは、電磁緩衝器の中立点付近でのラックのピッチを小さくするとしていたが、これに加えて、ラックの端部側のピッチを小さくするとしておけば、電磁緩衝器の最圧縮時および最伸長時には、ラックの移動量に対するモータの回転量を大きくして、モータにより大きな電磁力を発生させることができるようになるので、ラックの移動を大きな電磁力で抑制して最圧縮時もしくは最圧縮時の衝撃を緩和することができる。 In the above description, the rack pitch near the neutral point of the electromagnetic shock absorber is reduced. In addition to this, if the pitch on the end side of the rack is reduced, the maximum amount of the electromagnetic shock absorber. At the time of compression and maximum extension, the amount of rotation of the motor relative to the amount of movement of the rack can be increased so that a large electromagnetic force can be generated by the motor. The impact at the time of compression or the maximum compression can be reduced.
したがって、運動変換機構のギア比を可変にすることにより、ラック4の移動量に対するモータ1の回転量を変更することができ、車両等の電磁緩衝器が適用される環境に適した電磁緩衝器の設計が可能となり、電磁緩衝器の設計の自由度が向上することとなる。
Therefore, by making the gear ratio of the motion conversion mechanism variable, the rotation amount of the
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。 In the above description, the case where the electromagnetic shock absorber is applied particularly to a vehicle has been described. However, it goes without saying that the electromagnetic shock absorber can be used in a portion where the normal shock absorber is used.
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 ピニオンギア
3 ラックガイド
4 ラック
1
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004068335A JP2005256921A (en) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | Electromagnetic shock absorber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004068335A JP2005256921A (en) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | Electromagnetic shock absorber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005256921A true JP2005256921A (en) | 2005-09-22 |
Family
ID=35082852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004068335A Pending JP2005256921A (en) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | Electromagnetic shock absorber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005256921A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009029368A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Honda Motor Co Ltd | Vehicular electric damper device |
JP2009150465A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Honda Motor Co Ltd | Electric damper device |
EP2098390A1 (en) | 2008-03-04 | 2009-09-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric damper |
US20130154277A1 (en) * | 2010-08-21 | 2013-06-20 | Audi Ag | Wheel suspension for a motor vehicle |
CN104864022A (en) * | 2015-05-11 | 2015-08-26 | 三明学院 | Energy recovery device of shock absorber and recovery method thereof |
JP2015190572A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社Ihiインフラシステム | vibration control device |
-
2004
- 2004-03-11 JP JP2004068335A patent/JP2005256921A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009029368A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Honda Motor Co Ltd | Vehicular electric damper device |
JP2009150465A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Honda Motor Co Ltd | Electric damper device |
EP2098390A1 (en) | 2008-03-04 | 2009-09-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric damper |
US8042818B2 (en) | 2008-03-04 | 2011-10-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric damper |
US20130154277A1 (en) * | 2010-08-21 | 2013-06-20 | Audi Ag | Wheel suspension for a motor vehicle |
US8573604B2 (en) * | 2010-08-21 | 2013-11-05 | Audi Ag | Wheel suspension for a motor vehicle |
JP2015190572A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社Ihiインフラシステム | vibration control device |
CN104864022A (en) * | 2015-05-11 | 2015-08-26 | 三明学院 | Energy recovery device of shock absorber and recovery method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4584651B2 (en) | Shock absorber | |
JP5126537B2 (en) | Electromagnetic suspension device | |
JP4393313B2 (en) | Shock absorber | |
JP2007223444A (en) | Unsprung dynamic damper and suspension device | |
CN103580412B (en) | A kind of Double-stator axial magnetic flow arcuate permanent magnetic motor | |
JP2009185955A (en) | Vehicular electromagnetic actuator | |
JP4205002B2 (en) | Electromagnetic shock absorber | |
WO2003104680A1 (en) | Electromagnetic damper | |
JP2005256921A (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP4271604B2 (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP2005264992A (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP2006194261A (en) | Shock absorber | |
JP4305895B2 (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP4142946B2 (en) | Vehicle electromagnetic shock absorber | |
JP2009269541A (en) | Suspension device with vehicle height adjusting function | |
JP4268894B2 (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP4514475B2 (en) | Shock absorber | |
JP4278539B2 (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP2005256920A (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP4296106B2 (en) | Shock absorber | |
KR101452438B1 (en) | joint drive device for robot | |
JP2007225021A (en) | Shock absorber | |
JP2007162711A (en) | Shock absorber | |
JP4266857B2 (en) | Electromagnetic shock absorber | |
JP2008115986A (en) | Damper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060324 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080701 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080630 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20081111 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |