JP2006064100A

JP2006064100A - 緩衝器

Info

Publication number: JP2006064100A
Application number: JP2004248376A
Authority: JP
Inventors: Takashi Teraoka; 崇志寺岡; Yoshinobu Noguchi; 恵伸野口
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】緩衝器の騒音の発生を防止することである。
【解決手段】螺子ナット２と、螺子ナット２内に回転自在に螺合される螺子軸１と、螺子軸１側の回転が伝達されるモータＭとを備え、モータＭのトルクで螺子ナット２と螺子軸１の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器Ｄにおいて、モータＭの出力シャフト１０と螺子軸１との間に制振合金材５を介装し、螺子軸１の振動を制振合金材５で消散させ、出力シャフト１０を介してモータのケースへ伝達される振動を低減し、緩衝器が騒音を発生することを防止した。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝器に関し、特に、モータのトルクで減衰力を発生する緩衝器に関する。

この種緩衝器としては、車体を弾性支持するコイルバネと、車軸側に連結される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るとともに車体側に連結されるモータとで構成され、モータの電磁力による回転トルクで車体と車軸との相対移動を抑制するものがある。
特開平０８−１９７９３１号公報（段落番号００２３，図１）

しかし、上述した従来の緩衝器は、油等を必要としない点で非常に有用であるが、以下の問題点がある。

上述の通り、緩衝器は、螺子軸とボール螺子ナットとの組み合せにより軸方向の直線運動を螺子軸の回転運動に変換する機構が採用されているが、該機構の運動により螺子軸が振動し、この螺子軸の振動がモータの出力シャフトを介してモータのケースに伝達され、ケースの振動が騒音を引き起こすという問題があった。

そこで、本発明は上記弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、緩衝器の騒音の発生を防止することである。

上記した目的を達成するため、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、螺子軸側の回転が伝達されるモータとを備え、モータのトルクで螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器において、モータの出力シャフトと螺子軸との間に制振合金材を介装したことを特徴とする。

各請求項の発明によれば、螺子軸の振動エネルギは、制振合金材により熱エネルギに変換され消散されるので、モータの出力シャフトに伝達される振動エネルギを低減することが可能である。

すなわち、出力シャフトの振動を低減できるので、この出力シャフトからモータのケースへ伝達される振動も低減されることとなり、モータのケースの振動を低減することにより緩衝器の騒音の発生を防止することができる。

したがって、上記騒音の発生を防止できるので、車室内の搭乗者に与える不快感を低減でき、これにより車両における乗り心地を向上することが可能となる。

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１に示すように、一実施の形態における緩衝器Ｄは、基本的には、モータＭと、モータＭに連結された螺子軸１と、螺子軸１に螺合される螺子ナットたるボール螺子ナット２と、モータＭと螺子軸１との間に介装される制振合金材たる軸５とで構成され、螺子軸１とボール螺子ナット２との軸方向の相対移動を螺子軸１の回転運動に変換し、この螺子軸１の回転運動をモータＭのロータＲに伝達して当該モータＭ内の巻線１４に誘導起電力を発生させることよりモータＭにエネルギ回生させて電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記ロータＲの回転に抗するトルクを上記螺子軸１の回転運動を抑制してボール螺子ナット２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。

また、この緩衝器Ｄにおいては、上記したように、螺子軸１とボール螺子ナット２との軸方向の相対移動の運動エネルギを回生して減衰力を発生するだけでなく、モータＭを積極的に駆動することも可能で、この場合には当該緩衝器Ｄは、アクチュエータとしても機能する。

すなわち、特に緩衝器Ｄを積極的にアクチュエータとしても機能させる場合には、緩衝器Ｄは減衰力を含む制御力を発生可能であり、車体を振動させないように緩衝器Ｄの伸縮を制御することもでき、たとえば、アクティブサスペンションとしても機能させることができる。

以下、詳細な構造について説明する。モータＭは、ロータＲとステータＳとで構成され、ロータＲは、出力シャフト１０と、出力シャフト１０の外周に装着された永久磁石１１とで構成され、このロータＲは、その図１中上下端側がケースＣ内に設けたボールベアリング１２，１３を介して支持されケースＣに対し回転自在に取付けられている。

ちなみに、永久磁石１１は、複数のブロック化された磁石で構成されて出力シャフト１０の外周に接着されるものであってもよいし、環状に形成されて分割着磁されるものであってもよい。

他方、ステータＳは、ケースＣの内周に装着された円筒状のステータコア１４と、ステータコア１４に巻回された巻線１５とで構成され、上記ロータＲの永久磁石１１に対向させてある。

すなわち、このモータＭは、ステータＳの巻線１５に回転磁界を発生させてロータＲを回転駆動する、いわゆる、ブラシレスモータとして構成されており、巻線１５に回転磁界を発生する上で必要となるロータＲの回転位置検出手段は、本実施の形態では磁気センサ１６であり、この磁気センサ１６は、ケースＣの上端側内周にロータＲの回転を阻害しないよう取付けた環状のプレートＰにおける永久磁石１１の上端面に対向する面に取付けてあり、たとえば、ＭＲ素子やホール素子等が用いられる。

また、回転位置検出手段としては、上記したＭＲ素子やホール素子以外にも、レゾルバ等も使用することが可能である。

なお、モータＭは、この場合、ブラシレスモータとして構成されているが、およそ緩衝器Ｄに減衰力を発生させ得る限り各種形式（たとえば、ブラシレスモータ、ヒステリシスモータ、誘導モータ等）のものが使用可能である。

転じて、ボール螺子ナット２は、詳しくは図示しないが、その内周には、螺子軸１の螺旋状の螺子溝（付示せず）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、前記ボール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２の内部にはボールが循環可能なように前記ボール保持部の両端を連通する通路（図示せず）が設けられているものであって、螺子軸１に前記ボール螺子ナット２が螺合された場合に、螺子軸１の螺旋状の螺子溝にボール螺子ナット２のボールが嵌合し、螺子軸１の回転運動に伴いボール自体も螺子軸２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。

そして、このボール螺子ナット２は、筒１８の上端に嵌着されており、この筒１８の図１中下端に設けたアイ１９を介して、たとえば、車両の車体側部材もしくは車体側部材の一方に連結されており、その周方向の回転が規制されるので、ボール螺子ナット２が螺子軸１に対して図１中上下方向となる軸方向に直線運動を呈すると螺子軸１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２と螺子軸１との軸方向の相対運動が螺子軸１の回転運動に変換されることとなる。

他方、螺子軸１の上端は、上述のモータＭの出力シャフト１０に制振合金材たる軸５を介して連結され、モータＭのケースＣが車両の車体側部材もしくは車軸側部材の他方に連結されることで、緩衝器Ｄは、車体側部材と車軸側部材との間に介装される。

ここで、軸５は、制振合金材料で作られている。なお、制振合金材料としては、双昌型のＭｎ基合金や制振性を有する鉄基合金を使用すればよく、特に双昌型のＭｎ基合金を使用する場合には、軸５は、その双昌現象により振動エネルギを熱エネルギとして消散し高い制振性を発揮する。

また、軸５を出力シャフト１０および螺子軸１に連結するのに図示するところではスプライン結合を採用しているが、他にセレーション結合もしくは溶接と言った方法も採ることができ、さらに、軸５にキーを設けるとともに出力シャフト１０および螺子軸１側にキー溝を備えた穴を設け、キーとキー溝を符合させて該穴に軸５を嵌合するとしてもよい。

そして、上記のように軸５を出力シャフト１０および螺子軸１に連結する際、図示するように、軸５の中間部を一部細くしておき、この部分で撓むようにしておくと、軸５で出力シャフト１０と螺子軸１の偏心や偏角を許容することができるので便利である。

なお、螺子軸１と出力シャフト１０との連結は、軸５に換えて制振合金材料で形成したカップリングを介して行ってもよく、この場合、制振合金材をカップリングとすればよい。

また、出力シャフト１０自体を制振合金材料で形成しておき、この出力シャフト１０を螺子軸１にカップリング等で連結するとしてもよく、この場合には、緩衝器Ｄの縦方向長さを軸５の長さ分を短くすることが可能となり、緩衝器Ｄの搭載性が向上することになる。

上述のように構成された緩衝器Ｄにあっては、車体側部材と車軸側部材とが路面からの振動入力により相対直線運動を呈すると、螺子軸１が回転駆動されるが、この螺子軸１の回転運動がモータＭのロータＲに伝達され、モータＭのロータＲが回転運動を呈すると、モータＭ内の巻線１５が永久磁石１１の磁界を横切ることとなり、誘導起電力が発生し、すなわち、運動エネルギが回生されて、モータＭのロータＲには誘導起電力に起因する電磁力によるトルクが作用し、上記トルクがロータＲの回転運動を抑制することとなる。

このロータＲの回転運動を抑制する作用は、上記螺子軸１の回転運動を抑制することとなり、螺子軸１の回転運動が抑制されるのでボール螺子ナット２の直線運動を抑制するように働き、緩衝器Ｄは、上記トルクによって、この場合減衰力として働く制御力を発生し、振動エネルギを吸収緩和する。

このとき、積極的に巻線１５に電流供給する場合には、ロータＲに作用するトルクを調節することで緩衝器Ｄの伸縮を自由に制御、すなわち、緩衝器Ｄの制御力を発生可能な範囲で自由に制御することが可能であるので、緩衝器Ｄの減衰特性を可変としたり、緩衝器Ｄをアクチュエータとして機能させたりすることも可能である。

ここで、緩衝器Ｄにあっては、螺子軸１とボール螺子ナット２の機構により、螺子軸１とボール螺子ナット２との軸方向の相対運動を螺子軸1の回転運動に変換するため、同機構の上記相対運動時に螺子軸１は加振されて振動することとなるが、この螺子軸１の振動エネルギは、制振合金材たる軸５により熱エネルギに変換され消散されるので、モータＭの出力シャフト１０に伝達される振動エネルギを低減することが可能である。

すなわち、出力シャフト１０の振動を低減できるので、この出力シャフト１０からケースＣへ伝達される振動も低減されることとなり、ケースＣの振動を低減することにより緩衝器の騒音の発生を防止することができる。

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。

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。

符号の説明

１螺子軸
２螺子ナットたるボール螺子ナット
５制振合金材たる軸
１０出力シャフト
１１永久磁石
１２，１３ボールベアリング
１４ステータコア
１５巻線
１６磁気センサ
１８筒
１９アイ
Ｃケース
Ｄ緩衝器
Ｍモータ
Ｐプレート
Ｒロータ
Ｓステータ

Claims

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、螺子軸側の回転が伝達されるモータとを備え、モータのトルクで螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する緩衝器において、モータの出力シャフトと螺子軸との間に制振合金材を介装したことを特徴とする緩衝器。