JP2007290639A - Shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに生じる電磁力で上記車体と車軸との相対移動を抑制する緩衝器の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a shock absorber that suppresses relative movement between the vehicle body and an axle by electromagnetic force generated in a motor.
この種緩衝器としては、油圧ダンパと、油圧ダンパのピストンロッドに推進力を与えるアクチュエータを備えた緩衝器の提案があり、この提案では、油圧ダンパのロッドを筒状に形成するとともに該ロッドの内周側に雌螺子部を設け、一端がモータのロータに連結され他端が該ロッドの雌螺子部に螺合する雄螺子部材に連結されるシャフトを油圧ダンパのロッドに挿通し、上記シャフトとロッドとで油圧ダンパのピストンロッドが構成されてなるとしている(たとえば、特許文献1参照)。 As this kind of shock absorber, there is a proposal of a shock absorber provided with a hydraulic damper and an actuator for giving a propulsive force to the piston rod of the hydraulic damper. In this proposal, the rod of the hydraulic damper is formed in a cylindrical shape and the rod A female screw part is provided on the inner peripheral side, one end is connected to the rotor of the motor, and the other end is connected to a male screw member screwed to the female screw part of the rod, and the shaft of the hydraulic damper is inserted through the shaft. And the rod constitutes a piston rod of a hydraulic damper (for example, see Patent Document 1).
この提案では、油圧ダンパで発生する減衰力に、モータでシャフトとロッドとを軸方向に相対移動させてピストンロッドを伸縮させる時に発生される力を加味して、すなわち、モータのトルクをシャフトとロッドとの相対移動方向の力に変換することによって油圧ダンパの減衰力に付加的に該力を作用させて振動を減衰させようとするものである。 In this proposal, the damping force generated by the hydraulic damper is added to the force generated when the shaft and rod are moved relative to each other in the axial direction by the motor to expand and contract the piston rod. By converting it into a force in the direction of relative movement with the rod, the force is additionally applied to the damping force of the hydraulic damper to attenuate the vibration.
また、車体側すなわち車両のバネ上部材側を弾性支持するコイルバネと、車軸すなわちバネ下部材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一対のバネに介装されてバネ上部材側に弾性支持されるモータと、車体側に固定されモータの上下方向の振動を減衰する油圧ダンパとで構成され、モータが発生する回転トルクで車体と車軸との相対移動をアクティブ制御するものがある(たとえば、特許文献2参照)。
しかし、上述した従来の緩衝器は、以下の点で問題がある。 However, the conventional shock absorber described above has problems in the following points.
すなわち、上記特許文献1の緩衝器では、モータによって強制的にピストンロッドが伸長させられてしまうため、油圧ダンパのピストン位置がシリンダに対しどのような位置にあるか定かでなくなってしまう。
That is, in the shock absorber of
これにより、どのような不都合があるかというと、たとえば、シリンダの下端近傍にピストンが位置した状態で、路面から突き上げるような高周波の振動が入力されると、ピストンがベースバルブやシリンダ底部に衝突してしまうことになり、結果、上記衝突による衝撃が車体のバネ上部材まで伝達されて車両における乗り心地を損なったり、最悪の場合、油圧ダンパの損傷に繋がったりしかねない。 As a result, for example, if there is a high-frequency vibration that pushes up from the road surface with the piston positioned near the lower end of the cylinder, the piston collides with the base valve or the cylinder bottom. As a result, the impact due to the collision may be transmitted to the sprung member of the vehicle body, which may impair the riding comfort in the vehicle, or in the worst case, may damage the hydraulic damper.
また、シリンダの上端近傍にピストンが位置すると、今度は、車体がバンピングする場合に、シリンダ上部にピストンが衝突することになりかねず、この場合にも、上記同様、車両における乗り心地を悪化させ、さらには、油圧ダンパの損傷に繋がる結果となってしまい、緩衝器の信頼性の点で問題がある。 In addition, if the piston is positioned near the upper end of the cylinder, this may cause the piston to collide with the upper part of the cylinder when the vehicle body is bumped. In addition, the hydraulic damper is damaged, and there is a problem in terms of the reliability of the shock absorber.
また、常に、シリンダに対するピストンの位置をモニターし、ピストンを中立位置になるように制御するとなると、車両走行中に、姿勢制御に不要であるにもかかわらずピストンロッドを伸縮させてピストンを中立位置に戻すことになるから、車体姿勢が変化してしまい、車両のオペレータに不安感や違和感を与えてしまうことになるから、そのようにしても、車両における乗り心地を改善するには至らないのである。 Also, when the position of the piston with respect to the cylinder is constantly monitored and the piston is controlled so as to be in the neutral position, the piston rod is expanded and contracted while the vehicle is running, although it is not necessary for posture control. The vehicle body posture will change, which will cause anxiety and discomfort to the vehicle operator, so it will not improve the ride comfort in the vehicle. is there.
つづいて、特許文献2の緩衝器にあっては、モータが一対のバネを介してセンタリングされることから油圧ダンパのピストンはシリンダに対し位置決めがなされているので、上記した特許文献1の不具合は解消される。
Subsequently, in the shock absorber of
この緩衝器は、減衰力発生源であるモータのトルクを直線方向に作用させるべき減衰力に変換する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を備えており、回転する部材の慣性質量が大きいことからモータおよび運動変換機構が高周波振動入力時には回転系のフリクションも相俟って伸縮動作できないので、上記した油圧ダンパおよび一対のバネで該高周波振動を吸収するようにしている。 This shock absorber is provided with a motion conversion mechanism composed of a screw shaft and a ball screw nut that converts a torque of a motor that is a damping force generation source into a damping force that should act in a linear direction, and the inertia of the rotating member Since the mass of the motor and the motion converting mechanism cannot be expanded and contracted due to the friction of the rotating system when the high frequency vibration is input due to the large mass, the high frequency vibration is absorbed by the hydraulic damper and the pair of springs.
しかしながら、この緩衝器にあっては、上記したように高周波振動入力時にはモータが直接その高周波振動によって振動せしめられてしまう結果となり、高周波振動は加速度が大きいこともあって、緩衝器の信頼性の点で問題がある。 However, in this shock absorber, as described above, when high-frequency vibration is input, the motor is directly vibrated by the high-frequency vibration, and the high-frequency vibration has a large acceleration, so the reliability of the shock absorber is high. There is a problem in terms.
また、モータおよび螺子軸の質量が大きいことから、モータおよび螺子軸が一対のバネによって弾性支持される構成では、モータおよび螺子軸も大きく振動することになり、バネ下部材の振動をバネ上部材に伝達しやすくなるという点で、乗り心地を悪化しかねない。 Further, since the motor and the screw shaft are large in mass, the motor and the screw shaft are vibrated greatly in the configuration in which the motor and the screw shaft are elastically supported by the pair of springs. Riding comfort can be worse in that it is easier to communicate with the car.
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、モータの電磁力を利用して減衰力を発生する構成を採用しつつ信頼性および車両における乗り心地を向上することができる緩衝器を提供することである。 Therefore, the present invention was created in consideration of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide reliability and vehicle while adopting a configuration that generates a damping force using the electromagnetic force of a motor. It is providing the shock absorber which can improve the ride comfort in.
上記した目的を達成するため、直線運動を回転運動に変換する運動変換機構と該運動変換機構により変換された回転運動が伝達されるモータとを備え車両のバネ上部材側に連結されるアクチュエータと、シリンダとシリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内に2つの圧力室を隔成するピストンと一端がピストンに連結されるロッドとを備えロッドもしくはシリンダの一方にアクチュエータの直線運動が伝達されるとともにロッドもしくはシリンダの他方が車両のバネ下部材側に連結される液圧ダンパと、上記圧力室のうち一方の圧力室内に収納され液圧ダンパを圧縮させる方向に附勢するバネと、他方の圧力室内に収納され液圧ダンパを伸長させる方向に附勢するバネとを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an actuator connected to the sprung member side of the vehicle, comprising a motion conversion mechanism for converting linear motion into rotational motion and a motor to which the rotational motion converted by the motion conversion mechanism is transmitted. The cylinder includes a piston that is slidably inserted into the cylinder and that separates the two pressure chambers in the cylinder, and a rod having one end connected to the piston, and the linear motion of the actuator is transmitted to one of the rod or the cylinder. In addition, a hydraulic damper in which the other of the rod or cylinder is connected to the unsprung member side of the vehicle, a spring that is housed in one of the pressure chambers and urges the hydraulic damper in a compressing direction, and the other And a spring which is housed in the pressure chamber and urges in a direction to extend the hydraulic damper.
各請求項の発明によれば、この液圧ダンパは、アクチュエータに対しては直列に連結され、しかも、バネ下部材側に配置されることになるので、車両が悪路を走行したり、路面の突起に乗り上げたりするような場合にバネ下部材に、たとえば、比較的加速度が大きい振動等の高周波振動が入力されると、この振動エネルギを吸収し、一対のバネによる振動伝達抑制効果と相俟って、アクチュエータ側に振動を伝達し難くするように作用する。 According to the invention of each claim, since the hydraulic damper is connected in series to the actuator and is disposed on the unsprung member side, the vehicle travels on a rough road or the road surface. When high-frequency vibration such as vibration with relatively high acceleration is input to the unsprung member when riding on the protrusions of this, for example, the vibration energy is absorbed, and the vibration transmission suppressing effect by the pair of springs is combined. As a result, it acts to make it difficult to transmit vibration to the actuator side.
したがって、液圧ダンパが該振動を吸収し、さらに、各バネが振動伝達抑制効果を発揮することで、アクチュエータへの振動の伝達を抑制するので、この緩衝器にあっては、このような場合にあっても、車両における乗り心地を悪化させるということがないという効果がある。 Therefore, the hydraulic damper absorbs the vibration, and further, each spring exerts a vibration transmission suppressing effect, thereby suppressing the transmission of vibration to the actuator. Even in this case, there is an effect that the ride comfort in the vehicle is not deteriorated.
さらに、上記したようにアクチュエータに直接的に高周波振動が作用することが液圧ダンパによって防止されることから、モータに特に加速度が大きな高周波振動が伝達されることが抑制されるので、緩衝器の主要部品であるアクチュエータの信頼性が向上し、従来緩衝器の不具合を解消して緩衝器の信頼性を向上させることができる。 Further, as described above, since the high-pressure vibration is prevented from directly acting on the actuator by the hydraulic damper, the transmission of the high-frequency vibration with particularly large acceleration to the motor is suppressed. The reliability of the actuator, which is the main component, is improved, and the reliability of the shock absorber can be improved by eliminating the problems of the conventional shock absorber.
そしてさらに、液圧ダンパを圧縮する方向に附勢するバネと液圧ダンパを伸長させる方向に附勢するバネを設けているので、特にバネ下部材の高周波振動をアクチュエータ側に、すなわち、バネ上部材側に伝達することを抑制する働きをすると同時に、液圧ダンパのシリンダに対してピストンを決められた位置に戻す作用を発揮する。 In addition, since a spring that urges the hydraulic damper in a compressing direction and a spring that urges the hydraulic damper in an extending direction are provided, particularly high-frequency vibrations of the unsprung member are caused on the actuator side, that is, on the spring. It acts to suppress transmission to the member side, and at the same time exerts the action of returning the piston to a predetermined position with respect to the cylinder of the hydraulic damper.
すなわち、従来緩衝器のようにシリンダにピストンが干渉して車両における乗り心地を悪化させたり、緩衝器の信頼性を低下させたりといった不具合が解消される。 That is, the problem that the piston interferes with the cylinder and deteriorates the riding comfort in the vehicle, and the reliability of the shock absorber is reduced, as in the conventional shock absorber.
そして、各バネは、液圧ダンパのシリンダ内に収納されるので、液圧ダンパ外周側等にバネ受けおよび各バネを設けるような構成に比較して、緩衝器をスリム化および小型化することができ、また、各バネの直径を小さくすることができることから、液圧ダンパ外周側に各バネを設ける場合に比較して線材径を小さくしても同じバネ定数を確保することができ、その分、各バネのコストを削減できると共に緩衝器を軽量化することが可能である。 Since each spring is housed in the cylinder of the hydraulic damper, the shock absorber can be made slimmer and smaller than a configuration in which a spring receiver and each spring are provided on the outer periphery of the hydraulic damper. In addition, since the diameter of each spring can be reduced, the same spring constant can be ensured even if the wire rod diameter is reduced compared to the case where each spring is provided on the outer peripheral side of the hydraulic damper. Therefore, the cost of each spring can be reduced and the shock absorber can be reduced in weight.
また、液圧ダンパ外周側等にバネ受けおよび各バネを設けるような構成とする必要がないので、その分液圧ダンパの外周径を大きくすることもでき、その場合には、液圧ダンパ内の液体量を多くすることができるから液体の温度変化を抑制して液圧ダンパの減衰力特性変化を防止することができる。 In addition, since it is not necessary to provide a spring receiver and each spring on the outer periphery of the hydraulic damper, the outer diameter of the hydraulic damper can be increased accordingly. Therefore, it is possible to prevent the change in the damping force characteristic of the hydraulic damper by suppressing the temperature change of the liquid.
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、本発明の緩衝器を概念的に示した図である。図2は、具体的な構成の一例である緩衝器の縦断面図である。図3は、具体的な構成の一例である緩衝器における液圧ダンパ部の拡大縦断面図である。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a diagram conceptually showing a shock absorber according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a shock absorber as an example of a specific configuration. FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a hydraulic damper portion in a shock absorber which is an example of a specific configuration.
図1に示すように、緩衝器Dは、バネ下部材Wとバネ上部材Bとの間に懸架バネSと並列に介装されており、基本的には、バネ下部材Wに連結される液圧ダンパEと、液圧ダンパEに直列に連結されるとともにバネ上部材B側に連結されるアクチュエータAと、アクチュエータAとバネ下部材Wとの間に液圧ダンパEと並列に介装され液圧ダンパEを圧縮する方向に附勢するバネ1と液圧ダンパEを伸長させる方向に附勢するバネ2とで構成されている。
As shown in FIG. 1, the shock absorber D is interposed between the unsprung member W and the sprung member B in parallel with the suspension spring S, and is basically connected to the unsprung member W. A hydraulic damper E, an actuator A connected in series to the hydraulic damper E and connected to the sprung member B, and an actuator A and an unsprung member W are interposed in parallel with the hydraulic damper E. The
アクチュエータAは、直線運動を回転運動に変換する運動変換機構Tと該運動変換機構Tにより変換された回転運動が伝達されるモータMとを備えて構成されており、運動変換機構Tは、具体的にたとえば、螺子軸と螺子ナットで構成される送り螺子機構や、ラックアンドピニオン、ウォームギア等の機構で構成されている。 The actuator A includes a motion conversion mechanism T that converts linear motion into rotational motion, and a motor M to which the rotary motion converted by the motion conversion mechanism T is transmitted. Specifically, for example, a feed screw mechanism composed of a screw shaft and a screw nut, a mechanism such as a rack and pinion, a worm gear, and the like are included.
そして、このアクチュエータAの場合、駆動源をモータMとしているので、運動変換機構Tにおける回転部材、すなわち、送り螺子機構を採用する場合には、螺子軸もしくは螺子ナットのいずれか回転する側の部材の回転運動がモータMに伝達されるようになっており、モータMに電気エネルギを与えて駆動する場合には、直線運動側の部材を直線運動させること、すなわちアクチュエータとしての機能を発揮できる。 In the case of this actuator A, since the drive source is the motor M, when the rotation member in the motion conversion mechanism T, that is, when the feed screw mechanism is adopted, either the screw shaft or the screw nut is rotated. When the motor M is driven by applying electrical energy, the member on the linear motion side is linearly moved, that is, the function as an actuator can be exhibited.
また、モータMは、回転部材側から強制的に回転運動が入力されると、誘導起電力に基づいて、回転部材の回転運動を抑制するトルクを発生するので、直線運動側の部材の直線運動を抑制するように機能する。すなわち、この場合には、モータMが外部入力される運動エネルギを回生して電気エネルギに変換することによって発生する回生トルクで上記直線運動側の部材の直線運動を抑制するのである。 In addition, when the motor M is forcibly input from the rotating member side, the motor M generates a torque that suppresses the rotating motion of the rotating member based on the induced electromotive force. Therefore, the linear motion of the member on the linear motion side is generated. It functions to suppress. That is, in this case, the linear motion of the member on the linear motion side is suppressed by the regenerative torque generated by the motor M regenerating the kinetic energy input from the outside and converting it into electrical energy.
したがって、このアクチュエータAは、モータMに積極的にトルクを発生させることによって直線運動側の部材に推力を与えることができ、また、直線運動側の部材が外力によって強制的に運動させられる場合には、モータMが発生する回生トルクで上記運動を抑制することができる。 Therefore, the actuator A can apply a thrust to the member on the linear motion side by positively generating a torque in the motor M, and when the member on the linear motion side is forcibly moved by an external force. Can suppress the above-described movement by the regenerative torque generated by the motor M.
そして、この緩衝器Dにあっては、上記アクチュエータAが発生する推力およびトルクでバネ上部材Bとバネ下部材Wとの相対移動を抑制することができると同時に、アクチュエータとしての機能を生かしてバネ上部材B、具体的には、車両の車体の姿勢制御も同時に行うことができ、これにより、アクティブサスペンションとしての機能をも発揮することができる。 In this shock absorber D, the relative movement between the sprung member B and the unsprung member W can be suppressed by the thrust and torque generated by the actuator A, and at the same time, the function as an actuator can be utilized. The posture control of the sprung member B, specifically, the vehicle body of the vehicle can be performed at the same time, whereby the function as an active suspension can be exhibited.
なお、モータMと運動変換機構Tの回転部材とは回転運動を伝達することが可能に連結されればよいので、モータMと上記回転部材との間に減速機や、回転運動の伝達が可能なリンク、継手等を介装するとしてもよい。 Since the motor M and the rotation member of the motion conversion mechanism T need only be connected so as to be able to transmit rotational motion, a reduction gear or rotational motion can be transmitted between the motor M and the rotational member. A simple link, joint or the like may be interposed.
また、モータMとしては、上記した機能を実現するものであればよいので、種々の形式のものを使用可能であり、具体的にたとえば、直流、交流モータ、誘導モータ、同期モータ等を用いることができる。 The motor M may be any type as long as it can realize the above-described functions. Specifically, for example, a DC, AC motor, induction motor, synchronous motor, or the like is used. Can do.
転じて、液圧ダンパEは、具体的な構成は後述するが、シリンダCと、シリンダC内に摺動自在に挿入されシリンダC内に2つの圧力室を隔成するピストンPと、ピストンPに一端が連結されるロッドRとを備えて構成され、伸縮時に所定の減衰力を発生するようになっている。 In turn, the hydraulic damper E will be described in detail later, but a cylinder C, a piston P that is slidably inserted into the cylinder C and separates two pressure chambers in the cylinder C, and a piston P And a rod R having one end connected thereto, and generates a predetermined damping force during expansion and contraction.
この緩衝器において液圧ダンパEは、主として高周波振動を吸収する目的で、アクチュエータAとバネ下部材Wとの間に介装され、具体的には、一端がアクチュエータAの直線運動側の部材に、他端がバネ下部材Wに連結される。 In this shock absorber, the hydraulic damper E is interposed between the actuator A and the unsprung member W mainly for the purpose of absorbing high-frequency vibrations. Specifically, one end is a member on the linear motion side of the actuator A. The other end is connected to the unsprung member W.
なお、液圧ダンパEとアクチュエータAとの連結に際しては、液圧ダンパEのシリンダCもしくはロッドRの一方をアクチュエータAの直線運動側の部材に連結すればよく、他方、バネ下部材Wには、液圧ダンパEのシリンダCもしくはロッドRの他方を連結する。 In connecting the hydraulic damper E and the actuator A, one of the cylinder C or the rod R of the hydraulic damper E may be connected to a member on the linear motion side of the actuator A, while The other of the cylinder C or the rod R of the hydraulic damper E is connected.
したがって、液圧ダンパEは、アクチュエータAとバネ下部材Wとの間にいわゆる正立に介装されても倒立に介装されてもよい。 Therefore, the hydraulic damper E may be interposed between the actuator A and the unsprung member W in a so-called upright manner or in an inverted manner.
また、この緩衝器Dにあっては、液圧ダンパEの各圧力室内にそれぞれ収納され液圧ダンパを圧縮させる方向に附勢するバネ1と液圧ダンパを伸長させる方向に附勢するバネ2を備えている。
Further, in the shock absorber D, a
すなわち、バネ1,2は、アクチュエータAとバネ下部材Wとの間に液圧ダンパEに対して並列に介装されることになり、具体的には、液圧ダンパEのピストンPをこれら2つのバネ1,2で挟持して支持している。
That is, the
これによりバネ1は、液圧ダンパEを圧縮する方向に附勢しており、また、バネ2は、液圧ダンパEを伸長する方向に附勢している。
As a result, the
これらのバネ1,2は、特にバネ下部材Wの高周波振動をアクチュエータA側に、すなわち、バネ上部材B側に伝達することを抑制する働きをすると同時に、液圧ダンパEのシリンダに対してピストンを決められた位置に戻す作用を発揮する。
These
すなわち、従来緩衝器のようにシリンダCにピストンPが干渉して車両における乗り心地を悪化させたり、緩衝器の信頼性を低下させたりといった不具合が解消される。 That is, the problem that the piston P interferes with the cylinder C to deteriorate the riding comfort in the vehicle and the reliability of the shock absorber is reduced as in the case of a conventional shock absorber.
そして、この緩衝器Dにあっては、この液圧ダンパEは、アクチュエータAに対しては直列に連結され、しかも、バネ下部材W側に配置されることになるので、車両が悪路を走行したり、路面の突起に乗り上げたりするような場合にバネ下部材Wに、たとえば、比較的加速度が大きい振動等の高周波振動が入力されると、この振動エネルギを吸収し、上述のバネ1,2による振動伝達抑制効果と相俟って、アクチュエータA側に振動を伝達し難くするように作用する。
In the shock absorber D, the hydraulic damper E is connected in series to the actuator A, and is disposed on the unsprung member W side. When high-frequency vibration such as vibration with relatively high acceleration is input to the unsprung member W when traveling or riding on a road surface protrusion, for example, the vibration energy is absorbed and the
ここで、アクチュエータAは、バネ下部材W側から入力される直線運動となる振動を回転運動に変換することになるが、回転する多くの部材を備えており、その慣性質量も大きく高周波振動に対しては慣性モーメントが大きくなること、および、フリクションの影響もあって、バネ下部材W側の振動をバネ上部材Bに伝達しやすくなるという特性があるが、上述のように、液圧ダンパEが該振動を吸収し、さらに、バネ1,2が振動伝達抑制効果を発揮することで、アクチュエータAへの振動の伝達を抑制するので、この緩衝器Dにあっては、このような場合にあっても、車両における乗り心地を悪化させるということがないという効果がある。
Here, the actuator A converts the vibration, which is a linear motion input from the unsprung member W side, into a rotational motion. However, the actuator A includes many rotating members, and the inertial mass is large and the high-frequency vibration is generated. On the other hand, there is a characteristic that vibration of the unsprung member W side is easily transmitted to the sprung member B due to an increase in the moment of inertia and the influence of friction. However, as described above, the hydraulic damper Since E absorbs the vibration and the
さらに、上記したようにアクチュエータAに直接的に高周波振動が作用することが液圧ダンパEによって防止されることから、モータMに特に加速度が大きな高周波振動が伝達されることが抑制されるので、緩衝器Dの主要部品であるアクチュエータAの信頼性が向上し、従来緩衝器の不具合を解消して緩衝器Dの信頼性を向上させることができる。 Further, as described above, since the high-frequency vibration is prevented from directly acting on the actuator A by the hydraulic damper E, it is possible to suppress the transmission of high-frequency vibration with particularly high acceleration to the motor M. The reliability of the actuator A, which is the main component of the shock absorber D, can be improved, and the conventional shock absorber can be solved to improve the reliability of the shock absorber D.
また、上記構成とすることでアクチュエータAの使用環境を向上することができることから、アクチュエータAのコストを低減することも可能となる。 Moreover, since the use environment of the actuator A can be improved by adopting the above configuration, the cost of the actuator A can be reduced.
そして、上記バネ1,2は、液圧ダンパEのシリンダC内に収納されるので、液圧ダンパE外周側等にバネ受けおよび各バネを設けるような構成に比較して、緩衝器Dをスリム化および小型化することができる。 And since the said springs 1 and 2 are accommodated in the cylinder C of the hydraulic damper E, compared with the structure which provides a spring receiver and each spring in the hydraulic damper E outer peripheral side etc., the buffer D is provided. Slimming and miniaturization can be achieved.
また、バネ1,2が液圧ダンパEのシリンダC内に収納されるので、バネ1,2をコイルスプリングとする場合、バネ1,2の直径を小さくすることができることから、液圧ダンパE外周側に各バネを設ける場合に比較して線材径を小さくしても同じバネ定数を確保することができ、その分、バネ1,2のコストを削減できると共に緩衝器Dを軽量化することが可能である。
Since the
また、液圧ダンパE外周側等にバネ受けおよび各バネを設けるような構成とする必要がないので、その分液圧ダンパEの外周径を大きくすることもでき、その場合には、液圧ダンパE内の液体量を多くすることができるから液体の温度変化を抑制して液圧ダンパEの減衰力特性変化を防止することができる。 Further, since it is not necessary to provide a spring receiver and each spring on the outer periphery of the hydraulic damper E, etc., the outer diameter of the hydraulic damper E can be increased accordingly. Since the amount of liquid in the damper E can be increased, a change in the temperature of the liquid can be suppressed and a change in the damping force characteristic of the hydraulic damper E can be prevented.
さらに、液圧ダンパEにアクチュエータAの直線運動が伝達される構成、すなわち、モータMや上記回転部材はバネ上部材B側に連結される構成となっているので、バネ1,2で支持している質量にはモータM等の質量が大きいものは含まれない。
Furthermore, since the linear motion of the actuator A is transmitted to the hydraulic damper E, that is, the motor M and the rotating member are connected to the sprung member B side, they are supported by the
したがって、高周波振動がバネ下部材Wに作用しても、バネ1,2に支持されてバネ上部材Bとバネ下部材Wとの間で振動する総質量を、モータ自体がバネによって支持される従来緩衝器に比較して軽量のものとすることができるので、バネ下部材Wの振動がバネ上部材Bに伝達し難くなり、これにより、さらに乗り心地を向上することが可能となる。
Therefore, even if high-frequency vibrations act on the unsprung member W, the motor itself is supported by the spring with respect to the total mass that is supported by the
さらに、上記したことから明らかなように、モータM自体がバネ1,2により支持されないことから、モータMの配線等の取りまわしが容易で、かつ、モータM自体に直接高周波振動が入力されないので、配線を傷める心配もない。したがって、この緩衝器Dの車両への搭載性が向上し、より実用的である。
Further, as apparent from the above, since the motor M itself is not supported by the
以上では緩衝器Dを概念的に説明したが、以下、緩衝器Dの具体的な構成を示して説明する。 Although the shock absorber D has been conceptually described above, a specific configuration of the shock absorber D will be shown and described below.
図2に示すように、具体的な構成の緩衝器Dは、基本的には、図示しないバネ下部材に連結される液圧ダンパEと、液圧ダンパEに直列に連結されるとともに図示しないバネ上部材側に連結されるアクチュエータAと、アクチュエータAとバネ下部材との間に液圧ダンパEと並列に介装され液圧ダンパEを圧縮する方向に附勢するバネ1および液圧ダンパEを伸長させる方向に附勢するバネ2とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the shock absorber D having a specific configuration is basically a hydraulic damper E connected to an unsprung member (not shown), and connected in series to the hydraulic damper E and not shown. An actuator A connected to the sprung member side, a
以下、詳細に説明すると、アクチュエータAは、モータMおよび運動変換機構Tとを備えて構成されている。 Hereinafter, in detail, the actuator A includes a motor M and a motion conversion mechanism T.
モータMは、特には図示しないが、ケース10と、ロータと、ステータとで構成され、ロータは、シャフトと、シャフトの外周に取付けられた磁石とで構成されてケース10にボールベアリング等を介して回転自在に支持されている。
Although not specifically shown, the motor M is composed of a
他方、ステータは、ケース10の内周であって上記磁石と対向するように取付けた電機子鉄心たるコアと、コアに巻回した巻線とで構成されており、モータMは、いわゆるブラシレスモータとして構成されている。
On the other hand, the stator is composed of a core that is an armature core attached to the inner periphery of the
ちなみに、図示はしないが、モータMには、回転子の位置検出手段としてホール素子やレゾルバ等の磁気センサや光センサ等が搭載されており、ロータの回転運動の状況(回転角や角速度等)に応じて緩衝器Dが発生する車体と車軸との相対移動を抑制する減衰力あるいは制御力を制御できるようにしてある。 Incidentally, although not shown in the figure, the motor M is equipped with a magnetic sensor such as a Hall element or a resolver, an optical sensor, etc. as a rotor position detection means, and the state of rotational movement of the rotor (rotation angle, angular velocity, etc.) Accordingly, the damping force or the control force that suppresses the relative movement between the vehicle body and the axle generated by the shock absorber D can be controlled.
なお、ここではモータMをブラシレスモータとしているが、上述のように、電磁力発生源として使用可能であれば、様々なモータ、たとえばブラシ付直流モータや交流モータ、誘導モータ等も使用可能である。 Here, the motor M is a brushless motor, but as described above, various motors such as a brushed DC motor, an AC motor, an induction motor, and the like can be used as long as they can be used as an electromagnetic force generation source. .
このモータMは、マウント11を介して図示しない車両のバネ上部材に連結可能とされており、具体的には、マウント11は、下端に鍔部13を備えハット型に形成されるマウント筒12と、鍔部13の図中上面に溶着した環状の防振ゴム14と、防振ゴム14の上端に溶着された環状のプレート15とを備えて構成され、モータMのケース10をマウント筒12の上端に固定し、プレート15を図示しないバネ上部材に固定することで、モータMをバネ上部材に連結するようになっている。
The motor M can be connected to a sprung member of a vehicle (not shown) via a
つづいて、運動変換機構Tは、螺子軸16と螺子ナットたるボール螺子ナット17とで構成されている。
Subsequently, the motion conversion mechanism T includes a
そして、螺子軸16は、ボールベアリング18,19を介して、内筒20によって回転自在に支持されている。具体的には、このボールベアリング18,19は、内筒20の図2中上端内に嵌着のキャップ体21に保持されており、さらに、キャップ体21は、外周側に鍔部22が設けられ、この鍔部22は、上述のマウント筒12の上底部に図示しないボルト等で締結されている。
The
また、螺子軸16の図中上端側には、段部16aが設けられ、この段部16aとナット99とでボールベアリング18,19を挟持しており、内筒20に対して螺子軸16の軸ぶれが防止されている。
In addition, a step portion 16 a is provided on the upper end side of the
そして、螺子軸16の図中上端は、マウント筒12の上底部の軸芯部に形成された付示しない孔に挿通されるとともに、図示しないモータMのロータに連結されており、螺子軸16の回転運動をモータMのロータに伝達可能とされている。
The upper end of the
転じて、螺子軸16に螺合されている螺子ナットたるボール螺子ナット17は、内筒20より小径の連繋筒40の図2中上端に回動不能に連結されており、この連携筒40は、外周側に軸方向に沿う複数の溝40aを備えており、この溝40a内には、内筒20の図中下端内周側に形成した突起20aが挿入されており、連繋筒40は、上記溝40aと突起20aとにより内筒20に対して回り止めされている。
In turn, the
つまり、連繋筒40に連結されたボール螺子ナット17は、内筒20に対して回り止めされることになる。
That is, the
この具体的な緩衝器DにおけるアクチュエータAは、上記したように、モータM、螺子軸16、内筒20、ボール螺子ナット17および連繋筒40で構成され、マウント11によって図示しないバネ上部材に連結されている。
As described above, the actuator A in this specific shock absorber D includes the motor M, the
そして、上述したところから、内筒20は、キャップ体21を介してマウント筒12に連結され、さらに、モータMがマウント筒12に固定されているので、モータMが回転駆動させられると、螺子軸16が回転するが、ボール螺子ナット17が内筒20に対して回り止めされているので、ボール螺子ナット17は図中上下方向の直線運動を呈することになる。
From the above, the
逆に、ボール螺子ナット17が螺子軸16に対し図中上下方向の直線運動を呈すると、ボール螺子ナット17は、連繋筒40および内筒20により回転運動が規制されているので、螺子軸16は強制的に回転駆動され、モータMのロータが強制的に回転運動せしめられることになる。
Conversely, when the
ここで、ボール螺子ナット17が外力を受けて強制的に直線運動を呈する場合には、上記したように、モータMのロータが強制的に回転運動せしめられることから、モータMの巻線には、誘導起電力が生じて回生電流が流れ、モータMはロータの回転を抑制する電磁力を発生する。
Here, when the
つまり、該巻線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、モータMのロータには電磁力によるトルクが作用し、上記トルクがロータの回転運動を抑制することとなる。 That is, by generating an induced electromotive force in the winding, the motor M regenerates energy to generate electromagnetic force, and the torque of the electromagnetic force acts on the rotor of the motor M, and the torque suppresses the rotational motion of the rotor. Will be.
そして、このロータの回転を抑制するトルクは、運動変換機構Tによってボール螺子ナット17の直線運動を抑制する力、緩衝器Dにおいては減衰力として作用することになる。
The torque that suppresses the rotation of the rotor acts as a force that suppresses the linear motion of the
したがって、アクチュエータAは、モータMを駆動するとボール螺子ナット17に直線方向の推進力を与えるアクチュエータとして機能するとともに、ボール螺子ナット17の直線運動を抑制する機能を備えている。
Therefore, the actuator A functions as an actuator that applies a propulsive force in a linear direction to the
なお、マウント11は、上述したものに限られず、他の構成をとることも可能である、つまり、マウントとして機能する限りにおいて他の構成および形状としても差し支えない。
The
そして、上記内筒20は、その外周側に配在の外筒60内に軸受63を介して摺動自在に挿入されている。
The
また、外筒60は、その中間部外周の所定の位置に車両のバネ上部材の質量を支持する懸架バネSの下端を支承する懸架バネ受け100を備え、懸架バネSは、図2に示すように、防振ゴム14の外周側下部に設けた窪み14aと、上記懸架バネ受け100との間に介装されている。
The
このように構成することで、車両に過度のバンピングが生じても懸架バネSの上端を防振ゴム14で受けているので、バネ上部材側への伝達される振動を柔らかく吸収して車両における乗り心地を向上できるようになっている。
With this configuration, the upper end of the suspension spring S is received by the
さらに、上述のように外筒60の上端内周には、環状の軸受63が配在されており、内筒20の外筒60に対する軸ぶれが防止され、また、外筒60の上端開口部には、筒状のストッパ部材66が嵌着されこのストッパ部材66の内周側に配在の環状のダストシール67が内筒20の外周と外筒60との間をシールして、外筒60と内筒20で形成される空間内に、すなわち、緩衝器D内への埃、塵、雨水等の侵入が防止され、緩衝器Dの主要部材である螺子軸16、ボール螺子ナット17やモータMの品質劣化が防止され、緩衝器Dの信頼性を向上させている。
Further, as described above, the annular bearing 63 is disposed on the inner periphery of the upper end of the
さらに、上記螺子軸16とボール螺子ナット17は、内筒20および外筒60内に収容されているので、外部からの飛び石等の干渉を受けないので、この点で緩衝器Dの信頼性が向上されている。
Further, since the
また、上記ストッパ部材66の上端は、この緩衝器Dが収縮して任意の長さとなると、内筒20の図1中上端外周側に設けた蛇腹筒状のバンプストッパ25と当接するようになっており、緩衝器Dの収縮時の衝撃を緩和できるようになっている。とともに、また、螺子軸16の下端が後述する液圧ダンパEのロッド32の上端に衝突、すなわち、緩衝器Dのいわゆる底付きが防止され、緩衝器Dの最収縮時における車両における乗り心地が向上される。
Further, the upper end of the
そして、外筒60の下端開口部は、後述する液圧ダンパEのリザーバ筒33の外周に圧入等により結合されている。
And the lower end opening part of the
転じて、液圧ダンパEは、図3に示すように、シリンダ30と、シリンダ30内に摺動自在に挿入されシリンダ30内に図中上下の圧力室35,36を隔成するピストン31と、一端がピストン31に連結されるロッド32と、シリンダ31の外周側を覆うリザーバ筒33とを備えている。
As shown in FIG. 3, the hydraulic damper E has a
以下、詳しく説明すると、シリンダ30の上端開口部には、環状のヘッド部材37の下部に形成の段部(付示せず)が嵌合されている。そして、このヘッド部材37は、リザーバ筒33の内側に嵌合されるとともに、リザーバ筒33の上端開口部を加締めてリザーバ筒33に固定されており、このヘッド部材37によってシリンダ30とリザーバ筒33が同心に位置決められている。
In more detail, the upper end opening of the
また、ヘッド部材37の内周側にはロッド32が挿通され、ヘッド部材37の外周側に配在のシール部材41によってヘッド部材37とリザーバ筒33との間がシールされるとともに、ヘッド部材37の内周側に配在のロッド32の外周に摺接する筒状のロッドガイド38と、同じくロッド32の外周に摺接してロッド32とヘッド部材37との間をシールするシール部材42が設けられ、リザーバ筒33とシリンダ30の上端側が液密に封止されている。
Further, the
他方、シリンダ30の下端には、鍔付円板状のバルブボディ43が嵌合され、リザーバ筒33の下端内周には、リザーバ筒33を液密に封止する有底筒状のボトム部材61が嵌着されている。
On the other hand, a flanged disk-
上記したバルブボディ43は、鍔の外周側を上記ボトム部材61の内周に当接させてあり、シリンダ30の下端に嵌合されているので、リザーバ筒33とシリンダ30を同心に位置決めている。
The
そして、リザーバ筒33の中間部外周は、上述の通り、外筒60の下端開口部に結合され、また、上記ボトム部材61は、車両のバネ下部材へ緩衝器Dを連結可能なアイ型ブラケット64を備えており、このアイ型ブラケット64と上記マウント10によって緩衝器Dは、懸架バネSに対して並列に配置されてバネ上部材とバネ下部材との間に介装される。
As described above, the outer periphery of the intermediate portion of the
また、バルブボディ43は、底部に設けた凹部43aと、この凹部43aと圧力室36とを連通する通路51,52と、各通路51,52の途中に設けた減衰力発生要素53,54と、凹部43aと鍔の外周側とを連通する切欠43bとを備えている。
The
また、ピストン31は、圧力室35と圧力室36とを連通する通路55,56と、各通路55,56の途中に設けた減衰力発生要素57,58とを備えて構成されている。
The
そして、ロッド32の図中上端は連繋筒40の下端側に連結され、また、ロッド32の図中上端近傍には環状のクッション部材70が設けられ、このクッション部材70は、液圧ダンパEが最圧縮する時にヘッド部材37の図中上端に当接して、ロッド32のシリンダ30側への移動を規制するとともに、連繋筒40とシリンダ30との直接衝突を防止し衝撃を緩和する。
The upper end of the
さらに、ロッド32のピストン31を挟んで両側には、ロッド32に対して回転可能な環状のバネ受け45,46が設けられ、バルブボディ43の上端側にもバネ受け47が設けられており、上記バネ受け45とヘッド部材37との間にはバネ1が介装されるとともに、バネ受け46,47間にもバネ2が介装されている。
Further, on both sides of the
つまり、バネ1は、圧力室35内に収納され、ピストン31を図中下方に附勢、すなわち、液圧ダンパEを圧縮する方向に附勢しており、他方、バネ2は、圧力室36内に収納され、ピストン31を図中上方に附勢、すなわち、液圧ダンパEを伸長する方向に附勢している。
That is, the
したがって、ピストン31は、上記バネ1,2によって図中上下方向から附勢される状態となり、これらバネ1,2によりシリンダ30に対して軸方向に位置決めがなされることになり、中立位置に維持される。
Accordingly, the
また、上記バネ1,2で弾性支承する質量は、連繋筒40ボール螺子ナット17、液圧ダンパEのロッド32およびピストン31となり、負担する質量が従来緩衝器に比較して軽量となる。
Further, the mass elastically supported by the
このように、バネ1,2は、液圧ダンパE内に収納されるから、緩衝器Dの全長に影響することがないという点で非常に有利である。
Thus, since the
ここで、バネ受け45,46がロッド32に対して回転可能なように取り付けられている利点について説明する。いま液圧ダンパEが伸縮すると、この伸縮に伴い、バネ1,2も伸縮することになるが、伸縮する際にバネ1,2は、周方向に回転する特性を有しているので、バネ受け45,46,47およびヘッド部材37に対して周方向に回転しようとする。
Here, the advantage that the
このバネ1,2の回転に対し、バネ受け45,46がロッド32に対して回転が許容されていることから、バネ1,2の回転を妨げることがない。
Since the
つまり、バネ1,2は伸縮時にバネ受け45,46と共にロッド32、バネ受け47およびヘッド部材37に対して回転するので、バネ1,2の線条端部がバネ受け45,46,47のバネ1,2を支承する面や、ヘッド部材37におけるバネ1の支承面をかじることがない。
That is, the
したがって、バネ受け45,46,47およびヘッド部材37を傷つける事がないので、バネ受け45,46,47およびヘッド部材37の劣化を防止でき、ひいては、緩衝器Dの信頼性が向上される。
Therefore, since the
さらに、ワッシャ84,87がバネ1,2と共に回転することから、鍔部93にトルクが作用しないことになる。
Further, since the washers 84 and 87 rotate together with the
また、バネ1,2の伸縮時の回転によるトルクは、ロッド32に作用せず、ロッド32を周方向に回転させてしまうことが無いので、ロッド32と連繋筒40との連結が解かれてしまう事態が防止される。
Further, since the torque generated by the rotation of the
そして、ロッド32にバネ1,2からのトルクが作用しないことから、連繋筒40の溝40aと内筒20の突起20aとの間に必要以上の摩擦力を生じさせず、緩衝器Dの円滑な伸縮を妨げないばかりでなく、該連繋筒40と内筒20の劣化を防止することが可能となる。
Since the torque from the
したがって、この具体的な緩衝器Dにおける許容手段は、上記バネ受け45,46自体ということになり、このようにバネ受け45,46そのものをロッド32に対して回転自在に取り付けておくことで、簡易、かつ、低コストで、バネ1,2の周方向への回転を許容できる。また、上記したところでは、許容手段をバネ受け45,46としているが、バネ受け47をバルブボディ43に対して回転自在に取り付け、さらには、バネ1とバネ受け45あるいはヘッド部材37との間にワッシャ等の環状部材を介装し、バネ2とバネ受け46,47の一方との間におよびワッシャ等の環状部材を介装して、該環状部材とバネ1,2を共回りさせることで上記バネ1,2の周方向への回転を許容する許容手段としても差し支えない。
Therefore, the permissible means in the specific shock absorber D is the
また、上記した外筒60の下端開口部と液圧ダンパEのリザーバ筒33との結合を螺合とする場合には、リザーバ筒33を外筒60に対して回動させることによって、外筒60に対してリザーバ筒33を軸方向に進退させることができ、これによって、いわゆる車高調整が可能となるが、車高調整時にあっても、上記したバネ受け45,46がロッド32に対して回転可能とされることで、ロッド32と連繋筒40の結合がとかれる心配が無く、また、該調整時にあってもバネ受け45、46、47およびヘッド部材37ひいては該連繋筒40および内筒20の劣化を防止することが可能となる。
Further, when the connection between the lower end opening of the
なお、外筒60の下端開口部と液圧ダンパEのリザーバ筒33との結合を螺合とする場合には、リザーバ筒33の外周にナットを螺着し、このナットを外筒60の開口部下端に当接させて締め付けておくことで、リザーバ筒30と外筒60の緩み止め防止を図っておくとよい。
When the lower end opening of the
引き続き、液圧ダンパEの構成の説明に戻ると、この液圧ダンパEにおけるシリンダ30内の圧力室35,36には作動油等の液体が充填されるとともに、シリンダ30とリザーバ筒33との間の隙間にも所定量の液体が充填されるが、該隙間44には液面Oを境にして気室Gが形成され、該隙間44はリザーバとして機能する。
Subsequently, returning to the description of the configuration of the hydraulic damper E, the
したがって、この液圧ダンパEは、いわゆる複筒型として形成されている。無論、液圧ダンパEをいわゆる単筒型として形成するようにしてもよいが、上述したように、液圧ダンパEを複筒型としリザーバをシリンダの外周側に配置した構成とすることにより、液圧ダンパEの全長を短くすることができる利点がある。 Accordingly, the hydraulic damper E is formed as a so-called double cylinder type. Of course, the hydraulic damper E may be formed as a so-called single cylinder type. However, as described above, the hydraulic damper E is a double cylinder type and the reservoir is arranged on the outer peripheral side of the cylinder. There is an advantage that the total length of the hydraulic damper E can be shortened.
この液圧ダンパEにあっては、ロッド32がシリンダ30に対して図中下方に移動すると、ピストン31が下方に移動して圧力室35を拡大し、圧力室36を収縮させる。
In the hydraulic damper E, when the
このとき、液体は、圧力室36から通路56および減衰力発生要素58を通過して圧力室35へ移動するとともに、シリンダ30内で余剰となるシリンダ30内へのロッド侵入体積分の液体がリザーバとしての隙間44へ通路51および減衰力発生要素53を通過して移動する。
At this time, the liquid moves from the
そして、液圧ダンパEは、液体が減衰力発生要素53,58を通過するときに生じる圧力損失に見合った減衰力を発生する。
The hydraulic damper E generates a damping force commensurate with the pressure loss that occurs when the liquid passes through the damping
逆に、ロッド32がシリンダ30に対して図中上方に移動すると、ピストン31が上方に移動して圧力室36を拡大し、圧力室35を収縮させる。
Conversely, when the
このとき、液体は、圧力室35から通路55および減衰力発生要素57を通過して圧力室36へ移動するとともに、シリンダ30内で不足となるシリンダ30内から退出するロッド32の体積分の液体がリザーバとしての隙間44から通路52および減衰力発生要素54を通過してシリンダ30内に移動する。
At this time, the liquid moves from the
この場合には、液圧ダンパEは、液体が減衰力発生要素54,57を通過するときに生じる圧力損失に見合った減衰力を発生する。
In this case, the hydraulic damper E generates a damping force commensurate with the pressure loss that occurs when the liquid passes through the damping
なお、減衰力発生要素53,54,57,58については、具体的には、オリフィスやリーフバルブ等を用いればよく、また、所定の減衰作用を呈する限りにおいてそれ以外のものを使用してもよい。
As the damping
そして、アクチュエータAの連繋筒40は、上述のように、液圧ダンパEのロッド32に連結されていることから、ロッド32に連結されたピストン31が外筒60にリザーバ筒33を介して結合されるシリンダ30に摺接され軸受として機能し連繋筒40の下端側における軸ぶれが防止され、また、外筒60によって軸ぶれが防止される内筒20の突起20aによっても連繋筒40の軸ぶれが防止されるので、結果的に、ボール螺子ナット17に対する螺子軸16の軸ぶれが防止され、これにより、緩衝器Dに横方向からの力が入力されても、ボール螺子ナット17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、上記ボールもしくは螺子軸16の螺子溝の劣化を避けることが可能である。
Since the connecting
また、上記ボールもしくは螺子軸16の螺子溝の劣化を防止できるので、螺子軸16のボール螺子ナット17に対する回転および緩衝器D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、緩衝器Dとしての機能も損なわれず、本構成を採ることによって、この点でも緩衝器Dの信頼性を向上する。
In addition, since the deterioration of the ball or the screw groove of the
また、液圧ダンパEが複筒型として形成されるため、緩衝器Dの全長を短くすることができ、加えて、バネ1,2が液圧ダンパE内に収納されるので、上述のように、バネ1,2等が緩衝器Dの全長に影響することがないから、複筒型の液圧ダンパEと相俟って、緩衝器Dの全長を最小限に留めることが可能となり、これにより、アクチュエータAに液圧ダンパEを直列に連結して構成される緩衝器Dにあってもストローク確保が容易となるばかりでなく、車両への搭載性も向上する。
Further, since the hydraulic damper E is formed as a double cylinder type, the overall length of the shock absorber D can be shortened, and in addition, since the
そして、上記バネ1,2は、液圧ダンパEのシリンダC内に収納されるので、緩衝器Dをスリム化および小型化することができ、また、バネ1,2の直径を小さくすることができることから、バネ1,2のコストを削減できると共に緩衝器Dを軽量化することが可能である。
And since the said springs 1 and 2 are accommodated in the cylinder C of the hydraulic damper E, the buffer D can be slimmed and reduced in size, and the diameter of the
またさらに、液圧ダンパE外周側等にバネ受けおよび各バネを設けるような構成とする必要がないので、その分液圧ダンパEの外周径を大きくすることもでき、その場合には、液圧ダンパE内の液体量を多くすることができるから液体の温度変化を抑制して液圧ダンパEの減衰力特性変化を防止することができるとともに、外周径が大きくできる分、液圧ダンパEにおける受圧面積も大きくすることができ、減衰力発生にも有利となる。 Furthermore, since it is not necessary to provide a spring receiver and each spring on the outer periphery side of the hydraulic damper E, the outer diameter of the hydraulic damper E can be increased. Since the amount of liquid in the pressure damper E can be increased, a change in the temperature of the liquid can be suppressed to prevent a change in the damping force characteristic of the hydraulic damper E, and the outer diameter can be increased. The pressure receiving area can be increased, which is advantageous for generating a damping force.
さらに、バネ1,2が液圧ダンパE内に収納されているので、緩衝器Dを組み立てる際に、アクチュエータA側と、液圧ダンパE側をそれぞれアッセンブリ化することができる。
Further, since the
すなわち、アクチュエータAは、モータMを含む電気機器であり、液圧ダンパEは油圧機器であるから、生産ラインが異なることになりかねないが、それぞれ、アッセンブリ化できるので、それぞれを別工場で生産するようなことになっても、両者を単に組付けるだけで最終製品である緩衝器Dを製造することができる点で有利であり、また組付け作業も容易となる。 In other words, the actuator A is an electric device including the motor M, and the hydraulic damper E is a hydraulic device, so the production line may be different, but each can be assembled, so each is produced in a separate factory. Even if it does, it is advantageous at the point that the buffer D which is a final product can be manufactured only by assembling both, and an assembling operation becomes easy.
さて、上述のように構成された緩衝器Dにあっては、路面から力を受けて車両のバネ上部材とバネ下部材とが直線相対運動すると、車軸側に連結されるボール螺子ナット17とバネ上部材側に連結される螺子軸16とが直線相対運動を呈し、この相対運動が上記のように螺子軸16の回転運動に変換され、モータMのロータに伝達される。
In the shock absorber D configured as described above, when the sprung member and the unsprung member of the vehicle receive a force from the road surface and linearly move relative to each other, the
そして、モータMのロータが回転運動を呈すると、モータM内の巻線が磁石の磁界を横切ることとなり、該巻線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、モータMのロータには誘導起電力に起因する電磁力による回転トルクが作用し、上記回転トルクがロータの回転運動を抑制することとなる。 When the rotor of the motor M exhibits a rotational motion, the winding in the motor M crosses the magnetic field of the magnet, and an electromagnetic force is generated by causing the motor M to regenerate energy by generating an induced electromotive force in the winding. The rotational torque generated by the electromagnetic force due to the induced electromotive force acts on the rotor of the motor M, and the rotational torque suppresses the rotational motion of the rotor.
このロータの回転運動を抑制する作用は、上記螺子軸16の回転運動を抑制することとなり、螺子軸16の回転運動が抑制されるのでボール螺子ナット17の直線運動を抑制するように働き、緩衝器Dは、上記電磁力によって、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。
The effect of suppressing the rotational movement of the rotor is to suppress the rotational movement of the
このとき、積極的に巻線に外部電源から電流供給する場合には、ロータに作用する回転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り、また、上述のエネルギ回生による減衰力にあわせて緩衝器Dをアクチュエータとして機能させて適切な制御を行う場合には、緩衝器Dをアクティブサスペンションとしても機能させることも可能である。 At this time, when the current is actively supplied to the winding from the external power source, the expansion and contraction of the shock absorber D is freely controlled by adjusting the rotational torque acting on the rotor, that is, the control force of the shock absorber D is generated. Since it is possible to control freely within a possible range, the damping characteristic of the shock absorber D can be made variable, or the shock absorber D can function as an actuator. In the case where the shock absorber D functions as an actuator in accordance with the force to perform appropriate control, the shock absorber D can also function as an active suspension.
なお、上述のように積極的にアクチュエータとして機能させる必要が無い場合、すなわち、減衰力の発生させるだけであれば、モータMを外部電源に接続する必要はなく、モータMのロータが強制的に回転させられるときに巻線に生じる誘導起電力により、すなわち、エネルギ回生のみにより発生する電磁力に起因する回転トルクで螺子軸16とボール螺子ナット17との直線相対運動を抑制するとしてもよいことは勿論である。
If it is not necessary to positively function as an actuator as described above, that is, if only a damping force is generated, it is not necessary to connect the motor M to an external power source, and the rotor of the motor M is forcibly forced. The linear relative motion between the
そして、この緩衝器Dにあっては、バネ下部材側に液圧ダンパEが配置されているので、路面から高周波振動が入力されて、上記したようにアクチュエータAで振動吸収できないような場面にあっても、液圧ダンパEで高周波振動を吸収し、また、バネ1,2によって該振動がバネ上部材側へ伝達されてしまうことを抑制できる。
In this shock absorber D, since the hydraulic damper E is disposed on the unsprung member side, high frequency vibration is input from the road surface, and the actuator A cannot absorb vibration as described above. Even if it exists, it can suppress that this vibration absorbs a high frequency vibration with the hydraulic damper E, and this vibration is transmitted to the sprung member side by the
したがって、具体的な緩衝器Dにあっても、車両が悪路を走行したり、路面の突起に乗り上げたりするような場合にバネ下部材に、たとえば、比較的加速度が大きい振動等の高周波振動が入力された場合にあっても、車両における乗り心地を悪化させるということがないという効果が奏することになる。 Therefore, even in the case of the specific shock absorber D, when the vehicle travels on a rough road or rides on a protrusion on the road surface, the unsprung member has, for example, high-frequency vibration such as vibration with relatively high acceleration. Even when the is input, there is an effect that the ride comfort in the vehicle is not deteriorated.
さらに、上記許容手段であるバネ受け45,46によりバネ1,2のトルクが連繋筒40側に伝達されず、連繋筒40の溝40aと内筒20の突起20aとの間で生じる摩擦力を抑制することができアクチュエータAの円滑な伸縮運動を妨げないので、振動の吸収、抑制が円滑に行われるから、これにより、車両における乗り心地をより確実に向上できるのである。
Further, the torque of the
ここで、慣性モーメントによる減衰力について少し説明すると、緩衝器DのアクチュエータA側で発生する減衰力は、概ね、螺子軸16の慣性モーメント、モータMのロータの慣性モーメント、ボール螺子ナット17の慣性モーメントによって緩衝器Dの軸方向に作用する力と、モータMの発生する電磁力の総和であり、中でも回転系の慣性モーメントによる力は、モータMのロータの角加速度が、上記緩衝器Dの伸縮運動の加速度に比例することから、緩衝器Dの伸縮運動の加速度に比例して大きくなるが、ロータおよび螺子軸16の慣性モーメントは比較的大きく減衰力に対する影響は無視できない。
Here, the damping force caused by the moment of inertia will be described briefly. The damping force generated on the actuator A side of the shock absorber D is roughly the moment of inertia of the
そして、この上記ロータおよび螺子軸16の慣性モーメントによる力は、上述の通り上記伸縮運動の加速度に比例することから、路面等から緩衝器Dに入力される緩衝器Dの軸方向の力に対し対向する方向に作用することから、緩衝器DはモータMの電磁力に依存しない減衰力を発生することになり、特に急激な軸方向の力が入力された場合には、より高い減衰力を発生することになり、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させてしまうこととなる。
Since the force due to the moment of inertia of the rotor and screw
したがって、常に電磁力に依存した減衰力に先んじてロータおよび螺子軸16の慣性モーメントによる減衰力が発生することとなり、また、緩衝器Dの伸縮運動の加速度に依存するロータおよび螺子軸16の慣性モーメントにより発生する減衰力は制御しづらいので、ロータおよび螺子軸16の慣性モーメントが小さければ小さいほど、ロータおよび螺子軸16の慣性モーメントの減衰力に対する影響を抑制することができることとなるが、ロータおよび螺子軸16の慣性モーメントによって緩衝器Dの軸方向に作用する力は、上述のように液圧ダンパEおよびバネ1,2によって吸収され、バネ上部材への加速度が大きい振動の伝達が抑制されることから、車両における乗り心地が向上されることになるのである。
Therefore, a damping force due to the moment of inertia of the rotor and the
さらに、バネ下部材に高周波振動が作用した場合にあっても、バネ1,2で支持している質量は、質量の大きいモータMや螺子軸16等の質量が含まれず、従来緩衝器に比較して軽量となっているので、バネ下部材の振動の入力をバネ上部材へ伝達する力も上記軽量化によって小さくなり、車両における乗り心地を向上できることとなる。
Further, even when high-frequency vibration is applied to the unsprung member, the mass supported by the
また、バネ1,2で支持する質量が軽量化されて固有振動数も高くなるから、車両搭乗者に特に乗り心地が悪いと感じる領域の周波数で共振してしまう弊害もなく、この点でも車両における乗り心地を向上することが可能となる。
Further, since the mass supported by the
さらに、液圧ダンパEをバネ下側に配置しているので、液圧ダンパEの搭載スペースを車体内側に確保することを要しないので、モータMを特に車体の内側に固定できるので、緩衝器Dの相対運動部分の長さは、緩衝器D全体の長さからモータMの長さを除した長さとなり、緩衝器Dのストロークの確保が容易となる。つまり、モータMが車体の下部、すなわち、車体外方に取付ける場合に比較すると、モータMの長さ分のストロークを長く取ることが可能となる。 Further, since the hydraulic damper E is disposed below the spring, it is not necessary to secure a mounting space for the hydraulic damper E inside the vehicle body, so the motor M can be fixed particularly inside the vehicle body. The length of the relative motion portion of D is the length of the entire shock absorber D minus the length of the motor M, and the stroke of the shock absorber D can be easily secured. That is, as compared with the case where the motor M is attached to the lower part of the vehicle body, that is, outside the vehicle body, it is possible to take a longer stroke for the length of the motor M.
また、モータMを車体内側に配置可能であるから、モータMの各電極から延設されるであろう電線(図示せず)を車体内側で取り回すことが可能であり、当該電線を外方の制御装置、制御回路に接続することも容易となり、当該電線は車体内に収納されることとなるので、電線の劣化機会も減ずることが可能となる。 Further, since the motor M can be disposed inside the vehicle body, it is possible to route an electric wire (not shown) that will be extended from each electrode of the motor M inside the vehicle body, It becomes easy to connect to the control device and the control circuit, and since the electric wire is housed in the vehicle body, the chance of deterioration of the electric wire can be reduced.
なお、モータMを特に車体の内側に固定しているから、車体側の取付部位の変更なしに、緩衝器Dを車両に搭載することが可能となり、車体側の取付部位を規格化できコスト低減可能となるとともに、フルバウンドした場合の衝撃的な荷重は上記マウント部分を介して車体に伝達されるようにしてあるので、モータMに大きな力が作用してしまうことを防止可能である利点もある。 In addition, since the motor M is particularly fixed to the inside of the vehicle body, it is possible to mount the shock absorber D on the vehicle without changing the mounting portion on the vehicle body side, so that the mounting portion on the vehicle body side can be standardized and the cost can be reduced. Since it is possible to transmit a shocking load in the case of full bouncing to the vehicle body via the mount portion, it is possible to prevent a large force from acting on the motor M. is there.
また、具体的な構成の緩衝器Dにあっても、液圧ダンパEを倒立配置することができ、その場合には、ロッド32を外筒60に、シリンダ30を連繋筒40に連結しておけばよい。
Further, even in the shock absorber D having a specific configuration, the hydraulic damper E can be disposed upside down. In this case, 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.
1,2 バネ
10 ケース
11 マウント
16 螺子軸
17 ボール螺子ナット
20 内筒
30 シリンダ
31 ピストン
32 ロッド
33 リザーバ筒
35,36 圧力室
40 連繋筒
45,46 許容手段であるバネ受け
47 バネ受け
60 外筒
70 クッション部材
100 懸架バネ受け
A アクチュエータ
B バネ上部材
C シリンダ
D 緩衝器
E 液圧ダンパ
M モータ
P ピストン
R ロッド
S 懸架バネ
T 運動変換機構
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