JP2008095798A - Suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サスペンション装置に関する。 The present invention relates to a suspension device.
この種サスペンション装置としては、車体を弾性支持する懸架バネとしてのコイルバネと、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、モータが発生する回転トルクで車体と車軸との相対移動を制御するものがある。
ところで、一般にサスペンション装置にあっては、車両に荷物を積載したり、搭乗者数が増減したりすることにより、車両の車高が変化すると運転者の目線が変化し、さらに夜間においては車両の重心位置が変化することによりライトの向きが変わり、運転者にとって運転環境が変化するので車高が車両に積載される荷物の重量や搭乗者数によらず一定であることが好ましい。さらに、車両の姿勢制御を考えると、車高が一定に保たれることで適切な制御が可能となる。 By the way, in general, in suspension devices, the driver's line of sight changes when the height of the vehicle changes due to the loading of luggage on the vehicle or the increase or decrease in the number of passengers. Since the direction of the light changes as the position of the center of gravity changes, and the driving environment changes for the driver, the vehicle height is preferably constant regardless of the weight of the load loaded on the vehicle and the number of passengers. Further, when considering the attitude control of the vehicle, appropriate control is possible by keeping the vehicle height constant.
また、特に大型車両においては、停車中には車高をさげて搭乗しやすく、走行中には上記理由により一定の車高を保つことが好ましい。 In particular, in a large vehicle, it is easy to board the vehicle while the vehicle is stopped, and it is preferable to maintain a certain vehicle height for the above reason during traveling.
ここで、従来のサスペンション装置で車高調整を行うには、絶えずモータに回転トルクを発生させた状態に維持する、すなわち、コイルバネで負担する車体重量をモータに負担させる必要がある。 Here, in order to adjust the vehicle height with the conventional suspension device, it is necessary to constantly maintain a state in which the rotational torque is generated in the motor, that is, to load the vehicle body weight borne by the coil spring on the motor.
すると、モータのコイルには、常に電流が流れている状態となるので、コイル自体が発熱し、コイルの発熱によるモータの温度上昇が激しい場合には、コイル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り、また、モータの温度上昇による磁石の減磁が発生する危惧もある。 Then, since a current always flows in the coil of the motor, the coil itself generates heat, and when the motor temperature rises greatly due to the heat of the coil, the chemical change of the insulating coating of the conductive wire forming the coil As a result, there is a risk that the insulation will deteriorate, resulting in leakage of electric current and the like, and the motor itself may be damaged, and the magnet may be demagnetized due to the temperature rise of the motor.
そこで、モータの温度上昇を防止するためには、車高調整等を懸架バネに行わせるとよく、これを実現するには、気体バネを懸架バネとすることが考えられる。 Therefore, in order to prevent the temperature of the motor from rising, the suspension height adjustment or the like may be performed on the suspension spring. To realize this, it is conceivable to use a gas spring as the suspension spring.
上記気体バネを従来のモータ利用のサスペンション装置に適用する場合、装置全体の大型化をさけなくてはならないため、ボール螺子ナットを車軸側に連結する外筒と、螺子軸とモータを収容する内筒を気体室内に収容しなくてはならず、さらに、上記気体バネは高圧の気体を密封状態に維持しなくてならないので、内筒と外筒との間やモータのロータの外周といった部位を高圧に耐えるシール部材でシールする必要がある。 When the gas spring is applied to a conventional suspension device using a motor, the overall size of the device must be increased. Therefore, an outer cylinder that connects the ball screw nut to the axle side, an inner shaft that accommodates the screw shaft, and the motor. The cylinder must be accommodated in the gas chamber, and the gas spring must maintain a high-pressure gas in a sealed state, so that there is no space between the inner cylinder and the outer cylinder or the outer periphery of the rotor of the motor. It is necessary to seal with a seal member that can withstand high pressure.
すると、モータ利用のサスペンション装置にあっては、内部には作動油等の潤滑材として機能する液体を収容していないので、上記の如くシール部材を設けるとすると、そのシール部での摺動摩擦が非常に大きくなり、この摺動摩擦がサスペンション装置の円滑な伸縮を著しく阻害してしまい、車両における乗心地を悪化させてしまうことになる。 Then, since the suspension device using a motor does not contain a liquid functioning as a lubricant such as hydraulic oil in the interior, if the seal member is provided as described above, the sliding friction at the seal portion is reduced. The sliding friction becomes extremely large, and the smooth expansion and contraction of the suspension device is remarkably inhibited, and the riding comfort in the vehicle is deteriorated.
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、気体バネを適用しても車両における乗心地を損なうことが無いモータ利用のサスペンション装置を提供することである。 Therefore, the present invention was created in consideration of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a suspension device using a motor that does not impair the riding comfort in a vehicle even when a gas spring is applied. Is to provide.
上記した目的を達成するために、本発明のサスペンション装置は、車体側部材と車軸側部材の相対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ロータを有するモータとを備えた緩衝器と、車体側部材と車軸側部材との間に介装される気体バネとを備え、モータのステータとロータが収容される中空なケーシング内を気体バネの気体室に連通するとともに、モータの配線は気体室を通りサスペンション装置外部へ導かれるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a suspension device of the present invention includes a motion conversion mechanism that converts relative motion between a vehicle body side member and an axle side member into rotational motion, and a motor having a rotor to which the rotational motion is transmitted. A shock absorber, and a gas spring interposed between the vehicle body side member and the axle side member, and communicates with the gas chamber of the gas spring through the hollow casing in which the stator and rotor of the motor are housed. The motor wiring is characterized in that it is guided to the outside of the suspension device through the gas chamber.
本発明のサスペンション装置によれば、モータのケーシング内を気体室に連通するようにし、気体バネの気体室の気密を維持するためのシールはモータの配線部分のみとなるから、気体室の気密を維持するために、モータのロータの外周といった回転部位や緩衝器の外筒と内筒といった摺動部位でのシールを余儀なくされる事態も回避することができ、シールによる摺動抵抗によってサスペンション装置の伸縮動作を阻害することがなく、車両における乗心地が向上される。 According to the suspension device of the present invention, the seal in the motor casing communicates with the gas chamber and the gas spring of the gas spring maintains the airtightness only in the wiring portion of the motor. In order to maintain this, it is possible to avoid a situation in which the sealing at the rotating part such as the outer periphery of the rotor of the motor or the sliding part such as the outer cylinder and the inner cylinder of the shock absorber is forced. The riding comfort in the vehicle is improved without obstructing the expansion and contraction operation.
また、劣化しやすい部位のシールの必要性が無いのでサスペンション装置として長期間に渡り安定的な機能を発揮可能であり、この点でサスペンション装置の信頼性が向上することになる。 In addition, since there is no need to seal a portion that is likely to deteriorate, the suspension device can exhibit a stable function for a long period of time, and the reliability of the suspension device is improved in this respect.
さらに、モータ内をも気体バネの気体室の一部として機能させるため、気体室の容積確保が容易となる分、サスペンション装置の全長を短縮し小径化することが可能となる。 Furthermore, since the inside of the motor also functions as a part of the gas chamber of the gas spring, it is possible to shorten the overall length of the suspension device and to reduce the diameter, as the volume of the gas chamber is easily secured.
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、一実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。図2は、一実施の形態におけるサスペンション装置のモータの拡大縦断面図である。図3は、一実施の形態のサスペンション装置における端子部材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 longitudinal sectional view of a suspension device according to an embodiment. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a motor of the suspension device according to the embodiment. FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a terminal member in the suspension device according to the embodiment.
図1に示すように、一実施の形態におけるサスペンション装置Aは、図示しない車両における車体側部材と車軸側部材の直線的な相対運動を回転運動に変換する運動変換機構Hと、上記回転運動が伝達されるモータMとを備えて構成される緩衝器Sと、車体側部材と車軸側部材との間に介装される気体バネCとで構成されている。 As shown in FIG. 1, a suspension apparatus A according to an embodiment includes a motion conversion mechanism H that converts linear relative motion between a vehicle body side member and an axle side member in a vehicle (not shown) into rotational motion, and the rotational motion described above. The shock absorber S includes a motor M to be transmitted, and a gas spring C interposed between the vehicle body side member and the axle side member.
このサスペンション装置Aにおける気体バネCは、図1に示すように、緩衝器Sの外周側に配置される筒状の外部室R1と、緩衝器Sの筒体を形成する外筒1および内筒2とで形成される内部室R2とで構成される気体室Rを備え、この気体室Rは、モータMの筐体であるケーシング9内に連通され、モータM内も気体バネCの気体が封入される容積の一部をなしている。
As shown in FIG. 1, the gas spring C in the suspension device A includes a cylindrical outer chamber R <b> 1 disposed on the outer peripheral side of the shock absorber S, and an outer cylinder 1 and an inner cylinder that form a cylinder of the shock absorber S. 2, and the gas chamber R is communicated with a
そして、気体バネCにおける上記気体室Rおよびケーシング9内は、気体バネCの外部室R1を形成する部材の一つであるチャンバ部材37に設けたバルブ4を介して車両に搭載される図示しない気体タンク等の気体給排源に接続され、気体バネCのバネ定数の変更や、積極的に気体バネC内に気体を供給して車高調整を行えるようになっている。
The gas chamber R and the inside of the
また、緩衝器Sは、有底筒状の外筒1と、外筒1内に環状軸受34,35を介して摺動自在に挿入される内筒2と、外筒1内の底部から立ち上がり内筒2内に挿入される連繋筒5の図1中上端に設けた螺子ナットたるボール螺子ナット6と、ボール螺子ナット6内に回転自在に螺合されるとともに内筒2の上方内周に設けた軸受28によって回転自在に保持される螺子軸7と、内筒2の図1中上端に連結されるモータMとで構成され、この緩衝器Sが伸縮する時のボール螺子ナット6の直線運動を螺子軸7の回転運動に変換し、この螺子軸7の回転運動をモータMのロータ8に伝達できるよう、ロータ8と螺子軸7とが連結されている。
The shock absorber S rises from the bottom of the outer cylinder 1 having a bottomed cylindrical outer cylinder 1, an
そして、この緩衝器Sは、本実施の形態の場合、外筒1が、外筒1の図1中下端に設けたアイEを介して車両の車軸側部材に連結されるとともに、内筒2は、上端外周に結合されるマウント10を介して車体側部材に連結される。
In the present embodiment, the shock absorber S is connected to the axle side member of the vehicle via the eye E provided at the lower end in FIG. Is connected to the vehicle body side member via a
すなわち、この実施の形態の場合、運動変換機構Hは、上記螺子軸7とボール螺子ナット6とで構成されおり、ボール螺子ナット6が螺子軸7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6は、車軸側部材に固定される外筒1により連繋筒5を介して回転運動が規制されているので、螺子軸7は強制的に回転駆動され、逆に、モータMを駆動して螺子軸7を回転させると、ボール螺子ナット6の回転が規制されているので、これによりボール螺子ナット6を上下方向に移動せしめることができる。
That is, in the case of this embodiment, the motion conversion mechanism H is constituted by the
また、モータMは、積極的に通電し螺子軸7の回転方向とは逆方向のトルクを発生させることによって螺子軸7の回転運動を抑制させることができると同時に螺子軸7を回転駆動せしめることができるのでボール螺子ナット6の直線運動を制御することが可能である。したがって、モータMは、外筒1と内筒2の相対直線運動を制御可能なアクチュエータとして機能するので、このサスペンション装置Aはアクティブサスペンションとして機能することが可能である。
Further, the motor M can be energized positively to generate a torque in a direction opposite to the rotational direction of the
さらに、螺子軸7の回転運動で強制的にロータ8が回転駆動せしめられることによりモータMに回生電流が流れて電磁力を発生し、この電磁力で螺子軸7の回転に抗するトルクを与えて螺子軸7の回転運動を抑制することもできるので、サスペンション装置Aは、パッシブサスペンションとしても機能する。
Further, the
なお、連繋筒5は、必ずしも筒状に形成される必要はなく、ボール螺子ナット6をその回動が規制された状態で外筒1に連結することができるものであればよい。
Note that the connecting
なお、外筒1と内筒2との間には軸受34,35が設けられているので、外筒1に対する内筒2の軸ぶれが防止され、結果的に、ボール螺子ナット6に対する螺子軸7の軸ぶれが防止され、これにより、ボール螺子ナット6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7の螺子溝(符示せず)が損傷する事態を避けることが可能である。
Since the
また、上記ボールもしくは螺子軸7の螺子溝の損傷を防止できるので、螺子軸7のボール螺子ナット6に対する回転および緩衝器S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Sとしての機能も損なわれず、ひいては、緩衝器Sの故障を防止できる。
In addition, since the ball or the screw groove of the
さらに、本実施の形態においては、運動変換機構Hがボール螺子ナット6と螺子軸7とで構成されているが、これを他の構成、たとえば、ラックアンドピニオンで構成されてもよく、また、ボール螺子ナット6を単なるナットに置き換えることも可能である。
Furthermore, in the present embodiment, the motion conversion mechanism H is configured by the ball screw nut 6 and the
つづき、モータMは、図1および図2に示すように、内筒2の図中上端に連結される中空なケーシング9と、ケーシング9内に固定されて収容される筒状のステータ17と、ステータ17の内周側に配置されてケーシング9に回転自在に保持されるロータ8とを備えて構成されている。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the motor M includes a
詳細には、ケーシング9は、図1中頂部が閉塞された筒状のケーシング本体11と、ケーシング本体11の開口部を閉塞するベース12とを備えている。
Specifically, the
ケーシング本体11の頂部の下端側には、ロータ8の上部を回転自在に保持する軸受13が固定され、また、図1中下方にはモータMの配線32の外部への引き出しが可能な開口部15が形成されている。
A
さらに、ケーシング本体11の外周には後述するチャンバ部材37に防振ゴムを介して一体化される鍔状のチャンバ連結部14が設けられており、モータMのケーシング9は、チャンバ部材37と一体化された構造とされている。
Further, a bowl-shaped
他方、ベース12は、ロータ8の挿通を許容する孔19が設けられており、この孔19の内周にはロータ8の下方を回転自在に保持する軸受20が嵌め込まれている。
On the other hand, the
そして、ロータ8は、シャフト25と、シャフト25の外周に円筒状のヨーク26を介して取付けられた磁石27とを備えて構成され、シャフト25の上端は上述の軸受13の内周によって軸支され、下端は、軸受20の内周によって軸支され、また、上記下端は、螺子軸7に連結されている。
The
さらに、ケーシング本体11の内周に固定されるステータ17は、ロータ8の磁石27と対向する電機子鉄心たるコア29と、コア29に嵌装したコイル30とを備えて構成されている。したがって、このモータ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。
Further, the
なお、磁石27は、環状に成形されており、N極とS極が円周に沿って交互に現れる分割磁極パターンを有しているが、複数の磁石を接着等して環状となるように形成してもよい。
The
また、ケーシング本体11内であって上記ステータ17より下方にはロータ8の位置を検出するセンサ手段18が収容されて固定されており、このセンサ手段18は、この実施の形態にあっては、ロータ8のシャフト25の下方外周に設けたレゾルバコア31に対向するレゾルバステータとされており、このセンサ手段18としてのレゾルバステータへの通電用および検出信号伝達用のリード線とステータ17のコイル30への通電用のリード線で構成されるモータMの配線32は、上記した開口部15を貫通してモータM外部へ引き出されている。
Further, sensor means 18 for detecting the position of the
なお、ロータ8の位置検出を行うためのセンサ手段18としては、上述のレゾルバ以外にも、ホール素子等の磁気センサあるいはロータリエンコーダとされてもよい。
The sensor means 18 for detecting the position of the
また、モータMは、マウント10の一部を構成するチャンバ部材37と一体化されることで、マウント10に連結され、このマウント10は、筒状であって図1中上端内周側にフランジを備えるとともに気体バネCのチャンバ部分を形成するチャンバ部材37と、車両の図示しない車体側部材に連結される環状のプレート38と、モータMのケーシング9に設けたチャンバ連結部14とチャンバ部材37とを連結する防振ゴム39と、チャンバ部材37とプレート38とを連結する防振ゴム40とを備えて構成されている。
Further, the motor M is connected to the
そして、気体バネCは、上記マウント10の一部を形成するチャンバ部材37と、外筒1の外周側部に基端が結合され該外筒1を覆うように設けられた略中空円錐状のエアピストン41と、チャンバ部材37の図1中下端とエアピストン41の図1中上端とに固定されるダイヤフラム42とで構成される外部室R1と、緩衝器Sの筒体である外筒1と内筒2で形成される内部室R2とを備え、外部室R1と内部室R2とは、内筒2の上端側部に設けられた孔3によって連通され、また、内部室R2は、軸受20,28の内部を介してモータMのケーシング9内に連通される。
The gas spring C includes a
したがって、モータMのケーシング9内は、気体バネCの気体室Rの一部をして機能することになり、その容積に寄与することになる。
Therefore, the inside of the
なお、外部室R1と内部室R2の連通に際しては、内筒2に設けた孔3を利用しているが、外筒1の側部であって外部室R1に面している部位に孔を設けて連通するとしてもよく、他にも、サスペンション装置Aの機能上差し支えが無いように外部室R1と内部室R2とを連通することができれば、他の位置に連通させる孔や通路を設けるようにしてもよい。
For communication between the outer chamber R1 and the inner chamber R2, the
また、チャンバ部材37の側部には、バルブ4が設けられており、このバルブ4を介して気体室R内へ気体の供給あるいは気体室Rから気体の排出が可能なようになっている。
Further, a valve 4 is provided at a side portion of the
そして、チャンバ部材37の側部には、孔44が設けられ、この孔44に端子部材24が嵌め込まれて取付けられている。この端子部材24は、図3に示すように、孔44に気密状態に嵌めこまれる本体24aと、本体24aにモータMの配線32の本数分設けられる複数の孔24bと、各孔24b内に嵌め込まれて固定される筒状の絶縁体24cと、絶縁体24c内に挿入されて固定される棒状の導電体24dと、本体24aの図3中右面から導電体24dの途中までにかけてを被覆する樹脂24eとからなっている。したがって、端子部材24自体が、気体の通過を阻止する構成となっており、また、端子部材24の本体24aが孔44に気密状態に嵌め込まれることによって気体バネCの気体室R内は、気密状態に維持されることになる。なお、本体24aは、皿状に形成されて、開口側を気体室R内に向けてチャンバ部材37に固定されているので、気体室Rの圧力が作用しても、チャンバ部材37から脱落することが防止されている。
A
そして、上記したモータMの複数の配線32は、端子部材24の導電体24dを介してチャンバ部材37の外方へと引き出され図示しない外部電源および制御装置の信号入力用の端子に接続される。
The plurality of
具体的に、モータMの配線32の途中でチャンバ部材37内に配置される部分と、チャンバ部材37外に配置される部分に分断され、モータMの配線32のうちチャンバ部材37内に配置される部分の端部は、チャンバ部材37の内方に突出する上記した導電体24dの一端に蝋付けされるなどされて接続され、他方の、モータMの配線32のうちチャンバ部材37外に配置される部分の一端は、チャンバ部材37の外方に突出する上記した導電体24dの他端に蝋付けされるなどされて接続されると共に、モータMの配線32のチャンバ部材37外に配置される部分の他端は、図示しない外部電源および制御装置の信号入力用の端子に接続される。
Specifically, it is divided into a part disposed in the
このように、モータMの配線32は、気体室Rを貫通しても上記端子部材24で孔44からの気体の漏洩を防止しつつ、サスペンション装置Aの外部に設置される外部電源等に接続することが可能であり、気体室R内は気密状態に維持されるのである。
As described above, the
また、上記した端子部材24の代わりに、雌型コネクタあるいは雄型コネクタを備えた端子部材を孔44に気密状態に嵌め込むようにしてもよい。このような端子部材を採用することによって、たとえば、上記端子部材が雌型コネクタを採用しているのであれば、モータMの配線32のうちチャンバ部材37の外方に配置される部分の端部に、上記端子部材に符合する雄型コネクタを接続しておけば、外部電源や制御装置にモータMの配線32を接続することが非常に簡単となり便利となる。
Further, instead of the
すなわち、このサスペンション装置Aにあっては、モータMのケーシング9内を気体室Rに連通するとともにモータMの配線32が気体室Rを通ってサスペンション装置A外部へ導かれるようにしたので、モータMのロータ8の外周の回転部位といった気密状態を保つうえで困難を伴う部位にシールを設けることことなく、気体バネCの容積を緩衝器Sの筒体を形成する外筒1および内筒2内に確保することができる。
That is, in this suspension apparatus A, the inside of the
そして、モータMの配線を引き出す開口部15が気体室に面しているので、モータMを気体室の一部としてもモータM内を気密に維持するためのシールを設ける必要が無く、モータMの大型化を招来することがなく、これによって、サスペンション装置A全体の大型化を回避することができる。
Since the
さらに、気体バネCの容積を緩衝器Sの筒体を形成する外筒1および内筒2内に確保することができるので、サスペンション装置A全体の大きさを、油圧緩衝器と油圧緩衝器の外周に気体バネを設けた油圧式のサスペンション装置と同等とすることが可能となるのである。
Furthermore, since the volume of the gas spring C can be secured in the outer cylinder 1 and the
また、さらに、モータM内をも気体バネCの気体室Rの一部として機能させるため、気体室Rの容積確保が容易となる分、サスペンション装置Aの全長を短縮し小径化することが可能となることに加えて、気体バネCの容積を緩衝器Sの筒体を形成する外筒1および内筒2内に確保することも可能となるので、本実施の形態のように、気体バネCの外部室R1の内周側にモータMを配置しても容積不足とはならず、これによって気体バネCを搭載したサスペンション装置Aの全長をより一層短縮するとともに、より一層の小径化が可能となる。
Furthermore, since the inside of the motor M also functions as a part of the gas chamber R of the gas spring C, it is possible to reduce the overall length of the suspension device A and reduce the diameter by making it easier to secure the volume of the gas chamber R. In addition, the volume of the gas spring C can be secured in the outer cylinder 1 and the
また、この実施の形態ではモータMの配線32は、モータMの側方に設けられた気体バネCの外部室R1を貫通してサスペンション装置A外部へ導かれるようにしたので、モータMの配線長が無駄に長くなってしまうことがなく、サスペンション装置Aの重量が無駄に重たくなってしまうことがなく、高額化してしまうことも防止される。
In this embodiment, the
さらに、この実施の形態ではモータMの配線32は、チャンバ部材37に設けた孔44に取付けたシール部材24を貫通してサスペンション装置A外部へ導かれるようになっているので、サスペンション装置Aの車両への取付時に配線32が邪魔となることが無いと同時に、配線32がサスペンション装置Aの比較的上部側から外部へ出る構造となっているために、配線32が車両走行時に雨水に浸食される危険が少なく、配線32に飛石が当たる危険も少なくなるため、サスペンション装置Aの実用性が向上することになる。
Furthermore, in this embodiment, the
さらに、一般的には、上記モータMの配線32と引き出し口である開口部15には、配線32回りのシールと配線32の保持とを担うゴム等からなるグロメットを設ける必要があるが、モータMのケーシング9内が気体室Rの一部をなし、また、開口部15が気体室Rの外部室R1に面するように配置されているので、この開口部15の部位でモータMの内外をシールする必要が無く、部品点数が削減可能であるとともに、シール箇所を減少させることが可能であるので低コストでサスペンション装置Aを製造することが可能となる。
Furthermore, generally, it is necessary to provide a grommet made of rubber or the like that bears the seal around the
さて、以上のように本発明のサスペンション装置Aは構成されるが、以下その動作について説明する。 Now, the suspension device A of the present invention is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
まず、サスペンション装置Aにおける緩衝器Sの機能について説明すると、この緩衝器Sが伸縮する場合、すなわち、外筒1に対し内筒2が図1中上下に移動すると、この外筒1に連結されているボール螺子ナット6の上下への直線運動はボール螺子ナット6と螺子軸7のボール螺子機構により、螺子軸7の回転運動に変換され、上記螺子軸7に連結されたモータMのシャフト25も回転する。
First, the function of the shock absorber S in the suspension device A will be described. When the shock absorber S expands and contracts, that is, when the
モータMのシャフト25が回転運動を呈すると、モータM内のコイル30が磁石27の磁界を横切ることとなり、誘導起電力が発生し、モータMのシャフト25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、上記トルクがシャフト25の回転運動を抑制することとなる。
When the
このシャフト25の回転運動を抑制する作用は、上記螺子軸7の回転運動を抑制することとなり、螺子軸7の回転運動が抑制されるのでボール螺子ナット6の直線運動を抑制するように働き、緩衝器S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
また、積極的にコイル30に電流供給する場合には、シャフト25に作用するトルクを調節することで緩衝器Sの伸縮を自由に制御、すなわち、緩衝器S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Sの減衰特性(伸縮速度に対する減衰力の特性)を可変としたり、緩衝器Sをアクチュエータとして機能させたりすることができる。
When the current is actively supplied to the
他方、気体バネCは、通常時には、気体バネC内の気体量が一定に保たれ、車体を弾性支持することとなり、路面からの衝撃の車体への伝達を緩和する。 On the other hand, the gas spring C normally maintains the amount of gas in the gas spring C constant and elastically supports the vehicle body, thereby mitigating transmission of impact from the road surface to the vehicle body.
したがって、このサスペンション装置Aは、上述のように一般的なパッシブなサスペンション装置として機能を果たすだけでなく、セミアクティブやアクティブサスペンションとしても機能することが可能である。 Therefore, the suspension device A not only functions as a general passive suspension device as described above, but can also function as a semi-active or active suspension.
また、このサスペンション装置Aにあっては、気体バネCを備えているので、気体バネCの気体室R内の圧力の制御によって、車高調整を行うことが可能であり、車高調整にあたり、モータMにトルクを発生させた状態に維持する必要が無く、コイル30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たり、モータMの温度上昇による磁石27の減磁が発生するといったコイル30の発熱による種々の不具合を招来する危惧も無くなるのである。
In addition, since the suspension device A includes the gas spring C, the vehicle height can be adjusted by controlling the pressure in the gas chamber R of the gas spring C. There is no need to maintain a state where torque is generated in the motor M, insulation is deteriorated due to a chemical change or the like of the insulating film of the conductive wire forming the
また、上述のようにサスペンション装置Aは車両走行中には頻繁に伸縮することになるが、モータMのケーシング9内を気体室Rに連通するようにし、気体バネCの気体室Rの気密を維持するためのシールはモータMの配線32部分のみであるから、気体室Rの気密を維持するために、モータMのロータ8の外周といった回転部位や外筒1と内筒2との間といった摺動部位でのシールを余儀なくされる事態も回避することができ、シールによる摺動抵抗によってサスペンション装置Aの伸縮動作を阻害することがなく、車両における乗心地が向上され、また、劣化しやすい部位のシールの必要性が無いのでサスペンション装置Aとして長期間に渡り安定的な機能を発揮可能であり、この点でサスペンション装置Aの信頼性が向上することになる。
Further, as described above, the suspension device A frequently expands and contracts while the vehicle is running. However, the
なお、上記した実施の形態においては、モータMのロータ8を螺子軸7に連結するように構成しているが、ロータ8をボール螺子ナット6に連結し、螺子軸7を外筒1に連結するとして、ボール螺子ナット6を回転させて螺子軸7を直線運動させるように構成してもよい。この場合、ロータ8を中空として螺子軸7のモータM内への侵入をある程度許容することによって、サスペンション装置Aのストローク長を確保するとよい。また、モータMがやや大型化してしまうが、ボール螺子ナット6の外周に磁石27を直接取付けてこれをロータとするような構成を採用することも可能である。
In the above-described embodiment, 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 外筒
2 内筒
3,19,44 孔
4 バルブ
5 連繋筒
6 ボール螺子ナット
7 螺子軸
8 ロータ
10 マウント
9 ケーシング
11 ケーシング本体
12 ベース
13,20,28 軸受
14 チャンバ連結部
15 開口部
17 ステータ
18 センサ手段
24 端子部材
25 シャフト
26 ヨーク
27 磁石
29 コア
30 コイル
31 レゾルバコア
32 配線
34,35 環状軸受
37 チャンバ部材
38 プレート
39,40 防振ゴム
41 エアピストン
42 ダイヤフラム
A サスペンション装置
C 気体バネ
E アイ
H 運動変換機構
M モータ
R 気体室
R1 外部室
R2 内部室
S 緩衝器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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