JP2012002300A - Linear guide apparatus and electromagnetic shock absorber with the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、軸状または円筒状の小径部材とこれに同心状に配置された円筒状の大径部材との相対直線移動を案内するためのリニアガイド装置およびこのようなリニアガイド装置を備えた電磁緩衝器に関する。 The present invention includes a linear guide device for guiding a relative linear movement between a shaft-shaped or cylindrical small-diameter member and a cylindrical large-diameter member concentrically disposed thereon, and such a linear guide device. The present invention relates to an electromagnetic shock absorber.
従来、電磁緩衝器として、モータロータおよびモータステータからなるモータと、ねじ軸が直線移動することでモータロータを回転させるボールねじと、ねじ軸の直線移動を案内するボールスプラインと、ボールねじのナットを回転可能に保持しかつボールスプラインの外筒を回転不可能に保持して車体のマウント部に取り付けられるホルダと、ボールねじの下端側に直列に配置され下端部に設けられたブッシュを介してサスペンションロアアームに取り付けられるダンパとを備えているものが知られている（特許文献１）。 Conventionally, as an electromagnetic shock absorber, a motor composed of a motor rotor and a motor stator, a ball screw that rotates the motor rotor by linearly moving the screw shaft, a ball spline that guides the linear movement of the screw shaft, and a nut of the ball screw are rotated. Suspension lower arm via a holder that can be held and can hold the outer cylinder of the ball spline in a non-rotatable manner and attached to the mount of the vehicle body, and a bush that is arranged in series at the lower end of the ball screw and provided at the lower end The thing provided with the damper attached to is known (patent document 1).
このような電磁緩衝器では、サスペンションロアアームから作用する横力を支持する必要があり、上記特許文献１のものでは、ねじ軸の直線移動を案内しているボールスプラインがこの横力を負担するようになっている。横力に対する強度確保のためには、ねじ軸の直線移動を案内しているボールスプラインよりも内径が大きくかつボールスプライン機能を有しているリニアガイド装置を新たに追加して、このリニアガイド装置と既存のボールスプラインとで横力を分担することが好ましい。リニアガイド装置を上記の電磁緩衝器に設けるには、通常、リニアガイド装置のスプライン内筒をホルダの径方向外方に同心状に固定し、スプライン外筒をダンパのハウジングに同心状に固定するものとなる。
In such an electromagnetic shock absorber, it is necessary to support the lateral force acting from the suspension lower arm, and in the above-mentioned
ここで、電磁緩衝器では、伸縮時およびステアリング操作時に、車体のマウント部とサスペンションロアアームとの間で相対回転（２〜３°）を起こすようになっており、横力を支持するためにリニアガイドを設置すると、この相対回転を抑制することになり、ハンドルが重くなる等の問題が生じる可能性がある。軌道をスプライン軌道ではなく円筒形軌道とすることで、外筒と内筒とが相対回転可能とされたリニアガイドも知られているが、このようなリニアガイドでは、横力が負荷されたときに、許容面圧を超える可能性がある。 Here, in the electromagnetic shock absorber, a relative rotation (2 to 3 °) is caused between the mount portion of the vehicle body and the suspension lower arm during expansion and contraction and steering operation, and linear motion is supported to support the lateral force. When the guide is installed, this relative rotation is suppressed, and there is a possibility that a problem such as a heavy handle occurs. A linear guide is also known in which the outer cylinder and the inner cylinder can rotate relative to each other by making the track a cylindrical track instead of a spline track. However, with such a linear guide, when a lateral force is applied, In addition, the allowable surface pressure may be exceeded.
したがって、電磁緩衝器に適用するリニアガイド装置としては、外筒および内筒にスプライン軌道が設けられることで、スプライン外筒とスプライン内筒とが相対回転できないボールスプライン機能を有しており、しかも、ホルダ（相対直線移動を行う２つの部材のうち相対的に小径の部材）に対するスプライン内筒の相対回転が可能なものが求められる。 Therefore, the linear guide device applied to the electromagnetic shock absorber has a ball spline function in which the spline outer cylinder and the spline inner cylinder cannot rotate relative to each other by providing a spline track on the outer cylinder and the inner cylinder. A holder capable of rotating the spline inner cylinder relative to the holder (a relatively small-diameter member out of two members performing relative linear movement) is required.
この発明の目的は、スプライン内筒とこれが取り付けられる部材との相対回転が可能とされているリニアガイド装置およびこのようなリニアガイド装置を備えていることで横力に対する強度が高められた電磁緩衝器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a linear guide device in which relative rotation between a spline inner cylinder and a member to which the spline inner cylinder is attached is possible, and an electromagnetic buffer that has increased strength against lateral force by including such a linear guide device. Is to provide a vessel.
この発明のリニアガイド装置は、相対直線移動を行う２つの部材のうち相対的に大径とされた大径部材に同心状に取り付けられるスプライン外筒と、相対的に小径とされた小径部材に同心状に取り付けられるスプライン内筒と、スプライン外筒に設けられたスプライン軌道とスプライン内筒に設けられたスプライン軌道との間に配設されたボールとを備えたリニアガイド装置であって、小径部材とスプライン内筒とは、軸受装置を介して相対直線移動不可能にかつ相対回転可能に結合されていることを特徴とするものである。 The linear guide device of the present invention includes a spline outer cylinder that is concentrically attached to a relatively large diameter member of two members that perform relative linear movement, and a relatively small diameter member. A linear guide device comprising a concentric spline inner cylinder, a spline track provided on the spline outer cylinder, and a ball disposed between the spline track provided on the spline inner cylinder and having a small diameter The member and the spline inner cylinder are connected to each other through a bearing device so as not to be relatively linearly movable and to be relatively rotatable.
リニアガイド装置を構成するスプライン外筒、スプライン内筒およびこれらの間に配設されたボールは、一般的なボールスプラインと同じ構成であり、スプライン外筒およびスプライン内筒にそれぞれスプライン軌道が設けられることにより、スプライン外筒とスプライン内筒とは、相対的に回転することなく、相対直線移動する。スプライン外筒およびスプライン内筒は、例えば、高炭素鋼製の鍛造加工品とされる。 The spline outer cylinder, the spline inner cylinder, and the ball disposed between them constituting the linear guide device have the same configuration as a general ball spline, and the spline outer cylinder and the spline inner cylinder are each provided with a spline track. Thus, the spline outer cylinder and the spline inner cylinder move relative to each other without relatively rotating. The spline outer cylinder and the spline inner cylinder are, for example, forged products made of high carbon steel.
ボールスプラインを使用する装置では、通常、小径部材とスプライン内筒とが固定される構成とされるが、このリニアガイド装置では、小径部材とスプライン内筒とが回転可能とされる。そのため、スプライン内筒の内径側に、転がり軸受（玉軸受、ころ軸受、ニードル軸受）、すべり軸受（ブッシュ）などの軸受を少なくとも１つ含んだ軸受装置が配置される。 In an apparatus using a ball spline, a small diameter member and a spline inner cylinder are usually fixed. In this linear guide apparatus, the small diameter member and the spline inner cylinder are rotatable. Therefore, a bearing device including at least one bearing such as a rolling bearing (ball bearing, roller bearing, needle bearing) or a sliding bearing (bush) is arranged on the inner diameter side of the spline inner cylinder.
ここで、スプライン外筒およびスプライン内筒がスプライン軌道を有している（すなわち、ボールスプラインとされている）ことにより、スプライン外筒とスプライン内筒とは、ボールを介して所定の接触角で力を及ぼし合う構造となっており、円筒形軌道を有するリニアガイド（外筒および内筒とボールとの接触が点接触）に比べて、横力に対する強度が高いものとなる。 Here, since the spline outer cylinder and the spline inner cylinder have a spline track (that is, a ball spline), the spline outer cylinder and the spline inner cylinder have a predetermined contact angle via the ball. Compared to a linear guide having a cylindrical track (contact between the outer tube and the inner tube and the ball is a point contact), the strength against lateral force is higher.
軸受は、スプライン内筒の一端側と他端側との２カ所に配置することが好ましい。この場合、一端側と他端側とで同じ軸受にする必要はなく、一端側がブッシュとされ、他端側が転がり軸受とされてもよい。すなわち、軸受の配置スペースが小さい箇所には、ブッシュを配置し、軸受の配置スペースが大きい箇所には、転がり軸受を配置することで、リニアガイド装置の外径が大きくなることを抑えて、小径部材とスプライン内筒とのスムーズな相対回転が可能なものとすることができる。 The bearings are preferably arranged at two locations, one end side and the other end side of the spline inner cylinder. In this case, it is not necessary to use the same bearing on one end side and the other end side, and one end side may be a bush and the other end side may be a rolling bearing. In other words, bushings are placed in places where the bearing placement space is small, and rolling bearings are placed in places where the bearing placement space is large. Smooth relative rotation between the member and the spline inner cylinder can be achieved.
転がり軸受は、外輪および内輪間に複数の玉が保持された玉軸受とされており、スプライン内筒内周に外輪軌道が形成されていることがある。このようにすると、外輪および外輪の抜け止めが不要となり、リニアガイド装置の取付け構造が簡素化される。 The rolling bearing is a ball bearing in which a plurality of balls are held between an outer ring and an inner ring, and an outer ring raceway may be formed on the inner periphery of the spline inner cylinder. In this way, it is not necessary to prevent the outer ring and the outer ring from coming off, and the mounting structure of the linear guide device is simplified.
上記リニアガイド装置は、軸状または円筒状の小径部材とこれに同心状に配置された円筒状の大径部材との相対直線移動を案内する用途において、小径部材または大径部材が横力を受けるという条件下で使用するのに適している。このような用途としては、例えば、電磁緩衝器が挙げられる。 The linear guide device is used for guiding relative linear movement between a shaft-shaped or cylindrical small-diameter member and a cylindrical large-diameter member concentrically arranged thereto, and the small-diameter member or large-diameter member generates a lateral force. Suitable for use under conditions of receiving. Examples of such applications include electromagnetic shock absorbers.
電磁緩衝器は、モータロータおよびモータステータからなるモータと、ねじ軸が直線移動することでモータロータを回転させるボールねじと、ねじ軸の直線移動を案内するボールスプラインと、ボールねじのナットを回転可能に保持しかつボールスプラインの外筒を回転不可能に保持するホルダと、ボールねじの下端側に直列に配置されたダンパとを備えており、タイヤから伝わる外力によってねじ軸が軸方向に直線移動し、これに伴ってモータロータが回転し、この回転運動をモータに取り込んで、モータで発生する電磁力を減衰力として利用するようになっている。そして、このような電磁緩衝器では、サスペンションロアアームからブッシュを介してダンパに作用する横力を支持する必要があり、ホルダとダンパとの相対直線移動を案内するリニアガイド装置を新たに追加して、このリニアガイド装置と既存のボールスプラインとで横力を分担することが好ましい。 The electromagnetic shock absorber can rotate a motor composed of a motor rotor and a motor stator, a ball screw that rotates the motor rotor by moving the screw shaft linearly, a ball spline that guides the linear movement of the screw shaft, and a nut of the ball screw. A holder that holds the outer cylinder of the ball spline in a non-rotatable manner and a damper that is arranged in series on the lower end side of the ball screw, the screw shaft moves linearly in the axial direction by an external force transmitted from the tire. Along with this, the motor rotor rotates, this rotational motion is taken into the motor, and the electromagnetic force generated by the motor is used as the damping force. In such an electromagnetic shock absorber, it is necessary to support a lateral force acting on the damper from the suspension lower arm through the bush, and a linear guide device for guiding the relative linear movement between the holder and the damper is newly added. It is preferable to share the lateral force between the linear guide device and the existing ball spline.
そこで、上記のリニアガイド装置を使用し、ホルダおよび／またはねじ軸案内用ボールスプラインの外筒を小径部材としてこれに軸受装置を介してスプライン内筒が取り付けられ、ダンパのハウジングに固定された部材を大径部材としてこれにスプライン外筒が固定されているものとすることにより、リニアガイド装置を備えた電磁緩衝器を得ることができる。この電磁緩衝器によると、これに作用する横力は、ねじ軸案内用ボールスプラインおよびリニアガイド装置の両方で負担され、これにより、横力に対する強度が高められる。 Therefore, the above-described linear guide device is used, the holder and / or the outer shaft of the screw shaft guiding ball spline is used as a small-diameter member, and the spline inner tube is attached to the outer tube via a bearing device and fixed to the damper housing. As a large-diameter member, a spline outer cylinder is fixed to this, whereby an electromagnetic shock absorber provided with a linear guide device can be obtained. According to the electromagnetic shock absorber, the lateral force acting on the electromagnetic shock absorber is borne by both the screw shaft guiding ball spline and the linear guide device, thereby increasing the strength against the lateral force.
電磁緩衝器にこのリニアガイド装置を取り付ける場合、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒を保持しているホルダを小径部材として取り付けることができ、また、ホルダおよびねじ軸案内用ボールスプライン外筒を小径部材として取り付けることもできる。いずれにしても、リニアガイド装置のスプライン内筒の上端部は、モータ設置位置に近いことからこの部分に転がり軸受を配置するためのスペース確保が困難であるので、ここにはブッシュを配置するか、または、スプライン内筒およびホルダによって保持されるニードルころを配置することが好ましい。そして、リニアガイド装置のスプライン内筒の下端部近傍は、転がり軸受を配置するためのスペースが確保しやすいので、ここには、転がり軸受（玉軸受、ころ軸受またはニードル軸受）を配置することが好ましい。 When this linear guide device is attached to the electromagnetic shock absorber, the holder holding the screw shaft guide ball spline outer cylinder can be attached as a small diameter member, and the holder and the screw shaft guide ball spline outer cylinder can be attached to the small diameter member. It can also be attached as. In any case, because the upper end of the spline inner cylinder of the linear guide device is close to the motor installation position, it is difficult to secure a space for placing the rolling bearing in this part. Alternatively, it is preferable to dispose needle rollers held by the spline inner cylinder and the holder. And since it is easy to ensure the space for arrange | positioning a rolling bearing near the lower end part of the spline inner cylinder of a linear guide apparatus, a rolling bearing (a ball bearing, a roller bearing, or a needle bearing) can be arranged here. preferable.
ねじ軸案内用ボールスプライン外筒を保持しているホルダを小径部材として取り付ける場合、リニアガイド装置のスプライン内筒に転がり軸受の外輪が取り付けられ、ホルダの外径に転がり軸受の内輪が取り付けられる。転がり軸受の外輪は、スプライン内筒と別体であってもよいが、スプライン内筒に外輪軌道を設けることで、スプライン内筒に一体に設けることが好ましい。 When the holder holding the screw shaft guiding ball spline outer cylinder is attached as a small diameter member, the outer ring of the rolling bearing is attached to the spline inner cylinder of the linear guide device, and the inner ring of the rolling bearing is attached to the outer diameter of the holder. The outer ring of the rolling bearing may be a separate body from the spline inner cylinder, but it is preferable to provide the outer ring raceway in the spline inner cylinder so as to be integrated with the spline inner cylinder.
ホルダおよびねじ軸案内用ボールスプライン外筒を小径部材として取り付ける場合、従来、ホルダの下端部がねじ軸案内用ボールスプライン外筒を囲むようになされていたのに代えて、ホルダの下端部とねじ軸案内用ボールスプライン外筒の上端部とが突き合わされるようにして、ホルダとねじ軸案内用ボールスプライン外筒とが結合される。これにより、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒とリニアガイド装置のスプライン内筒との間に、軸受配置空間が形成され、ここに軸受が配置される。この場合の軸受として、外輪および内輪間に複数の玉が保持された玉軸受を使用する場合、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒およびリニアガイド装置のスプライン内筒のいずれか一方に軌道が形成されるようにして、別部材としての外輪または内輪が省略されることが好ましい。また、この場合の軸受として、外輪および内輪間に複数のニードルころが保持されたニードル軸受を使用するとともに、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒およびリニアガイド装置のスプライン内筒で直接ニードルころを受けるようにして、別部材としての外輪および内輪の両方を省略するようにしてもよい。 When attaching the holder and the screw shaft guiding ball spline outer cylinder as a small diameter member, the holder lower end and screw are conventionally replaced with the lower end of the holder surrounding the screw shaft guiding ball spline outer cylinder. The holder and the screw shaft guiding ball spline outer cylinder are coupled so that the upper end portion of the shaft guiding ball spline outer cylinder is abutted. As a result, a bearing arrangement space is formed between the screw shaft guiding ball spline outer cylinder and the spline inner cylinder of the linear guide device, and the bearing is arranged here. When a ball bearing in which a plurality of balls are held between the outer ring and the inner ring is used as a bearing in this case, a raceway is formed on one of the screw shaft guiding ball spline outer cylinder and the spline inner cylinder of the linear guide device. Thus, it is preferable that the outer ring or the inner ring as a separate member is omitted. Further, as a bearing in this case, a needle bearing in which a plurality of needle rollers are held between the outer ring and the inner ring is used, and the needle roller is directly received by the screw shaft guiding ball spline outer cylinder and the spline inner cylinder of the linear guide device. In this way, both the outer ring and the inner ring as separate members may be omitted.
このようにすると、電磁緩衝器へのリニアガイド装置の取付け構造が簡素化されるとともに、この電磁緩衝器を使用した車のハンドル重さが解消し、ステアリング操作性が向上する。 This simplifies the mounting structure of the linear guide device to the electromagnetic shock absorber, eliminates the handle weight of the vehicle using the electromagnetic shock absorber, and improves the steering operability.
この電磁緩衝器において、ねじ軸案内用ボールスプラインは、ねじ軸に設けられたスプライン軌道と、ねじ軸に嵌め合わされるとともにホルダに固定されねじ軸の直線運動を案内するスプライン外筒と、ねじ軸とスプライン外筒との間に配設されたボールとを備えているものとされる。リニアガイド装置のスプライン外筒が固定される部材は、ダンパのハウジングと一体で移動するものであればよい。 In this electromagnetic shock absorber, the screw shaft guiding ball spline includes a spline track provided on the screw shaft, a spline outer tube fitted to the screw shaft and fixed to the holder to guide the linear motion of the screw shaft, and the screw shaft. And a splined outer cylinder. The member to which the spline outer cylinder of the linear guide device is fixed may be any member that moves integrally with the housing of the damper.
この発明のリニアガイド装置によると、小径部材とスプライン内筒とが軸受装置を介して相対直線移動不可能にかつ相対回転可能に結合されていることにより、相対直線移動を可能とするとともに相対回転も可能としたリニアガイド装置が得られ、スプライン外筒およびスプライン内筒がスプライン軌道を有していることにより、円筒形軌道を有するリニアガイドに比べて、横力に対する強度が高いものとなる。 According to the linear guide device of the present invention, the small-diameter member and the spline inner cylinder are coupled via the bearing device so as not to be relatively linearly movable and relatively rotatable, thereby enabling relative linear movement and relative rotation. In addition, the linear guide device that can also be obtained, and the spline outer cylinder and the spline inner cylinder have the spline raceway, so that the strength against the lateral force is higher than that of the linear guide having the cylindrical raceway.
この発明の電磁緩衝器によると、電磁緩衝器に作用する横力は、ねじ軸案内用ボールスプラインおよびリニアガイド装置の両方で負担され、これにより、横力に対する強度が高められる。 According to the electromagnetic shock absorber of the present invention, the lateral force acting on the electromagnetic shock absorber is borne by both the screw shaft guiding ball spline and the linear guide device, thereby increasing the strength against the lateral force.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、上下は、図１の上下をいうものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the top and bottom refer to the top and bottom of FIG.
図１は、この発明によるリニアガイド装置およびこれを備えた電磁緩衝器を示している。 FIG. 1 shows a linear guide device according to the present invention and an electromagnetic shock absorber provided with the linear guide device.
同図に示すように、電磁緩衝器(1)は、中空状のモータロータ(14)および円筒状のモータステータ(15)からなるモータ(2)と、ねじ軸(11)が直線移動することでモータロータ(14)を回転させるボールねじ(3)と、ねじ軸(11)の直線移動を案内するボールスプライン(4)と、ボールねじ(3)のナット(12)を回転可能に保持しかつボールスプライン(4)の外筒(17)を回転不可能に保持するホルダ(5)と、ボールねじ(3)の下端側に直列に配置されたダンパ(6)と、ホルダ(5)の外側に設けられてダンパ(6)に作用する横力を支持するリニアガイド装置(7)とを備えている。 As shown in the figure, the electromagnetic shock absorber (1) is formed by linearly moving a motor (2) comprising a hollow motor rotor (14) and a cylindrical motor stator (15) and a screw shaft (11). The ball screw (3) for rotating the motor rotor (14), the ball spline (4) for guiding the linear movement of the screw shaft (11), and the nut (12) of the ball screw (3) are rotatably held and A holder (5) that holds the outer cylinder (17) of the spline (4) in a non-rotatable manner, a damper (6) arranged in series on the lower end side of the ball screw (3), and an outer side of the holder (5) A linear guide device (7) that is provided and supports a lateral force acting on the damper (6).
電磁緩衝器(1)は、ホルダ(5)の上端部が車体のマウント部に取り付けられ、ダンパ(6)がブッシュ(8)を介してサスペンションロアアームに取り付けられることで、車体に取り付けられる。 The electromagnetic shock absorber (1) is attached to the vehicle body by attaching the upper end portion of the holder (5) to the mount portion of the vehicle body and attaching the damper (6) to the suspension lower arm via the bush (8).
ボールねじ(3)は、ねじ溝(11a)が設けられており上下にのびる鋼製ねじ軸(11)と、ねじ軸(11)にボール（図示略）を介してねじ合わされた回転自在の鋼製ボールねじナット(12)と、ボールねじナット(12)に一体化されて上方にのびる中空軸(13)とを備えている。モータロータ(14)は、中空軸(13)に固定されており、モータステータ(15)は、モータロータ(14)を囲むようにホルダ(5)頂部に設けられたモータハウジング(16)に固定されている。 The ball screw (3) has a steel screw shaft (11) that is provided with a thread groove (11a) and extends vertically, and a rotatable steel screwed to the screw shaft (11) via a ball (not shown). A ball screw nut (12) and a hollow shaft (13) integrated with the ball screw nut (12) and extending upward are provided. The motor rotor (14) is fixed to the hollow shaft (13), and the motor stator (15) is fixed to a motor housing (16) provided on the top of the holder (5) so as to surround the motor rotor (14). Yes.
ボールスプライン(4)は、ねじ軸(11)に設けられたスプライン軌道(11b)と、ねじ軸(11)に嵌め合わされるとともにホルダ(5)に固定されねじ軸(11)の上下方向（軸方向）直線運動を案内するボールスプライン外筒(17)と、ねじ軸(11)とスプライン外筒(17)との間に配設されたボール（図示略）とを備えている。 The ball spline (4) is fitted to the spline track (11b) provided on the screw shaft (11) and the screw shaft (11) and is fixed to the holder (5). (Direction) A ball spline outer cylinder (17) for guiding linear motion and a ball (not shown) disposed between the screw shaft (11) and the spline outer cylinder (17) are provided.
ホルダ(5)の内周には、ボールねじナット(12)を上下移動不可能にかつ回転可能に支持する玉軸受(19)が設けられている。 A ball bearing (19) is provided on the inner periphery of the holder (5) to support the ball screw nut (12) so as not to move up and down and to rotate.
ダンパ(6)は、作動液を収容する円筒状のダンパハウジング(21)と、ダンパハウジング(21)内に摺動可能に配置されたピストン(22)と、ピストン(22)が下端部に固定されたピストンロッド(23)とを有している。 The damper (6) includes a cylindrical damper housing (21) for storing hydraulic fluid, a piston (22) slidably disposed in the damper housing (21), and the piston (22) fixed to the lower end. And a piston rod (23).
ねじ軸(11)の下端部は、ボールスプライン外筒(17)の下端よりも下方にあり、ここにダンパハウジング(21)の上端よりも上方にあるピストンロッド(23)の上端部が連結されている。 The lower end portion of the screw shaft (11) is below the lower end of the ball spline outer cylinder (17), and the upper end portion of the piston rod (23) above the upper end of the damper housing (21) is connected thereto. ing.
モータ(2)、ボールねじナット(12)、ホルダ(5)、ボールスプライン外筒(17)などは、電磁緩衝器(1)のアクチュエータのばね上部側ユニットを構成しており、ねじ軸(11)、ピストンロッド(23)などは、電磁緩衝器(1)のアクチュエータのばね下部側ユニットを構成している。そして、ばね上部側ユニットがマウント部に連結されるとともに、ばね下部側ユニットがダンパ(6)および上下２つの圧縮コイルばね(24)(25)を介してサスペンションロアアームに連結されることにより、ばね上部とばね下部とが相対移動する場合に、ボールねじナット(12)に対してねじ軸(11)が上下移動し、その上下移動に伴って、ボールねじナット(12)がねじ軸(11)に対して回転し、ボールねじナット(12)と一体の中空軸(13)およびモータロータ(14)が回転する。 The motor (2), ball screw nut (12), holder (5), ball spline outer cylinder (17), etc., constitute the spring top unit of the actuator of the electromagnetic shock absorber (1), and the screw shaft (11 ), The piston rod (23) and the like constitute an unsprung side unit of the actuator of the electromagnetic shock absorber (1). Then, the unsprung unit is coupled to the mount portion, and the unsprung unit is coupled to the suspension lower arm via the damper (6) and the upper and lower two compression coil springs (24) and (25). When the upper part and the unsprung part move relative to each other, the screw shaft (11) moves up and down relative to the ball screw nut (12), and along with the vertical movement, the ball screw nut (12) moves to the screw shaft (11). The hollow shaft (13) and the motor rotor (14) integral with the ball screw nut (12) rotate.
リニアガイド装置(7)は、ホルダ(5)とダンパ(6)との相対移動を案内するためのもので、上下の圧縮コイルばね(24)(25)を保持しているばね受け部材(26)に固定されてダンパハウジング(21)と一体で上下移動するカバー(27)とホルダ(5)との間に設けられており、相対的に小径のホルダ(5)と相対的に大径のカバー(27)との相対移動を案内している。 The linear guide device (7) is for guiding relative movement between the holder (5) and the damper (6), and is a spring receiving member (26) holding the upper and lower compression coil springs (24) (25). ) And is mounted between the holder (5) and the cover (27) that moves up and down integrally with the damper housing (21), and the relatively small diameter holder (5) and the relatively large diameter Guides relative movement with the cover (27).
リニアガイド装置(7)は、内周にスプライン軌道(31a)を有しホルダ(5)に対して相対直線移動するカバー（大径部材）(27)に同心状に固定されるスプライン外筒(31)と、外周にスプライン軌道(32a)を有しホルダ（小径部材）(5)の径方向外方に同心状に配置されるスプライン内筒(32)と、スプライン外筒(31)とスプライン内筒(32)との間に配設された複数のボール(33)と、ホルダ(5)とスプライン内筒(32)との相対回転を容易とする軸受装置(34)とを備えている。 The linear guide device (7) has a spline outer cylinder (27) having a spline track (31a) on the inner periphery and moving linearly relative to the holder (5). 31), a spline inner cylinder (32) having a spline raceway (32a) on the outer periphery and being concentrically arranged radially outward of the holder (small diameter member) (5), a spline outer cylinder (31) and a spline A plurality of balls (33) disposed between the inner cylinder (32) and a bearing device (34) that facilitates relative rotation between the holder (5) and the spline inner cylinder (32). .
スプライン外筒(31)には、フランジ(31b)が設けられており、このフランジ(31b)とダンパハウジング(21)と一体で上下移動するカバー(27)上端部に設けられたフランジ部(27a)とが重ね合わされて、ボルト（図示略）によって結合されている。 The spline outer cylinder (31) is provided with a flange (31b), and a flange (27a) provided at the upper end of a cover (27) that moves up and down integrally with the flange (31b) and the damper housing (21). ) And are joined by bolts (not shown).
図２に示すように、軸受装置(34)は、スプライン内筒(32)の上端部に配置されたブッシュ(35)と、スプライン内筒(32)の下端部に配置された玉軸受(36)とを有している。玉軸受(36)は、外輪(37)がスプライン内筒(32)の内径に取り付けられ、内輪(38)がホルダ(5)の外径に取り付けられており、これらの両輪(37)(38)間に複数の玉(39)が配設されている。スプライン内筒(32)の内周には、外輪(37)の上端を受ける段差部(40)が設けられており、外輪(37)の下端は、止め輪(41)で受け止められている。ホルダ(5)の外径には、内輪(38)の上端を受ける段差部(42)が設けられており、内輪(38)の下端は、止め輪(43)で受け止められている。 As shown in FIG. 2, the bearing device (34) includes a bush (35) disposed at the upper end of the spline inner cylinder (32) and a ball bearing (36) disposed at the lower end of the spline inner cylinder (32). ). The ball bearing (36) has an outer ring (37) attached to the inner diameter of the spline inner cylinder (32) and an inner ring (38) attached to the outer diameter of the holder (5). ) Are provided with a plurality of balls (39). A step portion (40) for receiving the upper end of the outer ring (37) is provided on the inner periphery of the spline inner cylinder (32), and the lower end of the outer ring (37) is received by the retaining ring (41). The outer diameter of the holder (5) is provided with a step portion (42) that receives the upper end of the inner ring (38), and the lower end of the inner ring (38) is received by the retaining ring (43).
なお、図２に示す軸受装置(34)の外輪(37)は、図３に示すように、スプライン内筒(32)に玉軸受(36)の外輪軌道(44)を設けることで、スプライン内筒(32)に一体に設けるようにしてもよい。このようにすると、図２の実施形態で必要な外輪(37)、スプライン内筒(32)の段差部(40)および止め輪(41)が不要となり、リニアガイド装置(7)の取付け構造が簡素化される。また、段差部(40)がないことで、スプライン内筒(32)の肉厚が軸方向で均一になり、これにより、スプライン内筒(32)における熱処理時の歪を小さくすることができるという利点も得られる。 As shown in FIG. 3, the outer ring (37) of the bearing device (34) shown in FIG. 2 is provided inside the spline by providing the outer ring raceway (44) of the ball bearing (36) on the spline inner cylinder (32). You may make it provide integrally with a pipe | tube (32). In this way, the outer ring (37), the step part (40) of the spline inner cylinder (32) and the retaining ring (41) required in the embodiment of FIG. 2 are not required, and the mounting structure of the linear guide device (7) is eliminated. Simplified. Further, the absence of the stepped portion (40) makes the wall thickness of the spline inner cylinder (32) uniform in the axial direction, thereby reducing the strain during heat treatment in the spline inner cylinder (32). There are also benefits.
上記において、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)は、ホルダ(5)の下端部で囲まれているが、図４に示すように、ホルダ(5)の下端部がねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)の上端位置で切断されたような形状とされて、ホルダ(5)下端部に設けられた内向きフランジ(51)とねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)の上端部に設けられた外向きフランジ(52)とが重ね合わされてボルト(53)によって結合されるようにしてもよい。これにより、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)とリニアガイド装置(7)のスプライン内筒(32)との間に、軸受配置空間が確保される。この軸受配置空間には、図２または図３に示した玉軸受(36)を配置するようにしてもよいが、図４には、ニードル軸受(54)を配置した例が示されている。ここで、ねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)は、ニードル軸受(54)の内輪を兼ねており、リニアガイド装置(7)のスプライン内筒(32)の内周には、ニードル軸受(54)の外輪とされている環状の突出部(55)が形成されており、両者間にニードルころ(56)が配設されている。スプライン内筒(32)の上端部に配置されたブッシュ(35)は、他の実施形態と同じとされており、これにより、軸受装置(34)は、スプライン内筒(32)の上端部に配置されたブッシュ(35)と、スプライン内筒(32)の下端部に配置されたニードル軸受(54)とを有しているものとされている。なお、この実施形態では、ホルダ(5)だけでなく、これに結合されたねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)も、スプライン内筒(32)が軸受装置(34)を介して取り付けられる小径部材となっている。 In the above, the screw shaft guiding ball spline outer cylinder (17) is surrounded by the lower end portion of the holder (5). As shown in FIG. 4, the lower end portion of the holder (5) is the screw shaft guiding ball. Shaped as if cut at the upper end position of the spline outer cylinder (17), the inward flange (51) provided at the lower end of the holder (5) and the upper end of the ball spline outer cylinder (17) for screw shaft guidance Alternatively, an outward flange (52) provided in the portion may be overlapped and coupled by a bolt (53). As a result, a bearing arrangement space is secured between the screw shaft guiding ball spline outer cylinder (17) and the spline inner cylinder (32) of the linear guide device (7). In this bearing arrangement space, the ball bearing (36) shown in FIG. 2 or 3 may be arranged, but FIG. 4 shows an example in which the needle bearing (54) is arranged. Here, the screw shaft guide ball spline outer cylinder (17) also serves as an inner ring of the needle bearing (54), and the inner periphery of the spline inner cylinder (32) of the linear guide device (7) is provided with a needle bearing ( An annular protrusion (55) which is an outer ring of 54) is formed, and a needle roller (56) is disposed between the two. The bush (35) disposed at the upper end of the spline inner cylinder (32) is the same as that of the other embodiments, so that the bearing device (34) is arranged at the upper end of the spline inner cylinder (32). The bush (35) is disposed, and the needle bearing (54) is disposed at the lower end of the spline inner cylinder (32). In this embodiment, not only the holder (5) but also the screw shaft guiding ball spline outer cylinder (17) coupled thereto is attached to the spline inner cylinder (32) via the bearing device (34). It is a small diameter member.
上記電磁緩衝器(1)は、タイヤから伝わる外力によってねじ軸(11)が軸方向に直線移動し、これに伴ってモータロータ(14)が回転し、この回転運動をモータ(2)に取り込んで、モータ(2)で発生する電磁力を減衰力として利用するようになっている。 In the electromagnetic shock absorber (1), the screw shaft (11) linearly moves in the axial direction due to an external force transmitted from the tire, and the motor rotor (14) rotates along with this, and this rotational motion is taken into the motor (2). The electromagnetic force generated by the motor (2) is used as a damping force.
また、上記リニアガイド装置(7)によると、ブッシュ(8)に上向きの力が作用すると、ダンパハウジング(21)、ばね受け部材(26)およびカバー(27)がこれと一体で移動することで、スプライン外筒(31)がスプライン内筒(32)に対して上向きに移動し、ホルダ(5)とダンパ(6)との相対直線移動が案内される。この際、リニアガイド装置(7)は、ホルダ(5)とスプライン内筒(32)との相対回転を容易とする軸受装置(34)によってホルダ(5)とダンパ(6)との相対回転を可能とし、そのボールスプライン機能によってブッシュ(8)に作用した際の横力を支持する。 Further, according to the linear guide device (7), when an upward force is applied to the bush (8), the damper housing (21), the spring receiving member (26), and the cover (27) move integrally therewith. The spline outer cylinder (31) moves upward with respect to the spline inner cylinder (32), and the relative linear movement between the holder (5) and the damper (6) is guided. At this time, the linear guide device (7) performs relative rotation between the holder (5) and the damper (6) by the bearing device (34) that facilitates relative rotation between the holder (5) and the spline inner cylinder (32). The lateral force when acting on the bush (8) is supported by the ball spline function.
上記の電磁緩衝器(1)では、ステアリング操作時等にダンパ(6)の下端部に横力が作用するようになっており、これがねじ軸案内用ボールスプライン(4)に作用する。ねじ軸案内用ボールスプライン(4)は、ボールねじナット(12)で発生するトルクの反力に加えて、この横力を受けることになり、これが寿命低下の原因となっているが、この横力がリニアガイド装置(7)のボールスプライン機能（ねじ軸案内用ボールスプライン(4)よりも大径のボールスプライン）によって分担される。これにより、ねじ軸案内用ボールスプライン(4)および電磁緩衝器(1)の横力に対する強度が高められている。 In the electromagnetic shock absorber (1), a lateral force acts on the lower end portion of the damper (6) during a steering operation or the like, and this acts on the screw shaft guiding ball spline (4). The screw shaft guide ball spline (4) receives this lateral force in addition to the reaction force of the torque generated by the ball screw nut (12). The force is shared by the ball spline function of the linear guide device (7) (ball spline having a larger diameter than that of the screw shaft guiding ball spline (4)). As a result, the strength against the lateral force of the screw shaft guiding ball spline (4) and the electromagnetic shock absorber (1) is increased.
そして、このリニアガイド装置(7)におけるスプライン内筒(32)と小径部材であるホルダ(5)およびねじ軸案内用ボールスプライン外筒(17)とが相対回転容易とされているので、この電磁緩衝器(1)を使用した車のハンドル重さが解消し、ステアリング操作性が向上する。 The spline inner cylinder (32), the small diameter member holder (5) and the screw shaft guiding ball spline outer cylinder (17) in the linear guide device (7) are relatively easy to rotate. The steering wheel weight of the vehicle using the shock absorber (1) is eliminated and the steering operability is improved.
なお、リニアガイド装置(7)の軸受装置(34)の構成は、図示省略するが、上記のものに限られるものではなく、例えば、スプライン内筒(32)の上端部に配置されたブッシュ(35)は、図４に示したニードル軸受(54)と同様のニードル軸受に置き換えてもよく、また、逆に、スプライン内筒(32)の下端部に配置される軸受をブッシュ(35)に置き換えてもよい。 Note that the configuration of the bearing device (34) of the linear guide device (7) is not shown in the drawing, but is not limited to the above-described one.For example, a bush ( 35) may be replaced with a needle bearing similar to the needle bearing (54) shown in FIG. 4, and conversely, a bearing disposed at the lower end of the spline inner cylinder (32) is replaced with a bush (35). It may be replaced.
(1) 電磁緩衝器
(2) モータ
(3) ボールねじ
(4) ボールスプライン
(5) ホルダ（小径部材）
(6) ダンパ
(7) リニアガイド装置
(11) ねじ軸
(12) ボールねじナット
(14) モータロータ
(15) モータステータ
(17) ねじ軸案内用ボールスプライン外筒（小径部材）
(27) カバー（大径部材）
(31) スプライン外筒
(32) スプライン内筒
(33) ボール
(34) 軸受装置
(35) ブッシュ
(36) 玉軸受（転がり軸受）
(37) 外輪
(38) 内輪
(39) 玉
(44) 外輪軌道
(54) ニードル軸受（転がり軸受）
(56) ニードルころ
(1) Electromagnetic shock absorber
(2) Motor
(3) Ball screw
(4) Ball spline
(5) Holder (small diameter member)
(6) Damper
(7) Linear guide device
(11) Screw shaft
(12) Ball screw nut
(14) Motor rotor
(15) Motor stator
(17) Ball spline outer cylinder for screw shaft guide (small diameter member)
(27) Cover (large diameter member)
(31) Spline outer cylinder
(32) Spline inner cylinder
(33) Ball
(34) Bearing device
(35) Bush
(36) Ball bearings (rolling bearings)
(37) Outer ring
(38) Inner ring
(39) Ball
(44) Outer ring raceway
(54) Needle bearing (rolling bearing)
(56) Needle roller
Claims (6)
小径部材とスプライン内筒とは、軸受装置を介して相対直線移動不可能にかつ相対回転可能に結合されていることを特徴とするリニアガイド装置。 A spline outer cylinder that is concentrically attached to a relatively large diameter member of two members that perform relative linear movement, and a spline inner cylinder that is concentrically attached to a relatively small diameter member. And a ball guide device provided between a spline track provided in the spline outer cylinder and a spline track provided in the spline inner cylinder,
The linear guide device, wherein the small-diameter member and the spline inner cylinder are coupled to each other through a bearing device so as not to be relatively linearly movable and relatively rotatable.
ホルダとダンパとの相対直線移動を案内するリニアガイド装置をさらに備えており、リニアガイド装置が請求項１または２のものとされて、ホルダおよびねじ軸案内用ボールスプライン外筒の少なくとも一方を小径部材としてこれに軸受装置を介してスプライン内筒が取り付けられており、ダンパのハウジングに固定された部材を大径部材としてこれにスプライン外筒が固定されていることを特徴とする電磁緩衝器。 A motor composed of a motor rotor and a motor stator, a ball screw that rotates the motor rotor by linearly moving the screw shaft, a screw shaft guiding ball spline that guides the linear movement of the screw shaft, and a nut of the ball screw are held rotatably. And an electromagnetic shock absorber including a holder that holds the outer cylinder of the screw shaft guiding ball spline in a non-rotatable manner and a damper that is arranged in series on the lower end side of the ball screw.
A linear guide device for guiding relative linear movement between the holder and the damper is further provided, and the linear guide device is of the first or second aspect, and at least one of the holder and the screw shaft guiding ball spline outer cylinder has a small diameter. An electromagnetic shock absorber, characterized in that a spline inner cylinder is attached to a member via a bearing device as a member, a member fixed to a damper housing is a large diameter member, and a spline outer cylinder is fixed thereto.
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