JP2022188442A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】急激な軸方向の振動が入力された場合でも、螺合部に過大な振動が入力されることを抑制できるサスペンション装置を提供する。【解決手段】サスペンション装置１は、油圧緩衝器２と電動アクチュエータ３とを備えている。油圧緩衝器２は、流体による減衰力を発生させる。電動アクチュエータ３は、電動モータ４とボールねじ機構５とを備えている。ボールねじ機構５は、ロッド８と、ボールナット１４と、ボールねじ軸１５と、複数のボール１６とを含んで構成されている。ロッド８は、一端となる上端が車体側に接続される。ボールナット１４は、ロッド８の他端側に固定される。ボールねじ軸１５は、電動モータ４により駆動される。ボールねじ軸１５は、ボールナット１４に螺合している。ボールナット１４は、複数の弾性部材１９を径方向に積層した保持部材１７を含んで構成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、例えば自動車等の車両に搭載され、車両の振動を制御するサスペンション装置に関する。

特許文献１には、車両の車体と車輪との間に設けられ、ボールねじ軸とボールナットと電動モータとからなるアクチュエータを備えた電磁サスペンション装置が開示されている。特許文献２には、ボール螺子ナット内に回転自在に螺合される螺子軸と、螺子軸に連結されるモータとを備え、モータの電磁力でボール螺子ナットと螺子軸の軸方向の相対移動を抑制する電磁緩衝器が開示されている。

特開２０１８－１７７０５０号公報 特開２００５－２５６９２７号公報

従来技術の場合、急激な上下力や横力が加わったときに、ボールねじ軸およびボールナットの耐久性を十分に確保できない可能性がある。即ち、ボールねじ式のサスペンション装置は、ボールねじ軸とボールとで外部からの振動を受け止める。このため、例えば、路面からの突き上げ入力のような急激な軸方向の振動が入力された場合に、ボールとボールねじ軸との螺合部（転がり接触部）に不均一な負荷が加わる可能性がある。即ち、螺合部の負荷分布が不均一となり、過大なトルクが加わると共に、振動を引き起こす可能性がある。これにより、摩耗が進行し、耐久性の低下、信頼性の低下に繋がる可能性がある。

本発明の一実施形態の目的は、急激な軸方向の振動が入力された場合でも、螺合部に過大な振動が入力されることを抑制できるサスペンション装置を提供することにある。

本発明の一実施形態は、車両の車体と車輪との間に設けられ、流体による減衰力を発生させる減衰機構と、前記車体と前記車輪との間に前記減衰機構と並列に設けられ、動力源となるモータおよび前記モータにより駆動される駆動機構を有するアクチュエータと、を備えたサスペンション装置であって、前記駆動機構は、一端が前記車体側または前記車輪側に接続されるロッドと、前記ロッドの他端側に固定されるボールナットと、前記モータにより駆動され、前記ボールナットに螺合するボールねじ軸と、を備えており、前記ボールナットは、複数の弾性部材を径方向に積層した保持部材を含んで構成される。

本発明の一実施形態によれば、急激な軸方向の振動が入力された場合でも、螺合部に過大な振動が入力されることを抑制できる。

第１の実施形態によるサスペンション装置を示す縦断面図である。 図１中のサスペンション装置が伸長した状態を示す縦断面図である。 図１中の（III）部の拡大図である。 図３中の保持部材を取出して変形前の状態および変形した状態を示す断面図である。 第２の実施形態による保持部材を示す図４と同様の断面図である。 第３の実施形態によるサスペンション装置を示す縦断面図である。 変形例による保持部材を示す断面図である。

以下、実施形態によるサスペンション装置を車両（例えば、４輪自動車）に適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ説明する。

図１ないし図４は、第１の実施形態を示している。図１において、サスペンション装置１は、自動車等の車両（図示せず）に組み込まれる。この場合、サスペンション装置１は、例えば、車両の車体（ボディ）と車輪との間に設けられる。サスペンション装置１は、車体と車輪との間で、振動、衝撃を緩和（吸収）する。

なお、以下の説明では、サスペンション装置１の軸方向の一端側を上端側とし、軸方向の他端側を下端側とする。即ち、車体側となる図面の上側を一側とし、車輪側となる図面の下側を他側として説明する。しかし、これとは逆に、サスペンション装置１の軸方向の一端側を下端側（車輪側）とし、軸方向の他端側を上端側（車体側）としてもよい。

サスペンション装置１は、図示しない懸架ばねと、減衰機構としての油圧緩衝器２と、アクチュエータとしての電動アクチュエータ３とを備えている。油圧緩衝器２と電動アクチュエータ３は、ハイブリッド式の緩衝器、即ち、流体（流通抵抗）と電力（電磁力）との双方で減衰力を発生させることが可能なハイブリッド式の減衰装置（力発生機構）を構成している。

即ち、油圧緩衝器２は、流体による減衰力を発生させる油圧シリンダ装置（油圧力発生機構）である。電動アクチュエータ３は、電動モータ４を備えたボールねじ式電動駆動装置（電動力発生機構）である。油圧緩衝器２および電動アクチュエータ３は、車両の車体と車輪との間に互いに並列に設けられている。

電動アクチュエータ３は、モータとしての電動モータ４と、この電動モータ４により駆動される駆動機構としてのボールねじ機構５とを備えている。電動モータ４は、電動アクチュエータ３の動力源であり、電力の供給により駆動軸（回転軸）となるシャフト４Ａを回転駆動、または、シャフト４Ａに回転抵抗を付与する。電動モータ４は、油圧緩衝器２の外筒６の底部６Ａに固定されている。この場合、電動モータ４は、油圧緩衝器２の外筒６内に設けられているが、例えば、外筒６の外側に設けてもよい。

油圧緩衝器２は、シリンダ（筒体）となる外筒６と、ピストン７と、ロッド８と、アキュムレータ９とを含んで構成されている。ロッド８は、油圧緩衝器２のロッド（ピストンロッド）に対応すると共に、電動アクチュエータ３を構成するボールねじ機構５のロッド（ナット支持ロッド）に対応する。外筒６は、有底筒状に形成されており、油圧緩衝器２の外殻を構成している。外筒６は、一端側となる上端側が開口しており、他端側となる下端側が底部６Ａとなって閉塞されている。

外筒６の上端側の開口は、ロッドガイド１０により閉塞されている。外筒６の下端側となる底部６Ａは、例えば、車両の車輪側に連結される支持部（車輪側接続部）となっている。また、外筒６の内側となる底部６Ａの上面側には、電動アクチュエータ３の電動モータ４が取付けられている。外筒６は、電動モータ４と共に、ロッド８に対して軸方向に相対移動する。外筒６内には、作動流体（作動液）としての油液（作動油）が封入されている。作動液である油液は、オイルに限らず、例えば添加剤を混在させた水等でもよい。

ピストン７は、外筒６内に摺動可能に挿入（挿嵌）されている。ピストン７は、外筒６内を２室（即ち、一側室となるロッド側油室Ａと他側室となるボトム側油室Ｂ）に区画（画成）している。ピストン７には、ロッド側油室Ａとボトム側油室Ｂとの間を連通可能とする油路７Ａ，７Ｂが設けられている。油路７Ａ，７Ｂは、ピストン７の移動により、外筒６（シリンダ）内の油室Ａ，Ｂのうち、一方の室から他方の室に向けて作動液体（油液）が流通するのを許す通路を構成している。即ち、それぞれが連通路としての油路７Ａおよび油路７Ｂは、一側室となるロッド側油室Ａと他側室となるボトム側油室Ｂとを連通する。油路７Ａおよび油路７Ｂは、ピストン７の移動によって作動流体（油液）の流れが生じる流路である。

ピストン７には、縮小側（縮み側）の減衰バルブを構成する縮小側バルブ１１（以下、圧側バルブ１１という）が設けられている。圧側バルブ１１は、例えば、ピストン７の上側に設けられるディスクバルブにより構成することができる。圧側バルブ１１は、ロッド８の縮小行程（縮み行程）でピストン７が外筒６に沿って下向きに摺動変位するときに、ボトム側油室Ｂからロッド側油室Ａに向けて油路７Ａ内を流通する油液に対し抵抗力を与える。これにより、ロッド８の縮小行程で所定の減衰力を発生させる。即ち、圧側バルブ１１は、外筒６内のピストン７の摺動によって生じる作動流体（油液）の流れを制御して減衰力を発生させる。

ピストン７には、伸長側（伸び側）の減衰バルブを構成する伸長側バルブ１２（以下、伸側バルブ１２という）が設けられている。伸側バルブ１２は、例えば、ピストン７の下側に設けられるディスクバルブにより構成することができる。伸側バルブ１２は、ロッド８の伸長行程（伸び行程）でピストン７が外筒６に沿って上向きに摺動変位するときに、ロッド側油室Ａからボトム側油室Ｂに向けて油路７Ｂ内を流通する油液に対し抵抗力を与える。これにより、ロッド８の伸長行程で所定の減衰力を発生させる。即ち、伸側バルブ１２は、外筒６内のピストン７の摺動によって生じる作動流体（油液）の流れを制御して減衰力を発生させる。

外筒６の上端側（開口端側）は、ロッドガイド１０により閉塞されている。ロッドガイド１０は、ロッド８が軸方向に変位するのを摺動可能にガイドするガイド部材である。ロッドガイド１０は、外筒６の上端側（開口端側）に嵌合して設けられている。ロッドガイド１０の内径側には、ロッドシール（図示せず）が設けられている。ロッドシールは、その内周がロッド８の外周側に摺接することにより、外筒６とロッド８との間を液密、気密に封止（シール）する。

アキュムレータ９は、外筒６内のボトム側油室Ｂと接続されている。アキュムレータ９は、油圧緩衝器２のリザーバ（リザーバ室）を構成している。アキュムレータ９は、外筒６内にロッド８が進入したときに、このロッド８の進入体積に応じて外筒６から排出される油液を収容する。これにより、アキュムレータ９は、ロッド８の進入および退出を補償する。

ロッド８は、基端側となる下端側が外筒６内に挿入され、先端側となる上端側がロッドガイド１０を介して外筒６外へと突出している。即ち、ロッド８は、ピストン７に連結されて外筒６の外部へ延びている。ロッド８の下端側には、ピストン７が取付けられている。ここで、ロッド８は、有蓋筒状（有底筒状）に形成されている。即ち、ロッド８は、一端側となる上端側が蓋部８Ａとなって閉塞されており、他端側となる下端側が開口している。ロッド８の蓋部８Ａには、車体側に連結される支持部１３が設けられている。支持部１３は、車体側接続部に対応する。

ロッド８内は、中空部８Ｂとなっており、中空部８Ｂには、ボールねじ機構５のボールねじ軸１５が挿通されている。また、ロッド８の下端側には、ボールねじ機構５のボールナット１４が取り付けられるナット取付け部８Ｃが設けられている。ナット取付け部８Ｃは、ロッド８の軸方向に延びる内周面のうち他の部分よりも内径寸法が大きくなった大径開口部として形成されている。ナット取付け部８Ｃには、ボールナット１４が取付けられている。これにより、ロッド８は、ボールナット１４と共にボールねじ軸１５に対して軸方向に相対移動する。即ち、ロッド８は、ピストン７およびボールナット１４と共に、外筒６およびボールねじ軸１５に対して相対移動する。

ボールねじ機構５は、ロッド８と、ボールナット１４と、ボールねじ軸１５と、複数のボール１６とを含んで構成されている。ロッド８は、一端となる上端が車体側に接続される。ボールナット１４は、ロッド８の他端側となる下端側に固定される。ボールねじ軸１５は、電動モータ４のシャフト４Ａと接続されている。ボールねじ軸１５は、電動モータ４により駆動される。ボールねじ軸１５は、ボールナット１４に螺合している。

ボールナット１４の内周側には、螺旋状の内周側ねじ溝１４Ａが形成されている。また、ボールねじ軸１５の外周側には、螺旋状の外周側ねじ溝１５Ａが形成されている。内周側ねじ溝１４Ａと外周側ねじ溝１５Ａとの間には、転動可能に複数のボール１６が設けられている。ボール１６は、ボールナット１４の内周側ねじ溝１４Ａ内を循環する。ボールナット１４とボールねじ軸１５は、ボール１６を介して螺合されている。

このように、実施形態のサスペンション装置１は、車体側に連結される支持部１３と、支持部１３に接続されたロッド８と、ロッド８と一体となって設けられたピストン７（縮小側バルブ１１、伸長側バルブ１２）およびボールナット１４を有している。ロッド８は、外筒６内に挿入されている。ロッド８は、外筒６に対して上下動（軸方向の相対運動）を可能に設置されている。ロッド８は、中空部８Ｂを有する有蓋円筒形状（有底円筒形状）となっている。

ロッド８の中空部８Ｂには、中空部８Ｂに挿入されるようにボールねじ軸１５が配置されている。ボールねじ軸１５は、電動モータ４のシャフト４Ａに接続されており、シャフト４Ａの回転運動がボールねじ軸１５に伝わる構成となっている。この場合、ボールねじ軸１５の回転運動がボール１６およびボールナット１４を介してそのままロッド８の上下運動に変換され、支持部１３を通じて車体を上下に動かすことが可能となっている。電動モータ４の駆動は、例えば、図示しないサスペンション制御装置により制御される。サスペンション制御装置は、例えば、マイクロコンピュータ、モータ駆動回路等を含んで構成されている。

ところで、ボールねじ式のサスペンション装置は、路面のからの入力（上下振動）がボールねじ軸およびモータに直接的に印加される。ここで、ボールねじ機構は、急激に大きな負荷が印加されると、ボールのずれ等に伴ってボールとボールナットとの間でこじり（不均一な負荷分布）が生じ、過大なトルクが加わると共に、振動を引き起こす可能性がある。これにより、摩耗が進行し、著しい場合には剥離が発生する等、耐久性の低下、信頼性の低下に繋がる可能性がある。

これに対して、前述した特許文献２の電磁緩衝器は、螺子軸とモータとの間に両者間の伝達トルクを変更するトルク変更手段が設けられている。トルク変更手段は、例えば、クラッチにより構成されている。このような特許文献２の技術は、ポットホール等の路面の凹凸に起因する大きな入力があったときに、クラッチを用いてその入力が伝達されないようにすることを意図していると考えられる。しかし、特許文献２の技術は、クラッチ等のトルク変更手段が必須であるため、部品点数が増大すると共に、構造が複雑化する。また、クラッチ等のトルク変更手段では、急激な軸方向の振動（例えば、高周波の微振動）が入力されたときに、この振動が螺合部に入力されることを十分に抑制できない可能性もある。

そこで、実施形態では、ボールナット１４を、ゴム、樹脂等の弾性部材１９を積層してなる保持部材１７を含んで構成することにより、ボールねじ機構５に印加される振動外乱を抑制できるように構成している。即ち、ボール１６を介してボールねじ軸１５を支承するボールナット１４は、保持部材１７を含んで構成されており、この保持部材１７は、例えば、ゴムが多層に積層された高減衰ゴムにより形成されている。

このような高減衰ゴムは、横振動に対して剛性が高く、しかも、ポットホール等の急激な上下方向の高周波振動の入力に対して、その高周波振動が伝達されることを抑制できる。この結果、過荷重によりボールナット１４内のボール１６が不均一（負荷分布が不均一）になることを抑制でき、こじれ、摩耗を抑制できる。

これに加えて、作動中（ボールナット１４が変位しているとき）の異音を低減でき、静音性を向上できる。なお、保持部材１７は、高減衰ゴムにより形成することができる他、例えば、樹脂製の弾性部材１９が多層に積層された高減衰樹脂、または、樹脂製の弾性部材１９とゴム製の弾性部材１９とが多層に積層された高減衰高分子材料により形成してもよい。以下、保持部材１７を含むボールナット１４の構成について、詳しく説明する。

図３に示すように、ボールナット１４は、保持部材１７を含んで構成されている。即ち、ボールナット１４は、内周側ねじ溝１４Ａが形成されたナット本体１８と、複数の弾性部材１９を径方向に積層した保持部材１７とを備えている。保持部材１７は、円筒状の弾性部材１９を径方向に複数積層することにより、全体として円筒状に形成されている。保持部材１７の内周面は、ナット本体１８の外周面に固定されている。保持部材１７の外周面は、ロッド８の内周面、より具体的には、ロッド８のナット取付け部８Ｃに固定されている。これにより、ボールナット１４のナット本体１８は、複数の弾性部材１９を径方向に積層してなる保持部材１７によりロッド８に保持されている。また、ボールナット１４は、保持部材１７によりロッド８に対する回転が阻止された状態で保持されている。

保持部材１７を構成する複数の弾性部材１９は、それぞれ減衰性能を有する弾性材料、より具体的には、ゴム材料（例えば合成ゴム）、樹脂材料（例えば合成樹脂）等の高分子材料を用いて形成されている。この場合、弾性部材１９としては、高減衰の弾性材料を用いることが好ましい。第１の実施形態では、複数の弾性部材１９のみを積層することにより保持部材１７を構成している。複数の弾性部材１９は、例えば接着等により互いに分離不能に接続している。例えば、径方向に隣り合う弾性部材１９の内周面と外周面とを接着剤により接続している。保持部材１７を構成する複数の弾性部材１９は、それぞれが同じ素材としてもよいし、異なる素材としてもよい。

このように、第１の実施形態では、ボールナット１４のナット本体１８をロッド８に支持するための支持部材として、高減衰ゴムの弾性部材１９を積層した保持部材１７を用いている。図４に示すように、保持部材１７は、軸方向の変形（図４の上下方向の変位）が容易となっている。このため、ナット本体１８は、ロッド８に対する軸方向の変位が容易となり、路面からの突き上げのような急激な軸方向の振動に対して保持部材１７により振動減衰効果を得ることができる。この結果、ボールねじ軸１５に印加される振動を小さくでき、乗り心地を向上できる。

また、ボールねじ軸１５とボール１６との螺合部（転がり接触部）に高負荷が印加されること、換言すれば、螺合部（転がり接触部）に不均一な負荷が加わることを抑制できる。これにより、摩耗の進行、割れ等の損傷を抑制することができる。また、ボールねじ軸１５とボール１６は、特に不均一な荷重が印加されることに起因して動作音が大きくなる等、異音（異常な音）が発生する可能性があるが、上記のように不均一な負荷が加わることを抑制できるため、静音性を向上することもできる。

第１の実施形態によるサスペンション装置１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

サスペンション装置１は、例えば、ロッド８の先端側（上端側）に設けられた支持部１３が車両（自動車）の車体側に取付けられ、外筒６の基端側（下端側）が車両の車輪側（車軸側）に取付けられる。これにより、車両の走行時に振動が発生したときに、ロッド８を伸長、縮小させつつ、ピストン７の圧側バルブ１１、伸側バルブ１２、電動モータ４によって減衰力を発生させ、このときの振動を減衰する。

即ち、ロッド８が縮小行程にある場合には、ロッド側油室Ａよりもボトム側油室Ｂ内が高圧状態になる。そして、ボトム側油室Ｂ内の油液（圧油）は、ピストン７の油路７Ａ、圧側バルブ１１を介してロッド側油室Ａ内へと流通し、減衰力を発生する。このとき、外筒６内へのロッド８の進入体積分に相当する分量の油液が、ボトム側油室Ｂからアキュムレータ９内へと流入する。これにより、ロッド８の進入体積分が吸収される。

また、ロッド８の縮小方向への変位に伴って、ロッド８の下端のボールナット１４は、ロッド８と共に下側に変位しつつ、この下側への変位に対応する方向にボールねじ軸１５を回転させる。このとき、電動モータ４は、ボールナット１４の下側への変位を妨げる方向の駆動力（抵抗力）をボールねじ軸１５に出力することにより、減衰力を発生する。また、例えば、電動モータ４によりボールねじ軸１５に対してボールナット１４の下側への変位を進める方向の駆動力を出力した場合には、負の減衰力を発生させることができる。この場合は、電動モータ４の駆動によって油液（圧油）により発生する減衰力を低減できる。

一方、ロッド８が伸長行程にある場合には、ボトム側油室Ｂよりもロッド側油室Ａ内が高圧状態となる。そして、ロッド側油室Ａ内の油液（圧油）は、ピストン７の油路７Ｂ、伸側バルブ１２を介してボトム側油室Ｂ内へと流通し、減衰力が発生する。このとき、外筒６から進出（退出）したロッド８の進出体積分（退出体積分）に相当する分量の油液が、アキュムレータ９内からボトム側油室Ｂ内に流入する。

また、ロッド８の伸長方向への変位に伴って、ロッド８の下端のボールナット１４は、ロッド８と共に上側に変位しつつ、この上側への変位に対応する方向にボールねじ軸１５を回転させる。このとき、電動モータ４は、ボールナット１４の上側への変位を妨げる方向の駆動力（抵抗力）をボールねじ軸１５に出力することにより、減衰力を発生する。また、例えば、電動モータ４によりボールねじ軸１５に対してボールナット１４の上側への変位を進める方向の駆動力を出力した場合には、負の減衰力を発生させることができる。この場合は、電動モータ４の駆動によって油液（圧油）により発生する減衰力を低減できる。

また、車両の走行時に、ポットホール等の路面の凹凸に起因する大きな入力があったとき、例えば、急激な軸方向の振動（例えば、高周波の微振動）が入力されたときは、その入力を保持部材１７で遮断（吸収）することができる。即ち、図４に示すように、保持部材１７は、高減衰ゴムの弾性部材１９を径方向に積層することにより構成されているため、軸方向の変形（図４の上下方向の変位）が容易となっている。これにより、ナット本体１８は、保持部材１７によって軸方向の振動に対する振動減衰効果を得ることができる。

即ち、ナット本体１８は、急激な軸方向の振動が入力されたときに、弾性部材１９が軸方向に変形することに伴って軸方向（図１ないし図３の上下方向）に変位する。これにより、ボールねじ軸１５とボール１６との螺合部（接触部）に高負荷が印加されることを抑制できる。また、ナット本体１８とボール１６との螺合部（接触部）に高負荷が印加されることを抑制できる。

以上のように、第１の実施形態では、ボールナット１４は、複数の弾性部材１９を径方向に積層した保持部材１７を含んで構成されている。このため、路面からの突き上げ入力等に伴って、ボールねじ軸１５に急激な軸方向の振動が入力された場合、その振動をボールナット１４の保持部材１７で受けることができる。保持部材１７は、複数の弾性部材１９を径方向に積層しているため、軸方向の振動に対して減衰効果を与えることができる。これにより、ボール１６とボールナット１４との螺合部（接触部）、ボール１６とボールねじ軸１５との螺合部（接触部）に過大な荷重および振動が入力されることを抑制できる。この結果、ボールナット１４、ボールねじ軸１５およびボール１６の耐久性、信頼性を向上できる。また、特許文献２に記載されたようなトルク変更手段を必要としないため、部品点数を低減しつつ耐久性、信頼性を向上できる。

次に、図５は、第２の実施形態を示している。第２の実施形態の特徴は、複数の弾性部材の径方向間に金属部材を配置したことにある。なお、第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

上述の第１実施形態では、複数の弾性部材１９のみを積層することにより保持部材１７を構成している。これに対して、第２の実施形態では、径方向に隣り合う高減衰ゴム製の弾性部材１９の間に金属製で円筒状に形成された金属部材２２を挟持することにより保持部材２１を構成している。

即ち、第２の実施形態のボールナット１４も、第１実施形態のボールナット１４と同様に、保持部材２１を含んで構成されている。第２実施形態では、保持部材２１は、複数の弾性部材１９と、複数の金属部材２２とを備えている。金属部材２２は、例えば、ステンレス鋼板等の金属材料製の板材（金属板）を円筒状に形成したもので、高減衰ゴム製の弾性部材１９の間に挿入されている。即ち、保持部材２１は、円筒状の弾性部材１９と円筒状の金属部材２２とを径方向に交互に配置することにより形成されている。これら弾性部材１９と金属部材２２は、互いに分離できないように接続されている。例えば、保持部材２１は、金型内の円筒空間に径方向の隙間を介して配置された複数の金属部材２２の間にゴム材料を注入し、熱および圧力を加えることにより形成することができる。

第２の実施形態は、上述の如き保持部材２１によりボールナット１４のナット本体１８をロッド８に支持するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施形態によるものと格別差異はない。特に、第２の実施形態では、複数の弾性部材１９の径方向間に金属部材２２が配置されている。このため、軸方向の振動の減衰効果を維持しつつ、横方向（径方向）の力が加わることによる保持部材２１の変形を、金属部材２２により抑制できる。即ち、横方向（径方向）の力によりボールナット１４（ナット本体１８）が径方向に移動する（偏心する、位置ずれする、がたつく）傾向となることを金属部材２２により抑制できる。これにより、ボールナット１４、ボールねじ軸１５およびボール１６の耐久性、信頼性をさらに向上できる。

次に、図６は、第３の実施形態を示している。第３の実施形態の特徴は、モータと駆動機構との間にクラッチ機構を設けたことにある。なお、第３の実施形態では、上述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第３実施形態では、アクチュエータとしての電動アクチュエータ３１は、モータとしての電動モータ４と、駆動機構としてのボールねじ機構５と、連結機構３２とを備えている。連結機構３２はクラッチ機構３３を含んで構成されている。電動モータ４は、外筒６の外側に設けられている。電動モータ４のシャフト４Ａは、外筒６の軸線方向に対して直交する方向に延びている。連結機構３２は、電動モータ４とボールねじ機構５（ボールねじ軸１５）との間に設けられている。これにより、第２の実施形態の電動アクチュエータ３１は、連結機構３２を介して電動モータ４によりボールねじ機構５を駆動する構成となっている。

連結機構３２は、歯車伝達機構３４とクラッチ機構３３とを備えている。歯車伝達機構３４は、円錐形状のかさ歯車により構成されたかさ歯車伝達機構であり、第１回転軸３４Ａと、第１かさ歯車３４Ｂと、第２回転軸３４Ｃと、第２かさ歯車３４Ｄとを備えている。第１回転軸３４Ａは、ボールねじ機構５のボールねじ軸１５に同心に接続されている。即ち、第１回転軸３４Ａは、ボールねじ軸１５の下端部にボールねじ軸１５と一体に接続されており、ボールねじ軸１５と共に回転する。第１回転軸３４Ａは、図示しない転がり軸受等により外筒６の底部６Ａに対して回転可能に支持されている。第１回転軸３４Ａには、第１かさ歯車３４Ｂが設けられている。

第２回転軸３４Ｃは、第１回転軸３４Ａの中心軸線に対して直交する方向に延びている。第２回転軸３４Ｃは、図示しない転がり軸受等により外筒６の筒部６Ｂに対して回転可能に支持されている。第２回転軸３４Ｃの一端側、即ち、第１かさ歯車３４Ｂ側には、この第１かさ歯車３４Ｂと噛合する第２かさ歯車３４Ｄが設けられている。第２回転軸３４Ｃの他端側、即ち、電動モータ４側（換言すれば、外筒６から突出した側）は、クラッチ機構３３（駆動機構側クラッチ板３３Ａ）に接続されている。

クラッチ機構３３は、駆動機構側クラッチ板３３Ａと、モータ側クラッチ板３３Ｂとを備えている。駆動機構側クラッチ板３３Ａは、第２回転軸３４Ｃに設けられており、第２回転軸３４Ｃと共に回転する。モータ側クラッチ板３３Ｂは、電動モータ４のシャフト４Ａに設けられている。クラッチ機構３３は、第２回転軸３４Ｃとシャフト４Ａとの間で回転（トルク、回転力、動力）の伝達を行う「接続状態（締結状態）」と、回転の伝達が断たれる「遮断状態（解放状態）」とに切換えが可能となっている。クラッチ機構３３の接続と解放の切換えは、例えば、図示しないサスペンション制御装置により制御される。クラッチ機構３３は、例えば、摩擦クラッチ等、回転力の伝達、遮断（解放）を行うことができる各種のクラッチを採用することができる。

クラッチ機構３３が接続状態のときは、例えば、電動モータ４（シャフト４Ａ）の回転をモータ側クラッチ板３３Ｂ、駆動機構側クラッチ板３３Ａ、第２回転軸３４Ｃ、第２かさ歯車３４Ｄ、第１かさ歯車３４Ｂ、第１回転軸３４Ａを介してボールねじ軸１５に伝達できる。逆に言えば、ボールナット１４の上下方向の変位に基づくボールねじ軸１５の回転は、第１回転軸３４Ａ、第１かさ歯車３４Ｂ、第２かさ歯車３４Ｄ、第２回転軸３４Ｃ、駆動機構側クラッチ板３３Ａ、モータ側クラッチ板３３Ｂを介して電動モータ４（シャフト４Ａ）に伝達される。これに対して、クラッチ機構３３が解放状態のときは、例えば、電動モータ４（シャフト４Ａ）の回転はボールねじ軸１５に伝達されない。逆に言えば、ボールねじ軸１５の回転は電動モータ４（シャフト４Ａ）に伝達されない。

このように、クラッチ機構３３は、電動モータ４とボールねじ機構５（より具体的には、ボールねじ軸１５）との間に設けられている。クラッチ機構３３は、電動モータ４とボールねじ機構５（ボールねじ軸１５）との間で動力の伝達を可能に接続する接続状態と、電動モータ４とボールねじ機構５（ボールねじ軸１５）との間で動力の伝達を遮断可能に解放（開放）する解放状態（開放状態）とのいずれかに切換えられる。これにより、クラッチ機構３３は、接続状態とすることにより、油圧緩衝器２と電動アクチュエータ３１との双方による減衰力を発生させる並列モードと、解放状態にすることにより、油圧緩衝器２による減衰力を発生させる単体モードとの２つのモードを可能としている。モード切換えは、サスペンション制御装置により自動的にクラッチ機構３３が切換えられることにより行う構成としてもよいし、運転者の操作により手動でクラッチ機構３３が切換えられることにより行う構成としてもよい。

クラッチ機構３３が接続状態（即ち、並列モード）のときは、前述の第１の実施形態と同様に、油圧緩衝器２と電動アクチュエータ３１との双方による減衰力を発生させることができる。これに対して、クラッチ機構３３が解放状態（即ち、単体モード）のときは、ボールねじ機構５（ボールねじ軸１５）と電動モータ４との間で動力の伝達が遮断される。これにより、ボールナット１４の軸方向変位に伴ってボールねじ軸１５は空回りし、電動アクチュエータ３１による減衰力（各部の転がり抵抗、回転摩擦抵抗等に基づく減衰力は除く）は発生しない。

このように、第３の実施形態では、第１かさ歯車３４Ｂと噛み合うように配置された第２かさ歯車３４Ｄと、第２かさ歯車３４Ｄに接続された第２回転軸３４Ｃが、外筒６の内部に設置されている。第２回転軸３４Ｃとクラッチ機構３３の駆動機構側クラッチ板３３Ａは、外筒６の外側で接続されている。第２回転軸３４Ｃは、クラッチ機構３３を介してハウジング３５内に設置された電動モータ４（シャフト４Ａ）と接続される。電動モータ４を収容するハウジング３５は、外筒６の外側に設けられている。なお、第３の実施形態では、クラッチ機構３３を外筒６の外側（ハウジング３５内）に配置しているが、これに限定されず、例えば、クラッチ機構を外筒の内側に配置してもよい。

クラッチ機構３３を接続した場合、ロッド８の上下動は、ボールねじ機構５（ボールナット１４、ボール１６、ボールねじ軸１５）、歯車伝達機構３４（第１回転軸３４Ａ、第１かさ歯車３４Ｂ、第２かさ歯車３４Ｄ、第２回転軸３４Ｃ）、クラッチ機構３３（駆動機構側クラッチ板３３Ａ、モータ側クラッチ板３３Ｂ）を介して電動モータ４（シャフト４Ａ）に伝達される。また、電動モータ４を通電すると、電動モータ４の動力（回転力）は、クラッチ機構３３（モータ側クラッチ板３３Ｂ、駆動機構側クラッチ板３３Ａ）、歯車伝達機構３４（第２回転軸３４Ｃ、第２かさ歯車３４Ｄ、第１かさ歯車３４Ｂ、第１回転軸３４Ａ）、ボールねじ機構５（ボールねじ軸１５、ボール１６、ボールナット１４）を介してロッド８に伝達される。さらに、ロッド８の上下動に伴って、外筒６内の油液（流体）が、圧側バルブ１１または伸側バルブ１２を通過することにより、流体による減衰力が発生する。これに対して、クラッチ機構３３の接続を解除した場合、ロッド８の上下動は電動モータ４へは伝達されず、流体による減衰力のみ発生する。

第３の実施形態は、上述の如きクラッチ機構３３をボールねじ機構５（ボールねじ軸１５）と電動モータ４との間に設けたもので、その基本的作用については、上述した第１の実施形態によるものと格別差異はない。即ち、第３の実施形態も、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、ボールねじ機構５に急激な軸方向の振動が入力された場合でも、ボールねじ機構５の螺合部（転がり接触部）に過大な振動が入力されることを抑制できる。しかも、第３の実施形態では、電動モータ４とボールねじ機構５との間にクラッチ機構３３が設けられている。このため、クラッチ機構３３の切換えにより、油圧緩衝器２と電動アクチュエータ３１との双方による減衰力を発生させる並列モードと、油圧緩衝器２による減衰力を発生させる単体モードとの２つのモードを実現できる。

なお、第１の実施形態では、保持部材１７を、複数の弾性部材１９のみを積層することにより構成した場合を例に挙げて説明した。また、第２の実施形態では、保持部材２１を、複数の弾性部材１９の径方向間に金属部材２２を配置することにより構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これらに限らず、例えば、図７に示す変形例のように、複数の弾性部材１９の軸方向間に円筒状の金属部材４２を配置することにより保持部材４１を構成してもよい。この場合も、軸方向の振動の減衰効果を維持しつつ、横方向（径方向）の力が加わることによる保持部材４１の変形を、金属部材４２により抑制できる。即ち、横方向（径方向）の力によりボールナット１４（ナット本体１８）が径方向に移動する（偏心する、位置ずれする、がたつく）傾向となることを金属部材４２により抑制できる。これにより、耐久性、信頼性をさらに向上できる。このことは、第２の実施形態および第３の実施形態も同様である。

第１の実施形態では、ボールねじ機構５のロッド８の一端を車体側に接続する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これらに限らず、例えば、ロッドの一端を車輪側に接続してもよい。このことは、第２の実施形態、第３の実施形態および変形例も同様である。

各実施形態および変形例では、サスペンション装置の代表例として自動車に取付けるサスペンション装置を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、鉄道車両に取付けるサスペンション装置に適用してもよい。また、各実施形態および変形例は例示であり、異なる実施形態および変形例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

以上説明した実施形態によれば、ボールナットは、複数の弾性部材を径方向に積層した保持部材を含んで構成されている。このため、路面からの突き上げ入力等に伴って、ボールねじ軸に急激な軸方向の振動が入力された場合、その振動をボールナットの保持部材で受けることができる。保持部材は、複数の弾性部材を径方向に積層しているため、軸方向の振動に対して減衰効果を与えることができる。これにより、螺合部（ボールとボールナットとの螺合部、ボールとボールねじ軸との螺合部）に過大な振動が入力されることを抑制でき、耐久性、信頼性を向上できる。

実施形態によれば、保持部材は、複数の弾性部材の径方向間に金属部材が配置されている。このため、軸方向の振動の減衰効果を維持しつつ、横方向（径方向）の力が加わることによる保持部材の変形を、金属部材により抑制できる。即ち、横方向（径方向）の力によりボールナットが径方向に移動する（偏心する、位置ずれする、がたつく）傾向となることを金属部材により抑制できる。これにより、耐久性、信頼性をさらに向上できる。

実施形態によれば、保持部材は、複数の弾性部材の軸方向に金属部材が配置されている。このため、軸方向の振動の減衰効果を維持しつつ、横方向（径方向）の力が加わることによる保持部材の変形を、金属部材により抑制できる。即ち、横方向（径方向）の力によりボールナットが径方向に移動する（偏心する、位置ずれする、がたつく）傾向となることを金属部材により抑制できる。これにより、耐久性、信頼性をさらに向上できる。

実施形態によれば、モータと駆動機構との間にクラッチ機構が設けられている。このため、クラッチ機構の切換えにより、減衰機構とアクチュエータとの双方による減衰力を発生させる並列モードと、減衰機構による減衰力を発生させる単体モードとの２つのモードを実現できる。

１：サスペンション装置、２：油圧緩衝器（減衰機構）、３，３１：電動クアクチュエータ（アクチュエータ）、４：電動モータ（モータ）、５：ボールねじ機構（駆動機構）、８：ロッド、１４：ボールナット、１５：ボールねじ軸、１７，２１，４１：保持部材、１９：弾性部材、２２，４２：金属部材、３３：クラッチ機構

Claims (4)

1. 車両の車体と車輪との間に設けられ、流体による減衰力を発生させる減衰機構と、
   前記車体と前記車輪との間に前記減衰機構と並列に設けられ、動力源となるモータおよび前記モータにより駆動される駆動機構を有するアクチュエータと、
   を備えたサスペンション装置であって、
   前記駆動機構は、
   一端が前記車体側または前記車輪側に接続されるロッドと、
   前記ロッドの他端側に固定されるボールナットと、
   前記モータにより駆動され、前記ボールナットに螺合するボールねじ軸と、を備えており、
   前記ボールナットは、複数の弾性部材を径方向に積層した保持部材を含んで構成されるサスペンション装置。
2. 前記複数の弾性部材の径方向間には、金属部材が配置されている請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記複数の弾性部材の軸方向間には、金属部材が配置されている請求項１または２に記載のサスペンション装置。
4. 前記アクチュエータは、前記モータと前記駆動機構との間に設けられ、前記モータと前記駆動機構との間で動力の伝達を可能に接続する接続状態と、前記モータと前記駆動機構との間で動力の伝達を遮断可能に解放する解放状態とのいずれかに切換えられるクラッチ機構を備えており、
   前記クラッチ機構は、前記接続状態とすることにより、前記減衰機構と前記アクチュエータとの双方による減衰力を発生させる並列モードと、前記解放状態にすることにより、前記減衰機構による減衰力を発生させる単体モードとの２つのモードを可能とした請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンション装置。

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