JP4142946B2 - 車両用電磁緩衝器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の車体側と車軸側との間に介装して路面からの振動を減衰する緩衝器に関し、特に、ボール螺子ナットに螺子軸を回転自在に螺入することにより、軸力伝達体の直線運動を螺子軸を介してモータの回転運動に変換する機構を有し、モータシャフトの回転運動に起因する電磁力で減衰力を発生する車両用電磁緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両の車体と車軸との間に介装させた緩衝器は、油圧式のものが知られており、この油圧式緩衝器は車体を懸架するとともに路面からの振動等の入力を減衰して車両の乗り心地を向上させる。
【０００３】
しかしながら、上記の油圧を利用した車両用油圧緩衝器では、高減衰力が得られる反面油が必要であり、この油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構を必要とする。また、万が一、油漏れが生じた場合には、所望の減衰力が得られなくなる等の恐れがある。
【０００４】
そこで、最近油、エアや電源等を必要としない新しい電磁緩衝器が研究され、その論文（たとえば、非特許文献１参照）も公表されている。
【０００５】
この電磁緩衝器の基本構造は、たとえば、図４のモデルに示すように、ボール螺子ナット８７と、当該ボール螺子ナット８７を保持するフランジ７４と、アイ型ブラケット７８が固着されたフランジ７７と、上記各フランジ７４、７７を連結するガイドロッド７６と、ボール螺子ナット８７内に回転自在に螺合した螺子軸８８と、螺子軸８８の上端にカップリング８３とシャフト８９ａを介して結合したモータ８９とで構成したものである。
【０００６】
そして、この電磁緩衝器を、たとえば、車体と車軸との間に介在させてサスペンションとして利用する場合、電磁緩衝器の上端をモータ８９の上に設けられたフランジ６８に固着されたブラケット８０を介して車体側に結合し、電磁緩衝器下端を上記アイ型ブラケット７８を介して車軸側に結合させる。
【０００７】
この場合、モータ８９は、下端をフランジ７０及び連結ロッド７１を介してフランジ７２に結合し、上記フランジ７２の内周にはボール軸受８４を固定し、そのボール軸受８４内に螺子軸８８の上部を回転自在に挿入させている。
【０００８】
さらに、フランジ７２は、フランジ７５に連結ロッド７３により連結され、フランジ７５に設けられた孔の中には上記ガイドロッド７６が摺動可能に挿入されており、ボール螺子ナット８７の直線運動のみが許容されるようになっている。
【０００９】
この電磁緩衝器を利用するサスペンションの構想によれば、たとえば、路面からの振動入力でボール螺子ナット８７が矢印ａ方向に直線運動すると、ボール螺子ナット８７内の螺子軸８８は、ボール螺子ナット８７内のボールと螺子軸８８の外周の螺子溝８８ａに案内されて回転運動に変換される。
【００１０】
このため、螺子軸８８の回転運動が、螺子軸８８の上端に取付けられたカップリング８３を介してシャフト８９ａの矢印ｂ方向の回転運動として伝達され、これによりモータ８９に誘導起電力が発生し、特には図示しないがモータ８９の各電極を電源を介さずに短絡するか所望の電磁力を得られるように制御回路に接続しておけば、モータ９内のコイルに上記誘導起電力に起因する電流が流れ、モータ８９は電磁力を発生する。
【００１１】
そして、この時、上記シャフト８９ａの回転方向とは逆方向に電磁力が発生し、この電磁力に起因してシャフトの回転に抗するトルクが発生し、モータ８９のシャフト８９ａの回転を抑制することとなる。
【００１２】
すると、シャフト８９ａの回転を抑制することは、上記螺子軸８８の回転を抑制することであるから、上記トルクはボール螺子ナット８７の直線運動を抑制する減衰力として作用する。
【００１３】
すなわち、上記の作用は、ボール螺子ナット８７がアイ型ブラケット７８に連結されているので、電磁緩衝器の伸縮運動を抑制する減衰力として作用することとなる。
【００１４】
ここで、ボール螺子ナット８７について着目すると、図５に示すように、ボール螺子ナット８７には、小径のボール８７ａが多数配在されており、このボール８７ａが螺子軸８８の螺旋状の溝８８ａに符合することにより、一対の螺子を形成しており、螺子軸８８はボール螺子ナット８７に対して、回転自在に螺入される。
【００１５】
このため、ボール螺子ナット８７が軸方向に直線運動するとボール８７ａが溝８８ａに沿って移動することから螺子軸８８に強制的に回転力が付与され、螺子軸８８が回転する。
【００１６】
したがって、螺子軸８８とボール螺子ナット８７の上記動作がスムーズであるから、電磁緩衝器に必要な直線運動を回転運動に変換する機構としては、有用なものである。
【００１７】
【非特許文献】
末松、須田，「自動車における電磁サスペンションの研究」，社団法人自動車技術会，学術講演会前刷集，２０００年，Ｎｏ４−００
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように油を使用しない電磁緩衝器は、油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構を必要とせず非常に有用ではあるが、実際にサスペンションに使用する際には、以下のいろいろな問題点がある。
【００１９】
すなわち、一般に緩衝器は車体と車軸間に傾けて介装されるので、車両の走行時に、車両の旋回、路面の凹凸等により緩衝器に働く力は、突き上げ入力や振動等が作用しボール螺子ナットには軸方向の力のみではなく、斜め方向からの曲げ力を受ける場合がある。
【００２０】
この曲げ力は、フランジ７５が担持するが、このフランジ７５とガイドロッド７６、フランジ７５と螺子軸８８との間には加工上どうしても若干の隙間ができ、この隙間に起因する遊びで、上記の曲げ力を完全に支えきれない場合がある。
【００２１】
同様に、ボール螺子ナット８７と螺子軸８８との間にも加工上発生する隙間による遊びがあり、両者の間にガタが発生する場合がある。
【００２２】
このため、斜め方向から大きい力を受けた場合、図６に示すように、電磁緩衝器が傾いで螺子軸８８の中心軸ｃとボール螺子ナット８７の中心軸ｄがずれる可能性がある。
【００２３】
なぜならば、電磁緩衝器にあっては、ボール螺子ナット８７はガイドロッド７６の上端部に嵌め込まれているから、ガイドロッド７６下端部に設けられたアイ７８からの横方向の力を受けるとガイドロッド７６に連結されているボール螺子ナット８７には、ボール螺子ナット８７と螺子軸８８の組み合わさっている部分を中心として回転モーメントが負荷されることとなり、図６に示すように、必然的に上記中心軸がずれてしまうこととなる。
【００２４】
そして、この中心軸のずれは、ボール螺子ナット８７が上述のとおり多数のボール８７ａを介して螺子軸８８に取付けられているに過ぎないから、ボール螺子ナット８７の一部のボール８７ｂ、８７ｃに集中して荷重がかかることとなり、ボール８７ｂ、８７ｃ若しくは螺子軸８８のねじ山が損傷する事態を生じさせることとなる。
【００２５】
すると、上述したボール８７ｂ、８７ｃ若しくは螺子軸８８のねじ山が損傷することにより、螺子軸８８とボール螺子ナット８７の回転若しくは緩衝器の伸縮方向への移動の各動作の円滑さが失われ、電磁緩衝器として機能が損なわれ、ひいては、電磁緩衝器の故障の原因となる危惧がある。
【００２６】
さらに、上述の電磁緩衝器には、懸架バネが取付けられておらず、適用車両によっては、このまま車両の車体と車軸との間に介装したのでは、車体が沈み込んでしまうのみで、緩衝器としての機能を果たせなくなってしまう。
【００２７】
そこで、本発明は、上記の不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることである。
【００２８】
上記した目的を達成するため、本発明の第１の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装するとともに、モータを車体側チューブ内もしくは外方に結合させ、車軸側チューブ内に当該車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内にモータシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、モータシャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をモータシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車軸側チューブに連結されて車体側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００２９】
そして、本発明の第２の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装するとともに、モータを車軸側チューブ内もしくは外方に結合させ、車体側チューブ内に当該車体側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内にモータシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、モータシャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をモータシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車体側チューブに連結されて車軸側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００３０】
上述のように、この第１、第２の課題解決手段における車両用電磁緩衝器にあっては、モータに発生した電磁力を減衰力として利用し、油を特に使用せずに減衰力の発生が可能である。
【００３１】
また、車体側チューブに車軸側チューブが摺動自在に嵌装されているので、この車両用電磁緩衝器に曲げ力が負荷された場合にあっても、車体側チューブに対し車軸側チューブが傾くことが防止され、その結果、螺子軸とボール螺子ナットの中心軸がずれることが無く、ボール螺子ナットと螺子軸の損傷を防ぐことができ、結果的に車両用電磁緩衝器の損傷を防止可能である。
【００３２】
さらに、この車両用電磁緩衝器にあっては、特にモータを車体側チューブ内に結合させた場合には、モータやボール螺子ナットや螺子軸等の車両用電磁緩衝器の主要部材が車軸側チューブと車体側チューブで覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記主要部材に直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、それらを原因とした車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【００３３】
加えて、車両用電磁緩衝器の車軸側チューブには懸架バネ受を設けているので、懸架バネを車両用電磁緩衝器に取付けることが可能となり、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００３４】
したがって、上記した作用効果により電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることができる。また、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に連結パイプを設け、直接ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブに結合せずにこの連結パイプに結合しているから、車両用電磁緩衝器に石が当たるなどの衝撃が負荷されても、ボール螺子ナットを保護することができる。くわえて、特に車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部にボール螺子ナットを結合する場合に比較して、連結パイプを車体側チューブもしくは車軸側チューブより短いものを使用すれば、ボール螺子ナットを結合した連結パイプを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に挿入するだけで、ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部に配置できるので加工が容易となる。
【００３５】
本発明の第３の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装する一方、車体側チューブ内に回転自在に挿通されたシャフトにコイルを巻装し、同じく車体側チューブ内であって上記コイルに対向する位置に永久磁石を設け、車軸側チューブ内に車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内に上記シャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、上記シャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をシャフトに伝達して当該コイルに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車軸側チューブに連結されて車体側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の第４の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装する一方、車軸側チューブ内に回転自在に挿通されたシャフトにコイルを巻装し、同じく車軸側チューブ内であってコイルに対向する位置に永久磁石を設け、車体側チューブ内に車体側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内に上記シャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、上記シャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をシャフトに伝達して当該コイルに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車体側チューブに連結されて車軸側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００３７】
したがって、この第３、第４の課題解決手段における車両用電磁緩衝器においては、第１または第２の課題解決手段と同様に、コイルに電磁力が発生し、シャフトの回転に抗するトルクを車体側チューブの直線運動を抑制する減衰力として利用できるので、第１または第２の課題解決手段と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００３８】
くわえて、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に、直接コイルや永久磁石を取付けており、それらを覆うフレームを設ける必要はないので、モータを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に設ける場合に比較して、コイルが発生する熱が、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内にこもることを防止できる。
【００３９】
また、コイルが発生する熱は車体側チューブないし車軸側チューブに伝達されるが、当該熱を車体側チューブないし車軸側チューブが効果的に放熱することができる。
【００４０】
したがって、コイル自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、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を防止できる。
【００４１】
すると、コイルの漏電等を防止できることとなるので、車両用電磁緩衝器自体の損傷を抑制できる。
【００４２】
したがって、上記した作用効果により電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることができる。また、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に連結パイプを設け、直接ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブに結合せずにこの連結パイプに結合しているから、車両用電磁緩衝器に石が当たるなどの衝撃が負荷されても、ボール螺子ナットを保護することができる。くわえて、特に車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部にボール螺子ナットを結合する場合に比較して、連結パイプを車体側チューブもしくは車軸側チューブより短いものを使用すれば、ボール螺子ナットを結合した連結パイプを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に挿入するだけで、ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部に配置できるので加工が容易となる。
【００４７】
さらに、本発明の第５の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第１または第３の課題解決手段において、ボール螺子ナットに対し車体側チューブが回転することを防止する回転防止手段を設けたことを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の第６の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第２または第４の課題解決手段において、ボール螺子ナットに対し車軸側チューブが回転することを防止する回転防止手段を設けたことを特徴とする。
【００４９】
したがって、第５もしくは第６の課題解決手段における車両用電磁緩衝器にあっては、ボール螺子ナットに対し車体側チューブもしくは車軸側チューブが回転することが防止されるので、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に車体側チューブもしくは車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。
【００５０】
そして、また、本発明の第７の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第１または第５の課題解決手段において、車体側チューブとモータとの間に、上方懸架バネ受を設けた車両取付部を結合し、上方懸架バネ受と下方懸架バネ受との間に懸架バネを介装したことを特徴とする。
【００５１】
この場合には、モータは車両ボディに区画される車体内側に配在されることとなるので、前記モータに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、前記モータのそれらを原因とする故障を効果的に防止することができる。
【００５２】
また、上記構成とすることで、車両用電磁緩衝器本体にモータの長さを考慮する必要が無いため、適用車両に必要かつ充分なストロークを確保することができるという効果もある。
【００５３】
そして、この車両用電磁緩衝器にあっては、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００５４】
また、さらに、本発明の第８の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第１から第６のいずれかの課題解決手段において、車体側チューブの先端もしくはモータに上方懸架バネ受を設けた車両取付部を結合し、上方懸架バネ受と下方懸架バネ受との間に懸架バネを介装したことを特徴とする。
【００５５】
したがって、この車両用電磁緩衝器にあっては、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００５６】
そして、さらに、本発明の第９の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第７または第８の課題解決手段において、車両取付部が車両に結合可能なブラケットと、ブラケットに取付けられた上方懸架バネ受けと、ブラケットに抱持されたブッシュと、ブッシュに抱持された転がり軸受とで構成され転がり軸受の内周に車体側チューブもしくはモータが嵌合されていることを特徴とする。
【００５７】
この場合には、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に、車体に対し車両用電磁緩衝器自体が回動可能となるから、車体側チューブに対し車軸側チューブが回動することが抑制され、結果的にボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。
【００５８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる車両用電磁緩衝器の基本形態は、図１に示すように、車軸側チューブたるアウターチューブ２と、アウターチューブ２内に軸受部材９、１０を介して摺動自在に挿入した車体側チューブたるインナーチューブ１と、アウターチューブ２内に同心に結合した連結パイプ５と、インナーチューブ１の上端に結合され各電極を短絡したモータMと、上記連結パイプ５の上端に結合したボール螺子ナット３と、モータＭのフレーム３２内でモータMのモータシャフトＭＳに連結した螺子軸４と、アウターチューブ２の外周側面に固着された下方懸架バネ受６と、モータＭの上方に設けられた軸１３にナット１９で取付けられた上方懸架バネ受７を備えた車両取付部Ｔと、上記上方懸架バネ受７と下方懸架バネ受６との間に介装される懸架バネ８とを有してなり、図示するところでは、いわゆるストラット型に構成されている。
【００５９】
以下、詳細に説明すると、アウターチューブ２は、筒状であって、その下端がキャップCで封止され、下方側面には車軸側に連結されるアクスルブラケット１４が設けられており、さらに、外周側面には下方懸架バネ受６が固着されている。
【００６０】
インナーチューブ１は、筒状であって、その上端はモータＭが結合され、下端にはクッションバネ２１を備えたバネシート２１を嵌合させ、軸受部材９、１０を介して、アウターチューブ２内に摺動自在に挿入されている。アウターチューブ２の開口端にはリップＲが設けられ、インナーチューブ１に摺接しているので、車両用電磁緩衝器内に雨や埃等が侵入することが防止される。
【００６１】
また、インナーチューブ１の下端の外周にキー１ａが設けられ、他方アウターチューブ２の内周には軸方向に沿ってキー溝（図示せず）が設けられており、このキー１ａとキー溝とを符合させてあり、これにより、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２は回転しないようになっている。
【００６２】
なお、このキー１ａとキー溝は、後述するボール螺子ナット３に対しインナーチューブ１が回転しないようにするために設けられるものであり、ボール螺子ナット３はアウターチューブ２内に結合した連結パイプ５の先端に設けられているのでこのキー１ａとキー溝によりボール螺子ナット３に対しインナーチューブ１が回転することが防止される。また、キー１ａとキー溝をインナーチューブ１とアウターチューブ２に設ける代わりに、連結パイプ５外周とインナーチューブ１内周かボール螺子ナット３の外周とインナーチューブ１内周に設けても良いし、キーとキー溝以外の構成により回転防止を実現しても良い。
【００６３】
また、上述のようにインナーチューブ１とアウターチューブ２とが軸受部材９、１０を介して摺接しているので、この車両用電磁緩衝器に曲げ力が負荷された場合にあっても、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２が傾くことが防止されている。
【００６４】
また、アウターチューブ２内にはアウターチューブ２と同心にキャップＣに螺合された連結パイプ５が設けられるとともに、キャップＣに当接させたクッション２３が配在されている。このクッション２３は、車両用電磁緩衝器が最収縮した場合には、インナーチューブ１の下端に設けたバネシート２１とキャップＣとの間に生じる衝撃を吸収し、車両用電磁緩衝器を保護するとともに、後述するボール螺子ナット３とインナーチューブ１の上方に接合されたモータＭ等と干渉することを防止している。逆に車両用電磁緩衝器が最伸長した場合には、上述のクッションバネ２０がボール螺子ナット３に当接するようにしてボール螺子ナット３を保護するようにしている。
【００６５】
連結パイプ５は、筒状であって、上述のように、その下端をアウターチューブ２の下端に設けたキャップＣに螺合して、インナーチューブ１内に挿入されるとともに、その上端にはボール螺子ナット３が結合されている。したがって、この連結パイプ５は、アウターチューブ２と一体的に移動可能となっている。
【００６６】
次に、インナーチューブ１の上方に結合されるモータＭについて説明すると、モータＭは、図示はしないが、ヨークたる筒状のフレームと、フレームにフレーム内に磁界を発生させるように取付けられた永久磁石と、フレーム内に軸受を介して回転自在に挿入したモータシャフトＭＳと、モータシャフトＭＳに上記永久磁石と対向する位置に巻装したコイルと、同じくモータシャフトＭＳの外周に設けた整流子と、ブラシホルダに取付けられたブラシとで構成される周知のものであり、インナーチューブ１の上端に結合されている。
【００６７】
なお、モータＭは上述したところでは直流モータとしているが、モータの種類としては、直流ブラシ付モータの他に、ブラシレスモータ、交流モータ、誘導モータ等のモータも使用可能である。なお、このモータＭの各電極は短絡されるか制御装置に接続される。
【００６８】
つづいて、螺子軸４は、その上端をモータＭのモータシャフトＭＳに螺合するとともに、インナーチューブ１内に軸受１１、１２を介して回転自在に挿入してあり、その下端部の先端にはクッション２２を設け、螺子軸４の螺旋状の螺子溝（付示せず）をボール螺子ナット３に螺合している。ボール螺子ナット３が螺子軸４の下端に移動した際、すなわち、車両用電磁緩衝器の最伸長時には、クッション２２が、ボール螺子ナット３が螺子軸４から抜けることを防止するとともに、ボール螺子ナット３とクッション２２との干渉による衝撃を緩和し、ボール螺子ナット３の損傷が防止される。
【００６９】
なお、本実施の形態では、螺子軸４の上端をモータシャフトＭＳに螺合することにより接続しているが、螺子軸４の回転運動をモータシャフトＭＳに伝達可能なようにすれば良いので、その接続については螺合にかぎらず他の慣用されている方法を使用しても良く、また、螺子軸４とモータシャフトＭＳを一体成形するとしても良い。
【００７０】
さらに、螺子軸４とモータシャフトＭＳの間に、別途動力伝達手段を設けて、螺子軸４の回転運動をモータシャフトＭＳに伝達するとしても良い。この場合、動力伝達手段は、図示はしないが、たとえば、モータシャフトＭＳの先端に歯車を設け太陽歯車とし、さらに、インナーチューブ１内周に太陽歯車を設けるとともに、螺子軸４側に遊星歯車を設けて、モータシャフトＭＳ側の太陽歯車と、インナーチューブ１側の太陽歯車との間に、上記遊星歯車を介装して、各歯車が互いに噛合させ、プラネタリギアを構成させた歯車機構としても良いし、モータシャフトＭＳと螺子軸４との間に介装させたトーションバーとしても良い。
【００７１】
上述のように、動力伝達手段を歯車機構とした場合には、各歯車のギア比により螺子軸４の回転速度に対しモータシャフトＭＳの回転速度を増速もしくは減速させることが可能となり、トーションバーを用いた場合には螺子軸４の回転運動をある程度トーションバーが吸収するので、特に螺子軸４の回転速度が変化する場合にモータシャフトＭＳにその変化を時間的に遅れて伝達することが可能となる。
【００７２】
また、ボール螺子ナット３についてであるが、その構造は特に図示しないが、例えば、ボール螺子ナットの内周には、螺子軸の螺旋状の螺子溝に符合するように螺旋状のボール保持部が設けられており、前記保持部に多数のボールが配在されてなり、ボール螺子ナットの内部にはボールが循環可能なように前記螺旋状保持部の両端を連通する通路が設けられているものであって、螺子軸を前記ボール螺子ナットに螺入された場合に、螺子軸の螺旋状の螺子溝にボール螺子ナットのボールが嵌合し、螺子軸の回転運動に伴いボール自体も螺子軸の螺子溝との摩擦力により回転するので、ラックアンドピニオン等の機構に比べ滑らかな動作が可能である。
【００７３】
上述のように、螺子軸４には、ボール螺子ナット３が螺子溝に沿って回転自在に装着され、ボール螺子ナット３が上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット３のボールが上下方向に移動するが、この時、当該ボールは螺子軸４の螺旋状の螺子溝に沿って移動するから、螺子軸４は強制的に回転駆動される。
【００７４】
即ち、上記機構によりボール螺子ナット３の直線運動が螺子軸４の回転運動に変換されることになる。したがって、ボール螺子ナット３が連結パイプ５を介してアウターチューブ２と一体的に移動可能となっているので、アウターチューブ２の直線運動が螺子軸４の回転運動に変換されることとなる。
【００７５】
そして、車両取付部Ｔは、車両に結合可能な上下一対のブラケット１７、１８と、ブラケット１８に取付けられた上方懸架バネ受け７と、上下のブラケット１７、１８に抱持されたブッシュ１５と、ブッシュ１５に抱持された転がり軸受１６とで構成され、転がり軸受１６の内周にはモータＭの上端に設けた軸１３が嵌合されている。
【００７６】
ブラケット１７、１８は、ブッシュ１５を抱持可能なように内周側に凹部を設けた円盤状に形成されており、図示はしないがその外周近傍には車体に螺合するためのボルトが挿入可能なように複数の孔が設けられている。
【００７７】
ブッシュ１５はこのブラケット１７、１８の凹部に抱持され、ブッシュ１５の内周側に切欠をもうけて転がり軸受１６を抱持するようにし、上記軸１３を転がり軸受１６内周に嵌合させながら、ナット１９で車両取付部Ｔを軸１３に固定する。すなわち、車両用電磁緩衝器は車両取付部Ｔに対し回転可能である。
【００７８】
なお、上記構成としたので、この車両用電磁緩衝器にあっては、ボール螺子ナット３や螺子軸４の車両用電磁緩衝器の主要部材がインナーチューブ１とアウターチューブ２で覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記主要部材に直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、それらを原因とした車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【００７９】
加えて、車両用電磁緩衝器に上方および下方懸架バネ受を設けて、その上下の懸架バネ受けの間に懸架バネ介装しているので、この車両用電磁緩衝器を車体と車軸との間に介装してもその緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００８０】
なお、図示したこの車両用電磁緩衝器の基本形態は、モータが結合されたインナーチューブを車体側に取り付け、アウターチューブを車軸側に取付けて使用される、いわゆる、正立型の車両用電磁緩衝器としているが、車体側チューブをアウターチューブとして車軸側チューブをインナーチューブとして倒立型としても良く、また、モータを車体側チューブたるインナーチューブではなく車軸側チューブたるアウターチューブに結合しても使用可能である。
【００８１】
さらに、図示したところでは、モータＭをインナーチューブ１の上端に結合しているが、インナーチューブ１内にモータＭを結合しても良い。この場合には、ボール螺子ナット３や螺子軸４だけでなくモータＭもインナーチューブ１とアウターチューブ２で覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記モータＭに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、より一層車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【００８２】
また、インナーチューブ１の中間部にボール螺子ナット３を結合する場合に比較して、連結パイプ５をインナーチューブ１より短いものを使用すれば、ボール螺子ナット３を結合した連結パイプ５をインナーチューブ１内に挿入するだけで、ボール螺子ナット３をインナーチューブ１の中間部に配置できるので加工が容易となる。
【００８３】
つづいて、その作用について説明する。この車両用電磁緩衝器は、インナーチューブ１側が車両取付部Ｔを介して車両の車体側に取付けられ、アウターチューブ２側がアクスルブラケット１４を介して車両の車軸側に取付けて使用されるが、車両の走行中に路面等から、突き上げ入力や振動等が付加されると、車両用電磁緩衝器が伸縮動作をする。
【００８４】
すなわち、インナーチューブ１外周に沿って、アウターチューブ２が直線運動することになる。すると、アウターチューブ２に結合された連結パイプ５の先端に結合されたボール螺子ナット３も直線運動することとなり、このボール螺子ナット３の直線運動が上述のように螺子軸４の回転運動に変換されて、この螺子軸４の回転運動が、最終的にモータＭのシャフトＭＳに伝達される。
【００８５】
このとき、螺子軸４とモータシャフトＭＳの間に動力伝達手段を設け、動力伝達手段が上述したプラネタリギアの場合には、そのギア比によりモータＭのモータシャフトＭＳの回転速度は、螺子軸４の回転速度より増速または減速される。
【００８６】
かくして、モータＭのモータシャフトＭＳが回転運動を呈すると、モータＭのフレームに取付けられた永久磁石がつくる磁束をモータシャフトＭＳに巻装したコイルが横切ることとなり、コイルに誘導起電力が発生する。ここで、モータＭの各電極が短絡、すなわち、上記コイルが短絡されている場合には、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れて、コイルが電磁力を発生し、モータシャフトＭＳの回転に抗するトルクが発生して、このモータシャフトＭＳの回転に抗するトルクがモータシャフトＭＳの回転運動を抑制することとなる。
【００８７】
したがって、モータシャフトＭＳの回転を抑制することは、螺子軸４の回転を抑制することとなり、ボール螺子ナット３の直線運動を抑制し、ひいてはボール螺子ナット３が連結パイプ５を介して結合されているアウターチューブ２の直線運動を抑制するので、この電磁力に起因するモータシャフトＭＳの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなる。
【００８８】
上述のように、この車両用電磁緩衝器にあっては、モータに発生した電磁力を減衰力として利用し、油を特に使用せずに減衰力の発生が可能であり、車両の乗り心地を向上できる。
【００８９】
以上のように、この車両用電磁緩衝器にあっては、インナーチューブ１に対するアウターチューブ２の上下方向の直線運動をボール螺子ナット３を介して螺子軸４の回転運動に変換し、ひいてはモータシャフトＭＳを回転運動させることによりモータＭに電磁力を発生させて、この電磁力を減衰力として利用しているが、本実施の形態では特にストラット型の車両用電磁緩衝器としているので、車両取付部Ｔに転がり軸受１６を設け、車両用電磁緩衝器が車両取付部Ｔに対し回動可能となっている。
【００９０】
すると、転舵時には車両用電磁緩衝器が車両取付部Ｔに対し回転するが、車体に対し車両用電磁緩衝器自体が回動可能となるから、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２が回動することが抑制され、結果的にボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまう弊害が防止される。
【００９１】
さらに、アウターチューブ２内周にキー溝を設けるとともに、インナーチューブ１にキー１ａを設けているので、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２は回動しないので、結果的に、インナーチューブ１に対しボール螺子ナット３も同様に回動しない。すなわち、転舵時には、転がり軸受１６が作用して車両用電磁緩衝器全体が回動することによりその弊害を抑制しているが、キー１ａとキー溝とにより、より一層効果的に上記弊害を防止することが可能となる。なお、上記したところではストラット型に構成された車両用電磁緩衝器に、特に上記弊害防止効果が高いが、おおよそ、ボール螺子ナットと車体もしくは車軸側チューブが回動してしまい上記弊害の発生の可能性がある箇所に適用される場合には同様の効果があることは言うまでもない。
【００９２】
また、上記したところでは、モータＭの各電極を短絡してモータシャフトＭＳの回転に抗するトルクを得ているが、これに換えて、たとえば、モータＭを誘導起電力の大きさによって内部抵抗を変更可能な電気回路に接続し、誘導起電力に起因するモータＭに流れる電流量を、この電気回路によって調節しても良い。そうすることによって、モータＭに流れる電流量を調節することが可能となり、すると、車両用電磁緩衝器の発生する減衰力も調節可能となる。
【００９３】
なお、モータＭを制御装置に接続する場合にも、モータＭに流れる電流量を調節するように制御すれば所望の減衰力を得られるので、制御装置から積極的にモータＭに電流を供給する必要はなく、制御装置自体の動作に必要な電力を供給するのみでよいので省電力化が図れる。
【００９４】
ここで、上述のようにインナーチューブ１とアウターチューブ２との間には軸受部材９、１０が配在され、上下で二点支持されているので、車両の走行時に、車両の旋回、路面の凹凸等により車両用電磁緩衝器に斜め方向からの曲げ力が負荷されても、インナーチューブ１に対してアウターチューブ２は傾くことは無く、螺子軸４とボール螺子ナット３の中心軸のずれを防止できる。
すると、螺子軸とボール螺子ナットの各中心軸がずれないので、ボール螺子ナットの一部のボールに集中して荷重がかかることを防止でき、ボール若しくは螺子軸のねじ山が損傷する事態を避けることが可能である。
【００９５】
また、ボール若しくは螺子軸のねじ山の損傷を防止できるので、螺子軸とボール螺子ナットの回転若しくは車両用電磁緩衝器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る。
【００９６】
したがって、上記各動作の円滑を保てるので、車両用電磁緩衝器としての機能も損なわれず、ひいては、車両用電磁緩衝器の故障を防止できる。
【００９７】
さらに、上述のように動力伝達手段を設け、この動力伝達手段をプラネタリギア等の歯車機構とすれば、モータＭのモータシャフトＭＳの回転速度を螺子軸４の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。なお、動力伝達手段には、プラネタリギア以外にも、摩擦車等の他の慣用手段を用いても良い。
【００９８】
すなわち、実際にこの車両用電磁緩衝器を車両に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータＭの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００９９】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、車両用電磁緩衝器に使用するモータＭを大型化する必要が無くなる。したがって、コスト的にも有利である。
【０１００】
さらに、この動力伝達手段をトーションバーとした場合には、車両用電磁緩衝器の伸縮速度の変化があった時に、螺子軸の回転速度が変化する場合にモータシャフトにその変化を時間的に遅れて伝達することが可能となる。すなわち、伸縮始動時又は伸縮速度の変化に時間的に遅れてモータの回転子の慣性モーメントを発生させることが出来る。ここで、モータの回転子の慣性モーメントは螺子軸の回転運動を抑制するように働くので、車両用電磁緩衝器は減衰力を発生させることとなる。すなわち、モータの回転子の慣性モーメントによる減衰力の発生を時間的に遅らせることとなるので、電磁力に起因する減衰力発生に先んじて発生する車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力を抑制することなる。
【０１０１】
このことから、上述の回転子の慣性モーメントにより発生する減衰力の制御の困難性等の弊害をより少なくすることが可能となり、車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力の発生を抑制出来るから、車両用電磁緩衝器を車両に適用した際に、車両の乗り心地の悪化を防ぐことが出来る。
【０１０２】
つづいて、図２に示した本実施の形態の第１の変形例について説明する。ここで、上述した実施の形態と同様の部材については、説明が重複するため符号を付するのみとしてその詳細な説明を省略することとする。
【０１０３】
図２に示したように、本実施の形態の第１の変形例は、車体側チューブたるインナーチューブ１の上端に、チューブブラケット２６およびモータＭを接続したモータブラケット２５を結合し、車両取付部Ｔを車両取付部Ｔの転がり軸受１６を上記チューブブラケット２６とモータブラケット２５で挟持して車両用電磁緩衝器を取付けたものである。なお、車両用電磁緩衝器および車両取付部ＴおよびモータＭは、上述の実施の形態と同一である。
【０１０４】
チューブブラケット２６は、筒状であって、下端がインナーチューブ１に結合され、その中間部外周には上記転がり軸受１６を挟持するための段部が設けられている。
【０１０５】
モータブラケット２５は、上方を拡径した筒状であって、その下方内周にチューブブラケット２６を嵌装しつつ、その下端面とチューブブラケット２６の段部とで上記転がり軸受１６を挟持するようにしている。
【０１０６】
そして、螺子軸４の上端に接続した連結軸２７をチューブブラケット２６とモータブラケット２５の内周に挿通して、その上端をモータＭのモータシャフトＭＳに螺合し、連結軸２７の上方に螺合したナット２８でチューブブラケット２６にモータブラケット２５を固定している。
【０１０７】
ちなみに、各ブラケット２５、２６を上記のような形状としているが、螺子軸４とモータシャフトＭＳが回転可能に連結でき、転がり軸受１６に車両用電磁緩衝器を取付けられれば、他の形状としても良い。
【０１０８】
なお、螺子軸４の上端に接続した連結軸２７をモータシャフトＭＳに螺合することにより接続しているが、螺子軸４の回転運動をモータシャフトＭＳに伝達可能なようにすれば良いので、その接続については螺合にかぎらず他の慣用されている方法を使用しても良く、また、螺子軸４と連結軸２７とモータシャフトＭＳを一体成形するとしても良いのは、上述の実施の形態と同様である。
【０１０９】
さて、その作用であるが、やはり上述の実施の形態と同様に、この車両用電磁緩衝器の伸縮動作によりボール螺子ナットが上下移動して、螺子軸４の回転運動に変換され、その螺子軸４の回転運動は、モータシャフトＭＳが回転運動を呈するので、モータＭに電磁力が発生して螺子軸４の回転運動を抑制するので、結果的に車両用電磁緩衝器の伸縮動作を抑制する。すなわち、減衰力を発生することが可能である。したがって、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【０１１０】
さらに、上記構成としたので、モータＭは車両取付部Ｔより上方に配置されているので、上記モータを車両ボディに区画される車体内側に配在されることになり、前記モータに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、前記モータのそれらを原因とする故障を効果的に防止することができる。
【０１１１】
また、上記構成とすることで、電磁緩衝器本体にモータの長さを考慮する必要が無いため、適用車両に必要かつ充分なストロークを確保することができるという効果もある。
【０１１２】
最後に図３に示す本実施の形態の第２の変形例について説明する。第２の変形例は、図示したように、インナーチューブ１内にインナーチューブ１内に磁界を発生させるように取付けられた永久磁石３１ａ、３１ｂと、インナーチューブ１内に軸受３７、３８を介して回転自在に挿入したシャフトＳと、シャフトＳに上記永久磁石３１ａ、３１ｂと対向する位置に巻装したコイル３２と、同じくシャフトＳの外周に設けた整流子３３と、ブラシホルダ（付示せず）に取付けられたブラシ３４とを設けており、すなわち、インナーチューブ１は、ヨークとしての機能を有している。その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【０１１３】
また、ブラシ３４は、ブラシホルダを介して電線３６に接続され、電線３６は、図示はしないが各ブラシ３４に接続する２本の導線から構成されており、その先端で短絡されている。したがって、この場合には電線３６をインナーチューブ１外で短絡させる必要は無いので、各ブラシ３４同士をインナーチューブ１内で短絡させても良い。
【０１１４】
なお、ブラシ３４が一つしか図示されていないが、ブラシ３４は一対となるように設けられ、各ブラシ３４が、整流子３３に接触するようになっており、コイル３２は整流子３３に接続されている。したがって、シャフトＳの回転によりコイル３２が永久磁石３１ａ、３１ｂの発生する磁界を横切ることにより誘導起電力を発生し、コイル３２が整流子３３、ブラシ３４、電線３６を介して短絡されているので、コイル３２に電流が流れ、電磁力を発生することが可能である。
【０１１５】
この変形例にあっては、車両用電磁緩衝器の伸縮運動に伴ない、シャフトＳが回転するので、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れるので、やはり、電磁力を発生することが可能であるので、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であることは勿論であるが、インナーチューブ１内に、直接コイル３２や永久磁石３１ａ、３１ｂを取付けており、それらを覆うフレームを設ける必要はないので、モータをインナーチューブ１内に設ける場合に比較して、コイル３２が発生する熱が、インナーチューブ１内にこもることを防止できる。
【０１１６】
また、コイルが発生する熱はインナーチューブ１に伝達されるが、当該熱をインナーチューブ１が効果的に放熱することができる。
【０１１７】
したがって、コイル自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、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を防止できる。
【０１１８】
すると、コイルの漏電等を防止できることとなるので、車両用電磁緩衝器自体の損傷を抑制できる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、ストラット型に構成された車両用電磁緩衝器について説明したが、本発明の意図するところは、電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることであるので、ストラット型以外の車両用電磁緩衝器に本発明が具現化されうることは勿論である。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のように、各請求項の発明によれば、モータに発生した電磁力を減衰力として利用し、油を特に使用せずに減衰力の発生が可能である。
【０１２１】
また、車体側チューブに車軸側チューブが摺動自在に嵌装されているので、この車両用電磁緩衝器に曲げ力が負荷された場合にあっても、車体側チューブに対し車軸側チューブが傾くことが防止され、その結果、螺子軸とボール螺子ナットの中心軸がずれることが無く、ボール螺子ナットと螺子軸の損傷を防ぐことができ、結果的に車両用電磁緩衝器の損傷を防止可能である。
【０１２２】
さらに、この車両用電磁緩衝器にあっては、特にモータを車体側チューブ内に結合させた場合には、モータやボール螺子ナットや螺子軸等の車両用電磁緩衝器の主要部材が車軸側チューブと車体側チューブで覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記主要部材に直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、それらを原因とした車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【０１２３】
加えて、車両用電磁緩衝器の車軸側チューブには懸架バネ受を設けているので、懸架バネを車両用電磁緩衝器に取付けることが可能となり、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【０１２４】
したがって、上記した作用効果により電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることができる。また、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に連結パイプを設け、直接ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブに結合せずにこの連結パイプに結合しているから、車両用電磁緩衝器に石が当たるなどの衝撃が負荷されても、ボール螺子ナットを保護することができる。くわえて、特に車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部にボール螺子ナットを結合する場合に比較して、連結パイプを車体側チューブもしくは車軸側チューブより短いものを使用すれば、ボール螺子ナットを結合した連結パイプを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に挿入するだけで、ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部に配置できるので加工が容易となる。
【０１２５】
なお、動力伝達手段をプラネタリギアとした場合には、モータのモータシャフトの回転速度を螺子軸の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。なお、動力伝達手段には、プラネタリギア以外にも、摩擦車等の他の慣用手段を用いても良い。
【０１２６】
すなわち、実際にこの車両用電磁緩衝器を車両に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【０１２７】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、車両用電磁緩衝器に使用するモータを大型化する必要が無くなる。したがって、コスト的にも有利である。
【０１２８】
さらに、この動力伝達手段をトーションバーとした場合には、車両用電磁緩衝器の伸縮速度の変化があった時に、螺子軸の回転速度が変化する場合にモータシャフトにその変化を時間的に遅れて伝達することが可能となる。すなわち、伸縮始動時又は伸縮速度の変化に時間的に遅れてモータの回転子の慣性モーメントを発生させることが出来る。ここで、モータの回転子の慣性モーメントは螺子軸の回転運動を抑制するように働くので、車両用電磁緩衝器は減衰力を発生させることとなる。すなわち、モータの回転子の慣性モーメントによる減衰力の発生を時間的に遅らせることとなるので、電磁力に起因する減衰力発生に先んじて発生する車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力を抑制することなる。
【０１２９】
このことから、上述の回転子の慣性モーメントにより発生する減衰力の制御の困難性等の弊害をより少なくすることが可能となり、車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力の発生を抑制出来るから、車両用電磁緩衝器を車両に適用した際に、車両の乗り心地の悪化を防ぐことが出来る。
【０１３０】
さらに、モータを制御装置に接続する場合には、モータに流れる電流量を調節するように制御すれば所望の減衰力を得られるので、制御装置から積極的にモータに電流を供給する必要はなく、制御装置自体の動作に必要な電力を供給するのみでよいので省電力化が図れる。
【０１３１】
また、請求項３または４の発明によれば、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に、直接コイルや永久磁石を取付けており、それらを覆うフレームを設ける必要はないので、モータを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に設ける場合に比較して、コイルが発生する熱が、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内にこもることを防止できる。
【０１３２】
また、コイルが発生する熱は車体側チューブないし車軸側チューブに伝達されるが、当該熱を車体側チューブないし車軸側チューブが効果的に放熱することができる。
【０１３３】
したがって、コイル自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、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を防止できる。
【０１３４】
すると、コイルの漏電等を防止できることとなるので、車両用電磁緩衝器自体の損傷を抑制できる。
【０１３７】
また、請求項５または６の発明によれば、ボール螺子ナットに対し車体側チューブもしくは車軸側チューブが回転することが防止されるので、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に車体側チューブもしくは車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。なお、ボール螺子ナットと車体もしくは車軸側チューブが回動してしまい上記弊害の発生の可能性がある箇所に適用される場合には同様の効果があることは言うまでもない。
【０１３８】
さらに、請求項７の発明によれば、モータは車両ボディに区画される車体内側に配在されることとなるので、前記モータに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、前記モータのそれらを原因とする故障を効果的に防止することができる。
【０１３９】
また、上記構成とすることで、車両用電磁緩衝器本体にモータの長さを考慮する必要が無いため、適用車両に必要かつ充分なストロークを確保することができるという効果もある。
【０１４０】
そして、この車両用電磁緩衝器にあっては、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【０１４１】
また、さらに、請求項８の発明によれば、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【０１４２】
そして、さらに、請求項９の発明によれば、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に、車体に対し車両用電磁緩衝器自体が回動可能となるから、車体側チューブに対し車軸側チューブが回動することが抑制され、結果的にボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。なお、ボール螺子ナットと車体もしくは車軸側チューブが回動してしまい上記弊害の発生の可能性がある箇所に適用される場合には同様の効果があることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用電磁緩衝器の実施の形態における側面断面図である。
【図２】車両用緩衝器の実施の形態の第１変形例における側面断面図である。
【図３】車両用緩衝器の実施の形態の第２変形例における側面断面図である。
【図４】従来の電磁緩衝器の概念図である。
【図５】ボール螺子ナットに螺子軸を螺合させた状態における側面断面図である。
【図６】ボール螺子ナットの中心軸と螺子軸の中心軸とがずれた状態における側面断面図である。
【符号の説明】
１ 車体側チューブたるインナーチューブ
２ 車軸側チューブたるアウターチューブ
３ ボール螺子ナット
４ 螺子軸
５ 連結パイプ
６ 下方懸架バネ受
７ 上方懸架バネ受
８ 懸架バネ
９、１０、１１、１２、３７、３８ 軸受
１５ ブッシュ
１６ 転がり軸受
１７、１８ ブラケット
２５ モータブラケット
２６ チューブブラケット
３１ａ、３１ｂ 永久磁石
３２ コイル
３３ 整流子
３４ ブラシ
３６ 電線
Ｍ モータ
ＭＳ モータシャフト
Ｓ シャフト
Ｔ 車両取付部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の車体側と車軸側との間に介装して路面からの振動を減衰する緩衝器に関し、特に、ボール螺子ナットに螺子軸を回転自在に螺入することにより、軸力伝達体の直線運動を螺子軸を介してモータの回転運動に変換する機構を有し、モータシャフトの回転運動に起因する電磁力で減衰力を発生する車両用電磁緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両の車体と車軸との間に介装させた緩衝器は、油圧式のものが知られており、この油圧式緩衝器は車体を懸架するとともに路面からの振動等の入力を減衰して車両の乗り心地を向上させる。
【０００３】
しかしながら、上記の油圧を利用した車両用油圧緩衝器では、高減衰力が得られる反面油が必要であり、この油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構を必要とする。また、万が一、油漏れが生じた場合には、所望の減衰力が得られなくなる等の恐れがある。
【０００４】
そこで、最近油、エアや電源等を必要としない新しい電磁緩衝器が研究され、その論文（たとえば、非特許文献１参照）も公表されている。
【０００５】
この電磁緩衝器の基本構造は、たとえば、図４のモデルに示すように、ボール螺子ナット８７と、当該ボール螺子ナット８７を保持するフランジ７４と、アイ型ブラケット７８が固着されたフランジ７７と、上記各フランジ７４、７７を連結するガイドロッド７６と、ボール螺子ナット８７内に回転自在に螺合した螺子軸８８と、螺子軸８８の上端にカップリング８３とシャフト８９ａを介して結合したモータ８９とで構成したものである。
【０００６】
そして、この電磁緩衝器を、たとえば、車体と車軸との間に介在させてサスペンションとして利用する場合、電磁緩衝器の上端をモータ８９の上に設けられたフランジ６８に固着されたブラケット８０を介して車体側に結合し、電磁緩衝器下端を上記アイ型ブラケット７８を介して車軸側に結合させる。
【０００７】
この場合、モータ８９は、下端をフランジ７０及び連結ロッド７１を介してフランジ７２に結合し、上記フランジ７２の内周にはボール軸受８４を固定し、そのボール軸受８４内に螺子軸８８の上部を回転自在に挿入させている。
【０００８】
さらに、フランジ７２は、フランジ７５に連結ロッド７３により連結され、フランジ７５に設けられた孔の中には上記ガイドロッド７６が摺動可能に挿入されており、ボール螺子ナット８７の直線運動のみが許容されるようになっている。
【０００９】
この電磁緩衝器を利用するサスペンションの構想によれば、たとえば、路面からの振動入力でボール螺子ナット８７が矢印ａ方向に直線運動すると、ボール螺子ナット８７内の螺子軸８８は、ボール螺子ナット８７内のボールと螺子軸８８の外周の螺子溝８８ａに案内されて回転運動に変換される。
【００１０】
このため、螺子軸８８の回転運動が、螺子軸８８の上端に取付けられたカップリング８３を介してシャフト８９ａの矢印ｂ方向の回転運動として伝達され、これによりモータ８９に誘導起電力が発生し、特には図示しないがモータ８９の各電極を電源を介さずに短絡するか所望の電磁力を得られるように制御回路に接続しておけば、モータ９内のコイルに上記誘導起電力に起因する電流が流れ、モータ８９は電磁力を発生する。
【００１１】
そして、この時、上記シャフト８９ａの回転方向とは逆方向に電磁力が発生し、この電磁力に起因してシャフトの回転に抗するトルクが発生し、モータ８９のシャフト８９ａの回転を抑制することとなる。
【００１２】
すると、シャフト８９ａの回転を抑制することは、上記螺子軸８８の回転を抑制することであるから、上記トルクはボール螺子ナット８７の直線運動を抑制する減衰力として作用する。
【００１３】
すなわち、上記の作用は、ボール螺子ナット８７がアイ型ブラケット７８に連結されているので、電磁緩衝器の伸縮運動を抑制する減衰力として作用することとなる。
【００１４】
ここで、ボール螺子ナット８７について着目すると、図５に示すように、ボール螺子ナット８７には、小径のボール８７ａが多数配在されており、このボール８７ａが螺子軸８８の螺旋状の溝８８ａに符合することにより、一対の螺子を形成しており、螺子軸８８はボール螺子ナット８７に対して、回転自在に螺入される。
【００１５】
このため、ボール螺子ナット８７が軸方向に直線運動するとボール８７ａが溝８８ａに沿って移動することから螺子軸８８に強制的に回転力が付与され、螺子軸８８が回転する。
【００１６】
したがって、螺子軸８８とボール螺子ナット８７の上記動作がスムーズであるから、電磁緩衝器に必要な直線運動を回転運動に変換する機構としては、有用なものである。
【００１７】
【非特許文献】
末松、須田，「自動車における電磁サスペンションの研究」，社団法人自動車技術会，学術講演会前刷集，２０００年，Ｎｏ４−００
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように油を使用しない電磁緩衝器は、油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構を必要とせず非常に有用ではあるが、実際にサスペンションに使用する際には、以下のいろいろな問題点がある。
【００１９】
すなわち、一般に緩衝器は車体と車軸間に傾けて介装されるので、車両の走行時に、車両の旋回、路面の凹凸等により緩衝器に働く力は、突き上げ入力や振動等が作用しボール螺子ナットには軸方向の力のみではなく、斜め方向からの曲げ力を受ける場合がある。
【００２０】
この曲げ力は、フランジ７５が担持するが、このフランジ７５とガイドロッド７６、フランジ７５と螺子軸８８との間には加工上どうしても若干の隙間ができ、この隙間に起因する遊びで、上記の曲げ力を完全に支えきれない場合がある。
【００２１】
同様に、ボール螺子ナット８７と螺子軸８８との間にも加工上発生する隙間による遊びがあり、両者の間にガタが発生する場合がある。
【００２２】
このため、斜め方向から大きい力を受けた場合、図６に示すように、電磁緩衝器が傾いで螺子軸８８の中心軸ｃとボール螺子ナット８７の中心軸ｄがずれる可能性がある。
【００２３】
なぜならば、電磁緩衝器にあっては、ボール螺子ナット８７はガイドロッド７６の上端部に嵌め込まれているから、ガイドロッド７６下端部に設けられたアイ７８からの横方向の力を受けるとガイドロッド７６に連結されているボール螺子ナット８７には、ボール螺子ナット８７と螺子軸８８の組み合わさっている部分を中心として回転モーメントが負荷されることとなり、図６に示すように、必然的に上記中心軸がずれてしまうこととなる。
【００２４】
そして、この中心軸のずれは、ボール螺子ナット８７が上述のとおり多数のボール８７ａを介して螺子軸８８に取付けられているに過ぎないから、ボール螺子ナット８７の一部のボール８７ｂ、８７ｃに集中して荷重がかかることとなり、ボール８７ｂ、８７ｃ若しくは螺子軸８８のねじ山が損傷する事態を生じさせることとなる。
【００２５】
すると、上述したボール８７ｂ、８７ｃ若しくは螺子軸８８のねじ山が損傷することにより、螺子軸８８とボール螺子ナット８７の回転若しくは緩衝器の伸縮方向への移動の各動作の円滑さが失われ、電磁緩衝器として機能が損なわれ、ひいては、電磁緩衝器の故障の原因となる危惧がある。
【００２６】
さらに、上述の電磁緩衝器には、懸架バネが取付けられておらず、適用車両によっては、このまま車両の車体と車軸との間に介装したのでは、車体が沈み込んでしまうのみで、緩衝器としての機能を果たせなくなってしまう。
【００２７】
そこで、本発明は、上記の不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることである。
【００２８】
上記した目的を達成するため、本発明の第１の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装するとともに、モータを車体側チューブ内もしくは外方に結合させ、車軸側チューブ内に当該車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内にモータシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、モータシャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をモータシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車軸側チューブに連結されて車体側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００２９】
そして、本発明の第２の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装するとともに、モータを車軸側チューブ内もしくは外方に結合させ、車体側チューブ内に当該車体側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内にモータシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、モータシャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をモータシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車体側チューブに連結されて車軸側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００３０】
上述のように、この第１、第２の課題解決手段における車両用電磁緩衝器にあっては、モータに発生した電磁力を減衰力として利用し、油を特に使用せずに減衰力の発生が可能である。
【００３１】
また、車体側チューブに車軸側チューブが摺動自在に嵌装されているので、この車両用電磁緩衝器に曲げ力が負荷された場合にあっても、車体側チューブに対し車軸側チューブが傾くことが防止され、その結果、螺子軸とボール螺子ナットの中心軸がずれることが無く、ボール螺子ナットと螺子軸の損傷を防ぐことができ、結果的に車両用電磁緩衝器の損傷を防止可能である。
【００３２】
さらに、この車両用電磁緩衝器にあっては、特にモータを車体側チューブ内に結合させた場合には、モータやボール螺子ナットや螺子軸等の車両用電磁緩衝器の主要部材が車軸側チューブと車体側チューブで覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記主要部材に直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、それらを原因とした車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【００３３】
加えて、車両用電磁緩衝器の車軸側チューブには懸架バネ受を設けているので、懸架バネを車両用電磁緩衝器に取付けることが可能となり、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００３４】
したがって、上記した作用効果により電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることができる。また、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に連結パイプを設け、直接ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブに結合せずにこの連結パイプに結合しているから、車両用電磁緩衝器に石が当たるなどの衝撃が負荷されても、ボール螺子ナットを保護することができる。くわえて、特に車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部にボール螺子ナットを結合する場合に比較して、連結パイプを車体側チューブもしくは車軸側チューブより短いものを使用すれば、ボール螺子ナットを結合した連結パイプを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に挿入するだけで、ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部に配置できるので加工が容易となる。
【００３５】
本発明の第３の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装する一方、車体側チューブ内に回転自在に挿通されたシャフトにコイルを巻装し、同じく車体側チューブ内であって上記コイルに対向する位置に永久磁石を設け、車軸側チューブ内に車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内に上記シャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、上記シャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をシャフトに伝達して当該コイルに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車軸側チューブに連結されて車体側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の第４の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、車体側チューブの内側または外側に下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装する一方、車軸側チューブ内に回転自在に挿通されたシャフトにコイルを巻装し、同じく車軸側チューブ内であってコイルに対向する位置に永久磁石を設け、車体側チューブ内に車体側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内に上記シャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、上記シャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をシャフトに伝達して当該コイルに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車体側チューブに連結されて車軸側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする。
【００３７】
したがって、この第３、第４の課題解決手段における車両用電磁緩衝器においては、第１または第２の課題解決手段と同様に、コイルに電磁力が発生し、シャフトの回転に抗するトルクを車体側チューブの直線運動を抑制する減衰力として利用できるので、第１または第２の課題解決手段と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００３８】
くわえて、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に、直接コイルや永久磁石を取付けており、それらを覆うフレームを設ける必要はないので、モータを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に設ける場合に比較して、コイルが発生する熱が、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内にこもることを防止できる。
【００３９】
また、コイルが発生する熱は車体側チューブないし車軸側チューブに伝達されるが、当該熱を車体側チューブないし車軸側チューブが効果的に放熱することができる。
【００４０】
したがって、コイル自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、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を防止できる。
【００４１】
すると、コイルの漏電等を防止できることとなるので、車両用電磁緩衝器自体の損傷を抑制できる。
【００４２】
したがって、上記した作用効果により電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることができる。また、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に連結パイプを設け、直接ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブに結合せずにこの連結パイプに結合しているから、車両用電磁緩衝器に石が当たるなどの衝撃が負荷されても、ボール螺子ナットを保護することができる。くわえて、特に車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部にボール螺子ナットを結合する場合に比較して、連結パイプを車体側チューブもしくは車軸側チューブより短いものを使用すれば、ボール螺子ナットを結合した連結パイプを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に挿入するだけで、ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部に配置できるので加工が容易となる。
【００４７】
さらに、本発明の第５の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第１または第３の課題解決手段において、ボール螺子ナットに対し車体側チューブが回転することを防止する回転防止手段を設けたことを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の第６の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第２または第４の課題解決手段において、ボール螺子ナットに対し車軸側チューブが回転することを防止する回転防止手段を設けたことを特徴とする。
【００４９】
したがって、第５もしくは第６の課題解決手段における車両用電磁緩衝器にあっては、ボール螺子ナットに対し車体側チューブもしくは車軸側チューブが回転することが防止されるので、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に車体側チューブもしくは車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。
【００５０】
そして、また、本発明の第７の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第１または第５の課題解決手段において、車体側チューブとモータとの間に、上方懸架バネ受を設けた車両取付部を結合し、上方懸架バネ受と下方懸架バネ受との間に懸架バネを介装したことを特徴とする。
【００５１】
この場合には、モータは車両ボディに区画される車体内側に配在されることとなるので、前記モータに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、前記モータのそれらを原因とする故障を効果的に防止することができる。
【００５２】
また、上記構成とすることで、車両用電磁緩衝器本体にモータの長さを考慮する必要が無いため、適用車両に必要かつ充分なストロークを確保することができるという効果もある。
【００５３】
そして、この車両用電磁緩衝器にあっては、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００５４】
また、さらに、本発明の第８の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第１から第６のいずれかの課題解決手段において、車体側チューブの先端もしくはモータに上方懸架バネ受を設けた車両取付部を結合し、上方懸架バネ受と下方懸架バネ受との間に懸架バネを介装したことを特徴とする。
【００５５】
したがって、この車両用電磁緩衝器にあっては、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００５６】
そして、さらに、本発明の第９の課題解決手段における車両用電磁緩衝器は、第７または第８の課題解決手段において、車両取付部が車両に結合可能なブラケットと、ブラケットに取付けられた上方懸架バネ受けと、ブラケットに抱持されたブッシュと、ブッシュに抱持された転がり軸受とで構成され転がり軸受の内周に車体側チューブもしくはモータが嵌合されていることを特徴とする。
【００５７】
この場合には、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に、車体に対し車両用電磁緩衝器自体が回動可能となるから、車体側チューブに対し車軸側チューブが回動することが抑制され、結果的にボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。
【００５８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる車両用電磁緩衝器の基本形態は、図１に示すように、車軸側チューブたるアウターチューブ２と、アウターチューブ２内に軸受部材９、１０を介して摺動自在に挿入した車体側チューブたるインナーチューブ１と、アウターチューブ２内に同心に結合した連結パイプ５と、インナーチューブ１の上端に結合され各電極を短絡したモータMと、上記連結パイプ５の上端に結合したボール螺子ナット３と、モータＭのフレーム３２内でモータMのモータシャフトＭＳに連結した螺子軸４と、アウターチューブ２の外周側面に固着された下方懸架バネ受６と、モータＭの上方に設けられた軸１３にナット１９で取付けられた上方懸架バネ受７を備えた車両取付部Ｔと、上記上方懸架バネ受７と下方懸架バネ受６との間に介装される懸架バネ８とを有してなり、図示するところでは、いわゆるストラット型に構成されている。
【００５９】
以下、詳細に説明すると、アウターチューブ２は、筒状であって、その下端がキャップCで封止され、下方側面には車軸側に連結されるアクスルブラケット１４が設けられており、さらに、外周側面には下方懸架バネ受６が固着されている。
【００６０】
インナーチューブ１は、筒状であって、その上端はモータＭが結合され、下端にはクッションバネ２１を備えたバネシート２１を嵌合させ、軸受部材９、１０を介して、アウターチューブ２内に摺動自在に挿入されている。アウターチューブ２の開口端にはリップＲが設けられ、インナーチューブ１に摺接しているので、車両用電磁緩衝器内に雨や埃等が侵入することが防止される。
【００６１】
また、インナーチューブ１の下端の外周にキー１ａが設けられ、他方アウターチューブ２の内周には軸方向に沿ってキー溝（図示せず）が設けられており、このキー１ａとキー溝とを符合させてあり、これにより、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２は回転しないようになっている。
【００６２】
なお、このキー１ａとキー溝は、後述するボール螺子ナット３に対しインナーチューブ１が回転しないようにするために設けられるものであり、ボール螺子ナット３はアウターチューブ２内に結合した連結パイプ５の先端に設けられているのでこのキー１ａとキー溝によりボール螺子ナット３に対しインナーチューブ１が回転することが防止される。また、キー１ａとキー溝をインナーチューブ１とアウターチューブ２に設ける代わりに、連結パイプ５外周とインナーチューブ１内周かボール螺子ナット３の外周とインナーチューブ１内周に設けても良いし、キーとキー溝以外の構成により回転防止を実現しても良い。
【００６３】
また、上述のようにインナーチューブ１とアウターチューブ２とが軸受部材９、１０を介して摺接しているので、この車両用電磁緩衝器に曲げ力が負荷された場合にあっても、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２が傾くことが防止されている。
【００６４】
また、アウターチューブ２内にはアウターチューブ２と同心にキャップＣに螺合された連結パイプ５が設けられるとともに、キャップＣに当接させたクッション２３が配在されている。このクッション２３は、車両用電磁緩衝器が最収縮した場合には、インナーチューブ１の下端に設けたバネシート２１とキャップＣとの間に生じる衝撃を吸収し、車両用電磁緩衝器を保護するとともに、後述するボール螺子ナット３とインナーチューブ１の上方に接合されたモータＭ等と干渉することを防止している。逆に車両用電磁緩衝器が最伸長した場合には、上述のクッションバネ２０がボール螺子ナット３に当接するようにしてボール螺子ナット３を保護するようにしている。
【００６５】
連結パイプ５は、筒状であって、上述のように、その下端をアウターチューブ２の下端に設けたキャップＣに螺合して、インナーチューブ１内に挿入されるとともに、その上端にはボール螺子ナット３が結合されている。したがって、この連結パイプ５は、アウターチューブ２と一体的に移動可能となっている。
【００６６】
次に、インナーチューブ１の上方に結合されるモータＭについて説明すると、モータＭは、図示はしないが、ヨークたる筒状のフレームと、フレームにフレーム内に磁界を発生させるように取付けられた永久磁石と、フレーム内に軸受を介して回転自在に挿入したモータシャフトＭＳと、モータシャフトＭＳに上記永久磁石と対向する位置に巻装したコイルと、同じくモータシャフトＭＳの外周に設けた整流子と、ブラシホルダに取付けられたブラシとで構成される周知のものであり、インナーチューブ１の上端に結合されている。
【００６７】
なお、モータＭは上述したところでは直流モータとしているが、モータの種類としては、直流ブラシ付モータの他に、ブラシレスモータ、交流モータ、誘導モータ等のモータも使用可能である。なお、このモータＭの各電極は短絡されるか制御装置に接続される。
【００６８】
つづいて、螺子軸４は、その上端をモータＭのモータシャフトＭＳに螺合するとともに、インナーチューブ１内に軸受１１、１２を介して回転自在に挿入してあり、その下端部の先端にはクッション２２を設け、螺子軸４の螺旋状の螺子溝（付示せず）をボール螺子ナット３に螺合している。ボール螺子ナット３が螺子軸４の下端に移動した際、すなわち、車両用電磁緩衝器の最伸長時には、クッション２２が、ボール螺子ナット３が螺子軸４から抜けることを防止するとともに、ボール螺子ナット３とクッション２２との干渉による衝撃を緩和し、ボール螺子ナット３の損傷が防止される。
【００６９】
なお、本実施の形態では、螺子軸４の上端をモータシャフトＭＳに螺合することにより接続しているが、螺子軸４の回転運動をモータシャフトＭＳに伝達可能なようにすれば良いので、その接続については螺合にかぎらず他の慣用されている方法を使用しても良く、また、螺子軸４とモータシャフトＭＳを一体成形するとしても良い。
【００７０】
さらに、螺子軸４とモータシャフトＭＳの間に、別途動力伝達手段を設けて、螺子軸４の回転運動をモータシャフトＭＳに伝達するとしても良い。この場合、動力伝達手段は、図示はしないが、たとえば、モータシャフトＭＳの先端に歯車を設け太陽歯車とし、さらに、インナーチューブ１内周に太陽歯車を設けるとともに、螺子軸４側に遊星歯車を設けて、モータシャフトＭＳ側の太陽歯車と、インナーチューブ１側の太陽歯車との間に、上記遊星歯車を介装して、各歯車が互いに噛合させ、プラネタリギアを構成させた歯車機構としても良いし、モータシャフトＭＳと螺子軸４との間に介装させたトーションバーとしても良い。
【００７１】
上述のように、動力伝達手段を歯車機構とした場合には、各歯車のギア比により螺子軸４の回転速度に対しモータシャフトＭＳの回転速度を増速もしくは減速させることが可能となり、トーションバーを用いた場合には螺子軸４の回転運動をある程度トーションバーが吸収するので、特に螺子軸４の回転速度が変化する場合にモータシャフトＭＳにその変化を時間的に遅れて伝達することが可能となる。
【００７２】
また、ボール螺子ナット３についてであるが、その構造は特に図示しないが、例えば、ボール螺子ナットの内周には、螺子軸の螺旋状の螺子溝に符合するように螺旋状のボール保持部が設けられており、前記保持部に多数のボールが配在されてなり、ボール螺子ナットの内部にはボールが循環可能なように前記螺旋状保持部の両端を連通する通路が設けられているものであって、螺子軸を前記ボール螺子ナットに螺入された場合に、螺子軸の螺旋状の螺子溝にボール螺子ナットのボールが嵌合し、螺子軸の回転運動に伴いボール自体も螺子軸の螺子溝との摩擦力により回転するので、ラックアンドピニオン等の機構に比べ滑らかな動作が可能である。
【００７３】
上述のように、螺子軸４には、ボール螺子ナット３が螺子溝に沿って回転自在に装着され、ボール螺子ナット３が上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット３のボールが上下方向に移動するが、この時、当該ボールは螺子軸４の螺旋状の螺子溝に沿って移動するから、螺子軸４は強制的に回転駆動される。
【００７４】
即ち、上記機構によりボール螺子ナット３の直線運動が螺子軸４の回転運動に変換されることになる。したがって、ボール螺子ナット３が連結パイプ５を介してアウターチューブ２と一体的に移動可能となっているので、アウターチューブ２の直線運動が螺子軸４の回転運動に変換されることとなる。
【００７５】
そして、車両取付部Ｔは、車両に結合可能な上下一対のブラケット１７、１８と、ブラケット１８に取付けられた上方懸架バネ受け７と、上下のブラケット１７、１８に抱持されたブッシュ１５と、ブッシュ１５に抱持された転がり軸受１６とで構成され、転がり軸受１６の内周にはモータＭの上端に設けた軸１３が嵌合されている。
【００７６】
ブラケット１７、１８は、ブッシュ１５を抱持可能なように内周側に凹部を設けた円盤状に形成されており、図示はしないがその外周近傍には車体に螺合するためのボルトが挿入可能なように複数の孔が設けられている。
【００７７】
ブッシュ１５はこのブラケット１７、１８の凹部に抱持され、ブッシュ１５の内周側に切欠をもうけて転がり軸受１６を抱持するようにし、上記軸１３を転がり軸受１６内周に嵌合させながら、ナット１９で車両取付部Ｔを軸１３に固定する。すなわち、車両用電磁緩衝器は車両取付部Ｔに対し回転可能である。
【００７８】
なお、上記構成としたので、この車両用電磁緩衝器にあっては、ボール螺子ナット３や螺子軸４の車両用電磁緩衝器の主要部材がインナーチューブ１とアウターチューブ２で覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記主要部材に直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、それらを原因とした車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【００７９】
加えて、車両用電磁緩衝器に上方および下方懸架バネ受を設けて、その上下の懸架バネ受けの間に懸架バネ介装しているので、この車両用電磁緩衝器を車体と車軸との間に介装してもその緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【００８０】
なお、図示したこの車両用電磁緩衝器の基本形態は、モータが結合されたインナーチューブを車体側に取り付け、アウターチューブを車軸側に取付けて使用される、いわゆる、正立型の車両用電磁緩衝器としているが、車体側チューブをアウターチューブとして車軸側チューブをインナーチューブとして倒立型としても良く、また、モータを車体側チューブたるインナーチューブではなく車軸側チューブたるアウターチューブに結合しても使用可能である。
【００８１】
さらに、図示したところでは、モータＭをインナーチューブ１の上端に結合しているが、インナーチューブ１内にモータＭを結合しても良い。この場合には、ボール螺子ナット３や螺子軸４だけでなくモータＭもインナーチューブ１とアウターチューブ２で覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記モータＭに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、より一層車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【００８２】
また、インナーチューブ１の中間部にボール螺子ナット３を結合する場合に比較して、連結パイプ５をインナーチューブ１より短いものを使用すれば、ボール螺子ナット３を結合した連結パイプ５をインナーチューブ１内に挿入するだけで、ボール螺子ナット３をインナーチューブ１の中間部に配置できるので加工が容易となる。
【００８３】
つづいて、その作用について説明する。この車両用電磁緩衝器は、インナーチューブ１側が車両取付部Ｔを介して車両の車体側に取付けられ、アウターチューブ２側がアクスルブラケット１４を介して車両の車軸側に取付けて使用されるが、車両の走行中に路面等から、突き上げ入力や振動等が付加されると、車両用電磁緩衝器が伸縮動作をする。
【００８４】
すなわち、インナーチューブ１外周に沿って、アウターチューブ２が直線運動することになる。すると、アウターチューブ２に結合された連結パイプ５の先端に結合されたボール螺子ナット３も直線運動することとなり、このボール螺子ナット３の直線運動が上述のように螺子軸４の回転運動に変換されて、この螺子軸４の回転運動が、最終的にモータＭのシャフトＭＳに伝達される。
【００８５】
このとき、螺子軸４とモータシャフトＭＳの間に動力伝達手段を設け、動力伝達手段が上述したプラネタリギアの場合には、そのギア比によりモータＭのモータシャフトＭＳの回転速度は、螺子軸４の回転速度より増速または減速される。
【００８６】
かくして、モータＭのモータシャフトＭＳが回転運動を呈すると、モータＭのフレームに取付けられた永久磁石がつくる磁束をモータシャフトＭＳに巻装したコイルが横切ることとなり、コイルに誘導起電力が発生する。ここで、モータＭの各電極が短絡、すなわち、上記コイルが短絡されている場合には、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れて、コイルが電磁力を発生し、モータシャフトＭＳの回転に抗するトルクが発生して、このモータシャフトＭＳの回転に抗するトルクがモータシャフトＭＳの回転運動を抑制することとなる。
【００８７】
したがって、モータシャフトＭＳの回転を抑制することは、螺子軸４の回転を抑制することとなり、ボール螺子ナット３の直線運動を抑制し、ひいてはボール螺子ナット３が連結パイプ５を介して結合されているアウターチューブ２の直線運動を抑制するので、この電磁力に起因するモータシャフトＭＳの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなる。
【００８８】
上述のように、この車両用電磁緩衝器にあっては、モータに発生した電磁力を減衰力として利用し、油を特に使用せずに減衰力の発生が可能であり、車両の乗り心地を向上できる。
【００８９】
以上のように、この車両用電磁緩衝器にあっては、インナーチューブ１に対するアウターチューブ２の上下方向の直線運動をボール螺子ナット３を介して螺子軸４の回転運動に変換し、ひいてはモータシャフトＭＳを回転運動させることによりモータＭに電磁力を発生させて、この電磁力を減衰力として利用しているが、本実施の形態では特にストラット型の車両用電磁緩衝器としているので、車両取付部Ｔに転がり軸受１６を設け、車両用電磁緩衝器が車両取付部Ｔに対し回動可能となっている。
【００９０】
すると、転舵時には車両用電磁緩衝器が車両取付部Ｔに対し回転するが、車体に対し車両用電磁緩衝器自体が回動可能となるから、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２が回動することが抑制され、結果的にボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまう弊害が防止される。
【００９１】
さらに、アウターチューブ２内周にキー溝を設けるとともに、インナーチューブ１にキー１ａを設けているので、インナーチューブ１に対しアウターチューブ２は回動しないので、結果的に、インナーチューブ１に対しボール螺子ナット３も同様に回動しない。すなわち、転舵時には、転がり軸受１６が作用して車両用電磁緩衝器全体が回動することによりその弊害を抑制しているが、キー１ａとキー溝とにより、より一層効果的に上記弊害を防止することが可能となる。なお、上記したところではストラット型に構成された車両用電磁緩衝器に、特に上記弊害防止効果が高いが、おおよそ、ボール螺子ナットと車体もしくは車軸側チューブが回動してしまい上記弊害の発生の可能性がある箇所に適用される場合には同様の効果があることは言うまでもない。
【００９２】
また、上記したところでは、モータＭの各電極を短絡してモータシャフトＭＳの回転に抗するトルクを得ているが、これに換えて、たとえば、モータＭを誘導起電力の大きさによって内部抵抗を変更可能な電気回路に接続し、誘導起電力に起因するモータＭに流れる電流量を、この電気回路によって調節しても良い。そうすることによって、モータＭに流れる電流量を調節することが可能となり、すると、車両用電磁緩衝器の発生する減衰力も調節可能となる。
【００９３】
なお、モータＭを制御装置に接続する場合にも、モータＭに流れる電流量を調節するように制御すれば所望の減衰力を得られるので、制御装置から積極的にモータＭに電流を供給する必要はなく、制御装置自体の動作に必要な電力を供給するのみでよいので省電力化が図れる。
【００９４】
ここで、上述のようにインナーチューブ１とアウターチューブ２との間には軸受部材９、１０が配在され、上下で二点支持されているので、車両の走行時に、車両の旋回、路面の凹凸等により車両用電磁緩衝器に斜め方向からの曲げ力が負荷されても、インナーチューブ１に対してアウターチューブ２は傾くことは無く、螺子軸４とボール螺子ナット３の中心軸のずれを防止できる。
すると、螺子軸とボール螺子ナットの各中心軸がずれないので、ボール螺子ナットの一部のボールに集中して荷重がかかることを防止でき、ボール若しくは螺子軸のねじ山が損傷する事態を避けることが可能である。
【００９５】
また、ボール若しくは螺子軸のねじ山の損傷を防止できるので、螺子軸とボール螺子ナットの回転若しくは車両用電磁緩衝器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る。
【００９６】
したがって、上記各動作の円滑を保てるので、車両用電磁緩衝器としての機能も損なわれず、ひいては、車両用電磁緩衝器の故障を防止できる。
【００９７】
さらに、上述のように動力伝達手段を設け、この動力伝達手段をプラネタリギア等の歯車機構とすれば、モータＭのモータシャフトＭＳの回転速度を螺子軸４の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。なお、動力伝達手段には、プラネタリギア以外にも、摩擦車等の他の慣用手段を用いても良い。
【００９８】
すなわち、実際にこの車両用電磁緩衝器を車両に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータＭの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００９９】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、車両用電磁緩衝器に使用するモータＭを大型化する必要が無くなる。したがって、コスト的にも有利である。
【０１００】
さらに、この動力伝達手段をトーションバーとした場合には、車両用電磁緩衝器の伸縮速度の変化があった時に、螺子軸の回転速度が変化する場合にモータシャフトにその変化を時間的に遅れて伝達することが可能となる。すなわち、伸縮始動時又は伸縮速度の変化に時間的に遅れてモータの回転子の慣性モーメントを発生させることが出来る。ここで、モータの回転子の慣性モーメントは螺子軸の回転運動を抑制するように働くので、車両用電磁緩衝器は減衰力を発生させることとなる。すなわち、モータの回転子の慣性モーメントによる減衰力の発生を時間的に遅らせることとなるので、電磁力に起因する減衰力発生に先んじて発生する車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力を抑制することなる。
【０１０１】
このことから、上述の回転子の慣性モーメントにより発生する減衰力の制御の困難性等の弊害をより少なくすることが可能となり、車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力の発生を抑制出来るから、車両用電磁緩衝器を車両に適用した際に、車両の乗り心地の悪化を防ぐことが出来る。
【０１０２】
つづいて、図２に示した本実施の形態の第１の変形例について説明する。ここで、上述した実施の形態と同様の部材については、説明が重複するため符号を付するのみとしてその詳細な説明を省略することとする。
【０１０３】
図２に示したように、本実施の形態の第１の変形例は、車体側チューブたるインナーチューブ１の上端に、チューブブラケット２６およびモータＭを接続したモータブラケット２５を結合し、車両取付部Ｔを車両取付部Ｔの転がり軸受１６を上記チューブブラケット２６とモータブラケット２５で挟持して車両用電磁緩衝器を取付けたものである。なお、車両用電磁緩衝器および車両取付部ＴおよびモータＭは、上述の実施の形態と同一である。
【０１０４】
チューブブラケット２６は、筒状であって、下端がインナーチューブ１に結合され、その中間部外周には上記転がり軸受１６を挟持するための段部が設けられている。
【０１０５】
モータブラケット２５は、上方を拡径した筒状であって、その下方内周にチューブブラケット２６を嵌装しつつ、その下端面とチューブブラケット２６の段部とで上記転がり軸受１６を挟持するようにしている。
【０１０６】
そして、螺子軸４の上端に接続した連結軸２７をチューブブラケット２６とモータブラケット２５の内周に挿通して、その上端をモータＭのモータシャフトＭＳに螺合し、連結軸２７の上方に螺合したナット２８でチューブブラケット２６にモータブラケット２５を固定している。
【０１０７】
ちなみに、各ブラケット２５、２６を上記のような形状としているが、螺子軸４とモータシャフトＭＳが回転可能に連結でき、転がり軸受１６に車両用電磁緩衝器を取付けられれば、他の形状としても良い。
【０１０８】
なお、螺子軸４の上端に接続した連結軸２７をモータシャフトＭＳに螺合することにより接続しているが、螺子軸４の回転運動をモータシャフトＭＳに伝達可能なようにすれば良いので、その接続については螺合にかぎらず他の慣用されている方法を使用しても良く、また、螺子軸４と連結軸２７とモータシャフトＭＳを一体成形するとしても良いのは、上述の実施の形態と同様である。
【０１０９】
さて、その作用であるが、やはり上述の実施の形態と同様に、この車両用電磁緩衝器の伸縮動作によりボール螺子ナットが上下移動して、螺子軸４の回転運動に変換され、その螺子軸４の回転運動は、モータシャフトＭＳが回転運動を呈するので、モータＭに電磁力が発生して螺子軸４の回転運動を抑制するので、結果的に車両用電磁緩衝器の伸縮動作を抑制する。すなわち、減衰力を発生することが可能である。したがって、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【０１１０】
さらに、上記構成としたので、モータＭは車両取付部Ｔより上方に配置されているので、上記モータを車両ボディに区画される車体内側に配在されることになり、前記モータに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、前記モータのそれらを原因とする故障を効果的に防止することができる。
【０１１１】
また、上記構成とすることで、電磁緩衝器本体にモータの長さを考慮する必要が無いため、適用車両に必要かつ充分なストロークを確保することができるという効果もある。
【０１１２】
最後に図３に示す本実施の形態の第２の変形例について説明する。第２の変形例は、図示したように、インナーチューブ１内にインナーチューブ１内に磁界を発生させるように取付けられた永久磁石３１ａ、３１ｂと、インナーチューブ１内に軸受３７、３８を介して回転自在に挿入したシャフトＳと、シャフトＳに上記永久磁石３１ａ、３１ｂと対向する位置に巻装したコイル３２と、同じくシャフトＳの外周に設けた整流子３３と、ブラシホルダ（付示せず）に取付けられたブラシ３４とを設けており、すなわち、インナーチューブ１は、ヨークとしての機能を有している。その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【０１１３】
また、ブラシ３４は、ブラシホルダを介して電線３６に接続され、電線３６は、図示はしないが各ブラシ３４に接続する２本の導線から構成されており、その先端で短絡されている。したがって、この場合には電線３６をインナーチューブ１外で短絡させる必要は無いので、各ブラシ３４同士をインナーチューブ１内で短絡させても良い。
【０１１４】
なお、ブラシ３４が一つしか図示されていないが、ブラシ３４は一対となるように設けられ、各ブラシ３４が、整流子３３に接触するようになっており、コイル３２は整流子３３に接続されている。したがって、シャフトＳの回転によりコイル３２が永久磁石３１ａ、３１ｂの発生する磁界を横切ることにより誘導起電力を発生し、コイル３２が整流子３３、ブラシ３４、電線３６を介して短絡されているので、コイル３２に電流が流れ、電磁力を発生することが可能である。
【０１１５】
この変形例にあっては、車両用電磁緩衝器の伸縮運動に伴ない、シャフトＳが回転するので、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れるので、やはり、電磁力を発生することが可能であるので、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であることは勿論であるが、インナーチューブ１内に、直接コイル３２や永久磁石３１ａ、３１ｂを取付けており、それらを覆うフレームを設ける必要はないので、モータをインナーチューブ１内に設ける場合に比較して、コイル３２が発生する熱が、インナーチューブ１内にこもることを防止できる。
【０１１６】
また、コイルが発生する熱はインナーチューブ１に伝達されるが、当該熱をインナーチューブ１が効果的に放熱することができる。
【０１１７】
したがって、コイル自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、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を防止できる。
【０１１８】
すると、コイルの漏電等を防止できることとなるので、車両用電磁緩衝器自体の損傷を抑制できる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、ストラット型に構成された車両用電磁緩衝器について説明したが、本発明の意図するところは、電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることであるので、ストラット型以外の車両用電磁緩衝器に本発明が具現化されうることは勿論である。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のように、各請求項の発明によれば、モータに発生した電磁力を減衰力として利用し、油を特に使用せずに減衰力の発生が可能である。
【０１２１】
また、車体側チューブに車軸側チューブが摺動自在に嵌装されているので、この車両用電磁緩衝器に曲げ力が負荷された場合にあっても、車体側チューブに対し車軸側チューブが傾くことが防止され、その結果、螺子軸とボール螺子ナットの中心軸がずれることが無く、ボール螺子ナットと螺子軸の損傷を防ぐことができ、結果的に車両用電磁緩衝器の損傷を防止可能である。
【０１２２】
さらに、この車両用電磁緩衝器にあっては、特にモータを車体側チューブ内に結合させた場合には、モータやボール螺子ナットや螺子軸等の車両用電磁緩衝器の主要部材が車軸側チューブと車体側チューブで覆われているので、車両に適用されても、雨、泥、石等が車両用電磁緩衝器内に侵入することが防止され、上記主要部材に直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、それらを原因とした車両用電磁緩衝器の損傷を効果的に防止することができる。
【０１２３】
加えて、車両用電磁緩衝器の車軸側チューブには懸架バネ受を設けているので、懸架バネを車両用電磁緩衝器に取付けることが可能となり、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【０１２４】
したがって、上記した作用効果により電磁力を減衰力として利用し、油を使用しない電磁緩衝器を車両に適用可能なものとすることができる。また、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に連結パイプを設け、直接ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブに結合せずにこの連結パイプに結合しているから、車両用電磁緩衝器に石が当たるなどの衝撃が負荷されても、ボール螺子ナットを保護することができる。くわえて、特に車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部にボール螺子ナットを結合する場合に比較して、連結パイプを車体側チューブもしくは車軸側チューブより短いものを使用すれば、ボール螺子ナットを結合した連結パイプを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に挿入するだけで、ボール螺子ナットを車体側チューブもしくは車軸側チューブの中間部に配置できるので加工が容易となる。
【０１２５】
なお、動力伝達手段をプラネタリギアとした場合には、モータのモータシャフトの回転速度を螺子軸の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。なお、動力伝達手段には、プラネタリギア以外にも、摩擦車等の他の慣用手段を用いても良い。
【０１２６】
すなわち、実際にこの車両用電磁緩衝器を車両に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【０１２７】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、車両用電磁緩衝器に使用するモータを大型化する必要が無くなる。したがって、コスト的にも有利である。
【０１２８】
さらに、この動力伝達手段をトーションバーとした場合には、車両用電磁緩衝器の伸縮速度の変化があった時に、螺子軸の回転速度が変化する場合にモータシャフトにその変化を時間的に遅れて伝達することが可能となる。すなわち、伸縮始動時又は伸縮速度の変化に時間的に遅れてモータの回転子の慣性モーメントを発生させることが出来る。ここで、モータの回転子の慣性モーメントは螺子軸の回転運動を抑制するように働くので、車両用電磁緩衝器は減衰力を発生させることとなる。すなわち、モータの回転子の慣性モーメントによる減衰力の発生を時間的に遅らせることとなるので、電磁力に起因する減衰力発生に先んじて発生する車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力を抑制することなる。
【０１２９】
このことから、上述の回転子の慣性モーメントにより発生する減衰力の制御の困難性等の弊害をより少なくすることが可能となり、車両用電磁緩衝器の伸縮速度変化初期のモータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力の発生を抑制出来るから、車両用電磁緩衝器を車両に適用した際に、車両の乗り心地の悪化を防ぐことが出来る。
【０１３０】
さらに、モータを制御装置に接続する場合には、モータに流れる電流量を調節するように制御すれば所望の減衰力を得られるので、制御装置から積極的にモータに電流を供給する必要はなく、制御装置自体の動作に必要な電力を供給するのみでよいので省電力化が図れる。
【０１３１】
また、請求項３または４の発明によれば、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に、直接コイルや永久磁石を取付けており、それらを覆うフレームを設ける必要はないので、モータを車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内に設ける場合に比較して、コイルが発生する熱が、車体側チューブ内もしくは車軸側チューブ内にこもることを防止できる。
【０１３２】
また、コイルが発生する熱は車体側チューブないし車軸側チューブに伝達されるが、当該熱を車体側チューブないし車軸側チューブが効果的に放熱することができる。
【０１３３】
したがって、コイル自体の温度上昇を防ぐことが可能であるから、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を防止できる。
【０１３４】
すると、コイルの漏電等を防止できることとなるので、車両用電磁緩衝器自体の損傷を抑制できる。
【０１３７】
また、請求項５または６の発明によれば、ボール螺子ナットに対し車体側チューブもしくは車軸側チューブが回転することが防止されるので、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に車体側チューブもしくは車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。なお、ボール螺子ナットと車体もしくは車軸側チューブが回動してしまい上記弊害の発生の可能性がある箇所に適用される場合には同様の効果があることは言うまでもない。
【０１３８】
さらに、請求項７の発明によれば、モータは車両ボディに区画される車体内側に配在されることとなるので、前記モータに直接雨、泥、石等が当たる事を防ぐことができるから、前記モータのそれらを原因とする故障を効果的に防止することができる。
【０１３９】
また、上記構成とすることで、車両用電磁緩衝器本体にモータの長さを考慮する必要が無いため、適用車両に必要かつ充分なストロークを確保することができるという効果もある。
【０１４０】
そして、この車両用電磁緩衝器にあっては、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【０１４１】
また、さらに、請求項８の発明によれば、懸架バネを備えているので、車体と車軸との間に介装されても、その緩衝器としての機能を果たすことが可能であり、また、様々の車両への適用が可能となる。
【０１４２】
そして、さらに、請求項９の発明によれば、特に、この車両用電磁緩衝器がストラット型として使用される場合で、この車両用電磁緩衝器が車体に搭載された際、転舵時に、車体に対し車両用電磁緩衝器自体が回動可能となるから、車体側チューブに対し車軸側チューブが回動することが抑制され、結果的にボール螺子ナットが回動し、この回動運動がモータシャフトもしくはシャフトに伝達され、このことによりモータあるいはコイルに電磁力が発生し減衰力が発生してしまうことや、転舵するたびに、ボール螺子ナットが回動して螺子軸を直線運動させてしまい車高が上下動してしまうことが防止される。なお、ボール螺子ナットと車体もしくは車軸側チューブが回動してしまい上記弊害の発生の可能性がある箇所に適用される場合には同様の効果があることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用電磁緩衝器の実施の形態における側面断面図である。
【図２】車両用緩衝器の実施の形態の第１変形例における側面断面図である。
【図３】車両用緩衝器の実施の形態の第２変形例における側面断面図である。
【図４】従来の電磁緩衝器の概念図である。
【図５】ボール螺子ナットに螺子軸を螺合させた状態における側面断面図である。
【図６】ボール螺子ナットの中心軸と螺子軸の中心軸とがずれた状態における側面断面図である。
【符号の説明】
１ 車体側チューブたるインナーチューブ
２ 車軸側チューブたるアウターチューブ
３ ボール螺子ナット
４ 螺子軸
５ 連結パイプ
６ 下方懸架バネ受
７ 上方懸架バネ受
８ 懸架バネ
９、１０、１１、１２、３７、３８ 軸受
１５ ブッシュ
１６ 転がり軸受
１７、１８ ブラケット
２５ モータブラケット
２６ チューブブラケット
３１ａ、３１ｂ 永久磁石
３２ コイル
３３ 整流子
３４ ブラシ
３６ 電線
Ｍ モータ
ＭＳ モータシャフト
Ｓ シャフト
Ｔ 車両取付部
Claims (9)
- 車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装するとともに、モータを車体側チューブ内もしくは外方に結合させ、車軸側チューブ内に当該車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内にモータシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、モータシャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をモータシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車軸側チューブに連結されて車体側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする車両用電磁緩衝器。
- 車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装するとともに、モータを車軸側チューブ内もしくは外方に結合させ、車体側チューブ内に当該車体側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内にモータシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、モータシャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をモータシャフトに伝達して当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車体側チューブに連結されて車軸側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする車両用電磁緩衝器。
- 車体側チューブの内側または外側に、下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装する一方、車体側チューブ内に回転自在に挿通されたシャフトにコイルを巻装し、同じく車体側チューブ内であって上記コイルに対向する位置に永久磁石を設け、車軸側チューブ内に車軸側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内に上記シャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、上記シャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をシャフトに伝達して当該コイルに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車軸側チューブに連結されて車体側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする車両用電磁緩衝器。
- 車体側チューブの内側または外側に下方懸架バネ受が外周に設けられた車軸側チューブを摺動自在に嵌装する一方、車軸側チューブ内に回転自在に挿通されたシャフトにコイルを巻装し、同じく車軸側チューブ内であってコイルに対向する位置に永久磁石を設け、車体側チューブ内に車体側チューブと一体的に移動するボール螺子ナットを設け、上記ボール螺子ナット内に上記シャフトに直接または動力伝達手段を介して結合した螺子軸、もしくは、上記シャフトに一体に連設した螺子軸を回転自在に螺合し、ボール螺子ナットの直線運動を螺子軸の回転運動に変換し、この回転運動をシャフトに伝達して当該コイルに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記モータシャフトの回転に抗するトルクを、モータに流れる電流量を調節することによって調節が可能な減衰力として利用し、ボール螺子ナットは、他端が車体側チューブに連結されて車軸側チューブ内に挿入した連結パイプの一端側に結合されてなることを特徴とする車両用電磁緩衝器。
- ボール螺子ナットに対し車体側チューブが回転することを防止する回転防止手段を設けたことを特徴とする請求項１または３に記載の車両用電磁緩衝器。
- ボール螺子ナットに対し車軸側チューブが回転することを防止する回転防止手段を設けたことを特徴とする請求項２または４に記載の車両用電磁緩衝器。
- 車体側チューブとモータとの間に、上方懸架バネ受を設けた車両取付部を結合し、上方懸架バネ受と下方懸架バネ受との間に懸架バネを介装したことを特徴とする請求項１または５に記載の車両用電磁緩衝器。
- 車体側チューブの先端もしくはモータに上方懸架バネ受を設けた車両取付部を結合し、上方懸架バネ受と下方懸架バネ受との間に懸架バネを介装したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用電磁緩衝器。
- 車両取付部が車両に結合可能なブラケットと、ブラケットに取付けられた上方懸架バネ受けと、ブラケットに抱持されたブッシュと、ブッシュに抱持された転がり軸受とで構成され、転がり軸受の内周に車体側チューブもしくはモータが嵌合されていることを特徴とする請求項７または８に記載の車両用電磁緩衝器。
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