JP4268894B2 - Electromagnetic shock absorber - Google Patents

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本発明は、螺子ナットに螺子軸を螺合することにより、螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動をモータの回転運動に変換し、モータの電磁力を減衰力として利用する電磁緩衝器に関する。 The present invention relates to an electromagnetic shock absorber that converts one rotational movement of a screw shaft and a screw nut into a rotational movement of a motor by screwing a screw shaft into the screw nut, and uses the electromagnetic force of the motor as a damping force.

一般に車両の車体と車軸との間に懸架バネと並列にして油圧緩衝器を介在させたサスペンションが知られており、このサスペンション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と操縦性を向上させ、或いは車体の変位を抑制して車高を一定に保持している。この油圧緩衝器は、高減衰力が得られる点で有利であるが反面、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。   In general, a suspension is known in which a hydraulic shock absorber is interposed between a vehicle body and an axle in parallel with a suspension spring. This suspension suspends the vehicle body and attenuates input such as vibration from a road surface. The ride comfort and controllability are improved, or the vehicle height is kept constant by suppressing the displacement of the vehicle body. This hydraulic shock absorber is advantageous in that a high damping force can be obtained, but on the other hand, oil is required, and a seal mechanism and a complicated valve mechanism for preventing leakage of the oil are required.

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、提案されている(特許文献1参照、非特許文献1参照)。   Therefore, recently, a new electromagnetic shock absorber that does not require oil, air, power supply, etc. has been studied and proposed (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

この電磁緩衝器の基本構造は、ボール螺子ナットに回転自在に螺合した螺子軸と、螺子軸の一端に連結され電極を短絡したモータと、で構成され、螺子軸に対しボール螺子ナットが軸方向に移動すると、螺子軸とモータのシャフトが回転し、このシャフトの回転により発生する誘導起電力によってシャフト及び螺子軸の回転方向と逆向きのトルクを上記ボール螺子ナットの直線運動を抑制する減衰力として利用するものである。
特開2003−227543号公報(段落番号0023,図1) 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
The basic structure of this electromagnetic shock absorber is composed of a screw shaft that is rotatably engaged with a ball screw nut, and a motor that is connected to one end of the screw shaft and short-circuits the electrode, and the ball screw nut is a shaft with respect to the screw shaft. The shaft of the motor and the shaft of the motor rotate, and the induced electromotive force generated by the rotation of the shaft attenuates the torque opposite to the direction of rotation of the shaft and the screw shaft to suppress the linear motion of the ball screw nut. It is used as power.
JP 2003-227543 A (paragraph number 0023, FIG. 1) Suematsu, Suda, "Study on Electromagnetic Suspension in Automobile", Japan Society for Automotive Engineers, Preprint of Academic Lecture, 2000, No4-00

しかし、上述した従来の螺子軸とモータのシャフトを連結することにより、モータに螺子軸の回転運動を伝達する構成を採用している電磁緩衝器は、油やエアを必要としない点で優れているが、以下の問題点がある。   However, an electromagnetic shock absorber that employs a configuration that transmits the rotational movement of the screw shaft to the motor by connecting the above-described conventional screw shaft and the motor shaft is superior in that it does not require oil or air. However, there are the following problems.

すなわち、従来の電磁緩衝器では、減衰力発生用にモータを搭載しているが、モータを他の用途には使用できる構造とはなっていない。しかし、モータは回転駆動することができるので、このモータに汎用性を持たせて、他の用途に使用可能とすることが望まれている。   That is, in the conventional electromagnetic shock absorber, a motor is mounted for generating a damping force, but the motor cannot be used for other purposes. However, since the motor can be driven to rotate, it is desired to make this motor versatile so that it can be used for other purposes.

そこで、本発明は、上記の不具合を勘案して創案されたものであって、その目的とするところは、電磁緩衝器に搭載されるモータを減衰力発生用途以外の目的に使用可能とすることである。   Therefore, the present invention was created in consideration of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to make it possible to use a motor mounted on an electromagnetic shock absorber for purposes other than the generation of damping force. It is.

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、螺子ナットと、螺子ナット内に螺合される螺子軸と、モータとを備え、螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動をモータのシャフトに伝達するとともに、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生するトルクで上記した螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動を抑制することにより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において、モータのシャフトの両端にそれぞれ電磁クラッチを設け、この一方の電磁クラッチを介して上記した螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動が上記シャフトに伝達されるとともに、他方の電磁クラッチを介してシャフトの回転運動を外部の被駆動部材に伝達可能としたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the problem solving means of the present invention includes a screw nut, a screw shaft screwed into the screw nut, and a motor, and the rotational movement of one of the screw shaft and the screw nut is controlled by the motor. The shaft of the screw nut and the screw shaft is transmitted to the shaft, and an electromagnetic force is generated in the motor, and the rotational movement of one of the screw shaft and the screw nut is suppressed by the torque generated due to the electromagnetic force. In the electromagnetic shock absorber that suppresses relative movement in the direction, electromagnetic clutches are provided at both ends of the shaft of the motor, and the rotational motion of one of the screw shaft and the screw nut is transmitted to the shaft through the one electromagnetic clutch. The rotational movement of the shaft can be transmitted to an external driven member via the other electromagnetic clutch.

請求項1の発明によれば、一方の電磁クラッチを、螺子軸と螺子ナットの一方とシャフトとの接続を解除する状態とし、他方の電磁クラッチをシャフトと被駆動部材とを接続する状態とし、モータに積極的に通電することにより、被駆動部材を駆動することができる。したがって、この電磁緩衝器においては、モータを減衰力発生用だけでなく、他の用途に使用可能となる。特に車両に搭載される場合には、車両の各所に回転動力を必要とする機器が搭載されているので、モータが各所に設けられているが、電磁緩衝器に搭載されているモータを使用できるので、その分車両搭載機器用、たとえば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等のモータが不要となり、車両を軽量化でき、また、低コストにすることができる。 According to the invention of claim 1, one electromagnetic clutch is in a state in which the connection between one of the screw shaft and the screw nut and the shaft is released, and the other electromagnetic clutch is in a state in which the shaft and the driven member are connected, By actively energizing the motor, the driven member can be driven. Therefore, in this electromagnetic shock absorber, the motor can be used not only for generating damping force but also for other purposes. In particular, when mounted on a vehicle, devices that require rotational power are mounted at various locations on the vehicle, so motors are provided at various locations, but motors mounted on electromagnetic shock absorbers can be used. Therefore, a motor for a vehicle-mounted device, for example, a compressor or the like used for adjusting the vehicle height of an air conditioner or an air suspension becomes unnecessary, and the vehicle can be reduced in weight and cost can be reduced.

さらに、他方の電磁クラッチを介して被駆動部材がシャフトに接続された状態では、被駆動部材の慣性モーメントによっても減衰力を発生できることとなり、万が一モータが損傷し、モータが電磁力に起因するトルクを発生不能な状態となった場合でも、減衰力を発生不能となる事態が回避される。したがって、フェールセーフを行うことができる。   Furthermore, in a state where the driven member is connected to the shaft via the other electromagnetic clutch, a damping force can be generated even by the moment of inertia of the driven member, and by any chance the motor is damaged and the motor is caused by the electromagnetic force. Even in a state where it is impossible to generate the damping force, a situation where the damping force cannot be generated is avoided. Therefore, fail safe can be performed.

また、螺子軸と螺子ナットの他方の軸方向の直線運動により螺子軸と螺子ナットの一方を回転させるトルクが過大となる場合、たとえば、この電磁緩衝器を車両に適用したときに路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合には、一方の電磁クラッチが電磁石内のコイルへの電流供給を断つとしておけば、螺子軸と螺子ナットの一方のみが回転することとなり、シャフトは回転せずモータは電磁力を発生しない。したがって、上記のような状況下では、減衰力の発生を阻止できるので、車体側に衝撃が伝達されてしまうことはなく、車両における乗り心地を向上させることが可能である。 Also, if the torque for rotating one of the threaded shaft and the screw nut by a linear movement of the other axial direction of the screw shaft and screw nut becomes excessive, for example, an input pushing up the electromagnetic shock absorber from the road surface when applied to a vehicle When a sudden and large load such as the above is input to the electromagnetic shock absorber, if one electromagnetic clutch cuts off the current supply to the coil in the electromagnet, only one of the screw shaft and screw nut will rotate. The shaft does not rotate and the motor does not generate electromagnetic force. Therefore, in the above situation, the generation of damping force can be prevented, so that the impact is not transmitted to the vehicle body side, and the riding comfort in the vehicle can be improved.

また、一方の電磁クラッチを、あらかじめ、過大なトルク負荷時にすべる状態となるように調整しておく場合には、螺子軸と螺子ナットの一方の回転がダイレクトにシャフトに伝達されないので、モータのシャフトが回転しないか、回転しても螺子軸と螺子ナットの一方の回転数より低い回転数となるので、急激な振動が入力されても大きな減衰力を発生することがないので、車両における乗り心地を向上することが可能となる。さらに、一方の電磁クラッチへの電流供給量を制御して、積極的にすべる状態を制御すれば、モータの回転子の慣性モーメントに起因する減衰力による弊害も抑制することができる。 Also, if one of the electromagnetic clutches is adjusted in advance so as to slip when excessive torque is applied, the rotation of one of the screw shaft and screw nut is not directly transmitted to the shaft, so the motor shaft Does not rotate, or even if it rotates, the number of rotations is lower than the number of rotations of the screw shaft and screw nut. Therefore, even if a sudden vibration is input, a large damping force is not generated. Can be improved. Furthermore, if the amount of current supplied to one of the electromagnetic clutches is controlled to control the state of slipping positively, adverse effects caused by the damping force caused by the moment of inertia of the rotor of the motor can be suppressed.

さらに、一方の電磁クラッチへの電流供給量を制御して一方の電磁クラッチの伝達可能なトルク自体を制御することとすれば、上記慣性モーメントによる弊害を防止でき、更に車両における乗り心地を向上することもできる。   Further, if the amount of current supplied to one electromagnetic clutch is controlled to control the torque itself that can be transmitted by one electromagnetic clutch, adverse effects due to the moment of inertia can be prevented, and the riding comfort in the vehicle is further improved. You can also.

また、螺子軸と螺子ナットの一方の回転数がモータの許容回転速度を超えるような場合に一方の電磁クラッチへの電流供給を断つようにしておけば、モータの異常発熱よって引き起こされるモータのコイルを形成する導線の絶縁被膜の化学変化等による絶縁性の劣化、ひいては、絶縁性の劣化による漏電、および、モータ自体の損傷等の弊害を防止することもできる。 Also, if the current supply to one electromagnetic clutch is cut off when the rotational speed of one of the screw shaft and screw nut exceeds the allowable rotational speed of the motor, the motor coil caused by abnormal heat generation of the motor Insulation deterioration due to chemical changes or the like of the insulating film of the conductive wire forming the conductor, and thus adverse effects such as leakage due to the deterioration of insulation and damage to the motor itself can be prevented.

螺子軸と螺子ナットの他方の上下方向の直線運動により螺子軸と螺子ナットの一方を回転させるトルクが、所定のトルク以上となる場合、たとえば、この電磁緩衝器を車両に適用したときに路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合には、トルク解除手段がトルク伝達を抑制もしくは解除するので、モータが減衰力を発生することを阻止もしくはその発生減衰力を減少することができる。したがって、車体側に衝撃が伝達されてしまうことはなく、車両における乗り心地が向上する。 When the torque that rotates one of the screw shaft and the screw nut by the linear motion of the other of the screw shaft and the screw nut exceeds a predetermined torque, for example, when this electromagnetic shock absorber is applied to a vehicle, When a sudden and large load such as a push-up input is input to the electromagnetic shock absorber, the torque release means suppresses or cancels the torque transmission, thus preventing the motor from generating a damping force or reducing the generated damping force. can do. Therefore, an impact is not transmitted to the vehicle body side, and the riding comfort in the vehicle is improved.

そして、所定のトルクについては、電磁緩衝器が適用される車両に適するように、車両における乗り心地を悪化させるような振動入力時に発生するトルクに設定されることで、たとえば、路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合にのみ、トルクの伝達を解除することにより、車両における乗り心地を向上することができる。   The predetermined torque is set to a torque generated at the time of vibration input that deteriorates the riding comfort in the vehicle so as to be suitable for the vehicle to which the electromagnetic shock absorber is applied. Only when a large and sudden load is input to the electromagnetic shock absorber, the ride comfort in the vehicle can be improved by releasing the torque transmission.

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、本発明の一実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。図2は、電磁クラッチの縦断面図である。図3は、本発明の第2の実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。   The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic shock absorber according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic clutch. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic shock absorber according to the second embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施の形態における電磁緩衝器は、モータ1と、螺子軸3と、螺子ナットたるボール螺子ナット4と、モータ1のシャフト1aの両端にそれぞれ設けた電磁クラッチD1,D2とで構成され、螺子軸3がボール螺子ナット4に螺合され、ボール螺子ナット4の図1中上下方向の直線運動を螺子軸3の回転運動に変換し、この回転運動をモータ1に伝達することによりモータ1に電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生する螺子軸3の回転に抗するトルクを上記ボール螺子ナット43の直線運動を抑制する減衰力として利用し、ボール螺子ナット4と螺子軸3との軸方向の相対移動を抑制することが出来るものである。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic shock absorber according to the present embodiment includes a motor 1, a screw shaft 3, a ball screw nut 4 serving as a screw nut, and electromagnetic clutches D1 and D1 provided at both ends of a shaft 1a of the motor 1, respectively. 1, the screw shaft 3 is screwed to the ball screw nut 4, and the linear motion of the ball screw nut 4 in the vertical direction in FIG. 1 is converted into the rotational motion of the screw shaft 3, and this rotational motion is transferred to the motor 1. The electromagnetic force is generated in the motor 1 by transmission, and the torque that resists the rotation of the screw shaft 3 caused by the electromagnetic force is used as a damping force that suppresses the linear motion of the ball screw nut 43, The axial relative movement of the screw nut 4 and the screw shaft 3 can be suppressed.

詳しく説明すると、螺子軸3は、その外周に螺子溝3aが形成され、図1中上方がボールベアリング7を介して回転自在に有底筒状の外筒5内に挿入されている。また、螺子軸3の上端は電磁クラッチD1の一端に連結されている。さらに、螺子軸3はボール螺子ナット4内に回転自在に螺合され、その先端、すなわち、図1中下端にはクッション部材15が設けられており、ボール螺子ナット4が図1中下方に移動して電磁緩衝器が最伸びきり状態となったときには、螺子軸3の図1中下端に設けたクッション部材15がボール螺子ナット4の図1中下端に当接して、螺子軸3がボール螺子ナット4から抜けてしまうことが防止されるとともに、最伸びきり時の衝撃を緩和し、最圧縮時には、螺子軸3が後述する内筒6の底部と当接することを防止して衝撃を緩和する。   More specifically, the screw shaft 3 is formed with a screw groove 3a on the outer periphery thereof, and the upper part in FIG. 1 is inserted into the outer cylinder 5 having a bottomed cylindrical shape through a ball bearing 7 so as to be rotatable. The upper end of the screw shaft 3 is connected to one end of the electromagnetic clutch D1. Further, the screw shaft 3 is rotatably screwed into the ball screw nut 4, and a cushion member 15 is provided at the tip, that is, the lower end in FIG. 1, and the ball screw nut 4 moves downward in FIG. When the electromagnetic shock absorber is fully extended, the cushion member 15 provided at the lower end in FIG. 1 of the screw shaft 3 comes into contact with the lower end in FIG. 1 of the ball screw nut 4 so that the screw shaft 3 becomes the ball screw. The nut 4 is prevented from being pulled out, and the impact at the time of the maximum extension is alleviated, and at the time of the maximum compression, the screw shaft 3 is prevented from coming into contact with the bottom portion of the inner cylinder 6 to be described later to reduce the impact. .

ここで、ボール螺子ナット4の構造は特に図示しないが、たとえば、ボール螺子ナット4の内周には、螺子軸3の螺旋状の螺子溝3a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4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3を前記ボール螺子ナット4に螺合された場合に、螺子軸3の螺旋状の螺子溝3aにボール螺子ナット4のボールが嵌合し、ボール螺子ナット4の図1中上下方向の直線運動に伴いボール自体も螺子軸3の螺子溝3a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。さらに、このボール螺子ナット4は、ブラケット10を介して有底筒状の内筒6に連結されている。   Here, although the structure of the ball screw nut 4 is not particularly illustrated, for example, a spiral ball holding portion is provided on the inner periphery of the ball screw nut 4 so as to coincide with the spiral screw groove 3 a of the screw shaft 3. A large number of balls are arranged in the holding portion, and a passage is provided in the ball screw nut 4 to communicate both ends of the helical holding portion so that the balls can circulate. When the screw shaft 3 is screwed into the ball screw nut 4, the ball screw nut 4 is fitted into the spiral screw groove 3a of the screw shaft 3, and the ball screw nut 4 is shown in FIG. Since the ball itself is rotated by the frictional force with the screw groove 3a of the screw shaft 3 along with the linear motion in the middle / up / down direction, a smooth operation is possible as compared with a mechanism such as a rack and pinion. Further, the ball screw nut 4 is connected to a bottomed cylindrical inner cylinder 6 via a bracket 10.

他方、螺子軸3の上端に連結されたトルク解除手段たる電磁クラッチDの他端側には、モータ1のシャフト1aが連結されており、螺子軸3が回転すると、この電磁クラッチD1を介してモータ1のシャフト1aも回転することができる。そして、モータ1は外筒5内に形成されている。ここで、モータ1は、ブラシレスモータとして形成され、フレームたる外筒5内にボールベアリング9,10を介して回転自在に挿入したシャフト1aと、外筒5に取付けられるコア11に巻装したコイル12と、シャフト1aに取付けられる複数の磁石13,13とで構成され、磁石13,13はコイル12およびコア11に対向するように設けられている。すなわち、シャフト1aがフレームに対して回転運動を呈すると、磁石13,13も回転するので、コイル12が上記磁石の発生する磁界を横切ることにより誘導起電力を発生する。そして、モータ1の上記各電極は、制御回路等(図示せず)に接続されるか、短絡されて閉回路とされ、電磁力に起因するシャフト1aの回転に抗するトルクを発生するようにしておくことにより、所望の減衰力を得られるよう調整される。さらに、上記短絡回路とは別にモータ1に通電する為の回路が別途設けられている。この通電用の回路は減衰力発生用ではなく、後述のモータ1の回転出力を外部に取り出すときに使用されるが、減衰力調整用に使用されても良く、また、この電磁緩衝器をアクティブサスペンションとして使用する場合には、積極的にモータ1に通電することにより、モータ1を駆動して緩衝器のみならずアクチュエータとして機能させることが可能である。なお、ブラシレスモータの場合には、回転子の位置検出手段としてホール素子、磁気センサや光センサ等が搭載されているが、単に電磁力に起因するトルクを発生させる限りにおいては上記位置検出手段を設ける必要はない。ただし、位置検出手段を設けることにより、回転子の回転運動の状況(回転角や角速度等)を把握することができるのでモータの制御に便利である。たとえば、ホール素子を例に取れば、外部電源から当該素子に通電しておくことが必要であるが、通電する為の電線を当該素子に接続して電流を供給するとすれば良く、また、外部電源を用いずとも、シャフト1aの回転により発電されるので、この誘導起電力によって発生される電流をホール素子に供給するか、一端外部のバッテリに蓄
電しておいて、このバッテリから電流を供給するとしてもよい。なお、上述したところからは、コイルをフレームに、磁石をシャフト1aに取付けているが、コイルをシャフト1aに、磁石をフレームに取付けるとしても良い。なお、本実施の形態においてはモータ1をブラシレスモータとしているが、電磁力発生源として使用可能であれば、様々なモータ、たとえば直流モータや交流モータ、誘導モータ等が使用可能である。
On the other hand, the shaft 1a of the motor 1 is connected to the other end side of the electromagnetic clutch D, which is a torque release means connected to the upper end of the screw shaft 3, and when the screw shaft 3 rotates, the electromagnetic clutch D1 passes through this electromagnetic clutch D1. The shaft 1a of the motor 1 can also rotate. The motor 1 is formed in the outer cylinder 5. Here, the motor 1 is formed as a brushless motor, and is a coil 1 wound around a core 11 attached to the outer cylinder 5 and a shaft 1a rotatably inserted into the outer cylinder 5 serving as a frame via ball bearings 9 and 10. 12 and a plurality of magnets 13 and 13 attached to the shaft 1 a, and the magnets 13 and 13 are provided to face the coil 12 and the core 11. That is, when the shaft 1a exhibits a rotational movement with respect to the frame, the magnets 13 and 13 are also rotated, so that an induced electromotive force is generated when the coil 12 crosses the magnetic field generated by the magnet. Each of the electrodes of the motor 1 is connected to a control circuit or the like (not shown), or is short-circuited to be a closed circuit so as to generate torque against the rotation of the shaft 1a caused by electromagnetic force. By adjusting, the desired damping force is adjusted. Further, a circuit for energizing the motor 1 is provided separately from the short circuit. This energization circuit is not used for generating damping force but is used when taking out the rotational output of the motor 1 described later. However, it may be used for adjusting damping force, and this electromagnetic buffer is activated. When used as a suspension, it is possible to drive the motor 1 by actively energizing the motor 1 so as to function not only as a shock absorber but also as an actuator. In the case of a brushless motor, a Hall element, a magnetic sensor, an optical sensor, or the like is mounted as a rotor position detecting means. However, as long as a torque due to electromagnetic force is simply generated, the position detecting means is used. There is no need to provide it. However, by providing the position detection means, it is possible to grasp the state of rotation of the rotor (rotation angle, angular velocity, etc.), which is convenient for motor control. For example, taking a Hall element as an example, it is necessary to energize the element from an external power source, but it is sufficient to supply a current by connecting an electric wire for energization to the element. Since power is generated by the rotation of the shaft 1a without using a power source, the current generated by the induced electromotive force is supplied to the Hall element, or is stored in an external battery and the current is supplied from the battery. It may be supplied. From the above description, the coil is attached to the frame and the magnet is attached to the shaft 1a. However, the coil may be attached to the shaft 1a and the magnet may be attached to the frame. In the present embodiment, the motor 1 is a brushless motor, but various motors such as a DC motor, an AC motor, an induction motor, and the like can be used as long as they can be used as an electromagnetic force generation source.

また、電磁クラッチD1は、螺子軸3とモータ1のシャフト1aとを接続とその解除を選択的に行えるようになっている。なお、電磁クラッチD1は、螺子軸3とシャフト1aとの接続とその解除を行える周知のものを使用すればよいが、具体的には、たとえば、図2に示すように、モータ1のシャフト1aにボールベアリング60を介して回転自在に取付けられた電磁石保持部材51と、コイル52が内設され電磁石保持部材51に固着される電磁石Mと、シャフト1aに嵌着されるクラッチ板53と、クラッチ板53に設けられた環状の摩擦板54と、シャフト1aにボールベアリング55を介して回転自在に取付けられ、かつ、螺子軸3に嵌着されるクラッチ板保持部材56と、クラッチ板保持部材56に環状板バネ57を介して揺動自在に取付けられるクラッチ板58とで構成され、上記コイル32に電流を印加すると、クラッチ板58が環状板バネ57のバネ力に抗してクラッチ板53に吸引されて当接し、これにより螺子軸3の回転がモータ1のシャフト1aに伝達され、コイル52への通電を断つと、クラッチ板58が上記環状板バネ57の復元力によりクラッチ板53から離れるので、螺子軸3の回転がシャフト1aに伝達されなくなるようになっている。   The electromagnetic clutch D1 can selectively connect and release the screw shaft 3 and the shaft 1a of the motor 1. The electromagnetic clutch D1 may be a known one that can connect and release the screw shaft 3 and the shaft 1a. Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the shaft 1a of the motor 1 is used. An electromagnet holding member 51 rotatably mounted on the ball bearing 60, an electromagnet M in which a coil 52 is provided and fixed to the electromagnet holding member 51, a clutch plate 53 fitted to the shaft 1a, a clutch An annular friction plate 54 provided on the plate 53, a clutch plate holding member 56 that is rotatably attached to the shaft 1a via a ball bearing 55, and is fitted to the screw shaft 3, and a clutch plate holding member 56 And a clutch plate 58 that is swingably mounted via an annular leaf spring 57. When a current is applied to the coil 32, the clutch plate 58 is moved to the annular leaf spring 57. The clutch plate 58 is attracted to and brought into contact with the clutch plate 53 against the spring force, whereby the rotation of the screw shaft 3 is transmitted to the shaft 1a of the motor 1 and the coil 52 is de-energized. Since it is separated from the clutch plate 53 by the restoring force of 57, the rotation of the screw shaft 3 is not transmitted to the shaft 1a.

また、外筒5内には、上述の内筒6が摺動自在に挿入されている。したがって、電磁緩衝器の構成部材は外筒5および内筒6により覆われているので、路面からの飛び石や、雨水等が直接ボール螺子ナット4、モータ1、電磁クラッチDや螺子軸3に当たることが防止されている。さらに、外筒5内に摺動自在に内筒6が挿入されているので、内筒6およびボール螺子ナット4に対する螺子軸3の軸ぶれが防止されており、ボール螺子ナット4の一部のボール(図示せず)に集中して荷重がかかることを防止でき、ボールもしくは螺子軸3の螺子溝3aが損傷する事態を避けることが可能である。また、ボールもしくは螺子軸3の螺子溝3aの損傷を防止できるので、螺子軸3とボール螺子ナット4の回転若しくは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、上記各動作の円滑を保てるので、電磁緩衝器として機能も損なわれず、ひいては、電磁緩衝器の故障を防止できる。   Further, the above-described inner cylinder 6 is slidably inserted into the outer cylinder 5. Therefore, since the constituent members of the electromagnetic shock absorber are covered by the outer cylinder 5 and the inner cylinder 6, stepping stones, rainwater, etc. from the road surface directly hit the ball screw nut 4, the motor 1, the electromagnetic clutch D, and the screw shaft 3. Is prevented. Furthermore, since the inner cylinder 6 is slidably inserted into the outer cylinder 5, the shaft of the screw shaft 3 with respect to the inner cylinder 6 and the ball screw nut 4 is prevented, and a part of the ball screw nut 4 is prevented. It is possible to prevent a load from being concentrated on a ball (not shown) and to avoid a situation where the ball or the screw groove 3a of the screw shaft 3 is damaged. In addition, since the ball or the screw groove 3a of the screw shaft 3 can be prevented from being damaged, the smoothness of each operation of the rotation of the screw shaft 3 and the ball screw nut 4 or the movement of the electromagnetic shock absorber in the expansion / contraction direction can be maintained. Since the smoothness of each of the above operations can be maintained, the function as an electromagnetic shock absorber is not impaired, and consequently failure of the electromagnetic shock absorber can be prevented.

なお、外筒5と内筒6との間に軸受を設けるとすれば、外筒5の図1中下端部内周が内筒6の外周をかじる危険を回避することができるので、実際には軸受を設けるとするのが好ましく、外筒5の図1中下端にダストシールを設ける場合には、上記かじりが防止されるので、ダストシールによる外筒5と内筒6との間のシール性の劣化も防止される。   Note that if a bearing is provided between the outer cylinder 5 and the inner cylinder 6, the risk that the inner periphery of the lower end portion of the outer cylinder 5 in FIG. 1 may bite the outer periphery of the inner cylinder 6 can be avoided. It is preferable to provide a bearing, and when a dust seal is provided at the lower end in FIG. 1 of the outer cylinder 5, the above-mentioned galling is prevented, so that the sealing performance between the outer cylinder 5 and the inner cylinder 6 is deteriorated due to the dust seal. Is also prevented.

ちなみに、外筒5の上端近傍には、図示しないブラケットが設けられるとともに、内筒6の下端にも図示しないブラケットが設けられ、この電磁緩衝器を、たとえば、車両の車体側と車軸側との間に介装できるようになっている。   Incidentally, a bracket (not shown) is provided near the upper end of the outer cylinder 5, and a bracket (not shown) is also provided at the lower end of the inner cylinder 6. For example, the electromagnetic shock absorber is connected to the vehicle body side and the axle side of the vehicle. It can be inserted in between.

さらに、上記モータ1のシャフト1aとの上端には、電磁クラッチD2が設けられ、この電磁クラッチD2は、電磁緩衝器外部の被駆動部材の回転軸Hに連結される。この被駆動部材は、具体的には、たとえば、車両搭載機器であれば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等とされるか、他にも回転駆動するものであればよい。また、電磁クラッチD2は、電磁クラッチD1と同様の構成とされているので、その具体的構成についてはその説明を省略するが、電磁クラッチD1と同様に、上述の構成以外の周知の電磁クラッチが使用可能である。   Further, an electromagnetic clutch D2 is provided at the upper end of the motor 1 with respect to the shaft 1a, and this electromagnetic clutch D2 is connected to a rotating shaft H of a driven member outside the electromagnetic shock absorber. Specifically, for example, if this driven member is a vehicle-mounted device, it may be a compressor or the like used for adjusting the vehicle height of an air conditioner or an air suspension, or any other member that is rotationally driven. . Further, since the electromagnetic clutch D2 has the same configuration as the electromagnetic clutch D1, the description of the specific configuration is omitted. However, as with the electromagnetic clutch D1, a known electromagnetic clutch other than the above-described configuration can be used. It can be used.

引き続いて、作用について説明する。電磁緩衝器に伸縮する、すなわち、外筒5に対し内筒6が図1中上下方向に移動すると、この内筒5に連結されたボール螺子ナット4も上下方向の直線運動をする。そして、このボール螺子ナット4の直線運動は、ボール螺子ナット4と螺子軸3のボール螺子機構により、螺子軸3の回転運動に変換される。   Subsequently, the operation will be described. When the inner cylinder 6 expands and contracts to the electromagnetic shock absorber, that is, when the inner cylinder 6 moves in the vertical direction in FIG. 1, the ball screw nut 4 connected to the inner cylinder 5 also performs a linear motion in the vertical direction. The linear motion of the ball screw nut 4 is converted into rotational motion of the screw shaft 3 by the ball screw mechanism of the ball screw nut 4 and the screw shaft 3.

ここで、電磁クラッチD1が螺子軸3とシャフト1aとを接続している状態、すなわち、螺子軸3を回転運動がシャフト1aに伝達される状態では、螺子軸3が回転運動を呈すると、シャフト1aも回転する。すると、モータ1内のコイル12が磁石13,13の磁界を横ぎることとなり、コイル12には誘導起電力が発生し、上述の通りモータ1の各電極を短絡等してあるから、モータ1は、上記誘導起電力に起因するシャフト1aの回転に抗するトルクを発生する。そして、このシャフト1aの回転に抗するトルクは、シャフト1aが螺子軸3に接続されているので、螺子軸3の回転を抑制し、ボール螺子ナット4の上記直線運動を抑制することとなる。   Here, in a state in which the electromagnetic clutch D1 connects the screw shaft 3 and the shaft 1a, that is, in a state in which the rotational motion of the screw shaft 3 is transmitted to the shaft 1a, when the screw shaft 3 exhibits the rotational motion, 1a also rotates. Then, the coil 12 in the motor 1 crosses the magnetic field of the magnets 13 and 13, and an induced electromotive force is generated in the coil 12. As described above, each electrode of the motor 1 is short-circuited. Generates torque against the rotation of the shaft 1a caused by the induced electromotive force. The torque against the rotation of the shaft 1a suppresses the rotation of the screw shaft 3 and the linear motion of the ball screw nut 4 because the shaft 1a is connected to the screw shaft 3.

したがって、モータ1のシャフト1aの回転運動を抑制する作用は、ボール螺子ナット4の直線運動を抑制するように働くので、ボール螺子ナット4の直線運動を抑制する減衰力として作用し、振動エネルギを吸収緩和する。   Therefore, the action of suppressing the rotational movement of the shaft 1a of the motor 1 works to suppress the linear movement of the ball screw nut 4, so that it acts as a damping force that suppresses the linear movement of the ball screw nut 4, and the vibration energy is reduced. Absorb absorption.

以上、一連の動作により、電磁緩衝器としての機能を発揮することができるが、ここで、電磁緩衝器が伸縮する状況下で、電磁クラッチD2がシャフト1aと被駆動部材の軸Hとの接続を解除、すなわち、シャフト1aの回転運動が軸Hに伝達されない状態では、上記のうように、モータ1のみが発生する電磁力に起因するトルクでボール螺子ナット4と螺子軸3との軸方向の相対移動を抑制することとなるが、逆に電磁クラッチD2がシャフト1aと被駆動部材の軸Hとを接続する、すなわち、シャフト1aの回転運動を軸Hに伝達する状態では、軸Hが回転し被駆動部材が駆動させられるが、このとき、被駆動部材自体の慣性モーメントが働き、電磁緩衝器の発生する減衰力が大きくなる。すなわち、電磁緩衝器の発生する減衰力は、モータの発生する電磁力に起因するもの以外に、モータの回転子、具体的には、本実施の形態にあっては、モータ1のシャフト1aおよびシャフト1aに取付けられている磁石の慣性モーメントに起因するものがあるが、さらに、電磁クラッチD2を介して被駆動部材がシャフト1aに接続されると、被駆動部材自体の慣性モーメントに起因する減衰力が発生されることとなる。したがって、電磁クラッチD2を介して被駆動部材がシャフト1aに接続された状態では、電磁緩衝器が発生する減衰力は、モータ1の回転子の慣性モーメントと、螺子軸の慣性モーメントと、モータ1の発生する電磁力と、被駆動部材の慣性モーメントの総和であり、被駆動部材およびモータ1の慣性モーメントは、モータ1のシャフト1aの角加速度が、緩衝器の伸縮運動の加速度に比例することから、緩衝器の伸縮運動の加速度に比例する。   As described above, the function as an electromagnetic shock absorber can be exhibited by a series of operations. Here, the electromagnetic clutch D2 is connected to the shaft 1a and the shaft H of the driven member under a situation where the electromagnetic shock absorber expands and contracts. In the state where the rotational movement of the shaft 1a is not transmitted to the shaft H, as described above, the axial direction of the ball screw nut 4 and the screw shaft 3 with the torque caused by the electromagnetic force generated only by the motor 1 as described above. In contrast, when the electromagnetic clutch D2 connects the shaft 1a and the shaft H of the driven member, that is, when the rotational motion of the shaft 1a is transmitted to the shaft H, the shaft H is The driven member is driven to rotate, but at this time, the moment of inertia of the driven member itself works to increase the damping force generated by the electromagnetic shock absorber. In other words, the damping force generated by the electromagnetic shock absorber is not caused by the electromagnetic force generated by the motor, but the rotor of the motor, specifically, the shaft 1a of the motor 1 and the motor 1 in this embodiment. Some are caused by the moment of inertia of the magnet attached to the shaft 1a. Further, when the driven member is connected to the shaft 1a via the electromagnetic clutch D2, the damping caused by the moment of inertia of the driven member itself. Force will be generated. Therefore, in a state where the driven member is connected to the shaft 1a via the electromagnetic clutch D2, the damping force generated by the electromagnetic shock absorber is the inertia moment of the rotor of the motor 1, the inertia moment of the screw shaft, the motor 1 The sum of the generated electromagnetic force and the moment of inertia of the driven member is such that the angular acceleration of the shaft 1a of the motor 1 is proportional to the acceleration of the expansion and contraction motion of the shock absorber. Therefore, it is proportional to the acceleration of the expansion and contraction motion of the shock absorber.

したがって、モータ1が何らかの理由で電磁力が発生できなくなると、電磁緩衝器の発生可能な減衰力は概ねモータ1の回転子と螺子軸3の慣性モーメントに起因するものとなるが、電磁クラッチD1,D2を接続状態としておけば、被駆動部材の慣性モーメントによっても減衰力を発生できることとなり、万が一モータ1が損傷し、モータ1が電磁力に起因するトルクを発生不能な状態となった場合でも、減衰力を発生不能となる事態が回避される。したがって、フェールセーフを行うことができる。   Therefore, if the motor 1 cannot generate electromagnetic force for some reason, the damping force that can be generated by the electromagnetic shock absorber is generally caused by the moment of inertia of the rotor of the motor 1 and the screw shaft 3, but the electromagnetic clutch D1. , D2 in the connected state, a damping force can be generated by the moment of inertia of the driven member, and even if the motor 1 is damaged and the motor 1 cannot generate torque due to electromagnetic force. The situation where the damping force cannot be generated is avoided. Therefore, fail safe can be performed.

なお、ボール螺子ナット4の上下方向の直線運動により螺子軸3を回転させるトルクが過大となる場合、たとえば、この電磁緩衝器を車両に適用したときに路面から突き上げ入力等の急激で大きな負荷が電磁緩衝器に入力された場合には、電磁クラッチD1が電磁石内のコイルへの電流供給を断つとしておけば、螺子軸3のみが回転することとなり、シャフト1aは回転せずモータ1は電磁力を発生しない。したがって、上記のような状況下では、減衰力の発生を阻止できるので、車体側に衝撃が伝達されてしまうことはなく、車両における乗り心地を向上させることが可能である。   When the torque for rotating the screw shaft 3 is excessive due to the vertical movement of the ball screw nut 4, for example, when this electromagnetic shock absorber is applied to a vehicle, a sudden and large load such as a push-up input from the road surface is applied. When input to the electromagnetic shock absorber, if the electromagnetic clutch D1 cuts off the current supply to the coil in the electromagnet, only the screw shaft 3 will rotate, the shaft 1a will not rotate, and the motor 1 will have electromagnetic force. Does not occur. Therefore, in the above situation, the generation of damping force can be prevented, so that the impact is not transmitted to the vehicle body side, and the riding comfort in the vehicle can be improved.

また、電磁クラッチD1を、あらかじめ、過大なトルク負荷時に、クラッチ板53とクラッチ板58が当接していても空回りする状態、いわゆる、すべる状態となるように調整しておくとしてもよい。この場合には、電磁石の規格に応じて電流量を上記状態となるように調整しておけばよい。そうすることで、電磁クラッチD1は、螺子軸3の回転がダイレクトにシャフト1aに伝達されないので、モータ1のシャフト1aが回転しないか、回転しても螺子軸3の回転数より低い回転数となるので、急激な振動が入力されても大きな減衰力を発生することがないので、車両における乗り心地を向上することが可能となる。さらに、電磁クラッチD1への電流供給量を制御して、積極的にクラッチ板33とクラッチ板38がすべる状態を制御すれば、モータ1の回転子の慣性モーメントに起因する減衰力による弊害も抑制することができる。   Further, the electromagnetic clutch D1 may be adjusted in advance so as to be in a idling state, that is, a so-called slipping state even when the clutch plate 53 and the clutch plate 58 are in contact with each other when an excessive torque load is applied. In this case, what is necessary is just to adjust the electric current amount so that it may be in the said state according to the specification of an electromagnet. By doing so, since the rotation of the screw shaft 3 is not directly transmitted to the shaft 1a, the electromagnetic clutch D1 has a rotation speed lower than the rotation speed of the screw shaft 3 even if the shaft 1a of the motor 1 does not rotate or rotates. Therefore, even if a sudden vibration is input, a large damping force is not generated, so that the riding comfort in the vehicle can be improved. Furthermore, if the amount of current supplied to the electromagnetic clutch D1 is controlled to positively control the state in which the clutch plate 33 and the clutch plate 38 slide, the adverse effects caused by the damping force caused by the moment of inertia of the rotor of the motor 1 can be suppressed. can do.

なお、上記したところでは、慣性モーメントによるフェールセーフについて説明したが、通常時、すなわち、モータ1が電磁力を発生しえる状態においては、上記慣性モーメントは、上述の通り電磁緩衝器の伸縮運動の加速度に比例することから、電磁緩衝器に入力される軸方向の振動入力に対し、特に電磁緩衝器を車両に適用する場合には、路面等からの突き上げ入力時のような特に急激な軸方向の振動が入力された場合には、慣性モーメント分だけ、より高い減衰力を発生することになる。したがって、常に電磁力に依存した減衰力に先んじてモータの回転子等の慣性モーメントによる減衰力が発生することとなり、更に、モータの回転子等の慣性モーメントは比較的大きいので、車両における乗り心地が悪化することとなる。   In the above description, the fail safe due to the moment of inertia has been described. However, in the normal state, that is, in a state where the motor 1 can generate an electromagnetic force, the moment of inertia is, as described above, the expansion / contraction motion of the electromagnetic shock absorber. Since it is proportional to the acceleration, the axial direction of vibration input to the electromagnetic shock absorber, especially when the electromagnetic shock absorber is applied to a vehicle, is particularly abrupt in the axial direction such as when pushing up from the road surface etc. When the vibration is input, a higher damping force is generated by the moment of inertia. Therefore, the damping force due to the moment of inertia of the rotor of the motor is always generated prior to the damping force depending on the electromagnetic force, and furthermore, the moment of inertia of the rotor of the motor is relatively large. Will get worse.

ここで、電磁クラッチD1はモータ1が発生する電磁力によるトルクの伝達を制御することもでき、上記のように、必要以上の電磁力に起因するトルクを螺子軸3に伝達できないようにすることも可能であるので、電磁クラッチD1への電流供給量を制御して電磁クラッチD1の伝達可能なトルク自体を制御することとすれば、上記慣性モーメントによる弊害を防止でき、更に車両における乗り心地を向上することもできる。   Here, the electromagnetic clutch D1 can also control the transmission of torque by the electromagnetic force generated by the motor 1, and as described above, the torque caused by the electromagnetic force more than necessary cannot be transmitted to the screw shaft 3. Therefore, if the amount of current that can be transmitted to the electromagnetic clutch D1 is controlled by controlling the amount of current supplied to the electromagnetic clutch D1, it is possible to prevent the adverse effects caused by the moment of inertia and further improve the riding comfort in the vehicle. It can also be improved.

また、螺子軸3の回転数がモータ1の許容回転速度を超えるような場合に電磁クラッチD1への電流供給を断つようにしておけば、モータの異常発熱よって引き起こされるモータのコイルを形成する導線の絶縁被膜の化学変化等による絶縁性の劣化、ひいては、絶縁性の劣化による漏電、および、モータ自体の損傷等の弊害を防止することもできる。   Further, if the current supply to the electromagnetic clutch D1 is cut off when the rotational speed of the screw shaft 3 exceeds the allowable rotational speed of the motor 1, a conductor that forms a motor coil caused by abnormal heat generation of the motor. Insulation deterioration due to chemical change of the insulating coating, and thus adverse effects such as leakage due to the deterioration of insulation and damage to the motor itself can be prevented.

つづいて、電磁緩衝器に振動が入力されていない場合には、電磁クラッチD1は、螺子軸3とシャフト1aとの接続を解除する。他方、電磁クラッチD2はシャフト1aと軸Hとを接続する状態とする。さらに、モータ1に積極的に通電する。すると、モータ1は、通電により回転駆動させられるが、この回転が被駆動部材の軸Hに伝達され、被駆動部材を駆動することができる。したがって、この電磁緩衝器においては、モータ1を減衰力発生用だけでなく、他の用途に使用可能となる。特に車両に搭載される場合には、車両の各所に回転動力を必要とする機器が搭載されているので、モータが各所に設けられているが、電磁緩衝器に搭載されているモータ1を使用できるので、その分車両搭載機器用、たとえば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等のモータが不要となり、車両を軽量化でき、また、低コストにすることができる。   Subsequently, when no vibration is input to the electromagnetic shock absorber, the electromagnetic clutch D1 releases the connection between the screw shaft 3 and the shaft 1a. On the other hand, the electromagnetic clutch D2 is connected to the shaft 1a and the shaft H. Further, the motor 1 is positively energized. Then, although the motor 1 is rotationally driven by energization, this rotation is transmitted to the shaft H of the driven member, and the driven member can be driven. Therefore, in this electromagnetic shock absorber, the motor 1 can be used not only for generating a damping force but also for other purposes. In particular, when mounted on a vehicle, since devices that require rotational power are mounted at various locations in the vehicle, motors are provided at various locations, but the motor 1 mounted in an electromagnetic shock absorber is used. Therefore, a motor for a vehicle-mounted device, for example, a compressor or the like used for adjusting the vehicle height of an air conditioner or an air suspension becomes unnecessary, and the vehicle can be reduced in weight and cost can be reduced.

つづいて、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部材については、同一の符号を付するのみとして、詳しい説明を省略することとする。第2の実施の形態における電磁緩衝器は、図3に示すように、モータ31と、螺子軸3と、ハウジング39と、ボール螺子ナット4と、ボール螺子ナット4の回転運動をモータ31のシャフト31aに伝達する歯車機構Gと、歯車機構Gとシャフト31aとの間に設けた電磁クラッチD1と、シャフト31aの図3中上端と被駆動部材の軸Hとの間に設けた電磁クラッチD2とで構成され、螺子軸3がボール螺子ナット4に螺合され、螺子軸3の直線運動をボール螺子ナット4の回転運動に変換し、歯車機構Gを介して上記回転運動をモータ31のシャフト31aに伝達して上記モータ31に電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記シャフト31aの回転に抗するトルクを上記螺子軸3の直線運動を抑制する減衰力として利用し、ボール螺子ナット4と螺子軸3との軸方向の相対移動を抑制することが出来るものである。すなわち、第1の実施の形態においては、螺子軸3が回転運動をするが、第2の実施の形態においては逆に、螺子軸3の軸方向の直線運動をボール螺子ナット4の回転運動に変換して、このボール螺子ナット4の回転運動をモータ31のシャフト31aに伝達するようにしてある。   Next, a second embodiment will be described. In addition, about the member similar to 1st Embodiment, suppose that detailed description is abbreviate | omitted only to attach | subject the same code | symbol. As shown in FIG. 3, the electromagnetic shock absorber according to the second embodiment is configured such that the motor 31, the screw shaft 3, the housing 39, the ball screw nut 4, and the ball screw nut 4 are rotated by the shaft of the motor 31. A gear mechanism G for transmission to 31a, an electromagnetic clutch D1 provided between the gear mechanism G and the shaft 31a, and an electromagnetic clutch D2 provided between the upper end in FIG. 3 of the shaft 31a and the shaft H of the driven member. The screw shaft 3 is screwed onto the ball screw nut 4, the linear motion of the screw shaft 3 is converted into the rotational motion of the ball screw nut 4, and the rotational motion is converted via the gear mechanism G to the shaft 31 a of the motor 31. The motor 31 generates an electromagnetic force, and the torque that resists the rotation of the shaft 31a due to the electromagnetic force is used as a damping force that suppresses the linear motion of the screw shaft 3. In which it is possible to suppress the relative axial movement of the child nut 4 and screw shaft 3. That is, in the first embodiment, the screw shaft 3 rotates. In the second embodiment, conversely, the linear motion in the axial direction of the screw shaft 3 is changed to the rotational motion of the ball screw nut 4. In other words, the rotational movement of the ball screw nut 4 is transmitted to the shaft 31a of the motor 31.

以下、詳細な構造について説明する。螺子軸3は、第1の実施の形態と同様にその外周に螺子溝3aが設けられるとともに、図1中下端には、電磁緩衝器が適用される箇所へ取付可能なように、ブラケットBが設けられている。そして、この螺子軸3は、第1の実施の形態と同様に、ボール螺子ナット4内に回転自在に螺合されるとともに、外筒35内に挿入されている。  The detailed structure will be described below. As in the first embodiment, the screw shaft 3 is provided with a screw groove 3a on its outer periphery, and a bracket B is attached to the lower end in FIG. 1 so that it can be attached to a location where an electromagnetic shock absorber is applied. Is provided. The screw shaft 3 is rotatably screwed into the ball screw nut 4 and inserted into the outer cylinder 35 as in the first embodiment.

また、外筒35は有底筒状であって、その図1中上端には、電磁緩衝器が適用される箇所へ取付可能なように図示しないブラケットが設けられている。したがって、この電磁緩衝器を特に車両に適用する場合には、上記ブラケットBおよび図示しないブラケットを介して、車体と車軸との間に電磁緩衝器を介装することが可能なようになっている。   The outer cylinder 35 is a bottomed cylinder, and a bracket (not shown) is provided at the upper end in FIG. 1 so that the outer cylinder 35 can be attached to a location where an electromagnetic shock absorber is applied. Therefore, when this electromagnetic shock absorber is applied particularly to a vehicle, the electromagnetic shock absorber can be interposed between the vehicle body and the axle via the bracket B and a bracket (not shown). .

そしてまた、外筒35の図1中下端は、中空なハウジング39に連結され、このハウジング39には、孔39a,39b,39cおよび穴39dが設けられ、外筒35は、ハウジング39の孔39a,39bと同心となるようにハウジング39に連結されている。さらに、ハウジング39の孔39a,39bの内周には、それぞれボールベアリング40,41が嵌合され、このボールベアリング40,41内には上記ボール螺子ナット4が嵌合している。したがって、ボール螺子ナット4はハウジング39に対して回転することができる。   1 is connected to a hollow housing 39. The housing 39 is provided with holes 39a, 39b, 39c and a hole 39d. The outer cylinder 35 is provided with a hole 39a in the housing 39. , 39b are connected to the housing 39 so as to be concentric. Further, ball bearings 40 and 41 are fitted to the inner circumferences of the holes 39a and 39b of the housing 39, and the ball screw nut 4 is fitted into the ball bearings 40 and 41, respectively. Therefore, the ball screw nut 4 can rotate with respect to the housing 39.

また、ハウジング39の孔39cおよび穴39dにも、ボールベアリング42,43が設けられるとともに、このボールベアリング42,43内には、回転軸50が嵌合されている。さらに、このハウジング39には、孔39cと同芯となるように、筒45が結合されており、この筒45内には、モータ31が固着されている。   Ball bearings 42 and 43 are also provided in the hole 39 c and the hole 39 d of the housing 39, and the rotary shaft 50 is fitted in the ball bearings 42 and 43. Further, a cylinder 45 is coupled to the housing 39 so as to be concentric with the hole 39c, and the motor 31 is fixed inside the cylinder 45.

モータ31は、第1の実施の形態のモータ1と同様の構成であるので、特に内部構造については図示はしないが、第1の実施の形態と同様に種々のモータが使用可能である。   Since the motor 31 has the same configuration as the motor 1 of the first embodiment, the internal structure is not particularly shown, but various motors can be used as in the first embodiment.

上述のように、ボール螺子ナット4には螺子軸3が螺子溝3aに沿って回転自在に螺合され、螺子軸3がボール螺子ナット4に対し図1中上下方向の直線運動をすると、ボール螺子ナット4はハウジング39により図3中上下方向の移動が規制され、回転のみ許容されているので、ボール螺子ナット4は強制的に回転駆動される。すなわち、上記機構により螺子軸3の直線運動がボール螺子ナット4の回転運動に変換されることとなる。   As described above, when the screw shaft 3 is rotatably engaged with the ball screw nut 4 along the screw groove 3a, and the screw shaft 3 moves linearly in the vertical direction in FIG. Since the screw nut 4 is restricted from moving in the vertical direction in FIG. 3 by the housing 39 and is only allowed to rotate, the ball screw nut 4 is forcibly rotated. That is, the linear motion of the screw shaft 3 is converted into the rotational motion of the ball screw nut 4 by the above mechanism.

他方、歯車機構Gは、図3に示すように、上記回転軸50に外周に形成した従動歯車32aと、ボール螺子ナット4の外周に形成した駆動歯車32bとからなり、各歯車32a、32bの歯が、互いに噛み合うように水平に配置されてハウジング39内に回転自在に挿入されている。   On the other hand, the gear mechanism G includes a driven gear 32a formed on the outer periphery of the rotary shaft 50 and a drive gear 32b formed on the outer periphery of the ball screw nut 4, as shown in FIG. The teeth are horizontally disposed so as to mesh with each other and are rotatably inserted into the housing 39.

なお、各歯車32a、32bは、たとえばインボリュート歯車等の周知の歯車を使用すればよく、本実施の形態では2つの歯車を使用しているが、3つ以上の歯車列を使用しても本発明の効果を実現可能である。   Each of the gears 32a and 32b may be a well-known gear such as an involute gear. For example, two gears are used in the present embodiment. The effects of the invention can be realized.

上記のように各歯車32a、32bの軸心が横方向にオフセットされていることにより、各歯車32a、32bに結合したモータ31の軸心とボール螺子ナット4の軸心が横方向にずれており、その結果、モータ31は外筒35の外側においてボール螺子ナット4の側方に並行に配置される。   As described above, since the shaft centers of the gears 32a and 32b are offset in the lateral direction, the shaft center of the motor 31 coupled to the gears 32a and 32b and the shaft center of the ball screw nut 4 are shifted in the lateral direction. As a result, the motor 31 is arranged in parallel to the side of the ball screw nut 4 outside the outer cylinder 35.

なお、本実施の形態では、モータ31をボール螺子ナット4の側方近傍に配置しているが、上述のように歯車列を使用して、モータ31をボール螺子ナット4から離れた位置に配置することも可能である。したがって、たとえば、モータ31のみを車体内に配置するようにして雨水や泥、飛び石などによるモータ31の損傷を防止することができる。   In the present embodiment, the motor 31 is disposed in the vicinity of the side of the ball screw nut 4, but the motor 31 is disposed at a position away from the ball screw nut 4 using the gear train as described above. It is also possible to do. Therefore, for example, it is possible to prevent the motor 31 from being damaged by rainwater, mud, stepping stones, etc. by arranging only the motor 31 in the vehicle body.

上記構成により、螺子軸3の図3中上下方向の直線運動によるボール螺子ナット4の回転運動は、駆動歯車32bと従動歯車32aとが互いに噛み合っているので、モータ31のシャフト31aに伝達されることとなり、その結果、モータ31が回転し、その電磁力に起因して発生するシャフト31aの回転に抗するトルクが歯車機構Gを介してボール螺子ナット4の回転を抑制する減衰力として作用する。   With the above configuration, the rotational motion of the ball screw nut 4 by the linear motion of the screw shaft 3 in the vertical direction in FIG. 3 is transmitted to the shaft 31a of the motor 31 because the drive gear 32b and the driven gear 32a are engaged with each other. As a result, the motor 31 rotates, and the torque that resists the rotation of the shaft 31a caused by the electromagnetic force acts as a damping force that suppresses the rotation of the ball screw nut 4 via the gear mechanism G. .

なお、上記したところでは、駆動歯車と従動歯車を水平配置してボール螺子ナット4の回転運動をモータ31に伝達しているが、各歯車を傘歯車として、ボール螺子ナット4に対するモータ31の取付角度を変化させることも可能である。この場合には、上記取付角度の調節が可能であるから、適用する車両の構造にあわせて、本発明にかかる電磁緩衝器を取付けることが出来ることとなる。したがって、新造又は既存車両のレイアウトに左右されずに電磁緩衝器を取付ることが可能である。また、傘歯車の種類は何でも良いが、はすば傘歯車等の円滑な伝動が可能であるものが好ましい。   In the above description, the drive gear and the driven gear are horizontally arranged to transmit the rotational motion of the ball screw nut 4 to the motor 31. However, each gear is used as a bevel gear and the motor 31 is attached to the ball screw nut 4. It is also possible to change the angle. In this case, since the attachment angle can be adjusted, the electromagnetic shock absorber according to the present invention can be attached according to the structure of the vehicle to be applied. Therefore, it is possible to attach the electromagnetic shock absorber without being influenced by the layout of a new or existing vehicle. Further, any type of bevel gear may be used, but a helical bevel gear or the like capable of smooth transmission is preferable.

さらには、ボール螺子ナット4の回転運動をモータ31のシャフト31aに伝達するには、歯車機構G以外に、摩擦車機構やベルト機構を使用してもよい。   Furthermore, in order to transmit the rotational motion of the ball screw nut 4 to the shaft 31 a of the motor 31, in addition to the gear mechanism G, a friction wheel mechanism or a belt mechanism may be used.

そして、第2の実施の形態においては、上述のように、一方の電磁クラッチD1は、上記回転軸50とシャフト31aとの間に設けられ、他方の電磁クラッチD2は、シャフト31aと被駆動部材の軸Hとの間に設けられている。   And in 2nd Embodiment, as above-mentioned, one electromagnetic clutch D1 is provided between the said rotating shaft 50 and the shaft 31a, and the other electromagnetic clutch D2 is the shaft 31a and a to-be-driven member. Between the two shafts H.

つづいて、その作用であるが、第2の実施の形態における電磁緩衝器が、伸縮すると、螺子軸3が図3中上下に直線運動を呈することとなるが、この直線運動がボール螺子ナット4の回転運動に変換され、さらに、このボール螺子ナット4の回転運動は、歯車機構Gを介してシャフト31aに伝達される。したがって、第2の実施の形態においては、モータ31の発生する電磁力に起因するシャフト31aの回転に抗するトルクは、ボール螺子ナット4の回転を抑制することとなり、このボール螺子ナット4の回転を抑制する作用が、螺子軸3の直線運動を抑制することとなるので、結果的に、ボール螺子ナット4と螺子軸3の軸方向の相対移動を抑制する減衰力として作用する。   Subsequently, as to its action, when the electromagnetic shock absorber according to the second embodiment expands and contracts, the screw shaft 3 exhibits a linear motion up and down in FIG. 3, and this linear motion is the ball screw nut 4. Further, the rotational motion of the ball screw nut 4 is transmitted to the shaft 31a via the gear mechanism G. Therefore, in the second embodiment, the torque that resists the rotation of the shaft 31 a caused by the electromagnetic force generated by the motor 31 suppresses the rotation of the ball screw nut 4, and the rotation of the ball screw nut 4. As a result, the linear movement of the screw shaft 3 is suppressed, and as a result, it acts as a damping force that suppresses the relative movement of the ball screw nut 4 and the screw shaft 3 in the axial direction.

したがって、第1の実施の形態と同様に、一連の動作により、電磁緩衝器としての機能を発揮することができるが、ここで、モータ31のシャフト31aは、一方の電磁クラッチD1を介して回転軸50に、他方の電磁クラッチD2を介して被連結部材の軸Hに接続されているので、第1の実施の形態と同様の作用効果をそうすることが可能となる。すなわち、電磁緩衝器が伸縮する状況下で、電磁クラッチD1および電磁クラッチD2が、それぞれシャフト31aと回転軸50とを接続、シャフト31aと被駆動部材の軸Hとを接続する状態では、被駆動部材自体の慣性モーメントが働き、電磁緩衝器の発生する減衰力が大きくなる。したがって、万が一モータ31が損傷し、モータ31が電磁力に起因するトルクを発生不能な状態となった場合でも、減衰力を発生不能となる事態が回避される。したがって、フェールセーフを行うことができる。   Therefore, as in the first embodiment, a function as an electromagnetic shock absorber can be exhibited by a series of operations. Here, the shaft 31a of the motor 31 rotates via one electromagnetic clutch D1. Since the shaft 50 is connected to the shaft H of the coupled member via the other electromagnetic clutch D2, it is possible to achieve the same effect as that of the first embodiment. That is, in a state where the electromagnetic shock absorber expands and contracts, the electromagnetic clutch D1 and the electromagnetic clutch D2 connect the shaft 31a and the rotating shaft 50, respectively, and connect the shaft 31a and the shaft H of the driven member. The moment of inertia of the member itself works to increase the damping force generated by the electromagnetic shock absorber. Therefore, even if the motor 31 is damaged and the motor 31 cannot generate torque due to the electromagnetic force, a situation where the damping force cannot be generated is avoided. Therefore, fail safe can be performed.

また、電磁緩衝器に振動が入力されていない場合には、電磁クラッチD1を回転軸50とシャフト31aとの接続を解除する状態とし、他方、電磁クラッチD2をシャフト31aと軸Hとを接続する状態とし、モータ31に積極的に通電すると、モータ31は、通電により回転駆動させられるが、この回転が被駆動部材の軸Hに伝達され、被駆動部材を駆動することができる。したがって、この電磁緩衝器においては、モータ31を減衰力発生用だけでなく、他の用途に使用可能となる。特に車両に搭載される場合には、車両の各所に回転動力を必要とする機器が搭載されているので、モータが各所に設けられているが、電磁緩衝器に搭載されているモータ31を使用できるので、その分車両搭載機器用、たとえば、エアコンやエアサスペンションの車高調整に使用されるコンプレッサー等のモータが不要となり、車両を軽量化でき、また、低コストにすることができる。   When no vibration is input to the electromagnetic shock absorber, the electromagnetic clutch D1 is brought into a state of releasing the connection between the rotary shaft 50 and the shaft 31a, and the electromagnetic clutch D2 is connected between the shaft 31a and the shaft H. When the motor 31 is actively energized, the motor 31 is rotationally driven by energization. This rotation is transmitted to the axis H of the driven member, and the driven member can be driven. Therefore, in this electromagnetic shock absorber, the motor 31 can be used not only for generating damping force but also for other purposes. In particular, when mounted on a vehicle, since devices that require rotational power are mounted at various locations in the vehicle, motors are provided at various locations, but the motor 31 mounted in an electromagnetic shock absorber is used. Therefore, a motor for a vehicle-mounted device, for example, a compressor or the like used for adjusting the vehicle height of an air conditioner or an air suspension becomes unnecessary, and the vehicle can be reduced in weight and cost can be reduced.

また、第1の実施の形態と同様に電磁クラッチD1側に制御により、モータ31の損傷防止、慣性モーメントによる弊害の防止、および車両における乗り心地を向上させることも可能である。   Further, similarly to the first embodiment, by controlling the electromagnetic clutch D1 side, it is possible to prevent the motor 31 from being damaged, to prevent harmful effects caused by the moment of inertia, and to improve the riding comfort in the vehicle.

なお、上記したところでは、電磁緩衝器を特に車両に適用した場合について説明したが、通常緩衝器が使用される部位にこの電磁緩衝器を使用可能なことは無論である。   In the above description, the case where the electromagnetic shock absorber is applied particularly to a vehicle has been described. However, it goes without saying that the electromagnetic shock absorber can be used in a portion where the normal shock absorber is used.

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。   This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.

本発明の第1の実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electromagnetic shock absorber in the 1st Embodiment of this invention. 電磁クラッチの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an electromagnetic clutch. 本発明の第2の実施の形態における電磁緩衝器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electromagnetic shock absorber in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,31 モータ
1a,31a シャフト
3 螺子軸
3a 螺子溝
4 螺子ナットたるボール螺子ナット
5,35 外筒
6 内筒
D1,D2 電磁クラッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 Motor 1a, 31a Shaft 3 Screw shaft 3a Screw groove 4 Ball screw nut which is a screw nut 5,35 Outer cylinder 6 Inner cylinder D1, D2 Electromagnetic clutch

Claims (1)

螺子ナットと、螺子ナット内に螺合される螺子軸と、モータとを備え、螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動をモータのシャフトに伝達するとともに、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因して発生するトルクで上記した螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動を抑制することにより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において、モータのシャフトの両端にそれぞれ電磁クラッチを設け、この一方の電磁クラッチを介して上記した螺子軸と螺子ナットの一方の回転運動が上記シャフトに伝達されるとともに、他方の電磁クラッチを介してシャフトの回転運動を外部の被駆動部材に伝達可能としたことを特徴とする電磁緩衝器。 A screw nut, a screw shaft that is screwed into the screw nut, and a motor are provided. One of the rotational movements of the screw shaft and the screw nut is transmitted to the shaft of the motor, and electromagnetic force is generated in the motor. In the electromagnetic shock absorber that suppresses the relative movement in the axial direction of the screw nut and the screw shaft by suppressing the rotational movement of one of the screw shaft and the screw nut with the torque generated due to the electromagnetic force. Electromagnetic clutches are provided at both ends, and the rotational movement of one of the screw shaft and screw nut is transmitted to the shaft through the one electromagnetic clutch, and the rotational movement of the shaft is externally transmitted through the other electromagnetic clutch. An electromagnetic shock absorber that can be transmitted to a driven member.
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