JP4271604B2 - Electromagnetic shock absorber - Google Patents
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Description
本発明は、螺子ナットに螺子軸を回転自在に螺合することにより、螺子ナットを介して螺子軸の直線運動をモータの回転運動に変換する機構を有し、モータの電磁力で減衰力を発生する電磁緩衝器に関する。 The present invention has a mechanism for converting a linear motion of a screw shaft into a rotational motion of a motor via the screw nut by screwing a screw shaft to the screw nut so as to reduce the damping force by the electromagnetic force of the motor. The present invention relates to an electromagnetic shock absorber.
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が、近年、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)。
In general, a suspension in which a hydraulic shock absorber is interposed in parallel with a suspension spring between a vehicle body and an axle of the vehicle is known. This suspension suspends the vehicle body and attenuates input such as vibration from the road surface. In recent years, a new electromagnetic shock absorber that does not require oil, air, power supply, etc. has been researched and proposed, which improves the ride comfort and maneuverability or keeps the vehicle height constant by suppressing the displacement of the vehicle body (See
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。
しかし、上述した従来の電磁緩衝器は、電源等を必要としない点で非常に有用であるが、以下の問題点がある。 However, the conventional electromagnetic shock absorber described above is very useful in that it does not require a power source or the like, but has the following problems.
すなわち、電磁緩衝器は、減衰力発生源としてモータを使用するが、特に交流モータや三相ブラシレスモータを利用する場合には、モータの回転速度が高くなると、モータ内のコイルに流れる電流の大きさおよび方向の変化が激しいので、コイル自身の自己インダクタンスおよび相互インダクタンスの影響によりモータが発生するトルクがシャフトの回転速度に比例せず低下してしまう。 In other words, the electromagnetic shock absorber uses a motor as a damping force generation source, but particularly when an AC motor or a three-phase brushless motor is used, when the motor rotation speed increases, the magnitude of the current flowing through the coil in the motor increases. Since the change in length and direction is severe, the torque generated by the motor due to the influence of the self-inductance and the mutual inductance of the coil itself decreases without being proportional to the rotational speed of the shaft.
したがって、螺子軸とボール螺子ナットとの軸方向の相対移動速度が速くなる、すなわち、電磁緩衝器の伸縮速度が速くなると、減衰力不足を招来する可能性があると指摘される危惧がある。 Therefore, there is a fear that it may be pointed out that if the relative movement speed in the axial direction between the screw shaft and the ball screw nut is increased, that is, the expansion / contraction speed of the electromagnetic shock absorber is increased, a damping force may be insufficient.
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、伸縮速度が速くても充分な減衰力を発生可能な電磁緩衝器を提供することである。 Therefore, the present invention was created in consideration of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide an electromagnetic shock absorber capable of generating a sufficient damping force even when the expansion / contraction speed is high. is there.
上記の目的を達成するため、本発明の一つの手段は、第1の筒と、第1の筒内に摺動自在に挿入される第2の筒と、第2の筒内に設けた螺子ナットと、螺子ナット内に回転自在に螺合され第1の筒に回転自在に連結される螺子軸と、第1の筒内に設けたモータとを備え、モータの電磁力で第1の筒と第2の筒の相対移動を抑制する電磁緩衝器において、上記モータが、上記螺子軸に連繋するコイルもしくは磁石の一方と、コイルもしくは磁石の一方に対向するコイルもしくは磁石の他方とで構成され、上記第1の筒の外方に上記第2の筒に連結されるシリンダを設け、上記第1の筒の外周に設けた環状のピストンを上記シリンダの内周に摺接して当該シリンダ内を作動油が充填される上室と下室とに区画し、更に上記上室又は下室をリザーバに接続し、また、上記ピストンに上記上室と下室とを連通する通路を設け、当該通路に減衰弁を設け、伸縮速度が速い場合に上記モータで発生する減衰力が低下しても上記減衰弁で減衰力低下分を補うことを特徴とする電磁緩衝器。
In order to achieve the above object, one means of the present invention includes a first cylinder, a second cylinder slidably inserted into the first cylinder, and a screw provided in the second cylinder. A first shaft that includes a nut, a screw shaft that is rotatably engaged in the screw nut and rotatably connected to the first tube, and a motor provided in the first tube; When in the second relative movement suppressing electromagnetic shock absorber of the cylinder, the motor is constituted by one of a coil or magnet for interlocking with the screw shaft, and the other coil or magnet is opposed to one of the coils or magnets the outward of the first cylinder provided with a cylinder which is connected to the second cylinder, the first cylinder inner circumference in sliding contact with the inside the cylinder an annular piston mounted on an outer periphery of the cylinder of the hydraulic oil is partitioned into an upper chamber and a lower chamber that is filled, further reservoir supraventricular or lower chamber above Connect, also the passage communicating with the upper chamber and a lower chamber in the piston provided with the damping valve provided in the passage, even the damping damping force generated by the motor when the stretching speed is fast is reduced An electromagnetic shock absorber that compensates for a decrease in damping force with a valve .
同じく、他の手段は、第1の筒と、第1の筒内に摺動自在に挿入される第2の筒と、第2の筒内に設けた螺子ナットと、螺子ナット内に回転自在に螺合され、第1の筒に固定して連結される螺子軸と、第2の筒内に設けたモータとを備え、モータの電磁力で第1の筒と第2の筒の相対移動を抑制する電磁緩衝器において、上記モータが、上記螺子ナットに連繋するコイルもしくは磁石の一方と、上記第2の筒内に固定されるコイルもしくは磁石の他方とで構成され、上記第1の筒の外方に上記第2の筒に連結されるシリンダを設け、上記第1の筒の外周に設けた環状のピストンを上記シリンダの内周に摺接して当該シリンダ内を作動油が充填される上室と下室とに区画し、更に上記上室又は下室をリザーバに接続し、また、上記ピストンに上記上室と下室とを連通する通路を設け、当該通路に減衰弁を設け、伸縮速度が速い場合に上記モータで発生する減衰力が低下しても上記減衰弁で減衰力低下分を補うことを特徴とする。
Similarly, the other means includes a first cylinder, a second cylinder slidably inserted into the first cylinder, a screw nut provided in the second cylinder, and rotatable within the screw nut. A screw shaft fixedly connected to the first cylinder, and a motor provided in the second cylinder, and the relative movement of the first cylinder and the second cylinder by the electromagnetic force of the motor. In the electromagnetic shock suppressor, the motor is constituted by one of a coil or a magnet connected to the screw nut and the other of the coil or the magnet fixed in the second cylinder, and the first cylinder A cylinder connected to the second cylinder is provided outside the cylinder, and an annular piston provided on the outer periphery of the first cylinder is slidably contacted with the inner periphery of the cylinder to fill the cylinder with hydraulic oil. It is divided into an upper chamber and a lower chamber, further connects the upper chamber or the lower chamber to the reservoir above, also on the said piston The passage connecting the upper chamber and the lower chamber is provided, the damping valve provided in the passage, the damping force generated by the motor when the stretching speed is fast is to supplement the damping force decrease amount in the damping valve is also reduced It is characterized by.
上記各手段において、上記シリンダの外側に外筒を設け、上記シリンダと上記外筒との間にリザーバを設け、上記下室と上記リザーバとを連通する通路の途中に減衰弁を設けているのが好ましい。In each of the above means, an outer cylinder is provided outside the cylinder, a reservoir is provided between the cylinder and the outer cylinder, and a damping valve is provided in the middle of a passage communicating the lower chamber and the reservoir. Is preferred.
同じく、上記上室の上方又は上記下室の下方にフリーピストンを設けてリザーバを形成しても良い。
Similarly, a reservoir may be formed by providing a free piston above the upper chamber or below the lower chamber.
各請求項の発明によれば、モータに生じる誘導起電力によって減衰力を発生するだけでなく、減衰弁もしくは作動油の抵抗によっても減衰力を発生することができる。 According to the invention of each claim, not only the damping force can be generated by the induced electromotive force generated in the motor, but also the damping force can be generated by the resistance of the damping valve or the hydraulic oil.
したがって、電磁緩衝器の伸縮速度が速い場合にモータで発生する減衰力が低下しても、減衰弁もしくは作動油の抵抗によりその減衰力低下分を補うことが可能となる。すなわち、伸長速度が速くても充分な減衰力を発生可能となる。 Therefore, even if the damping force generated by the motor is reduced when the expansion / contraction speed of the electromagnetic shock absorber is high, it is possible to compensate for the reduction in the damping force by the resistance of the damping valve or hydraulic oil. That is, a sufficient damping force can be generated even if the extension speed is high.
上記したことからこの電磁緩衝器が特に車両に適用される場合には、伸縮速度が速くても充分な減衰力を発生可能であり、減衰力不足という弊害を招来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できる。 As described above, particularly when this electromagnetic shock absorber is applied to a vehicle, a sufficient damping force can be generated even if the expansion / contraction speed is high, and there is no adverse effect of insufficient damping force. Riding comfort can be improved.
また、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、その場合には、通常の油圧緩衝器として作用するので、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。 Even if the motor is damaged and the motor is unable to generate torque due to electromagnetic force, it will function as a normal hydraulic shock absorber in that case, so that it will not be possible to generate damping force. Is avoided. Therefore, fail safe can be performed.
さらに、積極的にモータの短絡の死活を制御することにより、通常の油圧緩衝器の減衰特性に、モータが発生する減衰特性を上乗せすることができるので、減衰特性を調整することが可能である。 Further, by actively controlling the life and death of the short circuit of the motor, the damping characteristic generated by the motor can be added to the damping characteristic of the normal hydraulic shock absorber, so that the damping characteristic can be adjusted. .
請求項1および2の発明によれば、第1の筒と第2の筒とが摺接しているので、第2の筒および螺子ナットに対する螺子軸の軸ぶれが防止されており、これにより、螺子ナットの一部に集中して荷重がかかることを防止でき、螺子ナットもしくは螺子軸の螺子溝が損傷する事態を避けることが可能である。また、螺子ナットもしくは螺子軸の螺子溝の損傷を防止できるので、螺子軸と螺子ナット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。なお、外筒と内筒との間に軸受を別途も受ける場合には、外筒の下端部内周が内筒の外周面をかじってしまい外筒と内筒との間のシール性が劣化してしまう危険を防止できる。 According to the first and second aspects of the present invention, since the first cylinder and the second cylinder are in sliding contact with each other, the shaft of the screw shaft with respect to the second cylinder and the screw nut is prevented, and thereby, It is possible to prevent a load from being concentrated on a part of the screw nut and to avoid a situation in which the screw nut or the screw groove of the screw shaft is damaged. Further, since the screw nut or the screw groove of the screw shaft can be prevented from being damaged, the smoothness of each operation of the rotation of the screw shaft and the screw nut or the movement of the electromagnetic shock absorber in the expansion / contraction direction can be maintained. Since the smoothness can be maintained, the function as an electromagnetic shock absorber is not impaired, and the failure of the electromagnetic shock absorber can be prevented. In addition, when bearings are separately received between the outer cylinder and the inner cylinder, the inner periphery of the lower end of the outer cylinder bites the outer peripheral surface of the inner cylinder, and the sealing performance between the outer cylinder and the inner cylinder deteriorates. This can prevent the risk of being lost.
請求項2の発明によれば、従来の電磁緩衝器のようにモータを螺子軸の上部に垂直に設ける必要が無いので、緩衝器に必要なストローク確保ができ、基本長も短くすることができる。すなわち、省スペース化を図ることができる。したがって、取付スペースに制約がある部位に適用可能であって、必要なストロークを確保可能であり、特に電磁緩衝器を車両に適用する場合には、基本長を短くすることができ、車両に必要とされる緩衝器のストロークを確保できるので、車両への搭載性が向上する。
According to the invention of
また、モータは、第2の筒内に形成されるから、従来ではデッドスペースであった第2の筒内の略全長にわたり、磁石およびコイルを形成することができるので、電磁緩衝器を大型化することなしに、モータのみを大型化することができる。すなわち、電磁緩衝器を大型化することなしにモータ出力を大きくすることができるから、電磁緩衝器に高減衰力を発生させることが可能である。 In addition, since the motor is formed in the second cylinder, the magnet and the coil can be formed over substantially the entire length of the second cylinder, which was a dead space in the past, so the electromagnetic shock absorber is enlarged. Without doing so, only the motor can be enlarged. That is, since the motor output can be increased without increasing the size of the electromagnetic shock absorber, it is possible to generate a high damping force in the electromagnetic shock absorber.
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、本発明の第1の実施の形態における電磁緩衝器を概念的に示す縦断面図である。図2は、本発明の第2の実施の形態における電磁緩衝器を概念的に示す縦断面図である。図3は、本発明の第3の実施の形態における電磁緩衝器を概念的に示す縦断面図である。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view conceptually showing the electromagnetic shock absorber according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view conceptually showing the electromagnetic shock absorber according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional view conceptually showing the electromagnetic shock absorber according to the third embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1の実施の形態における電磁緩衝器は、有底筒状の第1の筒2と、第1の筒2内に摺動自在に挿入される第2の筒5と、第2の筒5内に設けた螺子ナットたるボール螺子ナット4と、ボール螺子ナット4内に回転自在に螺合され、第1の筒2に回転自在に連結される螺子軸3と、モータ1と、第1の筒2の外方に設けられ第2の筒5に連結されるシリンダ20と、第1の筒2の外周に設けた環状のピストン21と、シリンダ20内にピストン21により区画される上室R1と下室R2と、上室R1と下室R2とを連通する通路30と、当該通路30の途中に設けた減衰弁31とで構成され、この電磁緩衝器が伸縮する時のボール螺子ナット4の直線運動を螺子軸3の回転運動に変換し、上記回転運動をモータ1のシャフト1aに伝達して当該モータ1に電磁力を発生させ、この電磁力に起因し上記シャフト1aの回転に抗するトルクを上記螺子軸3の回転運動を抑制することによるボール螺子ナット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と同時に、減衰弁31を作動油Oが通過するとき生じる圧力損失によっても減衰力を発生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 first embodiment includes a bottomed cylindrical
以下、詳細な構造について説明する。第1の筒2は、有底筒状であって、その内周側にはモータ1が設けられるとともに、モータ1のシャフト1aと一体成形された螺子軸3がボールベアリング9,10を介して回転自在に取付けられている。なお、図示するところでは、螺子軸3とシャフト1aとが一体的に形成されているが、螺子軸3とシャフト1aとを別部材として、それぞれを連結してもよい。
The detailed structure will be described below. The
モータ1は、上記螺子軸3と一体成形されたシャフト1aと、シャフト1aの外周に取付けられた磁石7,7と、第1の筒2の内周であって上記磁石7,7と対向するように取付けたコア8と、コア8に嵌装したコイル6とで構成されるブラシレスモータであって、この場合、第1の筒2がモータ1のフレームとしての役割を果たしている。そして、モータ1の各電極(図示せず)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。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、ボール螺子ナット4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、本実施の形態においては、コイル6を第1の筒2側に、磁石7,7をシャフト1a側に取付けているが、コイル6をシャフト1a側に、磁石7,7を第1の筒体2側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。
The
シャフト1aと一体的に成形された螺子軸3は、その外周に螺子溝3aが設けられるており、第1の筒2内に摺動自在に挿入された有底筒状の第2の筒5内に挿入され、さらに、この第2の筒5内に嵌着されたボール螺子ナット4内に回転自在に螺合されている。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、螺子軸3の回転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。
The
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、ボール螺子ナット4が螺子軸3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はたとえば車体もしくは車軸側に固定される内筒5により回転運動が規制されているので、螺子軸3は強制的に回転駆動される。すなわち、上記機構によりボール螺子ナット4の直線運動が螺子軸3の回転運動に変換されることとなる。また、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、さらに、螺子軸3と後述の封止部材25との干渉を防止して最圧縮時の衝撃を緩和する。
As described above, the
なお、第1の筒2と第2の筒5との間にはシール部材(図示せず)が設けられ、これにより第1の筒2および第2の筒5で作られる空間に後述する作動油Oが侵入しないようになっている。ちなみに、第1の筒2内に第2の筒5が摺動自在に挿入されているが、第1の筒2と第2の筒5との間に環状の軸受を設けるとしてもよい。この場合には、第1の筒2の下端部内周が第2の筒5の外周面をかじってしまい第1の筒2と第2の筒5との間のシール性が劣化してしまう危険を防止できる。
In addition, a seal member (not shown) is provided between the
また、第1の筒2内に第2の筒5が摺動自在に挿入されていることにより、第2の筒5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、これにより、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。
In addition, since the
他方、第1の筒2の外方には、筒状のシリンダ20が設けられ、このシリンダ20の図1中下端は、封止部材25を介して第2の筒5の図1中下端に連結されている。さらに、第1の筒2の図1中下端外周には、環状のピストン21が設けられ、このピストン21がシリンダ20の内周に摺接しており、このピストン21によりシリンダ20内を上室R1と下室R2とに区画されている。そしてさらに、シリンダ20を覆う外筒23が設けられ、この外筒23の図1中下端も上記封止部材25に連結されている。また、シリンダ20と外筒23の図1中上端には、円板状の封止部材26が設けられ、この封止部材26の内周が第1の筒2の外周に摺接している。なお、図示はしないが、第1の筒2と封止部材26との間には図示しないシール部材が設けられ、シリンダ20内と外筒23内が密封状態とされている。
On the other hand, a cylindrical cylinder 20 is provided outside the
そして、シリンダ20と外筒23との間の隙間をリザーバRとして、このリザーバRには、作動油Oと気体Gが封入され、さらに、上記上室R1と下室R2内にも、作動油Oが封入されている。また、ピストン21には、上室R1と下室R2とを連通する通路30が設けられるとともに、当該通路30には、減衰弁31が設けられ、封止部材25には、下室R2とリザーバRとを連通する通路32が設けられるとともに、減衰弁33が設けられている。なお、減衰弁31,33には、作動油Oの通過時に減衰力を発生可能な公知の減衰弁を用いればよい。
The gap between the cylinder 20 and the
また、第1の筒2の図1中上端および封止部材25の図1中下端には、それぞれ図示しないブラケットが設けられ、このブラケットにより、電磁緩衝器を、たとえば、車体と車軸との間に取付けることができるようになっている。
Further, brackets (not shown) are provided at the upper end in FIG. 1 of the
第1の実施の形態の電磁緩衝器は、以上のように構成されるが、つづいてその作用について説明する。まず、電磁緩衝器に伸長する、すなわち、第2の筒5に対し第1の筒2が図1中上方に移動すると、この第1の筒2に連結されている螺子軸3に対しボール螺子ナット4が図1中下方への直線運動することとなるが、ボール螺子ナット4はその回転が規制されているので、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、螺子軸3に一体なモータ1のシャフト1aも回転する。
The electromagnetic shock absorber according to the first embodiment is configured as described above. Next, the operation thereof will be described. First, the electromagnetic shock absorber extends, that is, when the
モータ1のシャフト1aが回転運動を呈すると、モータ1内のコイル6が磁石の磁界を横ぎることとなり、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り、モータ1の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コイル6に電流が流れるようにしてあるため、上記シャフト1aの回転に抗するトルクがシャフト1aの回転運動を抑制することとなる。
When the
このシャフト1aの回転運動を抑制する作用は、上記螺子軸3の回転運動を抑制することとなり、螺子軸3の回転運動が抑制されるのでボール螺子ナット4の上記直線運動を抑制するように働く。
The action of suppressing the rotational movement of the
したがって、上記モータ1の電磁力に起因する上記シャフト1aに抗するトルクは、ボール螺子ナット4の上記直線運動を抑制するので、第2の筒5に対する第1の筒2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 torque against the
また同時に、第1の筒2が、第2の筒5に対し、図1中上方に移動すると、第1の筒2の外周に設けられたピストン21が図1中上方に移動するので、上室R1が収縮し、上室R1内の圧力が上昇するので、上室R1内の作動油Oは、通路30を介して下室R2内に流入する。さらに、シリンダ20内から退出する第1の筒2の体積分の作動油Oが下室R2内で不足するので、この不足する作動油Oは、通路32を介してリザーバRから補償される。すると、作動油Oが、減衰弁31,33を通過するので、このとき生じる圧力損失に見合った減衰力が発生される。
At the same time, when the
逆に、電磁緩衝器が収縮すると、やはり、螺子軸3がボール螺子ナット4により回転させられるので、モータ1がその回転を抑制するトルクを発生するので、モータ1により減衰力が発生される。
On the contrary, when the electromagnetic shock is contracted, the
さらに、第1の筒2が、第2の筒5に対し、図1中下方に移動するので、第1の筒2の外周に設けられたピストン21が図1中下方に移動し、下室R1が収縮し、下室R2内の圧力が上昇するので、下室R2内の作動油Oは、通路30を介して上室R1内に流入する。さらに、シリンダ20内に侵入する第1の筒2の体積分の作動油Oが下室R2内で余剰となるので、この余剰の作動油Oは、通路32を介してリザーバRへ流出される。すると、作動油Oが、減衰弁31,33を通過するので、このとき生じる圧力損失に見合った減衰力が発生される。
Further, since the
すなわち、本電磁緩衝器においては、モータ1に生じる誘導起電力によって減衰力を発生するだけでなく、減衰弁31,33によっても減衰力を発生することができる。
That is, in this electromagnetic shock absorber, not only the damping force is generated by the induced electromotive force generated in the
したがって、電磁緩衝器の伸縮速度が速い場合にモータ1で発生する減衰力が低下しても、上記減衰弁31,33によりその減衰力低下分を補うことが可能となる。すなわち、伸長速度が速くても充分な減衰力を発生可能となる。
Therefore, even if the damping force generated by the
上記したことからこの電磁緩衝器が特に車両に適用される場合には、伸縮速度が速くても充分な減衰力を発生可能であり、減衰力不足という弊害を招来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できる。 As described above, particularly when this electromagnetic shock absorber is applied to a vehicle, a sufficient damping force can be generated even if the expansion / contraction speed is high, and there is no adverse effect of insufficient damping force. Riding comfort can be improved.
また、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、その場合には、通常の油圧緩衝器として作用するので、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。
Even if the
さらに、積極的にモータ1の短絡の死活を制御することにより、通常の油圧緩衝器の減衰特性に、モータ1が発生する減衰特性を上乗せすることができるので、減衰特性を調整することが可能である。
Further, by actively controlling the life and death of the short circuit of the
なお、本実施の形態においては、油圧緩衝器の部分はリザーバRがシリンダ20の外側に配置される、いわゆる複筒型に形成されているが、たとえば、上室R1の上方もしくは下室R2の下方にフリーピストンを設けることによりリザーバを形成して単筒型に形成されてもよい。 In the present embodiment, the hydraulic shock absorber portion is formed in a so-called double cylinder shape in which the reservoir R is disposed outside the cylinder 20, but for example, above the upper chamber R1 or in the lower chamber R2. A reservoir may be formed by providing a free piston below, and a single cylinder type may be formed.
ちなみに、モータ1は、第1の筒2内に設けられているが、構造が複雑となるが、第2の筒5内に上下移動のみを許容するようにモータ1を挿入し、モータ1のシャフト1aと螺子軸3を連結すれば、モータ1を第2の筒5内に設けるとしてもよい。
Incidentally, although the
つづいて、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態における電磁緩衝器は、図2に示すように、第1の実施の形態において第1の筒2内に回転自在に連結されている螺子軸3が、第1の筒2の底部に固定されて連結されるとともに、モータが第2の筒5内に設けられている。他の部材については、第1の実施の形態と同様であるので、同様の部材については同一の符号を付するのみとしてその詳しい説明は省略することとする。
Next, a second embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the electromagnetic shock absorber according to the second embodiment includes a
第1の実施の形態と異なるモータ41は、第2の筒5内にボールベアリング48,49を介して回転自在に嵌合されるボール螺子ナット4と、第2の筒5内周に嵌装されたコア45と、コア45に巻装したコイル46と、ボール螺子ナット4の図2中下端から垂下される複数の磁石47,47とで構成され、上記磁石47,47は上記コイル46およびコア45に対向するように設けられている。すなわち、ボール螺子ナット4が第2の筒5に対して回転運動を呈すると、ボール螺子ナット4の図1中下端から垂下される磁石47,47も回転するので、コイル46が上記磁石47,47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。したがって、モータ41は、上記したボール螺子ナット4、第2の筒5、コア45、コイル46および磁石47,47で構成されるブラシレスモータであって、この場合、ボール螺子ナット4がシャフトとして、第2の筒5がフレームとしての役割を果たしている。なお、磁石47,47の下端は、第2の筒5の内周に嵌合するボールベアリング50内に嵌合しており、磁石47,47の軸ぶれが防止されており、磁石47,47が螺子軸3や第2の筒5と干渉することが防止されている。
A
そして、第1の実施の形態と同様に、螺子軸3がボール螺子ナット4内に螺合されるが、第2の実施の形態では、第1の筒2が第2の筒5に対し、移動すると、螺子軸3はその回転が第1の筒2により規制されているので、ボール螺子ナット4が強制的に回転させられる。そして、このボール螺子ナット4の回転により磁石47,47も回転するので、コイル46が上記磁石47,47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、モータ41は、ボール螺子ナット4の回転に抗するトルクを発生するので、螺子軸3の直線運動が抑制されることになる。したがって、この第2の実施の形態においても、モータ41により減衰力が発生されるが、他の部材については第1の実施の形態と同様であるので、この電磁緩衝器が伸縮すると、減衰弁31,33によっても減衰力が発生される。すなわち、第1の実施の形態と同様に、電磁緩衝器の伸縮速度が速い場合にモータ1で発生する減衰力が低下しても、上記減衰弁31,33によりその減衰力低下分を補うことが可能となる。すなわち、伸長速度が速くても充分な減衰力を発生可能となる。
As in the first embodiment, the
上記したことからこの第2の実施の形態における電磁緩衝器が特に車両に適用される場合には、伸縮速度が速くても充分な減衰力を発生可能であり、減衰力不足という弊害を招来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できる。 As described above, particularly when the electromagnetic shock absorber according to the second embodiment is applied to a vehicle, a sufficient damping force can be generated even if the expansion / contraction speed is high, resulting in a problem of insufficient damping force. Therefore, the ride comfort in the vehicle can be improved.
また、第2の実施の形態においては、従来の電磁緩衝器のようにモータを螺子軸の上部に垂直に設ける必要が無いので、緩衝器に必要なストローク確保ができ、基本長も短くすることができる。すなわち、省スペース化を図ることができる。したがって、取付スペースに制約がある部位に適用可能であって、必要なストロークを確保可能であり、特に電磁緩衝器を車両に適用する場合には、基本長を短くすることができ、車両に必要とされる緩衝器のストロークを確保できるので、車両への搭載性が向上する。 Further, in the second embodiment, unlike the conventional electromagnetic shock absorber, it is not necessary to provide a motor vertically above the screw shaft, so that the stroke required for the shock absorber can be secured and the basic length is shortened. Can do. That is, space saving can be achieved. Therefore, it can be applied to parts where the installation space is limited, and the necessary stroke can be secured. Especially when an electromagnetic shock absorber is applied to a vehicle, the basic length can be shortened, which is necessary for the vehicle. Since the stroke of the shock absorber can be secured, the mountability to the vehicle is improved.
また、モータは、第2の筒5内に形成されるから、従来ではデッドスペースであった第2の筒5内の略全長にわたり、磁石およびコイルを形成することができるので、電磁緩衝器を大型化することなしに、モータのみを大型化することができる。すなわち、電磁緩衝器を大型化することなしにモータ出力を大きくすることができるから、電磁緩衝器に高減衰力を発生させることが可能である。
In addition, since the motor is formed in the
さらに、第3の実施の形態について説明する。第3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50と、モータ50のシャフト(図示せず)に連結された螺子軸3と、螺子軸3が螺合するボール螺子ナット4と、ボール螺子ナット4が嵌着される筒60と、螺子軸3の先端に設けた抵抗体70と、抵抗体70を囲う筒体80とで構成されている。
Further, a third embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the electromagnetic shock absorber according to the third embodiment includes a
詳しく説明すると、モータ50は、図示はしないが、第1および第2の実施の形態と同様に、コイルと磁石とシャフトとで構成されている。そして、このシャフトに螺子軸3が連結もしくは一体的に形成されている。また、螺子軸3はやはり、ボール螺子ナット4内に回転自在に螺合されている。他方、ボール螺子ナット4は、筒60内に嵌着され、筒60の内周には、その軸方向に沿うようにキー61が設けられている。さらに、螺子軸3の先端には、抵抗体70が設けられ、この抵抗体70は、螺子軸に連結される回転軸71と、回転軸71の外周に設けた複数の羽72とで構成されている。
More specifically, although not shown, the
そして、この抵抗体70は、同じく螺子軸3の先端に設けた筒体80内に収納されている。この筒体80には、回転軸71の先端が嵌合するボールベアリング81が内設されており、図3中上端開口部には螺子軸3に摺接するシール部材82が設けられ、筒体80内は密封状態とされ、この筒体80内には作動油Oが充填されている。さらに、筒体80の外周には、上記筒60の内周に設けたキー61に係合するキー溝83が設けられ、筒体80は、筒60に対し回転のみが規制され、軸方向、すなわち図3中上下方向の移動のみが許容されている。なお、筒体80が螺子軸3から脱落しないように、たとえば、抵抗体70の回転軸71の外周側と筒体80の内周側にそれぞれ係合するストッパを設けてもよい。
The
すなわち、筒体80は、螺子軸3に連繋して図3中上下方向に移動することができるが、螺子軸3が回転には追随することはない。したがって、抵抗体70は筒体80に対して回転運動を呈することが可能である。
That is, the
さて、この第3の実施の形態における電磁緩衝器が伸縮すると、ボール螺子ナット4が図3中上下方向に移動する。すると、ボール螺子ナット4により螺子軸3が強制的に回転させられるが、このとき、モータ41が螺子軸3の回転に抗するトルクを発生するので、結果的にボール螺子ナット4の上下方向の直線運動が抑制され、これにより減衰力が発生される。
When the electromagnetic shock absorber according to the third embodiment expands and contracts, the
また、同時に、螺子軸3の先端に設けられた抵抗体70も回転するが、回転軸71の外周に設けられた羽72は作動油O内で回転するから、作動油Oが抵抗体70の回転に対し抵抗となり、結果的に螺子軸3の回転を抑制することとなる。すなわち、この作動油Oの抵抗により減衰力が発生されることとなる。
At the same time, the
したがって、第3の実施の形態においても、この電磁緩衝器が伸縮すると、モータ41以外の作動油Oの抵抗によっても減衰力が発生される。すなわち、第1の実施の形態と同様に、電磁緩衝器の伸縮速度が速い場合にモータ41で発生する減衰力が低下しても、上記作動油Oの抵抗によりその減衰力低下分を補うことが可能となる。すなわち、伸長速度が速くても充分な減衰力を発生可能となる。
Therefore, also in the third embodiment, when the electromagnetic shock absorber expands and contracts, a damping force is also generated by the resistance of the hydraulic oil O other than the
上記したことからこの第3の実施の形態における電磁緩衝器が特に車両に適用される場合には、伸縮速度が速くても充分な減衰力を発生可能であり、減衰力不足という弊害を招来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できる。 As described above, particularly when the electromagnetic shock absorber according to the third embodiment is applied to a vehicle, a sufficient damping force can be generated even if the expansion / contraction speed is high, resulting in a problem of insufficient damping force. Therefore, the ride comfort in the vehicle can be improved.
また、第1、第2の実施の形態のように、電磁緩衝器の外周にさらに油圧緩衝器の構成を設けるのではなく、電磁緩衝器内に減衰力を発生する作動油Oおよび筒体80および抵抗体70が収納されているので、電磁緩衝器をスリムかつ省スペースにすることができる。したがって、電磁緩衝器の搭載性が向上する。さらに、筒体80と回転軸71との間の1箇所のみにシール部材82を設けるだけで筒体80内を密封できるのでよいので、シール部材が複数必要となる他の実施の形態のようないわゆる油圧緩衝器を電磁緩衝器に抱かせる構造に比較して、経済的である。
In addition, as in the first and second embodiments, the configuration of a hydraulic shock absorber is not further provided on the outer periphery of the electromagnetic shock absorber, but the hydraulic oil O and the
なお、抵抗体の形状については、上記した以外にも、螺子軸3の回転を抑制可能である限りにおいてどのような形状としてもよいが、上記のように複数の羽72を用いると作動油Oの抵抗が大きいので効果的に螺子軸3の回転を抑制することができる。
In addition to the above, the shape of the resistor may be any shape as long as the rotation of the
また、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 to a vehicle in particular has been described, but 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.
1,41,50 モータ
1a シャフト
2 第1の筒
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 第2の筒
6,46 コイル
7,47 磁石
20 シリンダ
21 ピストン
23 外筒
30 通路
31 減衰弁
70 抵抗体
71 回転軸
72 羽
80 筒体
R リザーバ
R1 上室
R2 下室
1, 41, 50
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