WO2003100291A1

WO2003100291A1 - Amortisseur electromagnetique

Info

Publication number: WO2003100291A1
Application number: PCT/JP2003/006670
Authority: WO
Inventors: Takuhiro Kondo; Hideki Yamagata; Yoshihiro Suda
Original assignee: Kayaba Industry Co., Ltd.; The Foundation For The Promotion Of Industrial Science
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2003-12-04
Also published as: KR100622465B1; EP1515064A4; DE60306159D1; KR20040111705A; US7357229B2; EP1515064A1; EP1515064B1; US20050212189A1; CN100359203C; ES2265573T3; DE60306159T2; CN1666031A

Description

明細書技術分野

本発明は、ボール螺子機構を利用して緩衝器本体の伸縮運動をモータの回転運動に変換し、モータの発生する電磁抵抗力で、振動を減衰する電磁緩衝器に関する。背景技術

車両のサスペンション装置として、車体と車軸との間に、懸架パネと並列に油圧緩衝器を配置したものが周知である。

また、油圧緩衝器に電磁コイルを組み込んだものが、特開平 5— 4 4 7 5 8号公報に開示されている。これは、油圧緩衝器のシリンダにコイルを、またピストンロッドに磁石を、それぞれ取付け、コイルに通電することにより、ピストン口ッドのストローク方向に沿った駆動力（電磁力）を発生させ、車両の走行状態に応じて、サスペンション装置の伸縮量を制御しようとするものである。

しかしながら、この油圧緩衝器に電磁コイルなどを組み込んだ装置では、油圧、電源などが必要で、構造が複雑化し、コスト的にも不利である。

これに対して、油圧、エア圧、電源等を必要としない新しい電磁緩衝器が研究されている。この電磁緩衝器は基本的には、例えば、図 6のモデルに示すように構成される。

これは、緩衝器の伸縮運動を、ボール螺子機構を利用して回転運動に変換し、この回転運動によりモータを駆動し、そのとき発生する電磁力に依存した抵抗力で、緩衝器の伸縮運動の減衰を行うものである。

モータ 5 0は支持フレーム 3 0に支持され、この支持フレーム 3 0に対して摺動自由に案内される移動フレーム 4 0が設けられる。ボール螺子機構 4 5を構成する螺子軸 4 6とボールナツト 4 7のうち、ボールナツト 4 7が前記移動フレーム 4 0に取付られ、ボールナツト 4 7と螺合する螺子軸 4 6力前記モータ 5 0 の回転軸 5 1に対して、カツプリング 5 5を介して同軸的に連結する。

支持フレーム 3 0は、上下のブラケット 3 1と 3 2と、これらの間に位置する中間ブラケット 3 3を有し、これら各ブラケット間を複数の連結ロッド 3 4により連結して構成される。中間ブラケット 3 3に設けた軸受 3 5を貫通して前記螺子軸 4 6が回転自在に支持される。

前記移動フレーム 4 0は、上下のブラケット 4 1と 4 2と、これらを連結する複数のガイドロッド 4 3を有する。移動フレーム 4 0のガイドロッド 4 3力前記支持フレーム 3 0の下部ブラケット 3 2を摺動自由に貫通し、これにより螺子軸 4 6と平行に移動フレーム 4 0が搢動できるように案内する。

前記ポールナツト 4 7は上部のブラケット 4 1に取付けられ、ボールナツト 4 7の内部には、図示しないが、螺子溝に沿って多数のボールが配置され、このボールナツト 4 7に対して、前記螺子軸 4 6が前記多数のボールを介して螺合している。

そして、移動フレーム 4 0と一緒になつてボールナット 4 7が、螺子軸 4 6に沿って移動すると、ポール螺子機構 4 5により、螺子軸 4 6に回転運動が付与される。

この電磁緩衝器を、例えば、車体と車軸との間に介在させて、車両のサスペンシヨンとして利用する場合、電磁緩衝器の上端にある、モータ 5 0の上方の支持フレーム 3 0の取付ブラケット 3 6を車体側に結合し、電磁緩衝器下端の移動フレーム 4 0の下側ブラケット 4 2に設けた取付アイ 4 4を車軸側に結合させる。この電磁緩衝器に路面からの振動が入力し、移動フレーム 4 0と共にボールナット 4 7が矢印 X方向に直線運動すると、ポールナツト 7內の螺子溝に沿って配列されたボールと、螺子軸 4 6の螺子溝との螺合により、螺子軸 4 6はその位置で回転運動を起こす。

この螺子軸 4 6の回転運動が、螺子軸 4 6の上端に取り付けられたカツプリング 5 5を介して回転軸 5 1の矢印 Y方向の回転運動として伝達され、これによりモータ 5 0を回転させる。

モータ 5 0においては、例えば、そのロータに永久磁石を配設し、ステータの各磁極のコイルを互いに直接的に短絡する力 \ 所望の電磁力を得られるように制御回路を介して接続することで、モータ 5 0のロータの回転に伴い、コイルには誘導起電力による電流が流れ、これにより発生する電磁力が、モータ 5 0の回転軸 5 1の回転に対抗するトルクとなるようにする。

なお、この回転軸 5 1の回転方向と対抗する電磁力に依拠したトルクの大きさは、コイルに接続する制御回路により抵抗の大きさを変化させることで、自由に変化させることができる。

回転軸 5 1の回転にとって抵抗となる電磁トルクは、前記螺子軸 4 6の回転を抑制することになり、このトルクは、結局、ポール螺子機構 4 5のポールナツト 4 7の直線運動を抑制する抵抗力、すなわち、電磁緩衝器に入力される振動に対しての減衰力として作用する。

しかし、このように、螺子軸 4 6とモータ 5 0のシャフト 5 1とをカップリング 5 5により直接的に連結し、モータ 5 0に螺子軸 4 6の回転運動を伝達する構成を採用している電磁緩衝器においては、電磁緩衝器を実際に車両に適用した際に、以下の問題を生じる恐れがある。 '

まず、電磁緩衝器の発生する減衰力特性について考察すると、ポールナット 4 7の直線運動に伴い螺子軸 4 6が回転して、その回転運動をモータ 5 0に伝達するが、モータ 5 0の内部にあるロータの慣性モーメントが比較的大きいため、これによる減衰力に対する影響は無視できないものがある。

ここで、前記減衰力に対する影響がどのようなものかを説明する。

電磁緩衝器が発生する減衰力、すなわち伸縮動作に対する抵抗力（荷重）は、概ね、モータのロータの慣性モーメントと、螺子軸の慣性モーメントと、モータの発生する電磁抵抗力との総和となる。ロータの慣性モーメントは、モータの回転軸の角加速度が、緩衝器の伸縮運動の加速度と比例することから、緩衝器の伸縮運動の加速度に比例する。

前記ロータの慣性モーメントは、上述の通り、緩衝器の伸縮運動の加速度に比例することから、路面等から緩衝器に入力される、緩衝器の軸方向の力に対して、モータの電磁力に依存しない、減衰力を発生することになり、特に急激な軸方向の力が入力された場合には、これに応じてより高い減衰力、すなわち、振動に対する抵抗力を発生することになる。この高過ぎる減衰力は、振動を減衰することなく、そのまま振動が車体側に入力されることを意味する。

従って、常にモータの電磁力に依存した減衰力に先んじて、モータのロータの慣性モーメントによる減衰力が発生することとなり、しかも、上述した通り、このロータの慣性モーメントは比較的大きいため、ロータの慣性モーメントの減衰力に対する影響を排除または抑制することができるならば、それだけ振動吸入能力が高まり、このことは車両の乗り心地を向上させることにつながる。

とくに、電磁緩衝器による減衰力の制御性を考慮すると、前記緩衝器の伸縮運動の加速度に依存するモータのロータ慣性モーメントにより発生する減衰力は制御しづらく、できれば上記慣性モーメントの影響が少ないほうが好ましいのである。

次に、モータ 5 0の耐久性について考察する。車両の走行中に電磁緩衝器に加わる、路面等から突き上げ入力や振動等の入力速度に応じて、移動フレーム 4 0 が移動し、ボール螺子機構 4 5のボールナツト 4 7も同じ速度で直線運動し、この直線運動の速度に比例して螺子軸 4 6も回転するが、モータ 5 0の回転軸 5 1 も螺子軸 4 6と同一速度で回転する。

この場合、前記した振動や突き上げ入力の入力速度が急激に高まると、一時的に、モータ 5 0の許容回転速度を超える可能性がある。とくに緩衝器が静止状態もしくはゆつくりとした伸縮動作から、急激な伸縮動作を開始するときなど、瞬間的にモータ回転速度が非常に大きくなる。この場合には、モータ 5 0のコイルの発熱量が大きくなり、発熱の影響で、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し、その結果漏電等を生じたり、モータ自体が損傷する危倶がある。

モータ 5 0は、電磁緩衝器の他の部品に比べて高価であるので、出来る限りその損傷を防止することが望ましい。発明の開示

本発明の目的は、モータのロータの慣性モーメントによる減衰力の影響を抑制し、車両のサスペンションに適用する場合にも、車両の乗り心地をよくしたり、走行条件に応じて応答性のよい減衰力'制御を可能とする、電磁緩衝器を提供することである。

さらに、本発明の目的は、モータの発熱による損傷を極力防止でき、また安価に故障の修理を可能とした、電磁緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するために本発明の電磁緩衝器は、外部からの入力に応じて伸縮運動する緩衝器本体と、前記緩衝器本体に配置され、前記伸縮運動を回転運動に変換する、ボールナットと螺子軸とからなるポール螺子機構と、前記緩衝器本体に設けたモータで、その回転軸に入力する回転に対抗する電磁抵抗力を発生するモータと、前記ボール螺子機構の回転運動を前記モータの回転軸に伝達すると共に、前記回転運動の伝達トルクの変化時に、回転運動の伝達位相をずらす弾性体を備える動力伝達部とを備えている。

また、前記動力伝達部が、好ましくは、少なくとも一部にトーシヨンパーを含んで構成される。

前記トーシヨンパーは、前記伝達される回転トルクが所定値よりも大きいときに破断するように構成される。

また、前記動力伝達部が、駆動部と、被駆動部とからなり、駆動部と被駆動部の間のトルク伝達面に、弾性体を介在させて構成される。

そして、前記突起は、前記伝達される回転トルクが所定値よりも高いときに破断するように構成される。

前記所定値は、好ましくは前記回転トルクにより回転駆動される前記モータの回転速度が許容回転速度に達するときの、トルク値に相当する値である。

したがって本努明によれば、緩衝器本体の伸縮運動が回転運動としてモータの回転軸に伝達される際に、時間的に位相遅れが生じ、モータのロータによる慣性モーメントに起因する高い減衰力の発生を遅らせ、また緩和することができ、これにより、車両のサスペンションに適用する場合にも、車両の乗り心地をよくしたり、走行条件に応じての応答性のよい減衰力制御を可能とする。

また、緩衝器本体の急激な伸縮運動に起因する回転運動の速度が、モータの許容回転速度を超えるような場合は、動力伝達部の少なくとも一部が破断し、モータの過回転を防ぐので、モータの発熱による損傷などを未然に防止できる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1実施例における電磁緩衝器の断面図である。図 2は本発明の第 2実施例における電磁緩衝器の断面図である。

図 3はカツプリングの構成要素である駆動部または被駆動部の斜視図である。図 4は同じく力ップリングの構成要素である弾性体の斜視図である。

図 5はカップリングを回転軸と螺子軸に取り付けた状態を示す斜視図である。図 6は本発明に関連する技術の構成図である。最良の実施の形態

以下、図に示した実施例を説明する。

図 1は、第 1の実施例による電磁緩衝器の断面図である。

緩衝器本体 1は、外筒 3と、これに同軸的に、かつ摺動自由に揷入された內筒 6とを備えている。ただし、外筒 3と内筒 6との搢動部位は、外筒 3の下方にあり、図示が省略されている。

外筒 3の上方には、さらに同軸的に円筒型のケース 7が連結され、このケース 7の上部には、ハウジング 8に収められたモータ 1 0が取付けられる。

前記外筒 3に対して摺動する内筒 6の上端には、ボール螺子機構 1 5を構成するポールナツト 1 6が取付けられ、このボールナツト 1 6と螺合する螺子軸 1 7 が内筒 6の内部に延ぴている。螺子軸 1 7は、その螺子溝が、ポールナツト 1 6 の内部の螺子溝に配列した多数のボールに螺合、案内され、ボールナット 1 6が内筒 6とと共に軸方向に移動することにより、螺子軸 1 7がその位置で回転する、すなわちボールナツト 1 6の直線運動が螺子軸 1 7の回転運動に変換されるのである。

なお、ボール螺子機構 1 5は、多数のボールと螺子溝との螺合により、きわめて円滑に、抵抗なく、直線運動を回転運動に変換する機能をもち、最も好ましいものであるが、直線運動を回転運動に変換する機構としては、必ずしもこれに限られるものではなく、同様の効果がある他の機構の採用を妨げるものではない。前記ボールナツト 1 6を貫通する螺子軸 1 7の上端は、前記ケース 7の下端内部に保持部材 8を介して取付けられたボール軸受 9によって回転自由に、かつ下方に抜け落ちることのないように、支持される。

なお、保持部材 8の下面には、環状のクッション部材 5が取付けられ、内筒 6 _? が上昇してきたときに、その最上昇位置で弾性的に当接し、衝撃を緩和すると共に、それ以上の上昇を阻止する。

ケース 7の内部には、後で詳しく述べる、動力伝達部として、まずトーシヨンパー 1 3が、そのケース軸心部に配置され、トーシヨンパー 1 3の下端に、前記螺子軸 1 7の上端が差し込まれ、キイ一等により相対回転しないように固定される。トーシヨンバー 1 3の上端は、カップリング 1 4により前記モータ 1 0の回転軸 1 1と同軸的に連結される。

外筒 3の上部であって、モータ 1 0を収容したハウジング 8の上端には、図示しないが、ブラケットが取付けられ、また内筒 6の下端には、やはりブラケットが取付けられ、このうち上方のブラケットで、車両の車体側と連結し、下方のブラケットで車軸側に連結するようになっている。

上記のように構成することで、車両の走行中に突き上げ力や振動等の外力が、緩衝器本体 1の下方の内筒 6に入力すると、內筒 6がこれに応じて外筒 3に対して軸方向に移動する、すなわち、上昇したり下降したりの、伸縮動作をする。ことのき、内筒 6に設けたポールナット 1 6と、モータ 1 0と動力伝達部を介して連結した螺子軸 1 7とからなるボール螺子機構 1 5により、内筒 6の直線運動が、螺子軸 1 7の回転運動に変換される。この場合、螺子軸 1 7の回転運動の方向は、ポールナット 1 6の移動方向に応じて切り換わり、内筒 6が外筒 3に対して収縮するときと、伸ぴ出すときとで、その回転方向が異なる。

螺子軸 1 7の回転運動は、トーシヨンバー 1 3、カップリング 1 4を介してモータ 1 0の回転軸 1 1に伝達され、これによりモータ 1 0に回転駆動力が作用する。

モータ 1 0については、各磁極のコイルを互いに電気的に接続したり、あるいは制御回路を介して接続することにより、モータ 1 0の回転軸 1 1に回転トルクが伝達されときに、コイルに誘導起電力が起こり、常にモータの回転入力に対抗するような電磁力を発生させるようにし、この電磁抵抗力が螺子軸 1 6の回転運動を抑制し、結局、内筒 6の直線運動である、緩衝器本体 1の伸縮動作に抵抗を付与し、電磁緩衝器としての、減衰力を発生させる。

モータ 1 0は、電磁抵抗力の発生源として機能するものであり、様々なモータ。

~ o ^—

、例えば直流モータや交流モータ、誘導モータ等が利用できる。

例えば直流モータを例に取ると、特に図示しないが、直流ブラシ付モータであれば、モータ内には、磁界発生用の複数の永久磁石を配設したステータと、複数の磁極を構成するコイルを配置したロータとを配置する。そして各磁極のコイルを互いに接続しておくことで、モータ回転軸が回転されてロータが回転し、コィルが、永久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ときに、モータがどちらの方向に回転させられるときでも、モータ回転に対して抵抗的に作用する電磁力を発生するようにし、これにより、上記のとおり、電磁緩衝器に入力する振動などに対する減衰力を発生させる。

コイルにより発生する電磁力の大きさは、例えば、各磁極のコイルに接続する制御回路の抵抗の大きさを切り換えることにより、自由に、かつ瞬時に調整することができ、したがって車両の運転状態等に応じて発生させる減衰力は、自由に、かつ応答よく制御することが可能となる。

次に、前記動力伝達部について詳しく説明すると、前記動力伝達部は、弾性変形部材たるトーションバー 1 3と、このトーシヨンバー 1 3に結合したカツプリング 1 4とにより構成されている。

トーシヨンバー 1 3は、断面積の小さい、細長い棒状のトーシヨンバー本体 1 3 cと、この本体 1 3 cの下端に設けられ、本体 1 3 cに比べ断面積の大きい下側の連結部 1 3 bと、この連結部 1 3 bの下端に同心的に設けられた開孔 1 3 a と、前記本体 1 3 cの上端に設けられた上側の連結部 1 3 dとが、一体的に形成されて！ /、る。

また、カップリング 1 4は、内部に段付穴 1 4 aを備えた略筒状の形状をしており、段付穴には、上方からモータ 1 0の回転軸 1 1が差し込まれ、また下方からはトーシヨンバー 1 3の上側連結部 1 3 d力 S差し込まれる。

回転軸 1 1と段付穴 1 4 aには、キー溝が設けられ、ここにキー 1 2 aが差し込まれ、回転軸 1 1とカツプリング 1 4とが空転しないように連結している。また、カップリング 1 4には、回転軸 1 1と連結部 1 3 dとを固定するために、その外側面の上部と下部に、それぞれ螺子穴 1 4 b、 1 4 cが段付穴 1 4 aまで貫通して設けられ、ここに図示しない螺子を螺合することにより、回転軸 1 1 _n

一 y —

とトーションバー 1 3を互いに空転することのないように、固定可能となっている。

また、トーシヨンバー 1 3の下端には、前記螺子軸 1 7の上端が連結されるが、このために、トーシヨンパー 1 3の前記開孔 1 3 aに螺子軸 1 7の上端が揷入され、これら開孔 1 3 aと螺子軸 1 7の挿入面に設けたキー溝に、キー 1 2 が差し込まれ、トーシヨンパー 1 3と螺子軸 1 7とを、互いに空転することのないように結合している。

次に作用について説明する。

前記電磁緩衝器を車両のサスペンションとして適用した際、車両の走行中に路面からの突き上げ入力、振動等の衝撃が内筒 6に作用すると、内筒 6が外筒 3に沿って伸縮方向に直線運動する。内筒 6と一体に移動するボールナツト 1 6の直線運動はポール螺子機構 1 5により、螺子軸 1 7の回転運動に変換される。螺子軸 1 7は、トーションバー 1 3、カップリング 1 4を介して、モータ 1 0 の回転軸 1 1と連結しているので、モータ 1 0の回転軸 1 1も回転する。

モータ 1 0の回転軸 1 1が回転すると、モータ 1 0内のコイルが永久磁石の磁界を横切ることとなり、誘導起電力が発生し、モータ 1 0の回転に対抗するように電磁力が発生する。回転軸 1 1はトーシヨンバー 1 3を介して螺子軸 1 7に連結しているので、この電磁力は、螺子軸 1 7の回転運動を抑制するように働き、ボールナツト 1 6の緩衝器伸縮方向への動作が抑制される。すなわち、内筒 6の外筒 3に沿う伸縮方向の直線運動を抑制する減衰力として作用し、路面からの衝撃エネルギを吸収緩和し、車両の乗り心地を向上し、また操縦安定性を向上させる。

ところで、外部から電磁緩衝器に入力される振動などにより、螺子軸 1 7の回転運動に起因して回転しようとするトーシヨンバー 1 3は、回転しようとする力、即ち回転トルクが負荷されると、その力を吸収し、上記トルクに応じて捩られながら、そのトルクを、前記カップリング 1 4、ひいてはモータ 1 0の回転軸 1 1に伝達する。

このため、'トーシヨンバー 1 3の回転運動がシャフト 1 1に直接的に伝達されず、特に螺子軸 1 7の回転開始時、または回転速度に変化を生じた時には、モータ 1 0の回転軸 1 1の回転速度の変化が、螺子軸 4の回転速度の変化よりも時間的に遅れる現象を呈する。

したがって、電磁緩衝器の内筒 6に軸方向から大きな力が負荷され、外筒 3に対する内筒 6の直線運動始動時、または直線運動の速度が変化する場合、モータ 1 0のロータ（回転子）の慣性モーメントの発生を時間的に遅らせるように作用する。

このことは、モータ 1 0のロータ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、電磁緩衝器の伸縮開始時または速度変化初期の制御しにくい、ロータ慣性モーメントによる減衰力の発生を緩和することとなり、特に車両の電磁緩衝器とした場合に、乗り心地の向上に大いに寄与することになる。

なお、トーションバー 1 3は、モータ 1 0の回転軸 1 1に、螺子軸 1 7の回転運動を伝達するものであるので、螺子軸 1 7またはモータ 1 0に起因するトルクに対して所定の強度を確保できる材質のものであれば良いが、本発明の意図するところは、前記螺子軸 1 7の回転運動の開始時、または回転速度の変化時に、前記螺子軸 1 7の回転を時間的に遅れて上記モータ 1 0の回転軸 1 1に伝達させることであるから、設計上、トーシヨンバー 1 3の横断面の断面積や材質を変えることによって、トーシヨンバー 1 3のねじれ剛性を調節し、上記回転速度のずれを、電磁緩衝器を適用する車両に最適なものとすることが好ましい。

また、例えば、上記回転トルクによるモータ 1 0の回転軸 1 1に、角加速度がゼロからある時間（例えば 1秒）後に、モータ許容回転速度に達するようなトルクがトーシヨンバー 1 3に負荷された場合に、トーシヨンバー 1 3の本体 1 3 c が切断されるようにトーシヨンバー 1 3のせん断強さを設定しておけば、内筒 6 に路面等からの入力による急激な軸方向の力が負荷された場合に、前記トーションバー 1 3が切断されて、電磁緩衝器の急激な伸縮運動に起因する回転軸 1 1の回転速度がモータ 1◦の許容回転速度を超えることを回避することができる。これにより、モータ 1 0の回転軸 1 1の回転速度が、モータ 1 0の許容回転速度を超えないようにすることができ、モータ 1 0のコイルが発生する熱によるモータ 1 0の損傷を防止できる。 ― また、トーシヨンバー 1 3が切断されても、他の部品に比して高価なモータ 1 0の損傷を防止することができるので、電磁緩衝器を修理するにしても、上記トーシヨンパー 1 3を交換することにより、電磁緩衝器としての機能を回復することができ、修理費が安価となる効果がある。

電磁緩衝器が車両に適用された際、上述のように、トーシヨンバー 1 3が切断されても、懸架バネを電磁緩衝器と併設しておけば、減衰特性は失われるものの、車両は懸架パネで支持されているので、走行不能という事態は回避することができる。

また、本実施例では、取付及ぴ加工の容易さを考慮して動力伝達部にトーションパー 1 3を用いているが、本発明は上述の回転速度のずれを生じさせることにより、モータ 1 0のロータ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をねらいとするものであるから、動力伝達部に、例えば電磁クラッチを使用することとしても良い。

また、トーシヨンバー 1 3は、上記のとおり一体的に形成したが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、入力する回転トルクにより捩れを生じる部分を有していれば、他の形状であってもよい。

また、カップリング 1 4については、本発明の主旨からは、なるべく慣性モーメントの小さいものが望ましい。

次に、図 2力ゝら図 5に示す第 2の実施例について説明する。

この実施例では、前記した動力伝達部として、内部に弾性体を配した、カップリング 2 4を備え、これにより回転トルクの伝達を時間的に遅らせ、またカップリング 2 4は、モータ 1 0の回転速度が許容限界速度を超える回転トルクが負荷されたときに、脆弱部が切断されて回転トルクの伝達を停止させるような構成としてある。

この実施例では、前記螺子軸 1 7とモータ 1 0の回転軸 1 1とが、カップリング 2 4により直接的に連結される。

カップリング 2 4は、図 3〜図 5に示すように、互いに同一的に構成された一対の駆動部 2 5と被駆動部 2 6と、これらの間に介在させられる弾性体 2 7とから構成される。駆動部 2 5と被駆動部 2 6とは、同一的な構造のために、一方のみを説明することにする。

図 3にもあるように、筒状本体 2 1は中央に穴 2 2が貫通し、この穴 2 2の内周面にはキー溝 2 2 aが形成される。穴 2 2には、モータ 1 0の回転軸 1 1または螺子軸 1 7が挿入され、キー溝 2 2 aに対応して設けた、回転軸 1 1ないしは螺子軸 1 7の図示しないキー溝との間に、キー 1 9 aまたは 1 9 bが差し込まれ、これにより、筒状本体 2 1と回転軸 1 1ないしは螺子軸 1 7力互いに空転しないように連結される。なお、筒状本体 2 1の側面からは、穴 2 2まで貫通する螺子穴 2 2 bが形成され、ここに止め螺子 2 2 cを螺合することで、回転軸 1 1 ないしは螺子軸 1 7が軸方向に抜け出ることのないように固定する。

また、筒状本体 2 1の互いに向き合う端面には、穴 2 2を中心にして対称的な位置に一対の突起 2 3が設けられる。突起 2 3は台形状にをしており、後述するように、回転方向に大きなトルクが作用すると、突起 2 3が根本から切断される、脆弱部を形成している。

駆動部 2 5と被駆動部 2 6とは図 5にも示すように、互いに端面を、向き合わせた状態で組み合わされ、互いの突起 2 3が、弾性体 2 7をその間に介在させた状態で、嚙み合う。

このため、弾性体 2 7は図 4に示すように、中央の円柱形本体 2 7 aから十字型に、四方に延ぴ出すスぺーサ部 2 7 bとから形成される。スぺーサ部 2 7 bの形状は、前記組み合わされる突起 2 3と突起 2 3の間に、すなわち、回転トルクの伝達面に、隙間のないように嵌まり込む、逆台形形状に形成される。また弾性体 2 7の軸方向の厚さは、前記駆動部 2 5、被駆動部 2 6の突起 2 3の軸方向の高さと、ほぼ同じに設定してある。

弾性体 2 7の材質は、弾性変形しやすい部材である、ゴムなどが好ましいが、他の材質、例えば合成樹脂などであってもよい。

図 5は、カップリング 2 4の駆動部 2 5に螺子軸 1 7を、また被駆動部 2 6にモータ 1 0の回転軸 1 1を連結した状態を示す。このようにして、螺子軸 1 7と回転軸 1 1とを、回転トルクの伝達方向に弾性変形可能な力ップリング 2 4で連結することにより、車両の走行中に路面からの突き上げ入力や振動などが、電磁 , ₀ 緩衝器に作用し、内筒 6が外筒 3に沿っての直線運動が、ボール螺子機構 1 5により螺子軸 1 7の回転運動に変換されると、螺子軸 1 7の回転がカップリング 2 4を介してモータ 1 0の回転軸 1 1に伝達される。

このとき、駆動部 2 5と被駆動部 2 6 との間に入っている弾性体 2 7は、螺子軸 1 7から回転トルクが負荷されると、トルクに応じて収縮しつつトルクを回転軸 1 1へと伝達する。この場合、螺子軸 1 7の回転速度が変化すると、弾性体 2 7の圧縮量に応じて回転速度の回転軸 1 1への伝達に時間的な遅れが生じる。つまり、電磁緩衝器の内筒 6に軸方向の外力が負荷され、外筒 3に対する內筒 6の直線運動の加速度が変化する場合、モータ 1 0のロータの慣性モーメントの発生に時間遅れが生じる。

これにより、前記と同じく、電磁緩衝器の伸縮初期に発生する、制御しにくいロータ慣性モーメントに起因しての、減衰力の発生を抑え、車両の緩衝器としたときの、乗り心地の改善に寄与できるのである。

また、モータ 1 0の許容回転速度を越えるような回転トルクが、螺子軸 1 7から入力したときには、カップリング 2 4の駆動部 2 5と、被駆動部 2 6の突起 2 3が破談されるように設定しておくことで、モータ 1 0が許容回転速度を越えた時に起きる発熱によるモータの損傷などを未然に防止できる。

突起 2 3の形状を、加工作業の容易性から横断面が台形、ないしは扇型のものとしているが、回転運動を伝達し、且つ、一定以上の回転トルクが負荷された場合に破断することが、本発明の意図するところであるから、これに限らず、他の形状としても良い。

また、駆動部 2 5と被駆動部 2 6に設ける突起 2 3は、各一対としているが、それぞれ 3つ以上設けてもよい。

上記各実施例においては、ボール螺子機構を構成するうち、螺子軸をモータ回転軸に、ポールナットを内筒にそれぞれ結合した例を示してあるが、これに限られるわけではなく、螺子軸を内筒に固定して、回転することなく内筒と一体に摺動させ、これに対してボールナットをモータ回転軸に連結し、螺子軸の移動によりポールナットが回転し、モータに回転運動を伝達する構成とすることも、勿論可能である。 ,„

一 14 一

本発明は上記の実施例に限定されるわけではなく、以下の請求の範囲に記载された技術的思想の範囲内で、当業者によってなしうる、さまざまな改良、変更が含まれることは明白である。産業上の利用可能性

本発明の電磁緩衝器は、車両などの緩衝器として適用できる。

Claims

請求の範囲

1 . 外部からの入力に応じて伸縮運動する緩衝器本体と、

前記緩衝器本体に配置され、前記伸縮運動を回転運動に変換する、ボールナツトと螺子軸とからなるボール螺子機構と、

前記緩衝器本体に設けられ、その回転軸に入力する回転に対抗する電磁抵抗力を発生するモータと、

前記ポール螺子機構の回転運動を前記モータの回転軸に伝達すると共に、前記回転運動の伝達トルクの変化時に、回転運動の伝達位相をずらす弾性体を備える動力伝達部と、 .

を備えている電磁緩衝器。

2 . 前記モータの回転軸には、前記動力伝達部を介して、前記螺子軸が同軸的に連結されている請求の範囲第 1項に記載の電磁緩衝器。

3 . 前記緩衝器本体が、外筒と、これに摺動自由に揷入される内筒とからなり、前記モータが外筒に取付けられ、前記ボール螺子機構のボールナツトが内筒に固定され、このボールナツトに螺合する螺子軸が前記外筒に回転自由に支持されると共に、前記動力伝達部を介して前記モータの回転軸に連結されている請求の範囲第 2項に記載の電磁緩衝器。

4 . 前記動力伝達部が、少なくとも一部にトーシヨンバーを含んで構成される請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか一つに記載の電磁緩衝器。

5 . 前記トーシヨンパーの一端に前記モータの回転軸が、他端に前記ボール螺子機構の螺子軸が、それぞれ連結され、かつトーシヨンバーは、前記伝達される回転トルクが所定値よりも大きいときに破断するように設定されている請求の範囲第 4項に記載の電磁緩衝器。

6 . 前記動力伝達部が、駆動部と、被駆動部とからなり、駆動部と被駆動部の間のトルク伝達面に、弾性体を介在させて構成される請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか一つに記載の電磁緩衝器。

7 . 前記駆動部には、前記モータの回転軸が、前記被駆動部には前記ボール螺子機構の螺子軸が、それぞれ連結される請求の範囲第 6項に記載の電磁緩衝器。

8 . 前記動力伝達部は、前記駆動部と被駆動部とが同軸上に対向して配置され、前記駆動部と被駆動部には、それぞれの対向面に向けて突出し、かつ回転方向に対して互いに嚙み合う突起をもち、前記互いの突起の嚙み合い面の間に介装される弾性体を備える、請求の範囲第 6項または第 7項に記載の電磁緩衝器。

9 . 前記突起は、前記伝達される回転トルクが所定値よりも高いときに破断するように構成される請求の範囲第 8項に記載の電磁緩衝器。

1 0 . 前記所定値は、前記回転トルクにより回転駆動される前記モータの回転速度が許容回転速度に達するときの、トルク値に相当する請求項 5または 9にの電磁緩衝器。