サスペンション装置
【課題】ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることが可能なサスペンション装置を提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、直動部材１と回転部材２とを有して直動部材１の直線運動を回転部材２の回転運動に変換する運動変換機構Ｔと、上記回転部材２に連結されるロータ３を有するモータＭと、上記直動部材１に連結される流体圧ダンパＤとを備えたサスペンション装置Ｓにおいて、流体圧ダンパＤをロータリダンパとして、ダンパロータ１１のハウジング１０に対する回転の際にハウジング１０に対するダンパロータ１１の回転を抑制する減衰力を発揮するよう設定され、ダンパロータ１１を直動部材１に当該直動部材１の直線運動により回転するよう連結したことを特徴とする。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、直動部材１と回転部材２とを有して直動部材１の直線運動を回転部材２の回転運動に変換する運動変換機構Ｔと、上記回転部材２に連結されるロータ３を有するモータＭと、上記直動部材１に連結される流体圧ダンパＤとを備えたサスペンション装置Ｓにおいて、流体圧ダンパＤをロータリダンパとして、ダンパロータ１１のハウジング１０に対する回転の際にハウジング１０に対するダンパロータ１１の回転を抑制する減衰力を発揮するよう設定され、ダンパロータ１１を直動部材１に当該直動部材１の直線運動により回転するよう連結したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに生じる電磁力で上記車体と車軸との相対移動を抑制するサスペンション装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のサスペンション装置としては、螺子軸と螺子軸に回転自在に螺合されるボール螺子ナットとボール螺子ナットに連結されるモータとを備えて、車両における車体と車軸との間に介装されていて、モータが発生するトルクで螺子軸の直線運動を抑制することで減衰力を発揮し、車体振動を抑制するようにしている。
【０００３】
しがたって、このサスペンション装置の場合、減衰力発生源であるモータのトルクを直線方向に作用させるべき減衰力に変換するために、螺子軸とボール螺子ナットとで構成される運動変換機構を備えており、このボール螺子ナットをモータのロータへ連結している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようにサスペンション装置にあっては、従来の油圧緩衝器と異なり、モータのロータやボール螺子ナットといった回転系の慣性質量が大きく、特に、高周波振動入力時に回転系の慣性により電磁緩衝器が伸縮しづらくなって車体への振動伝達を効果的に絶縁することができなくなって、車両における乗り心地を損なうという危惧があるため、螺子軸に直列に油圧ダンパを連結して、高周波振動については油圧ダンパがこれを吸収して車体への高周波振動の伝達を絶縁するようにしている。つまり、油圧ダンパを介装することでモータと運動変換機構のみのサスペンション装置では対処しきれなかった高周波振動に対しても良好な振動絶縁を達成することができることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、油圧ダンパは、単筒型ダンパでも複筒型ダンパでもよいとされているが、詳細には、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ内に伸側室と圧側室を区画するピストンと、一端がピストンに連結されるとともにシリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドとを備えていて、シリンダに対してピストンが上下方向へ移動して伸側室から圧側室へ、あるいは、圧側室から伸側室へ移動する作動油の流れに減衰弁で抵抗を与えて減衰力を発揮するようになっている。
【０００７】
このような、テレスコピック型の油圧ダンパは、最伸長および最収縮を規制するストッパを設ける必要もあって、油圧ダンパをサスペンション装置に組み込むと、どうしてもストロークに寄与できない長さが相当に発生し、サスペンション装置全体が長くなる。そして、車両への搭載性を優先してサスペンション装置を短くするとストローク長が足りなくなる問題が発生し、ストローク長を優先するとサスペンション装置が長くなりすぎて車両への搭載性が悪化するという問題が生じることになる。
【０００８】
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、ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることが可能なサスペンション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、直動部材と回転部材とを有して直動部材の直線運動を回転部材の回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転部材に連結されるロータを有するモータと、上記直動部材に連結される流体圧ダンパとを備えたサスペンション装置において、流体圧ダンパは、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に挿入されるダンパロータと、ダンパロータの外周に設けたベーンでハウジング内に区画した一方室と他方室と、一方室と他方室とを連通する減衰通路とを備え、ダンパロータのハウジングに対する回転の際にハウジングに対するダンパロータの回転を抑制する減衰力を発揮するように設定され、ダンパロータを直動部材に当該直動部材の直線運動により回転するよう連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサスペンション装置にあっては、流体圧ダンパがダンパロータの回転時に当該回転を抑制する減衰力を発揮するロータリダンパとされていて、ダンパロータの回転方向でダンパストロークを確保することができるから、流体圧ダンパの全長をテレスコピック型ダンパよりも短くすることができ、装置全体におけるストローク長さを確保しても全長の長大化を防ぐことができ、ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。
【図２】一実施の形態における流体圧ダンパの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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に示すように、一実施の形態におけるサスペンション装置Ｓは、直動部材としての螺子軸１と螺子軸１に回転自在に螺合される回転部材としてのボール螺子ナット２とを備えた運動変換機構Ｔと、運動変換機構Ｔにおけるボール螺子ナット２に連結されるロータ３を備えたモータＭと、螺子軸１の下端に連結される流体圧ダンパＤとを備えて構成されている。
【００１３】
このサスペンション装置Ｓは、この実施の形態の場合、モータＭに連結される環状のエアチャンバ７と、流体圧ダンパＤの外周に設けたエアピストン８と、エアチャンバ７とエアピストン８とに架け渡される筒状のダイヤフラム９とで画成されるエア室Ｇによって懸架ばねとして機能するエアばねＡＳを外周側に備えている。
【００１４】
そして、このサスペンション装置Ｓは、モータＭを車両の車体へ連結し、流体圧ダンパＤの下端を車両の車軸へ連結することで、車両の車体と車軸との間に介装することができるようになっている。すなわち、このサスペンション装置Ｓにあっては、基本的には、図示しない車両の車体と車軸との間に介装するにあたり、モータＭを車体へ流体圧ダンパＤを車軸へと連結するようにして介装されるようになっていて、減衰力を発揮するのみならずアクチュエータとしても機能することで車体の振動を抑制することができるようになっている。
【００１５】
また、流体圧ダンパＤは、サスペンション装置Ｓに入力される高周波振動を吸収する目的で設けられており、運動変換機構ＴおよびモータＭにおける回転系の慣性で高周波振動に対して螺子軸１とボール螺子ナット２とが図１中上下方向となる直動方向へ相対移動しづらくなるのを補助して車体振動の抑制を良好ならしめる。
【００１６】
モータＭは、図１に示すように、フレーム３０と、フレーム３０内に固定したステータコア３１と、ステータコア３１に巻回される巻線３２と、フレーム３０内に回転自在に収容された筒状のロータ３と、ロータ３の外周に装着されてステータコア３１に対向する磁石３３とを備えて構成されており、ボール螺子ナット２を回転自在に保持するとともにエアチャンバ７に連結される筒状のケース３４内に収容されて固定されている。
【００１７】
したがって、このモータＭにあっては、巻線３２に通電して周方向に回転磁界を発生させることで、磁石３３を吸引してロータ３を回転駆動することができる、ブラシレスモータとして構成されている。
【００１８】
なお、このモータＭの場合、モータＭ内をも上述のエアばねＡＳのエア室Ｇの一部として機能させるため、ケース３４とモータＭのフレーム３０との間は、密にシールされている。
【００１９】
ロータ３は、筒状であって、内方には、螺子軸１の挿通が許容されていて、螺子軸１の直線方向の運動を妨げないようになっている。
【００２０】
螺子軸１は、図１に示すように、モータ側螺子部１ａと、モータ側螺子部１ａの下方側に連結されるダンパ側螺子部１ｂとを備えていて、ともに、その外周に螺旋状の螺子溝１ｃ，１ｄが形成されるとともに、モータ側螺子部１ａの外周には、軸線に沿って、すなわち、螺子軸１の直線運動方向に沿って、直線状のスプライン溝１ｅが形成されている。
【００２１】
他方、ナットたるボール螺子ナット２は、内部構造は周知であるので詳細には図示しないが、筒状のナット本体２ａの内周に設けた螺子軸１のモータ側螺子部１ａの外周に形成の螺子溝１ｃに対向する螺旋状の通路と、筒状本体内に設けられ上記通路の両端を連通する循環路と、該通路および循環路に収容されるとともに螺子溝１ｃを走行する複数のボールと、各ボール間に介装されるスペーサとを備えて構成され、各ボールは、上記ループ状に形成された通路と循環路を循環することができるようになっている。なお、本実施の形態では、ナットをボール螺子ナット２として螺子軸１の円滑な直線運動を実現するようにしているが、単に、螺子軸１の螺子溝１ｃに螺合する螺子山を備えたナットとしてもよい。
【００２２】
このボール螺子ナット２は、ケース３４の内周に設けた段部３４ａとケース３４の内周に螺合する固定ナット３７とで挟持されてケース３４内周に固定されるボールベアリング３８を介してケース３４に回転自在に保持されている。なお、ボールベアリング３８のボール３８ａがボール螺子ナット２のナット本体２ａの外周に形成された環状溝２ｂを走行するようになっており、ボール螺子ナット２自体がボールベアリング３８の内輪として機能するとともに、ケース３４にボールベアリング３８の外輪３８ｂを固定することでボール螺子ナット２をケース３４に固定することが可能となっている。
【００２３】
また、このケース３４は、ボール螺子ナット２のほかに、ボールスプラインナット３９を保持している。このボールスプラインナット３９は、ボール螺子ナット２の回転駆動によって螺子軸１を直線運動させるため、螺子軸１の回り止めとして機能するものである。ボールスプラインナット３９は、周知であるので詳細には図示しないが、筒状の本体と、本体内周に設けた螺子軸１の外周に設けたスプライン溝１ｅに対向する直線状の通路と、本体内に設けられ上記通路の両端を連通する循環路と、該通路および循環路に収容されるとともにスプライン溝１ｅを走行する複数のボールと、各ボール間に介装されるスペーサとを備えて構成され、各ボールは、上記ループ状に形成された通路と循環路を循環することができるようになっていて、螺子軸１はボールスプラインナット３９に対して図１中上下方向となる軸方向への移動は許容されるものの、周方向への回転が阻止される。
【００２４】
したがって、ボール螺子ナット２を回転駆動すると、螺子軸１は、ボールスプラインナット３９によって回り止めされるので、図１中上下方向へ直線運動することになり、逆に、螺子軸１を直線運動させると、ボール螺子ナット２を回転運動させることができる。なお、螺子軸１の回り止めは、ボールスプラインナット３９以外にも、たとえば、螺子軸１にキー溝を設け、ケース３４側にキー溝内に挿入されるキーを設けるようにして行うこともできる。
【００２５】
戻って、ボール螺子ナット２は、上記ロータ３と弾性を備えるカップリング４を介して連結されている。サスペンション装置Ｓに振動が入力されて、螺子軸１が図１中上下方向へ駆動されることを考えた場合、螺子軸１によってボール螺子ナット２が回転駆動され、ボール螺子ナット２の回転がモータＭのロータ３に伝達されるが、ロータ３とボール螺子ナット２の回転速度に差が生じても、カップリング４が弾性変形してこの回転速度差を一端吸収するようになっている。
【００２６】
したがって、慣性が大きいロータ３とボール螺子ナット２が互いに相手方の回転速度の急峻な変化に追随しにくくても、カップリング４で回転速度差を吸収することができ、サスペンション装置Ｓにおける回転系であるロータ３とボール螺子ナット２の慣性によって螺子軸１の円滑な直線運動を阻害しないようになっている。なお、上記したところでは、螺子軸１を直動部材としているが、ボール螺子ナット２を直動部材とし、螺子軸１をモータＭに連結される回転部材としてもよい。また、運動変換機構Ｔは、螺子軸１とボール螺子ナット２とで構成されているが、螺子山を備えたナットと螺子軸や、ラックアンドピニオンで構成することも可能である。
【００２７】
つづいて、流体圧ダンパＤは、図１および図２に示すように、ロータダンパとされていて、途中に大径なダンパシェル１０ａを備えた有底筒状のハウジング１０と、ハウジング１０内に回転自在に挿入されるとともに螺子軸１の挿通を許容する筒状のダンパロータ１１と、ダンパロータ１１の外周に設けたベーン１２でハウジング１０のダンパシェル１０ａ内に区画した一方室１３と他方室１４と、一方室１３と他方室１４とを連通する減衰通路１５とを備えて構成されている。流体圧ダンパＤは、ハウジング１０に対してダンパロータ１１が回転する際に、当該ダンパロータ１１の回転を抑制する減衰力を発揮するものである。
【００２８】
そして、この流体圧ダンパＤにおけるダンパロータ１１にナット体としてのボール螺子ナット１６を周方向に回転不能に取り付け、当該ナット体としてのボール螺子ナット１６を上記運動変換機構Ｔの螺子軸１に回転自在に螺合させることで、流体圧ダンパＤと螺子軸１とを連結している。
【００２９】
より詳細には、ハウジング１０は、筒部１０ｂと、筒部より大径なダンパシェル１０ａと、有底筒状の底部１０ｃとを備えており、ダンパシェル１０ａの上端を筒部１０ｂの下端外周に設けたフランジ１０ｄへ、ダンパシェル１０ａの下端を底部１０ｃの外周に設けたフランジ１０ｅへ取り付けることで、これらが一体となってハウジング１０を形成している。また、ハウジング１０の図１中上端は、エアピストン８の下端に連結されており、エアピストン８には、ボール螺子ナット２を保持するケース３４の外周を転動する複数のボールを備えたベアリング２５が取り付けられており、ベアリング２５によりケース３４がエアピストン８に対して径方向へ位置決められて、ケース３４の上下方向へのスムーズな運動が保証されるとともに、サスペンション装置Ｓへの横力に対して流体圧ダンパＤが螺子軸１に対して軸ぶれすることがないようになっていて、螺子軸１とボール螺子ナット１６でのガタの発生を防止している。
【００３０】
ダンパシェル１０ａは、この場合、図２に示すように、内周に扇状の凹部１０ｆを備えていて、凹部１０ｆ以外の内周面をダンパロータ１１の外周面に摺接させている。また、ダンパシェル１０ａは、上記したように、その上下端がフランジ１０ｄ，１０ｅによって挟まれた格好で筒部１０ｂと底部１０ｃに固定されていて、上記凹部１０ｆの上下端は、フランジ１０ｄ，１０ｅによって閉塞されている。そして、ダンパロータ１１に設けたベーン１２は、凹部１０ｆ内に挿入されており、その先端がダンパシェル１０ａの凹部１０ｆの円弧状の内面に摺接し、上下端は、それぞれ、フランジ１０ｄ，１０ｅに摺接していて、ベーン１２は、凹部１０ｆ内を一方室１３と他方室１４とに区画していて、これら一方室１３および他方室１４内には作動油等の流体が充填されている。
【００３１】
また、ダンパロータ１１は、筒部１０ｂの内周に設けた環状の軸受１７と、底部１０ｃ内に設けた環状の軸受１８によって回転自在に軸支されており、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して一方へ回転させると、一方室１３を拡大する一方、他方室１４を縮小させ、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して反対方向へ回転させると、一方室１３を縮小する一方、他方室１４を拡大させることができるようになっている。そして、ダンパロータ１１は、ベーン１２が凹部１０ｆの左右の側面に当接するまで、図２中、時計回りおよび反時計回りへ回転することができるようになっている。
【００３２】
さらに、ダンパシェル１０ａには、一方室１３と他方室１４を連通する通路１５ａと通路１５ａの途中に設けた減衰弁１５ｂとでなる減衰通路１５を設けてある。ダンパロータ１１のハウジング１０に対する回転に伴って、流体は、一方室１３と他方室１４のうち拡大側から一方室１３と他方室１４の縮小側へ減衰通路１５を介して移動するが、流体圧ダンパＤは、この流体の流れに減衰弁１５ｂで抵抗を与えることで、一方室１３と他方室１４に差圧を生じさせて、ダンパロータ１１のハウジング１０に対する回転を抑制する減衰力をするようになっている。なお、一方室１３を圧縮する際の減衰力と他方室１４を圧縮する際の減衰力の大きさを違える場合には、たとえば、通路を２つ以上用意しておき、一部の通路を一方室１３から他方室１４へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路として減衰弁を設け、残りの通路を他方室１４から一方室１３へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路として減衰弁を設け、これら減衰弁の流体の流れに与える抵抗を異ならしめればよい。また、減衰弁１５ｂとしては、通路１５ａのように双方向流れを許容する場合、具体的には、たとえば、チョークやオリフィスといった常時通路を開放している弁を用いればよく、通路を二つ以上用意して、通路を一方通行に設定する場合には、常時開放型の弁以外にもリーフバルブ、ポペット弁等といった種々の弁を採用することができる。さらに、この通路１５ａは、ダンパシェル１０ａ内に設けたアキュムレータ１５ｃに接続されていて、流体の温度変化による体積変化を当該アキュムレータ１５ｃで補償するとともに、一方室１３および他方室１４内を加圧し気泡の発生を阻止して流体圧ダンパＤが適切に減衰力を発生することができるようになっている。
【００３３】
そして、このダンパロータ１１とハウジング１０との間には、ばね部材としてのねじりばね２０が介装されていて、ダンパロータ１１は、ベーン１２がハウジング１０の凹部１０ｆに対して周方向に中立位置に位置決めている。なお、中立位置は、ばね部材がダンパロータ１１をハウジング１０に対して周方向に位置決めする位置であり、必ずしもベーン１２を回転可能範囲の中央に配置させる位置でなくともよい。
【００３４】
上記ねじりばね２０は、具体的には、ダンパロータ１１の内周に固定されてダンパロータ１１の径方向へ伸びるロータ側固定部としての腕２０ａと、ハウジング１０の底部１０ｃに固定されるハウジング側固定部としての腕２０ｂと、腕２０ａと腕２０ｂとを繋ぐねじりばね部２０ｃとを備えて構成されており、ねじりばね部２０ｃが捩じられると、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して中立位置へ戻そうとする附勢力を発揮するようになっている。ねじりばね２０は、螺子軸１のストローク範囲に干渉しないように、図１中下方側に設けてあり、サスペンション装置Ｓの伸縮に伴って螺子軸１の下端が上下方向へ移動するが、螺子軸１と衝突しないようになっている。なお、ねじりばね部２０ｃは、上記したようにトーションバー状としてもよいし、コイルばね状としてもよい。このように、流体圧ダンパＤがロータリダンパとされることで、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して位置決める附勢力を発揮するばね部材にねじりばね２０を使用することができ、一つのばね部材でダンパロータ１１をハウジング１０に対して中立位置に位置決めできる。また、ばね部材におけるねじりばね部２０ｃがコイルばね状とされる場合には、コイルばね状のねじりばね部２０ｃの内径を螺子軸１の挿通を許容する径に設定しておけば、サスペンション装置Ｓの伸縮に伴ってダンパロータ１１内に出入りする螺子軸１との干渉の心配がなく、よりサスペンション装置Ｓのストローク長さを稼ぐことができる。
【００３５】
ボール螺子ナット１６は、上記ハウジング１０の上端内周に設けたボールベアリング２６を介してハウジング１０に対し回転自在とされている。具体的には、ハウジング１０内には、ボールベアリング２６の外輪２６ｂが固定され、ボール螺子ナット１６の外周には環状溝１６ａが形成され、外輪２６ｂと環状溝１６ａボール２６ａが走行するようになっており、ボール螺子ナット１６自体がボールベアリング２６の内輪として機能するようになっている。そして、このボール螺子ナット１６は、上述のダンパロータ１１と弾性なカップリング２１を介して連結されていて、ダンパロータ１１とともにボール螺子ナット１６も回転することができるようになっている。
【００３６】
カップリング２１は、ダンパロータ１１とボール螺子ナット１６の回転速度に差が生じても弾性変形することによってこの回転速度差を一端吸収するので、流体圧ダンパＤに高周波振動が入力されても螺子軸１に急峻な速度変化を緩和することができる。
【００３７】
なお、上記したところでは、ベーン１２が一つであったが、ダンパシェル１０ａの内周に複数の凹部を設ける場合には、凹部の数と同数のベーン１２をダンパロータ１１に設けて、凹部内を各ベーン１２で一方室と他方室に区画するようにしてもよい。その場合、ダンパシェル１０ａ内に一方室同士と他方室同士を接続する通路を設けるか、あるいはダンパロータ１１の一部を中実として、中実部に一方室同士と他方室同士を接続する通路を設けるようにすればよい。
【００３８】
上述のように構成された流体圧ダンパＤは、上記ボール螺子ナット１６を螺子軸１のダンパ側螺子部１ｂに回転自在に螺合することで、螺子軸１に連結される一方、ハウジング１０の図１中下端に設けたブラケット１９を介して車両における車軸あるいは車軸を支持する部材へ連結される。なお、この実施の形態では、螺子軸１は、その途中にストッパ２２を容易に設けるために、モータ側のボール螺子ナット２が螺合されるモータ側螺子部１ａとボール螺子ナット１６が螺合されるダンパ側螺子部１ｂとの二つの螺子部を備えてモータ側螺子部１ａの下端にダンパ側螺子部１ｂを螺子締結しているが、モータ側螺子部１ａとダンパ側螺子部１ｂを一つの螺子軸で構成することも可能である。また、ストッパ２２は、流体圧ダンパＤ内への螺子軸１の最侵入位置を規制していて、ねじりばね２０との干渉を防止するとともに、モータＭ内への螺子軸１の最侵入位置を規制するものである。また、サスペンション装置Ｓの全体の最収縮は、ハウジング１０の上端に連結される環状のクッションストッパ２３と、ケース３４の下端に設けたストッパ受２４とで規制される。
【００３９】
上述のように構成されたサスペンション装置Ｓは、モータＭのロータ３がボール螺子ナット２に連結されていて、ボール螺子ナット２内に螺子軸１が螺合されているので、モータＭの出力するトルクで螺子軸１を直線方向に駆動することが可能であり、また、螺子軸１の直線運動をモータＭのトルクで抑制することもでき、アクチュエータとしても減衰力を発揮するダンパとしても機能することができる。
【００４０】
また、螺子軸１が流体圧ダンパＤに対して図１中上下方向となる直線方向へ移動すると、螺子軸１に螺合されているボール螺子ナット１６がダンパロータ１１とともに回転し、ベーン１２が凹部１０ｆ内で回転する。このダンパロータ１１の回転によって流体圧ダンパＤは、当該ダンパロータ１１の回転を抑制する減衰力を発揮するので、螺子軸１の流体圧ダンパＤに対する直線方向の移動が抑制されることになる。
【００４１】
この流体圧ダンパＤは、サスペンション装置Ｓに入力される高周波振動を吸収する目的で設けられており、運動変換機構ＴおよびモータＭにおける回転系の慣性で高周波振動に対して運動変換機構Ｔが伸縮しづらくなるのを助けて、高周波振動を吸収して、車体振動の抑制を良好ならしめる。
【００４２】
そして、このサスペンション装置Ｓにあっては、流体圧ダンパＤがダンパロータ１１の回転時に当該回転を抑制する減衰力を発揮するロータリダンパとされていて、ダンパロータ１１の回転方向でダンパストロークを確保することができるから、流体圧ダンパＤの全長である図１中上下長さをテレスコピック型ダンパよりも短くすることができ、装置全体におけるストローク長さを確保しても全長の長大化を防ぐことができ、ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることができる。
【００４３】
また、この場合、ダンパロータ１１が筒状であって直動部材としての螺子軸１の挿入を許容していて流体圧ダンパＤが螺子軸１に干渉しないので、サスペンション装置Ｓの全長の長大化をより一層防止することができ、ストローク長の確保と車両への搭載性を高次元で両立できる。
【００４４】
さらに、ハウジング１０とダンパロータ１１との間にばね部材としてのねじりばね２０を介装するようにして、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して中立位置に位置決めていて、ばね部材としてのねじりばね２０は、ダンパロータ１１の位置を中立位置へ復帰させるように附勢力を発揮することから、ベーン１２が凹部１０ｆの側面に当接した状態のままその位置に維持されることがなく、高周波振動を吸収できなくなったり、車両における乗り心地を悪化させたりする事態を回避でき、サスペンション装置Ｓの信頼性を向上させることができる。
【００４５】
なお、ばね部材は、ねじりばねに限定されるものではなく、上記した構成の他、一方室１３と他方室１４に収容されて、凹部１０ｆの側面とベーン１２との間に介装されてベーン１２に附勢力を作用させてダンパロータ１１を中立位置へ位置決めするものであってもよい。ただし、上記したように、ばね部材をねじりばね２０として、ダンパロータ１１の内周とハウジング１０の底部に腕２０ａ，２０ｂを固定するようにしておくことで、ねじりばね２０の交換を簡単におこなうことができるので、メンテナンス性が向上し、ばね乗数の異なるねじりばねへの交換も簡単となる。
【００４６】
また、上記したところでは、ダンパロータ１１にボール螺子ナット１６を取り付けてナット体としているが、ダンパロータ１１そのものをボール螺子ナットとしてダンパロータ１１の内周にナット体を設ける構成とされてもよく、また、螺子軸１側に螺子山を設け、ダンパロータ１１の内周に螺子山を設けてダンパロータ１１そのものをナットとして機能させるようにしてもよい。さらに、運動変換機構Ｔがラックアンドピニオンである場合、ラックの下端に螺子軸を設けてこれにダンパロータ側に設けたナット体を回転自在に螺合するとしてもよい。
【００４７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、緩衝器に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 直動部材としての螺子軸
１ａ モータ側螺子部
１ｂ ダンパ側螺子部
１ｃ，１ｄ 螺子溝
１ｅ スプライン溝
２ 回転部材としてのボール螺子ナット
２ａ ナット本体
２ｂ 環状溝
３ ロータ
４，２１ カップリング
７ エアチャンバ
８ エアピストン
９ ダイヤフラム
１０ ハウジング
１０ａ ダンパシェル
１０ｂ 筒部
１０ｃ 底部
１０ｄ，１０ｅ フランジ
１０ｆ 凹部
１１ ダンパロータ
１２ ベーン
１３ 一方室
１４ 他方室
１５ 減衰通路
１５ａ 通路
１５ｂ 減衰弁
１５ｃ アキュムレータ
１６ ナット体としてのボール螺子ナット
１６ａ 環状溝
１７，１８ 軸受
１９ ブラケット
２０ ばね部材としてのねじりばね
２０ａ，２０ｂ 腕
２０ｃ ねじりばね部
２２ ストッパ
２３ クッションストッパ
２４ ストッパ受
２５ ベアリング
２６，３８ ボールベアリング
２６ａ，３８ａ ボール
２６ｂ，３８ｂ 外輪
３０ フレーム
３１ ステータコア
３２ 巻線
３３ 磁石
３４ ケース
３４ａ 段部
３７ 固定ナット
３９ ボールスプラインナット
ＡＳ エアばね
Ｄ 流体圧ダンパ
Ｇ エア室
Ｍ モータ
Ｔ 運動変換機構
Ｓ サスペンション装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに生じる電磁力で上記車体と車軸との相対移動を抑制するサスペンション装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のサスペンション装置としては、螺子軸と螺子軸に回転自在に螺合されるボール螺子ナットとボール螺子ナットに連結されるモータとを備えて、車両における車体と車軸との間に介装されていて、モータが発生するトルクで螺子軸の直線運動を抑制することで減衰力を発揮し、車体振動を抑制するようにしている。
【０００３】
しがたって、このサスペンション装置の場合、減衰力発生源であるモータのトルクを直線方向に作用させるべき減衰力に変換するために、螺子軸とボール螺子ナットとで構成される運動変換機構を備えており、このボール螺子ナットをモータのロータへ連結している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようにサスペンション装置にあっては、従来の油圧緩衝器と異なり、モータのロータやボール螺子ナットといった回転系の慣性質量が大きく、特に、高周波振動入力時に回転系の慣性により電磁緩衝器が伸縮しづらくなって車体への振動伝達を効果的に絶縁することができなくなって、車両における乗り心地を損なうという危惧があるため、螺子軸に直列に油圧ダンパを連結して、高周波振動については油圧ダンパがこれを吸収して車体への高周波振動の伝達を絶縁するようにしている。つまり、油圧ダンパを介装することでモータと運動変換機構のみのサスペンション装置では対処しきれなかった高周波振動に対しても良好な振動絶縁を達成することができることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、油圧ダンパは、単筒型ダンパでも複筒型ダンパでもよいとされているが、詳細には、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ内に伸側室と圧側室を区画するピストンと、一端がピストンに連結されるとともにシリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドとを備えていて、シリンダに対してピストンが上下方向へ移動して伸側室から圧側室へ、あるいは、圧側室から伸側室へ移動する作動油の流れに減衰弁で抵抗を与えて減衰力を発揮するようになっている。
【０００７】
このような、テレスコピック型の油圧ダンパは、最伸長および最収縮を規制するストッパを設ける必要もあって、油圧ダンパをサスペンション装置に組み込むと、どうしてもストロークに寄与できない長さが相当に発生し、サスペンション装置全体が長くなる。そして、車両への搭載性を優先してサスペンション装置を短くするとストローク長が足りなくなる問題が発生し、ストローク長を優先するとサスペンション装置が長くなりすぎて車両への搭載性が悪化するという問題が生じることになる。
【０００８】
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、ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることが可能なサスペンション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、直動部材と回転部材とを有して直動部材の直線運動を回転部材の回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転部材に連結されるロータを有するモータと、上記直動部材に連結される流体圧ダンパとを備えたサスペンション装置において、流体圧ダンパは、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に挿入されるダンパロータと、ダンパロータの外周に設けたベーンでハウジング内に区画した一方室と他方室と、一方室と他方室とを連通する減衰通路とを備え、ダンパロータのハウジングに対する回転の際にハウジングに対するダンパロータの回転を抑制する減衰力を発揮するように設定され、ダンパロータを直動部材に当該直動部材の直線運動により回転するよう連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサスペンション装置にあっては、流体圧ダンパがダンパロータの回転時に当該回転を抑制する減衰力を発揮するロータリダンパとされていて、ダンパロータの回転方向でダンパストロークを確保することができるから、流体圧ダンパの全長をテレスコピック型ダンパよりも短くすることができ、装置全体におけるストローク長さを確保しても全長の長大化を防ぐことができ、ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態におけるサスペンション装置の縦断面図である。
【図２】一実施の形態における流体圧ダンパの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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に示すように、一実施の形態におけるサスペンション装置Ｓは、直動部材としての螺子軸１と螺子軸１に回転自在に螺合される回転部材としてのボール螺子ナット２とを備えた運動変換機構Ｔと、運動変換機構Ｔにおけるボール螺子ナット２に連結されるロータ３を備えたモータＭと、螺子軸１の下端に連結される流体圧ダンパＤとを備えて構成されている。
【００１３】
このサスペンション装置Ｓは、この実施の形態の場合、モータＭに連結される環状のエアチャンバ７と、流体圧ダンパＤの外周に設けたエアピストン８と、エアチャンバ７とエアピストン８とに架け渡される筒状のダイヤフラム９とで画成されるエア室Ｇによって懸架ばねとして機能するエアばねＡＳを外周側に備えている。
【００１４】
そして、このサスペンション装置Ｓは、モータＭを車両の車体へ連結し、流体圧ダンパＤの下端を車両の車軸へ連結することで、車両の車体と車軸との間に介装することができるようになっている。すなわち、このサスペンション装置Ｓにあっては、基本的には、図示しない車両の車体と車軸との間に介装するにあたり、モータＭを車体へ流体圧ダンパＤを車軸へと連結するようにして介装されるようになっていて、減衰力を発揮するのみならずアクチュエータとしても機能することで車体の振動を抑制することができるようになっている。
【００１５】
また、流体圧ダンパＤは、サスペンション装置Ｓに入力される高周波振動を吸収する目的で設けられており、運動変換機構ＴおよびモータＭにおける回転系の慣性で高周波振動に対して螺子軸１とボール螺子ナット２とが図１中上下方向となる直動方向へ相対移動しづらくなるのを補助して車体振動の抑制を良好ならしめる。
【００１６】
モータＭは、図１に示すように、フレーム３０と、フレーム３０内に固定したステータコア３１と、ステータコア３１に巻回される巻線３２と、フレーム３０内に回転自在に収容された筒状のロータ３と、ロータ３の外周に装着されてステータコア３１に対向する磁石３３とを備えて構成されており、ボール螺子ナット２を回転自在に保持するとともにエアチャンバ７に連結される筒状のケース３４内に収容されて固定されている。
【００１７】
したがって、このモータＭにあっては、巻線３２に通電して周方向に回転磁界を発生させることで、磁石３３を吸引してロータ３を回転駆動することができる、ブラシレスモータとして構成されている。
【００１８】
なお、このモータＭの場合、モータＭ内をも上述のエアばねＡＳのエア室Ｇの一部として機能させるため、ケース３４とモータＭのフレーム３０との間は、密にシールされている。
【００１９】
ロータ３は、筒状であって、内方には、螺子軸１の挿通が許容されていて、螺子軸１の直線方向の運動を妨げないようになっている。
【００２０】
螺子軸１は、図１に示すように、モータ側螺子部１ａと、モータ側螺子部１ａの下方側に連結されるダンパ側螺子部１ｂとを備えていて、ともに、その外周に螺旋状の螺子溝１ｃ，１ｄが形成されるとともに、モータ側螺子部１ａの外周には、軸線に沿って、すなわち、螺子軸１の直線運動方向に沿って、直線状のスプライン溝１ｅが形成されている。
【００２１】
他方、ナットたるボール螺子ナット２は、内部構造は周知であるので詳細には図示しないが、筒状のナット本体２ａの内周に設けた螺子軸１のモータ側螺子部１ａの外周に形成の螺子溝１ｃに対向する螺旋状の通路と、筒状本体内に設けられ上記通路の両端を連通する循環路と、該通路および循環路に収容されるとともに螺子溝１ｃを走行する複数のボールと、各ボール間に介装されるスペーサとを備えて構成され、各ボールは、上記ループ状に形成された通路と循環路を循環することができるようになっている。なお、本実施の形態では、ナットをボール螺子ナット２として螺子軸１の円滑な直線運動を実現するようにしているが、単に、螺子軸１の螺子溝１ｃに螺合する螺子山を備えたナットとしてもよい。
【００２２】
このボール螺子ナット２は、ケース３４の内周に設けた段部３４ａとケース３４の内周に螺合する固定ナット３７とで挟持されてケース３４内周に固定されるボールベアリング３８を介してケース３４に回転自在に保持されている。なお、ボールベアリング３８のボール３８ａがボール螺子ナット２のナット本体２ａの外周に形成された環状溝２ｂを走行するようになっており、ボール螺子ナット２自体がボールベアリング３８の内輪として機能するとともに、ケース３４にボールベアリング３８の外輪３８ｂを固定することでボール螺子ナット２をケース３４に固定することが可能となっている。
【００２３】
また、このケース３４は、ボール螺子ナット２のほかに、ボールスプラインナット３９を保持している。このボールスプラインナット３９は、ボール螺子ナット２の回転駆動によって螺子軸１を直線運動させるため、螺子軸１の回り止めとして機能するものである。ボールスプラインナット３９は、周知であるので詳細には図示しないが、筒状の本体と、本体内周に設けた螺子軸１の外周に設けたスプライン溝１ｅに対向する直線状の通路と、本体内に設けられ上記通路の両端を連通する循環路と、該通路および循環路に収容されるとともにスプライン溝１ｅを走行する複数のボールと、各ボール間に介装されるスペーサとを備えて構成され、各ボールは、上記ループ状に形成された通路と循環路を循環することができるようになっていて、螺子軸１はボールスプラインナット３９に対して図１中上下方向となる軸方向への移動は許容されるものの、周方向への回転が阻止される。
【００２４】
したがって、ボール螺子ナット２を回転駆動すると、螺子軸１は、ボールスプラインナット３９によって回り止めされるので、図１中上下方向へ直線運動することになり、逆に、螺子軸１を直線運動させると、ボール螺子ナット２を回転運動させることができる。なお、螺子軸１の回り止めは、ボールスプラインナット３９以外にも、たとえば、螺子軸１にキー溝を設け、ケース３４側にキー溝内に挿入されるキーを設けるようにして行うこともできる。
【００２５】
戻って、ボール螺子ナット２は、上記ロータ３と弾性を備えるカップリング４を介して連結されている。サスペンション装置Ｓに振動が入力されて、螺子軸１が図１中上下方向へ駆動されることを考えた場合、螺子軸１によってボール螺子ナット２が回転駆動され、ボール螺子ナット２の回転がモータＭのロータ３に伝達されるが、ロータ３とボール螺子ナット２の回転速度に差が生じても、カップリング４が弾性変形してこの回転速度差を一端吸収するようになっている。
【００２６】
したがって、慣性が大きいロータ３とボール螺子ナット２が互いに相手方の回転速度の急峻な変化に追随しにくくても、カップリング４で回転速度差を吸収することができ、サスペンション装置Ｓにおける回転系であるロータ３とボール螺子ナット２の慣性によって螺子軸１の円滑な直線運動を阻害しないようになっている。なお、上記したところでは、螺子軸１を直動部材としているが、ボール螺子ナット２を直動部材とし、螺子軸１をモータＭに連結される回転部材としてもよい。また、運動変換機構Ｔは、螺子軸１とボール螺子ナット２とで構成されているが、螺子山を備えたナットと螺子軸や、ラックアンドピニオンで構成することも可能である。
【００２７】
つづいて、流体圧ダンパＤは、図１および図２に示すように、ロータダンパとされていて、途中に大径なダンパシェル１０ａを備えた有底筒状のハウジング１０と、ハウジング１０内に回転自在に挿入されるとともに螺子軸１の挿通を許容する筒状のダンパロータ１１と、ダンパロータ１１の外周に設けたベーン１２でハウジング１０のダンパシェル１０ａ内に区画した一方室１３と他方室１４と、一方室１３と他方室１４とを連通する減衰通路１５とを備えて構成されている。流体圧ダンパＤは、ハウジング１０に対してダンパロータ１１が回転する際に、当該ダンパロータ１１の回転を抑制する減衰力を発揮するものである。
【００２８】
そして、この流体圧ダンパＤにおけるダンパロータ１１にナット体としてのボール螺子ナット１６を周方向に回転不能に取り付け、当該ナット体としてのボール螺子ナット１６を上記運動変換機構Ｔの螺子軸１に回転自在に螺合させることで、流体圧ダンパＤと螺子軸１とを連結している。
【００２９】
より詳細には、ハウジング１０は、筒部１０ｂと、筒部より大径なダンパシェル１０ａと、有底筒状の底部１０ｃとを備えており、ダンパシェル１０ａの上端を筒部１０ｂの下端外周に設けたフランジ１０ｄへ、ダンパシェル１０ａの下端を底部１０ｃの外周に設けたフランジ１０ｅへ取り付けることで、これらが一体となってハウジング１０を形成している。また、ハウジング１０の図１中上端は、エアピストン８の下端に連結されており、エアピストン８には、ボール螺子ナット２を保持するケース３４の外周を転動する複数のボールを備えたベアリング２５が取り付けられており、ベアリング２５によりケース３４がエアピストン８に対して径方向へ位置決められて、ケース３４の上下方向へのスムーズな運動が保証されるとともに、サスペンション装置Ｓへの横力に対して流体圧ダンパＤが螺子軸１に対して軸ぶれすることがないようになっていて、螺子軸１とボール螺子ナット１６でのガタの発生を防止している。
【００３０】
ダンパシェル１０ａは、この場合、図２に示すように、内周に扇状の凹部１０ｆを備えていて、凹部１０ｆ以外の内周面をダンパロータ１１の外周面に摺接させている。また、ダンパシェル１０ａは、上記したように、その上下端がフランジ１０ｄ，１０ｅによって挟まれた格好で筒部１０ｂと底部１０ｃに固定されていて、上記凹部１０ｆの上下端は、フランジ１０ｄ，１０ｅによって閉塞されている。そして、ダンパロータ１１に設けたベーン１２は、凹部１０ｆ内に挿入されており、その先端がダンパシェル１０ａの凹部１０ｆの円弧状の内面に摺接し、上下端は、それぞれ、フランジ１０ｄ，１０ｅに摺接していて、ベーン１２は、凹部１０ｆ内を一方室１３と他方室１４とに区画していて、これら一方室１３および他方室１４内には作動油等の流体が充填されている。
【００３１】
また、ダンパロータ１１は、筒部１０ｂの内周に設けた環状の軸受１７と、底部１０ｃ内に設けた環状の軸受１８によって回転自在に軸支されており、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して一方へ回転させると、一方室１３を拡大する一方、他方室１４を縮小させ、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して反対方向へ回転させると、一方室１３を縮小する一方、他方室１４を拡大させることができるようになっている。そして、ダンパロータ１１は、ベーン１２が凹部１０ｆの左右の側面に当接するまで、図２中、時計回りおよび反時計回りへ回転することができるようになっている。
【００３２】
さらに、ダンパシェル１０ａには、一方室１３と他方室１４を連通する通路１５ａと通路１５ａの途中に設けた減衰弁１５ｂとでなる減衰通路１５を設けてある。ダンパロータ１１のハウジング１０に対する回転に伴って、流体は、一方室１３と他方室１４のうち拡大側から一方室１３と他方室１４の縮小側へ減衰通路１５を介して移動するが、流体圧ダンパＤは、この流体の流れに減衰弁１５ｂで抵抗を与えることで、一方室１３と他方室１４に差圧を生じさせて、ダンパロータ１１のハウジング１０に対する回転を抑制する減衰力をするようになっている。なお、一方室１３を圧縮する際の減衰力と他方室１４を圧縮する際の減衰力の大きさを違える場合には、たとえば、通路を２つ以上用意しておき、一部の通路を一方室１３から他方室１４へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路として減衰弁を設け、残りの通路を他方室１４から一方室１３へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路として減衰弁を設け、これら減衰弁の流体の流れに与える抵抗を異ならしめればよい。また、減衰弁１５ｂとしては、通路１５ａのように双方向流れを許容する場合、具体的には、たとえば、チョークやオリフィスといった常時通路を開放している弁を用いればよく、通路を二つ以上用意して、通路を一方通行に設定する場合には、常時開放型の弁以外にもリーフバルブ、ポペット弁等といった種々の弁を採用することができる。さらに、この通路１５ａは、ダンパシェル１０ａ内に設けたアキュムレータ１５ｃに接続されていて、流体の温度変化による体積変化を当該アキュムレータ１５ｃで補償するとともに、一方室１３および他方室１４内を加圧し気泡の発生を阻止して流体圧ダンパＤが適切に減衰力を発生することができるようになっている。
【００３３】
そして、このダンパロータ１１とハウジング１０との間には、ばね部材としてのねじりばね２０が介装されていて、ダンパロータ１１は、ベーン１２がハウジング１０の凹部１０ｆに対して周方向に中立位置に位置決めている。なお、中立位置は、ばね部材がダンパロータ１１をハウジング１０に対して周方向に位置決めする位置であり、必ずしもベーン１２を回転可能範囲の中央に配置させる位置でなくともよい。
【００３４】
上記ねじりばね２０は、具体的には、ダンパロータ１１の内周に固定されてダンパロータ１１の径方向へ伸びるロータ側固定部としての腕２０ａと、ハウジング１０の底部１０ｃに固定されるハウジング側固定部としての腕２０ｂと、腕２０ａと腕２０ｂとを繋ぐねじりばね部２０ｃとを備えて構成されており、ねじりばね部２０ｃが捩じられると、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して中立位置へ戻そうとする附勢力を発揮するようになっている。ねじりばね２０は、螺子軸１のストローク範囲に干渉しないように、図１中下方側に設けてあり、サスペンション装置Ｓの伸縮に伴って螺子軸１の下端が上下方向へ移動するが、螺子軸１と衝突しないようになっている。なお、ねじりばね部２０ｃは、上記したようにトーションバー状としてもよいし、コイルばね状としてもよい。このように、流体圧ダンパＤがロータリダンパとされることで、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して位置決める附勢力を発揮するばね部材にねじりばね２０を使用することができ、一つのばね部材でダンパロータ１１をハウジング１０に対して中立位置に位置決めできる。また、ばね部材におけるねじりばね部２０ｃがコイルばね状とされる場合には、コイルばね状のねじりばね部２０ｃの内径を螺子軸１の挿通を許容する径に設定しておけば、サスペンション装置Ｓの伸縮に伴ってダンパロータ１１内に出入りする螺子軸１との干渉の心配がなく、よりサスペンション装置Ｓのストローク長さを稼ぐことができる。
【００３５】
ボール螺子ナット１６は、上記ハウジング１０の上端内周に設けたボールベアリング２６を介してハウジング１０に対し回転自在とされている。具体的には、ハウジング１０内には、ボールベアリング２６の外輪２６ｂが固定され、ボール螺子ナット１６の外周には環状溝１６ａが形成され、外輪２６ｂと環状溝１６ａボール２６ａが走行するようになっており、ボール螺子ナット１６自体がボールベアリング２６の内輪として機能するようになっている。そして、このボール螺子ナット１６は、上述のダンパロータ１１と弾性なカップリング２１を介して連結されていて、ダンパロータ１１とともにボール螺子ナット１６も回転することができるようになっている。
【００３６】
カップリング２１は、ダンパロータ１１とボール螺子ナット１６の回転速度に差が生じても弾性変形することによってこの回転速度差を一端吸収するので、流体圧ダンパＤに高周波振動が入力されても螺子軸１に急峻な速度変化を緩和することができる。
【００３７】
なお、上記したところでは、ベーン１２が一つであったが、ダンパシェル１０ａの内周に複数の凹部を設ける場合には、凹部の数と同数のベーン１２をダンパロータ１１に設けて、凹部内を各ベーン１２で一方室と他方室に区画するようにしてもよい。その場合、ダンパシェル１０ａ内に一方室同士と他方室同士を接続する通路を設けるか、あるいはダンパロータ１１の一部を中実として、中実部に一方室同士と他方室同士を接続する通路を設けるようにすればよい。
【００３８】
上述のように構成された流体圧ダンパＤは、上記ボール螺子ナット１６を螺子軸１のダンパ側螺子部１ｂに回転自在に螺合することで、螺子軸１に連結される一方、ハウジング１０の図１中下端に設けたブラケット１９を介して車両における車軸あるいは車軸を支持する部材へ連結される。なお、この実施の形態では、螺子軸１は、その途中にストッパ２２を容易に設けるために、モータ側のボール螺子ナット２が螺合されるモータ側螺子部１ａとボール螺子ナット１６が螺合されるダンパ側螺子部１ｂとの二つの螺子部を備えてモータ側螺子部１ａの下端にダンパ側螺子部１ｂを螺子締結しているが、モータ側螺子部１ａとダンパ側螺子部１ｂを一つの螺子軸で構成することも可能である。また、ストッパ２２は、流体圧ダンパＤ内への螺子軸１の最侵入位置を規制していて、ねじりばね２０との干渉を防止するとともに、モータＭ内への螺子軸１の最侵入位置を規制するものである。また、サスペンション装置Ｓの全体の最収縮は、ハウジング１０の上端に連結される環状のクッションストッパ２３と、ケース３４の下端に設けたストッパ受２４とで規制される。
【００３９】
上述のように構成されたサスペンション装置Ｓは、モータＭのロータ３がボール螺子ナット２に連結されていて、ボール螺子ナット２内に螺子軸１が螺合されているので、モータＭの出力するトルクで螺子軸１を直線方向に駆動することが可能であり、また、螺子軸１の直線運動をモータＭのトルクで抑制することもでき、アクチュエータとしても減衰力を発揮するダンパとしても機能することができる。
【００４０】
また、螺子軸１が流体圧ダンパＤに対して図１中上下方向となる直線方向へ移動すると、螺子軸１に螺合されているボール螺子ナット１６がダンパロータ１１とともに回転し、ベーン１２が凹部１０ｆ内で回転する。このダンパロータ１１の回転によって流体圧ダンパＤは、当該ダンパロータ１１の回転を抑制する減衰力を発揮するので、螺子軸１の流体圧ダンパＤに対する直線方向の移動が抑制されることになる。
【００４１】
この流体圧ダンパＤは、サスペンション装置Ｓに入力される高周波振動を吸収する目的で設けられており、運動変換機構ＴおよびモータＭにおける回転系の慣性で高周波振動に対して運動変換機構Ｔが伸縮しづらくなるのを助けて、高周波振動を吸収して、車体振動の抑制を良好ならしめる。
【００４２】
そして、このサスペンション装置Ｓにあっては、流体圧ダンパＤがダンパロータ１１の回転時に当該回転を抑制する減衰力を発揮するロータリダンパとされていて、ダンパロータ１１の回転方向でダンパストロークを確保することができるから、流体圧ダンパＤの全長である図１中上下長さをテレスコピック型ダンパよりも短くすることができ、装置全体におけるストローク長さを確保しても全長の長大化を防ぐことができ、ストローク長と車両への搭載性をともに満足させることができる。
【００４３】
また、この場合、ダンパロータ１１が筒状であって直動部材としての螺子軸１の挿入を許容していて流体圧ダンパＤが螺子軸１に干渉しないので、サスペンション装置Ｓの全長の長大化をより一層防止することができ、ストローク長の確保と車両への搭載性を高次元で両立できる。
【００４４】
さらに、ハウジング１０とダンパロータ１１との間にばね部材としてのねじりばね２０を介装するようにして、ダンパロータ１１をハウジング１０に対して中立位置に位置決めていて、ばね部材としてのねじりばね２０は、ダンパロータ１１の位置を中立位置へ復帰させるように附勢力を発揮することから、ベーン１２が凹部１０ｆの側面に当接した状態のままその位置に維持されることがなく、高周波振動を吸収できなくなったり、車両における乗り心地を悪化させたりする事態を回避でき、サスペンション装置Ｓの信頼性を向上させることができる。
【００４５】
なお、ばね部材は、ねじりばねに限定されるものではなく、上記した構成の他、一方室１３と他方室１４に収容されて、凹部１０ｆの側面とベーン１２との間に介装されてベーン１２に附勢力を作用させてダンパロータ１１を中立位置へ位置決めするものであってもよい。ただし、上記したように、ばね部材をねじりばね２０として、ダンパロータ１１の内周とハウジング１０の底部に腕２０ａ，２０ｂを固定するようにしておくことで、ねじりばね２０の交換を簡単におこなうことができるので、メンテナンス性が向上し、ばね乗数の異なるねじりばねへの交換も簡単となる。
【００４６】
また、上記したところでは、ダンパロータ１１にボール螺子ナット１６を取り付けてナット体としているが、ダンパロータ１１そのものをボール螺子ナットとしてダンパロータ１１の内周にナット体を設ける構成とされてもよく、また、螺子軸１側に螺子山を設け、ダンパロータ１１の内周に螺子山を設けてダンパロータ１１そのものをナットとして機能させるようにしてもよい。さらに、運動変換機構Ｔがラックアンドピニオンである場合、ラックの下端に螺子軸を設けてこれにダンパロータ側に設けたナット体を回転自在に螺合するとしてもよい。
【００４７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、緩衝器に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 直動部材としての螺子軸
１ａ モータ側螺子部
１ｂ ダンパ側螺子部
１ｃ，１ｄ 螺子溝
１ｅ スプライン溝
２ 回転部材としてのボール螺子ナット
２ａ ナット本体
２ｂ 環状溝
３ ロータ
４，２１ カップリング
７ エアチャンバ
８ エアピストン
９ ダイヤフラム
１０ ハウジング
１０ａ ダンパシェル
１０ｂ 筒部
１０ｃ 底部
１０ｄ，１０ｅ フランジ
１０ｆ 凹部
１１ ダンパロータ
１２ ベーン
１３ 一方室
１４ 他方室
１５ 減衰通路
１５ａ 通路
１５ｂ 減衰弁
１５ｃ アキュムレータ
１６ ナット体としてのボール螺子ナット
１６ａ 環状溝
１７，１８ 軸受
１９ ブラケット
２０ ばね部材としてのねじりばね
２０ａ，２０ｂ 腕
２０ｃ ねじりばね部
２２ ストッパ
２３ クッションストッパ
２４ ストッパ受
２５ ベアリング
２６，３８ ボールベアリング
２６ａ，３８ａ ボール
２６ｂ，３８ｂ 外輪
３０ フレーム
３１ ステータコア
３２ 巻線
３３ 磁石
３４ ケース
３４ａ 段部
３７ 固定ナット
３９ ボールスプラインナット
ＡＳ エアばね
Ｄ 流体圧ダンパ
Ｇ エア室
Ｍ モータ
Ｔ 運動変換機構
Ｓ サスペンション装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直動部材と回転部材とを有して直動部材の直線運動を回転部材の回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転部材に連結されるロータを有するモータと、上記直動部材に連結される流体圧ダンパとを備えたサスペンション装置において、流体圧ダンパは、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に挿入されるダンパロータと、ダンパロータの外周に設けたベーンでハウジング内に区画した一方室と他方室と、一方室と他方室とを連通する減衰通路とを備え、ダンパロータのハウジングに対する回転の際にハウジングに対するダンパロータの回転を抑制する減衰力を発揮するように設定され、ダンパロータを直動部材に当該直動部材の直線運動により回転するよう連結したことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
ダンパロータは、筒状であって内周への直動部材の挿入を許容することを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
ハウジングとダンパロータとの間にダンパロータをハウジングに対して中立位置に位置決めるとともにダンパロータの中立位置からの回転を抑制する附勢力を発揮するばね部材を介装したことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
上記直動部材を螺子軸として上記回転部材をナット部材とし、上記ダンパロータにナット体を設けて、当該ナット体を上記螺子軸に回転自在に螺合して螺子軸に流体圧ダンパを連結したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項５】
ダンパロータは筒状であって、ばね部材は、ダンパロータの内周に固定されてダンパロータの径方向へ伸びるロータ側固定部と、ハウジングに固定されるハウジング側固定部と、ロータ側固定部とハウジング側固定部とを繋ぐねじりばね部とを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項１】
直動部材と回転部材とを有して直動部材の直線運動を回転部材の回転運動に変換する運動変換機構と、上記回転部材に連結されるロータを有するモータと、上記直動部材に連結される流体圧ダンパとを備えたサスペンション装置において、流体圧ダンパは、ハウジングと、ハウジング内に回転自在に挿入されるダンパロータと、ダンパロータの外周に設けたベーンでハウジング内に区画した一方室と他方室と、一方室と他方室とを連通する減衰通路とを備え、ダンパロータのハウジングに対する回転の際にハウジングに対するダンパロータの回転を抑制する減衰力を発揮するように設定され、ダンパロータを直動部材に当該直動部材の直線運動により回転するよう連結したことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
ダンパロータは、筒状であって内周への直動部材の挿入を許容することを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
ハウジングとダンパロータとの間にダンパロータをハウジングに対して中立位置に位置決めるとともにダンパロータの中立位置からの回転を抑制する附勢力を発揮するばね部材を介装したことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
上記直動部材を螺子軸として上記回転部材をナット部材とし、上記ダンパロータにナット体を設けて、当該ナット体を上記螺子軸に回転自在に螺合して螺子軸に流体圧ダンパを連結したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサスペンション装置。
【請求項５】
ダンパロータは筒状であって、ばね部材は、ダンパロータの内周に固定されてダンパロータの径方向へ伸びるロータ側固定部と、ハウジングに固定されるハウジング側固定部と、ロータ側固定部とハウジング側固定部とを繋ぐねじりばね部とを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサスペンション装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１６６６５１（Ｐ２０１２−１６６６５１Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８３３０（Ｐ２０１１−２８３３０）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]