电磁缓冲器制造技术

本发明专利技术的电磁缓冲器，包括根据来自外部的输入进行伸缩运动的缓冲器主体（１）。在缓冲器主体（１）中，包括：将前述伸缩运动变换成旋转运动的、由滚珠螺母（１６）和丝杠轴（１７）构成的滚珠丝杠机构（１５），以及配有弹性体的动力传动部（１３、２４），所述弹性体，在旋转运动的传动转矩发生变化时，将传动相位偏移，将滚珠丝杠机构（１５）的旋转运动传送给电动机（１０）的旋转轴（１１）。前述电动机（１０），产生对抗输入到旋转轴（１１）上的旋转的电磁阻力。从而，利用电动机（１０）的电磁阻力，将输入给缓冲器主体１的来自外部的振动等衰减。在冲击负荷输入到缓冲器主体上时，利用使旋转相位滞后的动力传动部，缓和电动机转子的惯性矩，在用作车辆的缓冲器时，可以提高乘坐舒适程度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用滚珠丝杠机构将缓冲器主体的伸缩运动变换成电动机的旋转运动，利用电动机发生的电磁阻力使振动衰减的电磁缓冲器。
技术介绍
作为车辆的悬架装置，在车身与车轴之间，与悬架弹簧并列地配置油压缓冲器的装置是公知的。此外，特开平5-44758号公报公开了一种将电磁线圈组装到油压缓冲器中的装置。该装置分别将线圈安装到油压缓冲器的油压缸上，将磁铁安装到活塞杆上，通过向线圈通电，使之产生沿着活塞杆行程方向的驱动力(电磁力)，根据车辆的行驶状态，控制悬架装置的伸缩量。但是，在将电磁线圈等装入到油压缓冲器内的装置中，必须要有油压、电源等，结构复杂，在成本上也是不利的。为此，正在研究无需油压、气压、电源等的新型电磁缓冲器。这种电磁缓冲器，例如，基本上具有图6的模型所示的结构。该电磁缓冲器，利用滚珠丝杠机构将缓冲器的伸缩运动变换成旋转运动，借助该旋转运动驱动电动机，利用依赖于这时产生的电磁力的阻力，进行缓冲器的伸缩运动的衰减。电动机50支承在支架30上，设置可相对于该支架30自由滑动地导向的移动框架40。在构成滚珠丝杠机构45的丝杠轴46和滚珠螺母47中，滚珠螺母47安装到前述移动框架40上，与滚珠螺母47螺纹配合的丝杠轴46，经由联轴器55与前述电动机50的旋转轴51同轴地连接。支架30具有上下托架31和32，以及位于它们之间的中间托架33，利用多个连接杆34将所述各个托架之间连接起来。前述丝杠轴46贯穿设置在中间托架33上的轴承35，被可自由旋转地支承。前述移动框架40具有上下托架41和42、以及将它们连接起来的多个导杆43。移动框架40的导杆43可自由滑动地贯穿前述支架30的下部托架32，借此，移动框架40可以滑动地与丝杠轴46平行地进行导向。前述滚珠螺母47安装在上部托架41上，在滚珠螺母47的内部，沿着螺纹槽配置多个图中未示出的滚珠，前述丝杠轴46经由前述多个滚珠螺纹配合到该滚珠螺母47上。同时，当移动框架40与滚珠螺母47沿着丝杠轴46移动时，借助滚珠丝杠机构45，使丝杠轴46产生旋转运动。例如，在将该电磁缓冲器夹装于车身与车轴之间、作为车辆的悬架系使用时，将位于电磁缓冲器上端的、电动机50上方的支架30的安装托架36结合到车身侧，将设于电磁缓冲器下端的移动框架40的下侧托架42上的安装环44结合到车轴侧。当把来自路面的振动输入到该电磁缓冲器，滚珠螺母47和移动框架40一起沿箭头X方向做直线运动时，通过沿滚珠螺母47内的螺纹槽排列的滚珠与丝杠轴46的螺纹槽的螺纹配合，丝杠轴46在该位置上引起旋转运动。该丝杠轴46的旋转运动，经由安装在丝杠轴46上端的联轴器55进行传动，作为旋转轴51沿箭头Y方向的旋转运动，借此使电动机50旋转。在电动机50中，例如，在其转子上配置永磁铁，将定子的各磁极的线圈相互直接短路，或者为了获得所需的电磁力，经由控制回路连接，伴随着电动机50的的转子的旋转，在线圈上流过由感应电动势引起的电流，由此所产生的电磁力，变成对抗电动机50的旋转轴51的旋转的转矩。此外，该转矩的大小依赖于与旋转轴51的旋转方向相对抗的电磁力，通过利用连接到线圈上的控制回路使电阻的大小发生变化，可以使该转矩的大小自由地变化。对于旋转轴51的旋转而言成为阻力的电磁转矩，抑制前述丝杠轴46的旋转，结果，该转矩起着抑制滚珠丝杠机构45的滚珠螺母47的直线运动的阻力的作用，即，对输入到电磁缓冲器的振动起着阻尼力的作用。但是，在这种采用由联轴器55将丝杠轴46和电动机50的轴51直接连接、将丝杠轴46的旋转运动传送给电动机50的结构的电磁缓冲器中，在将电磁缓冲器实际上应用到车辆上时，有可能发生以下问题。首先，对电磁缓冲器产生的阻尼力特性进行研究。伴随着滚珠螺母47的直线运动，丝杠轴46旋转，将该旋转运动传送给电动机50，但是，由于位于电动机50内部的转子的惯性矩比较大，所以，不能无视由该惯性矩产生的对阻尼力的影响。这里，对于会给前述阻尼力造成哪些影响进行说明。电磁缓冲器所产生的阻尼力，即，对于伸缩动作的阻力(负载)，大致为电动机的转子的惯性矩、丝杠轴的惯性矩、以及电动机产生的电磁阻力的总和。由于电动机的旋转轴的角加速度与缓冲器的伸缩运动的加速度成比例，所以，转子的惯性矩与缓冲器的伸缩运动的加速度成比例。如上所述，由于前述转子的惯性矩与缓冲器的伸缩运动的加速度成比例，所以，相对于从路面等输入到缓冲器内的、缓冲器轴向方向的力，产生与电动机的电磁力无关的阻尼力，在输入特别急剧的轴向方向的力的情况下，相应地会产生更高的阻尼力，即，产生对振动的阻力。这种过高的阻尼力意味着，不会使振动衰减，而是原封不动地将振动输入到车身侧。从而，总是抢在依赖于电动机的电磁力的阻尼力之前，产生由电动机的转子的惯性矩引起的阻尼力，而且，如上所述，由于这种转子的惯性矩比较大，所以，如果能够排除或抑制对转子的惯性矩的阻尼力的影响的话，可以相应地提高对振动的吸收能力，提高车辆的乘坐舒适程度。特别是，当考虑到由电磁缓冲器产生的阻尼力的控制性时，由依赖于前述缓冲器的伸缩运动加速度的电动机转子惯性矩产生的阻尼力，难以得到控制，如果可能的话，最好是减少上述惯性矩的影响。其次，考察电动机50的耐久性。在车辆行驶过程中，根据施加到电磁缓冲器上的、来自路面等的向上的压力输入及振动等的输入速度，移动框架40进行移动，滚珠丝杠机构45的滚珠螺母47也以相同的速度进行直线运动，丝杠轴46也与该直线运动的速度成比例地旋转，电动机50的旋转轴51也以与丝杠轴46相同的速度旋转。在这种情况下，当前述振动及向上的压力输入的输入速度急剧提高时，有可能暂时超过电动机50的允许旋转速度。特别是，在缓冲器从静止状态或者从缓慢的伸缩动作开始进行急剧的伸缩动作时等情况下，电动机的旋转速度会在瞬间变得非常大。在这种情况下，电动机50的线圈发热量增大，在发热的影响下，由于形成线圈的导线的绝缘膜发生的化学变化等，造成绝缘性能的恶化，其结果会发生漏电等，电动机本身有受到损伤的危险。与电磁缓冲器的其它部件相比，由于电动机50价格较高，所以最好尽可能地防止其损伤。专利技术的内容本专利技术的目的是提供一种电磁缓冲器，该电磁缓冲器能够抑制由电动机转子惯性矩引起的阻尼力的影响，在应用于车辆的悬架系中的情况下，提高车辆的乘坐舒适程度，并且可以根据行驶条件进行响应性良好的阻尼力控制。进而，本专利技术的目的是提供一种能够极力地防止由电动机的发热引起的损伤、并且能够廉价地进行故障修理的电磁缓冲器。为了达到上述目的，本专利技术的电磁缓冲器，包括根据来自外部的输入进行伸缩运动的缓冲器主体；配置在前述缓冲器主体上、将前述伸缩运动变换成旋转运动的由滚珠螺母和丝杠轴构成的滚珠丝杠机构；作为设置在前述缓冲器主体上的电动机、产生与输入到其旋转轴上的旋转相对抗的电磁阻力的电动机；配有弹性体的动力传动部，该弹性体将前述滚珠丝杠机构的旋转运动传送给前述电动机的旋转轴，同时，在前述旋转运动的传送转矩变化时，将旋转运动的传送相位错开。此外，优选地，前述动力传动部至少在一部分上包含有扭杆。当前述传送的转矩大于规定值时，前述扭杆断裂。此外，前述动力传动部由驱动部和被驱动部构成，在驱动部和被驱动部之间的转矩传动面上夹装弹性体。同时，当前述传送的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁缓冲器，包括：根据来自外部的输入进行伸缩运动的缓冲器主体，配置在前述缓冲器主体上、将前述伸缩运动变换成旋转运动的由滚珠螺母和丝杠轴构成的滚珠丝杠机构，设置在前述缓冲器主体上、产生与输入到其旋转轴上的旋转相对抗 的电磁阻力的电动机，配有弹性体的动力传动部，该弹性体将前述滚珠丝杠机构的旋转运动传送给前述电动机的旋转轴，同时，在前述旋转运动的传送转矩变化时，将旋转运动的传送相位错开。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：近藤卓宏，山形英城，须田义大，
申请(专利权)人：萱场工业株式会社，财团法人生产技术研究奖励会，
类型：发明
国别省市：JP[日本]