專利名稱：電磁緩沖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用滾珠絲杠機構(gòu)將緩沖器主體的伸縮運動變換成電動機的旋轉(zhuǎn)運動，利用電動機發(fā)生的電磁阻力使振動衰減的電磁緩沖器。
背景技術(shù)：
作為車輛的懸架裝置，在車身與車軸之間，與懸架彈簧并列地配置油壓緩沖器的裝置是公知的。
此外，特開平5-44758號公報公開了一種將電磁線圈組裝到油壓緩沖器中的裝置。該裝置分別將線圈安裝到油壓緩沖器的油壓缸上，將磁鐵安裝到活塞桿上，通過向線圈通電，使之產(chǎn)生沿著活塞桿行程方向的驅(qū)動力(電磁力)，根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，控制懸架裝置的伸縮量。
但是，在將電磁線圈等裝入到油壓緩沖器內(nèi)的裝置中，必須要有油壓、電源等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在成本上也是不利的。
為此，正在研究無需油壓、氣壓、電源等的新型電磁緩沖器。這種電磁緩沖器，例如，基本上具有圖6的模型所示的結(jié)構(gòu)。
該電磁緩沖器，利用滾珠絲杠機構(gòu)將緩沖器的伸縮運動變換成旋轉(zhuǎn)運動，借助該旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動電動機，利用依賴于這時產(chǎn)生的電磁力的阻力，進行緩沖器的伸縮運動的衰減。
電動機50支承在支架30上，設(shè)置可相對于該支架30自由滑動地導(dǎo)向的移動框架40。在構(gòu)成滾珠絲杠機構(gòu)45的絲杠軸46和滾珠螺母47中，滾珠螺母47安裝到前述移動框架40上，與滾珠螺母47螺紋配合的絲杠軸46，經(jīng)由聯(lián)軸器55與前述電動機50的旋轉(zhuǎn)軸51同軸地連接。
支架30具有上下托架31和32，以及位于它們之間的中間托架33，利用多個連接桿34將所述各個托架之間連接起來。前述絲杠軸46貫穿設(shè)置在中間托架33上的軸承35，被可自由旋轉(zhuǎn)地支承。
前述移動框架40具有上下托架41和42、以及將它們連接起來的多個導(dǎo)桿43。移動框架40的導(dǎo)桿43可自由滑動地貫穿前述支架30的下部托架32，借此，移動框架40可以滑動地與絲杠軸46平行地進行導(dǎo)向。
前述滾珠螺母47安裝在上部托架41上，在滾珠螺母47的內(nèi)部，沿著螺紋槽配置多個圖中未示出的滾珠，前述絲杠軸46經(jīng)由前述多個滾珠螺紋配合到該滾珠螺母47上。
同時，當移動框架40與滾珠螺母47沿著絲杠軸46移動時，借助滾珠絲杠機構(gòu)45，使絲杠軸46產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。
例如，在將該電磁緩沖器夾裝于車身與車軸之間、作為車輛的懸架系使用時，將位于電磁緩沖器上端的、電動機50上方的支架30的安裝托架36結(jié)合到車身側(cè)，將設(shè)于電磁緩沖器下端的移動框架40的下側(cè)托架42上的安裝環(huán)44結(jié)合到車軸側(cè)。
當把來自路面的振動輸入到該電磁緩沖器，滾珠螺母47和移動框架40一起沿箭頭X方向做直線運動時，通過沿滾珠螺母47內(nèi)的螺紋槽排列的滾珠與絲杠軸46的螺紋槽的螺紋配合，絲杠軸46在該位置上引起旋轉(zhuǎn)運動。
該絲杠軸46的旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)由安裝在絲杠軸46上端的聯(lián)軸器55進行傳動，作為旋轉(zhuǎn)軸51沿箭頭Y方向的旋轉(zhuǎn)運動，借此使電動機50旋轉(zhuǎn)。
在電動機50中，例如，在其轉(zhuǎn)子上配置永磁鐵，將定子的各磁極的線圈相互直接短路，或者為了獲得所需的電磁力，經(jīng)由控制回路連接，伴隨著電動機50的的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，在線圈上流過由感應(yīng)電動勢引起的電流，由此所產(chǎn)生的電磁力，變成對抗電動機50的旋轉(zhuǎn)軸51的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。
此外，該轉(zhuǎn)矩的大小依賴于與旋轉(zhuǎn)軸51的旋轉(zhuǎn)方向相對抗的電磁力，通過利用連接到線圈上的控制回路使電阻的大小發(fā)生變化，可以使該轉(zhuǎn)矩的大小自由地變化。
對于旋轉(zhuǎn)軸51的旋轉(zhuǎn)而言成為阻力的電磁轉(zhuǎn)矩，抑制前述絲杠軸46的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，該轉(zhuǎn)矩起著抑制滾珠絲杠機構(gòu)45的滾珠螺母47的直線運動的阻力的作用，即，對輸入到電磁緩沖器的振動起著阻尼力的作用。
但是，在這種采用由聯(lián)軸器55將絲杠軸46和電動機50的軸51直接連接、將絲杠軸46的旋轉(zhuǎn)運動傳送給電動機50的結(jié)構(gòu)的電磁緩沖器中，在將電磁緩沖器實際上應(yīng)用到車輛上時，有可能發(fā)生以下問題。
首先，對電磁緩沖器產(chǎn)生的阻尼力特性進行研究。伴隨著滾珠螺母47的直線運動，絲杠軸46旋轉(zhuǎn)，將該旋轉(zhuǎn)運動傳送給電動機50，但是，由于位于電動機50內(nèi)部的轉(zhuǎn)子的慣性矩比較大，所以，不能無視由該慣性矩產(chǎn)生的對阻尼力的影響。
這里，對于會給前述阻尼力造成哪些影響進行說明。
電磁緩沖器所產(chǎn)生的阻尼力，即，對于伸縮動作的阻力(負載)，大致為電動機的轉(zhuǎn)子的慣性矩、絲杠軸的慣性矩、以及電動機產(chǎn)生的電磁阻力的總和。由于電動機的旋轉(zhuǎn)軸的角加速度與緩沖器的伸縮運動的加速度成比例，所以，轉(zhuǎn)子的慣性矩與緩沖器的伸縮運動的加速度成比例。
如上所述，由于前述轉(zhuǎn)子的慣性矩與緩沖器的伸縮運動的加速度成比例，所以，相對于從路面等輸入到緩沖器內(nèi)的、緩沖器軸向方向的力，產(chǎn)生與電動機的電磁力無關(guān)的阻尼力，在輸入特別急劇的軸向方向的力的情況下，相應(yīng)地會產(chǎn)生更高的阻尼力，即，產(chǎn)生對振動的阻力。這種過高的阻尼力意味著，不會使振動衰減，而是原封不動地將振動輸入到車身側(cè)。
從而，總是搶在依賴于電動機的電磁力的阻尼力之前，產(chǎn)生由電動機的轉(zhuǎn)子的慣性矩引起的阻尼力，而且，如上所述，由于這種轉(zhuǎn)子的慣性矩比較大，所以，如果能夠排除或抑制對轉(zhuǎn)子的慣性矩的阻尼力的影響的話，可以相應(yīng)地提高對振動的吸收能力，提高車輛的乘坐舒適程度。
特別是，當考慮到由電磁緩沖器產(chǎn)生的阻尼力的控制性時，由依賴于前述緩沖器的伸縮運動加速度的電動機轉(zhuǎn)子慣性矩產(chǎn)生的阻尼力，難以得到控制，如果可能的話，最好是減少上述慣性矩的影響。
其次，考察電動機50的耐久性。在車輛行駛過程中，根據(jù)施加到電磁緩沖器上的、來自路面等的向上的壓力輸入及振動等的輸入速度，移動框架40進行移動，滾珠絲杠機構(gòu)45的滾珠螺母47也以相同的速度進行直線運動，絲杠軸46也與該直線運動的速度成比例地旋轉(zhuǎn)，電動機50的旋轉(zhuǎn)軸51也以與絲杠軸46相同的速度旋轉(zhuǎn)。
在這種情況下，當前述振動及向上的壓力輸入的輸入速度急劇提高時，有可能暫時超過電動機50的允許旋轉(zhuǎn)速度。特別是，在緩沖器從靜止狀態(tài)或者從緩慢的伸縮動作開始進行急劇的伸縮動作時等情況下，電動機的旋轉(zhuǎn)速度會在瞬間變得非常大。在這種情況下，電動機50的線圈發(fā)熱量增大，在發(fā)熱的影響下，由于形成線圈的導(dǎo)線的絕緣膜發(fā)生的化學變化等，造成絕緣性能的惡化，其結(jié)果會發(fā)生漏電等，電動機本身有受到損傷的危險。
與電磁緩沖器的其它部件相比，由于電動機50價格較高，所以最好盡可能地防止其損傷。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種電磁緩沖器，該電磁緩沖器能夠抑制由電動機轉(zhuǎn)子慣性矩引起的阻尼力的影響，在應(yīng)用于車輛的懸架系中的情況下，提高車輛的乘坐舒適程度，并且可以根據(jù)行駛條件進行響應(yīng)性良好的阻尼力控制。
進而，本發(fā)明的目的是提供一種能夠極力地防止由電動機的發(fā)熱引起的損傷、并且能夠廉價地進行故障修理的電磁緩沖器。
為了達到上述目的，本發(fā)明的電磁緩沖器，包括根據(jù)來自外部的輸入進行伸縮運動的緩沖器主體；配置在前述緩沖器主體上、將前述伸縮運動變換成旋轉(zhuǎn)運動的由滾珠螺母和絲杠軸構(gòu)成的滾珠絲杠機構(gòu)；作為設(shè)置在前述緩沖器主體上的電動機、產(chǎn)生與輸入到其旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)相對抗的電磁阻力的電動機；配有彈性體的動力傳動部，該彈性體將前述滾珠絲杠機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動傳送給前述電動機的旋轉(zhuǎn)軸，同時，在前述旋轉(zhuǎn)運動的傳送轉(zhuǎn)矩變化時，將旋轉(zhuǎn)運動的傳送相位錯開。
此外，優(yōu)選地，前述動力傳動部至少在一部分上包含有扭桿。
當前述傳送的轉(zhuǎn)矩大于規(guī)定值時，前述扭桿斷裂。
此外，前述動力傳動部由驅(qū)動部和被驅(qū)動部構(gòu)成，在驅(qū)動部和被驅(qū)動部之間的轉(zhuǎn)矩傳動面上夾裝彈性體。
同時，當前述傳送的轉(zhuǎn)矩高于規(guī)定值時，前述突起斷裂。
優(yōu)選地，前述規(guī)定值，相當于利用前述轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的前述電動機的旋轉(zhuǎn)速度達到允許的旋轉(zhuǎn)速度時的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。
從而，根據(jù)本發(fā)明，當將緩沖器主體的伸縮運動作為旋轉(zhuǎn)運動傳動給電動機的旋轉(zhuǎn)軸時，在時間上產(chǎn)生相位滯后，可以推遲并且緩和由電動機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的慣性矩造成的高阻尼力的發(fā)生，從而，在應(yīng)用于車輛的懸架系中的情況下，可以改善車輛的乘坐舒適程度，或者可以根據(jù)行駛條件進行響應(yīng)性良好的阻尼力的控制。
此外，在由緩沖器主體的急劇伸縮運動引起的旋轉(zhuǎn)運動的速度超過電動機的允許旋轉(zhuǎn)速度的情況下，動力傳動部的至少一部分斷裂，可以防止電動機的過度旋轉(zhuǎn)，所以可以防止因電動機發(fā)熱造成的損傷等于未然。


圖1是本發(fā)明的第一個實施例中的電磁緩沖器的剖視圖。
圖2是本發(fā)明的第二個實施例中的電磁緩沖器的剖視圖。
圖3是作為聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)部件的驅(qū)動或被驅(qū)動部的透視圖。
圖4是作為相同的聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)部件的彈性體的透視圖。
圖5是表示將聯(lián)軸器安裝到旋轉(zhuǎn)軸和絲杠軸上的狀態(tài)的透視圖。
圖6是與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面說明圖中所示的實施例。
圖1是根據(jù)第一個實施例的電磁緩沖器的剖視圖。
緩沖器主體1，包括外筒3，與之同軸且可自由滑動地插入的內(nèi)筒6。但是，外筒3和內(nèi)筒6的滑動部位，位于外筒6的下方，在圖中省略。
在外筒3的上方，進一步同軸地連接有圓筒型的外殼7，在該外殼7的上部，安裝有收藏在機殼8內(nèi)的電動機10。
在相對于前述外筒3滑動的內(nèi)筒6的上端，安裝有構(gòu)成滾珠絲杠機構(gòu)15的滾珠螺母16，與該滾珠螺母16螺紋配合的絲杠軸17延伸到內(nèi)筒6的內(nèi)部。絲杠軸17，其螺紋槽與排列在滾珠螺母16內(nèi)部的螺紋槽內(nèi)的多個滾珠進行螺紋配合，并被其導(dǎo)向，通過滾珠螺母16和內(nèi)筒6一起沿軸向方向移動，絲杠軸17在該位置上旋轉(zhuǎn)，即，將滾珠螺母16的直線運動變換成絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動。
此外，滾珠絲杠機構(gòu)15，通過多個滾珠與螺紋槽進行螺紋配合，具有極其順滑、沒有阻力地將直線運動變換成旋轉(zhuǎn)運動的功能，是最理想的，但是，作為將直線運動變換成旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，并不局限于此，也不妨采用具有同樣效果的其它機構(gòu)。
貫穿前述滾珠螺母16的絲杠軸17的上端，由經(jīng)過保持構(gòu)件8安裝到前述外殼7的下端內(nèi)部的滾珠軸承9可自由旋轉(zhuǎn)地進行支承，并且不會向下方脫落。
此外，在保持構(gòu)件8的下面，安裝有環(huán)狀緩沖構(gòu)件5，當內(nèi)筒6上升時，在其上升的最高位置處與之進行彈性接觸，在緩和沖擊的同時，阻止其進一步上升。
在外殼7的內(nèi)部，如后面將要詳細描述的那樣，作為動力傳動部，首先將扭桿13配置該外殼的軸心部，將前述絲杠軸17的上端插入到扭桿13的下端，利用鍵等加以固定使之不能進行相對旋轉(zhuǎn)。扭桿13的上端借助聯(lián)軸器14與前述電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11同軸地連接。
在外筒3的上部，在收藏電動機10的機殼8的上端，安裝有圖中未示出的托架，在內(nèi)筒6的下端同樣安裝有托架，利用其中的上方的托架，與車輛的車身側(cè)連接，利用下方的托架與車軸側(cè)連接。
利用上述結(jié)構(gòu)，在車輛行駛過程中，當向上的推力及振動等外力輸入到緩沖器主體1下方的內(nèi)筒6上時，內(nèi)筒6相應(yīng)地相對于外筒3沿軸向方向移動，即，進行上升或下降的伸縮動作。
這時，借助由設(shè)置在內(nèi)筒6上的滾珠螺母16和經(jīng)由動力傳動部與電動機10連接的絲杠軸17構(gòu)成的滾珠絲杠機構(gòu)15，將內(nèi)筒6的直線運動變換成絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動。在這種情況下，根據(jù)滾珠螺母16的移動方向切換絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動方向，在內(nèi)筒6相對于外筒3收縮時，以及伸出時，其旋轉(zhuǎn)方向不同。
絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)由扭桿13、聯(lián)軸器14傳送給電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11，借此，向電動機10上作用驅(qū)動力。
對于電動機10，通過將各個磁極的線圈相互電連接，或者經(jīng)由控制回路進行連接，在將轉(zhuǎn)矩傳送給電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11時，在線圈上引起感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生始終對抗電動機的旋轉(zhuǎn)輸入的電磁力，該電磁阻力抑制絲杠軸16的旋轉(zhuǎn)運動，從而，對作為內(nèi)筒6的直線運動的緩沖器主體1的伸縮動作給予阻力，發(fā)生作為電磁緩沖器的阻尼力。
電動機10，具有作為電磁阻力的發(fā)生源的功能，可以利用各種電動機，例如，直流電動機、交流電動機、感應(yīng)電動機等。
例如，以直流電動機為例，圖中未示出，特別是，如果是直流帶電刷的電動機的話，在電動機內(nèi)，配置有設(shè)置發(fā)生磁場用的多個永磁鐵的定子，以及設(shè)置有構(gòu)成多個磁極的線圈的轉(zhuǎn)子。同時，通過將各磁極的線圈相互連接，當電動機旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)、線圈橫切永磁鐵發(fā)生的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時，不管電動機向哪個方向旋轉(zhuǎn)，都會產(chǎn)生對電動機的旋轉(zhuǎn)起著阻止作用的電磁力，從而，如上所述，對輸入到電磁緩沖器的振動等產(chǎn)生阻尼力。
由線圈產(chǎn)生的電磁力的大小，例如，通過切換連接到各個磁極上的線圈上的控制回路的電阻的大小，可以自由地、并且瞬時地進行調(diào)整，從而，可以自由地、并且響應(yīng)很快地控制根據(jù)車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)等發(fā)生的阻尼力。
下面，對前述動力傳動部進行詳細說明。前述動力傳動部，由作為彈性變形構(gòu)件的扭桿13和結(jié)合到該扭桿13上的聯(lián)軸器14構(gòu)成。
扭桿13由以下各部分成一整體地形成，所述部分為截面面積小、細長棒狀的扭桿主體13c，設(shè)置該主體13c的下端、比主體13c的截面面積大的下側(cè)連接部13b，在該連接部13b的下端同心地設(shè)置的開口13a，以及設(shè)置在前述主體13c上端的上側(cè)連接部13d。
此外，聯(lián)軸器14呈內(nèi)部具有階梯狀孔14a大致的圓筒狀，從上方將電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11插入到階梯孔內(nèi)，從下方將扭桿13的上側(cè)連接部13d插入到該階梯孔內(nèi)。
在旋轉(zhuǎn)軸11和階梯孔14a上設(shè)置鍵槽，將鍵12a插入到該鍵槽內(nèi)，將旋轉(zhuǎn)軸11和聯(lián)軸器14不空轉(zhuǎn)地連接起來。
此外，為了將旋轉(zhuǎn)軸11和連接部13d固定到聯(lián)軸器14上，在其外側(cè)面的上部和下部，分別設(shè)置一直貫穿至階梯孔14a的螺紋孔14b、14c，通過螺紋配合以圖中未示出的螺釘，可以將旋轉(zhuǎn)軸11和扭桿13不空轉(zhuǎn)地相互固定。
此外，前述絲杠軸17的上端連接到扭桿13的下端上，因此，絲杠軸17的上端插入到扭桿13的前述開口13a內(nèi)，將鍵12b插入到設(shè)置在所述開口13a與絲杠軸17的插入面上的鍵槽內(nèi)，將扭桿13和絲杠軸17不空轉(zhuǎn)地結(jié)合起來。
下面，對其作用進行說明。
在將前述電磁緩沖器用作車輛的懸架系時，在車輛的行駛過程中，當來自路面的向上的壓力輸入、振動等的沖擊作用到內(nèi)筒6上時，內(nèi)筒6沿著外筒3在伸縮方向上進行直線運動。與內(nèi)筒6成一整體移動的滾珠螺母16的直線運動，被滾珠絲杠機構(gòu)15變換成絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動。
由于絲杠軸17經(jīng)由扭桿13、聯(lián)軸器14連接到電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11上，所以電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11也旋轉(zhuǎn)。
當電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)時，電動機10內(nèi)的線圈橫切永磁鐵的磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，發(fā)生對抗電動機10的旋轉(zhuǎn)的電磁力。由于旋轉(zhuǎn)軸11經(jīng)由扭桿13連接到絲杠軸17上，所以該電磁力起著抑制絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動的作用，抑制滾珠螺母16向緩沖器伸縮方向的動作。即，起到作為抑制內(nèi)筒6沿外筒3在伸縮方向進行直線運動的阻尼力的作用，吸收并緩和從路面來的沖擊能量，提高車輛的乘坐舒適程度，并且提高駕駛穩(wěn)定性。
另外，由于從外部輸入到電磁緩沖器的振動等，將要由絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)為起因而旋轉(zhuǎn)的扭桿13受到旋轉(zhuǎn)力時，即受到轉(zhuǎn)矩時，該扭桿13吸收該力，一面根據(jù)上述轉(zhuǎn)矩進行扭曲，一面將該轉(zhuǎn)矩傳送給前述聯(lián)軸器14乃至電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11。
因此，扭桿13的旋轉(zhuǎn)運動并不直接傳送給軸11，特別是，在絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)開始時，或者在旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化時，呈現(xiàn)出電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)速度的變化比絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)速度的變化在時間上滯后的現(xiàn)象。
從而，在從軸向方向向電磁緩沖器的內(nèi)筒6上施加大的力、內(nèi)筒6相對于外筒3的直線運動開始時，或者在直線運動的速度發(fā)生變化時，會起到在時間上推遲電動機10的轉(zhuǎn)子的慣性矩的發(fā)生的作用。
從而，由于推遲由電動機10轉(zhuǎn)子慣性矩引起的阻尼力的發(fā)生時間，所以，可以緩和在電磁緩沖器的伸縮開始時或者速度變化初期難以控制的、由轉(zhuǎn)子的慣性矩引起的阻尼力的發(fā)生，特別是，在作為車輛的電磁緩沖器的情況下，可以在很大程度上提高乘坐的舒適度。
此外，由于扭桿13用于將絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動傳送給電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11，所以，只要是對絲杠軸17或電動機10引起的轉(zhuǎn)矩能夠確保規(guī)定強度的材質(zhì)即可，但是，本發(fā)明的意圖是，在前述絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動開始時，或者旋轉(zhuǎn)速度變化時，將前述絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)在時間推遲傳送給上述電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11，所以，優(yōu)選在設(shè)計上通過改變上述扭桿13的橫截面面積和材質(zhì)，調(diào)節(jié)扭桿13的扭轉(zhuǎn)剛性，使得上述旋轉(zhuǎn)速度的偏移，最適合于采用該電磁緩沖器的車輛。
此外，例如，如果設(shè)定扭桿13的剪切強度，使得在從由上述轉(zhuǎn)矩引起的角加速度在電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11上為零起的某個時間(例如1秒鐘)之后、向扭桿13上施加達到電動機允許旋轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)矩時，扭桿13的主體13c被切斷，則在來自路面的輸入造成的急劇的軸向方向的力施加到內(nèi)筒6上情況下，前述扭桿13被切斷，可以防止由于電磁緩沖器的急劇伸縮運動引起的旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)速度超過電動機10的允許旋轉(zhuǎn)速度。
從而，電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)速度不會超過電動機10的允許旋轉(zhuǎn)速度，可以防止由于電動機10的線圈所產(chǎn)生的熱引起的電動機10的損傷。
此外，即使扭桿13被切斷，和其它的部件相比，由于可以防止價格高的電動機10的損傷，所以，即使在修理電磁緩沖器時，通過更換上述扭桿13就可以恢復(fù)作為電磁緩沖器的功能，具有修理費用低廉的效果。
在將電磁緩沖器應(yīng)用到車輛上時，如上面所述，即使扭桿13被切斷，如果與電磁緩沖器并列設(shè)置懸架彈簧的話，盡管喪失阻尼特性，但車輛仍然由懸架彈簧支承，所以可以避免不能行駛的事態(tài)的發(fā)生。
此外，在本實施例中，考慮到安裝及加工的容易性，利用扭桿13作為動力傳動部，但是，由于本發(fā)明的目的是通過使上述旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生偏移，從推遲由電動機10的轉(zhuǎn)子慣性矩引起的阻尼力發(fā)生的時間，所以，例如，也可以使用電磁離合器作為動力傳動部。
此外，扭桿13，如上面所述，成一整體地形成，但并不局限于此，只要具有由于輸入的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的部分，也可以是其它形狀的。
此外，對于聯(lián)軸器14，根據(jù)本發(fā)明的主旨，最好是令其慣性矩盡可能小。
其次，對于圖2至圖5所示的第二個實施例進行說明。
在該實施例中，作為前面所述的動力傳動部，包括內(nèi)部配備彈性體的聯(lián)軸器24，借此從時間上推遲轉(zhuǎn)矩的傳送，此外，當聯(lián)軸器24被施加了電動機10的旋轉(zhuǎn)速度超過允許極限速度的轉(zhuǎn)矩時，其脆弱部被切斷，停止轉(zhuǎn)矩的傳送。
在該實施例中，前述絲杠軸17和電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11，由聯(lián)軸器24直接連接。
如圖3～圖5所示，聯(lián)軸器24，由相互之間具有相同結(jié)構(gòu)的一對驅(qū)動部25和被驅(qū)動部26，以及介于它們之間的彈性體27構(gòu)成。
由于驅(qū)動部25和被驅(qū)動部26具有相同的結(jié)構(gòu)，所以這里只說明其中的一個。
如圖3所示，筒狀主體21，孔22貫穿其中央，在該孔22的內(nèi)周面上形成鍵槽22a。電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11或絲杠軸17插入到孔22內(nèi)，與對應(yīng)于鍵槽22a設(shè)置的、在旋轉(zhuǎn)軸11或絲杠軸17的圖中未示出的鍵槽之間，插入鍵19a或19b，借此，將筒狀主體21和旋轉(zhuǎn)軸11或絲杠軸17相互不空轉(zhuǎn)地連接起來。此外，形成從筒狀主體21的側(cè)面一直貫穿到孔22的螺紋孔22b，通過將止動螺釘22c螺紋配合到其中，將旋轉(zhuǎn)軸11或絲杠軸17固定，使之不能從軸向方向脫落。
此外，在筒狀主體21的相互對向的端面上，以孔22為中心，在對稱的位置上設(shè)置一對突起23。突起23呈梯形，如后所述，當沿旋轉(zhuǎn)方向作用有大轉(zhuǎn)矩時，突起23形成從根部被切斷的脆弱部。
如圖5所示，驅(qū)動部25和被驅(qū)動部26，以端面相互對向的狀態(tài)組合起來，突起23在將彈性體27介于它們之間的狀態(tài)下相互嚙合。
因此，如圖4所示，彈性體27由從中央的圓柱形主體27a呈十字形向四方伸出的間隔部27b構(gòu)成。間隔部27b的形狀，形成沒有間隙地嵌入到前述組合的突起23與突起23之間，即，嵌入到轉(zhuǎn)矩傳動面上的倒梯形。此外，將彈性體27的軸向方向的厚度，設(shè)定成與前述驅(qū)動部25、被驅(qū)動部26的突起23的軸向方向的高度大致相同。
彈性體27的材質(zhì)，優(yōu)選地為作為易于彈性變形的構(gòu)件的橡膠等，但也可以采用其它材料，例如合成樹脂等。
圖5表示將絲杠軸17連接到聯(lián)軸器24的驅(qū)動部25上，并且將電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11連接到被驅(qū)動部26上的狀態(tài)。這樣，通過利用能夠沿著轉(zhuǎn)矩的傳動方向進行彈性變形的聯(lián)軸器24將絲杠軸17和旋轉(zhuǎn)軸11連接起來，當在車輛行駛過程中，來自路面的向上的壓力的輸入及振動等作用到電磁緩沖器上，由滾珠絲杠機構(gòu)15將內(nèi)筒6沿著外筒3的直線運動變換成絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)運動時，將絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由聯(lián)軸器24傳遞到電動機10的旋轉(zhuǎn)軸11上。
這時，當進入驅(qū)動部25和被驅(qū)動部26之間的彈性體27受到來自絲杠軸17的轉(zhuǎn)矩的作用時，一面根據(jù)轉(zhuǎn)矩進行收縮，一面將轉(zhuǎn)矩向旋轉(zhuǎn)軸11傳送。在這種情況下，當絲杠軸17的旋轉(zhuǎn)速度變化時，根據(jù)彈性體27的壓縮量，將旋轉(zhuǎn)速度向旋轉(zhuǎn)軸11上的傳送的時間推遲。
即，在軸向方向的外力施加到電磁緩沖器的內(nèi)筒6上、內(nèi)筒3相對于外筒6的直線運動的加速度變化時，電動機10的轉(zhuǎn)子的慣性矩的產(chǎn)生發(fā)生時間延遲。
從而，和前面所述一樣，可以抑制在電磁緩沖器的伸縮初期發(fā)生的難以控制的轉(zhuǎn)子慣性矩引起的阻尼力的發(fā)生，在用作車輛的緩沖器時，可以改善乘坐的舒適度。
此外，通過設(shè)定，使得在從絲杠軸17輸入超過電動機10的允許旋轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)矩時，聯(lián)軸器24的驅(qū)動部25與被驅(qū)動部26的突起23斷裂，可以預(yù)先防止由于電動機10超過允許旋轉(zhuǎn)速度時引起的發(fā)熱造成的電動機的損傷。
從加工的容易性出發(fā)，將突起23的形狀制成截面為梯形或者扇形，但根據(jù)本發(fā)明的意圖，其作用是傳遞旋轉(zhuǎn)運動，并且在施加規(guī)定以上的轉(zhuǎn)矩時會發(fā)生斷裂，所以，只要達到這一目的，也可以是其它形狀，并不局限于梯形或扇形。
此外，設(shè)置在驅(qū)動部25和被驅(qū)動26上的突起23，各設(shè)置一對，但也可以分別設(shè)置三個以上。
在上述各實施例中，列舉了在構(gòu)成滾珠絲杠機構(gòu)時，分別將絲杠軸結(jié)合到電動機旋轉(zhuǎn)軸上，將滾珠螺母結(jié)合到內(nèi)筒上的例子，但本發(fā)明并不局限于此，當然，也可以將絲杠軸固定到內(nèi)筒上，與不旋轉(zhuǎn)的內(nèi)筒整體滑動，與此相對地，將滾珠螺母連接到電動機的旋轉(zhuǎn)軸上，通過絲杠軸的移動，滾珠螺母旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)運動傳動到電動機上。
應(yīng)當理解，本發(fā)明并不局限于上述實施例，也包括在下面的權(quán)利要求書所述的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的工作人員所進行的各種改良和變更。
工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的電磁緩沖器，可以用作車輛等的緩沖器。
權(quán)利要求
1.一種電磁緩沖器，包括根據(jù)來自外部的輸入進行伸縮運動的緩沖器主體，配置在前述緩沖器主體上、將前述伸縮運動變換成旋轉(zhuǎn)運動的由滾珠螺母和絲杠軸構(gòu)成的滾珠絲杠機構(gòu)，設(shè)置在前述緩沖器主體上、產(chǎn)生與輸入到其旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)相對抗的電磁阻力的電動機，配有彈性體的動力傳動部，該彈性體將前述滾珠絲杠機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動傳送給前述電動機的旋轉(zhuǎn)軸，同時，在前述旋轉(zhuǎn)運動的傳送轉(zhuǎn)矩變化時，將旋轉(zhuǎn)運動的傳送相位錯開。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁緩沖器，前述絲杠軸經(jīng)由前述動力傳動部同軸地連接到前述電動機的旋轉(zhuǎn)軸上。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁緩沖器，前述緩沖器主體，由外筒和可自由滑動地插入的內(nèi)筒構(gòu)成，前述電動機安裝在外筒上，前述滾珠絲杠機構(gòu)的滾珠螺母固定到內(nèi)筒上，螺紋配合到該滾珠螺母上的絲杠軸可自由旋轉(zhuǎn)地支承在前述外筒上，同時，經(jīng)由前述動力傳動部連接到前述電動機的旋轉(zhuǎn)軸上。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一個所述的電磁緩沖器，前述動力傳動部至少在一部分上包含扭桿。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁緩沖器，前述電動機旋轉(zhuǎn)軸連接到前述扭桿的一端上，前述滾珠絲杠機構(gòu)的絲杠軸連接到扭桿的另一端上，并且設(shè)定成當前述傳動的轉(zhuǎn)矩比規(guī)定值大時前述扭桿斷裂。
6.如權(quán)利要求1～3中任何一個所述的電磁緩沖器，前述動力傳動部由驅(qū)動部和被驅(qū)動部構(gòu)成，在驅(qū)動部和被驅(qū)動部之間的轉(zhuǎn)矩傳動面上夾裝彈性體。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁緩沖器，前述電動機的旋轉(zhuǎn)軸連接到前述驅(qū)動部上，前述滾珠絲杠機構(gòu)的絲杠軸連接到前述被驅(qū)動部上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的電磁緩沖器，前述動力傳動部的前述驅(qū)動部和被驅(qū)動部在同一個軸上對向地配置，在前述驅(qū)動部和被驅(qū)動部上，具有向各自的對向面突出、并且相對于旋轉(zhuǎn)方向相互嚙合的突起，并配備有夾裝在前述突起的相互嚙合的面之間的彈性體。
9.如權(quán)利要求8所述的電磁緩沖器，當前述傳動的轉(zhuǎn)矩比規(guī)定值高時，前述突起斷裂。
10.如權(quán)利要求5或9所述的電磁緩沖器，前述規(guī)定值，相當于由前述轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的前述電動機的旋轉(zhuǎn)速度達到允許的旋轉(zhuǎn)速度時的轉(zhuǎn)矩值。
全文摘要
本發(fā)明的電磁緩沖器，包括根據(jù)來自外部的輸入進行伸縮運動的緩沖器主體(1)。在緩沖器主體(1)中，包括將前述伸縮運動變換成旋轉(zhuǎn)運動的、由滾珠螺母(16)和絲杠軸(17)構(gòu)成的滾珠絲杠機構(gòu)(15)，以及配有彈性體的動力傳動部(13、24)，所述彈性體，在旋轉(zhuǎn)運動的傳動轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時，將傳動相位偏移，將滾珠絲杠機構(gòu)(15)的旋轉(zhuǎn)運動傳送給電動機(10)的旋轉(zhuǎn)軸(11)。前述電動機(10)，產(chǎn)生對抗輸入到旋轉(zhuǎn)軸(11)上的旋轉(zhuǎn)的電磁阻力。從而，利用電動機(10)的電磁阻力，將輸入給緩沖器主體1的來自外部的振動等衰減。在沖擊負荷輸入到緩沖器主體上時，利用使旋轉(zhuǎn)相位滯后的動力傳動部，緩和電動機轉(zhuǎn)子的慣性矩，在用作車輛的緩沖器時，可以提高乘坐舒適程度。
文檔編號B60G17/015GK1666031SQ0381548
公開日2005年9月7日 申請日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者近藤卓宏, 山形英城, 須田義大 申請人:萱場工業(yè)株式會社, 財團法人生產(chǎn)技術(shù)研究獎勵會