JP2021146900A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来と比較して、ナット部材のストローク量（変位量）を増大させること。【解決手段】モータの回転駆動力を伝達するベルト４８と、ベルト４８の内側に接続され、ベルト４８から回転駆動力が伝達されるねじ軸側プーリ４６と、このねじ軸側プーリ４６と共に一体的に回転して回転駆動力が伝達されるボールねじ軸３２と、ボールねじ軸３２の外周に設けられ、ボールねじ軸３２の軸方向に沿って変位可能に設けられるボールねじナット３４と、ねじ軸側プーリ４６を回転可能に支持する軸受部材５２とを備え、この軸受部材５２は、ねじ軸側プーリ４６よりも内径側に位置してボールねじ軸３２と径方向で重畳するように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、モータの回転駆動力を利用して減衰力を発生させるサスペンション装置に関する。

例えば、特許文献１には、ダンパを変位させて減衰力を発生させるサスペンション装置が開示されている。

特許文献１に開示されたサスペンション装置では、モータの回転駆動力を、ベルト、及び、このベルトが懸架されたモータ側プーリ並びにねじ軸側プーリを介して、ボールねじ機構に伝達している。ボールねじ軸は、一対のベアリングを介して回転可能に支持されている。ボールねじ軸機構では、モータから伝達された回転駆動力を直線運動に変換することで、ボールねじナットを直線状に往復動作させている。

特許第６１９９８２１号公報

ところで、特許文献１に開示されたサスペンション装置では、ねじ軸側プーリと、２つのベアリングを、このねじ軸側プーリを挟み込むように並設して配置している。これは、ボールねじ軸を片持ち支持ではなく両持ち支持とすることで、ベルト張力による軸の撓み角を小さくし、ねじ軸側プーリの傾きを小さくすることで、ベルトの噛み合いの悪化により、フリクションが悪化し乗り心地が悪化することや、耐久性が低下することを防ぐねらいがある。このため、特許文献１に開示されたサスペンション装置では、ベアリングの幅寸法分だけボールねじナットのストローク可能距離、すなわちサスペンションのストローク可能距離が短くなるため、サスペンション装置が大型化してしまう。

また、仮に、ボールねじナットのストローク可能距離を確保するため、片側ベアリングを外して、ねじ軸側プーリを片持ち支持とすることが考えられる。しかしながら、ねじ軸側プーリの傾きを小さくするために、ボールねじ軸外径の拡大が必要となり、これに伴い周辺部品も大型化して、重量も増大してしまう。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、フリクション悪化による乗り心地の悪化や耐久性の悪化を防止しつつ、従来と比較して、サスペンション装置を大型化せずに、ナット部材のストローク量（変位量）、すなわちサスペンション装置のストローク量を増大させることが可能な、良好な乗り心地のサスペンション装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、電動機と、前記電動機の回転駆動力を伝達する伝達部材と、前記伝達部材の内側に接続され、前記伝達部材から回転駆動力が伝達されるプーリと、前記プーリと共に一体的に回転し、前記プーリから回転駆動力が伝達されるロッド部材と、前記ロッド部材の外周に設けられ、前記ロッド部材から回転駆動力が伝達されることで該ロッド部材の軸方向に沿って変位可能に設けられるナット部材と、前記プーリを回転可能に支持する軸受部材と、を備え、前記軸受部材は、前記プーリよりも内径側に位置して前記ロッド部材と径方向で重畳するように配置されていることを特徴とする。

本発明では、フリクション悪化による乗り心地の悪化や耐久性の悪化を防止しつつ、従来と比較して、サスペンション装置を大型化せずに、ナット部材のストローク量（変位量）、すなわちサスペンション装置のストローク量を増大させることが可能な、良好な乗り心地のサスペンション装置を得ることができる。

本発明の実施形態に係るサスペンション装置の軸方向に沿った断面構造図である。 図１の一部拡大断面構造図である。 ベルトの力点と軸受部材の支点との間の離間距離Ｄを示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係るサスペンション装置の断面構造図である。 図４の一部拡大断面構造図である。 ねじ軸側プーリの空間部内にボールねじナットが収納された状態を示す一部拡大断面構造図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るサスペンション装置の軸方向に沿った断面構造図、図２は、図１の一部拡大断面構造図、図３は、ベルトの力点と軸受部材の支点との間の離間距離Ｄを示す説明図である。なお、各図において、「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）を示している。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係るサスペンション装置１０は、車体と車輪との間に配置され、上下方向に沿って伸縮可能な略円筒状のハウジング１２と、ハウジング１２の下端部に連結され、ハウジング１２の軸方向に沿って並設されるモータ（電動機）１４を有するモータハウジング１６と備えて構成されている。ハウジング１２の下端部とモータハウジング１６の下端部との間には、ハウジング１２の下端部の室内とモータハウジング１６の室内とを互いに連通させる連通路１８が設けられている。

ハウジング１２の上端部は、車体側（例えば、図示しないダンパベース）に取り付けられている。ハウジング１２の下端部は、例えば、トレーリングアームやロアアーム等に取り付けられている。

図１に示されるように、ハウジング１２は、車体側に取り付けられる内筒２０と、この内筒２０を摺動可能に収納する外筒２２とから構成されている。

ハウジング１２内には、ボールねじ機構３０が配置されている。このボールねじ機構３０は、ボールねじ軸（ロッド部材）３２と、ボールねじナット（ナット部材）３４と、複数のボール３６と、支持部３８とを備えて構成されている。

ボールねじ軸３２は、ハウジング１２内を軸線方向に沿って延在している。ボールねじナット３４は、ボールねじ軸３２の外周に配置され、ボールねじ軸３２から回転駆動力が伝達されることで該ボールねじ軸３２の軸方向に沿って変位可能に設けられている。各ボール３６は、ボールねじ軸３２のねじ溝とボールねじナット３４の溝部との間で形成された軌道に沿って転動循環するように設けられている。支持部３８は、ベアリング４０を介してボールねじ軸３２の下端部を回動可能に支持している。

ボールねじナット３４は、内筒２０の下端部に装着され、内筒２０と一体的に変位するように設けられている。また、ボールねじナット３４は、複数の部品が組み付けられた構造体によって構成されている。

モータ１４のモータ軸１４ａとボールねじ軸３２との間には、モータ１４の回転運動をボールねじ軸３２に伝達する回転駆動力伝達機構４２が配置されている。この回転駆動力伝達機構４２は、モータ軸１４ａに連結されるモータ側プーリ４４と、ボールねじ軸３２側に連結されるねじ軸側プーリ（プーリ）４６と、モータ側プーリ４４とねじ軸側プーリ４６とをそれぞれ懸架し、ねじ軸側プーリ４６とボールねじ軸３２とを一体的に回転させることでモータ１４の回転駆動力をボールねじ軸３２に伝達するベルト（伝達部材）４８とを備えて構成されている。このベルト４８は、無端状からなり、所定の張力に調整されている。

モータ側プーリ４４は、モータハウジング１６に配置されたベアリング５０を介して回動可能に支持されている。ねじ軸側プーリ４６は、ハウジング１２の下端部の室内に配置された軸受部材５２を介して回動可能に支持されている。

図２に示されるように、ねじ軸側プーリ４６は、軸支持部５４と、延出部５６と、ベルト摺接部５８とを有する。軸支持部５４は、ボールねじ軸３２の軸方向に沿った一端部が貫通する軸孔６０を有している。延出部５６は、軸支持部５４の中心部から外径側に向かって延びる環状体で構成されている。ベルト摺接部５８は、延出部５６の外径下端部から所定距離だけ外径側に延びて断面Ｌ字状に屈曲し、外周面にベルト４８が摺接している。

軸受部材５２は、例えば、複列アンギュラ玉軸受からなり、分割構成された一対のリング体を一体的に連結した外輪６２と、分割構成された一対のリング体を一体的に連結した内輪６４と、外輪６２と内輪６４との間に転動可能に配置される複数のボール６６とを有する。軸受部材５２の外輪６２は、ハウジング１２（内筒２０）の下部側の内壁に設けられた環状段部６８によって支持されている。軸受部材５２の内輪６４は、ねじ軸側プーリ４６の延出部５６に設けられた環状段部７０によって支持されている。また、ねじ軸側プーリ４６の延出部５６には、内輪６４を支持する連結部材７１が連結されている。

さらに、軸受部材５２は、ねじ軸側プーリ４６（ベルト摺接部５８）よりも内径側に位置してボールねじ軸３２と径方向で重畳するように配置されている。さらに、軸受部材５２と、ベルト（伝達部材）４８と、ねじ軸側プーリ（プーリ）４６とは、ボールねじ軸３２の軸線を中心とした径方向で重畳する位置にそれぞれ配置されている。

ねじ軸側プーリ４６の延出部５６は、軸受部材５２の内輪６４に設けられている。ねじ軸側プーリ４６の径方向において、延出部５６とベルト摺接部５８との間には、環状空間部７２が設けられている。この環状空間部７２には、ハウジング１２の下端部が臨むように配置されている。また、ねじ軸側プーリ４６のベルト摺接部５８は、ハウジング１２の外径よりも大径となっている。

本実施形態に係るサスペンション装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

本実施形態に係るサスペンション装置１０は、従来の油圧や非圧縮性流体を利用するものではなく、モータ１４によって電磁的に減衰力を発生させるものである。具体的には、サスペンション装置１０に対して外力が入力された際、ボールねじナット３４が、内筒２０と一体的にボールねじ軸３２の軸方向に沿って直進運動する。ボールねじ軸３２は、ボールねじナット３４の直進運動を回転運動に変換することで回転する。ボールねじ軸３２の回転は、ねじ軸側プーリ４６、ベルト４８、及び、モータ側プーリ４４を介してモータ１４に伝達され、モータ１４内で誘起起電力が発生する。

そこで、モータ１４を制御する図示しない制御手段は、モータ１４で発生した誘起起電力に基づき、モータ１４を逆方向に回転させる回転駆動力を生じさせる。ボールねじ軸３２は、この回転駆動力をモータ１４から受容することで、ボールねじナット３４の直進運動を減衰させる。この結果、サスペンション装置１０は、外力によって入力された振動等を緩和させることができる。

本実施形態では、ねじ軸側プーリ４６の内径側に軸受部材５２を配置することで、ボールねじ軸３２の撓み角（ねじ軸側プーリ４６の傾き）を小さく保持しながら、ボールねじナット３４のストローク量（変位量）Ｓ１を従来と比較して軸受部材５２の長さ分（幅方向の寸法分）だけ増大させることができる（図２参照）。

本実施形態において、軸受部材５２と、ベルト（伝達部材）４８と、ねじ軸側プーリ（プーリ）４６とは、ボールねじ軸３２の軸線を中心とした径方向で重畳する位置にそれぞれ配置されている。これにより、本実施形態では、従来と比較して、ベルト４８の力点から軸受部材５２の支点（中心点）までの離間距離Ｄを短縮することができる（図３参照）。この結果、本実施形態では、ベルト４８により軸受部材５２に生じるこじりモーメントを軽減することができ、軸受部材５２の耐久性の向上や、乗り心地に影響するフリクションを低減することができる。また、こじりモーメントの低減により、軸受部材５２の支持剛性が向上し、ねじ軸側プーリ４６の傾きを小さくすることができ、ベルト４８の噛み合い悪化によるベルト４８の耐久性低下やフリクションの増大を防止することができる。

本実施形態において、ねじ軸側プーリ４６は、中心部から外径側に向かって延びる延出部５６を有している。本実施形態では、この延出部５６を、軸受部材５２の内輪６４で支持することで、ねじ軸側プーリ４６が回転する際に発生するイナーシャを好適に抑制することができる。

次に、本発明の他の実施形態に係るサスペンション装置１０ａについて説明する。なお、図１〜図３に示されるサスペンション装置１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図４は、本発明の他の実施形態に係るサスペンション装置の断面構造図、図５は、図４の一部拡大断面構造図、図６は、ねじ軸側プーリの空間部内にボールねじナットが収納された状態を示す一部拡大断面構造図である。

図４及び図５に示されるように、他の実施形態に係るサスペンション装置１０ａでは、ねじ軸側プーリ４６ａの形状、及び、軸受部材５２の配置位置が前記実施形態と相違している。

サスペンション装置１０ａでは、軸受部材５２の径方向内側に、ボールねじナット３４がボールねじ軸３２の軸方向の下端側（一端側）に変位した際、ボールねじナット３４を収納可能な空間部７４が設けられている（図６参照）。この空間部７４を設けることで、ボールねじナット３４のストローク量（変位量）Ｓ２をより一層増大させることができる（図５参照）。

また、サスペンション装置１０ａでは、ねじ軸側プーリ４６ａのベルト摺接部５８が、軸受部材５２の外輪６２で支持されている。これにより、軸受部材５２の内部に、空間部７４を容易に設けることができる。

１０、１０ａ サスペンション装置
１４ モータ（電動機）
３２ ボールねじ軸（ロッド部材）
３４ ボールねじナット（ナット部材）
４６、４６ａ ねじ軸側プーリ（プーリ）
４８ ベルト（伝達部材）
５２ 軸受部材
５６ 延出部
６２ 外輪
６４ 内輪
６６ ボール
７４ 空間部
Ｓ１、Ｓ２ ストローク量
Ｄ 離間距離

Claims (5)

1. 電動機と、
   前記電動機の回転駆動力を伝達する伝達部材と、
   前記伝達部材の内側に接続され、前記伝達部材から回転駆動力が伝達されるプーリと、
   前記プーリと共に一体的に回転し、前記プーリから回転駆動力が伝達されるロッド部材と、
   前記ロッド部材の外周に設けられ、前記ロッド部材から回転駆動力が伝達されることで該ロッド部材の軸方向に沿って変位可能に設けられるナット部材と、
   前記プーリを回転可能に支持する軸受部材と、
   を備え、
   前記軸受部材は、前記プーリよりも内径側に位置して前記ロッド部材と径方向で重畳するように配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
2. 請求項１記載のサスペンション装置において、
   前記軸受部材と、前記伝達部材と、前記プーリとは、前記ロッド部材の軸線を中心とした径方向で重畳する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のサスペンション装置において、
   前記軸受部材の径方向内側には、前記ナット部材が前記ロッド部材の軸方向の一端側に変位した際に収納可能な空間部が設けられていることを特徴とするサスペンション装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のサスペンション装置において、
   前記軸受部材は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間で転動可能な複数のボールとを有し、
   前記プーリは、前記外輪で支持されていることを特徴とするサスペンション装置。
5. 請求項４記載のサスペンション装置において、
   前記プーリは、中心部から外径側に向かって延びる延出部を有し、
   前記延出部は、前記内輪で支持されていることを特徴とするサスペンション装置。

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