JP2006290049A - 車高調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻取器によるワイヤの巻取り又は巻出しによって車高を調整する際、この巻取器の力の伝達効率が低下することを抑制する。
【解決手段】ワイヤ７の巻取り又は巻出しを行う際、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが小さくなる方向（車体前後方向）へ巻取器８が移動可能となるように構成する。すなわち、スライダ９によって巻取器８を車体前後方向に進退可能とし、且つ不動アーム１４及びカム溝１５によってモータ１２の回転運動をスライダ９の直線運動に変換する。カム溝１５の輪郭は、巻取器８がワイヤ７の巻取り又は巻出しを行うことで、トレーリングアーム２が回動し、トレーリングアーム２へのワイヤ７の連結点が車体前後方向に変位する際の、その連結点の変位量及び変位方向に応じて、巻取器８を水平移動させるように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車高調整装置に関するものである。

例えばトレーリングアーム型のサスペンションにおいて、トレーリングアームの後端側にワイヤを取り付け、このワイヤを、車体に設けた巻取器で巻取る又は巻出して、トレーリングアームと車体との垂直方向の距離を調整することにより、車高調整を行うことが考えられる。すなわち、ワイヤを巻取ると、サスペンションスプリングが圧縮されてトレーリングアームと車体側とが垂直方向に接近することにより車高が下がり、逆にワイヤを巻出すと、サスペンションスプリングが伸長してトレーリングアームと車体とが垂直方向に離間することにより車高が上がる。

上記の従来例にあっては、車高調整の際、トレーリングアームが車幅方向の軸を中心に弧を描くように回動するので、平面で見るとワイヤの取り付け点が車体前後方向に変位してしまう。したがって、トレーリングアームと車体とを垂直方向に接近させる際、巻取器にとってはワイヤが垂直状態に近づくほど巻取り力の効率が向上するのに、巻取器におけるワイヤの巻き付き開始位置（ワイヤが巻取器から離れる位置）とトレーリングアームにおけるワイヤの取り付け点とが水平方向にずれてしまうので、ワイヤが斜めに傾いてしまい、巻取り力の効率が低下してしまう。
そこで、本発明は上記の点に着目してなされたものであり、巻取器による索条部材の巻取り又は巻出しによって車高を調整する際、この巻取器の力の伝達効率が低下することを抑制できる車高調整装置の提供を課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る車高調整装置は、車体に支持された一端側を軸にして他端側が当該車体と車体上下方向に接近又は離間するように回動可能なコントロールアームと、前記車体と前記コントロールアームとの間が接近又は離間する位置に介装され前記車体を弾性支持する支持ばねと、前記車体及び前記コントロールアームの何れか一方に一端が連結された索条部材と、前記車体及び前記コントロールアームの他方に連結されると共に前記索条部材の他端側が巻回され当該索条部材の巻取り又は巻出しを行う巻取器とを備え、該巻取器で前記索条部材の巻取り又は巻出しを行うことで、前記支持ばねを収縮又は伸長させて前記車体及び前記コントロールアームを車体上下方向に接近又は離間させることにより車高を調整する車高調整装置において、前記巻取器は、前記索条部材の巻取り又は巻出しを行う際、車体上下方向に対する前記索条部材の傾きが小さくなる方向へ移動可能に構成されることを特徴とする。

本発明に係る車高調整装置によれば、巻取器が、索条部材の巻取り又は巻出しを行う際に、車体上下方向に対する索条部材の傾きが小さくなる方向へ移動させることができるので、車体及びコントロールアームを車体上下方向に接近又は離間させるときの巻取器の力の伝達効率が低下することを抑制できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、フルトレーリングアーム型のサスペンションに本発明を適用した第１実施形態の概略構成図である。リヤホイール１の動きをコントロールする左右一対のトレーリングアーム２は、車体前後方向に配設されると共に、その前端部がブッシュ３を介して車体４へ揺動可能に連結され、後方側にアクスル５が連結されている。このトレーリングアーム２は、車体４に支持された前端部のブッシュ３を軸にして、後端側が弧を描くように、つまり後端側が車体４と垂直方向に接近又は離間するように回動可能となっている。また、その回動軸は略車幅方向である。

また、車体４とトレーリングアーム２との間で双方が接近又は離間する位置、つまりブッシュ３より後方の位置には、図示しないショックアブソーバに挿通され車体４を弾性支持するコイルスプリング６が介装されている。
また、トレーリングアーム２の後端には、ワイヤ７の先端が連結されており、このワイヤ７が略垂直に立ち上がるように、その基端側は、車体４に連結された巻取器８に巻回されている。この巻取器８は、スライダ９によって車体前後方向に進退可能となっている。

巻取器８は、図２に示すように、ワイヤ７が巻回される巻き枠１０が、渦巻きばね１１を介してモータ１２に連結されており、例えばステップモータで構成されたモータ１２の回転方向及び回転角を制御することでワイヤ７の巻取り又は巻出しを行うようになっている。
具体的には、モータ１２の回転軸（以下、モータ回転軸と称す）１２ａと同軸上に、このモータ回転軸１２ａの外周面と対向する内周面を有する円筒状のケース１３を軸支し、このケース１３の内周面とモータ回転軸１２ａの外周面とを２つの渦巻きばね１１で連結し、そしてケース１３の回転軸（以下、ケース回転軸と称す）１３ａに巻き枠１０を固定した構造になっている。

ここで、渦巻きばね１４のばね定数は、コイルスプリング６のばね定数よりも小さな値に設定し、コイルスプリング６のばね上荷重（車体荷重）が渦巻きばね１４に掛からないようにする。
したがって、モータ１２を正転させると、この回転運動が渦巻きばね１４を介して巻き枠１０に伝達されるので、ワイヤ７が巻き枠１０に巻取られる。これによって、コイルスプリング６が収縮して車体４及びトレーリングアーム２が垂直方向に接近するので車高を下げることができる。

また、モータ１２を逆転させると、この回転運動が渦巻きばね１４を介して巻き枠１０に伝達されるので、ワイヤ７が巻き枠１０から巻出される。これによって、コイルスプリング６が伸長して車体４及びトレーリングアーム２が垂直方向に離間するので車高を上げることができる。
また、図３に示すように、車体４には不動状態を維持する不動アーム１４が固定され、巻き枠１０の軸方向の側面には、不動アーム１４の先端部と摺動可能に係合してモータ１２の回転運動をスライダ９の直線運動に変換するカム溝１５が形成されている。

このカム溝１５の輪郭は、巻取器８がワイヤ７の巻取り又は巻出しを行うことで、トレーリングアーム２が回動し、トレーリングアーム２へのワイヤ７の連結点が車体前後方向に変位する際の（図４参照）、その連結点の変位量及び変位方向に応じて、巻取器８を水平移動させるように設定されている。ここでは、図３に示すように、回転中心からの距離が比較的遠い一点を頂点とし、回転中心からの距離が徐々に短くなるような放物線を描く輪郭とされている。

以上より、トレーリングアーム２が「コントロールアーム」に対応し、コイルスプリング６が「支持ばね」に対応し、ワイヤ７が「索条部材」に対応している。また、モータ１２が「回転駆動源」に対応し、不動アーム１４が「不動部材」に対応し、カム溝１５が「カム」に対応している。また、不動アーム１４及びカム溝１５が「ガイド機構」に対応している。さらに、垂直方向が「車体上下方向」に対応し、水平方向が「車体上下方向に垂直な方向」に対応している。

次に、上記第１実施形態の作用効果について説明する。
前述したように、車高調整の際、トレーリングアーム２の後端側が弧を描くように回動するので、ワイヤ７の連結点が車体前後方向に変位してしまう（図４参照）。したがって、トレーリングアーム２と車体４とを垂直方向に接近させる際、図５に示すように、巻取器８にとっては垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが小さくなるほど巻取り力の効率が向上するのに、巻き枠１０におけるワイヤ７の巻き付き開始位置（ワイヤ７が巻き枠１０から離れる位置）とトレーリングアーム２におけるワイヤ７の取り付け点とが車体前後方向にずれてしまうので、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが大きくなってしまい、巻取り力の効率が低下してしまう。

そこで、上記第１実施形態では、巻取器８が、ワイヤ７の巻取り又は巻出しを行う際、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが小さくなる方向（車体前後方向）へ移動可能となるように構成した。すなわち、スライダ９によって巻取器８を車体前後方向に進退可能とし、且つ不動アーム１４及びカム溝１５によってモータ１２の回転運動をスライダ９の直線運動に変換する構成とした。

したがって、図３の状態から、ワイヤ７を巻取る方向にモータ１２を回転させると、巻き枠１０がカム溝１５に沿って回転する。カム溝１５は、回転中心からの距離が徐々に短くなる軌道を描いているので、巻き枠１０を車体前方へ押し動かそうとする力が作用して巻取器８がスライダ９によって車体前方に移動する。これにより、トレーリングアーム２の回動に伴ってワイヤ７の連結点が車体前方へ移動する際に、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθを小さくすることができるので、巻取器８の力の伝達効率が低下することを防止できる。

また、この状態から、ワイヤ７を巻出す方向にモータ１２を回転させると、巻き枠１０を車体後方へ押し動かそうとする力が作用して巻取器８がスライダ９によって車体後方に移動する。これにより、トレーリングアーム２の回動に伴ってワイヤ７の連結点が車体後方に移動する際に、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθを小さくすることができるので、巻取器８の力の伝達効率が低下することを防止できる。
また、カム溝１５は、ワイヤ７の連結点の変位量及び変位方向に応じて巻取器８をガイドするように構成されているので、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθを略垂直に維持することができ、巻取器８の力の伝達効率を高い状態に維持できる。

また、図６に示すように、渦巻きばね１１には、ばねストローク量（回転数）の使用可能域があり、図７に示すように、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが大きくなるほど、車高調整に必要とされるばねストローク量が増えてしまうので、その分、渦巻きばね１１を長くしなければならない。しかしながら、前述したように、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが小さくなる方向へ巻取器８を移動させるようにしたことで、車高調整に必要とされるばねストローク量の増加を抑制することができ、巻取器８の大型化や重量増加を抑制することができる。

なお、上記の第１実施形態では、ワイヤ７の先端をトレーリングアーム２に連結すると共に、巻取器８を車体４に連結しているが、これに限定されるものではなく、ワイヤ７の先端を車体４に連結すると共に、巻取器８をトレーリングアーム２に連結してもよい。
また、上記の第１実施形態では、車体４とトレーリングアーム２とを垂直方向に接近又は離間させるのにワイヤ７を使用しているが、これに限定されるものではなく、チェーンやロープ等の索条部材を使用してもよい。

また、上記の第１実施形態では、巻き枠１０の回転軸をトレーリングアーム２の回動軸（車幅方向）と平行に配置しているが、これに限定されるものではなく、巻き枠１０の回転軸がトレーリングアーム２の回動軸と非平行であってもよい。要は、垂直方向に対するワイヤ７の傾きが小さくなる方向に巻取器８を移動させることができればよいので、巻き枠１０の回転軸は任意の方向でよい。

また、上記の第１実施形態では、トレーリングアーム２の回動軸が車幅方向となるフルトレーリングアーム型のサスペンションに本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、トレーリングアーム２の回動軸が車幅方向に対して斜めになるセミトレーリングアーム型のサスペンションに本発明を適用してもよい。この場合、平面から見てトレーリングアーム２の回動軸と直行する方向にスライダ９が進退可能となるように構成すればよい。
さらには、インデペンデントサスペンションに本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、リジットアクスルサスペンションに本発明を適用してもよい。

次に、本発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。
この第２実施形態では、前述した第１実施形態において、モータ１２の回転中心と、巻き枠１０の回転中心とを偏心させたものである。
すなわち、第２実施形態の概略構成を図８に示すように、巻き枠１０の回転中心（ケース回転軸１３ａ）Ｏ_Rをモータ１２の回転中心（モータ回転軸１２ａ）Ｏ_Mからδだけ偏心させ、これに伴ってカム溝１５の輪郭を変更したことを除いては、前述した第１実施形態と同様の構成を有するので、対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

上記構成によれば、巻き枠１０における回転中心Ｏ_Rとワイヤ７の巻付き開始位置との距離がモータ１２の回転に応じて随時変化する。この距離は、車高調整を行う領域では、小さな値となり、サスペンションストロークに応じてワイヤ７の弛みを吸収する領域では、大きな値となるように設定されている。
また、カム溝１５の輪郭は、巻き枠１０の外形と略同心円の軌道に沿った輪郭とされている。

次に、上記第２実施形態の作用効果について説明する。
巻き枠１０の直径を７０ｍｍ、偏心量δを１５ｍｍ、サスペンションストロークを±１００ｍｍ、コイルスプリング６のばね定数を２.０ｋｇｆ／ｍｍとすると、車高を６０ｍｍ下げるために巻取器８に必要なトルクＴ１は、下記の値となる。
Ｔ１＝２×６０×（７０÷２−１５）＝２４００[ｋｇｆ・ｍｍ]
これに対し、偏心量δを０とすると、車高を６０ｍｍ下げるために巻取器８に必要なトルクＴ２は、下記の値となる。
Ｔ２＝２×６０×（７０÷２）＝４２００[ｋｇｆ・ｍｍ]

したがって、巻き枠１０の回転中心Ｏ_Rをモータ１２の回転中心Ｏ_Mからδ（＝１５ｍｍ）だけ偏心させることにより、δ＝０のときよりも４０％以上も車高調整に必要なトルクが減少するので、モータ１２の負荷を軽減することができる。
このように、巻き枠１０の回転中心Ｏ_Rをモータ１２の回転中心Ｏ_Mからδだけ偏心させるだけで、巻き枠１０における回転中心Ｏ_Rとワイヤ７の巻付き開始位置との距離をモータ１２の回転に応じて変化させることができるので、上記の効果を容易に得ることができる。

そして、不動アーム１４及びカム溝１５によってモータ１２の回転運動をスライダ９の直線運動に変換し、垂直方向に対するワイヤ７の傾きθが小さくなる方向へ巻取器８を移動させることができるので、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記の第２実施形態では、巻き枠１０の回転中心Ｏ_Rをモータ１２の回転中心Ｏ_Mからδだけ偏心させているが、これに限定されるものではない。要は、巻き枠１０における回転中心Ｏ_Rとワイヤ７の巻付き開始位置との距離をモータ１２の回転に応じて変化させることができればよいので、巻き枠１０の回転中心Ｏ_Rをモータ１２の回転中心Ｏ_Mと同軸上に配置し、巻き枠１０の断面形状を真円ではなく楕円などに変更することで前述した効果を得るようにしてもよい。
その他の作用効果については前述した第１実施形態と同様である。

第１実施形態の概略構成図である。 巻取器の詳細図である。 ガイド機構の詳細図である。 トレーリングアームの回動によってワイヤの連結点が水平方向に変位することを説明した図である。 垂直方向に対するワイヤの傾きによって巻取り力の効率が低下することを説明した図である。 渦巻きばねの特性を示した図である。 垂直方向に対するワイヤの傾きによって巻取り量が増加することを説明した図である。 第２実施形態の概略構成図である。

符号の説明

１ リヤホイール
２ トレーリングアーム
３ ブッシュ
４ 車体
５ アクスル
６ コイルスプリング
７ ワイヤ
８ 巻取器
９ スライダ
１０ 巻き枠
１１ 渦巻きばね
１２ モータ
１２ａ モータ回転軸
１３ ケース
１３ａ ケース回転軸
１４ 不動アーム
１５ カム溝

Claims (5)

1. 車体に支持された一端側を軸にして他端側が当該車体と車体上下方向に接近又は離間するように回動可能なコントロールアームと、前記車体と前記コントロールアームとの間が接近又は離間する位置に介装され前記車体を弾性支持する支持ばねと、前記車体及び前記コントロールアームの何れか一方に一端が連結された索条部材と、前記車体及び前記コントロールアームの他方に連結されると共に前記索条部材の他端側が巻回され当該索条部材の巻取り又は巻出しを行う巻取器とを備え、
   該巻取器で前記索条部材の巻取り又は巻出しを行うことで、前記支持ばねを収縮又は伸長させて前記車体及び前記コントロールアームを車体上下方向に接近又は離間させることにより車高を調整する車高調整装置において、
   前記巻取器は、前記索条部材の巻取り又は巻出しを行う際、車体上下方向に対する前記索条部材の傾きが小さくなる方向へ移動可能に構成されることを特徴とする車高調整装置。
2. 前記巻取器が前記索条部材の巻取り又は巻出しを行うことで、前記コントロールアームが回動し、当該コントロールアームへの前記索条部材の連結点が車体上下方向に対して垂直方向に変位する際、当該連結点の変位量及び変位方向に応じて前記巻取器を移動させるガイド機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の車高調整装置。
3. 前記巻取器は、前記車体及び前記コントロールアームの他方に連結され車体上下方向に垂直な方向で、且つ少なくとも前記コントロールアームの回動軸に垂直な方向に進退可能なスライダと、該スライダに固定された回転駆動源と、該回転駆動源と共に回転し前記索条部材が巻回される巻き枠とを備え、
   前記ガイド機構は、前記車体及び前記コントロールアームの他方に固定された不動部材と、前記巻き枠に形成されて前記不動部材と摺動可能に接触し、当該巻き枠に伝達される前記回転駆動源の回転運動を前記スライダの直線運動に変換するカムと、で構成されることを特徴とする請求項２に記載の車高調整装置。
4. 前記巻取器は、前記車体及び前記コントロールアームの他方に連結され車体上下方向に垂直な方向で、且つ少なくとも前記コントロールアームの回動軸に垂直な方向に進退可能なスライダと、該スライダに固定された回転駆動源と、該回転駆動源と共に回転し前記索条部材が巻回される巻き枠とを備え、
   前記巻き枠は、当該巻き枠における回転中心と前記索条部材の巻付き開始位置との距離が前記回転駆動源の回転に応じて変化するように構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車高調整装置。
5. 前記巻き枠は、当該巻き枠の回転中心が前記回転駆動源の回転中心と偏心するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の車高調整装置。

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