JP2007022418A - 車高センサのリンクアーム固定構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】 組み立て作業性の改善が可能であり、また、部品のコスト削減が可能な車高センサのリンクアーム固定構造を提供する。
【解決手段】 第1弾性部材44は、リンクアーム32の軸部周りに固着される部材であって、サスペンションアーム38に固着された接続部材40上面に当接すると共に、一部が接続部材40の貫通穴部52に挿入され車両平面方向に対するサスペンションアーム38の変位を吸収する。第2弾性部材46は、リンクアーム32の軸部周りに配置されると共に、接続部材40の下面側から当接する。ナット48は、リンクアーム32の軸部と螺合し、第2弾性部材46を接続部材40に押圧して、接続部材40を第1弾性部材44および第2弾性部材46で挟持させる。接続部材40の貫通穴部52の穴形状と第1弾性部材44の挿入部の外形状は、相互回転を抑制する抑制形状となっている。
【選択図】 図2
【解決手段】 第1弾性部材44は、リンクアーム32の軸部周りに固着される部材であって、サスペンションアーム38に固着された接続部材40上面に当接すると共に、一部が接続部材40の貫通穴部52に挿入され車両平面方向に対するサスペンションアーム38の変位を吸収する。第2弾性部材46は、リンクアーム32の軸部周りに配置されると共に、接続部材40の下面側から当接する。ナット48は、リンクアーム32の軸部と螺合し、第2弾性部材46を接続部材40に押圧して、接続部材40を第1弾性部材44および第2弾性部材46で挟持させる。接続部材40の貫通穴部52の穴形状と第1弾性部材44の挿入部の外形状は、相互回転を抑制する抑制形状となっている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、車高センサのリンクアーム固定構造、特に、取り付け作業性を向上できるリンクアーム固定構造の改良に関する。
従来から車高を検出する車高センサを搭載した車両がある。車高センサは、例えば、電子制御式のエアサスペンションを制御するためのデータを取得したり、高輝度ヘッドライトの照射角調整をするためのデータを取得したりできる。この車高センサは、通常、リンクアームを介してサスペンションアームに接続されている。車高が変化する場合、サスペンションアームが定常位置から上下方向に変位する。したがって、サスペンションアームの上下方向の変位は、リンクアームを上下方向に変位させる。車高センサ本体からは、垂直平面内で回転する操作アームが伸びており、この操作アームとリンクアームが接続されている。その結果、リンクアームの上下方向の変位が操作アームを回転させる。つまり、サスペンションアームの変位に応じた操作アームの回転が得られ、車高の変化を検出できるようになっている。
ところで、サスペンションアームの変位は、上下方向のみならず、車両平面方向に対しても発生する。そのため、リンクアームはサスペンションアームの車両平面方向の変位を吸収しつつ、上下方向の変位のみを車高センサ本体側に伝達する必要がある。そのため、車高センサの取付構造には、車両平面方向の変位を吸収するためのボールジョイントを用いたものがある。
車高センサ本体は、車両ボディ側に固定されている。車高センサ本体からは操作アームが突出し、この操作アームがボールジョイントを介してほぼ垂直下方に伸びるリンクアームに接続されている。リンクアームの下端にもボールジョイントが配置され、リンクアームをサスペンションアームに接続するためのブラケットにナットなどの締結手段により固定されている。この構造によりサスペンションアームの上下方向の変位のみがリンクアームを介して車高センサ本体に伝達されるようになっている。このようなボールジョイントを用いた車高センサのリンクアームの接続構造が、例えば特許文献1に開示されている。
特開2000−291625号公報
しかし、リンクアームとサスペンションアームの接続部分にボールジョイントを用いる場合、その構造上、ボールジョイントをサスペンションアームのブラケットに固定するとき、側面側からナット締めを行う必要が生じる。ナット締めを行う場合のトルクは、リンクアームを上下方向に変位させる方向に働き、さらに、車高センサ本体の操作アームを回転させる方向に働く。その結果、リンクアームとサスペンションアームの接続時に車高センサ本体に負荷をかけてしまうおそれがある。そのため、慎重な組み立て作業が要求され作業性が悪いという問題があった。また、側面方向からのナット締め作業は、広い作業スペースが必要であった。サスペンション周りの作業スペースが確保できない場合、作業効率が低下するという問題が生じる。また、スペースを確保する場合には、それだけのためにスペース設計を行う必要が生じるという問題があった。また、今日では、部品のコストダウンが強く要望されているので、ボールジョイントなどコストアップにつながる部品は極力削減する必要があり、同様な機能を果たす低コスト部品の採用が望まれている。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、組み立て作業性の改善が可能であり、また、部品のコスト削減が可能な車高センサのリンクアーム固定構造を提供することある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車高センサのリンクアーム固定構造は、車両ボディに配置された車高センサから伸びるリンクアームと、前記リンクアームが貫通し、当該リンクアームをサスペンションアームに接続する接続部材と、前記リンクアームの軸部周りに固着される部材であって、前記接続部材上面に当接すると共に、一部が前記接続部材の貫通穴部に挿入され車両平面方向に対するサスペンションアームの変位を吸収する第1弾性部材と、前記リンクアームの軸部周りに配置されると共に、前記接続部材の下面側から前記接続部材に当接する第2弾性部材と、前記リンクアームの軸部と螺合し、前記第2弾性部材を前記接続部材に押圧して、前記接続部材を第1弾性部材および第2弾性部材で挟持させる螺合部材と、を含む。前記接続部材の貫通穴部の穴形状と前記第1弾性部材の挿入部の外形状は、相互回転を抑制する抑制形状である。
この態様によると、第1弾性部材および第2弾性部材を介してリンクアームと接続部材とを接続するので、接続部材を介したサスペンションアームの車両平面方向の変位を第1弾性部材および第2弾性部材の弾性効果により吸収できる。その結果、接続部材を介したサスペンションアームの上下方向の変位のみをリンクアームに伝達できる。また、接続部材の貫通穴部の穴形状と第1弾性部材の挿入部の外形状は、相互回転を抑制する抑制形状になっている。その結果、螺合部材による螺合作業時に発生するリンクアームに対する作業トルクを接続部材で受けることができるので、組立時、車高センサ本体に負荷をかけることが防止できる。さらに、螺合部材による螺合作業は、リンクアームの下側から行うことができる。つまり、車両下面側から接続作業を行うことができるので、組み付け作業が容易になる。
また、上記態様において、前記接続部材の貫通穴部の穴形状と前記第1弾性部材の挿入部の外形状は、非円形状であってもよい。この態様によれば、リンクアームに螺合部材を螺合させる場合の作業トルクを確実かつ容易に接続部材側で受け止めることが可能になり、車高センサ本体への負荷伝達を防止できる。
また、上記態様において、前記第2弾性部材は、前記螺合部材に固着していてもよい。螺合部材としては、例えばナットを用いることができる。この場合、ナット取り付け時の第2弾性部材が脱落しないので螺合作業を容易に行うことが可能となり、作業効率が向上する。
また、上記態様において、前記第1弾性部材は、前記リンクアームに形成された突起に支持されてもよい。この場合、突起は、リンクアームにフランジなどの形態で一体的に形成されていてもよいし、ナットなどを装着することにより形成してもよい。この態様によれば、第1弾性部材のリンクアームへの固定を安定かつ強固に行える。
また、上記態様において、前記第1弾性部材および第2弾性部材は、ゴム部材で形成されていてもよい。この態様によれば、車両平面方向に対するサスペンションアームの変位の吸収を効率よく行うことができる。
また、上記態様において、少なくとも前記第1弾性部材は、前記リンクアームに加硫して固定してもよい。この態様によれば、第1弾性部材の形状成形を行うときに、同時にリンクアームへの固定が可能になり、製造工程の削減や製造コストの低減に寄与することができる。なお、第2弾性部材も加硫により螺合部材に固定してもよい。
本発明のリンクアーム固定構造によれば、リンクアームの取り付け作業性が向上できる。また、車両平面方向に対するサスペンションアームの変位を吸収しつつリンクアームとサスペンションアームとの接続を行う容易な構造が提供できる。
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に基づいて説明する。
本実施形態の車高センサのリンクアーム固定構造は、リンクアームと、接続部材と、第1弾性部材と、第2弾性部材と、螺合部材とで構成されている。リンクアームは、車両ボディに配置された車高センサから伸びる。接続部材は、リンクアームが貫通し、このリンクアームをサスペンションアームに接続する。第1弾性部材は、リンクアームの軸部周りに固着される部材であって、接続部材上面に当接すると共に、一部が接続部材の貫通穴部に挿入され車両平面方向に対するサスペンションアームの変位を吸収する。第2弾性部材は、リンクアームの軸部周りに配置されると共に、接続部材の下面側から接続部材に当接する。螺合部材は、リンクアームの軸部と螺合し、第2弾性部材を接続部材に押圧して、接続部材を第1弾性部材および第2弾性部材で挟持させる。この構成において、接続部材の貫通穴部の穴形状と第1弾性部材の挿入部の外形状は、相互回転を抑制する抑制形状となっている。
図1は、車高センサ10を搭載する車両12の概念構成図である。車高センサ10は、車両12の車高を検出し、その車高データに基づき、例えば電子制御式エアサスペンションなどを制御して、車両12の車高を最適な状態に制御する。例えば、車両12の積載量や乗員数が変化した場合でも車高をほぼ一定の高さに制御する。これにより、車両姿勢が安定し、ばね上共振周波数をほぼ一定に維持することが可能となり、快適な乗り心地や操作性の安定化に寄与している。また、車速によって車高を変化させることも可能であり、安定した走行の実現に寄与することができる。また、車高センサ10の検出データは、高輝度ヘッドライトの照射角調整のためのデータとしても利用できる。
車高センサ10は後に詳細に述べるが、車高センサ本体とリンクアームとを含み、車高センサ本体は車両ボディに固定され、リンクアームはサスペンションアーム14に接続されている。サスペンションアーム14は両端で車輪16を支持している。また、車高調整機能付きのダンパユニット18、例えば「エアばね」が各車輪16に対応して配置されている。ダンパユニット18のチャンバーに空気を出し入れすることにより、当該ダンパユニット18の伸縮を行い車高を変化させることができる。ダンパユニット18には、コンプレッサ20および低圧タンク22が配管24により接続されている。コンプレッサ20は、車高を上昇させるためにダンパユニット18のチャンバーに送り込む圧縮空気を高速に発生する。また、低圧タンク22は、車高を降下させるためにダンパユニット18のチャンバーから高速に空気を抜くために用いられる。配管24上には、ダンパユニット18ごとにコントロールバルブ26が配置され、ECU28により開閉制御が行われ、コンプレッサ20および低圧タンク22とダンパユニット18との接離が行われる。ECU28は、コントロールバルブ26の制御を車高センサ本体30から提供される車高データに基づき行う。したがって、車両ボディに対するサスペンションアーム14の高さ状態を車高センサ10で検出することにより、ダンパユニット18を最適な伸縮状態として車高制御を実現する。
図2(a)、図2(b)は、車高センサ10の詳細図である。図2(a)を参照すると、前述したように、車高センサ10は車高センサ本体30とリンクアーム32を含んでいる。車高センサ本体30は、車両ボディに固定されている。また、車高センサ本体30からは、鉛直平面内で図中矢印A方向に回動する操作アーム34が伸び、ボールジョイント36を介してリンクアーム32の上端側が接続されている。リンクアーム32の下端側は、サスペンションアーム38(一部のみ図示)に溶接などの手段により固着された接続部材40に形成された貫通穴部に挿通している。なお、接続部材40は、サスペンションアーム38の一部として形成されていてもよい。また、リンクアーム32の軸部周りには、第1弾性部材44を支持する突起として機能するフランジ42が形成されている。このフランジ42と接続部材40の間には、例えばゴム部材などで形成された筒形状の第1弾性部材44が配置されている。一方、接続部材40の裏面には、例えばゴム部材などで形成された筒形状の第2弾性部材46が配置されている。リンクアーム32の下端には、雄ねじが形成され、螺合部材としてのナット48が螺合装着されている。ナット48は第2弾性部材46を押圧して、第2弾性部材46を接続部材40に密着させる。なお、本実施形態においては、第1弾性部材44を支持する突起としてフランジ42を一体的形成する例を示しているが、突起の形成方法は任意であり、例えば、リンクアーム32の対応部分にナットなどを装着して突起を形成しても同様な効果を得ることができる。なお、ナットを用いる場合、移動防止のためにダブルナットとすることが好ましい。
したがって、第1弾性部材44および第2弾性部材46により接続部材40が挟持される状態となり、リンクアーム32と接続部材40との接続が行われる。
図2(b)は、第1弾性部材44と第2弾性部材46の周辺の詳細な断面図である。また、図3(a)は、第1弾性部材44を中心とする拡大図、図3(b)は、第2弾性部材46を中心とする拡大図である。第1弾性部材44は、ほぼ中央部にリンクアーム32が密着状態で挿通可能な挿通穴部50が形成されている断面凸形状の円筒ブッシュである。図3(a)に示すように、第1弾性部材44の大径部44aは、フランジ42とほぼ同径である。また、小径部44bの直径は接続部材40に形成された貫通穴部52とほぼ同形状に形成されている。第1弾性部材44は、リンクアーム32の軸部に固定される。固定方法は任意の方法を用いることができる。例えば、第1弾性部材44を単独で成形し、フランジ42のフランジ面42aと、挿通穴部50の内面に接着剤などで固定することができる。しかし、例えば、硬化前の第1弾性部材44のゴム材料を図3(a)に示すように、フランジ面42aおよびリンクアーム32の位置で加硫することにより第1弾性部材44の成形作業とリンクアーム32への固着作業を同時に行うことが可能となり、製造工程の削減が行える。また、加硫により第1弾性部材44を形成することにより、第1弾性部材44をリンクアーム32の軸部に強固に固着することができる。
図3(b)には、第2弾性部材46と、リンクアーム32の下端に形成された雄ねじ部32aと螺合するナット48が示されている。本実施形態において、ナット48は第2弾性部材46を支持するために一端側が大径形状を有するものを用いているが、座金などを用いる場合、一般的なナットでもよい。また、第2弾性部材46は、例えばゴム部材で形成された例えばリング状の円筒形状とすることができる。第2弾性部材46は、ナット48によって接続部材40に押圧されるので、特に接着など行う必要はない。しかし、例えば、図3(b)に示すようにナット48と一体化することにより、リンクアーム32の雄ねじ部32aにナット48を螺合するとき、第2弾性部材46が脱落することを防止でき、作業効率が向上できる。なお、第2弾性部材46とナット48の一体化は、第2弾性部材46を単独で成形し、ナット48に接着剤などにより接着してもよい。しかし、第1弾性部材44と同様に硬化前の第2弾性部材46のゴム材料をナット48の一端面に加硫することにより第2弾性部材46の成形作業とナット48への固着作業を同時に行うことが可能となり、製造工程の削減が行える。
ところで、ナット48をリンクアーム32の雄ねじ部32aに螺合させる場合、締付トルクがリンクアーム32に伝わる。この締付トルクによりリンクアーム32が軸部周りに回転した場合、上部に接続されているボールジョイント36、操作アーム34、車高センサ本体30などにもトルクが伝わってしまう。そして、いずれかの部品に変形などが生じた場合、車高センサ本体30のスムーズな検出動作を阻害する原因になってしまうことがある。そこで、本実施形態においては、第1弾性部材44と接続部材40は、相互回転を抑制する抑制形状になっており、締付トルクがリンクアーム32の上部側に伝達されないような構造になっている。
図4(a)には、図2(b)におけるM−M断面が示されている。図4(a)から分かるように、本実施形態において、接続部材40に形成された貫通穴部52と、そこに挿入される第1弾性部材44の小径部44bは、非円形状、例えば略六角形状になっている。すなわち、接続部材40の貫通穴部52の穴形状と第1弾性部材44の挿入部である小径部44bの外形状は、相互回転を抑制する抑制形状となっている。前述したように、第1弾性部材44とリンクアーム32とは加硫などの手法を用いることにより相互に強固に接合されている。したがって、もし、ナット48をリンクアーム32の雄ねじ部32aに螺合させる場合に、回転方向のトルクが加えられても、そのトルクは、サスペンションアーム38に固着されている接続部材40によって完全に受け止められる。その結果、ボールジョイント36や車高センサ本体30側に締付トルクは伝達されず、ボールジョイント36、操作アーム34、車高センサ本体30などの変形や車高センサ本体30の回転動作の阻害などを防止することができる。
なお、図4(b)には、図2(b)におけるN−N断面が示されている。図示のごとく、第2弾性部材46は、リング状の円筒形状であり、第1弾性部材44の小径部44bの周りに回動自在に配置される。したがってナット48を螺合させる場合には、第1弾性部材44の影響を受けることなく、第2弾性部材46を接続部材40に押圧することができる。
このように、本実施形態の車高センサのリンクアームの固定構造によれば、リンクアーム32と接続部材40の接続が第1弾性部材44および第2弾性部材46を介して行われる。その結果、もし、サスペンションアーム38(接続部材40)に車両平面方向の変位が発生した場合でも、第1弾性部材44および第2弾性部材46の弾性により吸収できる。つまり、従来のボールジョイントと同様な車両平面方向の変位吸収機能を得ることができる。一方、第1弾性部材44および第2弾性部材46は、フランジ42とナット48により押圧されつつ、接続部材40を挟持している。その結果、サスペンションアーム38(接続部材40)が上下方向に変位した場合、つまり車高が変化した場合、その変位はリンクアーム32を上下方向にスムーズに変位させる。そして、車高センサ本体30の操作アーム34をスムーズに回動させ、車高センサ本体30は車高データを良好に取得できる。
このように構成される車高センサのリンクアーム固定構造を車両12に組み付ける手順の一例を説明する。
まず、サスペンションアーム38の所定の位置に接続部材40を溶接などの手段により取り付けておく。そして、車高センサ本体30を車両12のボディの所定位置に取り付ける。また、リンクアーム32のフランジ42が形成されていない側の端部に、ボールジョイント36を装着しておく。続いて、第1弾性部材44が固着されたリンクアーム32(図3(b)の状態)の小径部44bを接続部材40の貫通穴部52に挿入し、ボールジョイント36と操作アーム34との接続を行う。この時点では、リンクアーム32の下端側は固定されていないので、操作アーム34とボールジョイント36との接続作業は容易に行える。最後に、第2弾性部材46が接着されたナット48を接続部材40の下方からリンクアーム32の雄ねじ部32aに螺合させる。前述したように、この螺合作業時に発生する締付トルクは、接続部材40の貫通穴部52の穴形状と第1弾性部材44の挿入部である小径部44bの外形状とで機能する回転抑制効果により受け止められ、車高センサ本体30側へは伝わらない。その結果、ナット48の螺合作業時に特別な注意を払う必要はなく、また回転防止のための治具などを用いることなく、容易かつ効率的なリンクアームの組み付け作業を行うことができる。
また、ナット48の締め付け作業は、車両12のボディ下面側から行うことができるので、従来ボールジョイントを用いていたときのような側方向からの締め付け作業に比べ少スペースで作業が可能となる。そのため、サスペンション周りのスペース設計が自由になり、車両全体としての設計自由度の向上に寄与することができる。また、サスペンションアーム38側とリンクアーム32の接続にゴム部材などで構成される第1弾性部材44および第2弾性部材46を使用するので、従来のボールジョイントなどを使用する場合に比べ部品の大幅なコストダウンができる。
なお、図4(a)では、接続部材40に形成された貫通穴部52と、そこに挿入される第1弾性部材44の小径部44bが略六角形状になっている例を説明した。しかし、これらの形状は、接続部材40の貫通穴部52の穴形状と第1弾性部材44の挿入部である小径部44bの外形状が相互回転を抑制する非円形の抑制形状となっていれば、それらの形状は任意である。例えば、図5(a)に示すように、接続部材40に形成された貫通穴部52と、そこに挿入される第1弾性部材44の小径部44bが略楕円形状になっていてもよい。また、図5(b)に示す例は、接続部材40に形成された貫通穴部52と、そこに挿入される第1弾性部材44の小径部44bが略三角形状になっている。いずれの場合も、リンクアーム32にナット48を螺合させるときに発生する締付トルクを貫通穴部52と小径部44bとが噛み合うことにより受け止め、リンクアーム32が回転すること防止できる。
なお、上述したように、接続部材40の貫通穴部52の穴形状と第1弾性部材44の挿入部である小径部44bの外形状は相互回転を抑制する非円形の抑制形状であれば、リンクアーム32の回転抑制機能を実現することができる。しかし、図4(a)に示すように、例えば、六角形にしたり、それ以上の七角形、十角形など多角形状の方が、組み付け時にリンクアーム32の回転位置決めが容易になり、リンクアーム32の組立作業効率の向上に寄与することができる。
本実施形態において、図1に示す車高センサ10を搭載する車両12のシステム構成や、図2に示す車高センサ10の上部側の構成は任意であり適宜変更可能であり、上述と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態では、第1弾性部材44を断面凸形状の部品として示したが、第1弾性部材44は、大径部44aと小径部44bとがそれぞれ、リンクアーム32に固着していればそれぞれ分離された構造でもよい。また、第1弾性部材44を加硫して形成する場合においても、大径部44aと小径部44bとは別々に加硫しても本実施形態と同様な効果を得ることができる。これらの場合、第1弾性部材44を別途成形する場合でも、また加硫する場合でも、使用する成形型、加硫型の構造をシンプル化することが可能であり、コストダウンに寄与する。
10 車高センサ、 12 車両、 14 サスペンションアーム、 16 車輪、 18 ダンパユニット、 20 コンプレッサ、 22 低圧タンク、 24 配管、 26 コントロールバルブ、 28 ECU、 30 車高センサ本体、 32 リンクアーム、 32a 雄ねじ部、 34 操作アーム、 36 ボールジョイント、 38 サスペンションアーム、 40 接続部材、 42 フランジ、 42a フランジ面、 44 第1弾性部材、 44a 大径部、 44b 小径部、 46 第2弾性部材、 48 ナット、 50 挿通穴部、 52 貫通穴部。
Claims (6)
- 車両ボディに配置された車高センサから伸びるリンクアームと、
前記リンクアームが貫通し、当該リンクアームをサスペンションアームに接続する接続部材と、
前記リンクアームの軸部周りに固着される部材であって、前記接続部材上面に当接すると共に、一部が前記接続部材の貫通穴部に挿入され車両平面方向に対するサスペンションアームの変位を吸収する第1弾性部材と、
前記リンクアームの軸部周りに配置されると共に、前記接続部材の下面側から前記接続部材に当接する第2弾性部材と、
前記リンクアームの軸部と螺合し、前記第2弾性部材を前記接続部材に押圧して、前記接続部材を第1性部材および第2弾性部材で挟持させる螺合部材と、
を含み、
前記接続部材の貫通穴部の穴形状と前記第1弾性部材の挿入部の外形状は、相互回転を抑制する抑制形状であることを特徴とする車高センサのリンクアーム固定構造。 - 前記接続部材の貫通穴部の穴形状と前記第1弾性部材の挿入部の外形状は、非円形状であることを特徴とする請求項1記載の車高センサのリンクアーム固定構造。
- 前記第2弾性部材は、前記螺合部材に固着していることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車高センサのリンクアーム固定構造。
- 前記第1弾性部材は、前記リンクアームに形成された突起に支持されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車高センサのリンクアーム固定構造。
- 前記第1弾性部材および第2弾性部材は、ゴム部材で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車高センサのリンクアーム固定構造。
- 少なくとも前記第1弾性部材は、前記リンクアームに加硫して固定することを特徴とする請求項5記載の車高センサのリンクアーム固定構造。
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