JP2007112184A - Toe-in angle/camber angle variable mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のトー角・キャンバー角を簡単に変更できるようにした機構に関する。 The present invention relates to a mechanism that can easily change a toe angle and a camber angle of a vehicle.
従来、図9のように、アクチュエータで各輪個別にキャンバー及びトーを制御することができるようにするために、車輪を支持するアクスル32を車体に対し1点で支持するボールジョイント33と、アクスル32におけるボールジョイント33による支持点の上側下側であり且つ車両前後方向の2点を支持し、この2点の支持点を、車幅方向に個別に変位させる第1及び第2のアクチュエータ34,35と、前記2点の支持点を車幅方向において相対的に変位させることで車輪のトーを変化させ、及び/又は前記2点の支持点を車幅方向において同一方向に変位させることで車輪のキャンバーを変化させるように、第1及び第2のアクチュエータ34,35を制御する制御手段とを備えた車両懸架装置31がある(特許文献1)。
しかしながら、上記特許文献1の発明では、一つの車輪に対して二つのアクチュエータを使用してトー角とキャンバー角を変更しているので、構造が複雑で、重量が重くなるとともに、高いコストが必要となる。
However, in the invention of
本発明は、上記課題を解決するものであって、トー角とキャンバー角の変更を簡単な構造で可能とするトー角・キャンバー角可変機構を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a toe angle / camber angle variable mechanism that allows the toe angle and the camber angle to be changed with a simple structure.
そのために本発明は、ホイールのトー角及びキャンバー角を変更可能なトー角・キャンバー角可変機構において、前記ホイールを相対回転可能に支持するホイール支持部材と、一端を車体に支持し、他端に鉛直面に対して傾斜した第一傾斜切断面を有する第一部材と、一端に前記第一傾斜切断面に対向した第二傾斜切断面を有し、他端で前記ホイール支持部材に結合した第二部材と、前記第一部材の前記第一傾斜切断面に沿って、前記第二部材を回転可能に接続する回転装置とを備えたことを特徴とする。 Therefore, the present invention provides a toe angle / camber angle variable mechanism capable of changing a toe angle and a camber angle of a wheel, a wheel support member that supports the wheel so as to be relatively rotatable, one end supported by the vehicle body, and the other end. A first member having a first inclined cutting surface inclined with respect to a vertical surface, a second inclined cutting surface opposed to the first inclined cutting surface at one end, and a second member coupled to the wheel support member at the other end Two members and a rotating device that rotatably connects the second member along the first inclined cut surface of the first member are provided.
また、前記回転装置は、ロータと、ステータとを有することを特徴とする。 The rotating device includes a rotor and a stator.
また、前記回転装置は、前記第二部材の回転角度を検出する回転角度検出手段を有することを特徴とする。 Further, the rotating device has a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the second member.
また、前記第一部材と前記第二部材との間に前記回転装置を介して第三部材を設け、前記第三部材は一端を第一傾斜切断面に対向した第三傾斜切断面を有し、他端に前記第二傾斜切断面に対向した第四傾斜切断面を備えたことを特徴とする。 Also, a third member is provided between the first member and the second member via the rotating device, and the third member has a third inclined cut surface with one end facing the first inclined cut surface. The other end is provided with a fourth inclined cut surface facing the second inclined cut surface.
また、前記回転装置は、前記第三部材の回転角度を検出する回転角度検出手段を有することを特徴とする。 Further, the rotating device has a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the third member.
それによって、本発明は、ホイールのトー角及びキャンバー角を変更可能なトー角・キャンバー角可変機構において、前記ホイールを相対回転可能に支持するホイール支持部材と、一端を車体に支持し、他端に鉛直面に対して傾斜した第一傾斜切断面を有する第一部材と、一端に前記第一傾斜切断面に対向した第二傾斜切断面を有し、他端で前記ホイール支持部材に結合した第二部材と、前記第一部材の前記第一傾斜切断面に沿って、前記第二部材を回転可能に接続する回転装置とを備えたので、トー角とキャンバー角の変更を簡単な構造で可能とすることができる。 Accordingly, the present invention provides a toe angle / camber angle variable mechanism capable of changing a toe angle and a camber angle of a wheel, a wheel support member that supports the wheel so as to be relatively rotatable, one end supported by the vehicle body, and the other end A first member having a first inclined cutting surface inclined with respect to a vertical surface, a second inclined cutting surface opposed to the first inclined cutting surface at one end, and coupled to the wheel support member at the other end Since the second member and the rotating device that rotatably connects the second member along the first inclined cut surface of the first member are provided, the toe angle and the camber angle can be changed with a simple structure. Can be possible.
また、前記回転装置は、ロータと、ステータとを有するので、油圧のアクチュエータを用いることがなく、滑らかな動きで回転することができ、走行中の回転もスムーズに動作でき、コンパクトになる。 In addition, since the rotating device includes a rotor and a stator, the rotating device can rotate with a smooth motion without using a hydraulic actuator, and can smoothly rotate during traveling, thereby being compact.
また、前記回転装置は、前記第二部材の回転角度を検出する回転角度検出手段を有するので、正確な動作を達成することができる。 Moreover, since the said rotation apparatus has a rotation angle detection means which detects the rotation angle of said 2nd member, exact operation | movement can be achieved.
また、前記第一部材と前記第二部材との間に前記回転装置を介して第三部材を設け、前記第三部材は一端を第一傾斜切断面に対向した第三傾斜切断面を有し、他端に前記第二傾斜切断面に対向した第四傾斜切断面を備えたので、トー角・キャンバー角を独立して制御できるのでより細かい設定が可能となる。 Also, a third member is provided between the first member and the second member via the rotating device, and the third member has a third inclined cut surface with one end facing the first inclined cut surface. In addition, since the fourth inclined cut surface facing the second inclined cut surface is provided at the other end, the toe angle and camber angle can be controlled independently, so that a finer setting is possible.
また、前記回転装置は、前記第三部材の回転角度を検出する回転角度検出手段を有するので、正確な動作を達成することができる。 Moreover, since the said rotation apparatus has a rotation angle detection means which detects the rotation angle of the said 3rd member, it can achieve an exact operation | movement.
以下、本発明の一例としての第一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態のトー角・キャンバー角可変機構S、図2は回転装置Kの拡大図を示す。Sはトー角・キャンバー角可変機構、Tは車輪駆動伝達部、Aはトー角・キャンバー角可変部、Kは回転装置、Bは軸受、1は車体、2は駆動手段、3は第一車軸、4は第二車軸、5はユニバーサルジョイント、6はホイール、7はタイヤ、8は第一部材の一例としての第一円筒体、8aは第一傾斜切断面、9は第二部材の一例としての第二円筒体、9a…第二傾斜切断面、10はホイール支持部材、11はステータ支持部材、11aは支持部、11bはステータ支持部、11cはボールベアリング支持部、12はステータ、13はロータ、14は回転角度検出手段、15はボールベアリング台、16はボールベアリングである。 Hereinafter, a first embodiment as an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a toe angle / camber angle varying mechanism S of this embodiment, and FIG. S is a toe angle / camber angle varying mechanism, T is a wheel drive transmission unit, A is a toe angle / camber angle varying unit, K is a rotating device, B is a bearing, 1 is a vehicle body, 2 is a driving means, and 3 is a first axle. 4 is a second axle, 5 is a universal joint, 6 is a wheel, 7 is a tire, 8 is a first cylindrical body as an example of a first member, 8a is a first inclined cut surface, and 9 is an example of a second member. The second cylindrical body, 9a ... second inclined cut surface, 10 is a wheel support member, 11 is a stator support member, 11a is a support portion, 11b is a stator support portion, 11c is a ball bearing support portion, 12 is a stator, 13 is A rotor, 14 is a rotation angle detecting means, 15 is a ball bearing base, and 16 is a ball bearing.
トー角・キャンバー角可変機構Sは、車輪駆動伝達部Tとトー角・キャンバー角可変部Aとを有し、その間にボールベアリング等の軸受Bを有する。車輪駆動伝達部Tは、駆動手段2、第一車軸3、第二車軸4、ユニバーサルジョイント5、ホイール6、タイヤ7を有し、車体1のエンジン等の駆動手段2から車軸3,4及びユニバーサルジョイント5を介してホイール6及びタイヤ7までの回転を伝達する機構である。車軸3,4は、車体1側の第一車軸3とホイール6側の第二車軸4に分割され、ユニバーサルジョイント5により連結される。ホイール6は、第二車軸4に接続され、ホイール6の外周にはタイヤ7が設置されている。
The toe angle / camber angle varying mechanism S includes a wheel drive transmission unit T and a toe angle / camber angle varying unit A, and a bearing B such as a ball bearing therebetween. The wheel drive transmission unit T includes a drive means 2, a
トー角・キャンバー角可変部Aは、第一円筒体8と、第二円筒体9と、ホイール支持部材10と、回転装置Kとを有し、ホイール6及びタイヤ7のトー角・キャンバー角を変更する部分である。第一円筒体8及び第二円筒体9は、円筒状の部材でボールベアリング等の軸受Bにより円筒体内部で車軸3,4を支持収納している。第一円筒体8は、一端が車体1に支持され、他端が第一傾斜切断面8aとなっており、第二円筒体9は、一端が第二傾斜切断面9aで他端がホイール支持部材10に結合している。この第一及び第二傾斜切断面8a、9aの間の中心線と車軸3,4の中心線との交点にユニバーサルジョイント5の中心を配置する。
The toe angle / camber angle variable portion A includes a
回転装置Kは、ステータ支持部材11と、ステータ12と、ロータ13と、回転角度検出手段14と、ボールベアリング台15と、ボールベアリング16とを有する。ステータ支持部材11は、第一円筒体8の他端の第一傾斜切断面8aに沿って第一円筒体8の内側円周から内部に向かって延びる断面略L字型の部材であり、支持部11a、ステータ支持部11b、ボールベアリング支持部11cを有する。支持部11aは、一端が第一円筒体8に結合され、他端がステータ支持部11bと連結している。ステータ支持部11bは、支持部11aの他端から第二円筒体9側に略直角に屈曲して延びる部分であり、ステータ12を支持している。ボールベアリング支持部11cは、支持部11aの他端から略直角に屈曲して延びる部分の先端部で、第二円筒体9から延びるボールベアリング台15と共にボールベアリング16を支持している。
The rotating device K includes a
ステータ12は、ステータ支持部材11のステータ支持部11bに配置されている。ロータ13は、第二円筒体9の一端から内部に向かってステータ12と対向して配置されている。回転角度検出手段14は、ロータ13とボールベアリング台15の間に近接して配置されている。
The
このような回転装置Kを適用することにより、滑らかな動きで回転することができ、走行中の回転もスムーズに動作できる。また、回転角度検出手段14を適用することにより、正確な動作を達成することができる。 By applying such a rotating device K, it is possible to rotate with a smooth movement, and to rotate smoothly while traveling. Further, by applying the rotation angle detection means 14, an accurate operation can be achieved.
次に、この構造のトー角・キャンバー角可変機構Sの作動を説明する。図3はトー角・キャンバー角可変部Aのブロック図を示す。図3において、Iは入力手段、Cは制御手段、Aはトー角・キャンバー角可変部、14は回転角度検出手段を示す。まず、入力手段Iを操作することで、制御手段Cに信号が入力され、制御手段Cから入力手段Iの操作量に応じた信号が出力され、トー角・キャンバー角可変部Aを制御し、その制御量を回転角度検出手段14で検出し、制御手段Cに検出値を出力する。制御手段Cは入力手段Iの入力信号と回転角度検出手段14の検出値を比較してトー角・キャンバー角可変部Aを制御する。 Next, the operation of the toe angle / camber angle varying mechanism S having this structure will be described. FIG. 3 is a block diagram of the toe angle / camber angle varying unit A. In FIG. 3, I is an input means, C is a control means, A is a toe angle / camber angle variable section, and 14 is a rotation angle detection means. First, by operating the input means I, a signal is input to the control means C, a signal according to the operation amount of the input means I is output from the control means C, and the toe angle / camber angle variable unit A is controlled. The control amount is detected by the rotation angle detection means 14 and the detection value is output to the control means C. The control means C compares the input signal of the input means I with the detection value of the rotation angle detection means 14 to control the toe angle / camber angle variable unit A.
具体的にトー角・キャンバー角可変部Aの作動を説明する。まず、図示しない電源等の動力手段が動力を与えることにより、トー角・キャンバー角可変部Aのステータ12及びロータ13を相対回転させる。すると、第二円筒体9が第二傾斜切断面9aに沿ってユニバーサルジョイント5を中心に回転する。入力手段Iの操作に対応した角度に回転したことを回転角度検出手段14が検出した時点でステータ12及びロータ13の相対回転を停止し、入力手段Iの操作に対応したトー角及びキャンバー角にホイール6及びタイヤ7を配置する。
Specifically, the operation of the toe angle / camber angle variable portion A will be described. First, when a power means such as a power source (not shown) applies power, the
図4は非回転時のトー角・キャンバー角可変機構Sの概略図、図5は90度回転時のトー角・キャンバー角可変機構Sの正面図(図5a)と上面図(図5b)、図6は180度回転時のトー角・キャンバー角可変機構Sの正面図(図6a)と上面図(図6b)である。図4乃至図6において、17は第一カバー、17aは第一カバー傾斜切断面、18は第二カバー、18aは第二カバー傾斜切断面を示す。第一カバー17は、第一円筒体8の他端部を覆うもので、第二カバー18は第二円筒体9の一端部を覆うものである。第一カバー17は第一カバー傾斜切断面17aを、及び第二カバー18は第二カバー傾斜切断面18aを有する。第一カバー傾斜切断面17a及び第二カバー傾斜切断面18aは、可能な限り隙間を無くすように配置されることで、第一円筒体8及び第二円筒体9の内部に粉塵等が入ることを防止する。
4 is a schematic diagram of the toe angle / camber angle varying mechanism S when not rotating, and FIG. 5 is a front view (FIG. 5a) and a top view (FIG. 5b) of the toe angle / camber angle varying mechanism S when rotating 90 degrees. FIGS. 6A and 6B are a front view (FIG. 6A) and a top view (FIG. 6B) of the toe angle / camber angle varying mechanism S during 180 ° rotation. 4 to 6,
図4の非回転時のトー角・キャンバー角可変機構Sは、第一円筒体8及び第二円筒体9が一直線上に配置され、平坦な道を直進する場合等で適用される状態である。第一及び第二円筒体8,9の内部の車輪駆動伝達部Tでは、第一車軸3、第二車軸4が一直線上に配置されている。
The toe angle / camber angle varying mechanism S at the time of non-rotation in FIG. 4 is a state applied when the
図5は第二円筒体9が90度回転した状態であり、車輪駆動伝達部Tのユニバーサルジョイント5で第一車軸3と第二車軸4が屈曲し、第二円筒体9が90度回転することで、タイヤ7のトー角及びキャンバー角が変更されている。また、図6は第二円筒体9が180度回転した状態であり、車輪駆動伝達部Tのユニバーサルジョイント5で第一車軸3と第二車軸4が屈曲し、キャンバー角が変更されている。本実施形態では、この90度や180度の回転にかかわらず、適当な角度で回転を停止し、簡単な構造でトー角・キャンバー角を変更することができる。
FIG. 5 shows a state in which the second
図7は第二実施形態を示す図である。図7において、19は第三円筒体、19aは第三傾斜切断面、19bは第四傾斜切断面、20は第三車軸である。この第二実施形態は、第一実施形態の回転装置Kを複数設けた形態であり、第一実施形態に第三円筒体19、第三車軸20、ユニバーサルジョイント5及び回転装置Kをさらに加えたものである。第三円筒体19は、第一円筒体8と第二円筒体9との間に設け、第三円筒体19は一端に第一傾斜切断面8aに対向した第三傾斜切断面19aを有し、他端に第二傾斜切断面9aに対向した第四傾斜切断面19bを有する。第一円筒体8と第三円筒体19との間及び第二円筒体9と第三円筒体19との間には第一実施形態と同様の回転装置Kを設ける。第三車軸20は、第一車軸3と第二車軸4との間に設けられる。第一車軸3と第三車軸20との間及び第二車軸4と第三車軸20との間には第一実施形態と同様のユニバーサルジョイント5を設ける。回転装置K及びユニバーサルジョイント5の構造については第一実施形態と同様なので説明は省略する。
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment. In FIG. 7, 19 is a third cylindrical body, 19a is a third inclined cut surface, 19b is a fourth inclined cut surface, and 20 is a third axle. This second embodiment is a form in which a plurality of rotation devices K of the first embodiment are provided, and a third
図8は第二実施形態の作動図である。図8において、21は第三カバー、21aは第三カバー傾斜切断面、22は第四カバー、22aは第四カバー傾斜切断面である。第三カバー21は、第一円筒体カバー8と第二円筒体9との間に設け、第三円筒体19は一端に第一傾斜切断面8aに対向した第三傾斜切断面19aを有し、他端に第二傾斜切断面9aに対向した第四傾斜切断面19bを有する。第三カバー21は、第三円筒体19の一端部を覆うもので、第四カバー22は第三円筒体19他端部を覆うものである。第三カバー21は第三カバー傾斜切断面21aを、及び第四カバー22は第四カバー傾斜切断面22aを有する。このような形態にすることで、トー角・キャンバー角を独立して制御できるのでより細かい設定が可能となる。
FIG. 8 is an operation diagram of the second embodiment. In FIG. 8, 21 is a third cover, 21a is a third cover inclined cut surface, 22 is a fourth cover, and 22a is a fourth cover inclined cut surface. The
なお、本実施形態では、車軸動力伝達方式の車両を用いて説明したが、本発明のトー角・キャンバー角可変機構Sはインホイールモータ方式の車両に用いても良い。 In the present embodiment, the axle power transmission type vehicle has been described. However, the toe angle / camber angle varying mechanism S of the present invention may be used for an in-wheel motor type vehicle.
また、本実施形態では、第一円筒体8、第二円筒体9及び第三円筒体19を適用したが、さらに同様の構造の円筒体を複数適用することができる。
In the present embodiment, the first
さらに、本実施形態では、第一部材及び第二部材は円筒形状としたが、単なる軸等の部材であってもよい。その際、同様の構造の部材を複数適用することができる。 Furthermore, in this embodiment, although the 1st member and the 2nd member were made into the cylindrical shape, members, such as a mere axis | shaft, may be sufficient. In that case, a plurality of members having the same structure can be applied.
また、回転装置はロータ及びステータを有するモータとしたが、歯車等の別の機構を用いても良い。 The rotating device is a motor having a rotor and a stator, but another mechanism such as a gear may be used.
また、本実施形態のトー角・キャンバー角可変機構Sは、ホイールアライメント設定時にのみ使用するのではなく、車両走行時の走行制御装置や旋回時の操舵装置として使用可能である。その場合、本実施形態の入力手段Iとして車両の走行状態検出手段やステアリング等の操舵装置を適用し、トー角・キャンバー角可変機構Sを該走行状態検出手段や操舵装置と連動して作動するように制御手段Cで制御する。 Further, the toe angle / camber angle varying mechanism S of the present embodiment is not used only at the time of wheel alignment setting, but can be used as a travel control device during vehicle travel and a steering device during turning. In that case, a steering device such as a vehicle running state detecting unit or a steering is applied as the input unit I of the present embodiment, and the toe angle / camber angle variable mechanism S is operated in conjunction with the running state detecting unit or the steering device. Control is performed by the control means C.
S…トー角・キャンバー角可変機構、T…車輪駆動伝達部、A…トー角・キャンバー角可変部、K…回転装置、B…軸受、I…入力手段、C…制御手段、1…車体、2…駆動手段、3…第一車軸、4…第二車軸、5…第一ユニバーサルジョイント、6…ホイール、7…タイヤ、8…第一部材の一例としての第一円筒体、8a…第一傾斜切断面、9…第二部材の一例としての第二円筒体、9a…第二傾斜切断面、10…ホイール支持部材、11…ステータ支持部材、11a…支持部、11b…ステータ支持部、11c…ボールベアリング支持部、12…ステータ、13…ロータ、14…回転角度検出手段、15…ボールベアリング台、16…ボールベアリング、17…第一カバー、18…第二カバー、19…第三円筒体、19a…第三傾斜切断面、19b…第四傾斜切断面、20…第三車軸、21…第三カバー、21a…第三カバー傾斜切断面22…第四カバー、22a…第四カバー傾斜切断面
S ... Toe angle / camber angle variable mechanism, T ... Wheel drive transmission unit, A ... Toe angle / camber angle variable unit, K ... Rotating device, B ... Bearing, I ... Input means, C ... Control means, 1 ... Car body, DESCRIPTION OF
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