JP2007131272A - 車高センサ - Google Patents

Abstract

【課題】車高を検出するためのアームなどに検出対象である回転方向以外の変位がある場合においても、検出精度の低下を抑制する車高センサを提供する。
【解決手段】車高センサ２０において、支持軸３８は、ロアアームが揺動する中心軸と同軸に車体本体１０に取り付けられる。ブッシュ内筒３２は、円筒状に形成され、支持軸３８に挿着することにより支持軸３８に回転可能に支持される。揺動アーム２４は、ブッシュ３０を介してブッシュ内筒３２と一体的に連結され、ロアアームと共に揺動すうように設けられる。回転センサ２６は、ブッシュ内筒３２の回転を検出することにより、ブッシュ３０を介して揺動アーム２４の回転を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車高センサに関し、特に、車輪を支持する車輪支持手段に連結されたアームの回転を検出する車高センサに関する。

車両には一般的にサスペンションが装備され、サスペンションが伸縮することにより、車両の振動や急激な姿勢の変化などが抑制される。近年、このサスペンションの伸縮による車高の変化を検出し、車両の姿勢制御など様々な制御に利用する技術の開発が進められている。車高を検出するこのような車高センサは、たとえば特許文献１に記載される車高センサのように、検出対象に連結されたアームの揺動する角度を検出することにより車高を検出する。これに対し、アームに生じる車高検出に不要な揺動を抑制するため、たとえば特許文献２では、トランスバースリンクを、ブッシュを含む揺動部材を介してサスペンションメンバに連結して、トランスバースリンクにおける不要な揺動を吸収させる車高センサが提案されている。また、車高センサに設けられる回転センサと被検出部との角度を容易に補正する技術が求められており、たとえば特許文献３では、カム回転軸にカム角調整プレートを一体回転可能に固定するとともに、係止フレームをカム回転軸に対して回動可能に係着したヒッチ角センサーが提案されている。
特開２００１−２６０６２２号公報 実開平６−６５０１９号公報 特開２００３−７０３０７号公報

前述したように、特許文献１において提案される車高センサや特許文献３において提案されるヒッチ角センサのようなセンサを使って車輪を支持するロアアームなどの揺動を検出すると、ロアアームと回転センサを連結するアームのねじれなどによって車高センサの検出結果が影響を受ける可能性がある。しかし、特許文献２において提案される車高センサは揺動部材に弾性部材であるブッシュを有しているが、揺動するトランスバースリンクとポテンショメータの間にブッシュが介在されておらず、やはりアームのねじれなどによって車高センサの検出結果が影響を受ける可能性がある。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車高を検出するためのアームなどに検出対象である回転方向以外の変位がある場合においても、検出精度の低下を抑制する車高センサを提供することにある。

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は、車高の変化とともに揺動する揺動アームと、前記揺動アームの非回転成分の変位を吸収する非回転成分吸収手段と、前記非回転成分吸収手段によって非回転成分の変位が吸収された前記揺動アームの回転を検出する回転検出手段と、を備える。この態様によれば、非回転成分の変位が吸収された状態で揺動アームの回転を検出することができるため、車高センサの検出精度の低下を抑制することができる。

本発明の別の態様もまた、車高センサである。この車高センサは、車輪を支持する車輪支持手段が揺動する中心軸と同軸に車体本体に取り付けられた支持軸と、円筒状に形成され、前記支持軸に挿着することにより前記支持軸に回転可能に支持される挿着部材と、前記挿着部材と弾性部材を介して一体的に連結され、車輪支持手段と共に揺動するよう設けられた揺動アームと、前記挿着部材の回転を検出することにより、前記弾性部材を介して前記揺動アームの回転を検出する回転検出手段と、を備える。

この態様によれば、揺動アームと弾性部材を介して連結された挿着部材の回転を検出することができる。このため、揺動アームに、例えばねじり等の検出対象である回転方向以外の変位がある場合においても、それらの変位を弾性部材に吸収させることができるため、車高センサの検出精度の低下を抑制することができる。

前記回転検出手段は、前記車輪支持手段が揺動する中心軸と同軸に配置される回転検出軸を有してもよい。前記回転検出軸と前記挿着部材とを連結する連結手段をさらに備えてもよい。前記連結手段は、前記挿着部材と前記回転検出軸との相対的な角度を調整する角度調整手段を有してもよい。

この態様によれば、揺動アームが揺動する軸と同軸に回転検出軸を設けることができ、揺動アームと回転検出軸の間の検出対象以外の変位を低減させることにより検出精度の低下を抑制することができる。また、揺動アームと回転検出軸とは同一軸上において回転するため、簡易な構成により挿着部材と回転検出軸との相対的な角度を調整することができる。

本発明によれば、車高を検出するためのアームなどに検出対象である回転方向以外の変位がある場合においても、検出精度の低下を抑制する車高センサを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車高センサ２０Ａを有する車輪支持構造５０Ａの全体構成図である。車輪支持構造５０Ａは、ロアアーム１２Ａ、揺動軸１４、４つのロアアーム取付部１６、および車高センサ２０Ａなどを有する。本図に示される車輪支持構造５０Ａは、車両の左前輪の車輪支持構造５０Ａを示す。本実施形態では、車高センサ２０Ａは他の車輪の車輪支持構造においても左前輪と同様に設けられる。

ロアアーム取付部１６はそれぞれ車両前後方向と垂直な板状に形成され、車体本体１０から車両左右方向に突出するように、且つ車両前後方向に一列に並んで車体本体１０に取り付けられる。ロアアーム１２Ａは２つの車体本体側端部１２ａを有しており、２つのロアアーム取付部１６によって１つの車体本体側端部１２ａが挟まれるように４つのロアアーム取付部１６が配置される。

４つのロアアーム取付部１６には、それぞれ同一軸上に位置する挿通孔が設けられている。また、ロアアーム１２Ａの２つの車体本体側端部１２ａにはそれぞれ同軸に設けられた挿通孔が設けられている。１対のロアアーム取付部１６とそれらに挟まれる車体本体側端部１２ａ毎に、ロアアーム取付部１６の挿通孔と車体本体側端部１２ａの挿通孔に揺動軸１４が挿通される。揺動軸１４は、ロアアーム取付部１６の挿通孔に端部が固定される。これによって、ロアアーム１２Ａは揺動軸１４を中心に揺動可能に車体本体１０に支持される。

ロアアーム１２Ａの車輪側先端部にはナックル（図示せず）が、略鉛直な軸を中心に回転自在に支持される。このナックルに車輪が回転可能に支持される。したがって、ロアアーム１２Ａは、車体本体１０に揺動可能に支持され、車輪を支持する車輪支持手段として機能する。また、揺動軸１４の中心軸は、ロアアーム１２Ａが揺動する中心軸となる。

車高センサ２０Ａは、ロアアーム１２Ａおよび車体本体１０の外部であって、２対のロアアーム取付部１６の間に配置される。これによって、車高センサ２０Ａがロアアーム１２Ａまたは車体本体１０の内部に配置される場合に比べ、たとえば回転センサ２６に容易に車高センサ２０Ａの保守性を向上させることができる。また、車高センサ２０Ａが車輪方向寄りの位置に配置される場合に比べ、車輪がはね上げる異物による影響が抑制される。これにより車高センサ２０Ａの検出精度を維持することが可能となる。

車高センサ２０Ａは、ブラケット２２、揺動アーム２４、回転センサ２６などを有する。ブラケット２２は断面がコ字状の板状部材により形成される。ブラケット２２は、水平面による断面がコ字を形成し、またコ字の開口部が車輪側に向くような姿勢で車体本体１０に取り付けられる。ブラケット２２は、揺動アーム２４は、揺動軸１４の中心軸と同軸に揺動可能にその一端がブラケット２２に支持される。揺動アーム２４の他端は、ロアアーム１２Ａの揺動する部分に結合されている。したがって、揺動アーム２４は、ロアアーム１２Ａが揺動する中心軸と同軸に、ロアアーム１２Ａと共に揺動するように設けられる。ロアアーム１２Ａが揺動するときには車高が変化するため、揺動アーム２４は車高の変化と共に揺動する。

また、ブラケット２２には、揺動アーム２４の回転を検出する回転センサ２６が設けられる。各車輪に設けられた車高センサ２０Ａの回転センサ２６は、車体本体に設けられた電子制御ユニット（図示せず）に接続されており、回転センサ２６によるロアアーム１２Ａの回転角度の検出結果は電子制御ユニットに入力される。電子制御ユニットは、入力された検出結果を利用して各々の車輪における車輪と車体本体との位置関係を算出し車両の姿勢制御など様々な制御に利用する。

図２（ａ）は、第１の実施形態に係る車高センサ２０Ａの水平面による断面図であり、図２（ｂ）は、第１連結アーム３４および第２連結アーム４２を視点Ｖから見た図である。

図２（ａ）に示されるように、コ字状に形成されたブラケット２２は、コ字の開口部が本図における下方向である車輪方向に向くように車体本体１０に取り付けられている。ブラケット２２には、本図における左右方向である車両前後方向に貫通する挿通孔２２ｂが設けられている。挿通孔２２ｂは、揺動軸１４の中心軸、すなわちロアアーム１２Ａが揺動する中心軸と同軸となるようにブラケット２２に形成される。

揺動アーム２４の一端には、揺動アーム２４の軸方向に垂直方向に軸方向を有する円柱形状に形成された揺動中心部２４ａが形成される。揺動中心部２４ａには、揺動中心部２４ａと同軸の円柱形状がくり抜かれて貫通するよう形成される取付孔２４ｂが設けられている。

支持軸３８は、一端に径方向に板状に突出したフランジ部を有する軸状に形成される。支持軸３８は、軸部分の径がブラケット２２の挿通孔２２ｂの径と略同一となるように形成される。また支持軸３８は、軸部分の長さが、ブラケット２２の車両前後方向に対向する板状部の外面同士の距離よりも長くなるように形成される。フランジ部が設けられた端部と逆の支持軸３８の端部には雄ネジが形成される。

すべり軸受４０は、両端に径方向に板状に突出したフランジ部を有する円筒形状に形成される。すべり軸受４０は、両端に形成されたフランジ部の各々の外面の距離が、ブラケット２２の車両前後方向に対向する内面同士の距離と略同一となるように形成される。また、すべり軸受４０は、内径が支持軸３８の軸部分の外径よりも微小に大きくなるよう形成される。

ブッシュユニット３５は、ブッシュ外筒２８、ブッシュ内筒３２、ブッシュ３０などにより構成される。ブッシュ外筒２８は、外周面の径が揺動アーム２４の取付孔２４ｂと略同一の径となる円筒形状に形成される。ブッシュ内筒３２は、内径がすべり軸受４０の外径より微小に大きく外径がブッシュ外筒２８の内周面の径よりも小さい円筒形状に形成される。また、ブッシュ内筒３２は、軸方向の長さがすべり軸受４０のフランジ部の対向する面同士の距離よりも小さくなるように形成される。ブッシュ外筒２８に、ブッシュ外筒２８と同軸となるようにブッシュ内筒３２を挿通し、ブッシュ外筒２８の内周面とブッシュ内筒３２の外周面との間に形成される間隔部を周方向すべてにおいて充填するようにブッシュ３０が設けられる。ブッシュ３０は、ブッシュ外筒２８およびブッシュ内筒３２と一体的に結合される。ブッシュ３０は、たとえばゴムなどの弾性材料によって成形される。したがって、ブッシュ３０は、揺動アーム２４に形成された取付孔２４ｂの内面とブッシュ内筒３２の外面との間において、揺動アーム２４とブッシュ内筒３２とを一体的に連結する弾性部材として機能する。ブッシュ３０は、揺動アーム２４とブッシュ内筒３２との間に介在するように設けられることによって、ブッシュ内筒３２に対する揺動アーム２４の、ロアアーム１２Ａが揺動する中心軸を中心とする回転成分以外の非回転成分の変位を吸収する。したがって、ブッシュ３０は、揺動アーム２４の非回転成分の変位を吸収する非回転成分吸収手段としても機能する。

まず、揺動アーム２４の揺動中心部２４ａに形成された取付孔２４ｂに、ブッシュユニット３５を嵌挿し、取付孔２４ｂとブッシュ外筒２８とを一体的に結合させる。これにより揺動アーム２４とブッシュユニット３５とが一体的に結合される。次にブッシュユニット３５のブッシュ内筒３２にすべり軸受４０を挿通する。このようにして、揺動アーム２４、ブッシュユニット３５およびすべり軸受４０を含むユニットを組み合わせる。

ブラケット２２の車両前後方向に対向する内面の間であって、ブラケット２２の挿通孔２２ｂと同軸上にすべり軸受４０が位置するように、組み合わされたユニットを配置する。この状態で、ブラケット２２の挿通孔２２ｂおよびすべり軸受４０に、雄ネジが形成された端部から一本の支持軸３８を挿通し、ブラケット２２から突出した支持軸３８の雄ネジ部にナット３６を締結する。ブラケット２２の一方の板状部が支持軸３８のフランジ部とすべり軸受４０の一方のフランジ部によって挟持され、ブラケット２２の他方の板状部がすべり軸受４０の他方のフランジ部とナット３６によって挟持される。これによって、支持軸３８およびすべり軸受４０がブラケット２２に固定され、またブッシュ内筒３２はすべり軸受４０を介して支持軸３８に挿着される。すべり軸受４０の外径よりもブッシュ内筒３２の内径が微小に大きく形成されることから、揺動アーム２４および揺動アーム２４に一体的に連結されたブッシュユニット３５が、支持軸３８と中心軸を中心に回転可能に構成される。したがって、支持軸３８は、支持軸３８に挿着することにより支持軸３８に回転可能に支持される挿着部材として機能する。このような構成により、揺動アーム２４は、ロアアーム１２Ａが揺動する中心軸と同軸に揺動可能に支持軸３８に支持される。

支持軸３８のフランジ部には、回転センサ２６が固定される。回転センサ２６は、軸状に形成されたセンサ軸２６ａを有しており、回転センサ２６はセンサ軸２６ａの回転角度を検出する。回転センサ２６は、センサ軸２６ａが支持軸３８と同軸となるように配置され支持軸３８に固定される。

第１連結アーム３４は、Ｔ字型に打ち抜かれた板状部材を、各々の曲げ部の曲げ角度が略直角となるＺ状に折り曲げた形状に形成される。第１連結アーム３４は、ブッシュ内筒３２からブッシュ内筒３２の径外側方向に延在するように、一端がブッシュ内筒３２に結合される。第１連結アーム３４は、ブッシュ内筒３２から車体本体１０までの距離の略半分程度の長さまで延在したところから回転センサ２６が設けられる方向に略直角に曲げらる。曲げられた第１連結アーム３４は、ブラケット２２の逃げ孔２２ａを通って車両後方に向かって延在し、ブラケット２２外部において支持軸３８から離間する方向に略直角に曲げられる。曲げられた第１連結アーム３４が車体本体１０に向かって延在する部分には、角度調整部３４ａが形成される。角度調整部３４ａは、図２（ｂ）に示されるように、センサ軸２６ａを中心とした円弧によって外形が形成される。角度調整部３４ａには、同じくセンサ軸２６ａを中心とした円弧によって外形が形成される角度調整孔３４ｂが設けられる。

第２連結アーム４２は細長い板状に形成される。第２連結アーム４２は一端に丸孔が形成され、丸孔を有する端部の面が、第１連結アーム３４の角度調整部３４ａに当接される。第２連結アーム４２の丸孔から第１連結アーム３４の角度調整孔３４ｂにボルト４４が挿通され、ナット４６によって締結される。これにより、第１連結アーム３４と第２連結アーム４２とが相互に固定される。

第２連結アーム４２は他端に、Ｄカット穴である軸孔が形成される。回転センサ２６のセンサ軸２６ａはＤカットされている。センサ軸２６ａに第２連結アーム４２の軸孔が挿着されナット４８によって締結されることにより、センサ軸２６ａと第２連結アーム４２とが共に回転可能に連結される。したがって、第１連結アーム３４、第２連結アーム４２、ボルト４４、およびナット４６は、センサ軸２６ａとブッシュ内筒３２とを連結する連結手段として機能する。

このように、ブッシュ内筒３２とセンサ軸２６ａとは、第１連結アーム３４および第２連結アーム４２によって共に回転可能に連結される。このとき、ブッシュ内筒３２とセンサ軸２６ａは同軸に設けられることから、第１連結アーム３４が揺動する軸と同軸にセンサ軸２６ａを設けることができる。このため、第１連結アーム３４の揺動する角度を直接検出することができるため、検出精度の低下を抑制することができる。

また、回転センサ２６は、ブッシュ内筒３２の回転を検出することによりブッシュ３０を介して揺動アーム２４の回転を検出する回転検出手段として機能する。ブッシュ内筒３２と揺動アーム２４との間にブッシュ３０が介在することによって、例えばねじりなど、揺動アーム２４に検出対象である回転方向以外の変位がある場合においても、それらの変位をブッシュ３０に吸収させることができる。回転センサ２６は、揺動アーム２４とブッシュ３０を介して連結されたブッシュ内筒３２の回転を検出する。したがって回転センサ２６は、検出対象である回転方向以外の変位がブッシュ３０によって吸収されたブッシュ内筒３２の回転を検出することができるため、車高センサ２０Ａの検出精度の低下が抑制される。

ナット４６を緩めて、第１連結アーム３４と第２連結アーム４２とを周方向に相対的に回転させてナット４６を再度締結し、角度調整部３４ａと第２連結アーム４２とを結合することにより、ブッシュ内筒３２とセンサ軸２６ａとの角度を調整することができる。したがって、第１連結アーム３４に設けられた角度調整部３４ａ、第２連結アーム４２、ボルト４４、およびナット４６は、センサ軸２６ａとブッシュ内筒３２との相対的な角度を調整する角度調整手段として機能する。ブッシュ内筒３２とセンサ軸２６ａが同軸に設けられることから、これらの中心軸を中心とした円弧によって外形が形成された角度調整孔３４ｂなど、簡易な構成によってブッシュ内筒３２とセンサ軸２６ａとの相対的な角度を調整する角度調整手段を設けることが可能となる。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る車高センサ２０Ｂを有する車輪支持構造５０Ｂの全体構成図である。なお、第１の実施形態と同様の箇所については説明を省略する。

本実施形態における車高センサ２０Ｂは、車輪支持構造５０Ｂを含む。車輪支持構造５０Ｂは、一端により揺動可能に車体本体１０に支持される軸状のロアアーム１２Ｂを含む。本実施形態においては、ロアアーム１２Ｂを揺動可能に車体本体１０に支持する揺動軸１４が、ロアアーム１２Ｂとの揺動する中心軸と同軸に車体本体１０に取り付けられた支持軸として機能する。

揺動軸１４には第１の実施形態と同様にブッシュ内筒３２（図示せず）が挿通されており、ブッシュ内筒３２は第１連結アーム３４に一体的に結合されている。第１の実施形態のブッシュ内筒３２および揺動アーム２４と同様に、ブッシュ内筒３２とロアアーム１２Ｂとは、弾性部材としてのブッシュ３０によって一体的に連結されている。したがって、車輪を支持する車輪支持手段として機能するロアアーム１２Ｂは、ブッシュ内筒３２と弾性部材を介して一体的に連結される揺動アームとして機能する。

以上の構成によって、ロアアーム１２Ｂが車高の変化に伴って揺動すると、ロアアーム１２Ｂの回転がブッシュ３０を介してブッシュ内筒３２に伝達される。ブッシュ内筒３２の回転は、第１連結アーム３４および第２連結アーム４２を介して回転センサ２６のセンサ軸２６ａに伝えられる。したがって、車高センサ２０Ｂは、ロアアーム１２Ｂの回転をブッシュ３０を検出することが可能となる。

これによって、ロアアーム１２が揺動軸１４の中心軸を中心とする回転成分以外の、例えばねじり等の非回転成分の変位が生じた場合においても、ブッシュ３０によってこれらの非回転成分の変位を吸収させることが可能となる。したがって、ロアアーム１２Ｂに検出対象である回転方向以外の変位がある場合においても、それらの変位を弾性部材に吸収させることができるため、車高センサの検出精度の低下を抑制することができる。

なお、第１連結アーム３４に角度調整部３４ａが設けられ、第２連結アーム４２、ボルト４４、およびナット４６と共に、これらがセンサ軸２６ａとブッシュ内筒３２との相対的な角度を調整する角度調整手段として機能する点は、第１の実施形態と同様である。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

車高センサ２０は、２対のロアアーム取付部１６の間ではなく、すべてのロアアーム取付部１６の外側に取り付けられていてもよい。これによっても、車高センサ２０が車輪側に寄せられて配置される場合に比べ、車輪がはね上げる異物の影響による検出精度の低下を抑制することができる。

第１の実施形態に係る車高センサを有する車輪支持構造の全体構成図である。 （ａ）は、第１の実施形態に係る車高センサの水平面による断面図であり、（ｂ）は、第１連結アームおよび第２連結アームを視点Ｖから見た図である。 第２の実施形態に係る車高センサを有する車輪支持構造の全体構成図である。

符号の説明

１０ 車体本体、 １２ ロアアーム、 １２ａ 車体本体側端部、 １４ 揺動軸、 １６ ロアアーム取付部、 ２０Ａ及び２０Ｂ 車高センサ、 ２２ ブラケット、 ２４ 揺動アーム、 ２６ 回転センサ、 ２６ａ センサ軸、 ２８ ブッシュ外筒、 ３０ ブッシュ、 ３２ ブッシュ内筒、 ３４ａ 角度調整部、 ３４ｂ 角度調整孔、 ３８ 支持軸、 ５０Ａ及び５０Ｂ 車輪支持構造。

Claims (3)

1. 車高の変化と共に揺動する揺動アームと、
   前記揺動アームの非回転成分の変位を吸収する非回転成分吸収手段と、
   前記非回転成分吸収手段によって非回転成分の変位が吸収された前記揺動アームの回転を検出する回転検出手段と、
   を備えることを特徴とする車高センサ。
2. 車輪を支持する車輪支持手段が揺動する中心軸と同軸に車体本体に取り付けられた支持軸と、
   円筒状に形成され、前記支持軸に挿着することにより前記支持軸に回転可能に支持される挿着部材と、
   前記挿着部材と弾性部材を介して一体的に連結され、車輪支持手段と共に揺動するよう設けられた揺動アームと、
   前記挿着部材の回転を検出することにより、前記弾性部材を介して前記揺動アームの回転を検出する回転検出手段と、を備えることを特徴とする車高センサ。
3. 前記回転検出手段は、前記車輪支持手段が揺動する中心軸と同軸に配置される回転検出軸を有し、
   前記回転検出軸と前記挿着部材とを連結する連結手段をさらに備え、
   前記連結手段は、前記挿着部材と前記回転検出軸との相対的な角度を調整する角度調整手段を有することを特徴とする請求項２に記載の車高センサ。

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