JP2010149550A

JP2010149550A - 車高調整装置

Info

Publication number: JP2010149550A
Application number: JP2008326957A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Mochizuki; 隆久望月
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: JP5379468B2

Abstract

【課題】モータの負荷とエネルギ消費を軽減しつつも機能不全を招くことが無い車高調整装置を提供することである。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明の課題解決手段は、ジャッキ室Ｊへ作動流体を給排するポンプＰのピストン１１が樹脂製であってピストン本体１１ａと、シリンダ１０に回り止めされる外筒１１ｂとを備えてなり、駆動手段における送り螺子機構が外筒１１ｂ内に固定されるナット１３とシリンダ１０に対して回転自在に設けられてナット１３に螺合される螺子軸１４とで構成されるので、ピストン駆動時の摩擦抵抗を低減でき、モータの負荷とエネルギ消費を軽減しつつも機能不全を招くこともない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車高調整装置の改良に関する。

この種車高調整装置としては、たとえば、車両の車軸と車体との間に介装される油圧緩衝器の外周に装着されて懸架バネの一端を支持するバネ受と、同じく油圧緩衝器の外周に形成されてバネ受に対向するジャッキ室と、油圧緩衝器の側方に設置されてジャッキ室へ油圧を給排するポンプとを備えて構成されたものがある。

ポンプは、具体的には、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンで区画されるとともにジャッキ室へ連通される油室と、シリンダに対し回転不能且つ軸方向移動自在に挿入されてピストンの反ポンプ室側に当接する筒状のナットと、シリンダ内に回転自在に挿入されてナットに螺合するとともにモータによって回転駆動される螺子軸とを備えて構成されている。

このポンプにあっては、油室には作動油が充満されており、モータのトルクによって螺子軸を回転駆動すると、ナットがシリンダに対して軸方向に進退し、ナットに当接するピストンをシリンダに対して軸方向に移動させることができる。このようにピストンをシリンダに対して移動させるとポンプ室容積が増減するので、上記の如くの作動によって、ポンプは、ポンプ室に連通されるジャッキ室へ作動油を給排することができる。

そして、ポンプ内のポンプ室から作動油が押し出されジャッキ室へ作動油が供給されるとジャッキ室は拡大してバネ受を油圧緩衝器に対して下方へ押し下げ、車高を上昇せしめることができ、反対に、ポンプのポンプ室の容積が拡大されると、懸架バネのバネ力によってバネ受を介してジャッキ室が圧縮されて作動油がポンプ室へと排出されるとともにバネ受が油圧緩衝器に対して上昇し、車高を下降させることができる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００１−８８５２８号公報

上記従来の車高調整装置にあっては、ナットは、プラスチックを射出成形することで構成されており、ナットの外周にはアームが設けられてアームがシリンダに設けた切欠内を走行するようになっており、これによりナットは回り止めされて螺子軸の駆動によって軸方向にのみ移動するようになっている。

このように従来の車高調整装置にあっては、ナット全体がプラスチックとされているために、アームが切欠内を走行する際の摩擦抵抗を低減できるので、ナットを軸方向へ駆動する際のモータの負荷とエネルギ消費が軽減できるといった利点を享受することができるのである。

しかしながら、ジャッキ室には懸架バネの附勢力によって常に圧縮力が作用していて、ポンプ室はジャッキ室に連通されているため、ナットにはピストンを介して常に螺子軸に対して軸方向に変位させる方向の力が働いていて、ナットの螺子山にはせん断力が作用しており、また、車両走行中には車体が上下方向に振動して懸架バネは圧縮と伸長を繰り返すために、ジャッキ室に連通されるポンプ室へは車体重量以上の負荷がかかり、振動状況によってはナットの螺子山に過大なせん断力が作用して螺子山が潰れたり、破断したりして機能不全に陥る虞がある。

そこで、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、モータの負荷とエネルギ消費を軽減しつつも機能不全を招くことが無い車高調整装置を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明の課題解決手段は、車両の車軸と車体との間に介装される懸架バネの一端を支持するバネ受と、バネ受に対向するジャッキ室と、ジャッキ室へ作動流体を給排するポンプとを備え、ジャッキ室への作動流体の給排によりバネ受を懸架バネの伸縮方向に一致する方向に駆動して車高調整を行う車高調整装置において、ポンプは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンで区画されるとともにジャッキ室へ連通されるポンプ室と、ピストンをシリンダに対して軸方向に駆動する駆動手段とを備え、ピストンは、樹脂製であってポンプ室を区画するピストン本体と、同じく樹脂製であってピストン本体の反ポンプ室側に設けられるとともにシリンダに対して回り止めされる外筒とを有し、駆動手段は、内周に雌螺子部を備えるとともに上記外筒内に固定される金属製の筒状のナットと、シリンダに対して回転自在に設けられて先端にナットの雌螺子部に螺合される雄螺子部を備えた螺子軸とでなる送り螺子機構を備えてなることを特徴とする。

本発明の車高調整装置によれば、ガイド部材とピストンの外筒との間に生じる摩擦抵抗を低減して、モータの負荷とエネルギ消費を軽減しつつも、駆動手段に置ける送り螺子機構を構成する雌螺子部は金属製のナットに形成されて強度が充分に確保されているので、螺子山が潰れたり、破断したりする事態が回避され、機能不全を招いてしまうことがない。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態における車高調整装置の縦断面図である。図２は、本発明の一実施の形態における車高調整装置のピストンの横断面図である。

車高調整装置１は、自動二輪車の後輪軸を軸支するスイングアームと車体との間への適用に向くようになっており、図１に示すように、図示しないスイングアームと車体との間に介装される懸架バネＳの一端を支持するバネ受２と、バネ受２に対向するジャッキ室Ｊと、ジャッキ室Ｊへ作動流体を給排するポンプＰとを備えて構成されており、ジャッキ室Ｊへの作動流体の給排によりバネ受２を懸架バネＳの伸縮方向に一致する方向に駆動して車高調整を行うようになっている。

そして、この場合、バネ受２およびジャッキ室Ｊは、スイングアームと車体との間へ介装された油圧緩衝器Ｄの外周に設けられている。油圧緩衝器Ｄは、アウターシェル３と、アウターシェル３内に挿通されるロッド４とを備え、アウターシェル３内にロッド４が出入りする際に、所定の減衰力を発生するようになっている。

そして、ジャッキ室Ｊは、アウターシェル３の外周に装着した筒状のハウジング５と、上記アウターシェル３の外周に摺動自在に装着される環状のバネ受２で画成されている。

詳しくは、ハウジング５は、アウターシェル３に対して所定の間隔を空けて対向する筒体５ａと、筒体５ａの上端から内周側に突出してアウターシェル３の外周に固定されるフランジ５ｂとを備えて構成されている。また、バネ受２は、アウターシェル３の外周に摺動自在に装着される筒部２ａと、筒部２ａの下端に設けられて懸架バネＳの上端を支承する環状の受部２ｂとを備え、アウターシェル３に対して図１中上下動可能とされている。

そして、バネ受２の筒部２ａをハウジング５の筒体５ａとアウターシェル３との間の環状隙間内に摺動自在に挿入することで、バネ受２とハウジング５との間にバネ受２に対向するジャッキ室Ｊが形成されるようになっており、ジャッキ室Ｊは、バネ受２に内部の圧力を作用させている。

なお、懸架バネＳは、上記したバネ受２と、ロッド４の下端に取付けたバネ受６とによって挟持され、緩衝器本体Ｄに一体とされて取付けられており、バネ受２を上方へ附勢し、ジャッキ室Ｊには懸架バネＳの附勢力がこれを圧縮するように作用している。

したがって、ジャッキ室Ｊに作動流体を供給すると、ジャッキ室Ｊの容積が増大するのでバネ受２が図１中下方へ移動して車高を高くすることができ、反対に、ジャッキ室Ｊから作動流体を排出すると、ジャッキ室Ｊを圧縮する懸架バネＳの附勢力によってバネ受２を図１中上方へ移動させジャッキ室Ｊの容積が減少し、車高が低くなるようになっている。

他方、ポンプＰは、有頂筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されるピストン１１で区画されるとともにジャッキ室Ｊへ管路１２を介して連通されるポンプ室Ｌと、ピストン１１をシリンダ１０に対して軸方向に駆動する駆動手段とを備えて構成されている。

また、駆動手段は、内周に雌螺子部１３ａを備えた筒状のナット１３と、シリンダ１０に対して回転自在に設けられて先端にナット１３の雌螺子部１３ａに螺合される雄螺子部１４ａを備えた螺子軸１４とでなる送り螺子機構と、螺子軸１４を回転駆動させてナット１３を軸方向移動せしめてピストン１１を軸方向に駆動するモータＭとを備えて構成されている。

以下、ポンプＰについて詳細に説明すると、シリンダ１０は、有頂筒状のシリンダ本体１０ａと、シリンダ本体１０ａの開口端から外方へ広がる鍔１０ｂと、鍔１０ｂの一端から伸びる腕１０ｄとを備え、シリンダ本体１０ａは、開口端側が拡径されて拡径部１０ｃを備えており、拡径部１０ｃの内周には全長に亘って雌螺子が形成されている。

ピストン１１は、図１および図２に示すように、シリンダ本体１０ａ内に摺動自在に挿入されてポンプ室Ｌを区画する樹脂製のピストン本体１１ａと、ピストン本体１１ａの反ポンプ室側に設けられるとともにシリンダ１０に固定されるガイド部材１６内に摺動自在に挿入されて当該ガイド部材１６によって回り止めされる樹脂製の外筒１１ｂとを備えている。すなわち、ピストン１１は、樹脂にて形成されている。なお、外筒１１ｂの外周の二箇所が二面幅状に面取りされて、外筒１１ｂの全長に亘って互いに平行となる面が形成されている。

また、ピストン１１によって区画されるポンプ室Ｌは、シリンダ本体１０ａの頂部に接続される管路１２を介してジャッキ室Ｊへ連通されている。また、ピストン本体１１ａの外周には、シールリング１５が装着されており、このシールリング１５は、シリンダ本体１０ａの内周に摺接して、ポンプ室Ｌからの作動流体の漏洩を防止している。

そして、ピストン１１における外筒１１ｂ内には、金属製の筒状のナット１３が回転不能に固定されており、このナット１３は、内周に全長に亘って雌螺子部１３ａを備えている。なお、ピストン１１にナット１３を固定するには、外筒１１ｂ内にナット１３を圧入するほか、たとえば、ピストン１１を成形する金型内にナット１３をインサート品として挿入しておき、金型内に樹脂材料を注入するインサート成形を採用することができる。

ピストン１１の外筒１１ｂは、同じくシリンダ１０内に挿入されて拡径部１０ｃの内周に螺合されるガイド部材１６に挿入されており、ガイド部材１６は、拡径部１０ｃの内周に螺合する大径筒１６ａと、大径筒１６ａの上方から立ち上がる筒状の中間筒１６ｃと、中間筒１６ｃの上方に連なる筒状のガイド部１６ｂとを備えて構成されている。なお、ガイド部材１６の大径筒１６ａの内側形状は、円形以外の形状とされ、大径筒１６ａの内側形状に符合する工具を用いて、ガイド部材１６をシリンダ１０の拡径部１０ｃに容易に螺合することができるよう配慮されている。

そして、ガイド部１６ｂにおける内側形状は、二面幅を備えた外筒１１ｂの外側形状に一致する形状とされており、外筒１１ｂがガイド部１６によってシリンダ１０に対して回り止めされることで、ナット１３もシリンダ１０に対して回り止めされ、ピストン１１およびナット１３は、軸方向となる図１中上下方向への移動のみが許容されている。なお、外筒１１ｂはガイド部材１６によって回り止めされればよいので、外筒１１ｂの外周にキー或いはキー溝の一方を設けてガイド部材１６にキー或いはキー溝の他方を設けるようにしてもよく、ガイド部１６ｂを外筒１１ｂの全周に摺接させなくともよいが、ガイド部１６ｂを外筒１１ｂの全周に摺接させることで外筒１１ｂが径方向に位置決めされて、ナット１３を保持する外筒１１ｂが軸ぶれしたりガタついたりすることなく、スムーズにピストン１１をシリンダ１０に対して軸方向へ移動させることができる。さらに、ガイド部１６ｂを外筒１１ｂの全周に摺接させることで回り止めする場合には、外筒１１ｂの外側形状は円形以外の形状に設定されればよく、ガイド部１６ｂの内側形状も外筒１１ｂの外側形状に一致する形状に設定されればよい。また、外筒１１ｂの外側形状に一致するガイド部１６ｂ以外の内径は、すなわち、中間筒１６ｃおよび大径筒１６ａにおける内径は、外筒１１ｂの外周に接触しないように外筒１１ｂの外径より大径に設定され、ピストン１１の駆動時に外筒１１ｂに作用するトルクによって、外筒１１ｂがガイド部材１６に対して軸方向へ移動する際に、無用に摩擦抵抗が生じることを防止している。

また、螺子軸１４は、基部１４ｂと、基部１４ｂから立ち上がる軸部１４ｃと、軸部１４ｃの外周に形成した雄螺子部１４ａと、基部１４ｂの外周から広がるフランジ１４ｄと、基部１４ｂの下端から垂下されて内側形状が円形以外の形状に設定され外側形状が円形に設定される筒状のソケット１４ｅとを備えて構成されており、雄螺子部１４ａをナット１３の雌螺子部１３ａに螺合させて軸部１４ｃをナット１３内に挿入していくと、フランジ１４ｄがガイド部材１６の大径筒１６ａとガイド部１６ｂとの境に形成される段部１６ｄに当接して、螺子軸１４のそれ以上のナット１３への侵入が規制され、螺子軸１４が軸方向に位置決めされている。

上述のように、シリンダ１０に、ピストン１１、ナット１３、ガイド部材１６および螺子軸１４を組付けた後、螺子軸１４のフランジ１４ｄにスラスト軸受１７を積層し、環状の蓋１８をシリンダ１０の拡径部１０ｃの内周に螺合すると、螺子軸１４がスラスト軸受１７を介して蓋１８とシリンダ１０とで挟持されて、シリンダ１０に回転自在に固定される。また、蓋１８の内周には、筒状のブッシュ１９が装着されており、このブッシュ１９は螺子軸１４の基部１４ｂおよびソケット１４ｅの外周に摺接して、螺子軸１４が径方向に軸ぶれすることなくシリンダ１０に回転自在に固定されるようになっている。なお、蓋１８をシリンダ１０の拡径部１０ｃの内周に螺合すると、蓋１８の図１中上端の外周に設けた段部１８ａが同じく拡径部１０ｃに螺合されるガイド部材１６の下端に当接して、ダブルナットの要領でガイド部材１６と蓋１８の弛みが防止され、ガイド部材１６がピストン１１とともに供回りしてしまうことがない。

さらに、螺子軸１４のソケット１４ｅ内には、ウォームホイール２０のシャフト２０ａの一端が挿入され、シャフト２０ａの一端の外側形状は、円形以外の形状であってソケット１４ｅの内側形状に一致させており、ウォームホイール２０と螺子軸１４とは一体にシリンダ１０に対して回転するようになっている。

シャフト２０ａの他端は、シリンダ１０の鍔１０ｂに固定される歯車抑え２１に設けた孔２１ａ内に挿入されており、ウォームホイール２０は、歯車抑え２１によってシリンダ１０へ回転自在に固定されている。さらに、このウォームホイール２０には、ウォーム２２が歯合しており、ウォーム２２はシリンダ１０の腕１０ｄに固定されるモータＭに連結され、モータＭによってウォーム２２を回転駆動することができるようになっている。なお、モータＭの回転を減速して螺子軸１４へ伝達する必要が無い場合には、ウォームギアを省略してもよく、また、減速機構としてはウォームギア以外の歯車機構を採用することもできる。

そして、モータＭを駆動すると、ウォーム２２とウォームホイール２０でなるウォームギアによって、モータＭの回転が減速されて螺子軸１４に伝達され、螺子軸１４が回転すると、雌螺子部１３ａと雄螺子部１４ａでなる送り螺子機構によって、シリンダ１０に対して回り止めされたナット１３がピストン１１を伴って図１中上下方向となる軸方向に移動する。

このように、モータＭを駆動することで、ピストン１１をシリンダ１０に対して軸方向に移動させることができ、ポンプ室Ｌ内の容積を増減することができるようになっている。

ここで、ピストン１１を図１中上方へ移動せしめると、ポンプ室Ｌの容積が減じられ、ポンプ室Ｌ内の減少容積に見合った量の作動流体をポンプＰから排出してジャッキ室Ｊへ供給して車高を上昇させることができ、反対に、ピストン１１を図１中下方へ移動せしめると、ポンプ室Ｌの容積が増大して、懸架バネＳによって圧縮方向に附勢されているジャッキ室Ｊの容積がポンプ室Ｌの増大容積に見合って減少して、ジャッキ室Ｊから量の作動流体が排出されてポンプ室Ｌでこれを吸収して車高を下降させることができる。

より詳しくは、ピストン１１における外筒１１ｂがガイド部材１６によって回り止めされており、外筒１１ｂ内に嵌合されたナット１３も外筒１１ｂに対して回り止めされているので、モータＭを駆動して螺子軸１４を回転させるとナット１３は図１中上下方向となる軸方向へ移動し、ピストン１１もこれに伴って移動する。

その際に、ピストン１１には螺子軸１４のトルクが伝達され、ガイド部材１６のガイド部１６ｂの内周とピストン１１の外筒１１ｂの外周とが摩擦して、ガイド部材１６に対するピストン１１の軸方向の相対変位に摩擦抵抗が生じることになるが、ピストン１１は樹脂製とされているので上記摩擦抵抗は小さく、モータＭの負荷を軽減でき、モータＭでピストン１１を駆動する際のエネルギ消費を低減することができ、さらには、モータＭが出力することを要求されるトルクを低減できるので、モータＭを小型化することができる。

他方、雌螺子部１３ａは、金属製のナット１３の内周に形成されており強度が充分に確保されているため、懸架バネの附勢力によってポンプ室に過大な圧縮力作用し、ナット１３における雌螺子部１３ａと螺子軸１４における雄螺子部１４ａの互いに噛みあっている螺子山に過大なせん断力が作用することになっても、雌螺子部１３ａにおける螺子山が潰れたり、破断したりして機能不全に陥ることが無い。したがって、この車高調整装置１によれば、モータの負荷とエネルギ消費を軽減しつつも、機能不全を招いてしまうことがない。

さらに、ピストン１１の全体が樹脂製であるので、ピストン１１におけるピストン本体１１ａがシリンダ１０におけるシリンダ本体１０ａの頂部や、ガイド部材１６の上端の接触しても、メタルタッチとはならず、ピストン１１の移動がシリンダ１０やガイド部材１６に衝突して停止させられる事態となっても衝撃が緩和され、衝突時の打音の音量も小さく抑えることができる。

なお、上述したところでは、ジャッキ室Ｊおよびバネ受２は、この実施の形態の場合、油圧緩衝器Ｄのアウターシェル３の外周に設けられているが、油圧緩衝器Ｄとは別個独立して設置するようにしてよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

また、上記したところでは、車高調整装置１が特に自動二輪車に適用されることを想定しているが、本発明の車高調整装置１は他の車両に適用することも可能であって、上記した作用効果を発揮できることは当然である。

本発明の一実施の形態における車高調整装置の縦断面図である。本発明の一実施の形態における車高調整装置のピストンの横断面図である。

符号の説明

１車高調整装置
２，６バネ受
２ａバネ受における筒部
２ｂバネ受における受部
３アウターシェル
４ロッド
５ハウジング
５ａハウジングにおける筒体
５ｂハウジングにおけるフランジ
１０シリンダ
１０ａシリンダ本体
１０ｂ鍔
１０ｃ拡径部
１０ｄ腕
１１ピストン
１１ａピストン本体
１１ｂ外筒
１２管路
１３ナット
１３ａ雌螺子部
１４螺子軸
１４ａ雄螺子部
１４ｂ螺子軸における基部
１４ｃ螺子軸における軸部
１４ｄ螺子軸におけるフランジ
１４ｅ螺子軸におけるソケット
１５シールリング
１６ガイド部材
１６ａガイド部材における大径筒
１６ｂガイド部材におけるガイド部
１６ｃガイド部材における中間筒
１６ｄガイド部材における段部
１７スラスト軸受
１８蓋
１８ａ蓋における段部
１９ブッシュ
２０ウォームホイール
２０ａウォームホイールにおけるシャフト
２１歯車抑え
２１ａ歯車抑えにおける孔
２２ウォーム
Ｄ油圧緩衝器
Ｊジャッキ室
Ｌポンプ室
Ｍモータ
Ｐポンプ
Ｓ懸架バネ

Claims

車両の車軸と車体との間に介装される懸架バネの一端を支持するバネ受と、バネ受に対向するジャッキ室と、ジャッキ室へ作動流体を給排するポンプとを備え、ジャッキ室への作動流体の給排によりバネ受を懸架バネの伸縮方向に一致する方向に駆動して車高調整を行う車高調整装置において、ポンプは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンで区画されるとともにジャッキ室へ連通されるポンプ室と、ピストンをシリンダに対して軸方向に駆動する駆動手段とを備え、ピストンは、樹脂製であってポンプ室を区画するピストン本体と、同じく樹脂製であってピストン本体の反ポンプ室側に設けられるとともにシリンダに対して回り止めされる外筒とを有し、駆動手段は、内周に雌螺子部を備えるとともに上記外筒内に固定される金属製の筒状のナットと、シリンダに対して回転自在に設けられて先端にナットの雌螺子部に螺合される雄螺子部を備えた螺子軸とでなる送り螺子機構を備えてなることを特徴とする車高調整装置。
ピストンにおける外筒は、シリンダに固定されるガイド部材内に全周を摺接させて挿入され、当該ガイド部材によってシリンダに対して回り止めされることを特徴とする請求項１に記載の車高調整装置。