JP2010179728A

JP2010179728A - 車高調整装置

Info

Publication number: JP2010179728A
Application number: JP2009023628A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamaguchi; 直樹山口
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】アクチュエータの軸方向寸法を増大することなく、また、車両側の変更を必要とすることなく車両に搭載可能で、汎用性の高いコンパクトな車高調整装置を提供する。
【解決手段】車体と車軸との間に介装するショックアブソーバＡＢと、これとは独立してアッパシートＵＳとロアシートＬＳとの間に介装するコイルスプリングＳＰを備え、アッパシートとコイルスプリングの車体側端部との間にフランジ部ＦＬを介装する。コイルスプリングの内側にハウジングＨＳを配置すると共に、このハウジングにアクチュエータＡＣを支持しコイルスプリングの内側に配置する。このアクチュエータによってフランジ部をアッパシートに対しコイルスプリングの軸方向に変位させて、車高を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車高調整装置に関し、特に、路面に対する車両の高さをアクチュエータによって調整する車高調整装置に係る。

種々の車高調整装置が知られているが、車体と車軸との間にショックアブソーバが介装され、これとは独立して車体側のアッパシートと車軸側のロアシートとの間にコイルスプリングが装着された車両に対し、アクチュエータによって車高を調整する装置も知られている。例えば、下記の特許文献１には、従来技術について「リアサスペンション等ではダンパとスプリングとを独立配置したものも多く、この場合には、アッパスプリングシートとロアスプリングシートとの相対変位が複雑なものとなり、スプリングがニーアクションと呼ばれる曲げ変形を起すことがある。その結果、アッパスプリングシートに大きなラジアル荷重が作用し、送り機構に比較的低コストな送りねじ機構等を採用すると、摩擦抵抗（トルクロス）の増大による螺合部の摩耗や噛み込み（ロック）等が発生する虞があった。」（特許文献１の段落〔０００４〕）として、「スプリングからのラジアル荷重の入力に抗して円滑な作動を実現した車高調整装置を提供することを目的」（同段落〔０００５〕）とする旨記載されている。そして、特許文献１の図１及び図２に実施態様が開示され、同段落〔００１１〕に「ロアアーム４とサスペンションメンバ（車体側部材）６との間に介装された緩衝用のスプリング７と、スプリング７より車体外側の部位でロアアーム４と車体側との間に介装されたダンパ８と、スプリング７とサスペンションメンバ６との間に設置された車高調整装置（直動アクチュエータ）９とを主要構成要素としている。」と記載され、同段落〔００１２〕に「ハウジング２１に締結されてドライブシャフト３１の駆動を行う電動モータ３６」と記載されている。

また、下記の特許文献２には、「直動アクチュエータを軸方向に短縮し、直動アクチュエータ全体の小型化を図ること」（特許文献２の段落〔０００４〕）を目的とし、「内周面にねじ溝を有するサーキュラスプラインと、サーキュラスプラインの内側に配置された外周面にねじ山を有するフレクスプラインと、フレクスプラインを非円形に撓めてサーキュラスプラインに部分的に噛み合わせる波動発生器とを備え、サーキュラスプラインとフレクスプラインの相対回転によりサーキュラスプラインの軸方向変位を生ぜしめるようにねじ溝およびねじ山が形成される波動歯車装置と、波動発生器を回転駆動するモータと、サーキュラスプラインの一端に結合され、サーキュラスプラインと同軸上を軸方向に滑動可能に保持された出力軸と、を備える」（同段落〔０００５〕）直動アクチュエータが開示されている。

特開２００７−２５３８６２号公報特開２００７−１５４９５５号公報

上記特許文献１に開示された車高調整装置においては、電動モータはスプリングの外側に配置されて、ハウジングに締結されるように構成されているので、車両への搭載に際して車両側の構造変更が要請され、また、かなり大きな搭載スペースが必要となり、必ずしも小型に形成することが容易ではない。一方、特許文献２に記載のように、波動歯車装置を用いた直動アクチュエータは既知であり、更に軸方向に短縮した直動アクチュエータが提案されている。しかし、この直動アクチュエータは、出力軸がハウジングから外方に延出しているので、車高調整装置に適用する場合には、車両側の構造変更が必要となる等、車両への搭載性に問題が残る。

そこで、本発明は、車体と車軸との間にショックアブソーバが介装され、これとは独立して車体側のアッパシートと車軸側のロアシートとの間にコイルスプリングが装着された車両に対し、アクチュエータによって車高を調整する車高調整装置において、アクチュエータの軸方向寸法を増大することなく、また、車両側の構造変更を必要とすることなく車両に搭載可能で、汎用性の高いコンパクトな車高調整装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車体と車軸との間に介装するショックアブソーバと、該ショックアブソーバとは独立して前記車体側のアッパシートと前記車軸側のロアシートとの間に介装するコイルスプリングを備えた車両に対し、前記アッパシートと前記コイルスプリングの前記車体側端部との間の間隙を拡大又は縮小して車高を調整する車高調整装置において、前記アッパシートと前記コイルスプリングの前記車体側端部との間に介装するフランジ部を有し、前記コイルスプリングの内側に配置するハウジングと、該ハウジングに支持し前記コイルスプリングの内側に配置するアクチュエータとを備え、該アクチュエータによって前記フランジ部を前記アッパシートに対し前記コイルスプリングの軸方向に変位させることとしたものである。

上記請求項１に記載の車高調整装置において、前記アクチュエータは、請求項２に記載のように、前記ハウジングに支持し前記コイルスプリングの内側に配置するモータと、前記ハウジングに支持し前記モータの回転駆動を減速する減速機構とを備えたものとし、該減速機構を介して、前記モータの回転駆動に応じて前記フランジ部を前記アッパシートに対し前記コイルスプリングの軸方向に所定距離往復動するように構成するとよい。

更に、上記請求項２に記載の車高調整装置において、請求項３に記載のように、前記ハウジングは、前記アッパシートに固定され、内周面に螺子溝が形成された内側円筒部材と、前記フランジ部が形成され前記内側円筒部材が同軸に収容される外側円筒部材とを備えたものとすると共に、前記減速機構は、前記モータの回転駆動を前記内側円筒部材に対する前記外側円筒部材の軸方向駆動力に変換する歯車装置を備えたものとし、該歯車装置を介して前記フランジ部を前記コイルスプリングの軸方向に所定距離往復動するように構成してもよい。

更に、上記請求項３に記載の車高調整装置において、請求項４に記載のように、前記歯車装置は、サーキュラスプラインを構成する前記内側円筒部材の螺子溝と螺合する螺子山が外周面に形成されたフレクスプラインと、該フレクスプラインを前記内側円筒部材に対し部分的に噛み合せる波動発生器を具備し、前記フレクスプラインが前記外側円筒部材に固定されると共に、前記波動発生器が、前記外側円筒部材に対し軸方向移動を阻止する状態で回転可能に支持され、且つ、前記内側円筒部材に対し回転を阻止する状態で軸方向移動可能に支持されている構成とするとよい。

そして、上記請求項３又は４に記載の車高調整装置において、請求項５に記載のように、前記外側円筒部材及び前記内側円筒部材を有底筒体で構成し、前記外側円筒部材及び前記内側円筒部材を重合した部分の軸方向の間隙にボールガイドを介装したものとするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成された車高調整装置においては、アクチュエータの軸方向寸法を増大することなくコンパクトに形成することができ、また、車両側の構造変更を必要とすることなく、どのような車種に対しても容易に搭載することができる。このように車両側の構造変更を必要としないので、既存の車種にも搭載することができ、所謂アドオンが可能である。

更に、アクチュエータを請求項２、３及び４に記載のように構成すれば、コイルスプリングの内側に適切に配設することができると共に、小型且つ簡単な構造で高い剛性を備え、円滑にトルク伝達を行うことができ、高精度で調整を行うことができる。

そして、請求項５に記載のようにボールガイドを介装した構成とすれば、コイルスプリングによる径方向の荷重に対し外側円筒部材の一層円滑な作動を確保することができる。

本発明の一実施形態におけるアクチュエータの縦断面図である。本発明の一実施形態においてボールガイドを介して重合される外側円筒部材と内側円筒部材を示す横断面図である。本発明の一実施形態に係る車高調整装置を備えたサスペンション装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る車高調整装置を備えたサスペンション装置の一部断面側面図である。本発明の他の実施形態におけるアクチュエータの縦断面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。先ず、図３及び図４を参照して本発明の一実施形態の車高調整装置を備えたサスペンションの全体構成を説明すると、車体ＢＤと車軸ＣＳとの間にショックアブソーバ（以下、省略してアブソーバという）ＡＢが介装され、このアブソーバＡＢとは独立して車体側のアッパシートＵＳと車軸側のロアシートＬＳとの間にコイルスプリング（以下、単にスプリングという）ＳＰが介装された車両に対し、アッパシートＵＳとスプリングＳＰの車体側端部との間の間隙を拡大又は縮小して車高を調整する車高調整装置が装着されている。

本実施形態の車高調整装置は、図１に示すように、車体ＢＤに溶接固定されたアッパシートＵＳとスプリングＳＰの車体側端部との間に介装されるフランジ部ＦＬを有し、スプリングＳＰの内側に配置されるハウジングＨＳと、このハウジングＨＳに支持されスプリングＳＰの内側に配置されるアクチュエータＡＣとを備えている。即ち、スプリングＳＰはフランジ部ＦＬとロアシートＬＳとの間に張架されており、アクチュエータＡＣによってフランジ部ＦＬをアッパシートＵＳに対しスプリングＳＰの軸方向に変位させるように構成されている。

ハウジングＨＳは、図１及び図２に示すように、有底筒体の外側円筒部材１０及び内側円筒部材２０が重合されて成り、両者が重合する部分の軸方向の間隙にボールガイドＢＧが介装されている。尚、図２では断面のハッチングを省略している。外側円筒部材１０は胴部１１と底部１２の有底筒体で、その開口端部が径方向外側に延出してフランジ部ＦＬが形成されており、底部１２中央には円筒状の支持部１３が開口端に向かって軸方向に延出形成されている。また、内側円筒部材２０も胴部２１と底部２２の有底筒体で、外側円筒部材１０内に同軸に収容され、底部２２が径方向外側に延出し、その底面がアッパシートＵＳに固着されている。而して、底部２２が径方向外側に延出した環状部分と外側円筒部材１０のフランジ部ＦＬが当接するように配置されており、ハウジングＨＳに対し径方向の荷重が付与された場合にも、外側円筒部材１０はボールガイドＢＧを介して内側円筒部材２０に対し円滑に軸方向移動する。

本実施形態のアクチュエータＡＣは、スプリングＳＰの内側に配置される電気駆動のモータＭＲ及び歯車装置の減速機構ＲＤを備え、この減速機構ＲＤを介して、モータＭＲの回転駆動に応じてフランジ部ＦＬをアッパシートＵＳに対しスプリングＳＰの軸方向に所定距離往復動するように構成されている。モータＭＲは、その回転軸３１が軸受５１を介して外側円筒部材１０の底部１２に支持され、円筒状の支持部１３内を挿通して内側円筒部材２０の内部に延出するように配置されている。回転軸３１の先端部には回転部材３２がスプライン接合されて一体的に回転するように構成されている。減速機構ＲＤは、内側円筒部材２０の胴部２１の内周面に螺子溝４１ａが形成され、モータＭＲの回転駆動を内側円筒部材２０に対する外側円筒部材１０の軸方向駆動力に変換する歯車装置で構成され、この歯車装置を介してフランジ部ＦＬをアッパシートＵＳに対しスプリングＳＰの軸方向に所定距離往復動するように構成されている。

本実施形態の減速機構ＲＤは、内側円筒部材２０の胴部２１がサーキュラスプライン４１を構成し、その内周面に形成された螺子溝４１ａと螺合する螺子山４２ａが外周面に形成されたフレクスプライン４２と、このフレクスプライン４２をサーキュラスプライン４１（胴部２１）に対し部分的に噛み合せる波動発生器４３を具備し、これらによって波動歯車装置が構成されている。尚、波動発生器４３は、回転部材３２に結合される楕円形状のウェーブコア４４と、このウェーブコア４４の外周面に嵌合すると共にフレクスプライン４２に当接する同形状（楕円形状）の軸受４５を有する。フレクスプライン４２は支持部１３と環状部材１４及び１５（これらはボルト結合）によって挟持された状態で外側円筒部材１０に固定され、環状部材１４は軸受５２を介して回転軸３１に対し回転可能に支持されている。この結果、波動発生器４３は、外側円筒部材１０に対し軸方向移動を阻止する状態で回転可能に支持され、且つ、内側円筒部材２０に対し回転を阻止する状態で軸方向移動可能に支持されている。

上記の構成になる車高調整装置の作動を以下に説明する。先ず、モータＭＲが駆動され、回転部材３２を介して波動発生器４３が回転駆動されると、サーキュラスプライン４１とフレクスプライン４２の螺合により、アッパシートＵＳ（ひいては車体ＢＤ）に固定された内側円筒部材２０に対し、フレクスプライン４２及び外側円筒部材１０が軸方向に移動し、フランジ部ＦＬが内側円筒部材２０の底部２２（ひいてはアッパシートＵＳ）に対しスプリングＳＰの軸方向に（図１の下方のロアシートＬＳに向かって）変位する。この結果、スプリングＳＰが圧縮されて内側円筒部材２０の底部２２と外側円筒部材１０のフランジ部ＦＬとの間が拡開し、従って、アッパシートＵＳとロアシートＬＳとの間の距離が拡大され、車高が増大する。このように、フランジ部ＦＬの軸方向移動に応じて、スプリングＳＰが伸縮されながらアッパシートＵＳとロアシートＬＳとの間の距離が変化し、車高が調整される。この間、上記のアッパシートＵＳとロアシートＬＳとの間の距離の変化に追従してアブソーバＡＢも伸縮する。

而して、上記の車高調整装置によれば、アクチュエータＡＣがスプリングＳＰ内に収容されているので、従前の装置に比し、装置全体の軸方向寸法を増大することなく、どのような車種に対しても容易に搭載することができる。特に、上方にアクチュエータＡＣを装着するスペースが十分でない車両に対し、装着及び組み付けが容易な構造となる。また、車両側の構造変更を必要としないので、所謂アドオン装置として既存の車種にも容易に搭載することができる。更に、アクチュエータＡＣは、減速機構として上記の波動歯車装置を備えているので、小型且つ簡単な構造で高い剛性を備え、円滑にトルク伝達を行うことができ、高精度で調整を行うことができる。

図５は、本発明の他の実施形態に係るもので、図１に示す実施形態とは、車体ＢＤへの装着構造が異なり、環状のアッパシートＵＳｘが車体ＢＤに溶接固定されており、このアッパシートＵＳｘに適合する形状に、内側円筒部材２０の底部２２ｘが形成されている。その他の構成は、図１に示す実施形態と実質的に同じであるので、実質的に同じ部品については同じ符号を付して説明を省略する。

ＢＤ車体
ＡＢショックアブソーバ
ＡＣアクチュエータ
ＭＲモータ
ＲＤ減速機構
ＵＳ，ＵＳｘアッパシート
ＬＳロアシート
ＳＰコイルスプリング
ＨＳハウジング
１０外側円筒部材
２０内側円筒部材

Claims

車体と車軸との間に介装するショックアブソーバと、該ショックアブソーバとは独立して前記車体側のアッパシートと前記車軸側のロアシートとの間に介装するコイルスプリングを備えた車両に対し、前記アッパシートと前記コイルスプリングの前記車体側端部との間の間隙を拡大又は縮小して車高を調整する車高調整装置において、前記アッパシートと前記コイルスプリングの前記車体側端部との間に介装するフランジ部を有し、前記コイルスプリングの内側に配置するハウジングと、該ハウジングに支持し前記コイルスプリングの内側に配置するアクチュエータとを備え、該アクチュエータによって前記フランジ部を前記アッパシートに対し前記コイルスプリングの軸方向に変位させることを特徴とする車高調整装置。
前記アクチュエータが、前記ハウジングに支持し前記コイルスプリングの内側に配置するモータと、前記ハウジングに支持し前記モータの回転駆動を減速する減速機構とを備え、該減速機構を介して、前記モータの回転駆動に応じて前記フランジ部を前記アッパシートに対し前記コイルスプリングの軸方向に所定距離往復動するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車高調整装置。
前記ハウジングが、前記アッパシートに固定され、内周面に螺子溝が形成された内側円筒部材と、前記フランジ部が形成され前記内側円筒部材が同軸に収容される外側円筒部材とを備え、前記減速機構が、前記モータの回転駆動を前記内側円筒部材に対する前記外側円筒部材の軸方向駆動力に変換する歯車装置を備え、該歯車装置を介して前記フランジ部を前記コイルスプリングの軸方向に所定距離往復動するように構成したことを特徴とする請求項２記載の車高調整装置。
前記歯車装置は、サーキュラスプラインを構成する前記内側円筒部材の螺子溝と螺合する螺子山が外周面に形成されたフレクスプラインと、該フレクスプラインを前記内側円筒部材に対し部分的に噛み合せる波動発生器を具備し、前記フレクスプラインが前記外側円筒部材に固定されると共に、前記波動発生器が、前記外側円筒部材に対し軸方向移動を阻止する状態で回転可能に支持され、且つ、前記内側円筒部材に対し回転を阻止する状態で軸方向移動可能に支持されていることを特徴とする請求項３記載の車高調整装置。
前記外側円筒部材及び前記内側円筒部材を有底筒体で構成し、前記外側円筒部材及び前記内側円筒部材を重合した部分の軸方向の間隙にボールガイドを介装して成ることを特徴とする請求項３又は４に記載の車高調整装置。