JP2010228652A

JP2010228652A - キャンバ角可変機構

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Publication number: JP2010228652A
Application number: JP2009079827A
Authority: JP
Inventors: Munehisa Horiguchi; 宗久堀口; Akira Mizuno; 晃水野; Minoru Abe; 稔阿部
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP5206980B2

Abstract

【課題】簡単な構造で、モータへの負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量なキャンバ角可変機構を提供する
【解決手段】車体に対する車輪３０のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構１において、車体側に連結されるベース部材２０と、ベース部材２０に設けられ、回転動力を発生するモータ２と、モータ２の動力を伝達する動力伝達機構３と、車輪３０を回転可能に支持し、動力伝達機構３に連結され、ベース部材２０に対して回動することで車輪３０のキャンバ角を変更する可動部材５と、を備え、動力伝達機構３は、モータ２の出力軸２ｂと平行に配置されるウォームギヤ３ｄと、ウォームギヤ３ｄと噛み合うウォームホイール歯部３ｅ１を含むウォームホイール３ｅと、を有し、モータ２の出力軸２ｓとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とを含む第１の面Ｓ１と、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とウォームホイール歯部３ｅ１の幅方向中心とを含む第２の面Ｓ２とは、交差していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪のキャンバ角を簡単な構造で変更できるようにしたキャンバ角可変機構に関する。

従来、図２０に示すように、アクチュエータで各輪個別にキャンバ及びトウ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５３２を車体に対し１点で支持するボールジョイント５３３と、アクスル５３２におけるボールジョイント５３３による支持点の上側又は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５３４，５３５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ウを変化させ、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を変化させるように、第１及び第２のアクチュエータ５３４，５３５を制御する制御手段と、を備えたものがある（特許文献１）。

特開２００４−１２２９３２号公報

しかしながら、一般にアクチュエータを使用した機構では、複雑で大きなスペースを必要とする上、所定のキャンバ角を維持するためには、常に動力が必要となり、効率が悪く、燃費が悪化する場合があった。また、キャンバを所定位置で位置決めする際、タイヤにかかる負荷によりキャンバを変更する動作スピードが異なり、キャンバ角の位置決めを正確に制御することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するものであって、簡単な構造で、モータへの負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量なキャンバ角可変機構を提供することを目的とする。

そのために本発明のキャンバ角可変機構は、車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、前記車体側に連結されるベース部材と、前記ベース部材に設けられ、回転動力を発生するモータと、前記モータの動力を伝達する動力伝達機構と、前記車輪を回転可能に支持し、前記動力伝達機構に連結され、前記ベース部材に対して回動することで前記車輪のキャンバ角を変更する可動部材と、を備え、前記動力伝達機構は、前記モータの出力軸と平行に配置されるウォームギヤと、前記ウォームギヤと噛み合うウォームホイール歯部を含むウォームホイールと、を有し、前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの回転軸とを含む第１の面と、前記ウォームギヤの回転軸と前記ウォームホイール歯部の幅方向中心とを含む第２の面とは、交差していることを特徴とする。

また、前記ウォームホイールを支持するケースを有し、前記第１の面と前記第２の面が直交する場合に前記ウォームホイールが前記ケースに支持される部分のモータ側端部を含む面をケース支持端面とし、前記第２の面は、第１の面に対して、前記ウォームホイール歯部が前記ケース支持端面より前記モータ側にあるように傾斜することを特徴とする。

また、前記第２の面は、第１の面に対して、前記ウォームホイールが前記モータに近づく方向に傾斜することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、前記車体側に連結されるベース部材と、前記ベース部材に設けられ、回転動力を発生するモータと、前記モータの動力を伝達する動力伝達機構と、前記車輪を回転可能に支持し、前記動力伝達機構に連結され、前記ベース部材に対して回動することで前記車輪のキャンバ角を変更する可動部材と、を備え、前記動力伝達機構は、前記モータの出力軸と平行に配置されるウォームギヤと、前記ウォームギヤと噛み合うウォームホイール歯部を含むウォームホイールと、を有し、前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの回転軸とを含む第１の面と、前記ウォームギヤの回転軸と前記ウォームホイール歯部の幅方向中心とを含む第２の面とは、交差しているので、スペースを有効に利用することができ、設計の自由度が増す。また、簡単な構造で、モータへの負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量なキャンバ角可変機構を提供することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、前記ウォームホイールを支持するケースを有し、前記第１の面と前記第２の面が直交する場合に前記ウォームホイールが前記ケースに支持される部分のモータ側端部を含む面をケース支持端面とし、前記第２の面は、第１の面に対して、前記ウォームホイール歯部が前記ケース支持端面より前記モータ側にあるように傾斜するので、スペースを有効に利用することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、前記第２の面は、第１の面に対して、前記ウォームホイールが前記モータに近づく方向に傾斜するので、車輪周辺の狭いスペースに幅をとらず集中的に配置し、スペースを有効に利用することができる。

第１実施形態のキャンバ角可変機構を後上方からみた斜視図である。第１実施形態のキャンバ角可変機構を後方からみた図である。モータ及び動力伝達機構の斜視図である。モータ及び動力伝達機構の断面図である。モータ及び動力伝達機構の平面図である。キャンバ角を変更した場合の車体後方から見た作動概略図である。キャンバ角を変更しない状態のキャンバ角可変機構の模式図である。キャンバ角を変更しない状態のウォームホイール周辺の拡大図である。キャンバ角を変更途中のキャンバ角可変機構の模式図である。キャンバ角を変更途中のウォームホイール周辺の拡大図である。キャンバ角を変更した状態のキャンバ角可変機構の模式図である。キャンバ角を変更した状態のウォームホイール周辺の拡大図である。クランクシャフトのクランク角と、キャンバ角の関係を示す図である。実施例１のモータ及び動力伝達機構の側面図である。実施例２のモータ及び動力伝達機構の側面図である。実施例３のモータ及び動力伝達機構の側面図である。実施例４のモータ及び動力伝達機構の側面図である。第１の面と第２の面が直交する場合を示す図である。他の実施形態を示す図である。従来の技術を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施形態のキャンバ角可変機構１の後上方から見た斜視図、図２は第１実施形態のキャンバ角可変機構１の後方から見た図を示す。ただし、図では、キャンバ角可変機構１を見やすくするためにケース、ナックル等を省略している部分がある。

なお、前後とは、車両の前後方向に対応しており、図中の矢印Ｆを前方とする。また、車幅方向とは、車両の前後方向に直交する方向とする（以下同じ。）。

図１及び図２において、１はキャンバ角可変機構、２はモータ、３は動力伝達機構、４は動力伝達機構に含まれる伝達部材としてのアーム、５は可動部材としての可動プレート、２０はベース部材としてのナックル、２１はストラット、２２はロアアーム、３０は車輪、４０はドライブシャフトである。

第１実施形態のキャンバ角可変機構１は、図示しない車体と車輪３０とを連結する部分に設けられ、車輪３０のキャンバ角を変更するための装置である。

キャンバ角可変機構１は、車体又はストラット２１やロアアーム２２等の支持部材に連結されるナックル２０と、動力を発生するモータ２と、モータ２の動力を伝達するウォームホイール３及びアーム４と、ウォームホイール３及びアーム４から伝達されたモータ２の動力によりナックル２０に対して可動する可動プレート５とを有する。

ナックル２０は、車体に対して揺動するストラット２１に固定されると共に、ロアアーム２２により回動可能に支持される。また、ナックル２０は、モータ２及び動力伝達機構３を支持する支持部を有し、可動プレート５とは、ゴムブッシュ等を介して連結されている。

モータ２は、ＤＣモータからなり、リレー等により正逆回転するものである。モータ本体部２ａは、ベース部材としてのケース５１を介してナックル等の車体側に支持され、出力軸２ｂは、動力伝達機構３を介してアーム４に連結されている。

アーム４は、動力伝達機構３に含まれ、一方で第１連結部３４に連結され、他方で第２連結部４５を介して可動プレート５に連結され、モータ２の動力を可動プレート５に伝達するものである。

可動プレート５は、ハブ３１等を介して車輪３０を回転可能に支持し、モータ２が作動すると、ウォームホイール３及びアーム４により動力が伝達され、ナックル２０に対して回動するものである。

図３はモータ及び動力伝達機構の斜視図、図４はモータ及び動力伝達機構の断面図、図５はモータ及び動力伝達機構の概念図である。

動力伝達機構３は、モータ２の動力をアーム４に伝達するものである。動力伝達機構３は、モータ２の出力軸２ｂと連結され、一体に回転する第１プーリとしての小プーリ３ａと、一方で小プーリ３ａに巻掛けられるベルト３ｂと、ベルト３ｂを他方で巻掛ける第２プーリとしての大プーリ３ｃと、ウォームギヤ歯部３ｄ１を有し、大プーリ３ｃと連結され、一体に回転するウォームギヤ３ｄと、ウォームギヤ歯部３ｄ１と噛み合うウォームホイール歯部３ｅ１を有し、ウォームギヤ３ｄが回転することにより回転するウォームホイール３ｅと、ウォームホイール３ｅと連結され、一体に回転するクランクシャフト３ｆと、を有する。クランクシャフト３ｆは、ウォームホイール３ｅの回転軸３ｅ２と同軸のクランク軸３ｆ１と、クランク軸３ｆ１に対して偏心した位置にありアーム４の一方に連結されている第１連結部３４を有するクランクピン３ｆ２と、を有する。

また、小プーリ３ａは小プーリ歯部３ａ１を有し、ベルト３ｂはベルト歯部３ｂ１を有し、大プーリ３ｃは大プーリ歯部３ｃ１を有する。小プーリ歯部３ａ１と大プーリ歯部３ｃ１は、それぞれベルト歯部３ｂ１と噛み合う。

さらに、ウォームホイール３ｅは、所定の角度の扇形に形成され、その端部におけるウォームホイール歯部３ｅ１の内周側に第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４を有する。第１ウォームホイール当接部３ｅ３又は第２ウォームホイール当接部３ｅ４がストッパ５２に当接することでウォームホイール３ｅの回転が規制される。

ストッパ５２は、ケース５１に支持されるストッパ支持部５２ａと、ウォームホイール３ｅを軸方向に跨ぐように設けられ第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４と当接することでウォームホイール３ｅの回転を規制するストッパ当接部５２ｂと、を有する。

モータ２の動力は、出力軸２ａを介して、第１プーリ３ａに伝達される。第１プーリ３ａに伝達された動力は、ベルト３ｂを介して第２プーリ３ｂに伝達される。第２プーリ３ｂに伝達された動力は、ウォームギヤ３ｃに伝達され、ウォームギヤ３ｃからウォームホイール３ｅに伝達され、ウォームホイール３ｅからクランクシャフト３ｆに伝達される。

なお、モータ２はあらかじめ第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４がストッパ当接部５２ｂに当接する時点と、ほぼ同じ時に回転を止めて逆方向に回転するように設定されている。

図６は、キャンバ角を変更した場合の車体後方から見た作動概略図である。

図６に示すように、モータ２を作動させると、動力伝達機構３が作動し、アーム４の一方が揺動する。すると、アーム４に引かれて、アーム４の他方に連結された可動部材４が、図示しないナックル２０に対して回動し、車輪３０にキャンバ角を付与する。

図７はキャンバ角を変更しない状態のキャンバ角可変機構の模式図、図８はキャンバ角を変更しない状態のウォームホイール周辺の拡大図である。

図７に示すように、キャンバ角を変更しない状態では、車体側から、クランクシャフト３ｆのクランク軸３ｆ１と、クランクシャフト３ｆのクランクピン３ｆ２とアーム４とが連結された第１連結部３４と、可動プレート５とアーム４とが連結された第２連結部４５と、が一直線Ａ上に並ぶ第１の状態となるように構成されている。

この時、図８に示すように、ストッパ５２のストッパ当接部５２ｂがウォームホイール３ｅの第１ウォームホイール当接部３ｅ３に当接するので、モータ２の回転誤差等によるズレも抑制することができる。

図９はキャンバ角を変更途中のキャンバ角可変機構の模式図、図１０はキャンバ角を変更途中のウォームホイール周辺の拡大図である。

図９に示すように、キャンバ角を変更途中の状態では、車体側から、クランクシャフト３ｆのクランク軸３ｆ１と、クランクシャフト３ｆのクランクピン３ｆ２とアーム４とが連結された第１連結部３４と、可動プレート５とアーム４とが連結された第２連結部４５と、が一直線に並ばない途中状態となるように構成されている。

この時、図１０に示すように、ストッパ５２のストッパ当接部５２ｂとウォームホイール３ｅの第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４とは当接していない。

図１１はキャンバ角を変更した状態のキャンバ角可変機構の模式図、図１２はキャンバ角を変更した状態のウォームホイール周辺の拡大図である。

図１１に示すように、キャンバ角を変更した状態では、車体側から、動力伝達機構３のクランクシャフト３ｆのクランクピン３ｆ２とアーム４とが連結された第１連結部３４と、クランクシャフト３ｆのクランク軸３ｆ１と、可動プレート５とアーム４とが連結された第２連結部４５と、が一直線Ｂ上に並ぶ第２の状態となるように構成されている。

この時、図１２に示すように、ストッパ５２のストッパ当接部５２ｂがウォームホイール３ｅの第２ウォームホイール当接部３ｅ４と当接するので、モータ２の回転誤差等によるズレも抑制することができる。

図１３は、クランクシャフト３ｆのクランク角と、キャンバ角の関係を示す図である。
キャンバ角可変機構１が第１の状態と第２の状態にある場合、第１連結部３４の軌跡に対する第１連結部３４における接線が、直線Ａ及び直線Ｂと直角になるので、モータ２の動力がなければ、アーム４を回動させる接線方向の力の成分は発生せず、キャンバ角可変機構１はロックされた状態となる。

次に、モータ及び動力伝達機構の実施例１〜実施例４について説明する。実施例１〜実施例４では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とを含む第１の面Ｓ１と、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とウォームホイール歯部３ｅ１の幅方向中心を通る第２の面Ｓ２とが交差している。ここで、ウォームホイール歯部３ｅ１の幅方向とは、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２方向とし、第２の面Ｓ２はこの回転軸３ｄ２に垂直な面とする。

このような構成とすることにより、車輪周辺の狭いスペースに幅をとらず集中的に配置することができるので、スペースを有効に利用することができ、設計の自由度が増す。

図１４は、実施例１のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例１では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２を含む第１の面Ｓ１と、ウォームホイール３ｅがモータ２に近づく方向に、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とウォームホイール歯部３ｅ１の幅方向中心を通る第２の面Ｓ２とが交差している。このように交差させると、ウォームホイール３ｅの回転軸３ｅ２も第１の面Ｓ１に対して傾斜することとなる。そして、回転軸３ｅ２のモータ側端部３ｅ２ａとモータ２との距離が短くなり、ウォームホイール３ｅとモータ２との間隙が狭くなる。したがって、車輪周辺の狭いスペースに幅をとらず集中的に配置することができるので、モータ２及び動力伝達機構３を小型化することができ、スペースを有効に利用することができる。

図１５は、実施例２のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例２は、実施例１の上下を逆にしたものである。このように、上下を逆にしても実施例１と同様に車輪周辺の狭いスペースに幅をとらず集中的に配置することができるので、モータ２及び動力伝達機構３を小型化することができ、スペースを有効に利用することができる。

図１６は、実施例３のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例３では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２を含む第１の面Ｓ１と、ウォームホイール３ｅがモータ２から離間する方向に、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とウォームホイール歯部３ｅ１の幅方向中心を通る第２の面Ｓ２とが交差している。このように交差させると、ウォームホイール３ｅの回転軸３ｅ２も第１の面Ｓ１に対して傾斜することとなる。そして、回転軸３ｅ２のモータ側端部３ｅ２ａとモータ２との距離が離間し、ウォームホイール３ｅとモータ２との間隙が広くなる。したがって、ウォームホイール３ｅとモータ２との間隙にスペースを空けることができ、スペースを有効に利用することができる。

図１７は、実施例４のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例４は、実施例３の上下を逆にしたものである。このように、上下を逆にしても実施例３と同様にウォームホイール３ｅとモータ２との間隙にスペースを空けることができ、スペースを有効に利用することができる。

なお、実施例３及び実施例４では、ウォームホイール３ｅがモータ２から離間しすぎると、車輪周辺の狭いスペースにおいて、幅が長くなってしまう。そのため、離間しすぎないように所定の位置を決めると好ましい。

図１８は、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２が直交する場合を示す図である。図１８に示すように、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２が直交する場合にウォームホイール３ｅがケース５１に支持される部分をケース支持部３ｅ５、ケース支持部３ｅ５のモータ側端部をケース支持端部３ｅ６、ケース支持端部３ｅ６を含む面をケース支持端面Ｓ０とする。

そして、図１６及び図１７に示すように、ウォームホイール歯部３ｅ１が、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２が直交する場合のケース支持端面Ｓ０よりモータ２側になるように傾斜させると好ましい。

図１９は、キャンバ角可変機構１を後輪に設けた例である。この場合、モータ２及び動力伝達機構３は、トレーリングアーム２５に支持されている。

なお、本実施形態では、第１の状態の場合にキャンバ角を変更しない状態とし、第２の状態の場合にキャンバ角を変更した状態と設定したが、第１の状態の場合にキャンバ角を変更した状態とし、第２の状態の場合にキャンバ角を変更しない状態と設定してもよい。

このように、本実施形態によれば、車体に対する車輪３０のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構１において、車体側に連結されるベース部材２０と、ベース部材２０に設けられ、回転動力を発生するモータ２と、モータ２の動力を伝達する動力伝達機構３と、車輪３０を回転可能に支持し、動力伝達機構３に連結され、ベース部材２０に対して回動することで車輪３０のキャンバ角を変更する可動部材５と、を備え、動力伝達機構３は、モータ２の出力軸２ｂと平行に配置されるウォームギヤ３ｄと、ウォームギヤ３ｄと噛み合うウォームホイール歯部３ｅ１を含むウォームホイール３ｅと、を有し、モータ２の出力軸２ｓとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とを含む第１の面Ｓ１と、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とウォームホイール歯部３ｅ１の幅方向中心とを含む第２の面Ｓ２とは傾斜しているので、スペースを有効に利用することができ、設計の自由度が増す。また、簡単な構造で、モータ２への負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量なキャンバ角可変機構を提供することができる。

１…キャンバ角可変機構、２…モータ、３…動力伝達機構、３ｄ…ウォームギヤ、３ｅ…ウォームホイール、３ｆ…クランクシャフト、３４…第１連結部、４…アーム（伝達部材）、４５…第２連結部、５…可動プレート（可動部材）、２０…ベース部材、２１…ストラット（支持部材）、２２…ロアアーム、３０…車輪、３１…ハブ（車輪支持部材）、５１…ケース（ベース部材）、５２，１５２…ストッパ（規制部材）

Claims

車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、
前記車体側に連結されるベース部材と、
前記ベース部材に設けられ、回転動力を発生するモータと、
前記モータの動力を伝達する動力伝達機構と、
前記車輪を回転可能に支持し、前記動力伝達機構に連結され、前記ベース部材に対して回動することで前記車輪のキャンバ角を変更する可動部材と、
を備え、
前記動力伝達機構は、
前記モータの出力軸と平行に配置されるウォームギヤと、
前記ウォームギヤと噛み合うウォームホイール歯部を含むウォームホイールと、
を有し、
前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの回転軸とを含む第１の面と、前記ウォームギヤの回転軸と前記ウォームホイール歯部の幅方向中心とを含む第２の面とは、交差している
ことを特徴とするキャンバ角可変機構。
前記ウォームホイールを支持するケースを有し、
前記第１の面と前記第２の面が直交する場合に前記ウォームホイールが前記ケースに支持される部分のモータ側端部を含む面をケース支持端面とし、
前記第２の面は、第１の面に対して、前記ウォームホイール歯部が前記ケース支持端面より前記モータ側にあるように傾斜することを特徴とする請求項１に記載のキャンバ角可変機構。
前記第２の面は、第１の面に対して、前記ウォームホイールが前記モータに近づく方向に傾斜することを特徴とする請求項１に記載のキャンバ角可変機構。