JP2012081820A

JP2012081820A - 車両のアライメント調整装置

Info

Publication number: JP2012081820A
Application number: JP2010228208A
Authority: JP
Inventors: Morihito Oshita; 守人大下; Fumio Kojima; 史雄児島; Katsuhiko Takasu; 勝彦高須
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】サスペンションアームを直接軸方向に変位させて所望の減速比を確保し適切にアライメント調整を行い得るアライメント調整装置を提供する。
【解決手段】サスペンションアームが、ロッド１とこれを軸方向移動可能に支持するハウジング２を具備し、ウォームホイールの回転駆動に応じてハウジングに対しロッドが軸方向に移動する送り螺子機構３と、ウォームホイールに噛合し中心軸がロッドの中心軸に対し直交するウォームギヤ１２を有する第１の減速機構１０と、ウォームギヤと同軸に接合する平歯車２１を有する第２の減速機構２０を備え、ウォームギヤの中心軸に対しオフセットした出力軸３１を有する電気モータ３０を連結する。第１の減速機構１０と第２の減速機構１０とを、ウォームギヤと平歯車との間で着脱自在に構成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のアライメント調整装置に関し、特に、車両の懸架装置におけるサスペンションアームを伸縮させるアライメント調整装置に係る。

例えば、下記の特許文献１には、「車両のアライメントを制御するアクチュエータを備えるアライメント制御装置に関して、車輪に加わる外力によるアクチュエータへの影響を抑えること」を課題とし（特許文献１の段落〔０００５〕に記載）、「アクチュエータと、互いに偏心した第１軸および第２軸を備え、前記第１軸が、車輪を回転自在に支持する車輪側部材もしくは車体を支持する車体側部材の何れかに対して連結すると共に、前記第２軸が、前記車輪側部材と前記車体側部材とを連結する中間部材に対して連結する偏心カムシャフト部材と、前記アクチュエータにより作動し、前記第１軸若しくは前記第２軸の何れか一方を回転させる作動機構とを備える」装置が提案されている（同段落〔０００６〕に記載）。

また、下記の特許文献２には、「車体と車輪との間に介装するサスペンションアームの一端を、前記車体に対して変位させてホイールアライメントを調整する車両のアライメント調整装置において、前記車体に固定するブラケットと、該ブラケットに対し回動可能に支持し前記サスペンションアームの一端を回動可能に支持する取付軸と、該取付軸に対し直交する方向に当該取付軸を駆動する駆動軸を有し、該駆動軸を運転者のスイッチ操作に応じて駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段により前記取付軸を駆動して前記サスペンションアームの一端を軸方向に変位させる」装置が提案されている（特許文献２の段落〔００１１〕に記載）。更に、下記の特許文献３に、「アクチュエータのハウジング内に備えたモータを回転させ、前記モータの回転を送りねじ機構に伝え、前記送りねじ機構の雄ねじ部材の回転で雌ねじ部材を軸方向に送り出してアクチュエータを伸縮させることで、車輪の舵角を制御する独立操舵装置」が開示されている（特許文献３の段落〔０００８〕に記載）。

特開２００５−１０４２２５号公報特開２００９−１１３７９６号公報特開２００９−２４１７４０号公報

上記特許文献１に記載のアライメント制御装置によれば、「アクチュエータが駆動して作動機構が作動すると、例えば、第１軸が軸周方向に回転し、偏心カムシャフト部材が作動して、車輪側部材と中間部材との間の距離が変化する。その結果、車輪のトー角やキャンバ角、キャスタ角を変化させて、アライメントを制御することができる。」と記載されているように（特許文献１の段落〔００１１〕）、偏心カムシャフト部材を駆動してアライメントを制御することとしている。また、特許文献２に記載のアライメント調整装置によれば、「運転者のスイッチ操作に応じて、確実且つ円滑にサスペンションアームの一端を軸方向に変位させ、予め設定したモードに応じたサスペンション特性を容易且つ確実に設定することができる。」と記載されおり（特許文献２の段落〔００１６〕）、サスペンションアームを揺動させることによってアライメントを調整することとしている。

一方、特許文献３に記載の装置は、送りねじ機構の雄ねじ部材の回転で雌ねじ部材を軸方向に送り出してアクチュエータを伸縮させる技術が開示されているが、大型となることは必至であり、また、アライメント調整装置に適用し得る減速比を得ることはできず、車輪側からの逆入力によって適切な調整を行うことが困難である。また、特許文献１乃至３に記載の装置は何れも、サスペンションアームと一体的に構成されており、例えば電気モータ及び減速機構の一部を含む部分を着脱可能にすることは容易ではない。

そこで、本発明は、車両のアライメント調整装置において、サスペンションアームを直接軸方向に変位させて所望の減速比を確保し適切にアライメント調整を行い得るアライメント調整装置を提供することを課題とする。

また、本発明は、簡単且つ安価な構成で、電気モータ及び減速機構の一部を容易に着脱し得るアライメント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、車体と車輪との間に介装するサスペンションアームを伸縮させてホイールアライメントを調整する車両のアライメント調整装置において、前記サスペンションアームが、ロッドと該ロッドを軸方向移動可能に支持するハウジングを具備して成り、該ハウジングに回転可能に支持すると共に前記ロッドに噛合する内歯を有するウォームホイールと、該ウォームホイールの回転駆動に応じて前記ハウジングに対し前記ロッドが軸方向に移動する送り螺子機構と、前記ウォームホイールの外歯に噛合し中心軸が前記ロッドの中心軸に対し直交するウォームギヤを有する第１の減速機構と、該第１の減速機構に連結する第２の減速機構であって、前記ウォームギヤと同軸に接合する少なくとも一つの平歯車を有する第２の減速機構と、該第２の減速機構に連結する電気モータであって、前記ウォームギヤの中心軸に対しオフセットした出力軸を有する電気モータとを備えることとしたものである。

特に、上記のアライメント調整装置において、前記第１の減速機構と前記第２の減速機構とを、前記ウォームギヤと前記平歯車との間で着脱自在に構成するとよい。

上記のアライメント調整装置において、前記第１の減速機構を前記ハウジング内に収容すると共に、前記第２の減速機構と前記電気モータを同一のケース内に収容し、前記ウォームギヤと前記平歯車とをスプライン結合した状態で前記ケースを前記ハウジングに接合するように構成するとよい。

そして、上記のアライメント調整装置において、前記電気モータは、前記ケース内に配置し、前記ロッドに近接する位置で前記ケースに支持するように構成するとよい。

尚、前記第２の減速機構は、前記平歯車と噛合し前記ウォームギヤの中心軸に平行な中心軸を有する歯車列を備えたものとしてもよい。

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、本発明のアライメント調整装置においては、サスペンションアームが、ロッドとこれに軸方向移動可能に支持するハウジングを具備して成り、ハウジングに回転可能に支持すると共にロッドに噛合する内歯を有するウォームホイールと、該ウォームホイールの回転駆動に応じてハウジングに対しロッドが軸方向に移動する送り螺子機構と、ウォームホイールの外歯に噛合し中心軸がロッドの中心軸に対し直交するウォームギヤを有する第１の減速機構と、これに連結する第２の減速機構であって、ウォームギヤと同軸に接合する平歯車を有する第２の減速機構と、これに連結する電気モータであって、ウォームギヤの中心軸に対しオフセットした出力軸を有する電気モータとを備えたものであるので、円滑且つ確実にサスペンションアームを直接軸方向に変位させて伸縮させ、所望の減速比を確保することができる。また、電気モータの出力軸が減速機構の軸に対してオフセットしており、この軸を中心に電気モータ部分を回転させた任意の位置に配置し得るように構成することができるので、車両への搭載が容易であり、車種に応じた装置を容易に提供することができる。

更に、第１の減速機構と第２の減速機構とを、ウォームギヤと平歯車との間で着脱自在に構成したアライメント調整装置によれば、態様が異なる種々の第２の減速機構を用意しておくことにより、例えば車種毎に設定した第１の減速機構と第２の減速機構との適切な組合せを容易に選択して組み付けることができる。

特に、第１の減速機構をハウジング内に収容すると共に、第２の減速機構と電気モータを同一のケース内に収容し、ウォームギヤと平歯車とをスプライン結合した状態でケースをハウジングに接合するように構成すれば、容易に着脱可能な装置とすることができる。特に、第２の減速機構には一般的な平歯車を用いているので、簡単な構造で安価な交換ユニットを構成することができ、車種に応じて適切な交換ユニットを容易に提供することができる。

上記のアライメント調整装置において、電気モータは、ケース内に配置し、ロッドに近接する位置でケースに支持するように構成すれば、ロッドの外方への突出部分が最小でコンパクトな装置とすることができる。尚、第２の減速機構は、平歯車と噛合しウォームギヤの中心軸に平行な中心軸を有する歯車列を備えたものとすれば、多段歯車減速機構を構成し、小型で大きな減速比を確保することができる

本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置の構成部品の関係を示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置の横断面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置を含むマルチリンク式サスペンションを示す平面図である。本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置の正面図である。本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置の左側面図である。本発明の一実施形態における組み付け状態を示す右側面図である。本発明の一実施形態における組み付け状態を示す斜視図である。

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４に示すように、本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置を含むマルチリンク式サスペンションは、車体（図示せず）と車輪ＷＬとの間に介装され、複数のサスペンションアームによって構成されている。この態様においては、車両後方の車輪ＷＬに関し、ロアアームＬＡ１及びＬＡ２、アッパアームＵＡ、並びにトーコントロールアームＴＡのサスペンションアームによって構成されている。

本実施形態のアライメント調整装置を構成するアクチュエータＡＣＴは、図２、図５及び図６に示すように、トーコントロールアームＴＡに一体構成され、このアクチュエータＡＣＴによってトーコントロールアームＴＡを軸方向に変位（伸縮）させてホイールアライメントを調整し得るように構成されている。而して、例えば高速走行時の安定性向上モードでは後輪側は「トーイン」に設定され、ワインディング走行時の回頭性向上モードでは後輪側は「トーアウト」に設定されるというように、予め設定された各走行モードに対応するホイールアライメントに切り換えることができる。

上記のアクチュエータＡＣＴは、図１乃至図３に示すように構成されており、サスペンションアーム（トーコントロールアームＴＡ）は、ロッド１とハウジング２から成り、ロッド１はハウジング２に軸方向移動可能に支持されている。図２に示すように、ロッド１は、軸部１ａ、雄螺子部１ｂ及び雄スプライン部１ｃを有し、軸部１ａがハウジング２の軸方向支持凹部２ａ内に摺動自在に支持されている。尚、図１はアクチュエータＡＣＴの構成部品相互の関係について理解を容易にするための断面図であり、図１の左側が図５のＢ視の断面を示し、図１の右側が図５のＢ’視の断面を示している。

ハウジング２は、軸方向支持凹部２ａに連続する容器状の支持部２ｂ及び接合凹部２ｃを有し、接合凹部２ｃは支持部２ｂとは別部材で形成され、支持部２ｂに接合されて一体となっている。尚、接合凹部２ｃの内面には雌スプラインが形成されている。支持部２ｂ内には、軸受Ｂ７及びＢ８を介してウォームホイール１１が回転可能に支持されており、ウォームホイール１１には雌螺子の内歯が形成されている。このウォームホイール１１の内歯にロッド１の雄螺子部１ｂが噛合すると共に、ハウジング２の接合凹部２ｃの雌スプラインにロッド１の雄スプライン部１ｃが嵌合してスプライン結合するように配置され、ウォームホイール１１の回転駆動に応じてハウジング２に対しロッド１が軸方向に移動する送り螺子機構３が構成されている。而して、ロッド１及びハウジング２は送り螺子機構３を介して連結された形態となり、ウォームホイール１１の回転駆動に応じてハウジング２に対しロッド１が相対的に軸方向移動し、トーコントロールアームＴＡが伸縮することとなる。

上記の送り螺子機構３は、更に、図１に示す第１の減速機構１０と第２の減速機構２０を介して電気モータ３０に連結されており、電気モータ３０の回転駆動に応じて、ロッド１がハウジング２に対して相対的に軸方向移動するように構成されている。第１の減速機構１０は、図１及び図３に示すように、ハウジング２に回転可能に支持されたウォームホイール１１と、これに噛合しロッド１の中心軸に対し直交する中心軸を有するウォームギヤ１２によって構成されている。この第１の減速機構１０に連結される第２の減速機構２０は、図１に示すように、ウォームギヤ１２と同軸に接合する平歯車２１を有し、これと噛合しウォームギヤ１２の中心軸に平行な中心軸を有する平歯車２２及び２３によって歯車列が構成され、多段歯車減速機構となっている。そして、電気モータ３０は、平歯車２１の軸に対しオフセットした出力軸３１を有し、その先端部には平歯車２３と噛合する平歯車２４が固着されている。而して、第１の減速機構１０及び第２の減速機構２０によって、電気モータ３０に対し逆効率が略零の減速機が構成されている。

本実施形態では、図１に示すように、第１の減速機構１０はハウジング２内に収容され、サスペンションアーム（トーコントロールアームＴＡ）と一体的に構成されており、第２の減速機構２０と電気モータ３０は同一のケース４内に収容されている。第１の減速機構１０を構成するウォームギヤ１２は、その軸部１２ｓが軸受Ｂ１及びＢ２を介してハウジング２に回動自在に支持され、ハウジング２から突出する軸部１２ｓの一端部には接合凹部１２ｒが形成されており、その内面には雌スプラインが形成されている。一方、第２の減速機構２０を構成する平歯車２１は、その軸部２１ｓが軸受Ｂ３及びＢ４を介してケース４に回動自在に支持され、ケース４から突出する軸部２１ｓの一端部には雄スプライン２１ｐが形成されている。この雄スプライン２１ｐは接合凹部１２ｒの雌スプラインとスプライン結合し、平歯車２１とウォームギヤ１２は一体的に接合される。このように、第１の減速機構１０と第２の減速機構２０は着脱自在に構成されており、図７及び図８に白抜矢印で示すように、ケース４がハウジング２に接合され、ボルトＢＬによって固定されると、平歯車２１とウォームギヤ１２のスプライン結合により第１の減速機構１０と第２の減速機構２０が連結される。

上記のように、本実施形態では、平歯車２１とウォームギヤ１２との接合にスプライン結合を用いたが、これに限るものではなく、種々の係脱手段を用いることができる。例えば、図示は省略するが、雄スプライン２１ｐの軸部２１ｓに代えて、正方形等の角断面の軸部を用い、接合凹部１２ｒの内面を雌スプラインに代えて、同形状の断面の凹部に形成することとしてもよい。あるいは、キーとキー溝の接合構造を用いることとしてもよい。

平歯車２２及び２３は、図１に示すように、その軸部２２ｓが軸受Ｂ５及びＢ６を介してケース４に回動自在に支持されており、電気モータ３０はケース４内に収容され、出力軸３１に固着された平歯車２４が平歯車２３と噛合するように配置され、ロッド１に近接する位置（図１において平歯車２３に対し下方側）でケース４に支持されている。即ち、電気モータ３０はロッド１（及びハウジング２）の外方への突出部分が最小となるように配置されている。また、電気モータ３０の出力軸３１が平歯車２１及びウォームギヤ１２の軸に対してオフセットしており、その軸を中心に電気モータ３０を回転させて任意の位置に配置し得るように構成することができるので、車両への搭載が容易となる。特に、第２の減速機構２０には一般的な平歯車２１乃至２４を用いているので、電気モータ３０及び第２の減速機構２０を車種に応じた態様の交換ユニットとして構成し、安価に提供することができる。尚、平歯車２１乃至２４の歯形は平歯及びはす歯の何れでもよい。

而して、上記の構成になるアライメント調整装置においては、運転者によって所望の走行モードが選択され、例えば安定性向上モードが選択されると、電気モータ３０によってウォームホイール１１が回転駆動されて、ロッド１がハウジング２に対し軸方向移動し（アーム伸長）、図４のマルチリンク式サスペンションは所定量のトーインに設定される。これに対し、回頭性向上モードが選択されると、ウォームホイール１１が逆方向に回転駆動されてロッド１が上記と逆の方向に軸方向移動し（アーム短縮）、図４のマルチリンク式サスペンションは所定量のトーアウトに設定される。このように、本実施形態はトー調整を行う態様であるが、キャンバ調整を行うことによってホイールアライメントを調整することとしてもよく、その場合には、上記と同様の構成のアクチュエータをアッパアームに装着することとすればよい。

ＴＡトーコントロールアーム（サスペンションアーム）
１ロッド
２ハウジング
３送り螺子機構
４ケース
１０第１の減速機構
１１ウォームホイール
１２ウォームギヤ
２０第２の減速機構
２１〜２４平歯車
３０電気モータ

Claims

車体と車輪との間に介装するサスペンションアームを伸縮させてホイールアライメントを調整する車両のアライメント調整装置において、前記サスペンションアームが、ロッドと該ロッドを軸方向移動可能に支持するハウジングを具備して成り、該ハウジングに回転可能に支持すると共に前記ロッドに噛合する内歯を有するウォームホイールと、該ウォームホイールの回転駆動に応じて前記ハウジングに対し前記ロッドが軸方向に移動する送り螺子機構と、前記ウォームホイールの外歯に噛合し中心軸が前記ロッドの中心軸に対し直交するウォームギヤを有する第１の減速機構と、該第１の減速機構に連結する第２の減速機構であって、前記ウォームギヤと同軸に接合する少なくとも一つの平歯車を有する第２の減速機構と、該第２の減速機構に連結する電気モータであって、前記ウォームギヤの中心軸に対しオフセットした出力軸を有する電気モータとを備えたことを特徴とする車両のアライメント調整装置。
前記第１の減速機構と前記第２の減速機構とを、前記ウォームギヤと前記平歯車との間で着脱自在に構成することを特徴とする請求項１記載の車両のアライメント調整装置。
前記第１の減速機構を前記ハウジング内に収容すると共に、前記第２の減速機構と前記電気モータを同一のケース内に収容し、前記ウォームギヤと前記平歯車とをスプライン結合した状態で前記ケースを前記ハウジングに接合することを特徴とする請求項２記載の車両のアライメント調整装置。
前記電気モータは、前記ケース内に配置し、前記ロッドに近接する位置で前記ケースに支持することを特徴とする請求項３記載の車両のアライメント調整装置。
前記第２の減速機構が、前記平歯車と噛合し前記ウォームギヤの中心軸に平行な中心軸を有する歯車列を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両のアライメント調整装置。