JP2016078605A - アライメント調整装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[A1.車両10の構成]
(A1−1.車両10の全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置12を搭載した車両10の構成を簡略化又はモデル化して示す一部断面底面図である。図2は、アライメント調整装置12を搭載した車両10の一部を簡略的に示す外観斜視図である。図3及び図4は、アライメント調整装置12の一部を断面で表示した第1・第2部分断面図(背面断面図及び平面断面図)である。図5は、アライメント調整装置12の一部を車両10の内側から外側に向かって見た場合の図である。図6は、アライメント調整装置12の制御系を示す図である。なお、図2〜図4と比較して、図1に示す構成は、理解を容易化するために単純化すると共に、一部の構成(後述する車体側連結部82等)を変形していることに留意されたい。
タイヤ22は、ホイール24の外周に固定され、また、ホイール24は、その内面においてハブ26と接続又は固定される。これにより、タイヤ22、ホイール24及びハブ26は、車軸A1(第1軸)を中心に一緒に回転する。
図1、図3及び図4に示すように、ハブ26は、ホイール24に固定されるホイール固定部60と、回転軸部62と、ユニバーサルジョイント64と、ブレーキディスク66とを有する(図1では、ユニバーサルジョイント64を省略している。)。ユニバーサルジョイント64は、プロペラシャフト70(図3)に連結される。図3等に示すように、ユニバーサルジョイント64の交点P1は、ホイール24内に位置すると共に、ハブキャリア28の内側に配置される。ここにいう交点P1とは、ユニバーサルジョイント64とプロペラシャフト70の交点を意味し、プロペラシャフト70の位置に応じて位置が変化する。なお、プロペラシャフト70は、図1において省略されていると共に、図3及び図4において一部が省略されている。
ハブキャリア28は、車軸A1(第1軸)を中心としてハブ26を回転可能に支持すると共に、車軸A1と交差する第2軸A2を中心として車体側支持部材30に回転可能に支持される。ハブキャリア28は、ハブ連結部80(車輪側連結部)、車体側連結部82及びウォームホイール部84を備える。さらに、本実施形態のハブキャリア28は、ブレーキキャリパ38を支持するためのキャリパ支持部86を備える。ハブ連結部80は、円筒状の部位であり、内部に第1ベアリング90が配置される。これにより、ハブ連結部80は、第1ベアリング90を介して車軸A1を中心にハブ26の回転軸部62を回転可能に支持する。
車体側支持部材30は、車軸A1(第1軸)と交差する第2軸A2を中心としてハブキャリア28を回転可能に支持する部材であり、ハブキャリア連結部100、サスペンション連結部102及びモータ支持部104を有する。
アライメント調整モータ32は、車体側支持部材30のモータ支持部104に固定され、ECU52からの指令に基づいて作動して車輪20のアライメント(トー角θt及びキャンバ角θc)を調整する。図5に示すように、アライメント調整モータ32の出力軸には、ウォーム120(第1ねじ部)が配置されている。ウォーム120は、ハブキャリア28のウォームホイール部84の外周に形成されたねじ部(第2ねじ部94)と係合する。ウォーム120と第2ねじ部94とによりねじ機構122が構成される。
図2等に示すように、サスペンション装置34は、トレーリングアーム110に加え、コイルばね112と、油圧ダンパ114とを備える。なお、サスペンション装置34は、図2等に示す構成以外の構成であってもよい。
図6に示すように、センサ群50には、車速センサ130、ステアリング舵角センサ132(以下「舵角センサ132」ともいう。)、アクセルペダル操作量センサ134(以下「APセンサ134」ともいう。)及びブレーキペダル操作量センサ136(以下「BPセンサ136」ともいう。)が含まれる。
ECU52は、センサ群50からの検出値(車速V等)に基づいてアライメント調整モータ32及びブレーキモータ36を制御する。図6に示すように、ECU52は、入出力部150、演算部152及び記憶部154を有する。
上記のように、図1〜図5に示す車輪20は、駆動輪としての後輪である。図示しない駆動源(エンジン等)から回転トルクが出力されると、図示しないデファレンシャルギア及びプロペラシャフト70を介して回転トルクがハブ26のユニバーサルジョイント64に到達する。当該回転トルクは、さらに、ハブ26の回転軸部62及びホイール固定部60を介して車輪20を一体的に回転させる(図1参照)。なお、車輪20が従動輪である場合、駆動源からの回転トルクは車輪20に伝達されないが、ハブ26の動作については同様である。
車両10がカーブを走行している場合等の走行状況に応じて、ECU52は、車輪20のトー角θtを調整する。具体的には、ECU52は、車速V、ステアリング舵角θst、アクセル操作量θap等の指標に応じてトー角θtの目標値(以下「目標トー角θttar」という。)を算出する。
ブレーキペダル144の操作に基づいて車輪20にブレーキをかける場合、ECU52は、ブレーキモータ36を作動させてブレーキキャリパ38をハブ26のブレーキディスク66に接触させる(図3参照)。これにより、ブレーキキャリパ38とブレーキディスク66の間に発生する摩擦力等により、車輪20にブレーキをかけることができる。
以上のような本実施形態によれば、ハブキャリア28の内周側にユニバーサルジョイント64が配置されるため(図3等)、ハブキャリア28は相対的に大径となる。ブレーキキャリパ38が受けるブレーキトルクTbrは、大径のハブキャリア28の外周と接続されたアライメント調整モータ32(アクチュエータ)に伝達される。このため、アライメント調整モータ32が小さくともブレーキトルクTbrを受け止め易くなる。従って、アライメント調整モータ32の大型化を抑制することで、省スペース化を図ることが可能となる。或いは、アライメント調整モータ32を作動させる際、特許文献1の金属蛇腹74のような部材を変形させる必要がなくなれば、必要となるアライメント調整モータ32の出力が小さくなることで、省エネルギ化を促進することが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記実施形態では、アライメント調整装置12を車両10に適用した例を説明した(図2等)。しかしながら、例えば、アライメント調整装置12の一部としてウォームギア等のねじ機構122を設けることに着目すれば、これに限らない。例えば、その他の装置にアライメント調整装置12を適用することも可能である。
上記実施形態では、ハブキャリア28の内周側にユニバーサルジョイント64を配置した(図3等)。しかしながら、例えば、車体側支持部材30を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、米国特許出願公開第2012/0049469号明細書の図2のように、ユニバーサルジョイント64(ベル型部分)をハブキャリア28と車軸A1の方向に偏位させて配置してもよい。
上記実施形態では、ハブキャリア28は、ブレーキキャリパ38を支持するキャリパ支持部86を有していた(図1等)。しかしながら、例えば、アライメント調整装置12の一部としてウォームギア等のねじ機構122を設けることに着目すれば、これに限らず、ハブキャリア28は、ブレーキキャリパ38を支持しなくてもよい。その場合、ブレーキキャリパ38は、ハブキャリア28以外の部材(例えば、車体側支持部材30又はサスペンション装置34)に支持されることとなる。
上記実施形態では、アライメント調整モータ32として電動モータを用いた。しかしながら、例えば、ねじ機構122を介してハブキャリア28(車輪側支持部材)を回転させるアクチュエータとしての観点からすれば、これに限らない。例えば、アライメント調整モータ32は、油圧、空気圧等を用いる流体圧モータであってもよい。或いは、アライメント調整モータ32又は流体圧モータの代わりに、直動的なアクチュエータ(直動アクチュエータ)を用いることも可能である。この場合、直動アクチュエータの直線運動をハブキャリア28の回転運動に変換すればよい。そのような変換に際しては、例えば、直動アクチュエータの直線運動を送りねじ機構のナットに伝達し、当該ナットの変位を台形ねじの回転に変換し、さらに台形ねじの回転をハブキャリア28に伝達することができる。
上記実施形態では、ハブ26を回転可能に支持する第1ベアリング90を車軸A1に沿って複数設けた(図1、図3及び図4)。しかしながら、例えば、ハブキャリア28がハブ26を回転可能に支持する観点からすれば、これに限らず、第1ベアリング90は、車軸A1の方向において1つのみ又は3つ以上設けてもよい。
上記実施形態のねじ機構122は、ウォーム120(第1ねじ部)とハブキャリア28(車輪側支持部材)側の第2ねじ部94とからなるウォームギアであった(図5)。しかしながら、例えば、アライメント調整モータ32側の第1ねじ部とハブキャリア28(車輪側支持部材)側の第2ねじ部との組合せによりセルフロック効果を作用させる観点からすれば、これに限らない。例えば、ねじ機構122は、台形ねじと、台形ねじの回転運動を直線運動に変換するナットとを有する送りねじ機構であってもよい。
上記実施形態では、特許文献1の金属蛇腹57のような部材を設けなかった(図1、図3及び図4参照)。しかしながら、例えば、ねじ機構122のセルフロック効果を補う観点(ウォーム120(第1ねじ部)と第2ねじ部94の間の相対移動をさらに起こり難くする観点)からすれば、ねじ機構122に加え、金属蛇腹57のような部材を設けることも可能である。
24…ホイール 26…ハブ
28…ハブキャリア 30…車体側支持部材
32…アライメント調整モータ(アクチュエータ)
34…サスペンション装置 38…ブレーキキャリパ
64…ユニバーサルジョイント 66…ブレーキディスク
70…プロペラシャフト(駆動軸) 94…第2ねじ部
120…ウォーム(第1ねじ部) 122…ねじ機構
A1…車軸(第1軸) A2…第2軸
P1…ユニバーサルジョイントの交点 P2…第1軸と第2軸の交点
Tbr…ブレーキトルク
Claims (3)
- ホイールに接続されたハブと、
第1軸の回りに前記ハブを相対回転可能に支持したハブキャリアと、
車両のサスペンション装置に設けられると共に、前記第1軸と交差する第2軸の回りに前記ハブキャリアを相対回転可能に支持した車体側支持部材と、
前記ハブに設けられたブレーキディスクと、
前記ハブキャリアに設けられたブレーキキャリパと、
ユニバーサルジョイントを介して駆動源からのトルクを前記ハブに伝達する駆動軸と
を備えるアライメント調整装置であって、
前記アライメント調整装置は、前記車体側支持部材に固定されると共に、前記ハブキャリアの外周面に接続されて前記ハブキャリアを回転させるアクチュエータをさらに備え、
前記第1軸と前記第2軸との交点と前記ユニバーサルジョイントの交点の両方が前記ホイール内に位置すると共に、前記ユニバーサルジョイントの交点が前記ハブキャリアの内側に配置される
ことを特徴とするアライメント調整装置。 - 請求項1記載のアライメント調整装置において、
前記アライメント調整装置は、前記アクチュエータ側の第1ねじ部と前記ハブキャリア側の第2ねじ部とからなるねじ機構をさらに有する
ことを特徴とするアライメント調整装置。 - 請求項2記載のアライメント調整装置において、
前記アクチュエータは、モータであり、
前記第1ねじ部は、前記モータの出力軸上に形成されたウォームであり、
前記第2ねじ部は、ウォームホイールとして機能する前記ハブキャリアの外周に形成されたねじ部である
ことを特徴とするアライメント調整装置。
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