JP2021175629A

JP2021175629A - 車高調整装置

Info

Publication number: JP2021175629A
Application number: JP2020081234A
Authority: JP
Inventors: 祐太朗本城; Yutaro Honjo
Original assignee: Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2020-05-01
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2021-11-04
Also published as: DE202021101577U1

Abstract

【課題】簡単な構成でありながら車体への乗降を容易にする車高調整装置を構成する。【解決手段】左右のサスペンション部Ｓによって車体１に対し各別に上下移動自在に支持された左右の車輪２の位置を調整する車高調整装置Ｕであって、アクチュエータの駆動力により、左右の車輪２の少なくとも一方の車体１に対する上下方向での位置を調整する傾斜制御部Ｔを備えた。【選択図】図３

Description

本発明は、車高調整装置に関する。

乗用車において車高を調整するためサスペンションの一部の機能を利用するものが特許文献１と特許文献２に記載されている。

特許文献１では、サスペンションとして車輪を支持するアッパアームとロアアームとを車体の左右に備え、左右のロアアームの夫々にトーションバーの一端を連結し、この左右のトーションバーに取り付けたアンカーアームを同時に同量ずつ調整する捩れ調整手段を備え、この捩れ調整手段による捩れ角の調整で車体の車高調整を可能にする車高調整装置が記載されている。

特許文献２では、特許文献１と同様にサスペンションアームに一端が連結するトーションバーを備えており、左右のトーションバーにアンカーアーム（特許文献２では第１アンカーアーム）を連結し、左右のアンカーアームの角度を同時に変位させることで車高調整を可能にする左右２つのピストンを有する車高調整装置が記載されている。

特開昭６１−７５００６号公報実開平２−６８２０５号公報

路面より高い位置の歩道から車体への乗り込みは比較的容易である、この反面、平坦な駐車場のように路面から車体に乗り込む場合には路面から車体までの距離が大きく、乗り込みが困難になる。このような観点から、路面から人が乗り込む場合や荷物を持ち込む場合には車高を低くすることが望まれている。

しかしながら、車体全体の高さを低くするため、例えば、特許文献１や特許文献２に記載される構成を利用することも考えても、アクチュエータの作動量を大きくすることや、作動部材の作動域の拡大を必要とすることになり改善の余地がある。

このような理由から、簡単な構成でありながら車体への乗降を容易にする車高調整装置が求められる。

本発明に係る車高調整装置の特徴構成は、左右のサスペンション部によって車体に対し各別に上下移動自在に支持された左右の車輪の位置を調整する車高調整装置であって、アクチュエータの駆動力により、左右の前記車輪の少なくとも一方の前記車体に対する上下方向での位置を調整することにより前記車体を左右方向に傾斜させる傾斜制御部を備えている点にある。

この特徴構成によると、アクチュエータの駆動力により左右の車輪の少なくとも一方の車体に対する上下方向に位置を調整することにより左右方向で車体を傾斜させることが可能となる。つまり、アクチュエータの駆動力により、例えば、左車輪を車体に対して上方に持ち上げるように左車輪の上下位置を調整した場合には、左車輪が接地する位置は変わらない状態で、左車輪に対して相対的に車体の左側を下降させることになり、車体を傾斜させることになる。このように車体を傾斜させることにより、例えば、車体を水平姿勢の維持したまま車高を調整する構成と比較して、上下に作動させる構造を複雑化することなく、車体の低い側の対地高さを低くすることが可能となる。
従って、簡単な構成でありながら車体への乗降を容易にする車高調整装置が構成された。

上記構成に加えた構成として、前記傾斜制御部が、左右の前記車輪の上下方向での位置を各別に調整するように左右の前記車輪に対応して２つの前記アクチュエータを備え、２つの前記アクチュエータの駆動力により、左右の前記車輪の前記車体に対する高さを調整しても良い。

これによると、例えば、２つのアクチュエータを同じ方向に異なる量だけ作動させることにより、車体を全体的に下げると同時に左右方向で傾斜させることも可能となる。また、この構成では、２つのアクチュエータの一方だけを作動させることで車体の左右傾斜を任意の角度に設定することも可能となる。

上記構成に加えた構成として、前記傾斜制御部が、左右の前記車輪の上下方向での位置を各別に調整するように左右の前記車輪に対応して２つの前記アクチュエータを備え、２つの前記アクチュエータの駆動力により、前記車体の左右の車高を同時に逆方向に変化させても良い。

これによると、例えば、２つのアクチュエータを逆方向に作動させることにより、単一のアクチュエータを作動させた際の角度を超えて車体を左右方向に傾斜させることが可能となる。また、この構成では２つのアクチュエータの逆方向への作動量を異ならせることによって車体を左右方向に任意の角度で傾斜させることが可能となる。

上記構成に加えた構成として、前記サスペンション部が、左右の前記車輪を各別に上下移動自在に支持する左右のサスペンションアームと、前記車体の前後方向に延びる姿勢で配置され、捩れにより左右の前記サスペンションアームに対して各別に付勢力を作用させる左右のトーションバーとを備えており、前記傾斜制御部が、左右の前記トーションバーのうち、前記車輪と反対側の端部に連結したアンカーアームを備え、左右の前記アンカーアームを揺動させる力を作用させる前記アクチュエータを備えても良い。

これによると、左右のトーションバーに取り付けたアンカーアームを、アクチュエータで捩る方向に操作することにより、左右の車輪のうちの一方にトーションバーから作用する付勢力を低減し、他方から作用する付勢力を増大させることが可能になり、結果として、車体を左右方向に大きく傾斜させることが可能となる。

上記構成に加えた構成として、前記傾斜制御部が、左右の前記アンカーアームの操作端を連結するように前記車体の横方向に延びるロッドと、前記アクチュエータとしての電動モータの駆動力により前記ロッドを横方向に沿って作動させるシフト作動機構とを備えても良い。

これによると、車体に対して横向き姿勢で備えた単一のロッドを、電動モータの駆動力によりシフト作動機構で横方向に作動させることにより、電動モータが単一であっても車体の左右方向での傾斜量を任意に設定できる。

上記構成に加えた構成として、前記シフト作動機構が、前記ロッドの外周に台形ネジとして形成された雄ネジと、これに螺合し前記電動モータの駆動力によって回転するナットとを備えても良い。

これによると、電動モータの駆動力によりナットを回転させ、このナットから雌ネジに作用する力によりロッドを横方向に作動させ、車体を左右方向に傾斜させることが可能となる。この構成では、雌ネジが台形ネジとして形成されているため、雌ネジ部を大径化することなく、雌ネジ部とナット部との強度を高めることが可能となり、大径化を抑制できる。

左右のサスペンション部を示す平面図である。車体を水平姿勢に維持した状態の車高調整装置を示す正面図である。車体を傾斜させた状態の車高調整装置を示す正面図である。傾斜制御部の断面図である。別実施形態（ａ）の傾斜制御部の断面図である。別実施形態（ｂ）の車高調整装置を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１、図２に示すように、車体１に対し、左右のサスペンション部Ｓにより左右の車輪２を各別に支持し、車体１に対する左右の車輪２の高さを調整することで車体１の左右傾斜を可能にする車高調整装置Ｕを備えて車両Ａが構成されている。車高調整装置Ｕは、アクチュエータとしての電動モータＭ（図４を参照）の駆動力により左右の車輪２の車体１に対する上下方向での高さを調整する傾斜制御部Ｔを備えている。

左右のサスペンション部Ｓは、車体１の左右のフレーム３の夫々に対して対し上部支軸４ａにより揺動自在に基端が支持されるアッパアーム４（サスペンションアームの一例）と、左右のフレーム３の夫々に対して下部支軸５ａにより揺動自在に基端が支持されるロアアーム５と、アッパアーム４の外端の上部連結軸４ｂ及びロアアーム５の外端の下部連結軸５ｂを介して支持されるナックル６とを有しており、このナックル６に対して車輪２が回転自在に支承されている。

左右のサスペンション部Ｓは、夫々とも上部支軸４ａ、下部支軸５ａ、上部連結軸４ｂ、下部連結軸５ｂの夫々の姿勢を、車体１の前後方向に沿わせたウィッシュボーン型に構成され、上部支軸４ａに一端（前端）が連結するトーションバー７を備えている。

トーションバー７は、鋼材の棒状材を車体１の前後方向に沿う姿勢で配置したものであり捩り方向に付勢力を作用させることにより、車輪２が上方に持ち上げられた場合に、アッパアーム４の外端側を下方に揺動させる付勢力を作用させ、緩衝機能を現出する。特に、車高調整装置Ｕは、トーションバー７を捩り操作することで車体１の左右傾斜を実現する傾斜制御部Ｔを備えている。

尚、サスペンション部Ｓは、トーションバー７の一端をロアアーム５に連結するように構成しても良い。更に、トーションバー７を、アッパアーム４に連結する構成は、トーションバー７が上部支軸４ａと同軸芯に配置する必要はなく上部支軸４ａの軸芯から外れた位置に連結しても良い。これと同様に、トーションバー７を、ロアアーム５に連結するように構成した場合に、下部支軸５ａに連結する構成であっても下部支軸５ａと同軸芯に配置する必要はなく下部支軸５ａの軸芯から外れた位置に連結しても良い。

〔傾斜制御部〕
図１〜図４に示すように、傾斜制御部Ｔは、左右のトーションバー７のうち、アッパアーム４に連結された端部（前端）の反対側の端部（後端）に連結したアンカーアーム１０と、この左右のアンカーアーム１０の他端（揺動端）に対して枢支軸１１を介して両端が連結する横向き姿勢のロッド１２と、このロッド１２を左右方向にシフトさせるシフト作動機構Ｔａと、シフト作動機構Ｔａにシフト力を伝えるアクチュエータとしての電動モータＭとを備えている。

傾斜制御部Ｔは、ロッド１２が左右方向の何れかの方向にシフトした場合に、左右のトーションバー７が互いに同方向に捩られるように、左右のアンカーアーム１０とロッド１２との関係が決められている。

図４に示すように、シフト作動機構Ｔａは、ロッド１２の外周に台形ネジとして形成された雄ネジ１３と、これに螺合するナット１４と、ナット１４に対して電動モータＭの回転力を減速して伝える遊星ギヤ減速装置１５とを有している。このように台形ネジとして形成される雄ネジ１３とナット１４とを用いることにより、三角ねじに比べて大径化を抑制している。

特に、この傾斜制御部Ｔでは、電動モータＭの出力軸１６が、ロッド１２のロッド軸芯Ｘと同軸芯に配置された筒状であり、この出力軸１６と一体的に回転するロータ１７を出力軸１６の外周に備え、このロータ１７を取り囲む位置にコイル部１８を配置し、この外周にモータハウジング１９を配置したブラシレスＤＣモータとして構成されている。

また、遊星ギヤ減速装置１５は、モータハウジング１９に連結するギヤハウジング２０に収容され、出力軸１６の外周に一体形成したサンギヤ１５ａと、ギヤハウジング２０の内周に形成したリングギヤ１５ｂと、サンギヤ１５ａおよびリングギヤ１５ｂに咬合する複数のプラネタリギヤ１５ｃと、プラネタリギヤ１５ｃを支承するキャリア１５ｄとを有し、キャリア１５ｄと一体回転するナット１４が備えられている。

〔作動形態〕
このように構成されるため、電動モータＭの回転を制御によって左右のトーションバー７の捩り量を等しくすることで図２に示すように車体１を水平姿勢に維持することが可能となる。これに対し電動モータＭを一方に回転駆動することにより、ナット１４の位置を基準に雄ネジ１３と一体的にロッド１２を左右方向の一方にシフトさせることで、図３に示すように車体１を左右方向に傾斜させることが可能となる。

尚、電動モータＭを一方に駆動した場合には、左右のアンカーアーム１０が同方向に揺動し、これに連係して左右のトーションバー７が同方向に捩られるため、左右のトーションバー７から左右のアッパアーム４に作用する付勢力に差が作り出され、付勢力が増大した側の車輪２を下方へ変位させ、付勢力が減少した側の車輪２の上方へ変位させる。その結果、車体１に対して車輪２を下方に変位させた側（車体１の左右方向での一方の端部位置）が上昇し、車体１に対して車輪２を上方に変位させた側（車体１の左右方向での他方の端部位置）が下降することになり、車体１の左右傾斜が実現する。

前述したように車輪２の上下方向への変位は、車体１に対する車輪２の相対的の上下方向への変位であり、車体１が水平姿勢にある場合には、図２に示すように車体１と地面Ｇに対する高さが水平時車高Ｈ１となる。これに対して、車体１が地面Ｇに対して傾斜した場合には、図３に示すように車体１のうち車高が低下した端部の傾斜側車高Ｈ２が水平時車高Ｈ１より低くなり、この傾斜により地面Ｇに対する高さが低減した側から乗員の乗降を容易にする。また、この傾斜角は電動モータＭの駆動量により任意に設定することも可能である。

尚、傾斜制御部Ｔで左右の車輪２を昇降作動させる構成を、車体１の前部と後部との何れに備えても良く、車体１の前部と後部との双方に備える構成も考えられる。

〔実施形態の作用効果〕
傾斜制御部Ｔが、電動モータＭの回転方向の切換により左右のサスペンション部Ｓのトーションバー７を同時に同方向に捩る力を作用させる構成であるため、左右の車輪２を上下方向に作動させる駆動構造を特別に備えることなく、左右のサスペンション部Ｓの一部の構成を利用して車体１の左右傾斜を可能にする。

これにより、例えば、路面と車体１との間での人の乗降を容易にすることが可能となる。また、この構成では、例えば、人が着座する車椅子を車体１に送り込むために板材でスロープを作る場合にもスロープを緩傾斜することも可能となり乗降を容易にする。

また、シフト作動機構Ｔａとして、ロッド１２の外周に台形ネジとして形成された雄ネジ１３と、これに螺合するナット１４とを用いる構成において、台形ネジの逆伝動効率を低く設定することも考えられる。このように逆伝動効率を低く設定することにより、外部からの入力荷重が台形ネジの逆入力荷重となり、ナット１４の回転を抑制することが可能となるため、外部入力に対してナット１４が回転する不都合を抑制するロック機構等を設ける必要がない。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）傾斜制御部Ｔのシフト作動機構Ｔａとして、図５に示すように、ロッド１２にピストン２２を一体形成し、このピストン２２を収容するシリンダ２３を、ロッド軸芯Ｘと同軸芯で配置し、シリンダ２３の両端部に端部壁２３ａを形成することにより、復動型の油圧シリンダＣを構成する。

この油圧シリンダＣは、アクチュエータの一例であり、両端の端部壁２３ａに形成された貫通孔にロッド１２が貫通する構造であるため貫通孔の内周にシールを備えている。また、この構成では、ピストン２２を挟む位置に油室が形成され、この２つの油室に連通する一対の油路２４を介して油室に作動油を給排する油圧ポンプ２５を備えている。更に、一対の油路２４の間での作動油の流れを可能にする電磁弁２６と、一対の油路２４で作動油が流れる際に作動油の流量を制限するオリフィス２７を備えている。

この別実施形態（ａ）では、油圧シリンダＣがアクチュエータとして機能し、油圧シリンダＣと油圧ポンプ２５とで傾斜制御部Ｔが構成されている。この構成からポンプモータ２５Ｍにより油圧ポンプ２５を一方に駆動回転した場合に、油圧ポンプ２５が、例えば、図面に示す油圧シリンダＣの左側の油室の作動油を吸引し、右側の油室に供給することで同図においてロッド１２を左側にシフトさせることが可能となる。尚、油圧ポンプ２５を逆転させた場合にはロッド１２を右側にシフトさせることになる。

更に、電磁弁２６は、例えば、ソレノイドを駆動しない状態で一対の油路２４の間での作動油の流れを阻止するポジションに維持され、作動油のリークに起因する車体１の左右傾斜が防止される。また、電磁弁２６のソレノイドを駆動した場合には、一対の油路２４の間での作動油の流れが許容されるため、例えば、外力を加えることにより車体１の任意に左右傾斜を設定することも可能となる。

（ｂ）実施形態では単一の電動モータＭ（アクチュエータの一例）で左右のトーションバー７を同時に同方向に捩る構成を採用していたが、これに代えて、図６に示すように、左右のトーションバー７を各別に捩り操作するため、左右に傾斜制御部Ｔを備える構成も考えられる。

この別実施形態（ｂ）では、左右の電動モータＭの駆動力によって左右のロッド１２を各別に操作するシフト作動機構Ｔａを左右の傾斜制御部Ｔに備えている。このような構成では、左右の電動モータＭを互いに逆転させることにより上記実施形態と同様に車体１の左右傾斜が可能となる。また、この構成では、例えば、左右の電動モータＭを同じ方向に異なる量だけ駆動することにより、車体１を下降させながら、左右の車輪２の車体１に対する高さを異ならせ、車体１を左右傾斜させることも可能となる。この場合、車体１の高さを、図６に示す水平時車高Ｈ１より低下した位置での車体１の左右傾斜が実現する。

特に、この別実施形態（ｂ）の変形例として、左右のトーションバー７の一方だけ捩り操作するように左右の一方だけに電動モータＭを有する傾斜制御部Ｔを備えることも考えられ、このように構成することにより、左右の一方の車輪２の車体１に対する高さを異ならせることで、車体１を左右傾斜させることも可能となる。

また、この別実施形態（ｂ）の構成、及び、別実施形態（ｂ）の変形例では、サスペンション部Ｓとして、トーションバー７を備えていない構成も対象とするものであり、例えば、左右のコイル型のサスペンションスプリングから左右の車輪２に作用する付勢力をアクチュエータで変更するように傾斜制御部Ｔを構成することも考えられる。更に、アクチュエータとして油圧シリンダ等の流体の圧力によって作動するものも使用できる。

（ｃ）実施形態では、４輪型の車両Ａを対象とするものであったが、例えば、車体１の前部に単一の車輪２を備え、車体１の後部に左右の車輪２を備えた車両Ａに適用することも可能である。このような３輪型の車両Ａでは、車体１の後部に配置された左右の車輪２の車体１に対する高さの調整により車体１の左右傾斜が実現する。

（ｄ）アクチュエータとして、エアーシリンダ用いることも考えられる。このようにエアーシリンダを用いる場合、別実施形態（ａ）で先に記載したように図５と同様の構成のシリンダと、エアーシリンダに供給するエアーを制御するバルブ、エアーポンプ等を備えることにより、車体１の左右傾斜が実現する。

本発明は、車体の左右方向での傾斜を行う車両に利用することができる。

１車体
２車輪
４アッパアーム（サスペンションアーム）
７トーションバー
１０アンカーアーム
１２ロッド
１３雄ネジ
１４ナット
Ｍ電動モータ（アクチュエータ）
Ｓサスペンション部
Ｔ傾斜制御部
Ｔａシフト作動機構
Ｕ車高調整装置

Claims

左右のサスペンション部によって車体に対し各別に上下移動自在に支持された左右の車輪の位置を調整する車高調整装置であって、
アクチュエータの駆動力により、左右の前記車輪の少なくとも一方の前記車体に対する上下方向での位置を調整することにより前記車体を左右方向に傾斜させる傾斜制御部を備えている車高調整装置。
前記傾斜制御部が、左右の前記車輪の上下方向での位置を各別に調整するように左右の前記車輪に対応して２つの前記アクチュエータを備え、
２つの前記アクチュエータの駆動力により、左右の前記車輪の前記車体に対する高さを調整する請求項１に記載の車高調整装置。
前記傾斜制御部が、左右の前記車輪の上下方向での位置を各別に調整するように左右の前記車輪に対応して２つの前記アクチュエータを備え、
２つの前記アクチュエータの駆動力により、前記車体の左右の車高を同時に逆方向に変化させる請求項１に記載の車高調整装置。
前記サスペンション部が、左右の前記車輪を各別に上下移動自在に支持する左右のサスペンションアームと、前記車体の前後方向に延びる姿勢で配置され、捩れにより左右の前記サスペンションアームに対して各別に付勢力を作用させる左右のトーションバーとを備えており、
前記傾斜制御部が、左右の前記トーションバーのうち、前記車輪と反対側の端部に連結したアンカーアームを備え、左右の前記アンカーアームを揺動させる力を作用させる前記アクチュエータを備えている請求項１に記載の車高調整装置。
前記傾斜制御部が、左右の前記アンカーアームの操作端を連結するように前記車体の横方向に延びるロッドと、前記アクチュエータとしての電動モータの駆動力により前記ロッドを横方向に沿って作動させるシフト作動機構とを備えている請求項４に記載の車高調整装置。
前記シフト作動機構が、前記ロッドの外周に台形ネジとして形成された雄ネジと、これに螺合し前記電動モータの駆動力によって回転するナットとを備えている請求項５に記載の車高調整装置。