JP3346243B2 - 車両の車高調整装置 - Google Patents

車両の車高調整装置

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JP3346243B2 JP27425297A JP27425297A JP3346243B2 JP 3346243 B2 JP3346243 B2 JP 3346243B2 JP 27425297 A JP27425297 A JP 27425297A JP 27425297 A JP27425297 A JP 27425297A JP 3346243 B2 JP3346243 B2 JP 3346243B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の懸架装置
に付設され車高の上げ下げを調整可能とする車高調整装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の懸架装置は車輪からの路面反力を
コイルスプリングやダンパを介して車体基枠で受けると
共に路面反力の中の大きな衝撃成分をコイルスプリング
で吸収し、繰返し振動などの小さな衝撃をダンパで減衰
させ、乗員の乗り心地を確保しており、更に、懸架装置
と車体との間に車高調整装置を取付け、これにより、車
体を目標車高に調整できるようにしたものが知られてい
る。この車高調整装置は車体のばね部材の変位を調整す
るアクチュエータの種類より、空気ばね式、油空圧ばね
式（ハイドロニューマチック式）、油圧パワーシリンダ
式及び螺子式に概略区分される。
【０００３】ここで、空気ばね式はばね部材間に可変空
気室を配し、この可変空気室の空気を吸排して車高調整
するが、この場合、可変空気室を形成する弾性部材が
泥、石等の付着や発熱により耐久性が低く、しかも可変
空気室への吸排装置が高コストとなる。ハイドロニュー
マチック式はばね部材間に油圧シリンダを配し、同シリ
ンダにアキュムレータを接続し低ばね定数を確保してい
るが、この場合、アキュムレータのスペース確保に問題
が生じ易く、油漏れ防止用のシール部のフリクション大
により、乗り心地が悪化し易い。油圧パワーシリンダ式
はばね部材間にコイルばねを配し、ばね上部材と車体基
枠間に油圧シリンダを配して車高を定常状態より上げる
ことのみが可能であるが、この対策として車高を上げ下
げ可能とするには複動式のパワーシリンダを必要とし、
この場合シリンダ及び配管が複雑化し、コスト増を招き
易い。
【０００４】螺子式の車高調整装置Ａは図４に示したよ
うに、ばね受け部材１０２と下ばね受け部材１００間に
コイルばね１０１を配し、ばね受け部材１０２側のナッ
ト部材１０７に車体基枠１０３側の雄ねじ１０８を螺合
させる。この雄ねじ１０８の上端のウォームギア部１０
９には図示しないモータにより駆動されるウォーム１１
２が螺合する。この装置ではモータの駆動時にダンパ１
１０のロッド１１１に外嵌される雄ねじ１０８が回転
し、回転規制されているナット状部材１０７及びばね受
け部材１０２の上方突部１０６が上下動し、車高調整が
なされる。ここでは、トップマウント１０４の内筒１０
５内に螺子式の車高調整手段が収容され、装置のコンパ
クト化を図れる。なお、図４の螺子式の車高調整装置が
実公平３−４８４１号公報に開示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図４の車高
調整装置Ａは、トップマウント１０４の内筒１０５内に
雄ねじ１０８とナット状部材１０７を螺合状態で収容
し、雄ねじ１０８（車体基枠側）に対してのナット状部
材（ばね上部材側）１０７の螺合位置を上下変位させて
車高調整するが、この雄ねじ１０８と一体のホイールギ
ア部１０９は内筒１０５に収容され、比較的小さな外径
に規制される。このため、ウォーム１１２との間での減
速比を十分大きく採れず、ウォーム１１２を駆動するモ
ータの駆動トルクを大きくする必要が生じ、コスト高を
招き易く、かつ、モータ外形が大きくなるので、車載上
の問題発生や、モータ作動音対策が大がかりになる。
【０００６】さらに、図４の車高調整装置Ａでは、内筒
１０５内にナット状部材１０７及び上方突部１０６を上
下動可能に収容しているので、これら両部材のアッパス
プリングシート１０２からの上方への突出し量ｈだけば
ね受け部材１０２がウォームギア１０９より下方に配置
されることとなる。このため、車体の外壁上面の高さが
比較的高くなり、車体レイアウトの設計上の自由度が比
較的小さくなり、また、車高調整量を十分とりがたいと
いう問題がある。この発明の目的は、車高調整装置の耐
久信頼性を向上させると共にモータの駆動トルクを比較
的小さくでき、しかも車体レイアウトの設計上の自由度
を大きくできる車両の車高調整装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載されてい
る発明では、コイルスプリングとダンパからなる懸架装
置に付設される車両の車高調整装置において、上記コイ
ルスプリングの上端を受ける皿部、同皿部より下方に延
出し内周に螺子部が形成された筒状部を有するばね受け
部材と、一端が車体基枠側に枢着される枢着部、同枢着
部から他端部に延び上記螺子部と螺合する被螺子部が外
周に形成された、上記筒状部より小径の小径筒状部を有
する回転部材と、上記回転部材に設けられ一体的且つ同
軸的に駆動される駆動ギアと、を具備するとともに、上
記コイルスプリング、筒状部、小径筒状部が夫々軸方向
で重複するよう、コイルスプリングの内周側に上記筒状
部が、上記筒状部の内周側に上記小径筒状部が夫々挿入
され、上記駆動ギアを駆動することにより上記回転部材
を回転させ車高調整する。
【０００８】このように回転部材の駆動ギアが車体基枠
の下方に直接位置することとなるのでその外径寸法規制
を受けることがなく、このため駆動ギアの外径寸法を十
分に大きく採れ、駆動ギア側の減速比を十分大きく採
れ、逆転防止を図りやすく、特別の回り止めを必要とせ
ず、しかもモータの駆動トルクを比較的小さくでき、そ
の小型化を図れ、コスト減を図れる。更に、ばね受け部
材が筒状でその雌螺子と回転部材の雄螺子との噛み合い
部分の結合剛性を確保し易く、装置の耐久性を向上でき
る。しかも、筒状のばね受け部材の雌螺子と回転部材の
雄螺子との噛み合い部分の外側にコイルスプリングを配
設するので、このコイルスプリングの上端部を回転部材
の駆動ギア側に十分に接近させることができ、このた
め、装置全体での縦方向の長さを短くでき、車体の外壁
上面の高さを比較的低くでき、車体レイアウトの設計上
の自由度を確保できる。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の車両の
車高調整装置において、特に、上記ばね受け部材側の螺
子部と上記回転部材側の被螺子部とはボール螺子を介し
て螺合する。従って、ボール螺子が回転部材とばね受け
部材との相対回転抵抗を低減でき、この点で駆動源の駆
動トルクを小さくでき、コスト減を図れる。しかも、ボ
ール螺子の螺合部径を回転抵抗を増加させること無く比
較的大きくでき、この点でばね受け部材の回転部材に対
する結合剛性を比較的大きくでき、装置の耐久性をより
向上でき、しかもばね受け部材の傾きや芯ずれを規制す
るための剛性補強用の部材を別途必要としない。請求項
３の発明は、請求項１又は請求項２記載の車両の車高調
整装置において、上記駆動ギアは前記回転部材の上端部
に設けられることを特徴とする。この場合、特に、駆動
ギアを車体基枠側に接近配備出来、この駆動ギア側にコ
イルスプリングの上端部を接近させるので、この点で、
装置全体の縦方向の長さを短くでき、車体外形の設計上
の自由度を確保できる。請求項４の発明は、請求項１か
ら請求項３の何れかに記載の車両の車高調整装置におい
て、上記回転部材は上記車体基枠に一体結合される主基
枠に枢着されることを特徴とする。請求項５の発明は、
請求項４記載の車両の車高調整装置において、上記主基
枠には、上記駆動ギア及び上記回転部材を外部より覆う
短筒状のダストシールドが取り付けられることを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１には図示しない車両の懸架装
置に組み込まれた本発明の適用された車両の車高調整装
置を示した。この懸架装置は図示しない車輪の枢支部材
に結合される筒状部材１と、筒状部材１に固定された下
ばね受け部材２からの路面反力をコイルスプリング３を
介して受ける上ばね受け部材４と、上ばね受け部材４を
車体基枠を成すフェンダ部材５の上壁５０１に連結する
車高調整装置Ｒと、図示しない車輪のアライメントを規
制するリンク系（図示せず）とで構成される。さらに、
この懸架装置にはコイルスプリング３と同心的に筒状部
材１からなるダンパ６が装着される。ここでは路面反力
の中の大きい衝撃をコイルスプリング３で吸収し、車輪
（図示せず）や下ばね受け部材２等のばね下部材と上壁
５０１や上ばね受け部材４等のばね上部材との相対変位
である繰返し振動をダンパ６が減衰させ、乗員の乗り心
地を確保している。
【００１１】ダンパ６はその筒状部材１内に往復動する
ロッド７を配備し、このロッド７の上端は上壁５０１に
一体結合された主基枠８に連結される。ここで主基枠８
は皿状を成し、その主部８０１を上壁５０１の下壁面に
重ね合わされ、互いにボルト止めされる。主部８０１の
中央には下向きに中央筒部８０２が形成され、中央筒部
８０２内にはロッド受け８０３が形成され、外周縁には
下向きフランジ８０４が形成される。ロッド受け８０３
の上端にはロッド７を挿通させる中央穴ａが形成され
る。中央穴ａに挿通されたロッド７の上端部は、ロッド
受け８０３を上下より挾む円板状の一対のインシュレー
タ９と、これら上下のインシュレータ９を上下より挾む
上下の皿座金１０とを嵌挿し、その上で、ロッド７上端
にナット１１を螺着し、これによりロッド７の上端をロ
ッド受け８０３に相対変位可能に締付結合している。な
お、ここでのロッド７は定常状態（図１に示した状態）
において後述の回転部材１３及び上ばね受け部材４と同
心的に配置される。
【００１２】車高調整装置Ｒは、コイルスプリング３の
上ばね受け部材４と車体基枠を成す上壁５０１に一体結
合される主基枠８との間に配備される。主基枠８の中央
筒部８０２には筒状の回転部材１３がベアリング１２を
介して枢着される。これにより回転部材１３は主基枠８
側の下方に設けられた中央筒部８０２に対し中心線Ｌ０
回りに回転可能に取付られる。回転部材１３は大径部１
３１と雄螺子が形成された小径部１３２とこれらと連続
した傾斜部１３３とが形成されている。ここで大径部１
３１の内周壁にはベアリング１２の外周部が上スナップ
リング１４により離脱できないように結合され、中央筒
部８０２の外周壁にはベアリング１２の内周部が下スナ
ップリング１５により離脱できないように結合される。
【００１３】さらに、大径部１３１の外周部にはウォー
ムギア１６が一体形成され、これは主基枠８の下方に設
けられた回転部材１３の上端に形成され、これと干渉す
る懸架装置用の部材がないため、その外径を十分確保で
きる。このため後述のウォーム１７との間での減速比を
十分に大きく採ることができる。大径部１３１の外周に
形成されたウォームギア１６は、ベアリング１２を介し
中央筒部８０２の外周壁に確実に枢着され、これにはギ
ア列としてのウォーム１７が螺合する。このウォーム１
７は回転軸１８を介し駆動源であるモータ１９に連結さ
れる。ウォーム１７及び回転軸１８は図２に示すように
主基枠８側の軸受２０に枢着され、モータ１９も主基枠
８のブラケット２１にボルト止めされる。モータ１９は
コントローラ２２からの車高調整出力に応じて正逆回転
でき、これに連動してウォームギア１６と一体の回転部
材１３を中心線Ｌ０回りに回転駆動する。
【００１４】コントローラ２２は車高調整指令を車高切
り換えスイッチ３１より受け、路面検知手段３２から路
面信号を受け、車高信号をフォトセンサ３３より受け、
これら車高指令に応じて車高調整出力をモータ１９に出
力し、車高調整するように制御されている。なお、フォ
トセンサ３３は主基枠８側に支持され、ウォームギア１
６の周縁部近傍の上下を挾むように形成される。図２に
示すように、ウォームギア１６の周縁部近傍には円周方
向に沿って当間隔で多数の細孔３４が順次形成され、こ
れら細孔３の通過光に応じてフォトセンサ３３が回転位
置信号をコントローラ２２に出力し、コントローラ２２
が回転位置信号のカウントにより上ばね受け部材４の定
常位置Ｎ（図１参照）からの上下変位量を検出できるよ
うに構成される。
【００１５】車体基枠側の下向きフランジ８０４にはウ
ォームギア１６及び回転部材１３を外部より覆う短筒状
のダストシールド２３が一体的に取付られている。ここ
で、下向きフランジ８０４には環状凹溝ｃが形成され、
この環状凹溝ｃにダストシールド２３の上端側内周壁に
形成された環状凸部ｄが嵌着され、これによって、両者
が一体的に重なり合わされている。ダストシールド２３
の上端側内周壁からは内向きフランジ２３１が延出形成
され、その内側端にはリング状のオイルシール２４が装
着される。このオイルシール２４はその内周縁を大径部
１３１の全周にわたり当接させており、これによりウォ
ームギア１６の収容空間ｅの気密性を確保し、ウォーム
ギア１６及びウォーム１７の螺合部へのダストの侵入を
抑え、同部の耐久性を確保している。回転部材１３の雄
螺子を成す筒状の小径部１３２には同じく筒状の上ばね
受け部材４が外嵌され、両者はボール螺子Ｂを介して螺
着される。ここで上ばね受け部材４はコイルスプリング
３の上端の当接部を成す皿部４０１と、皿部４０１の中
央より下方に向けて延出する長筒状の雌螺子を成す雌螺
子部材４０２とを一体的に結合した形状を成す。なお、
図１中の符号２５はコイルスプリング３のスプリングパ
ッド２５を示す。
【００１６】上ばね受け部材４の雌螺子部材４０２は内
側に螺子部が形成され、そのボール螺子Ｂを介して回転
部材１３の小径部１３２に螺合する。小径部１３２には
ボール２６をガイドする螺子溝２７が螺旋状に上下方向
に連続して形成され、雌螺子部材４０２にはその内周壁
に螺子溝２８が螺旋状に連続して形成される。これら雌
螺子部材４０２と回転部材１３とは複数のボール２６を
介し互いに嵌合しており、これにより両部材４０２，１
３がコロ接触状態で中心線Ｌ０回りに相対回転できる。
ここで、雌螺子部材４０２はコイルスプリング３側に回
動規制力を受けて非回転状態にあり、このため回転部材
１３が一回転すると回転規制される雌螺子部材４０２
側、即ち上ばね受け部材４が１ピッチｐだけ相対的に上
下変位でき、車高調整を行うことと成る。なお、この雌
螺子部材４０２側の上ばね受け部材４は最低車高設定位
置Ｄと最高設定位置Ｕとの間のリフト量Ｅだけ上下変位
でき、非制御時には定常位置Ｎに保持される。
【００１７】なお、雌螺子部材４０２の外周壁及びダン
パ６側のロッド７及び筒状部材１の上端は蛇腹状のゴム
製のベローズ２９で覆われる。なお、このベローズ２９
はその上端が雌螺子部材４０２の上部に、下端が筒状部
材１の上部フランジにそれぞれ離脱不能に結合されてい
る。ここで、雌螺子部材４０２の下部側内周壁には内周
フランジ４０３が形成され、同部にはロッド７に外嵌さ
れるゴム製のバンプストッパ３０が係止される。バンプ
ストッパ３０は車両のバンプ時に筒状部材１と当接し、
これにより、筒状部材１側である図示しない車輪側の過
度のバンプ変位を規制できるように構成されている。
【００１８】図１の車高調整装置は後車輪の車高調整装
置として示したが、その他の前後車輪の車高調整装置に
も図１の車高調整装置を同様に適用できる。なお、前輪
の車高調整装置としては図１の車高調整装置に代えて、
図３に示すような車両の車高調整装置を用いても良い。
この場合、上壁５０１に対し主基枠８のロッド受け８０
３の傾きを許容できるようにトップマウント４１が介装
される。ここではトップマウント４１の弾性体４１１の
外枠部材４１２を上壁５０１に、内枠部材４１３をロッ
ド受け８０３に結合する。
【００１９】図１の車両の車高調整装置を駆動する場合
コントローラ２２が駆動し、このコントローラ２２は各
車輪側のフォトセンサ３３（１つのみ示した）よりの車
高信号に応じて現車高が定常位置Ｎに保持されるよう各
車輪のモータ１９（１つのみ示した）をそれぞれ駆動す
る。さらに、コントローラ２２は車高切り換えスイッチ
３１より現車高を上下変位させる指示が無い限り各車輪
を定常位置Ｎに保持し、路面検知手段３２から悪路信号
が入力されると、その間は現車高を最高設定位置Ｕに切
り換え、さらに、車速が設定値を上回ると判断すると、
現車高を最低設定位置Ｄに切り換える等の車高制御を行
う。
【００２０】図１の車両の車高調整装置はこのような車
高切り換え制御において、上ばね受け部材４と回転部材
１３を相対回転させるが、両者の螺合位置のボール螺子
Ｂはコロ接触しており、回転抵抗をきわめて小さくでき
る。しかも、ウォームギア１６はその外径を大きく確保
出来るため、ウォーム１７との間での減速比を十分大き
く採れる。このことからモータ１９は比較的小さな駆動
トルクで駆動ギヤに駆動力を伝達出来るためモータ１９
は比較的小さなものを採用でき、コスト減を図れる。し
かも減速比を十分大きく採れるので、逆転防止を図りや
すく、特別の回り止めを必要とせず、この点でもコスト
減を図れる。なお、図１の車両の車高調整装置は回転部
材１３に同軸的に駆動ギアであるウォームギア１６を一
体形成していたが、場合により、これに代えてかさ歯車
列や平歯車列から成る減速ギア列を連結しても良く、こ
の場合も同様の作用効果が得られる。さらに、上ばね受
け部材４と回転部材１３の螺合位置にあるボール螺子Ｂ
の螺合部径ｒを比較的大きくでき、この螺合位置での両
筒部材の曲げ剛性を比較的大きくできる。しかも、ダン
パ６側のロッド７を芯材として回転部材１３、上ばね受
け部材４を順次回転可能に外嵌しているので、この点で
もこの部位の曲げ剛性を強化できる。このため、ここで
は上ばね受け部材４側の芯ずれを規制する部材を別途に
必要とせず、装置の簡素化を図れると共に、車高調整装
置の耐久信頼性を向上出来る。
【００２１】図１の車両の車高調整装置では、下ばね受
け部材２等のばね下部材と上ばね受け部材４等のばね上
部材との間にコイルスプリング３と同心的にダンパ６を
配備していたが、場合により、このダンパ６をコイルス
プリング３内より排除し、図示しないばね下部材と車体
基枠側とを連結するリンク系側に移した構成を採っても
良い。この場合、図１の主基枠８に比べ、同等部材を簡
素化でき、しかも懸架装置の形態に自由度を持たせるこ
とができる。さらに、図１の車両の車高調整装置では、
回転部材１３の上端がボールベアリング１２を介して主
基枠８の下向きの中央筒部８０２に枢着されていたが、
このボールベアリング１２に代えて、図示しないニード
ルベアリングを用いても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は、筒状
のばね受け部材の雌螺子と回転部材の雄螺子との噛み合
い部分の外側にコイルスプリングを配設するので、この
コイルスプリングの上端部を回転部材の駆動ギア側に十
分に接近させることができ、このため、装置全体での縦
方向の長さを短くでき、車体の外壁上面の高さを比較的
低くでき、車体レイアウトの設計上の自由度を確保でき
る。
【００２３】請求項２の発明は、請求項１記載の車両の
車高調整装置において、特に、回転部材とばね受け部材
との螺合部をボール螺子を介して螺合するので、ボール
螺子が回転部材とばね受け部材との相対回転抵抗を低減
でき、この点で駆動源の駆動トルクを小さくでき、コス
ト低減を図れる。しかも、ボール螺子の螺合部径を比較
的大きくでき、このボール螺子の螺合位置での部材の曲
げ剛性を比較的大きくできるため、ばね受け部材の芯ず
れを規制するような補強部材を別途必要とせず、車高調
整装置の耐久信頼性を向上出来、装置の簡素化、低コス
ト化を図れる。請求項３の発明は、駆動ギアを車体基枠
側に接近配備出来、この駆動ギア側にコイルスプリング
の上端部を接近させるので、装置全体の縦方向の長さを
短くでき、車体外形の設計上の自由度を確保できる。 請
求項４の発明は、回転部材が主基枠に枢着されるので車
高調整できる。 請求項５の発明は、主基枠にダストシー
ルドが取り付けられるので、駆動ギア及び回転部材の螺
合部へのダストの侵入を抑え、同部の耐久性を確保でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の車高調整装置が適用された懸架
装置の主要部断面図である。
【図２】図１の車両の車高調整装置の主基枠部分の概略
平面図である。
【図３】図１の車両の車高調整装置の変形例の要部切欠
断面図である。
【図４】従来の車両の車高調整装置の概略断面図であ
る。
【符号の説明】
３ コイルスプリング ４ 上ばね受け部材 ４０１ 皿部 ４０２ 雌螺子部材 ５０１ 上壁 ６ ダンパ ８ 主基枠 １３ 回転部材 １３２ 小径部 １６ ウォームギア １７ ウォーム １９ モータ Ｂ ボール螺子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58 B60G 15/06 B60G 17/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コイルスプリングとダンパからなる懸架装
    置に付設される車両の車高調整装置において、上記コイルスプリングの上端を受ける皿部、同皿部より
    下方に延出し内周に螺子部が形成された筒状部を有する
    ばね受け部材と、 一端が車体基枠側に枢着される枢着部、同枢着部から他
    端部に延び上記螺子部と螺合する被螺子部が外周に形成
    された、上記筒状部より小径の小径筒状部を有する回転
    部材と、 上記回転部材に設けられ一体的且つ同軸的に駆動される
    駆動ギアと、 を具備するとともに、 上記コイルスプリング、筒状部、小径筒状部が夫々軸方
    向で重複するよう、コイルスプリングの内周側に上記筒
    状部が、上記筒状部の内周側に上記小径筒状部が夫々挿
    入され、 上記駆動ギアを駆動することにより上記回転部材を回転
    させ車高調整することを特徴とする車両の車高調整装
    置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の車両の車高調整装置におい
    て、上記ばね受け部材側の螺子部と上記回転部材側の被螺子
    部 とはボール螺子を介して螺合することを特徴とする車
    両の車高調整装置。
  3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の車両の車高調
    整装置において、 上記駆動ギアは前記回転部材の上端部に設けられること
    を特徴とする車両の車高調整装置。
  4. 【請求項４】請求項１から請求項３の何れかに記載の車
    両の車高調整装置において、 上記回転部材は上記車体基枠に一体結合される主基枠に
    枢着されることを特徴とする車両の車高調整装置。
  5. 【請求項５】請求項４記載の車両の車高調整装置におい
    て、 上記主基枠には、上記駆動ギア及び上記回転部材を外部
    より覆う短筒状のダストシールドが取り付けられること
    を特徴とする車両の車高調整装置。
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