JP5724808B2 - キャンバ角調整装置 - Google Patents
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<その他>
従来より、アクチュエータを利用して、車輪のキャンバ角を調整する技術が知られている。例えば、特許文献1には、車輪を支持するアクスル2がアッパーアーム10及びロアアーム51を介して車体に連結されると共に、ロアアーム51と車体との間に伸縮式のアクチュエータ61が介在された車両に対して、アクチュエータ61の伸縮駆動を制御することで、アクスル2を車体に対して変位させ、車輪のキャンバ角を調整する技術が開示される(特許文献1:特開2004−122932号公報)。
これに対し、本願出願人は、サスペンションアーム(例えば、アッパーアーム)と車体との間にクランク部材を介在させ、クランク部材の回転駆動により、車輪を支持するハブ部材を車体に対して変位させることで、車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置を開発した(但し、本願出願時において未公知)。
キャンバ角調整装置は、クランクジャーナル及びそのクランクジャーナルに対して偏心しサスペンションアームの一端側が連結されるクランクピンを有するクランク部材と、それらクランクジャーナル及びクランクピンをすべり面で支持するすべり軸受とを備える。なお、キャンバ角調整装置は、走行中、車輪を所定のキャンバ角に維持するため、非回転状態の軸を軸受で支持することになる。そのため、フレッティング磨耗を抑制するために、すべり軸受を採用する必要がある。
しかしながら、上述したキャンバ角調整装置は、車輪を懸架する懸架装置の一部を構成するため、しめ代を付与して、軸と軸受との間のガタの発生を抑制する必要がある。一方で、このように、軸と軸受との間にしめ代を付与すると、摺動抵抗が増加し、軸を回転駆動するための駆動装置の容量を大型化する必要が生じるという問題点があった。
本技術的思想は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、軸と軸受との間のガタの発生を抑制しつつ、軸と軸受との間の摺動抵抗を低減できるキャンバ角調整装置を提供することを目的としている。
<手段>
この目的を達成するために、技術的思想1のキャンバ角調整装置は、回転駆動力を発生する回転駆動手段と、その回転駆動手段から伝達される回転駆動力により回転されるクランクジャーナル及びそのクランクジャーナルに対して偏心するクランクピンを有するクランク部材と、そのクランク部材のクランクピンに一端側が回転可能に連結されると共に他端側が車輪を支持するハブ部材に回転可能に連結されるリンク部材と、そのリンク部材の一端側に配設されクランク部材のクランクピンを滑り面で支持するピン軸受と、クランク部材のクランクジャーナルを滑り面で支持するジャーナル軸受と、を備え、回転駆動手段を作動させ、クランク部材のクランクジャーナルを回転させることで、車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置であって、ジャーナル軸受およびピン軸受の軸直角断面における内周形状とクランクジャーナル及びクランクピンの軸直角断面における外周形状とが楕円形状に形成され、クランクジャーナルの楕円形状における長径が、ジャーナル軸受の楕円形状における短径と等しい又はジャーナル軸受の楕円形状における短径よりも大きく、かつ、ジャーナル軸受の楕円形状における長径よりも小さくされると共に、クランクピンの楕円形状における長径が、ピン軸受の楕円形状における短径と等しい又はピン軸受の楕円形状における短径よりも大きく、かつ、ピン軸受の楕円形状における長径よりも小さくされる。
技術的思想2のキャンバ角調整装置は、技術的思想1記載のキャンバ角調整装置において、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線上にクランクジャーナルの軸心が位置する状態において、クランクジャーナルの楕円形状における長径方向が、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線方向を向き、かつ、ジャーナル軸受の楕円形状における短径方向を向くと共に、クランクピンの楕円形状における長径方向が、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線方向を向き、かつ、ピン軸受の楕円形状における短径方向を向く。
技術的思想3のキャンバ角調整装置は、技術的思想2記載のキャンバ角調整装置において、ジャーナル軸受は、車体側に配設され、リンク部材は、サスペンションストロークに伴い、クランクピンとの間に相対的な回転が発生するサスペンションアームとして構成される。
技術的思想4のキャンバ角調整装置は、技術的思想3記載のキャンバ角調整装置において、クランクジャーナルの楕円形状における長径が、ジャーナル軸受の楕円形状における短径よりも大きくされると共に、クランクピンの楕円形状における長径が、ピン軸受の楕円形状における短径よりも大きくされ、クランクジャーナルとジャーナル軸受との間にしめ代が形成された状態を維持可能なクランクジャーナルとジャーナル軸受との間の相対的な角度範囲であるジャーナル側しめ代形成角度が、クランクピンとピン軸受との間にしめ代が形成された状態を維持可能なクランクピンとピン軸受との間の相対的な角度範囲であるピン側しめ代形成角度よりも小さくされる。
技術的思想4のキャンバ角調整装置は、技術的思想3又は4に記載のキャンバ角調整装置において、クランクピンの楕円形状における長径が、ピン軸受の楕円形状における短径よりも大きくされ、クランクピンとピン軸受との間にしめ代が形成された状態を維持可能なクランクピンとピン軸受との間の相対的な角度範囲であるピン側しめ代形成角度が、サスペンションストロークに伴いリンク部材とクランクピンとの間に発生する相対的な角度範囲であるアーム首振り角度よりも大きくされる。
<効果>
技術的思想1記載のキャンバ角調整装置によれば、リンク部材の一端側が回転可能に連結されるクランクピンは、クランクジャーナルに対して偏心するので、そのクランクジャーナルが回転駆動手段により回転駆動されると、リンク部材の一端側がクランクピンの回転軌跡に沿って移動される。このリンク部材の移動に伴って、ハブ部材が変位され、車輪のキャンバ角が調整される。
この場合、クランクジャーナルの楕円形状における長径は、ジャーナル軸受の楕円形状における短径と等しい又は短径よりも大きく、かつ、ジャーナル軸受の楕円形状における長径よりも小さくされるので、クランクジャーナルの楕円形状における長径方向が、ジャーナル軸受の楕円形状における短径方向を向いた状態では、両者の間にガタが発生することを抑制できる。一方、その状態から軸を軸受に対して相対回転させる場合には、両者の間に隙間を形成できるので、摺動抵抗を低減できる。
同様に、クランクピンの楕円形状における長径は、ピン軸受の楕円形状における短径と等しい又は短径よりも大きく、かつ、ピン軸受の楕円形状における長径よりも小さくされるので、クランクピンの楕円形状における長径方向が、ピン軸受の楕円形状における短径方向を向いた状態では、両者の間にガタが発生することを抑制できる。一方、その状態から軸を軸受に対して相対回転させる場合には、両者の間に隙間を形成できるので、摺動抵抗を低減できる。
このように、軸(クランクジャーナル、クランクピン)が軸受(ジャーナル軸受、ピン軸受)に対して所定の位相にある状態では、軸と軸受との間にガタが発生することを抑制することができる。一方、その状態から軸が軸受に対して相対回転する場合には、軸と軸受との間に隙間を形成して、摺動抵抗を低減できるので、回転駆動手段の容量の小型化を図ることができる。
技術的思想2記載のキャンバ角調整装置によれば、技術的思想1記載のキャンバ角調整装置の奏する効果に加え、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線上にクランクジャーナルの軸心が位置する状態(即ち、リンク部材の一端側の軸心がリンク部材の他端側の軸心とクランクジャーナルの軸心との間に位置する第1状態、及び、リンク部材の一端側の軸心とリンク部材の他端側の軸心との間にクランクジャーナルの軸心が位置する第2状態)では、車輪のキャンバ角が所定のキャンバ角(即ち、第1状態では第1キャンバ角、第2状態では第2キャンバ角)に調整される。
車輪のキャンバ角が第1キャンバ角または第2キャンバ角に調整された状態では、クランクジャーナルの楕円形状における長径方向が、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線方向を向き、かつ、ジャーナル軸受の楕円形状における短径方向を向くと共に、クランクピンの楕円形状における長径方向が、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線方向を向き、かつ、ピン軸受の楕円形状における短径方向を向く。
よって、キャンバ角を変化させる方向(車輪からリンク部材を介してクランク部材へ力が作用する方向)にしめ代を付与して、軸と軸受との間にガタが発生することを抑制できる。その結果、車輪を第1キャンバ角または第2キャンバ角に安定的に保持することができる。
一方、クランク部材が回転駆動され、車輪のキャンバ角が第1キャンバ角から第2キャンバ角へ向けて又はその逆へ向けて調整される場合には、しめ代の付与が解除され、軸と軸受との間に隙間を形成できる。その結果、軸と軸受との間の摺動抵抗を低減して、回転駆動手段の容量の小型化を図ることができる。この場合、キャンバ角の調整動作中は、クランク部材の回転動作に伴い、リンク部材がキャンバ角の調整方向へ向けて押し引きされているので、その押し引き動作の反力によって、軸と軸受との間の隙間が一方側に詰まった状態となる。よって、キャンバ角の調整動作中においても、ガタの発生を抑制できる。
なお、車輪のキャンバ角を第1キャンバ角または第2キャンバ角に調整する際に、リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線上にクランクジャーナルの軸心が位置する状態することで、クランクピンの軸心の回転軌跡におけるクランクピンの軸心位置での接線と上記直線とを直角に近づけることができる。よって、リンク部材からクランク部材へ力が加わった場合でも、クランク部材をクランクジャーナルの軸心まわりに回転させる方向の力成分の発生を抑制できる。従って、機械的な摩擦力によりクランク部材の回転を規制できるので、車輪のキャンバ角を第1キャンバ角または第2キャンバ角に維持するために必要とされる駆動力を小さくする或いは不要とすることができ、その結果、回転駆動手段の消費エネルギーを抑制できる。
ここで、技術的思想2において、「長径方向が、直線方向を向き、かつ、短径方向を向く」とは、これら各方向が完全に平行であることを要求する趣旨ではなく、よって、これら各方向の間に所定の角度が形成されることは許容される。所定の角度は、回転駆動手段による回転駆動時の制御誤差、部品の寸法公差や製造時の組み立て誤差などに基づいて、適宜決定される。
技術的思想3記載のキャンバ角調整装置によれば、技術的思想2記載のキャンバ角調整装置の奏する効果に加え、ジャーナル軸受が車体側に配設され、リンク部材は、サスペンションストロークに伴い、クランクピンとの間に相対的な回転が発生するサスペンションアームとして構成されるので、ばね下重量の軽減を図ることができる。
技術的思想4記載のキャンバ角調整装置によれば、技術的思想3記載のキャンバ角調整装置の奏する効果に加え、ジャーナル側しめ代形成角度がピン側しめ代形成角度よりも小さくされるので、車輪のキャンバ角を第1キャンバ角または第2キャンバ角に安定的に保持可能としつつ、回転駆動手段の容量の小型化を図ることができる。
即ち、サスペンションアームとして構成されるリンク部材は、走行中のサスペンション動作(サスペンションストローク)に伴い、クランクピンに対して相対回転(首振り回転)する。よって、ピン側しめ代形成角度を比較的大きくすることで、サスペンション動作の発生時にも、クランクピンとピン軸受との間にしめ代が形成された状態を維持し易くして、ガタの発生を抑制できる。その結果、車輪を第1キャンバ角または第2キャンバ角に安定的に保持できる。
一方で、クランクジャーナルとジャーナル軸受との間の関係は、サスペンション動作による影響は受け難く、回転駆動手段により回転駆動される際の停止位置の位置決め精度に依存する。この位置決め精度は、上記サスペンションアームとして構成されるリンク部材が首振り回転する角度よりも十分に小さい。よって、ジャーナル側しめ代形成角度を比較的小さくすることで、クランクジャーナルとジャーナル軸受との間に形成されたしめ代をより少ない相対回転で解除可能として、その分、キャンバ角の調整動作中の摺動抵抗の低減を図ることができる。その結果、回転駆動手段の容量の小型化を図ることができる。
技術的思想5記載のキャンバ角調整装置によれば、技術的思想3又は4に記載のキャンバ角調整装置の奏する効果に加え、ピン側しめ代形成角度がアーム首振り角度よりも大きくされるので、サスペンションアームとして構成されるリンク部材が、走行中のサスペンション動作により、クランクピンに対して相対回転(首振り回転)した場合でも、クランクピンとピン軸受との間にしめ代が形成された状態を確実に維持して、ガタの発生を抑制できる。その結果、車輪を第1キャンバ角または第2キャンバ角に安定的に保持できる。
2RL 左の後輪(車輪の一部)
2RR 右の後輪(車輪の一部)
41 ハブ部材
42 アッパーアーム(リンク部材、サスペンションアーム)
45 キャンバ角調整装置
91 モータ(回転駆動手段)
93 クランク部材
93a クランクジャーナル
93b クランクピン
96 ジャーナル軸受
97 ピン軸受
R1a クランクジャーナルの楕円形状における長径
R1b クランクジャーナルの楕円形状における短径
R2a クランクピンの楕円形状における長径
R2b クランクピンの楕円形状における短径
S1a ジャーナル軸受の楕円形状における長径
S1b ジャーナル軸受の楕円形状における短径
S2a ピン軸受の楕円形状における長径
S2b ピン軸受の楕円形状における短径
O1 軸心(クランクジャーナルの軸心)
O2 軸心(クランクピンの軸心、リンク部材の一端側の軸心)
O3 軸心(リンク部材の他端側の軸心)
θ1 ジャーナル側しめ代形成角度
θ2 ピン側しめ代形成角度
BF 車体
Claims (4)
- 回転駆動力を発生する回転駆動手段と、
その回転駆動手段から伝達される回転駆動力により回転されるクランクジャーナル及びそのクランクジャーナルに対して偏心するクランクピンを有するクランク部材と、
そのクランク部材のクランクピンに一端側が回転可能に連結されると共に他端側が車輪を支持するハブ部材に回転可能に連結されるリンク部材と、
そのリンク部材の一端側に配設され前記クランク部材のクランクピンを滑り面で支持するピン軸受と、
前記クランク部材のクランクジャーナルを滑り面で支持するジャーナル軸受と、を備え、
前記回転駆動手段を作動させ、前記クランク部材のクランクジャーナルを回転させることで、前記車輪のキャンバ角を調整するキャンバ角調整装置であって、
前記ジャーナル軸受およびピン軸受の軸直角断面における内周形状と前記クランクジャーナル及びクランクピンの軸直角断面における外周形状とが楕円形状に形成され、
前記クランクジャーナルの楕円形状における長径が、前記ジャーナル軸受の楕円形状における短径と等しい又は前記ジャーナル軸受の楕円形状における短径よりも大きく、かつ、前記ジャーナル軸受の楕円形状における長径よりも小さくされると共に、
前記クランクピンの楕円形状における長径が、前記ピン軸受の楕円形状における短径と等しい又は前記ピン軸受の楕円形状における短径よりも大きく、かつ、前記ピン軸受の楕円形状における長径よりも小さくされ、
前記リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線上に前記クランクジャーナルの軸心が位置する状態において、
前記クランクジャーナルの楕円形状における長径方向が、前記リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線方向を向き、かつ、前記ジャーナル軸受の楕円形状における短径方向を向くと共に、
前記クランクピンの楕円形状における長径方向が、前記リンク部材の一端側の軸心と他端側の軸心とを結ぶ直線方向を向き、かつ、前記ピン軸受の楕円形状における短径方向を向くことを特徴とするキャンバ角調整装置。 - 前記ジャーナル軸受は、車体側に配設され、
前記リンク部材は、サスペンションストロークに伴い、前記クランクピンとの間に相対的な回転が発生するサスペンションアームとして構成されることを特徴とする請求項1記載のキャンバ角調整装置。 - 前記クランクジャーナルの楕円形状における長径が、前記ジャーナル軸受の楕円形状における短径よりも大きくされると共に、前記クランクピンの楕円形状における長径が、前記ピン軸受の楕円形状における短径よりも大きくされ、
前記クランクジャーナルとジャーナル軸受との間にしめ代が形成された状態を維持可能な前記クランクジャーナルとジャーナル軸受との間の相対的な角度範囲であるジャーナル側しめ代形成角度が、前記クランクピンとピン軸受との間にしめ代が形成された状態を維持可能な前記クランクピンとピン軸受との間の相対的な角度範囲であるピン側しめ代形成角度よりも小さくされることを特徴とする請求項2記載のキャンバ角調整装置。 - 前記クランクピンの楕円形状における長径が、前記ピン軸受の楕円形状における短径よりも大きくされ、
前記クランクピンとピン軸受との間にしめ代が形成された状態を維持可能な前記クランクピンとピン軸受との間の相対的な角度範囲であるピン側しめ代形成角度が、サスペンションストロークに伴い前記リンク部材と前記クランクピンとの間に発生する相対的な角度範囲であるアーム首振り角度よりも大きくされることを特徴とする請求項2又は3に記載のキャンバ角調整装置。
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