JP7208772B2 - 車高調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、車高調整装置に関する。

従来、車高調整装置にあっては、たとえば、モータと、モータの回転動力で車両の車体を弾性支持する懸架ばねの一端を支持する上方ばね受を駆動する送り螺子機構とを備えるものがある（たとえば、特許文献１参照）。この車高調整装置では、モータを駆動して上方ばね受を上下動させて、車体に対して上方ばね受を接近或いは離間させて、車高を調整するようにしている。

特開２００７－２５３８６２号公報

従来の車高調整装置では、歯車機構を介してモータの動力を送り螺子機構へ伝達しているが、歯車にはバックラッシがあって遊びがあるため、ばね受に対して車体に対して遠近させる荷重が作用すると、歯車の歯同士が衝突して異音が発生してしまう。

そこで、本発明は、異音の発生を抑制できる車高調整装置の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の車高調整装置は、回転部材としての螺子軸と直動部材としてのボールナットとを有して螺子軸の回転運動をボールナットの直線運動に変換する運動変換部と、複数のモータと、螺子軸に連結される従動側ギヤと、各モータによってそれぞれ駆動されるとともに前記従動側ギヤに歯合する複数の駆動側ギヤと、螺子軸の外周に摺接する筒状のブッシュを有するとともにボールナットの外周に装着される筒状のホルダと、ボールナットにホルダを介して連結されて車両の車体と車軸との間に介装される懸架ばねの一端を支承するばね受と、ホルダとばね受との間に配置されるガイド筒を有して従動側ギヤおよび駆動側ギヤを収容するとともに軸受を介して螺子軸を回転可能に支持するハウジングと、ガイド筒とばね受との間に挿入される筒状のブッシュとを備え、ばね受を駆動してから停止させた後で駆動側ギヤのうち一部の駆動側ギヤを前記ばね受の駆動方向とは逆方向へ駆動するか、或いは、駆動側ギヤのうち一部の駆動側ギヤをばね受の駆動方向へ駆動するとともに駆動側ギヤのうち残りの駆動側ギヤをばね受の駆動方向とは逆方向へ駆動する。

このように構成された車高調整装置では、ばね受を所望する位置に停止させた後で従動側ギヤに対して複数の駆動側ギヤを従動側ギヤを回転させないように噛み合わせ得る。

本発明の車高調整装置によれば、異音の発生を抑制できる。

一実施の形態における車高調整装置の縦断面図である。 一実施の形態における車高調整装置の横断面図である。 一実施の形態における車高調整装置の第一変形例の横断面図である。 ばね受を駆動して停止した直後の従動側ギヤおよび駆動側ギヤの平面図である。 ばね受を駆動して停止した後で駆動側ギヤを駆動した状態における従動側ギヤおよび駆動側ギヤの平面図である。

以下、本発明の車高調整装置１を図に基づいて説明する。一実施の形態における車高調整装置１は、図１および図２に示すように、回転運動を直動部材の直線運動に変換する運動変換部２と、複数のモータＭ１，Ｍ２と、モータＭ１，Ｍ２の動力を前記回転部材に伝達する伝達部３と、運動変換部２によって駆動されるばね受７とを備えて構成されている。

以下、車高調整装置１の各部について詳細に説明する。運動変換部２は、回転部材としての螺子軸２ａと、直動部材としてのボールナット２ｂとを備えている。螺子軸２ａは、外周に螺子溝が設けられており、外周にボールナット２ｂが螺着されている。よって、この運動変換部２にあっては、螺子軸２ａが回転運動を呈するとボールナット２ｂが図１中上下方向へ直線運動を呈する。また、ボールナット２ｂの外周には、ばね受７に連結される筒状のホルダ６が装着されている。

ホルダ６は、前述したように、筒状であって、図１中下端内周に螺子軸２ａを軸支するブッシュ６ａと、螺子軸２ａの外周に摺接してホルダ６内をシールするダストシール６ｂとを備えている。

螺子軸２ａの図１中上端は、伝達部３を収容するハウジング８内に挿通されるとともに軸受９で支持されてハウジング８に対して軸周りに回転できるようになっている。

ハウジング８は、車両の車体に取り付けられており、内部が中空であって伝達部３を収容するケースとなっているとともに、図１中下端であってホルダ６の外周とばね受７の筒部７ａの内周との間に挿入されるガイド筒８ａを備えている。そして、ガイド筒８ａとばね受７の筒部７ａとの間には、筒状のブッシュ１０が挿入されており、ばね受７、ホルダ６およびボールナット２ｂは、ハウジング８のガイド筒８ａによってガイドされて軸ぶれせずに図１中上下方向となる軸方向へ円滑に移動できる。また、ホルダ６が螺子軸２ａの図１中下方を軸支するブッシュ６ａを備えていて、ハウジング８に対してガイド筒８ａによって偏心が抑制されており、螺子軸２ａの上方がハウジング８に設けた軸受９によって軸支される。よって、螺子軸２ａは、ハウジング８およびボールナット２ｂに対して偏心せずに円滑に回転運動できる。

さらに、ガイド筒８ａの内周には、図１中上下方向となる軸方向に沿ってキー溝８ｂが形成されており、キー溝８ｂ内には、ホルダ６の図１中上端外周に装着されるキー６ｃが挿入されている。よって、ボールナット２ｂは、ハウジング８に対して回り止めされるので、螺子軸２ａが回転駆動されると螺子軸２ａと共回りせずに、確実に軸方向へ移動できる。

ばね受７は、図示しない車両の車体と車輪との間に介装される懸架ばねＳの車体側端である上端を支持しており、運動変換部２のボールナット２ｂが上下方向に駆動されるとともに上下動して図示しない車体に対して遠近する。懸架ばねＳの下端は、車輪側のサスペンションメンバーに取付けられた下方ばね受４０に支持されている。よって、螺子軸２ａを回転駆動してボールナット２ｂを上下方向に移動させるとばね受７が車体に遠近して車高を調整できる。なお、ばね受７は、底部に孔を備えた有底筒状の筒部７ａと、筒部７ａの図１中上端外周に設けたフランジ７ｂとを備えており、フランジ７ｂで懸架ばねＳの上端を支持している。そして、ばね受７は、筒部７ａの底にホルダ６の図１中下端が嵌合された状態でホルダ６に一体化されている。

伝達部３は、本実施の形態では、図１および図２に示したように、螺子軸２ａの上端外周に取付けられた従動側ギヤとしてのウォームホイール３ａと、ウォームホイール３ａを直径方向に挟んでウォームホイール３ａに歯合する駆動側ギヤとしての一対のウォーム３ｂ，３ｃとで構成されている。ウォームホイール３ａは、螺子軸２ａとともにハウジング８内で回転できる。ウォーム３ｂは、ハウジング８の図２中右方に固定されるモータＭ１の図示しないロータに連結されており、ウォーム３ｃは、同じくハウジング８の図２中右方に固定されるモータＭ２の図示しないロータに連結されている。

本実施の形態では、ウォームホイール３ａを図２中反時計回りに回転させる場合、モータＭ１で図２中上側のウォーム３ｂはモータＭ１側から見て左回りに、モータＭ２で図２中下側のウォーム３ｃはモータＭ２側から見て右回りに回転させるようになっている。反対に、ウォームホイール３ａを図２中時計回りに回転させる場合、モータＭ１で図２中上側のウォーム３ｂはモータＭ１側から見て右回りに、モータＭ２で図２中下側のウォーム３ｃはモータＭ２側から見て左回りに回転させればよい。このようにウォームホイール３ａを回転駆動すると、螺子軸２ａがウォームホイール３ａとともに回転してボールナット２ｂを上下方向に駆動でき、ボールナット２ｂの上下動によってばね受７が上下方向へ移動して車体に対して遠近する。よって、モータＭ１，Ｍ２を駆動するとばね受７と車体との相対距離を調節でき、これによって車高調整装置１は車両における車高を調節できる。なお、本書では、ウォーム３ｂ，３ｃの回転方向は、常にモータＭ１，Ｍ２からウォーム３ｂ，３ｃを見た場合の回転方向を指している。

モータＭ１，Ｍ２は、本実施の形態では、同仕様のモータとされており、直流モータとされていて、図示しない電源からの電力供給を受けて回転駆動する。なお、モータＭ１，Ｍ２は、ともに同仕様のモータとされずとも良いが、同仕様のモータを利用すると、ウォーム３ｂ，３ｃを等速で駆動する際の電流とトルクの管理が容易となる。なお、モータＭ１，Ｍ２は、図外の制御装置によって制御されており、互いに独立して回転駆動されるようになっていて、ウォーム３ｂ，３ｃを独立して左右のいずれにも回転駆動できる。そして、本実施の形態では、ウォームホイール３ａが時計回りに回転しても反時計回りに回転してもウォーム３ｂ，３ｃは互いに反対方向に回転するので、モータＭ１，Ｍ２を互いに反対方向に駆動してばね受７を所望する位置へ駆動する。なお、図３に示すように、ウォームホイール３ａに対しウォーム３ｂ，３ｃが互いに逆向きに歯合する場合、ウォームホイール３ａが時計回りに回転しても反時計回りに回転してもウォーム３ｂ，３ｃは互いに同じ方向に向けて回転するので、この場合には、モータＭ１，Ｍ２を互いに同方向に駆動してばね受７を所望する位置へ駆動すればよい。

そして、このようにばね受７を駆動して、ばね受７を所望する位置まで変位させてモータＭ１，Ｍ２を停止させるとばね受７が所望する位置に停止する。ばね受７を移動させるのにウォームホイール３ａを図２中反時計回りに駆動していたとすると、ウォーム３ｂ，３ｃを停止させると、図４に示すように、ウォーム３ｂ，３ｃの歯は、ウォームホイール３ａの中心から見てウォームホイール３ａの歯の図４中で右側の側面にのみ接触した状態となる。反対に、ばね受７を移動させるのにウォームホイール３ａを図２中時計回りに駆動していたとすると、ウォーム３ｂ，３ｃを停止させると、ウォーム３ｂ，３ｃの歯は、ウォームホイール３ａの中心から見てウォームホイール３ａの歯の左側の側面にのみ接触した状態となる。この状態では、ウォームホイール３ａとウォーム３ｂ，３ｃの歯の間にはバックラッシ分の遊びがあり、ウォームホイール３ａは周方向にバックラッシ分だけ回転できる。

そこで、本実施の形態では、ばね受７を駆動して所望する位置まで変位させてモータＭ１，Ｍ２を停止した後、車高調整装置１は、モータＭ１或いはモータＭ２のいずれか一方をそれまで車高調整のためにばね受７を駆動させていた回転方向とは異なる逆方向へ駆動して停止させる。図４に示した状態、つまり、ウォームホイール３ａを反時計回りに回転させて停止した状態から、それまでとは逆にウォームホイール３ａを時計回りに駆動する方向へウォーム３ｂを駆動して停止させた状態を図５に示す。図５に示すように、ウォーム３ｂは、バックラッシ分だけ回転駆動されて、その歯をウォームホイール３ａの中心から見てウォームホイール３ａの歯の図４中で左側の側面に接触した状態で停止する。他方、駆動されなかったウォーム３ｃの歯は、以前としてウォームホイール３ａの歯の右側の側面に接触した状態となっている。このようにウォーム３ｂ，３ｃがウォームホイール３ａに接触した状態となると、ウォームホイール３ａが回転しようとしてもウォームホイール３ａの歯がウォーム３ｂ或いはウォーム３ｃの歯に噛みあって回転不能となる。なお、ウォームホイール３ａを時計回りに駆動してばね受７を移動させた場合には、ウォーム３ｂ，３ｃの一方をウォームホイール３ａを反時計回りに駆動する方向へ駆動すればよく、そうすると、ウォームホイール３ａが回転しようとしてもウォームホイール３ａの歯がウォーム３ｂ或いはウォーム３ｃの歯に噛みあって回転不能となる。

よって、このようにモータＭ１，Ｍ２を回転駆動した後に停止させて、さらに、モータＭ１，Ｍ２のいずれか一方をそれまでとは逆方向へ駆動して停止させると、ウォームホイール３ａとウォーム３ｂ，３ｃが前述のように噛み合ってウォームホイール３ａが回転できなくなるのである。なお、モータＭ１，Ｍ２を回転駆動した後に停止させて、さらに、モータＭ１，Ｍ２のいずれか一方をばね受７を移動させるためにそれまで駆動していた方向（駆動方向）と同方向に駆動しつつ、モータＭ１，Ｍ２の他方を前記駆動方向とは逆方向に駆動して停止させてもよい。すると、ウォームホイール３ａとウォーム３ｂ，３ｃが前述のように噛み合ってウォームホイール３ａが回転できなくなる。

このように本発明の車高調整装置１は、螺子軸（回転部材）２ａとボールナット（直動部材）２ｂとを有して螺子軸（回転部材）２ａの回転運動をボールナット（直動部材）２ｂの直線運動に変換する運動変換部２と、複数のモータＭ１，Ｍ２と、螺子軸（回転部材）２ａに連結されるウォームホイール（従動側ギヤ）３ａと、各モータＭ１，Ｍ２にそれぞれ駆動されるとともにウォームホイール（従動側ギヤ）３ａに歯合する複数のウォーム（駆動側ギヤ）３ｂ，３ｃとボールナット（直動部材）２ｂに連結されて車両の車体と車軸との間に介装される懸架ばねＳの一端を支承するばね受７とを備え、ばね受７を駆動してから停止させた後でウォーム（駆動側ギヤ）３ｂ，３ｃのうち一部の駆動側ギヤをばね受７の駆動方向とは逆方向へ駆動するか、或いは、ウォーム（駆動側ギヤ）３ｂ，３ｃのうち一部の駆動側ギヤをばね受７の駆動方向へ駆動するとともにウォーム（駆動側ギヤ）３ｂ，３ｃのうちの残り駆動側ギヤをばね受７の駆動方向とは逆方向へ駆動する。

このように構成された車高調整装置１では、ばね受７を所望する位置に停止させた後でウォームホイール（従動側ギヤ）３ａに対して複数のウォーム（駆動側ギヤ）３ｂ，３ｃをウォームホイール（従動側ギヤ）３ａを回転させないように噛み合わせ得る。したがって、車高調整装置１によれば、ウォームホイール（従動側ギヤ）３ａの遊びが無くなって回転不能となってウォームホイール（従動側ギヤ）３ａと複数のウォーム（駆動側ギヤ）３ｂ，３ｃとの衝突が阻止されるので、異音の発生を抑制できる。

なお、伝達部３は、前述したところでは、従動側ギヤであるウォームホイール３ａと駆動側ギヤであるウォーム３ｂ，３ｃとで構成されているが、従動側ギヤと駆動側ギヤを備えていればよいので、他の歯車機構で構成されてもよい。また、駆動側ギヤは、三つ以上設けられてもよく、モータの設置数は駆動側ギヤに対応する設置数とすればよい。なお、複数の駆動側ギヤのなかには、前述した遊びを無くするためだけにばね受７の駆動方向とは逆方向へばね受７を移動させるように回転駆動されるものが含まれていてもよい。つまり、複数の駆動側ギヤのなかには、ばね受７の駆動には使用されず前述の遊びを無くすためだけに利用されるギヤがあってもよい。 また、運動変換部２は、回転部材を螺子軸２ａとして直動部材をボールナット２ｂとしているが、回転部材をボールナット２ｂとして伝達部３に接続し、直動部材を螺子軸２ａとしてばね受７に連結してもよい。また、運動変換部２は、台形螺子と台形螺子に螺合するナットとで構成されもよく、その場合でも、台形螺子とナットの一方を回転部材として他方を直動部材とすればよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・車高調整装置、２・・・運動変換部、２ａ・・・螺子軸（回転部材）、２ｂ・・・ボールナット（直動部材）、３ａ・・・ウォームホイール（従動側ギヤ）、３ｂ，３ｃ・・・ウォーム（駆動側ギヤ）、７・・・ばね受、Ｍ１，Ｍ２・・・モータ、Ｓ・・・懸架ばね

Claims (2)

1. 回転部材としての螺子軸と直動部材としてのボールナットとを有して前記螺子軸の回転運動を前記ボールナットの直線運動に変換する運動変換部と、
   複数のモータと、
   前記螺子軸に連結される従動側ギヤと、
   前記各モータによってそれぞれ駆動されるとともに前記従動側ギヤに歯合する複数の駆動側ギヤと、
   前記螺子軸の外周に摺接する筒状のブッシュを有するとともに前記ボールナットの外周に装着される筒状のホルダと、
   前記ボールナットに前記ホルダを介して連結されて車両の車体と車軸との間に介装される懸架ばねの一端を支承するばね受と、
   前記ホルダと前記ばね受との間に配置されるガイド筒を有して前記従動側ギヤおよび前記駆動側ギヤを収容するとともに軸受を介して前記螺子軸を回転可能に支持するハウジングと、
   前記ガイド筒と前記ばね受との間に挿入される筒状のブッシュとを備え、
   前記ばね受を駆動してから停止させた後で、前記駆動側ギヤのうち一部の駆動側ギヤを前記ばね受の駆動方向とは逆方向へ駆動する
   ことを特徴とする車高調整装置。
2. 回転部材としての螺子軸と直動部材としてのボールナットとを有して前記螺子軸の回転運動を前記ボールナットの直線運動に変換する運動変換部と、
   複数のモータと、
   前記螺子軸に連結される従動側ギヤと、
   前記各モータによってそれぞれ駆動されるとともに前記従動側ギヤに歯合する複数の駆動側ギヤと、
   前記螺子軸の外周に摺接する筒状のブッシュを有するとともに前記ボールナットの外周に装着される筒状のホルダと、
   前記ボールナットに前記ホルダを介して連結されて車両の車体と車軸との間に介装される懸架ばねの一端を支承するばね受とを備え、
   前記ホルダと前記ばね受との間に配置されるガイド筒を有して前記従動側ギヤおよび前記駆動側ギヤを収容するとともに軸受を介して前記螺子軸を回転可能に支持するハウジングと、
   前記ガイド筒と前記ばね受との間に挿入される筒状のブッシュとを備え、
   前記ばね受を駆動してから停止させた後で、前記駆動側ギヤのうち一部の駆動側ギヤを前記ばね受の駆動方向へ駆動するとともに前記駆動側ギヤのうち残りの駆動側ギヤを前記ばね受の駆動方向とは逆方向へ駆動する
   ことを特徴とする車高調整装置。

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