JP7348593B2 - 車高調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサスペンションに設置され、ねじ部を介して車高を変化させる車高調整装置に関する。

従来、このような車高調整装置としては例えば以下の特許文献１（〔００２４〕乃至〔００３２〕段落など参照）に記載されたものがある。

係る車高調整装置は、車輪のダンパにおいてばねを支持する部材の一部に取り付けられる。この車高調整装置は、筒状のスリーブ１３の周りに相対回転可能に設けられたスピンドル７をモータ６によって回転させ、このスピンドル７の周りにボールねじを介して螺合しているガイドスリーブ９を上下させる。

ガイドスリーブ９は、スリーブ１３に対してテレスコピックに伸縮し、スリーブ１３に対する二つの高さ位置で固定される。当該固定に際しては、スピンドル７の上方端部に、スピンドル７と相対回転可能なロックリング１９が設けてあり、このロックリング１９の回転姿勢に応じてガイドスリーブ９が二つの高さ位置の何れかで支持される。

ここには所謂ボールペンのノック機構が構成されている。ガイドスリーブ９の上昇に際し、ガイドスリーブ９と共にランプリング２１が上昇する。このランプリング２１の上縁には、のこぎり歯状の傾斜面が設けてあり、この傾斜面がロックリング１９を押し上げるようにロックリング１９の外周に設けたロック突起２０に当接する。ガイドスリーブ９が上昇して、ランプリング２１がロックリング１９に当接すると、ガイドスリーブ９の内面に形成された溝部によるロックリング１９の回転拘束が開放され、ロックリング１９が、のこぎり歯の一山分だけ回転する。

この結果、ロックリング１９の外周に設けられたロック突起２０がガイドスリーブ９の内面に設けられた二種類のロックポケット２３ａ、２３ｂに交互に係合する。これらロックポケット２３ａ、２３ｂは、夫々ガイドスリーブ９のスライド方向に沿って深さが異なっており、ガイドスリーブ９の高さ保持位置が変更される。

これらの構成によれば、ガイドスリーブ９の高さを調整する際には、スピンドル７とガイドスリーブ９との間のボールねじによってガイドスリーブ９が駆動される。一方、ガイドスリーブ９を位置保持する際には、ガイドスリーブ９を設定高さに対して所定高さだけ上方に持ち上げたのち改めて当該所定高さ下げることで、ガイドスリーブ９のロックポケット２３ａあるいは２３ｂをロックリング１９に当接させる。

特表２０１６－５３０１５４号公報

特許文献１の車高調整装置にあっては、車高調整後に機械的な爪を用いて車高を保持する。そのため、車高保持の信頼性は高まるものの保持車高が段階的になり、任意の車高を選択することができない。

また、車高を上昇・下降させる際には爪位置を切り換えるために微細な上下動を行わせる必要がある。よって、目標とする車高への円滑な変化が期待できない。

さらに、当該車高装置の構造は極めて複雑であり、耐久性・信頼性においても十分とは言えない。

このように、従来の車高調整装置にあっては種々の改善すべき点があり、従来から機構が簡便で任意の車高設定が迅速に行える車高調整装置が求められている。

（特徴構成）
本発明に係る車高調整装置の特徴構成は、
車両のサスペンションを構成する車体側の基部および車輪側の基部のうち何れか一方に設置され、車高調節に用いられるねじ部を有する設置基部と、
前記ねじ部に螺合するコマ部材を回転可能に支持すると共に、前記設置基部との相対高さが変化するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記コマ部材を回転させる駆動モータと、
前記駆動モータと前記コマ部材との間に介挿され、前記駆動モータの正逆回転を前記コマ部材に伝達すると共に、前記コマ部材からの回転逆入力が前記駆動モータに伝達されるのを防止するクラッチと、
前記駆動モータの駆動態様を制御する制御部と、を備え
前記クラッチが、
前記コマ部材に歯合するギヤ部および前記駆動モータの回転が伝達される係合部を有し、前記ハウジングに回転可能に支持されるケースと、
前記ケースの回転軸芯と同軸芯状に前記ハウジングに形成された筒状の当接部と、
前記当接部に対して自然状態に戻るべく拡径あるいは縮径して付勢当接する状態に配置された巻きばねと、
前記駆動モータの出力軸に接続され、前記係合部に回転力を伝達する爪部材と、を有し、
前記爪部材が前記駆動モータによって駆動回転される際に、前記爪部材の一部が前記巻きばねの端部に当接して前記巻きばねの付勢当接を解消し、前記爪部材が前記ケースを回転させる状態となり、
前記ケースに前記回転逆入力が作用した際には、前記ケースの一部が前記巻きばねの端部に当接して前記巻きばねの付勢当接が高められ、前記ケースの回転が阻止される点に特徴を有する。

（効果）
本構成のようにクラッチが設けられていることで、車体の荷重がハウジングに作用し、当該荷重がコマ部材に逆入力として作用した場合でも、当該逆入力が駆動モータに伝達されるのを防止することができる。そのため駆動モータを逆入力に抵抗させるべく駆動させるなどの必要性が生じない。
本構成であれば、車高調整の動作が簡便で任意の車高設定を迅速に行うことができ、省電力化が可能な車高調整装置を得ることができる。

削除

（効果）
また、本構成のクラッチであれば、ほぼ全ての構成部材が略筒状となり、回転伝達経路の途中に配置できる簡便かつコンパクトなクラッチを得ることができる。また、巻きばねを用いる場合、当接部に対する係止力は巻きばねの弾性あるいは巻き付け回数を調節することで容易に変更可能であるため各種の設計対応が可能となる。さらに、クラッチの動作に際しては巻きばねの付勢当接巻き付け状態が僅かに変化するだけであり、振動や騒音の発生が抑制された車高調整装置を得ることができる。

（特徴構成）
本構成の車高調整装置においては、前記当接部が前記巻きばねの外周側に配置され、前記巻きばねの拡径変形により前記当接部への付勢当接が行われるように構成することができる。

（効果）
本構成のように巻きばねの拡径変形を利用してケースの逆入力による回転を阻止する場合、ケースと巻きばねとの当接位置がケースの回転中心からより離れた位置となる。このため、ケースの回転を阻止するモーメントが大きくなり易く回転防止効果が高まる。また、巻きばねの周長が長くなるため、ケースに対する当接長さを確保し易くなる。よって、所定の摩擦力を得るために必要な巻き数が少なくなり、回転軸芯の方向に沿った巻きばね更にはクラッチの寸法を小さくすることができる。

第１実施形態に係る車高調整装置の構成を示す説明図 第１実施形態に係る車高調整装置の要部を示す斜視図 第１実施形態に係る車高調整装置の要部を示す分解斜視図 第２実施形態に係る車高調整装置の要部を示す斜視図 第３実施形態に係る車高調整装置の構成を示す説明図

〔第１実施形態〕
（全体概要）
図１に、第１実施形態に係る車高調整装置Ｓを示す。本実施形態の車高調整装置Ｓは、例えば、車両のサスペンションを構成する車体側の設置基部および車輪側の設置基部のうち何れか一方に設置される。本実施形態では、一つの車輪につき、車輪側の設置基部、即ち、サスペンションのコイルばね１を受けるばね受２の下方に車高調整装置Ｓを設ける例を示す。以下、当該車高調整装置Ｓを設置した側のものを設置基部Ａと称する。

本実施形態において設置基部Ａはショックアブソーバのシェルであり、当該シェルに筒状のスリーブ３が外挿してある。このスリーブ３は、車高調整装置Ｓの基体部であり、後述のハウジング４が高さ調節自在に取り付けられる。スリーブ３には雄ねじ部３ａとレールＡａが外挿されている。スリーブ３の下端に設けた第１フランジ部３ｂと、雄ねじ部３ａの上端でスリーブ３の外面に螺合させた固定ナット３ｃとで雄ねじ部３ａとレールＡａがスリーブ３に固定される。スリーブの上端には中心側に張り出した第２フランジ部３ｄが設けられており、シェルの上面に当接する。スリーブ３は、コイルばね１によってばね受２およびハウジング４等を介して下方に付勢され、第２フランジ部３ｄがシェルに押し付けられてスリーブ３の位置が固定される。

ばね受２の下方側には車高調整装置Ｓを構成するハウジング４が設けられている。他方のハウジング４に設けられたコマ部材５には、この雄ねじ部３ａに螺合する雌ねじ部５ａが形成されている。コマ部材５は、支持軸受６を介してハウジング４を支持している。これにより、駆動モータＭによってコマ部材５を正逆回転させることでハウジング４がスリーブ３に対して昇降し、車両の車高調整が行われる。

因みに、これら雄ねじ部３ａ及び雌ねじ部５ａは台形ねじで構成してある。台形ねじであれば、夫々のねじ山の断面積を増やすことができ、かつ、互いのねじ山の当接面積を少なくして耐荷重を高めることができる。

車高が変化する際にはハウジング４は回転しない。通常は、車重が作用するコイルばね１とばね受２との摩擦力によってハウジング４の回転が阻止される。ただし、当該摩擦に抗ってハウジング４が回転するのを防止するために、ハウジング４の下部には切欠き４ａが設けられている。当該切欠き４ａは、設置基部Ａに設けた長尺状のレールＡａを跨ぐように配置され、ハウジング４が車高変更時に設置基部Ａに対して回転するのを規制する。

〔クラッチ〕
コマ部材５は、ばね受２・ハウジング４・支持軸受６を介して車両の荷重を支持する。その際、この荷重はコマ部材５を回転させようとする。コマ部材５が回転すると車高が下がるため、これを防止するべくハウジング４にはクラッチＣが設けられている。

図２はクラッチＣの斜視図であり、図３は、クラッチＣの分解斜視図である。クラッチＣは、駆動モータＭとコマ部材５との間に介装してある。主な構成は、駆動モータＭの出力軸に係合する爪部材Ｃ１と、当該爪部材Ｃ１が係合する筒状のケースＣ２と、当該ケースＣ２の内部に設けられた巻きばねＣ３と、ハウジング４に設けられて巻きばねＣ３が巻き付き状態に当接・離間する筒状の当接部Ｃ４である。当接部Ｃ４は、ケースＣ２の回転軸芯Ｘと同軸芯状に形成される。

このうちケースＣ２は、図１乃至図３に示すように例えばカップ状の部材であり、外周部には第１ギヤＣ２１が設けてある。この第１ギヤＣ２１は、コマ部材５の外周に設けた第２ギヤ５１と係合する。また、ケースＣ２の内部には巻きばねＣ３が装着される。さらにケースＣ２の内部であって、巻きばねＣ３とケースＣ２の内周面との間には、ハウジング４から延出する円筒状の当接部Ｃ４が挿入した状態で配置される。

さらに、ハウジング４からは軸部Ｃ５が延出しており、ケースＣ２の孔部Ｃ２５を貫通すると共に、爪部材Ｃ１の基部Ｃ１１の上面側に形成された孔部Ｃ１４に挿入される。孔部Ｃ２５には低摩擦係数を有する部材で形成した第１ブッシュ７１が挿入され、孔部Ｃ１４には同様の第２ブッシュ７２が挿入される。これにより、ケースＣ２および爪部材Ｃ１が軸部Ｃ５によって円滑に回転支持される。

爪部材Ｃ１は、筒状の基部Ｃ１１と、当該基部Ｃ１１から突出する爪部Ｃ１２とを有する。爪部Ｃ１２は、ケースＣ２の底面に形成した円弧状の孔部で構成される係合部Ｃ２２を介してケースＣ２の内部に侵入している。駆動モータＭを回転させると、モータ軸Ｍａの断面形状に合わせて基部Ｃ１１の下面に形成された係合孔Ｃ１５に駆動力が伝達されて爪部Ｃ１２が回動し、係合部Ｃ２２の両端の何れかに当接してケースＣ２を正逆回転させる。

この爪部Ｃ１２は当該回動に際して、巻きばねＣ３の両端部のうち何れかを押し操作する。爪部Ｃ１２は、巻きばねＣ３の両端部に設けた第１端部Ｃ３１と第２端部Ｃ３２との間に位置させる。爪部Ｃ１２の先端には、巻きばねＣ３の第１端部Ｃ３１が係合離脱しないように鉤部Ｃ１３を取り付けておくとよい。図２および図３の例では、巻きばねＣ３は自然状態に戻るべく拡径して当接部Ｃ４の内面に当接している。この時の当接力を高めるため、巻きばねＣ３の断面形状は矩形状であるのが好ましい。

駆動モータＭにより爪部Ｃ１２が何れかの方向に回動すると、第１端部Ｃ３１あるいは第２端部Ｃ３２が押し操作される。何れの場合も、当接部Ｃ４に対する巻きばねＣ３の当接力が減少する。この結果、巻きばねＣ３が当接部Ｃ４に対して滑り始め、爪部Ｃ１２は巻きばねＣ３およびケースＣ２を共に回転させる。

巻きばねＣ３の端部を素早く押し操作するために、当接部Ｃ４に当接している状態の巻きばねＣ３の第１端部Ｃ３１および第２端部Ｃ３２に対して、爪部Ｃ１２の両側面が夫々当接するほど近接しているのが好ましい。例えば、爪部Ｃ１２が回動して第１端部Ｃ３１を押し操作すると、第２端部Ｃ３２は爪部Ｃ１２の回動に遅れ、爪部Ｃ１２の側面との距離が広がる。ただし、爪部Ｃ１２の回動が終了すれば、巻きばねＣ３は自然状態に戻ろうとして、爪部Ｃ１２から離間していた第２端部Ｃ３２が再度爪部Ｃ１２の側面近傍の位置に復帰する。よって、次に爪部Ｃ１２が第２端部Ｃ３２の側に回動する際には、爪部Ｃ１２は素早く第２端部Ｃ３２を押し操作することができる。このようなケースＣ２の正逆回転により、ハウジング４が昇降して車高調整が行われる。

一方、車高を維持する際には、車両の荷重によってコマ部材５が回動しないようにコマ部材５を制動する必要がある。コマ部材５が回転逆入力によって回動を強いられる場合、本構成ではケースＣ２の底面から一体に突出形成した、第１端部Ｃ３１を押圧する第１作用部Ｃ２３あるいは第２端部Ｃ３２を押圧する第２作用部Ｃ２４が機能する。つまり、第１作用部Ｃ２３および第２作用部Ｃ２４は巻きばねＣ３を拡径する側に押し操作する。図２に示すように、巻きばねＣ３の第１端部Ｃ３１は爪部Ｃ１２と第１作用部Ｃ２３とで挟まれた状態となり、第２端部Ｃ３２は爪部Ｃ１２と第２作用部Ｃ２４とで挟まれた状態となる。

周方向に沿った第１作用部Ｃ２３と第２作用部Ｃ２４との間隔は、同方向に沿った巻きばねＣ３の第１端部Ｃ３１と第２端部Ｃ３２との間隔よりも若干広く形成してある。これは、爪部Ｃ１２によって巻きばねＣ３の当接が緩められる際に、第１端部Ｃ３１と第２端部Ｃ３２とが周方向に沿って広がることを可能にするためである。

尚、図３に示すように、回転軸芯Ｘに沿った第１作用部Ｃ２３の高さおよび第２作用部Ｃ２４の高さは、ケースＣ２の軽量化を図る等の目的から夫々の押し操作が可能となる範囲で異ならせてある。

〔その他の構成〕
駆動モータＭは制御部８によって駆動制御されるが、例えば、爪部Ｃ１２が巻きばねＣ３の第１端部Ｃ３１あるいは第２端部Ｃ３２の押し操作を開始する瞬間だけ回転トルクを高めるよう電力印加を行うことができる。これにより、巻きばねＣ３が当接部Ｃ４に対して摺動し始める迄の高い摩擦力に対抗することができ、コマ部材５を迅速に回転開始させることができる。

ハウジング４の上下端部とスリーブ３との間には、可撓性の埃除けカバー９を設けておく。これによりスリーブ３の雄ねじ部３ａ等を清浄に維持し、円滑な作動性を確保することができる。

スリーブ３は、その内側にショックアブソーバのピストンを組み込むことができる。図１では、スリーブ３の内周面をピストン１０の摺動面としているが、この他に、予めショックアブソーバとして組み立てたものをスリーブ３の内部に設けることができる。これにより、当該車高調整装置Ｓの小型化が可能となる。

〔第２実施形態〕
図４には、第２実施形態に係るクラッチＣの構成を示す。ここでは巻きばねＣ３が巻き付く当接部Ｃ４を巻きばねＣ３の内周側に設ける。

この場合、ハウジング４から延出する筒状の軸部Ｃ５が巻きばねＣ３の当接部Ｃ４を兼ねる。軸部Ｃ５の中心には、ケースＣ２の底部に立設した第１軸部Ｃ２５を挿通する第１軸孔Ｃ５１が設けてある。尚、第１軸部Ｃ２５と第１軸孔Ｃ５１との間には摺動性を高める第１ブッシュ７１が介装してある。

ケースＣ２の裏面であって、第１軸部Ｃ２５の中心部には第２軸孔Ｃ２６を形成してあり、爪部材Ｃ１の表面に形成した第２軸部Ｃ１４が挿通される。第２軸部Ｃ１４と第２軸孔Ｃ２６との間にも摺動性を高める第２ブッシュ７２が介装されている。

爪部Ｃ１２および第１作用部Ｃ２３、第２作用部Ｃ２４は、夫々巻きばねＣ３の外側に配置される。つまり、巻きばねＣ３が縮径変形することで当接部Ｃ４への巻き付勢力が増大する。

本構成であれば、第１実施形態で設けた筒状の当接部Ｃ４を省略することができ、クラッチＣの構成が簡略化される。特に、巻きばねＣ３およびクラッチＣの外径寸法が小さくできる。小径化のためケースＣ２の回転を止める制動トルクが減少するが、巻きばねＣ３の巻数を増やすことで対処可能である。また、巻きばねＣ３の第１端部Ｃ３１と第２端部Ｃ３２に当接するケースＣ２の第１作用部Ｃ２３と第２作用部Ｃ２４もケースＣ２の内面に部分的な凸部を形成することで足りるからケースＣ２が軽量化される。このように本構成であれば、クラッチＣさらには車高調整装置Ｓの更なるコンパクト化が可能となる。

〔第３実施形態〕
図５には、第３実施形態に係る車高調整装置Ｓの構成を示す。ここでは、スリーブ３の雄ねじ部３ａとコマ部材５との螺合部としてボールねじＢを用いる。

本構成であれば、雄ねじ部３ａとコマ部材５との相対回転に係る摩擦力が極めて小さくなり駆動力が低減される。このため駆動モータＭを小型化でき、消費電力を低減することができる。

本発明に係る車高調整装置は、例えばコイルばねを備えた車両のサスペンション等に広く適用することができる。

４ ハウジング
５ コマ部材
８ 制御部
Ａ 設置基部
Ｃ クラッチ
Ｃ１ 爪部材
Ｃ１１ 基部
Ｃ２ ケース
Ｃ２２ 係合部
Ｃ３ 巻きばね
Ｃ４ 当接部
Ｍ 駆動モータ
Ｓ 車高調整装置
Ｘ 回転軸芯

Claims (2)

1. 車両のサスペンションを構成する車体側の基部および車輪側の基部のうち何れか一方に設置され、車高調節に用いられるねじ部を有する設置基部と、
   前記ねじ部に螺合するコマ部材を回転可能に支持すると共に、前記設置基部との相対高さが変化するハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、前記コマ部材を回転させる駆動モータと、
   前記駆動モータと前記コマ部材との間に介挿され、前記駆動モータの正逆回転を前記コマ部材に伝達すると共に、前記コマ部材からの回転逆入力が前記駆動モータに伝達されるのを防止するクラッチと、
   前記駆動モータの駆動態様を制御する制御部と、を備え
   前記クラッチが、
   前記コマ部材に歯合するギヤ部および前記駆動モータの回転が伝達される係合部を有し、前記ハウジングに回転可能に支持されるケースと、
   前記ケースの回転軸芯と同軸芯状に前記ハウジングに形成された筒状の当接部と、
   前記当接部に対して自然状態に戻るべく拡径あるいは縮径して付勢当接する状態に配置された巻きばねと、
   前記駆動モータの出力軸に接続され、前記係合部に回転力を伝達する爪部材と、を有し、
   前記爪部材が前記駆動モータによって駆動回転される際に、前記爪部材の一部が前記巻きばねの端部に当接して前記巻きばねの付勢当接を解消し、前記爪部材が前記ケースを回転させる状態となり、
   前記ケースに前記回転逆入力が作用した際には、前記ケースの一部が前記巻きばねの端部に当接して前記巻きばねの付勢当接が高められ、前記ケースの回転が阻止される車高調整装置。
2. 前記当接部が前記巻きばねの外周側に配置され、前記巻きばねの拡径変形により前記当接部への付勢当接が行われる請求項１に記載の車高調整装置。

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