JPH05221218A - アーム長可変アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、車両用サスペンションの構成要
素を変位させるためのアーム長可変アクチュエータ装置
に関し、フェイルセーフ機能をそなえながら小型でサス
ペンションへの装着性を良好にできるようにすることを
目的とする。 【構成】 アーム長方向へ相対変位しうるように結合さ
れた２つの部材５０，５８をそなえこれらの部材５０，
５８の相対変位により伸縮しうるアーム伸縮機構Ａ１
と、該アーム伸縮機構Ａ１を伸縮駆動する駆動機構と、
この駆動機構のフェイル時に上記アーム伸縮機構Ａ１が
所定のアーム長の状態に保持されるように付勢力を与え
るフェイルセーフ用付勢機構Ａ３とを設け、上記付勢機
構Ａ３が上記アーム伸縮機構Ａ１の２つの部材の間に介
装されたゴム体６８Ａで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばサスペンション
アームの実質的な長さを伸縮させるなど、車両用のサス
ペンションにおける構成要素を変位させるべく設置され
るアーム長可変アクチュエータ装置に関し、特に、装置
のフェイル時にアーム長を所定の長さ状態に保持しうる
フェイルセーフ用付勢機構をそなえた、アーム長可変ア
クチュエータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両においては、サスペンシ
ョンのサスペンションアームの長さを積極的に調整でき
るようにした装置が提案されている。かかる装置（即
ち、アーム長可変アクチュエータ装置）としては、油圧
シリンダ装置が考えられ、この油圧シリンダ装置の本体
を例えばサスペンションアームの車体への取付部に介装
して、油圧の給排により油圧シリンダ本体を伸縮させ
て、サスペンションアームの実質的な長さを調整するよ
うな構成が考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧シリン
ダ装置における油圧シリンダ本体や油圧給排系等の駆動
機構が故障（フェイル）すると、サスペンションアーム
のアーム長を適当な状態に保持できなくなる。そこで、
駆動機構のフェイル時にアーム伸縮機構を所定の長さ状
態に保持するようにコイルスプリング等のバネを油圧シ
リンダ内に介装することが考えられる。

【０００４】しかしながら、このようなコイルスプリン
グ等のバネによるフェイルセーフ用付勢手段では、アー
ムの調整ストロークを所要量だけ得ようとするにはバネ
を長くすることが必要になり、装置の全体長が大きくな
り、伸縮させたい特定のサスペンションアームに収めら
れないことが多い。そこで、比較的柔らかくて伸縮スト
ロークの大きいバネを並列的に複数設置して、バネの全
長を抑える手段が考えられるが、この手段によるバネ全
長の縮小には限度があり、装置の全体長を十分に抑える
ことができない上、バネを並列的に複数設置すること自
体が、装置のレイアウト上困難である。

【０００５】本発明は、このような課題に鑑みて案出さ
れたもので、フェイルセーフ用付勢手段を小型にして装
置全体を小型化することで装置を所望のサスペンション
部分に装着できるようにした、アーム長可変アクチュエ
ータ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のアー
ム長可変アクチュエータ装置は、車両のサスペンション
における構成要素を変位すべく設置されるアーム長可変
アクチュエータ装置において、アーム長方向へ相対変位
しうるように結合された２つの部材をそなえこれらの部
材の相対変位により伸縮しうるアーム伸縮機構と、該ア
ーム伸縮機構を伸縮駆動する駆動機構と、この駆動機構
のフェイル時に上記アーム伸縮機構が所定のアーム長の
状態に保持されるように付勢力を与えるフェイルセーフ
用付勢機構とが設けられ、上記付勢機構が上記アーム伸
縮機構の２つの部材の間に介装されたゴム体で構成され
ていることを特徴としている。

【０００７】

【作用】上述の本発明のアーム長可変アクチュエータ装
置では、駆動機構によりアーム伸縮機構が所望のアーム
長になるように伸縮駆動されるが、この駆動機構がフェ
イルすると、フェイルセーフ用付勢機構のゴム体の弾性
力が、上記アーム伸縮機構を中立側へ付勢してこの上記
アーム伸縮機構が所定のアーム長の状態に保持される。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
アーム長可変アクチュエータ装置について説明すると、
図１はその装置本体を摸式的に示す縦断面図、図２はそ
のサスペンションへの装着例を示すサスペンションの模
式的な斜視図、図３はその駆動機構の模式的な構成図で
ある。

【０００９】このアーム長可変アクチュエータ装置Ａ
は、例えば図２に示すように、車両のサスペンションア
ームのアッパアームの１つとして、図示しない車体側と
車輪側であるハブキャリア（又はナックル）７８との間
に介装されたり、符号Ａ′で示すように、ロアアーム７
６の車体側への取付部に介装されたりする。なお、図２
において、符号７２はストラット、７４はアッパアー
ム、７５はロアアーム、７８Ａはハブキャリアのリンク
（又はナックルの延長部）、８０は車輪である。

【００１０】このように設置されるアーム長可変アクチ
ュエータ装置Ａは、図１に示すように、アーム状（軸
状）のもので、そのアーム長を伸縮させるアーム伸縮機
構Ａ１と、このアーム伸縮機構を伸縮駆動する駆動機構
Ａ２（図３参照）と、フェイルセーフ用付勢機構Ａ３と
をそなえている。アーム伸縮機構Ａ１は、シリンダ本体
５０と、このシリンダ本体５０の内部で油圧駆動される
ピストン５４と、このピストン５４に一体に結合された
ピストンロッド５８とをそなえ、ピストン５４の軸方向
（アーム長方向）への駆動に伴うピストンロッド５８の
移動によって、アーム長方向へ伸縮できるようになって
いる。なお、これらのシリンダ本体５０，ピストン５
４，ピストンロッド５８等からなるアクチュエータの本
体を単にアクチュエータともいう。

【００１１】シリンダ本体５０は、ピストン５４を内装
されるシリンダ部５０Ａと、このシリンダ部５０Ａの両
端にそれぞれ螺合又は嵌合により固定された端部部材５
０Ｂ，５０Ｃとから構成される。そして、一方の端部部
材５０Ｂには、取付部６４が設けられ、この取付部６４
でブッシュ等を介して例えば車体側に取り付けられるよ
うになっている。

【００１２】このシリンダ本体５０の内部には、隔壁部
材５２，５６が螺合又は嵌合により固定されており、こ
の隔壁部材５２，５６の間にピストン５４が設けられて
いる。そして、ピストン５４と隔壁部材５２，５６との
間の空間が油室６０，６２になっている。これらの油室
６０，６２には給排口６０Ａ，６２Ａが設けられてお
り、後述する駆動機構Ａ２の油圧給排系を通じて油室６
０，６２内の油圧か制御されるようになっている。

【００１３】ピストン５４に結合されたピストンロッド
５８は、２つのロッド部材５８Ａ，５８Ｂからなり、ロ
ッド部材５８Ａはピストン５４の一側から突出して隔壁
部材５６を貫通しシリンダ本体５０の外部に露出するよ
うに設けられ、ロッド部材５８Ｂはピストン５４の他側
から突出して隔壁部材５２を貫通するように設けられて
いる。

【００１４】そして、ロッド部材５８Ａの外部に露出し
た端部に、取付部６６が装着され、この取付部６６に枢
着されたロッド６６Ａを介して、ハブキャリア（又はナ
ックル）側に取り付けられるようになっている。そし
て、フェイルセーフ用付勢機構Ａ３としては、ゴムブッ
シュ６８が用いられており、このゴムブッシュ６８は、
シリンダ本体５０の端部部材５０Ｃとピストンロッド５
８のロッド部材５８Ａとの間に介装されている。なお、
このゴムブッシュ６８は、内筒６８Ｂと外筒６８Ｃとの
間に適当に肉圧を有する筒状のゴム体６８Ａを介装した
もので、内筒６８Ｂをロッド部材５８Ａに嵌着させ、外
筒６８Ｃを端部部材５０Ｃに嵌着させることにより、ロ
ッド部材５８Ａと端部部材５０Ｃとを弾性的に結合して
いる。

【００１５】これにより、駆動機構Ａ２がフェイル（故
障）して、ピストン５４及びピストンロッド５８を油圧
で固定できなくなったときには、このゴムブッシュ６８
によりピストンロッド５８の動きが拘束されてロッド長
が適当な範囲内に保持されるようになっている。したが
って、ピストンロッド５８の動きを適当に拘束しうるよ
うに、ゴム体６８Ａの剛性を十分に確保する必要があ
る。

【００１６】一方、ピストンロッド５８がシリンダ本体
５０内で軸方向に移動する際には、このゴムブッシュ６
８のゴム体６８Ａの復原しようとする弾性力に逆らって
行なうことになる。このため、所定の油圧レベルでピス
トンロッド５８が所定ストロールだけ動けるように、ゴ
ム体６８Ａの剛性は過大にならないように設定する必要
がある。

【００１７】なお、ロッド部材５８Ｂと端部部材５０Ｂ
との間には、アーム長又はアーム長の伸縮状態を検知す
るストロークセンサ７０がそなえられている。次に、駆
動機構Ａ２について説明すると、駆動機構Ａ２は、図３
に示すように構成される。この図３では、４輪の各サス
ペンションにそれぞれアクチュエータＡを設けた場合を
示しており、図３において、符号２は左前輪のサスペン
ションを調整するアクチュエータ、４は右前輪のサスペ
ンションを調整するアクチュエータ、６は左後輪のサス
ペンションを調整するアクチュエータ、８は右後輪のサ
スペンションを調整するアクチュエータである。これら
のアクチュエータ２〜８は前述のアクチュエータＡに相
当する。

【００１８】各アクチュエータ２，４，６及び８は夫々
電磁式の制御弁１０，１２，１４及び１６により駆動さ
れるようになっている。そして、各制御弁１０，１２，
１４及び１６は、供給路１８を介してポンプ２０に接続
されるとともに、排出路２２を介してオイルリザーバ２
４に接続されている。なお、ポンプ２０は図示しないエ
ンジン等により駆動されオイルリザーバ２４内のオイル
を吸引して供給路１８へ吐出するものである。また、供
給路１８には、アキュムレータ２６が接続されるととも
に、リリーフ弁２８を介してリザーバ２４が接続されて
おり、これにより供給路１８が設定圧に保たれるように
なっている。

【００１９】各制御弁１０，１２，１４及び１６は、駆
動回路３０からの各制御信号により、各アクチュエータ
２〜８へのオイルの給排を禁止してロックする第１位置
と、各アクチュエータ２〜８が伸長する方向にオイルを
給排する第２位置と、各アクチュエータ２〜８が縮小す
る方向にオイルを給排する第３位置とを個々にとること
ができるようになっている。

【００２０】したがって、現在のロッド長さを目標長さ
まで駆動するには、第１位置にある制御弁１０，１２，
１４及び１６を、第２位置又は第３位置に切り替えてア
クチュエータ２〜８を伸縮させて、目標長さになったら
第１位置に戻すように、駆動回路３０からそれぞれ制御
信号が送られる。そして、駆動回路３０からロッド長さ
を変化すべき制御信号が送られなければ、制御弁１０，
１２，１４及び１６を第１位置に保持するようになって
いる。

【００２１】３２は駆動回路３０へ制御信号を出力する
制御手段としてのコントローラであり、このコントロー
ラ３２は、後述する各センサから入力される信号に基づ
いて所定のプログラム処理を行ない、駆動回路３０へ制
御信号を出力するものである。なお、コントローラ３２
内には、所定のプログラム及びこのプログラム処理に用
いるマップ等を記憶したＲＯＭ３４，更に図示しないが
各センサから出力信号を入力するための入力回路、プロ
グラムに沿った演算及び処理を実行するためのＣＰＵ、
ＲＡＭおよび出力回路並びにこれら各エレメント間のイ
ンターフェイスをそなえている。

【００２２】上述した各センサを具体的に上げると、車
高センサ３６や操舵センサ３８や車速センサ４０の他
に、左前輪のアクチュエータ２のストローク位置を検出
する変位センサ４２（＝ストロークセンサ７０）や、右
前輪のアクチュエータ４のストローク位置を検出する変
位センサ４４（＝ストロークセンサ７０）や、左後輪の
アクチュエータ６のストローク位置を検出する変位セン
サ４６（＝ストロークセンサ７０）や、右後輪のアクチ
ュエータ８のストローク位置を検出する変位センサ４８
（＝ストロークセンサ７０）等があり、車高センサ３６
や操舵センサ３８や車速センサ４０といった車両の走行
状態に関する情報に基づいて、各アクチュエータＡ（＝
２〜８）の目標とするロッド長さを設定して、ロッド長
さがこの目標値になるように変位センサ７０（＝４２〜
４８）を通じてフィードバック制御できるようになって
いる。

【００２３】なお、このアクチュエータＡ（＝２〜８）
のロッド長さを変更することで、例えばキャスタやキャ
ンバやトーイン等のホイールアライメントを調整するよ
うに設定されている。本発明の一実施例としてのアーム
長可変アクチュエータ装置は、上述のごとく構成される
ので、コントローラ３２を通じて、各制御弁１０，１
２，１４及び１６を駆動しながら、各アクチュエータＡ
（＝２〜８）の油室６０，６２へオイルを給排して、ア
クチュエータＡ（＝２〜８）のロッド長さを調整する。

【００２４】例えば、油室６０へオイルを供給して油室
６２のオイルを排出すると、ピストンロッド５８がシリ
ンダ本体５０から突出する方向（図１中の右方）へ移動
して、アクチュエータＡのロッド長さが大きくなり、油
室６２へオイルを供給して油室６０のオイルを排出する
と、ピストンロッド５８がシリンダ本体５０内へ戻る方
向（図１中の左方）へ移動して、アクチュエータＡのロ
ッド長さが小さくなる。

【００２５】このようにして、駆動機構Ａ２を通じて、
ロッド長さが目標とする長さまで適宜調整されて、常に
目標長さを保持するように制御されるが、駆動機構Ａ２
がフェイル（故障）して、ピストン５４及びピストンロ
ッド５８を油圧で固定できなくなったときには、フェイ
ルセーフ用付勢機構Ａ３としてのゴムブッシュ６８によ
りピストンロッド５８の動きが拘束されてロッド長が適
当な範囲内に保持される。

【００２６】これにより、フェイル時にも車両の走行性
が確保される。そして、本装置Ａのフェイルセーフ用付
勢機構Ａ３にはゴムブッシュ６８が用いられているが、
このゴムブッシュ６８は、サイズ（専有体積）に比べて
変位許容ストロークや中立復帰の弾性力が大きいので、
コイルスプリング等のバネによるフェイルセーフ用付勢
機構に比べて付勢機構Ａ３を格段に小型化でき、装置Ａ
を小型で全長の短いものにできる。これにより、伸縮さ
せたい特定のサスペンションアームが短かったり狭隘な
部分にあっても十分に本装置を収めることができる。

【００２７】さらに、ゴムブッシュ６８自体が安価なの
で、コスト面での利点もある。なお、このアーム長可変
アクチュエータ装置の取付は本実施例の位置や形態に限
るものでなく、ホイールアライメントを調整するために
種々の位置に種々の形態で設置できる。勿論、取付部６
４を車輪側に取付部６６を車体側に配置してもよい。ま
た、装置の各部の形状等も本実施例のものに限定され
ず、本装置の作動原理を有するように構成すれば種々の
態様が考えられる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアーム長
可変アクチュエータ装置によれば、車両のサスペンショ
ンにおける構成要素を変位すべく設置されるアーム長可
変アクチュエータ装置において、アーム長方向へ相対変
位しうるように結合された２つの部材をそなえこれらの
部材の相対変位により伸縮しうるアーム伸縮機構と、該
アーム伸縮機構を伸縮駆動する駆動機構と、この駆動機
構のフェイル時に上記アーム伸縮機構が所定のアーム長
の状態に保持されるように付勢力を与えるフェイルセー
フ用付勢機構とが設けられ、上記付勢機構が上記アーム
伸縮機構の２つの部材の間に介装されたゴム体で構成さ
れるという簡素な構成により、付勢機構を格段に小型化
でき、装置全体を小型で全長の短いものにできる。これ
により、伸縮させたい特定のサスペンションアームが短
かったり狭隘な部分にあっても十分に本装置を収めるこ
とができるようになる。さらに、ゴム体自体が安価なの
で、コスト面での利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのアーム長可変アクチ
ュエータ装置の要部縦断面図である。

【図２】本発明の一実施例としてのアーム長可変アクチ
ュエータ装置のサスペンションへの装着例を示すサスペ
ンションの模式的な斜視図である。

【図３】本発明の一実施例としてのアーム長可変アクチ
ュエータ装置の駆動機構の模式的な構成図である。

【符号の説明】

２，４，６，８，Ａ，Ａ′ アーム長可変アクチュエー
タ装置（アクチュエータ） １０，１２，１４，１６ 電磁式の制御弁 １８ 供給路 ２０ ポンプ ２２ 排出路 ２４ オイルリザーバ ２６ アキュムレータ ２８ リリーフ弁 ３０ 駆動回路 ３２ コントローラ ３４ コントローラ３２内のＲＯＭ ３６ 車高センサ ３８ 操舵センサ ４０ 車速センサ ４２，４４，４６，４８，７０ 変位センサ（ストロー
クセンサ） ５０ シリンダ本体 ５０Ａ シリンダ部 ５０Ｂ，５０Ｃ 端部部材 ５２，５６ 隔壁部材 ５４ ピストン ５８ ピストンロッド ５８Ａ，５８Ｂ ロッド部材 ６０，６２ 油室 ６０Ａ，６２Ａ 給排口 ６４，６６ 取付部 ６６Ａ ロッド ６８ ゴムブッシュ ６８Ｂ 内筒 ６８Ｃ 外筒 ６８Ａ ゴム体 ７２ ストラット ７４ アッパアーム ７５ ロアアーム ７６ ロアアーム ７８ ハブキャリア（又はナックル） ７８Ａ ハブキャリアのリンク（又はナックルの延長
部） ８０ 車輪 Ａ１ アーム伸縮機構 Ａ２ 駆動機構 Ａ３ フェイルセーフ用付勢機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 忠夫 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のサスペンションにおける構成要素
   を変位すべく設置されるアーム長可変アクチュエータ装
   置において、アーム長方向へ相対変位しうるように結合
   された２つの部材をそなえこれらの部材の相対変位によ
   り伸縮しうるアーム伸縮機構と、該アーム伸縮機構を伸
   縮駆動する駆動機構と、この駆動機構のフェイル時に上
   記アーム伸縮機構が所定のアーム長の状態に保持される
   ように付勢力を与えるフェイルセーフ用付勢機構とが設
   けられ、上記付勢機構が上記アーム伸縮機構の２つの部
   材の間に介装されたゴム体で構成されていることを特徴
   とする、アーム長可変アクチュエータ装置。