JP2020108994A

JP2020108994A - 車両の車高調整装置

Info

Publication number: JP2020108994A
Application number: JP2019008840A
Authority: JP
Inventors: 康二芝端; Koji Shibahata
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2020-07-16

Abstract

【課題】車両の車高を調整する装置はすでに種々の方式が提案実用化されている。しかしその多くは車高調整装置を装着しない車両に対しサスペンションのショックアブソーバーの交換だけでなく、車高を調整するための動力源などの付帯装置を車体側にも搭載する必要があり、コスト、重量および故障リスクとメンテナンス費用の増大が避けられなかった。【解決手段】本発明は、サスペンションのコイルスプリングの内側にネジ機構を設けそれを駆動する電動モーター、減速機をショックアブソーバーと一体に構成することにより車体側へ搭載する空圧源、油圧源、空圧配管、油圧配管などを不要とし上記課題を解決できるものである。【選択図】図１

Description

本発明は，車両の車高調整装置に関する。

車両の車高調整装置として、例えば「非特許文献１」に示す既存のエアサスペンションシステムがある。

「非特許文献１」のエアサスペンションシステムではショックアブソーバーをエアサスペンション用に交換する必要がある上、エアポンプ、エアタンクなど多くの部品を車体側に搭載する必要がある。

「自動車のサスペンション構造・理論・評価」ＫＹＢ株式会社編株式会社グランプリ出版２０４ページＩＳＢＮ９７８−４−８７６８７−３３０−２Ｃ２０５３

「非特許文献１」のエアサスペンションシステムではショックアブソーバーをエアサスペンション用に交換する必要がある上、エアポンプ、エアタンクなど多くの部品を車体側に搭載する必要があり搭載スペースが必要な上、車両の重量、コストが増大してしまう。
またエア漏れなどの故障リスクも増え従来は不要であったメンテナンス費用が発生してしまうという課題があった。

本発明では、サスペンションのコイルスプリングの内側にネジ機構を設けそれを駆動する電動モーター、減速機をショックアブソーバーと一体に構成することにより車体側へ搭載する空圧源、油圧源などを最小とした上に、空圧配管、油圧配管などを用いないため故障リスクの増加も最小とし上記課題を解決するものである。

実施例１、実施例１の標準高さ状態実施例１、実施例１の車高を上げた状態実施例２、ストラット型転舵輪に装着した場合の実施例実施例３、複数のモーター設置した実施例実施例４、同軸モーターを設置した実施例実施例５、モーターにブレーキ機構、制御回路を一体化した実施例

図１に実施例１の車両の車高調整装置を示す。

サスペンションコイルスプリング６の上端はスプリングアッパーシート４を介して車体に固定される。サスペンションコイルスプリング６は固定ピン２４により車体に対して固定され、ボールスクリュー雄ネジ１０とボールスクリュー雌ネジ８で構成されるネジの回転方向に回転することはない。

ショックアブソーバー外筒１４は１５、１６，１７で構成されるゴムブッシュにより車体に取り付けられたサスペンション（図示せず）に取り付けられており、ボールスクリュー雄ネジ１０とボールスクリュー雌ネジ８で構成されるネジの回転方向に回転することはない。
実施例１ではサスペンションコイルスプリングの内側のネジ機構はボールスクリューを採用しているが台形ネジなど他の方式のネジに置き換えても図２の機能に変わりはない。

ここでショックアブソーバー外筒１４に取り付けられた駆動モーター１８は減速機１９を経由してピニオンギヤ１３を回転させる。ピニオンギヤ１３はドリブンギヤ１１に噛み合っておりボールスクリュー雄ネジ１０を回転させる。
ボールスクリュー雄ネジ１０はボールベアリング１２とスラストボールベアリング２２によりショックアブソーバー１４に回転自由に連結されている。

ボールスクリュー雌ネジ８は固定ピン２３によりサスペンションコイルスプリング６の下端と連結されておりボールスクリューの回転方向に回転することはできない。
したがってボールスクリュー雌ネジ８は回転せずにボールスクリュー雄ネジ１０が回転する。

これによりボールスクリュー雌ネジ８が図中上、車体上方向に移動した場合を図２に示す。
図１ではボールスクリュー雌ネジ８がボールスクリュー雄ネジ１０と密着しておりほぼゼロであった距離ｈが図２ではｈが約４０ｍｍの距離を設けることができる。この距離ｈに対応した車高が調整される。ショックアブソーバー全体の長さＨも図１の状態に比べ図２では図２の距離ｈと同一の長さが延長される。

車体の車高の変化量は、この距離ｈにサスペンションのレバー比を掛け合わせた値となる。サスペンションのレバー比は通常１．４前後であるため通常サスペンションでは５０ｍｍ程度の車高の調整が可能となる。

実施例１では図１に示す距離ｈがゼロの場合を通常走行時としている。これにより車高上昇時に車高調整装置が故障した場合にも車体の自重により距離ｈはゼロ位置に復帰し、通常走行に支障を及ぼさない構造としている。
通常走行時の距離ｈをゼロ以外に設定することも当然可能である。

実施例１の車高調整装置では車高の制御量を検知する車高センサーが必要になる。すでに実用化、商品化された既存の車高センサーは多数ある。本発明においても既存の車高センサーを用いることももちろん可能であるが、ブラシレスモーターなどではモーター自身の制御のためにモーターに回転センサーが内臓されている。本発明においてはモーターの回転数と車高の関係は一定であるためモーターに内臓された回転センサーを車高センサーとして用いることができる。これにより別体の車高センサーを取り付ける必要がなくなりコスト、ウエイト、搭載性の向上が図られる。

なお、図１、図２においてモーター１８と制御回路２６はモーター制御ライン２５によりを接続されている。制御回路２６は車体に設置される。

図３に本発明をストラット型転舵輪に適用した場合の実施例を示す。ストラット型転舵輪においても本発明はそのまま適用可能である。ただし、図１および図２の実施例１において、ボールスクリューの雄ネジ１０と雌ネジ８の相対回転角はモーター１８の駆動のみで生じるが、図３のストラット型転舵輪においてはモーター１８の回転と共に転舵により雄ネジ１０と雌ネジ８に相対回転が生じる。

右輪と左輪のボールスクリューの雄ネジ１０と雌ネジ８が、例えば共に右ネジの場合には、右操舵により右輪の車高も左輪の車高も下がる。左操舵の場合には右輪の車高も左輪の車高も上がり左右の操舵で非対称な動きとなる不具合が生じる。

この不具合を避けるために図３の実施例２においては右輪のボールスクリューは右ネジ、左輪のボールスクリュー左ネジと左右輪でボールスクリューのネジ方向を逆方向としている。これにより右操舵、左操舵により車両の動きは対象となる。必要とされる車両の車高変化に応じて右輪のボールスクリューを左ネジ、左輪のボールスクリュー右ネジとすることも可能で、この場合も右操舵、左操舵による車両の動きは対象となる。

図４は、実施例３を示し、駆動モーターと減速機のセットを複数個としたことを特徴とする。図２では駆動モーターと減速機のセットを２個としているが、２個以上とすることも可能である。

駆動モーターと減速機を複数個とすることにより、１．モーターおよび減速機の小型化により図４のｄ寸法を低減し車両搭載性を向上することができる。２．モーターおよび減速機が一個の場合と同等なサイズのモーターおよび減速機を複数個設置することにより車高調整の速度を向上することができる。
などの効果が得られる。

またモーターおよび減速機を複数個とすることによりボールベアリング１２に作用する偏荷重が低減し作動がスムースになり耐久性が向上する。

図５に実施例４を示す。実施例４では駆動モーターとして同軸モーター３４を用いてことを特徴とする。実施例４では減速機として公知のハーモニックドライブ減速機構３３を用いている。
ハーモニックドライブ減速機構はそれ単体で１／１００程度の減速が可能となるため図５の３２部分にギヤ機構は不要となり、３２部分は勘合構造となる。

実施例４では同軸モーター３４を用いることにより実施例３に比べ図５のｄ寸法をさらに小径化することが可能になり、車体への搭載時の制約を低減することができる。

図６に実施例５を示す。実施例５では駆動モーター１８と同軸に公知技術である電磁ブレーキ３７とモーター制御回路と無線送受信回路３５を組みつけている。これにより車高を一定に保持する場合のモーター電流が不要となり駆動モーター１８へは電源ラインのみを接続することにより車両搭載が可能となる。

近年の車両では搭載する電子機器の数とサイズが増大しており新規のモーター制御回路などを車体側へ搭載することが物理的スペースの制約で困難になってきている。この現状では、実施例５に示すモーター制御回路などをモーター一体化することは新規の装置を車体へ搭載する際に大変有効な手段となる。

本発明による車両の車高調整装置により、従来方式の車両の車高調整装置に比べ小型、軽量で車体側への搭載部品が少なく車両搭載性に優れた、しかも故障リスクも少なくメンテ費用の増加を最小にできる車両の車高調整装置が実現できる。
これによりコスト、ウエイトの面から従来は車両の車高調整装置を搭載できなかった小型車、大衆車、スポーツカーなどへの搭載が可能となる。

１ショックアブソーバーピストンロッドのネジ部
２ショックアブソーバー車体取り付けナット
３車体パネル
４スプリングアッパーシート
５ショックアブソーバーピストンロッド
６サスペンションコイルスプリング
７ボールスクリューダストカバー
８ボールスクリュー雌ネジ
９ギヤ部ダストカバー
１０ボールスクリュー雄ネジ
１１ドリブンギヤ
１２ボールベアリング
１３ピニオンギヤ
１４ショックアブソーバー外筒
１５ゴムブッシュ外筒
１６ゴムブッシュゴム部
１７ゴムブッシュ内筒
１８駆動モーター
１９減速機
２０スラストボールベアリング下側受け
２１回転摺動ブッシュ
２２スラストボールベアリング
２３固定ピン
２４固定ピン
２５モーター制御ライン
２６モーター制御回路
２７減速機
２８第一駆動モーター
２９減速機
３０第二駆動モーター
３１ダストカバー
３２勘合部
３３ハーモニックドライブ減速機構
３４同軸モーター
３５制御回路および無線送受信回路
３６電源ライン
３７スピンドル
３８電磁ブレーキ

Claims

車高調整装置として
１．サスペンションのコイルスプリングの内側に設けられたネジ機構。
２．ショックアブソーバーに回転自由に連結されたネジ機構の雄ネジ。
３．コイルスプリングに連結されたネジ機構の雌ネジ。
４．ショックアブソーバーに設置されネジ機構の雄ネジを駆動する少なくとも一つの電動モーター。
を併せ持つことを特徴とする車高調整装置。
「請求項１」において車高の最低位置の状態を通常走行状態とすることを特徴とした車高調整装置。
「請求項１」の構造をストラット型の転舵輪に組み合わせた場合において、コイルスプリングの内側に設けられたネジ機構の巻方向を左右輪で逆方向としたことを特徴とする車高調整装置。
「請求項１」および「請求項２」のネジ機構としてボールスクリューを用いることを特徴とする車高調整装置。