(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で、モータへの負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量であると共に、耐振動性に優れたキャンバ角可変機構を提供する。【解決手段】車体側に連結されるベース部材２０とモータ２と、モータ２の動力を伝達する動力伝達機構３と、可動部材と、を備え、動力伝達機構３は、モータ２の出力軸と連結され、一体に回転する第１プーリと、一方で第１プーリに巻掛けられるベルトと、ベルトを他方で巻掛ける第２プーリと、第２プーリと連結され、一体に回転するウォームギヤと、ウォームギヤと噛み合うウォームホイールと、を有し、モータ２の出力軸とウォームギヤの回転軸とを含む第１の面を水平又は水平に対して所定角度範囲内に傾斜することを特徴とする。【選択図】図１
2010228653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、
前記車体側に連結されるベース部材と、
前記ベース部材に設けられ、回転動力を発生するモータと、
前記モータの動力を伝達する動力伝達機構と、
前記車輪を回転可能に支持し、前記動力伝達機構に連結され、前記ベース部材に対して回動することで前記車輪のキャンバ角を変更する可動部材と、
を備え、
前記動力伝達機構は、
前記モータの出力軸と連結され、一体に回転する第１プーリと、
一方で前記第１プーリに巻掛けられるベルトと、
前記ベルトを他方で巻掛ける第２プーリと、
前記第２プーリと連結され、一体に回転するウォームギヤと、
前記ウォームギヤと噛み合うウォームホイールと、
を有し、
前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの回転軸とを含む第１の面を水平又は水平に対して所定角度範囲内に傾斜する
ことを特徴とするキャンバ角可変機構。
【請求項２】
前記所定角度は、前記車両にかかる上下方向の振動に基づいて設定されることを特徴とする請求項１記載のキャンバ角可変機構。
【請求項３】
前記所定角度は、前記車輪より入力される振動に対して前記モータへの入力振動が、前記車体に入力される振動と同等のなるように設定される角度とされることを特徴とする請求項１または２記載のキャンバ角可変機構。
【請求項４】
前記第１の面は、水平方向を０°として±１４．５°以内で傾斜することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載のキャンバ角可変機構。
【請求項５】
前記動力伝達機構及び前記モータを収容するケースを有するとともに、
前記モータは、該ケースに対して制震部材を介して支持されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のキャンバ角可変機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のキャンバ角を簡単な構造で変更できるようにしたキャンバ角可変機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図２０に示すように、アクチュエータで各輪個別にキャンバ及びトウを制御することができるようにするために、車輪を支持するアクスル５３２を車体に対し１点で支持するボールジョイント５３３と、アクスル５３２におけるボールジョイント５３３による支持点の上側又は下側であり且つ車両前後方向の２点を支持し、この２点の支持点を、車幅方向に個別に変位させる第１及び第２のアクチュエータ５３４，５３５と、前記２点の支持点を車幅方向において相対的に変位させることで車輪のトウを変化させ、及び／又は前記２点の支持点を車幅方向において同一方向に変位させることで車輪のキャンバを変化させるように、第１及び第２のアクチュエータ５３４，５３５を制御する制御手段と、を備えたものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２２９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にアクチュエータを使用した機構では、複雑で大きなスペースを必要とする上、所定のキャンバ角を維持するためには、常に動力が必要となり、効率が悪く、燃費が悪化する場合があった。また、キャンバを所定位置で位置決めする際、タイヤにかかる負荷によりキャンバを変更する動作スピードが異なり、キャンバ角の位置決めを正確に制御することが困難であった。さらに、外乱による振動が入力した際、アクチュエータの向きによって耐振動性の弱い部分があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであって、簡単な構造で、モータへの負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量であると共に、耐振動性に優れたキャンバ角可変機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために本発明のキャンバ角可変機構は、車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、前記車体側に連結されるベース部材と、前記ベース部材に設けられ、回転動力を発生するモータと、前記モータの動力を伝達する動力伝達機構と、前記車輪を回転可能に支持し、前記動力伝達機構に連結され、前記ベース部材に対して回動することで前記車輪のキャンバ角を変更する可動部材と、を備え、前記動力伝達機構は、前記モータの出力軸と連結され、一体に回転する第１プーリと、一方で前記第１プーリに巻掛けられるベルトと、前記ベルトを他方で巻掛ける第２プーリと、前記第２プーリと連結され、一体に回転するウォームギヤと、前記ウォームギヤと噛み合うウォームホイールと、を有し、前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの回転軸とを含む第１の面を水平又は水平に対して所定角度範囲内に傾斜することを特徴とする。
【０００７】
また、前記所定角度は、前記車両にかかる上下方向の振動に基づいて設定されることを特徴とする。
【０００８】
また、前記所定角度は、前記車輪より入力される振動に対して前記モータへの入力振動が、前記車体に入力される振動と同等のなるように設定される角度とされることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の面は、水平方向を０°として±１４．５°以内で傾斜することを特徴とする。
【００１０】
また、前記動力伝達機構及び前記モータを収容するケースを有するとともに、前記モータは、該ケースに対して制震部材を介して支持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、前記車体側に連結されるベース部材と、前記ベース部材に設けられ、回転動力を発生するモータと、前記モータの動力を伝達する動力伝達機構と、前記車輪を回転可能に支持し、前記動力伝達機構に連結され、前記ベース部材に対して回動することで前記車輪のキャンバ角を変更する可動部材と、を備え、前記動力伝達機構は、前記モータの出力軸と連結され、一体に回転する第１プーリと、一方で前記第１プーリに巻掛けられるベルトと、前記ベルトを他方で巻掛ける第２プーリと、前記第２プーリと連結され、一体に回転するウォームギヤと、前記ウォームギヤと噛み合うウォームホイールと、を有し、前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの回転軸とを含む第１の面を水平又は水平に対して所定角度範囲内に傾斜するので、簡単な構造で、モータへの負荷を軽減し、且つ、外力に対して強固で小型で軽量であると共に、耐振動性に優れたキャンバ角可変機構を提供する。
【００１２】
また、請求項２記載の発明によれば、前記所定角度は、前記車両にかかる上下方向の振動に基づいて設定されるので、さらに耐振動性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明によれば、前記所定角度は、前記車輪より入力される振動に対して前記モータへの入力振動が、前記車体に入力される振動と同等となるように設定される角度とされるので、モータ自体への振動の入力を低減することが可能となる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明によれば、前記第１の面は、水平方向を０°として±１４．５°以内で傾斜するので、さらに耐振動性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項５記載の発明によれば、前記動力伝達機構及び前記モータを収容するケースを有するとともに、前記モータは、該ケースに対して制震部材を介して支持されるので、モータの振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のキャンバ角可変機構を後上方からみた斜視図である。
【図２】第１実施形態のキャンバ角可変機構を後方からみた図である。
【図３】モータ及び動力伝達機構の斜視図である。
【図４】モータ及び動力伝達機構の断面図である。
【図５】モータ及び動力伝達機構の平面図である。
【図６】キャンバ角を変更した場合の車体後方から見た作動概略図である。
【図７】キャンバ角を変更しない状態のキャンバ角可変機構の模式図である。
【図８】キャンバ角を変更しない状態のウォームホイール周辺の拡大図である。
【図９】キャンバ角を変更途中のキャンバ角可変機構の模式図である。
【図１０】キャンバ角を変更途中のウォームホイール周辺の拡大図である。
【図１１】キャンバ角を変更した状態のキャンバ角可変機構の模式図である。
【図１２】キャンバ角を変更した状態のウォームホイール周辺の拡大図である。
【図１３】クランクシャフトのクランク角と、キャンバ角の関係を示す図である。
【図１４】実施例１のモータ及び動力伝達機構の側面図である。
【図１５】実施例２のモータ及び動力伝達機構の側面図である。
【図１６】実施例３のモータ及び動力伝達機構の側面図である。
【図１７】実施例１のモータ及び動力伝達機構の断面図である。
【図１８】モータの耐振動性を示す模式図である。
【図１９】他の実施形態を示す図である。
【図２０】従来の技術を示す図である。
【図２１】従来の技術を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は第１実施形態のキャンバ角可変機構１の後上方から見た斜視図、図２は第１実施形態のキャンバ角可変機構１の後方から見た図を示す。ただし、図では、キャンバ角可変機構１を見やすくするためにケース、ナックル等を省略している部分がある。
【００１９】
なお、前後とは、車両の前後方向に対応しており、図中の矢印Ｆを前方とする。また、車幅方向とは、車両の前後方向に直交する方向とする（以下同じ。）。
【００２０】
図１及び図２において、１はキャンバ角可変機構、２はモータ、３は動力伝達機構、４は動力伝達機構に含まれる伝達部材としてのアーム、５は可動部材としての可動プレート、２０はベース部材としてのナックル、２１はストラット、２２はロアアーム、３０は車輪、４０はドライブシャフトである。
【００２１】
第１実施形態のキャンバ角可変機構１は、図示しない車体と車輪３０とを連結する部分に設けられ、車輪３０のキャンバ角を変更するための装置である。
【００２２】
キャンバ角可変機構１は、車体又はストラット２１やロアアーム２２等の支持部材に連結されるナックル２０と、動力を発生するモータ２と、モータ２の動力を伝達するウォームホイール３及びアーム４と、ウォームホイール３及びアーム４から伝達されたモータ２の動力によりナックル２０に対して可動する可動プレート５とを有する。
【００２３】
ナックル２０は、車体に対して揺動するストラット２１に固定されると共に、ロアアーム２２により回動可能に支持される。また、ナックル２０は、モータ２及び動力伝達機構３を支持する支持部を有し、可動プレート５とは、ゴムブッシュ等を介して連結されている。
【００２４】
モータ２は、ＤＣモータからなり、リレー等により正逆回転するものである。モータ本体部２ａは、ベース部材としてのケース５１を介してナックル等の車体側に制振部材を介して支持され、出力軸２ｂは、動力伝達機構３を介してアーム４に連結されている。
【００２５】
アーム４は、動力伝達機構３に含まれ、一方で第１連結部３４に連結され、他方で第２連結部４５を介して可動プレート５に連結され、モータ２の動力を可動プレート５に伝達するものである。
【００２６】
可動プレート５は、ハブ３１等を介して車輪３０を回転可能に支持し、モータ２が作動すると、ウォームホイール３及びアーム４により動力が伝達され、ナックル２０に対して回動するものである。
【００２７】
図３はモータ及び動力伝達機構の斜視図、図４はモータ及び動力伝達機構の断面図、図５はモータ及び動力伝達機構の概念図である。
【００２８】
動力伝達機構３は、モータ２の動力をアーム４に伝達するものである。動力伝達機構３は、モータ２の出力軸２ｂと連結され、一体に回転する第１プーリとしての小プーリ３ａと、一方で小プーリ３ａに巻掛けられるベルト３ｂと、ベルト３ｂを他方で巻掛ける第２プーリとしての大プーリ３ｃと、ウォームギヤ歯部３ｄ１を有し、大プーリ３ｃと連結され、一体に回転するウォームギヤ３ｄと、ウォームギヤ歯部３ｄ１と噛み合うウォームホイール歯部３ｅ１を有し、ウォームギヤ３ｄが回転することにより回転するウォームホイール３ｅと、ウォームホイール３ｅと連結され、一体に回転するクランクシャフト３ｆと、を有する。クランクシャフト３ｆは、ウォームホイール３ｅの回転軸３ｅ２と同軸のクランク軸３ｆ１と、クランク軸３ｆ１に対して偏心した位置にありアーム４の一方に連結されている第１連結部３４を有するクランクピン３ｆ２と、を有する。
【００２９】
また、小プーリ３ａは小プーリ歯部３ａ１を有し、ベルト３ｂはベルト歯部３ｂ１を有し、大プーリ３ｃは大プーリ歯部３ｃ１を有する。小プーリ歯部３ａ１と大プーリ歯部３ｃ１は、それぞれベルト歯部３ｂ１と噛み合う。
【００３０】
さらに、ウォームホイール３ｅは、所定の角度の扇形に形成され、その端部におけるウォームホイール歯部３ｅ１の内周側に第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４を有する。第１ウォームホイール当接部３ｅ３又は第２ウォームホイール当接部３ｅ４がストッパ５２に当接することでウォームホイール３ｅの回転が規制される。
【００３１】
ストッパ５２は、ケース５１に支持されるストッパ支持部５２ａと、ウォームホイール３ｅを軸方向に跨ぐように設けられ第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４と当接することでウォームホイール３ｅの回転を規制するストッパ当接部５２ｂと、を有する。
【００３２】
モータ２の動力は、出力軸２ａを介して、第１プーリ３ａに伝達される。第１プーリ３ａに伝達された動力は、ベルト３ｂを介して第２プーリ３ｂに伝達される。第２プーリ３ｂに伝達された動力は、ウォームギヤ３ｃに伝達され、ウォームギヤ３ｃからウォームホイール３ｅに伝達され、ウォームホイール３ｅからクランクシャフト３ｆに伝達される。
【００３３】
なお、モータ２はあらかじめ第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４がストッパ当接部５２ｂに当接する時点と、ほぼ同じ時に回転を止めて逆方向に回転するように設定されている。
【００３４】
図６は、キャンバ角を変更した場合の車体後方から見た作動概略図である。
【００３５】
図６に示すように、モータ２を作動させると、動力伝達機構３が作動し、アーム４の一方が揺動する。すると、アーム４に引かれて、アーム４の他方に連結された可動部材４が、図示しないナックル２０に対して回動し、車輪３０にキャンバ角を付与する。
【００３６】
図７はキャンバ角を変更しない状態のキャンバ角可変機構の模式図、図８はキャンバ角を変更しない状態のウォームホイール周辺の拡大図である。
【００３７】
図７に示すように、キャンバ角を変更しない状態では、車体側から、クランクシャフト３ｆのクランク軸３ｆ１と、クランクシャフト３ｆのクランクピン３ｆ２とアーム４とが連結された第１連結部３４と、可動プレート５とアーム４とが連結された第２連結部４５と、が一直線Ａ上に並ぶ第１の状態となるように構成されている。
【００３８】
この時、図８に示すように、ストッパ５２のストッパ当接部５２ｂがウォームホイール３ｅの第１ウォームホイール当接部３ｅ３に当接するので、モータ２の回転誤差等によるズレも抑制することができる。
【００３９】
図９はキャンバ角を変更途中のキャンバ角可変機構の模式図、図１０はキャンバ角を変更途中のウォームホイール周辺の拡大図である。
【００４０】
図９に示すように、キャンバ角を変更途中の状態では、車体側から、クランクシャフト３ｆのクランク軸３ｆ１と、クランクシャフト３ｆのクランクピン３ｆ２とアーム４とが連結された第１連結部３４と、可動プレート５とアーム４とが連結された第２連結部４５と、が一直線に並ばない途中状態となるように構成されている。
【００４１】
この時、図１０に示すように、ストッパ５２のストッパ当接部５２ｂとウォームホイール３ｅの第１ウォームホイール当接部３ｅ３及び第２ウォームホイール当接部３ｅ４とは当接していない。
【００４２】
図１１はキャンバ角を変更した状態のキャンバ角可変機構の模式図、図１２はキャンバ角を変更した状態のウォームホイール周辺の拡大図である。
【００４３】
図１１に示すように、キャンバ角を変更した状態では、車体側から、動力伝達機構３のクランクシャフト３ｆのクランクピン３ｆ２とアーム４とが連結された第１連結部３４と、クランクシャフト３ｆのクランク軸３ｆ１と、可動プレート５とアーム４とが連結された第２連結部４５と、が一直線Ｂ上に並ぶ第２の状態となるように構成されている。
【００４４】
この時、図１２に示すように、ストッパ５２のストッパ当接部５２ｂがウォームホイール３ｅの第２ウォームホイール当接部３ｅ４と当接するので、モータ２の回転誤差等によるズレも抑制することができる。
【００４５】
図１３は、クランクシャフト３ｆのクランク角と、キャンバ角の関係を示す図である。
キャンバ角可変機構１が第１の状態と第２の状態にある場合、第１連結部３４の軌跡に対する第１連結部３４における接線が、直線Ａ及び直線Ｂと直角になるので、モータ２の動力がなければ、アーム４を回動させる接線方向の力の成分は発生せず、キャンバ角可変機構１はロックされた状態となる。
【００４６】
次に、モータ及び動力伝達機構の実施例１〜実施例３について説明する。図１４は実施例１を示す図、図１５は実施例２を示す図、図１６は実施例３を示す図である。実施例１〜３では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とを含む第１の面Ｓ１を水平又は略水平に配置する。
【００４７】
ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とモータ２の出力軸２ｂの位置関係は、図１４に示すように、水平方向と一致する時が耐振動性からして最も有利となる。なぜならば、図１７に示すように、本実施形態では、ベルト３ｂを用いて、モータ２側とウォームギヤ３ｄ側とを連結している。そして、ウォームギヤ３ｄは、ベアリング５１ａ等を介してケース５１に固定されている。しかし、モータ２は、出力軸２ｂ側を、ウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２と軸間距離を一定に保持する軸間距離固定プレート２３により支持され、出力軸２ｂの反対側を制振部材としての振動抑制ゴム５１ｂ等によりケース５１に支持されている。したがって、モータ２は、耐振動性が弱い。
【００４８】
両軸間距離は、機構上一定に保たれているため、図２１に示すように、両軸の位置関係が垂直方向に近くなればなるほど、モータ２が振動抑制ゴム５１ｂで保持されていようが、前後Ｇをダイレクトに受け止めてしまうためである。よって、両軸の位置関係は、図１８に示すように、第１の面Ｓ１を耐振動に優れている水平方向に近くさせてセッティングすることが好ましい。
【００４９】
なお、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とを含む第１の面Ｓ１を正確に水平にすることは困難であるので、水平に対して所定角度範囲内に傾斜させてもよい。
【００５０】
所定角度は、車両にかかる上下方向の振動に基づいて設定されることが好ましい。
【００５１】
また、所定角度は、車輪３０より入力される振動に対してモータ２への入力振動が、車体に入力される振動と同等のなるように設定される角度とされることが好ましい。
【００５２】
例えば、許容されるセッティング角度は、一般的に、車両バネ下の振動Ｇはバネ上の約４倍となるので、本実施形態にてモータ２への入力振動を１／４以下に抑えたいとすると、両軸の位置関係は、図１５及び図１６に示すように、水平角基準に、最大±１４．５°（＝asin（０．２５） ）が好ましい。
【００５３】
図１４は、実施例１のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例１では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２を含む第１の面Ｓ１は水平方向となっている。このように配置させることにより、耐振動性に優れたものとすることができる。
【００５４】
図１５は、実施例２のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例２では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２を含む第１の面Ｓ１は水平方向に対して＋１４．５°以内で傾斜している。このように配置させることにより、耐振動性に優れたものとすることができる。
【００５５】
図１６は、実施例３のモータ２及び動力伝達機構３の側面図である。実施例１では、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２を含む第１の面Ｓ１は水平方向に対して−１４．５°以内で傾斜している。このように配置させることにより、耐振動性に優れたものとすることができる。
【００５６】
図１９は、キャンバ角可変機構１を後輪に設けた例である。この場合、モータ２及び動力伝達機構３は、トレーリングアーム２５に支持されている。
【００５７】
なお、本実施形態では、第１の状態の場合にキャンバ角を変更しない状態とし、第２の状態の場合にキャンバ角を変更した状態と設定したが、第１の状態の場合にキャンバ角を変更した状態とし、第２の状態の場合にキャンバ角を変更しない状態と設定してもよい。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、車体に対する車輪３０のキャンバ角を変更するキャンバ角可変機構において、車体側に連結されるベース部材２０と、ベース部材２０に設けられ、回転動力を発生するモータ２と、モータ２の動力を伝達する動力伝達機構３と、車輪３０を回転可能に支持し、動力伝達機構３に連結され、ベース部材２０に対して回動することで車輪３０のキャンバ角を変更する可動部材５と、を備え、動力伝達機構３は、モータ２の出力軸２ｂと連結され、一体に回転する第１プーリ３ａと、一方で第１プーリ３ａに巻掛けられるベルト３ｂと、ベルト３ｂを他方で巻掛ける第２プーリ３ｃと、第２プーリ３ｃと連結され、一体に回転するウォームギヤ３ｄと、ウォームギヤ３ｄと噛み合うウォームホイール３ｅと、を有し、モータ２の出力軸２ｂとウォームギヤ３ｄの回転軸３ｄ２とを含む第１の面Ｓ１を水平又は水平に対して所定角度範囲内に傾斜するので、耐振動性に優れたものとすることができる。
【００５９】
また、前記所定角度は、前記車両にかかる上下方向の振動に基づいて設定されるので、さらに耐振動性を向上させることができる。
【００６０】
また、前記所定角度は、前記車輪より入力される振動に対して前記モータへの入力振動が、前記車体に入力される振動と同等となるように設定される角度とされるので、モータ自体への振動の入力を低減することが可能となる。
【００６１】
また、前記第１の面は、水平方向を０°として±１４．５°以内で傾斜するので、さらに耐振動性を向上させることができる。
【００６２】
また、前記動力伝達機構及び前記モータを収容するケースを有するとともに、前記モータは、該ケースに対して制震部材を介して支持されるので、モータの振動を低減することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…キャンバ角可変機構、２…モータ、３…動力伝達機構、３ｄ…ウォームギヤ、３ｅ…ウォームホイール、３ｆ…クランクシャフト、３４…第１連結部、４…アーム（伝達部材，動力伝達機構）、４５…第２連結部、５…可動プレート（可動部材）、２０…ベース部材、２１…ストラット（支持部材）、２２…ロアアーム、３０…車輪、３１…ハブ（車輪支持部材）、５１…ケース（ベース部材）、５２，１５２…ストッパ（規制部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010228653.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2010228653.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2010228653.tif 000018
【図１７】
2010228653.tif 000019
【図１８】
2010228653.tif 000020
【図１９】
2010228653.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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