(57)【要約】【課題】部品点数が少なく簡単な構成で高い剛性を備え、確実且つ円滑にサスペンションアームを軸方向に変位させる安価なアライメント調整装置を提供する。【解決手段】車体に取付ける電気モータ２０と、その出力軸２１に連結すると共にサスペンションアームの車体側端部に連結し、電気モータの出力軸の回転を減速してサスペンションアームの車輪側端部に伝達する複合ハイポサイクロイド機構３０を備える。この複合ハイポサイクロイド機構を介して電気モータの出力軸の回転駆動に応じてサスペンションアームを軸方向に変位させ、ホイールアライメントを調整する。【選択図】図１
2010158994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車輪との間に介装するサスペンションアームを、前記車体に対して変位させてホイールアライメントを調整する車両のアライメント調整装置において、前記車体に取付ける電気モータと、該電気モータの出力軸に連結すると共に前記サスペンションアームの車体側端部に連結し、前記電気モータの出力軸の回転を減速して前記サスペンションアームの車輪側端部に伝達する複合ハイポサイクロイド機構とを備え、該複合ハイポサイクロイド機構を介して前記電気モータの出力軸の回転駆動に応じて前記サスペンションアームを軸方向に変位させることを特徴とする車両のアライメント調整装置。
【請求項２】
前記電気モータの出力軸の回転駆動に応じて、前記複合ハイポサイクロイド機構を介して、前記サスペンションアームが軸方向に所定距離往復動するように構成することを特徴とする請求項１記載の車両のアライメント調整装置。
【請求項３】
前記電気モータの出力軸と前記サスペンションアームの軸とが交差するように配置し、前記複合ハイポサイクロイド機構を介して、前記電気モータの出力軸の回転運動を前記サスペンションアームの軸方向運動に変換するように構成することを特徴とする請求項２記載の車両のアライメント調整装置。
【請求項４】
前記複合ハイポサイクロイド機構に連結して揺動するリンクを備え、該リンクと前記サスペンションアームの車体側端部とを回転可能に連結することを特徴とする請求項３記載の車両のアライメント調整装置。
【請求項５】
前記複合ハイポサイクロイド機構が、前記電気モータの出力軸に接合し一体的に回転する軸部及び偏心円板部を有する偏心カムと、該偏心カムの偏心円板部に嵌合し該偏心円板部の中心を軸として回転する遊星歯車と、該遊星歯車に噛合する固定内歯歯車と、該固定内歯歯車の歯数より少ない歯数を有し前記遊星歯車に噛合する出力内歯歯車とを備えたこと特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両のアライメント調整装置。
【請求項６】
前記出力内歯歯車の回転運動を前記サスペンションアームの軸方向運動に変換する台形螺子機構を備えたことを特徴とする請求項５記載の車両のアライメント調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のアライメント調整装置に関し、特に、車両の懸架装置におけるサスペンションアームを軸方向に変位させるアライメント調整装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１には、「操舵力（ハンドル操作に要する力）を高速保舵時に低減可能とするホィールアライメントを実現できるホィールアライメント制御方法を提供すること」を目的とし、「車速及び操舵パラメータを検出し、検出した車速及び操舵パラメータに基づいて高速保舵状態を判別したとき、高速保舵状態に適合する目標値にアライメントパラメータを制御することを特徴とする」ホィールアライメント制御方法が提案されており、駆動手段として油圧駆動のアクチュエータが用いられている。また、下記の特許文献２にもアーム長可変アクチュエータとして、シリンダ内に収容されたピストンを油圧によって軸方向に駆動し、アーム長を可変とする機構が開示されている。
【０００３】
一方、下記の特許文献３には、アライメント調整用のアクチュエータに関し、駆動源として電動モータを用い、減速機としてハーモニックギヤ機構（「ハーモニックドライブ（登録商標）機構」、「ストレインウェーブギヤリング機構」等と呼ばれることもある）を用いる態様が開示されている。更に、減速機としては種々の機構が知られており、例えば、２段の微小歯数差の内歯歯車を用いた減速機構である複合ハイポサイクロイド機構が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２２３１２号公報
【特許文献２】特開平６−１７１３３４号公報
【特許文献３】特開２００７−３３１５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１や特許文献２に開示されたアライメント調整用のアクチュエータは油圧駆動であるため、部品点数が多く、構成部品に高精度が要求され、高価なアクチュエータとなる。また、駆動媒体の油をはじめ、油圧配管や油圧源が必要であるので、質量も大きくなり、大掛かりな装置となる。これに対し、特許文献３に開示されたアクチュエータは軽量に形成することができるが、上記のハーモニックギヤ機構は高価であり、径方向に大きくなるので、必ずしも小型に形成することが容易ではなく、大きな搭載スペースが必要となる。
【０００６】
そこで、本発明は、車両のアライメント調整装置において、部品点数が少なく簡単な構成で高い剛性を備え、確実且つ円滑にサスペンションアームを軸方向に変位させる安価なアライメント調整装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車体と車輪との間に介装するサスペンションアームを、前記車体に対して変位させてホイールアライメントを調整する車両のアライメント調整装置において、前記車体に取付ける電気モータと、該電気モータの出力軸に連結すると共に前記サスペンションアームの車体側端部に連結し、前記電気モータの出力軸の回転を減速して前記サスペンションアームの車輪側端部に伝達する複合ハイポサイクロイド機構とを備え、該複合ハイポサイクロイド機構を介して前記電気モータの出力軸の回転駆動に応じて前記サスペンションアームを軸方向に変位させることとしたものである。
【０００８】
上記請求項１に記載のアライメント調整装置において、請求項２に記載のように、前記電気モータの出力軸の回転駆動に応じて、前記複合ハイポサイクロイド機構を介して、前記サスペンションアームが軸方向に所定距離往復動するように構成するとよい。
【０００９】
更に、上記請求項２に記載のアライメント調整装置において、請求項３に記載のように、前記電気モータの出力軸と前記サスペンションアームの軸とが交差するように配置し、前記複合ハイポサイクロイド機構を介して、前記電気モータの出力軸の回転運動を前記サスペンションアームの軸方向運動に変換するように構成してもよい。そして、請求項４に記載のように、前記複合ハイポサイクロイド機構に連結して揺動するリンクを備えたものとし、該リンクと前記サスペンションアームの車体側端部とを回転可能に連結する構成とするとよい。
【００１０】
前記複合ハイポサイクロイド機構は、請求項５に記載のように、前記電気モータの出力軸に接合し一体的に回転する軸部及び偏心円板部を有する偏心カムと、該偏心カムの偏心円板部に嵌合し該偏心円板部の中心を軸として回転する遊星歯車と、該遊星歯車に噛合する固定内歯歯車と、該固定内歯歯車の歯数より少ない歯数を有し前記遊星歯車に噛合する出力内歯歯車とを備えたものとするとよい。
【００１１】
更に、上記請求項５に記載のアライメント調整装置において、請求項６に記載のように、前記出力内歯歯車の回転運動を前記サスペンションアームの軸方向運動に変換する台形螺子機構を備えたものとするとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成されたアライメント調整装置においては、確実且つ円滑にサスペンションアームを軸方向に変位させ、サスペンション特性を容易且つ確実に設定することができる。しかも、従来装置に比し部品点数が少なく、簡単な構成で高い剛性を備え、安価な装置を提供することができる。特に、複合ハイポサイクロイド機構を用いているので、セルフロック機能を有する減速機を構成することができ、サスペンションアーム側からの逆入力に対し確実に抗し得る。
【００１３】
更に、請求項２、３及び４に記載のように構成すれば、車両の搭載スペースに合わせて電気モータを適切な位置に配設することができる。
【００１４】
そして、複合ハイポサイクロイド機構を請求項５に記載のように構成すれば、少ない部品点数で、高い剛性を備え、円滑且つ確実にサスペンションアームを軸方向に変位させる装置を安価で提供することができる。
【００１５】
更に、請求項６に記載のように、台形螺子機構を備えたものとすれば、大きな減速比で円滑且つ確実にサスペンションアームを軸方向に変位させることができ、高精度でアライメント調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態におけるアクチュエータの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における複合ハイポサイクロイド機構を構成する各歯車相互の関係を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置の作動を示す一部断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態におけるアクチュエータの縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるアクチュエータによるアライメント調整装置の作動を示す一部断面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態におけるアクチュエータの縦断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態におけるアクチュエータによるアライメント調整装置の作動を示す一部断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るアライメント調整装置を備えた車両の全体構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。先ず、図８を参照して本発明の一実施形態のアライメント調整装置を備えた車両の全体構成を説明すると、車体ＶＢと車輪ＷＬとの間に、例えばマルチリンク式サスペンションＭＳが介装されている。これは複数のサスペンションアームによって構成され、図８の態様においては、車両後方の車輪ＷＬに関し、ロアアームＬＡ１及びＬＡ２、アッパアームＵＡ、並びにトーコントロールアームＴＡのサスペンションアームによって構成されている。トーコントロールアームＴＡの一端はアクチュエータＡＣＴを介して車体ＶＢに支持されており、このアクチュエータＡＣＴによって車体ＶＢに対してトーコントロールアームＴＡを変位させてホイールアライメントを調整し得るように構成されている。
【００１８】
近時の車両においては、運転者による走行モード切換スイッチＳＷ（以下、単にスイッチＳＷという）の操作に応じてコントローラＣＴによってエンジンＥＧの特性の切り換え（例えば、ＰＯＷＥＲモードやＥＣＯモード）、これに連動する自動変速機ＡＴのシフトパターンやシフトタイミングの切り換えが行われ、所望の走行モードを選択し得るように構成されているが、本実施形態においては、更に、これらの走行モードに応じてホイールアライメントを調整し得るように構成されている。例えば、高速走行時の安定性向上モード（ＥＣＯモード）では後輪側は「トーイン」に設定され、ワインディング走行時の回頭性向上モード（ＰＯＷＥＲモード）では後輪側は「トーアウト」に設定されるというように、予め設定された各走行モードに対応するホイールアライメントに切り換えられる。
【００１９】
本実施形態のアクチュエータＡＣＴは、図１乃至図３に示すように構成されており、車体（図８のＶＢ）にブラケット１０を介して電気モータ２０が取付けられる。本実施形態のブラケット１０は、電気モータ２０のフランジ部２２にハウジング１１がボルト結合されて成る。このハウジング１１には複合ハイポサイクロイド機構３０が支持され、この複合ハイポサイクロイド機構３０を介して電気モータ２０の出力軸２１の回転駆動に応じてサスペンションアーム１（本実施形態では図８のトーコントロールアームＴＡに相当）をその軸方向に変位させるように構成されている。
【００２０】
複合ハイポサイクロイド機構３０は、電気モータ２０の出力軸２１の回転を減速してサスペンションアーム１の車輪側端部（図３に１ｗで示す）に伝達するもので、図１及び図２に示すように、電気モータ２０の出力軸２１にセレーション結合（Ｓ）されて一体的に回転する軸部３１ａ（中心を図２にＣａで示す）及び偏心円板部３１ｂを有する偏心カム３１と、偏心円板部３１ｂに嵌合しその中心（図２にＣｂで示す）を軸として回転する遊星歯車３２と、この遊星歯車３２に噛合する固定内歯歯車３３と、この歯数より１歯少ない歯数を有し遊星歯車３２に噛合する出力内歯歯車３４とを備えている。
【００２１】
而して、図２に示すように、電気モータ２０の出力軸２１の回転に応じて遊星歯車３２が偏心カム３１を介して回転駆動され、遊星歯車３２の中心（偏心円板部３１ｂの中心Ｃｂと同一）から所定距離（ｄ）だけ偏心した中心Ｃａ回りを、遊星歯車３２が固定内歯歯車３３及び出力内歯歯車３４の両者に噛合した状態で回転駆動されるように構成されており、これにより固定内歯歯車３３に対して出力内歯歯車３４が相対的に回転駆動される。
【００２２】
本実施形態では、固定内歯歯車３３はハウジング１１に固定されており、この固定内歯歯車３３に対し出力内歯歯車３４が電気モータ２０の出力軸２１の中心Ｃａ回りを回転可能に支持されている。固定内歯歯車３３には環状プレート３３ａが並設され、両者間に出力内歯歯車３４を挟持するようにリベット結合されている。尚、固定内歯歯車３３と環状プレート３３ａの対向する面には、夫々環状シール部材Ｒが配設されており、両者間を出力内歯歯車３４が円滑に回転すると共に、両者間への異物の侵入を阻止するように構成されている。而して、図１に示すように、電気モータ２０の出力軸２１、偏心カム３１の軸部３１ａ、固定内歯歯車３３及び出力内歯歯車３４が同軸（中心Ｃａ）に配設されている。
【００２３】
また、本実施形態では、出力内歯歯車３４と一体にリンク２が延出形成されており、その先端部でサスペンションアーム１の車体側端部（図３に１ｂで示す）に回転可能に連結され、出力内歯歯車３４の回転に応じてリンク２が揺動するように構成されている。即ち、電気モータ２０の出力軸２１とサスペンションアーム１の軸とが交差（例えば、通常の状態で直交）するように配置されており、複合ハイポサイクロイド機構３０を介して、電気モータ２０の出力軸２１の回転運動をサスペンションアーム１の軸方向運動に変換するように構成されている。このとき、リンク２と一体の出力内歯歯車３４は複合ハイポサイクロイド機構３０を構成しているので、リンク２側から出力内歯歯車３４に伝達される回転トルクが、更に固定内歯歯車３３に伝達されることは確実に阻止され、セルフロック機能を果たす。
【００２４】
而して、本実施形態のアライメント調整装置においては、前述のように、運転者によるスイッチＳＷの操作に応じてコントローラＣＴによって所望の走行モードが選択され、例えば、図３の（イ）の通常状態（ノーマルモード）の中立位置から、ＥＣＯモードが選択されると、電気モータ２０によってリンク２が揺動されて（ロ）の状態となる。即ち、サスペンションアーム１（図８のトーコントロールアームＴＡ）が図３の左方向に移動し（アーム短縮）、最長で軸方向に距離Ｄ１移動することになり、図８のマルチリンク式サスペンションＭＳは所定量のトーインに設定される。これに対し、ＰＯＷＥＲモードが選択されると、リンク２が上記と逆方向に揺動されて（ハ）の状態となる。即ち、サスペンションアーム１が図３の右方向に移動し（アーム伸長）、最長で軸方向に距離Ｄ１移動することになり、図８のマルチリンク式サスペンションＭＳは所定量のトーアウトに設定される。このように、電気モータ２０の出力軸２１の回転駆動に応じて、複合ハイポサイクロイド機構３０を介して、サスペンションアーム１が軸方向に所定距離（２×Ｄ１）往復動
することになる。
【００２５】
次に、図４及び図５は本発明の他の実施形態に係るアクチュエータを示すもので、図１乃至図３に示す実施形態と同様、複合ハイポサイクロイド機構３０を有すると共に、その出力内歯歯車３４の回転運動をサスペンションアーム１の軸方向運動に変換する台形螺子機構４０が設けられている。図４のハウジング１１及びフランジ部２２は車体（図８のＶＢ）に固定されることなく自由状態とされており、電気モータ２０はブラケット１０ｘを介して、サスペンションアーム１の軸に直交する軸を中心に回動可能に支持され、車体に対して揺動可能に取付けられている。尚、図４及び図５において、図１乃至図３と実質的に同じ部材には同じ符号を付して説明は省略する（サスペンションアーム１は図１に比べ短尺であるが同じ符号としている）。
【００２６】
台形螺子機構４０は、固定内歯歯車３３にボルト結合された円筒状のハウジング４１を備え、このハウジング４１内にサスペンションアーム１の車体側端部１ｂと出力内歯歯車３４が収容されている。本実施形態のサスペンションアーム１の車体側端部１ｂには台形螺子１ｃが形成されると共に、出力内歯歯車３４には同軸の円筒部３４ｂが延出形成されている。そして、円筒部３４ｂの内面に形成された螺子溝３４ｃに、サスペンションアーム１の台形螺子１ｃが螺合（Ｇ）されると共に、ハウジング４１の内面に車体側端部１ｂがセレーション結合（Ｓ）されている。これにより、図１乃至図３に示す実施形態に比し、アライメントの調整精度を細かくすることができる。
【００２７】
而して、本実施形態のアライメント調整装置においては、運転者によるスイッチＳＷの操作に応じてコントローラＣＴによって所望の走行モードが選択され、例えば、図５の（イ）のノーマルモードから、ＥＣＯモードが選択されると、電気モータ２０によってサスペンションアーム１が軸方向に駆動されて（ロ）の状態となる。即ち、サスペンションアーム１が図５の左方向に移動し（アーム短縮）、最長で軸方向に距離Ｄ２移動することになり、図８のマルチリンク式サスペンションＭＳは所定量のトーインに設定される。これに対し、ＰＯＷＥＲモードが選択されると、サスペンションアーム１が上記と逆方向に駆動されて（ハ）の状態となる。即ち、サスペンションアーム１が図５の右方向に移動し（アーム伸張）、最長で軸方向に距離Ｄ２移動することになり、図８のマルチリンク式サスペンションＭＳは所定量のトーアウトに設定される。このように、電気モータ２０の出力軸２１の回転駆動に応じて、複合ハイポサイクロイド機構３０を介して、サスペンションアーム１が軸方向に所定距離（２×Ｄ２）往復動することになる。
【００２８】
また、図６及び図７は本発明の更に他の実施形態に係るアクチュエータを示すもので、図４及び図５に示す実施形態と同様、複合ハイポサイクロイド機構３０及び台形螺子機構４０を備えているが、図１乃至図３に示す実施形態と同様、電気モータ２０はブラケット１０を介して車体に固定されている。そして、サスペンションアーム１は連結ブラケット１ｃを介して車体側端部１ｂに連結されている。換言すれば、図４に示すサスペンションアーム１の車体側端部１ｂが連結ブラケット１ｃに固定され、図３に示すサスペンションアーム１が、その軸に直交する軸を中心に回動可能に支持され、連結ブラケット１ｃに対して揺動可能に取付けられている。これにより、図４及び図５に示す実施形態に比し、重量物である電気モータ２０がばね上に配置されることになるので、電気モータ２０に対する強度的負担が軽減される。尚、図６及び図７において、図１乃至図５と実質的に同じ部材には同じ符号を付して説明は省略する。
【００２９】
而して、本実施形態のアライメント調整装置においては、運転者によるスイッチＳＷの操作に応じてコントローラＣＴによって所望の走行モードが選択され、例えば、図７の（イ）のノーマルモードから、ＥＣＯモードが選択されると、電気モータ２０によってサスペンションアーム１が軸方向に駆動されて（ロ）の状態となる。即ち、サスペンションアーム１が図７の左方向に移動し（アーム短縮）、最長で軸方向に距離Ｄ２移動することになり、図８のマルチリンク式サスペンションＭＳは所定量のトーインに設定される。これに対し、ＰＯＷＥＲモードが選択されると、サスペンションアーム１が上記と逆方向に駆動されて（ハ）の状態となる。即ち、サスペンションアーム１が図７の右方向に移動し（アーム伸長）、最長で軸方向に距離Ｄ２移動することになり、図８のマルチリンク式サスペンションＭＳは所定量のトーアウトに設定される。このように、電気モータ２０の出力軸２１の回転駆動に応じて、複合ハイポサイクロイド機構３０を介して、サスペンションアーム１が軸方向に所定距離（２×Ｄ２）往復動することになる。
【００３０】
上記の構成になるアライメント調整装置によれば、何れも図８に示すように、運転者によるスイッチＳＷの操作に応じて、エンジンＥＧの特性及び自動変速機ＡＴのシフトタイミングのモード切り換えが行われると共に、アクチュエータＡＣＴによって後輪のホイールアライメントが調整される。即ち、ＥＣＯモードにおいては、エンジンＥＧ及び自動変速機ＡＴは夫々のＥＣＯモードに設定されると共に、後輪のホイールアライメントがトーインであれば、アクチュエータＡＣＴは非作動状態とされ、所定量のトーインに固定されているが、後輪のホイールアライメントがトーインでない場合にはアクチュエータＡＣＴが駆動され、所定量のトーインに固定される。同様に、ＰＯＷＥＲモードにおいては、エンジンＥＧ及び自動変速機ＡＴは夫々のＰＯＷＥＲモードに設定されると共に、後輪のホイールアライメントがトーアウトであれば、アクチュエータＡＣＴは非作動状態とされ、所定量のトーアウトに固定されているが、後輪のホイールアライメントがトーアウトでない場合にはアクチュエータＡＣＴが駆動され、所定量のトーアウトに固定される。
【００３１】
尚、上記の実施形態は何れもトー調整を行う態様であるが、キャンバ調整を行うことによってホイールアライメントを調整することとしてもよく、その場合には、上記と同様の構成のアクチュエータをアッパアームＵＡの車体への取付側に設けることとすればよい。
【符号の説明】
【００３２】
ＶＢ    車体
ＷＬ    車輪
ＭＳ    マルチリンク式サスペンション
ＴＡ    トーコントロールアーム
ＡＣＴ  アクチュエータ
ＣＴ    コントローラ
ＳＷ    走行モード切換スイッチ
１    サスペンションアーム
１ｂ  車体側端部
１ｗ  車輪側端部
２    リンク
１０    ブラケット
２０    電気モータ
２１    出力軸
３０    複合ハイポサイクロイド機構
３１    偏心カム
３２    遊星歯車
３３    固定内歯歯車
３４    出力内歯歯車
４０    台形螺子機構
【図１】
2010158994.tif 000003
【図２】
2010158994.tif 000004
【図３】
2010158994.tif 000005
【図４】
2010158994.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010158994.tif 000008
【図７】
2010158994.tif 000009
【図８】
2010158994.tif 000010