(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側部材と車輪側部材との間に緩衝用のスプリングを介装してなる車両用サスペンションに付設され、送りねじ機構によって前記車体側部材に対して前記スプリングの一端を保持するスプリング保持手段を接近あるいは離反させることによって車高の調整を行う車高調整装置であって、
前記送りねじ機構は、電気モータに回転駆動されるとともに第１ドライブギヤおよび第２ドライブギヤが軸方向に並設されたドライブシャフトと、当該第１ドライブギヤに噛み合う第１ドリブンギヤが形成された第１ロータと、当該第２ドライブギヤに噛み合う第２ドリブンギヤが形成された第２ロータとを有し、当該第１ドライブギヤと当該第１ドリブンギヤとの間の減速比を当該第２ドライブギヤと当該第２ドリブンギヤとの間の減速比に対して異ならせてなる送りねじ機構駆動手段によって駆動され、
前記車体側部材に連結されたハウジングと、
前記ハウジングに形成され、前記スプリング保持手段の内側に向けて延在するとともに、前記送りねじ機構を収容した保持筒部と、
前記スプリング保持手段に設けられ、前記保持筒部に摺接する含油樹脂素材の摺接部を有し、当該保持筒部の外周と接することによって当該スプリング保持手段のラジアル方向への移動を規制する円筒形状の第１筒状ベアリングと、
前記保持筒部の下端に固着され、前記第２ロータの外周面に摺接する第２筒状ベアリングと
を備え、
前記第１筒状ベアリングは、前記保持筒部の軸心方向において前記スプリングの端部と略重なる位置で当該保持筒部に接し、
前記第２筒状ベアリングは、前記車体側部材に対して前記スプリング保持手段が最も離反した際に、前記保持筒部の軸心方向において前記スプリングの端部と略重なることを特徴とする車高調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用サスペンションに付設される車高調整装置に係り、スプリングからのラジアル荷重の入力に抗して円滑な作動を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサスペンションに設けられる車高調整装置としては、油圧式やハイドロニューマチック式が一般的であるが、制御精度が高いことやシステム構成が簡素となる（油圧ユニットやアキュムレータ等が不要となる）ことから、ウォーム減速機構やボールねじ式送り機構等を備えた電動式も開発されている（特許文献１参照）。特許文献１の車高調整装置は、ダンパチューブの上部に設置されており、緩衝用のスプリングを支持するアッパスプリングシートと車体側部材との間にボールねじ式の送り機構を介装させ、この送り機構を構成するロータ（雄ねじ部材）を電動モータにより駆動することによってアッパスプリングシートと車体側部材との間隔（すなわち、車高）を調整するようにしている。
【特許文献１】特開平１１−１０８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自動車のサスペンションでは、悪路走行時等においてスプリングが伸縮すると、スプリングの伸縮量に応じた荷重がアッパスプリングシートに作用する。この荷重は、スプリングの軸心に沿った成分（スラスト荷重）と、スプリングの軸心に直交する成分（ラジアル荷重）とからなるが、スプリングの巻き形状等によってはラジアル荷重が比較的大きくなる場合があり、送り機構の円滑な作動等を阻害する虞がある。
【０００４】
上述した特許文献１の車高調整装置では、車高調整装置がダンパロッドを軸に構成されているためにスプリングは軸方向のみに変形し、ボールねじ式の送り機構を採用していることも相俟って、上述したラジアル荷重による問題は生じ難い。しかし、リアサスペンション等ではダンパとスプリングとを独立配置したものも多く、この場合には、アッパスプリングシートとロアスプリングシートとの相対変位が複雑なものとなり、スプリングがニーアクションと呼ばれる曲げ変形を起すことがある。その結果、アッパスプリングシートに大きなラジアル荷重が作用し、送り機構に比較的低コストな送りねじ機構等を採用すると、摩擦抵抗（トルクロス）の増大による螺合部の摩耗や噛み込み（ロック）等が発生する虞があった。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、スプリングからのラジアル荷重の入力に抗して円滑な作動を実現した車高調整装置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】
請求項１の発明に係る車高調整装置は、車体側部材（６）と車輪側部材（４）との間に緩衝用のスプリング（７）を介装してなる車両用サスペンションに付設され、送りねじ機構（３９）によって前記車体側部材に対して前記スプリングの一端を保持するスプリング保持手段（２７）を接近あるいは離反させることによって車高の調整を行う車高調整装置（９）であって、前記送りねじ機構は、電気モータ（３６）に回転駆動されるとともに第１ドライブギヤ（４３）および第２ドライブギヤ（４４）が軸方向に並設されたドライブシャフト（３１）と、当該第１ドライブギヤに噛み合う第１ドリブンギヤ（４１）が形成された第１ロータ（２４）と、当該第２ドライブギヤに噛み合う第２ドリブンギヤ（４２）が形成された第２ロータ（２５）とを有し、当該第１ドライブギヤと当該第１ドリブンギヤとの間の減速比を当該第２ドライブギヤと当該第２ドリブンギヤとの間の減速比に対して異ならせてなる送りねじ機構駆動手段によって駆動され、前記車体側部材に連結されたハウジング（２１）と、前記ハウジングに形成され、前記スプリング保持手段の内側に向けて延在するとともに、前記送りねじ機構を収容した保持筒部（２１ｃ）と、前記スプリング保持手段に設けられ、前記保持筒部に摺接する含油樹脂素材の摺接部を有し、当該保持筒部の外周と接することによって当該スプリング保持手段のラジアル方向への移動を規制する円筒形状の第１筒状ベアリング（５１）と、前記保持筒部の下端に固着され、前記第２ロータの外周面に摺接する第２筒状ベアリング（５２）とを備え、前記第１筒状ベアリングは、前記保持筒部の軸心方向において前記スプリングの端部と略重なる位置で当該保持筒部に接し、前記第２筒状ベアリングは、前記車体側部材に対して前記スプリング保持手段が最も離反した際に、前記保持筒部の軸心方向において前記スプリングの端部と略重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車高調整装置によれば、スプリングからスプリング保持手段にラジアル荷重が入力しても、スプリング保持手段がベアリングを介してハウジングの軸状部に支持され、送り機構の螺合部にの摩耗や噛み込み等が発生し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を４輪自動車のリアサスペンションに適用した実施形態とその一部変形例とを詳細に説明する。
【００１０】
［実施形態］
図１は実施形態に係るリアサスペンションを示す斜視図であり、図２は図１中のII部拡大縦断面図であり、図３は実施形態に係るドライブシャフトと第１，第２ロータの噛み合い状態を示す斜視図であり、図４は実施形態に係る各ギヤとラジアル支持機構の組合せ状態を示す斜視図である。
【００１１】
≪実施形態の構成≫
＜サスペンションの構成＞
図１に示すように、実施形態のリアサスペンション（車両用サスペンション：以下、単にサスペンションと記す）１は、いわゆるマルチリンク式サスペンションであり、ハブベアリング（図示せず）を介してホイールＷを回転自在に支持するナックル２と、ナックル２の上端を車体側に連結するアッパアーム３と、ナックル２の下端を車体側に連結するロアアーム（車輪側部材）４と、ナックル２の前端を車体側に連結するトレーリングアーム５と、ロアアーム４とサスペンションメンバ（車体側部材）６との間に介装された緩衝用のスプリング７と、スプリング７より車体外側の部位でロアアーム４と車体側との間に介装されたダンパ８と、スプリング７とサスペンションメンバ６との間に設置された車高調整装置（直動アクチュエータ）９とを主要構成要素としている。また、図１中に符号１０で示す装置は、車高調整装置９を駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、車室内あるいはトランクルームに搭載されている。
【００１２】
＜車高調整装置＞
図２に示すように、車高調整装置９は、アッパハーフ２１ａとロアハーフ２１ｂとからなる上下分割形で中央下方に円筒状の保持筒部２１ｃが突設されたハウジング２１、その上端がハウジング２１のアッパハーフ２１ａにアンギュラベアリング２２を介して回転自在に支持された第１ロータ２４、第１ロータ２４に相対回転自在に結合した円筒状の第２ロータ２５、ハウジング２１の保持筒部２１ｃを外囲する筒状部２７ａを有するとともに第２ロータ２５の下端にアンギュラベアリング２６を介して連結されたシートホルダ（スプリング保持手段）２７、シートホルダ２７の上端部下面に固着されてスプリング７の上端の支持を行うアッパスプリングシート２８、第１，第２ロータ２４，２５を外囲するとともにハウジング２１内に上下一対のニードルベアリング２９を介して回転自在に支持されたドライブシャフト３１、ハウジング２１にニードルベアリング３２を介して回転自在に支持されたアイドラギヤ３３、ハウジング２１に上下一対のボールベアリング３４を介して回転自在に支持されたドライブピニオン３５、ハウジング２１に締結されてドライブシャフト３１の駆動を行う電動モータ３６、ドライブシャフト３１の回転量を検出してＥＣＵ１０に出力するロータリエンコーダ３７、ハウジング２１に保持されて第２ロータ２５のラジアル方向の支持を行うラジアル支持機構３８を主要構成要素としている。
【００１３】
本実施形態の場合、シートホルダ２７の筒状部２７ａは、その上部（すなわち、スプリング７の上端近傍）に固着された筒状ベアリング（ベアリング）５１を介して、ハウジング２１の保持筒部２１ｃの外周面に摺接している。また、ハウジング２１の保持筒部２１ｃは、その下端に固着された筒状ベアリング５２を介して、第２ロータ２５の外周面に摺接している。筒状ベアリング５１，５２は、ポリアセタール等の含油樹脂を素材とし、どちらも円筒状を呈している。
【００１４】
ドライブシャフト３１の上部外周には円盤状のギヤ部５３が形成されており、図３に示すように、このギヤ部５３がアイドラギヤ３３を介してドライブピニオン３５と連結されて、１次減速機構を構成している。本実施形態の場合、ギヤ部５３の歯数が７２、ドライブピニオン３５の歯数が１１であるため、１次減速機構の減速比ＲＰは、
ＲＰ＝７２／１１＝６．５４５
となる。
【００１５】
図２に示すように、第１ロータ２４は、円筒状の軸部２４ａと、軸部２４ａの上端に形成された軸部２４ａより大径のギヤ部２４ｂとからなっている。また、第２ロータ２５は、第１ロータ２４の軸部２４ａに外嵌する円筒部２５ａと、円筒部２５ａの上部に形成されたギヤ部２５ｂとからなっている。第１ロータ２４の軸部２４ａの外周には雄ねじ部２４ｃが形成される一方、第２ロータ２５の円筒部２５ａの内周には第１ロータ２４の雄ねじ部２４ｃに螺合する雌ねじ部２５ｃが形成され、これら雄ねじ部２４ｃと雌ねじ部２５ｃとによって送りねじ機構（送り機構）３９が構成される。図２中に符号４０で示す部材は、第２ロータ２５の円筒部２５ａ内下端に締結されたストッパであり、第１ロータ２４の軸部２４ａが降下した際における第２ロータ２５とのメタルタッチを防止する。
【００１６】
第１ロータ２４のギヤ部２４ｂの外周には歯数Ｚａ（本実施形態の場合、３５）の第１ドリブンギヤ４１が形成され、第２ロータ２５のギヤ部２５ｂの外周には歯数Ｚｂ（本実施形態の場合、３６）の第２ドリブンギヤ４２が形成されている。一方、ドライブシャフト３１の内周には、第１ドリブンギヤ４１に噛み合う歯数Ｚｃ（本実施形態の場合、４０）の第１ドライブギヤ４３と、第２ドリブンギヤ４２に噛み合う歯数Ｚｄ（本実施形態の場合、４０）の第２ドライブギヤ４４との２枚の内歯ギヤが形成されている。なお、第１ドライブギヤ４３と第１ドリブンギヤ４１とはその軸方向長さが略同一であるが、第２ドリブンギヤ４２が上下動しても噛み合いが維持されるように、第２ドライブギヤ４４の軸方向長さは第２ドリブンギヤ４２の軸方向長さに対して十分に大きく設定されている。以下、第１ドライブギヤ４３と第１ドリブンギヤ４１とを第１ギヤ組とし、第２ドライブギヤ４４と第２ドリブンギヤ４２とを第２ギヤ組として説明する。
【００１７】
ロータリエンコーダ３７は、ドライブシャフト３１の上部に固着されたエンコーダディスク３７ａと、ハウジング２１のアッパハーフ２１ａに取り付けられたセンサ３７ｂとから構成されており。車両の運転時においては、ロータリエンコーダ３７のセンサ３７ｂからＥＣＵ１０に検出信号が常時出力され、ＥＣＵ１０はこの検出信号に基づき車高調整装置９をフィードバック制御する。
【００１８】
ラジアル支持機構３８は、図４にも示すように、ハウジング２１に上下端が保持されたガイドプレート６１、ガイドプレート６１の内面に案内されて上下に摺動するスライダ６２、スライダ６２に固着された上下一対のワッシャ６３、ガイドプレート６１とハウジング２１との間に介装された上下一対の調整ブロック６４，６５とから構成されている。ラジアル支持機構３８は、第２ロータ２５を軸心側（図２中左方）に付勢すべく、第２ドリブンギヤ４２と第２ドライブギヤ４４との噛み合い部位に対して角度位相が略１８０°異なる位置に設置されており、そのスライダ６２が第２ロータ２５の上下動に伴って上下に移動する。
【００１９】
≪実施形態の作用≫
車両が運転を開始し、運転者による車高調整スイッチの操作や、車両走行状況の変化（通常走行から悪路走行や高速走行への変化等）があった場合、ＥＣＵ１０は、各車輪における目標地上高を設定した後、各車高調整装置９の電動モータ３６にそれぞれ駆動電流を出力する。
【００２０】
電動モータ３６が起動すると、その出力軸３６ａに固着されたドライブピニオン５５が正逆いずれかの方向に回転し、アイドラギヤ３３を介してドライブシャフト３１が回転駆動される。すると、ドライブシャフト３１の第１ドライブギヤ４３に噛み合った第１ドリブンギヤ４１（すなわち、第１ロータ２４）と、第２ドライブギヤ４４に噛み合った第２ドリブンギヤ４２（すなわち、第２ロータ２５）とは同一の方向に回転駆動される。この際、第１ギヤ組の減速比Ｒ１と第２ギヤ組の減速比Ｒ２とはそれぞれ、
Ｒ１＝Ｚａ／Ｚｂ＝３６／４０＝０．９００
Ｒ２＝Ｚｃ／Ｚｄ＝３５／４０＝０．８７５
となる。
【００２１】
本実施形態の場合、第１ギヤ組の減速比Ｒ１と第２ギヤ組の減速比Ｒ２とがごくわずか異なるため、ドライブシャフト３１が回転すると、第１ロータ２４と第２ロータ２５とは微少に差動回転し、送りねじ機構３９の作用によって、第１ロータ２４に対して第２ロータ２５が上下に移動する。これにより、アンギュラベアリング２６およびシートホルダ２７を介して第２ロータ２５の下面に圧接したアッパスプリングシート２８も上下に移動し、車体側部材であるサスペンションメンバ６と車輪側部材であるロアアーム４との間の距離（すなわち、車高）が変化する。この際、ドライブシャフト３１の回転数と送りねじ機構３９の回転数との比を総減速比ＲＴとすると、総減速比ＲＴは、前述した１次減速機構の減速比ＲＰが存在するため、
ＲＤ＝ＲＰ・Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１−Ｒ２）
＝６．５４５・０．９００・０．８７５／（０．９００−０．８７５）＝２０６．２
と非常に大きくなり、電動モータ３６の小型化や消費電力の削減が実現できた。
【００２２】
一方、車両の走行時にホイールＷが上下動すると、ロアアーム４の揺動に伴ってスプリング７が変形し、図５に矢印で示すように、スプリング７の上端を支持するアッパスプリングシート２８からシートホルダ２７にラジアル荷重が入力する。ところが、シートホルダ２７は、スプリング７の上端近傍でその筒状部２７ａが筒状ベアリング５１を介してハウジング２１の保持筒部２１ｃの外周面に摺接しているため、ラジアル方向に殆ど変位しない。その結果、ラジアル荷重による側圧が送りねじ機構３９に印可されることがなく、送りねじ機構３９では、円滑な送り作動が実現されるとともに、長期の使用による螺合面の摩耗や送りねじ機構の噛み込みが発生する虞も無くなった。
【００２３】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は４輪自動車のリアサスペンションに設けられる車高調整装置に本発明を適用したものであるが、フロントサスペンションや２輪車や６輪以上の自動車のサスペンションに設けられる車高調整装置にも適用できる。また、上記実施形態では送り機構として送りねじ機構を用いたが、ボールねじ式の送り機構や円筒カム機構等を採用してもよい。また、上記実施形態ではベアリングとして円筒形状を呈する含油樹脂製のものを用いたが、ニードルベアリング等を採用してもよい。その他、車高調整装置の具体的構成等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るリヤサスペンションを示す斜視図である。
【図２】図１中のII部拡大縦断面図である。
【図３】実施形態に係るドライブシャフトと第１，第２ロータとの噛み合い状態を示す斜視図である。
【図４】実施形態に係る各ギヤとラジアル支持機構の組合せ状態を示す斜視図である。
【図５】実施形態の作用を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      サスペンション
４      ロアアーム（車輪側部材）
６      サスペンションメンバ（車体側部材）
７      スプリング
９      車高調整装置
２１    ハウジング
２１ｃ  保持筒部（軸状部）
２７    シートホルダ（スプリング保持手段）
２８    アッパスプリングシート
５１    筒状ベアリング（ベアリング）
【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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