(57)【要約】【課題】  本発明は、走行中にも車高調整可能であり、部品構成を簡素化した車高調整装置の提供を目的とする。【解決手段】  車輪１を車体９に対して揺動可能に支持する車輪支持手段３と、車体９に支持され、車輪１の駆動力を発生する第１の駆動源４と、車輪１と共に車輪支持手段３に支持され、車輪１の駆動力を発生する第２の駆動源８とを備え、第１の駆動源４及び第２の駆動源８で発生させる駆動力を調整することで車高を調整することを特徴とする車高調整装置。【選択図】  図１
2005239080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を車体に対して揺動可能に支持する車輪支持手段と、
前記車体に支持され、前記車輪の駆動力を発生する第１の駆動源と、
前記車輪と共に前記車輪支持手段に支持され、前記車輪の駆動力を発生する第２の駆動源とを備え、
前記第１の駆動源及び第２の駆動源で発生させる駆動力を調整することで車高を調整することを特徴とする車高調整装置。
【請求項２】
前記第１の駆動源及び第２の駆動源はモーターである、請求項１記載の車高調整装置。
【請求項３】
前記車輪指示手段の揺動中心は、前記車輪の中心軸よりも下方に位置する請求項１又は２記載の車高調整装置。
【請求項４】
前記第２の駆動源は、ホイール内に配設される、請求項１から３いずれかに記載の車高調整装置。
【請求項５】
前記第１の駆動源と前記第２の駆動源とを相対変位可能に連結すると共に、前記第１の駆動源の発生する駆動力を前記車輪に伝達する動力伝達機構を更に備える、請求項１から４いずれかに記載の車高調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源によって車高を調整する車高調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、油圧シリンダを利用することによって、車高を調整することが可能なハイドロリックサスペンションシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このサスペンションシステムでは、圧力検出手段によって圧力変化を検出することによって、変動した車高を抑制するために、油圧を補正する補正制御をしている。
【０００３】
また、農耕用車両においてエンジンの駆動力を利用することによって、車高を上下する機能を有する車高調整装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この車高調整装置では、前車輪と後車輪に対し、互いに逆転方向に回転するような駆動力を与えて、互いの車輪が抵抗しあうことによって、エンジンの駆動力を車高調整力に変換する機能を有している。
【特許文献１】特公平８−５２９７号
【特許文献２】特許２５９４２９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、油圧制御等を利用して車高調整する上述の従来技術では、車両懸架ばね部分の構造が特殊になるばかりではなく、作動のための動力源としてのコンプレッサやそれに伴う配管類・切り替えバルブ等付随する構成部品が多数必要であり、システム全体としてかなり複雑なものであった。また、前後輪を互いに逆回転することによって車高調整する上述の従来技術では、車高調整中は走行できない機構であり、走行中にも車高調整のニーズがある車両に対応できる構成ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、走行中にも車高調整可能であり、部品構成を簡素化した車高調整装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
車輪を車体に対して揺動可能に支持する車輪支持手段と、
前記車体に支持され、前記車輪の駆動力を発生する第１の駆動源と、
前記車輪と共に前記車輪支持手段に支持され、前記車輪の駆動力を発生する第２の駆動源とを備え、
前記第１の駆動源及び第２の駆動源で発生させる駆動力を調整することで車高を調整することを特徴とする車高調整装置が提供される。これにより、車両の走行用に設けられた動力源の駆動力を利用することによって、油圧制御等の複雑な構成が要らなくなり、さらに、走行しながら車高調整をすることができる。
【０００７】
また、前記第１及び第２の駆動源はモーターであってよい。これにより、例えば、電気自動車等に車高調整機能を装備することが、新規設計する部品を最小限にしつつ、既存の部品を利用して実現可能になる。
【０００８】
また、前記車輪指示手段の揺動中心は、前記車輪の中心軸よりも下方に位置してもよい。これにより、車両が前に進んでいる場合、前記第１の駆動源により車高を下げる方向の力を車体に作用させることができるとともに、前記第２の駆動源により車高を上げる方向の力を車体に作用させることができる。その逆に、車両が後ろに進んでいる場合（車輪が逆回転の場合）、前記第１の駆動源により車高を上げる方向の力を車体に作用させることができるとともに、前記第２の駆動源により車高を下げる方向の力を車体に作用させることができる。つまり、走行しながら上下自在に車高調整をすることが可能になる。なお、車輪指示手段の揺動中心とは、サスペンションの回転中心（瞬間中心）であってよい。
【０００９】
また、前記第２の駆動源は、ホイール内に配設されてもよい。これにより、インホイールモータ式の駆動装置を備えた車両に対し、構造変更を最小限にして、車高調整機能の装備が可能になる。
【００１０】
また、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源とを相対変位可能に連結すると共に、前記第１の駆動源の発生する駆動力を前記車輪に伝達する動力伝達機構を更に備えてもよい。これにより、車体と車輪の位置関係を効率よく吸収して第１の駆動源の駆動力を車輪に伝達することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、走行中に車高調整可能であり、部品構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１３】
図１は、本発明の車高調整装置の概略構成の一例を表す図である。車高調整装置は、例えば、車輪１を車体９に対して揺動可能に支持する車輪支持手段であるサスペンション３と、車体９に支持され車輪１の駆動力を発生する第１の駆動源であるモーター（以下、第１モーター４という）と、車輪１と共にサスペンション３に支持され車輪１の駆動力を発生する第２の駆動源であるモーター（以下、第２モーター８という）とから構成されている。なお、図１は、サスペンション形式を特に限定せずに、各構成部品の位置関係を示すものである。
【００１４】
サスペンション３は、車輪１と第２モーター８を支持しており、その反対側の一端を車体９に取り付けられている。したがって、車輪１からの上下動の外力等がサスペンション３によって吸収される。
【００１５】
車軸６は、ユニバーサルジョイントやボールジョイント等のジョイント５を介して、その一端が第１モーター４の回転軸に連結され、その他端が第２モーター８の回転軸に連結されている。つまり、一方のモーターの回転軸が回転すると、もう一方のモーターが回転させられるという関係にある。したがって、第１モーター４単体での駆動力、または、第２モーター８単体での駆動力、または、第１及び第２のモーターの駆動力を合わせた駆動力によって、車輪１を回転させることが可能である。
【００１６】
なお、車体９に支持された第１モーター４が駆動する場合、その駆動力は車輪中心に作用し、サスペンション３に支持された第２モーター８が駆動する場合、その駆動力は車輪１と路面との接地点に作用する。このように作用点が異なる理由は、モーターの支持されている場所の違いによるものである。モーターが車輪を回転させると、その反作用として車輪がモーターを回転させようとする。第１モーター４のように車体９に支持されている場合、サスペンション上で見ると、車輪の中心が駆動力を受けて進行方向に動くように見えるからである。一方、第２モーター８のようにサスペンション３に支持されている場合、車輪が回転する力に対して第２モーターが回転させられようとする力をサスペンション３で抑えているので、車輪と路面との接地点からサスペンション３が駆動力を受けて進行方向に動くように見えるからである。
【００１７】
以下、第１モーター４によって車両が推進する場合と第２モーター８によって車両が推進する場合について、車輪１を駆動する駆動力の伝わり方の違いを明確にしながら実施例毎に説明する。
【００１８】
第１の実施例として、サスペンション形式としてトレーリングアーム式について説明する。図２から５はトレーリングアーム式サスペンションを車両側面視で見た図であり、アームの一端が車体９に支持され、その支持点をサスペンション回転中心１０として車輪１が位置決めされている。車輪１が上下に揺動する軌跡は、このサスペンション回転中心１０を中心とする略円弧状である。
【００１９】
図２は車体９に支持された第１モーター４により車両が前に進む場合の駆動力を示す図である。この場合、その駆動力Ｆ１は車輪中心に作用する。駆動力Ｆ１は、車輪中心とサスペンション回転中心１０を結ぶ直線方向成分Ｆ１１と車体９に対しての上下方向成分Ｆ１２に分けることができる。したがって、車体９にはＦ１２の反力としてＦr１２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ１に比例してＦr１２が大きくなり、車高を下げることになる。
【００２０】
一方、図３はサスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前に進む場合の駆動力を示す図である。この場合、その駆動力Ｆ２は車輪１と路面との接地点に作用する。駆動力Ｆ２は、接地点とサスペンション回転中心１０を結ぶ直線方向成分Ｆ２１と車体９に対しての上下方向成分Ｆ２２に分けることができる。したがって、車体９にはＦ２２の反力としてＦr２２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ２に比例してＦr２２が大きくなり、車高を上げることになる。
【００２１】
さらに、モーターを逆に回転した場合（車両が後退する場合）の車輪１に伝わる駆動力について説明する。図４は車体９に支持された第１モーター４により車両が後退する場合の後退駆動力を示す図である。この場合、図２の前進する場合と同様に考え、その後退駆動力Ｆ３は、車輪中心に作用し、力の成分をＦ３１とＦ３２に分けられ、Ｆ３２の反力としてＦr３２が車体９に作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には後退駆動力Ｆ３に比例してＦr３２が大きくなり、車高を上げることになる。
【００２２】
一方、図５はサスペンション３に支持された第２モーター８により車両が後退する場合の後退駆動力を示す図である。この場合、図３の前進する場合と同様に考え、その後退駆動力Ｆ４は、車輪１と路面との接地点に作用し、力の成分をＦ４１とＦ４２に分けられ、Ｆ４２の反力としてＦr４２が車体９に作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には後退駆動力Ｆ４に比例してＦr４２が大きくなり、車高を下げることになる。
【００２３】
以上のことから言えるように、車体９に支持された第１モーター４で車両を推進させる場合と、サスペンション３に支持された第２モーター８で車両を推進させる場合とでは、駆動力の発生するポイントが変わってくる。この駆動力の作用点が違うという原理を利用し、第１モーター４と第２モーター８を駆動することによって、車体９に対して上下方向の反力が車体９に作用し、かつ、車両の進行方向の駆動力が車体９に作用する。したがって、走行条件により必要とする駆動力が、第１及び第２モーター全体として一定にしなければならないとしても、第１及び第２モーターで発生させる駆動力を調整することによって、車体９に対して上下方向に加わる反力を変化させ、走行しながら車高を調整することが可能である。
【００２４】
例えば、第１モーター４の駆動力により変化する反力Ｆr１２が第２モーター８の駆動力により変化する反力Ｆr２２より大きくなるように、第１及び第２モーターをそれぞれ制御すると、反力Ｆr１２とＦr２２の向きが逆のため、車高は下がることになる。逆に、反力Ｆr１２が反力Ｆr２２より小さくするように第１及び第２モーターをそれぞれ制御すると、車高は上がることになる。
【００２５】
また、走行条件等により駆動力の変化があったとしても、車高調整量を一定に維持することが可能である。具体的に説明すると、第１及び第２のモーターの駆動力が変化すると、おのずと、進行方向成分の力及び上下方向成分の力も変化する。そして、第１モーター４により変化する反力とその向きが逆な第２モーター８による反力との合力の大きさによって、車高調整量は決まる。したがって、駆動力の変化があったとしても、その合力の大きさが一定になるように第１及び第２モーターの駆動力の配分を変化させればよい。
【００２６】
ところで、上記した図２から図５の例では、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合について説明したが、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも上方に位置する場合について説明する。
【００２７】
サスペンションを設計するにあたって、いわゆる、アンチスクウォット、アンチリフトという考え方である。後輪駆動車の発進時の尻下がり（スクウォット）やブレーキング時の前のめり姿勢（リアリフト）等を防止するために、サスペンションの回転中心を車輪の中心より上に持ってくるようなサスペンションジオメトリーに設計することが、一般的な設計手法である。
【００２８】
図１０及び１１は、サスペンション回転中心１０が車輪中心より上側にある場合のトレーリングアーム式サスペンションを車両側面視で見た図である。図１０は車体９に支持された第１モーター４により車両が前に進む場合の駆動力を示す図である。この場合、図２の前進する場合と同様に考え、その駆動力Ｆ１０は、車輪中心に作用し、力の成分をＦ１０１とＦ１０２に分けられ、Ｆ１０２の反力としてＦr１０２が車体９に作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車軸中心より上側に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ１０に比例してＦr１０２が大きくなり、車高を上げることになる。
【００２９】
一方、図１１はサスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前に進む場合の駆動力を示す図である。この場合、図３の前進する場合と同様に考え、その駆動力Ｆ１１は車輪１と路面との接地点に作用し、力の成分をＦ１１１とＦ１１２に分けられ、Ｆ１１２の反力としてＦr１１２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪中心より上側に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ１１に比例してＦr１１２が大きくなり、車高を上げることになる。
【００３０】
同様に、逆回転した場合には、第１及び第２モーターのどちらを駆動する場合も車高は下がることになる。
【００３１】
以上のことから、サスペンション回転中心１０が車輪中心より上側にある場合、車高調整装置は、車両が前に進んでいる際には、車高を上げることができ、車両が後ろに進んでいる（車輪が逆回転）際には、車高を下げることができるという機能を有することになる。なお、本機能は、サスペンション回転中心１０が車輪中心より上側にある場合であれば、サスペンション形式の種類によらない。
【００３２】
次に、第２の実施例として、サスペンション形式としてマルチリンク（ダブルウィッシュボーン）式について説明する。図６、７はマルチリンク式サスペンションを車両側面視で見た図である。説明の便宜上、アッパーアーム揺動軸A1A2とロアアーム揺動軸A3A4は路面に対し垂直な鉛直面内にあるものとする。この場合、サスペンション回転中心１０は、アッパーアーム揺動軸A1A2とロアアーム揺動軸A3A4を延長して交わる交点になる。この交点は、トレーリングアーム式とは異なり、実際の車体との支持点ではなく、空間上の仮想的な点（瞬間中心）になる。車輪１が上下に揺動する軌跡は、この交点であるサスペンション回転中心１０を中心とする略円弧状である。
【００３３】
図６は車体９に支持された第１モーター４により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。この場合、その駆動力Ｆ５は車輪中心に作用する。駆動力Ｆ５は、車輪中心とサスペンション回転中心１０を結ぶ直線方向成分Ｆ５１と車体９に対しての上下方向成分Ｆ５２に分けることができる。したがって、車体９にはＦ５２の反力としてＦr５２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ５に比例してＦr５２が大きくなり、車高を下げることになる。
【００３４】
一方、図７はサスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。この場合、その駆動力Ｆ６は車輪１と路面との接地点に作用する。駆動力Ｆ６は、接地点とサスペンション回転中心１０を結ぶ直線方向成分Ｆ６１と車体９に対しての上下方向成分Ｆ６２に分けることができる。したがって、車体９にはＦ６２の反力としてＦr６２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ６に比例してＦr６２が大きくなり、車高を上げることになる。
【００３５】
モーターを逆に回転した場合（車両が後退する場合）の車輪に伝わる駆動力については、第１実施例と同様に考えればよく、車体９に支持された第１モーター４による駆動力の場合には、反力Ｆr５２に反対向きの反力が車高を上げるように、サスペンション３に支持された第２モーター８による駆動力の場合には、反力Ｆr６２に反対向きの反力が車高を下げるように、車体９に対し作用する。
【００３６】
したがって、走行条件により必要とする駆動力が、第１及び第２モーター全体として一定にしなければならないとしても、第１及び第２モーターで発生させる駆動力を調整することによって、車体９に対して上下方向に加わる反力を変化させ、走行しながら車高を調整することが可能である。
【００３７】
次に、第３の実施例として、サスペンション形式としてストラット式について説明する。図８及び９は、ストラット式サスペンションを車両側面視で見た図である。説明の便宜上、ストラット中心軸とロアアーム揺動軸A5A6は路面に対し垂直な鉛直面内にあるものとする。この場合、サスペンション回転中心１０は、ストラット中心軸に直角な直線とロアアーム揺動軸A5A6を延長して交わる交点になる。この交点は、トレーリングアーム式とは異なり、実際の車体との支持点ではなく、空間上の仮想的な点になる（瞬間中心）。車輪１が上下に揺動する軌跡は、この交点であるサスペンション回転中心１０を中心とする略円弧状である。
【００３８】
図８は車体９に支持された第１モーター４により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。この場合、その駆動力Ｆ７は車輪中心に作用する。駆動力７は、車輪中心とサスペンション回転中心１０を結ぶ直線方向成分Ｆ７１と車体９に対しての上下方向成分Ｆ７２に分けることができる。したがって、車体９にはＦ７２の反力としてＦr７２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ７に比例してＦr７２が大きくなり、車高を下げることになる。
【００３９】
一方、図９はサスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。この場合、その駆動力Ｆ８は車輪１と路面との接地点に作用する。駆動力Ｆ８は、接地点とサスペンション回転中心１０を結ぶ直線方向成分Ｆ８１と車体９に対しての上下方向成分Ｆ８２に分けることができる。したがって、車体９にはＦ８２の反力としてＦr８２が作用することになる。その結果、サスペンション回転中心１０が車輪の中心軸よりも下方に位置する場合、車体９には駆動力Ｆ８に比例してＦr８２が大きくなり、車高を上げることになる。
【００４０】
モーターを逆に回転した場合（車両が後退する場合）の車輪に伝わる駆動力については、第１及び第２実施例と同様に考えればよく、車体９に支持された第１モーター４による駆動力の場合には、反力Ｆr７２に反対向きの反力が車高を上げるように、サスペンション３に支持された第２モーター８による駆動力の場合には、反力Ｆr８２に反対向きの反力が車高を下げるように、車体９に対し作用する。
【００４１】
したがって、走行条件により必要とする駆動力が、第１及び第２モーター全体として一定にしなければならないとしても、第１及び第２モーターで発生させる駆動力を調整することによって、車体９に対して上下方向に加わる反力を変化させ、走行しながら車高を調整することが可能である。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４３】
例えば、車体９に支持された第１モーター４をエンジンとすることも可能であるし、車体９及びサスペンション３に支持された駆動源であれば、モーターやエンジンに限定されない。また、車輪と第２の駆動源とサスペンションが一体になって動く構造であれば、サスペンション形式の種類は選ばない。
【００４４】
また、本車高調整装置は、もちろん、車輪一輪毎に備えてもよいし、前輪もしくは後輪のみに備えてもよく、任意の車輪に備えることが可能である。
【００４５】
また、例えば、４輪ある車両において、前２輪を車体に支持した第１モーターにより前進方向に駆動することによって車高を下げ、後２輪をサスペンションに支持した第２モーターにより後退方向に駆動することによって車高を下げることができる。この場合、モーターを回転する向きが逆ではあるが、このように車高を調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の車高調整装置の概略構成の一例を表す図である。
【図２】トレーリングアーム式における、車体９に支持された第１モーター４により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。
【図３】トレーリングアーム式における、サスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。
【図４】トレーリングアーム式における、車体９に支持された第１モーター４により車両が後退する場合の後退駆動力を示す図である。
【図５】トレーリングアーム式における、サスペンション３に支持された第２モーター８により車両が後退する場合の後退駆動力を示す図である。
【図６】マルチリンク式における、車体９に支持された第１モーター４により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。
【図７】マルチリンク式における、サスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。
【図８】ストラット式における、車体９に支持された第１モーター４により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。
【図９】ストラット式における、サスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前進する場合の駆動力を示す図である。
【図１０】車体９に支持された第１モーター４により車両が前に進む場合の駆動力を示す図である（サスペンション回転中心１０が車輪中心より上側にある場合）。
【図１１】図１１はサスペンション３に支持された第２モーター８により車両が前に進む場合の駆動力を示す図である（サスペンション回転中心１０が車輪中心より上側にある場合）。
【符号の説明】
【００４７】
１  車輪
３  サスペンション
４  第１モーター
６  車軸
８  第２モーター
９  車体
１０  サスペンション回転中心（瞬間中心）
【図１】
2005239080.tif 000003
【図２】
2005239080.tif 000004
【図３】
2005239080.tif 000005
【図４】
2005239080.tif 000006
【図５】
2005239080.tif 000007
【図６】
2005239080.tif 000008
【図７】
2005239080.tif 000009
【図８】
2005239080.tif 000010
【図９】
2005239080.tif 000011
【図１０】
2005239080.tif 000012
【図１１】
2005239080.tif 000013