JP2009107533A - キャンバ角調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で、アクチュエータへの負荷を軽減し、且つ、強度を確保したキャンバ角調整機構を提供する。
【解決手段】 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調整機構１において、車体又は車体側支持部材に連結される第１ナックル部材２と、第１ナックル部材２に対してキャンバ軸Ｃを中心に回動可能に支持される第２ナックル部材３と、第１ナックル部材２に対して第２ナックル部材３を回動させる駆動力を発生するアクチュエータ４と、第２ナックル部材３とアクチュエータ４とを連結し、アクチュエータ４の駆動力を第２ナックル部材３に伝達する伝達部材５と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

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調整機構に関する。

従来、図８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）。
特開２００４−１２２９３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、車両前後方向に負荷が生じた場合、キングピン軸の車両前後左右全方向に対する負荷が、第１及び第２のアクチュエータ５３４，５３５に多くかかり、また、第１及び第２のアクチュエータ５３４，５３５の支点をボールジョイント等で連結し前後左右方向に自由度を持たせる必要があるため、第１及び第２のアクチュエータ５３４，５３５がその負荷の多くを受けることになり、強度を確保することが困難であった。

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、アクチュエータへの負荷を軽減し、且つ、強度を確保したキャンバ角調整機構を提供することを目的とする。

そのために本発明は、車体に対する車輪のキャンバ角を変更するキャンバ角調整機構において、前記車体又は車体側支持部材に連結される第１ナックル部材と、前記第１ナックル部材に対してキャンバ軸を中心に回動可能に支持される第２ナックル部材と、前記第１ナックル部材に対して前記第２ナックル部材を回動させる駆動力を発生するアクチュエータと、前記第２ナックル部材と前記アクチュエータとを連結し、前記アクチュエータの駆動力を前記第２ナックル部材に伝達する伝達部材と、を備えたことを特徴とする。

また、前記第２ナックル部材は、前記車輪を支持する車輪支持部材と、前記車輪を制動する制動手段とを支持することを特徴とする。

また、前記第１ナックル部材は、前記車輪を操舵するタイロッドと連結されることを特徴とする。

また、前記アクチュエータは、前記第１ナックル部材に支持されることを特徴とする。

また、前記第１ナックル部材及び前記第２ナックル部材は、前記車輪に駆動力を伝達するドライブシャフトを挿通する挿通孔を有することを特徴とする。

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調整機構において、前記車体又は車体側支持部材に連結される第１ナックル部材と、前記第１ナックル部材に対してキャンバ軸を中心に回動可能に支持される第２ナックル部材と、前記第１ナックル部材に対して前記第２ナックル部材を回動させる駆動力を発生するアクチュエータと、前記第２ナックル部材と前記アクチュエータとを連結し、前記アクチュエータの駆動力を前記第２ナックル部材に伝達する伝達部材と、を備えたので、構造を変更する前の変更前の車両に対して、ナックル部材を２分割する構造に変更するだけでキャンバ角を変更することができ、コスト的に有利である。また、キャンバ軸を回動中心として第２ナックル部材を作動させる機構となっているので、キャンバ角を変化させた時にトウ変化が生じることがなく、精度良くキャンバ角を設定することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、前記第２ナックル部材は、前記車輪を支持する車輪支持部材と、前記車輪を制動する制動手段とを支持するので、車輪付近の構造を小スペースにまとめることができる。また、通常走行状態に対して、キャンバ角の変化時に車輪、車輪支持部材及び制動手段の位置関係が変化することがないので、車両を滑らかに制動させることができる。

また、請求項３記載の発明によれば、前記第１ナックル部材は、前記車輪を操舵するタイロッドと連結されるので、タイロッドを介して、第１ナックル部材を押引することで、車輪が操舵されると共に、トウ角が変更されるが、第１ナックル部材の位置と第２ナックル部材の相対的な位置関係に変化がない。したがって、タイロッドを押引し、第１ナックル部材の位置が変化しても、第２ナックル部材のキャンバ角には影響がなく、精度良くキャンバ角を設定することができる。

また、請求項４記載の発明によれば、前記アクチュエータは、前記第１ナックル部材に支持されるので、走行中の車輪の上下動、転舵の動きにアクチュエータが追従するため、アクチュエータの制御をシンプルに実行することができる。

また、請求項５記載の発明によれば、前記第１ナックル部材及び前記第２ナックル部材は、前記車輪に駆動力を伝達するドライブシャフトを挿通する挿通孔を有するので、駆動輪においても上述のキャンバ角付与効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施形態のキャンバ角調整機構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調整機構１の前下方から見た斜視図を示す。

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。）。

図１において、１はキャンバ角調整機構、２はベース部材としての第１ナックル部材、３は回動部材としての第２ナックル部材、４はアクチュエータ、５は伝達部材としてのアッパーアームである。

第１実施形態のキャンバ角調整機構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り、特に、車両の操舵輪、例えば、フロント車輪に配置すると好ましいものである。

キャンバ角調整機構１は、車体に連結される車体側支持部材としてのストラットサスペンション２１やロアアーム２２等により、車体又は車体側支持部材に連結される第１ナックル部材２と、第１ナックル部材２とピン等の回動部２ａにより連結され、第１ナックル部材２に対して回動部２ａをキャンバ軸Ｃとして回動可能な第２ナックル部材３と、第２ナックル部材３を回動させる駆動力を発生するアクチュエータ４と、アクチュエータ４と第２ナックル部材３とを連結し、アクチュエータ４の駆動力を第２ナックル部材３に伝達するアッパーアーム５とを有する。

第１ナックル部材２は、ストラットサスペンション２１やロアアーム２２等を介して車体に連結されると共に、タイロッド２３と連結され、図示しないステアリングの操作により回動可能なものである。また、第１ナックル部材２は、第１ドライブシャフト挿通孔２ｂを有し、車両のエンジン等から駆動力を伝達するドライブシャフト２４が第１ドライブシャフト挿通孔２ｂを挿通し、車輪３０を駆動するようになっている。さらに、第１ナックル部材２は、アッパーアーム５が挿通するアッパーアーム挿通孔２ｃを有する。

第２ナックル部材３は、ハブ３１等を介して車輪３０を回転可能に支持し、キャンバ軸Ｃを中心として第１ナックル部材２に対して回動可能なものである。また、第２ナックル部材３は、第２ドライブシャフト挿通孔３ａを有し、車両のエンジン等から駆動力を伝達するドライブシャフト２４が第２ドライブシャフト挿通孔３ａを挿通し、車輪３０を駆動できるようになっている。さらに、第２ナックル部材３は、車輪３０を回転可能に支持する車輪支持部材としてのハブ３１及び車輪３０を制動する制動手段としてのブレーキ３２を支持している。

アクチュエータ４は、本体４ａを第１ナックル部材２のアクチュエータ支持部２ｄに支持され、キャンバ軸Ｃと略垂直なアクチュエータ軸Ａを中心にアクチュエータアーム４ｂを回動させるものである。

アッパーアーム５は、第１ナックル部材２のアッパーアーム挿通孔２ｃに挿通され、一方の第１連結点５ａで第１アッパーアーム軸Ｕ１を中心に回動可能に球面軸受等で第２ナックル部材３と連結され、他方の第２連結点５ｂで第２アッパーアーム軸Ｕ２を中心に球面軸受等で回動可能にアクチュエータ４のアクチュエータアーム４ｂと連結され、アクチュエータ４の駆動力を第２ナックル部材３に伝達し、第２ナックル部材３及び車輪３０を、キャンバ軸Ｃを中心に回動させるものである。

図２に示すように、キャンバ軸Ｃと第１アッパーアーム軸Ｕ１とは平行であり、アクチュエータ軸Ａと第２アッパーアーム軸Ｕ２とは平行である。また、キャンバ軸Ｃ及び第１アッパーアーム軸Ｕ１とアクチュエータ軸Ａ及び第２アッパーアーム軸Ｕ２とは、それぞれ略直交する関係にあると好ましい。

図３は、キャンバ角を変更した場合の作動概略図、図４は、ストッパ部を拡大した図を示す。図３（ａ）は、アクチュエータ４を作動させない状態を示し、図３（ｂ）は、アクチュエータ４を作動させ、ネガティブキャンバとした状態を示し、図３（ｃ）は、アクチュエータ４を作動させ、ポジティブキャンバとした状態を示している。

図３（ａ）に示すように、アクチュエータ４を作動させない状態では、アライメント初期設定状態、本実施形態では、例えば、キャンバ角０°に設定した状態とする。

また、図３（ｂ）に示すように、アッパーアーム５を、図３（ｂ）における左方向に移動するように、アクチュエータ４を回動させると、アッパーアーム５に引かれて第２ナックル部材３がキャンバ軸Ｃを中心に車体側に回動する。これに伴い、車輪３０のキャンバ角が変更してネガティブキャンバとなる。

この状態からアクチュエータ４の回動が続くと、図４（ａ）に示すように、第２ナックル部材３に設けたネガティブストッパ部６が第１ナックル部材２に当接し、第２ナックル部材３の移動、すなわちキャンバ角が規制される。

また、図３（ｃ）に示すように、アッパーアーム５を、図３（ｃ）における右方向に移動するように、アクチュエータ４を回動させると、アッパーアーム５に押されて第２ナックル部材３がキャンバ軸Ｃを中心に車体と反対側に回動する。これに伴い、車輪３０のキャンバ角が変更してポジティブキャンバとなる。

この状態からアクチュエータ４の回動が続くと、図４（ｂ）に示すように、アッパーアーム５に設けたポジティブストッパ部７が第１ナックル部材２に当接し、第２ナックル部材３の移動、すなわちキャンバ角が規制される。

次に、第２実施形態のキャンバ角調整機構１について説明する。図５は第２実施形態のキャンバ角調整機構１の後上方から見た斜視図、図６は第２実施形態のキャンバ角調整機構１の前上方から見た斜視図を示す。

第２実施形態のキャンバ角調整機構１は、第１実施形態のアクチュエータ４のアクチュエータ軸Ａをキャンバ軸Ｃと平行に配置したものである。

第１ナックル部材２及び第２ナックル部材３については、第１実施形態と同様の構成を有している。

アクチュエータ４は、本体４ａを第１ナックル部材２のアクチュエータ支持部２ｃに支持され、キャンバ軸Ｃと平行なアクチュエータ軸Ａを中心にアクチュエータアーム４ｂを回動させるものである。

アッパーアーム５は、第１ナックル部材２のアッパーアーム挿通孔２ｃに挿通され、一方の第１連結点５ａで第１アッパーアーム軸Ｕ１を中心に回動可能に球面軸受等で第２ナックル部材３と連結され、他方の第２連結点５ｂで第２アッパーアーム軸Ｕ２を中心に球面軸受等で回動可能にアクチュエータ４のアクチュエータアーム４ｂと連結され、アクチュエータ４の駆動力を第２ナックル部材３に伝達し、第２ナックル部材３及び車輪３０を、キャンバ軸Ｃを中心に回動させるものである。

図６に示すように、キャンバ軸Ｃと第１アッパーアーム軸Ｕ１とは平行であり、アクチュエータ軸Ａと第２アッパーアーム軸Ｕ２とは平行である。また、キャンバ軸Ｃ及び第１アッパーアーム軸Ｕ１とアクチュエータ軸Ａ及び第２アッパーアーム軸Ｕ２とは、それぞれ略平行の関係にあると好ましい。

図７は、キャンバ角を変更した場合の作動概略図を示す。図７（ａ）は、アクチュエータ４を作動させない状態を示し、図７（ｂ）は、アクチュエータ４を作動させ、ネガティブキャンバとした状態を示し、図７（ｃ）は、アクチュエータ４を作動させ、ポジティブキャンバとした状態を示している。

図７（ａ）に示すように、アクチュエータ４を作動させない状態では、アライメント初期設定状態、本実施形態では、例えば、キャンバ角０°に設定した状態とする。

また、図７（ｂ）に示すように、アッパーアーム５を、図７（ｂ）における左方向に移動するように、アクチュエータ４を反時計方向に回動させると、アッパーアーム５に引かれて第２ナックル部材３がキャンバ軸Ｃを中心に車体側に回動する。これに伴い、車輪３０のキャンバ角が変更してネガティブキャンバとなる。

この状態からアクチュエータ４の回動が続くと、第１実施形態と同様に、図４（ａ）に示すように、第２ナックル部材３に設けたネガティブストッパ部６が第１ナックル部材２に当接し、第２ナックル部材３の移動、すなわちキャンバ角が規制される。

また、図７（ｃ）に示すように、アッパーアーム５を、図７（ｃ）における右方向に移動するように、アクチュエータ４を時計方向に回動させると、アッパーアーム５に押されて第２ナックル部材３がキャンバ軸Ｃを中心に車体と反対側に回動する。これに伴い、車輪３０のキャンバ角が変更してポジティブキャンバとなる。

この状態からアクチュエータ４の回動が続くと、第１実施形態と同様に、図４（ｂ）に示すように、アッパーアーム５に設けたポジティブストッパ部７が第１ナックル部材２に当接し、第２ナックル部材３の移動、すなわちキャンバ角が規制される。

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調整機構１において、車体又は車体側支持部材に連結される第１ナックル部材２と、第１ナックル部材２に対してキャンバ軸Ｃを中心に回動可能に支持される第２ナックル部材３と、第１ナックル部材１に対して第２ナックル部材３を回動させる駆動力を発生するアクチュエータ４と、第２ナックル部材３とアクチュエータ４とを連結し、アクチュエータ４の駆動力を第２ナックル部材３に伝達する伝達部材５と、を備えたので、構造を変更する前の車両に対して、ナックル部材２，３を２分割する構造に変更するだけでキャンバ角を変更することができ、コスト的に有利である。また、キャンバ軸Ｃを回動中心として第２ナックル部材３を作動させる機構となっているので、キャンバ角を変化させた時にトウ変化が生じることがなく、精度良くキャンバ角を設定することができる。

また、第２ナックル部材３は、車輪３０を支持するハブ３１と、車輪３０を制動するブレーキ３２とを支持するので、車輪３０付近の構造を小スペースにまとめることができる。また、通常走行状態に対して、キャンバ角の変化時に車輪３０、ハブ３１及びブレーキ３２の位置関係が変化することがないので、車両を滑らかに制動させることができる。

また、第１ナックル部材２は、車輪３０を操舵するタイロッド２３と連結されるので、タイロッド２３を介して、第１ナックル部材２を押引することで、車輪３０が操舵されると共に、トウ角が変更されるが、第１ナックル部材２の位置と第２ナックル部材３の相対的な位置関係に変化がない。したがって、タイロッド２３を押引し、第１ナックル部材２の位置が変化しても、第２ナックル部材３のキャンバ角には影響がなく、精度良くキャンバ角を設定することができる。

また、アクチュエータ４は、第１ナックル部材２に支持されるので、走行中の車輪３０の上下動、転舵の動きにアクチュエータ４が追従するため、アクチュエータ４の制御をシンプルに実行することができる。

また、第１ナックル部材２及び第２ナックル部材３は、車輪３０に駆動力を伝達するドライブシャフト２４を挿通する第１挿通孔２ｂ及び第２挿通孔３ａを有するので、駆動輪においても上述のキャンバ角付与効果を得ることができる。

第１実施形態を示す斜視図である。 第１実施形態を示す斜視図である。 第１実施形態のキャンバ変更時の作動概略図である。 第１実施形態のストッパ部を示す図である。 第２実施形態を示す斜視図である。 第２実施形態を示す斜視図である。 第２実施形態のキャンバ変更時の作動概略図である。 従来技術を示す概略図である。

符号の説明

１…キャンバ角調整機構、２…第１ナックル部材、２ａ…回動部、２ｂ…第１ドライブシャフト挿通孔、２ｃ…アッパーアーム挿通孔、３…第２ナックル部材、３ａ…第２ドライブシャフト挿通孔、３ｂ…連結部、４…アクチュエータ、４ａ…本体、４ｂ…アーム、５…アッパーアーム、５ａ…第１連結点、５ｂ…第２連結点、６…ネガティブストッパ部、７…ポジティブストッパ部、２１…ストラットサスペンション、２２…ロアアーム、２３…タイロッド、２４…ドライブシャフト、３０…車輪、３１…ハブ（車輪支持部材）３２…ブレーキ（制動手段）Ｃ…キャンバ軸、Ａ…アクチュエータ軸、Ｕ１…第１アッパーアーム軸（第１伝達軸）、Ｕ２…第２アッパーアーム軸（第２伝達軸）

Claims (5)

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調整機構において、
   前記車体又は車体側支持部材に連結される第１ナックル部材と、
   前記第１ナックル部材に対してキャンバ軸を中心に回動可能に支持される第２ナックル部材と、
   前記第１ナックル部材に対して前記第２ナックル部材を回動させる駆動力を発生するアクチュエータと、
   前記第２ナックル部材と前記アクチュエータとを連結し、前記アクチュエータの駆動力を前記第２ナックル部材に伝達する伝達部材と、
   を備えたことを特徴とするキャンバ角調整機構。
2. 前記第２ナックル部材は、前記車輪を支持する車輪支持部材と、前記車輪を制動する制動手段とを支持することを特徴とする請求項１に記載のキャンバ角調整機構。
3. 前記第１ナックル部材は、前記車輪を操舵するタイロッドと連結されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャンバ角調整機構。
4. 前記アクチュエータは、前記第１ナックル部材に支持されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のキャンバ角調整機構。
5. 前記第１ナックル部材及び前記第２ナックル部材は、前記車輪に駆動力を伝達するドライブシャフトを挿通する挿通孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキャンバ角調整機構。

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