JP2020108994A - Vehicle height adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,車両の車高調整装置に関する。The present invention relates to a vehicle height adjusting device for a vehicle.
車両の車高調整装置として、例えば「非特許文献1」に示す既存のエアサスペンションシステムがある。As a vehicle height adjusting device for a vehicle, for example, there is an existing air suspension system shown in "Non-Patent Document 1".
「非特許文献1」のエアサスペンションシステムではショックアブソーバーをエアサスペンション用に交換する必要がある上、エアポンプ、エアタンクなど多くの部品を車体側に搭載する必要がある。In the air suspension system of "Non-Patent Document 1", the shock absorber needs to be replaced for the air suspension, and many parts such as an air pump and an air tank need to be mounted on the vehicle body side.
「非特許文献1」のエアサスペンションシステムではショックアブソーバーをエアサスペンション用に交換する必要がある上、エアポンプ、エアタンクなど多くの部品を車体側に搭載する必要があり搭載スペースが必要な上、車両の重量、コストが増大してしまう。
またエア漏れなどの故障リスクも増え従来は不要であったメンテナンス費用が発生してしまうという課題があった。In the air suspension system of "Non-Patent Document 1," it is necessary to replace the shock absorber for the air suspension, and it is necessary to mount many parts such as an air pump and an air tank on the vehicle body side. Weight and cost increase.
There is also a problem that the risk of failure such as air leakage increases and maintenance costs that were not required in the past are incurred.
本発明では、サスペンションのコイルスプリングの内側にネジ機構を設けそれを駆動する電動モーター、減速機をショックアブソーバーと一体に構成することにより車体側へ搭載する空圧源、油圧源などを最小とした上に、空圧配管、油圧配管などを用いないため故障リスクの増加も最小とし上記課題を解決するものである。In the present invention, the screw mechanism is provided inside the coil spring of the suspension, the electric motor for driving the screw mechanism, and the speed reducer integrally configured with the shock absorber to minimize the pneumatic pressure source and hydraulic pressure source mounted on the vehicle body side. In addition, since the pneumatic piping and hydraulic piping are not used, the risk of failure is minimized and the above problems are solved.
図1に実施例1の車両の車高調整装置を示す。FIG. 1 shows a vehicle height adjusting device for a vehicle according to the first embodiment.
サスペンションコイルスプリング6の上端はスプリングアッパーシート4を介して車体に固定される。サスペンションコイルスプリング6は固定ピン24により車体に対して固定され、ボールスクリュー雄ネジ10とボールスクリュー雌ネジ8で構成されるネジの回転方向に回転することはない。The upper end of the suspension coil spring 6 is fixed to the vehicle body via the spring upper seat 4. The suspension coil spring 6 is fixed to the vehicle body by the fixing pin 24, and does not rotate in the rotation direction of the screw formed by the ball screw male screw 10 and the ball screw female screw 8.
ショックアブソーバー外筒14は15、16,17で構成されるゴムブッシュにより車体に取り付けられたサスペンション(図示せず)に取り付けられており、ボールスクリュー雄ネジ10とボールスクリュー雌ネジ8で構成されるネジの回転方向に回転することはない。
実施例1ではサスペンションコイルスプリングの内側のネジ機構はボールスクリューを採用しているが台形ネジなど他の方式のネジに置き換えても図2の機能に変わりはない。The shock absorber outer cylinder 14 is attached to a suspension (not shown) attached to the vehicle body by a rubber bush composed of 15, 16 and 17, and is composed of a ball screw male screw 10 and a ball screw female screw 8. It does not rotate in the screw rotation direction.
In the first embodiment, the ball screw is adopted as the screw mechanism inside the suspension coil spring, but the function of FIG. 2 is not changed even if it is replaced with a screw of another system such as a trapezoidal screw.
ここでショックアブソーバー外筒14に取り付けられた駆動モーター18は減速機19を経由してピニオンギヤ13を回転させる。ピニオンギヤ13はドリブンギヤ11に噛み合っておりボールスクリュー雄ネジ10を回転させる。
ボールスクリュー雄ネジ10はボールベアリング12とスラストボールベアリング22によりショックアブソーバー14に回転自由に連結されている。Here, the drive motor 18 attached to the shock absorber outer cylinder 14 rotates the pinion gear 13 via the reduction gear 19. The pinion gear 13 meshes with the driven gear 11, and rotates the ball screw male screw 10.
The ball screw male screw 10 is rotatably connected to the shock absorber 14 by a ball bearing 12 and a thrust ball bearing 22.
ボールスクリュー雌ネジ8は固定ピン23によりサスペンションコイルスプリング6の下端と連結されておりボールスクリューの回転方向に回転することはできない。
したがってボールスクリュー雌ネジ8は回転せずにボールスクリュー雄ネジ10が回転する。The ball screw female screw 8 is connected to the lower end of the suspension coil spring 6 by the fixing pin 23 and cannot rotate in the rotation direction of the ball screw.
Therefore, the ball screw female screw 8 does not rotate, but the ball screw male screw 10 rotates.
これによりボールスクリュー雌ネジ8が図中上、車体上方向に移動した場合を図2に示す。
図1ではボールスクリュー雌ネジ8がボールスクリュー雄ネジ10と密着しておりほぼゼロであった距離hが図2ではhが約40mmの距離を設けることができる。この距離hに対応した車高が調整される。ショックアブソーバー全体の長さHも図1の状態に比べ図2では図2の距離hと同一の長さが延長される。As a result, the case where the ball screw female screw 8 moves upward in the figure and upward in the vehicle body is shown in FIG.
In FIG. 1, the ball screw female screw 8 is in close contact with the ball screw male screw 10 and the distance h is substantially zero, whereas in FIG. 2, h is about 40 mm. The vehicle height corresponding to this distance h is adjusted. The length H of the entire shock absorber is extended by the same length as the distance h of FIG. 2 in FIG. 2 as compared with the state of FIG.
車体の車高の変化量は、この距離hにサスペンションのレバー比を掛け合わせた値となる。サスペンションのレバー比は通常1.4前後であるため通常サスペンションでは50mm程度の車高の調整が可能となる。The amount of change in the vehicle height of the vehicle body is a value obtained by multiplying the distance h by the lever ratio of the suspension. Since the lever ratio of the suspension is normally around 1.4, it is possible to adjust the vehicle height by about 50 mm with the normal suspension.
実施例1では図1に示す距離hがゼロの場合を通常走行時としている。これにより車高上昇時に車高調整装置が故障した場合にも車体の自重により距離hはゼロ位置に復帰し、通常走行に支障を及ぼさない構造としている。
通常走行時の距離hをゼロ以外に設定することも当然可能である。In the first embodiment, the case where the distance h shown in FIG. 1 is zero is the normal traveling time. As a result, even if the vehicle height adjusting device breaks down when the vehicle height rises, the distance h returns to the zero position due to the weight of the vehicle body, so that normal traveling is not hindered.
It is naturally possible to set the distance h during normal traveling to a value other than zero.
実施例1の車高調整装置では車高の制御量を検知する車高センサーが必要になる。すでに実用化、商品化された既存の車高センサーは多数ある。本発明においても既存の車高センサーを用いることももちろん可能であるが、ブラシレスモーターなどではモーター自身の制御のためにモーターに回転センサーが内臓されている。本発明においてはモーターの回転数と車高の関係は一定であるためモーターに内臓された回転センサーを車高センサーとして用いることができる。これにより別体の車高センサーを取り付ける必要がなくなりコスト、ウエイト、搭載性の向上が図られる。The vehicle height adjusting device according to the first embodiment requires a vehicle height sensor that detects the control amount of the vehicle height. There are many existing vehicle height sensors that have already been commercialized and commercialized. In the present invention, it is of course possible to use an existing vehicle height sensor, but in a brushless motor or the like, a rotation sensor is incorporated in the motor for controlling the motor itself. In the present invention, since the relationship between the rotation speed of the motor and the vehicle height is constant, the rotation sensor incorporated in the motor can be used as the vehicle height sensor. This eliminates the need to attach a separate vehicle height sensor, and improves cost, weight, and mountability.
なお、図1、図2においてモーター18と制御回路26はモーター制御ライン25によりを接続されている。制御回路26は車体に設置される。1 and 2, the motor 18 and the control circuit 26 are connected by a motor control line 25. The control circuit 26 is installed on the vehicle body.
図3に本発明をストラット型転舵輪に適用した場合の実施例を示す。ストラット型転舵輪においても本発明はそのまま適用可能である。ただし、図1および図2の実施例1において、ボールスクリューの雄ネジ10と雌ネジ8の相対回転角はモーター18の駆動のみで生じるが、図3のストラット型転舵輪においてはモーター18の回転と共に転舵により雄ネジ10と雌ネジ8に相対回転が生じる。FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to a strut type steered wheel. The present invention can be directly applied to the strut type steered wheels. However, in Example 1 of FIGS. 1 and 2, the relative rotation angle between the male screw 10 and the female screw 8 of the ball screw is generated only by driving the motor 18, but in the strut-type steered wheel of FIG. At the same time, the turning causes relative rotation of the male screw 10 and the female screw 8.
右輪と左輪のボールスクリューの雄ネジ10と雌ネジ8が、例えば共に右ネジの場合には、右操舵により右輪の車高も左輪の車高も下がる。左操舵の場合には右輪の車高も左輪の車高も上がり左右の操舵で非対称な動きとなる不具合が生じる。When the male screw 10 and the female screw 8 of the ball screw of the right wheel and the left wheel are, for example, both right screws, the vehicle height of the right wheel and the vehicle height of the left wheel are lowered by the right steering. In the case of left steering, both the vehicle height of the right wheel and the vehicle height of the left wheel increase, and a problem occurs in which the vehicle moves asymmetrically when steering left and right.
この不具合を避けるために図3の実施例2においては右輪のボールスクリューは右ネジ、左輪のボールスクリュー左ネジと左右輪でボールスクリューのネジ方向を逆方向としている。これにより右操舵、左操舵により車両の動きは対象となる。必要とされる車両の車高変化に応じて右輪のボールスクリューを左ネジ、左輪のボールスクリュー右ネジとすることも可能で、この場合も右操舵、左操舵による車両の動きは対象となる。In order to avoid this problem, in the second embodiment of FIG. 3, the right-hand ball screw has a right-hand thread, the left-wheel ball screw has a left-hand thread, and the left-right wheel has opposite screw directions. As a result, the movement of the vehicle is targeted by right steering and left steering. Depending on the required height change of the vehicle, the ball screw for the right wheel can be left-handed or left-handed. ..
図4は、実施例3を示し、駆動モーターと減速機のセットを複数個としたことを特徴とする。図2では駆動モーターと減速機のセットを2個としているが、2個以上とすることも可能である。FIG. 4 shows Embodiment 3 and is characterized in that a plurality of sets of drive motors and reduction gears are provided. In FIG. 2, the set of the drive motor and the speed reducer is two, but it is also possible to set two or more.
駆動モーターと減速機を複数個とすることにより、1.モーターおよび減速機の小型化により図4のd寸法を低減し車両搭載性を向上することができる。2.モーターおよび減速機が一個の場合と同等なサイズのモーターおよび減速機を複数個設置することにより車高調整の速度を向上することができる。
などの効果が得られる。By using multiple drive motors and reducers, 1. By reducing the size of the motor and the speed reducer, it is possible to reduce the d dimension in FIG. 4 and improve the vehicle mountability. 2. The speed of vehicle height adjustment can be improved by installing a plurality of motors and reduction gears of the same size as the case where there is one motor and reduction gears.
And the like.
またモーターおよび減速機を複数個とすることによりボールベアリング12に作用する偏荷重が低減し作動がスムースになり耐久性が向上する。Further, by using a plurality of motors and reduction gears, an eccentric load acting on the ball bearing 12 is reduced, the operation is smooth, and the durability is improved.
図5に実施例4を示す。実施例4では駆動モーターとして同軸モーター34を用いてことを特徴とする。実施例4では減速機として公知のハーモニックドライブ減速機構33を用いている。
ハーモニックドライブ減速機構はそれ単体で1/100程度の減速が可能となるため図5の32部分にギヤ機構は不要となり、32部分は勘合構造となる。Example 4 is shown in FIG. The fourth embodiment is characterized in that the coaxial motor 34 is used as a drive motor. In the fourth embodiment, a known harmonic drive reduction mechanism 33 is used as a reduction gear.
Since the harmonic drive speed reduction mechanism can reduce the speed by about 1/100 by itself, the gear mechanism is not required in the 32 part of FIG. 5, and the 32 part has a fitting structure.
実施例4では同軸モーター34を用いることにより実施例3に比べ図5のd寸法をさらに小径化することが可能になり、車体への搭載時の制約を低減することができる。In the fourth embodiment, by using the coaxial motor 34, it is possible to further reduce the dimension d in FIG. 5 as compared with the third embodiment, and it is possible to reduce restrictions when mounting on the vehicle body.
図6に実施例5を示す。実施例5では駆動モーター18と同軸に公知技術である電磁ブレーキ37とモーター制御回路と無線送受信回路35を組みつけている。これにより車高を一定に保持する場合のモーター電流が不要となり駆動モーター18へは電源ラインのみを接続することにより車両搭載が可能となる。Example 5 is shown in FIG. In the fifth embodiment, a known technology such as an electromagnetic brake 37, a motor control circuit, and a wireless transmission/reception circuit 35 are mounted coaxially with the drive motor 18. This eliminates the need for a motor current when the vehicle height is kept constant, so that the drive motor 18 can be mounted on the vehicle by connecting only the power supply line.
近年の車両では搭載する電子機器の数とサイズが増大しており新規のモーター制御回路などを車体側へ搭載することが物理的スペースの制約で困難になってきている。この現状では、実施例5に示すモーター制御回路などをモーター一体化することは新規の装置を車体へ搭載する際に大変有効な手段となる。In recent years, the number and size of electronic devices mounted on vehicles have increased, and it has become difficult to mount a new motor control circuit or the like on the vehicle body side due to physical space restrictions. In this situation, integrating the motor control circuit and the like shown in the fifth embodiment is a very effective means for mounting a new device on the vehicle body.
本発明による車両の車高調整装置により、従来方式の車両の車高調整装置に比べ小型、軽量で車体側への搭載部品が少なく車両搭載性に優れた、しかも故障リスクも少なくメンテ費用の増加を最小にできる車両の車高調整装置が実現できる。
これによりコスト、ウエイトの面から従来は車両の車高調整装置を搭載できなかった小型車、大衆車、スポーツカーなどへの搭載が可能となる。The vehicle height adjusting device according to the present invention is smaller and lighter in weight than the conventional vehicle height adjusting device and has a small number of parts mounted on the vehicle body, and is excellent in vehicle mountability. Moreover, the risk of failure is low and the maintenance cost is increased. It is possible to realize a vehicle height adjusting device for a vehicle that can minimize the above.
As a result, it becomes possible to mount the vehicle on a small car, a mass car, a sports car, etc. for which the vehicle height adjusting device could not be mounted conventionally in terms of cost and weight.
1 ショックアブソーバーピストンロッドのネジ部
2 ショックアブソーバー車体取り付けナット
3 車体パネル
4 スプリングアッパーシート
5 ショックアブソーバーピストンロッド
6 サスペンションコイルスプリング
7 ボールスクリューダストカバー
8 ボールスクリュー雌ネジ
9 ギヤ部ダストカバー
10 ボールスクリュー雄ネジ
11 ドリブンギヤ
12 ボールベアリング
13 ピニオンギヤ
14 ショックアブソーバー外筒
15 ゴムブッシュ外筒
16 ゴムブッシュゴム部
17 ゴムブッシュ内筒
18 駆動モーター
19 減速機
20 スラストボールベアリング下側受け
21 回転摺動ブッシュ
22 スラストボールベアリング
23 固定ピン
24 固定ピン
25 モーター制御ライン
26 モーター制御回路
27 減速機
28 第一駆動モーター
29 減速機
30 第二駆動モーター
31 ダストカバー
32 勘合部
33 ハーモニックドライブ減速機構
34 同軸モーター
35 制御回路および無線送受信回路
36 電源ライン
37 スピンドル
38 電磁ブレーキ1 Shock absorber piston rod screw 2 Shock absorber body mounting nut 3 Body panel 4 Spring upper seat 5 Shock absorber piston rod 6 Suspension coil spring 7 Ball screw dust cover 8 Ball screw female screw 9 Gear part dust cover 10 Ball screw male screw 11 Driven Gear 12 Ball Bearing 13 Pinion Gear 14 Shock Absorber Outer Cylinder 15 Rubber Bush Outer Cylinder 16 Rubber Bush Rubber Part 17 Rubber Bush Inner Cylinder 18 Drive Motor 19 Reducer 20 Thrust Ball Bearing Lower Bearing 21 Rotating Sliding Bushing 22 Thrust Ball Bearing 23 Fixed pin 24 Fixed pin 25 Motor control line 26 Motor control circuit 27 Speed reducer 28 First drive motor 29 Speed reducer 30 Second drive motor 31 Dust cover 32 Fitting portion 33 Harmonic drive speed reduction mechanism 34 Coaxial motor 35 Control circuit and wireless transmission/reception circuit 36 Power line 37 Spindle 38 Electromagnetic brake
Claims (4)
1.サスペンションのコイルスプリングの内側に設けられたネジ機構。
2.ショックアブソーバーに回転自由に連結されたネジ機構の雄ネジ。
3.コイルスプリングに連結されたネジ機構の雌ネジ。
4.ショックアブソーバーに設置されネジ機構の雄ネジを駆動する少なくとも一つの電動 モーター。
を併せ持つことを特徴とする車高調整装置。As a vehicle height adjuster 1. A screw mechanism provided inside the coil spring of the suspension.
2. A male screw with a screw mechanism that is rotatably connected to the shock absorber.
3. Female screw with a screw mechanism connected to the coil spring.
4. At least one electric motor installed on the shock absorber to drive the male screw of the screw mechanism.
Vehicle height adjustment device characterized by having both.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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CN112428765A (en) * | 2020-12-03 | 2021-03-02 | 哈尔滨冠东工业设计有限责任公司 | Air spring and damper unit capable of adjusting horizontal height in rotating mode |
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2019
- 2019-01-04 JP JP2019008840A patent/JP2020108994A/en active Pending
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CN112428765A (en) * | 2020-12-03 | 2021-03-02 | 哈尔滨冠东工业设计有限责任公司 | Air spring and damper unit capable of adjusting horizontal height in rotating mode |
CN112428765B (en) * | 2020-12-03 | 2022-07-26 | 济南富华瑞达机械股份有限公司 | Suspension device capable of rotatably adjusting horizontal height |
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