JP2006207644A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アクチュエータによって、減衰力を制御する機能，車高を調整する機能等を備えたサスペンション装置の実用性を向上させる。
【解決手段】 本発明のサスペンション装置１０を、例えば、車輪側部材６０と車体側部材６２との相対移動に対して抵抗力および推進力を発生させる相対移動方向力発生機構と、車輪側取付部１３と車輪側部材６０との離間距離を調整する取付部部材間距離調整機構１２０とを含んで構成し、それら２つの機構の共通の駆動源となるモータ２０と、そのモータ２０の駆動力の上記２つの機構への伝達を切り換えるための機構１３０を備えたものとする。そのような構成から、上記２つの機構を、１つのアクチュエータで駆動させることが可能であり、装置の構成が単純化するという利点を有することになる。つまり、そのような利点から、実用性の高いサスペンション装置が実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に配備されるサスペンション装置に関し、特に、アクチュエータによって減衰力等を制御する機能を備えたサスペンション装置に関する。

近年、車両用サスペンション装置として、アクチュエータによって減衰力等を制御する機能を備えたサスペンション装置の利便性が注目されており、その例として、下記特許文献に記載されているような装置が検討されている。下記特許文献に記載のサスペンション装置は、いわゆる電磁式サスペンション装置と呼ばれるものであり、アクチュエータである電磁式モータの駆動力によって、懸架シリンダを構成する車輪側，車体側に設けられた２つの部材の相対移動に対しての減衰力を発生させ、その駆動力を制御することにより減衰力の制御を可能としたサスペンション装置である。

一方、近年では、サスペンション装置に、車輪車体間距離の調整、すなわち車高調整の機能を備えさせることも望まれている。例えば、上述したサスペンション装置でも、アクチュエータの駆動力によって、車高調整機能を発揮させることが可能である。しかし、上述したサスペンション装置において設定された車高を維持させる場合には、その構成から、アクチュエータを常に駆動力を発生させる状態にしておかなければならず、そのような手段による車高調整は、決して現実的とは言い難い。そこで、特許文献１に記載されているように、減衰力等を制御する機構に加え、別途、空気圧を利用した車高調整のための機構を設けることも検討されている。
特開平２−１２０１１３号公報 特開２００４−１１８２４号公報

上記特許文献１に記載のサスペンション装置では、減衰力等を制御する機構のアクチュエータである電磁式モータの他に、車高調整機構に圧縮空気を送給するために、別途アクチュエータが必要とされる。ここに記載したものは一例に過ぎないが、減衰力等を制御する機構と車高を調整する機構との両者を備えた従来のサスペンション装置は、一般的に、それぞれの機構に対して個々にアクチュエータが設けられる構成を採用している。したがって、従来のサスペンション装置は、例えば、構成が複雑化するといった問題を抱えており、実用性を向上させるための改善の余地を残すものとなっている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いサスペンション装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用サスペンション装置は、車輪側部材と車体側部材との相対移動に対して例えば抵抗力を発生させる機構と、車輪側部材あるいは車体側部材と車輪保持部材あるいは車体の一部との離間距離を調整する機構とを備えたサスペンション装置であって、それら２つの機構の共通の駆動源となるアクチュエータと、そのアクチュエータの駆動力の上記２つの機構への伝達を切り換えるための機構を備えたことを特徴とする。

本発明の車両用サスペンション装置は、例えば、上述した減衰力等を調整する機構と車高を調整する機構との２つの機構を、１つのアクチュエータで駆動させることが可能とされているため、構成が単純化するという利点を有することになる。そのような利点から、本発明の車両用サスペンション装置は、実用性の高いサスペンション装置となる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項ないし（４）項の各々が、請求項１ないし請求項４の各々に相当する。

（１）車輪を保持する車輪保持部材に設けられた車輪側取付部に連結される車輪側部材と、
車体の一部に設けられた車体側取付部に連結され、その車体側取付部と前記車輪側取付部との接近・離間に伴って前記車輪側部材と相対移動可能に設けられた車体側部材と、
駆動されることによって、前記車輪側部材と前記車体側部材との相対移動に対する推進力と抵抗力との少なくとも一方である相対移動方向力を発生させる相対移動方向力発生機構と、
前記車輪側取付部と前記車体側取付部との一方である一方側取付部と、その一方側取付部と連結される前記車輪側部材と前記車体側部材との一方である一方側部材との間に設けられ、駆動されることによって前記一方側取付部と前記一方側部材とを接近・離間させる取付部部材間距離調整機構と、
前記相対移動方向力発生機構と前記取付部部材間距離調整機構との共通の駆動源となるアクチュエータと、
そのアクチュエータの駆動力の伝達状態を、前記相対移動方向力発生機構へ伝達する状態と前記取付部部材間距離調整機構へ伝達する状態とに切り換える駆動力伝達状態切換機構と
を備えた車両用サスペンション装置。

本項に記載の態様において、「相対移動方向力発生機構」は、例えば、上記相対移動方向力の制御によって車輪と車体の一部との接近・離間動作に対する減衰力を制御する機構とすることができ、また、「取付部部材間距離調整機構」は、例えば、車輪と車体の一部との距離すなわち車高を調整する機構とすることができる。本項の態様では、そのような２つの機構を、共通の駆動源によって駆動させるように構成されている。詳しく言えば、その共通の駆動源の駆動力の２つの機構への伝達を切り換えることで、それら２つの機構が選択的に作動するように構成されている。そのため、本項の態様のサスペンション装置は、構成が単純であるという利点を有することになる。その利点により、本項の態様の車両用サスペンション装置は、実用性の高いサスペンション装置となる。

本項の態様において、「車輪側部材」、「車体側部材」、「相対移動方向力発生機構」とによって構成されるものは、ショックアブソーバのようないわゆる「懸架シリンダ」と呼ぶことのできるものとして観念することができる。なお、便宜上、以下の説明では、それら３つを合わせたものを「懸架シリンダ」と呼ぶ場合がある。

本項の態様において、「車輪側部材」は、サスペンションロアアーム，ステアリングナックル等の車輪保持部材の取付部である車輪側取付部に連結され、それと連携して動作する部材であり、「車体側部材」は、タイヤハウジング上部に位置するマウント部等の車体の一部に設けられた車体側取付部に連結され、それと連携して動作する部材である。車輪側部材，車体側部材は、その形状，機能等が特に限定されるものではない。例えば、後に説明するように、相対移動方向力発生機構としてねじ機構を採用するような場合、雄ねじ部材，雌ねじ部材の各々を含んで構成されるようなものであってもよく、それらの各々を主体とするものであってもよい。また、車輪側部材と車体側部材とは相対移動可能とされるため、その相対移動に対するガイド機能を有するような構造とされてもよい。具体的には、チューブと、そのチューブに挿入するロッドあるいはチューブとの各々が、車輪側部材と車体側部材との各々とされ、それらによって懸架シリンダを構成することが可能である。また、車輪側部材，車体側部材は、それぞれ車輪側取付部，車体側取付部と連結されるものであるが、その連結は直接的な連結であってもよく、上記取付部部材間距離調整機構等、何らかの機構，デバイス等を介した間接的な連結であってもよい。

本項の態様における「相対移動方向力発生機構」は、その具体的構成が特に限定されるものではなく、例えば、後に説明するようなねじ機構を採用するような構成とすることが可能である。また、相対移動方向力発生機構の機能として２つの機能を挙げることができる。その１つは、車輪側部材と車体側部材との相対移動に対する抵抗力を発生させる機能であり、もう１つは、上記相対移動に対する推進力を発生させる機能である。前者の機能が発揮される場合は、懸架シリンダは、いわゆる受動的機能を発揮する。具体的に言えば、路面からの入力等による車輪側取付部と車体側取付部との接近・離間に対する減衰力、つまり、振動に対する減衰力を発生させるショックアブソーバとしての機能を発揮する。後者の機能が発揮される場合は、懸架シリンダは、いわゆる能動的機能を発揮する。具体的に言えば、車体姿勢制御等を目的として、積極的に車輪側取付部と車体側取付部との離間距離を調節する機能である。上記アクチュエータを制御作動させてそれら抵抗力，推進力の大きさを制御することにより、減衰力，両取付部の離間距離等を任意に調節することが可能である。なお、本項の態様では、相対移動方向力発生機構は、上記受動的機能と能動的機能との両者が発揮されるような機構とされてもよく、また、受動的機能のみ、あるいは、能動的機能のみを発揮するような機構とされてもよい。ちなみに、受動的な機能を発揮するような構成では、車輪側取付部と車体側取付部との接近・離間に伴う車輪側部材と車体側部材との相対移動（いわゆる逆入力に対する相対移動）を円滑なものとするため、特に、摩擦等の発生しない構造、いわゆる逆効率の高い構造の相対移動方向力発生機構を採用することが望ましい。

本項の態様における「取付部部材間距離調整機構」は、例えば、懸架シリンダと車輪保持部材あるいは車体の一部との間隔を調整する機構と観念することができる。上記相対移動方向力発生機構によっても車輪側取付部と車体側取付部の間隔の調整が可能であるが、本項の態様では、例えば、相対移動方向力発生機構による調整を動的な調整とし、本取付部部材間距離調整機構による調整を静的な調整とすることが可能である。つまり、本項の態様では、取付部部材間距離調整機構にいわゆる車高調整機能を発揮させるような態様とすることが可能なのである。取付部部材間距離調整機構は、その具体的構成が特に限定されるものではなく、例えば、後に説明するようなねじ機構を採用するような構成とすることができる。なお、取付部部材間距離調整機構は、車輪側取付部と車輪側部材との間に設けられてもよく、車体側取付部と車体側部材との間に設けられてもよい。なお、取付部部材間距離調整機構に車高調整機能を発揮させる場合は、相対移動方向力発生機構における受動的な機能を発揮させる場合と異なり、車輪側取付部と車体側取付部との接近・離間に伴う一方側取付部と一方側部材との円滑な相対移動については考慮する必要がなく、どちらかといえば、車輪側取付部と車体側取付部とが接近・離間した場合であっても、一方側取付部と一方側部材とが容易に接近・離間しない構造の機構、いわゆる逆効率の低い構造の機構を採用することが望ましい。

本項の態様における「アクチュエータ」は、後に説明する電磁式モータ等の電磁的なアクチュエータ、空気圧，油圧等の流体圧を利用したアクチュエータ等、種々のものを採用可能である。また、アクチュエータの配設箇所も特に限定されるものではない。例えば、車輪側取付部，車体側取付部のいずれかに配設されてもよく、車輪側部材，車体側部材のいずれかに配設されてもよい。

本項の態様における「駆動力伝達状態切換機構」は、その構成が特に限定されるものではなく、例えば、クラッチ的な機構を採用することができる。具体的には、例えば、相対移動方向力発生機構とアクチュエータとの間、および、アクチュエータと取付部部材間距離調整機構との間のそれぞれにクラッチを配設し、それらのクラッチを選択的に作動させることによって、駆動力の伝達対象となる機構を切り換えるような構成とすることができる。また、後に説明するように、アクチュエータと相対移動方向力発生機構および取付部部材間距離調整機構との間に差動機構的な回転伝達機構を備え、その回転伝達機構の作動形態を変更することで、駆動力の伝達対象となる機構を選択的に変更するような構成を採用することが可能である。

（２）前記相対移動方向力発生機構が、前記車輪側部材と前記車体側部材との一方に相対移動不能に設けられた雄ねじ部と、その雄ねじ部と螺合するとともに前記車輪側部材と前記車体側部材との他方に相対移動不能に設けられた雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部と雌ねじ部とが相対回転駆動させられることで相対移動方向力を発生させる構造とされた(1)項に記載の車両用サスペンション装置。

本項に記載の態様は、平たく言えば、ねじ機構を採用する型式の懸架シリンダを備えたサスペンション装置に関する態様である。ねじ機構を採用して相対移動方向力発生機構を構成すれば、簡便なサスペンション装置が実現する。ねじ機構の摩擦等に鑑みれば、ボールねじ機構を採用することが望ましい。特に、懸架シリンダが先に説明した受動的な機能を発揮するような構成では、車輪側取付部と車体側取付部との接近・離間に伴う車輪側部材と車体側部材との相対移動（いわゆる逆入力に対する相対移動）を円滑なものとするため、特に摩擦等の発生しない構造のねじ機構を採用することが望ましい。また、雄ねじ部および雌ねじ部は、いずれが、車輪側部材，車体側部材のいずれに設けられてもよい。また、車輪側部材および車体側部材が、それぞれ車輪側取付部，車体側取付部に対して回転不能とされている場合、雄ねじ部と雌ねじ部とのいずれかを、そのいずれかが設けられる車輪側部材と車体側部材とのいずれかに対して回転可能とすることが可能である。また、車輪側部材と車体側部材とのいずれかが、車輪側取付部あるいは車体側取付部に対して回転可能とされている場合は、雄ねじ部および雌ねじ部の各々を、その各々が設けられる車輪側部材と車体側部材との各々に対して回転不能とすることが可能である。また、本項の態様では、アクチュエータの駆動力は、雄ねじ部と雌ねじ部との相対回転駆動力として伝達されるが、その相対回転駆動力は、雄ねじ部を回転させるものであってもよく、雌ねじ部を回転させるものであってもよい。

（３）前記取付部部材間距離調整機構が、前記一方側取付部と前記一方側部材との一方に相対移動不能に設けられた雄ねじ部と、その雄ねじ部と螺合するとともに前記一方側取付部と前記一方側部材との他方に相対移動不能に設けられた雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部と雌ねじ部とが相対回転駆動させられることで前記一方側取付部と前記一方側部材とを接近・離間させる構造とされた(1)項または(2)項に記載の車両用サスペンション装置。

本項に記載の態様は、平たく言えば、取付部部材間距離調整機構にねじ機構を採用した態様である。ねじ機構を採用して取付部部材間距離調整機構を構成すれば、簡便なサスペンション装置が実現する。前述したように、取付部部材間距離調整機構に車高調整機能を発揮させる場合は、車輪側取付部と車体側取付部とが接近・離間した場合であっても、一方側取付部と一方側部材とが容易に接近・離間しない構造のねじ機構を採用することが望ましい。相対移動方向力発生機構の場合と同様、雄ねじ部および雌ねじ部は、いずれが、一方側取付部，一方側部材のいずれに設けられてもよい。なお、本項の態様では、アクチュエータの駆動力は、雄ねじ部と雌ねじ部との相対回転駆動力として伝達されるが、その相対回転駆動力は、雄ねじ部を回転させるものであってもよく、雌ねじ部を回転させるものであってもよい。つまり、雄ねじ部と雌ねじ部との一方が一方側取付部と一方側部材との一方に回転不能とされ、雄ねじ部と雌ねじ部との他方が一方側取付部と一方側部材との他方に回転可能とされ、その回転可能とされた他方を回転させることで、一方側取付部と一方側部材とを相対移動させるような構造を採用することが可能である。

（４）前記駆動力伝達状態切換機構が、
前記アクチュエータと連結される第１回転体、前記相対移動方向力発生機構に連結される第２回転体、前記取付部部材間距離調整機構に連結される第３回転体の３つの回転体を有し、それら３つの回転体のうちの１つの回転量が他の２つの回転量によって決定される関係にある構造とされた回転伝達機構と、
前記第３回転体の回転を禁止して前記第１回転体から前記第２回転体への回転伝達を実現する状態と、前記第２回転体の回転を禁止して、前記第１回転体から前記第３回転体への回転伝達を実現する状態とを選択的に変更する回転伝達状態変更機構と
を備えた(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車両用サスペンション装置。

本項に記載の態様は、駆動力伝達状態切換機構の構成を限定した態様である。本項に記載の態様における「回転伝達機構」は、いわゆる差動機構的な回転伝達機構と考えることができる。具体的には、後に説明する遊星歯車を利用した機構，１つのかさ歯車とそれに噛合する２つのかさ歯車を利用した機構，いわゆるハーモニックドライブ機構（登録商標），サイクロイド減速機構等、種々の機構を採用することが可能である。本項の態様では、その差動機構的な回転伝達機構を利用するとともに、上記「回転伝達状態変更機構」によって、相対移動方向力発生機構，取付部部材間距離調整機構の各々に連結される上記第２回転体と第３回転体との各々の回転を選択的に禁止することで、その禁止されない方の回転体のみを回転させて、その回転させられた回転体に連結された上記両機構の一方のみを作動させる態様である。なお、回転伝達状態変更機構によって回転体の回転を禁止する構造は、何らかの係合部材を回転体自体あるいは回転体と連動する軸等の部材に係合させる構造とすることが可能である。その場合、例えば、係合部材と回転体等との間に発生する摩擦力によって回転を禁止するような態様とすることもでき、また、係合部材をストッパとして機能させて回転体等を係止するような態様とすることもできる。本項に記載の態様によれば、駆動力伝達状態の切り換えを円滑に行うことが可能となる。

（５）前記回転伝達機構が、前記３つの回転体として、サンギヤ、リングギヤ、プラネタリギヤを有するプラネタリギヤ機構である(4)項に記載の車両用サスペンション装置。

本項に記載の態様は、回転伝達機構をより具体的なものに限定した態様である。プラネタリギヤ機構（遊星歯車機構）は、比較的構造が簡便であるため、本項の態様によれば、簡便な構造のサスペンション装置が実現する。なお、本項の態様においては、サンギヤ、リングギヤ、プラネタリギヤのいずれが、第１回転体，第２回転体，第３回転体のいずれとされてもよい。

（６）前記アクチュエータが電磁式モータである(1)項ないし(5)項に記載の車両用サスペンション装置。

本項に記載の態様は、いわゆる電磁式サスペンション装置としての態様である。電磁式モータは、作動制御の制御性が良好であるため、アクチュエータとして電磁式モータを用いれば、例えば、減衰力のアクティブな調整が容易に可能となる。したがって、本項に記載のサスペンション装置を採用すれば、車両の乗り心地、車体姿勢の安定性、車両の走行安定性の良好な車両が実現する。

（７）前記相対移動方向力発生機構と、前記取付部部材間距離調整機構と、前記アクチュエータとが互いに同軸的に配設された(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用サスペンション装置。

本項の態様のように、上記２つの機構とアクチュエータとが互いに同軸的に配置されれば、詳しく言えば、例えば、車輪側取付部と車体側取付部とを結ぶ線が、両機構およびアクチュエータの中心軸線となるような配置構造を採用すれば、コンパクトなサスペンション装置が実現されることになる。

以下、本発明の実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

図１に、本実施例の一実施例である車両用サスペンション装置１０を示す。この車両用サスペンション装置１０は、独立懸架式のサスペンション装置であり、前後左右の各車輪毎に、車輪を保持する車輪保持部材としてのサスペンションロアアーム１２（以下、単に「ロアアーム１２」という場合がある）に設けられた取付部１３（車輪側取付部）と、車体の一部（タイヤハウジングの上部）に設けられたマウント部１４（車体側取付部）との間に、懸架シリンダ１６が配設された構造とされている。また、本サスペンション装置１０は、懸架シリンダ１６とロアアーム１２との間に車高調整機能を有する車高調整シリンダ１８を有しており、さらに、懸架シリンダ１６と車高調整シリンダ１８との共通の駆動源となるアクチュエータとしての電磁式モータ２０（以下、単に「モータ２０」という場合がある）と、サスペンションスプリングとしての圧縮コイルスプリング２２（以下、単に「スプリング２２」という場合がある）とを含んで構成されている。懸架シリンダ１６は、車輪と車体との上下方向の相対振動に対する減衰力を発生させるショックアブソーバとしての受動的な機能の他に、車体姿勢制御（ロール制御、ピッチ制御等である）等の車両走行中の動的な調整を目的として、積極的にロアアーム１２とマウント部１４との離間距離を調節する能動的な機能をも有する。

懸架シリンダ１６は、アウタチューブ３０と、そのアウタチューブ３０に嵌入して下部がアウタチューブ３０の下端部から下方に突出するインナチューブ３２とを含んで構成されている。アウタチューブ３０は、上端部に取付ボルト３４が固定されたものとなっており、その取付ボルト３４と締結ナット３５によって、環状の防振ゴム３６を有してマウント部１４に付設されたアッパサポート３８に取り付けられることで、マウント部１４に連結されている。アウタチューブ３０には、その内壁面に軸方向に延びる１対のガイド溝４０が設けられ、そのガイド溝４０にインナチューブ３２の上端部に付設された１対のキー４２が嵌められることで、アウタチューブ３０とインナチューブ３２とは、相対回転不能、軸方向に相対移動可能とされている。ちなみに、アウタチューブ３０の下端部には、シール４４が設けられ、外部からの塵埃，泥等の侵入を防止するようにされている。また、スプリング２２は、インナチューブ３２に設けられた下部リテーナ４６と、マウント部１４に設けられた上部リテーナ４８とに、挟持された状態で配設されている。なお、ここで「軸方向」とは、概ねロアアーム１２の取付部１３とマウント部１４とを結ぶ方向であり、以下、本明細書において「軸方向」とは、断りのない限りその方向を意味する。

また、懸架シリンダ１６は、雄ねじが形成されたロッド５０と、ベアリングボールを保持してロッド５０と螺合するナット５２とを含んで構成されている。ロッド５０は、インナチューブ３２内に配設されており、ロッド５０の下部において、インナチューブ３２の底部内壁面に設けられたベアリング５４を介してインナチューブ３２に保持され、インナチューブ３２の下端部から下方に突出する状態となっている。ロッド５０は、その状態において、インナチューブ３２に対して回転可能かつ軸方向に移動不能とされている。一方、ナット５２は、アウタチューブ３０の上部内壁面に固定されて軸方向に延びる支持筒５６の下端部に固定された状態で、上記ロッド５０と螺合させられている。なお、後に詳しく説明するが、ロッド５０の下端部は、インナチューブ３２より下方に突出して車高調整シリンダ１８に連結されている。

上記のように、懸架シリンダ１６は、インナチューブ３２，ロッド５０等を含んで車輪側部材６０が構成されるとともに、アウタチューブ３０，ナット５２，支持筒５６を含んで車体側部材６２が構成される構造のものとなっており、車輪側部材６０が車高調整シリンダ１８を介してサスペンションロアアーム１２に連結されるとともに、車体側部材６２がマウント部１４に連結される構造のものとなっている。また、ロッド５０およびナット５２は、ボールねじ機構を構成するとともに、それぞれが、車輪側部材６０，車体側部材６２に設けられた雄ねじ部，雌ねじ部として機能するものとなっている。

図２および図３を参照しつつ、車高調整シリンダ１８について説明する。図２は、車高調整シリンダ１８を拡大して示す図であり、図３は、平面断面図（図２におけるＤ−Ｄ断面）である。車高調整シリンダ１８は、上述したように、ロアアーム１２と車輪側部材６０との間に設けられており、ロアアーム１２の取付部１３を構成するとともにインナチューブ３２の下方側が嵌入されたハウジング７０と、そのハウジング７０内に配設された回転伝達機構としてのプラネタリギヤ機構７２とを含んで構成されている。ハウジング７０は、大きくは、ロアアーム１２と接続されてモータ２０を固定的に収容するモータケース７４と、モータケース７４に接続されてそれの上方に配設された外筒７６と、外筒７６内にそれに固定して配設された内筒７８と、外筒７６および内筒７８の上部を塞ぐ蓋７９とを含んで構成されており、その内筒７８内に、プラネタリギヤ機構７２が設けられている。ちなみに、インナチューブ３２は、蓋７９の中央に設けられた開口から嵌入しており、開口の内周部には、外部からハウジング７０内への塵埃等の侵入を防止するシール８０が設けられている。

プラネタリギヤ機構７２は、３種のギヤである、サンギヤ９０，リングギヤ９２，３つのプラネタリギヤ９４を含んで構成されている。サンギヤ９０は、それの回転軸９６が、モータ２０のモータ軸９８に連結され、モータ２０によって回転させられる。サンギヤ９０には、周方向に３等配した位置の各々において、３つのプラネタリギヤ９４の各々が噛合しており、それら３つのプラネタリギヤ９４は、キャリア１００によって支持されている。詳しく言えば、キャリア１００は、２枚の支持板１０２，１０４と、それら支持板１０２，１０４の間に立設された３本の支持軸１０６とを含んで構成され、３つのプラネタリギヤ９４の各々が、２枚の支持板１０２，１０４の間において、３つの支持軸１０６の各々に回転可能に支持されている。ちなみに、キャリア１００の下方側の支持板１０４は、環状の部材とされ、それの内側をサンギヤ９０の回転軸９６が貫通しており、支持板１０４の内周部に設けられたベアリング１０８によって、キャリア１００と回転軸９６とが相対回転可能とされている。また、上方側の支持板１０２の上面の中心には、サンギヤ９０の回転軸９６と同軸的に、キャリア軸１１０が立設されており、そのキャリア軸１１０が、前記ロッド５０の下端部と一体的に接続されている。

リングギヤ９２は、それの内周部に形成された内歯が、３つのプラネタリギヤ９４と噛合するとともに、キャリア１００の２枚の支持板１０２，１０４にべアリング１１２，１１４を介して支持され、それら２枚の支持板１０２，１０４に対して相対回転可能かつ軸方向に相対移動不能な状態とされている。また、リングギヤ９２には、それの外周部に雄ねじ１１６が形成されて、その雄ねじ１１６は、上記ハウジング７０の内筒７８の内周面に形成された雌ねじ１１８と噛合する構造とされている。

図４に、プラネタリギヤ機構７２の作動を概念的に示す。図４（ａ）は、リングギヤ９２の回転が禁止された状態、かつ、プラネタリギヤ９４の公転が許容された状態において、サンギヤ９０を時計回りに回転させた場合を示す。この場合、サンギヤ９０の回転は、３つのプラネタリギヤ９４に伝達され、プラネタリギヤ９４が、支持軸１０６を中心として時計回りに回転させられる。このプラネタリギヤ９４の回転は、リングギヤ９２に伝達されるのであるが、リングギヤ９２は回転が禁止されているため、プラネタリギヤ９４が、支持軸１０６を中心に回転する自転に加えて、サンギヤ９０を中心として時計回りに公転させられることになるのである。本実施例のサスペンション装置１０においては、リングギヤ９２の回転が禁止された状態でモータ２０を回転させることによって、プラネタリギヤ９４が公転し、そのプラネタリギヤ９４を支持するキャリア１００がキャリア軸１１０回りに回転させられる。つまり、モータ２０の回転によって、キャリア軸１１０に連結されたロッド５０が回転させられることになるのである。

プラネタリギヤ機構７２が上記の状態において、車輪側取付部と車体側取付部とが相対移動する場合に、懸架シリンダ１６は、ロッド５０とナット５２に対する回転を伴いつつ（プラネタリギヤ９４が公転し，サンギヤ９０を介してモータ軸９８も回転する）、ロッド５０とナット５２とは、軸方向の相対移動が可能とされる。つまり、車輪側取付部と車体側取付部との接近・離間に伴って車輪側部材６０と車体側部材６２との相対移動が可能とされる。この状態において、モータ２０を作動させてロッド５０に回転トルクを付与することが可能であり、この回転トルクの向きおよび大きさを適切化することによって、車輪側部材６０と車体側部材６２との軸方向の相対移動に対して、その相対移動を阻止する方向の適切な抵抗力を発生させることが可能となる。この抵抗力が、車輪と車体との相対振動に対する減衰力となるのである。このような懸架シリンダ１６の減衰力発生機能は受動的な機能と考えることができるが、先に説明したように、懸架シリンダ１６は、能動的に機能させることも可能である。つまり、モータ２０を回転させることによって、積極的に車輪側部材６０と車体側部材６２とを相対移動させて、例えば、車両旋回時、車両制動時、車両加速時等において、車体の姿勢を安定化させるような機能を発揮させることも可能なのである。この場合、モータ２０を制御することによって、車輪側部材６０と車体側部材６２との相対移動に対する推進力を発生させることになる。以上のように、懸架シリンダ１６は、モータ２０により駆動されることによって、車輪側部材６０と車体側部材６２との相対移動に対する抵抗力と推進力との少なくとも一方である相対移動方向力を発生させる相対移動方向力発生機構を備えたものとされている。また、その相対移動方向力発生機構は、車輪側部材６０，車体側部材６２に相対移動不能に設けられた雄ねじ部，雌ねじ部としてのロッド５０，ナット５２を有し、それらロッド５０とナット５２とが相対回転駆動させられることで相対移動方向力を発生させる構造とされているのである。

図４（ｂ）は、キャリア１００の回転が、つまり、プラネタリギヤ９４の公転が禁止された状態、かつ、リングギヤ９０の回転が許容された状態において、サンギヤ９０を時計回りに回転させた場合を示している。この場合、サンギヤ９０の回転は、３つのプラネタリギヤ９４に伝達され、プラネタリギヤ９４が、支持軸１０６を中心として時計回りに自転させられる。このプラネタリギヤ９４の自転は、リングギヤ９２に伝達されるのであるが、プラネタリギヤ９４の公転が禁止されているため、リングギヤ９２が、サンギヤ９０を中心として反時計回りに回転させられることになるのである。先に説明したように、リングギヤ９２には、外周部に雄ねじ１１６が形成されており、その雄ねじ１１６は、ハウジング７０の内筒７８に形成された雌ねじ１１８に螺合させられていることから、本実施例のサスペンション装置１０においては、モータ２０を回転させることによって、リングギヤ９２が回転し、プラネタリギヤ機構７２自体が、ハウジング７０に対して軸方向に移動させられることになるのである。なお、サンギヤ９０の回転軸９６に接続されたモータ２０の回転軸９８は伸縮可能なものとされ、モータ２０が車輪側取付部に固定された状態において、プラネタリギヤ機構７２は、車輪側部材６０と一体的に軸方向に移動することになる。つまり、プラネタリギヤ機構７２の軸方向の移動に伴って、ロアアーム１２と車輪側部材６０とが接近・離間することになるのである。

以上のような構成から、ロアアーム１２に接続されたハウジング７０を含んで構成される取付部１３と、車輪側部材６０とが、それぞれ、一方側取付部と一方側部材として機能し、車高調整シリンダ１８は、モータ２０を回転させることによって、取付部１３と車輪側部材６０とを接近・離間させる取付部部材間距離調整機構１２０を備えたものとされているのである。また、その取付部部材間距離調整機構１２０は、取付部１３に相対移動不能に設けられた雌ねじ部としての内筒７８と、車輪側部材６０に対して相対移動不能に設けられた雄ねじ部としてのリングギヤ９２とを有し、それら内筒７８とリングギヤ９２とが相対回転駆動させられることで取付部１３と車輪側部材６０とを接近・離間させる構造とされているのである。なお、詳しい説明は省略するが、車高調整シリンダ１８には、内筒７８の上方側に、図示を省略する位置センサが設けられ、その位置センサによって、車輪側部材６０を構成するインナチューブ３２の下端部の位置を検出可能とされている。その検出結果に基づいてモータ２０を制御作動させ、取付部１３と車輪側部材６０とを相対移動させて、車高を調整することが可能とされているのである。ちなみに、内筒７８とリングギヤ９２とで構成されるねじ機構は、逆効率が低く、外部からの力によってロアアーム１２とマウント部１４とが接近・離間する場合であっても、取付部１３と車輪側部材６０とが接近・離間しない構造とされている。

以上のような構造から、本実施例のサスペンション装置１０は、相対移動方向力発生機構と、取付部部材間距離調整機構１２０と、それら両者の駆動源となるアクチュエータとしてのモータ２０とを含んで構成され、相対移動方向力発生機構，取付部部材間距離調整機構１２０，モータ２０とが互いに同軸的に配設されたものとなっている。詳しく言えば、本サスペンション装置１０は、取付部１３とマウント部１４とを結ぶ線が、２つの機構およびモータ２０との中心軸線となるような配置構造とされているのである。そのことにより、本サスペンション装置１０は、コンパクトなものとなっている。また、プラネタリギヤ機構７２は、サンギヤ９０，プラネタリギヤ９４，リングギヤ９２が、それぞれ、アクチュエータとしてのモータ２０と連結される第１回転体，相対移動方向力発生機構に連結される第２回転体，取付部部材間距離調整機構１２０に連結される第３回転体として機能するものとされ、それら３つの回転体のうちの１つの回転量が他の２つの回転量によって決定される関係にある構造とされた回転伝達機構とされているのである。

本サスペンション装置１０は、図４（ａ）に示すように、第３回転体としてのリングギヤ９２の回転を禁止して第１回転体としてのサンギヤ９０から第２回転体としてのプラネタリギヤ９４への回転伝達を実現する状態と、図４（ｂ）に示すように、プラネタリギヤ９４の公転を禁止してサンギヤ９０からリングギヤ９２への回転伝達を実現する状態とを変更することが可能とされている。本実施例においては、上記回転伝達の変更を行う機構としての回転伝達状態変更機構１３０が、車高調整シリンダ１８に設けられている。

図５〜図８をも参照しつつ、回転伝達状態変更機構１３０について説明する。図５〜図８は、回転伝達状態変更機構１３０の要部を示す平面断面図（図５〜図８は、それぞれ、図２に示すＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面，Ｃ−Ｃ断面，Ｅ−Ｅ断面）である。回転伝達状態変更機構１３０は、２つの回転抑止体である第１回転抑止体１４０および第２回転抑止体１４２を主体として構成されている。第１回転抑止体１４０は、プラネタリギヤ９４を支持するキャリア１００の上面に係合可能に配設される３つのキャリア上面係合部材１４４と、リングギヤ９２の下面に係合可能に配設される３つのリングギヤ下面係合部材１４６と、それぞれが部分円筒状に形成されてそれら係合部材１４４，１４６の各々を支持する３つの支持部材１４８と、ハウジング７０の外筒７６と内筒７８との間に配設されて上記３つの支持部材１４８を保持する環状の第１保持ベース１５０とを含んで構成されている。また、第２回転抑止体１４２は、キャリア１００の下面に係合可能に配設される３つのキャリア下面係合部材１５２と、部分円筒状に形成されてその係合部材１５２の各々を支持する３つの支持部材１５４と、リングギヤ９２の上面に係合可能な３つのリングギヤ上面係合部１５６を有するとともに外筒７６と内筒７８との間に配設されて上記３つの支持部材１５４を保持する環状の第２保持ベース１５８とを含んで構成されている。なお、内筒７８には、周方向に３等配した位置に３つの開口１６０が設けられており、上記係合部材１４４，１４６，１５２および係合部１５６は、その開口１６０から内筒７８の内側に臨み出て、キャリア１００，リングギヤ９２に係合可能とされている。ちなみに、係合部材１４４，１４６，１５２および係合部１５６と、それらが係合するリングギヤ９２およびキャリア１００の被係合部とには、それぞれ、摩擦材１６２が付設されている。

第１回転抑止体１４０と第２回転抑止体１４２との間、詳しくは、それらの第１保持ベース１５０と第２保持ベース１５８との間には、圧縮コイルスプリング１７０が配設され、そのスプリング１７０によって、第１保持ベース１５０および第２保持ベース１５８は、それらが互いに離間する方向に付勢されている。また、第２保持ベース１５８の上面には、一円周に沿って複数の電磁石１７２が設けられており、回転伝達状態変更機構１３０は、それらの電磁石１７２が通電されることによって、第１保持ベース１５０と第２保持ベース１５８とが接近するような構造となっている。

本サスペンション装置１０では、通常時には、上記電磁石１７２には通電されておらず、運転者が車高調整を行う場合に、運転者の操作によって、上記電磁石１７２への通電がなされる。例えば、車両走行中おいては、電磁石１７２は非通電状態とされており、スプリング１７０によって第１回転抑止体１４０が上方に向かって付勢されるとともに第２回転抑止体１４２が下方に向かって付勢されている。つまり、その状態では、リングギヤ９２には、それの上下面に、それぞれ、第２回転抑止体１４２のリングギヤ上面係合部１５６，第１回転抑止体１４０のリングギヤ下面係合部材１４６が係合することになる。詳しく言えば、リングギヤ９２は、それらリングギヤ上面係合部１５６とリングギヤ下面係合部材１４６とに挟持される状態となり、それらおよびそれらが係合するリングギヤ９２の被係合部に設けられた摩擦材１６２同士が接触し、それら摩擦材１６２の間に発生する摩擦力よって、リングギヤ９２の回転が禁止される。一方、その状態では、キャリア１００には、第１回転抑止体１４０のキャリア上面係合部材１４４および第２回転抑止体１４２のキャリア下面係合部材１５２が係合しておらず、キャリア１００の回転、つまり、ロッド５０の回転が許容されて、前述した相対移動方向力発生機構が作動可能とされるのである。

それに対し、例えば、運転車が車両停止中等に車高調整を行うべく操作し、その操作によって電磁石１７２が通電された場合には、第１回転抑止体１４０と第２回転抑止体１４２とが、それぞれ下方，上方に向かうように相対移動させられる。つまり、キャリア１００には、それの上下面に、それぞれ、第１回転抑止体１４０のキャリア上面係合部材１４４，第２回転抑止体１４２のキャリア係合部材１５２が係合する。詳しく言えば、キャリア１００は、それらキャリア上面係合部材１４４とキャリア下面係合部材１５２とによって挟持される状態となり、それらおよびそれらが係合するキャリア１００の被係合部に設けられた摩擦材１６２同士が接触し、それら摩擦材１６２の間に発生する摩擦力よって、キャリア１００の回転が禁止される。一方、その状態では、リングギヤ９２には、第１回転抑止体１４０のリングギヤ下面係合部材１４６および第２回転抑止体１４２のリングギヤ上面係合部１５６が係合しておらず、リングギヤ９２の回転が許容されて、取付部部材間距離調整機構１２０が作動可能とされるのである。ちなみに、回転伝達状態変更機構１３０は、プラネタリギヤ機構７２と一体的に移動するが、第１保持ベース１５０および第２保持ベース１５８の各々の外周部に設けられた３つの凹所１７６が、ハウジング７０の外筒７６の内周面に設けられて軸方向に延びる３つの凸条１７８に嵌るようにされており、そのような構造によって、回転伝達状態変更機構１３０は回転不能とされている。

以上のような構造から、本サスペンション装置１０は、モータ２０の駆動力を相対移動方向力発生機構に伝達する状態と、モータ２０の駆動力を取付部部材間距離調整機構１２０に伝達する状態とに切り換える駆動力伝達状態切換機構を備えるものとされ、その駆動力伝達状態切換機構は、回転伝達機構としてのプラネタリギヤ機構７２と、プラネタリギヤ機構７２の回転伝達状態を変更する回転伝達状態変更機構１３０とを含んで構成されているのである。

なお、本発明の車両用サスペンション装置は、上記サスペンション装置１０の変形例として、図９に示すサスペンション装置２００の態様で実施することも可能である。図に示すサスペンション装置２００においては、懸架シリンダ２０２は、アウタチューブ３０，ナット５２，支持筒５６を含んで車輪側部材２０４が構成されるとともに、インナチューブ３２，ロッド５０を含んで車体側部材２０６が構成される構造のものとなっており、車体側部材２０６が車高調整シリンダ１８を介してマウント部１４に連結されるとともに（車高調整シリンダ１８のハウジングがマウント部１４を構成している）、車輪側部材２０４がサスペンションロアアーム１２の取付部に連結される構造のものとなっている。本変形例においては、マウント部１４と車体側部材２０６とが、それぞれ、一方側取付部と一方側部材として機能し、取付部部材間距離調整機構としての車高調整シリンダ１８が、マウント部１４と車体側部材２０６とを相対移動させるような構造となっている。なお、相対移動方向力発生機構および駆動力伝達状態切換機構の構成および機能に関しては、上記サスペンション装置１０が備える相対移動方向力発生機構および駆動力伝達状態切換機構と同様であるため、ここでの説明は省略する。

本発明の一実施例である車両用サスペンション装置の正面断面図である。 図１に示す車両用サスペンション装置を構成する車高調整シリンダを拡大して示す図である。 図２に示す車高調整シリンダの平面断面図（Ｄ−Ｄ断面図）である。 図２に示す車高調整シリンダを構成するプラネタリギヤ機構の作動を概念的に示す図である。 本実施例の車両用サスペンション装置が備える回転伝達状態変更機構の要部を示す平面断面図（図２におけるＡ−Ａ断面図）である。 本実施例の車両用サスペンション装置が備える回転伝達状態変更機構の要部を示す平面断面図（図２におけるＢ−Ｂ断面図）である。 本実施例の車両用サスペンション装置が備える回転伝達状態変更機構の要部を示す平面断面図（図２におけるＣ−Ｃ断面図）である。 本実施例の車両用サスペンション装置が備える回転伝達状態変更機構の要部を示す平面断面図（図２におけるＥ−Ｅ断面図）である。 本実施例の変形例としての車両用サスペンション装置の正面断面図である。

符号の説明

１０：車両用サスペンション装置 １２：サスペンションロアアーム（車輪保持部材） １３：取付部（車輪側取付部，一方側取付部） １４：マウント部（車体側取付部） １６：懸架シリンダ １８：車高調整シリンダ ２０：電磁式モータ（アクチュエータ） ３０：アウタチューブ ３２：インナチューブ ５０：ロッド（雄ねじ部） ５２：ナット（雌ねじ部） ５６：支持筒 ６０：車輪側部材（一方側部材） ６２：車体側部材 ７０：ハウジング ７２：プラネタリギヤ機構（回転伝達機構） ７６：外筒 ７８：内筒 ９０：サンギヤ（第１回転体） ９２：リングギヤ（第３回転体） ９４：プラネタリギヤ（第２回転体） １００：キャリア １１６：雄ねじ １１８：雌ねじ １２０：取付部部材間距離調整機構 １３０：回転伝達状態変更機構 １４０：第１回転抑止体 １４２：第２回転抑止体 １７０：圧縮コイルスプリング １７２：電磁石 ２００：車両用サスペンション装置 ２０２：懸架シリンダ ２０４：車輪側部材 ２０６：車体側部材（一方側部材）

Claims (4)

1. 車輪を保持する車輪保持部材に設けられた車輪側取付部に連結される車輪側部材と、
   車体の一部に設けられた車体側取付部に連結され、その車体側取付部と前記車輪側取付部との接近・離間に伴って前記車輪側部材と相対移動可能に設けられた車体側部材と、
   駆動されることによって、前記車輪側部材と前記車体側部材との相対移動に対する推進力と抵抗力との少なくとも一方である相対移動方向力を発生させる相対移動方向力発生機構と、
   前記車輪側取付部と前記車体側取付部との一方である一方側取付部と、その一方側取付部と連結される前記車輪側部材と前記車体側部材との一方である一方側部材との間に設けられ、駆動されることによって前記一方側取付部と前記一方側部材とを接近・離間させる取付部部材間距離調整機構と、
   前記相対移動方向力発生機構と前記取付部部材間距離調整機構との共通の駆動源となるアクチュエータと、
   そのアクチュエータの駆動力の伝達状態を、前記相対移動方向力発生機構へ伝達する状態と前記取付部部材間距離調整機構へ伝達する状態とに切り換える駆動力伝達状態切換機構と
   を備えた車両用サスペンション装置。
2. 前記相対移動方向力発生機構が、前記車輪側部材と前記車体側部材との一方に相対移動不能に設けられた雄ねじ部と、その雄ねじ部と螺合するとともに前記車輪側部材と前記車体側部材との他方に相対移動不能に設けられた雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部と雌ねじ部とが相対回転駆動させられることで相対移動方向力を発生させる構造とされた請求項１に記載の車両用サスペンション装置。
3. 前記取付部部材間距離調整機構が、前記一方側取付部と前記一方側部材との一方に相対移動不能に設けられた雄ねじ部と、その雄ねじ部と螺合するとともに前記一方側取付部と前記一方側部材との他方に相対移動不能に設けられた雌ねじ部とを有し、それら雄ねじ部と雌ねじ部とが相対回転駆動させられることで前記一方側取付部と前記一方側部材とを接近・離間させる構造とされた請求項１または請求項２に記載の車両用サスペンション装置。
4. 前記駆動力伝達状態切換機構が、
   前記アクチュエータと連結される第１回転体、前記相対移動方向力発生機構に連結される第２回転体、前記取付部部材間距離調整機構に連結される第３回転体の３つの回転体を有し、それら３つの回転体のうちの１つの回転量が他の２つの回転量によって決定される関係にある構造とされた回転伝達機構と、
   前記第３回転体の回転を禁止して前記第１回転体から前記第２回転体への回転伝達を実現する状態と、前記第２回転体の回転を禁止して、前記第１回転体から前記第３回転体への回転伝達を実現する状態とを選択的に変更する回転伝達状態変更機構と
   を備えた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用サスペンション装置。
   

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