車両用懸架装置
【課題】車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を、簡易な構造で実現し、装置全体としての小型化・軽量化を図る。
【解決手段】車両用懸架装置を構成するアッパアーム４ｂを、フレーム１２と、１対の送りねじ機構１３ａ、１３ｂより成る伸縮機構３３と、電動モータ２４と、ウォーム減速機１４と、歯車式減速機２５と、リンク機構１５とから構成する。キャンバ角を変化させるには、電動モータ２４に通電し、送りねじ機構１３ａ、１３ｂを構成するねじ軸２０ａ、２０ｂを車両の前後方向に進退させる。これにより、リンク機構１５を構成するリンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度を変化させ、車体１１の幅方向に関する両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さＬを変化させる。この様に、アッパアーム４ｂの全長を可変にする為の構造を、このアッパアーム４ｂ自体に集約できる為、上記課題を解決できる。
【解決手段】車両用懸架装置を構成するアッパアーム４ｂを、フレーム１２と、１対の送りねじ機構１３ａ、１３ｂより成る伸縮機構３３と、電動モータ２４と、ウォーム減速機１４と、歯車式減速機２５と、リンク機構１５とから構成する。キャンバ角を変化させるには、電動モータ２４に通電し、送りねじ機構１３ａ、１３ｂを構成するねじ軸２０ａ、２０ｂを車両の前後方向に進退させる。これにより、リンク機構１５を構成するリンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度を変化させ、車体１１の幅方向に関する両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さＬを変化させる。この様に、アッパアーム４ｂの全長を可変にする為の構造を、このアッパアーム４ｂ自体に集約できる為、上記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる、ダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の車両用の懸架装置（サスペンション装置）として、従来から各種構造のものが知られている。その中でも、近年では、設計の自由度が高く、路面追従性に優れたダブルウィシュボーン式の懸架装置が、高級車やスポーツカーを始めとして多くの車種で採用されている。図７は、非特許文献１に記載された、ダブルウィシュボーン式の懸架装置の従来構造の第１例を示している。
【０００３】
車輪（タイヤ）１を軸受ユニット２を介して回転自在に支持するナックル３は、ダブルウィシュボーン式の懸架装置を構成するアッパアーム４とロアアーム５とにより、図示しない車体に対し揺動可能に支持されている。このうちのアッパアーム４は、略Ａ字形（所謂Ａ型フレーム）で、その先端部（車体への取付状態で車体の幅方向に関して外側の端部、図７の右下側の端部）を、アッパボールジョイント６を介して前記ナックル３の上端部に連結している。又、前記アッパアーム４の基端部（車体への取付状態で車体の幅方向に関して中央側の端部、図７の左上側の端部）は、図示しない車体に対し、揺動可能に支持（枢支）されている。
【０００４】
一方、前記ロアアーム５は、略Ａ字形（所謂Ａ型フレーム）で、その先端部をロアボールジョイント７を介して前記ナックル３の下端部に連結している。又、前記ロアアーム５の基端部は、図示しない車体に対し、揺動可能に支持（枢支）されている。又、前記ロアアーム５は、その上端部を車体に対し固定したショックアブソーバ８の下端部を揺動可能に支持している。
【０００５】
この様な従来構造のダブルウィシュボーン式の懸架装置の場合、前記アッパアーム４と前記ロアアーム５とで全長が異なるものを使用する（一般的にはロアアームをアッパアームよりも長くする）事で、キャンバ角を予め所定の角度に設定する事が行われている。しかしながら、従来構造の懸架装置の場合には、この様に予め設定されたキャンバ角を、車両の走行状況に応じて変更する事はできない。
【０００６】
ところで、車両の旋回運動は、左右輪の駆動力差等によっても生じるが、主としてタイヤ横力によって生じる事が知られている。このタイヤ横力は、一般的には、運転者がステアリングホイールを操作し、ステアリングギヤを介して前輪のトー角（転舵角）を変化させ、車体の進行方向とタイヤの向きとの間にずれ（スリップ角）を生じさせる事で発生する。一方で、このタイヤ横力は、トー角の他に、キャンバ角の変化による影響を受ける事が知られている。図８は、本発明者等がシミュレーションにより求めた、キャンバ角γをパラメータとした場合の、タイヤ横力とスリップ角との関係を示している。この図８から明らかな通り、スリップ角を一定とした場合にも、キャンバ角を変化させる事によって、タイヤ横力を変化させられる。従って、キャンバ角γを変化させる事により、タイヤ横力の大きさを調整できれば、車両の旋回性能、延いては直進性能の更なる向上を図れる事になる。
【０００７】
この様な事情に鑑みて、例えば特許文献１には、車両の走行状況に応じてキャンバ角を変更できるダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置が示されている。図９は、前記特許文献１に記載された従来構造の第２例を示している。この従来構造の第２例の場合、アッパアーム４ａとロアアーム５ａとの中間部に、伸縮可能な油圧シリンダ９、１０をそれぞれ設けて、これら両アーム４ａ、５ａの全長を変更可能にしている。そして、図示しないセンサにより車輪１の横滑り角を検出し、キャンバ角を変更する必要があると認められれば、エンジンルーム内に設置した油圧ポンプから油圧配管や各種の弁等を通じて、前記各油圧シリンダ９、１０に所定量の圧油を給排する。これにより、前記各アーム４ａ、５ａの全長を変化させて、車輪１のキャンバ角を変更する。従って、この様な従来構造の第２例の懸架装置によれば、タイヤ横力の大きさを調整できて、車両の旋回性能、延いては直進性能の向上を図れる。
【０００８】
但し、上述した従来構造の第２例の場合には、キャンバ角の変更を可能にする為に、油圧ポンプや、油圧配管、各種の弁等を設ける必要があると共に、前記アッパアーム４ａと前記ロアアーム５ａとにそれぞれ油圧シリンダ９、１０を設ける必要がある。この為、キャンバ角を可変にする為の構造が複雑になると共に、懸架装置の大型化、重量増大を招く。特に前記アッパアーム４ａ及び前記ロアアーム５ａの重量増大は、バネ下荷重の増大に繋がり、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上を図る面から望ましくない。又、キャンバ角の制御（アーム４ａ、５ａの全長制御、油圧シリンダ９、１０の伸縮量制御）を油圧式に行う為、制御性や応答性が悪く、更にはエンジンの動力損失も大きくなると言った問題を生じる。
【０００９】
尚、前記特許文献１以外にも、例えば特許文献２〜３には、車両の走行状況に応じてキャンバ角の大きさを変更する事を意図した発明が記載されている。但し、前記特許文献２〜３に記載された何れの発明の場合にも、上述した特許文献１に記載された発明と同様に、キャンバ角を可変にする為の構造が複雑で、懸架装置の大型化、重量増大を招くと言った問題を生じる。尚、本発明を実施する場合に関連する技術を記載した刊行物として他に、車輪に加わる荷重を測定可能とする、転がり軸受ユニットの荷重測定装置を記載した、特許文献４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２６４６３６号公報
【特許文献２】特開２００９−１０７５３３号公報
【特許文献３】特開２０１０―８３２１２号公報
【特許文献４】特開２００５−９８７７１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】細川武志著、「クルマのメカ＆仕組み図鑑」、株式会社グランプリ出版、２００３年１月１０日、ｐ．２０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現し、装置全体としての小型化・軽量化を図るべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車両用懸架装置は、前述した従来構造のダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置と同様に、先端部がアッパボールジョイント、アッパカルダン継手等の各方向の揺動変位を許容する上部継手を介してナックルの上部に連結されると共に、基端部が車体に対し支持されるアッパアームと、先端部がロアボールジョイント、ロアカルダン継手等の各方向の揺動変位を許容する下部継手を介して前記ナックルの下部に連結されると共に、基端部が前記車体に対し揺動可能に支持されるロアアームとを備える。
特に本発明の車両用懸架装置の場合には、このうちのアッパアームが、フレームと、伸縮機構と、電動モータと、減速機構と、１対のリンク腕とを備える。
このうちのフレームは、前記車体に対し支持されている。
又、前記伸縮機構は、１対のねじ軸と１対のねじナットとを備える（１対の送りねじ機構を備える）。このうちの１対のねじ軸は、外周面に互いに逆方向の雄ねじを形成しており、前記車体の前後方向に同一直線上に配置されている。又、前記１対のねじナットは、内周面に互いに逆方向の雌ねじを形成したもので、前記各ねじ軸の周囲にそれぞれ係合している。そして、これら１対のねじナットと１対のねじ軸とのうち、何れか一方の１対の部材を、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持すると共に、何れか他方の１対の部材を、このフレームに対し回転のみ可能に支持している。
又、前記電動モータは、前記フレームに支持されており、両方向（正方向及び逆方向）に回転可能である。
又、前記減速機構は、前記電動モータの動力を、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材に伝達する。
又、前記１対のリンク腕は、それぞれの基端部を前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対し、直接若しくは他の部材を介して、少なくとも前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結すると共に、それぞれの先端部を前記上部継手に対し、前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結している。この為に例えば、前記１対のリンク腕の先端部を、前記上部継手の一部若しくはこの上部継手に取り付けられる部材に連結する。
そして、本発明の車両用懸架装置は、前記電動モータにより、前記減速機構を介して、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材を回転駆動する事で、この伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材を軸方向に関して互いに反対方向に進退させる。これにより、前記両リンク腕の開き角度を変化させ、前記車体の幅方向に関するこれら両リンク腕の長さを変化させる（アッパアームの全長を変化させる）事で、車輪のキャンバ角を変更する。
【００１４】
この様な本発明を実施する場合に、具体的には、請求項２に記載した発明の様に、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材を、１対のねじナットとし、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材を、１対のねじ軸とする。又、これら両ねじ軸を一体に構成する。又、これら両ねじ軸の外周面に、それぞれ多条の雄ねじを形成し、前記両ねじナットの内周面に、それぞれ多条の雌ねじを形成する。更に、前記減速機構を、複数のはすば歯車（円筒歯車）を備えた歯車式減速機とし、このうちの最終歯車を、一体に構成された前記両ねじ軸の軸方向中央部（連結部相当部）の外周面に支持固定する。
【００１５】
上述の様な請求項２に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記各ねじナットの内周面に形成された雌ねじを、前記各ねじ軸の外周面に形成された雄ねじに摺動可能に係合させて、滑りねじ式の送りねじ機構を構成する。又、この場合のリード角を５．７度よりも小さい値とする。
【００１６】
又、上述の様な請求項２〜３に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記各ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及び前記各ねじナットの内周面に形成された雌ねじの条数を、それぞれ２条とする。
【００１７】
或いは、上述の様な本発明を実施する場合に、具体的には、請求項５に記載した発明の様に、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材を、１対のねじ軸とし、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材を、１対のねじナットとする。更に、前記減速機構を、ウォームとウォームホイールとを互いに噛合させて成るウォーム減速機とし、このうちのウォームホイールを、前記両ねじナットに対し、同期した回転を自在として組み合わせる。
尚、この様な請求項５に記載した発明を実施する場合に例えば、ウォームの条数を１条とし、ウォーム歯の捩れ角の大きさを規制する事で、ウォームホールの回転がウォームに伝達されない（逆作動しない）様にする、或いは、電動モータ自体にブレーキ作用を持たせる事で、車輪から１対のリンク腕に加わる力により、アッパアームの全長が変化しない様にする。
【００１８】
又、上述の様な請求項５に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項６に記載した発明の様に、前記ウォームホイールを、ポリアミド６６、ポリアミド樹脂の一種であるＭＣナイロン（登録商標）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂製とする。この場合には、合成樹脂中にガラス繊維や炭素繊維等を充填して、ウォームホイールの強度、剛性を向上させても良い。
【００１９】
更に、上述の様な請求項５、６に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記ウォームを、前記電動モータにより第二の減速機構（例えば歯車式減速機）を介して回転駆動する。
【００２０】
又、上述の様な請求項１〜７に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項８に記載した発明の様に、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材（請求項２に記載した発明の場合には１対のねじナット、請求項５に記載した発明の場合には１対のねじ軸）或いはこれら１対の部材に固定された部材と、フレームとの間に、これら１対の部材の軸方向変位を許容しつつ相対回転を阻止する為の回り止め機構を設ける。
【００２１】
更に、上述の様な請求項１〜８に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記フレームを前記車体に対し揺動不能に支持固定する。又、前記１対のリンク腕のそれぞれの基端部を、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材（請求項２に記載した発明の場合には１対のねじナット、請求項５に記載した発明の場合には１対のねじ軸）のそれぞれの先端部に対し、ボールジョイントを介して、上下方向に揺動可能に連結する。
【００２２】
或いは、請求項１０に記載した発明の様に、前記フレームを前記車体に対し上下方向に揺動可能に支持する。又、前記１対のリンク腕のそれぞれの基端部を、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材（請求項２に記載した発明の場合には１対のねじナット、請求項５に記載した発明の場合には１対のねじ軸）のそれぞれの先端部に対し、前記車体の上下方向の軸回りの回動のみ可能に連結する。
【００２３】
尚、本発明を実施する場合に、前記各ねじ軸と前記各ねじナットとで構成される送りねじ機構としては、滑りねじ式の送りねじ機構を採用する事もできるし、ボールねじ式の送りねじ機構を採用する事もできる。
滑りねじ式の送りねじ機構を構成する場合には、ねじナットの内周面に形成された雌ねじを、ねじ軸の外周面に形成された雄ねじに摺動可能に係合させる。
又、この様な滑りねじ式の送りねじ機構を構成するねじ軸としては、例えばステンレス鋼製のねじ軸を使用でき、同じくねじナットとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド６６、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂製のねじナット、或いは、黄銅（真鍮）製のねじナットを使用できる。
一方、ボールねじ式の送りねじ機構を構成する場合には、ねじナットの内周面に形成された外径側ボールねじ溝と、ねじ軸の外周面に形成された内径側ボールねじ溝とを、それぞれ複数個のボールを介して係合させる。
【発明の効果】
【００２４】
上述の様に構成する本発明によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現でき、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。
即ち、本発明の車両用懸架装置の場合には、アッパアーム自体に、このアッパアームの全長（車体の幅方向に関するリンク腕の長さ）を可変にする為の構造を集約している。この為、ロアアーム等のその他の部材に関しては、従来構造の場合と同様のものを使用できる。又、車体側（例えばエンジンルーム）にも、前述した従来構造の第２例の場合の様な油圧ポンプ等の部材を設置する必要がない。更に、前記アッパアームは、送りねじ機構による伸縮機構と、電動モータと、減速機構と、リンク機構とを組み合わせた簡易な構成により、その全長を変更できる。従って、本発明によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現できて、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。この為、本発明の車両用懸架装置によれば、車両の旋回性能、直進性能の更なる向上を図れるだけでなく、バネ下荷重の増大を十分に抑える事ができて、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上も図れる。
又、キャンバ角の制御（アッパアームの全長制御）を電動モータの通電制御により行える為、油圧式に行う場合に比べて制御性や応答性に優れると共に、エンジンの動力損失も生じなくて済む。更に、本発明によれば、左右の車輪のキャンバ角を、それぞれ独立して制御できる。
【００２５】
又、請求項２に記載した発明の場合には、雄ねじ及び雌ねじの条数を多条（２以上）としている為、ねじ軸の回転角（回転量）に対するねじナットの軸方向移動量を大きくできると共に、負荷容量の増大を図れる。又、減速機構として、複数のはすば歯車を備えた歯車式減速機を採用している為、例えばウォーム減速機を採用した場合に比べて、逆作動の面では不利になる（逆作動し易くなる）ものの、効率を高くできる。この為、電動モータとして出力の小さいものを使用する事が可能になり、懸架装置全体としての更なる小型化・軽量化を図れる。
又、請求項３に記載した発明の場合には、送りねじ機構での逆作動を有効に防止できる。この為、キャンバ角を変更する駆動時にのみ電力（エネルギ）を消費し、キャンバ角を変更せずに姿勢を一定に保持している状態では電力を消費しなくて済む。従って、省エネルギ化を図れる。
【００２６】
又、請求項５に記載した発明の場合には、減速機構として、ウォーム減速機を採用している為、摩擦損失は大きくなるものの、それ自体で大きな減速比を得られる。
又、前述した請求項６に記載した発明によれば、ウォームホイールの軽量化を図れ、懸架装置の更なる軽量化を図れる。
更に、前述した請求項７に記載した発明によれば、電動モータの小型化を図れ、懸架装置の更なる小型化・軽量化を図れる。
【００２７】
又、請求項９に記載した発明の場合には、フレームを車体に対して上下方向に揺動可能に支持する必要がなくなる為、車体に対するアッパアームの支持構造を簡易にできる。
これに対し、請求項１０に記載した発明の場合には、１対のリンク腕の基端部と伸縮機構を構成する一方の１対の部材の先端部との連結構造を簡易にできる。
【００２８】
尚、送りねじ機構として、滑りねじ式の送りねじ機構を採用した場合には、ボールや循環チューブ等の部材を使用しなくて済む分だけ、ボールねじ式の送りねじ機構を採用した場合に比べて、部品点数の低減を図れ、懸架装置の小型化・軽量化を図れる。
これに対して、ボールねじ式の送りねじ機構を採用した場合には、滑りねじ式の送りねじ機構を採用した場合に比べて、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材を回転駆動する為のトルクを低減できる。この為、電動モータを小型化できて、懸架装置の小型化・軽量化を図れる。又、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材の位置決め精度の向上を図れ、キャンバ角の制御を精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例の車両用懸架装置により車輪を車体に対して懸架した状態を模式的に示す正面図。
【図２】同じく本発明の特徴となるアッパアームを取り出して車両の上方から見た平面図であり、（Ａ）は全長を最大とした状態を、（Ｂ）は全長を最小とした状態を、それぞれ示す。
【図３】同じく電動モータと歯車式減速機とウォーム減速機とを取り出して示す図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例の車両用懸架装置を構成するアッパアームを取り出して車両の上方且つ幅方向外方から見た斜視図。
【図５】同じく車両の下方且つ幅方向外方から見た斜視図。
【図６】同じく図４のＡ−Ａ断面図。
【図７】従来構造の第１例の車両用懸架装置を模式的に示す斜視図。
【図８】シミュレーションにより求めた、キャンバ角をパラメータとした場合のタイヤ横力とスリップ角との関係を示す図。
【図９】従来構造の第２例の車両用懸架装置を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、５〜８、１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の特徴は、ダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置に関して、アッパアーム４ｂ自体に、このアッパアーム４ｂの全長を可変にする為の構造を集約する事で、車両の走行状況に応じてキャンバ角γを適宜変更可能とした点にある。ロアアーム５等のその他の部材に関しては、前記図７に示した従来構造の第１例の場合と同じである。従って、以下、本例の特徴部分である前記アッパアーム４ｂの構造を中心に説明する。
【００３１】
図１に示す様に、本例の車両用懸架装置の場合にも、車輪１を軸受ユニット２を介して回転自在に支持したナックル３を、前記アッパアーム４ｂと前記ロアアーム５とにより、車体１１（図２参照）に対し揺動可能に支持している。この為に、前記アッパアーム４ｂの先端部（図１、２の右端部）を、アッパボールジョイント６を介して前記ナックル３の上端部に連結すると共に、同じく基端部（図１、２の左端部）を、前記車体１１に対し揺動可能に支持している。又、前記ロアアーム５の先端部を、ロアボールジョイント７を介して前記ナックル３の下端部に連結すると共に、同じく基端部を、前記車体１１に対し揺動可能に支持している。
【００３２】
特に本例の場合には、前記アッパアーム４ｂの全長を可変に構成する為に、このアッパアーム４ｂを、フレーム１２と、１対の送りねじ機構１３ａ、１３ｂより成る伸縮機構３３と、電動モータ２４と、特許請求の範囲に記載した減速機構に相当するウォーム減速機１４と、同じく第二の減速機構に相当する歯車式減速機２５と、リンク機構１５とから構成している。
【００３３】
このうちのフレーム１２は、その基半部（幅方向内半部、図２の左半部）を前記車体１１に前後方向に離隔して設けられた１対の取付部１６、１６の間部分に配置した状態で、これら両取付部１６、１６に対し、ボルト１７、１７とナット１８、１８とにより、ゴム製のブッシュ１９を介して、前記車体１１の上下方向に揺動可能に支持（枢支）されている。この為、本例の場合には、前記両ボルト１７、１７の中心軸が、前記アッパアーム４ｂの揺動中心Ｏと一致する。又、この様な前記フレーム１２の先半部（幅方向外半部、図２の右半部）の内側には、前記両送りねじ機構１３ａ、１３ｂが前記車体１１の前後方向に配設されており、同じく基半部の前後方向中央部には、前記電動モータ２４と前記ウォーム減速機１４と前記歯車式減速機２５とが設けられている。
【００３４】
前記両送りねじ機構１３ａ（１３ｂ）はそれぞれ、滑りねじ式の送りねじ機構であり、１組のねじ軸２０ａ（２０ｂ）とねじナット２１ａ（２１ｂ）とから成る。これら両ねじ軸２０ａ、２０ｂは、ステンレス鋼製で、前記車体１１の前後方向に、同一直線上（同軸上）に配置されている。又、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの外周面には、螺旋状の１条の雄ねじが形成されており、そのピッチはこれら両ねじ軸２０ａ、２０ｂ同士で同じである。又、これら両ねじ軸２０ａ、２０ｂの外周面の少なくとも一部には図示しない回り止め凸部が形成されており、この回り止め凸部を前記フレーム１２に形成した図示しない回り止め凹溝に係合させている。この様な回り止め機構により、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの軸方向変位を許容しつつ、前記フレーム１２に対する相対回転を阻止して、これら両ねじ軸２０ａ、２０ｂをこのフレーム１２に対し軸方向への移動のみ可能に支持している。
【００３５】
又、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂは、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の合成樹脂製で、それぞれの内周面に螺旋状の１条の雌ねじが形成されている。本例の場合には、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂを、射出成形により同時に加工する事で、一体に形成しており（基端部同士を連結した如き形状としており）、前記フレーム１２の内側に回転のみ可能に支持している。そして、本例の場合には、前記各ねじナット２１ａ、２１ｂの内周面に形成された、互いに逆方向の雌ねじを、前記各ねじ軸２０ａ、２０ｂの外周面に形成された、互いに逆方向の雄ねじに摺動可能に係合させている。
【００３６】
前記ウォーム減速機１４は、図３に示した様に、ウォームホイール２２と、ウォーム２３（ウォーム軸２６）とから成る。このうちのウォームホイール２２は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の合成樹脂製で、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂと同心に配置されている。本例の場合には、前記ウォームホイール２２を、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂと共に、射出成形により同時に加工する事で、このウォームホイール２２を、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂの軸方向中央部（連結部相当部）の外周面に直接形成している。この為、前記ウォームホイール２２は、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂと共に回転する。
【００３７】
又、前記ウォーム２３は、金属製或いは合成樹脂製で、その中心軸を前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂに対し捩れの位置に配置したウォーム軸２６の中間部に設けられており、その外周面に形成したウォーム歯２７を前記ウォームホイール２２に噛合させている。本例の場合には、前記ウォーム２３の条数を１条とし、前記ウォーム歯２７の捩れ角を規制する（捩れ角を大きく設定する）事で、前記ウォームホール２２の回転が前記ウォーム２３に伝達されない様にしている。
【００３８】
又、前記電動モータ２４は、前記フレーム１２に対し複数（図示の例では３本）のねじ２８、２８により支持固定されている。そして、通電状態の切り換えにより、図示しない出力軸を正転、逆転の何れかの方向に回転させる。又、前記歯車式減速機２５は、図示しない複数の歯車から構成されており、前記電動モータ２４と前記ウォーム減速機１４との間に設けられ、この電動モータ２４の動力（トルク）を増大して前記ウォーム軸２６に伝達する。
【００３９】
又、前記リンク機構１５は、１対のリンク腕２９ａ、２９ｂと、連結部材３０とから成る。このうちの両リンク腕２９ａ、２９ｂは、鉄系合金、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金等の鍛造品等で、円弧状に僅かに湾曲した丸棒状に構成されている。又、前記連結部材３０は、前記アッパボールジョイント６のソケットを構成するもので、その略中央部にはボール収容部の上部を塞ぐ蓋体３１が設けられている。そして、本例の場合には、前記両リンク腕２９ａ、２９ａの基端部を、前記各ねじ軸２０ａ、２０ｂの先端部に対し、ジョイント部材３２ａ、３２ａを用いて前記車体１１の上下方向（図２の表裏方向）に向いた軸回りの回動のみ可能に連結すると共に、同じく先端部を、前記連結部材３０の角隅部に対し、ジョイント部材３２ｂ、３２ｂを用いて前記車体１１の上下方向に向いた軸回りに回動可能に連結している。
【００４０】
又、本例の場合には、例えば特許文献４等に記載され従来から知られている様に、前記軸受ユニット２内に配置した図示しないエンコーダと荷重センサとを利用して、前記車輪１に加わるタイヤ横力（アキシアル荷重）を測定する。そして、この様にして測定したタイヤ横力を、図示しない制御器に送り、この制御器中の比較判定手段により、現在の車両の走行状況下でのタイヤ横力の過不足を判定する。そして、この結果に基づいて、前記電動モータ２４への通電（通電方向、通電量）を制御する。
【００４１】
具体的には、前記電動モータ２４により前記ウォーム２３を、正方向或いは逆方向に所定の回転数（回転角度）だけ回転駆動する。これにより、前記ウォームホイール２２を介して前記両ねじナット２１ａ、２１ｂを回転させ、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂを軸方向に関して互いに反対方向（車体の前後方向、図１の表裏方向、図２の上下方向）に所定量だけ進退させる。そして、前記両リンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度を変化させて、前記車体１１の幅方向（図１、２の左右方向）に関するこれら両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さＬを所定量だけ変化させる（アッパアーム４ｂの全長を変化させる）。より具体的には、図２の（Ａ）に示した様に、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの前記フレーム１２からの突出量が小さくなる様に前記電動モータ２４を駆動した場合には、前記両リンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度が小さくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さが大きくなり（Ｌ＝Ｌｍａｘ）、前記アッパアーム４ｂの全長が長くなる。この結果、このアッパアーム４ｂの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心Ｐまでの距離が大きくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなる）。
【００４２】
これに対して、（Ｂ）に示した様に、前記フレーム１２からの前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの突出量が大きくなる様に前記電動モータ２４を駆動した場合には、前記両リンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度が大きくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さが小さくなり（Ｌ＝Ｌｍｉｎ）、前記アッパアーム４ｂの全長が短くなる。この結果、このアッパアーム４ｂの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心Ｐまでの距離が小さくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなる）。
【００４３】
本例の車両用懸架装置は、この様に動作する事で、車両の走行状況に応じてキャンバ角γを適宜変更する事ができ、発生するタイヤ横力の大きさを調整できる。尚、図２の（Ｂ）には、説明の明りょう化の為に、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの突出量を、実際の場合よりも誇張して描いている。実際の場合に、図２の（Ｂ）に示す程、前記突出量を大きくする必要はない。又、可動各部は、図示しないカバーやベローズ等により覆って、泥水等の異物が付着する事を防止する。
【００４４】
以上の様に、本例の車両用懸架装置の場合には、前記アッパアーム４ｂ自体に、このアッパアーム４ｂの全長を可変にする為の構造を集約している。この為、前記ロアアーム５等のその他の部材に関しては、例えば前記図７に示した様な従来構造の第１例の場合と同じものを使用できる。又、前記車体１１側（例えばエンジンルーム）にも、前述した従来構造の第２例の場合の様な油圧ポンプ等の部材を設置する必要がない。更に、前記アッパアーム４ｂは、前記伸縮機構３３と、前記電動モータ２４と、前記ウォーム減速機１４と、前記歯車式減速機２５と、前記リンク機構１５とを組み合わせただけの簡易な構成により、その全長を変更できる。従って、本例によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角γを適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現でき、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。この為、本例の車両用懸架装置によれば、車両の旋回性能、直進性能の更なる向上を図れるだけでなく、バネ下荷重の増大を十分に抑える事ができて、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上も図れる。
【００４５】
更に、本例の場合には、キャンバ角γの制御（アッパアーム４ｂの全長制御）を前記電動モータ２４の通電制御により行える（電動式に行える）為、油圧式に行う場合に比べて制御性や応答性に優れると共に、エンジンの動力損失も生じなくて済む。又、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの雄ねじ及び前記両ねじナット２１ａ、２１ｂの雌ねじの条数をそれぞれ１条として、前記両送りねじ機構１３ａ、１３ｂの逆作動を防止すると共に、前記ウォーム２３の条数を１条として、前記ウォーム減速機１４の逆作動を防止している（逆作動しない機構を直列に２つ設けている）。この為、キャンバ角γを変更する駆動時にのみ電力（エネルギ）を消費し、キャンバ角γを変更せずに姿勢を一定に保持している状態では電力を消費しなくて済む為、省エネルギ化も図れる。又、ロアアーム５ではなく、アッパアーム４ｂの全長を可変としているので、車両が停止している状態でも、無理なくキャンバ角γを変化させられる。更に、本例の車両用懸架装置を左右の車輪に適用する事で、左右の車輪のキャンバ角をそれぞれ独立して制御する事ができる。
【００４６】
又、本例の場合には、前記各送りねじ機構１３ａ、１３ｂを、滑りねじ式の構造としている為、ボールねじ式とした場合と比べて、部品点数の低減を図れると共に、懸架装置の軽量化も図れる。又、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂ及び前記ウォームホイール２２を合成樹脂製としている為、懸架装置の軽量化を図る上で更に有利になる。又、本例の場合には、前記電動モータ２４の駆動力を、前記歯車式減速機２５を介してトルクを増大させてから前記ウォーム軸に伝達している為、前記電動モータ２４の小型化を図れ、この面からも、車両用懸架装置の小型化・軽量化を図れる。
【００４７】
［実施の形態の第２例］
図４〜６は、請求項１〜４、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、アッパアーム４ｃを、フレーム１２ａと、１対の送りねじ機構１３ｃ、１３ｄから成る伸縮機構３３ａと、電動モータ２４ａと、歯車式減速機３４と、リンク機構１５ａとから構成している。ロアアーム等、前記アッパアーム４ｃ以外のその他の部分の構成に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同じである。従って、以下、本例の特徴部分である前記アッパアーム４ｃの構造を中心に説明する。
【００４８】
前記フレーム１２ａは、フレーム本体３５と、収納部３６とを備える。このうちのフレーム本体３５は、車体１１（図２、９参照）の前後方向に配設されており、その中間部に、この車体１１の幅方向内側に向けて突出した１対の取付部３７、３７が設けられている。又、前記フレーム本体３５の両端部で、前記車体１１の幅方向に関して前記両取付部３７、３７とは反対側（幅方向外側）には、１対の把持部３８、３８が設けられている。前記収納部３６は、前記車体１１の前後方向に関して前記両把持部３８、３８の間部分に、前記フレーム本体３５に連続した（支持された）状態で設けられている。この様な構成を有する前記フレーム１２ａは、前記各取付部３７、３７をそれぞれ上下方向に挿通したボルト３９、３９により、前記車体１１に対し揺動不能に支持固定されている。
【００４９】
前記伸縮機構３３ａは、前記車体１１の前後方向に配設された１対の送りねじ機構１３ｃ、１３ｄから構成されている。これら両送りねじ機構１３ｃ（１３ｄ）はそれぞれ、滑り式の送りねじ機構である１組のねじ軸２０ｃ（２０ｄ）とねじナット２１ｃ（２１ｄ）とから成る。本例の場合には、ねじ軸２０ｃ、２０ｄの軸方向寸法を、ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向寸法よりも十分に大きくしている。
【００５０】
前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄは、前記車体１１の前後方向に同一直線上（同軸上）に配置されている。この様なねじ軸２０ｃ、２０ｄの外周面には、互いに逆方向の２条の台形雄ねじが形成されており、そのピッチはこれら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄ同士で同じである。本例の場合には、これら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄを一体に構成しており（基端部同士を連結した如き形状としており）、一本のねじ軸体４０としている。そして、このねじ軸体４０の軸方向中間部を、前記フレーム１２ａの収納部３６の内側に、１対の転がり軸受４１、４１により回転のみ可能に支持している。
【００５１】
一方、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄは、それぞれの内周面に互いに逆方向の２条の台形雌ねじが形成されており、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの周囲（ねじ軸体４０の軸方向両側部分の周囲）にそれぞれ係合している。又、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの先端部には、その内側に前記ねじ軸体４０の軸方向両端部を挿入可能な、中空筒状のガイド筒４２、４２を相対回転不能に固定している。具体的には、これら各ガイド筒４２、４２の基端部を前記各ねじナット２１ｃ、２１ｄに外嵌すると共に、これら各ガイド筒４２、４２の基端部外周面に設けられたフランジ部４３、４３と前記各ねじナット２１ｃ、２１ｄの中間部外周面に設けられた取付フランジ部４４、４４とを軸方向に重ね合わせ、ボルト４５、４５により結合固定している。
【００５２】
又、前記両ガイド筒４２、４２を、前記フレーム１２ａを構成する１対の把持部３８、３８により、このフレーム１２ａに対する軸方向への移動のみ可能に支持している。具体的には、前記両把持部３８、３８の内側に前記両ガイド筒４２、４２を挿入した状態で、これら両ガイド筒４２、４２の外周面に形成した１対の回り止め凹溝４６、４６に、前記両把持部３８、３８の内周面に形成した回り止め凸部４７、４７を係合させている。この様な回り止め機構により、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄ及び前記両ガイド筒４２、４２の軸方向変位を許容しつつ、前記フレーム１２ａに対する相対回転を阻止して、これら両ねじナット２１ｃ、２１ｄ及び両ガイド筒４２、４２を、前記フレーム１２ａに対し軸方向への移動のみ可能に支持している。
【００５３】
更に、本例の場合には、前記各ガイド筒４２、４２の先端部に、ボールジョイント４８、４８の一端部を固定している。具体的には、これら両ボールジョイント４８、４８を構成するソケット部４９、４９を、前記各ガイド筒４２、４２の先端部にねじ止め固定している。
【００５４】
又、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向移動によって前記ねじ軸体４０（両ねじ軸２０ｃ、２０ｄ）が回転する（逆作動する）のを防止すべく、これら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄに形成した雄ねじ、及び、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｃに形成した雌ねじのリード角を、摩擦角よりも小さい範囲で可能な限り大きくしている。具体的には、台形ねじの場合に摩擦係数μと摩擦角θとの間に成り立つ、tan θ＝μの関係式を利用して設定する。本例の場合には、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの外周面と前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの内周面とをグリース潤滑している為、ねじ表面の最小摩擦係数（μ）が０．１以上となり、これに対応する摩擦角（θ）が５．７度となる。従って、リード角を、５．７度よりも小さい値（例えば５．５度や５．０度等）に設定している。
【００５５】
前記電動モータ２４ａは、その出力軸５０を、前記ねじ軸体４０と平行に配置した状態で、前記フレーム１２ａを構成する収納部３６に対し、複数本のねじにより支持固定されている。又、前述した実施の形態の第１例の場合と同様に、前記電動モータ２４ａは、通電状態の切り換えにより、前記出力軸５０を、正転、逆転の何れかの方向に回転させる。
【００５６】
前記電動モータ２４ａと前記伸縮機構３３ａとの間には、複数のはすば歯車（円筒歯車）を備えた前記歯車式減速機３４が設けられている。この歯車式減速機３４は、前記収納部３６の内側に設けられており、前記電動モータ２４ａの動力（トルク）を増大して、前記伸縮機構３３ａを構成する前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄ（ねじ軸体４０）に伝達する。又、前記歯車式減速機３４は、第一、第二カウンタ軸５１ａ、５１ｂと、第一、第二小はすば歯車５２ａ、５２ｂと、第一、第二大はすば歯車５３ａ、５３ｂとを備える。前記第一カウンタ軸５１ａと前記第二カウンタ軸５１ｂとは、前記収納部３６内に互いに平行に且つ回転自在に支持されている。このうちの第一カウンタ軸５１ａは、前記電動モータ２４ａの出力軸５０に外嵌固定されており、その中間部外周面に前記第一小はすば歯車５２ａが直接形成されている。又、前記第二カウンタ軸５１ｂには、その中間部外周面に、この第一小はすば歯車５２ａよりも大径の前記第一大はすば歯車５３ａが相対回転不能に支持固定されており、この第一大はすば歯車５３ａから軸方向に外れた位置に、この第一大はすば歯車５３ａよりも小径の前記第二小はすば歯車５２ｂが直接形成されている。そして、このうちの第一大はすば歯車５３ａを、前記第一小はすば歯車５２ａに噛合させると共に、前記第二小はすば歯車５２ｂを、この第二小はすば歯車５２ｂよりも大径で、前記ねじ軸体４０の軸方向中央部（両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの連結部相当部）の外周面に相対回転不能に支持固定された、最終歯車である前記第二大はすば歯車５３ｂに噛合させている。
【００５７】
又、前記リンク機構１５ａは、１対のリンク腕２９ｃ、２９ｄと、連結部材３０ａとから成る。このうちの両リンク腕２９ｃ、２９ｄは、鉄系合金、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金等の鍛造品等で、略Ｌ字形に構成されている。又、前記連結部材３０ａは、アッパボールジョイント６（図１参照）を構成するボールスタッド５４とナット５５とから成る。そして、本例の場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部を、前記両ガイド筒４２、４２の先端部に固定された前記両ボールジョイント４８、４８の他端部に固定している。これにより、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部を、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの先端部に対し、前記両ガイド筒４２、４２及び前記両ボールジョイント４８、４８を介して、前記車体１１の上下方向に向いた軸回りの回動だけでなく、この車体１１の上下方向の揺動を可能に連結している。又、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの先端部を、前記連結部材３０ａを用いて、前記車体１１の上下方向に向いた軸回りに回動可能に連結している。この様な構成を有する本例の場合には、前記両ボールジョイント４８、４８のボール部５６、５６の中心（球心）を通る中心軸が、前記アッパアーム４ｃ（リンク腕２９ｃ、２９ｄ）の揺動中心Ｏとなる。
【００５８】
又、本例の場合にも、軸受ユニット２（図１、９参照）内に配置した図示しないエンコーダと荷重センサとを利用して、車輪１（図１、９参照）に加わるタイヤ横力（アキシアル荷重）を測定する。そして、この様にして測定したタイヤ横力を、図示しない制御器に送り、この制御器中の比較判定手段により、現在の車両の走行状況下でのタイヤ横力の過不足を判定する。そして、この結果に基づいて、前記電動モータ２４ａへの通電（通電方向、通電量）を制御する。
【００５９】
具体的には、前記電動モータ２４ａにより、前記歯車式減速機３４を構成する第一カウンタ軸５１ａを、正方向或いは逆方向に所定の回転数（回転角度）だけ回転駆動する。これにより、前記第一小はすば歯車５２ａと、前記第一大はすば歯車５３ａと、前記第二小はすば歯車５２ｂと、前記第二大はすば歯車５３ｂとを介して、前記ねじ軸体４０（ねじ軸２０ｃ、２０ｄ）を回転させる。そして、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを軸方向に関して互いに反対方向（車体の前後方向、図３の左右方向）に所定量だけ進退させる。これにより、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの開き角度を変化させて、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ｃ、２９ｄの長さを所定量だけ変化させる（アッパアーム４ｃの全長を変化させる）。より具体的には、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを互いに近付ける様に前記電動モータ２４ａを駆動した場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの開き角度が小さくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ｃ、２９ｄの長さが大きくなり、前記アッパアーム４ｃの全長が長くなる。この結果、このアッパアーム４ｃの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心までの距離が大きくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなる）。
【００６０】
これに対して、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを互いに遠ざける様に前記電動モータ２４ａを駆動した場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの開き角度が大きくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ｃ、２９ｄの長さが小さくなり、前記アッパアーム４ｃの全長が短くなる。この結果、このアッパアーム４ｃの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心までの距離が小さくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなる）。
【００６１】
本例の車両用懸架装置は、この様に動作する事で、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更する事ができ、発生するタイヤ横力の大きさを調整できる。尚、本例の場合にも、可動各部は、図示しないカバーやベローズ等により覆い、泥水等の異物が付着する事を防止する。
【００６２】
以上の様に、本例の車両用懸架装置の場合にも、前記アッパアーム４ｃ自体に、このアッパアーム４ｃの全長を可変にする為の構造を集約している。この為、ロアアーム等のその他の部材に関しては、例えば前記図７に示した様な従来構造の第１例の場合と同じものを使用できる。又、前記車体１１側（例えばエンジンルーム）にも、前述した従来構造の第２例の場合の様な油圧ポンプ等の部材を設置する必要がない。更に、前記アッパアーム４ｃは、前記伸縮機構３３ａと、前記電動モータ２４ａと、前記歯車式減速機３４と、前記リンク機構１５ａとを組み合わせただけの簡易な構成により、その全長を変更できる。従って、本例によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現でき、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。この為、本例の車両用懸架装置によれば、車両の旋回性能、直進性能の更なる向上を図れるだけでなく、バネ下荷重の増大を十分に抑える事ができて、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上も図れる。更に、本例の場合にも、キャンバ角の制御（アッパアーム４ｃの全長制御）を前記電動モータ２４ａの通電制御により行える（電動式に行える）為、油圧式に行う場合に比べて制御性や応答性に優れると共に、エンジンの動力損失も生じなくて済む。
【００６３】
特に本例の場合には、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを軸方向に移動（進退）させ、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄを回転させる構成を採用すると共に、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向寸法をこれら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの軸方向寸法よりも小さく設定している。即ち、本例の場合には、軸方向寸法の短い部材（ねじナット２１ｃ、２１ｄ）を軸方向に移動させ、軸方向寸法の長い部材（２０ｃ、２０ｄ）を回転させる様にしている。この為、前述した実施の形態の第１例の場合の様に、軸方向寸法の長い部材（ねじ軸２０ａ、２０ｂ）を軸方向に移動させ、軸方向寸法の短い部材（ねじナット２１ａ、２１ｂ）を回転させる場合に比べて、前記伸縮機構３３ａが実現可能な伸縮量（ストローク）を大きくできる。つまり、軸方向寸法の長い部材を軸方向に移動させ、軸方向寸法の短い部材を回転させる場合には、これら軸方向寸法の長い部材の端部同士が当接する事によるストローク制限を生じるのに対し、本例の様に、軸方向寸法の短い部材を軸方向に移動させ、軸方向寸法の長い部材を回転させる場合には、その様なストローク制限を生じない為、前記伸縮機構３３ａの伸縮量を大きくできる。
【００６４】
又、減速機構として、複数のはすば歯車を備えた歯車式減速機３４を使用している為、前記第１例の構造の様にウォーム減速機１４（図２、３等参照）を使用した場合に比べて、逆作動し易くなるものの、効率を高くできる。本例の場合には、前記伸縮機構３３ａを構成する１対の送りねじ機構１３ｃ、１３ｄに関して、リード角を５．７度よりも小さい値に設定する事で、これら両送りねじ機構１３ｃ、１３ｄの逆作動を防止している。従って、減速機構として、逆作動が可能な前記歯車式減速機３４を使用した場合にも、前記第１例の場合と同様に、キャンバ角γを変更する駆動時にのみ電力（エネルギ）を消費し、キャンバ角γを変更せずに姿勢を一定に保持している状態では電力を消費しなくて済む。従って、省エネルギ化を図れる。しかも、本例の場合には、雄ねじ及び雌ねじの条数を２条としている為、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの回転角（回転量）に対する前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向移動量を大きくできる（実施の形態の第１例の場合の２倍にできる）と共に、負荷容量の増大を図れる。
【００６５】
以上の様に、本例の場合には、前記第１例の場合と同様に、逆作動を防止する事による省エネルギ化を図れるだけでなく、この第１例の場合に比べて、前記伸縮機構３３ａの伸縮量を増大できると共に、懸架装置全体としての効率を向上できる。この結果、前記電動モータ２４ａとして、出力の小さい小型の電動モータを使用した場合にも、運転者のステアリングホイールの操作に追従してキャンバ角γを適宜変更する事が可能になり、車両用懸架装置全体としての更なる軽量化・小型化を図れる。
【００６６】
尚、本例の場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部を、前記車体１１の上下方向に向いた軸回りの回動だけでなく、上下方向の揺動も可能に連結している為、前記第１例の場合に比べて、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部の連結構造は複雑になる。但し、本例の場合には、前記フレーム１２ａを前記車体１１に対して上下方向に揺動可能に支持する必要がなくなる為、全体としては、この車体１１に対する前記アッパアーム４ｃ（フレーム１２ａ）の支持構造を簡易にできる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、前記第１例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上述した実施の形態の第１例及び第２例では、前記１対の送りねじ機構を、滑りねじ式とした場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合には、ボールねじ式としても良い。この場合には、滑りねじ式とした場合に比べて、ねじナット或いはねじ軸を回転駆動する為のトルクを低減できる。この為、電動モータの小型化を図れ、懸架装置の小型化・軽量化を図れる。又、ねじ軸或いはねじナットの位置決め精度の向上を図れ、キャンバ角の制御を精度良く行う事もできる。
【００６８】
又、前記実施の形態の第１例では、１対のねじナットとウォームホイールとを一体とした場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合には、このウォームホイールを別体として、前記両ねじナットに直接若しくは他の部材を介して結合固定しても良い。この様な構成によれば、ウォームホイールの材料選択の自由度が向上する。
【符号の説明】
【００６９】
１ 車輪（タイヤ）
２ 軸受ユニット
３ ナックル
４、４ａ、４ｂ、４ｃ アッパアーム
５、５ａ ロアアーム
６ アッパボールジョイント
７ ロアボールジョイント
８ ショックアブソーバ
９ 油圧シリンダ
１０ 油圧シリンダ
１１ 車体
１２、１２ａ フレーム
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 送りねじ機構
１４ ウォーム減速機
１５、１５ａ リンク機構
１６ 取付部
１７ ボルト
１８ ナット
１９ ブッシュ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ ねじ軸
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ ねじナット
２２ ウォームホイール
２３ ウォーム
２４、２４ａ 電動モータ
２５ 歯車式減速機
２６ ウォーム軸
２７ ウォーム歯
２８ ねじ
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ リンク腕
３０、３０ａ 連結部材
３１ 収容部
３２ａ、３２ｂ ジョイント部材
３３、３３ａ 伸縮機構
３４ 歯車式減速機
３５ フレーム本体
３６ 収納部
３７ 取付部
３８ 把持部
３９ ボルト
４０ ねじ軸体
４１ 転がり軸受
４２ ガイド筒
４３ フランジ部
４４ 取付フランジ部
４５ ボルト
４６ 回り止め凹溝
４７ 回り止め凸部
４８ ボールジョイント
４９ ソケット部
５０ 出力軸
５１ａ 第一カウンタ軸
５１ｂ 第二カウンタ軸
５２ａ 第一小はすば歯車
５２ｂ 第二小はすば歯車
５３ａ 第一大はすば歯車
５３ｂ 第二大はすば歯車
５４ ボールスタッド
５５ ナット
５６ ボール部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる、ダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の車両用の懸架装置（サスペンション装置）として、従来から各種構造のものが知られている。その中でも、近年では、設計の自由度が高く、路面追従性に優れたダブルウィシュボーン式の懸架装置が、高級車やスポーツカーを始めとして多くの車種で採用されている。図７は、非特許文献１に記載された、ダブルウィシュボーン式の懸架装置の従来構造の第１例を示している。
【０００３】
車輪（タイヤ）１を軸受ユニット２を介して回転自在に支持するナックル３は、ダブルウィシュボーン式の懸架装置を構成するアッパアーム４とロアアーム５とにより、図示しない車体に対し揺動可能に支持されている。このうちのアッパアーム４は、略Ａ字形（所謂Ａ型フレーム）で、その先端部（車体への取付状態で車体の幅方向に関して外側の端部、図７の右下側の端部）を、アッパボールジョイント６を介して前記ナックル３の上端部に連結している。又、前記アッパアーム４の基端部（車体への取付状態で車体の幅方向に関して中央側の端部、図７の左上側の端部）は、図示しない車体に対し、揺動可能に支持（枢支）されている。
【０００４】
一方、前記ロアアーム５は、略Ａ字形（所謂Ａ型フレーム）で、その先端部をロアボールジョイント７を介して前記ナックル３の下端部に連結している。又、前記ロアアーム５の基端部は、図示しない車体に対し、揺動可能に支持（枢支）されている。又、前記ロアアーム５は、その上端部を車体に対し固定したショックアブソーバ８の下端部を揺動可能に支持している。
【０００５】
この様な従来構造のダブルウィシュボーン式の懸架装置の場合、前記アッパアーム４と前記ロアアーム５とで全長が異なるものを使用する（一般的にはロアアームをアッパアームよりも長くする）事で、キャンバ角を予め所定の角度に設定する事が行われている。しかしながら、従来構造の懸架装置の場合には、この様に予め設定されたキャンバ角を、車両の走行状況に応じて変更する事はできない。
【０００６】
ところで、車両の旋回運動は、左右輪の駆動力差等によっても生じるが、主としてタイヤ横力によって生じる事が知られている。このタイヤ横力は、一般的には、運転者がステアリングホイールを操作し、ステアリングギヤを介して前輪のトー角（転舵角）を変化させ、車体の進行方向とタイヤの向きとの間にずれ（スリップ角）を生じさせる事で発生する。一方で、このタイヤ横力は、トー角の他に、キャンバ角の変化による影響を受ける事が知られている。図８は、本発明者等がシミュレーションにより求めた、キャンバ角γをパラメータとした場合の、タイヤ横力とスリップ角との関係を示している。この図８から明らかな通り、スリップ角を一定とした場合にも、キャンバ角を変化させる事によって、タイヤ横力を変化させられる。従って、キャンバ角γを変化させる事により、タイヤ横力の大きさを調整できれば、車両の旋回性能、延いては直進性能の更なる向上を図れる事になる。
【０００７】
この様な事情に鑑みて、例えば特許文献１には、車両の走行状況に応じてキャンバ角を変更できるダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置が示されている。図９は、前記特許文献１に記載された従来構造の第２例を示している。この従来構造の第２例の場合、アッパアーム４ａとロアアーム５ａとの中間部に、伸縮可能な油圧シリンダ９、１０をそれぞれ設けて、これら両アーム４ａ、５ａの全長を変更可能にしている。そして、図示しないセンサにより車輪１の横滑り角を検出し、キャンバ角を変更する必要があると認められれば、エンジンルーム内に設置した油圧ポンプから油圧配管や各種の弁等を通じて、前記各油圧シリンダ９、１０に所定量の圧油を給排する。これにより、前記各アーム４ａ、５ａの全長を変化させて、車輪１のキャンバ角を変更する。従って、この様な従来構造の第２例の懸架装置によれば、タイヤ横力の大きさを調整できて、車両の旋回性能、延いては直進性能の向上を図れる。
【０００８】
但し、上述した従来構造の第２例の場合には、キャンバ角の変更を可能にする為に、油圧ポンプや、油圧配管、各種の弁等を設ける必要があると共に、前記アッパアーム４ａと前記ロアアーム５ａとにそれぞれ油圧シリンダ９、１０を設ける必要がある。この為、キャンバ角を可変にする為の構造が複雑になると共に、懸架装置の大型化、重量増大を招く。特に前記アッパアーム４ａ及び前記ロアアーム５ａの重量増大は、バネ下荷重の増大に繋がり、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上を図る面から望ましくない。又、キャンバ角の制御（アーム４ａ、５ａの全長制御、油圧シリンダ９、１０の伸縮量制御）を油圧式に行う為、制御性や応答性が悪く、更にはエンジンの動力損失も大きくなると言った問題を生じる。
【０００９】
尚、前記特許文献１以外にも、例えば特許文献２〜３には、車両の走行状況に応じてキャンバ角の大きさを変更する事を意図した発明が記載されている。但し、前記特許文献２〜３に記載された何れの発明の場合にも、上述した特許文献１に記載された発明と同様に、キャンバ角を可変にする為の構造が複雑で、懸架装置の大型化、重量増大を招くと言った問題を生じる。尚、本発明を実施する場合に関連する技術を記載した刊行物として他に、車輪に加わる荷重を測定可能とする、転がり軸受ユニットの荷重測定装置を記載した、特許文献４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２６４６３６号公報
【特許文献２】特開２００９−１０７５３３号公報
【特許文献３】特開２０１０―８３２１２号公報
【特許文献４】特開２００５−９８７７１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】細川武志著、「クルマのメカ＆仕組み図鑑」、株式会社グランプリ出版、２００３年１月１０日、ｐ．２０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現し、装置全体としての小型化・軽量化を図るべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車両用懸架装置は、前述した従来構造のダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置と同様に、先端部がアッパボールジョイント、アッパカルダン継手等の各方向の揺動変位を許容する上部継手を介してナックルの上部に連結されると共に、基端部が車体に対し支持されるアッパアームと、先端部がロアボールジョイント、ロアカルダン継手等の各方向の揺動変位を許容する下部継手を介して前記ナックルの下部に連結されると共に、基端部が前記車体に対し揺動可能に支持されるロアアームとを備える。
特に本発明の車両用懸架装置の場合には、このうちのアッパアームが、フレームと、伸縮機構と、電動モータと、減速機構と、１対のリンク腕とを備える。
このうちのフレームは、前記車体に対し支持されている。
又、前記伸縮機構は、１対のねじ軸と１対のねじナットとを備える（１対の送りねじ機構を備える）。このうちの１対のねじ軸は、外周面に互いに逆方向の雄ねじを形成しており、前記車体の前後方向に同一直線上に配置されている。又、前記１対のねじナットは、内周面に互いに逆方向の雌ねじを形成したもので、前記各ねじ軸の周囲にそれぞれ係合している。そして、これら１対のねじナットと１対のねじ軸とのうち、何れか一方の１対の部材を、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持すると共に、何れか他方の１対の部材を、このフレームに対し回転のみ可能に支持している。
又、前記電動モータは、前記フレームに支持されており、両方向（正方向及び逆方向）に回転可能である。
又、前記減速機構は、前記電動モータの動力を、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材に伝達する。
又、前記１対のリンク腕は、それぞれの基端部を前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対し、直接若しくは他の部材を介して、少なくとも前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結すると共に、それぞれの先端部を前記上部継手に対し、前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結している。この為に例えば、前記１対のリンク腕の先端部を、前記上部継手の一部若しくはこの上部継手に取り付けられる部材に連結する。
そして、本発明の車両用懸架装置は、前記電動モータにより、前記減速機構を介して、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材を回転駆動する事で、この伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材を軸方向に関して互いに反対方向に進退させる。これにより、前記両リンク腕の開き角度を変化させ、前記車体の幅方向に関するこれら両リンク腕の長さを変化させる（アッパアームの全長を変化させる）事で、車輪のキャンバ角を変更する。
【００１４】
この様な本発明を実施する場合に、具体的には、請求項２に記載した発明の様に、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材を、１対のねじナットとし、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材を、１対のねじ軸とする。又、これら両ねじ軸を一体に構成する。又、これら両ねじ軸の外周面に、それぞれ多条の雄ねじを形成し、前記両ねじナットの内周面に、それぞれ多条の雌ねじを形成する。更に、前記減速機構を、複数のはすば歯車（円筒歯車）を備えた歯車式減速機とし、このうちの最終歯車を、一体に構成された前記両ねじ軸の軸方向中央部（連結部相当部）の外周面に支持固定する。
【００１５】
上述の様な請求項２に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記各ねじナットの内周面に形成された雌ねじを、前記各ねじ軸の外周面に形成された雄ねじに摺動可能に係合させて、滑りねじ式の送りねじ機構を構成する。又、この場合のリード角を５．７度よりも小さい値とする。
【００１６】
又、上述の様な請求項２〜３に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記各ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及び前記各ねじナットの内周面に形成された雌ねじの条数を、それぞれ２条とする。
【００１７】
或いは、上述の様な本発明を実施する場合に、具体的には、請求項５に記載した発明の様に、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材を、１対のねじ軸とし、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材を、１対のねじナットとする。更に、前記減速機構を、ウォームとウォームホイールとを互いに噛合させて成るウォーム減速機とし、このうちのウォームホイールを、前記両ねじナットに対し、同期した回転を自在として組み合わせる。
尚、この様な請求項５に記載した発明を実施する場合に例えば、ウォームの条数を１条とし、ウォーム歯の捩れ角の大きさを規制する事で、ウォームホールの回転がウォームに伝達されない（逆作動しない）様にする、或いは、電動モータ自体にブレーキ作用を持たせる事で、車輪から１対のリンク腕に加わる力により、アッパアームの全長が変化しない様にする。
【００１８】
又、上述の様な請求項５に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項６に記載した発明の様に、前記ウォームホイールを、ポリアミド６６、ポリアミド樹脂の一種であるＭＣナイロン（登録商標）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂製とする。この場合には、合成樹脂中にガラス繊維や炭素繊維等を充填して、ウォームホイールの強度、剛性を向上させても良い。
【００１９】
更に、上述の様な請求項５、６に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記ウォームを、前記電動モータにより第二の減速機構（例えば歯車式減速機）を介して回転駆動する。
【００２０】
又、上述の様な請求項１〜７に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項８に記載した発明の様に、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材（請求項２に記載した発明の場合には１対のねじナット、請求項５に記載した発明の場合には１対のねじ軸）或いはこれら１対の部材に固定された部材と、フレームとの間に、これら１対の部材の軸方向変位を許容しつつ相対回転を阻止する為の回り止め機構を設ける。
【００２１】
更に、上述の様な請求項１〜８に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記フレームを前記車体に対し揺動不能に支持固定する。又、前記１対のリンク腕のそれぞれの基端部を、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材（請求項２に記載した発明の場合には１対のねじナット、請求項５に記載した発明の場合には１対のねじ軸）のそれぞれの先端部に対し、ボールジョイントを介して、上下方向に揺動可能に連結する。
【００２２】
或いは、請求項１０に記載した発明の様に、前記フレームを前記車体に対し上下方向に揺動可能に支持する。又、前記１対のリンク腕のそれぞれの基端部を、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材（請求項２に記載した発明の場合には１対のねじナット、請求項５に記載した発明の場合には１対のねじ軸）のそれぞれの先端部に対し、前記車体の上下方向の軸回りの回動のみ可能に連結する。
【００２３】
尚、本発明を実施する場合に、前記各ねじ軸と前記各ねじナットとで構成される送りねじ機構としては、滑りねじ式の送りねじ機構を採用する事もできるし、ボールねじ式の送りねじ機構を採用する事もできる。
滑りねじ式の送りねじ機構を構成する場合には、ねじナットの内周面に形成された雌ねじを、ねじ軸の外周面に形成された雄ねじに摺動可能に係合させる。
又、この様な滑りねじ式の送りねじ機構を構成するねじ軸としては、例えばステンレス鋼製のねじ軸を使用でき、同じくねじナットとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド６６、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂製のねじナット、或いは、黄銅（真鍮）製のねじナットを使用できる。
一方、ボールねじ式の送りねじ機構を構成する場合には、ねじナットの内周面に形成された外径側ボールねじ溝と、ねじ軸の外周面に形成された内径側ボールねじ溝とを、それぞれ複数個のボールを介して係合させる。
【発明の効果】
【００２４】
上述の様に構成する本発明によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現でき、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。
即ち、本発明の車両用懸架装置の場合には、アッパアーム自体に、このアッパアームの全長（車体の幅方向に関するリンク腕の長さ）を可変にする為の構造を集約している。この為、ロアアーム等のその他の部材に関しては、従来構造の場合と同様のものを使用できる。又、車体側（例えばエンジンルーム）にも、前述した従来構造の第２例の場合の様な油圧ポンプ等の部材を設置する必要がない。更に、前記アッパアームは、送りねじ機構による伸縮機構と、電動モータと、減速機構と、リンク機構とを組み合わせた簡易な構成により、その全長を変更できる。従って、本発明によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現できて、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。この為、本発明の車両用懸架装置によれば、車両の旋回性能、直進性能の更なる向上を図れるだけでなく、バネ下荷重の増大を十分に抑える事ができて、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上も図れる。
又、キャンバ角の制御（アッパアームの全長制御）を電動モータの通電制御により行える為、油圧式に行う場合に比べて制御性や応答性に優れると共に、エンジンの動力損失も生じなくて済む。更に、本発明によれば、左右の車輪のキャンバ角を、それぞれ独立して制御できる。
【００２５】
又、請求項２に記載した発明の場合には、雄ねじ及び雌ねじの条数を多条（２以上）としている為、ねじ軸の回転角（回転量）に対するねじナットの軸方向移動量を大きくできると共に、負荷容量の増大を図れる。又、減速機構として、複数のはすば歯車を備えた歯車式減速機を採用している為、例えばウォーム減速機を採用した場合に比べて、逆作動の面では不利になる（逆作動し易くなる）ものの、効率を高くできる。この為、電動モータとして出力の小さいものを使用する事が可能になり、懸架装置全体としての更なる小型化・軽量化を図れる。
又、請求項３に記載した発明の場合には、送りねじ機構での逆作動を有効に防止できる。この為、キャンバ角を変更する駆動時にのみ電力（エネルギ）を消費し、キャンバ角を変更せずに姿勢を一定に保持している状態では電力を消費しなくて済む。従って、省エネルギ化を図れる。
【００２６】
又、請求項５に記載した発明の場合には、減速機構として、ウォーム減速機を採用している為、摩擦損失は大きくなるものの、それ自体で大きな減速比を得られる。
又、前述した請求項６に記載した発明によれば、ウォームホイールの軽量化を図れ、懸架装置の更なる軽量化を図れる。
更に、前述した請求項７に記載した発明によれば、電動モータの小型化を図れ、懸架装置の更なる小型化・軽量化を図れる。
【００２７】
又、請求項９に記載した発明の場合には、フレームを車体に対して上下方向に揺動可能に支持する必要がなくなる為、車体に対するアッパアームの支持構造を簡易にできる。
これに対し、請求項１０に記載した発明の場合には、１対のリンク腕の基端部と伸縮機構を構成する一方の１対の部材の先端部との連結構造を簡易にできる。
【００２８】
尚、送りねじ機構として、滑りねじ式の送りねじ機構を採用した場合には、ボールや循環チューブ等の部材を使用しなくて済む分だけ、ボールねじ式の送りねじ機構を採用した場合に比べて、部品点数の低減を図れ、懸架装置の小型化・軽量化を図れる。
これに対して、ボールねじ式の送りねじ機構を採用した場合には、滑りねじ式の送りねじ機構を採用した場合に比べて、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材を回転駆動する為のトルクを低減できる。この為、電動モータを小型化できて、懸架装置の小型化・軽量化を図れる。又、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材の位置決め精度の向上を図れ、キャンバ角の制御を精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例の車両用懸架装置により車輪を車体に対して懸架した状態を模式的に示す正面図。
【図２】同じく本発明の特徴となるアッパアームを取り出して車両の上方から見た平面図であり、（Ａ）は全長を最大とした状態を、（Ｂ）は全長を最小とした状態を、それぞれ示す。
【図３】同じく電動モータと歯車式減速機とウォーム減速機とを取り出して示す図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例の車両用懸架装置を構成するアッパアームを取り出して車両の上方且つ幅方向外方から見た斜視図。
【図５】同じく車両の下方且つ幅方向外方から見た斜視図。
【図６】同じく図４のＡ−Ａ断面図。
【図７】従来構造の第１例の車両用懸架装置を模式的に示す斜視図。
【図８】シミュレーションにより求めた、キャンバ角をパラメータとした場合のタイヤ横力とスリップ角との関係を示す図。
【図９】従来構造の第２例の車両用懸架装置を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、５〜８、１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の特徴は、ダブルウィシュボーン式の車両用懸架装置に関して、アッパアーム４ｂ自体に、このアッパアーム４ｂの全長を可変にする為の構造を集約する事で、車両の走行状況に応じてキャンバ角γを適宜変更可能とした点にある。ロアアーム５等のその他の部材に関しては、前記図７に示した従来構造の第１例の場合と同じである。従って、以下、本例の特徴部分である前記アッパアーム４ｂの構造を中心に説明する。
【００３１】
図１に示す様に、本例の車両用懸架装置の場合にも、車輪１を軸受ユニット２を介して回転自在に支持したナックル３を、前記アッパアーム４ｂと前記ロアアーム５とにより、車体１１（図２参照）に対し揺動可能に支持している。この為に、前記アッパアーム４ｂの先端部（図１、２の右端部）を、アッパボールジョイント６を介して前記ナックル３の上端部に連結すると共に、同じく基端部（図１、２の左端部）を、前記車体１１に対し揺動可能に支持している。又、前記ロアアーム５の先端部を、ロアボールジョイント７を介して前記ナックル３の下端部に連結すると共に、同じく基端部を、前記車体１１に対し揺動可能に支持している。
【００３２】
特に本例の場合には、前記アッパアーム４ｂの全長を可変に構成する為に、このアッパアーム４ｂを、フレーム１２と、１対の送りねじ機構１３ａ、１３ｂより成る伸縮機構３３と、電動モータ２４と、特許請求の範囲に記載した減速機構に相当するウォーム減速機１４と、同じく第二の減速機構に相当する歯車式減速機２５と、リンク機構１５とから構成している。
【００３３】
このうちのフレーム１２は、その基半部（幅方向内半部、図２の左半部）を前記車体１１に前後方向に離隔して設けられた１対の取付部１６、１６の間部分に配置した状態で、これら両取付部１６、１６に対し、ボルト１７、１７とナット１８、１８とにより、ゴム製のブッシュ１９を介して、前記車体１１の上下方向に揺動可能に支持（枢支）されている。この為、本例の場合には、前記両ボルト１７、１７の中心軸が、前記アッパアーム４ｂの揺動中心Ｏと一致する。又、この様な前記フレーム１２の先半部（幅方向外半部、図２の右半部）の内側には、前記両送りねじ機構１３ａ、１３ｂが前記車体１１の前後方向に配設されており、同じく基半部の前後方向中央部には、前記電動モータ２４と前記ウォーム減速機１４と前記歯車式減速機２５とが設けられている。
【００３４】
前記両送りねじ機構１３ａ（１３ｂ）はそれぞれ、滑りねじ式の送りねじ機構であり、１組のねじ軸２０ａ（２０ｂ）とねじナット２１ａ（２１ｂ）とから成る。これら両ねじ軸２０ａ、２０ｂは、ステンレス鋼製で、前記車体１１の前後方向に、同一直線上（同軸上）に配置されている。又、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの外周面には、螺旋状の１条の雄ねじが形成されており、そのピッチはこれら両ねじ軸２０ａ、２０ｂ同士で同じである。又、これら両ねじ軸２０ａ、２０ｂの外周面の少なくとも一部には図示しない回り止め凸部が形成されており、この回り止め凸部を前記フレーム１２に形成した図示しない回り止め凹溝に係合させている。この様な回り止め機構により、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの軸方向変位を許容しつつ、前記フレーム１２に対する相対回転を阻止して、これら両ねじ軸２０ａ、２０ｂをこのフレーム１２に対し軸方向への移動のみ可能に支持している。
【００３５】
又、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂは、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の合成樹脂製で、それぞれの内周面に螺旋状の１条の雌ねじが形成されている。本例の場合には、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂを、射出成形により同時に加工する事で、一体に形成しており（基端部同士を連結した如き形状としており）、前記フレーム１２の内側に回転のみ可能に支持している。そして、本例の場合には、前記各ねじナット２１ａ、２１ｂの内周面に形成された、互いに逆方向の雌ねじを、前記各ねじ軸２０ａ、２０ｂの外周面に形成された、互いに逆方向の雄ねじに摺動可能に係合させている。
【００３６】
前記ウォーム減速機１４は、図３に示した様に、ウォームホイール２２と、ウォーム２３（ウォーム軸２６）とから成る。このうちのウォームホイール２２は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の合成樹脂製で、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂと同心に配置されている。本例の場合には、前記ウォームホイール２２を、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂと共に、射出成形により同時に加工する事で、このウォームホイール２２を、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂの軸方向中央部（連結部相当部）の外周面に直接形成している。この為、前記ウォームホイール２２は、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂと共に回転する。
【００３７】
又、前記ウォーム２３は、金属製或いは合成樹脂製で、その中心軸を前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂに対し捩れの位置に配置したウォーム軸２６の中間部に設けられており、その外周面に形成したウォーム歯２７を前記ウォームホイール２２に噛合させている。本例の場合には、前記ウォーム２３の条数を１条とし、前記ウォーム歯２７の捩れ角を規制する（捩れ角を大きく設定する）事で、前記ウォームホール２２の回転が前記ウォーム２３に伝達されない様にしている。
【００３８】
又、前記電動モータ２４は、前記フレーム１２に対し複数（図示の例では３本）のねじ２８、２８により支持固定されている。そして、通電状態の切り換えにより、図示しない出力軸を正転、逆転の何れかの方向に回転させる。又、前記歯車式減速機２５は、図示しない複数の歯車から構成されており、前記電動モータ２４と前記ウォーム減速機１４との間に設けられ、この電動モータ２４の動力（トルク）を増大して前記ウォーム軸２６に伝達する。
【００３９】
又、前記リンク機構１５は、１対のリンク腕２９ａ、２９ｂと、連結部材３０とから成る。このうちの両リンク腕２９ａ、２９ｂは、鉄系合金、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金等の鍛造品等で、円弧状に僅かに湾曲した丸棒状に構成されている。又、前記連結部材３０は、前記アッパボールジョイント６のソケットを構成するもので、その略中央部にはボール収容部の上部を塞ぐ蓋体３１が設けられている。そして、本例の場合には、前記両リンク腕２９ａ、２９ａの基端部を、前記各ねじ軸２０ａ、２０ｂの先端部に対し、ジョイント部材３２ａ、３２ａを用いて前記車体１１の上下方向（図２の表裏方向）に向いた軸回りの回動のみ可能に連結すると共に、同じく先端部を、前記連結部材３０の角隅部に対し、ジョイント部材３２ｂ、３２ｂを用いて前記車体１１の上下方向に向いた軸回りに回動可能に連結している。
【００４０】
又、本例の場合には、例えば特許文献４等に記載され従来から知られている様に、前記軸受ユニット２内に配置した図示しないエンコーダと荷重センサとを利用して、前記車輪１に加わるタイヤ横力（アキシアル荷重）を測定する。そして、この様にして測定したタイヤ横力を、図示しない制御器に送り、この制御器中の比較判定手段により、現在の車両の走行状況下でのタイヤ横力の過不足を判定する。そして、この結果に基づいて、前記電動モータ２４への通電（通電方向、通電量）を制御する。
【００４１】
具体的には、前記電動モータ２４により前記ウォーム２３を、正方向或いは逆方向に所定の回転数（回転角度）だけ回転駆動する。これにより、前記ウォームホイール２２を介して前記両ねじナット２１ａ、２１ｂを回転させ、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂを軸方向に関して互いに反対方向（車体の前後方向、図１の表裏方向、図２の上下方向）に所定量だけ進退させる。そして、前記両リンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度を変化させて、前記車体１１の幅方向（図１、２の左右方向）に関するこれら両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さＬを所定量だけ変化させる（アッパアーム４ｂの全長を変化させる）。より具体的には、図２の（Ａ）に示した様に、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの前記フレーム１２からの突出量が小さくなる様に前記電動モータ２４を駆動した場合には、前記両リンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度が小さくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さが大きくなり（Ｌ＝Ｌｍａｘ）、前記アッパアーム４ｂの全長が長くなる。この結果、このアッパアーム４ｂの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心Ｐまでの距離が大きくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなる）。
【００４２】
これに対して、（Ｂ）に示した様に、前記フレーム１２からの前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの突出量が大きくなる様に前記電動モータ２４を駆動した場合には、前記両リンク腕２９ａ、２９ｂの開き角度が大きくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ａ、２９ｂの長さが小さくなり（Ｌ＝Ｌｍｉｎ）、前記アッパアーム４ｂの全長が短くなる。この結果、このアッパアーム４ｂの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心Ｐまでの距離が小さくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなる）。
【００４３】
本例の車両用懸架装置は、この様に動作する事で、車両の走行状況に応じてキャンバ角γを適宜変更する事ができ、発生するタイヤ横力の大きさを調整できる。尚、図２の（Ｂ）には、説明の明りょう化の為に、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの突出量を、実際の場合よりも誇張して描いている。実際の場合に、図２の（Ｂ）に示す程、前記突出量を大きくする必要はない。又、可動各部は、図示しないカバーやベローズ等により覆って、泥水等の異物が付着する事を防止する。
【００４４】
以上の様に、本例の車両用懸架装置の場合には、前記アッパアーム４ｂ自体に、このアッパアーム４ｂの全長を可変にする為の構造を集約している。この為、前記ロアアーム５等のその他の部材に関しては、例えば前記図７に示した様な従来構造の第１例の場合と同じものを使用できる。又、前記車体１１側（例えばエンジンルーム）にも、前述した従来構造の第２例の場合の様な油圧ポンプ等の部材を設置する必要がない。更に、前記アッパアーム４ｂは、前記伸縮機構３３と、前記電動モータ２４と、前記ウォーム減速機１４と、前記歯車式減速機２５と、前記リンク機構１５とを組み合わせただけの簡易な構成により、その全長を変更できる。従って、本例によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角γを適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現でき、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。この為、本例の車両用懸架装置によれば、車両の旋回性能、直進性能の更なる向上を図れるだけでなく、バネ下荷重の増大を十分に抑える事ができて、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上も図れる。
【００４５】
更に、本例の場合には、キャンバ角γの制御（アッパアーム４ｂの全長制御）を前記電動モータ２４の通電制御により行える（電動式に行える）為、油圧式に行う場合に比べて制御性や応答性に優れると共に、エンジンの動力損失も生じなくて済む。又、前記両ねじ軸２０ａ、２０ｂの雄ねじ及び前記両ねじナット２１ａ、２１ｂの雌ねじの条数をそれぞれ１条として、前記両送りねじ機構１３ａ、１３ｂの逆作動を防止すると共に、前記ウォーム２３の条数を１条として、前記ウォーム減速機１４の逆作動を防止している（逆作動しない機構を直列に２つ設けている）。この為、キャンバ角γを変更する駆動時にのみ電力（エネルギ）を消費し、キャンバ角γを変更せずに姿勢を一定に保持している状態では電力を消費しなくて済む為、省エネルギ化も図れる。又、ロアアーム５ではなく、アッパアーム４ｂの全長を可変としているので、車両が停止している状態でも、無理なくキャンバ角γを変化させられる。更に、本例の車両用懸架装置を左右の車輪に適用する事で、左右の車輪のキャンバ角をそれぞれ独立して制御する事ができる。
【００４６】
又、本例の場合には、前記各送りねじ機構１３ａ、１３ｂを、滑りねじ式の構造としている為、ボールねじ式とした場合と比べて、部品点数の低減を図れると共に、懸架装置の軽量化も図れる。又、前記両ねじナット２１ａ、２１ｂ及び前記ウォームホイール２２を合成樹脂製としている為、懸架装置の軽量化を図る上で更に有利になる。又、本例の場合には、前記電動モータ２４の駆動力を、前記歯車式減速機２５を介してトルクを増大させてから前記ウォーム軸に伝達している為、前記電動モータ２４の小型化を図れ、この面からも、車両用懸架装置の小型化・軽量化を図れる。
【００４７】
［実施の形態の第２例］
図４〜６は、請求項１〜４、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、アッパアーム４ｃを、フレーム１２ａと、１対の送りねじ機構１３ｃ、１３ｄから成る伸縮機構３３ａと、電動モータ２４ａと、歯車式減速機３４と、リンク機構１５ａとから構成している。ロアアーム等、前記アッパアーム４ｃ以外のその他の部分の構成に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同じである。従って、以下、本例の特徴部分である前記アッパアーム４ｃの構造を中心に説明する。
【００４８】
前記フレーム１２ａは、フレーム本体３５と、収納部３６とを備える。このうちのフレーム本体３５は、車体１１（図２、９参照）の前後方向に配設されており、その中間部に、この車体１１の幅方向内側に向けて突出した１対の取付部３７、３７が設けられている。又、前記フレーム本体３５の両端部で、前記車体１１の幅方向に関して前記両取付部３７、３７とは反対側（幅方向外側）には、１対の把持部３８、３８が設けられている。前記収納部３６は、前記車体１１の前後方向に関して前記両把持部３８、３８の間部分に、前記フレーム本体３５に連続した（支持された）状態で設けられている。この様な構成を有する前記フレーム１２ａは、前記各取付部３７、３７をそれぞれ上下方向に挿通したボルト３９、３９により、前記車体１１に対し揺動不能に支持固定されている。
【００４９】
前記伸縮機構３３ａは、前記車体１１の前後方向に配設された１対の送りねじ機構１３ｃ、１３ｄから構成されている。これら両送りねじ機構１３ｃ（１３ｄ）はそれぞれ、滑り式の送りねじ機構である１組のねじ軸２０ｃ（２０ｄ）とねじナット２１ｃ（２１ｄ）とから成る。本例の場合には、ねじ軸２０ｃ、２０ｄの軸方向寸法を、ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向寸法よりも十分に大きくしている。
【００５０】
前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄは、前記車体１１の前後方向に同一直線上（同軸上）に配置されている。この様なねじ軸２０ｃ、２０ｄの外周面には、互いに逆方向の２条の台形雄ねじが形成されており、そのピッチはこれら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄ同士で同じである。本例の場合には、これら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄを一体に構成しており（基端部同士を連結した如き形状としており）、一本のねじ軸体４０としている。そして、このねじ軸体４０の軸方向中間部を、前記フレーム１２ａの収納部３６の内側に、１対の転がり軸受４１、４１により回転のみ可能に支持している。
【００５１】
一方、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄは、それぞれの内周面に互いに逆方向の２条の台形雌ねじが形成されており、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの周囲（ねじ軸体４０の軸方向両側部分の周囲）にそれぞれ係合している。又、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの先端部には、その内側に前記ねじ軸体４０の軸方向両端部を挿入可能な、中空筒状のガイド筒４２、４２を相対回転不能に固定している。具体的には、これら各ガイド筒４２、４２の基端部を前記各ねじナット２１ｃ、２１ｄに外嵌すると共に、これら各ガイド筒４２、４２の基端部外周面に設けられたフランジ部４３、４３と前記各ねじナット２１ｃ、２１ｄの中間部外周面に設けられた取付フランジ部４４、４４とを軸方向に重ね合わせ、ボルト４５、４５により結合固定している。
【００５２】
又、前記両ガイド筒４２、４２を、前記フレーム１２ａを構成する１対の把持部３８、３８により、このフレーム１２ａに対する軸方向への移動のみ可能に支持している。具体的には、前記両把持部３８、３８の内側に前記両ガイド筒４２、４２を挿入した状態で、これら両ガイド筒４２、４２の外周面に形成した１対の回り止め凹溝４６、４６に、前記両把持部３８、３８の内周面に形成した回り止め凸部４７、４７を係合させている。この様な回り止め機構により、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄ及び前記両ガイド筒４２、４２の軸方向変位を許容しつつ、前記フレーム１２ａに対する相対回転を阻止して、これら両ねじナット２１ｃ、２１ｄ及び両ガイド筒４２、４２を、前記フレーム１２ａに対し軸方向への移動のみ可能に支持している。
【００５３】
更に、本例の場合には、前記各ガイド筒４２、４２の先端部に、ボールジョイント４８、４８の一端部を固定している。具体的には、これら両ボールジョイント４８、４８を構成するソケット部４９、４９を、前記各ガイド筒４２、４２の先端部にねじ止め固定している。
【００５４】
又、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向移動によって前記ねじ軸体４０（両ねじ軸２０ｃ、２０ｄ）が回転する（逆作動する）のを防止すべく、これら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄに形成した雄ねじ、及び、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｃに形成した雌ねじのリード角を、摩擦角よりも小さい範囲で可能な限り大きくしている。具体的には、台形ねじの場合に摩擦係数μと摩擦角θとの間に成り立つ、tan θ＝μの関係式を利用して設定する。本例の場合には、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの外周面と前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの内周面とをグリース潤滑している為、ねじ表面の最小摩擦係数（μ）が０．１以上となり、これに対応する摩擦角（θ）が５．７度となる。従って、リード角を、５．７度よりも小さい値（例えば５．５度や５．０度等）に設定している。
【００５５】
前記電動モータ２４ａは、その出力軸５０を、前記ねじ軸体４０と平行に配置した状態で、前記フレーム１２ａを構成する収納部３６に対し、複数本のねじにより支持固定されている。又、前述した実施の形態の第１例の場合と同様に、前記電動モータ２４ａは、通電状態の切り換えにより、前記出力軸５０を、正転、逆転の何れかの方向に回転させる。
【００５６】
前記電動モータ２４ａと前記伸縮機構３３ａとの間には、複数のはすば歯車（円筒歯車）を備えた前記歯車式減速機３４が設けられている。この歯車式減速機３４は、前記収納部３６の内側に設けられており、前記電動モータ２４ａの動力（トルク）を増大して、前記伸縮機構３３ａを構成する前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄ（ねじ軸体４０）に伝達する。又、前記歯車式減速機３４は、第一、第二カウンタ軸５１ａ、５１ｂと、第一、第二小はすば歯車５２ａ、５２ｂと、第一、第二大はすば歯車５３ａ、５３ｂとを備える。前記第一カウンタ軸５１ａと前記第二カウンタ軸５１ｂとは、前記収納部３６内に互いに平行に且つ回転自在に支持されている。このうちの第一カウンタ軸５１ａは、前記電動モータ２４ａの出力軸５０に外嵌固定されており、その中間部外周面に前記第一小はすば歯車５２ａが直接形成されている。又、前記第二カウンタ軸５１ｂには、その中間部外周面に、この第一小はすば歯車５２ａよりも大径の前記第一大はすば歯車５３ａが相対回転不能に支持固定されており、この第一大はすば歯車５３ａから軸方向に外れた位置に、この第一大はすば歯車５３ａよりも小径の前記第二小はすば歯車５２ｂが直接形成されている。そして、このうちの第一大はすば歯車５３ａを、前記第一小はすば歯車５２ａに噛合させると共に、前記第二小はすば歯車５２ｂを、この第二小はすば歯車５２ｂよりも大径で、前記ねじ軸体４０の軸方向中央部（両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの連結部相当部）の外周面に相対回転不能に支持固定された、最終歯車である前記第二大はすば歯車５３ｂに噛合させている。
【００５７】
又、前記リンク機構１５ａは、１対のリンク腕２９ｃ、２９ｄと、連結部材３０ａとから成る。このうちの両リンク腕２９ｃ、２９ｄは、鉄系合金、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金等の鍛造品等で、略Ｌ字形に構成されている。又、前記連結部材３０ａは、アッパボールジョイント６（図１参照）を構成するボールスタッド５４とナット５５とから成る。そして、本例の場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部を、前記両ガイド筒４２、４２の先端部に固定された前記両ボールジョイント４８、４８の他端部に固定している。これにより、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部を、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの先端部に対し、前記両ガイド筒４２、４２及び前記両ボールジョイント４８、４８を介して、前記車体１１の上下方向に向いた軸回りの回動だけでなく、この車体１１の上下方向の揺動を可能に連結している。又、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの先端部を、前記連結部材３０ａを用いて、前記車体１１の上下方向に向いた軸回りに回動可能に連結している。この様な構成を有する本例の場合には、前記両ボールジョイント４８、４８のボール部５６、５６の中心（球心）を通る中心軸が、前記アッパアーム４ｃ（リンク腕２９ｃ、２９ｄ）の揺動中心Ｏとなる。
【００５８】
又、本例の場合にも、軸受ユニット２（図１、９参照）内に配置した図示しないエンコーダと荷重センサとを利用して、車輪１（図１、９参照）に加わるタイヤ横力（アキシアル荷重）を測定する。そして、この様にして測定したタイヤ横力を、図示しない制御器に送り、この制御器中の比較判定手段により、現在の車両の走行状況下でのタイヤ横力の過不足を判定する。そして、この結果に基づいて、前記電動モータ２４ａへの通電（通電方向、通電量）を制御する。
【００５９】
具体的には、前記電動モータ２４ａにより、前記歯車式減速機３４を構成する第一カウンタ軸５１ａを、正方向或いは逆方向に所定の回転数（回転角度）だけ回転駆動する。これにより、前記第一小はすば歯車５２ａと、前記第一大はすば歯車５３ａと、前記第二小はすば歯車５２ｂと、前記第二大はすば歯車５３ｂとを介して、前記ねじ軸体４０（ねじ軸２０ｃ、２０ｄ）を回転させる。そして、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを軸方向に関して互いに反対方向（車体の前後方向、図３の左右方向）に所定量だけ進退させる。これにより、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの開き角度を変化させて、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ｃ、２９ｄの長さを所定量だけ変化させる（アッパアーム４ｃの全長を変化させる）。より具体的には、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを互いに近付ける様に前記電動モータ２４ａを駆動した場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの開き角度が小さくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ｃ、２９ｄの長さが大きくなり、前記アッパアーム４ｃの全長が長くなる。この結果、このアッパアーム４ｃの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心までの距離が大きくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなる）。
【００６０】
これに対して、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを互いに遠ざける様に前記電動モータ２４ａを駆動した場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの開き角度が大きくなる。これにより、前記車体１１の幅方向に関するこれら両リンク腕２９ｃ、２９ｄの長さが小さくなり、前記アッパアーム４ｃの全長が短くなる。この結果、このアッパアーム４ｃの揺動中心Ｏから前記アッパボールジョイント６の中心までの距離が小さくなり、キャンバ角γが変化する（ポジティブキャンバの場合にはキャンバ角は小さくなり、ネガティブキャンバの場合にはキャンバ角は更に大きくなる）。
【００６１】
本例の車両用懸架装置は、この様に動作する事で、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更する事ができ、発生するタイヤ横力の大きさを調整できる。尚、本例の場合にも、可動各部は、図示しないカバーやベローズ等により覆い、泥水等の異物が付着する事を防止する。
【００６２】
以上の様に、本例の車両用懸架装置の場合にも、前記アッパアーム４ｃ自体に、このアッパアーム４ｃの全長を可変にする為の構造を集約している。この為、ロアアーム等のその他の部材に関しては、例えば前記図７に示した様な従来構造の第１例の場合と同じものを使用できる。又、前記車体１１側（例えばエンジンルーム）にも、前述した従来構造の第２例の場合の様な油圧ポンプ等の部材を設置する必要がない。更に、前記アッパアーム４ｃは、前記伸縮機構３３ａと、前記電動モータ２４ａと、前記歯車式減速機３４と、前記リンク機構１５ａとを組み合わせただけの簡易な構成により、その全長を変更できる。従って、本例によれば、車両の走行状況に応じてキャンバ角を適宜変更できる車両用懸架装置を簡易な構造で実現でき、装置全体としての小型化・軽量化を図れる。この為、本例の車両用懸架装置によれば、車両の旋回性能、直進性能の更なる向上を図れるだけでなく、バネ下荷重の増大を十分に抑える事ができて、乗り心地性や走行安定性を中心とする、車両の走行性能の向上も図れる。更に、本例の場合にも、キャンバ角の制御（アッパアーム４ｃの全長制御）を前記電動モータ２４ａの通電制御により行える（電動式に行える）為、油圧式に行う場合に比べて制御性や応答性に優れると共に、エンジンの動力損失も生じなくて済む。
【００６３】
特に本例の場合には、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄを軸方向に移動（進退）させ、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄを回転させる構成を採用すると共に、前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向寸法をこれら両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの軸方向寸法よりも小さく設定している。即ち、本例の場合には、軸方向寸法の短い部材（ねじナット２１ｃ、２１ｄ）を軸方向に移動させ、軸方向寸法の長い部材（２０ｃ、２０ｄ）を回転させる様にしている。この為、前述した実施の形態の第１例の場合の様に、軸方向寸法の長い部材（ねじ軸２０ａ、２０ｂ）を軸方向に移動させ、軸方向寸法の短い部材（ねじナット２１ａ、２１ｂ）を回転させる場合に比べて、前記伸縮機構３３ａが実現可能な伸縮量（ストローク）を大きくできる。つまり、軸方向寸法の長い部材を軸方向に移動させ、軸方向寸法の短い部材を回転させる場合には、これら軸方向寸法の長い部材の端部同士が当接する事によるストローク制限を生じるのに対し、本例の様に、軸方向寸法の短い部材を軸方向に移動させ、軸方向寸法の長い部材を回転させる場合には、その様なストローク制限を生じない為、前記伸縮機構３３ａの伸縮量を大きくできる。
【００６４】
又、減速機構として、複数のはすば歯車を備えた歯車式減速機３４を使用している為、前記第１例の構造の様にウォーム減速機１４（図２、３等参照）を使用した場合に比べて、逆作動し易くなるものの、効率を高くできる。本例の場合には、前記伸縮機構３３ａを構成する１対の送りねじ機構１３ｃ、１３ｄに関して、リード角を５．７度よりも小さい値に設定する事で、これら両送りねじ機構１３ｃ、１３ｄの逆作動を防止している。従って、減速機構として、逆作動が可能な前記歯車式減速機３４を使用した場合にも、前記第１例の場合と同様に、キャンバ角γを変更する駆動時にのみ電力（エネルギ）を消費し、キャンバ角γを変更せずに姿勢を一定に保持している状態では電力を消費しなくて済む。従って、省エネルギ化を図れる。しかも、本例の場合には、雄ねじ及び雌ねじの条数を２条としている為、前記両ねじ軸２０ｃ、２０ｄの回転角（回転量）に対する前記両ねじナット２１ｃ、２１ｄの軸方向移動量を大きくできる（実施の形態の第１例の場合の２倍にできる）と共に、負荷容量の増大を図れる。
【００６５】
以上の様に、本例の場合には、前記第１例の場合と同様に、逆作動を防止する事による省エネルギ化を図れるだけでなく、この第１例の場合に比べて、前記伸縮機構３３ａの伸縮量を増大できると共に、懸架装置全体としての効率を向上できる。この結果、前記電動モータ２４ａとして、出力の小さい小型の電動モータを使用した場合にも、運転者のステアリングホイールの操作に追従してキャンバ角γを適宜変更する事が可能になり、車両用懸架装置全体としての更なる軽量化・小型化を図れる。
【００６６】
尚、本例の場合には、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部を、前記車体１１の上下方向に向いた軸回りの回動だけでなく、上下方向の揺動も可能に連結している為、前記第１例の場合に比べて、前記両リンク腕２９ｃ、２９ｄの基端部の連結構造は複雑になる。但し、本例の場合には、前記フレーム１２ａを前記車体１１に対して上下方向に揺動可能に支持する必要がなくなる為、全体としては、この車体１１に対する前記アッパアーム４ｃ（フレーム１２ａ）の支持構造を簡易にできる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、前記第１例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上述した実施の形態の第１例及び第２例では、前記１対の送りねじ機構を、滑りねじ式とした場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合には、ボールねじ式としても良い。この場合には、滑りねじ式とした場合に比べて、ねじナット或いはねじ軸を回転駆動する為のトルクを低減できる。この為、電動モータの小型化を図れ、懸架装置の小型化・軽量化を図れる。又、ねじ軸或いはねじナットの位置決め精度の向上を図れ、キャンバ角の制御を精度良く行う事もできる。
【００６８】
又、前記実施の形態の第１例では、１対のねじナットとウォームホイールとを一体とした場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合には、このウォームホイールを別体として、前記両ねじナットに直接若しくは他の部材を介して結合固定しても良い。この様な構成によれば、ウォームホイールの材料選択の自由度が向上する。
【符号の説明】
【００６９】
１ 車輪（タイヤ）
２ 軸受ユニット
３ ナックル
４、４ａ、４ｂ、４ｃ アッパアーム
５、５ａ ロアアーム
６ アッパボールジョイント
７ ロアボールジョイント
８ ショックアブソーバ
９ 油圧シリンダ
１０ 油圧シリンダ
１１ 車体
１２、１２ａ フレーム
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 送りねじ機構
１４ ウォーム減速機
１５、１５ａ リンク機構
１６ 取付部
１７ ボルト
１８ ナット
１９ ブッシュ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ ねじ軸
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ ねじナット
２２ ウォームホイール
２３ ウォーム
２４、２４ａ 電動モータ
２５ 歯車式減速機
２６ ウォーム軸
２７ ウォーム歯
２８ ねじ
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ リンク腕
３０、３０ａ 連結部材
３１ 収容部
３２ａ、３２ｂ ジョイント部材
３３、３３ａ 伸縮機構
３４ 歯車式減速機
３５ フレーム本体
３６ 収納部
３７ 取付部
３８ 把持部
３９ ボルト
４０ ねじ軸体
４１ 転がり軸受
４２ ガイド筒
４３ フランジ部
４４ 取付フランジ部
４５ ボルト
４６ 回り止め凹溝
４７ 回り止め凸部
４８ ボールジョイント
４９ ソケット部
５０ 出力軸
５１ａ 第一カウンタ軸
５１ｂ 第二カウンタ軸
５２ａ 第一小はすば歯車
５２ｂ 第二小はすば歯車
５３ａ 第一大はすば歯車
５３ｂ 第二大はすば歯車
５４ ボールスタッド
５５ ナット
５６ ボール部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が各方向の揺動変位を許容する上部継手を介してナックルの上部に連結されると共に、基端部が車体に対し支持されるアッパアームと、先端部が各方向の揺動変位を許容する下部継手を介して前記ナックルの下部に連結されると共に、基端部が前記車体に対し揺動可能に支持されるロアアームとを備えた車両用懸架装置に於いて、
前記アッパアームが、
前記車体に対し支持されるフレームと、
この車体の前後方向に同一直線上に配置され、それぞれの外周面に互いに逆方向の雄ねじが形成された１対のねじ軸と、これら各ねじ軸の周囲にそれぞれ係合し、それぞれの内周面に互いに逆方向の雌ねじが形成された１対のねじナットとを備え、これら１対のねじナットと前記１対のねじ軸とのうち、何れか一方の１対の部材を、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持すると共に、何れか他方の１対の部材を、このフレームに対し回転のみ可能に支持した、伸縮機構と、
前記フレームに支持され、両方向に回転可能な電動モータと、
この電動モータの動力を、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材に伝達する減速機構と、
それぞれの基端部を、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対し、少なくとも前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結すると共に、それぞれの先端部を前記上部継手に対し、前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結した１対のリンク腕とを備え、
前記電動モータにより、前記減速機構を介して、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材を回転駆動する事で、この伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材を軸方向に関して互いに反対方向に進退させ、前記両リンク腕の開き角度を変化させる事により、前記車体の幅方向に関するこれら両リンク腕の長さを変化させる事を特徴とする車両用懸架装置。
【請求項２】
フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材が、１対のねじナットであり、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材が、１対のねじ軸であり、
これら両ねじ軸は一体に構成されており、
これら両ねじ軸の外周面にそれぞれ多条の雄ねじが形成されており、前記両ねじナットの内周面にそれぞれ多条の雌ねじが形成されており、
減速機構が、複数のはすば歯車を備えた歯車式減速機であり、このうちの最終歯車が、一体に構成された前記両ねじ軸の軸方向中央部に支持固定されている、
請求項１に記載した車両用懸架装置。
【請求項３】
ねじナットの内周面に形成された雌ねじが、ねじ軸の外周面に形成された雄ねじに摺動可能に係合し、これらねじ軸とねじナットとが滑りねじ式の送りねじ機構を構成しており、リード角が５．７度よりも小さい、請求項２に記載した車両用懸架装置。
【請求項４】
雄ねじ及び雌ねじの条数が２条である、請求項２〜３のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項５】
フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材が、１対のねじ軸であり、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材が、１対のねじナットであり、
減速機構が、ウォームとウォームホイールとを互いに噛合させて成るウォーム減速機であり、このうちのウォームホイールが、前記両ねじナットに対し、同期した回転を自在として組み合わされている、
請求項１に記載した車両用懸架装置。
【請求項６】
ウォームホイールが合成樹脂製である、請求項５に記載した車両用懸架装置。
【請求項７】
ウォームが第二の減速機構を介して電動モータに回転駆動される、請求項５〜６のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項８】
伸縮機構を構成する一方の１対の部材或いはこれら１対の部材に固定された部材と、フレームとの間に、これら１対の部材の軸方向変位を許容しつつ相対回転を阻止する為の回り止め機構が設けられている、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項９】
フレームが車体に対し揺動不能に支持固定されており、１対のリンク腕のそれぞれの基端部が、伸縮機構を構成する一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対し、ボールジョイントを介して、上下方向に揺動可能に連結されている、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項１０】
フレームが車体に対し上下方向に揺動可能に支持されており、１対のリンク腕のそれぞれの基端部が、伸縮機構を構成する一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対して、前記車体の上下方向の軸回りの回動のみ可能に連結されている、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項１】
先端部が各方向の揺動変位を許容する上部継手を介してナックルの上部に連結されると共に、基端部が車体に対し支持されるアッパアームと、先端部が各方向の揺動変位を許容する下部継手を介して前記ナックルの下部に連結されると共に、基端部が前記車体に対し揺動可能に支持されるロアアームとを備えた車両用懸架装置に於いて、
前記アッパアームが、
前記車体に対し支持されるフレームと、
この車体の前後方向に同一直線上に配置され、それぞれの外周面に互いに逆方向の雄ねじが形成された１対のねじ軸と、これら各ねじ軸の周囲にそれぞれ係合し、それぞれの内周面に互いに逆方向の雌ねじが形成された１対のねじナットとを備え、これら１対のねじナットと前記１対のねじ軸とのうち、何れか一方の１対の部材を、前記フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持すると共に、何れか他方の１対の部材を、このフレームに対し回転のみ可能に支持した、伸縮機構と、
前記フレームに支持され、両方向に回転可能な電動モータと、
この電動モータの動力を、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材に伝達する減速機構と、
それぞれの基端部を、前記伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対し、少なくとも前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結すると共に、それぞれの先端部を前記上部継手に対し、前記車体の上下方向の軸回りに回動可能に連結した１対のリンク腕とを備え、
前記電動モータにより、前記減速機構を介して、前記伸縮機構を構成する前記他方の１対の部材を回転駆動する事で、この伸縮機構を構成する前記一方の１対の部材を軸方向に関して互いに反対方向に進退させ、前記両リンク腕の開き角度を変化させる事により、前記車体の幅方向に関するこれら両リンク腕の長さを変化させる事を特徴とする車両用懸架装置。
【請求項２】
フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材が、１対のねじナットであり、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材が、１対のねじ軸であり、
これら両ねじ軸は一体に構成されており、
これら両ねじ軸の外周面にそれぞれ多条の雄ねじが形成されており、前記両ねじナットの内周面にそれぞれ多条の雌ねじが形成されており、
減速機構が、複数のはすば歯車を備えた歯車式減速機であり、このうちの最終歯車が、一体に構成された前記両ねじ軸の軸方向中央部に支持固定されている、
請求項１に記載した車両用懸架装置。
【請求項３】
ねじナットの内周面に形成された雌ねじが、ねじ軸の外周面に形成された雄ねじに摺動可能に係合し、これらねじ軸とねじナットとが滑りねじ式の送りねじ機構を構成しており、リード角が５．７度よりも小さい、請求項２に記載した車両用懸架装置。
【請求項４】
雄ねじ及び雌ねじの条数が２条である、請求項２〜３のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項５】
フレームに対し軸方向への移動のみ可能に支持された一方の１対の部材が、１対のねじ軸であり、前記フレームに対し回転のみ可能に支持された他方の１対の部材が、１対のねじナットであり、
減速機構が、ウォームとウォームホイールとを互いに噛合させて成るウォーム減速機であり、このうちのウォームホイールが、前記両ねじナットに対し、同期した回転を自在として組み合わされている、
請求項１に記載した車両用懸架装置。
【請求項６】
ウォームホイールが合成樹脂製である、請求項５に記載した車両用懸架装置。
【請求項７】
ウォームが第二の減速機構を介して電動モータに回転駆動される、請求項５〜６のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項８】
伸縮機構を構成する一方の１対の部材或いはこれら１対の部材に固定された部材と、フレームとの間に、これら１対の部材の軸方向変位を許容しつつ相対回転を阻止する為の回り止め機構が設けられている、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項９】
フレームが車体に対し揺動不能に支持固定されており、１対のリンク腕のそれぞれの基端部が、伸縮機構を構成する一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対し、ボールジョイントを介して、上下方向に揺動可能に連結されている、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【請求項１０】
フレームが車体に対し上下方向に揺動可能に支持されており、１対のリンク腕のそれぞれの基端部が、伸縮機構を構成する一方の１対の部材のそれぞれの先端部に対して、前記車体の上下方向の軸回りの回動のみ可能に連結されている、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した車両用懸架装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５４７８４（Ｐ２０１２−２５４７８４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０７５３１（Ｐ２０１２−１０７５３１）
【出願日】平成２４年５月９日（２０１２．５．９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月９日（２０１２．５．９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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