专利名称：调节车辆高度的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及调节车体高度的装置，该装置可以用在车辆悬架中。
背景技术：
日本专利申请首次公开号7-253135的文件展示了一种用作车辆悬架中的吸震器的液压气动缸。该液压气动缸包括套筒和轴向驱动该套筒的步进马达。该步进马达向上布置在悬架装置之上。
由于步进马达布置在悬架装置之上，所以从节约空间的角度来看，这种相关领域内的液压气动缸是不利的。另外，该液压气动缸在吸震器内产生高压，从而增大在套筒的冲击期间产生的摩擦。这样会损害车辆乘坐者的舒适感。
发明内容
本发明的一个目的是提高一种用于调节车体高度的装置，其能够节约空间并且增加车辆乘坐者的舒适感。
在本发明的一个方面中，提供了一种调节车辆高度的装置，该装置设置在车体和车轮组件之间，该装置包括第一悬挂螺旋弹簧，它适于与车体连接；第二悬挂螺旋弹簧，它适于与车轮组件连接，该第二悬挂螺旋弹簧与第一悬挂螺旋弹簧的直径不同，并且沿着其轴向相对于第一悬挂螺旋弹簧串联布置；驱动器，其实质上布置在由第一和第二悬挂螺旋弹簧限定的内部空间内，该驱动器运转，以便使第一和第二悬挂螺旋弹簧中的一个弹簧相对于另一个弹簧轴向移动。
图1是表示根据本发明第一实施例的车辆高度调节装置的透视图；图2是说明图1的车辆高度调节装置的结构的示意图；
图3是说明用在图1的车辆高度调节装置中的悬挂螺旋弹簧的操作的示意性说明图；图4是与图2类似的图形，但是示出了根据本发明第二实施例的车辆高度调节装置。
具体实施例方式
参考图1-3，现在来解释可以用在车辆悬架中的根据本发明第一实施例的车辆高度调节装置。在该实施例中，该车辆高度调节装置用到包括扭矩梁和所谓滑柱(strut)的扭矩梁形式的悬架上，滑柱例如为与车辆高度调节装置分开布置的吸震器。在图1中，参考标号3表示作为车轮组件一侧元件的牵拖臂，其与扭矩梁连接。在该实施例中，车辆高度调节装置设置在牵拖臂3上。该车辆高度调节装置包括上悬挂螺旋弹簧1U；下悬挂螺旋弹簧1L；以及驱动器2，操作它能够沿着相对于车体基本上垂直延伸的车体上下方向50，相对于下悬挂螺旋弹簧1L移动上悬挂螺旋弹簧1U。上悬挂螺旋弹簧1U通过上支撑件22与车体连接，下悬挂螺旋弹簧1L通过牵拖臂3与车轮组件连接。如图1所示，上下悬挂螺旋弹簧1U和1L的直径或者缠绕直径(winding diameter)不同。上下悬挂螺旋弹簧1U和1L沿着轴向串联地布置。
参考图2详细描述第一实施例的车辆高度调节装置。上悬挂螺旋弹簧1U具有直径D1，下悬挂螺旋弹簧1L具有比上悬挂螺旋弹簧1U的直径D1大的直径D2。上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L彼此基本上共轴地布置。在图2所示的位置，上悬挂螺旋弹簧1U沿着轴向相对于下悬挂螺旋弹簧1L部分重叠地定位。下悬挂螺旋弹簧1L具有下端，用安装到牵拖臂3上的下部弹簧座4来保持住下端。这样，下悬挂螺旋弹簧1L通过下部弹簧座4与牵拖臂3连接起来。下悬挂螺旋弹簧1L具有被上部弹簧座5保持住的上端。另一方面，上悬挂螺旋弹簧1U具有被上部弹簧座6保持住的上端。上支撑件22和衬套23通过轴承21安装到上部弹簧座6上，该轴承21设置在上部弹簧座6上。上支承件22通过螺栓24安装到车体侧边元件上。上悬挂螺旋弹簧1U被后面描述的驱动器2的马达10驱动，从而可以绕着沿车体上下方向50延伸的X轴旋转。因此，轴承21允许上悬挂螺旋弹簧1U相对于车体侧边元件旋转。上悬挂螺旋弹簧1U具有被下部弹簧座7保持住的下端。用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7的外径小于用于下悬挂螺旋弹簧1L的上部弹簧座5。详细说来，上部弹簧座5具有中央开口，以便接纳带有上悬挂螺旋弹簧1U的下端部分的下部弹簧座7。带有上悬挂螺旋弹簧1U的下端部分的下部弹簧座7位于上部弹簧座5的中央开口内，从而可以沿着上悬挂螺旋弹簧1U的轴向移动。
驱动器2实质上设置在由上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L限定的内部空间内。驱动器2包括螺旋组件8；驱动该螺旋组件8的马达10；以及支撑马达10的马达支承件25。至少一部分螺旋组件8设置在该内部空间内。螺旋组件8沿径向设置在上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L之间，并且将上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L彼此连接起来。详细说来，螺旋组件8设置在用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7和用于下悬挂螺旋弹簧1L的上部弹簧座5之间。螺旋组件8定位在下部弹簧座7的外圆周和上部弹簧座5的内圆周之间。这样，上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L通过螺旋组件8彼此连接起来。在该实施例中，螺旋组件8具有滚珠螺旋组件的形式。螺旋组件8包括有螺纹的内部元件8I、有螺纹的外部元件8O以及可转动地设置在有螺纹的内部元件8I和有螺纹的外部元件8O之间的多个滚珠8B。具体说来，有螺纹的内部元件8I和有螺纹的外部元件8O同轴设置并且相对彼此可以转动。有螺纹的内部元件8I具有带螺纹的或者有凹槽的外圆周表面，有螺纹的外部元件8O具有与有螺纹的内部元件8I的有凹槽的外圆周表面相对的带螺纹或者有凹槽的内圆周表面。滚珠8B可转动地保持在有螺纹的内、外部元件8I和8O的有凹槽的外部和内部圆周表面之间。当有螺纹的内、外部元件8I和8O相对转动时，滚珠8B进入与有螺纹的内、外部元件8I和8O的有凹槽的外部和内部圆周表面的滚动接触。滚珠8B的滚动允许有螺纹的内部元件8I和有螺纹的外部元件8O沿着轴向相对运动。在该实施例中，有螺纹的内部元件8I安装到用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7上，有螺纹的外部元件8O安装到用于下悬挂螺旋弹簧1L的上部弹簧座5上。止挡9向上与有螺纹的内部元件8I的上端隔开设置，并且限制有螺纹的内部元件8I相对于有螺纹的外部元件8O向上运动。也就是，止挡9限制用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7相对于用于下悬挂螺旋弹簧1L的上部弹簧座5的向上运动，从而防止上悬挂螺旋弹簧1U从下悬挂螺旋弹簧1L中脱出。
马达10和马达支承件25布置在由下悬挂螺旋弹簧1L限定的内部空间中。马达10和马达支承件25可以与下悬挂螺旋弹簧1L同轴布置。马达支承件25装在用于下悬挂螺旋弹簧1L的下部弹簧座4上。马达10具有沿着下悬挂螺旋弹簧1L的轴向延伸的旋转轴11。马达10的旋转轴11通过加强筋26与用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7的底面连接。马达10具有带有花键的外圆周表面28，其与马达支承件25带有花键的内圆周表面30接合。带有花键的外和内圆周表面28和30构造成这样，即允许马达10相对于马达支承件25轴向运动。因此，马达10可以沿着下悬挂螺旋弹簧1L的轴向相对于马达支承件25运动。
这样构造的车辆高度调节装置以下面的方式工作。当马达10的旋转轴11沿着顺时针或者逆时针方向转动时，用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7和螺旋组件8带螺纹的内部元件8I整体地转动。从而允许上悬挂螺旋弹簧1U沿着其轴向相对于下悬挂螺旋弹簧1L移动。图3示意性地画出了上悬挂螺旋弹簧1U相对于下悬挂螺旋弹簧1L的轴向运动。如图3中所示，当上悬挂螺旋弹簧1U向下移动以退回到下悬挂螺旋弹簧1L的内部空间内时，上悬挂螺旋弹簧1U的下端从实线所示的最初位置移动到用底下的虚线表示的下部位置。在这种状态下，上悬挂螺旋弹簧1U与下悬挂螺旋弹簧1L大面积重叠。相反地，当上悬挂螺旋弹簧1U向上移动以离开下悬挂螺旋弹簧1L的内部空间时，上悬挂螺旋弹簧1U的上端从实线所示的最初位置开始移动，到达用顶上虚线表示的上部位置。在这种状态下，上悬挂螺旋弹簧1U与下悬挂螺旋弹簧1L小面积重叠。
如上所述，驱动器2设置在下悬挂螺旋弹簧1L的内部空间内，具体说来，马达10和马达支撑件25布置在下悬挂螺旋弹簧1L的内部空间内。另外，具有较小直径D1的上悬挂螺旋弹簧1U在轴向上与具有较大直径D2的下悬挂螺旋弹簧1L重叠，并且可以沿着其轴向在下悬挂螺旋弹簧1L里面移动。采用该装置，本实施例的车辆高度调节装置能够节约空间。
另外，在该实施例的车辆高度调节装置中，设置在上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L之间的螺旋组件8能够确保上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L的相对平稳运动。另外，在该实施例的车辆高度调节装置中，通过上悬挂螺旋弹簧1U相对于下悬挂螺旋弹簧1L的简单轴向运动，可以调节车辆高度。此外，当上悬挂螺旋弹簧1U相对于下悬挂螺旋弹簧1L轴向运动时，沿着轴向延伸的上悬挂螺旋弹簧1U和下悬挂螺旋弹簧1L中每一根的长度基本上不改变。因此，该实施例的车辆高度调节装置在悬挂性能上没有变化，并且能够保持车辆乘坐者的舒适感。另外，该实施例的车辆高度调节装置没有这样的问题，即就像在涉及技术领域中发生的那样，在吸震器里引起高压从而增大在吸震器里面的摩擦。此外，在设置止挡9的情况下，即使马达10在预定范围内不能停止转动，在该范围内螺旋组件8的有螺纹的内部元件8I向上运动是可能的，那么有螺纹的内部元件8I也将邻靠在止挡9上，从而限制有螺纹的内部元件8I向上运动。因此，能够防止有螺纹的内部元件8I与有螺纹的外部元件8O脱离接合。
参考图4，下面将描述车辆高度调节装置的第二实施例。该第二实施例在驱动器2的结构上与第一实施例不同。相同的参考标号表示相同的部件，因此省略它们的详细描述。如图4中所示，驱动器2的马达10和马达支承件25布置在上悬挂螺旋弹簧1U的内部空间内。具体说来，马达支承件25装在用于上悬挂螺旋弹簧1U的上部弹簧座6的下表面上。马达10的旋转轴11通过加强筋26安装到用于上悬挂螺旋弹簧1U的下部弹簧座7的顶面上。在该实施例中，控制马达10沿着与第一实施例中方向相反的方向旋转，从而上悬挂螺旋弹簧1U可以沿着同一轴向相对于下悬挂螺旋弹簧1L移动，就像第一实施例一样。第二实施例能够获得与第一实施例所述效果相同的效果。
上悬挂螺旋弹簧1U的直径D1和下悬挂螺旋弹簧1L的直径D2之间的尺寸关系不必限制为第一和第二实施例，并且该关系可以反过来。即，上悬挂螺旋弹簧1U的直径D1可以大于下悬挂螺旋弹簧1L的直径D2。另外，串联布置的悬挂螺旋弹簧的数量不必限制为如在第一和第二实施例中描述的两根。可以使用三根或者更多根的悬挂螺旋弹簧。此外，用来移动悬挂螺旋弹簧的驱动元件不必限制为如在第一和第二实施例中描述的马达10，它可以包括其他各种驱动元件或者机构。此外，本发明的车辆高度调节装置不限于用于扭矩梁形式的悬架，并且可以用于各种形式的车辆悬架。
本申请基于在2003年5月22日提出的先前日本专利申请2003-145200。日本专利申请2003-145200的整个内容作为参考结合在此。
虽然上面已经本发明的某些实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述的实施例。按照上面的教导，本领域技术人员能够对所述实施例进行改进和变化。参考本申请所要求保护的来限定本发明的范围。
权利要求
1.一种调节车辆高度的装置，该装置设置在车体和车轮组件之间，该装置包括第一悬挂螺旋弹簧，它适于连接到车体上；第二悬挂螺旋弹簧，它适于连接到车轮组件上，该第二悬挂螺旋弹簧与第一悬挂螺旋弹簧的直径不同，并且沿着其轴向相对于第一悬挂螺旋弹簧串联布置；驱动器，其实质上布置在由第一和第二悬挂螺旋弹簧限定的内部空间内，该驱动器可操作，以便使第一和第二悬挂螺旋弹簧中的一个弹簧相对于它们中的另一个弹簧轴向移动。
2.如权利要求1所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，第一和第二悬挂螺旋弹簧中的一个弹簧可以退回到它们中的另一个弹簧中。
3.如权利要求1所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该驱动器包括设置在第一和第二悬挂螺旋弹簧之间的螺旋组件；以及设置在由第一和第二悬挂螺旋弹簧限定的内部空间内的马达，该马达可运转以驱动该螺旋组件。
4.如权利要求3所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该马达布置在由第一和第二悬挂螺旋弹簧之一限定的内部空间内。
5.如权利要求3所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，还包括保持住第一悬挂螺旋弹簧的第一弹簧座和保持住第二悬挂螺旋弹簧的第二弹簧座，第一和第二悬挂螺旋弹簧分别具有不同的直径，该螺旋组件设置在第一和第二弹簧座之间。
6.如权利要求3所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该螺旋组件具有滚珠螺旋装置的形式。
7.如权利要求6所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该螺旋组件包括装到第一弹簧座上的有螺纹的内部元件；装到第二弹簧座上的有螺纹的外部元件；以及可转动地设置在有螺纹的内部和外部元件之间的多个滚珠。
8.如权利要求3所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该驱动器还包括马达支承件，马达可轴向移动地支撑在其中。
9.如权利要求8所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该马达和马达支承件分别具有带花键的表面，该带花键的表面彼此相互接合。
10.如权利要求1所述的调节车辆高度的装置，其特征在于，该第一和第二悬挂螺旋弹簧中的一个弹簧具有这样的位置，在该位置该第一和第二悬挂螺旋弹簧中的该一个弹簧沿着轴向与另一个弹簧部分重叠。
全文摘要
一种调节车辆高度的装置，该装置设置在车体和车轮组件之间，该装置包括适于与车体连接的第一悬挂螺旋弹簧；适于与车轮组件连接的第二悬挂螺旋弹簧，该第二悬挂螺旋弹簧与第一悬挂螺旋弹簧的直径不同，并且沿着其轴向相对于第一悬挂螺旋弹簧串联布置；以及驱动器，其实质上布置在由第一和第二悬挂螺旋弹簧限定的内部空间内。该驱动器运转，以便使第一和第二悬挂螺旋弹簧中的一个弹簧相对于另一个弹簧轴向移动。
文档编号F16F1/04GK1572549SQ20041004750
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年5月22日
发明者大木敏之 申请人:日产自动车株式会社