(57)【要約】【課題】  車輪の転舵角を大きくできるステアリング装置付きサスペンションを提供する。【解決手段】  ステアリング装置は、車両幅方向に伸び第１ジョイント１６ｆＬ〜１６ｒＲにて転舵手段に連結したステアリング・シャフト６ｆＬ〜６ｒＲと、これに第２ジョイント１７ｆＬ〜１７ｒＲにて連結した変向歯車組及びこれに噛み合う転舵歯車組を支持する第１アクスル・ハウジング７ｆＬ〜７ｒＲと、これに揺動可能に取り付けられて転舵歯車組により回動し車輪１０ｆ〜１０ｒＲを転舵する第２アクスル・ハウジング８ｆＬ〜８ｒＲとを有する。サスペンションは、第１アクスル・ハウジング及び車体３０間を揺動可能に支持するロア側リンク部材１３ｆＬ〜１３ｒＲ及びアッパ側サスペンション部材１１ｆＬ〜１１ｒＲを有する。ステアリング・シャフトに車体及び第１アクスル・ハウジング間を揺動可能に連結するサスペンションのリンク機能を持たせた。【選択図】図５
2010076528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右車輪間に配置して車幅方向に沿った軸心回りに回転可能なステアリング・シャフトと、運転者の操舵に応じて前記ステアリング・シャフトを回転させる転舵手段と、前記ステアリング・シャフトの回転軸心の方向を変えて回転を伝える変向歯車組と、該変向歯車組の出力回転を伝えて前記車輪の転舵を行う転舵歯車組と、を有するステアリング装置と、
前記変向歯車組及び前記転舵歯車組を設けた第１アクスル・ハウジングと、該第１アクスル・ハウジングに転舵方向回りに回動可能に支持されて前記転舵歯車組の出力回転により回動することで回転自在に支持した車輪を転舵する第２アクスル・ハウジングと、車両幅方向に伸びて前記第１アクスル・ハウジングの下端部を車体に対し揺動可能に連結するロア側のリンク部材と、車両幅方向に伸びて前記第１アクスル・ハウジングの上端部を前記車体に揺動可能に連結するアッパ側のサスペンション部材と、を有するサスペンションと、
を備え、
前記ステアリング・シャフトを、前記ロア側のリンク部材に対して車両前後方向にずらし、前記車体及び前記第１アクスル・ハウジング間をこれらが上下方向へ揺動可能に連結する、前記サスペンションのリンクとして機能させたことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置付きサスペンションにおいて、
前記変向歯車組は、車両幅方向の軸心回りに回転する第１歯車と、該第１歯車に噛み合い上下方向の軸心回りに回転する第２歯車とを有し、
前記ステアリング・シャフトは、この車両幅方向内側端部を前記転舵手段に第１ジョイントを介して揺動可能に連結し、車両幅方向外側端部を前記第１歯車に第２ジョイントを介して連結し、
第１歯車と前記第２歯車とは、それぞれ第１軸受、第２軸受により前記第１アクスル・ハウジングにて回転自在に支持したことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置付きサスペンションにおいて、
前記転舵歯車組は、前記第１アクスル・ハウジングに第３軸受で支持されて前記変向歯車組の出力歯車の回転に応じて回転する第３歯車を有し、該第３歯車を前記第２アクスル・ハウジングに連結して該第２アクスル・ハウジングを前記第１アクスル・ハウジングに対し前記車輪の転舵方向へ揺動可能としたことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか1項に記載のステアリング装置付きサスペンションにおいて、
前記ロア側のリンク部材は、前記車体に対し車両幅方向へ所定量変位可能に取り付けたことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に用いられ、運転者の操舵操作に応じて左右車輪を転舵可能に支持するステアリング装置付きサスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の操舵操作に応じて前後の左右車輪を転舵可能にした従来のステアリング装置としては、タイロッドの長さ、左右のタイロッド間の距離、または各車輪とナックルアームとのなす角度のいずれかをアクチュエータで変化させることで、通常走行、斜め平行移動、小回りの転舵モードを運転者が選択設定できるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２６２９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のステアリング装置にあっては、タイロッドといったリンク機構を用いているため、車輪の転舵角に制限があり、車輪の大きな転舵は不可能であった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で、車輪の転舵角を大きくできるようにしたステアリング装置付きサスペンションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のため本発明によるステアリング装置付きサスペンションは、ステアリング装置には第１アクスル・ハウジングに設けたステアリング・シャフトの回転軸心方向を変える変向歯車組と、第１アクスル・ハウジングに対し回動可能に設けて車輪を支持する第２アクスル・ハウジングを、変向歯車組の出力回転により回動させることで車輪を転舵させる転舵歯車組と、を用いるとともに、ステアリング・シャフトを、車体及び第１アクスル・ハウジング間をこれらが揺動可能な状態で連結する、サスペンションのリンクとしても機能させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、第１アクスル・ハウジングに設けて転舵手段に連結したステアリング・シャフトの回転軸心の方向を変える変向歯車組と、第１アクスル・ハウジングに対し回動可能に設けて車輪を支持する第２アクスル・ハウジングを、変向歯車組の出力回転により回動させることで車輪を転舵させる転舵歯車組とをステアリング装置に用いるようにしたので、車輪の転舵角を大きくすることが可能となる。さらに、ステアリング・シャフトを、車体及び第１アクスル・ハウジング間をこれらが揺動可能な状態で連結しサスペンションのリンクとして機能させたので、サスペンションのリンク数を減らすことができ、低コスト化や重量低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
【０００８】
なお、以下の説明では、部品の参照番号に、前輪側のものには"ｆ"を、後輪側のものには"ｒ"を、車両左側のものには"Ｌ"を、また車両右側のものには"Ｒ"をそれぞれ添え字として付けて説明する（図面も同様）。
【実施例１】
【０００９】
図１に、本発明の第１実施例としてのステアリング装置付きサスペンションを備えた車両の全体概略を示す。なお、本実施例では、車両は電気自動車である。
【００１０】
車両は、前後左右の４本の車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲを有する。これらの車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲは、図２乃至図５に模式的に示すサスペンションにてそれぞれ回転自在に支持する。また、これら車輪にあっては、左右の前輪１０ｆＬ、１０ｆＲを前輪ステアリング装置ＳＦにて、また左右の後輪１０ｒＬ、１０ｒＲを後輪ステアリング装置ＳＲにてそれぞれ転舵可能に構成してある。なお、車両は、前輪ステアリング装置ＳＦ及び後輪ステアリング装置ＳＲを制御するため、後述する電子制御システムを備えている。
【００１１】
本実施例では、前輪側サスペンションに前輪ステアリング装置ＳＦの一部を組み付けて、これに前輪側サスペンションのリンク機能を持たせる。同様に、後輪側サスペンションに後輪ステアリング装置ＳＲの一部を組み付けて、これに後輪側サスペンションのリンク機能を持たせる。
【００１２】
まず、前輪側のステアリング装置ＳＦを、図１、図２、図４、図５及び図６に基づき説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、車室内に設けられて運転者が操作するステアリング・ホイール(操舵輪)１には、この操舵操作に応じて回転するアッパ・ステアリング・シャフト、コラム・チューブ、ロア・ステアリング・シャフト等からなる操舵輪側ステアリング・シャフト２４を連結する。操舵輪側ステアリング・シャフト２４の途中部分には、操舵力アシストモータ１５ｆが設けられて、ここで発生させたアシスト力を操舵輪側ステアリング・シャフト２４に付与することが可能である。また、操舵輪側ステアリング・シャフト２４には、ステアリング・ホイール１の操舵角、操舵速度を検出するための操舵角センサ２ｆを設けてある。
【００１４】
車室外に突き出たロア・ステアリング・シャフトの下端部には操舵輪側歯車３ａを設け、この操舵輪側歯車３ａを、車両幅方向に伸びる回転軸心を有する右側の中間回転シャフト４ｆＲの途中部分に設けた車輪側歯車３ｂに噛み合わせる。この操舵輪側歯車３ａと車輪側歯車３ｂとからなるステアリング歯車組３により、ステアリング・ホイール１の回転は、右側の中間回転シャフト４ｆＲの回転へと、その回転方向を変え、かつ減速することが可能となる。なお、右側の中間回転シャフト４ｆＲと同心上で、かつ右側の中間回転シャフト４ｆＲの車両左側には、左側の中間回転シャフト４ｆＬを配置する。
【００１５】
上記で説明したステアリング・ホイール１、操舵輪側ステアリング・シャフト２４、操舵力アシストモータ１５ｆ、ステアリング歯車組３、及び左右の中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲは、本発明の転舵手段に相当する。
【００１６】
左右の中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲの間に、これらを連結する正逆転切替機構５ｆを介在させる。正逆転切替機構５ｆは、右側の中間回転シャフト４ｆＲの軸心回りの回転を、これと同方向の回転、またこれとは逆方向の回転のいずれかに選択的に切り替え可能な機構であり、その詳細は後述する。なお、正逆転切替機構５ｆは本発明の正逆転切替手段に相当する。
【００１７】
図２に示すように、左右の中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲは、その途中部分をそれぞれ軸受ＢｆＬ、ＢｆＲで軸心回りへ回転自在にしてハウジング３１にそれぞれ支持する。ハウジング３１は、車体３０に取り付け、軸受ＢｆＬ、ＢｆＲの他にも、正逆転切替機構５ｆやステアリング歯車組３をその内部に保持する。なお、図２では、ハウジング３１は正逆転切替機構５ｆの部分を除いて切り欠いた断面として描いてあり、その内部のステアリング歯車組３、左右の中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲ、軸受ＢｆＬ、ＢｆＲが見えるようにしてある。
【００１８】
また、左右の中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲの車両外側端部は、軸受を内蔵する車体３０側のブラケット３０ａで回転自在に支持するとともに、第１ジョイント１６Ｌ、１６Ｒを介して、それぞれ車両幅方向外側に伸びる左側ステアリング・シャフト６ｆＬ、右側ステアリング・シャフト６ｆＲの車両内側端部を、上下方向に揺動可能に連結する。第１ジョイント１７Ｌ、１７Ｒには、これらが連結するシャフト間の回転方向変位のみ拘束してこれらのシャフトが同じ回転方向、同じ回転変位とするジョイントを用いる。なお、左側ステアリング・シャフト６ｆＬと右側ステアリング・シャフト６ｆＲとは、本発明のステアリング・シャフトに相当する。
【００１９】
左側ステアリング・シャフト６ｆＬ、右側ステアリング・シャフト６ｆＲの車両外側端部には、それぞれ車両幅方向外側に伸び外側端に第１歯車７１Ｌ、７１Ｒを設けた第１シャフト２３ｆＬ、２３ｆＲの車両内端部を、第２ジョイント１７ｆＬ、１７ｆＲを介して上下方向に揺動可能に連結する。第２ジョイント１７Ｌ、１７Ｒには、これらが連結するシャフト間の回転方向変位のみ拘束してこれらのシャフトが同じ回転方向、同じ回転変位とするジョイントを用いる。
【００２０】
第１歯車７１Ｌ、７１Ｒは、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒに常に噛み合わせ、これらの回転の軸心の方向を車両幅方向から上下方向へと変えるようにしている。第１歯車７１Ｌ、７１Ｒと第２歯車７２Ｌ、７２Ｒとは、本実施例では交差軸歯車とする。交差軸歯車の具体例としては、すぐばかさ歯車、まがりばさかさ歯車、ゼロールかさ歯車等を用いる。これにより、左側ステアリング・シャフト６ｆＬと右側ステアリング・シャフト６ｆＲの車両幅方向に沿う回転軸心の方向を上下方向に沿った回転軸心へと方向を変えることが可能となる。
【００２１】
また、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒは、それぞれ第３歯車７３Ｌ、７３Ｒと常に噛み合わせる。また、第３歯車７３Ｌ、７３Ｒは、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒに対し、やや車両前方側で、かつ車両外方向での軸心位置で第２歯車７２Ｌ、７２Ｒの回転方向と逆回転するようにしてある。なお、これらの歯車は、本実施例ではかさ歯車対とする。
【００２２】
なお、第１歯車７１Ｌ、７１と第２歯車７２Ｌ、７２Ｒとは本発明の変向歯車組に相当し、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒと第３歯車７３Ｌ、７３Ｒとはそれぞれ本発明の転舵歯車組に相当する。
【００２３】
ここで、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒ、第３歯車７３Ｌ、７３Ｒは、常に良好な噛み合わせを常に保つため、それぞれ第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに軸受にて支持してある。
【００２４】
すなわち、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒは、図４〜図６に示すように、これらと一体で車両幅方向に伸びる第１シャフト２３ｆＬ、２３ｆＲを第１軸受Ｂ１にて第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに、軸方向及び半径方向への変位を拘束する一方、回転方向へ回転自在になるようにそれぞれ支持する。第２歯車７２Ｌ、７２Ｒは、上下方向に伸ばした第２シャフト１９ａの途中部分に設け、第２シャフト１９ａの上下端部を第２軸受Ｂ２にて第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに、軸方向及び半径方向への変位を拘束する一方、回転方向に回転自在になるようにそれぞれ支持する。第３歯車７３Ｌ、７３Ｒは、同じく上下方向に伸ばした第３シャフト１９ｂの途中部分に設け、第３シャフト１９ｂの上下端部を第３軸受Ｂ３にて第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに、軸方向及び半径方向への変位を拘束する一方、回転方向に回転自在になるようにそれぞれ支持する。
【００２５】
なお、第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲには、第１軸受Ｂ１〜第３軸受Ｂ３を内部に固定するケーシング４０をそれぞれ設け、このケーシング４０内に第１歯車〜第３歯車７１Ｌ、７２Ｌ、７３Ｌ及び７１Ｒ、７２Ｒ、７３Ｒを収納して、これらを泥や水等による不具合から守るようにする。また、ケーシング４０は、第１軸受Ｂ１〜第３軸受Ｂ３を用いることにより第１歯車〜第３歯車７１Ｌ、７２Ｌ、７３Ｌ及び７１Ｒ、７２Ｒ、７３Ｒの噛み合いを常に良好に保つことを可能にするよう高い剛性を持たせてある。
【００２６】
第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲは、それらの上端部を、サスペンション・サポート１１ｆＬ、１１ｆＲの下端部にボルト１１３、１１４にて固定する。第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲの上下方向での中間部分は、これらの車両外側部分を切り欠いて、これらの切り欠き内に第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲを第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに対し揺動可能にそれぞれ取り付けてある。
【００２７】
すなわち、第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲは、これらの下端部に第３シャフト１９ｂの上端部を固定し、この第３シャフト１９ｂの軸心を通る線上に第３ジョイント２５ｆＬ、２５ｆＲを設けて、第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲと第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲの上端部とを連結する。この結果、第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲは、第３ジョイント２５ｆＬ、２５ｆＲと第３シャフト１９ｂと結ぶ軸心回りに第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに対し揺動可能となる。
【００２８】
第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲの中間部分には、図２にみられるように、開孔を設けて軸受を配して車輪１０ｆＬ、１０ｆＲの駆動軸を回転自在にそれぞれ支持する。したがって、車輪１０ｆＬ、１０ｆＲは、第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲの揺動に伴って転舵方向へ回動されることになる。なお、第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲの駆動軸には第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲに支持した駆動モータ１４ｆＬ、１４ｆＲを連結し、いわゆるホイール・イン・モータを構成する。
【００２９】
ここで、上記正逆転切替機構５ｆの構成を図７に基づき説明する。
【００３０】
正逆転切替機構５ｆとしては、ダブル・ピニオン式遊星歯車を用いる。すなわち、図７（ａ）に示すように、正逆転切替機構５ｆは、サン・ギヤ５１、リング・ギヤ５３、サン・ギヤ５１に噛み合う第１ピニオンと第１ピニオン及びリング・ギヤ５３に噛み合う第２ピニオンとをそれぞれ回転可能に支持するキャリヤ５２を有する。サン・ギヤ５１には右側の中間回転シャフト４ｆＲの車両内側端部を連結し、またキャリヤ５２に左側の中間回転シャフト４ｆＬの車両内側端部を連結する。なお、これらの連結関係は逆にしてもよい。サン・ギヤ５１とリング・ギヤ５３の歯数比は、０．５に設定する。これにより、右側の中間回転シャフト４ｆＬと左側の中間回転シャフト４ｆＲとは、同じ回転方向であれ、逆回転方向であれ、同じ回転角度の大きさ、同じ回転速さで回転させることが可能となる。
【００３１】
リング・ギヤ５３の外周には、電磁式ツー・ウェイ・クラッチからなるロック機構５４を配置し、リング・ギヤ５４をハウジング５７に対し固定したり、あるいは回転自在に切り離したりして、これら間で切り替え可能とする。また、サン・ギヤ５１とキャリヤ５２とは、同様に電磁式ツー・ウェイ・クラッチからなる一体回転クラッチ５５により、一体結合したり、あるいは切り離したりして、これら間で切り替え可能とする。これにより、右側の中間回転シャフト４ｆＬと左側の中間回転シャフト４ｆＲとは、同方向の回転と逆方向の回転が選択可能となる。
【００３２】
これらロック機構５４及び一体回転クラッチ５５は、下記に説明するように構成して、電磁石５６への通電・非通電により切替制御する。
【００３３】
ロック機構５４は、図７（ｂ）に示すように、リング・ギヤ５３の外周面側にロック機構５４の円周形状の内輪転動面５４ａを形成し、またケース５７に固定した外輪の転動面５４ｂを正多角形に形成してカム面として機能させる。内輪転動面５４ａと外輪転動面５４ｂとの間には、複数個のローラ５４を内装するとともに、これらのローラ５４はバネ５４ｇと保持器５４ｄとで周方向に等間隔に保持する。
【００３４】
電磁石５６への非通電時には、ロック機構５４の保持器５４ｄは回転自在となる。この結果、保持器５４ｄは回転するリング・ギヤ５３に連れ回され、両転動面間の狭い所でローラ５４ｃが移動不可となってロック機構５４がロックする。これにより、リング・ギヤ５３がロックされる。なお、このロックはいずれの回転方向でも生じる。
【００３５】
これに対し、電磁石５６への通電時には、保持器５４ｄに連結したアーマチュア５４ｅが、ハウジング５７に固定した外輪プレート５４ｆに電磁力で引き付けられる結果、保持器５４ｄはその周方向に移動可能な部分の中央位置に保持されて両転動面間に広い隙間を形成する。この状態では、ローラ５４ｃが両転動面間の狭い所に食い込んでロックされることがないので、リング・ギヤ５３はいずれの方向にも回転自在となる。
【００３６】
一体回転クラッチ５５は、図７（ｃ）に示すように、キャリヤ５２に連結し円周形状の転動面を有する外輪５５ｂと、右側の中間回転シャフト４ｆＲに連結し、カム面としての正多角形の転動面を有する内輪５５ａと、これら転動面間に内装された複数個のローラ５５ｃと、ローラ５５ｃを周方向へ等間隔で保持する保持器５５ｄと、ローラ５５ｃを中立位置に付勢するバネ５５ｇと、を有する。
【００３７】
電磁石５６への非通電時には、ローラ５５ｃがバネ５５ｇにより中立位置、すなわち両転動面間の隙間が大きい位置に保持される結果、内輪５５ａは空転する。したがって、右側の中間回転シャフト４ｆＲと左側の中間回転シャフト４ｆＬとは、回転方向が互いに切り離されて逆方向への回転が可能となる。
【００３８】
これに対し、電磁石５６への通電時には、アーマチュア５５ｅがキャリヤ５２に固定したロータ５５ｆに電磁力で引き付けられるので、内輪５５ａが回転すると、ローラ５５ｃが両転動面間の狭い位置まで移動して食い込みロックする。この結果、右側の中間回転シャフト４ｆＲと左側の中間回転シャフト４ｆＬとは、一体となって同じ回転方向、かつ同じ回転角で回転するようになる。
【００３９】
一方、後輪ステアリング装置ＳＲは、前輪ステアリング装置ＳＦのステアリング・ホイール１や操舵輪側ステアリング・シャフト２４を設けず、また操舵力アシストモータ１５ｆの代わりに転舵モータ１５ｒを設けている。すなわち、後輪ステアリング装置ＳＲでは、左右の中間回転シャフト４ｒＬ、４ｒＲの間に正逆転機構５ｒを介在させ、これらの中間回転シャフト４ｒＬ、４ｒＲを同方向回転と逆方向回転との間で切り替え可能としている。この正逆転機構５ｒは、図７に示した前輪側の正逆転機構５ｆと同様に構成する。
【００４０】
転舵モータ１５ｒは、右側の中間回転シャフト４ｒＲを駆動可能である。なお、転舵モータ１５ｒには、この回転角を検出するモータ角度センサ２ｒを設け、その回転角や回転速度等を計測可能としてある。
【００４１】
その他の構成は、前輪ステアリング装置ＳＦと同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
車両には、上述した前輪ステアリング装置ＳＦ、後輪ステアリング装置ＳＲを制御するための電子制御システムを搭載してある。すなわち、ステアリング装置の電子制御システムは、操舵モード設定スイッチ２０、コントロール・ユニット２１、アクチュエータ・ドライバ２２、操舵角センサ２ｆ、モータ角度センサ２ｒ、車速センサ２ｓ等を備えている。
【００４３】
操舵モード設定スイッチ２０は、運転者が操作可能なように車両の室内に設けて、マイクロコンピュータ等で構成されるコントロール・ユニット２１に接続し操舵モード設定信号を入力する。これにより、「通常走行」、「小回り」、「その場回転」といった操舵モードのいずれかを、これらの操舵モードにそれぞれ対応する選択スイッチ２０ａ〜２０ｃを押すことで選択可能としてある。ここで、「通常走行」では前輪のみの転舵あるいは前輪の転舵を主とする転舵とし、「小回り」では前後輪を逆位相に切る転舵とし、「その場回転」では左右車輪を逆位相に切る転舵とする、操舵モードである。
【００４４】
コントロール・ユニット２１には、操舵モード設定スイッチ２０、操舵角や操舵速度を検出するための操舵角センサ２ｆ、転舵モータ15rの回転角を検出するモータ角度センサ２ｒ、車両の走行速度を検出する車速センサ２ｓ等が接続され、操舵モード設定信号、操舵角信号、モータ角度信号、車速信号等が入力され、これらの信号に応じて左右車輪の目標転舵方向、目標後輪転舵量を算出し、前輪ステアリング装置ＳＦの操舵力アシストモータ１５ｆ及び後輪ステアリング装置ＳＲの転舵モータ１５ｒへ加えるアシスト・トルク量を決める目標アシスト信号決定する。たとえば、この算出・決定にあたっては、操舵角信号や操舵速度が大きくなるほどアシスト・トルク量を大きくし、また車速が大きくなるほどアシスト・トルク量を小さくする。これらのセンサからの検出信号に基づき算出した信号をアクチュエータ・ドライバ２２へ出力し、操舵力アシストモータ１５ｆ及び転舵モータ１５ｒに電力を供給する。
【００４５】
次に、本実施例のサスペンションにつき説明する。
【００４６】
なお、図４〜図６は車両で用いるステアリング装置付きサスペンションのうち車両左側の前輪に用いるのみを示しているが、車両右側の前輪に用いるサスペンションも、車両長手方向中心線に関して車両左側部品と線対称になるように構成する。また、車両左右側の後輪のサスペンションも図４〜図６の同様、及びその線対称となるようにそれぞれ構成する。このように前後左右のサスペンションは互いに実質的に同じ構成とするが、車重の配分等に応じてスプリングのバネ定数やショック・アブソーバの減衰力等の設定を異ならせても良いことは言うまでもない。
【００４７】
左右のサスペンション・サポート１１ｆＬ、１１ｆＲは、それぞれコイル・スプリング１１１や、ショック・アブソーバを内蔵したストラット１１２等を有し、これらの軸心方向に沿って伸び縮み可能である。サスペンション・サポート１１ｆＬ、１１ｆＲは、これらの上端部をそれぞれ車体３０に第４ジョイント９ｆＬ、９ｆＲを介して揺動可能に支持して、やや車両外側の下方へ向けて伸ばし、その下部を前述したように第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲにボルト１１３、１１４にてそれぞれ固定する。
【００４８】
第１アクスル・ハウジング７ｆＬは、図４に示すように、その下端部を車両幅方向外側部分ほど前後幅が狭くなる形状に形成して、第３シャフト１９ｂの軸心回りに回動する前側左車輪１０ｆＬが、「その場回転」時などのように大きく転舵された時に干渉しないようにしてある。第１アクスル・ハウジング７ｆＬは、下端部分と、車両幅方向外側へ伸ばして第３ジョイント２５ｆＬを支持するよう車両幅方向外側へ伸ばした上端部分とを、これらの車両幅方向内側の前後位置にて上下方向に伸ばした連結部分により一体的に連結してある。
【００４９】
また、第１アクスル・ハウジング７ｆＬは、この下端部が、図５に示すように、第１軸受Ｂ１、ステアリング・シャフト６ｆＬ、第１シャフト２３ｆＬより下方位置で、かつこれらより前方に離した位置で、ロア・リンク１３ｆＬの車両幅方向外側端に第５ジョイント１８ｆＬを介して連結する。第５ジョイント１８ｆＬは、軸方向の変位を拘束するが、上下方向での揺動すなわち回転軸心の変位を許容する。
【００５０】
ロア・リンク１３ｆＬは、図４に示すように、この車両幅方向内側部分をその外側部分より車両前後方向に広げて、この内側部分の前後に離れたそれぞれの端部に設けたシリンダ部１３１ａ、１３１ｂを、車体３０に図示しないゴム・ブッシュを介して揺動可能に連結する。より詳細には、ロア・アーム１３ｆＬのシリンダ部１３１ａと１３１ｂとは、車両前後方向に離して設け、前方側シリンダ部１３１ａをステアリング・シャフト６ｆＬや第１ジョイント１６ｆＬの前方に配置し、また後方側シリンダ部１３１ｂをステアリング・シャフト６ｆＬや第１ジョイント１６ｆＬのやや後方に配置する。本実施例にあっては、前方側シリンダ部１３１ａの軸心と後方側シリンダ部１３１ｂの軸心とが同一線上にあるように配置する。
【００５１】
なお、シリンダ部１３１ａ、１３１ｂ内のゴム・ブッシュは、ロア・リンク１３ｆＬやステアリング・シャフト６ｆＬが上下方向へ揺動した際、これらの揺動中心が異なることからくる互いのこじりを吸収するのに必要な所定量だけ半径方向や軸心方向への変位を可能とするように設定しておく。
【００５２】
以上のように構成したサスペンションにあっては、図６に示すように、サスペンション・サポート１１ｆＬの上端部の第４ジョイント９ｆＬと第１アクスル・ハウジング７ｆＬの下端部の第５ジョイント１８ｆＬとを通る直線が、第１キング・ピン軸Ｋ１となる。また、第３ジョイント２５ｆＬと第３シャフト１９ｂとを通る直線が第２キング・ピン軸Ｋ２となる。
【００５３】
ただし、第１アクスル・ハウジング７ｆＬが第１キング・ピン軸Ｋ１回りに回動しようとしても、第１アクスル・ハウジング７ｆＬと車体３０との間に配置したステアリング・ロッド６ｆＬの剛性によりこの引っ張り方向、圧縮方向への変位が拘束されるので、第１アクスル・ハウジング７ｆＬは第１キング・ピン軸Ｋ１回りに回動することができない。一方、第２アクスル・ハウジング８ｆＬは、第２キング・ピン軸Ｋ２回りに第１アクスル・ハウジング７ｆＬに対し前側左車輪１０ｆＬとともに回動可能である。
【００５４】
なお、前輪側右車輪１０ｆＲ側のステアリング装置付きサスペンションも、上記前輪側左車輪１０ｆＬ側のステアリング装置付きサスペンションと同様の構造、ただし線対称に構成する。
【００５５】
以上、前輪側のステアリング装置付きサスペンションを中心に説明したが、後輪側のステアリング装置付きサスペンションも、図１及び図３に示すように、前輪側のステアリング装置付きサスペンションと同様に構成する。ただし、後輪側のステアリング装置付きサスペンションでは、前輪側と違って、ステアリング・ホイール１やステアリング歯車組３がない点、操舵力アシストモータ１５ｆの代わりに転舵モータ１５ｒを設けた点、操舵角センサ２ｆの代わりにモータ角度センサ２ｒを設けた点を除けば、前輪側のステアリング装置付きサスペンションと同様の構成とする。したがって、ここでは後輪側のステアリング装置付きサスペンションの説明は省略する。
【００５６】
次に、上記のように構成したステアリング装置付きサスペンションの作用につき、説明する。
【００５７】
車両走行中、道路の凸凹や旋回中の遠心力によって車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲが車体３０に対し上下動する。このとき、コイル・スプリング１１１やショック・アブソーバが縮んだり伸びたりするとともに、ロア・リンク１３ｆＬ、１３ｆＲ、１３ｒＬ、１３ｒＲやステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲも、それぞれブラケット１３１ａ、１３１ｂの軸心回り及び第１ジョイント１６ｆＬ、１６ｆＲ、１６ｒＬ、１６ｒＲ回りに上下方向へ揺動する。これらと第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲ、７ｒＬ、７ｒＲとは、それぞれ第５ジョイント１８ｆＬ、１８ｆＲ、１８ｒＬ、１８ｒＲ及び第２ジョイント１７ｆＬ、１７ｆＲ、１７ｒＬ、１７ｒＲにより相対揺動が可能となる。またサスペンション・サポート１１ｆＬ、１１ｆＲ、１１ｒＬ、１１ｒＲと車体３０とは、第４ジョイント９ｆＬ、９ｆＲ、９ｒＬ、９ｒＲにより揺動される。また、サスペンションの下方をロア・リンク１３ｆＬ、１３ｆＲ、１３ｒＬ、１３ｒＲとステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲとで前後方向の剛性を高く保ち、サスペンションの上方も第４ジョイント９ｆＬ、９ｆＲ、９ｒＬ、９ｒＲにより前後横方向の変位が所定量内に拘束されるので、車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲは、サスペンションに支持・ガイドされスムーズに上下動が可能となる。
【００５８】
一方、ステアリング装置については以下のように作用する。
【００５９】
すなわち、ステアリング・ホイール１かつ／又は操舵力アシストモータ１５ｆから入力された操舵トルクは、操舵輪側ステアリング・シャフト２４を回転させ、ステアリング歯車組３で減速、かつ車両幅方向に伸びる軸心回りの回転に変換されて、右側の中間回転シャフト４ｆＲを回転させる。
【００６０】
右側の中間回転シャフト４ｆＲの回転は、その車両外側端部に第１ジョイント１６ｆＲを介して右側ステアリング・シャフト６ｆＲに伝わる。また、これと同時に、右側の中間回転シャフト４ｆＲの回転は、その車両内側端部が連結された正逆転切替機構５ｆに伝わる。正逆転切替機構５ｆでは、左側の中間回転シャフト４ｆＬが、右側の中間回転シャフト４ｆＲの回転と同じ回転角・回転速さで、かつ運転者が操舵モード設定スイッチ２０で選択した操舵モードに応じて決まる右側の中間回転シャフト４ｆＲの回転と同じ回転方向（正転）あるいは逆回転方向（逆転）で回転する。この左側の中間回転シャフト４ｆＬは、第１ジョイント１６ｆＬを介して左側ステアリング・シャフト６ｆＬを回転させる。
【００６１】
左右のステアリング・シャフト４ｆＬ、４ｆＲの回転は、第２ジョイント１７ｆＬ、１７ｆＲ及び第１シャフト２３ｆＬ、２３ｆＲに伝わり、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ及び第２歯車７２Ｌ、７２Ｒでそれぞれ回転軸心の向きを変える。この第２歯車７２Ｌ、７２Ｒの回転は、第３歯車７３Ｌ、７３Ｒをそれぞれ回転させ、これらと一体の第３シャフト１９ｂを介して第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲを第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲに対し回転駆動する。この結果、ステアリング・ホイール１の操作、操舵モード設定スイッチ２０の設定に応じて、第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲに支持した前輪１０ｆＬ、１０ｆＲが転舵する。
【００６２】
一方、上記操舵操作は、操舵モード設定スイッチ２０の設定によっては、後輪側のステアリング装置付きサスペンションに支持した後輪１０ｒＬ、１０ｒＲをも以下のように転舵する。
【００６３】
ステアリング・ホイール１の操作、操舵モード設定スイッチ２０の設定に応じて後輪１０ｒＬ、１０ｒＲを転舵させる場合は、転舵モータ１５ｒに電力が供給されることで、右側の中間回転シャフト４ｒＲを回転させる。右側の中間回転シャフト４ｒＲは、その車両外側端部に連結した第１ジョイント１６ｒＲを介して右側のステアリング・シャフト６ｒＲを回転させる。これと同時に、左側の中間回転シャフト４ｒＬが、右側の中間回転シャフト４ｒＲの回転と同じ回転角・回転速さで、かつ運転者が操舵モード設定スイッチ２０で選択した操舵モードに応じて決まる右側の中間回転シャフト４ｒＲの回転と同じ回転方向あるいは逆回転方向で回転する。この左側の中間回転シャフト４ｒＬは、第１ジョイント１６ｒＬを介して左側ステアリング・シャフト６ｒＬを回転させる。
【００６４】
後輪側の左右のステアリング・シャフト６ｒＬ、６ｒＲの回転は、第２ジョイント１７ｒＬ、１７ｒＲ及び第１シャフト２３ｒＬ、２３ｒＲに伝わり、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ及び第２歯車７２Ｌ、７２Ｒで回転軸心の向きをそれぞれ変えられる。この第２歯車７２Ｌ、７２Ｒの回転は、それぞれ第３歯車７３Ｌ、７３Ｒを回転させ、これらと一体の第３シャフト１９ｂを介して後輪側の第２アクスル・ハウジング８ｒＬ、８ｒＲを第１アクスル・ハウジング７ｒＬ、７ｒＲに対し回転駆動する。この結果、ステアリング・ホイール１の操作、操舵モード設定スイッチ２０の設定に応じて、第１アクスル・ハウジング７ｒＬ、７ｒＲに支持した後輪１０ｒＬ、１０ｒＲが、転舵する。
【００６５】
以下、上記のように転舵される前後輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲの各転舵モードにおける転舵状態につき、それぞれ説明する。
運転者が操舵モード設定スイッチ２０の「通常走行」操舵モードスイッチ２０ａを選択した場合につき、説明する。
【００６６】
この場合は、コントロール・ユニット２１は、車速センサ２Ｓからの車速信号に基づき低速走行と判断したときは図１に示すように前輪１０ｆＬ、１０ｆＲのみを転舵し、後輪１０ｒＬ、１０ｒＲは転舵しない。したがって、前輪側の操舵力アシストモータ１５ｆはステアリング・ホイール１の操舵角に応じて駆動可能であるものの、後輪側の転舵モータ１５ｒは停止状態に保つ。また、コントロール・ユニット２１は、通常走行設定信号を出力して前後の正逆転切替機構５ｆ、５ｒを正転モードにする。
【００６７】
ステアリング・ホイール１の操作は、操舵輪側ステアリング・シャフト２４、ステアリング歯車組３、中間回転シャフト４ｆＲＬ、４ｆＲ、正逆転切替機構５ｆ、第１ジョイント１６ｆＬ、１６ｆＲ、ステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、第２ジョイント１７ｆＬ、１７ｆＲ、第１シャフト２３ｆＬ、２３ｆＲ、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ、第２歯車７２ｆＬ、７２ｆＲ、第３歯車７３ｆＬ、７３ｆＲ、第３シャフト１９ｃ、第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲの順に回転がそれぞれ伝えられ、前輪１０ｆＬ、１０ｆＲを転舵する。このとき、操舵力アシストモータ１５ｆは、ステアリング・ホイール１の操作角が大きいほど、また車速が低いほどアシスト力を大きくして運転者の操舵操作力を軽減する。
【００６８】
一方、コントロール・ユニット２１が高速走行と判断した場合は、図９に示すような前輪・後輪の同位相転舵を行う。また、操舵力アシストモータ１５ｆのアシスト力は高速になるにしたがって小さくしていくが、所定の高速以上ではゼロにしてもよい。
【００６９】
前輪１０ｆＬ、１０ｆＲは、上記低速での通常走行転舵モードと同様に転舵するが、後輪１０ｒＬ、１０ｒＲは転舵モータ１５ｒにて中間回転シャフト４ｒＬ、４ｒＲ、及びこれらに第１ジョイント１６ｒＬ、１６ｒＲでそれぞれ連結されたステアリング・シャフト６ｒＬ、６ｒＲをステアリング・ホイール１の操舵角に応じて回転させる。この場合、後輪側の正逆転切替機構５ｒは正転モードとなっているので、後輪の左右車輪１０ｒＬ、１０ｒＲは同じ転舵方向となる。
【００７０】
そして、内輪（図９では前後の右輪１０ｆＲ、１０ｒＲ）での切れ角α、α'は、外輪（図９では前後の左輪１０ｆＬ、１０ｒＬ）での切れ角β、β'よりそれぞれ大きくなるように、また前輪での切れ角が後輪での切れ角より大きく、すなわちα＞α'、β＞β'となるように設定する。これにより、高速での車両の操縦性・安定性を確保できるようになる。
【００７１】
これらの通常走行転舵モードにあっては、前進時は駆動モータ１４ｆＬ、１４ｆＲ、１４ｒＬ、１４ｒＲにより前後左右車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲのすべてを正転駆動する。また、後退時は駆動モータ１４ｆＬ、１４ｆＲ、１４ｒＬ、１４ｒＲにより前後左右車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲのすべてを逆転駆動する。
【００７２】
次に、運転者が操舵モード設定スイッチ２０の「小回り」操舵モードスイッチ２０ｂを選択した場合につき、説明する。
【００７３】
この場合は、コントロール・ユニット２１は、小回り設定信号を出力して後輪側の正逆転切替機構５ｒのみを逆転モードに切り替える。一方、「小回り」操舵モード設定時での転舵量は、図８に示すように、前後左右車輪１０ｆＬ，１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲの駆動軸の車両内側へ延長した線がすべて車両の旋回中心Ｏに集まるようにする。したがって、内輪（図８の場合は右輪１０ｆＲ、１０ｒＲ）の切れ角αを外輪（図８の場合は左輪１０ｆＬ、１０ｒＬ）の切れ角βより大きく設定する。
【００７４】
小回り操舵モードにて図８のように右に旋回する場合、あるいはこれとは逆に左の旋回する場合も、前進時は駆動モータ１４ｆＬ、１４ｆＲ、１４ｒＬ、１４ｒＲにより前後左右車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲのすべてを正転駆動する。また、後退時は駆動モータ１４ｆＬ、１４ｆＲ、１４ｒＬ、１４ｒＲにより前後左右車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲのすべてを逆転駆動する。
【００７５】
次に、運転者が操舵モード設定スイッチ２０の「その場回り」操舵モードスイッチ２０ｃを選択した場合につき、説明する。
【００７６】
この場合、コントロール・ユニット２１には操舵モード設定スイッチ２０からその場回り設定信号が入力され、この信号に応じてコントロール・ユニット２１は、そのコマンド信号をアクチュエータ・ドライバ２２に送る。アクチュエータ・ドライバ２２は、操舵力アシストモータ１５ｆ、転舵モータ１５ｒにそれぞれ駆動電力を供給するとともに、前後輪側の正逆転切替機構５ｆ、５ｒにもそれぞれが逆転信号を送りこれらを逆転モードへ切り替える。
【００７７】
この結果、図１０に示すように、前輪側の中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲは互いに逆方向へ回転し、また後輪側の中間回転シャフト４ｒＬ、４ｒＲも互いに逆方向へ回転する。これらの回転により、前輪側の左右のステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲも互いに逆方向へ回転し、後輪側の左右のステアリング・シャフト６ｒＬ、６ｒＲも互いに逆方向へ回転する。これらの回転は第２ジョイント１７ｆＬ、１７ｆＲ、１７ｒＬ、１７ｒＲ、第１シャフト２３ｆＬ、２３ｆＲ、２３ｒＬ、２３ｒＲ、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ、７ｒＬ、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒ、第３歯車７３Ｌ、７３Ｒ及び第３軸１９ｂを介して第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲ、８ｒＬ、８ｒＲを第２キング・ピン軸Ｋ２回りに回動させ、第２アクスル・ハウジングにより支持された前後左右車輪１０ｆＬ，１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲを転舵する。
【００７８】
この場合の転舵量は、各第２アクセル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲ、８ｒＬ、８ｒＲにより支持された駆動軸軸心の車両内側への一点鎖線で示す延長線が図１０に示すように１点で交わる位置となる大きさにする。このとき、前後左右車輪１０ｆＬ，１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲは、同じ円周上に沿うように転舵される。いずれの方向に回転するかは、ステアリング・ホイール１の回転方向で決める。これらにより、車両はその場回りが可能となる。なお、車両の通常前進時における回転駆動方向を正転とすると、車両を右回りさせる場合には、左輪側の駆動モータ１４ｆＬ、１４ｒＬで前後輪の左輪１０ｆＬ、１０ｒＬを正転駆動し、右輪側の駆動モータ１４ｆＲ、１４ｒＲで前後輪の右輪１０ｆＲ、１０ｒＲを逆転駆動する。左回りの場合は、駆動モータ１４ｆＬ、１４ｒＬ、１４ｆＲ、１４ｆＲで、前後左右車輪１０ｆＬ，１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲを右回りと逆の回転方向に駆動する。
【００７９】
なお、操舵モード設定スイッチ２０は、デフォルトで通常走行操舵モードとなるようにしておく。すなわち、エンジン・スタート時は常に通常走行操舵モードとして、車輪がその場回転、小回り、横移動の状態のまま放置されている場合には中立状態へ戻すようにしておく。
【００８０】
上記のように構成した第１実施例のステアリング装置付きサスペンションは、以下に列挙する効果を得ることができる。
【００８１】
（１）  第１実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、転舵手段によるステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲの回転を、第１歯車７１Ｌ、７１Ｒと第２歯車７２Ｌ、７２Ｒとからなる変向歯車組で回転軸心の方向を変えて、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒと第３歯車７３Ｌ、７３Ｒとからなる転舵歯車組にて、車輪１０ｆＬ，１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲを支持する第２アクスル・ハウジング８ｆＬ、８ｆＲ、８ｒＬ、８ｒＲに伝えこれらを転舵方向に回動させるようにしたので、タイロッドが不要となり、上記従来のステアリング装置よりも大きな転舵角（切れ角）で車輪を切ることが可能となり、たとえば車両のその場回転等が可能となる。
【００８２】
（２）  また、第１実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、上述した従来のステアリング装置より少ないアクチュエータで各操舵モードの制御が可能となり、より簡単な制御でステアリング装置を制御できる。
【００８３】
（３）  さらに、第１実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、ステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲを、車体３０及び第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲ、７ｒＬ、７ｒＲの間を揺動可能な状態で連結してサスペンションのリンクとして機能させるようにしたので、サスペンションのリンク数を減らすことができ、低コスト化や重量減が可能となる。
【００８４】
（４）  第１歯車７１Ｌを第２ジョイントでステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲに連結するとともに、第１歯車７１Ｒ、第２歯車７２Ｌ、７２Ｒ、第３歯車７３Ｌ、７３Ｒをそれぞれ第１軸受、第２軸受、第３軸受を介して第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲ、７ｒＬ、７ｒＲに支持するようにしたので、サスペンションの上下動があっても、これらの歯車の噛み合いを常に良好に保ちことができる。
【００８５】
（５）  ロア・リンク１３ｆＬ、１３ｆＲ、１３ｒＬ、１３ｒＲは、車体３０に対し車両幅方向へ所定量変位可能に取り付けたので、サスペンションの上下動の際、ステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲ等の揺動との関係によるこじりを防ぎながら、車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲを最適にガイドすることが可能となる。
【００８６】
（６）  第１実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、正逆転切替機構５ｆ、５ｒを、ダブル・ピニオン式遊星歯車とし、このリング・ギヤ５３と車体３０に固定したケース５７との間を接続・切り離しするロック機構５４と、サン・ギヤ５１とキャリヤ５２との間を接続・切り離しする一体回転クラッチ５５とを備える。また、ロック機構５４と一体回転クラッチ５５とを電磁式ツー・ウェイ・クラッチで構成し、左右のステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲの一方をサン・ギヤ５１に連結し、他方をキャリヤ５２に連結した。したがって、簡単な構成で左右車輪を正逆転の切り替えにより転舵方向を変えることが可能となる。この場合、サン・ギヤ５１とリング・ギヤ５３との歯数比を０．５に設定したので、左右のステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲが同じ向きの回転であれ逆向き回転であれ、左右車輪の切れ角を同一にすることができる。
【００８７】
（７）  第１実施例のステアリング装置付きサスペンションで用いるロック機構５４は、非通電時にはリング・ギヤ５３をケース５７に固定し、通電時にはロックを解除する。また、一体回転クラッチ５５は、非通電時にはサン・ギヤ５１とキャリヤ５２との連結を解除し、通電時にはこれらを連結する。したがって、非通電時に通常の２輪操舵が可能となり、この結果、「通常走行」操舵モードは、電線切れなどで正逆転切替機構５ｆ、５ｒが異常になった場合にも、通常走行転舵モードでの走行が可能となる。また、ステアリング・ホイール１からナックル９ＦＬ、９ｆＲ、９ｒＬ、９ｒＲまでを機械的に連結しているので、ステアリング・システムの異常時にも運転者が直接車輪を操舵することが可能となり、複雑な機構や制御を用いることなくフェール・セーフ機能を付与することができる。
【００８８】
（８）  第１実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、ロック機構５４と一体回転クラッチ５５とは、一つの電磁石５６を共用して作動するようにしたので、正逆転切替機構５ｆ、５ｒを簡素化でき低コスト化が可能にあるとともに、ロック機構５４と一体回転クラッチ５５とが同時に締結するインターロックを防止できる。
【００８９】
（９）  第１実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、操舵モード設定スイッチ２０と、操舵角センサ２ｆと、車速センサ２ｓとを設けて操舵モード信号、操舵角信号、車速信号をコントロール・ユニット２１に入力するので、コントロール・ユニット２１ではこれら入力信号に基づき最適な前後輪の転舵量を設定することができる。
【実施例２】
【００９０】
次に、本発明の第２実施例を図面とともに説明する。
【００９１】
第２実施例にあっては、第１アクスル・ハウジングの上端部を支持する構成が第１実施例とは異なる。すなわち、第１実施例では第１アクスル・ハウジングの上端部を、コイル・スプリング１１１や、ショック・アブソーバ内蔵のストラット１１２で構成したサスペンション・サポート１１ｆＬ、１１ｆＲ、１１ｒＬ、１１ｒＲにて連結・支持するようにしていたのに代えて、前輪側の左車輪を表した図１１に示すように、アッパ・リンク２６ｆを用い、その車両幅方向外側端部を第１アクスル・ハウジング７７ｆＬの上端部に第６ジョイント１８ｆＬを介して、また車両幅方向内側端部のシリンダ部１７ｆＬを車体３０にゴム・ブッシュを介してそれぞれ連結する。
【００９２】
第６ジョイント１８ｆＬは、軸心同士が互いに対し揺動可能だが、軸心に沿う変位や半径方向の変位は拘束するジョイントである。また、ゴム・ブッシュによりアッパ・リンク２６ｆＬが車体３０に対し、半径方向や軸心に沿う方向に所定量の変位が可能となるようにしてある。
【００９３】
その他の構成は、第１実施例と同じであるので、それらの説明は所略する。また、図示しないが、前輪側の右車輪側は図１１のものとは線対称に構成し、後輪側も前輪側と同様に構成する。なお、アッパ・リンクは本発明のアッパ側のサスペンション部材に相当する。
【００９４】
第２実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、上記実施例の効果（１）〜（９）に加えて以下の効果を有する。
【００９５】
（１０）第１アクスル・ハウジング７ｆＬ、７ｆＲ、７ｒＬ、７ｒＲをアッパ・リンク２６ｆＬで車体３０に揺動可能に連結したので、サスペンションのジオメトリの調整・変更が第１実施例でのサスペンション・サポートを用いる場合よりさらに大きな自由度で可能となる。したがって、より高い操縦性・安定性の向上を図ることが容易となる。
【実施例３】
【００９６】
次に、本発明の第３実施例を図面とともに説明する。
【００９７】
第３実施例にあっては、基本的な構成は第１実施例と同じであるが、正逆転切替機構の構成が一部異なる。すなわち、実施例２では、実施例１の一体回転クラッチ５５に代えてドッグ・クラッチ、すなわち、噛み合いクラッチを利用している。
【００９８】
第２実施例の正逆転切替機構では、図１２（ａ）に示すように、サン・ギヤ５１に連結した右側ステアリング・シャフト４ｆＲ上に、図１２（ｂ）に示す突起５５ｋを側面に設けたクラッチ歯車５５ｈを、スプライン等でその軸心方向に沿って移動可能に装着する。このため、クラッチ歯車５５ｈの外周に溝を設けてレバー５５ｊを摺動可能に嵌合させアクチュエータ５８で軸方向へ移動できるようにする。
【００９９】
一方、キャリヤ・プレート５５ｊには、図１２（ｃ）に示すように突起５５ｋに嵌合可能な溝５５ｍを設ける。したがって、クラッチ歯車５５ｈを軸方向に移動させ、突起５５ｋと溝５５ｍとを軸方向に離すことで、サン・ギヤ５１とキャリヤ５２とを切り離し、またクラッチ歯車５５ｈを軸方向に移動させて突起５５ｋと溝５５ｍと嵌合させることで、サン・ギヤ５１とキャリヤ５２とを一体回転させるように、切り替えることが可能となる。
【０１００】
なお、この一体回転クラッチ５５の締結状態で、左右車輪の中立位置及びトー調整をしておくことにより、クラッチ５５の切断・接続による車輪の中立位置のずれやトーの狂いが生じることがなく、操舵性能やタイヤの偏摩耗を防止することが可能となる。
【０１０１】
第２実施例のステアリング装置付きサスペンションは、上述した第１実施例の効果（１）〜（９）に加えて、以下の効果を得ることができる。
（１１）  第３実施例のステアリング装置では、一体回転クラッチ５５を、サン・ギヤ側のステアリング・シャフト４ｆＲ、４ｒＲとキャリヤ側ステアリング・シャフト４ｆＬ、４ｒＲとが所定の位相、たとえば１８０°で噛み合うドッグ・クラッチとしたので、左右車輪の位相のずれを実質的にゼロにすることが可能となる。また、本実施例ではドッグ・クラッチを用いたので、摩擦板式クラッチ等を用いる場合に比べてその費用も低減することができる。
【０１０２】
以上、本発明のステアリング装置付きサスペンションにつき第１実施例乃至第３実施例につき説明してきたが、本発明のステアリング装置付きサスペンションは上記実施例に限定されるものではなく、たとえば、以下のような変形や変更等が可能である。
【０１０３】
本発明のステアリング装置付きサスペンションは、それぞれの車輪にホイール・イン・モータを組み込んだ車両に限られず、内燃機関と電気モータを電力源とするハイブリッド電気車両等を含む他の駆動形式の車両にも適用可能である。
【０１０４】
実施例では変向歯車組（第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ及び第２歯車７２Ｌ、７２Ｒ）には、実施例では交差軸歯車を用いたが、これに代えてフェース・ギヤやハイポイド・ギヤ等を用いてもよい。特に、後者はより高価になるものの、２軸が交差しない配置が可能となり、サスペンション・ジオメトリを異ならせる場合や、他部品との干渉を避ける場合に有効である。
【０１０５】
実施例では、変向歯車組に第１歯車７１Ｌ、７１Ｒ及び第２歯車７２Ｌ、７２Ｒを、また転舵歯車組に第２歯車７２Ｌ、７２Ｒ及び第３歯車７３Ｌ、７３Ｒを用いて、第２歯車を変向歯車組の出力歯車と転舵歯車組の入力歯車として兼用したが、第２軸１９ａに第２歯車７２Ｌ、７２Ｒを設けるとともに転舵歯車組の入力歯車を別に設けて、この入力歯車に第３歯車７３Ｌ、７３Ｒを噛み合わせるようにしてこれらで転舵歯車組を構成するようにしてもよい。この場合、各歯車組で歯車比を独立して設定できる。
【０１０６】
第１ジョイント、第２ジョイントには、等速ジョイントを用いることが望ましいが、これに限らず他の形式のジョイントを用いるようにしてもよい。
【０１０７】
サスペンションにあっては、実施例では、ロア・リンク１３ｆＬ、１３ｆＲ、１３ｒＬ、１３ｒＲにはスタビライザを描いていないが、前輪の左右車輪１０ｆＬ、１０ｆＲ間、また後輪の左右車輪１０ｒＬ、１０ｒＲ間にそれぞれスタビライザを設けてもよい。特に、高速走行するものにあっては設けた方が望ましい。
【０１０８】
実施例では、「通常走行」操舵モードを、低速走行時では後輪１０ｒＬ、１０ｒＲを転舵ゼロに保ち、前輪のみステアリング・ホイール１の転舵操作に応じて転舵させ、高速走行時では後輪を前輪と同位相で転舵するようにしているが、車両によっては後輪を前輪とは逆位相にわずか転舵することでアンダステア特性を付与するようにしてもよい。また、前輪、後輪の同位相制御にあっては、積極的に、前輪と後輪との転舵量を同じにして、いわゆる斜め走行が可能なようにしてもよい。この場合、操舵モード設定スイッチ２０にも「斜め走行」転舵モードのスイッチを設けるようにする。この場合、図９において前後の左右車輪の切れ角α、α'、β、β'が同一となるようにする。
【０１０９】
本発明のステアリング装置にあっては、実施例では、操舵手段をステアリング・ホイール１から中間回転シャフト４ｆＬ、４ｆＲ、４ｒＬ、４ｒＲまですべて機械的に連結して、ステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲを駆動するようにしているが、ステアリング・ホイール１とステアリング・シャフト６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲとの間を機械的に切り離して、いわゆるステア・バイ・ワイヤ操舵システムで構成するようにしてもよい。また、転舵手段の構成にはさらにジョイントを増やしたり、回転方向の相対変位は拘束するが軸方向にスライド可能としたりするものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施例になるステアリング装置付きサスペンションと、その電子制御系とを備えた車両を模式的に示す平面図である。
【図２】本実施例のステアリング装置付きサスペンションを備えた車両の前面を車両前方からみた模式図である。
【図３】本実施例のステアリング装置付きサスペンションを備えた車両の後面を車両前方側からみた模式図である。
【図４】図1に示すステアリング装置付きサスペンションのうちの車両前方左側ステアリング装置付きサスペンションを拡大して模式的に示す平面図である。
【図５】図４の車両前方左側ステアリング装置付きサスペンションを車両後方からみた図である。
【図６】図４，図５の車両前方左側ステアリング装置付きサスペンションを拡大して車両側方からみた図である。
【図７】本実施例のステアリング装置付きサスペンションのステアリング装置に用いる正逆転切替機構を示す図であり、（ａ）はその全体構成を模式的に示す図、（ｂ）は正逆転切替機構で用いるロック機構の断面図、（ｃ）は正逆転切替機構で用いる一体回転クラッチの断面図である。
【図８】本実施例のステアリング装置付きサスペンションを用いて前後輪とも左右車輪を逆位相とする、小回り操舵モードでの操舵状態を示す図である。
【図９】本実施例のステアリング装置付きサスペンションを用いて前後左右車輪を同位相とする、通常走行操舵モードでの高速時操舵状態を示す図である。
【図１０】本実施例のステアリング装置付きサスペンションを用いて前後左右車輪を同位相とする、その場回転操舵モードでの操舵状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例になるステアリング装置付きサスペンションのうち車両左側のサスペンションを車両後方側からみた模式図である。
【図１２】本発明の第３実施例になるステアリング装置付きサスペンションに用いる正逆転切替機構を示す図であり、（ａ）はその全体構成を模式的に示す図、（ｂ）は正逆転切替機構の突起を設けたクラッチ歯車を示す図、（ｃ）は突起と噛み合い可能な溝を設けた、正逆転切替機構のキャリヤ・プレートを示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
ＳＦ  前輪側ステアリング装置
ＳＲ  後輪側ステアリング装置
Ｓ１  揺動中心線
１  ステアリング・ホイール（転舵手段）
３  ステアリング歯車組
５ｆ、５ｒ  正逆回転切替機構（正逆転切替手段）
６ｆＬ、６ｆＲ、６ｒＬ、６ｒＲ  ステアリング・シャフト
７ｆＬ  第１アクスル・ハウジング
８ｆＬ  第２アクスル・ハウジング
１０ｆＬ、１０ｆＲ、１０ｒＬ、１０ｒＲ  車輪
１１ｆＬ、１１ｆＲ、１１ｒＬ、１１ｒＲ  サスペンション・サポート（アッパ側サスペンション部材）
１３ｆＬ、１３ｆＲ、１３ｒＬ、１３ｒＲ  ロア・リンク（ロア側リンク部材）
１３１ａ、１３１ｂ  ゴム・ブッシュ入りシリンダ部
１４ｆＬ、１４ｆＲ、１４ｒＬ、１４ｒＲ  駆動モータ
１５ｆ  操舵力アシストモータ
１５ｒ  転舵モータ
１６Ｌ、１６Ｒ  第１ジョイント
１７ｆＬ、１７ｆＲ、１７ｒＬ、１７ｒＲ  第２ジョイント
１９ａ  第２シャフト
１９ｂ  第３シャフト
２０  操舵モード設定スイッチ
２１  コントロール・ユニット
２２  アクチュエータ・ドライバ
２３ｆＬ、２３ｆＲ、２３ｒＬ、２３ｒＲ  第１シャフト
２４  操舵輪側ステアリング・シャフト（転舵手段）
２５ｆＬ、２５ｆＲ、２５ｒＬ、２５ｒＲ  第３ジョイント
３０  車体
７１Ｌ、７１Ｒ  第１歯車（変向歯車組）
７２Ｌ、７１Ｒ  第２歯車（変向歯車組、転舵歯車組）
７３Ｌ、７３Ｒ  第３歯車（転舵歯車組）
【図１】
2010076528.tif 000003
【図２】
2010076528.tif 000004
【図３】
2010076528.tif 000005
【図４】
2010076528.tif 000006
【図５】
2010076528.tif 000007
【図６】
2010076528.tif 000008
【図７】
2010076528.tif 000009
【図８】
2010076528.tif 000010
【図９】
2010076528.tif 000011
【図１０】
2010076528.tif 000012
【図１１】
2010076528.tif 000013
【図１２】
2010076528.tif 000014