(57)【要約】【課題】走行状況に応じた補助的な転舵が左右輪独立で行えて、車両の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善を図ることが可能となり、また構成が簡素でかつ剛性を高めることができる転舵機能付ハブユニットおよびこれを備えた車両を提供する。【解決手段】この補助転舵機能付ハブユニット１は、ナックル６と、ケース６ｂと、ハブベアリング１５を有し、ナックル６に上下二箇所の回転許容支持部品４，４を介して上下方向に延びる補助転舵軸心Ａ回りに回転自在に設置されるハブユニット本体２と、ナックル６に設置されてハブユニット本体２を補助転舵軸心Ａ回りに回転駆動させるアクチュエータ本体７とを備える。ケース６ｂは、アクチュエータ本体２の一部または全部を覆い、ナックル６の一部としてナックル６の他の部分と一体に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架装置のナックルと、
ケースと、
車輪支持用のハブベアリングを有し、前記ナックルに上下二箇所の回転許容支持部品を介して上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に設置されるハブユニット本体と、
前記ナックルに設置されて前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させるアクチュエータ本体と、を備え、
前記ケースは、前記アクチュエータ本体の一部または全体を覆い、前記ナックルの一部として前記ナックルの他の部分と一体に形成されている転舵機能付ハブユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の転舵機能付ハブユニットにおいて、前記ナックルは、ショックアブソーバ取り付け部およびステアリング装置結合部を有し、前記ケースの外表面部と前記ショックアブソーバ取り付け部の付け根との間、または、前記ケースの外表面部と前記ステアリング装置結合部の基端部との間を定められたＲ形状で繋いだ転舵機能付ハブユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の転舵機能付ハブユニットにおいて、前記ナックルは、鉄よりも密度が低い軽材料から成る転舵機能付ハブユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の転舵機能付ハブユニットにおいて、前記軽材料をアルミニウム合金とする転舵機能付ハブユニット。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の転舵機能付ハブユニットを用いて前輪および後輪のいずれか一方または両方が支持された車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリング装置による転舵に付加する転舵、または後輪転舵等の補助的な転舵を行う機能を備えた転舵機能付ハブユニットおよびこれを備えた車両に関し、車両の走行性の安定と安全性の向上の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車等の車両は、ハンドルとステアリング装置が機械的に接続され、また、ステアリング装置の両端はタイロッドによってそれぞれの左右輪につながっている。そのため、ハンドルの動きによる左右輪の切れ角度は初期の設定によって決まる。
車両のジオメトリには、(1) 左右輪の切れ角度が同じである「パラレルジオメトリ」、(2) 旋回中心を１か所にするために旋回内輪タイヤ角度を旋回外輪タイヤ角度よりも大きく切る「アッカーマンジオメトリ」が知られている。
【０００３】
車両のジオメトリは、走行性の安定と安全性に影響する。
走行状況に応じてステアリングジオメトリを可変とした機構に関しては、例えば特許文献１，２が提案されている。特許文献１では、ナックルアームとジョイント位置を相対的に変化させて、ステアリングジオメトリを変化させる。特許文献２では、モータ２個を使い、トー角とキャンバー角の両方を任意の角度に傾けることを可能にしている。また、４輪独立転舵の機構につき、特許文献３で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２６９７２号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１２２０６３３７号明細書
【特許文献３】特開２０１４−０６１７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アッカーマンジオメトリは、車両に作用する遠心力を無視できるような低速域での旋回において、車輪にスムースに旋回させるために、各輪が共通の一点を中心として旋回するように左右輪の舵角差を設定している。しかし、遠心力を無視できない高速域の旋回においては、車輪は遠心力とつり合う方向にコーナリングフォースを発生させることが望ましいため、アッカーマンジオメトリよりもパラレルジオメトリとすることが好ましい。
【０００６】
前述したように一般的な車両の操舵装置は機械的に車輪と接続されているため、一般的には固定された単一のステアリングジオメトリしか取ることができず、アッカーマンジオメトリとパラレルジオメトリとの中間的なジオメトリに設定されることが多い。しかし、この場合、低速域では左右輪の舵角差が不足して外輪の舵角が過大となり、高速域では内輪の舵角が過大となる。このように内外輪のタイヤ横力配分に不要な偏りがあると、走行抵抗の悪化による燃費悪化及びタイヤの早期摩耗の原因となり、また内外輪を効率的に利用できないことによって、コーナリングのスムースさが損なわれるといった課題がある。
【０００７】
特許文献１，２の提案によると、ステアリングジオメトリを変更させることができるが次の課題がある。
特許文献１では、前述のようにナックルアームとジョイント位置を相対的に変化させてステアリングジオメトリを変化させているが、このような部分で車両のジオメトリを変化させるほどの大きな力を得るモータアクチュエータを備えることは、空間の制約上、非常に困難である。また、この位置での変化によるタイヤ角の変化が小さく、大きな効果を得るためには、大きく変化させる、つまり大きく動かす必要がある。
【０００８】
特許文献２では、モータを２個使っているため、モータ個数の増大によるコスト増が生じるうえ、制御が複雑になる。
特許文献３は、４輪独立転舵の車両にしか適用出来ず、また転舵軸に対しハブベアリングを片持ち支持しているため、剛性が低下し、過大な走行Ｇの発生によってステアリングジオメトリが変化してしまう可能性がある。
また、転舵軸上に減速機を設けた場合、大きな動力が必要となる。このため、モータを大きくするが、モータを大きくすると車輪の内周部に全体を配置することが困難となる。
また、減速比の大きい減速機を設けた場合、応答性が悪化する。
【０００９】
上記のように従来の補助的な転舵機能を備えた機構は、車両においてタイヤのトー角度またはキャンバー角度を任意に変更することを目的としているため、複雑な構成が必要であり、構成部品が多くなる。このため、剛性を確保することが困難となり、剛性を確保するためには大型化する必要があり重量増となる。
【００１０】
また、一般にナックルをアルミニウム合金化することで、軽量化を図る場合がある。但し、ナックルをアルミニウム合金化するためには、剛性・強度を確保する必要があることから、ナックルの体積を増加させる必要があり、軽量化の効果は小さい。
【００１１】
この発明の目的は、走行状況に応じた補助的な転舵が左右輪独立で行えて、車両の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善を図ることが可能となり、また構成が簡素でかつ剛性を高めることができる転舵機能付ハブユニットおよびこれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の転舵機能付ハブユニットは、懸架装置のナックルと、
ケースと、
車輪支持用のハブベアリングを有し、前記ナックルに上下二箇所の回転許容支持部品を介して上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に設置されるハブユニット本体と、
前記ナックルに設置されて前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させるアクチュエータ本体と、を備え、
前記ケースは、前記アクチュエータ本体の一部または全体を覆い、前記ナックルの一部として前記ナックルの他の部分と一体に形成されている。
前記「一体」とは、ケースと、ナックルの他の部分とが同一の材料で鋳造、鍛造、または機械加工等により形成されていることを言う。
【００１３】
この構成によると、車輪を支持するハブベアリングを含むハブユニット本体を、アクチュエータ本体の駆動により、前記転舵軸心回りに自由に回転させることができる。このため、車輪毎に独立して転舵が行え、また車両の走行状況に応じて、タイヤのトー角を任意に変更することができる。
そのため、前輪等の転舵輪および後輪等の非転舵輪のいずれに用いてもよい。転舵輪に用いる場合は、ステアリング装置により方向が変化させられる部材に設置されることにより、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、左右の車輪個別の、または左右輪連動したタイヤの微小な角度変化を行わせる機構となる。
【００１４】
また、旋回走行時に、走行速度に応じて左右輪の舵角差を変えることができる。例えば高速域の旋回においてはパラレルジオメトリとし、低速域ではアッカーマンジオメトリとするなど、走行中にステアリングジオメトリを変化させることができる。このように走行中にタイヤ角度を任意に変更することができるため、車両の運動性能を向上させ、安定・安全に走行することが可能となる。旋回走行時における左右の操舵輪の操舵角度を適切に変えることで、車両の旋回半径を小さくし、小回り性能を向上させることもできる。
さらに直線走行時にも、それぞれの場面に合わせてトー角度の量を調整することで、走行抵抗を下げ燃費を悪化させることなく、走行安定性を確保するなど調整が可能である。
【００１５】
特に、アクチュエータ本体の一部または全体を覆うケースがナックルの一部としてナックルの他の部分と一体に形成されているため、ハブユニット全体をコンパクトに設定することができるうえ、ケース自体がリブの役割を果たし、また、ケースの外表面部とこの外表面部から突出するショックアブソーバ取り付け部等の付け根との間を適切なＲ形状で繋げることで、応力集中部を緩和することができる。このため、転舵機能付ハブユニットの構成を簡素化でき且つ剛性を高めることができる。
【００１６】
前記ナックルは、ショックアブソーバ取り付け部およびステアリング装置結合部を有し、前記ケースの外表面部と前記ショックアブソーバ取り付け部の付け根との間、または、前記ケースの外表面部と前記ステアリング装置結合部の基端部との間を定められたＲ形状で繋いだものであってもよい。
前記定められたＲ形状は、設計等によって任意に定めるＲ形状であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切なＲ形状を求めて定められる。
この場合、ケースの外表面部とショックアブソーバ取り付け部の付け根との間、またはケースの外表面部とステアリング装置結合部の基端部との間の応力集中部を緩和することができる。これにより、ナックル全体の剛性を変化させることなくケースの薄肉化が可能となる。
【００１７】
前記ナックルは、鉄よりも密度が低い軽材料から成るものであってもよい。この場合、ナックルと一体に形成されているケースの重量を低減することができる。このため、転舵機能付ハブユニットのばね下荷重を低減させ、車両の運動性能の低下を抑えることができる。
前記軽材料をアルミニウム合金としてもよい。
【００１８】
この発明の車両は、この発明における上記いずれかの構成の転舵機能付ハブユニットを用いて前輪および後輪のいずれか一方または両方が支持される。
そのため、この発明の転舵機能付ハブユニットにつき前述した各効果が得られる。前輪は一般的に転舵輪とされるが、転舵輪にこの発明の転舵機能付ハブユニットを適用した場合は、走行中におけるトー角調整に効果的である。また、後輪は一般的に非転舵輪とされるが、非転舵輪に適用した場合は、非転舵輪の若干の転舵によって低速走行時における最小回転半径の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の転舵機能付ハブユニットは、懸架装置のナックルと、ケースと、車輪支持用のハブベアリングを有し、前記ナックルに上下二箇所の回転許容支持部品を介して上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に設置されるハブユニット本体と、前記ナックルに設置されて前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させるアクチュエータ本体と、を備え、前記ケースは、前記アクチュエータ本体の一部または全体を覆い、前記ナックルの一部として前記ナックルの他の部分と一体に形成されている。このため、走行状況に応じた補助的な転舵が左右輪独立で行えて、車両の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善を図ることが可能となり、また構成が簡素でかつ剛性を高めることができる。
【００２０】
この発明の車両は、いずれかの構成の転舵機能付ハブユニットを用いて前輪および後輪のいずれか一方または両方が支持されるため、走行状況に応じた補助的な転舵が左右輪独立で行えて、車両の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善を図ることが可能となり、また構成が簡素でかつ剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る転舵機能付ハブユニットおよびその周辺の構成を示す縦断面図である。
【図２】同転舵機能付ハブユニットおよびその周辺の構成を示す水平断面図である。
【図３】同転舵機能付ハブユニットの外観を示す斜視図である。
【図４】同転舵機能付ハブユニットの分解正面図である。
【図５】同転舵機能付ハブユニットの分解斜視図である。
【図６】同転舵機能付ハブユニットの側面図である。
【図７】同転舵機能付ハブユニットの平面図である。
【図８】図６のVIII -VIII線断面図である。
【図９】同転舵機能付ハブユニットのケース付ナックルの外観を示す斜視図である。
【図１０】同ケース付ナックルの外観を別の角度からみた斜視図である。
【図１１】同ナックルの正面図である。
【図１２】この発明の第２の実施形態に係る転舵機能付ハブユニットの斜視図である、
【図１３】同転舵機能付ハブユニットの分解正面図である。
【図１４】各実施形態の転舵機能付ハブユニットが適用される車両の一例の模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１の実施形態＞
この発明の第１の実施形態に係る転舵機能付ハブユニットを図１ないし図１１と共に説明する。
＜転舵機能付ハブユニットの概略構造＞
図１に示すように、この転舵機能付ハブユニット（補助転舵機能付ハブユニット）１は、ナックル６と、ケース６ｂと、ハブユニット本体２と、ユニット支持部材３と、回転許容支持部品４と、補助転舵用アクチュエータ５とを備える。図４および図５に示すように、ナックル６のインボード側に、補助転舵用アクチュエータ５のアクチュエータ本体７が設けられ、ナックル６のアウトボード側に、ハブユニット本体２が設けられる。
【００２３】
図２および図３に示すように、ハブユニット本体２とアクチュエータ本体７とはジョイント部８のみによって連結されている。通常、このジョイント部８は、防水、防塵のために図示外のブーツが取り付けられている。なお補助転舵機能付ハブユニット１を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。
【００２４】
図１に示すように、ハブユニット本体２は、上下方向に延びる転舵軸心（補助転舵軸心）Ａ回りに回転自在なように、上下二箇所で回転許容支持部品４，４を介してユニット支持部材３およびナックル６に支持されている。補助転舵軸心Ａは、車輪９の回転軸心Ｏとは異なる軸心であり、主な転舵を行うキングピン軸とも異なっている。通常の車両は、車両走行の直進安定性の向上を目的としてキングピン角度が１０〜２０度で設定されているが、この実施形態の補助転舵機能付ハブユニット１は、前記キングピン角度とは別の角度（軸）の転舵軸を有する。車輪９は、ホイール９ａとタイヤ９ｂとを備える。
【００２５】
＜補助転舵機能付ハブユニット１の設置箇所＞
この補助転舵機能付ハブユニット１は、この実施形態では転舵輪、具体的には図１４に示すように、車両１０の前輪９Ｆのステアリング装置１１による転舵に付加して左右輪個別に微小な角度（約±５ｄｅｇ）を転舵させる機構として、懸架装置１２のナックル６に一体に設けられる。
【００２６】
図２に示すように、ステアリング装置１１は、ハンドル（図示せず）の操作に応じて車輪９を転舵させる装置である。同図２は、足回りの様子を上方から見た図である。この補助転舵機能付ハブユニット１のステアリング結合部６ｄ（後述する）には、通常の車両用のステアリング装置１１がタイロッド１４を介して連結されており、運転者のハンドル操作によって車輪９を操舵することを可能としている。この補助転舵機能付ハブユニット１は、この他に、前輪転舵に対する補助として後輪９Ｒ（図１４）の転舵を行う機構として用いてもよい。懸架装置１２（図１４）としては、ストラット式サスペンション機構、マルチリンク式サスペンション機構、その他のサスペンション機構のいずれかが適用される。
【００２７】
＜ハブユニット本体２について＞
図１に示すように、ハブユニット本体２は、車輪９の支持用のハブベアリング１５と、アウターリング１６と、後述の補助転舵力受け部１７（図３，図５参照）とを備える。
図８に示すように、ハブベアリング１５は、内輪１８と、外輪１９と、これら内外輪１８，１９間に介在したボール等の転動体２０とを有し、車体側の部材と車輪９（図１）とを繋ぐ役目をしている。
【００２８】
このハブベアリング１５は、図示の例では、外輪１９が固定輪、内輪１８が回転輪となり、転動体２０が複列とされたアンギュラ玉軸受とされている。内輪１８は、ハブフランジ１８ａａを有しアウトボード側の軌道面を構成するハブ輪部１８ａと、インボード側の軌道面を構成する内輪部１８ｂとを有する。図１に示すように、ハブフランジ１８ａａに、車輪９のホイール９ａがブレーキロータ２１ａと重なり状態でボルト固定されている。内輪１８は、回転軸心Ｏ回りに回転する。
【００２９】
図８に示すように、アウターリング１６は、外輪１９の外周面に嵌合された円環部１６ａと、この円環部１６ａの外周から上下に突出して設けられたトラニオン軸状の取付軸部１６ｂ，１６ｂとを有する。各取付軸部１６ｂは、補助転舵軸心Ａに同軸に設けられる。
図２に示すように、ブレーキ２１は、ブレーキロータ２１ａと、ブレーキキャリパ２１ｂとを有する。ブレーキキャリパ２１ｂは、外輪１９に一体にアーム状に突出して形成された上下二箇所のブレーキキャリパ取付部２２（図６）に取付けられる。
【００３０】
＜回転許容支持部品およびユニット支持部材について＞
図８に示すように、各回転許容支持部品４は、転がり軸受から成る。この例では、転がり軸受として、テーパころ軸受が適用されている。転がり軸受は、取付軸部１６ｂの外周に嵌合された内輪４ａと、ユニット支持部材３およびナックル６に後述するように嵌合された外輪４ｂと、内外輪４ａ，４ｂ間に介在する複数の転動体４ｃとを有する。図５に示すように、ナックル６のアウトボード側端に、略リング形状のユニット支持部材３が着脱自在に固定されている。ユニット支持部材３のインボード側側面のうち上下の部分には、部分的な凹球面状の嵌合孔形成部３ａがそれぞれ形成されている。
【００３１】
図７および図１０に示すように、ナックル６のアウトボード側端のうち上下の部分には、部分的な凹球面状の嵌合孔形成部６ａがそれぞれ形成されている。図３に示すように、ナックル６のアウトボード側端にユニット支持部材３が固定され、各上下の部分につき、嵌合孔形成部３ａ，６ａ（図７）が互いに組み合わされることにより、全周に連なる嵌合孔が形成される。なお図３において、ナックル６およびユニット支持部材３を、一点鎖線で表す。図８に示すように、この嵌合孔に外輪４ｂが嵌合されている。
【００３２】
各取付軸部１６ｂには、雌ねじ部が径方向に延びるように形成され、この雌ねじ部に螺合するボルト２３が設けられている。内輪４ａの端面に円板状の押圧部材２４を介在させ、前記雌ねじ部に螺合するボルト２３により、内輪４ａの端面に押圧力を付与することで、各回転許容支持部品４にそれぞれ予圧を与えている。これにより各回転許容支持部品４の剛性を高め得る。なお、回転許容支持部品４の転がり軸受は、テーパころ軸受に代えてアンギュラ玉軸受または四点接触玉軸受を用いてもよい。その場合も、上記と同様に予圧を与えることができる。
【００３３】
図２に示すように、補助転舵力受け部１７は、ハブベアリング１５の外輪１９に補助転舵力を与える作用点となる部位であり、外輪１９の外周の一部に一体に突出したアーム部として設けられている。この補助転舵力受け部１７は、ジョイント部８を介して、後述する補助転舵用アクチュエータ５の直動出力部２５ａに回転自在に連結されている。これにより、補助転舵用アクチュエータ５の直動出力部２５ａが進退することで、ハブユニット本体２が補助転舵軸心Ａ（図１）回りに回転、つまり補助転舵させられる。
【００３４】
＜補助転舵用アクチュエータ５＞
図３〜図５に示すように、補助転舵用アクチュエータ５は、ハブユニット本体２を補助転舵軸心Ａ（図１）回りに回転駆動させるアクチュエータ本体７を有する。
図２に示すように、アクチュエータ本体７は、モータ２６と、モータ２６の回転を減速する減速機２７と、この減速機２７の正逆の回転出力を直動出力部２５ａの往復直線動作に変換する直動機構２５とを備える。モータ２６は、例えば永久磁石型同期モータとされるが、直流モータであっても、誘導モータであってもよい。
【００３５】
減速機２７は、ベルト伝達機構等の巻き掛け式伝達機構またはギヤ列等を用いることができ、図２の例ではベルト伝達機構が用いられている。
直動機構２５は、滑りねじまたはボールねじ等の送りねじ機構、またはラック・ピニオン機構等用いることができ、この例では台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構が用いられている。
図５に示すように、モータ２６、減速機２７および直動機構２５を備えたアクチュエータ本体７は、準組立品として組み立てられてケース６ｂにボルト等により着脱自在に取り付けられる。
なおモータ２６の駆動力を、減速機を介さず直接直動機構２５へ伝達する機構も可能である。
【００３６】
ケース６ｂは、アクチュエータ本体７の一部（略全体）を覆い、ナックル６の一部としてナックル６の他の部分と一体に形成されている。前記「一体」とは、ケース６ｂと、ナックル６の他の部分とが同一の材料で鋳造、鍛造、または機械加工等により一体形成されていることを言う。このケース６ｂ付きのナックル６は、鉄よりも密度が低い軽材料から成る。
【００３７】
この軽材料として、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastics：略称；ＣＦＲＰ）等を適用し得る。但し、これらの材料に限定されるものではない。
アルミニウム合金は、展伸材用合金（１０００系から７０００系）と鋳物用合金（ＡＣ材、ＡＤＣ材）などがあるが、ケース６ｂ付きのナックル６の材料として好ましいのは、鍛造で使用するアルミニウム合金５０００系と６０００系、また鋳造で使用するアルミニウム合金ＡＤＣ１２とＡＣ４Ａなどが例示できる。
【００３８】
ケース６ｂは、有底筒状に形成され、モータ２６を支持するモータ収容部と、直動機構２５を支持する直動機構収容部が設けられている。前記モータ収容部には、モータ２６をケース内所定位置に支持する嵌合孔６ｂａが形成されている。前記直動機構収容部には、直動機構２５をケース内所定位置に支持する嵌合孔６ｂｂ、および図２に示すように、直動出力部２５ａの進退を許す貫通孔６ｂｃ（図９）等が形成されている。
【００３９】
図５に示すように、ケース６ｂ付きのナックル６は、ショックアブソーバの取り付け部となるショックアブソーバ取り付け部６ｃ、およびステアリング装置の結合部となるステアリング装置結合部６ｄを有する。これらショックアブソーバ取り付け部６ｃおよびステアリング装置結合部６ｄも、ケース６ｂに一体に形成されている。ケース６ｂの外表面部における上部に、ショックアブソーバ取り付け部６ｃが突出するように形成されている。ケース６ｂの外表面部における側面部には、ステアリング装置結合部６ｄが突出するように形成されている。
【００４０】
ケース６ｂの外表面部とショックアブソーバ取り付け部６ｃの付け根６ｃａとの間の繋ぎ部２８（図１１）、およびケース６ｂの外表面部とステアリング装置結合部６ｄの基端部６ｄａとの間の繋ぎ部２９は、それぞれ定められたＲ形状で繋いでいる。この場合、各繋ぎ部２８，２９の応力集中部を緩和することができる。これにより、ナックル全体の剛性を変化させることなくケース６ｂの薄肉化が可能となる。前記定められたＲ形状は、設計等によって任意に定めるＲ形状であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切なＲ形状を求めて定められる。
【００４１】
＜作用および効果＞
以上説明した補助転舵機能付ハブユニット１によれば、車輪９を支持するハブベアリング１５を含むハブユニット本体２を、アクチュエータ本体７の駆動により、補助転舵軸心Ａ回りに自由に回転させることができる。つまり、ハブユニット本体２は、補助転舵用アクチュエータ５の直動出力部２５ａをモータ２６の駆動により進退させることで、直動出力部２５ａに連結された補助転舵力受け部１７を介して回転させられる。
【００４２】
この回転は、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、すなわちステアリング装置１１によるキングピン軸回りのナックル６の回転に付加して、補助的な転舵として行われ、また１輪の独立転舵が行える。左右の車輪９，９の補助転舵の角度を異ならせることで、左右の車輪９，９間のトー角を任意に変更することができる。
【００４３】
そのため、前輪等の転舵輪および後輪等の非転舵輪のいずれに用いてもよい。転舵輪に用いる場合は、ステアリング装置１１により方向が変化させられる部材に設置されることにより、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、左右の車輪個別の、または左右輪に連動したタイヤ９ｂの微小な角度変化を行わせる機構となる。補助転舵の角度については、車両の運動性能の向上、走行の安定・安全性向上を図るにつき、僅かな角度で足り、補助転舵可能角度が±５度以下であっても十分に足りる。補助転舵の角度は補助転舵用アクチュエータ５の制御により行う。
【００４４】
また、旋回走行時に、走行速度に応じて左右輪の舵角差を変えることができる。例えば高速域の旋回においてはパラレルジオメトリとし、低速域ではアッカーマンジオメトリとするなど、走行中にステアリングジオメトリを変化させることができる。このように走行中にタイヤ角度を任意に変更することができるため、車両の運動性能を向上させ、安定・安全に走行することが可能となる。旋回走行時における左右の操舵輪の操舵角度を適切に変えることで、車両の旋回半径を小さくし、小回り性能を向上させることもできる。
さらに直線走行時にも、それぞれの場面に合わせてトー角度の量を調整することで、走行抵抗を下げ燃費を悪化させることなく、走行安定性を確保するなど調整が可能である。
また、車両が走行中に、本実施形態の補助転舵機能付ハブユニット１の電源等の機能に異常が発生した場合でも、ハンドル操作によって安全な場所まで車両を寄せることができ、安全が確保される。
【００４５】
アクチュエータ本体７の一部を覆うケース６ｂがナックル６の一部としてナックル６の他の部分と一体に形成されているため、ハブユニット全体をコンパクトに設定することができるうえ、ケース６ｂ自体がリブの役割を果たし、また、ケース６ｂの外表面部とこの外表面部から突出するショックアブソーバ取り付け部６ｃ等の付け根６ｃａとの間の繋ぎ部２８等を適切なＲ形状で繋げることで、応力集中部を緩和することができる。このため、補助転舵機能付ハブユニット１の構成を簡素化でき且つ剛性を高めることができる。
【００４６】
ナックルとアクチュエータのケースが別体の場合は、これらナックトとケースとの間のボルト締結作業および防水処理を実施しなければならないが、この実施形態ではケース６ｂ付きのナックル６として一体形成されているため、前記ボルト締結作業および防水処理を省略することができ、かつボルトの緩みおよび水等の浸入等の不具合が起こる可能性がなくなる。
ナックル６は、鉄よりも密度が低い軽材料から成るため、ナックル６と一体に形成されているケース６ｂの重量を低減することができる。このため、補助転舵機能付ハブユニット１のばね下荷重を低減させ、車両の運動性能の低下を抑えることができる。
【００４７】
＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、アクチュエータ本体７の略全体がケース６ｂに覆われているが、この例に限定されるものではない。図１２および図１３に示すように、例えば、アクチュエータ本体７のうちモータ２６が、ケース６ｂから露出して同ケース６ｂの外表面に取り付けられる構造（所謂外付け構造）であってもよい。この場合、既製品のモータ２６を用いることができるうえ、モータ２６を容易に交換することができる等、メンテナンス性を高めることが可能となる。
【００４９】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
１…補助転舵機能付ハブユニット、２…ハブユニット本体、３…ユニット支持部材、４…回転許容支持部品、５…補助転舵用アクチュエータ、６…ナックル、６ｂ…ケース、６ｃ…ショックアブソーバ取り付け部（ナックルの他の部分）、６ｄ…ステアリング装置結合部（ナックルの他の部分）、７…アクチュエータ本体、１０…車両、１２…懸架装置、１５…ハブベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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