(57)【要約】  自動車、特に複式軌道の乗用車用のホイールモジュール（１０）は、自動車の走行用のホイール（２２）と、舵取り運動をホイール（２２）に伝達する、自動車の支持フレーム（１８）に回転可能に支持可能なステアリングロッド（１４）と、ホイール（２２）に対して半径方向でオフセットした枢設箇所（２４）を形成する、ステアリングロッド（１４）に結合されるフォークストラット（２０）と、フォークストラット（２０）の枢設箇所（２４）およびホイール（２２）に枢動自在に結合される揺れ腕（２６）と、ホイール（２２）の相対運動を振動減衰する、揺れ腕（２６）およびフォークストラット（２０）に結合されるショックアブソーバ（２８）と、を備え、ショックアブソーバ（２８）は、特に走行装置スプリングを含めて、ホイール（２２）の軸方向でホイール（２２）に対して軸方向でオフセットして配置されている。ホイール（２２）およびフォークストラット（２０）に結合され、ホイール（２２）の横に配置されるショックアブソーバ（２８）により、自動車のために小さな取り付けスペースで大きな舵角が可能となる。
2021500263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車、特に複式軌道の乗用車用のホイールモジュールであって、
前記自動車の走行用のホイール（２２）と、
舵取り運動を前記ホイール（２２）に伝達する、前記自動車の支持フレーム（１８）に回転可能に支持可能なステアリングロッド（１４）と、
前記ホイール（２２）に対して半径方向でオフセットした枢設箇所（２４）を形成する、前記ステアリングロッド（１４）に結合されるフォークストラット（２０）と、
前記フォークストラット（２０）の前記枢設箇所（２４）および前記ホイール（２２）に枢動自在に結合される揺れ腕（２６）と、
前記ホイール（２２）の相対運動を振動減衰する、前記揺れ腕（２６）および前記フォークストラット（２０）に結合されるショックアブソーバ（２８）と、
を備え、
前記ショックアブソーバ（２８）は、特に走行装置スプリングを含めて、前記ホイール（２２）の軸方向で前記ホイール（２２）に対して軸方向でオフセットして配置されている、ホイールモジュール。
【請求項２】
前記ステアリングロッド（１４）には、前記ステアリングロッド（１４）の半径方向で突出する取り付け付設部（３４）が取り付けられており、前記取り付け付設部（３４）には、前記ホイール（２２）に対して軸方向でオフセットして前記フォークストラット（２０）および／または前記ショックアブソーバ（２８）が取り付けられていることを特徴とする、請求項１記載のホイールモジュール。
【請求項３】
水平の地面に対する前記ステアリングロッド（１４）の転舵軸線（３６）のステアリングヘッド角αは、７０°≦α≦９５°、特に７５°≦α≦９３°、好ましくは８０°≦α≦９０°、特に好ましくは８５°≦α≦８８°であることを特徴とする、請求項１または２記載のホイールモジュール。
【請求項４】
前記ステアリングロッド（１４）の転舵軸線（３６）は、前記ホイール（２２）の回転軸線（３８）に対してポジティブキャスタを形成すべくオフセットおよび／または傾斜して方向付けられており、特に前記転舵軸線（３６）は、走行方向で完全に前記回転軸線（３８）の前に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のホイールモジュール。
【請求項５】
前記揺れ腕（２６）と前記ホイール（２２）との間には、電気により駆動可能なホイールハブ駆動装置（３２）が設けられており、特に前記揺れ腕（２６）は、前記ホイール（２２）の軸方向で前記ホイールハブ駆動装置（３２）に対して軸方向でオフセットして配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のホイールモジュール。
【請求項６】
前記揺れ腕（２６）は、前記ホイール（２２）の回転軸線（３８）に対して略同軸に前記ホイール（２２）に枢動自在に結合されており、特に前記ショックアブソーバ（２８）は、特に前記走行装置スプリングを含めて、前記ホイール（２２）の前記回転軸線（３８）に対しててこ間隔を置いて前記揺れ腕（２６）に枢動自在に結合されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のホイールモジュール。
【請求項７】
前記ホイール（２２）および／または前記走行装置スプリングの鉛直方向の相対位置を調整する、特に少なくとも間接的に前記走行装置スプリングを介して前記ショックアブソーバ（２８）に結合されるレベルコントロール装置（３０）が設けられており、特に前記レベルコントロール装置（３０）は、電動式、液圧式または空気圧式に操作可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のホイールモジュール。
【請求項８】
前記ステアリングロッド（１４）には、特に同軸に配置される、舵取り運動を導入するステアリングアクチュエータ（１２）が結合されており、特に前記ステアリングアクチュエータ（１２）は、電気により発生するステアリングモーメントを放出する電気機械を有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のホイールモジュール。
【請求項９】
前記ステアリングロッド（１４）は、少なくとも１３５°、特に１３５°≦β≦３６０°、好ましくは１８０°≦β≦３３０°、特に好ましくは２７０°≦β≦３００°の舵角βで回転可能であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のホイールモジュール。
【請求項１０】
自動車、特に複式軌道の乗用車であって、
支持フレーム（１８）と、
前記支持フレーム（１８）に結合される、請求項１から９までのいずれか１項記載の第１のホイールモジュール（１０）と、
前記第１のホイールモジュール（１０）に対して横方向でオフセットした、請求項１から９までのいずれか１項記載の第２のホイールモジュール（１０）と、
を備え、
前記第１のホイールモジュール（１０）と、前記第２のホイールモジュール（１０）とは、互いに独立して操作可能である、自動車、特に複式軌道の乗用車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車を操舵および／または駆動および／または制動および／またはスプリング／アブソーバユニットを用いて減衰することが可能な、自動車用のホイールモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
中国実用新案第２０６６７９０６５号明細書において、ホイールモジュールを備える自動車であって、ホイールモジュールのホイールが、狭小な駐車スペースにも自動車を入庫させることができるように、鉛直の転舵軸線回りに９０°旋回可能である自動車が知られている。
【０００３】
自動車にとって小さな取り付けスペースで大きな舵角を達成したいという要求が常に存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、自動車のために小さな取り付けスペースで大きな舵角を可能にする手段を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、本発明により請求項１の特徴を備えるホイールモジュールによって解決される。本発明の好ましい構成は、従属請求項および以下の説明に記載されており、これらは、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。
【０００６】
本発明により、自動車、特に複式軌道の（merspurig）乗用車用のホイールモジュールは、自動車の走行用のホイールと、舵取り運動をホイールに伝達する、自動車の支持フレームに回転可能に支持可能なステアリングロッドと、ホイールに対して半径方向でオフセットした枢設箇所を形成する、ステアリングロッドに結合されるフォークストラットと、フォークストラットの枢設箇所およびホイールに枢動自在に結合される揺れ腕と、ホイールの相対運動を振動減衰する、揺れ腕およびフォークストラットに結合されるショックアブソーバと、を備え、ショックアブソーバは、特に走行装置スプリングを含めて、ホイールの軸方向でホイールに対して軸方向でオフセットして配置されている。
【０００７】
自動車を操舵するには、ホイールを旋回させるために、ステアリングロッドを介してトルクを導入することができる。ステアリングロッドのトルクは、ステアリングロッドと特に一体に構成されるフォークストラットから揺れ腕に伝達することができる。ここで、フォークストラットとの枢設部と、ホイールへの枢設部とにおける揺れ腕の枢動軸線は、例えばホイールに対して略接線方向に方向付けられており、その結果、ステアリングロッドのトルクは、ホイールを旋回させるためだけに使用され、揺れ腕を揺動させるためには使用されない。特に好ましくは、揺れ腕の枢動軸線は、トルクの回転方向に対して接線方向に方向付けられており、その結果、ステアリングロッドのトルクを、フォークストラットにより、できる限り大きなてこ腕、特に揺れ腕の枢動軸線間の間隔に相当するてこ腕でもって、ホイールに導入することができる。例えば、揺れ腕の枢動軸線は、ホイールの回転軸線と一水平平面内に位置していることができる一方、特にステアリングロッドの転舵軸線は、鉛直方向に方向付けられている。
【０００８】
ショックアブソーバおよび／または走行装置スプリングから構成されていることができるスプリングストラットは、ホイールの横に配置されていて、ホイールの上には配置されていないため、特にコンパクトかつ省スペースな構造が得られる。ショックアブソーバは、この場合、一端において直接的または間接的にホイールあるいは揺れ腕に結合され、直ぐ他端において直接的または間接的にフォークストラットあるいはステアリングロッドに結合されている。これによりショックアブソーバを、ステアリングロッドとともに連れ回されるフォークストラットにより、ホイールの旋回時、連れ動かすことができる。原則、それどころかホイールを転舵軸線回りに自由回転可能に構成することさえ可能である。なぜなら、ホイールの舵角は、もはや、ショックアブソーバとの衝突可能性により制限されていないからである。減衰運動時に変化するショックアブソーバの延在長さは、フォークストラットにおいて揺れ腕が揺動運動することで補償することができる。加えて、ホイールモジュールは、ホイールを鉛直方向で弾性支承する走行装置スプリングを介して自動車の支持フレームに取り付けられてもよい。しかし、走行装置スプリングを例えばショックアブソーバ間および揺れ腕とフォークストラットとの間またはアブソーバと走行装置スプリングとの間で１つのアブソーバストラットに組み合わせることで、走行装置スプリングをホイールモジュールに組み込んでしまうことも可能である。これは、構造的な自由度を高め、取り付けスペースのさらなる削減を実現し得る。ショックアブソーバは、走路に凹凸があるところでホイールが弾性的に追従する際にホイールが地面から離れてしまうことを回避でき、その結果、走行安全性にとって十分な、地面に対するホイールの接地力を維持することができる。これにより、高い走行快適性および高い走行安全性を達成することができる。ホイールおよびフォークストラットに結合され、ホイールの横に配置されるショックアブソーバにより、自動車のために小さな取り付けスペースで大きな舵角が可能となる。
【０００９】
特にステアリングロッドには、ステアリングロッドの半径方向で突出する取り付け付設部が取り付けられており、取り付け付設部には、ホイールに対して軸方向でオフセットしてフォークストラットおよび／またはショックアブソーバが取り付けられている。取り付け付設部により十分なオフセットを達成することができ、これにより、ショックアブソーバをホイールに対して軸方向でオフセットして結合することが可能である。同時に、取り付け付設部によりフォークストラットもホイールに対して軸方向でオフセットして結合することが可能である。これにより、フォークストラットは、ホイールに対して半径方向で間隔を置いて延びている必要がない。その代わり、フォークストラットは、少なくとも部分的にホイールの横に延びていることが可能であり、その結果、ホイールの軸方向で見て、ホイールは、フォークストラットと少なくとも部分的にオーバラップすることが可能である。これによりフォークストラットを、より短く、よりコンパクトに構成することができ、これによりフォークストラットを軽量化するとともに、フォークストラットを製造する際に使用される材料量を削減することができる。これにより、必要とされる取り付けスペースおよび製造コストを削減することができる。
【００１０】
好ましくは、水平の地面に対するステアリングロッドの転舵軸線のステアリングヘッド角αは、７０°≦α≦９５°、特に７５°≦α≦９３°、好ましくは８０°≦α≦９０°、特に好ましくは８５°≦α≦８８°である。転舵軸線の特に急勾配の方向付けにより、特に大きな舵角を容易に達成することができる。これは、特に小さなＲのカーブを走行することを可能にする。それどころか、自動車を実質的に長手方向のみならず、それどころか横方向でも走行させることが容易に可能である。これにより、長手方向に操車を行う間隔がなくても特に狭小な駐車スペースに入庫させることが可能である。
【００１１】
特に好ましくは、ステアリングロッドの転舵軸線は、ホイールの回転軸線に対してポジティブキャスタを形成すべくオフセットおよび／または傾斜して方向付けられており、特に転舵軸線は、走行方向で完全に回転軸線の前に配置されている。特に、水平の地面に対するステアリングロッドの転舵軸線のステアリングヘッド角が特に大きいとき、転舵軸線は、走行方向で完全に回転軸線の前に配置されていることができ、その結果、異なる直径を有している異なる大きさのホイールでも、ポジティブキャスタを保証することができる。ポジティブキャスタにより、ホイールが、真っ直ぐな位置から旋回された位置にあるとき、ホイールを真っ直ぐな位置へ戻そうとする戻しモーメントを受けることが保証されている。これは、セルフスタビライジングを生じさせる。特に故障によって十分に大きなトルクが導入されないとき、ポジティブキャスタは、ホイールの不安定な旋回運動を回避できる。
【００１２】
特に揺れ腕とホイールとの間には、電気により駆動可能なホイールハブ駆動装置が設けられており、特に揺れ腕は、ホイールの軸方向でホイールハブ駆動装置に対して軸方向でオフセットして配置されている。ホイールハブ駆動装置は、ホイールに組み込まれ、半径方向でホイールのタイヤの内側に配置されていてもよく、その結果、ホイールハブ駆動装置により付加的な取り付けスペースが必要とされない。ホイールハブ駆動装置は、ホイールモジュールのホイールを個別に駆動することを可能にする。特に複式軌道の乗用車のために、それぞれ個々にそれぞれのホイールハブ駆動装置により駆動可能である複数のホイールモジュールが設けられていてもよい。これは、自動車の走行方向での特に高いフレキシビリティを可能にし、かつ／または特に小さな回転円を可能にする。好ましくは、ホイールハブ駆動装置は、ホイールを制動する際に電気エネルギを発生させるべく、制動エネルギの回生のためにも使用可能である。
【００１３】
好ましくは、揺れ腕は、ホイールの回転軸線に対して略同軸にホイールに枢動自在に結合されており、特にショックアブソーバは、特に走行装置スプリングを含めて、ホイールの回転軸線に対しててこ間隔を置いて揺れ腕に枢動自在に結合されている。ホイールの回転軸線に対してオフセットしてショックアブソーバを結合したことで、てこ間隔を介して、ショックアブソーバの運動およびホイールの鉛直運動間の加減調整を達成することができる。これにより、ショックアブソーバからホイールに作用する力および／またはこの力のときに達成されるホイールの相対運動の大きさを好適に調整することができる。これにより、ショックアブソーバを用いたホイールの減衰を、よりソフトに、より快適に実施することができる。
【００１４】
特に好ましくは、ホイールおよび／または走行装置スプリングの鉛直方向の相対位置を調整する、特に少なくとも間接的に走行装置スプリングを介してショックアブソーバに結合されるレベルコントロール装置が設けられており、特にレベルコントロール装置は、電動式、液圧式または空気圧式に操作可能である。レベルコントロール装置により、自動車の支持フレームに対するホイールの初期位置を、調整可能である。これにより、例えば自動車のローダウンを達成することができ、特に凹凸のある地面では、ローダウンをキャンセルすることが可能である。レベルコントロール装置は、例えばショックアブソーバと、支持フレームに取り付けられる走行装置スプリングとの間、または支持フレームと、走行装置スプリングとの間に設けられていてもよい。レベルコントロール装置は、例えば走行装置スプリングの下側のばね受けまたは上側のばね受けに設けられていてもよい。
【００１５】
特にステアリングロッドには、特に同軸に配置される、舵取り運動を導入するステアリングアクチュエータが結合されており、特にステアリングアクチュエータは、電気により発生するステアリングモーメントを放出する電気機械を有している。ステアリングアクチュエータは、特にそのホイールモジュールのホイールを操作するためだけに設けられており、その結果、好ましくは、自動車の各ホイールモジュールを個々に操作することができる。ステアリングアクチュエータは、この場合、特に直にステアリングロッドに作用することができ、その結果、ステアリングモーメントを導入するための特にコンパクトかつ省スペースな構造が得られる。機械式のステアリングリンクを削減することができる。
【００１６】
好ましくは、ステアリングロッドは、少なくとも１３５°、特に１３５°≦β≦３６０°、好ましくは１８０°≦β≦３３０°、特に好ましくは２７０°≦β≦３００°の舵角βで回転可能である。これは、特に小さなＲのカーブを走行することを可能にする。それどころか、自動車を実質的に長手方向のみならず、それどころか横方向でも走行させることが容易に可能である。これにより、長手方向に操車を行う間隔がなくても特に狭小な駐車スペースに入庫させることが可能である。
【００１７】
さらに本発明は、自動車、特に複式軌道の乗用車であって、支持フレームと、支持フレームに結合される、前述のように形成され、発展されていてもよい第１のホイールモジュールと、第１のホイールモジュールに対して横方向でオフセットした、前述のように形成され、発展されていてもよい第２のホイールモジュールと、を備え、第１のホイールモジュールと、第２のホイールモジュールとは、互いに独立して操作可能である、自動車、特に複式軌道の乗用車に関する。好ましくは、長手方向でオフセットしたさらなるホイールモジュールのペアであって、それぞれ前述のように形成され、発展されていてもよいホイールモジュールのペアが設けられている。これは、自動車の走行方向での特に高いフレキシビリティを可能にし、かつ／または特に小さい回転円を可能にする。それぞれのホイールモジュールの、ホイールおよびフォークストラットに結合され、ホイールの横に配置されるショックアブソーバにより、自動車のために小さな取り付けスペースで大きな舵角が可能となる。
【００１８】
以下に、本発明について添付の図面を参照しながら好ましい実施例を基に例示的に説明する。以下に説明する特徴は、それぞれ単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の一態様をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ホイールモジュールの概略原理図である。
【図２】図１に示すホイールモジュールの一実施形態の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すホイールモジュール１０は、複式軌道の乗用車として構成される自動車に用いられ、ステアリングアクチュエータ１２により回転可能なステアリングロッド１４を備えている。ステアリングロッド１４は、ステアリングヘッド軸受１６を介して自動車の支持フレーム１８に直接的または間接的に回転可能に支持されていることができ、特にステアリングロッド１４は、ステアリングロッド１４の軸方向で例えばスラスト軸受により移動しないように支持されている。ステアリングロッド１４には、フォークストラット２０が取り付けられており、フォークストラット２０は、ホイールモジュール１０の操舵すべきホイール２２の回転軸線３８の水平位に枢設箇所２４を形成している。枢設箇所２４には、揺れ腕２６が揺動可能に支持されて結合されており、揺れ腕２６は、その他端において枢動自在かつ同軸にホイール２２に結合されている。ホイール２２および／または揺れ腕２６には、ショックアブソーバ２８が取り付けられ、直接的または間接的に走行装置スプリングが取り付けられている。ショックアブソーバ２８は、その他端においてステアリングロッド１４および／またはフォークストラット２０に取り付けられている。図示の実施例では、ショックアブソーバ２８の、走行装置スプリングの上側のベースポイントにあたるところと、ステアリングロッド１４との間に、レベルコントロール装置３０が設けられている。ホイール２２は、特にホイールハブ駆動装置３２により駆動および／または制動されることができる。
【００２１】
図２に示すように、中空軸として構成されるステアリングロッド１４から、取り付け付設部３４が半径方向で突出していてもよい。取り付け付設部３４には、ショックアブソーバ２８および走行装置スプリング、そして場合によってはフォークストラット２０も取り付けられている。これにより、ショックアブソーバ２８、走行装置スプリングおよび／またはフォークストラット２０を軸方向でホイール２２の横に配置することが可能である。特に略鉛直に延びる転舵軸線３６は、完全にホイール２２の回転軸線３８の前に延びており、その結果、違う直径のホイール２２であっても、転舵軸線２２は、回転軸線３８の前に、ホイール２２を通る割線として延びている。これにより、ホイール２２のためのポジティブキャスタが保証されている。
【００２２】
ステアリングアクチュエータ１２がホイール２２を旋回させる際、ホイール２２の横に省スペースに配置されるショックアブソーバ２８および走行装置スプリングを、連れ動かすことができるので、ステアリングロッド１４の舵角は、ショックアブソーバ２８または走行装置スプリングによる制限を受けない。これにより、ホイール２２は、原理的には任意の回数の旋回を行うことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ホイールモジュール
１２  ステアリングアクチュエータ
１４  ステアリングロッド
１６  ステアリングヘッド軸受
１８  支持フレーム
２０  フォークストラット
２２  ホイール
２４  枢設箇所
２６  揺れ腕
２８  ショックアブソーバ
３０  レベルコントロール装置
３２  ホイールハブ駆動装置
３４  取り付け付設部
３６  転舵軸線
３８  回転軸線
【図１】
2021500263.tif 000003
【図２】
2021500263.tif 000004
【国際調査報告】
2021500263.tif 000005
2021500263.tif 000006
2021500263.tif 000007
2021500263.tif 000008
2021500263.tif 000009
2021500263.tif 000010