(57)【要約】【課題】  上下方向，前後方向の衝撃や振動を吸収，緩和できる車両ホイール懸架装置を提供する。【解決手段】  車体側に設けられホイール１０のリム１１の径方向内側まで延びる第１支持部材５０と、リム１１の径方向内側においてホイール１０にホイール１０の中心軸線を中心にして回転可能に連結された第２支持部材６０と、リム１１の径方向内側において第１支持部材５０と第２支持部材６０との間に起立状態で配置された第１，第２のサスペンション要素７０とを備えている。第１，第２のサスペンション要素７０は垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜している。【選択図】  図３
2005014891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行方向に沿って前後に配置された起立状態の第１，第２のサスペンション要素を備え、これらサスペンション要素が垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜していることを特徴とする車両ホイール懸架装置。
【請求項２】
（イ）車体側に設けられホイールのリムの径方向内側まで延びる第１支持部材と、
（ロ）上記リムの径方向内側において上記ホイールにホイールの中心軸線を中心にして回転可能に連結された第２支持部材と、
（ハ）上記リムの径方向内側において上記第１支持部材と第２支持部材との間に起立状態で設けられ、車両の走行方向に沿って前後に配置された第１，第２のサスペンション要素と、
を備え、
上記第１，第２のサスペンション要素が垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜していることを特徴とする車両ホイール懸架装置。
【請求項３】
上記第１支持部材が上記ホイールの中心軸線方向に延びるシャフトと、このシャフトの先端部に設けられた第１ブラケットとを含み、上記第２支持部材が上記ホイールのディスクにホイールの中心軸線を中心にして回転可能に連結された第２ブラケットを含み、これら第１，第２ブラケットはホイールの中心部を挟んで互いに上下方向に対峙する受部を有し、これら受部間に上記第１，第２のサスペンション要素が連結されるとともに、これら第１，第２のサスペンション要素の一端部同士が互いに近接していることを特徴とする請求項２に記載の車両ホイール懸架装置。
【請求項４】
車両の走行方向に沿って前後に配置された起立状態の第１，第２のサスペンション要素を備え、これら第１，第２のサスペンション要素の上端が車体に連結され、下端がホイールを回転可能に支持する支持部材に連結され、これら第１，第２のサスペンション要素は、垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜していて、下端に向かってその間隔が狭まるように配置されていることを特徴とする車両ホイール懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は上下方向，前後方向の衝撃や振動を吸収，緩和できる車両ホイール懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の車両ホイール懸架装置について、特許文献１の図２６に示す駆動輪の場合を例にとって説明すると、車両の回転駆動系にはユニバーサルジョイント等で出力シャフトが連結され、この出力シャフトの先端にホイールのディスクが固定されている。そして、この出力シャフトを回転可能に支持する軸受部材が、ホイールより車両側に配置されたサスペンション要素とサスペンションアームを介して支持されている。
上記サスペンション要素は、ほぼ垂直に起立した状態で配置され、上下方向の衝撃，振動を吸収するようになっている。
【０００３】
他方、本出願人は、特許文献１の図１，図２に示す懸架装置を開発した。詳述すると、この懸架装置は複数例えば１２個の短いサスペンション要素を備えている。ホイールのディスクとリムとが独立した部品からなり、ディスクは回転駆動系に連結され、その周縁に短い支持筒部を有している。この支持筒部の外周とリムの内周との間に、上記サスペンション要素が周方向に等間隔をなして配置されている。
【０００４】
上記構成によれば、ディスクの回転は、１２個のサスペンション要素を介してリムおよびリムに装着されたタイヤに伝達される。また、路面凹凸によりタイヤが上下方向，前後方向（車両の前後方向ないしは車両の走行方向に沿う前後方向、以下同じ）の衝撃を受けた時には、これらサスペンション要素のうち起立状態，水平状態にあるサスペンション要素が働いて上下方向，前後方向の衝撃をそれぞれ吸収する。
【特許文献１】特開平２００２−３７０５０３号公報（図１，図２，図２６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報の図２６の懸架装置では、上下方向の衝撃，振動しか吸収，緩和することができず、前後方向の衝撃，振動を吸収，緩和できなかった。
上記公報の図１，図２の車両ホイール組立体では、車両重量によりディスクの中心はリムの中心より若干量下方に変位することを余儀なくされる。そのため、路面に凹凸が無くても、サスペンション要素の流体ダンパは車両走行中に車輪が１回転する度に収縮を繰り返すことになり、エネルギーロスが生じるばかりか、流体ダンパの短寿命化ををもたらすことになる。また、リムとディスクの支持筒部と間のサスペンション要素のストロークを長くできない欠点もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は、起立状態の第１，第２のサスペンション要素を備え、これらサスペンション要素が垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜している車両ホイール懸架装置にある。
【０００７】
他の発明の要旨は、起立状態の第１，第２のサスペンション要素を備え、これら第１，第２のサスペンション要素の上端が車体に連結され、下端がホイールを回転可能に支持する支持部材に連結され、これら第１，第２のサスペンション要素は、垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜していて、下端に向かってその間隔が狭まるように配置されていることを特徴とする車両ホイール懸架装置である。
【０００８】
上記発明の構成によれば、上下方向，前後方向の衝撃や振動を吸収，緩和することができる。また、サスペンション要素は車両ホイールの回転に伴う収縮がないので、エネルギーロスが小さくまたサスペンション機構の寿命を長くすることができる。さらにこのサスペンション要素はストロークを長くすることも可能である。
【０００９】
さらに他の発明の要旨は、（イ）車体側に設けられホイールのリムの径方向内側まで延びる第１支持部材と、（ロ）上記リムの径方向内側において上記ホイールにホイールの中心軸線を中心にして回転可能に連結された第２支持部材と、（ハ）上記リムの径方向内側において上記第１支持部材と第２支持部材との間に起立状態で配置された第１，第２のサスペンション要素と、を備え、上記第１，第２のサスペンション要素が垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜していることを特徴とする車両ホイール懸架装置にある。
【００１０】
上記構成によれば、最初に述べた発明と同様の効果を得られるとともに、サスペンション要素がホイールに内蔵されているため、ホイール外部でのサスペンション要素の配置スペースを省略できる。
【００１１】
好ましくは、上記第１支持部材が上記ホイールの中心軸線方向に延びるシャフトと、このシャフトの先端部に設けられた第１ブラケットとを含み、上記第２支持部材が上記ホイールのディスクにホイールの中心軸線を中心にして回転可能に連結された第２ブラケットを含み、これら第１，第２ブラケットはホイールの中心部を挟んで互いに上下方向に対峙する受部を有し、これら受部間に上記第１，第２のサスペンション要素が連結されるとともに、これら第１，第２のサスペンション要素の一端部同士が互いに近接している。
【００１２】
この構成によれば、リムの限られた空間内において、長いサスペンション要素を効率良く組み込むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上下方向，前後方向の衝撃や振動を吸収，緩和することができる。このサスペンション要素はホイールの回転に伴う収縮がないので、エネルギーロスが小さくまたサスペンション要素の寿命を長くすることができる。さらにこのサスペンション要素のストロークを長くすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態をなす軽量電気自動車の車両ホイール懸架装置について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、ホイール１０のための懸架装置は、回転部材２０と、バネ機構３０と、横力支持機構４０（スラスト荷重支持機構）と、第１支持部材５０と、第２支持部材６０と、サスペンション要素７０とを備えている。
【００１５】
図１，図３に示すように、ホイール１０は、タイヤ（図示しない）を外周に装着するリム１１と、このリム１１の軸方向外側（車両の反対側）の縁に固定されたディスク１２とを有している。ディスク１２は中央に作業穴１２ａおよびその周囲に飾り穴１２ｂを有している。この作業穴１２ａの周縁には軸方向内側（車両側）に突出する短い支持筒部１２ｃが形成されている。
【００１６】
図２に示すように、上記回転部材２０は、環状をなして上記リム１１の径方向内側に配置されており、中央に穴２１ａを有するディスク部２１と、このディスク部２１の外周縁から軸方向内側に突出する短い支持筒部２２と、ディスク部２１から軸方向外側に突出する短い支持筒部２３とを有している。なお、支持筒部２３は支持筒部２２より小径をなしている。ディスク部２１は、ねじ２５により、電気モータを駆動源とする車両の回転駆動系の末端部材（図示しない）に固定されており、モータの回転に伴って回転するようになっている。
【００１７】
上記ホイール１０のリム１１の内周と回転部材２０の外周との間に、上記バネ機構３０と、横力支持機構４０が収容されている。バネ機構３０はリム１１において最も車両寄りに配置されており、横力支持機構４０はバネ機構３０の隣に配置されている。
【００１８】
図１，図２に示すように、バネ機構３０は、外側バネ受リング３１と、内側バネ受リング３２と、同一規格の１０個（複数個）の圧縮コイルバネ３５（バネ要素）とを有している。外側バネ受リング３１は、リム１１の内周面に固定され、径方向，内方向に突出する５つ（複数）のバネ受部３１ａ（第１バネ受部）を有している。これらバネ受部３１ａは周方向に等間隔で配置されている。バネ受部３１ａの周方向の両面には、座金３３が固定されている。また、内側バネ受リング３２は、回転部材２０の支持筒部２２の外周面に固定され、径方向，外方向に突出する５つ（複数）のバネ受部３２ａ（第２バネ受部）を有している。これらバネ受部３２ａも周方向に等間隔で配置されている。バネ受部３２ａの周方向の両面には、座金３４が固定されている。上記圧縮コイルバネ３５は、上記リム１１側のバネ受部３１ａの座金３３と、回転部材２０側のバネ受部３２ａの座金３４との間に介在されている。
【００１９】
上記コイルバネ３５の配置について詳述する。リム１１側の５つのバネ受部３１ａは、リム１１の中心線を中心とする正５角形（図２において符号３９で示す）の角部に配置されており、周方向に隣合う２つのバネ受部３１ａ間に内側バネ受リング３２側の１つのバネ受部３２ａが配置されており、これらバネ受部３１ａ，３２ａ間に介在された２本のコイルバネ３５が一直線上に配置されて対をなしている。各対のコイルバネ３５は、上記正５角形３９の各辺上に配置されることになる。
【００２０】
横力支持機構４０は、単列５つのボール４３（複列も可能）を備えており、リム１１と回転部材２０とを軸方向相対変位不能で、径方向，周方向に相対変位可能に連結しており、これにより、ホイール１０は、車体に対して、ホイール１０の中心軸線と直交する垂直面上を相対変位するのを許容され、当該中心軸線方向の相対変位を禁じられている。ホイール１０からの横力は回転部材２０で受け止めることができる。
【００２１】
図１，図３に示すように、上記第１支持部材５０は、車体側から延出されたシャフト５１と、ブラケット５２（第１ブラケット）とからなる。このシャフト５１は、ホイール１０の中心軸線に沿って回転部材２０を通り、その先端がリム１１の幅方向のほぼ中央に位置している。ブラケット５２は、その下端部がシャフト５１の先端にねじ５５により回動不能に固定され、上方に延びている。ブラケット５２の幅広の上端部には軸方向外側（車両の反対側）に突出する円弧形状のボス部５２ａ（受部）が形成されている。
【００２２】
他方、第２支持部材６０は１つのブラケット（第２ブラケット）として構成され、リング形状をなし、その内周とホイール１０のディスク１２の支持筒部１２ｃ外周との間には、ラジアルベアリング８０（回転支持手段）が介在しており、これにより第２支持部材６０はホイール１０に、ホイール１０の中心軸線を中心にして回転可能に連結されている。第２支持部材６０の下側には左右に離れた一対の脚部６１が形成されている。この脚部６１の下端には、軸方向内側（車両側）に突出するボス部６１ａ（受部）が形成されている。
【００２３】
図１，図３に示すように、上記第１支持部材５０と第２支持部材６０との間には、２本の起立状態のサスペンション要素７０が上方に向かって互いの距離を狭めるように傾斜して連結されている。すなわち、２本のサスペンション要素７０（第１，第２のサスペンション要素）は、垂直線に対して前後異なる方向に傾斜している。より詳しくは、前方のサスペンション要素７０は、垂直線に対して後方に傾斜しており、後方のサスペンション要素７０は前方に傾斜している。サスペンション要素７０は、流体ダンパ７１（ダンパ，ショックアブソーバ）と、復帰バネとしての圧縮コイルバネ７６とからなる。流体ダンパ７１は、オイル等の流体を収容したシリンダ７２と、シリンダ７２内に軸方向移動可能に収容されオリフィスを有するピストン（図示しない）と、基端がピストンに固定され先端がシリンダ７２から突出して上方に延びるロッド７３とを有している。シリンダ７２の下端がラバーブッシュ７４等を介して第２支持部材６０の脚部６１のボス部６１ａに回動可能に連結されており、ロッド７３の先端がラバーブッシュ７５等を介して第１支持部材５０のボス部５２ａの左右両端部に回動可能に連結されている。上記２本のサスペンション要素７０の上端部（一端部）は近接している。
【００２４】
上記ラバーブッシュ７５の下面には、筒形状のバネ受部材７７が固定されている。なお、バネ受部材７７はシリンダ７２の上端部を被っているが、両者は軸方向に相対変位可能である。また、シリンダ７２の下部外周にも環状のバネ受部材７８が固定されている。そして両バネ受部材７７，７８間に圧縮コイルバネ７６が介在されている。
【００２５】
懸架装置は、第１支持部材５０のシャフト５１を除いてホイール１０に予め組み込まれる。そして、ホイール１０と内蔵された懸架装置からなるホイール組立体は、最終的に第１支持部材５０のブラケット５２をシャフト５１の先端部にねじ５５で固定することにより、車体に装着されるようになっている。
【００２６】
上記車両ホイール組立体では、サスペンション要素７０およびこれに付属するバネ機構３０，横力支持機構４０をリム１１の径方向内側に内蔵しており、外部にサスペンション要素７０のためのスペースを必要としない。
【００２７】
次に、上記構成をなす懸架装置の作用について説明する。車両の重量は第１支持部材５０，サスペンション要素７０の圧縮コイルバネ７６，第２支持部材６０、ラジアルベアリング８０，ディスク１２を介して、ホイール１０のリム１１に装着されたタイヤで支持される。
【００２８】
車両走行の際には、車両のモータからの回転トルクが、車両内の回転駆動系を経て回転部材２２に伝達される。そして、回転部材２２の回転が圧縮コイルバネ３５を経てホイール１０に伝達される。第１支持部材５０，第２支持部材６０、サスペンション要素７０は回転せず、サスペンション要素７０の起立姿勢は変わらない。ホイール１０と第２支持部材６０との間のラジアルベアリング８０により、ホイール１０の回転を許容する。
【００２９】
車両が凹凸のある路面を走行する際には、タイヤを介してホイール１０に上下方向，前後の衝撃荷重が加わる。この際、横力支持機構４０は、シャフト５１，回転部材２０に対するホイール１０の上下方向，前後方向の相対変位を許容する。上下方向の衝撃荷重はラジアルベアリング８０，第２支持部材６０を介してサスペンション要素７０の圧縮コイルバネ７６及び流体ダンパ７２で吸収され、第１支持部材５０を経て車体に伝達される衝撃，振動を大幅に緩和することができる。また、サスペンション要素７０は前後方向に傾斜しているので、前後方向の衝撃，振動も吸収し緩和することができる。
【００３０】
また、回転部材２０とホイール１０との間にはバネ機構３０が介在されており、バネ機構３０の１０個のコイルバネ３５の軸がそれぞれ上下方向，前後方向，傾斜方向に配置されているので、ホイール１０から回転部材２０への上下方向、前後方向の衝撃、振動も吸収，緩和することができる。
【００３１】
本実施形態の車両ホイール懸架装置では、サスペンション要素７０はバネ機構３０から独立しており、その圧縮コイルバネ７６及び流体ダンパ７１はほぼ起立状態で配置され、その姿勢を維持しながらタイヤからの衝撃荷重だけを吸収するようになっている。圧縮コイルバネ７６及びダンパ７１は先行技術のようにホイール１１の回転に伴って伸縮を繰り返すことがないので、その寿命を延ばすことができる。
【００３２】
上記実施形態は、ホイール１０が駆動輪の場合の実施形態であるが、本発明はホイールが従動輪の場合にも適用できる。この場合、回転部材２０は、シャフト５１にベアリングを介して回転可能に支持される（車両側に支持される）。また、回転部材２０は、ブレーキ機構を内蔵したブレーキドラムであってもよい。この場合、ブレーキが非作動の時にはブレーキドラムはシャフト５１に回転可能に支持され、ブレーキ作動時にはシャフト５１に固定される。
【００３３】
横力支持機構は、ホイールの車体に対する上下方向，前後方向の移動を許容し，ホイールの軸方向移動を禁じるものであれば、どのような構造，配置であってもよい。例えば、リムと第１支持部材との間に設けてもよいし、第１支持部材と第２支持部材との間に設けてもよい。第１，第２支持部材間に設ける場合には、横力支持機構は、リンク機構にすることができる。例えば、このリンク機構は、第１，第２リンクと、第１リンクを第１支持部材に連結するアンギュラーベアリングと、第２リンクを第２支持部材に連結するアンギュラーベアリングと、第１，第２リンクを連結するアンギュラーベアリングとを有する。なお、これらアンギュラーベアリングの代わりにラバーブッシュを用いることもできる。
【００３４】
次に、本発明の他の実施形態について図４を参照しながら説明する。最初に述べた実施形態と同様に構成された２本のサスペンション要素７０は、ホイール１０の外部において、ホイール１０の車両側に隣接して配置されている。これらサスペンション要素７０の上端が車体９０に回動可能に連結され、下端がホイール１０を直接的または間接的に回転可能に支持する支持部材９５に、回動可能に連結されている。これらサスペンション要素７０は、垂直線に対して前後に異なる方向に傾斜していて、下端に向かってその間隔が狭まるように配置されている。なお、図ではサスペンション要素７０を回動可能に連結する手段は省略されているが、最初に述べた実施形態と同様の構成である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる車両ホイール懸架装置の縦断面図である。
【図２】同懸架措置を図１においてII方向、すなわち軸方向内側から見た図である。
【図３】同懸架装置を図１においてIII方向、すなわち軸方向外側から見た図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係わる車両ホイール懸架装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ホイール
１１  リム
１２  ディスク
２０  回転部材
３０  バネ機構
３１ａ，３２ａ  バネ受部
３５  圧縮コイルバネ（バネ要素）
４０  横力支持機構
５０  第１支持部材
５１  シャフト
５２  第１ブラケット
６０  第２支持部材（第２ブラケット）
７０  サスペンション要素
７１  流体ダンパ（ダンパ，ショックアブソーバ）
７６  圧縮コイルバネ（復帰バネ）
【図１】
2005014891.tif 000003
【図２】
2005014891.tif 000004
【図３】
2005014891.tif 000005
【図４】
2005014891.tif 000006