(57)【要約】【課題】車両の走行性能を向上させること。【解決手段】サスペンション装置は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、車両本体側部材に接続され、車両上下方向に延在する一対の摺動軸と、車輪支持部に接続され、車両前後方向に延在し、その両端が前記一対の摺動軸に、車両上下方向へ摺動可能なように連結される摺動部材と、車両本体側部材と摺動部材との間に配設され、車両上下方向へ伸縮可能な弾性要素及び減衰要素と、を備えている。一対の摺動軸は、車両背面視で交差するように配設される。【選択図】図１
2007131073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、
車両本体側部材に接続され、車両上下方向に延在する一対の摺動軸と、
前記車輪支持部に接続され、車両前後方向に延在し、その両端が前記一対の摺動軸に、車両上下方向へ摺動可能なように連結される摺動部材と、
前記車両本体側部材と前記摺動部材との間に配設され、車両上下方向へ伸縮可能な弾性要素及び減衰要素と、を備えるサスペンション装置であって、
前記一対の摺動軸は、車両背面視で交差するように配設されることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部に接続され、車両上下方向に延在する一対の摺動軸と、
車両本体側部材に接続され、車両前後方向に延在し、その両端が前記一対の摺動軸に、車両上下方向へ摺動可能なように連結される摺動部材と、
前記車輪支持部と前記摺動部材との間に配設され、車両上下方向へ摺動可能な弾性要素及び減衰要素と、を備えるサスペンション装置であって、
前記一対の摺動軸は、車両背面視で交差するように配設されていることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のサスペンション装置であって、
前記摺動部材が、前記一対の摺動軸に沿って車両上下方向へ移動するに従って、車両幅方向に傾動するように前記一対の摺動軸が配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のサスペンション装置であって、
前記一対の摺動軸は、車両幅方向に湾曲していることを特徴とするサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールストロークに伴い、例えばトー角度、キャンバー角度、又はキャスター角度を変化させるサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪に連結されたスライド機構の車両上下方向のストロークを車両上下方向に配設したバネにより、吸収するインホイールサスペンションが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３３８００９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、上記従来のインホイールサスペンションにおいては、車両上下方向のストロークに応じて、トー角度及びキャンバー角度が変化することがない。したがって、例えば、車両旋回中に旋回外側がバウンド状態（車両外側が沈み込み、車両がロールした状態）となる場合に、車両の各車輪に対して、最適なトー角度又はキャンバー角度を維持することが困難となる。これにより、タイヤを路面に対して最適に接地させることができず、タイヤ性能を十分に発揮することが困難となる虞がある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の走行性能を向上させることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、
車両本体側部材に接続され、車両上下方向に延在する一対の摺動軸と、
前記車輪支持部に接続され、車両前後方向に延在し、その両端が前記一対の摺動軸に、車両上下方向へ摺動可能なように連結される摺動部材と、
前記車両本体側部材と前記摺動部材との間に配設され、車両上下方向へ伸縮可能な弾性要素及び減衰要素と、を備えるサスペンション装置であって、
前記一対の摺動軸は、車両背面視で交差するように配設されることを特徴とするサスペンション装置である。
【０００６】
この一態様によれば、一対の摺動軸は、車両背面視で交差するように配設される。これにより、サスペンション装置のストロークに応じて、摺動部材が車両上下方向に摺動し、車輪のトー角度が最適な状態に設定される。すなわち、車両の走行性能を向上させることができる。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部に接続され、車両上下方向に延在する一対の摺動軸と、
車両本体側部材に接続され、車両前後方向に延在し、その両端が前記一対の摺動軸に、車両上下方向へ摺動可能なように連結される摺動部材と、
前記車輪支持部と前記摺動部材との間に配設され、車両上下方向へ摺動可能な弾性要素及び減衰要素と、を備えるサスペンション装置であって、
前記一対の摺動軸は、車両背面視で交差するように配設されていることを特徴とするサスペンション装置であってもよい。
【０００８】
さらに、これら態様において、前記摺動部材が、前記一対の摺動軸に沿って車両上下方向へ移動するに従って、車両幅方向に傾動するように前記一対の摺動軸が配置されているのが好ましい。
【０００９】
なお、これら態様において、前記一対の摺動軸は、車両幅方向に湾曲しているのが好ましい。これにより、サスペンション装置のストロークに応じて、摺動部材が摺動軸の湾曲に沿って移動し、車輪のキャンバー角度及び／又はキャスター角度が最適な状態に設定される。すなわち、車両の走行性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両の走行性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両のサスペンション装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るサスペンション装置の構成を示す概略図であり、車両内側から見た図である。図２は、図１に示すサスペンション装置を車両後方から見た背面視であり、ホイール及びタイヤの部分断面図である。なお、代表例として右側後輪に配設されるサスペンション装置１について、以下に説明する。
【００１２】
本実施形態に係るサスペンション装置１は、車輪９を回転可能に支持する車輪支持部（キャリア）３を備えている。キャリア３の中心部近傍には、フランジ部が形成され、フランジ部には略筒状のナックル１９が連結されている。なお、キャリア３のフランジ部とナックル１９とは、ボルトおよびナットにより連結されているが、溶接等により接続されていてもよい。
【００１３】
キャリア３の車両内側の端面には、車両前後方向に延在する摺動部材５が接続されている。摺動部材５の両端部５ａには、一対の摺動軸７が摺動可能に連結されている。
【００１４】
一対の摺動軸７は、車輪９のホイール９ａの内に略収納されるようにして、車両上下方向に延在している。また、摺動軸７は断面が略円形状、矩形状等に形成され、バネ下重量を低減する目的でアルミニュウム合金等の金属からなり中空又は中実状に形成されている。各摺動軸７は、車両幅方向に、例えば車両外側に突状をなすように湾曲している。
【００１５】
また、一対の摺動軸７は、車両背面視（又は車両正面視）で所定の交差角度θ３を成して交差するように配置されている（図２）。このように、一対の摺動軸７が配置されることで、摺動部材５は一対の摺動軸７に沿って車両上下方向へ移動するに従って、車両幅方向に傾動する。なお、上記交差には、一対の摺動軸７が車両背面視でＶ字状に配置される場合、又は逆Ｖ字状に配置される場合も含むものとする。
【００１６】
一対の摺動軸７の上端及び下端は、車両前後方向に延在する接続部材８ａ、８ｂにより、夫々接続されている。また、上側接続部材８ａには、アッパアーム１１の一端がゴム製等のブッシュを介して、揺動可能に連結されている。アッパアーム１１の他端は、車両本体にゴム製等のブッシュを介して、揺動可能に連結されている。
【００１７】
また、下側接続部材８ｂには、ロアアーム１３の一端がゴム製等のブッシュを介して、揺動可能に連結されている。ロアアーム１３の他端は、車両本体にゴム製等のブッシュを介して、揺動可能に連結されている。
【００１８】
摺動部材５と下側接続部材８ｂとの間には、車両上下方向に伸縮可能なコイルスプリング等の弾性要素１５とショックアブソーバ等の減衰要素１７とが配設されている。下側接続部材８ｂには、ショックアバソーバ１７の一端が接続され、摺動部材５の略中央部にはショックアブソーバ１７の他端が接続されている。コイルスプルング１５の一端は、摺動部材５の略中央部に接続され、他端は下側接続部材８ｂの略中央部に接続されている。
【００１９】
ところで、車両のサスペンション装置１において、タイヤ９ｂの中心線を車両内側（ネガティブ）又は外側（ポジティブ）に傾倒させた、所謂キャンバーが採用されている。
【００２０】
例えば、車両旋回時の遠心力等により、車両の重心が旋回外側に移動し、車両本体がロール状態になると、旋回外輪が路面に対して車両外側に傾倒し、路面に対するタイヤ９ｂの接地状態が不十分となる虞がある。そこで、上述したように、サスペンション装置１おいて、タイヤ９ｂの上部を車両内側に傾倒させたネガティブキャンバーが設定されることで、車両旋回時等においても、タイヤ９ｂの接地状態を最適に維持することができる。
【００２１】
また、タイヤ９ｂを、例えば、トーインに設定することで、走行中のタイヤ９ｂが路面上のうねりに乗り上げ、ロール状態となったときでも（サスペンション装置１のストローク量が増加したときでも）、車両の直進状態を維持させることができる。
【００２２】
したがって、上述したキャンバー角度と同様に、サスペンション装置のストローク量に応じて、トー角度を変化させ、タイヤ９ｂが路面に適切な状態で接地させるのが車両の走行性能上、好ましい。そこで、本実施形態に係るサスペンション装置１において、一対の摺動軸７を車両背面視で交差させることで、サスペンション装置１のストローク量に応じて、トー角度を変化させ、タイヤ９ｂを路面に対して最適な状態で接地させている。
【００２３】
すなわち、本実施形態に係るサスペンション装置１において、サスペンション装置１のストローク状態等の車両の走行状態に応じて、上述したキャンバー角度及びトー角度を最適な状態に可変させることで、車両の走行性を向上させることができる。
【００２４】
図３は、摺動部材５が摺動軸７に対して、中立位置から車両上下方向に相対移動した状態を示す図である。
【００２５】
上述したように、一対の摺動軸７は、車両外側に突状をなすように湾曲している。したがって、摺動部材５が摺動軸７に対して、中立位置（図１及び図３に示すＱ位置）から車両上方（図１及び図３に示すＰ位置）に相対移動すると、摺動部材５の中心軸Ｌは車両内側へ傾倒し、タイヤ９ｂのネガティブキャンバー角度が増加する。
【００２６】
一方、摺動部材５が摺動軸７に対して、中立位置（図１及び図３に示すＱ位置）から車両下方（図１及び図３に示すＲ位置）に相対移動すると、摺動部材５の中心軸Ｌは車両外側へ傾倒し、タイヤ９ｂのポジティブキャンバー角度が増加する。
【００２７】
なお、摺動軸７の湾曲（曲率等）を調整することにより、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両上下方向に相対移動した際の、ネガティブ又はポジティブのキャンバー角度の増加量を任意に設定することができる。
【００２８】
例えば、摺動軸７の湾曲の曲率を大きくすれば（曲率半径を小さくすれば）、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両上下方向に相対移動した際の、ネガティブ又はポジティブのキャンバー角度の増加量を大きく設定することができる。
【００２９】
一方、摺動軸７の湾曲の曲率を小さくすれば（曲率半径大きくすれば）、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両上下方向に相対移動した際の、ネガティブ又はポジティブのキャンバー角度の増加量を小さく設定することができる。
【００３０】
さらに、摺動軸７は、車両内側に突状をなすように湾曲させれば、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両上方に相対移動すると、摺動部材５の中心軸Ｌは車両外側へ傾倒し、タイヤ９ｂのポジティブキャンバー角度が増加する。
【００３１】
一方、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両下方に相対移動すると、摺動部材５の中心軸Ｌは車両内側へ傾倒し、タイヤ９ｂのネガティブキャンバー角度が増加する。
【００３２】
図４は、摺動部材５が摺動軸７に対して車両上下方向に相対移動した際に、時計方向又は反時計方向に回転する状態を示す図であり、摺動部材５を車両上方から見た図である。なお、摺動部材５の移動は、説明し易いように、実際よりも誇張して示されている。
【００３３】
一対の摺動軸７は、上述の如く、車両背面視で交差するように配置されている。また、車両前方側の摺動軸７が車両後方側の摺動軸７よりも車両内側へ傾倒している。したがって、摺動部材５は摺動軸７に対して、中立位置Ｑから車両上方に相対移動すると、反時計方向ＣＣＷに回転するため（図４に示すＰ位置）、タイヤ９ｂのトーイン角度が増加する。
【００３４】
一方、摺動部材５は摺動軸７に対して、中立位置から車両下方に相対移動すると、時計方向ＣＷに回転するため（図４に示すＲ位置）、タイヤ９ｂのトーアウト角度が増加する。
【００３５】
なお、一対の摺動軸７の交差角度θ３により、トー角度の変化を任意に設定することができる。例えば、一対の摺動軸７の交差角度θ３が増加すると、摺動部材５が摺動軸７に対して車両上方に相対移動したときのトー角度の変化量が増加する。一方、一対の摺動軸７の交差角度θ３が減少すると、摺動部材５が摺動軸７に対して車両上方に相対移動したときのトー角度の変化量が減少する。
【００３６】
さらに、車両後方側の摺動軸７が車両前方側の摺動軸７よりも車両内側へ傾倒している場合、摺動部材５は摺動軸７に対して、中立位置Ｑから車両上方に相対移動すると、時計方向ＣＷに回転するため、タイヤ９ｂのトーアウト角度が増加する。
【００３７】
一方、摺動部材５は摺動軸７に対して中立位置Ｑから車両上方に相対移動すると、時計方向ＣＷに回転するため、タイヤ９ｂのトーアウト角度が増加する。
【００３８】
なお、図２乃至図４、及び図６（後述）に示す摺動軸７の湾曲及び交差角度θ３は、説明し易いように実際より誇張して示されている。
【００３９】
次に、本実施形態に係るサスペンション装置１の作用について説明する。
【００４０】
例えば、車両旋回時等において、車両に遠心力が作用すると、車両の旋回外輪側が沈み込む。この車両の旋回外輪側の沈み込みにより、摺動部材５が連結された車輪９は、一対の摺動軸７が連結された車両本体に対して、車両上方へ相対移動する。摺動部材５が摺動軸７の湾曲に沿って、摺動軸７に対して車両上方へ相対移動すると、摺動部材５の中心軸Ｌは車両内側に傾倒し、タイヤ９ｂのネガティブキャンバー角度が増加する。
【００４１】
このとき、旋回外輪側の沈み込み量が増加するほど（サスペンション装置１のストローク量が増加するほど）、摺動部材５の中心軸Ｌの車両内側への傾倒が大きくなり、タイヤ９ｂのネガティブキャンバー角度が増加する。したがって、サスペンション装置１のストローク量に応じて、最適なキャンバー角度が設定され、タイヤ９ｂを路面に対して最適に接地させることができる。
【００４２】
また、摺動部材５は摺動軸７に対して車両上方へ移動しつつ、反時計方向ＣＣＷに回転し、タイヤ９ｂのトーイン角度が増加する。
【００４３】
このとき、旋回外輪側の沈み込み量が増加するほど（サスペンション装置１のストローク量が増加するほど）、タイヤ９ｂのトーイン角度が増加する。したがって、サスペンション装置１のストローク量に応じて、最適なトー角度が設定され、タイヤ９ｂを路面に対して最適に接地させることができる。
【００４４】
なお、上述した形態は一例であり、各車両の特性（サスペンション装置、操舵装置の特性）に応じて、摺動軸の湾曲、交差角度θ３を設定することで、車両の特性に応じて、任意のキャンバー角度、トー角度等を設定することができる。
【００４５】
以上、本実施例に係るサスペンション装置１において、一対の摺動軸７は、車両幅方向（車両内側又は車両外側）に湾曲している。これにより、サスペンション装置１のストローク量に応じて、最適なキャンバー角度が設定される。また、一対の摺動軸７は、車両背面視で所定の交差角度θ３を成して交差するように配置されている。これにより、サスペンション装置１のストローク量に応じて、最適なトー角度が設定される。すなわち、車両の走行性能を向上させることができる。
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るサスペンション装置３０の構成を示す概略図であり、車両内側から見た図である。図６は、図５に示すサスペンション装置を車両後方から見た背面視であり、ホイール及びタイヤの部分断面図である。
【００４６】
図５及び図６に示す如く、本実施形態に係るサスペンション装置３０は、車両上下方向に延在し、車両内側に屈曲する一対の摺動軸３７を備えている。
【００４７】
一対の摺動軸３７は、車両背面視で所定の交差角度θ３を成して交差するように配置されている。また、車両前方側の摺動軸７が車両後方側の摺動軸７よりも車両内側へ傾倒している。一対の摺動軸３７の上端部と下端部とには、車両背面視で略コ字状に形成された車輪支持部（キャリア）３３の端部が接続されている。各摺動軸７は、車両幅方向に、車両外側に突状をなすように湾曲している。
【００４８】
キャリア３３の略中央部には、ナックル１９が連結されている。一対の摺動軸３７の両端には、車両上下方向に摺動可能に、摺動部材５が連結されている。摺動部材５の略中央部には、車両本体側部材３１が接続されている。摺動部材５の略中央部と下側接続部材８ｂとの間には、コイルスプリング１５とショックアブソーバ１７とが配設されている。
【００４９】
他の構成は図１乃至図４に示す第１の実施の形態と略同一である。図５及び図６において、図１乃至図４に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
例えば、車両旋回時等において、車両に遠心力が作用すると、車両の旋回外輪側が沈み込む。この車両の旋回外輪側の沈み込みにより、摺動部材５が連結された車両本体側部材３１は、摺動軸３７が連結されたキャリア３３に対して、車両下方へ相対移動する。摺動部材５が摺動軸３７の湾曲に沿って、摺動軸３７に対して車両下方へ相対移動すると、タイヤ９ｂはネガティブキャンバーとなる。
【００５１】
このとき、旋回外輪側の沈み込み量が増加するほど（サスペンション装置３０のストローク量が増加するほど）、タイヤ９ｂのネガティブキャンバー角度が増加する。したがって、サスペンション装置３０のストローク量に応じて、タイヤ９ｂを路面に対して最適に接地させることができる。
【００５２】
また、摺動部材５は摺動軸３７に対して車両下方へ移動しつつ、反時計方向ＣＣＷに回転し、タイヤ９ｂのトーイン角度が増加する。このとき、旋回外輪側の沈み込み量が増加するほど（サスペンション装置１のストローク量が増加するほど）、タイヤ９ｂのトーイン角度が増加する。したがって、サスペンション装置１のストローク量に応じて、最適なトー角度が設定され、タイヤ９ｂを路面に対して最適に接地させることができる。すなわち、車両の走行性能を向上させることができる。
【００５３】
なお、図１乃至図６において、車両の右側後輪に係るサスペンション装置１について説明しているが、左側後輪に係るサスペンション装置も、右側後輪に係るサスペンション装置１と略同一構成、作用となる為、詳細な説明は省略する。
【００５４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施の形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５５】
例えば、上記実施の形態において、車両後輪９に適用されているが、車両前輪（操舵輪）に対しても適用可能である。
【００５６】
また、上記実施の形態において、従動輪である右側後輪９に適用されているが、駆動輪にも適用可能である。駆動輪として、例えば電動式のインホイールモータが各車輪に配設された構成、ドライブシャフトを介して車輪が駆動させる構成等が挙げられる。例えば、インホイールモータが配設される場合、当該インホイールモータは、ナックル１９に対して、オフセットして配設され、その駆動力は歯車等の伝達機構を介して、ハブ２３に伝達される。
【００５７】
上記実施の形態において、摺動軸７、３７は車両幅方向に湾曲しているが、摺動軸７、３７を車両前後方向に湾曲していてもよい。この場合、摺動部材５が摺動軸７、３７に対して、車両上下方向に相対移動すると、車輪のキャスター角度が変化する。
【００５８】
具体的には、摺動軸７が車両前方に湾曲している場合において、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両上方向に相対移動すると、車輪のキャスター角度が増加する。一方、摺動軸７が車両後方に湾曲している場合において、摺動部材５が摺動軸７に対して、車両上方向に相対移動すると、車輪のキャスター角度が減少する。これにより、サスペンション装置１のストローク量に応じて、最適なキャスター角度を設定することができる。
【００５９】
上記実施形態において、一対の摺動軸の交差角度θ３が車両の走行状態（例えば、車速、車両の横加速度、ヨーレート等）に応じて、アクチュエータにより制御されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、例えば、車両用のインホイールサスペンション装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態係るサスペンション装置の構成を示す概略図であり、車両内側から見た図である。
【図２】図１に示すサスペンション装置を車両後方から見た背面視であり、ホイール及びタイヤの部分断面図である。
【図３】摺動部材が摺動軸に対して、中立位置から車両上下方向に相対移動した状態を示す図である。
【図４】摺動部材が、摺動軸に対して車両上下方向に相対移動した際に、摺動軸を中心に時計方向又は反時計方向に回転する状態を示す図であり、摺動部材を車両上方から見た図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るサスペンション装置の構成を示す概略図であり、車両内側から見た図である。
【図６】図５に示すサスペンション装置を車両後方から見た背面視であり、ホイール及びタイヤの部分断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    サスペンション装置
３    車輪支持部（キャリア）
５    摺動部材
７    摺動軸
９    車輪
９ａ  ホイール
９ｂ  タイヤ
１１    アッパアーム
１３    ロアアーム
【図１】
2007131073.tif 000003
【図２】
2007131073.tif 000004
【図３】
2007131073.tif 000005
【図４】
2007131073.tif 000006
【図５】
2007131073.tif 000007
【図６】
2007131073.tif 000008