(57)【要約】【課題】通常走行モードから特殊走行モードへの切り替え機能を有するステアリング装置を簡便な構成で実現すること。【解決手段】懸架装置２を介してシャーシに設けられたナックル３と、懸架装置２に対し、ナックル３を転舵方向に回動させる第一のキングピン軸４と、ナックル３に対し、車輪Ｗを車両Ｃの走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸５と、第一のキングピン軸４周りに車輪Ｗを転舵させる第一の駆動手段７と、第二のキングピン軸５周りに車輪Ｗを転舵させる第二の駆動手段（インホイールモータ）Ｍと、を備えるステアリング装置１を構成し、第一のキングピン軸４を通常の転舵に関与させる一方で、第二のキングピン軸５を走行モードの切り替えに関与させる。【選択図】図１
2016055804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架装置（２）を介してシャーシに設けられたナックル（３）と、
前記懸架装置（２）に対し、前記ナックル（３）を転舵方向に回動させる第一のキングピン軸（４）と、
前記ナックル（３）に対し、前記車輪（Ｗ）を車両（Ｃ）の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸（５）と、
前記第一のキングピン軸（４）周りに前記車輪（Ｗ）を転舵させる第一の駆動手段（７）と、
前記第二のキングピン軸（５）周りに前記車輪（Ｗ）を転舵させる第二の駆動手段（Ｍ）と、
を備えるステアリング装置。
【請求項２】
前記第二のキングピン軸（５）周りの前記車輪（Ｗ）の回動を固定するロック機構（８）をさらに備える請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記第一のキングピン軸（４）周りの前記ナックル（３）の回動が、前記車輪（Ｗ）の転舵操作に伴ってなされる一方で、前記第二のキングピン軸（５）周りの前記車輪（Ｗ）の回動が、前記車両（Ｃ）の走行モードの変更操作に伴ってなされる請求項１又は２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記第二のキングピン軸（５）のスクラブ半径（ｒ２）が、前記第一のキングピン軸（４）のスクラブ半径（ｒ１）よりも大きくなるように前記第一のキングピン軸（４）及び前記第二のキングピン軸（５）を配置した請求項３に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記第二のキングピン軸（５）周りに車輪（Ｗ）を転舵させる前記第二の駆動手段（Ｍ）が、インホイールモータ（Ｍ）、又は油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ、モータ及び減速機等の動力源からなる請求項１から４のいずれか1項に記載のステアリング装置。
【請求項６】
前後の少なくとも一方の車輪（Ｗ）に、懸架装置（２）を介してシャーシに設けられたナックル（３）と、前記懸架装置（２）に対し、前記ナックル（３）を転舵方向に回動させる第一のキングピン軸（４）と、前記ナックル（３）に対し、前記車輪（Ｗ）を車両（Ｃ）の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸（５）と、を備えるステアリング装置（１）を設け、前記ステアリング装置（１）によって前記車両（Ｃ）の走行モードを変更する際に、前後いずれか一方側の車輪（Ｗ）を前記第二のキングピン軸（５）周りに回動させる一方で、他方側の車輪（Ｗ）が回転しないようにして、走行モードの切り替え中に車両（Ｃ）が移動しないようにする車両の走行モードの切り替え方法。
【請求項７】
前後の車輪（Ｗ）に、懸架装置（２）を介してシャーシに設けられたナックル（３）と、前記懸架装置（２）に対し、前記ナックル（３）を転舵方向に回動させる第一のキングピン軸（４）と、前記ナックル（３）に対し、前記車輪（Ｗ）を車両（Ｃ）の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸（５）と、を備えるステアリング装置（１）を設け、前記ステアリング装置（１）によって前記車両（Ｃ）の走行モードを変更する際に、前後の車輪（Ｗ）をともに前記第二のキングピン軸（５）周りに回動させて、走行モードの切り替え中に車両（Ｃ）が移動しないようにする車両の走行モードの切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通常走行モードとその場回転等の特殊走行モードとの間で走行モードを切り替え可能とした車両に採用されるステアリング装置、及びこのステアリング装置を採用した車両の走行モードの切り替え方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右の車輪（以下、タイヤ、ホイール、ハブ、インホイールモータ等を含めて総合的に「車輪」と称する。）を結ぶステアリングリンク機構を用いて車輪を転舵するものに、アッカーマン・ジャントウ式と呼ばれるステアリング装置がある。このステアリング装置は、タイロッドとナックルアームを有し、車両の回転時に、左右の車輪が同一回転中心をもつように作用する。
【０００３】
このステアリング装置として、例えば、特許文献１に示す構成のものがある。このステアリング装置は、タイロッドとナックルアームを用いる左右車輪のステアリングリンク機構を前輪側または後輪側の少なくとも一方に備え、タイロッド長さ、左右のタイロッド間距離または各車輪とナックルアームのなす角度のいずれかを変化させるアクチュエータを設けることで、通常走行、平行移動、小回りのすべての走行をスムーズに行うとともに、優れた応答性を確保している。
【０００４】
特許文献２に示すステアリング装置は、前後輪の左右車輪間に配置され、軸心周りに回転可能なステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを左右２分割した間に、分割されたステアリングシャフトの回転方向を正逆方向で切り替える正逆切り替え手段を備えている。この切り替え手段によって、舵角９０度、横方向移動等を可能としている。
【０００５】
特許文献３には、前輪の転舵に応じてアクチュエータが作動して、後輪を転舵するようにした４輪転舵車両の技術について示されている。また、特許文献４には、左右車輪間を結ぶラックハウジングを前後方向に移動させることで、左右車輪のトー調整を行い、走行安定性を高めたステアリング装置の技術について示されている。
【０００６】
一般的なアッカーマン・ジャントウ式のステアリングリンク機構によれば、通常走行時には、各車輪の回転ライン（車輪の幅方向中心線）から平面視垂直に延びた線が、車両の回転中心に集まるので、スムーズな走行ができる。しかし、車両の横方向移動（車両が前後方向を向いた状態での横方向への平行移動）を求める場合、車輪を前後方向に対して９０度の方向に操舵することは、ステアリングリンクの長さや他部材との干渉から困難である。また、仮に、左右の車輪のうち一方の車輪を９０度に操舵した場合でも、他方の車輪は一方の車輪と完全に平行にはならず、スムーズな走行が困難である。
【０００７】
また、この種の車両では、通常、主転舵車輪である前輪を車両の所定の進行方向に転舵し、従転舵車輪である後輪は、車両の前後方向と平行を保つように設計されている。このため、この車両の前輪を転舵し回転させたときに、前輪と後輪の回転中心が同一位置とならない。このため、低車速時には内輪差により後輪が回転円の内側に入る姿勢で車両が回転し、高車速時には遠心力により前輪が回転円の内側に入る姿勢で車両が回転することになる。すなわち、前輪を車両の進行方向である回転方向に転舵しても、車両の姿勢を回転方向に一致させ操向することができないという問題がある。そこで、前輪のみならず後輪をも転舵することにより、走行性を向上させる４輪ステアリング装置を有する車両がある。
【０００８】
４輪ステアリング装置を有する車両（所謂４ＷＳ車）として、例えば、特許文献１に記載の技術では、車両の横方向移動、小回り等が可能である。しかし、タイロッドの長さ、左右タイロッド間の距離、あるいは、車輪とナックルアームのなす角を変化させるために多くのアクチュエータを備え、各アクチュエータの複雑な制御が必要となる。また、特許文献２に記載の技術は、その機構上、構造が複雑であって、ラックバーの回転で車輪を転舵するために、多数の歯車を使用している。このため、各歯車間にガタが発生しやすく、円滑に車輪の転舵をすることが困難である。
【０００９】
また、特許文献３の技術は、従来の４輪ステアリング装置の一例であって後輪転舵を可能としているが、この機構だけでは横方向移動は困難である。さらに、特許文献４の技術は、トー調整が可能である反面、車両の横方向移動、小回り等には対応できないという問題がある。
【００１０】
特許文献１から４に記載のステアリング装置の諸問題を解決すべく、本願の発明者は、特許文献５に示すように、左右に独立して移動可能な２つのラックバーを持ち、前記ラックバーのそれぞれを左右いずれかの車輪にタイロッドを介して接続し、同期ギアボックスに保持される同期ギアにより、前記ラックバーが、同期ギアボックスに対して反対に移動可能としたステアリング装置を発明した。この２つのラックバーには、このラックバーに噛み合うピニオンギアがそれぞれ設けられ、両ピニオンギアの間には、両ピニオンギアの回転軸を結合又は分離可能とする連結機構が設けられている。この連結機構を結合すると、両ラックバーを一体として同方向に同距離移動する、すなわち、左右の車輪を同方向に転舵することができる。その一方で、この連結機構を分離すると、両ラックバーを反対方向に同距離移動する、すなわち、左右の車輪を逆方向に転舵することができる。
【００１１】
ここで、左右の車輪を同方向に転舵することは、一般の車両における通常の転舵に相当する。また、左右の車輪を逆方向に転舵することは、通常走行モードからその場回転、横方向移動等の特殊走行モードへの走行モードの切り替えに相当する。この通常の転舵、及び走行モードの切り替えは、いずれもタイロッドを介して、各車輪に設けられたナックルの一本のキングピン軸周りの回動として車輪側に伝達される。このステアリング装置を車両に搭載すれば、その場回転や横方向移動等の特殊走行モードを行うことができるとともに、通常走行モードから特殊走行モードへの変更もスムーズに行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０４−２６２９７１号公報
【特許文献２】特許第４６３５７５４号公報
【特許文献３】実用新案登録第２６００３７４号公報
【特許文献４】特開２００３−１２７８７６号公報
【特許文献５】特願２０１３−１５８８７６（未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献５に係るステアリング装置は、通常の転舵と、走行モードの切り替えの両方の役目を担っているため、一般的なラックアンドピニオン方式のステアリング装置と比較して、ラックや歯車等のより多くの部品を必要とする。このため、一般的なステアリング装置と比較して、コストダウンが困難となったり、装置構成が大型となって車両への搭載方法が制限を受けやすくなったりする等の問題を生じることが多い。
【００１４】
そこで、この発明は、通常走行モードから特殊走行モードへの切り替え機能を有するステアリング装置を簡便な構成で実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題を解決するために、この発明においては、懸架装置を介してシャーシに設けられたナックルと、前記懸架装置に対し、前記ナックルを転舵方向に回動させる第一のキングピン軸と、前記ナックルに対し、前記車輪を車両の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸と、前記第一のキングピン軸周りに前記車輪を転舵させる第一の駆動手段と、前記第二のキングピン軸周りに前記車輪を転舵させる第二の駆動手段と、を備えるステアリング装置を構成した。
【００１６】
このように、キングピン軸を第一のキングピン軸と第二のキングピン軸に分けて構成することにより、第一のキングピン軸を通常の転舵に関与させる一方で、第二のキングピン軸を走行モードの切り替えに関与させるようにすることもできる。この場合、ステアリング装置のタイロッドを第一のキングピン軸側に連結して、ステアリング装置に通常の転舵のみを担わせればよいので、このステアリング装置の第一の駆動手段に一般的なラックアンドピニオン式のものを採用することができる。このため、その構成を簡便化して車両への搭載性を確保することができる。
【００１７】
第二のキングピン軸側には、走行モードの切り替え機構である第二の駆動手段が設けられる。具体的には、第二の駆動手段として、車輪の内部にインホイールモータを搭載し、このインホイールモータを駆動して車輪を回転させ、この回転力によって車輪を第二のキングピン軸周りに回動させるようにするのが簡便で好ましい。この切り替え機構を作動させることにより、車両の走行モードの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１８】
なお、第一のキングピン軸及び第二のキングピン軸は、実際に軸体を備えた構成、又は実際に軸体を有さず所定の回転軸周りに回動する構成のいずれの構成であってもよい。
【００１９】
前記構成においては、前記第二のキングピン軸周りの前記車輪の回動を固定するロック機構をさらに備える構成とするのが好ましい。ロック機構を設けることにより、通常の転舵の際に、車輪が第二のキングピン軸の周りに回動して、その角度が不用意に変わってしまうのを防止することができ、操作安定性と走行安定性を確保することができる。
【００２０】
前記各構成においては、前記第一のキングピン軸周りの前記ナックルの回動が、前記車輪の転舵操作に伴ってなされる一方で、前記第二のキングピン軸周りの前記車輪の回動が、前記車両の走行モードの変更操作に伴ってなされる構成とするのが好ましい。このように、ナックルの回動軸と、車輪の回動軸を別個にすることにより、第一のキングピン軸及び第二のキングピン軸をそれぞれの回動軸に適した傾斜角等に設定することができ、車輪の転舵及び走行モードの切り替えを一層スムーズに行うことができる。
【００２１】
前記第一のキングピン軸周りの前記ナックルの回動が、前記車輪の転舵操作に伴ってなされる一方で、前記第二のキングピン軸周りの前記車輪の回動が、前記車両の走行モードの変更操作に伴ってなされるようにした構成においては、前記第二のキングピン軸のスクラブ半径が、前記第一のキングピン軸のスクラブ半径よりも大きくなるように前記第一のキングピン軸及び前記第二のキングピン軸を配置した構成とするのが好ましい。
【００２２】
スクラブ半径は、キングピン軸が地面と交わる点と、タイヤの接地面中心との間の距離であり、キングピン軸の位置や傾きとともに、このスクラブ半径の大きさが車両の走行特性や転舵特性に大きな影響を与える。具体的には、スクラブ半径を大きくすると、切り替え機構による走行モードの切り替え特性は向上する一方で、車両の走行特性が悪化することがある。このように、キングピン軸を第一のキングピン軸と第二のキングピン軸で別々に構成し、第一のキングピン軸を車輪の転舵操作用、第二のキングピン軸を走行モードの切り替え用としてそれぞれ機能させることにより、走行特性の確保と、切り替え機構による走行モードの切り替え特性の確保の両立を図ることができる。
【００２３】
前記各構成においては、前記第二のキングピン軸周りに車輪を転舵させる前記第二の駆動手段が、インホイールモータ、又は油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ、モータ及び減速機等の動力源からなる構成とするのが好ましい。
【００２４】
上記のように、キングピン軸を第一のキングピン軸と第二のキングピン軸で構成する代わりに、車両の走行モードの切り替え操作に伴って、懸架装置に対し、車輪を前記車両の走行モードに対応する方向に回動させるキングピン軸を備える構成とすることもできる。例えば、前輪２輪にステアリング装置を有する車両（所謂２ＷＳ車）の場合、後輪２輪は操舵する必要がないため、走行モードの切り替え機構に関係するキングピン軸（上記の各構成において、第二のキングピン軸に相当）周りに、切り替え機構によって車輪を回動させるようにすれば、通常の転舵に関与しない２輪の走行モードの切り替えを行うことができる。
【００２５】
前記キングピン軸を備える構成においては、前記キングピン軸周りの前記車輪の回動を固定するロック機構をさらに備える構成とするのが好ましい。このように、ロック機構を設けることにより、走行モードの切り替え後に、その車輪の角度が不用意に変わって、走行安定性が損なわれるのを防止することができる。
【００２６】
また、前後の少なくとも一方の車輪に、懸架装置を介してシャーシに設けられたナックルと、前記懸架装置に対し、前記ナックルを転舵方向に回動させる第一のキングピン軸と、前記ナックルに対し、前記車輪を車両の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸と、を備えるステアリング装置を設け、前記ステアリング装置によって前記車両の走行モードを変更する際に、前後いずれか一方側の車輪を前記第二のキングピン軸周りに回動させる一方で、他方側の車輪が回転しないようにして、走行モードの切り替え中に車両が移動しないようにする車両の走行モードの切り替え方法を構成した。
【００２７】
走行モードの切り替えにおいては、走行モードを切り替えようとする車輪を回転させる必要があるため、その回転に伴って車両が前後に不用意に動いてしまうことがあり得る。そこで、走行モードの切り替えと関係のない他方側の車輪を回転しないようにすることによって、走行モードの切り替え中に、不用意に車両が動くのを防止することができる。この他方側の車輪の回転を止める手段として、その車輪にブレーキをかけたり、その車輪に設けられた切り替え機構（インホイールモータ等）を車輪が回転しようとする方向と逆方向に駆動力を与えたりすることができる。
【００２８】
さらに、前後の車輪に、懸架装置を介してシャーシに設けられたナックルと、前記懸架装置に対し、前記ナックルを転舵方向に回動させる第一のキングピン軸と、前記ナックルに対し、前記車輪を車両の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸と、を備えるステアリング装置を設け、前記ステアリング装置によって前記車両の走行モードを変更する際に、前後の車輪をともに前記第二のキングピン周りに回動させて、走行モードの切り替え中に車両が移動しないようにする車両の走行モードの切り替え方法を構成した。
【００２９】
上記のように、前後いずれかの車輪の回転を止める代わりに、前後の車輪を協同して動かす場合においても、その前後の車輪の回転に伴う車両の移動方向が、同軸上で互いに相反するものであれば、走行モードの切り替え中に、不用意に車両が動くのを防止することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明においては、懸架装置を介してシャーシに設けられたナックルと、前記懸架装置に対し、前記ナックルを転舵方向に回動させる第一のキングピン軸と、前記ナックルに対し、前記車輪を車両の走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸と、前記第一のキングピン軸周りに前記車輪を転舵させる第一の駆動手段と、前記第二のキングピン軸周りに前記車輪を転舵させる第二の駆動手段と、を備えるステアリング装置を構成した。
【００３１】
このように、キングピン軸を第一のキングピン軸と第二のキングピン軸で構成することにより、第一のキングピン軸を通常の転舵に関与させる一方で、第二のキングピン軸を走行モードの切り替えに関与させるようにすることもできる。この場合、ステアリング装置のタイロッドを第一のキングピン軸側に連結して、ステアリング装置に通常の転舵のみを担わせればよいので、このステアリング装置の第一の駆動手段に一般的なラックアンドピニオン式のものを採用することができる。このため、その構成を簡便化して車両への搭載性を確保することができる。
【００３２】
さらに、第二のキングピン軸側に、走行モードの切り替え機構である第二の駆動手段を設け、この切り替え機構を駆動して車輪を回転させ、この回転力によって車輪を第二のキングピン軸周りに回動させるようにすることにより、車両の走行モードの切り替えを簡便かつスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に係るステアリング装置の実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図２】図１に示すステアリング装置の斜視図
【図３】図１に示すステアリング装置を搭載する車両のイメージ図
【図４】図３に示す車両の直進状態を示す平面図
【図５】図３に示す車両の右折状態を示す平面図
【図６】図３に示す車両においてその場回転モードとした状態を示す平面図
【図７】図３に示す車両において横方向移動モードとした状態を示す平面図
【図８】図３に示す車両において小回りモードとした状態を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
この発明に係るステアリング装置１の構成について説明した後に、このステアリング装置１を搭載した車両Ｃの走行モードの切り替え方法について説明する。
【００３５】
（１）ステアリング装置の構成について
図１及び図２に、この発明に係るステアリング装置１の実施形態を示す。図１（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図２は斜視図である。
【００３６】
このステアリング装置１は、懸架装置２（アッパーアーム２ａ、ロワアーム２ｂ）を介して車両Ｃ（例えば図３参照）のシャーシ（図示せず）に設けられたナックル３と、懸架装置２に対し、ナックル３を転舵方向に回動させる第一のキングピン軸４と、ナックル３に対し、車輪Ｗを車両Ｃの各種走行モードに対応する方向に回動させる第二のキングピン軸５と、をその基本構成とする。なお、車両Ｃの各種走行モードに対応する車輪Ｗの方向については、項目（２）で詳しく説明する。
【００３７】
ナックル３は、このナックル３の上下端部に回動軸４ａ、４ｂを有する第一のキングピン軸４によってタイロッド６に接続されている。このタイロッド６は、車輪Ｗを転舵する転舵装置７（７ａ、７ｂ）（第一の駆動手段）（図４等参照）に接続されている。転舵装置７を駆動してタイロッド６を移動させることにより、ナックル３を第一のキングピン軸４周りに回動して、車輪Ｗを転舵することができる。この転舵装置７は図示されていないが、ラックアンドピニオン方式、又はセンサとアクチュエータの作用によって作動するステアバイワイヤ方式のように、運転者又は自動運転による転舵操作で操舵するもの等、種々の方式のものから採用することができる。車輪Ｗには、インホイールモータＭ（第二の駆動手段）が組み込まれており、このインホイールモータＭを駆動させることにより、走行モードの切り替えや、車両Ｃの通常走行を行うことができる。
【００３８】
第二のキングピン軸５は、第一のキングピン軸４よりもナックル３の中央寄りに回動軸５ａ、５ｂを有しており、この第二のキングピン軸５に、車輪Ｗが回動可能に設けられている。各キングピン軸４、５が地面に交わる点と、タイヤの接地面中心との間の距離（以下、スクラブ半径という。）は、第二のキングピン軸５のスクラブ半径ｒ２の方が、第一のキングピン軸４のスクラブ半径ｒ１よりも大きくなるように、各キングピン軸４、５が配置されている。
【００３９】
一般的に、キングピン軸の位置や傾き、及びスクラブ半径の大きさは、車両の走行特性や転舵特性に大きな影響を与える。具体的には、スクラブ半径を大きくすると、切り替え機構による走行モードの切り替え特性は向上する一方で、車両Ｃの走行特性が悪化することがある。このように、キングピン軸を第一のキングピン軸４と第二のキングピン軸５で別々に構成し、第一のキングピン軸４を車輪Ｗの転舵操作用、第二のキングピン軸５を走行モードの切り替え用として機能させ、さらに、第二のキングピン軸５のスクラブ半径ｒ２の方が、第一のキングピン軸４のスクラブ半径ｒ１よりも大きくなるように構成することにより、走行特性の確保と、切り替え機構（インホイールモータＭ）による走行モードの切り替え特性の確保の両立を図ることができる。
【００４０】
ナックル３には、第二のキングピン軸５周りの車輪Ｗの回動を固定するロック機構８が設けられている。このロック機構８は、挿通孔が形成されるとともにナックル３に固定されたロック部本体９と、前記挿通孔に挿し込まれる複数の係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成され、車輪Ｗ側に設けられたロックバー１１と、ロック部本体９を作動させるソレノイド動作部１２とを有している。ロック部本体９内には、係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと嵌合可能な係合突部（図示せず）が設けられている。
【００４１】
前記挿通孔にロックバー１１を挿し込み、ロック部本体９内に係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちいずれかが位置している状態で、ソレノイド動作部１２を作動させることによって、係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと係合突部の係合又は解除（ロック又はロック解除）を自在に行うことができる。ここで、係合凹部１０ａはその場回転モードに、係合凹部１０ｂは小回りモードに、係合凹部１０ｃは横方向移動モードにそれぞれ対応している。なお、図１に示すステアリング装置１は、通常の走行モードの状態を示しており、本図中には図示されていないが、ロック部本体９内に、通常の走行モードに対応する係合凹部が位置しており、この係合凹部と係合突部が係合した状態となっている。
【００４２】
ソレノイド動作部１２を作動させてロック部本体９をロック解除状態（係合凹部と係合突部の係合が解除された状態）とし、インホイールモータＭを駆動すると、その駆動力が第二のキングピン軸５周りの回転方向の力として作用し車輪Ｗが転舵する。そして、ロック部本体９内に係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちいずれかが位置したタイミングで、インホイールモータＭの駆動を停止する。この停止後にソレノイド動作部１２を再び作動させて、係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃのいずれかと、ロック部本体９内の係合突部とを係合させる。これにより、各係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃの位置に対応した走行モードへの切り替えが完了する。この係合凹部１０ａ、１０ｂ、１０ｃの数は、車両Ｃに採用する走行モードの数に応じて適宜変更される。
【００４３】
この実施形態においては、ロック機構８をロック部本体９、ロックバー１１、及びソレノイド動作部１２で構成したが、例えば、回転円盤と、この回転円盤の回転を固定する固定ピン等、他の固定構造を採用することもできる。また、ロックの確実性を高めるために、二つ以上の固定構造を併用することもできる。また、走行モードの切り替えにインホイールモータＭの駆動力を利用したが、走行モードの切り替えには、油圧シリンダ、空圧シリンダ、電動シリンダ、モータと減速機等の動力源を用い、インホイールモータＭの駆動力を、車両Ｃの走行のためだけに使用する構成としたり、インホイールモータＭを省略した構成としたりすることもできる。
【００４４】
（２）車両の走行モードの切り替え方法について
図３に、４個の車輪Ｗ全てに図１に示したステアリング装置１を搭載した車両Ｃのイメージ図を示す。この車両Ｃは、２人乗車（横並び二人乗り）の超小型モビリティである。なお、この発明に係るステアリング装置１は、この超小型モビリティに限定されるものではなく、通常の車両Ｃにも適用することができる。各車輪ＷにはインホイールモータＭが設けられるとともに、前輪及び後輪のそれぞれに転舵装置７（７ａ、７ｂ）が設けられた所謂４ＷＳの構成が採用されている。前輪には運転者のステアリング操作によって、後輪には前輪のステアリング操作に基づいてステアバイワイヤによって転舵を行うラックアンドピニオン式の転舵装置７（７ａ、７ｂ）がそれぞれ採用されている。
【００４５】
この車両Ｃ（例えば図３参照）の走行モードを図４から図８に示す車両平面図を用いて説明する。各図中に記載の白三角形は、通常走行時の車両Ｃの前進方向を示し、白矢印は各走行モード（又は転舵状態）における車両Ｃの進行方向を表す。なお、これらの各図は、各走行モード時における車輪Ｗの転舵方向に注目するために、前後のステアリング装置７ａ、７ｂの間の制御系及び駆動系の詳細については記載を省略している。
【００４６】
（ａ）通常走行モード（図４及び図５）
通常の走行モードにおいては、車両Ｃのステアリング装置７（７ａ、７ｂ）を中立（直進）状態としつつ、ロックバー１１の通常走行モードに対応する位置において、ロック機構８（図１等参照）をロック状態とする。このロック機構８をロック状態とすることにより、車輪Ｗとナックル３は相対回動不能となる。さらに、ステアリングを操作して、ナックル３を第一のキングピン軸４周りに回動させると、車輪Ｗを左右に転舵することができる（図５は右に転舵した状態）。図５に示すように前輪を右に転舵した状態で、車輪Ｗに設けたインホイールモータＭを駆動すると、本図中に白抜きの矢印で示すように、車両Ｃを右折させることができる。なお、図５においては、ステアリング操作によって前輪のみ転舵した状態について示しているが、前輪の転舵と連動して後輪を転舵した状態とすることもできる。
【００４７】
（ｂ）その場回転モード（図６）
通常の走行モードからその場回転モードに切り替える際は、まず各ステアリング装置１のロック機構８（図１等参照）をロック解除状態とする。次に、この状態で車輪Ｗに設けたインホイールモータＭを駆動すると、第一のキングピン軸４周りに回動するナックル３はタイロッド６によりその状態を保ちつつ、その代わりにナックル３の第二のキングピン軸５周りに車輪Ｗが回動し、図６に示すように、前後４輪の回転中心軸が車両Ｃの回転中心Ｐ１で交わる方向に転舵する。この転舵した状態で、ロックバー１１（図１等参照）のその場回転モードに対応する位置（１０ａの位置）において、ロック機構８をロック状態とする。このロック機構８をロック状態とすることにより、車輪Ｗはナックル３の第二のキングピン軸５周りに相対回転不能となる。この状態で各車輪Ｗに設けたインホイールモータＭのうち少なくとも一つを駆動すると、車両Ｃは回転中心Ｐ１を中心として回転し、その場回転運転が実現される。なお、このその場回転モードにおいてもステアリングを操作することができ、このステアリング操作によって、車両Ｃの回転中心Ｐ１の位置をずらすように移動させることも可能である。
【００４８】
（ｃ）横方向移動モード（図７）
通常の走行モードから横方向移動モードに切り替える際は、まず各ステアリング装置１のロック機構８（図１等参照）をロック解除状態とする。次に、この状態で車輪Ｗに設けたインホイールモータＭを駆動すると、第一のキングピン軸４周りに回動するナックル３は、タイロッド６によりその状態を保ちつつ、その代わりにナックル３の第二のキングピン軸５周りに車輪Ｗが回動し、図７に示すように、前後４輪の転がり方向が、車両Ｃの通常の直進方向に対して直角になるように転舵する。この転舵した状態で、ロックバー１１（図１等参照）の横方向移動モードに対応する位置（１０ｃの位置）において、ロック機構８をロック状態とする。このロック機構８をロック状態とすることにより、車輪Ｗはナックル３の第二のキングピン軸５周りに相対回転不能となる。この状態で各車輪Ｗに設けたインホイールモータＭのうち少なくとも一つを駆動すると、車両Ｃは通常の走行方向に対して真横方向に移動する横方向運転が実現される。なお、この横方向移動モードにおいてもステアリングを操作することができ、このステアリング操作によって、車両Ｃの移動方向を真横から少し前後いずれかに偏った方向に調節することも可能である。
【００４９】
（ｄ）小回りモード（図８）
通常の走行モードから小回りモードに切り替える際は、まず各ステアリング装置１のロック機構８（図１等参照）をロック解除状態とする。次に、この状態で前輪の２輪の車輪Ｗに設けたインホイールモータＭを駆動すると、第一のキングピン軸４周りに回動するナックル３はタイロッド６によりその状態を保ちつつ、その代わりにナックル３の第二のキングピン軸５周りに車輪Ｗが回動し、図８に示すように、後輪はそのままの状態を保ちつつ、前輪は、二つの後輪を結んだ回転中心Ｐ２で交わる方向に転舵する。この転舵した状態で、ロックバー１１（図１等参照）の小回りモードに対応する位置（１０ｂの位置）において、ロック機構８をロック状態とする。このロック機構８をロック状態とすることにより、車輪Ｗはナックル３の第二のキングピン軸５周りに相対回転不能となる。この状態で、転舵した車輪Ｗ（図８においては前輪）に設けたインホイールモータＭのうち少なくとも一つを駆動すると、車両Ｃは回転中心Ｐ２を中心として回転し、小回り運転が実現される。このように、前輪をステアリング装置１で転舵して走行モードを変更する代わりに、後輪をステアリング装置１で転舵して走行モードを変更する一方で、前輪はそのままの状態を保つようにしても、小回り運転を実現することができる。なお、この小回りモードにおいてもステアリングを操作することができ、このステアリング操作によって、車両Ｃの回転中心Ｐ２の位置をずらすように移動させることも可能である。
【００５０】
上記（ｂ）〜（ｄ）において説明したように、ステアリング装置１によって車両Ｃの走行モードを通常の走行モードから、その場回転モード等の特殊走行モードに変更する際には、前後いずれか一方側の車輪Ｗを第二のキングピン軸５周りに回動させる一方で、他方側の車輪Ｗが回転しないようにして、一方側の車輪Ｗの走行モードを切り替え、続いて、一方側の車輪Ｗが回転しないようにして、他方側の車輪Ｗの走行モードを切り替え、走行モードの切り替え中に車両Ｃが移動しないようにするのが好ましい。また、４輪のうち３輪の車輪Ｗが回転しないようにして、残りの１輪を第二のキングピン軸５周りに回動させて走行モードを切り替え、その他の３輪についても、同様に第二のキングピン軸５周りに順次回動させて、全ての車輪Ｗの走行モードを切り替えることによって、走行モードの切り替え中に車両Ｃが移動しないようにすることもできる。
【００５１】
上記の各走行モードの切り替えにおいては、走行モードを切り替えようとする車輪Ｗを回転させる必要があるため、その回転に伴って車両Ｃが不用意に動いてしまうことがあり得る。そこで、走行モードの切り替えと関係のない他方側の車輪Ｗを回転しないようにすることによって、走行モードの切り替え中に、不用意に車両Ｃが動くのを防止することができる。この他方側の車輪Ｗの回転を止める手段として、その車輪Ｗにブレーキをかけたり、その車輪Ｗに設けられた切り替え機構（インホイールモータＭ等）を車輪Ｗが回転しようとする方向と逆方向に駆動力を与えたりすることができる。
【００５２】
上記のように、前後いずれかの車輪Ｗの回転を止める代わりに、前後の車輪Ｗをともに第二のキングピン軸５周りに回動させて、走行モードの切り替え中に車両Ｃが移動しないようにしてもよい。前後の車輪Ｗを共同して動かす場合においても、その前後の車輪Ｗの回転に伴う車両Ｃの移動方向が、同軸上で互いに相反するものであれば、走行モードの切り替え中に、不用意に車両Ｃが動くのを防止することができるためである。
【００５３】
上記実施形態においては、前後のステアリング装置１の両方において、第一のキングピン軸４と第二のキングピン軸５で構成する構成を採用したが、車両Ｃの走行モードの切り替え操作に伴って、懸架装置２に対し、車輪Ｗを車両Ｃの走行モードに対応する方向に回動させる一本のキングピン軸のみを備える構成とすることもできる。例えば、２ＷＳ車の場合、後輪２輪は操舵する必要がないため、ナックル３を廃止して第一のキングピン軸４を設けずに、走行モードの切り替え機構に関係するキングピン軸（上記各構成において、第二のキングピン軸５に相当）周りに、切り替え機構によって車輪Ｗを回動させるようにすれば、通常の転舵に関与しない２輪の走行モードの切り替えを行うことができるためである。
【００５４】
上記実施形態に係るステアリング装置１、及び車両Ｃの走行モードの切り替え方法はあくまでも一例であって、通常走行モードから特殊走行モードへの切り替え機能を有するステアリング装置１を簡便な構成で実現する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、ステアリング装置１の構成の一部を変更したり、走行モードの切り替え方法の工程に上記以外の工程を付加的に追加したりすることも許容される。
【符号の説明】
【００５５】
１  ステアリング装置
２  懸架装置
３  ナックル
４  第一のキングピン軸
５  第二のキングピン軸
６  タイロッド
７  転舵装置（第一の駆動手段）
８  ロック機構
９  ロック部本体
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  係合凹部
１１  ロックバー
１２  ソレノイド動作部
ｒ１  （第一のキングピン軸の）スクラブ半径
ｒ２  （第二のキングピン軸の）スクラブ半径
Ｃ  車両
Ｍ  インホイールモータ（第二の駆動手段）
Ｗ  車輪
【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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