(57)【要約】【課題】アッパーアームとロアアームを有するサスペンションで懸架された車輪を、ステアリングモータによりダイレクトに転舵させること。【解決手段】本発明による車両用操舵輪構造１は、一端が車輪側に連結されるナックル５０と、ナックルの他端をキングピン軸まわりに回転可能に支持する支持部材４０と、ナックルに連結される出力軸７１を有し、ナックルをキングピン軸まわりに回転させて車輪を転舵させるステアリングモータ７０と、一端が車体に回転支持され、他端が前記支持部材を回転可能に支持するアッパーアーム１０と、一端が車輪側に連結され、他端が車体に回転支持されるロアアーム２０とを備える。【選択図】図１
2009101746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が車輪側に連結されるナックルと、
ナックルの他端をキングピン軸まわりに回転可能に支持する支持部材と、
ナックルの他端に連結される出力軸を有し、ナックルをキングピン軸まわりに回転させて車輪を転舵させるステアリングモータと、
一端が車体に回転支持され、他端が前記支持部材を回転可能に支持するアッパーアームと、
一端が車輪側に連結され、他端が車体に回転支持されるロアアームとを備える、車両用操舵輪構造。
【請求項２】
前記アッパーアームと前記支持部材の間の回転支持部は、バウンド時及びリバウンド時の前記アッパーアームとキングピン軸との間の角度変化を可能とするよう構成される、請求項１に記載の車両用操舵輪構造。
【請求項３】
前記アッパーアームの車体側の回転軸と前記ロアアームの車体側の回転軸とは、アクスル中心に関して車両前後方向逆側に位置する、請求項１に記載の車両用操舵輪構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵輪構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車輪のキングピン軸線上にステアリングモータを配置し、タイヤと車体との間を連結する連結アームを、ステアリングモータで回転させることで、ステアリングモータによりダイレクトに車輪を転舵させる車両用操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−７６３７９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、上記の特許文献１に記載の構成では、連結アームの１本で車輪を車体に対して支持しているが、連結アームは車体のブラケットに旋回可能に取り付けられているだけであるので、車輪の上下動が制限されてサスペンションとして不十分な側面がある。また、上記の特許文献１に記載の構成では、アッパーアームとロアアームを有するサスペンションに比べて、重量や操安性等にも課題がある。これに対して、アッパーアームとロアアームを有するサスペンションで懸架された車輪を、ステアリングモータによりダイレクトに（即ち車幅方向のラックシャフトやタイロッド等を介さずに）転舵させる構成を実現しようとすると、アッパーアームとロアアームの間に、ステアリングモータを配置できるほどの十分なスペースを確保し難いという問題に直面する。また、アッパーアーム側にステアリングモータを配置しようとする場合には、アッパーアームに対してナックルの２方向（揺動方向及び旋回方向）の回転を自由にする必要があり、構成上の工夫が必要である。
【０００４】
そこで、本発明は、アッパーアームとロアアームを有するサスペンションで懸架された車輪を、ステアリングモータによりダイレクトに転舵させることができる車両用操舵輪構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両用操舵輪構造は、一端が車輪側に連結されるナックルと、
ナックルの他端をキングピン軸まわりに回転可能に支持する支持部材と、
ナックルの他端に連結される出力軸を有し、ナックルをキングピン軸まわりに回転させて車輪を転舵させるステアリングモータと、
一端が車体に回転支持され、他端が前記支持部材を回転可能に支持するアッパーアームと、
一端が車輪側に連結され、他端が車体に回転支持されるロアアームとを備えることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る車両用操舵輪構造において、
前記アッパーアームと前記支持部材の間の回転支持部は、バウンド時及びリバウンド時の前記アッパーアームとキングピン軸との間の角度変化を可能とするよう構成されることを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る車両用操舵輪構造において、
前記アッパーアームの車体側の回転軸と前記ロアアームの車体側の回転軸とは、アクスル中心に関して車両前後方向逆側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アッパーアームとロアアームを有するサスペンションで懸架された車輪を、ステアリングモータによりダイレクトに転舵させることができる車両用操舵輪構造が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１０】
図１は、本発明による車両用操舵輪構造１の一実施例の要部構成を示す車両側面図である。図１では、車両外側から視た側面図であるが、車輪内の構成を見やすくするために、ホイールやブレーキ等の非主要構成の図示を省略している。また、図１は、車輪の中立状態を示す。図２は、車両用操舵輪構造１の要部構成を車両斜め後方から視た図である。図３は、図１のラインＡ−Ａに沿った断面図であり、図４は、図１のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。図５は、バウンド／リバウンド時のステアリングモータ７０とアッパーアーム１０の間の関係を示す側面図であり、明瞭化の都合上、ナックル５０等の部材の図示を省略している。
【００１１】
尚、以下では、車両のある１つの車輪に関する車両用操舵輪構造１の構成を説明するが、以下で説明する車両用操舵輪構造１の構成は、前後左右の任意の車輪に適用可能であり、例えば前２輪後１輪の車両において、２つの前輪のそれぞれに対して適用されてもよい。
【００１２】
本実施例の車両用操舵輪構造１は、ナックル５０と、ナックル５０の上端を回転可能に支持する支持部材４０と、支持部材４０に連結されるアッパーアーム１０と、ナックル５０に連結されるロアアーム２０と、ステアリングモータ７０と、制御装置７４とを備える。
【００１３】
ナックル５０は、ベアリング（図示せず）を介してアクスルハブ６０を回転可能に支持する。アクスルハブ６０には、車輪のホイール及びタイヤがボルト等により固定される。尚、図示の例では、ナックル５０は、ボルト（図示せず）で一体に連結される上側の部材５４と下側の部材５６からなっているが、一部材で構成されてもよい。
【００１４】
アッパーアーム１０は、図１に示すように、全体として車両前後方向に延在し、車両前側の端部が、支持部材４０に回転軸１２で回転可能に支持される。図示の例では、回転軸１２は、車幅方向に軸を有する。アッパーアーム１０と支持部材４０の間の回転支持構造は、後に詳説する。アッパーアーム１０の車両後側の端部は、アクスル後方（車軸中心よりも車両後方）にて、車体に回転軸１４で回転支持される。回転軸１４は、車幅方向に延在し、モータ３０の回転軸に連結されてよい。回転軸１４とモータ３０の回転軸は、一体に連結されてもよいし、或いは、減速機構やクラッチ等を介して連結されてもよい。
【００１５】
ロアアーム２０は、図１に示すように、全体として車両前後方向に延在し、車両前側の端部が、アクスル前方（車軸中心よりも車両前方）にて、車体に回転軸２４で回転支持される。回転軸２４は、図２に示すように、車幅方向に軸を有するゴムブッシュにより構成されてもよい。ロアアーム２０の車両後側の端部は、ナックル５０に回転軸２２（図４も参照）で回転可能に支持される。回転軸２２は、ボールジョイントで構成されてよい。この際、ボールジョイントは、縦置きされてもよいが、車輪の上下ストロークに伴う使用角度が使用許容範囲を超える場合には、図４に示すように、横置きに配置される。
【００１６】
モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりの回転駆動力を発生する。回転駆動力の大きさ及び方向は、制御装置３４により制御される。通常、バウンドやリバウンドが発生しない場合や車両が停止している場合では、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりの回転が完全に阻止されるような回転駆動力を発生する。即ち、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりの回転を不能とする。また、後述の特別な車両の走行状態の場合を除いて、モータ３０は、バウンド／リバウンド時の車輪の動きに対してスプリング及びアブソーバとして機能するような回転駆動力を発生する。
【００１７】
尚、本実施例において、車輪（ナックル５０）の動きは、上述のアッパーアーム１０及びロアアーム２０のみにより規定される。この際、アッパーアーム１０及びロアアーム２０は、バウンド時に車輪が車体に対して車両後方に動き且つリバウンド時に車輪が車体に対して車両前方へ動くように構成されている。
【００１８】
支持部材４０は、図３に示すように、ステアリングモータ７０のモータハウジング（非回転部）７２を固定支持すると共に、ベアリング４２を介して、ナックル５０の上端部を回転軸ＫＰまわりに回転可能に支持する。ベアリング４２は、ボールベアリングであってよい。図示の例では、支持部材４０は、全体として円筒状の部材であり、内周側にベアリング４２が嵌合されている。また、支持部材４０は、図３に示すように、メタルブッシュ１２ａ及び１２ｂを介して、アッパーアーム１０の車両前側端部に回転軸１２まわりで回転可能に支持されている。即ち、アッパーアーム１０と支持部材４０の間の回転支持部は、メタルブッシュ１２ａ及び１２ｂ、ボルト１２ｃにより構成されている。ボルト１２ｃは、回転軸１２を構成し、その頭部と支持部材４０との間にメタルブッシュ１２ａ及び１２ｂを介してアッパーアーム１０の端部を挟みこむ態様で、支持部材４０に締結されている。尚、支持部材４０の回転軸ＫＰまわりの回転は、アッパーアーム１０により拘束される。
【００１９】
ここで、図５を参照するに、図５では、車輪の中立状態（通常時の状態）が実線で示されると共に、バウンド時の状態が２点鎖線で示され、リバウンド時の状態が１点鎖線で示されている。バウンド／リバウンド時には、アッパーアーム１０の揺動に伴い、ステアリングモータ７０の出力軸７１とアッパーアーム１０の間に角度変化が生ずる。この角度変化はユニバーサルジョイントでは対応しきれないので、本実施例では、上述の如くメタルブッシュ１２ａを回転軸１２上に設定している。
【００２０】
ステアリングモータ７０は、アッパーアーム１０の上方に搭載される。ステアリングモータ７０は、回転軸ＫＰ上に出力軸７１を有する。尚、回転軸ＫＰの軸線上には、ロアアーム２０の回転軸（ボールジョイント）２２の回転中心が位置し、従って、回転軸ＫＰは、キングピン軸を構成する。出力軸７１には、スプラインが形成される。出力軸７１は、ナックル５０の上端部に形成されたスプライン溝付きの穴５８に嵌入され、ナックル５０に対して回転不能に結合（スプライン結合）される。これにより、ステアリングモータ７０の出力軸７１が回転されると、ナックル５０が回転軸ＫＰまわりに回転され、キングピン軸まわりの車輪の転舵が実現される。
【００２１】
制御装置７４は、ステアリングモータ７０を制御する。制御装置７４は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、各種制御を実行すべくＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。制御装置７４は、例えば車両のステアリングホイール（ハンドル）をユーザが操作した際の操舵角（舵角センサの出力信号）に基づいて、操舵角に応じた回転量、ステアリングモータ７０を回転させることとしてよい。
【００２２】
尚、制御装置７４は、ステアリングモータ７０に加えて、モータ３０を制御してもよい。即ち制御装置７４は、制御装置３４を含んでよい。この場合、制御装置７４は、減速性能を高めるため、車両が後傾姿勢となるように、車両前輪がリバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させてもよい。同様に、制御装置７４は、加速性能を高めるため、車両が前傾姿勢となるように、車両前輪がバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させてもよい。また、制御装置７４は、旋回性能を高めるため、車両旋回時に、旋回外側の車輪がリバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させると共に、旋回内側の車輪がバウンドする方向の回転駆動力をモータ３０により発生させてもよい。
【００２３】
以上の通り、本実施例によれば、簡易な構造で、ホイールストロークやアームの角度変化量に関係なく、操舵機能を確保することができる。また、アッパーアーム１０の上方にステアリングモータ７０を搭載することで、アッパーアーム１０とロアアーム２０の間のスペースにも制約を受けることが無くなる。
【００２４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２５】
例えば、上述した実施例では、支持部材４０は、ステアリングモータ７０のモータハウジング７２と別部材として構成されているが、ステアリングモータ７０のモータハウジング７２と一体化された部材であればよく、ステアリングモータ７０のモータハウジング７２により置換されてもよい。
【００２６】
また、上述した実施例では、ナックル５０の下側の部材５６は、車輪を駆動するためのモータ（図示せず）の構成要素であってもよい。即ち、車輪内に駆動用モータが配設される場合、ナックル５０の下側の部材５６は、当該駆動用モータの非回転部材で置換されてもよい。この場合、駆動用モータの非回転部材は、例えば駆動用モータのハウジングであってよい。
【００２７】
また、上述した実施例では、車幅方向の体格のコンパクト化を図るため、アッパーアーム１０及びロアアーム２０を車両前後方向に延在するように配置しているが、車幅方向のスペースに制約がない場合等には、アッパーアーム１０及びロアアーム２０を車幅方向に延在するように配置してもよい。この場合、例えばアッパーアーム１０の回転軸１２，１４は車両前後方向(斜め前後方向を含む)に延在することになる。
【００２８】
また、上述した実施例では、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４に設けられるが、それに代えて若しくは加えて、ロアアーム２０の回転軸２４に設けられてもよい。また、モータ３０は、アッパーアーム１０の回転軸１４まわりのモーメント（若しくはロアアーム２０の回転軸２４まわりのモーメント）を生成できるアクチュエータであれば、電気モータ以外のアクチュエータで置換されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による車両用操舵輪構造１の一実施例の要部構成を示す車両側面図である。
【図２】車両用操舵輪構造１の要部構成を車両斜め後方から視た図である。
【図３】図１のラインＡ−Ａに沿った断面図である。
【図４】図１のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。
【図５】バウンド／リバウンド時のステアリングモータ７０とアッパーアーム１０の間の関係を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    車両用操舵輪構造
１０    アッパーアーム
１２    回転軸
１４    回転軸
２０    ロアアーム
２２    回転軸
２４    回転軸
３０    モータ
４０    支持部材
５０    ナックル
５４    ナックルの上側の部材
５６    ナックルの下側の部材
６０    アクスルハブ
７０    ステアリングモータ
７１    出力軸
７２    モータハウジング
７４    制御装置
【図１】
2009101746.tif 000003
【図２】
2009101746.tif 000004
【図３】
2009101746.tif 000005
【図４】
2009101746.tif 000006
【図５】
2009101746.tif 000007