JPH03148315A - 車輪支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大きな操舵角で清ら、かに小回り走行できる
とともにほぼ真横に平行移動できるようにしながら、し
かも車輪支持部の曲げモーメントに対する剛性を大きく
した車輪支持装置に関する。 〔従来の技術〕 一般に、４輪車が滑らかに旋回するためには４輪とも同
じ旋回中心を持つことが必要である。そのために従来の
ステアリング機構では、例えばナックルアームとタイロ
ッドとを備えたステアリングリンク機構が採用されてい
る。 第３図に示すように、このステアリングリンク機構は、
タイロッドエンドＯｌａ、Ｏｌａにてりイロッド０１と
ナックルアーム０２とを相対回動自在に連結し、ナック
ルアーム０２の他端を左右輪のキングピン０３に連結す
る構造となっている。 そして、このステアリングリンク機構のタイロッド０１
ぬ　例えばラックアンドビニオン、ウォーム歯車あるい
は油圧シリンダによってステアリングハンドルによる操
舵トルクを伝えることにより、このタイロッド０１を左
右に移動させ、　このタイロッド０１の左右動によりナ
ックルアーム０２が回動するようになっている。これに
より、左右の車輪がそれぞれ左右に操舵されるようにな
る。 また。従来の一般的な自動車においてＩ上　第４図に示
すように前輪０４はストラット型のサスペンション０５
で支持されていることが多い、その場合、前輪０４を操
舵するためのステアリングリンク機構の一部を構成する
ナックルアーム０６はストラット０５ａと一体に形成さ
れており、−したがって車両旋回時に車輪０４が操舵さ
れる１　ストラット０５ａも一緒に回転するようになっ
ている。 〔発明が解決しようとする！ＩＭＩ しかしながら、このようなステアリングリンク機構でＩ
ｉ　　第３図に示すように、タイロッド０１とナックル
アーム０２とが一直線上になると、それ以上は車輪を操
舵することができなくなる。すなわち、この状態が車輪
操舵の可能な限界であり、その操舵角αの限界角度＃上
　通常約４５°前後である。このように車輪操舵に限界
があると、小回りのための操舵が制限されてしまう。 また、仮に車輪の操舵角αがこのような限界角度を超え
て、例えば９０°まで可能にした場合でも、操舵角αを
９０°にすると、車体に設けられた駆動源からの駆動力
によっては車輪を駆動させることはできなくなるという
問題が生じてしまう。 そこで、本出願人はこのような問題を解決したステアリ
ング機構及びその適用車両を先に特許出願している（特
願昭６３−１６５４９８号）。 この特許出願のステアリング機構及びその適用車両にお
いて＃１　ハンドルの操舵角をリンク機構を介してメカ
ニカルに車輪に伝達するにあたって。 車体フレームに設けた増速ギアで増速するようにしてい
るとともに各車輪に独立して走行用駆動モータを設ける
ようにしている。 またこの特許出願における車輪の支持構造は車輪に設け
られた走行用駆動モータのケースに操舵軸を固定し、そ
の操舵軸を車体フレームに操舵軸の中心軸まわりに回転
可能に支持する構成を採っている。 したがって、増速ギアによって車輪を増達させることに
より、車輪を操舵軸まわりに９０＠以上操舵することが
できるようになるばかりでなく、車輪を９０”操舵した
ときに駆動モータによって回転駆動することができるよ
うになる。−そこで、このような増速ギアを用いたステ
アリング機構を前輪及び後輪に用いれば、前輪とともに
後輪をも９０″操舵することができ、車両を小回り走行
させたり、真横へ平行移動させたりすることが可能とな
る。 しかしながら、この車輪支持構造で曇１　車輪接地点と
操舵軸が車体フレームに支持されている点との間がかな
り離れており、したがって、車両旋回時等に前後左右方
向の力が車輪に加えられると。 大きな曲げモーメントが発生し、車体フレームと操舵軸
との支持部にこの曲げモーメントによる曲げ力が集中し
て加えられるようになる。このため。 車体フレームと操舵軸との支持部において、この曲げ力
に対抗するには支持部の剛性が十分でない場合が考えら
れる。 本発明はこのような間層を解決するものであって、その
目的Ｉｉ　　大きな操舵角を設定可能として滑らかにか
つ確実に小回り走行ができるようにしながら、しかも車
輪に加えられる前後左−右の力による曲げ力に対抗する
に十分な剛性を得ることのできる車輪支持装置を提供す
ることである。 【履題を解決するための手段〕 そのために請求項１の発明の車輪支持装Ｗｌｔ上例えば
第１図を参照して示すと、車体フレーム（１）に上端が
支持さね　下端がロアアーム（５）によって前記車体フ
レーム（１）に支持されているストラット型サスペンシ
ョン（２）１　車輪（３２．３３）が支持されている車
輪支持装置において、前記ストラット型サスペンション
（２）の下端部に車輪支持部（７）が設けられており、
前記車輪（３２，３３）がこの車輪支持部（７）に前記
ストラット型サスペンション（２）と相対回転可能に支
持されていることを特徴としている。 また請求項２の発明の車輪支持装置は、請求項１の発明
において、ストラット型サスペンション（２）の中心軸
（ｃ）と前記車輪（３２，３３）の前記相対回転の回転
軸（ｂ）とが平行的に配設されていることを特徴として
いる。 更に請求項３の発明の車輪支持装置１１　　請求項１ま
たは２の発明において、前記車輪（３２，３３）が、前
記車輪支持部（７）に配設された増速ギヤ（２５）を介
してステアリングリンク機構（１３）に連結されている
ことを特徴としている。 更に請求項４の発明の車輪支持装置は、請求項３の発明
において、前記増速ギヤ（２５）が、前記ステアリング
リンク機構（１３）側に連結された内歯歯車（１０）と
、前記車輪（３２，３３）側に連結され　前記内歯歯車
（１０）に噛み合う外歯歯車（２２）とから構成されて
いることを特徴としている。 ［作用および発明の効果］ このような構成をした請求項１の発明において重上　　
ストラット型サスペンション（２）の下端部に車輪支持
部（７）が設けられており、車輪（３２，３３）がこの
車輪支持部（７）にストラット型サスペンション（２）
と相対回転可能に支持されているので、車輪接地点（ｏ
）と車輪支持部（７）とは互いに接近するようになる。 したがって。 車輪（３２，３３）に加えられる左右前後方向の力によ
る曲げ力は小さくなり、車輪支持部（７）における剛性
を太きくすることができる。 また請求項２の発明においては、これに加えてストラッ
ト型サスペンション（２）の中心軸（ｃ）と車輪（３２
，３３）の前記相対回転の回転軸（ｂ）とが平行的に配
設されているので、車高を低く設定できるようになる。 更に請求項３の発明においては、車輪（３２゜３３）が
、車輪支持部（７）に配設された増速ギヤ（２５）を介
してステアリングリンク機構（１３）に連結されている
ので、増速ギヤ（２５）によりステアリングハンドル操
舵角が増達されて車輪（３２，３３）に伝えられるよう
になる。したがって、車輪（３２，３３）は９０”以上
操舵することが可能となる。これにより、このような車
輪支持装置を前後輪にそれぞれ独立して配設すれば、車
両を小回り走行を滑らかに行うことができるばかりでな
く、真横への平行移動もできるようになる。その上、増
速ギヤ（２５）がストラット型サスペンション（２）の
下端に設けられるので、増速ギヤ（２５）はサスペンシ
ョン（２）の伸縮による車体フレーム１との干渉に影響
されなくなる。したがって、増速ギヤ（２５）における
内歯歯車（１０）と外歯歯車（２２）とは車体フレーム
１との間の上下方向のクリアランスをそれほど考える必
要はない、これにより、車高をより一層低くすることが
できるようになる。 更に請求項４の発明において重上　増速ギヤ（２５）が
、ステアリングリンク機構（１３）側に連結された内歯
歯車（１０）と、車輪（３２，３３）側に連結され、　
内歯歯車（１０）に噛み合う外歯歯車（２２）とから構
成されているので、増速ギヤ（２５）がコンパクトにな
り、ばね下荷爪を小さくすることができるという効果が
得られる。 したがって、増速ギヤ（２５）をサスペンション（２）
と車輪（３２，３３）との間の小さなスペース内にもか
なりの自由度を持って配設することができるようになる
。しかもばね子苗重が小さくすることができることによ
り、乗り心地を良好にすることができるようになる。 なお、カッコ内の符号は図面と対照するためだけのもの
であって、本発明の構成を何等限定するものではない。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 第１図＃上　本発明の車輪支持装置の一実施例を示す断
面図、第２図はステアリング機構を概略的に示す模式図
である。　　 第１図に示されているように、車体フレーム１１　スト
ラット型サスペンション２のストラット３の上端が軸受
４により支持されている。このストラット３の下端はロ
アアーム５により車体フレーム１に揺動可能に支持され
ている。またストラット３の下端には、ホィールモータ
６を支持する支持部７が設けられており、この支持部７
には互いに偏心した一対の上孔８と下孔９とがストラッ
ト３と平行的に穿設されている。上孔８に曇上内歯１０
の歯車を有する第１筒状部材１１が軸受１２により上孔
８の中心軸ａまわりに回動自在に嵌合支持されている。 この第１筒状部材１１の上端にはナックルアーム１３が
連結されており、このナックルアーム１３にはタイロッ
ド１４が自在継手１５を介して連結されている。更に　
第２図に明瞭に示すようぬこのタイロッド１４は所定位
置にラック１６が形成されているリレーロッド１７に自
在継手１８を介して連結されている。更に　このリレー
ロッド１７のラック１６に１　ステアリングシャフト１
９の一端に配設されたピニオンギヤ２０が噛み合わされ
ており、ステアリングシャフト１９の先端にはステアリ
ングハンドル２１が取り付けられている。ナックルアー
ム１３、タイロッド１４、自在継手１５．ラック１６、
リレーロッドエフ。自詮継手１８及びピニオンギヤ２０
により、ステアリング機構におけるリンク機構が形成さ
れている。 一方、支持部７の下孔９に＃上　上端側に外歯２２の歯
車を有する第２筒状部材２３が複式アンギュラスラスト
玉軸受２４により下孔９の中心軸すまねりに回動自在に
嵌合支持されている。第２筒状部材２−３の外歯２２は
第１筒状部材１１の内歯１０に噛み合わされている。そ
して、これら内歯１０と外ｉｉ１ｉ１１とにより増速ギ
ヤ２５が構成されている。したがって、増速ギヤ２５は
ストラット３の下端に設けられることになる。また、複
式アンギュラスラスト玉軸受２４により、　　第２筒状
部材２３に加えられるスラスト力が支持されるようにな
っている。 第２筒状部材２３の下端にはホィールモータ６のモータ
ケース２６が取り付けられている。その場合、このモー
タケース２６における第２筒状部材２３の取付面２６ａ
は筒状体の中心軸すと直交する傾斜面に形成されている
。モータケース２６内に＃Ｌ　このモータケース２６に
固定されたステータ２７．モータ回転輪２８に固定され
たロータ２９、プラネタリ減速ギヤ３０等が結膜されて
いる。そしてステータ２７、モータ回転軸２８およびロ
ータ２９によって走行用駆動モータが構成されている。 またモータ回転軸２８の一端は出力軸３１の他端に嵌合
しており、これらモータ回転輪２８と出力軸３１とは同
一軸上に配設されている。そして、両輪２８．３１の嵌
合部にはプラネタリ減速ギア３０が配設されていて、モ
ータ回転軸２８からプラネタリ減速ギア３０を介して出
力軸３１に動力が減速されて伝達されるようになってい
る。更に出力軸３１の他端に＃九　ホィール３２および
タイヤ３３からなる車輪が取り付けられている。このよ
うにして、走行用駆動モータと車輪とが一体に組み合わ
されたホィールモータ６が構成されている。このホィー
ルモータ６により、ステアリング機構を介して車輪が９
０°に操舵されてもその車輪を回転駆動することができ
るようになる。その場合、第２筒状部材２３の中心軸す
が車輪３２゜３３の操舵における回転中心軸となってお
り、この中心軸すはストラット型サスペンション２の中
心軸Ｃと平行的に配設されている。 このように配設されたホィールモータ６、増速ギヤ２５
．サス−ペンシヨン２及びリンク機構仕第２図から明ら
かなよう飄　左右の車輪に対して左右対称にかつ同じ構
成で配設されている。その場合、左右のタイロッド１４
は体のりレーロッド１７により連結−される。 次Ｋ　この実施例の作用について説明する。 左右の車輪を右方向に操舵するためハンドル２１を右方
向に回転すると、ピニオン・ラック２０゜１６を介して
リレーロッド１７が右方向Ｂ、に移動する。このリレー
ロッド１７の移動により、左右のタイロッド１４を介し
て左右のナックルアーム１３がそれぞれ右方向Ｃ１に回
動する。このナックルアーム１３の回動により、左右の
第１筒状部材１１及び第２筒状部材２３がともに同右方
向に回転する。このとき、第２筒状部材２３は増速ギヤ
２５により第１筒状部材１１に対して増速されて回転す
るようになる。第２筒状部材２３の回転により、左右の
タイヤ３３はともに右方向（Ｅ＋−Ｄ＋）に操舵される
。また車輪を左方向に操舵する場合に重上　　ハンドル
２１を逆の左方向に回転すれば、リレーロッド１７がＢ
２方向に移動すると共にナックルアーム１３が０２方向
に回動して、左右のタイヤ３３がそれぞれＥ２、Ｂ２方
向に操舵される。 このように構成された車輪支持装置において重上ストラ
ット型サスペンションの下端部に車輪支持部７が設けら
れており、車輪３２．３３がこの車輪支持部７にストラ
ット型サスペンション２と相対回転可能に支持されてい
るので、車輪接地点Ｏと車輪支持部７とは互いに接近し
て位置するようになる。したがって、車輪３２．３３に
加えられる左右前後方向の力による車輪支持部７におけ
る曲げ力は小さくなる。すなわち、車輪支持部７におけ
る剛性が沃きくなる。 またストラット型サスペンション２の中心軸Ｃと車輪３
２．３３の相対回伝　すなわち操舵の回転中心軸すとが
平行的に配設されているので、車高を低く設定できるよ
うになる。 更Ｋ　車輪３２．３３が、車輪支持部７に配設された増
速ギヤ２５を介してステアリングリンク機構のナックル
アーム１３に連結されているので。 増速ギヤ２５によりステアリングハンドル２１の操舵角
が増速されて車輪３２．３３に伝えられる。 したがって、車輪３２．３３は９０”以上操舵すること
が可能となり、このような車輪支持装置を前後輪にそれ
ぞれ独立して配設すれば、車両の小回り走行を滑らかに
行うことができるばかりでなく、真横への平行移動もで
きるようになる。その上、増速ギヤ２５がサスペンショ
ン２の下端に設けられているので、サスペンション２の
伸縮に影響されることが少なし１、シたがって、増速ギ
ヤ２５の内歯歯車１０と外歯歯車２２とは車体フレーム
１との間の上下方向のクリアランスをそれほど大きく考
える−必要はなくなる。これにより、車高をより一層低
くすることができる。 更１　増速ギヤ２５が、ナックルアーム１３側に連結さ
れた内歯歯車１０と、車輪３２．３３側に連結され、　
内歯歯車１０に噛み合う外歯歯車２２とから構成されて
いるので、増速ギヤ２５がコンパクトになり、ばね下荷
重が小さくなる。したがって、増速ギヤ２５をサスペン
ション２と車輪３２．３３との間の小さなスペース内に
もかなりの自由度を持って配設することができるように
なる。しかも、ばね下荷重が小さくなることができると
いうことにより、乗り心地を良好にすることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車輪支持装置の１実施例を示す断面図
、第２図はこの車輪支持装置に関連して配設されるステ
アリング機構の模式図、第３図は従来の一般的なステア
リング機構の説明図、第４図は従来の一般的なサスペン
ションを示す図である。 １・・−車体フレ−ム、２・・・ストラット型サスペン
ション、３・・・ストラット、５・・・ロアアーム、６
・・・ホィールモー久　フー・・車輪支持部　１０・・
・内歯、　１１・・−第１筒状部材、　１３・・−ナッ
クルアーム、１４・・−タイロッド、２１・・−ステア
リングハンドル、２２・−・外歯、２３・・・第１筒状
部材１１２４・−複式アンギュラスラスト玉軸党　２５
・・・増速ギヤ、３２−・−ホィール、　３３・・・タ
イヤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体フレームに上端が支持され、下端がロアアー
   ムによって前記車体フレームに支持されているストラッ
   ト型サスペンションに、車輪が支持されている車輪支持
   装置において、 前記ストラット型サスペンションの下端部に車輪支持部
   が設けられており、前記車輪がこの車輪支持部に前記ス
   トラット型サスペンションと相対回転可能に支持されて
   いることを特徴とする車輪支持装置。
2. （２）前記ストラット型サスペンションの中心軸と前記
   車輪の前記相対回転の回転軸とが平行的に配設されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の車輪支持装置。
3. （３）前記車輪は、前記車輪支持部に配設された増速ギ
   ヤを介してステアリングリンク機構に連結されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の車輪支持装置。
4. （４）前記増速ギヤは、前記ステアリングリンク機構側
   に連結された内歯歯車と、前記車輪側に連結され、前記
   内歯歯車に噛み合う外歯歯車とから構成されていること
   を特徴とする請求項３記載の車輪支持装置。