JP2016049883A - インホイール型サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回時の横力トーインを確保することができるインホイール型サスペンション装置を提供すること。
【解決手段】車輪１を支持する車輪支持部材２０に連結されると共に、車体に取り付けられ、且つ少なくとも一部が車輪１のホイール３内に配置されたサスペンション部材３０を備えたインホイール型サスペンション装置１０において、前記車輪支持部材２０は、前記サスペンション部材３０の摺動筒部３３が摺動可能に連結する主摺動軸２３を有し、この主摺動軸２３は、車両上下方向に延在されると共に、車両側面視で、軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置ＸをホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車体後側に設定する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪を支持する車輪支持部材に連結すると共に、車体に取り付けられたサスペンション部材の少なくとも一部が、車輪のホイール内に配置されたインホイール型サスペンション装置に関する発明である。

従来、車輪を支持する車輪支持部材と、車輪支持部が有する摺動軸に摺動可能に連結したサスペンション部材と、を備えたインホイール型サスペンション装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来のインホイール型サスペンション装置では、摺動軸を車両側面視でホイールの中心を通ると共に、摺動軸の軸線と路面との交差位置がホイールセンタの直下位置に設定されている。

特許第４２５８５０６号公報

ところで、旋回時のタイヤ横力の着力位置は、ホイールセンタの直下位置よりも進行方向後方に位置することが分かっている。しかしながら、従来のインホイール型サスペンション装置では、摺動軸の軸線と路面との交差位置がホイールセンタの直下位置に設定されたことで、摺動軸周りに車輪をトーアウト方向に転舵させるモーメントが発生し、車両のロール運動が不安定になる。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、旋回時の横力トーインを確保することができるインホイール型サスペンション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインホイール型サスペンション装置は、車輪を支持する車輪支持部材と、前記車輪支持部材に連結されると共に、車体に取り付けられるサスペンション部材と、を備え、前記サスペンション部材の少なくとも一部が、前記車輪のホイール内に配置されている。
そして、前記車輪支持部材は、前記サスペンション部材の車輪側支持部が摺動可能に連結する摺動軸を有し、前記摺動軸は、車両側面視で、軸線と路面との交差位置をホイールセンタの直下位置よりも車体後側に設定する。

一般的に、旋回時の車輪接地面の変形に起因し、タイヤ横力の着力位置は、ホイールセンタの直下位置よりも進行方向後側に位置することが分かっている。
これに対し、本発明のインホイール型サスペンション装置では、車両側面視で、車輪支持部材が有する摺動軸の軸線と路面との交差位置を、ホイールセンタの直下位置よりも車体後側に設定している。
そのため、タイヤ横力の着力位置と、摺動軸の軸線と路面との交差位置を近接させることができ、旋回に伴ってタイヤ横力が作用したときに、車輪がトーアウト方向にステアすることを防止できる。この結果、旋回時の横力トーインを確保することができる。

実施例１のサスペンション装置が適用された左後輪を示す全体斜視図である。 実施例１のサスペンション装置が適用された左後輪を、車両内側から見た側面図である。 (a)は実施例１のサスペンション装置が適用された左後輪を、車両後方から見た正面図であり、(b)は車両上方から見た平面図である。 (a)は、第１ブッシュの側面と低剛性方向を示す説明図であり、(b)は、第２ブッシュの側面と低剛性方向を示す説明図である。 主摺動軸の配置位置とタイヤ横力の着力位置の関係を示す説明図であり、(a)は軸線と路面との交差位置をホイールセンタよりも車両前側に設定した場合の平面図と側面図を示し、(b)は軸線と路面との交差位置をタイヤ横力の着力位置に一致させた場合の平面図と側面図を示し、(c)は軸線と路面との交差位置をホイールセンタよりも車両後側に設定した場合の平面図と側面図を示す。 主摺動軸の設定位置と旋回時のキャンバー変化を示す説明図であり、(a)はホイールセンタ高さにおける主摺動軸の位置をホイールセンタよりも車両前側に設定した場合の背面図と側面図を示し、(b)はホイールセンタ高さにおける主摺動軸の位置をホイールセンタよりも車両後側に設定した場合の背面図と側面図を示す。 (a)は突起乗り越え時の衝撃力を示すグラフであり、(b)は突起乗り越え時の衝撃力入力方向を示す模式図である。 突起乗り越え時の車輪接地点軌跡とアンチリフト力の関係を示す説明図である。 主摺動軸の後傾角度とホイール内空間との位置関係を示す説明図であり、(a)は主摺動軸を垂直に設定した場合の側面図であり、(b)は主摺動軸の後傾角度を大きく設定した場合の側面図であり、(c)は主摺動軸の後傾角度を小さく設定した場合の側面図である。

以下、本発明のインホイール型サスペンション装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、実施例１のインホイール型サスペンション装置の構成を説明する。

［サスペンション装置の全体構成］
図１は、実施例１のサスペンション装置が適用された左後輪を示す全体斜視図である。図２は、実施例１のサスペンション装置が適用された左後輪を、車両内側から見た側面図である。図３(a)は実施例１のサスペンション装置が適用された左後輪を、車両後方から見た正面図、(c)は車両上方から見た平面図である。図４(a)は、第１ブッシュの側面と低剛性方向を示す説明図であり、図４(b)は、第２ブッシュの側面と低剛性方向を示す説明図である。以下、図１〜図４に基づいて、実施例１のサスペンション装置の全体構成を説明する。なお、図１〜図４では、車体左側に配置された従動輪である左後輪について示しているが、右後輪においても同様の構成とするため、ここでは詳細な説明を省略する。

実施例１のインホイール型サスペンション装置１０は、図１に示す左後輪１（車輪）に設けられ、車輪支持部材２０と、サスペンション部材３０と、コイルバネ５０と、を備えている。
ここで、左後輪１は、タイヤ２と、ホイール３と、を有しており、インホイール型サスペンション装置１０は、ホイール３によって囲まれたホイール内空間４に、少なくともサスペンション部材３０の一部が配置されている。なお、「ホイール内空間」とは、図３(a)に示すように、ホイール３のハブ３ａから径方向に延びるスポーク３ｂと、スポーク３ｂの外周部に設けられたリム３ｃと、によって囲まれた空間である。

前記車輪支持部材２０は、図１に示すように、センターシャフト２１と、キャリアプレート２２と、主摺動軸２３と、副摺動軸２４と、を有している。

前記センターシャフト２１は、ホイール３の中心位置（ホイールセンタＯ：図２参照）に配置され、ホイール３のハブ３ａが不図示のハブベアリングを介して回動可能に取り付けられた軸部材である。なお、ハブ３ａには、車輪１と一体回転するブレーキディスク５が設けられている。

前記キャリアプレート２２は、中心部がセンターシャフト２１に固定され、ホイール内空間４に配置されている。このキャリアプレート２２は、上端部と下端部がそれぞれ車体内側に向けて折り曲げられ、上部に、主摺動軸２３の上端部を固定する第１上側支持部２２ａと、副摺動軸２４の上端部を固定する第２上側支持部２２ｂが形成され、下部に、主摺動軸２３の下端部を支持する第１下側支持部２２ｃと、副摺動軸２４の下端部を固定する第２下側支持部２２ｄが形成されている。
ここで、副摺動軸２４の上端部を固定する第２上側支持部２２ｂは、図２に示すように、主摺動軸２３の上端部を固定する第１上側支持部２２ａよりも低い位置で、且つ図３(a)に示すように、第１上側支持部２２ａよりも車体内側に突出している。一方、副摺動軸２４の下端部を固定する第２下側支持部２２ｄは、図２に示すように、主摺動軸２３の下端部を固定する第１下側支持部２２ｃよりも高い位置で、且つ図３(a)に示すように、第１下側支持部２２ｃよりも車体内側に突出している。

前記主摺動軸２３は、上下端部が、それぞれキャリアプレート２２に支持されて車両上下方向に延在し、中間部にサスペンション部材３０の後述する摺動筒部３３が摺動可能に連結される。なお、この中間部は、断面が円形になっている。
ここで、この主摺動軸２３の上端部を支持する第１上側支持部２２ａは、主摺動軸２３の下端部を支持する第１下側支持部２２ｃよりも車体外側位置に配置されている。このため、図３(a)に示すように、主摺動軸２３の軸線Ｊは、鉛直方向Ｚに対して上部が下部よりも車体外側に傾斜し、車両背面視で上開き方向に傾く。

また、図２に示すように、第１上側支持部２２ａ及び第１下側支持部２２ｃは、いずれもセンターシャフト２１よりも車体後側に配置されている。このため、主摺動軸２３の軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置Ｘは、ホイール３の中心位置（ホイールセンタＯ）に設けられたセンターシャフト２１の直下位置Ｙよりも車両側面視で車体後側に設定される。また、この主摺動軸２３は、センターシャフト２１の高さ位置（センターシャフト２１を通る水平位置：図２において破線Ｈで示す位置）においても、センターシャフト２１よりも車体後側に設定される。

さらに、図２に示すように、第１上側支持部２２ａは、第１下側支持部２２ｃよりも僅かに車体後側に設定されている。これにより、主摺動軸２３の軸線Ｊは、鉛直方向Ｚに対して上部が車体後側に傾いた後傾になっている。

前記副摺動軸２４は、キャリアプレート２２に支持されて車両上下方向に延在し、サスペンション部材３０の後述するバネ支持部３７が摺動可能に連結される。

前記サスペンション部材３０は、図１に示すように、摺動筒部３３と、第１リンク３４と、第２リンク３５と、第３リンク３６と、バネ支持部３７と、を有している。

前記摺動筒部３３（車輪側支持部）は、上下に開放し、車輪支持部材２０が有する主摺動軸２３が貫通することで、この主摺動軸２３に摺動可能に連結している。なお、この摺動筒部３３の内側には、図示しないベアリングが配置されている。

前記第１リンク３４は、摺動筒部３３の高さ方向中央部から車体内側上方であって、主摺動軸２３よりも車体前側に向かって延在され（図２参照）、先端部３４ａが第１ブッシュ４１を介して不図示の車体に取り付けられる。

前記第１ブッシュ４１は、図４(a)に示すように、ブッシュ軸Ｏ_１に対して同心に配置された外筒４１ａ及び内筒４１ｂと、これらの間に配置された第１円筒ゴム４１ｃと、を有している。そして、外筒４１ａが第１リンク３４の先端部３４ａに固定され、内筒４１ｂの内側に車体（不図示）に固定された上側支持軸Ｓ１が貫通して車体に取り付けられる。ここで、第１ブッシュ４１のブッシュ軸Ｏ_１は、車両前後方向に沿うと共に、水平方向に沿っている。

前記第１円筒ゴム４１ｃは、ブッシュ軸Ｏ_１を挟んで対象となる位置に、軸方向に貫通する２か所のスグリ４１ｄ,４１ｄが形成されており、方向によって剛性が異なる特性である「剛性の異方性」を有している。
また、このスグリ４１ｄ,４１ｄは、鉛直方向Ｚに対し、車両背面視で車体外側上方から車体内側下方に向かって傾斜した第１傾斜方向Ｄ_１上に設定されている。これにより、第１ブッシュ４１の剛性が低い低剛性方向は、この車両背面視で反時計まわりに傾斜した第１傾斜方向Ｄ_１に設定される。

前記第２リンク３５は、摺動筒部３３の高さ方向中央部から車体内側下方であって、主摺動軸２３よりも車体後側に向かって延在され（図２参照）、先端部３５ａが第２ブッシュ４２を介して不図示の車体に取り付けられる。
ここで、第２リンク３５が摺動筒部３３の高さ方向中央部から車体内側下方に向けて延在しているため、第２ブッシュ４２は第１ブッシュ４１よりも下側に配置される。なお、ここでは、車両背面視で、第１リンク３４と第２リンク３５は、ホイールセンタを挟んで上下対称となるように設定されている。

前記第２ブッシュ４２は、図４(b)に示すように、ブッシュ軸Ｏ_２に対して同心に配置された外筒４２ａ及び内筒４２ｂと、これらの間に配置された第２円筒ゴム４２ｃと、を有している。そして、外筒４２ａが第２リンク３５の先端部３５ａに固定され、内筒４２ｂの内側に車体（不図示）に固定された下側支持軸Ｓ２が貫通して車体に取り付けられる。
ここで、第２ブッシュ４２のブッシュ軸Ｏ_２は、車両前後方向に沿うと共に、水平方向に沿い、第１ブッシュ４１のブッシュ軸Ｏ_１と平行になっている。なお、図示しないが、第２ブッシュ４２のブッシュ軸Ｏ_２と、第３ブッシュ４３のブッシュ軸は同軸配置とし、下側支持軸Ｓ２は第３ブッシュ４３の内筒を貫通する。

前記第２円筒ゴム４２ｃは、ブッシュ軸Ｏ_２を挟んで対象となる位置に、軸方向に貫通する２か所のスグリ４２ｄ,４２ｄが形成されており、方向によって剛性が異なる特性である「剛性の異方性」を有している。
また、このスグリ４２ｄ,４２ｄは、鉛直方向Ｚに対し、車両背面視で車体外側上方から車体内側下方に向かって傾斜した第２傾斜方向Ｄ_２上に設定されている。これにより、第２ブッシュ４２の剛性が低い低剛性方向は、この車両背面視で反時計まわりに傾斜した第２傾斜方向Ｄ_２に設定される。
なお、図示しないが、第３ブッシュ４３も剛性に異方性を有し、低剛性方向は第２傾斜方向Ｄ_２に沿って設定される。

前記第３リンク３６は、摺動筒部３３の高さ方向中央部から車体内側下方であって、主摺動軸２３よりも車体後側、ここでは第１リンク３４の先端部３４ａの下方に向かって延在され（図２参照）、先端部３６ａが第３ブッシュ４３を介して不図示の車体に取り付けられる。
ここで、第３リンク３６が摺動筒部３３の高さ方向中央部から車体内側下方に向けて延在しているため、第３ブッシュ４３は第１ブッシュ４１よりも下側に配置される。なお、ここでは、第３リンク３６と第１リンク３４は、車両側面視で、ホイールセンタを挟んで上下対象となるように設定されている。さらに、第３リンク３６と第２リンク３５は、車体側面視で、摺動筒部３３を挟んで前後対象となるように設定されている。

前記バネ支持部３７は、摺動筒部３３の高さ方向中央部から車体前側に向かって延在され、先端部３７ａに、車輪支持部材２０が有する副摺動軸２４が摺動可能に貫通し、副摺動軸２４が摺動可能に連結している。なお、バネ支持部３７の先端部３７ａと副摺動軸２４の間には、図示しないベアリングが配置されている。

前記コイルバネ５０は、軸方向に伸縮可能なコイルスプリングであり、下端部がキャリアプレート２２の第２下側支持部２２ｄに固定され、上端部がサスペンション部材３０のバネ支持部３７に固定されると共に、副摺動軸２４のまわりを取り巻くように配置される。すなわち、このコイルバネ５０は、車輪支持部材２０とサスペンション部材３０の間に配置された弾性要素部材である。
また、このコイルバネ５０は、サスペンション部材３０を支持可能な剛性を有しており、車両振動が生じたときに伸縮し、摺動筒部３３が第１上側支持部２２ａや第１下側支持部２２ｃと干渉することを防止する。さらに、このコイルバネ５０は、図２に示すように、自然長のときに、バネ支持部３７をホイール３の中心位置（ホイールセンタ）の高さ位置にて支持し、摺動筒部３３の高さ方向中央部を、ホイール３の中心位置（ホイールセンタ）と同じ高さ位置で保持する。

次に、作用を説明する。
まず、「背景技術と比較例のインホイール型サスペンション装置の構成と課題」を説明し、続いて、実施例１のインホイール型サスペンション装置における作用を、「主摺動軸の位置設定作用」と、「主摺動軸の傾斜方向設定作用」と、「主摺動軸の後傾角度設定作用」に分けて説明する。

［背景技術と比較例のインホイール型サスペンション装置の構成と課題］
近年、エネルギー資源の効率的活用の観点から電気自動車に対する期待が高まっている。しかし、電気自動車は、航続距離がユーザーの期待に対して短く、満充電での航続距離を延長することが必要となっている。そして、航続距離を延長するためには、限られたスペースにできるだけ多くのバッテリを搭載することが一つの解決手段として有望視されており、サスペンション装置の省スペース化が重要な技術課題となっている。

そして、この「サスペンション装置の省スペース化」といった技術領域では、サスペンションリンクのないインホイール型サスペンション装置が知られている。
このインホイール型サスペンション装置は、車輪を支持する車輪支持部材と、この車輪支持部材に連結されると共に、車体に取り付けられるサスペンション部材と、を備え、サスペンション部材の少なくとも一部が、前記車輪のホイール内に配置されている。
さらに、このようなインホイール型サスペンション装置では、車輪を上下ストロークさせるため、車輪支持部材とサスペンション部材の間に摺動機構が配置されたものが知られている。

ここで、サスペンションリンクを用いたサスペンション装置の場合、サスペンションリンクの長さを短くすると、サスペンション部材の占有スペースは削減できるものの、車輪の上下ストロークにともなう姿勢変化（ステア変化やキャンバー変化）などが大きくなってしまう。つまり、車輪の姿勢変化を小さくするためには長いサスペンションリンクが必要となるため、サスペンション装置の占有スペースを削減することができなかった。
一方、車輪支持部材とサスペンション部材の間に摺動機構を配置したインホイール型サスペンション装置では、車輪の上下ストロークは、摺動軸に沿った方向に限定されるため、車輪の姿勢変化を小さくすることができる。

しかしながら、車両の運動特性を向上させ、旋回時の安定感を増大させるためには、リアタイヤをトーイン方向に設定すると共に、対地キャンバーをネガティブ方向に設定して、車両の旋回内側へのタイヤ力を増大させることが必要である。

これに対し、上述の摺動機構を配置したインホイール型サスペンションでは、車輪は摺動軸に沿った方向のみにしかストロークすることができない。しかも、摺動軸を路面に対して直立するように配置した場合では、車輪は路面に対して略垂直にストロークする。
さらに、車両側面視で、摺動軸をホイールの中心部に配置した場合では、摺動軸の軸線と路面との交差位置は、ホイールセンタの直下位置と路面との交差位置に一致する。このため、旋回時のタイヤ横力の着力位置が、摺動軸の軸線と路面との交差位置よりも車体後側になってしまう。これにより、摺動軸周りには、車輪をトーアウト方向に転舵するモーメントが発生し、車両の旋回運動が不安定になり、ひいては走行安定性が阻害されるといった問題も生じてしまう。

［主摺動軸の位置設定作用］
図５は、主摺動軸の配置位置とタイヤ横力の着力位置の関係を示す説明図であり、(a)は軸線と路面との交差位置をホイールセンタよりも車両前側に設定した場合の平面図と側面図を示し、(b)は軸線と路面との交差位置をタイヤ横力の着力位置に一致させた場合の平面図と側面図を示し、(c)は軸線と路面との交差位置をホイールセンタよりも車両後側に設定した場合の平面図と側面図を示す。図６は、主摺動軸の設定位置と旋回時のキャンバー変化を示す説明図であり、(a)はホイールセンタ高さにおける主摺動軸の位置をホイールセンタよりも車両前側に設定した場合の背面図と側面図を示し、(b)はホイールセンタ高さにおける主摺動軸の位置をホイールセンタよりも車両後側に設定した場合の背面図と側面図を示す。以下、図５及び図６に基づき、実施例１の主摺動軸の位置設定作用を説明する。

本発明は、上述の課題を鑑みて考案されたものであり、サスペンション装置の占有スペースを削減した上で、旋回時の横力トーインを確保し、車両のロール運動を安定化させ、ひいては走行安定性を向上させるものである。

ここで、実施例１のインホイール型サスペンション装置１０では、車輪支持部材２０の主摺動軸２３がサスペンション部材３０を介して車体に連結されているため、旋回に伴って左後輪１（車輪）に横力が作用した場合には、この左後輪１（車輪）に主摺動軸２３を中心に回転する力（主摺動軸２３周りのモーメント）が作用する。
一方、タイヤ横力Ｆの着力位置Ｐは、ホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも進行方向後側に位置する。これは、旋回時の車輪接地面の変形に起因するものであり、周知である。

これに対し、図５(a)に示すように、主摺動軸２３の軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置ＸをホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車体前側に設定した場合では、タイヤ横力Ｆは、主摺動軸２３周りにトーアウト方向のモーメントを生じる。
すなわち、タイヤ横力Ｆは、車輪平面視において、主摺動軸２３の軸線Ｊとタイヤ横力Ｆの着力位置Ｐとを結ぶ線分αに沿った方向の分力Ｆ_１と、この線分αに対して直交する方向の分力Ｆ_２を生じる。そして、分力Ｆ_２と、軸線Ｊから着力位置Ｐまでの距離を積算した値が、主摺動軸２３周りに生じるモーメントであり、その作用方向は分力Ｆ_２に依存する。つまり、分力Ｆ_２は、着力位置Ｐを車体内側後方に向かわせる力であり、この結果、主摺動軸２３周りにトーアウト方向のモーメントを生じる。

一方、図５(c)に示すように、主摺動軸２３の軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置ＸをホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車体後側に設定した場合では、タイヤ横力Ｆは、主摺動軸２３周りにトーイン方向のモーメントを生じる。
すなわち、タイヤ横力Ｆの分力のうち、車輪平面視において、主摺動軸２３の軸線Ｊとタイヤ横力Ｆの着力位置Ｐとを結ぶ線分αに対して直交する方向の分力Ｆ_２は、着力位置Ｐを車体内側前方に向かわせる力であり、この結果、主摺動軸２３周りにトーイン方向のモーメントを生じる。

なお、図５(b)に示すように、主摺動軸２３の軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置Ｘをタイヤ横力Ｆの着力位置Ｐに一致させた場合では、タイヤ横力Ｆが作用しても主摺動軸２３周りにモーメントが生じない。これは、軸線Ｊから着力位置Ｐまでの距離がゼロであり、この距離と分力Ｆ_２との積算値であるモーメントはゼロになるからである。

すなわち、車両の運動特性を向上させ、旋回時の安定感を増大させるためには、リアタイヤをトーイン方向に設定することが必要であるが、そのためには、上述のように主摺動軸２３の軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置Ｘをタイヤ横力Ｆの着力位置Ｐの近傍位置又は、この着力位置Ｐよりも車両後側に設定することが必要となる。

実施例１のインホイール型サスペンション装置１０では、図２に示すように、サスペンション部材３０が摺動可能に連結する主摺動軸２３が、車両側面視で、軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置ＸをホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車両後側に設定している。そのため、旋回時に車輪をトーイン方向にステアすることができ、旋回時の横力トーインを確保することができる。

なお、主摺動軸２３周りにはモーメントを生じるので、この主摺動軸２３周りの剛性を確保する必要がある。実施例１では、サスペンション部材３０のバネ支持部３７が摺動可能に連結し、コイルバネ５０の伸縮方向を規制する副摺動軸２４を設けることで、主摺動軸２３周りの回転を抑制している。

さらに、軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置ＸをホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車両後側に設定したときの主摺動軸２３の配置位置について、以下に示す大きく二つの場合が考えられる。一つは、図６(a)に示すように、ホイールセンタＯの高さ位置における主摺動軸２３の位置を、ホイールセンタＯよりも車体前側に設定する場合である。以下、これを「前側配置」という。そしてもう一つは、図６(b)に示すように、ホイールセンタＯの高さ位置における主摺動軸２３の位置を、ホイールセンタＯよりも車体後側に設定する場合である。以下、これを「後側配置」という。

前記「前側配置」の場合では、図６(a)に示すように、主摺動軸２３は、上端部が下端部よりも車体前側に配置され、軸線Ｊは上部が前方に傾いた前傾姿勢になる。このとき、車輪（左後輪１）にタイヤ横力Ｆが作用すると、このタイヤ横力Ｆの着力位置Ｐからの距離の違いによって、主摺動軸２３の上端部と下端部では、異なる大きさのモーメントが発生する。この結果、主摺動軸２３周りには、ポジティブキャンバー方向のモーメントが生じ、車輪（左後輪１）は上部が車体外側に傾く。

これに対し、上記「後側配置」の場合において、図６(b)に示すように、軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置Ｘを、「前側配置」での交差位置Ｘと同じ位置に設定すれば、タイヤ横力Ｆに対して主摺動軸２３の軸線Ｊが傾斜しにくくなる。その結果、タイヤ横力Ｆと軸線Ｊとの交差角度を９０°に近くすることができる。そのため、タイヤ横力Ｆの着力位置Ｐから主摺動軸２３の上端部と下端部までの距離の違いを小さくし、車輪（左後輪１）にタイヤ横力Ｆが作用したときの、主摺動軸２３の上端部と下端部に発生するモーメントの差異を抑制することができる。この結果、主摺動軸２３周りに、ポジティブキャンバー方向のモーメントを低減し、車輪（左後輪１）は上部が車体外側に傾くことを防ぐことができる。

そして、実施例１のインホイール型サスペンション装置１０では、図２に示すように、サスペンション部材３０が摺動可能に連結する主摺動軸２３が、ホイールセンタ高さでの位置を、ホイールセンタＯよりも車両後方に設定している。そのため、タイヤ横力Ｆに対する主摺動軸２３の軸線Ｊの傾きを抑え、旋回時に車輪（左後輪１）がポジティブキャンバー方向に傾くことを防止して、旋回性能の低下を防止することができる。

［主摺動軸の傾斜方向設定作用］
図７(a)は突起乗り越え時の衝撃力を示すグラフであり、(b)は突起乗り越え時の衝撃力入力方向を示す模式図である。図８は、突起乗り越え時の車輪接地点軌跡とアンチリフト力の関係を示す説明図である。以下、図７及び図８に基づき、実施例１の主摺動軸の傾斜方向設定作用を説明する。

車両走行時に、路面Ｇに上に突起が存在しているとき、この突起を乗り越える際に車輪には衝撃力が入力する。この衝撃力は、車速や突起の大きさによって変化するが、図７(a)に示すように、概して車両上下方向の成分と、車両前後方向の成分に分解することができる。しかも、乗り越え初期には、車体上側に向かって入力する上下力Ｆｚと、車体後側に向かって入力する前後力Ｆｘが大きいことが分かっている。

そのため、この上下力Ｆｚと前後力Ｆｘの合力である車輪Ｔへの衝撃力の入力方向は、図７(b)に示すように、ホイールセンタＯを基準とすると車体後側上方に向く。このため、主摺動軸２３に沿って摺動するサスペンション部材３０のストローク方向を、この衝撃力の入力方向に沿わせることで、突起乗り越し時の衝撃力入力方向と、サスペンション部材３０のストローク方向とでなす角度を小さくすることができる。これにより、サスペンション部材３０が摺動した際の主摺動軸２３に発生するこじり成分を低減して、主摺動軸２３とサスペンション部材３０の間に生じるフリクション（摩擦力）の増大を防止することができる。

また、車両が制動する際に生じる車輪接地点の軌跡とアンチリフト力の間には、密接な関係があることが分かっている。すなわち、図８に示すように、車輪がバウンド・リバウンドする際の車輪接地点軌跡Ｒを、車両進行方向に対して後傾、つまり上側が進行方向に対して後方に設定した場合、この車輪接地点軌跡Ｒの法線方向に仮想リンクＢを定義する。
そして、車輪Ｔの接地点Ｓに進行方向後方に向けて制動力Ｆ_ｓが作用すると、仮想リンクＢに沿った方向では、仮想リンクＢを進行方向後側に向けた制動力成分Ｆ_ａｌが生じ、これが、制動時に車体を後方且つ下方に引き下げるアンチリフト力となる。このアンチリフト力により、制動時に車体のリアの浮き上がりを少なくすることができる。

そして、実施例１のインホイール型サスペンション装置１０では、図２に示すように、サスペンション部材３０が摺動可能に連結する主摺動軸２３が、上端部を下端部よりも車体後側に設定し、軸線Ｊを後傾させている。そのため、サスペンション部材３０のストローク方向を規定する主摺動軸２３の軸線Ｊを、突起乗り越し時の衝撃力の入力方向に沿わせることができ、主摺動軸２３のこじり成分を低減して、フリクション増大を防止することができる。さらに、主摺動軸２３の軸線Ｊを後傾させたことで、車輪Ｔがバウンド・リバウンドするときの車輪接地点軌跡Ｒを、後傾させることができ、制動時の車体リアの浮き上がりを防止することができる。

［主摺動軸の後傾角度設定作用］
図９は、主摺動軸の後傾角度とホイール内空間との位置関係を示す説明図であり、(a)は主摺動軸を垂直に設定した場合の側面図であり、(b)は主摺動軸の後傾角度を大きく設定した場合の側面図であり、(c)は主摺動軸の後傾角度を小さく設定した場合の側面図である。以下、図９に基づき、実施例１の主摺動軸の後傾角度設定作用を説明する。

実施例１のインホイール型サスペンション装置１０は、サスペンション装置の占有スペースを削減した上で、旋回時の横力トーインを確保し、車両のロール運動を安定化させ、ひいては走行安定性を向上させるものである。サスペンション装置の占有スペースを削減するためには、車輪支持部材２０は、すべてホイール内空間４に収納することが望ましい。つまり、主摺動軸２３をホイール３内に収めることが望ましい。

ここで、図９(a)に示すように、主摺動軸２３の軸線Ｊを垂直方向に設定した場合に確保できるサスペンション部材３０のストローク寸法を「Ｌ」とする。また、上述のように、主摺動軸２３の軸線Ｊは後傾していることが望ましいため、サスペンション部材３０のストローク寸法Ｌを確保した上で、主摺動軸２３の軸線Ｊを後傾に設定する。なお、主摺動軸２３の軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置Ｘについては、ホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車体後側に設定する。そして、この場合における、主摺動軸２３の後傾角度θ（鉛直方向に対する主摺動軸２３の傾斜角度）の適正範囲について考える。

図９(b)に示すように、主摺動軸の後傾角度θを比較的大きく設定した場合では、サスペンション部材３０のストローク寸法Ｌを確保してしまうと、主摺動軸２３がホイール３に干渉する。そのため、主摺動軸２３をホイール３内に収めることができず、サスペンション装置の占有スペースを十分に削減することができない。
一方、主摺動軸２３をホイール３内に収めようとすれば、主摺動軸２３の軸長を短縮する必要があり、サスペンション部材３０のストローク寸法Ｌを確保することができない。そのため、車両のロール運動やピッチング運動が生じた際、サスペンション部材３０がキャリアプレート２２に接触する、いわゆる底付きが発生し、車輪からの入力衝撃を十分吸収することができなくなる。そして、旋回時の内輪浮きや不整路面走行時の衝撃力が大きくなってしまう。

これに対し、図９(c)に示すように、サスペンション部材３０のストローク寸法Ｌを確保し、且つ主摺動軸２３がホイール３に干渉しない範囲で、主摺動軸の後傾角度θを比較的小さく設定する。この場合では、主摺動軸２３をホイール３内に収めることができて、サスペンション装置の占有スペースを削減しつつ、サスペンション部材３０の底付きを防止して、車輪からの入力衝撃を十分吸収することが可能となる。
このように、主摺動軸２３の後傾角度は、過度に大きく設定しないことが好ましく、サスペンション部材３０のストローク寸法や、主摺動軸２３とホイール３との寸法を考慮して設定することが好ましい。

次に、効果を説明する。
実施例１のインホイール型サスペンション装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 車輪（左後輪１）を支持する車輪支持部材２０と、
前記車輪支持部材２０に連結されると共に、車体に取り付けられるサスペンション部材３０と、
を備え、前記サスペンション部材３０の少なくとも一部が、前記車輪（左後輪１）のホイール３内に配置されたインホイール型サスペンション装置１０において、
前記車輪支持部材２０は、前記サスペンション部材３０の車輪側支持部（摺動筒部３３）が摺動可能に連結する摺動軸（主摺動軸２３）を有し、
前記摺動軸（主摺動軸２３）は、車両上下方向に延在されると共に、車両側面視で、軸線Ｊと路面Ｇとの交差位置ＸをホイールセンタＯの直下位置Ｙよりも車体後側に設定する構成とした。
これにより、旋回時の横力トーインを確保することができ、車両のロール運動の安定化を図ることができる。

(2) 前記摺動軸（主摺動軸２３）は、ホイールセンタ高さでの車両前後方向の位置を、前記ホイールセンタＯよりも車体後側に設定する構成とした。
これにより、上記(1)の効果に加え、タイヤ横力作用時に主摺動軸２３周りのポジティブキャンバー方向のモーメントを低減し、旋回性能の低下を防止することができる。

(3) 前記摺動軸（主摺動軸２３）は、上端部（第１上側支持部２２ａ）を下端部（第１下側支持部２２ｃ）よりも車体後側に設定し、軸線Ｊを後傾させる構成とした。
これにより、上記(1)又は(2)の効果に加え、主摺動軸２３の軸線Ｊを、突起乗り越し時の衝撃力の入力方向に沿わせることができ、主摺動軸２３のこじり成分を低減して、フリクション増大を防止することができる。さらに、車輪Ｔがバウンド・リバウンドするときの車輪接地点軌跡Ｒを後傾させることができ、制動時の車体リアの浮き上がりを防止することができる。

以上、本発明のインホイール型サスペンション装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、本発明のインホイール型サスペンション装置を、従動輪である左右の後輪に適用した例を示したが、これに限らない。駆動輪であっても適用することができる。

また、実施例１において、主摺動軸２３は、中間部が断面円形の軸で構成されており、その上下端部がキャリアプレート２２に固定されている。つまり、この実施例１において、主摺動軸２３は、車輪支持部材２０のキャリアプレート２２に剛結されている例を示した。しかしながら、これに限らず、サスペンション部材３０に軸部材を設けると共に、車輪支持部材２０に円筒部材を設け、サスペンション部材３０が有する軸部材に、車輪支持部材２０が有する円筒部材が摺動可能に貫通するようになっていてもよい。
すなわち、車輪支持部材２０が有する摺動軸（主摺動軸２３）は、中実の軸部材である必要はなく、サスペンション部材３０の車輪側支持部（摺動筒部３３）を所定の方向（軸方向）に摺動可能に連結する軸上部材であればよい。

さらに、主摺動軸２３の断面形状は、円形に限らず、矩形や六角形等の多角形構造になっていてもよい。これにより、主摺動軸２３のモーメントに対する剛性を向上することができる。なお、主摺動軸２３の剛性を確保するために、ステアリング装置に用いられるタイロッドを設けてもよい。

そして、実施例１のインホイール型サスペンション装置１０では、減衰機能を有する減衰要素部材（ダンパー）を設けていないが、車輪側部材とサスペンション部材の間、又は車輪側部材と車体の間に減衰要素部材（ダンパー）を設けてもよい。なお、このとき、減衰要素部材（ダンパー）は、弾性要素部材であるコイルバネ５０と同軸上に配置してもよい。

１０ インホイール型サスペンション装置
２０ 車輪支持部材
２１ センターシャフト
２２ キャリアプレート
２３ 主摺動軸
２４ 副摺動軸
３０ サスペンション部材
３３ 摺動筒部（車輪側支持部）
３４ 第１リンク
３５ 第２リンク
３６ 第３リンク
３７ バネ支持部
４１ 第１ブッシュ
４２ 第２ブッシュ
４３ 第３ブッシュ
５０ コイルバネ

Claims (3)

1. 車輪を支持する車輪支持部材と、
   前記車輪支持部材に連結されると共に、車体に取り付けられるサスペンション部材と、
   を備え、前記サスペンション部材の少なくとも一部が、前記車輪のホイール内に配置されたインホイール型サスペンション装置において、
   前記車輪支持部材は、前記サスペンション部材の車輪側支持部が摺動可能に連結する摺動軸を有し、
   前記摺動軸は、車両上下方向に延在すると共に、車両側面視で、軸線と路面との交差位置をホイールセンタの直下位置よりも車体後側に設定する
   ことを特徴とするインホイール型サスペンション装置。
2. 請求項１に記載されたインホイール型サスペンション装置において、
   前記摺動軸は、ホイールセンタ高さでの車両前後方向の位置を、前記ホイールセンタよりも車体後側に設定する
   ことを特徴とするインホイール型サスペンション装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたインホイール型サスペンション装置において、
   前記摺動軸は、上端部を下端部よりも車体後側に設定し、軸線を後傾させる
   ことを特徴とするインホイール型サスペンション装置。