JP2018024284A - ステアバイワイヤ式操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直動アクチュエータを軽量に設計することができ、かつ周辺部品の軽量化をも容易にするステアバイワイヤ式操舵装置を提供する。【解決手段】ステアバイワイヤ式操舵装置１０では、サスペンションアーム２０にタイヤハブユニット３０が支持されている。タイヤハブユニット３０は、操舵回転軸Ｃ（操舵回転中心）を中心に回転可能とされている。また、直動アクチュエータ４０は、アーム支持部（駆動部４３）と、当該直動アクチュエータ４０の伸縮によってアーム支持部（駆動部４３）との距離が変化するタイヤ支持部（直動部４２の先端部４２Ａ）と、を含んで構成されている。このうちアーム支持部は、サスペンションアーム２０に回転自在（アクチュエータ回転軸Ｂ）に支持されている。他方、タイヤ支持部は、タイヤハブユニット３０に回転自在（力点軸Ａ）に支持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ステアバイワイヤ式操舵装置に関する。

関連技術として、特許文献１にステアバイワイヤ式操舵装置が開示されている。このステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータとしてモータと、ねじ軸及びナット軸を含むボールねじ機構と、が設けられている。すなわち、モータによるねじ軸の回転運動をボールねじ機構によってナット軸の直線運動に変換することで直動アクチュエータが構成されている。そして、直線運動するナット軸が、タイロッドアームを介してナックルアームに連結されている。これにより、アクチュエータを介した操舵を実現している。

特開２００７−３２６４５９号公報

しかしながら、上記技術では、モータ及びボールねじ機構を車体に固定する必要があるので、車体側に固定のための部材が必要となる。その結果、周辺部品を含めた装置全体の重量や空間占有率が大きくなってしまう。

また、上記技術では、ボールねじ機構の一端が車体に固定される一方、他端側を構成するナット軸にタイロッドアームからの荷重が入力されるため、ボールねじ機構に直動方向の荷重以外の横荷重が作用してしまう。そのため、ボールねじ機構の強度と剛性を確保する必要があり、ボールねじ機構のねじ軸及びネット軸などを大きく設計せざるを得ない。

そこで、本発明は、直動アクチュエータを軽量に設計することができ、かつ周辺部品の軽量化をも容易にするステアバイワイヤ式操舵装置を提供することを目的とする。

請求項１記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、サスペンションアームと、操舵回転軸を中心に回転可能に前記サスペンションアームに支持されたタイヤハブユニットと、操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータと、を備えるステアバイワイヤ式操舵装置であって、前記直動アクチュエータは、前記サスペンションアームに回転自在に支持されたアーム支持部と、前記タイヤハブユニットに回転自在に支持されていると共に、当該直動アクチュエータの伸縮によって前記アーム支持部との距離が変化するタイヤ支持部と、を含んで構成されている。

請求項１記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、サスペンションアームにタイヤハブユニットが支持されている。タイヤハブユニットは、操舵回転軸（操舵回転中心）を中心に回転可能とされている。

また、請求項１記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータを備えている。直動アクチュエータは、アーム支持部と、当該直動アクチュエータの伸縮によってアーム支持部との距離が変化するタイヤ支持部と、を含んで構成されている。このうちアーム支持部は、サスペンションアームに回転自在に支持されている。他方、タイヤ支持部は、タイヤハブユニットに回転自在に支持されている。
このため、操舵入力装置の操作に基づいて直動アクチュエータが伸縮することにより、タイヤハブユニットは、サスペンションアームに対して操舵回転軸を中心に回転する。つまり、操舵入力装置の操作により、タイヤハブユニットを操舵可能となっている。

特に、請求項１記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、直動アクチュエータが、アーム支持部とタイヤ支持部の両方において回転自在に支持されているので、直動アクチュエータには、その直動方向の荷重以外の横荷重が作用しない。したがって、直動アクチュエータに横荷重が作用する場合と比較して、直動アクチュエータの横荷重に対する剛性を確保する必要性が低い。よって、直動アクチュエータは、直動方向の荷重に対して座屈しない程度の剛性を有していればよいので、直動アクチュエータを軽量に設計することが可能となる。

また、上述のとおり、直動アクチュエータがアーム支持部とタイヤ支持部の両方において支持されている。したがって、このステアバイワイヤ式操舵装置を車体に取付ける際は、サスペンションアームを車体に取付ければよく、直動アクチュエータを直接車体に取付ける必要がない。よって、組付け性が高い。

請求項２記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項１記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、前記直動アクチュエータの長手方向は、その伸縮状態によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている。

請求項２記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、直動アクチュエータの長手方向が、その伸縮状態によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている。このため、直動アクチュエータの長手方向が装置幅方向と平行に設けられている場合と比較して、操舵装置の幅方向寸法を小さく設計することができる。よって、車体に取付けられた状態で、車両の幅方向中央部分のスペースを確保しやすい。

請求項３記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項１又は請求項２に記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、前記サスペンションアームは、装置幅方向に貫通する開口部を備えており、前記直動アクチュエータは、前記開口部を挿通されていると共に、当該直動アクチュエータの上部及び下部において前記サスペンションアームに支持されている。

請求項３記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、サスペンションアームが、装置幅方向に貫通する開口部を備えている。そして、この開口部に直動アクチュエータが挿通されている。そして、直動アクチュエータの上部及び下部においてサスペンションアーム２０に支持されている。
このため、直動アクチュエータから入力される荷重によってサスペンションアームにモーメントが生じることが抑制されている。またこのため、サスペンションアームの剛性を保ちつつ、操舵装置全体の空間占有率を低く抑えることができる。

請求項４記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、直進状態で、前記直動アクチュエータの前記タイヤ支持部が操舵回転軸よりも装置前方に位置している。

請求項４記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、直進状態で、直動アクチュエータのタイヤ支持部が、操舵回転軸よりも装置前方に位置している。このため、直動アクチュエータが縮むことにより、装置幅方向内側への大きな操舵角を実現することができる。

請求項５記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項４記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、外側最大操舵状態で、前記タイヤハブユニットが向く方向と、前記直動アクチュエータの長手方向とが略平行の関係である。

請求項５記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、外側最大操舵状態で、タイヤハブユニットが向く方向と、直動アクチュエータの長手方向とが略平行の関係である。このため、外側最大操舵状態でタイヤハブユニットと直動アクチュエータとの間隔が狭くなるように両者の配置関係を設定しやすい。したがって、ステアバイワイヤ式操舵装置の空間占有率をより一層低く抑えることができる。

請求項６記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、前記サスペンションアームと車体とを連結するショックアブソーバをさらに備えており、前記ショックアブソーバは、前記直動アクチュエータと平面視で交差している。

請求項６記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、サスペンションと車体とを連結するショックアブソーバをさらに備えている。そして、ショックアブソーバは、直動アクチュエータと平面視で交差している。このため、操舵装置がショックアブソーバを備えた場合において、ステアバイワイヤ式操舵装置全体の空間占有率を効率的に低く抑えることができる。

請求項７記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項６記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体に固定される取付部材をさらに備えており、前記取付部材は、前記サスペンションアームを回転可能に支持すると共に、一端部が前記サスペンションアームに連結された前記ショックアブソーバの他端部が連結されている。

請求項７記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、車体に固定される取付部材をさらに備えている。取付部材には、サスペンションアームが回転（揺動）可能に支持される。さらに、取付部材には、一端部がサスペンションアームに連結されたショックアブソーバの他端部が連結されている。このため、取付部材を車体に固定することで、ショックアブソーバを備えるステアバイワイヤ式操舵装置を車体に組付けることができる。つまり、ショックアブソーバ５０の他端部を別途車体に取り付ける作業が不要である。よって、組付け性が高い。

請求項８に記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体の前部又は後部に取付けられており、前記車体の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、前記車体の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式又はセミトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている。

請求項８に記載のステアバイワイヤ式操舵装置では、ステアバイワイヤ式操舵装置が、車体の前部又は後部に取付けられており、車体の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、車体の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式又はセミトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている。このため、車体のうち車室を構成する部分の近くにステアバイワイヤ式操舵装置を取り付けることが容易である。ここで、一般に車室を構成する部分は、車体全体の中でも比較的高い剛性で設計されていることが多い。したがって、請求項８記載の構成によれば、ステアバイワイヤ式操舵装置を高い剛性で車体に取付けることが容易である。

以上説明したように、本発明に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、直動アクチュエータを軽量に設計することができ、かつ周辺部品の軽量化をも容易にするという優れた効果を有する。

図１は、一実施形態の操舵装置を示す斜視図である。 図２は、図１に示す操舵装置を装置上方から見た平面図であって、（Ａ）は外側操舵した状態を示し、（Ｂ）は直進状態を示し、（Ｃ）は内側操舵した状態を示す。 図３は、図１に示す操舵装置において、ショックアブソーバ及びブラケットをさらに備えた態様を示す斜視図である（なお、タイヤハブユニットの図示を省略している）。 図４は、図１に示す操舵装置において、ショックアブソーバ及びブラケットをさらに備えた態様を示す斜視図である 図５（Ａ）は、図４に示す操舵装置を装置上方から見た平面図であり、図５（Ｂ）は、図４に示す操舵装置を装置幅方向外側から見た側面図である。 図６（Ａ）は、操舵装置が取付けられる車体を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、車体に操舵装置が取付けられた状態を示す斜視図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係るステアバイワイヤ式操舵装置１０（以下、単に「操舵装置１０」と略記する）について説明する。

＜操舵装置１０の概略構成＞
図１に示されるように、操舵装置１０は、タイヤハブユニット３０と、サスペンションアーム２０と、直動アクチュエータ４０と、を含んで構成されている。以下、各構成について説明する。

なお、各図に示す矢印ＵＰを装置上方とし、矢印ＦＲを装置前方とし、矢印ＯＵＴを装置幅方向外側として説明を進める。以下、単に前後、上下、幅方向内外の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、装置前後方向の前後、装置上下方向の上下、装置幅方向の内外を示すものとする。

また、操舵装置１０は直動アクチュエータ４０の伸張状態に応じて図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように動作するが、特に断りのない限り、図２（Ｂ）に示す直進状態における配置関係を説明する。

＜タイヤハブユニット３０＞
タイヤハブユニット３０は、本体部３１と、本体部３１に対して車軸Ｄの回りを回転駆動する転動部３２と、を含んで構成されている。なお、図１及び図２では、転動部３２の上半分が切断された状態で示されている。

本体部３１は、その外殻を成すハウジング３３と、ハウジング３３内に搭載された駆動装置（図示省略）と、を含んで構成されている。ハウジング３３は、その上部と下部において後述するサスペンションアーム２０に回転可能に支持されている（図４や図５（Ｂ）参照）。

転動部３２は、タイヤ３４と、タイヤ３４を支持するホイール３５と、含んで構成されている。そして、転動部３２は、本体部３１を取囲むように構成されている。さらに、転動部３２は、本体部３１の駆動装置によって、本体部３１に対して車軸Ｄの回りを回転駆動される。すなわち、駆動装置は、モータを含んで構成されており、アクセルペダルなどの入力装置（図示省略）の操作に応じて、本体部３１に対する転動部３２の回転を制御する。また、タイヤハブユニット３０は、ディスクブレーキなどの制動装置（ブレーキ）を備えており、ブレーキペダルなどの入力装置（図示省略）の操作に応じて、本体部３１に対する転動部３２の回転等が制御されるように構成されている。このように、タイヤハブユニット３０は、所謂インホイールモータとして構成されている。

また、本体部３１は、後述する直動アクチュエータ４０を回転自在に支持する操舵回転力点部３６を含んで構成されている。操舵回転力点部３６は、ハウジング３３における装置前後方向前端部から装置幅方向内側へ突出した位置に設けられている。また、操舵回転力点部３６の装置上下方向の位置は、ハウジング３３の上下方向中央部（車軸Ｄと一致する高さ）よりも上方とされている。

＜サスペンションアーム２０＞
サスペンションアーム２０は、車体１００（図６参照）に対してサス回転中心軸Ｅ周りに回転（揺動）可能に取付けられる。また、サスペンションアーム２０は、タイヤハブユニット３０の本体部３１を操舵回転軸Ｃ回りに回転自在に支持している。また、サスペンションアーム２０は、後述する直動アクチュエータ４０を回転自在に支持している。換言すると、サスペンションアーム２０は、サス回転中心部２１と、タイヤ支持部２５と、アクチュエータ支持部２９と、を含んで構成されている。以下、これら各構成、及びこれらと関連する構成について説明する。

（サス回転中心部２１）
サス回転中心部２１は、図１に一点鎖線で示すサス回転中心軸Ｅを中心に車体１００に回転可能に支持される部分である。サス回転中心部２１は、略四角柱形状とされ、その軸方向を装置幅方向に向けている。サス回転中心部２１の軸方向の両端から突出された突出部２１Ａが車体１００に固定される取付部材６０（図３参照）と連結される。

（タイヤ支持部２５）
タイヤ支持部２５は、タイヤハブユニット３０を回転可能に支持する部分である。図４及び図５（Ｂ）に示されるように、タイヤ支持部２５は、タイヤハブユニット３０を、その本体部３１の上部及び下部において支持する。換言すると、タイヤ支持部２５は、タイヤハブユニット３０の本体部３１の上部を支持する上支持部２５Ｕと、タイヤハブユニット３０の本体部３１の下部を支持する下支持部２５Ｌと、から構成されている。上支持部２５Ｕ及び下支持部２５Ｌには、共に、例えば球面軸受が設けられており、球面軸受の外輪がサスペンションアーム２０側に固定されており、球面軸受の内輪がタイヤハブユニット３０側に固定されている。これにより、タイヤ支持部２５の上支持部２５Ｕと下支持部２５Ｌを繋ぐ仮想的な軸（操舵回転軸Ｃ）を中心に、タイヤハブユニット３０がサスペンションアーム２０に対して回転可能となっている。

（上連結部２２）
サス回転中心部２１と上支持部２５Ｕとは、上連結部２２によって連結されている。ここで、図５（Ｂ）に示されるように、上支持部２５Ｕは、装置上下方向の位置関係において、サス回転中心部２１よりも上方に位置している。そのため、両者を連結する上連結部２２は、サス回転中心部２１から一旦上方に延びた後、装置前方へ方向を変えて延びるように延設されている。換言すると、上連結部２２は、サス回転中心部２１の上部から上方へ立設された立設部２２Ｈと、立設部２２Ｈの上部から装置前方へ延設された上壁部２２Ｗと、を備えている。またここで、図５（Ａ）に示されるように、上支持部２５Ｕは、装置幅方向の位置関係において、サス回転中心部２１よりも装置幅方向外側に位置している。そのため、上壁部２２Ｗは、立設部２２Ｈの上端から一旦装置前方へ延びた後、装置幅方向外側へ方向を変えて延びるように延設されている。

（下連結部２４）
図３及び図５（Ｂ）に示されるように、サス回転中心部２１と下支持部２５Ｌとは、下連結部２４によって連結されている。ここで、図５（Ｂ）に示されるように、下支持部２５Ｌは、車両上下方向の位置関係において、サス回転中心部２１よりも若干下方に位置している。そのため、下連結部２４は、サス回転中心部２１から下支持部２５Ｌまで装置前方へ向かうに従い装置下方へ若干傾斜されつつ延設されている。またここで、図５（Ａ）に示されるように、下支持部２５Ｌは、装置幅方向の位置関係において、サス回転中心部２１よりも装置外側に位置している。そのため、下連結部２４は、サス回転中心部２１から一旦装置前方に延びた後、装置幅方向外側へ方向を変えて延びるように延設されている。

（縦連結部２６）
上支持部２５Ｕの装置前方部と、下支持部２５Ｌの装置前方部とを上下に繋ぐように、縦連結部２６が設けられている。これにより、サスペンションアーム２０には、図５（Ｂ）に示される装置幅方向から見た側面視で開口する開口部２７が形成されている。換言すると、サス回転中心部２１、上連結部２２、下連結部２４、及び縦連結部２６により、サスペンションアーム２０は側面視で略矩形の枠状を成している。なお、後述する直動アクチュエータ４０は、この開口部２７を挿通するように配置されている。

（アクチュエータ支持部２９）
開口部２７の上下方向中間部を装置前後方向に架け渡すように、掛渡部材２８が取付けられている。掛渡部材２８は、略棒状に形成されており、装置後方側の端部が上連結部２２の立設部２２Ｈの装置内側に締結されており、装置前方側の端部が縦連結部２６の装置内側に締結されている。

そして、掛渡部材２８の上方、かつ上連結部２２の上壁部２２Ｗの下方の隙間に直動アクチュエータ４０が挿通されている。さらに、直動アクチュエータ４０は、この挿通された部分において装置上下方向から支持されている。直動アクチュエータ４０は、サスペンションアーム２０に対して回転自在に支持されており、その回転軸（アクチュエータ回転軸Ｂ）は、装置上下方向と略一致されている。以下、サスペンションアーム２０における直動アクチュエータ４０を支持する部分をアクチュエータ支持部２９と称する。

また、縦連結部２６の下部は、後述するショックアブソーバ５０が連結されるアブソーバ支持部２６Ｌとなっている。アブソーバ支持部２６Ｌには、装置前後方向に延びる貫通孔２６ＬＡが形成されており、この貫通孔２６ＬＡにショックアブソーバ５０の一端部５０Ａが挿入された状態で連結されるようになっている（図３参照）。

以上のように構成され、サスペンションアーム２０は、タイヤハブユニット３０を操舵回転軸Ｃを中心に回転可能に支持すると共に、直動アクチュエータ４０（の「アーム支持部」としての駆動部４３）をアクチュエータ回転軸Ｂを中心に回転自在に支持している。

＜直動アクチュエータ４０＞
直動アクチュエータ４０は、何れも棒状に形成された基部４１及び直動部４２と、基部４１に対して直動部４２を直線運動させる駆動部４３と、を備えている。基部４１は、円筒形状とされており、基部４１の内部に直動部４２の一部が入り込んだ構成とされている。駆動部４３は、図示しないモータやボールネジを備えており、モータの回転運動をボールネジによって基部４１に対する直動部４２の直線運動に変換するようになっている。駆動部４３は、ステアリングホイールなどの操舵入力装置と電気的に接続されており、操舵入力装置の操作に応じて、直動アクチュエータ４０が伸縮制御されるようになっている。

駆動部４３と基部４１とは両者の位置関係が固定されている一方、駆動部４３及び基部４１に対して直動部４２が直線運動する構成となっている。そして、駆動部４３が、上述したサスペンションアーム２０のアクチュエータ支持部２９によって回転自在に支持されている。他方、直動部４２の先端部４２Ａが、タイヤハブユニット３０の操舵回転力点部３９に回転自在に支持されており、その回転軸（力点軸Ａ）は、装置上下方向と略一致されている。本実施形態では、駆動部４３が本発明の「アーム支持部」に相当し、直動部４２の先端部４２Ａが本発明の「タイヤ支持部」に相当する。

＜ショックアブソーバ５０、取付部材６０が取付けられた態様＞
図３、図４及び図５には、上述した図１に示す構成に加えて、取付部材６０と、ショックアブソーバ５０と、をさらに備える操舵装置１０が示されている。なお、図３では、タイヤハブユニット３０が図示省略されており、図４では、タイヤハブユニット３０の転動部３２が図示省略されている。

取付部材６０は、板状に形成されると共に車体１００に直接固定される板状部６１（図６（Ａ）参照）と、当該板状部６１に固定されると共にサスペンションアーム２０のサス回転中心部２１と回転可能に連結される一対のサス連結部６２と、を含んで構成されている。また、取付部材６０は、板状部６１に固定されると共にショックアブソーバ５０と板状部６１とを連結するアブソーバ連結部６３を含んで構成されている。

ショックアブソーバ５０は、図５（Ａ）に示すように、平面視で装置前後方向に延在されており、図５（Ｂ）に示すように、側面視で水平方向に対して若干傾斜して配置されている。ショックアブソーバ５０は、一端部（装置前方の端部５０Ａ）がサスペンションアーム２０に回転可能に支持されており、他端部（装置後方の端部５０Ｂ）が取付部材６０のアブソーバ連結部６３に回転可能に支持されている。回転軸の方向は、装置幅方向と略一致されている。

ショックアブソーバ５０の一端部５０Ａが支持されている部分は、サスペンションアーム２０における略前端部に形成されたアブソーバ支持部２６Ｌである。アブソーバ支持部２６Ｌは、装置前後方向の位置関係において、タイヤハブユニット３０の中心と略一致している。また、図５（Ｂ）に示されるように、サスペンションアーム２０のアブソーバ支持部２６Ｌは、装置上下方向の位置関係において、サスペンションアーム２０の下支持部２５Ｌよりも上方であり、タイヤハブユニット３０の中心（車軸）よりも下方とされている。

取付部材６０のアブソーバ連結部６３は、装置上下方向の位置関係において、サスペンションアーム２０の上支持部２５Ｕよりも下方であり、タイヤハブユニット３０の中心（車軸）よりも上方とされている。また、取付部材６０のアブソーバ連結部６３は、上下方向の位置関係において、直動アクチュエータ４０の下方に位置している。

図６は、上述した操舵装置１０の車体１００への取付態様を説明するための図であり、操舵装置１０が車体１００に取付けられた状態の一例として、車室フレーム１１０の車両前方かつ車両幅方向左側の部分が示されている。図６（Ａ）には、車体１００に取付部材６０の板状部６１のみが取付けられた様子が示されている。また、図６（Ｂ）には、車体１００に操舵装置１０が取付けられた様子が示されている。

図６（Ａ）に示されるように、車体１００は、車室（キャビン）を構成する車室フレーム１１０と、車室よりも車両前方を構成する前方フレーム１２０と、車室よりも車両後方を構成する後方フレーム（図示省略）と、を含んで構成されている。

車室フレーム１１０は、その前端かつ下端において車両幅方向に延在する下辺部１１１と、下辺部１１１の車両幅方向外側端から若干内側の位置で車両上下方向に延在する縦片部１１２と、を含んで構成されている。そして、取付部材６０の板状部６１は、これら下辺部１１１及び縦片部１１２に固定されている。具体的には、板状部６１の幅方向の両端で下辺部１１１に固定されており、板状部６１の上端部で縦片部１１２に固定されている。なお、板状部６１のうち縦片部１１２に固定された位置は、車両前後方向から見てアブソーバ連結部６３と重なる位置である。また、板状部６１のうち下辺部１１１に固定された位置は、車両前後方向から見て一対のサス連結部６２と重なる位置である。

図６（Ｂ）に示されるように、操舵装置１０が車室フレーム１１０（車体１００）に前輪として取付けられた状態において、操舵装置１０の装置前後方向が車両前後方向と一致し、装置幅方向外側が車両幅方向外側と一致し、装置上下方向が車両上下方向と一致している。但し、操舵装置１０が車室フレーム１１０に後輪として取付けられた状態では、装置前後方向と車両前後方向とが逆の関係となる。

なお、操舵装置１０は、車室フレーム１１０の車両前方かつ車両幅方向右側、車両後方かつ車両幅方向左側、車両後方かつ車両幅方向右側にも取付けられる。なお、このうち、車両前方かつ車両幅方向右側と、車両後方かつ車両幅方向左側に取付けられる場合には、上述した操舵装置１０とは、装置幅方向に対称な構成とする必要がある。すなわち、操舵装置１０は、操舵機能、駆動機能を有する１つのモジュールとして構成されているため、同様の操舵装置１０を複数（例えば４つ）用意して車両に適用することができる。

また、操舵装置１０が車室フレーム１１０の車両前方部に取付けられた場合、つまり操舵装置１０が前輪として機能する場合、サスペンション方式がリーディングアーム方式となる。他方、操舵装置１０が車室フレーム１１０の車両後方部に取付けられた場合、つまり操舵装置１０が後輪として機能する場合、サスペンション方式がトレーシングアーム方式となる。

また、図６（Ｂ）に示されるように、車体１００の前方フレーム１２０は、車室フレーム１１０の前方を車両略前後方向に延びるフロントサイドメンバ１２１を備えている。フロントサイドメンバ１２１は、車両幅方向に並んで一対設けられており（図６では車両左側のみ図示）、車両前方に向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜して設けられている。そして、操舵装置１０は、このフロントサイドメンバ１２１に対し車両幅方向外側に取付けられている。

図６（Ｂ）に示された直進状態で、操舵装置１０の直動アクチュエータ４０は、フロントサイドメンバ１２１と略平行の関係となっている。さらに、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、操舵装置１０の操舵状態が変更された場合は直動アクチュエータ４０が揺動するものの、直動アクチュエータ４０とフロントサイドメンバ１２１とが干渉しないようになっている。

＜作用・効果＞
次に、本実施形態の操舵装置１０の作用及び効果について説明する。

本実施形態の操舵装置１０では、サスペンションアーム２０にタイヤハブユニット３０が支持されている。タイヤハブユニット３０は、操舵回転軸Ｃを中心に回転可能とされている。

また、操舵装置１０は、操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータ４０を備えている。直動アクチュエータ４０は、「アーム支持部」としての駆動部４３と、当該直動アクチュエータ４０の伸縮によってアーム支持部（駆動部４３）との距離が変化する「タイヤ支持部」としての直動部４２の先端部４２Ａと、を含んで構成されている。このうちアーム支持部は、サスペンションアーム２０に回転自在（アクチュエータ回転軸Ｂ）に支持されている。他方、タイヤ支持部は、タイヤハブユニット３０に回転自在（力点軸Ａ）に支持されている。
このため、操舵入力装置の操作に基づいて直動アクチュエータ４０が伸縮することにより、タイヤハブユニット３０は、サスペンションアーム２０に対して操舵回転軸Ｃを中心に回転する。つまり、操舵入力装置の操作により、タイヤハブユニット３０を操舵可能となっている。

具体的には、図２（Ｂ）に示される直進状態から直動アクチュエータ４０が伸びることで、図２（Ａ）に示されるように、タイヤハブユニット３０は外側に操舵される。また、直進状態から直動アクチュエータ４０が縮むことで、図２（Ｃ）に示されるように、タイヤハブユニット３０は内側に操舵される。このとき、直動アクチュエータ４０は揺動運動する。

図２（Ａ）は、タイヤハブユニット３０が外側に向けて最大に操舵された状態（外側最大操舵状態）を示しており、この外側最大操舵状態では、タイヤハブユニット３０が向く方向（図２の矢印Ｔ参照）と、直動アクチュエータ４０の長手方向とが略平行の関係とされている。また、図２（Ｃ）は、タイヤハブユニット３０が内側に向けて最大に操舵された状態（内側最大操舵状態）を示しており、この内側最大操舵状態では、タイヤハブユニット３０が向く方向（図２の矢印Ｔ参照）と、直動アクチュエータ４０の長手方向とが略直角の関係とされている。

また、直動アクチュエータ４０が、アーム支持部（駆動部４３）とタイヤ支持部４０Ａ（直動部４２の先端部４２Ａ）の両方において回転自在に支持されているので、直動アクチュエータ４０には、その直動方向の荷重以外の横荷重が作用しない。したがって、直動アクチュエータに横荷重が作用する場合と比較して、直動アクチュエータ４０の横荷重に対する剛性を確保する必要性が低い。よって、直動アクチュエータ４０は、直動方向の荷重に対して座屈しない程度の剛性を有していればよいので、直動アクチュエータ４０を軽量に設計することが可能となる。

また、上述のとおり、直動アクチュエータ４０が駆動部４３とタイヤ支持部４０Ａの両方において支持されている。したがって、この操舵装置１０を車体１００に取付ける際には、サスペンションアーム２０を車体１００に取付ければよく、直動アクチュエータ４０を直接車体１００に取付ける必要がない。よって、組付け性が高い。

また、本実施形態の操舵装置１０では、直動アクチュエータ４０の長手方向が、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、その伸縮状態（換言すると、操舵装置１０の操舵状態）によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている。このため、直動アクチュエータ４０がその長手方向を装置幅方向に向けるように設けられている場合と比較して、操舵装置１０の幅方向寸法を小さく設計することができる。よって、車体１００に取付けられた状態で車両の幅方向中央部分のスペースを確保しやすい。

また、本実施形態の操舵装置１０では、サスペンションアーム２０が、装置幅方向に貫通する開口部２７を備えている。そして、この開口部２７に直動アクチュエータ４０が挿通されており、直動アクチュエータ４０の駆動部４３が開口部２７に配置されている。そして、直動アクチュエータ４０のアーム支持部（駆動部４３）が、その上部及び下部においてサスペンションアーム２０に支持されている。
このため、直動アクチュエータ４０から入力される荷重によってサスペンションアーム２０にモーメントが生じることが抑制されている。またこのため、サスペンションアーム２０の剛性を保ちつつ、操舵装置１０の空間占有率を低く抑えることができる。

また、本実施形態の操舵装置１０では、図２（Ｂ）に示される直進状態で、直動アクチュエータ４０のタイヤ支持部（直動部４２の先端部４２Ａ）が操舵回転軸Ｃよりも装置前方に位置している。このため、図２（Ｃ）に示されるように、直動アクチュエータ４０が縮むことにより、装置幅方向内側への大きな操舵角を実現することができる。

また、本実施形態のの操舵装置１０では、図２（Ａ）に示される外側最大操舵状態で、タイヤハブユニット３０が向く方向（図２の矢印Ｔ参照）と、直動アクチュエータ４０の長手方向とが略平行の関係である。このため、外側最大操舵状態でタイヤハブユニット３０と直動アクチュエータ４０との間隔が狭くなるように両者の配置関係を設定しやすい。したがって、操舵装置１０の空間占有率をより一層低く抑えることができる。

また、本実施形態の操舵装置１０は、サスペンションアーム２０と車体１００とを連結するショックアブソーバ５０を備えている。そして、ショックアブソーバ５０は、直動アクチュエータ４０と平面視で交差しており、かつ、直動アクチュエータ４０の下方に配置されている。
このため、操舵装置１０がショックアブソーバ５０を備えた場合においても、操舵装置１０全体の空間占有率を効率的に低く抑えることができる。

また、本実施形態の操舵装置１０は、車体１００に固定される取付部材６０を備えている。取付部材６０には、サスペンションアーム２０のサス回転中心部２１が回転（揺動）可能に支持され、かつ、一端部５０Ａがサスペンションアーム２０のアブソーバ支持部２６Ｌに連結されたショックアブソーバ５０の他端部５０Ｂが連結されている。
このため、取付部材６０を車体１００に固定することで、操舵装置１０を車体１００に組付けることができる。つまり、ショックアブソーバ５０の他端部５０Ｂを別途車体１００に取り付ける作業が不要である。よって、組付け性が高い。

また、本実施形態の操舵装置１０は、車体１００の前部又は後部に取付けられており、車体１００の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、車体１００の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている。このため、車体１００のうち車室を構成する部分である車室フレーム１１０の近くに操舵装置１０を取り付けることが容易である。ここで、一般に車室を構成する部分は、車体全体の中でも比較的高い剛性で設計されていることが多い。したがって、本実施形態によれば、操舵装置１０を高い剛性で車体１００に取付けることが容易である。

〔上記実施形態の補足説明〕
なお、上記実施形態では、直動アクチュエータ４０が、モータの回転運動をボールネジによって直線運動に変換するように構成されたアクチュエータである例を説明したが、本発明はこれに限定されない。ステアリングホイールなどの操舵入力装置の操作に基づいて伸縮するアクチュエータであればよい。例えば、直動アクチュエータがモータとワイヤとを含んで構成されており、モータの回転運動によってワイヤを巻き取ることで縮むものであってもよい。この場合、ワイヤが撓まないようにバネ等の弾性部材によりワイヤに張力をかけるように構成する。

また、上記実施形態では、操舵装置１０が取付けられた状態のサスペンション形式が、リーディングアーム方式又はトレーリングアーム方式とされる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、セミトレーリングアーム方式であってもよいし、他の方式であってもよい。

１０ ステアバイワイヤ式操舵装置
２０ サスペンションアーム
２１ サス回転中心部
２５ タイヤ支持部
２５Ｌ 下支持部
２５Ｕ 上支持部
２６Ｌ アブソーバ支持部
２７ 開口部
２９ アクチュエータ支持部
３０ タイヤハブユニット
３６ 操舵回転力点部
４０ 直動アクチュエータ
４１ 基部
４２ 直動部
４２Ａ 直動部の先端部（タイヤ支持部）
４３ 駆動部（アーム支持部）
５０ ショックアブソーバ
５０Ａ 一端部
５０Ｂ 他端部
６０ 取付部材
６１ 板状部
６２ サス連結部
６３ アブソーバ連結部
１００ 車体
１１０ 車室フレーム
Ａ 力点軸
Ｂ アクチュエータ回転軸
Ｃ 操舵回転軸
Ｄ 車軸
Ｅ サス回転中心軸
ＦＲ 装置前後方向前側
ＯＵＴ 装置幅方向外側
ＵＰ 装置上下方向上側
Ｔ タイヤハブユニットが向く方向

Claims (8)

1. サスペンションアームと、
   操舵回転軸を中心に回転可能に前記サスペンションアームに支持されたタイヤハブユニットと、
   操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータと、
   を備えるステアバイワイヤ式操舵装置であって、
   前記直動アクチュエータは、
   前記サスペンションアームに回転自在に支持されたアーム支持部と、
   前記タイヤハブユニットに回転自在に支持されていると共に、当該直動アクチュエータの伸縮によって前記アーム支持部との距離が変化するタイヤ支持部と、
   を含んで構成されている、
   ステアバイワイヤ式操舵装置。
2. 前記直動アクチュエータの長手方向は、その伸縮状態によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている、
   請求項１記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
3. 前記サスペンションアームは、装置幅方向に貫通する開口部を備えており、
   前記直動アクチュエータは、前記開口部を挿通されていると共に、当該直動アクチュエータの上部及び下部において前記サスペンションアームに支持されている、
   請求項１又は請求項２に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
4. 直進状態で、前記直動アクチュエータの前記タイヤ支持部が操舵回転軸よりも装置前方に位置している、
   請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
5. 外側最大操舵状態で、前記タイヤハブユニットが向く方向と、前記直動アクチュエータの長手方向とが略平行の関係である、
   請求項４記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
6. 前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、
   前記サスペンションアームと車体とを連結するショックアブソーバをさらに備えており、
   前記ショックアブソーバは、前記直動アクチュエータと平面視で交差している、
   請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
7. 前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体に固定される取付部材をさらに備えており、
   前記取付部材は、前記サスペンションアームが回転可能に支持すると共に、一端部が前記サスペンションアームに連結された前記ショックアブソーバの他端部が連結されている、
   請求項６記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
8. 前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体の前部又は後部に取付けられており、
   前記車体の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、前記車体の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式又はセミトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている、
   請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。

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