JP4595803B2 - インホイールサスペンション構造 - Google Patents

Description

本発明は、概して、車両において、ホイール内に備えたスライド機構によりサスペンション機能を実現するインホイールサスペンション構造に係り、特に、サスペンションストロークを確保しつつ、サスペンション構造の軽量化及びレイアウト自由度の増大が図られたインホイールサスペンション構造に関する。

従来、車両において、ホイール内に備えたスライド機構によりサスペンション機能を実現するインホイールサスペンション構造が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１及び２には、スライド機構のガイドとなるスライドバーとアクスルペアリングとを保持するキャリアを備えたインホイールサスペンション構造が開示されている。
特開平１０−３３８００９号公報 特開２０００−２３３６１９号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に開示された従来のインホイールサスペンション構造において、サスペンションストロークを長くするためには、スライドバーを半径方向に長くする必要がある。

上記特許文献１及び２に開示された従来構造において、スライドバーを半径方向に長くすると、構造上、合わせてスライドバーを支持するキャリアを大きくしなければならない。なぜなら、従来構造では、サスペンション機能を持たないホイールと同様にアクスルベアリングがホイールの中心に配置されていると共に、スライドバーをホイール内の上下に離れた位置で保持する必要があるからである。

このようなキャリアの大型化は、重量増につながると共に、インホイールサスペンション構造におけるレイアウトの自由度も減少させる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、サスペンションストロークを確保しつつ、サスペンション構造の軽量化及びレイアウト自由度の増大が図られたインホイールサスペンション構造を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、車両において、ホイール内に備えたスライド機構によりサスペンション機能を実現するインホイールサスペンション構造であって、車体に支持され、ホイール内において摺動軸上をホイール半径方向に摺動する摺動部材と、上記摺動軸の両端に転動可能に取り付けられ、ホイールリム内周面と摺接する転動部材とを有するインホイールサスペンション構造である。

この第一の態様において、上記摺動軸は１本以上のシャフト状の剛体であって車両上下方向に略平行に配置され、上記転動部材は例えば１つ以上の直動軸受を含む。

この第一の態様によれば、摺動軸の両端に転動しながらホイール内周面と摺動する転動部材を設けたことによって、ホイールの摺動軸を直径とした回動が許容されるため、ホイールの回転軸中心にアクスルベアリングを設ける必要がなく、アクスルベアリングと摺動軸とをつなぐ部材（キャリア）も不要となる。

なお、この第一の態様において、上記インホイールサスペンション構造が、上記摺動部材を上記摺動軸上に弾性支持する弾性手段（例えば該摺動軸まわりに配置されたスプリングバネなど）、及び／又は、上記摺動部材の上記摺動軸上での摺動に減衰作用を付与する減衰手段（例えば上記摺動部材内に設けられたショックアブソーバなど）を更に有する、ことが好ましい。

上記目的を達成するための本発明の第二の態様は、上記第一の態様に係るインホイールサスペンション構造であって、ホイールリム内周面に沿って設けられ、ホイールリム内周面からホイール半径方向内向きに突出し、ホイールと共に回転する円環板状突起部を更に有し、上記転動部材は、ホイールリム内周面と対向する面にホイールリム円周方向に沿って形成され、上記円環板状突起部と嵌合する溝と、該円環板状突起部とホイール回転軸方向において並列するように上記溝の内周面に設けられた摩擦材と、該摩擦材を上記円環板状突起部へ押圧する押圧手段とを有する、インホイールサスペンション構造である。

この第二の態様において、上記円環板状突起部、上記摩擦材、及び、上記押圧手段は、一般的な車両用ディスクブレーキ構造と等価に機能する。ここで、上記円環板状突起部はブレーキロータに、上記摩擦材はブレーキパッドに、上記押圧手段はキャリパにそれぞれ相当する。

また、この第二の態様において、上記摩擦材は、上記円環板状突起部を車両左右方向から挟み込むように２つを１組として設けられることが好ましい。この場合、上記押圧手段は、２つの摩擦材を双方上記円環板状突起部へ向けて押圧してもよく、或いは、２つの摩擦材の一方を上記転動部材に対して固定し、他方のみを上記円環板状突起部へ向けて押圧してもよい。

この第二の態様によれば、ホイールリムにブレーキロータとして機能する突起部を設けると共に、ホイールを回動可能に支持する転動部材内にブレーキキャリパとしての機能を内蔵させることによって、簡易な構成で且つスペースを取らずに上記第一の態様に係るインホイールサスペンション構造にブレーキ機能を付加することができる。

上記目的を達成するための本発明の第三の態様は、上記第一又は第二の態様に係るインホイールサスペンション構造であって、上記摺動部材にホイール回転中心に略垂直に取り付けられた板状部材を更に有し、上記板状部材の少なくとも一部が車両横方向においてホイール外側から視認できるようにホイールに開口部を設ける、インホイールサスペンション構造である。

この第三の態様において、上記板状部材は例えば比較的薄い円盤状の部材であり、上記開口部は例えばホイール回転軸を中心とした円形の開口部である。

この第三の態様によれば、上記板状部材の車両外側面に例えば広告などの文字及び／又は図画を予め描いておけば、これが上記開口部を通じて車両外側から視認可能となるため、ホイールの車両外側面を広告等の意匠面として利用することができる。加えて、上記板状部材は、車体に支持された上記摺動部材に固定されているため、ホイールが回転しても回転力を受けることはなく、静止状態を保つと共に、いわゆるバネ上（サスペンションより車体側）に設けられ、車体と一体に動くため、車両走行時にも振動によるぶれが比較的小さくて済み、車両走行中であっても良好な視認性が確保される。

本発明によれば、サスペンションストロークを確保しつつ、サスペンション構造の軽量化及びレイアウト自由度の増大が図られたインホイールサスペンション構造を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、ホイール内に備えた上下スライド機構によりサスペンション機能を実現するインホイールサスペンション構造の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

以下、図１及び２を用いて、本発明の一実施例に係るインホイールサスペンション構造について説明する。図１は、本実施例に係るインホイールサスペンション構造１００の部分分解側面図であり、図２は、本実施例に係るインホイールサスペンション構造１００の部分分解背面図である。

本実施例に係るインホイールサスペンション構造１００の外形は、ホイール１０１と、ホイール１０１に支持された空気圧タイヤ１０２とから成る。ホイール１０１は、ホイールリム内周面１０１ａの略中央にホイールリム内周面１０１ａに沿って設けられ、ホイール半径方向内向きに突出した円環板状の突起部１０１ｂを備える。突起部１０１ｂは、ホイール１０１と一体に成形されてもよく、或いは、別部材として製造されてからホイール１０１に固定取付されてもよい。

また、ホイール１０１の車両横方向外側の面にはホイール１０１回転軸を中心とする円形の開口部１０１ｃが形成される。本実施例に係るインホイールサスペンション構造１００は、詳しくは後述するように、ホイール１０１の回転中心にホイール１０１を回転可能に車体に支持する例えばアクスルなどの部材を必要としないため、ホイール１０１にこのような開口部１０１ｃを形成することも可能である。

ホイール１０１の半径方向内側には、ホイール１０１を回転可能に車体１０３に支持するサスペンション構造が設けられる。このサスペンション構造は、主として、車両上下方向に略平行に設けられた剛体であるスライドバー（摺動軸）１０４と、スライドバー１０４上を軸方向に滑らかにスライド（摺動）するスライダ（摺動部材）１０５と、スライドバー１０４の両端に設けられ、ホイール内周面１０１ａと摺接し、ホイール１０１をスライドバー１０４を直径として回転可能にスライドバー１０４縦軸まわりに支持するホイール支持部材１０６とから成る。

ここでは一例として、スライドバー１０４は２本設けられるものとし、スライダ１０５にはこれら２本のスライドバー１０４を通す貫通穴が車両上下方向に開けられている。

スライダ１０５は、防振材として機能する弾性部材である例えばゴム製のブシュ１０７を介して車体１０３に取り付けられる。また、スライダ１０５は、スライドバー１０４上において、各スライドバー１０４の周囲に配設され、スライダ１０５とホイール支持部材１０６とに両端がそれぞれ連結されたスプリングバネ１０８によって、車両上下方向に弾性支持される。

スライドバー１０４が通るスライダ１０５の貫通穴の少なくとも一方は、粘性流体が密封されたアブソーバ１０９として構成される。アブソーバ１０９は、スライダ１０５のスライドバー１０４に沿った上下スライド動きを減衰させる。アブソーバ１０９は、すべてのスライドバー１０４に対して設けられてもよく、或いは、図示するように一部のスライドバー１０４に対してのみ設けられてもよい。

このようにスプリングバネ１０８とアブソーバ１０９とが設けられることにより、一般的な車両用サスペンション装置と等価に機能し得るインホイールサスペンションが実現される。

ホイール支持部材１０６には、ホイールリム内周面１０１ａと当接しながら転動可能なように設けられた複数の転動体１１０ａから成る直動軸受１１０が内蔵される。ここでは、上下のホイール支持部材１０６ごとに２つずつ、すなわちスライドバー１０４の一端ごとに１つずつ、直動軸受１１０が設けられるものとする。

本実施例において、直動軸受１１０の転動体１１０ａの列とホイールリム内周面１０１ａとの当接面は、ホイールリム内周面１０１ａと当接する転動体１１０ａの数ができる限り多くなるように、図示するように、ホイールリム内周面１０１ａの円弧形状に沿って湾曲するように形成される。

直動軸受１１０は、各転動体１１０ａの滑らかな転動により、いずれの回転方向にも滑らかに回転するように構成され、ホイール１０１の自在な回動を実現する。このような直動軸受１１０が設けられることにより、本実施例に係るインホイールサスペンション構造１００は車両の従動輪に適用可能となる。

また、ホイール支持部材１０６には、ホイールリム内周面１０１ａに設けられた突起部１０１ｂの一部分が嵌まり込む溝１０６ａが設けられる。図示するように、突起部１０１ｂは、非制動時、溝１０６ａのいずれの内周面と接触しない。また、溝１０６ａは、ホイールリム内周面１０１ａに沿ってホイール支持部材１０６の円周方向全長にわたって形成される。したがって、突起部１０１ｂは、非制動時、ホイール１０１の滑らかな回転に何ら影響を与えない。

溝１０６ａの突起部１０１ｂを挟んで対抗する突起部１０１ｂに平行な面にはそれぞれ摩擦材１０６ｂが設けられる。車両外側の摩擦材１０６ｂはホイール支持部材１０６に固定され、車両内側の摩擦材１０６ｂはシリンダ１０６ｃ内のピストン（図示せず）にブレーキホース１１１を通じて油圧が掛けられたときにピストンによって突起部１０１ｂへ向けて押圧される。

すなわち、本実施例において、突起部１０１ｂはブレーキロータとして機能し、摩擦材１０６ｂはブレーキパッドとして機能し、シリンダ１０６ｃを含むホイール支持部材１０６はブレーキキャリパとして機能し、ディスクブレーキと等価な構造を実現している。

本実施例においては、２つのホイール支持部材１０６のうち車両上方のホイール支持部材１０６内のみにディスクブレーキ等価構造が内蔵されるものとしたが、上下双方のホイール支持部材１０６内にそれぞれ内蔵されるように構成されてもよい。

また、本実施例においては、ホイール支持部材１０６が直動軸受１１０のハウジング及びブレーキキャリパの双方の機能を兼ね備えるものとしたが、これらは別々にホイールリム内周面１０１ａに沿って設けられてもよい。

さらに、スライダ１０５の車両外側の面には、円盤状部材１１２が取り付けられる。円盤状部材１１２は、車体１０３に連結されたスライダ１０５に固定されるため、いわゆるバネ上の部材となり、ホイール１０１などのバネ下の部材に比して車両走行時の上下振動が少ない。

円盤状部材１１２の厚さは、軽量化のため、薄い方が好ましい。また、ここでは円盤状部材１１２としたが、ホイール１０１の回転を妨げない限り、スライダ１０５に取り付けられる板状部材は円形に限られず、四角形などの他の形状でもよい。

円盤状部材１１２の車両外側の面１１２ａは、意匠面として利用される。意匠面１１２ａには、例えば広告などの任意の文字及び／又は図画を描くことができる。

既述の開口部１０１ｃは、円盤状部材１１２の意匠面１１２ａに描かれた文字及び／又は図画を車両外側から視認しやすいように設計される。

円盤状部材１１２は、上記のように、スライダ１０５と一体に動くものであり、ホイール１０１が回転しても何ら回転力を受けないため、車両走行時にも、振動によるぶれを除き、一定の向きで静止している。したがって、意匠面１１２ａに描かれた文字及び／又は図画は、車両走行中であっても、車両外部からの視認性に優れている。

なお、円盤状部材１１２は、スライダ１０５と接触しないように湾曲させて上下のホイール支持部材１０６に固定されるように配設することも可能ではあるが、この場合、円盤状部材１１２がバネ下部材となってしまうため、車両走行中の振動によるぶれを小さくするためには本実施例のようにバネ上部材であるスライダ１０５に取り付けることが好ましい。

このように、本実施例によれば、スライドバー１０４の上下両端にホイール内周面１０１ａと滑らかに摺接する直動軸受１１０を設けたことによって、ホイール１０１のスライドバー１０４を直径とした滑らかな回動が許容されるため、ホイール１０１の回転中心にホイール１０１を回転可能に車体１０３に支持するアクスルなどの部材を設ける必要がなく、軽量化が図られる。

また、本実施例によれば、ホイールリム内周面１０１ａにブレーキロータとして機能する突起部１０１ｂを設けると共に、ホイール１０１を回動可能に支持するホイール支持部材１０６内にブレーキキャリパとしての機能を内蔵させることによって、簡易な構成で且つスペース（特にタイヤ幅方向）を取らずにインホイールサスペンション構造にブレーキ機能を付加することができる。

さらに、本実施例によれば、ホイール１０１の回転中心に開口部１０１ｃを形成することができるため、バネ上部材であるスライダ１０５に板状の部材を取り付けることによって、その車両外側面をたとえ車両走行中でも視認性に優れた意匠面として利用することができる。

なお、上記一実施例においては、本発明に係るインホイールサスペンション構造を従動輪に適用した場合の一例について説明したが、本発明はこの形に限られるものではなく、例えば上記一実施例における直動軸受に回転駆動力を積極的に加えることによって本発明に係るインホイールサスペンション構造を駆動輪に適用することも可能である。

本発明は、車両において、ホイール内に備えたスライド機構によりサスペンション機能を実現するインホイールサスペンション構造に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係るインホイールサスペンション構造の部分分解側面図である。 本発明の一実施例に係るインホイールサスペンション構造の部分分解背面図である。

符号の説明

１００ インホイールサスペンション構造
１０１ ホイール
１０１ａ ホイールリム内周面
１０１ｂ 突起部
１０１ｃ 開口部
１０２ 空気圧タイヤ
１０３ 車体
１０４ スライドバー
１０５ スライダ
１０６ ホイール支持部材
１０６ａ 溝
１０６ｂ 摩擦材
１０６ｃ シリンダ
１０７ ブシュ
１０８ スプリングバネ
１０９ アブソーバ
１１０ 直動軸受
１１０ａ 転動体
１１１ ブレーキホース
１１２ 円盤状部材
１１２ａ 意匠面

Claims (5)

1. 車両において、ホイール内に備えたスライド機構によりサスペンション機能を実現するインホイールサスペンション構造であって、
   車体に支持され、ホイール内において摺動軸上をホイール半径方向に摺動する摺動部材と、
   前記摺動軸の両端に転動可能に取り付けられ、ホイールリム内周面と摺接する転動部材と、を有することを特徴とするインホイールサスペンション構造。
2. 請求項１記載のインホイールサスペンション構造であって、
   前記摺動部材を前記摺動軸上に弾性支持する弾性手段を更に有する、ことを特徴とするインホイールサスペンション構造。
3. 請求項１又は２記載のインホイールサスペンション構造であって、
   前記摺動部材の前記摺動軸上での摺動に減衰作用を付与する減衰手段を更に有する、ことを特徴とするインホイールサスペンション構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載のインホイールサスペンション構造であって、
   ホイールリム内周面に沿って設けられ、ホイールリム内周面からホイール半径方向内向きに突出し、ホイールと共に回転する円環板状突起部を更に有し、
   前記転動部材は、
   ホイールリム内周面と対向する面にホイールリム円周方向に沿って形成され、前記円環板状突起部と嵌合する溝と、
   前記円環板状突起部とホイール回転軸方向において並列するように前記溝の内周面に設けられた摩擦材と、
   前記摩擦材を前記円環板状突起部へ押圧する押圧手段とを有する、ことを特徴とするインホイールサスペンション構造。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載のインホイールサスペンション構造であって、
   前記摺動部材にホイール回転中心に略垂直に取り付けられた板状部材を更に有し、
   前記板状部材の少なくとも一部が車両横方向においてホイール外側から視認できるようにホイールに開口部を設ける、ことを特徴とするインホイールサスペンション構造。

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