JP5472870B2 - 自動車用の走行操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、四輪独立懸架式の走行機能を有する自動車において、左方向又は右方向に車体を平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左右方向に車体を回転させたりすることのできる自動車用の走行操舵装置に関する。

一般の車両において、縦列駐車やスイッチターン（転回）などを行う場合、ハンドルを左右に回しながらバック（後進）させている。
しかし、例えば、縦列駐車を行う場合には、前後にある程度のスペースが必要であり、場所の制約を受けていた。また、スッイチターンにあっては、バックをしながら約９０度曲がらなければならず大変危険な操作である。
そこで、従来から、車両を左方向又は右方向に平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左右方向に回転させたりすることのできる自動車用の走行操舵装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に示す従来の装置は、車輪の向きを変えるための操舵用駆動機構としてのモーター（操舵用駆動モーター）と、車輪に回転力を伝達するための走行用駆動機構としてのモーター（走行用駆動モーター）の双方共が、シャーシ（シャーシ・フレーム若しくは車台ともいう。）の内面側（上側）に直接設置されていた。
そして、シャーシを挟んで走行用駆動モーターの直下には、該駆動用モーターから鉛直方向に垂下して備えた駆動軸と、駆動軸を回転自在に内装するようにしてシャーシの外面側（下側）に左右方向に回転自在に備えたギアボックスとを備え、シャーシ内で走行用駆動モーターによって発生された駆動力を、ギアボックス内で歯車を介して駆動軸から車軸に伝達して車輪に回転力を伝えていた。
また、走行操舵装置の場合、操舵用駆動モーターの操舵ギアが、シャーシの下側（裏面側）でギアボックス外周に一体に形成された従動ギアに噛合して、駆動モーターの駆動力を車輪に伝えていた。

しかし、この種の従来技術にあっては、操舵用駆動機構としてのモーターと、走行用駆動機構としてのモーターの双方共に、シャーシ（シャーシ・フレーム若しくは車台ともいう。）の内面側に直接設置していたものであったため、シャーシ内側の配設スペース（シャーシとボディとの間のスペース）の制約を受ける虞があると考えられる。昨今、技術の進歩に伴い構造も複雑になり、部品点数の増加により設置スペース確保の要求とともに、車体のフロア全体を低く抑えたいとの要求もあり、このようにシャーシの内側に複数の駆動モーターが突出している状況下では、このような要求に対応し得ない。
また、従来のようにギアでの駆動力の伝達は、振動・摩擦抵抗等が発生し、異常振動・異音・発熱等の不具合が生じ易くなるとともに、駆動力の減退につながる等の不具合につながる。

特開平９−２８６３４２

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、車両を左方向又は右方向に平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左右方向に回転させたりすることのできる自動車用の走行操舵装置において、ボディとシャーシの間の部品設置スペースを確保するとともに、車体のフロアを低く抑え、かつ異常振動などを低減する走行操舵装置を提供することである。

上記課題を達成するために第１の発明がなした技術的手段は、
独立懸架式の走行機能を有する自動車において、左方向又は右方向に車体を平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左方向又は右方向に車体を回転させたりすることのできる走行操舵装置を備えており、
走行操舵装置は、各車輪に配設された走行操舵部と、
車内の所定位置に備えられ、運転者が操作可能な操舵用操作部と、
操舵用操作部からの信号を走行操舵部へと伝達する制御部とを有し、
車輪を支持しているそれぞれのサスペンションは、鉛直方向の軸を中心として左右方向に回転可能に備えられ、
前記走行操舵部は、シャーシの下側にて各車輪毎の近傍で水密状に備えられた第１のハウジングと、
第１のハウジング内にて別途水密状に備えられた第２のハウジングと、
第２のハウジング内にて水密状に備えられ、回転駆動する第１のギアを備えた操舵用駆動機構と、
前記第１のハウジングに備えられ、前記第１のギアと噛合って第１のギアの駆動力により回転駆動する第２のギアと、
前記それぞれのサスペンションに一体に備えられ、前記第２のギアと噛合って第２のギアの駆動力を伝達し、鉛直方向の軸を中心として左右いずれかの方向にサスペンションを所定角度回転作動させて車輪の向きを所定の方向に変える第３のギアを有し、
さらに、前記操舵用駆動機構を介して所定方向に向きの変わった前記車輪に対し、駆動力を伝達する走行用駆動機構を備え、
前記走行用駆動機構は、ホイール内において、ホイールと一体に回転する車軸に対して相対回転可能に取り付けられる第３のハウジングと、
第３のハウジング内において車軸周りに一体に配したローターと、
ローターとの間に所定の間隙をあけて第３のハウジング内面に配されるステーターとで構成され、
第３のハウジングは水密状に備えられており、
さらに、前記第３のハウジング内の圧力を大気圧に保つため車軸の一部に穴をあけてブリーダープラグを取り付けるとともに、水密性を維持するためにその前方領域を覆うようにエア・チャンバーを取り付けていることを特徴とする自動車用の走行操舵装置。

本発明の第２の発明がなした技術的手段は、第１の発明において、
操舵用操作部は、運転席の左右いずれかに備えたユニバーサルチェンジレバーであることを特徴とする自動車用の走行操舵装置としたことである。

本発明の第３の発明は、第２の発明において、
ユニバーサルチェンジレバーは、
チェンジレバーと一体に押しボタンが備えられており、
前記押しボタンは、制御部と連結されており、その押しボタンの押動操作によって制御部へと信号が送られることで、旋回移動操作及び平行移動操作が可能となり、
旋回移動操作は、チェンジレバーの押しボタンの押動操作を維持したまま、レバーを前後いずれかの方向に傾けるとともに左右いずれかの方向に傾ける又は上から下に押し込むことで、それぞれ前輪または後輪の向きを、一般走行時の状態からその傾けた方向の車輪のみ或いはそれぞれを左右いずれかの方向へ９０度回転させた後に可能となり、
平行移動操作は、チェンジレバーの押しボタンの押動操作を維持したまま、レバーを前後方向には傾けず、左右いずれかの方向にのみ傾けることで、一般走行時の状態から四輪とも９０度回転させた後に可能となることを特徴とする自動車用の走行操舵装置としたことである。

本発明は、上述したように、独立懸架式の走行機能を有する自動車において、左方向又は右方向に車体を平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左方向又は右方向に車体を回転させたりすることのできる走行操舵装置であって、ボディとシャーシの間の部品設置スペースを確保するとともに、車体のフロアを低く抑え、かつ異常振動などを低減する走行操舵装置を提供することができる。

本発明の実施形態を示す走行操舵装置を備えた車輪部分の概略図である。 走行操舵装置を背面側から見た部分断面図である。 走行操舵装置を底面側から見た部分断面図である。 （ａ）は一般走行時の状態を上から見た部分平面図、（ｂ）は走行操舵作動時の状態を上から見た部分平面図である。 操作パネルの平面図である。 ユニバーサルチェンジレバーが一部所定の動きを表した部分平面図である。 エンジンキーパネルを正面から見た図である。 走行用駆動機構を配したタイヤを一部切欠いて示す正面図である。 走行用駆動機構を配したタイヤとサスペンションを一部切欠いて示す背面図である。 サスペンションの部分断面図である。 （ａ）は電気信号の流れを表したフローチャートである。（ｂ）は走行操舵の一連の流れを表したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これに限定解釈されるものではなく、設計変更可能である。図中符号Ｓは、エンジン・トランスミッション・車軸・サスペンション・車輪などを支えるシャーシ（車台）の一部を概略的に示す。
本発明が対象とする自動車は、四輪独立懸架式の走行機能を有する自動車であって、左方向又は右方向に車体を平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左方向又は右方向に車体を回転させたりすることのできる走行操舵装置を備えている。

図において符号１は走行操舵装置で、走行操舵装置１は、各車輪に配設された走行操舵部１００と、運転者が操作可能な車内の所定配置に備えられる操舵用操作部（操作パネル１６）と、操舵用操作部（操作パネル１６）からの信号を走行操舵部１００へと伝達する制御部２００とで構成されている。

符号７は、車輪を回転可能に支持しているホイール・サスペンション（緩衝部）で、それぞれのサスペンション７は、シャーシＳの下側（外側）にて、鉛直方向の軸を中心として左右方向に回転可能に備えられている。

ホイール・サスペンション（緩衝部）７は、衝撃を吸収するオイルダンパ（ショックアブソーバー）１４と、振動を吸収するスプリング（コイルスプリング）１５とで構成されており、それらを円筒状で水密性を高く設定した形式で覆っている。
ホイール・サスペンション７の上部には、スプライン軸受４１とスプライン軸（中空の）４２が取り付けられ、衝撃及び振動を緩衝させる。その外側には水や塵埃を防ぐためのカバーとしてゴム又はビニール製で出来た蛇腹のカバー１３を取り付ける（図１０参照。）。
なお、本装置は制動のためのディスクブレーキ用ブレーキキャリパー６を備えている。

前記走行操舵部１００は、シャーシＳの下側にて各車輪毎の近傍に強固に固定されて備えられた第１のハウジング５０と、第１のハウジング５０内に備えられ、回転駆動する第１のギア１１を備えた操舵用駆動機構（操舵用モーター）２と、前記第１のハウジングに備えられ、前記第１のギア１１と噛合って第１のギア１１の駆動力により回転駆動する第２のギア１２と、前記第１のハウジング５０内にて前記それぞれのサスペンション７に一体に備えられ、前記第２のギア１２と噛合って第２のギア１２の駆動力を伝達し、鉛直方向の軸を中心として左右いずれかの方向にサスペンション７を所定角度回転作動させて車輪の向きを所定の方向に変える第３のギア３を有し、前記操舵用駆動機構２を介して所定方向に向きの変わった前記車輪に対し、駆動力を伝達する走行用駆動機構５を備えている。

操舵用駆動機構２は、第１のハウジング５０内において、さらに別途配設固定されている第２のハウジング６０内に水密状に備えられている回転用動力源（モーター）で、該回転用動力源に回転可能に第１のギア１１が備えられている。なお、本実施形態では、第１のギア１１は水平方向に向けて配設されているが、本発明の範囲内でギアの配設方向は設計変更可能である。
符号１０は、操舵用駆動機構２用の配線である。
なお、第１のハウジング５０及び第２のハウジング６０は、本実施形態では、シャーシＳと同等の強度を得るためそれぞれの部材の厚さをシャーシＳと同様の厚さにし、矩形状ボックスで水密状に構成されており、内部に水や埃などが入り込まないようにしている。

サスペンション７の上端側面領域には、半円形状のウォームギアからなる第３のギア３が一体に備えられている。第３のギア３は、第１のハウジング５０内に位置するように配設されている。図中、符号８はブレーキホース、符号９は走行用駆動機構（モーター）５の電気配線である。これらは、サスペンション７の内部空隙を通過して所定の位置に接続されている。
ブレーキホース８は、第３のギア３の中心より入り、ホイール・サスペンション７の中心を通りディスクブレーキ６へと接続されている。
走行用駆動機構（モーター）５の電気配線９は、第３のギア３の中心より入り、ホイール・サスペンション７の中心を通り車軸３０へと接続されている。

第２のギア１２は、鉛直方向の一端の軸（上端軸）がシャーシＳに回転自在に軸着され、他端の軸（下端軸）が第２のハウジング６０を貫通し、第１のハウジング５０の下面に回転自在に軸着されて、第１のハウジング５０内にて、第１のギア１１と第３のギア３との間に配設されており、鉛直方向の軸を中心として左右方向に回転自在に構成されている。
そして、第２のギア１２は、第１のギア１１を介して操舵用駆動機構（モーター）２からの動力を第３のギア３に伝達し、鉛直方向の軸を中心として左右いずれかの方向にサスペンション７を所定角度回転作動させて車輪の向きを所定の方向に変える役割を有している。

走行用駆動機構５は、ハブボルト２６により固定され、それぞれの車輪のホイールと一体に回転する第３のハウジング２５と、第３のハウジング２５内において車軸３０周りに一体に配したステーター（固定子）３３と、該ステーター３３との間に所定の間隙をあけて第３のハウジング２５内面に配されるローター（回転子）３４とで構成されている（図９参照。）。

第３のハウジング２５は、円筒状で、かつ水密状に形成され、前後の側壁の中心位置を貫通した車軸３０により、ベアリング２９を介して相対回転可能に軸支されている。ベアリング２９の配設領域及びベアリング２９はシール性能が高く設定されている。それぞれのベアリング２９は、内輪が車軸３０の外周に対して一体に嵌め込まれて配設され、外輪が第３のハウジング２５に一体に嵌め込まれ相対回転可能に構成されている。
さらに、第３のハウジング２５は、気温の上昇・下降又はコイル或いは回転部分の発熱により内部気圧の変動に対処するため、車軸３０の一部に穴をあけてブリーダープラグ３２を取り付け、モーター内部圧力が大気圧と同じになるように保つ。ただし、道路冠水等を考慮し、雨水の浸入を防ぐため、エア・チャンバー３５を取り付けている。さらには、ハウジング２５の外周には、ヒートシンク用のフィンを設けることにより放熱効果を高めることが出来る。

車軸３０を軸支している大気側（図面上で左側）に配されたベアリング２９の内輪には、径方向で外側に向けて突出する固定フランジ２９ａが設けられており、その固定フランジ２９ａとホイールハブ２７をハブボルト２６で強固に固定している。ホイールハブ２７は、タイヤ４を外嵌めしたホイールのホイールリム２８からホイール内径方向に突出している。
すなわち、タイヤを外嵌めしているホイールとハウジング２５とは、ハブボルト２６により一体に取り付け固定されており、一体に回転作動する。

第３のハウジング２５の外側に位置している車軸３０のサスペンション側にはディスクブレーキ６が装備されている。
そのディスクブレーキ６は、ブレーキキャリパーを内蔵したブレーキローター３８とで構成されており、ディスクブレーキ６はホイール・サスペンション７の下部に取り付けられ、ブレーキローター３８は、第３のハウジング２５に取り付けられている。符号３９は、ブレーキローター３８を第３のハウジング２５に取り付けているブレーキローターボルトである。
ディスクブレーキ６内のブレーキキャリパー及びブレーキパッドがブレーキローター３８を圧し、その圧力で制動する。従って、当然ではあるが、制動時及び非制動時において、ブレーキローター３８は車軸３０と接していない。
なお、サイドブレーキはフットブレーキペダルを一杯に踏み込んだ状態で、ペダルをロックスイッチによりロックすることで、サイドブレーキの代用になる。解除するときは、フットブレーキペダルを踏み込めば解除出来るようセットする。

なお、図示はしないが、車軸とハウジングが固定され、車軸にはローター（マグネット）が固定され、一方、ステーター（コイル）は第３のハウジングに固定されており、車軸が回転して第３のハウジングが回転しない形態を採用してもよく、何等限定解釈されるものではない。

符号３７はホイールキャップを示し、ホイールキャップ３７は、ただ単に、はめ込んである物が主流だが、衝撃等によりホイールから外れ易く道端等に散乱し、放置されている光景が散見される。したがって、本辞し形態では、ホイールキャップ３７は、エア・チャンバー３５の保護、その他各部保護のためホイールキャップボルト３６で取り付ける。
ベアリング２９はテーパーになっており車輪の両端とハウジング２５の中央のそれぞれ接点に取り付けられ車輪止めナット３１により締め付けられ更に割りピン等によってゆるみ防止を図り第３のハウジング２５の円滑な回転及び機密を保つ役割を果たす。
タイヤ交換の際は、ハブボルト２６を外すことにより容易に交換できる。この際ジャッキはホイール・サスペンション７の最下部にジャッキをあてがいジャッキアップを行うようにする。

走行用駆動機構（モーター）５の電気配線９は、走行用駆動機構（モーター）５へ結線されており、第３のハウジング２５を回転させるためステーター（コイル）３３へと電気を流す。その結果、第３のハウジング２５を相対回転可能に軸支しているハウジング２５に取り付けられたローター３４（マグネット）が一体となり回転を始め、その回転がホイールを介して車輪全体が回転して走行がはじまる。アクセルについては、接点が多い多極式（手回しボリュームの様な）でペダルを深く踏み込むと、車両速度が速くなり（現在のエンジン形式と同じ）ペダルをゆるめると速度が遅くなるようにセットする。走行操舵駆動時は時速１０ｋｍ程度以下にすることが、安全上望ましいと思われる。

操舵駆動機構（モーター）２は、ハンドル及び操作パネル１６より出た電気信号が制御部２００を経由し、操舵駆動機構（モーター）用配線１０より操舵駆動機構（モーター）２へ到達する。その操舵駆動機構（モーター）２を介して回転作動する第１のギア１１が、第２のギア１２を介して第３のギア（半円ウォームギア）３に回転作動を伝達し、所定方向へと回転作動する第３のギア３と共にホイール・サスペンション７及びタイヤ４を連動させる。

運転席前面のパネル面等の右側又は左側には、操舵用操作部として、本実施形態ではユニバーサルチェンジレバー１７を備えた操作パネル１６を設置する（図５、図６参照）。
設置箇所は、車内の所定位置であって、運転者が操作可能な位置であればいずれであってもよく、任意に設計変更可能である。
操舵用操作部（操作パネル１６）の操作は電気信号に変換し、制御部２００に送られ、電子制御（ＣＰＵ）により、走行操舵部１００を作動させ一連の動きを正確に迅速に作動させる。

図４は、走行操舵装置及び車輪の状態を示す一例であり、図４（ａ）及び（ｃ）は、一般走行時における左前輪４及び左後輪４と走行操舵作装置との状態を示す概略平面図で、図４（ｂ）及び（ｄ）は、走行操舵時（例えば、車体を左又は右の方向に平行移動させる縦列駐車動作等）における左前輪４及び左後輪４と走行操舵作装置との状態を示す概略平面図である。操作パネル１６のチェンジレバー１７を所定の方向に傾動操作することにより、その所定の傾動作動信号が制御部２００に伝達され、その所定の傾動作動信号を受けた制御部２００から所定の信号が操舵用駆動機構２（１００）と走行用操舵機構５（１００）に送られ、操舵用駆動機構２（１００）と走行用操舵機構５（１００）がそれぞれ所定の作動をする。
すなわち、操舵駆動機構（モーター）は、第１のギア１１を回転作動させ、その第１のギア１１が、第３のギア（半円ウォームギア）３に回転作動を伝達し、所定方向へと回転作動する第３のギア３と共にホイール・サスペンション７及び左前輪４（ホイール・サスペンション７及び左前輪４）を連動させて各タイヤを約９０度矢印の方向へ回転させる。これにより、左前輪４及び左後輪４は車体前後方向に対して直交する方向（一般走行時が前後方向とした場合における左右方向）に位置する。
この体勢までの時間は迅速に行う必要があるが、車体のブレ、あるいはタイヤの摩耗を考慮する必要があり、１〜２秒程度と見積もられる。
なお、図示は省略するが、右前輪及び右後輪にも制御部２００から上記同様の信号が送られて同様の回転作動が付与される。すなわち、４個全ての車輪が車体前後方向に対して直交する方向（一般走行時が前後方向とした場合における左右方向）に位置する。
また、左前輪と右前輪のみ、あるいは左後輪と右後輪のみをそれぞれ約９０度回転作動させることも可能である。

ここで、図１１（ｂ）のフロー図に基づいて走行操舵装置及び車輪の各走行操舵状態を示す。
停止状態（Ｓ１）において、ブレーキペダルを踏み込み（Ｓ２）、エンジンキー２４を押し込みながら操舵走行ポジション２３の位置（図７参照）まで回す（Ｓ３）。
そして、ユニバーサルチェンジレバー１７のボタン１８を指で押す（Ｓ４）ことにより、制御部２００より信号が流れ（Ｓ５）、走行操舵装置１（１００）及びタイヤ４が図４（ｂｄ）のごとく迅速に反応し回転を始める（Ｓ６）。
ユニバーサルチェンジレバー１７を目的の方向へ傾け（Ｓ７）、ブレーキペダルよりアクセルペダルへ足を踏み換え（Ｓ８）、徐々に踏み込むと走行操舵が始まる（Ｓ９）。アクセルワークにおいては一般走行と同じである（ただし、速度は１０ｋｍ程度が安全上望ましい。）。
所望の位置へ達したならば、アクセルペダルからブレーキペダルへ踏みかえて停止する（Ｓ１０，Ｓ１１）。
ユニバーサルチェンジレバー１７のボタン１８を指から離すことにより、図１１（ａ）の制御部２００より信号が途絶えると同時に、自動的に走行操舵装置１（１００）及びタイヤ４が図４（ａ、ｃ）のごとく迅速に反応し一般走行状態に復帰し、ユニバーサルチェンジレバー１７から手を離し、エンジンキー２４を２３の位置より２２の位置まで戻すと、押し込まれていたエンジンキーの位置が元の高さまで自動で復帰することにより走行操舵状態を終了する（Ｓ１２）。

図５は操作パネル１６の概略平面図、図７はエンジンキーパネル１９の概略平面図をそれぞれ示す。
エンジンキー２４は、一般走行ポジション２２に位置せしめることで一般走行をすることができる。そして、ブレーキペダルを踏み走行停止状態で、エンジンキー２４を奧に押し込み（図面上で右回し）、操舵走行ポジション２３に位置せしめた後に、操作パネル１６のユニバーサルチェンジレバー１７に備えられている操作ボタン１８を押しながら所定方向にユニバーサルチェンジレバー１７を操作すると、所定の信号が制御部２００に伝達され、制御部２００から所定の信号が走行操舵部１００へと伝達されて走行操舵部１００が作動し走行操舵を始める。本実施形態では、一般走行ポジション２２の先に操舵走行ポジション２３を設けている（図７参照。）。なお、一般走行時のチェンジレバーは、単に操作レバーを前後に操作するか、既存のコラム及びフロアシフト等いずれのレバーでも可能である。

操作パネル１６の操作は、例えば、ユニバーサルチェンジレバー１７の操作ボタン１８を押し、前後いずれかの方向に倒した後、左右いずれかの方向に倒すことで、前輪のみ又は後輪のみを一般走行時の状態から９０度回転させ車体を左右いずれかの方向に旋回させる。或いは、ユニバーサルチェンジレバー１７をそのまま左又は右いずれかの方向に倒すことで、四輪とも一般走行時の状態から９０度回転させて、車体本体を左又は右のいずれかの方向に平行移動させることができる。更には、ユニバーサルチェンジレバー１７を奧に押し込み左右に回すことにより、その場で左右旋回を行うことができる（図６参照。）。各走行操舵装置操作の終了時は操作ボタン１８を押していた圧を緩めることにより、操作ボタン１８が復帰した段階で走行操舵を終了する。また速度については、アクセルペダルによる速度調整機能を設ける。更に、制動においてはブレーキペダルを踏み込む事により減速・停止をする。そして、操作ボタン１８を解放しエンジンキー２４を２３の位置より２２の位置まで戻すと、押し込まれていたエンジンキーの位置が元の高さまで自動で復帰した段階で、電気信号が操作パネル１６より流れ無くなり走行操舵状態を終了し一般走行状態に移行する事が出来るようになる。

（１）図６（ａ）は、車体を左方向に平行移動（例えば、縦列駐車させるときの移動）させるときの操作状態
ユニバーサルチェンジレバー１７の右側方にある操作ボタン１８を圧し、ユニバーサルチェンジレバー１７を左に倒す（図６（ａ）にて符号「ロ」で示す方向）ことにより車体が左方向に平行移動を開始する。
すなわち、ユニバーサルチェンジレバー１７を図６（ａ）の如く左に倒すと、操作パネル１６からの傾動信号が制御部２００へと伝達され、制御部２００からの所定の信号が操舵用駆動機構２（１００）と、走行用駆動機構５（１００）へと伝達される。
そして、第１のギア１１が回転し、この第１のギア１１の回転を受けた第２のギア１２が、回転作動する。そして、この第２のギア１２の回転作動を受けた第３のギア３を介してサスペンション７が図４（ｂ）にて矢印で示す時計回り方向に９０度回転する。そして、制御部２００からの信号を受けた走行用駆動機構５（１００）が、左方向に車体が進むように車輪を駆動させる。
すなわち、制御部２００からの所定の信号は走行用駆動機構５（１００）に伝達され、車軸３０に対して相対回転可能に配設されている第３のハウジング２５及び該第３のハウジング２５と一体に固定されているホイールを回転作動させる。
（２）図６（ｂ）は、車体を右に平行移動（例えば、縦列駐車させるときの移動）させるときの操作状態
ユニバーサルチェンジレバー１７の右側方にある操作ボタン１８を圧し、ユニバーサルチェンジレバー１７を右に倒す（図６（ｂ）にて符号「ロ」で示す方向）ことにより車体が右方向に平行移動を開始する。
すなわち、ユニバーサルチェンジレバー１７を図６（ｂ）の如く右に倒すと、操作パネル１６からの傾動信号が制御部２００へと伝達され、制御部２００からの所定の信号が操舵用駆動機構２（１００）と、走行用駆動機構５（１００）へと伝達される。
そして、第１のギア１１が回転し、この第１のギア１１の回転を受けた第２のギア１２が、回転作動する。そして、この第２のギア１２の回転作動を受けた第３のギア３を介してサスペンション７が図４（ｂ）にて矢印で示す時計回り方向に９０度回転する。そして、制御部２００からの信号を受けた走行用駆動機構５（１００）が、右方向に車体が進むように車輪を駆動させる。
すなわち、制御部２００からの所定の信号は走行用機動機構５（１００）に伝達され、車軸３０に対して相対回転可能に配設されている第３のハウジング２５及び該第３のハウジング２５と一体に固定されているホイールを回転移動させる。
（３）図６（ｃ）は、車体の後側のみを左（右）に旋回させるときの操作状態
ユニバーサルチェンジレバー１７の右側方にある操作ボタン１８を「イ」のごとく圧し、ユニバーサルチェンジレバー１７を左（右）（図６（ｃ）にて符号「ロ」「ハ」「ニ」で示す方向）に倒すことにより車体の後ろ側が左（右）に旋回移動を開始する。すなわち、ユニバーサルチェンジレバー１７を自分側（車体後方側）へ倒し更に左（右）に倒すと、操作パネル１６からの信号が制御部２００へと伝達され、制御部２００からの信号が操舵用駆動機構２（１００）と、走行用駆動機構５（１００）へと所定の信号を送り車体の後ろ側が左（右）方向に旋回するように車輪を駆動させる。
（４）図６（ｄ）は、車体の前側のみ左（右）に旋回させるときの操作状態
ユニバーサルチェンジレバー１７の右側方にある操作ボタン１８を「イ」のごとく圧し、ユニバーサルチェンジレバー１７を左（右）（図６（ｄ）にて符号「ロ」「ハ」「ニ」で示す方向）に倒すことにより車体の前側が左（右）に旋回移動を開始する。すなわち、ユニバーサルチェンジレバー１７を前側に倒し更に左（右）に倒すと、操作パネル１６からの信号が制御部２００へと伝達され、制御部２００からの信号が操舵用駆動機構２（１００）と、走行用駆動機構５（１００）へと所定の信号を送り、車体の前側が左（右）方向に旋回するように車輪を駆動させる。
（５）図６（ｅ）は、車体をその場で旋回させるときの操作状態
ユニバーサルチェンジレバー１７の右側方にある操作ボタン１８を「イ」のごとく圧し、ユニバーサルチェンジレバー１７を「ロ」のごとく垂直に押し下げ、右に回すと右に旋回（図６（ｅ）にて符号「ハ」で示す方向）し、左に回すと左に旋回（図６（ｅ）にて符号「ニ」で示す方向）を始める。すなわち、ユニバーサルチェンジレバー１７を垂直に押し下げ左右に回すと、操作パネル１６からの信号が制御部２００へと伝達され、制御部２００からの信号が操舵用駆動機構２（１００）と、走行用駆動機構５（１００）へと所定の信号を送り、車体がその場で左右方向に旋回するように車輪を駆動させる。

図７において、走行停止状態でエンジンキー２４を、エンジンキーパネル１９の中央にある差し込み口に差し込み、２０〜２３のポジションで運転をするように取り付ける（２０は電源ＯＦＦポジション、２１は電装品のみを使用するための電源ＯＮポジション、２２は一般走行ポジション、２３は操舵走行用ポジションである。）。操舵走行用ポジション２３は、走行停止状態でエンジンキー２４を奧に押し込み（図面上で右回し）操舵走行用ポジション２３に回す時に、ブレーキペダルを踏まないとエンジンキーパネル１９から信号が制御部２００へと伝達されない様に、制御部２００で制御する。ブレーキペダルを踏みエンジンキー２４を操舵走行用ポジション２３に回すことにより、初めて信号が制御部２００へと伝達される準備が完了する。さらに、ユニバーサルチェンジレバー１７のスイッチ１８を操作しなければ、本走行操舵装置が作動しないと言う面倒ともとれる所があるが、それは本装置がより安全に装置の取り扱いをする様、考慮されたシステムに他ならない。

従って、本実施形態の走行操舵装置１は、前輪・後輪を四輪独立懸架装置とし、ブレーキペダルを踏みエンジンキー２４を奧に押し込み（図面上で右回し）操舵走行ポジション２３まで回し、ユニバーサルチェンジレバー１７を操作することにより、車輪を約８０〜１２０度回転させ、右或いは左に寄り、縦列駐車等を可能にさせる。
さらにはその場においてＵターンして戻ることも可能にさせる。また、前・後方だけを左右に回転移動させることにより狭い地積に於いても小移動を可能にすることができる。
そして、走行操舵部１００の操舵用駆動機構（モーター）２シャーシＳの下側に配するとともに、走行用駆動機構（モーター）５をそれぞれの車輪のホイール内に備える構成を採用したため、ボディとシャーシの間の部品設置スペースを広く確保するとともに、車体のフロアを低く抑えることができた。また、走行用駆動機構（モーター）５をそれぞれの車輪のホイール内に備える構成を採用したため、従来技術のようなギア伝達による異常振動などを低減することができた。

更に、走行用駆動機構（モーター）５を利用して発電機能も持たせることもできる。
また、バンパーの左右には路側帯までの距離を測るためのセンサー或いはモニターカメラ等（現在広く使用されているもので可）をセットすることにより、移動・回転（操舵走行）の安全性がより高まる。動力源については、騒音や排気ガスの少ないリチュウムイオン電池、或いは燃料電池を利用し、直接車輪を電動モーターにより駆動させることにより、環境への影響を削減することができる。

１ 走行操舵装置
２ 操舵駆動機構（モーター）
３ 第３のギア（半円ウォームギア）
４ タイヤ
５ 走行用駆動機構（モーター）
６ ディスクブレーキ（ブレーキキャリパー内蔵）
７ ホイール・サスペンション
８ ブレーキホース
９ 走行用駆動機構の電気配線
１０ 操舵駆動機構用の電気配線
１１ 第１のギア
１２ 第２のギア
１３ カバー（蛇腹）
１４ ショックアブソーバー
１５ コイルスプリング
１６ 操作パネル
１７ ユニバーサルチェンジレバー
１８ 操作ボタン
１９ エンジンキーパネル
２０ 電源ＯＦＦポジション
２１ 電源ＯＮポジション
２２ 一般走行ポジション
２３ 操舵走行ポジション
２４ エンジンキー
２５ 第３のハウジング
２６ ハブボルト
２７ ホイールハブ
２８ ホイールリム
２９ ベアリング
３０ 車軸
３１ 車輪止ナット
３２ ブリーダープラグ
３３ ステーター（コイル）
３４ ローター（マグネット）
３５ エア・チャンバー
３６ ホイールキャップボルト
３７ ホイールキャップ
３８ ブレーキローター
３９ ブレーキローターボルト
４０ サスペンション用軸受
４１ スプライン軸受
４２ スプライン

Claims (3)

1. 独立懸架式の走行機能を有する自動車において、左方向又は右方向に車体を平行移動させたり、又はその場で、鉛直方向の軸を中心として左方向又は右方向に車体を回転させたりすることのできる走行操舵装置を備えており、
   走行操舵装置は、各車輪に配設された走行操舵部と、
   車内の所定位置に備えられ、運転者が操作可能な操舵用操作部と、
   操舵用操作部からの信号を走行操舵部へと伝達する制御部とを有し、
   車輪を支持しているそれぞれのサスペンションは、鉛直方向の軸を中心として左右方向に回転可能に備えられ、
   前記走行操舵部は、シャーシの下側にて各車輪毎の近傍で水密状に備えられた第１のハウジングと、
   第１のハウジング内にて別途水密状に備えられた第２のハウジングと、
   第２のハウジング内にて水密状に備えられ、回転駆動する第１のギアを備えた操舵用駆動機構と、
   前記第１のハウジングに備えられ、前記第１のギアと噛合って第１のギアの駆動力により回転駆動する第２のギアと、
   前記それぞれのサスペンションに一体に備えられ、前記第２のギアと噛合って第２のギアの駆動力を伝達し、鉛直方向の軸を中心として左右いずれかの方向にサスペンションを所定角度回転作動させて車輪の向きを所定の方向に変える第３のギアを有し、
   さらに、前記操舵用駆動機構を介して所定方向に向きの変わった前記車輪に対し、駆動力を伝達する走行用駆動機構を備え、
   前記走行用駆動機構は、ホイール内において、ホイールと一体に回転する車軸に対して相対回転可能に取り付けられる第３のハウジングと、
   第３のハウジング内において車軸周りに一体に配したローターと、
   ローターとの間に所定の間隙をあけて第３のハウジング内面に配されるステーターとで構成され、
   第３のハウジングは水密状に備えられており、
   さらに、前記第３のハウジング内の圧力を大気圧に保つため車軸の一部に穴をあけてブリーダープラグを取り付けるとともに、水密性を維持するためにその前方領域を覆うようにエア・チャンバーを取り付けていることを特徴とする自動車用の走行操舵装置。
2. 操舵用操作部は、運転席の左右いずれかに備えたユニバーサルチェンジレバーであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用の走行操舵装置。
3. ユニバーサルチェンジレバーは、
   チェンジレバーと一体に押しボタンが備えられており、
   前記押しボタンは、制御部と連結されており、その押しボタンの押動操作によって制御部へと信号が送られることで、旋回移動操作及び平行移動操作が可能となり、
   旋回移動操作は、チェンジレバーの押しボタンの押動操作を維持したまま、レバーを前後いずれかの方向に傾けるとともに左右いずれかの方向に傾ける又は上から下に押し込むことで、それぞれ前輪または後輪の向きを、一般走行時の状態からその傾けた方向の車輪のみ或いはそれぞれの車輪を左右いずれかの方向へ９０度回転させた後に可能となり、
   平行移動操作は、チェンジレバーの押しボタンの押動操作を維持したまま、レバーを前後方向には傾けず、左右いずれかの方向にのみ傾けることで、一般走行時の状態から四輪とも９０度回転させた後に可能となることを特徴とする請求項２に記載の自動車用の走行操舵装置。

Images