JP6167717B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンション装置に関し、特に、電動モータを内蔵した駆動モータユニットを備えた転舵輪の懸架を行うものに関する。

従来、駆動モータユニットを備えた転舵輪の懸架を行うサスペンション装置として、車輪を支持し、転舵力が入力されるナックルを二部品で構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術は、車体に対し上下動作可能に一端を締結されたロアアームと、このロアアームの他端に締結された第１ナックルと、この第１ナックルに転舵可能に締結されるとともに、タイヤホイールを支持する第２ナックルと、を備えている。そして、モータを備えた駆動モータユニットが、第１ナックルの車体内側に締結され、この駆動モータユニットの出力軸が第１ナックルおよび第２ナックルを貫通し、等速ジョイントを介してタイヤホイールに結合されている。
したがって、駆動モータユニットは、ロアアームに連結された第２ナックルと一体的に、車体に対して上下移動する。
また、操舵時には、この操舵力が、第２ナックルに入力され、第２ナックルが、操舵方向に固定された第１ナックルに対して、タイヤホイールと共に回動する。

特開２００４−１２２９５３号公報

しかしながら、従来技術にあっては、タイヤホイールの車内側位置に大径の駆動モータユニットが、非転舵部材である第１ナックルに固定されているため、大舵角転舵時にタイヤ側面と駆動モータユニット側面とが干渉するおそれがあった。
このため、タイヤホイールが転舵する際の最大舵角が制約されてしまうという問題があった。

本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、転舵輪の最大舵角を確保可能な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、本発明は、駆動モータユニットを、ロアアームを介して車両上下方向に変位可能に支持された車体側ナックルと、この車体側ナックルに対して転舵方向に回動可能に軸支持されて車輪を回転可能に支持する車輪側ナックルと、の間に形成された空間部に配置した状態で車輪側ナックルに支持した構造としたことを特徴とするサスペンション装置とした。

本発明のサスペンション装置では、転舵時には、駆動モータユニットが車輪側ナックルと共に回動する。このため、駆動モータユニットが車体側ナックルなどの車体側に固定されたものと比較して、駆動モータユニットが車輪と干渉しにくくなる。
また、駆動モータユニットは、車輪側ナックルと車体側ナックルとの間の空間部に配置されているため、転舵の際に車輪側ナックルと共に回動した際に、車体側ナックルに干渉しにくく、この干渉によって転舵が妨げられることも抑制できる。
以上のように、本発明では、転舵時に、車輪と駆動モータユニットとの干渉および駆動モータユニットと車体側ナックルとの干渉が生じにくい。よって、本発明では、駆動モータユニットを車体側ナックルなどの転舵時に回動されない部材に取り付けたものと比較して、最大転舵角度の確保が容易である。

実施の形態１のサスペンション装置の右前輪の部分を車両前方から見た正面図である。 実施の形態１のサスペンション装置を車両上方から見下ろした図であって、図１のＳ２−Ｓ２線の位置における切断状態を示す断面図である。 実施の形態１のサスペンション装置における上部構造を示す平面図である。 実施の形態１のサスペンション装置における上部構造を示す断面図であって、図３のＳ４−Ｓ４線の位置における切断状態を示している。 実施の形態１のサスペンション装置を適用した電動車両の全体概略図である。 実施の形態１のサスペンション装置の作用説明図であって、図１と同様の正面図を用いた説明図である。 実施の形態１のサスペンション装置の作用説明図であり、図２と同様の平面図を用いた説明図である。 実施の形態２のサスペンション装置の右前輪の部分を車両前方から見た正面図である。 実施の形態３のサスペンション装置の右前輪の部分を車両前方から見た正面図である。 実施の形態４のサスペンション装置の右前輪の部分を示す車両上方から見た平面図である。 実施の形態４のサスペンション装置の作用説明図であり（ａ）は全車輪を横向きにした転舵状態を示し、（ｂ）は信地旋回モードの転舵状態を示し、（ｃ）は平行移動モードの転舵状態を示し、（ｄ）は小回り旋回モードの転舵状態を示している。 実施の形態５のサスペンション装置の右前輪の部分を示す車両上方から見た平面図である。 実施の形態５のサスペンション装置を適用した電動車両の全体概略図である。

以下、本発明のサスペンション装置を実施するための形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１のサスペンション装置について説明する。
実施の形態１のサスペンション装置は、図５に示す電動車両ＭＶの左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲに適用されている。
以下に、このサスペンション装置について説明するのにあたり、右前輪ＷＦＲに適用されたものについて説明する。なお、各車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲの説明にあたり、これらの１輪に特定しない場合には、単に車輪Ｗとして説明する。

図１は、実施の形態１のサスペンション装置の右前輪ＷＦＲの部分を車両前方から見た正面図である。
右前輪ＷＦＲは、外周部にタイヤ１０ａを備えているとともに、中心部にホイール１０ｂを備えている。
右前輪ＷＦＲは、ハブ２０に回転可能に取り付けられ、車軸Ｑを中心として回転する。
ハブ２０は、車輪側ナックル５０に取り付けられている。なお、車輪側ナックル５０に支持されたハブ２０には、ブレーキディスク３０が取り付けられ、ブレーキディスク３０は、車輪側ナックル５０に取り付けられたブレーキキャリパ３１（図２参照）により、右前輪ＷＦＲに制動力を付与する。

ここで、車輪側ナックル５０およびこれを支持する車体側ナックル７０について説明する。
車輪側ナックル５０は、右前輪ＷＦＲに対して車幅方向で車内側に配置されている。また、この車輪側ナックル５０に対して、さらに、車幅方向で車内側に車体側ナックル７０が設けられている。

この車体側ナックル７０は、詳細は後述するが、車体に対して車両上下方向に移動可能に支持され、この車体側ナックル７０に、車輪側ナックル５０が、車両上下方向に沿って延在するキングピン軸Ｋｐを中心に、水平方向に変位可能に支持されている。
したがって、この車輪側ナックル５０にハブ２０を介して支持された右前輪ＷＦＲは、キングピン軸Ｋｐを中心として転舵可能に支持されている。
車体側ナックル７０は、上端部の上部軸支持部７０ａおよび下端部の下部軸支持部７０ｅに対して中間部７０ｆが車幅方向で車内側に配置されるよう、車両前方から見て弓形形状に形成されている。

車体側ナックル７０は、上部軸支持部７０ａは、タイヤ１０ａの車幅方向で車内側の位置に配置され、車輪側ナックル５０の上端部５０ａを、キングピン軸Ｋｐを中心に回動可能に支持している。さらに、下部軸支持部７０ｅは、ホイール１０ｂの内径側の位置に配置され、車輪側ナックル５０の下端部５０ｂを、キングピン軸Ｋｐを中心に回動可能に支持している。
なお、両ナックル５０，７０の各部５０ａ，７０ａおよび各部５０ｂ，７０ｅの配置に基づいて、キングピン軸Ｋｐの下端部は、右前輪ＷＦＲの中心線Ｃｅ１の設置位置の近傍に配置されている。右前輪ＷＦＲは、転舵時には、このキングピン軸Ｋｐを中心に水平方向に回動（転舵）する。

上述した車体側ナックル７０と車輪側ナックル５０との間には、車幅方向の空間部１００が形成されている。
すなわち、車体側ナックル７０は、上述したように、中間部７０ｆが車幅方向で車内側に湾曲した弓形状に形成されている。
一方、車輪側ナックル５０は、その中間部に、車幅方向で車外側に湾曲されてホイール１０ｂの内径方向位置に配置された湾曲部５０ｃを備えている。
したがって、車体側ナックル７０と車輪側ナックル５０との間には、車両前方から見て車幅方向に間隔を有した空間部１００が設けられている。

この空間部１００には、駆動モータユニット６０が配置されており、この駆動モータユニット６０は、車輪側ナックル５０に固定されている。
この駆動モータユニット６０は、右前輪ＷＦＲに制動力および駆動力を与えるもので、図示を省略するが、内部に電動モータが設けられているとともに、この電動モータの出力を減速して車軸に伝達する減速歯車機構が設けられている。

次に、車体側ナックル７０の車体ＢＤへの連結構造について説明する。
車体側ナックル７０の上部軸支持部７０ａの近傍は、アッパアーム９０の先端部に車両前後方向に延在された回動軸９１を中心に回動可能に連結されている。また、アッパアーム９０の基端部は、車両前後方向に延在された回動軸９２を中心に車両上下方向に回動可能に車体ＢＤに、連結されている。

車体側ナックル７０の下部において、車輪側ナックル５０を支持する下部軸支持部７０ｅよりも車両上方位置で、ロアアーム４０の先端部に車両前後方向に延在された回動軸４１を中心に回動可能に連結されている。また、ロアアーム４０の基端部は、車両前後方向に延在された回動軸４２を中心に車両上下方向に回動可能に連結されている。

また、図２に示すように、ロアアーム４０は、車輪（右前輪ＷＦＲ）側の搖動軸で車体側ナックル７０を車両前後方向から挟み込み、車体側の搖動軸で車体ＢＤに連結される台形型の形状に形成されている。そのため、車体側ナックル７０が、車体ＢＤに対してキングピン軸Ｋｐを中心とする回転方向には回転しないよう拘束され、車体ＢＤに対して上下方向にのみ可動となっている。
なお、このようなロアアーム４０による車体側ナックル７０の回転拘束は、アッパアーム９０を用いて行うようにしてもよい。

また、車体側ナックル７０の中間部７０ｆと車体ＢＤとの間には、ショックアブソーバ８０が介在され、右前輪ＷＦＲにかかる上下方向の荷重が、車体側ナックル７０からショックアブソーバ８０へ、レバー比が略１のまま伝達される構造となっている。なお、ショックアブソーバ８０は、下端部が軸支持部８１により車体側ナックル７０に対する車両前後方向を向いた軸支持部８１を中心とする相対回動変位を吸収可能に連結されている。

さらに、図２に示すように、車体側ナックル７０およびロアアーム４０は、水平方向で、内輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｉｎと、外輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｏｕｔとで、右前輪ＷＦＲと干渉しない位置に配置されている。なお、内輪側フル転舵は、右前輪ＷＦＲを最も車内方向に向けた転舵状態のことであり、外輪側フル転舵は、右前輪ＷＦＲを最も車外方向に向けた転舵状態のことである。
加えて、車体側ナックル７０は、内輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｉｎの中心線Ｃｅ２と、外輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｏｕｔの中心線Ｃｅ３と、の２等分線上近傍に配置されている。

また、ロアアーム４０の車両上方に配置されたショックアブソーバ８０も、水平方向で、内輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｉｎと、外輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｏｕｔとの間に配置され、右前輪ＷＦＲと干渉しない位置に配置されている。そして、ショックアブソーバ８０も内輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｉｎの中心線Ｃｅ２と、外輪側フル転舵時の右前輪ＷＦＲｏｕｔの中心線Ｃｅ３と、の２等分線上近傍に配置されている。
すなわち、図６において、斜線にて示す右前輪ＷＦＲに対して車幅方向で車内側の領域である車内側領域ＲＡと、および右前輪ＷＦＲに対して車両情報の領域である上方領域ＲＢは、転舵時に右前輪ＷＦＲと干渉しない領域である。また、ホイール１０ｂの内部空間領域ＲＣも、転舵時に右前輪ＷＦＲと干渉しない領域である。
このように、ショックアブソーバ８０および車体側ナックル７０は、車内側領域ＲＡに配置されており、転舵時に右前輪ＷＦＲと干渉することは無い。

次に、右前輪ＷＦＲを転舵させる転舵装置１２について説明する。
転舵装置１２は、図３に示すように、車体側ナックル７０の上部軸支持部７０ａに取り付けられ、車輪側ナックル５０を水平方向に転動させるものであり、ステアリングモータ１２ａとウォームギヤボックス１２ｂとを備えている。
また、ウォームギヤボックス１２ｂは、ステアリングモータ１２ａにより回転駆動されるウォームギヤ１２ｃと、このウォームギヤ１２ｃと噛み合うウォームホイール１２ｄと、を備えている。このウォームホイール１２ｄは、図４に示すように、車体側ナックル７０の上部軸支持部７０ａを貫通した駆動軸５０ｄの外周に結合されている。したがって、ステアリングモータ１２ａが、ウォームギヤボックス１２ｂのウォームギヤを回転させることにより、車輪側ナックル５０に対してキングピン軸Ｋｐを中心とする転舵トルクを与えることが可能な構成となっている。

転舵装置１２のステアリングモータ１２ａの駆動は、図５に示すコントローラ１３０により制御される。
すなわち、コントローラ１３０は、ステアリングホイール１２０に設けられた操舵角センサ１３１から操舵角が入力され、この操舵角に応じて、ステアリングモータ１２ａを駆動させて、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの転舵角α、βを制御する。

なお、この転舵時には、車両のトレッドをｗとし、ホイールベースをＬとすると、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの内外輪差に伴う転舵角α,βの関係は、アッカーマン・ジャントの関係から下記（１）式により表される。
ｗ／Ｌ＝ｃｏｔβ−ｃｏｔα ・・・（１）。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１のサスペンション装置の効果を列挙する。
１）実施の形態１のサスペンション装置は、
先端部を車両上下方向に変位可能に基端部（回動軸４２）が車体ＢＤに連結されたロアアーム４０と、
このロアアーム４０の先端部に連結され、非転舵時の車輪Ｗに対し、車幅方向で車体側に配置された車体側ナックル７０と、
この車体側ナックル７０との間に空間部１００を形成して車体側ナックル７０に対して転舵方向に回動可能に軸支持されているとともに、車輪Ｗを回転可能に支持する車輪側ナックル５０と、
空間部１００に配置されて、車輪側ナックル５０に支持され、車輪Ｗに駆動力を与える駆動モータユニット６０と、
を備えていることを特徴とする。
実施の形態１では、駆動モータユニット６０を、車輪側ナックル５０に支持したため、転舵時には、駆動モータユニット６０は、車輪側ナックル５０および車輪Ｗと一体的に空間部１００を移動する。
したがって、従来のように大径の駆動モータユニット６０が車輪Ｗの近傍で固定配置されたものと比較して、転舵角を大きくしたときに、車輪Ｗと駆動モータユニット６０とが干渉することが無くなり、転舵角を大きくすることが可能となる。
加えて、車体側ナックル７０に駆動モータユニットを支持した場合と比較して、ロアアーム４０および車体側ナックル７０を、車輪Ｗの転舵領域から車体ＢＤ側に回避させることが可能となり、これによっても、転舵角を大きくすることが可能となる。

特に、本実施の形態１では、車輪側ナックル５０に椀曲部５０ｃを形成して、車輪側ナックル５０の中間部を、ホイール１０ｂ内に配置した。
これによっても、空間部１００が車幅方向に広がり、駆動モータユニット６０を収容するスペースが拡大し、転舵角をいっそう増大できる。

２）実施の形態１のサスペンション装置は、
車輪側ナックル５０は、車体側ナックル７０に設けられた上部軸支持部７０ａおよび下部軸支持部７０ｅに対してキングピン軸Ｋｐを中心に回動可能に支持され、
上部軸支持部７０ａは、車両上下方向で駆動モータユニット６０よりも上方に配置され、かつ、車幅方向で、非転舵時の車輪Ｗよりも車内側位置に配置され、
下部軸支持部７０ｅは、車両上下方向で駆動モータユニット６０よりも下方に配置され、かつ、車幅方向で、車輪Ｗのホイール１０ｂ内に配置されていることを特徴とする。
駆動モータユニット６０は、出力トルクを大きくすると大型化を招く。
それに対し、本実施の形態１では、上部軸支持部７０ａを駆動モータユニット６０よりも上方で、車輪Ｗよりも車内側位置に配置したため、駆動モータユニット６０を大型化しても、上部軸支持部７０ａと干渉することがなくなる。
よって、特許文献１のように、この上部軸支持部をホイール内に配置したものと比較して、駆動モータユニット６０の大型化が可能となり、出力トルクの増大が容易となる。
一方、下部軸支持部７０ｅは、ホイール１０ｂ内に配置したため、キングピン軸Ｋｐの延長線を、車輪Ｗの中心軸の近傍に配置可能、すなわち、スクラブ半径を小さく抑えることが可能である。
すなわち、特許文献１に記載の従来技術では、上部軸支持部および下部軸支持部をホイール内に配置していたため、駆動モータユニットの大型化が難しく、大出力の確保が難しかった。また、これを解消するために、上方軸支持部および下方軸支持部をホイールの外部に配置すると、駆動モータユニットの大型化は可能となるが、キングピン軸が車輪中心線から離れてスクラブ半径の増大を招く。このようにスクラブ半径が大きな状態で、大舵角化を図った場合には、制駆動力外乱を助長する虞があった。
本実施の形態１では、上部軸支持部７０ａを車輪Ｗよりも車内側位置に配置して駆動モータユニット６０の大型化を図りつつ、下部軸支持部７０ｅは、ホイール１０ｂ内に配置して、スクラブ半径を小さく抑え、上記問題を解消可能である。

３）実施の形態１のサスペンション装置は、
ロアアーム４０は、車両上下方向で、下部軸支持部７０ｅよりも高い位置で車体側ナックル７０に連結されていることを特徴とする。
したがって、特許文献１に記載の技術のように、車体側ナックル７０に対し、ロアアーム４０を下部軸支持部７０ｅよりも低い位置で連結したものと比較して、転舵時における車輪Ｗとの干渉を回避可能となり、最大転舵角の増大が可能となる。

図７は、ロアアーム４０の連結位置の比較を示している。
本実施の形態１におけるロアアーム４０の連結位置（回動軸４１）に対し、ロアアーム４０を、下部軸支持部７０ｅの近傍で接続した場合の回動軸０４１を二点鎖線により示す。
この場合、右前輪ＷＦＲの外輪側転舵時には、二点鎖線の位置にて回動軸０４１に干渉し、その位置で最大舵角（Ｗｆｕｌｌ１）が規定される。
それに対して、本実施の形態１では、右前輪ＷＦＲが回動軸４１に干渉するのは、同図の一点鎖線により示す位置であり、その分、最大舵角（Ｗｆｕｌｌ２）を大きくすることが可能となる。

４）実施の形態１のサスペンション装置は、
車体側ナックル７０と車体ＢＤとの間にショックアブソーバ８０が介在され、
車体側ナックル７０とショックアブソーバ８０とは、その少なくとも一部が、水平方向で、非転舵時の車輪Ｗに対して、最も車内方向に向けた内輪側フル転舵時の車輪Ｗの中心線Ｃｅ２と、最も車外方向に向けた外輪側フル転舵時の車輪Ｗの中心線Ｃｅ３との２等分線上に配置されていることを特徴とする。
したがって、内輪側フル転舵時および外輪側フル転舵時に、車輪Ｗが、車体側ナックル７０およびショックアブソーバ８０と干渉しにくく、最大転舵角を、より増大させることが可能である。

５）実施の形態１のサスペンション装置は、
ショックアブソーバ８０は、上端が車体ＢＤに連結される一方で、下端が車体側ナックル７０に連結されていることを特徴とする。
ショックアブソーバ８０は、その下端部を車体側ナックル７０に連結したため、ロアアーム４０に連結した場合と比較して、車体側ナックル７０を、車体ＢＤに近づけて配置することが可能となる。これにより、車体側ナックル７０と車輪Ｗとの間隔を確保して、最大舵角を増大させることが可能となるとともに、駆動モータユニット６０の設置スペースの確保も容易となる。
さらに、車体側ナックル７０は、車輪Ｗと一体的に上下動しレバー比が略１で動作するため、ショックアブソーバ８０をロアアーム４０に連結してレバー比が１未満となるものと比較して、緩衝効果が得やすくなる。また、これによりショックアブソーバ８０として、径が小さいものを用いることが可能となり、その分、最大舵角の増大を図ることが可能となる。

６）実施の形態１のサスペンション装置は、
車体側ナックル７０との上部と車体ＢＤとの間に、車体側ナックル７０の上下動を許容するアッパアーム９０が介在され、
このアッパアーム９０は、車幅方向で車体側ナックル７０よりも車内側の車内側領域ＲＡに配置されていることを特徴とする。
車体側ナックル７０が、アッパアーム９０およびロアアーム４０を介して車体ＢＤに連結されるため、ショックアブソーバ８０に曲げ応力が入りにくくなる。また、これによって、曲げ応力が大きく作用するものと比較して、ショックアブソーバ８０として相対的に小径のものの使用が可能となり、転舵時の車輪Ｗとの干渉を抑制して、最大舵角の増大を図ることが可能となる。
加えて、アッパアーム９０は、車内側領域ＲＡに配置されており、車輪Ｗの転舵時に車輪Ｗと干渉しにくく、最大転舵角の増大を図ることができる。

（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態のサスペンション装置について説明する。
なお、他の実施の形態は、実施の形態１の変形例であるため、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１の変形例であり、図８に示すように、ショックアブソーバ２８０の下端部を車体側ナックル７０に一体に結合したことを特徴としている。
したがって、ショックアブソーバ２８０は、実施の形態１にてアッパアーム９０の機能も有し、アッパアーム９０を廃止している。
よって、実施の形態２では、上記１）〜５）の効果に加え、アッパアーム９０を含む部品点数を削減することができ、コストや重量を低減可能である。
なお、ショックアブソーバ２８０の下端部は、実施の形態１と同様に、車輪Ｗと一体的に上下動しレバー比が略１で動作するため、車体側ナックル７０との相対変位も生じにくく、車体側ナックル７０と一体的な結合が可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１の変形例であり、図９に示すように、ショックアブソーバ３８０の下端部がロアアーム４０の中間部に、車両前後方向に沿う方向の回動軸３８１を中心として回動可能に連結されている。
この場合も、内輪側フル転舵時および外輪側フル転舵時に、車輪Ｗが、車体側ナックル７０およびショックアブソーバ３８０と干渉しにくく、最大転舵角を、より増大させることが可能である。

３−１）実施の形態３のサスペンション装置は、
ロアアーム４０と車体ＢＤとの間にショックアブソーバ３８０が介在されていることを特徴とするとともに、
実施の形態１で示したように、車体側ナックル７０とショックアブソーバ３８０とは、その少なくとも一部が、水平方向で、非転舵時の車輪Ｗに対して、最も車内方向に向けた内輪側フル転舵時の車輪Ｗの中心線Ｃｅ２と、最も車外方向に向けた外輪側フル転舵時の車輪Ｗの中心線Ｃｅ３との２等分線上に配置（図２参照）されていることを特徴とする。
したがって、内輪側フル転舵時および外輪側フル転舵時に、車輪Ｗが、車体側ナックル７０およびショックアブソーバ３８０と干渉しにくく、最大転舵角を、より増大させることが可能である。
また、ショックアブソーバ３８０は、車体側ナックル７０よりも車体側に配置されるため、車輪Ｗの転舵時に車輪Ｗと干渉しにくくなる。
なお、この実施の形態３にあっても、上記１）〜３）および６）に記載した効果を奏する。

（実施の形態４）
実施の形態４は、ロアアーム４４０および車体側ナックル４７０の配置が実施の形態１と異ならせ、また、転舵装置１２の配置が実施の形態１と異なる。
すなわち、実施の形態４では、左前輪ＷＦＬが、図１０に示すように、図において時計回り方向である内輪側フル転舵時の転舵角度βＦｉｎが、非転舵時の車輪Ｗに対して略９０度の転舵が可能に構成されている。また、図において反時計回り方向である外輪側フル転舵時の転舵角度βＦｏｕｔも、通常の転舵に支障の無い転舵角を確保しており、両フル転舵時の角度は９０度以上となっている。

このため、ロアアーム４４０および車体側ナックル４７０の設置位置が実施の形態１と異なり、両フル転舵時の車輪中心軸Ｃｅ５，Ｃｅ６に対して、その２等分線上に配置されて、両フル転舵時に車輪Ｗと干渉しない位置に配置されている。

さらに、本実施の形態４のサスペンション装置は、電動車両ＭＶの４輪に適用されている。この電動車両ＭＶへの搭載にあたり、サスペンション装置の設置の向きを、電動車両ＭＶの前後と左右で対称となるように取り付けられている。

すなわち、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲは、Ｙ方向が車両前方を向くように取り付けられている。また、図１０に示す左前輪ＷＦＬに対して、右前輪ＷＦＲは、左右対称となるように設置されている。これにより、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲは、内輪側フル転舵時に、図１１（ａ）に示すように車体ＢＤに対して真横を向く。

一方、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲは、Ｙ方向が車両後方を向くように設置されている。また、右後輪ＷＲＲは、図１０に示す向きで車体ＢＤに取り付けられ、左後輪ＷＲＬは、図１０と左右対称の向きで車体ＢＤに取り付けられている。
これにより、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲも、内輪側フル転舵時に、図１１（ａ）に示すように、各車輪Ｗが車体ＢＤに対して真横を向く。

このように、全輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲが、同時に真横（Ｘ方向）を向くため、電動車両ＭＶを真横に移動可能となり、縦列駐車時などの車両の取り回しが容易となる。

さらに、実施の形態４では、各車輪Ｗを、図１１（ｂ）に示すように、車軸が、電動車両ＭＶの中央の点ＣＥを通るように転舵させて、各転舵角αＦ、βＦ、αＲ、βＲを同一角度とする信地旋回（その場旋回）モードとすることができる。
この場合、電動車両ＭＶは、点ＣＥを中心として、その場で旋回するため、小回り性に優れる。
また、この場合、アッカーマン・ジャントの関係から、図１１（ｂ）に示された右前輪転舵角αＦと、左前輪転舵角βＦと、右後輪転舵角αＲと、左後輪転舵角βＲは、下記の式（２）により表される。
αＦ＝βＦ＝αＲ＝βＲ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｗ） ・・・（２）
なお、ｗはトレッドであり、Ｌはホイールベースである。このように、右前輪転舵角αＦ、左前輪転舵角βＦ、右後輪転舵角αＲ、および左後輪転舵角βＲは、それぞれ、トレッドｗとホイールベースＬとから一義的に決まる。

また、転舵装置１２を４輪に設けていることから、図１１（ｃ）に示すように、右前輪転舵角αＦと、左前輪転舵角βＦと、右後輪転舵角αＲと、左後輪転舵角βＲを、同位相で同一角度とする平行移動モードを形成することも可能である。

また、実施の形態４では、図１１（ｄ）に示す小回り旋回モードによる転舵が可能である。
この小回り旋回モードは、車両旋回中心を、図１１（ｄ）に示すように、後車軸延長線からＬＲだけ車両前方の位置となるよう左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとを逆位相で転舵させるモードである。

この小回り旋回モードにおける、右前輪転舵角αＦと、左前輪転舵角βＦと、右後輪転舵角αＲと、左後輪転舵角βＲとは、アッカーマン・ジャントの関係から、下記の式（３）（４）（５）により表される。
ｗ/(L−LR)＝cotβF−cotαF ・・・(３)
cotαF＝(L−LR)/LR)・cotαF ・・・(４)
ｗ/LR＝cotβR−cotαR ・・・(５)
この小回り旋回モードでは、高い小回り旋回性能が得られる。

以上説明した実施の形態４のサスペンション装置は、以下に列挙する効果を有する。
４−１）実施の形態４のサスペンション装置は、
車体側ナックル４７０とショックアブソーバ４８０とは、水平方向で、最も車内方向に向けた内輪側フル転舵時の車輪Ｗと最も車外方向に向けた外輪側フル転舵時の車輪Ｗと、の間に配置され、
車輪側ナックル５０には、左右独立して転舵可能な転舵装置１２が連結され、
この転舵装置１２は、内輪側フル転舵時は、車輪Ｗを非転舵時に対して略９０度転舵可能に構成されていることを特徴とする。
上記のように、車輪Ｗを非転舵時に対して、略９０度の向きまで転舵可能であるため、これを４輪の全てに適用することにより、図１１（ａ）に示すように、全ての車輪Ｗを横向きとして、車両を真横に走行させることが可能となる。これにより、車両の高い取り回し性能が得られる。

４−２）実施の形態４のサスペンション装置は、
左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの転舵装置１２および左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの転舵装置１２は、各輪Ｗを、内輪側フル転舵時に前記略９０度の向きまで転舵可能に配置したことを特徴とする。
これにより、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲの内輪側への各転舵角βＦ、αＦと、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲの内輪側への各転舵角βＲ，αＲと、を同一角度として、信地旋回（その場旋回）が可能となる。これにより、車両の小回り性能を大幅に高めることができる。

４−３）実施の形態４のサスペンション装置は、
４輪の全てに転舵装置１２を設けた構成とした。
これにより、転舵モードとして、小回り旋回モードや平行移動モードなどバリエーションが増え、高い取り回し性能を得ることができる。

（実施の形態５）
実施の形態５のサスペンション装置は、実施の形態１の変形例であり、構造上は実施の形態１と同様であるが、図１２に示すように、車輪Ｗの内輪側フル転舵角度ＩＮθｍａｘと外輪側フル転舵角度ＯＵＴθｍａｘとは、両者の合計が９０度以上で、かつ、両者が対称に同一角度となるように構成されている。
そして、ロアアーム５４０、車体側ナックル５７０、ショックアブソーバ５８０は、両フル転舵角度ＩＮθｍａｘ、ＯＵＴθｍａｘの１／２の角度の線上、すなわち、非転舵時の車軸方向に配置されている。
そして、このサスペンション装置が４輪、すなわち、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲおよび左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲに設けられている。

また、実施の形態５のサスペンション装置では、実施の形態４とは異なり、全輪のサスペンション装置のＹ方向が、図１３に示すように、車両前方を向くように取り付けられている。

この実施の形態５にあっても、図１３に示すように、信地旋回モードによる転舵が可能である。
なお、この場合、実施の形態４と異なり、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲは、内輪側に転舵させるのに対し、左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲは、外輪側に転舵させる。
また、この実施の形態５にあっても、実施の形態４と同様に、小回り旋回モードや平行移動モードによる転舵が可能である。

５−１）実施の形態５のサスペンション装置は、
車輪側ナックル５０には、左右独立して転舵可能な転舵装置１２が連結され、
この転舵装置１２は、内輪側フル転舵時の転舵角である内輪側フル転舵角ＩＮθｍａｘと外輪側フル転舵時の転舵角である外輪側フル転舵角ＯＵＴθｍａｘとの合計が９０度以上に形成され、かつ、車輪Ｗが、非転舵時の車輪の車軸方向に対して、内輪側フル転舵時と外輪側フル転舵時とで略対称となる位置を向くように構成されていることを特徴とする。

したがって、このサスペンション装置を、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとに適用することにより、前後で左右輪を逆方向の「ハ」の字に転舵して、信地旋回（その場旋回）が可能となり、車両の小回り性能を向上させることができる。
加えて、左右前輪ＷＦＬ，ＷＦＲと左右後輪ＷＲＬ，ＷＲＲとを逆位相に転舵させる小回り旋回モードや、両者を同位相に転舵させる平行移動モードの転舵も可能であり、これによっても小回り性能や操縦安定性能を向上させることができる。
したがって、さまざまな走行シーンに応じた所望の車両平面運動を実現させることが可能になる。

以上、本発明のサスペンション装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態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。
例えば、実施の形態では、車体側ナックルの下部軸支持部をホイール内に配置した例を示したが、ホイール形状などに基づき、ホイール外に設けてもよい。
また、上部軸支持部も、例えば、図６の上方領域ＲＢのように、車輪の上方に配置してもよい。この場合、下部軸支持部をホイール内に配置すれば、キングピン軸の傾きを抑えることが可能であり、このように上部軸支持部の配置に基づいて車輪に干渉することなく、キングピン軸の傾きを調節することが可能である。

また、転舵装置として、各車体側ナックルに、独立したステアリングモータを備え、ステアリングホイールとは機械的に連結していない構造のものを示したが、これに限定されず、機械的に連結された構造のものを用いてもよい。

１２ 転舵装置
４０ ロアアーム
５０ 車輪側ナックル
６０ 駆動モータユニット
７０ 車体側ナックル
７０ａ 上部軸支持部
７０ｅ 下部軸支持部
８０ ショックアブソーバ
９０ アッパアーム
１００ 空間部
ＢＤ 車体
Ｋｐ キングピン軸

Claims (9)

1. 先端部を車両上下方向に変位可能に基端部が車体に連結されたロアアームと、
   このロアアームの先端部に連結され、非転舵時の車輪に対し、車幅方向で車体側に配置された車体側ナックルと、
   この車体側ナックルとの間に空間部を有して前記車体側ナックルに対して転舵方向に回動可能に軸支持されているとともに、前記車輪を回転可能に支持する車輪側ナックルと、
   前記空間部に配置されて前記車輪側ナックルに支持され、前記車輪に駆動力を与える駆動モータユニットと、
   を備えていることを特徴とするサスペンション装置。
2. 請求項１に記載のサスペンション装置において、
   前記車輪側ナックルは、前記車体側ナックルに設けられた上部軸支持部および下部軸支持部に対してキングピン軸を中心に回動可能に支持され、
   前記上部軸支持部は、車両上下方向で前記駆動モータユニットよりも上方に配置され、かつ、車幅方向で非転舵時の前記車輪よりも車内側位置と、前記車輪の上方の位置と、のいずれかに配置され、
   前記下部軸支持部は、車両上下方向で前記駆動モータユニットよりも下方に配置され、かつ、車幅方向で、前記車輪のホイール内に配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
3. 請求項２に記載のサスペンション装置において、
   前記ロアアームは、車両上下方向で、前記下部軸支持部よりも高い位置で前記車体側ナックルに連結されていることを特徴とするサスペンション装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のサスペンション装置において、
   前記ロアアームと前記車体側ナックルとの一方と前記車体との間にショックアブソーバが介在され、
   前記車体側ナックルと前記ショックアブソーバとは、その少なくとも一部が、水平方向で、最も車内方向に向けた内輪側フル転舵時の前記車輪の中心線と、最も車外方向に向けた外輪側フル転舵時の前記車輪の中心線との２等分線上に配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
5. 請求項４に記載のサスペンション装置において、
   前記車輪側ナックルには、左右独立して転舵可能な転舵装置が連結され、
   この転舵装置は、前記内輪側フル転舵時と前記外輪側フル転舵時とのいずれか一方で、前記非転舵時の前記車輪に対して略９０度の横向き角度に転舵可能に構成され、かつ、前記ロアアームおよび前記車体側ナックルは、前記車輪の前記横向き角度への転舵時に前記車輪と干渉しない位置に配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
6. 請求項４に記載のサスペンション装置において、
   前記車輪側ナックルには、左右独立して転舵可能な転舵装置が連結され、
   この転舵装置は、前記内輪側フル転舵時と前記外輪側フル転舵時との転舵角度の合計が９０度以上に形成され、かつ、前記車輪が、非転舵時の前記車輪の車軸方向に対して、前記内輪側フル転舵時と前記外輪側フル転舵時とで略対称となる位置を向くように構成されていることを特徴とするサスペンション装置。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載のサスペンション装置において、
   前記ショックアブソーバは、上端が前記車体に連結される一方で、下端が前記車体側ナックルに連結されていることを特徴とするサスペンション装置。
8. 請求項７に記載のサスペンション装置において、
   前記車体側ナックルとの上部と前記車体との間に、前記車体側ナックルの上下動を許容するアッパアームが介在され、
   このアッパアームは、車幅方向で前記車体側ナックルよりも車内側の領域に配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
9. 請求項７または請求項８に記載のサスペンション装置において、
   前記ショックアブソーバは、その下端が、前記車体側ナックルと一体動作するように結合されていることを特徴とするサスペンション装置。