JP6590115B2 - サスペンション - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションに関する。

車両には、車体とホイールとの間にサスペンションが配置されている。サスペンションは、路面の凹凸による振動を車体に伝えにくくするための装置であり、ホイールの位置決めをする装置である。サスペンション形式の１つとして、マルチリンク式のサスペンションが知られている。例えば特許文献１には、マルチリンク式のサスペンションの一例が記載されている。

特開２０１５−１５５２５５号公報

ところで、車体に対するホイールの相対的な姿勢を、車両に求められる運動性能に応じて変更できるようにすることが求められることがある。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、車体に対するホイールの相対的な姿勢の変更を容易にすることができるサスペンションを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様のサスペンションは、車体側部材とハブキャリアとを連結する複数のリンクを備え、複数の前記リンクの少なくとも１つは、伸縮リンクであり、前記伸縮リンクは、固定シャフトと、前記車体側部材に対して回転でき且つ揺動できるように前記固定シャフトを前記車体側部材に連結する第１自在継手と、前記固定シャフトに対してスライドできる可動シャフトと、前記ハブキャリアに対して回転でき且つ揺動できるように前記可動シャフトを前記ハブキャリアに連結する第２自在継手と、前記固定シャフトに固定されて前記可動シャフトを移動させるアクチュエータと、を備える。

これにより、サスペンションは、可動シャフトを移動させることで、ホイールの姿勢を変更させることが可能である。サスペンションは、車体に対するホイールの相対的な姿勢の変更を容易にすることができる。

上記のサスペンションの望ましい態様として、サスペンションは、５つの前記伸縮リンクを備える。

これにより、サスペンションは、可動シャフトを移動させることで、トー角、キャンバー角、キャスター角、トレッド幅及びホイールベースを変更できる。サスペンションは、車体に対するホイールの相対的な姿勢の変更をより容易にすることができる。

本開示によれば、車体に対するホイールの相対的な姿勢の変更を容易にできるサスペンションを提供することができる。

図１は、本実施形態のサスペンションの斜視図である。 図２は、本実施形態の伸縮リンクの斜視図である。 図３は、本実施形態の伸縮リンクの分解斜視図である。 図４は、本実施形態の伸縮リンクの分解斜視図である。 図５は、本実施形態の伸縮リンクの平面図である。 図６は、図５におけるＡ−Ａ断面図である。 図７は、本実施形態の伸縮リンクの底面図である。 図８は、図７におけるＢ−Ｂ断面図である。 図９は、本実施形態の固定シャフトの分解斜視図である。 図１０は、本実施形態の伸縮リンクの平面図である。 図１１は、図１０におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１２は、本実施形態の自在継手の分解斜視図である。 図１３は、図１０におけるＤ−Ｄ断面図である。 図１４は、本実施形態のクラッチの分解斜視図である。 図１５は、第１変形例のサスペンションの斜視図である。 図１６は、固定リンクの斜視図である。 図１７は、第２変形例のサスペンションの斜視図である。 図１８は、第３変形例のサスペンションの斜視図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態のサスペンションの斜視図である。本実施形態の車両１０は、ホイール１０２と、ハブユニット１０１と、車体側部材１８と、ハブキャリア１９と、サスペンション１と、制御装置９と、を備える。例えば、車両１０は４つのホイール１０２を備えており、それぞれのホイール１０２がハブユニット１０１を備えている。ハブユニット１０１は、例えばハブベアリング、２つのモータ及び変速装置等を内蔵している。ハブユニット１０１は、ホイール１０２を回転可能に支持し且つホイール１０２を駆動する。車体側部材１８は、車体に固定された部材である。ハブキャリア１９は、ハブユニット１０１に固定された部材である。ハブキャリア１９は、ナックルとも呼ばれる。

サスペンション１は、車両１０の車体（シャシ）とハブユニット１０１とを連結する装置である。サスペンション１は、マルチリンク式である。図１に示すように、サスペンション１は、１つのホイール１０２に対して、ショックアブソーバー１１と、５つの伸縮リンク２と、を備える。

ショックアブソーバー１１は、車両の走行中に路面から車体に伝わる衝撃を低減するための装置である。ショックアブソーバー１１の一端は車体に固定される。ショックアブソーバー１１の他端はハブキャリア１９に固定される。ショックアブソーバー１１は、上下方向に伸縮できる。

図２は、本実施形態の伸縮リンクの斜視図である。図３は、本実施形態の伸縮リンクの分解斜視図である。図４は、本実施形態の伸縮リンクの分解斜視図である。図５は、本実施形態の伸縮リンクの平面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ断面図である。

伸縮リンク２は、車体側部材１８及びハブキャリア１９を連結するための部材である。図１に示すように、ホイール１０２の回転軸よりも上側に２つの伸縮リンク２が配置されている。ホイール１０２の回転軸よりも下側に３つの伸縮リンク２が配置されている。図２に示すように、伸縮リンク２は、固定シャフト３と、可動シャフト４と、第１自在継手６ａと、第２自在継手６ｂと、アクチュエータ５と、を備える。

固定シャフト３は、第１自在継手６ａを介して車体側部材１８（図１参照）に連結される。固定シャフト３は、筒状である。図３及び図４に示すように、固定シャフト３は、第１部材３１と、第２部材３２と、を備える。第１部材３１及び第２部材３２は、締結部材３０１によって連結されている。第１部材３１及び第２部材３２を組み立てる時には、２つの位置決めピン３０２が使用される。第１自在継手６ａは、第１部材３１に取り付けられている。

可動シャフト４は、第２自在継手６ｂを介してハブキャリア１９（図１参照）に連結される。図６に示すように、可動シャフト４は内部空間４０を有する中空部材である。可動シャフト４の一部は固定シャフト３の内側に位置する。可動シャフト４は、固定シャフト３に対してスライドすることができる。可動シャフト４がスライドできる長さは、可動シャフト４に設けられたストッパー４５（図６参照）によって規制される。ストッパー４５は、第１部材３１の内周面に設けられた溝３１５に配置されている。ストッパー４５が溝３１５の端部に達すると、ストッパー４５が第１部材３１に接し、可動シャフト４が止まる。これにより、可動シャフト４の固定シャフト３からの脱落が防止される。

図７は、本実施形態の伸縮リンクの底面図である。図８は、図７におけるＢ−Ｂ断面図である。図９は、本実施形態の固定シャフトの分解斜視図である。

図８に示すように、可動シャフト４は、固定シャフト３に面する表面として第１平面４１と、第２平面４２と、第３平面４３と、第４平面４４とを備える。第１平面４１及び第２平面４２は、第１部材３１に面する。第２平面４２は第１平面４１に対して角度をなす。第１平面４１及び第２平面４２がなす角度αは鋭角である。第３平面４３及び第４平面４４は、第２部材３２に面する。第４平面４４は第３平面４３に対して角度をなす。第３平面４３及び第４平面４４がなす角度βは鋭角である。例えば、第３平面４３は第１平面４１と平行であり、第４平面４４は第２平面４２と平行である。このため角度βは角度αと等しい。図８に示すように、回転軸Ｚに対して直交する平面で可動シャフト４を切った断面は、４対の平行な辺を有する八角形である。

回転軸Ｚは、後述するねじ軸５７の回転軸である。すなわち、回転軸Ｚは、ねじ軸５７の延びている方向に対して直交する平面でねじ軸５７を切った場合の各断面の重心を通る直線である。以下の説明において、回転軸Ｚに平行な方向は軸方向と記載される。また回転軸Ｚに対して直交する方向は径方向と記載される。

図８に示すように、第１部材３１は、第１対向面３１１と、第２対向面３１２と、第１ブッシュ３５１と、第２ブッシュ３５２と、を備える。第１対向面３１１は、可動シャフト４の第１平面４１に面する。第２対向面３１２は、可動シャフト４の第２平面４２に面する。例えば、第１対向面３１１は第１平面４１と平行であり、第２対向面３１２は第２平面４２と平行である。第１ブッシュ３５１は、板状に形成されており、第１対向面３１１に設けられた凹部３１１ｄに嵌まっている。第１ブッシュ３５１の厚さは、凹部３１１ｄの深さよりも大きい。第１ブッシュ３５１は、第１平面４１に接している。第２ブッシュ３５２は、板状に形成されており、第２対向面３１２に設けられた凹部３１２ｄに嵌まっている。第２ブッシュ３５２の厚さは、凹部３１２ｄの深さよりも大きい。第２ブッシュ３５２は、第２平面４２に接している。

図８に示すように、第２部材３２は、第３対向面３２３と、第４対向面３２４と、第３ブッシュ３５３と、第４ブッシュ３５４と、第１弾性部材３６３と、第２弾性部材３６４と、を備える。第３対向面３２３は、可動シャフト４の第３平面４３に面する。第４対向面３２４は、可動シャフト４の第４平面４４に面する。例えば、第３対向面３２３は第３平面４３と平行であり、第４対向面３２４は第４平面４４と平行である。第３ブッシュ３５３は、板状に形成されており、第３対向面３２３に設けられた凹部３２３ｄに嵌まっている。第３ブッシュ３５３は、第３平面４３に接している。第１弾性部材３６３は、例えば皿ばねである。第１弾性部材３６３は、凹部３２３ｄの底面と第３ブッシュ３５３との間に配置されている。第１弾性部材３６３は、第３ブッシュ３５３を第３平面４３に押し付ける。第４ブッシュ３５４は、板状に形成されており、第４対向面３２４に設けられた凹部３２４ｄに嵌まっている。第４ブッシュ３５４は、第４平面４４に接している。第２弾性部材３６４は、例えば皿ばねである。第２弾性部材３６４は、凹部３２４ｄの底面と第４ブッシュ３５４との間に配置されている。第２弾性部材３６４は、第４ブッシュ３５４を第４平面４４に押し付ける。

図６及び図８に示すように、第１自在継手６ａの車体側部材１８との連結部分及び第２自在継手６ｂのハブキャリア１９との連結部分は、ねじ軸５７の回転軸Ｚを含む平面に対して同じ側に位置し、且つ第３ブッシュ３５３及び第４ブッシュ３５４とは反対側に位置する。第１自在継手６ａの車体側部材１８との連結部分及び第２自在継手６ｂのハブキャリア１９との連結部分は、後述する締結部６１１である。ねじ軸５７の回転軸Ｚを含む平面は、例えば図８に示す平面ＰＺである。

図９に示すように、第１ブッシュ３５１、第２ブッシュ３５２、第３ブッシュ３５３及び第４ブッシュ３５４は、それぞれ複数の潤滑剤溝３５ｄを備える。潤滑剤溝３５ｄには潤滑剤が充填される。潤滑剤は例えばグリースである。第１ブッシュ３５１において、潤滑剤溝３５ｄは第１平面４１側に開口している。第２ブッシュ３５２において、潤滑剤溝３５ｄは第２平面４２側に開口している。第３ブッシュ３５３において、潤滑剤溝３５ｄは凹部３２３ｄ側に開口している。第４ブッシュ３５４において、潤滑剤溝３５ｄは凹部３２４ｄ側に開口している。

なお、図８に示す角度α及び角度βは必ずしも鋭角でなくてもよい。また、第３平面４３は第１平面４１と平行でなくてもよい。第４平面４４は第２平面４２と平行でなくてもよい。

図１０は、本実施形態の伸縮リンクの平面図である。図１１は、図１０におけるＣ−Ｃ断面図である。図１２は、本実施形態の自在継手の分解斜視図である。

図１０に示すように、第１自在継手６ａは固定シャフト３の第１部材３１に取り付けられている。第１自在継手６ａは、車体側部材１８（図１参照）に対して回転でき且つ揺動できるように固定シャフト３を車体側部材１８に連結する。第２自在継手６ｂは、可動シャフト４に取り付けられている。第２自在継手６ｂは、ハブキャリア１９（図１参照）に対して回転でき且つ揺動できるように可動シャフト４をハブキャリア１９に連結する。回転でき且つ揺動できるとの記載において、回転は直線Ｌ１（図１１参照）を中心に回ることを意味し、揺動は直線Ｌ１と直線Ｌ２とのなす角度θが変わるように動くことを意味する。直線Ｌ１は、後述するアーム６１を長手方向に対して直交する平面で切った各断面の重心を通る直線である。直線Ｌ２は、後述する外側ブッシュ６３の外形が描く円に対して直交し且つ円の中心を通る直線である。直線Ｌ１及び直線Ｌ２の交点Ｍ（図１１参照）は、後述する球面状であるアーム凸面６１７ｐの中心である。本実施形態においては、第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂは同じ構造を有する。以下の詳細な説明については、第２自在継手６ｂを例に挙げる。第２自在継手６ｂの説明は、第１自在継手６ａの説明にも適用できる。

図１１及び図１２に示すように、第２自在継手６ｂは、ハウジング６０と、アーム６１と、外側ブッシュ６３と、内側ブッシュ６５と、弾性部材６７と、支持部材６９と、を備える。ハウジング６０は、可動シャフト４の先端部分と一体に形成されている。ハウジング６０は筒状である。なお、第１自在継手６ａのハウジング６０は、第１部材３１と一体に形成されている。

アーム６１は、ハブキャリア１９（図１参照）に連結される部材である。アーム６１は金属で形成されている。アーム６１に用いられる金属は例えば鋼である。図１１に示すように、アーム６１の一部はハウジング６０の内側に位置する。図１１及び図１２に示すように、アーム６１は、締結部６１１と、フランジ部６１３と、中間部６１５と、摺動部６１７と、を備える。締結部６１１及びフランジ部６１３は、ハウジング６０の外部に位置する。締結部６１１は、外周面にねじ山を有する円柱状の部材である。フランジ部６１３は、締結部６１１のハウジング６０側に位置し、直径がハウジング６０に向かって大きくなる略円錐状の部材である。中間部６１５は、フランジ部６１３からハウジング６０側に延びる略円柱状の部材である。中間部６１５は、平行な２つの平面を外周面に有する。摺動部６１７は、中間部６１５のハウジング６０側に位置する略半球状の部材である。摺動部６１７は、アーム凸面６１７ｐと、アーム凹面６１７ｑと、アーム端面６１７ｅと、を備える。アーム凸面６１７ｐは、摺動部６１７の外表面であって球面状である。アーム凹面６１７ｑは、摺動部６１７の内表面であって球面状である。アーム凹面６１７ｑの中心は、アーム凸面６１７ｐの中心と同じである。アーム端面６１７ｅは、アーム凸面６１７ｐ及びアーム凹面６１７ｑを繋ぐ摺動部６１７の端面である。アーム端面６１７ｅの一部は、円錐面状に形成されている。

図１１に示すように、外側ブッシュ６３は、ハウジング６０の内周面とアーム６１との間に位置する環状の部材である。外側ブッシュ６３は金属で形成されている。外側ブッシュ６３に用いられる金属としては例えば黄銅である。外側ブッシュ６３は、ハウジング６０の内側に圧入されている。外側ブッシュ６３は、内周面としてブッシュ凹面６３ｑを備える。ブッシュ凹面６３ｑは、球面状であって、アーム凸面６１７ｐに接する。ブッシュ凹面６３ｑの中心及び半径は、アーム凸面６１７ｐの中心及び半径と同じである。

図１１に示すように、内側ブッシュ６５は、アーム６１の摺動部６１７の内側に位置する。すなわち、内側ブッシュ６５は、摺動部６１７に対して外側ブッシュ６３とは反対側に位置する。内側ブッシュ６５は金属で形成されている。内側ブッシュ６５に用いられる金属としては例えば黄銅である。内側ブッシュ６５は、頭部６５１と、胴部６５３と、を備える。頭部６５１は、略半球状であって、ブッシュ凸面６５１ｐを有する。ブッシュ凸面６５１ｐは、球面状の表面であり、アーム凹面６１７ｑに接する。このため、摺動部６１７は、内側ブッシュ６５のブッシュ凸面６５１ｐと、外側ブッシュ６３のブッシュ凹面６３ｑとに挟まれている。ブッシュ凸面６５１ｐの中心及び半径は、アーム凹面６１７ｑの中心及び半径と同じである。胴部６５３は、頭部６５１からブッシュ凸面６５１ｐとは反対側に延びる略円筒状の部材である。

支持部材６９は、内側ブッシュ６５を支持している。図１１に示すように、ハウジング６０の内側に取り付けられる。支持部材６９は金属で形成されている。支持部材６９に用いられる金属は例えば鋼である。支持部材６９は、雄ねじ６９１と、第１凹部６９３と、第２凹部６９５と、を備える。雄ねじ６９１は、ハウジング６０に設けられた雌ねじ６０１に噛み合う。第１凹部６９３は、内側ブッシュ６５に向かって開口する円錐台状の窪みである。第１凹部６９３の底面は、内側ブッシュ６５の胴部６５３が延びる方向に対して直交する平面である。第２凹部６９５は、第１凹部６９３の底面に設けられた円柱状の窪みである。胴部６５３は、第２凹部６９５に嵌まっており、第２凹部６９５の内周面に案内されている。

図１１に示すように、弾性部材６７は、内側ブッシュ６５と支持部材６９との間に位置し、内側ブッシュ６５をアーム６１に向かって押している。弾性部材６７は、例えば皿ばねである。２つの弾性部材６７が、胴部６５３と第２凹部６９５の底面との間に重ねて配置されている。

ハウジング６０の内部には潤滑剤が充填されている。潤滑剤は例えばグリースである。アーム６１の摺動部６１７は、外側ブッシュ６３及び内側ブッシュ６５に沿って移動できる。このため、アーム６１は、外側ブッシュ６３及び内側ブッシュ６５に対して相対的に回転でき且つ揺動できる。また図１１に示すように、アーム端面６１７ｅは第１凹部６９３の底面に接する。アーム端面６１７ｅが第１凹部６９３の底面に接する時、アーム６１とハウジング６０との間には隙間６０ｃが生じている。

なお、第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂの各部材に用いられる材料は、上述した材料に限定されない。第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂが備える弾性部材６７の数は特に限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂは、必ずしも同じ構造を有していなくてもよい。

なお、第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂは、必ずしも伸縮リンク２に用いられなくてもよい。伸縮リンク２は、第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂを適用する対象の一例である。例えば、第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂは、車両１０のサスペンション１以外の部分にも適用でき、車両１０以外の装置にも適用できる。

図３に示すように、アクチュエータ５は、モータ５１と、ねじ軸５７と、ベアリングユニット５５と、ナット５９と、止め輪５８と、クラッチ７と、を備える。

図６に示すように、モータ５１は、固定シャフト３の可動シャフト４とは反対側の端部に配置される。モータ５１は、固定シャフト３に固定される。モータ５１は、ロータの回転角を検出するためのエンコーダを備えている。モータ５１のロータと共に回転するシャフト５１１は、固定シャフト３の内部に向かって延びている。

ねじ軸５７は、クラッチ７を介してシャフト５１１に連結されている。ねじ軸５７は、シャフト５１１と共に回転軸Ｚを中心として回転する。ねじ軸５７の一部は、可動シャフト４に挿入されている。ねじ軸５７の先端は、可動シャフト４の内部空間４０に位置する。ねじ軸５７はナット５９を貫通している。

ベアリングユニット５５は、固定シャフト３に対して回転できるようにねじ軸５７を支持する。ベアリングユニット５５は、固定シャフト３に固定されており、ベアリング５５１を内蔵している。ベアリング５５１は、ねじ軸５７の外周面に嵌まっている。

図６に示すように、ナット５９は、止め輪５８によって可動シャフト４に固定されており、可動シャフト４と共に移動する。ナット５９は、径方向に突出する２つの突起５９１を備える。突起５９１は、可動シャフト４の端面に設けられた凹部４９に嵌まっている。これにより、ナット５９の回転が規制されている。止め輪５８は、可動シャフト４の内周面に設けられた略環状の溝に嵌まっており、ナット５９を軸方向に位置決めしている。

図１３は、図１０におけるＤ−Ｄ断面図である。図１４は、本実施形態のクラッチの分解斜視図である。

図１３及び図１４に示すように、クラッチ７は、入力側部材７１と、第１ブレーキシュー７３と、第２ブレーキシュー７５と、ブレーキドラム７７と、係合子７９と、弾性部材７４と、を備える。

図１４に示すように、入力側部材７１は、略円筒状の部材であって、シャフト５１１に取り付けられる。入力側部材７１は、キー溝７１５と、本体７１０と、第１ピン７１１と、第２ピン７１２と、を備える。本体７１０は、シャフト５１１に沿った略円筒状であって、キー溝７１５を有する。シャフト５１１は、軸方向に延びた突起であるキー５１５を備える。キー５１５はキー溝７１５に嵌まる。これにより、入力側部材７１はシャフト５１１と共に回転する。第１ピン７１１及び第２ピン７１２は、本体７１０の端面からねじ軸５７側に突出している。第２ピン７１２は、回転軸Ｚに対して第１ピン７１１とは反対側に配置されている。図１３に示すように、回転軸Ｚに対して直交する平面で第１ピン７１１及び第２ピン７１２を切った断面において、第１ピン７１１の径方向外側の表面は円弧である。第１ピン７１１の径方向内側の表面は平面である。図１３の断面における第２ピン７１２の外形は、回転軸Ｚを中心として第１ピン７１１の外形と点対称である。

図１３に示すように、第１ブレーキシュー７３は略半円柱状の部材である。第１ブレーキシュー７３は、第１嵌合部７３０と、第１係合溝７３１と、２つの第１弾性部材溝７３３と、を備える。第１嵌合部７３０は、軸方向に貫通する孔である。第１嵌合部７３０は、第１孔ともいえる。第１嵌合部７３０には第１ピン７１１が嵌まる。第１係合溝７３１及び第１弾性部材溝７３３は、第２ブレーキシュー７５側の表面に設けられた溝である。２つの第１弾性部材溝７３３の間に第１係合溝７３１が配置されている。第１係合溝７３１は、第１ブレーキシュー７３の軸方向の全長に亘っている。第１弾性部材溝７３３は、第１ブレーキシュー７３の軸方向の中央に配置されている。なお、第１嵌合部７３０は、必ずしも孔でなくてもよく、例えば凹部であってもよい。

図１３に示すように、第２ブレーキシュー７５は略半円柱状の部材である。第２ブレーキシュー７５は、第２嵌合部７５０と、第２係合溝７５１と、２つの第２弾性部材溝７５３と、を備える。第２嵌合部７５０は、軸方向に貫通する孔である。第２嵌合部７５０は、第２孔ともいえる。第２嵌合部７５０には第２ピン７１２が嵌まる。第２係合溝７５１及び第２弾性部材溝７５３は、第１ブレーキシュー７３側の表面に設けられた溝である。２つの第２弾性部材溝７５３の間に第２係合溝７５１が配置されている。第２係合溝７５１は、第２ブレーキシュー７５の軸方向の全長に亘っている。第２弾性部材溝７５３は、第２ブレーキシュー７５の軸方向の中央に配置されている。なお、第２嵌合部７５０は、必ずしも孔でなくてもよく、例えば凹部であってもよい。

図１３に示すように、第１係合溝７３１及び第２係合溝７５１によって、軸方向から見て長円形状の隙間が形成されている。また、第１弾性部材溝７３３及び第２弾性部材溝７５３によって、円柱状の隙間が形成されている。

ブレーキドラム７７は、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５を制動するための部材である。図１３に示すように、ブレーキドラム７７は、基部７７１と、２つの腕部７７３と、を備える。基部７７１は、孔７７０を有する円筒状である。孔７７０には、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５が挿入されている。基部７７１の内周面は、第１ブレーキシュー７３の外周面及び第２ブレーキシュー７５の外周面に面する。腕部７７３は、基部７７１の外周面から突出した板状の部材である。２つの腕部７７３は、互いに反対方向に延びている。腕部７７３は、図１４に示す第２部材３２に設けられた凹部３２７に嵌まる。腕部７７３が第１部材３１及び第２部材３２に挟まれることで、ブレーキドラム７７が固定シャフト３に固定される。このため、ブレーキドラム７７は回転しない。

係合子７９は、ねじ軸５７に取り付けられ、ねじ軸５７と共に回転する。図１３に示すように、軸方向から見た係合子７９は長円形状である。係合子７９は、第１係合溝７３１及び第２係合溝７５１によって形成される隙間に嵌まる。

弾性部材７４は、例えば圧縮コイルばねである。弾性部材７４は、第１弾性部材溝７３３及び第２弾性部材溝７５３によって形成される隙間に配置される。弾性部材７４は、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５に対して互いに離れる方向の力を加えている。

モータ５１が駆動している時、シャフト５１１と共に入力側部材７１が回転する。入力側部材７１の第１ピン７１１及び第２ピン７１２が回転することで、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５に互いに近付く方向の力が加わる。これにより、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５によって係合子７９が把持される。第１ブレーキシュー７３、第２ブレーキシュー７５及び係合子７９が一体となって回転することで、シャフト５１１の回転がねじ軸５７に伝達される。

一方、モータ５１が停止している時、可動シャフト４に外力が加わる場合がある。可動シャフト４に軸方向の外力が加わると、ねじ軸５７が回転する。ねじ軸５７と共に係合子７９が回転すると、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５に互いに離れる方向の力が加わる。これにより、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５がブレーキドラム７７に押し付けられる。摩擦力により、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５の回転が規制される。このため、係合子７９及びねじ軸５７は回転できない。したがって、モータ５１の停止時に可動シャフト４に外力が加わった場合でも、可動シャフト４の移動が規制される。すなわち、可動シャフト４の位置を保持するための反力を生じさせるために、モータ５１に電力を供給する必要がない。例えば、モータ５１の停止時に可動シャフト４に加わる外力とは、車両１０の駐車時にホイール１０２が縁石等に接触した場合に可動シャフト４に伝わる外力である。ホイール１０２が縁石等から受けた外力が、可動シャフト４に伝わり、ねじ軸５７が回転する。

なお、クラッチ７は、必ずしも弾性部材７４を備えていなくてもよい。この場合、第１弾性部材溝７３３及び第２弾性部材溝７５３はなくてもよい。また、軸方向から見た係合子７９の形状は、必ずしも長円形でなくてもよく、少なくとも円形でなければよい。すなわち、回転軸Ｚから係合子７９の外周面までの距離が一定でなければよい。

図１に示す制御装置９は、コンピュータであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力インターフェース、及び出力インターフェースを含む。制御装置９は、例えば車両１０に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御装置９は、それぞれの伸縮リンク２のモータ５１と電気的に接続されている。制御装置９はそれぞれのモータ５１を個別に制御する。これにより、それぞれの伸縮リンク２の長さ（それぞれの可動シャフト４の位置）が変化する。

本実施形態のサスペンション１は、１つのホイール１０２に対して５つの伸縮リンク２を備えている。サスペンション１は、それぞれの伸縮リンク２の長さを変化させることで、トー角、キャンバー角、キャスター角、トレッド幅及びホイールベースを変更できる。トー角は、車両１０を鉛直方向から見た場合に、車両の前後方向に平行な直線に対してホイール１０２の回転軸に対して直交する直線がなす角度である。キャンバー角は、車両１０を前後方向から見た場合に、鉛直線に対してホイール１０２の回転軸に対して直交する直線がなす角度である。キャスター角は、車両１０を左右方向から見た場合に、鉛直線に対してショックアブソーバー１１の長手方向と平行な直線がなす角度である。トレッド幅は、左右のホイール１０２の中心間距離である。ホイールベースは、前後のホイール１０２の中心間距離である。

なお、サスペンション１は、必ずしもモータ等を内蔵したハブユニット１０１を有する車両に適用されなくてもよい。サスペンション１は、ホイール１０２を支持するハブベアリングを備えたハブキャリアに連結されていてもよい。

なお、サスペンション１は、必ずしも５つの伸縮リンク２を備えていなくてもよい。サスペンション１が複数のリンクを備えており、複数のリンクのうち少なくとも１つのリンクが伸縮リンク２であればよい。

以上で説明したように、サスペンション１は、車体側部材１８とハブキャリア１９とを連結する複数のリンクを備える。複数のリンクの少なくとも１つは、伸縮リンク２である。伸縮リンク２は、固定シャフト３と、車体側部材１８に対して回転でき且つ揺動できるように固定シャフト３を車体側部材１８に連結する第１自在継手６ａと、固定シャフト３に対してスライドできる可動シャフト４と、ハブキャリア１９に対して回転でき且つ揺動できるように可動シャフト４をハブキャリア１９に連結する第２自在継手６ｂと、固定シャフト３に固定されて可動シャフト４を移動させるアクチュエータ５と、を備える。

これにより、サスペンション１は、可動シャフト４を移動させることで、ホイール１０２の姿勢を変更させることが可能である。サスペンション１は、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の変更を容易にすることができる。

またサスペンション１は、５つの伸縮リンク２を備える。

これにより、サスペンション１は、可動シャフト４を移動させることで、トー角、キャンバー角、キャスター角、トレッド幅及びホイールベースを変更できる。サスペンション１は、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の変更をより容易にすることができる。

伸縮リンク２は、筒状の固定シャフト３と、車体側部材１８に対して回転でき且つ揺動できるように固定シャフト３を車体側部材１８に連結する第１自在継手６ａと、一部が固定シャフト３の内側に位置し且つ固定シャフト３に対してスライドできる可動シャフト４と、ハブキャリア１９に対して回転でき且つ揺動できるように可動シャフト４をハブキャリア１９に連結する第２自在継手６ｂと、アクチュエータ５と、を備える。アクチュエータ５は、固定シャフト３に取り付けられるモータ５１、モータ５１によって回転するねじ軸５７、及びねじ軸５７に噛み合い且つ可動シャフト４に固定されるナット５９を有する。可動シャフト４は、第１平面４１と、第１平面４１に対して角度をなす第２平面４２と、第１平面４１の反対側に位置する第３平面４３と、第２平面４２の反対側に位置する第４平面４４と、を備える。固定シャフト３は、第１平面４１に接する第１ブッシュ３５１と、第２平面４２に接する第２ブッシュ３５２と、第３平面４３に接する第３ブッシュ３５３と、第４平面４４に接する第４ブッシュ３５４と、第３ブッシュ３５３を第３平面４３に押し付ける第１弾性部材３６３と、第４ブッシュ３５４を第４平面４４に押し付ける第２弾性部材３６４と、を備える。

これにより、ハブキャリア１９に連結された可動シャフト４が移動することで、ホイール１０２の姿勢を変更させることが可能である。伸縮リンク２は、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の変更を容易にすることができる。

さらに、第１弾性部材３６３及び第２弾性部材３６４により、第１ブッシュ３５１、第２ブッシュ３５２、第３ブッシュ３５３及び第４ブッシュ３５４が可動シャフト４に接触した状態が保たれる。このため、高い加工精度を必要とせずに可動シャフト４のガタツキが抑制される。伸縮リンク２は、可動シャフト４の動きを滑らかにすることができる。

また、伸縮リンク２において、第１自在継手６ａの車体側部材１８との連結部分（締結部６１１）及び第２自在継手６ｂのハブキャリア１９との連結部分（締結部６１１）は、ねじ軸５７の回転軸Ｚを含む平面（例えば図８に示す平面ＰＺ）に対して同じ側に位置し、且つ第３ブッシュ３５３及び第４ブッシュ３５４とは反対側に位置する。

固定シャフト３、第１自在継手６ａ、可動シャフト４及び第２自在継手６ｂの位置関係によって、可動シャフト４の移動に伴って可動シャフト４には第１ブッシュ３５１及び第２ブッシュ３５２に向かう力が作用する。このような場合でも、第１弾性部材３６３及び第２弾性部材３６４により、第３ブッシュ３５３と第３平面４３との間の隙間、及び第４ブッシュ３５４と第４平面４４との間の隙間に隙間が生じにくくなる。このため、伸縮リンク２は、可動シャフト４に径方向の力が加わった場合でも可動シャフト４のガタツキを抑制できる。

また、伸縮リンク２において、第１平面４１と第２平面４２とがなす角度α及び第３平面４３と第４平面４４とがなす角度βは、鋭角である。

例えば、車両１０の走行中（特に旋回中）にホイール１０２が受ける輪荷重等によって、可動シャフト４が変形する可能性がある。特に、図８に示す平面ＰＺと平行であり且つ回転軸Ｚに対して直交する軸周り（図８において紙面の上下方向と平行な軸周り）の変形が可動シャフト４に生じる可能性がある。角度α及び角度βが鋭角である場合の当該軸に関する可動シャフト４の断面係数は、角度α及び角度βが鈍角である場合の当該軸に関する可動シャフト４の断面係数よりも大きい。これにより、可動シャフト４に加わるモーメントに対する可動シャフト４の剛性が高くなる。このため、可動シャフト４の変形が抑制されるため、可動シャフト４の動きがより滑らかになる。

また、伸縮リンク２において、第１ブッシュ３５１、第２ブッシュ３５２、第３ブッシュ３５３及び第４ブッシュ３５４のそれぞれは、潤滑剤が充填される複数の潤滑剤溝３５ｄを備える。

これにより、可動シャフト４の周辺の潤滑剤が枯渇しにくくなるので、可動シャフト４の動きがより滑らかになる。また、角度α及び角度βが鋭角であることによって可動シャフト４の変形が抑制されるので、可動シャフト４の周辺の潤滑剤が可動シャフト４に塗布される。

また上述した伸縮リンク２を備えるサスペンション１は、ガタツキの抑制された可動シャフト４によって、ホイール１０２の動きを滑らかにすることができる。

自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）は、ハウジング６０と、一部がハウジング６０の内側に位置するアーム６１と、ハウジング６０の内周面とアーム６１との間に位置する外側ブッシュ６３と、アーム６１を挟んで外側ブッシュ６３とは反対側に位置する内側ブッシュ６５と、内側ブッシュ６５を支持する支持部材６９と、を備える。アーム６１は、球面状の凸面であるアーム凸面６１７ｐと、球面状の凹面であるアーム凹面６１７ｑと、を備える。外側ブッシュ６３は、アーム凸面６１７ｐに接する球面状の凹面であるブッシュ凹面６３ｑを備える。内側ブッシュ６５は、アーム凹面６１７ｑに接する球面状の凸面であるブッシュ凸面６５１ｐを備える。

仮に従来からあるボール及びソケットを有するボールジョイントを用いた場合、可動域を広くし且つ許容できる荷重を大きくするためには、ボールの直径を大きくする必要がある。これに対して本実施形態の自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）においては、アーム６１が、外側ブッシュ６３のブッシュ凹面６３ｑと内側ブッシュ６５のブッシュ凸面６５１ｐとで挟まれることで保持されている。これにより、アーム６１の外側ブッシュ６３との接触面積及びアーム６１の内側ブッシュ６５との接触面積が一定に維持されやすくなるので、自在継手の許容荷重が大きくなる。このため、可動域を広くし且つ許容できる荷重を大きくした場合でも、ボールジョイントと比較して自在継手は小さくなる。したがって、自在継手は、可動域を広くし且つ小型化を容易にすることができる。

また、自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）において、内側ブッシュ６５をアーム６１に向かって押す弾性部材６７を備える。

これにより、アーム６１と内側ブッシュ６５との間の隙間及びアーム６１と外側ブッシュ６３との間の隙間が生じにくくなる。このため、自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）におけるガタツキが抑制される。その結果、ホイール１０２の姿勢が安定するので、車両１０の走行安定性が向上する。

また、自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）において、アーム６１は、アーム凸面６１７ｐとアーム凹面６１７ｑとの間に位置するアーム端面６１７ｅを備える。アーム端面６１７ｅが支持部材６９に接している時、アーム６１とハウジング６０との間には隙間６０ｃがある。

これにより、アーム６１がハウジング６０に対して最大限に傾いた時にアーム６１に加わる曲げ応力が低減される。このため、アーム６１の破損が抑制される。

また、自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）において、ハウジング６０は、雌ねじ６０１を備える。支持部材６９は、雌ねじ６０１に噛み合う雄ねじ６９１を備える。すなわち、支持部材６９は、雄ねじ６９１と雌ねじ６０１との噛み合いによって、ハウジング６０に固定されている。

これにより、ハウジング６０を加締めることによって支持部材６９をハウジング６０に固定する場合、又は溶接によって支持部材６９をハウジング６０に固定する場合と比較して、低コストで支持部材６９をハウジング６０に固定できる。また、アーム６１とハウジング６０との間の隙間６０ｃの大きさの調整が可能である。これにより、自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）は、アーム６１がハウジング６０に干渉することを抑制できる。

また、伸縮リンク２において、第１自在継手６ａ及び第２自在継手６ｂの少なくとも一方が上述した自在継手である。

これにより、第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂの可動域が広いため、伸縮リンク２は、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の変更を容易にすることができる。

また、自在継手（第１自在継手６ａ又は第２自在継手６ｂ）が小型であるため、サスペンション１において複数の自在継手を近接して配置することが可能となる。このため、サスペンション１は、複数の伸縮リンク２を備えることができるので、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の変更を容易にすることができる。

伸縮リンク２において、アクチュエータ５は、固定シャフト３に取り付けられるモータ５１、モータ５１によって回転するねじ軸５７、モータ５１とねじ軸５７との間に配置されるクラッチ７、及びねじ軸５７に噛み合い且つ可動シャフト４に固定されるナット５９を有する。クラッチ７は、入力側部材７１と、第１ブレーキシュー７３と、第２ブレーキシュー７５と、ブレーキドラム７７と、係合子７９と、を備える。入力側部材７１は、モータ５１のシャフト５１１と共に回転し且つ第１ピン７１１及び第２ピン７１２を有する。第１ブレーキシュー７３は、第１ピン７１１が嵌まる第１嵌合部７３０を有する。第２ブレーキシュー７５は、第２ピン７１２が嵌まる第２嵌合部７５０を有し且つねじ軸５７の回転軸Ｚに対して第１ブレーキシュー７３とは反対側に位置する。ブレーキドラム７７は、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５の外周面に面する内周面を有し且つ固定シャフト３に固定される。ねじ軸５７と共に回転し且つ第１ブレーキシュー７３と第２ブレーキシュー７５との間の隙間に嵌まる。

これにより、伸縮リンク２は、可動シャフト４を移動させることで、ホイール１０２の姿勢を変更させることが可能である。伸縮リンク２は、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の変更を容易にすることができる。さらに、可動シャフト４に加わる外力によってねじ軸５７が回転した場合、係合子７９によって第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５に互いに離れる方向の力が加わる。これにより、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５がブレーキドラム７７に押し付けられるので、係合子７９及びねじ軸５７が回転できなくなる。したがって、モータ５１の停止時に可動シャフト４に外力が加わった場合でも、可動シャフト４の移動が規制される。伸縮リンク２は、車体に対するホイール１０２の相対的な姿勢の維持を容易にすることができる。可動シャフト４の位置を保持している時にはモータ５１への電力供給が不要である。伸縮リンク２は、消費電力を抑制することができる。

また、伸縮リンク２は、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５に互いに遠ざかる方向の力を加える弾性部材７４を備える。

これにより、係合子７９が第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５を押していない時でも、弾性部材７４が第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５をブレーキドラム７７に押し付ける。このため、伸縮リンク２は、係合子７９と第１ブレーキシュー７３との間の隙間及び係合子７９と第２ブレーキシュー７５との間の隙間に起因する、第１ブレーキシュー７３及び第２ブレーキシュー７５のガタツキを抑制できる。

また上述したアクチュエータ５を備えるサスペンション１は、クラッチ７があることにより、車両の消費電力を抑制することができる。

（第１変形例）
図１５は、第１変形例のサスペンションの斜視図である。図１６は、固定リンクの斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１５において、ショックアブソーバー１１は省略されている。

図１５に示すように、第１変形例のサスペンション１Ａは、３つの伸縮リンク２と、２つの固定リンク２０と、を備える。ホイール１０２の回転軸よりも上側に２つの伸縮リンク２が配置されている。ホイール１０２の回転軸よりも下側に２つの固定リンク２０が配置され、２つの固定リンク２０の下側に１つの伸縮リンク２が配置されている。

図１６に示すように、固定リンク２０は、ブリッジ部２０１と、第１自在継手６ａと、第２自在継手６ｂと、を備える。ブリッジ部２０１は、伸縮しない部材である。第１自在継手６ａがブリッジ部２０１の一端に設けられ、第２自在継手６ｂがブリッジ部２０１の他端に設けられている。固定リンク２０は、伸縮できないが、車体側部材１８及びハブキャリア１９に対して回転でき且つ揺動できる。

第１変形例のサスペンション１Ａは、それぞれの伸縮リンク２の長さを変化させることでトー角及びキャンバー角を変更できるが、キャスター角、トレッド幅及びホイールベースの変更には適さない。その一方で、第１変形例のサスペンション１Ａは、上述したサスペンション１と比較して、容易に製造でき且つ容易に制御できる。

（第２変形例）
図１７は、第２変形例のサスペンションの斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１７において、ショックアブソーバー１１は省略されている。

図１７に示すように、第２変形例のサスペンション１Ｂは、２つの伸縮リンク２と、３つの固定リンク２０と、を備える。ホイール１０２の回転軸よりも上側に２つの伸縮リンク２が配置されている。ホイール１０２の回転軸よりも下側に３つの固定リンク２０が配置されている。

サスペンション１Ｂは、それぞれの伸縮リンク２の長さを変化させることでトー角を変更できるが、キャンバー角、キャスター角、トレッド幅及びホイールベースの変更には適さない。その一方で、サスペンション１Ｂは、上述した第１変形例のサスペンション１Ａと比較して、容易に製造でき且つ容易に制御できる。サスペンション１Ｂは、左右のホイール１０２を独立して操舵する場合に適している。

（第３変形例）
図１８は、第３変形例のサスペンションの斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１８において、ショックアブソーバー１１は省略されている。

図１８に示すように、第３変形例のサスペンション１Ｃは、２つの伸縮リンク２と、３つの固定リンク２０と、を備える。ホイール１０２の回転軸よりも上側に２つの固定リンク２０が配置されている。ホイール１０２の回転軸よりも下側に２つの伸縮リンク２が配置され、２つの伸縮リンク２の下側に１つの固定リンク２０が配置されている。

サスペンション１Ｃは、それぞれの伸縮リンク２の長さを変化させることでトー角を変更できるが、キャンバー角、キャスター角、トレッド幅及びホイールベースの変更には適さない。その一方で、サスペンション１Ｃは、第１変形例のサスペンション１Ａと比較して、容易に製造でき且つ容易に制御できる。サスペンション１Ｃは、左右のホイール１０２を独立して操舵する場合に適している。

サスペンション１Ｃにおいては、第２変形例のサスペンション１Ｂと比較して、２つの伸縮リンク２の第２自在継手６ｂ間の距離が大きい。このため、可動シャフト４に加えられる力が同じである場合、サスペンション１Ｃにおいてはトー角を変化させる時にホイール１０２に加わるトルクが大きくなる。一方、可動シャフト４の最大移動距離が同じである場合、サスペンション１Ｃによって実現できるトー角は、第２変形例のサスペンション１Ｂによって実現できるトー角よりも小さくなる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ サスペンション
１０ 車両
１０１ ハブユニット
１０２ ホイール
１１ ショックアブソーバー
１８ 車体側部材
１９ ハブキャリア
２ 伸縮リンク
２０ 固定リンク
２０１ ブリッジ部
３ 固定シャフト
３１ 第１部材
３１１ 第１対向面
３１１ｄ 凹部
３１２ 第２対向面
３１２ｄ 凹部
３１５ 溝
３２ 第２部材
３２３ 第３対向面
３２３ｄ 凹部
３２４ 第４対向面
３２４ｄ 凹部
３５１ 第１ブッシュ
３５２ 第２ブッシュ
３５３ 第３ブッシュ
３５４ 第４ブッシュ
３６３ 第１弾性部材
３６４ 第２弾性部材
４ 可動シャフト
４０ 内部空間
４１ 第１平面
４２ 第２平面
４３ 第３平面
４４ 第４平面
４５ ストッパー
５ アクチュエータ
５１ モータ
５１１ シャフト
５１５ キー
５５ ベアリングユニット
５７ ねじ軸
５８ 止め輪
５９ ナット
６ａ 第１自在継手
６ｂ 第２自在継手
６０ ハウジング
６０ｃ 隙間
６１ アーム
６１１ 締結部
６１３ フランジ部
６１５ 中間部
６１７ 摺動部
６１７ｅ アーム端面
６１７ｐ アーム凸面
６１７ｑ アーム凹面
６３ 外側ブッシュ
６３ｑ ブッシュ凹面
６５ 内側ブッシュ
６５１ 頭部
６５１ｐ ブッシュ凸面
６５３ 胴部
６７ 弾性部材
６９ 支持部材
６９１ 雄ねじ
６９３ 第１凹部
６９５ 第２凹部
７ クラッチ
７１ 入力側部材
７１０ 本体
７１１ 第１ピン
７１２ 第２ピン
７１５ キー溝
７３ 第１ブレーキシュー
７３０ 第１嵌合部
７３１ 第１係合溝
７３３ 第１弾性部材溝
７４ 弾性部材
７５ 第２ブレーキシュー
７５０ 第２嵌合部
７５１ 第２係合溝
７５３ 第２弾性部材溝
７７ ブレーキドラム
７９ 係合子
９ 制御装置
Ｚ 回転軸

Claims (1)

1. 車体側部材とハブキャリアとを連結する５つの伸縮リンクを備え、
   前記伸縮リンクは、
   固定シャフトと、
   １つの直線を中心軸として回転でき且つ交差する当該直線と他の直線とのなす角度が変わるように動くことができるように前記固定シャフトを前記車体側部材に連結する第１自在継手と、
   前記固定シャフトに対してスライドできる可動シャフトと、
   １つの直線を中心軸として回転でき且つ交差する当該直線と他の直線とのなす角度が変わるように動くことができるように前記可動シャフトを前記ハブキャリアに連結する第２自在継手と、
   前記固定シャフトに固定されて前記可動シャフトを移動させるアクチュエータと、
   を備え、
   ２つの前記伸縮リンクは、ホイールの回転軸よりも上側に配置され、
   ３つの前記伸縮リンクは、前記ホイールの回転軸よりも下側に配置される
   ことを特徴とするサスペンション。

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