JP6605010B2 - 車輪操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪操舵装置に関する。

例えば、特許文献１には、車両進行方向に沿って配置された２つのアクチュエータによって車輪のトー角（舵角）を変更することが可能な車輪操舵装置が開示されている。

また、特許文献２には、周方向に沿って等角度離間して配置された３つのアクチュエータ（油圧シリンダ）を用いて車輪のトー角（舵角）を変更することが可能な車輪操舵装置が開示されている。

特許第４８６８１２９号公報 特許第４８６７４６０号公報

ところで、従来技術において、アクチュエータは、構造が複雑で多くの部品点数で構成されているため、大型化する傾向があった。

また、変更する車輪のトー角を大きくした場合、アクチュエータがさらに大型化して重量が増加して走行性能が低下するおそれがある。さらに、製造コストが高騰すると共に、アクチュエータを支持するアーム等も大きくなって車室スペースが減少する。

具体的には、特許文献１で開示された車輪操舵装置を用いてより大きな舵角に変更した場合（大舵角操舵化した場合）、２つのアクチュエータ自体がそれぞれ大型化する。また、増加したばね下重量を支持するためには、各アクチュエータ自体を支持するアーム類の強度が必要となり、アーム類が大型化する。このように、大舵角操舵化した場合にアクチュエータやアーム類が大型化するため、従来の車室スペースではそのレイアウトが困難となる。これにより、車室スペースを犠牲にしてサスペンションレイアウトを確保することが必要となる。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、簡素な構造で軽量化を図り、製造コストを低減すると共に、車室スペースを増大させることが可能な車輪操舵装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車輪を回転自在に保持するナックルを含む懸架機構と、前記懸架機構に対して回転可能に支持される第１カム及び第２カムと、前記第１カム及び前記第２カムを回転駆動する駆動源と、前記ナックルに設けられ、前記第１カムに沿って追従動作する第１カムフォロワと、前記ナックルに設けられ、前記第２カムに沿って追従動作する第２カムフォロワと、前記第１カム及び前記第１カムフォロワのいずれか一方に設けられる第１ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第１ガイド部に係合する第１係合部と、前記第２カム及び前記第２カムフォロワのいずれか一方に設けられる第２ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第２ガイド部に係合する第２係合部と、前記駆動源の駆動力を前記第１カム及び前記第２カムに対して伝達する駆動力伝達部材と、を備え、前記第１カム及び前記第１カムフォロワは、車輪回転軸を基準として車両前後方向の一側に配置され、前記第２カム及び前記第２カムフォロワは、前記車輪回転軸を基準として車両前後方向の他側に配置され、前記第１カム及び前記第２カムの回転中心軸は、前記第１カム及び前記第２カムから、トー角変更における前記ナックルの回動中心の方向に延びており、前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、異径で連続した複数の円弧によって構成されていることを特徴とする。
さらに、本発明は、車輪を回転自在に保持するナックルを含む懸架機構と、前記懸架機構に対して回転可能に支持される第１カム及び第２カムと、前記第１カム及び前記第２カムを回転駆動する単一の駆動源と、前記ナックルに設けられ、前記第１カムに沿って追従動作する第１カムフォロワと、前記ナックルに設けられ、前記第２カムに沿って追従動作する第２カムフォロワと、前記第１カム及び前記第１カムフォロワのいずれか一方に設けられる第１ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第１ガイド部に係合する第１係合部と、前記第２カム及び前記第２カムフォロワのいずれか一方に設けられる第２ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第２ガイド部に係合する第２係合部と、前記駆動源の駆動力を前記第１カム及び前記第２カムに対して伝達する駆動力伝達部材と、を備え、前記第１カム及び前記第１カムフォロワは、車輪回転軸を基準として車両前後方向の一側に配置され、前記第２カム及び前記第２カムフォロワは、前記車輪回転軸を基準として車両前後方向の他側に配置され、前記第１カム及び前記第２カムの回転中心軸は、前記第１カム及び前記第２カムから、トー角変更における前記ナックルの回動中心の方向に延びていることを特徴とする。

本発明では、簡素な構造で軽量化を図り、製造コストを低減すると共に、車室スペースを増大させることが可能な車輪操舵装置を得ることができる。

本発明の実施形態に係るリヤサスペンション装置が適用された車両の右後輪の一部破断斜視図である。 図１に示すリヤサスペンション装置の一部省略斜視図である。 第１カム（第２カム）の拡大平面図である。 リヤサスペンション装置を右後輪側から見た一部透過側面図である。 図４に対応し、転舵軸の設定及び変位した状態を示す模式図である。 初期位置からトーインとなるまでの状態を示したものであり、上段の（ａ）〜（ｃ）は、カム溝と係合ピンとの位置関係を示す平面模式図、下段の（ｄ）〜（ｆ）は、右後輪Ｗの回動状態を車両上方から見た平面図である。 初期位置からトーアウトとなるまでの状態を示したものであり、上段の（ａ）〜（ｃ）は、カム溝と係合ピンとの位置関係を示す平面模式図、下段の（ｄ）〜（ｆ）は、右後輪Ｗの回動状態を車両上方から見た平面図である。 本実施形態において、初期位置からトーイン・トーアウトとなったときの右後輪を車両上方から見た転舵軸の変位を示す平面図である。 サスペンション形式と、左右車輪独立・非独立タイプと、電動モータ搭載位置とを組み合わせたバリエーション設定を示す説明図である。 本出願人が案出した比較例において、初期位置からトーイン・トーアウトとなったときの右後輪を車両上方から見た転舵軸の状態を示す平面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るリヤサスペンション装置が適用された車両の右後輪の一部破断斜視図、図２は、図１に示すリヤサスペンション装置の一部省略斜視図、図３は、第１カム（第２カム）の拡大平面図である。なお、各図中において、矢印「前後」は、車両前後方向、矢印「左右」は、車幅方向（左右方向）、矢印「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）をそれぞれ示している。

本発明の実施形態に係るリヤサスペンション装置１０は、例えば、四輪駆動方式が採用された図示しない車両に適用される。図１及び図２に示されるように、このリヤサスペンション装置１０は、リヤサスペンション機構（懸架機構）１２と、第１カム１４及び第２カム１６と、第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０と、電動モータ（駆動源）２２と、回転駆動力伝達部材２４、２４ａとを備えて構成されている。なお、図１及び図２では、ブレーキ機構等の図示を省略している。

リヤサスペンション機構１２は、いわゆるＨ型トーションビーム式サスペンション機構で構成されている。なお、リヤサスペンション機構１２は、Ｈ型トーションビーム式サスペンション機構に限定されるものではなく、後記するように、種々のサスペンション形式を採用することが可能である（図９のＡ領域を参照）。

リヤサスペンション機構１２は、トレーリングアーム２６と、トーションビーム２８と、ナックル部材（ナックル）３０と、図示しないゴムブッシュとによって構成されている。

トレーリングアーム２６は、車幅方向に沿った左右両側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延在している。左右のトレーリングアーム２６、２６（図１中では、左のトレーリングアーム２６の図示を省略）の中間部の車幅方向内側には、車幅方向に沿って延在するトーションビーム２８が一体的に結合されている。左右のトレーリングアーム２６、２６とトーションビーム２８とによって、平面視して略Ｈ状に構成されている。なお、図１中では、右後輪Ｗに対応する部分のみを描出し、左後輪に対応する部分の図示を省略している。左後輪に対応する部分は、右後輪Ｗと対応する部分と左右対称に現れる。

トレーリングアーム２６の車両前方端部には、環状体３２が連結されている。この環状体３２には、図示しないゴムブッシュが装着される。このゴムブッシュを介して、トレーリングアーム２６の車両前方端部は、図示しない車体側部材に対して弾性的に連結されている。トレーリングアーム２６の車両後方端部で車幅方向内側には、ダンパスプリング（図示せず）の下端が取り付けられる図示しないばね受け座と、ダンパ（図示せず）が取り付けられる図示しないダンパ取付部とが設けられている。

ナックル部材３０は、略円筒状を呈するナックル本体部３０ａと、ナックル本体部３０ａの外周面から半径外方向に向かって延出する複数（３つ）のアームとを備えている。ナックル本体部３０ａは、右後輪Ｗを回転自在に軸支する車軸（車輪回転軸、ドライブシャフト）３４が貫通する貫通孔３６を有する。車軸３４と右後輪Ｗとの間には、ゴムブーツ３８を有するジョイント４０が装着されている。

複数のアームは、フロントアッパアーム３０ｂと、リヤアッパアーム３０ｃと、ロアアーム３０ｄとから構成されている。

フロントアッパアーム３０ｂは、ナックル本体部３０ａから車両前方に向かって延出している。フロントアッパアーム３０ｂには、トレーリングアーム２６側に向かって車幅方向内側に屈曲する第１カムフォロワ１８が一体的に連結されている。第１カムフォロワ１８の先端部には、下方に向かって突出する第１係合ピン（第１係合部）４４が設けられている。この第１係合ピン４４の先端部は、後記する第１カム１４のカム溝（第１ガイド部）４８に沿って摺接するように設けられている。

リヤアッパアーム３０ｃは、ナックル本体部３０ａから車両後方に向かって延出している。リヤアッパアーム３０ｃには、トレーリングアーム２６側に向かって車幅方向内側に屈曲する第２カムフォロワ２０が一体的に連結されている。第２カムフォロワ２０の中間部には、下方に向かって突出する第２係合ピン（第２係合部）５２が設けられている。この第２係合ピン５２の先端部は、後記する第２カム１６のカム溝（第２ガイド部）４８に沿って摺接するように設けられている。

また、第２カムフォロワ２０の先端部には、間にスリット５８を有する一対のガイドレール６０が設けられている。このスリット５８は、一対のガイドレール６０と略平行に直線状に形成されている。スリット５８に対して後記する第２カム１６の第２回転中心軸８４が係合することで、第２係合ピン５２をガイドすると共に、カム溝４８から第２係合ピン５２が離脱することを防止している。

ロアアーム３０ｄは、ナックル本体部３０ａから車両下方に向かって延出している。ロアアーム３０ｄの下端には、ボールジョイント６６が設けられている。このボールジョイント６６は、ロアアーム３０ｄ側に連結され、球状体を有する雄ジョイント部（可動側）６８と、後記するブラケット７０側に連結され、ブロック体の内部に球状体に対応する凹部状のすべり面を有する雌ジョイント部（固定側）７２とによって構成されている。本実施形態では、ブラケット７０に固定された雌ジョイント部７２を固定側とし、球状体を有する雄ジョイント部６８を可動側として角変位可能に設けられている。

図４は、リヤサスペンション装置を右後輪側から見た一部透過側面図である。
右後輪Ｗは、第１カム１４、第２カム１６、及び、ボールジョイント６６の３点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）で回転可能に支持されている。なお、第１カム１４、第２カム１６、及びボールジョイント６６を周方向に沿って略等角度離間して配置することで、後記する電動モータ２２の出力を小さくすることができる利点がある。

図１に戻り、右後輪Ｗと対向するトレーリングアーム２６の外側側壁には、プレート状のブラケット７０が固定されている。ブラケット７０の中央内径側には、車軸３４に連結されたジョイント４０との干渉を回避するために切欠部７６が形成されている。

切欠部７６（図１参照）を基準としたブラケット７０の車両前部には、第１カム１４、第１減速機７８、単一の電動モータ２２、及び、第１カムフォロワ１８がそれぞれ配置されている（図２参照）。また、切欠部７６（図１参照）を基準としたブラケット７０の車両後部には、第２カム１６、第２減速機８０、及び、第２カムフォロワ２０がそれぞれ配置されている（図２参照）。

図３は、第１カム（第２カム）の拡大平面図である。図３に示されるように、第１カム１４及び第２カム１６は、それぞれ同じ形状を有するカム板からなり、それぞれ同じカム溝形状からなる異径のカム溝４８（後記する第１カム溝４８ａ及び第２カム溝４８ｂ）が連続して形成されている。カム板は、平面視して大径の半円と小径の半円とが組み合わされた複合形状を呈する。第１カム１４及び第２カム１６には、それぞれ、第１カム１４及び第２カム１６の回転中心となる第１回転中心軸８２及び第２回転中心軸８４が立設されている。なお、図１及び図２では、第１カム溝４８ａ及び第２カム溝４８ｂを併せた「カム溝４８」により示している。

このカム溝４８は、小径で略半円状の第１カム溝４８ａと、大径で略半円状の第２カム溝４８ｂとが連続して形成（構成）されている。第１カム１４及び第２カム１６が第１回転中心軸８２及び第２回転中心軸８４を中心としてそれぞれ所定方向に回転した際、このカム溝４８に沿って第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０の第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２がそれぞれ追従動作するように設けられている。

図２に示されるように、第１カム１４の下部側には、第１減速機７８と、駆動源である電動モータ２２（例えば、ブラシ付きＤＣモータ）とが一体的に連結されている。第１減速機７８は、電動モータ２２の回転速度を減速させるものであり、例えば、遊星歯車機構、サイクロイド等によって構成されている。この第１減速機７８は、第２カム１６側の第２減速機８０と同じ構成からなり、第１カム１４及び第２カム１６でそれぞれ共用される。第１カム１４は、第１減速機７８を介して電動モータ２２によって直接回転駆動される。なお、第２カム１６の下部側には、第２減速機８０が一体的に連結されているが、電動モータ２２は連結されていない。

図２に示されるように、第１カム１４側の第１減速機７８と第２カム１６側の第２減速機８０との間には、単一の電動モータ２２の回転駆動力（回転トルク）を第２カム１６に対して伝達する回転駆動力伝達部材２４が設けられている。この回転駆動力伝達部材２４は、例えば、フレキシブルチューブからなり、フレキシブルチューブ内に収容されたトルク伝達ワイヤ等によって回転駆動力が伝達される。他には、例えば、図示しないベルト（タイミングベルト）やシャフト等が用いられるとよい。

図示しない左後輪と右後輪Ｗとの間（トーションビーム２８の断面Ｕ字状凹部内）には、電動モータ２２の回転駆動力を伝達する他の回転駆動力伝達部材２４ａが設けられている（図１参照）。単一の電動モータ２２の回転駆動力は、第１カム１４の上面から突出する他の回転駆動力伝達部材２４ａを介して、図示しない左後輪側に配置された第１カム１４及び第２カム１６に対して伝達される。なお、この他の回転駆動力伝達部材２４ａを省略して左後輪側に電動モータ２２を配置するようにしてもよい。

本実施形態に係るリヤサスペンション装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

図５は、図４に対応し、転舵軸の設定及び変位した状態を示す模式図である。図４及び図５において、点Ｐ１は、第１カムフォロワ１８の第１係合ピン４４が第１カム１４のカム溝４８に接触した接触点を示している。点Ｐ２は、第２カムフォロワ２０の第２係合ピン５２が第２カム１６のカム溝４８に接触した接触点を示している。点Ｐ３は、ボールジョイント６６（図１、図２参照）の回転中心（球状体の中心）を示している。

また、図５において、転舵軸Ｋ１は、ナックル部材３０及び右後輪Ｗが一体的にトーイン方向に最大角度で回動したときの位置を示したものであり、点Ｐ１と点Ｐ３とを結んだ直線を示している。転舵軸Ｋ２は、ナックル部材３０及び右後輪Ｗが一体的にトーアウト方向に最大角度で回動したときの位置を示したものであり、点Ｐ２と点Ｐ３とを結んだ直線を示している。なお、初期位置から転舵軸Ｋ１、Ｋ２への変位については、後記で詳細に説明する。

次に、電動モータ２２を回転駆動させ、その回転駆動力を第１カム１４及び第２カム１６に伝達して右後輪Ｗが回動してトーインとなる場合について説明する。

図６は、初期位置からトーインとなるまでの状態を示したものであり、上段の（ａ）〜（ｃ）は、カム溝と係合ピンとの位置関係を示す平面模式図、下段の（ｄ）〜（ｆ）は、右後輪Ｗの回動状態を車両上方から見た平面図である。

図７は、初期位置からトーアウトとなるまでの状態を示したものであり、上段の（ａ）〜（ｃ）は、カム溝と係合ピンとの位置関係を示す平面模式図、下段の（ｄ）〜（ｆ）は、右後輪Ｗの回動状態を車両上方から見た平面図である。なお、図６、図７中では、第１回転中心軸８２及び第２回転中心軸８４と区別するために、カム溝４８、４８に沿ってそれぞれ摺動変位する第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２にハッチングを入れている。

先ず、「トーイン」を実現する場合について説明する。

図６（ａ）に示される初期位置では、第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２が、第１カム溝４８ａと第２カム溝４８ｂとに囲まれて形成された溝内部に位置している。第１係合ピン４４は、第１カム１４の第１回転中心軸８２に対して車幅方向の外側に位置している。第２係合ピン５２は、第２カム１６の第２回転中心軸８４に対して車幅方向の外側に位置している。右後輪Ｗは、車両前後方向に沿って平行状態にある。この初期位置において、電動モータ２２を回転駆動させて第１カム１４を、第１回転中心軸８２を回転中心として矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回動させると共に、第２カム１６を第２回転中心軸８４を回転中心として矢印Ｂ方向（時計回り方向）に回動させる。図６（ｂ）に示されるように、第１係合ピン４４は、第１カム溝４８ａ内に保持された略静止状態にあるが、第２係合ピン５２は、小径の第１カム溝４８ａから大径の第２カム溝４８ｂに沿って変位する。その際、第２回転中心軸８４は、一対のガイドレール６０、６０内のスリット５８に沿って案内される。第２回転中心軸８４がスリット５８に沿って案内されているとき、第２係合ピン５２は、その前後方向の自由度が拘束された状態にあって、前後方向への変位が規制されている。

図６（ｂ）の状態からさらに第１カム１４が矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回動すると共に、第２カム１６が矢印Ｂ方向（時計回り方向）に回動すると、第２係合ピン５２が第２カム溝４８ｂの回動終点に到達して右後輪Ｗの前部が内側に傾斜したトーインとなる。（図６（ｃ）参照）

すなわち、電動モータ２２を回転駆動させると、その回転駆動力が第１カム１４に直接伝達されると共に、回転駆動力伝達部材２４を介して第２カム１６に伝達される。この伝達された回転駆動力によって第１カム１４及び第２カム１６は、それぞれ同期しながら矢印Ａ方向（反時計回り方向）及び矢印Ｂ方向（時計回り方向）にそれぞれ回動する。この回動する第１カム１４及び第２カム１６のカム溝４８に沿って第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０の第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２が追従動作する。これにより、ナックル部材３０及び右後輪Ｗが一体的にトーイン方向、すなわち、右後輪Ｗの前部が内向きに変位したトーインとなる。

次に、「トーアウト」を実現する場合について説明する。

図７（ａ）に示される初期位置において、電動モータ２２を回転駆動させて第１カム１４を、第１回転中心軸８２を回転中心として矢印Ｃ方向（時計回り方向）に回動させると共に、第２カム１６を第２回転中心軸８４を回転中心として矢印Ｄ方向（反時計回り方向）に回動させる。図７（ｂ）に示されるように、第２係合ピン５２は、第１カム溝４８ａ内に保持された状態にあるが、第１係合ピン４４は、小径の第１カム溝４８ａから大径の第２カム溝４８ｂに沿って変位する。

図７（ｂ）の状態からさらに第１カム１４が矢印Ｃ方向（時計回り方向）に回動すると共に、第２カム１６が矢印Ｃ方向（反時計回り方向）に回動すると、第１係合ピン４４が第２カム溝４８ｂの終点近傍に到達して右後輪Ｗの前部が外側に傾斜したトーアウトとなる（図７（ｃ）参照）。

すなわち、電動モータ２２から伝達された回転駆動力によって第１カム１４及び第２カム１６は、それぞれ同期しながら矢印Ｃ方向（時計回り方向）及び矢印Ｄ方向（反時計回り方向）にそれぞれ回動する。第１カム１４及び第２カム１６のカム溝４８、４８に沿って第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０の第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２がそれぞれ追従動作する。これにより、ナックル部材３０及び右後輪Ｗが一体的にトーアウト方向、すなわち、右後輪Ｗの前部が外向きに変位したトーアウトとなる。

次に、初期位置から右後輪Ｗをトーイン方向及びトーアウト方向へ回動変位させたときの転舵軸との関係について説明する。

図８は、本実施形態において、初期位置からトーイン・トーアウトとなったときの右後輪を車両上方から見た転舵軸の変位を示す平面図、図１０は、本出願人が案出した比較例において、トーイン・トーアウトとなったときの右後輪を車両上方から見た転舵軸の状態を示す平面図である。

図１０に示す比較例では、Ｈ型トーションビーム機構を用いている点のみが本実施形態と共通している。しかしながら、比較例では、本実施形態のナックル部材３０、第１カム１４及び第２カム１６、第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０、第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２、電動モータ２２等は、配置されていない点で本実施形態と相違している。

本出願人が案出した比較例では、右後輪Ｗを初期位置からトーイン方向へ回動変位させた場合、及び、右後輪Ｗを初期位置からトーアウト方向へ回動変位させた場合、そのいずれの場合であっても、転舵軸Ｋは、初期位置と同じ位置に固定された状態にある。換言すると、比較例では、所定位置にある転舵軸Ｋを回動軸として内向きのトーイン方向及び外向きのトーアウト方向に右後輪Ｗを回動変位させているだけである。このため、比較例では、トーイン方向又はトーアウト方向に回動変位したとき、右後輪Ｗの前部又は後部が、車体骨格部材又はシャーシ部品（図１０中で模式的に示した矩形状破線Ｍ）と干渉する（図１０中のトーイン側へ回動変位、トーアウト側へ回動変位した状態参照）。

これに対し、本実施形態では、図８に示されるように、初期位置から右後輪Ｗの前部が内向きに変位してトーイン（最大）となった場合、初期位置から車両前方に変位して転舵軸Ｋ１となる。また、初期位置から右後輪Ｗの前部が外向きに変位してトーアウトとなった場合、初期位置から車両後方に変位して転舵軸Ｋ２となる。

本実施形態では、第１カム１４及び第１カムフォロワ１８が車軸３４を基準として車両前後方向の前方（一側）に配置されている共に、第２カム１６及び第２カムフォロワ２０が車軸３４を基準として車両前後方向の後方（他側）に配置されている。本実施形態では、電動モータ２２の回転駆動力が伝達されて所定方向に回転する第１カム１４及び第２カム１６のカム溝４８、４８に沿って、第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０の第１係合ピン４４及び第２係合ピン５２がそれぞれ追従動作する。これにより、本実施形態では、転舵軸Ｋの設定及び変位した状態を模式的に示した図５に示されるように、右後輪Ｗがトーイン方向に向かって回動変位した場合、ボールジョイント６６の中心点であるＰ３を回動中心として矢印Ｅ方向に回動する。この結果、本実施形態では、初期位置から車両前方位置に変位してトーインの転舵軸Ｋ１となる。なお、トーインの状態では、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、実線で示す初期位置から破線で示した車両前方に変位する。

一方、右後輪Ｗがトーアウト方向に向かって回動変位した場合、ボールジョイント６６の中心点であるＰ３を回動中心として矢印Ｆ方向に回動する（図５参照）。この結果、本実施形態では、初期位置から車両後方位置に変位してトーアウトの転舵軸Ｋ２となる。なお、トーアウトの状態では、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、実線で示す初期位置から破線で示した車両後方に変位する。

このように本実施形態では、トーインのときに転舵軸Ｋ１を右後輪Ｗの略中央位置（初期位置）から前方位置に変位させ、トーアウトのときに転舵軸Ｋ２を右後輪Ｗの略中央位置（初期位置）から後方位置に変位させることができる（図８参照）。これにより、本実施形態では、簡素な構造で軽量化を図り、製造コストを低減すると共に、車室スペースを増大させることができる。

なお、本実施形態では、カム側に形成されたカム溝４８に沿って、カムフォロワ側に設けられた係合ピンが追従動作するように設けているがこれに限定されるものではない。例えば、カム側に係合ピン（係合部）を設け、カムフォロワ側にカム溝（ガイド部）を形成して追従動作するようにしてもよい。

また、本実施形態では、第１カム１４及び第２カム１６のカム溝４８、４８が、小径で略半円状の第１カム溝４８ａと、大径で略半円状の第２カム溝４８ｂとが連続した複合形状で形成されている。第１カム１４及び第２カム１６の各カム溝４８をこのような複合形状とすることで、例えば、トーイン方向への操舵時において、車両前方側に位置する第１係合ピン４４が小径の第１カム溝４８ａ内に保持された略静止状態とすると共に、車両後方側に位置する第２係合ピン５２が大径の第２カム溝４８ｂに沿って追従変位することで右後輪Ｗの前部を内向き方向にすることができる。すなわち、トーイン方向への操舵時において、前側のフロントアッパアーム３０ｂを静止状態とし、且つ、後側のリヤアッパアーム３０ｃのみを車幅方向外側へ変位させることで、右後輪Ｗの前部を内向き方向に変位させることができる。この場合、小径の第１カム溝４８ａは、請求項の「第１カムフォロワが静止した状態となるガイド区間」として機能する。

さらに、本実施形態では、第１カム１４及び第２カム１６が、電動モータ２２によって同期して回転駆動される。これにより、電動モータ２２で発生した回転駆動力を２つの第１カム１４及び第２カム１６に対して効率良く伝達することができる。また、単一の電動モータ２２を用いることで、特別な同期制御を行うことがなく、第１カム１４及び第２カム１６を容易に同期させることができる。なお、第１カム１４の回転駆動と第２カム１６の回転駆動とをそれぞれ同期させることがなく、別個独立に制御するようにしてもよい。

さらにまた、本実施形態では、懸架機構として「トーションビーム式サスペンション機構」が用いられている。トーションビーム式サスペンション機構は、一般的に、トレーリングアーム２６と車輪のホイールとが近接配置され、トレーリングアーム２６と車輪のホイール内側との車幅方向の間隔を確保することが容易ではない。このため、トレーリングアーム２６と車輪のホイール内側の車幅方向の離間空間内に伸縮アクチュエータを配置することが困難となっている。これに対し、本実施形態では、車軸３４を基準として車両前方に第１カム１４及び第１カムフォロワ１８を配置すると共に、車両後方に第２カム１６及び第２カムフォロワ２０を配置した簡素なカム構造とすることで、車輪のトーイン・トーアウト制御を容易に達成することができる。

なお、このトーションビーム式サスペンション機構には、ラテラルリンクとコントロールリンクからなる複合リンクをトーションビームに組み合わせたマルチリンクビーム式サスペンション機構も含まれる。

図９は、サスペンション形式と、左右車輪独立・非独立タイプと、電動モータ搭載位置とを組み合わせたバリエーション設定を示す説明図である。

図９において、向かって左側に位置するＡ領域は、種々のサスペンション形式を示したものである。例えば、Ａ領域において、（ａ）は、５リンクマルチサスペンション形式、（ｂ）は、Ｅ型マルチリンクサスペンション形式、（ｃ）は、Ｈ型トーションビーム式サスペンション形式をそれぞれ示している。

図９の中央に位置するＢ領域は、左右両輪を独立してトーイン・トーアウト制御することが可能か否か（左右独立・左右非独立）を示したものである。Ｂ領域において、（ｄ）は、左右独立して左右両輪のトーイン制御が可能な左右独立タイプ、（ｅ）は、左右非独立した４ＷＳタイプをそれぞれ示している。なお、Ｂ領域において、破線で示される「ＡＣＴ」は、例えば、モータを備えたカム式アクチュエータがインホイール位置に搭載された状態を示している。また、Ｂ領域の（ｅ）では、左右両輪に配置されたモータを備えたカム式アクチュエータ（ＡＣＴ）を回転駆動力伝達部材２４ａで連結している。

図９において、向かって右側に位置するＣ領域は、電動モータ２２（電装部品や重量物を含む）の搭載位置のバリエーションを示したものである。例えば、Ｃ領域において、（ｆ）は、電動モータ２２をばね下に搭載したタイプ、（ｇ）は、電動モータ２２をばね上の位置に搭載し、且つ、左右両輪独立タイプ、（ｈ）は、電動モータ２２をばね上の位置に搭載し、且つ、左右両輪非独立タイプ（４ＷＳ）をそれぞれ示している。

本実施形態では、第１カム１４及び第２カム１６や第１カムフォロワ１８及び第２カムフォロワ２０等を含むダブルカム機構部分と、回転駆動力伝達部材（トルク伝達部材）２４、２４ａとを組み合わせることで、サスペンション形式（Ａ領域）、左右独立・左右非独立タイプ（Ｂ領域）、及び、電動モータ搭載位置（Ｃ領域）のバリエーション設定が可能となる。この結果、本実施形態では、要求される車両性能（例えば、車両走行性能、サスペンション性能等）やコストによる使い分けが可能となる。

なお、本実施形態では、リヤサスペンション装置１０を前輪駆動方式の車両に適用した場合を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、前輪駆動方式の車両や後輪駆動方式の車両に適用してもよい。

１０ リヤサスペンション装置（車輪操舵装置）
１２ リヤサスペンション機構（懸架機構）
１４ 第１カム
１６ 第２カム
１８ 第１カムフォロワ
２０ 第２カムフォロワ
２２ 電動モータ（駆動源）
２４、２４ａ 回転駆動力伝達部材
３４ 車軸（車輪回転軸）
４４ 第１係合ピン（第１係合部）
４８ カム溝（第１ガイド部、第２ガイド部）
４８ａ 第１カム溝
４８ｂ 第２カム溝
５２ 第２係合ピン（第２係合部）
Ｗ 右後輪
Ｋ、Ｋ１、Ｋ２ 転舵軸

Claims (5)

1. 車輪を回転自在に保持するナックルを含む懸架機構と、
   前記懸架機構に対して回転可能に支持される第１カム及び第２カムと、
   前記第１カム及び前記第２カムを回転駆動する駆動源と、
   前記ナックルに設けられ、前記第１カムに沿って追従動作する第１カムフォロワと、
   前記ナックルに設けられ、前記第２カムに沿って追従動作する第２カムフォロワと、
   前記第１カム及び前記第１カムフォロワのいずれか一方に設けられる第１ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第１ガイド部に係合する第１係合部と、
   前記第２カム及び前記第２カムフォロワのいずれか一方に設けられる第２ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第２ガイド部に係合する第２係合部と、
   前記駆動源の駆動力を前記第１カム及び前記第２カムに対して伝達する駆動力伝達部材と、
   を備え、
   前記第１カム及び前記第１カムフォロワは、車輪回転軸を基準として車両前後方向の一側に配置され、
   前記第２カム及び前記第２カムフォロワは、前記車輪回転軸を基準として車両前後方向の他側に配置され、
   前記第１カム及び前記第２カムの回転中心軸は、前記第１カム及び前記第２カムから、トー角変更における前記ナックルの回動中心の方向に延びており、
   前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、異径で連続した複数の円弧によって構成されていることを特徴とする車輪操舵装置。
2. 請求項１記載の車輪操舵装置において、
   前記第１ガイド部及び前記第２ガイド部は、前記駆動源によって前記第１カム及び前記第２カムが回転駆動されたとき、前記第１カムフォロワ及び／又は前記第２カムフォロワが静止した状態となるガイド区間を有することを特徴とする車輪操舵装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の車輪操舵装置において、
   前記第１カム及び前記第２カムは、同期して回転駆動されることを特徴とする車輪操舵装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１ 項記載の車輪操舵装置において、
   前記懸架機構は、トーションビーム式サスペンション機構であることを特徴とする車輪操舵装置。
5. 車輪を回転自在に保持するナックルを含む懸架機構と、
   前記懸架機構に対して回転可能に支持される第１カム及び第２カムと、
   前記第１カム及び前記第２カムを回転駆動する単一の駆動源と、
   前記ナックルに設けられ、前記第１カムに沿って追従動作する第１カムフォロワと、
   前記ナックルに設けられ、前記第２カムに沿って追従動作する第２カムフォロワと、
   前記第１カム及び前記第１カムフォロワのいずれか一方に設けられる第１ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第１ガイド部に係合する第１係合部と、
   前記第２カム及び前記第２カムフォロワのいずれか一方に設けられる第２ガイド部、及び、いずれか他方に設けられ前記第２ガイド部に係合する第２係合部と、
   前記駆動源の駆動力を前記第１カム及び前記第２カムに対して伝達する駆動力伝達部材と、
   を備え、
   前記第１カム及び前記第１カムフォロワは、車輪回転軸を基準として車両前後方向の一側に配置され、
   前記第２カム及び前記第２カムフォロワは、前記車輪回転軸を基準として車両前後方向の他側に配置され、
   前記第１カム及び前記第２カムの回転中心軸は、前記第１カム及び前記第２カムから、トー角変更における前記ナックルの回動中心の方向に延びていることを特徴とする車輪操舵装置。

Images