JP4929745B2 - 車輪の転舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の旋回走行に必要となる車輪の転舵装置であって、特に、大きな転舵角で車輪を転舵させる技術に関するものである。

運転者による操舵操作に基づき、車輪を転舵させる車輪の転舵装置であって、この最大転舵角が、通常の旋回走行に必要な領域よりも、遥かに大きな大転舵角領域にある発明としては従来、例えば特許文献１および特許文献２に記載のごときものが知られている。
特許文献１および特許文献２に記載の車両用懸架装置は、車両上下方向に延在するハブキャリアの下端に、車輪を回転自在に支持するハブ部を形成し、ハブキャリアの上端部とセンターアームの上端部とを転舵軸中心に回動（転舵）可能に連結する。ここで転舵軸は車両略上下方向に延在するキングピン軸であり、ハブキャリアはセンターアームに対し１８０度以上回動（転舵）可能である。
特開平５−１２４５３５号公報 特開平６−６４５５６号公報

しかし、上記従来のような車両用懸架装置にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。
つまり車両の旋回走行においては、同一旋回半径にあっては車速が大きくなるほど遠心力が増大するので、車速が大きくなれば車輪の最大可能転舵角が小さくなる。この最大可能転舵角を超えて転舵角を大きくすると車輪は路面との間で摩擦力を失う、いわゆる急ハンドル操作となる。急ハンドル操作では、走行安定性を失って、車両がスピンして旋回方向の制御が不能になる。したがって、車両が走行安定性を損なわない範囲で旋回するには、車速と、車輪および接地路面間の摩擦力と、に基づき、転舵角を抑制する必要がある。つまり、中・高速で走行中は転舵角が小さい小転舵角領域で車輪を転舵しなければならない。また、停車時および低速走行時には転舵角が大きい大転舵角領域で車輪を転舵しても差し支えない。
特許文献１および２に記載の車両用懸架装置では、前述したハブキャリアの上端に、ステアモータからなる回動機構を介して、モータハウジングを連結する。モータハウジングにはナックルアームを一体に形成する。
そして明示されてはいないが、中・高速走行時にはナックルアームをタイロッドで回動させ、小転舵角領域で車輪を転舵すると考えられる。
また、停車時および低速走行時にはステアモータを作動し、大転舵角領域で車輪を転舵
すると考えられる。この場合、車輪は転舵軸を中心に１８０°以上まで回転可能である。

このように特許文献１および２に記載の車両用懸架装置では、少なくともナックルアームおよびタイロッドを具えた回動機構と、ステアモータを具えた回動機構と、の２つの回動機構で車輪を転舵するから、ステアモータを具えた回動機構の分だけばね下質量が増加し、乗り心地性能が悪化する。また、回動機構が二重に設置されてコスト増大の原因となる。

本発明は、上述の実情に鑑み、ばね下質量を増大させることなく、停車時および低速走行中は車輪を大舵角で転舵可能に懸架し、中・高速走行中では車輪を小舵角で転舵可能に懸架する車輪の転舵装置を提案するものである。

この目的のため本発明による車輪の転舵装置は、
車速と、車輪および接地路面間の摩擦力とに基づき、旋回中の走行安定性を損なわない範囲で車輪を転舵することを前提とする。すなわち、停車時および低速走行時には転舵角が大きい大転舵角領域で車輪を転舵し、中・高速走行時には転舵角が小さい小転舵角領域で車輪を転舵する。
そして、車両前後方向に延在し、後端を車体側メンバに回転自在に装着したメインリンクからなり、車速にかかわらず前記小転舵角領域で転舵する小転舵機構と、前記メインリンクの前端に一端を、車輪を回転自在に取り付けたハブ部材の車両前方側に他端を、それぞれ回転自在に装着した第１リンク、および前記メインリンクの両端間に一端を、前記ハブ部材の車両後方側に他端を、それぞれ回転自在に装着した第２リンクからなり、停車時および低速走行時には前記大転舵角領域で転舵する大転舵機構とを設け、
前記小転舵機構は、前記第１リンクおよび前記第２リンクの連結点が回動しないようロック機構を作動させた状態で前記メインリンクが前記車体側メンバに対して回動し、
前記大転舵機構は、前記第１リンクおよび前記第２リンクの連結点が回動するようロック機構を解除させた状態で前記第１リンクおよび前記第２リンクが前記メインリンクに対して回動し、
ハブ部材に、車体側から延在するコントロールロッドの一端を連結し、これら小転舵角領域および大転舵角領域を通じて、該コントロールロッドを進退動させてハブ部材を転舵方向に回動するよう構成したことを特徴としたものである。

かかる本発明の構成によれば、車両前後方向に延在し、後端を車体側メンバに回転自在に装着したメインリンクからなり、車速にかかわらず前記小転舵角領域で転舵する小転舵機構と、前記メインリンクの前端に一端を、車輪を回転自在に取り付けたハブ部材の車両前方側に他端を、それぞれ回転自在に装着した第１リンク、および前記メインリンクの両端間に一端を、前記ハブ部材の車両後方側に他端を、それぞれ回転自在に装着した第２リンクからなり、停車時および低速走行時には前記大転舵角領域で転舵する大転舵機構とを設け、前記小転舵機構を、前記第１リンクおよび前記第２リンクの連結点が回動しないようロック機構を作動させた状態で前記メインリンクが前記車体側メンバに対して回動するよう構成し、前記大転舵機構を、前記第１リンクおよび前記第２リンクの連結点が回動するようロック機構を解除させた状態で前記第１リンクおよび前記第２リンクが前記メインリンクに対して回動するよう構成し、小転舵角領域および大転舵角領域で共通に作動する１つの回動手段（コントロールロッド）を設けたことから、
車両の中・高速走行時に大転舵機構を使用しないことにより、上述した旋回方向の制御不能という問題を未然に防止することができる。そして、車両の中・高速走行時では、小転舵機構を使用すれば車輪を小さな転舵角で転舵させることができ、車両の旋回性能が損なわれることはない。
また、停車時および低速走行時には大転舵機構を使用して車輪を大転舵角領域で転舵することが可能になり、車両の車庫入れや縦列駐車が容易になる。
さらに、複数の回動手段を必要としないため、ばね下質量を増大させることなく、コスト上有利となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる車輪の転舵装置を示す平面図であり、車輪が転舵していない直進状態を表す。
車体左側に取り付けられた車輪１は、外周部にタイヤ２を、中心部にロードホイール３を具える。車輪１はハブ部材４に回転自在に取り付けられている。ハブ部材４は、ロードホイール３と結合して車輪１を回転駆動するモータ部５と、モータ部５を支持する支持部６から構成される。

モータ部５は、車輪１の回転軸と同軸に出力軸（図示せず）を具えている。この出力軸は車輪１と結合する。略円筒形状であるモータ部５の外径寸法は、中空円筒形状のロードホイール３の内周寸法よりも小さく、図１に示すように、モータ部５の半分をロードホイール３の内空領域に配置して、いわゆるインホイールモータ構造とする。モータ部５が力行運転すると、モータ部５の出力軸が回転し、車輪１を駆動する。

ロードホイール３の内空領域から突出するモータ部５の車幅内側部のうち、その後側には、車幅方向に延在するコントロールロッド１８の一端を連結する。
コントロールロッド１８の図示しない他端は、運転者が操作する操舵装置（図示せず）と連結する。運転者が操舵装置を操作すると、コントロールロッド１８が図１矢の向き車幅方向に進退動して、ハブ部材４および車輪１を転舵させる。この様子については、別図６〜９に沿って後述する。
モータ部５の下部には、プレート状の支持部６を取り付ける。支持部６はモータ部５の車幅方向外側部に結合していることから、図１に示すように、支持部６もロードホイール３の内空領域に位置する。
支持部６は非転舵状態では車両前後方向に延在し、その前端は第１リンク７の一端と回動可能に連結する。また、その後端は第２リンク８の一端と回動可能に連結する。

第１リンク７の他端は、メインリンク９の前端と回動可能に連結する。第２リンク８の他端は、メインリンク９の中央部と回動可能に連結する。このようにハブ部材４とメインリンク９との間を、第１リンク７および第２リンク８からなるリンク構造で機械的に連結する。

第１リンク７は水平面を持ったプレート形状であり、その一端にある支持部６との連結点１０と、その他端にあるメインリンク９との連結点１１は、車両上下方向に延在する回転軸を有する。したがって、ハブ部材４は第１リンク７に対し、車両上下方向に延在する回転軸を中心に略水平面上で回動可能である。また第１リンク７はメインリンク９に対し、車両上下方向に延在する回転軸を中心に略水平面上で回動可能である。
連結点１０と連結点１１との位置関係は、車輪１の非転舵状態では図１に示すように、おおよそ車幅方向に位置するが、車幅内方にある連結点１１が車幅外方にある連結点１０よりもやや車両前方に位置する。

また第２リンク８も水平面を持ったプレート形状であり、その一端にある支持部６との連結点１２と、その他端にあるメインリンク９との連結点１３は、車両上下方向に延在する回転軸を有する。したがって、ハブ部材４は第２リンク８に対し、車両上下方向に延在する回転軸を中心に略水平面上で回動可能である。また第２リンク８はメインリンク９に対し、車両上下方向に延在する回転軸を中心に略水平面上で回動可能である。
連結点１２と連結点１３との位置関係は、車輪１の非転舵状態では図１に示すように、おおよそ車両前後方向に位置するが、車両前方にある連結点１３が車両後方にある連結点１２よりもやや車幅内方に位置する。

メインリンク９は車両前後方向に延在し、長辺と短辺とを略直角になるよう一体結合した「Ｌ」字状であることを特徴とする。そして、連結部１１，１３を具えた長辺を前方にし、短辺を後方にし、略直角部の角部が車幅内方に向くよう（略直角部の隅部が車幅外方に向くよう）配置される。
メインリンク９の後端は、車体側にあるロアアーム１４の車幅外方端と連結する。
メインリンク９も水平面を持ったプレート形状であり、その後端にあるロアアーム１４との連結点１５は、車両上下方向に延在する回転軸を有する。したがって、メインリンク９はロアアーム１４に対し、車両上下方向に延在する回転軸を中心に回動可能である。
メインリンク９に設けた連結点１３と連結点１５との位置関係は、車輪１の非転舵状態では図１に示すように、車両前後方向に位置する。

ロアアーム１４は、車幅外方端にある連結点１５から車幅内方に向けて前後方向に広がるよう、三角形状を有する。前方にある車幅内方端１６と、後方にある車幅内方端１７とは、車両前後方向に延在する同一の回転軸Ｏを有する。車幅内方端１６、１７は、図示しない車体側の部材と連結し、そして、車幅内方端１６，１７と基端とし、車幅外方端１５を遊端として、車両上下方向に揺動可能とする。これにより凹凸路面では、車輪１のバウンドおよびリバウンドを実現する。

図２は本実施例の転舵装置を、車両後方からみた状態を示す背面図である。
モータ部５には、略上下方向に延在するストラット１９の下端を取り付ける。ストラット１９の上端は図示しない車体に取り付けられている。これら上下端の取り付け部には、弾性部材を介挿し、取り付け部の折れ曲がりを許容する。
ストラット１９の延在方向には、連結点１５を位置させて、ストラット１９の延在方向をキングピン軸Ｋに一致させる。これにより、後述する小転舵角領域では、ストラット１９の延在方向を回動中心として、車輪１が転舵する。

ストラット１９は、その上部にサスペンションスプリング２０を、その下部にショックアブソーバ２１を具える。サスペンションスプリング２０は、接地面から車輪１に入力される衝撃を緩和する。ショックアブソーバ２１は、バウンドおよびリバウンドに伴う上下方向振動を減衰させる。

図３は本発明の他の実施例になる車輪の転舵装置を、車両後方からみた状態を示す背面
図である。この実施例では、ダブルウッシュボーン式のアームで、モータ部５を車体（図示せず）に取り付けた構造を例示する。
モータ部５の上方には、アッパーアーム２４を車幅方向に延在させる。アッパーアーム２４はロアアーム１４と上下対称かつ同形状のものである。つまり、アッパーアーム２４の車幅内方端は、図示しない車体と回動可能に取り付けられ、アッパーアーム２４の車幅外方端は、車輪１側と取り付けられている。
ここでモータ部５は順次、モータ部５を支持する支持部６と、第１リンク７および第２リンク８と、メインリンク９と、連結点１５とを介して、アッパーアーム２４に取り付けられる。なお、これら部材の位置関係は、ロアアーム１４と上下対称かつ同一である。モータ部５の上方にある連結点１５と、モータ部５の下方にある連結点１５とを通る直線はキングピン軸Ｋとなる。

キングピン軸Ｋよりも車幅内方でキングピン軸Ｋと平行に延在するストラット１９は、アッパーアーム２４の開口部２５を貫通し、ストラット１９の下端をロアアーム１４の中央部に取り付ける。またストラット１９の上端を、図示しない車体に取り付ける。図３に示すストラット１９も、図２に示す実施例と同様、車輪１のバウンドおよびリバウンドを実現する役目、および車輪１の上下振動を減衰する役目を果たす。

図４は本実施例の転舵装置を、車両下方からみた状態を示す底面図である。第２リンク８は、その両端１１，１２間で直線の部材ではなく、その中央部を円弧状に形成して、連結点１５を迂回する。
したがって、前述した図２または図３に示すように、第２リンク８の車両上下方向位置を、ロアリンク１４およびメインリンク９の車両上下方向位置と略一致させることが可能となる。

図５は本実施例の転舵装置を、車幅内方からみた状態を示す内側面図である。プレート形状に形成した第１リンク７と、同じくプレート形状に形成した第２リンク８と、同じくプレート形状に形成したメインリンク９とを、車両上下方向にあっては、車輪１の回転軸と同軸の略円筒に形成したモータ部５の下部と、ロアアーム１４の車幅外方端１５との間に配置する。
これにより、ハブ部材４を転舵する第１リンク７と、第２リンク８と、メインリンク９との全体厚みを少なくすることができるとともに、ロードホイール３の内空領域に収容することができる。

なお、車体右側に取り付けられた車輪については図示しなかったが、上述した左車輪１の転舵装置と左右対称に、右車輪の転舵装置をも構成する。

次に、上述した各実施例の転舵する様子について、図６および図７に沿って説明する。

図６は本実施例の転舵装置の平面図である。図６中、（ａ）〜（ｃ）のいずれの状態も、車輪１の転舵角が小転舵角領域の場合である。（ａ）は、右方向の最大可能角まで小転舵した状態を示す。（ｂ）は、直進走行中の非転舵状態を示し、図１と同じ状態である。（ｃ）は、左方向の最大可能角まで小転舵した状態を示す。
図６（ａ）から（ｃ）のように、または逆に（ｃ）から（ａ）のように、車輪１を小転舵角領域で転舵するには、コントロールロッド１８を車幅方向に進退動させて、モータ部５を回動させることにより、これを行う。
図６中、（ａ）〜（ｃ）のいずれの状態も、車輪１は連結点１５を中心に転舵する。連結点１５は前述および図２，３に示すように、キングピン軸Ｋ上にある。

ここで付言すると、支持部６と、第１リンク７および第２リンク８と、メインリンク９と、連結点１５との相対位置関係は、小転舵角領域（ａ）（ｂ）（ｃ）のすべてにおいて変化しない。
このような小転舵を実現するため、コントロールロッド１８からモータ部５に車幅方向の力が入力される間、第１リンク７および第２リンク８が連結点１１，１３で回動しないよう、ロック機構を作動させておく。なお、ロック機構は回動を規制する手段であればよく、公知のものでよいし、後述する図１０に示すようなものであってもよい。
そしてメインリンク９をロアアーム１４に対して転舵方向に回動させて、車輪１の転舵を実行する。

小転舵角領域では、図６に示すようにメインリンク９が小転舵機構として、車体側にあるロアアーム１４に対して回動することから、
中・高速走行時にはメインリンク９を回動させれば、車輪１をキングピン軸Ｋ中心として小さな転舵角で転舵させることができ、車両の旋回性能が損なわれることはない。

図７も本実施例の転舵装置の平面図である。図７中、（ａ）〜（ｃ）のいずれの状態も、車輪１の転舵角が右への大転舵角領域の場合である。（ａ）は、右に最大転舵角９０度に大転舵した状態を示す。（ｃ）は、右への大転舵開始の状態（転舵角３０度）を示し、図６（ａ）と同じ状態である。（ｂ）は、（ａ）および（ｃ）の中間の大転舵状態（転舵角６０度）を示す。

図７中、（ａ）〜（ｃ）のいずれの状態も、メインリンク９はロアアーム１４に対し同一の右回転角で回動した状態を保持している。つまり、メインリンク９を車体側メンバになるロアアーム１４に対して右側の最大可能角まで回動させた状態で、モータ部５をメインリンク９に対して回動させて車輪１を大転舵する。

つまり大転舵角領域において、図７（ｃ）から図７（ａ）の状態のように転舵角を増大させる場合や、逆に図７（ａ）から図７（ｃ）の状態のように転舵角を減少させる場合には、第１リンク７および第２リンク８をメインリンク９に対し回動させる。
したがって、第１リンク７に着目すると、図７（ｃ）大転舵開始の状態では、第１リンク７が車幅方向に延在している。これに対し図７（ａ）最大転舵の状態では、第１リンク７がやや車両前後方向よりに延在している。
図７（ａ）から（ｃ）のように、または逆に（ｃ）から（ａ）のように、車輪１を大転舵角領域で転舵するには、コントロールロッド１８を車幅方向に進退動させて、モータ部５を回動させることにより、これを行う。
なお、大転舵角領域では、前述および図６の小転舵角領域で第１リンク７および第２リンク８が連結点１１，１３で回動しないようにしていたロック機構を解除させておくこと勿論である。

このように、ハブ部材４に、車体側から延在するコントロールロッド１８の一端を連結し、図６に示す小転舵角領域および図７に示す大転舵角領域を通じて、このコントロールロッド１８を進退動させてハブ部材４を転舵方向に回動する。

低速走行時または停車時には、図７各図に示すように車輪１を大転舵角領域で回動させることにより、車両の車庫入れや縦列駐車が容易になる他、
図７各図に示すように第１リンク７および第２リンク８が大転舵機構として、車体側にあるメインリンク９に対して回動することから、車輪１を車体側にあるロアアーム１４から十分に離すことができ、大転舵時に車輪１が車体側メンバに干渉することを防止できる。

この効果について説明するため、図６，７に沿って上述した小転舵角領域および大転舵角領域において、同実施例の転舵装置が描く軌跡につき説明する。

図８は車輪１接地中心の軌跡を示す平面図である。
図８中、車輪１接地中心は、車輪１の回転軸上にあって、支持部６から所定距離α（モータ部５の出力軸の長さ）車幅外方に離れた位置にある点として表される。例えば非転舵状態では、車輪１の回転軸は二点鎖線で示され、接地中心はβとなる。
小転舵角領域における車輪１接地中心の軌跡（破線）は、図８中、矢印で示される範囲である。また、大転舵角領域における車輪１接地中心の軌跡（破線）は、図８中、矢印で示される範囲よりも車両前方にある範囲である。

支持部６と第１リンク７と第２リンク８とメインリンク９先端部は、図８に示すように四角形を構成する。この四角形の４個の頂点を小円で示す。小転舵角領域では、この四角形が形を変えず、連結点１５を中心として回動する。
例えばメインリンク９にある連結点１１の軌跡は一点鎖線で示す円弧１１ｒのようなものとなる（円弧１１ｒの図示部分すべてに亘り連結点１１が移動するものではない）。
メインリンク９を小転舵角領域における最大可能角３０度まで回動すると、車輪１接地中心の軌跡は位置γに至る。
車輪１を位置γから切り増しして転舵させると、車輪１接地中心は大転舵角領域に入り、位置γから車両前方に移動する。大転舵角領域ではこの四角形が形を変えて、第１リンク７と第２リンク８との相対位置が変化する。

この四角形は、図８に示すように第１リンク７と、第２リンク８と、ハブ部材４の支持部６における連結点１０，１２間の距離と、メインリンク９における連結点１１，１３間の距離とを辺として構成される。
そして、これらの辺の長さを以下のように規定する。つまり、第１リンク７を連結点１１，１３間の距離よりも長くし、連結点１０，１２間の距離を第１リンク７よりも長くし、第２リンク８を連結点１０，１２間の距離よりも長くする。

図９は、大転舵角領域における車輪１接地中心の軌跡をより詳しく示す平面図である。
上述したように、図９における車輪１接地中心の軌跡は破線で表される。また、図９に示すように、第１リンク７および第２リンク８の相対位置関係は、車輪１接地中心の位置（転舵角）によって変化する。したがって、第１リンク７にある連結点１０の軌跡は一点鎖線で示す円弧１０ｒのようなものとなる（円弧１０ｒの図示部分すべてに亘り連結点１０が移動するものではない）。また、第２リンク８にある連結点１２の軌跡は一点鎖線で示す円弧１２ｒのようなものとなる（円弧１２ｒの図示部分すべてに亘り連結点１２が移動するものではない）。

前述および図８に示した四角形の４個の頂点を、図９にも小円で示す。この四角形は車輪１接地中心の軌跡が位置γにある状態である。

本実施例では、この四角形の辺の長さを、前述のように規定したことから以下の作用効果を奏する。
車輪１を位置γからさらに切り増しして転舵させると、第１リンク７は連結点１１を中心に大きな角度で回動する。これに対し第２リンク８は連結点１３を中心に小さな角度で回動する。つまり小円で示した四角形が形を変えて、第１リンク７と第２リンク８との相対位置が変化する。
また支持部６は、第１リンク７および第２リンク８の動きに応じて転舵する。そして、車輪１接地中心は車両前方に移動し、転舵角が増大するにつれ、車幅内方にも移動する（図９の破線）。
したがって大転舵角領域では、車輪１がロアアーム１４から大きく離れることとなり、これらの干渉を回避することができる。

本実施例では、図６に示すように通常の旋回走行で用いる小転舵機構と、図７に示すように特殊な旋回走行で用いる大転舵機構とを、直列に具える。したがってまず、小転舵角領域では、図８に示すように車輪１接地中心を、連結点１５を中心に回動させることができ、次に、大転舵角領域では、図８，９に示すように車輪１接地中心を、連結点１５から離した状態で移動させることができる。このため、車輪１接地中心の軌跡を図８に示すように位置γを境界として２段階に切り替えることが可能となり、小転舵角領域では通常の旋回走行を可能とし、大転舵角領域では車輪１およびハブ部材４が、それらからみて車体側にあるロアアーム１４等の車体側メンバに干渉することを回避することができる。

また本実施例では、メインリンク９（小転舵機構）とリンク構造７，８（大転舵機構）とを直列に具え、小転舵角領域ではメインリンク９（小転舵機構）のみを回動することから、
直進走行中に、車輪１が車両上下方向にバウンドおよびリバウンドしても、モータ部５がコントロールロッド１８に対して車幅方向に相対移動することを軽減することが可能となる。したがって、直進走行におけるバウンドおよびリバウンド時に、車輪１のトー角が不用意に変動することを低減できる。

図１０は、第１リンク７および第２リンク８間を機械的に相互連結するギヤ要素を、模式的に示す平面図である。

図１０に沿って、このギヤ要素につき説明する。
第１リンク７には、歯車２５を一体に結合する。歯車２５の中心軸は車両上下方向に延在して連結点１１に一致する。したがって、第１リンク７がメインリンク９に対して回動する際には、歯車２５もメインリンク９に対して回動する。
第２リンク８には、歯車２６を一体に結合する。歯車２６の中心軸は車両上下方向に延在して連結点１３に一致する。したがって、第２リンク８がメインリンク９に対して回動する際には、歯車２６もメインリンク９に対して回動する。

歯車２５および歯車２６には、歯車２７を噛合する。したがって、第１リンク７および第２リンク８がメインリンク９に対して回動する際には、これら第１リンク７および第２リンク８間の相対角を所定の関係に規律する。
この結果、ある転舵角に対する第１リンクおよび第２リンクの回動量を一意に規律することが可能となる。つまり同一の転舵角にあっては、転舵角の増大時における第１リンクおよび第２リンク間の相対位置が、転舵角の減少時における第１リンクおよび第２リンク間の相対位置と等しくなり、大転舵角領域から小転舵角領域に戻す際には必ず、図７（ｃ）に示す姿勢となる。
このため小転舵角領域から大転舵角領域まで車輪１を切り増しした後、大転舵角領域から小転舵角領域に車輪１を戻しても、第１リンク８および第２リンク９が小転舵角領域の状態（図６）に戻らないという不具合を防止することができる。

また歯車２５と、歯車２６と、歯車２７とは前述したロック機構を兼用する。つまり図６に示す小転舵角領域では、歯車２７を固定することにより、これら歯車２５，２６，２７を回転不能に規制する。この結果、第１リンク７および第２リンク８が連結点１１，１３で回動しないよう保持することができる。

ところで上述した実施例では、ハブ部材４に車輪１を回転自在に取り付け、このハブ部材４と、ハブ部材４からみて車体側のメンバであるロアアーム１４との間に、停車時および低速走行時には前記大転舵角領域で転舵するリンク構造７，８と、車速にかかわらず小転舵角領域で転舵するメインリンク９とを直列に設け、
ハブ部材４に、車体側から延在するコントロールロッド１８の一端を連結し、小転舵角領域および大転舵角領域を通じて、コントロールロッド１８を進退動させてハブ部材４を転舵方向に回動するよう構成したことから、
車速と車輪１の摩擦力とに基づき旋回中の走行安定性を損なわないよう、停車時および低速走行時には、リンク構造７，８を回動させて転舵角が大きい大転舵角領域で車輪を転舵することができる。また中・高速走行時には、メインリンク９を回動させて転舵角が小さい小転舵角領域で車輪を転舵することができる。
したがって、中・高速走行時にあってはリンク構造７，８（大転舵機構）を回動させず、メインリンク９（小転舵機構）を回動させることにより、旋回走行時の走行安定性を確保することができる。
また、停車時および低速走行時には大転舵機構を使用して車輪を大転舵角領域で転舵することが可能になり、車両の車庫入れや縦列駐車が容易になる。
さらに、小転舵角領域および大転舵角領域共通に亘りコントロールロッド１８（回動手段）を進退動させてハブ部材４を回動するため、ばね下質量を増大させる別途回動手段をハブ部材４に設ける等の必要もなく、コスト上有利である。

また本実施例では、図６(ａ)および図７(ｃ)に示すようにメインリンク９をロアアーム１４（車体側メンバ）に対して最大可能角まで転舵させた状態で、
図７(ａ)〜(ｃ)に示すようにハブ部材４をメインリンク９に対して転舵方向に回動することから、
停車時および低速走行時には、車輪１を大転舵角領域で転舵することができる。

具体的には、大転舵機構を構成するリンク構造は第１リンク７および第２リンク８を具え、ハブ部材４の車両前端部１０には、第１リンク７の一端を略水平面上で回動可能に連結し、ハブ部材４の車両後端部１２には、第２リンク８の一端を略水平面上で回動可能に連結し、
小転舵機構を構成するメインリンク９には、第１リンク７の他端１１および第２リンク８の他端１３を略水平面上で回動可能に連結し、
ハブ部材４には、運転者が操作する操舵装置によって進退動されるコントロールロッド１８の一端を連結する。
この結果、車輪１の接地中心を図８で示すように小転舵角領域と、大転舵角領域とで２段階の軌跡にすることができ、大転舵角領域には、車輪１がロアアーム１４に干渉することを回避することができる。

より具体的には、第１リンク７と、第２リンク８と、ハブ部材４における第１リンク７および第２リンク８と連結する位置１０，１２同士間の距離と、メインリンク９における第１リンク７および第２リンク８と連結する位置１１，１３同士間の距離とを略水平面状で四角形とし、
第１リンク７をメインリンク９前端部における当該距離（１１，１３間）よりも長くし、ハブ部材４における当該距離（１０，１２間）を第１リンク７よりも長くし、第２リンク８をハブ部材４における当該距離（１０，１２間）よりも長くしたことから、
図８で示すように大転舵角領域では、ハブ部材４の支持部６がロアアーム１４から大きく離れることとなり、これらの干渉を回避することができる。

また本実施例では、図１０に示すように歯車２５，２６，２７をロック機構として活用する。即ち、メインリンク９の回動中は、これら歯車２５，２６，２７を固定することにより、第１リンク７および第２リンク８間の相対位置を規制することから、
中・高速走行時にあっては図６に示すようにリンク構造７，８（大転舵機構）を固定して、メインリンク９（小転舵機構）のみを略水平面上で回動して、小転舵角領域における転舵を実現することができる。
なおロック機構は、歯車２５，２６，２７の他、第１リンク７および第２リンク８を相対移動不能に結合するものであればよい。

また本実施例では、第１リンク７および第２リンク８を、歯車２５，２６，２７からなるギヤ要素で機械的に相互連結したことから、
大転舵角領域から小転舵角領域に戻す際には必ず、図７（ｃ）に示す姿勢となる。
このため小転舵角領域から大転舵角領域まで車輪１を切り増しした後、大転舵角領域から小転舵角領域に車輪１を戻しても、第１リンク８および第２リンク９が小転舵角領域の状態（図６）に戻らないという不具合を防止することができる。
なおギヤ要素は、歯車２５，２６，２７の他、ラックアンドピニオンなど第１リンク７および第２リンク８間の相対移動を一意に規律するものであればよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。
例えば、本実施例では、動力源をサスペンションスプリング２０から見てばね下に、即ちハブ部材４にモータ部５を設けて所謂インホイールモータ構造としたことから、駆動輪を大転舵可能とした。この他にも、車輪１を駆動輪としなくてもよいこと勿論である。

本発明の一実施例になる車輪の転舵装置（非転舵状態）を、車両上方からみた状態を示す平面図である。 同転舵装置を、車両後方からみた状態を示す背面図である。 本発明の他の実施例になる車輪の転舵装置を、車両後方からみた状態を示す背面図である。 非転舵状態になる図１〜３に示す転舵装置を、車両下方からみた状態を示す底面図である。 同転舵装置を、車幅内方からみた状態を示す内側面図である。 同転舵装置において車輪を小転舵角領域で転舵させる場合の状態を示す平面図であって、（ａ）は、右転舵の最大可能角（転舵角３０度）まで小転舵した状態を、（ｂ）は、直進走行中の非転舵状態（転舵角０度）を、（ｃ）は、左転舵の最大可能角（転舵角−３０度）まで小転舵した状態を示す。 同転舵装置において車輪を大転舵角領域で転舵させる場合の状態を示す平面図であって、（ａ）は右転舵の最大転舵角まで大転舵した状態（転舵角９０度）を、（ｃ）は、右への大転舵開始の状態（転舵角３０度）を、（ｂ）はこれらの中間状態（転舵角６０度）を示す。 同転舵装置の車輪１接地中心の軌跡を示す平面図である。 同転舵装置の大転舵角領域における車輪１接地中心の軌跡を示す平面図である。 同転舵装置のリンク構造を機械的に相互連結するギヤ要素を、模式的に示す平面図である。

符号の説明

１ 車輪
２ タイヤ
３ ロードホイール
４ ハブ部材
５ モータ部
６ 支持部
７ 第１リンク
８ 第２リンク
９ メインリンク
１４ ロアアーム
１８ コントロールロッド
１９ ストラット
２０ サスペンションスプリング
２１ ショックアブソーバ

Claims (5)

1. 車速と、車輪および接地路面間の摩擦力とに基づき、旋回中の走行安定性を損なわないよう停車時および低速走行時には転舵角が大きい大転舵角領域で車輪を転舵し、中・高速走行時には転舵角が小さい小転舵角領域で車輪を転舵する車両の転舵装置において、
   車両前後方向に延在し、後端を車体側メンバに回転自在に装着したメインリンクからなり、車速にかかわらず前記小転舵角領域で転舵する小転舵機構と、
   前記メインリンクの前端に一端を、車輪を回転自在に取り付けたハブ部材の車両前方側に他端を、それぞれ回転自在に装着した第１リンク、および前記メインリンクの両端間に一端を、前記ハブ部材の車両後方側に他端を、それぞれ回転自在に装着した第２リンクからなり、停車時および低速走行時には前記大転舵角領域で転舵する大転舵機構とを設け、
   前記小転舵機構は、前記第１リンクおよび前記第２リンクの連結点が回動しないようロック機構を作動させた状態で前記メインリンクが前記車体側メンバに対して回動し、
   前記大転舵機構は、前記第１リンクおよび前記第２リンクの連結点が回動するようロック機構を解除させた状態で前記第１リンクおよび前記第２リンクが前記メインリンクに対して回動し、
   前記ハブ部材に、車体側から延在するコントロールロッドの一端を連結し、これら小転舵角領域および大転舵角領域を通じて、該コントロールロッドを進退動させて前記ハブ部材を転舵方向に回動するよう構成したことを特徴とする車輪の転舵装置。
2. 請求項１に記載の車輪の転舵装置において、
   前記メインリンクを、転舵方向に回動可能となるよう車体側メンバに取り付け、
   前記大転舵機構は、前記メインリンクを前記車体側メンバに対して最大可能角まで転舵させた状態で、前記ハブ部材を前記メインリンクに対して転舵方向に回動させることを特徴とする車輪の転舵装置。
3. 請求項１または２に記載の車輪の転舵装置において、
   前記メインリンク、前記第１リンク及び前記第２リンクは、水平面を持ったプレート形状を有し、水平面上で回動可能に連結されていることを特徴とする車輪の転舵装置。
4. 請求項３に記載の車輪の転舵装置において、
   前記第１リンクと、前記第２リンクと、前記ハブ部材における第１リンクおよび第２リンクと連結する位置同士間の距離と、前記メインリンクにおける第１リンクおよび第２リンクと連結する位置同士間の距離とを水平面状で四角形とし、
   前記第１リンクを前記メインリンクにおける当該距離よりも長くし、前記ハブ部材における当該距離を前記第１リンクよりも長くし、前記第２リンクを前記ハブ部材における当該距離よりも長くしたことを特徴とする車輪の転舵装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車輪の転舵装置において、
   前記第１リンクおよび前記第２リンクを、ギヤ要素で機械的に相互連結したことを特徴とする車輪の転舵装置。

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