特開 2023-177011 ボールジョイント装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023177011

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】ボールジョイント装置

(51)【国際特許分類】

   B60G 7/02 20060101AFI20231206BHJP

   F16C 11/06 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

B60G7/02

F16C11/06 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022089672

(22)【出願日】2022-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福本 泰章

(72)【発明者】

【氏名】秋山 哲

(72)【発明者】

【氏名】内川 浩一

(72)【発明者】

【氏名】古瀬 智広

【テーマコード（参考）】

3D301

3J105

【Ｆターム（参考）】

3D301AA41

3D301CA09

3D301DA90

3D301DB09

3D301DB13

3D301DB20

3D301DB22

3D301DB25

3D301DB28

3D301DB29

3D301EA16

3D301EA35

3D301EA43

3J105AA23

3J105AB16

3J105AB17

3J105AC04

3J105CB90

3J105DA50

(57)【要約】

【課題】 車両の左右の旋回時の応答性を高め、操舵安定性が向上するボールジョイント装置の実現。
【解決手段】 ボールジョイント装置１００は、ボールジョイント２０と、ボールスタッド２１の球状部２２に設けられた永久磁石２７と、励磁電流の通電によって磁力を発生させる電磁石ユニット３０と、加速度センサ４４と、制御装置４１と、を備え、制御装置４１は、加速度センサ４４から所定の閾値以上の横加速度信号が入力されたときに、ボールジョイント２０に作用する外力とは反対方向に永久磁石との吸引力または斥力が発生するように電磁石ユニット３０に励磁電流を通電する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のサスペンション装置のアーム部材と車輪を回転自在に支持する車輪支持部材とを揺動自在に連結し、非磁性体のボールスタッドとソケットを有するボールジョイントと、
前記ボールスタッドの球状部に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に対向配置され、励磁電流の通電によって磁力を発生させる電磁石ユニットと、
前記車両の加速度を検知する加速度センサと、
前記加速度センサに接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記加速度センサから所定の閾値以上の横加速度信号が入力されたときに、前記ボールジョイントに作用する外力とは反対方向に前記永久磁石との吸引力または斥力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電することを特徴とするボールジョイント装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記所定の閾値未満の前記横加速度信号が入力されたときに、前記電磁石ユニットに前記励磁電流の通電を停止することを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント装置。

【請求項3】

前記制御装置に接続され、ステアリングシャフトの回転トルクを検出する操舵トルクセンサを備え、
前記制御装置は、前記車両が直進状態のときに、前記吸引力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボールジョイント装置。

【請求項4】

前記制御装置に接続され、ステアリングの舵角情報を検出する舵角センサを備え、
前記制御装置は、前記車両が直進状態のときに、前記吸引力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボールジョイント装置。

【請求項5】

直進モード、右旋回モードおよび左旋回モードを有し、
前記制御装置は、前記直進モードにおいて、前記車両の転舵が検出されると、前記吸引力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電し、前記所定の閾値以上の前記横加速度信号が入力されると、前記車両の左右旋回状態に応じて、前記右旋回モードまたは前記左旋回モードに切り換え、前記右旋回モードおよび前記左旋回モードにおいて、前記所定の閾値以上の前記横加速度信号が入力されると、内輪側の前記ボールジョイントに前記吸引力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電し、外輪側の前記ボールジョイントに前記斥力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電し、前記所定の閾値未満の前記横加速度信号が入力されると、前記直進モードに切り換えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボールジョイント装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に設けられるボールジョイント装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両のサスペンション装置などに用いられるボールジョイントは、操舵時の質感向上の観点から揺動（回転）に対しての低フリクション化が求められている。このような車両に設けられるボールジョイントは、大きな荷重を受けながらの使用環境であるため、無負荷状態に比べて高いフリクションが発生する。

【0003】

従来、ボールジョイントの低フリクション化の技術として、ソケット内部に封入する潤滑剤の改良などが進められてきた。しかしながら、潤滑剤による低フリクション化には、限界がある。

【0004】

そのため、例えば、特許文献１には、ボールシートへの低フリクション化を目的にソケットとボールスタッドに磁石を埋め込み反発力を持たせて、ボールジョイントに発生するフリクションを低減する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０７６８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、車両は、左右へ旋回する操舵時にボールジョイントに作用する荷重の向きが変化する。しかしながら、特許文献１に記載の構造では、ボールスタッドを反発する磁力が一定であるため、ボールジョイントに作用する荷重の変化に対応したフリクション低減を行えない。

【0007】

そのため、従来の技術では、左右へ旋回する際の操舵感が異なり応答性が低下する。その結果、車両の操舵安定性が低下するという課題があった。

【0008】

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、その目的とするところは、車両の左右の旋回時の応答性を高め、操舵安定性が向上するボールジョイント装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様のボールジョイント装置は、車両のサスペンション装置のアーム部材と車輪を回転自在に支持する車輪支持部材とを揺動自在に連結し、非磁性体のボールスタッドとソケットを有するボールジョイントと、前記ボールスタッドの球状部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に対向配置され、励磁電流の通電によって磁力を発生させる電磁石ユニットと、前記車両の加速度を検知する加速度センサと、前記加速度センサに接続された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記加速度センサから所定の閾値以上の横加速度信号が入力されたときに、前記ボールジョイントに作用する外力とは反対方向に前記永久磁石との吸引力または斥力が発生するように前記電磁石ユニットに前記励磁電流を通電する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、車両の左右の旋回時の応答性を高め、操舵安定性が向上するボールジョイント装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両のサスペンション装置を示す斜視図

【図2】ボールジョイント装置の構成を示す図

【図3】ボールジョイント装置を制御する制御装置が実行するフローチャート

【図4】車両の直進状態の前輪を示す図

【図5】直進状態から転舵初期のボールジョイント装置の構成を示す図

【図6】ボールジョイント装置を制御する制御装置が実行する右旋回モードのフローチャート

【図7】車両の右旋回時の前輪を示す図

【図8】右旋回時のボールジョイント装置の構成を示す図

【図9】ボールジョイント装置を制御する制御装置が実行する左旋回モードのフローチャート

【図10】車両の左旋回の前輪を示す図

【図11】左旋回時のボールジョイント装置の構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を参照しながら、本発明の一態様の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

【0013】

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は、車両のサスペンション装置を示し、本実施の形態においては、車体の前部に配設されるストラット式サスペンション装置を例示する。

【0014】

サスペンション装置１は、車両の車幅方向に左右対称の構造を有している。サスペンション装置１は、車軸管のアクスルハウジング３を有している。このアクスルハウジング３には、ストラットユニット５とトランスバースリンク１０とが連結される。

【0015】

アクスルハウジング３は、図示しないハブを介して操舵輪である車輪（前輪）２を回転自在に支持する車輪支持部材である。なお、図１において、矢印による前，後は、車両前後方向、上，下は、車両上下方向、左，右は、車両の車幅の左右方向を示している。

【0016】

ストラットユニット５は、ショックアブソーバ６およびサスペンションスプリング７を一体的にユニット化して構成される。ストラットユニット５は、サスペンションスプリング７側の上端部が車体フレームに取り付けられる。ストラットユニット５は、ショックアブソーバ６側の下端部がアクスルハウジング３の上部に結合される。

【0017】

ストラットユニット５は、車輪（前輪）２の転舵時にアクスルハウジング３と共に転舵軸回りに回転する。また、ストラットユニット５は、サスペンション装置１のストロークに応じて伸縮する。

【0018】

トランスバースリンク１０は、アクスルハウジング３を車体に連結するリンク部材である。本実施の形態のトランスバースリンク１０は、略Ｌ字形状に形成されたアーム部材であって、ロワアームとして構成される。

【0019】

トランスバースリンク（以下、「ロワアーム」と記載）１０は、アクスルハウジング３の下部に連結される。また、ロワアーム１０は、車体側に２箇所で弾性的に支持されている。なお、ロワアーム１０は、車両の静止時に車両の前方側から見たとき、車幅方向外側のアクスルハウジング３との連結位置よりも車幅方向内側の車体側との連結位置が上方となるように所定の傾角をつけて配置される。

【0020】

詳細には、ロワアーム１０は、一端がボールジョイント２０を介してアクスルハウジング３の下部に連結されている。即ち、ロワアーム１０に対してアクスルハウジング３がボールジョイント２０の中心点回りに揺動（回転）が可能である。

【0021】

また、ロワアーム１０は、車両の前後方向に離間して配置された２箇所の連結部において車体に連結される。ロワアーム１０は、サスペンション装置のストロークに応じて、この２箇所の連結部を結んだ直線である揺動中心軸回りに揺動（回転）可能である。

【0022】

ロワアーム１０の車体への前側の連結部は、フロントクロスメンバ１１の側端部にマウント部材であるブッシュ１２を介して連結されている。フロントクロスメンバ１１は、車両前部の車体下部で車幅方向に延在する梁状の部材である。

【0023】

また、ロワアーム１０の後側の連結部は、サポートプレート１４にブッシュ１３を介して連結されている。サポートプレート１４は、フロントクロスメンバ１１が懸架されるクレードル構造のサポートメンバ１５に結合される。

【0024】

ブッシュ１２，１３は、本実施の形態において、円筒状の外筒と内筒との間に防振機能を有するゴム系材料が充填される。ブッシュ１２，１３は、外筒と内筒とをゴムの加硫接着等により接合したゴムブッシュである。

【0025】

ロワアーム１０には、前後のブッシュ１２，１３の外筒がそれぞれ圧入される円筒が設けられる。各ブッシュ１２，１３は、外筒が円筒に圧入される。各ブッシュ１２，１３は、内筒内に挿入されるボルトによってフロントクロスメンバ１１およびサポートプレート１４に連結される。

【0026】

また、左右のロワアーム１０の前縁部には、車幅方向に延在するスタビライザ１６がリンク１７を介して連結されている。スタビライザ１６は、例えば車両のロール時などのように左右のサスペンションが逆相方向に相対変位した際に、中間部分が捻られてバネ反力を発生することにより復元力を発生するものである。

【0027】

なお、フロントクロスメンバ１１内には、図示しないステアリングの操作に応じて前輪２を操舵するためのステアリングシステム４が配置されている。ステアリングシステム４は、ステアリングギアボックス８、タイロッド９を備えている。

【0028】

ステアリングギアボックス８は、例えばラックアンドピニオン機構を備えて構成される。ステアリングギアボックス８は、ステアリングに接続されたステアリングシャフト１８の回転運動を車幅方向の直進運動に変換する。

【0029】

また、タイロッド９は、ステアリングギアボックス８とアクスルハウジング３の前端部とを連結するロッド状の部材である。このタイロッド９は、ステアリングラックの動きをアクスルハウジング３に伝達し、アクスルハウジング３の操向を行う。

【0030】

ここで、上述のサスペンション装置に配設されるボールジョイント２０の構成について以下に説明する。なお、車幅方向の右側の構成は、符号Ｒを用い、左側の構成は符号Ｌを用いる。

【0031】

図２において、各ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌは、ボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌと、ソケット２４Ｒ，２４Ｌと、ボールシート２５Ｒ，２５Ｌと、ダストカバー２６Ｒ，２６Ｌと、を有する。

【0032】

ボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌは、非導電性を有する材料から形成される。ボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌは、球状部２２Ｒ，２２Ｌおよびスタッド部２３Ｒ，２３Ｌを有する。球状部２２Ｒ，２２Ｌは、ボールシート２５Ｒ，２５Ｌに回動自在に保持される。

【0033】

球状部２２Ｒ，２２Ｌは、ボールシート２５Ｒ，２５Ｌに保持された状態であり、ソケット２４Ｒ，２４Ｌ内に収容される。なお、スタッド部２３Ｒ，２３Ｌは、球状部２２Ｒ，２２Ｌから突設される。

【0034】

球状部２２Ｒ，２２Ｌには、永久磁石２７Ｒ，２７Ｌが埋設される。永久磁石２７Ｒ，２７Ｌは、球状部２２Ｒ，２２Ｌの内部に車幅内側のロワアーム１０Ｒ，１０Ｌ側に偏心するように設けられる。

【0035】

ここでの永久磁石２７Ｒ，２７Ｌは、Ｓ極が車幅内側のロワアーム１０Ｒ，１０Ｌ側、Ｎ極が車幅外側の前輪２Ｒ，２Ｌ側となるように配置される。永久磁石２７Ｒ，２７Ｌは、球状部２２Ｒ，２２Ｌの可動範囲に応じた所定の大きさを有する。

【0036】

ソケット２４Ｒ，２４Ｌは、非磁性体の材料から形成された略有底円筒状である。ソケット２４Ｒ，２４Ｌは、内部にボールシート２５Ｒ，２５Ｌが配設される。

【0037】

このボールシート２５Ｒ，２５Ｌは、ベアリングシートとしての合成樹脂製などから形成されている。ダストカバー２６Ｒ，２６Ｌは、ゴムまたは軟質合成樹脂などにて略円筒状に形成される。

【0038】

ロワアーム１０Ｒ，１０Ｌは、ソケット２４Ｒ，２４Ｌの近傍位置に電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌが内蔵される。電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌは、磁心３１Ｒ，３１Ｌと、コイル部３２Ｒ，３２Ｌと、を有する。

【0039】

磁心３１Ｒ，３１Ｌは、鉄などの磁性体から形成された棒状部材である。コイル部３２Ｒ，３２Ｌは、銅線などの金属素線３３Ｒ，３３Ｌ，３４Ｒ，３４Ｌが磁心３１Ｒ，３１Ｌの外周に所定方向に巻回して設置される。

【0040】

電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌは、車両のＥＣＵである制御装置４１に接続される。制御装置４１は、金属素線３３Ｒ，３３Ｌ，３４Ｒ，３４Ｌに励磁電流を流して、電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに所定方向の磁気力を発生させる。

【0041】

なお、制御装置４１は、金属素線３３Ｒ，３３Ｌ，３４Ｒ，３４Ｌに励磁電流を流す方向（正方向／負方向）を切り換える。これにより、電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌが発生する磁力のＳ／Ｎ極性方向が変更する。

【0042】

制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２、舵角センサ４３、加速度センサ４４およびヨーレートセンサ４５と接続される。制御装置４１は、各センサ４２，４３，４４，４５などから入力される情報に基づいて、電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌを駆動停止（ＯＮ／ＯＦＦ）する。

【0043】

なお、操舵トルクセンサ４２は、ステアリングによる操舵時にステアリングシャフト１８に加わる回転トルクを検出する。舵角センサ４３は、ステアリングの舵角情報を検出する。加速度センサ４４は、車両の３軸加速度を計測する。ヨーレートセンサ４５は、車両の角速度を計測するジャイロセンサである。

【0044】

これにより、制御装置４１は、各センサ４２，４３，４４，４５の情報に基づいて、車両の加減速、旋回などの車両走行状態を検出する。

【0045】

以上に記載のボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌ、電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌおよび制御装置４１によって、ボールジョイント装置１００が構成される。

【0046】

ここで、ボールジョイント装置１００の制御装置４１が実行する車両の直進モードの制御例について、図３のフローチャートを用いて、以下に説明する。

【0047】

制御装置４１は、車両が直進状態において、ドライバによるステアリング操作により車両の転舵を検出すると、図３に示すフローチャートのルーチンを実行する。

【0048】

具体的には、図３に示すように、制御装置４１は、車両の転舵を検出したか否かを判定する（Ｓ１）。ここでの制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号および／または舵角センサ４３から入力されるステアリングの舵角変動信号に基づき、車両の転舵を検出する。このステップＳ１において、制御装置４１は、車両の転舵が検出されない場合、後述のステップＳ９の判定ルーチンに移行する。

【0049】

なお、制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される横加速度信号、ヨーレートセンサ４５から入力される角速度信号、図示しないパワーステアリングモータへの駆動制御などに基づいて、車両の転舵を検出してもよい。

【0050】

制御装置４１は、車両の転舵を検出すると、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電しているか否かを判定する（Ｓ２）。なお、この判定ルーチンにおいて、制御装置４１は、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電している場合、後述のステップＳ４の判定ルーチンに移行する。

【0051】

制御装置４１は、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電していない場合、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに正方向となる第１の方向の励磁電流を通電する（Ｓ３）。

【0052】

ここでの各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌは、第１の方向の励磁電流が通電すると、各ボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌの永久磁石２７Ｒ，２７Ｌを誘引する磁力を発生する。

【0053】

ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌは、車両が直進状態から転舵する操舵初期の際に、図４および図５に示すように、左右のボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌに車幅外側の外力ＦＯが生じる。この外力ＦＯは、接地反力、旋回荷重などによって発生する。

【0054】

そのため、制御装置４１は、外力ＦＯとは反対方向に各球状部２２Ｒ，２２Ｌに埋設された永久磁石２７Ｒ，２７Ｌを引き寄せる引力Ｆｉが発生するように各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌを駆動する。

【0055】

なお、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌは、第１の方向の励磁電流の通電によって、永久磁石２７Ｒ，２７ＬのＳ極に対向する極性がＮ極となるように各磁心３１Ｒ，３１Ｌが磁化する。

【0056】

即ち、各ボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌの球状部２２Ｒ，２２Ｌは、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌと永久磁石２７Ｒ，２７ｌとが引き合う引力Ｆｉによって車幅内側に引き寄せられる。これにより、左右のボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌに生じる外力ＦＯが引力Ｆｉによって打ち消される（キャンセルされる）。

【0057】

その結果、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌの外力ＦＯによって生じるフリクションが低下する。即ち、各球状部２２Ｒ，２２Ｌと各ボールシート２５Ｒ，２５Ｌとの摺動面における接触摩擦が低減する。

【0058】

次に、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値以上であるか否かを用いて旋回外輪に車幅外側への外力Ｆ０もしくは車幅内側への外力ＦＩが生じているか否かを判定する（Ｓ４）。なお、ステップＳ２の判定ルーチンにおいて、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電している場合も、このステップＳ４の判定ルーチンが実行される。

【0059】

制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される信号に基づき、車両の横加速度が所定の閾値、例えば、０．３Ｇ程度以上が検出された場合、車両が旋回していると判定する。

【0060】

一方、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値未満である場合、後述するステップＳ１０のルーチンに移行する。即ち、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）未満である場合、車両が旋回状態ではないと判定する。

【0061】

制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上である場合、左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止する（Ｓ５）。

【0062】

このとき、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌが発生する磁力が停止する。これにより、各ボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌの球状部２２Ｒ，２２Ｌに生じている各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌの磁力と永久磁石２７Ｒ，２７ｌとが引き合う引力Ｆｉが解除される。

【0063】

次に、制御装置４１は、車両が右旋回しているか否かを判定する（Ｓ６）。このとき、制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される横加速度信号および／またはヨーレートセンサ４５から入力される角速度信号から車両が右旋回しているか否かを検出する。

【0064】

なお、制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号、舵角センサ４３から入力されるステアリングの舵角変動信号、図示しないパワーステアリングモータへの駆動制御などに基づいて、車両の旋回状態を検出してもよい。

【0065】

制御装置４１は、車両が右旋回している場合、右旋回モードに切り換える（Ｓ７）。一方、車両が右旋回していない場合、車両が左旋回している状態である。そのため、制御装置４１は、左旋回モードに切り換える（Ｓ８）。そして、制御装置４１は、左右の旋回モードに切り換えにより、直進モードの制御を終了する。

【0066】

なお、制御装置４１は、ステップＳ１の判定ルーチンにおいて、車両の転舵が検出されない場合、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電しているか否かを判定する（Ｓ９）。制御装置４１は、ステップＳ９の判定ルーチンにおいて、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電していない場合、再度、ステップＳ１の判定ルーチンに戻る。

【0067】

一方、制御装置４１は、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を通電している場合、左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止し（Ｓ１０）、再度、ステップＳ１の判定ルーチンに戻る。

【0068】

また、ステップＳ４の判定ルーチンにおいて、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値未満である場合、ステップＳ１０のルーチンを実行し、再度、ステップＳ１の判定ルーチンに戻る。

【0069】

このように、ボールジョイント装置１００は、車両の直進状態の操舵初期において、ドライバによるステアリング操作に対し、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌに生じる外力ＦＯをキャンセルする方向に左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに磁力を発生させる。これにより、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌのフリクションを低減することにより応答性が高まり、操舵感を向上させることができる。

【0070】

また、ボールジョイント装置１００の制御装置４１は、横加速度が所定の閾値、例えば、０．３Ｇ程度以上に発生した場合、車両が直進状態から旋回状態かつ旋回外輪の反力がＦＩの向きとなっていると判定する。そして、制御装置４１は、車両が例えば、０．３Ｇ以上の旋回状態である場合、左右の旋回を判定し、直進モードの制御から左右いずれかの旋回モードの制御に切り換える制御を行う。

【0071】

次に、制御装置４１が実行する右旋回モードの制御例について、図６のフローチャートを用いて、以下に説明する。

【0072】

制御装置４１は、右側の電磁石ユニット３０Ｒに第１の方向（正方向）の励磁電流を通電し（Ｓ１１）、左側の電磁石ユニット３０Ｌに第１の方向と反対側である第２の方向（負方向）の励磁電流を通電する（Ｓ１２）。

【0073】

これにより、右側のボールスタッド２１Ｒの球状部２２Ｒは、図７および図８に示すように、右側の電磁石ユニット３０Ｒが発生する磁力に対して、内部の永久磁石２７Ｒが作用する引力Ｆｉによって車幅内側に引き寄せられる。

【0074】

一方、左側のボールスタッド２１Ｌの球状部２２Ｌは、左側の電磁石ユニット３０Ｌが発生する磁力に対して、内部の永久磁石２７Ｌが作用する斥力Ｆｏによって車幅外側に反発される。

【0075】

なお、左側の電磁石ユニット３０Ｌは、左側の永久磁石２７ＬのＳ極に対向する極性が同局（Ｓ極）となるように磁心３１Ｌが磁化する。

【0076】

車両は、右旋回中に右前輪２Ｒが内輪となり、左前輪２Ｌが外輪となる。このとき、右側のボールジョイント２０Ｒのボールスタッド２１Ｒに車幅外側の外力ＦＯが生じる。一方、左側のボールジョイント２０Ｌのボールスタッド２１Ｌに車幅内側の外力ＦＩが生じる。この外力ＦＩも、接地反力、旋回荷重などによって発生する。

【0077】

ボールジョイント装置１００は、左右のボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌに生じる外力ＦＯ，ＦＩとは反対方向に右側の永久磁石２７Ｒを引き寄せる引力Ｆｉと、左側の永久磁石２７Ｌを反発する斥力Ｆｏを各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌの磁力によって発生させる。

【0078】

即ち、右側のボールスタッド２１Ｒは、車幅外側方向に生じる外力ＦＯが車幅内側方向に発生する引力Ｆｉにより打ち消（キャンセル）される。また、左側のボールスタッド２１Ｌは、車幅内側方向に生じる外力ＦＩが車幅外側方向に発生する斥力Ｆｏにより打ち消（キャンセル）される。

【0079】

これにより、左右のボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌのフリクションが低下され、各球状部２２Ｒ，２２Ｌと各ボールシート２５Ｒ，２５Ｌとの摺動面における接触摩擦が低減する。即ち、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌのフリクションを低減することにより応答性が高まり、操舵感を向上させることができる。

【0080】

この状態において、制御装置４１は、車両の転舵を検出したか否かを判定する（Ｓ１３）。制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号および／または舵角センサ４３から入力されるステアリングの舵角変動信号に基づき、車両の転舵を検出する。

【0081】

制御装置４１は、車両の転舵が検出されるまで、このステップＳ１３の判定ルーチンを繰り返し実行する。即ち、車両の転舵が検出されていない場合は、ステアリングが右への切り増し操作、または左への切り戻し操作がされていない状態である。

【0082】

なお、ここでも、制御装置４１は、加速度センサ４４が検出した横加速度、ヨーレートセンサ４５が検出した角速度、図示しないパワーステアリングモータへの駆動制御などに基づいて、車両の転舵を検出してもよい。

【0083】

次に、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値以上であるか否かを用いて旋回外輪の外力がＦ０もしくはＦＩか否かを判定する（Ｓ１４）。ここでも、制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される信号に基づき、車両の横加速度が所定の閾値、例えば、閾値０．３Ｇ程度以上が検出された場合、車両が旋回していると判定する。

【0084】

一方、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上でない場合、後述するステップＳ１８のルーチンに移行する。即ち、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）未満である場合、車両が旋回状態ではないと判定する。

【0085】

制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上である場合、車両が右旋回しているか否かを判定する（Ｓ１５）。制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される横加速度信号および／またはヨーレートセンサ４５から入力される角速度信号から車両が右旋回しているか否かを検出する。

【0086】

なお、ここでも、制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号、舵角センサ４３から入力されるステアリングの舵角変動信号、図示しないパワーステアリングモータへの駆動制御などに基づいて、車両の旋回状態を検出してもよい。

【0087】

制御装置４１は、車両が右旋回している場合、再度、ステップＳ１３の判定ルーチンに戻る。即ち、車両は、ステアリングが右に切り増し操作され、さらに右旋回する状態である。そのため、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流の通電が継続される。

【0088】

一方、制御装置４１は、車両が右旋回していない場合、左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止する（Ｓ１６）。即ち、車両は、ステアリングが左に切り戻し操作され、左旋回する状態である。

【0089】

左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止すると、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌが発生する磁力が停止する。これにより、右側のボールスタッド２１Ｒの球状部２２Ｒに生じている引力Ｆｉおよび左側のボールスタッド２１Ｌの球状部２２Ｌに生じている斥力Ｆｏが解除される。

【0090】

そして、制御装置４１は、左旋回モードに切り換え（Ｓ１７）、右旋回モードの制御を終了する。なお、制御装置４１は、ステップＳ１４の判定ルーチンにおいて、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上でない場合、左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止する（Ｓ１８）。そして、制御装置４１は、直進モードに切り換え（Ｓ１９）、右旋回モードの制御を終了する。

【0091】

次に、制御装置４１が実行する左旋回モードの制御例について、図９のフローチャートを用いて、以下に説明する。

【0092】

制御装置４１は、左側の電磁石ユニット３０Ｌに第１の方向（正方向）の励磁電流を通電し（Ｓ２１）、右側の電磁石ユニット３０Ｒに第１の方向と反対側である第２の方向（負方向）の励磁電流を通電する（Ｓ２２）。

【0093】

これにより、左側のボールスタッド２１Ｌの球状部２２Ｌは、左側の電磁石ユニット３０Ｌが発生する磁力に対して、内部の永久磁石２７Ｌが作用する引力Ｆｉによって車幅内側に引き寄せられる。

【0094】

一方、右側のボールスタッド２１Ｒの球状部２２Ｒは、右側の電磁石ユニット３０Ｒが発生する磁力に対して、内部の永久磁石２７Ｒが作用する斥力Ｆｏによって車幅外側に反発される。

【0095】

なお、右側の電磁石ユニット３０Ｒは、右側の永久磁石２７ＲのＳ極に対向する極性が同局（Ｓ極）となるように磁心３１Ｒが磁化する。

【0096】

車両は、図１０および図１１に示すように、左旋回中に左前輪２Ｌが内輪となり、右前輪２Ｒが外輪となる。このとき、右側のボールジョイント２０Ｒのボールスタッド２１Ｒに車幅内側の外力ＦＩが生じる。一方、左側のボールジョイント２０Ｌのボールスタッド２１Ｌに車幅外側の外力ＦＯが生じる。

【0097】

これら左右のボールスタッド２１Ｒ，２１Ｌに生じる外力ＦＯ，ＦＩとは反対方向に右側の永久磁石２７Ｒを反発する斥力Ｆｏと、左側の永久磁石２７Ｌを引き寄せる引力Ｆｉを各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌの磁力によって発生させる。

【0098】

即ち、右側のボールスタッド２１Ｒは、車幅内側方向に生じる外力ＦＩが車幅外側方向に発生する斥力Ｆｏにより打ち消（キャンセル）される。また、左側のボールスタッド２１Ｌは、車幅外側方向に生じる外力ＦＯが車幅内側方向に発生する引力Ｆｉにより打ち消（キャンセル）される。

【0099】

これにより、左右のボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌのフリクションが低下され、各球状部２２Ｒ，２２Ｌと各ボールシート２５Ｒ，２５Ｌとの摺動面における接触摩擦が低減する。即ち、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌのフリクションを低減することにより応答性が高まり、操舵感が向上する。

【0100】

この状態において、制御装置４１は、車両の転舵を検出したか否かを判定する（Ｓ２３）。制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号および／または舵角センサ４３から入力されるステアリングの舵角変動信号に基づき、車両の転舵を検出する。

【0101】

制御装置４１は、車両の転舵が検出されるまで、このステップＳ２３の判定ルーチンを繰り返し実行する。即ち、車両の転舵が検出されていない場合は、ステアリングが右への切り増し操作、または左への切り戻し操作がされていない状態である。

【0102】

なお、ここでも、制御装置４１は、加速度センサ４４が検出した横加速度、ヨーレートセンサ４５が検出した角速度、図示しないパワーステアリングモータへの駆動制御などに基づいて、車両の転舵を検出してもよい。

【0103】

次に、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値以上であるか否かを用いて旋回外輪の外力がＦ０もしくはＦＩか否かを判定する（Ｓ２４）。ここでも、制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される信号に基づき、車両の横加速度が所定の閾値、例えば、０．３Ｇ程度以上が検出された場合、車両が旋回していると判定する。

【0104】

一方、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上でない場合、後述するステップＳ２８のルーチンに移行する。即ち、制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）未満である場合、車両が旋回状態ではないと判定する。

【0105】

制御装置４１は、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上である場合、車両が左旋回しているか否かを判定する（Ｓ２５）。制御装置４１は、加速度センサ４４から入力される横加速度信号および／またはヨーレートセンサ４５から入力される角速度信号から車両が左旋回しているか否かを検出する。

【0106】

なお、ここでも、制御装置４１は、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号、舵角センサ４３から入力されるステアリングの舵角変動信号、図示しないパワーステアリングモータへの駆動制御などに基づいて、車両の旋回状態を検出してもよい。

【0107】

制御装置４１は、車両が左旋回している場合、再度、ステップＳ１３の判定ルーチンに戻る。即ち、車両は、ステアリングが左に切り増し操作され、さらに左旋回する状態である。そのため、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流の通電が継続される。

【0108】

一方、制御装置４１は、車両が左旋回していない場合、左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止する（Ｓ２６）。即ち、車両は、ステアリングが右に切り戻し操作され、右旋回する状態である。

【0109】

左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止すると、各電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌが発生する磁力が停止する。これにより、右側のボールスタッド２１Ｒの球状部２２Ｒに生じている斥力Ｆｏおよび左側のボールスタッド２１Ｌの球状部２２Ｌに生じている引力Ｆｉが解除される。

【0110】

そして、制御装置４１は、右旋回モードに切り換え（Ｓ２７）、左旋回モードの制御を終了する。なお、制御装置４１は、ステップＳ２４の判定ルーチンにおいて、車両の横加速度が所定の閾値（例えば、０．３Ｇ程度）以上でない場合、左右両方の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌへの励磁電流を停止する（Ｓ２８）。そして、制御装置４１は、直進モードに切り換え（Ｓ２９）、左旋回モードの制御を終了する。

【0111】

以上に記載したように、ボールジョイント装置１００は、ドライバによるステアリング操作に対して、直進状態から操舵初期と左右の旋回時に左右のボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌに生じる外力ＦＯ，ＦＩに対して磁力によって反対方向に引力Ｆｉまたは斥力Ｆｏを発生させる。これにより、ボールジョイント装置１００は、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌに発生するフリクションを下げることで左右の旋回時の操舵感を安定させて操舵安定性を向上させることができる。

【0112】

即ち、ボールジョイント装置１００は、左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌによる磁力の切り換えによって、直進状態から操舵初期と左右の旋回時に応じて変化する接地反力、旋回荷重などの外力ＦＯ，ＦＩをキャンセルして、ボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌのフリクションを低下させる。

【0113】

これにより、ドライバによるステアリング操作時において、直進状態から左右への操舵、左右旋回中の切り増し操作および切り戻し操作の操舵初期に対する応答性が高まり、操作感が向上する。

【0114】

また、ボールジョイント装置１００は、直進モードおよび左右旋回モードの制御中、操舵トルクセンサ４２から入力されるトルク変動信号および舵角センサ４３のステアリングの舵角変動信号に基づく車両の転舵情報を検出しなくなったときに、制御装置４１による電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流の通電制御を停止している。

【0115】

これにより、ボールジョイント装置１００は、電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに励磁電流を必要な時にだけ通電する。そのため、ボールジョイント装置１００は、電力消費を抑えることができる。

【0116】

なお、ボールジョイント装置１００は、制御装置４１が車両重量（フロント軸重）、車速などに応じて変化する外力ＦＯ，ＦＩに対して磁力によって反対方向に引力Ｆｉまたは斥力Ｆｏの大きさを可変制御するようにしてもよい。

【0117】

具体的には、制御装置４１は、車両重量（フロント軸重）、車速などに対する左右の旋回荷重に応じたマップを読み込み、これに応じた引力Ｆｉまたは斥力Ｆｏを左右のボールジョイント２０Ｒ，２０Ｌに生じるように、励磁電流を可変して左右の電磁石ユニット３０Ｒ，３０Ｌに通電するようにしてもよい。

【0118】

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

【0119】

例えば、各形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

【符号の説明】

【0120】

１…サスペンション装置
２（２Ｒ，２Ｌ）…前輪
３…アクスルハウジング
４…ステアリングシステム
５…ストラットユニット
６…ショックアブソーバ
７…サスペンションスプリング
８…ステアリングギアボックス
９…タイロッド
１０（１０Ｒ，１０Ｌ）…トランスバースリンク（ロワアーム）
１１…フロントクロスメンバ
１２，１３…ブッシュ
１４…サポートプレート
１５…サポートメンバ
１６…スタビライザ
１７…リンク
１８…ステアリングシャフト
２０（２０Ｒ，２０Ｌ）…ボールジョイント
２１Ｒ，２１Ｌ…ボールスタッド
２２Ｒ，２２Ｌ…球状部
２３Ｒ，２３Ｌ…スタッド部
２４Ｒ，２４Ｌ…ソケット
２５Ｒ，２５Ｌ…ボールシート
２６Ｒ，２６Ｌ…ダストカバー
２７Ｒ，２７Ｌ…永久磁石
３０Ｒ，３０Ｌ…電磁石ユニット
３１Ｒ，３１Ｌ…磁心
３２Ｒ，３２Ｌ…コイル部
３３Ｒ，３３Ｌ，３４Ｒ，３４Ｌ…金属素線
４１…制御装置
４２…操舵トルクセンサ
４３…舵角センサ
４４…加速度センサ
４５…ヨーレートセンサ
１００…ボールジョイント装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】