(57)【要約】【課題】操舵ハンドルの操作に応じてアクチュエータを作動させて車輪を操舵する操舵装置において、走行安定性を向上させること。【解決手段】端部に車輪３０ａ，３０ｂが連結されたロッド９ａ，９ｂと、操舵ハンドルの操作に応じて作動してロッド９ａ，９ｂを移動させることによって車輪３０ａ，３０ｂを操舵するアクチュエータ１とを備える操舵装置１００において、アクチュエータ１は、車体に揺動自在に支持され、かつロッド９ａ，９ｂを軸方向に移動させる第１アクチュエータ１０と、第１アクチュエータ１０を揺動させ、その揺動に伴ってロッド９ａ，９ｂを上下方向に移動させる第２アクチュエータ２０とを備える。【選択図】図１
2010184531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に車輪が連結されたロッドと、
操舵ハンドルの操作に応じて作動して前記ロッドを移動させることによって車輪を操舵するアクチュエータと、を備える操舵装置において、
前記アクチュエータは、
車体に揺動自在に支持され、かつ前記ロッドを軸方向に移動させる第１アクチュエータと、
前記第１アクチュエータを揺動させ、その揺動に伴って前記ロッドを上下方向に移動させる第２アクチュエータと、
を備えることを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
前記第１アクチュエータは、車体に回動自在に連結され、
前記第２アクチュエータは、
操舵ハンドルの操作に応じて駆動する電動モータと、
前記電動モータの回転を第２レバー部材の揺動へと変換する変換機構と、を備え、
前記第１アクチュエータと一体に結合されると共に、前記第２レバー部材がリンク機構を介して車体に回動自在に連結され、
前記第２アクチュエータの前記第２レバー部材の揺動に伴って、前記第１アクチュエータは前記第２アクチュエータと一体に揺動することを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
前記第１アクチュエータは、
前記ロッドが連結された第１レバー部材と、
操舵ハンドルの操作に応じて駆動する電動モータと、
前記電動モータの回転を前記第１レバー部材の揺動へと変換する変換機構と、を備え、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、同一構造で構成され、かつ前記第１アクチュエータの前記第１レバー部材が前記ロッドの軸方向に揺動するのに対して、前記第２アクチュエータの前記第２レバー部材が上下方向に揺動するように９０度ずれて結合されることを特徴とする請求項２に記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を操舵する操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の操舵装置として、操舵ハンドルとステアリングギヤボックスとが機械的に分離され、操舵ハンドルの操作に応じてアクチュエータを作動させて車輪を操舵する操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の操舵装置において、車輪のトー角の調整は、タイロッドの長さを変えることによって行うのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１７９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タイロッドの長さ変更は、車両の走行中に行うことができないのが一般的であり、その場合には、車両の走行状態に合わせたトー角の調整ができず、走行安定性を向上させることができない。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、操舵ハンドルの操作に応じてアクチュエータを作動させて車輪を操舵する操舵装置において、走行安定性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、端部に車輪が連結されたロッドと、操舵ハンドルの操作に応じて作動して前記ロッドを移動させることによって車輪を操舵するアクチュエータと、を備える操舵装置において、前記アクチュエータは、車体に揺動自在に支持され、かつ前記ロッドを軸方向に移動させる第１アクチュエータと、前記第１アクチュエータを揺動させ、その揺動に伴って前記ロッドを上下方向に移動させる第２アクチュエータと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１アクチュエータを揺動させ、その揺動に伴ってロッドを上下方向に移動させる第２アクチュエータを備えるため、第２アクチュエータの作動によって車輪のトー角が変化する。したがって、車両の走行中であってもトー角を調整することが可能であり、走行安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る操舵装置の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る操舵装置の図であり、車輪が中立状態の図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る操舵装置の図であり、（ａ）は車輪が左側に切られた状態の図、（ｂ）は車輪が中立状態の図、（ｃ）は車輪が右側に切られた状態の図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る操舵装置の図であり、車輪がトーイン状態の図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る操舵装置の図であり、車輪がトーアウト状態の図である。
【図６】車体の前方側から車輪を見た模式図であり、（ａ）は車輪が中立状態の図、（ｂ）は車輪がトーイン状態の図、（ｃ）は車輪がトーアウト状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る操舵装置１００について説明する。
【００１１】
操舵装置１００は、運転者が操作する操舵ハンドルと車輪を操舵させる操舵機構とが機械的に分離されたものであり、操舵ハンドルの操作に応じてアクチュエータ１を作動させて車輪を操舵するものである。具体的には、図１に示すように、車輪３０ａ，３０ｂに連結されたタイロッド９ａ，９ｂ（ロッド）をアクチュエータ１にて移動させることによって車輪を操舵する。
【００１２】
操舵装置１００は、アクチュエータ１として、タイロッド９ａ，９ｂを軸方向に移動させる第１アクチュエータ１０と、タイロッド９ａ，９ｂを上下方向に移動させる第２アクチュエータ２０とを備える。第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ２０は、車体に締結されたブラケット２に支持される。
【００１３】
まず、図１〜図３を参照して、第１アクチュエータ１０について説明する。図１は車輪が中立状態である操舵装置１００の平面図である。なお、図１において、紙面右側が車両の前方側であり、ナックルアーム８ａ，８ｂ、タイロッド９ａ，９ｂ、車輪３０ａ，３０ｂは模式的に示す。図２は操舵装置１００が中立状態の図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ平面図、側面図、正面図、斜視図である。図３は操舵装置１００の平面図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ車輪が左側に切られた状態の図、車輪が中立状態の図、車輪が右側に切られた状態の図である。
【００１４】
第１アクチュエータ１０は、タイロッド９ａ，９ｂが回動自在に連結されたレバー部材１１（第１レバー部材）と、操舵ハンドルの操作に応じて駆動する電動モータ１２と、電動モータ１２の回転をレバー部材１１の揺動へと変換する変換機構１３とを備える。
【００１５】
レバー部材１１は、扇型形状の部材であり、頂部１１ａを軸として外周側がタイロッド９ａ，９ｂの軸方向に揺動するように配置される。レバー部材１１の外周縁には、タイロッド９ａ，９ｂを連結するための２つの締結穴１１ｂ，１１ｃが形成される。図１に示すように、一方の締結穴１１ｂには、タイロッド９ａの基端部がボールジョイント（図示省略）を介して連結され、他方の締結穴１１ｃには、タイロッド９ｂの基端部がボールジョイント（図示省略）を介して連結される。このように、レバー部材１１には、一対のタイロッド９ａ，９ｂが連結される。
【００１６】
タイロッド９ａの先端部には、ナックルアーム８ａを介して左の車輪３０ａが連結され、  タイロッド９ｂの先端部には、ナックルアーム８ｂを介して右の車輪３０ｂが連結される。ナックルアーム８ａ，８ｂは、図１に示すように、車輪３０ａ，３０ｂの中心から先端側に取り付けられる。なお、タイロッド９ａ，９ｂは、図２（ａ）では紙面上下方向、図２（ｂ）では紙面垂直方向、図２（ｃ）では紙面左右方向、図３では紙面上下方向に延在して、レバー部材１１に連結される。
【００１７】
電動モータ１２の出力軸にはピニオンギヤ（図示省略）が連結され、ピニオンにはウォームギヤ（図示省略）が連結される。ウォームギヤの回転軸はレバー部材１１の頂部１１ａに連結される。ピニオンとウォームギヤはギヤケース１４に収容され、ウォームギヤの回転軸を支持するベアリング（図示省略）はベアリングケース１５に収容される。
【００１８】
このように、電動モータ１２とレバー部材１１は、ピニオンとウォームギヤを介して連結され、ピニオン及びウォームギヤによって電動モータ１２の回転がレバー部材１１の揺動へと変換される。ピニオンとウォームギヤとによって変換機構１３が構成される。
【００１９】
次に、第１アクチュエータ１０の動作について説明する。
【００２０】
図３（ｂ）に示す中立状態から電動モータ１２が正回転すると、図３（ａ）に示すように、レバー部材１１は、頂部１１ａを中心として図３に示す平面視で反時計回りに回転する。つまり、レバー部材１１は左の車輪３０ａの方向へと揺動する。また、電動モータ１２が逆回転すると、図３（ｃ）に示すように、レバー部材１１は、頂部１１ａを中心として図３に示す平面視で時計回りに回転する。つまり、レバー部材１１は右の車輪３０ｂの方向へと揺動する。
【００２１】
レバー部材１１が左の車輪３０ａの方向へと揺動すると、一対のタイロッド９ａ，９ｂは共に左の車輪３０ａの方向へと移動するため、タイロッド９ａ，９ｂに連結された左右の車輪３０ａ，３０ｂは左側に切られる。また、レバー部材１１が右の車輪３０ｂの方向へと揺動すると、一対のタイロッド９ａ，９ｂは共に右の車輪３０ｂの方向へと移動するため、タイロッド９ａ，９ｂに連結された左右の車輪３０ａ，３０ｂは右側に切られる。
【００２２】
以上のように、電動モータ１２が駆動すると、変換機構１３の作用によってレバー部材１１はタイロッド９ａ，９ｂの軸方向に揺動する。レバー部材１１の揺動に伴ってタイロッド９ａ，９ｂは軸方向に移動し、タイロッド９ａ，９ｂの軸方向への移動によって車輪３０ａ，３０ｂは操舵される。
【００２３】
なお、電動モータ１２は、操舵ハンドルの操舵角情報に基づいてコントローラから出力される信号を受信して駆動する。つまり、コントローラは、操舵ハンドルの操舵角情報に基づいて車輪３０ａ，３０ｂの操舵角を演算し、車輪３０ａ，３０ｂの操舵角がその演算された操舵角となるとように電動モータ１２に対して信号を出力する。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、ブラケット２は、車体に締結される略Ｔ字形状の本体部２ａと、本体部２ａの下面に結合された第１下垂部２ｂ，第２下垂部２ｃとからなる。ベアリングケース１５の外縁には、上方に向かって立設する立脚部１５ａが結合される。立脚部１５ａの先端部は、ピン３を介してブラケット２の第１下垂部２ｂに回動自在に連結される。このように、第１アクチュエータ１０は、ピン３を介して車体に回動自在に連結される。
【００２５】
次に、図１，図２，図４，及び図５を参照して、第２アクチュエータ２０について説明する。図４は車輪がトーイン状態の操舵装置１００の図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ平面図、側面図、正面図、斜視図である。図５は車輪がトーアウト状態の操舵装置１００の図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ平面図、側面図、正面図、斜視図である。
【００２６】
第２アクチュエータ２０は、操舵ハンドルの操作に応じて駆動する電動モータ２２と、電動モータ２２の回転をレバー部材２１（第２レバー部材）の揺動へと変換する変換機構２３とを備える。
【００２７】
電動モータ２２の出力軸にはピニオンギヤ（図示省略）が連結され、ピニオンにはウォームギヤ（図示省略）が連結される。ウォームギヤの回転軸はレバー部材２１の頂部２１ａに連結される。ピニオンとウォームギヤはギヤケース２４に収容され、ウォームギヤの回転軸を支持するベアリング（図示省略）はベアリングケース２５に収容される。
【００２８】
このように、電動モータ２２とレバー部材２１は、ピニオンとウォームギヤを介して連結され、ピニオン及びウォームギヤによって電動モータ２２の回転がレバー部材２１の揺動へと変換される。ピニオンとウォームギヤとによって変換機構２３が構成される。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、ベアリングケース２５は、第１アクチュエータ１０のベアリングケース１５と連結部材４を介して連結される。つまり、第２アクチュエータ２０は、連結部材４を介して第１アクチュエータ１０と一体に結合される。
【００３０】
レバー部材２１は、扇型形状の部材であり、頂部２１ａを軸として外周側が上下方向に揺動するように配置される。レバー部材１１の外周縁には２つの締結穴２１ｂ，２１ｃが形成され、一方の締結穴２１ｂにはリンク部材５の一端部がピン６を介して回動自在に連結される。
【００３１】
リンク部材５の他端部は、ピン７を介してブラケット２の第２下垂部２ｃに回動自在に連結される。このように、レバー部材２１は、リンク部材５を介して車体に回動自在に連結される。リンク部材５、ピン６、及びピン７によってリンク機構が構成される。
【００３２】
次に、図６も参照しながら、第２アクチュエータ２０の動作について説明する。図６は車体の前方側から車輪３０ａ，３０ｂを見た模式図であり、（ａ）は車輪が中立状態の図、（ｂ）は車輪がトーイン状態の図、（ｃ）は車輪がトーアウト状態の図である。
【００３３】
図６（ａ）に示すように、タイロッド９ａ，９ｂは、車輪３０ａ，３０ｂが中立状態において、レバー部材１１との取付部である基端部が先端部と比較して上方に位置する。つまり、車輪３０ａ，３０ｂは、タイロッド９ａ，９ｂが水平方向に対して所定の傾きを持った状態で中立状態に設定される。
【００３４】
図１及び図２に示す中立状態から電動モータ２２が正回転すると、図４（ｂ）に示すように、レバー部材２１は、頂部２１ａを中心として図４（ｂ）に示す側面視にて時計回りに回転する。つまり、レバー部材２１は上方へと揺動する。第２アクチュエータ２０は、ピン３を介してブラケット２に回動自在に連結された第１アクチュエータ１０と一体に結合されていると共に、レバー部材２１がリンク部材５を介してブラケット２に回動可動に連結されているため、レバー部材２１が上方へ揺動するのに伴って、ピン３を中心として電動モータ２２が下方へと移動する方向に揺動する。これにより、第２アクチュエータ２０と一体に結合された第１アクチュエータ１０も、ピン３を中心として電動モータ１２が下方、レバー部材１１が上方へと移動する方向に揺動する。このように、第１アクチュエータ１０は、第２アクチュエータ２０のレバー部材２１が上方へ揺動するのに伴って、ピン３を中心としてレバー部材１１が上方へと移動する方向に揺動する。
【００３５】
第１アクチュエータ１０が揺動し、レバー部材１１が上方へと移動することによって、図６（ｂ）に示すように、タイロッド９ａ，９ｂの基端部が上方へと持ち上げられる。これにより、タイロッド９ａ，９ｂは、水平方向に対する傾きが図６（ａ）に示す中立状態と比較して大きくなるため、左右の車輪３０ａ，３０ｂの先端は互いに近づく向きに引っ張られ、トーイン状態となる。このように、レバー部材１１が上方へと移動し、タイロッド９ａ，９ｂが上方へ移動することによって、車輪３０ａ，３０ｂはトーイン状態に操舵される。ここで、トーインとは、車両の走行方向に向かって車輪の先端が内側を向いている状態である。
【００３６】
図１及び図２に示す中立状態から電動モータ２２が逆回転すると、図５（ｂ）に示すように、レバー部材２１は、頂部２１ａを中心として図５（ｂ）に示す側面視にて反時計回りに回転する。つまり、レバー部材２１は下方へと揺動する。レバー部材２１が下方へ揺動するのに伴って、第２アクチュエータ２０は、ピン３を中心として図４に示す場合とは逆側である電動モータ２２が上方へと移動する方向に揺動する。これにより、第２アクチュエータ２０と一体に結合された第１アクチュエータ１０も、ピン３を中心として電動モータ１２が上方、レバー部材１１が下方へと移動する方向に揺動する。このように、第１アクチュエータ１０は、第２アクチュエータ２０のレバー部材２１が下方へ揺動するのに伴って、ピン３を中心としてレバー部材２１が下方へと移動する方向に揺動する。
【００３７】
第１アクチュエータ１０が揺動し、レバー部材１１が下方へと移動することによって、図６（ｃ）に示すように、タイロッド９ａ，９ｂの基端部が下方へと押し下げられる。これにより、タイロッド９ａ，９ｂは、水平方向に対する傾きが図６（ａ）に示す中立状態と比較して小さくなり略水平となるため、左右の車輪３０ａ，３０ｂの先端は互いに遠ざかる向きに押し広げられ、トーアウト状態となる。このように、レバー部材１１が下方へと移動し、タイロッド９ａ，９ｂが下方へ移動することによって、車輪３０ａ，３０ｂはトーアウト状態に操舵される。ここで、トーアウトとは、車両の走行方向に向かって車輪の先端が外側を向いている状態である。
【００３８】
以上のように、電動モータ２２が駆動すると、変換機構２３の作用によってレバー部材２１は上下方向に揺動する。レバー部材２１の揺動に伴って、第１アクチュエータ１０は、第２アクチュエータ２０と一体にピン３を中心として上下方向に揺動する。第１アクチュエータ１０の揺動に伴いタイロッド９ａ，９ｂは上下方向に移動し、タイロッド９ａ，９ｂの上下方向への移動によって車輪３０ａ，３０ｂはトーイン又はトーアウトに操舵される。
【００３９】
なお、電動モータ２２は、電動モータ１２と同様に、操舵ハンドルの操舵角情報に基づいてコントローラから出力される信号を受信して駆動する。また、操舵ハンドルの操舵角情報の他に、車両の車速情報に基づいてコントローラから出力される信号を受信して駆動するようにしてもよい。
【００４０】
以上にて説明した第１アクチュエータ１０におけるレバー部材１１、電動モータ１２、変換機構１３は、それぞれ第２アクチュエータ２０におけるレバー部材２１、電動モータ２２、変換機構２３と同じ構造で構成される。つまり、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０とは同一構造で構成される。そして、第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０とは、第１アクチュエータ１０のレバー部材１１がタイロッド９ａ，９ｂの軸方向に揺動するのに対して、第２アクチュエータ２０のレバー部材２１が上下方向に揺動するように、連結部材４を介して９０度ずれて結合される。
【００４１】
このように、操舵装置１００は、同一構造で構成される第１アクチュエータ１０と第２アクチュエータ２０とを９０度ずらして結合されるものであり、簡便な構造で構成される。
【００４２】
次に、操舵装置１００を後輪に適用した場合の作用について説明する。
【００４３】
操舵装置１００は、電動モータ２２によって車輪をトーイン又はトーアウトに操舵するものであるため、車両の走行中であってもトー角を調整することが可能であり、車両の走行状態に応じて最適なトー角に調整することができる。
【００４４】
具体的には、コーナーリング時には外側の車輪により多くの加重がかかるため、外側の車輪のトー角によってコーナーリング特性が決まる。コーナーリング時には、後輪をトーアウトに設定することによって回転半径が小さくなるため、コーナーリング特性が向上する。そして、コーナーの立ち上がりでは、トー角を元に戻すことによって走行安定性が向上する。
【００４５】
また、直線走行時からレーンチェンジを行う際には、後輪をトーインに設定することによって走行安定性が向上する。これは、操舵ハンドルを例えば右に切ると左後輪のグリップ力が右後輪のグリップ力よりも高まり、左後輪がトーインで向いている右側に車両が移動し易くなるためである。なお、直線走行時には、過度にトーインの角度を大きく設定すると走行抵抗となるため、トーインの角度は概ね２°以下に設定するのが望ましい。
【００４６】
以上のように、様々な車両の走行状態に応じて最適なトー角に調整することができる。
【００４７】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００４８】
第１アクチュエータ１０を揺動させ、その揺動に伴ってタイロッド９ａ，９ｂを上下方向に移動させる第２アクチュエータ２０を備えるため、第２アクチュエータ２０の作動によって車輪３０ａ，３０ｂのトー角が変化する。したがって、車両の走行中であってもトー角を調整することが可能であり、車両の走行状態に応じて最適なトー角に調整することができ、走行安定性を向上させることができる。
【００４９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、車両を操舵する操舵装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  操舵装置
１      アクチュエータ
２      ブラケット
３      ピン
５      リンク部材
８ａ，８ｂ  ナックルアーム
９ａ，９ｂ  タイロッド
１０    第１アクチュエータ
１１    レバー部材（第１レバー部材）
１２    電動モータ
１３    変換機構
２０    第２アクチュエータ
２１    レバー部材 （第２レバー部材）
２２    電動モータ
２３    変換機構
３０ａ，３０ｂ  車輪
【図１】
2010184531.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010184531.tif 000005
【図４】
2010184531.tif 000006
【図５】
2010184531.tif 000007
【図６】
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