(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪の転舵動作と連動する入力軸の回転にしたがって回動する入力軸側レバーと、
各々が前記入力軸側レバーと係合して回動されることにより、後輪の転舵操作と連動する出力軸を回転させる複数の出力軸側レバーと、
を備え、
前記入力軸側レバーは、入力軸の回転角度に応じて前記複数の出力軸側レバーのうち係合する出力軸側レバーを切り換えることを特徴とする車輪転舵装置。
【請求項２】
前記複数の出力軸側レバーは、
前輪が右に転舵されたときに前記入力軸側レバーに係合される第１出力軸側レバーと、
前輪が左に転舵されたときに前記入力軸側レバーに係合される第２出力軸側レバーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車輪転舵装置。
【請求項３】
前記第１出力軸側レバーは、前記入力軸側レバーに係合されたとき、前輪が所定角度より小さく右に転舵されたときには後輪も右に転舵され、前記所定角度より大きく右に転舵されたときには後輪が左に転舵されるよう前記出力軸を回転させ、
前記第２出力軸側レバーは、前記入力軸側レバーに係合されたとき、前輪が所定角度より小さく左に転舵されたときには後輪も左に転舵され、前記所定角度より大きく左に転舵されたときには後輪が右に転舵されるよう前記出力軸を回転させることを特徴とする請求項２に記載の車輪転舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪転舵装置に関し、特に、前輪の転舵動作に連動する入力軸の回転により後輪の転舵動作に連動する出力軸を回転させる車輪転舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、操舵輪による回転操作をリンク部材の回転で後輪転舵手段に伝達して前輪とともに後輪を転舵させる車両の操舵装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−０３０９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献に記載された技術により、操舵角が小さいときは、後輪を前輪と同方向に転舵し、操舵角が大きいときは後輪を前輪と逆方向に転舵することが可能である。しかしながら、上述の特許文献に記載された技術によって実現される入出力特性は、上述の特許文献の図４に記載されたものとなり、これ以外の入出力特性を実現することは困難である。このためこのような車輪転舵装置では、操舵角が小さいときと大きいときにおける操舵特性の調整は難しいものとなる。
【０００５】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、前輪の転舵動作に連動する入力軸の回転により後輪の転舵動作に連動する出力軸を回転させるときの入出力特性を適切なものとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車輪転舵装置は、前輪の転舵動作と連動する入力軸の回転にしたがって回動する入力軸側レバーと、各々が前記入力軸側レバーと係合して回動されることにより、後輪の転舵操作と連動する出力軸を回転させる複数の出力軸側レバーと、を備える。前記入力軸側レバーは、入力軸の回転角度に応じて前記複数の出力軸側レバーのうち係合する出力軸側レバーを切り換える。
【０００７】
この態様によれば、各々の出力軸側レバーに対し、入力軸側レバーが係合しているときにおける入力軸の回転に対する出力軸の回転を示す入出力特性を適切に設定することができる。このため、出力軸側レバーが１つの場合に比べ、入出力特性の設定自由度を高めることができ、後輪が転舵されることによる運転者の違和感を抑制することができる。
【０００８】
前記複数の出力軸側レバーは、前輪が右に転舵されたときに前記入力軸側レバーに係合される第１出力軸側レバーと、前輪が左に転舵されたときに前記入力軸側レバーに係合される第２出力軸側レバーと、を備えてもよい。この態様によれば、簡易に入出力特性を設定することができる。また、例えば前輪が右に転舵されたときと左に転舵されたときとで同じ入出力特性を実現する場合、第１出力軸側レバーと第２出力軸側レバー、その他部品を共通化することが可能となる。このため、部品の種類を少なくすることができ、部品管理を容易なものとすることができる。
【０００９】
前記第１出力軸側レバーは、前記入力軸側レバーに係合されたとき、前輪が所定角度より小さく右に転舵されたときには後輪も右に転舵され、前記所定角度より大きく右に転舵されたときには後輪が左に転舵されるよう前記出力軸を回転させ、前記第２出力軸側レバーは、前記入力軸側レバーに係合されたとき、前輪が所定角度より小さく左に転舵されたときには後輪も左に転舵され、前記所定角度より大きく左に転舵されたときには後輪が右に転舵されるよう前記出力軸を回転させてもよい。この態様によれば、前輪が左に転舵されたときおよび右に転舵されたときの双方において、後輪とを同じ方向に転舵させる前輪の転舵角度範囲を適切に設定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前輪の転舵動作に連動する入力軸の回転により後輪の転舵動作に連動する出力軸を回転させるときの入出力特性を適切なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係る車輪転舵装置の構成を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る車輪転舵装置の上面図である。
【図２】本実施形態に係る入出力変換機構の構成を詳細に示す図である。
【図３】図２のＰ−Ｐ断面図である。
【図４】前輪が小さい角度で左に転舵されたときの入出力変換機構の状態を示す図である。
【図５】前輪が限界角度まで大きく左に転舵されたときの入出力変換機構の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る車輪転舵装置１０の構成を模式的に示す正面図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係る車輪転舵装置１０の上面図である。車輪転舵装置１０は、前輪１２および後輪１４と、ステアリングシャフト１６との間に介在し、ステアリングシャフト１６の操舵にしたがって前輪１２および後輪１４を転舵する。
【００１３】
車輪転舵装置１０が搭載された車両では、前輪１２が車両前方中央に１つ、後輪１４が車両後方中央に１つ、右輪が車両右側に１つ、左輪が車両左側に１つ、の計４つの車輪が菱形に配置されている。なお、車輪転舵装置１０が搭載される車両がこのようなものに限定されないことは勿論である。
【００１４】
車輪転舵装置１０は、前輪転舵機構１８、後輪転舵機構２０、および伝達機構２２を有する。前輪転舵機構１８は、ステアリングシャフト１６の操舵角に応じて前輪１２を転舵する。前輪転舵機構１８の構成は公知であるため説明を省略する。後輪転舵機構２０は、伝達機構２２を介してステアリングシャフト１６に接続されており、ステアリングシャフト１６の操舵角に応じて後輪１４を転舵する。
【００１５】
後輪転舵機構２０は、入力軸３０、出力軸３２、および入出力変換機構３４を有する。入力軸３０は、ステアリングシャフト１６の操舵角度と同じ角度回転するよう、伝達機構２２によってステアリングシャフト１６に連結されている。したがって入力軸３０は、前輪１２の転舵動作と連動する。入力軸３０および出力軸３２は、入力軸３０と出力軸３２との速度伝達比が１のとき、すなわち入力軸３０と出力軸３２とが同じ角度回転するよう互いに連結された状態のときには、前輪１２と後輪１４とが同じ角度転舵されるよう、それぞれ前輪１２および出力軸３２に連結されている。
【００１６】
入出力変換機構３４は、入力軸３０と出力軸３２とに差動が生じるよう入力軸３０と出力軸３２とを連結する。具体的には、入出力変換機構３４は、ステアリングシャフト１６の操舵角が小さい所定範囲、すなわち前輪１２の転舵角が０°より大きく所定角度より小さい範囲では、後輪１４が前輪１２と同じ方向に転舵するよう入力軸３０と出力軸３２とを連結する。一方、入出力変換機構３４は、ステアリングシャフト１６の操舵角が大きい所定範囲、すなわち前輪１２の転舵角が所定角度を超えて転舵限界角に達するまでは、後輪１４が前輪１２と逆方向に転舵するよう入力軸３０と出力軸３２とを連結する。
【００１７】
このように、前輪１２の転舵角が小さいときは後輪１４を前輪１２と同じ方向に転舵することで、車両の姿勢をあまり変えることなく安定して車両を走行させることができる。一方、前輪１２の転舵角が大きいときは後輪１４を前輪１２と逆方向に転舵することにより、良好な小回りを実現できる。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る入出力変換機構３４の構成を詳細に示す図である。図３は、図２のＰ−Ｐ断面図である。以下、図２および図３の双方に関連して入出力変換機構３４の構成について説明する。
【００１９】
入出力変換機構３４は、ブラケット５０、入力軸側レバー５４、ピン５６、第１出力軸側レバー６０、第１ギヤ６２、第２出力軸側レバー６４、第２ギヤ６６、および出力ギヤ６８を有する。ブラケット５０は、板状部材をコ字状に曲げた形状に形成されている。ブラケット５０の対向する２つの板上部の各々には、同軸に円形の挿入孔が設けられており、この挿入孔に入力軸３０および出力軸３２の各々が回転可能に挿入されている。
【００２０】
入力軸側レバー５４は、入力軸３０の延在方向と垂直に延在するよう一端が入力軸３０に固定されている。したがって入力軸側レバー５４は、入力軸３０の回転にしたがって回動する。入力軸側レバー５４の他端には、ピン５６が入力軸３０と平行に延在するよう固定されている。
【００２１】
出力軸３２には、出力ギヤ６８が同軸に固定されている。第１ギヤ６２および出力ギヤ６８は、この出力ギヤ６８に噛み合っている。第１出力軸側レバー６０は、第１ギヤ６２の軸方向と垂直に延在するよう一端が第１ギヤ６２に固定されている。第２出力軸側レバー６４は、第２ギヤ６６の軸方向と垂直に延在するよう一端が第２ギヤ６６に固定されている。
【００２２】
第１出力軸側レバー６０は、先端から後端に向かって延在する溝６０ａを有する。溝６０ａは、ピン５６の外径と略同一の幅を有する。第２出力軸側レバー６４は、先端から後端に向かって延在する溝６４ａを有する。溝６４ａもまた、ピン５６の外径と略同一の幅を有する。本実施形態では、入力軸３０が回動することにより、前輪１２および後輪１４が転舵されていないとき以外は、ピン５６が第１出力軸側レバー６０の溝６０ａおよび第２出力軸側レバー６４の溝６４ａの一方に択一的に係合するよう、入力軸側レバー５４、第１出力軸側レバー６０、および第２出力軸側レバー６４の各々が配置されている。
【００２３】
以上より、第１出力軸側レバー６０は、溝６０ａが入力軸側レバー５４と係合して回動されることにより出力軸３２を回転させる。また、第２出力軸側レバー６４は、溝６４ａが入力軸側レバー５４と係合して回動されることにより出力軸３２を回転させる。
【００２４】
本実施形態では、入力軸側レバー５４は、入力軸３０の回転角度に応じて第１出力軸側レバー６０および第２出力軸側レバー６４のうち係合する出力軸側レバーを切り換える。具体的には、第１出力軸側レバー６０は、前輪１２が右に転舵されたときに入力軸側レバー５４に係合される。第２出力軸側レバー６４は、前輪１２が左に転舵されたときに入力軸側レバー５４に係合される。このように前輪１２が右に転舵されるときの左に転舵されるときとで入力軸３０から出力軸３２へのトルクの伝達経路を異ならせることにより、トルクの伝達経路が同一の場合に比べて、入力軸３０の回転に対する出力軸３２の回転特性である入出力特性の設定自由度を高めることができる。このため、入力軸３０の回転に対し、より適切に出力軸３２を回転させることができ、操舵中に運転者に与える違和感を抑制することができる。
【００２５】
図３は、ステアリングホイールが車両直進時から操舵されておらず、前輪１２および後輪１４が転舵されていない中立状態を示している。このとき、ピン５６は、第１出力軸側レバー６０の溝６０ａの開口部付近および第２出力軸側レバー６４の溝６４ａの開口部付近の双方に係合されている。
【００２６】
入出力変換機構３４では、前輪１２が右に転舵されたときと左に転舵したときとで、後輪１４が同様に転舵されるよう、中立状態において入力軸側レバー５４の中心を含む鉛直面に対し入出力変換機構３４は左右対称に設けられている。したがって、第２ギヤ６６と出力ギヤ６８とは同一形状であり、また、第１出力軸側レバー６０は第２出力軸側レバー６４と同一形状となっている。なお、これらが互いに異なる形状となっていてもよい。以下、中立状態における入力軸側レバー５４の延在方向を入力側中立位置ｎｐ１とし、中立状態における第１出力軸側レバー６０の延在方向を出力側中立位置ｎｐ２とする。
【００２７】
さらに、本実施形態では出力軸側レバーは第１出力軸側レバー６０と第２出力軸側レバー６４の２本となっているが、出力軸側レバーの数は２本に限定されない。例えば、前輪１２が左に転舵されたときに途中で入力軸側レバー５４との係合が切り換えられるよう、左転舵用に複数本の出力軸側レバーが設けられていてもよい。また、例えば、前輪１２が右に転舵されたときに途中で入力軸側レバー５４との係合が切り換えられるよう、右転舵用に複数本の出力軸側レバーが設けられていてもよい。
【００２８】
図４は、前輪１２が小さい角度で左に転舵されたときの入出力変換機構３４の状態を示す図である。図４もまた、図２のＰ−Ｐ断面図を示している。なお、前輪１２が右に転舵されたときの入出力変換機構３４の状態については、図４に示す入出力変換機構３４を入力側中立位置ｎｐ１を中心に反転させたものとなる。以下、前輪１２が左に転舵されたときを説明することで、前輪１２が右に転舵されたときの説明は省略する。
【００２９】
前輪１２が右に転舵され、入力軸３０が左に回転したとき、ピン５６は、第１出力軸側レバー６０の溝６０ａとの係合を保ちながら、溝６０ａ内を奧に向かって摺動する。これにより、第１出力軸側レバー６０は左に微小な角度回転する。また、出力ギヤ６８は、第１ギヤ６２とは逆の右に回転し、第１ギヤ６２と同軸に固定された出力軸３２もまた左に回転する。
【００３０】
このとき、第２出力軸側レバー６４の溝６４ａとピン５６との係合は解除される。入力軸側レバー５４が回転することにより第２出力軸側レバー６４もまた回転するが、前輪１２の転舵が解除されて中立状態に戻ったときには第２出力軸側レバー６４も初期位置に戻り、溝６４ａが開口部付近でピン５６と係合した状態となる。
【００３１】
図４は、入力軸側レバー５４の延在方向と第１出力軸側レバー６０の延在方向とが直角になったときの状態を示している。このように入力軸側レバー５４が第１出力軸側レバー６０と直角になるまでは、第１ギヤ６２は入力軸３０と同様に左に回転する。したがって、出力軸３２は、入力軸３０とは逆の右に回転する。前輪転舵機構１８は、入力軸３０が左に回転するときには前輪１２が左に転舵されるよう構成されている。後輪転舵機構２０は、出力軸３２が右に回転すると後輪１４が左に転舵されるよう構成されている。したがって、図４に示す状態では、前輪１２および後輪１４がともに左に転舵されていることになる。
【００３２】
このときの入力側中立位置ｎｐ１からの入力軸側レバー５４の回転角度を入力角度θａ１とし、出力側中立位置ｎｐ２からの第１出力軸側レバー６０の回転角度を出力角度θｂ１とする。出力軸３２が右に回転する最大角度は、出力角度θｂ１に第１ギヤ６２と出力ギヤ６８とのギヤ比を乗じた値となる。具体的には、出力ギヤ６８の歯数をＮ１、第１ギヤ６２の歯数をＮ２とすると、中立状態からの出力軸３２の回転角度は、出力角度θｂ１×Ｎ２／Ｎ１となる。
【００３３】
図５は、前輪１２が限界角度まで大きく左に転舵されたときの入出力変換機構３４の状態を示す図である。図５もまた、図２のＰ−Ｐ断面図を示している。
【００３４】
前輪１２が大きな角度で転舵され、入力軸３０が大きな入力角度θａ１右に回転したとき、ピン５６は、第１出力軸側レバー６０の溝６０ａとの係合を保ちながら、図４に示すときよりも溝６０ａ内をさらに奧に向かって摺動する。これにより第１出力軸側レバー６０は、図４に示す状態から逆に右に回転する。したがって、出力軸３２は、入力軸３０と同様に左に回転する。
【００３５】
後輪転舵機構２０は、出力軸３２が左に回転すると後輪１４が右に転舵されるよう構成されている。したがって、図４に示す状態から図５に示す状態になるまでは、前輪１２は左に転舵されるが、後輪１４は前輪１２と逆に右に転舵される。
【００３６】
図５に示すように前輪１２が最大に転舵されてたときの入力側中立位置ｎｐ１からの入力軸側レバー５４の回転角度を入力角度θａ２とし、出力側中立位置ｎｐ２からの第１出力軸側レバー６０の回転角度を出力角度θｂ１２とする。出力軸３２が中立状態から左に回転する最大角度は、出力角度θｂ２に第１ギヤ６２と出力ギヤ６８とのギヤ比を乗じた値となる。具体的には、中立状態からの出力軸３２の回転角度は、出力角度θｂ２×Ｎ２／Ｎ１となる。
【００３７】
本実施形態では、前輪１２が９０°転舵されたときに、入力軸３０が入力角度θａ２回転するよう前輪転舵機構１８が設けられている。一方、出力軸３２が出力角度θｂ２×Ｎ２／Ｎ１回転したときに、後輪１４が９０°逆方向に転舵されるよう後輪転舵機構２０が設けられている。したがって、前輪１２が９０°転舵されたときに、後輪１４が逆方向に９０°転舵される。
【００３８】
このように、第１出力軸側レバー６０は、入力軸側レバー５４に係合されたとき、前輪１２が所定角度より小さく右に転舵されたときには後輪も右に転舵され、所定角度より大きく右に転舵されたときには後輪が左に転舵されるよう出力軸３２を回転させる。一方、第２出力軸側レバー６４は、入力軸側レバー５４に係合されたとき、前輪１２が所定角度より小さく左に転舵されたときには後輪も左に転舵され、所定角度より大きく左に転舵されたときには後輪が右に転舵されるよう出力軸３２を回転させる。
【００３９】
このように、複数のリンクを操舵方向に応じて切り換えることにより、リンクの設定自由度を高めることができる。このため、入力軸３０の回転に対する出力軸３２の回転を示す入出力特性の設定自由度を高めることができ、後輪の転舵に対する運転者の違和感を抑制することができる。
【００４０】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  車輪転舵装置、  １２  前輪、  １４  後輪、  １６  ステアリングシャフト、  １８  前輪転舵機構、  ２０  後輪転舵機構、  ２２  伝達機構、  ３０  入力軸、  ３２  出力軸、  ３４  入出力変換機構、  ５０  ブラケット、  ５４  入力軸側レバー、  ５６  ピン、  ６０  第１出力軸側レバー、  ６０ａ  溝、  ６２  第１ギヤ、  ６４  第２出力軸側レバー、  ６４ａ  溝、  ６６  第２ギヤ、  ６８  出力ギヤ。
【図１】
0005640929.tif 000002
【図２】
0005640929.tif 000003
【図３】
0005640929.tif 000004
【図４】
0005640929.tif 000005
【図５】
0005640929.tif 000006