(57)【要約】      （修正有）【課題】車体やホイールハウスを拡幅したり、車両前部スペースや室内スペースを狭くすることなく、車輪の最大転舵角を大きく設定できる車両操舵装置を提供する。【解決手段】車体幅方向に延長し、車体上下方向に揺動自在に支持されるサスペンションアーム１１の先端に、車体前後方向に延長するコントロールアーム１２の一端を車体左右方向に回動自在に連結し、コントロールアームの他端側に、車輪を自転自在に支持する車軸を有するナックル１３をコントロールアームに対して車体左右方向に回動自在に連結し、ステアリングホイールの操作量に応じて車体幅方向に移動するメインタイロッド１４をナックルに連結し、コントロールアームのサスペンションアーム連結部からナックル連結部までの間に、ステアリングホイールを直進状態から所定量操作した後に、メインタイロッドと同一方向に、かつメインタイロッドよりも小さく移動するサブタイロッド１５を連結した。【選択図】図１
0003187121.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一端が車体に支持され、他端側が車体上下方向に揺動自在に設けられたサスペンションアームと、
車体の前後方向に延在し、車体幅方向へ回動自在に一端側が前記サスペンションアームに軸支されるコントロールアームと、
前記コントロールアームの他端側において車体幅方向に回動自在に軸支され、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、
ステアリングの操作により、前記コントロールアームの回動と前記車輪支持部材の回動とを制御する操舵機構と、
前記車輪支持部材と前記操舵機構とを連結するメインタイロッドと、
前記コントロールアームと前記操舵機構とを連結するサブタイロッドと、を備え、
前記操舵機構が、前記メインタイロッドを移動させたときに前記メインタイロッドの移動に連動してメインタイロッドの移動方向と同一方向にサブタイロッドを移動させて、前記車輪支持部材の回動支点を前記コントロールアームの回動支点周りに回動させながら、前記車輪支持部材を当該車輪支持部材の回動支点周りに回動させて車輪を操舵する車両操舵装置。
【請求項２】
前記操舵機構が、前記メインタイロッドを所定量以上移動させたときに前記メインタイロッドの移動に連動してメインタイロッドの移動方向と同一方向にサブタイロッドを移動させる請求項１記載の車両操舵装置。
【請求項３】
前記操舵機構が、前記コントロールアームの回動を制御するときに、ステアリングの操作力を補助するアシスト装置を備えた請求項１又は請求項２記載の車両操舵装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、車両の操舵装置に関し、特に、車両のホイールハウスを拡幅したり車室内空間を犠牲にしたりせずに、車輪とホイールハウスとの接触を回避するとともに大きな操舵角の設定を可能にする車両操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両は、ステアリングホイールの操作により車輪を転舵させることで、進行方向を変える車両操舵装置が知られている。操舵時の車輪は、ホイールハウス内部でキングピン軸を中心に、一方の車輪の前部が車幅方向内側、他方の車輪の前部が車幅方向外側に向きを変えるため、操舵角を大きく設定すると、車体側に向きを変えた一方の車輪の前部や他方の車輪の後部がホイールハウス内壁に接触するという問題が生じてしまう。この問題を解決するために、特許文献１や特許文献２では、左右への操舵操作の操舵量に応じて、それぞれ車体から離間するように左右の車輪の間隔（トレッド幅）を広げるように車両操舵装置を構成することで、エンジンルームに必要な大きさの空間や車室内の空間を犠牲にすることなく、ホイールハウス内壁との干渉を回避しながら最大操舵角の大きな設定を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５１１０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１３３０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２によれば、ホイールハウス内壁との干渉を回避しながら最大操舵角を大きく設定できるものの、操舵量に応じてトレッド幅が変化することになり、ホイールハウス外壁であるフェンダーと干渉するという新たな問題が生じる虞がある。車輪が大きく操舵された状態で、さらに車輪を車幅方向外側に向けて移動させると、車幅方向外側を向く車輪の最大外径部分がホイールハウス外壁のフェンダー部分に干渉しやすくなるため、フェンダー部分の開口を大きくする必要が生じてしまう。このフェンダー部分の開口は、車体におけるデザインの一部を構成しているため、部分的に開口を広げたりするとデザイン性が失われることになる。これを避けるためには、開口の大きさに見合った車体を用意することになるが、大きな車体は車両の重量を増加させて、燃費を悪化させてしまうという新たな問題を生じさせてしまう。特に、近年では、電気自動車やハイブリッド車など環境負荷の小さい車両や燃料効率の良い車両が求められていることから、小さな車体であっても車室内の空間を十分確保できるような車両操舵装置が必要とされている。
【０００５】
本考案は、こうした問題を鑑みてなされたものであり、大きな車体やホイールハウスの拡幅の必要性や、車体の前部空間や室内空間の大きさを犠牲にすることなく、操舵輪の最大転舵角を大きく設定できる車両操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための車両操舵装置の構成として、一端が車体に支持され、他端側が車体上下方向に揺動自在に設けられたサスペンションアームと、車体の前後方向に延在し、車体幅方向へ回動自在に一端側が前記サスペンションアームに軸支されるコントロールアームと、コントロールアームの他端側において車体幅方向に回動自在に軸支され、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、ステアリングの操作により、コントロールアームの回動と車輪支持部材の回動とを制御する操舵機構と、車輪支持部材と操舵機構とを連結するメインタイロッドと、コントロールアームと操舵機構とを連結するサブタイロッドとを備え、操舵機構が、メインタイロッドを移動させたときにメインタイロッドの移動に連動してメインタイロッドの移動方向と同一方向にサブタイロッドを移動させて、車輪支持部材の回動支点をコントロールアームの回動支点周りに回動させながら、車輪支持部材を当該車輪支持部材の回動支点周りに回動させて車輪を操舵するので、メインタイロッドを移動させて車輪を転舵するときに、サブタイロッドがコントロールアームを車輪の操舵方向に押動するため、車両の転回方向内側の車輪が車体から離間するとともに、外側の車輪が車体に近接するように操舵されることになり、従来よりも車輪の転舵角度を大きく設定することができる。したがって、車体において車輪を収容するホイールハウスを大きくしたり、車両前部スペースや室内スペースを狭くしたりすることなく、車輪の最大転舵角度を大きく設定することが可能となる。また、サブタイロッドにより押動される左右のコントロールアームが、操舵方向と同一方向に移動するため、左右車輪の実質的な幅（トレッド幅）が変化しないので、車体を大きくする必要がない。
また、車両操舵装置の他の構成として、操舵機構が、メインタイロッドを所定量以上移動させたときにメインタイロッドの移動に連動してメインタイロッドの移動方向と同一方向にサブタイロッドを移動させるので、小さく操舵するときにはメインタイロッドの移動のみにより車輪を転舵させ、操舵角度を大きくしたいときには、メインタイロッドの移動にサブタイロッドの移動を連動させて、コントロールアームを押動させることにより、車輪支持部材の回動とともにコントロールアームの回動により車輪を転舵させることができる。
また、車両操舵装置の他の構成として、操舵機構が、前記コントロールアームの回動を制御するときに、ステアリングの操作力を補助するアシスト装置を備えたので、操舵力の負担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】車両操舵装置の斜視図及び分解斜視図である。
【図２】ギアボックスの外観斜視図及び平面図である。
【図３】車両操舵装置の動作図である。
【図４】本願発明の効果を示す図である。
【０００８】
以下、考案の実施形態を通じて本考案を詳説するが、以下の実施形態は実用新案請求の範囲に係る考案を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが考案の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
図１（ａ），（ｂ）は、本考案に係る車両操舵装置１の実施の形態を示す概略図及び分解斜視図である。なお、以下の説明において、上下，左右，前後は、車両操舵装置１を車体に取り付けた状態を基準とする方向である。
【００１０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、車両操舵装置１は、一端が図外の車体に支持され、他端側が車体上下方向に揺動自在に設けられたサスペンションアーム１１と、車体の前後方向に延在し、一端側が前記サスペンションアームに車体幅方向に回動自在に軸支されるコントロールアーム１２と、コントロールアーム１２の他端側において車体幅方向に回動自在に軸支され、車輪１０を回転可能に支持する車輪支持部材としてのナックル１３と、ステアリングホイールの操作により、コントロールアーム１２の回動とナックル１３の回動とを制御する操舵機構１６と、ナックル１３と操舵機構１６とを連結するメインタイロッド１４と、コントロールアーム１２と操舵機構１６とを連結するサブタイロッド１５とを備える。
【００１１】
サスペンションアーム１１は、車体を構成する図外のフレームから車体幅方向に延長して、車体に上下方向に揺動自在に支持される。このサスペンションアーム１１の先端には、例えばボルト付きのボールジョイントが設けられる。
【００１２】
コントロールアーム１２は、車体の前後方向に延長し、例えば、図１（ｂ）に示すような外観略Ａ字状をなし、下側アーム１８及び傾斜アーム１９からなる。
下側アーム１８は、車体前後方向に向けて略水平に延長し、後端側に上下方向に軸線を向けた円筒状の筒部１８Ａを備える。筒部１８Ａは、内径が後述の緩衝ユニット５０のシリンダケース５５を挿通可能な寸法で形成される。筒部１８Ａの外周には、車体外側に向けて膨出するアーム連結部１８Ｂが設けられる。アーム連結部１８Ｂには、筒部１８Ａの軸線と平行に貫通するアーム連結孔１８Ｃが設けられる。このアーム連結孔１８Ｃに、上述のサスペンションアーム１１の先端に取り付けられたボールジョイントのボルト部を貫通させ、ナットを締結することで、コントロールアーム１２とサスペンションアーム１１とが互いに揺動自在に連結される。このコントロールアーム１２とサスペンションアーム１１との連結部は、サスペンションアーム１１に対してコントロールアームが回動するときの回動支点である。
【００１３】
傾斜アーム１９は、下側アーム１８との集合部から下側アーム１８の筒部１８Ａの上方に向けて傾斜しながら延長し内径が後述の緩衝ユニット５０のシリンダケース５５を挿通可能な寸法で形成される。
【００１４】
傾斜アーム１９には、筒部１９Ａの外周近傍から車体前方かつ当該傾斜アーム１９の延長方向よりも車体外側に向けて延長するサブタイロッド連結部２２を備える。サブタイロッド連結部２２は、先端側に後述のサブタイロッド１５を連結するためのサブタイロッド連結孔２２Ａを備える。
サブタイロッド連結部２２には、車輪１０の操舵角を制御するサブタイロッド１５が連結される。サブタイロッド１５は、両端の外周にねじ部を有する軸体１５Ａと軸体１５Ａのねじ部に螺合するロッドエンド１５Ｂとで構成される。ロッドエンド１５Ｂは、端部に球面滑り軸受を備え、一端側の球面滑り軸受の孔とサブタイロッド連結孔２２Ａとを一致させ、ボルトを貫通させた後にナットを螺合させることでサブタイロッド１５が、コントロールアーム１２に揺動自在に連結される。サブタイロッド１５の他端側は、後述の操舵機構１６に連結される。
また、コントロールアーム１２の下側アーム１８と傾斜アーム１９とが一体となる集合先端部２１には、上下方向に貫通するナックル連結孔２１Ａを備える。ナックル連結孔２１Ａは、コントロールアーム１２に対してナックル１３を回動自在に軸支するための孔である。
【００１５】
緩衝ユニット５０は、車体を支持するとともに衝撃を緩衝するスプリング５３と、スプリング５３の振動を減衰する（伸縮速度を規制する）ダンパー５４とを備える。緩衝ユニット５０は、有底円筒のシリンダケース５５の内部にダンパー５４のシリンダ部を収容し、シリンダケース５５の外周に設けられた下バネ受け５５Ａと、ダンパロッドの先端に設けられた上バネ受け５５Ｂとの間にスプリング５３を挟み込んで一体に構成される。この緩衝ユニット５０は、シリンダケース５５の底部が筒部１８Ａの底部に突き当たるまで、傾斜アーム１９の筒部１９Ａ及び下側アーム１８の筒部１８Ａに挿入される。そして、筒部１８Ａ及び筒部１９Ａに設けられた図外の締結手段で、筒部１８Ａ；１９Ａをシリンダケース５５に締め付けることで、緩衝ユニット５０がコントロールアーム１２に固定される。緩衝ユニット５０の上端側は、図示しない車体の固定部に固定される。
したがって、コントロールアーム１２は、サスペンションアーム１１下端との連結部と、緩衝ユニット５０の上端側の固定部とを結ぶ仮想の直線を軸として回転する。この仮想の直線が車輪１０を左右に操舵するときの操舵軸、いわゆるキングピン軸Ａを構成する。
【００１６】
ナックル１３は、車軸部３１と、アーム連結部３２と、タイロッド連結部３３とを備える。車軸部３１は、略円筒状の筒体からなり軸線を車体幅方向に向ける。この車軸部３１の内周には、図外のベアリングを介して車軸３４が設けられる。車軸３４には、車輪１０に制動力を付与するためのブレーキディスク、及び車輪１０が着脱可能に固定される。ナックル１３には、ブレーキディスクに制動を付与する図示しないブレーキキャリパが取り付けられる。
【００１７】
アーム連結部３２は、前後方向アームの集合先端部２１を挟持可能な幅分離間して上側アーム連結部，下側アーム連結部として車軸部３１の軸線に沿って延長してそれぞれ設けられる。アーム連結部３２の先端には、同軸で上下方向に貫通する上側貫通孔３２ａ及び下側貫通孔３２ｂが形成される。
アーム連結部３２の上側貫通孔３２ａ及び下側貫通孔３２ｂをコントロールアーム１２のナックル連結孔２１Ａに一致させ、軸３５を貫通させることで、コントロールアーム１２に対してナックル１３が車体幅方向に回動自在に連結される。軸３５の軸心は、車輪１０を操舵するときの操舵軸、いわゆるキングピン軸Ｂであって、鉛直方向に対して所定角度傾斜するように設定される。なお、このキングピン軸Ｂの向きは、コントロールアーム１２のナックル連結孔２１Ａの軸線により決定されることは言うまでもない。
【００１８】
タイロッド連結部３３は、車軸部３１の上側から車体前方かつ車体外側に向けて延長し、先端には、メインタイロッド連結孔３３Ａを備える。メインタイロッド連結孔３３Ａは、軸心が上述のキングピン軸Ｂの軸心よりも車体外側に設定される。つまり、車体幅方向における左右のキングピン軸Ｂ；Ｂの幅Ｗ１よりも、メインタイロッド連結孔３３Ａ；３３Ａの幅Ｗ２が広くなるように設定される（図３（ａ）参照）。このように長さを設定することにより、いわゆるアッカーマン機構を構成し、操舵時における左右車輪１０の内輪差に生じさせることができる。なお、ナックル１３のアーム連結部３２及びタイロッド連結部３３は、車軸部３１に車輪１０を取り付けたときに、それぞれ車輪１０と干渉しない形状で延長する。
【００１９】
ナックル１３のタイロッド連結部３３には、車輪１０の操舵角を制御するメインタイロッド１４が連結される。メインタイロッド１４は、両端の外周にねじ部を有する軸体１４Ａと軸体１４Ａのねじ部に螺合するロッドエンド１４Ｂとで構成される。ロッドエンド１４Ｂは、端部に球面滑り軸受を備え、一端側の球面滑り軸受の孔とナックル１３のメインタイロッド連結孔３３Ａとを一致させ、ボルトを貫通させた後にナットを螺合させることでメインタイロッド１４が、ナックル１３に揺動自在に連結される。メインタイロッド１４の他端側は、後述の操舵機構１６に連結される。
【００２０】
図２に示すように、操舵機構１６は、ギアボックス４０と、位相操舵機構４３と、アシスト装置６０とを備える。ギアボックス４０は、車両の前部空間内において車体のフレーム等の構造部材に不動に固定される。ギアボックス４０の内部には、入力歯車４１と、出力歯車４２とがケース４０Ａ内に収容される。入力歯車４１及び出力歯車４２は、例えば、それぞれ平歯車で構成され、入力側回転軸４１Ａ及び出力側回転軸４２Ａによりケース４０Ａに対して回転自在に設けられる。入力歯車４１は、所定の減速比が得られるように出力歯車４２よりも小径に設定される。入力歯車４１の入力側回転軸４１Ａは、両端がケース４０Ａから突出する。車室側に突出する入力側回転軸４１Ａには、ユニバーサルジョイント４４が取り付けられる。このユニバーサルジョイント４４には、車体の前部空間３から仕切り板５を貫通して室内空間４に延長するステアリングシャフト１７の端部が連結される（図２，図４参照）。車室側とは逆側の車体前方に突き出る入力側回転軸４１Ａには、アシスト装置６０から補助駆動力が入力される歯車４１Ｂが取り付けられる。なお、アシスト装置６０については後述する。
出力歯車４２の出力側回転軸４２Ａは、車体前方の端部がケース４０Ａから突き出るように構成される。この出力側回転軸４２Ａのケース４０Ａから突き出た端部には、当該出力側回転軸４２Ａの回転力をメインタイロッド１４及びサブタイロッド１５に伝達するための位相操舵機構４３が取り付けられる。
【００２１】
位相操舵機構４３は、操舵片４５と、一対のリンクプレート４６とを備え、操舵片４５と一対のリンクプレート４６との協働により、メインタイロッド１４の動作と、サブタイロッド１５の動作の開始時期に位相差を設けるものである。
操舵片４５は、図１（ｂ）に示すように、長手方向を有する平板状の部材であって、一端側に出力側回転軸４２Ａが貫通する出力軸取付孔４５Ａと、他端側に後述のメインタイロッド１４が取り付けられるメインタイロッド取付孔４５Ｂと、長手方向中途の出力軸取付孔４５Ａ側に設けられ、幅方向に延長する長孔４５Ｃとを備える。
出力軸取付孔４５Ａは、上述の出力側回転軸４２Ａとともに回転するように取り付けられる。例えば、出力軸取付孔４５Ａと出力側回転軸４２Ａとがスプライン嵌合するように形成される。
メインタイロッド取付孔４５Ｂは、出力軸取付孔４５Ａと同様に板厚方向に貫通する所定寸法の貫通孔として形成される。
長孔４５Ｃは、板厚方向に貫通するとともに、操舵片４５をギアボックス４０の出力側回転軸４２Ａに取り付けたときに、出力側回転軸４２Ａの軸心を中心とする円弧に沿った円弧状に形成される。
【００２２】
リンクプレート４６は、長手方向を有する板状部材であって、軸挿通孔４６Ａと、サブタイロッド連結孔４６Ｂとを備える。軸挿通孔４６Ａは、長手方向の中央に形成される。サブタイロッド連結孔４６Ｂは、リンクプレート４６の板厚方向に貫通する円孔として軸挿通孔４６Ａから同一距離離間するように長手方向両端側にそれぞれ形成される。
このリンクプレート４６は、操舵片４５を挟み込むように一対で用いられ、一方のリンクプレート４６及び他方のリンクプレート４６の軸挿通孔４６Ａを操舵片４５の長孔４５Ｃに一致させた上で、軸４８を一方のリンクプレート４６の軸挿通孔４６Ａ，長孔４５Ｃ，軸挿通孔４６Ａの順に貫通させ、他方のリンクプレート４６から突き出た先端側に、図示しない抜け止め手段が装着される。さらに、一方のリンクプレート４６及び他方のリンクプレート４６の間に、サブタイロッド１５のロッドエンド１５Ｂの球面軸受の孔と、サブタイロッド連結孔４６Ｂ；４６Ｂとを一致させてサブタイロッド１５を挟み込み、ボルトを一方のリンクプレート４６のサブタイロッド連結孔４６Ｂ，ロッドエンド１５Ｂ，サブタイロッド連結孔４６Ｂの順に貫通させて、他方のリンクプレート４６から突き出た端部にナットを螺合させることで、操舵片４５とサブタイロッド１５；１５が、リンクプレート４６；４６を介して連結される。
【００２３】
したがって、操舵機構１６は、メインタイロッド１４を所定量以上移動させたときに、メインタイロッド１４の移動に連動してメインタイロッド１４の移動方向と同一方向にサブタイロッド１５を移動させて、ナックル１３のキングピン軸Ｂをコントロールアーム１２のキングピン軸Ａ周りに回動させながら、ナックル１３をキングピン軸Ａ周りに回動させて車輪１０を転舵する。
【００２４】
アシスト装置６０は、モーター６１と、センサ６２と、制御装置６３とを備える。モーター６１は、例えばギアードモーターからなり、上述の入力側回転軸４１Ａに取り付けられた歯車４１Ｂと噛み合い、操舵操作において所定のアシスト力が得られるように制御装置６３により回転が制御される。
センサ６２は、例えば、出力側回転軸４２Ａの回転角度を検出するエンコーダー等の角度センサからなり、ギアボックス４０に取り付けられて出力側回転軸４２Ａの回転角度を検出して、ステアリングホイール２３の操舵角を検出する。この検出された操舵角は、制御装置６３に出力される。
制御装置６３は、いわゆるコンピュータであって、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェイスを備え、記憶手段には、アシスト動作を制御するための制御プログラムが記憶される。この制御プログラムを実行することにより制御装置６３は、センサ６２から出力された信号に基づいてモーター６１の回転駆動を制御する。例えば、制御プログラムは、検出センサ６２がリンクプレート４６の長孔４５Ｃの端部側壁面に軸４８が接触する操舵角度を検出したときに、操舵操作に応じたアシスト動作を開始するように実行される。アシスト動作は、例えば、アシスト前とアシスト後の操舵力が一定となるような制御マップや、操舵力が一定の割合で漸増するような制御マップを制御装置６３の記憶手段に予め記憶させておき、検出された操舵角を制御マップに参照させて操舵操作の補助を行うようにモーター６１を回転駆動させることにより、操舵力の負担を軽減させる。なお、制御装置６３及びモーター６１には、車両に搭載されるバッテリーから駆動電源が供給される。
なお、アシスト装置６０は、上述の形態に限定されず、ステアリングシャフト１７のねじれによって生じるひずみをセンサにより検出して、このひずみが一定となるように制御装置６３によりモーター６１を制御するようにしても良く、操舵時に所望の補助力が得られるように構成されれば良い。
【００２５】
ステアリングホイール２３は、車両の前部空間３に設けられた原動機室やトランク室等と室内空間４とを仕切る仕切り板５を貫通するステアリングシャフト１７の室内空間４側の端部に取り付けられる（図４参照）。
ステアリングシャフト１７は、ステアリングホイール２３とともに回転する軸体であって、前部空間３に突出する端部側には、途中に軸線の方向を自在に変換するユニバーサルジョイント４４を備え、ユニバーサルジョイント４４を介して操舵力が上述のギアボックス４０に伝達され、出力側回転軸４２Ａから増幅して出力される。
【００２６】
上記構成によれば、ステアリングホイール２３の操作により、ステアリングシャフト１７を回転させてギアボックス４０の入力歯車４１を操作量の角度回転させる。入力歯車４１の回転角度は、出力歯車４２によって減速されて小さな回転角度で出力側回転軸４２Ａに出力される。この出力側回転軸４２Ａの回転により、出力側回転軸４２Ａに取り付けられた操舵片４５が、出力側回転軸４２Ａの軸心を中心として回転する。例えば、ステアリングホイール２３を右向きに回転させた場合には操舵片４５も右向き、ステアリングホイール２３を左向きに回転させた場合には操舵片４５も左向きに回転する。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、この操舵片４５の回転の範囲が直進状態から角度αの範囲では、操舵片４５の先端側に連結された左右のメインタイロッド１４；１４が、左右のナックル１３；１３それぞれを車体幅方向に押動して左右の車輪１０を転舵させる。このとき、リンクプレート４６の移動に伴って軸４８が操舵片４５の長孔４５Ｃに沿って移動するが、長孔４５Ｃの内壁にはほとんど力が作用しないため、ステアリングホイール２３の操作にかかわらずサブタイロッド１５；１５は移動しない。
さらに操舵片４５の回転が角度αよりも大きくなるように、ステアリングホイール２３を大きく操舵されると、軸４８が操舵片４５の長孔４５Ｃの端部側内壁に接触し、アシスト装置６０の補助力を得ながら、リンクプレート４６；４６を右方向若しくは左方向に押動する。これにより、リンクプレート４６；４６に連結されたサブタイロッド１５；１５が、コントロールアーム１２；１２をキングピン軸Ａ周りにステアリングホイール２３の操舵方向に回転させて車輪１０を転舵させる。
【００２８】
したがって、直進状態から少しのステアリングホイール２３の操作では、メインタイロッド１４；１４の押動によりナックル１３；１３のみをキングピン軸Ｂ周りに回転させて左右の車輪１０が転舵することになる。軸４８が長孔４５Ｃ内壁に接触する長孔４５Ｃの半分の長さに相当する角度以上に操舵片４５を回転させたときには、サブタイロッド１５；１５がコントロールアーム１２；１２を押動してキングピン軸Ａ周りにキングピン軸Ｂを操舵方向に回転させるとともに、メインタイロッド１４；１４がナックル１３；１３をキングピン軸Ｂ周りに回転させることにより、左右の車輪１０がキングピン軸Ｂの回転にともなう操舵角の増加に応じて、キングピン軸Ｂがキングピン軸Ａ周りを回転しながら車体幅方向に移動することになり、ホイールハウス内に車輪１０を接触させることなく大きな操舵角を設定することができる。
【００２９】
以下、本発明に係る車両操舵装置１の動作について説明する。
図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、ステアリングホイール２３を右回転したときの車両操舵装置１の動作をリンク構成のみで示した概略図である。以下同図を用いて操舵装置のリンク動作について説明する。同図を用いて、以下に本発明にかかる車両操舵装置１の動作について詳述する。同図において、実線矢印がステアリングホイール２３の操舵角度を示し、破線矢印が直進方向を示している。直進状態では、図３（ａ）に示すように、出力側回転軸４２Ａの中心から操舵片４５のメインタイロッド取付孔４５Ｂの中心までの距離をＬ１、出力側回転軸４２Ａの中心から軸４８の中心までの距離をＬ２、メインタイロッド１４の長さをＲ１、サブタイロッド１５の長さをＲ２、キングピン軸Ｂの中心からナックル１３のメインタイロッド連結孔３３Ａの中心までの距離をＲ３、キングピン軸Ａの中心からサブタイロッド連結孔２２Ａの中心までの長さをＲ４、キングピン軸Ａの中心からキングピン軸Ｂの中心までの長さをＲ５とする。なお、メインタイロッド１４及びサブタイロッド１５の長さは、それぞれロッドエンド１４Ｂ；１４Ｂ及び１５Ｂ；１５Ｂの孔中心間距離である。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、軸４８が長孔４５Ｃの内壁面に接触しない範囲で、ステアリングホイール２３を右向きに小さく回転させると、ステアリングホイール２３の操作量に応じた分だけステアリングシャフト１７、ギアボックス４０を介して操舵片４５が出力側回転軸４２Ａを中心に操舵片４５が右向きに小さく回転する。
この操舵片４５の回転により、メインタイロッド１４；１４は右向きに移動して左側のナックル１３を右向きに引くとともに右側のナックル１３を右向きに押すことで、ナックル１３；１３をそれぞれキングピン軸Ｂ周りに右向きに回転させ、左右の車輪１０を右向きに向ける。例えば、左車輪１０の場合、操舵片４５が０度〜α度の範囲でθ１回転した場合、メインタイロッド１４；１４が車体幅方向に移動する距離は、Ｌ１×ｓｉｎθ１により求めることができる。このときのナックル１３；１３が回転する角度は、θ２＝ｓｉｎ-１（（Ｒ１/Ｒ３）×ｓｉｎθ１）度である。なお、このとき上述したアッカーマン機構により左車輪１０よりも右車輪１０の操舵角が大きく操舵される。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示すように、操舵片４５がθ１度からさらにθ４度回転して、α度以上回転した場合、軸４８が操舵片４５の長孔４５Ｃに接触して操舵片４５の回転方向に押動する。このとき、アシスト装置６０によるアシスト動作が行なわれる。この場合、リンクプレート４６は右方向に移動する。軸４８がリンクプレート４６に接触してからの移動量は、近似的にＬ２×ｓｉｎθ４である。
リンクプレート４６の移動によりコントロールアーム１２；１２は、サブタイロッド１５；１５を介してＬ２×ｓｉｎθ４分だけ押動され、コントロールアーム１２；１２をキングピン軸Ａ周りに回転させることになる。
このキングピン軸Ｂの幅方向への移動量は、コントロールアーム１２におけるキングピン軸Ａの中心からサブタイロッド連結孔２２Ａの中心までの長さＲ４、キングピン軸Ａの中心からキングピン軸Ｂの中心までの長さＲ５の比、いわゆるレバー比により決定される。サブタイロッド連結部２２の回転角は、Ｒ４×ｓｉｎθ５＝Ｌ２×ｓｉｎθ４であるから、θ５＝ｓｉｎ-１（（Ｒ２/Ｒ４）×ｓｉｎθ４）である。したがって、キングピン軸Ｂの車体幅方向への移動量は、Ｒ５×ｓｉｎθ５＝Ｒ５×（Ｒ２/Ｒ４）×ｓｉｎθ４である。
一方、ナックル１３；１３は、コントロールアーム１２に対して回転するキングピン軸Ｂが、Ｒ５×（Ｒ２/Ｒ４）×ｓｉｎθ４分だけ右方向へ移動したことにより、図３（ｂ）で示したときよりも、コントロールアーム１２に対する回転量が少なくなる。つまり、キングピン軸Ｂがθ４度分回転して、幅方向に移動したことにより、メインタイロッド１４が幅方向に移動した移動量より少なくなる。具体的には、メインタイロッド１４がＬ１×ｓｉｎ（θ１+θ４）−Ｒ５×（Ｒ２/Ｒ４）×ｓｉｎθ４分だけ幅方向右向きに移動することになる。例えばこのときのナックル１３の回転角度をθ７とすれば、ナックル１３の回転角度は、Ｒ３×ｓｉｎθ７＝Ｌ１×ｓｉｎ（θ１+θ４）−Ｒ５×（Ｒ２/Ｒ４）×ｓｉｎθ４からｓｉｎ-１（Ｌ１×ｓｉｎ（θ１+θ４）−Ｒ５×（Ｒ２/Ｒ４）×ｓｉｎθ４）/Ｒ３度である。つまり、車輪１０は、θ７度転舵することになる。
なお、右車輪１０についても同様な方法により、転舵角度を設定することができるが、左車輪１０よりも上述のアッカーマン機構を有することで転舵角度が大きくなる。
【００３２】
図４は、本発明に係る車両操舵装置による操舵角と従来の操舵角との違いを示す図である。以下同図に基づいて本願発明の効果について説明する。同図において、２は車体、３は車体前部に設けられた原動機や荷室として区画された前部空間、４は室内空間を示し、５は前部空間３と室内空間４とを仕切る仕切り板、６は前部空間３及び室内空間４に隣接するホイールハウスである。
図４に示すように、本願発明の車両操舵装置によれば、所定の操舵角までは、キングピン軸Ｂ周りにのみナックル１３を回転させ、その角度よりも大きく操舵角を必要とするときには、キングピン軸Ａ周りにキングピン軸Ｂを回転させて、車輪１０とホイールハウスとの間のクリアランスを確保することができる。すなわち、上述したように、従来の車両操舵装置では、旋回方向内側の車輪１０が操舵輪のうち先にホイールハウスに接触することになるが、接触する前に、キングピン軸Ｂをキングピン軸Ａ周りに回転させることで、車輪１０をホイールハウスから所定の距離で離間させながら、さらに操舵角を得ることができる。
一方、同図の破線で示すように、従来の車両操舵装置と同じようにキングピン軸Ｂ周りのみナックル１３を回転させることで車輪１０を転舵した場合には、操舵方向、すなわち旋回方向内側の車輪１０が、本願発明の操舵角度よりも小さな操舵角度でホイールハウスに接触することになる。
すなわち、ステアリングホイール２３の操舵により、操舵角が生じた左右車輪１０における一方の車輪１０の前部及び他方の車輪１０の後部の距離が近接した分だけ、サブタイロッド１５でコントロールアーム１２を回転させることにより、大きな操舵角が得られた状態となる。
したがって、前部空間や車室側空間を犠牲にしてホイールハウスを拡張する必要がない。
【００３３】
以上説明したように、本発明の車両操舵装置１によれば、車体幅方向に回転するコントロールアーム１２；１２に、ナックル１３；１３を車体幅方向に回転自在に設け、ナックル１３；１３をメインタイロッド１４；１４により左右に回転させるとともに、メインタイロッド１４；１４の移動の動作に位相差を生じさせてサブタイロッド１５；１５をメインタイロッド１４；１４の移動方向と同一方向に移動させることにより、ナックル１３の回動による操舵角を得ながら、コントロールアーム１２を車体に対して回動させて、車両の転回方向内側の車輪１０を車体２から離間させ、転回方向外側の車輪１０を車体２に近接するように左右の車輪１０；１０に操舵角を付与することで、従来よりも大きな操舵角を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば、上記実施形態では、コントロールアーム１２に対してナックル１３を回転させる連結部を車軸よりも前方に設けてメインタイロッド１４を車軸よりも前方でナックル１３と連結し、車軸よりも後方で、ナックル１３を回転させる軸をコントロールアーム１２にサブタイロッド１５を連結するようにしたが、メインタイロッド１４を車軸よりも後方、サブタイロッド１５を車軸よりも前方に設けるようにしても良い。
また、ギアボックス４０は、上述の平歯車による歯車機構に限定されず他の歯車機構で構成しても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１  車両操舵装置、１０  車輪、１１  サスペンションアーム、
１２  コントロールアーム、１３  ナックル、１４  メインタイロッド、
１５  サブタイロッド、１６  操舵機構、４０  ギアボックス。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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