(57)【要約】【課題】転舵に伴うステアリング装置の内圧変化を解消して、伸縮部材の耐久性を向上するとともに、ラックバーの移動をスムーズに行うこと。【解決手段】対のラックバー５３、５４全体を覆いつつ、このラックバー５３、５４の移動に伴って伸縮する伸縮部材７０を設ける。対のラックバー５３、５４を接近させた状態から開いた状態として、伸縮部材７０の内容積が増大したときには、その増大した内容積に相当する量の空気を、外気口７２を通して伸縮部材７０の内部に吸い込む。その一方で、対のラックバー５３、５４を開いた状態から接近させた状態として、伸縮部材７０の内容積が減少したときには、その減少した内容積に相当する量の空気を、外気口７２を通して伸縮部材７０の外部に排出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪又は後輪の左右車輪（ｗ）に接続され、その左右車輪（ｗ）を転舵するタイロッド（１２、２２）と、
前記左右車輪（ｗ）のタイロッド（１２、２２）にそれぞれ接続される対のラックバー（５３、５４）と、
前記対のラックバー（５３、５４）のそれぞれに噛み合い、一方のラックバー（５３）のラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバー（５４）の他方向への動きに変換する同期ギア（５５）と、
前記対のラックバー（５３、５４）をそれぞれのラックバー（５３、５４）のラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段（６０）と、
前記対のラックバー（５３、５４）全体を覆いつつ、このラックバー（５３、５４）の移動に伴って伸縮する伸縮部材（７０）と、
前記伸縮部材（７０）の内外の空気を連通する外気口（７２）と、
を有するステアリング装置。
【請求項２】
車両外部に臨む開口部（７３）と、前記開口部（７３）と前記外気口（７２）との間を連結して空気を通す通気部材（７４）と、をさらに有し、地面（Ｇ）から前記開口部（７３）までの高さを、地面（Ｇ）から前記外気口（７２）までの高さの２倍以上とした請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記外気口（７２）を通る空気の流路中に、空気の流れを許容しつつ、この流路中を流れる異物を止める阻止部材（７５）を設けた請求項１又は２に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、前輪又は後輪のどちらかを転舵するステアリング装置、特に４輪転舵機構からなるステアリング装置に関し、転舵に伴うステアリング装置の内圧変化を解消する機構を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
左右の車輪（以下、タイヤ、ホイール、ハブ、インホイールモータ等を含めて総合的に「車輪」と称する。）を結ぶステアリングリンク機構を用いて車輪を転舵するものに、アッカーマン・ジャントウ式と呼ばれる転舵機構がある。この転舵機構は、車両の旋回時に、左右の車輪が同一旋回中心をもつように、タイロッドとナックルアームを用いるものである。
【０００３】
また、タイロッドの長さ、左右のタイロッド間の距離、又は、各車輪とナックルアームの成す角度のいずれかを変化させるアクチュエータを設けた転舵機構がある。この転舵機構によれば、通常走行、平行移動、小回りのすべての走行がスムーズに行え、かつ、応答性に優れている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、前後輪の左右車輪間にそれぞれ配置され、軸心周りに回転可能で左右に２分割されたラックバーと、その２分割されたラックバー間に正逆切り替え手段とを備えた転舵機構がある。正逆切り替え手段は、分割されたラックバーの一方の回転を、他方に正逆方向へ切り替えて伝達することができる。この転舵機構によれば、舵角９０度や、横方向移動等の動きが可能となる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
なお、前輪の転舵に応じてアクチュエータが作動して、後輪を転舵するようにした４輪転舵車両の技術がある（例えば、特許文献３参照）。また、左右車輪間を結ぶラックハウジングを前後方向に移動させることで、左右車輪のトー調整を行い、走行安定性を高めた転舵機構もある（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
また、左右に独立して移動可能な２つのラックバーを持ち、前記ラックバーのそれぞれを左右いずれかの車輪にタイロッドを介して接続し、前記ラックバーは同期ギアボックスに保持される同期ギアにより、同期ギアボックスに対して対称に同距離移動可能とした転舵機構もある（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−２６２９７１号公報
【特許文献２】特許第４６３５７５４号公報
【特許文献３】実用新案登録第２６００３７４号公報
【特許文献４】特開２００３−１２７８７６号公報
【特許文献５】特願２０１３−２００１６８（未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的なアッカーマン・ジャントウ式のステアリングリンク機構によれば、通常走行時には、各車輪の回転ライン（車輪の幅方向中心線）から平面視垂直に延びた線が、車両の旋回中心に集まるので、スムーズな走行ができる。しかし、車両の横方向移動（車両が前後方向を向いた状態での横方向への平行移動）を求める場合、車輪を前後方向に対して９０度の方向に操舵することは、ステアリングリンクの長さや他部材との干渉から困難である。また、仮に、左右の車輪のうち一方の車輪を９０度に操舵した場合でも、他方の車輪は一方の車輪と完全に平行にはならず、スムーズな走行が困難である。
【０００９】
また、この種の車両では、通常、主転舵車輪である前輪を車両の所定の進行方向に転舵可能であり、従転舵車輪である後輪は、車両の前後方向と並行に設定されている。このため、この車両の前輪を転舵し旋回させると、前輪と後輪とが旋回円に一致しない。したがって、低車速時には内輪差により後輪が旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回し、高車速時には遠心力により前輪が旋回円の内側に入る姿勢で車両が旋回することになる。すなわち、前輪を車両の進行方向である旋回方向に転舵しても、車両の姿勢を旋回方向に一致させ操向することができないという問題がある。そこで、前輪のみならず後輪をも転舵することにより、走行性を向上させる４輪転舵機構（４輪転舵装置）を有する車両がある。
【００１０】
４輪転舵機構を有する車両（いわゆる４ＷＳ車）として、例えば、特許文献１に記載の技術では、車両の横方向移動、小回り等が可能である。しかし、タイロッドの長さ、左右タイロッド間の距離、あるいは、車輪とナックルアームのなす角を変化させるアクチュエータを備えるため、アクチュエータが多く制御が複雑である。また、特許文献２は、その機構上、構造が複雑であるだけでなく、ラックバーの回転で車輪を転舵するために、多数の歯車を使用している。このため、ガタが発生しやすく、円滑に車輪の転舵をすることが困難である。
【００１１】
また、特許文献３は、従来の４輪転舵機構の一例である。後輪転舵が可能となるが、この機構だけでは上述する同じ理由により横方向移動をすることは困難である。さらに、特許文献４はトー調整が可能であるが、車両の横方向移動、小回り等には対応できない。
【００１２】
また、特許文献５は、出願人が考案したものであり、上記特許文献１〜４の上記課題を解決しており、基本的な４輪転舵機構に問題はない。しかしながら、通常の一般車両に用いられるステアリング装置と異なり、対のラックバーを反対方向に移動させることに起因する問題が生じ得る。すなわち、この種のステアリング装置は、外からの水や塵等の異物の侵入や、内部のグリースの流出を防ぐためにブーツ等の伸縮部材が設けられ、この伸縮部材によって対のラックバーが密閉された状態となっている。例えば、この対のラックバーが互いに離れるように反対方向に移動すると、伸縮部材が伸びて伸縮部材（ステアリング装置）の内容積が増加する。この内容積の増加に伴って、伸縮部材の内圧が低下し、伸縮部材が潰れる（へこむ）ように変形する。この変形によって、伸縮部材の内部のラックバーやその周辺部材と接触することにより、伸縮部材の破損が生じる問題がある。また、内圧の変化に起因するラックバーの移動抵抗が発生するため、この移動抵抗に抗してラックバーを移動させる必要が生じ、車両の燃費低下を引き起こす問題もある。この伸縮部材の内圧の変化は、対のラックバーが互いに近付くように反対方向に移動する際にも生じる。
【００１３】
そこで、この発明は、転舵に伴うステアリング装置の内圧変化を解消して、伸縮部材の耐久性を向上するとともに、ラックバーの移動をスムーズに行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、この発明においては、前輪又は後輪の左右車輪に接続され、その左右車輪を転舵するタイロッドと、前記左右車輪のタイロッドにそれぞれ接続される対のラックバーと、前記対のラックバーのそれぞれに噛み合い、一方のラックバーのラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバーの他方向への動きに変換する同期ギアと、前記対のラックバーをそれぞれのラックバーのラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段と、前記対のラックバー全体を覆いつつ、このラックバーの移動に伴って伸縮する伸縮部材と、前記伸縮部材の内外の空気を連通する外気口と、を有するステアリング装置を構成した。
【００１５】
対のラックバーが互いに離れるように逆方向に移動する際は、伸縮部材が伸びた状態となり、その内容積が増大する。この場合、増大した内容積に相当する量の空気が、外気口を通って伸縮部材の内部に吸い込まれる。このため、その内圧をほぼ一定に保つことができ、内容積の増大に伴う内圧の低下に起因して、伸縮部材が潰れて（へこんで）ラックバーやその周辺部材と接触し、破損するのを防止することができる。
【００１６】
また、対のラックバーが互いに近付くように逆方向に移動する際は、伸縮部材が縮んだ状態となり、その内容積が減少する。この場合、減少した内容積に相当する量の空気が、外気口を通って伸縮部材の外部に排出される。このため、上記と同様にその内圧をほぼ一定に保つことができ、内容積の減少に伴う内圧の上昇に起因して、伸縮部材が膨らんで周辺部材と接触し、破損するのを防止することができる。
【００１７】
このように、対のラックバーの逆方向の移動に伴って、外気口を通して伸縮部材内部の空気を自在に出し入れするようにしたことにより、伸縮部材の内圧の変化がラックバーの移動の抵抗とならず、スムーズにこのラックバーを移動することができる。このため、車両の燃費向上を図ることができる。
【００１８】
このような対のラックバーの逆方向への移動は、両ラックバーに介在するように同期ギアを設けたことにより容易に実現することができる。この逆方向への移動を可能としたことにより、通常走行モードと、その場回転、小回り等の特殊走行モードとの間の走行モードの切り替えを容易に行うことができる。
【００１９】
前記構成においては、車両外部に臨む開口部と、前記開口部と前記外気口との間を連結して空気を通す通気部材と、をさらに有し、地面から前記開口部までの高さを、地面から前記外気口までの高さの２倍以上とするのが好ましい。
【００２０】
この高さが２倍に満たないと、雨水や泥水等の異物が開口部から侵入しやすいが、この高さを２倍以上とすることにより、その侵入を確実に防止することができる。
【００２１】
前記各構成においては、前記外気口を通る空気の流路中に、空気の流れを許容しつつ、この流路中を流れる異物を止める阻止部材を設けるのが好ましい。
【００２２】
阻止部材を設けることにより、空気の流動を許容しつつ、外気口を通って雨水や泥水等の異物が伸縮部材内に侵入するのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明においては、前輪又は後輪の左右車輪に接続され、その左右車輪を転舵するタイロッドと、前記左右車輪のタイロッドにそれぞれ接続される対のラックバーと、前記対のラックバーのそれぞれに噛み合い、一方のラックバーのラックの歯の並列方向に対する一方向への動きを他方のラックバーの他方向への動きに変換する同期ギアと、前記対のラックバーをそれぞれのラックバーのラックの歯の並列方向に沿って、左右反対方向へ移動させることが可能なラックバー動作手段と、前記対のラックバー全体を覆いつつ、このラックバーの移動に伴って伸縮する伸縮部材と、前記伸縮部材の内外の空気を連通する外気口と、を有するステアリング装置を構成した。
【００２４】
このようにステアリング装置を構成することにより、転舵に伴って伸縮部材が伸縮し、その内容積が増減しても、その増減した内容積に相当する量の空気を、外気口を通って伸縮部材の内外に出入りさせることができる。このため、伸縮部材の内圧をほぼ一定に保つことができ、内圧の変化に起因して、伸縮部材が潰れたり（へこんだり）、膨らんだりして周辺部材と接触し、破損するのを防止することができる。このため、伸縮部材の耐久性を大幅に向上することができる。しかも、内圧の変化に伴うラックバーの移動抵抗が発生しないため、ラックバーの移動をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係るステアリング装置を用いた車両のイメージ図
【図２】この発明に係るステアリング装置を採用した車両の駆動系の平面図を示し、（ａ）は一般車両方式、（ｂ）はステアバイワイヤ方式
【図３】車輪の支持状態を示す断面図
【図４】この発明に係るステアリング装置の平面図（対のラックバーを接近させた状態）
【図５】この発明に係るステアリング装置の平面図（対のラックバーを開いた状態）
【図６】図４に示すステアリング装置の斜視図
【図７】図４に示すステアリング装置の平面図
【図８】図４に示すステアリング装置に通気部材を接続した状態を示す側面図
【図９】図４に示すステアリング装置の内部を示す正面図
【図１０】図４に示すステアリング装置の要部を示す正面図であって、（ａ）は連結機構の分離状態、（ｂ）は連結機構の結合状態
【図１１】図５に示すステアリング装置の斜視図
【図１２】図５に示すステアリング装置の平面図
【図１３】図２の車両の通常走行モードを示す平面図
【図１４】図２の車両の小回りモードを示す平面図
【図１５】図２の車両のその場回転モードを示す平面図
【図１６】図２の車両の横走りモードを示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態において、車両１の駆動輪のステアリング装置１０、２０には、前後左右すべての車輪ｗのホイール内にインホイールモータＭを装着している。インホイールモータＭを備えたことにより、様々な走行パターンが可能となる。
【００２７】
図１は、この発明に係るステアリング装置を用いた車両１（横並び二人乗り用）のイメージ図を示す。この車両１は、ステアリング２の操作によって、ステアリングシャフト３を介して車輪ｗを転舵できるように構成されている。
【００２８】
図２は、この実施形態の車両１の駆動系を示す平面図である。この車両１では、前輪の左右輪（ＦＬ、ＦＲ）及び後輪の左右輪（ＲＬ、ＲＲ）に、タイロッド１２、２２を介して、この発明に係るステアリング装置１０、２０を連結させている。このタイロッド１２、２２に連結された４輪全ての車輪ｗのホイール内には、インホイールモータＭが装着されている。
【００２９】
前輪用のステアリング装置１０は、ステアリング２の回転操作によって回転するステアリングシャフト３で転舵する一般車両に採用される方式（図２（ａ）参照）、及びステアリング２の回転操作に伴って作動するモータ等のアクチュエータ３１で転舵するステアバイワイヤ方式（図２（ｂ）参照）のいずれの方式にも採用できる。いずれの場合も、その回転操作に伴う回転がステアリング装置１０のピニオン軸６１（図９参照）に伝えられ、このピニオン軸６１を回転させることによって転舵を行うことができる。後輪用のステアリング装置２０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ステアリング２の回転操作に伴って作動するモータ等のアクチュエータ３１によって転舵するステアバイワイヤ方式が採用されており、前輪と同様に転舵される。
【００３０】
図３は、インホイールモータＭが収容された車輪ｗとタイロッド１２、２２との接続状態を示す。すべての車輪ｗは、それぞれ車両１のフレームに支持されたアッパーアームＵＡとロアアームＬＡの先端にそれぞれ備えられたボールジョイントＢＪの中心線を結んだキングピン軸Ｐを中心軸として、転舵が可能となっている。インホイールモータＭは、車体内側から車輪ｗに向かって、モータ部１０１、減速機１０２、車輪用軸受１０３を順番に直列に配置することによって構成される。
【００３１】
このステアリング装置１０、２０は、前輪及び後輪の両方に採用してもよいし、後輪のみこのステアリング装置２０を採用して、前輪には通常の一般的なステアリング装置を採用してもよい。
【００３２】
このステアリング装置１０、２０について、図４〜図１２を用いて詳しく説明する。ステアリング装置１０、２０には、左右の車輪ｗを転舵するための対のラックバーが備えられている。以下、図２（ａ）（ｂ）に示すように、前輪及び後輪ともに、車両１の前後方向に対して左側の車輪ｗに接続されるラックバーを第一ラックバー５３と、右側の車輪ｗに接続されるラックバーを第二ラックバー５４と称する。各ラックバー５３、５４は、後述するラックバー動作手段６０によって、互いに左右逆方向に同距離だけ移動させることができる。なお、図２において紙面左向きの矢印が示している方向が、車両１の前方方向となる。後の図１３〜図１６においても同様である。
【００３３】
各ラックバー５３、５４には、ステアリング装置１０、２０内への雨水、泥水、塵等の異物の侵入を防ぐとともに、ステアリング装置１０、２０からのグリースの流出を防止するために、蛇腹筒状のブーツ７０が、密閉性を確保するようにそれぞれ設けられている。このブーツ７０の一端側は、ラックケース５０に設けられたブーツ取付け部に取り付けられる一方で、他端側は、ラックバー５３、５４のラック先端部５３ｃ、５４ｃにそれぞれ取り付けられている。
【００３４】
このラックケース５０は車両１のフレーム側に固定されており、ラックバー５３、５４の移動に伴って各ブーツ７０、７０は自在に伸縮するようになっている（図４、図５参照）。このステアリング装置には、モータ３１も設けられている。ステアリング２（図２参照）の回転操作時に、モータ３１を同時に駆動して、ステアリング操作をアシストすることができる。また、ステアバイワイヤ方式（図２（ｂ）参照）の場合は、ステアリング２の回転操作とともにモータ３１を駆動することによって転舵を可能としている。なお、図６、図７は、図４に示すステアリング装置１０、２０に設けたブーツ７０を取り外した状態を示す。
【００３５】
図８に示すように、ステアリング装置１０、２０のラックケース５０には、ブーツ７０内外の空気を連通する外気口７２が形成されており、この外気口７２には、車両１外部に臨む開口部７３との間を連結するホース状の通気部材７４が接続されている。地面Ｇから開口部７３までの高さｂを、地面Ｇから外気口７２までの高さａの２倍以上とすることにより、車両１の走行に伴って、車輪ｗが雨水や泥水等の異物を跳ね上げたとしても、その異物が開口部７３に届かない。このため、外気口７２を通って雨水や泥水等の異物がブーツ７０内（ステアリング装置１０、２０内）に侵入するのを確実に防止することができる。
【００３６】
また、通気部材７４の出口付近には、阻止部材７５が設けられている。阻止部材７５を設けることにより、空気の流れを許容しつつ、この流路中を流れる異物を止めることができ、ブーツ７０の内部に空気とともに異物が吸い込まれてトラブルが生じるのを未然に防止することができる。この阻止部材７５として、網やフィルタを採用することができる。
【００３７】
転舵の際に左右に移動しないラックケース５０に外気口７２を形成すれば、この外気口７２に接続した通気部材７４が転舵の際に振れずに安定するため好ましいが、ブーツ７０の内外の空気を連通し得る限りにおいて、この外気口７２をラックケース５０以外の位置（例えばブーツ７０）に形成することも許容される。
【００３８】
対のラックバー５３、５４を接近させた状態（図４の状態）から開いた状態（図５の状態）にすると、ブーツ７０が伸びて、その内容積が増大する。この場合、増大した内容積に相当する量の空気が、外気口７２を通ってブーツ７０の内部に吸い込まれる。このため、その内圧をほぼ一定に保つことができ、内容積の増大に伴う内圧の低下に起因して、ブーツ７０が潰れて（へこんで）その内側にあるラックバー５３、５４やその周辺部材と接触し、破損するのを防止することができる。
【００３９】
また、対のラックバー５３、５４を開いた状態（図５の状態）から接近させた状態（図４の状態）にすると、ブーツ７０が縮んで、その内容積が減少する。この場合、減少した内容積に相当する量の空気が、外気口７２を通ってブーツ７０の外部に排出される。このため、上記と同様にその内圧をほぼ一定に保つことができ、内容積の減少に起因して、ブーツ７０が膨らんでその外側にある周辺部材と接触し、破損するのを防止することができる。
【００４０】
しかも、対のラックバー５３、５４の逆方向の移動に伴って、外気口７２を通してブーツ７０内の空気を自在に出し入れするようにしたことにより、ブーツ７０の内圧の変化がラックバー５３、５４の移動の抵抗とならず、スムーズにこのラックバー５３、５４を移動することができる。このため、その移動に余計な動力を必要とせず、車両１の燃費向上を図ることができる。この実施形態においては、外気口７２はラックケース５０に形成されているが、ブーツ７０自体に形成することもできる。このようにしても、ブーツ７０内外の空気を連通する、という外気口７２の目的を達成できるためである。
【００４１】
また、このステアリング装置１０、２０には、ステアリングジョイントを介してステアリングシャフト３が接続されている。ステアリング２を回転操作すると、その回転力がステアリングシャフト３及びステアリングジョイントによって後述するピニオン軸６１（図９参照）に伝達され、ラックバー５３、５４を移動させる駆動力として作用する。各ラックバー５３、５４の先端にはタイロッド１２、２２が接続され、このタイロッド１２、２２が車輪ｗに直接接続される。
【００４２】
このステアリング装置１０、２０の内部の構成を図９、図１０に示す。なお、図９は、ラックバー５３、５４に設けたブーツ７０を取り外した状態を示している。
【００４３】
図９に示すピニオン軸６１は、ステアリングシャフト３（図２（ａ）参照）、又は、ステアリング２の回転動作によって作動するモータ等のアクチュエータ３１（図２（ｂ）参照）に接続される。このピニオン軸６１には、第一ピニオンギア６２が一体回転可能に結合されるとともに、この第一ピニオンギア６２と同軸に第二ピニオンギア６５が設けられている。第一ピニオンギア６２は、第一ラックバー５３に形成された転舵用ラックギア５３ｂに、第二ピニオンギア６５は、第二ラックバー５４に形成された転舵用ラックギア５４ｂにそれぞれ噛み合っている。この転舵用ラックギア５３ｂ、５４ｂは、各ラックバー５３、５４を、車両１のフレームに対して、ラックの歯の並列方向に沿って移動させるための駆動力の入力手段として機能する。
【００４４】
第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５の間には、両ピニオンギア６２、６５を回転方向に結合又は分離する連結機構６３が設けられている。図１０（ａ）は連結機構６３を分離した状態、図１０（ｂ）は連結機構６３を結合した状態を示している。この連結機構６３については、後ほど詳しく説明する。
【００４５】
ステアリング装置１０、２０は、図９に示すラックバー動作手段６０を備えている。ラックバー動作手段６０は、車両１の直進方向に対する左右方向、すなわち、ラックバー５３、５４の伸縮する方向（ラックの歯の並列する方向）に沿って、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を互いに反対方向（相反する方向）へ同距離だけ同時に移動させる機能を有する。
【００４６】
ラックバー動作手段６０は、図９に示すように、対のラックバー５３、５４の互いに対向するラックギア、すなわち、第一ラックバー５３の同期用ラックギア５３ａと第二ラックバー５４の同期用ラックギア５４ａにそれぞれ噛み合う第一同期ギア５５と、第一同期ギア５５と噛み合う第二同期ギア５６と、第一ラックバー５３に形成した転舵用ラックギア５３ｂと噛み合う第一ピニオンギア６２と、第二ラックバー５４に形成した転舵用ラックギア５４ｂと噛み合う第二ピニオンギア６５と、両ピニオンギア６２、６５の軸周りの回転を接離する連結機構６３と、入力軸６６（ピニオン軸６１）を備える。
【００４７】
第一同期ギア５５は、対のラックバー５３、５４のラックの歯の並列方向に沿って一定の間隔で並列する三つのギア５５ａ、５５ｂ、５５ｃからなる。連結機構６３による第一及び第二ピニオンギア６２、６５の連結を分離状態としつつ（図１０（ａ）参照）、第一ラックバー５３をラックバー動作手段６０から入力された駆動力によって、そのラックの歯の並列方向に対して一方向へ動かすと、その動きが第二ラックバー５４の他方向への動きに変換される。
【００４８】
図９に示すように、第一同期ギア５５の隣り合うギア５５ａ、５５ｂ間、ギア５５ｂ、５５ｃ間には、それぞれ、第二同期ギア５６を構成するギア５６ａ、５６ｂが配置されている。第二同期ギア５６は、第一ラックバー５３の同期用ラックギア５３ａや第二ラックバー５４の同期用ラックギア５４ａには噛み合わず、第一同期ギア５５にのみ噛み合っている。第二同期ギア５６は、第一同期ギア５５の３つのギア５５ａ、５５ｂ、５５ｃを、同方向に同角度だけ動かすためのものである。この第二同期ギア５６によって、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、スムーズに相対移動することが可能となる。
【００４９】
直進状態においては（図２参照）、直進状態の車輪ｗ（ラックバー５３、５４）位置で連結機構６３が噛み合うことで、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５が回転固定される（図１０（ｂ）参照）。この状態で、ステアリング２を回転させてステアリングシャフト３を回転すると、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、フレームに取り付けられたラックケース５０内を左右同方向に同距離だけ同時に移動し、左右の車輪ｗが同方向に転舵する（図１３参照）。
【００５０】
また、例えば、後述するその場回転モード（図１５参照）等の特殊走行モードに切り替える場合は、連結機構６３を一旦分離した状態とする（図１０（ａ）参照）。この状態で、ラックバー動作手段６０からの駆動力の入力により、第一ラックバー５３を一方向に移動する。すると、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４の両方に噛み合っている第一同期ギア５５を介して、第一ラックバー５３の移動方向とは逆方向、すなわち、図１１、図１２に示すように、両ラックバー５３、５４が開く方向に第二ラックバー５４が移動し、左右の車輪ｗが逆方向に転舵する（図１５参照）。
【００５１】
次に、ラックバー動作手段６０の作用について説明する。
【００５２】
前輪のステアリング装置１０のラックバー動作手段６０は、運転者が行うステアリング２の回転動作に伴って直接回転する入力軸６６と、ギアを介してトルク伝達される第二ピニオンギア６５を備える。このように、運転者が行うステアリング２の回転動作に伴って入力軸６６を直接回転させる代わりに、運転者が行うステアリング２の回転動作に連動して動作するモード切替用アクチュエータ３２の駆動力によって、又は、車両１が備えるモード切替手段４２の操作に連動して動作するモード切替用アクチュエータ３２の駆動力によって、入力軸６６側へ回転を伝達することもできる。
【００５３】
後輪のステアリング装置２０のラックバー動作手段６０は、運転者が行うステアリング２の回転動作に連動して動作するモード切替用アクチュエータ３２の駆動力によって、又は、車両１が備えるモード切替手段４２の操作に連動して動作するモード切替用アクチュエータ３２の駆動力によってトルク伝達される入力軸６６と、その入力軸６６からギアを介してトルク伝達される第二ピニオンギア６５とを備える。
【００５４】
ラックバー動作手段６０は、第一回転軸（ピニオン軸）６１と一体もしくは結合された第一ピニオンギア６２と、第一回転軸６１と同軸上に配置される第二回転軸６４と、その第二回転軸６４に一体回転可能に取り付けられた第二ピニオンギア６５を備える。第一ピニオンギア６２は、図１０（ａ）に示すように、第一ラックバー５３の転舵用ラックギア５３ｂに噛み合い、第二ピニオンギア６５は第二ラックバー５４の転舵用ラックギア５４ｂに噛み合っている。
【００５５】
第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５との間には、互いに結合及び分離が可能な連結機構６３が設けられている。この連結機構６３は、第一回転軸６１と第二回転軸６４とを相対回転可能な状態（分離状態）（図１０（ａ）参照）と相対回転不能な状態（結合状態）（図１０（ｂ）参照）とに切り替える機能を有する。
【００５６】
連結機構６３は、図１０に示すように、第二回転軸６４側の固定部６３ｂと、第一回転軸６１側の移動部６３ａを備える。移動部６３ａは、図示しないバネ等の弾性部材によって固定部６３ｂ側へ押し付けられ、連結機構６３の固定部６３ｂ側の凹部６３ｄに、移動部６３ａ側の凸部６３ｃが結合することで、両回転軸６１、６４が一体に回転可能となっている。なお、凹凸の形成部位を反対にして、固定部６３ｂ側に凸部６３ｃを、移動部６３ａ側に凹部６３ｄを設けてもよい。
【００５７】
図示しないプッシュソレノイド等の駆動源からの外部入力によって、連結機構６３の固定部６３ｂに対して、移動部６３ａを軸方向に移動させ、固定部６３ｂと移動部６３ａとの連結を分離することで、第一回転軸６１と第二回転軸６４は独立して回転する。すなわち、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５は、それぞれが独立して回転可能となる。
【００５８】
連結機構６３の分離により第一ピニオンギア６２、第二ピニオンギア６５が相対回転可能なとき、第一ピニオンギア６２は第一ラックバー５３に噛合しており、第二ピニオンギア６５は第二ラックバー５４に噛合している。さらに、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４は、第一同期ギア５５によって噛合されている。このとき、第一ピニオンギア６２に回転力を入力すると、第一ラックバー５３がラックの歯の並列方向、すなわち、車両１の左右方向に沿って横方向（一方向）へ移動する。第一ラックバー５３が横方向に移動すると、第一同期ギア５５が回転し、第二ラックバー５４が第一ラックバー５３と反対方向（他方向）へ同距離だけ同時に移動する。このとき、第二ピニオンギア６５は第二ラックバー５４の移動により自由に回転している。
【００５９】
このように、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５とを連結機構６３により結合状態又は分離状態に切り替え自在とすることで、対のラックバー５３、５４が、一体に左右方向へ動く状態と、別々に反対方向へ動く状態との切り替えを容易に行うことが可能となる。
【００６０】
すなわち、連結機構６３を結合して、対のラックバー５３、５４が一体に左右方向へ動く状態とした上で、運転者がステアリング２を操作することにより、左右車輪ｗをキングピン軸Ｐ（図３参照）周りに同方向へ同時に転舵させることができる。なお、このときは、第一ラックバー５３と第二ラックバー５４が一体に動くため、第一同期ギア５５は回転しない。
【００６１】
また、連結機構６３を分離して、対のラックバー５３、５４が別々に反対方向へ動く状態とすることにより、左右車輪ｗをキングピン軸Ｐ（図３参照）周りに逆方向へ、すなわち、互いに相反する方向へ同時に転舵させることができる。
【００６２】
走行モードの切り替え時には、モード切替用アクチュエータ３２（図２参照）の駆動力が、ピニオンギア６２、６５の回転を通じてそれぞれのラックバー５３、５４に入力されるようになっている。なお、モード切替用アクチュエータ３２の駆動力がピニオンギア６２、６５の回転を通じてそれぞれのラックバー５３、５４に入力される際は、そのステアリングシャフト３の回転がステアリング２に伝達されないようにしてもよいし、その伝達を許容するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、モード切替用アクチュエータ３２の役割を、通常転舵用アクチュエータ３１が兼ねることも可能である。すなわち、通常転舵用アクチュエータ３１が、モード切り替え時において、ステアリングシャフト３を介して入力軸６６にトルク伝達するようにしてもよい。また、モード切替用アクチュエータ３２の役割を、各車輪ｗに設けられたインホイールモータＭの駆動力によって代用することもできる。
【００６４】
なお、上記において説明した連結機構６３、ラックバー動作手段６０の構成はあくまでも一例であって、この発明の構成は、異なる形式のステアリング装置にも適用することができる。
【００６５】
以下、これらの各構成からなるステアリング装置１０、２０を、車両１に装着した場合のいくつかの走行モードについて説明する。
【００６６】
（通常走行モード）
図２（ａ）（ｂ）に示す直進状態の車輪位置で、前輪のステアリング装置１０のラックケース５０によって保持された第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を一体移動可能な状態、つまり、連結機構６３によって、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５を互いに結合した状態とする（図１０（ｂ）参照）。この状態で、通常転舵用アクチュエータ３１の駆動力又はステアリング２の操作によって入力軸６６を回転すると、車両１のフレームに取り付けられたラックケース５０内の対のラックバー５３、５４は、左右同方向に同距離移動し、左右の車輪ｗは同じ方向に所定角度転舵する。図１３は、右に転舵した状態を示す。このように、対のラックバー５３、５４を連結機構６３によって完全に一体動作可能とすることで、通常の車両１と同様に、運転者のステアリング２の操作により、直進、右折、左折その他の転舵を行うことができる。
【００６７】
なお、通常走行モードにおいて、車輪ｗを同方向に転舵する場合は、両ラックバー５３、５４は同じ方向に移動するため、転舵操作中に、左右のブーツ７０の内容積の総和はほとんど変化しない。このため、このブーツ７０の内圧はほとんど変化せず、ブーツ７０が周辺部材に接触することなくスムーズに転舵することができる。
【００６８】
（小回りモード）
小回りモード（いわゆる４ＷＳ車）を図１４に示す。図１３に示す前輪のステアリング装置１０の動作に加え、後輪のステアリング装置２０のラックケース５０によって保持された第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を一体移動可能な状態、つまり、連結機構６３によって、第一ピニオンギア６２と第二ピニオンギア６５を互いに結合した状態とする（図１０（ｂ）参照）。前輪と同じく、車両１のフレームに取り付けられたラックケース５０内の対のラックバー５３、５４は、通常転舵用アクチュエータ３１の駆動力によって、左右同方向に同距離移動し、左右の車輪ｗは前輪の転舵方向とは逆位相となる同じ方向（前輪が右転舵のときは、後輪は左転舵）に所定角度転舵する。図１４に示すように前後輪を転舵することにより、通常走行モード時よりも、さらに回転半径の小さい小回りが可能となる。
【００６９】
なお、小回りモードにおいて、前後の車輪ｗをそれぞれ同方向に転舵する場合は、前後のステアリング装置１０、２０の両ラックバー５３、５４は同じ方向に移動するため、転舵操作中に、左右のブーツ７０の内容積の総和はほとんど変化しない。このため、このブーツ７０の内圧はほとんど変化せず、ブーツ７０が周辺部材に接触することなくスムーズに転舵することができる。
【００７０】
（その場回転モード）
その場回転モードを図１５に示す。通常走行モードからその場回転モードへの切り替えは、図２（ａ）（ｂ）に示す直進状態の車輪位置で、前後輪のステアリング装置１０、２０のラックケース５０によって保持された第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を左右逆方向に移動可能な状態、つまり、連結機構６３を分離した状態とした上で行う（図１０（ａ）参照）。この状態で、通常転舵用アクチュエータ３１又はモード切替用アクチュエータ３２の駆動力又はステアリング２の操作によって入力軸６６を回転すると、車両１のフレームに取り付けられたラックケース５０内の対のラックバー５３、５４は、左右逆方向に同距離移動し、左右の車輪ｗは逆方向に所定角度転舵する。
【００７１】
第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を互いに逆方向に移動させ、図１５に示すように、前後４つの車輪ｗすべての中心軸がほぼ車両中心を向く位置で、連結機構６３を結合固定させる（図１０（ｂ）参照）。４つの車輪ｗすべての中心軸がほぼ車両中心を向いているため、それぞれの車輪ｗに備えられたインホイールモータＭの駆動力によって、車両中心がその場所で一定の状態（又はほぼ移動しない状態）を維持しながら向きを変える、いわゆるその場回転が可能となる。
【００７２】
図１５においては、それぞれの車輪ｗにインホイールモータＭを装備した構成を示しているが、少なくとも１つの車輪ｗにインホイールモータＭが装備され、その一つのインホイールモータＭが作動すれば、その場回転が可能である。
【００７３】
その場回転モードにおいて、前後の車輪ｗをそれぞれ逆方向に転舵する場合は、前後のステアリング装置の両ラックバー５３、５４は逆方向に移動するため、転舵操作中に、左右のブーツ７０の内容積の総和は大きく変化する。ラックケース５０に外気口７２を形成することにより、対のラックバー５３、５４が互いに離れるように逆方向に移動して、ブーツ７０の内容積が増大した際には、増大した内容積に相当する量の空気が、外気口７２を通ってブーツ７０の内部に吸い込まれる。その一方で、対のラックバー５３、５４が互いに近付くように逆方向に移動して、ブーツ７０の内容積が減少した際には、減少した内容積に相当する量の空気が、外気口７２を通ってブーツ７０の外部に排出される。このため、ブーツ７０の内圧をほぼ一定に保つことができ、ブーツ７０が潰れて（へこんで）その内部のラックバー５３、５４や周辺部材と接触し、又はブーツ７０が膨らんでその外部の周辺部材と接触して、ブーツ７０が破損するのを防止することができる。
【００７４】
（横走りモード）
横走りモードを図１６に示す。その場回転モードの場合と同様に、通常走行モードから横走りモードへの切り替えは、図２（ａ）（ｂ）に示す直進状態の車輪位置で、前後輪のステアリング装置１０、２０のラックケース５０によって保持された第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を左右逆方向に移動可能な状態、つまり、連結機構６３を分離した状態とした上で行う（図１０（ａ）参照）。この状態で、通常転舵用アクチュエータ３１又はモード切替用アクチュエータ３２の駆動力又はステアリング２の操作によって入力軸６６を回転すると、車両１のフレームに取り付けられたラックケース５０内の対のラックバー５３、５４は、左右逆方向に同距離移動し、左右の車輪ｗは逆方向に９０度転舵する。
【００７５】
第一ラックバー５３と第二ラックバー５４を互いに逆方向に移動させ、図１６に示すように、前後４つの車輪ｗすべてが直進方向に対して９０度を向く位置で、連結機構６３を結合固定させる（図１０（ｂ）参照）。この状態でステアリング２を操作すると、横方向への移動角度を微調整することもできる。
【００７６】
図１６においては、それぞれの車輪ｗにインホイールモータＭを装備した構成を示しているが、少なくとも１つの車輪ｗにインホイールモータＭが装備され、その一つのインホイールモータＭが作動すれば、横走りが可能である。
【００７７】
横走りモードにおいて、前後の車輪ｗをそれぞれ逆方向に転舵する場合は、前後のステアリング装置１０、２０の両ラックバー５３、５４は逆方向に移動するため、転舵操作中に、左右のブーツ７０の内容積の総和は大きく変化する。ラックケース５０に外気口７２を形成することにより、対のラックバー５３、５４が互いに離れるように逆方向に移動して、ブーツ７０の内容積が増大した際には、増大した内容積に相当する量の空気が、外気口７２を通ってブーツ７０の内部に吸い込まれる。その一方で、対のラックバー５３、５４が互いに近付くように逆方向に移動して、ブーツ７０の内容積が減少した際には、減少した内容積に相当する量の空気が、外気口７２を通ってブーツ７０の外部に排出される。このため、ブーツ７０の内圧をほぼ一定に保つことができ、ブーツ７０が潰れて（へこんで）その内部のラックバー５３、５４や周辺部材と接触し、又はブーツ７０が膨らんでその外部の周辺部材と接触して、ブーツ７０が破損するのを防止することができる。
【００７８】
上記において説明したその場回転モードや横走りモードはあくまでも一例であって、これ以外にも、ブーツ７０の内容積が変化する走行モードに対し、この発明の構成は適用できる。
【００７９】
この発明では、ステアリング装置１０、２０を構成するラックバー５３、５４の全体を伸縮部材７０（ブーツ）で覆うとともに、このステアリング装置１０、２０に、伸縮部材７０の内外の空気を連通する外気口７２を形成し、通常走行モードとその場回転モードや横走りモード等の特殊走行モードとの間の走行モードの切り替えに際し、伸縮部材７０の内容積が変化する場合において、その内容積の変化に対応する量の空気を外気口から出し入れするようにした。これにより、伸縮部材７０の内容積の変化に伴って、この伸縮部材７０が潰れて（へこんで）その内部のラックバー５３、５４や周辺部材と接触し、又は伸縮部材７０が膨らんでその外部の周辺部材と接触して、この伸縮部材７０が破損するのを防止して耐久性の向上を図ることができるとともに、内圧変化に伴うラックバー５３、５４の移動抵抗を小さくして、その移動をスムーズに行うことができる。
【符号の説明】
【００８０】
１２、２２  タイロッド
５３、５４  ラックバー
５５  同期ギア
６０  ラックバー動作手段
７０  伸縮部材（ブーツ）
７２  外気口
７３  開口部
７４  通気部材
７５  阻止部材
ｗ  車輪
Ｇ  地面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2016094156.tif 000014
【図１３】
2016094156.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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