(57)【要約】【課題】操舵系におけるシミー対策及び衝撃吸収機能と車両の操舵に対するリニアリティの問題を高次元に両立する。【解決手段】操舵機構のリンク機構部の操舵力の入力点から左右どちらか一方の車輪の連結点までの一方のリンク部と、上記操舵力の入力点から他方の車輪の連結点までの他方のリンク部のどちらか一方のみに、左右輪間の操舵角の拘束をなくし左右方向の伸縮を許容する伸縮部２０を設ける。この伸縮部２０は、例えば、左側のナックルアーム９flに設けられ、端部を筒状に形成した、左側のナックルアーム９fl側の雌状軸部２１に、左側のラック軸１２ｌ側の雄状軸部２２を挿入し、この雄状軸部２２の軸端に雌状軸部２１との隙間部２３を設けることで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力をリンク機構部に入力して左右輪を転舵する車両の操舵装置において、
上記リンク機構部の操舵力の入力点から左右どちらか一方の車輪の連結点までの一方のリンク部と、上記操舵力の入力点から他方の車輪の連結点までの他方のリンク部のどちらか一方のみに、左右輪間の操舵角の拘束をなくし左右方向の伸縮を許容する伸縮部を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
上記伸縮部は、端部を筒状に形成した雌状軸部に雄状軸部を挿入し、該雄状軸部と上記雌状軸部とが相対移動可能にして形成されたことを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
【請求項３】
上記伸縮部は、上記雄状軸部の軸端に上記雌状軸部との隙間部を設けることで形成したことを特徴とする請求項２記載の車両の操舵装置。
【請求項４】
上記隙間部には、弾性部材を介装することを特徴とする請求項３記載の車両の操舵装置。
【請求項５】
上記雌状軸部の内面と上記雄状軸部の外面との間には、上記雌状軸部と上記雄状軸部とで連結した軸の曲げ変位を抑止するガイド部材を介装したことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか一つに記載の車両の操舵装置。
【請求項６】
上記ガイド部材の内面と上記雄状軸部の外面との間には、弾性部材を介装したことを特徴とする請求項５記載の車両の操舵装置。
【請求項７】
上記雄状軸部の端部を、上記雌状軸部の内面に摺接する円盤状に形成したことを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れか一つに記載の車両の操舵装置。
【請求項８】
上記伸縮部は、上記一方のリンク部と上記他方のリンク部のどちらか一方のみに少なくとも伸縮方向に弾性を有する一体的なバネを設けて形成することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
【請求項９】
上記一方のリンク部と上記他方のリンク部はそれぞれ、ラック軸とタイロッドとナックルアームを有して構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一つに記載の車両の操舵装置。
【請求項１０】
上記伸縮部は、上記一方のリンク部と上記他方のリンク部のどちらか一方のみの上記タイロッドに設けることを特徴とする請求項９記載の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵力をリンク機構部に入力して左右輪を転舵する車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の操舵装置においては、シミー対策及び衝撃吸収機能をもたせること等を目的として、左右どちらか一方の車輪の連結点から他方の車輪の連結点までのリンク部に衝撃吸収部を設けることが提案され、実用化されている。
【０００３】
例えば、特開２００５−７５１１６号公報では、操舵装置において、振動の伝達を防止する防振体を左右のタイロッドに設ける技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−７５１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、小舵角操舵に対する、例えばヨーレート等の車両応答のリニアリティは、ドライバによる車両コントロールにおいて極めて重要である。これは、ドライバが操舵初期の車両応答に基づいて、操舵量をフィードフォワード的に決定するためと考えられている。例えば、操舵初期に操舵量（操舵トルクもしくは操舵角）に比例したヨーレートが発生せず、有る程度舵角が大きくなったところから操舵量に比例するヨーレートが発生する車両の運転では、ドライバは必要以上の操舵と修正操舵を頻繁に繰り返すこととなる。このような観点から見た場合、上述の特許文献１に開示されるような防振体を設ける技術は、却って操舵に対するリニアリティを阻害する要因となっており、これらの問題を解決することが求められている。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、操舵系におけるシミー対策及び衝撃吸収機能と車両の操舵に対するリニアリティの問題を高次元に両立することができる車両の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】
本発明は、操舵力をリンク機構部に入力して左右輪を転舵する車両の操舵装置において、上記リンク機構部の操舵力の入力点から左右どちらか一方の車輪の連結点までの一方のリンク部と、上記操舵力の入力点から他方の車輪の連結点までの他方のリンク部のどちらか一方のみに、左右輪間の操舵角の拘束をなくし左右方向の伸縮を許容する伸縮部を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両の操舵装置によれば、操舵系におけるシミー対策及び衝撃吸収機能と車両の操舵に対するリニアリティの問題を高次元に両立することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１及び図２は本発明の実施の第１形態を示し、図１は車両の前輪操舵装置の概略構成を示す説明図、図２は伸縮部の要部断面図である。
【０００９】
図１において、符号１は車両の前輪操舵装置を示し、この前輪操舵装置１は、ステアリングホイール（ハンドル）２から、ステアリングシャフト３が延出されており、ステアリングシャフト３の前端は、ユニバーサルジョイント４ａ、４ａ及びジョイント軸４ｂから成るジョイント部４を介してステアリングギヤボックス５から突出されたピニオン軸６と連結されている。
【００１０】
ステアリングギヤボックス５からは、左前輪７flに向けてタイロッド８flが延出される一方、右前輪７frに向けてタイロッド８frが延出されている。
【００１１】
タイロッド８fl、８frのタイロッドエンドは、ナックルアーム９fl、９frを介して、それぞれの側の車輪７fl、７frを回転自在に支持するアクスルハウジング１０fl、１０frと連結されている。
【００１２】
ステアリングギヤボックス５には、ピニオン軸６の先端部にピニオンギヤ１１が設けられており、このピニオンギヤ１１がラック１２と噛合されている。そして、ラック１２の左側に延出するラック軸１２ｌは左側のタイロッド８flと連結され、ラック１２の右側に延出するラック軸１２ｒは右側のタイロッド８frと連結されている。図中、点ＰGは、ラック＆ピニオンの噛合点、すなわち、操舵力の入力点を示すものであり、本実施の第１形態では、一方のリンク部は、点ＰGから左前輪７flまでの、左側のタイロッド８fl、ナックルアーム９fl、ラック軸１２ｌを有して構成され、他方のリンク部は、点ＰGから右前輪７frまでの、右側のタイロッド８fr、ナックルアーム９fr、ラック軸１２ｒを有して構成されている。
【００１３】
左側のタイロッド８flの中途部には、左右輪間の操舵角の拘束をなくし左右方向の伸縮を許容する伸縮部２０が設けられている。
【００１４】
伸縮部２０は、図２に示すように、端部を筒状に形成した、左側のナックルアーム９fl側の雌状軸部２１に、左側のラック軸１２ｌ側の雄状軸部２２を挿入し、この雄状軸部２２の軸端に雌状軸部２１との隙間部２３を設けることで構成されている。
【００１５】
雄状軸部２２の端部には、雌状軸部２１の内面よりも外径が小さく、且つ、雄状軸部２２よりも外径が大きい円盤状の円盤部２２ａが形成されている。尚、図２中、符号２２ｏは、雌状軸部２１の円筒状部分の内部端面２１ｏに対向する円盤部２２ａの端面を示し、符号２２ｉは、雄状軸部２２側の円盤部２２ａの端面を示す。
【００１６】
また、雌状軸部２１の内面と雄状軸部２２の外面との間には、雌状軸部２１と雄状軸部２２とで連結した軸（タイロッド８fl）の曲げ変位を抑止しつつ、タイロッド８flの円滑な伸縮を可能にする、金属製で円筒状のガイド部材２４が介装されている。
【００１７】
隙間部２３は、タイロッド８flの縮み方向の移動が、円盤部２２ａの端面２２ｏが雌状軸部２１の内部端面２１ｏに当接することにより規制され、また、タイロッド８flの伸び方向の移動は、円盤部２２ａの端面２２ｉがガイド部材２４の端面２４ｏに当接することにより規制される。そして、この許容される伸縮長さは、例えば、１〜２mmに設定されており、この隙間部２３によって、左右輪間の操舵角の拘束をなくし左右方向の伸縮が許容されるようになっている。
【００１８】
一方、右側のタイロッド８frは、左側のタイロッド８flに設けた上述の伸縮部２０を設けていなく、右側のナックルアーム９frと右側のラック軸１２ｒとを一本の棒状部材で連結している。
【００１９】
そして、このような構成とすることにより、自律的にキングピン周りのモーメントが０になるように、操舵装置１のリンク機構部の左右どちらか一方の車輪の連結点から他方の車輪の連結点までの長さが調整されるため、この部分に加わる引っ張り、及び、圧縮力を減少させることができる。そして、転舵した場合には、一方の車輪には引っ張り、若しくは、圧縮力の干渉無く速やかに転舵できるため、操舵に対してリニアな横力の発生が可能となる。従って、従来の車両では困難であった、操舵に対してリニアリティの高い挙動を実現することができる。このように、本実施の第１形態によれば、操舵系におけるシミー対策及び衝撃吸収機能と車両の操舵に対するリニアリティの問題を高次元に両立することが可能となっている。ここで、本実施の第１形態は、上述の伸縮部２０を左側のタイロッド８flと右側のタイロッド８frの何れにも設けずに左右輪間の操舵角を拘束した構成と比較した場合でも、操舵に対するリニアリティの面で優れている。これは、左右の車輪には様々な要因により力の差が生じているため、比較対象のように左右車輪間の操舵角が拘束される構成では、一方の車輪を転舵させる転舵力に対して他方の車輪に生じている力が転舵を妨げるブレーキ力になり、一方の車輪の転舵にも遅れが生じるからである。
【００２０】
次に、図３は本発明の実施の第２形態による伸縮部の要部断面図である。  
尚、本実施の第２形態は、タイロッド８flの伸縮、すなわち、雌状軸部２１と雄状軸部２２との相対的な移動によりメタルコンタクトが発生することを防止するようにしたことが前記第１形態とは異なり、他の構成、作用効果は前記第１形態と同様であるので同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
【００２１】
すなわち、図３に示すように、本実施の第２形態による伸縮部３０では、円盤部２２ａの雌状軸部２１の内部端面２１ｏに対向する端面２２ｏには、内部端面２１ｏとのメタルコンタクトを防止するために、樹脂若しくはゴム製の円盤状部材３１が添着されている。
【００２２】
また、円盤部２２ａの雄状軸部２２側の端面２２ｉには、ガイド部材２４の端面２４ｏとのメタルコンタクトを防止するために、樹脂若しくはゴム製のリング状部材３２が添着されている。
【００２３】
このような構成とすることにより、前述の第１形態で説明した効果に加え、メタルコンタクトが防止されて、伸縮部２０の高寿命化と静粛性を図ることが可能となる。
【００２４】
尚、メタルコンタクトを防止する円盤状部材３１及びリング状部材３２は、それぞれに対する側の端面、すなわち、雌状軸部２１の内部端面２１ｏ及びガイド部材２４の端面２４ｏに添着しても良い。
【００２５】
また、このメタルコンタクトを防止する部材は、後述する各実施の形態においても必要に応じて適用できることは云うまでも無い。
【００２６】
次に、図４は本発明の実施の第３形態による伸縮部の要部断面図である。  
尚、本実施の第３形態は、前記第１形態に対し、車輪からステアリングへの振動等の遮断を可能にする構成を付加したものであり、他の構成、作用効果は前記第１形態と同様であるので同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
【００２７】
すなわち、図４に示すように、本実施の第３形態による伸縮部４０では、ガイド部材２４の内面と雄状軸部２２の外面との間に、円筒状の弾性部材４１が介装されている。このため、前記第１形態の効果に加え、この弾性部材４１により車輪からステアリングへの振動等の遮断が確実に行われるという効果を奏する。
【００２８】
次に、図５は本発明の実施の第４形態による伸縮部の要部断面図である。  
尚、本実施の第４形態は、前記第３形態において、雌状軸部と雄状軸部とで連結した軸（タイロッド）の曲げ変位を抑止するように構成した点が前記第３形態とは異なり、他の構成、作用効果は前記第３形態と同様であるので同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
【００２９】
すなわち、図５に示すように、本実施の第４形態による伸縮部５０では、雄状軸部２２の端部に、雌状軸部２１の内面に摺接する円盤状の円盤部５１が形成されている。この円盤部５１により、前記第３形態の効果に加え、より確実に、雌状軸部２１と雄状軸部２２とで連結した軸（タイロッド８fl）の曲げ変位を抑止するという効果を得られるようになっている。
【００３０】
次に、図６は本発明の実施の第５形態による伸縮部の要部断面図である。  
尚、本実施の第５形態は、前記第１形態において、タイロッド８flのより円滑な伸縮を可能とするように構成した添が前記第１形態とは異なり、他の構成、作用効果は前記第１形態と同様であるので同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
【００３１】
すなわち、図６に示すように、本実施の第５形態による伸縮部６０では、隙間部２３の、円盤部２２ａの端面２２ｏと雌状軸部２１の内部端面２１ｏとの間には、ゴム製でリング状の弾性部材６１が介装されている。また、隙間部２３の、円盤部２２ａの端面２２ｉとガイド部材２４の端面２４ｏとの間にも、ゴム製でリング状の弾性部材６２が介装されている。そして、この２つの弾性部材６１、６２により、雌状軸部２１と雄状軸部２２との相対的な移動がより円滑に行われるようになっている。
【００３２】
次に、図７、図８は本発明の実施の第６形態を示し、図７は伸縮部の要部拡大図、図８は図７とは異なる例の伸縮部の要部拡大図である。尚、本実施の第６形態は、伸縮部に伸縮方向に弾性を有する一体的なバネを設けて形成した点が、前記第１〜第５形態と異なり、他の構成、作用効果は前記第１形態とは同様であり、説明は省略する。
【００３３】
すなわち、図７に示すように、本実施の第６形態による伸縮部７０は、タイロッド８flの中途部に伸縮方向に弾性を有する一体的なコイルバネ７１を設けて形成されている。このような構成とすることにより、前記第１形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、このようなバネを設ける構成として、他に、図８に示すような、より簡素なＵ字状バネ７２を設けて形成するようにしても良い。
【００３５】
尚、以上の各実施形態では、伸縮部をタイロッド８flに設ける例を説明したが、他の部位、すなわち、ナックルアーム９fl、ラック軸１２ｌ、タイロッド８fr、ナックルアーム９fr、ラック軸１２ｒの何れかに設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の第１形態による、車両の前輪操舵装置の概略構成を示す説明図
【図２】同上、伸縮部の要部断面図
【図３】本発明の実施の第２形態による、伸縮部の要部断面図
【図４】本発明の実施の第３形態による、伸縮部の要部断面図
【図５】本発明の実施の第４形態による、伸縮部の要部断面図
【図６】本発明の実施の第５形態による、伸縮部の要部断面図
【図７】本発明の実施の第６形態による、伸縮部の要部拡大図
【図８】同上、図７とは異なる例の伸縮部の要部拡大図
【符号の説明】
【００３７】
１    前輪操舵装置
２    ステアリングホイール（ハンドル）
３    ステアリングシャフト
４    ジョイント部
５    ステアリングギヤボックス
６    ピニオン軸
７fl、７fr  前輪
８fl、８fr  タイロッド
９fl、９fr  ナックルアーム
１１    ピニオンギヤ
１２    ラック
１２ｌ、１２ｒ  ラック軸
２０    伸縮部
２１    雌状軸部
２２    雄状軸部
２２ａ  円盤部
２３    隙間部
２４    ガイド部材
【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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