(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のラックアンドピニオン式ステアリングギヤのラック軸の端部に一端側が接続され他端側がナックルアームに接続されるタイロッドを備え、前記ラック軸の進退動に応じてナックルアームを介してホイールの向きを変えるステアリング装置であって、
略く字形をなし、略中央部が前記ラック軸の端部に軸支され、一端部が前記タイロッドに軸支され、中央部に形成される突起側が車両内方に向けて配置されるレバーと、該レバーの他端部と車体との間に介装されたリンク部材とを備えたことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記リンク部材には、該リンク部材の長さ調整を行う長さ調整機構を備えていることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記タイロッドは前記ラック軸と略平行に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記レバーにおける前記ラック軸の軸支部から前記タイロッドの接続部までの長さを、前記ラック軸の軸支部から前記リンク部材の接続部までの長さに比して大きい値にしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられるステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステアリング装置の一例として図５に示すものがある。図５において、このステアリング装置１はアッカーマン・ジャント式であり、かつラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構２を備えている。このステアリングギヤ機構２のステアリングギヤボックス３に備えられたピニオン（図示せず）に螺合するラック軸５の端部には、タイロッド６の一端側が接続（当該接続部を以下、ラック軸−タイロッド接続部Ｅという。）されている。タイロッド６の他端側にはナックルアームが接続（当該接続部を以下、ナックルアーム−タイロッド接続部Ｆという。）されている。このステアリング装置１は、前記ラック軸５の進退動に応じてキングピン軸Ｇを中心にしてナックルアーム７を回動しホイール８の向きを、中立Ｈの位置から外切Ｊや、内切Ｋの位置に変えるようにしている。
【０００３】
なお、アッカーマン・ジャント式のステアリング装置１は、図６に示すような左旋回時に左右の舵角δL ，δR 、トレッドＤ、ホイールベースＡとすると、式（１）に示す関係があることが必要となる。
ｃｏｔδR −ｃｏｔδL ＝Ｄ／Ａ    …  （１）
また、内側輪の舵角（図６の例では左前輪の舵角δL ）は外側輪の舵角（図６の例では右前輪の舵角δR ）よりも大きい〔図６の例では（左前輪の舵角δL ）＞（右の舵角δR ）。なお、図５に示す内側輪（外切Ｊ時）の舵角θ1 、外側輪（内切Ｋ時）の舵角θ2 が図６の左前輪の舵角δL 、右前輪の舵角δR に対応したものになり、転舵時の内外輪舵角差（θ1 −θ2 ）が大きい〕ことが必要となる。
図６中Ｐは旋回中心を示す。ＭFL，ＭFRは旋回中心から左側前輪、右側前輪までの距離、ＭBL，ＭBRは旋回中心から左側後輪、右側後輪までの距離を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したアッカーマン・ジャント式のステアリング装置１では、
▲１▼ラック軸−タイロッド接続部Ｅが車体１０の外方に配置されると、サスペンションのバンプ時に、トー角変化が大きくなり、直進性の悪化及び乗り心地の悪化を招くことになり、これに対処するためにラック軸−タイロッド接続部Ｅは車体１０の内側寄りであることが望ましく、
▲２▼ナックルアーム−タイロッド接続部Ｆが車体１０内方寄りに設定されると、転舵時の内外輪舵角差（θ1 −θ2 ）が小さくなり、ひいては旋回性（ハンドルの戻り等）の悪化を惹起することになり、これに対処するためにナックルアーム−タイロッド接続部Ｆは車体１０の外方寄りであることが望ましく、
▲３▼スクラブ半径（キングピン軸Ｇの延長線と路面との交点とタイヤ中心の接地点との距離）を小さくして制動時の安定性を確保する上からは、キングピン軸Ｇは車体１０の外方寄りに設定することが望ましく、
▲４▼タイロッド後退角（ラック軸５とタイロッド６とのなす角度）αが大きいと、前後方向のコンプライアンス・ステアによりトー角変化が大きくなり、直進性が悪化したり、タイヤの摩耗が進みやすくなったりするので、このような事態になることを回避する上でタイロッド後退角αを小さくするようにステアリングギヤボックス３を後方寄りに設けることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、前記▲１▼の要望に応えるためにラック軸−タイロッド接続部Ｅを車体１０の内方に移動しようとしても、ステアリングギヤボックス３内のラック軸５のストロークを確保する必要があることから、制約を受けることになってしまう。
【０００６】
また、前記▲２▼の要望に応えるためにナックルアーム−タイロッド接続部Ｆを車体１０の外方寄りに設定する場合、極端に車体１０外方に寄ってしまうと、当該接続部Ｆがディスクブレーキのディスクロータに干渉することになる。
【０００７】
また、ＦＦ車ではフロントディファレンシャル２０を備えているので、ステアリングギヤボックス３の後方寄り設定は、ディファレンシャルケースに干渉しない位置までの領域に制約され、これによりタイロッド後退角αは大きい値になってしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、トー角変化の増加を招くことなく良好な操縦性を確保できる簡易な構成のステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車両のラックアンドピニオン式ステアリングギヤのラック軸の端部に一端側が接続され他端側がナックルアームに接続されるタイロッドを備え、前記ラック軸の進退動に応じてナックルアームを介してホイールの向きを変えるステアリング装置であって、
略く字形をなし、略中央部が前記ラック軸の端部に軸支され、一端部が前記タイロッドに軸支され、中央部に形成される突起側が車両内方に向けて配置されるレバーと、該レバーの他端部と車体との間に介装されたリンク部材とを備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記リンク部材には、該リンク部材の長さ調整を行う長さ調整機構を備えていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、前記タイロッドは前記ラック軸と略平行に配置したことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の構成において、前記レバーにおける前記ラック軸の軸支部から前記タイロッドの接続部までの長さを、前記ラック軸の軸支部から前記リンク部材の接続部までの長さに比して大きい値にしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態のステアリング装置１を図１及び図２に基づき、図５及び図６を参照して説明する。
図１及び図２において、ラック軸５の端部とタイロッド６との間には、後述するようにラック軸５及びタイロッド６に対して相対的に回動可能に軸支された略く字形のレバー１１が介装されている。レバー１１は、一端部１１ａ（図１右側）が他端部１１ｂ（図１左側）に比して車体１０後方でかつ車体１０内方とされ、さらに突起側を車体１０内方に向けて配置されている。
【００１１】
レバー１１は、ラック軸５の進退動（転舵）に応じて他端部１１ｂを中心として回動するが、回動設定範囲（操舵範囲、内切Ｋ位置ないし外切Ｊ位置の範囲）において後述する中央部テーパ状嵌合孔１２ｃに比して後述する一端部側テーパ状嵌合孔１２ａは車体１０内方になるようにされている。また、本実施の形態では、ラック軸５はタイロッド６と略平行に配置されている。
レバー１１の一端部、他端部１１ａ，１１ｂ及び中央部（突起部）１１ｃにはテーパ状嵌合孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。レバー１１の中央部１１ｃのテーパ状嵌合孔１２ｃ（以下、中央部テーパ状嵌合孔１２ｃという。レバーにおけるラック軸の軸支部）からレバー１１の一端部１１ａのテーパ状嵌合孔１２ａ（以下、一端部側テーパ状嵌合孔１２ａという。レバーにおけるタイロッドの接続部）までの長さは、中央部テーパ状嵌合孔１２ｃからレバー１１の他端部１１ｂのテーパ状嵌合孔１２ｂ（以下、他端部側テーパ状嵌合孔１２ｂという。レバーにおけるリンク部材の接続部）までの長さに比して大きい値に設定されている。
【００１２】
ラック軸５の端部には、前記中央部テーパ状嵌合孔１２ｃに嵌合する嵌合部（符号省略）を形成した取付軸１３が回動可能に支持されている。ラック軸５は、取付軸１３をレバー１１の中央部（突起部）１１ｃに嵌合させレバー１１に対して相対的に回動可能に支持されている。
タイロッド６の一端部６ａには、前記一端部側テーパ状嵌合孔１２ａに嵌合する嵌合部（図示省略）を形成した取付軸（図示省略）が回動可能に支持されている。タイロッド６は、取付軸（図示省略）をタイロッド６の一端部６ａに嵌合させレバー１１に対して相対的に回動可能に支持されている。タイロッド６の他端部６ｂにはナックルアーム７が相対的に回動可能に軸支されている。
【００１３】
レバー１１の他端部１１ｂと車体１０との間には、レバー１１及び車体１０に対して相対的に回動可能に軸支されたリンク部材１４が介装されている。リンク部材１４は、初期状態（中立Ｈ位置）でレバー１１との軸支部（以下、リンク部材−レバー側軸支部という。）１４ａがラック軸５と直交する軸線１５に対して、車体１０外方に所定角度β傾くように配置されている。
以下、リンク部材１４の車体１０との軸支部をリンク部材１４−車体側軸支部１４ｂという。
【００１４】
上述したように構成されたステアリング装置１では、中立Ｈ位置から外切Ｊ位置に転舵する場合にラック軸５が前進（図１下方向に移動）すると、レバー１１はラック軸５に押されて図１下方向に移動する。レバー１１は、この左方向の移動と共に、リンク部材−レバー側軸支部１４ａを中心として、時計方向に回動し、レバー１１の一端部１１ａが図１下方向に移動する。これに伴い、タイロッド６が図１下方向に移動し、タイロッド６の左方向の移動によりナックルアーム７が反時計方向に回動して外切Ｊ位置にされる。
そして、ラック軸５のストロークに、レバー１１の回転に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動分が重畳されて、タイロッド６の左方向の移動に寄与することになる。このため、ナックルアーム７が反時計方向に大きく回動し、内側輪の舵角（中立Ｈ位置に対する外切Ｊ位置の角度）θ1 、ひいては転舵時の内外輪舵角差（θ1 −θ2 ）が大きくなり、旋回性の向上を図ることができる。
【００１５】
さらに、レバー１１の上述した時計方向の回動に際し、中央部テーパ状嵌合孔１２ｃから一端部側テーパ状嵌合孔１２ａまでの長さが、中央部テーパ状嵌合孔１２ｃから他端部側テーパ状嵌合孔１２ｂまでの長さに比して大きい値に設定されているので、その分、回動に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動量が大きくなり、ひいては、旋回性をより向上することができる。なお、前記中央部テーパ状嵌合孔１２ｃから一端部側テーパ状嵌合孔１２ａまでの長さと中央部テーパ状嵌合孔１２ｃから他端部側テーパ状嵌合孔１２ｂまでの長さとの比（レバー比）は、あらかじめその大きさを設定しておくことにより、その設定量に応じてレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動量、ひいては、旋回性の程度を調整できることになる。
【００１６】
また、ラック軸５のストロークに、レバー１１の回転に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動分が重畳されて、タイロッド６の左方向の移動に寄与することになるため、レバー１１の回転に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動分を考慮してラック軸５のストローク、ひいてはラック軸５の先端部の位置を車体１０内方に設定することが可能となり、アッカーマン・ジャント式のステアリング装置に要望される前記▲１▼の事項（ラック軸−タイロッド接続部Ｅは車体１０の内方寄りに設定する）に応えることができる。
【００１７】
また、中立Ｈ位置から内切Ｋ位置に転舵する場合にラック軸５が後退（図１上方向に移動）すると、レバー１１はラック軸５に引っ張られて図１上方向に移動する。レバー１１は、この右方向の移動と共に、リンク部材−レバー側軸支部１４ａを中心として、前記ラック軸５の前進時と同様に時計方向に回動し、これに伴いレバー１１の一端部１１ａが図１下方向に移動する。ラック軸５の後退量から、レバー１１の回転に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動分が減算された移動量だけ、タイロッド６が右方向に移動する。そして、タイロッド６の右方向の移動によりナックルアーム７が時計方向に回動して内切Ｋ位置にされる。この際、ラック軸５の後退量から、レバー１１の回転に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動分が減算されたことに伴い、レバー１１の回転に伴うレバー１１の一端部１１ａの図１下方向の移動分がない場合に比して、外方輪の舵角（中立Ｈ位置に対する内切Ｋ位置の角度）θ2 は小さくなり、ひいては転舵時の内外輪舵角差（θ1 −θ2 ）が大きくなり、旋回性の向上を図ることができる。
【００１８】
上述したように転舵時の内外輪舵角差（θ1 −θ2 ）の増大化を、キングピン軸Ｇを車体１０の内方にすることなく（すなわち、スクラブ半径を大きくすることなく）果たすので、アッカーマン・ジャント式のステアリング装置に要望される前記▲３▼（スクラブ半径を小さくして制動時の安定性を確保するためにキングピン軸Ｇを車体１０の外方寄りに設定する）に適切に応えることができる。
【００１９】
レバー１１は、ラック軸５の進退動（転舵）に応じて他端部を中心として回動するが、上述したように回動設定範囲（操舵範囲、内切Ｋ位置ないし外切Ｊ位置の範囲）において一端部側テーパ状嵌合孔１２ａ（ひいてはレバー１１の一端部１１ａ）が中央部テーパ状嵌合孔１２ｃ（ひいてはレバー１１の中央部）に比して車体１０後方でかつ車体１０内方になるようにされているので、タイロッド後退角αが小さくなる。すなわち、例えば図１で外切Ｊ位置にタイロッド６がある際に一端部側テーパ状嵌合孔１２ａが仮に中央部テーパ状嵌合孔１２ｃに比して車体１０外方にあると、ラック軸５に対するタイロッド６の角度は大きくなるが、これに対して上述したように中央部テーパ状嵌合孔１２ｃに比して一端部側テーパ状嵌合孔１２ａが車体１０内方になるようにされているので、ラック軸５に対するタイロッド６の角度すなわちタイロッド後退角αが小さくなる。このようにタイロッド後退角αを小さくすることができるので、ＦＦ車の場合に制約を受けたステアリングギヤボックス３の後方寄りの設定が不要となり、レイアウト上、利便性が向上する。
【００２０】
また、タイロッド後退角αが小さくなることにより、前後コンプライアンスを大きくとってもトー角変化の抑制が可能であり、これにより、直進性の向上、タイヤ摩耗の低減及び乗り心地の向上を図ることができる。この際、上述したようにラック軸５はタイロッド６と略平行に配置されているので、その分、タイロッド後退角αの低減が抑制され、上記直進性の向上、タイヤ摩耗の低減及び乗り心地の向上を更に図ることができる。
【００２１】
また、前記リンク部材１４には、図３及び図４に示すように長さ調整機構１６を備えるように構成してもよい。
図４において、リンク部材１４は、一端側にリンク部材−レバー側軸支部１４ａを有する第１リンク部材１４１と、一端側にリンク部材１４−車体側軸支部１４ｂを有しかつ第１リンク部材１４１と分離構成される第２リンク部材１４２とからなっている。第１、第２リンク部材１４１，１４２の各他端部は、相対向して配置されていると共に、それぞれには方向が異なる雄ねじ１４３，１４４が形成されている。第１、第２リンク部材１４１，１４２の各雄ねじ１４３，１４４に螺合するように両端側に雌ねじ（図示省略）を形成したターンバックル１４５が設けられている。ターンバックル１４５を回動することにより、第１リンク部材１４１の一端部から第２リンク部材１４の一端部までの長さ（リンク部材１４の長さ）が調整されるようになっている。本実施の形態では、第１、第２リンク部材１４１，１４２の各１４３，１４４及びターンバックル１４５から長さ調整機構１６が構成されている。
【００２２】
この図３及び図４に示す実施の形態では、長さ調整機構１６によりリンク部材１４の長さが調整されこれによりトー角変化の調整が可能になる。この場合、リンク部材１４の長さ調整によるトー角変化の調整は同一平面内において実行可能であり、位相差（ねじれ）を生じることがない。すなわち、トー角変化の調整をタイロッド６にボールジョイントを設けて行うことがあるが、この場合、位相差（ねじれ）を生じるが、図４に示すリンク部材１４の長さ調整によるトー角変化の調整は同一平面内において実行可能であり、位相差（ねじれ）を生じない。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、略く字形をなし、略中央部がラック軸の端部に軸支され、一端部がタイロッドに軸支され、中央部に形成される突起側が車体内方に向けて配置されるレバーと、該レバーの他端部と車体との間に介装されたリンク部材とを備えており、ラック軸の進退動に応じてレバーが回動し、ラック軸のストロークに、レバーの回転に伴うレバーの一端部のラック軸のストローク方向に沿う移動分を重畳または減算させることが可能になるので、これによりナックルアームの回動量を調整して転舵時の内外輪舵角差を大きくして旋回性の向上を図ることができる。
また、タイロッドに軸支されるレバーの一端部がラック軸に軸支される中央部に比して車体後方でかつ車体内方になるようにレバーを配置することが可能であり、このように構成することによりタイロッド後退角が小さくなってトー角変化の抑制が可能となり、ひいては直進性及び乗り心地の向上、タイヤ摩耗の低減が図れる。また、上述したトー角変化はラック軸とタイロッドとの間にレバーを介装することにより果たすので、簡易な構成で済むことになる。
【００２４】
請求項２記載の発明は、リンク部材には、該リンク部材の長さ調整を行う長さ調整機構を備えており、リンク部材の長さを調整してトー角変化の調整が可能であり、かつトー角変化の調整を同一平面内において実行できる。このため、トー角変化の調整をタイロッドにボールジョイントを設けて行う場合に生じ得る位相差（ねじれ）の発生を招くことがない。
【００２５】
請求項３記載の発明は、タイロッドはラック軸と略平行に配置しており、タイロッド後退角の低減が抑制され、直進性の向上、タイヤ摩耗の低減及び乗り心地の向上を図ることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明は、レバーにおけるラック軸の軸支部からタイロッドの接続部までの長さを、前記ラック軸の軸支部から前記リンク部材の接続部までの長さに比して大きい値にしたので、回動に伴うレバーの一端部のラック軸の前進方向に沿う方向の移動量が大きくなり、これにより旋回性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のステアリング装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１のリンク部材を示す部分断面図である。
【図３】リンク部材に長さ調整機構を備えた実施の形態を模式的に示す図である。
【図４】図３のステアリング装置を模式的に示す平面図である。
【図５】アッカーマン・ジャント式のステアリング装置の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】アッカーマン・ジャント式のステアリング装置に要求される事項を説明するためのレイアウト図である。
【符号の説明】
１    ステアリング装置
５    ラック軸
６    タイロッド
１１  レバー
１４  リンク部材
【図１】
0003844038.tif 000002
【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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