(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常の２輪操舵のほか、前後輪の同相操舵と逆相操舵を選択的に行える四輪操作車両において、前輪左右および後輪左右のタイロッドアームをそれぞれアクスルと平行なタイロッドを介して連結してなるタイロッドリングをアッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態とに変換可能に構成する手段として、前輪側および後輪側のタイロッドリンクが、各タイロッドアームの中間位置で２つのアーム部材を屈伸自在に連結する関節部と、タイロッドの長さを伸縮させるアクチュエータと、タイロッドの伸縮に伴って屈伸するタイロッドアームの関節部をアッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態との２位置で解除可能にロックする手段と、を備えたことを特徴とする車両のかじ取り機構。
【請求項２】
関節部を解除可能にロックする手段は、アッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態との２位置で関節部のアーム部材間を連通する係合部と、係合部に挿入可能なロックピンと、ロックピンを係合部に進退させるアクチュエータと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のかじ取り機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両のかじ取りリンク機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のかじ取り機構において、旋回時の内輪と外輪のかじ取り角に差を設定し、タイヤの横すべりを防ぐようにしたのが、アッカーマン式としてよく知られている（特開平７ー２５７４１２号公報，実開平８３５６３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の四輪操舵（４ＷＳと呼ばれる）には、前後輪を同じ方向に向け、車両のヨーイングを少なくし、高速走行時の安定性を良くする同相操舵と、前後輪を逆方向に向け、中低速走行時の操縦性を良くし、小回りが効くようにする逆相操舵とがある。
【０００４】
このような４ＷＳのかじ取り機構として、アッカーマン式（台形リンク）を採用すると同相操舵の場合、図８のように前輪の右側のかじ取り角θ1と左側のかじ取り角θ2，後輪の右側のかじ取り角θ2と左側のかじ取り角θ1がθ1＞θ2の関係になるため、カニ足走行中にタイヤの横すべり角を生じてしまう。また、図９のようなθ1＝θ2のパラレルリンクによると、逆相操舵時にタイヤの横すべりを起こし、良好な小回り性能が得られない。
【０００５】
いずれにしても、アッカーマンリンクとパラレルリンクには一長一短があるが、従来はどちらか一方を選択しなければならなかった。
【０００６】
この発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、４ＷＳ車両の旋回走行とカニ足走行との両方において、タイヤに横すべり角が生じるのを防止できるようにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、通常の２輪操舵のほか、前後輪の同相操舵と逆相操舵を選択的に行える四輪操作車両において、前輪左右および後輪左右のタイロッドアームをそれぞれアクスルと平行なタイロッドを介して連結してなるタイロッドリングをアッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態とに変換可能に構成する手段として、前輪側および後輪側のタイロッドリンクが、各タイロッドアームの中間位置で２つのアーム部材を屈伸自在に連結する関節部と、タイロッドの長さを伸縮させるアクチュエータと、タイロッドの伸縮に伴って屈伸するタイロッドアームの関節部をアッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態との２位置で解除可能にロックする手段と、を備える。
【０００８】
第２の発明では、第１の発明における、関節部を解除可能にロックする手段は、アッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態との２位置で関節部のアーム部材間を連通する係合部と、係合部に挿入可能なロックピンと、ロックピンを係合部に進退させるアクチュエータと、を備える。
【００１０】
【作用】
第１の発明では、前輪側および後輪側のタイロッドリンクは、各タイロッドアームの開設部のロックを解除し、タイロッドのアクチュエータを伸縮させると、タイロッドの長さが所定量だけ変化し、各タイロッドアームの関節部をその分だけ屈伸させる。これにより、タイロッドアームの屈伸いずれか一方のリンク状態を左右輪のかじ取り角に差のないパラレルリンク、もう一方のリンク状態を左右輪のかじ取り角に差のあるアッカーマンリンク、にそれぞれ設定しておくと、これら２つのリンク状態を簡単に選択できる。タイロッドリンクの変換後は、タイロッドアームの関節部をロックすると、そのリンク状態に固定される。
【００１１】
同相操舵時はタイロッドリンクをパラレルリンク状態に変換すると、左右輪の舵取り角に差がないため、タイヤの横すべり角を生じることなく、安定性よくカニ足走行が行える。通常の２輪操舵時または逆相操舵時はタイロッドリンクをアッカーマンリンク状態に変換すると、左右輪の舵取り角に差が付くため、タイヤの横すべり角が少ない良好な旋回走行が確保できる。
【００１２】
第２の発明では、ロックピンを係合部に進退させるアクチュエータにより、２つのリンク状態において、タイロッドリンクを適確に固定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１，図２は通常の２輪操舵のほか、同相操舵と逆相操舵を選択的に行える４ＷＳ車両において、前輪（駆動輪）のアクスルを表す。１ａ，１ｂは左右輪のタイロッドアームであり、これらはアクスル２と平行なタイロッド３で連結され、ステアリングホイールから片側の車輪に舵角を与えると、反対側の車輪にその舵角を伝えるタイロットリンク２０を形成する。タイロッド３の中間部にエアシリンダ４がこれと同軸上に介装される。エアシリンダ４は圧縮空気の給排により、タイロッド３の長さを所定量だけ伸縮させる。
【００１４】
各タイロッドアーム１ａ，１ｂは、図３，図４のような２つのアーム部材５，と６からなり、これらを屈折自在に連結する関節部７が設けられる。一方のアーム部材５にクレビス５ａが、もう一方のアーム部材６にボス部６ａが形成される。関節部７はクレビス５ａにボス部６ａを挿入し、これらの軸穴５ｂ，６ｂにピン８（関節軸）を差し込むことにより作られる。一方のアーム部材５はアクスル側に固定され、もう一方のアーム部材６はタイロッドエンドに連結され、タイロッド３の伸縮に伴ってアクスル側のアーム部材５に対してタイロッド側のアーム部材６が屈伸する。
【００１５】
この例では、２つのアーム部材５，６がそれぞれ一直線上に伸びる状態において、エアシリンダ４が収縮すると、タイロッド３はこれと平行なアクスル２と左右のタイロッドアーム１ａ，１ｂと共に所定の台形リンク（アッカーマンリンク）を形成する。この状態からエアシリンダ４が伸長すると、タイロッド３がアクスル２と平行な状態を保ちながら、エアシリンダ４のストローク量だけ長くなり、図５，図６のように左右のタイロッドアーム１ａ，１ｂは屈折し、タイロッド３およびアクスル２と共にパラレルリンクを形成する。
【００１６】
パラレルリンク状態とアッカーマンリンク状態との２位置において、タイロッドアーム１ａ，１ｂの関節部７を解除可能にロックする手段として、アーム部材５のクレビス５ａに関節軸８と平行に延びる凹溝９が、アーム部材６のボス部６ａ周辺にパラレルリンク状態でクレビス側の凹溝９と同軸上に重なる穴１０ａと、アッカーマンリンク状態でクレビス側の凹溝９と同軸上に重なる穴１０ｂが形成され、凹溝９およびこれと同軸上に重なる穴１０ａまたは１０ｂを進入可能なロックピン１１と、ロックピン１１をロック位置（凹溝９および穴１０ａまたは１０ｂの貫通位置）とその解除位置（穴１０ａまたは１０ｂからの後退位置）との間で進退させるエアシリンダ１２とが設けられる。エアシリンダ１２はブラケット１２ａを介してクレビス５ａ上に固定される。
【００１７】
図７はエアシリンダ４，１２の回路構成を表すものであり、タイロッド３のエアシリンダ４はソレノイドバルブ１３を介してエアタンク１４に配管される。ソレノイドバルブ１３は通電のオンによりＡポジションに切り替わり、エアタンク１４からの圧縮空気をエアシリンダ４へ供給する一方、通電のオフによりＢポジションに切り替わり、エアシリンダ４を大気開放する。エアシリンダ４は圧縮空気の供給を受けると所定量だけ伸び出し、タイロッド３の長さを増加させる一方、大気開放されるとリターンスプリングで縮側に底付きし、タイロッド３の長さを減少させる。１５はソレノイドバルブ１３への通電をオンーオフするスイッチ、１６はタイロッドリンク２０がパラレルリンク状態のときにのみスイッチ１３のオンで点灯するパイロットランプ、１７は電源回路を構成するバッテリである。
【００１８】
タイロッドアーム１ａ，１ｂのエアシリンダ１２は左右の配管を１本にまとめ、ソレノイドバルブを介してエアタンク１４に配管される。ソレノイドバルブ１８は通電のオンによりＡポジションに切り替わり、エアタンク１４からの圧縮空気をエアシリンダ１２へ供給する一方、通電のオフによりＢポジションに切り替わり、エアシリンダ１２を大気開放する。エアシリンダ１２は圧縮空気の供給を受けると収縮し、ロックピン１１を解除位置へ後退させる一方、大気開放されるとリターンスプリングで伸び出し、ロックピン１１をロック位置へ進入させる。１９はソレノイドバルブ１８への通電をオンーオフするスイッチであり、バッテリ１７にスイッチ１５と並列に接続される。
【００１９】
図示しないが、後輪側のアクスルについても、図１〜図７で表す前輪側のアクスルと同じく構成される。そのため、後輪側に関する説明は省略する。ただし、スイッチ１５，１９は後輪側と前輪側とで別途に設ける必要はなく、むしろ両側で共通化させる方が望ましい。
【００２０】
このような構成により、車両のヨーイングを少なくし、高速走行時の安定性を良くするため、同相操舵を行うに際しては、タイロッドリンク２０をパラレルリンク状態に変換する。図９のようにパラレルリンクは左右輪のかじ取り角に差がないため、カニ足走行中にタイヤの横すべり角を生じることはない。車両の旋回時は２輪操舵または逆相操舵を行うことになるが、このような場合にはタイロッドリンク２０をアッカーマンリンク状態に変換する。アッカーマンリンクは左右輪のかじ取り角に差が付くため、タイヤの横すべりが少ない良好な旋回性能を確保できる。
【００２１】
タイロッドリンク状態を変換するときは、車両を直進状態に停止してから、タイロッドアーム１ａ，１ｂのロックを解除するため、スイッチ１９をオンする。これにより、タイロッドアーム１ａ，１ｂのエアシリンダ１２に圧縮空気が供給され、エアシリンダ１２が収縮して関節部７のロックピン１１を解除位置へ後退させる。ロック解除状態において、スイッチ１５をオンーオフすることにより、アッカーマンリンク状態からパラレルリンク状態への変換またはパラレルリンク状態からアッカーマンリンク状態への変換が行われる。
【００２２】
アッカーマンリンク状態において、スイッチ１５をオンすると、タイロッド３のエアシリンダ４に圧縮空気が供給され、エアシリンダ４の伸び出しに伴ってタイロッド３が左右のタイロッドアーム１ａ，１ｂを屈折させる（図５参照）。これにより、タイロッドリンク２０はパラレルリンク状態に変換され、このときパイロットランプ１６が点灯する。パラレルリンク状態において、スイッチ１５をオフすると、タイロッド３のエアシリンダ４が大気開放され、エアシリンダ４の収縮に伴ってタイロッド３が左右のタイロッドアーム１ａ，１ｂを屈折状態から直線状態に伸展させる。これにより、タイロッドリンク２０はアッカーマンリンク状態に変換され、このときパイロットランプ１６が消灯する。
【００２３】
タイロッドリンク２０の変換後は、タイロッドアーム１ａ，１ｂの関節部７をロックするため、スイッチ１９をオフする。これにより、タイロッドアーム１ａ，１ｂのエアシリンダ１２が大気開放され、エアシリンダ１２の伸び出しに伴ってロックピン１１がロック位置へ進入し、タイロッドリンク２０はそのときのリンク状態に固定される。
【００２４】
このようにスイッチ１５，１９を切り替える簡単な操作により、必要に応じてタイロッドリンク２０をアッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態とに変換可能になる。なお、スイッチ１５，１９の操作部は１つにまとめ、スイッチ１５，１９間に所定のタイミングで作動する遅延リレーを設けると良い。
【００２５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、２車操舵時や逆相操舵時は、アッカーマンリンクにより、円滑な旋回走行が可能になり、同相操舵時は、パラレルリンクにより、円滑なカニ足走行が可能になる。そのため、旋回走行時とカニ足走行時との両方において、タイヤの横すべりが防止できるという効果が得られる。
【００２６】
タイロッドリンクは、各タイロッドアームのロックを解除し、タイロッドの長さを伸縮させると、これに伴う各タイロッドアームの屈伸により、アッカーマンリンク状態とパラレルリンク状態とに変換され、各タイロッドアームのロックを効かすと、そのリンク状態に固定される。つまり、第１の発明においては、簡単な構成により、タイロッドリング状態の変換が可能になる。
【００２７】
第２の発明によれば、各タイロッドアームの関節部を屈伸の２位置において、ロックおよび解除を適確に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すアッカーマンリンク状態の平面図である。
【図２】同じくアッカーマンリンク状態の正面図である。
【図３】同じくタイロッドアームの斜視図である。
【図４】同じくタイロッドアームの分解斜視図である。
【図５】同じくパラレルリンク状態の平面図である。
【図６】同じくパラレルリンク状態の正面図である。
【図７】同じくエアシリンダの回路構成図である。
【図８】アッカーマンリンクによる同相操舵の説明図である。
【図９】パラレルリンクによる同相操舵の説明図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  タイロッドアーム
２  アクスル
３  タイロッド
４，１２  エアシリンダ
５，６  アーム部材
７  関節部
８  関節軸（ピン）
９  凹溝
１０ａ，１０ｂ  穴
１１  ロックピン
１３，１８  ソレノイドバルブ
１４  エアタンク
１５，１９  スイッチ
１６  パイロットランプ
【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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