JP2005053471A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪が転舵するときに、該車輪がホイールハウスと干渉することを回避し、最大転舵角を大きく取る。
【解決手段】車輪１を回転自在に支持するナックル２は、キングピン軸が通過するエクステンションリンク６の後端７に取り付けられる。前後方向に延在するエクステンションリンク６の前端８はコントロールロッド９を介してアーム１２と連結する。エクステンションリンク６は中央部１０を中心に回動自在に支持される。アーム１２はタイロット５を介してナックル２に設けたナックルアーム３の先端と連結する。アーム１２が回動すると、コントロールロッド９を介してエクステンションリンク６の前端８を引き込み、テコの作用で後端７に取り付けられたナックル２を車幅外方へ押し出す。これと同時にアーム１２はタイロッド５を介してナックル２を転舵する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を転舵させる操舵装置につき、特に、ホイールハウスを拡幅することなく最大転舵角を大きくする技術に関するものである。

車輪がキングピン軸を中心に転舵する場合、一般にその車輪の前部あるいは後部のいずれか一方が車幅内方に移動するとともに、他方が車幅外方に移動するという構成になっている。このため、転舵角を大きくすると、車幅内方に移動した車輪の一部がホイールハウスと干渉する。

この干渉を回避するため、ホイールハウスを車幅内方に拡幅すれば、車輪の最大転舵角を大きく取ることができるようになるものの、今度はエンジンルームなどのためのスペースを犠牲にすることとなり、大型のエンジンやトランスミッションなどを搭載することが不可能になる。ところで、車輪の最大転舵角を大きく取ることができる車両の操舵装置としては、他にも、例えば特許文献１に記載のごときものが知られている。

特許文献１に記載の車両の操舵装置は、ナックルとラックピニオン式伝達機構１１とを連節するリンクロッドの中間部に伸縮連結装置を挿置し、車両の旋回半径内側にある車輪が最大転舵角に達した場合であっても、旋回半径外側にある車輪の最大転舵角を増やすようにしたものである。
特開平６−２１９３１４号公報

しかし、特許文献１に記載の車両の操舵装置においても、旋回半径内側にある車輪の転舵角を増加させることができないため、車輪の最大転舵角が制約を受けるという問題を根本的に解決したこととはならない。
本発明は、ホイールハウスを車幅内方に拡幅することや、エンジンルームなどのスペースを犠牲にすることなく、車輪の最大転舵角を大きく取ることができる車両の操舵装置を提案することを目的とする。

この目的のため本発明による車両の操舵装置は、請求項１に記載のごとく、
車体の側面に、車輪と、該車輪を回転自在に支持するナックルとを具え、該ナックルを回動することにより前記車輪の転舵を行う請求項１に記載の車両の操舵装置において、
操舵時には、前記ナックルを前記車体側面から離れるよう車幅方向外方へ押し出すことにより、前記車輪を転舵することを特徴としたものである。

かかる本発明の構成によれば、転舵時にナックルのキングピン軸が車幅外方に移動するため、車輪がホイールハウスから離れる。したがって、車輪を大きく転舵させて、車輪の前方あるいは後方が車幅内方に大きく移動しても、車輪がホイールハウスと干渉することを回避することができ、車輪の最大転舵角を大きくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる操舵装置を、ストラット型フロントサスペンションおよびラックピニオン式前輪操舵装置と組み合わせて用いた状態を示す平面図である。
ナックル２は、転舵輪１を車幅方向外側で回転自在に支持する。また、ナックル２は前端部２ｆで前方に向けて突出したナックルアーム３を具え、該ナックルアーム３の先端に設けられた連結点４は、上下方向に延在する中心軸を有するピンジョイント４ｐを介してタイロッド５の車幅方向外側端と回動可能に連結する。

略上下方向に延在する図示しないストラット部材にはナックル２の上端を取り付ける。また、ナックル２よりも車幅内方に位置し、車体前後方向に延在するエクステンションリンク６の後端７には、上下方向に延在するキングピン軸を形成するピンジョイント７ｐを介して、ナックル２の下端を取り付け、これによりナックル２を転舵可能に支持する。エクステンションリンク６の前端８は、ボールジョイント８ｂを介してコントロールロッド９の車幅方向外側端と回動可能に連結する。エクステンションリンク６は、後端７と前端８の間に位置する取付点１０で、ボールジョイント１０ｂを介して、ストラット型サスペンションのロアリンク１１の遊端に回動可能に支持される。なお、取付点１０でエクステンションリンク６を折り曲げて、くの字の平面形状とすることで、後端７は、非転蛇時に前端８と取付点１０を通過する直線よりも車幅方向外側になるようにする。また、図２に示すエクステンションリンク６の平面図のように、取付点１０から後端７までの距離ａが、取付点１０から前端８までの距離ｂよりも大きくなるように、エクステンションリンク６を形成する。

エクステンションリンク６よりも車幅方向内側にあるアーム１２は、その後端で、上下方向に延在する中心軸を有するピンジョイント１３ｐを介して、図示せざる車体側部材に回動可能に支持される。またアーム１２後端部は、ピンジョイント１３ｐよりなる取付点１３からみて車幅方向外側にある連結点１４で、ボールジョイント１４ｂを介してコントロールロッド９の車幅方向内側端と回動可能に連結する。

また、アーム１２の前端には、２箇所の連結点を設ける。これらのうち車幅方向に関して外側の連結点１５は、上下方向に延在する中心軸を有するピンジョイント１５ｐを介して、タイロッド５の車幅方向内側端と回動可能に連結する。一方、車幅方向に関して内側の連結点１６は、ボールジョイント１６ｂを介して、略車幅方向に延在するリンクロッド１７の車幅方向外側端と回動可能に連結する。

リンクロッド１７の車幅方向内側端１８は、車幅方向に延在するステアリングラック１９の左端と、ボールジョイント１８ｂを介して回動可能に連結する。一方、ステアリングラック１９の図示せざる右端は、図１とは左右対称に構成した右輪用転舵装置のリンクロッド１７と連結する。ステアリングラック１９は、ステアリングシャフト２１の一端と結合したピニオン２０と噛合し、ステアリングシャフト２１の他端はステアリングホイール２２と結合する。運転者がステアリングホイール２２を操舵すると、ステアリングホイール２２の回転運動は、ステアリングラック１９で車幅方向の直線運動に変換される。

図３は、同実施例の操舵装置が車輪１を左折方向に転舵した状態を示す平面図である。運転者がステアリングホイール２２を左折方向に操舵すると、ラックピニオン式前輪操舵装置の作用によってステアリングラック１９が車幅方向左側に移動する。ステアリングラック１９とリンクロッド１７を介して連結するアーム１２は、取付点１３を中心に左方向に回転する。アーム１２とタイロッド５およびナックルアーム３を介して連結するナックル２は、ピンジョイント７ｐを中心に左方向に転舵する。これより、ナックル２に一体支持される車輪１は左折方向に転舵する。

この際、取付点１３を支点に左回転するアーム１２は、コントロールロッド９を介して、エクステンションリンク６の前端８を車幅方向内方へ引き込む。前端８が車幅方向内方へ移動すると、取付点１０を挟んで位置する後端７が、テコの作用で車幅方向外方へ移動しつつ、ナックル２および車輪１を車幅方向外方へ押し出す。

以上から、車輪１およびナックル２は、左転舵の際、車体の側面から離れるよう車幅方向外方へ押し出される。図４は、この様子を、エクステンションリンク６と、コントロールロッド９とアーム１２の動きの前後について比較して示す平面図である。

図５は、同実施例の操舵装置が車輪１を右折方向に転舵した状態を示す平面図である。運転者がステアリングホイール２２を右折方向に操舵すると、ラックピニオン式前輪操舵装置の作用によってステアリングラック１９が車幅方向右側に移動する。ステアリングラック１９と、リンクロッド１７を介して連結するアーム１２は、右方向に回転する。アーム１２とタイロッド５およびナックルアーム３を介して連節するナックル２は、右方向に転舵する。これより、ナックル２に一体支持される車輪１は右折方向に転舵する。

この際、取付点１３を支点に右回転するアーム１２は、コントロールロッド９を介して、エクステンションリンク６の前端８を車幅方向内方へ引き込む。前端８が車幅方向内方へ移動すると、取付点１０を挟んで対向する後端７が、テコの作用で車幅方向外方へ移動しつつ、ナックル２および車輪１を車幅方向外方へ押し出す。

以上から、車輪１およびナックル２は、右転舵の際にも、車体の側面から離れるよう車幅方向外方へ押し出される。図６は、この様子を、エクステンションリンク６と、コントロールロッド９とアーム１２の動きの前後について比較して示す平面図である。

運転者がステアリングホイール２２を切り戻す操作を行うと、車輪１は上述した動作と反対の手順で動作し、車幅内方へ移動するとともに、転舵角が減少する。運転者が車両の旋回走行を終了させるため、ステアリングホイール２２を完全に切り戻すと、図３〜６に示す転舵した状態から、操舵装置の各部材である車輪１と、ナックル２と、タイロッド５と、コントロールロッド９と、アーム１２は、図１に示した直進状態の姿勢に復帰する。

このように本実施例の操舵装置によれば、操舵時には、車体の側面にあって車輪１と隣接する図示せざるホイールハウスから車幅方向外方へ離れるよう車輪１を押し出すとともに、車輪１を左折方向または右折方向に転舵するため、転舵角を大きくしても車輪１が、図示せざるホイールハウスと干渉することを回避できる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。
図７は本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図であり、上述のアーム１２をステアリングギアおよびピットマンアームを介してステアリングシャフトと連結して用いるものである。

上述の実施例と共通する部分については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分について新たに符号を付して説明すると、ステアリングシャフト２１の前端は、ギアボックス２７と機械的に連結し、後端はステアリングホイール２２と結合する。また、ギアボックス２７はピットマンアーム２８と機械的に連結する。ピットマンアーム２８は、前記実施例におけるアーム１２と共通する形状および役割を果たし、連結点１６で、車幅方向右側へ延在するステアリングリンケージ２９の左端とボールジョイント１６ｂを介して連結する。一方、ステアリングリンケージ２９の図示せざる右端は、左右対称に構成した右輪用転舵装置のアーム１２と連結する。

運転者がステアリングホイール２２を左折あるいは右折方向に操舵すると、ステアリングシャフト２１の回転運動により、ピットマンアーム２８が回動する。ピットマンアーム２８が、図７中、左あるいは右方向に回動すると、上記で説明したのと同様に、ピットマンアーム２８とタイロッド５およびナックル２を介して連結する車輪１は、左あるいは右転舵すると同時に、コントロールロッド９およびエクステンションリンク６を介して車幅外方へ押し出される。
このため、図示せざるホイールハウスと干渉することなく、車輪１の転舵角を大きくすることができる。

なお、本実施例は、ギアボックス２７、ピットマンアーム２８、ステアリングリンケージ２９を用いて、操舵する構成であるが、図８に示すように、代わりにステアリングバイワイヤ機構を用いても同様の効果を得ることができる。

図８に示す本発明のさらに他の実施例について、上述の実施例と共通する部分については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分について新たに符号を付して説明すると、舵角センサ３１はステアリングホイール２２の操舵角を検知し、ボールジョイント１８ｂを介してリンクロッド１７と連結するアクチュエータ３２に、検知した操舵角を送信する。アクチュエータ３２は受信した操舵角の信号に基づき、リンクロッド１７を車幅方向右側あるいは左側に進退動させる。これより、アーム１２は左あるいは右方向に回動し、上記で説明したのと同様に、タイロッド５およびナックル２を介して連結する車輪１は、右あるいは左転舵すると同時に、コントロールロッド９およびエクステンションリンク６を介して車幅外方へ押し出される。

図９は、上述した各実施例の操舵装置を模式的に示す線図的斜視図であり、上述した各実施例の操舵装置はいずれも、ナックル２を車幅方向に移動させるエクステンションリンク６と、エクステンションリンク６を回動させるコントロールロッド９と、ナックル２を上下方向揺動可能に懸架するロアリンク１１とを、各車輪１につきそれぞれ１個ずつ具え、ストラット型フロントサスペンションと組み合わせたものである。
この他にも、本発明になる操舵装置を、後述および図１８に示すダブルウィッシュボーン型サスペンションと組み合わせて用いることができる。

次に、本発明の別の実施例について説明する。
図１０は本発明の別の実施例になる操舵装置を、ストラット型フロントサスペンションおよびラックピニオン式前輪操舵装置と組み合わせて用いた状態を示す平面図である。基本構造は上述の図１，３，５で示した実施例と同様であるが、ナックルアーム４３がナックル２の後端２ｒから後方へ突出し、かつ、エクステンションリンク４６およびアーム４２が前後対称（裏返した状態）となるよう車体側部材に取り付けられていることを特徴とする。

即ち、エクステンションリンクの前端７は、ナックル２を転舵可能に支持し、後端８はコントロールロッド９と回動可能に連結する。アーム４２は、その前端１３で、上下方向に延在する中心軸を有するピンジョイント１３ｐを介して、図示せざる車体側部材によって回動可能に支持される。このピンジョイント１３ｐよりなる取付点１３からみて車幅方向外側にある端部１４は、ボールジョイント１４ｂを介してコントロールロッド９の車幅方向内側端と回動可能に連結する。

また、アーム４２の後端には、２箇所の連結点１５，１６を設ける。これらのうち車幅方向に関して外側の連結点１５は、上下方向の中心軸を有するピンジョイント１５ｐを介して、タイロッド５の車幅方向内側端と回動可能に連結する。一方、車幅方向に関して内側の連結点１６は、ボールジョイント１６ｂを介して、略車幅方向に延在するリンクロッド１７の車幅方向外側端と回動可能に連結する。

運転者がステアリングホイール２２を左あるいは右方向に操舵すると、このステアリングホイール２２とステアリングシャフト２１を介して結合するピニオン４０が、一体に回転する。ピニオン４０はステアリングラック１９と噛合し、ピニオン４０が回転すると、ステアリングラック１９を車幅方向右方あるいは左方へ移動させる。ステアリングラック１９と連節するアーム４２は、取付点１３を支点に右あるいは左方向に回動する。そして、上記で説明したのと同様に、アーム４２とタイロッド５およびナックルアーム４３を介して連節する車輪１は、左あるいは右転舵すると同時に、コントロールロッド９およびエクステンションリンク４６を介して車幅外方へ押し出される。

本実施例の操舵装置においても、前記実施例と同様に、車輪１は、右あるいは左転舵しつつ、車幅外方へ押し出される。この結果、大舵角時に車輪１の前部あるいは後部のいずれか一方が車幅内方に大きく移動しても、図示せざるホイールハウスと干渉するのを回避することができ、車両の最小回転半径を小さくすることが可能になる。

なお、以上に説明した実施例では、ナックルアーム４３の突出方向が後方であれば、アーム４２も取付点１３から後方へ延在するが、アーム４２を取付点１３から前方へ向けて配置して（つまり、アーム１２を用いて）も、連結点１４，１５および取付点１３の位置関係を適切とすることで、車輪１を、右あるいは左転舵しつつ、車幅外方へ押し出すことが可能である。

次に、本発明の他の実施例になる操舵装置について説明する。
図１１は本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。本実施例は、車両前部に搭載されたエンジンおよびトランスミッション２３により、ステアリングラック１９と、リンクロッド１７と、アーム１２とが上述の実施例よりも前方へ配置されたものである。つまり、ナックルアーム３の先端の連結点４よりもステアリングラック１９とリンクロッド１７とタイロッド５のアーム１２側の連結点１５が、車両前方に配置されている。

このように、アーム１２とタイロッド５の連結点１５と、アーム１２とリンクロッド１７との連結点１６を、図１に示した操舵装置のアーム１２の寸法を変えることなく単に前方へ移設した場合、車両前後方向に延在するナックルアーム３と、タイロッド５との交差角αが、非転舵時（直進時）では図１１に示すように鈍角となる。交差角αが鈍角の場合、旋回方向内輪の転舵角が旋回方向外輪の転舵角よりも大きくなるアッカーマン特性を得ることができず、旋回性能が悪化する。

旋回性能の悪化を回避するためには、図１２に平面図で示すような実施例が考えられる。図１に示した操舵装置と対比すると本実施例では、ステアリングラック１９を前方へ移設した場合、ナックルアーム３とタイロッド５との連結点４より、タイロッド５とアーム１２との連結点１５を車両前後方向後方側に配置することにより、交差角αを鋭角にすることができる。しかしナックルアーム３とタイロッド５との連結点４より、タイロッド５とアーム１２との連結点１５を車両前後方向後方側に配置することにより、アーム１２とリンクロッド１７との連結点１６は、エンジンおよびトランスミッション２３の前端部より車両後方側に配置されることとなる。このとき、図１２に示すように、ステアリングラック１９とエンジンおよびトランスミッション２３とが隣接し、かつ、エンジンおよびトランスミッション２３の左端部より、ステアリングラック１９の左端部が車両内側に配置されていると、リンクロッド１７とエンジンおよびトランスミッション２３間の距離ｋを充分確保することができず、ステアリングラック１９が車両幅方向右側へ移動すると、リンクロッド１７がエンジンおよびトランスミッション２３と干渉する恐れがあり、操舵角を大きくすることができない。

そこで、図１３に平面図で示すような実施例が考えられる。図１に示した操舵装置と対比すると本実施例では、ステアリングラック１９を前方へ移設し、アーム１２自身を移設することなくアーム１２のリンクロッド１７とアーム１２との連結点１６をタイロッド５とアーム１２との連結点１５より前方へ距離ｇだけ大きく突出させて、アーム１２の連結点１６を、エンジンおよびトランスミッション２３よりも前方へ移設したものである。
本実施例によれば、交差角αを鋭角にすることが可能となる。したがって、エンジンおよびトランスミッション２３を車両前部に搭載する前輪駆動車や四輪駆動車においても、アッカーマン特性を得て、旋回走行時には車輪１の横滑りを防止してスムーズな旋回を実現することができる。また、ステアリングラック１９が車幅方向に移動する操舵時において、リンクロッド１７がエンジンおよびトランスミッション２３と干渉することもないので操舵角を大きくすることもできる。

しかし本実施例の場合、取付点１３から連結点１６までの距離が、取付点１３から連結点１５までの距離と比べて過大となり、連結点１５，１６同士が距離ｇだけ大きく離れてしまう。
このため操舵時には、テコの原理より、ステアリングラック１９を従来の操舵装置よりも大きく移動させねばならず、今度はステアリングラック１９の全体長が不足して車輪１を大転舵させることができない。

そこで、図１４に平面図で示すような実施例が考えられる。図１に示した操舵装置と対比すると本実施例では、ステアリングラック１９を前方へ移設するとともに、ステアリングラック１９の両端を車幅外方へ延長し、両端の連結点１８を非転舵時ではアーム１２よりも車幅外方となるように設け、連結部材であるリンクロッド１７を介してステアリングラック１９の先端とアーム１２の先端とを連結する。またアーム１２の前部をやや前方へ突出させて、連結点１６を連結点１５よりもやや前方へ移設したものである。
本実施例によれば、ステアリングラック１９の両端をアーム１２よりも車幅外方となるよう延在させ、これら両端に設けた連結点１８とアーム１２の連結点１６とをリンクロッド１７を介して連結したことから、
リンクロッド１７がエンジンおよびトランスミッション２３と干渉することなく、かつ、連結点１５，１６同士が離れることなく、交差角αが鋭角となるようアーム１２を設けることができる。したがって、上記干渉の問題およびステアリングラック１９の長さの問題を解消して、車両前部に搭載されたエンジンおよびトランスミッション２３によりステアリングラック１９がナックルアーム３とタイロッド５との連結点４より車両前後方向前側へ配置された場合においても、アッカーマン特性を得て、旋回走行時には車輪１の横滑りを防止してスムーズな旋回を実現することができる。

図１５は、上述および図１４に示した実施例になる操舵装置を、ストラット型フロントサスペンションと組み合わせて用いた状態を示す平面図である。また図１６は、同操舵装置が左折方向に転舵した状態を示す平面図であり、図１７は、同操舵装置が右折方向に転舵した状態を示す平面図である。
図１５〜１７に示すように、本実施例では、操舵装置の各部材がエンジンおよびトランスミッション２３と干渉することなく、車輪１を車幅外方へ押し出すとともに、大転舵させることができる。

上述した各実施例の操舵装置はいずれも、ストラット型フロントサスペンションと組み合わせて用いるものであるが、本発明の操舵装置は、上述した各実施例に限定されるものではない。
すなわち、本発明になる操舵装置は、図１８に示すように、ダブルウィッシュボーン型サスペンションと組み合わせることが可能である。本実施例の操舵装置も、基本構造は上述の各実施例と同様であるため、共通する部分については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分について新たに符号を付して説明すると、ロアリンク１１の上方には、図示しない車輪を上下方向揺動可能に懸架するアッパーリンク５１を設ける。アッパーリンク５１もロアリンク１１と同様に、車幅方向内側端で図示しない車体側部材に枢支され、車幅方向外側端でエクステンションリンク５６と連結する。エクステンションリンク５６もエクステンションリンク６と同様に、前端でコントロールロッド５９の車幅方向外側端と連結し、後端でナックル２の上端と連結する。

アーム１２の取付点１３の近傍には、上下方向に延在する腕部５２，５３を設ける。下方にむけて突出する腕部５２の下端１４には、ボールジョイント１４bを介してコントロールロッド９の車幅方向内側端と連結する。同様に、上方にむけて突出する腕部５３の上端５４には、ボールジョイント５４bを介してコントロールロッド５９の車幅方向内側端と連結する。

本実施例の操舵装置も図１，９に示した操舵装置と同様に、操舵時にはアーム１２が、取付点１３を中心に回動し、アーム１２とタイロッド５およびナックルアーム３を介して連結するナックル２が転舵する。また、アーム１２は、腕部５２，５３およびコントロールロッド９，５９を介して、エクステンションリンク６，５６の前端を車幅方向内方へ引き込む。前端が車幅方向内方へ移動すると、エクステンションリンク６，５６の後端がテコの作用で車幅方向外方へ移動しつつ、ナックル２を車幅方向外方へ押し出す。

次に、本発明の他の実施例になる操舵装置について説明する。
図１９は本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。本実施例の操舵装置も、基本構造は上述の各実施例と同様であるため、共通する部分については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分について新たに符号を付して説明すると、アーム１２をロアリンク１１に取り付けることを特徴とする。

ロアリンク１１の基端は軸線Ｏを形成し、ロアリンク１１は軸線Ｏを中心として上下方向に揺動する。このため、アーム１２を軸線Ｏに沿って配置し、非転舵時（直進時）のアーム１２の姿勢において、アーム１２に設けた連結点１５，１６が軸線Ｏと略一致するようそれぞれ配置する。

ここで、アーム１２を軸線Ｏの近傍に配置する理由について説明すると、車輪１がバウンドリバウンドすると、ロアリンク１１も上下方向に揺動するため、ロアリンク１１に取り付けたアーム１２も、軸線Ｏを中心に揺動する。
この際、アーム１２と連結するリンクロッド１７が車幅内方へ引き込まれたり、車幅外方へ押し出されたりすると、これと機械的に連節するステアリングホイールが連れ回されて、運転者に負担をかけるという問題が生じる。
あるいは車輪１がバウンドリバウンドする際、アーム１２が上下方向に揺動するロアリンク１１に対して取付点１３を中心に相対回転し、タイロッド５やコントロールロッド９が車幅内方へ引き込まれたり、車幅外方へ押し出されたりして、車輪１が転舵することとなり、走行方向が不安定になるという問題が生じる。
アーム１２を軸線Ｏの近傍に配置し、非転舵時のアーム１２の姿勢において、リンクロッドとの連結点１６が軸線Ｏと略一致させることにより、このような問題を回避して 不整路等での直進性を確保することができる。

図２０は、同操舵装置が左折方向に転舵した状態を示す平面図であり、図２１は、同操舵装置が右折方向に転舵した状態を示す平面図である。本実施例においても、上述した各実施例と同様に、操舵時には車輪１が車幅方向外方へ押し出されるとともに転舵する。

さらに、本実施例では、アーム１２を車体側部材に取り付けた場合と比べて、操舵安定性を向上させることができる。
この点について説明すると、旋回走行中等、車輪１に車幅方向の横力Ｆが作用した場合、図２２に示すように本実施例では、エクステンションリンク６と、コントロールロッド９と、アーム１２と、ロアリング１１とが１つの閉じた応力伝達経路を構成するため、車体２５およびロアリンク１１間の取付箇所２４ａ、２４ｂに作用する力は、合わせて横力Ｆと等価の反力Ｆが作用する。
これに対し、アーム１２を車体２５に取り付けた場合、図２３に示すように１つの閉じた応力伝達経路を構成せず、テコの原理にしたがって取付箇所２４a，２４bには２倍の反力２Ｆが作用する。
上述のとおり本実施例によれば、図２３の構成に対し取付箇所２４a，２４bに作用する反力を半分にすることが可能になる。したがって、路面側からの振動伝達防止の理由から、取付箇所２４a，２４bは弾性ブッシュよりなるところ、この弾性ブッシュの変形を半分にすることが可能となり、操舵安定性の悪化を低減することができる。

ところで本発明になる上記実施例においては、車体側面に取り付けた図示しないホイールハウス内に、車輪１を転舵可能に設け、操舵時には、エクステンションリンク６がナックル２を図示しないホイールハウスの側面から車幅方向外方へ離れるよう押し出すとともに、タイロッド５が車輪１を転舵することから、
車輪１がホイールハウスと干渉することを回避しつつ、車輪１を大きく転舵させることが可能となり、車輪１の最大転舵角を大きくすることができる。
なお本実施例の他、図には示さなかったが、エクステンションリンク６の代わりに車幅方向に進退動移動可能な電動アクチュエータまたは油圧アクチュエータ等を用いて、車輪１を車幅外方に押し出してもよい。

また上記実施例においては、図１に示すように、車輪１より車幅内方へ、ナックル２、エクステンションリンク６、アーム１２の順で略１列に設け、
車体前後方向に延在するエクステンションリンク６は、後端７でナックル２を回動可能に支持するとともに、前端８で、ボールジョイント８ｂ，１４ｂ、コントロールロッド９を介してアーム１２と連結し、両端７，８の中間部にある取付点１０でサスペンションアームのロアリンク１１に回動可能に支持され、
アーム１２は、その取付点１３からみて車幅方向外側にある連結点１４で、エクステンションリンク６の前端８と連結するとともに、取付点１３からみて前方にある連結点１５で、ピンジョイント４ｐ，１５ｐ、タイロッド５を介してナックルアーム３と連結したため、
アーム１２が右回転すると、車輪１が右転舵しつつ、車幅外方へ押し出される。一方、アーム１２が左回転すると、車輪１が左転舵しつつ、車幅外方へ押し出される。この結果、大舵角時に車輪１の前部または後部が車幅内方に大きく移動しても、図示せざるホイールハウスと干渉するのを回避することができ、車輪１の最大転舵角を大きくして、車両の最小回転半径を小さくすることできる。

あるいは、ホイールハウスの必要設計領域を少なくすることができるため、エンジンルームの容積を犠牲にすることがなく、横幅の狭い車両であっても、大型のエンジンやトランスミッション等をエンジンルームに搭載することができる。

また、エクステンションリンク６の取付点１０からナックル２との連結点７までの距離ａが、取付点１０からコントロールロッド９との連結点８までの距離ｂよりも大きいため、連結点８の車幅内方への移動量が少なくても、テコの比率から連結点７を大きく車幅外方へ押し出すことができる。このため、大舵角時に車輪１の一部が車幅内方に大きく移動しても、車輪１がホイールハウスと干渉するのを確実に回避することができる。
なお、上記の押し出し効果を得るにあたっては、大きな力でコントロールロッド９を車幅内方へ引き込むことが必要であるが、取付点１３から連結点１４までの距離ｃを、取付点１３から連結点１６までの距離ｄよりも小さくすることで、コントロールロッド９を大きな力で引き込むことが可能である。また、上記の押し出し効果を得つつ、車輪１を大舵角で転舵するために、図４上、取付点１３から連結点１４までの距離ｃを、取付点１３から連結点１５までの距離ｅよりも小さくすることが望ましい。あるいは、エクステンションリンク６の前記距離ａ，ｂや、ナックルアーム３の長さを適切に選定することとする。

また上記実施例においては図１２〜１４に示すように、車輪１の非転舵時（直進時）におけるナックルアーム３およびタイロッド５の交差角αが鋭角となるよう、ナックル２およびタイロッド３を連結したことから、
旋回走行時には、旋回方向内輪の転舵角が旋回方向外輪の転舵角よりも大きくなるアッカーマン特性を得て、車輪１の横滑りを防止しスムーズな旋回を実現することができる。

また上記実施例においては図１５〜１７に示すように、車幅方向に進退動するステアリングラック１９の先端18が非転舵時ではアーム１２よりも車幅方向外方となるようこれを延在させ、先端18とアーム１２とを、リンクロッド１７を介して連節したことから、
エンジンおよびトランスミッション２３を車体前部に搭載し得て、操舵装置の各部材がエンジンおよびトランスミッション２３と干渉することなく、車輪１を車幅外方へ押し出すとともに、大転舵させることができる。

また上記実施例においては図２２に示すように、車輪１を上下方向揺動可能に懸架するロアリンク１１に、アーム１２を取り付けたことから、
車輪１に車幅方向の横力Ｆが作用した場合には、アーム１２を車体２５に取り付けた場合（図２３）と比べて、弾性ブッシュよりなる取付箇所２４に大きな反力が作用することを防止できる。したがって、アーム１２を車体２５に取り付けた場合と比べて、操舵安定性を向上させることができる。
また、路面からの入力される振動を、弾性ブッシュよりなる取付箇所２４で遮断し、ロードノイズが車体２５に伝達することを防止して、乗り心地性能が向上する。

そして図１９〜２１に示すように、アーム１２を、ロアリンク１１の基端の軸線Ｏに沿って設けたことから、
ロアリングが上下に揺動する際、アーム１２と連結するタイロッド５やリンクロッド１７が車幅内方へ引き込まれたり、車幅外方へ押し出されたりして、車輪１が転舵したり、ステアリングホイールが連れ回されたりする不都合を回避することができる。

本発明の一実施例になる操舵装置を示す平面図である。 同操舵装置のエクステンションリンクを拡大して示す平面図である。 同操舵装置が左折方向に転舵した状態を示す平面図である。 図３に示した操舵装置の動作状態を示す作用説明図である。 同操舵装置が右折方向に転舵した状態を示す平面図である。 図５に示した操舵装置の動作状態を示す作用説明図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 同操舵装置を示す線図的斜視図である。 本発明の別の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 同操舵装置が左折方向に転舵した状態を示す平面図である。 同操舵装置が右折方向に転舵した状態を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す線図的斜視図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置を示す平面図である。 同操舵装置が左折方向に転舵した状態を示す平面図である。 同操舵装置が右折方向に転舵した状態を示す平面図である。 本発明の実施例になる操舵装置に横力が入力された場合に、各部材に作用する力を示す平面図である。 本発明の他の実施例になる操舵装置に横力が入力された場合に、各部材に作用する力を示す平面図である。

符号の説明

１ 車輪
２ ナックル
３ ナックルアーム
５ タイロッド
６ エクステンションリンク
９ コントロールロッド
１０ エクステンションリンク取付点
１１ サスペンション装置のロアリンク
１２ アーム
１３ アーム取付点
１７ リンクロッド
１９ ステアリングラック
２０ ピニオン
２１ ステアリングシャフト
２２ ステアリングホイール
２３ エンジンおよびトランスミッション
２７ ステアリングギアボックス
２８ ピットマンアーム
２９ ステアリングリンケージ
３１ 舵角センサ
３２ アクチュエータ
４０ ピニオン
４２ アーム
４３ ナックルアーム
４６ エクステンションリンク
５１ アッパーリンク

Claims (7)

1. 車体の側面に、車輪と、該車輪を回転自在に支持するナックルとを具え、該ナックルを回動することにより前記車輪の転舵を行う請求項１に記載の車両の操舵装置において、
   操舵時には、前記ナックルを前記車体側面から離れるよう車幅方向外方へ押し出すことにより、前記車輪を転舵することを特徴とする車両の操舵装置。
2. 前記ナックルと連結するタイロッドとを具え、該タイロッドの進退動により前記車輪の転舵を行う請求項１に記載の車両の操舵装置において、
   前記ナックルからみて車体側にある車体側部材に回動自在に取り付けられ、前記タイロッドと連結するアーム部材と、
   該アーム部材と連結し、前記タイロッドとともに前記車輪の転蛇を行うコントロールロッドと、
   一端が前記ナックルと連結し、他端が前記コントロールロッドを介して前記アーム部材と連結し、該両端の間に設けた車体側取付点で前記ナックルからみて車体側にある車体側部材に回動自在に取り付けたリンク部材とをさらに具え、
   操舵時には前記アーム部材が回転することにより、前記タイロッドが進退動するとともに、前記コントロールロッドが前記リンク部材を介して前記ナックルを車幅方向外方に押し出すよう構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
3. 請求項２に記載の車両の操舵装置において、
   前記リンク部材がナックルと連結する一端から車体側取付点までの距離を、コントロールロッドと連結する他端から車体側取付点までの距離よりも長くしたことを特徴とする車両の操舵装置。
4. 請求項２または３に記載の車両の操舵装置において、
   前記ナックルおよび前記タイロッドの連結点から車幅方向内方へ延在する該タイロッドの非転舵時における延在方向が、前記連結点から前記車輪のアクスル軸に向けて車両前後方向に延在させた仮想直線に対し鋭角で交差するよう、前記ナックルおよび前記タイロッドを連結したことを特徴とする車両の操舵装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両の操舵装置において、
   車幅方向に延在するステアリングラックを具え、非転舵時における該ステアリングラックの先端が前記アーム部材よりも車幅方向外方となるようこれを延在させ、該先端と前記アーム部材とを連結部材を介して連節し、該ステアリングラックの車幅方向の進退動により前記アーム部材を回動するよう構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
6. 前記ナックルを上下方向揺動可能に懸架するサスペンションリンクを具えた請求項２〜５のいずれか１項に記載の車両の操舵装置において、
   該サスペンションリンクの基端を該サスペンションよりも車体側に設けられた車体側部材に取り付け、該サスペンションリンクの遊端には前記リンク部材を回動自在に取り付け、前記アーム部材を該サスペンションリンクに回動自在に取り付けたことを特徴とする車両の操舵装置。
7. 請求項６に記載の車両の操舵装置において、前記アーム部材と前記連結部材の連結点、及び、前記アームと前記タイロッドの連結点の位置が前記基端を通って延在する前記サスペンションリンクの揺動中心の軸線に略一致するよう該連結点を設けたことを特徴とする車両の操舵装置。

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