JP2016132316A - Steering device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はステアリング装置、及びそのステアリング装置を備えた車両に関し、特に、左右の車輪を左右反対方向に転舵する特殊移動モードへの切り替えを可能としたステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device and a vehicle including the steering device, and more particularly to a steering device that can be switched to a special movement mode in which left and right wheels are steered in opposite directions.
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装置がある。この転舵装置には、タイロッドとナックルアームが用いられ、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構成される。 Ackerman-Jantou type is used to steer the wheels using a steering link mechanism that connects the left and right wheels (hereinafter collectively referred to as "wheels" including tires, wheels, hubs, in-wheel motors, etc.) There is a steering device called. This steering device uses a tie rod and a knuckle arm, and is configured such that the left and right wheels have the same turning center when the vehicle turns.
このステアリング装置によると、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)等の特殊な移動モードとする場合、車輪を大きく転舵する必要があり(横方向移動の場合、車輪を前後方向に対して90度の方向に転舵する必要があり)、ステアリングリンクの長さや他部材との干渉等の関係で、そのような転舵が困難なことが多い。 According to this steering device, during normal traveling, lines extending vertically from the rotation line of each wheel (the center line in the width direction of the wheel) gather in the center of turning of the vehicle, so that smooth traveling is possible. However, when using special movement modes such as lateral movement of the vehicle (transverse movement in the lateral direction with the vehicle facing in the front-rear direction), the wheels need to be steered greatly (in the case of lateral movement). It is necessary to steer the wheel in a direction of 90 degrees with respect to the front-rear direction), and such steering is often difficult due to the length of the steering link and interference with other members.
そこで、例えば特許文献1においては、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ステアリング装置を採用している。このステアリング装置を用いると、通常走行、平行移動、小回りのすべての走行をスムーズに行うことができるとともに、優れた応答性を得ることができる。
Thus, for example,
また、特許文献2においては、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ステアリング装置を採用している。特許文献3においては、前輪の転舵に応じて後輪のアクチュエータを作動して、この後輪を転舵するようにした4輪ステアリング装置を採用している。
Further, in
特許文献1の構成は、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、アクチュエータの数が多く、制御が複雑となる問題がある。また、特許文献2の構成は、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。さらに、特許文献3の構成は、後輪転舵を可能とした従来の4輪ステアリング装置の一例であるが、この機構だけでは、従来のステアリング装置と同じ理由により、横方向移動をすることは困難である。
Since the configuration of
そこで、この発明は、簡便な構成で左右の車輪をスムーズに横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替え可能とすることを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to smoothly switch the left and right wheels to a special movement mode such as a lateral movement mode with a simple configuration.
上記の課題を解決するために、この発明においては、左右の車輪に接続され、その車輪を左右に転舵するタイロッドと、左右の前記タイロッドに接続される対の特殊転舵ラックバーと、前記対の特殊転舵ラックバーのそれぞれと噛み合い、この対の特殊転舵ラックバーを互いに左右反対方向に移動させる特殊転舵ピニオンギアと、前記特殊転舵ピニオンギアと噛み合って、モータの駆動力を前記特殊転舵ピニオンギアに伝達するモータギアと、前記対の特殊転舵ラックバーを収納するラックケースと、運転者の転舵操作に基づいて左右に移動する移動機構と、前記移動機構と前記ラックケースとを連結し、前記移動機構の左右への移動とともに、前記ラックケースを左右に移動させる連結部材と、を備えたステアリング装置を構成した。 In order to solve the above problems, in the present invention, tie rods connected to left and right wheels and steering the wheels to the left and right, a pair of special turning rack bars connected to the left and right tie rods, The special steered pinion gear that meshes with each of the pair of special steered rack bars and moves the pair of special steered rack bars in the opposite direction to each other, and meshes with the special steered pinion gear to increase the driving force of the motor. A motor gear that transmits to the special steered pinion gear; a rack case that houses the pair of special steered rack bars; a moving mechanism that moves left and right based on a steering operation by a driver; the moving mechanism and the rack A steering device is provided that includes a connecting member that connects the case and a connecting member that moves the rack case to the left and right as the moving mechanism moves to the left and right.
このステアリング装置によると、左右の車輪を簡便な構成でスムーズに左右逆方向に転舵することができ、横方向移動モード等の特殊移動モードを実現することができる。なお、以下においては、タイロッドと、対の特殊転舵ラックバーと、特殊転舵ピニオンギアと、モータギアと、ラックケースと、を備え、左右の車輪を左右反対方向に転舵するための機構をまとめて特殊転舵機構と称する。 According to this steering apparatus, the left and right wheels can be smoothly steered in the left and right reverse directions with a simple configuration, and a special movement mode such as a lateral movement mode can be realized. In the following, a tie rod, a pair of special turning rack bars, a special turning pinion gear, a motor gear, and a rack case are provided, and a mechanism for turning left and right wheels in the opposite direction is provided. Collectively referred to as a special steering mechanism.
特殊転舵機構のラックケースと移動機構とを連結部材によって連結すると、運転者が通常の転舵操作を行うことによって、特殊転舵機構の全体を左右に移動させることができ、一般的な車両と全く同じように左右の車輪を左右同じ方向に転舵することができる。その一方で、運転者が通常の転舵操作を行わずに、移動モードの切り替え操作を行うことによって、特殊転舵機構の対の特殊転舵ラックバーを互いに左右反対方向に移動させることができ、横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替えることができる。なお、以下においては、移動機構と連結部材をまとめて通常転舵機構と称する。 When the rack case and the moving mechanism of the special steering mechanism are connected by a connecting member, the driver can move the entire special steering mechanism to the left and right by performing a normal steering operation. The left and right wheels can be steered in the same direction. On the other hand, the driver can move the special steered rack bars of the pair of special steered mechanisms in the opposite left and right directions by switching the movement mode without performing the usual steered operation. It is possible to switch to a special movement mode such as a lateral movement mode. In the following, the moving mechanism and the connecting member are collectively referred to as a normal steering mechanism.
前記構成においては、この移動機構が、軸周りに回転する通常転舵ピニオンギアと、前記通常転舵ピニオンギアと噛み合い、左右に移動する通常転舵ラックバーと、を備えた構成とするのが好ましい。 In the above configuration, the moving mechanism includes a normal turning pinion gear that rotates around an axis, and a normal turning rack bar that meshes with the normal turning pinion gear and moves to the left and right. preferable.
このように、通常転舵機構をラックアンドピニオン式とすることにより、必要な部品点数を減らすことができ、製造コストの削減を図ることができる。 Thus, by making the normal steering mechanism a rack-and-pinion type, the number of necessary parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
前記各構成においては、前記対の特殊転舵ラックバーを左右反対方向に移動して左右車輪を転舵した状態で前記モータギアの回転をロックするロック機構をさらに備えた構成とするのが好ましい。 In each of the above-described configurations, it is preferable to further include a lock mechanism that locks the rotation of the motor gear in a state where the pair of special steered rack bars are moved in opposite directions and the left and right wheels are steered.
このようにロック機構を設けることにより、特殊転舵機構によって横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替えた状態で、特殊転舵機構を構成する特殊転舵ラックバーが不用意に左右に移動するのを防止することができる。このため、各移動モードにおける安定した走行が可能となる。このロック機構は、特殊転舵機構を構成する可動部材のいずれかに設けられ、この可動部材の動きを阻止する機能を発揮するものであればよく、例えば、モータギアと噛み合って、このモータギアの軸周りの回転を阻止する部材とすることができる。 By providing the lock mechanism in this way, the special turning rack bar constituting the special turning mechanism is inadvertently moved to the left and right while being switched to the special movement mode such as the lateral movement mode by the special turning mechanism. Can be prevented. For this reason, the stable driving | running | working in each movement mode is attained. The lock mechanism may be provided on any of the movable members that constitute the special turning mechanism, and any mechanism that exhibits a function of preventing the movement of the movable member may be used. It can be a member that prevents rotation around.
前記各構成においては、前記対の特殊転舵ラックバーの移動方向に、前記特殊転舵ピニオンギアを複数個並列させた構成とするのが好ましい。 In each of the above configurations, it is preferable that a plurality of the special steered pinion gears are arranged in parallel in the moving direction of the pair of special steered rack bars.
例えば、横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替える際には、車輪を大きな角度(最大90度程度)転舵しなければならず、その転舵のために、対の特殊転舵ラックバーを一般的なラックバーと比較して大きく左右に移動させる必要がある。特殊転舵ラックバーは、特殊転舵ピニオンギアとの噛み合いによって左右に移動するため、この特殊転舵ラックバーを左右に大きく移動させるためには、この特殊転舵ラックバーの全長を長くして、常に特殊転舵ピニオンギアと噛み合った状態を維持する必要がある。このため、特殊転舵機構が大型化する問題がある。 For example, when switching to a special movement mode such as a lateral movement mode, the wheels must be steered by a large angle (up to about 90 degrees). Compared to a general rack bar, it must be moved to the left and right. Since the special steered rack bar moves to the left and right by meshing with the special steered pinion gear, in order to move the special steered rack bar to the left and right, the total length of the special steered rack bar is increased. Therefore, it is necessary to always maintain the meshed state with the special steered pinion gear. For this reason, there is a problem that the special turning mechanism becomes large.
そこで、特殊転舵ピニオンギアを複数個並列させ、特殊転舵ラックバーが左右方向のどの位置に移動しても、複数個の特殊転舵ピニオンギアのいずれかと常に噛み合うようにすることにより、特殊転舵ラックバーの全長を長くする必要がなく、特殊転舵機構の大型化を回避することができる。 Therefore, by arranging multiple special steered pinion gears in parallel and always engaging with one of the multiple special steered pinion gears, regardless of the position of the special steered rack bar in the left-right direction, It is not necessary to lengthen the entire length of the steered rack bar, and an increase in size of the special steered mechanism can be avoided.
前記各構成に係るステアリング装置を前輪又は後輪の少なくともいずれか一方に備えた車両を構成することができる。 A vehicle having the steering device according to each of the above configurations on at least one of the front wheels and the rear wheels can be configured.
このステアリング装置を設けることで、上述したように、簡便な構成で左右の車輪をスムーズに逆方向に転舵することができ、横方向移動モード等の特殊移動モードを実現することができる。前後の車輪に通常転舵機構及び特殊転舵機構の両方を採用したステアリング装置を設けてもよいし、通常の転舵を行う前輪にのみ通常転舵機構及び特殊転舵機構の両方の機構を採用したステアリング装置を設け、通常の転舵を行わない後輪には、特殊転舵機構のみを採用したステアリング装置を設ける構成としてもよい。このように、後輪の通常転舵機構を省略することにより、ステアリング装置全体として軽量化することができるとともに、通常走行モードでの走行時における車両の走行安定性を向上することができる。 By providing this steering device, as described above, the left and right wheels can be smoothly steered in the reverse direction with a simple configuration, and a special movement mode such as a lateral movement mode can be realized. A steering device that employs both a normal steering mechanism and a special steering mechanism may be provided on the front and rear wheels, and both the normal steering mechanism and the special steering mechanism are provided only on the front wheels that perform normal steering. The adopted steering device may be provided, and the rear wheel that does not perform normal steering may be provided with a steering device that employs only a special steering mechanism. Thus, by omitting the normal steering mechanism for the rear wheels, it is possible to reduce the weight of the entire steering apparatus and to improve the running stability of the vehicle when running in the normal running mode.
この発明においては、左右の車輪に接続され、その車輪を左右に転舵するタイロッドと、左右の前記タイロッドに接続される対の特殊転舵ラックバーと、前記対の特殊転舵ラックバーのそれぞれと噛み合い、この対の特殊転舵ラックバーを互いに左右反対方向に移動させる特殊転舵ピニオンギアと、前記特殊転舵ピニオンギアと噛み合って、モータの駆動力を前記特殊転舵ピニオンギアに伝達するモータギアと、前記対の特殊転舵ラックバーを収納するラックケースと、を備えたステアリング装置を構成した。 In this invention, the tie rods connected to the left and right wheels and steering the wheels to the left and right, the pair of special steered rack bars connected to the left and right tie rods, and the pair of special steered rack bars, respectively. And the special turning pinion gear that moves the pair of special turning rack bars in opposite directions to each other, and the special turning pinion gear meshes with each other to transmit the driving force of the motor to the special turning pinion gear. A steering device including a motor gear and a rack case that houses the pair of special turning rack bars is configured.
このステアリング装置によると、簡便な構成で左右の車輪をスムーズに逆方向に転舵することができ、横方向移動モード等の特殊移動モードを実現することができる。 According to this steering device, the left and right wheels can be smoothly steered in the reverse direction with a simple configuration, and a special movement mode such as a lateral movement mode can be realized.
この発明に係る車両の全体構成及びステアリング装置の詳細、車両の移動モードについて、図面を用いて順次説明する。 The overall configuration of the vehicle, the details of the steering device, and the vehicle movement mode according to the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
(1)車両の全体構成及びステアリング装置の詳細について
この発明に係るステアリング装置10は、例えば、図1に示す車両1に採用される。この車両1は、2人乗車(横並び2人乗り)の超小型モビリティである。運転者がステアリング2を操作してステアリングシャフト3を軸周りに回転させることによって、車輪wを所望の方向に転舵させることができる。
(1) About the whole structure of a vehicle, and the detail of a steering apparatus The
図2に示すように、前後の車輪wには、それぞれステアリング装置10、10が設けられている。図1では、超小型モビリティを例に挙げて示したが、このステアリング装置10は、小型車両だけでなく種々のタイプの車両1に適用することができる。この車両1の各車輪wにはインホイールモータMが設けられており、このインホイールモータMの駆動力によって車両1を駆動する。4輪全てにインホイールモータMを設ける代わりに、前輪又は後輪の2輪のみに設けた構成とすることもできる。このステアリング装置10の詳細を図3から図7を用いて説明する。図3はステアリング装置の斜視図、図4は背面図、図5はギア構成を示す一部断面図、図6は車輪wを接続した状態を示す平面図(直進状態)、図7は車輪wを接続した状態を示す平面図(転舵状態)を示す。
As shown in FIG. 2,
このステアリング装置10は、左右の車輪wを左右反対方向に転舵して、横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替えるための特殊転舵機構20と、左右の車輪wを左右同方向に転舵して、通常の転舵を行うための通常転舵機構40と、に大きく分けられる。
The
特殊転舵機構20は、図5に示すように、タイロッド21と、対の特殊転舵ラックバー22と、特殊転舵ピニオンギア23と、モータギア24と、ラックケース25と、を主な構成部材としている。タイロッド21は、左右の車輪wに接続され、その車輪wを左右に転舵するための部材である。左右のタイロッド21、21には、対の特殊転舵ラックバー22がそれぞれ接続されている。以下において、車両1の前後方向に対して左側の車輪wを転舵する特殊転舵ラックバー22を第一ラックバー22aと、右側の車輪wを転舵する特殊転舵ラックバー22を第二ラックバー22bとそれぞれ称する。第一ラックバー22a及び第二ラックバー22bは、互いに平行に配置されている。
As shown in FIG. 5, the
対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)は、ラックケース25に収納されており、このラックケース25を中心として左右外向きに自在に突出し得るようになっている。このラックケース25は、車両1のフレーム(図示せず)には直接固定されておらず、後述する通常転舵機構40の連結部材43に連結されて、この通常転舵機構40によって支持されている。そして、この通常転舵機構40の連結部材43の左右への移動とともに左右に移動する。なお、図2において、左向きの矢印が示している方向が車両1の前方である。後述する図8から図11においても同様である。
The pair of special steered rack bars 22 (
第一ラックバー22a及び第二ラックバー22bの間には、両ラックバー22a、22bの移動方向に並列する二個の特殊転舵ピニオンギア23、23が噛み合っている。この二個の特殊転舵ピニオンギア23、23の歯数は同数である。これらの特殊転舵ピニオンギア23、23の中間にはモータ26(図2、図3、及び図4参照)によって駆動されるモータギア24が配置されている。図2、図3、及び図4に示すように、モータ26の出力軸側には減速機27が設けられており、モータ26の回転は減速された後にモータギア24に伝達される。図5に示すように、このモータギア24と各特殊転舵ピニオンギア23、23との間には、同期ギア28がそれぞれ噛み合っている。この二個の同期ギア28、28の歯数は同数である。モータ26を駆動してモータギア24を軸周りに回転すると、同期ギア28を介して、その駆動力が特殊転舵ピニオンギア23に伝達される。この特殊転舵ピニオンギア23の軸周りの回転に伴って、第一ラックバー22aと第二ラックバー22bが、左右反対方向にそれぞれ同距離移動する。
Between the
このように、モータギア24を二個の特殊転舵ピニオンギア23、23の中間に配置することにより、同期ギア28を介してモータギア24によって駆動される複数の特殊転舵ピニオンギア23を一つのモータ26(図2、図3、及び図4参照)で駆動させることができる。また、同じモータ26で駆動することにより、複数個の特殊転舵ピニオンギア23が、同一回転方向に同一角度回転する。このため、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)を左右反対方向に同速度で同距離移動させることができる。
Thus, by arranging the
また、モータギア24の歯数よりも特殊転舵ピニオンギア23の歯数を多くすることによって、回転速度を減速させるとともに回転トルクを増大させることができる。このため、モータ26等のアクチュエータを小型化することができる。
Further, by increasing the number of teeth of the special steered
この特殊転舵機構20には、図4に示すように、ロック機構29が設けられている。このロック機構29は、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)を左右反対方向に移動して左右車輪wを転舵した状態で、モータギア24の軸周りの回転をロックする部材である。このロック機構29の構成は特に限定されないが、例えば、モータギア24との間で、噛合状態(ロック状態)と噛合解除状態(ロック解除状態)を切り替えることが可能な固定歯とすることができる。このようにロック機構29を設け、モータギア24の回転をロックすることによって、後述する横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替えた状態で、特殊転舵ラックバー22が不用意に左右に移動するのを防止して、各移動モードにおける移動を安定させることができる。なお、このロック機構29は、モータギア24の回転をロックするものに限定されず、例えば、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)に噛み合って、その左右への移動をロックする部材としてもよい。
As shown in FIG. 4, the
特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)には、それぞれ伸縮自在の保護カバー30が設けられている。この伸縮自在の保護カバー30により、特殊転舵機構20の内部に雨水や泥等が入り込んだり、特殊転舵機構20の内部のグリースが外部に飛散したりするのを防止している。
The special steerable rack bar 22 (
特殊転舵ピニオンギア23を特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)の移動方向に複数個並べて配置することにより、特殊転舵ラックバー22が左右方向のどの位置に移動しても常に特殊転舵ピニオンギア23と噛み合うようにすることができ、この噛み合いを確保するために特殊転舵ラックバー22の全長を長くする必要がない。このため、特殊転舵機構20の大型化を回避することができる。
By arranging a plurality of special steered pinion gears 23 in the direction of movement of the special steered rack bar 22 (
通常転舵機構40は、通常転舵ピニオンギア41と、通常転舵ラックバー42と、連結部材43と、を主な構成部材としている。図2に示すように、前輪のステアリング装置10の通常転舵ピニオンギア41は、ステアリング2とともに軸周りに回転するステアリングシャフト3に接続されており、運転者の転舵操作に基づいて軸周りに回転する。その一方で、後輪のステアリング装置10の通常転舵ピニオンギア41は、運転者の転舵操作と連動して動作する通常転舵アクチュエータ44に接続されており、この通常転舵アクチュエータ44によって軸周りに回転する。
The
通常転舵ラックバー42は、通常転舵ピニオンギア41と噛み合っている。そして、通常転舵ピニオンギア41の軸周りの回転に伴って、通常転舵ラックバー42が左右に移動するようになっている。図6に示すように、この通常転舵ラックバー42は、ラックケース45に収納されている。このラックケース45にはボルト孔が形成された車体固定部46が設けられており、このボルト孔に設けたボルト等の固定部材によって車両1のフレームに固定される。
The normal steered
この通常転舵ラックバー42には、連結部材43が一体に設けられており、この連結部材43によって通常転舵ラックバー42と特殊転舵機構のラックケース25が連結されている(図6参照)。このため、運転者の転舵操作によって通常転舵ラックバー42を左右に移動させると、特殊転舵機構20の全体が左右に移動し、左右の車輪wを左右同方向に転舵することができる(図7参照)。
The normal
通常転舵ラックバー42には、伸縮自在の保護カバー47が設けられている。この伸縮自在の保護カバー47により、通常転舵機構40の内部に雨水や泥等が入り込んだり、通常転舵機構40の内部のグリースが外部に飛散したりするのを防止している。
Usually, the
図2等に示した車両1には、前輪及び後輪ともに、特殊転舵機構20及び通常転舵機構40の両方の機構を備えたステアリング装置10を採用したが、通常の転舵を行う前輪にのみこの実施形態に係るステアリング装置10を採用し、通常の転舵を行わない後輪には、特殊転舵機構20のみを採用したステアリング装置10を設ける構成としてもよい。このように、後輪の通常転舵機構40を省略することにより、ステアリング装置10全体として軽量化することができるとともに、通常走行モードでの走行時における車両の走行安定性を向上することができる。
The
なお、上述したように、特殊転舵機構20及び通常転舵機構40の両方を備えたステアリング装置10は、通常転舵機構40のラックケース45が車両1のフレームに固定される一方で、通常転舵機構40と一体に左右に移動する特殊転舵機構20はフレームには固定されていない。これに対して、特殊転舵装置20のみを採用したステアリング装置10は、特殊転舵機構20のラックケース25等をフレームに固定するようになっている。
Note that, as described above, the
(2)車両の移動モードについて
以下、上記項目(1)において説明した車両1の主な移動モード(通常走行モード、小回りモード、その場回転モード、横方向移動モード)について、図8から図11を用いて説明する。各移動モードの切り替えは、例えば、運転席の近傍に設けられた移動モード切替手段(図示せず)を操作することによって行われる。
(2) Vehicle Movement Modes Hereinafter, main movement modes (normal travel mode, small turn mode, spot rotation mode, lateral movement mode) of the
(通常走行モード)
図2に示す車両1を、通常走行モードにおいて右方向に転舵した状態を図8に示す。運転者がステアリング2を操作して、前輪のステアリング装置10の通常転舵ピニオンギア41を軸周りに回転すると、この回転に伴って通常転舵機構40を構成する通常転舵ラックバー42が一方向(図8では車両1の左側)に向かって移動する。この移動に伴って、通常転舵ラックバー42に連結された特殊転舵機構20も、通常転舵ラックバー42とともに左右同方向(図8では車両1の左側)に移動する。このとき、特殊転舵機構20を構成するモータギア24(図5参照)はロック機構29(図4参照)によって回転がロックされた状態となっており、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)は互いに相対移動しない。このため、対の特殊転舵ラックバー22に接続された左右の車輪wは、通常転舵機構40の左右への移動量に対応して、図2に示す直進状態の車輪位置から、左右同方向(図8では右向き)に所定角度転舵する。一方、後輪のステアリング装置10は、直進状態のままで、通常転舵アクチュエータ44の回転が停止した状態となっている。このように、通常走行モードにおいては、運転者のステアリング2の操作によって、一般の車両1と同様に左右への転舵を行うことができる。
(Normal driving mode)
FIG. 8 shows a state in which the
(小回りモード)
図2に示す車両1を、小回りモードにおいて右方向に転舵した状態を図9に示す。この小回りモードは、いわゆる4WS車の転舵に対応する。運転者がステアリング2を操作して、前輪のステアリング装置10の通常転舵ピニオンギア41を軸周りに回転すると、この回転に伴って通常転舵機構40を構成する通常転舵ラックバー42が一方向(図9では車両の左側)に向かって移動する。この移動に伴って、通常転舵ラックバー42に連結された特殊転舵機構20も、通常転舵ラックバー42とともに左右同方向(図9では車両1の左側)に移動する。このとき、特殊転舵機構20を構成するモータギア24(図5参照)はロック機構29(図4参照)によって回転がロックされた状態となっており、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)は互いに相対移動しない。このため、対の特殊転舵ラックバー22に接続された左右の車輪wは、通常転舵機構40の左右への移動量に対応して、図2に示す直進状態の車輪位置から、左右同方向(図9では右向き)に所定角度転舵する。
(Turn mode)
FIG. 9 shows a state in which the
さらに、ステアリング2の操作に対応して、後輪のステアリング装置10に設けた通常転舵アクチュエータ44が作動して、後輪のステアリング装置10の通常転舵ピニオンギア41が軸周りに回転する。この回転に伴って通常転舵機構40を構成する通常転舵ラックバー42が一方向(図9では車両1の左側)に向かって移動する。この移動に伴って、通常転舵ラックバー42に連結された特殊転舵機構20も、通常転舵ラックバー42とともに左右同方向(図9では車両1の左側)に移動する。このとき、特殊転舵機構20を構成するモータギア24(図5参照)はロック機構29(図4参照)によって回転がロックされた状態となっており、特殊転舵機構20を構成する対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)は、前輪のステアリング装置10と同様に、互いに相対移動しない。このため、対の特殊転舵ラックバー22に接続された左右の車輪wは、通常転舵機構40の左右への移動量に対応して、前輪とは左右反対方向となるように、図2に示す直進状態の車輪位置から、左右同方向(図9では左向き)に所定角度転舵する。図9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。
Further, in response to the operation of the
(その場回転モード)
図2に示す車両1を、その場回転モードとした状態を図10に示す。前後輪のステアリング装置10、10の特殊転舵機構20のロック機構29(図4参照)を解除するとともに、モータ26を駆動してモータギア24(図5参照)を軸周りに回転すると、同期ギア28(図5参照)及び特殊転舵ピニオンギア23(図5参照)を介してその回転が対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)に伝達され、第一ラックバー22a及び第二ラックバー22bが互いに反対方向に同距離移動する。この両ラックバー22a、22bの移動に伴って、左右の前後輪の回転軸が車両1のほぼ中心に集まるように左右反対方向に転舵する。
(In-situ rotation mode)
FIG. 10 shows a state where the
転舵が完了したら前後輪のステアリング装置10、10のロック機構29(図4参照)を再びロックした状態として、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)が互いに相対移動しないようにする。4輪に設けたインホイールモータMのうち少なくとも一つのインホイールモータMを駆動すれば、その場回転を行うことができる。
When the steering is completed, the lock mechanism 29 (see FIG. 4) of the front and rear
(横方向移動モード)
図2に示す車両1を、横方向移動モードとした状態を図11に示す。前後輪のステアリング装置10、10の特殊転舵機構20のロック機構29(図4参照)を解除するとともに、モータ26を駆動してモータギア24(図5参照)を軸周りに回転すると、同期ギア28(図5参照)及び特殊転舵ピニオンギア23(図5参照)を介してその回転が対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)に伝達され、第一ラックバー22a及び第二ラックバー22bが互いに反対方向に同距離移動する。この両ラックバー22a、22bの移動に伴って、左右の前後輪が直進方向に対して90度の方向(車両1の直進方向に対する左右方向)を向くように左右反対方向に転舵する。
(Lateral movement mode)
FIG. 11 shows a state in which the
転舵が完了したら前後輪のステアリング装置10、10のロック機構29(図4参照)を再びロックした状態として、対の特殊転舵ラックバー22(第一ラックバー22a、第二ラックバー22b)が互いに相対移動しないようにする。この状態で、ステアリング2の操作によって、又は、ステアリング2の操作に伴って作動するアクチュエータ44の駆動力によって、前後輪のステアリング装置10、10の通常転舵ラックバー40を左右に移動させて前後輪を微小角度転舵すれば、車両1の進行方向を微調整することができる。
When the steering is completed, the lock mechanism 29 (see FIG. 4) of the front and rear
この発明では、左右の車輪wに接続され、その車輪wを左右に転舵するタイロッド21と、左右のタイロッド21に接続される対の特殊転舵ラックバー22と、対の特殊転舵ラックバー22のそれぞれと噛み合い、この対の特殊転舵ラックバー22を互いに左右反対方向に移動させる特殊転舵ピニオンギア23と、特殊転舵ピニオンギア23と噛み合って、モータ26の駆動力を特殊転舵ピニオンギア23に伝達するモータギア24と、対の特殊転舵ラックバー22を収納するラックケース25と、を備えたステアリング装置10を構成した。このステアリング装置10によると、簡便な構成で左右の車輪wをスムーズに逆方向に転舵することができ、横方向移動モード等の特殊移動モードを実現することができる。
In the present invention, a
なお、上記の実施形態はあくまでも一例であって、簡便な構成で左右の車輪wをスムーズに横方向移動モード等の特殊移動モードに切り替え可能とする、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、ステアリング装置10を構成する部材の形状や配置等を適宜変更することが許容される。
The above embodiment is merely an example, as long as it can solve the problem of the present invention that the left and right wheels w can be smoothly switched to a special movement mode such as a lateral movement mode with a simple configuration. In addition, it is allowed to appropriately change the shape and arrangement of members constituting the
1 車両
10 ステアリング装置
21 タイロッド
22 特殊転舵ラックバー
23 特殊転舵ピニオンギア
24 モータギア
25 ラックケース
26 モータ
29 ロック機構
41 通常転舵ピニオンギア
42 通常転舵ラックバー
43 連結部材
w 車輪
DESCRIPTION OF
Claims (5)
左右の前記タイロッド(21)に接続される対の特殊転舵ラックバー(22)と、
前記対の特殊転舵ラックバー(22)のそれぞれと噛み合い、この対の特殊転舵ラックバー(22)を互いに左右反対方向に移動させる特殊転舵ピニオンギア(23)と、
前記特殊転舵ピニオンギア(23)と噛み合って、モータ(26)の駆動力を前記特殊転舵ピニオンギア(23)に伝達するモータギア(24)と、
前記対の特殊転舵ラックバー(22)を収納するラックケース(25)と、
運転者の転舵操作に基づいて左右に移動する移動機構と、
前記移動機構と前記ラックケース(25)とを連結し、前記移動機構の左右への移動とともに、前記ラックケース(25)を左右に移動させる連結部材(43)と、
を備えたステアリング装置。 Tie rods (21) connected to the left and right wheels (w) and steering the wheels (w) left and right;
A pair of special steerable rack bars (22) connected to the left and right tie rods (21);
A special steered pinion gear (23) which meshes with each of the pair of special steered rack bars (22) and moves the pair of special steered rack bars (22) in opposite directions to each other;
A motor gear (24) which meshes with the special steered pinion gear (23) and transmits the driving force of the motor (26) to the special steered pinion gear (23);
A rack case (25) for housing the pair of special steered rack bars (22);
A moving mechanism that moves left and right based on the steering operation of the driver;
A connecting member (43) for connecting the moving mechanism and the rack case (25), and moving the rack case (25) to the left and right together with the movement of the moving mechanism to the left and right;
Steering device with
軸周りに回転する通常転舵ピニオンギア(41)と、
前記通常転舵ピニオンギア(41)と噛み合い、左右に移動する通常転舵ラックバー(42)と、
を備えた請求項1に記載のステアリング装置。 The moving mechanism is
A normal steering pinion gear (41) rotating about an axis;
A normal steered rack bar (42) that meshes with the normal steered pinion gear (41) and moves left and right;
The steering apparatus according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
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JP2015006932A JP2016132316A (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Steering device and vehicle |
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Publications (1)
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ID=56437162
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016132316A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000327295A (en) * | 1999-05-21 | 2000-11-28 | Tcm Corp | Forklift truck having traversing system |
EP1477706A2 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Kinnarps Ab | Linear drive gear |
JP2009113562A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | Steering device of vehicle |
WO2013054357A2 (en) * | 2011-08-25 | 2013-04-18 | Indian Institute Of Technology, Bombay | Mechanism for omni-directional steering using mechanical logic gate synchronizers |
-
2015
- 2015-01-16 JP JP2015006932A patent/JP2016132316A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000327295A (en) * | 1999-05-21 | 2000-11-28 | Tcm Corp | Forklift truck having traversing system |
EP1477706A2 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Kinnarps Ab | Linear drive gear |
JP2009113562A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | Steering device of vehicle |
WO2013054357A2 (en) * | 2011-08-25 | 2013-04-18 | Indian Institute Of Technology, Bombay | Mechanism for omni-directional steering using mechanical logic gate synchronizers |
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