CN105517879A - 转向装置以及具备转向装置的车辆 - Google Patents

Abstract

在对四轮赋予舵角的车辆中，不使用复杂的机构，便能够应对横向移动、转小弯等。一种转向装置(10、20)，其具备：与前轮或者后轮的左右车轮(w)连接并使该左右车轮(w)转向的横拉杆(12、22)、和在左右车轮(w)的横拉杆(12、22)之间与上述左右车轮(w)的横拉杆(12、22)连接的成对的齿条(53、54)，使成对的齿条(53、54)沿车辆(1)的左右方向一体地进行动作，由此能够使左右车轮(w)向左右相同方向转向，具备能够使成对的齿条(53、54)分别沿着其齿条的齿的并列方向而朝相反方向移动相同距离的齿条动作单元(60)，齿条动作单元(60)具备：分别与成对的齿条(53、54)啮合，并将一方的齿条(53)的相对于上述齿条的齿的并列方向的朝一个方向的移动转换为另一方的齿条(54)的朝另一个方向的移动的同步齿轮(55)。

Description

转向装置以及具备转向装置的车辆

技术领域

本发明涉及使前轮或者后轮的任一个转向的转向装置，特别是涉及由四轮转向机构构成的转向装置以及具备该转向装置的车辆。

背景技术

对于使用将左右的车轮(以下，包括轮胎、车轮、轮毂以及轮内马达等而总合地称为“车轮”。)连结的转向连杆机构使车轮转向的机构而言，存在被称为阿克曼转向几何式的转向机构。该转向机构在车辆的转弯时，为了使左右的车轮具有相同的转弯中心而使用横拉杆和转向臂。

另外，存在设置了使横拉杆的长度、左右的横拉杆间的距离或者各车轮与转向臂所成的角度的任一个变化的促动器的转向机构。根据该转向机构，正常行驶、平行移动、转小弯的全部的行驶顺畅地进行并且操控感优越(例如，参照下述专利文献1)。

另外，存在具备在前后轮的左右车轮之间分别配置并能够绕轴心旋转且在左右分成两部分的齿条、和该分成两部分的齿条之间的正向反向切换单元的转向机构。正向反向切换单元能够将被分割的齿条的一个方向的旋转向另一个方向朝正相反方向切换而传递。根据该转向机构，能够进行舵角90度、横向移动等动作(例如，参照下述专利文献2)。

此外，具有促动器根据前轮的转向而工作，从而使后轮转向的四轮转向车辆的技术(例如，参照下述专利文献3)。另外，也存在通过使连结左右车轮之间的齿条外壳沿前后方向移动，进行左右车轮的前束调整，从而提高行驶稳定性的转向机构的技术(例如，参照下述专利文献4)。

专利文献1:日本特开平04－262971号公报

专利文献2:日本特开2007－22159号公报

专利文献3:实用新案注册第2600374号公报

专利文献4:日本特开2003－127876号公报

根据一般的阿克曼转向几何式的转向连杆机构，在正常行驶时，各从车轮的旋转线(车轮的宽度方向中心线)俯视垂直延伸的线在车辆的转弯中心集中，因此能够进行顺畅的行驶。但是，在谋求车辆的横向移动(在车辆朝向前后方向的状态下的朝横向的平行移动)的情况下，对车轮进行转向操作使其相对于前后方向成90度的方向因转向连杆的长度、与其他部件的干涉而困难。另外，假设在对左右的车轮中的一方的车轮进行了90度转向操作的情况下，另一方的车轮未与一方的车轮完全平行，从而难以进行顺畅的行驶。

另外，在这种车辆中，通常，能够使作为主转向车轮的前轮向车辆的规定的行进方向转向，作为从转向车轮的后轮与车辆的前后方向并行地设定。因此，若使该车辆的前轮转向并转弯，则前轮与后轮转弯圆不一致。因此，在低车速时由于内轮差使车辆以后轮进入转弯圆的内侧的姿势而转弯，在高车速时由于离心力使车辆以前轮进入转弯圆的内侧的姿势而转弯。即，存在即使使前轮向作为车辆的行进方向的转弯方向转向，也无法使车辆的姿势与转弯方向一致而进行操作转向的问题。因此，存在具有不仅使前轮也使后轮转向，由此使行驶性提高的四轮转向机构(四轮转向装置)的车辆。

作为具有四轮转向机构的车辆(所谓的4WS车)，例如在专利文献1所记载的技术中，能够进行车辆的横向移动、转小弯等。但是，具备使横拉杆的长度、左右横拉杆间的距离、或者车轮与转向臂所成的角变化的促动器，因此促动器多控制复杂。另外，专利文献2在其机构上，不仅构造复杂，通过齿条的旋转使车轮转向，使用多个齿轮。因此，容易产生松动，难以顺利地进行车轮的转向。

另外，专利文献3是以往的四轮转向机构的一个例子。能够进行后轮转向，但由于上述的相同的理由仅通过该机构难以进行横向移动。并且，专利文献4虽能够进行前束调整，但无法应对车辆的横向移动、转小弯等。

发明内容

因此，本发明的课题在于，在对四轮赋予舵角的车辆中，不使用复杂的机构，也能够应对横向移动、转小弯等。

为了解决上述的课题，本发明的转向装置采用了一种转向装置，其特征在于，具备：横拉杆，其与前轮或者后轮的左右车轮连接并使该左右车轮转向；和成对的齿条，它们在上述左右车轮的横拉杆之间分别与上述左右车轮的横拉杆连接，通过使上述成对的齿条朝相对于车辆的前进方向的左右方向一体地进行动作能够使上述左右车轮向左右相同方向转向，具备能够使上述成对的齿条分别沿着其齿条的齿的并列方向而朝相反方向移动相同距离的齿条动作单元。

在左右独立能够移动的成对的齿条分别经由横拉杆与车轮连接，由此通常的行驶模式中，使成对的齿条一体固定并与以往的转向操作协调地工作，使成对的齿条向不同方向移动，从而能够实现转小弯、原地转弯、横向行驶等各种的行驶模式。

另外，通过使用能够进行分离、固定的切换的成对的齿条，不使用复杂的机构、控制，便能够低成本化。即，在对四轮赋予舵角的车辆中，不使用复杂的机构，便能够使前后轮以相同相位或者相反相位的舵角转向，从而能够应对横向移动、转小弯。

在该结构中，上述齿条动作单元能够具备：分别与上述成对的齿条啮合，并将一方的齿条的朝相对于上述并列方向的一个方向的移动转换为另一方的齿条的朝另一个方向的移动的同步齿轮。

另外，上述齿条也能够具备：供上述同步齿轮啮合的同步用齿条齿轮、和将用于使上述一方的齿条沿上述并列方向移动的驱动力输入的转向用齿条齿轮。

上述齿条也可以使上述同步用齿条齿轮与上述转向用齿条齿轮形成为一体，但若将独立形成的上述同步用齿条齿轮与上述转向用齿条齿轮固定为一体，则其制造容易。

能够采用如下结构，即上述齿条动作单元具备：直接或者经由其他部件间接地安装于转向轴的第一小齿轮和第二小齿轮，第一小齿轮与上述一方的齿条啮合，第二小齿轮与上述另一方的齿条啮合，能够设定为上述转向轴的旋转通过第一小齿轮仅输入到上述一方的齿条。

另外，能够采用如下结构，即上述齿条动作单元具备：直接或者经由其他部件间接地安装于与转向的动作连动而进行动作的促动器的第一小齿轮和第二小齿轮，第一小齿轮与上述一方的齿条啮合，第二小齿轮与上述另一方的齿条啮合，能够设定为将上述促动器的动作通过第一小齿轮仅输入到上述一方的齿条。

另外，能够采用具备：在上述第一小齿轮与上述第二小齿轮之间能够使它们相互结合以及分离的连结机构的结构。根据该结构，通过将第一小齿轮和第二小齿轮在结合状态与分离状态之间切换，能够容易地在成对的齿条一体沿左右方向移动的状态与分别向相反方向移动的状态之间切换。

即，上述左右车轮在能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向的情况下，上述连结机构在经由上述第一小齿轮与上述第二小齿轮而将上述一方的齿条与上述另一方的齿条结合的状态下，使上述一方的齿条与上述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相同方向一体移动，由此能够使上述左右车轮绕上述主销轴朝相同方向转向。

另外，上述连结机构在使上述第一小齿轮与上述第二小齿轮分离的状态下，使上述一方的齿条与上述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相反方向移动，由此能够使上述左右车轮绕上述主销轴朝相反方向转向。

一种车辆，其将由这些各结构构成的转向装置至少应用于前轮或者后轮、或者前轮和后轮的双方。

在上述车辆中，通过成对的齿条朝左右方向的一体的移动能够进行通常的车轮的转向，另外，使成对的齿条彼此朝相反方向即沿左右方向相互朝相反方向移动，由此能够进行车辆的横向移动、转小弯、原地旋转，进一步能够发挥行驶稳定性的提高等各种效果。

这样的功能在连接有由上述各结构构成的转向装置的车轮具备轮内马达的情况下特别有效。对于轮内马达以外的驱动方式即以往的那样的来自配置于发动机罩内的发动机、马达的驱动力传递方式(等速万向节)而言，工作角容易产生限制(通常50度(50deg)以下)，因此通过具备轮内马达，能够容易实现专利文献4所记载的以往的机构无法实现的行驶类型。

在这些各结构中，能够采用如下结构，在连接有由上述各结构构成的转向装置的左右车轮中的至少一方具备轮内马达，在上述左右车轮能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向的情况下，通过上述轮内马达的驱动力，使上述一方的齿条与上述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向向相反方向移动，由此使上述左右车轮绕上述主销轴转向。

根据该结构，能够采用在转向时，通过从轮内马达朝车轮给予适当的扭矩来辅助转向力的结构。例如，在转向时伴随着车轮沿平面方向的移动的情况下(不是车轮在该场所停止的状态下转向，而是沿着路面进行横向移动的状态)优选成为这样的结构。

在左右独立而能够移动的成对的齿条分别经由横拉杆而与车轮连接，由此在通常的行驶模式下，使成对的齿条一体固定与以往的转向操作协调地工作，使成对的齿条向不同方向移动，从而能够实现转小弯、原地转弯、横向行驶等各种行驶模式。另外，通过使用能够进行分离、固定的切换的成对的齿条，不使用复杂的机构、控制，也能够低成本化。即，在对四轮赋予舵角的车辆中，不使用复杂的机构，便使前后轮以相同相位或者相反相位的舵角转向，从而能够应对横向移动、转小弯。

附图说明

图1是使用了该实施方式的转向装置的车辆的图像视图。

图2是表示本发明的第一实施方式的俯视图。

图3是表示图2的车辆中正常行驶模式(通常的转向模式)的俯视图。

图4是表示图2的车辆中转小弯模式的俯视图。

图5是表示图2的车辆中原地转弯模式的俯视图。

图6是表示图2的车辆中横向移动(平行移动)模式的俯视图。

图7是表示车轮的支承状态的剖视图。

图8(a)、(b)是表示转向装置的外观的立体图。

图9示出转向装置的内部，(a)是俯视图，(b)是主视图。

图10示出转向装置，(a)是表示成对的齿条接近的状态的俯视图，(b)是表示成对的齿条打开的状态的俯视图。

图11(a)、(b)是表示转向装置的齿条动作单元的详细情况的主视图。

具体实施方式

基于附图对本发明的实施方式进行说明。实施方式中，在车辆1的驱动轮的转向装置，在前后左右全部的车轮w的车轮内安装轮内马达M。通过具备轮内马达M，能够进行各种行驶类型。

图1是表示使用了该实施方式的转向装置的车辆1的图像视图。示出在超小型移动体中2人乘车(横向并列二人乘车)的车体。车辆1通过方向盘2的操作能够经由转向轴3使车轮w转向。但是，本发明不限定于超小型移动体，也能够应用于通常车辆。

图2是表示第一实施方式的车辆1的驱动系统以及控制路径的平面简图。该实施方式在前轮的左右轮(FL，FR)以及后轮的左右轮(RL、RR)经由横拉杆12、22，分别与本方式的转向装置10、20连结。

前轮用的转向装置10通过方向盘2的操作进行通常转向，后轮用的转向装置20具备通过马达等促动器能够进行与行驶模式对应的转向的四轮转向机构。

但是，也能够采用将本发明的转向装置仅装备于前轮或者后轮的任一个的车辆，或者也能够采用仅将本发明的转向装置装备于后轮，前轮装备通常的一般的转向装置的车辆。

在前轮与后轮的各转向装置10、20设有用于使左右的车轮w转向的两个齿条。以下，对于前轮以及后轮而言，将相对于车辆的前后方向与左侧的车轮w连接的齿条称为第一齿条53，与右侧的车轮w连接的齿条称为第二齿条54。此外，图2中纸面左侧的箭头所示的方向成为车辆的前方方向。之后的图3、图4、图5、图6中也相同。

在前轮或者后轮的左右车轮w分别经由横拉杆12、22铰接连接有各齿条53、54的连接用部件11、21。在横拉杆12、22与车轮w之间适当地夹设转向臂等各种部件。

图7示出收纳有轮内马达M的车轮w与横拉杆12、22的连接状态。全部车轮w能够以连结在分别被车辆的框架支承的上臂UA和下臂LA的前端设置的球节BJ的中心线的主销轴P作为中心轴进行转向。对轮内马达M而言，马达部101、减速机102、车轮用轴承103从车体内侧朝向车轮w依次以串联的方式配置。

如图8所示，第一齿条53和第二齿条54收纳于各转向装置10、20中相对于车辆的前进方向(前后方向)在左右方向延伸的齿条箱(转向缸)50内(参照图8)。齿条箱50被车辆1的未图示的框架(机架)支承。

此外，齿条箱50的被车辆1的支承能够经由例如设置于齿条箱50的凸缘部，直接或者间接地螺纹固定于车辆1的框架。

第一齿条53与第二齿条54能够在齿条箱50内相对于车辆的前进方向朝左右方向一体移动。该动作基于驾驶员进行的方向盘2的操作，通过通常转向用促动器31的动作来进行。通过该动作，在正常行驶时，能够使左右车轮向左右同方向转向。

另外，如图9所示，转向装置10、20分别具备齿条动作单元60。齿条动作单元60具有沿着相对于车辆的前进方向的左右方向即齿条伸缩的方向(齿条的齿并列的方向)使第一齿条53与第二齿条54相互向相反方向(相反的方向)移动相同距离的功能、朝相同方向移动的功能。

如图9(a)所示，齿条动作单元60具备分别与成对的齿条的相互对置的齿条齿轮即第一齿条53的同步用齿条齿轮53a和第二齿条54的同步用齿条齿轮54a啮合的第一同步齿轮55。

第一同步齿轮55由沿着齿条53、54的齿条的齿的并列方向以恒定间隔并列的三个齿轮55a、55b、55c构成。第一齿条53通过从齿条动作单元60输入的驱动力，若相对于其齿条的齿的并列方向朝一个方向移动，则将该运动转换为第二齿条54的朝另一个方向的移动。另外，能够使第二齿条54朝上述另一个方向的移动量与第一齿条53朝上述一方向的移动量相同。

此外，如图9(a)、(b)所示，在第一同步齿轮55的邻接的齿轮55a、55b之间、齿轮55b、55c之间分别配置有构成第二同步齿轮56的齿轮56a、56b。第二同步齿轮56未与第一齿条53的同步用齿条齿轮53a、第二齿条54的同步用齿条齿轮54a啮合，仅与第一同步齿轮55啮合。第二同步齿轮56用于使第一同步齿轮55的三个齿轮55a、55b、55c仅向相同方向移动相同角度。第一齿条53与第二齿条54能够通过该第二同步齿轮56顺畅地进行相对移动。

另外，第一齿条53和第二齿条54除了同步用齿条齿轮53a、54a之外，还分别具备转向用齿条齿轮53b、54b。

第一齿条53与第二齿条54也可以通过螺栓轴等固定结构将分别独立形成的同步用齿条齿轮53a、54a和上述转向用齿条齿轮53b、54b固定为一体。

转向用齿条齿轮53b、54b作为用于使各齿条53、54相对于车辆1的框架沿着上述齿条的齿的并列方向而移动的驱动力的输入单元发挥功能。

若通过来自齿条动作单元60的驱动力的输入，第一齿条53从图10(a)所示的状态朝图10(b)所示的状态移动，则经由第一同步齿轮55将该力传递于第二齿条54，第二齿条54同样从图10(a)所示的状态朝图10(b)所示的状态移动。此外，图10(b)是从相反的一侧观察图10(a)的图。

接下来，对齿条动作单元60的作用进行说明。

如图1所示，前轮的转向装置10的齿条动作单元60具备：通过与驾驶员进行的方向盘2的旋转动作连动而进行动作的模式切换用促动器32的驱动力，或者通过与车辆1所具备的模式切换单元42的操作连动而进行动作的模式切换用促动器32的驱动力而如图11所示那样旋转的第一旋转轴61、和安装为能够与该第一旋转轴61一体旋转的第一小齿轮62。旋转从模式切换用促动器32的动作轴经由转向轴3朝第一旋转轴61侧传递。

后轮的转向装置20的齿条动作单元60同样具备：通过与驾驶员进行的方向盘2的旋转动作连动而进行动作的模式切换用促动器32的驱动力，或者通过与车辆1所具备的模式切换单元42的操作连动而进行动作的模式切换用促动器32的驱动力而旋转的第一旋转轴61、和安装为能够与该第一旋转轴61一体旋转的第一小齿轮62。旋转从模式切换用促动器32的动作轴经由转向轴3朝第一旋转轴61侧传递(同样参照图11)。

齿条动作单元60具备：与第一旋转轴61配置在相同直线上的第二旋转轴64、和安装为能够与该第二旋转轴64一体旋转的第二小齿轮65。

图8(a)、(b)是转向装置10、20的整体图。在前部盖52与后部盖51之间收纳有第一齿条53、第二齿条54。此外，虽未图示，但从横拉杆12、22至齿条箱50具备有用于防止异物朝可动部的侵入的护罩。第一旋转轴61(小齿轮轴)经由转向节连接于模式切换用促动器32的动作轴。

如图11所示，第一小齿轮62与第一齿条53的转向用齿条齿轮53b啮合，第二小齿轮65与第二齿条54的转向用齿条齿轮54b啮合。

另外，在第一小齿轮62与第二小齿轮65之间设有能够相互结合以及分离的连结机构63。连结机构63具备将第一旋转轴61和第二旋转轴64切换为能够相对旋转的状态(分离状态)与无法相对旋转的状态(结合状态)的功能。

如图11所示，连结机构63具备第二旋转轴64和第一旋转轴61侧的移动部63a。移动部63a通过未图示的弹簧等的弹性部件朝固定部63b侧被按压，移动部63a侧的凸部63c与连结机构63的固定部63b侧的凹部63d结合，从而两旋转轴61、64能够一体旋转。此外，也可以使凹凸的形成部位彼此相反，在固定部63b侧设置凸部63c，在移动部63a侧设置凹部63d。

通过来自未图示的推力电磁铁等驱动源的外部输入，使移动部63a相对于连结机构63的固定部63b沿轴向移动，从而使固定部63b与移动部63a的连结分离，第一旋转轴61与第二旋转轴64独立而成为能够旋转的状态。即，第一小齿轮62与第二小齿轮65分别独立并能够旋转(上述分离状态)。图11示出其分离状态。

此时，第一小齿轮62与第一齿条53啮合，第二小齿轮65与第二齿条54啮合。并且，第一齿条53与第二齿条54通过第一同步齿轮55而啮合。因此，由于输入于第一小齿轮62的旋转，第一齿条53沿着齿条的齿的并列方向即沿着车辆的左右方向朝横向(一个方向)移动。第一齿条53沿横向移动，从而第一同步齿轮55旋转，第二齿条54朝与第一齿条53相反的方向(另一个方向)仅移动相同距离。此时第二小齿轮65通过第二齿条54的移动而自由地旋转。

这样，通过将第一小齿轮62和第二小齿轮65在结合状态与分离状态之间切换，能够容易地进行成对的齿条53、54一体朝左右方向移动的状态、与分别朝相反方向移动的状态的切换。

即，连结机构63在经由第一小齿轮62与第二小齿轮65而将第一齿条53与第二齿条54结合的状态下，通过与驾驶员进行的方向盘2的旋转动作连动而进行动作的通常转向用促动器31的驱动力，使第一齿条53和第二齿条54分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相同方向一体移动，由此能够使左右车轮w绕主销轴P(参照图7)朝相同方向转向。此时第一齿条53与第二齿条54一体移动，由此第一同步齿轮55不旋转。

另外，连结机构63在使第一小齿轮62与第二小齿轮65分离的状态下，使第一齿条53和第二齿条54分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相反方向移动，由此能够使左右车轮绕主销轴P(参照图7)朝相反方向即朝相互相反的方向转向。

即，该实施方式中，基于通常运转时的方向盘2的操作的旋转通过转向轴3的旋转而输入第一旋转轴61。齿条动作单元60在通常运转时，也作为使第一齿条53与第二齿条54一体移动的机构发挥功能。

另外，在模式切换时，模式切换用促动器32的驱动力通过小齿轮62、65的旋转输入各自的齿条53、54。此外，在模式切换用促动器32的驱动力通过小齿轮62的旋转而输入各自的齿条53、54时，也可以不使其转向轴3的旋转传递于方向盘2，也可以允许该传递。

另外，通常转向用促动器31也能够兼具模式切换用促动器32的作用。即，通常转向用促动器31在模式切换时，也可以经由转向轴3将旋转输入第一旋转轴61。

另外，模式切换用促动器32也能够通过配置于转向的左右的轮内马达M的驱动力发挥其作用。另外，这些通常转向用促动器31、模式切换用促动器32或者左右的轮内马达M也能够相互辅助。

以下，针对将由这些各结构构成的转向装置安装于车辆的情况下的几种行驶模式进行说明。

(正常行驶模式)

在图2所示的前进状态的车轮位置，成为能够使前轮的转向装置10的第一齿条53与第二齿条54一体移动的状态，换句话说图11的连结机构63结合的状态。转向装置10的齿条箱50整体在安装于车辆1的框架的保持箱内沿左右方向一体移动。

转向装置10通过通常转向用促动器31的驱动力或者方向盘2的操作，相对于前进方向沿左右方向移动，从而第一齿条53与第二齿条54也一体移动，如图3所示，使前轮的左右车轮w以规定的角度转向。图3示出向右转向的情况。即，通过使齿条53、54完全一体固定，能够进行与通常的车辆同等的行驶。正常行驶模式中，通过驾驶员的方向盘2的操作，通过前轮的转向装置10，能够进行前进、右转弯、左转弯、与其他各情况对应的必要的转向。

(转小弯模式)

转小弯模式如图4所示。除了图3所示的前轮的转向装置10的动作之外，成为使后轮的转向装置20的第一齿条53与第二齿条54能够一体移动的状态，换句话说图11的连结机构63结合的状态。与前轮相同，转向装置20在安装于车辆1的框架的保持箱内沿左右方向一体移动。

后轮的转向装置20通过通常转向用促动器31的驱动力，相对于前进方向沿左右方向移动，从而第一齿条53与第二齿条54也一体移动，如图4所示，使后轮的左右车轮w以规定的角度转向。此时，后轮与前轮向相反相位转向(图中，前轮右转向，后轮左转向)，能够进行比正常行驶模式时旋转半径更小的转小弯。此外，图4示出后轮与前轮以相反相位仅转向相同角度的状态，但也可以使前后转向角度不同。

(原地转弯模式)

原地转弯模式如图5所示。将连结机构63(参照图11)分离，从而第一齿条53与第二齿条54能够分别工作。此时，通过从模式切换用促动器32进行第一小齿轮62的输入，第一齿条53与第二齿条54向相互相反的方向移动相同距离。即，通过在第一齿条53与第二齿条54之间夹设第一同步齿轮55，若第一齿条53朝左右方向的一个方向移动，则第二齿条54朝另一个方向移动。

使第一齿条53与第二齿条54相互向相反方向移动，如图5所示，前后四个车轮w全部的中心轴在几乎朝向车辆中心的位置，使连结机构63结合固定。四个车轮w全部的中心轴大致朝向车辆中心，因此通过各自的车轮w所具备的轮内马达M的驱动力，能够进行车辆中心在该场所维持恒定的状态(或者几乎不移动的状态)并且改变方向的所谓的原地转弯。

图5中，在各个车轮w装备轮内马达M，但若在至少一个车轮w装备轮内马达M，该一个轮内马达M工作，则能够进行原地转弯。

(横向行驶模式)

横向行驶模式如图6所示。与原地转弯模式相同，使连结机构63分离(参照图11)，为了使前后四个车轮w全部相对于前进方向而朝向90度的方向(相对于车辆的前进方向的左右方向)，通过从模式切换用促动器32朝第一小齿轮62的旋转的输入，使转向装置10、20内的第一齿条53和第二齿条54朝相反方向移动。而且，车轮w在上述成为90度的位置使连结机构63连结(参照图11)，从而固定成对的齿条53、54。

此时，作为微调功能，通过通常转向用促动器31的驱动力或者方向盘2的操作，使转向装置10、20内的第一齿条53与第二齿条54相对于前进方向而一体地朝左右方向移动，从而能够对车轮w的方向(轮胎角度)进行微调。

图6示出横向行驶模式下的前后轮的转向装置10、20的位置关系和车轮w的方向。与原地转弯模式时相比，是成对的齿条53、54进一步向外侧伸出，横拉杆12、22的与车轮w的连接部相对于车辆的宽度方向位于最外侧的行驶模式。

该横向行驶模式中，通过通常转向用促动器31的驱动力或者方向盘2的操作也能够对车轮w的方向(轮胎角度)进行微调。

(其他的行驶模式)

作为其他的行驶模式，在例如电子控制单元(ECU)40识别出车辆1在高速行驶中时，基于ECU40的输出，促动器驱动器30对后轮的模式切换用促动器32指令，将后轮的左右轮w(RL、RR)设定为相比平行状态而前方侧稍微关闭的状态(前束状态)。由此，能够进行稳定的高速行驶。

该前束调整也可以基于ECU40的车速、施加于车轴的负载等行驶状态的判断而自动地进行，也可以基于从设置于驾驶室的模式切换单元42的输入而进行。通过驾驶员操作模式切换单元42，能够进行行驶模式的切换。模式切换单元42也可以是例如驾驶员能够操作的开关、杆、操纵杆等。

(模式的切换)

此外，在前述的各行驶模式的切换时也适当地使用该模式切换单元42。通过操作处于车室内的模式切换单元42，能够选择正常行驶模式、原地转弯模式、横向行驶模式以及转小弯模式等。若通过开关操作等能够进行切换，则能够进行更安全的操作。

在正常行驶模式下，在前轮的转向装置10中，基于伴随着方向盘2的旋转操作的来自传感器41的信息，对ECU40朝各齿条53、54的左右方向的必要的动作量进行计算并输出。基于该输出，对前轮的通常转向用促动器31进行指令，使收纳各齿条53、54的齿条箱50沿左右方向一体移动，使左右车轮w仅朝必要方向以必要角度转向。

例如，若操作模式切换单元42，选择原地转弯模式，则能够以在车辆1的中心部具有旋转中心的方式通过前后轮的转向装置10、20而使四轮w转向。该操作仅在车辆1的停车中许可。此时，两个齿条53、54的朝左右方向的相对移动量由ECU40计算并输出。基于该输出，促动器驱动器30对前后轮的模式切换用促动器32指令而进行转向。

另外，若操作模式切换单元42，选择横向行驶模式，则能够以使四轮w的舵角成为90度的方式通过前后轮的转向装置10、20使四轮w转向。此时，两个齿条53、54的沿左右方向的相对移动量同样由ECU40计算并输出。基于该输出，促动器驱动器30对前后轮的模式切换用促动器32指令而进行转向。此时，通常转向用促动器31也可以根据需要而设定为不工作的状态，也能够通过允许通常转向用促动器31的动作并通过该动作而进行转向角的微调。

另外，若操作模式切换单元42，选择转小弯模式，则能够设定为前轮与后轮向相反相位转向，进行转小弯。此时，在后轮的转向装置20中，收纳了成对的齿条53、54的齿条箱50的沿左右方向的移动量同样基于方向盘2的操作等由ECU40计算并输出。基于该输出，促动器驱动器30对前后轮的通常转向用促动器31、模式切换用促动器32指令而进行转向。前轮的转向装置10的控制与正常行驶模式相同。

这样，在前后轮的转向装置10、20中，基于来自对驾驶席的方向盘2的转向操作角或者转向操作扭矩等进行检测的传感器41的信息、来自模式切换单元42的输入，ECU40输出齿条53、54沿左右方向的必要的动作量。或者，基于ECU40自身的行驶状态的判断，输出成对的齿条53、54的必要的移动量。基于该输出，促动器驱动器30能够通过通常转向用促动器31、模式切换用促动器32使前后轮向规定的方向转向。

该实施方式中，后轮的转向装置20的控制采用将驾驶员进行的转向操作、模式切换的操作置换为电信号而转向的线控转向方式。

作为前轮的转向装置10，也可以与后轮相同，作为使用了通常转向用促动器31、模式切换用促动器32的线控转向方式，特别是，作为通常转向用促动器31，也可以构成为具备与驾驶员所操作的方向盘2或者转向轴3连结的马达等，该马达等对基于转向轴3的旋转的齿条53、54的左右方向的移动所需要的扭矩进行计算并进行辅助。此时，模式切换用促动器32与后轮相同。

此外，作为用于前轮的转向装置10的正常行驶模式的转向的机构，也可以采用使用了机械式的齿条齿轮机构等的一般的转向装置。

上述记载的各种的运转模式为示例，除此以外也能够进行使用了这些机构的各种控制。

本发明中，在通常的行驶模式下，能够与以往的转向操作协调地工作并且能够成为原地转弯、横向移动、转小弯等、各种的行驶模式。由此，能够不使用复杂的机构而以低成本进行横向移动、转小弯等。

附图标记的说明

1...车辆；2...转向；3...转向轴(操作轴)；10、20...转向装置；11、21...连接用部件；12、22...横拉杆；30...促动器驱动器；31...通常转向用促动器；32...模式切换用促动器；40...电子控制单元(ECU)；41...传感器；42...模式切换单元；w...车轮。

Claims (11)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：

横拉杆，其与前轮或者后轮的左右车轮连接并使该左右车轮转向；和

成对的齿条，它们在所述左右车轮的横拉杆之间分别与所述左右车轮的横拉杆连接，

通过使所述成对的齿条朝相对于车辆的前进方向的左右方向一体地进行动作能够使所述左右车轮向左右相同方向转向，

具备能够使所述成对的齿条分别沿着其齿条的齿的并列方向而朝相反方向移动相同距离的齿条动作单元。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，

所述齿条动作单元具备：分别与所述成对的齿条啮合，并将一方的齿条的朝相对于所述并列方向的一个方向的移动转换为另一方的齿条的朝另一个方向的移动的同步齿轮。

3.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，

所述齿条具备：供所述同步齿轮啮合的同步用齿条齿轮、和将用于使所述一方的齿条沿所述并列方向移动的驱动力输入的转向用齿条齿轮。

4.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，

所述齿条将独立形成的所述同步用齿条齿轮与所述转向用齿条齿轮固定为一体。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的转向装置，其特征在于，

所述齿条动作单元具备：

直接或者经由其他部件间接地安装于转向轴的第一小齿轮和第二小齿轮，

第一小齿轮与所述一方的齿条啮合，

第二小齿轮与所述另一方的齿条啮合，

能够设定为所述转向轴的旋转通过第一小齿轮仅输入到所述一方的齿条。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的转向装置，其特征在于，

所述齿条动作单元具备：

直接或者经由其他部件间接地安装于与转向的动作连动而进行动作的促动器的第一小齿轮和第二小齿轮，

第一小齿轮与所述一方的齿条啮合，

第二小齿轮与所述另一方的齿条啮合，

能够设定为将所述促动器的动作通过第一小齿轮仅输入到所述一方的齿条。

7.根据权利要求5或6所述的转向装置，其特征在于，

在所述第一小齿轮与所述第二小齿轮之间具备能够相互结合以及分离的连结机构。

8.根据权利要求7所述的转向装置，其特征在于，

所述左右车轮能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向，所述连结机构在经由所述第一小齿轮与所述第二小齿轮而将所述一方的齿条与所述另一方的齿条结合的状态下，使所述一方的齿条与所述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相同方向一体移动，由此使所述左右车轮绕所述主销轴朝相同方向转向。

9.根据权利要求7所述的转向装置，其特征在于，

所述左右车轮能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向，所述连结机构在使所述第一小齿轮与所述第二小齿轮分离的状态下，使所述一方的齿条与所述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向而沿左右方向朝相反方向移动，由此使所述左右车轮绕所述主销轴朝相反方向转向。

10.一种车辆，其特征在于，

将所述权利要求1～9中任一项所述的转向装置至少应用于前轮或者后轮、或者前轮和后轮双方。

11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，

在连接了所述权利要求1～9中任一项所述的转向装置的左右车轮中的至少一方具备轮内马达，所述左右车轮能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向，通过所述轮内马达的驱动力使所述一方的齿条与所述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向向相反方向移动，由此使所述左右车轮绕所述主销轴转向。