JP2006076412A

JP2006076412A - 車両用ステアリング装置

Info

Publication number: JP2006076412A
Application number: JP2004261833A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nakajima; 清志中島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】ステアリングギヤボックスを前輪の接地点よりも車体後方に配置しながら、コーナリングフォースで転舵角を減少させるトルクを発生させる。
【解決手段】車体前後方向に延びる第１リンク２４の中間部をピボット２３で車体に左右揺動自在に枢支し、第１リンク２４の後端部を前輪ＷＬ，ＷＲの接地点ＰＬ，ＰＲよりも車体後方で第２リンク３０を介してステアリングギヤボックス２８に接続するとともに、第１リンク２４の前端部を前輪ＷＬ，ＷＲの接地点ＰＬ，ＰＲよりも車体前方でタイロッド２５を介してナックルに接続したので、旋回中の車両の前輪ＷＬ，ＷＲの接地点ＰＬ，ＰＲにサイドフォースＦＬ，ＦＲが作用したときに、タイロッド２５およびナックルを接続するボールジョイント２６を支点にして、前輪ＷＬ，ＷＲの転舵角を減少させるトルクを発生させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、前輪を車体に転舵可能に支持するナックルと車体左右方向に配置されたラック・ピニオン式のステアリングギヤボックスの端部とをタイロッドで接続し、ステアリングギヤボックスでタイロッドおよびナックルを介して前輪を転舵する車両用ステアリング装置に関する。

左右の前輪を左右のタイロッドを介して転舵するステアリングギヤボックスの両端を左右のリンクを介して車体に支持し、旋回中の前輪の接地点に加わる路面からの荷重によってリンクで支持されたステアリングギヤボックスを傾斜させることで、旋回外輪となる前輪にトーアウト方向のモーメントを作用させて車両挙動の安定を図るものが、下記特許文献１により公知である。
特開２０００−１４２４５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、ステアリングギヤボックスの両端を左右のリンクを介して車体に支持しているため、車両の旋回中にステアリングギヤボックスの位置が変化し、ステアリングホイールからステアリングギヤボックスへの操舵トルクの伝達機構の構造が複雑化したり設計自由度が阻害されたりする可能性がある。

ところで、旋回中の車両には旋回方向外向きの遠心力が作用するため、車輪の接地点には旋回方向内向きの荷重（コーナリングフォース）が作用する。旋回中の前輪にコーナリングフォースが作用したとき、そのコーナリングフォースによって前輪の転舵角が減少する方向のトルクが発生すれば、旋回中の車両挙動を安定させることができる。特に、旋回中の遠心力で車体が旋回方向外側に傾くと旋回外輪が路面に押し付けられる傾向になって接地荷重が増加するため、旋回外輪となる前輪をコーナリングフォースで転舵角が減少する方向（トーアウト方向）に転舵することができれば、旋回中の車両挙動を一層効果的に安定させることができる。

図３は従来の一般的なフロントエンジン式の車両の左前輪のサスペンション装置の平面図であって、左前輪ＷＬの車軸０１を回転自在に支持するナックル０２がラテラルアーム０３を一体に備えたロアアーム０４と、二股のアッパーアーム０５とを介して車体に上下動自在に支持されており、ナックル０２から車軸０１よりも車体後方に延びるアーム部０２ａが、ステアリングギヤボックス０６に左右摺動自在に支持したラックバー０７の端部にタイロッド０８を介して接続される。従って、ドライバーのステアリング操作によりラックバー０７が矢印Ａ方向に移動すればタイロッド０８およびナックル０２を介して左前輪ＷＬは右に転舵され、ラックバーが矢印Ａ′方向に移動すればタイロッド０８およびナックル０２を介して左前輪ＷＬは左に転舵される。

従って、図４に示すように、左右の前輪ＷＬ，ＷＲを右に転舵して車両が右旋回しているとき、旋回外輪となって接地荷重が増加する左前輪ＷＬの接地点ＰＬには、旋回方向内向きの大きいコーナリングフォースＦＬが作用する。一方、旋回内輪となって接地荷重が減少する右前輪ＷＲの接地点ＰＲには、旋回方向内向きの小さいコーナリングフォースＦＲが作用する。

旋回外輪である左前輪ＷＬの接地点ＰＬにコーナリングフォースＦＬが作用すると、ロアアーム０４がゴムブッシュジョイント０９を圧縮しながら車体内側に移動するが、剛性が高いタイロッド０８およびラックバー０７は殆ど変形しないため、左前輪ＷＬはタイロッド０８の車体外側のボールジョイント０１０を支点として転舵角が増加する方向（右方向）に転舵される。また旋回内輪である右前輪ＷＲの接地点ＰＲにコーナリングフォースＦＲが作用すると、ロアアーム０４がゴムブッシュジョイント０９を引っ張りながら車体外側に移動するが、剛性が高いタイロッド０８およびラックバー０７は殆ど変形しないため、右前輪ＷＲはタイロッド０８の車体外側のボールジョイント０１０を支点として転舵角が増加する方向（右方向）に転舵される。

このようにして、コーナリングフォースＦＬ，ＦＲにより発生するトルクで左右の前輪ＷＬ，ＷＲの転舵角が増加すると、旋回中の車両挙動が不安定になる可能性がある。特に、接地荷重が大きいために車両挙動に与える影響が大きい旋回外輪である左前輪ＷＬは、コーナリングフォースＦＬも大きくなるために転舵角の増加量も大きくなり、車両挙動の不安定化を増長することになる。

これを回避するには、ステアリングギヤボックス０６を前輪ＷＬ，ＷＲの接地点ＰＬ，ＰＲよりも車体前方側に配置すれば良いが、エンジンを前置きしたフロントエンジン式の車両では、エンジンと干渉するためにステアリングギヤボックス０６を前方に配置することは困難である。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステアリングギヤボックスを前輪の接地点よりも車体後方に配置しながら、コーナリングフォースで転舵角を減少させるトルクを発生させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、前輪を車体に転舵可能に支持するナックルと車体左右方向に配置されたラック・ピニオン式のステアリングギヤボックスの端部とをタイロッドで接続し、ステアリングギヤボックスでタイロッドおよびナックルを介して前輪を転舵する車両用ステアリング装置において、車体前後方向に延びるリンク部材の中間部をピボットで車体に左右揺動自在に枢支し、リンク部材の後端部を前輪の接地点よりも車体後方でステアリングギヤボックスに接続するとともに、リンク部材の前端部を前輪の接地点よりも車体前方でタイロッドを介してナックルに接続したことを特徴とする車両用ステアリング装置が提案される。

尚、実施例の第１リンク２４は本発明のリンク部材に対応する。

請求項１の構成によれば、車体前後方向に延びるリンク部材の中間部をピボットで車体に左右揺動自在に枢支し、リンク部材の後端部を前輪の接地点よりも車体後方でステアリングギヤボックスに接続するとともに、リンク部材の前端部を前輪の接地点よりも車体前方でタイロッドを介してナックルに接続したので、旋回中の車両の前輪の接地点にサイドフォースが作用したときに、そのサイドフォースによりタイロッドおよびナックルの接続部を支点にして前輪の転舵角を減少させるトルクを作用させることができる。これにより、エンジンとの干渉を回避するためにステアリングギヤボックスを前輪の接地点よりも車体後方に配置しても、前輪の転舵角の減少により旋回中の車両挙動を安定させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１はフロントエンジン・フロントドライブ車両の左前輪のサスペンション装置の平面図であって、左前輪ＷＬの車軸１１を回転自在に支持するナックル１２は、ロアアーム１３、ラジアスアーム１４およびアッパーアーム１５を介して車体に上下動自在に支持される。車体左右方向に延びるロアアーム１３は左右方向外端がボールジョイント１６を介してナックル１２の下部に支持されるとともに、左右方向内端がゴムブッシュジョイント１７を介して車体に支持される。ロアアーム１３と一体に形成されて概ね車体前後方向に延びるラジアスアーム１４は、その後端がゴムブッシュジョイント１８を介して車体に支持される。二股のＡ型アームよりなるアッパーアーム１５は左右方向外端がボールジョイント１９を介してナックル１２の上部に支持されるとともに、左右方向内端が前後一対のゴムブッシュジョイント２０，２０を介して車体に支持される。二股になった下端がロアアーム１３の中間部に接続されたダンパー２１が、二股のアッパーアーム１５の内部を上向きに通過して車体に支持される。

車体フレームに固定されたブラケット２２にピボット２３を介して第１リンク２４の中間部が左右揺動自在に枢支される。車体前後方向に延びる第１リンク２４の前端と、ナックル１２から前方に延びるアーム部１２ａの前端とが、車体左右方向に延びるタイロッド２５の両端にボールジョイント２６，２７を介して接続される。第１リンク２４の後端と、ステアリングギヤボックス２８に左右摺動自在に支持されたラックバー２９の端部とが、車体左右方向に延びる第２リンク３０の両端にボールジョイント３１，３２を介して接続される。

しかして、ステアリングホイールの操作によりステアリングギヤボックス２８のラックバー２９が矢印Ａ方向に移動すると、第２リンク３０を介して第１リンク２４がピボット２３まわりに矢印Ｂ方向に揺動し、タイロッド２５が矢印Ｃ方向に移動して左前輪ＷＬが右に転舵される。逆に、ステアリングホイールの操作によりステアリングギヤボックス２８のラックバー２９が矢印Ａ′方向に移動すると、第２リンク３０を介して第１リンク２４がピボット２３まわりに矢印Ｂ′方向に揺動し、タイロッド２５が矢印Ｃ′方向に移動して左前輪ＷＬが左に転舵される。

さて、図２に示すように、左右の前輪ＷＬ，ＷＲを右に転舵して車両が右旋回しているとき、旋回外輪となって接地荷重が増加する左前輪ＷＬの接地点ＰＬには、旋回方向内向きの大きいコーナリングフォースＦＬが作用する。一方、旋回内輪となって接地荷重が減少する右前輪ＷＲの接地点ＰＲには、旋回方向内向きの小さいコーナリングフォースＦＲが作用する。

旋回外輪である左前輪ＷＬの接地点ＰＬにコーナリングフォースＦＬが作用すると、ロアアーム１３がゴムブッシュジョイント１７を圧縮しながら車体内側に移動するが、剛性が高いタイロッド２５、第１リンク２４、第２リンク３０およびラックバー２９は殆ど変形しないため、左前輪ＷＬはタイロッド２５の車体外側のボールジョイント２６を支点として転舵角が減少する方向（左方向）に転舵される。また旋回内輪である右前輪ＷＲの接地点ＰＲにコーナリングフォースＦＲが作用すると、ロアアーム１３がゴムブッシュジョイント１７を引っ張りながら車体外側に移動するが、剛性が高いタイロッド２５、第１リンク２４、第２リンク３０およびラックバー２９は殆ど変形しないため、右前輪ＷＲはタイロッド２５の車体外側のボールジョイント２６を支点として転舵角が減少する方向（左方向）に転舵される。

このようにして、コーナリングフォースＦＬ，ＦＲにより発生するトルクで左右の前輪ＷＬ，ＷＲの転舵角が減少するため、旋回中の車両挙動を安定させることができる。特に、接地荷重が大きいために車両挙動に与える影響が大きい旋回外輪である左前輪ＷＬは、コーナリングフォースＦＬも大きくなるためにトルクも大きくなり、車両挙動の安定に効果的に寄与することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例ではロアアーム１３、ラジアスアーム１４およびアッパーアーム１５を備えたサスペンション装置を例示したが、本発明は他の任意の形式のサスペンション装置に対しても適用することができる。

実施例に係る車両の左前輪のサスペンション装置の平面図実施例に係る車両の旋回中の作用説明図従来例に係る車両の左前輪のサスペンション装置の平面図従来例に係る車両の旋回中の作用説明図

符号の説明

１２ナックル
２３ピボット
２４第１リンク（リンク部材）
２５タイロッド
２８ステアリングギヤボックス
ＰＬ車輪の接地点
ＰＲ車輪の接地点
ＷＬ前輪
ＷＲ前輪

Claims

前輪（ＷＬ，ＷＲ）を車体に転舵可能に支持するナックル（１２）と車体左右方向に配置されたラック・ピニオン式のステアリングギヤボックス（２８）の端部とをタイロッド（２５）で接続し、ステアリングギヤボックス（２８）でタイロッド（２５）およびナックル（１２）を介して前輪（ＷＬ，ＷＲ）を転舵する車両用ステアリング装置において、車体前後方向に延びるリンク部材（２４）の中間部をピボット（２３）で車体に左右揺動自在に枢支し、リンク部材（２４）の後端部を車輪（ＷＬ，ＷＲ）の接地点（ＰＬ，ＰＲ）よりも車体後方でステアリングギヤボックス（２８）に接続するとともに、リンク部材（２４）の前端部を車輪（ＷＬ，ＷＲ）の接地点（ＰＬ，ＰＲ）よりも車体前方でタイロッド（２５）を介してナックル（１２）に接続したことを特徴とする車両用ステアリング装置。