JP2007038728A

JP2007038728A - ステアリングリンケージ構造

Info

Publication number: JP2007038728A
Application number: JP2005222754A
Authority: JP
Inventors: Susumu Iizuka; 勧飯塚
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】走行時及び据え切り時の何れにおいても左右の車輪の操舵角を従来より拡大し、これにより車両の小回り性能を向上する。
【解決手段】左右のナックルアーム１６を前方（図１中の上方向）に向け且つその先端部がキングピン２より内側に偏向するように張り出し、これら各ナックルアーム１６の先端部に外側端部を枢着して車幅方向に延在する左右のタイロッド１７を内側に向かうに従い後方（図１中の下方向）に向かうように傾斜させて配置し、該各タイロッド１７の内側端部に対し該内側端部より前方に揺動中心１９をとって車幅方向に揺動するピットマンアーム２０（ステアリングアーム）の先端部を枢着してステアリングリンケージ構造を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングリンケージ構造に関するものである。

一般的に、独立懸架式のフロントサスペンションを採用した車両では、左右の車輪が別々に上下動することになるので、タイロッドを左右に分割して該各タイロッドを含むボールジョイントのステアリングリンク機構より左右のナックルアーム間を連結し、各車輪の上下動を個別に許容しながら運転者のハンドル操作を左右の車輪に伝えるようになっている。

この際、左右の車輪５は、アッカーマン・ジャントの理論に従い後輪軸中心線上の一点を共通の旋回中心とするべく内輪側の切れ角が外輪側より大きくなるようにするのが一般的であるため、図５に平面視で示す如く、左右のナックルアーム１を後方（図中の下方向）に向け且つその先端部がキングピン２より内側に偏向するように張り出し、これら各ナックルアーム１の相互間を、車幅方向に延在する左右のタイロッド３と中間のリレーロッド４とによりリンク連結するようにしてある。

即ち、このように左右のナックルアーム１と各タイロッド３と中間のリレーロッド４とによりステアリングリンケージ構造を構成すれば、中間のリレーロッド４を運転者のハンドル操作により車幅方向に作動させた際に、左右のナックルアーム１に付した内向角により左右の車輪５の偏向差が得られ、図６や図７に示す如き旋回時に、内輪側の切れ角が外輪側より常に一定の比率で深く切れることになる。

ここで、中間のリレーロッド４を運転者のハンドル操作により車幅方向に作動させるにあたっては、この中間のリレーロッド４に対し、左右の車輪５の中心を結ぶフロントアクスル基準線６より前方（図中の上方向）に揺動中心７，８をとって後方（図中の下方向）に向けられたピットマンアーム９とアイドラアーム１０を夫々枢着し、運転者によるハンドル（ステアリングホイール）の回転をステアリングシャフトなどを介し図示しないステアリングギヤボックスに伝達して前記ピットマンアーム９の揺動に変換し、該ピットマンアーム９の揺動によりリレーロッド４を車幅方向に動かすようにしてある。

尚、この種のステアリングリンケージ構造に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
特開昭６２−１５５１７４号公報

しかしながら、前述した如き従来構造では、図８に右側車輪の場合で例示しているように、外切り時（旋回に対し外輪となる場合の操舵時：図８中の鎖線の図示参照）よりも切れ角（図８中のＡは内切り時の切れ角、Ｂは外切り時の切れ角を示す）が大きくなる内切り時（旋回に対し内輪となる場合の操舵時：図８中の二点鎖線の図示参照）において、ナックルアーム１とタイロッド３との枢着点を成すボールジョイント１１がフロントアクスル基準線６に近づくのが早いため、左右の車輪５の操舵角（内切り時の切れ角Ａ＋外切り時の切れ角Ｂ）を今以上に拡大することが難しく、車両の小回り性能の向上を阻む一要因を成していた。

即ち、ナックルアーム１とタイロッド３とのボールジョイント１１がフロントアクスル基準線６に近づいてしまうと、タイロッド３をそれ以上内側に引いてもナックルアーム１を傾動できない状態になってしまうので、内切り時にボールジョイント１１がフロントアクスル基準線６に近づくのが早ければ早いほど切れ角Ａが大きくとれないことになり、これにより左右の車輪５の操舵角が制約を受けてしまっていた。

また、特に大型車両における据え切り（車輪５を転動させない状態でのハンドル操作）時にあっては、最大切れ角時（最大内切り時）でのモーメントアーム長ｒ（ナックルアーム１の回転軸とタイロッド３側からの力の作用線とを結んだ垂線の長さ）が非常に短くなるため、切れ角の増加に伴うリンクレシオの落ち込みが大きく、切れ角が大きくなるにつれて操舵力がナックルアーム１に伝達され難くなり、パワー不足により左右の車輪５の操舵角が制限される虞れもあった。

尚、図８中における１２，１３はボールジョイント、１４はステアリングナックル、１５はナックルスピンドルを夫々示している。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、走行時及び据え切り時の何れにおいても左右の車輪の操舵角を従来より拡大し、これにより車両の小回り性能を向上することを目的としている。

本発明は、左右のナックルアームを前方に向け且つその先端部がキングピンより内側に偏向するように張り出し、これら各ナックルアームの先端部に外側端部を枢着して車幅方向に延在する左右のタイロッドを内側に向かうに従い後方に向かうように傾斜させて配置し、該各タイロッドの内側端部に対し該内側端部より前方に揺動中心をとって車幅方向に揺動するステアリングアームの先端部を枢着したことを特徴とするステアリングリンケージ構造、に係るものである。

而して、このようにすれば、従来の後方に張り出したナックルアームが、もともとキングピンより内側に偏向するように配置された状態から内切り時に更に内側に傾動する結果、ナックルアームとタイロッドとの枢着点が直ぐにフロントアクスル基準線に近づいてしまっていたのに対し、本発明の前方に張り出したナックルアームの場合は、キングピンより内側に偏向するように配置された状態から内切り時に外側に傾動し、ナックルアームとタイロッドとの枢着点がフロントアクスル基準線に対し一旦離れてから近づくことになるため、内切り時にナックルアームとタイロッドとの枢着点が直ぐにフロントアクスル基準線に近づかなくなり、内切り時の切れ角が従来より大きくとれて左右の車輪の操舵角が拡大されることになる。

また、最大切れ角時でのモーメントアーム長が従来より大きくとれて、切れ角の増加に伴うリンクレシオの落ち込みが少なくなるので、操舵力が効率良くナックルアームに伝達され、同じ切れ角でも従来より大きな操舵力がナックルアームに伝達されてパワー不足による操舵不能が起こり難くなり、据え切り時における左右の車輪の操舵角も拡大されることになる。

上記した本発明のステアリングリンケージ構造によれば、内切り時にナックルアームとタイロッドとの枢着点が直ぐにフロントアクスル基準線に近づかないようにして内切り時の切れ角を従来より大きくとることができ、しかも、操舵力が効率良くナックルアームに伝達されるようにして据え切り時にパワー不足による操舵不能が起こり難くすることができるので、走行時及び据え切り時の何れにおいても左右の車輪の操舵角を大幅に拡大することができ、これにより車両の小回り性能を大幅に向上することができるという優れた効果を奏し得る。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図５〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１は本形態例のステアリングリンケージ構造における直進時の状態、図２は右折時の状態、図３は左折時の状態を夫々示しており、ここに図示している例では、左右のナックルアーム１６が従来とは逆に前方（図中の上方向）に向けられ且つその先端部がキングピン２より内側に偏向するように張り出されており、これら各ナックルアーム１６の先端部には、左右のタイロッド１７の外側端部がボールジョイント１８を介して枢着され、これら左右のタイロッド１７が内側に向かうに従い後方（図中の下方向）に向かうように傾斜配置されており、該各タイロッド１７の内側端部に対しフロントアクスル基準線６より前方に揺動中心１９をとって車幅方向に揺動するピットマンアーム２０（ステアリングアーム）の先端部がボールジョイント２１，２２を介して枢着されている。

ここで、前記ピットマンアーム２０の揺動は、先に図５〜図８で説明した従来例の場合と同様に、運転者によるハンドル（ステアリングホイール）の回転がステアリングシャフトなどを介し図示しないステアリングギヤボックスで変換されて実行されるようになっており、図１〜図３では説明の便宜上から二股状のＶリンクであるかの如き図示としてあるが、実質的には揺動中心１９を持つ一本のピットマンアーム２０の先端部に対し二つのボールジョイント２１，２２を介して左右のタイロッド１７の内側端部が枢着されるようになっている。

尚、ここに図示している例では、各タイロッド１７及び各ナックルアーム１６を介して左右の車輪５を操舵するステアリングアームがピットマンアーム２０そのものである場合を例示しているが、この種のピットマンアームからの操舵力を伝達されて揺動する中継アームがステアリングアームを成すようになっていても良い。

また、本形態例の前方にナックルアーム１６を張り出したステアリングナックル１４には、後方にナックルアーム１を張り出した従来のステアリングナックル１４（図８参照）の左右を付け替えて流用することも可能であり、そのようにした場合には、従来品をそのまま流用できて実施コストの大幅な低減化を図ることが可能となる。

而して、このようにステアリングリンケージ構造を構成すれば、先に図８で示した通り、従来の後方に張り出したナックルアーム１が、もともとキングピン２より内側に偏向するように配置された状態から内切り時に更に内側に傾動する結果（図８中の二点鎖線の図示参照）、ナックルアーム１６とタイロッド１７との枢着点を成すボールジョイント１１が直ぐにフロントアクスル基準線６に近づいてしまっていたのに対し、図４に示す如く、本形態例の前方に張り出したナックルアーム１６の場合は、キングピン２より内側に偏向するように配置された状態から内切り時に外側に傾動し、ナックルアーム１６とタイロッド１７との枢着点を成すボールジョイント１８がフロントアクスル基準線６に対し一旦離れてから近づくことになるため、内切り時にボールジョイント１８が直ぐにフロントアクスル基準線６に近づかなくなり、内切り時の切れ角Ｃが従来の切れ角Ａ（図８参照）より大きくとれ、これに伴い外切り時の切れ角Ｄも従来の切れ角Ｂ（図８参照）より大きくとれて左右の車輪５の操舵角（内切り時の切れ角Ｃ＋外切り時の切れ角Ｄ）が拡大されることになる。

また、最大切れ角時（最大内切り時）でのモーメントアーム長ｒが従来より大きくとれて、切れ角の増加に伴うリンクレシオの落ち込みが少なくなるので、操舵力が効率良くナックルアーム１６に伝達され、同じ切れ角でも従来より大きな操舵力がナックルアーム１６に伝達されてパワー不足による操舵不能が起こり難くなり、据え切り時における左右の車輪５の操舵角も拡大されることになる。

従って、上記形態例によれば、内切り時にナックルアーム１６とタイロッド１７との枢着点を成すボールジョイント１８が直ぐにフロントアクスル基準線６に近づかないようにして内切り時の切れ角Ｃを従来より大きくとることができ、しかも、操舵力が効率良くナックルアーム１６に伝達されるようにして据え切り時にパワー不足による操舵不能が起こり難くすることができるので、走行時及び据え切り時の何れにおいても左右の車輪５の操舵角を大幅に拡大することができ、これにより車両の小回り性能を大幅に向上することができる。

尚、本発明のステアリングリンケージ構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、車軸式のフロントサスペンションを採用した車両に適用することも可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の直進時の状態を概略的に示す平面図である。図１の形態例の右折時の状態を概略的に示す平面図である。図１の形態例の左折時の状態を概略的に示す平面図である。図１の形態例の操舵角に関する説明図である。従来例の直進時の状態を概略的に示す平面図である。図５の従来例の右折時の状態を概略的に示す平面図である。図５の従来例の左折時の状態を概略的に示す平面図である。図５の従来例の操舵角に関する説明図である。

符号の説明

２キングピン
５車輪
６フロントアクスル基準線
１６ナックルアーム
１７タイロッド
１８ボールジョイント
１９揺動中心
２０ピットマンアーム（ステアリングアーム）
２１ボールジョイント
２２ボールジョイント

Claims

左右のナックルアームを前方に向け且つその先端部がキングピンより内側に偏向するように張り出し、これら各ナックルアームの先端部に外側端部を枢着して車幅方向に延在する左右のタイロッドを内側に向かうに従い後方に向かうように傾斜させて配置し、該各タイロッドの内側端部に対し該内側端部より前方に揺動中心をとって車幅方向に揺動するステアリングアームの先端部を枢着したことを特徴とするステアリングリンケージ構造。