JP2008030598A - 車両用トー角調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで構造の簡単な車両用トー角調整機構を提供する。
【解決手段】トー角調整の対象となる左右一対の車輪１、１（２、２）間において、車幅方向に延びる第１軸部１１が車体に対して回転可能かつ車幅方向に変位しないように配設される。第１軸部１１の車幅方向各端部が、それぞれ、結合部１４および第２軸部１２を介して、左右の車輪１、１（２、２）と連結される。左右一対の結合部１４は、第１軸部１１の回転に応じて、左右一対の第２軸部１２が第１軸部１１に対して互いに左右反対方向に移動されるように設定されている。モータ１５によって第１軸部１１を回転駆動することにより、第２軸部１２が車幅方向に変位されて、トー角調整が行われる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用トー角調整機構に関するものである。

特許文献１に示すように、車両において、左右一対の車輪のトー角を走行状態や路面状態に応じて最適なものとするために、左右一対の車輪のトー角を同期させて調整することが提案されている。上記特許文献１のトー角調整機構にあっては、左右一対の車輪に連結された左右一対のラックと、左右一対のラックの相対的な移動方向を切替える切替手段と、ラックに噛合されるピニオンとを有して、左右一対の車輪のトー角を走行中に変更できるようにしたものとなっている。
特開２０００−２９７７８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものでは、かなり大型でかつ構造が複雑となる。特に、トー角調整の対象となる左右一対の車輪間において、車幅方向に延びる軸線と交差する方向に大型化してしまうことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、コンパクトでかつ構造の簡単な車両用トー角調整機構を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
トー角調整の対象となる左右一対の車輪間に配設され、車幅方向に延びる第１軸部と、
前記第１軸部を回転駆動するための回転駆動部と、
前記第１軸部の車幅方向各端部に結合部を介して連結され、それぞれ車幅方向に延びて該第１軸部と左右の車輪とを連結する左右一対の第２軸部と、
を備え、
前記結合部が、前記第１軸部の回転に応じて、前記第２軸部が該第１軸部に対して左右反対方向に移動されるように設定されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、回転駆動部によって第１軸部を所定方向に回転させたときは、左右一対の第２軸部が例えば互いに車幅方向外側に向けて移動されて左右一対の車輪は同期して例えばトーアウト方向に調整され、逆に、第１軸部を上記所定方向と反対回転させたときは、左右一対の第２軸部が互いに車幅方向内側に向けて移動されて左右一対の車輪は同期してトーイン方向に調整される。第１軸部と左右一対の第２軸部および左右一対の結合部とは、それぞれほぼ同一軸線上に配置されるので、極めてコンパクトな配置構成となり、また構造も簡単となる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記結合部が、ボールねじとされている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、バックラッシを極力低減して、駆動効率向上や回転駆動部の小型化を図る上で好ましいものとなる。

前記合部が、台形ねじとされている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、車輪からの逆入力に対して第１軸部が不用意に回転されてしまうこと、つまり別途第１軸部の回転を規制するロック機構を設けることなく、所望のトー角を維持する上で好ましいものとなる。

前記第１軸部に、前記第２軸部から該第１軸部への回転伝達を阻止するロック機構が設けられている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、ロック機構によって、車輪からの逆入力によって第１軸部が不用意に回転されてしまう事態を確実に防止して、所望のトー角を確実に維持する上で好ましいものとなる。

前記ロック機構が、ワンウェイクラッチとされている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、ワンウェイクラッチを利用して、ロック機構を容易かつ安価に構成することができる。

前記回転駆動部と前記第１軸部との間に、減速機構が設けられている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、回転駆動部の小型化を図る上で好ましいものとなる。

前記減速機構が、前記第１軸部の軸線を回転中心とする遊星歯車機構またはハーモニックドライブとされている、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、減速機構を組み込みつつ、全体としてコンパクトにする上で好ましいものとなる。

前記回転駆動部が、前記第１軸部の軸線を回転中心とする電動モータとされている、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、回転駆動部を含めて全体的にコンパクトにする上で好ましいものとなり、またトー角調整の制御をきめ細かく行う上で好ましいものとなる。

本発明によれば、コンパクトでかつ構造の簡単な車両用トー角調整機構を提供することができる。

図１において、Ｖは車両であり、その左右一対の前輪が符合１で示され、左右一対の後輪が符合２で示される。車両後部には、燃料タンク３が配設され、この燃料タンク３は、少なくともその前部が左右の後輪２間に延設されて、左右後輪２間に大きなスペースが確保しにくいものとなっている。

左右後輪２間には、燃料タンク３の直前方位置において、トー角調整機構Ｔが配設されている。このトー角調整機構Ｔの概略が図２に示され、その詳細が図３に示されるが、以下図３を参照しつつトー角調整機構Ｔの詳細について説明する。トー角調整機構Ｔは、１本の第１軸部１１と、左右一対の第２軸部１２とを有する。第１軸部１１は、車幅方向略中央部において車体（車体に固定されたフレーム部材であってもよい）に固定されたケーシング１３に対して、係止リング２０を利用して回転自在かつ車幅方向に変位しないように保持されている。なお、第１軸部１１の車幅方向変位の規制は、係止リング２０を用いる他、例えば第１軸部１１に大径部と小径部との境界部位となる段差部を形成して、この段差部によって係止リング２０の機能を得るようにしてもよい。

第１軸部１１の車幅方向各端部は、それぞれケーシング１３から外部へ延在されて、第１軸部１１の車幅方向一端部には、結合部としてのボールねじ１４を介して、一方の第２軸部１２の周方向は内端部が連結されている。同様に、第１軸部１１の車幅方向他端部には、結合部としてのボールねじ１４を介して、他方の第２軸部１２の車幅方向内端部が連結されている。ボールねじ１４は、ボール１４ａが循環される循環式とされている。

一方の第２軸部１２の車幅方向外端部は、ボールジョイントＢＪを介して、一方の後輪２に連結されている。同様に、他方の第２軸部１２の車幅方向外端部は、ボールジョイントＢＪを介して、他方の後輪２に連結されている。第２軸部１２と後輪２との連結部位は、例えば後輪支持部材に直接ボールジョイントＢＪを連結することによって行うようにしてもよく（特に後輪のトー角調整量が比較的小さい場合に好適）、あるいは、後輪２を前輪１と同様にナックルアームを介して支持させるようにして、ボールジョイントＢＪをナックルアームに連結するようにしてもよい（特に後輪２のトー角調整量が比較的大きい場合に好適）。

左右一対の第２軸部１２はそれぞれ回転しないものであり、したがって、結合部としてのボールねじ１４の存在によって、第１軸部１１を回転させると、第１軸部１１と第２軸部１２との結合長さが変更される。そして、左右一対のボールねじ１４は、そのねじの向きが互いに逆の関係となっていて、左右一対の第２軸部１２は、後述するように第１軸部１１に対して互いに車幅方向反対側に移動されるものとなっている。実施形態では、ボールジョイントＢＪが後輪２の回転中心よりも前方に位置されて、左右一対の第２軸部１２が１軸部１１に対して車幅方向外側に向けて移動したときに、左右の後輪２がトーアウト方向に変位され、逆に、左右一対の第２軸部１２が第１軸部１１に対して車幅方向内側に向けて移動したときに、左右の後輪２がトーイン方向に変位される（ボールジョイントＢＪが後輪２の回転中心よりも後方に位置させることにより、第２軸部１２の車幅方向の移動方向と後輪２のトー角変更方向とは上記とは逆の関係となる設定とすることもできる）。

前記ケーシング１３内には、回転駆動部としての電動式のモータ１５と、減速機構としての遊星歯車機構１６と、ロック機構としてのワンウェイクラッチ１７とが配設されている。上記遊星歯車機構１６は、第１軸部１１の外周に配置されて該第１軸部１１を中心に回転されるサンギア１６ａと、ケーシング１３に形成されたリングギア１６ｂと、両ギア１６ａと１６ｂとに噛合されたピニオンギア１６ｃと、ピニオンギア１６ｃを回転自在に保持するキャリア１６ｄとを有する。上記サンギア１６ａの内周縁部は、車幅方向に長く延びる筒部１６ｅとされて、この筒部１６ｅが第１軸部１１の外周に相対回転可能に嵌合されている。また、上記キャリア１６ｄは、第１軸部１１に一体化されている。

上記モータ１５は、第１軸部１１の軸線を中心として回転されるもので、遊星歯車機構１６の筒部１６ｅに固定されたロータ１５ａと、ケーシング１３に固定されたステータ１５ｂとを有する。これにより、モータ１５に通電されると、ロータ１５ａが回転され、このロータ１５ａの回転運動が、筒部１６ｅつまりサンギア１６ａから、ピニオンギア１６ｂの公転運動となって（減速されて）、キャリア１６ｃに伝達され、このキャリア１６ｃから第１軸部１１へと回転伝達されることになる。

前記ワンウェイクラッチ１７は、遊星歯車機構１６を挟んでモータ１５とは車幅方向反対側に位置されて、ケーシング１３と第１軸部１１との間に構成されている。このワンウェイクラッチ１７は、第１軸部１１側から第２軸部１２への回転を許容するが、第２軸部１２側から第１軸部１１への回転を規制（ロック）するものとなっている。すなわち、モータ側からの指令により第１軸部１１が回転しボールねじ１４を介して第２軸部１２を伸縮させる際にはロッキング機構としてのワンウェイクラッチ１７はなんら動きを規制しないが、反対に第２軸部１２に外力が加わり押された際には、その動きがボールねじ１４を介して第１軸部１１が回転するのをワンウェイクラッチ１７で阻止する（すなわち、第２軸部１２が変位しない）機能を有する。なお、トー角調整機構Ｔは、全体的に車幅方向に細長いものとなって、燃料タンク３の直前方に形成される比較的狭いスペースを有効に利用して配設されている。

以上のような構成において、モータ１５は、例えば車速をパラメータとして制御される。具体的には、例えば中車速時では所定のニュートラル位置とされていて、低車速時には、モータ１５によって第１軸部１１が所定方向に回転駆動されて、左右一対の第２軸部１２が互いに車幅方向外側に移動され、これにより後輪２が上記ニュートラル位置からトーアウト方向に変位されて、車両の回頭性が向上された状態となる。また、高車速時には、モータ１５によって第１軸部１１が上記所定方向とは反対方向に回転駆動されて、第２軸部１２が車幅方向内側に移動され、これにより後輪２が上記ニュートラル位置からトーイン方向に向けて変位されて、車両の安定性が向上された状態となる。なお、モータ１５をどのように制御するか、つまり車両の走行状態あるいは路面状態等に応じて後輪２のトー角をどのように調整、制御するかは適宜設定できるものである。

図４は、本発明の第２実施形態を示すものであり、図２に対応した図となっている。図４の例では、結合部として、ボールねじ１４に代えて、台形ねじ１４Ａを用いたものである。台形ねじ１４Ａを用いることにより、後輪２側（第２軸部１２側）から第１軸部１１側への回転伝達をロックすることが可能となり、このため図４の例では、図２，図３に示すロック機構としてのワンウェイクラッチ１７を廃止してある。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。減速機構としては適宜の機構を選択できるものであり、特にさらなるコンパクト化のために、ハーモニックドライブ（登録商標）を用いることもできる。また、減速機構を別途設けないようにすることもできる。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明における車両用トー角調整機構を車両に組み込んだ場合の一例を示す全体簡略図。 本発明における車両用トー角調整機構の一例を示す概略断面図。 本発明における車両用トー角調整機構の一例を示す詳細断面図。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図２に対応した簡略断面図。

符号の説明

Ｖ：車両
Ｔ：トー角調整機構
ＢＪ：ボールジョイント（第２軸部と後輪との連結部）
１１：第１軸部
１２：第２軸部
１３：ケーシング
１４：ボールねじ（結合部）
１４Ａ：台形ねじ（結合部）
１５：モータ
１６：遊星歯車機構（減速機構）
１７：ワンウェイクラッチ（ロック機構）

Claims (8)

1. トー角調整の対象となる左右一対の車輪間に配設され、車幅方向に延びる第１軸部と、
   前記第１軸部を回転駆動するための回転駆動部と、
   前記第１軸部の車幅方向各端部に結合部を介して連結され、それぞれ車幅方向に延びて該第１軸部と左右の車輪とを連結する左右一対の第２軸部と、
   を備え、
   前記結合部が、前記第１軸部の回転に応じて、前記第２軸部が該第１軸部に対して左右反対方向に移動されるように設定されている、
   ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
2. 請求項１において、
   前記結合部が、ボールねじとされている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
3. 請求項１において、
   前記結合部が、台形ねじとされている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
4. 請求項１において、
   前記第１軸部に、前記第２軸部から該第１軸部への回転伝達を阻止するロック機構が設けられている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
5. 請求項４において、
   前記ロック機構が、ワンウェイクラッチとされている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
6. 請求項１において、
   前記回転駆動部と前記第１軸部との間に、減速機構が設けられている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
7. 請求項６において、
   前記減速機構が、前記第１軸部の軸線を回転中心とする遊星歯車機構またはハーモニックドライブとされている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
8. 請求項１において、
   前記回転駆動部が、前記第１軸部の軸線を回転中心とする電動モータとされている、ことを特徴とする車両用トー角調整機構。
   

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