JP2010058681A - Suspension with steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に用いられ、運転者の操舵操作に応じて前後輪を転舵可能なステアリング装置付きサスペンションに関する。 The present invention relates to a suspension with a steering device that is used in a vehicle such as an automobile and can steer front and rear wheels in accordance with a driver's steering operation.
運転者の操舵操作に応じて前後輪を転舵可能にした従来のステアリング装置としては、タイロッドの長さ、左右のタイロッド間の距離、または各車輪とナックルアームとのなす角度のいずれかをアクチュエータで変化させることで、通常走行、斜め平行移動、小回りの転舵モードを運転者が選択設定できるように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来のステアリング装置にあっては、上記通常走行、斜め平行移動、小回りといった車両走行モードを設定するのに、前後左右のタイロッドごとにアクチュエータを設けて合計4個のアクチュエータを同時に制御するので、制御が複雑になっていた。また、タイロッドといったリンク機構を用いているため、車輪の転舵角に制限があり、車輪を90°転舵させる完全横移動、車輪の大きな切れ角を得る転舵操作、左右輪逆位相によるその場回転といった転舵モードは不可能であった。 However, in the conventional steering device, in order to set the vehicle traveling mode such as the normal traveling, the oblique parallel movement, and the small turn, an actuator is provided for each of the front, rear, left and right tie rods to control a total of four actuators simultaneously. So the control was complicated. Also, since a link mechanism such as a tie rod is used, there is a limit to the turning angle of the wheel, complete lateral movement to turn the wheel 90 °, turning operation to obtain a large turning angle of the wheel, A steering mode such as field rotation was not possible.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、アクチュエータの制御をより簡単にしながら、車輪の転舵角を大きくすることができるようにしたステアリング装置付きサスペンションを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a suspension with a steering device that can increase the turning angle of a wheel while simplifying control of an actuator. It is to provide.
この目的のため本発明によるステアリング装置付きサスペンションは、ステアリング装置にはステアリング・シャフトの回転をナックルに伝える変向歯車組とステアリング・シャフトの回転方向を変える正逆転切替手段を用い、かつステアリング装置とサスペンションとを連結してステアリング装置の一部をサスペンションのリンクとして機能させることを特徴とする。 For this purpose, the suspension with a steering device according to the present invention uses a turning gear set for transmitting the rotation of the steering shaft to the knuckle and a forward / reverse switching means for changing the rotation direction of the steering shaft. The suspension is connected to allow a part of the steering device to function as a suspension link.
本発明にあっては、転舵手段によるステアリング・シャフトの回転をナックルに伝える変向歯車組とステアリング・シャフトの回転方向を変える正逆転切替手段とをステアリング装置に用いるようにしたので、車輪の転舵角を大きくすることができる。さらに、ステアリング・シャフトを、車体及びナックルに対し揺動可能な状態でリンク部材に支持してサスペンションのリンクとして機能させたので、サスペンションのリンク数を減らすことができ、低コスト化や重量減が可能となる。 In the present invention, the steering gear is used with the turning gear set for transmitting the rotation of the steering shaft by the steering means to the knuckle and the forward / reverse switching means for changing the rotation direction of the steering shaft. The turning angle can be increased. In addition, since the steering shaft is supported by the link member in a state where it can swing with respect to the vehicle body and the knuckle, it functions as a suspension link, so the number of suspension links can be reduced, resulting in lower costs and weight. It becomes possible.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
なお、以下の説明では、部品の参照番号に、前輪側のものには"f"を、後輪側のものには"r"を、車両左側のものには"L"を、また車両右側のものには"R"をそれぞれ添え字として付けて説明する(図面も同様)。また、図中符号を付けない矢印は、回転方向を表す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
In the following description, the reference numerals of the parts are “f” for the front wheel side, “r” for the rear wheel side, “L” for the left side of the vehicle, and right side of the vehicle. In the description, "R" is attached as a subscript to each item (the same applies to the drawings). Moreover, the arrow which does not attach | subject the code | symbol in a figure represents a rotation direction.
図1に、本発明の第1実施例としてのステアリング装置付きサスペンションを備えた車両の全体概略を示す。なお、本実施例では、車両は電気自動車である。 FIG. 1 shows an overall outline of a vehicle provided with a suspension with a steering device as a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the vehicle is an electric vehicle.
車両は、前後左右の4本の車輪10fL、10fR、10rL、10rRを有する。これらの車輪10fL、10fR、10rL、10rRは、図2乃至図5に模式的に示すサスペンションにてそれぞれ回転自在に支持する。また、これら車輪にあっては、左右の前輪10fL、10fRを前輪ステアリング装置SFにて、また左右の後輪10rL、10rRを後輪ステアリング装置SRにてそれぞれ転舵可能に構成してある。なお、車両は、前輪ステアリング装置SF及び後輪ステアリング装置SRを制御するため、後述する電子制御システムを備えている。 The vehicle has four front and rear wheels 10fL, 10fR, 10rL, and 10rR. These wheels 10fL, 10fR, 10rL, 10rR are rotatably supported by suspensions schematically shown in FIGS. In addition, these wheels are configured such that the left and right front wheels 10fL and 10fR can be steered by the front wheel steering device SF, and the left and right rear wheels 10rL and 10rR can be steered by the rear wheel steering device SR. The vehicle includes an electronic control system, which will be described later, for controlling the front wheel steering device SF and the rear wheel steering device SR.
本実施例では、前輪側サスペンションに前輪ステアリング装置SFの一部を組み付けて、これに前輪側サスペンションのリンク機能を持たせる。同様に、後輪側サスペンションに後輪ステアリング装置SRの一部を組み付けて、これに後輪側サスペンションのリンク機能を持たせる。 In this embodiment, a part of the front wheel steering device SF is assembled to the front wheel side suspension, and this is provided with a link function of the front wheel side suspension. Similarly, a part of the rear wheel steering device SR is assembled to the rear wheel side suspension, and this is provided with a link function of the rear wheel side suspension.
まず、前輪側のステアリング装置SFを、図1、図2、図4及び図5に基づき説明する。
図1及び図2に示すように、車室内に設けられて運転者が操作するステアリング・ホイール(操舵輪)1には、この操舵操作に応じて回転するアッパ・ステアリング・シャフト、コラム・チューブ、ロア・ステアリング・シャフト等からなる操舵輪側ステアリング・シャフト24を連結する。操舵輪側ステアリング・シャフト24の途中部分には、操舵力アシストモータ15fが設けられて、ここで発生させたアシスト力を操舵輪側ステアリング・シャフト24に付与することが可能である。また、操舵輪側ステアリング・シャフト24には、ステアリング・ホイール1の操舵角、操舵速度を検出するための操舵角センサ2fを設けてある。
First, the front wheel side steering device SF will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 5.
As shown in FIGS. 1 and 2, a steering wheel (steering wheel) 1 provided in a passenger compartment and operated by a driver has an upper steering shaft, a column tube, and the like that rotate in response to the steering operation. A steering wheel
車室外に突き出たロア・ステアリング・シャフトの下端部には操舵輪側歯車3aを設け、この操舵輪側歯車3aを、車両幅方向に伸びる回転軸心を有する右側の中間回転シャフト4fRの途中部分に設けた車輪側歯車3bに噛み合わせる。この操舵輪側歯車3aと車輪側歯車3bとからなるステアリング歯車組3により、ステアリング・ホイール1の回転は、右側の中間回転シャフト4fRの回転へと、その回転方向を変え、かつ減速することが可能となる。なお、右側の中間回転シャフト4fRと同心上で、かつ右側の中間回転シャフト4fRの車両左側には、左側の中間回転シャフト4fLを配置する。
A steering
上記で説明したステアリング・ホイール1、操舵輪側ステアリング・シャフト24、操舵力アシストモータ15f、ステアリング歯車組3、及び左右の中間回転シャフト4fL、4fRは、本発明の転舵手段に相当する。
The
左右の中間回転シャフト4fL、4fRの間に、これらを連結する正逆転切替機構5fを介在させる。正逆転切替機構5fは、右側の中間回転シャフト4fRの軸心回りの回転を、これと同方向の回転、またこれとは逆方向の回転のいずれかに選択的に切り替え可能な機構であり、その詳細は後述する。なお、正逆転切替機構5fは本発明の正逆転切替手段に相当する。
A forward /
図2に示すように、左右の中間回転シャフト4fL、4fRは、その途中部分をそれぞれ軸受BfL、BfRで軸心回りへ回転自在にしてハウジング31にそれぞれ支持する。ハウジング31は、車体30に取り付け、軸受BfL、BfRの他にも、正逆転切替機構5fやステアリング歯車組3をその内部に保持する。なお、図2では、ハウジング31は正逆転切替機構5fの部分を除いて切り欠いて断面として描いてあり、その内部のステアリング歯車組3、左右の中間回転シャフト4fL、4fR、軸受BfL、BfRが見えるようにしてある。
As shown in FIG. 2, the intermediate rotation shafts 4fL and 4fR on the left and right sides are supported by the
また、左右の中間回転シャフト4fL、4fRの車両外側先端部には、それぞれ車両幅方向外側に伸びる左側ステアリング・シャフト6fL、右側ステアリング・シャフト6fRの車両内側端部を、第1ジョイント17L、17Rを介して上下方向に揺動可能に連結する。第1ジョイント17L、17Rには、これらが連結するシャフト間の回転方向変位のみ拘束して同じ回転方向、同じ回転変位とするジョイントを用いる。なお、左側ステアリング・シャフト6fLと右側ステアリング・シャフト6fRとは、本発明のステアリング・シャフトに相当する。 In addition, the left and right steering shafts 6fL and 6fR that extend outward in the vehicle width direction are respectively connected to the vehicle inner ends of the left and right intermediate rotation shafts 4fL and 4fR. And is pivotably connected in the vertical direction. As the first joints 17L and 17R, joints that restrict only the rotational displacement between the shafts to which they are connected and have the same rotational direction and the same rotational displacement are used. The left steering shaft 6fL and the right steering shaft 6fR correspond to the steering shaft of the present invention.
左側ステアリング・シャフト6fLと右側ステアリング・シャフト6fRとは、図2、図4及び図5に示すように、これらの途中部分を、車体30に上下方向へ揺動可能に取り付けられたサスペンションのリンク部材13fL、13fRの上面に、ブラケットに保持された軸受16L、16Rにてそれぞれ軸心回りへ回転自在に連結支持する。これらの軸受16L、16Rは、軸心回りの回転変位は許容するが、軸方向や半径方向等の変位は拘束する。したがって、左側ステアリング・シャフト6fLと右側ステアリング・シャフト6fRとは、第1ジョイント17L、17Rを揺動中心として、上下方向へリンク部材13fL、13fRと一体的に揺動可能となる。
As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the left steering shaft 6fL and the right steering shaft 6fR are suspension link members attached to the
左側ステアリング・シャフト6fLと右側ステアリング・シャフト6fRとの車両外側端部には駆動側歯車71をそれぞれ設けて、この駆動側歯車71をナックル9FL、9fL側に設けた被駆動歯車72に噛み合わせる。駆動側歯車71と被駆動歯車72とは、互いに交差する2軸間の運動を伝達する歯車である交差軸歯車7fL、7fRを構成する。交差軸歯車7fR、7fRとしては、具体的にはすぐばかさ歯車、まがりばさかさ歯車、ゼロールかさ歯車等を用いる。これにより、左側ステアリング・シャフト6fLと右側ステアリング・シャフト6fRの回転方向を変えて、ナックル9fL、9fLの転舵角をステアリング・ホイール1の操舵角に応じて駆動することが可能となる。なお、交差軸歯車7fL、7fRは、本発明の変向歯車組に相当する。
Drive-
ここで、上記正逆転切替機構5fの構成を図6に基づきする。
正逆転切替機構5fとしては、ダブル・ピニオン式遊星歯車を用いる。すなわち、図6(a)に示すように、正逆転切替機構5fは、サン・ギヤ51、リング・ギヤ53、サン・ギヤ51に噛み合う第1ピニオンと第1ピニオン及びリング・ギヤ53に噛み合う第2ピニオンとをそれぞれ回転可能に支持するキャリヤ52を有する。サン・ギヤ51には右側の中間回転シャフト4fRの車両内側端部を連結し、またキャリヤ52に左側の中間回転シャフト4fLの車両内側端部を連結する。なお、これらの連結関係は逆にしてもよい。サン・ギヤ51とリング・ギヤ53の歯数比は、0.5に設定する。これにより、右側の中間回転シャフト4fLと左側の中間回転シャフト4fRとは、同じ回転方向であれ、逆回転方向であれ、同じ回転角度の大きさ、同じ回転速さで回転させることが可能となる。
Here, the configuration of the forward /
As the forward /
リング・ギヤ53の外周には、電磁式ツー・ウェイ・クラッチからなるロック機構54を配置し、リング・ギヤ54をハウジング57に対し固定したり、あるいは回転自在に切り離したりして、これら間で切り替え可能とする。また、サン・ギヤ51とキャリヤ52とは、同様に電磁式ツー・ウェイ・クラッチからなる一体回転クラッチ55により、一体結合したり、あるいは切り離したりして、これら間で切り替え可能とする。これにより、右側の中間回転シャフト4fLと左側の中間回転シャフト4fRとは、同方向の回転と逆方向の回転が選択可能となる。
これらロック機構54及び一体回転クラッチ55は、下記に説明するように構成して、電磁石56への通電・非通電により切替制御する。
A
The
ロック機構54は、図6(b)に示すように、リング・ギヤ53の外周面側にロック機構54の円周形状の内輪転動面54aを形成し、またケース57に固定した外輪の転動面54bを正多角形に形成してカム面として機能させる。内輪転動面54aと外輪転動面54bとの間には、複数個のローラ54を内装するとともに、これらのローラ54はバネ54gと保持器54dとで周方向に等間隔に保持する。
As shown in FIG. 6 (b), the
電磁石56への非通電時には、ロック機構54の保持器54dは回転自在となる。この結果、保持器54dは回転するリング・ギヤ53に連れ回され、両転動面間の狭い所でローラ54cが移動不可となってロック機構54がロックする。これにより、リング・ギヤ53がロックされる。なお、このロックはいずれの回転方向でも生じる。
これに対し、電磁石56への通電時には、保持器54dに連結したアーマチュア54eが、ハウジング57に固定した外輪プレート54fに電磁力で引き付けられる結果、保持器54dはその周方向に移動可能な部分の中央位置に保持されて両転動面間に広い隙間を形成する。この状態では、ローラ54cが両転動面間の狭い所に食い込んでロックされることがないので、リング・ギヤ53はいずれの方向にも回転自在となる。
When the
On the other hand, when the
一体回転クラッチ55は、図6(c)に示すように、キャリヤ52に連結し円周形状の転動面を有する外輪55bと、右側の中間回転シャフト4fRに連結し、カム面としての正多角形の転動面を有する内輪55aと、これら転動面間に内装された複数個のローラ55cと、ローラ55cを周方向へ等間隔で保持する保持器55dと、ローラ55cを中立位置に付勢するバネ55gと、を有する。
As shown in FIG. 6 (c), the integral rotation clutch 55 is connected to the
電磁石56への非通電時には、ローラ55cがバネ55gにより中立位置、すなわち両転動面間の隙間が大きい位置に保持される結果、内輪55aは空転する。したがって、右側の中間回転シャフト4fRと左側の中間回転シャフト4fLとは、回転方向が互いに切り離されて逆方向への回転が可能となる。
これに対し、電磁石56への通電時には、アーマチュア55eがキャリヤ52に固定したロータ55fに電磁力で引き付けられるので、内輪55aが回転すると、ローラ55cが両転動面間の狭い位置まで移動して食い込みロックする。この結果、右側の中間回転シャフト4fRと左側の中間回転シャフト4fLとは、一体となって同じ回転方向、かつ同じ回転角で回転するようになる。
When the
On the other hand, when the
一方、後輪ステアリング装置SRは、前輪ステアリング装置SFのステアリング・ホイール1や操舵輪側ステアリング・シャフト24を設けず、また操舵力アシストモータ15fの代わりに転舵モータ15rを設けている。すなわち、後輪ステアリング装置SRでは、左右の中間回転シャフト4rL、4rRの間に正逆転機構5rを介在させ、これらの中間回転シャフト4rL、4rRを同方向回転と逆方向回転との間で切り替え可能としている。この正逆転機構5rは、図6に示した前輪側の正逆転機構5fと同様に構成する。
On the other hand, the rear wheel steering device SR does not include the
なお、後輪側の正逆転切替機構5rは本発明の正逆転切替手段に、後輪側の左右輪側ステアリング・シャフト6rL、6rRは本発明のステアリング・シャフトに、後輪左右の交差軸歯車7rL、7rRは本発明の変向歯車組に、サスペンション・サポート11rL、11rRは本発明のアッパ側のサスペンション部材に、ロア・リンク13rL、13rRは本発明のリンク部材にそれぞれ相当する。
Note that the forward /
転舵モータ15rは、右側の中間回転シャフト4rRを駆動可能である。なお、転舵モータ15rには、この回転角を検出するモータ角度センサ2rを設け、その回転角や回転速度等を計測可能としてある。
その他の構成は、前輪ステアリング装置SFと同様であるので、説明を省略する。
The steered
The other configuration is the same as that of the front wheel steering apparatus SF, and thus the description thereof is omitted.
車両には、前輪ステアリング装置SF、後輪ステアリング装置SRを制御するための電子制御システムを搭載してある。すなわち、ステアリング装置の電子制御システムは、操舵モード設定スイッチ20、コントロール・ユニット21、アクチュエータ・ドライバ22、操舵角センサ2f、モータ角度センサ2r、車速センサ2s等を備えている。
The vehicle is equipped with an electronic control system for controlling the front wheel steering device SF and the rear wheel steering device SR. That is, the electronic control system of the steering apparatus includes a steering
操舵モード設定スイッチ20は、運転者が操作可能なように車両の室内に設けて、マイクロコンピュータ等で構成されるコントロール・ユニット21に接続し操舵モード設定信号を入力する。これにより、「通常走行」、「小回り」、「その場回転」、「横移動」といった操舵モードのいずれかを、これらの操舵モードにそれぞれ対応する選択スイッチ20a〜20dを押すことで選択可能としてある。ここで、「通常走行」では前輪のみの転舵あるいは前輪の転舵を主とする転舵とし、「小回り」では前後輪を逆位相に切る転舵とし、「その場回転」では左右輪を逆位相に切る転舵とし、「横異動」では前輪後輪を同位相で90°転舵とする、操舵モードである。
The steering
コントロール・ユニット21には、操舵モード設定スイッチ20、操舵角や操舵速度を検出するための操舵角センサ2f、転舵モータ15rの回転角を検出するモータ角度センサ2r、車両の走行速度を検出する車速センサ2s等が接続され、操舵モード設定信号、操舵角信号、モータ角度信号、車速信号等が入力され、これらの信号に応じて左右輪の目標転舵方向、目標後輪転舵量を算出し、前輪ステアリング装置SFの操舵力アシストモータ15f及び後輪ステアリング装置SRの転舵モータ15rへ加えるアシスト・トルク量を決める目標アシスト信号決定する。たとえば、この算出・決定にあたっては、操舵角信号や操舵速度が大きくなるほどアシスト・トルク量を大きくし、また車速が大きくなるほどアシスト・トルク量を小さくする。これらのセンサからの検出信号に基づき算出した信号をアクチュエータ・ドライバ22へ出力し、操舵力アシストモータ15f及び転舵モータ15rに電力を供給する。
The
次に、本実施例のサスペンションにつき説明する。
なお、図4、図5は車両左側の前輪に用いるサスペンションのみを示しているが、車両右側の前輪に用いるサスペンションも、車両長手方向中心線に関して車両左側部品と線対称になるように構成する。また、車両左右側の後輪のサスペンションも図4、5の同様、及びその線対称となるようにそれぞれ構成する。このように前後左右のサスペンションは互いに実質的に同じ構成とするが、車重の配分等に応じてスプリングのバネ定数やショック・アブソーバの減衰力等の設定を異ならせても良いことは言うまでもない。
Next, the suspension of this embodiment will be described.
4 and 5 show only the suspension used for the front wheel on the left side of the vehicle, the suspension used for the front wheel on the right side of the vehicle is also configured to be symmetrical with the vehicle left part with respect to the vehicle longitudinal centerline. In addition, the suspensions of the rear wheels on the left and right sides of the vehicle are configured in the same manner as in FIGS. In this way, the front, rear, left and right suspensions have substantially the same configuration, but it goes without saying that the spring constant of the spring, the damping force of the shock absorber, etc. may be varied depending on the distribution of the vehicle weight. .
前輪側のサスペンションは、サスペンション・サポート11fL、11fRと、ロア・リンク13fL、13fRと、ナックル9fL、9fRと、連結ロッド19等をそれぞれ車両前側の左右に備えている。なお、サスペンション・サポート11fL、11fRは、本発明のアッパ側のサスペンション部材に相当する。
The suspension on the front wheel side includes suspension supports 11fL and 11fR, lower links 13fL and 13fR, knuckles 9fL and 9fR, a connecting
左右のサスペンション・サポート11fL、11fRは、それぞれコイルスプリングや、ショック・アブソーバを内蔵したストラット等から構成し、これらの軸心方向に沿って伸び縮み可能である。サスペンション・サポート11fL、11fRは、これらの上端部をそれぞれ車体30に支持して、やや車両外側の下方へ向けて伸ばし、その下部をナックル9fL、9fRにそれぞれ固定する。
The left and right suspension supports 11fL and 11fR are each composed of a coil spring, a strut with a built-in shock absorber, and the like, and can extend and contract along the axial direction. The suspension supports 11fL and 11fR support the upper ends of the suspension supports 11fL on the
左右のロア・リンク13fL、13fRは、この車体内側端部にシリンダ状部分131を設け、この内部に挿入したゴム製のブッシュ32を介して車体30側のブラケット31にボルト33にて取り付ける。シリンダ状部分131やボルト33は、これらの軸心(図5に示す揺動中心線S1)が車両前後方向へ伸びるように配置する。ロア・リンク13fL、13fRは、車体30側のシリンダ状部分131からそれぞれ車両幅方向外側へ伸ばし、車体30に対し上下方向へ揺動中心線S1回りに揺動可能とする。
The left and right lower links 13fL and 13fR are provided with a
より、詳細には、ロア・リンク13fL、13fRは、シリンダ状部分131から車両前方かつ下方へ向けて幅方向に伸ばしその途中部分からやや上方へ折り曲げて車幅方向に沿って伸ばした形状としてある。この折り曲げ形状により、シリンダ状部分131やボルト33の揺動中心軸となる揺動中心軸S1上に、左右のステアリング・シャフト6fL、6fRの第1ジョイント17が位置するようにしてある。これにより、ロア・リンク13fL、13fRとステアリング・シャフト6fL、6fRが一体的に揺動してもステアリング・シャフト6fL、6fRと軸受16L、16Rとがそれぞれ軸方向にずれようとするのを抑制でき、また交差軸歯車7fL、7fRの噛み合いの齟齬を抑制することが可能となる。本実施例では、第1ジョイントに等速ジョイントを用いる。なお、ロア・リンク13fL、13fRは、本発明のロア側のリンク部材に相当する。
More specifically, the lower links 13fL and 13fR have a shape that extends in the width direction from the cylinder-shaped
左右のナックル9fL、9fRは、これらの上端部分をサスペンション・サポート11fL、11fRのストラットの下部にボルトB1、B2でそれぞれ固定するとともに、その下端部分をロア・リンク13fL、13fRに連結ロッド19を介して連結する。ナックル9fL、9fRの途中部分には貫通穴を設けて図示しない軸受を配置し、駆動軸8fL、8fRを貫通穴に貫通させてそれぞれ回転自在に支持する。
The left and right knuckles 9fL and 9fR have their upper end portions fixed to the lower portions of the struts of the suspension supports 11fL and 11fR with bolts B1 and B2, respectively, and lower end portions thereof connected to the lower links 13fL and 13fR via the connecting
左右の駆動軸8fL、8fRは、これらの車両外側端部に左右の前輪10fL、10fRをそれぞれ取り付けるとともに、それらの車両内側端部に、ナックル9fL、9fR側に固定した駆動モータ14fL、14fRの出力軸をそれぞれ連結する。したがって、駆動モータ14fL、14fRはホイール・イン・モータとして機能する。 The left and right drive shafts 8fL and 8fR have left and right front wheels 10fL and 10fR attached to the outer ends of the vehicles, respectively, and the outputs of the drive motors 14fL and 14fR fixed to the knuckles 9fL and 9fR on the inner ends of the vehicles. Connect the shafts respectively. Accordingly, the drive motors 14fL and 14fR function as wheel-in motors.
連結ロッド19は、間に第2ジョイント18を介在させた第1ロッド19aと第2ロッド19bとからなる。第1ロッド19aはナックル9fL、9fRの下部にそれぞれ固定し、第2ロッド19bはロア・リンク13fL、13fRの上面側にそれぞれ固定する。
The connecting
第2ジョイント18は、第1ロッド19a及び第2ロッド19bの軸心の回転方向変位を拘束して、第1ロッド19aと第2ロッド19bとがこれらの軸心回りに同じ回転角で回転するようにする。また、第2ジョイント18は、第1ロッド19aと第2ロッド19bとを、機械的に連結して軸心方向の変位を規制しながらこれらの軸心同士が異なる角度を有して揺動できるようにすることで、サスペンション・サポート11fL、11fRに固定したナックル9fL、9fRとロア・リンク13fL、13fRとの相対変位を許容する。本実施例では、第2ジョイントには等速ジョイントを用いる。
The second joint 18 constrains the displacement in the rotational direction of the axial centers of the
第2ロッド9bの途中には交差軸歯車7fL、7fRの被駆動歯車72を固定する。なお、交差軸歯車7fL、7fRは、第2ロッド19bかつ/又はロア・リンク13fL、13fRに設けたケーシング25に内蔵させ、泥や水等がかかるのを防ぐようにしてある。第2ロッド9bの被駆動歯車72の近傍部分やステアリング・シャフト16fL、16fRの駆動歯車71の近傍部分をケーシング25に取り付けた軸受B1、B2で回転自在に支持してある。これにより、交差軸歯車7fL、7fRの噛み合いを良好に保つようにしている。
The driven
以上、前輪側のサスペンションを中心に説明したが、後輪側のサスペンションも、図1及び図3に示すように、前輪側のサスペンションと同様に構成する。 The above description has focused on the front-wheel-side suspension, but the rear-wheel-side suspension is configured in the same manner as the front-wheel-side suspension as shown in FIGS.
次に、上記のように構成したステアリング装置付きサスペンションの作用につき、説明する。
ステアリング・ホイール1かつ/又は操舵力アシストモータ15fから入力された操舵トルクは、操舵輪側ステアリング・シャフト24を回転させ、ステアリング歯車組3で減速、かつ車両幅方向に伸びる軸心回りの回転に変換されて、右側の中間回転シャフト4fRを回転させる。
Next, the operation of the suspension with a steering device configured as described above will be described.
The steering torque input from the
右側の中間回転シャフト4fRの回転は、その車両外側端部に第1ジョイント17fRを介して右側ステアリング・シャフト6fRに伝わる。また、これと同時に、右側の中間回転シャフト4fRの回転は、その車両内側端部が連結された正逆転切替機構5fに伝わる。正逆転切替機構5fでは、左側の中間回転シャフト4fLが、右側の中間回転シャフト4fRの回転と同じ回転角・回転速さで、かつ運転者が操舵モード設定スイッチ20で選択した操舵モードに応じて決まる右側の中間回転シャフト4fRの回転と同じ回転方向(正転)あるいは逆回転方向(逆転)で回転する。この左側の中間回転シャフト4fLは、第1ジョイント17fLを介して左側ステアリング・シャフト6fLを回転させる。
The rotation of the right intermediate rotation shaft 4fR is transmitted to the right steering shaft 6fR via the first joint 17fR at the vehicle outer end. At the same time, the rotation of the right intermediate rotation shaft 4fR is transmitted to the forward /
左右のステアリング・シャフト4fL、4fRの回転は、それぞれ交差軸歯車7fL、7fRでそれぞれ回転軸心の向きを変えられる。この結果、ステアリング・ホイール1の操作、操舵モード設定スイッチ20の設定に応じて、前輪10fL、10fRを支持するナックル9fL、9fRが、第2ジョイント18fL、18fRを介して、サスペンション・サポート11fL、11fR及びロア・リンク13fL、13fRに対し回動・転舵する。
Rotation of the left and right steering shafts 4fL and 4fR can change the direction of the rotation axis by the cross shaft gears 7fL and 7fR, respectively. As a result, according to the operation of the
一方、上記操舵操作は、操舵モード設定スイッチ20の設定によっては、後輪側のステアリング装置付きサスペンションに支持した後輪10rL、10rRをも以下のように転舵する。
ステアリング・ホイール1の操作、操舵モード設定スイッチ20の設定に応じて、転舵モータ15rに電力が供給されることで、右側の中間回転シャフト4rRを回転させる。右側の中間回転シャフト4rRは、その車両外側端部に連結した第1ジョイント17rRを介して右側のステアリング・シャフト6rRを回転させる。これと同時に、左側の中間回転シャフト4rLが、右側の中間回転シャフト4rRの回転と同じ回転角・回転速さで、かつ運転者が操舵モード設定スイッチ20で選択した操舵モードに応じて決まる右側の中間回転シャフト4rRの回転と同じ回転方向あるいは逆回転方向で回転する。この左側の中間回転シャフト4rLは、第1ジョイント17rLを介して左側ステアリング・シャフト6rLを回転させる。
On the other hand, depending on the setting of the steering
Power is supplied to the
左右のステアリング・シャフト4rL、4rRの回転は、それぞれ交差軸歯車7rL、7rRでそれぞれ回転軸心の向きを変えられる。この結果、ステアリング・ホイール1の操作、操舵モード設定スイッチ20の設定に応じて、後輪10rL、10rRを支持するナックル9rL、9rRが、第2ジョイント18rL、18rRを介して、サスペンション・サポート11rL、11rR及びロア・リンク13rL、13rRに対し回動・転舵する。
Rotation of the left and right steering shafts 4rL and 4rR can change the direction of the rotation axis by the cross shaft gears 7rL and 7rR, respectively. As a result, depending on the operation of the
以下、上記のように転舵される前後輪10fL、10fR、10rL、10rRの各転舵モードにおける転舵状態につき、それぞれ説明する。 Hereinafter, the steering states in the respective steering modes of the front and rear wheels 10fL, 10fR, 10rL, and 10rR that are steered as described above will be described.
まず、運転者が操舵モード設定スイッチ20の「その場回り」操舵モードスイッチ20cを選択した場合につき、説明する。
この場合、コントロール・ユニット21には操舵モード設定スイッチ20からその場回り設定信号が入力され、この信号に応じてコントロール・ユニット21は、そのコマンド信号をアクチュエータ・ドライバ22に送る。アクチュエータ・ドライバ22は、操舵力アシストモータ15f、転舵モータ15rにそれぞれ駆動電力を供給するとともに、前後輪側の正逆転切替機構5f、5rにもそれぞれが逆転信号を送りこれらを逆転モードへ切り替える。
First, the case where the driver selects the “turn around” steering
In this case, the turn setting signal is input to the
この結果、図7に示すように、前輪側の中間回転シャフト4fL、4fRは互いに逆方向へ回転し、また後輪側の中間回転シャフト4rL、4rRも互いに逆方向へ回転する。これらの回転により、前輪側の左右のステアリング・シャフト6fL、6fRも互いに逆方向へ回転し、後輪側の左右のステアリング・シャフト6rL、6rRも互いに逆方向へ回転する。これらの回転は交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rR、及び第2ジョイント18fL、18fR、18rL、18rRを介してナックル9fL、9fR、9rL、9rRにより支持された前後左右輪10fL,10fR、10rL、10rRを転舵する。 As a result, as shown in FIG. 7, the intermediate rotation shafts 4fL, 4fR on the front wheel side rotate in opposite directions, and the intermediate rotation shafts 4rL, 4rR on the rear wheel side also rotate in opposite directions. By these rotations, the left and right steering shafts 6fL and 6fR on the front wheel side also rotate in opposite directions, and the left and right steering shafts 6rL and 6rR on the rear wheel side also rotate in opposite directions. These rotations are the front and rear left and right wheels 10fL, 10fR, 10rL, supported by the knuckle 9fL, 9fR, 9rL, 9rR via the cross shaft gears 7fL, 7fR, 7rL, 7rR and the second joints 18fL, 18fR, 18rL, 18rR, Steer 10rR.
この場合の転舵量は、各ナックル9fL、9fR、9rL、9rRにより支持された駆動軸8fL、8fR、8rL、8rRの車両内側への一点鎖線で示す延長線が図7に示すように1点で交わる位置となる大きさにする。このとき、前後左右輪10fL,10fR、10rL、10rRは、同じ円周上に沿うように転舵される。いずれの方向に回転するかは、ステアリング・ホイール1の回転方向で決める。これらにより、車両はその場回りが可能となる。なお、車両の通常前進時における回転駆動方向を正転とすると、車両を右回りさせる場合には、左輪側の駆動モータ14fL、14rLで前後輪の左輪10fL、10rLを正転駆動し、右輪側の駆動モータ14fR、14rRで前後輪の右輪10fR、10rRを逆転駆動する。左回りの場合は、駆動モータ14fL、14rL、14fR、14fRで、前後左右輪10fL,10fR、10rL、10rRを右回りと逆の回転方向に駆動する。
In this case, the turning amount is one point as shown in FIG. 7 by an extension line indicated by an alternate long and short dash line inside the drive shafts 8fL, 8fR, 8rL, and 8rR supported by the respective knuckles 9fL, 9fR, 9rL, and 9rR. Make the size so that it intersects with. At this time, the front, rear, left and right wheels 10fL, 10fR, 10rL, 10rR are steered along the same circumference. The direction of rotation is determined by the direction of rotation of the
次に、運転者が操舵モード設定スイッチ20の「完全横移動」操舵モードスイッチ20dを選択した場合につき、説明する。
この場合も、「その場回り」操舵モードと同じく、コントロール・ユニット21は、完全移動設定信号を出力して前後輪側の正逆転切替機構5f、5rを逆転モードに切り替える。一方、「完全横移動」操舵モード設定時での転舵量は、図8に示すように、「その場回り」操舵モードのときよりも大きくして前後左右輪10fL,10fR、10rL、10rRがそれぞれ車両幅方向を沿うよう転舵にする。
Next, the case where the driver selects the “complete lateral movement”
Also in this case, the
いずれの方向に進むかは、ステアリング・ホイール1の回転方向で決める。なお、右方向へ車両移動するには、前左輪側の駆動モータ14fL及び後右輪側の駆動モータ14rRにより、前左輪の左輪10fL及び後右輪10rRを正転駆動し、前右輪側駆動モータ14fR及び後左輪側の駆動モータ14rLにより前右輪10fR及び後右輪10rLを逆転駆動する。左方向へ進む場合は、右方向進行時とは逆の回転方向に、前後左右輪10fL,10fR、10rL、10rRをそれぞれ駆動する。
Which direction to proceed is determined by the direction of rotation of the
次に、運転者が操舵モード設定スイッチ20の「小回り」操舵モードスイッチ20bを選択した場合につき、説明する。
この場合は、コントロール・ユニット21は、小回り設定信号を出力して後輪側の正逆転切替機構5rのみを逆転モードに切り替える。一方、「小回り」操舵モード設定時での転舵量は、図9に示すように、前後左右輪10fL,10fR、10rL、10rRの駆動軸8fL、8fR、8rL、8rRの車両内側へ延長した線がすべて車両の旋回中心Oに集まるようにする。したがって、内輪(図9の場合は右輪10fR、10rR)の切れ角αを外輪(図9の場合は左輪10fL、10rL)の切れ角βより大きく設定する。
Next, a case where the driver selects the “small turn”
In this case, the
小回り操舵モードにて図9のように右に旋回する場合、あるいはこれとは逆に左の旋回する場合も、前進時は駆動モータ14fL、14fR、14rL、14rRにより前後左右輪10fL、10fR、10rL、10rRのすべてを正転駆動する。また、後退時は駆動モータ14fL、14fR、14rL、14rRにより前後左右輪10fL、10fR、10rL、10rRのすべてを逆転駆動する。 When turning to the right as shown in FIG. 9 in the small turn steering mode or to the left as opposed to this, when driving forward, the front and rear left and right wheels 10fL, 10fR, 10rL are driven by the drive motors 14fL, 14fR, 14rL, 14rR. All of 10rR are driven forward. At the time of reverse, all the front and rear left and right wheels 10fL, 10fR, 10rL, 10rR are driven in reverse by the drive motors 14fL, 14fR, 14rL, 14rR.
次に、運転者が操舵モード設定スイッチ20の「通常走行」操舵モードスイッチ20aを選択した場合につき、説明する。
この場合は、コントロール・ユニット21は、車速センサ2Sからの車速信号に基づき低速走行と判断したときは図1に示すように前輪10fL、10fRのみを転舵し、後輪10rL、10rRは転舵しない。したがって、前輪側の操舵力アシストモータ15fはステアリング・ホイール1の操舵角に応じて駆動可能であるものの、後輪側の転舵モータ15rは停止状態に保つ。また、コントロール・ユニット21は、通常走行設定信号を出力して前後の正逆転切替機構5f、5rを正転モードにする。
Next, a case where the driver selects the “normal travel” steering
In this case, when the
前輪10fL、10fRは、ステアリング・ホイール1の操作に応じて、操舵輪側ステアリング・シャフト24、ステアリング歯車組3、中間回転シャフト4fRL、4fR、正逆転切替機構5f、第1ジョイント17fL、17fR、ステアリング・シャフト6fL、6fR、交差軸歯車7fL、7fR、第2ジョイント18fL、18fR、ナックル9fL、9fRの順に回転を伝え、前輪10fL、10fRを転舵する。このとき、操舵力アシストモータ15fは、ステアリング・ホイール1の操作角が大きいほど、また車速が低いほどアシスト力を大きくして運転者の操舵操作力を軽減する。
The front wheels 10fL and 10fR correspond to the
一方、コントロール・ユニット21が高速走行と判断した場合は、図10に示すように前輪・後輪の同位相転舵を行う。また、操舵力アシストモータ15fのアシスト力は高速になるにしたがって小さくしていくが、所定の高速以上ではゼロにしてもよい。
前輪10fL、10fRは、上記低速での通常走行転舵モードと同様に転舵するが、後輪10rL、10rRは転舵モータ15rにて中間回転シャフト4rL、4rR、及びこれらに第1ジョイント17rL、17rRでそれぞれ連結されたステアリング・シャフト6rL、6rRをステアリング・ホイール1の操舵角に応じて回転させる。この場合、後輪側の正逆転切替機構5rは正転モードとなっているので、後輪の左右輪10rL、10rRは同じ転舵方向となる。
On the other hand, when the
The front wheels 10fL and 10fR are steered in the same manner as in the normal running steering mode at the low speed, but the rear wheels 10rL and 10rR are driven by the
そして、内輪(図10では前後の右輪10fR、10rR)での切れ角α、β'は、外輪(図10では前後の左輪10fL、10rL)での切れ角α'、βよりそれぞれ大きくなるように、またα>α'、β>β'となるように設定する。これにより、高速での車両の操縦性・安定性を確保できるようになる。 Further, the cutting angles α and β ′ at the inner ring (front and rear right wheels 10fR and 10rR in FIG. 10) are larger than the cutting angles α ′ and β at the outer ring (front and rear left wheels 10fL and 10rL in FIG. 10), respectively. Also, α> α ′ and β> β ′ are set. As a result, it is possible to ensure the maneuverability and stability of the vehicle at high speed.
これらの通常走行転舵モードにあっては、前進時は駆動モータ14fL、14fR、14rL、14rRにより前後左右輪10fL、10fR、10rL、10rRのすべてを正転駆動する。また、後退時は駆動モータ14fL、14fR、14rL、14rRにより前後左右輪10fL、10fR、10rL、10rRのすべてを逆転駆動する。 In these normal travel steering modes, all of the front, rear, left and right wheels 10fL, 10fR, 10rL, and 10rR are driven forward by the drive motors 14fL, 14fR, 14rL, and 14rR during forward travel. At the time of reverse, all the front and rear left and right wheels 10fL, 10fR, 10rL, 10rR are driven in reverse by the drive motors 14fL, 14fR, 14rL, 14rR.
なお、操舵モード設定スイッチ20は、デフォルトで通常走行操舵モードとなるようにしておく。すなわち、エンジン・スタート時は常に通常走行操舵モードとして、車輪がその場回転、小回り、横移動の状態のまま放置されている場合には中立状態へ戻すようにしておく。
The steering
上記のように構成した第1実施例のステアリング装置付きサスペンションは、以下に列挙する効果を得ることができる。 The suspension with a steering device of the first embodiment configured as described above can achieve the effects listed below.
(1) 第1実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、転舵手段によるステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRの回転をナックル9fL、9fR、9rL、9rRに伝える交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRとステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRの回転方向を変える正逆転切替手段5f、5rとをステアリング装置に用いるようにしたので、上術した従来のステアリング装置より少ないアクチュエータで済み、より簡単な制御でステアリング装置を制御できる。 (1) In the suspension with the steering device of the first embodiment, the cross shaft gears 7fL, 7fR, 7rL, which transmit the rotation of the steering shafts 6fL, 6fR, 6rL, 6rR by the steering means to the knuckles 9fL, 9fR, 9rL, 9rR, 7rR and forward / reverse switching means 5f, 5r for changing the rotation direction of the steering shafts 6fL, 6fR, 6rL, 6rR are used in the steering device, so that fewer actuators are required and simpler than the conventional steering device. The steering device can be controlled with simple control.
(2) また、第1実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、タイロッドを用いないので、上記従来のステアリング装置よりも大きな切れ角で車輪を切ることが可能となり、従来のステアリング装置では不可能であった、車輪の大きな切れ角での走行、車輪を90°転舵させて走行する完全横移動、左右輪逆位相による車両のその場回転が可能となる。 (2) Further, since the suspension with the steering device of the first embodiment does not use a tie rod, the wheel can be cut with a larger cutting angle than the conventional steering device, which is impossible with the conventional steering device. In addition, it is possible to travel at a large turning angle of the wheel, complete lateral movement by turning the wheel by 90 °, and in-situ rotation of the vehicle by left-right wheel reverse phase.
(3) さらに、第1実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、ステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRを、車体30及びナックル9fL、9fR、9rL、9rRに対し揺動可能な状態でリンク部材としてのロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRに支持してサスペンションのリンクとして機能させたので、サスペンションのリンク数を減らすことができ、低コスト化や重量減が可能となる。
(3) Further, in the suspension with the steering device of the first embodiment, the steering shaft 6fL, 6fR, 6rL, 6rR is used as a link member in a state that it can swing with respect to the
(4) ロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRは、これらを車体30に取り付けるシリンダ状部分131を、これらの延長線上にステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRの第1ジョイント17FL、17fR、17rL、17rRが位置するようにし、かつそれらの車両外側部分を下方へ折り曲げたので、ステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRがまっすぐなままでよい。また、ロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRとステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRと間のこじれも簡単な構成で避けることが可能となり、これらの揺動にもかかわらず常に交差軸歯車
(4) The lower links 13fL, 13fR, 13rL, and 13rR are formed by attaching the
(5) 第1実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、正逆転切替機構5f、5rを、ダブル・ピニオン式遊星歯車とし、このリング・ギヤ53と車体30に固定したケース57との間を接続・切り離しするロック機構54と、サン・ギヤ51とキャリヤ52との間を接続・切り離しする一体回転クラッチ55とを備える。また、ロック機構54と一体回転クラッチ55とを電磁式ツー・ウェイ・クラッチで構成し、左右のステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRの一方をサン・ギヤ51に連結し、他方をキャリヤ52に連結した。したがって、簡単な構成で左右輪を正逆転の切り替えにより転舵方向を変えることが可能となる。この場合、サン・ギヤ51とリング・ギヤ53との歯数比を0.5に設定したので、左右のステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRが同じ向きの回転であれ逆向き回転であれ、左右輪の切れ角を同一にすることができる。
(5) In the suspension with the steering device of the first embodiment, the forward /
(6) 第1実施例のステアリング装置付きサスペンションで用いるロック機構54は、非通電時にはリング・ギヤ53をケース57に固定し、通電時にはロックを解除する。また、一体回転クラッチ55は、非通電時にはサン・ギヤ51とキャリヤ52との連結を解除し、通電時にはこれらを連結する。したがって、非通電時に通常の2輪操舵が可能となり、この結果、「通常走行」操舵モードは、電線切れなどで正逆転切替機構5f、5rが異常になった場合にも、通常走行転舵モードでの走行が可能となる。また、ステアリング・ホイール1からナックル9FL、9fR、9rL、9rRまでを機械的に連結しているので、ステアリング・システムの異常時にも運転者が直接車輪を操舵することが可能となり、複雑な機構や制御を用いることなくフェール・セーフ機能を付与することができる。
(6) The
(7) 第1実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、ロック機構54と一体回転クラッチ55とは、一つの電磁石56を共用して作動するようにしたので、正逆転切替機構5f、5rを簡素化でき低コスト化が可能にあるとともに、ロック機構54と一体回転クラッチ55とが同時に締結するインターロックを防止できる。
(8) 第1実施例のステアリング装置付きサスペンションでは、操舵モード設定スイッチ20と、操舵角センサ2fと、車速センサ2sとを設けて操舵モード信号、操舵角信号、車速信号をコントロール・ユニット21に入力するので、コントロール・ユニット21ではこれら入力信号に基づき最適な前後輪の転舵量を設定することができる。
(7) In the suspension with the steering device according to the first embodiment, the
(8) In the suspension with the steering device of the first embodiment, the steering
次に、本発明の第2実施例を図面とともに説明する。
第2実施例にあっては、基本的な構成は第1実施例と同じであるが、正逆転切替機構の構成が一部異なる。すなわち、実施例2では、実施例1の一体回転クラッチ55に代えてドッグ・クラッチ、すなわち、噛み合いクラッチを利用している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the second embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the forward / reverse switching mechanism is partially different. That is, in the second embodiment, a dog clutch, that is, a meshing clutch, is used instead of the integral rotary clutch 55 of the first embodiment.
第2実施例の正逆転切替機構では、図11(a)に示すように、サン・ギヤ51に連結した右側ステアリング・シャフト4fR上に、図11(b)に示す突起55kを側面に設けたクラッチ歯車55hを、スプライン等でその軸心方向に沿って移動可能に装着する。このため、クラッチ歯車55hの外周に溝を設けてレバー55jを摺動可能に嵌合させアクチュエータ58で軸方向へ移動できるようにする。
一方、キャリヤ・プレート55jには、図11(c)に示すように突起55kに嵌合可能な溝55mを設ける。したがって、クラッチ歯車55hを軸方向に移動させ、突起55kと溝55mとを軸方向に離すことで、サン・ギヤ51とキャリヤ52とを切り離し、またクラッチ歯車55hを軸方向に移動させて突起55kと溝55mと嵌合させることで、サン・ギヤ51とキャリヤ52とを一体回転させるように、切り替えることが可能となる。
In the forward / reverse switching mechanism of the second embodiment, as shown in FIG. 11A, a
On the other hand, the
なお、この一体回転クラッチ55の締結状態で、左右輪の中立位置及びトー調整をしておくことにより、クラッチ55の切断・接続による車輪の中立位置のずれやトーの狂いが生じることがなく、操舵性能やタイヤの偏摩耗を防止することが可能となる。 It should be noted that by adjusting the neutral position and toe adjustment of the left and right wheels in the engaged state of the integral rotary clutch 55, there is no shift in the neutral position of the wheel due to the disconnection / connection of the clutch 55 and the toe error, It becomes possible to prevent steering performance and uneven wear of tires.
第2実施例のステアリング装置付きサスペンションは、上述した第1実施例の効果(1)〜(8)に加えて、以下の効果を得ることができる。
(9) 第2実施例のステアリング装置では、一体回転クラッチ55を、サン・ギヤ側のステアリング・シャフト4fR、4rRとキャリヤ側ステアリング・シャフト4fL、4rRとが所定の位相、たとえば180°で噛み合うドッグ・クラッチとしたので、左右輪の位相のずれを実質的にゼロにすることが可能となる。また、本実施例ではドッグ・クラッチを用いたので、摩擦板式クラッチ等を用いる場合に比べてその費用も低減することができる。
The suspension with the steering device of the second embodiment can obtain the following effects in addition to the effects (1) to (8) of the first embodiment described above.
(9) In the steering apparatus of the second embodiment, the integral rotation clutch 55 is a dog in which the sun gear side steering shafts 4fR, 4rR and the carrier side steering shafts 4fL, 4rR mesh with each other at a predetermined phase, for example, 180 °. -Since the clutch is used, the phase shift between the left and right wheels can be made substantially zero. Further, since the dog clutch is used in this embodiment, the cost can be reduced as compared with the case where a friction plate clutch or the like is used.
以上、本発明のステアリング装置付きサスペンションにつき第1実施例及び第2実施例につき説明してきたが、本発明のステアリング装置付きサスペンションは上記実施例に限定されるものではなく、たとえば、以下のような変形や変更等が可能である。 As described above, the first embodiment and the second embodiment of the suspension with a steering device according to the present invention have been described. However, the suspension with a steering device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. Modifications and changes are possible.
本発明のステアリング装置付きサスペンションは、それぞれの車輪にホイール・イン・モータを組み込んだ車両に限られず、内燃機関と電気モータを電力源とするハイブリッド電気車両等を含む他の駆動形式の車両にも適用可能である。 The suspension with a steering device of the present invention is not limited to a vehicle in which a wheel-in motor is incorporated in each wheel, but also to other drive type vehicles including a hybrid electric vehicle using an internal combustion engine and an electric motor as a power source. Applicable.
変向歯車組には、実施例では交差軸歯車を用いたが、これに代えてフェース・ギヤやハイポイド・ギヤ等を用いてもよい。特に、後者はより高価になるものの、2軸が交差しない配置が可能となり、サスペンション・ジオメトリを異ならせる場合や、他部品との干渉を避ける場合に有効である。 In the embodiment, a cross-gear gear is used as the turning gear set, but a face gear, a hypoid gear, or the like may be used instead. In particular, although the latter is more expensive, it can be arranged so that the two axes do not intersect with each other, which is effective when the suspension geometry is different or when interference with other parts is avoided.
第1ジョイント17fL、17fR、17rL、17rRは、実施例では、ロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRのシリンダ状部分131の揺動中心軸線上S1に位置するように設定したが、この揺動中心軸上から離れた位置に置くことも可能である。この場合、ロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRとステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRとが揺動した場合に、交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRの駆動歯車71と被駆動歯車72との正常な噛み合いが常に確保できるように、これらの歯車をケーシング25で確実に支持する。また、同時にステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRを軸受16L、16Rより内側の箇所でそれぞれ分割してスプライン等で軸方向に互いにスライド可能とするか、第1ジョイント17fL、17fR、17rL、17rRにスライダブル等速ジョイントを用いるか、ゴム・ブッシュの弾性変形を利用してこじりを吸収するか、などして揺動時にロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRとステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRとがこじらないようにする必要がある。
In the embodiment, the first joints 17fL, 17fR, 17rL, and 17rR are set so as to be positioned on the swing center axis S1 of the
第2ジョイント18fL、18fR、18rL、18rRは、実施例では、交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRとナックル9fL、9fR、9rL、9rRとの間に設けているが、ナックル9fL、9fR、9rL、9rRと軸受16との間に設けるようにしてもよい。この場合、第2ロッド19aを第2ジョイント18fL、18fRの下端部のみに連結するとともに、交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRを内蔵・支持するケーシング25やアクスル・ハウジングにて支持するようにして交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRの噛み合いが常に正常に保たれるようにする。
In the embodiment, the second joints 18fL, 18fR, 18rL, 18rR are provided between the cross shaft gears 7fL, 7fR, 7rL, 7rR and the knuckles 9fL, 9fR, 9rL, 9rR, but the knuckles 9fL, 9fR, 9rL are provided. , 9rR and the
交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRの被駆動歯車72を設けた第2ロッド19aは、上記実施例では第2ジョイント18fL、18fRの下端部とロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRの車両外側端部とを連結しているが、ロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRとの連結は廃止することも可能である。この場合、第2ロッド19aを第2ジョイント18fL、18fRの下端部のみに連結するとともに、交差軸歯車7fL、7fR、7rL、7rRを内蔵・支持するケーシング25にて第2ロッド19aとステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRを回転自在な状態で連結するようにしても、受ける荷重がロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRとステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRとで異なるためこれらの強度を変向する必要があるものの、同様な作用・効果を得ることが可能となる。
The
第1ジョイント、第2ジョイントには、等速ジョイントを用いることが望ましいが、これに限らず他の形式のジョイントを用いるようにしてもよい。 It is desirable to use constant velocity joints for the first joint and the second joint, but the present invention is not limited to this, and other types of joints may be used.
アッパ側のサスペンション部材として、実施例では、ナックルの上端部を支持するのにサスペンション・サポート11fL、11fRを用いたが、これに限ることなく、例えば車体側から揺動可能に車両幅方向に伸ばしたアッパ・リンクを用いても良い。この場合、バネやショック・アブソーバは、車体とロア・リンク13fL、13fRとの間に取り付けると良い。 In the embodiment, the suspension supports 11fL and 11fR are used to support the upper end portion of the knuckle as the upper suspension member. However, the suspension member is not limited to this, and extends in the vehicle width direction so as to be swingable from the vehicle body side, for example. Alternatively, an upper link may be used. In this case, the spring and the shock absorber are preferably attached between the vehicle body and the lower links 13fL and 13fR.
サスペンションにあっては、実施例では、ロア・リンク13fL、13fR、13rL、13rRにはスタビライザを描いていないが、前輪の左右輪10fL、10fR間、また後輪の左右輪10rL、10rR間にそれぞれスタビライザを設けてもよい。特に、高速走行するものにあっては設けた方が望ましい。 In the embodiment, a stabilizer is not drawn on the lower links 13fL, 13fR, 13rL, and 13rR in the embodiment, but between the left and right wheels 10fL and 10fR of the front wheel and between the left and right wheels 10rL and 10rR of the rear wheel, respectively. A stabilizer may be provided. In particular, it is desirable to provide a vehicle that travels at a high speed.
実施例では、「通常走行」操舵モードを、低速走行時では後輪10rL、10rRを転舵ゼロに保ち、前輪のみステアリング・ホイール1の転舵操作に応じて転舵させ、高速走行時では後輪を前輪と同位相で転舵するようにしているが、車両によっては後輪を前輪とは逆位相にわずか転舵することでアンダステア特性を付与するようにしてもよい。また、前輪、後輪の同位相制御にあっては、積極的に、前輪と後輪との転舵量を同じにして、いわゆる斜め走行が可能なようにしてもよい。この場合、操舵モード設定スイッチ20にも「斜め走行」転舵モードのスイッチを設けるようにする。
In the embodiment, in the “normal travel” steering mode, the rear wheels 10rL and 10rR are kept at zero turning during low-speed traveling, and only the front wheels are steered according to the steering operation of the
本発明のステアリング装置にあっては、実施例では、操舵手段をステアリング・ホイール1から中間回転シャフト4fL、4fR、4rL、4rRまですべて機械的に連結して、ステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRを駆動するようにしているが、ステアリング・ホイール1とステアリング・シャフト6fL、6fR、6rL、6rRとの間を機械的に切り離して、いわゆるステア・バイ・ワイヤ操舵システムで構成するようにしてもよい。また、転舵手段の構成にはさらにジョイントを増やしたり、回転方向の相対変位は拘束するが軸方向にスライド可能とするものを用いてもよい。
In the steering device of the present invention, in the embodiment, the steering means is mechanically connected from the
SF 前輪側ステアリング装置
SR 後輪側ステアリング装置
S1 揺動中心線
1 ステアリング・ホイール(転舵手段)
3 ステアリング歯車組
5f、5r 正逆回転切替機構(正逆転切替手段)
6fL、6fR、6rL、6rR ステアリング・シャフト
7fL、7fR、7rL、7rR 交差軸歯車(変向歯車組)
71 駆動歯車
72 被駆動歯車
8fL、8fR、8rL、9rR 駆動軸
9fL、9fR、9rL、9rR ナックル
11fL、11fR、11rL、11rR サスペンション・サポート(アッパ側サスペンション部材)
13fL、13fR、13rL、13rR ロア・リンク(ロア側リンク部材)
14fL、14fR、14rL、14rR 駆動モータ
15f 操舵力アシストモータ
15r 転舵モータ
16L、16R 軸受
17fL、17fR、17rL、17rR 第1ジョイント
18fL、18fR、18rL、18rR 第2ジョイント
20 操舵モード設定スイッチ
21 コントロール・ユニット
22 アクチュエータ・ドライバ
24 操舵輪側ステアリング・シャフト(転舵手段)
25 ケーシング
30 車体
SF Front wheel side steering device SR Rear wheel side steering device S1
3 Steering gear set 5f, 5r Forward / reverse rotation switching mechanism (forward / reverse switching means)
6fL, 6fR, 6rL, 6rR Steering shaft 7fL, 7fR, 7rL, 7rR Cross shaft gear (turning gear set)
71
13fL, 13fR, 13rL, 13rR Lower link (lower link member)
14fL, 14fR, 14rL,
25
Claims (5)
前記ナックルの下端部を車両外側端部に揺動可能に連結し、車体の幅方向に延びて車体に対し揺動可能に連結したロア側のリンク部材と、一端部を前記ナックルの上端部に連結し他端部を前記車体側に揺動可能に連結したアッパ側のサスペンション部材と、を有し、前記前後輪の左右輪をそれぞれ支持するサスペンションと、
を備え、
前記ステアリング・シャフトを、前記車体及び前記ナックルに対し揺動可能な状態で前記リンク部材に支持して前記サスペンションのリンクとして機能させたことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。 A front wheel side steering shaft and a rear wheel side steering shaft that are arranged between the left and right wheels of the front and rear wheels and can rotate around the axis, respectively, and the front wheel side steering shaft and the rear wheel side according to the driver's steering Steering means for respectively rotating the steering shaft, a lower end portion of a knuckle that rotatably supports the wheel, and the front wheel side steering shaft and the rear wheel side steering shaft are respectively inserted between the rotating shaft centers. The turning gear set for transmitting the rotation by changing the direction and the front wheel side steering shaft and the rear wheel side steering shaft are inserted between the left and right parts, respectively, so that the rotation directions of the divided left and right steering shafts are correct. A steering device having forward / reverse switching means for switching to one of the reverse directions;
The lower end of the knuckle is connected to the outer end of the vehicle so as to be swingable. The lower link member extends in the width direction of the vehicle body and is swingably connected to the vehicle body, and one end is connected to the upper end of the knuckle. An upper side suspension member connected and pivotally connected to the vehicle body side at the other end, and suspensions respectively supporting the left and right wheels of the front and rear wheels,
With
A suspension with a steering device, wherein the steering shaft is supported by the link member so as to be swingable with respect to the vehicle body and the knuckle and functions as a link of the suspension.
前記前輪側ステアリング・シャフト及び前記後輪側ステアリング・シャフトは、これらのステアリング・シャフトの回転方向変位を許容する軸受を介して前記リンク部材にそれぞれ連結したことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。 The suspension with a steering device according to claim 1,
A suspension with a steering device, wherein the front wheel side steering shaft and the rear wheel side steering shaft are respectively connected to the link member via bearings that allow displacement of the steering shaft in the rotational direction.
前記前輪側ステアリング・シャフト及び前記後輪側ステアリング・シャフトは、該ステアリング・シャフトの上下方向への揺動を可能にする第1ジョイントを介して、前記ステアリング・シャフトの車両内側端部を前記操舵手段にそれぞれ連結したことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。 In the suspension with a steering device according to claim 1 or 2,
The front wheel side steering shaft and the rear wheel side steering shaft steer the vehicle inner end portion of the steering shaft via a first joint that enables the steering shaft to swing in the vertical direction. A suspension with a steering device, wherein the suspension is connected to each means.
前記軸受と前記ナックルの下端部との間に、これらの軸心の回転方向変位を拘束する第2ジョイントを介在させたことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。 The suspension with a steering device according to any one of claims 1 to 3,
A suspension with a steering device, wherein a second joint for restraining displacement in the rotational direction of these shaft centers is interposed between the bearing and the lower end of the knuckle.
前記ナックルの下端部と前記変向歯車組との間に第2ジョイントを介在させたことを特徴とするステアリング装置付きサスペンション。 The suspension with a steering device according to any one of claims 1 to 3,
A suspension with a steering device, wherein a second joint is interposed between a lower end portion of the knuckle and the turning gear set.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013065622A1 (en) | 2011-11-01 | 2013-05-10 | Jnc株式会社 | Optically isotropic liquid crystal medium and optical device |
WO2013073308A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | 日産自動車株式会社 | Steering device for wheel |
WO2013080724A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Jnc株式会社 | Optically isotropic liquid crystal medium and optical element |
CN109572813A (en) * | 2018-11-28 | 2019-04-05 | 德先汽车科技(上海)有限公司 | The chassis of vehicle antero posterior axis linked steering |
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2008
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013065622A1 (en) | 2011-11-01 | 2013-05-10 | Jnc株式会社 | Optically isotropic liquid crystal medium and optical device |
WO2013073308A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | 日産自動車株式会社 | Steering device for wheel |
JP2013103665A (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Nissan Motor Co Ltd | Steering device of in-wheel motor drive wheel |
CN103917434A (en) * | 2011-11-16 | 2014-07-09 | 日产自动车株式会社 | Steering device for wheel |
EP2781437A1 (en) * | 2011-11-16 | 2014-09-24 | Nissan Motor Co., Ltd | Steering device for wheel |
EP2781437A4 (en) * | 2011-11-16 | 2015-04-01 | Nissan Motor | Steering device for wheel |
US9266557B2 (en) | 2011-11-16 | 2016-02-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Steering device for wheel |
WO2013080724A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Jnc株式会社 | Optically isotropic liquid crystal medium and optical element |
CN109572813A (en) * | 2018-11-28 | 2019-04-05 | 德先汽车科技(上海)有限公司 | The chassis of vehicle antero posterior axis linked steering |
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