JP4338171B2

JP4338171B2 - 自動車の操向装置

Info

Publication number: JP4338171B2
Application number: JP2002326072A
Authority: JP
Inventors: 昭由浅岡
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: JP2004161034A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、操向旋回時の左右車輪のうち、旋回半径の小さい側の車輪の操向角度が旋回半径の大きい側の車輪の操向角度よりも大きくなるようにした機構、いわゆるアッカーマン機構を備えた自動車の操向装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１‐３４８８７号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平９‐１９３８２７号公報
【０００５】
上記自動車の操向装置には、従来、特許文献１に示されたものがある。これによれば、上記操向装置は、車体にそれぞれ操向自在に支承される左右一対の車輪と、車体の幅方向に移動自在となるようこの車体に支承され上記各車輪とそれぞれリンクにより互いに連動連結されるラックギアと、軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されて上記ラックギアに噛合しハンドル側と互いに連動連結されるピニオンとを備えている。
【０００６】
また、車体の平面視で、上記ラックギアと各リンクとが所定の台形形状の上辺と各側部辺とを構成するようこれらラックギアと各リンクとを配置させることで、操向旋回時の上記左右車輪のうち、旋回半径の小さい側の車輪の操向角度が旋回半径の大きい側の車輪の操向角度よりも大きくなることとされ、つまり、いわゆるアッカーマン機構とされ、これにより、操向旋回時に、上記各車輪が走行面に対し横滑りすることなく転動させられて、これら各車輪の無用な偏摩耗の発生や、ハンドル戻り性能の低下が防止されるという作用が生じるようになっている。
【０００７】
一方、上記特許文献２に示されたものによれば、ラックギアと各リンクとを上記台形のように配置させるという上記特許文献１のものに代えて、上記ラックギアと各リンクとの間にそれぞれ油圧シリンダ装置を介在させ、もって、上記アッカーマン機構の作用が生じることとされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１の操向装置における所定の台形形状は面積が大きいものであることから、この操向装置が大形となって、その各構成部品の配置の自由度が狭められるおそれがある。
【０００９】
一方、上記特許文献２の操向装置における油圧シリンダ装置は、構成や制御が複雑なものであるため、この操向装置の構成が全体として極めて複雑になるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、構成部品の配置等の自由度が向上すると共に、構成が簡単な自動車の操向装置の提供を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車の操向装置は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【００１２】
請求項１の発明は、車体１にそれぞれ操向自在に支承される左右一対の車輪４と、車体１の幅方向に移動自在となるようこの車体１に支承され上記各車輪４とそれぞれ互いに連動連結されるラックギア９と、軸心１１回りに回動自在となるよう車体１に支承されて上記ラックギア９に噛合しハンドル側１２と互いに連動連結されるピニオン２３とを備えた自動車の操向装置において、
【００１３】
上記各車輪４に対しそれぞれ上記ラックギア９を個別に設け、操向旋回時の上記左右車輪４，４のうち、旋回半径の小さい側の車輪４（Ｌ）の操向角度θ１が旋回半径の大きい側の車輪４（Ｒ）の操向角度θ２よりも大きくなるよう上記各ラックギア９の歯のピッチを変化させ、
【００１４】
上記両ラックギア９，９を車体１の幅方向に延びる共通の単一軸心２１上で互いに隣接するよう配置して、その軸方向で互いに相対移動するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１６】
（本発明との比較例）
【００１７】
図１，２により、まず、本発明との比較例につき説明する。
【００１８】
図において、符号１は自動車の車体で、矢印Ｆｒはこの自動車の前方を示している。
【００１９】
上記車体１の前部の左右各側部には、それぞれ縦向きの軸心２回りにそれぞれ回動自在となるようステアリングナックル３が支承され、これら各ステアリングナックル３にそれぞれ前車輪４が支承されている。これら各車輪４はステアリングナックル３と共に上記軸心２回りに回動自在とされ、つまり、このステアリングナックル３を介し操向自在となるよう上記車体１に支承され、上記車体１の前部は上記ステアリングナックル３と車輪４とによって走行面５上に支持されている。
【００２０】
ドライバーからの操作力を入力して上記各車輪４，４を所望方向に操向可能とさせる操向装置８が設けられている。この操向装置８は、上記車体１の幅方向に延びこの幅方向に移動自在となるようこの車体１に支承されるラックギア９と、このラックギア９の長手方向の各端部と上記各ステアリングナックル３のナックルアームとをそれぞれ互いに連動連結させるリンク１０と、軸心１１回りに回動自在となるよう車体１に支承されて上記ラックギア９に噛合し上記操作力を入力するハンドル側１２と互いに連動連結されるピニオン１３とを備えている。
【００２１】
上記ラックギア９は各車輪４に対しそれぞれ個別に、かつ、互いに独立した状態で設けられ、具体的には、上記ラックギア９は上下一対設けられて互いに並設され、これら両ラックギア９，９と両車輪４，４のうち、一方のラックギア９と一方の車輪４とがステアリングナックル３とリンク１０とを介し互いに連動連結され、他方のラックギア９と他方の車輪４とがステアリングナックル３とリンク１０とを介し互いに連動連結され、上記ピニオン１３は上記両ラックギア９，９に跨って共に噛合させられている。
【００２２】
上記ピニオン１３の各歯のピッチは、その周方向で一定である。一方、図１中一点鎖線で示すように、車体１を左方へ操向させようとして、ハンドル側１２への操作によりピニオン１３を回動（Ａ）させる場合において、この操向旋回時の上記左右車輪４，４のうち、旋回半径の小さい側の車輪４（Ｌ）の操向角度θ１が旋回半径の大きい側の車輪４（Ｒ）の操向角度θ２よりも大きくなるよう上記各ラックギア９の歯のピッチが変化させられている。
【００２３】
より具体的には、車体１の直進状態（図１，２中実線）で上記ピニオン１３が噛合しているラックギア９の部分を基準点１６とし、図１中一点鎖線で示す操向旋回時に、車輪４を旋回半径の小さい側にさせるようピニオン１３と噛合するラックギア９の部分１７では歯のピッチが大きくされ、車輪４を旋回半径の大きい側にさせるようピニオン１３と噛合するラックギア９の他部分１８では歯のピッチが小さくされている。これにより、ピニオン１３が回転したとき、旋回半径の小さい側の車輪４（Ｌ）と連動連結する一方のラックギア９の移動量Ｌ１がより大きくされ、旋回半径の大きい側の車輪４（Ｒ）と連動連結する他のラックギア９の移動量Ｌ２はより小さくされ、もって、上記したように、操向旋回時に両車輪４，４の各操向角度θ１，θ２が互いに相違させられて、各車輪４，４に偏摩耗の発生することが防止されている。
【００２４】
そして、上記したように、操向旋回時に、両車輪４，４の各操向角度θ１，θ２を互いに相違させるようにすることは、単にラックギア９の歯のピッチを変化させることにより達成されることから、上記操向装置８の全体形状はより小形にできて、その配置の自由度が向上すると共に、構成が極めて簡単になる。
【００２５】
また、上記両ラックギア９，９のうち、一方のラックギア９を左右で反転させれば、このラックギア９と他方のラックギア９とは歯のピッチの変化が同じであって、これら両ラックギア９，９自体は互いに同形同大とされている。このため、これら各ラックギア９の成形作業は容易にできる。
【００２６】
なお、以上は図示の例によるが、上記ラックギア９の歯のピッチは、その長手方向で漸次変化させてもよく、段階的に変化させてもよい。また、ラックギア９の基準点１６の近傍は、上記部分１７を含んで歯のピッチを小さくしてもよい。また、上記ピニオン１３は、上記各ラックギア９に対しそれぞれ個別に設けてもよい。
【００２７】
また、上記ラックギア９，９の配置空間等の条件により、これらラックギア９，９が車体１の幅方向の中央を基準として非対称位置に配置されたり、設置姿勢（角度）が互いに相違するような場合には、上記両ラックギア９，９のそれぞれの歯のピッチの変化を互いに相違させ、これにより、左右操向状態が互いに同じになるようにしてもよい。
【００２８】
以下の図３は、本発明の実施の形態を示している。この実施の形態は、前記比較例と構成、作用効果において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。また、これら比較例と実施の形態とにおける各部分の構成を、本発明の課題、作用効果に照らして種々組み合せてもよい。
【００２９】
（実施の形態）
【００３０】
図３は、実施の形態を示している。
【００３１】
これによれば、上記ラックギア９は左右一対設けられ、これら両ラックギア９，９は車体１の幅方向に延びる共通の単一軸心２１上で互いに隣接するよう配置され、その軸方向で相対移動する互いの対向部分が互いに摺動自在に嵌合させられている。また、上記ピニオン１３は、上記ハンドル側１２と互いに連動連結される駆動側ピニオン２２と、この駆動側ピニオン２２と上記各ラックギア９とに共に噛合する左右一対の従動側ピニオン２３，２３とを備えている。
【００３２】
図３中一点鎖線で示すように、車体１を左方へ操向させようとしてハンドル側１２への操作により駆動側ピニオン２２を回動（Ａ）させ、これに各従動側ピニオン２３を連動させて回動（Ｂ）させる場合において、操向旋回時の上記左右車輪４，４のうち、旋回半径の小さい側の車輪４（Ｌ）の操向角度θ１が旋回半径の大きい側の車輪４（Ｒ）の操向角度θ２よりも大きくなるよう上記各ラックギア９の歯のピッチが変化させられている。
【００３３】
上記構成によれば、上記両ラックギア９，９は、共通の単一軸心２１上で互いに隣接するよう配置されているため、上記ラックギア９を一対設けてはいるが、これらがコンパクトに配置される分、上記操向装置８の全体形状が、より小形にされる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００３５】
請求項１の発明は、車体にそれぞれ操向自在に支承される左右一対の車輪と、車体の幅方向に移動自在となるようこの車体に支承され上記各車輪とそれぞれ互いに連動連結されるラックギアと、軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されて上記ラックギアに噛合しハンドル側と互いに連動連結されるピニオンとを備えた自動車の操向装置において、
【００３６】
上記各車輪に対しそれぞれ上記ラックギアを個別に設け、操向旋回時の上記左右車輪のうち、旋回半径の小さい側の車輪の操向角度が旋回半径の大きい側の車輪の操向角度よりも大きくなるよう上記各ラックギアの歯のピッチを変化させてある。
【００３７】
このため、上記したように、操向旋回時には、両車輪の各操向角度が互いに相違させられて、各車輪に偏摩耗の発生することが防止されている。
【００３８】
そして、上記したように、操向旋回時に、両車輪の各操向角度を互いに相違させるようにすることは、単にラックギアの歯のピッチを変化させることにより達成されることから、上記操向装置の全体形状はより小形にできて、その配置の自由度が向上すると共に、構成が極めて簡単になる。
【００３９】
しかも、上記したように、各車輪に対しそれぞれ上記各ラックギアを個別に設けてある。
【００４０】
ここで、仮に、両ラックギアを互いに一体成形したとすると、これが大形になるため、限りある狭い余剰空間しか存在しない自動車において、その配置がし難くなるおそれがあるが、上記のように各車輪にラックギアを個別に設けると、これら各ラックギアはそれぞれ小形を保つため、これらの各配置がし易くなる。
【００４１】
また、上記のように各ラックギアを個別に設けた場合に、仮に、これら各ラックギアのそれぞれの配置位置や、設置姿勢が互いに相違することになるとしても、これら各ラックギアは個別に設けられたものであることから、これら各ラックギアの歯のピッチの変化を互いに相違させるよう成形することは容易にできるのであり、これにより、左右操向状態を互いに同じにさせることができる。
【００４２】
即ち、上記両ラックギアを個別に設けたことから、これら各ラックギアの配置位置や設置姿勢の自由度を向上させることができる。
【００４３】
また、上記両ラックギアを車体の幅方向に延びる共通の単一軸心上で互いに隣接するよう配置して、その軸方向で互いに相対移動するようにしている。
【００４４】
このため、上記ラックギアを一対設けてはいるが、これらがコンパクトに配置される分、上記操向装置の全体形状が、より小形にされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例で、自動車の部分平面図である。
【図２】比較例で、図１で示したものの背面図である。
【図３】実施の形態で、図1に相当する図である。
【符号の説明】
１車体
２軸心
３ステアリングナックル
４車輪
５走行面
８操向装置
９ラックギア
１０リンク
１１軸心
１２ハンドル側
１３ピニオン
１６基準点
１７部分
１８他部分
２１軸心
θ１操向角度
θ２操向角度
Ｌ１移動量
Ｌ２移動量

Claims

車体にそれぞれ操向自在に支承される左右一対の車輪と、車体の幅方向に移動自在となるようこの車体に支承され上記各車輪とそれぞれ互いに連動連結されるラックギアと、軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されて上記ラックギアに噛合しハンドル側と互いに連動連結されるピニオンとを備えた自動車の操向装置において、
上記各車輪に対しそれぞれ上記ラックギアを個別に設け、操向旋回時の上記左右車輪のうち、旋回半径の小さい側の車輪の操向角度が旋回半径の大きい側の車輪の操向角度よりも大きくなるよう上記各ラックギアの歯のピッチを変化させ、
上記両ラックギアを車体の幅方向に延びる共通の単一軸心上で互いに隣接するよう配置して、その軸方向で互いに相対移動するようにした自動車の操向装置。