WO2017014181A1 - ステアリング装置及び車両 - Google Patents

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WO2017014181A1
WO2017014181A1 PCT/JP2016/070986 JP2016070986W WO2017014181A1 WO 2017014181 A1 WO2017014181 A1 WO 2017014181A1 JP 2016070986 W JP2016070986 W JP 2016070986W WO 2017014181 A1 WO2017014181 A1 WO 2017014181A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rack
pair
steering device
bearings
rack bar
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070986
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕也 山口
大場 浩量
Original Assignee
Ntn株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/26Systems consisting of a plurality of sliding-contact bearings

Definitions

  • the present invention relates to a steering device and a vehicle including the same, and more particularly to a device capable of turning left and right wheels in opposite directions.
  • Ackermann-Jantou-type steering mechanism that steers wheels using a steering link mechanism that connects left and right wheels (referred to collectively as tires, wheels, hubs, and in-wheel motors).
  • This uses a tie rod and a knuckle arm in which the left and right wheels have the same turning center when the vehicle turns.
  • a pair of rack bars (first rack bar and second rack bar) connected to the left and right tie rods, a pinion gear that meshes with each of the pair of rack bars, and a rack case that houses the pair of rack bars
  • a steering device that can move a pair of rack bars in the opposite directions by the same distance by rotation of a pinion gear.
  • This steering device is for performing special turning for turning left and right wheels in opposite directions by moving a pair of rack bars in the opposite direction to each other by the same distance.
  • the steering device of Patent Document 1 includes a plurality of pinion gears.
  • the amount of movement of the rack bar is particularly large, and the rack bar has only one pinion gear. It will be in the state of meshing and it will become easier to incline with respect to a rack case.
  • the problem to be solved by the present invention is to reduce the inclination of each rack bar even at the time of special turning in which a pair of rack bars provided in the steering device are moved in the opposite direction by the same distance. .
  • the present invention relates to a tie rod connected to left and right wheels, a pair of rack bars connected to the left and right tie rods, and each of the pair of rack bars.
  • a pinion gear that moves the bars in opposite directions to each other, a motor that rotationally drives the pinion gear, a rack case that houses the pair of rack bars, and a first rack bar of the pair of rack bars are always supported.
  • the steering device includes at least two bearings and at least two bearings that always support the second rack bar of the pair of rack bars.
  • each of the pair of rack bars is always supported by at least two bearings even during special turning in which the pair of rack bars are moved the same distance in opposite directions by rotation of the pinion gear. Therefore, the inclination of each rack bar can be reduced.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing a straight traveling state of the vehicle shown in FIG. Sectional drawing which shows the structure of the mechanism for normal steering of the steering device for front wheels shown in FIG.
  • FIG. 3 is an overall perspective view of the front wheel steering device shown in FIG. The front view which shows the external appearance of the steering device for front wheels shown in FIG. 3 from the front Sectional drawing which shows the inside of the mechanism for special turning of the steering apparatus shown in FIG. Sectional drawing which shows the state which performed the special turning corresponding to a horizontal direction movement mode from the state of FIG.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the state of the vehicle at the time of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing a state where the vehicle is in the small turn mode from the state of FIG. 3.
  • the top view which shows typically the state from which the vehicle was in the spot rotation mode from the state of FIG.
  • the top view which shows typically the state from which the vehicle was in the horizontal movement mode from the state of FIG.
  • the vehicle 1 shown in FIGS. 2 and 3 is connected to the wheels 2 via the left and right wheels 2 and 2 provided near the front of the vehicle body, the left and right wheels 2 and 2 provided near the rear of the vehicle body, and the joint portion 3.
  • a steering device 10 having a tie rod 4 connected thereto which is a four-wheel steering vehicle capable of turning four wheels 2, 2, 2, and 2.
  • the front-rear direction corresponds to a direction along the vehicle center line CL of the vehicle 1 (the direction indicated by the arrow A in FIG. 3 is the forward direction).
  • the left-right direction corresponds to a direction perpendicular to the vehicle center line CL.
  • the vehicle center line CL passes through the midpoint of a line segment connecting the ground contact point center points O and O of the wheel tires that form a pair on the left and right when the vehicle 1 in a straight running posture is placed on a horizontal plane, and is perpendicular to the line segment. It corresponds to a straight horizontal line.
  • front wheel 2 when it is necessary to distinguish the front-side wheel 2 and the rear-side wheel 2, they are called “front wheel 2” and “rear wheel 2”.
  • the vehicle 1 is an electric vehicle that can be driven by the driving force of an in-wheel motor provided in the hub of the wheel 2.
  • the vehicle 1 includes in-wheel motors on all the wheels 2, but the in-wheel motors may be mounted only on either the front wheels 2, 2 or the rear wheels 2, 2.
  • the illustrated vehicle 1 is a two-seater (side-by-side two-seat) ultra-compact mobility, but the present invention is not limited to a small vehicle, and is provided with left and right wheels that are steered in opposite directions. It is applicable to.
  • the steering device 10 is capable of performing both normal turning of the left and right wheels 2 and 2 and special turning.
  • “normal steering” means that the left and right wheels 2 and 2 are steered in the same direction
  • “special steering” means that the left and right wheels 2 and 2 are steered in opposite directions. It means to steer.
  • the vehicle 1 includes a steering device 10 for turning left and right front wheels 2 and 2 and a steering device 10 for turning left and right rear wheels 2 and 2.
  • the steering device 10 has a structure in which a normal turning mechanism 100 and a special turning mechanism 200 are combined.
  • the normal turning mechanism 100 includes a normal turning rack bar 110, a normal turning pinion gear 120 that meshes with the normal turning rack bar 110, a normal turning rack bar 110, and a normal turning pinion.
  • a case 130 containing the gear 120 and a movable portion 140 provided integrally with the normal steering rack bar 110 are provided.
  • the movable part 140 protrudes from the boot 150 to the outside of the case 130 and is connected to the non-movable part of the special steering mechanism 200.
  • the normal turning mechanism 100 is preferably a general rack and pinion method, but is not limited thereto. With the rack and pinion method, the number of parts is small and the cost can be reduced.
  • the steering system having the steering device 10 for the front wheels 2 and 2 and the steering device 10 for the rear wheels 2 and 2 includes the steering wheel 5 or the normal steering motor 6 mounted on the vehicle body.
  • the normal turning pinion gear 120 shown in FIG. 4 is driven, and the right and left wheels 2 and 2 can be turned by the normal turning mechanism 100.
  • the operation given to the handle 5 is detected by a sensor, and the rotation control of the normal steering pinion gear according to the operation is performed.
  • the operation given to the handle 5 is transmitted to the normal steering pinion gear 120 via the steering shaft 7.
  • the special turning mechanism 200 includes a tie rod 4 connected to the left and right wheels 2 and 2 and a pair of rack bars 210 connected to the left and right tie rods 4 and 4. , 220 and at least one pinion gear 230 that meshes with each of the pair of rack bars 210, 220 and moves the pair of rack bars 210, 220 in opposite directions to each other, and a special that drives the pinion gear 230 to rotate.
  • a rack case that houses a steering motor 240, a motor gear 241 that serves as an output of the special steering motor 240, a synchronous gear 250 that meshes with both the motor gear 241 and the pinion gear 230, and a pair of rack bars 210 and 220.
  • 260 and a lock mechanism 270 that fixes the movement of the pair of rack bars 210 and 220.
  • the pair of rack bars 210 and 220 include linear gear portions 211 and 221 and connection end portions 212 and 222 disposed outside the rack case 260, respectively.
  • the linear gear portions 211 and 221 whose teeth are arranged in the left-right direction at a constant pitch mesh with the pinion gear 230, and the connection end portions 212 and 222 are connected to the corresponding tie rods 4 by the corresponding hinges 213 and 223, respectively.
  • the pair of rack bars 210 and 220 have the same shape, but are arranged in directions opposite to each other. Ideally, the pair of rack bars 210 and 220 are arranged in parallel in the left-right direction.
  • one of the pair of rack bars 210 and 220 is referred to as a first rack bar 210, and the remaining one is referred to as a second rack bar 220.
  • the special steering mechanism 200 includes a pair of rack boots 280 and 290 attached between the rack case 260 and the pair of rack bars 210 and 220.
  • the pair of rack boots 280 and 290 each have one opening fixed to the rack case 260 and the other opposite opening connected to the connecting end 212 or the second rack bar 220 of the corresponding first rack bar 210. It is attached by fixing to the connecting end portion 222 of this, and in this attached state, it becomes a tubular body that can be expanded and contracted according to the movement of the corresponding first rack bar 210 or second rack bar 220 in the left-right direction.
  • These rack boots 280 and 290 prevent the lubricating oil inside the rack case 260 from splashing outside and prevent rainwater and mud from entering the inside of the rack case 260.
  • the rack case 260 includes a first rack storage unit 261 that stores the first rack bar 210 movably in the left-right direction, a second rack storage unit 262 that stores the second rack bar 220 movably in the left-right direction, and all motor gears. 241 and a gear case portion 263 that houses the synchronization gear 250 and the pinion gear 230 in a state in which they are arranged in the left-right direction.
  • the rack case 260 is not directly fixed to the vehicle frame (not shown), is connected to the movable portion 140 of the normal turning mechanism 100 described above, and is supported by the normal turning mechanism 100.
  • the movable portion 140 moves in the left-right direction as it moves in the left-right direction.
  • the rack case 260 has outside air ports 264 and 265 for suppressing the fluctuation of the internal pressure of the rack case 260 when the volume of the rack case 260 is changed due to the movement of the first rack bar 210 and the second rack bar 220.
  • the outside air ports 264 and 265 are holes that penetrate between the inner surface and the outer surface of the rack case 260 at the ends of the corresponding rack storage portions 261 and 262 on the side opposite to the tie rod 4.
  • air circulation between the inside and the outside of the rack case 260 occurs via the outside air ports 264 and 265, and fluctuations in the internal pressure of the rack case 260, particularly in the rack storage portions 261 and 262 having poor air fluidity.
  • the fluctuation of internal pressure is suppressed. For this reason, fluctuations in the internal pressure of the rack case do not cause movement resistance of the first rack bar 210 and the second rack bar 220, and smooth movement of the first rack bar 210 and the second rack bar 220 can be realized.
  • the gear case portion 263 includes one motor gear 241, two synchronization gears 250, and two pinions in a space sandwiched between the first rack bar 210 and the second rack bar 220.
  • a gear train composed of the gear 230 is provided.
  • the two synchronous gears 250 have the same number of teeth.
  • the two pinion gears 230 have the same number of teeth.
  • the rotation shafts of the gears 241, 250, and 230 are aligned in a straight line in the left-right direction.
  • One synchronous gear 250 meshes with the left and right sides of the motor gear 241, and one pinion gear 230 meshes with the left and right sides of the synchronous gear 250.
  • one synchronous gear 250 is engaged with the other left and right sides of the motor gear 241, and one pinion gear 230 is engaged with the other left and right sides of the synchronous gear 250.
  • the motor gear 241 is arranged in the center
  • the synchronous gear 250 is arranged on both sides thereof
  • the pinion gear 230 is arranged on both sides on the outer side, and the teeth are arranged in a row.
  • the motor gear 241 and the synchronization gear 250 are not meshed with the first rack bar 210 and the second rack bar 220.
  • Each synchronization gear 250 follows the rotation of the motor gear 241, and each pinion gear 230 follows the rotation of the meshing synchronization gear 250.
  • All the pinion gears 230 are rotated by the rotational torque from the motor gear 241, and the first rack bar 210 and the second rack bar 220 are moved in directions opposite to each other.
  • the first rack bar 210 shown in FIG. 7 moves to the corresponding tie rod 4 side (right side in the figure, vehicle outside)
  • the first rack bar 210 meshes with only one pinion gear 230 as shown in FIG.
  • the corresponding tie rod 4 moves out of the figure.
  • the second rack bar 220 is moved to the left side in the drawing and is not shown in FIG.
  • the motor gear 241 shown in FIG. 1 is arranged in the center between the plurality of pinion gears 230, and the plurality of pinion gears 230 are driven via the synchronous gear 250.
  • the pinion gear 230 can be driven.
  • the plurality of pinion gears 230 can always rotate in the same direction and at the same angle. Therefore, the pair of rack bars 210 and 220 are moved at the same distance and at the same speed in the left and right opposite directions.
  • the rotation speed is reduced by increasing the number of teeth of the pinion gear 230 compared to the number of teeth of the motor gear 241, and a large torque can be applied to the first rack bar 210 and the second rack bar 220.
  • the size of the steering motor 240 can be reduced.
  • the special steering motor 240 is attached to the upper portion of the gear case portion 263.
  • the special steered motor 240 is configured to decelerate the rotation of the motor unit 242 by the speed reducer 243 and output it to the motor gear 241.
  • the speed reducer 243 is attached to the gear case portion 263.
  • the motor unit 242 is attached to the speed reducer 243.
  • the special steering motor 240 is an electric motor.
  • the output shaft of the speed reducer 243 is the rotation shaft of the motor gear 241 shown in FIG.
  • the lock mechanism 270 shown in FIG. 6 fixes the movement of the pair of rack bars 210 and 220 via the synchronous gear 250 and the pinion gear 230 by fixing the rotation of the motor gear 241 shown in FIG. It has become.
  • the entire special turning mechanism 200 moves integrally with the rack bar 110 by the operation of the normal turning mechanism 100 shown in FIGS. Therefore, it is possible to steer the left and right wheels 2 and 2 in the same direction as shown in FIG.
  • a lock mechanism 270 shown in FIG. 6 fixes the positions of the pair of rack bars 210 and 220 shown in FIG.
  • the mechanism for fixing the movement of the pair of rack bars 210 and 220 shown in FIG. 1 by the lock mechanism 270 shown in FIG. 6 may be a mechanism that performs indirect movement and fixation such as fixing the rotation of the motor gear 241.
  • a mechanism that directly moves and fixes the first rack bar 210 and the second rack bar 220 may be used, and appropriate means may be employed.
  • the vehicle 1 shown in FIGS. 2 and 3 normally travels using the normal turning mechanism 100 when the movement of the pair of rack bars 210 and 220 shown in FIG. 1 is fixed by the lock mechanism 270 shown in FIG.
  • special traveling such as an in-situ rotation mode using the special steering mechanism 200 and a lateral movement mode can be performed.
  • FIG. 10 shows a case where the vehicle 1 in the normal travel mode is steered to the right.
  • both the left and right front wheels 2 and 2 are steered to the right by the normal turning mechanism 100 provided in the steering device 10 for the front wheels 2 and 2, and the rear wheels 2 and 2 are not steered. Turns right just by turning the front wheels 2 and 2.
  • the movement of the pair of rack bars 210 and 220 shown in FIG. 1 is fixed in each of the steering device 10 for the front wheels 2 and 2 and the steering device 10 for the rear wheels 2 and 2, and the front wheels 2 and 2 and the rear wheels 2 and 2 are fixed.
  • Wheels 2 and 2 are steered in opposite phases. For example, when the vehicle 1 turns slightly to the right from the straight traveling state shown in FIG. 3, as the front wheels 2 and 2 are both steered to the right as shown in FIG. It is steered to the left.
  • the normal steering motor 6 drives the normal steering mechanism 100 provided in the steering device 10 for the rear wheels 2 and 2 so that the rear wheel 2 is reversely moved with respect to the front wheels 2 and is steered by the same angle. Is done.
  • the central axis of each wheel 2 of the vehicle 1 is directed to the vehicle center, and the vehicle 1 rotates on the spot with the vehicle center as the rotation center.
  • the turning angle of each wheel 2 is detected, and the steering device 10 is controlled according to the detection result.
  • the lock mechanism shown in FIG. 6 in each of the steering device 10 for the front wheels 2 and 2 and the steering device 10 for the rear wheels 2 and 2. 270 is released, and the movement of the pair of rack bars 210 and 220 shown in FIG.
  • the special steering motor 240 moves the pair of rack bars 210 and 220 shown in FIG.
  • the lock mechanism 270 shown in FIG. 6 fixes the movement of the pair of rack bars 210 and 220 by fixing the rotation of the motor gear 241 shown in FIG.
  • the steering mechanism 100 does not perform a steering operation.
  • each wheel 2 of the vehicle 1 is fixed in the direction which can be rotated on the spot.
  • the in-wheel motor is driven by at least one wheel 2 in this fixed state, the vehicle 1 rotates on the spot.
  • the detection of the turning angle of the wheel 2 may be performed by, for example, a rotation sensor attached to any one of the pinion gear 230, the synchronous gear 250, and the motor gear 241 shown in FIG. You may go.
  • the central axis of each wheel 2 of the vehicle 1 is directed in the front-rear direction, and the vehicle 1 can travel in the left-right direction with the vehicle body directed in the front-rear direction.
  • the turning angle of the wheel 2 can be finely adjusted by moving the normal turning mechanism 100 in the left-right direction by the normal turning motor 6 or the handle 5.
  • the operation of the steering device 10 in the lateral movement mode is common to the spot rotation mode, and only the target turning angle of each wheel 2 is different from the spot rotation mode. For example, when shifting from the straight traveling state of the vehicle 1 shown in FIG. 3 to the lateral movement mode, as shown in FIG. By turning, the central axis of each wheel 2 is directed in the front-rear direction.
  • FIG. 8 shows the first rack bar 210 in this state.
  • the steering apparatus 10 includes at least two bearings 301 and 302 that always support the first rack bar 210, as shown in FIG. And at least two bearings 311 and 312 that always support the two rack bars 220.
  • bearings 301, 302, 311, 312 are sliding bearings interposed between the corresponding rack bars 210, 220 and the corresponding rack storage portions 261, 262, respectively.
  • bearings 301, 302, 311 and 312 are each formed of an oil-containing sintered metal material.
  • the oil-containing sintered metal material is obtained by impregnating a porous metal body produced by powder metallurgy with a lubricating oil. For this reason, these bearings 301, 302, 311 and 312 have self-lubricating properties that can withstand long-term use.
  • bearings 301, 302, 311, 312 each have a sliding surface that slides in the left-right direction relative to the corresponding rack bar 210, 220 on the inner peripheral side, and a fitting surface with the rack case 260 on the outer peripheral side. This is a cylindrical bush. Therefore, these bearings 301, 302, 311, 312 can support the corresponding rack bars 210, 220 with respect to the rack case 260 in the front-rear direction and the vertical direction, respectively.
  • the bearings 302 and 312 that are positioned on the corresponding tie rod 4 side are A bearing that is longer in the axial direction than the other bearings 301 and 311 is employed.
  • the bearings 301 and 311 located in the vicinity of the pinion gear 230 are attached to the left and right walls 266 of the gear case portion 263 (the wall extending between the rack storage portions 261 and 262). This suppresses the inclination of the pair of rack bars 210 and 220 by supporting the bearings 301 and 311 as close to the pinion gear 230 as possible, and as a result, keeps the smooth engagement between the linear gear portions 211 and 221 and the pinion gear 230. This is for smooth movement of the pair of rack bars 210 and 220.
  • the bearings 302 and 312 located on the most corresponding tie rod 4 side have a lateral distance between the bearings 301 and 311 located near the pinion gear 230 and the opening edge 267 of the corresponding rack storage portion 261 and 262. It is attached at a position closer to the corresponding tie rod 4 side than the position to bisect. This is because the corresponding rack bars 210 and 220 are supported by the bearings 302 and 312 closest to the corresponding tie rod 4 and the bearings 301 and 311 located in the vicinity of the pinion gear 230 at as wide a horizontal interval as possible. This is because it is easy to suppress the inclination of the corresponding rack bars 210 and 220 even when only the pinion gear 230 is engaged.
  • the pair of rack bars 210 and 220 are always supported by at least two bearings, the left and right directions are wide even in the case of special turning where each pair of rack bars 210 and 220 meshes with only one pinion gear 230. It is possible to support at intervals. For this reason, in the illustrated example, the pair of rack bars 210 and 220 are each supported by two bearings to reduce the number of parts, but each may be supported by three or more bearings.
  • the steering device 10 is as described above, and tie rods 4 and 4 connected to the left and right wheels 2 and 2 and a pair of rack bars 210 and 220 connected to the left and right tie rods 4 and 4. And at least one pinion gear 230 that meshes with each of the pair of rack bars 210, 220, and a rack case 260 that houses the pair of rack bars 210, 220. Since it has the special turning mechanism 200 capable of moving the bars 210 and 220 in the opposite direction to each other by the same distance, executing the special turning for turning the left and right wheels 2 and 2 in the opposite directions. Can do.
  • the steering device 10 has a connection structure in which the normal turning mechanism 100 and the special turning mechanism 200 are combined, for example, as shown in FIG. 3, the front wheels 2, 2 and the rear wheels 2, 2 If the steering devices 10 and 10 that combine the normal turning mechanism 100 and the special turning mechanism 200 are connected to both of them, various kinds of traveling such as a small turn mode, an in-situ rotation mode, and a lateral movement mode can be performed. To do. Further, in the case of a vehicle that does not require normal turning of the rear wheels 2 and 2, the steering device 10 that combines the normal turning mechanism 100 and the special turning mechanism 200 is connected to the front wheels 2 and 2 so as to perform normal turning.
  • the steering device 10 By connecting the steering device 10 excluding the rudder mechanism 100 to the rear wheels 2 and 2, a movement mode that requires special turning of the rear wheels 2 and 2 such as in-situ rotation and lateral movement is possible. It is possible to easily fix the rear wheels 2 and 2 so that they can run stably in the running mode. As described above, the steering device 10 can select a combination of steering depending on a function to be obtained, and can be used as a common part, so that the cost can be reduced.
  • the steering device 10 includes at least two bearings 301 and 302 that always support the first rack bar 210 and at least two bearings 311 and 312 that always support the second rack bar 220. Therefore, each of the pair of rack bars 210 and 220 is always composed of at least two bearings 301, 302, 311 and 312 even during special turning corresponding to the in-situ rotation mode and the lateral movement mode. Since it is supported, the inclination of each rack bar 210, 220 can be reduced.
  • one slide bearing (support bush) for supporting one rack bar is arranged on each of the left and right sides of the pinion gear.
  • this arrangement is applied to the support of a pair of rack bars for special turning, one sliding bearing in which each of the pair of rack bars is located on the opposite side to its own moving direction during special turning. And can be supported by only one plain bearing.
  • the bearings 301, 302, 311 and 312 are arranged at positions where the pair of rack bars 210 and 220 can always be supported at two or more places even during special turning.
  • the inclination of the pair of rack bars 210, 220 can be suppressed, and the load from the wheel 2 can be reduced to two or more bearings 301,
  • the pair of rack bars 210 and 220 can be smoothly moved by receiving them at 302, 311 and 312.
  • the steering device 10 is positioned on the corresponding tie rod 4 side of at least two bearings 301 and 302 that support the first rack bar 210 or at least two bearings 311 and 312 that support the second rack bar 220. Since the bearings 302 and 312 to be used are longer in the axial direction than the other bearings 301 and 311, the area where the bearing 302 and the first rack bar 210 face increases, and the bearing 312 and the second rack bar 220 become larger. The area facing is increased. This is advantageous for suppressing the inclination of the first rack bar 210 and the second rack bar 220.

Abstract

対のラックバー(210,220)と、これらにそれぞれ噛合うピニオンギア(230)と、ピニオンギア(230)を回転駆動させる特殊転舵用モータ(240)と、対のラックバー(210,220)を収納するラックケース(260)と、第一ラックバー(210)をラックケース(260)に対して常に支持する2個の軸受(301,302)と、第二ラックバー(220)をラックケース(260)に対して常に支持する2個の軸受(311,312)とを備えたステアリング装置である。

Description

ステアリング装置及び車両
 この発明は、ステアリング装置及びこれを備える車両に関し、特に、左右の車輪を互いに左右反対方向に転舵可能なものに関する。
 従来、左右の車輪(タイヤ、ホイール、ハブ、インホイールモータを総合的に呼ぶ)を結ぶステアリングリンク機構を用いて車輪を転舵するものにアッカーマン・ジャントウ式の転舵機構がある。これは車両の旋回時に左右の車輪が同一旋回中心をもつタイロッドとナックルアームを用いるものである。
 また、左右のタイロッドに接続される対のラックバー(第一ラックバー,第二ラックバー)と、対のラックバーのそれぞれに噛合うピニオンギアと、対のラックバーを収めるラックケースとを備えており、ピニオンギアの回転によって対のラックバーを互いに左右反対方向へ同距離移動させることが可能なステアリング装置がある。このステアリング装置は、対のラックバーを互いに左右反対方向へ同距離移動させることにより、左右の車輪を相反する方向に転舵する特殊転舵を行うためのものである。4輪操舵車両の4輪をこの種のステアリング装置で転舵することにより、その場回転モードや横方向移動モードなどの特殊走行モードを実現することができる(下記特許文献1)。
特開2015‐44565号公報
 しかしながら、特許文献1のステアリング装置によって、その場回転や横方向移動に対応の特殊転舵を行う場合、各ラックバーの移動量が一般的なステアリング装置と比較して2倍以上に長くなる。特許文献1のステアリング装置では、ラックバーの支持案内機構が無いため、ラックバーが車輪側から前後方向に大きな荷重を受けた場合、ラックバーが傾いてスムーズに移動しない可能性がある。
 また、特許文献1のステアリング装置では複数のピニオンギアを備えているが、横方向移動に対応の特殊転舵の場合、ラックバーの移動量が特に大きく、ラックバーが1個のピニオンギアのみと噛み合う状態になり、ラックケースに対して一層傾き易くなる。
 上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、ステアリング装置に備わる対のラックバーを互いに左右反対方向へ同距離移動させる特殊転舵時でも各ラックバーの傾きを低減することにある。
 上記の課題を達成するため、この発明は、左右の車輪に接続されるタイロッドと、左右の前記タイロッドに接続される対のラックバーと、前記対のラックバーのそれぞれと噛み合い、この対のラックバーを互いに左右反対方向に移動させるピニオンギアと、前記ピニオンギアを回転駆動させるモータと、前記対のラックバーを収納するラックケースと、前記対のラックバーのうちの第一ラックバーを常に支持する少なくとも2個の軸受と、前記対のラックバーのうちの第二ラックバーを常に支持する少なくとも2個の軸受と、を備えるステアリング装置、という構成を採用したものである。
 この発明は、上記構成の採用により、ピニオンギアの回転によって対のラックバーを互いに左右反対方向へ同距離移動させる特殊転舵時でも、対のラックバーのそれぞれが常に少なくとも2個の軸受で支持されるため、各ラックバーの傾きを低減することができる。
この発明の実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示す断面図 この発明の実施形態に係る車両の左側面図 図2に示す車両の直進状態を模式的に示す平面図 図3に示す前輪用のステアリング装置の通常転舵用機構の構造を示す断面図 図3に示す前輪用のステアリング装置の外観を後方斜め上から示す全体斜視図 図3に示す前輪用のステアリング装置の外観を前方から示す前面図 図3に示すステアリング装置の特殊転舵用機構の内部を示す断面図 図7の状態から横方向移動モードに対応の特殊転舵を行った状態を示す断面図 図4の状態から通常走行モードで右に転舵したときの前輪用のステアリング装置の様子を示す部分断面図 図9のときの車両の状態を模式的に示す平面図 図3の状態から車両が小回りモードになった状態を模式的に示す平面図 図3の状態から車両がその場回転モードになった状態を模式的に示す平面図 図3の状態から車両が横方向移動モードになった状態を模式的に示す平面図
 以下、この発明の実施形態に係るステアリング装置及び車両を添付図面に基づいて説明する。図2、図3に示す車両1は、車体前方寄りに設けられた左右の車輪2,2と、車体後方寄りに設けられた左右の車輪2,2と、ジョイント部3を介して車輪2に接続されたタイロッド4を有するステアリング装置10とを備え、4個の車輪2,2,2,2を転舵可能な4輪操舵車両になっている。ここで、前後方向は、車両1の車両中心線CLに沿った方向に相当する(図3中に矢線Aで示した方向が前方向)。また、左右方向は、車両中心線CLに直角な方向に相当する。車両中心線CLは、直進姿勢にある車両1を水平面に置いたとき、左右に対を成す車輪のタイヤの接地部中心点O,Oを結ぶ線分の中点を通り、当該線分に直角な水平直線に相当する。以後、前方寄りの車輪2と後方寄りの車輪2とを区別する必要があるときは、「前輪2」と「後輪2」とに呼び分ける。
 車両1は、車輪2のハブ内に設けられたインホイールモータの駆動力によって走行可能な電動自動車になっている。車両1は、全ての車輪2にインホイールモータを備えているが、前輪2,2又は後輪2,2のどちらかにだけインホイールモータを搭載してもよい。
 なお、図示の車両1は、2人乗車(横並び2人乗り)の超小型モビリティであるが、この発明は、小型車両に限定されず、互いに左右反対方向に転舵する左右の車輪を備える車両に適用可能である。
 実施形態に係るステアリング装置10は、左右の車輪2,2を通常転舵することと、特殊転舵することの両方を実行可能なものになっている。ここで、「通常転舵」とは、左右の車輪2,2を左右同じ方向に転舵することをいい、「特殊転舵」とは、左右の車輪2,2を互いに左右反対方向に転舵することをいう。車両1は、左右の前輪2,2を転舵するためのステアリング装置10と、左右の後輪2,2を転舵するためのステアリング装置10とを備えている。ステアリング装置10は、通常転舵用機構100と、特殊転舵用機構200とを組み合わせた構造になっている。
 通常転舵用機構100は、図4に示すように、通常転舵用ラックバー110と、これに噛合う通常転舵用ピニオンギア120と、通常転舵用ラックバー110及び通常転舵用ピニオンギア120を収めたケース130と、通常転舵用ラックバー110と一体的に設けられた可動部140とを備えている。可動部140は、ブーツ150からケース130の外部まで突き出ており、特殊転舵用機構200の非可動部と連結されている。なお、通常転舵用機構100は、一般的なラックアンドピニオン方式が望ましいが、それに限定されたものではない。ラックアンドピニオン方式であれば、部品点数が少なくコストを抑えることが可能となる。
 図3に示すように、前輪2,2用のステアリング装置10と、後輪2,2用のステアリング装置10とを有するステアリングシステムは、ハンドル5、又は車体に搭載された通常転舵用モータ6によって、図4に示す通常転舵用ピニオンギア120を駆動し、通常転舵用機構100による左右の車輪2,2の転舵を実行可能になっている。例えば、図3に示す通常転舵用モータ6による駆動の場合、ハンドル5に与えられた操作をセンサによって検出し、その操作に応じた通常転舵用ピニオンギアの回転制御を行う。また、ハンドル5による駆動の場合は、ハンドル5に与えられた操作をステアリングシャフト7経由で通常転舵用ピニオンギア120に伝達する。
 特殊転舵用機構200は、図1、図5、図6に示すように、左右の車輪2,2に接続されるタイロッド4と、左右のタイロッド4,4に接続される対のラックバー210,220と、この対のラックバー210,220のそれぞれと噛み合い、この対のラックバー210,220を互いに左右反対方向に移動させる少なくとも1個のピニオンギア230と、ピニオンギア230を回転駆動させる特殊転舵用モータ240と、特殊転舵用モータ240の出力部になるモータギア241と、モータギア241及びピニオンギア230の両方に噛合う同期ギア250と、対のラックバー210,220を収納するラックケース260と、対のラックバー210,220の移動を固定するロック機構270と、を備えている。
 対のラックバー210,220は、それぞれ直線ギア部211,221と、ラックケース260の外部に配置された接続端部212,222と、を有する。一定ピッチで歯が左右方向に並んでいる直線ギア部211,221は、それぞれピニオンギア230に噛合い、接続端部212,222は、それぞれ対応のヒンジ213,223によって対応のタイロッド4と接続されている。対のラックバー210,220は、同形であるが、互いに左右反対の向きで配置されている。対のラックバー210,220は、左右方向に平行な配置状態が理想的である。以下、対のラックバー210,220のうちの一方を第一ラックバー210と呼び、残る一方を第二ラックバー220と呼ぶ。
 特殊転舵用機構200は、ラックケース260と対のラックバー210,220との間に取り付けられた対のラックブーツ280,290を備えている。対のラックブーツ280,290は、それぞれ自己の一方の開口部をラックケース260に固定し、かつ反対の他方の開口部を対応の第一ラックバー210の接続端部212又は第二ラックバー220の接続端部222に固定することによって取り付けられ、この取付け状態で対応の第一ラックバー210又は第二ラックバー220の左右方向移動に応じて伸縮可能な管状体になっている。これらラックブーツ280,290は、ラックケース260の内部の潤滑油が外部に飛散することを防ぐと共に、雨水や泥がラックケース260の内部に入り込むことを防ぐ。
 ラックケース260は、第一ラックバー210を左右方向に移動可能に収める第一ラック収納部261と、第二ラックバー220を左右方向に移動可能に収める第二ラック収納部262と、全てのモータギア241、同期ギア250及びピニオンギア230を左右方向に並べた状態に収めるギアケース部263と、を有する。ラックケース260は、車両のフレーム(図示せず)には直接固定されておらず、前述の通常転舵機構100の可動部140に連結され、この通常転舵機構100によって支持されているので、この可動部140の左右方向への移動とともに左右方向に移動する。
 ラックケース260は、第一ラックバー210及び第二ラックバー220の移動に伴うラックケース260の容積変動の際にラックケース260の内圧変動を抑えるための外気口264,265を有する。外気口264,265は、それぞれ対応のラック収納部261,262の反タイロッド4側の端でラックケース260の内面及び外面間を貫通する孔部になっている。前述の容積変動の際、ラックケース260の内部と外部の大気間における空気流通が外気口264,265経由で生じ、ラックケース260の内圧変動、特に空気流動性の悪いラック収納部261,262での内圧変動が抑えられる。このため、ラックケースの内圧変動が第一ラックバー210及び第二ラックバー220の移動抵抗にならず、第一ラックバー210及び第二ラックバー220の円滑な移動を実現することができる。
 図1に示すように、ギアケース部263は、第一ラックバー210及び第二ラックバー220間に挟まれた空間に1個のモータギア241と、2個の同期ギア250と、2個のピニオンギア230とからなる歯車列を収めるように設けられている。2個の同期ギア250は、同じ歯数のものである。2個のピニオンギア230は、同じ歯数のものである。これらギア241,250,230の各回転軸は、左右方向に一直線上に並んでいる。モータギア241の左右一方側に1個の同期ギア250が噛合い、この同期ギア250の左右一方側に1個のピニオンギア230が噛合っている。また、モータギア241の左右他方側に1個の同期ギア250が噛合い、この同期ギア250の左右他方側に1個のピニオンギア230が噛合っている。言い換えると、中央にモータギア241を配置し、その両側に同期ギア250を配置し、さらにその外側となる両側にピニオンギア230を配置して、各歯を一列に配置している。これらモータギア241及び同期ギア250は、第一ラックバー210及び第二ラックバー220と噛合っていない。各同期ギア250は、モータギア241の回転に従動し、各ピニオンギア230は、噛合う同期ギア250の回転に従動する。モータギア241からの回転トルクによって全てのピニオンギア230が回転させられ、第一ラックバー210及び第二ラックバー220が互いに左右反対方向に移動させられる。例えば、図7に示す第一ラックバー210が対応のタイロッド4側(図中右側、車両外側)へ移動すると、図8に示すように、第一ラックバー210がピニオンギア230の一個とのみ噛合った状態になり、対応のタイロッド4は図示外に移動する。このとき、第二ラックバー220が図中左方側へ移動させられ図8では図示外になる。
 このように、図1に示すモータギア241を複数個のピニオンギア230間の中央に配置し、同期ギア250を介して複数個のピニオンギア230を駆動することにより、1個の駆動源でも複数個のピニオンギア230を駆動することが可能である。また、同じ駆動源を用いるため、複数個のピニオンギア230を常に同方向に同角度回転することができる。そのため、対のラックバー210,220が、互いに左右反対方向に同距離、同速度で移動させられる。
 モータギア241の歯数よりピニオンギア230の歯数を多くすることで回転速度が減速され、第一ラックバー210及び第二ラックバー220に大きなトルクをかけることが可能なため、駆動源になる特殊転舵用モータ240のサイズを小型化することができる。
 図5、図6に示すように、特殊転舵用モータ240は、ギアケース部263の上部に取り付けられている。特殊転舵用モータ240は、モータ部242の回転を減速機243で減速してモータギア241に出力するようになっている。減速機243は、ギアケース部263に取り付けられている。モータ部242は、減速機243に取り付けられている。特殊転舵用モータ240は、電動モータになっている。減速機243の出力軸は、図1に示すモータギア241の回転軸になっている。
 図6に示すロック機構270は、ギアケース部263の下部に取り付けられている。ロック機構270は、詳細な説明は省略するが、図1に示すモータギア241の回転を固定することにより、同期ギア250、ピニオンギア230を介して対のラックバー210,220の移動を固定するようになっている。対のラックバー210,220の移動が固定されている状態では、図3、図4に示す通常転舵用機構100の動作によって特殊転舵用機構200の全体がラックバー110と一体に移動するため、図9に示すように左右の車輪2,2を左右同方向に転舵することが可能である。図6に示すロック機構270は、図2、図3に示す車両1のさまざまな走行モードに適応した位置で図1に示す対のラックバー210,220の位置を固定し、また、その固定を解除して非固定の状態にすることができる。なお、図6に示すロック機構270が図1に示す対のラックバー210,220の移動を固定する機構は、モータギア241の回転を固定するような間接的な移動固定を行う機構でもよいし、第一ラックバー210,第二ラックバー220を係止するような直接的な移動固定を行う機構でもよく、適宜の手段を採用すればよい。
 図2、図3に示す車両1は、図6に示すロック機構270で図1に示す対のラックバー210,220の移動を固定しているとき、通常転舵用機構100を使用する通常走行モード又は小回りモードで走行をし、逆に固定していないとき、特殊転舵用機構200を使用するその場回転モード、横方向移動モードなどの特殊走行をすることができる。
 通常走行モードでは、図3に示す前輪2,2用のステアリング装置10及び後輪2,2用のステアリング装置10のそれぞれにおいて図1に示す対のラックバー210,220の移動が固定され、図3に示す前輪2,2のみが転舵される。図3は、車両1が前後方向に直進可能な状態を示す。このとき、前輪2,2用のステアリング装置10及び後輪2,2用のステアリング装置10では、それぞれ図1に示す対のラックバー210,220の移動が固定されている。図10は、通常走行モードの車両1が右に転舵した場合を示す。このとき、前輪2,2用のステアリング装置10に備わる通常転舵用機構100により、左右の前輪2,2が共に右方向に転舵され、後輪2,2が転舵されず、車両1が前輪2,2の転舵のみで右に曲がる。
 小回りモードでは、前輪2,2用のステアリング装置10及び後輪2,2用のステアリング装置10のそれぞれにおいて図1に示す対のラックバー210,220の移動が固定され、前輪2,2と後輪2,2とが逆位相に転舵される。例えば、車両1が図3に示す直進状態から右に小回りする場合、図11に示すように、前輪2,2が共に右方向に転舵されるのに合わせて、後輪2,2が共に左方向に転舵される。このとき、通常転舵用モータ6が後輪2,2用のステアリング装置10に備わる通常転舵用機構100を駆動することにより、後輪2が前輪2と逆移動で同角度分だけ転舵される。
 その場回転モードでは、図12に示すように、車両1の各車輪2の中央軸が車両中心に向けられ、車両1は、その車両中心を回転中心として、その場で回転する。このとき、各車輪2の転舵角度が検出され、その検出結果に応じてステアリング装置10が制御される。例えば、図3に示す車両1の直進状態からその場回転モードに移行する場合、前輪2,2用のステアリング装置10及び後輪2,2用のステアリング装置10のそれぞれにおいて図6に示すロック機構270の固定を解除して図1に示す対のラックバー210,220の移動が非固定の状態とされる。そして、特殊転舵用モータ240が、図12に示すように前輪2,2又は後輪2,2の中央軸が車両中心に向くまで図1に示す対のラックバー210,220を互いに左右反対方向に移動させた後、図6に示すロック機構270が図1に示すモータギア241の回転を固定することによって対のラックバー210,220の移動を固定する。通常転舵用機構100は転舵動作をしない。これにより、図12に示すように、車両1の各車輪2は、その場で回転可能な向きに固定される。この固定状態で、少なくとも1個の車輪2でインホイールモータが駆動されれば、車両1がその場回転する。なお、車輪2の転舵角度の検出は、例えば、図1に示すピニオンギア230、同期ギア250、モータギア241のいずれかに取り付けられた回転センサで行えばよく、その他の箇所に取り付けたセンサで行ってもよい。
 横方向移動モードでは、図13に示すように、車両1の各車輪2の中心軸が前後方向に向けられ、車両1は、車体を前後方向に向けたまま左右方向に走行することができる。このとき、微調整機能として、通常転舵用機構100を通常転舵用モータ6又はハンドル5によって左右方向に移動させることにより、車輪2の転舵角度を微調整することができる。横方向移動モードにおけるステアリング装置10の動作は、その場回転モードと共通しており、目標とする各車輪2の転舵角度がその場回転モードと異なるだけである。例えば、図3に示す車両1の直進状態から横方向移動モードに移行する場合、図13に示すように左右の前輪2,2及び左右の後輪2,2がそれぞれ互いに左右反対方向に90°転舵させられることにより、各車輪2の中心軸が前後方向に向けられる。
 横方向移動モードの場合、その場回転モードに比して、図1に示す対のラックバー210,220の移動量が大きくなる。このため、対のラックバー210,220は、それぞれ2個のピニオンギア230のうち、対応のタイロッド4側に位置する1個のピニオンギア230のみと噛合う状態になる。図8は、この状態のときの第一ラックバー210を示している。
 このような状態でも対のラックバー210,220の傾きを抑えるため、図1に示すように、ステアリング装置10は、第一ラックバー210を常に支持する少なくとも2個の軸受301,302と、第二ラックバー220を常に支持する少なくとも2個の軸受311,312と、を備えている。
 これら軸受301,302,311,312は、それぞれ対応のラックバー210,220と、対応のラック収納部261,262との間に介在する滑り軸受になっている。
 これら軸受301,302,311,312は、それぞれ含油性焼結金属材によって形成されている。ここで、含油性焼結金属材は、粉末冶金法により製造された多孔質の金属体に潤滑油を含浸させたものである。このため、これら軸受301,302,311,312は、長期間の使用に耐える自己潤滑性をもつ。
 これら軸受301,302,311,312は、それぞれ対応のラックバー210,220と相対的に左右方向にすべり運動する滑り面を内周側に有し、ラックケース260との嵌合面を外周側に有する円筒状のブシュになっている。このため、これら軸受301,302,311,312は、それぞれ対応のラックバー210,220をラックケース260に対して前後方向及び上下方向に支持することができる。
 図1、図8に示すように、第一ラックバー210又は第二ラックバー220を支持する軸受301,302又は軸受311,312のうち、対応のタイロッド4側に位置する軸受302,312は、他の軸受301,311よりも軸方向に長い軸受を採用している。
 図1、図8に示すように、ピニオンギア230付近に位置する軸受301,311は、ギアケース部263の左右の壁266(ラック収納部261,262間に亘る壁)に取り付けられている。これは、なるべくピニオンギア230に近いところで軸受301,311の支持による対のラックバー210,220の傾き抑制を図り、ひいては、直線ギア部211,221とピニオンギア230との円滑な噛合いを保って対のラックバー210,220の円滑な移動を図るためである。
 一方、最も対応のタイロッド4側に位置する軸受302,312は、ピニオンギア230付近に位置する軸受301,311と、対応のラック収納部261,262の開口縁267との間の左右方向距離を二等分する位置よりも対応のタイロッド4側へ寄ったところに取り付けられている。これは、対応のタイロッド4に最も近い軸受302,312と、ピニオンギア230付近に位置する軸受301,311とによって対応のラックバー210,220をなるべく広い左右方向間隔で支持し、特に1個のピニオンギア230のみと噛合う状態になった場合でも対応のラックバー210,220の傾きを抑え易いためである。
 なお、対のラックバー210,220をそれぞれ常に少なくとも2個の軸受で支持すれば、対のラックバー210,220がそれぞれ1個のピニオンギア230のみと噛合う特殊転舵の場合でも広い左右方向間隔で支持することが可能である。このため、図示例では、対のラックバー210,220をそれぞれ2個の軸受で支持するに留めて部品点数を抑えたが、それぞれ3個以上の軸受で支持してもよい。
 実施形態に係るステアリング装置10は、上述のようなものであり、左右の車輪2,2に接続されるタイロッド4,4と、左右のタイロッド4,4に接続される対のラックバー210,220と、対のラックバー210,220のそれぞれに噛合う少なくとも1個のピニオンギア230と、対のラックバー210,220を収めるラックケース260とを備えており、ピニオンギア230の回転によって対のラックバー210,220を互いに左右反対方向へ同距離移動させることが可能な特殊転舵用機構200を有するので、左右の車輪2,2を互いに左右反対方向に転舵する特殊転舵を実行することができる。
 また、ステアリング装置10は、通常転舵用機構100と、特殊転舵用機構200とを組み合わせた連結構造としているため、例えば、図3に示すように前輪2,2と後輪2,2の両方に、通常転舵用機構100と特殊転舵用機構200とを組み合わせたステアリング装置10,10を接続すれば、小回りモード、その場回転モード、横方向移動モードなどの多種な走行を可能にする。また、後輪2,2の通常転舵を必要としない車両の場合、通常転舵用機構100と特殊転舵用機構200とを組み合わせたステアリング装置10を前輪2,2に接続し、通常転舵用機構100を除いたステアリング装置10を後輪2,2に接続することによって、その場回転や横方向移動といった後輪2,2の特殊転舵を要する移動モードは可能とするが、通常走行モード時には安定して走るように後輪2,2を完全に固定し易くすることができる。このように、ステアリング装置10は、求める機能によりステアリングの組み合わせを選択でき、また、共通な部品として使用できるため、コストを削減することが可能となる。
 また、ステアリング装置10は、図1に示すように、第一ラックバー210を常に支持する少なくとも2個の軸受301,302と、第二ラックバー220を常に支持する少なくとも2個の軸受311,312とをさらに備えているので、その場回転モードや横方向移動モードに対応の特殊転舵時でも、対のラックバー210,220のそれぞれが常に少なくとも2個の軸受301,302,311,312で支持されるため、各ラックバー210,220の傾きを低減することができる。
 なお、一般的な通常転舵用のステアリング装置では、ピニオンギアに対して左右両側に1本のラックバーを支持するための滑り軸受(支持用ブシュ)を1個ずつ配置している。この配置を特殊転舵用の対のラックバーの支持に適用した場合を仮定すると、特殊転舵時、対のラックバーのそれぞれが自己の移動方向と左右反対側に位置する1個の滑り軸受から外れてしまい、1個の滑り軸受のみで支持された状態になり得る。この状態で車輪から大きな荷重がかかるとラックバーの傾き(ラックケースとラックバーのがたつき)が増加されてしまう。このように傾きが増加した状態でラックバーがラックケース内に戻ると、ラックバーと滑り軸受間でこじりが生じる懸念がある。また、その場回転モード、横方向移動モードに対応の特殊走行時において、車輪側から大きな荷重がかかるとラックバーの傾き量が大きくなり、車輪の回転角度位置が特定しにくくなる。さらに、ラックバーが常に左右両側の滑り軸受から外れないように設計すると、ラックバーの全長拡大、ピニオンギアの配置間隔の拡大といった手段を取ることになり、ステアリング装置全体のサイズが大きくなってしまう。これに対し、実施形態に係るステアリング装置10では、特殊転舵時でも対のラックバー210,220のそれぞれを常に2か所以上で支持可能な位置に軸受301,302,311,312を配置しているので、特殊走行時に車輪2側から前後方向に大きな荷重を受けた場合でも対のラックバー210,220の傾きを抑制することができ、車輪2からの荷重を2個以上の軸受301,302,311,312で受けて、スムーズに対のラックバー210,220を移動させることができる。
 また、ステアリング装置10は、第一ラックバー210を支持する少なくとも2個の軸受301,302又は第二ラックバー220を支持する少なくとも2個の軸受311,312のうち、対応のタイロッド4側に位置する軸受302,312が他の軸受301,311よりも軸方向に長い軸受を採用しているので、軸受302と第一ラックバー210の面する面積が大きくなり、軸受312と第二ラックバー220の面する面積が大きくなる。このことは、第一ラックバー210及び第二ラックバー220の傾き抑制に有利である。
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 車両
2 車輪
4 タイロッド
10 ステアリング装置
200 特殊転舵用機構
210 第一ラックバー
220 第二ラックバー
230 ピニオンギア
260 ラックケース
301,302,311,312 軸受

Claims (5)

  1.  左右の車輪に接続されるタイロッドと、
     左右の前記タイロッドに接続される対のラックバーと、
     前記対のラックバーのそれぞれと噛み合い、この対のラックバーを互いに左右反対方向に移動させるピニオンギアと、
     前記ピニオンギアを回転駆動させるモータと、
     前記対のラックバーを収納するラックケースと、
     前記対のラックバーのうちの第一ラックバーを常に支持する少なくとも2個の軸受と、
     前記対のラックバーのうちの第二ラックバーを常に支持する少なくとも2個の軸受と、を備えるステアリング装置。
  2.  前記少なくとも2個の軸受のうち、対応のタイロッド側に位置する前記軸受が、他の前記軸受よりも軸方向に長い軸受である請求項1に記載のステアリング装置。
  3.  前記軸受が、それぞれ滑り軸受になっている請求項1又は2に記載のステアリング装置。
  4.  前記軸受が、それぞれ含油性焼結金属材によって形成されている請求項3に記載のステアリング装置。
  5.  請求項1から4のいずれか1項に記載のステアリング装置を備える車両。
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