車両操舵装置
【課題】操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる技術を提供する。
【解決手段】車両の操舵輪Ｗを転舵するための車両操舵装置１は、一端側が操舵輪Ｗの回転軸７０に連結され、他端側が操舵輪Ｗの上方で操舵輪Ｗの転舵軸周りに回動するよう車体ＢＤ側に連結される操舵輪支持部材１０と、操舵輪支持部材１０の一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在する第１部材（例えばロッド２２）、および車体ＢＤ側と第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第２部材（例えばピットマンアーム２４）を有する連結部２０とを備える。車両操舵装置１では、操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０および第２部材が回動し、第１部材が、転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向に変位する。
【解決手段】車両の操舵輪Ｗを転舵するための車両操舵装置１は、一端側が操舵輪Ｗの回転軸７０に連結され、他端側が操舵輪Ｗの上方で操舵輪Ｗの転舵軸周りに回動するよう車体ＢＤ側に連結される操舵輪支持部材１０と、操舵輪支持部材１０の一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在する第１部材（例えばロッド２２）、および車体ＢＤ側と第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第２部材（例えばピットマンアーム２４）を有する連結部２０とを備える。車両操舵装置１では、操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０および第２部材が回動し、第１部材が、転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向に変位する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵輪を転舵するための車両操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、単一の前輪および後輪と、車両中間部の左右に配置された左右輪とを有する、いわゆる、ひし形車輪配置の車両が開示されている。この車両において、操舵輪である前輪は、一端側が前輪の回転軸に連結され他端側が前輪の上方で車体側に連結された、いわゆるフォーク型の車輪支持部材によって支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許第１３０４２３７明細書
【特許文献２】特開２０１１−０９３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された車両では、上述のように車輪支持部材が操舵輪の上方で車体側に連結されていた。したがって、車両の旋回時に発生する横力の操舵輪への入力位置（操舵輪の接地点）から、車輪支持部材の車体側への連結位置までの距離が長かった。そのため、横力に対する車両の剛性をさらに高めたいという要求に対して、従来の構造には改善の余地があった。特に、車体を積極的に傾けることなく旋回する車両では、旋回時に発生する横力を車輪支持部材で受けることができないため、横力に対する剛性を高めたいという要求は強い。
【０００５】
一方で、従来の車両には、旋回時の回転半径を小さくするために、操舵輪が大角度で転舵できることが求められていた。例えば、従来の車両には、操舵輪を車両の直進状体から左右に９０°近くまで転舵可能であることが求められていた。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両操舵装置は、車両の操舵輪を転舵するための車両操舵装置であって、一端側が操舵輪の回転軸に連結され、他端側が操舵輪の上方で操舵輪の転舵軸周りに回動するよう車体側に連結される操舵輪支持部材と、前記操舵輪支持部材の前記一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在する第１部材、および車体側と前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第２部材を有する連結部と、を備え、操舵輪が転舵される際、前記操舵輪支持部材および前記第２部材が回動し、前記第１部材が、転舵による操舵輪の接近に対して退避する方向に変位することを特徴とする。
【０００８】
この態様によれば、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。
【０００９】
上記態様において、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、前記ステアリングシャフトは前記第２部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記第２部材が回動し、この第２部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵されてもよい。また、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、前記ステアリングシャフトは前記操舵輪支持部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵され、前記操舵輪支持部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記第２部材が回動されてもよい。これらの態様によっても、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。
【００１０】
また、上記態様において、前記連結部は、車体側および前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第３部材をさらに備えてもよい。この態様によれば、第１部材の延在方向が平行に保たれたまま第１部材を変位させることができるため、操舵輪が意図しない方向に転舵されることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、実施形態１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。
【図２】車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、実施形態２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図３（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。
【図４】変形例１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図である。
【図５】図５（Ａ）は、変形例２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図５（Ｂ）は、車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１４】
（実施形態１）
図１（Ａ）は、実施形態１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、車両の操舵輪Ｗを転舵するための装置であり、操舵輪支持部材１０と、連結部２０と、操舵部３０とを備える。
【００１５】
操舵輪支持部材１０は、いわゆるフォーク型の構造を有し、一対のレッグ１２ａを有するフォーク部１２と、フォーク部１２の上端から操舵輪Ｗの上方に延在するフォークコラム部１４とを有する。操舵輪支持部材１０の一端側、すなわちフォーク部１２（レッグ１２ａ）の下端部は、操舵輪Ｗの回転軸７０に連結されている。操舵輪支持部材１０の他端側、すなわちフォークコラム部１４は、車体ＢＤ側に固定された軸受８０に回動可能に連結されている。したがって、操舵輪支持部材１０は、操舵輪Ｗの上方で操舵輪Ｗの転舵軸周りに回動するように車体ＢＤ側に連結されている。
【００１６】
連結部２０は、ロッド２２（第１部材）と、ピットマンアーム２４（第２部材）と、アイドラーアーム２６（第３部材）とを有する。ロッド２２は、一端が操舵輪支持部材１０の一端側、すなわちフォーク部１２の下端部、より具体的には一方のレッグ１２ａの下端部に、ボールジョイント６０を介して連結されている。したがって、ロッド２２と操舵輪支持部材１０とは、ボールジョイント６０を中心軸として相対的に回動可能である。ロッド２２は、車幅方向に延在するように配置されている。具体的には、ロッド２２は、操舵輪Ｗが転舵されていない状態で操舵輪Ｗの回転軸７０方向に延在するように配置されている。
【００１７】
ロッド２２の所定位置には、軸部材７１が回動可能に連結されている。この軸部材７１には、ピットマンアーム２４の一端側が回動可能に連結されている。したがって、ピットマンアーム２４は、ロッド２２に対して軸部材７１を軸に回動可能に連結されている。ピットマンアーム２４の他端側には、軸部材７２が固定されている。この軸部材７２は、車体ＢＤ側に固定された軸受８１に回動可能に連結されている。したがって、ピットマンアーム２４は、車体ＢＤ側に対して軸部材７２を中心に回動可能に連結されている。
【００１８】
また、ロッド２２の所定位置には、軸部材７３が回動可能に連結されている。この軸部材７３には、アイドラーアーム２６の一端側が回動可能に連結されている。したがって、アイドラーアーム２６は、ロッド２２に対して軸部材７３を中心に回動可能に連結されている。アイドラーアーム２６の他端側には、軸部材７４が回動可能に連結されている。この軸部材７４は、車体ＢＤ側に固定された軸受８２に回動可能に連結されている。したがって、アイドラーアーム２６は、車体ＢＤ側に対して軸部材７４を中心に回動可能に連結されている。本実施形態では、アイドラーアーム２６は、ボールジョイント６０と連結されたロッド２２の端部とは反対側の端部に連結され、アイドラーアーム２６とボールジョイント６０との間にピットマンアーム２４が連結されている。
【００１９】
操舵部３０は、操舵ハンドル３２と、ステアリングシャフト３４とを有する。ステアリングシャフト３４は、一端側が操舵ハンドル３２に連結され、他端側が軸部材７２を介してピットマンアーム２４に連結されている。
【００２０】
本実施形態に係る車両操舵装置１では、操舵輪Ｗの回転軸７０の側方で操舵輪支持部材１０に連結されたロッド２２が回転軸７０の方向に延在し、ピットマンアーム２４を介して車体ＢＤ側に連結されている。また、ロッド２２は、アイドラーアーム２６を介して車体ＢＤ側に連結されている。したがって、操舵輪支持部材１０は、フォークコラム部１４が車体ＢＤ側に連結される位置に比べて、操舵輪Ｗの接地点からの高さがより低い位置でロッド２２を介して車体ＢＤ側に連結されている。そのため、車両の旋回時に発生する横力に対する操舵輪支持部材１０の剛性を高めることができ、ひいては横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００２１】
続いて、上述の構成を備えた車両操舵装置１の動作を説明する。図２は、車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。図２は、下方（路面側）から見たときの車両操舵装置１を図示している。なお、図２では、ロッド２２および操舵輪Ｗを透視している。また、図２において、符号の末尾に「Ｉ」が付された各部材は、操舵輪Ｗが転舵されていないときの状態を示す。また、符号の末尾に「ＩＩ」が付された各部材は、操舵輪Ｗが約４５°転舵されたときの状態を示す。また、符号の末尾に「ＩＩＩ」が付された各部材は、操舵輪Ｗが約９０°転舵されたときの状態を示す。
【００２２】
図２に示すように、例えば操舵輪Ｗが右方向に転舵されるように操舵ハンドル３２（図１（Ａ）参照）が操作されると、ステアリングシャフト３４（図１（Ａ）参照）の回動により軸部材７２に固定されたピットマンアーム２４が軸部材７２を中心に車両後方側に回動する。このピットマンアーム２４の回動により、ロッド２２が車両後方側に変位するとともに、ロッド２２に連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４（図１（Ａ）参照）を中心に回動し、ボールジョイント６０に連結された部分が車両後方側に変位する。また、ロッド２２に連結されたアイドラーアーム２６が軸部材７４を中心に車両後方側に回動する。以上の動作により、操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが右方向に転舵される。
【００２３】
操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６が車両後方側に回動することで、ロッド２２が、転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向に変位する。具体的には、フォークコラム部１４を軸に回動した操舵輪Ｗは、フォークコラム部１４よりも車両前方側に位置する部分が、車両前方側からロッド２２の延在領域に徐々に接近していく。これに対して、ロッド２２は、フォーク部１２、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６の回動によって、操舵輪Ｗの接近に対して退避するように車両後方側に変位する。そのため、操舵輪Ｗとロッド２２とが干渉することを回避して、操舵輪Ｗを約９０°まで転舵させることができる。
【００２４】
操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル３２が操作された場合は、ピットマンアーム２４が軸部材７２を中心に車両前方側に回動する。このピットマンアーム２４の回動により、ロッド２２が車両前方側に変位するとともに、ロッド２２に連結されたアイドラーアーム２６およびフォーク部１２がそれぞれ軸部材７２およびフォークコラム部１４（図１（Ａ）参照）を中心に車両前方側に回動する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが左方向に転舵される。フォークコラム部１４を軸に回動した操舵輪Ｗは、フォークコラム部１４よりも車両後方側に位置する部分が、車両後方側からロッド２２の延在領域に徐々に接近していく。これに対して、ロッド２２は、フォーク部１２、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６の回動によって、操舵輪Ｗの接近に対して退避するように車両前方側に変位する。
【００２５】
なお、操舵輪Ｗが転舵されていない状態は、軸部材７１，７２およびボールジョイント６０が同一直線上に位置し、ピットマンアーム２４とロッド２２が同一直線上に位置するため、連結部２０の思案点となる。これに対し、本実施形態に係る車両操舵装置１は、アイドラーアーム２６をロッド２２に連結しているため、ロッド２２の拘束点として、ボールジョイント６０、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６の３点を有する。すなわち、アイドラーアーム２６によって、ロッド２２の延在方向が平行に保たれたまま変位するようにロッド２２の変位が規制されている。そのため、操舵輪Ｗが意図しない方向に転舵されることを防ぐことができる。
【００２６】
本実施形態に係る車両操舵装置１が搭載される車両としては、例えば、上述したひし形車輪配置の車両や３輪あるいは４輪の自転車等を含む軽量車両などを挙げることができるが、特にこれに限定されない。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、一端側が操舵輪Ｗの回転軸７０に連結され、他端側が操舵輪Ｗの上方で操舵輪Ｗの転舵軸周りに回動するよう車体ＢＤ側に連結される操舵輪支持部材１０と、操舵輪支持部材１０の一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在するロッド２２、および車体ＢＤ側とロッド２２それぞれに回動可能に連結されるピットマンアーム２４を有する連結部２０とを備える。このように、本実施形態に係る車両操舵装置１では、ロッド２２により操舵輪支持部材１０が従来の構造に比べて横力の入力位置からの高さがより低い位置で車体ＢＤ側に連結されている。また、車両操舵装置１は、操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０およびピットマンアーム２４が回動し、転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向にロッド２２が変位するように構成されている。そのため、転舵された操舵輪Ｗがロッド２２と干渉することを回避することができる。したがって、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることができる。
【００２８】
（実施形態２）
実施形態２に係る車両操舵装置１は、実施形態１に係る車両操舵装置１において、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６がギア部材に置き換えられた構造を有する。以下、本実施形態について説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００２９】
図３（Ａ）は、実施形態２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図３（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、操舵輪支持部材１０と、連結部２０と、操舵部３０とを備える。
【００３０】
操舵輪支持部材１０は、一対のレッグ１２ａを有するフォーク部１２と、操舵輪Ｗの上方に延在するフォークコラム部１４とを有する。操舵輪支持部材１０の一端側は、操舵輪Ｗの回転軸７０に連結されている。操舵輪支持部材１０の他端側は、車体ＢＤ側に固定された軸受８０に回転可能に連結されている。
【００３１】
連結部２０は、ロッド２２と、実施形態１のピットマンアーム２４に代わる第１ギヤ４４（第２部材）と、実施形態１のアイドラーアーム２６に代わる第２ギヤ４６（第３部材）とを有する。第１ギヤ４４および第２ギヤ４６は、たとえば平歯車等からなる。第１ギヤ４４および第２ギヤ４６は、操舵輪Ｗの転舵によって各ギヤが回動する角度範囲に応じて、周縁部の一部が切り欠かれていてもよい。
【００３２】
ロッド２２は、一端が操舵輪支持部材１０の一端側にボールジョイント６０を介して連結されている。ロッド２２は、車幅方向に延在している。言い換えれば、ロッド２２は、操舵輪Ｗが転舵されていない状態で操舵輪Ｗの回転軸７０方向に延在している。
【００３３】
第１ギヤ４４は、ロッド２２の所定位置に連結された軸部材７１に回動可能に連結されている。軸部材７１は、第１ギヤ４４の周縁部の所定位置に連結されている。第１ギヤ４４の回転軸には、軸部材７２が固定されている。軸部材７２は、車体ＢＤ側に固定された軸受８１に回動可能に連結されている。第２ギヤ４６は、ロッド２２の所定位置に連結された軸部材７３に回動可能に連結されている。軸部材７３は、第２ギヤ４６の周縁部の所定位置に連結されている。第２ギヤ４６の回転軸には、軸部材７４が回動可能に連結されている。軸部材７４は、車体ＢＤ側に固定された軸受８２に回動可能に連結されている。
【００３４】
第１ギヤ４４と第２ギヤ４６との間には、両者の回転方向を揃えるためのカウンターギヤ４８が設けられている。第１ギヤ４４、第２ギヤ４６およびカウンターギヤ４８は、第１ギヤ４４とカウンターギヤ４８とが噛み合わされ、カウンターギヤ４８と第２ギヤ４６とが噛み合わされるように配置されている。カウンターギヤ４８の回転軸には、軸部材７５が回動可能に連結されている。軸部材７５は、車体ＢＤ側に固定された軸受８３に回動可能に連結されている。
【００３５】
操舵部３０は、操舵ハンドル３２と、ステアリングシャフト３４とを有する。ステアリングシャフト３４は、一端側が操舵ハンドル３２に連結され、他端側が軸部材７２を介して第１ギヤ４４に固定されている。
【００３６】
本実施形態に係る車両操舵装置１では、操舵輪Ｗの回転軸７０の側方で操舵輪支持部材１０に連結されたロッド２２が回転軸７０の方向に延在し、第１ギヤ４４を介して車体ＢＤ側に連結されている。また、ロッド２２は、第２ギヤ４６を介して車体ＢＤ側に連結されている。そのため、車両の旋回時に発生する横力に対する操舵輪支持部材１０の剛性を高めることができ、ひいては横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００３７】
上述の構成を備えた車両操舵装置１において、例えば操舵輪Ｗが右方向に転舵されるように操舵ハンドル３２が操作されると、ステアリングシャフト３４の回動により軸部材７２に固定された第１ギヤ４４が軸部材７２を中心に回動する。第１ギヤ４４が回動すると、第１ギヤ４４に噛み合わされたカウンターギヤ４８と、カウンターギヤ４８に噛み合わされた第２ギヤ４６とがそれぞれ軸部材７５および軸部材７４を中心に回動する。これにより、ロッド２２が車両後方側に変位するとともに、ロッド２２に連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４を中心に車両後方側に回動する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが右方向に転舵される。
【００３８】
操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０、第１ギヤ４４および第２ギヤ４６の回動により、ロッド２２が転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向に変位する。そのため、操舵輪Ｗとロッド２２とが干渉することを回避して、操舵輪Ｗを約９０°まで転舵させることができる。
【００３９】
以上説明した本実施形態に係る車両操舵装置１によっても、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることができる。
【００４０】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００４１】
（変形例１）
変形例１に係る車両操舵装置１は、実施形態１に係る車両操舵装置１において、ステアリングシャフト３４が操舵輪支持部材１０に連結された構造を有する。以下、本変形例について説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００４２】
図４は、変形例１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図である。図４に示すように、上述した各実施形態に係る車両操舵装置１において、操舵部３０のステアリングシャフト３４は、操舵輪支持部材１０に連結されていてもよい。この場合、例えば、操舵輪支持部材１０のフォークコラム部１４に、ステアリングシャフト３４が固定される。ピットマンアーム２４は、軸部材７２に回動可能に連結されていてもよい。
【００４３】
操舵ハンドル３２が操作されると、ステアリングシャフト３４の回転により操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが転舵される。また、操舵輪支持部材１０の回動により、ロッド２２が変位するとともに、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６がそれぞれ軸部材７２、軸部材７４を中心に回動する。なお、図４では、実施形態１に係る車両操舵装置１においてステアリングシャフト３４の連結位置が変更された状態を図示しているが、他の実施形態についても同様に変更することができる。
【００４４】
（変形例２）
変形例２に係る車両操舵装置１は、実施形態１に係る車両操舵装置１において、操舵輪が複数、具体的には２輪である。以下、本変形例について説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００４５】
図５（Ａ）は、変形例２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図５（Ｂ）は、車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。なお、図５（Ｂ）は、下方（路面側）から見たときの車両操舵装置１を図示している。また、図５（Ｂ）では、ロッド２２Ｌ，２２Ｒおよび操舵輪ＷＲ，ＷＬを透視している。図５（Ａ）に示すように、変形例２に係る車両操舵装置１では、左操舵輪ＷＬ用と右操舵輪ＷＲ用の２つの操舵輪支持部材１０が連結部２０に連結されている。
【００４６】
連結部２０は、左操舵輪ＷＬ用のロッド２２Ｌ、ピットマンアーム２４Ｌおよびアイドラーアーム２６Ｌと、右操舵輪ＷＲ用のロッド２２Ｒ、ピットマンアーム２４Ｒおよびアイドラーアーム２６Ｒとを有する。実施形態１と同様に、ロッド２２Ｌは、一端が左操舵輪ＷＬ用の操舵輪支持部材１０の一端側に、ボールジョイント６０Ｌを介して連結されている。ロッド２２Ｌに連結された軸部材７１には、ピットマンアーム２４Ｌの一端側が連結され、ピットマンアーム２４の他端側には軸部材７２が固定されている。軸部材７２は、軸受８１に連結されている。また、ロッド２２Ｌに連結された軸部材７３には、アイドラーアーム２６の一端側が連結され、アイドラーアーム２６の他端側には軸部材７４が連結されている。軸部材７４は、軸受８２に連結されている。
【００４７】
ロッド２２Ｒは、一端が右操舵輪ＷＲ用の操舵輪支持部材１０の一端側に、ボールジョイント６０Ｒを介して連結されている。ロッド２２Ｒの所定位置には、軸部材７６が回動可能に連結されている。この軸部材７６には、ピットマンアーム２４Ｒの一端側が回動可能に連結されている。ピットマンアーム２４Ｒの所定位置には、軸部材７７が回動可能に連結されている。軸部材７７は、その中心軸が軸部材７２の中心軸と同一直線上に位置するように配置され、車体ＢＤ側に固定された軸受８４に回動可能に連結されている。ピットマンアーム２４Ｒの他端側には、軸部材７１が回動可能に連結されている。
【００４８】
また、ロッド２２Ｒの所定位置には、軸部材７８が回動可能に連結されている。この軸部材７８には、アイドラーアーム２６Ｒの一端側が回動可能に連結されている。アイドラーアーム２６Ｒの所定位置には、軸部材７９が回動可能に連結されている。軸部材７９は、その中心軸が軸部材７４の中心軸と同一直線上に位置するように配置され、車体ＢＤ側に固定された軸受８５に回動可能に連結されている。アイドラーアーム２６Ｒの他端側には、軸部材７３が回動可能に連結されている。本変形例では、ピットマンアーム２４Ｒは、ボールジョイント６０Ｒと連結されたロッド２２Ｒの端部とは反対側の端部に連結され、ボールジョイント６０Ｒとピットマンアーム２４Ｒとの間にアイドラーアーム２６Ｒが連結されている。
【００４９】
操舵部３０は、操舵ハンドル３２と、ステアリングシャフト３４とを有する。ステアリングシャフト３４は、一端側が操舵ハンドル３２に連結され、他端側が軸部材７２を介してピットマンアーム２４に連結されている。
【００５０】
本実施形態に係る車両操舵装置１では、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲの側方で操舵輪支持部材１０に連結されたロッド２２Ｌ，２２Ｒが回転軸７０の方向に延在し、ピットマンアーム２４Ｌ，２４Ｒを介して車体ＢＤ側に連結されている。また、ロッド２２Ｌ，２２Ｒは、アイドラーアーム２６Ｌ，２６Ｒを介して車体ＢＤ側に連結されている。そのため、操舵輪が複数の場合であっても、車両の旋回時に発生する横力に対する操舵輪支持部材１０の剛性を高めることができ、ひいては横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００５１】
図５（Ｂ）に示すように、例えば、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲが右方向に転舵されるように操舵ハンドル３２（図５（Ａ）参照）が操作されると、ステアリングシャフト３４（図５（Ａ）参照）の回動により軸部材７２に固定されたピットマンアーム２４Ｌが軸部材７２を中心に車両後方側に回動する。このピットマンアーム２４Ｌの回動により、ロッド２２Ｌが車両後方側に変位するとともに、ロッド２２Ｌに連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４（図５（Ａ）参照）を中心に回動し、ボールジョイント６０Ｌに連結された部分が車両後方側に変位する。また、ロッド２２Ｌに連結されたアイドラーアーム２６Ｌが軸部材７４を中心に車両後方側に回動する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して左操舵輪ＷＬが右方向に転舵される。
【００５２】
また、ピットマンアーム２４Ｌの回動と同時に、軸部材７１に連結されたピットマンアーム２４Ｒが軸部材７７を中心に回動する。これにより、軸部材７１が連結されたピットマンアーム２４Ｒの他端側が車両後方側に、軸部材７６が連結されたピットマンアーム２４Ｒの一端側が車両前方側に変位する。このピットマンアーム２４Ｒの回動により、ロッド２２Ｒが車両前方側に変位するとともに、ロッド２２Ｒに連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４（図５（Ａ）参照）を中心に回動し、ボールジョイント６０Ｒに連結された部分が車両前方側に変位する。また、ロッド２２Ｒに連結されたアイドラーアーム２６Ｒが軸部材７９を中心に回動し、軸部材７８が連結されたアイドラーアーム２６Ｒの一端側が車両前方側に、軸部材７３が連結されたアイドラーアーム２６Ｒの他端側が車両後方側に変位する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して右操舵輪ＷＲが右方向に転舵される。
【００５３】
左操舵輪ＷＬが転舵される際、操舵輪支持部材１０およびピットマンアーム２４Ｌが回動することで、ロッド２２Ｌが、転舵による左操舵輪ＷＬの接近に対して退避する方向に変位する。また、右操舵輪ＷＲが転舵される際、操舵輪支持部材１０およびピットマンアーム２４Ｒが回動することで、ロッド２２Ｒが、転舵による右操舵輪ＷＲの接近に対して退避する方向に変位する。そのため、左操舵輪ＷＬとロッド２２Ｌ、および右操舵輪ＷＲとロッド２２Ｒとがそれぞれ互いに干渉することを回避して、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲを約９０°まで転舵させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
ＢＤ 車体、 Ｗ 操舵輪、 ＷＬ 左操舵輪、 ＷＲ 右操舵輪、 １ 車両操舵装置、 １０ 操舵輪支持部材、 ２０ 連結部、 ２２，２２Ｌ，２２Ｒ ロッド、 ２４，２４Ｌ，２４Ｒ ピットマンアーム、 ２６，２６Ｌ，２６Ｒ アイドラーアーム、 ３２ 操舵ハンドル、 ３４ ステアリングシャフト、 ４４ 第１ギヤ、 ４６ 第２ギヤ、 ７０ 回転軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵輪を転舵するための車両操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、単一の前輪および後輪と、車両中間部の左右に配置された左右輪とを有する、いわゆる、ひし形車輪配置の車両が開示されている。この車両において、操舵輪である前輪は、一端側が前輪の回転軸に連結され他端側が前輪の上方で車体側に連結された、いわゆるフォーク型の車輪支持部材によって支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許第１３０４２３７明細書
【特許文献２】特開２０１１−０９３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された車両では、上述のように車輪支持部材が操舵輪の上方で車体側に連結されていた。したがって、車両の旋回時に発生する横力の操舵輪への入力位置（操舵輪の接地点）から、車輪支持部材の車体側への連結位置までの距離が長かった。そのため、横力に対する車両の剛性をさらに高めたいという要求に対して、従来の構造には改善の余地があった。特に、車体を積極的に傾けることなく旋回する車両では、旋回時に発生する横力を車輪支持部材で受けることができないため、横力に対する剛性を高めたいという要求は強い。
【０００５】
一方で、従来の車両には、旋回時の回転半径を小さくするために、操舵輪が大角度で転舵できることが求められていた。例えば、従来の車両には、操舵輪を車両の直進状体から左右に９０°近くまで転舵可能であることが求められていた。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両操舵装置は、車両の操舵輪を転舵するための車両操舵装置であって、一端側が操舵輪の回転軸に連結され、他端側が操舵輪の上方で操舵輪の転舵軸周りに回動するよう車体側に連結される操舵輪支持部材と、前記操舵輪支持部材の前記一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在する第１部材、および車体側と前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第２部材を有する連結部と、を備え、操舵輪が転舵される際、前記操舵輪支持部材および前記第２部材が回動し、前記第１部材が、転舵による操舵輪の接近に対して退避する方向に変位することを特徴とする。
【０００８】
この態様によれば、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。
【０００９】
上記態様において、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、前記ステアリングシャフトは前記第２部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記第２部材が回動し、この第２部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵されてもよい。また、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、前記ステアリングシャフトは前記操舵輪支持部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵され、前記操舵輪支持部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記第２部材が回動されてもよい。これらの態様によっても、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。
【００１０】
また、上記態様において、前記連結部は、車体側および前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第３部材をさらに備えてもよい。この態様によれば、第１部材の延在方向が平行に保たれたまま第１部材を変位させることができるため、操舵輪が意図しない方向に転舵されることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操舵輪に入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、実施形態１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。
【図２】車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、実施形態２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図３（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。
【図４】変形例１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図である。
【図５】図５（Ａ）は、変形例２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図５（Ｂ）は、車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１４】
（実施形態１）
図１（Ａ）は、実施形態１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、車両の操舵輪Ｗを転舵するための装置であり、操舵輪支持部材１０と、連結部２０と、操舵部３０とを備える。
【００１５】
操舵輪支持部材１０は、いわゆるフォーク型の構造を有し、一対のレッグ１２ａを有するフォーク部１２と、フォーク部１２の上端から操舵輪Ｗの上方に延在するフォークコラム部１４とを有する。操舵輪支持部材１０の一端側、すなわちフォーク部１２（レッグ１２ａ）の下端部は、操舵輪Ｗの回転軸７０に連結されている。操舵輪支持部材１０の他端側、すなわちフォークコラム部１４は、車体ＢＤ側に固定された軸受８０に回動可能に連結されている。したがって、操舵輪支持部材１０は、操舵輪Ｗの上方で操舵輪Ｗの転舵軸周りに回動するように車体ＢＤ側に連結されている。
【００１６】
連結部２０は、ロッド２２（第１部材）と、ピットマンアーム２４（第２部材）と、アイドラーアーム２６（第３部材）とを有する。ロッド２２は、一端が操舵輪支持部材１０の一端側、すなわちフォーク部１２の下端部、より具体的には一方のレッグ１２ａの下端部に、ボールジョイント６０を介して連結されている。したがって、ロッド２２と操舵輪支持部材１０とは、ボールジョイント６０を中心軸として相対的に回動可能である。ロッド２２は、車幅方向に延在するように配置されている。具体的には、ロッド２２は、操舵輪Ｗが転舵されていない状態で操舵輪Ｗの回転軸７０方向に延在するように配置されている。
【００１７】
ロッド２２の所定位置には、軸部材７１が回動可能に連結されている。この軸部材７１には、ピットマンアーム２４の一端側が回動可能に連結されている。したがって、ピットマンアーム２４は、ロッド２２に対して軸部材７１を軸に回動可能に連結されている。ピットマンアーム２４の他端側には、軸部材７２が固定されている。この軸部材７２は、車体ＢＤ側に固定された軸受８１に回動可能に連結されている。したがって、ピットマンアーム２４は、車体ＢＤ側に対して軸部材７２を中心に回動可能に連結されている。
【００１８】
また、ロッド２２の所定位置には、軸部材７３が回動可能に連結されている。この軸部材７３には、アイドラーアーム２６の一端側が回動可能に連結されている。したがって、アイドラーアーム２６は、ロッド２２に対して軸部材７３を中心に回動可能に連結されている。アイドラーアーム２６の他端側には、軸部材７４が回動可能に連結されている。この軸部材７４は、車体ＢＤ側に固定された軸受８２に回動可能に連結されている。したがって、アイドラーアーム２６は、車体ＢＤ側に対して軸部材７４を中心に回動可能に連結されている。本実施形態では、アイドラーアーム２６は、ボールジョイント６０と連結されたロッド２２の端部とは反対側の端部に連結され、アイドラーアーム２６とボールジョイント６０との間にピットマンアーム２４が連結されている。
【００１９】
操舵部３０は、操舵ハンドル３２と、ステアリングシャフト３４とを有する。ステアリングシャフト３４は、一端側が操舵ハンドル３２に連結され、他端側が軸部材７２を介してピットマンアーム２４に連結されている。
【００２０】
本実施形態に係る車両操舵装置１では、操舵輪Ｗの回転軸７０の側方で操舵輪支持部材１０に連結されたロッド２２が回転軸７０の方向に延在し、ピットマンアーム２４を介して車体ＢＤ側に連結されている。また、ロッド２２は、アイドラーアーム２６を介して車体ＢＤ側に連結されている。したがって、操舵輪支持部材１０は、フォークコラム部１４が車体ＢＤ側に連結される位置に比べて、操舵輪Ｗの接地点からの高さがより低い位置でロッド２２を介して車体ＢＤ側に連結されている。そのため、車両の旋回時に発生する横力に対する操舵輪支持部材１０の剛性を高めることができ、ひいては横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００２１】
続いて、上述の構成を備えた車両操舵装置１の動作を説明する。図２は、車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。図２は、下方（路面側）から見たときの車両操舵装置１を図示している。なお、図２では、ロッド２２および操舵輪Ｗを透視している。また、図２において、符号の末尾に「Ｉ」が付された各部材は、操舵輪Ｗが転舵されていないときの状態を示す。また、符号の末尾に「ＩＩ」が付された各部材は、操舵輪Ｗが約４５°転舵されたときの状態を示す。また、符号の末尾に「ＩＩＩ」が付された各部材は、操舵輪Ｗが約９０°転舵されたときの状態を示す。
【００２２】
図２に示すように、例えば操舵輪Ｗが右方向に転舵されるように操舵ハンドル３２（図１（Ａ）参照）が操作されると、ステアリングシャフト３４（図１（Ａ）参照）の回動により軸部材７２に固定されたピットマンアーム２４が軸部材７２を中心に車両後方側に回動する。このピットマンアーム２４の回動により、ロッド２２が車両後方側に変位するとともに、ロッド２２に連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４（図１（Ａ）参照）を中心に回動し、ボールジョイント６０に連結された部分が車両後方側に変位する。また、ロッド２２に連結されたアイドラーアーム２６が軸部材７４を中心に車両後方側に回動する。以上の動作により、操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが右方向に転舵される。
【００２３】
操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６が車両後方側に回動することで、ロッド２２が、転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向に変位する。具体的には、フォークコラム部１４を軸に回動した操舵輪Ｗは、フォークコラム部１４よりも車両前方側に位置する部分が、車両前方側からロッド２２の延在領域に徐々に接近していく。これに対して、ロッド２２は、フォーク部１２、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６の回動によって、操舵輪Ｗの接近に対して退避するように車両後方側に変位する。そのため、操舵輪Ｗとロッド２２とが干渉することを回避して、操舵輪Ｗを約９０°まで転舵させることができる。
【００２４】
操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル３２が操作された場合は、ピットマンアーム２４が軸部材７２を中心に車両前方側に回動する。このピットマンアーム２４の回動により、ロッド２２が車両前方側に変位するとともに、ロッド２２に連結されたアイドラーアーム２６およびフォーク部１２がそれぞれ軸部材７２およびフォークコラム部１４（図１（Ａ）参照）を中心に車両前方側に回動する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが左方向に転舵される。フォークコラム部１４を軸に回動した操舵輪Ｗは、フォークコラム部１４よりも車両後方側に位置する部分が、車両後方側からロッド２２の延在領域に徐々に接近していく。これに対して、ロッド２２は、フォーク部１２、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６の回動によって、操舵輪Ｗの接近に対して退避するように車両前方側に変位する。
【００２５】
なお、操舵輪Ｗが転舵されていない状態は、軸部材７１，７２およびボールジョイント６０が同一直線上に位置し、ピットマンアーム２４とロッド２２が同一直線上に位置するため、連結部２０の思案点となる。これに対し、本実施形態に係る車両操舵装置１は、アイドラーアーム２６をロッド２２に連結しているため、ロッド２２の拘束点として、ボールジョイント６０、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６の３点を有する。すなわち、アイドラーアーム２６によって、ロッド２２の延在方向が平行に保たれたまま変位するようにロッド２２の変位が規制されている。そのため、操舵輪Ｗが意図しない方向に転舵されることを防ぐことができる。
【００２６】
本実施形態に係る車両操舵装置１が搭載される車両としては、例えば、上述したひし形車輪配置の車両や３輪あるいは４輪の自転車等を含む軽量車両などを挙げることができるが、特にこれに限定されない。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、一端側が操舵輪Ｗの回転軸７０に連結され、他端側が操舵輪Ｗの上方で操舵輪Ｗの転舵軸周りに回動するよう車体ＢＤ側に連結される操舵輪支持部材１０と、操舵輪支持部材１０の一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在するロッド２２、および車体ＢＤ側とロッド２２それぞれに回動可能に連結されるピットマンアーム２４を有する連結部２０とを備える。このように、本実施形態に係る車両操舵装置１では、ロッド２２により操舵輪支持部材１０が従来の構造に比べて横力の入力位置からの高さがより低い位置で車体ＢＤ側に連結されている。また、車両操舵装置１は、操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０およびピットマンアーム２４が回動し、転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向にロッド２２が変位するように構成されている。そのため、転舵された操舵輪Ｗがロッド２２と干渉することを回避することができる。したがって、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることができる。
【００２８】
（実施形態２）
実施形態２に係る車両操舵装置１は、実施形態１に係る車両操舵装置１において、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６がギア部材に置き換えられた構造を有する。以下、本実施形態について説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００２９】
図３（Ａ）は、実施形態２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図３（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す下面模式図である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両操舵装置１は、操舵輪支持部材１０と、連結部２０と、操舵部３０とを備える。
【００３０】
操舵輪支持部材１０は、一対のレッグ１２ａを有するフォーク部１２と、操舵輪Ｗの上方に延在するフォークコラム部１４とを有する。操舵輪支持部材１０の一端側は、操舵輪Ｗの回転軸７０に連結されている。操舵輪支持部材１０の他端側は、車体ＢＤ側に固定された軸受８０に回転可能に連結されている。
【００３１】
連結部２０は、ロッド２２と、実施形態１のピットマンアーム２４に代わる第１ギヤ４４（第２部材）と、実施形態１のアイドラーアーム２６に代わる第２ギヤ４６（第３部材）とを有する。第１ギヤ４４および第２ギヤ４６は、たとえば平歯車等からなる。第１ギヤ４４および第２ギヤ４６は、操舵輪Ｗの転舵によって各ギヤが回動する角度範囲に応じて、周縁部の一部が切り欠かれていてもよい。
【００３２】
ロッド２２は、一端が操舵輪支持部材１０の一端側にボールジョイント６０を介して連結されている。ロッド２２は、車幅方向に延在している。言い換えれば、ロッド２２は、操舵輪Ｗが転舵されていない状態で操舵輪Ｗの回転軸７０方向に延在している。
【００３３】
第１ギヤ４４は、ロッド２２の所定位置に連結された軸部材７１に回動可能に連結されている。軸部材７１は、第１ギヤ４４の周縁部の所定位置に連結されている。第１ギヤ４４の回転軸には、軸部材７２が固定されている。軸部材７２は、車体ＢＤ側に固定された軸受８１に回動可能に連結されている。第２ギヤ４６は、ロッド２２の所定位置に連結された軸部材７３に回動可能に連結されている。軸部材７３は、第２ギヤ４６の周縁部の所定位置に連結されている。第２ギヤ４６の回転軸には、軸部材７４が回動可能に連結されている。軸部材７４は、車体ＢＤ側に固定された軸受８２に回動可能に連結されている。
【００３４】
第１ギヤ４４と第２ギヤ４６との間には、両者の回転方向を揃えるためのカウンターギヤ４８が設けられている。第１ギヤ４４、第２ギヤ４６およびカウンターギヤ４８は、第１ギヤ４４とカウンターギヤ４８とが噛み合わされ、カウンターギヤ４８と第２ギヤ４６とが噛み合わされるように配置されている。カウンターギヤ４８の回転軸には、軸部材７５が回動可能に連結されている。軸部材７５は、車体ＢＤ側に固定された軸受８３に回動可能に連結されている。
【００３５】
操舵部３０は、操舵ハンドル３２と、ステアリングシャフト３４とを有する。ステアリングシャフト３４は、一端側が操舵ハンドル３２に連結され、他端側が軸部材７２を介して第１ギヤ４４に固定されている。
【００３６】
本実施形態に係る車両操舵装置１では、操舵輪Ｗの回転軸７０の側方で操舵輪支持部材１０に連結されたロッド２２が回転軸７０の方向に延在し、第１ギヤ４４を介して車体ＢＤ側に連結されている。また、ロッド２２は、第２ギヤ４６を介して車体ＢＤ側に連結されている。そのため、車両の旋回時に発生する横力に対する操舵輪支持部材１０の剛性を高めることができ、ひいては横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００３７】
上述の構成を備えた車両操舵装置１において、例えば操舵輪Ｗが右方向に転舵されるように操舵ハンドル３２が操作されると、ステアリングシャフト３４の回動により軸部材７２に固定された第１ギヤ４４が軸部材７２を中心に回動する。第１ギヤ４４が回動すると、第１ギヤ４４に噛み合わされたカウンターギヤ４８と、カウンターギヤ４８に噛み合わされた第２ギヤ４６とがそれぞれ軸部材７５および軸部材７４を中心に回動する。これにより、ロッド２２が車両後方側に変位するとともに、ロッド２２に連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４を中心に車両後方側に回動する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが右方向に転舵される。
【００３８】
操舵輪Ｗが転舵される際、操舵輪支持部材１０、第１ギヤ４４および第２ギヤ４６の回動により、ロッド２２が転舵による操舵輪Ｗの接近に対して退避する方向に変位する。そのため、操舵輪Ｗとロッド２２とが干渉することを回避して、操舵輪Ｗを約９０°まで転舵させることができる。
【００３９】
以上説明した本実施形態に係る車両操舵装置１によっても、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性を向上させるとともに、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることができる。
【００４０】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００４１】
（変形例１）
変形例１に係る車両操舵装置１は、実施形態１に係る車両操舵装置１において、ステアリングシャフト３４が操舵輪支持部材１０に連結された構造を有する。以下、本変形例について説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００４２】
図４は、変形例１に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図である。図４に示すように、上述した各実施形態に係る車両操舵装置１において、操舵部３０のステアリングシャフト３４は、操舵輪支持部材１０に連結されていてもよい。この場合、例えば、操舵輪支持部材１０のフォークコラム部１４に、ステアリングシャフト３４が固定される。ピットマンアーム２４は、軸部材７２に回動可能に連結されていてもよい。
【００４３】
操舵ハンドル３２が操作されると、ステアリングシャフト３４の回転により操舵輪支持部材１０が回動して操舵輪Ｗが転舵される。また、操舵輪支持部材１０の回動により、ロッド２２が変位するとともに、ピットマンアーム２４およびアイドラーアーム２６がそれぞれ軸部材７２、軸部材７４を中心に回動する。なお、図４では、実施形態１に係る車両操舵装置１においてステアリングシャフト３４の連結位置が変更された状態を図示しているが、他の実施形態についても同様に変更することができる。
【００４４】
（変形例２）
変形例２に係る車両操舵装置１は、実施形態１に係る車両操舵装置１において、操舵輪が複数、具体的には２輪である。以下、本変形例について説明する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明および図示は適宜省略する。
【００４５】
図５（Ａ）は、変形例２に係る車両操舵装置の概略構成を示す正面模式図であり、図５（Ｂ）は、車両操舵装置の動作を説明するための模式図である。なお、図５（Ｂ）は、下方（路面側）から見たときの車両操舵装置１を図示している。また、図５（Ｂ）では、ロッド２２Ｌ，２２Ｒおよび操舵輪ＷＲ，ＷＬを透視している。図５（Ａ）に示すように、変形例２に係る車両操舵装置１では、左操舵輪ＷＬ用と右操舵輪ＷＲ用の２つの操舵輪支持部材１０が連結部２０に連結されている。
【００４６】
連結部２０は、左操舵輪ＷＬ用のロッド２２Ｌ、ピットマンアーム２４Ｌおよびアイドラーアーム２６Ｌと、右操舵輪ＷＲ用のロッド２２Ｒ、ピットマンアーム２４Ｒおよびアイドラーアーム２６Ｒとを有する。実施形態１と同様に、ロッド２２Ｌは、一端が左操舵輪ＷＬ用の操舵輪支持部材１０の一端側に、ボールジョイント６０Ｌを介して連結されている。ロッド２２Ｌに連結された軸部材７１には、ピットマンアーム２４Ｌの一端側が連結され、ピットマンアーム２４の他端側には軸部材７２が固定されている。軸部材７２は、軸受８１に連結されている。また、ロッド２２Ｌに連結された軸部材７３には、アイドラーアーム２６の一端側が連結され、アイドラーアーム２６の他端側には軸部材７４が連結されている。軸部材７４は、軸受８２に連結されている。
【００４７】
ロッド２２Ｒは、一端が右操舵輪ＷＲ用の操舵輪支持部材１０の一端側に、ボールジョイント６０Ｒを介して連結されている。ロッド２２Ｒの所定位置には、軸部材７６が回動可能に連結されている。この軸部材７６には、ピットマンアーム２４Ｒの一端側が回動可能に連結されている。ピットマンアーム２４Ｒの所定位置には、軸部材７７が回動可能に連結されている。軸部材７７は、その中心軸が軸部材７２の中心軸と同一直線上に位置するように配置され、車体ＢＤ側に固定された軸受８４に回動可能に連結されている。ピットマンアーム２４Ｒの他端側には、軸部材７１が回動可能に連結されている。
【００４８】
また、ロッド２２Ｒの所定位置には、軸部材７８が回動可能に連結されている。この軸部材７８には、アイドラーアーム２６Ｒの一端側が回動可能に連結されている。アイドラーアーム２６Ｒの所定位置には、軸部材７９が回動可能に連結されている。軸部材７９は、その中心軸が軸部材７４の中心軸と同一直線上に位置するように配置され、車体ＢＤ側に固定された軸受８５に回動可能に連結されている。アイドラーアーム２６Ｒの他端側には、軸部材７３が回動可能に連結されている。本変形例では、ピットマンアーム２４Ｒは、ボールジョイント６０Ｒと連結されたロッド２２Ｒの端部とは反対側の端部に連結され、ボールジョイント６０Ｒとピットマンアーム２４Ｒとの間にアイドラーアーム２６Ｒが連結されている。
【００４９】
操舵部３０は、操舵ハンドル３２と、ステアリングシャフト３４とを有する。ステアリングシャフト３４は、一端側が操舵ハンドル３２に連結され、他端側が軸部材７２を介してピットマンアーム２４に連結されている。
【００５０】
本実施形態に係る車両操舵装置１では、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲの側方で操舵輪支持部材１０に連結されたロッド２２Ｌ，２２Ｒが回転軸７０の方向に延在し、ピットマンアーム２４Ｌ，２４Ｒを介して車体ＢＤ側に連結されている。また、ロッド２２Ｌ，２２Ｒは、アイドラーアーム２６Ｌ，２６Ｒを介して車体ＢＤ側に連結されている。そのため、操舵輪が複数の場合であっても、車両の旋回時に発生する横力に対する操舵輪支持部材１０の剛性を高めることができ、ひいては横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００５１】
図５（Ｂ）に示すように、例えば、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲが右方向に転舵されるように操舵ハンドル３２（図５（Ａ）参照）が操作されると、ステアリングシャフト３４（図５（Ａ）参照）の回動により軸部材７２に固定されたピットマンアーム２４Ｌが軸部材７２を中心に車両後方側に回動する。このピットマンアーム２４Ｌの回動により、ロッド２２Ｌが車両後方側に変位するとともに、ロッド２２Ｌに連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４（図５（Ａ）参照）を中心に回動し、ボールジョイント６０Ｌに連結された部分が車両後方側に変位する。また、ロッド２２Ｌに連結されたアイドラーアーム２６Ｌが軸部材７４を中心に車両後方側に回動する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して左操舵輪ＷＬが右方向に転舵される。
【００５２】
また、ピットマンアーム２４Ｌの回動と同時に、軸部材７１に連結されたピットマンアーム２４Ｒが軸部材７７を中心に回動する。これにより、軸部材７１が連結されたピットマンアーム２４Ｒの他端側が車両後方側に、軸部材７６が連結されたピットマンアーム２４Ｒの一端側が車両前方側に変位する。このピットマンアーム２４Ｒの回動により、ロッド２２Ｒが車両前方側に変位するとともに、ロッド２２Ｒに連結されたフォーク部１２がフォークコラム部１４（図５（Ａ）参照）を中心に回動し、ボールジョイント６０Ｒに連結された部分が車両前方側に変位する。また、ロッド２２Ｒに連結されたアイドラーアーム２６Ｒが軸部材７９を中心に回動し、軸部材７８が連結されたアイドラーアーム２６Ｒの一端側が車両前方側に、軸部材７３が連結されたアイドラーアーム２６Ｒの他端側が車両後方側に変位する。その結果、操舵輪支持部材１０が回動して右操舵輪ＷＲが右方向に転舵される。
【００５３】
左操舵輪ＷＬが転舵される際、操舵輪支持部材１０およびピットマンアーム２４Ｌが回動することで、ロッド２２Ｌが、転舵による左操舵輪ＷＬの接近に対して退避する方向に変位する。また、右操舵輪ＷＲが転舵される際、操舵輪支持部材１０およびピットマンアーム２４Ｒが回動することで、ロッド２２Ｒが、転舵による右操舵輪ＷＲの接近に対して退避する方向に変位する。そのため、左操舵輪ＷＬとロッド２２Ｌ、および右操舵輪ＷＲとロッド２２Ｒとがそれぞれ互いに干渉することを回避して、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲを約９０°まで転舵させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
ＢＤ 車体、 Ｗ 操舵輪、 ＷＬ 左操舵輪、 ＷＲ 右操舵輪、 １ 車両操舵装置、 １０ 操舵輪支持部材、 ２０ 連結部、 ２２，２２Ｌ，２２Ｒ ロッド、 ２４，２４Ｌ，２４Ｒ ピットマンアーム、 ２６，２６Ｌ，２６Ｒ アイドラーアーム、 ３２ 操舵ハンドル、 ３４ ステアリングシャフト、 ４４ 第１ギヤ、 ４６ 第２ギヤ、 ７０ 回転軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵輪を転舵するための車両操舵装置であって、
一端側が操舵輪の回転軸に連結され、他端側が操舵輪の上方で操舵輪の転舵軸周りに回動するよう車体側に連結される操舵輪支持部材と、
前記操舵輪支持部材の前記一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在する第１部材、および車体側と前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第２部材を有する連結部と、を備え、
操舵輪が転舵される際、前記操舵輪支持部材および前記第２部材が回動し、前記第１部材が、転舵による操舵輪の接近に対して退避する方向に変位することを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、
前記ステアリングシャフトは前記第２部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記第２部材が回動し、この第２部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵される請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項３】
操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、
前記ステアリングシャフトは前記操舵輪支持部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵され、前記操舵輪支持部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記第２部材が回動する請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項４】
前記連結部は、車体側および前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第３部材をさらに備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両操舵装置。
【請求項１】
車両の操舵輪を転舵するための車両操舵装置であって、
一端側が操舵輪の回転軸に連結され、他端側が操舵輪の上方で操舵輪の転舵軸周りに回動するよう車体側に連結される操舵輪支持部材と、
前記操舵輪支持部材の前記一端側に回動可能に連結され、車幅方向に延在する第１部材、および車体側と前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第２部材を有する連結部と、を備え、
操舵輪が転舵される際、前記操舵輪支持部材および前記第２部材が回動し、前記第１部材が、転舵による操舵輪の接近に対して退避する方向に変位することを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、
前記ステアリングシャフトは前記第２部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記第２部材が回動し、この第２部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵される請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項３】
操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフトをさらに備え、
前記ステアリングシャフトは前記操舵輪支持部材に連結され、前記ステアリングシャフトの回動により前記操舵輪支持部材が回動して操舵輪が転舵され、前記操舵輪支持部材の回動により前記第１部材が変位するとともに前記第２部材が回動する請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項４】
前記連結部は、車体側および前記第１部材のそれぞれに回動可能に連結される第３部材をさらに備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１８４１８（Ｐ２０１３−１８４１８Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４６０１（Ｐ２０１１−１５４６０１）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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