車両操舵装置
【課題】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】車両操舵装置１は、車両の操舵輪とステアリングシャフト１４とに連結され、操舵輪をキングピン軸Ｘ周りに回動させて操舵輪を転舵させるための第１転舵部２０と、操舵輪とステアリングシャフト１４とに連結され、操舵輪をステアリングシャフト１４の回動軸周りに回動させて第１転舵部２０と共同して操舵輪を転舵させるための第２転舵部３０とを備える。
【解決手段】車両操舵装置１は、車両の操舵輪とステアリングシャフト１４とに連結され、操舵輪をキングピン軸Ｘ周りに回動させて操舵輪を転舵させるための第１転舵部２０と、操舵輪とステアリングシャフト１４とに連結され、操舵輪をステアリングシャフト１４の回動軸周りに回動させて第１転舵部２０と共同して操舵輪を転舵させるための第２転舵部３０とを備える。
【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させ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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両には、旋回時の回転半径を小さくするために、操舵輪を大角度で転舵させたいという要求があった。例えば、従来の車両には、操舵輪を車両の直進状態から左右に９０°近くまで転舵可能であることが求められていた。これに対し、本発明者は、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる車両操舵装置の新たな構造を想到するに至った。
【０００５】
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】
【０００６】
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、車両の操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をキングピン軸周りに回動させて操舵輪を転舵させるための第１転舵部と、操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をステアリングシャフトの回動軸周りに回動させて前記第１転舵部と共同して操舵輪を転舵させるための第２転舵部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。
【０００８】
上記態様において、前記第２転舵部は、前記第１転舵部と独立した操舵輪の転舵と、前記第１転舵部と共同した操舵輪の転舵とが可能であり、前記第１転舵部による操舵輪の転舵と、前記第２転舵部による操舵輪の転舵と、前記第１転舵部および前記第２転舵部による操舵輪の転舵とを切り替えるための切替部をさらに備えてもよい。この態様によれば、操舵輪の転舵操作の自由度を高めることができる。
【０００９】
また、上記態様において、前記第２転舵部は、操舵輪よりも車幅方向外側に延在するフレーム体を有し、前記フレーム体が車体側に連結されてもよい。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ことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、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】
【００１１】
【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背面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す平面模式図である。
【図２】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、第１転舵部による操舵輪の転舵を説明するための模式図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第２転舵部による操舵輪の転舵を説明するための模式図である。
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１転舵部および第２転舵部による操舵輪の転舵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】
【００１２】
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。
【００１３】
（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背面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す平面模式図である。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）の破線四角Ａに含まれる部分を車両後方から見たときの図である。なお、図１（Ａ）および図１（Ｂ）では、操舵輪を透視している。また、図１（Ａ）では第２転舵部を構成するフレーム部の図示を一部省略し、図１（Ｂ）では操舵ハンドル、ステアリングシャフトと車体とを連結する軸受の図示を省略している。また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、車両の直進状態、すなわち、操舵輪が転舵されていない状態を示している。
【００１４】
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、車両の左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲを転舵させるための装置であり、操舵部１０と、第１転舵部２０と、第２転舵部３０と、切替部４０とを備える。以下では適宜、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲを合わせて操舵輪Ｗと称する。
【００１５】
操舵部１０は、操舵ハンドル１２と、ステアリングシャフト１４とを有する。操舵ハンドル１２は、ステアリングシャフト１４の一端に連結されている。ステアリングシャフト１４は、他端が車体のボデー板２ａに固定された軸受８０に回転可能に連結されている。また、ステアリングシャフト１４は、中間領域の所定部分が車体のボデー板２ｂに固定された軸受８１に回転可能に連結されている。
【００１６】
第１転舵部２０は、ステアリングシャフト１４と操舵輪Ｗとを連結する第１連結部材として、カム２２とロッド２４とを有する。カム２２は、中心部に形成された貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に設けられている。ロッド２４は、車幅方向に延在するとともに、その中間部がボールジョイント６０を介してカム２２に連結されている。また、ロッド２４は、その端部がナックル等の操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒに連結されている。ロッド２４は、一端が左操舵輪ＷＬを支持する操舵輪支持部材７０Ｌにボールジョイント６１を介して連結され、他端が右操舵輪ＷＲを支持する操舵輪支持部材７０Ｒにボールジョイント６２を介して連結されている。ロッド２４の端部は、操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒの車両後方側部分に連結されている。したがって、操舵輪Ｗは、カム２２およびロッド２４を介してステアリングシャフト１４に連結されている。
【００１７】
第２転舵部３０は、ステアリングシャフト１４と操舵輪Ｗとを連結する第２連結部材として、ハブ部材３２Ｌ，３２Ｒと、略帯状の第１フレーム部材３４ａ〜第５フレーム部材３４ｅで構成されたフレーム体３４とを有する。ハブ部材３２Ｌは、一端側がボールジョイント６３，６４を介して操舵輪支持部材７０Ｌに連結されている。ハブ部材３２Ｒは、一端側がボールジョイント６５，６６を介して操舵輪支持部材７０Ｒに連結されている。
【００１８】
第１フレーム部材３４ａは、車両前後方向に延在し、その延在方向の中間部に設けられた貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に設けられている。また、第１フレーム部材３４ａは、その延在方向の中間部に、操舵輪Ｗが転舵されていない状態で車両左方向および車両右方向に突出する突出部３４ａ１を有する。突出部３４ａ１には、ハブ部材３２Ｌ，３２Ｒの他端側が固定されている。したがって、操舵輪Ｗは、ハブ部材３２Ｌ，３２Ｒおよび第１フレーム部材３４ａを介してステアリングシャフト１４に連結されている。
【００１９】
第２フレーム部材３４ｂおよび第３フレーム部材３４ｃは、ともに車幅方向に延在し、第２フレーム部材３４ｂがステアリングシャフト１４よりも車両前方側に、第３フレーム部材３４ｃがステアリングシャフト１４よりも車両後方側に、それぞれ配置されている。第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅは、ともに車両前後方向に延在し、第４フレーム部材３４ｄがステアリングシャフト１４よりも車両左側に、第５フレーム部材３４ｅがステアリングシャフト１４よりも車両右側に、それぞれ配置されている。したがって、フレーム体３４は、ステアリングシャフト１４を取り囲むように配置され、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側に延在している。
【００２０】
第２フレーム部材３４ｂの車両左側の端部と第４フレーム部材３４ｄの車両前方側の端部とは、ジョイント部３６ａにより相対回動可能に連結されている。第２フレーム部材３４ｂの車幅方向の中間部と第１フレーム部材３４ａの車両前方側の端部とは、ジョイント部３６ｂにより相対回動可能に連結されている。第２フレーム部材３４ｂの車両右側の端部と第５フレーム部材３４ｅの車両前方側の端部とは、ジョイント部３６ｃにより相対回動可能に連結されている。第３フレーム部材３４ｃの車両左側の端部と第４フレーム部材３４ｄの車両後方側の端部とは、ジョイント部３６ｄにより相対回動可能に連結されている。第３フレーム部材３４ｃの車幅方向の中間部と第１フレーム部材３４ａの車両後方側の端部とは、ジョイント部３６ｅにより相対回動可能に連結されている。第３フレーム部材３４ｃの車両右側の端部と第５フレーム部材３４ｅの車両後方側の端部とは、ジョイント部３６ｆにより相対回動可能に連結されている。したがって、フレーム体３４は、第１フレーム部材３４ａ〜第５フレーム部材３４ｅおよびジョイント部３６ａ〜ジョイント部３６ｆによりリンク機構を構成している。
【００２１】
また、フレーム体３４は、車体側に連結されている。本実施形態では、フレーム部材３４を構成する第４フレーム部材３４ｄがボデーマウント３８ａを介して車体側に回動可能に連結され、第５フレーム部材３４ｅがボデーマウント３８ｂを介して車体側に回動可能に連結されることで、フレーム体３４が車体に対して変位可能に連結されている。ボデーマウント３８ａおよびボデーマウント３８ｂは、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅの延在方向の中間部に設けられており、ボデーマウント３８ａ，３８ｂおよびステアリングシャフト１４は、同一直線上に位置するように配置されている。
【００２２】
このように、本実施形態にかかる車両操舵装置１は、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側に延在するフレーム体３４が車体側に連結されている。また、フレーム体３４の車体側への連結位置は、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側、言い換えれば操舵輪Ｗの側方である。そのため、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、車両の旋回時に操舵輪Ｗに入力される横力に対する車両の剛性を高めることができる。また、フレーム部材３４は、車体側への連結箇所が操舵輪Ｗを挟んで車幅方向に間隔を開けて配置されている。そのため、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性をより高めることができる。
【００２３】
車体側には、フレーム体３４の変位を規制するための係止部材３９が設けられている。係止部材３９は、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに対して当接した状態と離間した状態とを切り替えることができる。係止部材３９が第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに当接することで、フレーム体３４の変位が抑制され、フレーム体３４が車体に対して固定された状態となる。係止部材３９が第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅから離間することで、フレーム体３４の変位が許容される。
【００２４】
切替部４０は、ステアリング板４２と、フレーム体用クラッチ板４４ａ，４４ｂと、カム用クラッチ板４６とを有する。ステアリング板４２は、ステアリングシャフト１４に固定されており、ステアリングシャフト１４の回動にともなって回動する。
【００２５】
フレーム体用クラッチ板４４ａ，４４ｂはそれぞれ、中心部に形成された貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に、かつステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能に設けられている。また、フレーム体用クラッチ板４４ａはステアリング板４２と第１フレーム部材３４ａとの間に配置され、フレーム体用クラッチ板４４ｂは第１フレーム部材３４ａとボデー板２ｂとの間に配置されている。フレーム体用クラッチ板４４ａおよびフレーム体用クラッチ板４４ｂはそれぞれ、第１フレーム部材３４ａを貫通して車両上下方向に延在する連結部材４５の端部に接続されている。連結部材４５は第１フレーム部材３４ａに対して、ステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能であり、かつステアリングシャフト１４の軸周り方向に係止されるように設けられている。
【００２６】
カム用クラッチ板４６は、中心部に形成された貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に、かつステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能に設けられている。また、カム用クラッチ板４６は、ステアリング板４２とカム２２との間に配置されている。カム用クラッチ板４６には、カム２２を貫通して車両上下方向に延在する連結部材４７の端部が接続されている。連結部材４７はカム２２に対して、ステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能であり、ステアリングシャフト１４の軸周り方向に係止されるように設けられている。カム用クラッチ板４６は、ステアリング板４２を挟んでフレーム体用クラッチ板４４ａ，４４ｂとは反対側に配置されている。
【００２７】
切替部４０は、たとえば操舵ハンドル１２側に設けられた切替操作部（図示せず）の操作に応じて、ステアリングシャフト１４から第１転舵部２０および第２転舵部３０への入力の伝達と切断とを切り替える。たとえば、フレーム体用クラッチ板４４ａおよびカム用クラッチ板４６がともにステアリング板４２から離間している状態（図１（Ａ）に示す状態）において、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接することで、ステアリングシャフト１４の回動を第１転舵部２０側に入力させることができる。
【００２８】
また、図１（Ａ）に示す状態において、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接することで、ステアリングシャフト１４の回動を第２転舵部３０側に入力させることができる。また、連結部材４５が車両上方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂに当接することで、ステアリングシャフト１４の回動によるフレーム体３４の変位を抑制することができる。
【００２９】
さらに、図１（Ａ）に示す状態において、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接するとともに、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接することで、ステアリングシャフト１４の回動を第１転舵部２０側および第２転舵部３０側に入力させることができる。
【００３０】
すなわち、第２転舵部３０は、第１転舵部２０と独立した操舵輪Ｗの転舵と、第１転舵部２０と共同した操舵輪Ｗの転舵が可能である。そして、切替部４０は、第１転舵部２０による操舵輪Ｗの転舵と、第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵と、第１転舵部２０および第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵とを切り替えることができる。これにより、操舵輪Ｗの転舵操作の自由度を高めることができる。
【００３１】
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（Ａ）および図２（Ｂ）は、第１転舵部２０による操舵輪Ｗの転舵を説明するための模式図である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵を説明するための模式図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１転舵部２０および第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵を説明するための模式図である。図２（Ａ）、図３（Ａ）および図４（Ａ）は、車両操舵装置１の背面模式図に相当し、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）は、車両操舵装置１の平面模式図に相当する。なお、各図における部材の図示省略等は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）と同様である。
【００３２】
（第１転舵部２０による操舵輪Ｗの転舵）
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、切替部４０は、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接し、連結部材４５が車両上方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２から離間し、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂに当接した状態となっている。また、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅには係止部材３９が当接している。この状態で、例えば操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル１２が操作されると、ステアリングシャフト１４およびステアリング板４２が平面視で反時計回り方向に回動する。ステアリング板４２にはカム用クラッチ板４６が当接しているため、ステアリング板４２とともにカム用クラッチ板４６および連結部材４７が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４７の回動によってカム２２が反時計回り方向に回動する。
【００３３】
カム２２が反時計回り方向に回動すると、ボールジョイント６０を介して連結されたロッド２４が車幅方向右側に変位する。これにより、ボールジョイント６１，６２を介してロッド２４に連結された操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒが操舵輪Ｗのキングピン軸Ｘ周りで反時計回り方向に回動する。その結果、操舵輪Ｗが左方向に転舵される。左操舵輪ＷＬのキングピン軸Ｘは、たとえばボールジョイント６３，６４を通る軸であり、右操舵輪ＷＲのキングピン軸Ｘは、たとえばボールジョイント６５，６６を通る軸である。
【００３４】
フレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２から離間しているため、フレーム体３４にはステアリングシャフト１４からの入力が伝達されない。また、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂに当接し、係止部材３９が第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに当接しているため、フレーム体３４が車体側に固定され、ステアリングシャフト１４の回動によるフレーム体３４の変位が確実に抑制される。
【００３５】
（第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵）
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、切替部４０は、連結部材４７が車両下方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２から離間し、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接し、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂから離間した状態となっている。また、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに対して係止部材３９が離間している。この状態で、例えば操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル１２が操作されると、ステアリングシャフト１４およびステアリング板４２が平面視で反時計回り方向に回動する。ステアリング板４２にはフレーム体用クラッチ板４４ａが当接しているため、ステアリング板４２とともにフレーム体用クラッチ板４４ａおよび連結部材４５が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４５の回動によって第１フレーム部材３４ａが反時計回り方向に回動する。
【００３６】
第１フレーム部材３４ａがステアリングシャフト１４の回転軸周りで反時計回り方向に回動すると、突出部３４ａ１に固定されたハブ部材３２Ｌ，３２Ｒが反時計回り方向に回動する。また、ジョイント部３６ｂを介して第１フレーム部材３４ａに連結された第２フレーム部材３４ｂが車幅方向左側に変位し、ジョイント部３６ｅを介して第１フレーム部材３４ａに連結された第３フレーム部材３４ｃが車幅方向右側に変位する。また、第２フレーム部材３４ｂおよび第３フレーム部材３４ｃの変位によって、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅが、それぞれボデーマウント３８ａ，３８ｂを中心として反時計回り方向に回動する。これにより、ボールジョイント６３，６４を介してハブ部材３２Ｌに連結された操舵輪支持部材７０Ｌと、ボールジョイント６５，６６を介してハブ部材３２Ｒに連結された操舵輪支持部材７０Ｒとがステアリングシャフト１４の回転軸周りに回動する。その結果、操舵輪Ｗが左方向に転舵される。
【００３７】
カム用クラッチ板４６がステアリング板４２から離間しているため、カム２２にはステアリングシャフト１４の回動が伝達されない。したがって、操舵輪Ｗはキングピン軸Ｘ周りに回動せず、ロッド２４と操舵輪Ｗとのなす角度は操舵ハンドル１２が操舵されていない状態における角度で維持される。
【００３８】
（第１転舵部２０および第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵）
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、切替部４０は、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接し、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接し、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂから離間した状態となっている。また、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに対して係止部材３９が離間している。この状態で、例えば操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル１２が操作されると、ステアリングシャフト１４およびステアリング板４２が平面視で反時計回り方向に回動する。
【００３９】
ステアリング板４２にはカム用クラッチ板４６が当接しているため、ステアリング板４２とともにカム用クラッチ板４６および連結部材４７が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４７の回動によってカム２２が反時計回り方向に回動する。また、ステアリング板４２にはフレーム体用クラッチ板４４ａが当接しているため、ステアリング板４２とともにフレーム体用クラッチ板４４ａおよび連結部材４５が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４５の回動によって第１フレーム部材３４ａが反時計回り方向に回動する。
【００４０】
カム２２が反時計回り方向に回動すると、ボールジョイント６０を介して連結されたロッド２４が車幅方向右側に変位する。これにより、操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒが操舵輪Ｗのキングピン軸Ｘ周りで反時計回り方向に回動する。また、第１フレーム部材３４ａが反時計回り方向に回動すると、上述のようにハブ部材３２Ｌ，３２Ｒが反時計回り方向に回動し、操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒがステアリングシャフト１４の回転軸周りで反時計回り方向に回動する。また、第２フレーム部材３４ｂ〜第５フレーム部材３４ｅのそれぞれが変位する。これらの結果、操舵輪Ｗが左方向に転舵される。
【００４１】
すなわち、本実施形態に係る車両操舵装置１は、第１転舵部２０によるキングピン軸Ｘ周りの操舵輪Ｗの転舵と、第２転舵部３０によるステアリングシャフト１４の回転軸周りの操舵輪Ｗの転舵とを重畳することができる。そのため、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。たとえば、車両操舵装置１は、第１転舵部２０により操舵輪Ｗのキングピン軸Ｘ周りに操舵輪Ｗを４５°転舵させ、第２転舵部３０によりステアリングシャフト１４の回転軸周りに操舵輪Ｗを４５°転舵させることで、操舵輪Ｗを約９０°転舵させることができる。
【００４２】
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。特に、車両操舵装置１は、車体を積極的に傾けることなく旋回する車両に対して好適である。なお、上述の車両に限定されず、一般的な自動車等の他の車両に搭載されてもよい。
【００４３】
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、操舵輪Ｗをキングピン軸Ｘ周りに回動させて操舵輪Ｗを転舵させるための第１転舵部２０と、操舵輪Ｗをステアリングシャフト１４の回動軸周りに回動させて第１転舵部２０と共同して操舵輪Ｗを転舵させるための第２転舵部３０とを備える。これにより、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることができる。また、車両操舵装置１は、２つの転舵部を組み合わせて操舵輪Ｗを転舵させるため、より小さい操舵ハンドル１２の操舵角でより大きい操舵輪Ｗの転舵角を得ることができる。
【００４４】
また、上述の特許文献１に開示された従来の車両では、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く、横力に対する剛性が低かった。これに対し、第２転舵部３０のフレーム体３４は、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側に延在してボデーマウント３８ａ，３８ｂを介して車体側に連結されている。また、フレーム体３４を車体側に連結することで、従来に比べて横力の入力位置からの高さがより低い位置で操舵輪Ｗを車体側に連結することができる。そのため、本実施形態に係る車両操舵装置１は、従来の車両に比べて横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００４５】
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、車両操舵装置１は、そのような車両において横力に対する剛性をより高めることができる。また、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることと、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性を向上させることとの両立を図ることができる。
【００４６】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、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。
【符号の説明】
【００４７】
１ 車両操舵装置、 １４ ステアリングシャフト、 ２０ 第１転舵部、 ２２ カム、 ２４ ロッド、 ３０ 第２転舵部、 ３２Ｌ，３２Ｒ ハブ部材、 ３４ フレーム体、 ４０ 切替部、 ４２ ステアリング板、 ４４ａ，４４ｂ フレーム体用クラッチ板、 ４５ 連結部材、 ４６ カム用クラッチ板、 ４７ 連結部材、 ７０Ｌ，７０Ｒ 操舵輪支持部材、 Ｗ 操舵輪、 ＷＬ 左操舵輪、 ＷＲ 右操舵輪、 Ｘ キングピン軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵輪を転舵させ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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両には、旋回時の回転半径を小さくするために、操舵輪を大角度で転舵させたいという要求があった。例えば、従来の車両には、操舵輪を車両の直進状態から左右に９０°近くまで転舵可能であることが求められていた。これに対し、本発明者は、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる車両操舵装置の新たな構造を想到するに至った。
【０００５】
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】
【０００６】
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、車両の操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をキングピン軸周りに回動させて操舵輪を転舵させるための第１転舵部と、操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をステアリングシャフトの回動軸周りに回動させて前記第１転舵部と共同して操舵輪を転舵させるための第２転舵部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。
【０００８】
上記態様において、前記第２転舵部は、前記第１転舵部と独立した操舵輪の転舵と、前記第１転舵部と共同した操舵輪の転舵とが可能であり、前記第１転舵部による操舵輪の転舵と、前記第２転舵部による操舵輪の転舵と、前記第１転舵部および前記第２転舵部による操舵輪の転舵とを切り替えるための切替部をさらに備えてもよい。この態様によれば、操舵輪の転舵操作の自由度を高めることができる。
【０００９】
また、上記態様において、前記第２転舵部は、操舵輪よりも車幅方向外側に延在するフレーム体を有し、前記フレーム体が車体側に連結されてもよい。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ことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、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】
【００１１】
【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背面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す平面模式図である。
【図２】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、第１転舵部による操舵輪の転舵を説明するための模式図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第２転舵部による操舵輪の転舵を説明するための模式図である。
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１転舵部および第２転舵部による操舵輪の転舵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】
【００１２】
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。
【００１３】
（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背面模式図であり、図１（Ｂ）は、車両操舵装置の概略構成を示す平面模式図である。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）の破線四角Ａに含まれる部分を車両後方から見たときの図である。なお、図１（Ａ）および図１（Ｂ）では、操舵輪を透視している。また、図１（Ａ）では第２転舵部を構成するフレーム部の図示を一部省略し、図１（Ｂ）では操舵ハンドル、ステアリングシャフトと車体とを連結する軸受の図示を省略している。また、図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、車両の直進状態、すなわち、操舵輪が転舵されていない状態を示している。
【００１４】
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、車両の左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲを転舵させるための装置であり、操舵部１０と、第１転舵部２０と、第２転舵部３０と、切替部４０とを備える。以下では適宜、左操舵輪ＷＬおよび右操舵輪ＷＲを合わせて操舵輪Ｗと称する。
【００１５】
操舵部１０は、操舵ハンドル１２と、ステアリングシャフト１４とを有する。操舵ハンドル１２は、ステアリングシャフト１４の一端に連結されている。ステアリングシャフト１４は、他端が車体のボデー板２ａに固定された軸受８０に回転可能に連結されている。また、ステアリングシャフト１４は、中間領域の所定部分が車体のボデー板２ｂに固定された軸受８１に回転可能に連結されている。
【００１６】
第１転舵部２０は、ステアリングシャフト１４と操舵輪Ｗとを連結する第１連結部材として、カム２２とロッド２４とを有する。カム２２は、中心部に形成された貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に設けられている。ロッド２４は、車幅方向に延在するとともに、その中間部がボールジョイント６０を介してカム２２に連結されている。また、ロッド２４は、その端部がナックル等の操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒに連結されている。ロッド２４は、一端が左操舵輪ＷＬを支持する操舵輪支持部材７０Ｌにボールジョイント６１を介して連結され、他端が右操舵輪ＷＲを支持する操舵輪支持部材７０Ｒにボールジョイント６２を介して連結されている。ロッド２４の端部は、操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒの車両後方側部分に連結されている。したがって、操舵輪Ｗは、カム２２およびロッド２４を介してステアリングシャフト１４に連結されている。
【００１７】
第２転舵部３０は、ステアリングシャフト１４と操舵輪Ｗとを連結する第２連結部材として、ハブ部材３２Ｌ，３２Ｒと、略帯状の第１フレーム部材３４ａ〜第５フレーム部材３４ｅで構成されたフレーム体３４とを有する。ハブ部材３２Ｌは、一端側がボールジョイント６３，６４を介して操舵輪支持部材７０Ｌに連結されている。ハブ部材３２Ｒは、一端側がボールジョイント６５，６６を介して操舵輪支持部材７０Ｒに連結されている。
【００１８】
第１フレーム部材３４ａは、車両前後方向に延在し、その延在方向の中間部に設けられた貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に設けられている。また、第１フレーム部材３４ａは、その延在方向の中間部に、操舵輪Ｗが転舵されていない状態で車両左方向および車両右方向に突出する突出部３４ａ１を有する。突出部３４ａ１には、ハブ部材３２Ｌ，３２Ｒの他端側が固定されている。したがって、操舵輪Ｗは、ハブ部材３２Ｌ，３２Ｒおよび第１フレーム部材３４ａを介してステアリングシャフト１４に連結されている。
【００１９】
第２フレーム部材３４ｂおよび第３フレーム部材３４ｃは、ともに車幅方向に延在し、第２フレーム部材３４ｂがステアリングシャフト１４よりも車両前方側に、第３フレーム部材３４ｃがステアリングシャフト１４よりも車両後方側に、それぞれ配置されている。第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅは、ともに車両前後方向に延在し、第４フレーム部材３４ｄがステアリングシャフト１４よりも車両左側に、第５フレーム部材３４ｅがステアリングシャフト１４よりも車両右側に、それぞれ配置されている。したがって、フレーム体３４は、ステアリングシャフト１４を取り囲むように配置され、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側に延在している。
【００２０】
第２フレーム部材３４ｂの車両左側の端部と第４フレーム部材３４ｄの車両前方側の端部とは、ジョイント部３６ａにより相対回動可能に連結されている。第２フレーム部材３４ｂの車幅方向の中間部と第１フレーム部材３４ａの車両前方側の端部とは、ジョイント部３６ｂにより相対回動可能に連結されている。第２フレーム部材３４ｂの車両右側の端部と第５フレーム部材３４ｅの車両前方側の端部とは、ジョイント部３６ｃにより相対回動可能に連結されている。第３フレーム部材３４ｃの車両左側の端部と第４フレーム部材３４ｄの車両後方側の端部とは、ジョイント部３６ｄにより相対回動可能に連結されている。第３フレーム部材３４ｃの車幅方向の中間部と第１フレーム部材３４ａの車両後方側の端部とは、ジョイント部３６ｅにより相対回動可能に連結されている。第３フレーム部材３４ｃの車両右側の端部と第５フレーム部材３４ｅの車両後方側の端部とは、ジョイント部３６ｆにより相対回動可能に連結されている。したがって、フレーム体３４は、第１フレーム部材３４ａ〜第５フレーム部材３４ｅおよびジョイント部３６ａ〜ジョイント部３６ｆによりリンク機構を構成している。
【００２１】
また、フレーム体３４は、車体側に連結されている。本実施形態では、フレーム部材３４を構成する第４フレーム部材３４ｄがボデーマウント３８ａを介して車体側に回動可能に連結され、第５フレーム部材３４ｅがボデーマウント３８ｂを介して車体側に回動可能に連結されることで、フレーム体３４が車体に対して変位可能に連結されている。ボデーマウント３８ａおよびボデーマウント３８ｂは、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅの延在方向の中間部に設けられており、ボデーマウント３８ａ，３８ｂおよびステアリングシャフト１４は、同一直線上に位置するように配置されている。
【００２２】
このように、本実施形態にかかる車両操舵装置１は、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側に延在するフレーム体３４が車体側に連結されている。また、フレーム体３４の車体側への連結位置は、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側、言い換えれば操舵輪Ｗの側方である。そのため、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、車両の旋回時に操舵輪Ｗに入力される横力に対する車両の剛性を高めることができる。また、フレーム部材３４は、車体側への連結箇所が操舵輪Ｗを挟んで車幅方向に間隔を開けて配置されている。そのため、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性をより高めることができる。
【００２３】
車体側には、フレーム体３４の変位を規制するための係止部材３９が設けられている。係止部材３９は、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに対して当接した状態と離間した状態とを切り替えることができる。係止部材３９が第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに当接することで、フレーム体３４の変位が抑制され、フレーム体３４が車体に対して固定された状態となる。係止部材３９が第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅから離間することで、フレーム体３４の変位が許容される。
【００２４】
切替部４０は、ステアリング板４２と、フレーム体用クラッチ板４４ａ，４４ｂと、カム用クラッチ板４６とを有する。ステアリング板４２は、ステアリングシャフト１４に固定されており、ステアリングシャフト１４の回動にともなって回動する。
【００２５】
フレーム体用クラッチ板４４ａ，４４ｂはそれぞれ、中心部に形成された貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に、かつステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能に設けられている。また、フレーム体用クラッチ板４４ａはステアリング板４２と第１フレーム部材３４ａとの間に配置され、フレーム体用クラッチ板４４ｂは第１フレーム部材３４ａとボデー板２ｂとの間に配置されている。フレーム体用クラッチ板４４ａおよびフレーム体用クラッチ板４４ｂはそれぞれ、第１フレーム部材３４ａを貫通して車両上下方向に延在する連結部材４５の端部に接続されている。連結部材４５は第１フレーム部材３４ａに対して、ステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能であり、かつステアリングシャフト１４の軸周り方向に係止されるように設けられている。
【００２６】
カム用クラッチ板４６は、中心部に形成された貫通孔にステアリングシャフト１４が挿通された状態で、ステアリングシャフト１４に対して回動可能に、かつステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能に設けられている。また、カム用クラッチ板４６は、ステアリング板４２とカム２２との間に配置されている。カム用クラッチ板４６には、カム２２を貫通して車両上下方向に延在する連結部材４７の端部が接続されている。連結部材４７はカム２２に対して、ステアリングシャフト１４の軸方向にスライド可能であり、ステアリングシャフト１４の軸周り方向に係止されるように設けられている。カム用クラッチ板４６は、ステアリング板４２を挟んでフレーム体用クラッチ板４４ａ，４４ｂとは反対側に配置されている。
【００２７】
切替部４０は、たとえば操舵ハンドル１２側に設けられた切替操作部（図示せず）の操作に応じて、ステアリングシャフト１４から第１転舵部２０および第２転舵部３０への入力の伝達と切断とを切り替える。たとえば、フレーム体用クラッチ板４４ａおよびカム用クラッチ板４６がともにステアリング板４２から離間している状態（図１（Ａ）に示す状態）において、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接することで、ステアリングシャフト１４の回動を第１転舵部２０側に入力させることができる。
【００２８】
また、図１（Ａ）に示す状態において、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接することで、ステアリングシャフト１４の回動を第２転舵部３０側に入力させることができる。また、連結部材４５が車両上方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂに当接することで、ステアリングシャフト１４の回動によるフレーム体３４の変位を抑制することができる。
【００２９】
さらに、図１（Ａ）に示す状態において、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接するとともに、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接することで、ステアリングシャフト１４の回動を第１転舵部２０側および第２転舵部３０側に入力させることができる。
【００３０】
すなわち、第２転舵部３０は、第１転舵部２０と独立した操舵輪Ｗの転舵と、第１転舵部２０と共同した操舵輪Ｗの転舵が可能である。そして、切替部４０は、第１転舵部２０による操舵輪Ｗの転舵と、第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵と、第１転舵部２０および第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵とを切り替えることができる。これにより、操舵輪Ｗの転舵操作の自由度を高めることができる。
【００３１】
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（Ａ）および図２（Ｂ）は、第１転舵部２０による操舵輪Ｗの転舵を説明するための模式図である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵を説明するための模式図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１転舵部２０および第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵を説明するための模式図である。図２（Ａ）、図３（Ａ）および図４（Ａ）は、車両操舵装置１の背面模式図に相当し、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）は、車両操舵装置１の平面模式図に相当する。なお、各図における部材の図示省略等は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）と同様である。
【００３２】
（第１転舵部２０による操舵輪Ｗの転舵）
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、切替部４０は、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接し、連結部材４５が車両上方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２から離間し、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂに当接した状態となっている。また、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅには係止部材３９が当接している。この状態で、例えば操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル１２が操作されると、ステアリングシャフト１４およびステアリング板４２が平面視で反時計回り方向に回動する。ステアリング板４２にはカム用クラッチ板４６が当接しているため、ステアリング板４２とともにカム用クラッチ板４６および連結部材４７が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４７の回動によってカム２２が反時計回り方向に回動する。
【００３３】
カム２２が反時計回り方向に回動すると、ボールジョイント６０を介して連結されたロッド２４が車幅方向右側に変位する。これにより、ボールジョイント６１，６２を介してロッド２４に連結された操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒが操舵輪Ｗのキングピン軸Ｘ周りで反時計回り方向に回動する。その結果、操舵輪Ｗが左方向に転舵される。左操舵輪ＷＬのキングピン軸Ｘは、たとえばボールジョイント６３，６４を通る軸であり、右操舵輪ＷＲのキングピン軸Ｘは、たとえばボールジョイント６５，６６を通る軸である。
【００３４】
フレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２から離間しているため、フレーム体３４にはステアリングシャフト１４からの入力が伝達されない。また、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂに当接し、係止部材３９が第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに当接しているため、フレーム体３４が車体側に固定され、ステアリングシャフト１４の回動によるフレーム体３４の変位が確実に抑制される。
【００３５】
（第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵）
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、切替部４０は、連結部材４７が車両下方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２から離間し、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接し、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂから離間した状態となっている。また、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに対して係止部材３９が離間している。この状態で、例えば操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル１２が操作されると、ステアリングシャフト１４およびステアリング板４２が平面視で反時計回り方向に回動する。ステアリング板４２にはフレーム体用クラッチ板４４ａが当接しているため、ステアリング板４２とともにフレーム体用クラッチ板４４ａおよび連結部材４５が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４５の回動によって第１フレーム部材３４ａが反時計回り方向に回動する。
【００３６】
第１フレーム部材３４ａがステアリングシャフト１４の回転軸周りで反時計回り方向に回動すると、突出部３４ａ１に固定されたハブ部材３２Ｌ，３２Ｒが反時計回り方向に回動する。また、ジョイント部３６ｂを介して第１フレーム部材３４ａに連結された第２フレーム部材３４ｂが車幅方向左側に変位し、ジョイント部３６ｅを介して第１フレーム部材３４ａに連結された第３フレーム部材３４ｃが車幅方向右側に変位する。また、第２フレーム部材３４ｂおよび第３フレーム部材３４ｃの変位によって、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅが、それぞれボデーマウント３８ａ，３８ｂを中心として反時計回り方向に回動する。これにより、ボールジョイント６３，６４を介してハブ部材３２Ｌに連結された操舵輪支持部材７０Ｌと、ボールジョイント６５，６６を介してハブ部材３２Ｒに連結された操舵輪支持部材７０Ｒとがステアリングシャフト１４の回転軸周りに回動する。その結果、操舵輪Ｗが左方向に転舵される。
【００３７】
カム用クラッチ板４６がステアリング板４２から離間しているため、カム２２にはステアリングシャフト１４の回動が伝達されない。したがって、操舵輪Ｗはキングピン軸Ｘ周りに回動せず、ロッド２４と操舵輪Ｗとのなす角度は操舵ハンドル１２が操舵されていない状態における角度で維持される。
【００３８】
（第１転舵部２０および第２転舵部３０による操舵輪Ｗの転舵）
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、切替部４０は、連結部材４７が車両上方へスライドしてカム用クラッチ板４６がステアリング板４２に当接し、連結部材４５が車両下方へスライドしてフレーム体用クラッチ板４４ａがステアリング板４２に当接し、フレーム体用クラッチ板４４ｂがボデー板２ｂから離間した状態となっている。また、第４フレーム部材３４ｄおよび第５フレーム部材３４ｅに対して係止部材３９が離間している。この状態で、例えば操舵輪Ｗが左方向に転舵されるように操舵ハンドル１２が操作されると、ステアリングシャフト１４およびステアリング板４２が平面視で反時計回り方向に回動する。
【００３９】
ステアリング板４２にはカム用クラッチ板４６が当接しているため、ステアリング板４２とともにカム用クラッチ板４６および連結部材４７が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４７の回動によってカム２２が反時計回り方向に回動する。また、ステアリング板４２にはフレーム体用クラッチ板４４ａが当接しているため、ステアリング板４２とともにフレーム体用クラッチ板４４ａおよび連結部材４５が反時計回り方向に回動する。そして、連結部材４５の回動によって第１フレーム部材３４ａが反時計回り方向に回動する。
【００４０】
カム２２が反時計回り方向に回動すると、ボールジョイント６０を介して連結されたロッド２４が車幅方向右側に変位する。これにより、操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒが操舵輪Ｗのキングピン軸Ｘ周りで反時計回り方向に回動する。また、第１フレーム部材３４ａが反時計回り方向に回動すると、上述のようにハブ部材３２Ｌ，３２Ｒが反時計回り方向に回動し、操舵輪支持部材７０Ｌ，７０Ｒがステアリングシャフト１４の回転軸周りで反時計回り方向に回動する。また、第２フレーム部材３４ｂ〜第５フレーム部材３４ｅのそれぞれが変位する。これらの結果、操舵輪Ｗが左方向に転舵される。
【００４１】
すなわち、本実施形態に係る車両操舵装置１は、第１転舵部２０によるキングピン軸Ｘ周りの操舵輪Ｗの転舵と、第２転舵部３０によるステアリングシャフト１４の回転軸周りの操舵輪Ｗの転舵とを重畳することができる。そのため、操舵輪の転舵角を大角度とすることができる。たとえば、車両操舵装置１は、第１転舵部２０により操舵輪Ｗのキングピン軸Ｘ周りに操舵輪Ｗを４５°転舵させ、第２転舵部３０によりステアリングシャフト１４の回転軸周りに操舵輪Ｗを４５°転舵させることで、操舵輪Ｗを約９０°転舵させることができる。
【００４２】
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。特に、車両操舵装置１は、車体を積極的に傾けることなく旋回する車両に対して好適である。なお、上述の車両に限定されず、一般的な自動車等の他の車両に搭載されてもよい。
【００４３】
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、操舵輪Ｗをキングピン軸Ｘ周りに回動させて操舵輪Ｗを転舵させるための第１転舵部２０と、操舵輪Ｗをステアリングシャフト１４の回動軸周りに回動させて第１転舵部２０と共同して操舵輪Ｗを転舵させるための第２転舵部３０とを備える。これにより、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることができる。また、車両操舵装置１は、２つの転舵部を組み合わせて操舵輪Ｗを転舵させるため、より小さい操舵ハンドル１２の操舵角でより大きい操舵輪Ｗの転舵角を得ることができる。
【００４４】
また、上述の特許文献１に開示された従来の車両では、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く、横力に対する剛性が低かった。これに対し、第２転舵部３０のフレーム体３４は、操舵輪Ｗよりも車幅方向外側に延在してボデーマウント３８ａ，３８ｂを介して車体側に連結されている。また、フレーム体３４を車体側に連結することで、従来に比べて横力の入力位置からの高さがより低い位置で操舵輪Ｗを車体側に連結することができる。そのため、本実施形態に係る車両操舵装置１は、従来の車両に比べて横力に対する車両の剛性を高めることができる。
【００４５】
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、車両操舵装置１は、そのような車両において横力に対する剛性をより高めることができる。また、本実施形態に係る車両操舵装置１によれば、操舵輪Ｗの転舵角を大角度とすることと、操舵輪Ｗに入力される横力に対する剛性を向上させることとの両立を図ることができる。
【００４６】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、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。
【符号の説明】
【００４７】
１ 車両操舵装置、 １４ ステアリングシャフト、 ２０ 第１転舵部、 ２２ カム、 ２４ ロッド、 ３０ 第２転舵部、 ３２Ｌ，３２Ｒ ハブ部材、 ３４ フレーム体、 ４０ 切替部、 ４２ ステアリング板、 ４４ａ，４４ｂ フレーム体用クラッチ板、 ４５ 連結部材、 ４６ カム用クラッチ板、 ４７ 連結部材、 ７０Ｌ，７０Ｒ 操舵輪支持部材、 Ｗ 操舵輪、 ＷＬ 左操舵輪、 ＷＲ 右操舵輪、 Ｘ キングピン軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をキングピン軸周りに回動させて操舵輪を転舵させるための第１転舵部と、
操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をステアリングシャフトの回動軸周りに回動させて前記第１転舵部と共同して操舵輪を転舵させるための第２転舵部と、
を備えることを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
前記第２転舵部は、前記第１転舵部と独立した操舵輪の転舵と、前記第１転舵部と共同した操舵輪の転舵とが可能であり、
前記第１転舵部による操舵輪の転舵と、前記第２転舵部による操舵輪の転舵と、前記第１転舵部および前記第２転舵部による操舵輪の転舵とを切り替えるための切替部をさらに備える請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項３】
前記第２転舵部は、操舵輪よりも車幅方向外側に延在するフレーム体を有し、前記フレーム体が車体側に連結される請求項１または２に記載の車両操舵装置。
【請求項１】
車両の操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をキングピン軸周りに回動させて操舵輪を転舵させるための第１転舵部と、
操舵輪とステアリングシャフトとに連結され、操舵輪をステアリングシャフトの回動軸周りに回動させて前記第１転舵部と共同して操舵輪を転舵させるための第２転舵部と、
を備えることを特徴とする車両操舵装置。
【請求項２】
前記第２転舵部は、前記第１転舵部と独立した操舵輪の転舵と、前記第１転舵部と共同した操舵輪の転舵とが可能であり、
前記第１転舵部による操舵輪の転舵と、前記第２転舵部による操舵輪の転舵と、前記第１転舵部および前記第２転舵部による操舵輪の転舵とを切り替えるための切替部をさらに備える請求項１に記載の車両操舵装置。
【請求項３】
前記第２転舵部は、操舵輪よりも車幅方向外側に延在するフレーム体を有し、前記フレーム体が車体側に連結される請求項１または２に記載の車両操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２３００８（Ｐ２０１３−２３００８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５７８４２（Ｐ２０１１−１５７８４２）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【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２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【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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