轉向裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使前輪或后輪中的某一方轉向的轉向裝置，特別涉及由四輪轉向機構構成的轉向裝置。
【背景技術】
[0002]在使用連結左右車輪(以下，包括輪胎、輪子、輪轂、輪內馬達等在內綜合地稱為“車輪”。)的轉向連桿機構使車輪轉向的裝置中，存在被稱為阿克曼-金特式的轉向機構。該轉向機構在車輛轉彎時，以左右車輪具有相同轉彎中心的方式使用橫拉桿與轉向節臂。
[0003]另外，存在設置有使橫拉桿的長度、左右橫拉桿間的距離、或各車輪與轉向節臂所成的角度中的任一個變化的促動器的轉向機構。根據該轉向機構，常規行駛、平行移動、轉小彎所有行駛能夠順暢地進行，并且響應性優良(例如，參照下述專利文獻I)。
[0004]并且，存在如下轉向機構，其具備:齒條桿，其分別配置于前后輪的左右車輪之間，能夠繞軸心旋轉并被分割為左右兩部分；以及正反切換構件，其位于該被分割為兩部分的齒條桿之間。正反切換構件能夠將被分割的齒條桿的一方的旋轉向正反方向切換傳遞至另一方。根據該轉向機構，能夠實現舵角為90度、橫向移動等運動(例如，參照下述專利文獻2)0
[0005]此外，存在促動器根據前輪的轉向進行工作使后輪轉向的四輪轉向車輛的技術(例如，參照下述專利文獻3)。另外，還存在通過使連結左右車輪之間的齒條箱沿前后方向移動來進行左右車輪的前束調整從而提高行駛穩定性的轉向機構(例如，參照下述專利文獻4) ο
[0006]另外，還存在如下轉向機構:具有能夠左右獨立地移動的兩個齒條桿，上述齒條桿分別經由橫拉桿與左右任一個車輪連接，上述齒條桿利用保持于同步齒輪箱的同步齒輪，能夠相對于同步齒輪箱相反地移動(參照下述專利文獻5)。
[0007]專利文獻1:日本特開平04-262971號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2007-22159號公報
[0009]專利文獻3:日本實用新型登錄第2600374號公報
[0010]專利文獻4:日本特開2003-127876號公報
[0011]專利文獻5:日本特愿2013-158876(未公開)
【發明內容】
[0012]根據普通的阿克曼-金特式的轉向連桿機構，在常規行駛時，從各車輪的轉彎路線(車輪的寬度方向中心線)俯視時垂直地延伸的線集中在車輛的轉彎中心，因而能夠實現順暢的行駛。但是，在要求車輛橫向移動(車輛在朝向前后方向的狀態下向橫向的平行移動)的情況下，將車輪向相對于前后方向轉向操縱90度的方向因轉向連桿的長度、與其他部件的干涉而較為困難。另外，即便在將左右車輪中的一方的車輪轉向操縱90度的情況下，另一方的車輪也不會與一方的車輪完全平行，導致順暢的行駛較為困難。
[0013]另外，在這種車輛中，通常能夠使作為主轉向車輪的前輪向車輛的規定的行進方向轉向，作為從轉向車輪的后輪被設定為與車輛的前后方向并行。因此，若使該車輛的前輪轉向來轉彎，則前輪與后輪的轉彎圓不一致。因此，在低車速時，車輛以后輪因內輪差而進入轉彎圓的內側的姿勢進行轉彎，在高車速時，車輛以前輪因離心力而進入旋轉圓的內側的姿勢進行轉彎。即，存在如下問題:即便使前輪向作為車輛的行進方向的轉彎方向轉向，也無法使車輛的姿勢與轉彎方向一致地進行轉向。因此，存在如下車輛，其具有不僅使前輪轉向也使后輪轉向從而提高行駛性的四輪轉向機構(四輪轉向裝置)。
[0014]作為具有四輪轉向機構的車輛(所謂的4W S車)，例如在專利文獻I所記載的技術中，能夠實現車輛的橫向移動、轉小彎等。但是，由于具備使橫拉桿的長度、左右橫拉桿間的距離、或車輪與轉向節臂所成的角變化的促動器，所以促動器較多，控制復雜。另外，專利文獻2在該機構的基礎上，不僅構造復雜，還為了利用齒條桿的旋轉來使車輪轉向而使用多個齒輪。因此，容易產生晃動，順利地進行車輪的轉向較為困難。
[0015]另外，專利文獻3是以往的四輪轉向機構的一個例子。雖然能夠實現后輪轉向，但在該機構中，基于上述相同的理由，進行橫向移動較為困難。并且，專利文獻4雖然能夠實現前束調整，但無法應對車輛的橫向移動、轉小彎等。
[0016]另外，專利文獻5是申請人設計出的，毫無疑問是解決上述專利文獻I?4的上述課題的、基本的四輪轉向機構。但是，若考慮道路、雪路等苛刻的道路狀況，則存在左右車輪的接地面的摩擦狀態極端不同的情況。在這種情況下，各個齒條桿分別連接于左右車輪，因而存在如下情況:由于左右車輪的接地面的傾斜、摩擦狀態的差異等，在轉向操作時，單方的齒條桿停止或左右車輪以不同的轉向速度轉向，從而左右車輪無法對稱地轉向，最終不會成為構成目標的車輪角度。例如，在左車輪與接地面的摩擦力比右車輪與接地面的摩擦力大的情況下，能夠產生左車輪不轉向(連接于左車輪的齒條桿不移動)僅右車輪大幅度轉向的(連接于右車輪的齒條桿移動至本來連接于左車輪的齒條桿應該移動的程度)情況。
[0017]因此，本發明的課題在于，在對四個輪賦予舵角的車輛中，不使用復雜的機構而能夠應對橫向移動、轉小彎等并且穩定且可靠地進行此時的舵角控制。
[0018]為了解決上述課題，在本發明中，構成有如下轉向裝置，其具備:橫拉桿，它們與前輪或后輪的左右車輪連接，使上述左右車輪轉向；一對齒條桿，它們分別與上述左右車輪的橫拉桿連接;同步齒輪，其與上述一對齒條桿分別嗤合，將一方的齒條桿的在齒條的齒的并列方向中的向一個方向的運動轉換為另一方的齒條桿的向另一個方向的運動;齒條桿動作機構，其能夠使上述一對齒條桿沿著各個齒條桿的齒條的齒的并列方向朝左右相反方向移動；同步齒輪箱，其保持至少一個上述同步齒輪，并能夠沿左右方向移動;齒條箱，其保持上述一對齒條桿，并固定于車輛的框架側；以及固定機構，其能夠將上述同步齒輪箱固定于上述齒條箱，在使上述一對齒條桿向左右相反方向移動時，利用上述固定機構固定上述同步齒輪箱。
[0019]在能夠左右獨立地移動的一對齒條桿分別經由橫拉桿連接有車輪，從而在常規的行駛模式下，使一對齒條桿一體固定并與以往的轉向操作不具有不協調感地工作，使一對齒條桿向不同方向移動，由此能夠實現轉小彎、原地轉彎、橫向行駛等各種行駛模式。
[0020]另外，使用能夠實現分離、固定的切換的一對齒條桿，由此不使用復雜的機構、控制，從而能夠實現低成本化。即，在對四個輪賦予舵角的車輛中，不使用復雜的機構而使前后輪轉向至相同相位或相反相位的舵角，能夠應對橫向移動、轉小彎。
[0021]并且，在使一對齒條桿向左右相反方向移動、即使左右車輪向相反方向轉向時，相對于固定在車輛的框架側的齒條箱固定同步齒輪箱，由此，即便存在輪胎的接地面的傾斜、摩擦狀態的差異等，也能夠使一對齒條桿向左右相反方向移動相同距離。
[0022]S卩，例如，即便在左車輪與接地面的摩擦力比右車輪與接地面的摩擦力大的情況下，也不會產生連接于左車輪的齒條桿不移動而僅連接于右車輪的齒條桿大幅度移動的狀況。因此，能夠使左右車輪迅速地成為構成目標的車輪角度，能夠穩定地進行舵角控制。
[0023]在上述結構中，優選在車輛直行時的上述同步齒輪箱的位置固定上述同步齒輪箱。并且，在上述各結構中，也可以構成為在使上述一對齒條桿分別沿著上述齒條桿的齒條的齒的并列方向朝相反方向移動的情況下，利用上述固定機構對上述同步齒輪箱進行固定。
[0024]在能夠左右獨立地移動的一對齒條桿分別經由橫拉桿連接有車輪，從而在常規的行駛模式下，一對齒條桿能夠向相同方向移動相同距離，與以往的轉向操作不具有不協調感地工作，使一對齒條桿向不同方向移動，由此能夠實現轉小彎、原地轉彎、橫向行駛等各種行駛模式。另外，通過使用能夠實現分離、固定的切換的一對齒條桿，由此不使用復雜的機構、控制，從而能夠實現低成本化。而且，設置有相對于固定在車輛的框架側的齒條箱固定同步齒輪箱的固定機構，由此能夠使一對齒條桿可靠地向左右相反方向移動相同距離。SP，在對四個輪賦予舵角的車輛中，不使用復雜的機構而使前后輪轉向至相同相位或相反相位的舵角，能夠應對橫向移動、轉小彎，并且能夠穩定地進行此時的舵角控制。
【附圖說明】
[0025]圖1是使用本實施方式的轉向裝置的車輛的示意圖。
[0026]圖2表示本發明的第一實施方式，(a)是普通車輛的俯視圖，(b)是線控轉向式車輛的俯視圖。
[0027]圖3是表示圖2的車輛中常規行駛模式(常規的轉向模式)的俯視圖。
[0028]圖4是表不圖2的車輛中轉小彎模式的俯視圖。
[0029]圖5是表示圖2的車輛中原地轉彎模式的俯視圖。
[0030]圖6是表示圖2的車輛中橫向移動(平行移動)模式的俯視圖。
[0031]圖7是表示車輪的支承狀態的剖視圖。
[0032]圖8是表示轉向裝置的外觀的立體圖。
[0033]圖9表示轉向裝置的齒條桿動作機構的詳細結構，(a)是分離狀態的主視圖，(b)是結合狀態的主視圖。
[0034]圖10是表示轉向裝置的內部的俯視圖。
[0035]圖11是表示轉向裝置的內部的主視圖。
[0036]圖12表示轉向裝置的內部，(a)是一對齒條桿最接近的狀態的俯視圖，(b)是一對齒條