轉向裝置以及具備轉向裝置的車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使前輪或者后輪的任一個轉向的轉向裝置，特別是涉及由四輪轉向機構構成的轉向裝置以及具備該轉向裝置的車輛。
【背景技術】
[0002]對于使用將左右的車輪(以下，包括輪胎、車輪、輪轂以及輪內馬達等而總合地稱為“車輪” ο)連結的轉向連桿機構使車輪轉向的機構而言，存在被稱為阿克曼轉向幾何式的轉向機構。該轉向機構在車輛的轉彎時，為了使左右的車輪具有相同的轉彎中心而使用橫拉桿和轉向臂。
[0003]另外，存在設置了使橫拉桿的長度、左右的橫拉桿間的距離或者各車輪與轉向臂所成的角度的任一個變化的促動器的轉向機構。根據該轉向機構，正常行駛、平行移動、轉小彎的全部的行駛順暢地進行并且操控感優越(例如，參照下述專利文獻I)。
[0004]另外，存在具備在前后輪的左右車輪之間分別配置并能夠繞軸心旋轉且在左右分成兩部分的齒條、和該分成兩部分的齒條之間的正向反向切換單元的轉向機構。正向反向切換單元能夠將被分割的齒條的一個方向的旋轉向另一個方向朝正相反方向切換而傳遞。根據該轉向機構，能夠進行舵角90度、橫向移動等動作(例如，參照下述專利文獻2)。
[0005]此外，具有促動器根據前輪的轉向而工作，從而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，也存在通過使連結左右車輪之間的齒條外殼沿前后方向移動，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的技術(例如，參照下述專利文獻4)。
[0006]專利文獻1:日本特開平04 — 262971號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2007 — 22159號公報
[0008]專利文獻3:實用新案注冊第2600374號公報
[0009]專利文獻4:日本特開2003 —127876號公報
[0010]根據一般的阿克曼轉向幾何式的轉向連桿機構，在正常行駛時，各從車輪的旋轉線(車輪的寬度方向中心線)俯視垂直延伸的線在車輛的轉彎中心集中，因此能夠進行順暢的行駛。但是，在謀求車輛的橫向移動(在車輛朝向前后方向的狀態下的朝橫向的平行移動)的情況下，對車輪進行轉向操作使其相對于前后方向成90度的方向因轉向連桿的長度、與其他部件的干涉而困難。另外，假設在對左右的車輪中的一方的車輪進行了90度轉向操作的情況下，另一方的車輪未與一方的車輪完全平行，從而難以進行順暢的行駛。
[0011]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與車輛的前后方向并行地設定。因此，若使該車輛的前輪轉向并轉彎，則前輪與后輪轉彎圓不一致。因此，在低車速時由于內輪差使車輛以后輪進入轉彎圓的內側的姿勢而轉彎，在高車速時由于離心力使車輛以前輪進入轉彎圓的內側的姿勢而轉彎。即，存在即使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而進行操作轉向的問題。因此，存在具有不僅使前輪也使后輪轉向，由此使行駛性提高的四輪轉向機構(四輪轉向裝置)的車輛。
[0012]作為具有四輪轉向機構的車輛(所謂的4WS車)，例如在專利文獻I所記載的技術中，能夠進行車輛的橫向移動、轉小彎等。但是，具備使橫拉桿的長度、左右橫拉桿間的距離、或者車輪與轉向臂所成的角變化的促動器，因此促動器多控制復雜。另外，專利文獻2在其機構上，不僅構造復雜，通過齒條的旋轉使車輪轉向，使用多個齒輪。因此，容易產生松動，難以順利地進行車輪的轉向。
[0013]另外，專利文獻3是以往的四輪轉向機構的一個例子。能夠進行后輪轉向，但由于上述的相同的理由僅通過該機構難以進行橫向移動。并且，專利文獻4雖能夠進行前束調整，但無法應對車輛的橫向移動、轉小彎等。

【發明內容】

[0014]因此，本發明的課題在于，在對四輪賦予舵角的車輛中，不使用復雜的機構，也能夠應對橫向移動、轉小彎等。
[0015]為了解決上述的課題，本發明的轉向裝置采用了一種轉向裝置，其特征在于，具備:橫拉桿，其與前輪或者后輪的左右車輪連接并使該左右車輪轉向；和成對的齒條，它們在上述左右車輪的橫拉桿之間分別與上述左右車輪的橫拉桿連接，通過使上述成對的齒條朝相對于車輛的前進方向的左右方向一體地進行動作能夠使上述左右車輪向左右相同方向轉向，具備能夠使上述成對的齒條分別沿著其齒條的齒的并列方向而朝相反方向移動相同距離的齒條動作單元。
[0016]在左右獨立能夠移動的成對的齒條分別經由橫拉桿與車輪連接，由此通常的行駛模式中，使成對的齒條一體固定并與以往的轉向操作協調地工作，使成對的齒條向不同方向移動，從而能夠實現轉小彎、原地轉彎、橫向行駛等各種的行駛模式。
[0017]另外，通過使用能夠進行分離、固定的切換的成對的齒條，不使用復雜的機構、控制，便能夠低成本化。即，在對四輪賦予舵角的車輛中，不使用復雜的機構，便能夠使前后輪以相同相位或者相反相位的舵角轉向，從而能夠應對橫向移動、轉小彎。
[0018]在該結構中，上述齒條動作單元能夠具備:分別與上述成對的齒條嚙合，并將一方的齒條的朝相對于上述并列方向的一個方向的移動轉換為另一方的齒條的朝另一個方向的移動的同步齒輪。
[0019]另外，上述齒條也能夠具備:供上述同步齒輪嚙合的同步用齒條齒輪、和將用于使上述一方的齒條沿上述并列方向移動的驅動力輸入的轉向用齒條齒輪。
[0020]上述齒條也可以使上述同步用齒條齒輪與上述轉向用齒條齒輪形成為一體，但若將獨立形成的上述同步用齒條齒輪與上述轉向用齒條齒輪固定為一體，則其制造容易。
[0021]能夠采用如下結構，即上述齒條動作單元具備:直接或者經由其他部件間接地安裝于轉向軸的第一小齒輪和第二小齒輪，第一小齒輪與上述一方的齒條嚙合，第二小齒輪與上述另一方的齒條嚙合，能夠設定為上述轉向軸的旋轉通過第一小齒輪僅輸入到上述一方的齒條。
[0022]另外，能夠采用如下結構，即上述齒條動作單元具備:直接或者經由其他部件間接地安裝于與轉向的動作連動而進行動作的促動器的第一小齒輪和第二小齒輪，第一小齒輪與上述一方的齒條嚙合，第二小齒輪與上述另一方的齒條嚙合，能夠設定為將上述促動器的動作通過第一小齒輪僅輸入到上述一方的齒條。
[0023]另外，能夠采用具備:在上述第一小齒輪與上述第二小齒輪之間能夠使它們相互結合以及分離的連結機構的結構。根據該結構，通過將第一小齒輪和第二小齒輪在結合狀態與分離狀態之間切換，能夠容易地在成對的齒條一體沿左右方向移動的狀態與分別向相反方向移動的狀態之間切換。
[0024]S卩，上述左右車輪在能夠分別將被車輛的框架支承的主銷軸作為中心軸而進行轉向的情況下，上述連結機構在經由上述第一小齒輪與上述第二小齒輪而將上述一方的齒條與上述另一方的齒條結合的狀態下，使上述一方的齒條與上述另一方的齒條分別相對于車輛的前進方向沿左右方向朝相同方向一體移動，由此能夠使上述左右車輪繞上述主銷軸朝相同方向轉向。
[0025]另外，上述連結機構在使上述第一小齒輪與上述第二小齒輪分離的狀態下，使上述一方的齒條與上述另一方的齒條分別相對于車輛的前進方向沿左右方向朝相反方向移動，由此能夠使上述左右車輪繞上述主銷軸朝相反方向轉向。
[0026]—種車輛，其將由這些各結構構成的轉向裝置至少應用于前輪或者后輪、或者前輪和后輪的雙方。
[0027]在上述車輛中，通過成對的齒條朝左右方向的一體的移動能夠進行通常的車輪的轉向，另外，使成對的齒條彼此朝相反方向即沿左右方向相互朝相反方向移動，由此能夠進行車輛的橫向移動、轉小彎、原地旋轉，進一步能夠發揮行駛穩定性的提高等各種效果。
[0028]這樣的功能在連接有由上述各結構構成的轉向裝置的車輪具備輪內馬達的情況下特別有效。對于輪內馬達以外的驅動方式即以往的那樣的來自配置于發動機罩內的發動機、馬達的驅動力傳遞方式(等速萬向節)而言，工作角容易產生限制(通常50度(50deg)以下)，因此通過具備輪內馬達，能夠容易實現專利文獻4所記載的以往的機構無法實現的行駛類型。
[0029]在這些各結構中，能夠采用如下結構，在連接有由上述各結構構成的轉向裝置的左右車輪中的至少一方具備輪內馬達，在上述左右車輪能夠分別將被車輛的框架支承的主銷軸作為中心軸而進行轉向的情況下，通過上述輪內馬達的驅動力，使上述一方的齒條與上述另一方的齒條分別相對于車輛的前進方向沿左右方向向相反方向移動，由此使上述左右車輪繞上述主銷軸轉向。
[0030]根據該結構，能夠采用在轉向時，通過從輪內馬達朝車輪給予適當的