转向装置以及具备转向装置的车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使前轮或者后轮的任一个转向的转向装置，特别是涉及由四轮转向机构构成的转向装置以及具备该转向装置的车辆。
【背景技术】
[0002]对于使用将左右的车轮(以下，包括轮胎、车轮、轮毂以及轮内马达等而总合地称为“车轮” ο)连结的转向连杆机构使车轮转向的机构而言，存在被称为阿克曼转向几何式的转向机构。该转向机构在车辆的转弯时，为了使左右的车轮具有相同的转弯中心而使用横拉杆和转向臂。
[0003]另外，存在设置了使横拉杆的长度、左右的横拉杆间的距离或者各车轮与转向臂所成的角度的任一个变化的促动器的转向机构。根据该转向机构，正常行驶、平行移动、转小弯的全部的行驶顺畅地进行并且操控感优越(例如，参照下述专利文献I)。
[0004]另外，存在具备在前后轮的左右车轮之间分别配置并能够绕轴心旋转且在左右分成两部分的齿条、和该分成两部分的齿条之间的正向反向切换单元的转向机构。正向反向切换单元能够将被分割的齿条的一个方向的旋转向另一个方向朝正相反方向切换而传递。根据该转向机构，能够进行舵角90度、横向移动等动作(例如，参照下述专利文献2)。
[0005]此外，具有促动器根据前轮的转向而工作，从而使后轮转向的四轮转向车辆的技术(例如，参照下述专利文献3)。另外，也存在通过使连结左右车轮之间的齿条外壳沿前后方向移动，进行左右车轮的前束调整，从而提高行驶稳定性的转向机构的技术(例如，参照下述专利文献4)。
[0006]专利文献1:日本特开平04 — 262971号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007 — 22159号公报
[0008]专利文献3:实用新案注册第2600374号公报
[0009]专利文献4:日本特开2003 —127876号公报
[0010]根据一般的阿克曼转向几何式的转向连杆机构，在正常行驶时，各从车轮的旋转线(车轮的宽度方向中心线)俯视垂直延伸的线在车辆的转弯中心集中，因此能够进行顺畅的行驶。但是，在谋求车辆的横向移动(在车辆朝向前后方向的状态下的朝横向的平行移动)的情况下，对车轮进行转向操作使其相对于前后方向成90度的方向因转向连杆的长度、与其他部件的干涉而困难。另外，假设在对左右的车轮中的一方的车轮进行了90度转向操作的情况下，另一方的车轮未与一方的车轮完全平行，从而难以进行顺畅的行驶。
[0011]另外，在这种车辆中，通常，能够使作为主转向车轮的前轮向车辆的规定的行进方向转向，作为从转向车轮的后轮与车辆的前后方向并行地设定。因此，若使该车辆的前轮转向并转弯，则前轮与后轮转弯圆不一致。因此，在低车速时由于内轮差使车辆以后轮进入转弯圆的内侧的姿势而转弯，在高车速时由于离心力使车辆以前轮进入转弯圆的内侧的姿势而转弯。即，存在即使使前轮向作为车辆的行进方向的转弯方向转向，也无法使车辆的姿势与转弯方向一致而进行操作转向的问题。因此，存在具有不仅使前轮也使后轮转向，由此使行驶性提高的四轮转向机构(四轮转向装置)的车辆。
[0012]作为具有四轮转向机构的车辆(所谓的4WS车)，例如在专利文献I所记载的技术中，能够进行车辆的横向移动、转小弯等。但是，具备使横拉杆的长度、左右横拉杆间的距离、或者车轮与转向臂所成的角变化的促动器，因此促动器多控制复杂。另外，专利文献2在其机构上，不仅构造复杂，通过齿条的旋转使车轮转向，使用多个齿轮。因此，容易产生松动，难以顺利地进行车轮的转向。
[0013]另外，专利文献3是以往的四轮转向机构的一个例子。能够进行后轮转向，但由于上述的相同的理由仅通过该机构难以进行横向移动。并且，专利文献4虽能够进行前束调整，但无法应对车辆的横向移动、转小弯等。
【发明内容】
[0014]因此，本发明的课题在于，在对四轮赋予舵角的车辆中，不使用复杂的机构，也能够应对横向移动、转小弯等。
[0015]为了解决上述的课题，本发明的转向装置采用了一种转向装置，其特征在于，具备:横拉杆，其与前轮或者后轮的左右车轮连接并使该左右车轮转向；和成对的齿条，它们在上述左右车轮的横拉杆之间分别与上述左右车轮的横拉杆连接，通过使上述成对的齿条朝相对于车辆的前进方向的左右方向一体地进行动作能够使上述左右车轮向左右相同方向转向，具备能够使上述成对的齿条分别沿着其齿条的齿的并列方向而朝相反方向移动相同距离的齿条动作单元。
[0016]在左右独立能够移动的成对的齿条分别经由横拉杆与车轮连接，由此通常的行驶模式中，使成对的齿条一体固定并与以往的转向操作协调地工作，使成对的齿条向不同方向移动，从而能够实现转小弯、原地转弯、横向行驶等各种的行驶模式。
[0017]另外，通过使用能够进行分离、固定的切换的成对的齿条，不使用复杂的机构、控制，便能够低成本化。即，在对四轮赋予舵角的车辆中，不使用复杂的机构，便能够使前后轮以相同相位或者相反相位的舵角转向，从而能够应对横向移动、转小弯。
[0018]在该结构中，上述齿条动作单元能够具备:分别与上述成对的齿条啮合，并将一方的齿条的朝相对于上述并列方向的一个方向的移动转换为另一方的齿条的朝另一个方向的移动的同步齿轮。
[0019]另外，上述齿条也能够具备:供上述同步齿轮啮合的同步用齿条齿轮、和将用于使上述一方的齿条沿上述并列方向移动的驱动力输入的转向用齿条齿轮。
[0020]上述齿条也可以使上述同步用齿条齿轮与上述转向用齿条齿轮形成为一体，但若将独立形成的上述同步用齿条齿轮与上述转向用齿条齿轮固定为一体，则其制造容易。
[0021]能够采用如下结构，即上述齿条动作单元具备:直接或者经由其他部件间接地安装于转向轴的第一小齿轮和第二小齿轮，第一小齿轮与上述一方的齿条啮合，第二小齿轮与上述另一方的齿条啮合，能够设定为上述转向轴的旋转通过第一小齿轮仅输入到上述一方的齿条。
[0022]另外，能够采用如下结构，即上述齿条动作单元具备:直接或者经由其他部件间接地安装于与转向的动作连动而进行动作的促动器的第一小齿轮和第二小齿轮，第一小齿轮与上述一方的齿条啮合，第二小齿轮与上述另一方的齿条啮合，能够设定为将上述促动器的动作通过第一小齿轮仅输入到上述一方的齿条。
[0023]另外，能够采用具备:在上述第一小齿轮与上述第二小齿轮之间能够使它们相互结合以及分离的连结机构的结构。根据该结构，通过将第一小齿轮和第二小齿轮在结合状态与分离状态之间切换，能够容易地在成对的齿条一体沿左右方向移动的状态与分别向相反方向移动的状态之间切换。
[0024]S卩，上述左右车轮在能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向的情况下，上述连结机构在经由上述第一小齿轮与上述第二小齿轮而将上述一方的齿条与上述另一方的齿条结合的状态下，使上述一方的齿条与上述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相同方向一体移动，由此能够使上述左右车轮绕上述主销轴朝相同方向转向。
[0025]另外，上述连结机构在使上述第一小齿轮与上述第二小齿轮分离的状态下，使上述一方的齿条与上述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向朝相反方向移动，由此能够使上述左右车轮绕上述主销轴朝相反方向转向。
[0026]—种车辆，其将由这些各结构构成的转向装置至少应用于前轮或者后轮、或者前轮和后轮的双方。
[0027]在上述车辆中，通过成对的齿条朝左右方向的一体的移动能够进行通常的车轮的转向，另外，使成对的齿条彼此朝相反方向即沿左右方向相互朝相反方向移动，由此能够进行车辆的横向移动、转小弯、原地旋转，进一步能够发挥行驶稳定性的提高等各种效果。
[0028]这样的功能在连接有由上述各结构构成的转向装置的车轮具备轮内马达的情况下特别有效。对于轮内马达以外的驱动方式即以往的那样的来自配置于发动机罩内的发动机、马达的驱动力传递方式(等速万向节)而言，工作角容易产生限制(通常50度(50deg)以下)，因此通过具备轮内马达，能够容易实现专利文献4所记载的以往的机构无法实现的行驶类型。
[0029]在这些各结构中，能够采用如下结构，在连接有由上述各结构构成的转向装置的左右车轮中的至少一方具备轮内马达，在上述左右车轮能够分别将被车辆的框架支承的主销轴作为中心轴而进行转向的情况下，通过上述轮内马达的驱动力，使上述一方的齿条与上述另一方的齿条分别相对于车辆的前进方向沿左右方向向相反方向移动，由此使上述左右车轮绕上述主销轴转向。
[0030]根据该结构，能够采用在转向时，通过从轮内马达朝车轮给予适当的