JPH09277952A - アッカーマン式ステアリング機構 - Google Patents
アッカーマン式ステアリング機構Info
- Publication number
- JPH09277952A JPH09277952A JP9153496A JP9153496A JPH09277952A JP H09277952 A JPH09277952 A JP H09277952A JP 9153496 A JP9153496 A JP 9153496A JP 9153496 A JP9153496 A JP 9153496A JP H09277952 A JPH09277952 A JP H09277952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- connecting rod
- steering
- arms
- wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アッカーマン理論に基づいた内外輪の舵角差
を考慮したステアリング機構。 【解決手段】操舵軸へ連結される第１アーム３２と、左
右の車輪旋回軸へ連結される第２アーム３４、第３アー
ム３６との間を連結棒４２、４４で連結し、車両の操舵
時に左右の旋回軸１４、１６に異なる旋回角度（α、
β）を得る。
を考慮したステアリング機構。 【解決手段】操舵軸へ連結される第１アーム３２と、左
右の車輪旋回軸へ連結される第２アーム３４、第３アー
ム３６との間を連結棒４２、４４で連結し、車両の操舵
時に左右の旋回軸１４、１６に異なる旋回角度（α、
β）を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内外輪の蛇角差が
考慮されたアッカーマン式ステアリング機構に関する。
考慮されたアッカーマン式ステアリング機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の左右にそれぞれ車輪を有した三輪
以上の車両では右旋回時又は左旋回時に左右車輪の回転
半径が異なるので、操舵角を互いに相違させて床面と車
輪との間に横滑りがない状態としなくてはならない。
以上の車両では右旋回時又は左旋回時に左右車輪の回転
半径が異なるので、操舵角を互いに相違させて床面と車
輪との間に横滑りがない状態としなくてはならない。
【０００３】この内外輪の蛇角差を解消するアッカーマ
ン理論を達成させるために、センターアーム式、クロス
リンク式、ラックピニオン式などの各種のステアリング
機構が用いられている。
ン理論を達成させるために、センターアーム式、クロス
リンク式、ラックピニオン式などの各種のステアリング
機構が用いられている。
【０００４】ところがこれらのステアリング機構は旋回
半径の大きな複数のリンクや軸寸法の長い歯車などを用
いるので、部品点数が多く組立が煩雑であったり、小型
の車両には不適切であるなどの各種の改良を要する。
半径の大きな複数のリンクや軸寸法の長い歯車などを用
いるので、部品点数が多く組立が煩雑であったり、小型
の車両には不適切であるなどの各種の改良を要する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、部品点数が少なく、かつ簡単な構造で小型の車両
に適したアッカーマン式ステアリング機構を得ることが
目的である。
慮し、部品点数が少なく、かつ簡単な構造で小型の車両
に適したアッカーマン式ステアリング機構を得ることが
目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本出願の請求項１に係る
発明は、操舵軸へ連結される第１アームと、左右の車輪
旋回軸へ連結される第２、第３アームと、前記第１アー
ムの先端と、第２アームの先端とを連結する第１連結棒
と、前記第１アームの先端と、第３アームの先端とを連
結する第２連結棒とを有することを特徴としている。
発明は、操舵軸へ連結される第１アームと、左右の車輪
旋回軸へ連結される第２、第３アームと、前記第１アー
ムの先端と、第２アームの先端とを連結する第１連結棒
と、前記第１アームの先端と、第３アームの先端とを連
結する第２連結棒とを有することを特徴としている。
【０００７】本出願の請求項２に係る発明は、前記第１
連結棒と第２連結棒とは互いに長さが等しく、前記第１
アーム、第２アーム、第３アームは、車両の直進状態で
互いに平行とされることを特徴とする。
連結棒と第２連結棒とは互いに長さが等しく、前記第１
アーム、第２アーム、第３アームは、車両の直進状態で
互いに平行とされることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１には本発明が適応されたステ
アリング機構の主要部が示されている。
アリング機構の主要部が示されている。
【０００９】中心軸１２は図示しない車両の操舵軸、す
なわちステアリングホイールによって旋回されるステア
リングシャフトへ連結されている。しかしこの中心軸１
２はステアリングシャフトとの間には回転を逆転する機
構（例えば１対の外歯車の組合せ）が介在されてステア
リングホイールや自動操縦装置のモーター等の駆動手段
の旋回方向とは逆方向に旋回されるようになっている。
なわちステアリングホイールによって旋回されるステア
リングシャフトへ連結されている。しかしこの中心軸１
２はステアリングシャフトとの間には回転を逆転する機
構（例えば１対の外歯車の組合せ）が介在されてステア
リングホイールや自動操縦装置のモーター等の駆動手段
の旋回方向とは逆方向に旋回されるようになっている。
【００１０】この中心軸１２を挟んで反対側に等しい距
離だけ離れて平行状態で左旋回軸１４、及び右旋回軸１
６が設けられている。これらの各中心軸１２、左旋回軸
１４、右旋回軸１６は図示しない軸受を介して車体へ軸
支されると共に、左旋回軸１４、右旋回軸１６はそれぞ
れ図２に示される如く車両の左車輪２２及び右車輪２４
のキングピン２６、キングピン２８へ連結される。
離だけ離れて平行状態で左旋回軸１４、及び右旋回軸１
６が設けられている。これらの各中心軸１２、左旋回軸
１４、右旋回軸１６は図示しない軸受を介して車体へ軸
支されると共に、左旋回軸１４、右旋回軸１６はそれぞ
れ図２に示される如く車両の左車輪２２及び右車輪２４
のキングピン２６、キングピン２８へ連結される。
【００１１】中心軸１２には第１アーム３２が固着され
ており、左旋回軸１４及び右旋回軸１６には第２アーム
３４、第３アーム３６がそれぞれ連結されている。これ
らのアームは車両の直進状態では互いに長手方向が平行
状態となるように配置されており、しかも第１アーム３
２の延長方向と第２、第３アーム３４、３６の延長方向
とは逆方向になっている。
ており、左旋回軸１４及び右旋回軸１６には第２アーム
３４、第３アーム３６がそれぞれ連結されている。これ
らのアームは車両の直進状態では互いに長手方向が平行
状態となるように配置されており、しかも第１アーム３
２の延長方向と第２、第３アーム３４、３６の延長方向
とは逆方向になっている。
【００１２】第１アーム３２の先端と第２アーム、第３
アーム３４、３６の先端との間は、第１連結棒４２、第
２連結棒４４でそれぞれ連結されている。従ってステア
リングホイルなどによって車両の操舵が行われると、第
１アーム３２は図１（Ｂ）（Ｃ）の様に旋回し、連結棒
４２、４４を介して第２アーム３４、第３アーム３６が
回転されるので車輪２２、２４が旋回するようになって
いる。
アーム３４、３６の先端との間は、第１連結棒４２、第
２連結棒４４でそれぞれ連結されている。従ってステア
リングホイルなどによって車両の操舵が行われると、第
１アーム３２は図１（Ｂ）（Ｃ）の様に旋回し、連結棒
４２、４４を介して第２アーム３４、第３アーム３６が
回転されるので車輪２２、２４が旋回するようになって
いる。
【００１３】図２に示される４輪車の各タイヤが滑らな
いものとすれば各車輪の旋回中心はそれぞれの回転中心
軸の延長上の点Ｏにある。通常これが１点の旋回中心に
まとまるように、操舵輪車軸の切れ角が定められた動き
をするようにアッカーマンステアリング理論として設計
されており、図２に示される各回転半径は次のようにな
る。 Ｒ1 ＝Ｎ／（ｓｉｎβ）−ｄ ・・・（１） Ｒ2 ＝Ｎ／（ｓｉｎα）＋ｄ ・・・（２） Ｒ3 ＝Ｎ／（ｔａｎβ）−ｄ ・・・（３） Ｒ4 ＝Ｎ／（ｔａｎα）＋ｄ ・・・（４） ただし、Ｎはホイールベース、２Ｍは左右のキングピン
２６、２８の中心軸間距離、ｄはキングピンとタイヤ中
心面との各距離、αは外側車輪の実舵角、βは内側車輪
の実舵各角、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は各車輪に対する旋回半
径である。また式（３）、（４）からα、βの関係は次
のようになる。
いものとすれば各車輪の旋回中心はそれぞれの回転中心
軸の延長上の点Ｏにある。通常これが１点の旋回中心に
まとまるように、操舵輪車軸の切れ角が定められた動き
をするようにアッカーマンステアリング理論として設計
されており、図２に示される各回転半径は次のようにな
る。 Ｒ1 ＝Ｎ／（ｓｉｎβ）−ｄ ・・・（１） Ｒ2 ＝Ｎ／（ｓｉｎα）＋ｄ ・・・（２） Ｒ3 ＝Ｎ／（ｔａｎβ）−ｄ ・・・（３） Ｒ4 ＝Ｎ／（ｔａｎα）＋ｄ ・・・（４） ただし、Ｎはホイールベース、２Ｍは左右のキングピン
２６、２８の中心軸間距離、ｄはキングピンとタイヤ中
心面との各距離、αは外側車輪の実舵角、βは内側車輪
の実舵各角、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は各車輪に対する旋回半
径である。また式（３）、（４）からα、βの関係は次
のようになる。
【００１４】 Ｎ／（ｔａｎα）−Ｎ／（ｔａｎβ） ＝（Ｒ4 −Ｒ3 −２ｄ）／Ｎ＝２Ｍ／Ｎ ・・・（５） 図１（Ｄ）に示したアーム３４、３２、３６の長さを
ａ、ｂ、ｃ（ｃ＝ａ）、左旋回軸１４と中心軸１２との
間及び中心軸１２と右旋回軸１６との間の距離をＭ、連
結棒の４３、４４の長さをＬとする。ここで第１アーム
３２を右回転させたときの３本のアーム３４、３２、３
６の回転角の関係を求める。
ａ、ｂ、ｃ（ｃ＝ａ）、左旋回軸１４と中心軸１２との
間及び中心軸１２と右旋回軸１６との間の距離をＭ、連
結棒の４３、４４の長さをＬとする。ここで第１アーム
３２を右回転させたときの３本のアーム３４、３２、３
６の回転角の関係を求める。
【００１５】まず、連結棒の長さは Ｌ2 ＝ａ2 ＋ｂ2 ＋Ｍ2 ＋２ａｂ ・・・（６） となる。
【００１６】次にアーム３４、３２について回転角の関
係を求める。 Ｌ2 ＝（Ｍ−ａ・ｓｉｎα＋ｂ・ｓｉｎγ）2 ＋（ａ・ｃｏｓα＋ｂ・ｃｏｓγ）2 ・・・（７） 式（６）（７）より ｃｏｓ（α＋γ）−（Ｍ／ｂ）ｓｉｎα ＋（Ｍ／ａ）ｓｉｎγ＝１ ・・・（８） となる。
係を求める。 Ｌ2 ＝（Ｍ−ａ・ｓｉｎα＋ｂ・ｓｉｎγ）2 ＋（ａ・ｃｏｓα＋ｂ・ｃｏｓγ）2 ・・・（７） 式（６）（７）より ｃｏｓ（α＋γ）−（Ｍ／ｂ）ｓｉｎα ＋（Ｍ／ａ）ｓｉｎγ＝１ ・・・（８） となる。
【００１７】同様にアーム３２、３６について回転角の
関係を求める。 Ｌ2 ＝（Ｍ−ｂ・ｓｉｎγ＋ａ・ｓｉｎβ）2 ＋（ｂ・ｃｏｓγ＋ａ・ｃｏｓβ）2 ・・・（９） 式（６）（９）より ｃｏｓ（β＋γ）＋（Ｍ／ｂ）ｓｉｎβ −（Ｍ／ａ）ｓｉｎγ＝１ ・・・（１０） となる。
関係を求める。 Ｌ2 ＝（Ｍ−ｂ・ｓｉｎγ＋ａ・ｓｉｎβ）2 ＋（ｂ・ｃｏｓγ＋ａ・ｃｏｓβ）2 ・・・（９） 式（６）（９）より ｃｏｓ（β＋γ）＋（Ｍ／ｂ）ｓｉｎβ −（Ｍ／ａ）ｓｉｎγ＝１ ・・・（１０） となる。
【００１８】次に３本のアーム３４、３２、３６の回転
角の関係を求める。式（８）と（１０）を加えると ｃｏｓ（α＋γ）＋ｃｏｓ（β＋γ） −（Ｍ／ｂ）（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）＝２ ・・・（１１） となる。
角の関係を求める。式（８）と（１０）を加えると ｃｏｓ（α＋γ）＋ｃｏｓ（β＋γ） −（Ｍ／ｂ）（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）＝２ ・・・（１１） となる。
【００１９】例えば、ｂ＝２６ｍｍ、Ｍ＝４０ｍｍと
し、アッカーマンステアリング理論から求めたαｍａｘ
＝１４．６４４°、βｍａｘ＝３０°を式（１１）に代
入しアーム３２の最大角度を求めると γ ｍａｘ＝１５．０９３° ・・・（１２） となる。
し、アッカーマンステアリング理論から求めたαｍａｘ
＝１４．６４４°、βｍａｘ＝３０°を式（１１）に代
入しアーム３２の最大角度を求めると γ ｍａｘ＝１５．０９３° ・・・（１２） となる。
【００２０】つぎにアーム３４、３６の長さを求める。
式（８）（１０）に式（１２）の値を代入すると ａ＝２０．５１６ｍｍ ・・・（１３） となる。
式（８）（１０）に式（１２）の値を代入すると ａ＝２０．５１６ｍｍ ・・・（１３） となる。
【００２１】したがって、この舵取りリンク機構により
車輪の操舵は一つの動力により左右に異なる操舵角を得
ることができる。後輪内外舵取り角度について本形態と
アッカーマンステアリング理論との比較を図３に示す。
車輪の操舵は一つの動力により左右に異なる操舵角を得
ることができる。後輪内外舵取り角度について本形態と
アッカーマンステアリング理論との比較を図３に示す。
【００２２】次に各回転軸間距離Ｍ＝４０ｍｍ、アーム
３２の長さｂ＝２６ｍｍ後輪内側最大舵取り角度βｍａ
ｘ＝３０°を一定としアーム３４、３６の長さを変化さ
せた場合の後輪外側最大舵取り角度αｍａｘを求めて表
１に示す。
３２の長さｂ＝２６ｍｍ後輪内側最大舵取り角度βｍａ
ｘ＝３０°を一定としアーム３４、３６の長さを変化さ
せた場合の後輪外側最大舵取り角度αｍａｘを求めて表
１に示す。
【００２３】以上のように、各回転軸間距離Ｍ、必要な
アーム３２の長さｂそして内側最大舵取り角度βｍａｘ
が与えられれば最適なアーム３４、３６の長さａ，そし
て外側最大舵取り角度αｍａｘが決定できる。しかも、
任意の内側舵取り角度βに対する外側舵取り角度αの関
係がアッカーマンステアリング理論に忠実であるといえ
る。回転軸間距離Ｍを与え、アッカーマン理論式である
（５）式よりβｍａｘに対するαｍａｘを求め、ｂ寸法
を決めて式（１０）、（１１）にこれらを代入してγｍ
ａｘを求めることによりアーム３４、３６の長さａや連
結棒Ｌの寸法が決定できるので、各アーム、連結棒の最
適値の範囲は車体の大きさによって回転軸間距離Ｍを如
何にするかで決定される。
アーム３２の長さｂそして内側最大舵取り角度βｍａｘ
が与えられれば最適なアーム３４、３６の長さａ，そし
て外側最大舵取り角度αｍａｘが決定できる。しかも、
任意の内側舵取り角度βに対する外側舵取り角度αの関
係がアッカーマンステアリング理論に忠実であるといえ
る。回転軸間距離Ｍを与え、アッカーマン理論式である
（５）式よりβｍａｘに対するαｍａｘを求め、ｂ寸法
を決めて式（１０）、（１１）にこれらを代入してγｍ
ａｘを求めることによりアーム３４、３６の長さａや連
結棒Ｌの寸法が決定できるので、各アーム、連結棒の最
適値の範囲は車体の大きさによって回転軸間距離Ｍを如
何にするかで決定される。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】本発明は上記の構成としたので、部品点
数が少なく小型でかつ簡単なアッカーマン式ステアリン
グ機構を得ることができる。
数が少なく小型でかつ簡単なアッカーマン式ステアリン
グ機構を得ることができる。
【図１】本発明が適用された実施の形態を示す平面図で
あり、（Ａ）は車両直進状態を、（Ｂ）は左旋回状態
を、（Ｃ）は右旋回状態を、（Ｄ）は各部間の関係をそ
れぞれ示す。
あり、（Ａ）は車両直進状態を、（Ｂ）は左旋回状態
を、（Ｃ）は右旋回状態を、（Ｄ）は各部間の関係をそ
れぞれ示す。
【図２】アッカーマン理論に基づく車両の平面図を示
す。
す。
【図３】舵取りリンク機構の操舵角と理論値の比較を示
す線図である。
す線図である。
１２ 中心軸 １４ 左旋回軸 １６ 右旋回軸 ２２ 左車輪 ２４ 右車輪 ３２ 第１アーム ３４ 第２アーム ３６ 第３アーム ４２ 第１連結棒 ４４ 第２連結棒
Claims (2)
- 【請求項１】操舵軸へ連結される第１アームと、 左右の車輪旋回軸へ連結される第２、第３アームと、 前記第１アームの先端と、第２アームの先端とを連結す
る第１連結棒と、 前記第１アームの先端と、第３アームの先端とを連結す
る第２連結棒と、を有することを特徴とするアッカーマ
ン式ステアリング機構。 - 【請求項２】前記第１連結棒と第２連結棒とは互いに長
さが等しく、前記第１アーム、第２アーム、第３アーム
は、車両の直進状態で互いに平行とされることを特徴と
する請求項１に記載のアッカーマン式ステアリング機
構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153496A JPH09277952A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | アッカーマン式ステアリング機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153496A JPH09277952A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | アッカーマン式ステアリング機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277952A true JPH09277952A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14029131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9153496A Pending JPH09277952A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | アッカーマン式ステアリング機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09277952A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038783A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Hino Motors Ltd | 独立懸架式サスペンションのステアリングリンケージ構造 |
| JP2007038728A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Hino Motors Ltd | ステアリングリンケージ構造 |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP9153496A patent/JPH09277952A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038728A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Hino Motors Ltd | ステアリングリンケージ構造 |
| JP2007038783A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Hino Motors Ltd | 独立懸架式サスペンションのステアリングリンケージ構造 |
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