JP2552248Y2 - トラック等の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、トラック等の後輪操舵
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】後輪が剛性の車軸管又はリヤアクスルハ
ウジングに支持されているトラック等の車両において、
主として高速走行時の操舵安定性を向上するために、前
輪の操舵に連動して後輪を操舵するようにした後輪操舵
装置が、実開平２−１２５４８０号公開公報及び特開昭
６２−８０１７０号公開公報に開示されている。 上記実
開平２−１２５４８０号公開公報所載の後輪操舵装置
は、車台フレームとリヤアクスルハウジングとを、平面
形状がＶ字状をなし頂点部を上記リヤアクスルハウジン
グの車幅方向中央部分に枢着すると共に、両脚端を車台
フレームに枢着されたアッパラジアスロッドと、上記リ
ヤアクスルハウジングの車幅方向両端付近に夫々の一端
を枢着されると共に他端を車台フレームに枢着された左
右のロアラジアスロッドによって連結し、さらに上記車
台フレームをコンタクトシートを介してリーフスプリン
グに懸架し同リーフスプリングの前後方向中間部分に上
記リヤアクスルハウジングを固着した後軸支持装置を具
えており、上記左右のロアラジアスロッドの前後端に夫
々前室及び後室を画成した油室付ラバーブッシュを介装
して、前輪の操舵信号に基づき上記左右のロアラジアス
ロッドの前室及び後室に作動圧油を供給することによっ
て、リヤアクスルハウジングを操舵するように構成され
ている。 しかしながら、上記後輪操舵装置では、左右の
ラジアスロッドの前後端に介装された小径のゴムブッシ
ュ内の前室及び後室に作動圧油を給排することによっ
て、一方のロッドを伸長させると共に他方のロッドを収
縮させてリヤアクスルハウジングを操舵廻動させる構造
であるため、リヤアクスルハウジングの所要操舵角に見
合う左右ラジアスロッドの伸縮量を通常のサイズのゴム
ブッシュの変形によって確保することは実際には難し
く、また積車時に大きな荷重が作用しているリヤアクス
ルハウジングを、その車幅方向両端部に固着された大型
のリーフスプリングと一体にコンタクトシートの大きな
摩擦に打ち勝って操舵廻動させるに足る十分な操作力
を、小型のゴムブッシュ内の油室に高圧の作動圧油を給
排することによって生起させなければならないので、油
室を構成する薄いゴム壁の耐久性に問題がある。さら
に、この構造では、後輪の推進力をアッパラジアスロッ
ドと協 働して車台フレームに伝達する左右のロアラジア
スロッドの中心軸に、上記油室に作動圧油を給排するた
めの油路が穿設されているので、中心軸の強度に不安が
あり、かつ構造的に複雑でコスト高になる欠点がある。
また、上記特開昭６２−８０１７０号公開公報に開示さ
れている後輪操舵装置は、夫々エアスプリングを介して
車台フレームに懸架された後軸と、同後軸の車幅方向中
央部分の離隔した２個所に夫々の一端を連結されると共
に、他端を車台フレームに連結された各独立のＶ字状に
配置された２個の上方トルクロッドと、後軸の車幅方向
両端付近に一端を連結されると共に、他端を車台フレー
ムに連結された左右一対の下方トルクロッドとを具備
し、同下方トルクロッドの前後方向中間部分の軸部に油
圧シリンダとピストンとからなる操舵用アクチュエータ
を設けて、同操舵用アクチュエータに作動圧油を給排す
ることにより、一方の下方トルクロッドを伸長させると
共に、他方の下方トルクロッドを収縮させることによっ
て、後軸を操舵廻動させるように構成されている。 しか
しながら、この後輪操舵装置では、各独立のＶ字状に配
置された上方トルクロッドが、後軸の中央部分の離隔し
た２個所で同後軸に連結されているため、操舵廻動時
に、後軸の回転中心が一定せず変化するため、走行安定
性の悪化を招く不具合があり、また操舵用アクチュエー
タとしての油圧シリンダ装置が、低い地上高を有する下
方トルクロッドの軸部に直接組み込まれているので、飛
石や地上障害物と接触による破損、及び泥水等との接触
による摺動部の早期摩耗が発生し、耐久性及び信頼性が
劣る欠点がある。さらにまた、小径のトルクロッド軸部
に、中空シリンダを形成し、そのシリンダに嵌装される
ピストンに連結され、当然それより小径のピストン軸と
上記中空のシリンダによって、走行中、下方トルクロッ
ドに作用する圧縮、引張り及び曲げ荷重に耐えなければ
ならないので、必要な強度を確保することが極めて困難
な欠点がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、後輪がリヤ
アクスルハウジングの車巾方向両端部分に支持されたト
ラック等における高速走行時の操舵安定性を向上するこ
とができ、かつ小型軽量のアクチュエータによって後輪
操舵を行ない得るようにした耐久性及び信頼性が秀れた
後輪操舵装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記目的を達
成するために創案されたもので、車巾方向の両端部に後
輪を支持しサスペンションスプリング装置を介して車台
フレームに懸架されたリヤアクスルハウジングと、車体
前後方向中心線に沿って配設されその頂点部を上記リヤ
アクスルハウジングの車巾方向中央部分に設けられたデ
ィファレンシャルケーシングの上面に枢着されると共に
両脚の自由端部を上記車台フレームに夫々枢着された平
面形状がＶ字状をなす上方ラジアスロッドと、車体前後
方向の中心線に沿って上記上方ラジアスロッドの下方に
配置されその一端部を上記ディファレンシャルケーシン
グの下面において上記上方ラジアスロッドの枢着点より
前方位置に枢着されると共に他端を上記車台フレームに
枢着された棒状の下方ラジアスロッドと、車体前後方向
中心線の両側に略対称的に配置され夫々の一端を上記リ
ヤアクスルハウジングの車幅方向両端付近に枢着された
左右一対の転舵用の作動ロッドと、上記左右の作動ロッ
ドの他端に夫々の下端を枢着されて上記車台フレームに
枢支された左右の作動レバーと、上記車台フレームに装
架されて夫々の出力端を上記作動レバーの上端に連結さ
れ車両の高速走行中における操舵時に作動して、上記作
動レバーを介し上記左右の作動ロッドを前後反対方向に
駆動し上記リヤアクスルハウジングを上記上方ラジアス
ロッドの枢着中心を通る縦方向の転舵軸線の周りに廻動
させる一対の後輪操舵アクチュエータを具備してなるこ
とを特徴とするトラック等の後輪操舵装置を提案するも
のである。

【０００５】

【作用】本考案によれば、車巾方向の両端部分に後輪を
支持したリヤアクスルハウジングが、その中央部分に設
けられたディファレンシャルケーシングの上面及び下面
に夫々の一端を枢着され協働して略平行リンク機構を形
成するＶ字状の上方ラジアスロッド及び棒状の下方ラジ
アスロッドを介して車台フレームに連結されているの
で、上記上方ラジアスロッドのディファレンシャルケー
シング上面の枢着中心を通る縦方向の転舵軸線の周りに
廻動することができる。また上記下方ラジアスロッド
を、ディファレンシャルケーシング上面における上方ラ
ジアスロッドの枢着点より前方部分の下面に枢着するこ
とによって、最低地上高の減少を回避することができ
る。上記リヤアクスルハウジングの車体前後方向中心線
両側の好ましくは略対称位置に一対の後輪操舵アクチュ
エータの出力端が連結され、車両の高速走行中における
操舵時に上記一対のアクチュエータが互に反対方向に作
動することによって、リヤアクスルハウジングが上記縦
方向軸線の周りに廻動し転舵する。リヤアクスルハウジ
ングが、その車巾方向中央部分の上面及び下面を、上記
上方ラジアスロッド及び下方ラジアスロッドにより車台
フレームに連結されているので、急発進及び急制動時の
ワインドアップトルクが上方ラジアスロッドによって担
持され後輪操舵アクチュエータには殆ど作用せず、従っ
て同アクチュエータを小型軽量のものとすることができ
る。

【０００６】

【実施例】以下本考案の実施例を添付図面について具体
的に説明する。図中符号１０はトラック等車両の車台フ
レームであって、車体前後方向に延在する左右一対のサ
イドレール１２と、車巾方向に延在し両端を上記左右の
サイドレール１２に固着された複数個のクロスメンバ１
４とから構成されている。１６は車巾方向の両端部分に
ダブルタイヤ１８を支持した剛性のリヤアクスルハウジ
ング、２０は同リヤアクスルハウジング１６の車巾方向
両端付近の上側面にＵボルト２２等の固着具によって装
着された側面形状がハット型をなすスプリング支持部
材、２４は上記リヤアクスルハウジング１６の端部を挾
んでその前後に配設され上記スプリング支持部材２０と
車台フレーム１０のサイドレール１２との間に介装され
た自体周知のエアスプリングである。２６は上記車台フ
レーム１０の車体前後方向中心線に沿って配設され平面
形状がＶ字状をなす上方ラジアスロッドであって、同ラ
ジアスロッドの頂点部はボールジョイント装置２８又は
同効のゴムブッシュ式ジョイント装置を介して上記リヤ
アクスルハウジング１６の中央部分に設けられたディフ
ァレンシャルケーシング３０の上面に枢着され、また同
ロッドの両脚の自由端部は、夫々ボールジョイント装置
３２又は同効のゴムブッシュ式ジョイント装置を介して
車台フレーム１０のサイドレール１２に枢着されてい
る。上記上方ラジアスロッド２６の下方に棒状をなす下
方ラジアスロッド３４が配設され、その一端はゴムブッ
シュ式ジョイント装置３６を介して上記ディファレンシ
ャルケーシング３０の下面に枢着され、また同ロッド３
４の他端は、夫々ボールジョイント装置３８又は同効の
ゴムブッシュ式ジョイント装置を介して車台フレーム１
０のクロスメンバ１４に固着されたブラケット４０に連
結されている。上記下方ラジアスロッド３４をディファ
レンシャルケーシング３０に枢着するゴムブッシュ式ジ
ョイント装置３６は上記上方ラジアスロッド２６をディ
ファレンシャルケーシング３０に枢着するボールジョイ
ント装置２８より車体前方に配置されている。図２に良
く示されているように、ディファレンシャルケーシング
３０は車体前方に収斂した漏斗状の形状を有するので、
下方ラジアスロッド２６のジョイント装置３６を上方ラ
ジアスロッドのジョイント装置２８の直下方に配置した
場合に較べて、最低地上高の低減を回避することができ
る。また図２に示されているように、上方ラジアスロッ
ド２６及び下方ラジアスロッド３４は垂直面内において
略平行リンク機構を構成するように設けられている。

【０００７】特に図２に良く示されているように、上記
リヤアクスルハウジング１６の車巾方向両端付近の下側
面に、上記スプリング支持部材２０と共にブラケット４
２がＵボルト２２によって共締め固定され、同ブラケッ
ト４２にはボールジョイント装置４４又は同効のゴムブ
ッシュ式ジョイント装置を介して左右一対の作動ロッド
４６の一端が枢着されている。各作動ロッド４６の他端
は、上記サイドレール１２のウエブ又は側壁に固着され
たブラケット４８にピン５０によって枢支された作動レ
バー５２の下端に夫々ピン５４によって枢着されてい
る。更に、上記作動レバー５２の上端には、左右一対の
後輪操舵アクチュエータを形成する油圧シリンダ装置５
６のピストン軸５８がピン６０によって枢着され、また
同アクチュエータのシリンダ６２はピン６４によって上
記サイドレール１２のウエブ又は側壁に枢支されてい
る。

【０００８】上記ボールジョイント装置２８，３２及び
３８の具体的構成の一例が図４に示されている。同図に
おいて、符号６６は相対廻動する一方の部材即ち上記上
方ラジアスロッド２６、下方ラジアスロッド３４又は作
動ロッド４６を示し、６８は他方の部材即ちディファレ
ンシャルケーシング３０及び車台フレーム１０の取付ブ
ラケット又は前記ブラケット４２を示している。他方の
部材６８に球面部材７０を具えた軸７２が支持され、ま
た上記一方の部材６６には、球面部材７０に当接するボ
ールシート７４が支持されている。この構成によって、
一方の部材６６は他方の部材６８に対して軸７２の軸線
に直交する平面内及び同軸線を含む平面内で夫々相対的
に廻動することができる。また、図５には、機能的に上
記ボールジョイント装置と略同効のゴムブッシュ式ジョ
イント装置が示されている。図４と同様の一方の部材７
６、例えば上記上方ラジアスロッド２６、下方ラジアス
ロッド３４又は作動ロッド４６を示し、７８は他方の部
材即ちディファレンシャルケーシング３０及び車台フレ
ーム１０の取付ブラケット又は前記ブラケット４２を示
している。上記一方の部材７６の端部にゴムブッシュ８
０が焼付固着され、同ゴムブッシュ８０の内周には球面
部材８２が同時に焼付固着されている。上記球面部材８
２には、他方の部材７８に支持された枢軸８４が挿通さ
れている。この構成によって、一方の部材７６と他方の
部材７８との間に、枢軸８４の軸線に直角な平面内及び
軸線を含む平面内での相対回転が許容されるだけでな
く、ゴムブッシュ８０の撓みによって枢軸８４に対し一
方の部材７６が、図の左右方向に相対変位することが許
容される。

【０００９】次に、図６は前記後輪操舵アクチュエータ
５６を作動させる制御装置の概念的構成図である。図中
符号８６はステアリングシャフト８８に介装されて操舵
角を検出する例えば光パルス非接触型の操舵角センサ、
９０は車速センサ、９２はヨーレートセンサ、９４は操
舵角センサ８６の操舵角信号と車速センサ９０の車速信
号とヨーレートセンサ９２の回頭信号とを受容して後輪
操舵アクチュエータ５６を作動させる制御弁９６を制御
するコントローラ、９８は油圧ポンプである。この制御
装置において、車両が高速走行しているときに、ステア
リンクホイール１００が操作され前輪１０２が操向され
ると、操舵角センサ８６の操舵角信号と車速センサ９０
の車速信号とヨーレートセンサ９２の回頭信号とを受容
したコントローラ９４が制御弁９６に駆動信号を発して
同制御弁が作動される。制御弁９６の作動により油圧ポ
ンプ９８から吐出された高圧の作動油が一対の操舵アク
チュエータ５６に供給され、同アクチュエータ５６が左
右反対方向、即ち左右何れか一方のアクチュエータが伸
長すると他方のアクチュエータが収縮するように作動す
る。車両の高速走行時の操縦安定性を向上することを目
的として、後輪を操舵する場合、通常は前輪１０２の操
舵方向と同方向に後輪１８が僅少舵角例えば１〜５度程
度操舵される。しかし、前輪１０２の操舵に関連して、
最初前輪１０２の操舵方向と逆方向に後輪１８を僅かな
角度操舵し、瞬時ののち、後輪１８を前輪１０２の操舵
方向と同方向に僅少角度操舵する等、他の後輪操舵シス
テムを採用することも可能である。

【００１０】上記構成において、後輪操舵アクチュエー
タを形成する油圧シリンダ装置５６のシリンダ６２に
は、ピストン軸５８の伸長及び収縮ストロークを限定す
るストッパが内蔵され、同ストッパによって油圧シリン
ダ装置５６の作動時にリヤアクスルハウジング１６即ち
後輪１８が予め設定された僅少舵角１〜５度、例えば１
度だけ正しく操舵されるように設けられており、また同
油圧シリンダ装置５６の休止時には、内蔵された中立ば
ねの作動により又は油圧的にロックする（ピストンの両
側室に等しい油圧を作動させて同ピストンを中立位置に
固定する）ことによって、ピストン軸５８が中立位置に
固定され、リヤアクスルハウジング１６即ち後輪１８は
舵角零の直進状態に保持されている。車両の高速走行中
に前輪１０２が操舵されると、前述したようにコントロ
ーラ９４の指令により制御弁９６が作動して、一対の後
輪操舵アクチュエータ５６が図３の概略図に実線の矢印
及び点線矢印で示されているように互に反対方向に作動
する。各アクチュエータのピストン軸５８に夫々の一端
を連結された作動レバー５２が互に逆方向に廻動し、一
方の作動レバー５２の他端に連結されたアクチュエータ
出力端となる作動ロッド４６が車体前方に牽引され、他
方の作動レバー５２の他端に連結された作動ロッド４６
が車体後方に駆動される。この結果、リヤアクスルハウ
ジング１６がＶ字状をなす上方ラジアスロッド２６の頂
点部に設けられたボールジョイント装置２８の中心を通
る縦方向の転舵軸線Ｏ−Ｏ（図２参照）の周りに設定舵
角例えば１度だけ左右何れかの方向に廻動し操舵される
こととなり、技術上良く知られた態様で高速走行時の操
縦安定性が改善される。この際、下方ラジアスロッド３
４がディファレンシャルケーシング３０下面にゴムブッ
シュ式ジョイント装置３６によって連結されているた
め、同ジョイント装置３６の中心が上記転舵軸線Ｏ−Ｏ
から車体前方に離隔して配置されているにも拘わらず、
ゴムブッシュ８０の弾性変形によって上記リヤアクスル
ハウジング１６の僅少角度の転舵が円滑に行なわれる。
上記リヤアクスルハウジング１６の上記転舵軸線Ｏ−Ｏ
の周りの廻動は、図示の実施例の場合、サスペンション
スプリングがエアスプリング２４であるため、そのゴム
製ダイヤフラム１０４（図２参照）が水平方向に自在に
撓むことによって極めて円滑に行なわれる。また、上記
エアスプリング２４に代えサスペンションスプリングと
してリーフスプリングが用いられる場合は、リーフスプ
リングとリヤアクスルハウジング１６との間に、ゴムパ
ッド等を介装して、リーフスプリングに対しリヤアクス
ルハウジング１６が、上記設定操舵角の範囲内で水平方
向に相対変位し得るように構成すればよい。また、車両
の直進中及び操舵時の旋回走行中に生起する車台フレー
ム１０に対するリヤアクスルハウジング１６の上下運動
は、エアスプリング２４が荷重を受ける形で行なわれ、
このときリヤアクスルハウジング１６は、上方ラジアス
ロッド２６及び下方ラジアスロッド３４により上下に平
行リンク運動を行なう。更に、上方ラジアスロッド２６
及び下方ラジアスロッド３４が夫々ボールジョイント装
置２８，３２及び３８並びにゴムブッシュ式ジョイント
装置３６によってリヤアクスルハウジング１６及び車台
フレーム１０に枢着されているので、凹凸路の走行又は
旋回走行時に、リヤアクスルハウジング１６の左右の傾
動が妨げられることがない。なおまた、リヤアクスルハ
ウジング１６が、上方ラジアスロッド２６及び下方ラジ
アスロッド３４によって車台フレーム１０に連結されて
いるので、急発進及び急制動時に生起するワインドアッ
プトルクが、上方ラジアスロッド２６及び下方ラジアス
ロッド３４によって大部分担持される。従って後輪操舵
アクチュエータ５６には、ワインドアップトルクが実質
的に作用せず、小型軽量の油圧シリンダ装置を安全に採
用することができる。また上記下方ラジアスロッド３４
が転舵軸線Ｏ−Ｏの前方でリヤアクスルハウジングのデ
ィファレンシャルケーシング３０下面に枢着されている
ので、転舵軸線Ｏ−Ｏ上に枢着した場合に較べて最低地
上高の減少を回避することがきる。なお、上記実施例で
は、後車軸が１軸の車両が例示されているが、後２軸の
車両の場合、後前軸及び後後軸の双方に上記と全く同様
の後輪操舵装置が設けられる。また、後２軸車では、屡
々後軸の一方が駆動力を伝達しないデッドアクスルとし
て構成されるが、操舵装置それ自体は上述した駆動輪の
場合と実質的に同等である。

【００１１】

【考案の効果】叙上のように、本考案に係るトラック等
の後輪操舵装置は、車巾方向の両端部に後輪を支持しサ
スペンションスプリング装置を介して車台フレームに懸
架されたリヤアクスルハウジングと、車体前後方向中心
線に沿って配設されその頂点部を上記リヤアクスルハウ
ジングの車巾方向中央部分に設けられたディファレンシ
ャルケーシングの上面に枢着されると共に両脚の自由端
部を上記車台フレームに夫々枢着された平面形状がＶ字
状をなす上方ラジアスロッドと、車体前後方向の中心線
に沿って上記上方ラジアスロッドの下方に配置されその
一端部を上記ディファレンシャルケーシングの下面にお
いて上記上方ラジアスロッドの枢着点より前方位置に枢
着されると共に他端を上記車台フレームに枢着された棒
状の下方ラジアスロッドと、車体前後方向中心線の両側
に略対称的に配置され夫々の一端を上記リヤアクスルハ
ウジングの車幅方向両端付近に枢着された左右一対の転
舵用の作動ロッドと、上記左右の作動ロッドの他端に夫
々の下端を枢着されて上記車台フレームに枢支された左
右の作動レバーと、上記車台フレームに装架されて夫々
の出力端を上記作動レバーの上端に連結され車両の高速
走行中における操舵時に作動して、上記作動レバーを介
し上記左右の作動ロッドを前後反対方向に駆動し上記リ
ヤアクスルハウジングを上記上方ラジアスロッドの枢着
中心を通る縦方向の転舵軸線の周りに廻動させる一対の
後輪操舵アクチュエータを具備してなることを特徴と
し、剛性の後車軸管即ちリヤアクスルハウジングを具備
したトラック等の高速走行時における操舵安定性を向上
することができ、かつ後輪操舵アクチュエータの小型軽
量化を達成することができる利点がある。また同後輪ア
クチュエータが、地上より十分高位置の車台フレームに
設けられるので、飛石や地上の障害物と衝突して損傷し
たり、泥水と接触して早期に摩耗する不具合がなく、更
に操舵用の作動ロッドが、ラジアスロッドとしての機能
を果す必要がなく、しかも既提案の装置のように操舵用
アクチュエータが組み込まれることがないので、構造簡
単で強度上も問題がなく、全体として信頼性及び耐久性
が優れている利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１に示した後輪操舵装置の側面図である。

【図３】図１に示した後輪操舵装置の概略平面図であ
る。

【図４】図１に示した後輪操舵装置におけるボールジョ
イント装置の一例を示す断面図である。

【図５】図１に示した後輪操舵装置におけるゴムブッシ
ュ式ジョイント装置を示す断面図である。

【図６】図１における後輪操舵アクチュエータの作動制
御装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 車台フレーム １６ リヤアクスルハウジング １８ 後輪 ２６ 上方ラジアスロッド ３４ 下方ラジアスロッド ５６ 後輪操舵アクチュエータ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車巾方向の両端部に後輪を支持しサスペ
   ンションスプリング装置を介して車台フレームに懸架さ
   れたリヤアクスルハウジングと、車体前後方向中心線に
   沿って配設されその頂点部を上記リヤアクスルハウジン
   グの車巾方向中央部分に設けられたディファレンシャル
   ケーシングの上面に枢着されると共に両脚の自由端部を
   上記車台フレームに夫々枢着された平面形状がＶ字状を
   なす上方ラジアスロッドと、車体前後方向の中心線に沿
   って上記上方ラジアスロッドの下方に配置されその一端
   部を上記ディファレンシャルケーシングの下面において
   上記上方ラジアスロッドの枢着点より前方位置に枢着さ
   れると共に他端を上記車台フレームに枢着された棒状の
   下方ラジアスロッドと、車体前後方向中心線の両側に略
   対称的に配置され夫々の一端を上記リヤアクスルハウジ
   ングの車幅方向両端付近に枢着された左右一対の転舵用
   の作動ロッドと、上記左右の作動ロッドの他端に夫々の
   下端を枢着されて上記車台フレームに枢支された左右の
   作動レバーと、上記車台フレームに装架されて夫々の出
   力端を上記作動レバーの上端に連結され車両の高速走行
   中における操舵時に作動して、上記作動レバーを介し上
   記左右の作動ロッドを前後反対方向に駆動し上記リヤア
   クスルハウジングを上記上方ラジアスロッドの枢着中心
   を通る縦方向の転舵軸線の周りに廻動させる一対の後輪
   操舵アクチュエータを具備してなることを特徴とするト
   ラック等の後輪操舵装置。