JP2660735B2 - 後輪転舵機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、四輪操舵車両に装備される後輪転舵機構
に関する。

【従来の技術】

操向性能を向上させることを目的として、前輪に加え
て後輪をも転舵するように構成された四輪操舵車両は広
く普及している。たとえば、ステアリングホイールの回
転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪を転舵させる
ようにしたものは、通常、前輪の転舵角が小さいときに
は後輪を同位相に所定角転舵させ、前輪の転舵角が大き
いときには後輪を逆位相に所定転舵させるように構成さ
れる。これは、前輪を大きく転舵させる場合は通常極低
速時でＵターン等の旋回を行う場合であり、高速時にお
けるレーンチェンジ時等には前輪の転舵量がわずかにな
ることに着目したものである。このように、後輪が逆位
相に転舵される場合、すなわち、後輪が前輪と反対方向
に転舵される場合は、車両の旋回半径を前輪のみ転舵す
る場合に比して小さくさせて、車両のとりまわし性を向
上させることができる。一方、高速時でのレーンチェン
ジ時等には、後輪が同位相に転舵されることにより、す
なわち後輪が前輪と同方向に転舵されることにより、遠
心力に起因する車両の横すべりの傾向が抑制され、走行
安定性を高めることができるのである。 そして、このように後輪を転舵させるための後輪転舵
機構は、従来から種々提案されており、たとえば、特開
昭55−91458号公報には、ステアリングの回転に連動し
て車両前後方向に動くカム板に形成したカム溝に、後輪
転舵用タイロッドに固着したカムフォロアピンを係合さ
せて構成した後輪転舵機構が示されている。この公報の
後輪転舵機構に場合、カム板の前後移動にともなう上記
カムフォロアピンの車幅方向の動きによって、後輪転舵
用タイロッドに車幅方向動を付与して後輪を転舵するよ
うに構成している。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、上記公報の後輪転舵機構のように、カム体
とカムフォロアからなるカム機構を利用して構成される
後輪転舵機構は、装置を簡単な構造で構成できるが、カ
ム機構の作動状態が良くない場合には、これが装置の性
能に影響し、後輪を円滑に転舵させることができなくな
る。殊に、上記公報の後輪転舵機構の場合、カム溝の加
工精度があまり良くなくそれが不均一であると、カム板
が前後移動するときにカムフォロアピンとカム溝との間
にこじれが発生したりして、カムフォロアピンをカム溝
内において円滑に摺動させることができなくなる虞があ
る。そして、この場合には、後輪の転舵をスムーズかつ
応答性よく行えなくなる。 すなわち、このようなカム機構を利用して構成する後
輪転舵機構においては、装置の作動円滑性を確保するた
めに、カム体の加工精度が良くない場合でも、カムフォ
ロアをカム体に対して円滑に所定動させうるように構成
することが重要である。換言すると、カム体の加工精度
がそれほど良くない場合でも、カムフォロアをカム体に
対してスムーズに所定動させることができれば、カム体
の加工にあたりあまり高い加工精度が要求されることも
なくなるので、非常に都合が良い。 本願発明は、以上のような事情のもとで考えだされた
ものであって、カム体の加工精度があまり良くない場合
でも、カムフォロアをカム体に対して円滑に所定動させ
てカム機構を良好に作動させることができ、後輪の転舵
をスムーズに行いうる後輪転舵機構を提供することをそ
の目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的
手段を講じている。 すなわち、本願発明の後輪転舵機構は、 ステアリングの回転に応答して所定回転させられるカ
ム体と、このカム体を挟んで車幅方向に所定間隔を隔て
て位置する左右一対のカムフォロアを中間部において支
持するとともに、車幅方向スライド可能に支持された動
杆とを備え、上記動杆の両端に後輪にナックルアームを
介して連結される後輪転舵部材を連結してなる後輪転舵
機構であって、 上記一対のカムフォロアのうち少なくとも一方のカム
フォロアは、カムフォロア内に通挿した車幅方向と直交
する方向の支軸との間に、弾性材で形成されたブッシュ
を介装されていることを特徴としている。

【作用および効果】

ステアリングの回転に応答してカム体が回転し、カム
体外周に所定の回転方向位置において形成されたカム面
によって、左右一対のカムフォロアのうち一方のカムフ
ォロアが車幅方向外方に押動されると、これに伴い、動
杆がスライドさせられる。 そして、この動杆のスライド動により後輪転舵部材に
車幅方向動が付与されて、後輪が転舵される。また、他
方のカムフォロアがカム体に押動された場合にも同様に
後輪が転舵されるが、このとき、動杆は反対方向にスラ
イドさせられるので、後輪の転舵方向も逆になる。 ところで、後輪の転舵は、このように、カム体の回転
時その外周面上を相対的に滑動（あるいは転動）させる
カムフォロアをカム体によって車幅方向外方に押動する
ことによって行われるが、カム体の両側方に配置する左
右のカムフォロアを支持する支軸の軸心間懲間隔は一定
である。したがって、カム体の加工精度にバラつきがあ
る場合には、換言すると、カム体におけるある回転角位
置での左右のカムフォロアの接点間距離が中立状態にお
けるそれより大きくなってしまうような場合には、カム
体回転時カム体とカムフォロアとの間にこれが生じて、
カムフォロアをカム体に対して円滑に相対動させること
ができなくなる虞れがある。 しかしながら、本願発明では、カム体の両側方に配置
される左右のカムフォロアのうち少なくとも一方のカム
フォロアは、カムフォロア内に通挿する車幅方向と直交
する方向の支軸との間に弾性材で形成したブッシュを介
装している。すなわち、上記ブッシュが弾性変形しうる
範囲において、カムフォロアはこれを支持する支軸に対
して相対動でき、またこのとき、カム体を挟んでその両
側方に位置する左右のカムフォロア間の間隔が拡縮す
る。したがって、上述のようにカム体の加工精度が不均
一で上記接点間距離が変動するような場合であっても、
カム体とカムフォロアとの間のこじれを回避して、カム
機構を円滑に作動させることができる。すなわち、装置
の作動円滑性を確保して、後輪の転舵をスムーズに行え
る。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しながら具体的
に説明する。 第４図には、本願発明の後輪転舵機構１を備えた四輪
操舵車両の全体構成を概略的に示した。 前輪転舵機構２には、本例の場合、周知のラックピニ
オン式の転舵機構を採用している。そして、前輪転舵機
構２のラック杆の車幅方向の動きをギヤボックス３内に
配設された従動ギヤ（図示略）によって回転運動として
取り出し、この従動ギヤの回転を伝動シャフト４を介し
て車体後方に配置される後輪転舵機構１に入力するよう
に構成している。 一方、後輪転舵機構１は、第１図および第４図に示す
ように、アクスルビーム９に固定したハウジング５内に
おいて、カム体６と、このカム体６を挟んで車幅方向に
所定間隔を隔てて位置し、かつその外周面に当接する回
転ローラ状のカムフォロア7,7を中間部において支持す
る動杆８とを備える。 第１図から良く判るように、上記カム体６には、前方
に延びるカムシャフト6aが一体的に設けられており、こ
のカムシャフト6aをベアリング10,10を介してハウジン
グ５に回転可能に支持させている。また、上記カムシャ
フト6aには伝動シャフト４が連結されている。したかっ
て、カム体６は、ステアリング操舵時、伝動シャフト４
から回転力を伝達されて回転させられる。 また、上記動杆８は、上記カム体６を取り囲むように
してハウジング５内に内装される枠状のカムフォロア支
持部11と、このカムフォロア支持部11の両端に一体延成
された車幅方向に延びる左右一対の連結ロッド部12,12
とからなる。そして、上記カムフォロア支持部11に、上
記カムフォロア7,7が次のようにして取り付けられてい
る。 第１図ないし第３図に示すように、カムフォロア支持
部11には、その前壁プレート部11aと後壁プレート部11b
との間に架設されるローラ支軸13が、上記カム体６の両
側方にそれぞれ設けられている。このローラ支軸13は、
その先端部に設けられた螺軸ベルト13aにロックナット1
4を螺締することにより、上記前後のプレート部11a,11b
間に取り付けられている。そして、カムフォロア７が、
上記ローラ支軸13に相対回転可能に套挿されるカラー15
およびこのカラー15に外嵌されるベアリング16を介して
上記ローラ支軸13に回転可能に支持されている。 なお、第２図および第３図に示すように、上記各カラ
ー15,15の軸通孔15a,15aは偏心状に設けているととも
に、各カラー15,15の後方端外周には、リング状の操作
プレート17を相対回転不能に嵌着している。したがって
上記ロックナット14を弛めて前壁プレート部11aと後壁
プレート部11bとによるカラー15の挟圧を解除した状態
で、操作プレート17を回すと、カラー15を回転させるこ
とができるとともに、このとき、カムフォロア７の車幅
方向位置を変化させることができる。すなわち、カムフ
ォロア７の位置調整を行って、カム体６とカムフォロア
７との間の位置関係を適切に設定できる。 さらに、第１図ないし第３図に示すように、本願発明
では、このようにカムフォロア７を支持する上記ローラ
支軸13とカムフォロア７との間に、弾性材で形成したブ
ッシュ29を介装する。 本例において、上記ブッシュ29は、ゴムによって形成
したものを用いており、これを第１図に示すように、右
側のカムフォロア７側において、上記ベアリング16に外
嵌するブッシュ保持筒30とカムフォロア７との間に保持
した状態でカムフォロア７内に介装している。 また、上記動杆８は、その左右の連結ロッド部12,12
をハウジング５の左右の軸支部5a,5aに金属製のブッシ
ュ18およびゴム製のブュシュ19を介してスライド可能に
支持されて、ハウジング５内に車幅方向スライド可能に
組付けられている。 そうして、第１図および第４図に示すように、この動
杆８の各連結ロッド部12,12の先端に、後端転舵部材と
してタイロッド20を連結している。また、このタイロッ
ド20は、上記アクスルビーム９の両端において転舵回動
可能に支持された後輪22にナックルアーム21を介して連
結されている。 したがって、ステアリングの回転に伴って回転させら
れるカム体６により、その外周カム面に当接するカムフ
ォロア7,7を支持する動杆８が車幅方向に動かされる
と、これにより後輪22が転舵されるのである。この場
合、カム体６が右側のカムフォロア７を押動する場合と
左側のカムフォロア７を押動する場合とで、動杆８のス
ライド方向は逆になるから、後輪22の転舵方向も逆にな
る。また、カム面のカム回転方向における形成位置を変
えることにより後輪22の転舵時期も変わることから、カ
ム体６の外周プロファイルを選択することにより、後輪
転舵パターンをいかようにも設定することができる。そ
して、本例においては、カム体６を次のような形状に形
成している。 第５図各図に示すように、カム体６は上下方向の中心
軸を対称軸として左右対称に形成されている。すなわ
ち、第５図（ａ）に示すような中立状態でのカムフォロ
ア7,7との接点位置より上方におけるカム体６の外周面
には、中立回転位置からの回転角が小さい角度範囲にお
いて、回転軸心Ｏからの距離が、上記中立状態でのカム
フォロア７との接点と回転軸心Ｏとの間の距離（以下、
これを基準円半径という。）より小さく、カムフォロア
７の車幅方向内方（介連軸心Ｏへ向かう方向）の移動を
許容する凹曲面状の第一凹面部23が、左右対称に形成さ
れている。さらに、この第一凹面部23,23より角度位置
が大きい部位において、回転軸心Ｏからの距離が上記基
準円半径より大きい第二カム面24が、第一凹面部23,23
に連続して左右対称に形成されている。一方、カム体６
の外周における上記接点位置より下方の部位には、回転
軸心Ｏからの距離が上記基準円半径より大きい凸曲面状
の第一カム面25が、上記第一凹面部23と回転軸心Ｏを挟
んで対向するように、左右対称に形成されている。ま
た、上記第一カム面25,25より下方の部位には、回転軸
心Ｏからの距離が上記基準円半径よりも小さく、カムフ
ォロア７の車幅方向内方の移動を許容する第二凹面部26
が、上記第二カム面24と回転軸心Ｏを挟んで対向するよ
うに形成されている。 そうして、カム体６をこのようなプロファイルに形成
した場合には、次のような後輪転舵パターンで後輪が転
舵される。なお、ここでは、ステアリング27を回転させ
て前輪28をたとえば右方向に転舵したとき、ラック杆の
車幅方向の動きを受けて回転させられる上記伝動シャフ
ト４およびこれに回転駆動それるカム体６の回転方向
が、第４図において矢印Ａ方向とする。 ステアリング27を右に切り始めることにより、カム体
６が第５図（ａ）に示すような中立回転位置から回転さ
せられると、その回転初期時には、第５図（ｂ）に示す
ように、図において右側のカムフォロア７に上記第一カ
ム面25が当接し、これにより、このカムフォロア７がカ
ム体６に押動されて車幅方向外方に徐々に移動させられ
る。一方、左側のカムフォロア７には第一カム面25と回
転軸心Ｏを挟んで対向する第一凹面部23が向かい合うの
で、左側のカムフォロア７は車幅方向内方への移動を許
容される。すなわち、このとき、これら左右のカムフォ
ロア7,7を支持する動杆８が、第４図において矢印Ｒ方
向にスライド動させられ、これに伴って、後輪22が、前
輪28と同じ右方向に転舵される。 そして、引き続きステアリング27を同方向に回転させ
ると、動杆８の中立位置からのスライド距離すなわち後
輪22の転舵量は、最大値を経た後徐々に小さくなり、回
転軸心Ｏからの距離が上記基準円半径と等しい第一カム
面25の終端がカムフォロア７に当接する時点で、後輪22
の転舵角は０に戻る。 ステアリング25の回転量およびカム体６の回転角がさ
らに増大すると、第５図（ｃ）に示すように、第一カム
面25の終端に当接していた右側のカムフォロア７には第
二凹面部24が向かいあうとともに、左側のカムフォロア
７には第二カム体面24が当接する。したがって、左側の
カムフォロア７がカム体６によって車幅方向外方に押さ
れ、一方、右側のカムフォロア７は車幅方向内方の移動
を許容されるので、一旦中立位置に戻った動杆８は、上
記とは逆に第１図において矢印Ｌ方向にスライド動させ
られる。そして、この動杆８の動きにより、後輪22は、
上記の中立位置から前輪と逆に左方向に転舵される。 すなわち、後輪22は、ステアリングの回転角が小さい
範囲では同位相方向に転舵され、ステアリングの回転角
が大きい範囲では逆位相方向に転舵されるのである。 ところで、本例では、上述のように、左右のカムフォ
ロア7,7のうち一方のカムフォロア７において、これを
支持するローラ支軸13との間にゴム製のブッシュ29を介
装しているので、このブッシュ29が弾性変形しうる範囲
において、左右のカムフォロア7,7間の間隔を増減させ
ることができる。したがって、カム体６の外周面の加工
精度が不均一で、カム体６におけるある回転角位置での
左右のカムフォロア7,7の接点間距離が中立状態での上
記接点間距離よりも大きくなる場合でも、ブッシュ29の
弾性圧縮変形にともなうカムフォロア7,7の間隔の増大
により、カム体回転時におけるこれとカムフォロア7,7
との間のこじれの発生を回避できる。すなわち、カムフ
ォロア7,7をカム体６の外周面上を円滑に転動させるこ
とができ、装置をスムーズに作動させることができる。
しかも、このようにカムフォロア７をカム体６の外周面
上においてスムーズに転動させることができることか
ら、カム体６を回転させるにあたり、大きな回転トルク
が必要になることもない。 また、装置の使用期間が長期に及ぶと、カム体６やカ
ムフォロア７の外周面の摩耗により、カム体６とカムフ
ォロア７との間にガタつきが生じて、装置の作動状態が
悪化することが予想されるが、本願発明の場合、このよ
うな問題も解決できる。中立状態におけるカムフォロア
7,7間の間隔を上記ブッシュ29が弾性圧縮変形するよう
に初期設定しておくことにより、すなわち、ブッシュ29
の弾発力を利用してカム体６とカムフォロア7,7との間
に予圧を与えた状態でカムフォロア7,7をカム体６に接
触させておくことにより、カム体６とカムフォロア７と
の間のガタは、ブッシュ29の弾性復元変形に伴うカムフ
ォロア7,7間の間隔の縮小により吸収できるからであ
る。したがって、カム面の摩耗等によるカム機構の作動
状態の悪化を防止して、装置の作動円滑性を長期にわた
って確保できる。 ところで、本願発明の範囲は、上述した実施例に特に
限定されるものではなく、上記ブッシュ29は、左右の各
カムフォロアにおいてそれぞれ設けるようにしてもよ
い。 また、上記実施例ではステアリングの回転を機械的に
後輪転舵機構に伝達して後輪の転舵を行うように構成し
た例を示していたが、本願発明の後輪転舵機構は、マイ
クロコンピューターによって制御される電動モータによ
って駆動するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の後輪転舵機構の平面図、第２図は第１
図のII−II線断面図、第３図は第２図のIII−III線断面
図、第４図は実施例の後輪転舵機構を装備する四輪操舵
車両の全体構成を概略的に示した斜視図、第５図は実施
例のカム体およびカムフォロアを第４図のＶ矢視方向か
ら見て、これらによるカム機構の動作を説明する摸式図
である。 ６……カム体、７……カムフォロア、８……動杆、13…
…支軸（ローラ支軸）、20……後輪転舵部材（タイロッ
ド）、21……ナックルアーム、22……後輪、29……ブッ
シュ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングの回転に応答して所定回転さ
   せられるカム体と、このカム体を挟んで車幅方向に所定
   間隔を隔てて位置する左右一対のカムフォロアを中間部
   において支持するとともに、車幅方向スライド可能に支
   持された動杆とを備え、上記動杆の両端に後輪にナック
   ルアームを介して連結される後輪転舵部材を連結してな
   る後輪転舵機構であって、 上記一対のカムフォロアのうち少なくとも一方のカムフ
   ォロアは、カムフォロア内に通挿した車幅方向と直交す
   る方向の支軸との間に、弾性材で形成されたブッシュを
   介装されていることを特徴とする、後輪転舵機構。