JP6766452B2 - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の後輪操舵装置に関する。

トラック等の大型車両においては、後輪の車軸（以下、後軸とも呼ぶ）がエアスプリングによって車体フレームに懸架されている。また、かかる車両においては、例えば高速走行時の操舵安定性を向上することを目的として、前輪の操舵に連動して後輪を操舵する後輪操舵装置が利用されている。

下記の特許文献１の後輪操舵装置では、後軸の車幅方向の両端部が一対のトルクロッドを介して車体フレームに連結されていると共に、一対のトルクロッドの各々にアクチュエータである油圧シリンダが設けられている。そして、一方の油圧シリンダを伸長すると共に、他方の油圧シリンダを収縮することによって、後軸を旋回させる。

特開昭６２−８０１７０号公報

上述した後輪操舵装置においては、一対の油圧シリンダが独立して動作することになるが、一方の油圧シリンダが誤動作した場合には、一対の油圧シリンダの動作が同調しなくなる。かかる場合には、後軸を適切に旋回できなくなるため、後輪を適切に操舵することが困難となる。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で後輪を適切に操舵可能な後輪操舵装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両の後輪を支持する車軸と、前記車両の前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向一端側と連結されている一端側ラジアスロッドと、前記前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向他端側と連結されている他端側ラジアスロッドと、前記一端側ラジアスロッドに連結されたレバー部材に、前記一端側ラジアスロッドを前記前後方向に移動させるための動力を発生するアクチュエータと、前記レバー部材と前記他端側ラジアスロッドとを連結している複数のリンク構造から成る連結機構と、を備え、前記連結機構は、前記アクチュエータによる前記一端側ラジアスロッドの移動に連動して回動することで、前記前後方向における前記一端側ラジアスロッドの移動方向とは逆方向に前記他端側ラジアスロッドを移動させて、前記車軸を旋回させる、車両の後輪操舵装置を提供する。
かかる後輪操舵装置によれば、アクチュエータの動作の際に、複数のリンク構造から成る連結機構が、一端側ラジアスロッドと他端側ラジアスロッドを前後方向において互いに逆方向に移動させる。これにより、他端側ラジアスロッドを移動させる専用のアクチュエータを設けなくても、アクチュエータによる一端側ラジアスロッドの移動に連動して他端側ラジアスロッドも移動する。この結果、車軸を円滑に旋回させることができるので、車軸に支持された後輪を適切に操舵することが可能となる。

また、前記連結機構は、前記車両の車幅方向に前記車軸に対して斜めに設けられ、前記レバー部材と連結している第１リンク部材と、前記第１リンク部材と前記他端側ラジアスロッドとを連結している第２リンク部材と、を有することとしてもよい。

また、前記連結機構は、前記車両の車幅方向に前記車軸と平行に設けられ、前記レバー部材と連結している第１リンク部材と、前記第１リンク部材と前記他端側ラジアスロッドとを連結している複数のリンク部材と、を有することとしてもよい。

本発明の第２の態様においては、車両の後輪を支持する車軸と、前記車両の前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向一端側と連結されている一端側ラジアスロッドと、前記前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向他端側と連結されている他端側ラジアスロッドと、前記車軸と平行に設けられた回動軸に動力を伝達するアクチュエータと、前記回動軸の一端側と前記一端側ラジアスロッドとの間に設けられ、前記動力を前記一端側ラジアスロッドに伝達する少なくとも一つ以上の一端側歯車と、前記回動軸の他端側と前記他端側ラジアスロッドとの間に設けられ、前記動力を前記他端側ラジアスロッドに伝達する少なくとも一つ以上の他端側歯車と、を備え、前記一端側歯車及び前記他端側歯車のうちの一方の歯車の数は、奇数であり、前記一端側歯車及び前記他端側歯車のうちの他方の歯車の数は、偶数である、車両の後輪操舵装置を提供する。
かかる後輪操舵装置によれば、アクチュエータの動作の際に、前記一端側歯車と前記他端側歯車が、一端側ラジアスロッドと他端側ラジアスロッドを前後方向において互いに逆方向に移動させる。これにより、他端側ラジアスロッドを移動させる専用のアクチュエータを設けなくても、アクチュエータによる一端側ラジアスロッドの移動に連動して他端側ラジアスロッドも移動する。これにより、車軸が円滑に旋回させることができるので、車軸に支持された後輪を適切に操舵することが可能となる。

本発明によれば、簡易な構成で後輪を適切に操舵可能な後輪操舵装置を提供できるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る車両１の側面図である。 後輪操舵装置１０及び周辺の構成の一例を示す図である。 連結機構７０の構成を示す模式図である。 連結機構７０の構成の変形例を示す模式図である。 連結機構７０のリンク７７ａ〜７７ｃの構成を示す模式図である。 第２の実施形態に係る後輪操舵装置１０の構成の一例を示す模式図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る後輪操舵装置の構成について説明する前に、図１を参照しながら、後輪操舵装置が設けられている車両の概要について説明する。

（車両の概要）
図１は、第１の実施形態に係る車両１の側面図である。車両１は、ここではトラックである。図１に示すように、車両１は、車体フレーム２と、エンジン３と、前輪４と、後輪５とを有する。

車体フレーム２は、車両１を支える骨格である。車体フレーム２は、車両１の前後方向に延びる一対のサイドフレームと、一対のサイドフレームを連結するために車幅方向に延びるクロスメンバとを有する。エンジン３は、例えばディーゼルエンジンであり、車両１の前部にて車体フレーム２に取り付けられている。

前輪４は、車両１の前の車輪であり、車軸の軸方向の両側で支持されている。ドライバがステアリングホイールを操作することで、前輪４が操舵される。後輪５は、車両１の後ろの車輪であり、車軸の軸方向の両側で支持されている。車両１では、例えば高速走行時の操舵安定性を向上させるために、前輪４の操舵に連動して後輪５も操舵されるようになっている。後輪５の操舵は、後述する後輪操舵装置１０によって行われる。

（後輪操舵装置の構成）
図２を参照しながら、後輪操舵装置１０の構成について説明する。

図２は、後輪操舵装置１０及び周辺の構成の一例を示す図である。後輪操舵装置１０は、後輪５を支持する車軸全体を旋回させることで後輪５を操舵する装置である。後輪操舵装置１０は、リヤアクスルハウジング２０と、エアスプリング３０と、上方ラジアスロッド４０と、下方ラジアスロッド５０、５５と、アクチュエータ６０と、連結機構７０とを有する。

リヤアクスルハウジング２０は、車幅方向の両端側で後輪５を支持する車軸である。すなわち、車両１では、車軸懸架式サスペンションが利用されている。リヤアクスルハウジング２０の中央部には、動力伝達機構であるデファレンシャルケーシング２２が設けられている。また、リヤアクスルハウジング２０の両端には、エアスプリングを支持するスプリング支持部２４が設けられている。

エアスプリング３０は、例えばリヤアクスルハウジング２０に作用する振動等を吸収する。エアスプリング３０は、リヤアクスルハウジング２０の軸方向の両端部をそれぞれ挟むように設けられている。また、エアスプリング３０は、車体フレーム２のサイドレール２ａ、２ｂとスプリング支持部２４との間に設けられている。

上方ラジアスロッド４０は、平面形状がＶ字状となっており、リヤアクスルハウジング２０の中央部とサイドレール２ａ、２ｂとに連結されている。例えば、上方ラジアスロッド４０は、ボールジョイント装置によって、リヤアクスルハウジング２０の中央部とサイドレール２ａとに連結されている。なお、上方ラジアスロッド４０は、サイドレール２ａ、２ｂの代わりに、クロスメンバ２ｃと連結されていてもよい。

下方ラジアスロッド５０、５５は、それぞれサイドレール２ａ、２ｂに沿って設けられている。下方ラジアスロッド５０は、リヤアクスルハウジング２０の軸方向一端側と連結されている一端側ラジアスロッドであり、下方ラジアスロッド５５は、リヤアクスルハウジング２０の軸方向他端側と連結されている他端側ラジアスロッドである。本実施形態では、下方ラジアスロッド５０、５５が、互いに前後方向において逆方向に移動することで、リヤアクスルハウジング２０全体を旋回させる。

下方ラジアスロッド５０の一端は、ここではスプリング支持部２４を介して、リヤアクスルハウジング２０と連結されている。下方ラジアスロッド５０の他端は、ブラケット５１に支持された作動レバー５２の下端とピン等で連結されている。ブラケット５１は、サイドレール２ａの側壁に固定されている。作動レバー５２の上端は、アクチュエータ６０のピストン軸６４とピン等で連結されている。

下方ラジアスロッド５５の一端は、下方ラジアスロッド５０と同様に、スプリング支持部２４を介してリヤアクスルハウジング２０と連結されている。下方ラジアスロッド５５の他端は、ブラケット５６の下端とピン等で連結されている。ブラケット５６の上端は、サイドレール２ｂの側壁に連結されている。

アクチュエータ６０は、一対のサイドレール２ａ、２ｂのうちのサイドレール２ａ側に設けられており、下方ラジアスロッド５０を前後方向に移動させるための動力を下方ラジアスロッド５０に発生する。アクチュエータ６０は、ここでは油圧シリンダ装置であり、シリンダ６２とピストン軸６４とを有する。シリンダ６２は、サイドレール２ａに固定されている。ピストン軸６４は、作動レバー５２の上端とピン等で連結されている。ピストン軸６４は、前後方向に伸長又は収縮する。例えば、ピストン軸６４が伸長した場合には、作動レバー５２を介してピストン軸６４に連結された下方ラジアスロッド５０が、前後方向において後方へ移動する。逆に、ピストン軸６４が収縮した場合には、下方ラジアスロッド５０が、前後方向において前方へ移動する。

連結機構７０は、下方ラジアスロッド５０の他端側と下方ラジアスロッド５５の他端側とを連結している複数のリンク部材を有するリンク構造から成る。連結機構７０は、アクチュエータ６０によって下方ラジアスロッド５０が前後方向に移動する際に、下方ラジアスロッド５５を下方ラジアスロッド５０の移動方向とは逆方向に移動させて、リヤアクスルハウジング２０を旋回させる機能を有する。これにより、下方ラジアスロッド５５を前後方向に移動させる専用のアクチュエータを設けなくても、下方ラジアスロッド５５を移動させることができる。

図３は、連結機構７０の構成を示す模式図である。図３に示すように、連結機構７０は、連結ロッド７２と、アーム７３とを有する。本実施形態では、連結ロッド７２が第１リンク部材に該当し、アーム７３が第２リンク部材に該当する。

連結ロッド７２は、棒状の部材であり、車幅方向に沿って設けられている。連結ロッド７２の軸方向の一端側は、下方ラジアスロッド５０に連結された作動レバー５２と連結されており、連結ロッド７２の軸方向の他端側は、アーム７３と連結されている。連結ロッド７２は、車幅方向に斜めに設けられている。

アーム７３は、連結ロッド７２と下方ラジアスロッド５５とに連結されている。アーム７３の一端側が連結ロッド７２と連結され、アーム７３の他端側が下方ラジアスロッド５５と連結されている。下方ラジアスロッド５５の軸は、下方ラジアスロッド５０の軸と同じ位置に位置しており、アーム７３は、ここでは下方ラジアスロッド５５よりも下方に位置している。そして、連結ロッド７２が車幅方向に斜めに設けられていることで、連結機構７０が動作する際に、アーム７３、下方ラジアスロッド５５、及びブラケット５６が車体フレーム２と干渉することを防止できる。

上述した連結機構７０によれば、アクチュエータ６０が動力を発生すると、作動レバー５２の回動に伴い下方ラジアスロッド５０が前後方向に移動すると共に、作動レバー５２に連結された連結機構７０によって、下方ラジアスロッド５５も前後方向に移動する。この際、連結機構７０が、斜めに設けられた連結ロッド７２とアーム７３とを有することで、前後方向において下方ラジアスロッド５０の移動方向と下方ラジアスロッド５５の移動方向とが逆方向になる。これにより、下方ラジアスロッド５５を移動させる専用のアクチュエータを設けなくても、下方ラジアスロッド５０に対して下方ラジアスロッド５５を適切に移動させることが可能となるので、リヤアクスルハウジング２０を円滑に旋回させることができる。この結果、リヤアクスルハウジング２０に支持された後輪５を適切に操舵することが可能となる。

なお、下方ラジアスロッド５０を移動させるアクチュエータと、下方ラジアスロッド５５を移動させるアクチュエータとをそれぞれ設けた場合には、２つのアクチュエータの動作を同調させることが必要となる。このため、２つのアクチュエータのうちの片方のアクチュエータが誤動作した場合には、リヤアクスルハウジング２０が旋回しない恐れがある。これに対して、第１の実施形態の場合には、一つのアクチュエータ６０のみで済むので、２つのアクチュエータの動作を同調させる必要がなくなり、リヤアクスルハウジング２０を円滑に旋回させやすくなる。

（変形例）
図４及び図５を参照しながら、連結機構７０の構成の変形例について説明する。

図４は、連結機構７０の構成の変形例を示す模式図である。図５は、連結機構７０のリンク７７ａ〜７７ｃの構成を示す模式図である。変形例に係る連結機構７０は、連結ロッド７６と、複数のリンク７７ａ〜７７ｃとを有する。

連結ロッド７６は、棒状の部材であり、車幅方向に沿って設けられている。連結ロッド７６の軸方向の一端側は、下方ラジアスロッド５０に連結された作動レバー５２と連結されており、連結ロッド７２の軸方向の他端側は、リンク７７ａと連結されている。連結ロッド７６は、前述した連結ロッド７２とは異なり、水平に設けられており、下方ラジアスロッド５０、５５よりも上方に位置している。

リンク７７ａ〜７７ｃは、図５に示すように、連結ロッド７６と下方ラジアスロッド５５とをピン等で連結しているリンク部材である。リンク７７ａが連結ロッド７６に連結され、リンク７７ｃが下方ラジアスロッド５５に連結され、リンク７７ｂがリンク７７ａとリンク７７ｃを連結している。なお、リンク７７ｃは、回転軸７７ｄを中心に回動する。

変形例においても、アクチュエータ６０が動力を発生すると、作動レバー５２の回動に伴い下方ラジアスロッド５０が前後方向に移動すると共に、作動レバー５２に連結された連結機構７０によって、下方ラジアスロッド５５が前後方向において逆方向に移動する。これにより、下方ラジアスロッド５５を移動させる専用のアクチュエータを設けなくても、下方ラジアスロッド５０に対して下方ラジアスロッド５５を適切に移動させることが可能となるので、リヤアクスルハウジング２０を円滑に旋回させることができる。

また、変形例の場合には、連結ロッド７６及びリンク７７ａ〜７７ｃが下方ラジアスロッド５０、５５よりも上方に位置するので、下方ラジアスロッド５０、５５から地面までの距離が短い場合でも、連結機構７０を配置できる点で有効である。

＜第２の実施形態＞
図６を参照しながら、第２の実施形態に係る後輪操舵装置１０の構成について説明する。

図６は、第２の実施形態に係る後輪操舵装置１０の構成の一例を示す模式図である。
第２実施形態でも、アクチュエータ６０のピストン軸６４の伸長又は収縮に伴い、作動レバー６５が回動する。なお、図６では、アクチュエータ６０及び作動レバー６５を車幅方向の中央に図示しているが、これに限定されず、車幅方向の端側に設けられていてもよい。

作動レバー６５には車幅方向に沿って連結軸１７２が設けられており、連結軸１７２は、作動レバー６５と共に回動する回動軸である。連結軸１７２の軸方向一端側には、一端側歯車群１７３が設けられ、連結軸１７２の軸方向他端側には、他端側歯車群１７４が設けられている。

一端側歯車群１７３は、４つの歯車１７３ａ〜１７３ｄを有する。歯車１７３ａは連結軸１７２に取り付けられており、歯車１７３ｄは下方ラジアスロッド５０と連結されており、歯車１７３ｂ、１７３ｃは中間歯車である。歯車１７３ａ〜１７３ｄは、アクチュエータ６０による作動レバー６５の回動に連動して回転する。これにより、回転軸１７３ｅを中心に回転する歯車１７３ｄに連結された下方ラジアスロッド５０が前後方向に移動する。

他端側歯車群１７４は、３つの歯車１７４ａ〜１７４ｃを有する。歯車１７４ａは連結軸１７２に取り付けられており、歯車１７４ｃは下方ラジアスロッド５５と連結されており、歯車１７４ｂは中間歯車である。歯車１７４ａ〜１７４ｃは、アクチュエータ６０による作動レバー６５の回動に連動して回転する。これにより、回転軸１７４ｄを中心に回転する歯車１７４ｃに連結された下方ラジアスロッド５５が前後方向に移動する。

本実施形態では、一端側歯車群１７３の歯車の数が偶数であり、他端側歯車群１７４の歯車の数が奇数である。かかる場合には、アクチュエータ６０が作動レバー６５を介して連結軸１７２を回動させると、前後方向において下方ラジアスロッド５０の移動方向と下方ラジアスロッド５５の移動方向とが逆方向になる。図６では、アクチュエータ６０のピストン軸６４が伸長すると、下方ラジアスロッド５０が前後方向において前方へ移動し、下方ラジアスロッド５５が後方へ移動する。このように下方ラジアスロッド５０と下方ラジアスロッド５５とが逆方向に移動することで、リヤアクスルハウジング２０を円滑に旋回させることができる。

なお、上記では、後輪操舵装置１０が設けられた車両１がトラックであることとしたが、これに限定されない。例えば、車両１は、バスや乗用車であってもよいし、建設機械であってもよい。

また、上記では、アクチュエータ６０が油圧シリンダであることとしたが、これに限定されない。アクチュエータ６０は、動力を発生すする動力発生源であれば、他の構成であってもよい。

また、上記では、車両１が車軸懸架式サスペンションを利用していることとしたが、これに限定されない。例えば、車両１は、独立懸架式サスペンションを利用することとしてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 車両
５ 後輪
１０ 後輪操舵装置
２０ リヤアクスルハウジング
５０、５５ 下方ラジアスロッド
６０ アクチュエータ
７０ 連結機構
７２ 連結ロッド
７３ アーム
７６ 連結ロッド
７７ａ〜７７ｃ リンク
１７３ 一端側歯車群
１７４ 他端側歯車群

Claims (2)

1. 車両の後輪を支持する車軸と、
   前記車両の前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向一端側と連結されている一端側ラジアスロッドと、
   前記前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向他端側と連結されている他端側ラジアスロッドと、
   前記一端側ラジアスロッドに連結されたレバー部材に、前記一端側ラジアスロッドを前記前後方向に移動させるための動力を発生するアクチュエータと、
   前記レバー部材と前記他端側ラジアスロッドとを連結している複数のリンク構造から成る連結機構と、
   を備え、
   前記連結機構は、前記アクチュエータによる前記一端側ラジアスロッドの移動に連動して回動することで、前記前後方向における前記一端側ラジアスロッドの移動方向とは逆方向に前記他端側ラジアスロッドを移動させて、前記車軸を旋回させ、
   前記連結機構は、
   前記車両の車幅方向に前記車軸と平行に設けられ、前記レバー部材と連結している第１リンク部材と、
   前記第１リンク部材と前記他端側ラジアスロッドとを連結している複数のリンク部材と、を有する、車両の後輪操舵装置。
2. 車両の後輪を支持する車軸と、
   前記車両の前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向一端側と連結されている一端側ラジアスロッドと、
   前記前後方向に沿って設けられ、前記車軸の軸方向他端側と連結されている他端側ラジアスロッドと、
   前記車軸と平行に設けられた回動軸に動力を伝達するアクチュエータと、
   前記回動軸の一端側と前記一端側ラジアスロッドとの間に設けられ、前記動力を前記一端側ラジアスロッドに伝達する少なくとも一つ以上の一端側歯車と、
   前記回動軸の他端側と前記他端側ラジアスロッドとの間に設けられ、前記動力を前記他端側ラジアスロッドに伝達する少なくとも一つ以上の他端側歯車と、
   を備え、
   前記一端側歯車及び前記他端側歯車のうちの一方の歯車の数は、奇数であり、前記一端側歯車及び前記他端側歯車のうちの他方の歯車の数は、偶数である、車両の後輪操舵装置。
   

Images