JPH034426B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両における前後輪の操舵装置の改良
に関する。

（従来の技術） 車両の四輪操舵方式において、後輪の前輪と同
位相時よりも逆位相時の最大転舵角が大きい、い
わゆる非対称関数型の操舵装置の一つとして本出
願人は特願昭58−237323号（特開昭60−128080号
公報参照）を提案した。この操舵方式は、ハンド
ルと連動して回動する後輪操舵系の入力軸の後端
に設けた偏心軸上に、前部にピニオンを後部に偏
心カムを一体に備えた筒部材を回転自在に嵌合す
るとともに、ピニオンを車体側に固定されるイン
ターナルギヤに噛合し、偏心カムに左右の後輪用
タイロツドを連続支持するジヨイント部材を回転
自在に嵌合し、更にこのジヨイント部材をリンク
機構を介し車体に支持してジヨイント部材の揺動
規制を行うものである。

また本出願人はこれに先立つ特願昭56−127188
号（特開昭58−30869号）にて前記偏心軸とジヨ
イント部材とを摺動自在に係合し、ジヨイント部
材を左右方向動のみ可能とする対称関数型の操舵
方式を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、特願昭58−237322号の操舵方式によ
れば、下記の面での技術課題がある。

先ずジヨイント部材の揺動規制を行うリンク機
構を使うため、この分のスペースを取る必要があ
り、装置全体として小さくまとまらず、車両へ組
付ける際の事前の性能確認も難しく、リンクの車
体への取付が強度、精度ともに厄介である。また
車体の一側方に延びるリンク機構を使うので、構
造が左右非対称となり、入力軸の回転と玉継手の
左右位置の関係が左回りと右回りで若干異なるた
め、左右の舵角変化に誤差を生じる。

そして具体的には、ジヨイント部材の左右に玉
継手を介して後輪用タイロツドを連結するのであ
るが、ジヨイント部材は左右及び上下方向の合成
運動を行うため、玉継手が上下にも動くので、後
輪転舵角の設定に誤差を伴う。また玉継手をジヨ
イント部材中央から遠く配置すると、リンク機構
に加わる力が大きくなつて強度、剛性上の限界が
あるため、サスペンシヨンに合せて玉継手の位置
を決める際に制約があるので、いろいろな型式の
サスペンシヨンと自由に組合せるのが難しい。

その上、入力軸とジヨイント部材間に構成した
ギヤ機構及びカム機構を大きなゴムブーツで覆う
構造のため、両部品間のスペースを確保しなけれ
ばならず、またゴムブーツの組付も容易ではな
い。

尚、入力軸の支持を比較的細いホルダで車体に
組付けて行うため、力が集中し、柔らかいマウン
トゴムが使えないので、音、振動の絶縁対策に若
労がある。

一方、特願昭56−127188号の操舵方式によれ
ば、偏心軸周を直接ジヨイント部材に係合するた
め、芯合せに精度を要し、特に係合部におけるラ
ジアル方向のクリアランスの発生は避け難いとい
う技術課題がある。

本発明は前記両操舵方式における技術課題を解
決すべく成されたもので、その目的とする処は、
両操舵方式の長所を同時に備え、即ち装置全体と
してのコンパクト化、左右の舵角変化の誤差並び
に設定舵角の誤差の解消、多種のサスペンシヨン
への適応化を達成でき、更には偏心軸上の偏心カ
ムとジヨイント部材との自動芯合せ化を実現し、
また柔らかいマウントゴムの使用を可能にして
音、振動の遮断に有利である等、実用性に優れる
前後輪の操舵装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 従つて本発明は、ハンドルと連動して回動する
後輪操舵系の入力軸２０の後端に設けた偏心軸２
２と、左右の後輪用タイロツド１５，１５を連続
支持し、且つ左右方向へ水平移動可能に車体に支
持されたジヨイント部材４０とを摺動自在に係合
するようにした前後輪の操舵装置において、前記
偏心軸２２上に、前部にピニオン３１を後部に偏
心カム３２を一体に備えた筒部材３０を回転自在
に嵌合するとともに、前記ピニオン３１に噛合す
る固定側のインターナルギヤ７０を設け、更に前
記偏心カム３２とジヨイント部材４０とを、前記
偏心軸２２に対して左右に位置し、垂直方向に形
成されたテーパ係合部４７として構成したことを
特徴とする。

具体的には、前記テーパ係合部４７は、偏心カ
ム３２上にボール３５…を介装して装着されるテ
ーパ部材３６と、ジヨイント部材４０に一体化さ
れるテーパ部材４３と、両テーパ部材のテーパ面
３８，４４間に介装される軸線を水平としたロー
ラ４６…とから成る。

（作用） このように偏心カム３２とジヨイント部材４０
とを左右のテーパ係合部４７にて摺動自在に係合
したため、テーパ係合部４７による求心作用で自
動芯合せが行え、特に後輪の左右舵角変化及び設
定舵角を高精度に維持できる。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図は本発明の要部を示す後輪操舵系の舵角
関数発生機構部の横断面図で、第２図はその−
線断面図、第６図は操舵装置全体の概略斜視図
である。

第６図のようにハンドル１の支軸２はラツクピ
ニオン式のギヤボツクス３内に組込まれ、ラツク
軸４の両端にはタイロツド５，５が連結され、タ
イロツド５，５には前輪７，７を支承したナツク
ルアーム６，６が連結され、既知の如く前輪７，
７はハンドル１の操舵方向に転舵される。

ギヤボツクス３から後方に導出されたピニオン
軸８には自在継手９を介して長尺のリンケージ軸
１０が連結され、軸１０の後端には自在継手１１
を介して後輪操舵系の入力軸２０が連結される。
この入力軸２０の後端に第１図に示すようにフラ
ンジ２１を形成し、このフランジ２１から偏心軸
２２を突設する。この偏心軸２２の基部を雄テー
パ部２３に形成する。

斯かる偏心軸２２上には、前部にピニオン３１
を後部に円形の偏心カム３２を一体に備えた筒部
材３０を回転自在に嵌合する。即ち筒部材３０の
ピニオン３１内周を雌テーパ部３３に形成し、前
記雄テーパ部２３との間にボール２４…を介装し
てアンギユラベアリングを構成するとともに、偏
心カム３２内周と偏心軸２２先部との間にローラ
２５…を介装する。

一方、第６図のように後輪１７，１７を支承し
たナツクルアーム１６，１６に連結されたタイロ
ツド１５，１５は夫々玉継手１４，１４を介して
ジヨイント軸４０の両端に連結支持される。この
ジヨイント軸４０の中央部に第１図に示すように
被係合部材４１を固設して備える。即ち被係合部
材４１を筒部４２で第５図に示す如く後下方から
２本のボルト４９，４９にてジヨイント軸４０の
中央に固着一体化し、ジヨイント軸４０前方に突
出する左右２本の垂直壁部４３，４３の対向面に
前方へ臨む雌テーパ面４４，４４を形成する。

そして前記偏心カム３２上にボール３５…を介
装して係合部材３６を装着し、偏心カム３２にコ
ンタクト式のアンギユラベアリングを備える。こ
の係合部材３６の左右の垂直壁部３７，３７の側
面に後方へ臨む雄テーパ面３８，３８を形成す
る。この両雄テーパ面３８，３８の上下端にはス
トツパー用突部３９，３９，３９，３９を突出す
る。

更に斯かる係合部材３６と被係合部材４１との
係合組付時には、左右の両テーパ面３８，４４，
３８，４４間に第２図にも示すようにリテーナ４
５，４５にて保持される軸線を水平としたローラ
４６…，４６…を夫々介装する。

以上の入力軸２０とジヨイント軸４０を中央部
をボツクス５１に、前部及び左右部をパイプ５
２，５３，５３に一体形成したホルダ５０にて支
承する。即ちホルダ５０のボツクス５１内に被係
合部材４１を臨ませてジヨイント軸４０を左右の
パイプ５３，５３内にメタルベアリング５４，５
４にて左右へ水平摺動自在に軸支する。そして偏
心軸２２をボツクス５１内に臨ませて係合部材３
６を前記被係合部材４１にローラ４６…，４６…
を介し係合し、入力軸２０を前方のパイプ５２内
に回転自在に軸支する。

更にボツクス５１の後方より見て奥部には前記
ピニオン３１が噛合して公転するインターナルの
リングギヤ７０をスナツプリング７９にてスラス
ト規制して設ける。このリングギヤ７０は軸方向
に重ねた２枚のリングギヤ７１，７２から成り、
一方のギヤ７１をボルト７８にてボツクス５１に
回動不能に固定し、他方のギヤ７２の一側方には
上下の段部７３，７３を形成し、ボツクス５１の
上下方向から螺合した調整ボルト７７，７７を段
部７３，７３に当てる。また両リングギヤ７１，
７２の外周部には軸方向に貫通する多数（第３図
では６個）の凹部７４…を設け、この凹部７４内
に第４図に示す如きＳ字形スプリング７５を周方
向に縮装して回動可能側のギヤ７２を予圧する。

入力軸２０の支持は具体的には、その後端のフ
ランジ２１の前部上にボール２６…を介装してリ
ング２７を装着し、コンタクト式のアンギユラベ
アリングを備え、リング２７をパイプ５２の基端
部内周に軽く嵌合する。そしてリング２７前端に
スラストワツシヤ６１を当て、パイプ５２内にス
リーブ６０を螺合して挿入し、スリーブ６０後端
をワツシヤ６１に突き当てる。スリーブ６０と入
力軸２０間には空間を設け、この空間内にコイル
スプリング６２を入れ、スリーブ６０内周の中間
部の段部６３にて規制したシート６４と前記ワツ
シヤ６１間にスプリング６２を縮装して前記リン
グ２７を後方へ付勢するよう予圧する。更にスリ
ーブ６０上にはロツクナツト６５を螺着する。ま
たスリーブ６０の前端と入力軸２０間にはローラ
ベアリング６６を介装し、シールキヤツプ６７を
被冠する。

ところで、前記被係合部材４１の後面には第５
図にも示す如く垂直面４７を形成し、ボツクス５
１の開口部をボルト５９…を締めて閉じるカバー
５５の対向面にはボス５６を形成し、ボス５６に
は左右方向にガイド溝５７を形成し、この溝５７
内に前記垂直面４７と対峙する垂直面８１を備え
たガイドバー８０を入れる。この垂直面８１の左
右端にはストツパー用突部８２，８２を突出す
る。斯かるガイドバー８０をカバー５５に後方か
ら螺合した左右２本のボルト８３，８３にて前方
に付勢保持し、両垂直面４７，８１間にリテーナ
８４にて保持される軸線を垂直としたローラ８５
…を介装する。またガイドバー８０とカバー５５
間にはプレートスプリング８６を介設し、ガイド
バー８０を常時前方に付勢するよう予圧する。

斯くして入力軸２０を車体の左右中心線上に一
致させてホルダ５０を配置し、左右のパイプ５
３，５３を柔らかいマウントゴム９１，９１を介
装して車体側ブラケツト９２，９２に支持する。
尚、左右の玉継手１４，１４をパイプ５３端部と
タイロツド１５端部とに夫々バンドにて締付けた
コンパクトなゴムブーツ９４，９４で覆う。

以上の操舵装置の設定は、偏心軸２２を入力軸
２０に対して鉛直方向、例えば第２図のように鉛
直下方に初期設定し、前輪７，７を右に転舵する
場合は偏心軸２２が第２図中時計回りにクランク
回動するよう設定する。ここで、ピニオン３１は
第３図のようにリングギヤ７０の最下部に噛合
し、偏心カム３２の頂部３４は第２図の如く鉛直
下方に向いている。

そしてハンドル１を回動操作すると、前輪操舵
系に連結したリンケージ軸１０を介して後輪操舵
系の入力軸２０が連動回転し、これと一体の偏心
軸２２がクランク回動する。偏心軸２２がクラン
ク回動すると、この偏心軸２２上に回転自在に嵌
合した筒部材３０のピニオン３１が、ボツクス５
１に設けたインターナルのリングギヤ７０との噛
合により、このリングギヤ７０内方を公転すると
ともに、偏心軸２２上を自転する。筒部材３０は
ピニオン３１と偏心カム３２を一体に備えるの
で、偏心カム３２もピニオン３１と同じ公転及び
自転を行う。

この公転と自転による偏心カム３２の合成運動
は、偏心カム３２上にボール３５…を介して設け
た係合部材３６から、互いに左右両側面にてロー
ラ４６…，４６…を夫々介して上下スライド係合
する被係合部材４１の左右方向運動に変換して伝
えられる。即ちこの被係合部材４１を固着してな
るジヨイント軸４０が左右方向に移動し、その両
端部に連結した後輪用タイロツド１５，１５が左
右方向に移動して、後輪１７，１７の転舵が行わ
れる。

具体的には、前述の初期設定によつて、偏心軸
２２の初期位置からのクランク回動によるピニオ
ン３１の公転角度が所定角未満までは、後輪１
７，１７が前輪７，７と同方向へ転舵され、即ち
ハンドル１の小操舵角操作範囲では、前後輪の同
位相転舵が行われる。ピニオン３１の公転角度が
所定角になると、後輪１７，１７の転舵角が零と
なる。そしてピニオン３１の公転角度が所定角を
越えると、後輪１７，１７が前輪７，７と逆方向
へ転舵され、即ちハンドル１の大操舵角操作範囲
では、前後輪の逆位相転舵が行われるものとなつ
ている。

次に前後輪の同位相転舵時及び逆位相転舵時に
おける後輪の最大転舵角について説明する。

先ず偏心軸２２の初期位置からのクランク回動
によるピニオン３１の自転方向は、公転角度が所
定角未満は偏心軸２２の回転方向と逆向きのた
め、入力軸２０に対する偏心軸２２と偏心カム３
２の頂部３４との左右方向への移動方向が逆とな
るので、その差である合成変位量が小さい。従つ
て偏心カム３２に係合するジヨイント軸４０の左
右方向最大変位量が小さいため、後輪１７，１７
を前輪７，７と同方向へ転舵する際の最大転舵角
は小さい。

更にピニオン３１の公転角度が所定角を越える
と、入力軸２０に対する偏心軸２２と偏心カム３
２の頂部３４との左右への移動方向が一致するの
で、その和となる合成変位量は正負が逆となつて
大きくなり、ジヨイント軸４０の最大変位量が大
きいため、後輪１７，１７の前輪７，７と逆方向
への最大転舵角が大きくなる。

このようにハンドルの小操舵角操作で行われる
前輪と同方向への後輪の最大転舵角よりも、ハン
ドルの大操舵角操作で行われる前輪と逆方向への
後輪の最大転舵角を大きくできるため、高速走行
中でのハンドルの小操舵角操作による車線変更等
を行うに際しての操縦性をより良好にするととも
に、低速走行で行うハンドルの大操舵角操作によ
るＵターンや駐車場での入出等に際しての旋回半
径をより小さくして車両のとりまわし性の一層の
向上が図れる。

そして偏心カム３２とジヨイント軸４０とをテ
ーパ係合部４７で摺動係合し、即ち偏心カム３２
にボール３５…を介装して雄テーパ部材３６を装
着し、ジヨイント軸４０には左右の雌テーパ部材
４３，４３を一体化して備え、雄雌両テーパ３
８，４４，３８，４４間にローラ４６…，４６…
を介装したため、摩擦を極く小さくすることがで
き、テーパ係合による求心作用によつて自動芯合
せが行える。

しかも後輪用タイロツド１５，１５を連結支持
するジヨイント部材を上下方向には揺動しない、
即ち左右方向へのみ水平移動するジヨイント軸４
０とし、玉継手１４，１４が上下に揺動しないよ
うにしたので、左右の舵角変化の誤差を防止で
き、後輪転舵角の設定誤差をも防止でき、性能確
認も容易に行うことができる。

また斯かる後輪操舵系にはリンク機構を必要と
せず、入力軸２０とジヨイント軸４０間を覆うゴ
ムブーツも必要ないため、装置のコンパクト化が
図れ、左右形状も対称となり、ゴムブーツの廃止
により組付の簡素化も図れる。

更にサスペンシヨン型式に合せて長さの異なる
ジヨイント軸４０を選択でき、玉継手１４，１４
の配置に制約を受けることもない。

加えてホルダ５０の左右のパイプ５３，５３部
分でスパンを広くとつて車体への支持を行うた
め、柔らかいマウントゴム９１，９１を用いても
高い剛性が得られ、音、振動の遮断に対しても有
利なものとなる。

ところで、実施例のようにスリーブ６０をホル
ダ５０の前方パイプ５２内に前後動調節できるよ
うにし、スリーブ６０によりワツシヤ６１及びア
ンギユラボールベアリング２６，２７を経て入力
軸２０の位置を調整可能とし、ロツクナツト６５
にてその保持を行うようにすれば、係合関係の調
整を行うことができる。

更に予圧スプリング６２でワツシヤ６１及びア
ンギユラボールベアリング２６，２７を介して入
力軸２０を後方へ押圧付勢すれば、テーパ係合部
４７のガタ発生を防止でき、長期使用時において
もその係合状態を良好に維持することができる。

また２枚のリングギヤ７１，７２でインターナ
ルギヤ７０を構成し、常にＳ字形スプリング７５
でピニオン３１を挟むように予圧し、更にその予
圧量を調整するボルト７７，７７を設ければ、イ
ンターナルギヤ７０とピニオン３１とのバツクラ
ツシユ調整を全周で行うことができる。

そしてジヨイント軸４０中央の後方にガイドバ
ー８０を設け、これとジヨイント軸４０間にロー
ラ８５…を介装し、ジヨイント軸４０をプレート
スプリング８６の弾発力により前方に付勢するよ
うにすれば、予圧スプリング６２の付勢によるジ
ヨイント軸４０の後方への撓みを防止でき、しか
もジヨイント軸４０の摺動摩擦も低減でき、応答
性を良好にすることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明の前後輪の操舵装置によれ
ば、特に偏心軸上の偏心カムと、左右方向へ水平
移動するジヨイント部材とをテーパ係合部で摺動
自在に係合したため、装置のコンパクト化、後輪
舵角の誤差解消、多種のサスペンシヨンへの適応
化を達成できるとともに、偏心カムとジヨイント
部材との自動芯合せ化も行うことができ、舵角を
高精度に維持でき、また柔らかいマウントゴムの
使用も可能となり、音、振動の遮断にも有利であ
る等、実用性に富む。

そして前記テーパ係合部を、偏心カム上にボー
ルを介装して接着したテーパ部材と、ジヨイント
部材に一体化したテーパ部材と、両テーパ部材の
テーパ両面に介装した軸線が水平なるローラとか
ら構成すれば、摺動摩擦を極く小さくすることが
でき、作動の円滑化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部を示す後輪操舵系の舵角
関数発生機構部の横断面図、第２図は第１図−
線断面図、第３図は第１図−線矢視図、第
４図は第３図−線断面図、第５図は第１図
−線断面図、第６図は操舵装置全体の概略斜視
図である。 尚、図面中１はハンドル、１５は後輪用タイロ
ツド、２０は入力軸、２２は偏心軸、３０は筒部
材、３１はピニオン、３２は偏心カム、３５はボ
ール、３６は雄テーパ部材、３８は雄テーパ面、
４０はジヨイント部材、４３は雌テーパ部材、４
４は雌テーパ面、４６はローラ、４７はテーパ係
合部、７０はインターナルギヤである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンドルと連動して回動する後輪操舵系の入
   力軸の後端に設けた偏心軸と、左右の後輪用タイ
   ロツドを連結支持し、且つ左右方向へ水平移動可
   能に車体に支持されたジヨイント部材とを摺動自
   在に係合し、ハンドルの操舵操作により前輪とと
   もに後輪も転舵するようにした車両の操舵装置に
   おいて、 前記偏心軸上に、前部にピニオンを後部に偏心
   カムを一体に備えた筒部材を回転自在に係合する
   とともに、 前記ピニオンに噛合する固定側のインターナル
   ギヤを設け、 更に前記偏心カムとジヨイント部材とを、前記
   偏心軸に対して左右に位置し、垂直方向に形成さ
   れたテーパ係合部で係合したこと、 を特徴とする前後輪の操舵装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、 前記テーパ係合部は、 前記偏心カム上にボールを介装して装着される
   テーパ部材と、 前記ジヨイント部材に一体化されるテーパ部材
   と、 両テーパ部材のテーパ両間に介装される軸線を
   水平としたローラと、 から成ること、 を特徴とする前後輪の操舵装置。