JPH0624304Y2 - 前後輪操舵車の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は前輪の操舵に連動して後輪を操舵するととも
に、後輪の前輪に対する舵角比を変更可能な前後輪操舵
車の後輪操舵装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の装置は、例えば特開昭６１−１６３０６
４号公報に示されるように、前輪操舵装置に回転シャフ
トを介して接続されて前輪の操舵に連動して回転する入
力軸と、前記入力軸に連動して回転する回転部材と、前
記回転部材の回転運動を往復運動に変換する変換機構
と、前記変換機構に接続されて同機構における回転運動
から往復運動への運動量の変換率を変化させる変換率変
更機構とをハウジング内に収容するとともに、前記変換
機構の出力側に接続されかつ後輪を操舵可能に接続して
なり前記往復運動に応じて後輪を操舵する後輪ステアリ
ングリンク機構を備え、前輪の操舵に連動して後輪を操
舵しかつ前記変換率の変更制御によって後輪の前輪に対
する舵角比を変更できるようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、かかる従来の後輪操舵装置の車体への組付け
完了後においては、前輪が中立状態にあれば後輪は必ず
中立状態になるように、すなわち入力軸及び回転部材が
中立位置にある状態では変換機構の出力側に接続された
後輪ステアリングリンク機構は必ず中立状態になるよう
になっていなければならない。しかるに、該後輪操舵装
置においては、変換率変更機構により変換機構における
変換率が零に設定されていると、入力軸及び回転部材が
中立位置になくても後輪ステアリングリンク機構が中立
状態に設定される。そこで、該後輪操舵装置の車体への
組付けに際しては、後輪及び後輪ステアリングリンク機
構が中立状態にあることと同時に入力軸及び回転部材が
中立位置にあることを確認した上で、入力軸を回転シャ
フトを介して中立状態にある前輪操舵装置に接続する必
要があるので、該組付けの作業効率が悪かった。

そのため、本考案と同一出願人は先の出願（実願昭６３
−５１０９６号 考案の名称「ラックバーの支持機
構」）の明細書及び図面中にて、前記回転部材にピニオ
ンを形成するとともに、同ピニオンに噛合するラックバ
ー、同バーを中立位置に付勢するスプリング及び同スプ
リングを支持するリテーナ等からなって回転部材を中立
位置に付勢する中立付勢機構を、入力軸、回転部材、変
換機構及び変換率変更機構を収容するハウジングと一体
的に形成したケース内に組込んだ後輪操舵装置を提案し
た。これによれば、前記中立付勢機構が作用している状
態の後輪操舵装置に後輪ステアリングリンク機構を介し
て後輪を接続した後に、後輪操舵装置をフリー状態にす
れば、入力軸、回転部材、後輪ステアリングリンク機構
及び後輪は前記中立付勢機構により中立状態に付勢さ
れ、かかる状態で、入力軸を回転シャフトを介して中立
状態にある前輪操舵装置に接続すればよくなるので、該
後輪操舵装置の車体への組付け作業効率の問題は解決さ
れる。

しかし、上記提案装置においてはケースがハウジングと
一体的に形成されているため、ラックバー、スプリン
グ、リテーナ等の各部品を入力軸、回転部材、変換機構
及び変換率変更機構を収容したハウジングに対して組付
けなければならず、かかる各部品の組付け作業に手間が
かかると言う問題があった。また、ラックバーの中立位
置決めを回転部材の中立位置決めと同時に行わなければ
ならず、回転部材の回転に関係した摩擦等のために前記
ラックバー及び回転部材の同時中立位置決めが難しかっ
た。

本考案は上記従来装置及び提案装置における各問題に鑑
み案出されたもので、その目的は回転部材を中立位置に
付勢する中立付勢機構を後輪操舵装置内に設けて該後輪
操舵装置自体の車体への組付け作業効率を向上させると
同時に、該後輪操舵装置内における中立付勢機構の組付
け作業効率をも向上させた前後輪操舵車の後輪操舵装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決して本考案の目的を達成するために、本
考案の構成上の特徴は、上記従来装置のように、ハウジ
ングに収容された入力軸、回転部材、変換機構及び変換
率変更機構と後輪ステアリングリンク機構とを備えた前
後輪操舵車の後輪操舵装置において、前記ハウジングに
螺着される第１ケースと、前記第１ケースに螺着される
第２ケースと、前部にて前記回転部材に形成したピニオ
ンに噛合するラック歯を有し後部にて軸方向へ変位可能
に第１及び第２ケース内に収容されるラックバーと、前
記ラックバーの後部外周上に同バーの軸方向における所
定範囲内で摺動可能に相対向して組付けられかつ前記第
１及び第２ケースの各内壁により該所定範囲に対応した
境界から各外側方向への変位が規制される一対のリテー
ナと、前記ラックバーの後部外周上に組付けられかつ圧
縮された状態で両端にて前記一対のリテーナにより支持
されるスプリングとにより構成した前記回転部材の中立
付勢機構を設けたことにある。

［考案の作用］ 上記のように構成した中立付勢機構においては、スプリ
ングが両リテーナをそれぞれ外側方向へ押圧するように
作用し、かつ両リテーナはラックバーに対して所定範囲
内に位置するように規制されていると同時に、第１及び
第２ケースの各内壁により前記所定範囲に対応した各境
界から外側方向への変位が規制されているので、同バー
は、スプリング及び両リテーナの作用により、第１及び
第２ケースに対して常に中立位置に付勢されている。こ
のような中立付勢機構をハウジングに組付けるととも
に、ラックバーの中立位置と回転部材との中立位置が一
致するように同バーのラック歯と回転部材のピニオンと
を噛合させれば、入力軸及び回転部材は、上記提案装置
と同様、該中立付勢機構により中立位置に付勢される。

また、上記のような中立付勢機構においては、ハウジン
グと第１ケースとを別体に構成するとともに同第１ケー
スをハウジングに螺着できるようにしてあるので、第１
ケース（又は第２ケース）内にラックバー、リテーナ及
びスプリングを組込んだ後、第２ケース（又は第１ケー
ス）を第１ケース（又は第２ケース）に螺着させるよう
にすれば、該中立付勢機構を一つのアセンブリとして扱
うことができるようになる。そして、このようにして組
立てられたアセンブリとしての中立付勢機構を、第１ケ
ースとハウジングとの螺着により同ハウジングに組付け
ることができる。

［考案の効果］ 上記作用説明からも理解できる通り、本考案によれば、
後輪操舵装置に前記中立付勢機構を設けて、入力軸及び
回転部材を中立位置に付勢するようにしたので、前記提
案装置と同様に、後輪操舵装置の車体への組付け作業効
率が向上する。

また、該中立付勢機構を一つのアセンブリとして扱っ
て、同機構の組立てをハウジングに収容されたに入力
軸、回転部材、変換機構及び変換率変更機構の組立てと
独立して行えるようにしたので、中立付勢機構を構成す
るラックバー、リテーナ及びスプリングの組付けの作業
効率が向上する。さらに、ラックバーの中立位置決めも
回転部材とは独立に行うことができ、同部材の回転に関
する摩擦等の影響を受けないので、同バーの中立位置決
めを容易に行うことができるようになる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面を用いて説明すると、第
１図乃至第４図は本考案に係る前後輪操舵車の後輪操舵
装置を示している。

この後輪操舵装置は基本的には特開昭６１−１６３０６
４号公報に示されたもの（従来技術の項で引用）と同様
に構成され、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵する前輪操
舵装置ＦＳに回転シャフトＲＳを介して接続した入力軸
１１と、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を後輪ステアリングリ
ンク機構としての左右タイロッド１２ａ，１２ｂ及び左
右ナックルアーム（図示しない）を介して操舵可能に連
結した作動ロッド１３と、同ロッド１３を回転駆動する
モータ１４とを備え、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵に
伴う入力軸１１の回転を作動ロッド１３の軸方向の変位
に変換することによって左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２を左右
前輪ＦＷ１，ＦＷ２に連動して操舵するとともに、モー
タ１４の回転に伴う作動ロッド１３の回転によって左右
前輪ＦＷ１，ＦＷ２に対する左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２の
操舵角の比（以下単に舵角比という）を逆相から同相に
渡って変更制御するようにしている。

入力軸１１は、第３図に示すように、ベアリング１５を
介してハウジング１６に回転可能に支持されており、そ
の後端にはピニオン１７が同軸に一体的に設けられてい
る。このピニオン１７は回転部材１８の上部に形成した
セクタギヤ２１に噛合している。この回転部材１８には
作動ロッド１３を貫通させた環状の第１支持体２２がセ
レーション結合（図示しない）によって固定されてお
り、同回転部材１８及び第１支持体２２はベアリング２
３，２４を介してハウジング１６に一体的に回転可能に
支持されている。なお、回転部材１８と第１支持体２２
とを一体的に形成するようにしてもよい。

回転部材１８の下部には、第１図及び第３図に示すよう
に、ピニオン２５が形成されており、同ピニオン２５に
は、ハウジング１６と一体に形成した円筒部１６ａ内を
軸方向に変位するように、ラックガイド２６により支持
された円柱状のラックバー２７のラック歯２７ａが噛合
している。ラックガイド２６はスプリング２８の付勢力
により上方向に適度な力で支承されており、同スプリン
グ２８は下端にて円筒部１６ａの下部に螺合されるとと
もにナット３１により固定されたキャップ３２により支
持されている。

ラックバー２７は回転部材１８を中立位置に付勢するア
センブリ化された中立付勢機構ＣＭの一構成部品であ
り、同機構ＣＭは、該ラックバー２７の他に、ケース３
３、キャップ３４、一対のリテーナ３５，３６及びスプ
リング３７を主要構成部品としている。

ケース３３は円筒状に形成され、その大径部外周上に形
成した雄ねじ３３ａにてハウジング１６の円筒部１６ａ
の内周上に形成した雌ねじ１６ａ１に螺着されるととも
に、ナット３８により該円筒部１６ａに堅固に固定され
るようになっている。キャップ３４も前記ケース３３と
ともに各部品のケースとして作用するものでカップ状に
形成され、その大径部外周上に形成した雄ねじ３４ａに
てケース３３の大径部内周上に形成した雌ねじ３３ｂに
螺着されるとともに、ナット４１により該ケース３３の
大径部に堅固に固定されるようになっている。

リテーナ３５は一体的に形成した内筒３５ａ及び外筒３
５ｂを有し、内筒３５ａにてラックバー２７の後部外周
上を摺動するとともに外筒３５ｂにてキャップ３４の大
径部内周上を摺動するようにラックバー２７の後部外周
上に組付けられており、ラックバー２７の後端に螺着し
たナット４２により同後端部に固定されたワッシャ４３
によって同ラックバー２７に対する第１図の位置から外
側方向への変位が規制されるとともに、キャップ３４に
形成した段部３４ｂにより同キャツプ３４に対する第１
図の位置から外側方向への変位が規制されるようになっ
ている。リテーナ３６はラックバー２７の後部外周上に
摺動可能に組付けられておりラックバー２７に形成した
段部２７ｂにより同バー２７に対する第１図の位置から
外側方向への変位が規制されるとともに、ケース３３の
前端部に形成した内側への張り出し部３３ｃによりケー
ス３３に対する第１図の位置から外側方向への変位が規
制されるようになっている。スプリング３７は、圧縮さ
れた状態で、両端にて前記両リテーナ３５，３６により
支持されている。

一方、第２図及び第３図に示すように、第１支持体２２
の内周上には、ベアリング４４，４５を介して環状の第
２支持体４６が組付けられ、同支持体４６は第１支持体
２２の前記回転に伴い同支持体２２と一体回転するとと
もに、第１支持体２２の周方向に回転可能となってい
る。第２支持体４６には、同支持体４６とによりボール
ジョイントを構成するスライダ４７が組付けられてい
る。スライダ４７は、外周を球状に形成されていて、中
心に孔４７ａを有しており、同孔４７ａには作動ロッド
１３の軸線に直交する方向に向けて延びた舵角比設定用
部材としてのピン４８の先端部が軸方向（ピン４８の延
出方向）へ摺動自在かつ回動可能に嵌合している。その
結果、ピン４８の先端部は第１支持体２２に周方向（作
動ロッド１３の軸線回り）に回動可能に支持されるとと
もに、第１支持体２２の前記回転に応じた該支持位置の
変位により作動ロッド１３の軸線方向に押圧されること
になる。なお、第２図及び第３図はピン４８が中立位置
にある状態を示している。

作動ロッド１３は、第２図に示すように、その左方にて
ブッシュ５１を介してハウジング１６に軸方向に摺動自
在かつ軸回りに回転可能に支持されるとともに、その右
方の外スプライン部１３ａにて、同スプライン部１３ａ
に滑合された内スプライン部５２ａを有するホイール５
２及び同ホイール５２とハウジング１６との間に介装さ
れたベアリング５３，５４を介して、ハウジング１６に
軸方向に摺動自在かつ軸回りに回転可能に支持されてい
る。

ホイール５２にはウォーム５５が噛合しており、ウォー
ム５５は、第４図に示すように、同ウォーム５５を一体
的に形成したウォームシャフト５５ａの両端部にてベア
リング５６，５７を介してハウジング１６に軸方向に変
位不能かつ軸回りに回動可能に支持されている。ウォー
ムシャフト５５ａの上端には２面幅に形成したモータ１
４の回転軸１４ａが嵌合しており、同シャフト５５ａは
モータ１４によって回転駆動される。モータ１４はハウ
ジング１６に固定され、電気制御装置（図示しない）に
より駆動制御されるようになっている。

また、第２図に示すように、ホイール５２の外周側部に
は補助ギヤ５８が圧入固定されている。この補助ギヤ５
８はホイール５２及び作動ロッド１３の回転角（舵角比
に対応）の検出のために利用されるもので、同ギヤ５８
は、第１図に示すように、舵角比センサアセンブリＳＡ
内に設けたギヤ６１に噛合している。ギヤ６１は、第５
図乃至第７図に示すように、扇形に合成樹脂で形成され
ており、同ギヤ６１の中心に固定したピン６２によりブ
ッシュ６３，６４を介してハウジング１６に回転可能に
支持されている。また、ギヤ６１の中心から離れた位置
には径方向に長孔６１ａが形成されるとともに、該長孔
６１ａの両脇には一対の長孔６１ｂ，６１ｃが形成され
ている。長孔６１ａにはスリット６５ａを有するピン６
５が嵌合されるようになっており、同ピン６５は連結部
材６６を介してケース６７に収容されたポテンションメ
ータの可動子に接続されている。そして、このポテンシ
ョンメータにより検出された舵角比を表す信号はリード
線６８を介してモータ１４の回転を制御する前記電気制
御装置へ導かれるようになっている。

しかして、上記のように構成した後輪操舵装置の組付け
に際しては、ハウジング１６内に入力軸１１、回転部材
１８、第１及び第２支持体２２，４６、作動ロッド１
３、ホイール５２、ウォーム５５等を収納した状態で、
中立付勢機構ＣＭをハウジング１６に組付けるようにす
る。かかる中立付勢機構ＣＭの組付けにおいては、ラッ
クバー２７の外周上にリテーナ３５，３６及びスプリン
グ３７をナット４２を用いて装着した後に、該リテーナ
３５，３６、スプリング３７等をケース３３及びキャッ
プ３４に収容し、同ケース３３及びキャップ３４を螺着
してラックバー２７の中立位置調整をしておく。このよ
うにして中立付勢機構を別途組立てた状態で、ラックバ
ー２７のラック歯２７ａをピニオン２５に噛合わせなが
ら同バー２７の前部をハウジング１６の円筒部１６ａ内
に挿入して、ケース３３ａを前記円筒部１６ａに螺着す
る。かかる場合、ラック歯２７ａとピニオン２５との噛
合開始から、ケース３３の前記円筒部１６ａへの挿入量
を予め決めておけば、回転部材１８の中立調整は前記ケ
ース３３と円筒部１６ａとの螺着とともに完了する。

かかる状態では、作動ロッド１３の軸回りの回転位置
（舵角比）とは無関係に、入力軸１１及び回転部材１８
の回転位置が中立位置に保たれるとともに、作動ロッド
１３の軸方向への変位も中立位置に保たれるので、該状
態にある作動ロッド１３の両端に左右タイロッド１２
ａ，１２ｂ及び左右ナックルアームを介して左右後輪Ｒ
Ｗ１，ＲＷ２を、同後輪ＲＷ１，ＲＷ２が中立状態にな
るように組付ければ、入力軸１１から左右後輪ＲＷ１，
ＲＷ２までの後輪操舵力伝達系が中立状態に設定される
ことになる。そして、該中立状態にある入力軸１１を中
立状態に設定されている前輪操舵装置ＦＳ１に回転シャ
フトＲＳを介して連結するようにすれば、左右前輪ＦＷ
１，ＦＷ２を中立状態に設定した状態では左右後輪ＲＷ
１，ＲＷ２が必ず中立状態になるように、当該後輪操舵
装置が車体へ組付けられる。

また、該組付け後、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を中立状態
から左右いずれかの方向に操舵した状態で、モータ１４
の回転軸１４ａすなわちウォームシャフト５５ａを回転
させることにより作動ロッド１３を軸回りに回転させ
て、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が中立状態すなわち作動ロ
ッド１３が軸方向に対して中立位置に来る作動ロッド１
３の回転位置を見つければ、舵角比の調整作業が完了す
る。そして、かかる状態で、ピン６５をギヤ６１の長孔
６１ａ内にピン６５を挿入するとともに、リード線６８
から舵角比零を表す信号が出力されるように舵角比セン
サアセンブリＳＡを調整することにより、同アセンブリ
ＳＡのハウジング１６に対する組付けも完了する。

このように上記実施例によれば、当該後輪操舵装置に中
立付勢機構を設けるとともに、該中立付勢機構をアセン
ブリ化したので、各種中立調整を踏まえた当該車両の組
立て作業が楽になる。

次に、上記のように組立てた後輪操舵装置の動作を説明
する。操舵ハンドルの回動に伴って前輪操舵装置ＦＳか
ら回転シャフトＲＳを介して入力軸１１に回転力が伝達
されると、回転部材１８が前記回転力に応じて回転す
る。これにより、第１支持体２２も回転部材１８の前記
回転とともに回転し、該第１支持体２２の回転により第
２支持体４６も第１支持体２２と一体的に回転する。か
かる場合、ピン４８が第３図の位置にあれば、第２支持
体４６はピン４８の軸回りに回転するのみであるので、
同ピン４８は第２図にて左右方向に押圧されることはな
く、作動ロッド１３は基準位置に保たれる。その結果、
左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は操舵されない。

かかる状態で、電気制御装置により決定される目標舵角
比と舵角比センサアセンブリＳＡによって検出される舵
角比（作動ロッド１３及びホイール５２の回転位置）と
に基づき、モータ１４が駆動制御されて、同モータ１４
がその回転軸１４ａを回転させると、該回転力はウォー
ム５５及びホイール５２を介して作動ロッド１３に伝達
されて同ロッド１３が軸回りに回転する。この作動ロッ
ド１３の回転に伴い、ピン４８も第２支持体４６及びス
ライダ４７と共に同ロッド１３の軸回りに回転する。こ
の回転により、ピン４８が、第２図及び第３図に仮想線
で示すように、基準位置より上側又は下側回転位置に設
定されると、同ピン４８は前記左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２
の操舵に伴う第１及び第２支持体２２，４６の回転に応
じてスライダ４７を介して第２図にて左右方向に押圧さ
れて、作動ロッド１３が同方向に変位する。その結果、
左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２は作動ロッド１３の前記変位に
応じて左方向又は右方向に操舵される。

かかる場合、ピン４８が第２図にて上側位置にあれば、
作動ロッド１３は第１及び第２支持体２４，４６の時計
方向（又は反時計方向）の回転に対して右方向（又は左
方向）に変位する。また、ピン４８が第３図にて下側位
置にあれば、作動ロッド１３は、前記とは逆に、第１及
び第２支持体２２，４６の時計方向（又は反時計方向）
の回転に対して左方向（又は右方向）に変位する。そし
て、かかる作動ロッド１３の変位位置は左右前輪ＦＷ
１，ＦＷ２の操舵に伴う第１及び第２支持体２２，４６
の回転量に比例し、かつ同ロッド１３の中心軸からピン
４８の先端部の第２支持体４６による支持位置までの垂
直距離に比例するので、左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２が左右
前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵に連動して操舵されるととも
に、その舵角比が作動ロッド１３及びピン４８の回転、
すなわちモータ１４の回転に応じて逆相から同相に渡っ
て変更制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る後輪操舵装置の一部破
断正面図、第２図は同装置の横断平面図、第３図は第１
図のIII−III線に沿って見た断面図、第４図は第１図の
IV−IV線に沿って見た断面図、第５図は第１図の舵角比
センサアセンブリ部の一部破断部分平面図、第６図は同
アセンブリ部の部分側面図、第７図は同アセンブリ部の
ギヤの部分断面図である。 符号の説明 ＦＳ……前輪操舵装置、ＦＷ１，ＦＷ２……前輪、ＲＷ
１，ＲＷ２……後輪、ＲＳ……回転シャフト、ＣＭ……
中立付勢機構、ＳＡ……舵角比センサアセンブリ、１１
……入力軸、１２ａ，１２ｂ……タイロッド、１３……
作動ロッド、１４……モータ、１６……ハウジング、１
６ａ……円筒部、１８……回転部材、２２……第１支持
体、２５……ピニオン、２７……ラックバー、３３……
ケース、３４……キャップ、３５，３６……リテーナ、
３７……スプリング、４６……第２支持体、４８……ピ
ン、５２……ホイール、５５……ウォーム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪操舵装置に回転シャフトを介して接続
   されて前輪の操舵に連動して回転する入力軸と、前記入
   力軸に連動して回転する回転部材と、前記回転部材の回
   転運動を往復運動に変換する変換機構と、前記変換機構
   に接続されて同機構における回転運動から往復運動への
   運動量の変換率を変化させる変換率変更機構とをハウジ
   ング内に収容するとともに、前記変換機構の出力側に接
   続されかつ後輪を操舵可能に接続してなり前記往復運動
   に応じて後輪を操舵する後輪ステアリングリンク機構を
   備え、前輪の操舵に連動して後輪を操舵しかつ前記変換
   率の変更制御によって後輪の前輪に対する舵角比を変更
   可能な前後輪操舵車の後輪操舵装置において、 前記ハウジングに螺着される第１ケースと、 前記第１ケースに螺着される第２ケースと、 前部にて前記回転部材に形成したピニオンに噛合するラ
   ック歯を有し後部にて軸方向へ変位可能に第１及び第２
   ケース内に収容されるラックバーと、 前記ラックバーの後部外周上に同バーの軸方向における
   所定範囲内で摺動可能に相対向して組付けられかつ前記
   第１及び第２ケースの各内壁により該所定範囲に対応し
   た境界から各外側方向への変位が規制される一対のリテ
   ーナと、 前記ラックバーの後部外周上に組付けられかつ圧縮され
   た状態で両端にて前記一対のリテーナにより支持される
   スプリングと により構成した前記回転部材の中立付勢機構を設けたこ
   とを特徴とする前後輪操舵車の後輪操舵装置。