JPH0794231B2

JPH0794231B2 - 四輪操舵特殊車両

Info

Publication number: JPH0794231B2
Application number: JP25036391A
Authority: JP
Inventors: 正畠山; 格小林; 昭信山岸
Original assignee: 株式会社ショーシン
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0558328A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前輪の操舵動作を後輪
へ伝達する伝達系の中途部に断続手段を設けたスピード
スプレイヤ等の四輪操舵特殊車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、四輪駆動、四輪操舵の特殊車両
は小旋回可能で、かつ傾斜地等の走行が可能である。こ
の種の車両として、例えばスピードスプレイヤがあり、
このスピードスプレイヤは果樹園内の不整地あるいは傾
斜地等を果樹等の間を旋回しつつ走行し、薬剤を散布す
るものである。この種のスピードスプレイヤとして、四
輪駆動、四輪操舵の車両も出現しているが、前輪の操舵
動作を後輪に伝達する伝達系としてリンク機構が採用さ
れているものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述するよう
に、前輪の操舵動作を後輪操舵機構にリンク機構を介し
て伝達する機構では、リンク機構の作動する大きな空間
を確保することが必要となってしまう。このため、車両
の底面部にリンク機構が内蔵されるような空間を設ける
ことが必要なので、他の機器の搭載に制約を受ける。ま
た、スピードスプレイヤにおいては、果樹園での散布作
業の際には四輪駆動、四輪操舵であることか必要である
が、果樹園と果樹園との移動の際等には必ずしも四輪操
舵であることは必要なく、かえって高速での走行安定性
が良くない。例えば、四輪操舵で直進しているときに、
右にステアリングホイールを切ると、前輪は右に、後輪
は左に同時に操舵され、車両後部が左に大きく振られ
る。特に、斜面を斜めに下っているときに、山側に操舵
すると重量慣性も加わり、一層車両後部は谷側に振ら
れ、排水溝等に脱輪を起こすことがある。このため、四
輪操舵と前輪操舵とに切換え可能な特殊車両の出現が望
まれ、この四輪操舵から前輪操舵への切換えの際に後輪
が直進状態で固定されることが必要である。そこで、本
発明は後輪が直線走行状態で操舵動作を解除して後輪を
固定することができるとともに、四輪操舵への切換えの
際にも前輪が直線走行状態で後輪と接続することができ
るスピードスプレイヤ等の四輪操舵特殊車両を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、前輪および
後輪アクスルの両端でキングピンを介して前輪および後
輪を操舵可能とするとともに、前輪および後輪をキング
ピンを中心に回動するナックルアームを設け、各ナック
ルアームを、ステアリングホイールの回転により操舵す
るように連繋した四輪操舵特殊車両において、前輪の両
ナックルアームの間にリンクアームを設け、このリンク
アームの中央に一体的に軸体を設けて該軸体を中心に回
動自在にリンクアームを軸支する一方、リンクアームの
両端を各ナックルアームと連繋して各前輪が同一方向に
切れるように関係づけ、前輪を左右に操舵することによ
りリンクアームと共に回動する前記軸体の回動力を後輪
方向に伝達すべく伝達シャフトを前記軸体に連繋し、該
伝達シャフトの回動力を後輪のナックルアームに伝達す
るリンク機構を設け、前輪と連動して後輪を操舵するよ
うにし、前記伝達シャフトを前後に二分して設け、後輪
側の伝達シャフト上に軸線方向にスライド可能、かつ該
伝達シャフトと共に回転するドグクラッチを設け、前輪
側の伝達シャフトには、端面周方向に同一幅の凹と凸が
交互に形成され凹凸嵌合部を有し、前記ドククラッチが
前輪側に移動した際、ドグクラッチの一端面に設けられ
た凹凸嵌合部と凹凸嵌合して前輪側の伝達シャフトの回
動力を後輪側の伝達シャフトに伝達する嵌合体を設け、
一方、端面周方向に同一幅の凹と凸が交互に形成され凹
凸嵌合部を有し、前記ドグクラッチが後輪側に移動さ
れ、前記嵌合体とドグクラッチとの嵌合状態が解除され
た際に、ドグクラッチの他端面に設けられた凹凸嵌合部
とが凹凸嵌合して後輪側の伝達シャフトの回転をロック
する固定体を設け、前輪および後輪が直線走行状態のと
きにのみ、ドグクラッチと嵌合体、ドグクラッチと固定
体との各凹凸嵌合部の嵌脱をさせるべく、ドグクラッチ
の凸部の数をＮとした場合、ステアリングホイールを回
転することによる伝達シャフトの最大回転角度が（３６
０°／Ｎ）より小さくなるように設定したことを特徴と
する。

【０００５】

【作用】作用について説明する。前輪を操舵することに
より、リンクアームや伝達シャフト等を介して後輪のナ
ックルアームを操舵し、前輪と連動して後輪を操舵す
る。また、伝達シャフトの中間に断続装置を設け、後輪
への操舵を断続して、四輪操舵と前輪操舵とに切換え
て、小旋回可能状態と高速走行状態とにする。なお、後
輪への操舵伝達を解除する際には、後輪が直線走行状態
でしか切換えができないように設定されている。また、
四輪操舵への切換えの際にも前輪が直線走行状態でしか
後輪と接続することができないように設定されている。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面に基づいて詳細に説明する。図１は四輪駆動、四輪操
舵のスピードスプレイヤの操舵機構を示す概略的機構図
である。スピードスプレイヤ１０の前輪１２、１２およ
び後輪１４、１４は、それぞれ駆動可能である。

【０００７】図３は、車輪の舵取りおよび駆動伝達機構
を示す断面図である。前輪１２、１２および後輪１４、
１４の駆動機構について概略的に述べる。アクスル１６
内のディファレンシャルギヤを介してアクスルシャフト
１６ａに駆動力が伝達される。アクスル１６の先端には
固定ギヤボックス１８が連結され、この固定ギヤボック
ス１８内にアクスルシャフト１６ａが延出し、このアク
スルシャフト１６ａの駆動力はベベルギヤを介してキン
グピン２０に伝達される。このキングピン２０は固定ギ
ヤボックス１８の下方に延出している。キングピン２０
の下部は、固定ギヤボックス１８の下方に位置する側面
Ｌ字状の回動ギヤボックス２２の水平部２２Ａ内部に延
出している。そして、キングピン２０の下端は、回動ギ
ヤボックス２２内の底面のベアリング２４に回転可能に
支持されている。また、回動ギヤボックス２２内のキン
グピン２０の先端部にベベルギヤ２６が固定されてい
る。そして、回動ギヤボックス２２の垂直部２２Ｂの外
側壁面を貫通して突出する車軸２５が取付板２８により
組み付けられている。回動ギヤボックス２２内に位置す
る車軸２５上には、キングピン２０上のベベルギヤ２６
に歯合するためのベベルギヤ２７が設けられている。ま
た、車軸２５先端には、フランジ部３０がボルト３２に
より固定されている。このフランジ部３０には、タイヤ
のホイール３４が固定されている。

【０００８】固定ギヤボックス１８の上面には（キング
ピン２０の上方（同軸線上））、ベアリング（図示せ
ず）を介して回動アーム３８が設けられている。また、
回動アーム３８の他端は、回動ギヤボックス２２の垂直
部２２Ｂの頂部に固定されている。また、回動アーム３
８を回動するためのナックルアーム４０Ａが、回動アー
ム３８上のキングピン２０と同軸位置に設けられてい
る。

【０００９】もう一方の前輪１２も同様の舵取りおよび
駆動伝達機構を有し、回動アーム３８のキングピン２０
と同軸にナックルアーム４０Ｂが設けられている。この
ナックルアーム４０Ｂは、平面Ｌ字状であり、折曲部分
がキングピン２０と同軸である。ナックルアーム４０Ｂ
の一端には、駆動シリンダ４２のロッド４２ａが連結さ
れている。駆動シリンダ４２は、ステアリングホイール
からの操作が従来公知の伝達手段により作動されるもの
である。

【００１０】前記ナックルアーム４０Ａ、４０Ｂの間に
平面Ｖ字状のリンクアーム４４が配置され、このリンク
アーム４４の両端とが伝達アーム４６、４６を介して連
結している。リンクアーム４４の折曲部は、断続装置５
０の軸体としての回動軸５２にボルト等を介して一体的
に固定されている。回動軸５２の軸線をＬとする。リン
クアーム４４も軸線Ｌを中心に回動する。断続装置５０
の後方に延出する出力軸５４からユニバーサルジョイン
ト５６、伝達軸５８、ユニバーサルジョイント６０を介
し、軸受け６２、６２に支持された軸体６４に伝達され
る。図２に示すように、軸体６４上には動作アーム６６
の基部が固定され、この基部から２つに分岐した連結部
６６ａ、６６ｂが設けられている。この連結部６６ａ、
６６ｂと、前記前輪１２、１２と同様に構成された舵取
りおよび駆動伝達機構の回動アーム３８のキングピン２
０と同軸上に設けられたナックルアーム４１、４１とが
連結アーム６８、６８を介して連結されている。このた
め、軸体６４が回動すると、動作アーム６６、連結アー
ム６８、６８、ナックルアーム４１、４１等を介して回
動ギヤボックス２２、２２と共に後輪１４、１４が左右
に切られる。

【００１１】ここで断続装置５０について、図４を参照
しつつ説明する。断続装置５０の前部の下面から回動軸
５２が突出している。この回動軸５２はベアリングによ
り支持され、断続装置５０のケーシング内の回動軸５２
の上部にベベルギヤ７０ａが設けられている。また、回
動軸５２と直交する位置関係となるように断続装置５０
のケーシング内に前記出力軸５４がベアリングに支持さ
れた状態で配置され、出力軸５４の後端は断続装置５０
の後方に延出し、先端にはベベルギヤ７０ｂが設けられ
回動軸５２のベベルギヤ７０ａと噛合している。

【００１２】出力軸５４は、前輪側の軸体８０と、後輪
側の軸体８２との２つの軸体から構成されている。軸体
８０の先方側に前記ベベルギヤ７０ｂが固定され、中途
部が軸受けにより支持されている。また、軸体８０の後
端には軸線方向の凹部８０ａが形成されるとともに、拡
径しているフランジ部８０ｂが形成されている。軸体８
０の凹部８０ａ内には軸体８２の前輪側先端の細軸８２
ａが侵入して軸受け５７に支持されている。また、フラ
ンジ部８０ｂの後端面には、周縁部に沿って等間隔に後
述するドグクラッチの歯体に歯合する歯体８１ａ・・・
が形成されている。この歯体８１ａ・・・と該歯体８１
ａの間隔８１ｂ・・・とは同じ角度αである。すなわ
ち、フランジ部８０ｂの後端面は、端面周方向に同一幅
の凹（間隔８１ｂ）と凸（歯体８１ａ）が交互に形成さ
れ凹凸嵌合部を有する嵌合体に形成されている。軸体８
２の中途部には、軸体８２に沿って進退し、かつ軸体８
２と共に回転するドグクラッチとしのクラッチ体６０が
設けられている。このクラッチ体６０の前後端面６１
Ａ、６１Ｂには、フランジ部８０ｂの歯体８１ａ・・・
と同様に歯体６１ａ・・・が形成されるとともに、歯体
６１ａの位相がαずれている凹凸嵌合部が形成されてい
る（図５参照）。このため、前端面６１Ａの歯体６１ａ
・・・がフランジ部８０ｂの後端面の間隔８１ｂ・・・
に嵌合するとともに、歯体６１ａ・・・の間隔６１ｂ・
・・に歯体８１ａ・・・が嵌合可能である。このように
嵌合することにより、軸体８０と軸体８２とが一体的に
回動する。すなわち、クラッチ体６０の前端面６１Ａの
凹凸嵌合部と、フランジ部８０ｂの後端面の凹凸嵌合部
が嵌合することにより軸体８０と軸体８２とが一体的に
回動可能である。また、クラッチ体６０の後端面６１Ｂ
の凹凸嵌合部（歯体６１ａ・・・と間隔６１ｂ）に対応
して嵌合するため、断続装置５０の後端に歯体８４ａ・
・・とその間隔８４ｂが形成された凹凸嵌合部を有する
固定体としての固定歯体８４が設けられている。また、
クラッチ体６０は、操縦席に設けた切換えレバー等によ
り移動可能である。このため、クラッチ体６０を前輪方
向に移動させると、クラッチ体６０の前端面６０Ａの歯
体６１ａと間隔６１ｂとが、フランジ部８０ｂの歯８１
ａ・・・と間隔８１ｂとに嵌合して、軸体８０と軸体８
２とが共に回転して、前輪１２の操舵動作を伝達する。
一方、クラッチ体６０を後輪方向に移動させると、クラ
ッチ体６０の前端面６０Ａの歯体６１ａ（間隔６１ｂ）
と、フランジ部８０ｂの間隔８１ｂ（歯８１ａ）との嵌
合関係が解除され、クラッチ体６０後端面６０Ｂの歯体
６１ａ（間隔６１ｂ）と、固定歯体８４の間隔８４ｂ
（歯体８４ａ）とがそれぞれ嵌合し、軸体８２は車体に
固定状態になる（軸体８０と軸体８２とは非連結状態で
ある）。すなわち、軸体８２にリンク結合される後輪１
４、１４は操舵ができない固定状態となる。なお、クラ
ッチ体６０が移動する際には、一方の嵌合関係が解除さ
れる直前に、他方に嵌合するような位置関係に形成され
ている（図４の状態）。一方、軸体８２の中途部も軸受
けにより支持されている。また、軸体８２の後端には接
続用のフランジ体７２が固定され、伝達軸８３を介して
ユニバーサルジョイント５６に連結されている。

【００１３】なお、後輪１４、１４の操舵動作を解除・
固定するには、後輪１４、１４が操舵角ゼロの状態（直
線走行状態）で行うことが必要である。すなわち、スピ
ードスプレイヤ１０が直線走行時にクラッチ体６０が、
軸体８０の歯８１ａ・・・あるいは固定歯体８４の歯体
８４ａ・・・に着脱できるようにする。続いて、具体例
について説明する。図５は、クラッチ体６０の後端面６
１Ｂを示している。後端面６１Ｂの周縁部には、歯体６
１ａ・・・と間隔６１ｂ・・・とが形成されている（斜
線部分を歯体６１ａ・・・とする）。直線走行状態で歯
体６１ａに対応して、固定歯体８４の間隔８４ｂがそれ
ぞれ嵌合する状態である。例えば、クラッチ体６０の歯
体６１ａを５枚とし、出力軸５４の回動角度を最大４０
度とすると、四輪操舵状態（クラッチ体６０前端面６０
Ａの歯体６１ａ（間隔６１ｂ）と、フランジ部８０ｂの
間隔８１ｂ（歯８１ａ）との嵌合状態）で、操舵した際
に、後輪１４、１４への操舵動作を切ろうと、クラッチ
体６０を後輪１４、１４方向に移動させても、固定歯体
８４の間隔８４ｂに対して歯体６１ａが４０度ずれた状
態では、固定歯体８４の間隔８４ｂに歯体６１ａが嵌合
できない。嵌合するためには、直線走行状態であるか出
力軸５４の回動角度を７２度回転しないとならない。し
たがって、出力軸５４の回動角度を最大４０度としてお
くと、直線走行状態でないと、クラッチ体６０の切換え
ができなくなる。このため、後輪１４、１４が操舵され
た状態で固定されることがない。一方、四輪操舵への切
換えの際にも前輪１２、１２が直線走行状態でないと後
輪１４、１４と接続することができない。すなわち、ク
ラッチ体６０の歯体６１ａの数をＮ枚とすると、出力軸
５４の最大回動角度は、（３６０°／Ｎ）より小さけれ
ばよい。

【００１４】上述するように、クラッチ体６０の切換え
は直進走行状態でしか行えないが、この判断は目視ある
いはステアリングホイールの状態など体感によってもよ
い。しかし、現実には、切換えレバーを操作しながら、
同時にステアリングホイールを左右に回転しながら行う
ことが必要となっしてまう。このため、切換えレバーと
クラッチ体６０とを単に機械的に連結するのでなく、例
えばクラッチ体６０をスプリングにより付勢するように
したり、電気的なソレノイドにより容易に着脱可能とす
ると、片手ハンドル等の必要がなく、操作性を向上させ
ることができる。

【００１５】上述するように構成された操舵機構の伝達
系の伝達状態を、スピードスプレイヤの動きとともに説
明する。果樹園等の間を移動する際に高速で走行する
が、後輪１４、１４が操舵しない状態の方が高速安定性
があり、走行には適している。この場合、断続装置５０
のクラッチ体６０を前輪１２、１２方向に移動せさ、出
力軸５４を構成している軸体８０と軸体８２が切れた状
態とする。また、果樹園等内を走行して、果樹等に薬液
を散布する際には、四輪操舵状態とする。このために
は、直線走行状態において、断続装置５０のクラッチ体
６０を後輪１４、１４方向に移動せさ、出力軸５４を構
成している軸体８０と軸体８２を接続する。以上本発明
の好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しな
い範囲内で多くの改変を施し得ることはもちろんであ
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る四輪操舵特殊車両は次に示
すような顕著な効果を奏する。後輪への操舵動作の伝達の解除を、直線走行状態の
ときのみ可能としたので、後輪が操舵角を持った状態で
固定されることがなく、また前輪が操舵された状態で後
輪と接続されることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】四輪駆動、四輪操舵特殊車両の操舵機構を示す
概略的機構図である。

【図２】後輪のナックルアームへの操舵伝達構造の一部
を示す説明図である。

【図３】車輪の舵取りおよび駆動伝達機構を示す断面図
である。

【図４】断続装置の内部構造を示す断面説明図である。

【図５】クラッチ体の端面を示すとともに、クラッチ体
の回動角度の限界等を示す説明図である。

【符号の説明】

１０スピードスプレイヤ１２前輪１４後輪１６アクスル２０キングピン４０Ａナックルアーム４０Ｂナックルアーム４１ナックルアーム５０断続装置５４出力軸６０クラッチ体

フロントページの続き (56)参考文献実開昭61−67072（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−132584（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−140547（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−63821（ＪＰ，Ｕ) 特公昭41−7015（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪および後輪アクスルの両端でキング
ピンを介して前輪および後輪を操舵可能とするととも
に、前輪および後輪をキングピンを中心に回動するナッ
クルアームを設け、各ナックルアームを、ステアリングホイールの回転によ
り操舵するように連繋した四輪操舵特殊車両において、前輪の両ナックルアームの間にリンクアームを設け、こ
のリンクアームの中央に一体的に軸体を設けて該軸体を
中心に回動自在にリンクアームを軸支する一方、リンク
アームの両端を各ナックルアームと連繋して各前輪が同
一方向に切れるように関係づけ、前輪を左右に操舵することによりリンクアームと共に回
動する前記軸体の回動力を後輪方向に伝達すべく伝達シ
ャフトを前記軸体に連繋し、該伝達シャフトの回動力を後輪のナックルアームに伝達
するリンク機構を設け、前輪と連動して後輪を操舵する
ようにし、前記伝達シャフトを前後に二分して設け、後輪側の伝達シャフト上に軸線方向にスライド可能、か
つ該伝達シャフトと共に回転するドグクラッチを設け、前輪側の伝達シャフトには、端面周方向に同一幅の凹と
凸が交互に形成され凹凸嵌合部を有し、前記ドククラッ
チが前輪側に移動した際、ドグクラッチの一端面に設け
られた凹凸嵌合部と凹凸嵌合して前輪側の伝達シャフト
の回動力を後輪側の伝達シャフトに伝達する嵌合体を設
け、一方、端面周方向に同一幅の凹と凸が交互に形成され凹
凸嵌合部を有し、前記ドグクラッチが後輪側に移動さ
れ、前記嵌合体とドグクラッチとの嵌合状態が解除され
た際に、ドグクラッチの他端面に設けられた凹凸嵌合部
とが凹凸嵌合して後輪側の伝達シャフトの回転をロック
する固定体を設け、前輪および後輪が直線走行状態のときにのみ、ドグクラ
ッチと嵌合体、ドグクラッチと固定体との各凹凸嵌合部
の嵌脱をさせるべく、ドグクラッチの凸部の数をＮとし
た場合、ステアリングホイールを回転することによる伝
達シャフトの最大回転角度が（３６０°／Ｎ）より小さ
くなるように設定したことを特徴とする四輪操舵特殊車
両。