JPH11208487A - ステアリングギヤボックス取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両のステアリングギヤボックスを車体に取
付ける弾性支持装置において、直進走行時と旋回走行時
とでトーカーブを変化させると共に、車両左右方向荷重
と左右方向変位の関係で表せるサスペンションのコンプ
ライアンスの線形領域を適度に大きく取れることを目的
とする。 【構成】 軸方向の両端が円錐形状であり中央部が円筒
形状の外筒５２と、軸方向の端部で一部が円錐形状であ
り中央部が円筒形状である内筒５１と、前記外筒５２と
前記内筒５１との間に一部に空洞部５４を形成し残りの
空間に弾性体５３を充填して構成される弾性支持装置５
０において、前記外筒５２の軸方向にて軸方向に向かっ
て傾斜面５９を形成することによって、車両の左右方向
の荷重入力に応じて前記内筒５１に対して前記外筒５２
が上下方向に変位することで、トーカーブの可変が得ら
れる。また前記空洞部５４によって線形領域が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 車両のステアリングギヤボ
ックスを弾性支持装置を介して車体へ取り付ける構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】 車両は直進走行状態においては路面か
らの外乱に対して安定した状態を保つことが要求され、
ニュートラルステア特性であることが望ましい。また旋
回時においては舵角に対して旋回半径が大きくなるアン
ダーステア特性であることが操縦安定性の上から望まれ
る場合がある。従って直進時と旋回時とで、サスペンシ
ョンアライメントを変化させて、トーカーブを可変とす
ることが望ましいことから、幾つかの考案がなされて来
た。そこで従来技術として、トヨタ技術公開集（発行日
１９９６年１２月２４日）発行番号６４７８「ステアリ
ングギヤボックスの取付け構造」に示されるものがある
ので、これについて以下に説明する。

【０００３】図２に従来構造のステアリングギヤボック
ス１４０が車両に搭載されているところの斜視図を示
す。前記ステアリングギヤボックス１４０は、ステアリ
ングギア機構（例えば、ピニオンギアを備えたピニオン
シャフト及び、ラックギアを備えたラックバー等）とそ
れを支持するギアハウジング等からなり、タイロッド１
３０を介してナックル２０の後方部に連結し、前記ナッ
クル２０は車輪１０（この場合は前輪である。）を回転
可能に支持している。また、車両のサスペンション機構
はロアアーム６０とストラット１６０等からなり、その
ストラット１６０はナックル２０の上端と車体７０との
間に配置され、そのストラット軸方向に伸縮可能となっ
ている。一方、ロアアーム６０の一端にはナックル２０
の前部が、図示しないキングピン軸廻りに回転可能に取
付けられている。前記ロアアーム６０の他端は車体７０
に取付けられている。平面図である図１０に示すように
ステアリングギヤボックス１４０は、弾性支持装置取付
け部１４２に組み込まれた弾性支持装置１５０によって
車体７０に取付けられている。

【０００４】弾性支持装置１５０の平面図を図１１に、
また図１１のＥ−Ｅ断面図を図１２に示す。弾性支持装
置１５０は円筒状の外筒１５２と、やはり円筒状の内筒
１５１と、外筒１５２と内筒１５１との間に充填されて
いるゴム部１５７とから構成されている。ただしゴム部
１５７には一部ゴムが充填されていない空洞部（すぐり
部とも呼ばれる。）１５４が設けられており、また図１
２のＥ−Ｅ断面図に示す如く、ゴム部１５７の内部に樹
脂突起部１５８を有している。左右に設けられた空洞部
１５４を断面図で見ると、図１２の如くに内筒１５１の
側のゴム部１５７の山形の突起と外筒１５２の側のゴム
部１５７の山形の突起とでは上下方向の位置がオフセッ
トしている。

【０００５】このような弾性支持装置１５０に支持され
るステアリングギヤボックス１４０についての作用を、
図１０で右側に取りつけられている弾性支持装置１５０
を取り上げて説明する。（左右対称なので左側の弾性支
持装置１５０も全く同じ作用をする。）まず直進走行の
場合は、ステアリングギヤボックス１４０に車両左右方
向からの荷重は働かないから、内筒１５１と外筒１５２
との間で車両左右方向の位置関係は変化しない為、図６
に示すように車輪１０のバウンド・リバウンドによる上
下方向の動きに合わせてのトーの変化は殆どない。即ち
ニュートラルステア特性が得られている。

【０００６】しかし車両が旋回走行をする時は、車両左
右方向からの荷重が働く。例えば車両が左に旋回する場
合を考えると、図１０に示すように車輪１０（ナックル
２０）からの力Ｆが左方向に働きステアリングギヤボッ
クス１４０を左方向に押しつける。すると図１２の断面
図の右側において外筒１５２が内筒１５１に近づくよう
に移動するので、外筒１５２側に付いているゴム部１５
７は内筒側についているゴム部１５７に近づき、クリア
ランスａを縮めて行き、ついには接触する。更に車輪１
０（ナックル２０）からの力Ｆが大きくなると内筒１５
１は車体７０に固定しているので、外筒１５２は更に内
筒１５１に近づこうとするものの、内部に樹脂突起部１
５８を有していて剛性があるゴム部１５７は左右方向に
移動出来なくなり、なだらかな山形に傾斜した面に沿っ
て移動しようとする。図１２に示すような傾斜面の角度
で互いにオフセットしているので、この場合は外筒１５
２は下方に変位することとなる。

【０００７】同様に車両が右旋回する時においても、弾
性支持装置１５０は軸の左右で対称な形状であるから、
左旋回の場合と同じの作用で外筒１５２が下方に変位す
る。

【０００８】このように外筒１５２が内筒に対して下方
に変位することにより、車体７０に対してステアリング
ギアボックス１４０が下方に変位することになる。よっ
て、ステアリングギアボックス１４０とタイロッド１３
０との連結点が下方へ変位する。タイロッド１３０はボ
ールジョイントを介してナックル２０に連結され、ナッ
クル２０は図示しないキングピン軸廻りに回転可能に支
持されている。そのため、ステアリングギアボックス１
４０とタイロッド１３０との連結点の下方への変位によ
り、ナックル２０の上下運動の軌跡が車両の直進走行時
の状態に比べて変化する。従って、車輪１０がバウンド
・リバウンドをした時のバウンドストロークとトーとの
関係を表わすトーカーブが変化する。

【０００９】ここで、ステアリングギアボックス１４０
とタイロッド１３０との連結点が下方へ変位した時にト
ーカーブが変化するメカニズムについて説明する。図１
３は、車両背面視の模式図で、タイロッド１３０とサス
ペンション機構の車両の直進走行時における位置関係を
示す。ストラット１６０はその軸方向に伸縮可能になっ
ており、ナックル２０とストラット１６０の連結点Ａは
車輪１０のバウンド・リバウンドに伴って、ストラット
１６０の軸方向に軌跡を描く。また、ロアアーム６０
は、車輪１０のバウンド・リバウンドに伴って、車体７
０との連結点Ｂを中心として、揺動するため、ナックル
２０との連結点Ｄが上下運動の円弧軌跡を描く。タイロ
ッド１３０は、車輪１０のバウンド・リバウンドに伴っ
て、ステアリングギアボックス１４０との連結点Ｃ（車
両幅方向に変位可能）を中心としてタイロッド１３０と
ナックル２０との連結点Ｎが上下運動の円弧軌跡（図１
４に示す点Ｎ１〜Ｎ０〜Ｎ２）を描く。従って、ナック
ル２０は、ロアアーム６０の車両背面視における軸線
と、ストラット１６０の車体７０との連結点Ｅにおける
ストラット軸線に対する垂線との交差する点Ｏ（ナック
ル２０の瞬間中心）を中心に、上下に揺動することにな
る。このナックル２０の揺動に沿う形で、車輪１０はバ
ウンド、リバウンドする。

【００１０】次に、図１４に、タイロッド１３０とステ
アリングギアボックス１４０との連結点Ｃの変位による
タイロッド１３０とナックル２０との連結点Ｎの軌跡変
化を示す。ここで、タイロッド１３０とステアリングギ
アボックス１４０との連結点Ｃを点Ｃ１からその下方の
点Ｃ２へ変位させると、タイロッド１３０とナックル２
０との連結点Ｎの軌跡が図１４の破線の円弧から実線の
円弧に変化し、ナックル２０とタイロッド１３０との連
結点Ｎが最大バウンド時（点Ｎ２）に、連結点Ｃが変化
していない状態（点Ｃ１）から車両幅方向ｙ分だけ変位
することになる。従って、ナックル２０は、ロアアーム
６０とナックル２０との連結点Ｄと、ストラット１６０
の車体７０との連結点Ｅを結ぶ軸(キングピン軸)廻りに
回転可能に支持されているため、軌跡のずれｙの分だけ
ナックル２０が回転する。すなわち、タイロッド１３０
とステアリングギアボックス１４０との連結点Ｃが下方
（へＣ１からＣ２へ）変位することにより、トーカーブ
が車両の直線走行時の状態から変化することになる。

【００１１】前記タイロッド１３０とステアリングギア
ボックス１４０との連結点Ｃが下方に変位した時のトー
カーブは図７に示すようになる。左旋回している時は左
車輪はリバウンド状態に、また右車輪がバウンド状態に
あるから、図７において左車輪ではトーはプラス即ちト
ーインであり、右車輪ではトーがマイナス即ちトーアウ
トとなる。即ち旋回時にはアンダーステア特性が得られ
るわけである。

【００１２】以上のようにこの従来技術によれば、車両
が直進走行状態にある時にはニュートラルステア特性を
示し、旋回走行状態になるとトーカーブを変化させアン
ダーステア特性を示すことにより、優れた操縦安定性を
得ることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】 このような従来の構
成になるステアリングギヤボックス取付け構造において
は、直進走行時にはニュートラルステア特性が得られ、
また旋回時にはアンダーステア特性が得られるものの、
旋回時において車輪１０からの力Ｆの増加に伴って速や
かに図７のようなトーカーブを得るには、図１２に示す
クリアランスａの値を極力小さく取って早く前記ゴム部
１５７の接触を起こさせる必要がある。ところが，この
クリアランスａを小さくすると、車両の左右方向入力と
左右方向変位との関係を示す図５において、線図αのよ
うになる。これは前記クリアランスａによって線形領域
範囲が決められる為に、この前記クリアランスａが小さ
いと前記線形領域も狭くなってしまうからである。

【００１４】図５の線図αの如くに線形領域が小さいと
車両に左右方向の入力が働く時に、当初はそれに応じて
左右方向の変位が発生するのに、ある値以上に左右方向
入力が働いても左右方向変位は線形的に大きくならない
と言うことである。これは旋回初期において、車両の左
右方向の車輪１０からの力Ｆによって前記ステアリング
ギヤボックス１４０が左右に変位して行きアンダーステ
ア特性を得る所謂サスペンションのコンプライアンスに
よるアンダーステア特性が線形でなくなり非線形となっ
てスムーズな操縦安定性が得られないことを意味する。

【００１５】従って図５における前述の線形領域を大き
く取り、しかもバウンド・リバウンドによるトーの変化
特性であるトーカーブを、図６に対して図７で示す線図
の如く大きく変化するようにすることが望ましいのであ
るが、このような制御を可能とすることは前述のように
従来技術においては不可能であった。

【００１６】そこで本発明はこのような問題点に鑑み、
ステアリングギヤボックスの車両左右方向変位の線形領
域を所定の範囲に大きく取り、且つ旋回時と直進走行時
とでトーカーブを可変にするステアリングギヤボックス
取付け構造を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】 請求項１に記載の発明
は、ステアリングギヤボックスを車体に取付ける弾性支
持装置と該弾性支持装置を前記ステアリングギヤボック
スに取付ける弾性支持装置取付け部からなるステアリン
グギヤボックス取付け装置において、前記弾性支持装置
取付け部と一体であるかあるいは前記弾性支持装置取付
け部に固定された外筒と、前記車体に締結手段により固
定された内筒と、前記内筒と前記外筒との間にて一部に
空洞部を形成する弾性体とで構成され、前記外筒と前記
内筒のうち少なくともどちらか一方は前記弾性支持装置
の軸方向に対して傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前
記外筒と内筒との他方との間に前記弾性体が充填された
部位を備え、前記車両の左右方向の荷重入力に応じて前
記内筒に対して前記外筒が上下方向に変位することを特
徴とするステアリングギヤボックス取付け構造である。

【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のステアリングギヤボックス取付け構造において、前記
弾性支持装置が前記外筒の軸中央部では円筒状をし、軸
両端の軸端部では円錐状をしていることを特徴とするス
テアリングギヤボックス取付け構造である。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のステアリングギヤボックス取付け構造において、前記
内筒と前記弾性体がそれぞれ２つの同一形状のものから
構成されていて、前記弾性支持装置が軸中心の点にて点
対称であることを特徴とするステアリングギヤボックス
取付け構造である。

【００２０】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
のステアリングギヤボックス取付け構造において、前記
弾性体の周方向に沿って一部に前記空洞部が形成され、
放射方向で前記空洞部を有しない範囲に１つあるいは複
数の補助空洞部が形成されていることを特徴とするステ
アリングギヤボックス取付け構造である。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
のステアリングギヤボックス取付け構造において、前記
内筒が有する傾斜面は前記弾性体に介在する中間プレー
トであることを特徴とするステアリングギヤボックス取
付け構造である。

【００２２】

【発明の作用と効果】 請求項１に記載の発明のステア
リングギヤボックス取付け構造によれば、弾性支持装置
取付け部と一体になっている外筒あるいは弾性支持装置
取付け部に組み込まれて固定された外筒と、車体に締結
手段によって固定された内筒と、前記外筒と前記内筒と
の間にて一部に空洞部を形成する弾性体とで構成され、
前記外筒と前記内筒のうち少なくともどちらか一方は前
記弾性支持装置の軸方向に対して傾斜する傾斜面を有
し、該傾斜面と前記外筒と前記内筒の他方との間に前記
弾性体が充填された部位を備え、車両の左右方向の荷重
入力に応じて前記内筒に対して前記外筒が上下方向に変
位する。従って例えば前記車両が左旋回状態にあると車
輪に左方向のコーナーリングフォースが働き、車両に搭
載されているステアリングギヤボックスに左方向の荷重
が入力されるが、前記外筒と前記内筒のうち少なくとも
どちらか一方は前記弾性支持装置の軸方向に対して傾斜
する傾斜面を有し、該傾斜面と前記外筒と内筒との他方
との間に前記弾性体が充填された部位を備え、この傾斜
面に荷重が作用し、前記外筒は前記内筒に対して下方に
変位する。すると前記車両のサスペンションの幾何学的
な関係から各車輪のトーカーブが変化し所望のステア特
性が得られる。

【００２３】一方前記車両が直進走行状態にある時は、
コーナーリングフォースが働かないので、前記内筒と前
記外筒との上下の位置関係は変化せず、従ってトーカー
ブは前述の旋回時のようなバウンド・リバウンドによる
影響が少ない。即ち直進時と旋回時でトーカーブを可変
とすることが可能となる。

【００２４】また前記外筒と前記内筒との間にては一部
に空洞部を形成する弾性体が設けられているので、左右
方向入力に対してほぼ線形的に変位する領域を前記空洞
部の左右方向の大きさを調節することによって調整する
ことが可能である。

【００２５】このようにステアリングギヤボックスの車
両左右方向変位の線形領域を所定の範囲に大きく取り、
且つ旋回時と直進走行時とでトーカーブを可変にするこ
とができるステアリングギヤボックスの取付け構造を得
ることができると言う効果があり、本発明の目的が達成
される。

【００２６】請求項２に記載の発明のステアリングギヤ
ボックス取付け構造によれば、請求項１に記載のステア
リングギヤボックス取付け構造において前記弾性支持装
置が前記外筒の軸中央部では円筒状をし、軸両端の軸端
部では円錐状をしているので、軸両端の軸端部において
前記外筒と前記弾性体の軸直角方向にて軸方向に向かっ
ての傾斜面を形成し易く、また前記空洞部を軸中央部の
円筒状の部分に形成し易い効果がある。

【００２７】請求項３に記載の発明のステアリングギヤ
ボックス取付け構造によれば、請求項１に記載のステア
リングギヤボックス取付け構造において前記内筒と前記
弾性体がそれぞれ２つの同一形状のものから構成されて
いて、前記弾性支持装置が軸中心の点にて点対称である
ので、同一に製造した部品を上下に組み合わせて１つの
弾性支持装置を完成することができので、生産性が向上
しコストを低減する効果がある。

【００２８】請求項４に記載の発明のステアリングギヤ
ボックス取付け構造によれば、請求項１に記載のステア
リングギヤボックス取付け構造において前記弾性体の周
方向に沿って一部に空洞部が構成され、放射方向で前記
空洞部を有しない範囲に１つあるいは複数の補助空洞部
が形成されているので、左右方向の荷重入力に対して前
記弾性体が変位し前記空洞部が変形される時に、前記補
助空洞部が前記空洞部の変形を起こし易くする効果があ
る。

【００２９】請求項５に記載の発明のステアリングギヤ
ボックス取付け構造によれば、請求項１に記載のステア
リングギヤボックス取付け構造において前記内筒が有す
る傾斜面は前記弾性体に介在する中間プレートであるの
で、前記外筒の傾斜面と前記中間プレートとの間の弾性
体を前記弾性支持装置の軸方向にほぼ均一に介在させる
ことができて前記外筒の上下の変位をスムーズにできる
と共に、前記中間プレートの内側には弾性体を充填する
ので前記弾性支持装置の質量を低減できる効果がある。

【００３０】

【発明の実施の形態】 本発明の第１の実施の形態のス
テアリングギヤボックス取付け構造の弾性支持装置につ
いて、図３（Ａ）に平面図を、また図３（Ａ）のＡ−Ａ
断面で切った断面図を図３（Ｂ）に、また下方から見た
平面図を図３（Ｃ）に示す。この図３の弾性支持装置５
０が車両に搭載されている車両前方斜視図を従来構造の
ステアリングギヤボックス１４０を搭載する図とも共通
となっている図２に示す。図１の平面図に示すように、
２つの弾性支持装置取付け部４２に前記弾性支持装置５
０を組み付けることによって前記ステアリングギヤボッ
クス４０は車体７０への取付けられる。図１０の従来技
術では前記弾性支持装置取付け部１４２は左右に２ケ所
ずつ計４つあったが、図１では左右２つとなっているも
のの、前記弾性支持装置５０の構造が異なる以外には異
なる点はないので、図１と図２における取付け関係の説
明はここでは省略し、前記弾性支持装置５０の説明に入
ることとする。当然ながらこの弾性支持装置取付け部の
数は前記ステアリングギヤボックスの前方で左右に２つ
設けても良いし、前方後方に２つずつ左右に合計で４つ
設けても良い。場合によってはこれ以外の数であっても
良い。

【００３１】図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において内筒
５１は上半分の第１内筒５１ａと下半分の第２内筒５１
ｂとを上下に合わせて形成されている。前記内筒５１の
軸中心部の内部は円柱状の空洞となっていて、図示しな
いボルトが貫通して図２の車体７０に締結される。前記
第１内筒５１ａは車両の前方と後方のほぼ６０度の角度
で円錐が軸方向の上側で上に向かって開いた形状をして
いる。これは必ずしもほぼ６０度に限定されるものでは
なく前方と後方の適当な範囲をカバーする角度であれば
良い。また車両の左右方向のほぼ６０度の角度の範囲で
は中間プレート５６が前記弾性支持装置５０の軸方向の
上方向に向かって開く形で、図３（Ｂ）に示す角度α
で、皿状をして設置されている。これについても左右方
向の適当な範囲をカバーする角度であれば良い。またこ
の実施の形態の変形例として中間プレートを用いず、内
筒を前述の前方と後方に設けた円錐形状のものと同じも
のを左右方向に形成したものも考えられる。機能的には
同じであるからここでは前記中間プレート５６を設けた
事例で説明する。この中間プレート５６の皿状の底部は
円筒形状をした前記第１内筒５１ａに溶接されている。
前記外筒５２の軸方向上部ではこの中間プレート５６に
対応して沿った円錐形状の面が形成されていて、内側に
傾斜面５９を有している。前記第２内筒５１ｂの軸方向
の下側では下に向かって円錐が開いた形状をしている。
また前記外筒５２の下半分の下側は、前記第２内筒５１
ｂに沿った円錐形状となっている。ここでも前記第２内
筒５１ｂ及び前記外筒５２の下側が円錐形状でなく、円
筒形状のものであっても機能上問題ない。

【００３２】図３では前記内筒５１と前記外筒５２の形
状について円錐形状と円筒形状を有する形状をしている
が、これは必ずしも限定されるものではなく、断面が多
角形や楕円を用いた形状であっても良い。

【００３３】前記内筒５１と前記外筒５２と前記中間プ
レート５６との間に形成される空間は一部に空洞部５４
を形成し、残りは弾性体５３が充填されている。この弾
性体５３は前記弾性支持装置５０の上半分における第１
弾性体５３ａと下半分における第２弾性体５３ｂとで構
成されている。前記弾性支持装置５０の上半分において
前記外筒５２の軸中央付近の円筒部の内部では、第１空
洞部５４ａがほぼ９０度の範囲に渡って図３（Ａ）に示
す前記弾性支持装置５０の右側と左側に設けられてい
る。前記第１空洞部５４ａは前記外筒５２に接して形成
されているが、前記第１内筒５１ａに接して形成されて
いても良い。この前記第１空洞部５４ａの範囲について
も必ずしもほぼ９０度に限定されるものではない。前記
弾性支持装置５０の下半分において前記外筒５２と前記
内筒５１の間では左右方向にほぼ９０度の範囲で軸方向
に渡って第２空洞部５４ｂが形成されている。この第２
空洞部の周方向についての範囲は図３（Ｃ）に示されて
いる如くである。前記第２空洞部５４ｂの角度の範囲に
ついても必ずしもほぼ９０度に限定されるものではな
い。また前記第２空洞部５４ｂは前記外筒５２に接して
形成されているが、前記第２内筒５１ｂに接して形成さ
れていても良い。

【００３４】車両の前方及び後方のほぼ９０度の角度の
範囲では補助空洞部５５がこの場合３つずつ放射状に形
成されている。これについても必ずしもほぼ９０度に限
定されるものではなく、また数も３つに限定されるもの
ではない。

【００３５】この第１の実施の形態によるステアリング
ギヤボックス取付け構造の作用について述べる。前記ス
テアリングギヤボックス４０の右側にある前記弾性支持
装置５０を取り上げて説明する。この弾性支持装置５０
が搭載された車両が、例えば左旋回状況にあると車輪に
は左方向のコーナーリングフォースが働き、車両に搭載
されているステアリングギヤ４０にはナックル２０、タ
イロッド３０を介して左方向の荷重Ｆが入力されるが、
前記外筒５２と前記弾性体５３とは前記空洞部５４を介
さずに前記傾斜面５９で接しているので、前記荷重Ｆが
傾斜面５９を介して中間プレート５６に働く。この中間
プレート５６は前記外筒５２からの左方向の荷重入力に
対しては、力を下向きに変換する形状になっている。そ
して前記弾性支持装置５０の下半分では前記外筒５２の
円錐状の部分の左側と右側のほぼ９０度の角度の範囲で
は前記弾性体５３ｂとの間に前記第２空洞部５４ｂが形
成されているので、図４で示すように点線の状態から実
線の状態に変化することになり、前記内筒５１に対して
前記外筒５２は下方向に変位する。この時前記弾性支持
装置５０の前後方向においては、前記弾性体５３内に放
射方向に３つずつの補助空洞部５５が形成されているの
で、前述の下方への変位を容易にする。

【００３６】前記外筒５２が下方に変位すると前記ステ
アリングギヤボックス４０が前記車体７０に対して下方
へ２ｍｍ〜３ｍｍ程度変位することになり、前記タイロ
ッド３０と前記ステアリングギヤボックス４０との連結
点を変化させる。前記タイロッド３０は図示しないボー
ルジョイントを介して前記ナックル２０に連結されてい
るので、前記ステアリングギヤボックス４０と前記ナッ
クル２０との位置関係が上下に変化し、前記車輪１０の
バウンド・リバウンドによる前記ナックル２０の軌跡が
初期状態に比べて変化する。従って前記車輪１０がバウ
ンドとリバウンドをした時のバウンドストロークとトー
との関係を表わすトーカーブを変化させ図７のようなト
ーカーブとなり、直進走行時のトーカーブである図６と
異なるトーカーブが得られる。従って、ここで説明して
いる左旋回時には、左前輪はリバウンドとなるからトー
イン傾向となり、右前輪はバウンドとなるからトーアウ
ト傾向となる。即ち車両はアンダーステア特性となる。

【００３７】次にコーナーリングフォースが働かない直
進走行時においては、左右からの荷重入力はないので前
記内筒５１に対して前記外筒５２が上下に変位すること
がなく、トーカーブは図６に示すようにバウンド・リバ
ウンドに殆ど影響されない線図となる。このように旋回
走行時と直進走行時とでトーカーブを可変とすることが
できるわけである。

【００３８】車両の左右方向の入力に対する車両の左右
方向の変位についての特性を示す図５において、本発明
の第１の実施の形態ではどうかと言うと、前記外筒５２
と前記内筒５１との間に前記第１空洞部５４ａと前記第
２空洞部５４ｂが形成されているので、ほぼ線形に左右
方向に変位することができ、図３（Ｂ）に示すクリアラ
ンスａを所定の値だけ取っておけば、左右方向入力に対
して直ちに左右方向変位が頭打ちになってしまうことは
ない。即ち前述の従来技術のようなコンプライアンスの
線形領域が狭すぎると言うことにならない。つまりこの
所謂コンプライアンスの線形領域は、前記空洞部５４の
クリアランスａや前記弾性体５３の硬度やこの弾性体５
３を前記内筒５１と前記外筒５２の間に収める締め代に
よって調整することができるわけである。即ち図５にお
いて線図βのような特性を得ることが可能となる。

【００３９】これまでの説明においては車両が左旋回を
している時を取り上げているが、右旋回時であっても、
この第１の実施の形態における弾性支持装置５０は軸の
左右で対称の形状をしているので、全く同様の作用とな
ることは明らかである。また車両のサスペンションの幾
何学的関係から、内筒に対して外筒が下方に変位して図
７のトーカーブを得ているが、別のサスペンションの場
合に上方に変位した時に図７のトーカーブを得られるも
のも考えられる。この場合には例えばこの第１の実施の
形態の弾性支持装置５０で示した図３を上下逆に構成す
ることで達成される。

【００４０】第１の実施の形態のステアリングギヤボッ
クス取付け構造の弾性支持装置の内筒の部分の変形例に
ついて、図８（Ａ）に平面図を、またこの図のＢ−Ｂ断
面で切った断面図を図８（Ｂ）に、また下方から見た平
面図を図８（Ｃ）に示す。この変形例では第１の実施の
形態で用いた前記中間プレート５６を用いず、内筒２５
１の軸の両端部で全周に渡り円錐形状となっている点が
第１の実施の形態と異なる。この内筒２５１では前記中
間プレート５６を溶接する必要もなくまた、前記内筒２
５１を単純な円錐状を全周に渡って設けることで加工し
易くできる効果がある。作用については第１の実施の形
態と同一であり、効果も同様である。

【００４１】第２の実施の形態のステアリングギヤボッ
クス取付け構造の弾性支持装置について、図９（Ａ）に
平面図を、またこの図のＣ−Ｃ断面で切った断面図を図
９（Ｃ）に、また下方から見た平面図を図９（Ｃ）に示
す。この第２の実施の形態の場合は軸中心の点Ｘにて点
対称となっている。外筒３５２は軸直角でＸを通る平面
に対しても対称な形状となっている。また内筒３５１と
弾性体３５３とはＸを通る軸直角の平面の上下で同一の
ものを２つ向き合わせて組み付けた形となっている。ま
た前記内筒３５１は単純な形の円筒形状をしている。中
間プレート３５６は全周に渡って円錐状に軸端部に向か
って開いた皿状の形状となっていて、この皿の底部で前
記内筒３５１に溶接されている。この第２の実施の形態
の場合は第１の実施の形態と異なり２つずつの同じ前記
内筒３５１と前記弾性体３５３と中間プレート３５６と
を上下に組み合わせると、弾性支持装置３５０を完成で
きるので、生産性が上がりコスト低減が可能となる効果
がある。

【００４２】第１空洞部３５４ａは前記外筒３５２の円
筒の部分において左右方向のほぼ９０度の角度の範囲に
設けられている。また第２空洞部３５４ｂは前記外筒の
円錐部の部分において、ほぼ２７０度の角度の範囲で周
方向に沿って設けられた空洞である。この角度の範囲に
ついては必ずしもほぼ９０度やほぼ２７０度に限定され
るものではない。また前記第１空洞部３５４ａと前記第
２空洞部３５４ｂがこの場合には前記外筒３５２に接し
て周に沿って設けられているが、前記内筒３５１に接し
て形成されていても良い。

【００４３】ここで例えば車両が左旋回をすると、コー
ナーリングフォースによって前記外筒３５２には左方向
に荷重が入力される。この時は傾斜面３５９によって前
記外筒３５２は第１弾性体３５３ａを下方向に変形させ
る。この時前記弾性支持装置３５０の下半分では前記第
２空洞部３５４ｂがほぼ２７０度に渡って設けられてい
るので、下方への変位をし易くするから、前記内筒３５
１に対して前記外筒３５２は下方にスムーズに変位す
る。これによって前述の第１の実施の形態と同様に図７
のようなトーカーブの特性が得られる。

【００４４】この第２の実施の形態の場合は、前述のよ
うに前記弾性支持装置３５１が点Ｘについて点対称であ
り、前記ステアリングギヤボックス４０の２つの前記弾
性支持装置取付け部４２の右側の前記弾性支持装置３５
０は図９（Ｂ）のように配置するが、左側の弾性支持装
置３５０はＤ−Ｄ面について面対称に設置する。従っ
て、第１の実施の形態と異なる作用が起こる。それは左
側の前記弾性支持装置３５０については右側の前記弾性
支持装置３５０とは異なって、前記外筒３５２の上部の
斜面３５９には前記弾性体３５３との間で第２空洞部３
５４ｂが形成されており、一方前記外筒３５２の下部の
斜面３５９では直接前記弾性体３５３に接していること
から、前記外筒３５２に左方向の荷重入力が加えられる
と前記外筒３５２は前記内筒３５１に対して上方に変位
する。

【００４５】すると右側の前記弾性支持装置３５０では
前記外筒３５２は前記内筒３５１に対して下方に、そし
て左側の前記弾性支持装置３５０では前記外筒３５２は
前記内筒３５１に対して上方に変位する。するとこの車
両のサスペンションの幾何学的関係において、右前輪に
ついては図７に示すトーカーブとなるが、左前輪につい
てはトーのプラスマイナスが逆となるトーカーブとな
る。従って左旋回時に右前輪はトーアウトに左前輪もト
ーアウト、即ち右前輪はアンダーステア特性に左前輪は
オーバーステア特性にと言うように両輪でステア特性を
打ち消すように作用する。しかしながら実際には旋回半
径の外側となる右前輪のコーナーリングフォースは左前
輪のコーナーリングフォースよりも大きい値であるか
ら、右前輪のトーアウト（アンダーステア特性）が勝
り、結局車両としてはアンダーステア特性を示すことに
なり、本発明の目的を達成できる。

【００４６】また、弾性支持装置として、外筒と弾性体
とが互いに接する傾斜面を形成し、その傾斜面と略沿う
形で、中間プレートや内筒の円錐形状によって傾斜面が
形成された構成について説明したが、外筒と弾性体とが
互いに接する傾斜面を形成すれば、中間プレートや円筒
の円錐形状を備えなくても、上記と同様な効果を奏す
る。即ち、内筒は単なる円筒形状でもよい。例えば、車
両の左側にある弾性支持装置に左方向の力Ｆが作用した
場合には、外筒を介して傾斜面に左方向の力が働く。そ
の際、弾性体の傾斜面により、前記外筒からの左方向の
力が、下向きの力に変換され、外筒にその下向きの力が
作用する。そのため、外筒は、内筒に対して下方へ変位
することになる。また、内筒又は中間プレートと弾性体
によって傾斜面が形成され、外筒が単なる円筒形状の構
成であっても同様に、弾性支持装置に作用する横方向の
力は、下向きの力に変換され、結果的に外筒は内筒に対
して下方へ変位することになる。

【００４７】以上の実施の形態では、ステアリングギア
ボックスとタイロッドの連結点を下方へ変位させること
で、旋回時における所望のアンダーステア特性が得られ
る場合ついて説明をおこなったが、車両によっては、ス
テアリングギアボックスとタイロッドとの連結点を上方
へ変位させることで、旋回時における所望のステア特性
が得られる場合も考えられる。

【００４８】詳細に説明すると、本発明では、車両の直
進走行時に比べて、車両旋回時におけるトーカーブを変
化させることにより、旋回時の所望のステア特性を得る
ことを一つの目的としている。例えば、旋回時の車両の
アンダーステア特性が所望のものに対して強い傾向であ
る場合には、既述の軌跡変化とは逆に、図１４における
点Ｃ２を車両の直進走行時におけるステアリングギアボ
ックスとタイロッドとの連結点Ｃの位置とすれば、車両
直進走行時におけるタイロッドとナックルとの連結点Ｎ
の円弧の軌跡（図中の実線）に対して、車両旋回時には
タイロッドとナックルとの連結点Ｎの円弧の軌跡を図中
の破線へずらして、旋回内輪（リバウンド側）をトー・
アウト側（図では右側）へ、外輪（バウンド側）をトー
・イン側（図では左側）へ変位させる必要がある。つま
り、タイロッドとステアリングギアボックスとの連結点
Ｃを点Ｃ２から点Ｃ１へ変位させればよいことなる。従
って、仮に、旋回時の車両のアンダーステア特性が所望
のものに対して強い傾向である車両においては、サスペ
ンションギアボックスとタイロッドとの連結点を上方向
へ変位させることにより、旋回時の所望のアンダーステ
ア特性が得られる場合もある。

【００４９】また、本実施の形態に関しては、ストラッ
ト１６０とロアアーム６０を有するいわゆるストラット
式サスペンションに基づいて説明したが、本発明は、こ
れらの他にも、ダブルウィッシュボーン式サスペンショ
ンをはじめ、様々な形式のサスペンションにおいても同
様に適用可能であり、ステアリングギアボックスとタイ
ロッドとの連結点を上下に変位させ、ナックルとタイロ
ッドとの連結点が描く軌跡をずらすことにより、車輪の
バウンド・リバウンドに基づくトーカーブを変化させ、
旋回時の所望の車両ステア特性を得ることができる。そ
の場合、サスペンションの形式や所望のステア特性に応
じて、ステアリングギアボックスとタイロッドとの連結
点の変位方向や変位量を決定すればよい。

【００５０】以上、各請求項の発明をいくつかの実施の
形態に基づいて詳細に説明したが、これらの他にも、特
許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づ
いて種々の変形、改良を施した態様で各請求項の発明を
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の弾性支持装置５
０が取付けられたステアリングギヤボックス４０とタイ
ロッド３０を示す平面図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態のステアリングギ
ヤボックス４０及び従来技術のステアリングギヤボック
ス１４０が、車体７０に取付けられたところを共通的に
示す車両の前方の斜視図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態の弾性支持装置５
０の平面図を図３（Ａ）に、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図
を図３（Ｂ）に、下方からの見た平面図を図３（Ｃ）に
示す。

【図４】 本発明の第１実施の形態の弾性支持装置５０
に左方向荷重が加えられた時の変位状況を示す断面図を
示す。

【図５】 車両左右方向入力と車両左右方向変位との関
係を示すグラフである。

【図６】 車両の直進走行時のバウンドストロークとト
ーとの関係を示すトーカーブである。

【図７】 車両の旋回時のバウンドストロークとトーと
の関係を示すトーカーブである。

【図８】 第１の実施の形態の弾性支持装置５０の変形
例を示す弾性支持装置２５０の平面図を図８（Ａ）に、
図８（Ａ）のＡ−Ａ断面図を図８（Ｂ）に、下方からの
見た平面図を図８（Ｃ）に示す。

【図９】 第２の実施の形態の弾性支持装置３５０の平
面図を図９（Ａ）に、図９（Ａ）のＡ−Ａ断面図を図９
（Ｂ）に、下方からの見た平面図を図９（Ｃ）に示す。

【図１０】 従来の技術の弾性支持装置１５０が取付け
られたステアリングギヤボックス１４０とタイロッド１
３０を示す平面図である。

【図１１】 従来の技術の弾性支持装置１５０が弾性支
持装置取付け部１４２に組み付けられているところを示
す平面図である。

【図１２】 弾性支持装置１５０を示すもので図１１の
Ｅ−Ｅ断面で切った断面図である。

【図１３】 ステアリングのタイロッド１３０、サスペ
ンション機構の車両の直進走行時における車両背面視で
の位置関係を表わす模式図

【図１４】 タイロッド１３０とステアリングギアボッ
クス１４０の連結点Ｃの変位によるタイロッド１３０と
ナックル２０の連結点Ｎの軌跡変化を表わす図

【符号の説明】

１０・・・車輪 ２０・・・ナックル ３０、１３０・・・タイロッド ４０、１４０・・・ステアリングギヤボックス ５０、１５０、２５０、３５０・・・弾性支持装置 ５１、１５１、２５１、３５１・・・内筒 ５２、１５２、２５２、３５２・・・外筒 ５３、２５３、３５３・・・弾性体 ５４、２５４、３５４・・・空洞部 ５５、２５５・・・補助空洞部 ５６、３５６・・・中間プレート ５９、２５９、３５９・・・傾斜面 １５７・・・ゴム部 １５８・・・樹脂突起部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングギヤボックスを車体に取付
   ける弾性支持装置と該弾性支持装置を前記ステアリング
   ギヤボックスに取付ける弾性支持装置取付け部からなる
   ステアリングギヤボックス取付け装置において、前記弾
   性支持装置取付け部と一体であるかあるいは前記弾性支
   持装置取付け部に固定された外筒と、前記車体に締結手
   段により固定された内筒と、前記内筒と前記外筒との間
   にて一部に空洞部を形成する弾性体とで構成され、前記
   外筒と前記内筒のうち少なくともどちらか一方は前記弾
   性支持装置の軸方向に対して傾斜する傾斜面を有し、該
   傾斜面と前記外筒と内筒との他方との間に前記弾性体が
   充填された部位を備え、前記車両の左右方向の荷重入力
   に応じて前記内筒に対して前記外筒が上下方向に変位す
   ることを特徴とするステアリングギヤボックス取付け構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のステアリングギヤボッ
   クス取付け構造において、前記弾性支持装置が前記外筒
   の軸中央部では円筒形状をし、軸両端の軸端部では円錐
   形状をしていることを特徴とするステアリングギヤボッ
   クス取付け構造。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のステアリングギヤボッ
   クス取付け構造において、前記内筒と前記弾性体がそれ
   ぞれ２つの同一形状のものから構成されていて、前記弾
   性支持装置が軸中心の点にて点対称であることを特徴と
   するステアリングギヤボックス取付け構造。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のステアリングギヤボッ
   クス取付け構造において、前記弾性体の周方向に沿って
   一部に前記空洞部が形成され、放射方向で前記空洞部を
   有しない範囲に１つあるいは複数の補助空洞部が形成さ
   れていることを特徴とするステアリングギヤボックス取
   付け構造。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のステアリングギヤボッ
   クス取付け構造において、前記内筒が有する傾斜面が前
   記弾性体に介在する中間プレートで有ることを特徴とす
   るステアリングギヤボックス取付け構造。