JPS619374A - 前後輪の操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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５８−２
３７３２３号を提案した。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ッドを連結支持するジヨイント
部材を回転自在に嵌合し、更にこのジョイント部材をリ
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５８−３０８［（９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界なるた
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
して後輪用タイロッドを連結するのであるが、ジョイン
（・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って強度、剛性上
の限界があるため、サスペンショ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
ペンショ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
ーツの納付も容易ではない。

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、振動の絶縁対策に苦労がある。

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、特に保合部におけるラジアル方向のク
リアランスの発生は避は難いという技術課題がある。

未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
種のサスペンショ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） 従って本発明は、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（２２）と、
左右の後輪用タイロッド（１５）、（＋５）を連結支持
し、目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（３ｏ）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（７ｏ）を設け、更に前記偏心カム（３２）
とジヨイント部材（４ｏ）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、且つ左右間
距離は後部より前部が大なるテーパ係合部（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
雄テーパ部材（３６）と、ジヨイント部材（４ｏ）に一
体化される酸テーパ部材（４３）と、両テーパ部材のテ
ーパ面（３Ｂ）　、　（４４）間に介装される軸線を水
平としたローラ（４Ｂ）・・・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（４ｏ）
とを左右のテーパ係合！（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ＩＩ　−１１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）はラックピ
ニオン式のギヤボックス（３）内に組込まれ、ラック軸
（４）の両端にはタイロッド（５）、（５）が連結され
、タイロッド（５）、（５）には前輪（？）、（？）を
支承したナックルアーム（８）、（８）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。

ギヤボックス（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（１
１）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）内周を酸テーパ部（３３）に形成し、
前記雄テーパ部（２３）との間にボール（２４）・・・
を介装してアンギュ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）　、（＋？）を支承
したナックルアーム（ＩＥｉ）、（ｔｓ）に連結された
タイロッド（１５）、（１５）は夫々玉継手（１４）、
（１４）を介してジヨイント軸（３０）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
ち被保合部材（４１）を筒部（４２）で第５図に示す如
く後下方か　　　　　　１゜ら２木のボルト（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木の
垂直壁部（４３）　、（４３）の対向面に前方へ臨む酸
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ュラベアリングを備える。こ
の係合部材（３８）の左右の垂直壁部（３７）　、（３
？）の側面に後方へ臨む雄テーパ面（３８）　、　（３
８）を形成する。この両雄テーパ面（３８）　、　（３
８）の上下端にはストッパー用突部（３９）　、　（３
９）　、　（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
保合組付時には、左右の両テーパ面（３８）　、　（４
４）、（３Ｂ）、（ａａ）間に第２図にも示すようにリ
テーナ（４５）、（４５）にて保持される軸線を水平と
したローラ（４６）・・・、（４Ｂ）・・・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
をボックス（５１）に、前部及び左右部をパイプ（５２
）、（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）のボックス（５１
）内に被保合部材（４１）を臨ませてジヨイント軸（４
０）を左右のパイプ（５３）　、（５３）内にメタルベ
アリング（５４）　。

（５４）にて左右へ水平摺動自在に軸支する。そして偏
心軸（２２）をボックス（５１）内に臨ませて保合部材
（３６）を前記被保合部材（４１）にローラ（４６）・
・・、（４Ｂ）・・・を介し係合し、入力軸（２０）を
前方のパイプ（６０）内に回転自在に軸支する。

更にボックス（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）をスナップリング（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枚のりングギャ（７１）、（７２）から成り、一方
のギヤ（７１）をポル）　（７８）にてボックス（５１
）に回動不能に固定し、他方のギヤ（７２）の−何方に
は上下の段部（７３）　、（７３）を形成し、ボックス
（５１）の上下方向から螺合した調整ポル）　（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）の四部（７４）・・・を設け、この四部（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」―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ュラ
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
にスラストワッシャ（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
）後端をワッシャ（６１）に突き当てる。スリーブ（６
０）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）　（８４
）と前記ワッシャ（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（８０）ｌにはロックナツト（８５）
を螺着する。またスリーブ（６０）の前端と入力軸（２
０）間にはローラベアリング（６６）を介装し、シール
キャップ（６７）を被冠する。

ところで、前記被保合部材（４１）の後面には第５図に
も示す如く垂直面（４７）を形成し、ボックス（５１）
の開口部をポル）　（５１１）・・・を締めて閉じる力
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）の左右端にはストッパー用突部（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木のポル）　
（８３）、（８３）にて前方に付勢保持し、雨垂直面（
４？）　、（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（５３）、
（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ッ）　（９２）、（９２）に支持
する。尚、左右の玉継手（１４）、（１４）をパイプ（
５３）端　　　　　一部とタイロッド（１５）端部とに
夫々バンドにて締伺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（２
０）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）力く第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
にようにリングギヤ（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。

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（３２）の
後部（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。従って偏心カム（
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蒼越えると、入力軸（
２０）に対する偏心軸（２２）と偏心カム（３２）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って大きくなり、ジ
ヨイント軸（４ｏ）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。

そして偏心カム（３２）とジヨイント軸（４ｏ）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（３
６）を装着し、ジヨイント軸（４ｏ）には左右の酸テー
パ部材（４３）　、　（４３）を一体化して備え、雄雌
両テーパ（３８）　、（４４）　、（３８）　、（４４
）間にローラ（４６）・・・、（４Ｂ）・・・を介装し
たため、摩擦を極〈小さくすることができ、テーパ係合
による求心作用によって自動芯合せが行える。

しかも後輪用タイａ　＋７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（４０）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。

更にサスペンショ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っ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、実施例にようにスリーブ（６０）をホルダ（
５０）の前方パイプ（５２）内に前後動調整できるよう
にし、スリーブ（６０）によりワッシャ（８１）及びア
ンギュラボールベアリング（２Ｂ）　、（２７）を経て
入力軸（２０）の位置を調整可能とし、ロックナラ）　
（ＥＩＦ＋）にてその保持を行うようにすれば、係合間
係の調整を行うことができる。

更に予圧スプリング（６２）でワッシャ（６１）及びア
ンギュラボールベアリング（２８）　、（２？）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
もその保合状態を良好に維持することができる。

また２枚のりングギャ（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（７
５）でピニオン（３１）を挟むように予圧し、更にその
予圧量を調整するポル）　（？？）　、　（７７）を設
ければ、インターナルギヤ（７０）とピニオン（３１）
とのバックラッシュ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（８８）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（８２）の付勢によるジ
ヨイント軸（４０）の後方〜の撓みを防止で　　　　　
　シき、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」二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
スペンショ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
して装着した雄テーパ部材と、ジヨイント部材に一体化
した酸テーパ部材と、両テーパ部材のテーパ面間に介装
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〈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■−ＩＩ線断面図、
第３図は第１図ｍ−■線矢視図、第４図は第３図ＩＶ−
ＩＶ線断面図、第５図は第１図Ｖ−Ｖ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
ッド、（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
酸テーパ部材、（４４）は酸テーバ面、（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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ッドを連
   結支持し、且つ左右方向へ水平移動可能に車体に支持さ
   れたジョ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
   に嵌合するとともに、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ョイン
   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、且つ左右間距離は後部より前部が大なる
   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. （２）前記特許請求の範囲第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
   る雄テーパ部材と、前記ジョイント部材に一体化される
   雌テーパ部材と、両テーパ部材のテーパ面間に介装され
   る軸線を水平としたローラとから成る前後輪の操舵装置
   。