JPS6318546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はハンドル操舵角の大きさに応じて後輪
の転舵を前輪と同位相、逆位相に可変とした車両
の操舵装置に係り、特にハンドル操舵角に対する
後輪の転舵比を可変とした車両の操舵装置に関す
る。

左右の後輪操舵用タイロツドを直接、或いは間
接的に連結支持し、前輪操舵系（機構）から取出
された回転で回転する偏心ピンの回動により後輪
の転舵をハンドル操舵角の大きさに応じて前輪と
同位相から逆位相へ可変とした車両の操舵装置
（特願昭56−118698号等）を本出願人は先に提供
した。

斯る操舵装置は、前輪操舵系からリンケージ部
材を介して後輪転舵に必要な回転を取出し、回転
部材に設けた偏心ピンのクランク回転により後輪
に所望の舵角関数を発生するように構成されてい
る。

これによりハンドルの小操舵角操作で後輪を前
輪と同方向へ転舵し、一方大操舵角操作では逆方
向へ転舵することができ、従つて高速走行中の操
縦性を良好とするとともに、Ｕターンや駐車場で
の入出作業の際には、舵角を大にして小さな回転
半径が得られるため、車両のとりまわし性が良好
となる。

ところでこの種偏心ピンのクランク回転でもつ
て舵角関数を発生させる方式では、第９図に示す
如くハンドル操舵角を横軸、後輪転舵角を縦軸に
とり、後輪転舵角が正の場合が前輪転舵と同位相
であるとすれば、ハンドル操舵角に対する後輪転
舵角は正弦波で表される。

これにより車内の旋回半径を小さくしようとハ
ンドルを操舵する場合、逆位相の最大値Ｂで後輪
を転舵するため、正弦波の約3/4波長を使うこと
がわかる。

この逆位相最大値Ｂを決めると、同位相の舵角
接線の角度αは正弦波の公式から一義的に決ま
る。

しかしながら斯る同位相の舵角接線の角度αは
高速走行時の操縦性に大きな影響を与えるもので
あり、従つて車両の性能に合せて自由に調整でき
ることが望まれる。

ところが従来のものにあつては、第９図に示さ
れるようにαを大きくすると、Ｂも大きくなり、
実際上最大値Ｂはホイールハウス、サスペンシヨ
ンの関係から制約を受けために自由に変えられな
いことが多い。

本発明は以上に鑑み成されたもので、その目的
とする処は、前転操舵系から比例的（線形）な回
転角として取出し、この回転角でもつて偏心ピン
をクランク回転させ、後輪の転舵をハンドル操舵
角の大きさに応じて前輪と同位相、逆位相に可変
とした車両の操舵装置において、前輪操舵系から
の回転取出部等に可変比（バリアブル）機構を介
設し、ハンドル操舵角に対する偏心ピンの回転比
をハンドル操舵角の大きさに応じて可変とするこ
とにより、ハンドル操舵角、即ち前輪転舵角に対
する後輪の転舵比を可変とし、従つて後輪転舵角
の前輪との逆位相最大値を変えずに同位相の舵角
接線角度を変えることができ、以つて車両の性能
に合せて一層望ましい操縦性を具備させることが
できる車両の操舵装置を提供するにある。

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。

先ず本発明は、第１図（第９図と同様のハンド
ル操舵角―後輪転舵角線図）に示す如く後輪転舵
角の前輪との逆位相最大値B′を変えることなく、
即ち車両の最小旋回半径を変えることなく、同位
相の舵角接線角度α′を変え、高速走行時における
操縦性を車両の性能に合せて調整できをようにす
るものである。

換言すれば、第２図（ハンドル操舵角―前・後
輪転舵角線図）に示す如く線形の前輪転舵角線イ
に対し、正弦波の後輪転舵角線口を逆位相最大値
B′をそのままにして波形を種々変えるようにす
るのが本発明である。

尚第２図中破線はハンドル操舵限を示し、これ
は逆位相最大値B′に一致している。

そして本発明に係る操舵装置のシステム図の一
例を第３図に示す。

即ちハンドル角（操舵角）は前輪操舵系を構成
するフロントステアリング（前輪転舵用）ギヤボ
ツクスを介して比例的（線形）な前輪転舵角とし
て出力されている。

本システム図では、フロントステアリングギア
ボツクスにバリアブル（可変比）機構を付設し、
このバリアブル機構により取出す回転の回転角を
可変とし、更にリンケージ部材を介して偏心ピン
にこの可変回転角を伝達し、偏心ピンの可変クラ
ンク回転でもつて可変的な後輪転舵角を出力する
ように構成している。

尚、バリアブル機構をリンケージ部材と偏心ピ
ンとの間に介設しても良い。

次に本発明に係る操舵装置の具体的構成を第４
図乃至第８図に従つて述べる。

第４図は本発明の操舵装置を装備した四輪車両
の概略構成を示す斜視図で、操舵輪であるハンド
ル１のハンドル軸２の先端はラツクアンドピニオ
ン型の前輪転舵用ギヤボツクス２０内に組込ま
れ、ギヤボツクス２０内であつてハンドル軸２先
端のドライブピニオンと噛合するラツクのラツク
軸２１の左半部には後述する変形ラツク歯型２２
が形成されている。

斯るラツク軸２１のギヤボツクス２０左右から
突出した左右外端には既知の如く夫々タイロツド
３，３が接続され、更にタイロツド３，３の外端
にはナツクルアーム４，４が接続されており、前
輪６，６はナツクルアーム４，４の外側方に突出
した車軸５，５に支持されている。

前輪６，６の転舵はハンドル１を操舵操作する
ことによりなされ、即ちハンドル軸２の回転によ
りピニオンとラツクの噛合を介してラツク軸２１
がギヤボツクス２０に対して左右動し、これによ
り両タイロツド３，３が左右動し、ナツクルアー
ム４，４が左右方向に回動して前輪６，６は転舵
される。

一方ラツク軸２１の左半部に形成した変形ラツ
ク歯形２２にはドリブンピニオン３１が噛合し、
そのピニオン軸３２は偏心して構成され、これら
変形ラツク歯型２２、ドリブンピニオン３１及び
偏心ピニオン軸３２により本発明に係る可変比機
構３０が構成される。

即ち第５図及び第６図に示す如く可変比機構３
０を構成する変形ラツク歯型２２は、山部２３と
谷部２４とを連続形成した波状形を成しており、
山部２３と谷部２４との高低差分の1/2だけ斯る
変形ラツク歯型２２に噛合するドリブンピニオン
３１のピニオン軸３２の軸心を偏心εしている。

谷底部２４ａを中立位置とした場合、左右には
山部２３，２３が形成され、谷底部２４ａから
夫々両山頂部２３ａ，２３ａまでの波状ピツチを
ドリブンピニオン３２の1/2回転に一致させ、中
立位置である谷底部２４ａにおいて偏心ピニオン
軸３２の偏心量εを鉛直上方に初期設定し、他方
変形ラツク歯型２２は谷底部２４ａから左右に少
くとも夫々3/4波長を備えている。

本実施例ではピニオン軸３２を偏心させたた
め、軸心ｏを中心とするドリブンピニオン３１の
ピツチ円直径は変形ラツク歯型２２のラツクスト
ロークに応じて変化し、従つてピニオン軸３２の
回転角はラツクストロークに応じて可変となる。

第７図はラツクストロークに対するドリブンピ
ニオンの回転数（回転角）の特性図であり、曲線
ハはラツクストロークに応じてピツチ円直径が小
さくなるもので、これは中立位置を上記の如く谷
底部とした場合の1/2回転までを示す。

又中立位置を山頂部とし、山頂部における偏心
ピニオン軸の偏心量を鉛直下方に初期設定すれ
ば、ラツクストロークに応じてピツチ円直径が大
きくなり、即ちドリブンピニオンの1/2回転まで
は曲線ニを描く。

そして偏心ピニオン軸３２の後部はギヤボツク
ス２０から後方に導出され、自在継手３３を介し
て長尺のリンケージ軸３４を連結し、リンケージ
軸３４後端には自在継手３５を介してクランク軸
３６が連結されている。

クランク軸３６は車両の左右中心線上に一致し
て配置され、軸受用ブラケツト３７にて回転自在
に支承されており、クランク軸３６後端にはフラ
ンジ部３８が形成され、フランジ部３８後面には
偏心ピンであるクランクピン３９が突設されてい
る。

クランクピン３９にはジヨイント部材４１が遊
嵌支持され、ジヨイント部材４１は左右のタイロ
ツド１３，１３を玉継手４２，４２を介して連結
支持し、且つアーム４３、リンク４４及びリンク
ブラケツト４５により揺動自在に支持されてい
る。

タイロツド１３，１３の外端に接続されたナツ
クルアーム１４，１４の外側方に突出した車軸１
５，１５に後輪１６，１６が支持されている。

尚ギヤボツクス２０及び両ブラケツト３７，４
５は車体側に固定されている。

而してハンドル１を操舵操作すると、ラツク軸
２１が左右動し、その左半部に形成した変形ラツ
ク歯型２２に噛合するドリブンピニオン３１が左
右何れかに回転する。

ドリブンピニオン３１が噛合する変形ラツク歯
型２２のラツクストロークに応じて偏心ピニオン
軸３２の軸心ｏを中心とするピニオン３１のピツ
チ円直径は、本実施例の如く谷底部２４ａを中立
位置とすれば、ピニオン軸３２の1/2回転まで、
即ち山頂部２３ａ，２３ａへの噛合までは小さく
なり、従つて偏心ピニオン軸３２の回転角は漸増
することとなる。これは弧を略一定とした場合の
中心角と半径との関係より自明である。

ピニオン軸３２の1/2回転までその回転角が漸
増することは、リンケージ軸３４を介して同回転
するクランク軸３６の後端に突設され、中立位置
では鉛直下向に向けて初期設定されたクランクピ
ン３９を後方から見て左右に1/2回転だけその回
転角を漸増させつつクランク回転させることにな
る。

次に山頂部２３ａ，２３ａ以降のピニオン軸３
２の回転、即ち1/2乃至3/4回転までは、その回転
角が漸減するため、クランクピン３９も同じくそ
の回転角を漸減させつつクランク回転することに
なる。

一方クランクピン３９に遊嵌支持されるととも
に、アーム４３、リンク４４及びリンクブラケツ
ト４５により揺動規制されるジヨイント部材４１
でもつて連結支持されたタイロツド１３，１３
は、クランクピン３９のクランク回転に伴つて左
右動し、ナツクルアーム１４，１４が左右に回動
し、斯くしてクランクピン３９の1/2回転までは、
後輪１６，１６は前輪と同位相に転舵され、1/2
回転を越えると逆位相に転舵される。

而して後輪転舵の逆位相最大値B′（勿論同位相
最大値の絶対値も同じ）がクランクピン３９の偏
心量で決定されていても、その同位相の舵角接線
角度α′を変えることができ、これを第１図に示す
曲線ホとなる。

又中立位置を山頂部として構成すれば、曲線ヘ
で表される。

以上実施例では、可変比機構３０を変形ラツク
歯型２２、ドリブンピニオン３１及び偏心ピニオ
ン軸３２から構成したが、ラツクの中央部（中立
位置）と左右端部の歯型ピツチを変え、従つてピ
ニオンとの噛合ピツチを少しずつ変えるように構
成しても勿論良い。この構成を採用すれば、第１
図中曲線ト及び第２図中曲線チ，リで示されるよ
うに、後輪転舵の同位相、逆位相切替点をずらす
ことができる。

尚リンケージ部材と偏心ピンとの間に前記とは
別のギヤボツクスを介設し、以上と同様のラツ
ク、ピニオンから成る可変比機構をギヤボツクス
内に構成しても、同様の作用効果を奏することが
できる。

以上の説明で明らかな如く本発明によれば、ハ
ンドル操舵角に対する偏心ピンの回転比をハンド
ル操舵角の大きさに応じて可変とする可変比機構
を設けたため、ハンドル操舵角、即ち前輪転舵角
に対する後輪の転舵比を可変とすることができ、
従つて後輪転舵角の前輪との逆位相最大値を変え
ずに同位相の舵角接線角度を変えることができ、
以つて車両の性能に合せて一層望ましい操縦性を
具備させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の一実施例を示すも
ので、第１図は本発明に係る操舵装置のハンドル
操舵角―後輪転舵角線図、第２図は同ハンドル操
舵角―前・後輪転舵角線図、第３図は同システム
図、第４図は本発明の操舵装置を装備した四輪車
両の概略構成を示す斜視図、第５図は可変比機構
の一例の斜視図、第６図は同一部破断背面図、第
７図はラツクストローク―ドリブンピニオン回転
数特性線図、第８図は偏心ピン部分の斜視図、第
９図は従来の操舵装置のハンドル操舵角―後輪転
舵角線図である。 尚図面中、１はハンドル、６は前輪、１６は後
輪、３０は可変比機構、３９は偏心ピンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前輪操舵系から分岐する後輪操舵系を有した
   車両の操舵装置において、 前輪操舵系から取出した回転で回転する偏心ピ
   ンの回転により後輪の操舵をハンドル操舵角の大
   きさに応じて前輪と同位相、逆位相に可変とする
   舵角関数発生機構と、ハンドル操舵角に対する偏
   心ピンの回転比をハンドル操舵角の大きさに応じ
   て可変とすることにより後輪のハンドル操舵角に
   対する転舵比を可変とする可変比機構とを、前記
   後輪操舵系に直列に配設したことを特徴とする車
   両操舵装置。