JPH0196526A

JPH0196526A - 回転剛牲評価装置

Info

Publication number: JPH0196526A
Application number: JP62252433A
Authority: JP
Inventors: Toru Ikeda; 透池田; Seiichi Hirai; 誠一平井; Yoshiaki Yamazaki; 好昭山崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-14

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４輪操舵の自動車における、後輪操舵用ギアボ
ックスの回転剛性評価装置に関する。

従来、４輪操舵式自動車の後輪操舵用ギアボックスは、
入力軸と出力軸を備え、該入力軸ハンドルのステアリン
グにより軸線の回りに回転運動し、この回転運動が偏心
カム及びギアを介して後輪に連結する出力軸に伝わり、
該出力軸が入力軸の回転方向及び回転角度に従って、該
入力軸と略直角方向に左右に往復動して後輪を操舵する
構成になっている。

該構成を第５図を用いて説明する。第５図において１は
入力軸、２は出力軸であり、６３は該入力軸１に連結す
る偏心軸である。

偏心軸６３上には、プラネタリギア６４と後部に円形の
偏心カム６５を一体に備えた筒部材６６が回転自在に嵌
合され、さらに該プラネタリギア６４の内周と偏心軸６
３の後部との間には、ボールベアリング６７が介在し、
また該ギア６４の外周はインターナルギア６８と部分的
に噛合している。さらに、前記カム６５の内周を偏心軸
６３の先部との間にはローラ６９が介在する。

一方、出力軸６２の中央部には係合部材７０が筒部７１
を介しボルト７２で出力軸２の中央に固着一体化され、
さらに該部材７０は入力軸１に向って拡出するテーバ面
７３．７３を有している。

また、前記偏心カム６５と係合部材７４の間にはベアリ
ング７５が介在し、該係合部材７４には前記テーパ面７
３．７３とローラ７６を介して摺接するテーパ面７７．
７７が設けられている。

また、出力軸２は左右のパイプ７８．７８内にメタルベ
アリング７９．７９にて入力軸１と略直角に摺動自在に
軸支され、一方入力軸１はパイプ８０内に回転自在に軸
支されている。さらに該入力軸１の後端のフランジ８１
の前部上にはボールベアリング８２を介してリング８３
がパイプ８０の基端部内周に介装されており、該リング
８３の前方にはスラストワッシャ８４、皿バネ８５、カ
ラ８６が配設されている。

またパイプ８０の前端にはシールキャップ８７が螺装さ
れ、該キャップ８７に内装されたりテナー８８でカラ８
６との間にボールベアリング８９が保持されて、例えば
出力軸２が該軸線の回りに回動して、いわゆるガタが生
じた場合には、該キャップ８７を締め付けて、該締付力
であるいわゆるプリロードによって入力軸１をリテナー
２８を介して後方に押し込み、偏心軸３及び連結部材７
４によりテーバ面７３．７７を介して連結部材７０を後
方に押圧し、該部材７０の出力軸２の回りの回動を抑制
することにより、該出力軸２ガタを抑制する。

従って以上の構成によれば、前記プラネタリ−ギア６４
が、入力軸１の回転による偏心軸６３の回動に伴って回
動するとともに、外側のインターナルギア６８と噛合し
ながら、該回動方向と逆向きに自転し、該ギア６４の複
合回転運動の動作のうち、上下方向の動作はボールベア
リング７５を介して、ローラ７６により係合部材７ｏに
摺接する係合部材７４の上下動に変換され、左右の動作
は該係合部材７４及び７０を介して出力軸２の左右動に
変換されるので該ギアボックスによれば上述の如く、ハ
ンドルのステアリングによって入力軸１乃至出力軸２を
介して後輪の操舵が可能となる。

従って、該ギアボックスの機能の適否の判定には、該ボ
ックス組立後に、入力軸ｌの回転と出力軸３の変位量の
相関関係による舵角特性や、キャップ８７の締付けによ
る入力軸１のプリロードによる入力軸１を所定角度回転
させる時に、前記した該軸１の回転を出力軸２の左右動
に変換させる際に、前記ギア６４．６８の噛合部、ある
いは摺接部７３．７７等の摩擦によって生ずるフリクシ
ョントルクの大きさの調節、あるいは該プリロードと出
力軸２の該軸線の回りの回転角との相関関係による回転
剛性の適否の検査が主要項目となる。

そこで、該ギアボックス舵角特性の評価は通常第６図示
の如き、入力軸１を回転角度０°の基準位置から左右に
約２７０°回転させたときの回転角度θを横軸に、また
該回転角度θに対応する出力軸の変位量Ｘを縦軸にした
、正常なギアボックスの舵角特性である、原点において
略点対称な複合サインカーブを評価基準として行ってい
る。

ここで、入力軸の回転角度Ｏ°の基準位置とは、該位置
におけるギアボックスの後輪操舵によって、後輪が車体
と略並列する位置をいう。

また、フリクショントルクの評価としては、前記した出
力軸１のガタを抑制する為に入力軸１をシールキャップ
８７の締付けによって押し込む時の、該シールキャップ
８７の締付力であるプリロードを横軸に、また該プリロ
ードによって、前記ギア部６４．６８あるいは摺接部７
３及び７７等において発生する入力軸１の回転トルクに
対応するフリクショントルクを縦軸にした、第７図示の
如き、好適なプリロード調整幅及びフリクショントルク
の範囲を定め、これを評価基準として行っている。

また、回転剛性の評価は、前記出力軸線のガタとなる軸
回りの回転を評価する為に、前記フリクツショントルク
の評価基準となる第７図示のプリロードの調整幅におけ
る、該出力軸の回転角の幅を第８図示の如く該プリロー
ドを横軸に、回転角を縦軸にして表わし、これを評価基
準として行っている。なお、該調整幅のプリロードに対
応する出力軸の回転トルクは通常的±２ｋｇｆ−ｍ（士
は正、逆の両方向の回転を意味する）とされている。

従って、該ギアボックスの機能の適否判定を行うには上
述の如き多種の測定を必要とし、該測定を効率良く行う
為に各種測定装置をコンパクトに組合せて、数種の測定
を一測定系で連続自動で行う必要がある。

（解決すべき問題点）かかる必要事項を実現すべく、本発明は後輪操舵用ギア
ボックスの回転剛性の評価を迅速かつ正確に評価できる
コンパクトな測定装置を提供することを特徴とするを目
的とする。

（問題点を解決するための手段）かかる目的を達成するべく、本発明による回転剛性の評
価装置は、後輪操舵用ギアボックスの回転剛性を入力軸
のプリロードに対応する出力軸の軸回りの回転トルクと
、該回転トルクによる出力軸の軸回りの回転角との相関
関係により評価する評価装置において、該装置がギアボ
ックスの出力軸の一端側に、該出力軸の軸回りに回転さ
せる回転駆動装置と、該出力軸に負荷された回転トルク
を測定する回転トルク測定装置から成る回転トルク負荷
装置と、該回転トルクにより回転される出力軸の他端側
における回転角を測定する回転角度測定装置を備えてい
ることを特徴とする。

く作　用）かかる手段における後輪操舵用ギアボックスの回転剛性
の評価装置は、回転トルク負荷装置と回転角度測定装置
を備え、該回転トルク負荷装置はギアボックスの出力軸
の一端側に連結されて、該軸の回転トルクを測定すると
ともに所定の回転トルクで該軸を回転させ、さらに回転
角度測定装置は該出力軸の他端側に連結されて前記回転
トルク負荷装置によって回転される出力軸の回転角を測
定して、該測定値と入力軸のプリロードに対応する出力
軸の軸回りの回転トルクとの相関関係による前記回転剛
性の評価を、行うことを可能にする。

（実施例）以下図面に従って本発明の実施の一例を詳説する。第１
図において、Ａはギアボックス、またＢ及びＣはそれぞ
れ該ギアボックスへの回転剛性の評価装置を構成する回
転トルク負荷装置及び回転角度測定装置であり、ざらに
Ｄは該回転角度測定装置の回転角度測定系である。

ギアボックスＡにおいてｌは入力軸、３及び３′はそれ
ぞれ出力軸２の左右端部であり、該ギアボックスＡの左
右のバイブ部４．５はそれぞれ把持部材６．７に回動不
能に把持されている。

該出力２の左端部３の先端には溝８が設けられ、該溝８
には前記回転トルク負荷装置Ｂに連結される出力軸２と
同軸の外周にスプラインギアを有する前記回転駆動装置
における回動輪である回転ロッド９の右端一部に設けら
れた突起部１０が後述の如く着脱自在に嵌合している。

また、回転トルク負荷装置Ｂにおける１１゜１２は出力
軸と略平行な連結板１３の前後に垂直に固定された一対
のシリンダであり、該連結板１３の左右にはシリンダ１
１．１２と平行にガイド１５．１６が取付けられ、該ガ
イド１５．１６にはそれぞれロッド１７．１８が嵌装さ
れ、また該ロッド１７．１８の前端にそれぞれ同軸に設
けられた案内杆１９．２０にはシリンダ１１の先端部１
１ａが前進したときに略中央部に当接するＵ字形部材２
１の左右端部が前後に摺動自在に嵌装されている。

該案内杆１９．２０の前端には連結板２２がスプリング
２２ａ、２２ｂを前記Ｕ字形部材２１の左右端との間に
介してネジ止めされている。

また、前記ロッド１７．１８の後端にはＵ字形部材２３
の左右端部がネジ止めされており、該部材２３の中央部
に穿設された穴には前後に摺動自在にロッド２４が嵌装
され、該ロッド２４の先端部２４ａと部材２３との間に
はスプリング２５が介在し、さらにロッド２４の後端に
は抜は止め部材２６が設けられている。

なお、該先端部２４ａ前記シリンダ１２の後端部１２ａ
が後進した際に当接する位置にある。

さらに、前記連結板２２の中央部には第２図示の如く、
前方に延出して取付けられた連結部材２７にシリンダ１
１．１２の摺動方向と平行に荷重変換器２８が取付けら
れ、該変換器２８の前方には前部ギア部２９ａが刻設さ
れた摺接板２９が連結部材３０を介して取付けられてい
る。

該摺接板２９は案内部材３１の案内溝３１ａに沿って前
後に摺動し、また前部のギア部２９ａはアーム部材３２
の上端部に設けられたギア部３２ａと噛合している。

また該アーム部材３２の下部は前記回転ロッド９の外周
のスプラインギアと噛合し、さらに第３図示の如くロッ
ド９と同軸の保持部材３３によってベアリング３４を介
して保持されている。

従って、前記シリンダ１１が作動して、先端部１１ａが
Ｕ字形部材２１の中央部を押圧して前進させ、さらに連
結板２２に押し当てて、前記摺接板２９を、部材２７、
変換器２８及び連結部材３０を介して前進させると、ア
ーム３２がロッド９の回りにギア部２９に噛合しながら
回動し、該ロッド９が矢印ａの方向に回動する。

また、前記シリンダ１１を不動作にし、シリンダ１２を
作動して先端部１２ａによってロッド２４の先端部２４
ａに突き当て、さらに該先端部２４ａをスプリング２５
の付勢力に反して後退させ、前記Ｕ字形部材の中央部を
押退させるとともにロッド１７及び１８を介して連結板
２２を後退させれば、前記と逆に摺接板２９が部材２７
、変換器２８及び連結部材３０を介して後退し、アーム
を介してロッド９が矢印すの方向に回動する。

従って該回動トルク負荷装置Ｂの、矢印ａまたはｂ方向
に回動させる回動駆動装置Ｓ１を構成し、さらに該装置
Ｂにおける荷重変換器２８によって検出されたアーム部
材３２のギア部３２ａに加えられた荷重と、アーム部材
３２のロッド９の中心から噛合部３２ａまでの長さがそ
れぞれの値の積を演算することによってロッド９に加わ
る矢印ａ。

ｂに対応する正、逆方向の回転トルクを決定する回転ト
ルク測定装置Ｓ２を構成しているので、該装置Ｂによれ
ば出力軸の右端部２の回転を所定のトルク（±２ｋｇｆ
−ｍ）に従って行うことが可能となる。

なお、該回転ロッド９は前記アーム３２及び案内部材３
１の左側で、該ロッド９に並設されたシリンダ３５と連
結部材３６をかいして連結する該ロッド９と同軸の円筒
部材３７に連結され、さらに該ロッド９の部材３７との
連結状態は、第３図示の如くロッド９に固定された係止
部材３８と該部材３５の左端部である連結部材３６との
間にスプリング３７ａが介在し、シリンダ３５によって
円筒部材３７が部材３６を介して右方向に移動するとス
プリング３７ａ及び係止部材３８を介してロッド９が右
方向に移動し、シリンダ３５によって部材３７が左方向
に移動すると、該部材３７の右端３７ｂが係止部材３８
に突き当たり、該部材３８とともにロッド９を左側に移
動する。

該ロッド９の左右動は、第３図示の如くロッド９の下方
に係止板３９の下部と対向して設けられた近接センサ４
０によって読み取られ、該センサ４０によって前記した
ギアボックスＡの出力軸２の左端部の溝８と、ロッド９
の右端部の突起１０の嵌合の有無が検出される。

さらに、回転角検出装置Ｃは、前記出力軸と並設された
エアシリンダ４１と、連結板４２、固定部材４３、軸４
４及び出力軸の右端部３の軸の回りの回転角を測定する
測定系りを内蔵するハウジング４５から構成され、該ハ
ウジング４５はエアシリンダ４１によって連結板４２及
び軸４４を介して左右動しまた該軸４４の外周にはスプ
ラインギアが設けられ固定部材４３に噛合して嵌装され
ているので、該ハウジング４５の左右動が軸４４の回り
の回転等のガタなく、行うことができる。

該ハウジング４５に内蔵される測定系りはベアリング４
６を介してハウジング４５の内壁面に摺接する円筒部材
４７に保持された前記回転角測定装置Ｃにおける回動軸
である中心軸４８の左端部にテーパ状のビン４９が設け
られている。

前記回転角の測定時には、エアシリンダ４１の作動によ
って連結板４２を介して軸４４及びハウジング４５が左
方向に移動し、該ハウジング４５の左端部がギアボック
スＡの右側パイプ５の右端に押接して該ギアボックスへ
の出力軸の回りの回動を抑制するとともに、ピン４９が
右端部３′の右端に設けられた溝５０に嵌合される。

また、中心軸４８の右端部に同軸に設けられた穴には、
ボール４８ａ及びスプリング４８ｂが嵌装されており、
中心軸４８の突起部４９が前記溝５０に当接する力が該
スプリング４８ｂによって緩和され、適切な押圧力に調
節される。

該判定系りによる出力軸の右端部３の軸回りの回転角は
、前記の如く、該右端部３の溝５０に中心軸４８のピン
４９を嵌合した後、前後一対のシリンダ５１．５２によ
って該中心軸４８の軸方向と垂直に貫通し、さらに−側
面が軸４８の軸線を通るように設けられた回動部材５３
の下端部を前後動じて、出力軸の回転角が０°である基
準線５４に前記部材５３の一側面を合わせ、変位計５５
の接触端子５５ａを該部材５３の上端部に当接し、両シ
リンダ５１．５２を不作動にした後、前記した回転トル
ク負荷装置Ｂによって、出力軸の左端部２を所定トルク
（約±２ｋｇｆ−ｍ）で回転させた時の、右端部３の軸
回りの回転角が接触端子５５ａの変位量を図示しない演
算装置により演算することによって求められる。

従って該回転角測定装置Ｃは前記回転トルク負荷装置Ｂ
で負荷された所定のトルク（約±２ｋｇｆ・ｍ）に従っ
て回転された出力軸の軸回りの回転角を、前記装置Ｃの
構成における変位計５５の測定値を演算することによっ
て正確に再現性よく求めることができる。

また、所定のトルクにおける前記出力軸の回転角と第８
図示の標値基準からプリロードを好適な範囲に調節する
ことが可能になる。

（効　果）従って本発明によれば、後輪操舵用ギアボックスの回転
剛性の評価装置は、回転トルク負荷装置と回転角度測定
装置を備え、該回転トルク負荷装置はギアボックスの出
力軸の一端側に連結されて、該軸の回転トルクを測定す
るとともに所定の回転トルクで該軸を回転させ、さらに
回転角度測定装置は該出力軸の他端側に連結されて前記
回転トルク負荷装置によって回転される出力軸の回転角
を測定して、該測定値と入力軸のプリロードに対応する
出力軸の軸回りの回転トルクとの相関関係による前記回
転剛性の評価を、行うことを可能にすので後輪操舵用ギ
アボックスの回転剛性の評価を迅速かつ正確に評価でき
るコンパクトな測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による後輪操舵用ギアボックスの回転評
価装置の一実施例の平面部分断面図、第２図は第１図の
■−■線断面図、第３図は第１図の正面図、第４図は第
１図のＩＶ−ＩＶ線側断面図、第５図は第、１図示のギ
アボックスの内部構造を説明する為の平断面図、また第
６図乃至第８図はそれぞれギアボックスの舵角特性、フ
リクショントルク、及び回転剛性の評価基準を説明する
為の線図である。１・・・入力軸　　　　　　２・・・出力軸３．３′・
・・出力軸の一端及び他端９・・・回動軸　　１１．１２・・・油圧シリンダ２８
・・・荷重計　　　　　３２・・・アーム４８・・・回
動軸　　　　　５３・・・回動部材５５・・・変位計Ａ・・・ギアボックス　　Ｂ・・・回転トルク負荷装置
Ｃ・・・回転角測定装置　Ｓｌ・・・回転駆動装置Ｓ２
・・・回転トルク測定装置第６図ツリロード調整幅

Claims

【特許請求の範囲】

１、後輪操舵用ギアボックスの回転剛性を入力軸のプリ
ロードに対応する出力軸の軸回りの回転トルクと、該回
転トルクによる出力軸の軸回りの回転角との相関関係に
より評価する評価装置において、該装置がギアボックス
の出力軸の一端側に、該出力軸の軸回りに回転させる回
転駆動装置と、該出力軸に負荷された回転トルクを測定
する回転トルク測定装置から成る回転トルク負荷装置と
、該回転トルクにより回転される出力軸の他端側におけ
る回転角を測定する回転角度測定装置を備えていること
を特徴とする後輪操舵用ギアボックスの回転剛性評価装
置。