JPH035351B2 - - Google Patents

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
位相時及び逆位相時の最大転舵角が等しい、いわ
ゆる対称関数型の操舵装置の一つとして本出願人
は特願昭57−93394号（特願昭58−209657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、左右の後輪用タイロツドを連結支持する
ジヨイント部材を回転自在に嵌合し、更にこのジ
ヨイント部材をリンク機構を介し車体に支持して
ジヨイント部材の振動規制を行なうものである。

また本出願人はこれに先立つて特願昭56−
127188号（特開昭58−30869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57−93394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採る必要があ
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異なるた
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ツドを連結するのであ
るが、ジヨイント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
輪転舵角の設定に護差を伴う。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つて強度、剛性上の限界が
あるため、サスペンシヨ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
サスペンシヨンと自由に組合せるのが難しい。

更に入力軸とジヨイント部材のスラスト方向は
全て摺動なので、摩擦が大きく、精度も出し難
く、ガタ発生が避けられず、打音発生の可能性も
ある。

また入力軸、偏心軸及びジヨイント部材の軸受
に使用する全てのローラベアリングは、クリアラ
ンスの調整ができないので、ガタ無く組立てるに
は激しい精度が要求され、コスト高となり、加工
時間、検査も時間が掛る。

尚、入力軸の支持を比較的細いホルダで車体に
取付けて行うため、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、特に係合部におけるラ
ジアル方向のクリアランス方向の発生は避け難い
という技術課題がある。

本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、その特定発明たる第１
発明の目的とする処は、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、多種のサスペンシヨンの適応化を達成できる
とともに、偏心軸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
に可能にして音、振動の遮断に有利であり、更に
入力軸とジヨイント部材との組付調整も行える
等、実用性に優れる前後輪の操舵装置を提供する
にある。

そして前記第１発明を主要部とする第２発明で
は、更に加えて長期使用時における入力軸とジヨ
イント部材間のクリアランスを零に保つことがで
きるようにした前後輪の操舵装置を提供すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 従つて本発明は、その第１発明では、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ツ
ド１５，１５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ヨイント部材３０
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とジヨイント部材
３０との係合部を、偏心軸２２に対して左右に位
置し、垂直方向に形成されたテーパ係合部３７と
して構成するとともに、前記入力軸２０の前後方
向位置を調整する調整手段を設けたことを特徴と
する。

具体的には、前記調整手段は、入力軸２０とこ
れの軸受ホルダ４２間に介装したアンギユラベア
リング２８，２９，１２３と、軸受ホルダ４２，
１４２内に進退可能に螺合したスリーブ５０，１
５０と、このスリーブと前記ベアリングの外輪２
９，１２５間に介したスラストワツシヤ５１，１
５１とから成る。

更に第２発明では、前記第１発明の構成に加え
て、前記入力軸２０を前記ジヨイント部材３０方
向へ付勢する予圧手段を設けたことを特徴とす
る。

具体的には、前記予圧手段は、前記スリーブ５
０，１５０内に縮装されて前記ワツシヤ５１，１
５１を後方へ押圧するコイルスプリング５２，１
５２である。

（作用） このように偏心軸２２とジヨイント部材３０と
を左右のテーパ係合部３７にて摺動自在に係合し
たため、テーパ係合部３７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。

そして入力軸２０の前後方向位置を調整する調
整手段を設けたため、入力軸２０を後輪へ移動調
整して前記テーパ係合部３７の係合状態の初期設
定を適正に行える。

更に入力軸２０をジヨイント部材３０方向へ付
勢する予圧手段を設けたため、その押圧力により
前記テーパ係合部３７の係合状態を常時適正に保
つことができ、長期使用時におけるテーパ係合部
３７のクリアランスをラジアル及びスラスト方向
とも零に保てる。

（実施例） 以下に本発明の好適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−
線断面図、第４図は操舵装置全体の概略斜視図
である。

第４図のようにハンドル１の支軸２はラツクピ
ニオン式のギヤボツクス３内に組込まれ、ラツク
軸４の両端にはタイロツド５，５が連結され、タ
イロツド５，５には前輪７，７を支承したナツク
ルアーム６，６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。

ギヤボツクス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の後輪には自在継手１１
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から極く短
い偏心軸２２を突設する。

一方、第４図のように後輪１７，１７を支承し
たナツクルアーム１６，１６に連結されたタイロ
ツド１５，１５は夫々玉継手１３，１３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３０の中央部に第１図に示すように
被係合部材３１を固設して備える。即ち被係合部
材３１を筒部３２で後方から２本のボルト３９，
３９にてジヨイント軸３０の中央部に固着一体化
し、ジヨイント軸３０前方に突出する左右２本の
垂直壁部３３，３３の対向面に前方へ臨む雌テー
パ面３４，３４を形成する。

そして前記偏心軸２２上にボール２３……を介
装して係合部材２４を装着し、偏心軸２２にコン
タクト式のアンギユラベアリングを備える。この
係合部材２４の左右の垂直壁部２５，２５の側面
に後方へ臨む雄テーパ面２６，２６を形成する。
この両雄テーパ面２６，２６の上下端にはストツ
パー用突部２７，２７，２７，２７を突出する。

更に斯かる係合部材２４と被係合部材３１との
係合組付け時には、左右の両テーパ面２６，３
４，２６，３４間に第２図にも示すようにリテー
ナ３５，３５にて保持される軸線を水平としたロ
ーラ３６……，３６……を夫々介装する。

以上の入力軸２０とジヨイント軸３０を中央部
をボツクス４１に、前部及び左右部をパイプ４
２，４３，４３に一体形成したホルダ４０にて支
承する。即ちホルダ４０のボツクス４１内に被係
合部材３１を臨ませてジヨイント軸３０を左右の
パイプ４３，４３内にメタルベアリング４４，４
４にて左右へ水平摺動自在に軸支する。そして偏
心軸２２をボツクス４１内に臨ませて係合部材２
４を前記被係合部材３１にローラ３６……，３６
……を介し係合し、入力軸２０を前方のパイプ４
２内に回転自在に軸支する。

入力軸２０の支持は具体的には、その後端のフ
ランジ２１の前部上にボール２８……を介装して
リング２９を装着し、コンタクト式のアンギユラ
ベアリングを備え、リング２９をパイプ４２の基
端部内周に軽く嵌合する。そしてリング２９前面
にスラストワツシヤ５１を当て、パイプ４２内に
スリーブ５０を螺合して挿入し、スリーブ５０後
端をワツシヤ５１に突き当てる。スリーブ５０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５２を入れ、スリーブ５０内周の中
間部の段部５４にて規制したシート５３と前記ワ
ツシヤ５１間にスプリング５２を縮装して前記リ
ング５１を後方へ付勢するように予圧する。更に
スリーブ５０上にはロツクナツト５５を螺着す
る。またスリーブ５０の前端と入力軸２０間には
ローラベアリング５６を介装し、シールキヤツプ
５７を被冠する。

斯くしてボツクス４１の開口部をカバー４５で
閉じ、入力軸２０を車体の左右中心線上に一致さ
せ、左右のパイプ４３，４３を柔らかいマウント
ゴム４６，４６を介装して車体側ブラケツト４
７，４７に支持する。尚、左右の玉継手１３，１
３をパイプ４３端部とタイロツド１５端部とに
夫々バンドにて締付けたコンパクトなゴムブーツ
４８，４８で覆う。

以上の操舵装置の設定は、偏心軸２２を入力軸
２０に対し鉛直方向、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が第２図中時計回りにクランク回
動するよう設定する。

そしてハンドル１を回動操作すると、前輪操舵
系に連結したリンケージ軸１０を介して後輪操舵
系の入力軸２０が連動回転し、これと一体の偏心
軸２２がクランク回動する。

この偏心軸２２のクランク運動は、偏心軸２２
上にボール２３……を介して設けた係合部材２４
から、互いに左右両側面にてローラ３６……，３
６……を夫々介して上下スライド係合する被係合
部材３１の左右方向運動に変換して伝えられる。
即ちこの被係合部材３１を固定してなるジヨイン
ト軸３０が左右方向に移動し、その両端部に連結
した後輪用タイロツド１５，１５が左右方向に移
動して、後輪１７，１７の転舵が行われる。

従つて偏心軸２２の初期位置からのクランク回
動に伴い、その回動角が180゜未満は後輪１７，１
７を前輪７，７と同方向へ転舵し、この場合90゜
の時に後輪転舵角が最大となり、更に180゜を越え
ると逆方向へ転舵し、270゜の時の後輪転舵角が最
大となり、しかも前輪７，７と同位相時及び逆位
相時の後輪１７，１７の最大転舵角は等しい。

このようにハンドルの小操舵角操作で前輪と同
方向に後輪を転舵し、ハンドルの大操舵角操作で
は前輪と逆方向に後輪を転舵できるため、高速走
行中でのハンドルの小操舵操作による車線変更等
を行うに際しての操縦性を良好にするとともに、
低速走行で行なうハンドルの大操舵角操置による
Ｕターンや駐車場での入出等に際しての旋回半径
をより小さくして車両のとりまわし性が良好とな
る。

そして偏心軸２２とジヨイント軸３０とをテー
パ係合部３７で摺動系合し、即ち偏心軸２２にボ
ール２３……を介装して雄テーパ部材２４を装着
し、ジヨイント軸３０には左右の雌テーパ部材３
３，３３を一体化して備え、雄雌テーパ面２６，
３４，２６，３４間にローラ３６……，３６……
を介装したため、摩擦を極く小さくすることがで
き、テーパ係合による求心作用によつて自動芯合
せが行える。

しかも後輪用タイロツド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３
０とし、玉継手１３，１３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、偏心軸２２も極力短くできるため、装置の
コンパクト化が図れ、左右形状も対称となる。

更にサスペンシヨン型式に合わせて長さの異な
るジヨイント軸３０を選択でき、玉継手１３，１
３の配置に制約を受けることもない。

加えてホルダ４０の左右のパイプ４３，４３部
分でスパンを広くとつて車体への支持を行うた
め、柔らかいマウントゴム４６，４６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。

その上、スリーブ５０をホルダ４０の前方パイ
プ４２内に前後動調整できるようにし、スリーブ
５０によりワツシヤ５１及びアンギユラボールベ
アリング２８，２９を経て入力軸２０の位置を調
整可能とし、ロツクナイト５５にてその保持を行
うようにしたため、係合関係の調整を行うことが
できる。即ち入力軸２０をジヨイント部材３０側
へ後方移動させてテーパ係合部３７の係合状態の
初期設定を性能確認しながらクリアランス無く適
正に行うことができる。従つて打音の発生を予め
防止できる。

またこのように組付調整が行えるので、各部品
の精度管理並びに検査もさほど高くする必要もな
い。

更に予圧スプリング５２でワツシヤ５１及びア
ンギユラボールベアリング２８，２９を介して入
力軸２０を後方へ押圧付勢したため、テーパ係合
部３７のガタ発生を常時防止でき、長期使用時に
おいてもその係合状態を良好に維持することがで
きる。即ちスプリング５２の押圧力によりアンギ
ユラボールベアリング２８，２９，２３，２４、
テーパ係合部３７のクリアランスをラジアル及び
スラスト方向とも零に保つことができるので、各
部品間のガタ発生を防止でき、設定舵角を保証で
きる。

次に調整及び予圧構造の別実施例を第３図を基
に説明する。

入力軸２０を軸支するパイプ１４２を前後に長
く形成し、入力軸２０後部とパイプ１４２間にロ
ーラベアリング１５６を介装し、入力軸２０前部
とパイプ１４２間に調整手段及び予圧手段を構成
する。

即ち入力軸２０の前部を小径部１２１に形成
し、その段部１２２にアンギユラボールベアリン
グ１２３の内輪１２４を圧入嵌合し、外輪１２５
をパイプ１４２前部の大径部１４９内に軽く嵌合
する。そして外輪１２５前面にスラストワツシヤ
１５１を当て、パイプ大径部１４９内にスリーブ
１５０を螺合して挿入し、スリーブ１５０後端を
ワツシヤ１５１に付き当てる。スリーブ１５０と
入力軸２０間の空間内にコイルスプリング１５２
を入れ、スリーブ１５０の前部内周に設けたフラ
ンジ１５４とワツシヤ１５１間にスプリング１５
２を縮装する。更にスリーブ１５０上にロツクナ
イト１５５を螺着する。図中１５８はシールリン
グである。

このような調整手段と予圧手段も本発明に含ま
れる。

（発明の効果） 以上のように第１発明の前後輪の操舵装置によ
れば、特に偏心軸と、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、入力軸の前後方向位置を調整する調整手段を
設けたため、装置のコンパクト化、後輪舵角の誤
差解消、多種のサスペンシヨンへの適用化を達成
できるとともに、偏心軸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り、更に入
力軸とジヨイント部材との組付調整が行え、テー
パ係合部の初期設定の適正化を達成できる等、実
用性に富む。

更に第２発明では、入力軸をジヨイント部材方
向へ付勢する予圧手段を設けたため、テーパ係合
部の常時適正化を達成でき、長期使用によるガタ
の発生を防止して設定舵角を保証することができ
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−
線断面図、第３図は調整及び予圧構造の別実施
例を示す要部横断面図、第４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
ツド、２０は入力軸、２２は偏心軸、２３はボー
ル、２４は雄テーパ部材、２６は雄テーパ面、２
８，２９と１２３はアンギユラベアリング、２９
と１２５は外輪、３０はジヨイント部材、３３は
雌テーパ部材、３４は雌テーパ面、３６はロー
ラ、３７はテーパ係合部、４２と１４２は軸受ホ
ルダ、５０と１５０はスリーブ、５１と１５１は
スラストワツシヤ、５２と１５２はコイルスプリ
ングである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンドルと連動して回動する後輪操舵系の入
   力軸の後輪に設けた偏心軸と、左右の後輪用タイ
   ロツドを連結支持し、且つ左右方向へ水平移動可
   能に車体に支持されたジヨ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、 前記偏心軸とジヨイント部材との係合部を、偏
   心軸に対して左右に位置し、垂直方向に形成され
   たテーパ係合部として構成するとともに、 前記入力軸の前後方向位置を調整する調整手段
   を設けたこと、 を特徴とする前後輪の操舵装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、 前記調整手段は、 前記入力軸とこれの軸受ホルダ間に介装したア
   ンギユラベアリングと、 前記軸受ホルダ内に進退可能に螺合したスリー
   ブと、 該スリーブと前記ベアリングの外輪間に介設し
   たスラストワツシヤと、 から成ること、 を特徴とする前後輪の操舵装置。 ３ 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
   ロツドを連続支持し、且つ左右方向へ水平移動可
   能に車体に支持されたジヨ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
   もに後輪も操舵するようにした車両の操舵装置に
   おいて、 前記偏心軸とジヨイント部材との係合部を、偏
   心軸に対して左右に位置し、垂直方向に形成され
   たテーパ係合部として構成するとともに、 前記入力軸の前後方向位置を調整する調整手段
   を設け、 更に前記入力軸を前記ジヨイント部材方向へ付
   勢する予圧手段を設けたこと、 を特徴とする前後輪の操舵装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、 前記調整手段は、 前記入力軸とこれの軸受ホルダ間に介装したア
   ンギユラベアリングと、 前記軸受ホルダ内に進退可能に螺合したスリー
   ブと、 該スリーブと前記ベアリングの外輪間に介設し
   たスラストワツシヤと、 から成り、 前記予圧手段は、 前記スリーブ内に縮装されて前記ワツシヤを後
   方へ押圧するコイルスプリングであること、 を特徴とする前後輪の操舵装置。