JPH035352B2 - - 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の一つとして本出願人は特
願昭56−127188号）（特開昭58−30869号）を提案
した。この操舵方式は、ハンドルと連結して回動
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結支持するジヨ
イント部材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したものである。

（発明が解決しようとする問題点） 斯かる操舵方式によれば偏心軸用を直接ジヨイ
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、その目的とする処は、
偏心軸とジヨイント部材との自動芯合せ化を実現
するとともに、偏心軸とジヨイント部材との係合
部におけるクリアランス発生を防止し、更にジヨ
イント部材の後方への撓みも防止するようにした
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） 従つて本発明は、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２
２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とジヨイント部材４０とをテーパ係合
部４７で係合するとともに、前記入力軸２０を前
記ジヨイント部材４０方向へ付勢する予圧手段６
２，１６２を設け、更に前記ジヨイント部材４０
の中央部後方に規制手段８７を設けたことを特徴
とする。

具体的には、前記規制手段８７は、ジヨイント
部材４０とこれのホルダ５０間に配置したガイド
部材８０と、このガイド部材とジヨイント部材間
に介装した軸線が水平になるローラ８５……と、
ホルダに後方から螺合したガイド部材に押接する
調整用ボルト８３，８３とから成る。

（作用） このように偏心軸２２とジヨイント部材４０と
をテーパ係合部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
せが行えるとともに、入力軸２０をジヨイント部
材４０方向へ付勢する予圧手段６２，１６２を設
けたため、その押圧力によりテーパ係合部４７の
係合状態を常時適正に保つことができ、更にジヨ
イント部材４０の中央部後方に規制手段８７を設
けたため、前記予圧手段６２，１６２による押圧
力によつてジヨイント部材４０が後方へ撓もうと
するのを防止することができ、応答性を良好にす
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７図は操舵装置全体の概略斜視図
である。

第７図のようにハンドル１の支軸２はラツピニ
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を支承してナツクル
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の後輪に第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内周を雌テーパ部材３３に形成し、
前記雄テーパ部２３との間にボール２４……を介
装してアンギユラベアリングを構成するとともも
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７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１４，１４を介して
ジヨイント軸４０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。即ち被係合部
材４１を筒部４２で第２図に示す如く後下方から
２本のボルト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本の垂直壁部４３，４３の対向面に
前方へ臨む雌テーパ部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ユラベアリングを備える。
この係合部材３６の左右の垂直壁部３７，３７の
側面に後方へ臨む雄テーパ面３８，３８を形成す
る。この両雄テーパ面３８，３８の上下端にはス
トツパー用突部３９，３９，３９，３９を突出す
る。

更に斯る係合部材３６と被係合部材４１との係
合組付時には、左右の両テーパ面３８，４４，３
８，４４間に第３図にも示すようにリテーナ４
５，４５にて保持される軸線を水平としたローラ
４６……，４６……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
をボツクス５１に、前後及び左右部をパイプ５
２，５３，５３に一体形成したホルダ５０にて支
承する。即ちホルダ５０のボツクス５１内に被係
合部材４１を臨ませてジヨイント軸４０を左右の
パイプ５３，５３内にメタルベアリング５４，５
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５１内に臨ませて係合部材３
６を前記被係合部材４１にローラ４６……，４６
……を介し係合し、入力軸２０を前方のパイプ５
２内に回転自在に軸支する。

更にボツクス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をスナツプリング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枚のリングギヤ７１，７２から成り、
一方のギヤ７１をボルト７８にてボツクス５１に
回動不能に固定し、他方のギヤ７２の一側方には
上下の段部７３，７３を形成し、ボツクス５１の
上下方向から螺合した調整ボルト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４図
では６個）の凹部７４……を設け、この凹部７４
内に第５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の前部上にボール２６……を介装して
リング２７を装置し、コンタクト式のアンギユラ
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２前端に
スラストワツシヤ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
をワツシヤ６１に突き当てる。スリーブ６０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にて規制したシート６４と前記ワツ
シヤ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６０上にはロツクナツト６５を螺着する。ま
たスリーブ６０の前端と入力軸２０間にはローラ
ベアリング６６を介装し、シールキヤツプ６７を
被冠する。

以上において、前記被係合部材４１の後面には
第２図にも示す如く垂直面４７を形成し、ボツク
ス５１の開口部をボルト５９……を締めて閉じる
カバー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８
１の左右端にはストツパー用突部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本の調整用ボルト８３，８
３にて前方に付勢保持し、両垂直面４７，８１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。

斯しくして入力軸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５
３，５３を柔らかいマウントゴム９１，９を介装
して車体側ブラケツト９２，９２に支持する。
尚、左右の玉継手１４，１４をパイプ５３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９４，９４で覆う。

以上の操舵装置の設定は、偏心軸２２を入力軸
２０に対して鉛直方向、例えば第３図のように鉛
直下方に初期設定し、前輪７，７に転舵する場合
は偏心軸２２が第３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４
図にようにインターナルのリングギヤ７０の最下
部に噛合し、偏心カム３２の頂部３４は第３図の
如く鉛直下方に向いている。

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。偏心軸２２がクラン
ク回動すると、この偏心軸２２上に回動自在に嵌
合した筒部材３０のピニオン３１が、ボツクス５
１に設けたインターナルのリングギヤ７０との噛
合により、このリングギヤ７０内方を公転すると
ともに、偏心軸２２上を自転する。筒部材３０は
ピニオン３１と偏心カム３２を一体に備えるの
で、偏心カム３２もピニオン３１と同じ公転及び
自転を行う。

この公転と自転による偏心カム３２の合成運動
は、偏心カム３２上にボール３５……を介して設
けた係合部材３６から、互いに左右両側面にてロ
ーラ４６……，４６……を夫々介して上下スライ
ド係合する被係合部材４１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４１を固着
してなるジヨイント軸４０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１５，１
５が左右方向に移動して、後輪１７，１７の転舵
が行われる。

具体的には、前述の初期設定によつて、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の公転角度が所定角未満までは、後輪１
７，１７が前輪７，７と同方向へ転舵され、即ち
ハンドル１の小操舵角操作範囲では、前後輪の同
位相転舵が行われる。ピニオン３１の公転角度が
所定角になると、後輪１７，１７の転舵角が零と
なる。そしてピニオン３１の公転角度が所定角を
越えると、後輪１７，１７が前輪７，７と逆方向
へ転舵され、即ちハンドル１の大操舵角操作範囲
では、前後輪の逆位相転舵が行われるものとなつ
ている。

次に前後輪の同位相転舵時及び逆位相転舵時に
おける後輪の最大転舵角について説明する。

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３
２の頂部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。従つ
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を越える
と、入力軸２０に対する偏心軸２２と偏心カム３
２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つて
大きくなり、ジヨイント軸４０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。

このようにハンドルの小操舵角操作で行われる
前輪と同方向への後輪の最大転舵角よりも、ハン
ドルの大操舵角操作で行われる前輪と逆方向への
後輪の最大転舵角を大きくできるため、高速走行
中でのハンドルの小操舵角操作による車線変更等
を行うに際しての操縦性をより良好にするととも
に、低速走行で行うハンドルの大操舵角操作によ
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の一層の
向上が図れる。

そして偏心カム３２とジヨイント軸４０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３６を
装着し、ジヨイント軸４０には左右の雌テーパ部
材４３，４３を一体化して備え、雄雌両テーパ３
８，４４，３８，４４間にローラ４６……，４６
……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。

その上、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によりワツシヤ６１及びアンギユラボールベ
アリング２６，２７を経て入力軸２０の位置を調
整可能とし、ロツクナツト６５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。

更に予圧スプリング６２でワツシヤ６１及びア
ンギユラボールベアリング２６，２７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４７のガタ発生を防止でき、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６２の押圧力によりアンギユ
ラボールベアリング２６，２７，２４，３０，３
５，３６、テーパ係合部４７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。

以上において、ジヨイント軸４０の中央部後方
に規制手段８７を設け、即ち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８６の弾
発力により前方に付勢するようにしたため、予圧
スプリング６２の付勢によるジヨイント軸４０の
後方への撓みを防止でき、しかもジヨイント軸４
０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。またジヨイント軸４０を軸支するメ
タルベアリング５４，５４のスパンを広くして
も、ジヨイント軸４０の剛性は確保でき、またメ
タルベアリング５４，５４摩耗を防止できる。

次に入力軸２０の調整及び予圧構造の別実施例
を第６図を基に説明する。

入力軸２０を軸支するパイプ１５２を前方に長
く形成し、入力軸２０後部とパイプ１５２間にロ
ーラベアリング１６６を介装し、入力軸２０前部
とパイプ１５２間に調整手段及び予圧手段を構成
する。

即ち入力軸２０の前部を小型部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
とパイプ１５２前部の大径部１５９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
１６１を当て、パイプ大径部１５９内にスリーブ
１６０を螺合して挿入し、スリーブ１６０後端を
ワツシヤ１６１に突き当てる。スリーブ１６１と
入力軸２０間の空間内にコイルスプリング１６２
を入れ、スリーブ１６０の前部内周に設けたフラ
ンジ１６４とワツシヤ１６１間にスプリング１６
２を縮装する。更にスリーブ１６０上にロツクナ
ツト１６５を螺着する。

尚、実施例では、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
関数型の操舵装置を説明したが、偏心軸上にジヨ
イント部材を直接的に係合するようにした対称関
数の操舵装置も本発明に含まれる。

（発明の効果） 以上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、入力軸をジヨイント部材方向へ付勢する予圧
手段を設けるとともに、ジヨイント部材の中央部
における後方への撓みを防止する規制手段を設け
たため、偏心軸とジヨイント部材との自動芯合せ
化を行うことができ、舵角を高精度に維持でき、
しかも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上、ジヨイント部材の剛性を
確保して応答性を良好にすることができ、またジ
ヨイント部材の摺動摩擦も低減することが可能と
なる等、実用性に富む。

【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図は第１図−線断面図、第
４図は第１図−線矢視図、第５図は第４図
−線断面図、第６図は調整及び予圧構造の別実
施例を示す要部断面図、第７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、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は雌テーパ部材、４
４は雌テーパ面、４６はローラ、４７はテーパ係
合部、６２，１６２は予圧手段、７０はインター
ナルギヤ、８０はガイド部材、８３は調整用ボル
ト、８５はローラ、８６はプレートスプリング、
８７は規制手段である。

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
   力軸の後端に設けた偏心軸と、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をテーパ
   係合部で係合するとともに、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、更
   に前記ジヨイント部材の中央部後方に当該ジヨイ
   ント部材の後方への撓みを防止する規制手段を設
   けたことを特徴とする前後輪の操舵装置。 ２ 前記特許請求の範囲第１項において、前記規
   制手段は、前記ジヨイント部材とこれのホルダ間
   に配置したガイド部材と、該ガイド部材と前記ジ
   ヨイント部材間に介装した軸線が垂直なるローラ
   と、前記ホルダに後方から螺合して前記ガイド部
   材に押接する調整用ボルトとから成る前後輪の操
   舵装置。