JPH0572657U - 四輪操舵制御装置の配置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 四輪操舵式の車両において、ステアリングホ
イルの操向操作に対して後輪を同位相或いは逆位相とす
る四輪操舵制御装置の配置構造を改良して、車体中心部
における他の部材配置の自由度を高めることを目的とす
る。 【構成】 同一側前後輪の操舵用ロッドと、両ロッドを
連結する四輪操舵制御用ギアボックスを車体側方に配置
するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、旋回半径の小さくできる逆位相と、車体の平行移動が可能な同位相 とに四輪操舵できる車両における四輪操舵制御装置の配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

乗用管理機、或いは乗用防除機等、狭い畝間等に車輪を配置した四輪型車両に おいては、直進走行にて作業中である場合等には、わずかな走行路の曲がりに対 応し、前輪の回動に対して車体後部の尻振りが起こらないような、即ち、操向安 定性の高い操舵機能を有すること、或いはわずかな位置調節のために車体を平行 移動できる機能を有することが求められ、その一方で、枕地等では、なるべく小 さな旋回半径にて急旋回できる機能が必要なのである。このような相矛盾する機 能を有する四輪操舵構造として、前後輪の操舵をステアリング舵角に対応させ、 該舵角の小さな時は同位相にて操舵され、該舵角が一定以上大きくなると逆位相 に移行する如きものが、公知技術として存在する。

【０００３】 ここで、該公知技術について、図６及び図７によって説明する。図６にて該四 輪操舵制御装置の全体構造を説明すると、ステアリングホイルＳＷによって前輪 操舵用ギアボックスＦＢ内の操舵用ギアを回動させ、前輪タイロッドＦＴを介し て前輪ＦＷを操舵し、同時に前輪操舵用ギアボックスＦＢのギア回転が中心操舵 軸ＣＳを回転させ、該回転を後輪タイロッドＲＴの中心に位置する後輪操舵用ギ アボックスＲＢ内の操舵用ギアを回動し、該回転の方向及び回動幅に従って後輪 タイロッドＲＴを介して後輪ＲＷを操舵する。即ち、ステアリングホイル操作に より前輪を操舵し、中心操舵軸による機械的連結によって後輪を操舵する構造と なっている。

【０００４】 前記の四輪操舵制御装置において、同位相から逆位相へと後輪操舵角を移行さ せる機能を有する部材は、後輪操舵用ギアボックスＲＢである。その内部構造を 図７より説明すると、中心操舵軸ＣＳに連結されて回転力を入力する偏心軸３０ が回転し、それにより該偏心軸３０を軸としてオフセット軸３１が公転する。該 オフセット軸３１は回転ギア３２の軸となっており、該オフセット軸３１の公転 とともに該回転ギア３２が公転をするが、その公転の外周に沿って固定ギア３３ の内部に構成するギア部分を配置しており、該ギア部分を該回転ギア３２に噛合 させている。さらに、回転ギア３２にはオフセット軸３４が突設されており、回 転ギア３２が固定ギア３３に沿って公転するとともにギア噛合によって公転方向 と逆向きに自転するので、該オフセット軸３４は該回転ギア３２の公転と自転が 合成された運動をすることになる。そして、該オフセット軸３４はスライド板３ ５に連結し、該スライド板３５はガイド部材３６に上下摺動可能に嵌挿されてお り、該ガイド部材の下部には、偏心軸３０と垂直方向に出力ロッド３７を固設す る。該オフセット軸３４の運動は、上下運動を伴うが、これは該スライド板３５ の上下によって吸収され、従って、該オフセット軸３４の左右方向の移動のみが 出力ロッド３７の左右運動となって伝えられるのである。

【０００５】 このような後輪操舵用ギアボックスＲＢ内の伝動構造により、偏心軸３０の回 転距離（ステアリング舵角）Ｘ’に対する出力ロッド３７の移動量Ｙ’は図８の 如き曲線Ｒを成す。即ち、回転ギア３２の公転によるオフセット軸３１の左右方 向の移動量を示す曲線Ｐと、回転ギア３２の自転によるオフセット軸３４の左右 方向の移動量を示す曲線Ｑを合成したものである。該出力ロッド３７は、左右方 向に後輪タイロッドＲＴを連結しているので、一方向のステアリング操向に伴っ て前輪ＦＷは同方向に回動し、後輪ＲＷは、該出力ロッド３７の運動に伴って、 同位相に回動した後、一定の舵角となった時点で逆位相へと移行する。そのステ アリング舵角に対する前輪ＦＷ及び後輪ＲＷの切角は、後記の本考案における四 輪操舵構造による図５と略同じ関係を示すものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

以上の従来技術を乗用管理機や乗用防除機に採用する場合に問題となるのは、 乗用管理機等においては、車軸が高位置の割りに車体が軽く、重量バランスを取 るためにエンジン等の部材の配置を考慮する必要性があり、場合によっては、車 体中心付近に配置することも必要である。従って、各部材の配置にある程度自由 度のある車両構造が望まれるのであるが、図６、図７に示す従来技術においては 、前輪と後輪との操舵連絡が中心操舵軸ＣＳによるものとなっており、車体中心 部に他の部材を配置する自由域がないのである。また、このように四輪操舵制御 装置を車体中心部に配置すると、メンテナンスが困難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の解決すべき課題は以上であり、次に課題を解決するための手段を説明 する。即ち、四輪操舵式車両において、ステアリングホイル５の操向操作を四輪 操舵制御用ギアボックスＳＢを介して前輪及び後輪を操向回動し、該四輪操舵制 御用ギアボックスＳＢを車体中央の側方部に配置したものである。

【０００８】

【作用】

前後輪操舵用のロッド１５，１６と両ロッドを連結する四輪操舵制御用ギアボ ックスＳＢが車体側方に配置され、車体中心部の部材配置自由度が向上する。

【０００９】

【実施例】

本考案の解決すべき課題及び構成は以上の如くであり、次に添付の図面に示し た本考案の実施例を説明する。図１は本考案を用いた乗用防除機の側面図、図２ は同じく乗用防除機における四輪操舵制御構造を示す平面図、図３は四輪操舵制 御用ギアボックスＳＢの平面図、図４は同じく側面断面図、図５は左旋回及び右 旋回における操舵角に対する各車輪切角の方向及び大きさを示す相関図、図６は 従来の四輪操舵制御構造を示す斜視図、図７は図６における後輪操舵用ギアボッ クスＲＢの内部組立構造を示す組立斜視図、図８は図６における前輪の操舵角に 対する後輪の切角の方向及び大きさを示す相関図である。

【００１０】 先ず、図１によって本考案の四輪操舵構造を採用した乗用防除機の構成につい て説明する。従来の防除作業は、トラクター型の乗用管理機の後部に一体の薬剤 タンクを搭載し、スプレー部材によって薬剤を散布していたのだが、薬剤タンク が満タン時と空の時で重量が変わり、また、エンジンは車体前部に搭載している のが通常であったので、車体前後で重量バランスの変動が生じ、一方に偏る場合 も多かったので、車体がバランスを失って転倒する危険さえあったのである。そ こで、本考案においては、薬剤タンクをＴ１，Ｔ２として分割し、前後に配置し た上、両タンクをフレーム３内にて連結して同量ずつ減量するようにしたもので ある。それに伴い、従来は前部に搭載することが多かったエンジンＥを車体の中 心部に配置し、重量バランスを前後均等としているのである。

【００１１】 フレーム３の上には、前後に薬剤タンクＴ１，Ｔ２を搭載する他、中心部に運 転席４、その前部にステアリングホイル５、側部に主変速レバー６が配置されて おり、運転席４の下部でフレーム１内に配置されている変速装置Ｈに連結されて いる。最前部にはバッテリーＢが搭載されている。また、フレーム３の内部にお いては、駆動系や操舵系の部材が配設され、運転席２の側方位置にエンジンＥが 配置されており、後記四輪操舵制御用ギアボックスＳＢは、その反対側の側方部 に配置されているのである。そして、フレーム１下部においては、前輪アクスル ケース７を介して両側に前輪１Ｌ，１Ｒが、後輪アクスルケース８の両側に後輪 ２Ｌ，２Ｒが配設されており、左右の前輪１Ｌ，１Ｒ及び後輪２Ｌ，２Ｒは、そ れぞれ前輪用ベルクランク９、後輪用ベルクランク１０を介して前輪タイロッド １１Ｌ，１１Ｒ、後輪タイロッド１２Ｌ，１２Ｒによって連結されている。なお １３は乗降用ステップである。また、エンジンＥは後輪２を駆動するとともに、 薬剤タンクＴ１，Ｔ２より図示されぬブームスプレーに薬剤を送り込むポンプを 駆動するものである。

【００１２】 次に、図２によって、該乗用防除機の四輪操舵の全体構造について説明する。 ステアリングホイル５の操作により操舵用シリンダー１４のピストンロッド１４ ａが駆動され（本実施例においては、右旋回時に伸長方向に、左旋回時に収縮方 向に駆動される）、四輪操舵制御用ギアボックスＳＢ内のギア構成により前輪操 舵用ロッド１５、後輪操舵用ロッド１６を移動させ、両操舵用ロッドの移動がナ ックルアーム１７ａ及び１８ａを回動し、更に、ナックルアーム１７ａの回動は 前輪タイロッド１１Ｒ、前輪用ベルクランク９、前輪タイロッド１１Ｌを介して 反対側のナックルアーム１８ｂを回動し、これにより、両側の前輪１Ｌ及び１Ｒ が同方向に操舵される。同様に、ナックルアーム１８ａの回動が後輪タイロッド １２Ｒ、後輪用ベルクランク１０、後輪タイロッド１２Ｌを介してナックルアー ム１８ｂを回動し、その結果、両側の後輪２Ｌ及び２Ｒが同方向に回動されるも のである。

【００１３】 図２よりわかるように、該四輪操舵制御用ギアボックスＳＢ及び前輪操舵用ロ ッド１５、後輪操舵用ロッド１６は、車体側方に配置されているので、重量バラ ンスを取るために、エンジンＥを中心側方部に搭載し、それに連続して車体中央 部に変速装置Ｈを設けたりすることも可能となるわけである。このように、四輪 操舵制御装置を車体側方に配置したことにより、車体中央部における部材配置の 自由度が大きくなるのであり、更に、メンテナンスにおいても車体中心部に配置 されている状態よりもずっと簡単に行えるのである。

【００１４】 次に四輪操舵制御用ギアボックスＳＢについて、図３及び図４にて説明する。 まず、フレーム３の側部フレーム材３ａに、ボルト１９にて、支点支え板２０及 びラックギア支点２１を、該側部フレーム材３ａを挟持する如く固定する。支点 支え板２０には支点軸２２の上端が溶接固定されており、該支点軸２２は垂設し てラックギア支点２１を貫通している。該ラックギア支点２１には該支点軸２２ の周囲にてラックギア２３が水平状に螺止されており、側部フレーム材３ａと反 対側に扇形の歯部２３ａが形成され、該ラックギア支点２１の上下両側にサイド アーム２５が支点軸２２に枢支され、該サイドアーム２５の上部２５ａにシリン ダーアーム２４がボルト固定され、該シリンダーアーム２４先端に前記操舵用シ リンダー１４のピストンロッド１４ａに連結されている。また、コの字状のサイ ドアーム２５の下部２５ｂには前輪操舵用アーム２６がボルト固定され、シリン ダーアーム２４の回動がサイドアーム２５と前輪操舵用アーム２６を一体にして 回動する如く構成するものである。なお、前輪操舵用アーム２６は前記前輪操舵 用ロッド１５を連結するものである。

【００１５】 前記サイドアーム２５の一方は、前記の如く支点軸２２に枢支されているもの であり、もう一方は、可動軸２７を枢支している。該可動軸２７はサイドアーム ２５の下部２５ｂの下方にて、後輪操舵用ロッド１６に連結される後輪操舵用ア ーム２８に溶接固定しており、可動軸２７の中央部分においては、水平状のピニ オンギア２９が該可動軸２７とインナースプライン２７ａにて一体構成となる如 く嵌合してあり、更に該ピニオンギア２９は、ラックギア支点２１に螺止して固 定されているラックギア２３の歯部２３ａに噛合している。これにより、サイド アーム２５が支点軸２２を中心として公転するとともに、可動軸２７がラックギ ア２３とピニオンギア２９の噛合にて自転し、後輪操舵用アーム２８を回動する ものである。従って、該後輪操舵用アーム２８が、一方へのステアリング操舵（ 前輪１の一方への操舵）の間に、支点軸２２より見て左右方向の一方に移動した 後、一定舵角に達すると、その反対側へと移行する運動をし、該後輪操舵用アー ム２８とナックルアーム１８ａが後輪操舵用ロッド１５を介してクランク運動を することから、後輪２Ｌ・２Ｒが、前輪１Ｌ・１Ｒの一方への操舵の間に、一定 の舵角を境にして、同位相から逆位相へと移行するのである。

【００１６】 図５は右旋回時及び左旋回時におけるステアリングホイルの舵角に対する各車 輪の切角の方向及び大きさを表すものである。但し、ステアリング舵角はピニオ ンギアの回転角によって表している。先ず、前輪１Ｌ・１Ｒは、ステアリングを 切った向きに、舵角分だけ旋回する。そして、舵角の小さい時においては前後輪 が同位相に操舵され、舵角Ｘにおいて同位相における後輪２Ｌ・２Ｒの切角が最 大となり、更にステアリングを切ることにより、後輪２Ｌ・２Ｒの切角は小さく なり、舵角Ｙで後輪は車体とに対して直進方向を向く。そして、更に舵角を大き くする時は、今度は後輪２Ｌ・２Ｒは前輪１Ｌ・１Ｒに対して逆位相に旋回し、 舵角が大きくなるほど後輪２Ｌ・２Ｒの切角も大きくなり、一層旋回半径が小さ くなる。このように前後輪が操舵されるので、該四輪操舵機構を採用する乗用防 除機等において、舵角の小さい時は同位相操舵で、操向安定性が保持され、車体 の平行移動による微妙な位置調節も可能なのであり、舵角が大きく、急旋回を要 する時は、逆位相となって、極小さい旋回半径にて旋回することができるのであ る。また、左旋回時と右旋回時とにおいて、各車輪の切角が左右対称になってい るので、両旋回において、全く同じ軌跡の旋回を行うことができるのである。

【００１７】

【考案の効果】

本考案は以上のように構成したので、次の如き効果を奏するものである。即ち 四輪操舵制御装置である、同位相から逆位相への移行操舵を形成する四輪操舵制 御用ギアボックスＳＢ、前輪操舵用ロッド１５、及び後輪操舵用ロッド１６を、 車体側方に配置したので、車体中心部の他の部材の配置自由度が向上し、乗用防 除機等において、エンジン等を車体中心部に搭載して重量バランスを保持するこ とも可能となるのである。また、車体側方にあることにより、該装置のメンテナ ンスが容易に行えるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を用いた乗用防除機の側面図である。

【図２】同じく乗用防除機における四輪操舵制御装置の
配置を示す平面図である。

【図３】四輪操舵制御用ギアボックスＳＢの平面図であ
る。

【図４】同じく側面断面図である。

【図５】左旋回及び右旋回における操舵角に対する各車
輪切角の方向及び大きさを示す相関図である。

【図６】従来の四輪操舵制御構造を示す斜視図である。

【図７】図６における後輪操舵用ギアボックスＲＢの内
部組立構造を示す組立斜視図である。

【図８】図６における前輪の操舵角に対する後輪の切角
の方向及び大きさを示す相関図である。

【符号の説明】

ＳＢ 四輪操舵制御用ギアボックス １ 前輪 ２ 後輪 ５ ステアリングホイル １５ 前輪操舵用ロッド １６ 後段操舵用ロッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 四輪操舵式車両において、ステアリング
   ホイル５の操向操作を四輪操舵制御用ギアボックスＳＢ
   を介して前輪及び後輪を操向回動し、該四輪操舵制御用
   ギアボックスＳＢを車体中央の側方部に配置したことを
   特徴とする四輪操舵制御装置の配置構造。