JPH061122U - ４輪操舵車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後輪操舵棒を中立位置に戻し保持する。前後
両輪を操舵した後にステアリングホイールを中立位置に
戻すさいのトルクを小さくする。 【構成】 軸線周りに回転するとともに軸線方向に移動
することにより後輪を操舵する後輪操舵棒12の周面に、
平坦部30を形成する。後輪操舵棒12の周面に、軸線方向
の移動距離と軸線周りの回転角度の比が一定となるよう
に、所定長さにわたるねじれ状のカム状部分31を一体に
形成する。左右方向に移動しないが後輪操舵棒12の軸線
と直交する方向に移動するように、カム状部分31に当接
する付勢部材32を設ける。付勢部材32をカム状部分31に
向かって付勢するばね34、35を配置する。カム状部分31
の一部は平坦部30上にあり、残りの部分は後輪操舵棒12
の軸線を中心とする円筒面上にある。後輪操舵棒12の中
立位置からの回転角度が所定範囲内にあるときに、付勢
部材32をカム状部分31の平坦部30上の部分に当接させ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、４輪操舵車両の後輪操舵装置に関する。

【０００２】 この明細書において、図７の左側を前、右側を後とし、同図の下側を左、上側 を右とする。

【０００３】

【従来の技術】

４輪操舵車両の後輪操舵装置として、前後方向にのびる軸線の周りに回転しう るようにハウジングに支持され、かつ前輪操舵時に回転させられる入力軸と、入 力軸の回転時に左右方向にのびる軸線の周りに回転させられるとともに軸線方向 に移動しうるようにハウジングに支持され、かつ軸線方向に移動することにより 後輪を操舵する後輪操舵棒とを備えたものが知られている。

【０００４】 このような後輪操舵装置においては、前輪が中立位置にあるときに後輪に外力 が加わった場合等に、走行安定性を高めるために後輪操舵棒を中立位置に保持す る必要がある。また、前後両輪を操舵した後、ステアリングホイールを中立位置 に戻すためのトルクを小さくするために、後輪操舵棒を中立位置に復元する必要 がある。

【０００５】 そのため、従来は、ハウジングと入力軸の間に、後輪操舵棒を中立位置に保持 する装置が設けられたものが知られている（実開平３−３８２７９号参照）。

【０００６】 この従来装置を図８〜図１０に示す。図８において、後輪操舵装置の前後方向 にのびる入力軸(50)の周囲に筒状体(51)が嵌められて固定されている。筒状体(5 1)の周面には、環状溝(52)が全周にわたって形成されている。また、後輪操舵装 置のハウジング（図示略）に、入力軸(50)の軸線と直交する方向に移動する付勢 部材(53)が入力軸(50)の軸線方向に移動しないように設けられている。付勢部材 (53)は、入力軸(50)の軸線と直交する方向に移動するローラ支持部材(54)と、ロ ーラ支持部材(54)に回転自在に取付けられかつ筒状体(51)の環状溝(52)に嵌まる ローラ(55)とよりなり、圧縮コイルばね(56)により常に入力軸(50)に向かって付 勢されている。環状溝(52)の底面における入力軸(50)の中立位置からの回転角度 が所定範囲内にあるときにローラ(55)の接する部分(52a) は、入力軸(50)を中立 位置に保持する力を付勢部材(53)から受けるような形状となされている。また、 環状溝(52)の底面における入力軸(50)が中立位置にあるときにローラ(55)の接す る部分には、ローラ(55)の一部が嵌まる凹所(52b) が形成されている。

【０００７】 図９に示すように、前輪が操舵されて入力軸(50)が軸線の回りに矢印(A) 方向 に回転した場合、その回転角度が上記所定範囲内にあると、環状溝(52)の部分(5 2a) の働きにより、付勢部材(53)が入力軸(50)から離隔する方向に移動させられ てばね(56)が圧縮される。その結果、ばね(56)の弾発力により入力軸(50)が上記 回転方向とは反対方向の回転力が付与され、この方向に回転させられて元の中立 位置に戻る。こうして、入力軸(50)が中立位置に保持される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した後輪操舵装置には次のような問題がある。すなわち、 図１０に示すように、入力軸(50)が矢印(A) 方向に１周近く回転するように前輪 が操舵された場合には、付勢部材(53)は部分(52a) における図９とは反対側の部 分に当接する。その結果、ばね(56)の弾発力は、さらに入力軸(50)を同方向に回 転させるように作用する。したがって、入力軸(50)を中立位置に復帰させること ができなくなるとともに、ステアリングホイールを中立位置に戻すために大きな トルクが必要になるという問題がある。

【０００９】 この考案の目的は、上記問題を解決した４輪操舵車両の後輪操舵装置を提供す ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 この考案による４輪操舵車両の後輪操舵装置は、 前輪操舵時に回転させられる入力軸と、入力軸の回転時に左右方向にのびる軸 線の周りに回転するとともに軸線方向に移動しうるようにハウジングに支持され 、かつ軸線方向に移動することにより後輪を操舵する後輪操舵棒とを備えた４輪 操舵車両における後輪操舵装置であって、 後輪操舵棒の周面に、軸線方向の移動距離と軸線周りの回転角度の比が一定と なるように所定長さにわたって固定状に設けられたねじれ状のカム状部分と、 左右方向に移動しないが後輪操舵棒の軸線と直交する方向に移動するようにハ ウジングに設けられ、かつカム状部分に当接する付勢部材と、 付勢部材をカム状部分に向かって付勢するばねとを備えており、 カム状部分のうち、後輪操舵棒の中立位置からの回転角度が所定範囲内にある ときに付勢部材の当接する部分が、後輪操舵棒を中立位置に戻し保持する力を付 勢部材から受けるような形状となされるとともに、残りの部分が後輪操舵棒の軸 線を中心とする円筒面上に位置させられているものである。

【００１１】

【作用】

入力軸の回転により、後輪操舵棒が左右方向にのびる軸線の周りに回転させら れるとともに軸線方向に移動させられ、かつ軸線方向に移動することにより後輪 が操舵される。

【００１２】 後輪操舵棒が軸線周りに回転した場合、その中立位置からの回転角度が所定範 囲内にあるときには、付勢部材のカム状部分への当接部は、後輪操舵棒を中立位 置に戻し保持する力を付勢部材から受けるような形状となされた部分であるので 、ばねの力により、後輪操舵棒に上記回転方向とは反対方向の回転力が付与され る。また、後輪操舵棒の回転角度が上記所定範囲外になると、付勢部材のカム状 部分への当接部は、カム状部分における後輪操舵棒の軸線を中心とする円筒面上 に位置させられている部分であるので、後輪操舵棒に回転力は付与されない。

【００１３】 したがって、後輪操舵棒が中立位置から回転したさいの回転角度が所定範囲内 にあるときのみに後輪操舵棒にその回転方向と逆方向の回転力が付与され、後輪 操舵棒が中立位置に復帰する。

【００１４】

【実施例】

以下、この考案の１実施例を、図面を参照して説明する。

【００１５】 図７は、この考案の後輪操舵装置を備えた４輪操舵車両の概略構成を示す。後 輪操舵装置(1) は、前後方向にのびる連結軸(2) によって前輪操舵装置(3) に連 結されている。連結軸(2) は複数の軸が自在継手によって連結されたものであり 、前端のピニオン軸(4) のピニオン(5) が前輪操舵装置(3) のラック棒(6) に噛 み合っている。前輪操舵装置(3) のラック棒(6) の両端は左右両側の前輪(7) の ナックルアーム(8) にタイロッド(9) を介して連結されている。そして、ステア リングホイール(10)を回転させることによりラック棒(6) が左右方向に移動し、 前輪(7) の操舵が行われる。また、ラック棒(6) の左右方向の移動により、これ に応じた量だけ連結軸(2) が回転し、この回転が後輪操舵装置(1) の入力軸(11) に伝えられる。

【００１６】 後輪操舵装置(1) は、前輪操舵装置(3) のラック棒(6) に相当する後輪操舵棒 (12)を備えている。後輪操舵棒(12)は、左右方向にのび、軸線方向（左右方向） に移動しうるとともに軸線の周りに回転しうるように、車体に固定されたハウジ ング(13)に支持されている。後輪操舵棒(12)の両端は左右両側の後輪(14)のナッ クルアーム(15)にタイロッド(16)を介して連結されており、後述するように、後 輪操舵棒(12)が左右方向に移動することにより、後輪(14)の操舵が行われる。

【００１７】 図１に示すように、後輪操舵装置(1) の入力軸(11)は前後方向にのびており、 回転はしうるが前後方向に移動しないように２つのアンギュラ玉軸受(17)(18)を 介してハウジング(13)に支持されており、その前部がハウジング(13)から突出し ている。入力軸(11)の後端には大傘歯車(19)が一体に形成されている。

【００１８】 ハウジング(13)内の左端部に左右方向にのびるスリーブ(21)が複列アンギュラ 玉軸受(22)を介して軸線の周りに回転しうるように支持されており、このスリー ブ(21)に後輪操舵棒(12)が、スプライン(23)を介して軸線方向に移動しうるが相 互に回転はしないように連結されている。スリーブ(21)の右端部には大傘歯車(1 9)と噛み合う小傘歯車(24)が一体に形成されており、入力軸(11)の回転が両傘歯 車(19)(24)を介してスリーブ(21)に伝えられ、これにより後輪操舵棒(12)が回転 させられるようになっている。大傘歯車(19)と小傘歯車(24)のバックラッシュは 、複列アンギュラ玉軸受(22)により調整されるようになっている。また、ハウジ ング(13)内の右端部にガイド(25)が固定状に設けられ、このガイド(25)に後輪操 舵棒(12)が、軸線方向の移動と軸線周りの回転ができるように支持されている。

【００１９】 後輪操舵棒(12)の長さの中間部には所定長さにわたるおねじ部(12a) が形成さ れており、このおねじ部(12a) に多数のボール(26)を介してボールナット(27)が ねじ嵌められている。ボールナット(27)に前方に突出した円柱状の突起(27a) が 一体に形成され、この突起(27a) には、その軸線方向に摺動しうるように球面ブ シュ(28)が嵌められている。球面ブシュ(28)は、入力軸(11)の後端面に形成され た穴(11a) 内に、回転および任意方向に傾動しうるように嵌められている。突起 (27a) の軸線は、入力軸(11)の軸線に対して傾いている。

【００２０】 なお、ここまでの構成は公知であり（たとえば特開平３−３２９８２号参照） 、詳しい説明は省略するが、次のようにして後輪(14)が操舵される。

【００２１】 前輪(7) が操舵されることにより入力軸(11)が回転すると、大傘歯車(19)およ び小傘歯車(24)の噛み合いによりスリーブ(21)が回転し、これとともに後輪操舵 棒(12)が回転する。その結果、おねじ部(12a) とボールナット(27)の働きにより 、後輪操舵棒(12)が軸線方向に移動し、後輪(14)が操舵される。ボールナット(2 7)に一体に形成された突起(27a) が、入力軸(11)の軸線に傾斜していることによ って、前輪(7) の操舵角が小さくて入力軸(11)の回転量が小さい場合には後輪(1 4)は操舵されず、上記回転量が大きくなると後輪(14)が前輪(7) とは逆位相に操 舵され、前輪(7) の操舵角が大きくなるにつれて後輪(14)の操舵角も大きくなる ようになっている。したがって、前輪(7) の操舵角が小さい高速走行時には後輪 (14)は操舵されない。しかも、前輪(7) の操舵角が大きい車庫入れ時等の低速走 行時には後輪(14)が操舵されて小回り性が向上する。

【００２２】 図２および図３に示すように、後輪操舵棒(12)は円柱軸状であり、そのハウジ ング(13)内の右端部に存在する部分の周面が接線方向に切除されて平坦部(30)が 形成されている。平坦部(30)の後輪操舵棒(12)の軸線方向の長さは、後輪操舵棒 (12)が、平坦部(30)の接線方向の両端と後輪操舵棒(12)の軸線(O) を結んだ２つ の直線のなす角度(X) 回転した場合に、左右方向に移動する距離を考慮して決め られる。上記角度(X) は、たとえば中立位置にある後輪(14)にこれを転舵させよ うとする外力が加わって後輪操舵棒(12)が回転させられる場合に予測される最大 回転角度を基準にして決められる。また、平坦部(30)は、後輪操舵棒(12)が中立 位置にあるときに後方を向くようになっている。そして、図３に曲線で示すよう に、後輪操舵棒(12)の周面にねじれ状のカム状部分(31)が一体に形成されている 。カム状部分(31)は平坦部(30)に位置している第１部分(31a) と後輪操舵棒(12) の軸線(O) を中心とする円筒面上に位置している第２部分(31b) とよりなる。な お、図３は、後輪操舵棒(12)を軸線方向にのばしてカム状部分(31)を実際の形状 よりは誇張して示してあるが、実際はおねじ部(12a) に対応するような形状とな っている。

【００２３】 図１に示すように、後輪操舵棒(12)の平坦部(30)と対応する位置において、ハ ウジング(13)の後輪操舵棒(12)よりも後側の部分に円筒状部分(13a) が形成され ており、その中に前後方向に移動しうるように付勢部材(32)が配置されている。 円筒状部分(13a) の後端開口は、ここにねじ嵌められたプラグ(33)により閉鎖さ れており、このプラグ(33)と付勢部材(32)の後端に形成された外向きフランジ(3 2a) との間に２つの圧縮コイルばね(34)(35)が配置されている。これらの圧縮コ イルばね(34)(35)により付勢部材(32)は後輪操舵棒(12)の軸線に向かって前方に 付勢されている。

【００２４】 図２に示すように、後輪操舵棒(12)が中立位置にある場合、付勢部材(32)はカ ム状部分(31)の平坦部(30)に位置する第１部分(31a) の中央に当接している。こ のとき、ばね(34)(35)の付勢力は後輪操舵棒(12)に対して軸線(O) の周りのモー メントとして作用せず、後輪操舵棒(12)に回転力は付与されない。

【００２５】 このような中立位置において、たとえば後輪(14)にこれを転舵させようとする 外力が加わった場合、後輪操舵棒(12)は、軸線方向に移動するとともに軸線(O) の周りに回転する。このときの回転角度は上記角度(X) の範囲内であり、図４に 示すように、付勢部材(32)はカム状部分(31)における平坦部(30)上の第１部分(3 1a) の中央からずれる。したがって、ばね(34)(35)の付勢力が、後輪操舵棒(12) に対して軸線(O) の周りのモーメントとして作用し、後輪操舵棒(12)に上記回転 方向とは反対方向の回転力が付与される。その結果、後輪操舵棒(12)は中立位置 に戻されて保持される。

【００２６】 前輪(7) の操舵角が大きくなって後輪(14)が逆位相に操舵され、後輪操舵棒(1 2)の回転角度が上記角度(X) よりも大きくなると、図５および図６に示すように 、それ以降においては、付勢部材(32)はカム状部分(31)における円筒面上に位置 する第２部分(31b) に当接する。このとき、ばね(34)(35)の付勢力は後輪操舵棒 (12)に対して軸線(O) の周りのモーメントとして作用せず、後輪操舵棒(12)は回 転力は付与されない。したがって、ステアリングホイール(10)を中立位置に戻す ために大きなトルクを必要としない。

【００２７】

【考案の効果】

この考案の後輪操舵装置によれば、上述のように、後輪操舵棒が中立位置から 回転したさいの回転角度が所定範囲内にあるときのみに後輪操舵棒にその回転方 向と逆方向の回転力が付与されて後輪操舵棒が中立位置に戻されて保持され、ま た前輪の操舵角が大きくなって後輪操舵棒の回転角度が上記所定範囲外になった 場合、後輪操舵棒には回転力は付与されない。したがって、ステアリングホイー ルを中立位置に戻すために大きなトルクを必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】後輪操舵装置の水平断面図である。

【図２】一部を省略した図１のII−II線拡大断面図であ
る。

【図３】後輪操舵棒のカム状部分を示す斜視図である。

【図４】後輪操舵棒が中立位置から所定角度範囲内で回
転した状態を示す図２相当の図である。

【図５】後輪操舵棒が中立位置から所定角度範囲を越え
て回転した状態を示す図２相当の図である。

【図６】図５のVI−VI線矢視図である。

【図７】後輪操舵装置を備えた４輪操舵車両の構成を概
略的に示す図である。

【図８】従来例を示す入力軸が中立位置にある状態の横
断面図である。

【図９】従来例を示す入力軸が中立位置から所定角度範
囲内で回転した状態を示す図８相当の図である。

【図１０】従来例を示す入力軸が所定角度範囲を越えて
回転した状態を示す図８相当の図である。

【符号の説明】

７ 前輪 １１ 入力軸 １２ 後輪操舵棒 １３ ハウジング １４ 後輪 ３１ カム状部分 ３１ａ 第１部分 ３１ｂ 第２部分 ３２ 付勢部材 ３４ 圧縮コイルばね ３５ 圧縮コイルばね Ｏ 後輪操舵棒の軸線

フロントページの続き (72)考案者 後藤 武志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪操舵時に回転させられる入力軸と、
   入力軸の回転時に左右方向にのびる軸線の周りに回転す
   るとともに軸線方向に移動しうるようにハウジングに支
   持され、かつ軸線方向に移動することにより後輪を操舵
   する後輪操舵棒とを備えた４輪操舵車両における後輪操
   舵装置であって、 後輪操舵棒の周面に、軸線方向の移動距離と軸線周りの
   回転角度の比が一定となるように所定長さにわたって固
   定状に設けられたねじれ状のカム状部分と、 左右方向に移動しないが後輪操舵棒の軸線と直交する方
   向に移動するようにハウジングに設けられ、かつカム状
   部分に当接する付勢部材と、 付勢部材をカム状部分に向かって付勢するばねとを備え
   ており、 カム状部分のうち、後輪操舵棒の中立位置からの回転角
   度が所定範囲内にあるときに付勢部材の当接する部分
   が、後輪操舵棒を中立位置に戻し保持する力を付勢部材
   から受けるような形状となされるとともに、残りの部分
   が後輪操舵棒の軸線を中心とする円筒面上に位置させら
   れている４輪操舵車両の後輪操舵装置。