JP2660737B2 - 後輪転舵機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】 この発明は、四輪操舵車両に装備される後輪転舵機構
に関する。

【従来の技術】

操向性能を向上させることを目的として、前輪に加え
て後輪をも転舵するように構成された四輪操舵車両は広
く普及している。たとえば、ステアリングホイールの回
転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪を転舵させる
ようにしたものは、通常、前輪の転舵角が小さいときに
は後輪を同位相に所定角転舵させ、前輪の転舵角が大き
いときには後輪を逆位相に所定転舵させるように構成さ
れる。これは、前輪を大きく転舵させる場合は通常極低
速時でＵターン等の旋回を行う場合であり、高速時にお
けるレーンチェンジ時等には前輪の転舵量がわずかにな
ることに着目したものである。このように、後輪が逆位
相に転舵される場合、すなわち、後輪が前輪と反対方向
に転舵される場合は、車両の旋回半径を前輪のみ転舵す
る場合に比して小さくさせて、車両のとりまわし性を向
上させることができる。一方、高速時でのレーンチェン
ジ時等には、後輪が同位相に転舵されることにより、す
なわち後輪が前輪と同方向に転舵されることにより、遠
心力に起因する車両の横すべりの傾向が抑制され、走行
安定性を高めることができるのである。 ところで、このように後輪を転舵させるための後輪転
舵機構は、従来から種々提案されている。たとえば、特
開昭58−211968号公報に示された後輪転舵機構の場合、
ステアリングホイールの回転に連動して回転する回転体
に偏心ピンを設け、上記回転体の回転に伴って動く上記
偏心ピンの車幅方向動を後輪転舵用タイロッドに伝達し
て後輪を転舵させるようにしている。 しかしながら、上記公報の後輪転舵機構の場合、上記
偏心ピンの偏心量を回転させることにより、後輪の転舵
量を増減することはできるが、逆位相方向の転舵量に対
して同位相方向の転舵量を相互に独立して増減させるこ
とは容易でない。また、同位相から逆位相へ転換する時
期も容易に変更できない。すなわち、後輪転舵パターン
の変更を容易に行うことができないという問題があっ
た。 そこで、本出願人は、このような問題を解決できるも
のとして、ステアリングの回転に連動して回転するカム
体と、このカム体を挟んで車幅方向に所定間隔を隔てて
位置する左右一対のカムフォロアを中間部において支持
し、かつ車幅方向にスライド可能な動杆とを備え、この
動杆に後輪転舵部材を連結してなる後輪転舵機構を先に
提案している（特願昭62−260206号）。この後輪転舵機
構の場合、カムフォロアを押動するカム面のカム回転軸
心からの距離やその形成位置を変えることにより、後輪
の転舵量および転舵時期を変更できる。すなわち、カム
体の形状の簡単な変更により、後輪転舵パターンの変更
を容易に行えるのである。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、この後輪転舵機構において次のような課題
があった。 動杆が車幅方向の軸線回りに回転可能でもある場合に
は、後輪からの力の影響により後輪転舵部材が車幅方向
の軸線回りに回転させられると、この後輪転舵部材に連
結される動杆もともに回転させられる虞れがある。殊
に、独立懸架車両では車輪のキャスタ角の変動に伴っ
て、タイロッドが回転させられるので、独立懸架車両に
装置を搭載した場合には、動杆が回転させられる可能性
が高くなると考えられる。そして、このように動杆が回
転させられると、回転によりカム体と干渉しうる位置関
係にある動杆のカムフォロア支持部が、カム体や装置の
ハウジングの内壁と干渉する不都合が生じかねない。こ
の場合には、動杆の円滑なスライド動が阻害され、その
結果、後輪をスムーズに転舵させることができなくな
る。また、カム体をスムーズに回転させることもできな
くなり、これによっても装置の作動状態が悪化させられ
る。さらに、干渉音の発生も問題となる。 したがって、上記後輪転舵機構においては、装置の性
能を一定ないしは向上させるために、動杆の回転を規制
して動杆とカム体やハウジングとの干渉を防止しうる手
段を講じることが望ましい。 本願発明は、以上のような事情のもとで考えだされた
ものであって、上記後輪転舵機構において、動杆の回転
を規制して、これとカム体やハウジングとの干渉を防止
でき、装置を常に円滑に作動させうるように構成するこ
とをその目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的
手段を講じている。 すなわち、本願発明は、車体に支持されるハウジング
と、上記ハウジング内において回転可能に支持され、ス
テアリングの回転に応答して所定回転させられるカム体
と、このカム体を挟んで車幅方向に所定間隔を隔てて位
置する左右一対のカムフォロアを中間部において支持す
るとともに、上記ハウジングに車幅方向スライド可能に
支持された動杆とを備え、上記動杆の両端に後輪にナッ
クルアームを介して連結される後輪転舵部材を連結して
なる後輪転舵機構において、上記カム体と上記動杆のカ
ムフォロア支持部との間に、動杆の車幅方向の軸線回り
の回転を規制するストッパ手段を設けている。 なお、本願発明において、上記車体は、ばね下部材な
どのサスペンション構成メンバ等を含む概念である。

【作用および効果】

本願発明においては、動杆の車幅方向の軸線回りの回
転を規制するストッパ手段が講じられる。したがって、
動杆の回転に起因するこれとカム体やハウジングとの干
渉を防止できるので、〔発明が解決しようとする課題〕
の項で述べたような不都合を防止できる。すなわち、上
記干渉のために動杆やカム体を円滑に動かすことができ
なくなったりする不都合を防止できるので、装置を常に
円滑に作動させることができる。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しながら具体的
に説明する。 第３図には、本願発明の後輪転舵機構１を備えた四輪
操舵車両の全体構成を概略的に示した。 前輪転舵機構２には、本例の場合、周知のラックピニ
オン式の転舵機構を採用している。そして、前輪転舵機
構２のラック杆の車幅方向の動きをギヤボックス３内に
配設された従動ギヤ（図示略）によって回転運動として
取り出し、この従動ギヤの回転を伝動シャフトを介して
車体後方に配置される後輪転舵機構１に入力するように
構成している。 一方、後輪転舵機構１は、第２図および第３図に示す
ように、アクスルビーム９に固定するハウジング５内に
おいて、カム体６と、このカム体６を挟んで車幅方向に
所定間隔を隔てて位置し、かつその外周面に当接する回
転ローラ状のカムフォロア7,7を中間部において支持す
る動杆８とを備える。 第１図および第２図に示すように、上記ハウジング５
は、ポルト止めによって組付けられるフロントケース体
5aとリヤケース体5cの二分割構成となっており、このハ
ウジング５に上記カム体６が回転可能に支持されてい
る。すなわち、第１図および第２図に示すように、上記
カム体６には、前方に延びるカムシャフト6aが一体的に
設けられており、このカムシャフト6aをベアリング10,1
0を介してハウジング５のフロントケース体5bに支持さ
れている。また、上記カムシャフト6aには伝動シャフト
４が連結されている。したがって、カム体６は、ステア
リング操舵時、伝動シャフト４から回転力を伝達されて
回転させられる。 また、上記動杆８は、上記カム体６を取り囲むように
してハウジング５内に内装される枠状のカムフォロア支
持部11と、このカムフォロア支持部11の両端に一体延成
された車幅方向に延びる左右一対の丸棒状の連結ロッド
部12,12とからなる。そして、上記カムフォロア支持部1
1に、上記カムフォロア7,7が次のようにして取り付けら
れている。 すなわち、カムフォロア支持部11には、その前壁プレ
ート部11aと後壁プレート部11bとの間に架設されるロー
ラ支軸13が、上記カム体６の両側方にそれぞれ設けられ
ている。このローラ支軸13は、その先端部に設けられた
螺軸部13aにロックナット14を螺締することにより、上
記前後のプレート部11a,11b間に取り付けられている。
そして、カムフォロア７が、上記ローラ支軸13に套挿さ
れるカラー15およびこのカラー15に外嵌されるベアリン
グ16を介して上記ローラ支軸13に回転可能に支持されて
いる。 また、本願発明においては、このようにカムフォロア
７を支持する動杆８のカムフォロア支持部11とカム体６
との間に、動杆８の車幅方向の軸線回りの回転を規制す
るストッパ手段が設けられる。 本例において、上記ストッパ手段は、第１図および第
２図に示すように、カム体６とカムフォロア支持部11の
後壁プレート部11bとの間に配置するディスク状のスト
ッパ部材27によって構成している。このストッパ部材27
は、樹脂製であり、カム体６の後面から後方に延出形成
した軸6bに套嵌した状態でカム体６の後面に接着により
固着している。したがって、ストッパ部材27と後壁プレ
ート部11bとの当たりによって、動杆８の車幅方向の軸
線回り（第２図において矢印Ｂ方向）の回転を規制でき
る。なお、上記軸6bは、カム体６の組付けにあたって工
具等によってカム体６を保持する際に、その把持部とし
て利用するものである。また、本例の場合、製造誤差に
よりカムフォロア支持部11の車幅方向の真直度に若干の
狂いが生じた場合でも、ストッパ部材27の介装に無理が
生じないように、ストッパ部材27と後壁プレート部11b
との間には僅かな間隔をあけているが、ストッパ部材27
と後壁プレート部11を隙間なく接触させるようにしても
よい。この場合には、動杆８の回転を完全に規制でき
る。なお、動杆８の回転は、上記のストッパ部材27と後
壁プレート部11bとの間の僅かな隙間によって許容され
る程度の大きさのものであれば、全く差し支えはない。 また、上記動杆８は、第２図に示すように、その左右
の連結ロッド部12,12をハウジング５の左右の軸支部5a,
5bに樹脂製のブッシュ17を介してスライド可能に支持さ
れて、ハウジング５内に車幅方向スライド可能に組付け
られている。 そうして、第２図および第３図に示すように、この動
杆８の各連結ロッド部12,12の先端に、後輪転舵部材と
してタイロッド18を連結している。また、このタイロッ
ド18は、上記アクスルビーム19の両端において転舵回動
可能に支持された後輪20にナックルアーム19を介して連
結されている。 したがって、ステアリングの回転に伴って回転させら
れるカム体６により、その外周カム面に当接するカムフ
ォロア7,7を支持する動杆８が車幅方向に動かされる
と、これにより後輪20が転舵されるのである。この場
合、カム体６が右側のカムフォロア７を押動する場合と
左側のカムフォロア７を押動する場合とで、動杆８のス
ライド方向は逆になるから、後輪20の転舵方向も逆にな
る。また、カム面のカム回転方向における形成位置を変
えることにより後輪20の転舵時期も変わることから、カ
ム体６の外周プロファイルを選択することにより、後輪
転舵パターンをいかようにも設定することができる。そ
して、本例においては、カム体６を次のような形状に形
成している。 第４図各図に示すように、カム体６は上下方向の中心
軸を対称軸として左右対称に形成されている。すなわ
ち、第４図（ａ）に示すような中立状態でのカムフォロ
ア7,7との接点位置より上方におけるカム体６の外周面
には、中立回転位置からの回転角が小さい角度範囲にお
いて、回転軸心Ｏからの距離が、上記中立状態でのカム
フォロア７との接点と回転軸心Ｏとの間の距離（以下、
これを基準円半径という。）より小さく、カムフォロア
７の車幅方向内方（回転軸心Ｏへ向かう方向）の移動を
許容する凹曲面状の第一凹面部21が、左右対称に形成さ
れている。さらに、この第一凹面部21,21より角度位置
が大きい部位において、回転軸心Ｏからの距離が上記基
準円半径より大きい第二カム面22が、第一凹面部21,21
に連続て左右対称に形成されている。一方、カム体６の
外周における上記接点位置より下方の部位には、回転軸
心Ｏからの距離が上記基準円半径より大きい凸曲面状の
第一カム面23が、上記第一凹面部21と回転軸心Ｏを挟ん
で対向するように、左右対称に形成されている。また、
上記第一カム面23,23より下方の部位には、回転軸心Ｏ
からの距離が上記基準半径よりも小さく、カムフォロア
７の車幅方向内方の移動を許容する第二凹面部24が、上
記第二カム面22と回転軸心Ｏを挟んで対向するように形
成されている。 そうして、カム体６をこのようなプロファイルに形成
した場合には、次のような後輪転舵パターンで後輪が転
舵される。なお、ここでは、ステアリング25を回転させ
て前輪26をたとえば右方向に転舵したとき、ラック杆の
車幅方向の動きを受けて回転させられる上記伝動シャフ
ト４およびこれに回転駆動されるカム体６の回転方向
が、第３図において矢印Ａとする。 ステアリング25を右に切り始めることにより、カム体
６が第４図（ａ）に示すような中立回転位置から回転さ
せられると、その回転初期時には、第４図（ｂ）に示す
ように、図において右側のカムフォロア７に上記第一カ
ム面23が当接し、これにより、このカムフォロア７がカ
ム体６に押動されて車幅方向外方に徐々に移動させられ
る。一方、左側のカムフォロア７には第一カム面23と回
転軸心Ｏを挟んで対向する第一凹面部21が向かい合うの
で、左側のカムフォロア７は車幅方向内方への移動を許
容される。すなわち、このとき、これらを左右のカムフ
ォロア7,7を支持する動杆８が、第３図において矢印Ｒ
方向にスライド動させられ、これに伴って、後輪20が、
前輪26と同じ右方向に転舵される。 そして、引き続きステアリング27を同方向に回転させ
ると、動杆８の中立位置からのスライド距離すなわち後
輪20の転舵量は、最大値を経た後徐々に小さくなり、回
転軸心Ｏからのが上記基準円半径と等しい第一カム面23
の終端がカムフォロア７に当接する時点で、後輪20の転
舵角は０に戻る。 ステアリング25の回転量およびカム体６の回転角がさ
らに増大すると、第４図（ｃ）に示すように、第一カム
面23の終端に当接したいた右側のカムフォロア７には第
二凹面部24が向かいあうとともに、左側のカムフォロア
７には第二カム面22が当接する。したがって、左側のカ
ムフォロア７がカム体６によって車幅方向外方に押さ
れ、一方、右側のカムフォロア７は車幅方向内方の移動
を許容されるので、一旦中立位置に戻った動杆８は、上
記とは逆に第３図において矢印Ｌ方向にスライド動させ
られる。そして、この動杆８の動きにより、後輪20は、
上記の中立位置から前輪と逆に左方向に転舵される。 すなわち、後輪20は、ステアリングの回転角が小さい
範囲では同位相方向に転舵され、ステアリングの回転角
が大きい範囲では逆位相方向に転舵されるのである。 ところで、本例の場合、上述したように、カム体６と
上記カムフォロア支持部11の後壁プレート部11bとの間
に介装する上記ストッパ部材27によって、動杆８の回転
を規制できる。したがって、後輪20から受ける力の影響
により、タイロッド18を介して動杆８に回転力が作用し
ても、動杆８の回転を規制して、これとカム体６および
ハウジング５との干渉を防止できるので、常に、動杆８
をスムーズにスライドさせ、あるいはカム体６をスムー
ズに回転させることができる。すなわち、装置の作動を
常に円滑に行わせることができるので、装置の後輪転舵
性能を常に一定させることができる。また、動杆８とカ
ム体６やハウジング５との干渉音が発生するようなこと
もなくなる。さらに、動杆８の回転に併せてタイロッド
18の回転も規制できることから、一端をハウジング５に
他端をタイロッド18に固定されて取り付けられるダスト
ブーツ28が捩じられて破損するような不都合も防止でき
る。 次に、本願発明の第二の実施例を第５図および第６図
を参照して説明する。 本例では、ストッパ手段をカム体６の前面側において
設けた例を示している。すなわち、カムフォロア支持部
11の前壁プレート部11aのカムシャフト通挿孔11c内にお
いて、カムシャフト6aを支持するベアリング10とカム体
との間に介装するスペーサ部材29の外周に、ゴムまたは
樹脂によって形成する筒状のストッパ部材30を取り付け
ている。したがって、このストッパ部材30と上記カムシ
ャフト通挿孔11cの内周面との当たりにより、動杆８の
回転を規制できる。しかも、ストッパ部材30は、弾性体
によって形成しているから、ストッパ部材30が前壁プレ
ート部11aに当たる際の衝撃も少ない。 ところで、本願発明の範囲は、上述した実施例に限定
されるものではない。 たとえば、第７図に示すように、上記軸6bの外周にス
トッパ部材31を取り付けて、ストッパ手段を構成するよ
うにしてもよい。 また、カムフォロア支持部の後壁プレート部上に、カ
ム体の後面に接触する回転ローラを取り付けて、この回
転ローラによって動杆の回転を規制するように構成して
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＩ−Ｉ線断面図、第２図は実施例の後
輪転舵機構の平面図、第３図は実施例の後輪転舵機構を
装備する四輪操舵車両の全体構成を概略的に示した図、
第４図は実施例のカム体およびカムフォロアを第３図の
IV矢視方向から見て、これらによるカム機構の動作を説
明する摸式図、第５図は第二の実施例を示した図、第６
図は第５図のVI矢視方向図、第７図は第三の実施例を示
した図である。 ５……ハウジング、６……カム体、７……カムフォロ
ア、８……動杆、18……後輪転舵部材（タイロッド）、
21……ナックルアーム、22……後輪、27,30,31……スト
ッパ手段（ストッパ部材）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体に支持されるハウジングと、上記ハウ
   ジング内において回転可能に支持され、ステアリングの
   回転に応答して所定回転させられるカム体と、上記カム
   体を挟んで車幅方向に所定間隔を隔てて位置する左右一
   対のカムフォロアを中間部において支持するとともに、
   上記ハウジングに車幅方向スライド可能に支持された動
   杆とを備え、上記動杆の両端に後輪にナックルアームを
   介して連結される後輪転舵部材を連結してなる後輪転舵
   機構において、 上記カム体と上記動杆のカムフォロア支持部との間に、
   動杆の車幅方向の軸線回りの回転を規制するストッパ手
   段を設けたことを特徴とする、後輪転舵機構。