JPH03271002A - 方向自動設定従動車輪及びそれを用いた自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は方向自動設定従動車輪及びそれを補助輪として
用いる２輪駆動自動車に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
各種の装置を移動可能に支持する手段として、車輪が用
いられている。該車輪としては、上記移動の駆動力伝達
のための駆動車輪以外の従動車輪として、方向自動設定
従動車輪が広く用いられている。この従来の方向自動設
定従動車輪は、上下方向回転中心のまわりに回転自在な
支持部材に対し水平方向回転軸が支持されており、該水
平方向回転軸は上記上下方向回転中心の水平方向片側に
偏って配置されており、上記水平方向回転軸にその回転
中心のまわりに回転可能な回転輪が取付けられているも
のである。これによれば、上記装置の移動方向に上記車
輪の方向が自動的に設定される。

しかし、上記移動方向が急激に変化する場合（例えば角
度約１８０度変化する場合）には、上記方向自動設定の
際に大きな力を要するとともに方向自動設定動作に起因
して装置に振れが発生するという難点がある。

一方、従来、自動車の舵取りは、舵取りハンドルにより
機械的に前輪または後輪の回転軸の方向を変化させるこ
とにより行っており、これにより自動車は進行にともな
い所望の半径で回転する。

従って、この方式では、ハンドル操作にかなりの力が必
要であり、該操作力を軽減するために別途パワーステア
リング装置を付することがなされているが、これはコス
ト高をもたらす。また、回転半径が小さくなると自動車
駆動の効率が低下し、実際上は最小回転半径に限界があ
る。

また、自動車の従動輪（補助輪）として上記方向自動設
定従動車輪を用いた場合、特に自動車が前進から後退へ
と方向転換したり後退から前進へと方向転換したりする
際に、上記方向自動設定動作に起因して自動車の車体が
振れ乗り心地が低下するという難点がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、方向
自動設定の際に大きな力を要することなく且つ装置に振
れが発生することのない方向自動設定従動車輪を提供す
ることを目的とし、また、操作性が良好で、装置コスト
の低下が可能で、且つ極めて小さな最小回転半径が可能
な、新規方式の自動車であって、前進・後退の進行方向
変化の際にも車体振れを生じない、方向自動設定従動車
輪を用いた自動車を提供することを目的とするちのであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的を達成するものとして、 上下方向回転中心のまわりに回転自在な支持部材に対し
水平方向回転軸がその方向と直交する水平方向に移動自
在に支持されており、該水平方向移動の範囲は上記上下
方向回転中心の水平方向両側にわたっており、上記水平
方向回転軸にその回転中心のまわりに回転可能な回転輪
が取付けられていることを特徴とする、方向自動設定従
動車輪、 が提供される。

更に、本発明によれば、上記目的を達成するものとして
、 ｌ軸横２輪の駆動輪と該軸外の回転軸方向可変の補助輪
とを有する自動車において、エンジンからの駆動力を２
つの駆動輪へと配分する差動装置と、各駆動輪またはそ
の回転軸に取付けられたブレーキと、舵取りハンドルの
舵角の検出手段と、該検出手段により検出された舵角に
応じて上記２つのブレーキのうちの一方を作動させる手
段とを有し、上記補助輪として上記請求項１に記載の方
向自動設定従動車輪を用いることを特徴とする、自動車
、 が提供され、また、 ｌ軸横２輪の駆動輪と該軸外の回転軸方向可変の補助輪
とを有する自動車において、各駆動輪またはその回転軸
に取付けられたクラッチ及びブレーキと、舵取りハンド
ルの舵角の検出手段と、該検出手段により検出された舵
角に応じて上記２つの駆動輪のうちの一方の側のクラッ
チ及びブレーキを作動させる手段とを有し、上記補助輪
として上記請求項１に記載の方向自動設定従動車輪を用
いることを特徴とする、自動車、 が提供される。

本発明においては、上記ブレーキが油圧作動または電気
的作動のものである、態様がある。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による方向自動設定従動車輪の一実施例
を示す分解斜視図である。

図において、５２は上下方向回転軸であり、不図示の装
置に対し回転中心５２ａのまわりに回動自在に取り付け
られている。該上下方向回転軸の下端には支持部材５４
が固定されており、該支持部材の１対の対向垂直壁には
対応する位置に水平方向長孔５５が形成されている。該
長孔にはその方向と直交する方向に水平方向回転軸５６
が係合しており、５６ａはその回転中心である。該水平
方向回転軸５６には回転軸５８が上記回転中心５６ａの
まわりに回動自在に取付けられている。

上記水平方向回転軸５６は上記長孔５５内を該長孔の方
向に往復移動することができる。該往復移動の範囲は、
上記上下方向回転中心５２ａに関し水平方向両側にわた
っており、両側に均等なストロークとなる様に上記長孔
５５の配置が設定されている。

第２図は、上記実施例の方向自動設定従動車輪の動作を
説明するための概略側面図である。

第２図（ａ）は従動車輪を用いて移動可能に支持されて
いる不図示の装置が右向きに移動する場合を示す。この
場合、水平方向回転軸５６は長孔５５内の左端部に位置
している。

第２図（ｂ）は従動車輪を用いて移動可能に支持されて
いる不図示の装置が左向きに移動する場合を示す。この
場合、水平方向回転軸５６は長孔５５内の右端部に位置
している。

上記第２図（ａ）、（ｂ）いずれの場合も、移動方向の
緩やかな変化に際しては、長孔５５内で水平方向回転軸
５６が移動することなく、全体が上下方向回転中心５２
ａのまわりに適宜回動して方向自動設定動作がなされる
。

そして、移動方向が例えば右向きから左向きへと角度１
８０度急激に変化する際には、支持体５４が上下方向回
転中心５２ａのまわりに回動することなしに５水平方向
回転軸５６が長孔５５内を左端部から右端部へと移動し
、第２図（ａ）の状態から第２図（ｂ）の状態への移行
がなされる。

従って、この急激な移動方向の変化の際も、大きな力を
要することはなく且つ装置には振れが発生しない。

上記長孔５５内での水平方向回転軸５６の移動は、移動
方向変化の急激さの度合い及び回転軸５８と地面との間
の摩擦力の大きさ等に応じて発生し、角度９０度を越え
て急激な移動方向変化がある場合には発生する可能性が
ある。

いずれにせよ、この長孔５５内での水平方向回転軸５６
の移動により、方向変化の際に要する力が軽減され且つ
装置の振れの発生も軽減される。

第３図は本発明による自動車の第１の実施例を示す部分
概略斜視図であり、第４図はその制御部系を示すブロッ
ク図である。本実施例はフォークリフトに適用された例
である。

図において、２はエンジンであり、４はその出力軸に取
付けられているギヤである。

上記ギヤ４は差動歯車袋＠ｌＯのリングギヤと噛み合っ
ており、該差動歯車装置の２つのサイドギヤにはそれぞ
れ油圧ブレーキ１２．１４を介して駆動回転軸１６．１
８が接続されている。これら駆動回転軸１６．１８の先
端にはそれぞれ駆動輪２０，２２が取付けられている。

上記回転軸１６．１８にはそれぞれ回転数検出器２４２
６が取付けられている。

３０は舵取りハンドルであり、該ハンドルの軸には、舵
角検出器３２が取付けられている。

３４は油圧制御装置であり、上記油圧ブレーキ１２．１
４の動作をそれぞれ油圧配管１２ａ、１４ａを介して制
御する。

３６はコントロールユニットであり、ここには上記舵角
検出器３２の検出信号が配線３２ａを介して人力される
。そして、該コントロールユニット３６は、上記油圧制
御装置３４に対し、上記舵角検出信号に応じて油圧ブレ
ーキ１２．１４を適宜作動させる様指令する。尚、上記
舵角検出器３２としては、検出信号を配４９３２　ａを
介してコントロールユニット３６に直接電気的に入力す
るちのの他に、検出信号を油圧情報として油圧配管３２
ｂを介して油圧制御装置３４に伝達し、該油圧制御装置
から上記コントロールユニット３２に対し電気的検出信
号を入力するものを用いてもよい。

上記コントロールユニット３６には、第４図に示されて
いる様に、上記回転数検出器２４．２６からの検出信号
Ｒ，，Ｒ，及び上記舵角検出器３２からの検出信号Ａの
他に、不図示の検出器からの車速信号及びエンジン回転
数信号等の自動車各部の駆動及び運動に関する情報信号
が入力される。

４０は上記駆動回転軸１６．１８の軸上以外の位置に配
置された補助輪であり、該補助輪は上記第１図の方向自
動設定従動車輪である。また、４２はフォークである。

上記コントロールユニット３６による上記油圧ブレーキ
−１２，１４の作動制御は次の様にして行われる。

即ち、ハンドル３０が基準位置から右回りに角度ａだけ
回転せしめられた場合には、右側のブレーキ１２をＯＮ
とし、ハンドルが基準位置から左回りに角度ａだけ回転
せしめられた場合には、左側のブレーキ１４をＯＮとす
る。

このブレーキ作動は、第５図に示される様に、断続的（
パルス的）になされる。そして、連続するパルスの周期
をＤとしパルス幅をｄとして、上記角度ａの大きさに応
じてＤ値及びｄ値を予め設定された値とする。上記り値
はたとえば０．０５〜０．２秒程度であり、上記ｄ値は
たとえば０゜０１〜０．１秒である。角度ａが小さいほ
ど、Ｄ値を太きくり、ｄ値を小さくしておく。但し、上
記回転数検出器２４．２６によりそれぞれ検出される回
転数ｒｌ、ｒ２から比（ｒ、／ｒ２）を算出し、この値
が上記角度ａに対応する所望値に到達するまでＤ値及び
／またはｄ値を順次変化させることができる。この様に
して、連続的に変化する舵角ａに対し常に該角度ａに対
応する所望値を実現する様な制御が行われる。

特殊な場合として、Ｄ＝ｄとすることにより、一方の駆
動輪の回転が停止することになり、この場合は回転半径
がＯとなり、狭い場所でも十分に旋回することができる
。

また、上記実施例においては、ハンドル操作により機械
的に駆動輪の回転軸方向を変化させるものではないので
、極めて小さな力で操作でき、パワーステアリング効果
をも兼備している。

第６図は本実施例における急激な進行方向変化の際の状
態変化の説明図である。

第６図（ａ）は自動車が六方向に進行（後退）している
状態を示す。この場合、補助輪４０の水平方向回転中心
５６ａは六方向に関し上下方向回転中心５２ａの後方に
位置する。

第６図（ｂ）は自動車がＢ方向に進行（前進）している
状態を示す。この場合、補助輪４０の水平方向回転中心
５６ａはＢ方向に関し上下方向回転中心５２ａの後方に
位置する。

そして、自動車が後退から前進へと変化する際には、第
６図（ａ）に示されている様に水平方向回転軸及び回転
輪が支持体に対しＳ、方向に移動することで、車体の振
れの発生なしに容易に第６図（ｂ）の状態へと移行する
ことができる。

逆に、自動車が前進から後退へと変化する際には、第６
図（ｂ）に示されている様に水平方向回転軸及び回転輪
が支持体に対しＳ２方向に移動することで、車体の振れ
の発生なしに容易に第６図（ａ）の状態へと移行するこ
とができる。

第７図は本発明の方向自動設定従動車輪４０の代わりに
従来の方向自動設定従動車輪４０’を用いた場合の急激
な進行方向変化の際の状態変化を説明する図である。

この場合は、第７図（ａ）から第７図（ｂ）への状態変
化の際には、第７図（ａ）に示されている様に、支持体
、水平方向回転軸及び回転輪が上下方向回転中心５２ａ
のまわりにＲ１方向に回転する。また、第７図（ｂ）か
ら第７図（ａ）への状態変化の際には、第７図（ｂ）に
示されている様に、支持体、水平方向回転軸及び回転輪
が上下方向回転中心５２ａのまわりにＲ２方向に回転す
る。

以上の様に、従来の方向自動設定従動車輪４０°を用い
た場合は上下方向回転中心と水平方向回転中心との距離
に相当する車体の横振れが発生するとともに回転輪と地
面との摩擦のために大きな駆動力を要するが、上記本発
明実施例では上記本発明の方向自動設定従動車輪４０を
用いているので、車体の横振れが発生することがなく且
つ大きな駆動力を要することもない。

第８図は本発明による自動車の第２の実施例を示す部分
概略斜視図であり、第９図はその制御系を示すブロック
図である。これらの図において、上記第３図及び第４図
におけると同様の部材には同一の符号が付されている。

本実施例では、２つの駆動回転軸１６．１８の間には、
これらと同軸状に中間回転軸６が配置されており、該中
間回転軸の各端と油圧ブレーキ１２．１４との間にはそ
れぞれ油圧クラッチ１３゜１５が介在している。

そして、中間軸６にはギヤ８が固定されており、該ギヤ
がエンジン２の出力軸ギヤ５と噛み合っている。

油圧制御装置３４は、上記油圧クラッチ１３゜１５の動
作をそれぞれ油圧配管１３ａ、１５ａを介して制御する
。、 本実施例においては、ハンドル３０が基準位置から右回
りに回転せしめられた場合には、右側のブレーキ１２を
ＯＮとし且つクラッチ１３をＯＦＦとし、ハンドルが基
準位置から左回りに回転せしめられた場合には、左側の
ブレーキ１４をＯＮとし且つクラッチ１５をＯＦＦとす
る。

但し、各種検出器による検出信号に基づき上記コントロ
ールユニット３６において、駆動輪により車体を牽引す
る力が作用していると判定された場合には、上記ブレー
キ１２．１４を０ＦＦＬ、たままで、クラッチ１３．１
５をＯＦＦすることができる。この場合、片側の駆動輪
のみで車体が牽引されることになるので、クラッチＯＦ
Ｆ側の駆動輪の回転数が低下し、自動車はこの側へと旋
回する。これによれば、駆動力のロスが少なくなる。

る。

【発明の効果］ 以上説明した様に、本発明の方向自動設定従動車輪によ
れば、急激な移動方向の変化の際に６、大きな力を要す
ることはなく且つ振れが殆ど発生しない。

また、本発明の自動車によれば、舵取りハンドルの舵角
を検出し該舵角に応じて２つの駆動輪の回転数を異なら
せることにより、パワーステアリング効果を有し小さい
力で操作でき、装置構成が簡単で装置コストの低下が可
能で、且つ極めて小さな最小回転半径が可能となる。そ
して、特に前進から後退へ及び後退から前進への急激な
進行方向の変化に際しても、大きな駆動力を要すること
はなく且つ車体に発生する振れも十分小さい。

以上の実施例では、油圧作動ブレーキが用いられている
が、その他のブレーキたとえば電磁ブレーキ等を用いて
もよい。クラッチも同様であ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方向自動設定従動車輪の一実施例
を示す分解斜視図である。 第２図は上記実施例の方向自動設定従動車輪の動作を説
明するための概略側面図である。 第３図は本発明による自動車の第１の実施例を示す部分
概略斜視図であり、第４図はその制御系を示すブロック
図である。 第５図はブレーキの作動状態を示す図である。 第６図は本実施例における急激な進行方向変化の際の状
態変化の説明図である。 第７図は従来の方向自動設定従動車輪を用いた場合の急
激な進行方向変化の際の状態変化を説明する図である。 第８図は本発明による自動車の第２の実施例を示す部分
概略斜視図であり、第９図はその制御系を示すブロック
図である。 １６゜ ２０゜ ２４゜ ３０　： ３２　： ３６　： ４０　： ５２　： ２ａ ５４　： ５６　： ６ａ ５８　： １８：駆動回転軸。 ２２：駆動軸、 ２６：回転数検出器、 舵取りハンドル、 舵角検出器、　３４：油圧制御装置、 コントロールユニット、 補助輪、 上下方向回転軸、 二上下方向回転中心、 支持部材、　　　５５：長孔、 水平方向回転軸。 ：水平方向回転中心、 回転軸。 ２：エンジン、　　　　４，５，８：ギヤ、６：中間回
転軸、　　　１０：差動歯車装置、１２．１４：油圧ブ
レーキ、 １３．１５：油圧クラッチ、 第１図 に、、　５２ａ 第手図 第２図 （０） （ｂ） （０） （０） 第 図 第 図 （ｂ） （ｂ） 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下方向回転中心のまわりに回転自在な支持部材
   に対し水平方向回転軸がその方向と直交する水平方向に
   移動自在に支持されており、該水平方向移動の範囲は上
   記上下方向回転中心の水平方向両側にわたっており、上
   記水平方向回転軸にその回転中心のまわりに回転可能な
   回転輪が取付けられていることを特徴とする、方向自動
   設定従動車輪。
2. （２）１軸横２輪の駆動輪と該軸外の回転軸方向可変の
   補助輪とを有する自動車において、エンジンからの駆動
   力を２つの駆動輪へと配分する差動装置と、各駆動輪ま
   たはその回転軸に取付けられたブレーキと、舵取りハン
   ドルの舵角の検出手段と、該検出手段により検出された
   舵角に応じて上記２つのブレーキのうちの一方を作動さ
   せる手段とを有し、上記補助輪として上記請求項１に記
   載の方向自動設定従動車輪を用いることを特徴とする、
   自動車。
3. （３）１軸横２輪の駆動輪と該軸外の回転軸方向可変の
   補助輪とを有する自動車において、各駆動輪またはその
   回転軸に取付けられたクラッチ及びブレーキと、舵取り
   ハンドルの舵角の検出手段と、該検出手段により検出さ
   れた舵角に応じて上記２つの駆動輪のうちの一方の側の
   クラッチ及びブレーキを作動させる手段とを有し、上記
   補助輪として上記請求項１に記載の方向自動設定従動車
   輪を用いることを特徴とする、自動車。
4. （４）上記ブレーキが油圧作動または電気的作動のもの
   である、請求項２または３に記載の自動車。