JP2569933B2 - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両特にトラック用の後輪操舵装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、後輪が剛性の車軸管又はリヤアクスルハウジン
グに支持されている車両、特に、後輪がエアサスペンシ
ョン装置を介して車台フレームに懸架されているトラッ
ク、バス等において、高速走行時の操舵安定性を向上す
ることを主たる目的として、前輪の操舵に連動して後輪
を操舵するようにした後輪操舵装置は、既に公開特許公
報昭62−80170号に開示されている。

上記既提案の後輪操舵装置は、エアスプリングを介し
て車台フレームに懸架された後軸の車巾方向両端部を、
左右の下方ラジアスロッド又はトルクロッドを介して、
車台フレームに連結すると共に、同後軸の車巾方向中央
部分の２個所を、Ｖ字状に配置された左右の上方ラジア
スロッド又はトルクロッドを介して車台フレームに連結
し、さらに、上記左右の下方ラジアスロッドに油圧シリ
ンダを夫々設けて、一方の油圧シリンダを延伸させると
共に、他方の油圧シリンダを収縮させることによって、
後軸を旋回させ操舵するように構成されている。

しかしながら、この既提案の後輪操舵装置では、地上
高が極めて低い下方ラジアスロッドの内部に油圧シリン
ダを設けて同ラジアスロッドを伸縮させる構造であるた
め、各油圧シリンダのピストン両側室に夫々連結された
油圧ホースが、飛石や地上の障害物によって容易に破損
し、油圧系が失陥する可能が極めて大きい不具合があ
る。また、上記油圧シリンダを外径が小さい下方ラジア
スロッド内に設けなければならないので、中空のシリン
ダ部及び同シリンダ部に嵌装されるピストンの軸に、ラ
ジアスロッドとして必要な強度を確保することが困難で
あり、さらに、地上高が低いため泥水等に曝される摺動
面の保護が難かしく耐久性に欠ける不都合がある。なお
また、後軸の車巾方向変位を抑制するために、Ｖ字状に
配置された上方ラジアスロッド又はトルクロッドが、後
軸の中央部分の２個所で同後軸に連結されているため、
操舵時における後軸の迴動中心が一定せず、高速走行時
の操舵に当り操向性能が変化するので走行安定性が損な
われる危険がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、後輪がリヤアクスルハウジングの車巾方向
両端部分に支持されたトラック等における高速走行時の
操縦安定性を向上することができ、かつ後輪操舵用アク
チュエータ及びその付属部品の損傷の恐れが少なく耐久
性及び信頼性が優れた後輪操舵装置を提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、車台フレーム、
車巾方向の両端部に後輪を支持したリヤアクスルハウジ
ング、同リヤアクスルハウジングと上記車台フレームと
の間に介装されたエアスプリング、車体前後方向中心線
に沿って配設されその頂点部を上記リヤアクスルハウジ
ングの車巾方向中央部分に枢着されると共に両脚自由端
部を上記車台フレームに夫々枢着された平面形状がＶ字
状をなす上方ラジアスロッド、車体の前後方向中心線の
両側に略対称的に配設され夫々の一端を上記リヤアクス
ルハウジングに枢着された左右一対の下方ラジアスロッ
ド、同下方ラジアスロッドの他端にその下端を夫々連結
されて上記車台フレームに枢支された作動レバー、及び
同作動レバーの上端に夫々連結され、車両の高速走行中
における操舵時に作動して上記作動レバーを介し左右の
下方ラジアスロッドを反対方向に駆動し上記リヤアクス
ルハウジングを上記上方ラジアスロッドの頂点部枢着点
の周りに迴動させる一対の後輪操舵アクチュエータを具
備してなることを特徴とする車両の後輪操舵装置を提案
するものである。

（作用） 本発明によれば、リヤアクスルハウジングが、車巾方
向の中央部分をＶ字状の上方ラジアスロッドの頂点部分
に枢支され、かつ車巾方向の両端付近を夫々エアスプリ
ングによって台車フレームに懸架されているので、上記
上方ラジアスロッドの頂点部枢着点の周りに廻動するこ
とができ、換言すれば後輪操舵に際してリヤアクスルハ
ウジングが、上記上方ラジアスロッドの頂点部枢着点の
周りを一定して旋回するので、優れた走行安定性を確保
することができる。上記リヤアクスルハウジングの操舵
迴動が、夫々の一端をリヤアクスルハウジングに枢着さ
れた左右の一対の下方ラジアスロッドを、十分な地上高
を有する車台フレームに枢支された左右一対の作動レバ
ーを介して、互に反対方向に作動する一対の後輪操舵ア
クチュエータによって制御されるので、同操舵アクチュ
エータ及びその付属部品（例えば、油圧ホース等）を飛
石や泥水、地上の障害物から安全に保護することができ
る。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面について具体的に説明
する。図中符号10はトラック等車両の車台フレームであ
って、車体前後方向に延在する左右一対のサイドレール
12と、車巾方向に延在し両端を上記左右のサイドレール
12に固着された複数個のクロスメンバ14とから構成され
ている。16は車巾方向両端部分にダブルタイヤ18を支持
したリヤアクスルハウジング、20は同リヤアクスルハウ
ジングの車巾方向両端付近の上側面にＵボルト22等の固
着具によって装着されたハット型のスプリング支持部
材、24は上記リヤアクスルハウジング16の端部を挾んで
その前後に夫夫配設され上記スプリング支持部材20と車
台フレーム10のサイドレール12との間に介装された自体
周知のエアスプリングである。

26は車体前後方向の中心線に沿って配設され平面形状
がＶ字状をなす上方ラジアスロッドであって、同ラジア
スロッドの頂点部はボールジョイント装置28（又は同効
のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して上記リヤア
クスルハウジング16の中央部分に設けられたディフアレ
ンシャルケーシング30の上側に枢着され、また同ロッド
の両脚の自由端部は夫々ボールジョイント装置32（又は
同効のゴムブッシュ式ジョイント装置）を介して上記車
台フレーム10のサイドレール12（又はクロスメンバ14）
に枢着されている。

特に第２図に良く示されているように、上記リヤアク
スルハウジング16の車巾方向両端付近の下側面に、上記
スプリング支持部材20と共にブラケット34がＵボルト22
によって共締め固定され、同ブラケット34にはボールジ
ョイント装置36（又は同効のゴムブッシュ式ジョイント
装置）を介して左右一対の下方ラジアスロッド38の一端
が枢着されている。各下方ラジアスロッド38の他端は、
上記サイドレール12のウエブ又は側壁に固着されたブラ
ケット40にピン42によって枢支された作動レバー44の下
端に夫々ピン46を介し枢着されている。更に、上記作動
レバー44の上端には、左右一対の後輪操舵アクチュエー
タを形成する油圧シリンダ装置48のピストン軸50がピン
52によって枢着され、また同油圧シリンダ装置のシリン
ダ54はピン56によって上記サイドレール12のウエブ又は
側壁に枢支されている。

上記ボールジョイント装置28,32及び36の具体的構成
が第４図及び第５図に例示されている。先づ、第４図に
おいて、符号58は相対廻動変位を生起する一方の部材即
ち上記上方ラジアスロッド26又は下方ラジアスロッド38
を示し、60は他方の部材即ちリヤアクスルハウジング16
又はブラケット34である。他方の部材60に球面部材62を
具えた軸64が支持され、また上記一方の部材58には、球
面部材62に当接するボールシート66が支持されている。
この構成によって、一方の部材58は他方の部材60に対し
て軸64の軸線に直交する平面内及び同軸線を含む平面内
で夫々自在に廻動することができる。

また第５図に示されているボールジョイント装置は、
一方の部材58即ち上方ラジアスロッド26又は下方ラジア
スロッド38に、ボールスタッド68の球頭部70を収容する
ハウジング72が形成され、同ハウジング72内に球頭部70
に当接するボールシート74及び76を介装すると共に、上
記ボールスタッド68を他方の部材60即ちリヤアクスルハ
ウジング16又はブラケット34に固定したものである。こ
の構成によっても、一方の部材58は他方の部材60に対し
て、ボールスタッド68の軸線に直交する平面内及び同軸
線を含む平面内で、夫々自在に相対廻動することができ
る。

更に、第６図には、機能的に上記ボールジョイント装
置と略同効のゴムブッシュ式ジョイント装置が示されて
いる。第４図と同様の一方の部材58の端部にゴムブッシ
ュ78が焼付固着され、同ゴムブッシュ78の内周には球面
部材62が同時に焼付固着されている。上記球面部材62に
は、前記同様の他方の部材60に支持された軸64が挿通さ
れている。この構成においても、一方の部材58と他方の
部材60との間に、軸64の軸線に直角な平面内及び軸線を
含む平面内での相対廻動が許容される。

次に、車両の悪路走行中に、車台フレーム10に対しリ
ヤアクスルハウジング16が過度に上昇して、両者が直接
衝突すること及びエアスプリング24が破損することを防
止するために、第１図に符号80で示されているように、
車台フレーム10のサイドレール12に、前記スプリング支
持部材20の上方に位置するバンプゴムが配設されてい
る。上記バンプゴム80は第２図に略示されているよう
に、エアスプリング24のゴムダイヤフラム82の内部に配
設することもできる。

また、悪路走行中に、車台フレーム10に対してリヤア
クスルハウジング16が下方に過度の変位を起し、重い後
輪とリヤアクスルハウジング16とが車台フレームから吊
り下げられた状態となってエアスプリング24が破損する
ことを防止するために、第７図に示されているような吊
り下がりストッパ装置が設けられる。同図中、符号84は
サイドレール12のウエブ内側面に固着されたストッパブ
ラケット、86はその下端を前述したボールジョイント装
置又は同効のゴムブッシュ枢支装置と同様のジョイント
装置88を介してリヤアクスルハウジング16に連結された
ストッパロッド、90はストッパゴムである。

この構成により、リヤアクスルハウジング16が台車フ
レーム10に対し過度に下降すると、ストッパロッド86の
頭部92がストッパゴム90の頂板に当接することによっ
て、より以上のリヤアクスルハウジング16の下降変位が
阻止される。

なお第１図において、符号94は車台フレーム10とリヤ
アクスルハウジング16との間に介装された通常のショッ
クアブソーバである。

最後に、第８図は前記後輪操舵アクチュエータ48の作
動を制御する装置の概念的構成図である。図中符号96は
ステアリングシャフト98に介装されて操舵角を検出する
例えば光パルス非接触型の操舵角センサ、100は車速セ
ンサ、102はヨーレートセンサ、104は操舵角センサ96の
操舵角信号と車速センサ100の車速信号とヨーレートセ
ンサ102の回頭信号とを受容して後輪操舵アクチュエー
タ48を作動させる制御弁106を制御するコントローラ、1
08は油圧ポンプである。

車両が高速走行しているときに、ステアリングホイー
ル110が操作され前輪112が操向されると、操舵角センサ
96の操舵角信号と車速センサ100の車速信号とヨーレー
トセンサ102の回頭信号とを受容したコントローラ104が
制御弁106に駆動信号を発して同制御弁が作動される。
制御弁106の作動により油圧ポンプ108から吐出された高
圧の作動油が一対の後輪操舵アクチュエータ48に供給さ
れ、同アクチュエータ48が左右反対方向即ち、左右何れ
か一方のアクチュエータが伸長すると他方のアクチュエ
ータが収縮するように作動する。

車両の高速走行時の操縦安定性を向上することを目的
として後輪を操舵する場合、通常は前輪112の操舵方向
と同方向に後輪18が僅少舵角例えば１〜５度程度操舵さ
れる。しかし、前輪112の操舵に関連して、最初前輪112
の操舵方向と逆方向に後輪18を僅かな角度操舵し、瞬時
ののち、後輪18を前輪112の操舵方向と同方向に僅小角
度操舵する、等他の後輪操舵システムを採用することも
可能である。

上記構成において、後輪操舵アクチュエータを形成す
る油圧シリンダ装置48のシリンダ54には、ピストン軸50
の伸長及び収縮ストロークを限定するストッパが内蔵さ
れ、同ストッパによって後輪に大きな外乱がはたらいた
場合にも、リヤアクスルハウジング16の過大な動きが防
止されるように設けられており、また同油圧シリンダ装
置48の休止時には、内蔵された中立ばねの作動により又
は油圧的にロックする（ピストンの両側室に等しい油圧
を作用させて同ピストンを中立位置に固定する）ことに
よって、ピストン軸50が中立位置に固定され、リヤアク
スルハウジング16即ち後輪18は舵角零の直進状態に保持
されている。

車両の高速走行中に前輪112が操舵されると、前述し
たようにコントローラ104の指令により制御弁106が作動
して、一対の後輪操舵アクチュエータ48が互に反対方向
に作動する。各アクチュエータのピストン軸50に夫々の
一端を連結された作動レバー44が互に反対方向に廻動
し、一方の作動レバー44の他端に連結された下方ラジア
スロッド38は車体前方に牽引され、他方の作動レバー44
の他端に連結された下方ラジアスロッド38は車体後方に
駆動される。この結果、リヤアクスルハウジング16はＶ
字状をなす上方ラジアスロッド26の頂点の周りに設定舵
角例えば１゜だけ左右何れかの方向に円滑かつ安定的に
廻動し操舵されることとなり、技術上良く知られた態様
で高速操向時の操縦安定性が改善される。上記リヤアク
スルハウジング16の操舵のための廻動は、サスペンショ
ンスプリングがエアスプリング24であるため、そのゴム
製ダイヤフラム82が水平方向に自在に撓むことによって
極めて円滑に行なわれる。

また、車両の直進中及び操舵時の旋回走行中の車台フ
レーム10に対するリヤアクスルハウジング16の上下運動
は、エアスプリング24が荷重を受ける形で行なわれ、こ
のときリヤアクスルハウジング16は上方ラジアスロッド
26及び下方ラジアスロッド38により上下に平行リンク運
動を行なう。更に、上方ラジアスロッド26がボールジョ
イント装置28及び32（又は同効のゴムブッシュ式ジョイ
ント装置）によってリヤアクスルハウジング16及び車台
フレーム10に枢着され、また下方ラジアスロッド38が同
様のボールジョイント装置36（又は同効のゴムブッシュ
式ジョイント装置）によってリヤアクスルハウジング16
に枢着されているので、凹凸路の走行又は旋回走行時に
リヤアクスルハウジング16が左右に傾動し又はロール変
位を生起しても、その変位が妨げられることはない。な
おまた、上記下方ラジアスロッド38が、十分な地上高を
有する車台フレーム10のサイドレール12に枢支された作
動レバー44の上端に連結された後輪操舵アクチュエータ
48によって駆動されるので、同後輪操舵アクチュエータ
48及びその付属部品、例えば油圧ホース等を飛石や泥
水、地上の障害物から安全に保護することができ、その
耐久性及び信頼性を確保することができる利点がある。
さらに、上記作動レバー44の枢支ピン42に関する上方及
び下方のレバー長を適宜に選択することによって、後輪
操舵アクチュエータ48の出力容量を実情に応じ適切に設
定し得る利便があり、なおまた、下方ラジアスロッド38
それ自身の内部に油圧シリンダ等のアクチュエータが設
けられないので、十分な強度を確保し得る利点がある。

なお、上記実施例では、後車軸が１軸の車両が例示さ
れているが、後２軸の車両の場合、後前軸及び後後軸の
双方に上記と全く同様の後輪操舵装置が設けられる。ま
た、後２軸車では、屡々後軸の一方は駆動力を伝達しな
いデッドアクスルとして構成されるが、操舵装置それ自
体は例示した駆動輪の場合と実質的に同等である。

（発明の効果） 叙上のように、本発明に係る車両の後輪操舵装置は、
車台フレーム、車巾方向の両端部に後輪を支持したリヤ
アクスルハウジング、同リヤアクスルハウジングと上記
車台フレームとの間に介装されたエアスプリング、車体
前後方向中心線に沿って配設されその頂点部を上記リヤ
アクスルハウジングの車巾方向中央部分に枢着されると
共に両脚自由端部を上記車台フレームに夫々枢着された
平面形状がＶ字状をなす上方ラジアスロッド、車体の前
後方向中心線の両側に略対称的に配設され夫々の一端を
上記リヤアクスルハウジングに枢着された左右一対の下
方ラジアスロッド、同下方ラジアスロッドの他端にその
下端を夫々連結されて上記車台フレームに枢支された作
動レバー、及び同作動レバーの上端に夫々連結され、車
両の高速走行中における操舵時に作動して上記作動レバ
ーを介し左右の下方ラジアスロッドを反対方向に駆動し
上記リヤアクスルハウジングを上記上方ラジアスロッド
の頂点部枢着点の周りに迴動させる一対の後輪操舵アク
チュエータを具備してなることを特徴とし、剛性の後車
軸管を具備したトラック等の高速走行時における操縦安
定性を向上することができ、かつ後輪操舵用アクチュエ
ータ及びその付属部品の損傷の恐れが少なく耐久性及び
信頼性が優れているので、産業上有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部斜視図、第２図は
第１図に示した後輪操舵装置の側面図、第３図は第１図
に示した後輪操舵装置の平面視概略図、第４図及び第５
図は第１図の装置におけるボールジョイント装置28,32
及び36の具体的構造を示した夫々断面図、第６図は第４
図及び第５図に示したボールジョイント装置と略同効の
ゴムブッシュ式ジョイント装置の断面図、第７図はリヤ
アクスルハウジング16の吊り下がりストッパ装置を示す
正面図、第８図は第１図における後輪操舵アクチュエー
タ48の作動制御装置の概略構成図である。 10……車台フレーム、12……サイドレール、16……リヤ
アクスルハウジング、24……エアスプリング、26……上
方ラジアスロッド、28,32及び36……ボールジョイント
装置、38……下方ラジアスロッド、44……作動レバー、
48……後輪操舵アクチュエータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車台フレーム、車巾方向の両端部に後輪を
   支持したリヤアクスルハウジング、同リヤアクスルハウ
   ジングと上記車台フレームとの間に介装されたエアスプ
   リング、車体前後方向中心線に沿って配設されその頂点
   部を上記リヤアクスルハウジングの車巾方向中央部分に
   枢着されると共に両脚自由端部を上記車台フレームに夫
   々枢着された平面形状がＶ字状をなす上方ラジアスロッ
   ド、車体の前後方向中心線の両側に略対称的に配設され
   夫々の一端を上記リヤアクスルハウジングに枢着された
   左右一対の下方ラジアスロッド、同下方ラジアスロッド
   の他端にその下端を夫々連結されて上記車台フレームに
   枢支された作動レバー、及び同作動レバーの上端に夫々
   連結され、車両の高速走行中における操舵時に作動して
   上記作動レバーを介し左右の下方ラジアスロッドを反対
   方向に駆動し上記リヤアクスルハウジングを上記上方ラ
   ジアスロッドの頂点部枢着点の周りに迴動させる一対の
   後輪操舵アクチュエータを具備してなることを特徴とす
   る車両の後輪操舵装置。