JP2569935B2 - トラック等における後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両特にトラック等における後輪操舵装置
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、後輪がリーフスプリン
グ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、高速走行時の操縦安定性を向上す
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が、既に公開特許公
報昭62−194976号に開示されている。

上記既提案の後輪操舵装置は、リーフスプリングを介
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
リンダを夫々直結して、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に油圧シリンダを略
同軸的に直結して、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、上記油圧シリンダが下方ラジアスロッ
ドに略同軸的に直結連結されているので、シリンダとピ
ストン軸との摺動面を泥水等から保護して耐久性を確保
することが難しく、そのうえ通常の走行時にも、左右後
輪に上下方向の段差が生じたときに、後軸が車巾方向中
央部分の回転中心の周りに廻動することによって、下方
ラジアスロッドを介して油圧シリンダにこじり力が作用
するため、油圧シリンダが早期に破損する不都合があ
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廻動中心が一定せず、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
性が損なわれる欠点がある。

（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
の間に介装された重ね板ばね装置、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、車両の操舵時に作
動して左右の下方ラジアスロッドを前後反対方向に駆動
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廻動させる一対の後輪操舵ア
クチュエータを具えてなり、更に上記重ね板ばね装置が
その前後端部を、上記車台フレームに夫々の下端を枢着
された揺動リンクの上端に枢支されて、夫々同揺動リン
クを介してばね上荷重が吊下げ方向に作用するように車
台フレームに対し連結され、かつ上記リヤアクスルハウ
ジングと重ね板ばね装置とが上下方向に配設されたピン
又は枢軸の周りに相対廻転可能に連結されたことを特徴
とするトラック等における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重ね板ばね
装置によって車台フレームに懸架されると共に、上記重
ね板ばね装置の前後端部が夫々揺動リンクを介して車台
フレームに連結されているので、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廻動が、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）は飛石や泥水、地上の障
害物から安全に保護される。

また重ね板ばね装置がその前後端部を揺動リンクを介
して車台フレームに連結されてばね上荷重が吊下げ方向
に作用するように構成されているので直進走行時にリヤ
アクスルハウジングを中立位置に保持することが容易に
なり、更にリヤアクスルハウジングと重ね板ばね装置と
が上記ピン又は枢軸の周りに相対回転可能に連結されて
いるので、転舵時における重ね板ばね装置の両端部の車
巾方向の変位が低減され円滑な転舵が可能となる。

（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はその前後両端部を夫
々揺動リンク22の上端にピン24によって枢着されたメー
ンリーフスプリングである。第３図の断面図に良く示さ
れているように、上記リンク22は夫々の下端をピン26に
よりブラケット28に枢着され、同ブラケット28は車台フ
レーム10のサイドレール12に固着されている。30は上記
メーンリーフスプリング20の上方に配設され、車両の荷
重が設定荷重以上のときに、その前後両端部分をサイド
レール12に装着されたヘルパストッパ32に摺接されるヘ
ルパスプリングである。

第４図の拡大分解図に良く示されているように、上記
メーンリーフスプリング20の下側面に対向するリヤアク
スルハウジング16の端部上側面に耐摩耗性が優れた例え
ば高M_n鋼板製の摺動板34が溶接等により固着され、同摺
動板34には直径d₂の嵌合孔36が穿設されている。上記摺
動板34とメーンリーフスプリング20の下側面との間に上
方基板38が介装され、同上方基板38の下側面には、上記
摺動板34と同様の摺動板40が固着され、同摺動板40の中
央部分に上記嵌合孔36に嵌合するピン又は枢軸42が下向
きに配設されている。ピン42の外周にゴムブッシュ44が
固着され、同ゴムブッシュの外径d₁は、上記嵌合孔36の
内径d₂に等しいか又はそれより小さく形成されている。
更に、リヤアクスルハウジング16の下側に上記上方基板
38と協働する下方基板46が配設され、同下方基板の上側
面にはゴムパッド48が焼付固着されている。

上記上方基板38と下方基板46との間に、複数個（通常
は４個）のパイプ材製のスペーサ50が介装され、同スペ
ーサ50内にＵボルト52を挿通して締付けることによっ
て、上記ゴムパッド48に所要の圧縮力を加えると共に、
摺動板34と40とを圧接させながら、リヤアクスルハウジ
ング16がメーンリーフスプリング20及びヘルパリーフス
プリング30に対し連結される。（なお、図示の実施例で
は、後輪懸架用の重ね板ばね装置が、メーンリーフスプ
リング20とヘルパリーフスプリング30とから構成されて
いるが、ヘルパリーフスプリング30は省略されることも
ある。） 上記車台フレーム10のサイドレール12間に、車体前後
方向の中心線に沿って平面形状がＶ字状をなす上方ラジ
アスロッド54が配設され、同ラジアスロッドの頂点部は
ボールジョイント装置56（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ァレンシャルケーシング
58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60（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。

第２図の側面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側面にブラ
ケット62が溶接等によって固定され、同ブラケット62に
はボールジョイント装置64（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66の一端が枢着されている。各下方ラジアスロッド66
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68にピン70によって枢支された作動レ
バー72の下端に夫々ピン74を介して枢着されている。更
に、上記作動レバー72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76のピスト
ン軸78がピン80によって枢着され、また同油圧シリンダ
装置のシリンダ82はピン84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56,60及び64の具体的構成
が第６図及び第７図に例示されている。先づ、第６図に
おいて、符号86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54又は下方ラジアスロッド66
を示し、88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62である。他方の部材88に球面部材90を
具えた軸92が支持され、また上記一方の部材86には、球
面部材90に当接するボールシート94が支持されている。
この構成によって、一方の部材86は他方の部材88に対し
て軸92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７図に示されているボールジョイント装置は、
一方の部材86即ち上方ラジアスロッド54又は下方ラジア
スロッド66に、ボールスタッド96の球頭部98を収容する
ハウジング100が形成され、同ハウジング100内に球頭部
98に当接するボールシート102及び104を介装すると共
に、上記ボールスタッド96を他方の部材88即ちリヤアク
スルハウジング16又はブラケット62に固定したものであ
る。この構成によっても、一方の部材86は他方の部材88
に対して、ボールスタッド96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８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６図と同様の一方の部材86の端部にゴムブッシ
ュ106が焼付固着され、同ゴムブッシュ106の内周には球
面部材90が同時に焼付固着されている。上記球面部材90
には、前記同様の他方の部材88に支持された軸92が挿通
されている。この構成においても、一方の部材86と他方
の部材88との間に、軸92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。

最後に、第９図は前記後輪操舵アクチュエータ76の作
動を制御する装置の概念的構成図である。図中符号108
はステアリングシャフト110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、112は車
速センサ、114はヨーレートセンサ、116は操舵角センサ
108の操舵角信号と車速センサ112の車速信号とヨーレー
トセンサ114の回頭信号とを受容して後輪操舵アクチュ
エータ76を作動させる制御弁118を制御するコントロー
ラ、120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122が操作され前輪124が操向されると、操舵角センサ
108の操舵角信号と車速センサ112の車速信号とヨーレー
トセンサ114の回頭信号とを受容したコントローラ116が
制御弁118に駆動信号を発して同制御弁が作動される。
制御弁118の作動により油圧ポンプ120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76に供給さ
れ、同アクチュエータ76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124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124の操舵に関連して、最初前輪124
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124の操舵方向と同方向に僅少角
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76のシリンダ82には、ピストン軸78
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76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78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。この際、第３図の断面図に良く示されてい
るように、車両のばね上重量が前後の揺動リンク22を介
してメーンリーフスプリング20の両端に吊下げ方向に作
用するので、リヤアクスルハウジング16の中立保持が容
易に行なわれる利点がある。

車両の高速走行中に前輪124が操舵されると、前述し
たようにコントローラ116の指令により制御弁118が作動
して、一対の後輪操舵アクチュエータ76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78に夫々の
一端を連結された作動レバー72が互に反対方向に廻動
し、一方の作動レバー72の他端に連結された下方ラジア
スロット66は車体前方に牽引され、他方の作動レバー72
の他端に連結された下方ラジアスロッド66は車体後方に
駆動される。この結果、第５図の概略平面図に示されて
いるように、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54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に際して、同リヤアクスルハ
ウジングの上側面に固着された摺動板34とメーンリーフ
スプリング20側に固着されている上方基板38の下側面に
固着された摺動板40とが、ピン又は枢軸42の周りに、ゴ
ムブッシュ44の半径方向の変形を伴ないながら、相対回
転すると共に、リヤアクスルハウジング16の下側面に圧
縮された状態で圧接されているゴムパッド48が、メーン
リーフスプリング20側に固着されている下方基板46とリ
ヤアクスルハウジング16との間の上記相対回転に際して
柔軟に剪断変形を生起することによって、車台フレーム
10に対するリヤアクスルハウジング16の操舵廻動が極め
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、勿論リーフスプリング20及び30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54及び下方ラジアスロッド66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54
がボールジョイント装置56及び60（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66が同様のボールジョイント装置64（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66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72の上端に連結された後輪操舵アク
チュエータ76によって駆動されるので、同後輪操舵アク
チュエータ76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72の枢支ピン70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76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66に直結して油圧シリンダ等の操舵アクチュエー
タが設けられていないので、走行中左右の後輪に段差が
生じた場合でも、下方ラジアスロッドの変化に起因し
て、操舵アクチュエータにこじり力が作用することがな
く、その耐久性を確保することができる利点がある。

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重ね板ばね装置、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
両の操舵時に作動して左右の下方ラジアスロッドを前後
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廻動させる一
対の後輪操舵アクチュエータを具えてなり、更に上記重
ね板ばね装置がその前後端部を、上記車台フレームに夫
々の下端を枢着された揺動リンクの上端に枢支されて、
夫々同揺動リンクを介してばね上荷重が吊下げ方向に作
用するように車台フレームに対し連結され、かつ上記リ
ヤアクスルハウジングと重ね板ばね装置とが上下方向に
配設されたピン又は枢軸の周りに相対廻転可能に連結さ
れたことを特徴とし、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平面図、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２図
のIII−III線に沿う断面図、第４図は第２図におけるリ
ヤアクスルハウジングと重ね板ばね装置との連結部分の
拡大分解図、第５図は後輪操舵時のリヤアクスルハウジ
ングの挙動を示した概略平面図、第６図及び第７図は第
１図及び第２図に示した装置におけるボールジョイント
装置56,60及び64の具体的構造を示した夫々断面図、第
８図は第６図及び第７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
９図は第１図における後輪操舵アクチュエータ76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、20……メーンリーフスプリング、
30……ヘルパリーフスプリング、54……上方ラジアスロ
ッド、56,60及び64……ボールジョイント装置、66……
下方ラジアスロッド、72……作動レバー、76……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重ね板ば
   ね装置、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、車両の操舵時に作動して左右の下方ラジアス
   ロッドを前後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
   廻動させる一対の後輪操舵アクチュエータを具えてな
   り、更に上記重ね板ばね装置がその前後端部を、上記車
   台フレームに夫々の下端を枢着された揺動リンクの上端
   に枢支されて、夫々同揺動リンクを介してばね上荷重が
   吊下げ方向に作用するように車台フレームに対し連結さ
   れ、かつ上記リヤアクスルハウジングと重ね板ばね装置
   とが上下方向に配設されたピン又は枢軸の周りに相対廻
   転可能に連結されたことを特徴とするトラック等におけ
   る後輪操舵装置。