JP2728484B2

JP2728484B2 - 後輪操舵車両の後輪懸架装置

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Publication number: JP2728484B2
Application number: JP1022306A
Authority: JP
Inventors: 毅志枝広; 誠太金井; 晃一牛尾
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH02200575A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、後輪が操舵可能な後輪操舵車両において後
輪を車体に懸架する後輪懸架装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、後輪操舵車両として、例えば特開昭62−61
881号公報に開示されるように、前輪を操舵する前輪操
舵装置とは別に、この前輪操舵装置により前輪が操舵さ
れるとき前輪の操舵に対し所定の転舵比でもって後輪を
操舵する後輪操舵装置を備えたものは知られている。

そして、このような後輪操舵車両において、後輪を車
体に懸架する後輪懸架装置としては種々の形式のものが
用いられており、上記例示の公報（特開昭62−61881
号）のものの場合はダブルウィッシュボーン式のものが
用いられている。このダブルウィッシュボーン式後輪懸
架装置は、後輪を回転自在に支持するホイールサポート
と、該ホイールサポートと車体との間に各々車輪方向に
延びて配設され、ホイールサポートの上・下部を車体に
連結支持する上下一対のサスペンションアーム（つまり
アッパーアームおよびロアアーム）と、後輪の上下動を
減衰させるための緩衝装置とを備えてなる。尚、ダブル
ウィッシュボーン式後輪懸架装置の場合、後輪の操舵回
転中心軸としての仮想キングピン軸は、ホイールサポー
ト上部とアッパーアームとの連結点と、ホイールサポー
ト下部とロアアームとの連結点とを結ぶ直線である。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記ダブルウィッシュボーン式後輪懸架装
置では、緩衝装置の車輪側端（下端）をサスペンション
アーム（通常はロアアーム）およびホイールサポートの
いずれに連結する場合にも次のような問題点がある。

すなわち、緩衝装置の下端をサスペンションアームに
連結した場合には、後輪のバンプ・リバウンド時に緩衝
装置からの反力がサスペンションアームに対して一点集
中の横力として作用するため、このサスペンションアー
ムに大型のものを使用しなければならず、重量増加や配
置レイアウトが困難になるなどの問題がある。また、レ
バー比が小さく、後輪のバンプ・リバウンド時での緩衝
装置の伸縮ストロークが比較的短くなるので、所定の減
衰力を確保するためにバネ定数またはダンパーの減衰係
数を高める必要があるが、このときは乗心地が悪くな
る。

一方、緩衝装置の下端をホイールサポートに連結した
場合には、後輪のバンプ・リバウンド時に緩衝装置の反
力によって後輪が仮想キングピン軸回りに転舵する。こ
の転舵を防止するために、従来の後輪操舵装置において
は、後輪を舵角零の直進状態に保持するセンタリングバ
ネの保持力（バネ力）を大きく設定していたが、この場
合、後輪を操舵するための操舵力をセンタリングバネの
保持力以上に大きくしなければならず、後輪操舵装置全
体がかなり大型化するという問題があった。また、ステ
アリングハンドルの操舵に感応して後輪が操舵される後
輪操舵装置（先に例示した特開昭62−61881号公報参
照）の場合、上記緩衝装置の反力がハンドル操舵にも影
響を及ぼし、操舵フィーリングが悪くなる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、特に、ダブルウィッシュボーン式
懸架装置において、その緩衝装置の下端をホイールサポ
ートに連結するに当り、緩衝装置の反力によっては後輪
を転舵させるモーメントが惹起されないように構成する
ことにより、センタリングバネのバネ力を小さくして、
後輪操舵装置の小型化を図ることにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、前輪
の操舵に伴って後輪を操舵する後輪操舵装置を備え、か
つ上記後輪が、緩衝装置を有するダブルウィッシュボー
ン式懸架装置によって車体に懸架する後輪操舵車両を前
提とする。そして、上記緩衝装置を、その上端が車体
に、下端をホイールサポートにそれぞれ揺動自在に連結
支持するとともに、緩衝装置の反力軸が後輪の仮想キン
グピン軸と平行となるように配設する構成にしたもので
ある。

（作用）上記の構成により、本発明では、後輪のバンプ・リバ
ウンド時、ダブルウィッシュボーン式懸架装置の緩衝装
置の反力はホイールサポートに対して後輪の操舵回転中
心軸としての仮想キングピン軸と平行に作用するので、
この反力により後輪がホイールサポートと一体に操舵さ
れることはなく、後輪操舵装置による後輪操舵に悪影響
が及ぶのを防止することができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図は後輪操舵車両の全体構成を示し、この車両
は、左右の前輪1L,1Rを操舵する前輪操舵装置２と、左
右の後輪3L,3Rを操舵する後輪操舵装置４とを備えてい
る。上記前輪操舵装置２は、車幅方向に延設され、両端
部が各々タイロッド11L,11Rおよびナックルアーム12L,1
2Rを介して左右の前輪1L,1Rに連結されたラック13と、
一端部に該ラック13と噛合するピニオン14が設けられ、
他端部にステアリングハンドル15が設けられたステアリ
ングシャフト16とからなり、ステアリングハンドル15の
操作によりラック13を車幅方向に変位させて前輪1L,1R
を操舵するように構成されている。

また、上記後輪操舵装置４は、第５図にも示すよう
に、後輪操舵ロッド21と中立位置復帰手段22とサーボモ
ータ23とブレーキ24とコントロールユニット25とを備え
ている。

上記後輪操舵ロッド21は、車幅方向に延設され、その
両端部が各々タイロッド31L,31Rおよびホイールサポー
ト32L,32Rを介して左右の後輪3L,3Rに連結されており、
この後輪転舵ロッド21が車幅方向に変位することにより
後輪3L,3Rを転舵させるようになっている。

上記中立位置復帰手段22は、後輪操舵ロッド21に付設
され、第６図にその断面を詳細に示すように、車体41に
固定されたケーシング42を有し、このケーシング42内に
は一対のバネ受け43a,43bが遊嵌され、該両バネ受け43
a,43bの間にセンタリングバネ44が配設されている。上
記後輪操舵ロッド21はケーシング42を貫通して延びてお
り、この後輪操舵ロッド21には一対の鍔部21a,21bが所
定の間隔をおいて形成され、該鍔部21a,21bにより上記
バネ受け43a,43bを受け止めする構成とされており、後
輪操舵ロッド21はセンタリングバネ43によって常に中立
位置（つまり後輪18L,18Rが舵角零の直進状態となる位
置）に向けて付勢されている。上記センタリングバネ44
は、コーナリング時の横力（コーナリングフォース）に
打ち勝つだけのバネ力を備えたものとされている。

上記サーボモータ23は、ステップモータであって、第
５図に示すように、その出力軸23aが、歯車列51aとボー
ルねじ51bとからなる減速機構51を介して後輪操舵ロッ
ド21に連結されており、このサーボモータ23の作動によ
り後輪操舵ロッド21を中立位置復帰手段22（センタリン
グバネ44）の付勢力に抗して中立位置から変位させるよ
うに構成されている。上記サーボモータ23の出力軸23a
と減速機構51の歯車列51aとの間には、後輪操舵ロッド2
1とサーボモータ23との連結を解除するためのクラッチ5
2が設けられ、該クラッチ52の作動により、中立位置か
ら変位した後輪操舵ロッド21を、所定の異常発生時に中
立位置復帰手段22の付勢力によって中立位置に復帰させ
ることができるようになっている。

上記ブレーキ24は、電磁ブレーキであって、上記サー
ボモータ23の出力軸23aに付設され、該出力軸23aの回転
に制動を加えることができ、また、このブレーキ24の作
動により出力軸23a（ひいては後輪操舵ロッド21）をロ
ックして該後輪操舵ロッド21を所定の変位状態に保持す
ること（すなわち保舵すること）ができるようになって
いる。

さらに、上記コントロールユニット25は、上記サーボ
モータ23、ブレーキ24およびクラッチ52の作動を制御し
て後輪3L,3Rの操舵制御を行うものであり、このコント
ロールユニット25による後輪操舵制御は、図を用いて詳
しくは述べないが、基本的には車速感応で行われるよう
になっており、低速走行時には後輪3L,3Rを前輪1L,1Rと
逆位相に操舵して小回り性を高め、高速走行時には後輪
3L,3Rを前輪1L,1Rと同位相に操舵して走行安定性を高め
るようになっている。

そして、このような後輪操舵制御を行うために、コン
トロールユニット25には、ハンドル舵角を検出するハン
ドル舵角センサ61の信号、車速を検出する車速センサ62
の信号、および上記サーボモータ23の回転位置を検出す
るロータリエンコーダ63の信号が各々入力され、コント
ロールユニット25ではハンドル舵角と車速とに基づいて
目標後輪舵角を演算し、必要とする後輪操舵量に対応す
る制御信号がサーボモータ23に出力される。そして、サ
ーボモータ23の作動が適正になされているか否かをロー
タリエンコーダ63によって常時監視しつつ、つまりフィ
ードバック制御の下で後輪3L,3Rの操舵がなされるよう
になっている。

また、後輪操舵制御においては、フェイルセーフのた
めに、その制御系が２重構成とされている。すなわち。
上記ハンドル舵角センサ61に対して前輪舵角センサ64
が、車速センサ62に対して第２の車速センサ65が、ロー
タリエンコーダ63に対して、クラッチ52から後輪操舵ロ
ッド21側の部材の機械的変位を検出する後輪舵角センサ
66がそれぞれ付加されており、これら３つのセンサ64〜
66において、それに対応するセンサが同一の値を検出し
たときにのみ後輪転舵を行うようにされている。したが
って、上記３つのセンサ64〜66において、例えば第１の
車速センサ62で検出した車速と第２の車速センサ65で検
出した車速とが異なるときには、異常（故障）発生とい
うことで、コントロールユニット25による所定の制御に
よって後輪3L,3Rを中立位置に保持するようになってい
る。

さらに、各種の異常検出のために、コントロールユニ
ット12には、ニュートラルクラッチスイッチ71、インヒ
ビタースイッチ72、ブレーキスイッチ73、およびエンジ
ンスイッチ74の各ON・OFF信号が入力され、またオルタ
ネータのＬ端子75からは発電の有無を表す信号が入力さ
れている。ここで、ニュートラルスイッチ71は、手動変
速機を備えた車両において、手動変速機のシフト位置が
ニュートラルあるいはクラッチペダルを踏み込んだとき
にOFF信号を出力し、それ以外はON信号を出力するよう
になっている。インヒビタースイッチ72は、自動変速機
を備えた車両において、そのレンジがニュートラル
（Ｎ）あるいはパーキング（Ｐ）にあるときには、ON信
号を出力し、走行レンジにあるときにはOFF信号を出力
するようになっている。ブレーキスイッチ73はブレーキ
ペダルを踏み込んだときにON信号を出力し、エンジンス
イッチ73はエンジンが運転状態にあるときON信号を出力
するようになっている。

次に、後輪3L,3Rを車体に懸架する後輪懸架装置につ
いて、第１図ないし第３図に示す右側後輪3Rの懸架装置
の場合を例に説明する。第１図は後輪3Rを車体の内側後
方より見た斜視図であり、第２図および第３図はそれぞ
れ後輪懸架装置の部材・部品等の配置状態を示す側面図
および正面図である。

この後輪懸架装置は、ダブルウィッシュボーン式のも
のであって、後輪3Rを回転自在に支持するホイールサポ
ート32Rの他に、上下一対のサスペンションアームとし
てのアッパアーム81およびロアアーム82とトリーリング
アーム83と緩衝装置84とを備えている。

上記アッパアーム81およびロアアーム82は、共に車幅
方向に延びるロッド部材からなり、このアッパアーム81
の外端はボールジョイント85を介してホイールサポート
32Rの上部に回転自在に連結され、内端は車体41に上下
揺動可能に支持されている。また、ロアアーム82も、そ
の外端がボールジョイント86を介してホイールサポート
32Rの下部に回転自在に連結され、内端は車体41に上下
揺動可能に支持されている。

上記トリーリングアーム83は、車体前後方向に延び、
前端が車体に、後端が上記ロアアーム82にそれぞれ連結
された第１ロッド部材87と、一端が該第１ロッド部材87
に、他端が上記アッパアーム81にそれぞれ連結された第
２ロッド部材88とからなり、後輪3Rに作用する前後力
（例えば制動力等）を車体に伝達して支持するようにな
っている。

さらに、上記緩衝装置84は、一端（上端）が車体41
に、他端（下端）がホイールサポート32Rにそれぞれ揺
動自在に連結支持されたダンパー91と、該ダンパー91の
上部外周に配設されたコイルスプリング92とからなり、
後輪41の上下動（バンプ・リバウンド運動）を減衰させ
るものである。上記ダンパー91とコイルスプリング92と
は、共通の反力軸（中心軸）l₁を持つように同軸状態に
設けられており、よって、緩衝装置84の反力軸もこの軸
l₁となる。

ここで、後輪操舵装置４のタイロッド31Rから後輪3R
側に操舵力が伝達されたとき、該後輪3Rはホイールサポ
ート32Rと一体に、該ホイールサポート32Rとアッパーア
ーム81との連結点（ボールジョイント85）と、ホイール
サポート32Rとロアアーム82との連結点（ボールジョイ
ント86）とを通る直線である仮想キングピン軸l₂回りに
転舵する。

そして、本発明の特徴点として、上記緩衝装置84のダ
ンパー91下端は、該緩衝装置84の反力軸l₁が車両のイニ
シャル状態で後輪3Rの仮想キングピン軸l₂と三次元的に
平行となるようにホイールサポート32Rに連結されてい
る。尚、三次元的に平行となるということは、正面図
（第３図）および側面図（第２図）のいずれでも平行と
なっていることを意味する。

したがって、上記実施例においては、ダブルウィッシ
ュボーン式懸架装置の緩衝装置84の反力軸l₁を車両のイ
ニシャル状態で後輪3R（又は3L）の仮想キングピン軸l₂
と三次元的に平行となるようにホイールサポート32R
（又は32L）に連結したことにより、後輪3Rのバンプ・
リバウンド時、緩衝装置84の反力（ダンパー91の減衰力
およびコイルスプリング92のバネ反力）はホイールサポ
ート32Rに対して後輪の操舵回転中心軸としての仮想キ
ングピン軸l₂と平行に作用するので、この反力により後
輪3Rがホイールサポート32Rと一体に操舵されることは
なく、後輪操舵装置による後輪操舵に悪影響が及ぶのを
防止することができる。このため、中立位置復帰手段22
におけるセンタリングバネ44の中立位置付勢力（バネ
力）は、単にコーナリング時の横力（コーナリングフォ
ース）に打ち勝つだけのもので足り、また、このバネ力
に抗して後輪3L,3Rを操舵するための操舵力も小さくす
ることができるので、後輪操舵装置４の小型化を図るこ
とができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例を包含するものである。例えば、上
記実施例の場合、後輪操舵装置４は前輪操舵装置２と機
械的に連結されていないが、この両操舵装置2,4が車体
前後方向に延びるロッド部材等からなる伝達機構により
連結され、前輪操舵装置２のステアリングハンドル15の
操舵に感応して後輪が操舵される形式のものにも本発明
を適用することができる。

また、上記実施例では、緩衝装置84のダンパー91とコ
イルスプリング92とが共通の反力軸（中心軸）l₁を有す
る同軸状態に設けられた場合について述べたが、本発明
は、ダンパー91の反力軸とコイルスプリング92の反力軸
とが同軸にない場合にも適用することができる。この場
合、後輪3L,3Rのバンプ・リバウンド時におけるコイル
スプリング92のバネ反力は普通ダンパー91の減衰力より
も大きいので、このコイルスプリング92の反力軸を後輪
3L,3Rの仮想キングピン軸と平行となるように設けるこ
との方が緩衝装置の反力による後輪操舵装置への影響を
少なくすることができる。

（発明の効果）以上の如く、本発明における後輪操舵車両の後輪懸架
装置によれば、後輪のバンプ・リバウンド時、ダブルウ
ィッシュボーン式懸架装置の緩衝装置の反力がホイール
サポートに対して後輪の仮想キングピン軸と平行に作用
し、この反力により後輪が操舵されるのを防止すること
ができるので、センタリングバネのバネ力および操舵力
を共に小さく設定して後輪操舵装置の小型・軽量化を図
ることができ、また、ハンドル舵角感応の後輪操舵装置
では、緩衝装置の反力がハンドル操舵に影響を与えるこ
とはなく、操舵フィーリングの向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は後輪懸架
装置の斜視図、第２図は後輪懸架装置の部材・部品等の
配置状態を示す側面図、第３図は同正面図、第４図は後
輪操舵車両の全体構成図、第５図は同車両の後輪操舵装
置の構成図、第６図は中立位置復帰手段の断面図であ
る。 3L,3R……後輪、４……後輪操舵装置、 32L,32R……ホイールサポート、 84……緩衝装置、 91……ダンパー、 92……コイルスプリング、 l₁……反力軸、 l₂……仮想キングピン軸。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪の操舵に伴って後輪を操舵する後輪操
舵装置を備え、かつ上記後輪が、緩衝装置を有するダブ
ルウィッシュボーン式懸架装置によって車体に懸架され
た後輪操舵車両において、上記緩衝装置は、その上端が車体に、下端がホイールサ
ポートにそれぞれ揺動自在に連結支持されているととも
に、緩衝装置の反力軸が後輪の仮想キングピン軸と平行
となるように配設されていることを特徴とする後輪操舵
車両の後輪懸架装置。