JP3682833B2

JP3682833B2 - Rear wheel steering device

Info

Publication number: JP3682833B2
Application number: JP30431598A
Authority: JP
Inventors: 冨士男籾山; 満榎本
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: JP2000128011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は後輪操舵装置に係り、とくに車体の後側を後前軸と後々軸とによって支持するようにした車両の後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積載荷重の大きなトラックにおいては、１軸の後軸でこの荷重の大半を支えることができない。そこで従来より後２軸のトラックが広く用いられている。とくに後２軸をトラニオン式サスペンション装置によって懸架すると、後前軸と後々軸との荷重のアンバランスをなくして両軸で安定に荷重を受けることが可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが後２軸であってトラニオン式サスペンション装置によってこれらの２軸を懸架するようにしたトラックの場合には、後前軸と後々軸の中間位置、すなわちトラニオンブラケットの取付け位置において２軸の全荷重を受けることになる。すなわち後２軸であっても荷重を受ける位置は車両の前後方向において１点になってしまい、この位置において大きな荷重を支えることになる。
【０００４】
このような後２軸のトラックにおいて、とくにシングルタイヤから成る前輪に加わる荷重を軽減するためには、後２軸を全体として前方に移動させればよい。すなわちトラニオンブラケットの取付け位置を車両の前方側へ偏倚させることにより、前軸の荷重が軽減される。ところが後２軸を前方へ一緒に移動させると、後々軸よりも後端側のオーバーハング部分の長さが長くなる。従って旋回時に車両の後端が左右に振れることになり、安全性に問題を生ずる。
【０００５】
後々軸よりも後に延出されるオーバーハング部分の長さを一定の範囲内に収め、しかも前輪に加わる荷重を軽減するには、後前軸を前方に移動させるとともに、後前軸と後々軸との間の距離を大きくすることである。ところが操舵不能な後前軸を後々軸に対して大きく前方へ偏倚させると、旋回時に後前軸の車輪が偏摩耗を起し、これによってタイヤの寿命が著しく短くなる問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、後２軸で積載荷重の大半を支持することによって前輪に加わる負担を軽減し、しかも後前軸と後々軸の何れの車輪のタイヤも偏摩耗しないようにした後輪操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体の後側を後前軸と後々軸とによって支持するようにした車両の後輪操舵装置において、
後前軸または後々軸のアクスルの両端にそれぞれキングピンを介して後前輪または後々輪を操舵可能に取付けるとともに、
後々軸または後前軸に取付けられている駆動輪が路面から受ける反力によって該後々軸または後前軸に発生する回転モーメントを伝達手段を介して後前軸または後々軸に伝達して回動させるようになし、車両の進行方向にかかわらず、前記キングピンがキャスタ角を有した状態で取付けられることを特徴とする後輪操舵装置に関するものである。
ここで、前記伝達手段が、駆動輪が取付けられている後々軸または後前軸に上下に延出されたアームと、後前軸と後々軸との間に配された中間レバーと、前記アームと前記中間レバーと後前軸または後々軸とを連結するロッドとを有し、駆動輪が路面から受ける反力によって該駆動輪を取付けている後々軸または後前軸に生ずる回転モーメントを前記アームと、中間レバーと、ロッドとを介して前記後前軸または後々軸に伝達して該後前軸または後々軸を回動させ、これによって車両の進行方向に応じて前記キングピンの取付け姿勢を変化させ、車両の進行方向にかかわらず前記キングピンがキャスタ角を有するようにすることが望ましい。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、車体の後側を支持する後前軸と後々軸との間の軸間距離を１５００ｍｍ以上、より好ましくは１８００ｍｍ以上とし、しかも前軸と後々軸との間の軸間距離に対して後前軸と後々軸との間の軸間距離が２０％以上、より好ましくは２７％以上離れるように後前軸と後々軸とを配するようにする。そして後々輪を操舵不能な固定輪とするとともに、後前輪を左右に操舵可能に後前軸に取付ける。しかも後前輪を操舵可能に後前軸に取付けているキングピンがキャスタ角を有するようにし、このようなキャスタ角によって後前輪がセルフステアを行なうようにする。
【０００９】
このような後前輪のセルフステアは、車両の走行方向に応じてキングピンの取付け姿勢を変化させることによって、車両の進行方向にかかわらず常にキングピンがキャスタ角を有するようにする。このようにすると車両の走行方向が前方であっても後方であっても後前輪が常にセルフステアを行なうことになる。
【００１０】
このようなキングピンの取付け姿勢の変更は、後前軸を車両の走行方向の変更に応じて油圧シリンダ等のアクチュエータによって回動させるようにしてよい。あるいはまた駆動輪を構成する後々輪が取付けられている後々軸が車両の走行時における路面からの反力による回転モーメントを利用し、このような反力による回転モーメントを後前軸に伝達して行なうようにしてもよい。なお上記のような後前輪のセルフステア機能は、高速走行時においては必ずしも必要でない場合がある。従ってこのような場合には、後前輪のセルフステア機能を減殺し、後前輪を固定輪とするように、アクチュエータ等を用いて操舵機構を介して後前輪のナックルを固定するようにしてよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態に係る後２軸のトラックを示すものであって、車体フレーム１０の前端側の部分にはキャブ１１が搭載されている。またキャブ１１の後側であって車体フレーム１０上には荷箱１２が取付けられる。
【００１２】
このようなトラックの車体フレーム１０の前端側の部分は両端に前輪１５を取付けた前軸１６によって支持される。これに対して車体フレーム１０の後側の部分は左右に後前輪１７を取付けた後前軸１８と、左右に後々輪１９を取付けた後々軸２０とによって支持されるようになっている。
【００１３】
ここで前輪１５と後前輪１７と後々輪１９の配置は図２に示すように構成されており、とくに車両の旋回時において、前輪１５が操舵されるとこれに連動して後前輪１７が操舵されるようになっており、後前輪１７の車軸の延長上が後々軸２０の延長上であって車両の旋回中心と一致するようにしている。このような対策によって、後前軸１８を後々軸２０に対して従来のトラックよりも前方へ大きく偏倚させながら、しかも後前輪１７のタイヤの偏摩耗を確実に防止するようにしている。
【００１４】
図３に示す前軸１６と後々軸２０との間の距離Ａはここでは７０００ｍｍに設定されているのに対し、後前軸１８と後々軸２０との距離Ｂは２５００ｍｍに設定されている。ちなみに従来のトラニオンサスペンション装置においては、Ａの値が７０００ｍｍの場合には、Ｂの値は約１３００ｍｍの値に設定されている。すなわちトラニオン式サスペンション装置の後前軸１８と後々軸２０との間の距離の約２倍の値にＢの寸法が設定されている。
【００１５】
前軸１６、後前軸１８、および後々軸２０の配置を図３に示すような配置にすると、荷箱１２の部分にほぼ均等な等分布荷重が加わった場合における３軸１６、１８、２０の荷重配分が、ほぼ１：２：２の割合とすることが可能になる。すなわち後前軸１８と後々軸２０とにそれぞれ加わる荷重の半分の値に前軸１６に加わる荷重を設定することが可能になる。
【００１６】
従って積載荷重が２５トンのトラックの場合には、前軸１６に５トン、後前軸１８に１０トン、後々軸２０に１０トンの荷重がそれぞれ加わるようになる。このような荷重配分の関係は、各車輪１５、１７、１９のタイヤの数に比例した値になる。すなわち各タイヤにはそれぞれ２．５トンの荷重が加わるようになり、これによって前輪１５、後前輪１７、および後々輪１９の総てのタイヤに加わる荷重が等しくなる。
【００１７】
ここで後々軸２０が駆動軸を構成しており、後前軸１８は死軸あるいは従動軸になっている。すなわち後々軸２０には図３に示すように差動歯車装置２３が取付けられており、この差動歯車装置２３とキャブ１１の下側のエンジン２４とがトランスミッション２５およびプロペラシャフト２６を介して連結されており、エンジン２４からの駆動力が後々輪１９に伝達されるようになっている。
【００１８】
次に上記後前軸１８と後々軸２０の懸架の構造について説明すると、とくに図４に示すように、後前軸１８と後々軸２０の取付け位置のほぼ中間位置において、フレーム１０にはトラニオンブラケット６７が取付けられている。このようなトラニオンブラケット６７によってトラニオンシャフト６８が回転自在に支持される。そしてトラニオンシャフト６８の両側にそれぞれトラニオンシート６９が取付けられるようになっている。トラニオンシート６９にはＵボルトを介して前後方向に長いリーフスプリング４０またはビームが取付けられる。
【００１９】
リーフスプリング４０またはビームの前端側の部分とフレーム１０との間には前側のエアスプリング７０が介装される。これに対してリーフスプリング４０またはビームの後端部と車体フレーム１０との間には後側のエアスプリング７１が介装される。そしてリーフスプリング４０の前端側によって後前軸１８が、またリーフスプリング４０の後端側によって後々軸２０がそれぞれ懸架されることになる。
【００２０】
次に上記後前軸１８に取付けられている後前輪１７の操舵機構、とくにそのセルフステアのための機構について説明する。後前軸１８は図５に示すようにエリオット型のアクスルから構成されており、その左右両端にはそれぞれ取付けアーム２９、３０が上下に設けられている。そしてこれらの取付けアーム２９、３０によってキングピン３１の上下の端部がそれぞれ保持されている。そしてキングピン３１の長さ方向の中間位置にナックル３２が操舵可能に取付けられている。
【００２１】
ナックル３２の先端部には中空のスピンドル３３が固着されるとともに、このスピンドル３３にベアリング３６を介してハブ３４が回転自在に取付けられている。そしてハブ３４にホイール３５が取付けられるようになっており、このホイール３５の外周面に取付けられているタイヤによって後前輪１７が構成されている。
【００２２】
上記後前軸１８は図５および図６に示すように、両側にそれぞれ開口から成る挿通部３９を有するとともに、このような挿通部３９をサスペンションばねを構成するリーフスプリング４０が挿通されている。そして上記後前軸１８の両端には取付け部４１を介してトルクロッド４２が連結されている。トルクロッド４２の他端側は図７に示すように油圧シリンダ４３に連結されている。なおこの油圧シリンダ４３はフレーム１０のクロスメンバに支持されている。
【００２３】
上記後前輪１７を支持するナックル３２のナックルアーム４７には図７に示すようにロッド４８が連結されるとともに、このロッド４８が油圧シリンダ４９のピストンロッドに連結されるようになっている。そしてこの油圧シリンダ４９がフレーム１０のクロスメンバに固定されている。
【００２４】
以上のような構成において、通常は油圧シリンダ４９はフリーの状態にあり、このためにこの油圧シリンダ４９と連結されているナックル３２の操舵機能を阻害することがなく、ナックル３２はキングピン３１によって操舵可能になっている。
【００２５】
しかも車両が前進する場合には、図６において実線で示すように、油圧シリンダ４３によってトルクロッド４２を介して後前軸１８が後方に回動されている。すなわち後前軸１８に取付けられているキングピン３１が後方に傾くようになっており、これによってこのキングピン３１によって前進時にキャスタ角を与えるようになっている。
【００２６】
このように本実施の形態においては、前進時において図６に示すようにキングピン３１が後方に傾くように後前軸１８が回動され、しかもキングピン３１によってナックル３２を介して後前輪１７が操舵可能に取付けられている。従ってキングピン３１の軸線が後前輪１７の接地点よりも前方を通過することになり、これによって後前輪１７を前から引張るのと同じ効果が生れる。すなわちキャスタの原理によって後前輪１７がセルフステアを行なう。
【００２７】
従ってこのことから、ステアリングホイールを操舵して図２に示すように前輪１５を操舵すると、左右の後前輪１７はそれぞれ路面から受ける力によってセルフステアを行なうことになる。このときの左右の後前輪１７の回転中心の延長は、固定輪から成る後々輪１９の延長上の１点であって、旋回中心に一致するようになる。従ってこのことから、この車両の旋回時に後前輪１７および後々輪１９は何れもそのタイヤが偏摩耗を起すことがなくなる。
【００２８】
車両が後退する場合には、トランスミッション２５のギヤの切換えに連動してコントローラ４４によって油圧シリンダ４３を作動させ、図６において鎖線で示すように後前軸１８を前方に倒すように回動させる。するとこの後前軸１８に支持されているキングピン３１も前方に倒れるように切換えられる。すなわちキングピン３１が大きく回動されるとともに、車両の走行方向に応じてキャスタ角を有するような姿勢に切換えられる。
【００２９】
従ってこのような状態で車両が後退を行なうと、後前軸１８に取付けられている後前輪１７は路面から受ける力によってセルフステア動作を行なうことになる。従ってこの場合においても、後前輪１７および後々輪１９の偏摩耗が防止されるようになり、円滑な後退動作が達成される。
【００３０】
また高速走行時においては、図７に示す油圧シリンダ４９によってセルフステア機能を減殺するようにしている。油圧シリンダ４９を作動させると、ロッド４８を介してナックルアーム４７が回動され、これによって左右のナックル３２が中立位置に戻されるとともに、この状態で油圧シリンダ４９によってロックされる。すなわちセルフステアのロックが行なわれるために、高速走行時においては後前輪１７を真直ぐ前方に向けた状態で走行することが可能になる。これによって高速走行時の安定性が確保されるようになる。
【００３１】
しかもここでは上述の如く、後前軸１８と後々軸２０とが図４に示すように、それぞれリーフスプリング４０に懸架されるようになっている。ここでリーフスプリング４０はトラニオンブラケット６７およびトラニオンシート６９を介して車体フレーム１０に取付けられるとともに、このリーフスプリング４０の両端と車体フレーム１０との間に前後のエアスプリング７０、７１が配されるようになっている。ここで積載荷重に応じてエアスプリング７０、７１の空気圧が調整されるようになっており、リーフスプリング４０は常にほぼ水平な状態で懸架されるようになっている。
【００３２】
このようなサスペンション機構によって、互いに前後方向に距離が離れている後前軸１８と後々軸２０とに均等に荷重を配分することが可能になるとともに、とくに駆動輪を構成する後々輪１９と路面との間のスリップを防止し、これによって走行に必要な駆動トルクを確実に得ることを可能にしている。
【００３３】
次に別の実施の形態を図８および図９によって説明する。この実施の形態は、油圧シリンダ４３を設ける代りに、駆動輪を構成する後々輪１９が走行する際に路面から受ける反力を利用し、このような力をトルクロッド５４、５５、５６、５７を介して後前軸１８に伝達してこの後前軸１８に取付けられているキングピン３１の取付け姿勢を変更するようにしたものである。
【００３４】
後前軸１８と後々軸２０との間に中間軸５２によって回動可能に中間レバー５３を取付け、後々軸２０の上下に延出されているアームと中間レバー５３とを上下のトルクロッド５４、５５によって連結するようにしている。さらに中間レバー５３と後前軸１８とを上下のトルクロッド５６、５７とによって連結するようにしている。
【００３５】
ここで車両が前方に走行する場合には、エンジン２４からのトルクによって後々輪１９が路面を蹴ることになり、このときに後々輪１９を介して後々軸２０が図９において時計方向に回転するようなモーメントを受ける。このような回転モーメントがトルクロッド５４、５５を介して中間レバー５３に伝達される。従って中間レバー５３が同方向に回動されるとともに、この中間レバー５３の回転が上下のトルクロッド５６、５７を介して後前軸１８に伝達され、後前軸１８が図９に示すように後方に回動される。従って後前軸１８に取付けられているキングピン３１が後に傾くようになる。
【００３６】
これに対して車両が後退する場合には、後々輪１９が路面から受ける力によって後々軸２０が図９において反時計方向に回動するようなモーメントを受けることになる。このモーメントが中間レバー５３を介して後前軸１８に伝達される。
【００３７】
このように後々輪１９が路面から受ける力を利用して後前軸１８を回動させることにより、キングピン３１が車両の進行方向にかかわらず常にキャスタ角を有するようになする。従ってこのような構成によっても、後前輪１７がセルフステアを行なうことになり、このために後前軸１８を後々軸２０に対して前方に大きく偏倚させても、後前輪１７のタイヤの偏摩耗が起ることがない。
【００３８】
またここではエアチャンバ６０を用いて後前輪１７のセルフステアの機能を必要に応じて減殺するようにしている。図８に示すようにエアチャンバ６０はタイロッドアーム６１を開してタイロッド６２に連結されるようになっている。高速走行時においてエアチャンバ６０に圧縮空気を供給し、これによって左右のタイロッドアーム６１をともに押圧し、ナックル３２が中立の状態、すなわち後前輪１７が真直ぐ前に向いた状態でロックするようにしている。従ってこのような構成によれば、高速走行時等にナックル３２がキングピン３１を中心として回動できなくなり、これによって後前輪１７の操舵が阻止されることになり、高速走行の安定性を確保できるようになる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、車体の後側を後前軸と後々軸とによって支持するようにした車両の後輪操舵装置において、後前軸または後々軸のアクスルの両端にそれぞれキングピンを介して後前輪または後々輪を操舵可能に取付けるとともに、後々軸または後前軸に取付けられている駆動輪が路面から受ける反力によって該後々軸または後前軸に発生する回転モーメントを伝達手段を介して後前軸または後々軸に伝達して回動させるようになし、車両の進行方向にかかわらず、キングピンがキャスタ角を有した状態で取付けられるようにしたものである。
【００４０】
従って車両の走行時に後前輪または後々輪が路面から受ける力によって後前輪または後々輪がセルフステアを行なうことになり、これによって後前輪または後々輪のタイヤの偏摩耗が防止される。またこのことから、後前軸を後々軸よりも前方に大きく偏倚させた状態で取付けることが可能になる。
【００４１】
車両の進行方向に応じてキングピンの取付け姿勢を変化させる手段を有し、車両の進行方向にかかわらずキングピンがキャスタ角を有するようにした構成によれば、車両が前進する場合のみならず後退する場合においても、後前輪または後々輪がセルフステアを行なうことになり、このために前進時と後退時の何れの場合においても後前輪または後々輪のタイヤの偏摩耗が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】後輪操舵装置を備えるトラックの側面図である。
【図２】同トラックの旋回時の車輪の配置を示す平面図である。
【図３】トラックの全体の配置を示す平面図である。
【図４】後前軸と後々軸の懸架機構を示す側面図である。
【図５】後前輪の取付け機構を示す要部縦断面図である。
【図６】後前軸の回動動作を示す要部断面図である。
【図７】同要部平面図である。
【図８】別の実施の形態の後前軸と後々軸の取付けを示す平面図である。
【図９】同側面図である。
【符号の説明】
１０車体フレーム
１１キャブ
１２荷箱
１５前輪
１６前軸
１７後前輪
１８後前軸
１９後々輪
２０後々軸
２３差動歯車装置
２４エンジン
２５トランスミッション
２６プロペラシャフト
２９、３０取付けアーム
３１キングピン
３２ナックル
３３スピンドル
３４ハブ
３５ホイール
３６ベアリング
３９挿通部（開口）
４０リーフスプリング
４１取付け部
４２トルクロッド
４３油圧シリンダ
４４コントローラ
４７ナックルアーム
４８ロッド
４９油圧シリンダ
５２中間軸
５３中間レバー
５４〜５７トルクロッド
６０エアチャンバ
６１タイロッドアーム
６２タイロッド
６７トラニオンブラケット
６８トラニオンシャフト
６９トラニオンシート
７０エアスプリング（前）
７１エアスプリング（後）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rear wheel steering device, and more particularly to a vehicle rear wheel steering device in which a rear side of a vehicle body is supported by a rear front shaft and a rear shaft.
[0002]
[Prior art]
In a truck with a large carrying load, most of this load cannot be supported by a single rear shaft. Therefore, a rear 2-axis track has been widely used. In particular, when the rear two shafts are suspended by the trunnion type suspension device, it is possible to eliminate the load imbalance between the rear front shaft and the rear shaft and to receive the load stably on both shafts.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a truck that has two rear shafts and these two shafts are suspended by a trunnion type suspension device, the total load of the two shafts is intermediate between the rear front shaft and the rear shaft, that is, the mounting position of the trunnion bracket. Will receive. That is, even with the rear two axes, the position where the load is received is one point in the longitudinal direction of the vehicle, and a large load is supported at this position.
[0004]
In such a rear two-axis truck, in order to reduce the load applied to the front wheels made of a single tire, the rear two axes may be moved forward as a whole. That is, the load on the front shaft is reduced by biasing the mounting position of the trunnion bracket toward the front side of the vehicle. However, when the rear two axes are moved forward together, the length of the overhang portion on the rear end side becomes longer than the rear axis. Therefore, the rear end of the vehicle swings left and right when turning, which causes a problem in safety.
[0005]
In order to keep the length of the overhang portion extending after the rear shaft within a certain range and to reduce the load applied to the front wheel, the rear front shaft is moved forward, the rear front shaft and the rear shaft Is to increase the distance between. However, if the rear front shaft, which cannot be steered, is largely deviated forward with respect to the rear shaft, the wheels of the rear front shaft will be unevenly worn during turning, thereby causing a problem that the life of the tire is remarkably shortened.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and reduces the load applied to the front wheel by supporting most of the load load with the rear two shafts. Moreover, any wheel of the rear front shaft and the rear shaft is provided. An object of the present invention is to provide a rear wheel steering device that prevents uneven wear of the tire.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a vehicle rear wheel steering apparatus in which the rear side of a vehicle body is supported by a rear front shaft and a rear shaft.
At the both ends of the rear front axle or rear axle axle, a rear front wheel or rear rear wheel is attached via a king pin so as to be steerable,
The rotational moment generated on the rear shaft or the rear front shaft by the reaction force received from the road surface by the driving wheel attached to the rear shaft or the rear front shaft is transmitted to the rear front shaft or the rear rear shaft via the transmission means and rotated. The present invention relates to a rear wheel steering apparatus in which the king pin is attached with a caster angle regardless of the traveling direction of the vehicle .
Here, the transmission means includes a rear shaft to which a driving wheel is attached or an arm extending up and down on the rear front shaft, an intermediate lever disposed between the rear front shaft and the rear shaft, and the arm. And a rod that connects the intermediate lever and the rear front shaft or the rear rear shaft, and a rotational moment generated on the rear shaft or the rear front shaft to which the drive wheel is attached by a reaction force that the drive wheel receives from the road surface. Then, it transmits to the rear front shaft or the rear shaft via the intermediate lever and the rod to rotate the rear front shaft or the rear shaft, thereby changing the mounting posture of the king pin according to the traveling direction of the vehicle It is desirable that the king pin has a caster angle regardless of the traveling direction of the vehicle.
[0008]
In a preferred aspect of the present invention, the distance between the rear front shaft and the rear rear shaft that supports the rear side of the vehicle body is set to 1500 mm or more, more preferably 1800 mm or more, and the distance between the front shaft and the rear shaft. The rear front shaft and the rear shaft are arranged so that the distance between the rear front shaft and the rear shaft with respect to the distance is 20% or more, more preferably 27% or more. Then, the rear wheels are made stationary wheels that cannot be steered, and the rear front wheels are attached to the rear front shaft so as to be steerable left and right. In addition, the king pin attached to the rear front shaft so that the rear front wheel can be steered has a caster angle, and the rear front wheel performs self-steering by such a caster angle.
[0009]
Such self-steering of the rear front wheels changes the mounting posture of the kingpin according to the traveling direction of the vehicle so that the kingpin always has a caster angle regardless of the traveling direction of the vehicle. In this way, the rear front wheel always performs self-steering regardless of whether the vehicle is traveling forward or backward.
[0010]
Such a change in the mounting posture of the king pin may be performed by rotating the rear front shaft by an actuator such as a hydraulic cylinder in accordance with a change in the traveling direction of the vehicle. Alternatively, the rear wheel on which the rear wheel constituting the drive wheel is mounted uses the rotational moment due to the reaction force from the road surface when the vehicle is traveling, and the rotational moment due to such reaction force is transmitted to the rear front shaft. You may make it perform. The rear front wheel self-steering function as described above may not always be necessary during high-speed driving. Therefore, in such a case, the knuckle of the rear front wheel may be fixed via the steering mechanism using an actuator or the like so that the self-steer function of the rear front wheel is reduced and the rear front wheel is a fixed wheel.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a rear biaxial truck according to an embodiment of the present invention. A cab 11 is mounted on a front end portion of a body frame 10. A cargo box 12 is mounted on the body frame 10 on the rear side of the cab 11.
[0012]
Such a portion of the truck body frame 10 on the front end side is supported by a front shaft 16 having front wheels 15 attached to both ends. On the other hand, the rear portion of the body frame 10 is supported by a rear front shaft 18 with the rear front wheel 17 attached to the left and right and a rear shaft 20 with the rear wheel 19 attached to the left and right.
[0013]
Here, the arrangement of the front wheel 15, the rear front wheel 17 and the rear wheel 19 is configured as shown in FIG. 2, and when the front wheel 15 is steered, especially when the vehicle is turning, the rear front wheel 17 is steered in conjunction with the steering. Thus, the extension of the axle of the rear front wheel 17 is the extension of the rear axle 20 and coincides with the turning center of the vehicle. By such measures, the rear front shaft 18 is largely biased forward relative to the rear shaft 20 with respect to the conventional truck, and the tires of the rear front wheels 17 are surely prevented from being unevenly worn.
[0014]
The distance A between the front shaft 16 and the rear shaft 20 shown in FIG. 3 is set here to 7000 mm, whereas the distance B between the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 is set to 2500 mm. Incidentally, in the conventional trunnion suspension device, when the value of A is 7000 mm, the value of B is set to a value of about 1300 mm. That is, the dimension B is set to a value that is approximately twice the distance between the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 of the trunnion type suspension device.
[0015]
When the front shaft 16, the rear front shaft 18, and the rear shaft 20 are arranged as shown in FIG. 3, the three shafts 16, 18, and 20 when a substantially uniform load is applied to the portion of the packing box 12 are provided. Load distribution can be approximately 1: 2: 2. That is, it is possible to set the load applied to the front shaft 16 to a value half of the load applied to the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 respectively.
[0016]
Accordingly, in the case of a truck having a loading load of 25 tons, a load of 5 tons is applied to the front shaft 16, 10 tons to the rear front shaft 18, and 10 tons to the rear shaft 20 are applied. Such a load distribution relationship becomes a value proportional to the number of tires of the wheels 15, 17, and 19. That is, a load of 2.5 tons is applied to each tire, whereby the loads applied to all the tires of the front wheel 15, the rear front wheel 17, and the rear wheel 19 become equal.
[0017]
Here, the rear shaft 20 constitutes a drive shaft, and the rear front shaft 18 is a dead shaft or a driven shaft. That is, the differential gear unit 23 is attached to the shaft 20 as shown in FIG. 3, and the differential gear unit 23 and the engine 24 below the cab 11 are connected via the transmission 25 and the propeller shaft 26. The driving force from the engine 24 is transmitted to the wheel 19 later.
[0018]
Next, the structure of the suspension of the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 will be described. Particularly, as shown in FIG. 4, the frame 10 has a trunnion bracket at a substantially intermediate position between the rear front shaft 18 and the rear shaft 20. 67 is attached. The trunnion shaft 68 is rotatably supported by such a trunnion bracket 67. The trunnion seats 69 are attached to both sides of the trunnion shaft 68, respectively. The trunnion seat 69 is attached with a leaf spring 40 or a beam that is long in the front-rear direction via a U bolt.
[0019]
A front air spring 70 is interposed between the leaf spring 40 or the front end portion of the beam and the frame 10. On the other hand, a rear air spring 71 is interposed between the leaf spring 40 or the rear end of the beam and the vehicle body frame 10. The rear front shaft 18 is suspended by the front end side of the leaf spring 40, and the rear shaft 20 is suspended by the rear end side of the leaf spring 40.
[0020]
Next, a steering mechanism of the rear front wheel 17 attached to the rear front shaft 18, particularly a mechanism for the self-steering will be described. As shown in FIG. 5, the rear front shaft 18 is composed of an Elliot type axle, and mounting arms 29 and 30 are vertically provided at both left and right ends thereof. The upper and lower ends of the king pin 31 are held by the mounting arms 29 and 30, respectively. And the knuckle 32 is attached to the intermediate position of the length direction of the kingpin 31 so that steering is possible.
[0021]
A hollow spindle 33 is fixed to the tip of the knuckle 32, and a hub 34 is rotatably attached to the spindle 33 via a bearing 36. A wheel 35 is attached to the hub 34, and the rear front wheel 17 is constituted by a tire attached to the outer peripheral surface of the wheel 35.
[0022]
As shown in FIGS. 5 and 6, the rear front shaft 18 has insertion portions 39 each having an opening on both sides, and leaf springs 40 that constitute suspension springs are inserted through the insertion portions 39. A torque rod 42 is connected to both ends of the rear front shaft 18 via attachment portions 41. The other end side of the torque rod 42 is connected to a hydraulic cylinder 43 as shown in FIG. The hydraulic cylinder 43 is supported by the cross member of the frame 10.
[0023]
As shown in FIG. 7, a rod 48 is connected to the knuckle arm 47 of the knuckle 32 that supports the rear front wheel 17, and this rod 48 is connected to the piston rod of the hydraulic cylinder 49. The hydraulic cylinder 49 is fixed to the cross member of the frame 10.
[0024]
In the configuration as described above, the hydraulic cylinder 49 is normally in a free state. Therefore, the steering function of the knuckle 32 connected to the hydraulic cylinder 49 is not hindered, and the knuckle 32 is steered by the king pin 31. It is possible.
[0025]
In addition, when the vehicle moves forward, as shown by a solid line in FIG. 6, the rear front shaft 18 is rotated backward by the hydraulic cylinder 43 via the torque rod 42. That is, the king pin 31 attached to the rear front shaft 18 is inclined rearward, whereby a caster angle is given by the king pin 31 when moving forward.
[0026]
As described above, in the present embodiment, the rear front shaft 18 is rotated so that the king pin 31 tilts backward as shown in FIG. 6 during forward travel, and the rear front wheel 17 is steered by the king pin 31 via the knuckle 32. Installed as possible. Accordingly, the axis of the king pin 31 passes ahead of the ground contact point of the rear front wheel 17, and this produces the same effect as pulling the rear front wheel 17 from the front. That is, the rear front wheel 17 performs self-steering according to the caster principle.
[0027]
Therefore, when the steering wheel is steered and the front wheel 15 is steered as shown in FIG. 2, the left and right rear front wheels 17 perform self-steering by the force received from the road surface. The extension of the rotation center of the left and right rear front wheels 17 at this time is one point on the extension of the rear wheel 19 made of a fixed wheel, and coincides with the turning center. Therefore, the tires of the rear front wheel 17 and the rear rear wheel 19 do not cause uneven wear when the vehicle is turning.
[0028]
When the vehicle moves backward, the hydraulic cylinder 43 is actuated by the controller 44 in conjunction with the gear change of the transmission 25, and the rear front shaft 18 is pivoted forward as shown by the chain line in FIG. Then, the king pin 31 supported by the front shaft 18 is switched so as to fall forward. In other words, the king pin 31 is largely rotated and switched to a posture having a caster angle according to the traveling direction of the vehicle.
[0029]
Accordingly, when the vehicle moves backward in such a state, the rear front wheel 17 attached to the rear front shaft 18 performs a self-steer operation by the force received from the road surface. Accordingly, even in this case, uneven wear of the rear front wheel 17 and the rear rear wheel 19 is prevented, and a smooth reverse operation is achieved.
[0030]
Further, during high-speed traveling, the self-steer function is reduced by the hydraulic cylinder 49 shown in FIG. When the hydraulic cylinder 49 is operated, the knuckle arm 47 is rotated via the rod 48, whereby the left and right knuckles 32 are returned to the neutral position and are locked by the hydraulic cylinder 49 in this state. That is, since the self-steering lock is performed, it is possible to travel with the rear front wheel 17 facing straight forward when traveling at high speed. As a result, stability during high-speed traveling is ensured.
[0031]
In addition, as described above, the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 are suspended on the leaf springs 40 as shown in FIG. Here, the leaf spring 40 is attached to the vehicle body frame 10 via a trunnion bracket 67 and a trunnion seat 69, and front and rear air springs 70 and 71 are arranged between both ends of the leaf spring 40 and the vehicle body frame 10. It has become. Here, the air pressures of the air springs 70 and 71 are adjusted according to the loaded load, and the leaf spring 40 is always suspended in a substantially horizontal state.
[0032]
With such a suspension mechanism, it becomes possible to evenly distribute the load to the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 that are separated from each other in the front-rear direction, and in particular, the rear wheel 19 and the road surface constituting the driving wheel. Thus, it is possible to reliably obtain the driving torque necessary for traveling.
[0033]
Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, instead of providing the hydraulic cylinder 43, a reaction force received from the road surface when the rear wheel 19 constituting the drive wheel travels is used, and such a force is applied to the torque rods 54, 55, 56, 57. In this way, the mounting posture of the king pin 31 that is transmitted to the rear front shaft 18 and is attached to the rear front shaft 18 is changed.
[0034]
An intermediate lever 53 is attached between the rear front shaft 18 and the rear shaft 20 so as to be rotatable by the intermediate shaft 52, and an arm extending from the upper and lower sides of the rear shaft 20 and the intermediate lever 53 are connected to upper and lower torque rods 54, 55 is connected. Further, the intermediate lever 53 and the rear front shaft 18 are connected by upper and lower torque rods 56 and 57.
[0035]
Here, when the vehicle travels forward, the rear wheel 19 kicks the road surface by the torque from the engine 24. At this time, the rear shaft 20 rotates clockwise through the rear wheel 19 in FIG. Receive a moment like this. Such a rotational moment is transmitted to the intermediate lever 53 via the torque rods 54 and 55. Accordingly, the intermediate lever 53 is rotated in the same direction, and the rotation of the intermediate lever 53 is transmitted to the rear front shaft 18 through the upper and lower torque rods 56 and 57, and the rear front shaft 18 is as shown in FIG. It is rotated backward. Accordingly, the king pin 31 attached to the rear front shaft 18 is inclined backward.
[0036]
On the other hand, when the vehicle moves backward, the moment that the rear shaft 20 rotates counterclockwise in FIG. 9 is received by the force that the rear wheel 19 receives from the road surface. This moment is transmitted to the rear front shaft 18 via the intermediate lever 53.
[0037]
In this way, the rear front shaft 18 is rotated using the force that the rear wheel 19 receives from the road surface, so that the king pin 31 always has a caster angle regardless of the traveling direction of the vehicle. Accordingly, even with such a configuration, the rear front wheel 17 performs self-steering. Therefore, even if the rear front shaft 18 is largely deviated forward relative to the rear shaft 20, uneven wear of the tire of the rear front wheel 17 is caused. Never happen.
[0038]
Here, the air chamber 60 is used to reduce the self-steering function of the rear front wheel 17 as necessary. As shown in FIG. 8, the air chamber 60 is connected to the tie rod 62 by opening the tie rod arm 61. Compressed air is supplied to the air chamber 60 during high-speed traveling, thereby pressing both the left and right tie rod arms 61 so that the knuckle 32 is in a neutral state, that is, locked in a state where the rear front wheel 17 faces straight forward. Yes. Therefore, according to such a configuration, the knuckle 32 cannot be rotated around the king pin 31 when traveling at a high speed or the like, whereby the steering of the rear front wheel 17 is prevented, and the stability of the high speed traveling can be ensured. It becomes like this.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a vehicle rear wheel steering apparatus in which the rear side of a vehicle body is supported by a rear front shaft and a rear shaft, and a king pin is provided at each end of the rear front shaft or the rear shaft axle. The rear front wheel or the rear rear wheel is mounted so as to be steerable, and the rotational moment generated on the rear shaft or the rear front shaft by the reaction force received from the road surface by the driving wheel mounted on the rear shaft or the rear front shaft is transmitted via the transmission means. The kingpin is mounted with a caster angle regardless of the traveling direction of the vehicle, and is transmitted to the rear front shaft or the rear shaft and rotated .
[0040]
Therefore, the rear front wheel or the rear rear wheel performs self-steering by the force that the rear front wheel or the rear rear wheel receives from the road surface during traveling of the vehicle, thereby preventing uneven wear of the tires of the rear front wheel or the rear rear wheel. This also makes it possible to mount the rear front shaft in a state in which the rear front shaft is largely deviated forward from the rear shaft.
[0041]
According to the configuration in which the means for changing the mounting posture of the kingpin according to the traveling direction of the vehicle is provided and the kingpin has a caster angle regardless of the traveling direction of the vehicle, the vehicle moves backward as well as when the vehicle moves forward. Even in this case, the rear front wheel or the rear rear wheel performs self-steering, and therefore, uneven wear of the tires of the rear front wheel or the rear rear wheel is prevented in both cases of forward movement and reverse movement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a truck provided with a rear wheel steering device.
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of wheels when the truck turns.
FIG. 3 is a plan view showing an overall arrangement of tracks.
FIG. 4 is a side view showing a suspension mechanism of a rear front shaft and a rear shaft.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part showing an attachment mechanism for a rear front wheel.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a rotation operation of a rear front shaft.
FIG. 7 is a plan view of the main part.
FIG. 8 is a plan view showing attachment of a rear front shaft and a rear shaft after another embodiment.
FIG. 9 is a side view of the same.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Body frame 11 Cab 12 Cargo box 15 Front wheel 16 Front shaft 17 Rear front wheel 18 Rear front shaft 19 Rear rear wheel 20 Rear shaft 23 Differential gear device 24 Engine 25 Transmission 26 Propeller shaft 29, 30 Mounting arm 31 Kingpin 32 Knuckle 33 Spindle 34 Hub 35 Wheel 36 Bearing 39 Insertion part (opening)
40 Leaf spring 41 Mounting portion 42 Torque rod 43 Hydraulic cylinder 44 Controller 47 Knuckle arm 48 Rod 49 Hydraulic cylinder 52 Intermediate shaft 53 Intermediate levers 54-57 Torque rod 60 Air chamber 61 Tie rod arm 62 Tie rod 67 Trunnion bracket 68 Trunnion shaft 69 Trunnion seat 70 Air spring (front)
71 Air spring (rear)

Claims

車体の後側を後前軸と後々軸とによって支持するようにした車両の後輪操舵装置において、
後前軸または後々軸のアクスルの両端にそれぞれキングピンを介して後前輪または後々輪を操舵可能に取付けるとともに、
後々軸または後前軸に取付けられている駆動輪が路面から受ける反力によって該後々軸または後前軸に発生する回転モーメントを伝達手段を介して後前軸または後々軸に伝達して回動させるようになし、車両の進行方向にかかわらず、前記キングピンがキャスタ角を有した状態で取付けられることを特徴とする後輪操舵装置。In a vehicle rear wheel steering device in which the rear side of the vehicle body is supported by a rear front shaft and a rear shaft.
At the both ends of the rear front axle or rear axle axle, a rear front wheel or rear rear wheel is steerably attached via a king pin, respectively.
The rotational moment generated on the rear shaft or the rear front shaft by the reaction force received from the road surface by the driving wheel attached to the rear shaft or the rear front shaft is transmitted to the rear front shaft or the rear rear shaft via the transmission means and rotated. A rear wheel steering apparatus , wherein the king pin is mounted with a caster angle regardless of a traveling direction of the vehicle .

前記伝達手段が、駆動輪が取付けられている後々軸または後前軸に上下に延出されたアームと、後前軸と後々軸との間に配された中間レバーと、前記アームと前記中間レバーと後前軸または後々軸とを連結するロッドとを有し、駆動輪が路面から受ける反力によって該駆動輪を取付けている後々軸または後前軸に生ずる回転モーメントを前記アームと、中間レバーと、ロッドとを介して前記後前軸または後々軸に伝達して該後前軸または後々軸を回動させ、これによって車両の進行方向に応じて前記キングピンの取付け姿勢を変化させ、車両の進行方向にかかわらず前記キングピンがキャスタ角を有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の後輪操舵装置。 The transmission means includes a rear shaft to which a driving wheel is attached or an arm extending up and down on the rear front shaft, an intermediate lever disposed between the rear front shaft and the rear shaft, the arm and the intermediate A rod that connects the lever and the rear front shaft or the rear rear shaft, and a rotational moment generated on the rear shaft or the rear front shaft on which the drive wheel is mounted by a reaction force that the drive wheel receives from the road surface, Transmission to the rear front shaft or the rear shaft via a lever and a rod to rotate the rear front shaft or the rear shaft, thereby changing the mounting posture of the king pin according to the traveling direction of the vehicle, rear wheel steering apparatus according to claim 1, wherein the kingpin regardless traveling direction is characterized in that to have a caster angle.