JPH02237807A - 後輪転舵車両の後輪懸架装置 - 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、後輪転舵車両の後輪！！！架装置に関するも
のである。

（従来技術） 車両のなかには、いわゆる四輪操舵（４ＷＳ）と呼ばれ
るように、曲輪と共に後輪をも転舵するようにしたもの
がある。

この四輪操舵においては、その後輪の操舵磯構として、
前輪転舵機構と後輪転舵機構とを機械的に連結した機械
式と、実開昭６２−２５２７５号公報に見られるように
、後輪転舵＠慣に例えば電動モータ等の電磁式駆動手段
を連係させて、この駆動手段の駆動力で後輪を転舵する
ようにした電気式とに大別される。そして、この電磁式
のものにおいては、駆動手段の容量を極力小さ《し得る
ように、駆動手段と後輪転舵磯構との間に減速機構を介
在させることも提案されている（実開昭６２−２５２７
７号公報参照）。

十言己電気式のものにあっては、後輪操舵が専ら電気的
に制御されるため、この制御系の故障等のフェイルセー
フに対しては十分に検討を加える必要がある。かかる観
点から、特開昭６１　　２０２９７７号公報に見られる
ように、後輪転舵機構に、該後輪転舵機構を常時中イ１
方向に付勢する中ひ保持手段を付設することが提案され
ている。この提案は、制１卸系に何らかの故障が発生し
たときには、後輪操舵の制御を中ＩＪユシて、−ト記中
立保持手段により後輪を強制的に中立位置に復帰させよ
うとする考えに基づくものである。

一方、後輪懸架装置は、後輪を回転自在に保持する後輪
支持部材を備え、左右の後輪支持部材同士が後輪転舵機
構により連係される。また、サスペンションスプリング
としては一般にはコイルスプリングが用いられており、
このサスペンションスプリングは多くは車体と後輪支持
部材との間に架設される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、後輪転舵を行うための駆動手段の駆動力を横
力小さ《することは、駆動手段の小型化や省エネルギ等
の観点から強く望まれる。したがって、中立保持の付勢
力を小さくすることは、Ｌ記要請の−トからも重要とな
る。このような事情を勘案して、中立保持の付勢力の設
定というものを極力小さ《すべく研究した結果、ある方
向例えば右旋回時には中立位置の保持に何等問題を生じ
ない反面、左旋回時には中立位置をきちんと保持できな
くなってしまう、といり問題を生じることが刊咀した。

すなわち、中立保持手段の付勢力というものは、車両の
限界旋回時（最大横Ｇ発生時）にも後輪が中存位置を保
持するように設定する必要があるが、このための最小設
定値が右旋回時と左旋回時とで異なってしまうことにな
ーっていた。

このような原因を追求したところ、サスペンションスプ
リングとしてのコイルスプリングが影響を与えている、
ということが判明した。この点を詳述すると、サスペン
ションスプリングとしてのコ，イルスプリングは、通常
左右共に同じもの、すなわち右側後輪用が右巻きのコイ
ルスプリングとされると、左側後輪用のコイルスプリン
グも右巻きとされるのが一般的である。（−の一方、コ
イルスプリングは、車体の重量を受けて少なからず圧縮
されており、この圧縮に起因してコイルスプリングのば
ね受けには回転！・ルクが作用することになる。そして
、このコイルスプリングによる回転トルクが、後輪支持
部材すなわち後輪を所定の方向へ転舵さぜようどする回
転モーメン１・を与えることになる。

上記回転モーメントの方向は、前述したように左右後輪
用のコイルスプリングが共に同じ方向に巻かれている場
合は左右後輪を同じ方向、例えば右へ転舵させる方向の
ものになる。

上述の説明から既に理解されるように，コイルスプリン
グによる回転トルクの分だけ、右へ転舵するときに要す
る力と左と転舵するときに要する力との差となって現わ
れ、これが中立保持手段の付勢力設定に影響を与えるこ
とになっていた。

勿論、コイルスプリングの回転トルクに相当する分だけ
中立保持手段の１４勢力を大きくしておけば、左右旋回
時共に確実に後輪を中立位置に保持しておくことができ
るが、この場合は、この回転１−ルクに相当する分だけ
中立保持手段の付勢力を大きくせざるを得ないことにな
る。

（発明の目的） 本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
コイルスプリングからなるサスペンションスプリングの
影響を無くして、中立保持手段の付勢力を極力小さ《し
得るようにした後輪転舵巾両の後輪懸架装置を提供する
ことを目的とする。

（′ＲＡ明の構成、作用） 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、次のよ
うな構成としてある。すなわち、車体と後輪を回転自在
に保持した後輪支持部材との間に架設され、コイルスプ
リングからなるサスペンションスプリングと、 前記左右の後輪支持部材同士を連結する後輪転舵機構と
、 前記後輪転舵機構に連係され、左右後輪が中立位置とな
るように付勢する中立保持手段と、前記中存保持の付勢
力に抗して前記後輪転舵機溝を変位させる駆動手段と、 前記サスペンションスプリングの回転トルクが前記後輪
支持部材に伝達されるのを防止する回転トルク吸収手段
と、 を備えた構成としてある。

このように、本発明にあっては、回転１・ルクの吸収手
段によって、コイルスプリングからなるサスペンション
スプリングに起因する回転！・ルクが後輪支持部材に作
用しないように、すなわちコイルスプリングによる回転
１・ルクに、ノ：っては後輪が右または左のいずれの方
向にも転舵されるような力を受けなくなる。この結果、
中立保持手段の付勢力として、上記回転トルクに打ち勝
つ分だけ小さくすることができる。

なお、回転トルク吸収手段としては、例えばコイルスプ
リングの一端側のばね受けに介在されたベアリング等に
よって構成し得る。

（発明の効果） 以，ト述へたことから明らかなように、本発明によれば
中立保持手段の付勢力を従来よりも小さくずることがで
きる。

（実施例） ｊ以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図において２　１Ｒは右前輪、ＩＬは左ｉｉ１輪、
２Ｒは右後輪、２Ｌは左後輪であり、左右の前輪ＩＲ，
ＩＬは前輪転舵機構八により連係され、また左右の後輪
２Ｒ、２　Ｌは後輪転舵機構１３により連係されている
。

Ａｉｒ輪転舵機横Ａは、実施例では、それぞれ左右一対
のナックルアーム３Ｒ、３Ｔ．，およびタイロッド４Ｒ
、４Ｌと、該左右一対のタイロッド４Ｒ、４　１、同志
を連結するリレーロッド５とから構成されている。この
前輪転舵機構Ａにはステアリング機溝Ｃが連係されてお
り、ステアリング機構Ｃは、実施例ではラックアンドビ
ニオン式とさねて、その構成要素であるビニオン６は、
シャフト７を介してハンドル８に連結されている。これ
により、ハンドル８を右に切るような操作をしたときは
、りｌ／一ロツド５が第１図左方へ変位して、ナックル
アーム３Ｒ、３Ｌがその回動中心３Ｒ′　　３１，′を
中心にして上記ハンドル８の操作変位量つまりハンドル
舵角に応じた分だけ同図時計方向に転舵される。同様に
、ハンドル８を左に切る操作をしたときは、この操作変
位砒に応じて、左右萌輪］．Ｒ，ＬＬが左へ転舵される
こととなる。

後輪転舵機構Ｂも、前輪転舵機構Ａと同様に、それぞれ
左右一対のナックルアームｌ　Ｏ　Ｒ、１０Ｉ４および
タイロッド１１Ｒ．１１Ｌと、該タイロッドＩＩＲ、１
１１４同志を連結するリレーロヅド１２とを有し、この
リレーロッド１２には中立保持千段１３が付設されてい
る。中立保持千段１３は、第３図に示すように、車体ｌ
４に固定されたケーシング１５を有し、ケーシング１５
内には一対のばね受け１６ａ，１６ｂが遊嵌されて、こ
れらばね受６ｔｌ６ａ．ｌ６ｂの間に圧縮ばねｌ７が配
設されている。ト言己リレーロッド１２はケーシングｌ
５を貫通して延び、このリレーロヅドｌ２には一対の鍔
部１２ａ、１２ｂが間隔をおいて形成され、該鍔部１２
ａ、１２ｂにより上記ばね受け１６ａ、１６ｂを受止す
る構成とされて、リレーロッド１２は圧縮ばね１７によ
って常時中存方向に付勢されている。勿論圧縮ばね１７
はコナリング時のサイドフォースに打ち勝つだけのばね
力を備えるものとされている。

上２後輪転舵機横Ｂは、後輪２Ｒ、２■−，を転舵さぜ
る駆動源としてのザーボモータ２０に連係されている。

より具体的には、リレーロッドｌ２とサーボモータ２０
との連係機構中に、リレーロッドｌ２側から順に、歯車
列２１ａ及びボールねじ２ｌｂを含む減速機構２１と、
クラッチ２２と、ブレーキ機構２３が介在されている。

これにより、クラッチ２２によって適宜サーボモータ２
０と後輪転舵機構Ｂとの連係を機械的に切断し得る構成
とされ、また上記ブレーキ機構２３によりザーボモータ
２０の出力軸を１で持して該出力軸の回転をロックさせ
得るように．されている。

以上の構成により、クラッチ２２が接続状態にあるとき
には、サーボモータ２０の正回転あるいは逆回転により
、９１ノヘーロツ１：ｌ２が第１図中左方あるいは右方
へ変位して、ナックルア・−ム１０Ｉ｛、１０■，がそ
の回動中心１０Ｒ’　　　ＩＯＬ′を中心にしてト配サ
〜ボモータ２０の回転量に応じた分だＧづ同図時計方向
あるいは反時計方向に転舵されることとなる。他方、−
ト紀クラッチ２２が切断された状態にあるときには、土
記中立保持手段Ｔ３ζごよって後輪２Ｒ、２Ｉ一は強制
的に中立位置に復帰さ石，、この中立位置で保持される
こととなる。つまり、クラ・フチ２２が断ｌとれたとき
には、萌輸Ｉ　Ｒ、ｌ　Ｔ−．のみが転舵される、いわ
ゆる２Ｗ８の車両ということになる。

後輪操舵の制御は、ここでは屯速感応どされて、東速に
応じた転舵比の変更の一例としては第４図に示すような
場合がある。この第４図に示す制御特性を付与したとき
には、ハンドル舵角に対する後輪転舵角は、車速が大き
くなるに従って同位相方向へ変化することとなる。この
様子を第５図に示してある。このような制御をなすべく
、コン１・ロールユニットＵには、基本的には，ハンド
ル舵角セ゛，ノサ３０、車速センザ３１、並びにＬ紀炊
一ボモータ２０の回転位置を検出するエンコーダ３２か
らの信号が人力され、コン１・口〜ルユニッ１・１１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頃に対応する制御信号がサーボ
モータ２０に出力サオ′１る。そして、ザーボモータ２
０の作動が適正になされているか否かをエンコーダ３２
によって常時監視１７つつ、つまりフィー・ドバヅク制
御の下で後輪の２Ｒ、２Ｔ．．の転舵がなされるように
なっている。

後輪転舵の制御例について、第１６図のフローチャート
を参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＰはステッ
プを示す。

先ず、イグニッションスイ・ノチのＯＮを共にスタート
されて、Ｐ１でブレーキ２３が解除され、Ｐ２でクラッ
チ２２の接続が行われた後、Ｐ３でセンサ３０−３２か
らの信号が読込まれる。

Ｐ３の後、Ｐ４において、故障が発生したか占か、例え
ばモータ２０の駆動制御が正常に行うことのできないよ
うな故障が発生したか否かが判別される。このＰ４の判
別でＮｏのとぎは、車速と舵角とを第４図（第５図）の
転舵比特性に照して，目標転舵角ＯＲが決定される。こ
の後は、Ｐ６において、上記ｅＢが出力される（フィー
ドバック制ｆｉｌ）。

前記Ｐ４の１−ｌ１別でＹＥＳのときは、Ｐ７において
クラッチ２２が切断される。これにより中立保持千段１
３によって、後輪が中存位置とされる。

この後、Ｐ８においてブレーキ２：３を締結した後、Ｐ
９においてモータ２０への電源を遮断する。そして、Ｐ
　］．　Ｏにおいて、所定時間経過したことを確認した
後、Ｐｌｌでクラッチｌ１が接続される。上記Ｉ）　ｌ
　Ｏの処理は、Ｐ７でのクラッチ２２の切断によって後
輪が確実に中立位置へ復帰するのを待つためであり、ま
たＰｌｌでクラッチ２２を接続するのは、ブレーキ２３
をも利用した中立位置の保持を行うためである。

後輪支持部材としてナックルアームＩＯＲ、■ＯＬと、
車体６１との間には、コイルスプリングからなるサスペ
ンションスプリング６２Ｒあるいは６２１，が架設され
ている。この左右のコイルスプリング６２Ｒと６２Ｌと
に左右同じもの、すなわち同じ巻き方向のものが用いら
れている。

第６図には，右側の後輪２Ｒに着目してそのサスペンシ
９ン機構の詳細を示してある。この第６図において、６
３は車体６１に固定されるザブフレームで、このサブフ
レーム６３に揺動自在に支持されたロアアーム６４の先
端部に、後輪支持部桐としてのサックルアームＩＯＨの
下端部が取付けられている。ナックルアームＩＯＲのト
端部には、ザスベンションダンバ６５の下端部すなわち
シリンダ６５ａが、取付ブラケット６６を介して、ボル
ト６７によって固定されている。このサスペンションダ
ンバ６５のピストンロッド６５ｂが、後述のようにして
車体６１（のサスペンションタワー）に取付けられてい
る。

上記サスペンションダンバ６５のシリンダ６５ａには下
ばね受６８が固定される一方、ピストンロッド６５ｂに
は＋ばね受け６９が固定され、該両ばね受け間に、コイ
ルスプリングからなうサスペンションスプリング６２Ｒ
が架設されている。

ピストンロッド６５ｂの車体６１に対する取付りは、第
７図に示すように、取付部材７ｌを介して行われーＣい
る。この取付部材７１は、内リング７２と、外リング７
３と、該両リング７２と７３どを連結している弾性部材
７４と、外リング７３に溶接された取付フランジ７５と
、を有する。そして、この取句フランジ７５が、ボルト
７６、ナット７７を利用して車体６１に固定されている
。

上記内リング７２には、回転１・ルク吸収手段としての
ベアリング８１が保持され、このベアリング８ｌに対し
て、ピストンロッド６５ｂが固定されている。これによ
り，ピストンロッド６５ｂは、内リング７２すなわち屯
体６ｌにｚ１シて、その軸心回りに回転を許容された状
態で取イ」けられることになる。

以上の構成により、スプリング６２Ｒは、車体重頃を受
ｃｌで圧縮され、この圧縮に起因してその−１一端側ど
下端側とが相対回転するような回転トルクが発生する。

しかしながら、この回転トルクは、ピストンロッド６５
ｂがシリンダ６５ａに対して相対回転されることによっ
て打ち消され、ナックルアーム１０ｌ｛に対してこの回
転トルクが作用するのが防止される。

第８図一第１５図は、それぞれ本発明の他の実施例を示
し７たものであり、前記実施例と同一構成要素には同−
符号を付し２てその詳細は省略する。

先ず、第８図は、第７図に示すベアリング８１を無くし
て、代りに、下ばね受６８に対してベアノング８２を介
してスプリング６２Ｒの下端を当接させるようにしたも
のである。本実施例の場合は、スプリング６２Ｆ＜の回
転トルクは、その下端部が下ばね受６８に対して相対回
転することにより吸収されて、ナックルアーム１　０　
Ｒ　ｉこ伝達されるのが防止される。

第９図は、土ばね受６９とスプリング６２Ｒの上端との
間にベアリング２３３を介在させたものであり、その作
用自体は第８図のものと実質的に同じである。

第１０図は、取イ１１部材７１における取付フランジ７
５を上ばね受けとして兼用させると共に、この取付フラ
ンジ７５とスプリング６２Ｒの上端との間にベアリング
８４を介在させてある。

第１１図は、取付部材７１の外リング７３と取付フラン
ジ７５とを、ペアリング８５を介して相対回転し得るよ
うに結合したものである。

第１２図は、下ばね受６８とサスベンションダンバ６５
のシリンダ６５ａとの間に、ベアリング８６を介在させ
たものである。なお、図中８７は、シリンダ６５ａに固
定されたベアリング固定用のリングを示す。

第１３図は、第７図のものにおいて、ベアリング８１の
代りにビローボール８８を用いたものである。すなわち
、ピストンロツド６５ａの上端にボール８８ａを固定す
る一方、取付部材７１の内リング７２に、上記ボール８
８ａが嵌合されたソケット８８ｂを固定してある。

第１４図は、サスペンションダンバ６５のシリンダ６５
ａに固定された前記取付ブラケット６６を、第６図の一
対のボル１・６６に代えて、ビローボール８９を利用し
たものである。すなわち、ナックルアームｌ．　Ｏ　Ｒ
にビローボール８９のボーｌレ８９ａを保持したソケッ
１・の機能を兼用させる一方、このボール８９ａに一体
化されｌ、こねじ棒８９ｂに対して、ナット９０を利用
して取付ブラケヅ１・６６を固定したものである。

第１５図は、サスペンションをダブルウイッシュボーン
式とした場合を示す。すなわち、第６図に示すロアアー
ム６４に加えて，車体６１に揺動自在に支持されたアッ
パアーム９１に対してナックルアームＩＯＨの上端部が
連結されている。そして、サスペンションダンバ６５の
シリンダ６５ａが、ビローボール９２を介してナックル
アームＩＯＲに連結されている。このビロ〜ボール９２
は、ナヅクルアーム１０Ｒに固定されたボール９２ａと
、シリンダ６５ａの下端に固定されて上記ボール９２ａ
が嵌合されたソケッ１・９２ｂとから構成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は後輪転舵機構の構成図。 第３図は中立保持手段の拡大断面図。 第４図は後輪操舵の一例である車速感応タイプの制御特
性図。 第５図は車速に応じた後輪舵角変イヒを示す特性図。 第６図は回転トルク吸収手段に組込まれた後輪懸架装置
の一例を全体的に示す図。 第７図は第６図の要部詳細断面図。 第８図〜第１５図はそれぞれ回転トルク吸収手段の変形
例を示す要部図。 第１６図は後輪転舵の制御例を示すフローチャート。 ］．　Ｏ　Ｒ　：ナックルアーム （後輪支持部材） １３：中立保持手段 ｌ７：圧縮ばね ２０：サーボモータ ６２Ｒ、６２Ｌ：サスペンションスプリング８１〜８６
：ベアリング （回転トルク吸収手段） ８８、８９、９２：ビロ一ボール （回転トルク吸収千段） Ｕ：コントロールユニツｌ一 Ｂ：後輪転舵機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体と後輪を回転自在に保持した後輪支持部材と
   の間に架設され、コイルスプリングからなるサスペンシ
   ョンスプリングと、 前記左右の後輪支持部材同士を連結する後輪転舵機構と
   、 前記後輪転舵機構に連係され、左右後輪が中立位置とな
   るように付勢する中立保持手段と、前記中立保持の付勢
   力に抗して前記後輪転舵機構を変位させる駆動手段と、 前記サスペンションスプリングの回転トルクが前記後輪
   支持部材に伝達されるのを防止する回転トルク吸収手段
   と、 を備えていることを特徴とする後輪転舵車両の後輪懸架
   装置。