JPH01175577A - 後輪転舵機構 - 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］ この発明は、四輪操舵装置に適用される後輪転舵機構に関し、詳しくは、車両の走行姿勢に応じて後輪を自動的に転舵させることができ、これにより走行安定性を極めて向上させろうるように構成されたものに関する。 【従来の技術】

種々の状況に応じて最適な操向性を達成するために、前
輪のみならず後輪をも転舵させるように構成された四輪
操舵装置は、従来から種々提寓されている。 たとえば、特公昭６０−４４１８６号公報には、前輪の
転舵角に応じて、転舵比（前輪の転舵角に対する後輪の
転舵角の比）を変化させるように構成された車両の操舵
装置が示されている。この操舵装置の場合、前輪の転舵
角が小さいときには、後輪を前輪と同位相に転舵させ、
前輪の転舵角が所定値より大きい範囲においては、後輪
を前輪と逆位相に転舵させることにより、車両のとりま
わし性および走行安定性の向上を図っている。これは、
前輪を大きく転舵させる場合は通常極低速時でＵターン
等の旋回を行う場合であり、このときに、後輪を前輪と
逆位相に転舵することにより、車両の旋回半径を小さく
することができるようにし、また、高速時でレーンチェ
ンジを行う場合には、前輪の転舵量は小さく、このとき
に後輪を前輪と同位相に転舵することにより、遠心力に
起因する車両の横すべりの傾向を抑制できるようにして
いるのである。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、たとえば乗車人数の増加や荷物の積載等によ
る車両の重量の増大により旋回走行時車両に作用する遠
心力が通常時より大きくなったり、また重心位置が後輪
側に偏ったりする場合には、旋回走行時の横すべりの傾
向は通常時より強くなり、これを克服して旋回走行を安
定して行うためには、運転者は意識的に修正操舵を行う
必要がある。特に、高速時では遠心力の影響が強くなる
ため、上記傾向は顕著になる。 このような場合、上記公報に示される車両の操舵装置の
ような高速旋回時に後輪を前輪に対し同位相に転舵させ
ることかできる四輪操舵装置においては、後輪の同位相
方向の転舵量が通常時より大きくなることが望ましく、
これにより、旋回走行時の安定性が高まる。しかしなが
ら、上記公報に示される車両の操舵装置のように、ステ
アリングの回転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪
を転舵させるように構成される従来の一般的な四輪操舵
装置では、当然ながら運転者がステアリングを切ること
によって初めて後輪が転舵される。 すなわち、車両の走行姿勢や走行状態に対応して後輪が
自動的に転舵されるものではないため、上述のように旋
回走行時に横すべりの傾向が強くなる場合には、旋回走
行時のステアリングの操舵量が通常時と同じであると、
後輪の転舵量が不足する。このため、横すべりの傾向が
通常より強くなる場合には、上記公報に示される車両の
操舵装置をもってしても、運転者が意識的に修正操舵を
行わない限り、走行を十分に安定して行うことはできず
、どうしても操縦に緊張感を伴うのである。 したがって、上述のような場合に、運転者が意識してス
テアリング操作を行わなくとも、車両の走行姿勢等に応
じて上記横すべりを補正することができるように後輪を
自動的に転舵させることができれば、走行安定性を格段
に高めることができるとともに、操縦のために運転者が
受ける精神的疲労も少なくなる。 本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたもの
であって、車両の走行姿勢等に応じて後輪を自動的に転
舵させることができ、これにより、走行安定性を大いに
向上させることができるように構成された四輪操舵車両
に適用される後輪転舵機構を提供することをその目的と
する。

【問題を解決するための手段】

上記問題を解決するため、本発明では、次の技術的手段
を講じている。 すなわち、後輪サスペンションを備えた車両において、 ステアリングの回転に連動して回転させられるとともに
、車両前後方向後方に延出させた伝動シャフトを設ける
一方、 上記サスペンションのばね下部材に固設されたケース内
に配されるとともに、上記ケース内に延入する上記伝動
シャフトの後端部に連結され、伝動シャフトの回転によ
りその軸心回りに回転させられるカム体と、 上記カム体を挟んで車幅方向に対向するようにカム体の
両側方に配置され、かつ上記カム体の外周カム面に当接
するとともに、上記ケースに車幅方向移動可能に支持さ
れる一対のカムフォロアと、上記一対のカムフォロアの
車幅方向の移動に伴いこれと同方向に車幅方向に移動を
行うカム連動体とを備え、 上記カム面は、上記カム体が中立位置から上記ケースに
対して相対回転するとき、上記カムフォロアを所定方向
に押動するように形成されているとともに、 上記カム連動体に、後輪転舵用部材を連結している。

【作用および効果】

ステアリングの回転に連動して回転する伝動シャフトに
より、カム体が中立位置から回転させられると、カムフ
ォロアがカム面に押動され、これにより一対のカムフォ
ロアが車幅方向の所定の方向に移動させられる。このと
き、カム連動体も一対のカムフォロアの移動に伴い車幅
方向に移動させられるから、上記カム連動体に連結され
た後輪転舵用部材に車幅方向動が与えられ、後輪が転舵
される。 さて、伝動シャフトはステアリングの回転に連動して回
転するように構成されており、換言すると、サスペンシ
ョンのばね上部材側に支持されており、そして、この伝
動シャフトにカム体が連結されている。したがって、旋
回走行時等において車体にローリングが生じたとき、伝
動シャフトおよびカム体は、ばね下部材に固設されたケ
ースに支持されるカムフォロアに対して相対回転するこ
とになり、この場合には、カムフォロアがカム面に押動
されて上述のように後輪が転舵される。すなわち、車体
にローリングが生じたとき、カム体がカムフォロアに対
して自動的に相対回転して、後輪が自動的に転舵される
のである。 したがって、たとえばステアリングの回転角（前輪の転
舵角）が小さい範囲において、後輪が前輪に対して同位
相方向に転舵され、また、カム体の回転量が大きくなる
につれ後輪の転舵角が大きくなるように構成した場合に
は、小さなステアリング操舵量をもって行われる、中・
高速時での旋回走行の際、横すべりの傾向が通常時より
も強くても、運転者の修正操舵を要することなく、走行
安定性を確保できる。すなわち、ステアリング操作に伴
う後輪の同位相の転舵量が十分でなく、車両に横すべり
が生じた場合には、車両に横方向のＧが作用してローリ
ングが生じることになる。このとき、カム体はカムフォ
ロアに対して相対回転し、後輪がさらに同位相方向に自
動的に転舵されるから、すなわち、後輪の同位相方向の
転舵量が自動的に増加されるから、これにより、上記横
すべりを抑制して旋回走行を安定して行わせることがで
きるのである。

【実施例の説明】

取下、本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説
明する。 第１図には、本発明の後輪転舵機構１を備える四輪操舵
車両の全体構成を概略的に示した。 本例の場合、前輪転舵機構２には、周知のラックピニオ
ン式の転舵機構が採用されている。そして、前端転舵機
構２のラック杆（図示時）の車幅方向の動きをギヤボッ
クス３内に配設された従動ギヤによって回転運動として
取り出し、この従動ギヤの回転が、後輪転舵機構１の伝
動シャフト４に伝動されるように構成されている。また
、本例の四輪操舵車両では、後輪サスペンション５とし
ては車軸式サスペンションが用いられており、上記前輪
転舵機構２は、サスペンション５のばね上部材側に支持
されている。 一方、後輪転舵機構１は、車幅方向中央位置において車
両前後方向に延び、上記サスペンション５のばね上部材
側に支持される上記伝動シャフト４と、上記サスペンシ
ョン５のばね下部材となるアクスルビーム６に固定支持
されるケース７内に配され、このケース７内に延入する
上記伝動シャフト４の後端部にスプライン嵌合等により
相対回転不能に連結されるカム体８とを備えている。ざ
らに、後輪転舵機構１には、上記ケース７に車幅方向ス
ライド可能に支持される動杆９が、カム連動体として設
けられている。そして、この動杆９は、上記カム体８を
挟んで車幅方向に対向するようにその両側方に配置され
、かつカム体８の外周面に当接するカムフォロアとして
一対の回転ローラ１０，１０を中間部において支持して
いる。 上記動杆９は、上記カム体８を取り囲むようにして上記
ケース７内に内装され、上下壁面が開口した枠状部材か
らなるカムフォロア支持部１）と、このカムフォロア支
持部１）の両端部にそれぞれ一体的に突設された車幅方
向に延びる一対のスライド軸部１２．１２とを有する。 上記カムフォロア支持部１）には、第４図に示すような
前壁部１）ａと後壁部１）ｂとの間に架設されたボルト
支軸１３が、上記カム体８を挟んで左右二箇所に所定間
隔をあけてそれぞれ設けられており、そして、上記回転
ローラ１０が、上記ボルト支軸１３ないしこれに相対回
転不能に装着されたカラー１４にベアリング１５を介し
て可回転に支持されている。 また、上記動杆９は、ケース７の両端部にそれぞれ設け
られた軸支部７ａに、上記スライド軸部１２をスライド
軸受１６およびゴムブツシュ１７を介して車幅方向スラ
イド可能に支持されている。 そうして、本例では、上記動杆９の各スライド軸部１２
．１２の先端部に、後輪１８にナックルアーム１９を介
して連結されたタイロフト２０が後輪転舵用部材として
それぞれ連結されている。 なお、各後輪１８．１８は、上記アクスルビーム６の両
端において転舵回動可能に支持されており、このように
支持した後輪１８を、上記タイロッド２０およびナック
ルアーム１９によって転舵駆動することになる。 一方、上記カム体８は、上述のように、動杆９に支持さ
れた上記一対の回転ローラ１０，１０間にこれらに挟ま
れるようにして配置されている。 そして、カム体９は、第２図に示すように、外周面にお
ける上記各回転ローラ１０，１０と対向するその両側方
にそれぞれ、第２図＋ａｌに示すような中立状態での回
転ローラｌＯとの接点位置から時計回り方向および反時
計回り方向における所定の回転位置範囲において、各回
転ローラ１０，１０を押動しない不作動面２１と、この
不作動面２１より上方の部位において、回転ローラ１０
の車幅方向内方（回転軸心Ｏに向かう方向）への移動を
許容する第−凹面部２２と、この第−凹面部２２よりも
回転角が大きい回転位置範囲において、回転軸心０から
の距離が、中立回転位置での回転ローラ１）との接点と
回転軸心０との間の距離（以下、これをローラ距離とい
う、）よりも大きい第二カム面２３とを有している。ま
た、カム体８の上記第−凹面部２２と回転軸心０を挟ん
で対向する部位には、回転軸心０からの距離が上記ロー
ラ距離よりも大きくなる第一カム面２４が設けられおり
、上記第二カム面２３と回転軸心Ｏを挟んで対向する部
位には、回転軸心０からの距離が上記ローラ距離よりも
小さく、かつ回転ローラ１０の車幅方向内方の移動を許
容する第二凹面部２５が設けられている。 本例の場合、上記不作動面２１は、上記ローラ距離と同
等の半径距離をもつ円筒外面状に形成されており、また
、上記第−凹面部２２は、不作動面２１の上方側の終端
から滑らかに回転軸心０からの距離が減少した後、たと
えばこれと路間等の変化率をもって回転軸心０からの距
離が滑らかに増大してその終端で回転軸心０からの距離
がローラ距離と同等となる、凹曲面状に形成されている
。 そして、上記第二カム面２３は、第−凹面部２２の終端
から連続して延び、回転軸心Ｏからの距離がローラ距離
よりも徐々に大きくなるように形成されている。また、
上記第−凹面部２２に対応する上記第一カム面２４は、
上記不作動面２１の下方側の終端から連続して延び、回
転軸心０からの距離がローラ距離よりも徐々に大きくな
った後、たとえばこれと路間等の変化率をもって回転軸
心０からの距離が減少しその終端において回転軸心Ｏか
らの距離がローラ距離と同等となる、凸曲面状に形成さ
れている。そうして、上記第二凹面部２５が、上記各第
一カム面２４．２４の終端に続いて形成されている。な
お、第一カム面２４の６量は、第二カム面２３よりも小
さい。 さて、以上のように構成される本例の後輪転舵機構１を
備えた四輪操舵車両においては、ステアリング操作に伴
い、次のような転舵パターンをもって後輪１Ｂが転舵さ
れる。なお、ここでは、ステアリング２６を回転させて
前輪２７をたとえば右方向に転舵したとき、ラック杆の
車幅方向の動きを受けて回転させられる上記伝動シャフ
ト４およびこれに回転駆動されるカム体８の回転方向が
、第１図において矢印Ａ方向とする。 ステアリング２６を右に切り始めることにより、カム体
８が第２図（δ）に示すような中立回転位置から回転さ
せられると、その回転初期時には、第２図〜）に示すよ
うに、各回転ローラ１０．１０が、依然として不作動面
２１．２１に摺接する状態が続く、不作動面２１は、上
述したように回転軸心０からの距離が上記ローラ距離と
同等であるから、この場合には、各回転ローラ１０，１
０の車幅方向位置は一定したままとなる。したがって、
回転ローラ１０，１０を支持する動杆９および上記タイ
ロフト２０に車幅方向動が与えられことはなく、後輪１
８は転舵されない、すなわち、前輪２７のみが転舵され
、いわゆる２ＷＳの状態となる。 引き続きステアリング２６およびカム体８が回転させら
れると、第２図（Ｃ１に示すように、図において右側の
回転ローラ１０にカム体８の第一カム面２４が当接し始
め、これにより、上記右側の回転ローラｌＯは上記第一
カム面２４に押されて車幅方向外方（回転軸心０から離
間する方向）に徐々に移動させられる。一方、左側の回
転ローラ１０には、第一カム面２４と回転軸心０を挟ん
で対向する第−凹面部２２が向かい合うようになり、そ
の車幅方向内方（右側の回転ローラ１０の車幅方向外方
の向きと一致する方向）への移動を許容される状態とな
っている。すなわち、これらの回転ローラｔｏ、１０を
支持する動杆９が、第１図において矢印Ｒ方向にスライ
ド動させられ、これに伴うタイロフト２の車幅方向動に
より、後輪１８が前輪と同じ右方向にすなわち同位相方
向に転舵され始める。ステアリング２６およびカム体８
の回転角がさらに大きくなり、上記第一カム面２４の終
端が上記右側の回転ローラ１０に近づくようになると、
動杆９の中立位置からのスライド距離すなわち後輪１９
の転舵量は、第４図に示すように最大値を経た後徐々に
小さくなり、第一カム面２４の終端が上記右側の回転ロ
ーラ１０に当接した時点で、後輪１８の転舵量は０とな
る。 ステアリング２６の操舵量からさらに太きくなると、カ
ム体８も上記の回転位置から引き続き回転させられ、上
記第一カム面２４の終端に当接していた右側の回転ロー
ラ１０には、第２図（ｄ）に示すように、今度は第二凹
面部２５が向かい合うようになるとともに、左側の回転
ローラ１０に第二カム面２３が当接し始める。これによ
り、左側の回転ローラ１０が第二カム面２３によって車
幅方向外方に押され、また、右側の回転ローラ１０は車
幅方向内方（左側の回転ローラ１０における車幅方向外
方の向きと一致する方向）への移動を許容される状態と
なるから、動杆９が、今度は第１図において矢印り方向
にスライド動させられる。 そして、この動杆９のスライド動により、タイロフト２
０がこれと同方向に車幅方向動させられるから、後輪１
８は、上記舵角０の状態から前輪２７とは逆に左方向に
転舵される。すなわち、後輪１８は、第５図に示すよう
な同位相から逆位相への転換点となる舵角０のターニン
グポイントを経て、前輪２７に対して逆位相に転舵され
始めるとともに、ステアリング２６およびカム体８の回
転角の増大に伴い、第二カム面２３における回転ローラ
ｌＯが当接する部位の回転軸心０からの距離が徐々に増
大するから、第５図に示すように、ステアリング２６の
回転角が大きくなるにつれ、後輪１８の逆位相における
転舵量が徐々に増大するのである。 また、前輪２７を左方向に転舵した場合にも、上記と同
様に、ステアリング２６およびカム体８の回転角が小さ
い範囲では、まず後輪１８が転舵されない２ＷＳの状態
を経た後、後輪１８が前輪２７に対して同位相に転舵さ
れ、ステアリング２６およびカム体８の回転角が大きい
範囲では、後輪１８は前輪２７に対して逆位相に転舵さ
れる。 ところで、中・高速時での旋回走行やレーンチェンジの
際、ステアリングの回転角は僅かとなるが、本例の四輪
操舵車両では、上述のように、ステアリング２６の回転
角が小さいとき後輪１８は転舵されないから、上記旋回
走行を行うときには、前輪２７のみが転舵される２ＷＳ
の状態でまず旋回に入ることになる。この場合、前輪の
転舵と同時に後輪が同位相に転舵される場合と異なり、
ヨーイングが抑制されないから、車両の向きを機敏に変
えることができる。さらに、本例の四輪操舵車両では、
このように車両にヨーイングを発生させた後、上記２Ｗ
Ｓの状態から、前輪２７に併せて後輪１Ｂを同位相に転
舵させる４ＷＳの状態に自動的に移行させて、旋回走行
を安定して行うことができるのである。 すなわち、ステアリング２６を右方向に操舵している場
合において、上記のヨーイングが発生すると、車両に左
方向の横方向のＧが作用して、第３図に示すように車両
にローリングが生じることになるが、本発明の後輪転舵
機構ｌでは、上述したように、上記伝動シャフト４は車
幅方向中央位置において上記サスペンション５のはね上
部材側に支持されており、一方、回転ローラ１０．１０
ないし動杆９はばね下部材たる上記アクスルビーム６に
固設されたケース７に支持されている。したがって、上
記ローリング時には、伝動シャフト４およびカム体８は
、上記回転ローラ１０．１０に対して第１図および第３
図の矢印Ａ方向に相対回転することになるから、上記２
ＷＳの状態すなわち第２図〜）に示すようにカム体８の
不作動面２１．２１が回転ローラ１０，１０に当接する
状態から、第２図（Ｃ）に示すような、カム体８の一一
カム面２４が一方の回転ローラ１０に当接し、第−凹面
部２２が他方の回転ローラｌＯに向かい合う、後輪１８
の同位相方向への転舵状態に、自動的に移行するのであ
る。これにより、上記ヨーイングに伴う横すべりを抑制
して、旋回走行時の安定性を高めることができるのであ
る。 すなわち、本例では、中・高速時に旋回走行やレーンチ
ェンジを行う場合、まず、後輪１８を転舵しない２ＷＳ
の状態で旋回等に入ることにより、ヨーイングを発生さ
せることができるようにして、旋回時の機敏性を高めて
いる。そしてこれと併せて、上記ヨーイングによって発
生するローリングを利用して、後輪１８を同位相方向に
自動的に転舵させうるように構成することにより、上記
ヨーイングの大きさが適切量となるようにこれを抑制し
、またヨーイングに伴う横すべりを抑えることにより、
操向性の向上および走行安定性の両立を達成している。 ところで、本発明の範囲は、上述した実施例に限定され
るものではなく、本発明の後輪転舵機構には、上記実施
例以外にも種々の態様のものが考えられる。 たとえば、第６図に示した後輪転舵機構１は、ケース７
に後端部を鉛直軸線回りに枢動可能に支持された一対の
アーム部材２８．２８を備えており、そして、カムフォ
ロアとして設けられた回転ローラｌＯが、上記各アーム
部材２８．２８の中間部にそれぞれ支持されている。ま
た、上記一対のアーム部材２８．２８は、その前端部同
士を、カム連動体として設けられた連結体２９を介して
連結されており、この連結体２９の両端部に後輪転舵用
部材としてタイロッド２０がそれぞれ連結されている。 そして、アーム部材２８．２８は、回転ローラ１０がカ
ム体８の回転時その外周カム面に押動されることにより
、矢印り方向あるいはＲ方向に揺動させられるとともに
、これに伴う上記連結体２９の車幅方向動により、上記
タイロッド２０に車幅方向動が与えれて後輪が転舵され
るのである。また、本例の後輪転舵機構においても、ケ
ース７は、サスペンションのばね下部材として設けられ
るアクスルビーム６に固定されており、旋回走行の際車
体にローリングが生じたときには、カム体８は、ケース
７にアーム部材２８．２８を介して支持された回転ロー
ラ１０．１０に対して相対回転するから、後輪の自動転
舵が達成される。 また、カム体の形状の変更により、前輪の転舵と同時に
後輪を転舵させることができるようにすることももちろ
ん可能であり、この場合には、旋回走行時にローリング
が生じたとき、後輪の同位相の転舵量を自動的に増大さ
せて横すべりを抑制し、走行安定性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る後輪転舵機構が適用され
た四輪操舵車両の全体構成を概略的に示した斜視図、第
２図は実施例に係るカム体および回転ローラを第１図の
■−■線矢視方向から見てこれらによるカム機構の作用
を説明する模式図、第３図は実施例に係る四輪操舵車両
を後方から見てこれを模式的に示した図であり、実施例
における作用説明図、第４図は実施例に係る回転ローラ
の支持状態を示した図、第５図は実施例における後輪転
舵角とステアリング操舵角との関係を示した、後輪転舵
パターンの一例を示すグラフ、第６図は他の実施例に係
る後輪転舵機構を平面方向から見て示した図である。 ４・・・伝動シャフト、５・・・後輪サスペンション、
６・・・ばね下部材（アクスルビーム）、７・・・ケー
ス、８・・・カム体、９・・・カム連動体（動杆）、１
０・・・カムフォロア（回転ローラ）、２０・・・後輪
転舵用部材、２３．２４・・・カム面、２９・・・カム
連動体（連結体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪サスペンションを備えた車両において、ステ
   アリングの回転に連動して回転させられるとともに、車
   両前後方向後方に延出させた伝動シャフトを設ける一方
   、 上記サスペンションのばね下部材に固設されたケース内
   に配されるとともに、上記ケース内に延入する上記伝動
   シャフトの後端部に連結され、伝動シャフトの回転によ
   りその軸心回りに回転させられるカム体と、 上記カム体を挟んで車幅方向に対向するようにカム体の
   両側方に配置され、かつ上記カム体の外周カム面に当接
   するとともに、上記ケースに車幅方向移動可能に支持さ
   れる一対のカムフォロアと、 上記一対のカムフォロアの車幅方向の移動に伴いこれと
   同方向に車幅方向動を行うカム連動体とを備え、 上記カム面は、上記カム体が中立位置から上記ケースに
   対して相対回転するとき、上記カムフォロアを所定方向
   に押動するように形成されているとともに、 上記カム連動体に、後輪転舵用部材を連結したことを特
   徴とする、後輪転舵機構。