JPH01215671A - 四輪操舵車の後輪転舵装置 - 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、舵取操作に応じて後輪を前輪と共に転舵させ
るための四輪操舵車における後輪転舵装置の改良に関す
る。 〔従来の技術〕 たとえば低速走行時に前、後輪の転舵方向を逆位相（逆
方向操舵）とし車輌の旋回半径を小さくして小回り性能
を向上させたり、高速走行時に前、後輪の転舵方向を同
位相（同方向操舵）または後輪転舵角を零とし車輌の走
行安定性を向上させるようにした四輪操舵車が注目され
ている。 従来この種の四輪操舵車における後輪転舵装置として従
来から種々の構成によるものが提案されており、たとえ
ば特開昭６１−１６３０８３号公報等には複数のレバー
を三軸上で巧みに組合わせかつこれらレバーの相互関係
を電動モータで調整制御することで舵取操作による前輪
の転舵動作すなわち操舵角に対する後輪側での転舵比を
制御する後輪転舵比可変機構を、前輪側と後輪側との舵
取リンク装置同士を機械的に連結する転舵力伝達ロッド
系の途中に設けるようにした構成装置が提案されている
。そして、このような装置構成では、モータを、車速信
号等が入力されるコントローラで駆動制御するだけで、
後輪側を前輪側の転舵動作により所要の転舵比をもって
同位相にも、また逆位相にも自由に調整して転舵させ得
るものであり、しかも構造上や動作上での信頼性の面で
優れている等の利点をもつものであった。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、このような後輪転舵装置を設けてなる四輪操
舵車において問題とされることに、後輪側を不転舵状態
に維持したときのふらつき対策がある。すなわち、上述
した後輪転舵装置では後輪を転舵制御するために電動モ
ータやその制御用コントローラ等といった電気系部品を
用いており、これらの電気系部品等が故障したり誤作動
を生じたりすると、必要な転舵制御が行なえず、操縦性
や走行安定性を確保するうえで問題である。このため、
このような故障等に対するフェールセーフとして、電気
制御信号等を全てオフ信号とするとともにセンタリング
スプリング等を後輪転舵系の一部に設け、これら後輪転
舵系を中立位置状態つまり後輪不転舵状態を維持し前輪
のみの二輪操舵とすることで走行安定性等を確保し得る
構成が従来から採用されていた。さらに、このようなば
ね力等によるフェールセーフのみでは後輪転舵系に作用
する種々の外力から後輪転舵系全体を常に中立位置状態
で維持することが難しいため、適宜のロック機構を付設
し、後輪転舵系を機械的にロックすることも考えられて
いる。 しかしながら、このようなフェールセーフ機構を設ける
にあたっては、できるだけ簡単な構成により後輪転舵系
の動作を許容する一方、電気制御系の故障時などにおい
ては、後輪を適切かつ確実に中立位置に復帰させ、その
不転舵状態を維持することが望まれ、その後輪転舵系に
対する付設位置や制御方法等について種々の問題があり
、これらをすべて解決しなければならないものであった
。すなわち、この種の後輪転舵装置では走行時に後輪が
接地面からの反力等の影響を受けることを避けられず、
しかもこのような反力等の影響は舵取リンク機構等のよ
うに後輪転舵系において出力側はど著しく、このような
反力に抗する程度に充分な強度等をもつフェールセーフ
機構が必要で、ばね力等を大きくし各部の剛性等を含め
た強度上の信頼性を高めなくてはならない、しかし、ば
ね力を大Ｓくすると、通常の四輪操舵時にこれに抗する
程度の大きな出力を発生できる装置構成としなければな
らず、装置全体が大型化する等といった問題を生じる結
果となる。　 一方、後輪転舵装置において入力側である後輪転舵比可
変機構側にフェールセーフ機構を設けると、後輪側から
離れ過ているために、その転舵動作を拘束するには不充
分で、後輪が接地面からの影響でふらつく等といった悪
影響を完全に防止することはできず、このため後輪側に
も別に係止機構を付設しなければならない等の問題があ
り、これらの問題点を一掃し得る何らかの対策を講じる
ことが望まれている。 特に、この種の四輪操舵車にあっては、低速時の小回り
性のみを目的とし車速か中、高速域のときには後輪を不
転舵状態に維持し前輪のみの二輪操舵とするといった制
御方法を採る場合もあり、このような場合においても前
述したフェールセーフ機構の必要性は大きい。 また、この種の四輪操舵車にあっては、上述した機械的
な前、後輪側の連結構造による後輪転舵装置以外に、前
輪側の操舵状態を電気信号または油圧信号により後輪側
に伝達して転舵制御を行なう電気式や油圧式のものも種
々知られているが、これらの後輪転舵装置においても後
輪を中立位置にふらつきのない状態で保持しなければな
らない場合があり、前述したと同様に何らかの対策が必
要とされている。 〔課題を解決するための手段〕 このような要請に応えるために本発明に係る四輪操舵車
の後輪転舵装置は、後輪側舵取リンク機構の一部に連結
され軸線方向に摺動自在に支持されたロッドとこのロッ
ドを常に中立位置に復帰させるように付勢するスプリン
グ手段からなるセンタリングスジリング機構を配設する
とともに。 そのロッド外周部に凹設された係合溝内に直交する方向
から係入されることでその動きを規ｆｔｊｌするロック
ピンを係脱自在に設けたものである。 〔作用〕 本発明によれば、常時はセンタリングスプリング機構の
スプリング手段を撓ませなからロッドが後輪側舵取リン
ク機構の動きに連動して動作し、所要の後輪転舵制御が
行なわれるとともに、モータ故障時などにはスプリング
手段で中立位置に復帰されるロッドで後輪側舵取リンク
機構を中立位置に復帰させてその状態を保持し、かつそ
のときにロッドをロックビンで係止することで、後輪側
からたとえ大きな反力が作用しても、後輪の不転舵状態
を確保し得るものである。 〔実施例〕 以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。 第１図ないし第３図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転
舵装置の一実施例を示し、これらの図において、まず四
輪操舵車の操舵系全体の概略構成を第１図を用いて簡単
に説明すると、符号１，１゛　　は対をなす左、右荊輪
、２は前輪１．１を舵取ハンドル３の舵取操作に応じて
転舵させるための前輪側ステアリング装置で、たとえば
インテグラルタイプの油圧式動力舵取装着等を用いると
よい。 なお、４は前輪１．１を転舵可能に支持する前輪側の舵
取リンク機構である。 ５．５は対をなす左、右後輪で、これらの後輪５．５も
、前輪ｌ側と同様に周知の構成を有する後輪側の舵取リ
ンク機構６で転舵可能に支持されるとともに、この舵取
リンク機構６と共に後輪転舵装置１０を構成する後輪転
舵比可変機構１１および転舵補助力を生じさせるリンケ
ージタイプ等による油圧式動力舵取装置７で前輪１側の
操舵を逢に応じた所要の転舵量をもって同位相または逆
位相に転舵されるように構成されている。 また、前、後輪側の舵取リンク機構４，６間には、前輪
１側への転舵力伝達系の一部（たとえばピットマンアー
ム２ａ）から車体前後方向に沿って転舵力伝達ロッド系
８として前輪側ロッド８ａと後輪側ロッド８ｂとが１；
りけられ、その車体前後方向への動きで前輪側から後輪
側に転舵力伝達を機械的に行なうように構成されている
。なお、９は後輪側ロッド８ｂの前後動を前記動力舵取
装置７側に伝達するための伝達レバーで、このレバー９
の途中には後述するフェール時において前輪側と後輪側
との機械的連結状態を切離すトルクリミッタ９ａが設け
られている。また、上述したリンケージタイプの動力舵
取装置７は周知の通り、一端が図示しない車体側に固定
されるとともに他端側に前記レバー９がリンクを介して
連結され、かつそのパワーシリンダ部で生じる転舵補助
力を後輪５側に伝達し得る構成とされている。 さらに、上述した前輪１側での転舵動作を車体の前後方
向への動きで後輪５側に機械的に伝達する伝達ロッド系
８の途中には、前輪ｌ側での操舵角に対する後輪５側の
転舵比を車速等を考慮して制御する後輪転舵比可変機構
１１が設けられている。この後輪転舵比可変ｇ１ａ１１
は、図示しない車体側にブラケット１２で軸支され車体
上下方向への軸線Ｚ−Ｚ上で回動可能な回動本体１３と
、この本体１３から側方（図中Ｙ位置で紙面に直交する
方向）に延設され先端が前輪側ロッド８ａ側に連結され
るアーム１４と、これら本体１３とアーム１４との交点
を通り本体軸線Ｚ−Ｚに直交する軸線ｘ−ｘ上で回動可
能に支持されかつ本体１３側方に延設された先端が後輪
側ロッド８ｂと連結されるレバー１５と、このレバー１
５を本体１３内の回転伝達系を介して軸線ｘ−ｘ上で回
動変位させる電動モータ１６等で構成される。このよう
な構成において、本体１３等と共に前輪１側からの転舵
力で回動されるレバー１５を、車速、操舵角等の各種走
行条件や後輪転舵角等に応じてモータ１６で適宜回動制
御し、その後輪側ロッド８ｂとの連結点位置を本体軸線
Ｚ−Ｚから左、右方向に変位させる。これにより、レバ
一連結点はその変位の大きさに応じて本体１３の回動に
伴なって回動することになり、所要の後輪転舵比にＭＩ
御された転舵量が後輪５側に伝達され、適切な後輪転舵
制御を行なえるもので、その詳細はたとえば特願昭６２
−１３８８５７号などによって開示されている通りで、
その詳細な説明は省略する。 なお、第１図中１７は車速センサ１７ａや後輪転舵比検
出センサ１７ｂ等から入力される車両の各種走行条件に
応じてモータ１６等への通電制御を行なうコントローラ
で、またこのコントローラ１７は、前記レバー１５を中
立位置に拘束する係合ピンを駆動する電磁ソレノイド１
８を制御する役割をも果たしている。 さて、このような構成による後輪転舵装ｍｌＯにおいて
、後輪５を不転舵状態に維持し、前輪１のみの二輪操舵
とする場合に若干の問題を生じている。すなわち、四輪
操舵車においては、低速時の小回り性のみを目的とし高
速走行時には後輪側を不転舵状態に維持するといった使
用があり、またたとえば後輪転舵比可変機構１１のモー
タ１６を始めとする各種電気制御系などに故障を生じた
場合には後輪転舵系全体をすべて中立位置に復帰させて
不転舵状態とすることが必要とされる。しかし、このよ
うな場合において問題となることは、後輪５が舵取リン
ク機構６により転舵可能な状態で支持されており、走行
時において接地面からの反力でふらついたり転舵したり
するといった不杖合を生じる虞れがあることで、このよ
うなふらつき状態が生じないように後輪を拘束するフェ
ールセーフ機構等が必要とされる。 このため、本発明によれば、上述した後輪転舵装置１０
において、第２図および第３図に示すように、ロッド２
１を軸線方向に摺動自在に支持するとともにこのロッド
２１をスプリング手段２２（コイルスプリング２２Ａ、
２２Ｂ）により常に中立位置に復帰させるように付勢し
てなるセンタリングスプリング機構２０を用い、このセ
ンタリングスプリング機構２０のロッド２１の一端２１
ａを、第１図に示すように後輪側舵取リンク機構６の一
部に連結させて設けるとともに、このロッド２１他端側
外周部の一部に係合溝２３を凹設し、かつこの係合溝２
３内に直交する方向から係入されて該ロー２ド２１の動
きを規制するロックピン２４を、電磁ソレノイド２５で
係税可崗に設けるようにしたところに特徴を有している
。 ここで、第２図等において２６はセンタリングスプリン
グ機構２０を図示しない車体側にブラケット等を介して
固定されるケーシングで、その内部にはロッド２１上で
所定間隔おいた位置に対設される一対のスプリング受は
部材２７ａ。 ２７ｂが一定の遊動ストローク内において摺動自在に支
持され、これら受は部材２７ａ、２７ｂ間に前記コイル
スプリング２２Ａ、２２Ｂ　（以下スプリング２２とい
う）がセンタリングスプリングとして介装されている。 そして、第２図においてロッド２１が左行したときには
ロッド２１外周の係止突部２８で右側の受は部材２７ｂ
がスプリング２２を撓ませて相手側に移動し、逆にロッ
ド２１が右行したときには、ロッド２１の左端部にねじ
結合で設けられたキャップ２９による段差部２９ａで左
側の受は部材２７ａが移動され、第３図に示すような状
態となる。そして、このように移動したときに蓄積され
るスプリング力でロッド２１は常に中立位置に復帰する
ように動作されるもので、これにより後輪側の中立状態
を確保し、前輪１のみの二輪操舵状態を維持する役割り
を果たす。 また、ロッド２１他端のキャップ２９の外周部に凹設さ
れている前記係合溝２３に対し、ロッド２１の軸線方向
に直交する方向から選択的に係入されるロックピン２４
は、ケーシング２６側部に付設された電磁ソレノイド２
５で係脱されるように構成されている。ここで、このソ
レノイド２５としては、第２図から明らかなように、そ
の出力ロット２５ａが前記ロックピン２４側にピン結合
で連結されるとともに、非通電時にはスプリング３０に
よりロックピン２４偶に付勢されるプランジャ３１を備
えてなる構成のものを用いている。 そして、このソレノイド２５の非通電時には、前記ロッ
クピン２４をスプリング３０の付勢力でロッド２１側に
突出させた状態とし、ロッド２１が中立位置にあるとき
にはその係合溝２３内に係入させてロッド２１の動きを
規制するロック状態とし得るとともに、通電時には励磁
コイル３２で生じる磁気吸引力でプランジャ３１をコア
３３に吸引させ、ロックピン２４を溝内から引抜いてロ
ッド２１側から離脱させロック解除状態とするように動
作される。ここで、卜述したロックビン２４と出力ロッ
ト２５ａは相対的な動きが許容できるようにビンで連結
され、加工誤差等を吸収するとともにビン２４の外力に
よる動きがソレノイド２５側に影響しないように構成し
ている。 このような構成において、後輪転舵装置ｌＯが作動状態
にある四輪操舵時には、後輪５は動力舵取装置７等によ
り適切な転舵角で転舵されるとともに中立位置に復帰す
る。このとき、センタリングスプリング機構２０におい
て、ロー７ド２１は後輪側の転舵動作に伴なってスプリ
ング２２を撓ませながら移動し、後輪５に働く外力によ
る悪影響を防ぎ、かつ中立位置に復帰させる際の補助ス
プリングとしても機構する。 一方、車速が高速域に至ったり、あるいはモータ１６等
を始めとする電気制御系などに故障が生じ、後輪側を不
転舵状態とするときには、後輪５は、センタリングスプ
リング機構２０のスプリング２２で中立位置に復帰され
るとともに、前記係合溝２３内に係入されるロックピン
２４でロッド２１の軸線方向への動きが規制され、その
結果後輪５に対し接地抵抗等による大きな負荷が作用し
たとしても、ロックピン２４によりこれを適切かつ確実
に係［トしてその不転舵状態を維持し、走行時のふらつ
きを適切かつ確実に防止でき、操縦性や走行安定性等の
面で優れている。特に、このようなフェールセーフとし
てのセンタリングスジ１ノング機構２０とロックピン２
４とが、一体的にユニット化された状態で、後輪側舵取
リンク機構６に近接する部分に設けられているため、後
輪側の不転舵状態を確保し、走行時のふらつきを防止す
るうえで効果的である。 ここで、この後輪転舵系の出力側である舵取リンク機構
側には、ある程度大きな作用力が加わり、後輪側を拘束
するに必要な力も大さいものであるが、本発明によれば
、スプリング２２によるプリセット力で小さな負荷を受
けるとともに、ロックピン２４による係止力で大きな負
荷をも適切かつ確実に吸収し、フェールセーブとしての
効果を得ているものであり、構成が簡単でしかも所要の
効果を期待できる。また、センタリングスプリング機構
２０を構成するロッド２１をロックするためのロックピ
ン２４を、ロー２ド２１に対し直交する方向から係入す
るように構成しており、しかもその係入はスプリング３
０による付勢力で行ない、ロックピン２４を引抜くため
の力だけをソレノイド２５で得ているため、ソレノイド
２５として小型かつ簡易型のものを用いることができ、
その利点は大きい。 また、上述したロックピン２４でロッド２１をロックす
るにあたって問題とされることに、ロッド２１側の係合
ｙ＃２３に対しロックピン２４を係合させるソレノイド
２５の駆動制御がある。すなわち、上述した構成におい
て四輪操舵時には、ソレノイド２５に通電しロックピン
２４を引出し位置に保持するとともに、後輪５を不転舵
状態とするときにソレノイド２５を非通電状態とじロー
２クピン２４を突出させて係合状態とするとよい。しか
し、このような制御を単純に行なおうとすると、電流消
費量が多く、バッテリ容量を大きくする等、実用面で問
題である。このような問題を解消するには、たとえば後
輪５が転舵されロッド２１が中立位置からずれていると
き等においてソレノイド２５をオフとしたりするとよく
、さらに前輪側が操舵されて後輪５を転舵させる゛とき
にのみ、ソレノイド２５に通電させる等といった制御を
採るとよい。 なお、ロッド２１側の係合溝２３に対するロックピン２
４の係入、引抜き動作等を小さい力で行なうためには、
係合溝２３の移動方向両側での側壁部に、ビン２４係人
時にビン外周部との間にわずかなりリアランスを設け、
ビン２４の引抜きが摩擦力等で妨げられないようにする
とよい、勿論、ビン係入時にロッド２１側が動作すると
クリアランスの分だけは動くが、スプリング２２等で吸
収し得る程度で何ら支承ないものである。 また、上述したビン２４でロッド２１をロックするにあ
たっては、ピン２４突出時におけるロッド２１との干渉
問題がある。特に、上述したピン２４は、ロッド２１が
正しく中立位置に位置し両者が一致した位置関係にある
ときにのみ係合されるが、単純な係合構造のみでは適切
なロック状態を得ることができず、ピン２４が復帰して
くるロッド２１で破損されてしまう等の問題を生じる。 このため、本実施例によれば、ビン２４先端部を曲面等
の係合し易いカム形状で形成するとともに、ロッド２１
の係合溝２３両側部分（キャップ２９の軸線方向両端部
分３４ａ、３４ｂ）をビン２４先端部との係合でこのピ
ン２４をソレノイド２５のスプリング３０に抗して押込
みながらロッド２１の中立位置への移動を許容し、中立
位置に至った時点で再度突出して係合溝２３内に案内さ
れて係合し得るカム形状で形成している。このような構
成によれば、ロブ１２１位置がロー２クビン２４と位置
ずれを生じていた場合にあっても、センタスプリング機
構３０等によるロッド２１側の復旧移動だけで確実な係
合状態が得られ装置動作上での信頼性を向旧させ得ると
ともに、必要時において前輪のみの二輪操舵状態を確実
に得て走行安定性を確保し得るもので、ソレノイド２５
制御を行なううえで効果的である。 なお、本発明は一辷述した実施例構造に限定されず、前
、後輪側の舵取リンク機構等を始め後輪転舵角可変機構
等による後輪転舵装置各部の形状、構造等を適宜変形、
変更することは自由で、種々の変形例が考えられよう。 たとえば−Ｅ述した実施例では、後輪転舵装置１０とし
て前、後輪を機械的に連結するとともにその途中に後輪
転舵比可変機構１１を設けてなる構成を例示したが、本
発明はこれに限定されず、前輪側と後輪側とを電気信号
や油圧信号等で連動させるようにした装置構成であって
も適用して効果を発揮し得るものである。要は、後輪側
が舵取リンク機構で転舵可能に支持されている装置であ
ればよく、さらにその配設位置等も実施例構造に限定さ
れず、後輪側の舵取リンク機構６の所要の位置であれば
よいことも容易に理解されよう。 また、本発明を特徴づけるフェールセーフ機構によれば
、ソレノイド２５でロックピン２４をロッド２１側の係
合溝２３に係合させる構成を示しているが、このソレノ
イド２５の構造、形状やロックビン２４の保持構造、さ
らに係合溝２３形状やその両側のカム形状等について種
々の変形例が考えられ、要はロー２ド２１を中立位置で
係１ヒし得る構成であればよい。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る四輪操舵車の後輪転舵
装置によれば、軸線方向に摺動自在に支持されたロッド
とこのロッドを常に中立位置に復帰させるように付勢す
るスプリング手段からなるセンタリングスプリング機構
を、そのロッドを後輪側舵取リンク機構の一部に連結さ
せた状態で配設するとともに、ロッド外周部に凹設され
た係合溝内に直交する方向から係入されることでその動
きを規制するロックビンを係脱自在に設けるようにした
ので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、車速等に応
じて四輪操舵から二輪操舵へと切換える詩やモータ等に
故障が生じた場合などにおいて、後輪側の舵取リンク機
構を、スプリング手段による付勢力で適切かつ確実に中
立位置に復帰させ、後輪を不転舵状態とし得るとともに
、ロックビンによりロッドの動きを確実に防止し、接地
面等からの反力が作用したとしても、後輪の不転舵状態
を維持しふらつき等を防止できる等といった種々優れた
効果がある。また、本発明によれば、スプリング手段で
中立位置に保持されるロッドをもつセンタリングスプリ
ング機構にソレノイド等で制御されるロー２クビンを付
設してなる構成であり、後輪転舵系の所要の位置に組付
けることで、所要の効果を発揮し得るという利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転舵装置の一実
施例を示す操舵系全体の概略構成図、第２図および第３
図はその特徴とするロックビンを備えたセンタリングス
プリング機構の要部拡大断面図およびその動作説明図で
ある。 ５・・・・後輪、６・・・・後輪側舵増リンク機構、７
・・・・後輪側油圧式動力舵取装置、８（８ａ。 ８ｂ）・・・・転舵力伝達ロフト系、１０・・・・後輪
転舵装置、１１・・・・後輪転舵比可変機構、２０・・
・・センタリングスプリング機構、２１・・・・ロッド
。 ２２　（２２Ａ、２２Ｂ）・・・・センタリングスプリ
ング、２３・・・・係合溝、２４・・・・ロックピン、
２５・・・・電磁ソレノイド、３０・・・・スプリング
。 特許出願人　自動車機器株式会社 代　　理　　人　　山川政樹（ほか２名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 後輪側を舵取リンク機構を介して転舵可能に支持してな
   る四輪操舵車の後輪転舵装置において、ロッドを軸線方
   向に摺動自在に支持するとともにこのロッドをスプリン
   グ手段により常に中立位置に復帰させるように付勢して
   なるセンタリングスプリング機構を備え、このセンタリ
   ングスプリング機構のロッドを、前記後輪側舵取リンク
   機構の一部に連結させて設けるとともに、このロッド外
   周部の一部に係合溝を凹設し、かつこの係合溝内に直交
   する方向から係入されて該ロッドの動きを規制するロッ
   クピンを係脱可能に設けたことを特徴とする四輪操舵車
   の後輪転舵装置。