JPH02124370A - ステアリングギヤ比可変装置 - 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） この発明は、車両のハンドル舵角に対する車両舵角を可
変するステアリングギア比可変装置に関する。

（従来の技術） 四輪操舵では、前輪と後輪の操舵角を制御すれば、旋回
時の運動特性が高められることがわかっている。

すなわち、操舵開始時に一瞬後輪を逆相側に、また前輪
の舵角を増やして、ヨーレートと横加速度とをバランス
させる。これにより、車両の回転運動の立上がりが良く
なる。そして、次の瞬間定常の四輪同相操舵に戻し、横
すベリ角を零のまま狙った軌跡どうりに旋回ができるよ
うにしている。

こうした前輪の進相制御を実現させるためには、ハンド
ル舵角に対する車両舵角を可変できるステアリングギヤ
比可変装置を採用することになる。

従来、ステアリングギヤ比を可変できる装置には、特開
昭４８−３１６３６号公報、特開昭５３１０７０３６号
公報、特開昭６２−２６１６２号公報、特公昭５４−３
４２１２号公報、特公昭５６−４５８２４号公報などが
ある。

これら装置は、いずれもステアリングホイールにつなが
る入力シャフトと、ステアリングギヤにつながる出力シ
ャフトとの間に、−組あるいは二組の遊星歯車機構を設
ける。またこの−組の遊星歯車機構、あるいは二組目の
遊星歯車機構のリングギアにウオームを設け、このウオ
ームにモータに直結したウオームギヤを噛合わせた構造
となっている。そして、ステアリングホイールを操作す
れば、その回転が遊星歯車機構を介して出力シャフトに
伝達され、またその状態からモータを作動させてリング
ギヤを回転すれば、リングギヤの回転変位分、ギヤ比が
可変するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、こうしたモータ駆動のウオームギヤとウオー
ムとを組合わせたリングギヤ変位機構はウオームギヤに
よる自己ロック機能を利用してリングギアを不用意に動
かさないようにできるものの、モータの回転てリングギ
アを所定の変位まで精度良く回転させないとギヤ比か得
られないので、かなり制御が複雑となる。しかも、電気
的な制御となるので、ノイズ、電波障害などに対する信
頼性に乏しい不具合をもっている。

この発明はこのような事情に着［Ｉしてなされたもので
、その目的とするところは、簡単、かつ信頼性の高い制
御で、進相制御を行なうことができるステアリングギヤ
比可変装置を提（（（することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明のステアリングギ
ヤ比可変装置は、リングギアを回転方向に変位させるリ
ングギヤ変位機構を、弁本体と、この弁本体内にスライ
ド自在に設けたスプールと、このスプールの外周にスラ
イド自在に設けたスリブと、前記弁本体に設けた操舵反
力用の流体入口ボートおよび流体出口ボートと、前記ス
リーブの端面側に設けられた前記スリーブ端を臨ませて
なる一利の受圧室と、前記スプールおよびスプールに設
けられ該スプールおよびスリーブの相対変位に応じて前
記流体入口ポートおよび流体出ロポトと前記各受圧室と
の間を流通制御しスプールに対してスリーブを定位させ
る開閉通路と、前記弁本体に設けられスリーブの変位を
前記遊星歯車機構のリングギヤに伝える伝達部材と、前
記弁本体に設けられ前記スプール端にリングギヤ変位用
の制御圧力を入力するための一対の制御圧ポートとから
構成する。

（作用） この発明のステアリングギヤ比可変装置によると、定常
は流体の流通制御によってスリーブがスプールに対し零
となるよう両者の相対位置が保たれていく。この追従性
能により、遊星歯車機構のリングギアを常に所定の位置
に定める操舵反力を出力していく。

制御圧ボートの一方からギヤ比可変の制御圧力を加えれ
ば、制御圧力に応してスプールが軸方向に皮面する。す
ると、相対位置が零関係を保つようにこの変位したスプ
ールに追従してスリーブか変位していき、伝達部材を介
して遊星歯車機構のリングギヤを変位させていく。これ
により、ノイズなどの障害のない流体圧を用いた簡素な
制御で、前輪を進相制御できる。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第７図に示ず一実施例に
もとづいて説明する。第５図はこの発明を適用した車両
の四輪操舵装置を示し、１ａおよび１ｂは左右の前輪で
ある。前輪１ａ、ｌｂは、車体（図示しない）に対して
水平方向に揺動可能に支持されたナックル２ａ、２ｂに
回転自在に支持されている。またナックル２Ｂ、２ｂは
、タイロッド３ａ、３ｂを介して例えばラック４および
ピニオン５を組合わせてなる車速感応型のパワステアリ
ング６に連結されている。すなわち、パワーステアリン
グ６は、ラック４．ビニオン５゜ロークリバルブ７、ト
ーションバー８を有してなるステアリングギヤアッセン
ブリ９に、ロータリバルブ７につながるステアリング用
のパワーシリンダ装置１０（パワーシリンダ１１内にラ
ック４につながるピストン１２を設けてなるもの）と、
ロータリバルブ７に油圧を供給するエンジン駆動のオイ
ルポンプ１３（パワーステ用）とが組合わせられている
。そして、パワーシリンダ装置１０のピストン１２の両
側のピストンロッド１２ａ。

１２ｂが、上記タイロッド３ａ、３ｂに連結されている
。

またステアリングギアアッセンブリ９のへ力部となる、
ピニオン５につながるロータリバルブ７のバルブインプ
ットシャフト７ａおよびトーションバー８には、後述す
る進相機構となるステアリングギヤ比可変装置１４．中
間ジヨイント１５゜コラムシャフト１６を介してステア
リングホイル１７が連結されている。これにより、ステ
アリングホイール１７を操作すれば、ラック４をステア
リングホイール１７と同方向に駆動する。そして、それ
と同時にピストン１２の両側に構成された左室１８．右
室１９にロータリバルブ７を通じてオイルポンプ１３で
発生した油圧が供給され、ステアリングホイール１７の
操舵力をアシストできるようにしている。なお、オイル
ポンプ１３にはエンジン２０の回転数が、ある領域から
上昇するにしたがって吐出流量が低下する特性のポンプ
か用いられている。

ここで、上記ステアリングギヤ比可変装置１４について
説明すれば、ステアリングギヤ比可変装置１４は第１図
ないし第４図に詳図するようにステアリングギヤアッセ
ンブリ９に、二組の遊星歯車機ｔＭ２１，２２およびコ
ントロールバルブ２３（リングギヤ変位機構に相当）を
設けて構成されている。

詳しくは、３７はステアリングギヤアッセンブリ９のケ
ース９ａの上端部に設置されたケース、３７ａはそのケ
ース３７の上部開口を閉塞するねじ式のキャップである
。これらケース３７およびキャップ３７ａは、それらを
貫通するボルト３５およびボルト端と螺合するナツト３
６でケース９ａに固定されていて、ステアリングギヤ比
可変装置１４のボディを構成している。そして、このケ
ース３７内の上方側には、インプットシャフト２４（入
力シャフトに相当）がバルブインプットシャフト７ａ（
出力シャフトに相当）と同軸をなして回転自在に設けら
れている。なお、２４ａはインプットシャフト２４を回
転自在に支持する軸受である。インプットシャフト２４
の下部外周には、サンギア２５が一体に設けられている
。このサンギア２５の周囲には、ケース３７側に支持さ
れたリングギヤ２６が設けられている。そして、このリ
ングギヤ２６とサンギヤ２５との間に、双方のギヤと噛
合う四組のプラネタリギヤ２７が設けられ、−段目の遊
星歯車機構２１を構成している。このキャップ３７ａか
ら突出したインプットシャフト２４の上部に、上記中間
ジヨイント１５が連結される。

またバルブインプットシャフト２４の端部はケース９ａ
の上端開口から上方に突出している。そして、このケー
ス３７内に入るバルブインプットシャフト２４の端部外
周には、−段１」の遊星歯車２１と同じ諸元のサンギア
２８が一体に設けられている。またこのサンギア２８の
周囲となるケース３７内には、−段目と同じ諸元のリン
グギヤ２９が設けられている。そして、このリングギヤ
２９とサンギヤ２８との間に、シャフト３０を介。

して−段目のプラネタリギヤ２７と同軸につながる回転
自在な四組のプラネタリギヤ３１が設けられ、二段目の
遊星歯車機構２２を構成している。

なお、プラネタリギヤ２７とプラネタリギヤ３１は、シ
ャフト３０を保持するホルダー３２．シャフト端に設け
たギヤ規制用のホルダー３３により、バルブインプット
シャフト２４の軸心を中心として周方向に移動できるよ
うに支持されているものである。

そして、キャップ３７ａには軸受２４ａの上下方向の動
きを規制するアジャスタ３８が設けられ、遊星歯車機構
２１．２２を所定にステアリングギアアッセンブリ９に
組付けている。なお、３９はシール部材、４０はアジャ
スタ３８の緩み止めのナツト、４１はリングギヤ２６，
２９の上下方向の動きを規制するためのスペーサである
。

またバルブインプットシャフト７ａの先端部は、インプ
ットシャフト２４の軸端に設けた凹部４３に挿入されて
いる。そして、このバルブインプットシャフト７ａの挿
入端に上記トーションバー８の端部がピン４４で結合さ
れ、リングギア２６゜２９を固定した状態でステアリン
グホイール１７を操舵すると、そのステアリングホイー
ル１７の操舵角を一段［１および二段口の遊星歯車機構
２１゜２２を通じ、同じ比でロータリバフ１４ブ７およ
びトーションバー８に伝達できるようにしている。但し
、バルブインプットシャフト７ａの挿入端と凹部４３と
の間には、周方向のガタ付きを防ぐためのメタルブツシ
ュ４５が介装しである。

また−段目の遊星歯車機構２１には、ステアリングホイ
ール１７から必要以上のトルクが入らないようにした安
全装置４６が設けられている。具体的には、安全装置４
６はリングギア２６の外周面に四部４７を設ける。また
ケース３７側に、上記四部４７と凹凸嵌合するピン部品
４８．該ピン部品４８を嵌合方向に付勢するスプリング
４９およびアダプタ部品５０で構成されたセットスクリ
ューを設ける。そして、これにてリングギア２６の回転
方向の動きを凹凸嵌合て規制する構造にして、ステアリ
ングホイール１７からプリロードを越える過剰な操舵力
がリングギア２９に入ると、凹凸１茨合の解除からリン
グギア２６を回転てきるようにして、遊星歯車機構２１
．２２を過剰なトルクから守るようにしている。なお、
第４図に示されるように嵌挿状態となるインプットシャ
フト端とバルブインプットシャフト端とには、一対の扇
形の突片部７ｂ、７ｂとこの突片部７ｂ、７ｂ間に遊嵌
される一対の突片部２４ａ、２４ａとの組合わせて構成
されたストッパ部１４ａが設けられていて、上記リング
ギア２６が有る量回転すると、突片部７ｂと突片部２４
ａの両者が当接してステアリングホイール１７からの操
舵力をインプットシャフト２４からバルブインプットシ
ャフト７ａに直接伝達するようにしている。

こうした遊星歯車機構２１．２２を組付けたケース３７
にｌａコントロールバルブ２３が組付けられている。

すなわち、コントロールバルブ２３について説明すれば
、５１はリングギア２９と隣接したケス部分に、遊星歯
車機構２２の中心とは直角な方向に沿って一体に設けら
れた細長の弁本体である。

弁本体５１内には、リングギア２９の軸心とは直角な方
向に沿って略筒状の弁室５２が形成されている。そして
、弁室５２内にスプール５３が配設されている。スプー
ル５３は、一端が弁室５２の端部に装置したプラグ５４
でスライド自在に支持され、他端が弁室５２のもう一方
の端部にアダプタ５５を介して装着したプラグ５６でス
ライド自在に支持されている。そして、スプール５３の
各軸端面をプラグ５４．５６の孔部５４ａ、５６ａ（制
御圧ポートに相当）に臨ませている。またアダプタ５５
の内部には、ばね室５５ａが形成されている。そして、
このばね室５５ａ内に、スプール５３の端部外周の小径
部５３ａに摺動自（Ｅに嵌挿したワッシャー５６ａと小
径部５３　ａの端部に固定したスナップリング５７との
間に掛は渡したスプリング５８が収容され、スプリング
５８でスプール５３を位置決めるようにしている。なお
、５つはプラグ５４．５６およびアダプタ５６の緩み止
めのナツトである。

またスプール５３の外周には、該スプール５３の軸部を
移動自在に貫通して板状のレバー６０（伝達部材に相当
）が設けられている。レバー５０は、リングギア２９の
軸線と直角に交差する線上に配置されている。そして、
レバー６０のリングギヤ２９側の端に形成された円弧部
が、弁本体部分ならびにケース部分に形成された通孔６
１を通ってリングギア２９の外周面に形成された溝部６
２に係合されている。またレバー６０の残る狭幅側の端
に形成された円弧部は、当該端部を覆うように弁室５２
に装着されたアダプタ６３の内屈曲に設けたプレート６
４の溝部６５に回動可能に係合されていて、レバー全体
をプレート６４側の端を支点としてスプール５３の軸線
沿いに回動できるようにしている。なお、６６はアダプ
タ６３の緩み止めナツト、６７はプレート６４とアダプ
タ６３の内底面との間に介装された波形のワッシャーで
ある。

このレバー６０を挟んで、プラグ５４側のスプール部分
の外周にカラー６８が摺動自在に嵌挿され、またプラグ
５６側のスプール部分の外周にスリーブ６９が摺動自在
に嵌挿されている。カラ６８およびスリーブ６９は、そ
れら外側の端部とプラグ５４．アダプタ５５との間に設
けたスプリング７Ｑａ、７０ｂの弾性力（プリロード）
によって、レバー６０の両側に押し付けられ、スプル５
３上にレバー６０を含めた三つの部品を位置決めるよう
にしている。そして、このスリーブ６９で覆われたスプ
ール５３の外周面に、環状の溝部で構成される二つの流
入側の室７１．７２が並設されている。またこれに対し
てスリーブ６９の内周面には、室７１．７２の境界部分
に位置して、溝部で構成される三つの流出側の室７３〜
７５（いずれも開閉通路に相当）が設けられている。そ
して、室７１は、スプール５３の内部に設けた通路７６
（開閉通路に相当）を介して、カラ６８とプラグ５４と
の間に形成されたばね室を兼ねる受圧室７７に連通して
いる。さらに室７２は、同様にスプール５３の内部に設
けた通路７８（開閉通路に相当）を介して、スリーブ６
９とアダプタ５５との間に形成された、ばね室を兼ねる
受圧室７９に連通している。そして、流出側のうち中央
の室７４は、弁本体５１に設けたポート８０（流体入口
ボートに相当）を介して上記オイルポンプ１３の吐出部
に接続される。また残る室７３．７５は、弁本体５１に
設けたポート８１（流体出口ポートに相当）を介して上
記ステアリングギヤアッセンブリ９のロータリバルブ７
の入口ポート（図示しない）に接続され、オイルポンプ
１３で発生する油圧を利用してリングギヤ２９を所定の
位置に保持させたり、入力された操舵角を切り増しさせ
たりすることができる追従型サーボ弁（スプールバルブ
）を構成している。すなわち、スリーブ端が臨む受圧室
７７．７９には通路７６．７８を通じてオイルポンプ１
３の油が流入する構造なので、操舵により二段目のリン
グギア２９が回転変位してスリーブ６９が軸心方向に変
位すると、室７１．７２と室７３〜７５との開閉から、
変位した受圧室側の通路が開いて当該受圧室に油圧が供
給されると同時に、残る受圧室側の油圧が抜けて、変位
したスリーブ６９を元の位置へ戻していく。そして、こ
の戻る出力を操舵反力として、常にリングギア２９を元
の状態に復帰（定位）させるようにしている。またプラ
グ５４およびプラグ５６からスプール５３を変位させる
制御圧力が加わると、先程のスリーブ６９はスプール５
３の変位に追従して動き、レバー６０を回動させていく
。そして、このレバー６０に伝わる変位で、リングギヤ
２９を切り増し側に回転させるようにしている（ステア
リングギヤ比可変）。

一方、８２ａ、８２ｂは左右の後輪である。後輪８２ａ
、８２ｂは、トーコントロール機構付きダブルウィツシ
ュボーン式の後輪サスペンションに支持されている。す
なわち、後輪サスペンションは、クロスメンバ８３に、
アッパーアーム８４およびロアアーム８５で構成される
上下一対のラテラルアームを設けるとともに、トーコン
トロールアーム８６とトレーリングアーム８７とを中間
関節８８で連結してなるアームを連結する。そして、ア
ーム端に、図示しない車輪支持体を介して、後輪８２ａ
、８２ｂを支持させた構造となっている。中間関節８８
は、回転軸線を略鉛直方向に定めたピンなどの枢支軸８
９から構成されていて、中間関節点の変位にしたがって
後輪８２ａ。

８２ｂの操舵が可能な構造になっている。

そして、クロスメンバ８３に、この後輪サスペンション
の左右の枢支軸８９．８９を結ぶように二連式のリアパ
ワーシリンダ９０が設けられている。すなわち、リアパ
ワーシリンダ９０は、中央に大径なシリンダ室９１を形
成し、両側に一対の小径なシリンダ室９２ａ、９２ｂを
形成したシリンダ９４内に、中央にシリンダ室９１に応
じた径のピストン部９５ａを有し、両側にシリンダ室９
２ａ、９２ｂに応じた径のピストン部９５ｂをＨしてな
るピストン９５を摺動自在に設ける。

またそれぞれ両側のピストン端にピストンロッド９６ａ
、９６ｂを連結して構成される。そして、ピストン部９
５ａで区画されるシリンダ室９１の断面積が大な部分に
、同相用の出力を受ける左室９７ａ、右室９７ｂを構成
している。また室９７ａ、９７ｂと並ぶシリンダ室９２
ａ、９２ｂの断面積が小な空間にて位相用の出力を受け
るようにしている。このシリンダ９４が、軸心方向を左
右方向に定めてクロスメンバ８３に固定されている。そ
して、左側のピストンロッド９６ａが左側の中間関節３
８の枢支軸３９に連結され、また右側のピストンロッド
９６ｂが右側の中間関節３８の枢支軸３９に連結され、
ピストン９５の移動から後輪８２ａ、８２ｂを操舵でき
るようにしている。

そして、このリアパワーシリンダ９０の左室９７ａ、右
室９７ｂが同相用のコントロールバルブ９８に油流路９
９を介して接続され、リアパワーシリンダ９０のシリン
ダ室９２ａ、９２ｂが位相用のコントロールバルブ１０
０に油流路１０１ａ、１０１ｂを介して接続されている
。

同相用のコントロールバルブ９８には、第６図に示すよ
うなスプールバルブが用いられている。

具体的には、スプールバルブは、シリンダ状のケース１
０２内に、両端が一対のスプリング２２０で付勢された
スプール２２１を設ける。このスプール２２１の外周に
は、環状の溝部２２２゜２２３が二つ並設されている。

また溝部２２２゜２２３の空間に臨むケース１０２の周
壁両側には、溝部間の凸部分を中心として対称にそれぞ
れリザー側ポート２２４ａ、２２４ｂ、ポンプ側ボ）２
２５ａ、２２５ｂが設けられ、さらに溝部２２２．２２
３の空間に臨むケース１０２の周壁中央には、それぞれ
アクチエータ側ボート２２６゜２２７が設けられている
。そして、ケース１０２の両端にはスプール端に制御圧
を与えるためのパイロットポート２２８，２２９が設け
られた構造となっている。そして、アクチエータ側ポー
ト２２６．２２７が油流路９９に接続される。

この同相用のコントロールバルブ９８のパイロットボー
ト２２ｇ、２２９に、それぞれ上記パワーステアリング
６の各左室１８．右室１９が油流路１０３を介し接続さ
れ、パワステ−圧が発生すると、中立状態のスプール２
２１が変位してリザーブ側ポー）２２４ａ、２２４ｂと
ポンプ側ポート２２５ａ、２２５ｂとの切換えを行なう
ようにしている。そして、コントロールバルブ１００の
各ポンプ側ポート２２５ａ、２２５ｂには、デファレン
シャルギヤ１０４で駆動され車速に応じた油圧を（車速
大：油圧増）発生するオイルポンプ１０５が接続されて
いる。これにより、車速とスプール２２１の移動量に応
じｔこ油圧をリアパワーシリンダ９０の操舵方向の左室
９７ａあるいは右室９７ｂに供給できるようにしている
。なお、各リザーブ側ボート２２４ａ、２２４ｂはパワ
ーステアリング６のリターンを受けているリザーブタン
ク１０６に接続される。

また位相用のコントロールバルブ１００には、スプール
バルブ式の四ボート絞り切換弁が用いられている。そし
て、この切換弁の概略的な構造が第７図に示されている
。

切換弁について説明すれば、１０７は両側にパイロット
圧用のボート１０８，１０９をもつシリンダ状のケース
、１１０はこのケース１０７内に設けたスプールである
。そして、スプール１１０の両端部はケース内面に形成
された軸受部１１１で摺動自在に支持され、スプール全
体をケース１０７の軸心方向沿いにスライドできるよう
にしている。またスプール端とケース端との間には、そ
れぞれ一対のスプリング１１２，１１３が介装され、ス
プール１１０を位置決めている。このスプリング１１２
，１１３を収容する軸受部外側のばね室は、上記ポート
１０８，１０９に連通している。そして、これらポート
１０８，１０９は分岐路１３２を介して上記油流路１０
３の中途部に接続され、制御圧となるパワーステ圧をス
プール端に与、えるようにしている。

また軸受部１１１で挟まれたケース１０７の内腔部分は
大径となっている。そして、この大空間部に露出するス
プール部分の中央に、内腔部分に対応した外径のスリー
ブ１１４が摺動自在に設けられている。このスリーブ１
１４の両端は、スプル１１０に固定された一対のスプリ
ング１１５゜１１６によって付勢されていて、スリーブ
全体をスプール１１０上に位置決めている。そして、ス
リーブ端に形成された各空間に、ばね室を兼ねる受圧室
１１７，１１８を構成している。

スリーブ１１４で覆われたスプール１１０の外周面には
、環状の溝部で構成された二つの室１１９．１２０が並
設されている。またスリーブ１１４の内周面には、室１
１９，１２０の境界部分に位置して、環状の溝部で構成
される三つの室１２１〜１２３が設けられている。その
うちの室１１９．１２０は、それぞれスリーブ１１４お
よびケース内周面に形成された通路空間１２４゜１２５
を通じ、ケース外周に穿設したアクチエータ用のボート
１２６，１２７に連通している。そして、ポート１２６
．１２７が油流路１０１ａ。

１０１ｂに接続される。また室１２２は、通路空間１２
８を介してケース１０７に設けた油供給用のポート１２
９に連通している。そして、このボート１２９は、油供
給路１３０を介して、上記オイルポンプ１３と共にエン
ジン２０で駆動される定流ｍ型（吐出流量一定）のオイ
ルポンプ１３１の吐出部に接続されている。

また残る室１２１，１２３は、それぞれスリーブ１１４
およびケース内周面に形成された通路空間１３３，１３
４を通じ、ケース外周に穿設したリザーバ用のポート１
３５，１３６に連通している。そして、これらボート１
３５，１３６は油路１３７で並列に接続されて、上記リ
ザーバタンク１０６に接続されている。この並列な油路
１３７には、連通路１３８，１３９を介して、それぞれ
上記スリーブ両側の受圧室１１７，１１８が並列に接続
され、オイルポンプ１３１からの油を受圧室１１７，１
１８に流入できるようにしている。

また各連通路１３８．１３９には、それぞれリザーバタ
ンク１０６側に対する流れを規制するための逆止弁１４
０が設けられている。そして、さらに逆止弁１４０およ
びリザーバ用のボート１３５間の連通路部分と、逆止弁
１４０およびリザーバ用のボート１３６間の連通路部分
との間には、可変オリフィス１４１（あるいは可変チョ
ーク）を介装した差圧発生用の連通路１４２が接続され
ている。そして、可変オリフィス１４１は、上記デフ駆
動のオイルポンプ１０５に内蔵した車速感応圧力発生器
１４３に流路１４４を介して接続され、この車速感応圧
力発生器１４３から発生するパイロット圧で、可変オリ
フィス１４１の絞り量を車速に感応して可変できるよう
にしている。

これにより、コントロールバルブ１００は、スプール端
に加わるパイロット圧によるスプール１１０の変位、そ
のスプール１１０に対するスリーブ１１４の相対変位か
ら、ステアリングホイール１７を切り込んでいくと、パ
ワーステアリング６のパイロット圧の変化率と車速に応
じた（車速大：油圧減）位相用の油圧を発生できるよう
にな、っている。すなわち、コントロールバルブ１００
は、操舵操作の開始時に、前輪１ａ、ｌｂと逆方向に後
輪８２ａ、８２ｂを操舵する出力をリアパワーシリンダ
９０のシリンダ室９２ａあるいはシリンダ室９２ｂに供
給できるようになっている。

そして、この位相用のコントロールバルブ１００につな
がる油流路１ｏ１ａ、１０１ｂが、分岐路１４５，１４
５を介して上記進を口機構１４のプラグ５４．５６に接
続され、−瞬の後輪８２ａ、８２ｂの位相と同時に、前
輪１ａ、ｌｂを切り増し側に進めることができるように
している。

つぎに、このように構成された四輪操舵装置の作用につ
いて説明する。

車両の直進走行時は、ステアリングホイール１７は中立
の状態となるため、前輪１ａ、　　１ｂおよび後輪８２
ａ、８２ｂは直進方向に向いている。

そして、こうした直進状態から旋回すべく　（ターンイ
ン）、ステアリングホイール１７を例えば右旋回側に切
り込んでいくと（中高速時）、その切り込んだ舵角に対
して、パワーステ圧の変動率および車速に応じて、−瞬
後輪８２ａ、８２ｂは逆相に、また−瞬前輪１ａ、ｌｂ
は入力した操舵舵角より舵角が増大していく。

詳しくは、ステアリングホイール１７を操作すると、こ
の回転がコラムシャフト１６．中間ジヨイント１５．イ
ンプットシャフト２４を介して一段目の遊星歯車機構２
１のサンギヤ２５に伝達されていく。ここで、リングギ
ヤ２６は操作力を受けるが、リングギヤ２６はセットス
クリュでケス３７に固定されているから、さらにその回
転はプラネタリギヤ２７を介して二段目の遊星歯車機構
２２のプラネタリギヤ３１に伝達されていく。

また二段目の遊星歯車機構２２のリングギヤ２９の操舵
力を受けて回転しようとするが、リングギア２９にはコ
ントロールバルブ２３で発生したリングギヤ２９を常に
元の位置に戻そうとする力（オイルポンプ１３で発生し
た油圧で、スプール５３に対してスリーブ６９の相対変
位を常に零にしようとする力）が操舵反力として働くか
ら、プラネタリギヤ３１の回転はそのままサンギヤ２８
から、バルブインプットシャフト７ａおよびトーション
バー８に伝達されていく。すなわち、操舵力を受けてリ
ングギヤ２９が回転すると、レバー６０はプレート６４
の溝部６５を支点としてリングギヤ２９と同じ方向に回
動変位していく。この際、レバー６０の動きによってス
リーブ６９も動かされていく。つまり、スリーブ６９と
スプール５３との間に相対誤差が生じることになる。す
ると、この相対変位によってコントロールバルブ２３内
に油圧が発生する。この油圧によって、スリーブ６９．
レバー６０．リングギア２９を元の位置、つまりスプー
ル５３との相対変位零の位置まで戻す力が発生し、この
力が操舵反力として働いていく。具体的には、リングギ
ヤ２９が操舵力を受けて反時計方向に回ろうとすると、
レバ６０は同じ向きに溝部６５を支点として回動してい
く。これにより、スリーブ６９はプラグ５４側の方向に
スライドしていき、スプール５３との間に相対変位を生
じていく。すると、オイルポンプ１３からの流量が室７
１へ流れ込み、該室７１の絞り効果によって室７１に油
圧が発生していく。

そして、この油圧が通路７６を通って受圧室７７へ流れ
込み、スリーブ６９を右側へ動かしていく。

これが元の位置に保持する力として作用する。

そして、トーションバー８に伝達された回転がピニオン
５に伝達され、前輪１ａ、ｌｂをステアリングホイール
１７を切った方向に操舵していく。

同時に、バルブインプットシャフト７ａに伝達された回
転でロータリバルブ７が操作され、オイルポンプ１３で
発生した油圧をパワーシリンダ１１の右室１９に供給し
て、ステアリングホイール１７の操舵をアシストしてい
く。

一方、同相用のコントロールバルブ９８のスプールは上
記パワーステアリング６のパワステ−圧に応じてストロ
ークされる。そして、このスプールのストロークで、オ
イルポンプ１０５から吐出されるオイルを制御すること
になる。つまり、車速（後輪回転数）とパワステ−圧に
応じた油圧、すなわち前輪１ａ、ｌｂの操舵状態がコン
トロールバルブ９８から発生される。そして、この油圧
が同相側に操舵するリアパワーシリンダ９０の左室９７
ａに流入していく。

他方、位相用コントロールバルブ１００は、パイロット
圧用のボート１０９から上記パワステ−圧がパイロット
圧として加わると、この圧力に比例した量だけスプール
１１０は左側へ変位（ｘｌ）する。

この変位量は、スプール１１０の端面の面積とパイロッ
ト圧の積と、スプリング１１２，１１３の弾性力とに関
係するから、両者には下記の関係式が成り立つ。

ａｌ−Ｆｌ−に１壽ｘｌ　＋ｒ。

つまり、 Ｘｉ　ｍａｌａＦｌ−ｆ１／Ｋｌ で表わされる。但し、ａ、はスプール端面の面積。

Ｋ、はスプリング１１５，１１６のばね定数。

ｆｌは同スプリングのプリロードｆａ、Ｆ＋はパイロッ
ト圧である。

このとき、スプール１１０の変位によって、スリーブ１
１４も同じ方向へ動こうとする。これには受圧室１１７
の油が連通路１４２を通じて受圧室１１８に移動する必
要がある。しかし、連通路１４２には可変オリフィス１
４１が組込まれているので、この際、可変オリフィス１
４１の前後に差圧ΔＰが発生する。ここで、ΔＰは下記
のように表わされる。

ΔＰ−δ・Ｑｂ２／２ΦＣｄ−ｄ２ 但し、δは流体密度、Ｑｂは絞り部を流れる流量、ｄは
絞り部の断面積、Ｃｄは流量係数。

なお、チョーク構造であれば ΔＰ−８・π書μ・ｉ／ｄ２ となる。但し、ノは絞り部の長さ、μは油の粘性係数で
ある。

そして、この差圧ΔＰによってスリーブ１１４はスプー
ル１１０に対して右側に相対ずれを起こしていく。この
ときの相対変位ｙは ｙ−ΔＰ−ｂ２−ｆ２／に２ で表わされる。但し、ｂ２はスリーブの端面の面積、に
２はスプリング１１２．１１３のばね定数ｒ　　ｆ２は
同スプリングのプリロード値である。

油供給用のポート１２９からは、オイルポンプ１３１で
発生した一定流量の油が供給されているから、アクチエ
ータ用のポート１２６，１２７からは相対変位ｙに比例
した差圧が発生していく。

すなわち、相対変位ｙは、 ｙｏｃΔＰ”Ｑｂ”ｒ−１／ｄ２ の関数であるから、 Ｑｂ”ｂ２　・（ｘ＋　　Ｙ）　／ｌ　　但し、ｔは時
間となる。

しかして、アクチエータ用のポート１２６゜１２７から
は、車速に応じて出力油圧が減少し、パワーステ圧の変
化率に応じて制御された油圧（差圧）が出力されていく
。

そして、この油圧（差圧）が、リアパワーシリンダ９０
のシリンダ室９２ｂには後輪８２ａ。

８２ｂを位相させる出力として供給され、ステアリング
ギヤ比可変装置１４のプラグ５４には前輪ｌａ、ｌｂの
操舵角を増す出力として供給されていく。

すると、後輪８２ａ、８２ｂを前輪とは逆の方向に操舵
しようとするシリンダ室９２ｂの出力と、後輪８２ａ、
８２ｂを後輪と同方向に操舵しようとする左室９７ａの
出力との出力合成で得られる逆相側の舵角にしたがって
、後＠８２ａ、８２ｂが操舵されていく。

またステアリングギヤ比可変装置１４では、プラグ５４
に制御圧が加わると、その油圧に比例して、スプール５
３が右方向に摺動していく。すると、スプール５３とス
リーブ６９間に相対変位が生じ、オイルポンプ１３から
の流量は室７１に流れ込んでいく。これにより、この室
７１の絞り効果によって油圧が発生し、この油圧が通路
７６を通じ受圧室７７に導かれていく。したがって、ス
リーブ６９．カラー６８はスプール５３に追従して、該
スプール５３と相対位置が零となる位置まで移動してい
く。そして、このスリーブ６９．カラー６８の移動によ
り、レバー６０はプレート６４側を支点として回動して
いく。これにより、リングギヤ２９を時計方向に回転さ
せていく。

ここで、プラネタリギヤ２７，３１は、運転者で保持さ
れるステアリングホイール１７にて固定されるから、リ
ングギヤ２９の回転はバルブインプットシャフト７ａお
よびトーションバー８に伝達され、バルブインプットシ
ャフト７ａ、トーションバー８を時計方向に回すことに
なる（進相制御）。

しかるに、ステアリングホイール１７からの運転車によ
る入力と、プラグ５４．６６からの油圧による入力との
二つの入力の合成値により、前輪舵角を制御することが
できる。

したがって、プラグ５４．５６に制御圧力を加えるだけ
でギア比可変制御が行なえ、制御は電子制御に比べて簡
単ですむ。つまり、簡単な制御で進相制御を行なうこと
ができる。しかも、流体圧を用いてギヤ比を可変するの
で、ノイズ、電波障害などに対する信頼性は高い。

またセットスクリューならびにストッパ部１４ａで、遊
星歯車機構２１．２２に必要以上の入力が入らないよう
にしたので、その分、遊星歯車機構２１．２２の小型軽
量化を図ることができる。すなわち、ステアリングホイ
ール１７のフル舵角において、更に強くステアリングホ
イール１７を操舵することが行なわれると、スプリング
４９の圧縮方向変位によってピン部品５０と凹部４７と
の嵌合がはずれていく。続いて、インプットシャフト端
の突片部２４ａ、２４ａがバルブインプットシャフト７
ａの突片部７ａ、７ａに当接し、ステアリングホイール
１７からの操舵力を直接バルブインプットシャフト７ａ
に伝達していく。

これにより、遊星歯車機構２１．２２において必要以上
の操舵力に耐える必要性をなくし、遊星歯車機構２１．
２２の部品を小形で、軽量なものですましている。

但し、パワーステ圧の変化率がなくなると、車速に応じ
た同相のコントロールバルブ９８からの出力だけとなっ
て、元の定常状態の四輪同トロ操舵（通常の同相四ＷＳ
）に入っていく。

なお、一実施例では前輪１ａ、ｌｂのパワーステ圧の変
化率を制御圧力として用いたが、ハンドル操舵角速度を
制御圧力とした油圧回路で構成される圧力出力手段を用
いてもよい。この場合も車速のファクターを入れた制御
圧力を用いてもよい。

また一実施例ではこの発明を二組の遊星歯車機構を用い
たステアリングギヤ比可変装置に適用したが、もちろん
−組のａ　ｍ　ｍ軍機＋１■をもつステアリングギヤ比
可変装置に適用してもよい。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、制御圧ボートに
制御圧力を加えるという制御でギア比の可変を行なうこ
とができ、電子制御に比べて制御は簡単である。

しかも、流体圧を用いてギヤ比を可変するので、ノイズ
、電波障害などに対する信頼性は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はこの発明のステアリングギヤ比可変装置を示す一部
断面した斜視図、第２図はその二組の遊星歯車機構廻り
を示す断面図、第３図はリングギヤ変位機構の構造を示
す断面図、第４図は第２図中Ａ−Ａ線に沿う断面図、第
５図はステアリングギア比可変装置を適用した四輪操舵
装置を示す構成図、第６図はその同相用のコントロール
バルブを示す断面図、第７図は位相用のコントロールバ
ルブを示す断面図である。 ７ａ・・・バルブインプットシャフト（出力シャフト）
、１４・・・ステアリングギヤ比可変装置、２１゜２２
・・・遊星歯車機構、２３・・・コントロールバルブ（
リングギヤ変位機構）、２４・・・インプットシャフト
（入力シャフト）　、５４ａ、５６ａ・・・プラグの孔
部（制御圧ボート）、６０・・・レバー伝達部材、７１
〜，７６．７８・・・室１通路（開閉通路）、７７．７
９・・・受圧室、８０・・・ボート（流体入口ボ−））
、８１・・・ボート（流体出口ボート）。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 すブーフ゛タンク オイル１ｒ１＃ンフ′ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力シャフトと出力シャフトとの間に遊星歯車機構を設
   け、この遊星歯車機構に該リングギアを回転方向に変位
   させるリングギヤ変位機構を設けてなるステアリングギ
   ヤ比可変装置において、前記リングギア変位機構は、弁
   本体と、この弁本体内にスライド自在に設けたスプール
   と、このスプールの外周にスライド自在に設けたスリー
   ブと、前記弁本体に設けた操舵反力用の流体入口ポート
   および流体出口ポートと、前記スリーブの端面側に設け
   られスリーブ端を臨ませてなる一対の受圧室と、前記ス
   プールおよびスプールに設けられ該スプールおよびスリ
   ーブの相対変位に応じて前記流体入口ポートおよび流体
   出口ポートと前記各受圧室との間を流通制御しスプール
   に対してスリーブを定位させる開閉通路と、前記弁本体
   に設けられスリーブの変位を前記遊星歯車機構のリング
   ギヤに伝える伝達部材と、前記弁本体に設けられ前記ス
   プール端にリングギヤ変位用の制御圧力を入力するため
   の一対の制御圧ポートとから構成されることを特徴とす
   るステアリングギヤ比可変装置。