JPH02127170A - ４輪操舵装置 - 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） この発明は、前輪の転舵に関連して後輪を転舵する４輪
操舵装置に関する。

（従来の技術） この種の装置として特開昭８３−１７８７８７号公報所
載のものが従来から知られているが、第１０図はこの従
来の装置を示したものである。

この第１θ図の従来の装置によれば、ステアリングホイ
ール１を回すことによって前輪２を転舵するが、この前
輪の転舵に連動してステアリングシャフト３が回転する
。

ステアリングシャフト３が回転すれば、ベベルギヤ４が
回転するとともに、このベベルギヤ４に連係したバルブ
ロッド５を揺動させる。このとき揺動軸６を傾けておけ
ば、その傾きに応じてバルブロッド５が引っ張られたり
押されたりする。このようにバルブロッド５が軸方向に
移動すれば、それにともなって後輪用制御弁７が切り換
えられるとともに、その切り換え位置に応じて後輪用シ
リンダ８に圧力流体が供給される。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の装置では、後輪操舵機構がかな
り複雑になるという問題があった。

しかも、ステアリングシャフト３を介して、前輪操舵装
置と後輪操舵装置とを連係しているので、このステアリ
ングシャフト３が制約条件になってレイアウトが制限さ
れるという問題もあった。

この発明の目的は、簡単な構造でレイアウトの自由度が
保証され、しかも信頼性の高い装置を提供することであ
る。

（問題点を解決する手段） この発明は、前輪の転舵角に比例した流体を吐出するメ
ータリングシリンダと、後輪を転舵するための後輪用シ
リンダと、この後輪用シリンダに圧力流体を供給する後
輪用ポンプと、上記メータリングシリンダからの吐出流
体に応じて動作するパイロットシリンダと、このパイロ
ットシリンダと上記メータリングシリンダとの間に設け
、車速に応じてパイロットシリンダへの流体の供給方向
を変換する正逆変換バルブ機構と、上記パイロットシリ
ンダのピストンロッドの移動に関連して切り換わり、後
輪用ポンプと後輪用シリンダとを接続する後輪用制御弁
と、上記メータリングシリンダからの流体に応じて動作
し、後輪用制御弁を切り換えるバルブ駆動機構とを備え
、ステアリングホイールの舵角に依存して正逆変換バル
ブ機構が動作するとともに、前輪の舵角が小さいとき後
輪用制御弁を同相モードに切り換え、前輪の舵角が大き
いときに後輪用制御弁を逆相モード位置に切り換える構
成にした点に特徴を有する。

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、ステアリング
ホイールを回すと、メータリングシリンダから流体が吐
出する。このようにして吐出された流体圧はパイロット
シリンダに作用するが、このときの作用方向は正逆変換
バルブ機構によって制御される。つまり、舵角が大きい
ときには、後輪用制御弁を逆相モードに切り換えるよう
に、バルブ駆動機構を動作させる。また、前輪の舵角が
小さいときには、後輪用制御弁を同相モードに切り換え
るように、バルブ駆動機構を動作させる。

そして、上記のようにステアリングホイールを大きく切
る場合には、車両が低速走行に限定されるが、このとき
には前後輪の操舵方向が逆になる。

また、高速走行時には、ステアリングホイールを大きく
切ることがないので、前後輪の操舵方向が同じになる。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、ステアリングホイールを大き
く切って前輪と後輪とを逆に転舵するとき、流体圧によ
って後輪用制御弁を逆相モードに切り換えるので、その
信頼性が非常に高いものとなる。

また、後輪の操舵機構は後輪用制御弁と後輪用シリンダ
とを主要素にした非常に簡単な構成になり、それだけレ
イアウトの自由度が保証されることになる。

（本発明の実施例） 図示の実施例は、ステアリングホイール１１のシャフト
１２の先端にピニオン１３を設けるとともに、このピニ
オン１３を前輪１４のラックシャフト１５に形成したラ
ック１６にかみ合せている。そして、ラックシャフト１
５は前輪用パワーシリンダＦＣのピストンロッドと一体
化したものである。また、上記シャフト１２には切換弁
１７を設けているが、この切換弁１７は、ステアリング
ホイール１１を回すことによってシャフト１２が揺動す
るとともに、その揺動に関連して切り換わるようにした
公知のものである。

そして、切換弁１７が上記のようにして切り換われば、
前輪用パワーシリンダＦＣの圧力室１８あるいは１９の
うちの一方の圧力室が、図示していない前輪用ポンプに
接続され、他方の圧力室がタンクに接続するものである
。

このように前輪用パワーシリンダに圧力流体が供給され
ると、ラックシャフト１５が軸方向に移動するが、ラッ
クシャフト１５が図面右方向に移動すると前輪が左に転
舵され、左方向に移動すると前輪が右に転舵される。

前輪用パワーシリンダＦＣには、メータリングシリンダ
Ｍｅを一体的に設けるとともに、このメータリングシリ
ンダにＣの作動ロッド２０を上記ラックシャフト１５に
連結し、作動ロッド２０とラックシャフト１５とが一体
となって同一方向に移動するようにしている。

このメータリングシリンダＭＣには、ピストン２１を摺
動自在に内装するとともに、このピストン２１は、メー
タリング室２３．２４に設けたスプリング２５．２６の
作用で通常は図示の位置を保つようにしている。このよ
うにしたメータリングシリンダＭＯには、ボート２７．
２８とタンクボート２８．３０とを形成している。そし
て、作動ロッド２０が左に移動すれば、ピストン２１も
左に移動して、メータリング室２３内の流体をボート２
７から吐出する。また、作動ロッド２０が右に移動すれ
ば、ボート２Ｂから流体を吐出する。

そして、ピストン２１のストローク量に応じて、換言す
れば、前輪１４の転舵角に応じて当該メータリングシリ
ンダＭＣのボート２７．２８から吐出される流量が制御
されるものである。したがって、前輪！４の舵角が大き
いときには大流量が吐出され、反対に前輪１４の舵角が
小さければ、大流量が吐出されるものである。

上記ボート２７．２８は１通路３１．３２を介して、パ
イロットシリンダＰＣのピストン３３の両側に形成した
パイロット室３４．３５に連通しているが、この通路３
１．３２には第２．３図に示す正逆変換バルブ機構Ｖを
設けている。

この正逆変換バルブ機構Ｖは、そのハウジング３６に、
第１〜４給排ボート３７〜４０と第１〜５流出入ボート
４１〜４５を形成している。このハウジング３Ｂには、
スプール４Ｂを内装するとともに、このスプール４８の
両端を臨ませたパイロット室４７．４８を上記メータリ
ング室２３．２４に常時連通している。

このパイロット室４７．４８にはセンタリングスプリン
グ４θ、５０を設け、このスプリング４３．５ｏの作用
で、通常は、スプール４６が中立位置に保たれるように
している。

そして、上記第１給排ボート３７はメータリング室２３
に常時連通するとともに、第２給排ボート３８も同様に
メータリング室２４に常時連通している。

第３給排ポート３８は、チエツク弁５１を介してメータ
リング室２３に接続し、第４給排ボート４０もチエツク
弁５２を介してメータリング室２４に接続している。そ
して、上記チエツク弁５１．５２は、メータリング室２
３．２４から第３．４給排ボート３８．４゜への流通の
みを許容する構成にしている。

上記第１．５流出入ボート４１．４５は、パイロットシ
リンダＰＣの右側の圧力室３５に常時連通し、第２流出
入ボート４２は、パイロットシリンダＰＣの左側の圧力
室３４に常時連通している。

第３流出入ボート４３はチエツク弁５３を介して圧力室
３４に接続し、第４流出入ボート４４もチエツク弁５４
を介して圧力室３５に接続している。そして、これらチ
エツク弁５３．５４は、パイロットシリンダＰＣから第
３．４流出入ボート４３．４４への流通のみを許容する
構成にしている。

いま、ステアリングホイール１１をわずかに右に切った
とすると、メータリングシリンダＮＣのピストン２１も
少し移動し、メータリング室２３側の流体をピストン２
１のストローク分だけ少量吐出する。

このメータリング室２３から吐出された流体圧が通路３
１を経由してパイロット室４７に作用するので、スプー
ル４６が第２図に示す位置までわずかに切り換わる。こ
のようにスプール４６が切り換わると、メータリング室
２３からの吐出流体が、第１給排ボート３７、第２流出
入ボート４２を経由してパイロットシリンダＰＣの圧力
室３４に流入する。このときの圧力室３５の流体は、チ
エツク弁５４→第４流出入ポート４４→第２給排ポート
３８を経由してメータリング室２４に戻される。したが
って、当該パイロットシリンダＰＣのピストン３３及び
ピストンロッド５５が右方向に移動する。

上記の状態からステアリングホイール１１をさらに大き
く切ると、メータリング室２３からの吐出流量がいっそ
う多くなるので、パイロット室４７内の圧力がさらに上
昇する。そのためにスプール４６が第２図の状態からさ
らに右方向に移動し、第３図に示した位置に切り換わる
。

スプール４６が第３図の位置に切り換わると、メータリ
ング室２３からの吐出流体が、第１給排ボート３７から
第１流出入ボート４１を経由してパイロットシリンダＰ
Ｃの圧力室３５に流入する。このとき圧力室３４内の流
体は、第２流出入ボ〜ト４２から第２給排ボート３８を
経由してメータリング室２４に戻される。したがって、
この場合には、上記第２図に示す場合と逆に、パイロッ
トシリンダＰＣのピストン３３及びピストンロッド５５
が左方向に移動するものである。

つまり、ステアリングホイール１１の操舵角が小さいと
きと、その操舵角が大きいときとで、当該パイロットシ
リンダＰＣのピストン３３及びピストンロッド５５が全
く逆の動きをするものである。

このパイロットシリンダＰＣは、ピストンロッド５５を
上記パイロット室の外方に突出させるとともに、その一
方の突出部分にラック５６を形成している。

上記のようにしたパイロットシリンダＰＣは、第４図か
らも明らかなように、後輪用シリンダＲＣに固定すると
ともに、この後輪用シリンダＲＣのピストンロッド５７
とパイロットシリンダＰＣのピストンロッド５５とが平
行になるようにしている。そして、後輪用シリンダＲｅ
のピストンロッド５７にもラック５８を形成し、これら
ラック５６と５８のそれぞれには、第８図に示すように
、ピニオンシャフト５９に形成したビニオンＧＯ及び８
１．８３をかみ合わせている。このようにしたビニオン
シャフト５９の両端は、軸受６３．６４で回転自在に支
持されるとともに、ピストンロッド５７の軸方向に水平
移動できるようにしている。

なお、図中符号６５は押圧パッドで、スプリング６８の
ばね力で、ピストンロッド５７に形成したラック５８を
ビニオン８１．８２に押し付けるためのものである。

上記のようにした後輪用シリンダＲＣのピストンロッド
５７にはピストン６７を設け、その両側に圧力室Ｂ８．
８８を区画するとともに、この圧力室８８．８９を後輪
用制御弁ＲＶに接続している。

後輪用制御弁ＲＶは、その本体７０に、供給ボート７１
、シリンダボート７２．７３及びタンクボート７４゜７
５を形成している。そして、上記供給ボート７１は後輪
用ポンプＲＰに接続し、一方のシリンダボート７２を圧
力室６８に接続し、他方のシリンダボート７３を圧力室
Ｂ９に接続するとともに、タンクボート７４．７５をタ
ンクＴに接続している。

また、上記本体７０にはスプール７６を摺動自在に内装
するとともに、このスプール７Ｂの両端にセンタリング
スプリング７７．７８を作用させ、通常は。

このスプリングの作用で、スプール７６が図示の中立位
置を保持するようにしている。そして、この後輪用制御
弁ＲＶは、スプール７Ｂが中立位置を保っているとき、
各ボート７１〜７５のすべてが連通ずるセンタオープン
タイプにしている。

上記のようにしたスプール７Ｂの中央部分には、嵌合孔
７９を形成するとともに、この嵌合孔７９に伝達レバー
８０のビン部８０ａを嵌合している。また、この伝達レ
バー８０は、ＭＳ９図からも明らかなように、上記ピン
部８０ａとは反対端に二股状部８０ｂを形成し、この二
股状部８０ｂを、ピニオンシャフト５９に形成したビニ
オン６１．８２間に嵌合している。

このようにした伝達レバー８０は後輪用シリンダＲＣに
設けた支持部材８１を支点に揺動自在にしている。

したがって、後輪用制御弁ＲＶのスプール７Ｂは、伝達
レバー８０の揺動力の作用で切り換わるものである。そ
して、スプール７６が第６図左方向に移動すると、供給
ボート７１に流入した圧力流体が、シリンダボート７２
を経由して後輪用シリンダＲＣの一方の圧力室６８に流
入するとともに、他方の圧力室６９の流体がシリンダボ
ート７３及びタンクボート７５を経由してタンクＴに戻
される。したがって、後輪用シリンダＲＣのピストン６
７が第６図右方向に移動して後輪８２を左に転舵する。

また、スプール７６を上記とは反対方向に切り換えると
、後輪用シリンダの一方の圧力室６８がタンクに連通し
、他方の圧力室６９が後輪用ポンプＲＰに連通ずるので
、ピストン６７が＠６図左方向に移動して後輪８２を右
に転舵する。

なお、上記パイロットシリンダＰＣのラック５６、ビニ
オンシャフト５９に形成したビニオン６０〜６２、後輪
用シリンダＲｅのラック５８及び伝達レバー８０のそれ
ぞれが相まって、この発明のバルブ駆動機構を構成する
ものである。

次に、この実施例の作用を説明するが、最初にステアリ
ングホイール１１を小さく切った場合について説明する
。

いま、ステアリングホイール１１を右に転舵したとする
と、それにともなって切換弁１７が切り換わり、前輪用
シリンダＦＣの一方の圧力室１９がポンプに連通し、他
方の圧力室１８がタンクに連通ずる。

したがって、前輪用パワーシリンダＦＣのラックシャフ
ト１５が第１図左方向に移動し、前輪１４を右に転舵す
る。

上記のようにラックシャフト１５が左方向に移動すると
、それにともなってメータリングシリンダＭＣのピスト
ン２１も左方向に移動し、メータリング室２３内の流体
を通路３１に吐出する。

このように通路３１に吐出された流体の一部は正逆変換
バルブ機構Ｖの一方のパイロット室４７に流入する。

しかし、このとき操舵角が小さいので、メータリングシ
リンダＭＣからの吐出量が少なく、正逆変換バルブ機構
Ｖのパイロット室４７に流入する流量も少なくなる。し
たがって、スプール４６の移動量も少なく、第２図に示
す位置を保持する。

スプール４６が第２図の位置を保てば、上記メータリン
グシリンダＭＯからの吐出流体が、第１給排ボート３７
及び第１流出入ボート４１を経由してパイロットシリン
ダ３４のパイロット室３４に供給される。このとき他方
のパイロット室３５の流体は第４流出入ボート４４及び
第２給排ボート３Ｂを経由してメータリングシリンダＭ
Ｏのメータリング室２４に戻されるので、当該パイロッ
トシリンダＰＣのピストン３３及びピストンロッド５５
が第５図右方向に移動する。

したがって、そのラック５６にかみ合うビニオン８０〜
６３も第５．６図矢印方向である左方向に回転する。し
かし、このとき後輪８２に連結したピストンロッド５７
は、後輪８２側の換向抵抗によって移動しないので、ビ
ニオン６１．６２がラック５８上を転がりながら、第６
図左方向に移動する。このビニオンの左方向の移動にと
もなって、伝達レバー８０が支持部材８１を支点に時計
方向に回るので、後輪用制御弁ＲＶのスプール７６が第
６図右方向に切り換わる。

上記のようにしてスプール７６が右方向に切り換われば
、後輪用ポンプＲＰの吐出流体が、供給ポーｈ７１及び
シリンダボート７３を経由して後輪用シリンダＲＣの圧
力室Ｂ８に供給される。しかも、反対側の圧力室６８内
の流体は、シリンダボート７２及びタンクボート７４を
経由してタンクＴに度されるので、後輪用シリンダＲＣ
のピストン６７が第６図左方向に移動し、後輪８２を前
輪と同一方向である右方向に転舵するものである。

上記のようにして後輪用シリンダＲＣのピストンロッド
５７が移動すれば、それにともなってビニオン６１．８
２も移動するので、後輪８２が所定量転舵されたとき、
伝達レバー８０が図示の直立状態に復帰し、位置フィー
ドバックが完了するものである。

なお、ステアリングホイール１１を上記とは反対の左に
少し切ると、こん度は前輪１４が左に転舵されるととも
に、前記と同様の原理によって後輪８２も左に転舵され
るものである。

上記のようにこの実施例によれば、ステアリングホイー
ル１１の操舵角が小さいときには、前後輪を同相モード
で切り換える。また、車両が中高速域で走行していると
きに、ステアリングホイールを大きく切ることは実際に
は考えられないので、中高速走行時には前後輪が必ず同
相モードに切り換えられ、その操縦安定性を向上させる
ことができるものである。

つぎに、ステアリングホイール１１を右に大きく切った
場合について説明する。

ステアリングホイール１１を右に大きく切ると、それに
応じてメータリングシリンダＭＣのメータリング室２３
からの吐出量も多くなるので、正逆変換バルブ機構Ｖの
パイロット室４７に供給される流量も多くなる。このよ
うにパイロット室４７に供給される流量が多くなれば、
それに応じてスプール４６の移動量も多くなるので、当
該スプール４６は第３図に示す位置まで移動する。

このようにスプール４６が第３図に示す位置に移動すれ
ば、メータリングシリンダＭＣのメータリング室２３か
ら吐出された流体が、第１給排ポート３７から第１ＩＩ
ｔ出入ボート４１を経由してパイロットシリンダＰＣの
パイロット室３５に流入する。また、このときに別のパ
イロット室３４の流体は、第２流出入ポート４２及び第
２給排ボート３８を経由してメータリングシリンダＮＧ
に戻される。

したがって、パイロットシリンダＰＣのピストン３３及
びピストンロッド５５は、第５図左方向に移動し、ビニ
オンシャフト５８を第５．６図に示した矢印とは反対方
向に回転する。このようにピニオンシャフト５８が回転
すれば、前記と同様の原理によって、伝達レバー８０が
第６図反時計方向に回動し、スプール７６を左方向に移
動させる。

スプール７６が左に切り換われば、供給ボート７１に流
入した後輪用ポンプＲＰの吐出流体が、シリンダポート
７２を経由して圧力室Ｇ８に流入する。また１反対側の
圧力室６９の流体はシリンダボート７３からタンクポー
ト７５を経由してタンクＴに戻される。

したがって後輪用シリンダＲＣのピストン６７及びピス
トンロッド５７が、第６図右方向に移動し、後輪８２を
前輪１４とは反対方向である左に転舵する。

つまり、この実施例によれば、ステアリングホイールを
大きく切ったときには、＃Ｊ輪と後輪とを逆相モードで
転舵する。そして、このようにステアリングホイール１
１を大きく切るときは、低速走行時に限定されるので、
この実施例では、当該車両の低速走行時に、前後輪を逆
相モードで切り換え、その小回り性をよくするものであ
る。

なお、ステアリングホイールを左に大きく切ったときに
は、パイロットシリンダＰＣのピストンロッド５５が右
方向に移動してビニオンシャフト５９が第５．６図の矢
印方向に回転し、後輪用制御弁ＲＶを右方向に切り換え
る。したがって、後輪用シリンダＲＣのピストンロッド
５７が左に移動して後輪８２を右に転舵するものである
。

【図面の簡単な説明】

図面はこのこの発明の実施例を示すもので、第１図は機
構図、第２．３図は正逆変換バルブ機構の断面図、第４
図は後輪制御系の外観図、第５図は第４図のＶ−ｖ線断
面に相当するパイロットシリンダの拡大断面図、第６図
は第４図のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図、第７図は第６図の
■−■線断面図、第８図はピニオンシャフトの斜視図、
第９図は伝達レバーの斜視図、第１０図は従来の４輪操
舵装置の機構図である。 １４・・・前輪、ＦＣ・・・前輪用パワーシリンダ、　
ＭＣ・・・メータリングシリンダ、ＰＣ・・・パイロッ
トシリンダ、ＲＣ・・・後輪用シリンダ、ＲＶ・・・後
輪用制御弁、８２・・・後輪、ＲＰ・・・後輪用ポンプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪の転舵角に比例して流体を吐出するメータリングシ
   リンダと、後輪を転舵するための後輪用シリンダと、こ
   の後輪用シリンダに圧力流体を供給する後輪用ポンプと
   、上記メータリングシリンダからの吐出流体に応じて動
   作するパイロットシリンダと、このパイロットシリンダ
   と上記メータリングシリンダとの間に設け、車速に応じ
   てパイロットシリンダへの流体の供給方向を変換する正
   逆変換バルブ機構と、上記パイロットシリンダのピスト
   ンロッドの移動に関連して切り換わり、後輪用ポンプと
   後輪用シリンダとを接続する後輪用制御弁と、上記メー
   タリングシリンダからの流体に応じて動作し、後輪用制
   御弁を切り換えるバルブ駆動機構とを備え、ステアリン
   グホィールの舵角に依存して正逆変換バルブ機構が動作
   するとともに、前輪の舵角が小さいとき後輪用制御弁を
   同相モードに切り換え、前輪の舵角が大きいときに後輪
   用制御弁を逆相モード位置に切り換える構成にした４輪
   操舵装置。