JPH02212271A - 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） 本発明は、自動車に使用され、ステアリングホイールの
操舵角に対する操舵車輪の発生舵角を可変とするステア
リングギヤ比可変装置の改良に関する。

（従来の技術） ステアリングギヤ比可変装置の従来例として、例えば特
公昭５４−３４２１２号公報に示されるものが知られて
いる。

これは、ステアリングシャフトの中間部分に遊星歯車式
のギヤ比可変機構を介在させ、ギヤ比可変機構の作動に
よってステアリングギヤ比を可変とするものとなってい
た。すなわち、このギヤ比可変機構の構成は、プラネタ
リギヤキャリアが相互に連結された２組の遊星歯車機構
の第１組側のサンギヤに入力軸を連結すると共に第２組
側のサンギヤに出力軸を連結し、第２組側のリングギヤ
にアクチュータによる差動人力を与えて、入力軸の回転
量に対する出力軸の回転量を制御可能とするものとなっ
ていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のステアリングギヤ比可変装置
は、遊星歯車式のギヤ比可変機構を使用するものであっ
たため、ギヤのバックラッシュによってハンドルにガタ
を生じやすい欠点があった。

また、パワーステアリング装置を装着した場合には、ギ
ヤの回転に対するフリクションによって操舵トルク−油
圧特性に過大なヒステリシス（ハンドルの切込み側と戻
し側とでパワーステアリング発生油圧が大きく異なって
しまう）が生じやすい不都合があツた。

さらに、構造が複雑で大型である欠点があり、特にハン
ドル過大人力に対するギヤ強度も確保しなければならな
い点や、リングギヤをアクチュエータにより作動させな
ければならない点等から小型化が非常に困難で、車載す
るには多大なスペースを必要とする問題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために創案されたもの
で、ステアリングホイール側に連結された第１ステアリ
ングシャフトと、ステアリングギヤボックス側に連結さ
れた第２ステアリングシャフトとがトーションバーを介
して連結されると共に、上記両ステアリングシャフトが
軸回り方向において隙間を有して相互に噛み合って設け
られ、上記隙間の量を調整して上記両ステアリングシャ
フト間に相対回転変位を強制的に発生させるアクチュエ
ータが上記両ステアリングシャフト間に設けられたこと
を特徴とするステアリングギヤ比可変装置である。

（作用） 本発明によれば、トーションバーによって相互に連結さ
れた第１ステアリングシャフトと第２ステアリングシャ
フトとは軸回り方向において隙間を有して相互に噛み合
っているため、この隙間の量を強制的に変化させると、
該隙間の変化に応じてステアリングホイールの操舵角に
対する操舵車輪の発生舵角が変化する。そして、この隙
間の量の調整がアクチュエータの作動によりなされるも
のであり、アクチュエータが作動していない状態では第
１ステアリングシャフトからの人力がトーションバーを
介してそのまま第２ステアリングシャフトに伝達される
が、アクチュエータが作動してトーションバーを強制的
に捩じりながら該隙間の量を変化させると、第１ステア
リングシャフトの回転角と第２ステアリングシャフトの
回転角との間に差が生じて実質的なステアリングギヤ比
が変化するものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１〜第１７図は本発明の第一実施例を示すもので、前
後輪の舵角を制御する四輪操舵装置の前輪操舵系に本発
明を適用したものである。

第７．８図は、この四輪操舵装置の概略構成図である。

左右の前輪ＩＬ、ＩＲは、ナックル２Ｌ。

２Ｒに回転自在に支持されている。また、ナックル２Ｌ
、２Ｒは、タイロッド３Ｌ、３Ｒを介してパワーステア
リング装置４のピストンロッド５の左右端に連結されて
いる。ピストンロッド５は、シリンダ６を挿通して設け
られ、シリンダ６内にシリンダ６内を左右の圧力室７Ｌ
、７Ｈに隔成するピストン８を有している。また、ピス
トンロッド５はステアリングギヤボックス９内のピニオ
ン３９に噛み合うラックを有している。ステアリングホ
イールｌＯからの操舵人力をコラムシャフト１１から受
ける第１ステアリングシャフト１２と、ステアリングギ
ヤボックス９に連結される第２ステアリングシャフト１
３との間にはギヤ比可変機構１４が介装されている。こ
のため、ステアリングホイール１０からの操舵入力は、
ギヤ比可変機構１４を介してステアリングギヤボックス
９に伝達されるものとなっている。また、第２ステアリ
ングシャフト１３とピニオンギヤ３９との間には自体公
知のパワーステアリング用バルブ１８０が設けられてお
り、圧力室７Ｌ、？Ｒへの油圧の供給を制御するものと
なっている。なお、パワーステアリング装置４用のオイ
ルポンプ１５は、エンジン１６により駆動され、エンジ
ン１６の回転数が所定値以上に達した後はエンジン回転
数の上昇と共に吐出流量が低下する形式のものが使用さ
れている。

ここで、ギヤ比可変機構１４およびステアリングギヤボ
ックス９の詳細構造について第１〜６図に基づいて説明
する。

第７．８図に示したコラムシャフト１１の下端は、第１
図に示すユニバーサルジヨイント１７に連結されており
、このユニバーサルジヨイント１７は第１ステアリング
シャフト１２の上端にセレーション結合されている。第
１ステアリングシャフト１２の下端部には円環状の第１
０−タ１８が一体に形成されており、第２．４図に示す
断面図からも明らかなように第１０−タ１８の下端部に
は軸方向に突出して形成され軸中心からオフセットして
配置された３つの第１爪９１９が下端面周方向に沿って
等間隔に設けられている。また、第２ステアリングシヤ
フ）１３の上端部には、円環状の第２０−タ２０が一体
に形成されており、第２゜４図に示す断面図からも明ら
かなように第２０−タ２０の上端部には軸方向に突出し
て形成され軸中心からオフセットして配置された３つの
第２爪部２１が上端面周方向に沿って等間隔に設けられ
ている。そして、第１０−タ１８と第２０−タ２０とは
、３つの第１爪Ｒ１９と３つの第２爪部２１とを軸回り
方向に対して相互に噛み合わせて設けられており、各爪
部１９，２１間には隙間Ｓｌ。

Ｓ２が残されている。そして、各第１爪部１９の一方の
側面には油圧により突没して第２爪邪の対向する側面に
当接する第１プランジヤ２２がそれぞれ設けられており
、また各第２爪ｆｉ２１の一方の側面には油圧により突
没して第１爪邪の対向する側面に当接する第２プランジ
ヤ２３がそれぞれ設けられている。さらに、各第１爪部
１９には第１プランジヤ２２の突出量を調整する油圧室
２４が設けられており、同様に各第２爪部２１には第２
プランジヤ２３の突出量を調整する油圧室２５が設けら
れている。なお、プランジャ２２．２３および油圧室２
４．２５は、アクチュエータをなすものである。

このため、油圧室２４に圧油が導入されて各第１プラン
ジヤ２２が突出すると隙間Ｓ２が減少して隙間Ｓｌが増
大することにより第２０−タ２０が第１０−タ１８に対
して第４図中時計回り方向に相対回転して第５図に示す
ような状態になり、逆に油圧室２５に圧油が導入されて
各第２プランジヤ２３が突出すると隙間Ｓ１が減少して
隙間Ｓ２が増大することにより第２０−タ２０が第１０
−タ１８に対して第４図中反時計回り方向に相対回転し
て第６図に示すような状態になるものとなっている。な
お、このように第１０−タ１８と第２０−タ２０との間
に位相ずれが生じる状態では、後述する上部トーション
バー３８０が強制的に捩じられることとなる。

また、各ロータ１８．２０の外周部には、第３図に詳細
を示すようにケーシング２６の内周との間にそれぞれ環
状油路２７．２８を形成する導油リング２９．３０がそ
れぞれ固定されており、第１爪部１９には油圧室２４と
環状油路２７とを連通する油路３１が、また第２爪部２
１には油圧室２５と環状油路２８とを連通する油路３２
がそれぞれ穿設されている。ケーシング２６には、環状
油路２７に連通ずる第１ボート３３と、環状油路２８に
連通ずる第２ボート３４とがそれぞれ設けられている。

第２ステアリングシャフト１３の下部は第１図に示すよ
うに、自体公知のパワーステアリング装置用バルブ１８
０のインナバルブ３５を構成するものとなっており、外
周側に位置する第３ステアリングシャフト３６に形成さ
れたアウタバルブ３７と協動してパワーステアリング装
置４の作動を制御するものとなっている。すなわち、第
２ステアリングシャフト１３は通常のパワーステアリン
グ装置のバルブインプツト軸に、また第３ステアリング
シャフト３６はバルブアウトプット軸に相当するもので
ある。また、上記の第１および第２ステアリングシャフ
ト１２．１３は、通常に使用されているインプツト軸を
上下に２分割したものと表現することもできる。

第１、第２及び第３ステアリングシャフト１２゜１３．
３６は、ピン４３．４５．４６により上下２段式のトー
ションバー３８を介して相互に連結されている。このト
ーションバー３８はステアリングシャツ）１２．１３間
を連結する上部３８０の剛性が、ステアリングシャフト
１３．３６間を連結する下１ａ３８Ｌの剛性より５〜Ｉ
Ｏ倍以上高いものとなっている。これは、第１ステアリ
ングシャフト１２に入力される操舵力を上部トーション
バー３８０を介して第２ステアリングシャフト１３に伝
達させるためである。そして、ギヤ比可変機構１４の作
動によるステアリングシャフト１２．１３間の位相ずれ
は、上部トーションバー３８が強制的に捩じられること
によって許容されるものとなっている。一方、パワース
テアリング装置４は、下部トーションバー３８Ｌの捩じ
れ量（第２ステアリングシャフト１３に入力される操舵
力）に応じた油圧を発生するものとなっている。

なお、第１図中、３９は第３ステアリングシャフトの下
端に形成されたピニオンギヤ、４０はピストンロッド５
に形成されてラックギヤ、４１はパワーステアリング装
置用の給油ボート、４２は同排油ボートである。

次に、第７．８図に基づき後輪操舵系について説明する
。左右の後輪８２Ｌ、８２Ｒは、トーコントロール機構
付ダブルウイッシコボーン式の後輪サスペンションのト
レーリングアーム８７の後端に回転支持されている。す
なわち、後輪サスペンションは、クロスメンバ８３に、
アッパアーム８４およびロワアーム８５で構成される上
下一対のラテラルアームと、トーコントロールアーム８
６とを設けるとともに、トーコントロールアーム８６と
トレーリングアーム８７の前端とを中間関節で連結する
一方、各ラテラルリンク８４．８５とトレーリングアー
ム８７の後端とボールジヨイントにより連結して構成さ
れている。この中間関節は、回転軸線を鉛直方向に配置
したピン等の枢支軸８９を有して構成されており、この
ため、中間関節点の車幅方向変位によって後輪８２Ｌ、
８２Ｒの操舵が可能になるものとなっている。

そして、トレーリングアーム８７．８７の前端が、左右
のタイロッドを介して後輪操舵用のりャバヮーシリンダ
９０の左右出力端に連結されており、リヤパワーシリン
ダ９０はクロスメンバ８３に固定されている。このリヤ
パワーシリンダ９０は、二連式のもので、中央に大径な
シリンダ室９１が形成されると共に両側に小径なシリン
ダ室９２Ｒ９９２Ｌが形成されたシリンダ９４内に、シ
リンダ室９１に応じた径のピストンｇＢ９５　ａを中央
部に有すると共にその両側にシリンダ室９２Ｒ，９２Ｌ
に応じた径のピストン部９５ｂを有してなるピストンロ
ッド９５がスライド自在に設けられて構成されている。

そして、ピストン部９５ａで区画される大径なシリンダ
室９１内に同相操舵用の油圧出力を受ける左右の圧力室
９７Ｌ、９７Ｒが形成されると共に、シリンダ室９２Ｒ
，９２Ｌには逆相操舵用の油圧が作用するものとなって
おり、ピストンロッド９５の車幅方向変位によって後輪
８２Ｌ、８２Ｒが左右に操舵されるものとなっている。

左右の圧力室９７Ｌ、９？Ｒは油路９９Ｌ。

９９Ｒを介して同相操舵用のコントロールパルプ９８に
接続されており、シリンダ室９２Ｒ，９２Ｌは油路１０
１Ｌ、ｌ０ＩＲを介して補助操舵用のコントロールパル
プ１００に接続されている。

同相操舵用のコントロールパルプ９８は、第９図に示す
ように絞り制御型のスプールバルブにて構成されており
、両端を左右一対のスプリング２２０にて中立付勢され
３つのランド部を有するスプール２２１がシリンダ状の
ケース１０２内に設けられている。そして、ケース１０
２には、圧油が流入する二つの流入ボー）２２５Ｌ、２
２５Ｒと、流入ポー）２２５Ｌ、２２５Ｒ間に設けられ
圧油を排出するリターンボート２２４と、流入ボート２
２５Ｌ、２２５Ｒとリターンボート２２４との間にそれ
ぞれ設けられた左右の出力ポート２２６Ｌ、２２５Ｒが
設けられている。そして、スプール２２１の変位に応じ
て３つのランド部が、隣合う各ボート間の連通・絞り量
を変化させ、これにより左右の出力ポート２２６Ｌ、２
２５Ｒ間の差圧が制御されるものとなっている。また、
ケース１０２内におけるスプール２２１の両側には、ス
プール２２１の作動を制御するためのパイロット圧が導
入される左右のパイロット圧室２２８Ｌ。

２２８Ｒが設けられており、各パイロット圧室２２８Ｌ
、２２８Ｒは、それぞれパイロット油路１０３Ｌ、１０
３Ｒを介してパワーステアリング装置４の左右の圧力室
７Ｌ、７Ｒに連通されている。

二つの流入ポート２２５Ｌ、２２５Ｒは油路２２２を介
してオイルポンプ１０５の吐出口に接続されており、こ
のオイルポンプ１０５は、後輪駆動用のディファレンシ
ャル装置内のリングギヤにより駆動され、油路２２３を
介してリザーバタンク１０６内のオイルを吸入して車速
に応じた油量を吐出するものとなっている。なお、オイ
ルポンプ１０５の吐出口には第８図に示すようにリリー
フ弁１９０が設けられており、相当な高速域に対応する
所定車速以上では流量が一定になるものとなっている。

また、リターンポート２２４は油路２２９を介してリザ
ーバタンク１０Ｂに接続されており、左右の出カポ−）
２２６Ｌ、２２５Ｒは、油路９９Ｌ、９９Ｒを介してリ
ヤパワーシリンダ９０の左右の圧力室９？Ｌ、９７Ｒに
接続されている。

上記のよ−うな構成を有する同相操舵用のコントロール
バルブ９８は、パワーステアリング装置４の発生油圧に
よりスプールの移動量（絞り量）が制御されると共に、
車速に応じて流入するオイルの流入量が制御されるもの
となっている。このため、左右の出カポ−）２２６Ｌ、
２２５Ｒ間（圧力室９７Ｌ、９７Ｒ間）に発生する差圧
は、パワーステアリング装置４の発生油圧が高い程（操
舵力が大きい程）、車速か速い程大きくなり、リヤパワ
ーシリンダ９０が発生する同相操舵方向の力はこの差圧
に応じて増大するものとなる。

第１０図は、補助操舵用のコントロールバルブ１００の
詳細構造を示すものである。このコントロールバルブ１
００は、スプールバルブ式の４ボート絞り切換弁であり
、シリンダ状のケース１０７内に３つのランド部を有す
るスプール１１０が設けられ、スプール１１０は、両端
部をケース内面に形成された軸受部１１１に支持されて
ケース１０７の軸心方向にスライド自在に配置されてい
る。

スプール１１０の両端とケース１０７の両端との間には
一対のスプリング１１２Ｌ、１１２Ｒが介装されており
、スプール１１０を中立位置に付勢している。これらの
スプリング１１２Ｌ、１１２Ｒは、ケース１０７の軸受
部１１１外側に形成された左右のパイロット圧導入室１
０８Ｌ、１０８Ｒ内に収容されており、パイロット圧導
入室１０８Ｌ、１０８Ｒは油路１０９Ｌ、１０８Ｒを介
して、パワーステアリング装置４の左右の圧力室７Ｌ、
７Ｒに連通された油路１０３Ｌ、１０３Ｒの中途部にそ
れぞれ接続されている。

ケース１０７内の軸受部１１１で挟まれた内周部は拡径
されており、スプール１１０のこの拡径部分に位装置す
る中央部分には、上記の拡径された内周部部分に対応し
た外径を有するスリーブ１１４がスライド自在に設けら
れている。このスリーブ１１４の両端は、スプール１１
０に固定された一対のスプリング１１５Ｌ、１１５Ｒに
よってスプール１１０に対して中立付勢されている。そ
して、スリーブ１１４端部と軸受部１１１とにより形成
される空間は、ばね室を兼ねる受圧室１１７Ｌ。

１１７Ｒ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
、３つのランドの間に位置する環状の溝部で構成された
２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１１９．１２０の境界部分に
位置して、環状の溝部で構成された３つの室１２１〜１
２３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１０７内周面に形
成された通路空間１２４．１２５を通じて、ケース１０
７外周に穿設した左右の出カポ−）１２６Ｌ。

１２６Ｒに連通している。そして、これら出力ボート１
２６Ｌ、１２６Ｒは、それぞれ油路１０１Ｌ、ｌ０ＩＲ
を介してリヤパワーシリンダ９０のシリンダ室９２Ｒ，
９２Ｌに接続されている。また、室１２２は通路空間１
２８を介してケース１０７に設けた流入ボート１２９に
連通しており、この流入ボート１２９は、油路１３０を
介して前記のオイルポンプ１５と共にエンジン１６によ
り駆動される定流量型のオイルポンプ１３１の吐出口に
接続されている。このオイルポンプ１３１の吐出流量特
性は第１１図に示すようなものとなっており、ポート１
２９に一定流量のオイルを供給できるようになっている
。

また、残る室１２１．１２３は、それぞれスリーブ１１
４およびケース１０４内周面に形成された通路空間１３
３．１３４を通じ、ケース外周に穿設したリターンポー
）１３５，１３６に連通している。そして、これらリタ
ーンポート１３５．１３６は油路１３７で並列に接続さ
れて、上記のリザーバタンク１０６に接続されている。

この並列な油路１３７には、油路１３８．１３９を介し
て、スリーブ両側に形成された前記の受圧室１１７Ｌ。

１１７Ｒが並列に接続されオイルポンプ１３１からのオ
イルを受圧室１１７Ｌ、１１７Ｒに流入できるようにし
ている。油路１３Ｂ、１３９にはそれぞれリザーバタン
ク１０６側への流れを規制するための逆止弁１４０Ｌ、
１４０Ｒが設けられている。

さらに逆止弁１４０Ｌおよび受圧室１１７Ｌ間の連通部
分と、逆止弁１４０Ｒおよび受圧室１１７Ｒ間の連通部
分と間には、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、ディファレ
ンシャル装置により駆動される前記のオイルポンプ１０
５から得られる第１２図に示すような特性の油圧によっ
て作動し、車速に応じて絞り量が変化するものとなって
いる。この可変オリフィス１４１は、具体的には第１３
図に示すように、可変絞りスプール１３６とケーシング
５３との間のオーバラップ量を制御することにより連通
路１４２の絞り量を調整できるようにしたものである。

すなわち、ばね４９により連通路１４２の絞り景を増大
する方向にばね付勢されて連通路１４２に介装された可
変絞リスブール１３６の両側に、油路５１．５２を介し
て、オイルポンプ１０５の吐出油路に介装した絞り５０
の上流圧と下流圧とを差圧として作用させ、車速の増大
に伴い絞り最を減少させるものとなっている。

上記のような構成を有するコントロールバルブ１００は
、パイロット圧室に導入されるパワーステアリング装置
発生油圧に応じてスプール１１０がスライド変位するが
、スリーブ１１４は両端部の受ＪＥｔ［１１７Ｌ、　　
１１７ＲｒｌＩＪカ絞す１４１を介して連通されている
ことによりスプール１１０の変位速度が速い場合にはス
プール１１０の変位に即座に追従することができず、遅
れて追従するようになる。このようにしてスプール１１
０とスリーブ１１４との間に相対変位が発生するとス、
ブール１１０外周とスリーブ１１４内周によって構成さ
れるバルブによって、この相対変位に応じた油圧が差圧
として出カポ−）１２６Ｌ、１２６Ｒに出力されること
になる。すなわち、コントロールバルブ１００から出力
される油圧は、スプール１１０とスリーブ１１４との間
の相対変位が大きい程大きくなるものであり、スプール
１１０の変位速度に影響するパワーステアリング油圧の
変動率が大きいほど、またスリーブ１１４の変位抵抗と
なる可変絞り１４１の絞り量を制御する車速か低いほど
出力される油圧は大きくなる。そして、コントロールバ
ルブ１００から出力される油圧は、リヤパワーシリンダ
９０のシリンダ室９２Ｒ，９２Ｌに供給され、後輪を前
輪とは逆相方向に操舵させる力として作用する。なお、
可変絞り１４１は微分要素として作用するものであるた
め、前輪操舵時であっても保舵状態のようなパワーステ
アリング油圧の変動がなくなる状態ではスプリング１１
５Ｌ、１１５Ｒによってスリーブ１１４がスプール１１
０に対して中立位置に戻るため発生油圧はなくなる。こ
のため、コントロールバルブ１００からの油圧出力は近
似的にステアリングホイールの操舵速度に応じて制御さ
れるものとなる。

リヤパワーシリンダ９０は４、同相操舵用のコントロー
ルバルブ９８から圧力室９７Ｌ、９７Ｒに作用する同相
操舵力と、補助操舵用のコントロールバルブ１００から
シリンダ室９２Ｒ，９２Ｌに作用する逆相操舵力との合
成力によって、その作動方向および作動量が制御される
ものとなっており、換言すれば二つの対向入力の合成値
に応じて後輪を操舵変位させるものとなっている。

また、補助操舵用のコントロールバルブ１００の出力ポ
ートに接続された油路１０１Ｌ、ｌ０ＩＲの中途部には
、前述したギヤ比可変機構１４の第２ポート３４および
第１ポート３３が油路１４５Ｌ、１４５Ｒを介してそれ
ぞれ連通されており、コントロールバルブ１００からの
出力油圧が前輪の舵角を切り増しする方向にギヤ比可変
機構１４にも作用するものとなっている。このため、コ
ントロールバルブ１００は後輪の逆相操舵と前輪の進相
操舵（切り増し）とを統合して制御するものとなってい
る。

続いて、上記のような構成を有する四輪操舵装置の作用
について説明する。

直進走行状態からステアリングホイール１０を右方向に
操舵した場合、ステアリングホイール１０からの操舵人
力は、コラムシャフト１１から第１ステアリングシャフ
ト１２に伝達され、さらに上部トーションバー３８０を
介して第２ステアリングシャフト１３に伝達される。第
２ステアリングシヤフ）１３に入力された操舵力は下部
トーションバー３８Ｌを介して第３ステアリングシャフ
ト１３に伝達されようとするが、下部トーションバー３
８Ｌの捩じり剛性が小さいことにより、下部トーション
バー３８Ｌが捩じれインナバルブ３５とアウタバルブ３
７との間に位相ずれが発生し、公知のパワーステアリン
グ作動が得られる。即ち、パワーステアリングバルブ１
８０から出力される油圧は、シリンダ６の右側の圧力室
７Ｒに作用し、前輪の右操舵をパワーアシストする。こ
の状態でシリンダ６の右側の圧力室７Ｒは高圧状態に、
また左側の圧力室７Ｌは低圧状態になっており、この左
右の圧力室７Ｌ、７Ｒの圧力状態がそれぞれ油路１０３
Ｌ、１０３Ｒを介して、同相操舵用のコントロールバル
ブ９８および補助操舵用のコントロールバルブ１００に
パイロット圧として導入される。

同相操舵用のコントロールバルブ９８においては、パイ
ロット圧室２２８Ｒが高圧、パイロット圧室２２８Ｌが
低圧になり、スプール２２１がパワーステアリング油圧
に応じて図中左方に変位する。

このため、スプールの変位とオイルポンプ１０５から供
給される油量に応じて発生する油圧は、出力ポート２２
６Ｌが高圧、化カポ−）２２６Ｒが低圧となって、それ
ぞれ油路９９Ｌ、９９Ｒを介してリヤパワーシリンダ９
０の左右の圧力室９７Ｌ、９７Ｒに作用することになる
。これによって、リヤパワーシリンダ９０のピストンロ
ッドには、左側の圧力室９？Ｌから後輪を右方向（同相
方向）に操舵させる油圧が作用することになり、この油
圧力は車速とパワーステアリング発生油圧に応じたもの
となる。

一方、補助操舵用のコントロールバルブ１００において
は、油路１０９Ｌ、１０９Ｒを介して導入されるパワー
ステアリング発生油圧により、パイロット圧室１０８Ｒ
が高圧、パイロット圧室１０８Ｌが低圧となり、スプー
ル１１０がパワーステアリング油圧に応じて図中左方に
変位する。このスプール１１０の変位速度はパワーステ
アリング油圧の変化速度に対応したものとなるが、スプ
ール１１０にスプリング１１５Ｌ、１１５Ｒを介して中
立付勢されたスリーブ１１４は、その両側に設けられた
受圧室１１７Ｌ、１１７Ｒが絞り１４１を介して連通さ
れこの絞り１４１が受圧室１１７Ｌ、１１７Ｒの体積変
化に対する抵抗として作用するので、スプール１１０の
変位にそのまま追従することはできない。このため、−
時的にスプール１１０のみが左方Ｊこ大きく変位してス
リーブとの間に相対変位を発生する状態が生じるが、や
がてスプリング力によりスリーブ１１４も追従して変位
することになる。この−時的に生じる相対変位は、スプ
ールの変位速度が速いほど（パワーステアリング油圧の
変化率が大きいほど）また絞り量が大きい程（車速か低
いほど）大きいものとなる。上記の相対変位が発生した
状態においては、オイルポンプ１３１から供給される油
量は一定であるので、主としてこの相対変位量のみに応
じた油圧が発生し、化カポ−）１２６Ｒが高圧、化カポ
−）２２６Ｌが低圧となって、それぞれ油路１０１Ｒ，
１０１Ｌを介してリヤパワーシリンダ９０のシリンダ室
９２Ｒ，９２Ｌに作用することになる。これによって、
リヤパワーシリンダ９０のピストンロッドには、右側の
シリンダ室９７Ｒから後輪を左方向（逆相方向）に操舵
させる油圧が作用することになり、この油圧力は車速か
低い程またパワーステアリング油圧の変化率が大きい程
大きなものとなる。なお、コントロールバルブ１００に
おける、入力パイロット圧と発生油圧の関係は第１４図
に示すようになる。

そして、リヤパワーシリング９０においては、圧力室９
７Ｌに作用する後輪を右方向（同相方向）に操舵させる
油圧と、シリンダ室９７Ｈに作用する後輪を左方向（逆
相方向）に操舵させる油圧とが対向してピストンロッド
に作用することになり、両者の合成力によってピストン
ロッドピストンロッドの作動が制御されることになる。

すなわち、パワーステアリング油圧に対応して発生する
同相操舵力と、パワーステアリング油圧の変化率に対応
して発生する逆相操舵力の関係は、第１５図に示すよう
になり、両操舵力が合成されることによって第１６図の
ような特性の後輪舵角が発生するものとなっている。

つまり、中立状態からステアリングホイールを操舵操作
する場合のようにパワーステアリング油圧が上昇する場
合には、パワーステアリング油圧と共に増大する同相方
向の後輪舵角が、パワーステアリング油圧の変化率に応
じて減少されることになり、実質的には、前輪の操舵初
期に後輪が一瞬逆相方向に操舵された後、同相方向に操
舵される現象が発生する。また、車速か高いほど、同相
操舵力が増大し逆相操舵力が低下するので、操舵初期の
逆相操舵量が少なくなるとともに同相方向への操舵角が
増大する。車速か低い場合は、逆に同相操舵力が低下し
逆相操舵力が増大するので、操舵初期の逆相操舵量が大
きくなるとともに同相方向への操舵角が減少する。

また、ステアリングホイールが保舵状態にある場合のよ
うにパワーステアリング油圧に変化が発生しない場合に
は、コントロールバルブ１００からの油圧出力はなくな
るので、パワーステアリング油圧に応じた同相方向の後
輪舵角が得られることになる。

さらに、ステアリングホイールを操舵状態から中立方向
に戻す場合のようにパワーステアリング油圧が減少する
場合は、コントロールバルブ１００からの油圧出力が逆
転するので、パワーステアリング油圧と共に減少する同
相方向の後輪舵角が、パワーステアリング油圧の変化率
に応じて増加されることになる。

ところで、補助操舵用のコントロールバルブ１００から
出力される油圧は、上記のようにリヤパワーシリンダ９
０に作用して後輪舵角を逆相方向に補正するほか、油路
１４５Ｌ、１４５Ｒを介してギヤ比可変機構１４にも作
用する。ステアリングホイールｌＯの右操舵時にコント
ロールバルブ１００の出カポ−）１２６Ｒに発生する高
油圧は、油路１０１Ｒ，１４５Ｒを介して第１ポート３
３に導入され、更に環状油路２７．油路３１を介して第
１爪部の油圧室２４に供給される。一方、第２爪邪の油
圧室２５は、油路３２．２８．第２ポー）３４．油路１
４５Ｌ、ｌ０ＩＬを介してコントロールバルブ１００の
出カポ−）１２６Ｌに連通されているため、低圧状態と
なる。そして油圧室２４に供給される油圧によって第１
プランジヤ２２が突出し、上部トーションバー３８０を
捩じりながら第１０−タ１８と第２０−タ２０との間に
相対変位が発生し、油圧室２５が低圧状態にある第２プ
ランジヤ２３は没入する。この状態は、第４図に示す隙
間Ｓ１が増大し隙間Ｓ２が減少する状態であり、第２０
−タ２０が第１０−タ１８に対して右回り方向（図中時
計回り方向）に相対回転することになる。即ち、ステア
リングホイール人力により右回転している第１ステアリ
ングシャフト１２に対して、第２ステアリングシャフト
１３が更に右回転させられることになり、第２ステアリ
ングシャフト１３はステアリングホイールｌＯの舵角以
上に回転することとなる。これによって、等価的なステ
アリングギヤ比が変化し、パワーステアリング油圧の変
化率に応じて前輪の舵角を増加させる進相制御が達成さ
れる。なお、コントロールバルブ１００の油圧出力は、
パワーステアリング油圧が変化する時のみに発生するの
で、第１７図に示すように上記の進相制御はステアリン
グホイールを切り込む時に発生し、保舵状態になるとこ
の進相制御は停止される。また、ステアリングホイール
を操舵状態から中立方向に戻す場合のようにパワーステ
アリング油圧が減少する場合は、コントロールバルブ１
００からの油圧出力が逆転するので、前輪の舵角は、パ
ワーステアリング油圧の変化率に応じて減少されること
になる。

なお、ギヤ比可変機構１４は、ステアリングホイール１
０に過大な人力が作用して上部トーションバー３８Ｕが
折損した場合には、第１爪部１９と第２爪部２１とが直
接当接してステアリングホイール１０の操舵力を第２ス
テアリングシャフト１２に伝達することができるものと
なっている。

上記実施例による四輪操舵装置によれば、実質的に操舵
力に対応したパワーステアリング油圧に応じて制御され
る同相制御に対して、実質的に操舵速度に対応するパワ
ーステアリング油圧変動率に応じて後輪舵角を減少させ
ると共に前輪舵角を増加させるので、車両のヨ一応答と
横加速度応答とを共に向上させることができ、操舵応答
性と操縦安定性を高い次元で両立できる効果を奏する。

また、同時に旋回過渡時の重心スリップ角を０がゼロに
近づき、旋回フィーリングが向上する効果を奏する。さ
らに、上記四輪操舵装置は全油圧制御により達成される
ので、信頼性および耐久性に優れる利点もある。

特に、上記実施例におけるステアリングギヤ比可変装置
によれば、２分割されたステアリングシャツ）１２．１
３を軸回り方向において隙間を有して噛み合わせ、この
隙間の量をプランジャによって制御することにより、等
価的なステアリングギヤ比を可変とするものであるため
、従来の遊星歯車機構を用いたものに比べて、構造が簡
単で且つ小型である効果を奏する。

また、トーションバが折損した場合でも、ステアリング
シャツ）１２．１３の軸回り方向の噛み合いにより操舵
入力を伝達できるため、特別な構成を用いることなくフ
ェールセーフ性を確保することができる効果を奏する。

また、従来の遊星歯車機構を用いるもののようにギヤの
バックラッシュや回転抵抗が問題になることがなく、ガ
タが生じることもないしパワーステアリング装置の操舵
トルク−油圧特性に過大なヒステリシスが生じることも
ない利点がある。

次に、本発明の第二実施例について、第１８，１９図に
基づき説明する。なお、第二実施例の説明において、上
記第一実施例と実質的に同一の部材には共通の符号を付
し、その詳細な°説明は省略する。

この第二実施例は、第一実施例に於けるプランジャ２２
．２３を廃して、第１及び第２爪部５８゜５９間に油圧
室６０．６１を形成し、この油圧室６０．６１への油圧
を給排することにより、等価的なステアリングギヤ比の
可変を可能とするものである。

すなわち、第１ステアリングシャフト１２の設けられた
第１０−タ１８の下端および第２ステアリングシャフト
に設けられた第２０−タ２０の上端には、それぞれ軸方
向に突出し軸中心からオフセットして配置された４つの
第１爪部５８および第２爪Ｒ５９が周方向に等間隔にも
うけられている。

これらの第１爪部５８および第２爪邪５９は軸回り方向
に対して相互に噛み合って設けられており、各爪部５８
．５９間には第１９図に示すように隙間が設けられてお
り、この隙間が油圧室６０．６１として構成されている
。第２０−タ２０の外周部には導油リング６２が固定さ
れており、この導油リング６２は油圧室６０．６１の外
周壁を構成している。また、油圧室６０．．６１の内周
壁は第１０−タ１８のボス部６３により構成されている
。

導油リング６２は、ケーシング２６内周に固定された導
油ライナ６４との間に上下２条の環状油路６５．６６を
形成しており、環状油路６５は油圧室６０に連通される
と共に、環状油路６６は油圧室６１に連通されている。

また、導油ライナ６４はケーシング２６との間に上下２
条の環状油路６７．６８を形成しており、環状油路６７
はケーシング２６に穿設された第１ポート３３と環状油
路６５に連通され、環状油路６８は第２ポート３４と環
状油路６５に連通されている。このため、油圧室６０は
第１ポート３３に、また油圧室６１は第１ボート３４に
それぞれ常時連通されている。

ここで、前記第一実施例の説明と同様に、ステアリング
ホイールの右操舵に際して本第二実施例の第１ポート３
３にコントロールバルブｌＯＯからの油圧が供給された
場合について説明すると、環状油路６７．６５を介して
油圧室６０に高油圧が導入されると、上部トーションバ
ー３８Ｕが強制的に捩じられて油圧室６０が拡大すると
ともに油圧室６１が縮小されるので、第２ステアリング
シャフト１３は第１ステアリングシャフト１２に対して
右方向（第１９図中時計回り方向）に相対回転する。こ
れによって、第２ステアリングシヤフ）１３は操舵入力
より更に回転することになり、前記第一実施例の場合と
同様に等価的なステアリングギヤ比が変化して、前輪は
進相制御されることになる。

上記第二実施例によれば、第一実施例と同様の効果が得
られるほか、第、１および第２ステアリングシャフト間
に設けられる隙間を圧力室６０．６１として構成し、こ
の圧力室６０．６１を実質的なアクチユエータとして機
能させるようにしたので、第一実施例に比べて構造がよ
り簡素化される利点がある。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、ステアリングギヤ比可変装置単独で使用してもよく
、また発明の構成を逸脱しない範囲内で種々の変形実施
が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例とともに具体的に説明したように、本発明
によれば、構造が簡単で且つ小型化が容易でフェールセ
ーフ性にも優れ、しかもステアリング系に悪影響を与え
ることがないステアリングギヤ比旬変装置を提供する効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜第１７図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図はステアリングギヤ比可変装置の縦断面図、第２図
は同斜視断面図、第３図は第１図の要部拡大図、第４図
は第３図のｒＶ−ＩＶ矢視図、第５．６図は第４図に対
応する作動説明図、第７図は第１図のステアリングギヤ
比可変装置が適用される四輪操舵装置の概略構成図、第
８図は同油圧回路図、第９図はコントロールバルブ９８
の構成図、第１０図はコントロールバルブ１００の構成
図、第１１図はオイルポンプ１３１の流量特性図、第１
２図は可変絞り１４１に供給される制御圧特性図、第１
３図は可変絞り１４１の構成図、第１４図はコントロー
ルバルブ１００における人力パイロット圧と出力油圧の
関係を示す説明図、第１５図はりャパワーシリンダ９８
に供給される同相操舵力と逆相操舵力の特性を示す説明
図、第１６図は後輪の舵角特性図、第１７図は前輪の舵
角特性図であり、第１８図は第二実施例を示す第１図対
応図、第１９図は第１８図のＸＩＸ−ＸＩＸ矢視図であ
る。 ９・・・ステアリングギヤボックス １０・・・ステアリングホイール １２・・・第１ステアリングシャフト １３・・・第２ステアリングシャフト １４・・・ギヤ比可変機構、２２・・・第１プランジヤ
２３・・・第２プランジヤ、２４．２５・・・油圧室３
８・・・トーションバー、Ｓｌ、Ｓ２・・・隙間出願人
　三菱自動車工業株式会社値−表第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 イ５ 図 第 図 時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングホィール側に連結された第１ステアリング
   シャフトと、ステアリングギヤボックス側に連結された
   第２ステアリングシャフトとがトーションバーを介して
   連結されると共に、上記両ステアリングシャフトが軸回
   り方向において隙間を有して相互に噛み合って設けられ
   、上記隙間の量を調整して上記両ステアリングシャフト
   間に相対回転変位を強制的に発生させるアクチュエータ
   が上記両ステアリングシャフト間に設けられたことを特
   徴とするステアリングギヤ比可変装置