JPH03112782A - 四輪操舵装置 - 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） 本発明は、機械的伝達装置を介して前輪舵取り装置と後
輪舵取り装置を連動して、後輪を前輪の操舵角に応じて
操舵するようにした四輪操舵装置に関する。

（従来の技術） この種の四輪操舵装置においては、前後の舵取り装置を
連動する伝達装置として回転軸や操作ケーブルを使用し
ている。

（発明が解決しようとする課！［） このような従来技術においては、例えば後輪が溝に脱輪
などしてその操舵が阻止された場合に。

操舵ハンドルに力をこめて回そうとすると、伝達装置に
無理な力が加わって破損させたりする問題がある。特に
操作ケーブルを使用したものの場合は、操作ケーブルが
伸びるなどして破損するおそれが大きい。

本発明は、このような場合に１前後の舵取り装置を連動
する伝達装置に無理な力が加わるのを防ぎ、しかもコン
パクトに構成することができるアシスト遅れ回避機構を
備えた四輪操舵装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために、本発明による四輪操舵装置は、添付図面に
例示するごとく、前輪を操舵する前輪舵取り装置１０と
、後輪を操舵する後輪舵取り装置２ｏと、この両舵取り
装置を連動する伝達装置よりなる四輪操舵装置において
、前記前輪舵取り装置１ｏ及び後輪舵取り装置２ｏの何
れか一方のハウジング２１に軸承されて前輪の操舵と連
動して回転する入力回転部材４１と、この入力回転部材
と同軸的にかつ軸方向に間をおいて前記ハウジング２１
に軸承されて後輪を操舵する出力回転部材４３と、この
両回転部材４１．４３の間にそれぞれと軸方向に隙間を
おいてかつ同軸的に前記ハウジング２１に軸承された中
間回転部材４２と、前記入力回転部材４１及び中間回転
部材４２の各外周部の一部からそれぞれ互いに接近する
軸線方向に突出して各先端が多少の隙間をおいて互いに
対向する第１突起４１ｂ及び第２突起４２ａと、前記中
間回転部材４２及び出力回転部材４３の各外周部の一部
からそれぞれ互いに接近する軸線方向に突出して各先端
が多少の隙間をおいて互いに対向する第３突起４２ｄ及
び第４突起４３ａと、前記入力回転部材４１と中間回転
部材４２の間に設けられ外端４４ａが前記第１突起４１
ｂ及び第２突起４２ａに円周一方向から同時に係合可能
でありかつ内端４４ｂが前記入力回転部材４１及び中間
回転部材４２の一部に円周他方向から同時に係合可能で
ある第１渦巻ばね４４と、前記中間回転部材４２と出力
回転部材４３の間に設けられ外端４５ａが前記第３突起
４２ｄ及び第４突起４３ａに円周一方向から同時に保合
可能でありかつ内端４５ｂが前記中間回転部材４２及び
出力回転部材４３の一部に円周他方向から同時に係合可
能である第２渦巻ばね４５よりなるアシスト遅れ回避機
構４０を備えたことを特徴とするものである。

（作用） 通常の作動状態においては、前後の舵取り装置１０．２
０間の伝達トルクは両渦巻ばね４４，４５の初期トルク
よりも小さいのでアシスト遅れ回避機構４０は作動せず
、入力回転部材４１の回転はそのまま出力回転部材４３
に伝達され、後輪舵取り装置２０は前輪の操舵に連動し
て正常に作動する。溝への脱輪などにより後輪の操舵が
阻止された状態において操舵ハンドルを無理に回すと前
後の舵取り装置１０．２０間の伝達トルクは増大する。

しかしながらこの伝達トルクが第１及び第２渦巻ばね４
４，４５の初期トルクを越えれば、この両渦巻ばね４４
，４５が撓んでアシスト遅れ回避機構４０が作動するの
で伝達トルクの増大は防止される。従って前後の舵取り
装置１０．２０間の伝達装置に無理な力が加わることは
なくなる。

また、入力回転部材４１と出力回転部材４３の間に中間
回転部材４２を設けて渦巻ばねを２つに分割したので各
渦巻ばね４４，４５の外径は両回転部材の相対回転量に
比して小となり、しかも各渦巻ばね４４，４５の外端が
それぞれ同時に係合可能な第１及び第２突起４１ｂ及び
４２ａ並びに第３及び第４突起４２ｄ及び４３ａを軸方
向に対向して設けたので、アシスト遅れ回避機構４０の
外径は小となる。

（発明の効果） 上述のごとく、本発明によれば、前後の舵取り装置の間
の伝達装置に無理な力が加わって破損したりする恐れが
なくなる。また、またアシスト遅れ回避機構の外径が渦
巻ばねを１個だけ用いたものに比較して小となり、入力
回転部材の突起と中間回転部材の突起を径方向、にずら
して渦巻ばねの外端に係合させるものに比較して更に外
径が小となるので、前後の舵取り装置のハウジング内に
コンパクトに組み込むことができる。

（実施例） 以下に、添付図面に示す実施例により、本発明の説明を
する。

先ず第２図により、四輪操舵装置の全体構造の説明をす
れば、自動車のエンジン６３により駆動される供給ポン
プ６０によりリザーバ６２から吸入されて送り出された
所定量の作動流体は１分流弁６１により所定比率で分流
されて、その一方は前輪舵取り装置１０に供給され、他
方は後輪舵取り装置２０に供給され、使用後の作動流体
はリザーバ６２に戻される。

前輪動力舵取り装置１ｏは、操舵ハンドル１５の回転を
前輪作動ロッド１３の往復動に変換するラックピニオン
機構１２に伝達するハンドル軸１６の途中に設けたロー
タリータイプの前輪サーボ弁１１と前輪作動ロッド１３
に設けた前輪パワーシリンダ１４を主要な構成部材とし
ている。前輪サーボ弁１１は操舵ハンドル１５から入力
されたハンドルトルクに応じて作動し、分流弁６１を介
して供給ポンプ６０から前輪パワーシリンダ１４の左右
の作動室に供給される作動流体の給排を制御し、これに
より増幅された操舵力が前輪作動ロンド１３に出力され
、その両端に設けたタイロッド１７及びナックルアーム
１８を介して左右の前輪１９を操舵するようになってい
る。

後輪動力舵取り装置２０は、第１図及び第２図に示すご
とく、ロータリータイプの後輪サーボ弁５０と後輪パワ
ーシリンダ２４を備え、更に操舵特性付与機構３０及び
アシスト遅れ回避機構４０を備えている。後輪パワーシ
リンダ２４は、後輪動力舵取り装置２０のハウジング２
１に形成されたシリンダ２５と、このシリンダ２５内に
液密に嵌挿されてその内部を左右の作動室に分離するピ
ストン２６よりなり、ピストン２６に固定された後輪作
動ロッド２３は両端がシリンダ２５の両端部から液密に
かつ摺動自在に突出している。ピストン２６の両側面と
シリンダ２５の両端内面の間には後輪作動ロッド２３を
図示の中立位置に復帰させる一対の戻しばねが設けられ
、後輪作動ロッド２３の両端はタイロッド２７及びナッ
クルアーム２８を介して後輪２９に連結されている。

第１図及び第５図に示すごとく、操舵特性付与機構３０
は、距１１１Ａだけ互いに偏心した回転軸線０１．０２
回りにそれぞれ回転自在にハウジング２１内に支持され
た入力軸３１及び従動回転部材３４を備えており、入力
軸３１に直径方向に形成された案内溝３２内には、従動
回転部材３４に設けた従動子３３が係合されている。従
動子３３は、回転軸線０２から距離Ｂだけ偏心して従動
回転部材３４に固定された支持ピン３３ａと、その前部
に回転自在に支持されたローラ３３ｂよりなるものであ
る。支持ピン３３ａの後端は従動回転部材３４より後方
に突出している。

第５図に示すごとく、従動子３３のローラ３３ｂは多少
の隙間をおいて案内溝３２内に位置しており、前後輪の
操舵中立状態においては、図示の状態にある。操舵中立
状態から入力軸３１が回転すれば、入力軸３１に対する
従動回転部材３４の回転角の特性は第６図に示すように
なる。すなわちローラ３３ｂが案内溝３２に当接するま
では従動回転部材３４は回転せず、その後は入力軸３１
の回転角が増大するにつれて従動回転部材３４の回転角
の増大の割合は次第に増大する。

第２図に示すごとく、中間部にケーブル長さ調整装置３
６を設けた一対の操作ケーブル３５ａ。

３５ｂにより前後の動力舵取り装置１０．２０を連動す
る伝達装置が構成されている。各操作ケーブル３５　ａ
、　　３５　ｂはインナワイヤ及びアウタチューブより
なり、各インナワイヤの一端は前輪作動ロッド１３の両
端部に設けた突起にそれぞれ連結され、各インナワイヤ
の他端は入力軸３１に形成したプーリ３１ａに巻き付け
られている。また、各アウタチューブの両端はそれぞれ
前輪動力舵取り装置１０のハウジング（図示省略）及び
ハウジング２１に取り付けられている。これにより前輪
作動ロッド１３の往復動に応じて入力軸３１が回動され
る。

後輪サーボ弁５０は、主として第１図に示すごとく、後
述するアシスト遅れ回避機構４０を間において操舵特性
付与機構３０の従動回転部材３４と同軸的にハウジング
２１内に設けられている。

後輪サーボ弁５０の出力軸５１と中空の作動軸５２は互
いに同軸的に相対回動可能にハウジング２１内に支持さ
れて、作動軸５２内に同軸的に設けられたトーションバ
ー５６により弾性的に連結され、この両軸５１，５２の
間には中立位置を中心として比較的小さい角度（例えば
左右各５度）の相対回動のみを許すマニアルストッパ５
９が設けられている。出力軸５１の後部に形成したピニ
オン２２は後輪作動ロッド２３に形成したラック２３ａ
と噛合している０作動軸５２の先端にセレーシ目ン結合
されて抜は止め固定されたヨーク５８は、後述するアシ
スト遅れ回避機構４０を介して従動回転部材３２に連結
されている。

後輪すｉボ弁５０の要部は作動軸５２の一部に形成され
たロータ弁部材５３と、ピン５５により出力軸５１に連
結されたスリーブ弁部材５４よりなる４ボート絞り切換
弁である。作動軸５２に加わる入力トルクが０でロータ
弁部材５３とスリーブ弁部材５４の相対回動角が０の場
合は、分流弁６１を介して供給ポンプ６０から入力ポー
ト５０ａに供給された作動流はそのまま排出ボート５０
ｂからリザーバ６２に排出される。しかしながら、アシ
スト遅れ回避機構４０から作動軸５２に加わる伝達トル
クが増大し、トーションバー５６がねじれて両弁部材５
３，５４の間に相対回動が生じれば、その向き及び相対
回動角に応じて入力ポート５０ａに供給された作動流体
を２つの分配ポー）５０ｃ、５０ｄの何れか一方より後
輪パワーシリンダ２４の一方の作動室に導入し、他方の
作動室内の作動流体を他方の分配ボートより排出ボー）
５０ｂを経てリザーバ６２に排出して、後ｆＩＩＩ２９
への操舵アシスト力を生ずるようになっている。

アシスト遅れ回避機構４０は、第１図に示すごとく、従
動回転部材３４と同軸的に一体形成された入力回転部材
４１並びに後輪サーボ弁５０と同軸的に軸方向に間をお
いて回動自在にハウジング２１に支持されたそれぞれ環
状の中間回転部材４２及び出力回転部材４３を備えてい
る。各回転部材４１．４３の内周に同軸的に軸支された
円筒状の＄１及び第２係合ボス４６，４７の外周には、
それぞれ各回転部材４１，４２及び４２，４３の間に位
置する渦巻ばね４４，４５が巻回して設けられている。

第１図、第３図及び第４図に示すごとく、入力回転部材
４１及び中間回転部材４２の対向する側には、それぞれ
の外周部の一部から互いに接近する軸線方向に突出して
それぞれの先端が多少の隙間をおいて互いに対向する第
１突起４１ｂ及び第２突起４２ａが一体形成されている
。また中間回転部材４２及び出力回転部材４３の対向す
る側にも、同様の第３突起４２ｄ及び第４突起４３ａが
それぞれ一体形成されている。各突起４１ｂ、４２　ａ
、　４２　ｄ、　　４３　ａの外面の回転軸線０２から
の半径及び厚さは互いに同一である。

第１渦巻ばね４４はばね綱等の帯板を渦巻状に巻回して
なり、入力及び中間回転部材４１．４２の間にトルクが
加わっていない状態において、初期トルクが与えられて
その両端がそれぞれ両回転部材４１．４２の一部に同時
に係合している。すなわち、第１図及び第３図に示すご
とく、第１渦巻ばね４４の折曲された外端４４ａは前記
第１突起４１ｂ及び第２突起４２ａに逆時計回転方向か
ら同時に係合している。また、第１渦巻ばね４４の折曲
された内端４４ｂは第１係合ボス４６に係合すると共に
、この第１係合ボス４６の前後の各突起４６　ａ、　　
４６　ｂは、それぞれ同時に前記従動回転部材３４から
突出する支持ピン３３ａの後端及び中間回転部材４２に
形成した内方突起４２ｂに時計回転方向から係合してい
る。

同様に、第１図及び第４図に示すごとく、中間及び出力
回転部材４２．４３の間にトルクが加わっていない状態
において、初期トルクが与えられた第２渦巻ばね４５は
、外端４５ａが第３突起４２ｄ及び第４突起４３ａに逆
時計回転方向から同時に係合し、また内端４５ｂは第２
係合ボス４７前後の突起４７　ａ、　４７　ｂを介して
各回転部材４２．４３に形成した内方突起４２　ｃ、　
　４３　ｂに時計回転方向から同時に係合している。第
１及び第２渦巻ばね４５，４６の素材及び諸元は初期ト
ルクを含め互いに同一である。

このアシスト遅れ回避機構４０は、両回転部材４１．４
３の間の伝達トルクが各渦巻ばね４４゜４５の初期トル
ク以下の場合は入力回転部材４１の回動をそのまま出力
回転部材４３に伝達するが、伝達トルクがそれ以上にな
れば各渦巻ばね４４゜４５が撓んで入力回転部材４１の
回動が出力回転部材４３に伝達されなくなるようにする
ものである。前記後輪サーボ弁５ｏの作動軸５２先端に
固定したヨーク５８は、半径方向に植設したピン５８ａ
が出力回転部材４３の後側に形成した溝４３Ｃ内に係合
されて、アシスト遅れ回避機構４０に連結されている。

次に上記実施例の作動の説明をする。

操舵ハンドル１５を中立位置から第２図の矢印に示すご
とく右回りに回動すれば、前輪動力舵取り装置１０は前
述のごとく作動し、前輪作動ロッド１３は矢印のごとく
右向きに移動して左右の前輪１９を右向きに操舵する。

これにより操舵特性付与機構３０の入力軸３１は、操作
ケーブル３５ａ、３５ｂを介して、後から見て逆時計回
転方向に回動される。また反対に、操舵ハンドル１５を
左回りに回動すれば、各部分は上記と逆向きに作動して
前１１７１１９は左向きに操舵され、入力軸３１は後か
ら見て時計回転方向に回動される。この入力軸３１の回
動に応じて従動回転部材３２は第４図に示すような特性
で回動する。

正常な状態においては、後輪操舵トルクは小さいのでア
シスト遅れ回避機構４０は作動せず、従動回転部材３２
の回動はそのままヨーク５８から作動軸５２に伝達され
て後輪サーボ弁５０を作動させる。前輪１９を右向きに
操舵すれば、入力軸３１並びに後輪サーボ弁５０の作動
軸５２及び出力軸５１は後から見て逆時計回転方向に回
動し、後＠２９は後輪作動ロッド２３を介して左向きに
操舵される。この際、後輪操舵トルクに応じて後輪サー
ボ弁５０が前述のごとく作動し、分流弁６１を介して供
給ポンプ６０から供給される作動流体の後輪パワーシリ
ンダ２４の左右の作動室に対する給排を制御して後輪作
動ロッド２３にアシスト力を与える。前輪１９を左向き
に操舵すれば、各部分は上記と逆向きに作動して後輪２
９は右向きに操舵される。後輪サーボ弁５０の作動に伴
う作動軸５２と出力軸５１の相対回動角は僅かであるの
で、前輪１９に対する後１！＋２９の操舵角の特性は従
動回転部材３２の回動角と同じであり、後輪２９は前輪
１９の操舵に応じて、第４図による特性で逆相に操舵さ
れる。

後輪２９が溝に落輪するなどして操舵が阻止された状態
で、操舵ハンドル１５に力を込めて回せば、すぐにマニ
アルストッパ５９が当接して、アシスト遅れ回避機構４
０に加わる伝達トルクは増大しようとする。しかしなが
らこの伝達トルクが第１及び第２渦巻ばね４４，４５の
初期トルクよりも大となれば各渦巻ばね４４．４５が撓
むので入力回転部材４１の回動は出力回転部材４３に伝
達されなくなり、伝達トルクの増大は防止される。

この際の各渦巻ばね４４，４５の撓みはその両端部の各
隣接する回転部材４１及び４２または４２及び４３へ同
時に係合している箇所の一方が離れることにより行われ
る。例えば第３図及び第４図において、入力回転部材４
１から出力回転部材４３への伝達トルクが時計回転方向
の場合には。

第１渦巻ばね４４は第１突起４１ｂにより外端４４ａが
時計回りに回され、内方突起４２ｂにより内端４４ｂの
回動に抵抗が与えられることにより撓み、第２渦巻ばね
４５は第３突起４２ｄにより外端４５ａが時計回りに回
され、内方突起４３ｂにより内端４５ｂの回動が阻止さ
れることにより撓む。この場合には、支持ビン３３ａと
突起４６ａ、外端４４ａと第２突起４２ａ、内方突起４
２Ｃと突起４７ａ、外端４５ａと第４突起４３ａの間に
隙間が生じる。入力回転部材４１から出力回転部材４３
への伝達トルクが逆時計回転方向の場合には上記と逆の
作動がなされ、第１突起４１ｂと外端４４ａ、突起４６
ｂと内方突起４２ｂ、第３突起４２ｄと外端４５ａ、突
起４７ｂと内方突起４３ｂの間に隙間が生じるように第
１及び第２渦巻ばね４４，４５は撓む。この様な作用に
より伝達トルクの増大が防止され、各操作ケーブル３５
ａ、３５ｂに無理な力が加わって破損を生ずるなどの恐
れはなくなる。

また上記実施例によれば、入力回転部材４１と出力回転
部材４３の間に中間回転部材４２を設けて渦巻ばねを第
１及び第２渦巻ばね４４，４５の２つに分割しているの
で各渦巻ばね４４，４５の外径は１つの渦巻ばねのみを
使用した場合に比して小となる。また各渦巻ばね４４，
４５の外端４４ａ、４５ａがそれぞれ同時に係合可能な
第１及び第２突起４１ｂ及び４２ａ並びに第３及び第４
突起４２ｄ及び４３ａは、軸方向に対向して設けたので
、これらの突起を半径方向に重ねて配置した場合に比し
て各突起の最大の半径方向突出量は小となる。これらに
よりアシスト遅れ回避機構４Ｏの外径は小となるので、
アシスト遅れ回避機構４０を後輪動力舵取り装置２０の
ハウジング２１内にコンパクトに組み込むことができる
。

本発明は、アシスト遅れ回避機構４０を上記実施例のご
とく後輪動力舵取り装置２０のハウジング２１に設ける
代わりに、前輪動力舵取り装置１０のハウジングに設け
て実施することもできる。

また、動力舵取り装置を使用しない四輪操舵装置に適用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案による四輪操舵装置の一実施例を示し
、第１図は要部の縦断面図、第２図は全体の概略平面図
、第３図は第１図の■−■断面図、第４図は第１図のＩ
Ｖ−ＩＶ断面図、第５図は第１図の■−■断面図、ｆｉ
６図は作動特性を示す図である。 符　　号　　の　　説　　明 １０・　・前輪舵取り装置、２ｏ・・・後輪舵取り装置
、２１・・・ハウジング、４０・・・アシスト遅れ回避
機構、４１・　・入力回転部材、４１ｂ・　・第１突起
、４２・・・中間回転部材、４２ａ・・・第２突起、４
２ｄ・　・第３突起。 ４３・　・出力回転部材、４．３ａ・・・第４突起、４
４・・・第１渦巻ばね、４４ａ・・・外端、４４ｂ・・
・内端、４５・・・第２渦巻ばね、４５ａ・・・外端、
４５ｂ・　　・内端。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪を操舵する前輪舵取り装置と、後輪を操舵する後輪
   舵取り装置と、この両舵取り装置を連動する伝達装置よ
   りなる四輪操舵装置において、前記前輪舵取り装置及び
   後輪舵取り装置の何れか一方のハウジングに軸承されて
   前輪の操舵と連動して回転する入力回転部材と、この入
   力回転部材と同軸的にかつ軸方向に間をおいて前記ハウ
   ジングに軸承されて後輪を操舵する出力回転部材と、こ
   の両回転部材の間にそれぞれと軸方向に隙間をおいてか
   つ同軸的に前記ハウジングに軸承された中間回転部材と
   、前記入力回転部材及び中間回転部材の各外周部の一部
   からそれぞれ互いに接近する軸線方向に突出して各先端
   が多少の隙間をおいて互いに対向する第１突起及び第２
   突起と、前記中間回転部材及び出力回転部材の各外周部
   の一部からそれぞれ互いに接近する軸線方向に突出して
   各先端が多少の隙間をおいて互いに対向する第３突起及
   び第４突起と、前記入力回転部材と中間回転部材の間に
   設けられ外端が前記第１突起及び第２突起に円周一方向
   から同時に係合可能でありかつ内端が前記入力回転部材
   及び中間回転部材の一部に円周他方向から同時に係合可
   能である第１渦巻ばねと、前記中間回転部材と出力回転
   部材の間に設けられ外端が前記第３突起及び第４突起に
   円周一方向から同時に係合可能でありかつ内端が前記中
   間回転部材及び出力回転部材の一部に円周他方向から同
   時に係合可能である第２渦巻ばねよりなるアシスト遅れ
   回避機構を備えたことを特徴とする四輪操舵装置。