JPH03167074A - 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】

この発明は、所定の条件下において前輪に加えて後輪を
転舵させるように構成される四輪操舵装置に関する。

【従来の技術】

四輪操舵装置には、種々のタイプのものがあるが、その
代表的なものの一つに、車速に応じて転舵比（前輪の転
舵角に対する後輪の転舵角の比）を変化させるようにし
たいわゆる車速感応型のものがある。 たとえば、特開昭６］−８５２７４号公報には、後輪転
舵に必要な油圧を受けてピストンロッドを動かし、その
動きを後輪に伝達してこれを転舵させるパワーシリンダ
と、油圧ポンプからの油圧を制御してこれをパワーシリ
ンダに伝えるためのコントロールバルブを備えるととも
に、車速等に応じて転舵比等を制御するための位相制御
機構を設けて構成された車速感応型の四輪操舵装置が提
案されている。上記位相制御機構は、ステッピングモー
タによって回転させられるコントロールヨークと、フロ
ントステアリングギヤとシャフトを介して連繋され、ス
テアリング操舵時それに対応する方向と角度だけ回転さ
せられるベベルギヤとを有し、上記コントロールヨーク
およびベベルギヤの回転が、上記コントロールバルブの
バルブロッドの左右方向動に変換される。また、上記ス
テッピングモータは車速に応じた転舵比を決定するコン
トローラによってＩＩ？卸され、このコントローラが車
速センサからの信号を受けてステッピングモータおよび
コントロールヨークの回転を制御卸する。 そして、上記コントロールヨークの回転とへヘルグモー
タ等多数の部品から構成される、複雑な構造の位相制′
４Ｂ機構も設けねばならないため、装置全体としての機
構が複雑になるとともに、装置の占有スペースも大きく
確保しなければならない問題がある。 本願発明は、以上のような事情の下で考え出されたもの
であって、電子制御装置を設けることなく転舵比を車速
等に応じて制御でき、簡単な機構で構成しうる車速感応
型の四輪操舵装置を提供することにより、上記従来の問
題を解決することをその目的とする。

【問題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講じている。 すなわち、本願発明の四輪操舵装置は、油圧ポンプと、 ピストンロッドの左右方向動により後輪を転舵さセる油
圧ソリンダと、 上記油圧ポンプと油圧シリンダとの間に介装され、上記
油圧シリンダのシリンダ右室とシリンダギヤの回転が位
相制御機構内で合成されて、上記コントロールバルブの
バルブロッドのストローク方向と量が決定され、これに
より、コントロールバルブにおける上記パワーシリンダ
へのシリンダ右室とシリンダ左室との間の油路の切り換
えおよび油圧調整が行われる。したがって、パワーシリ
ンダの作動時これによって操舵される後輪の操舵方向お
よび転舵比を、車速およびステアリングの操舵角に応じ
て制御することができる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記公報の四輪操舵装置においては、次
のような問題点がある。 すなわち、転舵比を車速に応じて変化させるためには、
上記ステッピングモータを制御する電子制御装置（コン
トローラ）が必要であるが、電子制御装置自体比較的高
価なものであるため、四輪操舵装置を構成するにあたり
、そのコストが高くつく。 しかも、上記電子制御装置の他にも、上記コントロール
ヨークやベベルギヤ、さらにステノビン左室へのオイル
の送出の切り換えを行うスプールバルブと、 を備え、 上記油圧ポンプは、ディファレンシァル装置に接続され
、走行時、ディファレンシァル装置内のファイナルギヤ
ないしはディファレンシァルケースの回転により駆動さ
れるように構成され、上記スプールバルブは、バルブロ
ッドをバルブハウジング内に軸方向スライド可能かつ回
転可能に嵌挿するとともに、バルブロッドの一部をバル
ブハウジングの適部にねじ嵌合して、バルブロッドの回
転によりこれがバルブハウジング内を軸方向に移動して
油路の切り換えを行うように構成される一方、 上記バルブロッドは、ステアリングの回転に応じて所定
方向に回転させられるように前輪転舵機構のギヤボック
スに機械的に連繋されていることを特徴とする。

【発明の作用および効果】

油圧シリンダが油圧ポンプから油圧を受けて、そのピス
トンロットが左右所定の方向に動かされると、これによ
り、後輪が所定方向に転舵される油圧シリンダと油圧ポ
ンプとの間には、油圧シリンダのシリンダ右室とシリン
ダ左室へのオイルの送出の切り換えを行うためのスプー
ルバルブが介装されており、上記の油路の切り変えを行
うことにより、ピストンロフトの移動方向すなわち後輪
の転舵方向を制御できる。また、油圧シリンダへの供給
油圧の大きさを調整することにより、ピストンロットの
ストローク量、すなわち後輪の転舵量を制御できる。 本願発明の場合、油圧ポンプは、ディファレンシャル装
置に接続しており、ディファレンシャル装置内のファイ
ナルギヤないしはディファレンシァルケースの回転動力
を伝達して駆動するように構成している。ディファレン
シャル装置の上記ファイナルギヤ等は、その回転数が車
速に比例し、車速か高くなればそれに応じて回転数も上
がる。 したがって、油圧ポンプの吐出圧が、車速に応じて変化
させられることになり、高速になるほど上ダ右室への油
路が開放され、ステアリングを左に切った場合には、シ
リンダ左室への油路が開放されるといった具合である。 したがって、ステアリングの操舵方向によって、油圧シ
リンダのピストンロッドの運動方向および後輪の転舵方
向が変わり、後輪を、ステアリングの操舵方向に応じて
所定方向に転舵させることができる。また、ステアリン
グの操舵量によって、バルブハウジング内におけるバル
ブロッドの油路開閉方向の移動量が変わるので、ステア
リングの操舵量に応じて、スプールバルブから油圧シリ
ンダへの吐出圧の大きさを変化させて、後輪の転舵量も
制御できる。 ところで、以上のように、本願発明では、車速に応じて
転舵比を変化させ、かつステアリングの操舵角に応じて
後輪の転舵量を増減させうる、いわゆる車速および操舵
角悪心型の四輪操舵装置を達成できるわけであるが、こ
のような四輪操舵装置を実現するにあたり、車速やステ
アリングの操舵角に対応した転舵比および転舵量を決定
しこれに基づいて上記油圧シリンダ等を制御するための
記吐出圧が増加するので、油圧シリンダへの供給油圧の
大きさも、車速に応じて変化し、車速か高くなればそれ
だけ上記供給油圧の大きさも増大する。このことは、油
圧シリンダのピストンロットの移動量、言い換えると後
輪の操舵量が、車速に応じて変化させられることを意味
する。すなわち、車速に応じて、転舵比が変動する。 一方、油圧シリンダに対する油路の切り換えを行うスプ
ールバルブは、そのバルブロッドが前輪転舵機構と連繋
されており、ステアリングの回転に応じてバルブロッド
が所定方向に回転させられる。また、バルブロッドは、
パルプハウジングとのねじ嵌合によって、その回転時、
パルプハウジング内を軸方向に移動して上記油路の切り
換えを行うように構成されていることから、ステアリン
グの操舵によって、油圧ポンプと油圧シリンダとの間の
油路を開放させることができ、そしてこの場合、ステア
リングの操舵方向によって、油圧シリンダへのオイルの
送出経路も変わる。たとえば、ステアリングを右方向に
切った場合には、シリン電子制御装置を設ける必要はな
く、また従来例でみられた位相制御機構等の複雑な機構
の装置を設ける必要もない。したがって、装置を構成す
るにあたり、これを低コストで行えるとともに、装置全
体の機構が簡単なものになる。また、車両において装置
を搭載するために確保しなければならないスペースも少
なくて済む。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 第１図に、本例の四輪操舵装置の全体構成を概略的に示
した。 前輪転舵機構１には、−船釣なランク・ピニオン式のス
テアリングギヤを用いている。ステアリングホイール２
を回すと、これに応じてラック杆３が車幅方向に動かさ
れ、このラック杆３の動きが、タイロッド４およびナッ
クルアーム５を介して前輪６に伝えられ、これにより、
前輪６が所定方向に転舵される。 一方、後輪を転舵するための装置は、基本的に、油圧ポ
ンプ７と、この油圧ポンプ７からの油圧を受けて作動さ
せられ、その作動時のピストンロッド１３の左右方向の
動きによって後輪９を転舵させる油圧シリンダＩＯと、
油圧ポンプ７と油圧シリンダ】０との間に介装されるス
プールバルブ１１とで構成される。 上記油圧ポンプ７は、フロント側のディファレンシァル
装置８に接続されており、本例ではディファレンシァル
装置８内のりンクギャ（図示時）に、ポンプ軸に取付け
たギヤ（図示時）を噛合させて、その回転動力を取り出
すことができるように構成している。したがって、走行
時の」二記リングギヤの回転により、油圧ポンプ７が駆
動される。 なお、油圧ポンプ６には、たとえば、ヘーンポンプ等を
用いることができる。 また、上記油圧シリンダ、１０は、車両後部において横
向きに配置されており、シリンダ１２の両端から突出す
るピストン０−、ド１３．１３をそれぞれ、後輪転舵機
構のリンクアーム１４ｂ、１４ｂにボールジヨイント２
８およびロソ［部材２９、輪９の動きに伴って、ゴムブ
ツシュ１６を弾性変形さセながら後方のリンクアーム１
４ｂと反対方向に動かされる。なお、ピストンロッド１
３，１３とリンクアーム１４ｂ、１４ｂとの間に配設さ
れている上記左右のゴムブツシュ１６．１６は、油圧シ
リンダ１０のピストンおよびピストンロッドを中立位置
に戻すセンタリングハネとしての機能を果たす。 また、上記スプールバルブ１１は、車両後部において」
１記油圧シリンダ１０の前方に配置しており、固定状に
設けられた略筒状のバルブハウジング１７と、このバル
ブハウジング１７内に軸方向スライド可能かつ回転可能
に嵌挿されたバルブロッド１８上を備える。 第２図から良く判るように、上記バルブハウジングＩ７
には、油圧ポンプ７から送られるオイルを導入するイン
ボート１９ａ、１９ｂ、および、リザーバクンク２７な
いしはポンプ７側にオイルを送り返すためのリターンボ
ート２０が設けられている。また、上記各ボート１９．
２０と周方向さらに後述するゴムブツシュ１６を介して
連結している。上記後輪転舵機構は、第１図および第３
図に示すように、それぞれの外端を後輪９のホイールサ
ポート（図示時）に連結される前後一対の平行状のリン
クアーム１４ａ、１４ｂを、油圧シリンダ１０の両側に
それぞれ有し、各リンクアームは、その内端を前後方向
に延びる車体側支軸】５にゴムブツシュ１６を介して支
持されている。 そして、上述したように、油圧シリンダ１０の左右のピ
ストンロッド１３．１３に連結した上記ロンド部材２９
．２９を、左右の各後方側のリンクアーム１４ｂ、１４
ｂの内端に、上記ゴムブツシュ１６を介して連結してい
る（第３図参照）。したがって、油圧シリンダ１０の作
動時ピストンロッド１３．１３が左右所定の方向に動か
されると、後方側のリンクアーム１４ｂ、１４ｂがピス
トンロッド１３と同方向に動かされ、このリンクアーム
１４ｂ、１４ｂの動きが、後輪９．９にこれを所定方向
に転舵させる力として作用する。このとき、前方側のリ
ンクアーム１４ａ、１４ａは、後２ に離れた位置において、油圧シリンダ１０のシリンダ左
室２１にオイルを送出するためのシリンダ左室用ボート
２２、および、シリンダ右室２３にオイルを送出するた
めのシリンダ右室用ボート２４が、設けられている。 一方、上記バルブロッド１８は、その後端部に形成され
たねし軸部２５をバルブハウジング１８に対しねじ嵌合
されている。したがって、バルブロッド１８は、その回
転時、送りを与えられて、バルブハウジング１７内を軸
方向にスライドする。 また、バルブロッド１８には、その中間部における軸方
向に離れた二位置に、円周方向全周にわたり形成された
油路開放溝２６ａ、２６ｂが設けられている。第２図に
示すような中立状態においては、インボート１９ａと、
シリンダ左室用ボート２２およびリターンボート２０と
が、前方側の油路開放溝２．６　ａを介して連通させら
れており、方、インボート１９ｂと、シリンダ右室用ボ
ート２４およびリターンボート２０とが、後方側の油路
開放ａ２６ｂを介して連通させられている。こ４ の状態においては、各インボート１９ａ、１９ｂおよび
アウトボート２２．２４が、リターンボート２０と連通
させられており、なおかつ、シリンダ左室２１とシリン
ダ右室２３の双方に油圧が作用しうる状態となるので、
油圧ポンプ７の駆動時においても、油圧ソリンダ１０は
作動しない。すなわち、ピストンロット１３．１３が動
かされることはなく、したがって後輪９も転舵されない
。 中立状態からたとえばバルブロフト１８が後方にスライ
ドさせられ、後方側の油路開放！２６ｂが、シリンダ右
室用ボート２４とインボート１９ｂのみを連通させる位
置をとり、かつ、前方側の油路開放溝２６ａが、シリン
ダ左室用ボート２２とリターンボート２０のみを連通さ
せる位置をとる状態（以下、このときのバルブロッドの
位置をシリンダ右室オイル送出位置という）においては
、シリンダ右室２３にオイルが送り込まれる。このとき
、シリンダ右室２３内の圧力上昇によって、ピストン口
、ト１３が第１図において左方向に動かされ、これに伴
い、後輪９が右方向に転舵される。 ５ 】とバルブロッド１８との間にトルクシャフト３０を設
け、このトルクシャフト３０の前端に、上記ビニオンを
、その後端に、バルブロッド１８の前端を、それぞれ連
結することにより、ステアリングホイール２の回転に応
じてバルブロッド１８を回転させうるように構成してい
る。なお、バルブロッド１８は、その回転時、前後方向
に動くので、トルクシャフト３０に対しては、スプライ
ン嵌合によって、相対回転不能かつ軸方向相対変位可能
に連結している。 また、本例では特に、中・高速旋回時において後輪９を
前輪６に対し同位相（前輪６と同方向）にのみ転舵させ
るように構成する。したがって、ステアリングが右に切
られたときには、上記バルブロッド１８が上記シリンダ
右室オイル送出位置をとるように、ステアリングが左に
切られたときには、上記バルブロッド１８が上記シリン
ダ左室オイル送出位置をとるように、バルブロッド１８
の回転方向が設定される。また、油圧ポンプ７を駆動す
るディファレンシァル装置８のリングギヤまた、このと
き、シリンダ左室２】内のオイルは、リターンボート２
０からリザーバタンク２７側に送出される。一方、中立
状態からバルブロッド１８が前方にスライドさせられ、
前方側の油路開放？＄　２６　ａが、シリンダ左室用ポ
ート２２とインポー）１９ｂのみを連通させ、後方側の
油路開放溝２６ｂが、シリンダ右室用ボート２４とリタ
ーンポート２０のみを連通させる位置をとる状態（以下
、このときのバルブロッドの位置をシリンダ左室オイル
送出位置という）においては、上記の場合と反対に、ピ
ストンロッド１３が第１図において右方向に動かされ、
これに伴い、後輪９が左方向に転舵されることになる。 また、上記バルブロッド１８は、前輪転舵機構ｌと機械
的に連繋され、これにより、ステアリング操舵時、ステ
アリングホイール２の回転に応じて所定方向に回転させ
られる。本例の場合、ラック杆３に噛合させられ、ラッ
ク杆３の車幅方向の動きを回転運動として取り出すピニ
オン（図示路）をギヤボックス内に設ける一方、前輪転
舵機構６ はその回転数が車速に比例するが、油圧ポンプ７は、リ
ングギヤの回転数が所定値以上になってはじめて、言い
換えると、車速か所定速度以上になってはしめて、油圧
シリンダ１０を作動させるに足る油圧を発生させうるよ
うに構成される。なお、その設定速度は、３５〜４５（
ｋｍ／Ｈ）程度の間で設定することが好ましい。 以上の構成を備える本例の四輪操舵装置においては、中
・高速走行時、ステアリングが切られると、スプールバ
ルブ１１のバルブロッド１８が所定方向に回転させられ
、これにより、油圧シリンダ１０へのオイルの送出が制
御され、後輪９が所定方向に転舵される。この場合、ス
テアリングが右に切られたときには、バルブロッド１８
が上記シリンダ右室オイル送出位置をとり、油圧シリン
ダ１０のシリンダ右室２・３内の圧力上昇により、ピス
トンロッド１３が第１図において左方向に動かされて、
後輪９が前輪６と同方向にすなわち右方向に転舵される
。一方、ステアリングが左に切られたときには、バルブ
ロッド１８が上記シリンダ左室オイル送出位置をとり、
油圧シリンダ１０のシリンダ左室２１内の圧力上昇によ
り、ピストンロッド１３が第１図において右方向に動か
されて、後輪９が前輪６と同じく左方向に転舵される。 ところで、中・高速域での旋回時等においては、高速に
なるほど、またステアリングの操舵角が大きくなるほど
、車両の横すべりが強くなるため、上記横すべりを適切
に抑制して操縦安定性を高めるためには、後輪の同位相
方向の転舵量を車速やステアリングの操舵角に応じて変
化させることが望ましいが、本四輪操舵装置の場合、車
速に応じて転舵比を変化させ、ステアリングの操舵角に
応じて後輪９の転舵量を増減させうるので、上記要請に
も十分に応えうる。すなわち、油圧ポンプ７を駆動する
ディファレンシァル装置８のリングギヤの回転数は車速
に比例するので、油圧ポンプ７の吐出圧は、高速になる
ほど大きくなる。したがって、高速になるほど油圧シリ
ンダ７への供給油圧も増大して、ピストンロッド１３の
ストローク量が大きくなるので、後輪９の転舵量は高速
にな９ てもよい。また、スプールバルブの具体的構造やこれと
前輪転舵機構との連結構造も、上記実施例のものに限定
されるものでないことはもちろんである。 さらに、上記実施例では、スプールバルブのバルブハウ
ジングとバルブロッドとをねし嵌合するにあたり、バル
ブバウシング側にねし孔を、ハルプロソド側にねじ軸部
を設けていたが、本願発明におＬＪるバルブバウシング
とバルブロッドのねし嵌合とは、一方に、螺旋？ｆａを
、他方に１−記螺旋溝に嵌合する螺旋条を、それぞれ設
けて、バルブロッドの回転によりこれをバルブバウシン
グ内において軸方同動させうるようにする場合も含む概
念である。

【図面の簡単な説明】 第１関は本願発明の実施例に係る四輪操舵装置の全体構
成を概略的に示した図、第２図は実施例に係るスプール
バルブの拡大断面図、第３図は実施例に係る油圧シリン
ダのピストンロッドと後輪転舵部材との連結構造を示し
た断面図である。 るほど大きくなる。また、ステアリングの操舵量が大き
くなるほど、上記バルブロッド１８の移動量が大きくな
り、これに伴いオイルインボートとオイルアウトボート
との間の油路の開度が大きくなって、スプールバルブ１
１からの吐出圧が増大するので、ステアリングの操舵角
に応じて、後輪９の転舵量が増減する。 そうして、本願発明では、このような車速および操舵角
感応型の四輪操舵装置を達成するにあたり、従来例でみ
られたような、車速等に応じて転舵比を制御するための
電子制御装置や位相制御機構を設ける必要がないので、
装置を低コストで構成できるとともに、装置の機構も非
常に簡単なものになる。 なお、本願発明の範囲は、上述した実施例に限定される
ものではない。 たとえば、油圧シリンダのピストンロッドの動きによっ
て後輪を転舵させうるように構成するにあたっては、ピ
ストンロッドにタイロツドおよびナックルアームを介し
て後輪を連結するようにし０ １・・・前輪転舵機構、７・・・油圧ポンプ、８・・・
デイファレンシアル装置、９・・・後輪、１０・・・油
圧シリンダ、１１・・・スプールバルブ、１３・・・ピ
ストンロッド、１７・・・バルブバウシング、１８・・
・ノールブロンド・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧ポンプと、 ピストンロッドの左右方向動により後輪を 転舵させる油圧シリンダと、 上記油圧ポンプと油圧シリンダとの間に介 装され、上記油圧シリンダのシリンダ右室とシリンダ左
   室へのオイルの送出の切り換えを行うスプールバルブと
   、 を備え、 上記油圧ポンプは、ディファレンシァル装 置に接続され、走行時、ディファレンシァル装置内のフ
   ァイナルギヤないしはディファレンシァルケースの回転
   により駆動されるように構成され、 上記スプールバルブは、バルブロッドをバ ルブハウジング内に軸方向スライド可能かつ回転可能に
   嵌挿するとともに、バルブロッドの一部をバルブハウジ
   ングの適部にねじ嵌合して、バルブロッドの回転により
   これがバルブハウジング内を軸方向に移動して油路の切
   り換えを行うように構成される一方、 上記バルブロッドは、ステアリングの回転 に応じて所定方向に回転させられるように前輪転舵機構
   のギヤボックスに機械的に連繋されていることを特徴と
   する、四輪操舵装置。