JPH03186480A - ４輪操舵車両における後輪操舵装置 - 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、４輪操舵車両における後輪操舵装置、さら
に詳しくは、同一の前輪の操舵量に対して後輪の操舵方
向および操舵量が制御できる後輪操舵装置に関する。

この明細書において、第４図左側を前、右側を後、下側
を左、上側を右とそれぞれいうものとする。

従来の技術 同一の前輪の操舵量に対して後輪の操舵方向および操舵
量が制御できる４輪操舵車両における後輪操舵装置とし
て、左右にのびる軸線方向に移動しうるとともに軸線回
りに回転しうるように配置されて左右方向に移動するこ
とにより後輪を操舵する後輪操舵棒と、後輪操舵棒の軸
線回りの回転角度を調整する手段と、前輪操舵装置に連
結されて前輪の操舵量に応じて回転する連結軸の回転を
後輪操舵棒の左右方向の移動に変換する手段とを備え、
後輪操舵棒の軸線回りの回転角度を：Ａ整することによ
り後輪操舵棒の左右方向の移動方向および移動量が制御
されるようになされたものが知られている（特開昭６１
−１６３０６４号公報参照）。

発明が解決しようとする課題 ところが、この後輪操舵装置の場合は、後輪操舵棒の左
右方向の移動が２つの回転体の円運動の組合せによって
ｌＬじるようになっているため、各部品および全体の構
造が複雑で、装置が大形かつ高価なものとなってしまう
。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、構造が簡単で
、小形化および低廉化の可能な４輪操舵車両における後
輪操舵装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による後輪操舵装置は、 前輪操舵時に回転させられる入力軸と、入力軸に連紀さ
れ、かつ垂直軸の周りに回転しうる歯車と、 左右にのびる軸線方向に移動しうるように配置され、か
つ左右方向に移動することにより後輪を操舵する後輪操
舵棒と、 歯車に、その１直径上を移動しうるように設けられ、か
つ内周面が凹球面状となされた上記直径方向の貫通穴が
形成されている作動部材と、作動部材の上記直径上の位
置を調整する手段と、 後輪操舵棒ε直角をなして前方に突出するように後輪操
舵棒に固定状に設けられた制御ロッドと、 制御ロッドにその軸線方向に移動しうるように嵌められ
、かつ作動部材の貫通穴に、回転および便意方向に傾動
しうるように嵌め入れられた球面ブシュとよりなるもの
である。

作　　　用 入力軸の回転が、歯車により作動部材の歯車の軸線周り
の回転に変換される。そして、作動部材の上記回転が、
球而ブシュおよび制御ロッドを介して後輪操舵棒に伝え
られ、これにより、後輪操舵棒の左右方向の移動が生じ
、後輪の操舵が行なわれる。また、作動部キイの歯車の
１直径にの位置を調整することにより、同一の＠車の回
転角度に対【７て後輪操舵棒の左右方向の移動方向およ
び移動量が制御され、その結果、同一の前輪の操舵量に
対し２て後輪の操舵方向および操舵量が制御される。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の実施例に一ついて説
明する。

第４図は、この発明による後輪操舵装置（１０）を備え
た４輪操舵車両の概略構成を示す。

後輪操舵装置（１０）は、前後方向にのびる連結軸（１
１）によって前輪操舵装置０２）に連結されている。連
結軸（１１）は複数の軸が自在継手によって連結された
ものであり、前端のビニオン軸（Ｉ３）のビニオン（１
４）が前輪操舵装置（１２）のラック棒（１５）にかみ
合っている。前輪操舵装置（Ｉ２）自体は公知のもので
あり、ラック棒（１５）の両端は左右両側の前輪〈］６
）のナックルアーム（１７）にタイロッド（１８）を介
して連結されている。そして、ステアリングホイール（
１９）を回転させることにより、ラック棒（１５）が左
右方向に移動し、前輪（１６）の操舵が行なわれる。ま
た、ラック棒（１５〉の左右方向の移動により、これに
応じた量だけ連結軸０１）が回転し、この回転が後輪操
舵装置（１（１）の入力軸（２０）に伝えられる。

後輪操舵装置（１０）は、前輪操舵装置（１２）のラッ
ク棒＜１５）に相当する後輪操舵棒（２１）を備えてい
る。この操舵棒（２１）は左右方向にのび、軸線方向（
左右方向）に移動しうるように、車体に固定されたハウ
ジング（２２）に支持されている。

操舵棒（２１）の両端は左右両側の後輪（２３）のナッ
クルアーム〈２４）にタイロッド（２５）を介して連結
されており、後述するように操舵棒（２１）が左右方向
に移動することにより、後輪（２３）の操舵が行なわれ
る。

第１図および第２図に示すように、後輪操舵装置（１０
）の入力軸（２０）は前後方向にのびており、回転はし
、うるが前後方向に移動１．ないように軸受（２７）に
よりハウジング（２２〉に支持されている。

入力軸（２０〉の後端部には、傘歯車（２８）が固定さ
れている。後輪操舵棒（２１）は、ハウジング（２２〉
の適当箇所に設けられたブシュ（２９）に軸線方向の移
動ができるように支持されている。

ハウジング（２２）内には、垂直軸線の周りに回転しう
るように、軸受（３１）（３２）を介してリング歯！　
（３３）が支持されている。リング歯車（３３）の下］
ｆＩｊ中央部に垂直軸部（３３ａ）が下方突出状に設け
られるとともに、上面中央部に、上端に垂直ＴｏａＢ＜
３４ａ）が設Ｃノられた支ｒｊ体（３４）が上方突出Ｊ
二に固定され、両垂直軸部（３３ａ）　（３４ａ）が軸
受〈３１）（３２）を介してハウジング（２２）に支持
されている。そして、リング歯車（３３〉の下面に形成
された歯（３３ｂ）が傘歯車（２８）の歯（２８ａ）と
噛み合っており、入力軸（２０）の回転は傘歯車（２８
）を介してリング歯車（３３）に伝えられ、リング歯車
〈３３）が前輪操舵時に入力軸（２０）の回転に応じた
量だけ回転する。したがって、前輪操舵装置（１２）の
ラック！＋（１５）が左右方向に移動すると、リング歯
車（３３）はラック棒（１５）の移動量および前輪（１
Ｇ）の操舵量に応じた量だけ回転する。リング歯車（３
３）の若干上方には、リング歯車（３３）の上面におけ
る］直径方向にのびるボールねじ（３５）が、その軸線
周りに回転しうるように、軸受（３６）を介］２てリン
グ歯車（３３）の上面に固定された支持部材（３７）に
支持されている。ボールねじ（３５）は、リング歯車（
３３）、Ｊ：に設けられた車速応答制御用の電動モータ
（３８）のモータ軸に、図示しない減速装置を介して連
結されている。図示は省略したが、モータ（３８）はマ
イクロコンピュータを使用した制御装置に接続され、制
御装置には４輪操舵と２輪操舵の切換スイッチなどが接
続されている。ボールねじ（３５）のボールナツト（作
動部材）　（３９）には、内周面が凹球面状となされた
リング歯車（３３）の上記直径方向の貫通穴（４０）が
形成されている。後輪操舵棒（２１〉の適当箇所には、
その軸線方向ε直交して前方に突出した横断面円形の制
御ロッド（４１）が一体に設けられている。制御ロッド
（４１）には、その軸線方向に摺＠（−うるように球面
ブシュ（４２）が嵌められている。球面ブシュ（４２）
は、ポールナツト（３９）の貫通穴（４０）内に、回転
および任意方向に傾動しうるように嵌め入れられている
。モータ（３８）のモータ軸の回転はボールねじ〈３５
）に伝えられ、ボールねじ（３５）が回転することによ
って、ポールナツト（３９）がボールねじ（３５）に沿
って移動する。

モータ（３８〉が中立位置にあるときには、第１図に鎖
線（Ａ）で示すようにボールナラＩ−（３９）がリング
歯車（３３）の回転軸線上の中立位置にあり、モータ（
３８）が所定の同位相方向に回転するとボールナラｌ−
（３９）は同図に実線（Ｂ）で示す同位相位置に移動し
、モータ（３８）が逆の逆位相位置に回転するとポール
ナツト（３９〉は同図に鎖線（Ｃ）で示す逆位相位置に
移動する。

前述のように、入力１ｄｌ（２０）は、前輪（１６〉の
操舵量すなわちラック棒（１５〉の左右方向の移動量に
応じた星だけ回転する。入力軸（２０）の回転は傘歯車
（２８）によりリング歯車（３３）に伝えられ、リング
歯！　（３３）が入力軸（２０）の回転に応じた量だけ
回転する。したがって、前輪操舵装置（１２）のラック
棒（１５）が左右方向に移動すると、ボールねじ（３５
）も、リング歯車（３３）と一体状に垂直軸線の周りに
回転する。ラック棒（１５）が中立位置にあるときには
、ボールねじ（３５）は第２図に示すように前後方向に
のびる中立位置にあり、ラック棒（１５）が左に移動す
ると、入力軸（２０）が第１図および第２図に矢印（Ｘ
）で示す方向に回転して、リング歯車（３５）およびボ
ールねじ（３５）は第２図に矢印（Ｓ）で示すように平
面から見て時計方向に同転し、ラック棒（１５）が左に
移動すると、逆に、入力軸（２０）が第１図および第２
図に矢印（Ｙ）で示す方向に回転して、リング歯車（３
５）およびボールねしく３５）は第２図に矢印（Ｔ）で
示すように平面から見て反時；１方向に回転する。そし
て、モータ（３８）でボールねじ（３５）に対するポー
ルナツト（３９）の位置を制御することにより、次に説
明するように、操舵棒〈２１）の移動方向および移動量
すなわち後輪（２３）の操舵方向および操舵量が制御さ
れる。

ボールナツト（３９）が中立位置（Ａ）に停止している
場合、ポールナツト（３９）の軸線はリング歯車（３３
）の軸線と一致しており、ボールねじ（３５）が回転し
ても操舵棒（２１）はまったく移動しない。

このとき、操舵棒（２１）は中立位置にあり、ラック棒
（１５）かに右方向に移動して前輪（１６）が操舵され
ても後輪（２３）はまったく操舵されない。すなわち、
２輪操舵の状態となる。

ポールナツト（３９）が第１図に示すように同位相位置
（Ｂ）に移動すると、操舵棒（２１）はラック棒（１５
）と同し方向に移動し、後輪（２３）が前輪（１６）と
同じ方向に操舵される同位相操舵が行なわれる。ポール
ナツト（３９）が同位相位置（Ｂ）にある状態で、ラッ
ク棒（１５）が左に移動して第３図（ａ）に示すように
リング歯車（３３）およびボールねじ（３５）が平面か
ら見て時計方向に回転すると、ポールナツト（３９〉が
ボールねじ（３５）によって左向きの力を受けるため、
操舵棒（２１）は左に移動する。ラック棒（１５）が右
に移動する場合は、逆に、操舵棒（２１〉は右に移動す
る。

ポールナツト（３９）が第３図（ｂ）に示すように逆位
相位置（Ｃ）に回転すると、操舵棒（２１〉はラック棒
（１５〉と逆の方向に移動し、後輪（２３）が前輪（ｉ
６）と逆の方向に操舵される逆位相操舵が行なわれる。

ポールナツト（３９）が逆位相位置（Ｃ）にある状態で
、ラック棒（１５）が左に移動して第３図（ｂ）に示す
ようにリング歯車（３３）およびボールねじ（３５）が
平面から見て時計方向に回転すると、ポールナツト（３
９）がボールねじ（３５）によって右向きの力を受ける
ため、操舵棒（２１）は右に移動する。ラック棒（１５
）が右に移動する場合は、逆に、操舵棒（２１）は左に
移動する。

ポールナツト（３９）のボールねじ（３５）に対する中
立位置からの距離が一定であれば、前輪（１６〉の操舵
量すなわちリング歯車（３３〉およびボールねじ（３５
）の回転角度が大きくなるほど操舵棒（２１〉の移動量
も大きくなる。また、前輪（１６）の操舵量すなわちリ
ング歯車（３３）およびボールねじ（３５）の回転角度
が同じでも、操舵棒（２１）の移動量すなわち後輪（２
３）の操舵量は、ポールナツト〈３９〉が中立位置（Ａ
）に近いほど小さく、ポールナツト（３９）のボールね
じ（３５〉に対する中立位置からの距離が大きくなるに
したがって大きくなる。

上記のような後輪の操舵方向および操舵量の制御は、車
両の種々の条件にもとづいて、制御装置により自動的に
行なわれる。たとえば、低速時および後退時には、逆位
相操舵が行なわれ、高速時には、同位相操舵が行なわれ
る。コーナノング時には、入口では逆位相操舵が行なわ
れ、途中から同位相操舵が行なわれる。走行レーン変更
時には、逆位相操舵から同位相操舵に急激に変化させら
れる。また、前輪（Ｉ６）の操舵に対して後輪（２３）
の操舵をわずかに遅らせるようなことも可能である。

また、制御装置の切換スイッチを２輪操舵側に切換えて
おけば、ポールナツト（３９）が中立位置（Ａ）に固定
され、後輪の操舵は行なわれない。

上記の装置の場合、ステアリングホイール（１９）と後
輪操舵装置（１０）の操舵棒（２１）とが機械的に連結
されているため、安全性が高い。

発明の効果 この発明の後輪操舵装置によれば、上述のように、同一
の前輪の操舵量に対して後輪の操舵方向および操舵量が
制御でき、しかも構造が簡単で、小形化および低廉化が
可能である。特に、入力軸の回転が、垂直軸の周りに回
転しうる歯車により、歯車の１直径上を移動しうる作動
部材の歯車の軸線周りの回転に変換され、作動部材の上
記回転が、制御ロッドを介して後輪操舵棒に伝えられ、
これにより、後輪操舵棒の左右方向の移動が生じ、後輪
の操舵が行なわれるので、後輪操舵装置の設置に必要な
スペースの上下方向の寸法を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す後輪操舵装置の主要部
の垂直断面図、第２図は第１図■−■線に沿う一部を省
略した拡大断面図、第３図は同位相操舵状態および逆位
相操舵状態をそれぞれ示す第２図相当の図、第４図は４
輪操舵車両の概略構成図である。 （ｌＯ）・・・後輪操舵装置、（１Ｂ〉・・・前輪、（
２０〉・・・入力軸、（２１）・・・後輪操舵棒、（２
３）・・・後輪、（３３）・・・リング歯車、（３９）
・・・ポールナツト（作動部材）、（４０）・・・貫通
穴、（４１〉・・・制御ロッド、（４２〉・・・球面ブ
シュ。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前輪操舵時に回転させられる入力軸と、 入力軸に連結され、かつ垂直軸の周りに回転しうる歯車
   と、 左右にのびる軸線方向に移動しうるように配置され、か
   つ左右方向に移動することにより後輪を操舵する後輪操
   舵棒と、 歯車に、その１直径上を移動しうるように設けられ、か
   つ内周面が凹球面状となされた上記直径方向の貫通穴が
   形成されている作動部材と、作動部材の上記直径上の位
   置を調整する手段と、 後輪操舵棒と直角をなして前方に突出するように後輪操
   舵棒に固定状に設けられた制御ロッドと、 制御ロッドにその軸線方向に移動しうるように嵌められ
   、かつ作動部材の貫通穴に、回転および任意方向に傾動
   しうるように嵌め入れられた球面ブシュとよりなる４輪
   操舵車両における後輪操舵装置。