JPH035280A - 四輪操舵装置 - Google Patents

四輪操舵装置

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JPH035280A
JPH035280A JP1137978A JP13797889A JPH035280A JP H035280 A JPH035280 A JP H035280A JP 1137978 A JP1137978 A JP 1137978A JP 13797889 A JP13797889 A JP 13797889A JP H035280 A JPH035280 A JP H035280A
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JP
Japan
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steering device
wheel steering
pulley
input
pair
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Application number
JP1137978A
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English (en)
Inventor
Yasutaka Kato
加藤 廉享
Fumio Ukai
鵜飼 文郎
Susumu Oda
小田 享
Hidemi Masuda
秀己 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Publication date
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

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、一対のワイヤを介して前輪舵取り装置と後輪
舵取り装置を連動して、後輪を前輪の揉舵角に応じて操
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としては、例えば実開昭60−1
52578号公報があるが、この技術においては後輪操
舵特性を車速に応じて変化させるために複雑な連結機構
と駆動8!構を備えている。
(発明が解決しようとする課題) このため、上記従来技術は全体として構造が櫃めで複雑
になる。また上記従来技術においては、例えば後輪が溝
等に脱輪して操舵が阻止された場合に操舵ハンドルに力
を入れて回そうとするワイヤに無理な力が加わり、ワイ
ヤが伸びたり破損したりするおそれがある。なお、この
種の四輪操舵装置においては、ロータリーサーボ弁とパ
ワーシリングよりなる後輪動力舵取り装置を設け、前記
ワイヤによりロータリーサーボ弁の入力軸を回転させる
ことも考えられるが、ロータリーサーボ弁の作動輪と出
力軸とはトーションバーにより連結されていると共にこ
の両軸の間には相対回動角を所定の小範囲内に制限する
マニアルストッパが設けられているので、後輪が溝等に
脱輪して操舵が阻止され1ぼすぐにマニアルストッパが
当接し、このため操舵ハンドルに力を入れて回そうとす
るとワイヤに無理な力が加わり、ワイヤが伸びたり破損
したりするおそれがある。また、何等かの理由により後
輪操舵が前輪操舵について行かないというアシスト遅れ
が生じた場合にも、同様の問題が生ずる。このような問
題を回避するために、後輪舵取り装置のハウジング内に
アシスト遅れ回避機構を組み込むことが考えられる。
しかしなから、アシスト遅れ回避機構″゛を内蔵した後
輪舵取り装置は大型化するので、ハウノングの加工コス
トが増大し、また後輪舵取り装置及びその周囲の部品の
配置に制限を受けることがある。
本発明は後輪操舵特性付与8!能及びアシスト遅れ回避
機能を備えたワイヤ変換部を操作ケーブルの途中に設け
て、所望の後輪操舵特性を与えると共にアシスト遅れが
生じた場合に操作ケーブルに無理な力が加わるのを防ぎ
、しかもハウノング等の加工コスFが少なく、また配置
も容易な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、第1図〜第
5図に例示する如く、前輪を操舵する前輪舵取り装置1
0と、後輪を操舵する後輪舵取り装置20を備え、この
後輪舵取り装置は一対の操作ケーブル65.66とプー
リ69を介して前記前輪舵取り装置10の作動が伝達さ
れて後輪を前輪と連動して操舵する、入力軸52を備え
てなる四輪操舵装置において、前記一対の操作ケーブル
65.6dは一対の前半部65a、66aと一対の後半
部65b、66bに分離され、この前半部と後半部の間
に、ケーシング31と、このケーシング内の両端部に互
いに平行な軸線01,02回りに回転可能に支持されそ
れぞれ前記前半部65a、66aと後半部65b、66
bを介して前記前輪舵取り装置10及び後輪舵取り装置
20と連動して回転する入力側プーリ32及び出力側プ
ーリ33と、この入力側プーリの端面に形成され同入力
側プーリの紬fio1を中心とする円弧状の中央溝部3
4aとその両端から円周方向各向きに離れるにつれで同
軸線からの半径方向位置が対称的に増大または減少する
一対の外側溝部34b、34cよりなる入力側カム溝3
4と、前記出力側ブー933の端面に形成され中央部か
ら円周方向各向きに離れるにつれて同出力側プーリの細
線02からの半径方向位置が対称的に増大または減少す
る出力側カム溝35と、前記両軸Mol、02を結ぶ方
向に移動自在に前記ケーシング31に案内支持され両端
から前記各軸線01.02方向に突出する一対の突起4
0a、40b間の距離がこの両突起間に加わる力が所定
値以下のときは変化せず所定値を越えればその力により
伸縮する伝達部材40と、前記各突起40a、40bの
先端部に設けられてそれぞれ前記入力側カム溝34と出
力側カム溝35に係合する入力側係合子48と出力側係
合子49よりなるワイヤ変換部30を設けたことを特徴
とするものである。
(作用) アシスト遅れが生じていない状態においでは入力軸52
に生じるトルクは小さいので、伝達部材40の両突起4
0a、40b間に加わる力は小さく、その間の距離は変
化しない。この状態においては、前輪舵取り装置10の
作動は操作ケーブル65゜66の前半部65a、66a
、入力側プーリ32、入力側カム溝及び係合子34,4
8、伝達部材40、出力側係合子及びカム溝49,35
、出力側プーリ33並びに操作ケーブル65.66の後
半部65b、66bを介してそのま)後輪舵取り装置2
0の入力軸52に伝達される。この状態においては、前
輪操舵中立位置付近で入力側係合子48が中央溝部34
a内にある範囲では後輪は中立状態に保持され、また前
輪操舵角が増大して入力側係合子48が外側溝部34b
、34c内に入れば後輪は前輪操舵角に応じて操舵され
る。何等かの理由により後輪が操舵されなくなり、ある
いはアシスト遅れが生じた状態においで操舵ハンドルを
それ以上回すと、伝達部材40の両突起40a、4ob
間に加わる力が増大し、この力が所定値を越えれば両突
起40a、4Ob間の距離が変化するので入力側プーリ
32の回転は出力側プーリ32に伝達されなくなる。従
って操作ケーブル65,66に無理な力が生じることは
防止される。また、このような後輪操舵特性付与機能及
びアシスト遅れ回避機能を備えたワイヤ変換部30を操
作ケーブル65.6(3の途中に設けたので、後輪舵取
り装置20は従来と同じ小型のものとなる。
(発明の効果) 上述の如く、本発明によれば所望の後輪操舵特性を与え
ることができ、また後輪が操舵されなくなりあるいはア
シスト遅れが生じても操作ケーブルに無理な力が加わる
ことはないので、操作ケーブルが伸びたり破損したりす
るおそれがなくなる。
別体化されたワイヤ変換部は可撓性のある操作ケーブル
の途中に設けたのでその配置は自由である。
また後輪舵取り装置のハウジングとワイヤ変換部のケー
シングは何れも小型であるので、此等を一体化した場合
に比して総計の加工費を低減させることができる。
(実施例) 以下に、第1図〜第5図に示す実施例により、本発明の
説明をする。
tlIJ3図に示す如く、本実施例においては、前輪及
び後輪舵取り装置10.20としてそれぞれ動力舵取り
装置を使用している。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、分流弁61により
所定比率で分流されて、その一方は前輪動力舵取り装置
10に供給され、他方は後輪動力舵取り装M20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10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ビニオン
機構12に伝達するハンドル紬16の途中に設けた公知
の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グ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10
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グ1
4の左右の作動室に供給される作動流体の給徘を制御し
、これにより増幅された操舵力が前輪作動ロッド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、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グ24を備えている。前
後の動力舵取り装置1.0.20を連動する一対の操作
ケーブル65.66は、前半部65a、66aと後半部
65b、66bに分離され、その間に前半部65a、6
6aと後半部65b、66bのストロークを変換するワ
イヤ変換部30が設けられ、また各半部の途中にはそれ
ぞれケーブル長さ調整装置67.68が設けられている
。各操作ケーブル65.66はインナワイヤ及び7ウタ
チユーブよりなり、各インナワイヤの前端は前輪作動ロ
ッド13の両端部に設けた突起にそれぞれ連結され、各
インナワイヤの後端は後輪動力舵取り装置20の入力軸
52に設けたプーリ69に巻き付けられ、前輪作動ロッ
ド13の往復動に応じて入力軸52を回転するようにな
っている0図示は省略したが各操作ケーブル65.66
の7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)及び後輪側ノ)ウジング
21に取り付けられている。なお、各操作ケーブル65
.66はこの上うなアウタチューブを備えず、車体に設
けた複数の中間プーリ (図示省略)を通って前輪作動
ロッド13の各突起とプーリ69の間に張設するように
してもよい。
ワイヤ変換g30は、第1図及び第2図に示す如く、ケ
ーシング31内に設けた入力側ブー1732、出力側プ
ーリ33及び伝達部材40を主要な構成部材としている
。ケーシング31内の両端部には、互いに平行な軸線0
1,02回りに回転自在に袖丈された紬36,37を介
して、入力側プーリ32と出力側プーリ33が支持され
ている。
操作ケーブル65.66の前半部65a、66aのイン
ナワイヤの後端は入力側プーリ32に両側から巻付は固
定され、後半部65b、66bのインナワイヤの前端は
出力側プーリ33に両側から巻付は固定され、各半部の
7ウタチユーブの対応端はそれぞれケーシング31に取
り付けられている。
主として第2図に示す如く、入力側プーリ32の外周面
の一部には、中央部から円周両方向に向かって、軸線0
1からの距離が対称的に増加するカム面3・2bが形成
されている。軸線01と直交するようにケーシング31
に固定した支持筒31bには摺動体38が支持され、こ
の摺動体38は支持筒31bとの間に設けたスプリング
38aにより軸線o1方向に付勢され、先端に設けたロ
ーラ39をカム面32bに押圧している。・これにより
入力側プーリ32は、外部から力が加っていない状態で
は、図示の中立位置に保持されるようになっている。入
力側プーリ32の内側の端面32aには、軸線01を中
心とする円弧状の中央溝部32aと、その両端から円周
方向外向きに同一角度ずつ延びる一対の外側溝部34b
、34cよりなり、全体が一定幅の入力側カム溝34が
形成されている。中央溝部34aの角度範囲αは、図示
の中立状態においては、両袖moi、02を結ぶ面に対
し対称的であり、各外側溝部34b、34cの形状は、
円周方向外向きに離れるにつれて軸線O1からの半径方
向位置が、一方の外側溝部34bに関しでは次第に増大
し、他方の外側溝部34cに関してはこれと丁度対称的
に減少するようになっている。また出力側ブー933の
内側の端面33aには、一定幅の出力側カム溝35が形
成されている。この出力側カム溝35の角度範囲も、図
示の中立状態においては、両軸線01.02を結ぶ面に
対し対称的であり、中央部から円周方向各自きに離れる
につれて軸#lo2からの半径方向位置が丁度対称的に
増減するようになっている。
次に一対の突起40a、40bを備えた伝達部材40に
つき説明する。両軸線01.02と直交しかつ此等を結
ぶ方向となるようにケーシング31の中間部に形成され
た孔31aには、円筒状の摺動体41が軸方向移動自在
に嵌合支持されている。
摺動体41の内側に摺動自在に設けた一対の7ランノ部
材44.44の中心部には1本のロッド42を摺動自在
に挿入すると共にロッド42には距離をおいて一対のリ
ングストッパ44a、44aを設け、両7ランジ部材4
4.44の間には圧縮ばね45を介装して各7ランノ部
材44を相当の初期荷重で各リングストッパ44aに当
接している。
摺動体41の内側に両端からねじ込んだストッパ43a
、43bは、各先端が対応する7ランノ部材44に丁度
当接した位置でロックナラ)43cにより固定されてい
る。ロッド42の一端はストッパ43aを摺動自在に貫
通し外方に延びて入力側の突起40aを形成し、ストッ
パ43bには突起40aと反対向きに延びる出力側の突
起40bが一体的に設けられている。各突起40a、4
0bは、長手方向に形成した案・内溝46a、47aに
、ケーシング31から立設した係合ビン46.47の先
端を係合させて、それぞれ回動を防止している。
入力側の突起40aの先端部には紬lF!01と平行に
立設したビン48bに玉軸受48aの内輪を嵌合した入
力側係合子48が設けられ、玉軸受48aの外輪の外周
面は入力側カム溝34と実質的に隙間なく係合している
。出力側の突起40bの先端部にもビン49bと玉軸受
49aよりなる同様な出力側係合子49が設けられ、玉
軸受49aの外輪の外周面は出力側カム溝35と実質的
に隙間なく係合している。
後輪パワーシリング24は、第3図に示す如し後輪側ハ
ウジング21に形成されたシリング25と、このシリン
グ25内に液密に嵌挿されてその内部を左右の作動室に
分a?るピストン26よりなり、後輪作動ロッド23は
ピストン26に固定されてその両端はシリング25の両
端部からi[ffiにかつ摺動自在に突出している。ピ
ストン26の両側面とシリング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
を操舵するようになっている。
ロータリータイプの後輪サーボ弁50は、主として第4
図に示す如く、後輪側))ウノング21内に設けられて
いる。後輪サーボ弁50の出力軸51と中空の入力軸5
2は互いに同軸的に相対回動可能に後輪側ハウソング2
1により支持されてトーションバー56により連結され
ており、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58が設けられている。出力軸
51の後部に形成したビニオン22は後輪作動ロッド2
3に形成したラック23aと噛合して・おり、入力軸5
2の前端にはプーリ69がスプライン結合されている。
入力軸52の一部には後輪サーボ弁50のロータ弁部材
53が形成され、後輪サーボ弁50のスリーブ弁部材5
4は内外周がそれぞれロータ弁部材53の外周及び後輪
側ハウソング21の内周に回動可能に嵌合され、ビン5
5を介して出力軸51に連結されている。この両弁部材
53.54によりオープンセンタ形の4ボート紋り切換
弁が形成され、入力軸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O
の場合は、分流弁61を介して供給ポンプ60から入カ
ポ−)50aに供給された作動流体をそのよ)排出ボー
ト50bからリザーバ62に排出する。しかしなから、
作動軸52に加わる入力トルクが増大しで両弁部材53
.54の間に相対回動が生ずれば、その向き及び相対回
動角に応じて入カポ−)50aに供給された作動流体を
2つの分配ボー)50c、50dの何れか一方よりパワ
ーシリング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ポートより排出ボー)50b
を経てリザーバ62に排出しで、後輪29への操舵力を
増幅するようになっている。
次に上記実施例の全体的作動につき説明する。
揉舵ハンYル15を第3図の矢印に示す如(右回りに回
動すれば、前輪動力舵取り装置10は前述の如く作動し
て前輪作動ロッド13は矢印の如く右向きに移動し、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を右向きに操舵する。これと同時に操作ケーブル
65.66の萌半部65a、66aのインナワイヤは矢
印に示す向きに移動してワイヤ変換部30の入力側プー
リ32を、第2図において逆時計回転方向に回転する。
操舵ハンドル15を矢印と反対に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輪19は左向きに操
舵され、入力側プーリ32は第2図において時計回転方
向に回転される。入力側プーリ32が回転すれば、入力
側カム溝34及び入力側係合子48を介して伝達部材4
0の突起40aが軸方向に移動し、反対側の突起40b
に設けた出力側係合子49と出力側カム溝35を介して
出力側プーリ33を回転しようとする。
後輪29に異常がなく、前輪19の操舵に応じて操舵さ
れる状態、すなわちアシスト遅れが生じていない状態に
おいては、入力軸52に生じる抵抗トルクは小さいので
プーリ69及び操作ケーブルt35,6f3の後半部6
5b、66bを介して連結された出力側プーリ33は容
易に回転する。従って伝達部材40の両突起40a、4
0b間に加わる力は小さく、その間の距離は変化しない
ので、入力側プーリ32の回転は伝達部材40を介しで
出力側プーリ33に伝達される。入力側プーリ32の回
転角が中立位置から所定範囲α内であって入力側係合子
48が軸線01を中心とする円弧状の中央溝部34a内
にあるとさは伝達部材40は移動じないので出力側プー
リ33は中立位置から回転せず、入力側プーリ32の回
転角が増大して入力側係合子48が外側溝部34b、3
4c内に入れば伝達部材40が移動し、入力側プーリ3
2の回転に応じて出力側プーリ33が回転するようにな
る。従って操作ケーブル65.66の後半部65b、6
6bのストロークは、第5図に示す如く、前半部65a
、66aのストロークが中立位置を中心とする所定範囲
α内では移動せず、この所定範囲外となれば前半ti6
5a、66aのストロークに応じて移動する特性となる
。この後半部65b、66bのストロークはプーリ69
を介して入力軸52に伝達されて後輪動力舵取り装置2
0を作!+!JJさせるので、前輪挽舵角に対する後輪
操舵角の特性も第5図に示す通りとなる。この特性は、
カム溝34.35の形状を変えることにより所望のもの
とすることができる。
この正常な作動状態においては、前輪19を右向きに操
舵すれば、操作ケーブル65.66の前半部65a、6
6a、ワイヤ変換部30及び後半部65b、66bを介
して後輪サーボ#50の入力軸52及び出力軸51は後
から見て逆時計回転方向に回転され、ラック22及びビ
ニオン23aを介して後輪作動口/ド23を矢印に示す
如く右向きに移動する。またこの際に入力軸52に入力
される作動トルクに応じて後輪サーボ弁50が作動し、
一方の分配ポート50cからの作動流体が後輪パワーン
リング24の左側の作動室に供給されて後輪作動ロンド
23に生ずる右向きの操舵力は増幅される。そして後輪
作動ロフト23の両端に設けたタイロッド27及びナッ
クルアーム28を介して左右の後輪2つは、前輪19の
右向きの操舵に応じて左向きに操舵される。また、面輪
1つ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つは右向きに操舵される。すなわち後輪2
つは前輪1つの操舵に応じて逆相に操舵される。
後輪29が溝等に脱輪してその操舵が阻止されあるいは
、アシスト遅れが生じた状態においては、出力軸51の
回動も阻止されあるいは遅れを生ずる。従って操舵ハン
ドル15の回転角を増大すれば出力軸51と入力軸52
の間のマニアルストッパ58がすぐに当接して入力軸5
2及び後半部65b、66bを介してこれに連結された
出力側プーリ33の回転も阻止されるようになる。この
状態において操舵ハンドル15の回転角をそれ以上に増
大させればワイヤ変換部30の入力側プーリ32はそれ
以上回転するが、この回転は伝達部材40の圧縮ぼね4
5の撓みにより吸収され、従ってこの圧縮ばね45のば
ね力による以上の無理な力が各操作ケーブル65.66
のインナワイヤに加わることはない。従って各インナワ
イヤが伸びたり破損したりするおそれはない。
また上記実施例においては、アシスト遅れ回避機能及び
後輪操舵特性付与機能を備えたワイヤ変換部30を操作
ケーブルの途中に設けたので、後輪動力舵取り装W12
0は従来と実質的に同一のものとなり、従来に比して配
置が困難になることはなく、またワイヤ変換部30も可
視性のある操作ケーブル65.66の途中に設けたので
その配置は自由である。また後輪側ハウジング21とワ
イヤ変換部30のハウノング31は何れも小型であるの
で、この両者を一体化した場合に比して総計の加工費は
少なくなる。
なお、上記実施例においては、後輪29を前輪】9と逆
相に操舵するようにしたが、ワイヤ変換部30の前後に
正相逆相切換機構を設け、前輪舵角または車速等に応じ
て前後輪の間の操舵特性を変えるようにしてもよい。更
に本発明は動力舵取り装置によらない前後輪舵取り装置
を用いて実施rることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明による四輪操舵装置の実施例を
示し、第1図は本発明の要部であるワイヤ変換部の縦断
面図、第2図はワイヤ変換部のケーシングを破断した平
面図、第3図は全体の概略平面図、第4図は後輪動力舵
取り装置の要部の縦断面図、第5図は後輪4舵特性の説
明図である。 符  号  の  説  明 10・・前輪舵取ワ装置(前輪動力舵取り装置)、20
・・・後輪舵取I)装置(f&輪動力舵取り装r!り、
30・・・ワイヤ変換部、31・・・ケーシング、32
・・・入力側プーリ、33・・・出力軸プーリ、32a
、33a・・端面、34・・・入力側カム溝、34a・
・・中央溝部、34b、34c・・・外側溝部、35・
・・出力側カム溝、40 ・・・伝達部材、40a、 
40b−突起、48・・・入力側係合子、49・・・出
力側係合子、52・・・入力軸、65.66・・・操作
ケーブル、65a、G6a・・・前半部、65b、66
b・・・後半部、01,02・・・軸線。

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
    輪舵取り装置を備え、この後輪舵取り装置は一対の操作
    ケーブルとプーリを介して前記前輪舵取り装置の作動が
    伝達されて後輪を前輪と連動して操舵する入力軸を備え
    てなる四輪操舵装置において、前記一対の操作ケーブル
    は一対の前半部と一対の後半部に分離され、この前半部
    と後半部の間に、ケーシングと、このケーシング内の両
    端部に互いに平行な軸線回りに回転可能に支持され、そ
    れぞれ前記前半部と後半部を介して前記前輪舵取り装置
    及び後輪舵取り装置と連動して回転する入力側プーリ及
    び出力側プーリと、この入力側プーリの端面に形成され
    同入力側プーリの軸線を中心とする円弧状の中央溝部と
    その両端から円周方向各向きに離れるにつれて同軸線か
    らの半径方向位置が対称的に増大または減少する一対の
    外側溝部よりなる入力側カム溝と、前記出力側プーリの
    端面に形成され中央部から円周方向各向きに離れるにつ
    れて同出力側プーリの軸線からの半径方向位置が対称的
    に増大または減少する出力側カム溝と、前記両軸線を結
    ぶ方向に移動自在に前記ケーシングに案内支持され両端
    から前記各軸線方向に突出する一対の突起間の距離がこ
    の両突起間に加わる力が所定値以下のときは変化せず所
    定値を越えればその力により伸縮する伝達部材と、前記
    各突起の先端部に設けられてそれぞれ前記入力側カム溝
    と出力側カム溝に係合する入力側係合子と出力側係合子
    よりなるワイヤ変換部を設けたことを特徴とする四輪操
    舵装置。
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