JPH0424172A - 四輪操舵車の後輪転舵装置 - 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、舵取操作に応じて後輪を前輪と共に逆位相ま
たは同位相に転舵させるようにした四輪操舵車における
後輪転舵装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

たとえば低速走行時に前、後輪の転舵方向を逆位相とし
車輌の旋回半径を小さくして小回り性能を向上させたり
、高速走行時に前、後輪の転舵方向を同位相とし車輌の
走行安定性を向上させるようにした四輪操舵車が注目さ
れている。このような四輪操舵車における後輪転舵装置
としては、たとえば特開昭５９−２６３６４号公報等に
示される機械式によるもの、特開昭５９−８１２６１号
公報等に示される油圧式によるもの、さらに特開昭６１
−２０２９７７号公報等に示される電気式によるもの等
、従来から種々の構成が提案されていた。すなわち、前
輪側での転舵角に応じて後輪側を転舵させるために、前
、後輪側を転舵力伝達ロッド等で機械的に連結したり、
前輪側での転舵角を検出しこれによる油圧または電気信
号で後輪側の油圧式動力舵取装置を駆動したり、あるい
は前輪側での転舵角を電気信号として後輪側の電動式効
力舵取装置の電動モータに伝達したりする構成であった
。

ところで、この種の四輪操舵車において問題とされるこ
とに、後輪側を不転舵状態に維持したときのふらつき対
策がある。すなわち、後輪を転舵制御する後輪転舵装置
では、電動モータや制御用コントローラ等の電気系部品
を用いたものが多く、これら電気系部品が故障したり誤
動作したりすると、必要とされる転舵制御が行えず、操
縦性や走行安定性を確保するうえで問題である。このよ
うな問題に対してのフェールセーフとしては、電気制御
信号系を全てオフ信号とするとともに、センタリングス
プリング等を後輪転舵系の一部に設け、さらに後輪を種
々の外力に抗して常に中立位置状態で維持するための機
械的なロック機構等を付設することによって、これら後
輪転舵系を中立位置状態つまり不転舵状態を維持し前輪
のみの一輪操舵状態とすることが考えられている。この
ような後輪転舵系でのフェールセーフとして本出願人は
、実開平１−１４４２７８号公報に示されるようなセン
タリングスプリング機構を、先に提案している。

すなわち、後輪転舵系の一部を構成するロッド体上に相
対向してばね受けを摺動可能に設けるとともに、これら
ばね受け間にセンタリングスプリングを介在させて設け
、かつ前記ロッド体の別の個所に設けた係合部に対し直
交する方向から選択的に係入することにより該ロッド体
の動きを規制するロックピンを設けてなるロック機構付
きのセンタリングスプリング機構を付設したものである
。そして、このような構成によれば、通常作動時には、
後輪を中立位置に戻すためのセンタリングスプリングを
撓ませながら、ロッド体を後輪転舵系の効きに伴って動
かすことで、所要の後輪転舵制御を行えるとともに、電
気制御系の故障時などによるフェール時には該センタリ
ングスプリングのばね力で中立位置に復帰されるロッド
体で後輪転舵系をも復帰させてその状態を維持し、この
ときにロッド体をロックピンで係止することで、接地面
側での影響により後輪側から大きな反力等が作用しても
、ふらつき問題等は生ぜず、後輪を適切かつ確実に拘束
し、その不転舵状態を確保しようとするものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来構造によるロック機構付き
のセンタリングスプリング機構を備えてなる後輪転舵装
置によれば、電気制御系の故障などといったフェール時
における後輪の中立位置への復帰と不転舵状態の確保と
いう必要な機能は得られるが、次のような問題を生じて
いる。すなわち、上述したセンタリングスプリングには
、フェール時において後輪転舵系を中立位置に維持する
に充分なばね力を有することが必要であり、このため通
常作動時つまり後輪を転舵させたり、中立位置に復帰さ
せたりする後輪転舵制御を行なう際には、この大きなば
ね力に抗して該スプリングを撓ませなからロッド体を移
動させなければならないものであった。したがって、こ
のような構成では、このセンタリングスプリングを撓ま
せるだけに大きな推力を要し、後輪転舵系を動かすため
の動力に無駄が多く、たとえば電動モータを駆動源とす
る電動式のものでは、該モータに加わる負荷が非常に大
きくなり、消費電力が大きく、またモータ自身を大型化
することが必要である等の問題を避けられないものであ
った。勿論、このような問題は、油圧式や機械式の装置
においても同様で、後輪転舵力を得るための効力源に必
要以上の大きな力を持たせなければならないもので、こ
のような問題点を一掃し得る何らかの対策を講じること
が望まれている。

さらに、上述したようなばね力の大きなセンタリングス
プリングを用いてなる構成では、フェール時において該
スプリングのばね力が大き過ぎ、該スプリングの撓み量
が大きい時には、ロッド体つまり後輪転舵系に直接にし
かも急激に加わり、該後輪転舵系を介して後輪が急激に
中立状態に戻るため、操舵安定性を得るうえでも問題を
生じるものであり、このような点に対しての何らがの配
慮も必要とされている。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本発明に係る四輪操舵車
の後輪転舵装置は、後輪の舵取リンク機構の一部を構成
し後輪転舵時に軸線方向に移動されるロッド体と、この
ロッド体を摺動自在に保持する筒状ハウジングと、この
筒状ハウジング内でロッド体外周部に所定間隔をおいて
対向配置されるとともに相対向する方向にのみ摺動可能
に支持される一対のスプリング受け部材と、これら受け
部材間に介装されそれぞれの受け部材を介してロッド体
をフェール時において中立位置に維持するためのばね力
の大きな主センタリングスプリングと、各受け部材外方
端側で筒状ハウジングとの間にぞれぞれ介装され受け部
材および主センタリンゲス１リングを介してロッド体に
対しフェール時において転舵位置から中立位置への復帰
力を与えるばね力の小さな一対の副センタリングスプリ
ングと、各受け部材の外方端寄りの部分に直交する方向
から係合可能に設けられ該ロッド体の動きを規制する一
対のロックピンを備えてなり、後輪転舵状態でフェール
したときに、副センタリングスプリングのばね力により
ロッド体を転舵位置から中立位置に復帰させ、かつ一対
のロックピンを各受け部材に外方端から係合させること
により、主センタリングスプリングによるばね力で中立
状態を維持するように構成したものである。

また、本発明による四輪操舵車の後輪転舵装置は、後輪
側舵取リンク機構の一部を構成するロッド体と、このロ
ッド体を摺動自在に保持する筒状ハウジングと、この筒
状ハウジング内でロッド体外周部に所定間隔をおいて対
向して配置されるとともに相対向する方向にのみ摺動動
作可能に支持される一対のスプリング受け部材と、これ
ら受け部材間に介装されそれぞれのスプリング受け部材
を介してロッド体を７工−ル時において中立位置に維持
するためのセンタリングスプリングと、各受け部材の外
方端側で筒状ハウジングとの間に形成される一対の流体
圧室と、各受け部材の外方端寄りの部分に直交する方向
から選択的に係合可能に設けられ該ロッド体の動きを規
制する一対のロックピンを備えてなり、これら各ロック
ピンによって絞りが形成される連通路にて各ロックピン
の挿通孔同士を連通させることで、一対の流体圧室を接
続するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、ロックピンが外れている通常作動時に
は、ロッド体の効きに伴ってばｂ力の小さい副センタリ
ングスプリングのみを撓ませて後輪転舵が行えるととも
に、フェール時には、該副センタリングスプリングのば
ね力にて後輪の中立位置への戻りを可能とし、かつロッ
クピンがロッド体側のスプリング受け部材側に係合し、
主センタリングスプリングの大きなばね力で後輪を中立
位置に維持することが可能である。

また、本発明によれば、ロッド体上に相対向して設けら
れているスプリング受け部材の外方端側に形成される一
対の流体圧室間が、ロックピンが外れている通常作動時
には、連通路にて両室が連通状態にあり、ロッド体の効
きによって後輪を所要の状態で転舵制御し得るとともに
、フェール時には、ロックピンにより連通路が絞られる
ことにより、流体圧室での流体圧にてダンパ効果が働き
、ロッド体のセンタリングスプリングのばね力による中
立位置への復帰速度を抑制し、後輪をゆっくり戻すこと
が可能となる。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転
舵装置の一実施例を示し、これらの図において本実施例
では、第２図から明らかなように後輪転舵力発生源とし
て電動モータ１１を用いてなるラックピニオン型の電動
式動力舵取装置１０を採用した場合を説明する。これら
の図において全体を符号１で示す後輪転舵装置は、図示
しない左、右後輪間に横架され後輪側舵取リンク機構を
構成するラック２と、このラック２を貫通配置させると
ともにその軸線方向の両端側に図示しない車体側への取
付はブラケット３ａ、３ｂを有する筒状ハウジング部４
およびその一部に一体に連設され電動式動力舵取装置１
０の装置ボディ５からなるステアリングボディと、この
ボディ側方に略平行して配設され前記装置ボディ５側に
取付は固定され前記ラック２に後輪転舵力を与える電動
モータ１１゜等を備えている。

なお、前記ラック２の両端には、ボールジヨイント部を
介して左、右後輪側に後輪転舵力を伝達するためのタイ
ロッド（図示せず）に連結される。また、７は前記ラッ
ク２上に形成されたラック歯に鳴合するビニオン（共に
図示せず）を有し装置ボディ５内で回転自在に軸支され
てなるピニオン軸で、このピニオン軸７上には、前記モ
ータ１１のモータ軸１１ａ上に設けられた小歯車１２と
噛合する内歯部１３ａを有するギヤ軸１３の先端に形成
される小ギヤ１４と鳴合し減速歯車機構として機能する
ハイポイドギヤ等による被伝達歯車１５が設けられ、モ
ータ１１からの回転駆動力でラック２等を左右方向に適
宜スライド移動させ得るように構成されている。さらに
、図中８はピニオン軸７の一端に付設され該軸７の回転
を後輪の転舵角として検出するためのセンサである。

ここで、図示は省略したが、電動式動力舵取装置１０の
電動モータ１１は、舵取操作による前輪側の転舵方向、
転舵角を始め車速等の各種走行条件が入力されかつ前記
後輪側の転舵角センサ８からのフィードバック信号等も
入力されるコントローラからの制御信号に応じて適宜回
転駆動されることは言うまでもない。

さて、本発明によれば、上述したような構成による四輪
操舵車の後輪転舵装Ｗｌにおいて、たとえばステアリン
グボディを構成する筒状ハウジング４内で後輪側に連結
されるロッド体としてのラック２の一部に付設され、該
ラック２を中立位置に復帰させるように機能するセンタ
リングスプリング機構２０として、第１図および第２図
から明らかなように、筒状ハウジング４内でラック２の
外周部に所定間隔をおいて対向して配置されるとともに
相対向する方向にのみ摺動可能に支持される一対のスプ
リング受け部材２１．２２と、これら受け部材２１．２
２間に介装されそれぞれの受け部材２１．２２を介して
ラック２をフェール時において中立位置に維持するため
のばね力の大きな主センタリングスプリング２３と、各
党は部材２１．２２外方端側で筒状ハウジング４との間
にそれぞれ介装され受け部材２１．２２および主センタ
リングスプリング２３を介してラック２に対しフェール
時において転舵位置から中立位置への復帰力を与えるば
ね力の小さな一対の副センタリングスプリング２５．２
６と、各受け部材２１，２２の外方端寄りの部分に直交
する方向から係合可能に設けられ該ラック２の動きを規
制するように電磁ソレノイド２７ａ、２８ａにて駆動さ
れる一対のロックピン２７．２８を備えてなり、後輪転
舵状態で各部に故障等が生じてフェールしたときには、
副センタリングスプリング２５，２６のばね力によりラ
ック２を転舵位置から中立位置に復帰させ、かつ一対の
ロックピン２７．２８を各受け部材２１．２２のフラン
ジ部２１ａ、２２ａに外方端側から係合させることで、
主センタリングスプリング２３によるばね力で、ラック
２を中立状態を維持するように構成したところに特徴を
有している。

なお、本実施例では、筒状ハウジング４を、このセンタ
リングスプリング機構２０部分において、一対の筒状部
４ａ、４ｂとその間に介装されたスリーブ４Ｃとで分割
構成した場合を示している。また、２１ｂ、２２ｂはラ
ック２上で受け部材２１．２２を係止するためのセット
リングである。

ここで、本発明によれば、上述した主センタリングスプ
リング２３のばね定数を十分に大きく設定するとともに
、副センタリングスプリング２５．２６のばね定数をこ
れよりも十分に小さく設定し、たとえば１７４以下とな
るように設定している。

そして、このような構成によれば、ロックピン２７．２
８が外れている通常作動時には、モータ１１からの転舵
力に基づくラック２の動きに伴ってばね力の小さい副セ
ンタリングスプリング２５．２６のみを撓ませて後輪転
舵が行えるとともに、その転舵状態を検知して得られる
制御信号によりフィードバックしながら後輪が中立位置
に戻し制御される。一方、後輪転舵状態においてフェー
ルしたときには、副センタリングスプリング２５．２６
によるばね力で、ラック２を中立位置に復帰させるとと
もに、ロックピン２７．２８がラック２側のスプリング
受け部材２１．２２側に係合し、主センタリングスプリ
ング２３の大きなばね力で後輪側からの外乱の影響を吸
収し、後輪を中立位置でロック状態に維持することが可
能である。したがって、このような構成では、通常作動
時には弱いばね力にてラック２を中立状態に保持し、後
輪を転舵させる際にはこれを撓ませるだけの動力を得ら
れるとよいもので、これにより後輪を転舵させるための
電動モータ１１として、小型の６のを用いることが可能
となる。勿論、フェール時には、ロックピン２７．２８
にて受け部材２１．２２が係止されるため、主センタリ
ングスプリング２３のばね力で必要とされる後輪の中立
位置でのロック状態を確保し得るものである。

第３図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転舵装置１の別
の実施例を示すものであって、この実施例では、後輪側
舵取リンク機構を構成するラック２の外周部に相対向し
て配置されるスプリング受け部材２１．２２の外方端側
で筒状ハウジング４内に形成される流体圧室４０，４１
を、各受け部材２１．２２に係合可能に設けられるロッ
クピン２７．２８にて絞り部３１．３２が形成される状
態で各ロックピン２７．２８の挿通孔３４．３５同士を
連通させる連通路３０を形成して接続するように構成し
ている。なお、３６ａ、３６ｂ；３７ａ、３７ｂは流体
圧室４０．４１をシールするためのシール部である。さ
らに、これらの流体圧室４０，４１に封入される流体と
しては、エアに限らず、油等であってもよいことは、言
うまでもない。

そして、このような構成によれば、ラック２上に相対向
して設けられているスプリング受け部材２１．２２の外
方端側に形成される一対の流体圧室４０，４１間が、ロ
ックピン２７．２８が外れている通常作動時には、両室
４０．４１が連通状態とされてラック２の効きによって
後輪を所要の状態で転舵制御し得るとともに、フェール
時には、突出されるロックピン２７．２８により連通路
３０が絞られることにより、流体圧室４０，４１での流
体圧にてダンパ効果を働らかせ、ラック２の副センタリ
ングスプリング２５．２６のばね力による中立位置への
復帰速度を抑制し、後輪をゆっくり戻すことが可能とな
り、車輌の操縦安定性をフェール時においても、適切か
つ確実に確保し得るものである。

ここで、この実施例構造では、副センタリングスプリン
グ２５．２６は、必ずしも必要とされず、これを省略し
てもよいものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、後輪
転舵波Ｗ１各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえば上述した実施例では、後輪
を転舵させる後輪転舵系としてラックピニオン型の電気
式動力舵取装置１０を例示したが、本発明はこれに限定
されず、後輪転舵力を発生させ得る構成であ−れば油圧
シリンダ等を始めとして適宜のアクチュエータが考えら
れるもので、たとえば油圧式動力舵取装置を備えた後輪
転舵装置であっても適用して効果を発揮し得るものであ
る。要は、後輪側が舵取リンク機構で転舵可能に支持さ
れている装置であればよく、さらにその配設位置等も実
施例構造に限定されず、後輪側舵取リンク系の適宜の位
置でその動きを所定ストローク範囲内に拘束し得る位置
であればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る四輪操舵車の後輪転舵
装置によれば、後輪の舵取リンク機構の一部を構成し筒
状ハウジング内で保持されるロッド体と、ロッド体外周
部に対向して相対向する方向にのみ摺動可能に支持され
る一対のスプリング受け部材と、これら受け部材間に介
装されロッド体をフェール時に中立位置に維持するばね
力の大きな主センタリングスプリングと、各受け部材外
方端側で筒状ハウジングとの間にそれぞれ介装されロッ
ド体に対しフェール時に中立位置への復帰力を与えるば
ね力の小さな一対の副センタリングスプリングと、各受
け部材の外方端寄りの部分に直交する方向から係合可能
に設けられ該ロッド体の動きを規制する一対のロックピ
ンを備えてなる構成としたので、簡単な構成にもかかわ
らず、フェール時にはそれぞれのロックピンを各受け部
材に外方端側から係合させることで、副センタリングス
プリングによる小さいばね力で各受け部材を介してロッ
ド体を中立位置に復帰させるとともに、主センタリング
スプリングの大きなばね力でその状態を維持し得るもの
であり、またロックピンが外れている通常作動時には、
ロッド体の動きに伴ってばね力の小さい副センタリング
スプリングのみを撓ませるだけで後輪転舵が行なえ、従
来のように常に大きなばね力をもったセンタリングスプ
リングを用いている場合に比べ、無駄な動力の消費をな
くし、後輪を転舵制御するための動力源を小さくするこ
とが可能で、装置全体の小型化が可能となるばかりでな
く、フェール時にはばね力の大きな主センタリングスプ
リングにより、後輪の中立位置でのロック状態の確保と
いう必要とされる機能を発揮し得るという種々優れた効
果がある。

また、本発明によれば、後輪側舵取リンク機構を構成す
るロッド体の外周部に相対向して配置されるスプリング
受け部材の外方端側で筒状ハウジング内に形成される流
木圧室を、各受け部材に係合可能に設けられるロックピ
ンにて絞りが形成される状態で各ロックピンの挿通孔同
士を連通させる連通路を形成して接続するようにしたの
で、簡単か一つ安価な構成にもかかわらず、ロッド体上
に相対向して設けられているスプリング受け部材の外方
端側に形成される一対の流体圧室間が、ロックピンが外
れている通常作動時には、画室が連通状態とされてロッ
ド体の効きによって後輪を所要の状態で転舵制御し得る
とともに、フェール時には、ロックピンにより連通路が
絞られることにより、流体圧室での流体圧にてダンパ効
果を働らかせ、ロッド体のセンタリングスプリングのば
ね力による中立位置への復帰速度を抑制し、後輪をゆっ
くり戻すことが可能となり、車輌の操縦安定性をフェー
ル時においても、適切かつ確実に確保し得る等の種々優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る四輪操舵車の後輪転
舵装置の一実施例を示す要部拡大断面図および全体の概
略断面図、第３図は本発明の別の実施例を示す要部拡大
断面図である。 １・・・・後輪転舵装置、２・・・・ラック（ロッド体
）、４・−・−筒状ハウジング、７・・・・ビニオン軸
、１０・・・・電動式動力舵取装置、１１−・−・電動
モータ、１４・・・−小ギヤ、１５・−・−被伝達歯車
（ハイポイドギヤ）、２０・−−−センタリングスプリ
ング機構、２１．２２・・・・スプリング受け部材、２
３・・・・主センタリングスプリング、２５゜２６・・
−・副センタリングスプリング、２７．２８−ｍ＝・ロ
ックピン、３０・−・一連通路、３１．３２・・・・絞
り部、３４．３５・−・・挿通孔、３６ａ。 ３６ｂ　；　３７ａ、３７ｂ・−−−シール部、４０゜
４１・・・・流体圧室。 特許出願人　　自動車機器株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪を舵取リンク機構を介して転舵可能に支持し
   てなる四輪操舵車の後輪転舵装置において、前記舵取リ
   ンク機構の一部を構成し後輪転舵時に軸線方向に移動さ
   れるロッド体と、このロッド体を摺動自在に保持する筒
   状ハウジングと、この筒状ハウジング内でロッド体外周
   部に所定間隔をおいて対向して配置されるとともに相対
   向する方向にのみ摺動動作可能に支持される一対のスプ
   リング受け部材と、これらスプリング受け部材間に介装
   され各スプリング受け部材を介して前記ロッド体をフェ
   ール時において中立位置に維持するためのばね力の大き
   な主センタリングスプリングと、前記各スプリング受け
   部材の外方端側で筒状ハウジングとの間にそれぞれ介装
   されスプリング受け部材および主センタリングスプリン
   グを介してロッド体に対しフェール時に中立位置への復
   帰力を与えるばね力の小さな一対の副センタリングスプ
   リングと、前記各スプリング受け部材の外方端寄りの部
   分に直交する方向から選択的に係合可能に設けられ該ロ
   ッド体の動きを規制する一対のロックピンとを備えてな
   り、後輪転舵状態でフェールしたときには、副センタリ
   ングスプリングのばね力によりロッド体を転舵位置から
   中立位置に復帰させ、かつ一対のロックピンを各スプリ
   ング受け部材に外方端から係合させることにより、主セ
   ンタリングスプリングによるばね力で中立状態を維持す
   るように構成されていることを特徴とする四輪操舵車の
   後輪転舵装置。
2. （２）後輪を舵取リンク機構を介して転舵可能に支持し
   てなる四輪操舵車の後輪転舵装置において、前記舵取リ
   ンク機構の一部を構成し後輪転舵時に軸線方向に移動さ
   れるロッド体と、このロッド体を摺動自在に保持する筒
   状ハウジングと、この筒状ハウジング内でロッド体外周
   部に所定間隔をおいて対向して配置されるとともに相対
   向する方向にのみ摺動動作可能に支持される一対のスプ
   リング受け部材と、これらスプリング受け部材間に介装
   され各スプリング受け部材を介して前記ロッド体をフェ
   ール時において中立位置に維持するためのセンタリング
   スプリングと、前記各スプリング受け部材の外方端側で
   筒状ハウジングとの間に形成される一対の流体圧室と、
   前記各スプリング受け部材の外方端寄りの部分に直交す
   る方向から選択的に係合可能に設けられ該ロッド体の動
   きを規制する一対のロックピンとを備えてなり、これら
   各ロックピンによって絞りが形成されるようにして各ロ
   ックピンの挿通孔同士を連通路にて連通させることによ
   り、前記一対の流体圧室を接続したことを特徴とする四
   輪操舵車の後輪転舵装置。