JPH04287774A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は四輪操舵装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】四輪操舵装置には、種々のタイプのもの
あるが、その一つに、油圧シリンダを利用して後輪の転
舵を行わせるように構成されたものがある。この四輪転
舵装置の場合、油圧シリンダのピストンロッドを後輪転
舵用部材に連結する簡単な構造で後輪転舵機構を構成す
ることができ、また、油圧シリンダの作動条件や作動量
の設定を変えることで後輪の転舵時期や転舵量の変更も
比較的容易に行うことができる。後輪の転舵制御は、一
般に、車速やステアリング操舵角などに応じて行われ、
低速旋回時に後輪を転舵する場合には、旋回半径を小さ
くできるように後輪を前輪と逆方向に転舵させ、中高速
旋回時に後輪を転舵する場合には、車両の横滑りを防止
しうるように後輪を前輪と同方向に転舵させる。

【０００３】上記のような油圧シリンダ駆動タイプの四
輪操舵装置では、通常、油圧シリンダに対する油圧制御
を行うコントロールバルブを設け、このコントロールバ
ルブを車速やステアリング操舵角などに応じて制御する
ことで後輪の転舵制御を行うように構成されている。こ
の場合、ステアリングセンサ等を設けてステアリングホ
イールの操舵方向や操舵角を検出する一方、この検出信
号に基づいてコントロールバルブの作動を制御する電子
制御装置を設け、ステアリング操舵に応じて上記コント
ロールバルブを作動させるように構成されることが多い
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、悪路を
走行するオフロード走行用車等においては、上記のよう
にコントロールバルブの制御を電子制御装置のみに依存
するシステムでは問題が生じる場合がある。すなわち、
オフロード走行用車は、凹凸の激しい悪路あるいは、冠
水した道路を走行することもある。一方、上記電子制御
装置は振動および水に弱い。このため、上記のような電
子制御装置を採用した四輪操舵装置を、オフロード走行
用車に採用することは困難であった。

【０００５】上記問題を解決するため、たとえば、特開
昭６２−２３１８７６号公報に記載されている発明のよ
うに、ステアリングギヤに隣接してステアリングホイー
ルの回動操作によって体積変化するメータリングシリン
ダを設け、このメータリングシリンダの体積変化に応じ
て発生する油圧をパイロット圧として、コントロールバ
ルブ（パイロット流量制御弁）に作用させる四輪操舵装
置が提案されている。上記のような機構においては、ス
テアリングホイールの動きを油圧回路によってコントロ
ールバルブに伝え、コントロールバルブを作動させるよ
うに構成されているため、電子制御装置のみによってコ
ントロールバルブを制御する場合のような問題が生じる
恐れはない。

【０００６】しかしながら、上記公報に示されているよ
うな制御機構においては、上記メータリングシリンダお
よび上記メータリングシリンダからコントロールバルブ
にいたる油圧回路を設けなければならない。このため、
部品点数が多くなり、機構も複雑化してコストが大幅に
上昇するという問題がある。しかも、上記メータリング
シリンダを設けるために、ステアリングギヤボックスの
設計変更をもしなければならない。

【０００７】また、上記コントロールバルブのコントロ
ールロッドは、ステアリングホイールを回動させないと
きには、バルブハウジングにおける中立位置（非作動位
置）に位置していなければならない。従来、上記ステア
リングロッドの上記中立位置への復帰動は、バルブハウ
ジング内に収容した一対のバネによって行われていた。 ところが、上記一対のバネの弾性力による釣り合いによ
って上記コントロールロッドを上記中立位置に精度高く
保持するのは困難であり、また、バネ力の変化等によっ
て上記コントロールロッドの復帰位置が狂った場合、コ
ントロールロッドをバルブハウジングに対する上記中立
位置に調節することは非常に困難であった。

【０００８】本願発明は、上述の事情のもとで考え出さ
れたものであって、上記従来の問題を解決し、電子制御
装置を用いることなくコントロールバルブの制御を行う
ことができるとともに、ステアリングギヤボックス等従
来の前輪操舵機構をほとんど変更することなく、四輪操
舵装置を構成することができ、しかも、四輪操舵装置に
おけるコントロールバルブのコントロールロッドを、バ
ルブハウジングにおける中立位置にきわめて容易に設定
調節することのできる四輪操舵装置を提供することをそ
の課題とする。

【０００９】

【課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
ち本願発明は、ピストンロッドの動きを後輪に伝えてこ
れを転舵させる油圧シリンダと、上記油圧シリンダに対
する油圧制御を行うコントロールバルブと、ステアリン
グホイールの回転操作に応じて回動させられるピットマ
ンアームとを備え、　　上記コントロールバルブのコン
トロールロッドと上記ピットマンアームとの間に、上記
ピットマンアームの回動を上記コントロールロッドの軸
方向動に連動連結する長さ調節可能な連結手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１０】

【発明の作用および効果】本願発明は、前輪操舵機構に
用いられるピットマンアームを利用して、コントロール
バルブを直接制御できるように構成したものである。上
記ピットマンアームは、ステアリングホイールによって
回動させられるセクタシャフトの端部に設けられ、リレ
ーロッドを介して左右前輪のナックルアームをつなぐタ
イロッドを車幅方向に移動させる。これにより、上記ス
テアリングホイールの回動操作に応じて前輪が転舵させ
られる。

【００１１】本願発明ににおいては、上記ピットマンア
ームを利用して、後輪操舵装置の上記コントロールバル
ブを作動させるように構成している。すなわち、本願発
明においては、上記コントロールバルブのコントロール
ロッドと上記ピットマンアームとの間に、上記ピットマ
ンアームの回動を上記コントロールロッドの軸方向動に
連動連結する長さ調節可能な連結手段を設けている。こ
れにより、ステアリングホイールの回動操作に応じて上
記コントロールロッドが動かされ、後輪が転舵させられ
る。

【００１２】上述のように、本願発明は、ステアリング
ホイールの回動操作に応じて回動させられるピットマン
アームを介してコントロールバルブの作動を直接的に制
御することができるため、この制御機構を達成するため
に電子制御装置を必要としない。したがって、従来の電
子制御装置を備える四輪転舵装置のように、悪路を走行
しても制御装置に支障が生じる恐れはなく、安全性がき
わめて高い。また、本願発明に係る四輪操舵装置は、上
記コントロールバルブのコントロールロッドと上記ピッ
トマンアームとを、連結手段によって連結する構造であ
るため、上記コントロールバルブを上記ステアリングギ
ヤボックスとは別途に、車体の所望の位置に設けること
ができる。このため、メータリングシリンダ等を設ける
従来の後輪操舵機構等のように、ステアリングギヤボッ
クス等の形状変更を行う必要はない。したがって、構造
がきわめて簡単となり、また、従来のピットマンアーム
を、連結手段を連結しうるように設計変更等するだけで
後輪操舵機構の入力制御部分が構成できる。したがって
、製作コストを大幅に低減することもできる。また、ス
テアリングギヤボックスとコントロールバルブとを別体
に設けることができるため、一つのコントロールバルブ
で、種々の後輪転舵機構を構成することも可能となる。

【００１３】さらに、本願発明においては、上記連結手
段は長さ調節可能に構成されている。したがって、上記
連結手段の長さを調節することにより、上記コントロー
ルロッドの連結点と上記ピットマンアームの連結点との
間の距離を拡縮し、上記コントロールロッドを、バルブ
ハウジングにおける中立位置にきわめて容易に調節設定
することができる。このため、製造工程における上記コ
ントロールロッドの組付け調節作業を精度高く、かつ容
易に行うことができ、組付け作業の合理化を図ることも
可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図１ないし図３に
基づいて具体的に説明する。図１に示すように、本願発
明の四輪操舵装置は、油圧シリンダ１と、この油圧シリ
ンダ１のコントロールバルブとして設けられるスプール
バルブ２とを備え、上記油圧シリンダ１のピストンロッ
ド３の動きを後輪４に伝えてこれを転舵させるように構
成される。なお、本実施例においては、低速走行時にス
テアリングホイールを回動操作したときに、後輪を前輪
に対して逆方向（逆位相）に転舵させる四輪転舵装置に
本願発明を適用している。

【００１５】本実施例における油圧シリンダ１は、車両
後部に横向きに配置されており、たとえば、アクスルビ
ーム等のバネ下部材に支持される。上記ピストンロッド
３の両端には、それぞれタイロッド５が連結されており
、さらに、このタイロッド５がキングピン軸６の回りに
転舵回動可能に支持された後輪４のホイールサポート７
に連結されている。油圧シリンダ１が油圧ポンプ８から
油圧を受けてピストンロッド３が左右方向に動かされる
と、それに応じて後輪４が所定方向に転舵される。また
、油圧シリンダ１のシリンダ内には、センタリングバネ
９が内蔵されており、油圧解除時には、上記センタリン
グバネ９のバネ力によって、ピストンロッド３が中立位
置に戻される。なお、本例の場合、エンジン１０によっ
て駆動される油圧ポンプ８は、エンジン１０により取り
出された回転軸１０ａからベルト伝動により回転を伝達
されるポンプ駆動軸１１によって駆動される。

【００１６】上記スプールバルブ２は、油圧ポンプ８と
油圧シリンダ１の間の油路上に設けられる。図２に示す
ように、スプールバルブ２は、筒状のバルブハウジング
１２と、このバルブハウジング１２内に軸方向移動可能
に嵌挿された略円柱状のスプールロッド１３とを備える
。上記スプールロッド１３は、上記バルブハウジング１
２内で摺動させられ、上記油路を切り換えるスプール部
１３ａと、上記スプール部１３ａの一端から上記バルブ
ハウジング１２の軸方向外側へ延出させられ、上記スプ
ール部１３ａを移動させるロッド部１３ｂとから構成さ
れている。

【００１７】上記バルブハウジング１２には、図２に示
すように、油圧ポンプ８から送られるオイルを導入する
インポート１４ａ，１４ｂ、および、リザーバタンク１
５にオイルを戻すためのリターンポート１６が設けられ
ている。さらに、バルブハウジング１２における上記各
ポート１４ａ，１４ｂ，１６と軸方向および内周方向に
ずれた位置に、油圧シリンダ１のシリンダ右室１ａにオ
イルを送り出すためのシリンダ右室用ポート１７、およ
び、シリンダ左室１ｂにオイルを送り出すためのシリン
ダ左室用ポート１８が設けられている。

【００１８】一方、上記スプール部１３ａには、その軸
方向中央から両側に所定距離離れた位置に、全周にわた
り形成された油路開放溝１９ａ，１９ｂが設けられてい
る。図２に示すように、上記シリンダ右室用ポート１７
とシリンダ左室用ポート１８とが共に、上記油路開放溝
１９ａ，１９ｂを介してインポート１４ａ，１４ｂおよ
びリターンポート１６とそれぞれ連通させられる状態（
以下、この状態を油圧非作動状態という）では、油圧シ
リンダ１は作動させられず、したがって後輪４も転舵さ
れない。一方、このような状態からスプールロッド１３
が軸方向に動かされ、シリンダ右室用ポート１７あるい
はシリンダ左室用ポート１８の一方のみが、油路開放溝
１９ａあるいは１９ｂを介して上記インポートと連通さ
せられ、他方がリターンポート１６のみと連通させられ
る状態（以下、この状態を油圧作動状態という）になる
と、油圧シリンダ１が作動させられ、後輪４が転舵させ
られる。

【００１９】本願発明では上記油圧シリンダ１のコント
ロールバルブとしてのスプールバルブ２を、ステアリン
グギヤ２０によって回動させらるピットマンアーム３０
を介して作動させるように構成する。ステアリングギヤ
２０としては、ステアリングホイール２７の回動操作に
応じて回転させられるセクタシャフト２１を備え、上記
セクタシャフト２１の動きをピットマンアーム３０およ
びリレーロッド等を介して前輪２２に伝えてこれを転舵
させるように構成されるタイプのものが装備される。本
実施例の場合、図３に示すように、ボールスクリュー式
のステアリングギヤ２０を装備している。このステアリ
ングギヤ２０は、ステアリングシャフト２３の回転に連
動して軸方向に動かされるボールナット２４の側面にラ
ック歯２５を形成するとともに、このラック歯２５にセ
クタシャフト２１のピニオン歯２６を噛合させることに
より、ステアリングホイール２７の回動操作に連動させ
て上記セクタシャフト２１を回転させるように構成され
る。上記ボールナット２４は、ステアリングシャフト２
３の先端部に設けられたウォームシャフト２８にボール
２９を介して嵌合されている。またセクタシャフト２１
の動きは、ピットマンアーム３０等を介して前輪２２に
伝えられる。

【００２０】上記ピットマンアーム３０は、上記セクタ
シャフト２１の下端部に相対回動不可能に嵌合されてお
り、上記セクタシャフト２１と一体的に回動する。上記
ピットマンアーム３０の回動は、図１に示すように、リ
レーロッド３１を介して、左右前輪２２のナックルアー
ム３２をつなぐタイロッド３３を車体幅方向に移動させ
る。これにより、上記ステアリングホイール２７の回動
操作に応じて、前輪２２が転舵される。本実施例におい
ては、図１および図２に示すように、上記ピットマンア
ーム３０の基端部に車幅方向内方に延出する制御アーム
３４を設ける一方、上記スプールバルブ２のスプールロ
ッド１３と上記制御アーム３４との間に、上記ピットマ
ンアーム３０の回動を上記スプールロッド１３の軸方向
動に連動連結する連結手段３５を設けている。

【００２１】本実施例における上記連結手段３５は、両
端が上記制御アーム３４および上記スプールロッド１３
に回動可能にピン接合されたいわゆるターンバックル３
５ａより構成されている。上記ターンバックル３５ａは
、一端が上記制御アーム３４に回動自在にピン連結され
、他端に外周ネジ３６ａが形成された第一のロッド３６
と、一端が上記スプールロッド１３のロッド部１３ｂに
回動自在にピン連結され、他端に外周ネジが形成された
第二のロッド３７と、内周ネジ部３８ａを有し、上記第
一のロッド３６および第二のロッド３７の上記両外周ネ
ジ３６ａ、３６ｂに螺合させられた円筒状バックル３８
とを備えて構成されている。上記各ロッド３６、３７に
形成された上記外周ネジ３６ａ、３７ａは互いに逆ネジ
が形成されており、上記バックル３８を回転させること
により、上記各ロッド３６、３７間の距離を調節できる
ように構成されている。また、上記バックル３８の回動
位置を保持するために、上記バックル３８の両端部に止
めナット３９，３９が螺締されている。

【００２２】上記構成において、ステアリングギヤ２０
によってピットマンアーム３０が回動させられると、上
記スプールロッド１３のロッド部１３ａがスプールバル
ブ２の軸方向に動かされ、これによりスプール部１３も
移動して、油圧シリンダ１への油路の切り変えならびに
油圧調整を行うことが可能となる。

【００２３】本実施における上記スプールバルブ２は、
図１および図２に示すように上記ステアリングギヤ２０
の後方に配置されており、上記連結手段３５によって上
記ピットマンアーム３０の回動が上記スプールロッド１
３に伝達される。ステアリング操舵に応じてスプール部
１３ａがバルブハウジング１２内を摺動させられて上記
油圧非作動状態から油圧作動状態になると、油圧シリン
ダ１のピストンロッド３が上記センタリングバネ９のバ
ネ力に抗して動かされ、これに伴い後輪４が転舵される
。この場合、ステアリングホイール２７が右に切られる
ときと左に切られるときでは、セクタシャフト２１の回
転方向ならびにスプールロッド１３の移動方向は逆にな
るので、油圧シリンダ１のシリンダ右室１ａとシリンダ
左室１ｂのいずれか一方が上記インポート１４ａ，１４
ｂと連通させられて油圧作動状態となる。したがって、
シリンダ右室１ａが上記インポート１４ｂと連通して油
圧作動状態になる場合と、シリンダ左室１ｂが上記イン
ポート１４ａと連通して油圧作動状態になる場合とでは
、後輪４の転舵方向も逆になり、ステアリングの操舵方
向によって後輪４の転舵方向が変わる。

【００２４】また、スプールロッド１３の移動量が多く
なるほど油圧作動状態におけるバルブ開度は大きくなり
、スプールロッド１３の移動量は、ステアリングホイー
ルの操舵量に応じて増減する。したがって、ステアリン
グの操舵量によって油圧の大きさを増減させて、後輪４
の転舵量を制御できる。すなわち、ステアリングホイー
ル２７の操舵方向および操舵量に応じて、油圧シリンダ
１の作動を制御できる操舵角感応型の四輪操舵装置を構
成できるのである。

【００２５】上述したように、本実施例においては、ス
プールバルブ２のスプールロッド１３をピットマンアー
ム３０の回動を利用して直接作動させるように構成して
いる。このため、従来のように、スプールロッド１３を
軸方向に移動させるための特別の機構あるいは装置を必
要とせず、連結手段３５である上記ターンバックル３５
ａのみによってスプールバルブ２のスプールロッド１３
を移動させることができる。したがって、上記スプール
バルブ２を作動させるために新たな部品を設ける必要は
なく、しかもピットマンアーム３０の形状を変更するだ
けの簡単なものである。したがって、スプールバルブ２
に対する制御機構をきわめて簡単で、かつコンパクトに
構成することが可能となる。

【００２６】また、本実施例においては、スプールバル
ブ２とステアリングギヤ２０とが別体となっているため
、上記ステアリングギヤ２０を収納するギヤボックス２
０ａ等の形状を変更することなく、上記スプールバルブ
２に対する制御機構を構成することができる。このため
、製作コストを低減することができるとともに、上記連
結手段３５を変更するだけで、一つのスプールバルブ２
を種々の後輪転舵機構に適用させることも可能となる。

【００２７】さらに、本実施例においては、上記連結手
段３５は長さ調節可能に構成されている。上記連結手段
３５の長さを変化させると、上記ピットマンアーム３０
の連結点と上記スプールロッド１３の連結点との間隔が
変化する。これにより、スプールロッド１３の上記スプ
ール部１３ａを、バルブハウジング１２における中立位
置に、きわめて容易に調節設定することが可能となる。 この結果、四輪操舵装置の組付けおよび調節が、格段に
容易となり、組付け作業等の合理化を図ることができる
。

【００２８】本願発明の範囲は、上述の実施例に限定さ
れることはない。実施例においては、連結手段としてタ
ーンバックル式の連結手段３５ａを採用したが、長さ調
節可能な他の連結手段を採用することもできる。また、
実施例においては、ピットマンアーム３０の基端部に、
車幅方向に延出する制御アーム３４を形成して、これに
上記連結手段３５の一端を連結したが、上記制御アーム
３４を形成せず、上記ピットマンアーム３０のアーム部
３０ａに上記連結手段３５を直接連結することもできる
。さらに、上記連結手段３５の両端部は、上記スプール
ロッド１３のロッド部１３ｂおよびピットマンアーム３
０の制御アーム３４にピン接合したが、ボールジョイン
ト等他の接続手段によって連結することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る四輪操舵装置の概要を模式的に
示した図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１　　油圧シリンダ ２　　コントロールバルブ（スプールバルブ）３　　ピ
ストンロッド １３　　コントロールロッド（スプールロッド）２７　
　ステアリングホイール ３０　　ピットマンアーム ３５　　連結手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ピストンロッドの動きを後輪に伝えて
   これを転舵させる油圧シリンダと、上記油圧シリンダに
   対する油圧制御を行うコントロールバルブと、ステアリ
   ングホイールの回転操作に応じて回動させられるピット
   マンアームとを備え、　　上記コントロールバルブのコ
   ントロールロッドと上記ピットマンアームとの間に、上
   記ピットマンアームの回動を上記コントロールロッドの
   軸方向動に連動連結する長さ調節可能な連結手段を設け
   たことを特徴とする、四輪操舵装置。