JPH0446870A - 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 本発明は、四輪操舵装置に係り、特に簡単な装置により
車輛の走行速度に応じてセルフステアによる逆位相操舵
−５同位相操舵又は前輪二輪操舵に自動的に切り替えて
制御し得るようにした新規な四輪操舵装置に関する。

従来の技術 従来の四輪操舵装置としては、後輪操舵の制御要素とし
て旋回時に生じる後輪の横すべり角、前輪の転舵量又は
車輛の走行速度を制御要素として用いたものが種々提案
されている。車輛の走行速度を制御要素として高速走行
時に後輪を前輪と同位相に操舵して高速時における転舵
の安定性を向上させたものとしては、例えば特開昭５５
＝９１４５７があるが、該従来例は、走行速度に応じて
モータを制御して動腕の支点位置を変化させるものであ
り、また他の例としては特開昭５９−８１２７２に示さ
れる如く、差動ギア機構を用いてステアリング装置と後
輪転舵装置とを連結したものがあるが、いずれも機構が
複雑であり、コストが高くなると共に、メンテナンスも
やり難いという不具合があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、前輪用タイ
ロッドと後輪用タイロッドとを複動式流体圧シリンダを
介して連結部材で連結し、該複動式流体圧シリンダのシ
リンダ室への圧力流体の供給及び遮断を制御することに
より車輛が高速走行している時には前輪と後輪とを同位
相に操舵できるようにすることであり、またこれによっ
て時間遅れなく迅速な旋回を可能とすると共に旋回時の
安定性を向上させることである。

また他の目的は、車輛の低速走行時にはシリンダ室を大
気に開放することによって後輪を自由にしたセルフステ
アとして前輪と後輪とを逆位相に作動させることであり
、またこれによって旋回半径を小さくして小回り性能を
向上させることである。

更に他の目的は、後退時に流体圧チャンバに圧力流体を
供給して後輪を固定することによって前輪二輪操舵とし
て円滑に後退できるようにすることである。

また他の目的は、後輪の操舵装置に流体圧装置を採用す
ることにより、機構を簡易化し、コストの低下を図り、
またメンテナンスを容易に行えるようにすることである
。

構成 要するに本発明（請求項１）は、一端に前輪が回動自在
に支承され他端に前輪用タイロッドが枢着された前輪用
アームと、一端に後輪が回動自在に支承され他端に後輪
用タイロッドが枢着された後輪用アームと、前記前輪用
タイロッドの動きを前記後輪用タイロッドに伝達する連
結部材を含むリンク機構と、前記連結部材を２分割する
と共に一方の連結部材をシリンダに、他方の連結部材を
ピストンに夫々一体的に固定した複動式流体圧シリンダ
と、車輛の走行速度を検出する車速センサと、該車速セ
ンサにより検出された前記車輛の走行速度が所定速度よ
りも低速の場合には前記複動式流体圧シリンダのシリン
ダ室を大気に開放して前記前輪と前記後輪とが互いに独
立して逆位相に作動するセルフステア機構として作動さ
せ前記車輛の走行速度が所定速度よりも高速の場合には
前記複動式流体圧シリンダのシリンダ室に圧力流体を供
給して前記２つの連結部材を一体的に作動させ前記前輪
及び前記後輪を同位相で操舵するように構成した圧力流
体回路を含む制御装置とを備えたことを特徴とするもの
である。

また本発明（請求項２）は、一端に前輪が回動自在に支
承され他端に前輪用タイロッドが枢着された前輪用アー
ムと、一端に後輪が回動自在に支承され他の一端に後輪
用タイロッドが枢着され他端ニ流体圧チャンバのプッシ
ュロッドが連結された略丁字形状の後輪用アームと、前
記前輪用タイロッドの動きを前記後輪用タイロツドに伝
達する連結部材を含むリンク機構と、前記連結部材を２
分割すると共に一方の連結部材をシリンダに、他方の連
結部材をピストンに夫々一体的に固定した複動式流体圧
シリンダと、車輛の走行速度を検出する車速センサと、
前記車輛の変速装置が後退に選択されたことを検出する
変速センサと、前記車速センサにより検出された前記車
輛の走行速度が所定速度よりも低速の場合には前記複動
式流体圧シリンダのシリンダ室を大気に開放して前記前
輪と前記後輪とが互いに独立して逆位相に作動するセル
フステア機構として作動させ、前記車輛の走行速度が所
定速度よりも高速の場合には前記複動式流体圧シリンダ
のシリンダ室に圧力流体を供給して前記２つの連結部材
を一体的に作動させ前記前輪及び前記後輪を同位相で操
舵し前記変速装置の後退が選択されたことを前記変速セ
ンサが検出した場合には前記複動式流体圧シリンダの前
記シリンダ室を大気に開放すると共に前記流体圧チャン
バに圧力流体を供給して前記後輪用アームを固定して前
記前輪のみで操舵するように構成した圧力流体回路を含
む制御装置とを備えたことを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に蟇いて説明する。本発
明に係る四輪操舵装置１は、第１図において、前輪用ア
ーム２と、後輪用アーム３と、リンク機構４と、複動式
流体圧シリンダ５と、車速センサ６と、変速センサ８と
、制御装置９とを備えている。

前輪用アーム２は、前輪１０を操舵するためのものであ
って、一端２ａに前輪１０が回動自在に支承され他端２
ｂに前輪用タイロッド１１が枢着されたＬ字形状の部材
で、左右の前輪１０に夫々−個ずつ対として配設され、
シャシ（図示せず）に固着されたピン１２に嵌合して回
動し、前輪１０を操舵するように構成されている。

後輪用アーム３は、後輪１３を操舵するためのものであ
って、略丁字形状をした部材であり、端３ａに後輪１３
が回動自在に支承され、他の一端３ｂに後輪用タイロッ
ド１４、また他端３ｃに流体圧チャンバの一例たるエア
チャンバ１５のプッシュロッド１６が夫々枢着されて左
右の後輪１３に夫々１個ずつ配設されている。そしてシ
ャシに固着されたピン１８に回動自在に嵌合して後輪１
３を操舵するように構成されている。

リンク機構４は、前輪用タイロッド１１の動きを後輪用
タイロツド１４に伝達するためのものであって、シャシ
に固着されたピン１９に回動自在に嵌合した前ベルクラ
ンク２０の一端２０ａは前輪用タイロッド１１の略中央
部１１ａに枢着され、他端２０ｂには一方の連結部材２
１の一端２１ａが回動自在に枢着されている。

一方の連結部材２１の他端２１ｂは、複動式流体圧シリ
ンダの一例たるエアシリンダ５のシリンダ２２に固定さ
れて一体的に作動するようになっている。

また、前ヘルクランク２０の他端２０ｂは、ステアリン
グホイール２３によって操作される操舵装置２４と連結
棒２５により連結されており、ステアリングホイール２
３の転舵角を前ヘルクランク２０に伝達するように構成
されている。

また後ベルクランク２６は、シャシに固着されたピン２
８に回動自在に枢着され、一端２６ａは後輪用タイロッ
ド１４の略中央部１４ａに枢着され、他端１４ｂには他
方の連結部材２９の一端２９ａが回動自在に枢着されて
いる。そして他端２９ｂは、エアシリンダ５のピストン
３０に固定されており、これらが一体的に作動するよう
になっている。

後輪用タイロッド１４の腕部１４ｂにはダンパ３１が装
着されており、セルフステア時における後輪１３の動き
を安定させるように構成されている。

複動式流体圧シリンダの一例たるエアシリンダ５は、２
つの連結部材２１と２９とを一体的に作動させたり、互
いに独立して作動させたりするためのものであって、シ
リンダ２２内には、ピストン３０を挟むようにして上下
に２つのピストン３２が摺動自在に嵌合し、該ピストン
に夫々装着されたパツキン３３によって空気の漏れが防
止されている。

またシリンダ２２には凸部２２ａが形成されており、シ
リンダ室３４を２分割して２つのピストン３２の動き量
を制限するようになっている。

後輪用アーム３に連結されているエアチャンバ１５は、
シリンダ３５に摺動自在にピストン３６が嵌合し、該ピ
ストンと１３８との間に圧縮ばね３９が装着されており
、ピストン３６を図中左方向に押圧付勢している。蓋３
８にはプッシュロッド１６が摺動自在に嵌合しており、
該プッシュロッドはターンバックル４０を介して後輪用
アーム３の他端３ｃと作動的に連結されている。

車速センサ６は、車輛の走行速度を検出するためのもの
であって、例えば車軸（図示せず）に連結されたタコメ
ータジェネレータである。

変速センサ８は、変速装置（図示せず）の変速レバーが
後退位置に操作されたことを検出するためのものであっ
て、例えばマイクロスインチ等のスイッチである。

制御装置９は、車速センサ６及び変速センサ８の出力信
号に応答してエアシリンダ５及びエアチャンバ１５に圧
縮空気を供給するためのものであって、第１コントロー
ラ４１は車速センサ６及びエアシリンダ切換弁４２と、
また第２コントローラ４３は、変速センサ８及びエアチ
ャンバ切換弁４４と電気的に接続されており、夫々車速
センサ６又は変速センサ８の信号を受けて応答して信号
を出力し、夫々の切換弁４２又は４４のソレノイド４２
ａ又は４４ａを励磁して切り換えるように構成されてい
る。

エアシリンダ切換弁４２及びエアチャンバ切換弁４４の
入力ボート４２ｂ、４４ｂは、圧縮空気を蓄積するエア
タンク４５とパイプ４６．４８により連通して接続され
、また夫々の出力ボート４２Ｃ及び４４ｃは、夫々エア
シリンダ５のシリンダ室３４及びエアチャンバ１５のシ
リンダ室４９とパイプ５０及び５１により連通して接続
され、エアタンク４５の圧縮空気を夫々のシリンダ室３
４及び４９に供給するように構成されている。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図及び第２図において、車輛が
低速度で前進走行している場合、車速センサ６により検
出された走行速度信号が第１コントローラ４工に伝達さ
れる。第１コントローラは、走行速度が所定の速度、例
えば２０−／ｈ以下の場合には信号を出力せず、従って
エアシリンダ切換弁４２は切り換えられない、この時シ
リンダ室３４は大気に開放されているので、シリンダ室
３４の空気は矢印Ａ方向に放出されて２つのピストン３
２がシリンダ２２内を自由に動けるようになる。

一方、変速センサ８は、変速装置（図示せず）が前進に
選択されているので信号を出力せず、従って第２コント
ローラ４３からの出力信号もないのでエアチャンバ切換
弁４４は切り換えられていない、この時シリンダ室４９
の空気は大気中に放出されて（矢印Ｂ方向）ピストン３
６は圧縮ばね３９の作用により押圧されて図中左端に位
置しており、プッシュロッド１６は自由に動ける状態と
なっている。

ここで、ステアリングホイール２３を例えば左折する方
向に操作すると、該転舵操作は、操舵装置２４を介して
連結棒２５を矢印Ｃ方向に移動させ、前ベルクランク２
０を反時計方向に回動させる。そして該運動は前輪用タ
イロッド１１により左右の前輪用アーム２に伝達され該
前輪アームを反時計方向に回動させて前輪１ｏを矢印り
方向に曲げる。

前ベルクランク２０の回動に伴ない一方の連結部材２１
も矢印Ｃ方向に移動するが、シリンダ室３４は大気に開
放されているので該運動は他方の連結部材２９に伝達さ
れることはない。

前輪１０の左転舵に伴なって後輪１３にコーナリングフ
ォースが発生して自由に動ける状態となっている後輪１
３は矢印Ｅ方向に回動し、いわゆるセルフステアとして
逆位相に作用し、車輛は極めて小さな半径で旋回するこ
とができる。

次に、第３図を参照して、車輛が高速度で前進走行する
場合について説明する。車速センサ６からの信号に応じ
てエアシリンダ切換弁４２が切り換えられ、エアタンク
４５中の圧縮空気がシリンダ室３４に供給され（矢印Ｆ
方向）、２つのピストン３２が凸部２２ａに当接するま
で移動して上下からピストン３０を挟持して該ピストン
の動きを規制し、一方の連結部材２１と他方の連結部材
２９とを固定して一体的に作用させる。

ここでステアリングホイール２３を左旋回方向に操作し
て前輪１０を矢印り方向に操舵すると、前ベルクランク
２０の動きは一方の連結部材２１、エアシリンダ５及び
他方の連結部材２９が一体的に作動して後ベルクランク
２６に伝達され、後輪１３を矢印Ｇ方向に操舵する。即
ち前輪１０と後輪１３とを同位相に操舵することにより
、高速での旋回を安定して行うことができる。

後退時には、第４図を参照して、変速センサ８からの信
号によりエアチャンバ切換弁４４が切り換えられてエア
タンク４５内の圧縮空気をシリンダ室４９に供給しく矢
印Ｈ方向）、ピストン３６が図中右方向に圧縮ばね３９
の力に抗して［３８に当接するまで移動し、プッシュロ
ッド１６を押圧し出す。図示しない左側の後輪のブツシ
ュロフトも同様に押し出されるので、後輪用タイロッド
１４で連結された後輪１３は、前方を向けた状態で固定
される。ここで前述したと同様にして前輪１０を矢印り
方向に操舵することにより円滑に後退することができる
。

なお、説明においては左旋回する場合につむ゛て説明し
たが、右旋回する場合にも全く同様に作用することはい
うまでもない。

効果 本発明は、上記のように前輪用タイロッドと後輪用タイ
ロッドとを複動式流体圧シリンダを介して連結部材で連
結し、該複動式流体圧シリンダのシリンダ室への圧力流
体の供給及び遮断を制御することにより車輛が高速走行
している時には前輪と後輪とを同位相に操舵でき、また
この結果時間遅れなく迅速な旋回を可能とすると共に旋
回時の安定性を向上させることができる効果がある。

また車輛の低速走行時にはシリンダ室を大気に開放する
ことによって後輪を自由にしたセルフステアとして前輪
と後輪とを逆位相に作動させることができるため旋回半
径を小さくして小回り性能を向上させることができる効
果がある。更には後退時に流体圧チャンバに圧力流体を
供給して後輪を固定することができるので、前輪二輪操
舵として円滑に後退でき、後輪の向きが安定しないとい
う欠点は全く生じないという効果がある。また後輪の操
舵装置に流体圧装置を採用したので、機構を簡易化し、
コストの低下を図り、またメンテナンスを容易に行うこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図は四輪操舵装置の
全体を示す平面図、第２図は同じく低速前進時の操舵の
状態を示す要部平面図　第３図は同じく高速前進時の操
舵の状態を示す要部平面図、第４図は低速後退時の操舵
の状態を示す要部平面図である。 １は四輪操舵装置、２は前輪用アーム、２ａは一端、２
ｂは他端、３は後輪用アーム、３ａは一端、３ｂは他の
一端、３ｃは他端、４はリンク機構、５は複動式流体圧
シリンダの一例たるエアシリンダ、６は車速センサ、８
は変速センサ、９は制御装置、１０は前輪、１１は前輪
用タイロッド、１３は後輪、１４は後輪用タイロッド、
１５は流体圧チャンバの一例たるエアチャンバ、１６は
プッシュロッド、２１は一方の連結部材、２２はシリン
ダ、２９は他方の連活部材、 ３０はピストン、 ４はシリンダ室であ る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一端に前輪が回動自在に支承され他端に前輪用タイ
   ロッドが枢着された前輪用アームと、一端に後輪が回動
   自在に支承され他端に後輪用タイロッドが枢着された後
   輪用アームと、前記前輪用タイロッドの動きを前記後輪
   用タイロッドに伝達する連結部材を含むリンク機構と、
   前記連結部材を２分割すると共に一方の連結部材をシリ
   ンダに、他方の連結部材をピストンに夫々一体的に固定
   した複動式流体圧シリンダと、車輛の走行速度を検出す
   る車速センサと、該車速センサにより検出された前記車
   輛の走行速度が所定速度よりも低速の場合には前記複動
   式流体圧シリンダのシリンダ室を大気に開放して前記前
   輪と前記後輪とが互いに独立して逆位相に作動するセル
   フステア機構として作動させ前記車輛の走行速度が所定
   速度よりも高速の場合には前記複動式流体圧シリンダの
   シリンダ室に圧力流体を供給して前記２つの連結部材を
   一体的に作動させ前記前輪及び前記後輪を同位相で操舵
   するように構成した圧力流体回路を含む制御装置とを備
   えたことを特徴とする四輪操舵装置。 ２　一端に前輪が回動自在に支承され他端に前輪用タイ
   ロッドが枢着された前輪用アームと、一端に後輪が回動
   自在に支承され他の一端に後輪用タイロッドが枢着され
   他端に流体圧チャンバのプッシュロッドが連結された略
   Ｔ字形状の後輪用アームと、前記前輪用タイロッドの動
   きを前記後輪用タイロッドに伝達する連結部材を含むリ
   ンク機構と、前記連結部材を２分割すると共に一方の連
   結部材をシリンダに、他方の連結部材をピストンに夫々
   一体的に固定した複動式流体圧シリンダと、車輛の走行
   速度を検出する車速センサと、前記車輛の変速装置が後
   退に選択されたことを検出する変速センサと、前記車速
   センサにより検出された前記車輛の走行速度が所定速度
   よりも低速の場合には前記複動式流体圧シリンダのシリ
   ンダ室を大気に開放して前記前輪と前記後輪とが互いに
   独立して逆位相に作動するセルフステア機構として作動
   させ、前記車輛の走行速度が所定速度よりも高速の場合
   には前記複動式流体圧シリンダのシリンダ室に圧力流体
   を供給して前記２つの連結部材を一体的に作動させ前記
   前輪及び前記後輪を同位相で操舵し前記変速装置の後退
   が選択されたことを前記変速センサが検出した場合には
   前記複動式流体圧シリンダの前記シリンダ室を大気に開
   放すると共に前記流体圧チャンバに圧力流体を供給して
   前記後輪用アームを固定して前記前輪のみで操舵するよ
   うに構成した圧力流体回路を含む制御装置とを備えたこ
   とを特徴とする四輪操舵装置。