JPH0460867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両の４輪操舵装置に関するもので
ある。

４輪車両における操舵は、従来から前輪のみを
転舵することによつて行なわれており、これは当
然のことと考えられていた。しかしながら、前輪
のみを転舵したのでは後輪に横すべりが生じた
り、また旋回半径に限度がある（小まわりができ
ない）ことから、近年では前輪とともに後輪も転
舵する４輪操舵装置が研究されている。

詳述すると、ハンドルホイールの操舵角度即ち
前輪の転舵角度が比較的小さい時には、後輪を前
輪と同方向に転舵させるとともに、前輪の転舵角
度が比較的大きくなつた時には、後輪を前輪と逆
方向に転舵させることにより前輪の転舵角度が小
さい高速走行時において、前後輪に同時に横方向
の力が加わるので（後輪のみに横方向の力が加わ
ることがなくなるので）位相のおくれがなく、例
えばヨーイングの生じないスムーズなレーンチエ
ンジなどが出来るとともに、前輪の転舵角度が大
きい極低速走行時には、狭いスペースを利用して
車庫入れなどが可能になる利点がある。

上記の如き４厘操舵を可能にすべくいくつかの
従来技術が開発されているが、電気と油圧を用い
て後輪の転舵を制御するものは原価高の上に信頼
性に問題があり、又機械的に前後輪を連結したも
のは信頼性は高いが、高度な制御を行なうために
は構造が複雑になつて現実性に乏しい問題点を有
している。

この発明は従来技術のもつ上述のごとき問題点
を解消し、構造が簡素でありながら比較的高度な
後輪の制御が可能で、かつ信頼性の高い４輪操舵
装置の提供を目的としている。

さらに具体的には、前輪を転舵するステアリン
グ装置と、後輪を転舵する後輪転舵装置とが、中
間に後輪の転舵を機械的に制御する後輪転舵制御
装置を介してステアリング装置の作動と連動して
回転する入力軸と、前記後輪転舵制御装置の出力
によつて回転する出力軸とによつて連結されてお
り、前記後輪転舵制御装置は中間に配設された捩
り弾性を有する付勢手段を介して互に対向して入
力軸に係合する２個の回転部材と、これ等と係合
する出力軸と、前記入出力軸間に前記２個の回転
部材とは別に設けられ、前記入力軸の所定の回転
角度範囲のみを前記出力軸に伝達する不感帯設定
手段と、入力軸の回転方向を反転させて出力軸に
伝達する反転手段とを備え、前輪の転舵角度が所
定値以内にある場合には前輪に対し後輪を同方向
に転舵し、前輪の転舵角度が前記所定値を超えた
際には前輪に対し後輪を逆方向に転舵する４輪操
舵装置の構成を開示する。

以下、本発明の実施例について図面をもとに説
明するが、それに先だち、本発明の基本となる前
輪と後輪の転舵の制御関係を第１図をもとに説明
する。

第１図は前輪１６（第２図参照）の転舵角度θ_H
と、後輪２４（第２図参照）の転舵角度θ_Rとの関
係を示すものであり、実線Ｌが象限にある時は
前輪と後輪とが同位相（転舵角度零の方向を基準
にして前後輪が同方向に転舵されている）にあ
り、象限にある時は前輪と後輪とが逆位相（転
舵角度零の方向を基準にして前後輪が互に逆方向
に転舵されている）にあることを示す。

詳述すると、前輪１６の転舵角度θ_Hが比較的小
さい時には、後輪２４は前輪と同方向に転舵さ
れ、しかもその転舵角度θ_Rは前輪の転舵角度θ_Hに
比例する。しかしながら、前輪の転舵角度θ_Hが所
定値θ₂を超えると、後輪は、前輪の転舵方向とは
逆の方向に転舵され始める。但し、前輪１６が角
度θ₂だけ転舵された時点では後輪２４も角度θ₃だ
け同方向に転舵されているので、前輪が角度θ₁だ
け転舵されてこの転舵角度θ₃が回復して零になる
までは、後輪は前輪と同位相である。

さらに、前輪が角度θ₁を超えて更に転舵される
と、後輪は前輪と逆方向に転舵をつづけて、前輪
とは逆方向に転舵していた後輪が前輪と逆位相に
なるのである。

次に、実施例を示す図面をもとに説明する。

第２図は車両の４輪操舵装置の概要を示す平面
図であり、公知の如く、ステアリングホイール１
０を回転操作するとそれに基づきピストンロツド
１２がパワーシリンダ１４に対して左方又は右方
（第２図下方又は上方）に移動し、それによつて
前輪１６が左方又は右方に転舵される。ピストン
ロツド１２にはラツク１８が一体化されており、
回転軸（入力軸）２０の一端に固設されたピニオ
ン２２がこのラツク１８に噛合している。

一方、後輪２４は公知の如く回転軸（出力軸）
３０の回転によりピストンロツド２６がパワーシ
リンダ２８に対して左方又は右方に移動されるこ
とにより、左方又は右方に転舵される。

回転軸２０と３０との間は、後輪転舵制御装置
５０によつて連結されているが、これについては
後に詳述する。

また、前輪１６側のパワーシリンダ１４及び後
輪側のパワーシリンダ２８には各々油圧タンク３
２内の圧油が油圧ポンプ３４によつて吸い上げら
れ、フローデバイダ３６により二方向に分流して
供給され、ステアリング装置１５及び後輪転舵装
置２５を作動させた後、油圧タンク３４に回収さ
れるようになつている。パワーシリンダ１４，２
８への圧油の供給量は、ハンドルホイール１０の
転舵量及び回転軸３０の回転量に応答して開閉す
る弁により各々制御される。

次に、後輪転舵制御装置５０について第３図〜
第６図をもとに説明する。

第３図において箱状のハウジング５２の下方に
は前記入力軸２０及び出力軸３０が回転可能に支
承され、入力軸２０の自由端は出力軸３０の嵌合
部５４に嵌合されている。入力軸２０には、ハウ
ジング５２の一方の側壁寄りにギヤー５６及びフ
ランジ部材５８が固定されている。ギヤー５６は
回転軸６０に固設されたアイドルギヤー６２に噛
合しており、このアイドルギヤー６２は、ハウジ
ング５２の上方寄りに回転可能に取り付けられた
回転軸６４上のギヤー６６に噛合されている。ま
た、上記フランジ部材５８と、出力軸３０に連続
して形成されたフランジ部６８とは円筒部材７０
によつて相互連結されており、フランジ部材５
８、円筒部材７０及びフランジ部６８を備えた出
力軸３０は一体的に回転するようになつている。
円筒部材７０には中間部外周面に二本のリブ７
２，７４が形成されており、第４図及び第５図に
示すように、各リブ７２，７４には円筒部材７０
の半径方向と直交する方向にボルト７６，７８が
互に対向する方向に螺合されている。

上記フランジ部材５８、円筒部材７０及びフラ
ンジ部６８によつて画定される空間内には、一対
の回転部材８０，９０が回転可能に取り付けられ
ている。一方の回転部材８０は入力軸２０に嵌合
された嵌合部８２と、フランジ部８４と、フラン
ジ部８４の外周寄りの部分から軸方向に延びる円
筒部８６とから成り、フランジ部８４の外周上に
は突起８５を有する。他方の回転部材９０は入力
軸２０に嵌合された嵌合部９２と、フランジ部９
４と、フランジ部９４の内周寄りの部分から軸方
向に延びる円筒部９６とから成り、フランジ部９
４の外周上には突起９５を有する。また、第４図
及び第５図から明らかなように、各嵌合部８２，
９２には各々ボルト８８，９８が互に対向する方
向に螺合され、入力軸２０上に挿入されたピン１
０２，１０４に当接可能とされている。そして、
両フランジ部８４，９４及び両円筒部８６，９６
によつて画定される空間内にはねじりばね１０６
が配設され、その両端は外方の円筒部８６及び内
方の円筒部９６に各々係止されている。このばね
１０６は回転部材８０を右旋方向に、回転部材９
０を左旋方向に所定のセツト荷重で付勢してお
り、これにより突起８５，９５とピン７６，７８
が当接されている。

前記出力軸３０の嵌合部５４にはギヤー１０８
が固設され、このギヤー１０８は、前記回転軸６
４に対向してハウジング５２に回転可能に取り付
けられた回転軸１１０上に固設されたギヤー１１
３に噛合されており、前記入力軸の方向を反転せ
しめて出力軸に伝達する反転手段を構成してい
る。

回転軸６４及び１１０の内側端部は各々第６図
に示すように一対の突起１１２及び１１４が直径
方向に隔設されており、前記入力軸の回転を出力
軸に伝達しない不感帯設定手段を構成し、突起同
士が当接した後は、回転軸２０の回転が回転軸３
０に伝達されるようになつている。

次に、本実施例の作動を説明する。

今仮に、ステアリングホイール１０が右旋され
たとすると、その操舵量に応答してパワーシリン
ダ１４内の油量制御弁が開き、圧油の作用でピス
トンロツド１２が左方（第２図中下方）に移動し
て前輪１６を右方に転舵するとともに、ラツク１
８とピニオン２２との噛合を介して入力軸２０が
右旋（第４図及び第５図中）される。入力軸２０
が右旋されると、ピン１０４とボルト９８との当
接を介して回転部材９０が右旋するが、ばね１０
６はそのセツト荷重が回転部材９０即ち入力軸２
０の回転力よりも大きく設定されているので少し
もたわまず、回転部材８０がばね１０６を介して
回転部材９０と一体的に右旋する。すると、突起
８５とボルト７６との当接を介して円筒部材７０
即ち出力軸３０が右旋することとなる。

入力軸２０の右旋時には、ギヤー５６，６２及
び６６を介して回転軸６４も右旋するが、前輪１
６の転舵角度θ_Hが角度θ₂よりも小さい時は、ギヤ
ー５６，６２及び６６のギヤー比によつて減速さ
れ、また回転軸６４の突起１１２と回転軸１１０
の突起１１４との間には所定の間隔があるので、
回転軸６４の回転は回転軸１１０には伝達されな
い。出力軸３０が右旋すると、パワーシリンダ２
８内の油量制御弁が回転量に応答して開き、圧油
によつてピストンロツド２６が左方（第２図中下
方）に移動され、後輪２４が右方に転舵される。

このように前輪１６の転舵角度θ_Hが角度θ₂より
も小さい場合は前輪１６と後輪２４とはともに右
方に転舵され、しかも同位相にあるので、高速走
行時等にスムーズにレーンチエンジなどができる
ことゝなる。

ハンドルホイール１０が引き続き右旋され、前
輪１６の転舵角度θ_Hが角度θ₁よりも大きくなる
と、入力軸２０から回転部材９０に右旋方向の力
が加わるとともに、出力軸３０から回転部材８０
に左旋方向の力が加わり、双方の力によつてばね
１０６は変形されることゝなる。即ち、入力軸２
０の回転量が一定値を超えると、ギヤー５６，６
２及び６６を介して回転軸６４の突起１１２と回
転軸１１０の突起１１４とが当接し、両回転軸６
４，１１０は一体的に右旋することゝなる。その
結果、ギヤー１１３，１０８を介して出力軸３０
及び円筒部材７０が左旋され、突起８５とボルト
７６との当接を介して回転部材８０が左旋される
のである。

ここにばね１０６のセツト荷重は、前記回転部
材９０側からのみ回転力が加わつた時にはたわま
ないが、双方の回転部材８０，９０から互に反対
方向に回転力が加わつた時にはたわむようにされ
ているので、この変形によつて回転部材９０即ち
入力軸２０の回転は吸収されて出力軸３０には伝
達されない。ギヤー５６，６２及び６６並びにギ
ヤー１１３，１０８は上述した如く、出力軸３０
を入力軸２０とは反対方向に回転させ、しかも回
転部材８０をばね１０６をたわませるに足る大き
な力で回転するようにその配置、歯数、半径等が
選定されている。

なお、前輪１６の転舵角度θ_Hが角度θ₁〜θ₂の間
にある時は、前輪１６と後輪２４とは互に反対方
向に転舵されるが、後輪２４は左方に角度θ₃だけ
転舵された状態から転舵角度零の状態に復帰中な
ので、前輪１６と後輪２４とは同位相にある。

そして更にハンドルホイール１０が右旋され、
前輪１６の転舵角度θ_Hが角度θ₁よりも大きくなる
と、回転部材９０，８０及び回転軸６４，１１０
等は上述したのと同方向に作動を続け、後輪２４
が前輪１６と逆位相になる。つまり、前輪１６は
右方に転舵されるが後輪２４は左方に転舵され、
しかも前輪１６と後輪２４とは互に逆位相にある
ので、車庫入れ等の時狭いスペースを利用して車
両の向きを急速にかえることができるのである。

なお、以上説明したのはハンドルホイール１０
が右方に操舵され、それによつて前輪１６が右方
に転舵される場合であつたが、ハンドルホイール
１０が左方に操舵されて前輪１６が左方に転舵さ
れた場合は、入力軸２０が左旋して、ピン１０
２、ボルト８８及び突起９５、ボルト７８並びに
それに関連する各部材（回転部材８０，９０、ギ
ヤー５６，６２及び６６、回転軸８０，９０、ギ
ヤー１１２，１０８等）がすべて上述したのとは
反対の方向に回転して所期の作動が達成されるこ
とは明らかであろう。

次に、本発明がマニユアルステアリングを装備
した４輪操舵装置に適用された第２実施例につい
て、第７図をもとに説明する。ステアリングホイ
ール１０が固設されたハンドル軸１２０の下端に
はピニオン１２２が固設されている。ピニオン１
２２は、前輪１６を転舵する軸部材１２４に形成
されたラツク部分１２６に噛合されている。軸部
材１２４から延びるラツク１８に回転軸２０の前
端に固定されたピニオン２２が噛合していること
は、上記実施例と同様である。また、上記後輪転
舵制御装置５０を介して回転軸（入力軸）２０に
作動的に連結された回転軸（出力軸）３０の後端
にはピニオン１２８が固設され、後輪２４を転舵
する軸部材１３０に形成されたラツク部分１３２
にピニオン１２８が噛合している。

本実施例は、油圧による駆動力ではなく、ハン
ドルホイール１０の操舵力のみによつて前輪１
６、後輪２４が転舵されるようになつている点を
除いて、上記実施例と異なる処はないので詳しい
説明は省略する。

以上述べたように、この発明により４輪操舵装
置における後輪転舵制御装置は、中間に配設され
た捩り弾性を有する付勢手段を介して互いに対向
して入力軸に係合する２個の回転部材と、これら
と係合する出力軸と、前記入出力軸間に前記２個
の回転部材とは別に設けられ、前記入力軸の所定
の回転角度範囲のみを前記出力軸に伝達する不感
帯設定手段と、入力軸の回転方向を反転させて出
力軸に伝達する反転手段とが全体として簡素な構
造の中に含まれる構成になつているので、安価で
信頼性が高く、しかも比較的高度な後輪制御が可
能な４輪操舵装置を得ることが出来る。

なおこの発明の実施例における後輪転舵制御力
はパワーステアリングの場合には切換弁、スイツ
チなどを作動させる力であるが、第２実施例はマ
ニユアルステアリングの場合には後輪転舵制御力
は実際に後輪を転舵する後輪転舵力と一致する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本となる前輪と後輪との
転舵の制御関係を示す図表、第２図はこの発明の
第１実施例であるパワーステアリングを装着した
車両の４輪操舵装置の概要を示す平面図、第３図
は後輪転舵制御装置の実施例の断面図、第４図お
よび第５図はそれぞれ第３図における−断面
図および−断面図、第６図は第３図における
−断面図、第７図は別の実施例の概要を示す
図である。 主要部分の符号の説明、１０はハンドホイー
ル、１５はステアリング装置、２０は入力軸、２
５は後輪転舵装置、３０は出力軸、５０は後輪転
舵制御装置、６４は第１の回転軸、８０は第１の
回転部材、９０は第２の回転部材、１０６はばね
部材、１１０は第２の回転軸である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両の前輪を転舵するステアリング装置と、 車両の後輪を転舵する後輪転舵装置と、 前記ステアリング装置と後輪転舵装置間にわた
   つて設けられ、前輪の転舵量に応じて前記後輪転
   舵装置を制御させる、機械的構成に基づく後輪転
   舵制御装置とからなり、 前記後輪転舵制御装置は、前記ステアリング装
   置の作動と連動する回転力によつて回転する入力
   軸と、 該入力軸に係合し前記入力軸の第１の回転方向
   の回転のみを伝達する第１の回転部材と、 前記第１の回転部材とは反対方向の第２の回転
   方向の回転のみを伝達する第２の回転部材と、 前記第１、第２両回転部材間に配設され、前記
   第１の回転部材を第２の回転方向に、前記第２の
   回転部材を第１の回転方向にそれぞれ付勢する付
   勢手段と、 前記第１の回転部材に係合し、該第１の回転部
   材から第２の回転方向の回転を伝達され、第１の
   回転部材には第１の回転方向の回転を伝達し、前
   記第２の回転部材と係合し、前記第２の回転部材
   からは第１の回転方向の回転を伝達され、前記第
   ２の回転部材には第２の回転方向の回転を伝達
   し、前記後輪転舵装置を作動させる出力軸と、 前記入力軸および出力軸間に前記第１および第
   ２の回転部材とは別に設けられ、前輪の転舵角度
   の絶対値が所定値より小さい角度範囲では前記入
   力軸の回転を前記出力軸に伝達しない不感帯設定
   手段と、 前記所定値より大きい角度範囲では前記入力軸
   の回転方向を反転せしめて出力軸に伝達する反転
   手段とを備えていることを特徴とする車両の４輪
   操舵装置。