JPH0468185B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両の四輪操舵装置に関し、前輪側よ
り後輪に伝達される後輪転舵力を動力舵取装置に
より増幅するようにした、後輪転舵装置の作動を
機械的に制御する四輪操舵装置に関する。

従来四輪車両の操舵は操舵輪によつて前輪のみ
を転舵するのが普通であるが、前輪のみを転舵す
るのでは走行状況によつて後輪に横すべりが生じ
たり、旋回半径に限度があつて小まわりが効かな
いなどの操縦性、操向性の点から問題が指摘さ
れ、この転に鑑み最近前輪と共に後輪をも転舵す
る四輪操舵装置が提案、研究されている。

即ち四輪操舵装置では比較的高速での走行時に
前輪の転舵方向と同一の方向に後輪を転舵すれ
ば、前、後輪に同時に横方向の力が加わるので操
舵輪操舵からの位相のおくれがなく、車両の姿勢
を旋回円の接線上にほぼ保つことが出来、例えば
高速走行時のレーンチエンジなどもスムーズに行
なえる。又極低速走行時に前輪の転舵方向と逆方
向に後輪を転舵すれば、車両の向きを大きく変化
出来るので縦列駐車や車庫入れなどに便利であ
る。

さらに比較的高速では前輪を大きく転舵するこ
とはなく、前輪を大きく転舵するのは比較的低速
での走行時であることを考えると、前輪が小さく
転舵される範囲では後輪をも同一方向に転舵し、
大きく転舵する時には後輪を逆方向に転舵する四
輪操舵装置が求められることが判る。

前述の如き四輪操舵装置は原理的には種々の方
式で実現することが可能であるが、電気的手段や
油圧手段を多く用いるものは構造が複雑となり、
比較的価格が高く、さらに維持の面や、故障時の
安全性などの信頼性の面で問題が多い。

本発明は前述の問題点に鑑み、ステアリング装
置の作動を後輪転舵装置の作動を制御する制御力
として機械的手段によつて伝達し、この制御力に
よつて後輪転舵装置を作動させる転舵力を動力舵
取装置を利用して増幅する形式の、構造が簡素で
信頼性の高い車両の四輪操舵装置の提供を目的と
するものである。

上記目的達成のために、本発明においては、前
輪を転舵するステアリング装置からの力を後輪転
舵装置に制御力として伝達するように構成し、ス
テアリング装置と後輪転舵装置の少なくとも一方
を動力舵取装置と成し、後輪転舵制御装置が、後
輪を前輪と同方向に転舵する転舵力を後輪転舵装
置に伝達するための同方向転舵制御力伝達手段
と；後輪を前輪とは逆方向に転舵する転舵力を後
輪転舵装置に伝達するための逆方向転舵制御力伝
達手段と；前記同方向転舵制御力伝達手段からの
み制御力を受ける時はこの制御力を後輪転舵装置
に伝達し、さらに前記逆方向転舵制御力伝達手段
からも、前輪の転舵方向を反転した制御力を受け
る時には前記同方向転舵制御力を吸収して、逆方
向転舵制御力による作動のみを後輪転舵装置に伝
達する可逆方向伝達手段と；前記前輪の転舵角度
が所定角度範囲内にある時には逆方向転舵制御力
を不作動にして逆方向転舵制御力を伝達しない構
造の不感帯設定手段とを含む構成となつている。

以下、図面に拠つて本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明の第１の実施例が装備された
車両の概略平面図である。図中、操舵輪１の操舵
操作による操舵軸２の回転は、公知のラツクピニ
オン機構などによる運動変換機構（不図示）を収
納したギアボツクス３により、ピストンロツドで
あるラツクギア４の直動に変換される。ラツクギ
ア４はピストン部（不図示）を有し、これはパワ
シリンダ５内に内嵌されている。ラツクギア４の
両端はサイドロツド６，６を介してナツクルアー
ム７，７に連結され、ナツクルアーム７，７は枢
軸７ａ，７ａを中心としてラツクギア４の左右
（図中、上下方向）への直動に従つて左右に揺動
し、それにより公知の機構を介して前輪８，８が
転舵される。

この実施例の動力舵取装置において、油圧ポン
プ９から吐出され流量分配弁１０で別けられた供
給油は、油圧パイプ１１、コントロールバルブ部
１２を経てパワシリンダ５の左右室に供給され
る。これにより、パワシリンダ５の左右室間の差
圧がピストンロツドであるラツクギヤ４に伝達さ
れ前輪８，８がパワーアシストされて転舵され
る。リザーバタンク１３は夫々パイプ１４，１５
を介してポンプ９、コントロールバルブ部１２に
接続されている。

ラツクギア４と図中下方のサイドロツド６との
連続点にはピン１６が埋設されており、これはＬ
型リンク１７の二又部１７ａと係合している。Ｌ
型リンク１７には、ラツクギヤ４、パワシリンダ
５等により構成される前輪を転舵する動力舵取装
置に連結されて直動する入力軸手段であるロツド
部材１８がピン結合されている。ロツド部材１８
はＬ型リンク１７の揺動に従つて図中左右方向す
なわち車両の前後方向に動く。ロツド部材１８は
シリンダ部１９と枝部２０とを有し、シリンダ部
１９内には第１直動部材２１、第２直動部材２
２、その間に配設されたばね部材２３が収めら
れ、更にこれらを貫いて２つのフランジ部２４，
２５を持つ出力軸２６が延びている。第１直動部
材２１はシリンダ部１９の第１の肩部１９ａと係
合し、ロツド部材１８から図中右方向の第１の方
向の力のみを受けるようになつている。第２直動
部材２２はシリンダ部１９の第２の肩部１９ｂと
係合し、ロツド部材１８から図中左方向の第２の
方向の力のみを受けるようになつている。ばね部
材２３は第１及び第２直動部材２１，２２に当接
し、これらを夫々第２の方向、第１の方向に所定
のセツト荷重で付勢している。出力軸２６の２つ
のフランジ部２４，２５は、夫々、第１直動部材
２１、第２直動部材２２に係合し、第１直動部材
２１からは第２の方向の力を受ける一方これには
第１の方向の力を与え、第２直動部材２２からは
第１の方向の力を受ける一方これには第２の方向
の力を加える関係となつている。そして、上記所
定のセツト荷重はロツド部材１８からの力より大
きく設定されているので、他の力が出力軸２６に
加わつていなければロツド部材１８の左右動はそ
のまま第２直動部材２２、ばね部材２３、第１直
動部材２１、フランジ部２４を介して、または第
１直動部材２１、ばね部材２３、第２直動部材２
２、フランジ部２５を介して出力軸２６に伝えら
れこれをロツド部材１８と同方向に動かす。な
お、ピン１６、Ｌ型リンク１７、ロツド部材１
８、シリンダ部１９および出力軸２６により同方
向転舵制御力伝達手段を構成する。

一方、ロツド部材１８の枝部２０にはシリンダ
部２７を持つ他のロツド部材２８がピン結合さ
れ、このシリンダ部２７内にピストンロツド２９
のピストン部３０がはまつている。

従つてロツド部材２８の左右動はピストン部３
０がシリンダ部２７の左右壁２７ａ，２７ｂのい
ずれかに当接しているときにはピストンロツド２
９に伝えられてピストンロツド２９を同方向に動
かすが、その間の位置では伝達されない。なお、
ピストン部３０とシリンダ部２７とで不感帯設定
手段を構成する。

この当接しない位置範囲は前輪８の転舵角度の
絶対値が所定値以下の範囲に対応している。

ピストンロツド２９はリンク３１にピン結合さ
れており、リンク３１は枢軸３１ａを中心に揺動
可能で他端が二又部３１ｂになつて出力軸２６に
埋設されたピン３２に係合している。又ロツド部
材１８からロツド部材２８、ピストンロツド２９
を介して伝達される力は、リンク部材３１により
ロツド部材１８から第１又は第２直動部材２１，
２２に直接的に伝達される力より大でかつこれら
の力の和が上記所定のセツト荷重より大きくな
り、その方向が反転されて出力軸２６に伝達され
るようになつている。

従つて、ピストンロツド２９のピストン部３０
がシリンダ部２７の左右壁２７ａ，２７ｂのいず
れかに当つて、この経路を介してロツド部材１８
から出力軸２６へと反転された力が伝えられると
きには、出力軸２６はフランジ部２４を介して第
１直動部材２１、又はフランジ部２５を介して第
２直動部材２２をシリンダ部１９内で相対的に動
かしてばね部材２３を圧縮しつつロツド部材１８
の動きとは反対の方向に運動する。なお、枝部２
０、ロツド部材２８、シリンダ部２７、ピストン
部３０、ピストンロツド２９およびリンク３１に
より逆方向転舵制御力伝達手段を構成する。ま
た、両フランジ部２４，２５、両直動部材２１，
２２およびばね部材２３により、ピストンロツド
２９からの力とシリンダ部１９からの力が対向し
たときに後者の力を吸収して前者の力のみを伝達
する可逆方向伝達手段を構成する。

出力軸２６にはラツク３３が形成されており、
これはピニオン３４と噛んでいる。この部分を横
から見た様子が第２図に示されている。出力軸２
６の左右動でピニオン３４は回転し、この回転が
軸３５でもつて伝えられてコントロールバルブ部
３６を制御する。

一方、流量分配弁１０及びリザーバタンク１３
からの油圧パイプ３７，３８が上記コントロール
バルブ部３６を経てパワシリンダ３９の左右室に
つながつているので、コントロールバルブ部３６
の制御によりパワシリンダ３９の左右室間の差圧
がピストンロツド４０に伝達されこれが左右に動
かされる。こうして、前輪側のラツクギヤ４の左
右動に応じて、後輪側のピストンロツド４０も前
記ピストン部３０がシリンダ部２７の壁２７ａ又
は２７ｂに当つているときにはその方向が反転さ
れて直動し、当つていないときには同方向に直動
する。さらにピストンロツド４０の直動も、前輪
側と同様にサイドロツド４１，４１、ナツクルア
ーム４２，４２を介して後輪４３，４３に伝えら
れてこれを転舵する。

以上のごとき構成の第１実施例の作動を説明す
る。いま、転舵角零の中立位置（第３図のＮの位
置）から操舵輪１を右に切つたとすると、ギアボ
ツクス３内の機構およびパワシリンダ５の働きに
よりラツクギア４は第１図の下方すなわち左に動
き前輪８，８を右方向に転舵させる（この転舵角
を第３図のθ_H軸で示す）。

この時同時にＬ型リンク１７を左旋させ、ロツ
ド部材１８を車両の前方の方向へと直動させる。
この動きにより力は第２の肩部１９ｂ、第２直動
部材２２、ばね部材２３、第１直動部材２１、フ
ランジ部２４を介して出力軸２６に伝達され、こ
れを同じく前方へ直動させようとする。そして、
前輪８，８の右方向への転舵角が所定値θ₁以下で
ある範囲では、ピストンロツド２９のピストン部
３０はいまだロツド部材２８のシリンダ部２７の
右壁２７ｂに当たるに至つていないので、ロツド
部材１８の動きはロツド部材２８に伝えられるの
みでピストンロツド２９には伝えられずリンク３
１の側からは出力軸２６に力が伝えられない。従
つて、ピストンロツド１８からばね部材２３等を
介して出力軸２６に伝えられた力が、ばね部材２
３を圧縮させずそのまま出力軸２６をロツド部材
１８と同方向に動かす。これにより、ピニオン３
４の回転を介してコントロールバルブ部３６が制
御され、パワシリンダ４１の左右空間の差圧によ
りピストンロツド４０が左方すなわち図中下方に
動かされて後輪４３，４３を前輪８，８と同方向
である右方に転舵する（この転舵角を第３図のθ_R
軸で示す）。

しかし、前輪８，８の右方向への転舵角が前記
所定値θ₁以上になると、ピストン部３０がシリン
ダ部２７の右壁２７ｂに当接するに至り、ロツド
部材１８の動きはロツド部材２８を介してピスト
ンロツド２９にも伝えられ、更にリンク３１を介
して反転した力として出力軸２６に伝えられる。
すると、ばね部材２３には、第２の肩部１９ｂ及
び第２直動部材２２を介して左方向すなわち第２
の方向の力が加わると共に、出力軸２６のフラン
ジ部２４及び第１直動部材２１を介して右方向す
なわち第１の方向の力が加わる。ここで、これら
２つの力の和がばね部材２３のセツト荷重より大
きく且つこれら２つの力のうち前者の力が後者の
力より小さいので、第２直動部材２２は第２の肩
部１９ｂに当接したまま第１直動部材２１のみが
第１の肩部１９ａから離れてばね部材２３を圧縮
する。従つて、ロツド部材１８は前方すなわち左
方に動くのに反して、出力軸２６は後方すなわち
右方に動き出し、コントロールバルブ部３６の制
御が反転されて今まで右方向に転舵されていた後
輪４３，４３が左方向に転舵され始める。こうし
て、更に前輪８，８を右方向へ転舵してゆくと、
ついに転舵角θ₂のところで後輪４３，４３は中立
位置を過ぎて左側へ転舵されるようになる。

操舵輪１を中立位置から左方向に切る場合も、
作動が逆になるのみで上記と同様である。

このように、前輪８，８が中立位置Ｎを挟んだ
所定転舵角範囲（左右にθ₁以下の範囲）内にある
ときには、前輪８と後輪４３は同方向に転舵さ
れ、この範囲外にあるときには後輪４３は前輪８
と反対方向に転舵される。そしてその結果、前記
所定転舵角範囲を含みその外の所定範囲（左右に
θ₂以下の範囲）内では前後輪８，４３は中立位置
に対して同じ側に転舵された状態にあり、範囲外
（左右にθ₂以上）では中立位置を挟んで反対側に
転舵された状態にある。

次に、第２実施例を説明する。第４図は第２実
施例を装備した車両の概要を示す平面図であり、
第１実施例と共通の部分については第１実施例の
ものと同符号で示し適宜説明を省略する。

ピストンロツドであるラツクギア４にはラツク
４４が一体的に取付けられて、これはラツクギア
４と共に左右すなわち第４図中上下に直動する。
ラツクギア４には入力軸４５の前方端に固設され
たピニオン４６が噛合し、ラツクギア４の直動に
つれて入力軸４５は回転する。

一方、後輪４３，４３は、出力軸４７の回転に
よりコントロールバルブ部３６が制御されこれに
よりパワーシリンダ３９の左右室間の差圧でラツ
クギア４０が動かされて転舵される。

入出力軸４５，４７間は後輪転舵制御装置５０
によつて連結され、入力軸４５の作動に応じて出
力軸４７が制御される。

次に、制御装置５０について第５図〜第８図を
もとに説明する。

第５図において箱状のハウジング５２の下方に
は前記入力軸４５及び出力軸４７が回転可能に支
承され、入力軸４５の自由端は出力軸４７の嵌合
部５４に嵌合されている。入力軸４５には、ハウ
ジング５２の一方の側壁寄りに、ギア５６が固設
される一方、支持用フランジ部材５８が相対回転
可能に設けられている。ギア５６は回転軸６０に
固設されたアイドルギア６２に噛合しており、こ
のアイドルギア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
ア６６に噛合されている。上記フランジ部材５８
と、出力軸４７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５８、円筒部材７０及びフラン
ジ部６８を備えた出力軸４７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７２，７４が形成されており、第
６図及び第７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が互い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４５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４５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９４
の外周上には突起９５を有する。第６図及び第７
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が互いに対向する方向に螺
合され、入力軸４５上に挿入されたピン１０２，
１０４に当接可能とされている。両フランジ部８
４，９４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
の両端はフランジ部８４及びフランジ部９４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９０を右旋方向に所
定のセツト荷重で付勢しており、これにより夫々
突起８５，９５とピン７６，７８が通常当接され
ている。なお、前記一対の回転部材８０，９０、
ばね１０６、円筒部材７０およびフランジ部６８
により同方向転舵制御力伝達手段を構成する。

前記出力軸４７の嵌合部５４にはギア１０８が
一体的に回転するように取付けられ、このギア
は、前記回転軸６４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
されたギア１１３に噛合されている。

回転軸６４及び１１０の内側端部は各々第８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、不感帯設定手段を構成
し、突起同士が当接した後は、入力軸４５の回転
がこれらの軸６４，１１０を介し反転されて出力
軸４７に伝達されるようになつている。なお、ギ
ア６２，６６および軸６４，１１０により逆方向
転舵制御力手段を構成する。

次に本実旋例の作動を説明する。

また、ばね１０６のセツト荷重は双方の回転部
材から互いに反対方向に回転力が加わつたときに
は、たわむようになされているので、この変形に
よつて入力軸４５の回転は吸収され、逆方向転舵
制御力のみが伝達される。なお、両フランジ部８
４，９４、両円筒部８６，９６およびバネ１０６
により可逆方向伝達手段を構成する。

今操舵輪１が右旋されたとすると、その操舵量
に対応してコントロールバルブ１２が制御され、
パワーシリンダ５の圧油の作用でピストンロツド
４が左方に移動し、前輪８，８を右方に転舵する
とともに、ラツク４４とピニオン４６との噛み合
いを介して入力軸４５が右旋される。

入力軸４５が右旋されると、第７図に示された
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９６はそのセツト荷重
が回転部材９０即ち入力軸４５の回転力よりも大
きく設定されているので撓むことはなく、回転部
材８０がばね９６を介して回転部材９０と一体的
に右旋する。

その場合には第６図に示した突起８５とボルト
７６との当接により円筒部材７２即ち出力軸４７
が右旋することになる。

入力軸４５の右旋時には、ギア５６，６２およ
び６６を介して回転軸６４も右旋するが、前輪８
の転舵角度θ_Hが第３図のθ₁よりも小さい時にはギ
ア５６，６２および６６のギア比によつて減速さ
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。従つて出力軸４７には２個の回転部材８０，
９０を介した回転力のみが伝わる。

出力軸４７が右旋すると、コントロールバルブ
３６が制御され、圧油によつてピストンロツド４
が左方に移動され、後輪４３が右方に転舵され
る。

しかし、第１実施例と同様に、前輪８，８の右
方向への転舵角がθ₁以上になると、回転軸６４の
突起１１２と回転軸１１０の突起１１４とが当接
するに至り、入力軸４５の動きはこれら回転軸６
４，１１０などを介して伝えられ、更にギア１１
２，１０８によつて反転した力として出力軸４７
に伝えられる。すると、ばね１０６には、円筒部
材７０、回転部材８０を介して左旋方向の力が加
わると共に、回転部材９０を介して右旋方向の力
も加わる。そして、これら２つの力及びばね１０
６のセツト荷重の大きさの関係から、入力軸４５
が回転部材９０と共に右旋するのに対して、出力
軸４７は円筒部材７０及び回転部材８０と共にば
ね１０６を撓ませながら左旋する。こうしてコン
トロールバルブ部３６の制御が反転されて、今ま
で右方向に転舵されていた後輪４３，４３が左方
向に転舵され始める。そして、更に前輪８，８を
右方向に転舵してゆくと、ついに転舵角θ₂（第３
図参照）のところで後輪４３，４３は中立位置を
過ぎて左側に転舵されるようになる。

操舵輪１を中立位置から左方向に切る場合も、
作動が逆となるのみで上記と同様である。

以上のごとく、本発明によれば、ばね部材の如
き付勢手段や回転部材又は直動部材などからなる
機械的な後輪転舵制御装置を用いて、例えば前記
動力舵取装置からの力を後輪転舵装置に制御力と
して伝達してこれを制御しているので、電気的手
段や油圧手段が少なく複雑な配線、配管などが減
少して機構的に簡素になると共に維持も簡単とな
り、延いては価格的にも廉価となる。

さらに後輪を転舵する制御力の伝達が機械的に
連結されているので、万一故障があつたとしても
車輪の動きがある程度規制されており、安全性な
どの信頼性の面でも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例が装備された車両
の平面図、第２図は第１図の後輪部を横から見た
図、第３図は作動を説明するためのグラフ、第４
図は本発明の第２実施例の装備された車両の平面
図、第５図は第４図の後輪転舵制御装置の詳細
図、第６図、第７図及び第８図は夫々第５図の
−、−及び−断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、前輪……８、前輪
を転舵する動力舵取装置……１〜１５、後輪……
４３、後輪転舵装置……３４〜４２、後輪転舵制
御装置……１８〜３２，５０。

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、 前記ステアリング装置と後輪転舵装置の少なく
   とも一方に設けられた動力舵取装置とからなり、 前記後輪転舵制御装置は、後輪を前輪と同方向
   に転舵するよう後輪転舵装置に同方向転舵制御力
   として伝達する同方向転舵制御力伝達手段と、 前記同方向転舵制御力の方向を反転して後輪を
   前輪と逆方向に転舵するよう後輪転舵装置に逆方
   向転舵制御力として伝達する逆方向転舵制御力伝
   達手段と、 前記同方向転舵制御力を吸引して、前記逆方向
   転舵制御力による作動のみを伝達する可逆方向伝
   達手段と、 前記前輪の転舵角度が所定角度範囲内にあると
   きは、前記可逆方向伝達手段の作動を規制し、同
   方向転舵制御力伝達手段のみを作動させる不感帯
   設定手段とを備えたことを特徴とする車両の四輪
   操舵装置。