JPH0725323B2 - 自動車に使用される前後輪操舵系統 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、後輪が前輪の操舵に関連して操舵されると
ころの自動車に使用される前後輪操舵系統に関する。

背景技術 近年、自動車では、前輪および後輪を操舵するところの
前後輪操舵が行なわれ、操舵性および走行安定性の向上
を図る傾向にある。

その前後輪操舵は、通常、フロント・パワー・ステアリ
ングおよびリア・パワー・ステアリングで行なわれ、そ
のリア・パワー・ステアリングのコントール・バルブ
が、また、長いリレー・ロッドを含むリンク機構でその
フロント・パワー・ステアリングに連結され、そのリン
ク機構切換を介して操舵入力が、そのリア・パワー・ス
テアリングに与えられ、そのようにして、そのリア・パ
ワー・ステアリングは、そのフロント・パワー・ステア
リングの操舵に関連させて操舵させらされる。

したがって、長いリレー・ロッドを使用するそのリンク
機構では、配置上、スペース的に制約される場合が、し
ばしば生じ、そのリンク機構の配置が非常に困難になっ
た。

また、そのようなリンク機構によらない前後輪操舵で
は、装置全体が複雑で高価につく傾向にあった。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、信頼性が確保され、操舵入力
が、簡易手段でフロント・ステアリングからリア・パワ
ー・ステアリングに伝達可能になり、後輪が、前輪の操
舵に関連して操舵され、操舵入力を伝達する手段が、ス
ペース的に制約されることなしに、容易に配置されるこ
とろの自動車に使用される前後輪操舵系統の提供にあ
る。

この発明の他の目的・課題は、操舵入力を伝達する手段
に故障が発生する際、リア・パワー・ステアリングをフ
ェイル・セーフに動作させ、自動車の走行上、信頼性お
よび安全性を確保するところの自動車に使用される前後
輪操舵系統の提供にある。

目的・課題に係る発明の概要： 請求する発明の内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の自動車に使用
される前後輪操舵系統は、前輪を操舵するフロント・ス
テアリングと、後輪を操舵するリア・パワー・ステアリ
ングと、そのフロント・ステアリングおよびリア・パワ
ー・ステアリングに関連してその前輪とその後輪との間
にシャシの左右方向に伸長されてそのシャシ側に回転可
能に支持され、そして、そのフロント・ステアリングで
そのシャシの前後方向に揺動されるコントロール・ビー
ムとそのコントロール・ビームに往復動可能に支持され
る一対の位相切換えラックと、そのコントロール・ビー
ムにその位相切換えラックを往復動させる電気アクチュ
エータと、そのコントロール・ビームの後方においてそ
のシャシの左右方向に所定の間隔を置かれ、そして、そ
のシャシの前後方向に伸長されてそのシャシ側に固定さ
れる一対の固定レールと、その対応する固定レールに嵌
め合わせられる一対の固定レール・スライダと、そのコ
ントロール・ビームの後方においてそのシャシの左右方
向に伸長されてその対応する固定レール・スライダに固
定される一対の可動レールと、その対応する可動レール
に嵌め合わせられてその対応する位相切換えラックに回
転可能に連結される一対の可動レール・スライダと一端
をその対応する固定レール・スライダに、他端をそのリ
ア・パワー・ステアリングのコントール・バルブにそれ
ぞれ接続する一対のコントロール・ケーブルと、車速セ
ンサの信号に応じてその電気アクチュエータにその一対
の位相切換えラックを往復動させるコントロール・ユニ
ットとを含み、そして、そのコントロール・ユニット
が、その車速センサからの信号に応じてその電気アクチ
ュエータに流れる電流を制御してその電気アクチュエー
タを駆動し、そのフロント・ステアリングの操舵に関連
して後輪の位相および舵角を決定するように、その電気
アクチュエータでその一対の位相切換えラックをそのコ
ントロール・ビームにおいて移動させてそのコントロー
ル・ビームの揺動を制御し、そのコントロール・ビーム
の揺動でそのリア・パワー・ステアリングのコントール
・バルブを動作させ、そして、そのリア・パワー・ステ
アリングを駆動し、その前輪および後輪を操舵するとこ
ろである。

また、この発明の自動車に使用される前後輪操舵系統
は、前輪を操舵するフロント・ステアリングと、スプリ
ングおよび流体圧の何れかでスプールをセンタリングす
るコントール・バルブを有して後輪を操舵するリア・パ
ワー・ステアリングと、そのフロント・ステアリングお
よびリア・パワー・ステアリングに関連してその前輪と
その後輪との間にシャシの左右方向に伸長されてそのシ
ャシ側に回転可能に支持され、そして、そのフロント・
ステアリングでそのシャシの前後方向に揺動されるコン
トロール・ビームと、そのコントロール・ビームに往復
動可能に支持される一対の位相切換えラックと、そのコ
ントロール・ビームにその位相切換えラックを往復動さ
せる電気アクチュエータと、そのコントロール・ビーム
の後方においてそのシャシの左右方向に所定の間隔を置
かれ、そして、そのシャシの前後方向に伸長されてその
シャシ側に固定される一対の固定レールと、その対応す
る固定レールに嵌め合わせられる一対の固定レール・ス
ライダと、そのコントロール・ビームの後方においてそ
のシャシの左右方向に伸長されてその対応する固定レー
ル・スライダに固定される一対の可動レールと、その対
応する可動レールに嵌め合わせられてその対応する位相
切換えラックに回転可能に連結される一対の可動レール
・スライダと、所定の引張荷重以上で破断される安全ケ
ーブルを少なくとも一部分に使用し、そして、一端をそ
の対応する固定レール・スライダに、他端をそのリア・
パワー・ステアリングのコントール・バルブにそれぞれ
接続する一対のコントロール・ケーブルと、車速センサ
の信号に応じてその電気アクチュエータにその一対の位
相切換えラックを往復動させるコントロール・ユニット
とを含み、そして、そのコントロール・ユニットが、そ
の車速センサからの信号に応じてその電気アクチュエー
タに流れる電流を制御してその電気アクチュエータを駆
動し、そのフロント・ステアリングの操舵に関連して後
輪の位相および舵角を決定するように、その電気アクチ
ュエータでその一対の位相切換えラックをそのコントロ
ール・ビームにおいて移動させてそのコントロール・ビ
ームの揺動を制御し、そのコントロール・ビームの揺動
でそのリア・パワー・ステアリングのコントール・バル
ブを動作させ、そして、そのリア・パワー・ステアリン
グを駆動してその前輪および後輪を操舵し、また、その
コントール・バルブに位相および舵角を伝達する手段に
無理な力が加えられると、その安全ケーブルのところ
で、そのコントロール・ケーブルが破断され、そのコン
トロール・バルブにおいて、そのスプールがニュートラ
ル位置に移動され、所謂、センタリングされてそのリア
・パワー・ステアリングをフェイル・セーフに動作させ
るところである。

具体例の説明 以下、この発明に係る自動車に使用される前後輪操舵系
統の特定された具体例について、図面を参照して説明す
る。

第１ないし７図は、トラック70に使用されたこの発明の
自動車に使用される前後輪操舵系統の具体例10を示して
いる。

その前後輪操舵系統10は、前輪75,76を操舵するフロン
ト・ステアリング11と、スプリング（図示せず）でスプ
ール（図示せず）をセンタリングする。リア・コントロ
ール・バルブ39を有し、後輪83,84,85,86を操舵するリ
ア・パワー・ステアリング12と、コントロール・ビーム
13と、一対の位相切換えラック14,15と、電気アクチュ
エータ16と、一対の固定レール17,18と、一対の固定レ
ール・スライダ19,20と、一対の可動レール21,22と、一
対の可動レール・スライダ23,24と、一部分に安全ケー
ブル27,28を使用した一対のコントロール・ケーブル25,
26と、コントロール・ユニット29とを含んで構成され、
そフロント・ステアリング11が、その前輪75,76を操舵
可能にし、同時的に、そのリア・パワー・ステアリング
12が、その前輪75,76の舵角および車速に関連して、そ
の後輪83,84,85,86を操舵可能にし、さらに具体的に述
べるならば、そのトラック70が低速で走行される際に
は、前軸切れ角に対して後軸切れ角を逆位相で、また、
そのトラック70が高速で走行される際には、その前軸切
れ角に対してその後軸切れ角を同位相で、その後輪83,8
4,85,86を操舵可能にしている。

そのフロント・ステアリング11は、フロント・ブースタ
30、フロント・コントロール・バルブ31、油体ポンプ
（図示せず）、フロー・コントロール・バルブ（図示せ
ず）、ステアリング・ホイール32、ステアリング・シャ
フト33、ピットマン・アーム35、ドラック・リンク36、
およびナックル・アーム37を含んで、パワー・ステアリ
ングに構成された。

また、このフロント・パワー・ステアリング11では、そ
のフロント・ブースタ30、フロント・コントロール・バ
ルブ31、油圧ポンプ、フロー・コントロール・バルブ、
およびオイル・リザーバ（図示せず）が、フロント供給
側油圧配管（図示せず）およびフロント戻り側油圧配管
（図示せず）で油圧回路に接続され、そして、そのフロ
ー・コントロール・バルブが、フロント・ブースタ・バ
イパス（図示せず）でそのフロント戻り側油圧配管に接
続されている。

そのフロント・ブースタ30は、シリンダ・ボディにその
フロント・コントロール・バルブ31を組み込み、また、
マニュアル・ステアリング機構を含んだ通常のインテグ
ラル型に製作されたもので、ピストンが、そのシリンダ
・ボディのシリンダ・ボア内に往復摺動可能に嵌め合わ
せられてそのシリンダ・ボア内に一対のシリンダ室を区
画し、また、セクタ・シャフト34がそのピストンに噛み
合わせられてそのピストンの力および動きをそのピット
マン・アーム35に伝達可能にしている。

そのように、通常のインテグラル型に製作されたそのフ
ロント・ブースタ30は、また、そのトラック70のシャシ
71の前方に配置された前車軸72の両端にナックルおよび
キング・ピンを介して揺動可能に連結されてその前輪7
5,76をそれぞれ回転可能に支持した一対の前輪軸73,74
にそのピットマン・アーム35、ドラック・リンク36、お
よびナックル・アーム37を介して連結されている。勿
論、その前輪軸73,74はタイ・ロッド77および一対のタ
イ・ロッド・アーム78,79で互いに連結されている。

そのフロント・コントロール・バルブ31は、通常のイン
テグラル型パワー・ステアリングのコントール・バルブ
と同様に製作されてあって、また、そのステアリング・
シャフト33にギア結合され、そのステアリング・シャフ
ト33を介してそのステアリング・ホイール32で操作され
る。勿論、このフロント・コントロール・バルブ31は、
そのステアリング・ホイール32で操作されるに伴って、
その油圧ポンプから吐き出され、そのフロー・コントロ
ール・バルブで流量調整された圧油をそのフロント・ブ
ースタ11の一対のシリンダ室に選択的に供給し、同時
に、そのフロント・ブースタ11の一対のシリンダ室の圧
油をそのオイル・リザーバに選択的に戻す。

その油圧ポンプは、通常のパワー・ステアリングに使用
される油圧ポンプと同様に製作されてそのフロント供給
側油圧配管に配置されている。

また、この油圧ポンプは、そのトラックに搭載されたデ
ィーゼル・エンジン（図示せず）で駆動され、そのオイ
ル・リザーバから油を吸い上げ、加圧し、そのディーゼ
ル・エンジンの回転数にほぼ比例した圧油の吐出量が得
られるようにしている。

そのフロー・コントロール・バルブは、通常のパワー・
ステアリングに使用されるフロー・コントロール・バル
ブと同様に製作されて、その油圧ポンプとそのフロント
・コントロール・バルブ31との間で、そのフロント供給
側油圧配管に配置され、またフロント・ブースタ・バイ
パスでそのフロント戻り側油圧配管に接続されている。
勿論、このフロー・コントロール・バルブは、その油圧
ポンプから供給される圧油の流量を調整して、所定の流
量の圧油をそのフロント・ブースタ30およびリア・ブー
スタ38に供給し、また、その圧油の余剰流量をそのオイ
ル・リザーバにそのフロント・ブースタ・バイパスを経
て戻す。

そのリア・パワー・ステアリング12は、そのフロント・
パワー・ステアリング11の油圧ポンプ、フロー・コント
ロール・バルブ、およびオイル・リザーバを共用し、そ
れらにそのリア・ブースタ38およびリア・コントロール
・バルブ39をリア供給側油圧配管（図示せず）およびリ
ア戻り側油圧配管（図示せず）で接続して構成され、そ
のリア・ブースタ38のシリンダ・ボディ40をタイ・ロッ
ド・アーム89にピポット連結し、また、そのリア・ブー
スタ38のピストン・ロッド41を後車軸80にブラケット42
を介してピボット連結して、その後車軸80の両端に揺動
可能に連結され、そして、その後輪83,84,85,86を回転
可能に支持した一対の後輪軸81,82をタイ・ロッド87お
よび一対のタイ・ロッド・アーム88,89を介して操舵可
能にしている。

また、このリア・パワー・ステアリング12では、そのリ
ア・コントロール・バルブ39がそのリア・ブースタ38の
シリンダ・ボディ40に組み込まれている。

そのリア・コントロール・バルブ39は、前述されてある
ように、そのスプールが、そのスプリングでセンタリン
グされる構造に製作されてあって、操舵入力が与えられ
ない状態では、そのリア・ブースタ38において、シリン
ダ・ボディ40のシリンダ・ボア内のニュートラル位置に
ピストン（図示せず）を保持させる。すなわち、このリ
ア・コントロール・バルブ39は、そのリア・パワー・ス
テアリング12をフェイル・セーフに動作させ、そのトラ
ック70の走行を安全にしている。勿論、このリア・コン
トロール・バルブ39は、その操舵入力が与えられない状
態で、そのスプールが油圧でセンタリングされる構造に
製作されても同様に機能する。

そのコントロール・ビーム３は、そのフロント・パワー
・ステアリング11およびリア・パワー・ステアリング12
に関連してその前輪75,76とその後輪83,84,85,86との間
にそのシャシ71の左右方向に伸長されてそのシャシ71側
に回転可能に支持され、そして、そのフロント・パワー
・ステアリング11でそのシャシ71の前後方向に揺動さ
れ、この場合、その位相切換えラック14,15を往復動可
能に支持するために細長い箱形に製作されている。

さらに詳述するならば、そのコントロール・ビーム13
は、開口44を後方に向け、そして、両端をそのシャシ71
の両側に向けるセット状態で、そのシャシ71に固定され
たブラケット（図示せず）のピン47に回転可能に支持さ
れている。勿論、このコントロール・ビーム13は、ピボ
ット連結されたリレー・ロッド48を介してそのフロント
・パワー・ステアリング11のドラック・リンク36に連結
されてあって、そのリレー・ロッド48を介して伝達され
る前輪舵角、すなわち、そのフロント・パワー・ステア
リング11の操舵で水平面内において、そのピン47のまわ
りに揺動される。

特に、そのリレー・ロッド48は、そのコントロール・ビ
ーム13にボール・ジョイントで結合されているが、その
ボール・ジョイント結合部分の変位可能量が、そのドラ
ック・リンク36の変位量よりも少ないときに、所定の荷
重以上でロッド変位、所謂、押し引き方向のロッド変位
を吸収する一対のスプリング（図示せず）が、対向した
状態でそのボール・ジョイント結合部分に配置されてあ
る。

また、このコントロール・ビーム13は、第２および３図
から理解されるように、ビーム長さ方向に伸長された一
対の案内溝45,46を備え、その案内溝45,46にその位相切
換えラック14,15を対応させて往復動可能に嵌め込ん
で、その位相切換えラック14,15を支持する構造に製作
されている。

その一対の位相切換えラック14,15は、第３図から理解
されるように、そのコントロール・ビーム13の案内溝4
5,46に対応して嵌め合わせられ、所定の間隔を置いて歯
面49,50を互いに向かい合わせている。

そのように、その位相切換えラック14,15はその案内溝4
5,46に往復動可能にしてそのコントロール・ビーム13に
支持されている。

また、その位相切換えラック14,15は、そのコントロー
ル・ビーム13をそのコントロール・ケーブル25,26に連
結するアーム51,52を備えている。勿論、そのアーム51,
52は、その位相切換えラック14,15の所定の位置に突出
され、その位相切換えラック14,15が、そのコントロー
ル・ビーム13の案内溝45,46に嵌め合わせられた状態
で、そのコントロール・ビーム13の開口44から後方に伸
長される。

また、そのアーム51,52は、後に詳述されるように、そ
の一対の固定レール17,18に嵌め合わせられたその一対
の固定レール・スライダ19,20、その固定レール・スラ
イダ19,20に固定されたその一対の可動レール21,22、お
よび、その可動レール21,22に嵌め合わせられたその一
対の可動レール・スライダ23,24が介在されて、その対
応するコントロール・ケーブル25,26に連結される。

その電気アクチュエータ16は、ステッピング・モータで
あって、減速歯車機構を介してその位相切換えラック1
4,15に連結され、その位相切換えラック14,15をそのコ
ントロール・ビーム13の案内溝45,46内に往復動させ
る。

この電気アクチュエータ16は、回転子（図示せず）を支
持したモータ・シャフト54が、第１および３図に示され
るように、そのコントロール・ビーム13の回転中心、所
謂、回転軸線RAに所定の間隔を置いて直角に交差され
て、モータ・ハウジング53をそのコントロール・ビーム
13にねじで取り付け、また、その回転子のまわりでその
モータ・ハウジング53内に固定子（図示せず）を配置
し、その固定子の巻線（図示せず）をそのコントロール
・ユニット29の出力回路に電気的に接続している。

そのようにしてそのコントロール・ビーム13に組み付け
られたその電気アクチュエータ16は、また、その回転子
のモータ・シャフト54にモータ・ギア55を固定し、その
減速歯車機構を介してその位相切換えラック14,15に動
力を伝達可能にしている。

その減速歯車機構は、そのモータ・ギア55に噛み合わせ
られた減速ギア56、その位相切換えラック14,15に噛み
合わせられたピニオン57、および、その減速ギア56とそ
のピニオン57とを互いに連結した状態でそれら減速ギア
56およびピニオン57を支持したシャフト58から構成され
ている。

特に、この減速歯車機構では、そのピニオン57は、その
シャフト58の軸線が所定の間隔を置いて、そのコントロ
ール・ビーム13の回転軸線RAに直交する方向で、その位
相切換えラック14,15に噛み合わせられている。

その一対の固定レール17,18は、そのコントロール・ビ
ーム13の後方においてそのシャシ71の左右方向に所定の
間隔を置かれ、そして、そのシャシ71の前後方向に伸長
されてそのシャシ71のブラケット59に固定される。

特に、それら固定レール17,18は、そのピン47のまわり
に揺動されるそのコントロール・ビーム13の揺動範囲、
具体的には、そのシャシ71の縦方向における移動範囲に
関連して長さが決定される。

その一対の固定レール・スライダ19,20は、その固定レ
ール17,18に対応して嵌め合わせられ、その固定レール1
7,18に揺動可能に支持されている。

また、その固定レール・スライダ19,20は、このコント
ロール・ケーブル25,26の一端に対応してピボット連結
し、そのコントロール・ビーム13の動きをそのコントロ
ール・ケーブル2526に伝達可能にしている。

その一対の可動レール21,22は、そのコントロール・ビ
ーム13の後方においてその固定レール17,18に直交する
方向であって、そのシャシ71の左右方向に伸長されてそ
の固定レール・スライダ19,20に対応して固定される。

また、それら可動レール21,22は、そのピン47のまわり
に揺動されるそのコントロール・ビーム13の揺動範囲、
具体的には、そのシャシ71の横方向における移動範囲に
関連して長さが決定される。

その一対の可動レール・スライダ23,24、その可動レー
ル21,22に対応して嵌め合わせられ、その可動レール21,
22に摺動可能に支持されている。

また、その可動レール・スライダ23,24は、その位相切
換えラック14,15のアーム51,52の先端に対応してピボッ
ト連結され、その位相切換えラック14,15の動きに伴わ
れてその可動レール21,22上に摺動される。

その一対のコントロール・ケーブル25,26は、通常のプ
ッシュ・プル・ケーブル型に製作されたもので、アウタ
・ケーブル60,61、インナ・ケーブル62,63、および、そ
のインナ・ケーブル62,63の一部分に使用された安全ケ
ーブル27,28から構成されている。

そのアウタ・ケーブル60,61は、適宜の位置において、
途中をそのシャシ71にクリップ（図示せず）で留められ
ている。

一方、そのインナ・ケーブル62,63は、一端部分にその
安全ケーブル27,28を使用し、その安全ケーブル27,28が
その固定レール・スライダ19,20に対応してピボット結
合され、また、そのインナ・ケーブル62,63の他端がそ
のリア・コントロール・バルブ39のスプール・シャフト
43に連結され、そのコントロール・ビーム13の動き、す
なわち、後輪舵角をそのリア・コントロール・バルブ39
に伝達可能にしている。

その安全ケーブル27,28は、勿論、そのインナ・ケーブ
ル62,63が破断されるときのそのインナ・ケーブル62,63
の引張荷重よりも小さな値に予め決定されたところの所
定の引張荷重に設計され、そのコントロール・ビーム13
の動き、所謂、後輪舵角をそのリア・コントロール・バ
ルブ39に伝達する際に、無理な力が加えられると、破断
され、その後輪舵角の伝達を遮断する。

そのように、その安全ケーブル27,28が設計されてある
ので、安全ケーブル27,28が破断されると、そのリア・
コントロール・バルブ39においては、スプールがスプリ
ング（図示せず）でニュートラル位置に移動され、した
がって、そのリア・パワー・ステアリング12はフェイル
・セーフに動かされる。

そのようにして、その安全ケーブル27,28は、後輪舵角
であるところのそのコントロール・ビーム13の動きをそ
のリア・コントロール・バルブ39に伝達する機構、所
謂、舵角伝達手段に故障が生じた場合、そのリア・パワ
ー・ステアリング12によるその後輪83,84,85,86の操舵
を阻止し、走行上、そのトラック70の安全性を確保す
る。

そのコントロール・ユニット29は、入力回路、記憶回
路、演算回路、制御回路、出力回路、および電源回路な
どを含み、その記憶回路には、車速および前輪舵角、所
謂、そのフロント・パワー・ステアリング11の操舵方
向、操舵速さ、および操舵量に対する後輪舵角を決定す
る、換言するならば、車速に関連して前軸切れ角に対す
る後軸切れ角を決定するプログラムが予め格納されてそ
の車速センサ66から入力される信号に応じて、そのプロ
グラムで演算し、そして、その電気アクチュエータ16に
流れる電流を制御するところで構成され、そして、その
車速センサ66の信号に応じてその電気アクチュエータ16
にその一対の位相切換えラック14,15を往復動させる。

すなわち、このコントロール・ユニット29は、その車速
センサ66からの信号応じてそのプログラムで演算し、そ
のステッピング・モータ16の固定子巻線に流れる電流を
制御し、その減速歯車機構55,56,57を介してそのステッ
ピング・モータ16でその位相切換えラック14,15をその
コントロール・ビーム13の案内溝45,46に移動させ、そ
のようにして、車速に関連して前輪舵角に対する後輪舵
角を決定し、その後輪舵角によって、具体的には、その
後輪舵角に相当する回転角度でそのピン47のまわりにそ
のコントロール・ビーム13の揺動を許容させ、そのリア
・パワー・ステアリング12が前軸切れ角に対して後軸切
れ角を逆位相で、若しくは前軸切れ角に対して後軸切れ
角を同位相でその後輪83,84,85,86を操舵可能にすると
ころにある。

その車速センサ66は、そのトラック70の走行速度を検出
するもので、そのトラック70に搭載されたトランスミッ
ション（図示せず）の出力軸に配置されている。

次に、そのトラック70が走行する際、上述の構成に製作
された前後輪操舵系統10による操舵について述べるに、
そのトラック70が、低速で直線道路に走行されるなら
ば、その油圧ポンプは、そのディーゼル・エンジンで駆
動されるので、その油圧ポンプから吐き出された圧油
は、そのフロー・コントロール・バルブで流動調整さ
れ、所定の圧油の流量がそのフロントおよびリア供給側
油圧配管に流れてそのフロントおよびリア・コントロー
ル・バルブ31,39に送られる。

そして、その圧油は、スプールがニュートラル位置に置
かれているので、そのフロントおよびリア戻り側油圧配
管を経て、そのオイル・リザーバに戻され、そのフロン
トおよびリア・ブースタ30,38においては、それぞれの
ピストンがニュートラル位置に保持されている。

一方、そのコントロール・ユニット29が、その車速セン
サ66から信号を入力し、その電気アクチュエータ16に流
れる電流を制御し、その電気アクチュエータ16を駆動
し、第４図に示されるように、その歯車機構、すなわ
ち、その減速ギア56およびピニオン57を介して、その位
相切換えラック14,15をそのコントロール・ビーム13の
案内溝45,46に摺動させ、それに伴って、その可動レー
ル21,22上にその可動レール・スライダ23,24の摺動さ
せ、同時に、そのコントロール・ビーム13が、その前輪
75,76を操舵するそのフロント・パワー・ステアリング1
1によってそのピン47のまわりに揺動される状態にある
ので、そのコントロール・ビーム13は、そのピン47のま
わりに揺動され、その固定レール17,18上にその固定レ
ール・スライダ19,20を摺動させて、前軸切れ角に対す
る後軸切れ角を逆位相で、前輪舵角に関連する後輪舵角
を発生する態勢に置かれている。

そのような走行状態からそのトラック70が、第６図に示
されるように、低速でその道路に沿って左方向に旋回し
ようとするならば、そのステアリング・ホイール32が、
左方向に回転される。

そのように、そのステアリング・ホイール32が、左方向
に回転されるならば、そのフロント・パワー・ステアリ
ング11においては、そのフロント・コントロール・バル
ブ31が、そのステアリング・シャフト33を介して操作さ
れ、その油圧ポンプから吐き出され、そのフロー・コン
トロール・バルブで流動調整された圧油がそのフロント
・ブースタ30の一方のシリンダ室に供給され、また、そ
のフロント・ブースタ30の他方のシリンダ室の圧油はそ
のオイル・リザーバに戻される。

その結果、そのフロント・ブースタ30では、ピストンが
一方のシリンダ室から他方のシリンダ室に摺動され、そ
のピストンのラックに噛み合わせられたセクタ・ギアが
回転されるので、そのセクタ・ギアのシャフト34に固定
されたピットマン・アーム35が、第１図において、後方
に揺動される。

そのように、そのピットマン・アーム35が後方に揺動さ
れると、そのドラック・リンク36がそのピットマン・ア
ーム35によって方向に押され、それに伴って、その前輪
軸73,74に回転可能に支持されているところのその前輪7
5,76は、そのナックル・アーム37、タイ・ロッド77、お
よびタイ・ロッド・アーム78,79を介して左方向に操舵
される。

そのように、そのフロント・パワー・ステアリング11
が、その前輪75,76を操舵すると、そのリレー・ロッド4
8がそのドラック・リンク36で後方に押され、それに伴
って、そのコントロール・ビーム13が、そのピン47のま
わりに後方に揺動され、換言するならば、第１図に示さ
れた状態から逆時計方向にそのピン47のまわりに揺動さ
れ、同時に、そのコントロール・ユニット29、電気アク
チュエータ16、減速ギア56、およびピニオン57によっ
て、その位相切換えラック14,15、可動レール・スライ
ダ19,20が、その固定レール17,18に関して第４図に示さ
れた状態にあるので、そのコントロール・ビーム13、位
相切換えラック14,15、固定レール17,18、固定レール・
スライダ19,20,可動レール21,22、および可動レール・
スライダ23,24は、互いに協働して、前軸切れ角に対す
る後軸切れ角を逆位相するとことろの、そして、前輪舵
角に関連するところの後輪舵角を発生する。

そのように、そのコントロール・ビーム13が、第１図に
おいて、そのピン47のまわりに逆時計方向に揺動される
と、第４図に示されるように、そのコントロール・ケー
ブル25においては、そのインナ・ケーブル62がそのアウ
タ・ケーブル60に対して引かれ、同時に、そのコントロ
ール・ケーブル26においては、そのインナ・ケーブル63
がそのアウタ・ケーブル61に対して押される。

そのように、そのコントロール・ケーブル25,26が押し
引きされる結果、そのリア・コントロール・バルブ39で
は、そのインナ・ケーブル62,63に連結されたスプール
・シャフト43によって、スプールが、バルブ・ボディの
バルブ・ボア内に摺動され、その油圧ポンプから吐き出
され、そして、そのフロー・コントロール・バルブで流
動調整された圧油は、そのリア供給側油圧配管を経てそ
のリア・ブースタ38の他方のシリンダ室（図示せず）に
供給され、また、そのリア・ブースタ38の一方のシリン
ダ室（図示せず）の圧油は、そのリア戻り側油圧配管を
経てそのオイル・リザーバに戻される。

その結果、そのリア・ブースタ38では、ピストンが他方
のシリンダ室から一方のシリンダ室に摺動されるので、
ピストン・ロッド41がシリンダ・ボディ40の外側に押し
出されるので、その後輪軸81,82に回転可能に支持され
ているところのその後輪83,84,85,86は、第６図に示さ
れるように、そのタイ・ロッド87および一対のタイ・ロ
ッド・アーム88,89を介して右方向に操舵される。

また、そのように低速走行されるトラック70が道路に沿
って右方向に旋回しようとするならば、そのステアリン
グ・ホイール32は、右方向に回転され、それに伴って、
そのフロントおよびリア・パワー・ステアリング11,12
は、前述の場合と逆に動作し、第６図において、その前
輪75,76を右方向に操舵し、また、その後輪83,84,85,86
を左方向に操舵する。

特に、このトラック70の低速走行では、後軸切れ角が、
前軸切れ角に対して逆位相に設定され、旋回の際には、
そのトラック70は最小回転半径（最小旋回半径）を縮小
するように操舵され、その結果、そのトラック70では、
旋回性能が向上され、また縦列駐車が非常に容易にな
る。

さらに、そのトラック70が高速で道路に沿って旋回しよ
うとするならば、この場合には、そのコントロール・ユ
ニット29は、その車速センサ66から信号を入力し、その
電気アクチュエータ16に流れる電流を制御し、その電気
アクチュエータ16を駆動し、第５図に示されるように、
その減速ギア56およびピニオン57を介して、その位相切
換えラック14,15をそのコントロール・ビーム13の案内
溝45,46に摺動させ、それに伴って、その可動レール21,
22上にその可動レール・スライダ23,24を摺動させ、同
時に、そのコントロール・ビーム13が、その前輪75,76
を操舵するそのフロント・パワー・ステアリング11によ
ってそのピン47のまわりに揺動され、その固定レール1
7,18上にその固定レール・スライダ19,20を摺動させ
て、前軸切れ角に対する後軸切れ角を同位相で、前輪舵
角に関する後輪舵角を発生する態勢に置かれている。

そこで、そのトラック70が、その道路に沿って左方向に
旋回しようとするならば、そのステアリング・ホイール
32が左方向に回転される。

そのように、そのステアリング・ホイール32が、左方向
に回転されるならば、そのフロント・パワー・ステアリ
ング11においては、そのフロント・コントロール・バル
ブ31が、そのステアリング・シャフト33を介して操作さ
れ、その油圧ポンプから吐き出され、そのフロー・コン
トロール・バルブで流量調整された圧油がそのフロント
・ブースタ30の一方のシリンダ室に供給され、また、そ
のフロント・ブースタ30の他方のシリンダ室の圧油は、
そのオイル・リザーバに戻される。

その結果、そのフロント・ブースタ30では、ピストンが
一方のシリンダ室から他方のシリンダ室に摺動され、そ
のピストンがラックに噛み合わせられたセクタ・ギアが
回転されるので、そのセクタ・ギアのシャフト34に固定
されたピットマン・アーム35が、第１図において、後方
に揺動される。

そのように、そのピットマン・アーム35が後方に揺動さ
れると、そのドラック・リンク36がそのピットマン・ア
ーム35によって後方に押され、それに伴って、その前輪
軸73,74に回転可能に支持されているところのその前輪7
5,76は、そのナックル・アーム37、タイ・ロッド77、お
よびタイ・ロッド・アーム78,79を介して左方向に操舵
される。

そのように、そのフロント・パワー・ステアリング11
が、その前輪75,76を操舵すると、そのリレー・ロッド4
8がそのドラック・リンク36で後方に押され、それに伴
って、そのコントロール・ビーム13が、そのピン47のま
わりに後方に揺動され、換言するならば、第１図に示さ
れた状態から逆時計方向にそのピン47のまわりに揺動さ
れ、同時に、そのコントロール・ユニット29、電気アク
チュエータ16、減速ギア56、およびピニオン57によっ
て、その位相切換えラック14,15、可動レール・スライ
ダ19,20が、その固定レール17,18に関して第５図に示さ
れた状態にあるので、そのコントロール・ビーム13、位
相切換えラック14,15、固定レール17,18、固定レール・
スライダ19,20、可動レール21,22、および可動レール・
スライダ23,24は、互いに協働して、前軸切れ角に対す
る後軸切れ角を同位相にするところの、そして、前輪舵
角に関連するところの後輪舵角を発生する。

そのように、そのコントロール・ビーム13が、第１図に
おいて、そのピン47のまわりに逆時計方向に揺動される
と、第５図に示されるように、このコントロール・ケー
ブル25においては、そのインナ・ケーブル62がそのアウ
タ・ケーブル60に対して押され、同時に、そのコントロ
ール・ケーブル26においては、そのインナ・ケーブル63
がそのアウタ・ケーブル61に対して引かれる。

そのように、そのコントロール・ケーブル25,26が押し
引きされる結果、そのリア・コントロール・バルブ39で
は、そのインナ・ケーブル62,63に連結されたスプール
・シャフト43によって、スプールが、バルブ・ボディの
バルブ・ボア内に摺動され、その油圧ポンプから吐き出
され、そして、そのフロー・コントロール・バルブで流
動調整された圧油は、そのリア供給側油圧配管を経てそ
のリア・ブースタ38の一方のシリンダ室に供給され、ま
た、そのリア・ブースタ38の他方のシリンダ室の圧油
は、そのリア戻り側油圧配管を経てそのオイル・リザー
バに戻される。

その結果、そのリア・ブースタ38では、ピストンが一方
のシリンダ室から他方のシリンダ室に摺動されるので、
ピストン・ロッド41がシリンダ・ボディ40内に引っ込め
られるので、その後輪軸81,82に回転可能に支持されて
いるところのその後輪83,84,85,86は、第７図に示され
るように、そのタイ・ロッド87、および一対のタイ・ロ
ッド・アーム88,89を介して左方向に操舵される。

また、そのように高速走行されるトラック70が道路に沿
って右方向に旋回しようとするならば、そのステアリン
グ・ホイール32は、右方向に回転され、それに伴って、
そのフロントおよびリア・パワー・ステアリング11,12
は、前述の場合と逆に動作し、第７図において、その前
輪75,76および後輪83,84,85,86を右方向に操舵する。

特に、このトラック70の高速走行では、後軸切れ角が、
前軸切れ角よりも小さく設定され、旋回の際には、その
トラック70は、アンダ・ステア傾向になされ、走行安定
性が向上される。

先に図面を参照して説明されたところのこの発明の特定
された具体例から明らかであるように、この発明の属す
る技術の分野における通常の知識を有する者にとって、
この発明の内容は、その発明の性質（nature）および本
質（substance）に由来し、そして、それらを内在させ
ると客観的に認められる別の態様に容易に具体化され
る。勿論、この発明の内容は、その発明の課題に相応し
（be commcnsurate with）、そして、その発明の成立に
必須である。

発明の便益 上述から理解されるように、この発明の自動車に使用さ
れる前後輪操舵系統は、前輪を操舵するフロント・ステ
アリングと、後輪を操舵するリア・パワー・ステアリン
グと、そのフロント・ステアリングおよびリア・パワー
・ステアリングに関連してその前輪とその後輪との間に
シャシの左右方向に伸長されてそのシャシ側に回転可能
に支持され、そして、そのフロント・ステアリングでそ
のシャシの前後方向に揺動されるコントロール・ビーム
とそのコントロール・ビームに往復動可能に支持される
一対の位相切換えラックと、そのコントロール・ビーム
にその位相切換えラックを往復動させる電気アクチュエ
ータと、そのコントロール・ビームの後方においてその
シャシの左右方向に所定の間隔を置かれ、そして、その
シャシの前後方向に伸長されてそのシャシ側に固定され
る一対の固定レールと、その対応する固定レールに嵌め
合わせられる一対の固定レール・スライダと、そのコン
トロール・ビームの後方においてそのシャシの左右方向
に伸長されてその対応する固定レール・スライダに固定
される一対の可動レールと、その対応する可動レールに
嵌め合わせられてその対応する位相切換えラックに回転
可能に連結される一対の可動レール・スライダと一端を
その対応する固定レール・スライダに、他端をそのリア
・パワー・ステアリングのコントール・バルブにそれぞ
れ接続する一対のコントロール・ケーブルと、車速セン
サの信号に応じてその電気アクチュエータにその一対の
位相切換えラックを往復動させるコントロール・ユニッ
トとを含むので、この発明の自動車に使用される前後輪
操舵系統では、自動車が低速で走行される際、後輪は、
後軸切れ角が前軸切れ角に対して逆位相で、しかも、前
輪舵角に関連した後輪舵角で操舵され、そのような関係
で前輪および後輪が操舵されるに伴って、自動車の最小
回転半径が縮小され、自動車の小廻り性が向上され、そ
して、縦列駐車が非常に容易になり、また、自動車が高
速で走行される際、後輪は、後軸切れ角が前軸切れ角に
対して同位相で、しかも、前輪舵角に関連した後輪舵角
で操舵され、そのような関係で、前輪および後輪が操舵
されるに伴って、その自動車の旋回がアンダ・ステア傾
向になされ、走行安定性が向上され、そのように自動車
が低速で走行される場合にも、また、高速で走行される
場合にも、操舵の信頼性が確保され、しかも、車速およ
びそのフロント・パワー・ステアリングに関連して操舵
するそのリア・パワー・ステアリングの操舵性が向上さ
れ、特に、そのリア・パワー・ステアリングに与えられ
る操舵入力を発生する手段が、簡易で、小型に製作可能
になり、装置が種々の車型に適用可能になり、所謂、汎
用性があり、また、操舵入力をそのリア・パワー・ステ
アリングに伝達する手段であるその一対のコントロール
・ケーブルが、自動車のシャシの形状に合わせて自由に
曲げられてクリップでそのシャシに取り付け可能にな
り、それに伴って、その操舵入力を伝達する手段の取付
けが非常に容易になり、そのようにして、その操舵入力
伝達手段を取り付けるスペース上の制約から免かれ、そ
して、その操舵入力伝達手段の取付け上、自動車には設
計変更の必要性が回避され、その結果、自動車にとって
非常に有用で実用的である。

また、この発明の自動車に使用される前後輪操舵系統
は、前輪を操舵するフロント・ステアリングと、スプリ
ングおよび流体圧の何れかでスプールをセンタリングす
るコントール・バルブを有して後輪を操舵するリア・パ
ワー・ステアリングと、そのフロント・ステアリングお
よびリア・パワー・ステアリングに関連してその前輪と
その後輪との間にシャシの左右方向に伸長されてそのシ
ャシ側に回転可能に支持され、そして、そのフロント・
ステアリングでそのシャシの前後方向に揺動されるコン
トロール・ビームと、そのコントロール・ビームに往復
動可能に支持される一対の位相切換えラックと、そのコ
ントロール・ビームにその位相切換えラックを往復動さ
せる電気アクチュエータと、そのコントロール・ビーム
の後方においてそのシャシの左右方向に所定の間隔を置
かれ、そして、そのシャシの前後方向に伸長されてその
シャシ側に固定される一対の固定レールと、その対応す
る固定レールに嵌め合わせられる一対の固定レール・ス
ライダと、そのコントロール・ビームの後方においてそ
のシャシの左右方向に伸長されてその対応する固定レー
ル・スライダに固定される一対の可動レールと、その対
応する可動レールに嵌め合わせられてその対応する位相
切換えラックに回転可能に連結される一対の可動レール
・スライダと、所定の引張荷重以上で破断される安全ケ
ーブルを少なくとも一部分に使用し、そして、一端をそ
の対応する固定レール・スライダに、他端をそのリア・
パワー・ステアリングのコントール・バルブにそれぞれ
接続する一対のコントロール・ケーブルと、車速センサ
の信号に応じてその電気アクチュエータにその一対の位
相切換えラックを往復動させるコントロール・ユニット
とを含むので、この発明の自動車に使用される前後輪操
舵系統では、自動車が低速で走行される際に、後輪は、
後軸切れ角が前軸切れ角に対して逆位相で、しかも、前
輪舵角に関連した後輪舵角で操舵され、そのような関係
で前輪および後輪が操舵されるに伴って、自動車の最小
回転半径が縮小され、自動車の小廻り性が向上され、そ
して、縦列駐車が非常に容易になり、また、自動車が高
速で走行される際、後輪は、後軸切れ角が前軸切れ角に
対して同位相で、しかも、前輪舵角に関連した後輪舵角
で操舵され、そのような関係で、前輪および後輪が操舵
されるに伴って、その自動車の旋回がアンダ・ステア傾
向になされ、走行安定性が向上され、そのように自動車
が低速で走行される場合にも、また、高速で走行される
場合にも、操舵の信頼性が確保され、しかも、車速およ
びそのフロント・パワー・ステアリングに関連して操舵
するそのリア・パワー・ステアリングの操舵性が向上さ
れ、特に、そのリア・パワー・ステアリングに与えられ
る操舵入力を発生する手段が、簡易で、小型に製作可能
になり、装置が種々の車型に適用可能になり、所謂、汎
用性があり、また、操舵入力をそのリア・パワー・ステ
アリングに伝達する手段であるその一対のコントロール
・ケーブルが、自動車のシャシの形状に合わせて自由に
曲げられてクリップでそのシャシに取り付け可能にな
り、それに伴って、その操舵入力を伝達する手段の取付
けが非常に容易になり、そのようにして、その操舵入力
伝達手段を取り付けるスペース上の制約から免かれ、そ
して、その操舵入力伝達手段の取付け上、自動車には設
計変更の必要性が回避され、さらに、その操舵入力伝達
手段、換言するならば、舵角伝達手段に無理な力が加え
られると、その安全ケーブルが破断され、そのリア・コ
ントロール・バルブにおいて、スプールがニュートラル
位置に移動され、そのリア・パワー・ステアリングがフ
ェイル・セーフに動作され、後輪が直進状態に維持さ
れ、そのようにして、走行上、自動車の安全性が確保さ
れ、その結果、自動車にとって非常に有用で実用的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トラックに適用されたこの発明の自動車に使
用される前後輪操舵系統の概説図、第２図は、第１図に
示す前後輪操舵系統に使用されたコントロール・ビーム
の部分斜視図、第３図は、第１図に示す前後輪操舵系統
に使用されたリア・パワー・ステアリングの操舵入力を
発生する手段の斜視図、第４図は、そのトラックの低速
走行時のそのリア・パワー・ステアリングの操舵入力を
発生する手段の概説図、第５図は、そのトラックの高速
走行時のそのリア・パワー・ステアリングの操舵入力を
発生する手段の概説図、第６図は低速走行の際、そのト
ラックの車輪状態図、および第７図は、高速走行の際、
そのトラックの車輪状態図である。 11……フロント・ステアリング、12……リア・パワー・
ステアリング、13……コントロール・ビーム、14,15…
…位相切換えラック、16……電気アクチュエータ、17,1
8……固定レール、19,20……固定レール・スライダ、2
1,22……可動レール、23,24……可動レール・スライ
ダ、25,26……コントロール・ケーブル、27,28……安全
ケーブル、29……コントロール・ユニット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪を操舵するフロント・ステアリング
   と、 後輪を操舵するリア・パワー・ステアリングと、 そのフロント・ステアリングおよびリア・パワー・ステ
   アリングに関連してその前輪とその後輪との間にシャシ
   の左右方向に伸長されてそのシャシ側に回転可能に支持
   され、そして、そのフロント・ステアリングでそのシャ
   シの前後方向に揺動されるコントロール・ビームと そのコントロール・ビームに往復動可能に支持される一
   対の位相切換えラックと、 そのコントロール・ビームにその位相切換えラックを往
   復動させる電気アクチュエータと、 そのコントロール・ビームの後方においてそのシャシの
   左右方向に所定の間隔を置かれ、そして、そのシャシの
   前後方向に伸長されてそのシャシ側に固定される一対の
   固定レールと、 その対応する固定レールに嵌め合わせられる一対の固定
   レール・スライダと、 そのコントロール・ビームの後方においてそのシャシの
   左右方向に伸長されてその対応する固定レール・スライ
   ダに固定される一対の可動レールと、 その対応する可動レールに嵌め合わせられてその対応す
   る位相切換えラックに回転可能に連結される一対の可動
   レール・スライダと 一端をその対応する固定レール・スライダに、他端をそ
   のリア・パワー・ステアリングのコントール・バルブに
   それぞれ接続する一対のコントロール・ケーブルと、 車速センサの信号に応じてその電気アクチュエータにそ
   の一対の位相切換えラックを往復動させるコントロール
   ・ユニット とを含む自動車に使用される前後輪操舵系統。
2. 【請求項２】前輪を操舵するフロント・ステアリング
   と、 スプリングおよび流体圧の何れかでスプールをセンタリ
   ングするコントール・バルブを有して後輪を操舵するリ
   ア・パワー・ステアリングと、 そのフロント・ステアリングおよびリア・パワー・ステ
   アリングに関連してその前輪とその後輪との間にシャシ
   の左右方向に伸長されてそのシャシ側に回転可能に支持
   され、そして、そのフロント・ステアリングでそのシャ
   シの前後方向に揺動されるコントロール・ビームと、 そのコントロール・ビームに往復動可能に支持される一
   対の位相切換えラックと、 そのコントロール・ビームにその位相切換えラックを往
   復動させる電気アクチュエータと、 そのコントロール・ビームの後方においてそのシャシの
   左右方向に所定の間隔を置かれ、そして、そのシャシの
   前後方向に伸長されてそのシャシ側に固定される一対の
   固定レールと、 その対応する固定レールに嵌め合わせられる一対の固定
   レール・スライダと、 そのコントロール・ビームの後方においてそのシャシの
   左右方向に伸長されてその対応する固定レール・スライ
   ダに固定される一対の可動レールと、 その対応する可動レールに嵌め合わせられてその対応す
   る位相切換えラックに回転可能に連結される一対の可動
   レール・スライダと、 所定の引張荷重以上で破断される安全ケーブルを少なく
   とも一部分に使用し、そして、一端をその対応する固定
   レール・スライダに、他端をそのリア・パワー・ステア
   リングのコントール・バルブにそれぞれ接続する一対の
   コントロール・ケーブルと、 車速センサの信号に応じてその電気アクチュエータにそ
   の一対の位相切換えラックを往復動させるコントロール
   ・ユニット とを含む自動車に使用される前後輪操舵系統。