JPH0725324B2 - 後輪転舵機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、四輪操舵車両に適用される後輪転舵機構に
関し、詳しくは、車両の走行姿勢に応じて後輪を自動的
に転舵させることができ、これにより走行安定性を極め
て向上させるうるように構成されたものに関する。

【従来の技術】 種々の状況に応じて最適な操向性を達成するために、前
輪のみならず後輪をも転舵させるように構成された四輪
操舵装置は、従来から種々提案されている。 たとえば、特公昭60−44186号公報には、前輪の転舵角
に応じて、転舵比（前輪の転舵角に対する後輪の転舵角
の比）を変化させるように構成された車両の操舵装置が
示されている。この操舵装置の場合、前輪の転舵角が小
さいときには、後輪を前輪と同位相に転舵させ、前輪の
転舵角が所定値より大きい範囲においては、後輪を前輪
と逆位相に転舵させることにより、車両のとりまわし性
および走行安定性の向上を図っている。これは、前輪を
大きく転舵させる場合は通常極低速時でＵターン等の旋
回を行う場合であり、このときに、後輪を前輪と逆位相
に転舵することにより、車両の旋回半径を小さくするこ
とができるようにし、また、高速時でレーンチェンジを
行う場合には、前輪の転舵量は小さく、このときに後輪
を前輪と同位相に転舵することにより、遠心力に起因す
る車両の横すべりの傾向を抑制できるようにしているの
である。

【発明が解決しようとする問題点】

ところで、たとえば乗車人数の増加や荷物の積載等によ
る車両の重量の増大により旋回走行時車両に作用する遠
心力が通常時より大きくなったり、また重心位置が後輪
側に偏ったりする場合には、旋回走行時の横すべりの傾
向は通常時より強くなり、これを克服して旋回走行を安
定して行うためには、運転車は意識的に修正操舵を行う
必要がある。特に、高速時では遠心力の影響が強くなる
ため、上記傾向は顕著になる。 このような場合、上記公報に示される車両の操舵装置の
ような高速旋回時に後輪を前輪に対し同位相に転舵させ
ることかできる四輪操舵装置においては、後輪の同位相
方向の転舵量が通常時より大きくなることが望ましく、
これにより、旋回走行時の安定性が高まる。しかしなが
ら、上記公報に示される車両の操舵装置のように、ステ
アリングの回転を機械的に後輪転舵機構に伝達して後輪
を転舵させるように構成される従来の一般的な四輪操舵
装置では、当然ながら運転者がステアリングを切ること
によって初めて後輪が転舵される。すなわち、車両の走
行姿勢や走行状態に対応して後輪が自動的に転舵される
ものではないため、上述のように旋回走行時に横すべり
の傾向が強くなる場合には、旋回走行時のステアリング
の操舵量が通常時と同じであると、後輪の転舵量が不足
する。このため、横すべりの傾向が通常より強くなる場
合には、上記公報に示される車両の操舵装置をもってし
ても、運転者が意識的に修正操舵を行わない限り、走行
を十分に安定して行うことはできず、どうしても操縦に
緊張感を伴うのである。 したがって、上述のような場合に、運転者が意識してス
テアリング操作を行わなくとも、車両の走行姿勢等に応
じて上記横すべりを補正することができるように後輪を
自動的に転舵させることができれば、走行安定性を格段
に高めることができるとともに、操縦のために運転者が
受ける精神的疲労も少なくなる。 本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたもの
であって、車両の走行姿勢等に応じて後輪を自動的に転
舵させることができ、これにより、走行安定性を大いに
向上させることができるように構成された四輪操舵車両
に適用される後輪転舵機構を提供することをその目的と
する。

【問題を解決するための手段】

上記問題を解決するため、本発明では、次の技術的手段
を講じている。 すなわち、車体の左右方向ローリング動を許容するサス
ペンション機構を介して車体が支持される車両におい
て、 車体に取付けられた前輪転舵機構を介してステアリング
の回転に連動して回転させられるとともに、車両前後方
向後方に延出させた伝道シャフトを設ける一方、 上記サスペンション機構の後輪サスペンションのばね下
部材に固設されたケース内に軸心回りに回転可能に支持
しつつ延入させられた伝道シャフトの後端部に連結され
たカム体と、 上記カム体を挟んで車幅方向に対向するようにカム体の
両側方に配置され、かつ上記カム体の外周カム面に当接
するとともに、上記ケースに車幅方向移動可能に支持さ
れる一対のカムフォロアと、 上記一対のカムフォロアの車幅方向の移動に伴いこれと
同方向に車幅方向動を行うカム連動体と、 上記カム連動体に連結された後輪転舵用部材とを備えて
おり、 上記カム体の外周カム面は、上記カム体が中立位置から
上記ケースに対して相対回転するとき、上記カムフォロ
アを所定方向に押動するように形成されている。

【作用および効果】

ステアリングの回転に連動して回転する伝動シャフトに
より、カム体が中立位置から回転させられると、カムフ
ォロアがカム面に押動され、これにより一対のカムフォ
ロアが車幅方向の所定の方向に移動させられる。このと
き、カム連動体も一対のカムフォロアの移動に伴い車幅
方向に移動させられるから、上記カム連動体に連結され
た後輪転舵用部材に車幅方向動が与えられ、後輪が転舵
される。 さて、伝道シャフトは車体に取付けられた前輪転舵機構
を介してステアリングの回転に連動して回転するように
構成されており、換言すると、サスペンションのばね上
部材側に支持されており、そして、この伝道シャフトに
カム体が連結されている。したがって、旋回走行時等に
おいて車体にローリングが生じたとき、伝道シャフトお
よびカム体は、ばね下部材に固設されたケースに支持さ
れるカムフォロアに対して相対回転することになり、こ
の場合には、カムフォロアがカム面に押動されて上述の
ように後輪が転舵される。すなわち、車体にローリング
が生じたとき、カム体がカムフォロアに対して自動的に
相対回転して、後輪が自動的に転舵されるのである。 したがって、たとえばステアリングの回転角（前輪の転
舵角）が小さい範囲において、後輪が前輪に対して同位
相方向に転舵され、また、カム体の回転量が大きくなる
につれ後輪の転舵角が大きくなるように構成した場合に
は、小さなステアリング操舵量をもって行われる、中・
高速時での旋回走行の際、横すべりの傾向が通常時より
も強くても、運転車の修正操舵を要することなく、走行
安定性を確保できる。すなわち、ステアリング操作に伴
う後輪の同位相の転舵量が十分ではなく、車両に横すべ
りが生じた場合には、車両に横方向のＧが作用してロー
リングが生じることになる。このとき、カム体はカムフ
ォロアに対して相対回転し、後輪がさらに同位相方向に
自動的に転舵されるから、すなわち、後輪の同位相方向
の転舵量が自動的に増加されるから、これにより、上記
横すべりを抑制して旋回走行を安定して行わせることが
できるのである。

【実施例の説明】

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説
明する。 第１図には、本発明の後輪転舵機構１を備える四輪操舵
車両の全体構成を図示しない車体は、サスペンション機
構を介して支持されており、したがって、車体およびこ
れに付属するばね上部材は、外力によって左右方向にロ
ーリング動可能である。 本例の場合、車体に取付けられる前輪転舵機構２には、
周知のラックピニオン式の転舵機構が採用されている。
そして、前端転舵機構２のラック杆（図示略）の車幅方
向の動きをギヤボックス３内に配設された従動ギヤによ
って回転運動として取り出し、この従動ギヤの回転が、
後輪転舵機構１の伝道シャフト４に伝道されるように構
成されている。また、本例の四輪操舵車両では、後輪サ
スペンション５としては車軸式サスペンションが用いら
れており、上記前輪転舵機構２は、サスペンション５の
ばね上部材側に支持されている。 一方、後輪転舵機構１は、車幅方向中央位置において車
両前後方向に延び、上記サスペンション５のばね上部材
側に支持される上記伝道シャフト４と、上記サスペンシ
ョン５のばね下部材となるアクスルビーム６に固定支持
されるケース７内に配され、このケース７内の延入する
上記伝道シャフト４の後端部にスプライン嵌合等により
相対回転不能に連結されるカム体８とを備えている。さ
らに、後輪転舵機構１には、上記ケース７に車幅方向ス
ライド可能に支持される動杆９が、カム連動体として設
けられている。そして、この動杆９は、上記カム体８を
挟んで車幅方向に対向するようにその両側方に配置さ
れ、かつカム体８の外周面に当接するカムフォロアとし
て一対の回転ローラ10,10を中間部において支持してい
る。 上記動杆９は、上記カム体８を取り囲むようにして上記
ケース７内に内装され、上下壁面が開口した枠上部材か
らなるカムフォロア支持部11と、このカムフォロア支持
部11の両端部にそれぞれ一体的に突設された車幅方向に
延びる一対のスライド軸部12,12とを有する。上記カム
フォロア支持部11には、第４図に示すような前壁部11a
と後壁部11bとの間に架設されたボルト支軸13が、上記
カム体８を挟んで左右二箇所に所定間隔をあけてそれぞ
れ設けられており、そして、上記回転ローラ10が、上記
ボルト支軸13ないしこれに相対回転不能に装着されたカ
ラー14にベアリング15を介して可回転に支持されてい
る。 また、上記動杆９は、ケース７の両端部にそれぞれ設け
られた軸支部7aに、上記スライド軸部12をスライド軸受
16およびゴムブッシュ17を介して車幅方向スライド可能
に支持されている。 そうして、本例では、上記動杆９の各スライド軸部12,1
2の先端部に、後輪18にナックルアーム19を介して連結
されたタイロッド20が後輪転舵用部材としてそれぞれ連
結されている。なお、各後輪18,18は、上記アクスルビ
ーム６の両端において転舵回動可能に支持されており、
このように支持した後輪18を、上記タイロッド20および
ナックルアーム19によって転舵駆動することになる。 一方、上記カム体８は、上述のように、動杆９に支持さ
れた上記一対の回転ローラ10,10間にこれらに挟まれる
ようにして配置されている。そして、カム体９は、第２
図に示すように、外周面における上記各回転ローラ10,1
0と対向するその両側方にそれぞれ、第２図（ａ）に示
すような中立状態での回転ローラ10との接点位置から時
計回り方向および反時計回り方向における所定の回転位
置範囲において、各回転ローラ10,10を押動しない不作
動面21と、この不作動面21より上方の部位において、回
転ローラ10の車幅方向内方（回転軸心Ｏに向かう方向）
への移動を許容する第一凹面部22と、この第一凹面部22
よりも回転角が大きい回転位置範囲において、回転軸心
Ｏからの距離が、中立回転位置での回転ローラ11との接
点と回転軸心Ｏとの間の距離（以下、これをローラ距離
という。）よりも大きい第二カム面23とを有している。
また、カム体８の上記第一凹面部22と回転軸心Ｏを挟ん
で対向する部位には、回転軸心Ｏからの距離が上記ロー
ラ距離よりも大きくなる第一カム面24が設けられおり、
上記第二カム面23と回転軸心Ｏを挟んで対応する部位に
は、回転軸心Ｏからの距離が上記ローラ距離よりも小さ
く、かつ回転ローラ10の車幅方向内方の移動を許容する
第二凹面部25が設けられている。 本例の場合、上記不作動面21は、上記ローラ距離と同等
の半径距離をもつ円筒外面状に形成されており、また、
上記第一凹面部22は、不作動面21の上方側の終端から滑
らかに回転軸心Ｏからの距離が減少した後、たとえばこ
れと略同等の変化率をもって回転軸心Ｏからの距離が滑
らかに増大してその終端で回転軸心Ｏからの距離がロー
ラ距離と同等となる、凹曲面状に形成されている。そし
て、上記第二カム面23は、第一凹面部22の終端から連続
して延び、回転軸心Ｏからの距離がローラ距離よりも徐
々に大きくなるように形成されている。また、上記第一
凹面部22に対応する上記第一カム面24は、上記不作動面
21の下方側の終端から連続して延び、回転軸心Ｏからの
距離がローラ距離よりも徐々に大きくなった後、たとえ
ばこれと略同等の変化率をもって回転軸心Ｏからの距離
が減少しその終端において回転軸心Ｏからの距離がロー
ラ距離と同等となる、凸曲面状に形成されている。そう
して、上記第二凹面部25が、上記各第一カム面24,24の
終端に続いて形成されている。なお、第一カム面24の凸
量は、第二カム面23よりも小さい。 さて、以上のように構成される本例の後輪転舵機構１を
備えた四輪操舵車両においては、ステアリング操作に伴
い、次のような転舵パターンをもって後輪18が転舵され
る。なお、ここでは、ステアリング26を回転させて前輪
27をたとえば右方向に転舵したとき、ラック杆の車幅方
向の動きを受けて回転させられる上記伝道シャフト４お
よびこれに回転駆動されるカム体８の回転方向が、第１
図において矢印Ａ方向とする。 ステアリング26を右に切り始めることにより、カム体８
が第２図（ａ）に示すような中立回転位置から回転させ
られると、その回転初期時には、第２図（ｂ）に示すよ
うに、各回転ローラ10,10が、依然として不作動面21,21
に摺接する状態が続く。不作動面21は、上述したように
回転軸心Ｏからの距離が上記ローラ距離と同等であるか
ら、この場合には、各回転ローラ10,10の車幅方向位置
は一定したままとなる。したがって、回転ローラ10,10
を支持する動杆９および上記タイロッド20に車幅方向動
が与えられたことはなく、後輪18は転舵されない。すな
わち、前輪27のみが転舵され、いわゆる2WSの状態とな
る。 引き続きステアリング26およびカム体８が回転させられ
ると、第２図（ｃ）に示すように、図において右側の回
転ローラ10にカム体８の第一カム面24が当接し始め、こ
れにより、上記右側の回転ローラ10は上記第一カム面24
に押されて車幅方向外方（回転軸心Ｏから離間する方
向）に徐々に移動させられる。一方、左側の回転ローラ
10には、第一カム面24と回転軸心Ｏを挟んで対応する第
一凹面部22が向かい合うようになり、その車幅方向内方
（右側の回転ローラ10の車幅方向外方の向きと一致する
方向）への移動を許容される状態となっている。すなわ
ち、これらの回転ローラ10,10を支持する動杆９が、第
１図において矢印Ｒ方向にスライド動させられ、これに
伴うタイロッド２の車幅方向動により、後輪18が前輪と
同じ右方向にすなわち同位相方向に転舵され始める。ス
テアリング26およびカム体８の回転角がさらに大きくな
り、上記第一カム面24の終端が上記右側の回転ローラ10
の近づくようになると、動杆９の中立位置からのスライ
ド距離すなわち後輪19の転舵量は、第５図に示すように
最大値を経た後徐々に小さくなり、第一カム面24の終端
が上記右側の回転ローラ10に当接した時点で、後輪18の
転舵量は０となる。 ステアリング26の操舵量がらさらに大きくなると、カム
体８も上記の回転位置から引き続き回転させられ、上記
第一カム面24の終端に当接していた右側の回転ローラ10
には、第２図（ｄ）に示すように、今度は第二凹面部25
が向かい合うようになるとともに、左側の回転ローラ10
に第二カム面23が当接し始める。これにより、左側の回
転ローラ10が第二カム面23によって車幅方向外方に押さ
れ、また、右側の回転ローラ10は車幅方向内方（左側の
回転ローラ10における車幅方向外方の向きと一致する方
向）への移動を許容される状態となるから、動杆９が、
今度は第１図において矢印Ｌ方向にスライド動させられ
る。そして、この動杆９のスライド動により、タイロッ
ド20がこれと同方向に車幅方向動させられるから、後輪
18は、上記舵角０の状態から前輪27とは逆に左方向に転
舵される。すなわち、後輪18は、第５図に示すような同
位相から逆位相への転換点となる舵角０のターニングポ
イントを経て、前輪27に対して逆位相に転舵され始める
とともに、ステアリング26およびカム体８の回転角の増
大に伴い、第二カム面23における回転ローラ10が当接す
る部位の回転軸心Ｏからの距離が徐々に増大するから、
第５図に示すように、ステアリング26の回転角が大きく
なるにつれ、後輪18の逆位相における転舵量が徐々に増
大するのである。 また、前輪27を左方向に転舵した場合にも、上記と同様
に、ステアリング26およびカム体８の回転角が小さい範
囲では、まず後輪18が転舵されない2WSの状態を経た
後、後輪17が前輪27に対して同位相に転舵され、ステア
リング26およびカム体８の回転角が大きい範囲では、後
輪18は前輪27に対して逆位相に転舵される。 ところで、中・高速時での旋回走行やレーンチェンジの
際、ステアリングの回転角は僅かとなるが、本例の四輪
操舵車両では、上述のように、ステアリング26の回転角
が小さいとき後輪18は転舵されないから、上記旋回走行
を行うときには、前輪27のみが転舵される2WSの状態で
まず旋回に入ることになる。この場合、前輪の転舵と同
時に後輪が同位相に転舵される場合と異なり、ヨーイン
グが抑制されないから、車両の向きを機敏に変えること
ができる。さらに、本例の四輪操舵車両では、このよう
に車両にヨーイングを発生させた後、上記2WSの状態か
ら、前輪27に併せて後輪18を同位相に転舵させる4WSの
状態に自動的に移行させて、旋回走行を安定して行うこ
とができるのである。 すなわち、ステアリング26を右方向に操舵している場合
において、上記のヨーイングが発生すると、車両に左方
向の横方向のＧが作用して、第３図に示すように車両に
ローリングが生じることになるが、本発明の後輪転舵機
構１では、上述したように、上記伝動シャフト４は車幅
方向中央位置において上記サスペンション５のはね上部
材側に支持されており、一方、回転ローラ10,10ないし
動杵９はばね下部材たる上記アクスルビーム６に固設さ
れたケース７に支持されている。したがって、上記ロー
リング時には、伝動シャフト４およびカム体８は、上記
回転ローラ10,10に対して第１図および第３図の矢印Ａ
方向に相対回転することになるから、上記2WSの状態す
なわち第２図（ｂ）に示すようにカム体８の不作動面2
1,21が回転ローラ10,10に当接する状態から、第２図
（ｃ）に示すような、カム体８の第一カム面24が一方の
回転ローラ10に当接し、第一凹面部22が他方の回転ロー
ラ10に向かい合う、後輪18の同位相方向への転舵状態
に、自動的に移行するのである。これにより、上記ヨー
イングに伴う横すべりを抑制して、旋回走行時の安定性
を高めることができるのである。 すなわち、本例では、中・高速時に旋回走行やレーンチ
ェンジを行う場合、まず、後輪18を転舵しない2WSの状
態で旋回等に入ることにより、ヨーイングを発生させる
ことができるようにして、旋回時の機敏性を高めてい
る。そしてこれと併せて、上記ヨーイングによって発生
するローリングを利用して、後輪18を同位相方向に自動
的に転舵させるように構成することにより、上記ヨーイ
ングの大きさが適切量となるようにこれを抑制し、また
ヨーイングに伴う横すべりを抑えることにより、操行性
の向上および操行安定性の両立を達成している。 ところで、本発明の範囲は、上述した実施例に限定され
るものではなく、本発明の後輪転舵機構には、上記実施
例以外にも種々の態様のものが考えられる。 たとえば、第６図に示した後輪転舵機構１は、ケース７
に後端部を鉛直軸線回りに枢動可能に支持された一対の
アーム部材28,28を備えており、そして、カムフォロア
として設けられた回転ローラ10が、上記各アーム部材2
8,28の中間部にそれぞれ支持されている。また、上記一
対のアーム部材28,28は、その前端部同士を、カム連動
体として設けられた連結体29を介して連結されており、
この連結体29の両端部に後輪転舵用部材としてタイロッ
ド20がそれぞれ連結されている。そして、アーム部材2
8,28は、回転ローラ10がカム体８の回転時その外周カム
面に押動されることにより、矢印Ｌ方向あるいはＲ方向
に揺動させられるとともに、これに伴う上記連結体29の
車幅方向動により、上記タイロッド20に車幅方向動が与
えれて後輪が転舵されるのである。また、本例の後輪転
舵機構においても、ケース７は、サスペンションのばね
下部材として設けられるアクスルビーム６に固定されて
おり、旋回走行の際車体にローリングが生じたときに
は、カム体８は、ケース７にアーム部材28,28を介して
支持された回転ローラ10,10に対して相対回転するか
ら、後輪の自動転舵が達成される。 また、カム体の形状の変更により、前輪の転舵と同時に
後輪を転舵させることができるようにすることももちろ
ん可能であり、この場合には、旋回走行時にローリング
が生じたとき、後輪の同位相の転舵量を自動的に増大さ
せて横すべりを抑制し、走行安定性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る後輪転舵機構が適用され
た四輪操舵車両の全体構成を概略的に示した斜視図、第
２図は実施例に係るカム体および回転ローラを第１図の
II−II線矢視方向から見てこれらによるカム機構の作用
を説明する模式図、第３図は実施例に係る四輪操舵車両
を後方から見てこれを模式的に示した図であり、実施例
における作用説明図、第４図は実施例に係る回転ローラ
の支持状態を示した図、第５図は実施例における後輪転
舵角とステアリング操舵角との関係を示した、後輪転舵
パターンの一例を示すグラフ、第６図は他の実施例に係
る後輪転舵機構を平面方向から見て示した図である。 ４……伝動シャフト、５……後輪サスペンション、６…
…ばね下部材（アクスルビーム）、７……ケース、８…
…カム体、９……カム連動体（動杆）、10……カムフォ
ロア（回転ローラ）、20……後輪転舵用部材、23,24…
…カム面、29……カム連動体（連結体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の左右方向ローリング動を許容するサ
   スペンション機構を介して車体が支持される車両におい
   て、 車体に取付けられた前輪転舵機構を介してステアリング
   の回転に連動して回転させられるとともに、車両前後方
   向後方に延出させた伝動シャフトを設ける一方、 上記サスペンション機構の後輪サスペンションのばね下
   部材に固設されたケース内に軸心回りに回転可能に支持
   しつつ延入させられた伝動シャフトの後端部に連結され
   たカム体と、 上記カム体を挟んで車幅方向に対向するようにカム体の
   両側方に配置され、かつ上記カム体の外周カム面に当接
   するとともに、上記ケースに車幅方向移動可能に支持さ
   れる一対のカムフォロアと、 上記一対のカムフォロアの車幅方向の移動に伴いこれと
   同方向に車幅方向動を行うカム連動体と、 上記カム連動体に連結された後輪転舵用部材とを備えて
   おり、 上記カム体の外周カム面は、上記カム体が中立位置から
   上記ケースに対して相対回転するとき、上記カムフォロ
   アを所定方向に押動するように形成されていることを特
   徴とする、後輪転舵機構。