JPH0729616B2 - 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、後輪および前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ロール・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。

発明の課題 この発明の課題は、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。

この発明の他の課題は、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。

課題に関する発明の概要：請求する発明の内容 上述の課題に関連して、この発明の自動車に使用される
前後輪操舵系統は、シャシ側に支持される前輪を操舵す
るフロント・ステアリングと、そのシャシ側に支持され
る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、その前輪および後輪の間でそのシャシ
側に前後方向に揺動可能に支持されるコントロール・ビ
ームと一端をそのコントロール・ビームのビーム端に、
他端をそのリア・パワー・ステアリングのコントロール
・バルブにそれぞれ連結する一対のコントロール・ケー
ブルと、そのコントロール・ビームの前方に適宜の間隔
を置いてそのシャシ側に前後方向に揺動可能に支持さ
れ、そして、そのフロント・ステアリングで揺動される
位相切換えビームと、その位相切換えビームにビーム長
さ方向に往復動可能に支持される位相切換えラックと、
その位相切換えラックをその位相切換えビームに往復動
させる電気アクチュエータと、少なくともそのコントロ
ール・ビームの揺動範囲においてそのシャシ側に前後方
向に伸長されて固定的に配置される固定レールと、その
固定レールに摺動可能に嵌め合わせられてそのコントロ
ール・ビームに回転可能に連結される固定レール・スラ
イダと、その固定レールに直交する方向に伸長されてそ
の固定レール・スライダに固定的に支持される可動レー
ルと、その可動レールに摺動可能に嵌め合わせられてそ
の位相切換えラックに回転可能に連結される可動レール
・スライダと、車速に応じてその電気アクチュエータを
駆動するコントロール・ユニットとを含み、そして、そ
のコントロール・ユニットが車速に応じてその電気アク
チュエータを駆動し、その電気アクチュエータでその位
相切換えラックをその位相切換えビームに移動させてそ
の前輪に関連したその後輪の舵角および位相を決定し、
それに従って、そのコントロール・ビームを揺動させ、
そのコントロール・ケーブルを介してそのリア・パワー
・ステアリングのコントロール・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させてそ
の前輪および後輪を操舵させるところである。

また、この発明の自動車に使用される前後輪操舵系統
は、上述の構成にあって、その一対のコントロール・ケ
ーブルが、一端を互いに連結させるループ・エンドに形
成してそのコントロール・ビームに支持させ、そして、
他端をそのリア・パワー・ステアリングのコントロール
・バルブに連結し、そして、イコライザが、スプリング
でそのコントロール・ケーブルのループ・エンドに押し
付けられる構成を備え、そのコントロール・ケーブルに
加えられる張力を均等になしてそのリア・パワー・ステ
アリングのコントロール・バルブを円滑に動作させると
ころである。

さらに、この発明の自動車に使用される前後輪操舵系統
は、上述の構成にあって、そのリア・パワー・ステアリ
ングが、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ロール・バルブを有し、そし
て、その一対のコントロール・ケーブルが、所定の引張
荷重以上で破断される安全ケーブルで一端を互いに連結
してループ・エンドに形成する構成を備え、そして、位
相および舵角をそのコントロール・バルブに伝達する手
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、この発明の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５図は、トラック80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具体例10を示して
いる。

その前後輪操舵系統10は、シャシ81側に支持された前輪
85,86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36を有し、そのシャ
シ81側に支持された後輪93,94,95,96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、一端を安全ケーブル16で互いに連結してループ・エ
ンド17に形成した一対のコントロール・ケーブル14,15
と、そのループ・エンド17に組み付けられたイコライザ
18と、位相切換えビーム19と、位相切換えラック20と、
電気アクチュエータ21と、固定レール22と、固定レール
・スライダ23と、可動レール24と、可動レール・スライ
ダ25と、コントロール・ユニット26を含んで構成され、
そのフロント・ステアリング11が、その前輪85,86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85,86の舵角および車速に関連して、
その後輪93,94,95,96の操舵可能にしている。さらに、
その車速に関連したその後輪93,94,95,96の操舵につい
て具体的に述べるならば、そのリア・パワー・ステアリ
ング12は、そのトラック80が低速で走行される際には、
前車軸82の切れ角（前輪切れ角）に対する後車軸90の切
れ角（後軸切れ角）を逆位相で、また、そのトラック80
が高速で走行される際には、その前軸切れ角に対するそ
の後軸切れ角を同位相で、その後輪93,94,95,96を操舵
する。

そのフロント・ステアリング11は、フロント・ブースタ
27、フロント・コントロール・バルブ28、油圧ポンプ
（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29、ステアリング・シャ
フト30、ピットマン・アーム32、ドラック・リンク33、
およびナックル・アーム34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27、フロント・コントロール・バ
ルブ28、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27は、シリンダ・ボディにその
フロント・コントロール・バルブ28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31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32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27は、また、そのトラック80のシャシ
81の前方に配置された前車軸82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8
5,86をそれぞれ回転可能に支持した一対の前輪軸83,84
にそのピットマン・アーム32、ドラッグ・リンク33、お
よびナックル・アーム34を介して連結されている。勿
論、その前輪軸83,84は、タイ・ロッド87および一対の
タイ・ロッド・アーム88,89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28は、通常のイン
テグラル型パワー・ステアリングのコントロール・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30にギア結合され、そのステアリング・シャ
フト30を介してそのステアリング・ホイール29で操作さ
れる。勿論、このフロント・コントロール・バルブ28
は、そのステアリング・ホイール29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28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27およびリア・
ブースタ35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35およびリア・コントロール
・バルブ36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35のシリンダ・ボディ37をタイ・ロッ
ド・アーム99にピボット連結し、また、そのリア・ブー
スタ35のピストン・ロッド38をその後車軸90にブラケッ
ト40を介してピボット連結して、その後車軸90の両端に
揺動可能に連結され、そして、その後輪93,94,95,96の
回転可能に支持した一対の後輪軸91,92をタイ・ロッド9
7および一対のタイ・ロッド・アーム98,99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36がそのリア・ブースタ35の
シリンダ・ボディ37に組み込まれている。

そのリア・コントロール・バルブ36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35において、シリン
ダ・ボディ37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36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80の走行に安全にしている。勿論、このリア・コン
トロール・バルブ36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13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85,86および後輪93,94,95,96の間
のそのシャシ81にねじ止めされたブラケット（図示せ
ず）のピン43に回転可能に嵌め合わせられ、そのように
して、そのシャシ81に前後方向に揺動可能に支持されて
いる。

また、このコントロール・ビーム13は、両ビーム端にケ
ーブル連結穴41,42をそれぞれ形成し、その一対のコン
トロール・ケーブル14,15の一端であるそのループ・エ
ンド17をそのケーブル連結穴41,42に通している。

そのように、そのコントロール・ケーブル14,15を連結
したところのそのコントロール・ビーム13は、その位相
切換えビーム19および位相切換えラック20で決定された
後輪舵角および後輪位相をそのリア・パワー・ステアリ
ング12のリア・コントロール・バルブ36にそのコントロ
ール・ケーブル14,15を介して伝達可能にする。

その一対のコントロール・ケーブル14,15は、通常のプ
ッシュ・プル・ケーブルで、アウタ・ケーブル44,45お
よびインナ・ケーブル46,47からなり、そのインナ・ケ
ーブル46,47の一端が、そのコントロール・ビーム13の
ケーブル連結穴41,42に通された安全ケーブル16で互い
に連結され、また、そのインナ・ケーブル46,47の他端
がそのリア・コントロール・バルブ36のスプール・シャ
フト39に連結され、そのコントロール・ビーム13の動
き、すなわち、その後輪舵角および後輪位相をそのリア
・コントロール・バルブ36に伝達可能にしている。

その安全ケーブル16は、勿論、そのインナ・ケーブル4
6,47が破断されるときのそのインナ・ケーブル46,47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、その後輪舵角および後輪位相を
そのリア・コントロール・バルブ36に伝達するところの
舵角伝達手段に無理な力が加えられると、換言するなら
ば、その所定の引張荷重以上の力が加えられると、その
安全ケーブル16は、破断され、その舵角および位相の伝
達を遮断し、その結果、そのリア・コントロール・バル
ブ36において、スプール（図示せず）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、この安全ケーブル16は、その舵角伝達
手段に故障が生じた場合に、そのリア・パワー・ステア
リング12によりその後輪93,94,95,96の操舵を阻止し、
走行上、そのトラック80の安全性を確保する。

一方、そのアウタ・ケーブル44,45は適宜の位置におい
て、途中をそのシャシ81にクリップで留められている。
勿論、そのアウタ・ケーブル44,45は、そのシャシ81に
ボルトで留められてもよいのであって、また、他の適宜
の手段で留められてもかまわない。

また、その一対のコントロール・ケーブル14,15は、そ
のインナ・ケーブル46,47の一端にねじ棒48,49を備え、
そのねじ棒48,49に調整ナット50,51およびロック・ナッ
ト52,53をねじ結合させ、そのコントロール・ビーム13
とそのリア・コントロール・バルブ36との間のケーブル
長さを調整可能にしている。すなわち、そのロックナッ
ト52,53を緩め、そのねじ棒48,49上にその調整ナット5
0,51を移動し、再び、そのロック・ナット52,53を締め
付けるならば、そのコントロール・ケーブル14,15は、
そのコントロール・ビーム13とそのリア・コントロール
・バルブ36との間のケーブル長さが簡単に調整される。

その一対のコントロール・ケーブル14,15では、そのね
じ棒48,49間にその安全ケーブル16が連結されて、ルー
プ・エンド17を形成している。勿論、その安全ケーブル
16がそのコントロール・ビーム13のケーブル連結穴41,4
2に通されてあるので、その一対のコントロール・ケー
ブル14,15は、後述されるイコライザ18およびコンプレ
ッション・スプリング54に協働されて、そのコントロー
ル・ビーム13に連結され、そのようにして、そのコント
ロール・ビーム13に支持される。

そのイコライザ18は、略半円形プレートに製作され、そ
のプレートの外周面にケーブル溝55を形成し、そのケー
ブル溝にその安全ケーブル16を嵌め合わせて、そのコン
トロール・ケーブル14,15のループ・エンド17に組み付
けられている。勿論、このイコライザ18は、このコンプ
レッション・スプリング54でそのループ・エンド17に押
し付けられ、そのループ・エンド17から外れ止めされて
いる。

そのように、そのコンプレッション・スプリング54でそ
のループ・エンド17に外れ止めされたところのそのイコ
ライザ18は、そのコントロール・ケーブル14,15の張力
を均一にしている。勿論、このイコライザ18は、円形プ
レートに製作されてもよい。

そのコンプレッション・スプリング54は、一端をそのイ
コライザ18のピン56に、他端をそのコントロール・ビー
ム13のためのピン43にそれぞれ連結し、そのイコライザ
18をそのコントロール・ケーブル14,15のループ・エン
ド17に押し付けている。

その位相切換えビーム19は、そのコントロール・ビーム
13の前方に適宜の間隔を置いてそのシャシ81側に前後方
向に揺動可能に支持され、そして、そのフロント・パワ
ー・ステアリング11で揺動される。特に、この位相切換
えビーム19は、その位相切換えラック20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、その位相切換えビーム19は、底
壁にスリット57をビーム長さ方向に伸長させて備え、そ
して、両端をそのシャシ81の両側に向けるセット状態
で、そのシャシ81にねじ止めされたブラケット（図示せ
ず）のピン58に回転可能に支持されている。勿論、この
位相切換えビーム19は、ピボット連結されたリレー・ロ
ッド59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33に連結されてあって、そのリレー
・ロッド59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58のまわりに揺動される。

特に、そのリレー・ロッド59は、第３図に示されるよう
に、その位相切換えビーム19に結合する部分において、
その結合部分の変位可能量が、そのドラック・リンク33
の位置量よりも少ないときには、所定の荷重以上でロッ
ド変位をロッド・エンド内の一対のスプリング100,100
で吸収して、その位相切換えビーム19に伝える構造にな
されてある。

また、この位相切換えビーム19は、第２図から理解され
るように、内部にその位相切換えラック20をビーム長さ
方向に往復動可能に嵌め込んで、その位相切換えラック
20を支持する構造に製作された。

その位相切換えラック20は、第２図から理解されるよう
に、その位相切換えビーム19内で、歯面60を上方に向け
てその位相切換えビーム19の底壁上にビーム長さ方向に
往復摺動可能に配置されてある。

また、その位相切換えラック20は、所定の位置におい
て、下面にアーム61をねじ止めしている。勿論、そのア
ーム61は、その位相切換えビーム19のスリット57を通し
て外側に突出させて、先端側をその位相切換えビーム19
の前方に伸長させている。

そのアーム61は、後に詳述されるように、その固定レー
ル22に嵌め合わせられたその固定レール・スライダ23、
その固定レール・スライダ23に固定された可動レール2
4、およびその可動レール24に嵌め合わせられたその可
動レール・スライダ25が介在されて、そのコントロール
・ビーム13に連結される。

その電気アクチュエータ21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20
に連結され、その位相切換えビーム19内において、その
位相切換えビーム19の底壁上にその位相切換えラック20
を往復摺動させる。

この電気アクチュエータ21は、回転子（図示せず）を支
持したモータ・シャフト63が、第２図に示されるよう
に、その位相切換えビーム19の回転中心、所謂、回転軸
線（Ｃ）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62をその位相切換えビーム19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62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
出力回路を電気的に接続している。

そのようにして、その位相切換えビーム19に組み付けら
れたその電気アクチュエータ21は、また、その回転子を
モータ・シャフト63にモータ・ギア64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20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64に噛み合わせ
られた減速ギア65、その位相切換えラック20に噛み合わ
せられたピニオン66、および、その減速ギア65とそのピ
ニオン66とを互いに連結した状態でそれら減速ギア65お
よびピニオン66を支持したシャフト67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66は、その
シャフト67の軸線が所定の間隔を置いて、その位相切換
えビーム19の回転軸線（Ｃ）に直交する方向で、その位
相切換えラック20に噛み合わせられている。

その固定レール22は、そのコントロール・ビーム13およ
び位相切換えビーム19に関連してそのシャシ81の前後方
向に伸長されて配置され、そして、そのシャシ81のブラ
ケット68に固定されている。

特に、その固定レール22は、そのピン43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81の前後方向の移動範囲に関連して長
さが決定される。

その固定レール・スライダ23は、その固定レール22に摺
動可能に嵌め合わせられ、また、アーム69を備え、そし
て、そのアーム69の先端をそのコントロール・ビーム13
にピン70を介して回転可能に連結している。

その可動レール24は、その固定レール22に直交する方向
であって、そのシャシ81に左右方向に伸長されてその固
定レール・スライダ23に固定され、そして、その固定レ
ール22上に移動されるように、その固定レール・スライ
ダ23に支持されている。

この可動レール24も、また、そのピン43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81の左右方向の移動範囲に関連して長
さが決定される。

その可動レール・スライダ25は、その可動レール24に摺
動可能に嵌め合せられ、その可動レール24に支持されて
いる。

また、この可動レール・スライダ25は、その位相切換え
ラック20のアーム61の先端にピン71を介して回転可能に
連結され、そして、その位相切換えラック20の動きに伴
われてその可動レール24上に摺動される。

そのコントロール・ユニット26は、入出力回路、記憶回
路、演算回路、制御回路、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ところ
の、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ところのプログラムが予め格納
してあり、その車速センサ72から入力される信号に応じ
て、そのプログラムで演算し、その電気アクチュエータ
21に流れるパルス電流（電気パルス）を制御するところ
に構成された。

すなわち、このコントロール・ユニット26は、その車速
センサ72からの信号に応じて、そのプログラムで演算
し、そのステッピング・モータ21の固定子巻線に流れる
パルス電流（電気パルス）を制御し、その減速歯車機構
65,66,67を介してそのステッピング・モータ21でその位
相切換えラック20をその位相切換えビーム19内に移動さ
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43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93,94,95,96を操舵
可能にするところにある。

その車速センサ72は、そのトラック80の走行速度を検出
するもので、そのトラック80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80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80が、低速で直線道路上に走行されるなら
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・バルブで流量調整さ
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28,36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27,35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る。

一方、そのコントロール・ユニット26が、その車速セン
サ72から信号を入力し、その電気アクチュエータ21に流
れるパルス電流（電気パルス）を制御し、その電気アク
チュエータ21を駆動し、第２図に示された組み合わせか
ら理解されるように、そのシャフト67で互いに固定的に
連結されたその減速ギア65およびピニオン66を介して、
その電気アクチュエータ21でその位相切換えラック20を
その位相切換えビーム19に摺動させ、それに伴って、そ
の可動レール24上には、その可動レール・スライダ25
を、その固定レール22上には、その固定レール・スライ
ダ23および可動レール24をそれぞれ摺動させ、同時に、
その位相切換えビーム19がその前輪85,86を操舵するフ
ロント・パワー・ステアリング11によってそのピン58の
まわりに揺動される状態にあり、また、そのコントロー
ル・ビーム13も、そのピン43に揺動可能に支持されてあ
るので、そのコントロール・ビーム13は、そのピン43の
まわりに揺動され、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80が、第４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29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29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28が、そのステアリング・シャフト30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27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27の他方のシリンダ室の圧油はオ
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27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31に固定
されたピットマン・アーム32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32が後方に揺動さ
れると、そのドラック・リンク33がそのピットマン・ア
ーム32によって後方に押され、それに伴って、その前輪
軸83,84に回転可能に支持されているところのその前輪8
5,86は、そのナックル・アーム34、タイ・ロッド87、お
よびタイ・ロッド・アーム88,89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85,86を操舵すると、そのリレー・ロッド5
9がそのドラック・リンク33で後方に押され、それに伴
って、その位相切換えビーム19が、そのピンのまわりに
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58のまわりに揺動され、同
時に、そのコントロール・ユニット26が、その車速セン
サ72の信号に応じてその電気アクチュエータ21に流れる
パルス電流（電気パルス）を制御し、その電気アクチュ
エータ21を駆動し、そして、その減速歯車機構を介して
その電気アクチュエータ21でその位相切換えラック20を
その位相切換えビーム19内に摺動させて第２図に示され
た状態からその位相切換えビーム19の回転軸線（Ｃ）を
越えて右側に移動された状態にその可動レール・スライ
ダ23を移動させるので、その位相切換えビーム19、位相
切換えラック20、固定レール22、固定レール・スライダ
23、可動レール24、可動レール・スライダ25、および、
コントロール・ビーム13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、その位相切換えビーム19が、第１図におい
て、そのピン58のまわりに逆時計方向に揺動されると、
そのコントロール・ビーム13は、第２図において、ピン
43のまわりに逆時計方向に揺動され、そのコントロール
・ケーブル15においては、そのインナ・ケーブル47がそ
のアウタ・ケーブル45に対して引かれ、同時に、そのイ
ンナ・ケーブル47が、そのイコライザ18に支持されたそ
の安全ケーブル16でそのコントロール・ケーブル15のイ
ンナ・ケーブル46に接続されてあるので、そのコントロ
ール・ケーブル14においては、そのインナ・ケーブル46
がそのアウタ・ケーブル44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14,15が押し
引きされる結果、そのリア・コントロール・バルブ36で
は、そのインナ・ケーブル46,47に連結されたスプール
・シャフト39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
量調整された圧油は、そのリア供給側油圧配管を経てそ
のリア・ブースタ35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35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35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38がシリンダ・ボディ37の外側に押し
出されるので、その後輪軸91,92に回転可能に支持され
ているところのその後輪93,94,95,96は、第４図に示さ
れるように、そのタイ・ロッド97、および一対のタイ・
ロッド・アーム98,99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80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29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４図において、その前
輪85,86を右方向に操舵し、また、その後輪93,94,95,96
を左方向に操舵する。

特に、このトラック80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80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80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80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26は、その車速センサ72の信号に応じて、その電
気アクチュエータ21に流れるパルス電流（電気パルス）
を制御し、その電気アクチュエータ21を駆動し、そし
て、その減速歯車機構を介してその電気アクチュエータ
21でその位相切換えラック20をその位相切換えビーム19
内に摺動させて第２図に示された状態で、換言するなら
ば、第２図において、その位相切換えビーム19の回転軸
線（Ｃ）を越えて左側に移動された状態のその可動レー
ル・スライダ25を移動させるので、その位相切換えビー
ム19、位相切換えラック20、固定レール22、固定レール
・スライダ23、可動レール24、可動レール・スライダ2
5、およびコントロール・ビーム13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。

今、そのトラック80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29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29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28が、そのステアリング・シャフト30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27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27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27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31に固定
されたピットマン・アーム32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32が後方に揺動さ
れると、そのドラック・リンク33がそのピットマン・ア
ーム32によって後方に押され、それに伴って、その前輪
軸83,84に回転可能に支持されているところのその前輪8
5,86は、そのナックル・アーム34、タイ・ロッド82、お
よびタイ・ロッド・アーム83,84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85,86を操舵すると、そのリレー・ロッド5
9がそのドラック・リンク33で後方に押され、それに伴
って、その位相切換えビーム19は、第１図において、そ
のピン58のまわりに逆時計方向に揺動され、そして、そ
のコントロール・ビーム13は、第２図において、ピン43
のまわりに時計方向に揺動される。

したがって、そのコントロール・ケーブル15において
は、しにインナ・ケーブル47がそのアウタ・ケーブル45
に対して押され、同時に、そのインナ・ケーブル47が、
そのイコライザ18に支持されたその安全ケーブル16でそ
のコントロール・ケーブル14のインナ・ケーブル46に接
続されてあるので、そのコントロール・ケーブル14にお
いては、そのインナ・ケーブル46がそのアウタ・ケーブ
ル44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14,15が押し
引きされる結果、そのリア・コントロール・バルブ36で
は、そのインナ・ケーブル46,47に連結されたスプール
・シャフト39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
量調整された圧油は、そのリア供給側油圧配管を経てそ
のリア・ブースタ35の一方のシリンダ室供給され、ま
た、そのリア・ブースタ35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35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38がシリンダ・ボディ37内に引っ込め
られるので、その後輪軸91,92に回転可能に支持されて
いるところのその後輪93,94,95,96は、第５図に示され
るように、そのタイ・ロッド97、および一対のタイ・ロ
ッド・アーム98,99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80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29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５図において、その前
輪85,86および後輪93,94,95,96を右方向に操舵する。

特に、このトラック80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80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お特定
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 commensurate 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、シャシ側に支持される前輪を操
舵するフロント・ステアリングと、そのシャシ側に支持
される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、その前輪および後輪の間でそのシ
ャシ側に前後方向に揺動可能に支持されるコントロール
・ビームと一端をそのコントロール・ビームのビーム端
に、他端をそのリア・パワー・ステアリングのコントロ
ール・バルブにそれぞれ連結する一対のコントロール・
ケーブルと、そのコントロール・ビームの前方に適宜の
間隔を置いてそのシャシ側に前後方向に揺動可能に支持
され、そして、そのフロント・ステアリングで揺動され
る位相切換えビームと、その位相切換えビームにビーム
長さ方向に往復動可能に支持される位相切換えラック
と、その位相切換えラックをその位相切換えビームに往
復動させる電気アクチュエータと、少なくともそのコン
トロール・ビームの揺動範囲においてそのシャシ側に前
後方向に伸長されて固定的に配置される固定レールと、
その固定レールに摺動可能に嵌め合わせられてそのコン
トロール・ビームに回転可能に連結される固定レール・
スライダと、その固定レールに直交する方向に伸長され
てその固定レール・スライダに固定的に支持される可動
レールと、その可動レールに摺動可能に嵌め合わせられ
てその位相切換えラックに回転可能に連結される可動レ
ール・スライダと、車速に応じてその電気アクチュエー
タを駆動するコントロール・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、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、車速度およびそのフロント・ス
テアリングに関連して操舵するのでリア・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、その上に、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、その結果、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、上述の構成にあって、その一対のコントロール・ケ
ーブルが、一端を互いに連結させるループ・エンドに形
成してそのコントロール・ビームに支持させ、そして、
他端をそのリア・パワー・ステアリングのコントロール
・バルブに連結し、そして、イコライザが、スプリング
でそのコントロール・ケーブルのループ・エンドに押し
付けられて構成されるので、この発明の自動車に使用さ
れる前後輪操舵系統では、そのコントロール・ケーブル
に加えられる張力が均等化され、そのリア・コントロー
ル・バルブが円滑に動作され、そのリア・パワー・ステ
アリングの特性が向上される。

さらに、この発明の自動車に使用される前後輪操舵系統
は、上述の構成にあって、その一対のコントロール・ケ
ーブルの一端が、所定の引張荷重以上で破断される安全
ケーブルで一端を互いに連結してループ・エンドに形成
し、そして、そのリア・コントロール・バルブが、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
させて構成されるので、この発明の自動車に使用される
前後輪操舵系統では、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、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、一対のコントロール・ケーブル、イコライザ、位相
切換えビーム、位相切換えラック、電気アクチュエー
タ、固定レール、固定レール・スライダ、可動レール、
および可動レール・スライダの拡大斜視図、第３図は、
第２図に示された位相切換えビームに連結されるドラッ
ク・リンクのロッド・エンドの構造を示す軸線方向の断
面図、第４図は、低速走行の際、トラックの車輪状態
図、および第５図は、高速走行の際、トラックの車輪状
態図である。 11…フロント・パワー・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
…一対のコントロール・ケーブル、16…安全ケーブル、
17…ループ・エンド、18…イコライザ、19…位相切換え
ビーム、20…位相切換えラック、21…電気アクチュエー
タ、22…固定レール、23…固定レール・スライダ、24…
可動レール、25…可動レール・スライダ、26…コントロ
ール・ユニット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャシ側に支持される前輪を操舵するフロ
   ント・ステアリングと、 そのシャシ側に支持される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、その前輪および後輪の間でそのシ
   ャシ側に前後方向に揺動可能に支持されるコントロール
   ・ビームと、 一端をそのコントロール・ビームのビーム端に、他端を
   そのリア・パワー・ステアリングのコントロール・バル
   ブにそれぞれ連結する一対のコントロール・ケーブル
   と、 そのコントロール・ビームの前方に適宜の間隔を置いて
   そのシャシ側に前後方向に揺動可能に支持され、そし
   て、そのフロント・ステアリングで揺動される位相切換
   えビームと、 その位相切換えビームにビーム長さ方向に往復動可能に
   支持される位相切換えラックと、 その位相切換えラックをその位相切換えビームに往復動
   させる電気アクチュエータと、 少なくともそのコントロール・ビームの揺動範囲におい
   てそのシャシ側に前後方向に伸長されて固定的に配置さ
   れる固定レールと、 その固定レールに摺動可能に嵌め合わせられてそのコン
   トロール・ビームに回転可能に連結される固定レール・
   スライダと、 その固定レールに直交する方向に伸長されてその固定レ
   ール・スライダに固定的に支持される可動レールと、 その可動レールに摺動可能に嵌め合わせられてその位相
   切換えラックに回転可能に連結される可動レール・スラ
   イダと、 車速に応じてその電気アクチュエータを駆動するコント
   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】シャシ側に支持される前輪を操舵するフロ
   ント・ステアリングと、 そのシャシ側に支持される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、その前輪および後輪の間でそのシ
   ャシ側に前後方向に揺動可能に支持されるコントロール
   ・ビームと、 一端を互いに連結させるループ・エンドに形成してその
   コントロール・ビームに支持させ、そして、他端をその
   リア・パワー・ステアリングのコントロール・バルブに
   連結する一対のコントロール・ケーブルと、 スプリングでそのコントロール・ケーブルのループ・エ
   ンドに押し付けられるイコライザと、 そのコントロール・ビームの前方に適宜の間隔を置いて
   そのシャシ側に前後方向に揺動可能に支持され、そし
   て、そのフロント・ステアリングで揺動される位相切換
   えビームと、 その位相切換えビームにビーム長さ方向に往復動可能に
   支持される位相切換えラックと、 その位相切換えラックをその位相切換えビームに往復動
   させる電気アクチュエータと、 少なくともそのコントロール・ビームの揺動範囲におい
   てそのシャシ側に前後方向に伸長されて固定的に配置さ
   れる固定レールと、 その固定レールに摺動可能に嵌め合わせられてそのコン
   トロール・ビームに回転可能に連結される固定レール・
   スライダと、 その固定レールに直交する方向に伸長されてその固定レ
   ール・スライダに固定的に支持される可動レールと、 その可動レールに摺動可能に嵌め合わせられてその位相
   切換えラックに回転可能に連結される可動レール・スラ
   イダと、 車速に応じてその電気アクチュエータを駆動するコント
   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。
3. 【請求項３】シャシ側に支持される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
   ングするコントロール・バルブを有してそのシャシ側に
   支持される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、その前輪および後輪の間でそのシ
   ャシ側に前後方向に揺動可能に支持されるコントロール
   ・ビームと、 所定の引張荷重以上で破断される安全ケーブルで一端を
   互いに連結させるループ・エンドに形成してそのコント
   ロール・ビームに支持させ、そして、他端をそのリア・
   パワー・ステアリングのコントロール・バルブに連結す
   る一対のコントロール・ケーブルと、 スプリングでそのコントロール・ケーブルのループ・エ
   ンドに押し付けられるイコライザと、 そのコントロール・ビームの前方に適宜の間隔を置いて
   そのシャシ側に前後方向に揺動可能に支持され、そし
   て、そのフロント・ステアリングで揺動される位相切換
   えビームと、 その位相切換えビームにビーム長さ方向に往復動可能に
   支持される位相切換えラックと、 その位相切換えラックをその位相切換えビームに往復動
   させる電気アクチュエータと、 少なくともそのコントロール・ビームの揺動範囲におい
   てそのシャシ側に前後方向に伸長されて固定的に配置さ
   れる固定レールと、 その固定レールに摺動可能に嵌め合わせられてそのコン
   トロール・ビームに回転可能に連結される固定レール・
   スライダと、 その固定レールに直交する方向に伸長されてその固定レ
   ール・スライダに固定的に支持される可動レールと、 その可動レールに摺動可能に嵌め合わせられてその位相
   切換えラックに回転可能に連結される可動レール・スラ
   イダと、 車速に応じてその電気アクチュエータを駆動するコント
   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。