JPS61249872A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の４輪操舵装置、特にステアリングの操
舵により前輪とともに後輪を転舵する４輪操舵装置に関
する。

（従来の技術） 従来４輪車両の操舵はステアリングホイールによって前
輪のみを転舵するのが普通であったが、前輪のみを転舵
するのでは走行状況によって後輪に横すべりが生じたり
、旋回半径に限度があっ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、この点に鑑み最
近前輪と共に後輪をも転舵する４輪操舵装置が提案、研
究されている。

すなわち、４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（これを
同位相転舵という）、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、例えば
高速走行時のレーンチェンジなどもスムーズに行なえる
。また、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（これを逆位相転舵という）、車両の姿勢
を旋回円の接線上に保つようにして車両の向きを大きく
変化させることができるので縦列駐車や車庫入れなどに
便利である。

４輪操舵装置においては、ステアリング操舵したときに
そのときの車速に応じた後輪転舵角が得られるように、
ステアリング操舵角及び車速を検知して油圧等によって
アクチュエータシリンダを作用させ、リンク機構を介し
て所定出力を後輪へ伝達するようにしている。このよう
な４輪操舵装置においては、アクチュエータシリンダを
作用させないで通常の前輪２輪操舵としたい場合、或い
はアクチュエータシリンダが故障により作動しなくなっ
た場合等に、後輪を直進方向に向けて維持させる機構を
設けることが必要となる。また、４輪操舵状態でも、単
に直進しているときには、後輪を正確な直進方向に維持
する機構が設けられることが望ましい。この機構は中央
復帰手段と呼ばれ、リンク機構の一部分に組み込まれて
いる。

従来の中央復帰手段の構成は、例えば、実開昭５５−１
４７９６８号に開示されているように、リンク機構をな
す平行四辺形のアームにおける車幅方向に延びる１対の
アームのうち一方のアーム（固定アーム）上に所定間隔
を置いて他方のアーム（可動アーム）側に向けて１対の
突起を突設し、これら１対の突起のちょうど中間に位置
して可動アーム上に固定アーム側へ向けて１つの突起を
突設し、この中央の突起と外側の突起の間に１対のスプ
リングを介装し、この１対のスプリングにより中央の突
起を、したがって可動アームを所定の中立位置に左右か
ら付勢するようにしたものである。

このような構成の中央復帰手段においては、後輪が直進
方向に向く中立位置を維持するようにさせるために、可
動アーム上の突起が固定アーム上の１対の突起のちょう
ど中央に位置するように１対のスプリングのバネ強さに
よって調整がなされている。そして、後輪転舵により可
動アーム上の突起が中央位置からずれた場合には、一方
のスプリングに引張り応力が他方のスプリングには圧縮
応力が夫々働き、可動アーム上の突起を中央位置へ復帰
させるようになっている しかしながら、一般に、２つのスプリングによってその
中間に介在する物を所定位置に維持或いは復帰させるこ
とは精度的に非常に難しく、両スプリング間に微妙な差
があるだけでもそのバランスが狂ってしまう。したがっ
て、後輪を正確に中立位置に復帰、Ｎ持させることは極
めて困難であり、後輪が直進方向に対し角度をもって安
定してしまうという好ましくない状態を引き起こすこと
となる。

また、スプリングが２つも使用されているので、中央復
帰手段の占有スペースが大きく、レイアウト時における
リンク機構部周辺の自由度が著しく限られてしまう。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、
スプリング１つで機械的に後輪を正確に中立位置に復帰
させ維持させることのできる簡単な構造の中央復帰手段
を具備する４輪操舵装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明による４輪操舵装置は、上記可動アームに相当す
る出力ロッドに所定間隔を置いて固設された１対の７ラ
ンジと、これら７ランジ間に出力ロッドに対して摺動自
在に設けられた１対の摺動部材と、これら摺動部材をそ
の摺動方向外側に位置する各フランジに向けて互いに遠
ざける方向に付勢する付勢手段と、上記固定アームに相
当する車体に固設され、後輪が中立位置にあるときに前
記１対の摺動部材が前記１対のフランジに当接し、この
とき同時に当接するような位置に配された１対のストッ
パとからなる中央復帰手段を具備している。

後輪転舵のためのステアリング操舵によって出力ロッド
が中立位置から左右どちらか一方その軸方向にずれた場
合には、ずれた側に位置する摺動部材はストッパによっ
て係止されたまま移動せず、ずれた側と反対側に位置す
る摺動部材はフランジによって押圧され出力ロットと共
に移動する。これにより、両開動部材間の距離が短くな
るので、付勢手段が各摺動部材を押圧する力は中立位置
にあるときに比べ大きなものとなる。したがって、出力
ロッドを移動させる力が解除されれば、移動した摺動部
材は付勢手段の反発力によってフランジを介して出力ロ
ッドと共に逆方向に移動する。

そして、中立位置にまで復帰したときに摺動部材がスト
ッパに当接する。このとき同時に反対側に位置する摺動
部材に他方のフランジが当接する。

こうして出力ロッドは中立位置において安定した状態を
維持する。

中央復帰手段に用いられる付勢手段としては例えばコイ
ルスプリングがあるが、摺動部材を摺動方向外側へ付勢
することができる手段であれば、他の弾性部材等を使用
してもよいことは勿論である。

（発明の効果） 本発明による４輪操舵装置は、１つのスプリングを用い
た簡単な構造の中央復帰手段によって出力ロットを確実
に中立位置に復帰・維持させることができるので、後輪
を転舵する必要のないときには後輪を機械的に直進方向
にまっすぐ向は走行安定性を向上させることができ、ま
た、中央復帰手段の占有スペースを大幅に削減すること
ができるので、レイアウト時点における自由度が増し、
例えば、出力ロッド長を短くしてその両側に位置するサ
スペンションのアーム長を長クシ、バンプ変化の影響を
受けにくいサスペンションを提供するようにすることが
できる。

（実　施　例） 以下、添付図面を参照して本発明の好適な一実施例につ
いて詳述する。

第１図は、本実施例による４輪操舵装置、特に後輪を操
舵する機構の概要を示す図である。ステアリングホイー
ル（図示せず）の転舵操作により、その回転力が入力軸
１に伝達される。入力軸１の先端部にはカサ歯＄２が取
り付けられていて、このカサ歯車２は回転軸３が車体に
支持されたカサ歯車４と噛合する。カサ歯車４の周上の
１箇所にはロッド支持孔５が設けられていて、このロッ
ド支持孔５には連結ロッド６が回転軸３に対し回動自在
かつａラド６軸方向に摺動自在に挿入されている。ロッ
ド６の一端７は、揺動軸８を中心に回動自在な振子アー
ム９の先端とボールジヨイントで連結されている。揺動
軸８は、垂直に延びる揺動支持軸１０によって支持され
ていて、この揺動支持軸１０の回動運動に伴って水平面
内を揺動する。

揺動支持軸１０の回動運動は、ステッピングモータ１１
の回転を１対のカサ歯車１２．１３及びウオーム１４を
介して揺動ギヤ１５に伝達することによって行なわれる
。ステッピングモータ１１は、揺動支軸１０の揺動ギヤ
１５上方に取り付けられ揺動軸８の揺動角を検知する角
度センサ１６及び車速センサ（図示せず）からの検知信
号を受けた電気コントローラ（図示せず）からの制御信
号に基づいて作動する。

上記構成により、ステアリング操舵及び車両の車速に応
じて連結ロッド６がその軸方向に移動する。例えば、ス
テアリング操舵により入力軸１を六方向に回転させると
カサ歯車４がカサ歯車２を介してＢ方向に回転し、これ
により振子アーム９がＣ方向に回転する。一方、車速等
に応じて駆動されるステッピングモータ１１により揺動
ギヤ１５が例えばＤ方向に回転すると、揺動軸８は揺動
支軸１０のまわりにＥ方向に回転する。このＥ方向の回
転及び上記Ｃ方向の回転が合成されて連結ロッド６に伝
達され、これにより連結ロッド６はＥ方向に移動する。

このような連結ロッド６の動きは、ロッド６の他端１７
とボールジヨイントで連結されるとともに車体によって
車幅方向に摺動自在に支持されたブースタパルプ１８の
摺動ロッド１９に伝達される。ブースタバルブ１８は、
車体に支持され車幅方向に延びる出力ロット２０に結合
アーム２１を介して連結されていて、摺動ロッド１９の
動きに応じて圧油をポンプ（図示せず）から経路２２及
び２３を通して出力ロッド２０上の１箇所に設けられた
アクチュエータシリンダ２４内に適宜送り込み、出力ロ
ット２０をその軸方向に移動させるようにしている。出
力ロッド２０の他の箇所には、出力ロット２０のガタ防
止のためのフリクション手段２５及び出力ロッド２０を
中立位ｉｆ（すなわち後輪が直進方向を向く状態）に戻
すための中央復帰手段２６とが設けられている。

これについては後述する。出力ロット２ｏは、その両端
２０ａ及び２０ｂが１対のリヤ・タイロッド２７ａ及び
２７ｂにインナーボールジヨイントで夫々連結され、更
にこれらリヤ・タイロッド２７ａ　、　２７ｂは、左右
後輪を車体に対して転舵自在に支持する１対のナックル
（図示せず）に連結されている。これにより、出力ロッ
ト２０が車幅方向に移動すると、それに応じて後輪が転
舵される。

第２図は、出力ロット２０上に設けられた中央復帰手段
２６を、アクチュエータシリンダ２４及びフリクション
手段２５と共に示す断面図である。中央復帰手段２６は
、車体に固定され出力ロッド２０を囲繞するシリンダ２
８と、このシリンダ２８及び出力ロッド２０間に配され
た複数の部材とから構成される。

すなわち、出力ロッド２ｏには、所定間隔を置いて１対
のリング状のフランジ２９ａ及び２９ｂが固設されてい
て、これら７ランジ２９ａと２９ｂとの間には１対の摺
動部材３０ａ及び３０ｂが出力ロット２０に対してその
軸方向に摺動自在に設けられていて、更にこれら摺動部
材３０ａと３０ｂとの間にはコイルスプリング３１が摺
動部材３０ａ及び３０ｂを夫々７ランジ２９ａ及び２９
ｂの方向へ付勢するようにして設けられている。各摺動
部材３０ａ及び３０ｂは、夫々出力ロット２０と摺接す
るスリーブ部分３２ａ及び３２１）と、７ランジ２９ａ
及び２９ｂより夫々径の大きいリング部分３３ａ及び３
３ｂとが一体となって形成されている。摺動部材３０ａ
及び３０ｂは、そのリング部分３３ａ及び３３ｂがスプ
リング３１によって押圧されているので、スリーブ部分
３２ａ及び３２ｂが出力ロット２０上を摺動してリング
部分３３ａ及び３３ｂが７ランジ２９ａ及び２９ｂに当
接した位置で安定した状態となる。一方、シリンダ２８
には、その内径が一般品３４より大きい大径部３５が形
成されている。この−股部３４の内径は、７ランジ２９
ａ　、　２９ｂの径より大きくかつ摺動部材３０ａ　、
　３０ｂのリング部分３３ａ　、　３３ｂの径より小さ
い寸法となっていて、大径部３５の径は、リング部分３
３ａ　、　３３ｂの径より大きい寸法となっている。そ
して、大径部３５とその両側に位置する一般品３４との
境界に形成される１対のリング状の平面部３６ａ及び３
６ｂは、摺動部材３０ａ及び３０ｂのリング部分３３ａ
及び３３ｂが夫々７ランジ２９ａ及び２９ｂに当接して
いる状態のときに、夫々摺動部材３０ａ及び３０ｂのリ
ング部分３３ａ及び３３ｂに当接するように相互間の寸
法が定められている。

このように、出力ロット２０がその軸方向に移動しない
中立位置にあるときには、中央復帰手段２６においては
、１対の摺動部材３０ａ及び３０ｂのリング部分３３ａ
及び３３ｂが、夫々同時に出力ロッド２０に固設された
１対の７ランジ２９ａ及び２９ｂと、車体に固定された
シリンダ２８の１対のリング状平面部３６ａ及び３８ｂ
とに当接した状態となっている。

次に、ステアリング操舵により出力ロッド２０がその軸
方向に移動して中立位置からずれたときの中央復帰手段
２Ｇの作用を第３図に基づいて説明する。第３図は、出
力ロッド２ｏが中立位置から図中右方向へ移動したとき
の中央復帰手段２６を示す。

出力ロッド２０が右方向へ移動すると、これに固設され
た１対の７ランジ２９ａ及び２９ｂも共に移動するが、
車体に固定されたシリンダ２８に設けられたリング状平
面部３６ａ及び３６ｂの位置は変化しない。

したがって、１対の摺動部材３０ａ及び３０ｂのうち、
左側に位置する摺動部材３０ａは、フランジ２９ａによ
ってリング部分３３ａが押圧されて中立位置における出
力ロッド２０との位置関係を維持したまま右方向へ移動
し１．リング部分３３ａはシリンダ２８の平面部３６ａ
との当接状態から離れる。一方、右側に位置する摺動部
材３０ｂは、出力ロッド２０が右方向へ移動してもリン
グ部分３３１）がストッパとしての機能を果すシリンダ
２８の平面部３６ｂと当接したままなので移動ぜず、そ
のスリーブ部分３２ｂが出力ロッド２０と摺動し、リン
グ部分３３ｂは、７ランジ２９ｂとの当接状態から離れ
る。こうして、出力ロット２０が右方向へ移動すると１
対の摺動部材３０ａ及び３０ｂは互いにその位置が接近
するので、これら両部材間にあってそのリング部分３３
ａ及び３３ｂを付勢しているスプリング３１にはより大
きな反発力が生じる。出力ロッド２０が左方向に移動し
たときも同様である。

このように、出力ロット２０が中立位置から左右軸方向
に移動したときには中央復帰手段２６によって出力ロッ
ド２０を中立位置に戻す力が常に作用することになるの
で、例えば、出力ロッド２０を動かすアクチュエータシ
リンダ２４を作動させないようにして４輪操舵から前輪
２輪操舵への切替えを所望する場合、或いは４輪操舵装
置の一部が故障して出力ロット２０の軸方向の移動制御
ができなくなった場合等においでも、中央復帰手段２Ｇ
の作用によって機械的に出力ロッド２０を中立位置に正
確に復帰させ、後輪が直進方向を向くようにして走行安
定性の向上を図ることができる。

なお、第４図にその断面を示すように、フリクション手
段２５が出力ロット２０上に設けられていて、出力ロッ
ト２０に適度な摩擦を与え、その軸方向の動きを規制す
るようになっている。このフリクション手段は、シリン
ダ２８内に設けられ出力ロット２０の径に沿って出力ロ
ッド２０を挟持する１対の支持部材３７ａ及び３７ｂと
、下側に位置する支持部材３７ｂをコイルスプリング３
８と共に出力ロット方向に押圧するボルト３９と、この
ボルト３９がナツト４０によって締結され、支持部材３
７ｂを摺動自在に保持するスリーブ４１を介してシリン
ダ２８に締結される蓋部材４２とからなっている。シリ
ンダ２８に固定された支持部材３７ａによって出力ロッ
ド２０の軸心が定まり、更に下方から支持部材３７ｂが
押圧されるので、出力ロット２０に適度な摩擦力が加わ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車両の４輪操舵装置の一例を示す
概要図、 第２図は第１図の装置に用いられる中央復帰手段を詳細
に示す断面図、 第３図はその作用を説明する断面図、 第４図は第２図のＡ−Ａ線断面図である。 ２０・・・出力ロット ２４・・・アクチュエータシリンダ ２５・・・フリクション手段　　２６・・・中央復帰手
段２８−０．シ　リ　ン　タ２９ａ　、　２９ｂ　・Ｖ
ｌｙフランジａ　、　３０ｂ・・・摺動部材　　３１・
・・コイルスプリング３２ａ　、　３２ｂ・・・スリー
ブ部分３３ａ　、　３３ｂ・・・リング部分　３４・・
・−般　　部３５・・・大　　径　　部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングの操舵により前輪とともに後輪を転舵する
   ようにした車両の４輪操舵装置において、軸方向に移動
   することによって後輪を転舵する出力ロッドに所定間隔
   を置いて固設された第１及び第２フランジと、これら第
   １及び第２フランジと夫々当接するように両フランジ間
   に前記出力ロッドに対して該ロッド軸方向に摺動自在に
   設けられた第１及び第２摺動部材と、これら摺動部材間
   に設けられ両端部が両摺動部材を互いに遠ざける方向に
   付勢する付勢手段と、前記出力ロッドが車幅方向の中央
   部に位置した際の前記第１及び第２摺動部材の摺動方向
   外側に位置して夫々車体に固設され、第１及び第２摺動
   部材の前記付勢手段を圧縮する方向への移動のみを許す
   第１及び第２ストッパとからなる中央復帰手段を具備す
   ることを特徴とする４輪操舵装置。