JPS6136061A - 自動車用前後輪操舵装置 - 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】 産業上の利用分骨 本発明は自動車用前後輪操舵装置に関するものである。

従来の技術 ステアリングハンドルの操作により前輪と同時に後輪を
も転舵するようにした前後輪操舵装置を備えた自動車に
おいては、一般に高速走行時の操舵に対する車体運動の
応答性の面では前輪実舵角に比例して微少な同相操舵を
後輪に与えるのが良く、一方低速時の車体小細り性を良
くするには前後輪逆相操舵が良いことが既に知られてい
る。

そこで、高速走行時はハンドル操作角が小さく、大転舵
を行うのは主として低、中速走行時であることに着目し
、直線附近の小転舵角範囲では前後輪を同相操舵とし、
その他の転舵角範囲では前後輪逆相操舵とすることによ
り、上記両讐墜を満足させるようにしたものが従来より
開発され、例えば特開昭５６−１６３９６９号公報にて
公開されている。

発明が解決しようとする問題点 上記のように直線附近の小転舵角範囲で前後輪同相操舵
とし上記以上の転舵角町井で前後輪逆相操舵とした前後
輪操舵装置においては、高速走行時の操舵応答性は極め
て良好となるが、例えば中、低速走行中にステアリング
ハンドルを０９即ち直進状態から大転舵壕で操舵し旋回
運動を行うような場合において、その車体旋回半径ｒは
車速一定ならば前輪の舵角δＦと後輪の舵角δＲの差δ
Ｆ−δＲにほぼ反比例するので、前後輪同相操舵となっ
ている小転舵角範囲ではδＦ−６１が極めて小で旋回半
径ｒが大であり、ステアリングハンドルの転舵角に対し
て車体の向きの変りが非常に少く所謂前の効きが悪く、
又上記小転舵角範囲を越え前後輪逆相操舵範囲になると
δ丁−δＲは急激に増大し旋回半径ｒの減少の度合が急
激となり、結局第４図の点線示すに表わされるようにス
テアリングハンドルの転舵角θが前後輪同相操舵域での
最大舵角位置θ１近辺において旋回半径ｒ即ちδ７−δ
Ｒが不自然に急変し、且つ車体の旋回による遠心力はδ
１−δ１　η７　ｊ”ｒ　ｊ２Ｆ　Ｔ＋　　　Ｈシ例１
１−７−の１−　　　　μ言Ｐ従曜を遁と預腎では第５
図の点線示すにて示されるように上記と同様ステアリン
グハンドルの転舵角が前後輪同相操舵域で°の最大舵角
θ１附近で遠心力も急変する。

上記のように転舵途中で旋回１半径及び遠心力が急変す
ると、運転操作に大なる違和感を与えるばかりか、運転
者は車体姿勢の変化を予知することが困難となり運転操
作上大きな障害となる。

本発明は高速走行時の操舵応答性を損なうことなく上記
のような大転舵途中での旋回半径及び遠心力の不自然な
る急変と言う従来装置における問題を解消することを目
的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、ステアリングハンドルの小転舵操作角範囲で
は前後輪同相操舵、＃小転舵操作角を越えた転舵操作角
範囲では前後輪逆相操舵とした自動車用前後輪操舵装置
において、ステアリングハンドルの転舵操作角に対する
前輪舵角が、ステアリングハンドルの小転舵角範囲では
大、Ｖ小転舵角範囲を越えると小となる非線形特性を示
すよう前輪操舵装置を構成し、ステアリングハンドル転
舵操作角の変化に対する前。

後輪の舵角差がほぼリニア又はリニアに近いなめらかな
変化特性を示すようにしたことを特徴とするものである
。

作用 上記により、高速走行中の操舵応答性は従来の前後輪操
舵装置と同様極めて良好となる上に、中、低速走行中で
の大転舵時は前、後輪舵角差がリニア又はリニアに近い
変化特性を示すので、該前、後輪舵角差にほぼ反比例す
る重体の旋回半径は非常になめらかに自然に変化し運転
操作上の違和感は完全に解消され、且つ遠心力もほぼリ
ニアな変化特性を示すので、旋回時の車体姿勢の変化も
穏やかとなり、運転操作の簡易化をはかり得るものであ
る。

実施例 以下本発明の実施例を附図を参照して説明す第１図にお
いて、１はステアリングツ蔦ンドル、２は車体に取付け
られたステアリングギヤボックスであり、該ステアリン
グギヤボックス２内にはステアリングハンドル１０回転
に伴って回転するピニオンと、該ピニオンの回転によっ
て軸方向に移動するラックシャフト２αとが内装され、
ステアリングハンドル１を回転操作することによりピニ
オンを介してラックシャフトが軸方向に移動してフロン
トセンタレバー３を回動させ、計フロントセンタレバー
３に軸着された前輪側タイロッド４．４及びナックルア
ーム５（Ｚ　、　５αを介して左右の前輪５，５をキン
グピン１わりに回動させて転舵が行われるようになって
いる。

フロントセンタレバー３は、前端部を車体側部材６に軸
７により軸着されたフロントリンク８の後端部に＄１１
９により回動可能なるよう軸着サレ、ｔｌフロントセン
タレバー３の上記フロントリンク８への軸着部より一側
方に延びる側方腕部３αの先端部にはビン等の嵌合部材
３１が固設され、該嵌合部材３１が車体側部材６に固着
した前輪側のカム部材１０のカム溝１０１に嵌合し、フ
ロントセンタレバー３のフロントリンク８への軸着部よ
り後方に延びる後方腕部３ｂの後端部に前記左右のタイ
ロッド４，４の中央側端部が軸４ａ、４αによって軸着
された構造となっている。

上記においてステアリングハンドル１を例えば左に廻す
と、ラックシャフト２αは図の左方に移動しフロントセ
ンタレバー３は軸９を中心として反時計方向に回動し、
七〇回動によって・フロントセンタレバー３の後方腕部
３ｂ後端のタイロッド軸着部は図の右方に変位しタイロ
ッド４，４を介して前輪５，５をキングピン１わりに左
方向に回動させて左転舵が行われる。

この場合フロントセンタレバー３の軸９を中心とした反
時計方向の回動により側方腕部３αは前方に向けて回動
し、その先端部の嵌合部材３１はカム部材１０のカム溝
１０１内を図示の中立位置から前方に移動し、該カム溝
１０１が車体の前後方向に対しほぼ逆Ｓ字状に屈曲した
形状に形成されているので、図示の中立位置に近い所定
の転舵角範囲では上記嵌合部材３１はカム溝１０１に案
内されて図の右方に変位し、フロントセンタレバー３の
回動中心即ち軸９が軸７を中心として図の右方に変位す
る。

従ってフロントセンタレバー３の後方腕部３ｂ後端のタ
イロッド軸着部は、前記フロントセンタレバー３の軸９
を中心とした反時計方向回動による右方変位分に、カム
部材１０のカム溝１０１によるフロントセンタレバー３
の回動中心即ち軸９内体の右方変１位分を加えた値だけ
右方に変位し前輪５をキングピンまわりに左方向に回動
させることになるので、ステアリングハンドル１の操作
角に対する前輪の実舵角は大となる。

更にステアリングハンドル１を大きく左方向に廻して行
くと、カム溝１０１によるフロントセンタレバー３の回
動中心即ち軸９の右方変位量は徐々に小さくなり、従っ
てステアリングツ蔦ンドル１の操作角に対する前輪の実
舵角も徐々に小となり、最大転舵角附近にてフロントセ
ンタレバー３の回動中心即ち軸９の右方変位はゼロとな
り、第２図の実線示Ｆにて示すような非線形のステアリ
ング角度比特性となる。このステアリング角度比の非線
形特性はカム部材１０のカム溝１０１の形状を変えるこ
とにより任意に変更設定できる。

後輪操舵装置は、上記の前輪操舵装置とほぼ同様、リヤ
センタレバー１２とリヤリンク１６と後輪側カム部材１
８とにより構成されている。

即ち、前端部を車体側部材６に軸１５にて軸着したリヤ
リンク１６の後端部に軸１７によりリヤセンタレバー１
２が回動可能に支持され、該リヤセンタレバー１２の該
軸１７より一側方に延びる側方腕部１２αの先端部には
ビン等の嵌合部材１２１が固設され、車体側部材６に固
着した後輪側カム部材１８のカム溝１８１に上記嵌合部
材１２１が嵌合し、リヤセンタレバー１２の軸１７によ
る軸着点より後方に延びる後方腕部１２ｂの後端部に後
輪側タイロッド１３　、１３の中央側端部が軸１３α、
１３αにて軸着されると共に、前記フロントセンタレバ
ー３の側方腕部３αに前端部を軸着した入力軸１１の後
端部をリヤセンタレバー１２の側方腕部１２αに軸着し
た構造となっている。

上記において前述したように例えばステアリングハンド
ル１を左方向に回動させフロントセンタレバー３が軸９
を中心として反時計方向に回動すると、その回動は入力
軸１１によりリヤセンタレバー１２に伝達され、該リヤ
センタレバー１２は軸１７火中心として反時計方向に回
動し、該リヤセンタレバー１２の後方腕部１２ｈのタイ
ロッド軸着部は図の右方に変位してタイロッド１３　、
１３が図の右方向に移動して、後輪側ナックルアーム１
４αの向きが前輪側ナックルアーム５αとは逆向きにな
っているので、後輪１４をキングピン廻りに右方向即ち
前輪５とは逆方向に回動させようとする。ところが後輪
側のカム部材１８のカム溝１８１が前輪側カム部材１０
のカム溝１０１とは逆にほぼＳ字状をなしているので、
図示の中立位置から所定の転舵角範囲では嵌合部材１２
１がカム＃１１８１に案内されて図の左方に変位しりャ
センタレバ−１２０回動中心即ち軸１７は軸１５を中心
として図の左方に回動変位し、カム溝１８１の形状によ
り該軸１７の左方向変位量Ａ′を前記軸１７を中心とし
た後方腕部１２ｂのタイロッド軸着部の右方向への回動
変位量Ａより大となるように設定しておくことにより、
該タイロッド軸着部はＡ′−、Ａだけ図の左方に変位し
、後輪１４は前輪５と同方向にわずかに回動し、前後輪
同相操舵となる。

更にステアリングツ・ンドル１を左方向に回動禰作する
と、カム溝１８１にて軸１７の左方向への変位量Ａ′は
小となり軸１１を中心とした後方腕部１２５のタイロッ
ド軸着部の右方向への回動変位量Ａの方が前記Ａ′より
大となってタイロッド１３　、１３は右方向に移動する
ようになり、前後輪逆相操舵となり、後輪は第２図の実
線示Ｒに示すように小転舵角範囲では前輪と同相操舵と
なって冒速走行時の操舵応答性を良くし、大転舵角軛囲
では前後輪逆相操舵となって低速走行時の小側り性の大
幅な向上をはかり得るべき後輪操舵特性を得ることがで
きるものである。

上記において、従来の前後輪操舵装置は、後輪操舵特性
は第２図においてＲで示きれている本発明のものとほぼ
同じであるが、前輪の操舵特性が第２図の点線示Ｆ′の
ようにリニアな特性を持っているので、後輪同相操舵域
での最大舵角以下の範囲では前輪の舵角δＦと後輪の舵
角δＲとの舵角差δアーδＲは極めて小さく、又後輪同
相操舵域での最大舵角を過ぎた後の前後輪舵角差の増加
率が大きく糖３図すに示すように前後輪同相操舵域での
後輪最大舵角位雀におけるステアリングハンドル操作角
θ１附近にて前後輪舵角差が急変し、前後輪舵角差にほ
ぼ反比例する車体旋回半径ｒは第４図の点線示すに示す
ようにステアリングハンドル操作角θ１附近において極
めて不自然に急変し、中、低速の一般走行中ステアリン
グハンドルを０°から大転舵１で大きく切り込んで旋回
運動を行うような場合ハンドル操作角に対する車体の旋
回角度が極めて不自然となり運転操作上火なる違和感を
与えるばかりか、車体旋回時の遠心力も第５図の点線示
すにて示すようにハンドル操作角θ１附近にて大きく変
化するので運転者が車体姿勢の変化を予知することが困
難となって運転技術が非常に難しくなると言う問題を生
じていた。

本発明では前輪の転舵特性を第２図のＦにて示すように
小転舵角範囲即ちステアリングハンドル操作角θがＯｏ
から０１に至る範囲ではステアリングハンドル操作角θ
に対する前輪実舵角６ＩＰを犬とし、θ１を過ぎると上
記θに対するδＦを小とする非線形特性に設定したこと
により、前後輪同相操舵域における前後輪舵角差δＩＦ
　−６Ｒが従来装置より大となり、第３図αのようにス
テアリングハンドル操作角θに対する前後輪舵角差δｙ
−δＲが小転舵角から最大転舵角に至る全転舵域におい
てＩＪ　ニア又はリニアに近い滑らかな特性を示すよう
構成したものである。

尚本発明においては、前輪操舵機構及び後輪操舵機構と
しては第１図示の実施例に限らず、前輪操舵機構として
は前後輪同相操舵域ではステアリングハンドル操作角に
対する前輪実舵角が大であり前後輪同相操舵域ではステ
アリングハンドル操作角に対する前輪実舵角が徐々に小
となるような非線形ステアリング角度比を得るべき任意
の構成のものケ採用し得るし、後輪操舵機構としては小
転舵角範囲では前輪と同相操舵、該小転舵角範囲以上の
転舵角範囲では前輪と逆相操舵となるべき任意の構成の
ものを採用し得る。

発明の効果 以上のように構成した本発明によれば、前後輪操舵装置
を備えた自動車において、小転舵角ｉ［で前後輪同相操
舵とする−ことによる高速走行時の操舵応答性の向上と
言う利点をいささかも損なうことなく、中、低速走行中
での大転舵時において第４図αに示すようにステアリン
グハンドル操作角に対する車体旋回半径ｒの変化が滑ら
かな特性をもち運転操作上の違和感を完全に解消し得る
と共Ｋ、車体旋回時における遠心力も第５図・αに示す
ようにほぼリニアな特性Ｉ： をもつもので車体姿勢の変化が穏やかとなり運転操作上
の障害はすべて解消され、前後輪操舵装置の実用化の促
進に寄与するところ極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面説明図、第２図は
ステアリングハンドル操作角に対する前輪及び後輪の舵
角特性を示す図、第３図はステアリングハンドル操作角
に対する前後輪の舵角差せ性を示す図、第４図はステア
リングハンドル操作角に対する車体旋回半径の特性を示
す図、第５図はステアリングハンドル操作角に対する遠
心力の特性を示す図である。 １・・・ステアリングハンドル、３・・・フロントセフ
ｐＬ／バ　、５・・・前輪、８・・・フロントリンク。 １０・・・カム部材、１１・・・入力軸、１２・・・リ
ヤセンｐ　し／＜−１１４・・・後輪、１６・・・リヤ
リンク、１８・・・カム部材、４，１３・・・タイロッ
ド。 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ステアリングハンドルの左右への転舵操作に基
   づく前輪操舵装置の転舵作動に応じて、ステアリングハ
   ンドルの小転舵角範囲では前後輪同相操舵、該小転舵角
   範囲を越えると前後輪逆相操舵となるよう後輪を転舵作
   動させる後輪操舵装置を装備した自動車において、ステ
   アリングハンドルの転舵操作角に対する前輪舵角が、ス
   テアリングハンドルの小転舵角範囲では大、該小転舵角
   範囲を越えると小となる非線形特性を示すよう前輪操舵
   装置を構成し、ステアリングハンドル転舵操作角の変化
   に対する前、後輪舵角差がほぼリニア又はリニアに近い
   なめらかな変化特性を示すようにしたことを特徴とする
   自動車用前後輪操舵装置。
2. （２）、前輪操舵装置は、車体側部材に前端部を回動可
   能に軸着したフロントリンクの後端部に、一側方に延び
   る側方腕部と後方に延びる後方腕部とを有し該後方腕部
   の後端部に前輪側タイロッドの中央側端部を軸着したフ
   ロントセンタレバーを回動可能に軸着し、ステアリング
   ハンドルの回動操作により該フロントセンタレバーがフ
   ロントリンクへの軸着点を中心として回動するよう構成
   されると共に、上記フロントセンタレバーの側方腕部に
   設けた嵌合部材が車体側部材に固着したカム部材のカム
   溝内に嵌合し、フロントセンタレバーの上記フロントリ
   ンクへの軸着点を中心とする回動に伴なう嵌合部材のカ
   ム溝内移動により、フロントセンタレバーのフロントリ
   ンクへの軸着点がフロントリンクの車体側部材への軸着
   点を中心として左右に回動変位するよう構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車
   用前後輪操舵装置。
3. （３）、後輪操舵装置は、車体側部材に前端部を回動可
   能に軸着したリヤリンクの後端部に、一側方に延びる側
   方腕部と後方に延びる後方腕部とを有し該後方腕部の後
   端部に後輪側タイロッドの中央側端部を軸着したリヤセ
   ンタレバーを回動可能に軸着し、前輪操舵装置の転舵作
   動に伴ってリヤセンタレバーがリヤリンクへの軸着点を
   中心として回動するよう構成されると共に、上記リヤセ
   ンタレバーの側方腕部に設けた嵌合部材が車体側部材に
   固着したカム部材のカム溝内に嵌合し、リヤセンタレバ
   ーの上記リヤリンクへの軸着点を中心とする回動に伴な
   う嵌合部材のカム溝内移動により、リヤセンタレバーの
   リヤリンクへの軸着点がリヤリンクの車体側部材への軸
   着点を中心として左右に回動変位するよう構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の自動車用前後輪操舵装置。