JPS63203476A - ４輪操向装置 - 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、ステアリング操作による前輪舵角が小さいと
きは後輪を同相方向に操面し、前輪舵角が大きくなると
後輪を逆相方向に操向させるようにした４輪操向装置に
関する。

（従来技術） 従来、前輪のステアリングリンケージと後輪のステアリ
ングリンケージを機械的に連結し、前輪の舵角が小さい
ときには後輪を同相方向に操向し、前輪の舵角が大きく
なると後輪を逆相方向に操向させるようにした４輪操向
装置としては、例えばフロントステアリングギアボック
スにおけるラックバ−の直線運動を回転運動に変換し、
この回転運動をセンタシャフトを介してリアステアリン
グギアボックスに入力し、リアステアリングギアボック
スに組込んでいる遊星歯車機構を応用したギア機構によ
りハンドル切り角が１４０°までは後輪を同相方向に操
向し、ハンドル切れ角が１４０°を越えると後輪を逆相
方向に操向させるようにした装置が開発されている（Ｍ
ｏｔｏｒ　　Ｆａｎ　　１９８６年１２月号第１１９〜
１２２頁　ｒ４ＷＳホンダの４輪操舵システムとは」等
）。

このような４輪操向装置にあっては、ハンドル切れ角が
小さい高速走行時にあっては、前輪と同相に後輪が操向
されることから、例えばレーンチェンジ等において車体
ロールがなく、優れた操向性能が得られ、一方、車庫入
れ等にあってはハンドルを大きく切ることから前輪と逆
相方向に後輪が操舵され、車両の旋回半径が小さくなっ
て小回りが利くことから車庫入れが容易になる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の４輪操向装置にあって
は、リアステアリングギアボックス内に偏心回転を入力
するクランク軸、このクランク軸により回転される外ｍ
歯車、外歯歯車を歯合わせて固定された内歯歯車、外歯
歯車の偏心回転を取り出すクランク軸、更に外歯歯車の
クランク軸の偏心回転をリンケージロッドの直線運動に
変換するスライダ機構を備えていることから、機構＠造
が比較的複雑であり、リアステアリングギアボックスそ
のものも大型化し、重量及びコストアップを招くという
問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、簡潔な機ＭＡ＠造により前輪舵角の増加に応じて
後輪を同相方向から逆相方向に切換操向できるようにし
た４輪操向装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、フロントス
テアリングギアボックスに設Ｃプたラックバ−のステア
リング操作に伴なう直線運動を第１のリンク機構により
車体前後方向の直線運動に変換してリアステアリングギ
アボックスのハウジングに伝え、このハウジング内には
ピニオンギアが回転自在に組み込まれてハウジングと一
体に移動し、ピニオンギアに対しては一端を車体側に固
定した固定ラックバ−が噛合わされており、ハウジング
の直線運動により固定ラックバ−に噛合っているピニオ
ンギアを回転させ、このピニオンギアの回転による正弦
移動成分とハウジングの直線移動による直線移動成分と
の合成移動をピニオンギアの回転軸に装着したリンクア
ームで取出して第２のリンク機構によりリアステアリン
グリンケージに伝達するようにしたものである。

（作用） このような本発明の４輪操向装置によれば、ステアリン
グ操作に応じた前輪側ラックバ−の直線運動は車体前後
方向の直線運動に変換されてリアステアリングギアボッ
クスのハウジングを移動し、ハウジング内には固定ラッ
パーに噛合ったピニオンギアが組込まれていることから
、ハウジングの直線運動に応じてピニオンギアが回転し
、ピニオンギアの回転軸に装着したリンクアームの動き
を後輪のステアリングリンケージに伝えることで、ハウ
ジングの直線運動成分とピニオンギアの回転による車体
前後方向の正弦移動成分との合成移動量を伝達すること
ができる。

この合成移動量は、例えばハウジングを後輪方向に移動
したとすると、ピニオンギアは前輪方向に戻るように回
転し、前輪舵角が小さい段階ではハウジングの直線移動
成分に対しピニオンギアの回転による正弦移動成分が大
きいことから、後輪は前輪と同相方向に操向され、前輪
舵角がある値を越えると、ハウジングの直線移動成分が
ピニオンギアの回転による正弦移動成分を越えることか
ら、後輪が逆相方向に操向されるようになる。

そして、リアステアリングギアボックスは、ハウジング
、ピニオンギア、固定ラックバ−１及びリンクアームと
いう簡潔な構造で済むことから、小形化、軽量化及び大
幅なコストダウンを計ることができ、機構構造がシンプ
ルであることから信頼性も高い。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した説明図である。

まず構成を説明すると、１はラックピニオン機構を内蔵
したフロントステアリングギアボックスであり、フロン
トステアリングギアボックス１に内蔵したラックバ−の
両端はタイロッド２を介して前輪３Ｒ，３Ｌのナックル
アーム４に連結され、前輪３Ｒ，３Ｌ＠最大タイヤ切れ
角４５°程度までの範囲で操向できるようにしている。

フロントステアリングギアボックス１の右側に取出され
たラックバ−の先端には軸５を中心に回動するＬ字形リ
ンク６の一端が支点６ａにより装着される。Ｌ字形リン
ク６の他端は支点６ｂをもって車体前後方向に配置され
たロッド７に連結される。

このＬ字形リンク６はフロントステアリングギアボック
ス１に内蔵したラックバ−による直線運動により軸５を
中心に回動し、支点６ｂに連結したロッド７に対しフロ
ントステアリングギアボックス１のラックバ−の直線運
動に応じた車体前後方向の直線運動を伝達するようにな
る。

ロッド７の先端にはリアステアリングギアボックス８が
設けられ、ロッド７の先端はリアスデアリングギアボッ
クス８のハウジング９に連結され、ロッド７によりハウ
ジング９を車体前後方向に直線移動するようにしている
。ハウジング９内には固定ロッド１０を介して車体側に
固定された固定ラックバ−が内蔵され、この固定ラック
バ−に対してはハウジング９に回転自在に設けたピニオ
ンギアが噛み合っており、ハウジング９の車体前後方向
への移動により固定ラックバ−に噛み合ったピニオンギ
アが回転し、ピニオンギアの回転軸に装着したリンクア
ーム１１を回動するようになる。

リンクアーム１１の先端はロッド１２に連結され、更に
ロッド１２は軸１３を中心に回動するＬ字形リンク１４
の一端に連結され、Ｌ字形リンク１４の他端はリアステ
アリングリンケージを構成するセンタロッド１５に連結
される。センタロッド１５の両端にはタイロッド１６が
連結され、タイロッド１６の先端は後輪１８Ｒ，１８Ｌ
のナックルアーム１７にそれぞれ連結されている。

第２図は第１図の実施例に於けるリアステアリングギア
ボックス８を取出して示した平面断面図であり、第３図
にその側面断面図を示す。

第２，３図に於いて、リアステアリングギアボックス８
のハウジング９内には、ピニオンギア２０が軸２１をも
って回転自在に装着されており、ハウジング９内体は第
１図に示したようにロッド７が連結されて（図示せず）
、ロッド７により車体前後方向に直線移動される。

ハウジング９内に回転自在に設Ｇプだピニオンギア２０
に対しては、ハウジング９内に相対移動自在に設けた固
定ラックバー２２が噛み合っており、固定ラックバー２
２は固定ロッド１０を介して車体側に固定されている。

又、ピニオンギア２０の回転軸２１にはリンクアーム１
１が固着され、リンクアーム１１の先端には第３図に示
すように、軸部１１ａが一体に形成され、この軸部１１
ａにロッド１２の一端が回動自在に装着されている。

次に上記の実施例の作用を説明する。

今、第１図に於いてステアリングを中立位置から右回転
方向に切ったとすると、このステアリング操作を受けて
フロントステアリングギアボックス１内に設けたラック
バ−が実線の矢印で示すように左方向に直線移動し、タ
イロッド２及びナックルアーム４を介して前輪３Ｒ，３
Ｌに右回りのタイヤ切れ角を与える。

このような前輪３Ｒ，３Ｌの操向に連動してフロントス
テアリングギアボックス１に設けたラックバ−の左方向
への動きは、Ｌ字形リンク６を介してロッド７を後輪方
向に矢印で示すように直線移動させるようになる。この
ロッド７の直線移動を受けてリアステアリングギアボッ
クス８に於けるハウジング９が後輪側に直線移動する。

このハウジング９の後輪側の直線移動に対し第２．３図
に示したように、リアステアリングギアボックス８に於
いてはハウジング９に軸２１をもって回転自在に装着し
ているピニオンギア２０がハウジング８と一体に直線移
動することから、固定ラックバー２２に対するピニオン
ギア２０の噛み合いでピニオンギア２０はハウジング９
の直線移動に伴って左回りに回動するようになる。その
結果、ピニオンギア２０の軸２１に固着したリンファー
ム１１の先端となる軸部１１ａは、ハウジング９の直線
移動成分とハウジング９の直線移動に伴うピニオンギア
２０の回転による正弦移動成分の合成移動を生ずること
となる。

このようなリアステアリングギアボックス８に於けるリ
ンクアーム１１で生じた直線移動分と、ピニオンギア２
０の回転による正弦移動分の合成移動量は、第１図に示
すように、ロッド１２、Ｌ字形リンク１４を介してリア
ステアリングリンケージのセンタロッド１５に伝達され
、タイロッド１６及びナックルアーム１７を介して後輪
１８Ｒ１１８Ｌを操向するようになる。

第４図は本発明による前輪操向に連動した後輪操向を横
軸にハンドル切れ角、縦軸に後輪切れ角（但し、＋側を
同相、−側を逆相とする〉をとって示した制御特性図で
ある。

第４図に於いて、一点鎖線２４はロッド７を介して伝達
されたリアステアリングギアボックス８に於（プるハウ
ジング９の直線移動■でありハンドル角の増加に応じて
直線的に後輪切れ角を逆相側に増加させる成分となる。

また破線２５はハウジング９の直線移動に伴うピニオン
ギア２０の回転で生ずる正弦移動成分を示す。

そして本発明のリアステアリングギアボックス８にあっ
ては、一点鎖線２４で示す直線移動成分と破線２５で示
す正弦移動成分との合成移動量として与えられる実線２
６で示す後輪切れ角をハンドル角に応じて生ずるように
なる。

即ら、実線２６で示すハンドル角に対する後輪切れ角の
制御特性は、ハンドル角が小さいうちは一点鎖線２４で
示す直線移動成分に対し破線２５で示す正弦移動成分が
大きいことから、後輪切れ角は前輪と同相側に変移し、
例えばハンドル角１４０’付近で後輪切れ角は同相側に
１．５°〜２゜Ｏｏになるピーク値まで増加し、更にハ
ンドル角を増加すると後輪切れ角は減少してハンドル角
２４０°付近で後輪切れ角がＯｏとなる。更にハンドル
角を切ると後輪切れ角は逆相側に増加するようになり、
最大ハンドル角４５０°付近で後輪の最大切れ角は逆相
側に４°〜６°程度切れるようになる。

勿論、第４図の後輪切れ特性は、第１図に示したＬ字形
リンク６のリンク比、及びリアステアリングギアボック
ス８に設けたピニオンギア２０と固定ラックバー２２の
ギア比を変えることで、最適操向条件を作り出す適宜の
制御特性をもたらすことができる。

第５図は第１図の実施例に於いてステアリングを左に切
ったときの後輪操向特性を示した特性図であり、この場
合には第４図に示したステアリングを右に切ったときの
特性と逆の特性となり、実線２６ａで示す後輪の制御特
性は、リアステアリングギアボックス８に於ける一点鎖
線２４ａで示す直線移動成分と破線２５ａで示す正弦移
動成分の合成移動量として全く同様に実現される。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、フロントステ
アリングギアボックスに設けたラックバ−のステアリン
グ操作に伴う直線移動をＬ字形リンクとロッドで成る第
１のリンク機構により車体前後方向の直線運動に変換し
てリアステアリング車アボックスのハウジングに伝え、
このハウジング内にはピニオンギアが回転自在に組込ま
れてハウジングと一体に移動し、ピニオンギアに対して
は車体側に固定した固定ラックバ−が噛み合わされてお
り、ハウジングの直線運動により固定ラックバ−に噛み
合っているピニオンギアを回転させ、このピニオンギア
の回転による正弦移動成分とハウジングの直線移動によ
る直線移動成分との合成移動量をピニオンギアの回転軸
に固着したリンクアームで取出して、ロッド及びＬ字形
リンクで成る第２のリンク機構によりリアステアリング
リンケージに伝達するようにしたため、前輪舵角が小さ
いときには後輪を同相方向に操向し、前輪舵角が大きく
なると後輪を逆相方向に操向する操向制御を機械的に行
うことができ、更に後輪を前輪舵角の増加に応じて同相
方向から逆相方向に切換制御するためのリアステアリン
グギアボックスとしては、ラックピニオン機構を利用し
た簡潔な構造で済むことから、４輪走行装置を従来の遊
星歯車機構を利用したものに比べ大幅に小型、且つ軽ω
化することができ、機構構造がシンプルであることから
信頼性が高く、更にコスト的にも安価に実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は第
１図の実施例におけるリアスリアリングギアボックスを
取り出して示した平面断面図、第３図は第２図の側面断
面図、第４図は前輪をも方向に操向したときの接輪操向
制御を示した特性図、第５図は前輪を左方向に操向した
ときの接輪操向制御を示した特性図である。 １：フロントステアリングギアボックス２．１６：サイ
ドロッド ３Ｒ，３Ｌ：前輪 ４．１７：ナックルアーム ５、１３．２１　：軸 ６．１４：Ｌ字形リンク ７．１２：ロッド ８：リアステアリングギアボックス ９：ハウジング １０：固定ロッド １１：リンクアーム １５：センタロッド １８Ｒ，１８Ｌ：後輪 ２０：ビニオンギア ２２：固定ラックバ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前輪舵角が小さいときに後輪を同相方向に操向し、前輪
   舵角が大きくなると後輪を逆相方向に操向する４輪操向
   装置に於いて、 フロントステアリングギアボックスに設けたラックバー
   のステアリング操作に伴なう直線運動を車体前後方向の
   直線運動に変換する第１のリンク機構と、該第１のリン
   ク機構により車体前後方向に直線運動されるハウジング
   と、該ハウジング内に回転自在に組込まれてハウジング
   と一体に移動するピニオンギアと、車体側に一端が固定
   され他端を前記ハウジング内に摺動自在に組込んで前記
   ピニオンギアと噛合わせた固定ラックバーと、前記ピニ
   オンギアの回転軸に装着したリンクアームと、該リンク
   アームに伝達される前記ピニオンギアの回転による車体
   前後方向の正弦移動成分と前記ハウジングの直線運動に
   よる直線移動成分との合成移動量を後輪のステアリング
   リンケージに伝達する第２のリンク機構とを備えたこと
   を特徴とする４輪操向装置。