JPS63287677A - 車両用前後輪操舵装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車両、中でも四輪車に用いて好適
の操舵装置に関し、特に、前輪と後輪との舵角比を車速
に応じて制御しながら前後輪を転舵させうる車両用前後
輪操舵装置に関する。

［従来の技術］ 近年、自動車等の車両の操舵にあたり前輪のみならず後
輪をも転舵させて行なうようにした四輪操舵装置が考え
られている。

この四輪操舵装置における後輪の転舵は、小回り性の向
上のために前輪と逆方向（逆位相）に行なうようにする
場合（以後逆相転舵という）と、ステアリング応答性の
向上環のために前輪と同方向（同位相）に行なうように
する場合（以後同相転舵という）とがあり、前輪転舵角
（ハンドル舵角）に対する後輪転舵角の大きさの割合（
転舵比）を車両の走行状態によりどのように調整するか
が問題となる。

ところで、一般に、小回り性が要求されるのは、車両の
低速走行時であり、ステアリング応答性が要求されるの
は車両の高速走行時である。そこで、車速に基づいて、
ハンドル舵角に対する後輪の転舵比を調整する手段が考
えられている。

例えば、特開昭５５−９１４５７号公報に開示された車
輌の操舵装置は、操舵輪と、この操舵輪の回転運動を直
線運動に変換するギヤボックスと。

このギヤボックスにより変換された直線運動により前輪
を転舵する第１連結杆とを有し、さらに、後輪の転舵の
ために、ギヤボックスにより変換された直線運動を受け
て回動する勤続と、この勤続と後輪との間に介装される
第２連結杆とを有し、勤続の回動により第２連結杆を通
じて後輪が転舵されるようになっている。そして、上記
の勤続の支店が可動となっていて、この可動支点が車速
に応じて勤続上を移動するようになっており、この可動
支点の移動によって勤続の腕の長さが変更され、これに
より前輪、後輪の転舵比を１１整しうるように構成され
ている。

つまり、勤続の先端がギヤボックスに接続され、第２連
結杆がこの勤続の中間部に枢着されており、さらに、勤
続の支点が第２連結杆との枢着点の前後の勤続上を移動
しうるようになっている。そして、例えば、この可動支
持点が第２連結杆との枢着点より前に位置すると、前輪
と後輪とがその腕の長さに応じた転舵比で同位相（また
は逆位相）に転舵され、逆に可動支持点が枢着点より後
に位置すると、前輪と後輪とがその腕の長さに応じた転
舵比で逆位相（または同位相）に転舵される。

また、特開昭６０−１９３７７０号公報に開示された車
両の四輪操舵装置は、後輪転舵機構と前輪転舵機構に連
係されたステアリング機構との間に介在され、ハンドル
舵角に対する後輪の転舵比を変更する転舵比変更装置を
備えた車両の四輪操舵装置であって、前記転舵比変更装
置が、前記ハンドル舵角に応じて回動されかつその回動
軌道面が所定の基準面に対してなす傾斜角を可変とされ
た回動部材と、この回動部材の傾斜角を変更する傾斜角
変更手段とを備えており。前記回動部材の回動偏心位置
と前記後輪転舵機構とが連係されて、前記回動部材の回
動角および傾斜角に応じて決定される前記回動偏心位置
の偏倚に応じて後輪の転舵角が制御されるようになって
いる。

つまり、回動部材の回動軌道面が所定の基準面に対して
適当な傾斜角を有していれば、回動部材の回動に応じて
回動部材の回動偏心位置が基準面に対して離接する。こ
のため、例えば後輪転舵機構が所定の基準面に対して直
角方向にのみ駆動されるようになっていれば、後輪転舵
機構の連係する回動偏心位置が基準面に対して離接する
のに従って後輪転舵機構が後輪を転舵する。

したがって、回動部材の回動軌道面の基準面に対する傾
斜角が調整されると、ハンドル舵角と、基準面に対する
回動偏心位置の離接との関係、つまり後輪の転舵比が制
御されることになる。例えば、傾斜角が０であれば、ハ
ンドル舵角に応じて。

回動偏心位置は基準面上を移動して基準面から離接せず
、したがって、後輪は転舵されな％、Ｓ。そして、回動
軌道面の傾斜する方向（傾斜角の正負）によって、後輪
は前輪と同位相か逆位相かのいずれかに傾斜角の大きさ
に応じた転舵比で転舵される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前輪とともに後輪を駆動するためには、後輪
への操舵力を伝達する手段が問題となる。

しかしながら、上述の特開昭５５−９１４５７号公報に
開示された車輌の操舵装置の後輪転舵比調整手段におい
て、勤続、連結杆等のリンク機構により、後輪への操舵
力を伝達するようになっており、しかも、勤続の支点を
移動させるようになっているため、操舵力伝達手段とし
ての構造全体も大型化してしまうという問題点がある。

また、特開昭６０−１９３７７号公報に開示された車両
の四輪操舵装置の後輪転舵比調整手段も。

立体的なリンク機構を要するため構造全体の小型化が制
限されるという問題点がある。

また、一般にタイヤの横すベリ角とコーナリングフォー
スとの関係は、第１９図のグラフに示すように、横すべ
り角がある値（第１９図中のＡ点付近）を超えると、コ
ーナリングフォースの増加は少しずつ鈍ってやがて飽和
する。

たとえば、定常円旋回により徐々に車速をあげていくと
、遠心力の増加に釣り合うようにハンドルを切り増しし
て横すべり角を増加させてコーナリングフォースを増加
させていくが、逆相操舵時には１通常横すべり角の増加
量を減少させる方向に後輪が操舵されることになり、後
輪のグリップ力が低下してしまうという問題点がある。

一方、同相操舵時には、横す入り角を増加させる方向へ
後輪が操舵されるが、同相逆相を変換して（重心スリッ
プ角がＯになるように制御しようとする）、前後輪操舵
装置では、車速の増加に伴って後輪操舵の影響により、
等価のステアリングギヤ比が大きくなるため、本来アン
ダーステアリング性が強くなる傾向があるのに加え、第
１９図に示すＡ点を超える領域では一部アンダーステア
リング性が強くなり操舵フィーリングを損なうという問
題点がある。

本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
後輪への操舵力の伝達系を小型化できるようにするとと
もに、後輪の逆相操舵時におけるタイヤのグリップ力の
低下防止と、同相操舵時における強アンダーステアリン
グ化の防止とをはかれるようにした車両用前後輪操舵装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、本発明の車両用前後輪操舵装置は、ステアリ
ング機構に連結された前輪転舵機構と、上記ステアリン
グ機構に後輪転舵比調整機構機構を介して連結された後
輪転舵機構とをそなえ、上記のステアリング機構と後輪
転舵比調整機構との間に回転運動を直線運動に変換する
円筒型カム機構が設けられ、同カム機構が、ステアリン
グホイールの回動に応じて回転する円筒カムと、同カム
に形成された螺旋状のカム溝に係合し同カムの回転に応
じて前後に直線運動するスライド部材とから構成され、
上記螺旋状のカム溝の前端および後端に、上記円筒カム
の回転軸方向とほぼ直交するよう方向設定された円弧状
のカム溝が形成されたことを特徴としている。

［作　用コ 上述の本発明の車両用前後輪操舵装置では、ステアリン
グ機構の操作により、前輪が前輪転舵機構により転舵さ
れるとともに、後輪が後輪転舵機構により転舵されて前
後輪が操舵される。この時。

上記後輪への操舵力は上記ステアリング機構から円筒型
カム機構および後輪転舵比調整機構を経て後輪転舵機構
へ伝達され、特に、上記後輪転舵比調整機構により、所
要の転舵比に調、整された上で上記後輪が転舵される。

そして、ステアリング量が所定以上に大きくなると、上
記カム機構において、スライド部材が円弧状のカム溝内
に係合するので、上記ステアリング機構の操作にかかわ
らず後輪への操舵力の増加が規制され、同操舵力がほぼ
一定値に保持される。

［実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての車両用前後
輪操舵装置について説明すると、第１図はその円筒型カ
ム機構を示す斜視図、第２図（ａ）はその円筒型カム機
構の縦断面図、第２図（ｂ）はその円筒型カム機構の横
断面図、第３図はその全体構成を示す模式的な斜視図、
第４図はそのベベルギヤアセンブリを示す縦断面図、第
５図（ａ）はその後輪転舵比調整機構にそなえられる同
相逆相変換機構の一部を破断して示す平面図、第５図（
ｂ）はその同相逆相変換機構の一部を破断して示す側面
図、第５図（Ｃ，）はその同相逆層変換機構の一部を破
断して示す後方正面図、第６図（ａ）〜（ｃ）はいずれ
もその同相逆相変換機構の動作を説明するための斜視図
、第７図はその円筒型カム機構による動力伝達状態を説
明するためのグラフ、第８，９図はいずれもその円筒型
カム機構による後輪操舵特性を示すグラフ、第１０図（
ａ）はそのロータリバルブの鉛直縦断面図、第１０図（
ｂ）はそのロータリバルブの要部水平縦断面図、第１１
図（ａ）は第１０図（ａ）のＸＩ　ａ　−ＸＩ　ａ矢視
断面図、第１１図（ｂ）は第１０図（ａ）の■ｂ−Ｘ［
ｂ矢視断面図、第１１図（Ｑ）は第１０図（、）のＸＩ
　ｃ　−ＸＩ　ｃ矢視断面図、第１１図（ｄ）は第１０
図（ａ）のＸ［ｄ−Ｘ［ｄ矢視断面図、第１２図（ａ）
、（ｂ）はそのロータリバルブの作動状態を第１１図（
ａ）と対応させて示す横断面図。

第１２図（ｃ）はそのロータリバルブの作動状態を第１
１図（ｂ）と対応させて示す横断面図、第１２図（ｄ）
はそのロータリバルブの作動状態を第１１図（ｃ）と対
応させて示す横断面図、第１３図はそのリヤパワーシリ
ンダの縦断面図、第１４図はそのリヤパワーシリンダの
非線形バネ機構のアセンブリ特性を示すグラフ、第１５
図はそのリヤパワーシリンダの出力特性を示すグラフ、
第１６図はそのリヤサスペンション部分を中心として示
す模式的な斜視図、第１７図（ａ）はその平行リンク機
構を示す第１６図の　ＸＶＩＩａ　−ＸＶＩＩａ矢視断
面図、第１７図（ｂ）は第１７図（ａ）のｘｖｍｂ−ｘ
ｖｎｂ矢視断面図、第１８図（ａ）〜（ｃ）はその平行
リンク機構の動作を他の機構と比較して示す模式的な作
動図である。なお、本実施例の車両用前後輪操舵装置は
、四輪自動車にそなえられている。

第３図に示すように、本車両用前後輪操舵装置は、ステ
アリング機構ＳＴと、前輪転舵機構ＦＭと、後輪転舵比
調整機構ＲＣと、後輪転舵機構ＲＭとから構成されてい
る。

ステアリング機構ＳＴは、ステアリングホイール１と、
ステアリングシャフト１ｂと、他のシャフトおよびジヨ
イント等とから構成され、その下端部をベベルギヤアセ
ンブリ３に連結されている。

なお、このベベルギヤアセンブリ３とステアリングシャ
フト１ｂとの間には、前輪転舵機構ＦＭのフロントパワ
ーステアリングギヤボックス１ａが介装されており、前
輪転舵機構ＦＭは、このフロントパワーステアリングギ
ヤボックス１ａを通じて、油圧により加勢しながらタイ
ロッドｌｃ。

１ｃを駆動し前輪２ａを転舵しうるようになっている。

そして、ベベルギヤアセンブリ３は、コントロールシャ
フト４を介して後輪転舵比調整機構ＲＣの円筒型カム機
構５に接続されている。

この後輪転舵比調整機構ＲＣは、円筒型カム機構５と、
この円筒型カム機構５と後輪転舵機構ＲＭとの間に介装
された同相逆相変換機構６とから構成されている。なお
、この同相逆相変換機構６には、アクチュエータとして
のステッピングモータアセンブリ７が付設されている。

このステッピングモータアセンブリ７には、車速センサ
Ｓに基づいて制御を行なうコントローラＣが接続されて
いる。

さらに、同相逆相変換機構６に接続された後輪転舵機構
ＲＭは、同相逆相変換機構６に駆動されるロータリバル
ブ８と、このロータリバルブ８に接続されたパワーシリ
ンダ９と、このパワーシリンダ９に接続されてパワーシ
リンダ９に駆動されなから後＠２ｂを転舵するリヤサス
ペンション１０とから構成されている。

なお、リヤパワーシリンダ９から突出したタイロッド９
２ａ、９２ｂは、リヤサスペンション１０のトレーリン
グアーム１０ａに連結されており。

リヤパワーシリンダ９の伸縮に応じてトレーリングアー
ム１０ａが旋回すると、このトレーリングアーム１０ａ
を介して後輪２ｂが操舵されるようになっている。

次に本実施例の車両用前後輪操舵装置の特徴的な各部に
ついて詳細に説明する。

まず、ステアリングシャフト１ｂとコントロールシャフ
ト４とを結ぶベベルギヤアセンブリ３について説明する
と、第４図に示すように、第１のシャフト（ビニオン軸
）３１の下端に第１のベベルギヤ３２が装着されている
。この第１のシャフトは、ステアリングシャフト１ｂに
連結されており、フロントパワーステアリングギヤボッ
クス１ａ内を貫通してそなえられている。この第１のシ
ャフト３１と第１のベベルギヤ３２との間には、回り止
め用の樹脂ピン３７が介装されていて、緊急時にこの樹
脂ビン３７が破壊することによって、第１のシャフト３
１と第１のベベルギヤ３２との結合が解除されるように
なっている６ そして、第１のベベルギヤ３２の下方に、第１のベベル
ギヤ３２と噛合する第２のベベルギヤ３４を装着された
第２のシャフト３３が、第１のシャフト３１とほぼ直交
する向きにそなえられている。さらに、この第２のシャ
フト３３の後端は、ユニバーサルジヨイント３５を介し
てコントロールシャフト４に接続されている。

また、第１のシャフト３１には、ピニオン３１ａが設け
られており、このピニオン３１ａは、前輪操舵用シャフ
ト２１に設けられたラック２１ａと噛合している。そし
て、各シャフト３１，３３゜２１およびベベルギヤ３２
．３４は、ケーシング３０によって覆われていて、ケー
シング３０の端部において、ケーシング３０と第１およ
び第２のシャフト３１．３３との間にシール３８が介装
されている。また、ケーシング３０と第１および第２の
シャフト３１．３２との間には、要所にベアリング３６
ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが介装されている。

なお、第４図中の符号３８ａはケーシング３０を形成す
るケーシング部分相互の結合部分をシールするシータを
示しており、符号３５ａはユニバーサルジヨイントを覆
うダストカバーを示す。

次に、後輪転舵比調整機構ＲＣを構成する円筒型カム機
構５および正転逆転変換機構６について説明する。

まず、コントロールシャフト４の回転運動を直線運動に
変換する円筒型カム機構５について説明すると、第５，
６図に示すように、この円筒型カム機構５は、ケーシン
グ５０にベアリング５６゜５６を介して軸支された円筒
カム５１と、この円筒カム５１の外周に取付けられたス
ライダ５２と、スライダ５２に先端を連結され後端を同
相逆相変換機構６に連結されたスライドロッド５４とか
ら構成されている。

つまり、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒カム
５１はスプリングピン５５によってコントロールシャフ
ト４と同軸上に連結されており、ケーシング５１の内部
においてコントロールシャフト４と一体に回転しつるよ
うになっている。この円筒カム５１の外周には、カム溝
５３が形成され、このカム溝５３の内部にスライダ５２
が摺動可能に取付られている。このカム溝５３は、スラ
イド用の螺旋状溝５３ａと、この螺旋状溝５３ａの前後
端にそれぞれ連続して形成された円弧状溝５３ｂ、５３
ｃとからなっている。この円弧状溝５３ｂ、５３ｃは１
円筒型カムの回転軸心を直交する面に沿って形成されて
おり、スライダ５２のスライドを停止して後輪への出力
を押えるリミット出力機構５Ａとして形成されている。

また、ステアリング１の中立位置において、スライダ５
２が、第１図に示すように、螺旋状溝５３ａの中間点に
位置するように設定されている。

なお、スライダ５２の外周とカム溝５３の内周との間に
は、ベアリング５９が介装され、同ベアリング５９によ
りスライダ５２の摺動が容易に行なえるようになってい
る。また、コントロールシャフト４の後端部はベアリン
グ５７によってケーシング５０に軸支されている。

スライダ５２の基部５２ａには、スライドロッド５４の
先端が挿入されており、スライダ５２は、スライドロッ
ド５４に螺合するナツト５８．５８によってスライドロ
ッド５４に固定されている。

また、スライダ５２は、基部５２ａに装着された筒状摺
動部材５２ｂを、ケーシング５０の下部に形成されたス
ライド室５０ａの内壁に摺接させており、このスライド
室５０ａの内壁に案内されて前後に滑らかにスライドし
つるようになっている。

したがって、ステアリングホイール１の操作量つまりハ
ンドル角と、スライドロッド５４の進退量つまり後輪の
出力との関係は第７図に示すグラフのようになり、スラ
イダ５２がその中立位置を中心に螺旋状溝５３ａ内を摺
動する時には、ハンドル角に応じて線形に後輪への出力
が増減し、ハンドル角が大きくなり、スライダ５２が円
弧状溝５３ｂ内を摺動するようになると、ハンドル角に
よらず一定（またはほぼ一定）の後輪への出力が得られ
るようになっている。

次に、本発明の最も特徴とする同相逆層変換機構６につ
いて説明すると、本機構６は、第５図（ａ）〜（ｃ）お
よび第６図（ａ）に示すように、円筒型カム機構５のス
ライドロッド５４の前後方向へのスライド運動を円盤型
カム６１により適宜の比率で横方向スライド運動に変換
するスライド方向変換部６Ａと、このスライド方向変換
部６Ａで発生する横方向スライド運動を受けて、この運
動を後輪油圧操舵のためのロータリバルブ８へ伝達する
後輪操舵力伝達部６Ｂと１円盤型カム６１を回転させて
円盤型カム６１のカム溝６１ａの方向を変更することに
より、スライド方向変換部６Ａにおける変換比率を調整
しうるカム溝方向調整部６Ｃとからなっている。

このうち、スライド方向変換部６Ａは、円筒型カム機構
５のスライドロッド５４の後端にピン取付部材６２ｂを
介して固定されたスライドピン６２と、このスライドピ
ン６２が嵌入するガイド用長穴６３ａをそなえケーシン
グ６０に固定されたガイド部材６３と、スライドピン６
２の下端が嵌合するカム溝６１ａを上面に有する円盤型
カム６１と、ケーシング６０にスライド用ベアリング６
４ｂを介して横方向へスライド可能に装着され、円盤型
カム６１をベアリング６４ｃを介して回転可能に軸支す
るスライドプレート（スライド部材）６４とから構成さ
れている。なお、カム溝６１ａは１円盤型カム６１の中
心を通る直線状のものに設定されている。

したがって、スライドピン６２は、長穴６３ａに案内さ
れて前後方向にのみスライドでき、このピン６２の動き
をカム溝６１ａを介して円盤型カム６１が受けるように
なっている。そして、カム溝６１ａが例えば第５図（ａ
）中に鎖線で示すように、ピン６２のスライド方向に対
して角度をもっていると、ピン６２の前後方向へのスラ
イドに伴い、円盤型カム６１およびスライドプレート６
４が横方向へスライドしうるようになっている。

なお、スライドピン６２の外周には、摺動リング６２ａ
が装着され、ピン６２のカム溝６１ａ内での動きを滑ら
かにしている。

また、このピン６２は、スライドロッド５４の中立位置
において、カム溝６１ａの中央つまり円盤型カム６１の
中心部に位置するように配設されている。ケーシング６
０を貫通してそなえらえたスライドロッド５４の後端部
は、軸受６０ａ。

６０ａを介してケーシング６０に軸支されている９つぎ
に、後輪操舵力伝達部６Ｂについて説明すると、この後
輪操舵力伝達部６Ｂはスライドプレート６４の後部下面
に設けられたラック６４ａと、このラック６４ａに噛合
するピニオン６９と、後端をロータリバルブ８に連結さ
れたピニオン軸６９ａとから構成されている。したがっ
て、スライドプレート６４の横方向スライドに伴いラッ
ク６４ａとピニオン６９とを介してピニオン軸６９ａが
回転するようになっている。

さらに、カム溝方向調整部６Ｃについて説明すると、こ
のカム溝方向調整部６Ｃは、車速センサＳからの信号に
基づいて制御信号を送るコントローラＣで制御されるス
テッピングモータアッセンブリ７と、このステッピング
モータアッセンブリ７のステッピングモータ７ｂのモー
タ軸に連結されたスプライン軸６６と、同スプライン軸
６６に進退可能に装着されたステッピングモータ側のベ
ベルギヤ６７と１円盤型カム６１の下部に装着されてベ
ベルギヤ６７と噛合するカム側のベベルギヤ６５とから
構成されている。

なお、ステッピングモータ側のベベルギヤ６７には、キ
ー溝６７ａが形成され、このキー溝６７ａがスプライン
軸６６に形成されたキー６６ａと摺動可能にスプライン
係合しており、ベベルギヤ６７がスプライン軸６６と常
に一体回転しうるようになっている。また、ベベルギヤ
６７は、スライドプレート６４の下部に設けられた取付
板６４ｄにベアリング６７ｂを介して軸支され、ベベル
ギヤ６７がスライドプレート６４とともにスプライン軸
６６の軸方向へスライドしうるようになっている。

さらに、ステッピングモータアセンブリ７には、コント
ローラＣに接続されたエンコーダ７ａがそなえられ、ス
テッピングモータ７ｂがフィードバック制御されるよう
になっている。

つぎに、後輪転舵機構ＲＭを構成するロータリバルブ８
．パワーシリンダ９およびリヤサスペンション１０につ
いてい説明する。

まず、同相逆相変換機構６の後輪操舵力伝達部６Ｂから
の操舵力を受けて、この操舵力によりリヤパワーシリン
ダ９を駆動するロータリーバルブ８について説明する。

このロータリーバルブ８は、第１０図（ａ）。

（ｂ）および第１１図（ａ）〜（ｄ）に示すように、ハ
ウジング８０とこのハウジング８０内にハウジング８０
に対して前後方向軸回りに回転可能に装着されたスプー
ル８１と、このスプール８１内に第１のリング８４ａお
よび第２のリング８４ｂを介してスプール８１に対して
回転可能に装着されたロータリーシャフト８２と、ピン
８３ａによってスプール８１と一体回転しうるように装
着された追従シャフト８３と、ロータリーシャフト８２
および追従シャフト８３の内部に形成された中空部８２
ｇ、８３ｂ内にそなえられた内部シャフト８５とから構
成されている。

ハウジング８０は、前部ハウジング８０ａと中間部ハウ
ジング８０ｂと後部ハウジング８０ｃとがそれぞれＯリ
ング８８ｃを介して互いに油密に嵌合されさらにボルト
・ナツト８０ｅによって結合されてなっており、ハウジ
ング８ｏの内部には弁室８０ｄが形成されている。また
、中間部ハウジング８０ｂの上部にはＸポート（後述す
るりャパワーシリンダ９の右油室９０ｂに通じるポート
）ｐｘおよびＹポート（リヤパワーシリンダ９の左油室
９０ａに通じるポート）Ｐｖが形成され、下部にはＰポ
ート（プレッシャポート）Ｐρが形成されており、後部
ハウジング８０ｃの下部にはＲポート（リターンポート
）ＰＲが形成されている。

さらに、中間部ハウジング８０ｂの前部および後部には
、それぞれ環状凹部８０ｆ、８０ｇが形成されている。

なお、ＰポートＰｐ、ＲボートルＲはいずれも図示しな
い外部油タンクに接続され、特にＰポートｐｐへの油流
路には１図示しないポンプが介装されている。

このようなハウジング８０の内部にそなえられるスプー
ル８１には、その前部をベアリング８７ｂによって前部
ハウジング８０ａに軸支され、その後部をベアリング８
７ｂによって後部ハウジング８０ｅに軸支されている。

そして、このスプール８１の外周面と前部ハウジング８
０ａと中間部ハウジング８０ｂの環状凹部８０ｆとから
第１の環状油室８９ａが形成され、スプール８１の外周
面と後部ハウジング８０ｃと中間部ハウジング８ｏｂの
環状凹部８０ｆとから第２の環状油室８９ｂが形成され
ている。

そして、スプール８１の下部には、スプール内部と第１
の環状油室８９ａとを連通させる第１の開口８１ａと、
スプール内部と第２の環状油室８９ｂとを連通させる第
２の開口８１ｂとが設けられている。スプール８１の外
周における第１および第２の開口８１ａ、８１ｂの中間
には、Ｐポートｐｐと連通する環状溝８１ｃが形成され
、さらにこの環状溝８１ｃ内には、第３の開口８１ｄが
設けられている。なお、スプール８１の環状溝８１ｃの
前後の外周には、中間部ハウジング８０ｂと密着するシ
ール用の０リング８８ｄ、８８ｄが装着されている。

このスプール８１の後端内部には、追従シャフト８３が
、嵌着されており、両者８１．８３はピン８３ａによっ
て一体回転しつるように結合されている。この追従シャ
フト８３は、ベアリング８７ｃによって後部ハウジング
８０ｃに軸支されており、このベアリング８７ｃの後方
には、ハウジング８０と追従シャフト８３との間をシー
ルするシールリング８８が装着されている。

また、後部ハウジング８０ｃのベアリング８７Ｃより前
方には、環状油室８９ｃが形成されており、スプール８
１および追従シャフト８３にはこの環状油室８９ｃと追
従シャフト８３の内部とを連通させる開口８３ｃが形成
されている。なお、環状油室８９ｃはＲポートＰＲに通
じている。

さらに、スプール８１の内部には、ロータリーシャフト
８２が第１のリング８４ａおよび第２のリング８４ｂを
介してそなえられている。このロータリーシャフト８２
の前端には、同相逆相変換機構６のピニオン軸６９ａが
形成され、このピニオン軸６９ａラツク６４ａと噛合す
るピニオン６９が装着されており、その前部がベアリン
グ８７ａを介して前部ハウジング８０ａに軸支されてい
るとともに、その後部がベアリング８７ａを介して追従
シャフト８３に軸支されている。そして、このロータリ
ーシャフト８２の外周面は、スプール８１または第１お
よび第２のリング８４ａ、８４ｂの内周面と摺接しうる
ようになっているが、第１１図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うにロータリーシャフト８２が中立状態の際には、ロー
タリーシャフト８２の外周面と、スプール８１または第
１および第２のリング８４ａ、８４ｂの内周面との間に
隙間が生じるようになっている。

なお、本実施例においては、ロータリシャフト８２とピ
ニオン軸６９ａとが同軸上に一体に形成されているがこ
れらのロータリシャフト８２とピニオン軸６９ａとの間
にユニバーサルジヨイントや他のシャフトを介装しても
よい。

また、このロータリーシャフト８２の両側部には、それ
ぞれ第１の凹所８２ａおよび第２の凹所８２ｂと、第１
の連通口８２ｃおよび第２の連通口８２ｄとが設けられ
、第１および第２の連通口８２ｃ、８２ｄは、いずれも
ロータリーシャフト８２の軸心に沿って形成された中空
部８２ｇとロータリーシャフト８２の外部とを連通させ
ている。

第１の凹所８２ａと第１の連通口８２ｃとの間、および
、第２の凹所８２ｂと第２の連通口８２ｄとの間は、そ
れぞれ第１の仕切壁８２ｅ、第２の仕切壁８２ｆによっ
て互いに仕切られている。

なお、第１のリング８４ａおよび第２のリング８４ｂは
、いずれもスプール８１の内周面に形成された凹所８１
ｅに圧入等により取着されていて、互いに適当に離隔し
ている。この離隔部分には。

ロータリーシャフト８２の第１の凹所８２ａと第２の凹
所８２ｂとを連通させうる連通室８４ｃが形成されてい
る。さらに、第１のリング８４ａおよび第２のリング８
４ｂの上部および下部には、それぞれのリング８４ａ、
８４ｂの内部と外部とを連通させる開口８４ｄ、８４ｅ
、８４ｆ、８４ｇが形成されている。

このうち、第１のリング８４ａの開口８４ｅは、ロータ
リーシャフト８２の前部に位置しスプール８１の第１の
開口８１ａと連通している。また、第２のリング８４ｂ
の開口８４ｇは、ロータリーシャフト８２の後部に位置
しスプール８１の第２の開口８１ｂと連通している。

なお、ロータリーシャフト８２の外周には、前部ケーシ
ング８０ａ、第１のリング８４ａおよび第２のリング８
４ｂとの間をシールするＯリング８８ａ、８８ｂ、８８
ｃがそれぞれ装着されている。また、ピニオン６９と、
ロータリーシャフト８２のピニオン軸６９ａとはピン６
９ｂによって一体回転しつるように結合されている。

このようなロータリーシャフト８２の中空部８２ｇおよ
び追従シャフト８３に形成された中空部８３ｂの内部に
、内部シャフト８５がそなえられている。この内部シャ
フト８５は、ピン８５ａによってその前端をロータリー
シャフト８２に固定されており、内部シャフト８５の外
周面とロータリーシャフト８２の中空部８２ｇの内周面
との間には、適当な間隔の隙間が形成されている。

また、内部シャフト８５の後端部には、○リング８８ｆ
が装着されていて、内部シャフト８５と追従シャフト８
３との間の回転摺動部をシールしている。

なお、この内部シャフト８５は、ピン８３ａによって追
従シャフト８３に一旦固定され位置決めされた上で組み
付けられるが、このピン８３ａは、組み付は後には取り
外される。

また、ロータリーシャフト８２は、第１１図（ａ）〜（
ｃ）に示すように、左右に第１の凹所８２ａおよび第２
の凹所８２ｂを位置させた状態が中立状態であり、同相
逆相変換機構６の後輪操舵力伝達部６Ｂからの操舵力を
ラック６４ａに噛合するピニオン６９で受けることによ
りピニオン６９が回転すると、これとともにロータリー
シャフト８２が回転するようになっているが、このロー
タリーシャフト８２の回転角度θ［第１２図（ａ）参照
］は、θ＝−１５０°〜＋１５０°の範囲内に設定され
ている。

さらに、追従シャフト８３と、後述のりャパワーシリン
ダ９のピストン９２またはピストンロッド９２ａ、９２
ｂとの間には、ラックアンドピニオン等の図示しない連
動機構が設けられ、追従シャフト８３は、ロータリーバ
ルブ８により作動するりャパワーシリンダ９のピストン
ロッド９２ａ。

９２ｂの動きに応じて回転するようになっている。

したがって追従シャフト８３はロータリーシャフト８２
の動きに追従してロータリーシャフト８２の回転角度θ
と同角度だけ同方向に回転するようになっている。

次に、ロータリーバルブ８からの油圧を受けて伸縮しな
がらリヤサスペンション１０のトレーリングアーム１０
ａを進退させ後輪を腿動するリヤパワーシリンダ９につ
いて説明する。

このリヤパワーシリンダ９は、第１３回に示すように、
ロータリーバルブの作動により油圧を供給または排出さ
れる左油室９０ａおよび右油室９ｏｂをそなえたシリン
ダ本体９０と、このシリンダ本体９０の内部において進
退しうるようにそなえられ、シリンダ本体９０内部を左
油室９０ａおよび右油室９０ｂに区分するピストン９１
と、このピストン９１から左右に突設されシリンダ本体
９０の左右を貫通するピストンロッド（タイロッド）９
２ａ、９２ｂとから構成されている。

シリンダ本体９０の左右には、キャップ９３ａ。

９３ｂが装着されていて、ピストンロッド９２ａ。

９２ｂはこのキャップ９３ａ、９３ｂに設けられた穴部
を貫通している。また、シリンダ本体９０の内周面中央
部には、内方に突出した環状凸部９０ｃが形、成され、
ピストン９１は、この環状凸部９０ｃの内部にパイプ９
４を介して左右へ慴動しながら進退しうるように摺着さ
れている。

ピストン９１の左右のピストンロッド９２ａ。

９２ｂとパイプ９４との間には、環状のラバースプリン
グ９５ａ、９ａｂがそなえられており、さらに、このラ
バースプリング９５ａ、９５ｂの外側には、それぞれ外
方に向けて突出したストッパ９６ａ、９６ｂが設けられ
た環状のプレート９７ａ、９７ｂが、左油室９０ａまた
は右油室９０ｂの内部でスライドしうるようにそなえら
れている。

この各プレート９７ａ、９７ｂの外側面と各キャップ９
３ａ、９３ｂの内側面との間には、それぞれコイルスプ
リング９８ａ、９８ｂが介装される。このコイルスプリ
ング９８ａ、９８ｂは、ラバースプリング９５ａ、９５
ｂよりも柔軟であってばね定数が低く、これらのばね特
性の異なる２種のスプリング９８ａ、９８ｂおよび９５
ａ、９５ｂをピストン９１と直列に装着することにより
非線形ばね構造９Ａが構成されている。

なお、ピストン９１が中立状態の際には、環状凸部９０
ｃの左右端面とパイプ９４およびラバースプリング９５
ａ、９５ｂの左右端面とが面一になるように設定されて
おり、また、コイルスプリング９８ａ、９８ｂには、適
当なプリロード（本実施例では圧縮荷重）Ｆ工が与えら
れているため、各プレート９７ａ、９７ｂは、ピストン
９１の中立時において、コイルスプリング９８ａ、９８
りに付勢されて、環状凸部９０ｃ、パイプ９４．ラバー
スプリング９５ａ、９５ｂの各端面と当接している。

したがって、左油室９０ａおよび右油室９０ｂの内部の
油圧が調整され、ピストン９１に左または右への油圧に
は力がはたらいて、この油圧による力がコイルスプリン
グ９８ａ、９８ｂへのプリロードＦ１を超えると、はじ
めてコイルスプリング９８ａ、９８ｂも変形するように
なっている。

なお、このプリロードの大きさは、第１４図のグラフに
示すように、ピストン９１のストロークが（＋Ｓｔ）ま
たは（−８，）を超えると、はじめてコイ火スプリング
９８ａ、９８ｂが変形するように設定されている。逆に
ピストンのストロークが＜−ｓ１〜＋Ｓ　Ｌ　）の範囲
内では、ラバースプリング９５ａ、９５ｂが変形してス
プリング反力を発揮するようになっており、この非線形
ばね構造９Ａは、リヤパワーシリンダ９への油圧がフェ
イルした際に、この剛性の強いラバースプリング９５ａ
、９５ｂの作用によって一定のステアリング剛性を確保
しつるとともに、大舵角時に要する操舵力を低減しよう
とするものである。このストローク（−８０〜＋Ｓｔ）
の範囲は、油圧フェイル時に、車体の旋回等により後輪
２ｂに横力が加わって後輪２ｂが転舵しようとしても、
ラバースプリング９５ａ、９５ｂが確実に後輪２ｂを中
立状態へ戻すようにはたらきつるような範囲として設定
されている。

そして、このような非線形ばねｌｆｉ構９Ａのアセンブ
リ特性（シリンダストロークに対するスプリング反力の
特性）は、ラバースプリング９５ａ。

９’５ｂ、コイルスプリング９８ａ、９８ｂおよびスト
ッパ９６ａ、９６ｂの作用によって第１４図に実線で示
すようになっている。

そして、これに応じたりャパワーシリンダ９の出力特性
は第１５図に実線で示すようになっている。

つぎに、リヤパワーシリンダ９により駆動されて後輪２
ｂを転舵するリャサスペンシミン１０について説明する
と、第３，１６図に示すように、後輪２ｂのハブキャリ
ヤ２ｂ’は、上下のラテラルリンク１０ｂ、１０ｂを介
してシャシメンバ１２に転舵可能に支持されている。な
お、図示しないが、ラテラルリンク１０ｂ、１０ｂはそ
の円端をシャシメンバ１２に枢着されている。

さらに、この後輪２ｂのハブキャリヤ２ｂ’には、トレ
ーリングアームｌｏａの一端が結合されており、後輪２
ｂはこのトレーリングアーム１０ａの移動に応じて転舵
されるようになっている。

この各トレーリングアーム１０ａの前端は、平行リンク
機構１１を介してシャシメンバ１２に結合され支持され
ている。また、この平行リンク機構１１は、基端をシャ
シメンバ１２に枢支されていて、先端が一定範囲内で旋
回自在となっているため、トレーリングアーム１０ａは
この平行リンク機構１１の先端を適宜旋回させながら、
後＠２ｂ側の一端を中心として自ら旋回しうるようにな
っている。

この平行リンク機構１１についてさらに説明すると、第
１６図および第１７図（ａ）、（ｂ）に示すように、平
行リンク機構１１は、シャシメンバ１２にバイブｌ１ｇ
を介して枢着された基端側の一対の第１回転軸ｌｉｄ、
ｌｉｄと、この回転軸ｌｉｄ、ｌｉｄの上下に取り付け
られシャシメンバ１２の後方へ突出してそなえられた一
対の平行リンクアッパｌｌａ、ｌｌａおよび一対の平行
リンクロアｌｌｂ、ｌｌｂと、この平行リンクアッパｌ
ｌａ、ｌｌａと平行リンクロアｌｌｂ、１１ｂとの先端
部相互間を結合するようにそなえられた一対の第２回転
軸ｌｉｅ、ｌｉｅとから構成されている。

そして、先端側の一対の回転軸ｌｉｅ、ｌｉｅの軸回り
に回転自在に一対のアダプタｌｌｃ、１１ｃがそなえら
れ、このアダプタｌｌｃ、ｌｌｃの相互に支持されて、
トレーリンクアーム用支持ピンｌｌｆが装着されている
。したがって、支持ピンｌｌｆは、シャシメンバ１２の
ほぼ長平方向に平行移動できるようになっている。トレ
ーリングアーム１０ａの先端は、この支持ピンｌｌｆに
、ゴム材等でできた弾性ブツシュｌｌｉを介して上下ス
トロークに対して回転自在に結合されている。

なお、第１７図中、符号１１ｈは、各回転軸１１ｄ、ｌ
ｌｅを装着するためのナツトを示す。

そして、リヤパワーシリンダ９のピストンロッド９２ａ
、９２ｂはそのまま延長されてタイロッドとして、各ト
レーリングアーム１０ａの先端部分に連結されている。

したがって、このピストンロッドとしてのタイロッド９
２ａ、９２ｂのスライドに応じてトレーリングアーム１
０ａがそれぞれ車幅方向へ駆動されるようになっている
。

本発明の一実施例としての車両用前後輪操舵装置は、上
述のごとく構成されているので、以下のようにして後輪
２ｂが転舵される。

第３図に示すように、ステアリングホイール１を回転さ
せると、この回転力は、ステアリングシャフト１ｂを通
じて、フロントパワーステアリングギヤボックス１ａに
伝達され、前輪転舵機ＱＦＭを作動し、さらに、ギヤボ
ックス１ａからベベルギヤアセンブリ３およびコントロ
ールシャフト４を通じて後輪転舵比調整機構ＲＣのカム
機構５に伝達される。

なお、ステアリングホイール１を右回転させると、コン
トロールシャフト４は後方より見て右回転し、ステアリ
ングホイール１を左回転させると、コントロールシャフ
ト４は後方より見て左回転する。

このステアリングホイール１の回転時において、前輪転
舵機構ＦＭでは、フロントパワーステアリングギヤボッ
クス１ａを通じて駆動される図示しないフロントパワー
シリンダおよびラック２１ａとピニオン３１ａ（第４図
参照）とによって前輪２ａが転舵される。

そして、ピニオン３１ａのピニオン軸３１の回転力は常
時には、ベベルギヤアセンブリ３のベベルギヤ３２．３
４を通じて方向転換された上でコントロールシャフト４
に伝達される。

なお、例えばコントロールシャフト４の変形やこのシャ
フト４により駆動される後輪転舵比調整機構ＲＣおよび
後輪転舵機構ＲＭ等に不具合が生じたりして、ベベルギ
ヤアセンブリ３に過大な負荷が加わるような緊急時には
、ピニオン軸３１と第１のベベルギヤ３２との間に介装
された樹脂ピン３７が過大な負荷によって破壊する。こ
れによって、ピニオン軸３１と第１のベベルギヤとの結
合が解除され、後輪転舵比調整機構ＲＣおよび後輪転舵
機構ＲＭへの操舵力が断たれ、前輪操舵のみの２輪操舵
に変更されるようになっている。したがって、緊急時に
も、前輪操舵能力が確保されて、一定の操舵能力が保た
れる利点がある。

コントロールシャフト４が回転すると、コントロールシ
ャフト４の後端にそなえられた円筒型カム機構５におい
て１回転運動が直線運動に変換される。

つまり、第１図に示すように、コントロールシャフト４
が回転すると、このコントロールシャフト４の後端に一
体的に結合された円筒カム５１が回転する。これによっ
て、円筒カム５１のカム溝５３内に摺動可能に取付けら
れ、第２図に示すようにその基部５２ａをケーシング５
０のスライド室５１ａの内壁に案内されてスライドしう
るようになっているスライダ５２は、カム溝５３内を摺
動しながらスライドロッド５４とともに前後に進退動す
る。

このとき、カム溝５３が中間部の螺旋状溝５３ａとその
前後円弧状溝５３ｂ、５３ｃとから構成されるリミット
出力機構５Ａをそなえているので、コントロールシャフ
ト４の回転度合（したがってステアリングホイール１の
ハンドル角）に対するスライダ５２およびスライドロッ
ド５４の進退度合（したがって後輪への出力）との関係
は第７図のグラフに示すようになる。

つまり、ステアリングホイール１の中立位置を中心とし
て、左右へ一定のハンドル角以内では、スライダ５２が
螺旋状溝５３ａ内を摺動して進退動しハンドル角が一定
値を超えると、スライダ５２が円弧状溝５３ｂ内で摺動
して、前進位置または後退位置において停止する。

このようなスライドロッド５４の進退動は、同相逆相変
換機構６を介して、適宜調整されてロータリーバルブ８
へ伝達されるが、この時、本発明の特徴とする同相逆相
変換機［６では、次のように各部が動作する。

つまり、まず、カム溝方向調整部６Ｃにおいて、常に車
両の速度に応じて円盤型カム６１のカム溝６１ａの方向
が調整された上で、この、調整されたカム溝６１ａに応
じた適宜の変換比率でスライド方向変換部６Ａによりス
ライダ５２の前後方向へのスライド運動が左右方向への
運動（横方向スライド運動）に切換えられ、この横カ行
スライド運動が後輪操舵力伝達部６Ｂにおいて、ロータ
リーバルブ８へ伝達されて、ロータリーバルブ８が制御
される。

このような同相逆相変換機構６の動作についてさらに詳
細に説明する。

カム溝方向調整部６Ｃでは、車速センサＳで検出した車
速検出信号を受けたコントローラＣがら、この車速信号
に基づいた制御信号がステッピングモータアセンブリ７
へ送られて、ステッピングモータアセンブリ７のステッ
ピングモータ７ｂの作動が制御される。

例えば、車速か基準＋ｍＭである時には、カム溝６１ａ
が車体の前後方向に沿うように向いた中立状態［第５図
（ａ）中における水平状態］になるように、ステッピン
グモータ７ｂが作動してモータ７ｂのモータ軸に連結さ
れたスプライン軸６６を駆動し、ベベルギヤ６５．６７
を介してカム６１を回転調整する。この時、ステッピン
グモータアセンブリ７では、エンコーダ７ａによりフィ
ードバック制御されるため、車速に応じてカム６１が適
切に回転調整される。

そして、例えば車速か基準値Ｍよりも小さい中低速時に
は、カム溝６１ａが第５図（、）において符号６１ａ”
で示すような逆相用傾斜状態となるように、ステッピン
グモータ７ｂがカム６１を回転調整する。この時、カム
溝６１ａの傾斜度合は、車速に応じたものに調整される
。

また、車速が基準値Ｍよりも大きい高速時には、カム溝
６１ａが第５図（ａ）において符号６１８′で示すよう
に中低速時とは逆向きの同相用傾斜状態となるように、
ステッピングモータ７ｂがカム６１を回転！ＩＩ！する
。この時も、カム溝６１ａの傾斜度合は、車速に応じた
ものに￥Ａ整される。

なお、この時、スプライン軸６６の回転力は、スプライ
ン軸６６のキー６６ａとステッピングモータ側のベベル
ギヤ６７のキー溝６７ａとのスプライン係合部を通じて
ベベルギヤ６７に伝達される。

次に、スライド方向変換部６Ａについて説明すると、こ
のスライド方向変換部６Ａでは、車速に応じて適宜調整
されたカム溝６１ａを介して、スライド方向を変換する
。

例えば、第６図（ａ）に示すように、車速が基準値Ｍで
、あり、カム溝６１ａが中立状態となっていると、スラ
イドロッド５４とともにピン６２がカム溝６１ａ内を前
後にスライドしても、カム溝６１ａがこのピン６２のス
ライド方向と一致した方向にあるため、ピン６２はカム
溝６１ａの側壁へ力を与えることはない。したがって、
ステアリングホイール１を操作してカム機構５を通じて
ピン６２を進退させても、カム６１およびスライドプレ
ート６４には、横カ行のスライド力が発生しない。

また、第６図（ｂ）に示すように、車速がＭよりも小さ
い中低速時でカム溝６１ａが逆相用傾斜状態となってい
ると、ピン６２の進退動に応じて、カム６１およびスラ
イドプレート６４に横カ行のスライド力が伝達される０
例えば、ピン６２が前進するとカム６１およびスライド
プレート６４は左方向へスライドし、ピン６２が後退す
るとカム６１およびスライドプレート６４は右方向へス
ライドする。これに応じて、後輪操舵力伝達部６Ｂにお
いて、この横カ行へのスライド運動が回転運勢に変換さ
れながらロータリーバルブ８のピニオン軸６９ａに動力
伝達される。

一方、第６図（ｃ）に示すように、車速がＭよりも大き
い高速時でカム溝６１ａが同相用傾斜状態となっている
と、ピン６２の進退動に応じて、カム６１およびスライ
ドプレート６４に中低速時とは逆向きの横方向へのスラ
イド力が伝達される。

例えば、ピン６２が前進すると、カム６１およびスライ
ドプレート６４は右方向へスライドし、ピン６２が後退
するとカム６１およびスライドプレート６４は左方向へ
スライドする。これに応じて、後輪操舵力伝達部６Ｂに
おいて、この横方行へのスライド運動が回転適度に変換
されながらロータリーバルブ８のピニオン軸６９ａに動
力伝達される。

後輪操舵力伝達部６Ｂでは、各カム溝６１ａ方向に基づ
いてピン６２の位置つまりハンドル角に応じてロータリ
ーバルブ８のロータリーシャフト８２がその回転位相を
とるように、スライドプレート６４のラック６４ａとロ
ータリーシャフト８２の前端のピニオン軸６９ａに装着
されたピニオン６９との噛合を通じて、動力を伝達する
。

例えば、車速が基準値Ｍであれば、ピンの進退によらず
カム溝６１ａは第６図（ａ）に示すように常に中立状態
に保持され、カム６１．スライドプレート６４およびラ
ック６４ａとピニオン６９とを通じてピニオン軸６９ａ
も中立状態に保持される。したがって、ロータリーシャ
フト８２も第１１図（ａ）〜ＣＱ）に示すような中立状
態となり、後輪２ｂも中立状態となっている。

また、車速の中低速時には、カム溝６１ａは第６図（ｂ
）に示すような逆相用傾斜状態にあり、ステアリングホ
イール１を右回転させてピン６２が前進すると、スライ
ドプレート６４が左方向へスライドしラック６４ａとピ
ニオン６９との噛合部を通じて、ピニオン６９とともに
ピニオン軸６９ａおよびロータリーシャフト８２が、第
１２図（ａ）〜（ｄ）に示すように、後方より見て左回
転する。

逆に、ステアリングホイール１を左回転させてピン６２
が後退すると、スライドプレート６４が右スライドし、
ピニオン６９とともにピニオン軸６９ａおよびロータリ
ーシャフト８２が後方より見て右回転する。

一方、車速の高速時には、カム溝６１ａは第６図（ｃ）
に示すような同相用傾斜状態にあり、ステアリングホイ
ール１を右回転させてピン６２が前進すると、スライド
プレート６４が右スライドし、ラック６４ａとピニオン
６９とを通じて、ピニオン６９とともにピニオン軸６９
ａおよびロータリーシャフト８２が後方より見て右回転
する。

逆に、ステアリングホイール１を左回転させてピン６２
が後退すると、スライドプレート６４が左スライドし、
ピニオン軸６９ａおよびロータリーシャフト８２が後方
より見て左方向に回転する。

なお、スライドプレート６４のスライド時には。

このスライドプレート６４の取付板６４ｄに軸支された
ステッピングモータ側のベベルギヤ６７が、第６図（ａ
）〜（ｃ）に示すように、スライドプレート６４ととも
にスライドするため、このベベルギヤ６７とカム側のベ
ベルギヤ６５との噛合状態が常時確保されている。

次に、ロータリーバルブ８、リヤパワーシリンダ９、非
線形ばね機構９Ａおよびリヤサスペンション１０の動作
を説明する。

第１１図（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロータリーシャ
フト８２が中立状態の時には、ロータリーシャフト８２
の外周面と、スプール８１または第１および第２のリン
グ８４ａ、８４ｂの内周面との間に隙間が生じるため、
プレッシャプートＰＰは、これらの隙間を通じてロータ
リーシャフトの第１の凹所８２ａ内および第２の凹所８
２ｂ内と連通し［第１１図（ａ）の矢印参照］、さらに
、この第１および第２の凹所の各内部から各隙間と第１
および第２の環状油室８９ａ、８９ｂとを通じてＸポー
トＰｘおよびＹポートＰｙとが連通しているし第１１図
（ｂ）、（ｃ）の各矢印参照］、また、プレッシャポー
トＰｐは、中空部８２ｇ。

８３ｂを通じてリターンポートＰＲとも連通している［
第１１図（ｄ）の矢印参照」。

したがって、リヤパワーシリンダ９の左油室９Ｑａ、右
油室９０ｂは同圧となって、リヤパワーシリンダ９が中
立状態に保たれ、後輪２ｂも中立状態に保持される。

そして１例えば、第１２図（ａ）、（ｃ）。

（ｄ）に示すように、ロータリーシャフト８２が角度θ
だけ左回転する場合を考えると、ロータリーシャフト８
２の外周面がスプール８１または第１および第２のリン
グ８４ａ、８４ｂの内周面と密接して、ロータリーシャ
フト８２の第１の凹所８２ａ内と第２の凹所８２ｂ内と
の間が閉塞される。これにより、プレッシャポートＰｐ
は、第２の凹所８２ｂ内と連通して［第１２図（ａ）の
矢印参照」、この第２の凹所８２ｂ内と開口８４ｅ。

８１ａとを介して連通ずる第１の環状油室８９ａとを通
じてＹボートＰｙと連通する［第１２図（Ｃ）の矢印参
照］。したがって、プレッシャポートＰｐからの圧油が
ＹポートＰｖがらリヤパワーシリンダ９の左油室９０ａ
内に供給される。

一方、リターンポートＰＲは、このリターンポートｐＲ
に第３の環状油室８９ｃと開口８３ｃとを介して連通状
態にある中空部８２ｇ、８３ｂと、この中空部８２ｇ、
８３ｂと第２の連通路８２ｄおよび開口８４ｇ、８１ｂ
を介して連通ずる第２の環状油室８９ｂとを通じて連通
ずる！第１２図（ｄ）の矢印参照」、シたがって、リヤ
パワーシリンダ９の右油室９０ｂ内の圧油がＸポートＰ
ＸからリターンポートｐＲへ排出される。

このように、リヤパワーシリンダ９の左油室９０ａへ圧
油が供給されて右油室９０ｂから圧油が排出されるため
、リヤパワーシリンダ９内のピストン９２は、例えば第
６図（ｃ）中の矢印ａで示すように右方向へａ勤される
。

この時、図示しない連動機構によりフィードバック制御
されながらロータリーシャフト８２に追従する追従シャ
フト８３は、ピストン９２が所要量だけ移動すると、第
１２図（ｂ）に示すように、ロータリーシャフト８２と
同位相だけ回転し、リヤパワーシリンダ９への油圧の給
排が停止される。

そして、この時、リヤパワーシリンダ９にそなえられた
非線形ばね構造９Ａが作用する。つまり。

第１４図に示すように、ハンドル角が大きい場合には、
コイルスプリング９８ａに抗して後輪操舵力を発揮すれ
ばよく、コイルスプリング９８ａのばね定数が小さくス
プリング反力の増加も抑制されているため、第１５図に
示す後輪操舵力つまりリヤパワーシリンダへの油圧供給
量の増加が抑制される。なお、この非線形ばね構造９Ａ
には、ストッパ９６ａ、９６ｂがそなえられているため
、第１４図に示すように後輪舵角量が制限される。

そして、このようなピストン９２とともにピストンロッ
ド（タイロッド）９２ａ、９２ｂも右方向へ開動される
と、このピストンロッド９２ａ。

９２ｂにより、左右のトレーリングアーム１０ａ。

１０ａがともに右方向へ駆動させる。

例えば、高速時に、ステアリングホイール１を右回転さ
せると、コントロールシャフト４も後方より見て右回転
し、これによって、スライドロッド５４とともにスライ
ドピン６２が前方へスライドし、第６図（ｃ）に示すよ
うに、同相逆相変換機構６を介してピニオン６９が後方
より見て左回転して、第１２図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、ロータリーバルブ８が作動して、トレーリングア
ーム１０　ａ　＊　１０　ａが右方向へ駆動され、後輪
２ｂが前輪２ａと同位相（同相）の右方向へ転舵される
。

また、中低速時は、ステアリングホイール１を左回転し
て、スライドピン６２を後退させると、ピニオン６９が
左回転し、後輪２ｂが、左方向へ転舵される前輪２ａと
は逆位相（逆相）の右方向へ転舵される。

この後輪転舵時に、各トレーリングアーム１０ａの前端
は、平行リンク機構１１を介して平行移動自在にシャシ
メンバに結合されているので、トレーリングアーム１０
ａは容易に横移動する。

つまり、第１８図（ａ）に示すようなトレーリングアー
ム１０ａの旋回時には、トレーリングアーム１０ａのブ
ツシュｌｌｉの軸心と、このブツシュｌｌｉ内のピンｌ
ｌｆの軸心とのなす角（ブツシュのこじれ角）α、βが
、例えば、第１８図（ｂ）に示す一本リンクのこじれ角
α、βに比べて著しく小さく、また第１８図（ｃ）に示
すパワーシリンダで直接２点を駆動させるものに比べ７
点のスライド上の問題も少いため、トレーリングアーム
１０ａの横移動、つまり後輪２ｂの転舵が無理なく行な
われるようになる。

また、この平行リンク機構１１では、７点（支持ピンｌ
ｌｆの中心点）の仮想の旋回半径Ｒ′が、平行リンク長
（平行リンクアッパｌｌａおよび平行リンクロアｌｌｂ
の長さ）Ｒよりも大きくなるため、後輪操舵時に、７点
の描く円弧を大きくすることができる。したがって、Ｅ
点（トレーリングアーム１０ａの後輪１ｂへの連結点）
の変位つまりホイールベースおよびトレッドの変化を小
さくすることができる。また、リヤパワーシリンダ９の
ストロークが小さくても所要の後輪舵角（０）を得られ
るようになる。

さらに、２本のリンク長を適当に調整することにより、
パワーシリンダ９のストロークに対するＩＮ側またはＯ
ＵＴ側への後輪舵角特性を変更することができ、設計自
由度が大きいという利点もある。

このようにして、車速に対応した後輪転舵比に基づいて
、ステアリング１の操作量（ハンドル角）に応じて所要
角度だけ後輪２ｂが転舵される。

なお、ハンドル角に対する後輪転舵角の大きさは、第８
図に示すようになっており、角車速に応じて、一定ハン
ドル角までは、リニアに変化する。

例えば、中低速時には、同相逆相変換機構６のカム溝６
１ａが第６図（ｂ）に示すようにハンドル角の大きさに
応じた逆相傾斜状態となって、後輪２ｂは前輪２ａと逆
位相方向に所要角度だけ転舵される。この時の転舵比は
、車速か小さいほど、大きくなる。

一方、高速時には、同相逆相変換機構６のカム溝６１ａ
が第６図（ｃ）に示すような同相傾斜状態となって、ハ
ンドル角の大きさに応じて、後輪２ｂは前輪２ａと同位
相方向に所要角度だけ転舵される。この時の転舵比は、
車速が大きい程大きくなる。

そして、ハンドル角が一定値を超えると、カム機構５の
リミット出力機構５Ａがはたらいて、つまり、カム機構
５の円弧状溝５３ｂ、５３ｃ内をスライダ５２が摺動し
て、ハンドル角によらず後輪操舵量が一定に保持される
。

この結果、中低速域における後輪の逆位相転舵時には、
後輪のグリップ力の低下が防止され、高速域における後
輪の同位相転舵時には１強アンダステア特性が抑制され
る。したがって、安定した車体姿勢でより確実に操舵で
きるようになるとともに、ソフトにステアリング操作で
きるようになり、ステアリングフィーリングが向上する
。

なお、第８図中、０．５ｇ、０．７ｇ、０．９ｇを付し
て示す曲線は、各車速における定常回転時のハンドル角
と横Ｇ（横加速度）との関係を示す。

このように本実施例では、後輪転舵比調整機構ＲＣの同
相逆相変換機構６によって車速に応じて後輪転舵比を変
更させながらハンドル角に対して線形に後輪２ｂを転舵
できるようになり、カム機構５のリミット出力構造５Ａ
のはたらきと相まって、第９図に実線で示すように１前
後＠舵各比にの車速Ｖに対する特性を車体の重心スリッ
プ角βＧ＝Ｏとなるように設定できる。これにより、車
体の操縦性能を大きく向上できるようになる。

そして、後輪転舵機構ＲＭがフェイルした場合には、リ
ヤパワーシリンダ９に組み込まれた中立位置付勢機構と
しての非線形ばね構造が、そのラバースプリング９５ａ
、９５ｂおよびコイルスプリング９８ａ、９８ｂの中立
位置への付勢力によって後輪２ｂが中立状態へ保持され
る。この時、ラバースプリング９５ａ、９５ｂには大き
なばね直を設定しうるため、後輪のための十分な中立位
置付勢力が得られる。

なお、第９図中の破線は、従来例（特開昭６０−１９３
７７０号公報に示される四輪操舵装置）の特性を示すも
のであり、この場合特に低速時の逆相域では前後輪転舵
角比が小さく、βａ＝＝Ｑに制御できない。

また、本実施例では、同相逆相変換機構６の円盤型カム
６１のカム溝６１ａを直線上に設定したが、他の適当な
曲線状に設定することも考えられ、このカム溝６１ａの
形状設定により、ハンドル角に対する後輪転舵角の関係
を線形にも、非線形にも自由に設定できる。

また、カム６１は円盤型に限られるものではない。

さらに、円筒型カム５のカム溝５３の形状は。

この実施例に限定されるものではなく、螺旋状のカム溝
５３ａの傾斜度合を非線形にしたり、円弧状のカム溝５
３ｂにやや傾斜（円筒型カム５の軸心方向への傾斜）を
与えることなども考えられ、必要に応じた出力特性を自
由に設定しつる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の車両用前後輪操舵装置に
よれば、ステアリング機構と後輪転舵比調整機構との間
に回転運動を直線運動に変換する円筒型カム機構が設け
られ、同カム機構が、ステアリングホイールの回動に応
じて回転する円筒カムと、同カムに形成された螺旋状の
カム溝に係合し同カムの回転に応じて前後に直線運動す
るスライド部材とから構成され、上記螺旋状のカム溝の
前端および後端に、上記円筒カムの回転軸方向とほぼ直
交するよう方向設定された円弧状のカム溝が形成される
という簡素な構成によって、後輪への操舵力伝達系が小
型化できるという利点があるとともに、後輪の逆相操舵
時には、タイヤのグリップ力の低下が防止されるように
なり、後輪の同相操舵時には、強アンダーステアリング
化が防止されるようになるため、操舵性能の向上と走行
フィーリングの向上とがもたらされる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜１８図は本発明の一実施例としての車両用前後輪
操舵装置を示すもので、第１図はそのカム機構を示す斜
視図、第２図（ａ）はそのカム機構の縦断面図、第２図
（ｂ）はそのカム機構の横断面図、第３図はその全体構
成を示す模式的な斜親図、第４図はそのベベルギヤアセ
ンブリを示す縦断面図、第５図（ａ）はその同相逆相変
換機構の一部を破断して示す平面図、第５図（ｂ）はそ
の同相逆相変換機構の一部を破断して示す側面図、第５
図（ｃ）はその同相逆層変換機構の一部を破断して示す
後方正面図、第６図（ａ）〜（Ｃ）はいずれもその同相
逆相変換機構の動作を説明するための斜視図、第７図は
そのカム機構による動力伝達状態を説明するためのグラ
フ、第８，９図はいずれもそのカム機構による後輪操舵
特性を示すグラフ、第１０図（ａ）はそのロータリバル
ブの鉛直縦断面図、第１０図（ｂ）はそのロータリバル
ブの水平縦断面図、第１１図（ａ）は第１０図（、）の
ＸＩ　ａ　−ＸＩ　ａ矢視断面図、第１１図（ｂ）は第
１０図（ａ）のｘｔｂ−ｘｔｂ矢視断面図、第１１図（
ｃ）は第１０図（ａ）のＸＩ　ｃ　−Ｘ［ｃ矢視断面図
、第１１図（ｄ）は第１０図（ａ）のＸ［ｄ−Ｘ［ｄ矢
視断面図、第１２図（ａ）、（ｂ）はそのロータリバル
ブの作動状態を第１１図（ａ）と対応させて示す横断面
図、第１２図（ｃ）はその日−タリパルプの作動状態を
第１１図（ｂ）と対応させて示す横断面図、第１２図（
ｄ）はそのロータリバルブの作動状態を第１１図（ｃ）
と対応させて示す横断面図、第１３図はそのリヤパワー
シリンダの縦断面図、第１４図はそのリヤパワーシリン
ダの非線形バネ機構のアセンブリ特性を示すグラフ、第
１５図はそのリヤパワーシリンダの出力特性を示すグラ
フ、第１６図はそのリヤサスベン９１２部分を中心とし
て示す模式的な斜視図。 第１７図（ａ）はその平行リンク機構を示す第１６図の
Ｘ■ａ−ＸＶＩ［ａ矢視断面図、第１７図（ｂ）は第１
７図（ａ）のｘｖｎｂ−ｘｖｎｂ矢視断面図、第１８図
（ａ）〜（ｃ）はその平行リンク機構の動作を他の機構
と比較して示す模式的な作動図であり、第１９図は車両
の横滑り角特性グラフである。 １−ステアリングホイール、１ａ・−フロントパワース
テアリングギヤボックス、１ｂ−・−ステアリングシャ
フト、１ｃ−タイロッド、２　ａ−前輪、２ｂ−後輪、
２ｂ’−ハブキャリヤ、３−ベベルギヤアセンブリ、４
−コントロールシャフト、５−カム機構、５Ａ−リミッ
ト出力機構、６−同相逆相変換機構、６Ａ−スライド方
向変換部、６Ｂ・−後輪操舵力伝達部、６Ｃ・・−カム
溝方向調整部、７−スチツピングモータアセンブリ、７
ａ−エンコーダ、７ｂ−ステッピングモータ、８−ロー
タリーバルブ、９−リヤパワーシリンダ、９Ａ−・−非
線形ばね構造、９ａ、９ｂ−リヤパワーシリンダのロッ
ド、１０＝リヤサスペンシヨン、１０ａ〜トレーリング
アーム、１０　ｂ−ラテラルロッド、１１ａ−平行リン
クアッパ、１１ｂ・−平行リンクロア、１ｌｃ−アダプ
タ、１ｌｄ−・−第１回転軸、１１ａ−第２回転軸、１
ｌｆ＝トレーリングアーム用支持ピン、１１ｇ・−パイ
プ、ｌｌｈ・・−ナツト、１１１−ブツシュ、１２・−
シャシメンバ、２１−・−前輪操舵用のシャフト、２１
ａ−ラック、３０・−ケーシング、３１・−第１のシャ
フト（ピニオン軸）、３２−第１のベベルギヤ、３３−
第２のシャフト、３４・−第２のベベルギヤ、３５−・
−・ユニバーサルジヨイント、３５　ａ　・−ダストカ
バー、３６ａ。 ３６　ｂ　、　３６　ｃ　、　３６　ｄ−・−ベアリン
グ、３７　・・−樹脂ピン、３８ａ−シータ、５０−・
ケーシング、５０ａ−スライド室、５１−円筒カム、５
２−スライダ、５２ａ−スライダ基部、５２ｂ−筒状摺
動部材、５３−カム溝、５３ａ−螺旋状溝（螺旋状のカ
ム溝）、５３ｂ、５３ｃ・−円弧状溝（円弧状溝のカム
溝）、５４−スライドロッド、５５・−スプリングピン
、５６−ベアリング、５７−・ベアリング、５８．−・
−ナツト、５９−・・−ベアリング、６０−・・ケーシ
ング、６０ａ・−軸受、６１−円盤型カム、６１ａ−カ
ム溝、６２−スライドピン、６２ａ・−摺動リング、６
２ｂ−ピン取付部材、６３・・・ガイド部材、６３ａ・
−ガイド用長穴、６４−スライドプレート（スライド部
材）、６４ａ−ラック、６４ｂ−スライド用ベアリング
、６４　ｃ−ベアリング、６４　ｄ　−取付板、６５・
−カム側のベベルギヤ、６ロースプライン軸、６６ａ−
キー、６フーステツピングモータ側のベベルギヤ、６７
ａ・・−キー溝、６７ｂ−ベアリング、６９−ピニオン
、６９　ａ　−ピニオン軸、６９ｂ−ピン、８０−・ハ
ウジング、８０８−前部ハウジング、８０ｂ−中間部ハ
ウジング、８０ｃ−後部ハウジング、８０ｄ・−弁室、
８０　ｅ−・−ボルト・ナツト、８１−スプール、８１
ａ−・−第１の開口、８１ｂ−第２の開口、　８１　ａ
−・−環状溝、８１ｃｌ−第３の開口、８１ｅ−凹所、
８２・−ロータリーシャフト、８２ａ−・−第１の凹所
、８２　ｂ−一第２の凹所、８２　ｃ−第１の連絡口、
８２　ｄ−・−第２の連絡０．８２ｅ・・−第１の仕切
壁、８２ｆ−第２の仕切壁、８２ｇ−中空部、８３−・
−追従シャフト、８３　ａ　−ピン、８３　ｂ−・中空
部、８３ｃｍ−開口、８４ａ・・・第１のリング、８４
ｂ−第２のリング、８４　ｃ一連通室、８４　ｄ　〜８
４　ｇ　−・開口、８５・−内部シャフト、８６−ピン
、８７ａ。 ８７ｂ、８７ｃｍベアリング、８８−シールリング、８
８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ、８８ｅ。 ８８ｆ−＝０リング、８９ａ・−第１の環状油室、８９
　ｂ−＝第２の環状油室、８９ｃ−第３の環状油室、９
０−・−シリンダ本体、９０ａ−左油室、９０ｂ−右油
室、９０ｃ−環状凸部、９１−・ピストン、９２ａ、９
２ｂ・−ピストンロッド（タイロッド）、９３ａ、９３
ｂ−キャップ、９４−パイプ、９５ａ、９５ｂ−・−ラ
バースプリング、９６ａ、９６ｂ−ストッパ、９７ａ、
９７ｂ−・−プレート、９８ａ。 ９８ｂ−コイルスプリング、ＦＭ・−・前輪転舵機構、
ＲＣ−一後輪転舵比！ｌ！１１１機構、ＲＭ−後輪転舵
機構、ＳＴ−ステアリング機構、ｐｐ−プレッシャポー
ト（Ｐポート）、ＰＲ−リターンポート（Ｒポート）、
ｐｘ−ｘポート、Ｐｙ＝Ｙポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリング機構に連結された前輪転舵機構と、上記ス
   テアリング機構に後輪転舵比調整機構を介して連結され
   た後輪転舵機構とをそなえ、上記のステアリング機構と
   後輪転舵比調整機構との間に回転運動を直線運動に変換
   する円筒型カム機構が設けられ、同カム機構が、ステア
   リングホィールの回動に応じて回転する円筒カムと、同
   カムに形成された螺旋状のカム溝に係合し同カムの回転
   に応じて前後に直線運動するスライド部材とから構成さ
   れ、上記螺旋状のカム溝の前端および後端に、上記円筒
   カムの回転軸方向とほぼ直交するよう方向設定された円
   弧状のカム溝が形成されたことを特徴とする、車両用前
   後輪操舵装置。