JP2542345B2 - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両、特にエンジン出力により左右の後輪
を駆動する後輪差動装置が備えられた車両の４輪操舵装
置に関する。

（従来の技術） 例えば特開昭61−108070号公報によれば、ハンドル操
舵により前輪を転舵すると同時に、その転舵量に応じて
後輪をも転舵するようにした４輪操舵装置が示されてい
る。この４輪操舵装置は、ハンドル操舵に応じて前輪を
転舵する前輪転舵機構と、該機構から車体前後方向に延
びる連結軸（動力伝達シャフト）を介して入力される前
輪転舵量等に応じて、後輪を転舵させる後輪転舵機構
（転舵比可変機構）とで構成されたもので、該後輪転舵
機構は、車体幅方向に配設されて左右両端部がタイロッ
ド及びナックルアームを介して左右の後輪に連結された
後輪操舵ロッドと、該ロッドを車体幅方向に変位させる
油圧シリンダと、該シリンダに対する油圧の給排を制御
するバルブ機構と、該バルブ機構を上記連結軸により入
力される前輪転舵量等に応じて作動させることにより後
輪操舵ロッドの変位、即ち後輪の転舵量を制御する転舵
量制御機構とで構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記後輪転舵機構は左右後輪間の中間部に
配設されるのであるが、該機構は、上記のように後輪操
舵ロッド、油圧シリンダ、バルブ機構、及び転舵量制御
機構等の多数の要素によって構成されて全体が比較的大
型となり、そのため左右後輪間の中間部にこの後輪転舵
機構を配設するための一定のスペースを確保しなければ
ならないことになる。その場合に、当該自動車が前輪駆
動車であって、左右後輪間のスペースに余裕がある場合
には特に問題とならないが、後輪駆動車や４輪駆動車の
ように、左右の後輪間にこれらを駆動する後輪差動装置
が備えられる場合は、この差動装置或は車体後部の車幅
方向に架設されて該差動装置を支持するクロスメンバと
の干渉を避けながら上記後輪転舵機構を如何に配置する
かが問題となる。しかも、特に車体後部に例えばスペア
タイヤパンや燃料タンク等の下方へ突出する突出部が構
成されている場合には、該突出部とも上記後輪転舵機構
が干渉することのないように考慮しなければならない。

更に、この種の４輪操舵装置においては、後輪転舵量
の走行性に与える影響が大きいため、該後輪転舵量の制
御の高い精度と高い信頼性とが要求されることになり、
この為、上記後輪転舵機構を飛石や地面との接触等から
有効に保護して、その正常な作動を維持しなければなら
ないのであるが、この飛石等に対する保護を如何に効果
的に行うか、といった問題もある。

本発明は、後輪差動装置が備えられた車両において４
輪操舵装置を装備する場合における上記のような問題に
対処するもので、該４輪操舵装置を構成する後輪転舵機
構を適切に配置することにより、該後輪転舵機構と上記
後輪差動装置やこれを支持するクロスメンバおよび車体
後部の突出部との干渉等を回避しながら、しかも該後輪
転舵機構を飛石や地面との接触等から有効に保護してそ
の信頼性を確保、維持することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は次のように構
成したことを特徴とする。

即ち、エンジン出力により左右の後輪を駆動する後輪
差動装置が備えられ、且つハンドル操舵に応じて前輪を
転舵する前輪転舵機構と、この前輪転舵機構から車体前
後方向に延びる連結軸を介して入力される前輪転舵量に
応じて、後輪を転舵する後輪転舵機構とが備えられてい
ると共に、上記後輪差動装置の後方斜め上部に下方に突
出する車体の突出部が存在する車両において、上記後輪
転舵機構を、上記連結軸を介して入力される前輪転舵量
や車速センサにより検出される車速等に応じて後輪転舵
量を制御する転舵量制御機構により所定の後輪転舵量を
設定する転舵量設定部と、両端部が所定の連結部材を介
して夫々左右の後輪に連結された後輪操舵ロッドと、該
ロッドを車幅方向に変位させる油圧シリンダとを有し、
上記転舵量設定部により設定された後輪転舵量に応じて
後輪を所定の方向に所定量だけ転舵させる駆動部とに分
割すると共に、上記転舵量設定部を上記車体の突出部の
前方であって後輪差動装置の後部上方もしくは後方のい
ずれか一方の空間に、また上記駆動部を上記突出部の前
方であって後輪差動装置の後部の他方の空間に夫々配設
した構成とする。

（作用） 上記の構成によれば、後輪転舵機構が転舵量設定部と
駆動部とに分割されていると共に、これら転舵量設定部
ならびに駆動部が、後輪差動装置の後方斜め上部におけ
る車体の突出部の前方であって該差動装置の後部上方も
しくは後方のいずれか一方の空間内に夫々配設されるこ
とになるので、これら転舵量設定部と駆動部とを有する
後輪転舵機構と後輪差動装置との干渉を回避できること
はもとより、特に、上記後輪差動装置の後方の車体に例
えばスペアタイヤパンや燃料タンク等の突出部が構成さ
れている車両においても、車体後部の形状に何等設計変
更を加えることなく上記後輪転舵機構を構成する転舵量
設定部や駆動部を上記突出部と干渉することなく適切に
配設することができる。

更に、上記後輪差動装置は一般に下方への突出量が大
きいから、後輪転舵機構の全体が後輪差動装置の後方で
相対的に上方に位置されることになって、該差動装置に
より後輪転舵機構の前方ないし下方が覆われた状態とな
る。これにより、後輪転舵機構に対する飛石や地面の接
触が上記後輪差動装置により確実に防止されることにな
って、当該後輪転舵機構の正常な作動が損なわれること
なく信頼性が確保、維持されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

先ず、第１図により本実施例に係る４輪操舵装置の全
体システムについて説明すると、該装置は、ハンドル１
の操舵により左右の前輪2,2を転舵させる前輪転舵機構1
0と、前輪2,2の転舵量に応じて左右の後輪3,3を転舵さ
せる後輪転舵機構20とを有する。

上記前輪転舵機構10は、車幅方向に配設された前輪操
舵ロッド11と、上記ハンドル１の操舵により該ロッド11
を車幅方向に変位させる第１ラック＆ピニオン機構12と
で構成され、上記前輪操舵ロッド11の左右両端部にタイ
ロッド13,13及びナックルアーム14,14を介して左右の前
輪2,2が連結されている。

また、後輪転舵機構20は、車幅方向に配設された第１
ハウジング21内に収納されて、上記前輪転舵機構10にお
ける前輪転舵量に応じて後輪3,3の転舵量を設定する転
舵量設定部22と、同じく車幅方向に配設されて上記第１
ハウジング21に平行する第２ハウジング23内に収納され
て、上記転舵量設定部22により設定された転舵量に応じ
て後輪3,3を所定の方向へ所定量だけ転舵させる駆動部2
4とに分割され、且つこれら転舵量設定部22と駆動部24
とが上記第1,第２ハウジング21,23に夫々形成された連
結部21a,23aおよび21b,23bを介して一体的に取付けられ
ている。

そして、上記転舵量設定部22には、転舵量制御機構25
が備えられており、該制御機構25は、前輪転舵機構10に
おける前輪操舵ロッド11の変位により、第２ラック＆ピ
ニオン機構26及び車体前後方向に延びる第1,第２連結軸
27a,27bを介して回転される第１入力軸28と、ステップ
モータ29により回転される第２入力軸30と、これら第1,
第２入力軸28,30からの入力回転量に応じて軸方向に移
動する第1,第２出力軸31a,31bとが設けられている。
尚、これら第1,第２出力軸31a,31b間には後述する逃し
手段32が介装されている。

また一方、上記駆動部24は、車幅方向に配設されて上
記第２ハウジング23内に収納された後輪操舵ロッド33
と、同じく該ハウジング23内に設けられて後輪操舵ロッ
ド33に左右方向の力を作用させるパワーシリンダ34とを
有し、上記後輪操舵ロッド33の左右両端部にタイロッド
35,35及びナックルアーム36,36を介して左右の後輪3,3
が夫々連結されている。

然して、上記第２出力軸31bおよび後輪操舵ロッド33
の一側部に夫々設けられた第3,第４のラック＆ピニオン
機構37,38を介して、該第２出力軸31bならびに第１出力
軸31aと後輪操舵ロッド33とが連動するように構成され
ていると共に、第3,第４ラック＆ピニオン機構37,38間
には上記パワーシリンダ34を制御するためのロータリバ
ルブ39が介設されている。このロータリバルブ39は、上
記第３ラック＆ピニオン機構37により検出される第１、
第２出力軸31a,31bの移動方向ならびに移動量に応じ
て、上記後輪操舵ロッド33を所定の方向に所定量だけ移
動させるべく上記パワーシリンダ34の駆動をアシストす
るように構成されている。

ここで、上記ステップモータ29は、当該自動車の車速
を検出する車速センサ40からの信号が入力される制御回
路41によって制御されるようになっている。従って、上
記転舵量制御機構25はステップモータ29により第２入力
軸30を介して入力される車速と、第１入力軸28から入力
される前輪転舵量とに応じて作動されることになり、そ
の作動に応じて上記第１、第２出力軸31a,31bが移動さ
れることにより、上記ロータリバルブ39及び後輪操舵ロ
ッド33を介して後輪3,3の転舵量（及び転舵方向）が前
輪転舵量と車速とに応じて制御されることになる。尚、
転舵量制御機構25には、前、後輪の転舵比を検出する転
舵比センサ42が備えられ、該センサ42の出力信号が上記
制御回路41に入力されることにより、後輪3,3の転舵量
がフィードバック制御されるようになっている。

尚、上記第3,第４ラック＆ピニオン機構37,38やロー
タリバルブ39および後輪操舵ロッド33ないし後輪3,3が
何等かの原因でロックした場合において、前輪2,2の転
舵に応じて後輪3,3を転舵しようとすると、後輪転舵機
構20を構成する上記各要素を破損させることにもなりか
ねない。或はまた、前輪2,2の適正な転舵を妨げる虞が
ある。そこで、本実施例においては、後輪転舵機構20が
ロック状態となった場合においても、該後輪転舵機構20
を破損させることなく、適正に前輪2,2を転舵させるこ
とができるための逃し手段32が第1,第２出力軸31a,31b
間に介装されている。

そして、この逃し手段32は、例えば第５図（Ｉ）に示
すように構成されている。即ち、第１出力軸31aの軸端
に固設された第１ケーシング70a内には、第２ケーシン
グ70bが第１弾性部材（圧縮コイルバネ）71aにより所定
の方向に付勢された状態で摺動自在に内嵌されていると
共に、上記第２ケーシング70b内には第２出力軸31bの軸
端に固設されたボス部72が第２弾性部材（圧縮コイルバ
ネ）71bにより所定の方向に付勢された状態で内挿され
ている。これにより、上記第１出力軸31aと第２出力軸3
1bとが連結されている。このような構成によれば、例え
ば第２出力軸31bがロック状態にあって固定されている
場合において、前輪2,2（第１図参照）の転舵に伴って
第１出力軸31aが矢印（イ）方向に移動しようとすれ
ば、第２ケーシング70bにより第２弾性部材71bが圧縮さ
れることにより、第１出力軸31aの矢印（イ）方向への
移動が可能となり、また、第１出力軸31aが反矢印
（イ）方向への移動しようとする場合には、第１ケーシ
ング70a内の弾性部材71aが圧縮されて該第１出力軸31a
の反矢印（イ）方向への移動が可能となる。このよう
に、第２出力軸31bがロック状態にあっても、前輪2,2の
転舵に伴って第１出力軸31aが所定の方向に移動し、こ
れにより後輪転舵機構20の破損を未然に防止できると共
に、前輪2,2を適正に転舵させることが可能となる。ま
た、第５図（II）は逃し手段32の他の実施例を示すもの
で、第１出力軸31a′の軸端に固設され第１ケーシング7
0a′と、第２出力軸31b′の一端に連結された第２ケー
シング70b′とが連結部材73′を介して接続されている
と共に、各ケーシング70a′,70b′内には夫々第1,第２
の弾性部材71a′,71b′が介挿された構成とされてい
る。これにより、例えば第２出力軸31b′がロックされ
た場合においても、第２ケーシング70b′により第２弾
性部材71b′を圧縮させて第１出力軸31a′を矢印（イ）
方向へ移動させることができると共に、第１ケーシング
70a′により第１弾性部材71a′を圧縮させることにより
第１出力軸31a′を反矢印（イ）方向へ移動させること
が可能となる。

次に、第２〜４図により本発明の特徴部分である後輪
転舵機構20の配設構造について説明する。

第２〜４図に示すように、本発明が適用される自動車
は後輪駆動車又は４輪駆動車であって、車体後部におけ
る左右の後輪3,3（第１図参照）の中間位置に後輪差動
装置50が備えられ、車体前部に配設されたエンジンない
し変速機（図示せず）からの動力がプロペラシャフト51
を介して該差動装置50に入力されると共に、該差動装置
50で分割されて左右の駆動軸52,52を介して左右の後輪
3,3を駆動するようになっている。また、この後輪差動
装置50は、車体の側部部材60,60間に車幅方向に架設さ
れたクロスメンバ61に、前方中央部及び後方左右両側部
の合計３箇所を夫々弾性ブッシュ62…62及び所要の取付
部材63…63（但し、図においては後方左右両側部のブッ
シュとその取付部材のみを図示）を介して支持されてい
る。

また、上記クロスメンバ61は、第４図に示すように背
面視（正面視）で略Ｗ状とされ、その中央部61aの下方
に上記後輪差動装置50が配置されていると共に、該クロ
スメンバ61の両側部61b,61cが夫々中央部61aより下方に
窪ませられて一段と低く形成されており、一方の側部61
bの上方を該クロスメンバ61の前方に配設された燃料タ
ンク64に燃料を注入するための燃料補給管65が通過して
おり、また他方の側部61cの上方を車体前部から導かれ
た排気管66が通過している。尚、上記プロペラシャフト
51及び排気管66は、第３図に示すように燃料タンク64の
底面に設けられた凹所64aを通過している。

更に、本実施例においては、上記後輪差動装置50の後
方上部にフロアパネル65を窪ませて車体下方に突出した
スペアタイヤパン65aが形成されている。

然して、本実施例においては、上記後輪転舵機構20
が、クロスメンバ61の後面に取付部材67（第3,4図参
照）を介して取付けられ、上記後輪差動装置50の後方斜
め上部に配置されていると共に、該機構20を構成する転
舵量設定部22がスペアタイヤパン65aの前方であって上
記後輪差動装置50の後部上方の空間内に、また駆動部24
が同じくスペアタイヤパン65aの前方であって差動装置5
0の後方の空間内に夫々配設されている。そして、前輪
転舵機構10（第１図参照）から導かれた第１連結軸27a
が車体中央部のフロアパネル65の下方に配設され、これ
に自在継手68aを介して接続された第２連結軸27bが車体
後部に配設された上記燃料タンク64の下面に設けられた
凹所64a内を通過していると共に、この連結軸27bに自在
継手68bを介して後輪転舵機構20（転舵量設定部22）の
第１入力軸28が連結されている。尚、上記クロスメンバ
61は、第３図に示すように後面が斜め後方に延長され
て、該延長部により上記後輪転舵機構20の前方ないし下
方が覆われるようになっている。

上記の構成によれば、後輪転舵機構20が転舵量設定部
22と駆動部24とに分割されていると共に、これら転舵量
設定部22ならびに駆動部24が後輪差動装置50の後方斜め
上部におけるスペアタイヤパン65aの前方であって該差
動装置50の後部上方と後方とに夫々配設されているの
で、後輪転舵機構20と後輪差動装置50との干渉を回避で
きることはもとより、特に、上記後輪差動装置50の後方
において車体下方に突出するスペアタイヤパン65aが構
成されている車両においても、該スペアタイヤパン65a
の形状に何等設計変更を加えることなく後輪転舵機構20
を該スペアタイヤパン65aと干渉することなく適切に配
設することができる。

更に、上記後輪差動装置50は、一般に下方への突出量
が大きいから後輪転舵機構20が該後輪差動装置50の後方
で相対的に上方に位置されることになって、該差動装置
50により後輪転舵機構20の前方ないし下方が覆われた状
態となる。これにより、後輪転舵機構20に対する飛石や
地面の接触が上記後輪差動装置50により確実に防止され
ることになって、当該後輪転舵機構20の正常な作動が損
なわれることなく信頼性が確保、維持されることにな
る。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、４輪操舵装置を構成す
る後輪転舵機構を転舵量設定部と駆動部とに分割したの
で、後輪差動装置が備えられ、且つ該差動装置の後方斜
め上部に例えばスペアタイヤパンや燃料タンク等の車体
下方に突出する突出部が形成されている車両において４
輪操舵装置を搭載する場合に、車体後部の形状に何等設
計変更を加えることなく、該４輪操舵装置を構成する後
輪転舵機構を上記後輪差動装置やこれの後方斜め上部の
突出部と干渉することなく適切に配設することができ
る。更に、該後輪転舵機構が後輪差動装置やこれを支持
するクロスメンバによってその前方ないし下方を覆われ
ることにより、飛石や地面との接触等に対して効果的に
保護されることになって、これにより、当該後輪転舵機
構の作動の信頼性が確保、維持されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は４輪操舵
装置の全体システム図、第２〜４図は本実施例の４輪操
舵装置を構成する後輪転舵機構の配設状態を示す要部平
面図、側面図及び背面図、第５図（Ｉ），（II）は夫々
後輪転舵機構に装備された逃し手段の構成を示す断面図
である。 10……前輪転舵機構、20……後輪転舵機構、22……転舵
量設定部、24……駆動部、27a,27b……第1,第２連結
軸、28……第１入力軸、50……後輪差動装置、61……ク
ロスメンバ、65a……スペアタイヤパン（突出部）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン出力により左右の後輪を駆動する
   後輪差動装置が備えられ、且つハンドル操舵に応じて前
   輪を転舵する前輪転舵機構と、この前輪転舵機構から車
   体前後方向に延びる連結軸を介して入力される前輪転舵
   量に応じて、後輪を転舵する後輪転舵機構とが設けられ
   ていると共に、上記後輪差動装置の後方斜め上部に下方
   に突出する車体の突出部が存在する車両において、上記
   後輪転舵機構を、上記連結軸を介して入力される前転舵
   量に応じて後輪転舵量を設定する転舵量設定部と、この
   転舵量設定部により設定された後輪転舵量に応じて後輪
   を転舵させる駆動部とに分割すると共に、上記転舵量設
   定部を上記突出部の前方であって後輪差動装置の後部上
   方もしくは後方のいずれか一方の空間に、また上記駆動
   部を上記突出部の前方であって後輪差動装置の後部の他
   方の空間に夫々配設したことを特徴とする車両の４輪操
   舵装置。