JPH02128964A - シリンダ装置 - 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） この発明は、車両の四輪操舵における後輪操舵力を出力
するシリンダ装置に関する。

（従来の技術） 四輪操舵では、後輪を位相反転制御すれば、旋回時の運
動特性が高められることがわがっている。

すなわち、操舵開始時に一瞬後輪を逆相側にし、次の瞬
間定常の四輪同相操舵に戻すことにより、車の動きを安
定させながら旋回ができるものである。

こうした後輪の位相反転制御を応答性よく実現させるた
めに、信顆性の高い油圧を使用したシリンダ装置を用い
、前輪と同方向に操舵する操舵力と、前輪と逆方向に操
舵する操舵力との各出力を合成させて、後輪の舵角を定
めることが考えられる。

ところで、従来の位相反転式の後輪操舵を見ると、特開
昭５９−１８６７７３号公報、特開昭６２−１９１２７
２号公報などに示すように単なる復動式のもの、すなわ
ちシリンダ内にピストンを摺動自在に設け、このピスト
ンの両側にタイロッドにつながるピストンロッドを設け
、ピストンの両側に形成された室に油圧をかけることで
、後輪に舵角を与えるようにしたものしかない。つまり
、従来の後輪操舵にはピストン両側の一対の室を形成し
たシリンダ装置しか見られない。

（発明が解決しようとする課題） こうした従来の復動式のシリンダ装置で、先に述べたよ
うな各同相側と逆相側との出力合成を行なうとすると、
同相操舵用のシリンダ装置と逆相操舵用のシリンダ装置
との二つのシリンダ装置を設け、これらシリンダ装置を
直列につなげなければならない。

しかしながら、これではかなりシリンダ装置廻りが大形
になるうえ、構造的にも複雑になる問題があり、これが
油圧を用いた出力合成で後輪舵角を制御するうえでのネ
ックとなっている。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、小形、かつ簡単な構造で、後
輪舵角を得る必要な出力合成を出力することができるシ
リンダ装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は筒状のシリンダ
と、このシリンダ内に摺動自在に設けたピストンと、こ
のピストンの両側に設けた前記シリンダ内を挿通するピ
ストンロッドと、前記ピストンロッドの前記シリンダで
囲まれる端部に形成された小径部と、前記シリンダの両
端部に該シリンダの開口を閉塞するように設けた閉塞部
材と、これら閉塞部材のシリンダ側の端部に前記小径部
とこれに隣合うピストンロッドの大径部との間に渡り設
けられ、かつ前記ピストンロッドの大径部に摺動自在に
嵌挿され前記ピストンとの間に一対の第１の受圧室を構
成する第１の嵌挿部と、この第１の嵌挿部に隣接して前
記閉塞部材に設けた前記小径部の端部側を摺動自在に嵌
挿して前記第１の嵌挿部と小径部で囲まれる空間部分に
一対の第２の受圧室を構成する第２の嵌挿部と、前記シ
リンダに設けた前記第１の受圧室に流体を入出させるた
めの第１の入出ボートと、前記シリンダに設けた前記第
２の受圧室に流体を入出させるための第２の入出ボート
とを設けて、少ない部品点数で、対向する二対の室をも
つ単一のシリンダ装置を構成する。

（作用） この発明のシリンダ装置によると、前輪と同方向に後輪
を操舵する流体がｔＪｌの入出ボートを通じてピストン
両側の第１の受圧室のいずれかに入り、また前輪と逆方
向に後輪を操舵する流体が第２の入出ボートを通じて第
１の受圧室に隣接して有る第２の受圧室のいずれかに入
り、両者の出力合成で定まるピストンの変位から後輪の
位相反転制御に必要な後輪舵角が得られていく。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第７図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第２図はこの発明を適用した車両
の四輪操舵装置を示し、１ａおよび１ｂは左右の前輪で
ある。前輪１ａ、ｌｂは、車体（図示しない）に対して
水平方向に揺動可能に支持されたナックル２ａ、２ｂに
回転自在に支持されている。またナックル２ａ、２ｂは
、タイロッド３ａ、３ｂを介して例えばラック４および
ビニオン５を組合わせてなる車速感応型のパワーステア
リング６に連結されている。すなわち、パワーステアリ
ング６は、ラック４．ビニオン５゜ロータリバルブ７、
トーションバー８を有してなるステアリングギヤアッセ
ンブリ９に、ロータリバルブ７につながるステアリング
用のパワーシリンダ装置１０（パワーシリンダ１１内に
ラック４につながるピストン１２を設けてなるもの）と
、ロータリバルブ７に油圧を供給するエンジン駆動のオ
イルポンプ１３（パワーステ用）とが組合わせられてい
る。そして、パワーシリンダ装置１０のピストン１２の
両側のピストンロッド１２ａ。

１２ｂが、上記タイロッド３ａ、３ｂに連結されている
。

またステアリングギアアッセンブリ９の入力部となる、
ビニオン５につながるロータリバルブ７のバルブインプ
ットシャフト７ａおよびトーションバー８には、進相機
構１４．中間ジヨイント１５、コラムシャフト１６を介
してステアリングホイール１７が連結されている。これ
により、ステアリングホイール１７を操作すれば、ラッ
ク４をステアリングホイール１７と同方向に駆動する。

そして、それと同時にピストン１２の両側に構成された
左室１８．右室１９にロークリバルブ７を通じてオイル
ポンプ１３で発生した油圧が供給され、ステアリングホ
イール１７の操舵力をアシストできるようにしている。

なお、オイルポンプ１３にはエンジン２０の回転数が、
ある領域から上昇するにしたがって吐出流量が低下する
特性のポンプが用いられている。

ここで、上記進相機構１４について説明すれば、進相機
構１４は第３図ないし第５図に詳図するようにステアリ
ングギヤアッセンブリ９に、二組の遊星歯車機構２１．
２２およびコントロールバルブ２３を設けて構成されて
いる。

詳しくは、３７はステアリングギヤアッセンブリ９のケ
ース９ａの上端部に設置されたケース、３７ａはそのケ
ース３７の上部開口を閉塞するねじ式のキャップである
。これらケース３７およびキャップ３７ａは、それらを
貫通するボルト３５およびボルト端と螺合するナツト３
６でケース９ａに固定されていて、進相機構１４のボデ
ィを構成している。そして、このケース３７内の上方側
には、インプットシャフト２４がバルブインプットシャ
フト７ａと同軸をなして回転自在に設けられている。な
お、２４ａはインプットシャフト２４を回転自在に支持
する軸受である。インプットシャフト２４の下部外周に
は、サンギア２５が一体に設けられている。このサンギ
ア２５の周囲には、ケース３７側に支持されたリングギ
ヤ２６が設けられている。そして、このリングギヤ２６
とサンギヤ２５との間に、双方のギヤと噛合う四組のプ
ラネタリギヤ２７が設けられ、−段目の遊星歯車機構２
１を構成している。このキャップ３７ａから突出したイ
ンプットシャフト２４の上部に、上記中間ジヨイント１
５が連結される。

またバルブインプットシャフト２４の端部はケース９ａ
の上端開口から上方に突出している。そして、このケー
ス３７内に入るバルブインプットシャフト２４の端部外
周には、−段目の遊星歯車２１と同じ諸元のサンギア２
８が一体に設けられている。またこのサンギア２８の周
囲となるケース３７内には、−段目と同じ諸元のリング
ギヤ２９が設けられている。そして、このリングギヤ２
９とサンギヤ２８との間に、シャフト３０を介して一段
目のプラネタリギヤ２７と同軸につながる回転自在な四
組のプラネタリギヤ３１が設けられ、二段目の遊星歯車
機構２２を構成している。

なお、プラネタリギヤ２７とプラネタリギヤ３１は、シ
ャフト３０を保持するホルダー３２．シャフト端に設け
たギヤ規制用のホルダー３３により、バルブインプット
シャフト２４の軸心を中心として周方向に移動できるよ
うに支持されているものである。

そして、キャップ３７ａには軸受２４ａの上下方向の動
きを規制するアジャスタ３８が設けられ、ａｆｆｌ歯車
機構２１．２２を所定にステアリングギアアッセンブリ
９に組付けている。なお、３９はシール部材、４０はア
ジャスタ３８の緩み止めのナツト、４１はリングギヤ２
６，２９の上下方向の動きを規制するためのスペーサで
ある。

またバルブインプットシャフト７ａの先端部は、インプ
ットシャフト２４の軸端に設けた凹部４３に挿入されて
いる。そして、このバルブインプットシャフト７ａの挿
入端に上記トーションバー８の端部がピン４４で結合さ
れ、リングギア２６゜２９を固定した状態でステアリン
グホイール１７を操舵すると、そのステアリングホイー
ル１７の操舵角を一段目および二段目の遊星歯車機構２
１゜２２を通じ、同じ比でロータリバルブ７およびトー
ションバー８に伝達できるようにしている。但し、バル
ブインプットシャフト７ａの挿入端と凹部４３との間に
は、周方向のガタ付きを防ぐためのメタルブツシュ４５
が介装しである。

また−段目の遊星歯車機構２１には、ステアリングホイ
ール１７から必要以上のトルクが入らないようにした安
全装置４６が設けられている。具体的には、安全装置４
６はリングギア２６の外周面に凹部４７を設ける。また
ケース３７側に、上記凹部４７と凹凸嵌合するピン部品
４８．該ビン部品４８を嵌合方向に付勢するスプリング
４９およびアダプタ部品５０で構成されたセットスクリ
ューを設ける。そして、これにてリングギア２６の回転
方向の動きを凹凸嵌合で規制する構造にして、ステアリ
ングホイール１７からプリロードを越える過剰な操舵力
がリングギア２９に入ると、凹凸嵌合の解除からリング
ギア２６を回転できるようにして、遊星歯車機構２１．
２２を過剰なトルクから守るようにしている。なお、イ
ンプットシャフト端とバルブインプットシャフト端とに
は、それぞれ一対の突片部で構成されたストツノク部が
設けられていて、リングギア２６が有る全回転すると、
双方の突片部が当接し、ステアリングホイール１７から
の操舵力をインプットシャフト２４からバルブインプッ
トシャフト７ａに直接伝えるようにしである。

こうした遊星歯車機構２１．２２を組付けたケース３７
に上記コントロールバルブ２３が組付けられている。

コントロールバルブ２３について説明すれば、５１はリ
ングギア２９と隣接したケース部分に、遊星歯車機構２
２の中心とは直角な方向に沿って一体に設けられた細長
の弁本体である。弁本体５１内には、リングギア２９の
軸心とは直角な方向に沿って略筒状の弁室５２が形成さ
れている。

そして、弁室５２内にスプール５３が配設されている。

スプール５３は、一端が弁室５２の端部に装着したプラ
グ５４でスライド自在に支持され、他端が弁室５２のも
う一方の端部にアダプタ５５を介して装着したプラグ５
６でスライド自在に支持されている。そして、スプール
５３の各軸端面をプラグ５４．５６の孔部５４ａ、５６
ｇに臨ませている。またアダプタ５５の内部には、ばね
室５５ａが形成されている。そして、このばね室５５ａ
内に、スプール５３の端部外周の小径部５３ａに摺動自
在に嵌挿したワッシャー５６ａと小径部５３ａの端部に
固定したスナップリング５７との間に掛は渡したスプリ
ング５８が収容され、スプリング５８でスプール５３を
位置決めるようにしている。なお、５９はプラグ５４．
５６およびアダプタ５６の緩み止めのナツトである。

またスプール５３の外周には、該スプール５３の軸部を
移動自在に貫通して板状のレバー６０が設けられている
。レバー６０は、リングギア２９の軸線と直角に交差す
る線上に配置されている。

そして、レバー６０のリングギヤ２９側の端に形成され
た円弧部が、弁本体部分ならびにケース部分に形成され
た通孔６１を通ってリングギア２９の外周面に形成され
た溝部６２に係合されている。

またレバー６０の残る狭幅側の端に形成された円弧部は
、当該端部を覆うように弁室５２に装着されたアダプタ
６３の内底面に設けたプレート６４の溝部６５に回動可
能に係合されていて、レバー全体をプレート６４側の端
を支点としてスプール５３の軸線沿いに回動できるよう
にしている。なお、６６はアダプタ６３の緩み止めナツ
ト、６７はプレート６４とアダプタ６３の内底面との間
に介装された波形のワッシャーである。

このレバー６０を挾んで、プラグ５４側のスプール部分
の外周にカラー６８が摺動自在に嵌挿され、またプラグ
５６側のスプール部分の外周にスリーブ６９が摺動自在
に嵌挿されている。カラー６８およびスリーブ６９は、
それら外側の端部とプラグ５４．アダプタ５５との間に
設けたスプリング７０ａ、７０ｂの弾性力（プリロード
）によって、レバー６０の両側に押し付けられ、スプー
ル５３上にレバー６０を含めた三つの部品を位置決めて
いる。そして、このスリーブ６９で覆われたスプール５
３の外周面に、環状の溝部で構成される二つの流入側の
室７１，７．２が並設されている。またこれに対してス
リーブ６９の内周面には、室７１．７２の境界部分に位
置して、溝部で構成される三つの流出側の室７３〜７５
が設けられている。そして、室７１は、スプール５３の
内一部に設けた通路７６を介して、カラー６８とプラグ
５４との間に形成されたばね室を兼ねる受圧室７７に連
通している。さらに室７２は、同様にスプール５３の内
部に設けた通路７８を介して、スリーブ６９とアダプタ
５５との間に形成された、ばね室を兼ねる受圧室７９に
連通している。そして、流出側のうち中央の室７４は、
弁本体５１に設けたポート８０を介して上記オイルポン
プ１３の吐出部に接続される。また残る室７３．７５は
、弁本体５１に設けたポート８１を介して上記ステアリ
ングギヤアッセンブリ９のロークリバルブ７の入口ポー
ト（図示しない）に接続され、オイルポンプ１３で発生
する油圧を利用してリングギヤ２９を所定の位置に保持
させたり、入力された操舵角を切り増しさせたりするこ
とができる追従型サーボ弁（スプールバルブ）を構成し
ている。すなわち、スリーブ端が臨む受圧室７７．７９
には通路７６．７８を通じてオイルポンプ１３の油が流
入する構造なので、操舵により二段目のリングギア２９
が回転変位してスリーブ６９が軸心方向に変位すると、
室７１．７２と室７３〜７５との開閉から、変位した受
圧室側の通路が開いて当該受圧室に油圧が供給されると
同時に、残る受圧室側の油圧が抜けて、変位したスリー
ブ６９を元の位置へ戻していく。そして、この戻る出・
力を操舵反力として、常にリングギア２９を元の状態に
復帰（定位）させるようにしている。またプラグ５４お
よびプラグ５６からスプール５３を変位させる制御圧力
が加わると、先程のスリーブ６９はスプール５３の変位
に追従して動き、レバー６゜を回動させていく。そして
、このレバー６ｏに伝わる変位で、リングギヤ２９を切
り増し側に回転させるようにしている。

一方、８２ａ、８２ｂは左右の後輪である。後輪８２ａ
、８２ｂは、トーコントロール機構付きダブルウィツシ
ュボーン式の後輪サスペンションに支持されている。す
なわち、後輪サスペンションは、クロスメンバ８３に、
アッパーアーム８４およびロアアーム８５で構成される
上下一対のラテラルアームを設けるとともに、トーコン
トロールアーム８６とトレーリングアーム８７とを中間
関節８８で連結してなるアームを連結する。そして、ア
ーム端に、図示しない車輪支持体を介して、後輪８２ａ
、８２ｂを支持させた構造となっている。中間関節８８
は、回転軸線を略鉛直方向に定めたビンなどの枢支軸８
９から構成されていて、中間関節点の変位にしたがって
後輪８２ａ。

８２ｂの操舵が可能な構造になっている。

また、このクロスメンバ８３には二連式のリアパワーシ
リンダ９０（この発明のシリンダ装置に相当）が設けら
れている。第１図にこのリアパワーシリンダ９０の詳細
な構造が示されている。

リアパワーシリンダ９０について説明すれば、１５０は
バイブ材から構成された筒状の同一径なシリンダ、１５
１はそのシリンダ１５０内を挿通するように設けられた
長尺なピストンロッドである。ピストンロッド１５１は
、シリンダ１５０内の中央部分に対応する部位のみが他
の部分よりも大径となっている。この大径部１５１ａに
より、シリンダ１５０て囲まれるロッド端側を小径部１
５１ｂ　　１５１ｂにしている。そして、この大径部１
５１ａの中央部分の外周面に、シリンダ１５０内を摺動
自在に摺動する板状のピストン１５２が固定されている
。またシリンダ１５０の両端部には、シリンダ端の開口
を塞ぐように筒状のアダプタ１５３（閉塞部材に相当）
がそれぞれ嵌着されている。アダプタ１５３，１５３に
は、嵌挿側の端部から順に大径部１５１ａと嵌挿自在な
第１の嵌挿部１５４、小径部１５１ｂと嵌挿自在な第２
の嵌挿部１５５が形成されている。そして、第１の嵌挿
部１５４は、ピストンロッド１５１の大径部１５１ａと
小径部１５１ｂとの間の段差１５１Ｃ（境界部分）をま
たがる部位に設けられ、ピストン１５２と第１の嵌挿部
１５４の先端部との間で囲まれる断面積が大な空間部分
に同相操舵用の出力を受ける一対の左室１５６ａ。

右室１５６ｂ　（第１の受圧室に相当）を構成している
。そして、この左室１５６ａ、右室１５６ｂが、シリン
ダ１５０の外周に突設された同相用の接続口体１５７ａ
、１５７ｂ　（第１の入出ボー　トに相当）に接続され
ている。むろん、第１の嵌挿部１５４はシリンダ１５０
と大径部１５１ａとの間を閉塞する中実で、かつ先端は
中立状態のピストン位置から退避した位置に有る。

また第２の嵌挿部１５５は、段差１５１ｃから若干離れ
た小径部分に設けられている。そして、これにて第１の
嵌挿部１５４と小径部１５１ｂとで囲まれる断面積が小
な空間部分に、逆相操舵用の出力を受ける一対の左室１
５８ａ、右室１５８ｂ（第２の受圧室に相当）を構成し
ている。この左室１５８ａ、右室１５８ｂが、シリンダ
１５０の外周に突設された逆相用の接続口体１５９ａ、
１５９ｂ　（第２の入出ボートに相当）に接続されてい
る。なお、左右室１５６ａ。

１５６ｂと左右室１５８ａ、１５８ｂの断面積の差異を
利用して、同相側の後輪舵角量を大きく、逆相側の後輪
舵角量を小さくなるようにもしている。

このシリンダ１５０が、軸心方向を左右方向に定めてク
ロスメンバ８３に固定されている。そして、左側の大き
く延出したピストンロッド１５１の先端部が、ボールジ
ヨイント１６０およびタイロッド１６１を介して左側の
トレーリングアーム８７に連結される。また右側のピス
トンロッド１５１の先端部も同様にボールジヨイント１
６２およびタイロッド１６３を介して右側のトレーリン
グアーム８３に連結され、ピストン１５２の移動に応じ
て後輪８２ａ、８２ｂを操舵できるようにしている。な
お、１６４は左側のピストンロッド部分を覆うようにア
ダプタ１５３に連結された、固定部ならびにロッド周囲
に油流路１６５を構成するバイブ、１６６はリアパワー
シリンダ９０を固定するためのブラケット、１６７はボ
ールジヨイント１６０，１６２の周囲を覆うブーツであ
る。

そして、このリアパワーシリンダ９０の左室１５６ａ、
右室１５６ｂが同相用コントロールバルブ９８に油流路
９９を介して接続され、リアパワーシリンダ９０の左室
１５８ａ、右室１５８ｂが位相用のコントロールバルブ
１００に油流路１０１ａ、１０１ｂを介して接続されて
いる。

同相用のコントロールバルブ９８には、ｊ＠６図ニ示ス
ようなスプールバルブが用いられている。

具体的には、スプールバルブは、シリンダ状のケース１
０２内に、両端が一対のスプリング２２０で付勢された
スプール２２１を設ける。このスプール２２１の外周に
は、環状、の溝部２２２゜２２３が二つ並設されている
。また溝部２２２゜２２３の空間に臨むケース１０２の
周壁両側には、溝部間の凸部分を中心として対称にそれ
ぞれリザーブ側ボート２２４ａ、２２４ｂ、ポンプ側ボ
ー）２２５ａ、２２５ｂが設けられ、さらに溝部２２２
．２２３の空間に臨むケース１０２の周壁中央には、そ
れぞれアクチエータ側ボート２２６゜２２７が設けられ
ている。そして、ケース１０２の両端にはスプール端に
制御圧を与えるためのパイロットボー）２２８，２２９
が設けられた構造となっている。そして、アクチエータ
側ボート２２６．２２７が油流路９９に接続される。

この同相用のコントロールバルブ９８のパイロットボー
ト２２８，２２９に、それぞれ上記パワーステアリング
６の各左室１８．右室１９が油流路１０３を介し接続さ
れ、パワステ−圧が発生すると、中立状態のスプール２
２１が変位してリザーブ側ボー）２２４ａ、２２４ｂと
ポンプ側ボー）２２５ａ、２２５ｂとの切換えを行なう
ようにしている。そして、コントロールバルブ１００の
各ポンプ側ボート２２５ａ、２２５ｂには、デファレン
シャルギヤ１０４で駆動され車速に応じた油圧を（車速
大：油圧増）発生するオイルポンプ１０５が接続されて
いる。これにより、車速とスプール２２１の移動量に応
じた油圧をリアパワーシリンダ９０の操舵方向と同じ左
室１５６ａあるいは右室１５６ｂに供給できるようにし
ている。

なお、各リザーブ側ボー）２２４ａ、２２４ｂはパワー
ステアリング６のリターンを受けているリザーブタンク
１０６に接続される。

また位相用のコントロールバルブ１００には、スプール
バルブ式の四ボート絞り切換弁が用いられている。そし
て、この切換弁の概略的な構造が第７図に示されている
。

切換弁について説明すれば、１０７は両側にパイロット
圧用のポー・ト１０８，１０９をもつシリンダ状のケー
ス、１１０はこのケース１０７内に設けたスプールであ
る。そして、スプール１１０の両端部はケース内面に形
成された軸受部１１１で摺動自在に支持され、スプール
全体をケース１０７の軸心方向沿いにスライドできるよ
うにしている。またスプール端とケース端との間には、
それぞれ一対のスプリング１１２，１１３が介装され、
スプール１１０を位置決めている。このスプリング１１
２，１１３を収容する軸受部外側のばね室は、上記ボー
ト１０８，１０９に連通している。そして、これらボー
ト１０８，１０９は分岐路１３２を介して上記油流路１
０３の中途部に接続され、制御圧となるパワーステ圧を
スプール端に与えるようにしている。

また軸受部１１１で挾まれたケース１０７の内腔部分は
大径となっている。そして、この大空間部に露出するス
プール部分の中央に、内腔部分に対応した外径のスリー
ブ１１４が摺動自在に設けられている。このスリーブ１
１４の両端は、スプール１１０に固定された一対のスプ
リング１１５゜１１６によって付勢されていて、スリー
ブ全体をスプール１１０上に位置決めている。そして、
スリーブ端に形成された各空間に、ばね室を兼ねる受圧
室１１７．１１８を構成している。

スリーブ１１４で覆われたスプール１１０の外周面には
、環状の溝部で構成された二つの室１１９．１２０が並
設されている。またスリーブ１１４の内周面には、室１
１９，１２０の境界部分に位置して、環状の溝部で構成
される三つの室１２１〜１２３が設けられている。その
うちの室１１９．１２０は、それぞれスリーブ１１４お
よびケース内周面に形成された通路空間１２４゜１２５
を通じ、ケース外周に穿設したアクチエータ用のボート
１２６，１２７に連通している。そして、ボート１２６
，１２７が油流路１０１ａ。

１０１ｂに接続される。また室１２２は、通路空間１２
８を介してケース１０７に設けた油供給用のボート１２
９に連通している。そして、このボー）１２９は、油供
給路１３０を介して、上記オイルポンプ１３と共にエン
ジン２０で駆動される定流量型（吐出流量一定）のオイ
ルポンプ１３１の吐出部に接続されている。

また残る室１２１，１２３は、それぞれスリーブ１１４
およびケース内周面に形成された通路空間１３３，１３
４を通じ、ケース外周に穿設したリザーバ用のボート１
３５，１３６に連通している。そして、これらボート１
３５，１３６は油路１３７で並列に接続されて、上記リ
ザーバタンク１０６に接続されている。この並列な油路
１３７には、連通路１３８，１３９を介して、それぞれ
上記スリーブ両側の受圧室１１７，１１８が並列に接続
され、オイルポンプ１３１からの油を受圧室１１７．１
１８に流入できるようにしている。

また各連通路１３８．１３９には、それぞれリザーバタ
ンク１０６側に対する流れを規制するための逆止弁１４
０が設けられている。そして、さらに逆止弁１４０およ
びリザーバ用のポート１３５間の連通路部分と、逆止弁
１４０およびリザーバ用のポート１３６間の連通路部分
との間には、可変オリフィス１４１（あるいは可変チョ
ーク）を介装した差圧発生用の連通路１４２が接続され
ている。そして、可変オリフィス１４１は、上記デフ駆
動のオイルポンプ１０５に内蔵した車速感応圧力発生器
１４３に流路１４４を介して接続され、この車速感応圧
力発生器１４３から発生するパイロット圧で、可変オリ
フィス１４１の絞り量を車速に感応して可変できるよう
にしている。

これにより、コントロールバルブ１００は、スプール端
に加わるパイロット圧によるスプール１１０の変位、そ
のスプール１１０に対するスリーブ１１４の相対変位か
ら、ステアリングホイール１７を切り込んでいくと、パ
ワーステアリング６のパイロット圧の変化率と車速に応
じた（車速大：油圧減）位相用の油圧を発生できるよう
になっている。すなわち、コントロールバルブ１００は
、操舵操作の開始時に、前輪１ａ、ｌｂと逆方向に後輪
８２ａ、８２ｂを操舵する出力をリアパワーシリンダ９
０の左室１５８ａあるいは右室１５８ｂに供給できるよ
うになっている。

そして、この位相用のコントロールバルブ１００につな
がる油流路１ｏ１ａ、１ｏ１ｂが、分岐路１４５，１４
５を介して上記進相機構１４のプラグ５４．５６に接続
され、−瞬の後輪８２ａ、８２ｂの位相と同時に、前輪
１ａ、ｌｂを切り増し側に進めることができるようにし
ている。

つぎに、このように構成された四輪操舵装置の作用につ
いて説明する。

車両の直進走行時は、ステアリングホイール１７は中立
の状態となるため、前輪１ａ、ｌｂおよび後輪８２ａ、
８２ｂは直進方向に向いている。

そして、こうした直進状態から旋回すべく（ターンイン
）、ステアリングホイール１７を例えば右旋回側に切り
込んでいくと（中高速時）、その切り込んだ舵角に対し
て、パワーステ圧の変動率および車速に応じて、−瞬後
輪８２ａ、８２ｂは逆相に、また−瞬前輪１ａ、ｌｂは
入力した操舵舵角より舵角が増大していく。

詳しくは、ステアリングホイール１７を操作すると、こ
の回転がコラムシャフト１６．中間ジヨイント１５．イ
ンプットシャフト２４を介して一段目の遊星歯車機構２
１のサンギヤ２５に伝達されていく。ここで、リングギ
ヤ２６は操作力を受けるが、リングギヤ２６はセットス
クリュでケース３７に固定されているから、さらにその
回転はプラネタリギヤ２７を介して二段目の遊星歯車機
構２２のプラネタリギヤ３１に伝達されていく。

また二段目の遊星歯車機構２２のリングギヤ２９の操舵
力を受けて回転しようとするが、リングギア２９にはコ
ントロールバルブ２３で発生したリングギヤ２９を常に
元の位置に戻そうとする力（オイルポンプ１３で発生し
た油圧で、スプール５３に対してスリーブ６９の相対変
位を常に零にしようとする力）が操舵反力として働くか
ら、プラネタリギヤ３１の回転はそのままサンギヤ２８
から、バルブインプットシャフト７ａおよびトーション
バー８に伝達されていく。これにより、トーションバー
８に伝達された回転はビニｔ−ンー５に伝達され、前輪
１ａ、ｌｂをステアリングホイール１７を切った方向に
操舵していく。また同時に、バルブインプットシャフト
７ａに伝達された回転でロータリバルブ７が操作され、
オイルポンプ１３で発生した油圧をパワーシリンダ１１
の右室１９に供給して、ステアリングホイール１７の操
舵をアシストしていく。

一方、同相用のコントロールバルブ９８のスプールは上
記パワーステアリング６のパワステ−圧に応じてストロ
ークされる。そして、このスプールのストロークで、オ
イルポンプ１０５から吐出されるオイルを制御すること
になる。つまり、車速（後輪回転数）とパワステ−圧に
応じた油圧、すなわち前輪１ａ、ｌｂの操舵状態がコン
トロールバルブ９８から発生される。そして、この油圧
が同相側に操舵するリアパワーシリンダ９０の左室１５
６ａに流入していく。

他方、位相用コントロールバルブ１００は、パイロット
圧用のボート１０９から上記パワステ−圧がパイロット
圧として加わると、この圧力に比例した量だけスプール
１１０は左側へ変位（ｘｌ）する。

この変位量は、スプール１１０の端面の面積とパイロッ
ト圧の積と、スプリング１１２，１１３の弾性力とに関
係するから、両者には下記の関係式が成り立つ。

ａｌ　　ａＦｌ−ｍＫ１　　争ｘ１　＋ｆ１つまり、 Ｘ＞　−８１”　Ｆｔ　−ｆｌ　／Ｋｔで表わされる。

但し、ａｌはスプール端面の面積に１はスプリング１１
５，１１６のばね定数。

ｆｌは同スプリングのプリロード値、Ｆｌはパイロット
圧である。

このとき、スプール１１０の変位によって、スリーブ１
１４も同じ方向へ動こうとする。これには受圧室１１７
の油が連通路１４２を通じて受圧室１１８に移動する必
要がある。しかし、連通路１４２には可変オリフィス１
４１が組込まれているので、この際、可変オリフィス１
４１の前後に差圧ΔＰが発生する。ここで、ΔＰは下記
のように表わされる。

ΔＰ−δ・Ｑｂ２　／２・Ｃｄ−ｄ２ 但し、δは流体密度、Ｑｂは絞り部を流れる流量、ｄは
絞り部の断面積、Ｃｄは流量係数。

なお、チョーク構造であれば ΔＰ−８・π・μ・Ｎ　−Ｑｂ／ｄ２ となる。但し、ｇは絞り部の長さ、μは油の粘性係数で
ある。

そして、この差圧ΔＰによってスリーブ１１４はスプー
ル１１０に対して右側に相対ずれを起こしていく。この
ときの相対変位ｙは ｙ−ΔＰ・ｂ２−　ｆ２　／に２ で表わされる。但し、ｂ２はスリーブの端面の面積＋　
Ｋ２はスプリング１１２，１１３のばね定数ｒ　　ｆ２
は同スプリングのプリロード値である。

油供給用のボート１２９からは、オイルポンプ１３１で
発生した一定流量の油が供給されているから、アクチエ
ータ用のボート１２６，１２７からは相対変位ｙに比例
した差圧が発生していく。

すなわち、相対変位ｙは、 ｙｏｃΔＰｃｃＱｌ）ｅｃ、１７　ｏｃｌ／ｄ２の関数
であるから、 Ｑ’ｂ＝ｂ２　　　（ｘｔ　−Ｖ）　／　ｔ　　但し、
ｔは時間が成り立ち （Ｘｌ−ｙ）”パイロット圧 となる。

しかして、アクチエータ用のボート１２６゜１２７から
は、車速に応じて出力油圧が減少し、パワーステ圧の変
化率に応じて制御された油圧（差圧）が出力されていく
。

そして、この油圧（差圧）が、リアパワーシリンダ９０
の右室１５８ｂには後輪８２ａ、８２ｂを位相させる出
力として供給され、進相機構１４のプラグ５４には前輪
１ａ、ｌｂの操舵角を増す出力として供給されていく。

すると、後輪８２ａ、８２ｂ＠前輪とは逆の方向に操舵
しようとする右室１５８ｂの出力と、後輪８２ａ、８２
ｂを後輪と同方向に操舵しようとする左室１５６ａの出
力との出力金成分（同相操舵側の出力が小さくなる）、
ピストン１５２が変位し、これがピストンロッド１５１
およびボールジヨイント１６０，１６２を通じてタイロ
ッド１６１．１６３に伝達されていく。これにより、後
輪８２ａ、８２ｂは出力合成で得られる舵角にしたがっ
て操舵されていく　（逆相側操舵）。

また進相機構１４では、プラグ５４に制御圧が加わると
、その油圧に比例して、スプール５３が右方向に摺動し
ていく。すると、オイルポンプ１３の油圧で行なわれる
復元機能により、スリーブ６９　カラー６８はスプール
５３に追従して、該スプール５３と相対位置が零となる
位置まで移動していく。このスリーブ６９．カラー６８
の移動により、レバー６０はプレート６４側を支点とし
て回動していく。これにより、リングギヤ２９を時計方
向に回転させていく。ここで、プラネタリギヤ２７．３
１は、運転者で保持されるステアリングホイール１７に
て固定されるから、リングギヤ２９の回転はバルブイン
プットシャフト７ａおよびトーションバー８に伝達され
、バルブインプットシャフト７ａ、トーションバー８を
時計方向に回す（舵角の切り増し）。

しかるに、単一なリアパワーシリンダ９０にて、後輪舵
角を得るに必要な同相操舵側の出力と逆相操舵側の出力
との合成値を出力することができることわかる。

したがって、リアパワーシリンダ９０は小形ですむ。し
かも、一つのシリンダ１５０に、小径部１５０ｂを形成
したピストンロッド１５１．ピストン１５２を組付け、
第１および第２の嵌挿部１５４．１５５を形成したアダ
プタ１５３をシリンダ端に装着するだけで、大小二対の
室１５６ａ。

１５６ｂ、１５８ａ、１５８ｂを構成する構造なので、
部品点数は少なく、構造的にも簡単である。

なお、パワーステ圧の変化率がなくなると、車速に応じ
た同相のコントロールバルブ９８からの出力だけとなっ
て、元の定常状態の四輪同相操舵（通常の同相四ＷＳ）
に入っていく。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、単一なシリンダ
装置にて、後輪舵角を得るに必要な同相操舵側の出力と
逆相操舵側の出力との合成値を出力することができる。

それ故、シリンダ装置は小形ですむ。しかも、一つのシ
リンダに、小径部を形成したピストンロッド、ピストン
を組付け、ｊｆｌｌおよび第２の嵌挿部を形成した閉塞
部材をシリンダ端に装着して、第１および第２の受圧室
が構成する構造なので、部品点数は少なく、構造的にも
簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は要部となるシリンダ装置の構造を示す断面図、第２
図はこのシリンダ装置を適用した四輪操舵装置を示す構
成図、第３図は進相機構を示す一部断面した斜視図、第
４図はその二組の遊星歯車機構廻りを示す断面図、第５
図は進相機構のコントロールバルブ廻りの構造を示す断
面図、第６図は同相用のコントロールバルブを示す断面
図、第７図は位相用のコントロールバルブを示す断面図
である。 ９０・・・リアパワーシリンダ（シリンダ装置）、１５
０・・・シリンダ、１５１・・・シリンダロッド、１５
２・・・ピストン、１５１　ａ・・・大径部、１５１ｂ
・・・小径部、１５３・・・アダプタ（閉塞部材）、１
５４・・・第１の嵌挿部、１５５・・・第２の嵌挿部、
１５６　ａ　、　　１５６　ｂ−・・左室、右室（第１
の受圧室）　　　１５７ａ、１５７ｂ・・・接続口体（
第１の入出ボート）　　１５８ａ、１５８ｂ・・・左室
、右室（第２の受圧室）　　１５９ａ。 １５９ｂ・・・接続口体（第２の入出ボート）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状のシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に設けた
   ピストンと、このピストンの両側に設けた前記シリンダ
   内を挿通するピストンロッドと、前記ピストンロッドの
   前記シリンダで囲まれる端部に形成された小径部と、前
   記シリンダの両端部に該シリンダの開口を閉塞するよう
   に設けた閉塞部材と、これら閉塞部材のシリンダ側の端
   部に前記小径部とこれに隣合うピストンロッドの大径部
   との間に渡り設けられ、かつ前記ピストンロッドの大径
   部に摺動自在に嵌挿され前記ピストンとの間に一対の第
   １の受圧室を構成する第１の嵌挿部と、この第１の嵌挿
   部に隣接して前記閉塞部材に設けられ前記小径部の端部
   側を摺動自在に嵌挿して前記第１の嵌挿部と小径部で囲
   まれる空間部分に一対の第２の受圧室を構成する第２の
   嵌挿部と、前記シリンダに設けた前記第１の受圧室に流
   体を入出させるための第１の入出ポートと、前記シリン
   ダに設けた前記第２の受圧室に流体を入出させるための
   第２の入出ポートとを具備してなることを特徴するシリ
   ンダ装置。