JPH0219345Y2

JPH0219345Y2 -

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Publication number: JPH0219345Y2
Application number: JP1984012870U
Authority: JP
Priority date: 1984-02-01
Filing date: 1984-02-01
Publication date: 1990-05-29
Also published as: JPS60124380U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は前輪の操舵に応じて後輪も転舵するこ
とのできる４輪操舵装置に関し、さらに詳しくは
前輪の操舵量を後輪に伝えて後輪を転舵するよう
にした４輪操舵装置に関するものである。

（従来技術）従来４輪車両の操舵はステアリングホイールに
よつて前輪のみを転舵するのが普通であるが、前
輪のみを転舵するのでは走行状況によつて後輪に
横すべりが生じたり、旋回半径に限度があつて小
まわりが効かないなどの操縦性、操向性の点から
問題が指摘され、この点に鑑み最近前輪と共に後
輪をも転舵する４輪操舵装置が提案、研究されて
いる。

即ち４輪操舵装置では比較的高速での走行時に
前輪の転舵方向と同一の方向に後輪を転舵すれ
ば、前、後輪に同時に横方向の力が加わるので操
舵輪操舵からの位相のおくれがなく、車両の姿勢
を旋回円の接線上にほぼ保つことが出来、例えば
高速走行時のレーンチエンジなどもスムーズに行
なえる。又極低速走行時に前輪の転舵方向と逆方
向に後輪を転舵すれば、車両の向きを大きく変化
出来るので縦列駐車や車庫入れなどに便利であ
る。

さらに比較的高速では前輪を大きく転舵するこ
とはなく、前輪を大きく転舵するのは比較的低速
での走行時であることを考えると、前輪が小さく
転舵される範囲では後輪をも同一方向に転舵し、
大きく転舵する時には後輪を逆方向に転舵する４
輪操舵装置が求められることが判る。

前述の如き４輪操舵装置は原理的には種々の方
式で実現することが可能であり、電気的手段や油
圧手段を用いるものや、前輪ステアリング装置の
作動を後輪転舵装置の作動を制御する制御力とし
て機械的手段によつて伝達し、この制御力によつ
て後輪転舵装置を作動させる形式の、４輪操舵装
置も提案されている。機械的なものとして例え
ば、特開昭55−91458号に開示されているように、
前輪ステアリング装置と後輪転舵装置をリンクお
よびカム機構により機械的に連結し、前輪の操舵
に応じて後輪を転舵させ、且つ前輪の操舵角に応
じて前後輪の転舵比を変えるようにしたものがあ
る。しかしながら、リンク機構およびカム機構に
おいては各要素の結合部に若干の遊びもしくはす
き間を設けて、滑らかに作動するようにしなけれ
ばならず、このため前輪の操舵に対して後輪の転
舵の遊びが大きくなり、後輪の転舵方向のふらつ
きや、後輪の転舵おくれ等が生じることになり、
あまり好ましくない。

機械的４輪操舵装置としては、上記例の外にも
種々提案されており、例えば、特開昭58−20565
号、特開昭58−122257号および122259号に開示さ
れているように、ステアリングホイールの操作に
応じて前輪を転舵させる公知のラツク・ピニオン
型ステアリング装置のラツク上に、このラツクと
噛合する第２ピニオンを設け、この第２ピニオン
の回転を伝達軸により後輪の転舵手段に伝えるよ
うにしたものがある。このようにすれば、前述の
リンク、カムを用いる場合に比べ、前輪転舵に対
する後輪転舵の遊びを比較的小さくできるのであ
るが、ラツクとピニオンの噛み合いにおいても製
造誤差等の吸収のため適度なバツクラツシユ（ガ
タ）を必要とするため、２個のピニオンを介する
後輪側の遊びが１個のピニオンのみを介して動か
される前輪側に比べ大きくなつてしまうのが避け
られない。さらに、後輪の転舵装置としてラツ
ク・ピニオン機構を用いれば、ステアリングホイ
ールの操作が後輪転舵装置のラツクの往復運動と
して伝わるまでに、３回のラツクとピニオンの噛
合を経なければならず、各噛合におけるバツクラ
ツシユが重なつてステアリングホイールに対する
後輪転舵の遊びが大きくなつてしまう。この種の
複合は、前輪の操舵力を機械的に後輪に伝える、
所謂機械的４輪操舵装置に限られるものではな
く、後輪を電気的、あるいは油圧的な手段を介し
て操舵するものであつても、少なくとも前輪の操
舵量を回転等の変位量として取出す取出部材を備
えるものにおいて共通のものである。

（考案の目的）本考案はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、後輪転舵のための前輪転舵量取出しを行う
際、この取出しのための伝達系の遊びを小さくし
て伝達精度を上げることができ、しかもこれを、
安価、コンパクト、軽重量な構成で実現すること
のできる車両の４輪操舵装置を提供することを目
的とするものである。

（考案の構成）本考案の４輪操舵装置は、ステアリングシヤフ
トに第１歯車、取出軸に第２歯車を設けて両歯車
を噛合させることにより前輪転舵量を直接取り出
すようにするとともに、ステアリングシヤフトと
ラツク部材との噛み合い圧力調整用に設けられる
弾圧部材の押圧力を利用して上記第１歯車と第２
歯車との噛み合いを強固にし、これにより、新た
な弾圧部材を設けることなく上記取出しのための
伝達系の遊びを小さくするようにし、もつて上記
目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、前輪ステアリング装置からの転舵量
を取り出し、これに基づいて前輪の操舵に伴つて
後輪を転舵させる車両の４輪操舵装置において、上部にステアリングホイールが連結されるとと
もに下部にピニオン歯が形成されたステアリング
シヤフトと、このステアリングシヤフトの前記ピ
ニオン歯に車体後方側で噛合するよう設けられ、
左右の前輪を連結するラツク部材と、このラツク
部材を前記ステアリングシヤフト側に押圧してこ
れら両者間の噛み合い圧力を調整する弾圧部材
と、前記ステアリングシヤフト上の前記ピニオン
歯よりも下方位置に形成された第１歯車と、この
第１歯車と前記ピニオン歯との間に設けられ、前
記ステアリングシヤフトを該ステアリングシヤフ
トの軸線まわりに回転自在に支持する環状のベア
リング部材と、前記第１歯車に対し車体後方側で
噛み合う車両前後方向に延びる回転軸線を有する
第２歯車と、この第２歯車に結合して設けられ、
前記ステアリングシヤフトの転舵量を取り出す取
出軸とを備えてなることを特徴とするものであ
る。

（実施例）以下、図面により本考案の実施例について説明
する。

第１図および第２図は本考案の４輪操舵装置の
１例を示す平面図および正面図であり、矢印Ｆの
方向が車両前方を示す。ステアリングホイール１
が操作されると、この回転はステアリングシヤフ
ト１ａ，１ｂを介して、第１ギヤボツクス２に伝
えられ、この第１ギヤボツクス２においてラツク
ピニオン機構等の公知の機構によつて上記回転が
車体幅方向の動きに変換され、第１ラツクハウジ
ング３内に設けられた第１ラツクを車体幅方向に
動かす。この第１ラツクの両端がそれぞれ右およ
び左タイロツド４ａ，４ｂと連結しているため、
第１ラツクの車体幅方向の動きによつてタイロツ
ド４ａ，４ｂを介して、タイロツド４ａ，４ｂと
連結するナツクルアームを動かし、ナツクルに回
転自在に支持された前輪５ａを転舵させ、前輪操
舵が行なわれる。なお、第１ラツクハウジング３
内にはパワーシリンダが形成されていて、このパ
ワーシリンダ内に第１ラツクに固設されたピスト
ンが嵌挿されている。このパワーシリンダ内に、
油圧ポンプ（図示せず）からの圧油がギヤボツク
ス２に設けた前輪コントロールバルブを介してス
テアリングホイール１の操作に応じて送られ、こ
の油圧をピストンが受けて第１ラツクの動きがパ
ワーアシストされる。すなわち、以上のようにし
て、公知の前輪パワーステアリング装置が構成さ
れている。なお、第１ラツクハウジング３が車体
１１のブラケツト１１ａに固定されて、前輪パワ
ーステアリング装置が車体に取り付けられてい
る。

上記第１ギヤボツクス２は第３図にその詳細を
断面して示すように、ギヤハウジング２１内にス
テアリングシヤフト１ｂかボールベアリング２６
（ベアリング部材）を介して回転自在に保持され
ていて、このステアリングシヤフト１ｂには前輪
転舵用の第１ラツク３ａ（ラツク部材）と噛合す
るピニオン歯が形成されている。このピニオン歯
１b₁は矢印Ａで示す部分を取り出して第４図に示
すような形状となつている。さらに、ステアリン
グシヤフト１ｂの下端には第１かさ歯車（第１歯
車）１ｃが結合され、この第１かさ歯車１ｃと、
車体前後に延びる軸を中心として回転自在にギヤ
ハウジング２１内に保持された取出軸２３に結合
して設けられた第２かさ歯車２２（第２歯車）と
が噛合する。取出軸２３はギヤハウジング２１か
ら車体後方に向かつて突出し、ステアリングシヤ
フト１ａ，１ｂを介して第１かさ歯車１ｃに伝わ
るステアリングホイール１の回転が、第１かさ歯
車１ｃと第２かさ歯車２２の噛合により取出軸２
３に伝わると、この取出軸から伝達手段を介して
後輪転舵装置へ伝えられる。なお、前輪転舵用の
第１ラツク３ａはプラスチツク部材２４を介して
スプリング２５（弾性部材）によりステアリング
シヤフト１ｂの方へ付勢されていて、この付勢力
によりステアリングシヤフト１ｂに形成したピニ
オン歯１b₁と第１ラツク３ａとの噛合時のバツク
ラツシユを少なくしている。

また、このとき、ステアリングシヤフト１ｂ
は、第１ラツク３ａによりその後方側から押圧さ
れることとなるが、ステアリングシヤフト１ｂ
は、その第１かさ歯車１ｃとピニオン歯１b₁との
間でボールベアリング２６に支持されているの
で、このベアリング２６による支持点を支点とし
てステアリングシヤフト１ｂはその下端側部分が
後方に付勢され、これにより、第１かさ歯車１ｃ
は第２かさ歯車２２に押圧されることとなり、第
１かさ歯車１ｃと第２かさ歯車２２との噛み合い
が強固なものとなる。

上記取出軸２３は、機械的伝達手段である第
1Uジヨイント９、前伝達軸１０および第2Uジヨ
イント１３を介してメカニカルコントロールボツ
クス５０の入力軸５２と連結していて、第２ピニ
オンの回転がこの入力軸５２に伝達される。この
入力軸５２の回転は後述するようにメカニカルコ
ントロールボツクス５０によつて適宜変換され出
力軸５３の回転として出力される。出力軸５３の
回転は第１カツプリング１４、後伝達軸１５およ
び第２カツプリング１６を介して第３ギヤボツク
ス１７内に配設された第３ピニオンと結合する取
入軸１７ａに伝えられる。

第３ギヤボツクス１７は第３ラツクハウジング
１８に固設され、第３ラツクハウジング１８はサ
ブフレーム４１に固設されている。第３ラツクハ
ウジング１８内には車体幅方向移動可能で、両端
がそれぞれタイロツド１９と連結する第３ラツク
が配され、この第３ラツクは前記第３ピニオンと
噛合している。このため、第３ピニオンの回転に
より第３ラツクが車体幅方向に移動し、この動き
がタイロツド１９を介してナツクルアームに伝え
られ、ナツクルアームに回転自在に支持された後
輪４０が転舵される。なお、第３ラツクハウジン
グ１８内にもパワーシリンダが形成されていて、
このパワーシリンダ内に第３ラツクに固設された
ピストンが嵌挿されている。このパワーシリンダ
内に、ライン１７ｃからの圧油が第３ギヤボツク
ス１７に取り付けられた後輪コントロールバルブ
１７ｂを介して取入軸１７ａの回転に応じて送り
込まれ、この油圧をピストンが受けて第３ラツク
の動きがパワーアシストされるようになつてい
る。すなわち、後輪もパワーステアリング装置に
より転舵され、その転舵は前輪の転舵量をメカニ
カルコントロールボツクス５０により変換した量
に応じてなされる。

次に、メカニカルコントロールボツクス５０に
ついて第５図から第８図を用いて説明する。

第５図において箱状のハウジング５１の下方に
は入力軸５２及び出力軸５３が回転可能に支承さ
れ、入力軸５２の自由端は出力軸５３の嵌合部５
４に嵌合されている。入力軸５２には、ハウジン
グ５１の一方の側壁寄りに、ギア５５が固設され
る一方、支持用フランジ部材５６が相対回転可能
に設けられている。ギア５５は回転軸５７に固設
されたアイドルギア５８に噛合しており、このア
イドルギア５８は、ハウジング５１の上方寄りに
回転可能に取り付けられた回転軸５９上のギア６
０に噛合されている。上記フランジ部材５６と、
出力軸５３に連続して形成されたフランジ部６１
とは円筒部材６２によつて相互連結されており、
フランジ部材５６、円筒部材６２及びフランジ部
６１を備えた出力軸５３は一体的に回転するよう
になつている。円筒部材６２には中間部外周面に
二本のリブ６３，６４が形成されており、第６図
及び第７図に示すように、各リブ６３，６４には
円筒部材６２の半径方向と直交する方向にボルト
６５，６６が互いに対向する方向に螺合されてい
る。

上記フランジ部材５６、円筒部材６２及びフラ
ンジ部６１によつて画定される空間内には、一対
の回転部材６７，６８が回転可能に取り付けられ
ている。一方の回転部材６７は入力軸５２に嵌合
された嵌合部６９と、フランジ部７０と、フラン
ジ部７０の外周寄りの部分から軸方向に延びる円
筒部７１とから成り、フランジ部７０の外周上に
は突起７２を有する。他方の回転部材６８は入力
軸５２に嵌合された嵌合部７６と、フランジ部７
３とフランジ部７３の内周寄りの部分から軸方向
に延びる円筒部７４とから成り、フランジ部７３
の外周上には突起７５を有する。第６図及び第７
図から明らかなように、各嵌合部６９，７６には
各々ボルト７７，７８が互いに対向する方向に螺
合され、入力軸５２上に挿入されたピン７９，８
０に当接可能とされている。両フランジ部７０，
７３及び両円筒部７１，７４によつて画定される
空間内にはねじりばね８１が配設され、その両端
はフランジ部７０及びフランジ部７３に各々係止
されている。このばね８１は回転部材６７を右旋
方向に、回転部材６８を左旋方向に所定のセツト
荷重で付勢しており、これにより夫々突起７２，
７５とピン６５，６６が通常当接されている。

前記出力軸５３の嵌合部５４にはギア８２が一
体的に回転するように取付けられ、このギアは、
前記回転軸５９に対向してハウジング５１に回転
可能に取り付けられた回転軸８３上に固設された
ギア８４に噛合されている。

回転軸５９及び８３の内側端部は各々第８図に
示すように一対の突起８５及び８６が直径方向に
隔設されており、突起同士が当接した後は、入力
軸５２の回転がこれらの軸５９，８３を介し反転
されて出力軸５３に伝達されるようになつてい
る。

次に本実施例の作動を説明する。

今ステアリングホイール１が右旋されたとする
と、その操舵量（θ_H）に対応して前輪コントロー
ルバルブが制御され、第１ラツクに固設されたピ
ストンへの圧油の作用で第１ラツクおよび第２ラ
ツクが左方に移動し、前輪５を右方に転舵する
（θ_F）とともに、第２ラツクと第２ピニオンとの
噛み合いを介して入力軸５２が右旋される。

入力軸５２が右旋されると、第７図に示された
ピン８０とボルト７８との当接を介して回転部材
６８が右旋するが、この方向の回転によつてはピ
ン７９とボルト７７とは当接しないため、回転部
材６７がばね８１を介して回転部材６８と一体的
に右旋する。

その場合には第６図に示した突起７２とボルト
６５との当接により円筒部材６３即ち出力軸５３
が右旋することになる。

入力軸５２の右旋時には、ギア５５，５８およ
び６０を介して回転軸５９も右旋するが、前輪５
の転舵角度θ_Fが所定角度θ₁よりも小さい時にはギ
ア５５，５８および６０のギア比によつて減速さ
れ、また回転軸５９の突起８５と回転軸８３の突
起８６との間には所定の間隔があるので、回転軸
５９の回転は回転軸８３には伝達されない。従つ
て出力軸５３には２個の回転部材６７，６８を介
して回転力が伝わる。

出力軸５３が右旋すると、後輪コントロールバ
ルブ１７ｂが制御され、圧油によつて第３ラツク
が左方に移動され、後輪２０が右方に転舵（θ_R）
される。

しかし、前輪５の右方向への転舵角がθ₁以上に
なると、回転軸５９の突起８５と回転軸８３の突
起８６とが当接するに至り、入力軸５２の動きは
これら回転軸５９，８３などを介して伝えられ、
更にギア８４，８２によつて反転した力として出
力軸５３に伝えられる。すると、ばね８１には、
円筒部材６２、回転部材６７を介して左旋方向の
力が加わると共に、回転部材６８を介して右旋方
向の力も加わる。そして、これら２つの力及びば
ね８１のセツト荷重の大きさの関係から、入力軸
５２が回転部材６８と共に右旋するのに対して、
出力軸５３は円筒部材６２及び回転部材６７と共
にばね８１を撓ませながら左旋する。こうしてコ
ントロールバルブ部１７ｂの制御が反転されて、
今まで右方向に転舵されていた後輪２０が左方向
（θ_Rと逆方向）に転舵され始める。そして、更に
前輪５を右方向に転舵してゆくと、第２の所定転
舵角θ₂のところで後輪２０は中立位置を過ぎて左
側に転舵されるようになる。

ステアリングホイール１を中立位置から左方向
に切る場合も、作動が逆となるのみで上記と同様
である。

第９図にステアリングホイールの舵角（θ_H）に
対する後輪の転舵角（θ_R）の変化を示す。

（考案の効果）以上説明したように、本考案によれば後輪転舵
装置への転舵量をステアリングホイールと直結す
るステアリングシヤフトと噛合するギヤから直接
取り出すことができるので、伝達系の遊び（ガ
タ）を小さくでき、伝達精度が高くなる。さら
に、本考案によれば、ステアリングシヤフトとラ
ツク部材との噛み合い圧力調整用に設けられる弾
圧部材の押圧力を利用して上記第１歯車と第２歯
車との噛み合いを強固にし、これにより、新たな
弾圧部材を設けることなく上記取出しのための伝
達系の遊びを小さくすることができる。したがつ
て、後輪転舵のための前輪転舵量取出しを行う
際、この取出しのための伝達系の遊びを小さくし
て伝達精度を上げることができ、しかもこれを、
安価、コンパクト、軽重量な構成で実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の４輪操舵装置の
１例を示す平面図および正面図、第３図は本考案
の４輪操舵装置に用いる第１ギヤボツクスの断面
図、第４図はこの第１ギヤボツクスのステアリン
グシヤフトの斜視図、第５図はメカニカルコント
ロールボツクスの断面図、第６図、第７図および
第８図はそれぞれ第５図の矢印−，−お
よび−に沿つた断面図、第９図はステアリン
グホイールの舵角に対する後輪転舵角の変化を示
すグラフである。１……ステアリングホイール、１ａ，１ｂ……
ステアリングシヤフト、１b₁……ピニオン歯、１
ｃ……第１かさ歯車（第１歯車）、２……第１ギ
ヤボツクス、３ａ……第１ラツク（ラツク部材）、
９，１３……Ｕジヨイント、１０，１５……伝達
軸、２２……第２かさ歯車（第２歯車）、２３…
…取出軸、２５……スプリング（弾圧部材）、２
６……ボールベアリング（ベアリング部材）、５
０……メカニカルコントロールボツクス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】前輪ステアリング装置からの転舵量を取り出
し、これに基づいて前輪の操舵に伴つて後輪を転
舵させる車両の４輪操舵装置において、上部にステアリングホイールが連結されるとと
もに下部にピニオン歯が形成されたステアリング
シヤフトと、このステアリングシヤフトの前記ピ
ニオン歯に車体後方側で噛合するよう設けられ、
左右の前輪を連結するラツク部材と、このラツク
部材を前記ステアリングシヤフト側に押圧してこ
れら両者間の噛み合い圧力を調整する弾圧部材
と、前記ステアリングシヤフト上の前記ピニオン
歯よりも下方位置に形成された第１歯車と、この
第１歯車と前記ピニオン歯との間に設けられ、前
記ステアリングシヤフトを該ステアリングシヤフ
トの軸線まわりに回転自在に支持する環状のベア
リング部材と、前記第１歯車に対し車体後方側で
噛み合う車両前後方向に延びる回転軸線を有する
第２歯車と、この第２歯車に結合して設けられ、
前記ステアリングシヤフトの転舵量を取り出す取
出軸とを備えてなることを特徴とする車両の４輪
操舵装置。