JPH0223495Y2 - - Google Patents

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
とができる４輪操舵装置に関し、さらに詳しくは
前輪に対する後輪の転舵比を車速等に応じて可変
制御できるようにした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つたが、
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舵性、操向性の点か
ら問題が指適され、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
（これを同位相転舵という）、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
（これを逆位相転舵という）、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。

このようなことから、前輪の転舵角に対して後
輪の転舵角の比、すなわち転舵比を任意に可変制
御できる機構を設け、車速、前輪転舵角等に応じ
て転舵比を可変制御し操縦性、走行安定性等の向
上を図ることが提案されている。例えば、特開昭
59−26364号に開示されているように、一端が前
輪転舵装置からの操舵操作伝達軸に連結し、他端
が後輪転舵用タイロツドに連結した連結ロツドの
他端をアーム部材にも連結し、ウオームギヤ機構
を介してアーム部材を揺動させることにより連結
ロツドの他端の回転軌跡を可変とし転舵比を制御
できるようにした装置がある。さらに、本出願人
は、前輪転舵装置からの操舵操作伝達軸に連結し
たベベルギヤ機構と、ウオームギヤ機構により作
動される揺動部材を介して揺動面の方向が可変と
なつた連結ロツドとを用いて転舵比を可変制御で
きるようにした装置を提案している（本装置につ
いては後述する）。

このような、転舵比を可変制御できる装置にお
いては、揺動部材を外部駆動手段により揺動させ
て転舵比の制御を行なつているが、外部駆動手段
からの駆動力を揺動部材に伝達する手段として、
例えば、ギヤを用いる場合にギヤの噛み合い部の
バツクラツシユにより生じる伝達系の遊びが問題
となり易い。すなわち、伝達系に遊びがあると、
外部駆動手段の駆動が正確であつても伝達系を経
た後の揺動部材の揺動量は“遊び”の分だけバラ
ツキを生じ、このため、前輪転舵角に対する後輪
の転舵角にもバラツキが生じ、４輪操舵の作動制
御が不正確になり易いという問題がある。

（考案の目的） 本考案はこのような問題に鑑み、転舵比を変更
させる揺動ギヤとこの揺動ギヤに噛合してこれを
揺動させる駆動ギヤとの間のバツクラツシユをで
きる限り抑え、正確な４輪操舵制御が行なえるよ
うにした車両の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、前輪転舵を行なうス
テアリング機構におけるステアリングの操舵操作
を操舵操作伝達系を介して後輪転舵部材に伝えて
前輪とともに後輪の転舵も行なえるようにした装
置であつて、 上記操舵操作伝達系の途中に、駆動手段に支持
シヤフトを介して連結された駆動ギヤと、この駆
動ギヤに噛合して駆動ギヤの回転に応じて揺動
し、転舵比変更部材を動かして転舵比を変更させ
る揺動ギヤとを備えた転舵比可変機構を設け、 上記駆動ギヤの支持シヤフトをケーシングによ
り軸受部を介して支持するとともに、この軸受部
に設けた付勢手段により支持シヤフトを揺動ギヤ
の方へ弾圧付勢するようにしたことを特徴とする
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図は本考案に係る４輪操舵装置の１実施例
を示す概略図である。ステアリングホイール１は
ステアリングシヤフト１ａを介して第１ピニオン
２と連結し、第１ピニオン２は車幅方向に摺動自
在な第１ラツク軸３のラツクと噛合する。第１ラ
ツク軸３の両端には右および左用タイロツド４
ａ，４ｂが連結し、タイロツド４ａ，４ｂは右お
よび左用前輪６ａを車体に対し転舵自在に支持す
るナツクル５ａ，５ｂのアームと連結する（な
お、左右対称なので左側のタイロツド４ｂ、ナツ
クル５ｂ、前輪６ｂは図示せず）。このため、ス
テアリングホイール１の操作に応じて第１ラツク
軸３が車幅方向に移動し、この移動がタイロツド
４ａ，４ｂを介してナツクル５ａ，５ｂに伝わり
前輪６ａ，６ｂが転舵される。

一方、第１ラツク軸３には第１ラツク軸３と平
行な第２ラツク軸７が連結部７ａを介して一体に
連結され、第２ラツク軸７のラツクには後輪へ伝
える操舵操作を得るための第２ピニオン８が噛合
している。このため、第１ラツク軸３が車幅方向
に動かされると、同時に第２ラツク軸７も同方向
に動かされ、第２ピニオン８が回転される。この
第２ピニオン８の回転は、第２ピニオン８と連結
する操舵操作伝達シヤフト９を介して転舵比可変
機構１０に伝えられ、ここで調整される転舵比に
応じて後輪が転舵される。このようにして、前輪
転舵に応じて後輪転舵を行なわせることができる
ようになつている。

次に、転舵比可変機構１０について説明する。
前端が第２ピニオン８と連結した操舵操作伝達シ
ヤフト９の後端は第３ピニオン１１と連結し、第
３ピニオン１１は回転軸１２ｂが車体に支持され
たベベルギヤ１２と噛合する。ベベルギヤ１２の
周上の１ケ所にはロツド支持孔１２ａが形成さ
れ、このロツド支持孔１２ａ内に連結ロツド１３
がベベルギヤ１２に対し、回動自在で且つロツド
１３の軸方向摺動自在に挿入される。ロツド１３
の一端１３ａは、パワーステアリング用のコント
ロールバルブ１５を介して後輪転舵用の第３ラツ
ク軸１７と結合する結合アーム１４ａ，１４ｂと
ボールジヨイントにより連結する。第３ラツク軸
１７は後輪用ギヤボツクス１６内に車体幅方向摺
動自在に保持され、第３ラツク軸１７の両端は右
および左用タイロツド１８ａ，１８ｂを介して右
および左用ナツクル１９ａ，１９ｂと連結する。
右および左用ナツクル１９ａ，１９ｂは車体に対
して転舵自在に後輪２０ａ，２０ｂを支持するた
め、第３ラツク軸１７の車幅方向の動きにより後
輪が転舵される。なお、タイロツド、ナツクル、
後輪は左右対称であるため右側のみを図示してい
る。第３ラツク軸１７の車幅方向の動きは、ベベ
ルギヤ１２の回転に伴う連結ロツド１３の一端１
３ａの車幅方向の移動が結合アーム１４ａ，１４
ｂを介して第３ラツク軸１７に伝えられて行なわ
れる。この時、結合アーム１４ａ，１４ｂ上に設
置されたコントロールバルブ１５の作用により、
ポンプ２１からの圧油が後輪用ギヤボツクス１６
内のシリンダ内に適宜送られ第３ラツク軸１７の
移動をアシストするようになつている。

次に、ベベルギヤ１２の回転に応じて連結ロツ
ド１３の一端１３ａを車幅方向に移動させる機構
について説明する。連結ロツド１３の他端１３ｂ
はボールジヨイントを介して振子アーム２２の先
端と連結し、この振子アーム２２はこのアーム２
２と直角な揺動軸２３と結合し、この揺動軸２３
を中心に回転自在となつている。この揺動軸２３
は、垂直に延びた揺動支持軸２４により水平面内
に延びて支持され、揺動支持軸２４の回転に応じ
て水平面内で揺動するようになつている。この揺
動軸２３の揺動に応じて振子アーム２２の回転面
が傾くため、ベベルギヤ１２の回転に応じて連結
ロツド１３の一端１３ａが車幅方向へ動かされる
割合が変動する。

この作動を、第２図に示す上記転舵比可変機構
の平面概略図を用いて説明する。まず、揺動軸２
３が車幅方向に延びてベベルギヤ１２の回転軸１
２ｂと同一直線上に位置する時を考える。なお、
連結ロツド１３の一端１３ａもベベルギヤ１２の
回転軸線上に位置する。この時に、ベベルギヤ１
２が回転されると、連結ロツド１３は一端１３ａ
を頂点とし、連結ロツド１３を稜線とする円錐面
上を移動し、振子アーム２２はこの円錐の底面上
を移動する。このため、ベベルギヤ９が回転して
も、一端１３ａは移動しない。すなわち、この時
には前輪の転舵に対して後輪は転舵されない状態
になる。この状態から揺動支持軸２４を回転させ
て、図示の如く揺動軸２３を水平面内で反時計回
りに“”だけ傾けると、振子アーム２２の回転
面も上記円錐の底面に対して“”だけ傾く。こ
のため、例えば、ベベルギヤ１２を回転させ、第
２図において連結ロツド１３とベベルギヤ１２の
回転軸１２ｂとのなす角がα₁となるようにする
と、連結ロツド１３の他端１３ｂは１３b′の位置
に距離“d₁”だけ移動し、このため一端１３ａも
１３a′の位置にほぼ同距離だけ移動する。この移
動により第３ラツク軸１７が同様に移動され後輪
の転舵がなされる。この図から判るように、前輪
転舵角に対する後輪転舵角の割合、すなわち転舵
比はベベルギヤ１２の回転に対する連結ロツド１
３の一端１３ａの移動量と同じであり、揺動軸２
３の水平面内での傾き“”の大きさに応じて転
舵比を変えることができる。さらに、揺動軸２３
は上記の如く反時計回りに傾かせるのみならず時
計回りにも傾かせることができ、この時にはベベ
ルギヤ１２の回転に対する連結ロツド１３の一端
１３ａの移動方向が上記の場合と逆になる。これ
により、前輪に対し後輪を同位相にも逆位相にも
転舵させることができる。

次いで、上記揺動軸２３の水平面内での揺動を
行なわせる機構を説明する。転舵比変更部材であ
る揺動軸２３は、垂直に延びた揺動支持軸２４に
より水平面内に延びて支持されるのであるが、こ
の揺動支持軸２４には先端にギヤ２５ａを有する
揺動ギヤ２５が固設され、この揺動ギヤ２５の揺
動支持軸２４を中心とする揺動により揺動支持軸
２４が回され揺動軸２３が揺動される。揺動ギヤ
２５のギヤ２５ａは駆動ギヤであるウオーム２６
と噛合し、このウオーム２６は駆動手段であるス
テツプモータ２９の出力軸２９ａに設けられた第
１かさ歯車２８およびこれと噛合しウオーム２６
を支持する支持シヤフトであるウオーム軸２６ａ
上に設けられた第２かさ歯車２７を介してステツ
プモータ２９により回転される。このステツプモ
ータ２９の回転は、揺動支持軸２４上に設けられ
揺動軸２３の揺動角を検知する揺動角センサ３０
および車速を検知する車速センサ３１からの検知
信号を受けた電気コントローラ３２からの制御信
号に基づいて制御される。

電気コントローラ３２により制御の１例を示す
のが第３図のグラフであり、このように車速に応
じてハンドル舵角（前輪転舵角）に対する後輪転
舵角、すなわち転舵比を変えるようにしている。
本例においては、低速領域においては後輪を逆位
相に転舵させ旋回性の向上を図り、高速領域では
同位相に転舵させ走行安定性の向上を図つてい
る。

第４図は、転舵比可変機構１０のうちのステツ
プモータ２９により揺動ギヤ２５を揺動させる部
分を示す断面図であり、この部分について詳細に
説明する。転舵比可変機構１０のケーシング３４
にステツプモータ２９が固定され、ケーシング３
４内に突出したステツプモータ２９の出力軸２９
ａには第１かさ歯車２８が固定される。この第１
かさ歯車２８に噛合する第２かさ歯車２７はウオ
ーム軸２６ａに固定され、ウオーム軸２６ａはベ
アリング３５，３７を介してケーシング３４に支
持されている。このウオーム軸２６ａに取り付け
られたウオーム２６は揺動ギヤ２５のギヤ２５ａ
と噛合し、ウオーム２６の回転に応じて揺動ギヤ
２５は揺動支持軸２４を中心として揺動するよう
になつている。

このため、前述のように電気コントローラ３２
からの制御信号に基づいてステツプモータ２９が
駆動されると、かさ歯車２７，２８、ウオーム２
６等を介して揺動ギヤ２５が揺動され、その結
果、揺動支持軸２４を介して揺動軸２３が揺動さ
れ転舵比の可変制御が行なわれる。この時、ステ
ツプモータ２９の回転に対する揺動ギヤ２５の揺
動に遊びがあつたのでは、その分だけ前輪転舵に
対し後輪転舵角のズレが生じ好ましくないため、
ステツプモータ２９と揺動ギヤ２５との間の伝達
系の遊び、ガタをできる限り小さくするようにし
なければならない。このため、ウオーム軸２６ａ
を支えるベアリング３５（図中上側）の側面に皿
ばね３６を配してウオーム軸２６ａの軸方向の遊
びをなくすようにしている。さらに、矢印Ａ−Ａ
に沿つて断面した第５図に示すように、もう一方
のベアリング３７のアウターレース３８の外周に
180゜離れた２ケ所の平面３８ａ，３８ａを形成す
るとともにこの平面が当接する案内部材４０，４
０に沿つて図中左右方向にベアリング３７が摺動
自在となし、このベアリング３７のアウターレー
ス３８を付勢手段である板ばね３９により右方に
付勢している。これにより、ウオーム２６をギヤ
２５ａの方へ弾圧付勢し、バツクラツシユによる
ウオーム２６とギヤ２５ａとの間のガタの発生を
抑えている。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば転舵比可
変機構において揺動ギヤと噛合する駆動ギヤの支
持シヤフトを軸受部を介してケーシングに支持さ
せるとともに、この軸受部を付勢手段により弾圧
付勢して駆動ギヤを揺動ギヤの方へ付勢している
ので、駆動ギヤと揺動ギヤの間のバツクラツシユ
をなくして駆動手段に対する揺動ギヤの動きの遊
びを少なくすることができ、前輪転舵に対する後
輪転舵の可変制御を正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る４輪操舵装置の１例を示
す概略図、第２図は本考案に係る４輪操舵装置に
用いられる転舵比可変機構の平面概略図、第３図
は本考案に係る４輪操舵装置による転舵比制御の
１例を示すグラフ、第４図は本考案に係る４輪操
舵装置に用いられる転舵比可変機構の断面図、第
５図は第４図の矢印Ａ−Ａに沿つた断面図であ
る。 １……ステアリングホイール、３……第１ラツ
ク軸、７……第２ラツク軸、８……第２ピニオ
ン、９……動力伝達シヤフト、１０……転舵比可
変機構、１２……ベベルギヤ、１３……連結ロツ
ド、１６……後輪用ギヤボツクス、２２……振子
アーム、２３……揺動軸、２４……揺動支持軸、
２５……揺動ギヤ、２６……ウオーム、２９……
ステツプモータ、３０……揺動角センサ、３１…
…車速センサ、３２……コントローラ、３４……
ケーシング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ステアリングの操舵操作により前輪とともに後
   輪を転舵するようにした車両の４輪操舵装置にお
   いて、 前記ステアリングの操舵操作を後輪転舵部材に
   伝達する操舵操作伝達系の途中に、前記ステアリ
   ングの操舵操作の伝達比を変える転舵比可変機構
   が配置されており、 該転舵比可変機構には、該機構を駆動させるた
   めの駆動手段に支持シヤフトを介して連結された
   駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛み合つて該駆動ギヤ
   の回転に応じて揺動し、転舵比変更部材を動かし
   て転舵比を変更させる揺動ギヤとが設けられ、 前記駆動ギヤの支持シヤフトはケーシングに軸
   受部を介して軸支され、該軸受部には前記支持シ
   ヤフトを前記揺動ギヤの方へ弾圧付勢する付勢手
   段が設けられていることを特徴とする車両の４輪
   操舵装置。