JPH0238861Y2 - - 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を転舵させる
４輪操舵装置に関し、さらに詳しくは４輪操舵車
両における前輪ステアリング装置の構造に関する
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、走行性の点から
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に力が加わるので操
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、その具体的構成
は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。

しかし、この場合、１つのラツク上に２つのピ
ニオンを設けるため、第２ピニオンの配設位置に
は制限がある。すなわち、ステアリングホイール
の位置は変更できないため、ステアリングホイー
ルと連結する第１ピニオンの位置はほとんど動か
せず、さらに、パワーステアリング装置を装着す
ればラツク上にパワーシリンダも設ける必要があ
り第２ピニオンの位置は、一層制限される。

そこで、前輪の操舵量を取り出して後輪転舵装
置に伝達する構造として、上記ラツク等の前輪ス
テアリング装置の作動部材と略平行にラツク部材
を設け、このラツク部材を上記作動部材の動きに
追従させて同方向に移動させるようにすることが
考えられる。すなわち、作動部材の左右動を機械
的に該作動部材からオフセツトして設けたラツク
部材へ伝達し、そして、このラツク部材を介して
前輪の転舵量を取り出して、これを後輪転舵装置
へ伝達させるようにすることが考えられる。そう
すれば、前輪の転舵量を取り出すための前輪転舵
量取出部材の配設位置は、作動部材に拘束される
ことがなく、自由度が向上する。

しかし、上記ラツク部材のオフセツトの方向を
前方や下方、あるいは後方にするとレイアウト上
種々の問題が生ずる。すなわち、上記前輪転舵量
取出部材は、ラツク部材と係合するようにして車
体後方に延びる部材であるため、上記オフセツト
の方向が前方では前輪転舵量取出部材が上記作動
部材と干渉し、この取出部材の形状が複雑になつ
てしまうし、下方にオフセツトした場合は上記取
出部材が排気管と干渉する上、最低地上高の低下
を招き、また後方にした場合には上記取出部材が
車体と干渉してしまうという問題が考えられる。

（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、前輪転舵量取出部材の配設位置の自由度を向
上させるという課題を、該取出部材が他の部材と
干渉してしまうといつた弊害を生ずることなく解
決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） 本考案に係る車両の４輪操舵装置は、上記ラツ
ク部材を前輪ステアリング装置の作動部材に対し
て上方側へオフセツトして設けることにより上記
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、 前輪ステアリング装置と、 前輪の転舵量に応じて後輪を転舵させる後輪転
舵装置と、車室とエンジンルームとを仕切る車体
パネルに近接した位置でかつ左右の前輪を連結す
るよう車幅方向に設けられ、ステアリングホイー
ルの操作によつて前輪を転舵させる前記前輪ステ
アリング装置の作動部材と、 この作動部材に対して車体上方側で平行となる
よう設けられたラツク部材と、 このラツク部材と前記作動部材とに連結され、
前記ラツク部材を前記作動部材の動きに追従させ
て同方向に移動させる連結手段と、 前記ラツク部材と係合するようにして車体後方
に延び、該ラツク部材を介して前輪の転舵量を取
り出す前輪転舵量取出部材とを備えてなることを
特徴とするものである。

（考案の作用および効果） 上記構成に示すように、ラツク部材が前輪ステ
アリング装置の作動部材に対して車体上方側で平
行となるように設けられているので、該ラツク部
材と係合する前輪転舵量取出部材が他の部材と干
渉してしまうといつた弊害を生ずることなく、該
取出部材の配設位置の自由度を向上させることが
できる。

（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（作動部材）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４
ａ，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。上記第１ラツクは、
図に示されている様に、車室とエンジンルームと
を仕切る車体パネルに近接した位置において左右
の前輪を連結するよう車幅方向に配設されてい
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。

また、第１ラツクハウジング３に第２ラツクハ
ウジング７が固設されていて、この第２ラツクハ
ウジング７内に第１ラツクと平行に第２ラツク
（ラツク部材）が車体幅方向移動自在に配されて
いる。この第１ラツクと第２ラツクは結合アーム
６（連結手段）により結合されていて、ステアリ
ングホイール１の操作により第１ラツクが車体幅
方向に動かされると、第２ラツクも共に移動す
る。第２ラツクが移動すると、第２ラツクハウジ
ング７に固定された第２ギヤボツクス８内におい
て第２ラツクと噛合する第２ピニオンが回転され
る。第２ピニオンには第２ギヤボツクス８から後
方に突出する取出軸８ａが結合し、この取出軸８
ａは車体トンネル部１１ｂ内に配された第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。すなわ
ち、上記第２ピニオンおよび取出軸８ａが、前輪
の転舵量を取り出す前輪転舵量取出部材を構成す
る。上記入力軸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２１に固設されている。第３ラツクハ
ウジング１８内には車体幅方向に移動可能で、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３図から第６図を用いて説明する。

第３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
２本のリブ６３，６４が形成されており、第４図
及び第５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とからなり、フランジ部７３
の外周上には突起７５を有する。第４図及び第５
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６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、その転舵量（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５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４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を右方向に転舵すると、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。

なお、第７図にステアリングホイール舵角
（θ_H）と後輪転舵角（θ_R）の関係を示す。

第８図は、第１図に示した実施例の前輪ステア
リング装置を拡大して示す図であり、同一部分に
同一番号を付して示す。第１ラツク３ａを車体幅
方向移動自在に保持する第１ラツクハウジング３
が車体１１のブラケツト１１ａに固定されてい
る。第２ラツク７ａは、第１ラツク３ａと平行で
且つ結合アーム６により第１ラツク３ａと結合し
ており、車体幅方向移動自在に第２ラツクハウジ
ング７内に保持されている。本実施例において
は、第１ラツクハウジング３と第２ラツクハウジ
ング７が一体に形成されている。一体型にした場
合には、第１ラツク３ａを収納する孔と、第２ラ
ツク７ａを収納する孔との平行度の精度を高くす
ることができ、第１および第２ラツクハウジング
３，７の結合が強固で剛性が高く、前輪に横方向
の衝撃が加わつた時などにも、くるいが生じにく
いという長所がある。しかしながら、製造が比較
的難しいということや、２輪操舵車との部品の互
換性が悪くなるということがあり、同ハウジング
を別体にすることも考えられる。

第９図から第１１図には、両ハウジングを別体
にした場合の本考案の実施例を示す。第９図は前
輪ステアリング装置を車体前方下方から見上げる
ように視た（第１０図矢印Ｃの方向に視た）正面
図であり、第１０図は第９図の矢印Ａ−Ａに沿つ
た断面図、第１１図は第９図の矢印Ｂの方向に視
た側面図である。なお、第９図において、左方部
分は一部省略して示し、このため第１ギヤボツク
ス２は図示していない。

ステアリングホイールの操作に応じて左右に動
かされる第１ラツク３ａは第１ラツクハウジング
３０内に摺動自在に配されており、第１ラツクハ
ウジング３０は第１１図に示すようにマウントラ
バー２７を介してマウント部材２６によりブラケ
ツト１１ａにボルト２６ａ締めされて固定されて
いる。この第１ラツク３ａの図中右端近くには結
合アーム６が固設され、この結合アーム６の先端
６ａは第２ラツク７ａの右端に取り付けられた球
面ブツシユ７ｂ内に嵌挿されている。すなわち、
第１ラツク３ａと第２ラツク７ａは球面ブツシユ
７ｂを介して結合している。第２ラツク７ａは第
１ラツク３ａと平行に配され第２ラツクハウジン
グ２０内に車体幅方向摺動自在に配設されてい
る。第２ギヤボツクス８は、第２ラツクハウジン
グ２０と一体に形成されたギヤハウジング２１と
ギヤカバー８ａとで囲まれた空間内に第２ピニオ
ン等が収納されて構成されていて、第２ラツク７
ａは第２ギヤボツクス８内において、第２ピニオ
ン８ｂと噛合し、第２ピニオン８ｂは車体後方へ
突出する取出軸８ａと結合している。なお、第２
ラツク７ａは、スプリング７ｄによりプラスチツ
ク体７ｃを介して第２ピニオン８ｂの方へ付勢さ
れていて、第２ラツク７ａと第２ピニオン８ｂの
噛合時のガタを少なくするようにしている。

さらに、第２ラツクハウジング２０には第１ラ
ツクハウジング３０と結合するための結合フラン
ジ２２が一体に形成されていて、この結合フラン
ジ２２にマウントラバー２７を介して第１ラツク
ハウジング３０が配置され、これをフランジカバ
ー２３が押さえつけて、第１ラツクハウジング３
０と第２ラツクハウジング２０を結合している。
さらに、結合フランジ２２と前記マウント部材２
６とが中間部材２５によつて橋渡されて両者が結
合していて、第１ラツクハウジング３０の剛性を
補つている。

以上のように、第１ラツクハウジング３０と第
２ラツクハウジング２０を別体にした場合、両ハ
ウジングの製造が容易であることに加えて、第２
ラツクハウジング２０およびその付帯部品を取り
外すだけで２輪操舵用ステアリング装置として用
いることができる。

以上詳述したように、本実施例によれば、第１
０図に示すように、ラツク部材たる第２ラツク７
ａが前輪ステアリング装置の作動部材たる第１ラ
ツク３ａに対して車体上方側で平行となるように
設けられているので、第２ラツク７ａと係合する
第２ピニオン８ｂに結合された取出軸８ａが他の
部材と干渉してしまうといつた弊害を生ずること
なく、第２ピニオン８ｂおよび取出軸８ａの配設
位置の自由度を向上させることができる。

【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図はメカニ
カルコントロールボツクスの断面図、第４図、第
５図および第６図はそれぞれ第３図の矢印−
，−および−に沿つた断面図、第７図
はステアリングホイール舵角と後輪転舵角の関係
を示すグラフ、第８図は本考案による一体型ハウ
ジングを有する前輪ステアリング装置の１例を示
す平面図、第９図は本考案による別体型ハウジン
グを有する前輪ステアリング装置の１例を示す正
面図、第１０図は第９図の矢印Ａ−Ａ断面図、第
１１図は第９図の矢印Ｂ視の側面図である。 １……ステアリングホイール、３，３０……第
１ラツクハウジング、３ａ……第１ラツク（作動
部材）、６……結合アーム（連結手段）、７，２０
……第２ラツクハウジング、７ａ……第２ラツク
（ラツク部材）、８……第２ギヤボツクス、８ａ…
…第２ピニオン（前輪転舵量取出部材の一部）、
８ｂ……取出軸（前輪転舵量取出部材の一部）、
９，１３……Ｕジヨイント、１０，１５……伝達
軸、１８……第３ラツクハウジング、５０……メ
カニカルコントロールボツクス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 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、 前輪ステアリング装置と、 前輪の転舵量に応じて後輪を転舵させる後輪転
   舵装置と、 車室とエンジンルームとを仕切る車体パネルに
   近接した位置でかつ左右の前輪を連結するよう車
   幅方向に設けられ、ステアリングホイールの操作
   によつて前輪を転舵させる前記前輪ステアリング
   装置の作動部材と、 この作動部材に対して車体上方側で平行となる
   よう設けられたラツク部材と、 このラツク部材と前記作動部材とに連結され、
   前記ラツク部材を前記作動部材の動きに追従させ
   て同方向に移動させる連結手段と、 前記ラツク部材と係合するようにして車体後方
   に延び、該ラツク部材を介して前輪の転舵量を取
   り出す前輪転舵量取出部材とを備えてなることを
   特徴とする車両の４輪操舵装置。