JPH03157269A - 四輪操舵装置 - 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） この発明に係る四輪操舵装置は、自動車の操舵装置とし
て利用し、自動車の進路を変更する場合に、前輪だけで
なく、後輪の向きも変える様にする事で、回転半径を小
さくしたり、走行安定性を保てる様にするものである。

（従来の技術） 狭い道での進路変更を容易に行なえる様に、自動車の回
転半径を小さくする為、或は、高速走行時に於ける進路
変更でも車両の安定性が保たれる様にする為、ステアリ
ングホイールを操作した場合に、前輪だけでなく後輪も
動かす四輪操舵装置が、近年使用される様になって来た
。

四輪操舵装置の構造として従来から、次の（ａ）〜（ｄ
）に示す４種類のものが、一般的に使用されている。

（ａ）前輪用の操舵装置と後輪用の操舵装置とを機械的
に結合し、後輪を、前輪の動きに応じて、一定の関係で
動かすもの。

（ｂ）前輪用の操舵装置と後輪用の操舵装置とを油圧回
路により結合し、後輪を、前輪の動きに応じて、一定の
関係で動かすもの。

（ｃ）前輪用の操舵装置と後輪用の操舵装置とを油圧機
構により結合しているが、後輪が前輪とは独立に動き得
るもの。

（ｄ）前輪用の操舵装置と後輪用の操舵装置とを電気的
にのみ結合しており、後輪が前輪とは独立に動き得るも
の。

これら従来から知られている４種類の四輪操舵装置の内
、回転半径を小さくする為、後輪の舵角を大きくする必
要がある場合は、（ａ）　（ｂ）の何れかが採用され、
後輪の舵角を大きくする必要のない場合は、一般的に（
Ｃ）　（ｄ）の何れかが採用される。

これは、（Ｃ）　（ｄ）　２種類の四輪操舵装置の場合
、後輪を前輪と独立して制御する為、故障に伴なって、
高速走行時等に後輪が大きく操舵された場合に危険であ
るのに対し、（ａ）　（ｂ）　２種類の四輪操舵装置の
場合、運転者の意志により操舵される前輪と後輪とが互
いに関連してのみ動き、上述の様な危険がない為である
。

（発明が解決しようとする課題） ところが、従来から使用されている様な、前記（ａ）　
（ｂ）　２種類の四輪操舵装置の場合、運転者の意志に
より操舵される前輪と後輪とが互いに関連してのみ動く
為、高速走行時等に於ける安定性を必ずしも十分に向上
させる事が出来ない。

即ち、前輪の動きと後輪の動きとを互いに関連させた場
合、前輪の舵角が小さい場合には前後輪の位相を同じに
して（前後輪を同方向に回転させ）、高速走行時に於け
るレーンチェンジ等を安定して行なえる様にすると共に
、前輪の舵角が大きくなった場合には、前後輪の位相を
逆にして（前後輪を逆方向に回転させ）、車両の回転半
径を小さくし、車渾入れ等を容易に行なえる様にするが
、高速走行時に、予め組み入れておく事の出来ない要因
が加わった場合、（従来の二輪操舵装置の場合よりは格
段に安定してはいるが）必ずしも十分に車両の安定性を
確保する事が出来なくなる。

例えば、高速走行時に横風を受けたり、或は高速コーナ
リング時に後輪が横滑りを起こした場合、或は飛び出し
等により予期しない急な操舵（急ハンドル）が行なわれ
た場合等でも、後輪を微妙に操舵する事で、車両の安定
性を確保出来るが、この場合は、後輪を前輪とは独立し
て操舵する事が必要である。ところが、前記（ａ）　（
ｂ）　２種類の四輪操舵装置の場合、後輪を前輪と独立
しては操舵出来ない為、この様な場合に対処出来ない。

前記（ｃ）　（ｄ）　２種類の四輪操舵装置の場合は、
この様な場合にも対処出来るが、安全性の面から、後輪
の舵角を大きくする事が出来ず、車両の回転半径をあま
り小さく出来ない事は、前述の通りである。

本発明の四輪操舵装置は、この様な不都合を解消する為
に考えられたもので、後輪の舵角を大きくする事は、前
輪の舵角との関連のみで行なう事が出来、後輪を小さく
操舵する事は、前輪の操舵とは独立して行なえる様にし
、且つ、前輪の動きに応じて後輪に舵角が付与され始め
る際に、後輪への舵角付与が円滑に行なわれる様にする
ものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の四輪操舵装置は、ステアリングホイールの動き
に応じて変位し、前輪を操舵する前輪側操舵部材と、後
輪を操舵する為の後輪側操舵機構の入力部材とを機械的
に連結する、連結機構を設けている。

そして、この連結機構の端部と前輪側操舵部材或は入力
部材との間、又は連結機構の途中に、前輪舵角の中立位
置を中心として両方向に一定量以上の変位が発生した場
合にのみ、変位の伝達を行なう、遊び機構を設けている
。

これと共に、前記後輪側操舵機構に、前輪側操舵部材の
動きとは独立して後輪を操舵する為の独立操舵機構を付
設し、この独立操舵機構を制御する為の制御器を設けて
いる。

そしてこの制御器は、前記独立操舵機構により後輪側操
舵部材を、前記前輪側操舵部材の動きとは独立して変位
させる他、前記遊び機構に設けられた遊びがなくなり、
前記連結機構により前輪側操舵部材の動きに応じて後輪
側操舵部材が変位を開始する際に、後輪側操舵部材の変
位量が徐々に大きくなる様に、前記独立操舵機構を制御
する。

（作　　用） 上述の様に構成される本発明の四輪操舵装置の場合、低
速時等に、ステアリングホイールを大きく回した際には
、前輪側操舵部材の変位量が一定量を越えて大きくなる
結果、遊び機構の存在に拘らず、後輪側操舵機構の入力
部材が（前輪側操舵部材の変位量よりも前記一定量だけ
少なく）変位し、後輪に前輪の舵角に応じて、十分に大
きな舵角が付与される。

ステアリングホイールの操作に基づいて前輪に付与され
る舵角が次第に大まくなり、後輪に舵角が付与され始め
る際には、制御器が独立操舵機構を制御する事により、
後輪側操舵部材の変位量を徐々に大きくする。

この結果、前輪に付与された舵角が一定量以上に達した
後、急激に後輪に舵角が付与され始める事がなくなり、
後輪に舵角が付与され始める際の感触が自然になる。

又、高速走行時に急な操舵操作を行なった場合等、車両
の安全性を保つ必要が生じた場合は、後輪側操舵機構に
付設した独立操舵機構が微妙に後輪を操舵し、車両の安
定化を図る。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜７図は本発明の第一実施例を示しており、第１図
は全体構成を示す断面図、第２図は油圧切換弁の中立状
態を、第３図は切り換えられた状態を、それぞれ示す、
第１図のＸ部拡大断面図、第４図は、前輪と後輪とを関
連させつつ操舵する場合の、第５図は、後輪を前輪と独
立して操舵する場合の、各部の動きを示すそれぞれ略図
、第６〜７図は前輪に付与される舵角に応じて後輪に付
与する舵角を制御する状態の２例を示す、それぞれ線図
である。

第１図に於いて１は、前輪側操舵部材であるラックで、
ステアリングホイール２によって回転させられるとニオ
ン３と噛合しており、ステアリングホイール２の操作に
より第１図の左右方向に変位して、前輪に舵角を付与す
る。

このラック１の端部には腕片４が固定されており、この
腕片４の先端部に形成した通孔５に、ボーデンワイヤ６
を構成するケーブル７の一端部を、緩く挿通している。

このケーブル７の一端部には、間隔を開けて１対のスト
ッパ８ａ、８ｂを固設しており、前記腕片４がこのスト
ッパ８ａ、８ｂに衝合した場合にのみ、ラック！の動ぎ
がケーブル７に伝わる。

即ち、ステアリングホイール２を何れの方向にも回して
いない状態（車両が直進している状態）に於いて前記腕
片４は、１対のストッパ８ａ１８ｂの丁度中間位置に存
在し、腕片４の両面と各ストッパ８ａ、８ｂとの間に、
それぞれ長さｐの遊びが存在する様にしている。この為
、ラック１の変位量りが前記遊びよりも小さい場合（β
＞ｈ）には、ラック１の動きがケーブル７には伝わらな
いが、ラック１の変位量りが前記遊びよりも大きくなっ
た場合ｉ　＜　ｈ　）には、ラック１の動きがケーブル
７に伝わる。

ケーブル７の他端は、後輪側操舵機構９を構成する入力
側ロッド１０の一端部（第１図の左端部）に結合してい
る。この入力側ロッド１０の中間部には、間隔を開けて
１対のストップリング１１．１１を設けており、各スト
ップリング１１．１１の互いに対向する面側に１対の止
め輪１２．１２の内周縁部を支持し、両止め輪１２．１
２の間に、圧縮ばね１３を設けている。各止め輪１２．
１２の外周縁部は、それぞれケーシング１４の両端開口
部に形成した内向フランジ状部１５．１５に対向させて
いる。前記ケーシング１４は、後輪側操舵機構９を支持
する基板等に支持しており、この結果入力側ロッド１０
は、外力が加わらない限り（ケーブル７が押し引きされ
ない限り）、図示の中立位置に保持される。

１６は前記入力側ロッド１０と共に後輪側操舵機構９を
構成する出力側ロッドで、軸方向（第１図の左右方向）
に亙る移動により、後輪を操舵する。この出力側ロッド
１６と前記入力側ロッド１０とは、互いにほぼ平行に配
置されているが、次に述べる第一の連結ロッド１７との
相対的変位を自在とする為、必要とすれば、少なくとも
一方のロッド１０（又は１６）を、若干の揺動を自在と
して車体に支持する。但し、第一の連結ロッド１７を、
十分な剛性を保持しつつ、若干の伸縮が自在な構造とし
たり、第一の連結ロッド１７の両端部と入力側、出力側
、両ロッド１０．１６との枢支部ａ、ｂを、孔１８．１
８とローニア１９．１９との係合等により、第一の連結
ロッド１７の軸方向に亙り若干の変位自在な構造とすれ
ば、入力側、出力側、両ロッド１０，１６を車体に対し
て揺動自在に支持する必要はなくなる。

上述の様な入力側ロッド１０と出力側ロッド１６とに、
両端部をそれぞれ枢支した第一の連結ロッド１７の中間
部には、枢支部材２０を介して第二の連結ロッド２１の
中間部を結合している。

そして、この第二の連結ロッド２１の一端は、油圧切換
弁２２のスプール２３の端部に枢支している。

シリンシダ２４内にスプール２３を、軸方向に亙る変位
を自在として内蔵して成る油圧切換弁２２のシリンンダ
２４には、圧油ポンプ２５の吐出口に通じる圧油供給ポ
ート２６と、油タンク２７に通じる排出ポート２８と、
後述する油圧シリンダ２９の第一、第二の室３０．３１
に通じる第、第二のポート３２．３３とを、それぞれ形
成しており、スプール２３の軸方向に亙る変位に基づき
、圧油供給ポート２６及び排出ポート２８と、第一のポ
ート３２及び第二のポート３３との連通を切り換える様
にしている。

又、スプール２３の一端面に突設した突出杆３４の基端
部と先端部とに外嵌した止め輪３５．３５の外周縁部を
、シリンダ２４の内周面に形成した段部３６．３６に対
向させると共に、両止め輪３５．３５の間に圧縮ばね３
７を設けて、このスプール２３が、外力が加わらない限
り、中立位置（第２図に示す位置）に保持され、圧油供
給ポート２６と排出ポート２８とが直接連通して、後述
する油圧シリンダ２９の何れの室３０．３１にも、圧油
の給排が行なわれない様にしている。

又、出力側ロッド１６の中間部周囲にも、同様の止め輪
３８．３８と圧縮ばね３９とを設け、各止め輪３８．３
８の外周縁を、次遅する油圧シリンダ２９の内周面に形
成した段部４０，４０に対向させる事で、外力が加わら
ない限り、出力側ロッド１６が中立位置に保持され、後
輪に舵角が付与されない様にしている。

出力側ロッド１６を囲む位置には油圧シリンダ２９が設
けられており、この油圧シリンダ２９に、出力側ロッド
１６の中間部外周面に固定したピストン４１を、油密に
且つ軸方向に亙る移動自在に嵌装している。

そして、この油圧シリンダ２９内でピストン４１の両側
に位置する、第一、第二の室３０．３１と、前記油圧切
換弁２２の第一、第二のポート３２．３３とは、第一、
第二の油圧通路４２．４３により、互いに接続している
。

一方、油圧切換弁２２のスプール２３の一端にその一端
を枢支し、中間部を第一の連結ロッド１７の中間部に、
枢支部材２０を介して揺動自在に結合した第二の連結ロ
ッド２１は、前記第一の連結ロッド１７の場合と同様の
理由により、必要とすれば、軸方向に亙る若干の伸縮を
自在とされている。そして、この第二の連結ロッド２１
の他端部には、ナツト片４４を枢着しており、このナツ
ト片４４と、車体に固定の部分に装着したステッピング
モータ４５（或はサーボモータ。以下同じ。）の出力軸
の外周面に形成した雄螺子部４６とを、互いに螺合させ
ている。この為、ステッピングモータ４５の回転に伴な
って第二の連結ロッド２１が、枢支部材２０を中心とし
て揺動し、スプール２３を軸方向に移動させる。

このステッピングモータ４５は、制御器４７からの指令
信号により、適当な方向に適当な角度（回転数）だけ回
転させられる。制御器４７にはマイクロコンピュータを
内蔵しており、この制御器４７には、ステアリングホイ
ール２の回転角度やステアリングホイール２の回転角速
度を検出する為、ハンドル軸４８の近傍に設けた２個の
舵角センサ４９ａ、４９ｂ、車速を検出する車速センサ
５０、前輪の操舵装置に発生する反力の大きさ、車体の
横方向に加わる加速度（Ｇ）、横風や傾斜地走行に伴な
って車体に加わる応力等、車両の運行に影響を及ぼすも
のの内から選択された１乃至は複数の要素を検出する各
種センサからの信号を入力している。

そして制御器４７は、前記各センサから送り込まれる信
号に応じて求められる自動車の運行状況に応じて、前記
ステッピングモータ４５を、適当な方向に、適当な角度
（回転数）だけ回転させる。このステッピングモータ４
５の回転に伴すってナツト片４４が、雄螺子部４６との
螺合に基づいて軸方向に変位し、ナツト片４４に端部を
枢支した第二の連結ロッド２１が、枢支部材２０を中心
として揺動する。更に、この第二の連結ロッド２１がス
プール２３を、その軸方向に互って変位させる。

この様なステッピングモータ４５の動きは、ステッピン
グモータ４５の回転角度を直接検出する回転角センサ５
１と、ナツト片４４の軸方向に亙る変位量を検出する変
位センサ５２とにより検出し、両センサ５１．５２の信
号を、前記制御器４７に入力している。

尚、舵角センサ４９ａ、４９ｂを２個設けるのと、ステ
ッピングモータ４５の動きを回転角センサ５１と変位セ
ンサ５２とにより検出するのとは、何れかのセンサが故
障した場合にも確実な制御を行なえる様にするフェイル
セーフ機能を持たせる為である。

次に、上述の様に構成される本発明の四輪操舵装置を使
用して、車両の操舵を行なう場合の作用に就いて説明す
る。

先ず、低速走行時に後輪を前輪と逆方向に操舵し、車両
の回転半径を小さくする場合等、前輪と後輪とを関連さ
せて操舵する場合は、次の様に機能する。

ステアリングホイール２の回転角度が小さい場合は、ラ
ック１の端部に設けた腕片４が何れのストッパ８ａ、８
ｂにも衝合せず、ケーブル７が押し引きされる事はない
が、車両の進行方向を大きく変える為、ステアリングホ
イール２を大きく回し、ラック１の変位量が多くなった
場合には、前記腕片４が何れかのストッパ８ａ（又は８
ｂ）と衝合し、ケーブル７を押し引きする。

この結果、後輪側操舵機構９の入力側ロッド１０が、ラ
ック１の変位に応じ、ラック１の変位量よりもＬ分だけ
少ない量、変位する。

この様に、ステアリングホイール２の操作に伴なって、
入力側ロッド１０が軸方向に変位し、この入力側ロッド
１０と第一の連結ロッド１７の一端との枢支部ａが、第
４図の８０位置から、同図のａ８位置に迄移動すると、
第一の連結ロッド１７が、出力側ロッド１６との枢支部
すを中心として揺動し、それ迄第４図に実線で示す状態
であフた第一の連結ロッド１７が、同図に破線で示す様
に変位する。これに伴なって、第一の連結ロッド１７と
第二の連結ロッド２１との中間部同士を結合している枢
支部材２０が、第４図のＣ０位置から同図のｃ、位置に
迄移動する。

この結果、第二の連結ロッド２１とスプール２３との枢
支部ｄが、同図のｄ０位置からｄ１位置に迄移動し、そ
れ迄第２図に示す状態であったスプール２３とシリンダ
２４との関係が、第３図に示した状態に迄変化し、油圧
切換弁２２の各ポート２６．２８．３２．３３が切り換
えられて、圧油供給ポート２６と第一のポート３２（或
は第一のポート３３）とが、排出ポート２８と第二のポ
ート３３（或は第一のポート３２）とが、それぞれ連通
し、油圧シリンダ２９の第一の室３゜（或は第二の室３
１）に圧油が、第一の油圧通路４２（或は第二の油圧通
路４３）を通じて送り込まれ、第二の室３１（或は第一
の室３０）から油が、第二の油圧通路４３（或は第一の
油圧通路４２）を通じて排出される。この様に油圧切換
弁２２が切り換えられた瞬間には、未だ出力側ロッド１
６は動いておらず、第一の連結ロッド１７と出力側ロッ
ド１６との枢支部すは、第４図のｂ０位置に存在する。

上述の様に、スプール２３の移動に伴なって油圧切換弁
２２の各ポート２６．２８．３２．３３が切り換えられ
、第一、第二の油圧通路４２．４３を介して油圧シリン
ダ２９への圧油の給排が行なわれると、この油圧シリン
ダ２９に嵌装したピストン４１を介して出力側ロッド１
６が、軸方向に移動し、後輪が操舵される。

出力側ロッド１６の移動に伴なって、第一の連結ロッド
１７と出力側ロッド１６との枢支部すが、第４図のｂ０
位置からす、位置に迄移動し、この第一の連結ロッド１
７が同図の鎖線で示す状態になると、第一の連結ロッド
１７の中間部と第二の連結ロッド２１の中間部とを結合
している枢支部材２０が、同図のＣ１位置からＣ０位置
に迄移動する（戻る）。この結果、第一の連結ロッド１
７の中間部と、スプール２３に一端を枢支した第二の連
結ロッド２１の中間部とを互いに結合している、枢支部
材２０の変位が解消される。

この変位補正、即ち、入力側ロッド１０と出力側ロッド
１６との軸方向に亙る移動により、枢支部材２０の位置
がＣｏ−１１Ｃ、−＊　Ｑ　ｏと移動する操作は、瞬時
に行なわれる為、実際には、第一の連結ロッド１７があ
たかもＣ０位置に固定の枢支部材２０を中心として、第
４図に実線で示した状態から同図に鎖線で示した状態に
迄回動した如く、入力側ウッド１０の動きが出力側ロッ
ド１６にそのまま伝えられ、後輪の操舵が、前輪の操舵
と関連すせつつ行なわれる。

従って、この場合の後輪の舵角は、安全性を考慮しても
、十分に大籾くする事が可能となり、車両の回転半径を
小さくする事が出来る。

但し、前記腕片４とストッパ８ａ（又はａｂ）とが衝合
し、ラック１の動きに応じて入力側ロッド１０が変位す
る様になった場合、出力側ロッド１６を、直ちに入力側
ロッド１０の変位量に対応して変位させた場合、後輪に
対して急激に舵角が付与され始める事になり、ステアリ
ングホイール２を操作している運転者に不自然な感じを
与える場合が生じ得る。

この為、本発明の四輪操舵装置に於いては、ステアリン
グホイール２の操作に基づいて前輪に付与される舵角が
次第に大きくなり、前記腕片４とストッパ８ａ（又は８
ｂ）とが衝合して、後輪に舵角が付与され始める際には
、制御器４７が独立操舵機構を構成するステッピングモ
ータ４５を制御する事により、後輪側操舵部材である出
力側ロッド１６の変位量が徐々に大きくなる様にする。

即ち、前記入力側ロッド１０の変位初期に於いては、こ
の入力側ロッド１０の変位に拘らず、前記油圧切換弁２
２のスプール２３が余り変位しない様に、ステッピング
モータ４５によりナツト片４４を変位させる。

この結果、前輪に付与された舵角が一定以上に達した後
、急激に後輪に舵角が付与され始める事がなくなり（後
輪に舵角が付与され始める際の特性が連続的になり）、
後輪に舵角が付与され始める際の感触が自然になる。

そして、入力側ロッド１０が十分に変位し、入力側ロッ
ド１０の動きに比例して出力側ロッド１６を変位させて
も良い状態となったならば、上記ナツト片４４を所定位
置（第４図のｅ位置）に保持したままの状態とする。

次に、後輪を前輪とは独立して操舵する場合、車両の状
態を検出する図示しないセンサからの信号や、舵角セン
サ４９ａ、４９ｂにより検出される操舵状態を示す信号
に基づいて制御器４７が、ステッピングモータ４５に信
号を送り、このステッピングモータ４５が、雄螺子部４
６、ナツト片４４を介して、このナツト片４４と第二の
連結ロッド２１の一端との枢支部ｅを、第５図のｅ。

位置からＣ１位置に迄移動させる。これに伴なって、第
二の連結ロッド２１が枢支部材２０を中心として、同図
に実線で示す状態から破線で示す状態に迄回動し、この
第二の連結ロッド２１の他端とスプール２３との枢支部
ｄを、同図のｄ２位置からｄ３位置に迄移動させる。こ
れに伴ない、油圧切換弁２２のスプール２３が、センサ
が検出した外乱の方向と大きさとに応じ、適当な方向に
適当な長さだけ移動する。

このスプール２３の動きに伴なって、油圧切換弁２２の
各ポート２６．２８．３２．３３が切り換えられ、第一
、第二の油圧通路４２．４３を介して、油圧シリンダ２
９への圧油の給排が行なわれ、ピストン４１を介して出
力側ロッド１６が、軸方向に移動させられる。

この結果、それ迄第５図のｂ２位置に存在していた、出
力側ロッド１６と第一の連結ロッド１７との枢支部すが
、同図のｂ３位置に迄移動し、後輪の操舵が入力側ロッ
ド１０の動きに関係なく、前輪とは独立して行なわれる
。

この様にして、出力側ロッド１６が、後輪を適切に操舵
するのに必要且つ十分な量だけ軸方向に移動すると、第
一、第二の連結ロッド１７．２１の中間部同士を結合し
ている枢支部材２０が、第５図のＣ２位置から同図のＣ
１位置に迄移動し、更に第二の連結ロッド２１がＣ１位
置を中心として破線位置から鎖線位置に迄回動して、こ
の第二の連結ロッド２１の他端とスプール２３との枢支
部ｄが、同図のｄ３位置からｄ２位置迄穆８する（戻る
）、この為、それ迄第３図に示す様な状態（各部が第５
図の方向に動くと、実際にはスプール２３が逆方向に切
り換わっている。）であったスプール２３とシリンダ２
４との相対位置関係が、第２図に示す様な中立状態とな
る。この結果、油圧シリンダ２９への圧油の給排が停止
し、出力側ロッド１６がそれ以上は動かなくなって、後
輪の舵角が固定される。外乱が解消された場合、逆の動
作により後輪の舵角が解消される。

ステッピングモータ４５によりスプール２３を変位させ
る量は小さい為、万が一故障が発生した場合でも、ステ
アリングホイール２の動きに関係なく、後輪に大きな舵
角が付与される事はない。

前記制御器４７により前記ステッピングモータ４５を制
御し、前記出力側ロッド１６を、前記ラック１の動きと
は独立して変位させる他、前記腕片４とストッパ８ａ（
又は８ｂ）とが衝合し、前記ラック１の動きに応じて出
力側ロッド１６が変位を開始する際に、この出力側ロッ
ド１６の変位量が徐々に大きくなる様にする場合の制御
態様としては、例えば第６〜７図に示す様な態様が考え
られる。

この内、先ず第６図に示した制御態様は、前輪に付与さ
れる舵角が小さい場合、及び、前輪に付与される舵角が
大きいが、車速が成る程度以上速い場合には、後輪に対
して前輪と同じ位相で舵角を付与し、且つ、その際に前
輪の舵角に対し、後輪に付与される舵角の割合が、車速
が速い程大かくなる様にしている。但し、この場合に於
いて、後輪に付与される舵角は、一定値以下に抑えられ
る。

即ち、車速が成る程度以上速い場合には、第６図に直線
ａ〜ｆに示す様に、後輪に対して前輪と同じ位相で舵角
を付与するが、この場合でも車速が比較的遅い場合には
、直線ｆで示す様に、前輪の舵角との関係で後輪に付与
される舵角を小さくし、車速が速くなるに従フて、直線
ｅ、ｄ、ｃ。

ｂ、ａに示す様に、前輪の舵角との関係で後輪に付与さ
れる舵角を大きくする。

又、車速が成る程度以上遅く、前輪に付与された舵角が
大きい場合には、後輪に対して前輪とは逆の位相で舵角
を付与するが、後輪に舵角が付与され始める際には、第
６図の曲線Ｋｇに示す様に、後輪に付与される舵角が徐
々に大きくなる様にする。

そして、前輪に付与された舵角が十分に大きくなり、前
輪に付与される舵角に比例して後輪に舵角を付与しても
良い状態となったならば、第６図の直線りに示す様に、
後輪に対して、新たに前輪に付与される舵角に比例した
舵角を付与する。この結果、前輪に付与された舵角が一
定以上に達した後、後輪に舵角が付与され始める際の特
性が連続的になり、後輪に舵角が付与され始める際の感
触が自然になる。

又、第７図に示した制御態様の場合、車速に応じて同図
に直線ｉ　ｙ　ｒに示す様に、後輪に対して付与する舵
角の大きさと、前輪舵角どの位相を代える様にしている
。

即ち、車速が成る程度以上速い場合には、前記第６図の
場合と同様に、後輪に前輪と同じ位相で舵角を付与する
と共に、この場合でも車速か比較的遅い場合には、直線
０で示す様に、前輪の舵角との関係で後輪に付与される
舵角を小さくし、車速か速くなるに従って、直線ｎ、ｍ
％　１．ｋ。

ｊ、ｉに示す様に、前輪の舵角との関係で後輪に付与さ
れる舵角を大きくする。

又、車速が成る程度以上遅い場合で、前輪に付与された
舵角が成る程度以上小さい場合（第１．８図で、腕片４
とストッパ３ａ、８ｂとがぶつからない場合）には、後
輪に対して前輪とは逆の位相で舵角を付与すると共に、
この場合でも車速が比較的速い場合には、直線ｐで示す
様に、前輪の舵角との関係で後輪に付与される舵角を小
さくし、車速か速くなるに従って、直線Ｑ％　　ｒに示
す様に、前輪の舵角との関係で後輪に付与される舵角を
大きくする。

車速が成る程度以上遅く、且つ前輪に付与された舵角が
成る程度以上大きくなった場合（第１．８図で、腕片４
とストッパ８ａ、８ｂとがぶつかった場合）には、第７
図の直線Ｓに示す様に、後輪に対して、前輪に付与され
た舵角に比例した舵角を付与する。

この直線Ｓと、前記直線ｒとの折れ曲がり角度は、それ
程大きくない為、車庫入れ、或は狭い角を曲がる為、低
速でステアリングホイールを太きく回した場合には、後
輪に舵角が付与され始める際に於ける特性変化を、小さ
く抑える事が出来る。

次に、第８〜１０図は本発明の第二実施例を示しており
、第８図は全体構成を示す断面図、第９図は前輪と後輪
とを関連させつつ操舵する場合の、第１０図は後輪を前
輪と独立して操舵する場合の、各部のａきを示すそれぞ
れ略図である。

本実施例の場合、第二の連結ロッド２１の一端を、軸方
向（第８図の左右方向）に亙って変位自在な変位ロッド
５３の一端部（第８図の左端部）に枢支すると共に、こ
の変位ロッド５３の他端面に突設した突出杆５４の基端
部と先端部とに外嵌した止め輪５５．５５の外周縁部を
、後輪側操舵機構９を装着する基板等に支持した、ケー
シング５６の両端開口部内周縁に形成した内向フランジ
状部５７．５７に対向させると共に、両止め輪５５．５
５０間に圧縮ばね５８を設けて、変位ロッド５３が、外
力が加わらない限り、第８図に示した中立位置に保持さ
れる様にしている。

この変位ロッド５３の中立位置は、変位ロッド５３の中
間位１に設けた第一の触子５９と、ロッド５３の側方に
固設した突起６０との接触により検出する様にしている
。又、変位ロッド５３の変位量と変位方向とは、変位ロ
ッド５３の中間位置に設けた第二の触子６１と変位ロッ
ド５３の側方に配置した抵抗６２との摺接により、検出
自在としている。そして、上記第一、第二の触子５９．
６１が構成する変位センサにより検出される信号は、制
御器６３に入力して、変位ロッド５３の変位量測定を図
ると同時に、フェイルセーフを図っている。

一方、出力側ロッド１６の中間部周囲にも、変位ロッド
５３の突出杆５４に設けたのと同様の止め輪６４．６４
と圧縮ばね６５とを設け、各止め輪６４．６４の外周縁
部を、基板等に支持した、ケーシング６６の両端開口部
内周縁に形成した内向フランジ状部６７．６７に対向さ
せる事で、外力が加わらない限り、出力側ロッド１６が
中立位置に保持され、後輪に舵角が付与されない様にし
ている。

出力側ロッド１６の一端部（第８図の左端部）にはボー
ル螺子機構６８を設け、このボール螺子機構６８を構成
するナツト６９を回転させる事で、出力側ロッド１６を
軸方向に互って変位自在としている。

そして、上記ナツト６９に固定した従動歯車７０と、正
転、逆転自在な電動モータ７１の出力軸に固定した駆動
歯車７２とを互いに噛合させ、電動モータ７１への通電
を制御する事で、出力側ロッド１６の軸方向に亙る変位
量と変位方向とを調節する様にしている。

上述の様に構成される本実施例の場合も、車両の進行方
向を大きく変える為、ステアリングホイール２を大きく
回し、ラック１の変位量が多（なった場合には、後輪側
操舵機構９の入力側ロッド１０がラック１の変位に応じ
、ラック１の変位量よりもで分だけ少ない量だけ、軸方
向に変位する。そして、この変位に伴ない、前記入力側
ロッド１０と第一の連結ロッド１７の一端との枢支部Ａ
が、第９図のＡ０位置から、同図のＡ８位置に迄移動す
ると、第一の連結ロッド１７が、出力側ロッド１６との
枢支部Ｂを中心として揺動し、それ迄第９図に実線で示
す状態であった第一の連結ロッド１７が、同図に破線で
示す様に変位する。

この際、ステッピングモータ４５への通電は行なわれず
、ナツト片４４と第二の連結ロッド２１との枢支部Ｅは
動かない為、第一の連結ロッド１７の変位に伴なりて、
この第一の連結ロッド１７と第二の連結ロッド２１との
中間部同士を結合している枢支部材２０が、第９図の０
０位置から同図のＣ３位置に迄移動する。

この結果、第二の連結ロッド２１と変位ロッド５３との
枢支部りが、同図の００位置からＤ１位置に迄移動し、
抵抗６２と第二の触子６１とにより構成される変位セン
サから制御器６３に送り込まれる、変位ロッド５３の位
置を示す信号が変化する。

この様に変位ロッド５３が変位した瞬間には、未だ出力
側ロッド１６は動いておらず、第一の連結ロッド１７と
出力側ロッド１６との枢支部Ｂは、第９図のＢＯ位置に
存在するが、次の瞬間、変位ロッド５３の位置を表わす
信号に基づいて制御器６３が、電動モータ７１を適当な
方向に適当量だけ回転させ、駆動歯車７２、従動歯車７
０、ナツト６９が構成するボール螺子機構６８を介して
出力側ロッド１６を軸方向に移動し、後輪を操舵する。

出力側ロッド１６の移動に伴なって、第一の連結ロッド
１７と出力側ロッド１６との枢支部Ｂが、第９図の８０
位置からＢ８位置に迄移動し、この第一の連結ロッド１
７が同図の鎖線で示す状態になると、第一の連結ロッド
１７の中間部と第二の連結ロッド２１の中間部とを結合
している枢支部材２０が、同図のＣ，位置からＣ６位置
に迄移動する（戻る）。この結果、第一の連結ロッド１
７の中間部と、変位ロッド５３に一端を枢支した第二の
連結ロッド２１の中間部とを互いに結合している枢支部
材２０の変位が、解消される。

この変位補正、即ち、入力側ロッド１０と出力側ロッド
１６との軸方向に亙る移動により、枢支部材２０の位置
がＣｏ　””　Ｃｒ→Ｃ０と移動する操作は、瞬時に行
なわれる為、実際には、第一の連結ロッド１７があたか
もＣ６位置に固定の枢支部材２０を中心として、第９図
に実線で示した状態から同図に鎖線で示した状態に迄回
動した如く、入力側ロッド１０の動きが出力側ロッド１
６にそのまま伝えられ、後輪の操舵が、前輪の操舵と関
連させつつ行なわれる。

従って、この場合の後輪の舵角は、安全性を考慮しつつ
、十分に大きくする事が可能となり、車両の回転半径を
小さくする事が出来る。

次に、後輪を前輪とは独立して操舵する場合は、車両の
状態を検出する図示しないセンサからの信号や、舵角セ
ンサ４９ａ、４９ｂにより検出される操舵状態を示す信
号に基づいて制御器６３が、ステッピングモータ４５に
信号を送り、ナツト片４４と第二の連結ロッド２１の一
端との枢支部Ｅを、第１０図のＥ０位置からＥ、位置に
迄移動させる。これに伴ない、第二の連結ロッド２１が
枢支部材２０を中心として、同図に実線で示す状態から
破線で示す状態に迄回動し、この第二の連結ロッド２１
の他端と変位ロッド５３との枢支部りを、同図のＤ２位
置からＤ３位置に迄移動させる。これに伴ない、変位ロ
ッド５３が、センサが検出した外乱の方向と大きさとに
応じ、適当な方向に適当な長さだけ移動する。

この変位ロッド５３の動きに伴なって、抵抗６２と第二
の触子６１とにより構成される変位センサから制御器６
３に送り込まれる、変位ロッド５３の位置を示す信号が
変化し、この信号に基づいて制御器６３が、電動モータ
７！を適当な方向に適当量だけ回転させ、駆ｌ！ｌ歯車
７２、従！ｇ歯車７０、ナツト６９が構成するボール螺
子機構６８を介して出力側ロッド１６を軸方向に移動さ
せる。

この結果、それ迄第１０図の８２位置に存在していた、
出力側ロッド１６と第一の連結ロッド１７との枢支部Ｂ
が、同図の８３位置に迄移動し、後輪の操舵が入力側ロ
ッド１０の動きに関係なく、前輪とは独立して行なわれ
る。

この様にして、出力側ロッド１６が、後輪を適切に操舵
するのに必要且つ十分な量だけ軸方向に移動すると、第
一、第二の連結ロッド１７．２１の中間部同士を結合し
ている枢支部材２０が、第１０図のＣ２位置から同図の
Ｃ３位置に迄移動し、更に第二の連結ロッド２１がＥ１
位置を中心として破線位置から鎖線位置に迄回動して、
この第二の連結ロッド２１の他端と変位ロッド５３との
枢支部りが、同図のＤ３位置からＤ２位置迄移動する（
戻る）。

この結果、変位ロッド５３が第８図に示す様な中立状態
となり、制御器６３が電動モータ７１を停止させ、出力
側ロッド１６をそれ以上は勅かなくして、後輪の舵角を
固定する。外乱が解消された場合、逆の動作により後輪
の舵角が解消される。この間、入力側ロッド１０と第一
の連結ロッド１７との枢支部Ａ゛は（ステアリングホイ
ール２を回さない限り）不動である。

本実施例の場合も、制御器６３によってステッピングモ
ータ４５を制御する事により、例えば第６〜７図に示す
様に、出力側ロッド１６を、前記ラック１の動きとは独
立して変位させる他、前記腕片４とストッパ８ａ（又は
ａｂ）とが衝合し、前記ラック１のｉｌｌきに応じて出
力側ロッド１６が変位を開始する際に、この出力側ロッ
ド１６の変位量が徐々に大きくなる様にする。

その他の構成及び作用は、前述の第一実施例と同様であ
る為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を
省略する。

尚、図示の各実施例の場合、前輪の動きを後輪に伝達す
る為の機械的連結機構として、ボーデンワイヤ６を使用
している為、前輪操舵用のラック１と後輪側操舵機構９
の入力側ロッド１０とを機械的に連結する機構の配置を
ほぼ自由に行なう事が可能となり、設計時の自由度が増
す。尚、ボーデンワイヤ６は、単にラック１と入力側ロ
ッド１０との間で、変位量の伝達を行なうだけであり、
操舵力を伝達する事はない為、特に大きな剛性を必要と
はしない。

（発明の効果） 本発明の四輪操舵装置は、以上に述べた通り構成され作
用し、後輪の舵角を大きくする事は、前輪の舵角との関
連のみで行ない、後輪を小さく操舵する事は、前輪の操
舵とは独立して行なえる為、安全性を確保しつつ車両の
回転半径を小さく出来る様にしたまま、高速走行時に予
期しない外乱が加わった場合等に於いても、後輪を微妙
に操舵し、車両の安定性を確保する事が出来る。

更に、ステアリングホイールを大きく回す事に伴ない、
後輪に舵角を付与し始める際の特性が連続的になる為、
運転者に違和感を与える事がない。

【図面の簡単な説明】 第１〜７図は本発明の第一実施例を示しており、第１図
は全体構成を示す断面図、第２図は油圧切換弁の中立状
態を、第３図は切り換えられた状態を、それぞれ示す、
第１図のＸ部拡大断面図、第４図は、前輪と後輪とを関
連させつつ操舵する場合の、第５図は、後輪を前輪と独
立して操舵する場合の、各部の動きを示すそれぞれ略図
、第６〜７図は前輪に付与される舵角に応じて後輪に付
与する舵角を制御する状態の２例を示す、それぞれ線図
、第８〜１０図は本発明の第二実施例を示しており、第
８図は全体構成を示す断面図、第９図は前輪と後輪とを
関連させつつ操舵する場合の、第１０図は後輪を前輪と
独立して操舵する場合の、各部の動きを示すそれぞれ略
図である。 １ニラツク、２ニステアリングホイール、３：ピニオン
、４：腕片、５：通孔、６：ボーデンワイヤ、７：ケー
ブル、８ａ、８ｂ＝ストツパ、９：後輪側操舵機構、１
０：入力側ロッド、１１ニストツプリング、１２：止め
輪、１３：圧縮ばね、１４：ケーシング、１５：内向フ
ランジ状部、１６；出力側ロッド、１７：第一の連結ロ
ッド、１８：孔、１９；ローラ、２０；枢支部材、２１
第二の連結ロッド、２２：油圧切換弁、２３ニスブール
、２４．シリンダ、２５：圧油ポンプ、２６：圧油供給
ポート、２７：／ＩＩＩタンク、２８　排出ポート、２
９：油圧シリンダ、３０：第一の室、３１：第二の室、
３２：第一のポート、３３：第二のポート、３４：突出
杆、３５：止め輪、３６：段部、３７：圧縮ばね、３８
：止め輪、３９：圧縮ばね、４０：段部、４１：ピスト
ン、４２：第一の油圧通路、４３：第二の油圧通路、４
４、ナツト片、４５ニスチツピングモータ、４６：ａ螺
子部、４７：制御器、４８：ハンドル軸、４９ａ、４９
ｂ；舵角センサ、５０：車速センサ、５１：回転角セン
サ、５２：変位センサ、５３：変位ロッド、５４：突出
杆、５５：止め輪、５６：ケーシング、５７：内向フラ
ンジ状部、５８；圧縮ばね、５９．第一の触子、６０：
突起、６１：第二の触子、６２：抵抗、６３：制御器、
６４：止め輪、６５：圧縮ばね、６６：ケーシング、６
７：内向フランジ状部、６８：ボール螺子機構、６９：
ナツト、７０：従動歯車、７１：電動モータ、７２；駆
！Ｉ］＠車。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホィールの動きに応じて変位し、前
   輪を操舵する前輪側操舵部材と後輪を操舵する為の後輪
   側操舵機構の入力部材とを機械的に連結する連結機構を
   設け、この連結機構の端部と前記前輪側操舵部材或は入
   力部材との間、又は連結機構の途中に、前輪舵角の中立
   位置を中心として両方向に一定量以上の変位が発生した
   場合にのみ変位の伝達を行なう遊び機構を設けると共に
   、前記後輪側操舵機構に、前記入力部材の動きに応じて
   後輪を操舵する機構に加え、前輪側操舵部材の動きとは
   独立して後輪を操舵する為の独立操舵機構と、この独立
   操舵機構を制御する為の制御器とを設けて成り、この制
   御器は、前記独立操舵機構により後輪側操舵部材を、前
   記前輪側操舵部材の動きとは独立して変位させる他、前
   記遊び機構に設けられた遊びがなくなり、前記連結機構
   により前輪側操舵部材の動きに応じて後輪側操舵部材が
   変位を開始する際に、後輪側操舵部材の変位量が徐々に
   大きくなる様に、前記独立操舵機構を制御する四輪操舵
   装置。
2. （２）連結機構がボーデンワイヤである、請求項１に記
   載の四輪操舵装置。
3. （３）後輪側操舵機構の入力部材を、軸方向に移動する
   入力側ロッドとし、後輪側操舵機構と独立操舵機構とを
   、この入力側ロッドと、軸方向に亙る移動により後輪を
   操舵する出力側ロッドと、両端部を入力側ロッドと出力
   側ロッドとにそれぞれ枢支した第一の連結ロッドと、シ
   リンダにスプールを内蔵して成り、このスプールの軸方
   向に亙る移動により、圧油供給ポート及び排出ポートと
   第一のポート及び第二のポートとの連通を切り換える油
   圧切換弁と、前記スプールと共に軸方向に移動する部分
   に一端を枢支した第二の連結ロッドと、この第二の連結
   ロッドの中間部と前記第一の連結ロッドとの中間部同士
   を揺動自在に結合する枢支部材と、前記出力側ロッドを
   囲む位置に設けられ、この出力側ロッドの中間部外周面
   に固定したピストンを、油密に且つ軸方向に亙る移動自
   在に嵌装した油圧シリンダと、この油圧シリンダ内の、
   ピストンの両側に位置する第一、第二の室と前記油圧切
   換弁の第一、第二のポートとを結ぶ、第一、第二の油圧
   通路と、前記第二の連結ロッドの他端に結合され、この
   第二の連結ロッドを介して、前記油圧切換弁のスプール
   を軸方向に亙って移動させる駆動手段と、センサが検出
   する自動車の運行状況に応じ、この駆動手段を動かす制
   御器とで構成した、請求項１又は請求項２に記載の四輪
   操舵装置。
4. （４）後輪側操舵機構の入力部材を、軸方向に移動する
   入力側ロッドとし、後輪側操舵機構を、この入力側ロッ
   ドと、軸方向に亙る移動により後輪を操舵する出力側ロ
   ッドと、両端部を入力側ロッドと出力側ロッドとにそれ
   ぞれ枢支した第一の連結ロッドと、変位センサにより軸
   方向に亙る変位量を検出される変位ロッドに一端を枢支
   した第二の連結ロッドと、この第二の連結ロッドの中間
   部と前記第一の連結ロッドとの中間部同士を揺動自在に
   結合する枢支部材と、出力側ロッドを軸方向に亙って変
   位させる電動モータと、前記第二の連結ロッドの他端に
   結合され、この第二の連結ロッドを介して、前記変位ロ
   ッドを軸方向に亙って移動させる駆動手段と、前記変位
   センサからの信号、或は別のセンサが検出する自動車の
   運行状況に応じ、前記電動モータへの通電を制御する制
   御器とで構成した、請求項１又は請求項２に記載の四輪
   操舵装置。