JPH03182883A - ４輪操舵車両における後輪操舵装置 - 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 この発明は、４輪操舵車両における後輪操舵装置、さら
に詳しくは、同一の前輪の操舵量に対して後輪の操舵方
向および操舵量が制御できる後輪操舵装置に関する。

この明細書において、第３図左側を前、右側を後、下側
を左、上側を右とそれぞれいうものとする。

従来の技術 同一の前輪の操舵量に対して後輪の操舵方向および操舵
量が制御できる４輪操舵車両における後輪操舵装置とし
て、左右にのびる軸線方向に移動しうるとともに軸線回
りに回転しうるように配置されて左右方向に移動するこ
とにより後輪を操舵する後輪操舵棒と、後輪操舵棒の軸
線回りの回転角度を調整する手段と、前輪操舵装置に連
結されて前輪の操舵量に応じて回転する連結軸の回転を
後輪操舵棒の左右方向の移動に変換する手段とを備え、
後輪操舵棒の軸線回りの回転角度を調整することにより
後輪操舵棒の左右方向の移動方向および移動量が制御さ
れるようになされたものが知られている（特開昭６１−
１６３０６４号公報参照）。

発明が解決しようとする課題 ところが、この後輪操舵装置の場合は、後輪操舵棒の左
右方向の移動が２つの回転体の円運動の紹合せによって
生じるようになっているため、各部品および全体の構造
が複雑で、装置が大形かつ高価なものとなってしまう。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、構造が簡単で
、小形化および低廉化の可能な４輪操舵車両における後
輪操舵装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による後輪操舵装置は、 前後にのびる軸線の周りに回転しうるように配置され、
かつ前輪操舵時に回転させられる入力軸と、 入力軸の後端に、入力軸の軸線と直交する方向に移動し
うるように設けられ、かつ後方に突出した制御ロッドと
、 制御ウッドの上記移動方向における入力軸軸線に対する
位置を調整する手段と、 入力軸の後方に、入力軸の軸線と平行な軸線の周りに回
転しうるように配置され、かつ制御ロッドが摺動自在に
嵌まるガイド溝が設けられた歯車と、 歯車に連結されて左右にのびる軸線方向に移動しうるよ
うに配置され、かつ左右方向に移動することにより後輪
を操舵する後輪操舵棒とよりなるものである。

作　　　用 入力軸が軸線の周りに回転すると、制御ロッドがこれと
一体状に回転する。そして、制御ロッドの軸線が入力軸
の軸線とずれた位置にくるように制御ロッドが移動して
おれば、入力軸の回転が制御ロッドを介して歯車に伝え
られ、歯車の回転が後輪操舵棒に伝えられる。これによ
り、後輪操舵棒の左右方向の移動が生じ、後輪の操舵が
行なわれる。また、制御ロッドの入力軸軸線に対する位
置を調整することにより、同一の入力軸の回転角度に対
して後輪操舵棒の左右方向の移動方向および移動量が制
御され、その結果、同一の前輪の操舵量に対して後輪の
操舵方向および操舵量が制御される。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。全図面を通じて同一物および同一部分には同一符
号を付して説明を省略する。

第３図は、この発明による後輪操舵装置（ｌＯ）を備え
た４輪操舵車両の概略構成を示す。

後輪操舵装置（ｌＯ）は車両の前後の中央部に設けられ
ており、前後方向にのびる連結軸（１１）によって前輪
操舵装置（１２）に連結されている。連結軸（１ｉ）は
複数の軸が自在継手によって連結されたものであり、前
端のピニオン軸（１３）のピニオン（１４）が前輪操舵
装置（１２〉のラック棒（１５）にかみ合っている。前
輪操舵装置（１２）自体は公知のものであり、ラック棒
（１５）の両端は左右両側の前輪（１６）のナックルア
ーム（１７〉にタイロッド（１８）を介して連結されて
いる。そして、ステアリングホイール（■９）を回転さ
せることにより、ラック棒（１５）が左右方向に移動し
、前輪（１６）の操舵が行なわれる。また、ラック棒（
１５）の左右方向の移動により、これに応じた量だけ連
結軸（１１）が回転し、この回転が後輪操舵装置（１ｏ
〉の入力軸（２０）に伝えられる。

第１図に示すように、後輪操舵装置く１ｏ〉の入力軸（
２０）は前後方向にのびており、回転はしうるが前後方
向に移動しないように軸受（図示路）によりハウジング
（２１〉に支持されている。入力軸（２０）の後端部に
は、チャンネル状の支持部材〈２２）がその開口を後方
に向けて固定されている。

支持部材〈２２）は、入力軸（２０）が同転しない場合
には、そのウェブ（２２ａ）の長さ方向を左右に向けて
いる。支持部材（２２）両端のフランジ（２２ｂ）間に
は、ボールねじ（２３）が、回転自在に支持されている
。そして、入力軸（２０）が回転すると、ボールねじ（
２３）も入力軸（２０）の軸線の周りに回転する。した
がって、前輪操舵装置（１２）のラック棒（１５）が左
右方向に移動すると、ボールねしく２３）はラック棒（
１５）の移動量および前輪（１６）の操舵量に応じた量
だけ回転する。ボールねじ（２３）は、支持部材（２２
）の一方のフランジ（２２ｂ）の外側面に取付けられた
車速応答制御用の・電動モータ（２４）のモータ軸（２
４ａ）に、減速装置（２５）を介して連結されている。

モータ（２４）はマイクロコンピュータを使用した制御
装置（２６）に接続されている。制御装置（２６〉は、
車速を検出する車速センサ（８０）からの検出信号に基
づいてモータ（２４）のモータ軸（２４ａ）の回転量お
よび回転方向を制御するものである。また、制御装置（
２６）には４輪操舵と２輪操舵の切換スイッチも接続さ
れている。ボールねじ（２３）のボールナツト（２７）
には、ボールねじ（２３）の軸線方向と直交して後方に
突出した横断面円形の制御ロッド（２８）が固定状に設
けられている。モータ（２４〉のモータ軸（Ｈａ）の回
転はボールねじ（２３〉に伝えられ、ボールねじ（２３
）が回転することによって、ボールナツト（２７）およ
び制御ロッド（２８）がボールねじ（２３）に沿って移
動する。モータ（２４〉が中立位置にあるときには、第
１図に実線（Ａ）で示すようにポールナツト（２７）お
よび制御ロッド（２Ｂ）が入力軸（２０）の軸線上の中
立位置にあり、モータ〈２４）が所定の同位相方向に同
転するとポールナツト（２７）および制御ロッド（２８
）は同図に鎖線（Ｂ）で示す同位相位置に移動し、モー
タ（２４）が逆の逆位相位置に回転するとポールナツト
（２７）および制御ロッド（２８）は同図に鎖線（Ｃ）
で示す逆位相位置に移動する。

ハウジング（２１〉内において、ボールねじ（２３）の
後方には、セクタギヤ（歯車）　（２９）が、入力軸（
２０〉と平行な軸線の周りに回転しうるように配置され
ている。すなわち、セクタギヤ（２９）の右端部に固定
状に設けられた前後１対の軸部（２９ａ）が図示しない
軸受を介してギヤハウジング（２１）に回転自在に支持
されている。

セクタギヤ（２９〉には、左右にのびる長穴（ガイド溝
）　（３１）が形成され、この長穴（３１）内に、制御
ロッド（２８）が摺動自在に嵌め入れられている。セク
タギヤ（２９）の歯（２９ｂ）は、前後にのびる軸線の
周りに回転しうる出力軸（３２）の前端部に固定された
ピニオン（３３〉の歯（３３ａ）と噛み合っている。出
力軸（３２）は、図示しない軸受を介してギヤハウジン
グ（２１）に支持され、後端部はギヤハウジング（２１
）から後方に突出しており、自在継手を介して連結軸（
３４〉に連結されている。

連結軸（３４）の後端部にピニオン（３５）が固定され
ており、このピニオン（３５）が後輪操舵装置（１０）
における前輪操舵装置（１２）のラック棒（１５）に相
当する後輪操舵棒（３６）のラックに噛み合っている。

この操舵棒（３Ｂ）は左右方向にのび、軸線方向（左右
方向）に移動しうるように車体に支持されている。操舵
棒（３６〉の両端は左右両側の後輪（３７）のナックル
アーム（３８）にタイロッド（３９）を介して連結され
ており、後述するように操舵棒（３６〉が左右方向に移
動することにより、後輪（３７）の操舵が行なわれる。

前述のように、入力軸（２０）は、前輪（１６）の操舵
量すなわちラック棒（１５）の左右方向の移動量に応じ
た量だけ回転する。入力軸（２０）が回転すると、ボー
ルねじ（２３）も入力軸（２０〉の軸線の周りに回転す
る。ラック棒（１５）が中立位置にあるときには、ボー
ルねじ（２３）は第１図に示すように左右方向にのびる
中立位置にあり、ラック棒（１５）が左に移動すると、
入力軸（２０）およびボールねじ（２３）が第１図に矢
印（Ｘ）で示すように前方から見て反時計方向に回転し
、ラック棒（１５）が右に移動すると、逆に、入力軸（
２ｏ）およびボールねじ（２３）が第１図に矢印（Ｙ）
で示すように前方から見て時計方向に回転する。そして
、モータ（２４）でボールねじ（２３）に対するボール
ナラ）　（２７）および制御ロッド（２８）の位置を制
御することにより、次に説明するように、操舵棒（３６
）の移動方向および移動量すなわち後輪（３７）の操舵
方向および操舵量が制御される。

ポールナツト（２７〉および制御ロッド（２８）が、第
２図（ａ）に示すように中立位置（Ａ）に停止している
場合、制御ロッド（２８）の軸線は入力軸（２０）の軸
線と一致しており、入力軸（２０）およびボールねじ（
２３）が回転してもセクタギヤ（２９）は回転せず、操
舵棒（３Ｂ）はまったく移動しない。このとき、操舵棒
（３Ｂ〉は中立位置にあり、ラック棒（１５）が左右方
向に移動して前輪（１６）が操舵されても後輪（３７）
はまったく操舵されない。すなわち、２輪操舵の状態と
なる。

ボールナラ）　（２７）および制御ロッド（２８）が第
２図（ｂ）に示すように同位相位置（Ｂ）に移動すると
、操舵棒（３６）はラック棒（１５）と逆の方向に移動
し、後輪（３７）が前輪（１６）と同じ方向に操舵され
る同位相操舵が行なわれる。ボールナツト（２７〉およ
び制御ロッド（２８）が同位相位置（Ｂ）にある状態で
、ラック棒（１５）が左に移動して第２図（ｂ）のよう
に入力軸（２０）およびボールねじ（２３）が前方から
見て反時計方向に回転すると、セクタギヤ（２９）が制
御ロッド（２８）によって上向きの力を受けるため、セ
クタギヤ（２９）は軸部（２９ａ〉を中心として前方か
ら見て反時計方向に回転し、ピニオン（３３）を介して
出力軸（３２〉が前方から見て時計方向に回転する。そ
の結果、操舵棒（３６）は右に移動する。ラック棒（１
５）が右に移動する場合は、逆に、操舵棒（３６）は左
に移動する。

ポールナツト（２７）および制御ロッド（２８）が第２
図（ｅ）に示すように逆位相位置（Ｃ）に移動すると、
操舵棒（３６）はラック棒（１５）と同じ方向に移動し
、後輪（３７）が前輪（１６）と逆の方向に操舵される
逆位相操舵が行なわれる。ボールナ・ソト（２７）およ
び制御ロッド（２８）が逆位相位置（Ｃ）にある状態で
、ラック棒（１５）が左に移動して第２図（Ｃ）のよう
に入力軸（２０）およびボールねじ（２３）が前方から
見て反時計方向に回転すると、セクタギヤ（２９）が制
御ロッド（２８）によって下向きの力を受けるため、セ
クタギヤ（２９）は軸部（２９ａ）を中心として前方か
ら見て時計方向に回転し、ピニオン（３３）を介して出
力軸〈３２）が前方から見て反時計方向に回転する。そ
の結果、操舵棒（３６）は左に移動する。ラック棒（１
５〉が右に移動する場合は、逆に、操舵棒（３６）は右
に移動する。

ポールナツト（２７〉および制御ロッド（２８〉のボ１ −ルねじ（２３〉に対する中立位置からの距離が一定で
あれば、前輪（１６）の操舵量すなわち入力軸（２０）
およびボールねじ（２３）の回転角度が大きくなるほど
操舵棒〈３６）の移動量も大きくなる。また、前輪（１
６）の操舵量すなわち入力軸（２０〉およびボールねじ
（２３〉の回転角度が同じであれば、操舵棒（３６）の
移動量すなわち後輪（３７）の操舵量は、ポールナツト
（２７）および制御ロッド（２８）が中立位置（Ａ）に
近いほど小さく、ポールナツト（２７）および制御ロッ
ド（２８）のボールねじ（２３〉に対する中立位置から
の距離が大きくなるにしたがって大きくなる。さらに、
前輪（１６）の操舵量すなわち入力軸（２０）およびボ
ールねじ（２３）の回転角度が同じであり、かつポール
ナツト（２７）および制御ロッド（２８〉のボールねじ
（２３）に対する中立位置からの距離が一定であれば、
操舵棒（３６）の移動量すなわち後輪（３７）の操舵量
は、ポールナツト（２７）および制御ロッド（２８〉が
同位相位置（Ｂ）にあるほど小さく、逆位相位置（Ｃ）
にあるほど大きくなる。

　２ 上記実施例においては、第１図に鎖線（Ｂ）で示す位置
が同位相位置であり、鎖線（Ｃ）で示す位置が逆位相位
置であるが、これとは逆に第１図に鎖線（Ｂ）で示す位
置が逆位相位置となり、鎖線（Ｃ）で示す位置が同位相
位置となるように、ピニオン（１４）とラック棒（１５
）との噛み合わせの仕方や、ピニオン（３５〉と操舵棒
（３６）との噛み合わせ仕方や、ナックルアーム（１７
）（３ｇ）の形状などを変更してもよい。

上記のような後輪（３７）の操舵方向および操舵量の制
御は、車両の種々の条件にもとづいて、制御装置により
自動的に行なわれる。たとえば、低速時および後退時に
は、逆位相操舵が行なわれ、高速時には、同位相操舵が
行なわれる。コーナリング時には、人口では逆位相操舵
が行なわれ、途中から同位相操舵が行なわれる。走行レ
ーン変更時には、逆位相操舵から同位相操舵に急激に変
化させられる。また、前輪（Ｉ６）の操舵に対して後輪
（３７）の操舵をわずかに遅らせるようなことも可能で
ある。

また、制御装置の切換スイッチを２輪操舵側に切換えて
おけば、ポールナツト（２７）および制御ロッド（２８
）が中立位置（Ａ）に固定され、後輪（３７）の操舵は
行なわれない。

第４図および第５図には、この発明の他の実施例を示す
。他の実施例の後輪操舵装置を備えた４輪操舵車両の概
略構成を示す第５図において、後輪操舵装置く４０〉は
車両の後部に設けられており、操舵棒（３６）がラック
棒（１５）と同方向に移動した場合に同位相操舵がなさ
れ、逆方向に移動した場合に逆位相操舵がなされるよう
に、後輪（３７）のナックルアーム（４１）の形状が上
記実施例とは異なっている。後輪操舵装置の詳細を示す
第４図において、入力軸（２０）の後端に、チャンネル
状支持部材（２２）が、入力軸（２０）が回転しないと
きに、そのウェブ（２２ａ）の長さ方向が上下を向くよ
うに固定されている。セクタギヤ（２９）は、その軸部
（２９ａ）が、入力軸（２０）の上方でかつ入力軸（２
０）の軸線を含む垂直面内にくるように、ハウジング（
２１）に回転自在に支持され１　　ら ている。そして、セクタギヤ（２９）の歯（２９ｂ）が
、直接後輪操舵棒（３Ｂ）のラック（Ｆ６ａ）と噛み合
っている。

このような構成において、上記実施例と同様にして、モ
ータ（２４）でボールねじ（２３）を回転させると、ポ
ールナツト（２７）および制御ロッド（２８）は中立位
置（Ａ）、同位相位置（Ｂ）および逆位相位置（Ｃ）の
各位置をとるように移動する。そ１して、ポールナツト
〈２７）および制御ロッド（２８）が同位相位置（Ｂ）
および逆位相位置（Ｃ）にあるときに、ラック棒（１５
）の移動により操舵棒（３６）が左右方向に移動し、後
輪（３７）の操舵が行われる。

この実施例の場合にも、第４図に鎖線（Ｂ）で示す位置
が逆位相位置となり、鎖線（Ｃ）で示す位置が同位相位
置となるように、ピニオン（１４〉とラック棒（１５）
との噛み合わせの仕方や、ナ・ソクルアーム（１７）　
（４１）の形状などを変更してもよい。

上記２つの装置の場合、ステアリングホイール（Ｉ９）
と後輪操舵装置（１０）の操舵棒〈３６）とが機械的に
連結されているため、安全性が高い。

上記２つの実施例においては、セクタギヤに形成された
長穴が、制御ロッドのガイド溝となっているが、これに
限るものではなく、セクタギヤに形成された溝、セクタ
ギヤの前面に固定状に設けられた互いに平行な１対のガ
イドバーの間の部分などをガイド溝としてもよい。

発明の効果 この発明の後輪操舵装置によれば、上述のように、同一
の前輪の操舵量に対して後輪の操舵方向および操舵量が
制御でき、しかも構造が簡単で、小形化および低廉化が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の実施例を示し、第１図は後
輪操舵装置の主要部の斜視図、第２図は中立状態、同位
相操舵状態および逆位相操舵状態をそれぞれ示す部分垂
直断面図、第３図は４輪操舵車両の概略構成図、第４図
および第５図はこの発明の他の実施例を示し、第４図は
後輪操舵装置の主要部の斜視図、第５図は４輪操舵車両
の概略構成図である。 （ｌｏ）　（４０）・・・後輪操舵装置、〈１６〉・・
・前輪、（２０）・・・入力軸、（２８）・・・制御ロ
ッド、（２９）・・・セクタギヤ（歯車）、（３１）・
・・長大（ガイド溝）　、（３Ｇ）・・・後輪操舵棒、
（３７）・・・後輪。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前後にのびる軸線の周りに回転しうるように配置され、
   かつ前輪操舵時に回転させられる入力軸と、 入力軸の後端に、入力軸の軸線と直交する方向に移動し
   うるように設けられ、かつ後方に突出した制御ロッドと
   、 制御ロッドの上記移動方向における入力軸軸線に対する
   位置を調整する手段と、 入力軸の後方に、入力軸の軸線と平行な軸線の周りに回
   転しうるように配置され、かつ制御ロッドが摺動自在に
   嵌まるガイド溝が設けられた歯車と、 歯車に連結されて左右にのびる軸線方向に移動しうるよ
   うに配置され、かつ左右方向に移動することにより後輪
   を操舵する後輪操舵棒とよりなる４輪操舵車両における
   後輪操舵装置。