JPH03227780A - 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） 本発明は１機械的伝達装置を介して前輪舵取り装置と後
輪舵取り装置を連動して、後輪を前輪の操舵角に応じて
操舵するようにした四輪操舵装置に関する。

（従来の技術） この種の四輪操舵装置においては、前後の舵取り装置を
連動する伝達装置として回転軸や操作ケーブルを使用し
ている。

（発明が解決しようとする課題） このような従来技術においては１例えば後輪が溝に脱輪
などしてその操舵が阻止された場合に。

操舵ハンドルに力をこめて回そうとすると、伝達装置に
無理な力が加わって破損させたりする問題がある。特に
操作ケーブルを使用したものの場合は、操作ケーブルが
伸びるなどして破損するおそれが大きい。

このような問題を解決するために、前後の舵取り装置の
ハウジング内に、第６ｒＭに示すようなアシスト遅れ回
避機構を組み込むことが考えられる。

このアシスト遅れ回避機構は、前輪の操舵と連動して回
転する入力回転部材２と後輪を操舵する出力回転部材３
を軸受６ａ、６ｂによりハウジング１内に支持し、この
両回転部材２，３の間の伝達トルクが所定値以上となれ
ば相対回動するようにこの両部材を渦巻ばね５により連
結したもので。

アシスト遅れ回避機構の外径を小さくするために渦巻ば
ね５を２つに分けてハウジング１内に軸承した中間回転
部材４により連結している。

しかしながら第６図の構造のものは、中間回転部材４の
外周に軸受７を挟み込むような形をとっているため、２
つの部分４Ａ、４Ｂを４本のボルト４Ｃで連結する必要
があり、このため部品点数が多くなり、また一方の部分
４Ａは、１１７図に示すように、各渦巻ばね５の内端が
係合する係合ボス９ａ、９ｂの一部を接離可能に当接す
る面４ｂを形成するために複雑な形状の切欠き４ａを必
要とし、このため加工費も大となる。また、中間回転部
材４の外周をハウジング１に支持させており。

これに使用する軸受７が大径となるので、部品価額が上
昇すると共に余分のスペースを必要とする。

本発明は、このような各問題を解決して、部品点数が少
なく、部品コストが少なく加工及び組立が容易で、しか
もコンパクトに構成することができるアシスト遅れ回避
機構を備えた四輪操舵装置を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） このために１本発明による四輪操舵装置は、第１１！Ｎ
〜第５ｗｉに例示するごとく、前輪を操舵する前輪舵取
り装置１０と、後輪を操舵する後輪舵取り装置２０と、
この両舵取り装置を連動する伝達装置よりなる四輪操舵
装置において、前記前輪舵取り装置１０及び後輪舵取り
装置２０の何れか一方のハウジング２１に軸承されて前
輪の操舵と連動して回転する入力回転部材４１と、この
入力回転部材と同軸的にかつ軸方向に間をおいて前記ハ
ウジング２１に軸承されて後輪を操舵する出力図１部材
４３と、この入力及び出力回転部材４１゜４３の内周側
に軸受５２，５３を介してそれぞれ同軸的に回転自在に
支持された第１及び第２係合ボス４６．４７と、前記入
力及び出力回転部材４１．４３の間にそれぞれと軸方向
に隙間をおいてかつ同軸的に配置され前記第１及び第２
係台ボス４６．４７の何れか一方により内周側が軸受５
４を介して回転自在に支持された単一部材の中間回転部
材４２と、この中間回転部材４２の内側部の一部から軸
線方向両側に突出して固定された内側係合ピン４２ａと
、前記入力及び中間回転部材４１．４２の間に設けられ
外端４４ａがこの両回転部材４１．４２の一部に円周一
方向から同時に係合可能でありかつ内端４４ｂが前記第
１係合ボス４６を介して前記入力回転部材４１の一部及
び前記中間回転部材４２の内側係合ピン４２ａに円周他
方向から同時に係合可能である第１渦巻ばね４４と、前
記中間回転部材４２と出力回転部材４３の間に設けられ
外端４５ａがこの両回転部材４２゜４３の一部に円周一
方向から同時に係合可能でありかつ内＃４５ｂが前記ｊ
１２係金ボス４７を介して前記中間回転部材４２の内側
係合ピン４２ａ及び前記出力回転部材４３の一部に円周
他方向から同時に係合可能である第２渦巻ばね４５より
なるアシスト遅れ回避機構４０を備えたことを特徴とす
るものである。

（作用） 通常の作動状態においては１前後の舵取り装置１０．２
０間の伝達トルクは両渦巻ばね４４．４５の初期トルク
よりも小さいのでアシスト遅れ回避機構４０は作動せず
、入力回転部材４１の回転はそのまま出力回転部材４３
に伝達され、後輪舵取り装置２０は前輪の操舵に連動し
て正常に作動する。溝への脱輪などにより後輪の操舵が
阻止された状態において操舵ハンドルを無理に回すと前
後の舵取り装置１０．２０間の伝達トルクは増大する。

しかしながらこの伝達トルクが第１及び第２渦巻ばね４
４，４５の初期トルクを越えれば、この両渦巻ばね４４
，４５が撓んでアシスト遅れ回避機構４０が作動するの
で伝達トルクの増大は防止され、前後の舵取り装置１０
．２０間の伝達装置に無理な力が加わることはなくなる
。

中間回転部材４２は内周側が軸受５４を介して第１また
は第２係合ボス４６．４７により支持されているので、
アシスト遅れ回避機構４０の第１及び＠２渦巻ばね４４
，４５より外側への突出量は少なくなる。また中間回転
部材４２は内側係合ピン４２ａにより第１及び第２係合
ボス４６，４７と係合させているので、複雑な切欠き（
第７図の４ａ参照）は不要となる。

（発明の効果） 上述のごとく、本発明によれば、前後の舵取り装置の間
の伝達装置に無理な力が加わって破損したりする恐れが
なくなり、またアシスト遅れ回避機構の外径が渦巻ばね
を１個だけ用いたものに比較上で小となる。また本発明
では、中間回転部材を支持する軸受を内周側としたので
アシスト遅れ回避機構の全体外径が一層小となり、この
軸受も安価となる。更に中間回転部材は単一部材である
と共に複雑な切欠きを必要としないので加工及び組立コ
ストも少なくなる。従って、部品コストが少なく、加工
及び組立が容易で、しかもコンパクトに構成することが
できるアシスト遅れ回避機構を備えた四輪操舵装置を得
ることができる。

（実施例） 以下に、第１図〜第５図に示す実施例により、本発明の
説明をする。

先ず第５図により、四輪操舵装置の全体構造の説明をす
れば、自動車のエンジン７３により駆動される供給ポン
プ７０によりリザーバ７２から吸入されて送り出された
所定量の作動流体は１分流弁７１により所定比率で分流
されて、その一方は前輪舵取り装置１０に供給され、他
方は後輪舵取り装！２０に供給され、使用後の作動流体
はリザーバ７２に戻される。

前輪動力舵取り装置１０は、操舵ハンドル１５の回転を
前輪作動ロッド１３の往復動に変換するラックピニオン
機構１２に伝達するハンドル軸１６の途中に設けたロー
タリータイプの前輪サーボ弁１１と前輪作動ロッド１３
に設けた前輪パワーシリンダ１４を主要な構成部材とし
ている。前輪サーボ弁１１は操舵ハンドル１５から入力
されたハンドルトルクに応じて作動し、分流弁７１を介
して供給ポンプ７０から前輪パワーシリンダ１４の左右
の作動室に供給される作動流体の給排を制御し、これに
より増幅された操舵力が前輪作動ロッド１３に出力され
、その両端に設けたタイロッド１７及びナックルアーム
１８を介して左右の前輪１９を操舵するようになってい
る。

後輪動力舵取り装置２０は、第１図及び第５図に示すご
とく、ロータリータイプの後輪サーボ弁６０と後輪パワ
ーシリンダ２４を備え、更に操舵特性付与機構３０及び
アシスト遅れ回避機構４０を備えている。後輪パワーシ
リンダ２４のピストン２６に固定された後輪作動ロッド
２３はシリンダ２５の両端部から液密にかつ摺動自在に
突出し、その両端はタイロッド２７及びナックルアーム
２８を介して後輪２９に連結されている。

第１図及び第４図に示すごとく、操舵特性付与機構３０
は、互いに偏心した回転軸線０１，０２回りにそれぞれ
回転自在にハウジング２１内に支持された入力軸３１及
び従動回転部材３４を備えており、入力軸３１に略Ｖ字
状に形成された案内溝３２には、従動回転部材３４に設
けた従動子３３が係合されている。従動子３３は、回転
軸線０２から偏心して従動回転部材３４に固定された支
持ピン３３ａの前部に回転自在に支持されたローラ３３
ｂよりなり、支持ピン３３ａの後端は従動回転部材３４
より後方に突出している。

前後輪の操舵中立状態においては、従動子３３のローラ
３３ｂは第４図に示す状態にある。操舵中立状態から入
力軸３１が回転すれば、入力軸３１に対する従動回転部
材３４の回転角の特性はυのようになる。すなわちロー
ラ３３ｂが案内溝３２の外側面に当接するまでは従動回
転部材３４は回転せず、その後は入力軸３１の回転角が
増大するにつれて従動回転部材３４の回転角の増大の即
金は次第に増大する。

１５図に示すごとく、中間部にケーブル長さ訓整装Ｔ１
３６を設けた一対の操作ケーブル３５ａ。

３５ｂにより前後の動力舵取り装置１０．２０を連動す
る伝達装置が構成されている。各操作ケーブル３５　ａ
、　　３５　ｂはインナワイヤ及びアウタチューブより
なり、各インナワイヤの一端は前輪作動ロッド１３の両
＃Ｍｔａに設けた突起にそれぞれ連結され、各インナワ
イヤの他端は入力軸３１に形成したプーリ３１ａに巻き
付けられている。また各アウタチューブの両端はそれぞ
れ前輪動力舵取り装置１０のハウジング（図示省略）及
びハウジング２１に取り付けられている。これにより前
輪作動ロッド１３の往復動に応じて入力軸３１が回動さ
れる。

後輪サーボ弁６０は、主として１８１図に示すごとく、
後述するアシスト遅れ回避機構４０を間において操舵特
性付与機構３０の従動回転部材３４と同軸的にハウジン
グ２１内に設けられている。

後輪サーボ弁６０はトーションバー６６により弾性的に
連結された出力軸６１と作動軸６２を有し。

出力軸６１の後部に形成したピニオン２２は後輪作動ロ
ッド２３に形成したランク２３ａと噛合している。作動
軸６２の先端にセレーション結合されて抜は止め固定さ
れたヨーク６８は、後述するアシスト遅れ回避機構４０
を介して従動回転部材３２と同軸的に連結されている。

後輪サーボ弁６０の要部は作動軸６２の一部に形成され
たロータ弁部材６３と、ピン６５により出力軸６１に連
結されたスリーブ弁部材６４よりなる通常のロータリー
形のサーボ弁である。この後輪サーボ弁６０は作動軸６
２に加わる入力トルクに応じて作動し、入力ポートロ０
ａに供給された作動流体の後輪パワーシリンダ２４に対
する給排を、２つの分配ポー）　６０　ｃ、　　６０　
ｄを介して制御し、使用後の作動流体を排出ポート６０
ｂを経てリザーバ７２に排出して、後輪２９への操舵ア
シスト力を生ずるようになっている。

アシスト遅れ回避機構４０は、１１１図に示すごとく、
従動回転部材３４と同軸的に一体形成された入力回転部
材４１及びこれと同軸的に軸方向に間をおいて配置され
た環状の出力回転部材４３を有し、この両回転部材４１
．４３の外周は間にカラー２７をおいてハウジング２１
内面に嵌合された大径の軸受５０，５１により支持され
ている。

各回転部材４１．４３の内周には小径の軸受５２゜５３
を介して第１及び第２係合ボス４６，４７が同軸的に支
持され、この第２係合ボス４７には両回転部材４１．４
３の間にそれぞれ軸方向に隙間をおいて同軸的に配置さ
れた中間回転部材４２の内周が小径の軸受５４を介して
支持されている。

各第１及び第２係合ボス４６．４７には、それぞれ各回
転部材４１．４２及び４２．４３の間に位置する渦巻ば
ね４４．４５が巻回して設けられている。３個の回転部
材４１，４２．４３は何れも単一部材である。

第１図〜第３図に示すごとく、互いに対向する入力回転
部材４１及び中間回転部材４２の外周部の一部には、互
いに接近する軸線方向に突出してそれぞれの先端が多少
の隙間をおいて互いに対向する第１係合ピン４１ｂ及び
第２係台ピン４２ｂが、圧入等により固定されている６
　＊た互いに対向する中間回転部材４２及び出力回転部
材４３の外周部の一部にも、同様の第３係合ビン４２ｃ
及び第４係合ピン４３ａがそれぞれ固定されている。

中間回転部材４２の内周部の一部には内側停台ピン４２
ａが軸線方向両側に突出して固定され、また出力回転部
材４３の内周部の一部にも第５係合ピン４３ｂが軸線方
向両側に突出して固定されている。！１１係合ボス４６
の前後面には支持ピン３３ａ及び内側係合ピン４２ａと
それぞれ係合可能な第１及び第２突起４６ａ及び４６ｂ
が形成され、また第２係合ボス４７の前後端には内側係
合ピン４２ａ及び第５係合ビン４３ｂとそれぞれ係合可
能な第３及び第４突起４７ａ及び４７ｂが形成されてい
る。

第１渦巻ばね４４はばね綱等の帯板を渦巻状に巻回して
なり、入力及び中間回転部材４１．４２の間にトルクが
加わっていない状態において、初期トルクが与えられて
その両端がそれぞれ両回転部材４１．４２の一部に同時
に係合している。すなわち、第１図及び第２図に示すご
とく、Ｗｉ１渦巻ばね４４の折曲された外端４４ａは入
力回転部材４１の第１係台ピン４１ｂ及び中間回転部材
４２の第２係合ビン４２ｂに逆時計回転方向から同時に
係合している。また、第１渦巻ばね４４の折曲された内
端４４ｂは第１係台ボス４６の第２突起４６ｂｊζ時計
回転方向から係合すると共に、この第２突起４６ｂ及び
第１突起４６ａは、それぞれ同時に中間回転部材４２の
内側係合ピン４２ａの前端及び入力回転部材４１の支持
ビン３３ａの後端に時計回転方向から係合している。

同様に、第１図及び第３図に示すごとく、中間及び出力
回転部材４２．４３の間にトルクが加わっていない状態
において、初期トルクが与えられたｊ１２渦巻ばね４５
は、外端４５ａが中間回転部材４２の第３係合ピン４２
ｃ及び出力回転部材４３の第４係台ピン４３ａに逆時計
回転方向から同時に係合し、また内端４５ｂは第２係合
ボス４７前後の第３及び第４突起４７ａ、４７ｂを介し
て中間回転部材４２の内側係合ビン４２ａの後端及び出
力回転部材４３の第５係台ピン４３ｂの前端に時計回転
方向から同時に係合している。第１及びｔｆｆ２渦巻ば
ね４５，４６の素材及び諸元は初期トルクを含め互いに
同一である。

このアシスト遅れ回避機構４０は、両回転部材４１．４
３の間の伝達トルクが各渦巻ばね４４゜４５の初期トル
ク以下の場合は入力回転部材４１の回動をそのまま出力
回転部材４３に伝達するが。

伝達トルクがそれ以上になれば各渦巻ばね４４゜４５が
撓んで入力回転部材４１の回動が出力回転部材４３に伝
達されなくなるようにするものである。前記後輪サーボ
弁６０の作動軸６２先端に固定したヨーク６８は、半径
方向に形成した切欠き６８ａが出力回転部材４３の第５
係台ビン４３ｂの後端に係合されて、アシスト遅れ回避
機構４０に連結されている。

次に上記実施例の作動の説明をする。

操舵ハンドル１５を中立位置から第５図の矢印に示すご
とく右回りに回動すれば、前輪動力舵取り装置１ｏは前
述のごとく作動し、前輪作動ロッド１３は矢印のごとく
右向きに移動して左右の前輪１９を右向きに操舵する。

これにより操舵特性付与機構３０の入力軸３１は、操作
ケーブル３５ａ、３５ｂを介して、後から見て逆時計回
転方向に回動される。また反対に、！ｌ舵ハンドル１５
を左回りに回動すれば、各部分は上記と逆向きに作動し
て前輪１９は左向きに操舵され、入力軸３１は後から見
て時計回転方向に回動される。この入力軸３１の回動に
応じて従動回転部材３２は前述した特性で回動する。

正常な状態においては、後輪操舵トルクは小さいのでア
シスト遅れ回避機構４０は作動せず、従動回転部材３２
の回動はそのままヨーク６８から作動軸６２に伝達され
て後輪サーボ弁６０を作動させる。前輪１９を右向きに
操舵すれば、入力軸３１並びに後輪サーボ弁６０の作動
軸６２及び出力軸６１は後から見て逆時計回転方向に回
動し、後輪２９は後輪作動ロッド２３を介して左向きに
操舵される。この際、後輪操舵トルクに応じて後輪サー
ボ弁６０が作動し、後輪パワーシリンダ２４により後輪
作動ロッド２３にアシスト力を与える。前輪１９を左向
きに操舵すれば、各部分は上記と逆向きに作動して後輪
２９は右向きに操舵される。すなわち、後輪２９は前輪
１９の操舵に応じて逆相に操舵される。

後輪２９が溝に落輪するなどして操舵が阻止された状態
で、操舵ハンドル１５に力を込めて回せば、出力軸６１
と作動軸６２の間に設けたマニアルストッパ５９がすぐ
に当接して、アシスト遅九回避機構４０に加わる伝達ト
ルクは増大しようとする。しかしながらこの伝達トルク
が第１及び第２渦巻ばね４４．４５の初期トルクよりも
大となれば各渦巻ばね４４，４５が撓むので入力回転部
材４１の回動は出力回転部材４３に伝達されなくなり、
伝達トルクの増大は防止される。

この際の各渦巻ばね４４．４５の撓みはその両端部の各
隣接する回転部材４１及び４２または４２及び４３へ同
時に係合している箇所の一方が離れることにより行われ
る。例えば第２図及び第３図において、入力回転部材４
１から出力回転部材４゛３への伝達トルクが時計回転方
向の場合には、ｔｌ渦巻ばね４４は第１係合ピン４１ｂ
により外１１１ｉｆ”４４　ａ−が時計回りに回され、
内側係合ピン４２ａにより内端４４ｂの回動に抵抗が与
えられることにより撓み、第２渦巻ぼね４５はｍ３係合
ピン４２ｃにより外端゛４５ａが時計回りに回され、第
５係台ピン４３ｂにより内端４５ｂの回動が阻止される
ことにより撓む。この場合には、支持ピン３３ａと第１
突起４６ａ、外端４４ａと第２係合ビン４２ｂ、内側係
合ピン４２ａと第３突起４７ａ、外１ｍ　４５　ａとｊ
１４’係合ビン４３ａの間に隙間が生じる。入力回転部
材４１から出力回転部材４３への伝達トルクが逆時計回
転方向の場合には上記と逆の作動がなされ、ＩＪｌ係合
ピン４１ｂと外端４４ａ、第２突起４６ｂと内側係合ピ
ン４２ａ、第３係台ピン４２ｃと外端４５ａ、第４突起
４７ｂと第５係合ピン４３ｂの間に隙間が生じるように
第１及び第２渦巻ばね４４，４５は撓む。この様な作用
により伝達トルクの増大が防止され、各操作ケーブル３
５　ａ、　　３５　ｂに無理な力が加わって破損を生ず
るなどの恐れはなくなる。

また上記実施例では、入力回転部材４１と出力回転部材
４３の間に中間回転部材４２を設けて渦巻ばねを第１及
びｆｌｉ２渦春ばね４４，４５の２つに分割しているの
で各渦巻ばね４４．４５の外径は１つの渦巻ばねのみを
使用した場合に比して小となる。中間回転部材４２は内
周側が小径の軸受５４を介してｊｌＩ２係合ボス４７に
より支持されているので、アシスト遅れ回避機構４０が
両渦巻ばね４４，４５より外側へ突出することも少なく
なり、ハウジング２１内にコンパクトに紐み込むことが
でき、また軸受５４も安価となり、カラー２７も１個で
足りる。更に中間回転部材４２は単一部材であると共に
内側係合ピン４２ａにより第１及び第２係合ボス４６．
４７と係合させているので、複雑な切欠き（第７図の４
ａ参照）は不要となり、加工及び組立コストは少なくな
る。

本発明は、アシスト遅れ回避機構４０を上記実施例のご
とく後輪動力舵取り装置２０のハウジング２１に設ける
代わりに、前輪動力舵取り装置１０のハウジングに設け
て実施することもできる。

また、動力舵取り装置を使用しない四輪操舵装置に適用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明による四輪操舵装置の一実施例
を゛示し、第１図は要部の縦断面図、第２図は第１図の
■−■新面図、第３図は第１図の■−ｍ断面図、第４図
は第１図のＩＶ−ＩＶ噺画面図第５図は全体の概略平面
図である６　第６図及び第７図は改良前の状態を示し、
第６図は要部の縦噺面図、第７歯は中間回転部材の一部
の正面図である・符　　号　　の　　説　　明 １０・・・前輪舵取り装置、２０・・・後輪舵取り装置
、２１・・・ハウジング、４０・・・アシスト遅れ回避
機構、４１・・・入力回転部材、４２・・・中間回転部
材、４２ａ・・・内側係合ピン、４３・パ・出力回転部
材、４４・・・第１渦巻ばね、４４ａ・・・外端、４４
ｂ・・・内端。 ４５・・・第２渦巻ばね、４５ａ・・・外端、４５ｂ・
・・内端、４６・・・第１係合ボス、４７・・・第２係
台ボス、５２，５３．５４・・・軸受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　前輪を操舵する前輪舵取り装置と、後輪を操舵する後
   輪舵取り装置と、この両舵取り装置を連動する伝達装置
   よりなる四輪操舵装置において、前記前輪舵取り装置及
   び後輪舵取り装置の何れか一方のハウジングに軸承され
   て前輪の操舵と連動して回転する入力回転部材と、この
   入力回転部材と同軸的にかつ軸方向に間をおいて前記ハ
   ウジングに軸承されて後輪を操舵する出力回転部材と、
   この入力及び出力回転部材の内周側に軸受を介してそれ
   ぞれ同軸的に回転自在に支持された第１及び第２係合ボ
   スと、前記入力及び出力回転部材の間にそれぞれと軸方
   向に隙間をおいてかつ同軸的に配置され前記第１及び第
   ２係合ボスの何れか一方により内周側が軸受を介して回
   転自在に支持された単一部材の中間回転部材と、この中
   間回転部材の内側部の一部から軸線方向両側に突出して
   固定された内側係合ピンと、前記入力及び中間回転部材
   の間に設けられ外端がこの両回転部材の一部に円周一方
   向から同時に係合可能でありかつ内端が前記第１係合ボ
   スを介して前記入力回転部材の一部及び前記中間回転部
   材の内側係合ピンに円周他方向から同時に係合可能であ
   る第１渦巻ばねと、前記中間回転部材と出力回転部材の
   間に設けられ外端がこの両回転部材の一部に円周一方向
   から同時に係合可能でありかつ内端が前記第２係合ボス
   を介して前記中間回転部材の内側係合ピン及び前記出力
   回転部材の一部に円周他方向から同時に係合可能である
   第２渦巻ばねよりなるアシスト遅れ回避機構を備えたこ
   とを特徴とする四輪操舵装置。