JPH04114878U - 四輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前後輪を機械的に連動する走行状態応動式の
四輪操舵装置において、後輪舵取装置を小型軽量にす
る。 【構成】 後輪舵取装置２０内に設けられて、前輪動力
舵取装置の作動に応じた入力ロッド４１の軸動を後輪作
動ロッド２３の軸動に変換する軸動変換機構４０を、入
力ロッド４１に直交して形成した駆動長穴４２と、作動
ロッド２３に直交して形成した従動長穴４５と、ハウジ
ング２１に回転可能に支持され直径方向に延びる制御長
穴４４を有する回転プレート４３と、各長穴４２，４
４，４５に実質的に隙間なく移動可能に係合する連動ピ
ン４６と、車速等の走行状態に応じてハウジング２１に
対する回転プレート４３の位相角を定める作動装置５０
により構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、前輪舵取装置と後輪舵取装置を機械的に連動して後輪を前輪の操舵 に応じて操舵すると共に、車速等の走行状態に応じて後輪操舵特性を変えるよう にした四輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の四輪操舵装置としては、例えば特開昭５９−９２２６３号公報に開示 されたものがある。この技術では前輪舵取装置の作動に応じて前進後退する第１ ロッド部材にガイド板を旋回可能に枢支し、サーボモータによる回動レバーの回 動を平行リンク機構を介してガイド板に伝達してその向きを変え、リンク装置を 介して後輪を操舵する第２ロッド部材をこのガイド板に設けた案内溝により軸方 向に移動させている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この従来技術ではガイド板の向きを変えるために平行リンク機 構を用いているので、構造が複雑になり、また回動レバーとガイド板の各旋回中 心が離れるので、後輪舵取装置が大型化するという問題がある。 本考案はこのような各問題を解決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

このために、本考案による四輪操舵装置は、添付図面に例示するように、前輪 を操舵する前輪舵取装置１０と、この前輪舵取装置の作動に機械的に連動して後 輪を操舵する後輪舵取装置２０を備えてなる四輪操舵装置において、前記後輪舵 取装置２０はハウジング２１に軸方向移動可能に支持されて後輪を操舵する作動 ロッド２３と、機械的伝達装置３０を介して伝達される前記前輪舵取装置１０の 作動を前記後輪作動ロッド２３の軸方向移動に変換する軸動変換機構４０を備え 、この軸動変換機構４０は、前記作動ロッド２３とほゞ直交して前記ハウジング ２１に支持され前記機械的伝達装置３０に連結されて前記前輪舵取装置１０の作 動に応じて軸方向に移動しかつ前記作動ロッド２３と交差する付近に同作動ロッ ド２３とほゞ平行に延びる駆動長穴４２を設けた入力ロッド４１と、前記作動ロ ッド２３の前記入力ロッド４１と交差する付近に同入力ロッド４１とほゞ平行に 形成された従動長穴４５と、前記作動ロッド２３及び入力ロッド４１と直交し操 舵中立位置における前記駆動長穴４２及び従動長穴４５の各中心面の交差線と一 致する軸線回りに回転自在に前記ハウジング２１に支持され直径方向に延びる制 御長穴４４を有する回転プレート４３と、前記各長穴４２，４４，４５に移動可 能に係合された連動ピン４６と、前記回転プレート４３に係合して車速等の走行 状態に応じて前記ハウジング２１に対する同回転プレートの位相角を定める作動 装置５０よりなることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】

作動装置５０は車速等の走行状態に応じてハウジング２１に対する回転プレー ト４３の位相角を定め、これにより制御長穴４４の傾斜角が定まる。前輪舵取装 置１０の作動に応じて入力ロッド４１が軸方向に移動すれば、駆動長穴４２に係 合された連動ピン４６は入力ロッド４１の方向に移動すると同時に制御長穴４４ の傾斜角に応じて作動ロッド２３の方向にも移動する。これにより従動長穴４５ を介して回転プレート４３並びに入力ロッド４１に係合された作動ロッド２３は 軸方向に移動して後輪を操舵する。前輪舵角に対する後輪舵角の特性は、作動装 置５０により定められる制御長穴４４の傾斜角の向き及び大きさに応じて変化す る。

【０００６】

【考案の効果】

上述のように、本考案によれば、後輪は前輪の操舵に応じて操舵されると共に 、後輪操舵特性は車速等の走行状態に応じて変化する。また回転プレートをハウ ジングに直接回転自在に設けると共に作動装置を回転プレートに係合したのでこ の両者の間の連動機構は簡単になり、この種の四輪操舵装置の後輪舵取装置を小 型軽量にすることができる。

【０００７】

【実施例】

先ず、図１〜図８に示す第１実施例の説明をする。 先ず図１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 ６１により駆動される供給ポンプ６０より送り出された所定量の作動流体は前輪 舵取装置１０に供給され、使用後の作動流体はリザーバ６２に戻される。前輪動 力舵取装置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、供給ポンプ６０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１ ７及びナックルアーム１８を介して左右の前輪１９を操舵するものである。

【０００８】 主として図１及び図２に示すように、後輪舵取装置２０のハウジング２１には 横方向に延びる作動ロッド２３が軸動可能に支持され、その両端はタイロッド２ ７及びナックルアーム２８を介して左右の後輪２９に連結されている。ハウジン グ２１内には機械的伝達装置３０を介して伝達される前輪舵取装置１０の作動を 、作動ロッド２３の軸方向移動に変換する軸動変換機構４０が設けられている。 機械的伝達装置３０は連動軸３１とラックピニオン機構３２とボールねじ機構３ ３により構成されている。

【０００９】 次に軸動変換機構４０の構造を図２〜図４により説明する。ハウジング２１内 に作動ロッド２３と立体的に直交して配置された入力ロッド４１は、大径部４１ ａに形成したキー溝４１ｂがハウジング２１のピン２１ａと係合して軸方向移動 のみ可能に支持されている。大径部４１ａには機械的伝達装置３０の連動軸３１ の後端がボールねじ機構３３を介して係合され、前輪舵取装置１０により前輪１ ９が左右に操舵されれば、前輪作動ロッド１３との間に設けたラックピニオン機 構３２を介して連動軸３１が回転し、これにより入力ロッド４１は前後に軸動さ れる。主として図４に示すように、前輪操舵中立位置において作動ロッド２３の 直上に位置する入力ロッド４１の中間部に両側方に突出して一体形成された厚板 部４１ｃには、作動ロッド２３と平行に延びる一定幅の駆動長穴４２が設けられ ている。同様に、後輪操舵中立位置において入力ロッド４１の直下に位置する作 動ロッド２３の中央部に両側方に突出して一体形成された厚板部厚板部２３ａに は、駆動長穴４２と同一幅の従動長穴４５が入力ロッド４１と平行に形成されて いる。

【００１０】 図２及び図３に示すように、ハウジング２１には軸受４７を介して、作動ロッ ド２３及び入力ロッド４１と直交し前後輪の操舵中立位置における駆動長穴４２ 及び従動長穴４５の中心面の交差線と一致する軸線回りに回転自在に、回転プレ ート４３が支持されている。この回転プレート４３は４本の連結棒４３ｃを介し て軸方向に間をおいて連結された上側板４３ａ及び下側板４３ｂよりなり、各厚 板部２３ａ及び厚板部４１ｃはこの両側板４３ａ，４３ｂの間に位置している。 各側板４３ａ，４３ｂには、互いに平行な直径方向に延びる同一の制御長穴４４ が形成され、その幅は駆動長穴４２及び従動長穴４５と同一幅である。各長穴４ ２，４４，４５には、１本の連動ピン４６が実質的に隙間なく摺動可能に係合さ れ、両端のフランジ部４６ａにより軸方向の抜け止めがなされている。この連動 ピン４６は各長穴４２，４４，４５と対応する位置に同軸的に回転自在なローラ を設けたものとし、この各ローラを各長穴４２，４４，４５に転動可能に係合し てもよい。

【００１１】 次に回転プレート４３を回転させる作動装置５０の説明をする。図１〜図３及 び図５に示すように、作動ロッド２３と平行にハウジング２１に軸承されてサー ボモータ５１の出力軸５１ａに連結されたウオーム５２には、下側板４３ｂの外 周に形成されたウオームホイール歯５３が噛合されている。このサーボモータ５ １は車速センサ７１が接続された制御装置７０により作動されて回転プレート４ ３の位相を、中速走行状態では図５に示すように制御長穴４４が作動ロッド２３ と直交する方向となるように、低速走行状態では図６に示すように制御長穴４４ を一方向に傾斜させると共に車速の低下に応じて傾斜角を増大させ、高速走行状 態では図７に示すように制御長穴４４を逆方向に傾斜させると共に車速の増加に 応じて傾斜角を増大させるように制御する。

【００１２】 次に上記第１実施例の作動の説明をする。 操舵ハンドル１５を中立位置から右回りに回動すれば、前輪動力舵取装置１０ は前述のように作動して左右の前輪１９を右向きに操舵する。これにより連動軸 ３１はラックピニオン機構３２を介して後ろから見て逆時計回転方向に、前輪舵 角に比例して回転され、ボールねじ機構３３を介して連結された入力ロッド４１ はこれに応じて前向きに軸動し、駆動長穴４２に係合された連動ピン４６も前向 きに移動する。また反対に、操舵ハンドル１５を左回りに回動すれば、以上と逆 に前輪１９は左向きに操舵され、入力ロッド４１は前輪舵角に比例して後向きに 軸動され、連動ピン４６も後向きに移動する。

【００１３】 低速走行時には、前述のように制御長穴４４は図６に示す向きに傾斜されてい るので、連動ピン４６は前輪１９の右向き操舵に応じて前向きに移動すると共に 制御長穴４４に沿って左向きに移動し、これにより従動長穴４５を介して作動ロ ッド２３も左向きに移動するので後輪２９は左向きに操舵される。また前輪１９ を左向きに操舵すれば、後輪２９は右向きに操舵される。すなわち低速走行時に は図８の特性Ｌに示すように、後輪２９は前輪１９と逆相に操舵され、この場合 の後輪２９の舵角は車速の低下に応じて増大する。

【００１４】 中速走行時には、制御長穴４４は図５に示すように作動ロッド２３と直角であ るので、前輪１９の操舵に応じて入力ロッド４１が前後に移動しても作動ロッド ２３は移動しない。従って中速走行時には図８の特性Ｍに示すように、後輪２９ は操舵されない。

【００１５】 高速走行時には、制御長穴４４は図７に示す向きに傾斜されているので、連動 ピン４６は前輪１９の右向き操舵に応じて前向きに移動すると共に制御長穴４４ に沿って右向きに移動し、これにより従動長穴４５を介して作動ロッド２３も右 向きに移動して後輪２９は右向きに操舵される。また前輪１９を左向きに操舵す れば、後輪２９は左向きに操舵される。すなわち高速走行時には図８の特性Ｈに 示すように、後輪２９は前輪１９と同相に操舵され、この場合の後輪２９の舵角 は車速の増加に応じて増大する。

【００１６】 上述のように、本第１実施例によれば、後輪２９は前輪１９の操舵に応じて操 舵されると共に、後輪操舵特性は車速に応じて変化するものとなる。また回転プ レート４３はハウジング２１に直接回転自在に設けられているので、作動装置５ ０のウオーム５２を下側板４３ｂ外周のウオームホイール歯５３に直接噛合させ ることができるので、後輪動力舵取装置２０を小型軽量にすることができる。な お本実施例では制御装置７０は車速に応じて作動装置５０を作動させるようにし たが、例えば前輪舵角のようなその他の走行状態に応じても作動装置５０を作動 させるようにしてもよい。

【００１７】 次に、図９に示す第２実施例の説明をする。前輪舵取装置１０は第１実施例と ほぼ同様の動力舵取装置であり、後輪舵取装置２０も回転プレート４３の位相を 油圧式の作動装置５０により中立、逆相及び同相の３段階に切り換える点を除き 第１実施例と同じである。供給ポンプ６０からの作動流体は分流弁６３により２ つに分流され、一方は前輪動力舵取装置１０に、また他方は作動装置５０の油圧 シリンダ５５を作動させる油圧制御回路に供給される。図示は省略したが、この 前輪動力舵取装置１０は、印加する油圧の増加に応じて前輪サーボ弁１１の入力 軸と出力軸の間の捩り剛性を増大させて操舵特性を変化させる、公知の油圧反力 式操舵力制御装置を備えており、これに印加する油圧（以下単に反力油圧という ）Prは車速の増加に応じて増大するようになっている。

【００１８】 図９に示すように、油圧シリンダ５５のピストン５５ａは両側の戻しばねによ り図示の中立位置に付勢されており、ピストンロッド５５ｂには第１実施例と同 じ回転プレート４３の下側板４３ｂの外周に形成したギヤ歯（図示省略）と噛合 するラック５６が形成されている。油圧シリンダ５５の両側の作動室は４ポート 切換え弁６７のＡポート及びＢポートに接続され、切換え弁６７のＰポートは供 給管路６８を介して分流弁６３に接続され、Ｒポートは排出管路６９を介してリ ザーバ６２に接続されている。供給管路６８と排出管路６９の間にはシーケンス 弁６５とパイロット操作チェック弁６６が直列に接続され、またリリーフ弁６４ が接続されている。各弁６５，６６，６７は、車速の増大に応じて上昇する反力 油圧Prをパイロット圧として作動するものである。シーケンス弁６５は反力油圧 Prが低圧範囲では閉じているが中圧及び高圧範囲では開く特性のものである。パ イロット操作チェック弁６６は反力油圧Prが低圧及び中圧範囲では両方向に連通 するが高圧範囲では逆止作用を行う特性のものである。切換え弁６７は中圧範囲 の途中でシーケンス弁６５が閉じてから切り換えられる特性のものである。これ ら各弁６４〜６７が油圧シリンダ５５を作動させる油圧制御回路を構成している 。

【００１９】 低速走行時にはシーケンス弁６５が閉じているので、分流弁６３からの作動流 体は図示左側の作動室に供給されてピストン５５ａは戻しばねに抗して右端まで 移動し、その後はリリーフ弁６４の作用により一定圧に保たれる。これによりピ ストンロッド５５ｂも右方に移動して制御長穴４４は図６に示す向きに傾斜され 、第１実施例と同様、後輪２９は前輪１９と逆相に操舵される。第２実施例では 制御長穴４４の傾斜角は一定である。

【００２０】 中速走行ではシーケンス弁６５及びチェック弁６６が開いているので、分流弁 ６３からの作動流体はそのままリザーバ６２にバイパスされて油圧シリンダ５５ には供給されない。従ってピストン５５ａは戻しばねにより中立位置に保たれ、 制御長穴４４は図５に示す位置となるので後輪２９は操舵されない。

【００２１】 高速走行では切換え弁６７が切り換えられた後にチェック弁６６が閉じるので 、分流弁６３からの作動流体は右側の作動室に供給されてピストン５５ａ及びピ ストンロッド５５ｂは左端まで移動する。これにより制御長穴４４は図７に示す 向きに傾斜され、後輪２９は前輪１９と同相に操舵される。

【００２２】 このように第１実施例と同様、第２実施例でも後輪２９は前輪１９の操舵に応 じて操舵されると共に、後輪操舵特性は車速に応じて変化するものとなり、また 作動装置５０のラック５６を下側板４３ｂ外周のギヤ歯に直接噛合させているの で、後輪動力舵取装置２０は小型軽量となる。この第２実施例では、前輪動力舵 取装置１０に使用する操舵力制御装置の反力油圧Prを利用して油圧回路のみで回 転プレート４３を作動させているので作動の信頼性が向上し、また製造コストも 低下する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の全体の概略平面図である。

【図２】 第１実施例の後輪舵取装置の水平断面図であ
る。

【図３】 図２の３−３断面図である。

【図４】 第１実施例の作動ロッド及び入力ロッドの中
間部の平面図である。

【図５】 中速走行時における図３の５−５断面図であ
る。

【図６】 低速走行時における回転プレートの位相を示
す図である。

【図７】 高速走行時における回転プレートの位相を示
す図である。

【図８】 第１実施例の操舵特性を示す図である。

【図９】 第２実施例の全体の概略平面図である。

【符号の説明】

１０…前輪舵取装置、２０…後輪舵取装置、２１…ハウ
ジング、２３…作動ロッド、３０…機械的伝達装置、４
０…軸動変換機構、４１…入力ロッド、４２…駆動長
穴、４３…回転プレート、４４…制御長穴、４５…従動
長穴、４６…連動ピン、５０…作動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪を操舵する前輪舵取装置と、この前
   輪舵取装置の作動に機械的に連動して後輪を操舵する後
   輪舵取装置を備えてなる四輪操舵装置において、前記後
   輪舵取装置はハウジングに軸方向移動可能に支持されて
   後輪を操舵する作動ロッドと、機械的伝達装置を介して
   伝達される前記前輪舵取装置の作動を前記後輪作動ロッ
   ドの軸方向移動に変換する軸動変換機構を備え、この軸
   動変換機構は、前記作動ロッドとほゞ直交して前記ハウ
   ジングに支持され前記機械的伝達装置に連結されて前記
   前輪舵取装置の作動に応じて軸方向に移動しかつ前記作
   動ロッドと交差する付近に同作動ロッドとほゞ平行に延
   びる駆動長穴を設けた入力ロッドと、前記作動ロッドの
   前記入力ロッドと交差する付近に同入力ロッドとほゞ平
   行に形成された従動長穴と、前記作動ロッド及び入力ロ
   ッドと直交し操舵中立位置における前記駆動長穴及び従
   動長穴の各中心面の交差線と一致する軸線回りに回転自
   在に前記ハウジングに支持され直径方向に延びる制御長
   穴を有する回転プレートと、前記各長穴に移動可能に係
   合された連動ピンと、前記回転プレートに係合して車速
   等の走行状態に応じて前記ハウジングに対する同回転プ
   レートの位相角を定める作動装置よりなることを特徴と
   する四輪操舵装置。