JPH0527341Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この考案は、自動車の４輪操舵装置に係り、特
に、操舵輪である前輪を操舵することによつて前
輪と共に後輪をも転舵する４輪操舵装置の改良に
関する。

【従来の技術】

従来、４輪車における操舵装置は、前輪のみを
操舵するものであり、後輪は積極的に転舵するよ
うになつてはいない。しかしながら、最近前輪と
共に後輪をも転舵するようにした４輪操舵装置が
提案され、この種の装置の研究がなされている。 この４輪操舵装置によれば、車両の種々の走行
状態に応じて従来不可能であつた便利な操縦や、
より操縦安定性を向上させた走行が可能になる。
例えば、縦列駐車や車庫入れのような極低速にお
ける車両の操縦において、前輪に対して後輪を逆
向きに転舵（逆相転舵）することにより、車両の
向きを大きく変化させることが可能になり、従来
では不可能若しくは非常に困難であつた狭い場所
への駐車が可能、あるいは容易になる。 又、このような極低速における車両の操縦にお
いて、前輪に対して後輪を同じ向きに転舵（同相
転舵）すれば、車両を全体的に平行移動させるこ
とも可能になり、駐車や車庫入れの時に便利なも
のとなる。 更には、中高速走行において、レーンチエンジ
をする場合、後輪を同相転舵することにより、前
後輪に同時に横方向の力が加わつて位相遅れのな
い円滑なレーンチエンジが可能になり、この時の
ヨーイングを抑制することができる。 このように、４輪操舵は実用上有利な点が多
く、極めて有用性の高いものである。 これまで、この４輪操舵に関し、後輪の転舵を
有効に行うため各種の具体的構成が提案されてい
る。 例えば、特開昭59−77971で提案されるように、
極低速域において、操舵ハンドルの操舵角が所定
値以下であるときに後輪転舵角を零とし、前記所
定値よりも大きいときに後輪転舵角を逆相とする
ように制御するものがある。この４輪操舵装置に
よれば前輪操舵角が所定値より小さく車速が極低
速域にあるときは、後輪が全く転舵されないか
ら、車庫等の壁に車体後部をぶつけたり急制動時
にスピン現象を起したりすることがない。又、車
両の向きを大きく変えたいためにハンドルを大き
く切つて前輪操舵角を大きくしたときは後輪が逆
相に転舵され、これにより方向転換を容易に行う
ことができる。 又、特開昭60−50078、特開昭60−166567等で
提案されているように、後輪転舵を、遊星歯車装
置、差動歯車装置等を用いて行うようにしたもの
がある。このような４輪操舵装置によれば、後輪
転舵のための操作変位の伝達抵抗を極めて小さな
ものとして、ハンドル操作に対する後輪転舵の追
従性が良くなり、且つ円滑なハンドル操作感が得
られることになる。 又、特開昭59−81272で提案されるように、モ
ータによつて制御される差動歯車装置を用いて後
輪を転舵するようにして、後輪転舵装置の構造を
簡単化及びコンパクト化を図つたものがある。

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら、上記従来の４輪操舵装置にあつ
ては、前輪操舵角と操舵ハンドルの操舵角との比
が大きく変わらないために、操舵ハンドルを回動
していくと、後輪が転舵され始めたところでこの
後輪転舵作用によつて急激にハンドルが利くよう
になり、ハンドルを切り回していつたときの利き
の急変化に伴い違和感が発生するという問題点が
ある。 又、前輪の操舵角に応じて後輪が転舵されるた
め、後輪を転舵したくないときには、前輪を操舵
する範囲がある所定舵角以内に限定されてしまう
という問題点がある。

【考案の目的】

この考案は上記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、操舵ハンドルを所定回動量まで回
動した後に更に操舵ハンドルを回動することによ
り、始めて後輪が逆相大舵角に転舵され、小回り
性能を向上することができ、しかも、前輪舵角と
後輪舵角との合計は操舵ハンドルの回動角度にほ
ぼ比例して増加するために、操舵ハンドルを切り
回していつたときのハンドルの利き目の変化に伴
う違和感を解消することのできる自動車の４輪操
舵装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この考案は、操舵ハンドルと、前輪を操舵する
前輪操舵手段と、後輪を転舵する後輪転舵手段
と、前記操舵ハンドルの回動を前記前輪操舵手段
の入力軸に伝達する前輪側伝達手段と、前記前輪
操舵手段の入力軸に連結されたサイド歯車、前記
後輪転舵手段の入力軸に連結されたサイド歯車、
これら各サイド歯車に噛合する差動歯車を備え且
つ前記操舵ハンドルに連動されるリング歯車、を
有する差動歯車装置からなる後輪側伝達手段と、
前記前輪操舵手段の入力軸と操舵ハンドルとの間
に設けられ、前記操舵ハンドルの回動量が所定回
動量以上のときに前記前輪操舵手段の入力軸と前
記操舵ハンドルとの連結状態を切り離すクラツチ
手段と、を有することにより、上記目的を達成す
るものである。

【作用】

この考案においては、前記後輪側伝達手段のリ
ング歯車と前記前輪操舵手段の入力軸とに操舵ハ
ンドルの回動を伝達するようにしている。従つ
て、前記差動歯車装置により、前輪舵角と後輪舵
角との合計を操舵ハンドルの回動角度にほぼ比例
して増加することができる。これにより、操舵ハ
ンドルを切り回したときの該操舵ハンドルの利き
目の変化に伴う違和感を解消することができる。 又、前記前輪操舵手段の入力軸と操舵ハンドル
との間に設けたクラツチ手段により、前記操舵ハ
ンドルの回動量が所定回動量以上となる、前輪操
舵手段のロツク状態の直前に、前記前輪操舵手段
の入力軸と前記操舵ハンドルとの連結状態を切り
離すようにしている。従つて、操舵ハンドルの回
動量が所定回動量以上となつたときには、操舵ハ
ンドルの回動を前記差動歯車装置を介して後輪転
舵手段側に全て伝達することができる。これによ
り、操舵ハンドルの回動量が所定回動量以上とな
るまで操舵したとき、更に操舵ハンドルを回動す
ると、この回動によつて後輪が始めて逆相大舵角
に転舵されることになる。従つて、旋回半径の小
さい小回りが必要な時のみ後輪が転舵され操縦性
能を向上することができる。しかも、前記差動歯
車装置の作用によつて、操舵ハンドルの回動角度
に比例した後輪舵角が得られ、操舵ハンドルに対
する操舵フイーリングが変化せず、運転者に違和
感を与えることがない。

【実施例】

以下図面を参照してこの考案の実施例を説明す
る。 本実施例は、第１図乃至第３図に示されるよう
に、操舵ハンドル１０と、前輪１２を操舵する前
輪操舵手段１４と、後輪１６を転舵する後輪転舵
手段１８と、前記操舵ハンドル１０の回動を前記
前輪操舵手段１４の入力軸２０に伝達する前輪側
伝達手段２２と、前記前輪操舵手段１４の入力軸
２０に連結されたサイド歯車２４、前記後輪転舵
手段１８の入力軸２６に連結されたサイド歯車２
８、これら各サイド歯車２４，２８に噛合する差
動歯車３０を備え且つ前記操舵ハンドル１０に連
動されるリング歯車３２、を有する差動歯車装置
３４からなる後輪側伝達手段３６と、前記前輪操
舵手段１４の入力軸２０と操舵ハンドル１０との
間に設けられ、前記操舵ハンドル１０の回動量が
所定回動量以上のときに前記前輪操舵手段１４の
入力軸２０と前記操舵ハンドル１０との連結状態
を切り離すクラツチ手段３８と、を備えている。 前記前輪操舵手段１４は、入力軸２０の回転運
動を車両幅方向における往復運動に変換するラツ
クアンドピニオン式の前輪操舵ギヤボツクス４０
と、左右のナツクルアーム４２と、これらナツク
ルアーム４２及び前記前輪操舵ギヤボツクス４０
を連結するタイロツド４４とから構成されてい
る。 前記後輪転舵手段１８は、前記入力軸２６の回
転運動を揺動腕４６の揺動運動に変換するウオー
ム歯車式の後輪転舵ギヤボツクス４８と、前記揺
動腕４６の揺動運動を車両幅方向での往復運動に
変換するリンク装置５０と、左右のナツクルアー
ム５２と、これらナツクルアーム５２及び前記リ
ンク装置５０とを連結するタイロツド５４とから
構成されている。 前記前輪側伝達手段２２は、操舵ハンドル１０
の操舵軸１１に固定される前輪操舵用駆動歯車５
６と、この駆動歯車５６に噛合し、後述する係合
スリーブ６０を介し通常操舵時には前記入力軸２
０と一体化され該入力軸２０と共に回動する前輪
操舵用従動歯車５８とから構成されている。 前記クラツチ手段３８は、スリーブをストロー
クさせてギヤの係合・解離を行うカム機構を有
し、前記前輪操舵手段１４の入力軸２０と同心と
されて該入力軸２０に外嵌され、該入力軸２０の
軸方向に移動自在とされる第１係合スリーブ６０
と、同じく前記入力軸２０と同心されて該入力軸
２０に外嵌され、該入力軸２０の軸方向に移動自
在とされる第２係合スリーブ６２と、これら第１
及び第２係合スリーブ６０，６２を回転自在に連
結する自在継手部６４と、操舵ハンドルの回動量
が所定回動量以上となつたときに、前記第２係合
スリーブ６２を第２図中の上方に押動して、前輪
操舵手段１４の入力軸２０と操舵ハンドル１０と
の連結状態を切り離す押動手段６６と、前記第２
係合スリーブ６２を回動不能に且つ入力軸２０の
軸方向に移動自在に保持する外側スリーブ６８と
から構成されている。 前記第１係合スリーブ６０は、前記前輪操舵用
従動歯車５８の内側に形成された内スプライン７
０に噛合する外スプライン７２と、前記入力軸２
０の外周の一部に形成された外スプライン７４に
噛合する内スプライン７６とを備えている。 前記第２係合スリーブ６２は、前記外側スリー
ブ６８の内面に形成された内スプライン７８に噛
合する外スプライン８０と、操舵ハンドルの回動
量が所定回動量以上とされたときこの第２係合ス
リーブ６２の図中上方への変位に伴つて入力軸２
０の外スプライン７４と噛合する内スプライン８
２と、車両後部側の内面に形成されるカム溝８４
とを備えている。 前記押動手段６６は、第５図に詳細に示す如
く、前記第２係合スリーブ６２に形成されたカム
溝８４と、このカム溝８４に係合して操舵ハンド
ルの回動量が所定回動量以上とされたときに前記
第２係合スリーブ６２のカム溝８４を介して該第
２係合スリーブ６２を図中上方に押動する係合突
起８８とから構成されている。 前記係合突起８８は、同じく第５図に示す如
く、前記リング歯車３２の前記第２係合スリーブ
６２内に位置する軸部８６の外周から外側に突出
形成されている。 前記第２係合スリーブ６２のストロークｘと、
入力軸２０の回転角（＝ハンドル角）θの関係の
例を第６図に示す。 次に、本実施例の作用を説明する。 まず、第２図を参照して、操舵ハンドルの回動
量が所定回動量以下の状態における、前輪操舵と
後輪転舵の制御を説明する。まず、操舵ハンドル
１０が回動されると、操舵軸１１に固定された前
輪操舵用駆動歯車５６及び後輪操舵用駆動歯車５
７が回動する。これにより、前輪操舵用駆動歯車
５６に噛合する前輪操舵用従動歯車５８が回転
し、この従動歯車５８の回転は、内スプライン７
０、第１係合スリーブ６０の外スプライン７２、
内スプライン７６、及び入力軸２０の外スプライ
ン７４を介し、入力軸２０に伝達される。従つ
て、操舵ハンドル１０の回動に伴つて前輪操舵手
段１４を介し前輪１２は操舵されることになる。 又、この前輪操舵に伴つて、後輪側伝達手段３
６を介し操舵ハンドル１０の回動は後輪転舵手段
１８に伝達される。このとき、差動歯車装置３４
の作用によつて、後輪転舵手段１８の入力軸２６
の回転数は、前記入力軸２０の回転数と前記リン
グギヤ３２の回転数との差をリングギヤ３２の回
転数から引いた数値とされる。 従つて、操舵ハンドル１０の回動によつて回転
される前輪操舵用従動歯車５８とリング歯車３２
との回転数を、その歯数を変化させることによつ
て、前輪操舵用従動歯車５８がリング歯車３２よ
りも多く回転するようにすることにより、操舵ハ
ンドルの回動量が所定回動量とされるまでは前輪
舵角に対し後輪は同相に転舵され、しかも、前輪
舵角に対する後輪舵角は小さなものとされる。こ
れにより、操舵ハンドルの回動量が所定回動量以
下の状態では、後輪１６が同相小舵角で転舵され
る４輪操舵として作用する。 このような４輪操舵状態において、更に操舵ハ
ンドル１０を回動していくと、その回動量が所定
回動量となる、前輪１２がロツク状態とされる直
前で、リングギヤ３２と共に係合突起８８が回転
することによつて、第２係合スリーブ６２のカム
溝８４を介し該第２係合スリーブ６２は係合突起
８８により上方に押動され、第３図に示す如く、
第２係合スリーブ６２は上方に変位する。 この第２係合スリーブ６２の上方変位によつ
て、前輪操舵手段１４の入力軸２０と操舵ハンド
ル１０との連結状態が切り離され、前輪側伝達手
段２２の伝達が断たれる。即ち、第２係合スリー
ブ６２の上方変位によつて、今まで前輪操舵用従
動歯車５８と入力軸２０とを一体的に連結してい
た第１係合スリーブ６０も上方に変位し、この第
１係合スリーブ６０の上方変位により、第２係合
スリーブ６２の上端部が前輪操舵用従動歯車５８
の内スプライン７０内に位置することになる。こ
のとき、第２係合スリーブ６２の上端部外周には
外スプラインが形成されていないため、前輪操舵
用従動歯車５８はフリーの状態になる。 又、入力軸２０は前輪１２がロツク状態となる
ので回動することができず、しかも、外側スリー
ブ６８の内スプライン７８、第２係合スリーブ６
２の外スプライン８０及び内スプライン８２、入
力軸２０の外スプライン７４を介し、入力軸２０
は外側スリーブ６８と連結されて回転不能とされ
るため、該入力軸２０はロツク状態とされる。 従つて、この前輪操舵手段１４の入力軸２０の
ロツク状態における差動歯車装置３４において
は、リング歯車３２の回動は全て後輪転舵手段１
８の入力軸２６に連結されたサイド歯車２８に伝
達されることになる。しかも、前輪操舵手段１４
の入力軸２０が連結されたサイド歯車２４は固定
状態とされているため、後輪転舵手段１８の入力
軸２６は今までと逆方向に回転することになり、
前輪と逆相に転舵されることになる。 これにより、所定回動量となるまで操舵ハンド
ル１０を回動し、更に操舵ハンドル１０を回動し
ていくと、始めて後輪が逆相且つ大舵角で転舵さ
れることになる。従つて、小回りが必要な時のみ
後輪が逆相に大舵角で転舵されるため、操縦性能
を向上することができる。 しかも、この後輪の逆相転舵においても、差動
歯車装置３４の作用によつて、操舵ハンドル１０
の回動に比例して後輪１６が転舵されるため、操
舵ハンドル１０の回動角に対する操舵フイーリン
グを一定のものとすることができる。 特に、本実施例の場合は、電気式制御装置や油
圧式制御装置を設けることなく、全て機械式に構
成されているため、各種センサ等を不要として構
成を簡単なものとすることができる。又、機械式
のみで構成されているため、信頼性を向上するこ
とができる。 なお、後輪小舵角転舵時の前後輪転舵比は、前
記前輪操舵用駆動歯車５６及び従動歯車５８と、
後輪転舵用駆動歯車５７及びリングギヤ３２との
それぞれのギヤ比を選択することによつて、自由
に変更することができる。又、これらのギヤ比を
同一とすることによつて、操舵ハンドルの回動量
が所定回動量になるまでは、後輪転舵を零とし
て、通常の２輪操舵を行うことができる。 又、操舵ハンドルの回動量が所定回動量以下の
小舵角状態であつても、前記第１係合スリーブ６
０及び第２係合スリーブ６２を手動にて、車両前
方に押し出す機構を追加することにより、常時後
輪のみを転舵することができる。このように常時
後輪を転舵することができるようにすることによ
つて、以下のような効果が得られる。 まず、後進走行時の運転を容易なものとするこ
とができる。即ち、通常の後進走行時には、操舵
輪である前輪が後輪として作用するため、通常の
前進走行とは違つた運転感覚となるが、後輪のみ
を転舵するようにすることによつて、後進走行時
には後輪が前輪として作用するため、通常の前進
走行時の運転感覚と同様の運転感覚で後進走行が
行え、後進走行を容易に行うことができる。 又、後輪のみが転舵されることによつて、前進
状態で縦列駐車が行えるものとなる。

【考案の効果】

以上説明した通り、この考案によれば、通常走
行時は２輪操舵又は後輪が同相小舵角で転舵され
る４輪操舵として働き、小回りが必要な時のみ前
輪最大舵角状態を維持したまま後輪を更に逆相転
舵することができ、小回り性能を向上することが
できる。更には、前輪舵角及び後輪舵角の和と操
舵ハンドルの回動角度とが比例関係とされること
により、操舵ハンドルの回動角度に対する操舵フ
イーリングを常に一定なものとして４輪操舵時の
違和感を解消することができる等の優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る自動車の４輪操舵装
置の実施例を示す、一部スケルトン図を含む平面
図、第２図は、同実施例において操舵ハンドルが
小舵角操舵されたときの前輪側伝達手段、後輪側
伝達手段、及びクラツチ手段の作動を示すスケル
トン図、第３図は、操舵ハンドルの回動量が所定
回動量以上になつた時の後輪転舵状態を示すスケ
ルトン図、第４図は同実施例における操舵ハンド
ル回動時の前輪舵角、後輪舵角、及び前輪舵角と
後輪舵角との和の変化を示す線図、第５図は、同
実施例で用いられているクラツチ手段の要部を示
す斜視図、第６図は、同クラツチ手段の動作を説
明するための線図である。 １０……操舵ハンドル、１２……前輪、１４…
…前輪操舵手段、１６……後輪、１８……後輪転
舵手段、２０，２６……入力軸、２２……前輪側
伝達手段、２４，２８……サイド歯車、３０……
差動歯車、３２……リング歯車、３４……差動歯
車装置、３６……後輪側伝達手段、３８……クラ
ツチ手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 操舵ハンドルと、 前輪を操舵する前輪操舵手段と、 後輪を転舵する後輪転舵手段と、 前記操舵ハンドルの回動を前記前輪操舵手段の
   入力軸に伝達する前輪側伝達手段と、 前記前輪操舵手段の入力軸に連結されたサイド
   歯車、前記後輪転舵手段の入力軸に連結されたサ
   イド歯車、これら各サイド歯車に噛合する差動歯
   車を備え且つ前記操舵ハンドルに連動されるリン
   グ歯車、を有する差動歯車装置からなる後輪側伝
   達手段と、 前記前輪操舵手段の入力軸と操舵ハンドルとの
   間に設けられ、前記操舵ハンドルの回動量が所定
   回動量以上のときに前記前輪操舵手段の入力軸と
   前記操舵ハンドルとの連結状態を切り離すクラツ
   チ手段と、 を有することを特徴とする自動車の４輪操舵装
   置。