JPH061904Y2 - 四輪操舵車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は前輪の操舵に応じて後輪をも操舵する四輪操舵
車両における後輪操舵装置、特に油圧による後輪操舵装
置に関する。

〔従来技術〕

この種の油圧による後輪操舵装置においては、前輪から
の操舵信号に応じて後輪操舵装置を所定の位置まで過不
足なく作動させる必要がある。このために、例えば特開
昭５９−８１２６２号公報の技術においては後輪操舵用
油圧アクチュエータの作動ロッドのストロークを検出す
る後輪操舵角センサを設けて、この作動ロッドが前輪操
舵角に応じて所定の位置まで過不足なく移動するように
フィードバック制御を行っている。また、特開昭６０−
７１３７５号公報の技術においては、後輪操舵用油圧ア
クチュエータの作動油給排通路に設けられて前輪操舵角
に応じて作動する４ポート絞り切換弁を、同油圧アクチ
ュエータの作動ロッドに形成したラックとこれに噛合す
るピニオンを用いた連動機構により制御して、作動ロッ
ドが前輪操舵角に応じた所定の位置まで移動すれば４ポ
ート絞り切換弁が中立位置となって作動ロッドの移動を
停止するようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記第１の従来技術においては前後輪に
それぞれ操舵角センサを必要とするのでコストアップと
なり、また第２の従来技術においては後輪の操舵角セン
サが不要となる分だけコストアップはまぬがれるが、ラ
ックとピニオンによる連動にはピニオン軸と直交する方
向のスラストをともなうので４ポート絞り切換弁にこじ
りが生じてバルブロック等のおそれがあり、またこれを
避けるための構造を採用しようとすれば連動機構が大型
化するという問題があり、車体構造によっては後輪操舵
装置の配置が困難になる。本考案はこのような問題を解
決しようとするものである。

〔問題点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車両の後輪操舵装置
は、添付図面に例示する如く、ハウジング４０と、この
ハウジング内に形成されたシリンダ５０と、このシリン
ダ内に摺動自在に嵌合されて同シリンダ内を２つの作動
室Ｃ１，Ｃ２に区画するピストン５２と、このピストン
に同軸に固定され前記ハウジング４０より摺動自在に突
出して後輪操向リンク機構１６に連結される作動ロッド
５３を備えてなる四輪操舵車両の後輪操舵装置におい
て、前記シリンダ５０と平行に前記ハウジング４０内に
形成された嵌合孔４１と、この嵌合孔内に摺動自在に嵌
挿され軸方向に間をおいて周壁に形成された４個のポー
ト６３〜６６を有するスリーブ６０と、このスリーブの
内孔６７内に摺動自在に嵌合され同スリーブと協働して
４ポート絞り切換弁Ｖを形成するスプール７０と、前記
スリーブ６０と作動ロッド５３の間に位置して此等と直
交する支持ピン９２を介して前記ハウジング４０に枢支
され両端部がそれぞれ前記スリーブ６０と作動ロッド５
３の対向部に前記支持ピン４２と平行に形成された各均
一幅溝６９，５３ａに係合するレバー９１を有する連動
装置９０と、前記スプール７０と前記ハウジング４０の
間に介装され同スプールをその軸線方向の中立位置に向
けて弾性的に付勢するスプリング７６ａ，７６ｂと、前
記ハウジング４０に形成されて前記スリーブ６０の２個
のポート６３，６４にそれぞれ連通する供給及び排出ポ
ート４５，４６と、前記ハウジング４０に形成されて前
記スリーブ６０の残る２個のポート６５，６６をそれぞ
れ前記シリンダ５０の両作動室Ｃ１，Ｃ２に連通する２
個の分配路４８ａ，４８ｂと、前記ハウジング４０に形
成されて前記スプール７０の両端部と同ハウジングの間
に形成される一対の制御室８０ａ，８０ｂにそれぞれ連
通すると共に前輪の操舵に応じた差圧が導入される一対
の制御ポート４７ａ，４７ｂを備えたことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

一対の制御ポート４７ａ，４７ｂに導入される前輪の操
舵に応じ差圧はスプール７０の両端部に印加され、スプ
ール７０をスプリング７６ａ，７６ｂに抗して前記差圧
に対応する距離だけ中立位置より一方向に変位させる。
この変位はスリーブ６０とスプール７０により形成され
る４ポート絞り切換弁Ｖを中立状態より一方向に作動さ
せ、供給ポート４５より供給されてシリンダ５０の両作
動室Ｃ１，Ｃ２に印加される作動流体の圧力を一方の作
動室では増大させ他方の作動室では減少させて、ピスト
ン５２を介して作動ロッド５３をスプール７０と逆方向
に移動させる。この移動により、一端が作動ロッド５３
に係合したレバー９１は支持ピン９２を中心として回動
し、他端に係合したスリーブ６０をスプール７０と同一
方向に移動させて４ポート絞り切換弁Ｖを中立状態に近
付ける。しかして、作動ロッド５３が制御ポート４７
ａ，４７ｂに導入される差圧に対応する所定量移動すれ
ば、スリーブ６０の移動量はスプール７０の変位量と同
一となり、４ポート絞り切換弁Ｖは中立状態に戻り、作
動ロッド５３のそれ以上の移動は停止する。また、制御
ポート４７ａ，４７ｂに導入される差圧がなくなればス
プール７０はスプリング７６ａ，７６ｂにより中立位置
に復帰し、これにより４ポート絞り切換弁Ｖは逆方向に
作動するので両作動室Ｃ１，Ｃ２に印加される作動流体
圧は前記と逆方向に増減し、作動ロッド５３を前記と逆
方向に移動させ、中立位置に復帰させて停止させる。

〔考案の効果〕

かかる本考案によれば、前輪の動力舵取装置の流体圧ア
クチュエータの両作動室に印加される圧力を両制御ポー
トに印加して後輪を操舵することが可能となるので、後
輪操舵角センサのみならず前輪操舵角センサも不要とな
り、全体の製造コストを低下させることができる。ま
た、スプリングスプールよりなる４方向絞り切換弁はシ
リンダのハウジング内に内蔵されると共に、スリーブと
作動ロッドの間にこの両者の連動装置が内蔵されるので
後輪操舵装置は極めて小型にまとまり、更に連動装置の
レバーの一端はスリーブに形成された均一幅溝内に係合
しているので作動に際して軸方向以外の力をスリーブ及
びスプールに及ぼすことはなく、従ってスリーブ及びス
プールにこじりが生じてバルブロック等が生ずるおそれ
もない。

〔実施例〕

以下に、添付図面に示す実施例により、本考案の説明を
する。

第２図に示す如く、自動車エンジンにより駆動されるベ
ーンポンプ等の供給ポンプ２０には固定絞り２１ａと協
働して余分の作動流体をリザーバ２９にバイパスする流
量制御弁２１が内蔵され、これにより一定流量の作動流
体が分流弁２２に供給される。分流弁２２は前記一定流
量の作動流体を一定の比率で２分して、その一方を前部
供給通路２３を経て前輪動力舵取装置１２に供給し、他
方を後部供給通路２６を経て後輪操舵装置Ａに供給する
ものである。

第２図において、舵取りハンドル１０の回動はハンドル
軸１１を経て前輪動力舵取装置１２のサーボ弁１２ａ
（本実施例においてはロータリ式の４ポート絞り切換
弁）に伝達され、これを作動させた後にピニオン１２ｂ
を介してラック軸１２ｃを軸方向に移動させる。例えば
舵取りハンドル１０を右に回動した場合はラック軸１２
ｃはピニオン１２ｂを介して左方に移動し、前輪操向リ
ンク機構１４，１４を介して前輪１５，１５を右向に操
舵させる。一方、サーボ弁１２ａは前輪供給通路２３よ
りの作動流体を舵取りハンドル１０に加えられる手動操
舵トルクに応じた圧力差のある作動流体として、高圧側
の作動流体を第１分配通路２５ａを経てラック軸１２ｃ
に設けられたパワーシリンダ１２ｄの右室に供給し、低
圧側の作動流体を第２分配通路２５ｂを経てパワーシリ
ンダ１２ｄの左室に供給する。これによりパワーシリン
ダ１２ｄの右室に流入する高圧の作動流体はピニオン１
２ｂを介して左方に移動するラック軸１２ｃにアシスト
力を与え、パワーシリンダ１２ｄの左室より排出される
低圧の作動流体は排出通路２４よりリザーバ２９に排出
される。舵取りハンドル１０を左に回動した場合は、前
記と逆の作動により、パワーシリンダ１２ｄは右方に移
動するラック軸１２ｃにアシスト力を与える。

第２図に示す如く、第１及び第２分配通路２５ａ及び２
５ｂは、また、直列固定絞り３０，電磁可変絞り３１，
電磁切換弁３２，並列固定絞り３３ａ，３３ｂ及び制御
通路２８ａ，２８ｂを経て、後述する後輪操舵装置Ａの
第１及び第２制御ポート４７ａ，４７ｂに連通されてい
る。後輪操舵装置Ａは、後述の如く、右側の第１制御ポ
ート４７ａに印加された作動流体の圧力の方が高圧の場
合は、後輪供給通路２６より供給される作動流体により
作動ロッド５３を右方に移動して、後輪操向リンク機構
１６，１６を介して後輪１５，１５を右向に操向回動さ
せるものである。電子式制御装置３５は車速センサ３６
よりの車速信号を入力して、電磁可変絞り３１を高速走
行の場合は開度が小、低速走行の場合は開度が大となる
ように制御し、また電磁切換弁３２を高速走行の場合は
分配通路２５ａ，２５ｂのをそれぞれ制御通路２８ａ，
２８ｂに連通して前後後１３，１５が同方向に操舵さ
れ、また低速走行の場合は分配通路２５ａ，２５ｂをそ
れぞれ制御通路２８ｂ，２８ａに連通して前後輪１３，
１５が互いに逆方向に操舵されるように制御するもので
ある。

次に、後輪操舵装置Ａの構造を説明する。

第１図に示す如く、ハウジング４０内にその一側より挿
入されたシリンダチューブ５１は、シリンダカバー５４
を介してロッドカバー４３により軸方向から締付固定さ
れ、シリンダチューブ５１によりシリンダ５０が形成さ
れている。作動ロッド５３の中間部に同軸的に一体形成
されたピストン５２はシリンダ５０内に液密に摺動自在
に嵌合されてシリンダ５０内を２つの作動室Ｃ１，Ｃ２
に区画し、作動ロッド５３の一端はシリンダカバー５４
及びロッドカバー４３を液密に摺動自在に貫通し、また
他端はハウジング４０を液密に摺動自在に貫通してブッ
シュ４４により支持されている。作動ロッド５３の両端
はハウジング４０より突出し、第２図に示す如く、後輪
操向リンク機構１６，１６を介して後輪１５，１５に連
結されている。シリンダチューブ５１の外周に形成され
た環状通路４９はシリンダカバー５４の切欠きを介して
一方の作動室Ｃ１に連通されている。

第１図に示す如く、ハウジング４０には、両端をねじプ
ラグ４２ａ，４２ｂにより閉鎖した嵌合孔４１がシリン
ダ５０と平行に形成され、この嵌合孔４１にはスリーブ
６０が摺動自在に嵌挿され、後述する連動装置９０によ
り作動ロッド５３と連動して移動するようになってい
る。スリーブ６０の内孔６７には、この内孔６７に摺動
自在に嵌合する後述のスプール７０との間で第１及び第
２分配室６１，６２を形成する２つの溝が軸方向に間を
おいて設けられている。スリーブ６０の周壁には軸方向
に間をおいて４個のポート６３〜６６が設けられ、第１
ポート６３は両分配室６１，６２の間に開口し、第２ポ
ート６４は第２分配室６２の間に挟んで第１ポート６３
と反対側に開口し、第３及び第４ポート６５，６６はそ
れぞれ第１及び第２分配室６１，６２に開口している。

連動装置９０は、作動ロッド５３とスリーブ６０の間に
位置して此等の軸線と直交するようハウジング４０に支
持された支持ピン９２と、この支持ピン９２に枢支され
たレバー９１よりなり、レバー９１の両端部はそれぞれ
作動ロッド５３とスリーブ６０の対向部に支持ピン９２
と平行に形成された均一幅溝５３ａ，６９の平行な壁面
の間に係合して、スリーブ６０を作動ロッド５３と連動
して逆方向に移動させるものである。第１図に示す如
く、スリーブ６０の移動の全ストローク範囲において、
第１及び第２ポート６３，６４はハウジング４０に形成
した供給及び排出ポート４５，４６にそれぞれ常に連通
し、また第３及び第４ポート６５，６６は、ハウジング
に形成した第１及び２分配路４８ａ，４８ｂを介して、
それぞれ常にシリンダ５０の両作動室Ｃ１，Ｃ２に連通
するようになっている。

スリーブ６０の内孔６７に摺動自在に嵌挿されるスプー
ル７０は、第１図に示す如く、軸方向に間をおいて４つ
のランド部７１〜７４を有し、その間には内孔６７との
間で中央の供給室８２並びに第１及び第２戻し室８１，
８３を形成する３つの溝が設けられ、更にスプール７０
内には両端が閉鎖されて半径方向開口により第１及び第
２戻し室８１，８３を互いに連通する内部連通路７５が
形成されている。前記第１及び第２ポート６３，６４は
それぞれ供給室６３及び第２戻し室８３に開口されてい
る。スプール７０の両端部とハウジング４０に固定した
ねじプラグ４２ａ，４２ｂの間には第１及び第２制御室
８０ａ，８０ｂが形成れ、ハウジング４０にはこの第１
及び第２制御室８０ａ，８０ｂに開口する第１及び第２
ポート４７ａ，４７ｂが設けられている。スプール７０
は、その両端部と両ねじプラグ４２ａ，４２ｂの間に介
装された一対のスプリング７６ａ，７６ｂにより軸線方
向で互いに逆向きに付勢されて、両制御室８０ａ，８０
ｂに印加される圧力が等しい状態では図示の如く中立位
置に弾性的に保持され、両制御室８０ａ，８０ｂに印加
される圧力が異なればその圧力差に応じてスプール７０
は軸方向に変位されるようになっている。

スプール６０及びスプール７０は、互いに協働して４ポ
ート絞り切換弁Ｖを構成し、この４ポート絞り切換弁Ｖ
は、第１図及び第２図に示す如く、作動ロッド５３が中
立位置（後輪１５は直進位置となる）にあり、かつ両制
御室８０ａ，８０ｂに印加される圧力が互いに等しい状
態では、中立状態となるようになっている。スプール７
０は、両制御室８０ａ，８０ｂに印加される制御圧力の
差圧に応じて変位し、供給ポート４５より導入される作
動流体により、スプール７０の変位に対応する位置まで
作動ロッド５３を移動させて後輪１５を操舵するもので
あるが、後輪１５の操舵角が前輪１３の操舵角よりも常
に小となるようにスプリング７６ａ，７６ｂのばね常数
を定めるものとする。

舵取りハンドル１０が直進状態となっている場合は、両
分配通路２５ａ，２５ｂ内の作動流体圧は互いに同一で
あり、従って車速の如何に拘わらず後輪操舵装置Ａの両
制御ポート４７ａ，４７ｂに印加される制御圧は互いに
同一である。この状態においては、第１図に示す如く全
ての作動部材が中立状態に保たれ、後輪１５，１５は直
進位置となっている。後部供給通路２６を介して後輪操
舵装置Ａの供給ポート４５に供給された作動流体は第１
ポート６３より供給室８２に流入し、両分配室６１，６
２に均等に分れて両戻し室８１，８３に流れ、第２ポー
ト６４，排出ポート４６及び排出通路２７を経てリザー
バ２９に排出される。この状態ではシリンダ５１の両作
動室Ｃ１，Ｃ２の圧力は互いに等しくなるので作動ロッ
ド５３は移動しない。

次に低速走行状態において操舵ハンドル１０を回動した
場合の作動につき説明する。低速走行の場合は電磁絞り
弁３１の開度は大となり、電磁切換弁３２は第１分配通
路２５ａを第２制御通路２８ｂに接続し、また第２分配
通路２５ｂを第１制御通路２８ａに接続する。この状態
において舵取りハンドル１０を右に回動すれば、前述の
如く前輪１３，１３は右向きに操舵され、一方、高圧側
となる第１分配通路２５ａの作動流体は直列固定絞り３
０，電磁絞り弁３１，電磁切換弁３２より並列固定絞り
３３ｂに流れ、第２制御通路２８ｂを介して、後輪操舵
操舵Ａの第２制御ポート４７ｂに高い制御圧を印加し、
また低圧側となる第２分配通路２５ｂの作動流体は、同
様にして第１制御ポート４７ａに低い制御圧を印加す
る。各制御圧はスプール７０の両端部に作用し、その差
圧に対応する距離だけスプール７０をスプリング７６
ａ，７６ｂに抗して中立位置より右方に変位させ、４ポ
ート切換弁Ｖを図示の中立状態より一方向に作動させ
る。この状態においては供給室８２と第１分配室６１の
間の開口面積は供給室８２と第２分配室６２の間の開口
面積よりも増大し、一方、第１分配室６１と第１戻し室
８１の間の開口面積は第２分配室６２と第２戻し室８３
の間の開口面積よりも絞られ、従って第１分配室６１内
の作動流体の圧力は第２分配室６２内の圧力よりも高く
なる。第１分配室６１内の高圧の作動流体は第３ポート
６５，第１分配路４８ａ及び環状通路４９より第１作動
室Ｃ１に印加され、第２分配室６２内の低圧の作動流体
は第４ポート６６及び第２分配路４８ｂより第２作動室
Ｃ２に印加され、両作動室Ｃ１，Ｃ２内の圧力差がピス
トン５２に作用して作動ロッド５３は左方に移動され、
供給ポート４５よりの作動流体は第１作動室Ｃ１内に導
入され、第２作動室Ｃ２内の作動流体は排出ポート４６
より排出通路２７を経てリザーバ２９に排出される。こ
の作動ロッド５３の左方移動により、後輪１５，１５
は、第２図の操向リンク機構１６，１６を介して、前輪
１３，１３とは逆方向の左向に操舵される。

前述した作動ロッド５３の左方移動により、一端が作動
ロッド５３の均一幅溝５３ａに係合したレバー９２は支
持ピン９２を中心として時計回転方向に回動し、均一幅
溝６９を介してレバー９１の他端に係合したスリーブ６
０を右方向に移動させ、スプール７０との相対移動量を
減少させて４ポート絞り切換弁Ｖを中立状態に近付け
る。しかして、作動ロッド５３がスプール７０の変位量
に対応する所定量移動すればスリーブ６０の移動量はス
プール７０の変位量と同一となり、４ポート絞り切換弁
Ｖは中立状態に戻り、両分配室６１，６２内の圧力が互
いに同一となるので作動ロッド５３の移動は停止し、後
輪１５，１５の操舵角はその状態に保たれる。なお、レ
バー９１の他端は均一幅溝６９を介してスリーブ６０に
係合されているので、レバー９１がその回動によりスリ
ーブ６０を往復動させる際に軸方向以外の力をスリーブ
６０に及ぼすことはなく、またスリーブ７０にも軸方向
以外の力が作用するおそれはないので、以上に述べた４
ポート絞り切換弁Ｖの作動に際してスリーブ６０及びス
プール７０にこじりが生じてバルブロック等を生ずるお
それはない。

以上の状態より舵取りハンドル１０を直進走行状態に戻
せば、制御ポート４７ａ，４７ｂに印加される制御圧が
互いに同一となるので、スプール７０はスプリング７６
ａ，７６ｂにより中立位置に復帰し、これにより４ポー
ト絞り切換弁Ｖは逆方向に作動するので第１作動室Ｃ１
内の作動流体の圧力は第２作動室Ｖ２内の圧力よりも低
くなり、従って作動ロッド５３は右方に移動し、中立位
置に復帰して停止する。

舵取りハンドル１０を左に回動した場合は、以上と逆の
作用により、後輪１５は左向に操舵される。

前輪動力舵取装置１２のパワーシリンダ１２ｄの両室に
供給される作動流体の差圧は、車速等が一定の場合には
前輪１３の操舵角に応じて増減するので、上記低速走行
状態においては、後輪１５の操舵角は前輪１３の操舵角
に応じた値となり、その操舵方向は前輪１３とは逆方向
となる。なお、前述の如く、後輪１５の操舵角は前輪１
３の操舵角よりも常に小である。

高速走行の場合は電磁絞り弁３１の開度は小となり、ま
た電磁切換弁３２は第１分配通路２５ａを第１制御通路
２８ａに接続し、第２分配通路２５ｂを第２制御通路２
８ｂに接続する点において低速走行の場合と相違する
が、その他の作動は低速走行の場合と全く同一である。
従って、後輪１５の操舵角は前輪１３の操舵角に応じた
値となるが、その操舵方向は前輪１３と同方向となる。
高速走行の場合には、低速走行の場合に比して後輪１５
の操舵角を小さくする必要があるので、前述の如く電磁
絞り弁３１の開度を減少させるものである。なお、車速
の増大に応じて、パワーシリンダによるアシスト力を減
少させる車速感応型の前輪動力舵取装置を用いる場合
は、電磁絞り弁３１の開度の制御特性は上述とは異なっ
たものとなり、場合によっては電磁絞り弁３１は不要と
なる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案による四輪操舵車両の後輪操舵装置の
一実施例を示し、第１図は要部の長手方向断面図、第２
図は関連する装置を含む全体説明図である。 符号の説明 １６・・・後輪操向リンク機構、４０・・・ハウジン
グ、４１・・・嵌合孔、４５・・・供給ポート、４６・
・・排出ポート、４７ａ，４７ｂ・・・制御ポート、５
０・・・シリンダ、５２・・・ピストン、５３・・・作
動ロッド、５３ａ・・・均一幅溝、６０・・・スリー
ブ、６３〜６６・・・ポート、６７・・・内孔、６９・
・・均一幅溝、７０・・・スプール、７６ａ，７６ｂ・
・・スプリング、８０ａ，８０ｂ・・・制御室，９０・
・・連動装置、９１・・・レバー、９２・・・支持ピ
ン、Ｃ１，Ｃ２・・・作動室、Ｖ・・・４ポート絞り切
換弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、このハウジング内に形成さ
   れたシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に嵌合され
   て同シリンダ内を２つの作動室に区画するピストンと、
   このピストンに同軸に固定され前記ハウジングより摺動
   自在に突出して後輪操向リンク機構に連結される作動ロ
   ッドを備えてなる四輪操舵車両の後輪操舵装置におい
   て、前記シリンダと平行に前記ハウジング内に形成され
   た嵌合孔と、この嵌合孔内に摺動自在に嵌挿され軸方向
   に間をおいて周壁に形成された４個のポートを有するス
   リーブと、このスリーブの内孔内に摺動自在に嵌合され
   同スリーブと協働して４ポート絞り切換弁を形成するス
   プールと、前記スリーブと作動ロッドの間に位置して此
   等と直交する支持ピンを介して前記ハウジングに枢支さ
   れ両端部がそれぞれ前記スリーブと作動ロッドの対向部
   に前記支持ピンと平行に形成された各均一幅溝に係合す
   るレバーを有する連動装置と、前記スプールと前記ハウ
   ジングの間に介装され同スプールをその軸線方向の中立
   位置に向けて弾性的に付勢するスプリングと、前記ハウ
   ジングに形成されて前記スリーブの２個のポートにそれ
   ぞれ連通する供給及び排出ポートと、前記ハウジングに
   形成されて前記スリーブの残る２個のポートをそれぞれ
   前記シリンダの両作動室に連通する２個の分配路と、前
   記ハウジングに形成されて前記スプールの両端部と同ハ
   ウジングの間に形成される一対の制御室にそれぞれ連通
   すると共に前輪の操舵に応じた差圧が導入される一対の
   制御ポートを備えたことを特徴とする四輪操舵車両の後
   輪操舵装置。