JPH0620711Y2 - 安全装置を備えた車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両の前後輪を共に転舵するようにした４輪操
舵装置、特に後輪転舵機構中の流体圧アクチユエータ及
びこの流体圧アクチユエータを制御するための制御弁手
段用の流体圧系統に如何なる態様で失陥が発生したとき
にも安全を確保する安全装置を備えた４輪操舵装置に関
する。

（従来技術） 従来、４輪操舵装置は種々な構成のものが提案されてい
るが、後輪転舵機構に流体圧アクチユエータを使用した
ものがある（例えば特開昭５９−１２８０５４号公報参
照）。これらのものは、流体圧系統に失陥が生じた時、
流体圧アクチユエータに力がなくなり後輪側などからの
外力により流体圧アクチユエータが動かされて、その結
果車両が動揺してしまうという問題がある。

（考案の目的） 従つて、本考案の目的は、流体圧系統に如何なる態様で
失陥が生じた時にも車両の動揺が生じないようにした安
全装置付きの４輪操舵装置を提供することにある。

（考案の構成） この目的を達成するために、本考案による４輪操舵装置
においては、後輪転舵機構の流体圧アクチユエータ用の
制御弁手段の正常作動時には制御弁手段により流体圧ア
クチユエータが正常に制御されるように両者を通常接続
状態に置き、これら両者に流体圧を供給するために流体
圧系統に失陥状態が発生したときには両者の接続を遮断
して流体圧アクチユエータを失陥状態発生時の状態にほ
ぼ保つ安全装置であつて、流体圧系統に徐々に失陥状態
が発生するときにも上記両者の接続を遮断するための補
助手段を含む安全装置が設けられている。

（実施例） 以下、実施例を説明する。

第１図において、１Ｒは右前輪、１Ｌは左前輪、２Ｒは
右後輪、２Ｌは左後輪であり、左右の前輪１Ｒ、１Ｌは
前輪転舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｒ、
２Ｌは後輪転舵機構Ｂにより連係されている。

前輪転舵機構Ａは、実施例では、それぞれ左右一対のナ
ツクルアーム３Ｒ、３Ｌおよびタイロツド４Ｒ、４Ｌ
と、該左右一対のタイロツド４Ｒ、４Ｌ同志を連結する
リレーロツド５と、パワーステアリング機構Ｃとから構
成されている。この前輪転舵機構Ａにはステアリング機
構Ｄが連係されており、このステアリング機構Ｄは、本
実施例ではパワーアシスト式とされている。すなわち、
次のようになつている。リレーロツド５にラツク６が形
成される一方、このラツク６と噛合うピニオン７が、シ
ヤフト８を介してハンドル９に連結されている。更に、
リレーロツド５には油圧アクチユエータ１０が付設さ
れ、そのシリンダ１０ａ内を２室１０ｂ、１０ｃに分け
るピストン１０ｄがリレーロツド５に一体化されてい
る。シリンダ１０ａ内の２室１０ｂ、１０ｃは、配管１
１、１２を介してシヤフト８に設けたコントロールバル
ブ１３に接続されている。このコントロールバルブ１３
には、不図示のエンジンにより駆動されるオイルポンプ
１４の吐出側に接続された分流弁１５より伸びる配管１
６、及び配管１７より分岐した配管１８が接続されてい
る。このようなパワーステアリング機構Ｃにより、ハン
ドル９の操作力が倍力（油圧アクチユエータ１０の室１
０ｂ或いは１０ｃに対してオイルを供給することによる
倍力）されてリレーロツド５に伝達される。これによ
り、ハンドル９を右に切るような操作をしたときには、
リレーロツド５がパワーアシストされて第１図左方に変
位して、ナツクルアーム３Ｒ、３Ｌがその回動中心３
Ｒ′、３Ｌ′を中心にして上記ハンドル９の操作変位量
つまりハンドル操舵角に応じた分だけ同図時計方向に転
舵される。同様に、ハンドル９を左に切る操作をしたと
きは、この操作変位量に応じて、左右前輪１Ｒ、１Ｌが
左へ転舵されることとなる。

後輪転舵機構Ｂも、前輪転舵機構Ａと同様に、それぞれ
左右一対のナツクルアーム２０Ｒ、２０Ｌおよびタイロ
ツド２１Ｒ、２１Ｌと、該タイロツド２１Ｒ、２１Ｌ同
志を連結するリレーロツド２２と、油圧式のパワーステ
アリング機構Ｅを備えた構成とされている。このパワー
ステアリング機構Ｅについて説明すると、リレーロツド
２２には油圧アクチユエータ２３が付設されて、そのシ
リンダ２３ａ内を２室２３ｂ、２３ｃに画成するピスト
ン２３ｄが、リレーロツド２２に一体化されている。次
に本願考案の安全装置につき以下に説明する。この安全
装置は、それぞれ後述するブロックバルブ２６、ソレノ
イド弁３０、絞り３３、３７、チエツク弁３４、配管３
５、３６とから構成されている。前記したシリンダ２３
ａ内の２室２３ｂ、２３ｃは、配管２４、２５を介して
安全弁を構成するブロツクバルブすなわち切換弁２６に
接続され、このブロツクバルブ２６は配管２７、２８を
介して制御弁手段を構成するコントロールバルブ２９に
接続されている。コントロールバルブ２９には、安全装
置の一部を構成するソレノイド弁３０より伸びる配管３
１、３２が接続されている。配管３１、３２には、夫
々、コントロールバルブ２９に入る手前に絞り３３とチ
エツク弁３４が設けられている。更に、配管３２はチエ
ツク弁３４の手前で分岐して配管３５を介してブロツク
バルブ２６に接続されると共に、配管３１は絞り３３の
手前で分岐して配管３６を介してブロツクバルブ２６に
接続されている。両配管３１、３２は、夫々絞り３３と
チエツク弁３４の手前において、絞り３７を介して相互
接続されている。

ソレノイド弁３０には、リザーバタンク４０より伸びる
前述の配管１７、及び分流弁１５より伸びる配管４１が
接続されている。上記コントロールバルブ２９は、パワ
ーステアリング機構Ｅの入力部材となる入力軸２９ａ、
及び入力軸２９ａに連結された出力部材となる出力軸２
９ｂを有する。

このようなパワーステアリング機構Ｅにあつては、上記
入力軸２９ａが所定の一方向へ動かされると、これに応
じて出力軸２９ｂが所定方向に動かされてリレーロツド
２２を例えば第１図左方向へ変位させ、これにより、ナ
ツクルアーム２０Ｒ、２０Ｌがその回動中心２０Ｒ′、
２０Ｌ′を中心にして第１図時計方向に回動して、後輪
２Ｒ、２Ｌが右へ転舵される。そして、この転舵の際、
入力軸２９ａの運動量に応じて、油圧アクチユエータ２
３の室２３ｃ内にはオイルが供給されて、上記リレーロ
ツド２２を駆動するのを補助する（倍力作用）。同様
に、入力軸２９ａを逆方向に動かしたときは、この運動
量に応じて、油圧アクチユエータ２３の倍力作用を受け
つつ（オイルは室２３ｂへ供給される）、後輪２Ｒ、２
Ｌが左へ転舵されることになる。

第１図中、２３ｅ、２３ｆは、リレーロツド２２をニー
トラル位置へ付勢しているリターンスプリングである。

ステアリング機構Ｄと後輪転舵機構Ｂとは、前輪転舵機
構Ａおよび転舵比変更装置Ｆを介して連係されている。
この転舵比変更装置Ｆからは、中間ロツド４２が前方へ
伸び、その前端部に取付けられたピニオン４３が、前輪
転舵機構Ａのリレーロツド５に形成したラツク４４と噛
合されている。また、転舵比変更装置Ｆとコントロール
バルブ２９とは上記入力軸２９ａを介して結合されてい
る。

本実施例の場合、転舵比変更装置Ｆは車速に応じて転舵
比を変更するものである。例えば、低速では後輪２Ｒ、
２Ｌを前輪１Ｒ、１Ｌとは逆方向に転舵し、所定値以上
の車速では同方向に転舵する。

この部分の構成を述べると、制御回路４５には、車速セ
ンサ４６からの車速信号と転舵比検出センサ４７からの
転舵比信号が入力され、両信号の比較結果に基づいて制
御回路４５から制御信号が転舵比変更装置Ｆに出力され
る。このように、フイードバツク制御を行ないつつ、車
速に応じて転舵比変更装置Ｆにおいて転舵比が設定され
ることになる。第１図中、４８にバツテリである。

上記制御回路４５とソレノイド弁３０とは電気的に接続
されており、後述するような機能を果たす。

ここで第２図乃至第５図を参照して、コントロールバル
ブ２９、ブロツクバルブ２６、ソレノイド弁３０及び油
圧アクチユエータ２３の部分について詳述する。第２図
に示す如く、コントロールバルブ２９は４方向オープン
タイプのもので、転舵比変更装置Ｆにより制御されて、
配管３１、３２と配管２７、２８間のつながり方を３段
階に切替える。ブロツクバルブ２６は４方向クローズド
タイプのもので、スプール２６ａはコイルバネ５０によ
り第２図左方、第３図右方に付勢されている。従つて、
配管３６内の油圧より配管３５内の油圧の方が高くな
り、配管３５内の油が円周溝２６ｂ、穴２６ｃを通つて
空間２６ｄ内に流れ込む場合にのみ（正常作動時）、ス
プール２６ａはコイルバネ５０の力に打ち勝つて第３図
左方に移動して第４図の状態になる。尚、空間２６ｄ
は、Ｏリング５１及び螺合されたプラグ５２により密封
されている。

第４図の位置では、配管２８は円周溝２６ｅを通つて配
管２５に連通され、配管２７は円周溝２６ｆを通つて配
管２４に連通されている為、油圧アクチユエータ２３の
室２３ｂ、２３ｃは夫々配管２８、２７に連通されてこ
の中に油が流れ正常な作動状態となる。すなわち、コン
トロールバルブ２９と油圧アクチユエータ２３とは、油
圧アクチユエータ２３が正常に制御されるような通常接
続状態にある。例えば、転舵比変更装置Ｆにより制御さ
れて、コントロールバルブ２９が第２図右側の状態に切
換つていれば、配管３２、２８、２５を介して油が油圧
アクチユエータ２３の左室２３ｂに流れ込んでピストン
２３ｄを右方に押してリレーロツド２２を右方に動か
し、後輪２Ｒ、２Ｌを第１図左方に転舵させる。コント
ロールバルブ２９が第２図中央の状態に切換れば、油圧
アクチユエータ２３の左右室２３ｂ、２３ｃは同圧とな
つてリターンスプリング２３ｅ、２３ｆの作用や後輪の
セルフアライメント作用により後輪２Ｒ、２Ｌはニユー
トラル位置に復帰しようとする。更に、コントロールバ
ルブ２９が第２図左側の状態に切換れば、油圧アクチユ
エータ２３の右室２３ｃに油が流れ込んで、後輪２Ｒ、
２Ｌを第１図右方に転舵させる。

次に、油圧系統に失陥が発生して油圧失陥状態となる
か、エンジンが止まつて油圧オフ状態となると、配管３
１、３２には油が流れていないためにコントロールバル
ブ２９や絞り３３によつて圧力降下が生ぜず、配管３
１、３２すなわち配管３５、３６は同圧となる。従つ
て、空間２６ｄと２６ｇは同圧となつてブロツクバルブ
２６のスプール２６ａには油圧差による軸力は発生せ
ず、コイルバネ５０で第３図右方に伸されているスプー
ル２６ａは同方向に動いて第３図の状態になる。この位
置では、配管２８、２５間及び配管２７、２４間は流路
が遮断されるために、油圧アクチユエータ２３の左右室
２３ｂ、２３ｃの油は夫々閉じ込められピストン２３ｄ
は固定される。こうして油圧アクチユエータ２３は失陥
状態発生時または油圧オフ時の状態にほぼ保たれる。こ
の場合、後輪２Ｒ、２Ｌがいずれかの方向に切られてい
て後輪側から外力がリレーロツド２２に加われば、油は
少しづつリークしてリターンスプリング２３ｅ、２３ｆ
の作用により後輪２Ｒ、２３Ｌは徐々にニユートラル位
置に戻ろうとする。

以上の作動は、ソレノイド弁３０の電磁コイル５５に電
流が流れていてコイルバネ５６の付勢力に抗してソレノ
イド弁３０が第２図の左側の状態である正常状態にもた
らされている場合のものである。すなわち、正常状態で
は配管４１と３２、及び配管１７と３１が分離状態で夫
々接続されていて、これはエンジンキーを回してオンに
した時に制御回路４５から電磁コイル５５に電流が流れ
て実現される。

これに対し、ソレノイド弁３０の第２図右側の状態すな
わち第５図に図示の４ポート開放状態は、コントロール
バルブ２９の制御に関係する電気的手段に電気的失陥が
起つたとき、例えばバツテリ４８からの電源ラインの切
断、車速センサ４６の故障、転舵比検出センサ４７の故
障、制御回路４５の故障、転舵比変更装置Ｆ内のステツ
ピングモータの故障などが起つたときに、これを制御回
路４５内の検出手段で判断させ電磁コイル５５への電流
をカツトすることで実現される。第５図に示すこの状態
では、配管１７、３１、３２、４１は円周溝３０ａ、油
路３０ｂ、円周溝３０ｃを介して相互に連通している。
また、スプール３０ｄの両側の空間３０ｅ、３０ｆは貫
通孔３０ｇによつて配管１７に連通しているので、ヒプ
ール３０ｄの両側の力は均衡し、コイルバネ５６の力で
スプール３０ｄは第５図左方に押し付けられている。

正常状態では、励磁された電磁コイル５５によりコア５
７は右方に押され、ロツド５８によつてスプール３０ｄ
がコイルバネ５６の力に抗して右方にスライドさせられ
る。この結果、油路３０ｂが閉じられて、高圧側の配管
４１、３２と低圧側の配管１７、３１が相互に分離され
る。

今、上記電気的失陥が起つたとすると、上述のようにソ
レノイド弁３０は４ポート開放状態となり、ポンプ１４
から吐出された油はソレノイド弁３０において戻り配管
１７の方にバイパスされる。このため、配管４１と１７
の油圧はほぼ同じになり、従つてブロツクバルブ２６に
接続された配管３５と３６の油圧もほぼ同じになつて、
前述した油圧系統に失陥が発生して起つた油圧失陥状態
と同様な状態が生じる。よつて、前記の油圧失陥状態の
場合と同じことになつて、最終的に油圧アクチユエータ
２３が電気的失陥発生時の状態にほぼ保たれる。

このように、本実施例においては油圧系統自体に失陥が
生じても、またコントロールバルブ２９の制御に関係す
る電気系統に失陥が生じてもブロツクバルブ２６が第３
図に図示の閉鎖状態となり、車両の動揺が防止される。

次に、本考案の主要要素である補助手段を構成するチエ
ツク弁３４と固定絞り３７の働きを説明する。

油圧失陥が徐々に起る場合には、供給側の配管４１、３
２の油が急激に抜けることはなく、従つて、もしチエツ
ク弁３４がないと、この際に油圧アクチユエータ２３の
中のリターンスプリング２３ｅ、２３ｆによりピストン
２３ｄが中立位置に戻ろうとして油がブロツクバルブ２
６及びコントロールバルブ２９を通つて逆流するため配
管４１、３２内の圧力は仲々降下しない。よつて、ブロ
ツクバルブ２６に加わる圧力も、配管３５の方が配管３
６より高い状態が続き、ブロツクバルブ２６と閉鎖状態
に至らないままとなる。

この不具合をなくすために、チエツク弁３４と固定絞り
３７（具体的には第３図と第４図に示すブロツクバルブ
２６のスプール２６ａに設けた非常に小さい孔）を設け
て、油圧アクチユエータ２３からの逆流をチエツク弁３
４で防ぐ一方、高圧側の配管３２の油を絞り３７から低
圧側の配管３１に逃がすことにより、油圧失陥が徐々に
起る場合にも配管３１と３１、即ち配管３５と３６の圧
力がほぼ同じになるようにしている。これにより、ブロ
ツクバルブ２６はバネ５０の力で第３図に図示の閉鎖状
態となる。

このようにして、如何なる態様で油圧失陥状態が起つて
も、確実に車両の動揺が防止される。

（考案の効果） 以上の如く、本考案によれば、後輪転舵機構に流体圧ア
クチユエータが用いられていても、ブロツクバルブの如
き手段に加えてチエツク弁と固定絞りの如き補助手段を
もつて安全装置を構成しているので、如何なる態様で流
体圧失陥状態が発生しても流体圧アクチユエータの各室
は密閉されて外力に対して充分ふんばりを持つに至り、
車両の動揺が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を装備した車両の概略平面
図、第２図は、第１図の主要部分の拡大図、第３図と第
４図はブロツクバルブの作動を説明するための図、第５
図はソレノイド弁の作動を説明するための図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ａ……前輪転舵機構 Ｄ……ステアリング機構 ２３……流体圧アクチユエータ Ｂ……後輪転舵機構 ２９，Ｆ……制御弁手段 ２６，３０，３３〜３７……安全装置 ３４，３７……補助手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 古谷 茂樹 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)考案者 竹間 勇 群馬県前橋市高花台２丁目５番地の８ (72)考案者 島田 悟 群馬県前橋市大友町１丁目１番地の17 (72)考案者 恵田 広 群馬県前橋市駒形町1612番地の10 (56)参考文献 特開 昭60−169369（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪転舵装置と、 該前輪転舵装置に連係されたステアリング機構と、 後輪転舵力を生みだす流体圧アクチュエータを含む後輪
   転舵機構と、 少なくともハンドル操舵角に応じて流体圧アクチュエー
   タを制御するための制御弁手段と、 流体タンクと、 該流体タンクから該制御弁手段を経て該流体圧アクチュ
   エータに流体を供給するための高圧配管と、該流体圧ア
   クチュエータから該制御弁手段を経て該流体タンクへと
   流体を戻すための低圧配管とからなる流体圧系統と、 前記流体タンクと前記制御弁手段との間の高圧配管に設
   けられ、前記流体タンクから前記流体圧アクチュエータ
   への流体の流れは許容するが、その逆方向の流れは阻止
   するチェック弁と、 前記流体タンクと前記制御弁手段との間における前記高
   圧配管と前記低圧配管とを連通するが、前記高圧配管か
   ら前記低圧配管へ流れる流体を、通常作動時における前
   記流体圧アクチュエータの機能を妨げない程度に制限す
   る絞りと、 前記流体タンクと前記チェック弁との間の該高圧配管内
   の流体圧が、該低圧配管内の流体圧とほぼ同じになった
   ことに応動して、該流体タンクと該流体アクチュエータ
   間の接続を断つ安全弁とからなっており、 流体圧失陥が徐々に生じたときに、前記チェック弁は、
   前記流体圧アクチュエータからの逆流を防ぐことによ
   り、前記高圧配管内の流体圧の低下を促進させ、前記絞
   りは、前記高圧配管から前記低圧配管への流体の流れを
   許容することにより、該高圧配管内の流体圧と該低圧配
   管内の流体圧とを同じ水準に近付ける車両の４輪操舵装
   置。