JPH0714120Y2 - 四輪操舵車の後輪転舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、舵取操作に応じて後輪を前輪と共に逆位相ま
たは同位相に転舵させるようにした四輪操舵車における
後輪転舵装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

たとえば低速走行時に前、後輪の転舵方向を逆位相とし
車輌の旋回半径を小さくして小回り性能を向上させた
り、高速走行時に前、後輪の転舵方向を同位相とし車輌
の走行安定性を向上させるようにした四輪操舵車が注目
されている。このような四輪操舵車における後輪転舵装
置としては、たとえば特開昭59−26364号公報等に示さ
れる機械式によるもの、特開昭59−81261号公報等に示
される油圧式によるもの、さらに特開昭61−202977号公
報等に示される電気式によるもの等、従来から種々の構
成が提案されていた。すなわち、前輪側での転舵角に応
じて後輪側を転舵させるために、前、後輪側を転舵力伝
達ロッド等で機械的に連結したり、前輪側での転舵角を
検出しこれにより油圧または電気信号で後輪側の油圧式
動力舵取装置を駆動したり、あるいは前輪側での転舵角
を電気信号として後輪側の電動式動力舵取装置の電動モ
ータに伝達したりする構成であった。特に、このような
構成装置において後輪を電動式動力舵取装置で転舵制御
する電気式装置では、その駆動源である電動モータを、
車速や前輪操舵角等を始めとする車輌の各種走行条件等
に応じて後輪を所要の方向（逆位相または同位相）に適
切かつ確実に転舵制御し得るとともに、装置構成が簡単
で小型化等が可能で、また他の形式のような連結ロッド
や油圧配管等が不要で取付け上での自由度が大きくしか
もコスト的にも優れている等の利点をもつものであっ
た。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上述した構成による後輪転舵装置において、
後輪を前輪側の転舵動作に応じて逆位相または同位相に
転舵させるにあたってフェイル面から若干の問題を生じ
ている。すなわち、後輪の逆位相転舵時と同位相転舵時
との間では、その最大転舵角が異なっている（一般には
同位相転舵時の方が小さい）ものであり、後輪を転舵可
能に支持する舵取リンク系は、少なくとも大きい方の転
舵動作が可能となるような機構構成とされている。そし
て、これら逆位相、同位相での転舵角制御は、後輪転舵
装置の転舵力発生手段、たとえばオイルポンプや油圧制
御弁、あるいは電動モータや制御回路などを、前輪側の
転舵角や車輌の各種走行条件等に応じて制御することで
行なうことが一般的であった。しかしながら、このよう
な構成によれば、上述した転舵角制御を行なう各機構部
において故障や誤動作等が生じた場合に、後輪が要求さ
れている最大転舵角よりも大きく転舵される等といった
問題を招いてしまう虞れがあり、何らかの配慮を必要と
するものであった。勿論、この種の後輪転舵装置におい
ては、各種制御系等の故障時などにおけるフェイルセー
フとして、後輪転舵系を中立位置に復帰させてその不転
舵状態を維持し前輪のみの二輪操舵とするためのセンタ
リングスプリング機構等が設けられているが、後輪転舵
時などにおいて特に前述したように高速走行時における
同位相転舵時にように小さい転舵角を要求される転舵動
作時にその最大転舵角以上に転舵することを防止するう
えでは確実性に欠けるもので、このような問題点も一掃
し得る何らかの対策を講じることが望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本考案に係る四輪操舵車
の後輪転舵装置は、車輌走行条件により前輪側と逆位相
または同位相に転舵される後輪の転舵動作のうち転舵角
が小さい方のストローク範囲内で、後輪側舵取リンク系
の動きを機械的に拘束する車輌の所定車速以上での走行
時におけるフェールセーフとしてのストッパ機構を備
え、このストッパ機構を、後輪側舵取リンク系を構成す
る後輪転舵ロッドの一部に前記転舵角が小さい方のスト
ロークに応じた軸線方向長さをもって凹設した係合溝
と、この係合溝内に前記車輌の所定車速以上での走行時
に係入されることにより後輪側舵取リンク系の動きを前
記転舵角が小さい方のストローク範囲内で拘束する係合
部材とから構成したものである。

〔作用〕

本考案によれば、後輪側舵取リンク系の動きを、このリ
ンク系を構成する後輪転舵ロッドに凹設した係合溝とこ
れに選択的に係入される係合部材とによって所要ストロ
ーク範囲内のみで機械的に拘束する車輌の所定車速以上
の走行時におけるストッパ機構によって、車輌の高速走
行時等であって、後輪転舵角が小さい方での転舵動作時
に、各種制御機構等が故障や誤動作（フェイル時）を生
じたとしても、車輌の走行安定性を確保し誤動作に対す
る安全性を高めることができる。

〔実施例〕

第１図ないし第３図は本考案に係る四輪操舵車の後輪転
舵装置の一実施例を示すものであり、これらの図におい
て本実施例では後輪転舵力発生源として電動モータ11を
用いてなるラックピニオン型の電気式動力舵取装置10を
採用した場合を説明する。

これらの図において全体を符号１で示す後輪転舵装置
は、図示しない左、右後輪間に横架された後輪側舵取リ
ンク機構を構成する後輪転舵ロッドとしてのラック２
と、その両端にボールジョイント部3a,3aを介して連結
され左、右後輪側に後輪転舵力を伝達するためのインナ
タイロッド3,3と、前記電気式動力舵取装置10の装置ボ
ディ4aおよびその一側に一体的に連設された筒状ハウジ
ング4bからなり図示しない車体側に取付ブラケット4c,4
d等を介して固定されるステアリングボデイ４と、この
ボディ４側方に略々平行して配設され前記装置ボディ4a
側に取付け固定され前記ラック２に後輪転舵力を与える
電動モータ11等を備えている。また、５は前記ラック２
上に形成されたラック歯2aに噛合するピニオン5aを有し
装置ボディ4a内で回転自在に軸支されてなるピニオン軸
（第３図参照）で、このピニオン軸５上には、前記モー
タ11のモータ軸11a上に設けられた小歯車６と噛合し減
速歯車機構としても機能するハイポイドギヤ等による被
伝達歯車７が設けられ、モータ11からの回転駆動力でラ
ック２等を左右方向に適宜スライド移動させ得るように
構成されている。

なお、第１図中3b,3bはボデイ４両端部とタイロッド3,3
間に付設された蛇腹状ブーツ、8,8は第３図からも明ら
かなように前記ピニオン軸５の両端側に配設されＤカッ
ト軸8a,8aを介して軸回転を後輪転舵角として検出する
一対の操舵角センサで、その一方が主センサとして機能
するとともに、他方がその出力信号を確認する副センサ
として機能し、モータ11を始めとする各種電気系の制御
部品等を監視するような構成となっている。さらに、第
３図中4eはボディ4aの開口端を閉塞する蓋体で、前記ピ
ニオン軸５は装置ボディ4aおよびこの蓋体4eに対して三
個の軸受5b,5c,5dで回転可能に支持されている。また、
９はステアリングボディ４を構成する筒状ハウジング4b
内で後輪側に連結されるラック２を常に中立位置に復帰
させるように付勢するセンタリングスプリングである。

さらに、図示は省略したが、電気式動力舵取装置10の電
動モータ11は、舵取操作による前輪側の転舵方向、転舵
角を始め車速等の各種走行条件が入力されかつ前記後輪
側の転舵角センサ８からのフィードバック信号等も入力
されるコントローラからの制御信号に応じて適宜回転駆
動されることは言うまでもない。

さて、本考案によれば、上述したような構成による四輪
操舵車の後輪転舵装置１において、車輌の各種走行条件
により前輪側と逆位相または同位相に転舵される後輪の
転舵動作のうち転舵角が小さい方（本実施例では高速走
行時の走行安定性を高める同位相操舵時）のストローク
Ｓで、後輪側舵取リンク系の動きを機械的に拘束する車
輌の所定車速以上での走行時におけるフェイルセーフと
してのストッパ機構20を、後輪転舵ロッドであるラック
２に軸線方向に沿って凹設した長溝状の係合溝21と、こ
れに直交する方向から係入される係合部材である係合ピ
ン22、さらにこの係合ピン22を係脱可能に駆動する電磁
ソレノイド23によって構成したところを特徴としてい
る。たとえば、乗用車では、一般に、車速が約40Km/h以
下の低速走行時においては最大転舵角が約５°程度の逆
位相転舵を行なうように構成され、一方車輌の所定車速
以上での走行時、たとえば40Km/h以上の高速走行時には
最大転舵角が約１°程度の同位相転舵を行なうように構
成され、転舵角が大きい逆位相転舵時に比べて1/6〜1/4
程度の大きさでの転舵角である。そして、この同位相転
舵時つまり高速走行時において、後輪が上述した１°以
上転舵することは、高速走行時における操縦性の安定性
が損なわれる虞れがあり、このような場合に後輪側の転
舵角を制限し得る機構を転舵角が小さい同位相転舵であ
る高速走行時のフェイルセーフとして設けることが必要
とされている。

このため、本実施例によれば、上述した構成による後輪
転舵装置１において、第１図および第２図から明らかな
ように、後輪を転舵させる舵取リンク系を構成するラッ
ク２の一部（図中右端側）に軸線方向に所要の長さを有
する長溝状の係合溝21を凹設し、かつこの係合溝21内に
直交する方向から係入されて該ラック２の動きを所定の
ストロークＳ内に規制する係合ピン22を、装置ボディ4a
の下側に一体的に設けた電磁ソレノイド23で係脱可能に
設けることで、前記ストッパ機構20を構成するようにし
ている。ここで、このソレノイド23としては、第２図か
ら明らかなように、その出力ロッド23aが前記係合ピン2
2側にピン結合で連結されるとともに、非通電時にはス
プリング24により係合ピン22側に付勢されるプランジャ
25を備えてなる構成のものを用いている。そして、この
ソレノイド23の非通電時には、前記係合ピン22をスプリ
ング24の付勢力でラック２側に突出させた状態とし、ラ
ック２側の係合溝21内に係入させてラック２の動きを、
該係合溝21内で許容された可動範囲内でのみ移動可能な
状態とし、かつ通電時には励磁コイル26で生じる磁気吸
引力でプランジャ25をコア27に吸引させ、係合ピン22を
溝内から引抜いてラック２側から離脱させラック２を自
由にスライド移動させ得る解除状態とするように構成し
ている。なお、上述した係合ピン22と出力ロッド23aと
は相対的な動きが許容できるようにピンで連結され、加
工誤差等を吸収するとともにピン22の外力による動きが
ソレノイド23側に影響しないように構成している。

このような構成において、低速走行状態での逆位相転舵
時にはソレノイド23を通電状態とし、係合ピン22をラッ
ク２側の係合溝22から引抜いて、ラック２および後輪の
動きを後述する逆位相用のストッパ機構の範囲内で許容
するとともに、車輌の所定車速以上での走行時、つまり
高速走行状態での同位相転舵時にはソレノイド23を非通
電状態とし、係合ピン22をスプリング24の付勢力で係合
溝21内に係入させ、この係合溝21と係合ピン22との間に
生じるラック軸線方向への間隙によるストローク分だけ
ラック２の動きを許容しかつそれ以上の動きを機械的に
ロックし得るものである。したがって、このようなスト
ッパ機構20によれば、同位相転舵時において各種制御機
構等に故障等が生じたとしても、後輪側を必要以上に転
舵させることを簡単かつ確実に防止し、車輌操縦性の安
定性を確保し安全性を高めるうえで効果を発揮し得る。

ここで、上述したラック２にはセンタリングスプリング
９により常時中立位置への付勢力が作用しており、かつ
これに係合ピン22の係合溝21への係止力が加わること
で、後輪の接地面からの反力等を適切に吸収し得るもの
である。さらに、ストッパ機構20を構成するラック２ロ
ック用の係合ピン22を、ラック２に対し直交する方向か
ら係入するように構成しており、しかもその係入はスプ
リング24による付勢力で行ない、係合ピン22を引抜くた
めの力だけをソレノイド23で得ているため、ソレノイド
23として小型かつ簡易型のものを用いることが可能とな
る。

ここで、上述した実施例では、第１図に示すように、ラ
ック２のステアリングボディ４両端から突出する部分
に、逆位相転舵時の最大転舵角を許容した状態で、板材
を折曲げてリング状に形成してなる車輌の所定車速以下
での走行時、つまり低速走行時での逆位相転舵時におけ
るストッパ部材30を設け、かつこのストッパ部材30をボ
ディ４両端側の係止段部31に対し選択的に係止させるこ
とにより、ラック２の動きを逆位相転舵時における最大
転舵角に対応するストロークＷ内で拘束するように構成
した場合を示している。このような構成によれば、逆位
相転舵時側における後輪の転舵状態をも簡単かつ確実に
拘束できるもので、前述した同位相転舵時のストッパ機
構20と併用して効果を発揮でき、また後輪側の支持系や
リンク系の他の個所にこの種のストッパ機構を付設する
場合に比べて構成が簡単でコスト的に安価である等の利
点もある。

なお、本考案は上述した実施例構造に限定されず、後輪
転舵装置１各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえば上述した実施例では、後輪
の逆位相、同位相転舵時において同位相側の転舵角が小
さい場合を説明したが、その仕様によっては逆位相側が
小さい場合もあるもので、いずれか小さい転舵角側に合
わせて車輌の所定車速以下での走行時、つまり高速走行
時での同位相転舵時におけるストッパ部材30を設けると
よいものである。

さらに、前述した実施例では、本考案を特徴づけるスト
ッパ機構20を、ステアリングボディ４内で後輪転舵ッド
であるラック２の端部寄り部分に設けた場合を説明した
が、本考案はこれに限定されず、第４図に示すようにラ
ック２のピニオン側との噛合位置よりも中央寄り部分に
設けるようにしてもよく、しかも係合溝21としても、楕
円形状等による長溝に限定されず、係合ピン22よりも大
きい単純な円形孔で構成してもよいことは勿論である。

また、後輪を転舵させる後輪転舵系としてラックピニオ
ン型の電気式動力舵取装置10を例示したが、本考案はこ
れに限定されず、後輪転舵力を発生させ得る構成であれ
ば油圧シリンダ等を始めとして適宜のアクチュエータが
考えられるもので、たとえば第５図に示すような構成に
よる油圧式動力舵取装置を備えた後輪転舵装置であって
も適用して効果を発揮し得るものである。要は、後輪側
が舵取リンク機構で転舵可能に支持されている装置であ
ればよく、さらにその配設位置等も実施例構造に限定さ
れず、後輪側舵取リンク系を構成する後輪転舵ロツドの
適宜の位置でその動きを所定ストローク範囲内に拘束し
得る位置であればよい。ここで、この第５図中40は左、
右後輪、41は左、右ナックルアーム、42は油圧シリン
ダ、43はその流路切換制御弁、44は後輪転舵角センサ等
で、それ以外の構成等は容易に理解されよう。また、こ
の実施例では係合溝21を環状溝で構成している。

さらに、上述した各実施例では、本考案を特徴づけるス
トッパ機構20を、ソレノイド23で駆動される係合ピン22
とラック２側の係合溝21とで構成した場合を示している
が、本考案はこれに限定されず、適宜の駆動手段でラッ
ク２等といった後輪側の舵取リンク系を構成する後輪転
舵ロッドの動きを所定ストローク範囲内で拘束し得る構
成であればよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係る四輪操舵車の後輪転舵
装置によれば、車輌走行条件により前輪側と逆位相また
は同位相に転舵される後輪の転舵動作のうち転舵角が小
さい方（たとえば高速走行時における同位相転舵時等）
のストローク範囲内で、後輪側舵取リンク系の動きを機
械的に拘束する車輌の所定車速以上での走行時（つまり
高速走行時）におけるフェールセータとしてのストッパ
機構を、後輪側舵取リンク系を構成する後輪転舵ロッド
の一部に前記転舵角が小さい方のストロークに応じた軸
線方向長さをもって凹設した係合溝と、この係合溝内に
車輌の所定車速以上での走行時に係入されることで後輪
側舵取リンク系の動きを前記転舵角が小さい方のストロ
ーク範囲内で拘束する係合部材とから構成するようにし
たので、簡単かつ安価な構成であるにもかかわらず、以
下のような実用上種々優れた効果を奏する。

すなわち、本考案によれば、車輌の所定車速以上の走行
時であって、後輪転舵角の小さい方での転舵動作時に、
仮に誤動作等を生じたとしても、車輌の所定車速以上で
の走行時におけるストッパ機構の存在によって、その作
動最大転舵角以上に後輪が転舵されるといった問題は生
じない。

したがって、本考案によれば、所定車速以上での走行時
において、後輪を小さい転舵角で転舵したりする際にお
ける車輌操縦性の安定性を適切かつ確実に確保し、誤動
作等に対する安全性を高めることができる。

特に、本考案によれば、車輌の所定車速以上での走行時
におけるフェールセーフであるストッパ機構が、後輪転
舵ロッドに凹設した係合溝とこれに係合する係合部材と
で構成され、後輪転舵ロッドを、機械的に確実にロック
し得るため、後輪側舵取リンク系の動きを所定ストロー
ク範囲内で確実に拘束することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案に係る四輪操舵車の後輪転
舵装置の一実施例を示す要部を断面した概略平面図およ
び概略正面図、第３図は第１図におけるIII−III線断面
図、第４図および第５図は本考案の別の実施例をそれぞ
れ示す要部を断面した概略平面図である。 １……後輪転舵装置、２……ラック、４……ステアリン
グボディ、５……ピニオン軸、６……小歯車、７……被
伝達歯車（ハイポイドギヤ）、８……操舵角センサ、９
……センタリングスプリング、10……電気式動力舵取装
置、11……電動モータ、20……ストッパ機構、21……係
合溝、22……係合ピン、23……電磁ソレノイド、24……
スプリング、40……後輪、42……油圧シリンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】後輪を車輌走行条件に応じて前輪側に対し
   逆位相または同位相に転舵可能に構成してなる四輪操舵
   車の後輪転舵装置において、 車輌の所定車速以上での走行時に、前記後輪の逆位相、
   同位相による転舵動作のうち転舵角が小さい方のストロ
   ーク範囲内で、後輪側舵取リンク系の動きを拘束するた
   めのストッパ機構を備え、 このストッパ機構は、前記後輪側舵取リンク系を構成す
   る後輪転舵ロッドの一部に前記転舵角が小さい方のスト
   ロークに応じた軸線方向長さをもって凹設された係合溝
   と、この係合溝内に前記車輌の所定車速以上での走行時
   に係入されることにより前記後輪側舵取リンク系の動き
   を前記転舵角が小さい方のストローク範囲内で拘束する
   係合部材とから構成されていることを特徴とする四輪操
   舵車の後輪転舵装置。