JPH0732337Y2 - 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〉 本考案は前輪のみでなく後輪の操舵をも低コスト且つ簡
便に実現し得る乗用自動車等における４輪操舵置に関す
る。

〈従来の技術〉 車軸を２本備えた一般的な車両においては、通常、いず
れか一方の車軸に取付けられる車輪を操舵することで、
その進行方向を任意に選択できるようにしている。

また、近年、旋回時や高速走行の際の進路変更時におけ
る走行性能向上、快適な運転などを目的として、全ての
車輪を操舵できるようにした４輪操舵装置が実現される
こととなった。

現在知られているこの種の４輪操舵装置はいずれも前輪
の操舵と後輪の操舵とを関連付けて機械的或いは電気的
に制御するものである。すなわち、前輪の操舵方向と後
輪の操舵方向を同じにする同位相操舵と前輪の操舵方向
と後輪の操舵方向を逆にする逆位相操舵とを車両の走行
状態、例えば、連速に応じて切り換えるもの、あるいは
上記の操舵のいずれか一方のみを行うものがあった。

このような従来の４輪操舵装置の一例の概念を表すもの
を第６図に示す。この第６図に示す装置はステアリング
ホイール10を回転しシリンダロッド５によりタイロッド
６を介して前輪１を操舵すると、この操舵に伴い作動油
で機械的に後輪２を操舵するというものであり、以下、
具体的に説明する。

第６図に示す車両のステアリングホイール10には操舵力
補助のためのパワーシリンダ７を有すると共にこのパワ
ーシリンダ７への送油を切換えるための図示しない切換
弁を内蔵したステアリングギアリンケージ９が連結され
ており、前記切換弁は第６図上、上側に位置するオイル
ポンプ11a,オイルリザーバ12aに対し一対の配管30aを介
して接続されると共にオイルポンプ11a,パワーシリンダ
７への送油方向を制御している。また、パワーシリンダ
７には後輪操舵用のパワーシリンダ15の作動を内部のス
プール13aで制御するコントロールバルブ13が一対の配
管30を介して接続されており、コントロールバルブ13に
は第６図上、中程に位置してオイルポンプ11aと共に図
示しない機関で駆動されるオイルポンプ11b及びオイル
リザーバ12bが接続されている。パワーシリンダ15には
後輪２を支持するトレーリングアーム３に連結され且つ
摺動により後輪２を操舵するリアシリンダロッド４が貫
通支持されている。

従って、ステアリングホイール10を操作してパワーシリ
ンダ７のピストンロッドであるシリンダロッド５を第６
図中、左右方向に移動させると、切換弁が開き配管30a
からの作動油をパワーシリンダ７に供給することとな
り、この結果、シリンダロッド５の駆動力が増強されタ
イロッド６を介して前輪の操舵が行われる。そして、前
輪１の操舵力が一定以上になると、配管30を介してコン
トロールバルブ13のスプール13aを変位させる結果、オ
イルポンプ11bからの作動油がパワーシリンダ15内に供
給され、操舵力が発揮されると共に後輪２が操舵される
ようになっている。

〈考案が解決しようとする課題〉 第６図に示すような構造においては、前輪１を操舵する
ためのステアリングギアリンケージ９に取付けられたパ
ワーシリンダ７が作動し、これに伴いパワーシリンダ７
に配管30を介し接続されたコントロールバルブ13に接続
されたパワーシリンダ15のリヤシリンダロッド４が摺動
変位すると共に操舵力を発揮し、トレーリングアーム３
を介して後輪２を操舵するという複雑な油圧回路を必要
としていた。

従って、従来構造による４輪操舵装置では車両への４輪
操舵装置の取付け作業のための労力が大きく製造コスト
が過大となると共に、修理点検等の際の労力も大きいと
いう課題を有しており、さらに、構造が複雑であるため
車両重量が増大して燃料消費等の経済性が悪化するとい
う課題をも有していた。

〈課題を解決するための手段〉 本考案による４輪操舵装置は、前輪を操舵する部材と後
輪を操舵する部材とを有する４輪操舵装置において、一
端が前記後輪を操舵する部材に連結されて前輪に対する
操舵量を後輪側に伝達し得るプッシュプルワイヤと、車
体に保持され且つこのプッシュプルワイヤが摺動自在に
貫通するアウタケーブルと、前記プッシュプルワイヤの
他端に連結されて無負荷状態では中立状態を維持し且つ
負荷方向に摺動するロッドを具備するシリンダと、両端
がそれぞれ前記前輪を操舵する部材と前記シリンダのロ
ッドとに連結され且つ車両の直進状態ではたるみが発す
る長さを有すると共に前記直進状態において前記両端間
の距離が最短となるように配置されたワイヤとを具備し
たことを特徴とする。

〈作用〉 前輪が操舵されない直進状態ではワイヤがたるみ状態と
なると共に各端間の距離が最短となってロッドはシリン
ダの中立状態に位置し、後輪を操舵しない状態となる。

また、前輪を操舵する部材をワイヤのたるみを有してい
る範囲内で摺動すると、前輪は操舵されるものの、前輪
を操舵する部材にワイヤ及びロッドを介して一端の連結
されたプッシュプルワイヤはワイヤのたるみにより摺動
変位が吸収されアウタケーブルに対して摺動しない。従
って、同様に後輪は操舵されない。

これに対して、前輪を操舵する部材をワイヤのたるみに
より摺動を吸収し得る範囲以上に摺動すると、前輪が操
舵されると共にワイヤの張力によりロッドが押圧若しく
は引戻されるため、ロッドを介してプッシュプルワイヤ
はアウタケーブルに対して摺動する。

従って、プッシュプルワイヤの他端に連結された後輪を
操舵する部材に前輪を操舵する部材の摺動変位及び力が
伝達されて、後輪が操舵される。

〈実施例〉 本考案に係る４輪操舵装置の一実施例を第１図から第５
図に基づき説明する。尚、従来技術と同一部材には同一
符号を付して重複した説明は省略する。

左右一対の前輪１はそれぞれ左右一対のタイロッド６を
介してパワーステアリング装置のシリンダロッド５に連
結されており、パワーシリンダ７を貫通するシリンダロ
ッド５の一部にはステアリングギアリンケージ９内でス
テアリングホイール10と一体回転する図示しないピニオ
ンと噛み合う図示しないラックが形成されている。従っ
て、操舵のためステアリングホイール10のピニオンが回
転し、これと噛み合うラックを形成したシリンダロッド
が第１図上、左右方向に摺動移動する。この結果、タイ
ロッド６に介して前輪１が操舵される。

また、ステアリングギアリンケージ９にはパワーシリン
ダ７に対してオイルポンプ11aからの作動油の注入方向
を切換える図示しない切換弁が内蔵されており、ステア
リングホイール10の回転によって、オイルポンプ11aを
介し送油された作動油がパワーシリンダ７内に位置する
シリンダロッド５のピストン7aを操舵する方向に押圧す
るため、シリンダロッド５はステアリングホイール10に
加えられた回転力と共に作動油による押圧力により左若
しくは右に摺動し、前輪１が操舵されることとなる。

以上より、ステアリングホイール10の回転がシリンダロ
ッド５に伝達され、シリンダロッド５の摺動によりタイ
ロッド６を介して左右一対の前輪１が操舵されるような
機構から成る前輪を操舵する部材が構成されている。

また、第２図は車両の直進状態におけるシリンダロッド
５の周辺部を示しており、この図に示すようにシリンダ
ロッド５とタイロッド６とは一端側がタイロッド６を回
動自在に支持し且つ他端側がシリンダロッド６にねじ込
まれたボールジョイント40を介して連結されている。こ
のボールジョイント40にはには可撓性を有し且つ引張力
を伝達しうると共に車両の直進状態においてはたるんだ
状態のワイヤ54の一端がコネクタ40aを介して締結され
ている。

さらに、パワーシリンダ７の側方には、シリンダロッド
５の摺動方向とほぼ平行な方向に往復動自在の摺動ロッ
ド51を有する中立シリンダ50が設置されている。この中
立シリンダ50内には摺動ロッド51に形成されたピストン
53を当該中立シリンダ50の中央部に付勢する一対の圧縮
コイルばね52a,52bが設けられている。また摺動ロッド5
1の一端にはワイヤ54の他端が連結されており、中立シ
リンダ50の設置位置は第２図の状態、すなわち車両の直
進状態におけるコネクタ40aと摺動ロッド51の一端との
間の距離が最短となるように設定されている。

一方、摺動ロッド51の他端側にはプッシュプルワイヤ8a
の一端へ摺動ロッド51の軸方向の変位及び力を伝達する
ための連結具51aが取付けられている。

以上より、前輪１の左右への操舵量が微小であり、ワイ
ヤ54にたるみを有している範囲内のシリンダロッド５の
摺動では、シリンダロッド５の摺動がワイヤ54のたるみ
により吸収されるため、摺動が摺動ロッド51へ伝達され
ず、プッシュプルワイヤ8aもアウタケーブル8b内を摺動
しないこととなる。従って、この状態では後輪２が操舵
されず、一定範囲の不感帯域を有することとなる。

すなわち、摺動ロッド51に対してワイヤ54による引張力
の加わらない状態においては、ピストン53がコイルスプ
リング52a,52bのつり合いによる中立状態を維持する
が、ワイヤ54のたるみにより吸収し得る以上にシリンダ
ロッド５が摺動すると、ワイヤ54に張力が発生し、シリ
ンダロッド５に沿って摺動ロッド51が摺動することとな
る。この結果、連結具51aを介してこの摺動がプッシュ
プルワイヤ8aに伝達される。

例えば、シリンダロッド５がワイヤ54に張力を発生する
以上に摺動し第２図上、右側へ移動すると、ワイヤ54及
び中立シリンダ50内をばね力に抗して移動する摺動ロッ
ド51を介してプッシュプルワイヤ8aの一端側が第３図に
示すごとく、アウタケーブル8bに押し込まれるように摺
動する。また、シリンダロッド５が第２図上、左側へ移
動すると、ワイヤ54及び中央シリンダ50内をばね力に抗
して移動する摺動ロッド51を介してプッシュプルワイヤ
8aの一端側が第４図に示すごとくアウタケーブル8bから
引き出されるように摺動する。従って、第３図、第４図
に示した状態ではそれぞれシリンダロッド５の変位及び
力がワイヤ54、摺動ロッドを介してプッシュプルワイヤ
8aに伝達されることとなる。

このプッシュプルワイヤ8aは可撓性を有する円筒状のア
ウタケーブル8bの内周側を摺動自在に貫通して設置され
ており、アウタケーブル8bは本実施例においてはパワー
シリンダ７に固定具55を介して一端側が固定支持される
と共に図示しない車体に一定間隔で図示しない固定具を
介して固定支持されながら後輪２側へ伸びている。

一方、左右一対の後輪２にはそれぞれトレーリングアー
ム３とアッパアーム31a及びロアアーム31bとが連結され
ている。トレーリングアーム３には連結ピン3cを介しコ
ネクティングロッド3bが回動自在に接続し、これらコネ
クティングロッド3b及びアッパアーム31a及びロアアー
ム31bが車体のクロスメンバ33に連結されている。ま
た、トレーリングアーム３にはセンタリングピストン4a
を中央部に形成し且つ後輪を操舵する部材の一部を形成
するリアシリンダロッド４の両端部が連結されており、
リアシリンダロッド４の左右移動により後輪２が操舵さ
れるようになっている。

さらに、前記センタリングピストン4aを摺動自在に収納
するアクチュエータ14にはセンタリングピストン4aをア
クチュエータ14の中央部に付勢する一対の圧縮コイルば
ね14b,14cが組付けられている。

なお、アウタケーブル8bの他端側はアクチュエータ14に
固定具36を介して固定支持されており、アウタケーブル
8bの他端側からは第５図に示すようにプッシュプルワイ
ヤ8aの他端側が突出した状態となっている。

前記アクチュエータ14のシリンダチューブ14aには摺動
変位量変換機構を形成し且つリアシリンダロッド４を摺
動するレバー16の基端部が回転中心ピン17cを介して回
動自在に枢着されており、レバー16の先端側には弾性ブ
ッシュ18aを介してプッシュプルワイヤ8aの他端がピン1
7aにより連結されている。リアシリンダロッド４は弾性
ブッシュ18bで囲まれたピン17bを介してレバー16に連結
されており、本実施例では回転中心ピン17cとピン17aと
の間の距離に対する回転中心ピン17cと17bとの間の距離
を短く設定されている。

これにより、プッシュプルワイヤ8aの他端の摺動に対し
てこの摺動からのリヤシリンダロッド４の摺動量が縮小
されると共にプッシュプルワイヤ8aからリアシリンダロ
ッド４に伝達される力が拡大されることとなる。

従って、ステアリングホイール10を一定量以上回転し、
操舵すると、ワイヤ54,摺動ロッド51を介してプッシュ
プルワイヤ8aの一端が第１図上、左若しくは右に移動変
位すると共に、この一端から連結一体となっているプッ
シュプルワイヤ8aの他端が摺動し、この他端に連結して
いるレバー16が弾性ブッシュ18a,18bの弾性変形を伴っ
て回転中心ピン17cを中心として回動することとなる。
この結果、レバー16に当接されたアクチュエータ14のリ
アシリンダロッド４が第１図上、右若しくは左に摺動す
る。

以上のように本実施例では車両の直進状態において、た
るみを有する長さのワイヤ54を用いたが、このワイヤ54
のたるみは前輪１の操舵に伴い操舵される後輪２に操舵
の過敏さを防止する必要から不感帯域を作るものであ
り、ワイヤ54は後輪２操舵の過敏さを防止するために必
要なたるみを有する長さであればよい。

さらに、このワイヤ54のたるみによって、同時に摺動ロ
ッド51及びプッシュプルワイヤ8aの摺動量が減少でき、
ストローク量の小さな中立シリンダ50及びプッシュプル
ワイヤ8aを用いることができるという利点をも有するこ
ととなる。

また、中立シリンダ50を介してプッシュプルワイヤ8aを
摺動していることからワイヤ54の引張方向とプッシュプ
ルワイヤ8aの摺動方向との相異によりプッシュプルワイ
ヤ8aの軸方向と直交する方向に発生するプッシュプルワ
イヤ8aを折り曲げるような分力を摺動ロッド51が分担す
ることができる。

さらに、以上の実施例の４輪操舵装置によれば、前輪１
のシリンダロッド５が後輪２を操舵するアクチュエータ
14を駆動するため、前輪操舵のためのパワーステアリン
グ装置の操舵力を応用して後輪２を軽く操舵することが
できる。

また、本実施例による４輪操舵装置では前輪１が左へ操
舵されると、プッシュプルワイヤ8aがアウタケーブル8b
に押し込まれ、アウタケーブル8bの他端よりプッシュプ
ルワイヤ8aの突出量が増大する。従って、レバー16を介
してリアシリンダロッド４が左側へ摺動し、後輪２も左
側へ操舵される同位相操舵となるが、パワーシリンダ７
若しくはアクチュエータ14へのアウタケーブル8bの取付
方向を本実施例と逆方向に取付けることにより逆位相操
舵とすることができる。この場合でも摺動変位及び力の
伝達は可撓性を有するプッシュプルワイヤ8aによるため
支障は生じない。

以上より、ワイヤ54の介在により一定幅の不感帯を有し
て後輪２を操舵することができ、ワイヤ54の長さを変え
ることにより車両の種類に対応して適切な後輪操舵を行
うことも可能となる。

〈考案の効果〉 本考案の４輪操舵装置によれば、一端が後輪を操舵する
部材に連結されて前輪に対する操舵量を後輪側に伝達し
得るプッシュプルワイヤを設けると共にこのプッシュプ
ルワイヤの他端に無負荷状態では中立状態を維持し且つ
負荷方向に摺動するロッドを具備するシリンダを連結
し、前輪を操舵する部材とシリンダのロッドとをワイヤ
により連結してこのワイヤを車両の直進状態ではたるみ
が発する長さを有すると共に直進状態において両端間の
距離が最短となるように配置したので、簡単且つ安価な
構成で前輪の細かな操舵操作を吸収して大きい操舵操作
のみを後輪側に伝達することができ、車両の走行安定性
を向上させることができると共に、十分な強度を確保
し、ワイヤの長さを変更するだけで不感帯の変更も容易
となり、信頼性及び汎用性の向上を図ることができる。

また、前輪を操舵する部材と後輪を操舵する部材との間
をワイヤ，シリンダ及びプッシュプルワイヤで連結して
いるため、簡易な構造で後輪操舵が可能となる。従っ
て、車両への４輪操舵装置の取付作業のための労力が小
さくなり、製造コストが軽減されると共に、修理，点検
等の労力も小さくできる他に、車両の軽量化も達成でき
ることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる４輪操舵装置を使用
した車両の概念図、第２図、第３図及び第４図は本考案
の一実施例にかかる４輪操舵装置の連結部断面図、第５
図は本考案の一実施例にかかる４輪操舵装置のアクチュ
エータの部分断面図、第６図は従来技術にかかる４輪操
舵装置を使用した車両の概念図である。 図面中、 １は前輪、２は後輪、３はトレーリングアーム、４はリ
アシリンダロッド、５はシリンダロッド、６はタイロッ
ド、7,15はパワーシリンダ、8aはプッシュプルワイヤ、
8bはアウタケーブル、10はステアリングホイール、14は
アクチュエータ、50は中立シリンダ、51は摺動ロッド、
54はワイヤである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−164478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−32974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−279173（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−66065（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪を操舵する部材と後輪を操舵する部材
   とを有する４輪操舵装置において、一端が前記後輪を操
   舵する部材に連結されて前輪に対する操舵量を後輪側に
   伝達し得るプッシュプルワイヤと、車体に保持され且つ
   このプッシュプルワイヤが摺動自在に貫通するアウタケ
   ーブルと、前記プッシュプルワイヤの他端に連結されて
   無負荷状態では中立状態を維持し且つ負荷方向に摺動す
   るロッドを具備するシリンダと、両端がそれぞれ前記前
   輪を操舵する部材と前記シリンダのロッドとに連結され
   且つ車両の直進状態ではたるみが発する長さを有すると
   共に前記直進状態において前記両端間の距離が最短とな
   るように配置されたワイヤとを具備したことを特徴とす
   る４輪操舵装置。