JPH07387Y2 - 車両用前後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、自動車等の車両、中でも四輪車に用いて好適
の操舵装置に関し、特に、トレーリングアームを車幅方
向へ駆動することにより後輪を転舵させうる車両用前後
輪操舵装置に関する。

［従来の技術］ 近年、自動車等の車両の操舵にあたり前輪のみならず後
輪をも転舵させて行なうようにした四輪操舵装置が考え
られている。

この四輪操舵装置における後輪の転舵は、小回り性の向
上のために前輪と逆方向（逆位相）に行なうようにする
場合（以後逆相転舵という）と、ステアリング応答性の
向上等のために前輪と同方向（同位相）に行なうように
する場合（以後同相転舵という）とがあり、前輪転舵角
（ハンドル舵角）に対する後輪転舵角の大きさの割合
（転舵比）を車両の走行状態によりどのように調整する
かが問題となる。

ところで、一般に、小回り性が要求されるのは、車両の
低速走行時であり、ステアリング応答性が要求されるの
は車両の高速走行時である。そこで、車速に基づいて、
ハンドル舵角に対する後輪の転舵比を調整する手段が考
えられている。

例えば、特開昭55-91457号公報に開示された車輌の操舵
装置は、操舵輪と、この操舵輪の回転運動を直線運動に
変換するギヤボックスと、このギヤボックスにより変換
された直線運動により前輪を転舵する第１連結杆とを有
し、さらに、後輪の転舵のために、ギヤボックスにより
変換された直線運動を受けて回動する動腕と、この動腕
と後輪との間に介装される第２連結杆とを有し、動腕の
回動により第２連結杆を通じて後輪が転舵されるように
なっている。そして、上記の動腕の支店が可動となって
いて、この可動支店が車速に応じて動腕上を移動するよ
うになっており、この可動支点の移動によって動腕の腕
の長さが変更され、これにより前輪，後輪の転舵比を調
整しうるように構成されている。

つまり、動腕の先端がギヤボックスに接続され、第２連
結杆がこの動腕の中間部に枢着されており、さらに、動
腕の支点が第２連結杆との枢着点の前後の動腕上を移動
しうるようになっている。そして、例えば、この可動支
持点が第２連結杆との枢着点より前に位置すると、前輪
と後輪とがその腕の長さに応じた転舵比で同位相（また
は逆位相）に転舵され、逆に可動支持点が枢着点より後
に位置すると、前輪と後輪とがその腕の長さに応じた転
舵比で逆位相（または同位相）に転舵される。

また、特開昭60-193770号公報に開示された車両の四輪
操舵装置は、後輪転舵機構と前輪転舵機構に連係された
ステアリング機構との間に介在れ、ハンドル舵角に対す
る後輪の転舵比を変更する転舵比変更装置を備えた車両
の四輪操舵装置であって、前記転舵比変更装置が、前記
ハンドル舵角に応じて回動されかつその回動軌道面が所
定の基準面に対してなす傾斜角を可変とされた回動部材
と、この回動部材の傾斜角を変更する傾斜角変更手段と
を備えており。前記回動部材の回動偏心位置と前記後輪
転舵機構とが連結されて、前記回動部材の回動角および
傾斜角に応じて決定される前記回動偏心位置の偏倚に応
じて後輪の転舵角が制御されるようになっている。

つまり、回動部材の回動軌道面が所定の基準面に対して
適当な傾斜角を有していれば、回動部材の回動に応じて
回動部材の回動偏心位置が基準面に対して離接する。こ
のため、例えば後輪転舵機構が所定の基準面に対して直
角方向にのみ駆動されるようになっていれば、後輪転舵
機構の連係する回動偏心位置が基準面に対して離接する
のに従って後輪転舵機構が後輪を転舵する。

したがって、回動部材の回動軌道面の基準面に対する傾
斜角が調整されると、ハンドル操角と、基準面に対する
回動偏心位置の離接との関係、つまり後輪の転舵比が制
御されることになる。例えば、傾斜角が０であれば、ハ
ンドル舵角に応じて、回動偏心位置は基準面上を移動し
て基準面から離接せず、したがって、後輪は転舵されな
い。そして、回動軌道面の傾斜する方向（傾斜角の正
負）によって、後輪は前輪と同位相か逆位相かのいずれ
かに傾斜角の大きさに応じた転舵比で転舵される。

なお、この後輪転舵機構では、後輪も前輪と同様にナッ
クルアームを回転させることにより後輪を転舵してい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、後輪のサスペンションとしてトレーリングア
ームを用いた車両において、後輪を転舵させるには、ト
レーリングアームを車幅方向へ移動させてこのトレーリ
ングアームを介して後輪を転舵させる手段が考えられる
が、この場合、トレーリングアームの車体への支持手段
が問題となる。

一般に、トレーリングアームはほぼ車幅方向へ向いた水
平ピンを介して車体へ取付けられて、同水平ピンを介し
て車体に対して上下に旋回動しうるようになっている
が、トレーリングアームを車幅方向へ移動（旋回動）さ
せようとすると水平ピン部分に過大な負荷（モーメン
ト）が加わり、トレーリングアームの車幅方向への移動
が困難となり、後輪に十分な転舵角を与えられないとい
う問題点がある。

また、上述のような前後輪操舵装置により後輪も操舵さ
せようとすると、後輪転舵機構のフェイル時に、後輪を
中立状態に保持するための手段が必要となる。そして、
この後輪の中立側へ付勢する手段が考えられているが、
付勢力を大きくし後輪を確実に中立保持させるようにす
ると、後輪転舵に要する駆動力（後輪操舵力）が後輪舵
角の増加に比例して増大し（第17図参照）結局大きな後
輪操舵力を要することになり、後輪駆動装置の大型化を
招き好ましくない。

本考案は、このような問題点を解決しようとするもの
で、トレーリングアームの車幅方向への移動を容易にし
て後輪の転舵を確実に行なえるようにするとともに、後
輪転舵に要する駆動力増大を抑制させようにしながら後
輪転舵機構のフェイル時において後輪を確実に中立位置
保持できるようにして緊急時の車両の操舵性の確保と装
置全体の小型化とをできるようにした車両用前後輪操舵
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］ このため、本考案の車両用前後輪操舵装置は、ステアリ
ング機構と、同ステアリング機構に連結された前輪転舵
機構および後輪転舵機構とをそなえ、上記後輪転舵機構
が、後端に後輪を回転支持して前端を車体に連結された
トレーリングアームと、同トレーリングアームをほぼ車
幅方向へ駆動しうるアクチュエータとからなり、上記ト
レーリングアームの車幅方向への移動に応じて上記後輪
が転舵されるように構成されるとともに、上記トレーリ
ングアームの前端部がほぼ車幅方向へスライドしうるよ
うに車幅方向スライド機構を介して車体に枢着され、且
つ、これらのトレーリングアームの前端と車体との間に
同トレーリングアームを介して上記後輪を中立位置へ付
勢する中立位置付勢機構が設けられて、同中立位置付勢
機構が、車体側に取付けられて自らの回動変位により上
記後輪の中立位置への付勢力を発揮する付勢部材と、同
付勢部材と上記トレーリングアームの前端部との間に介
装されて、同トレーリングアームのほぼ車幅方向への変
位を受けてこの変位に基づき上記付勢部材を回動変位さ
せうる変位伝達部材とから構成され、同変位伝達部材
に、上記トレーリングアームの前端部の変位量が大きく
なるにしたがって同変位量の増加に対する上記付勢部材
の回動変位の増加量割合を小さくするように変位を伝達
する変位非線形伝達機構が設けられたことを特徴として
いる。

［作用］ 上述の本考案の車両用前後輪操舵装置では、前輪転舵機
構により前輪が転舵されるとともに、後輪転舵機構にお
いて、トレーリングアームが、アクチュエータに駆動さ
れてほぼ車幅方向へ移動し、このトレーリングアームの
移動に応じて後輪が転舵される。そして、上記後輪転舵
機構のフェイル時には、中立位置付勢機構が、その付勢
部材の付勢力により上記トレーリングアームを介して上
記後輪を中立位置へ付勢するため、上記後輪が中立位置
に保持されて上記前輪のみによる操舵が支障なく行なえ
るようになる。また、上記後輪転舵機構の通常作動時に
は、上記トレーリングアームの前端部が車幅方向スライ
ド機構を介して車体に枢着されているので、同トレーリ
ングアームの前端部のほぼ車幅方向への移動がこの車幅
方向スライド機構を介して容易に行なわれ、この時、上
記中立位置付勢機構にそなえられる変位非線形伝達機構
が、上記トレーリングアームの変位量が大きくなるにし
たがって同変位量の増加に対する上記付勢部材の回動変
位の増加量割合を小さくするように変位を伝達するた
め、上記付勢部材に発生する付勢力の増大が抑制されて
上記アクチュエータの駆動力が有効に後輪操舵に利用さ
れる。

［実施例］ 以下、図面により本考案の実施例について説明すると、
第１〜15図は本考案の第１実施例としての車両用前後輪
操舵装置を示すもので、第１図はその中立位置付勢機構
を示す平面図、第２図はその変位非線形伝達機構による
変位伝達状態を示すグラフ、第３図はその全体構成を示
す模式的な斜視図、第４図はそのベベルギヤアセンブリ
を示す縦断面図、第５図はその円筒型カム機構を示す斜
視図、第６図（ａ）はその円筒型カム機構の縦断面図、
第６図（ｂ）はその円筒型カム機構の横断面図、第７図
はその円筒型カム機構による動力伝達状態を説明するた
めのグラフ、第8,9図はいずれもその円筒型カム機構に
よる後輪操舵特性を示すグラフ、第10図（ａ）はそのロ
ータリバルブの鉛直縦断面図、第10図（ｂ）はそのロー
タリバルブの要部水平縦断面図、第11図（ａ）は第10図
（ａ）のXIa-XIa矢視断面図、第11図（ｂ）は第10図
（ａ）のXIb-XIb矢視断面図、第11図（ｃ）は第10図
（ａ）のXIc-XIc矢視断面図、第11図（ｄ）は第10図
（ａ）のXId-XId矢視断面図、第12図（ａ），（ｂ）は
そのロータリバルブの作動状態を第11図（ａ）と対応さ
せて示す横断面図、第12図（ｃ）はそのロータリバルブ
の作動状態を第11図（ｂ）と対応させて示す横断面図、
第12図（ｄ）はそのロータリバルブの作動状態を第11図
（ｃ）と対応させて示す横断面図、第13図（ａ）はその
後輪転舵比調整機構にそなえられる同相逆相変換機構の
一部を破断して示す平面図、第13図（ｂ）はその同相逆
相変換機構の一部を破断して示す側面図、第13図（ｃ）
はその同相逆層変換機構の一部を破断して示す後方正面
図、第14図（ａ）〜（ｃ）はいずれもその同相逆相変換
機構の動作を説明するための斜視図、第15図はその後輪
操舵出力特性を示すグラフ、第16図は本考案の第２実施
例としての車両用前後輪操舵装置の中立位置付勢機構を
示す平面図である。

なお、各実施例の車両用前後輪操舵装置は、四輪自動車
にそなえられている。また、第16図中第１図と同符号は
同様のものを示す。

まず、本考案の第１実施例としての車両用前後輪操舵装
置について説明すると、第３図に示すように、本実施例
の車両用前後輪操舵装置は、ステアリング機構STと、前
輪転舵機構FMと、後輪転舵比調整機構RCと、後輪転舵機
構RMとから構成されている。

ステアリング機構STは、ステアリングホイール１と、ス
テアリングシャフト1bと、他のシャフトおよびジョイン
ト等とから構成され、その下端部をベベルギヤアセンブ
リ３に連結されている。なお、このベベルギヤアセンブ
リ３とステアリングシャフト1bとの間には、前輪転舵機
構FMのフロントパワーステアリングギヤボックス1aが介
装されており、前輪転舵機構FMは、このフロントパワー
ステアリングギヤボックス1aを通じて、油圧により加勢
しながらタイロッド1c,1cを駆動し前輪2aを転舵しうる
ようになっている。

そして、ベベルギヤアセンブリ３は、コントロールシャ
フト４を介して後輪転舵比調整機構RCの円筒型カム機構
５に接続されている。

この後輪転舵比調整機構RCは、円筒型カム機構５と、こ
の円筒型カム機構５と後輪転舵機構RMとの間に介装され
た同相逆相変換機構６とから構成されている。なお、こ
の同相逆相変換機構６には、ステッピングモータアセン
ブリ７が付設されている。このステッピングモータアセ
ンブリ７には、車速センサＳに基づいて制御を行なうコ
ントローラＣが接続されている。

さらに、同相逆相変換機構６に接続された後輪転舵機構
RMは、同相逆相変換機構６に駆動されるロータリバルブ
８と、このロータリバルブ８に接続されたトレーリング
アーム駆動用アクチュエータとしてのリヤパワーシリン
ダ９と、このリヤパワーシリンダ９に接続されてリヤパ
ワーシリンダ９に駆動されながら後輪2bを転舵するリヤ
サスペンション10とから構成されている。

なお、リヤパワーシリンダ９から突出したピストンロッ
ド（タイロッド）92a,92bは、リヤサスペンション10の
トレーリングアーム10aに連結されており、リヤパワー
シリンダ９の伸縮に応じてトレーリングアーム10aが旋
回すると、このトレーリングアーム10aを介して後輪2b
が操舵されるようになっている。

次に本実施例の車両用前後輪操舵装置の特徴的な各部に
ついて詳細に説明する。

まず、ステアリングシャフト1bとコントロールシャフト
４とを結ぶベベルギヤアセンブリ３について説明する
と、第４図に示すように、第１のシャフト（ピニオン
軸）31の下端に第１のベベルギヤ32が装着されている。
この第１のシャフトは、ステアリングシャフト1bに連結
されており、フロントパワーステアリングギヤボックス
1a内を貫通してそなえられている。この第１のシャフト
31と第１のベベルギヤ32との間には、回り止め用の樹脂
ピン37が介装されていて、緊急時にこの樹脂ピン37が破
壊することによって、第１のシャフト31と第１のベベル
ギヤ32との結合が解除されるようになっている。

そして、第１のベベルギヤ32の下方に、第１のベベルギ
ヤ32と噛合する第２のベベルギヤ34を装着された第２の
シャフト33が、第１のシャフト31とほぼ直交する向きに
そなえられている。さらに、この第２のシャフト33の後
端は、ユニバーサルジョイント35を介してコントロール
シャフト４に接続されている。

また、第１のシャフト31には、ピニオン31aが設けられ
ており、このピニオン31aは、前輪操舵用シャフト21に
設けられたラック21aと噛合している。そして、各シャ
フト31,33,21およびベベルギヤ32,34は、ケーシング30
によって覆われていて、ケーシング30の端部において、
ケーシング30と第１および第２のシャフト31,33との間
にシール38が介装されている。また、ケーシング30と第
１および第２のシャフト31,32との間には、要所にベア
リング36a,36b,36c,36dが介装されている。

なお、第４図中の符号38aはケーシング30を形成するケ
ーシング部分相互の結合部分をシールするシーラを示し
ており、符号35aはユニバーサルジョイントを覆うダス
トカバーを示す。

次に、後輪転舵比調整機構RCを構成する円筒型カム機構
５および正転逆転変換機構６について説明する。

まず、コントロールシャフト４の回転運動を直線運動に
変換する円筒型カム機構５について説明すると、第5,6
図に示すように、この円筒型カム機構５は、ケーシング
50にベアリング56,56を介して軸支された円筒カム51
と、この円筒カム51の外周に取付けられたスライダ52
と、スライダ52に先端を連結され後端を同相逆相変換機
構６に連結されたスライドロッド54とから構成されてい
る。

つまり、第６図（ａ），（ｂ）に示すように、円筒カム
51はスプリングピン55によってコントロールシャフト４
と同軸上に連結されており、ケーシング51の内部におい
てコントロールシャフト４と一体に回転しうるようにな
っている。この円筒カム51の外周には、カム溝53が形成
され、このカム溝53の内部にスライダ52が摺動可能に取
付けられている。このカム溝53は、スライド用の螺旋状
溝53aと、この螺旋状溝53aの前後端にそれぞれ連続して
形成された円弧状溝53b,53cとからなっている。この円
弧状溝53b,53cは、円筒型カムの回転軸心を直交する面
に沿って形成されており、スライダ52のスライドを停止
して後輪への出力増を抑制するリミット出力機構5Aとし
て形成されている。

また、ステアリング１の中立位置において、スライダ52
が、第５図に示すように、螺旋状溝53aの中間点に位置
するように設定されている。

なお、スライダ52の外周とカム溝53の内周との間には、
ベアリング59が介装され、同ベアリング59によりスライ
ダ52の摺動が容易に行なえるようになっている。また、
コントロールシャフト４の後端部はベアリング57によっ
てケーシング50に軸支されている。

スライダ52の基部52aには、スライドロッド54の先端が
挿入されており、スライダ52は、スライドロッド54に螺
合するナット58,58によってスライドロッド54に固定さ
れている。また、スライダ52は、基部52aに装着された
筒状摺動部材52bを、ケーシング50の下部に形成された
スライド室50aの内壁に摺接させており、このスライド
室50aの内壁に案内されて前後に滑らかにスライドしう
るようになっている。

したがって、ステアリングホイール１の操作量つまりハ
ンドル角と、スライドロッド54の進退量つまり後輪の出
力との関係は第７図に示すグラフのようになり、スライ
ダ52がその中立位置を中心に螺旋状溝53a内を摺動する
時には、ハンドル角に応じて線形に後輪への出力が増減
し、ハンドル角が大きくなり、スライダ52が円弧状溝53
b内を摺動するようになると、ハンドル角によらず一定
（またはほぼ一定）の後輪への出力が得られるようにな
っている。

次に、同相逆層変換機構６について説明すると、本機構
６は、第13図（ａ）〜（ｃ）および第14図（ａ）に示す
ように、円筒型カム機構５のスライドロッド54の前後方
向へのスライド運動を円盤型カム61により適宜の比率で
横方向スライド運動に変換するスライド方向変換部6A
と、このスライド方向変換部6Aで発生する横方向スライ
ド運動を受けて、この運動を後輪油圧操舵のためのロー
タリバルブ８へ伝達する後輪操舵力伝達部6Bと、円盤型
カム61を回転させて円盤型カム61のカム溝61aの方向を
変更することにより、スライド方向変換部6Aにおける変
換比率を調整しうるカム溝方向調整部6Cとからなってい
る。

このうち、スライド方向変換部6Aは、円筒型カム機構５
のスライドロッド54の後端にピン取付部材62bを介して
固定されたスライドピン62と、このスライドピン62が嵌
入するガイド用長穴63aをそなえケーシング60に固定さ
れたガイド部材63と、スライドピン62の下端が嵌合する
カム溝61aを上面に有する円盤型カム61と、ケーシング6
0にスライド用ベアリング64bを介して横方向へスライド
可能に装着され、円盤型カム61をベアリング64cを介し
て回転可能に軸支するスライドプレート（スライド部
材）64とから構成されている。なお、カム溝61aは、円
盤型カム61の中心を通る直線状のものに設定されてい
る。

したがって、スライドピン62は、長穴63aに案内されて
前後方向にのみスライドすることができ、このピン62の
動きをカム溝61aを介して円盤型カム61が受けるように
なっている。そして、カム溝61aが例えば第13図（ａ）
中に鎖線で示すように、ピン62のスライド方向に対して
角度をもっていると、ピン62の前後方向へのスライドに
伴い、円盤型カム61およびスライドプレート64が横方向
へスライドしうるようになっている。

なお、スライドピン62の外周には、摺動リング62aが装
着され、ピン62のカム溝61a内での動きを滑らかにして
いる。

また、このピン62は、スライドロッド54の中立位置にお
いて、カム溝61aの中央つまり円盤型カム61の中心部に
位置するように配設されている。ケーシング60を貫通し
てそなえらえたスライドロッド54の後端部は、軸受60a,
60aを介してケーシング60に軸支されている。

つぎに、後輪操舵力伝達部6Bについて説明すると、この
後輪操舵力伝達部6Bはスライドプレート64の後部下面に
設けられたラック64aと、このラック64aに噛合するピニ
オン69と、後端をロータリバルブ８に連結されたピニオ
ン軸69aとから構成されている。したがって、スライド
プレート64の横方向スライドに伴いラック64aとピニオ
ン69とを介してピニオン軸69aが回転するようになって
いる。

さらに、カム溝方向調整部6Cについて説明すると、この
カム溝方向調整部6Cは、車速センサＳからの信号に基づ
いて制御信号を送るコントローラＣで制御されるステッ
ピングモータアッセンブリ７と、このステッピングモー
タアッセンブリ７のステッピングモータ7bのモータ軸に
連結されたスプライン軸66と、同スプライン軸66に進退
可能に装着されたステッピングモータ側のベベルギヤ67
と、円盤型カム61の下部に装着されてベベルギヤ67と噛
合するカム側のベベルギヤ65とから構成されている。

なお、ステッピングモータ側のベベルギヤ67には、キー
溝67aが形成され、このキー溝67aがスプライン軸66に形
成されたキー66aと摺動可能にスプライン係合してお
り、ベベルギヤ67がスプライン軸66と常に一体回転しう
るようになっている。また、ベベルギヤ67は、スライド
プレート64の下部に設けられた取付板64dにベアリング6
7bを介して軸支され、ベベルギヤ67がスライドプレート
64とともにスプライン軸66の軸方向へスライドしうるよ
うになっている。

さらに、ステッピングモータアセンブリ７には、コント
ローラＣに接続されたエンコーダ7aがそなえられ、ステ
ッピングモータ7bがフィードバック制御されるようにな
っている。

つぎに、後輪転舵機構RMを構成するロータリバルブ8,リ
ヤパワーシリンダ９およびリヤサスペンション10につい
てい説明する。

まず、同相逆相変換機構６の後輪操舵力伝達部6Bからの
操舵力を受けて、この操舵力によりリヤパワーシリンダ
９を駆動するロータリバルブ８について説明する。

このロータリバルブ８は、第10図（ａ），（ｂ）および
第11図（ａ）〜（ｄ）に示すように、ハウジング80とこ
のハウジング80内にハウジング80に対して前後方向軸回
りに回転可能に装着されたスプール81と、このスプール
81内に第１のリング84aおよび第２のリング84bを介して
スプール81に対して回転可能に装着れたロータリシャフ
ト82と、ピン83aによってスプール81と一体回転しうる
ように装着された追従シャフト83と、ロータリシャフト
82および追従シャフト83の内部に形成された中空部82a,
83b内にそなえられた内部シャフト85とから構成されて
いる。

ハウジング80は、前部ハウジング80aと中間部ハウジン
グ80bと後部ハウジング80cとがそれぞれＯリング8cを介
して互いに油密に嵌合されさらにボルト・ナット80eに
よって結合されてなっており、ハウジング80の内部には
弁室80dが形成されている。また、中間部ハウジング80b
の上部にはＸポート（後述するリヤパワーシリンダ９の
右油室90bに通じるポート）P_XおよびＹポート（リヤパ
ワーシリンダ９の左油室90aに通じるポート）P_Yが形成
され、下部にはＰポート（プレッシャポート）P_Pが形成
されており、後部ハウジング80cの下部にはＲポート
（リターンポート）P_Rが形成されている。さらに、中間
部ハウジング80bの前部および後部には、それぞれ環状
凹部80f,80gが形成されている。なお、ＰポートP_P,Rポ
ートP_Rはいずれも図示しない外部油タンクに接続され、
特にＰポートP_Pへの油流路に、図示しないポンプが介装
されている。

このようなハウジング80の内部にそなえられるスプール
81には、その前部をベアリング87bによって前部ハウジ
ング80aに軸支され、その後部をベアリング87bによって
後部ハウジング80eに軸支されている。そして、このス
プール81の外周面と前部ハウジング80aと中間部ハウジ
ング80bの環状凹部80fとから第１の環状油室89aが形成
され、スプール81の外周面と後部ハウジング80cと中間
部ハウジング80bの環状凹部80fとから第２の環状油室89
bが形成されている。

そして、スプール81の下部には、スプール内部と第１の
環状油室89aとを連通させる第１の開口81aと、スプール
内部と第２の環状油室89bとを連通させる第２の開口81b
とが設けられている。スプール81の外周における第１お
よび第２の開口81a,81bの中間には、ＰポートP_Pと連通
する環状溝81cが形成され、さらにこの環状溝81c内に
は、第３の開口81dが設けられている。なお、スプール8
1の環状溝81cの前後の外周には、中間部ハウジング80b
と密着するシール用のＯリング88d,88dが装着されてい
る。

このスプール81の後端内部には、追従シャフト83が、嵌
着されており、両者81,83はピン83aによって一体回転し
うるように結合されている。この追従シャフト83は、ベ
アリング87cによって後部ハウジング80cに軸支されてお
り、このベアリング87cの後方には、ハウジング80と追
従シャフト83との間をシールするシールリング88が装着
されている。

また、後部ハウジング80cのベアリング87cより前方に
は、環状油室89cが形成されており、スプール81および
追従シャフト83にはこの環状油室89cと追従シャフト83
の内部とを連通させる開口83cが形成されている。な
お、環状油室89cはＲポートP_Rに通じている。

さらに、スプール81の内部には、ロータリシャフト82が
第１のリング84aおよび第２のリング84bを介してそなえ
られている。このロータリシャフト82の前端には、同相
逆相変換機構６のピニオン軸69aが形成され、このピニ
オン軸69aラック64aと噛合するピニオン69が装着されて
おり、その前部がベアリング87aを介して前部ハウジン
グ80aに軸支されているとともに、その後部がベアリン
グ87aを介して追従シャフト83に軸支されている。そし
て、このロータリシャフト82の外周面は、スプール81ま
たは第１および第２のリング84a,84bの内周面と摺接し
うるようになっているが、第11図（ａ）〜（ｃ）に示す
ようにロータリシャフト82が中立状態の際には、ロータ
リシャフト82の外周面と、スプール81または第１および
第２のリング84a,84bの内周面との間に隙間が生じるよ
うになっている。

なお、本実施例においては、ロータリシャフト82とピニ
オン軸69aとが同軸上に一体に形成されているがこれら
のロータリシャフト82とピニオン軸69aとの間にユニバ
ーサルジョイントや他のシャフトを介装してもよい。

また、このロータリシャフト82の両端部には、それぞれ
第１の凹所82aおよび第２の凹所82bと、第１の連通口82
cおよび第２の連通口82dとが設けられ、第１および第２
の連通口82c,82dは、いずれもロータリシャフト82の軸
心に沿って形成された中空部82gとロータリシャフト82
の外部とを連通させている。第１の凹所82aと第１の連
通口82cとの間、および、第２の凹所82bと第２の連通口
82dとの間は、それぞれ第１の仕切壁82e,第２の仕切壁8
2fによって互いに仕切られている。

なお、第１のリング84aおよび第２のリング84bは、いず
れもスプール81の内周面に形成された凹所81eに圧入等
により嵌着されていて、互いに適当に離隔している。こ
の離隔部分には、ロータリシャフト82の第１の凹所82a
と第２の凹所82bとを連通させうる連通室84cが形成され
ている。さらに、第１のリング84aおよび第２のリング8
4bの上部および下部には、それぞれのリング84a,84bの
内部と外部とを連通させる開口84d,84e,84f,84gが形成
されている。

このうち、第１のリング84aの開口84eは、ロータリシャ
フト82の前部に位置しスプール81の第１の開口81aと連
通している。また、第２のリング84bの開口84gは、ロー
タリシャフト82の後部に位置しスプール81の第２の開口
81bと連通している。

なお、ロータリシャフト82の外周には、前部ケーシング
80a、第１のリング84aおよび第２のリング84bとの間を
シールするＯリング88a,88b,88cがそれぞれ装着されて
いる。また、ピニオン69と、ロータリシャフト82のピニ
オン軸69aとはピン69bによって一体回転しうるように結
合されている。

このようなロータリシャフト82の中空部82gおよび追従
シャフト83に形成された中空部83bの内部に、内部シャ
フト85がそなえられている。この内部シャフト85は、ピ
ン85aによってその前端をロータリシャフト82に固定さ
れており、内部シャフト85の外周面とロータリシャフト
82の中空部82gの内周面との間には、適当な間隔の隙間
が形成されている。

また、内部シャフト85の後端部には、Ｏリング88fが装
着されていて、内部シャフト85と追従シャフト83との間
の回転摺動部をシールしている。

なお、この内部シャフト85は、ピン83aによって追従シ
ャフト83に一旦固定され位置決めされた上で組み付けら
れるが、このピン83aは、組み付け後には取り外され
る。

また、ロータリシャフト82は、第11図（ａ）〜（ｃ）に
示すように、左右に第１の凹所82aおよび第２の凹所82b
を位置させた状態が中立状態であり、同相逆相変換機構
６の後輪操舵力伝達部6Bからの操舵力をラック64aに噛
合するピニオン69で受けることによりピニオン69が回転
すると、これとともにロータリシャフト82が回転するよ
うになっているが、このロータリシャフト82の回転角度
θ［第12図（ａ）参照］は、θ＝−150°〜＋150°の範
囲内に設定されている。

さらに、追従シャフト83と、後述のリヤパワーシリンダ
９の図示しないピストンまたはピストンロッド（タイロ
ッド）92a,92bとの間には、ラックアンドピニオン等の
図示しない連動機構が設けられ、追従シャフト83は、ロ
ータリバルブ８により作動するリヤパワーシリンダ９の
ピストンロッド92a,92bの動きに応じて回転するように
なっている。したがって追従シャフト83はロータリシャ
フト82の動きに追従してロータリシャフト82の回転角度
θと同角度だけ同方向に回転するようになっている。

そして、このようなロータリバルブ８で作動調整されト
レーリングアーム10gを介して後輪を駆動するアクチュ
エータとしてのリヤパワーシリンダ９について説明す
る。

このリヤパワーシリンダ９についてはその詳細を図示し
ないが、図示しないシリンダ本体の中に車幅方向に摺動
可能な図示しないピストンをそなえ、このピストンによ
り、シリンダ本体の内部が左油室と右油室とに分けられ
ている。そして、このピストンの左右には、ピストンロ
ッド92a,92bが外端をシリンダ本体から外方に突出させ
るようにして設けられていて、左油室に油圧を与え右油
室から油圧を除去するとピストンロッド92a,92bは右方
向へ駆動され、右油室に油圧を与え左油室から油圧を除
去するとピストンロッド92a,92bは左方向へ駆動される
ようになっている。

つぎに、リヤパワーシリンダ９により駆動されて後輪2b
を転舵するリヤサスペンション10について説明すると、
第３図に示すように、後輪2bのハブキャリヤ2b′は上下
一対のラテラルリンク10b,10bを介してシャシメンバ12
に転舵可能に支持されている。なお、図示しないが、ラ
テラルリンク10b,10bはその前端をシャシメンバ12に枢
着されている。

さらに、この後輪2bのハブキャリヤ2b′には、トレーリ
ングアーム10aの一端が結合されており、後輪2bはこの
トレーリングアーム10aの移動に応じて転舵されるよう
になっている。

この各トレーリングアーム10aの前端は、第１図に示す
ように、ほぼ車幅方向へスライドしうるように車幅方向
スライド機構SMを介して車体つまりシャシメンバ12に枢
着されている。

この車幅方向スライド機構SMは、シャシメンバ12に固定
されたブラケット13,13に支持されてほぼ車幅方向へ向
けて設けられたスライド用ロッド14と、このスライド用
ロッド14の外周に装着されてロッド14に沿ってほぼ車幅
方向へスライドしうるとともにロッド14回りを回転しう
るメタルブッシュ15と、このメタルブッシュ15とトレー
リングアーム10aの前端のリング部との間にそなえられ
て両者15,10aを弾性的に結合する弾性ブッシュ16とから
構成されている。なお、弾性ブッシュ16は、ゴム材等で
形成されて、トレーリングアーム10aの前後方向の変位
を許容しながら、リヤササスペンション10の前後方向変
位つまりトレーリングアーム10aの前後方向の変位を矯
正しうるものである。

そして、このトレーリングアーム10aの前端部と車体側
のシャシメンバ12との間に、トレーリングアーム10aを
介して後輪2bをその中立位置へ付勢する中立位置付勢機
構EMが設けられている。

この中立位置付勢機構EMは、付勢部材17と変位伝達部材
18とから構成されている。

このうち付勢部材17は付勢部材本体17aと、シャシメン
バ12に固定されたブラケット22,22にナット23aの螺合に
よって取付けられた支持ロッド23と、この支持ロッド23
と付勢部材本体17aに形成されたリング部17bとの間に介
装された弾性ブッシュ24とから構成されている。

なお、支持ロッド23は、本実施例ではスライド用ロッド
14と平行に設置されている。また、弾性ブッシュ24はメ
タルブッシュ25は介してロッド23に固定されており、こ
の弾性ブッシュ24は、付勢部材本体17aが第１図に実線
で示すような付勢部材の中立位置を取るように、付勢部
材本体17aに常に弾性力を発揮しており、この付勢部材
本体17aに結合された変位伝達部材18を介して、トレー
リングアーム10aに後輪2bへの中立付勢力を与えてい
る。

また、変位伝達部材18は、メタルブッシュ15に対して回
転可能に結合されてトレーリングアーム10aとともにほ
ぼ車幅方向へスライドしうるスライド部材18aと、その
中間部をピン19aによってスライド部材18aに枢着される
とともに一端に形成された長穴19bをスライド部材18aに
設けられたピン26が遊嵌されたほぼ棒状の旋回式連結部
材19と、この旋回式伝達部材19の他端にその一端をピン
27を介して枢着されるとともに他端を付勢部材本体17a
に進退自由に連結されたほぼ棒状の進退式連結部材20と
から構成されている。なお、長穴19bは旋回式連結部材1
9の長手方向に沿って形成されている。

そして、変位伝達部材18には、トレーリングアーム10a
の変位量が大きくなるにしたがって付勢部材17の回動変
位増加量を小さくするように付勢部材17に変位を伝達す
る変位非線形伝達機構TMとしての機能がそなえられてい
る。

この変位非線形伝達機構TMは、変位伝達部材18を構成す
る各部材18a,19,20からなり、第１図に鎖線（１点鎖
線）で示すようにトレーリングアーム10aの前端部つま
りスライド部材18aの変位量が大きくなるにしたがって
この変位量の増加に対する付勢部材17の回動変位の増加
量割合を小さくするように変位を伝達する。即ち、スラ
イド部材18aが一定ストロークでその中立位置から車幅
方向へ変位していくと、これに応じて旋回式連結部材19
が旋回していくが、スライド部材18aの変位量（中立位
置からの変位量）が増加するにしたがって、スライド部
材18aの変位増加量ｄ（一定値）に対する旋回式連結部
材19の旋回増加量αは小さくなる。そして、ピン27を通
じてこの旋回式連結部材19の旋回に応じて旋回する進退
式連結部材20および付勢部材本体17aの旋回増加量β
は、スライド部材18aの変位増加量ｄに対して旋回式連
結部材19の旋回増加量αの減少具合よりもさらに小さく
なりその増加がより緩慢になる。

このようなスライド部材18aの変位量（スライド量）と
付勢部材本体17aの旋回量（ブッシュ角度）との関係
は、第２図に示す曲線L₁のように非線形になる。

そして、付勢部材本体17aが付勢部材の中立位置を取る
ときに、第１図に実線で示すように、トレーリングアー
ム10aおよび変位伝達部材18の各部材（スライド部材18
a,旋回式連結部材19および進退式連結部材20）もそれぞ
れの中立位置を取るように設定されている。なお、スラ
イド部材18aの中立位置とは、スライド部材18がスライ
ド用ロッド14の中間部に位置する状態であり、旋回式連
結部材19および進退式連結部材20の中立位置とは、これ
らの軸心線がスレーリングアーム10aの軸心線と一致し
て一直線状に直列に位置する状態をいう。また、このと
き、これらの軸心線はロッド14の軸心線と直交する状態
となる。

なお、付勢部材17が所要の付勢力を発揮するように、弾
性ブッシュ24の弾性力（ばね定数）が適当に設定されて
いる。つまり、第15図に示すように、所定の後輪舵角値
において所定以上のリヤサスペンション剛性が得られる
ように設定されている（第15図中の点P₁参照）。

そして、このように車体に結合された左右の各トレーリ
ングアーム10a,10aの先端部分にリヤパワーシリンダ９
のピストンロッド（タイロッド）92a,92bの外端が延長
されて連結されている。したがって、このピストンロッ
ド92a,92bのスライドに応じてトレーリングアーム10aが
それぞれ車幅方向へ駆動されるようになっている。

本考案の一実施例としての車両用前後輪操舵装置は、上
述のごとく構成されているので、以下のようにして後輪
2bが転舵される。

第３図に示すように、ステアリングホイール１を回転さ
せると、この回転力は、ステアリングシャフト1bを通じ
て、フロントパワーステアリングギヤボックス1aに伝達
され、前輪転操舵機構FMを作動し、さらに、ギヤボック
ス1aからベベルギヤアセンブ３およびコントロールシャ
フト４を通じて後輪転舵比調整機構RCのカム機構５に伝
達される。

なお、ステアリングホイール１を右回転させると、コン
トロールシャフト４は後方より見て右回転し、ステアリ
ングホイール１を左回転させると、コントロールシャフ
ト４は後方より見て左回転する。

このステアリングホイール１の回転時において、前輪転
舵機構FMでは、フロントパワーステアリングギヤボック
ス1aを通じて駆動される図示しないフロントパワーシリ
ンダおよびラック21aとピニオン31a（第４図参照）とに
よって前輪2aが転舵される。

そして、ピニオン31aのピニオン軸31の回転力は常時に
は、ベベルギヤアセンブリ３のベベルギヤ32、34を通じ
て方向転換された上でコントロールシャフト４に伝達さ
れる。

なお、例えばコントロールシャフト４の変形やこのシャ
フト４により駆動される後輪転舵比調整機構RCおよび後
輪転舵機構RM等に不具合が生じたりして、ベベルギヤア
センブリ３に過大な負荷が加わるような緊急時には、ピ
ニオン軸31と第１のベベルギヤ32との間に介装された樹
脂ピン37が過大な負荷によって破壊する。これによっ
て、ピニオン軸31と第１のベベルギヤとの結合が解除さ
れ、後輪転舵比調整機構RCおよび後輪転舵機構RMへの操
舵力が断たれ、前輪操舵のみの２輪操舵に変更されるよ
うになっている。したがって、緊急時にも、前輪操舵能
力が確保されて、一定の操舵能力が保たれる利点があ
る。

コントロールシャフト４が回転すると、コントロールシ
ャフト４の後端にそなえられた円筒型カム機構５におい
て、回転運動が直線運動に変換される。

つまり、第５図に示すように、コントロールシャフト４
が回転すると、このコントロールシャフト４の後端に一
体的に結合された円筒カム51が回転する。これによっ
て、円筒カム51のカム溝53内に摺動可能に取付けられ、
第６図に示すようにその基部52aをケーシング50のスラ
イド室51aの内壁に案内されてスライドしうるようにな
っているスライダ52は、カム溝53内を摺動しながらスラ
イドロッド54とともに前後に進退動する。

このとき、カム溝53が中間部の螺旋状溝53aとその前後
円弧状溝53b,53cとから構成されるリミット出力機構5A
をそなえているので、コントロールシャフト４の回転度
合（したがってステアリングホイール１のハンドル角）
に対するスライダ52およびスライドロッド54の進退度合
（したがって後輪への出力）との関係は第７図のグラフ
に示すようになる。

つまり、ステアリングホイール１の中立位置を中心とし
て、左右へ一定のハンドル角以内では、スライダ52が螺
旋状溝53a内を摺動して進退動しハンドル角が一定値を
超えると、スライダ52が円弧状溝53b内で摺動して、前
進位置または後退位置において停止する。

このようなスライドロッド54の進退動は、同相逆相変換
機構６を介して、適宜調整されてロータリバルブ８へ伝
達されるが、この時、本実施例の特徴とする同相逆相変
換機構６では、次のように各部が動作する。

つまり、まず、カム溝方向調整部6Cにおいて、常に車両
の速度に応じて円盤型カム61のカム溝61aの方向が調整
された上で、この調整されたカム溝61aに応じた適宜の
変換比率でスライド方向変換部6Aによりスライダ52の前
後方向へのスライド運動が左右方向への運動（横方向ス
ライド運動）に切換えられ、この横方行スライド運動が
後輪操舵力伝達部6Bにおいて、ロータリバルブ８へ伝達
されて、ロータリバルブ８が制御される。

このような同相逆相変換機構６の動作についてさらに詳
細に説明する。

カム溝方向調整部6Cでは、車速センサＳで検出した車速
検出信号を受けたコントローラＣから、この車速信号に
基づいた制御信号がステッピングモータアセンブリ７へ
送られて、ステッピングモータアセンブリ７のステッピ
ングモータ7bの作動が制御される。

例えば、車速が基準値Ｍである時には、カム溝61aが車
体の前後方向に沿うように向いた中立状態［第13図
（ａ）中に実線で示す水平状態］になるように、ステッ
ピングモータ7bが作動してモータ7bのモータ軸に連結さ
れたスプライン軸66を駆動し、ベベルギヤ65,67を介し
てカム61を回転調整する。この時、ステッピングモータ
アセンブリ７では、エンコーダ7aによりフィードバック
制御されるため、車速に応じてカム61が適切に回転調整
される。

そして、例えば車速が基準値Ｍよりも小さい中低速時に
は、カム溝61aが第13図（ａ）において符号61a″で示す
ような逆相用傾斜状態となるように、ステッピングモー
タ7bがカム61を回転調整する。この時、カム溝61aの傾
斜度合は、車速に応じたものに調整される。

また、車速が基準値Ｍよりも大きい高速時には、カム溝
61aが第13図（ａ）において符号61a′で示すように中低
速時とは逆向きの同相用傾斜状態となるように、ステッ
ピングモータ7bがカム61を回転調整する。この時も、カ
ム溝61aの傾斜度合は、車速に応じたものに調整され
る。

なお、この時、スプライン軸66の回転力は、スプライン
軸66のキー66aとステッピングモータ側のベベルギヤ67
のキー溝67aとのスプライン係合部を通じてベベルギヤ6
7に伝達される。

次に、スライド方向変換部6Aについて説明すると、この
スライド方向変換部6Aでは、車速に応じて適宜調整され
たカム溝61aを介して、スライド方向を変換する。

例えば、第14図（ａ）に示すように、車速が基準値Ｍで
あり、カム溝61aが中立状態となっていると、スライド
ロッド54とともにピン62がカム溝61a内を前後にスライ
ドしても、カム溝61aがこのピン62のスライド方向と一
致した方向にあるため、ピン62はカム溝61aの側壁へ力
を与えることはない。したがって、ステアリングホイー
ル１を操作してカム機構５を通じてピン62を進退させて
も、カム61およびスライドプレート64には、横方行のス
ライド力が発生しない。

また、第14図（ｂ）に示すように、車速がＭよりも小さ
い中低速時でカム溝61aが逆相用傾斜状態となっている
と、ピン62の進退動に応じて、カム61およびスライドプ
レート64に横方行のスライド力が伝達される。例えば、
ピン62が前進するとカム61およびスライドプレート64は
左方向へスライドし、ピン62が後退するとカム61および
スライドプレート64は左右方向へスライドする。これに
応じて、後輪操舵力伝達部6Bにおいて、この横方行への
スライド運動が回転運動に変換されながらロータリバル
ブ８のピニオン軸69aに動力伝達される。

一方、第14図（ｃ）に示すように、車速がＭよりも大き
い高速時でカム溝61aが同相用傾斜状態となっている
と、ピン62の進退動に応じて、カム61およびスライドプ
レート64に中低速時とは逆向きの横方向へのスライド力
が伝達される。例えば、ピン62が前進すると、カム61お
よびスライドプレート64は右方向へスライドし、ピン62
が後退するとカム61およびスライドプレート64は左方向
へスライドする。これに応じて、後輪操舵力伝達部6Bに
おいて、この横方行へのスライド運動が回転運動に変換
されながらロータリバルブ８のピニオン軸69aに動力伝
達される。

後輪操作力伝達部6Bでは、各カム溝61a方向に基づいて
ピン62の位置つまりハンドル角に応じてロータリバルブ
８のロータリシャフト82がその回転位相をとるように、
スライドプレート64のラック64aとロータリシャフト82
の前端のピニオン軸69aに装着されたピニオン69との噛
合を通じて、動力を伝達する。

例えば、車速が基準値Ｍであれば、ピンの進退によらず
カム溝61aは第14図（ａ）に示すように常に中立状態に
保持され、カム61,スライドプレート64およびラック64a
とピニオン69とを通じてピニオン軸69aも中立状態に保
持される。したがって、ロータリシャフト82も第11図
（ａ）〜（ｃ）に示すような中立状態となり、後輪2bも
中立状態となっている。

また、車速の中低速時には、カム溝61aは第14図（ｂ）
に示すような逆相用傾斜状態にあり、ステアリングホイ
ール１を右回転させてピン62が前進すると、スライドプ
レート64が左方向へスライドしラック64aとピニオン69
との噛合部を通じて、ピニオン69とともにピニオン軸69
aおよびロータリシャフト82が、第12図（ａ）〜（ｄ）
に示すように、後方より見て左回転する。

逆に、ステアリングホイール１を左回転させてピン62が
後退すると、スライドプレート64が右スライドし、ピニ
オン69とともにピニオン軸69aおよびロータリシャフト8
2が後方より見て右回転する。

一方、車速の高速時には、カム溝61aは第14図（ｃ）に
示すような同相用傾斜状態にあり、ステアリングホイー
ル１を右回転させてピン62が前進すると、スライドプレ
ート64が右スライドし、ラック64aとピニオン69とを通
じて、ピニオン69とともにピニオン軸69aおよびロータ
リシャフト82が後方より見て右回転する。逆に、ステア
リングホイール１を右回転させてピン62が後退すると、
スライドプレート64が左スライドし、ピニオン軸69aお
よびロータリシャフト82が後方より見て左回転する。

なお、スライドプレート64のスライド時には、このスラ
イドプレート64の取付板64dに軸支されたステッピング
モータ側のベベルギヤ67が、第14図（ａ）〜（ｃ）に示
すように、スライドプレート64とともにスライドするた
め、このベベルギヤ67とカム側のベベルギヤ65との噛合
状態が常時確保されている。

次に、ロータリバルブ８、リヤパワーシリンダ９、中立
位置付勢機構EMおよびリヤサスペンション10の動作を説
明する。

第11図（ａ）〜（ｃ）に示すように、ロータリシャフト
82が中立状態の時には、ロータリシャフト82の外周面
と、スプール81または第１および第２のリング84a,84b
の内周面との間に隙間が生じるため、プレッシャプート
P_Pは、これらの隙間を通じてロータリシャフトの第１の
凹所82a内および第２の凹所82b内と連通し［第11図
（ａ）の矢印参照］、さらに、この第１および第２の凹
所の各内部から各隙間と第１および第２の環状油室89a,
89bとを通じてＸポートP_XおよびＹポートP_Yとが連通し
ている［第11図（ｂ），（ｃ）の各矢印参照］。また、
プレッシャポートP_Pは、中空部82g,83bを通じてリター
ンポートP_Rとも連通している［第11図（ｄ）の矢印参
照］。

したがって、リヤパワーシリンダ９の左油室90a,右油室
90bは同圧となって、リヤパワーシリンダ９が中立状態
に保たれ、後輪2bも中立状態に保持される。

そして、例えば、第12図（ａ），（ｃ），（ｄ）に示す
ように、ロータリシャフト82が角度θだけ左回転する場
合を考えると、ロータリシャフト82の外周面がスプール
81または第１および第２のリング84a,84bの内周面と密
接して、ロータリシャフト82の第１の凹所82a内と第２
の凹所82b内との間が閉塞される。これにより、プレッ
シャポートP_Pは、第２の凹所82b内と連通して［第12図
（ａ）の矢印参照］、この第２の凹所82b内と開口84e,8
1aとを介して連通する第１の環状油室89aとを通じてＹ
ポートP_Yと連通する［第12図（ｃ）の矢印参照］。した
がって、プレッシャポートP_Pからの圧油がＹポートP_Yか
らリヤパワーシリンダ９の左油室90a内に供給される。

一方、リターンポートP_Rは、このリターンポートP_Rに第
３の環状油室89cと開口83cとを介して連通状態にある中
空部82g,83bと、この中空部82g,83bと第２の連通路82d
および開口84g,81bを介して連通する第２の環状油室89b
とを通じて連通する［第12図（ｄ）の矢印参照］。した
がって、リヤパワーシリンダ９の左油室90b内の圧油が
ＸポートP_XからリターンポートP_Rへ排出される。

このように、リヤパワーシリンダ９の左油室90aへの圧
油が供給されて右油室90bから圧油が排出されるため、
リヤパワーシリンダ９内の図示しないピストンは、例え
ば第14図（ｃ）中の矢印ａで示すように右方向へ駆動さ
れる。

この時、図示しない連動機構によりフィードバック制御
されながらロータリシャフト82に追従する追従シャフト
83は、ピストンが所要量だけ移動すると、第12図（ｂ）
に示すように、ロータリシャフト82と同位相だけ回転
し、リヤパワーシリンダ９への油圧の給排が停止され
る。

そして、このようなピストンとともにピストンロッド
（タイロッド）92a,92bも右方向へ駆動されると、この
ピストンロッド92a,92bにより、左右のトレーリングア
ーム10a,10aがともに右方向へ駆動させる。

例えば、高速時に、ステアリングホイール１を右回転さ
せると、コントロールシャフト４も後方より見て右回転
し、これによって、スライドロッド54とともにスライド
ピン62が前方へスライドし、第14図（ｃ）に示すよう
に、同相逆相変換機構６を介してピニオン69が後方より
見て左回転して、第12図（ａ）〜（ｃ）に示すように、
ロータリバルブ８が作動して、トレーリングアーム10a,
10aが右方向へ駆動され、後輪2bが前輪2aと同位相（同
相）の右方向へ転舵される。

また、中低速時は、ステアリングホイール１を左回転し
て、スライドピン62を後退させると、ピニオン69が左回
転し、後輪2bが、左方向へ転舵される前輪2aとは逆位相
（逆相）の右方向へ転舵される。

この後輪転舵時に、各トレーリングアーム10aの前端が
車幅方向スライド機構SMを介して車幅方向へ平行移動自
在にシャシメンバ12に結合されているので、各トレーリ
ングアーム10aは容易に横移動する。

つまり、トレーリングアーム10aの車幅方向移動時に
は、トレーリングアーム10aはその後端のほぼ後輪2bと
の結合部を中心として旋回動することになり、トレーリ
ングアーム10aの前端は車幅方向へのスライドとともに
僅かなねじれを伴いながらスライド用ロッド14に対して
前後方向への移動を伴う。このうち車幅方向へのスライ
ドにはメタルブッシュ15とロッド14との滑らかな摺動に
よって抵抗なく行なわれ、僅かなねじれを伴いながらの
前後方向への移動は弾性ブッシュ16で許容される。

このようにして、車速に対応した後輪転舵比に基づい
て、ステアリング１の操作量（ハンドル角）に応じて所
要角度だけ後輪2bが転舵される。

なお、ハンドル角に対する後輪転舵角の大きさは、第８
図に示すようになっており、各車速に応じて、一定ハン
ドル角までは、リニアに変化する。例えば、中低速時に
は、同相逆相変換機構６のカム溝61aが第14図（ｂ）に
示すようにハンドル角の大きさに応じた逆相傾斜状態と
なって、後輪2bは前輪2aと逆位相方向に所要角度だけ転
舵される。この時の転舵比は、車速が小さいほど、大き
くなる。

一方、高速時には、同相逆相変換機構６のカム溝61aが
第14図（ｃ）に示すような同相傾斜状態となって、ハン
ドル角の大きさに応じて、後輪2bは前輪2aと同位相方向
に所要角度だけ転舵される。この時の転舵比は、車速が
大きい程大きくなる。

そして、ハンドル角が一定値を超えると、カム機構５の
リミット出力機構5Aがはたらいて、つまり、カム機構５
の円弧状溝53b,53c内をスライダ52が摺動して、ハンド
ル角によらず後輪操舵量が一定に保持される。

この結果、中低速域における後輪の逆位相転舵時には、
後輪のグリップ力の低下が防止され、高速域における後
輪の同位相転舵時には、強アンダステア特性が抑制され
る。したがって、安定した車体姿勢でより確実に操舵で
きるようになるとともに、ソフトにステアリング操作で
きるようになり、ステアリングフィーリングが向上す
る。

なお、第８図中、0.5g,0.7g,0.9gを付して示す曲線は、
各車速における定常回転時のハンドル角と横Ｇ（横加速
度）との関係を示す。

このように本実施例では、後輪転舵比調整機構RCの同相
逆相変換機構６によって車速に応じて後輪転舵比を変更
させながらハンドル角に対して線形に後輪2bを転舵でき
るようになり、カム機構５のリミット出力構造5Aのはた
らきと相まって、第９図に実線で示すように、前後輪舵
各比ｋの車速ｖに対する特性を車体の重心スリップ各β
_G＝０となるように設定できる。これにより、車体の操
縦性能を大きく向上できるようになる。

なお、第９図中の破線は、従来例（特開昭60-193770号
公報に示される四輪操舵装置）の特性を示すものであ
り、この場合特に低速時の逆相域では前後転舵角比が小
さく、β_G＝０に制御できない。

そして、後輪転舵機構RMがフェイルした場合には、トレ
ーリングアーム10aの前端部と車体側のシャシメンバ12
との間に設けられた中立位置付勢機構EMが、トレーリン
グアーム10aを介して後輪2bをその中立位置へ付勢す
る。

つまり、中立位置付勢機構EMの付勢部材17の弾性ブッシ
ュ24は、付勢部材本体17aが第１図に実線で示すような
付勢部材の中立位置を取るように、付勢部材本体17aに
常に弾性力を発揮しており、この付勢部材本体17aに結
合された変位伝達部材18を介して、トレーリングアーム
10aにトレーリングアーム10aが後輪2bとともに中立位置
を取るような付勢力を与えいる。そして、この付勢力は
第15図に点P₁で示すようにリヤサスペンション剛性に十
分な大きさになっているため、後輪2bが容易にその中立
位置をとるのである。

この後輪2bの中立位置保持によって、後輪転舵機構RMが
フェイルした際にも前輪操舵によって支障なく運転しう
るのである。

また、変位伝達部材18には、トレーリングアーム10aの
変位量が大きくなるにしたがってこの変位量の増加に対
する付勢部材17の回動変位の増加量割合を小さくするよ
うに付勢部材17に変位を伝達する変位非線形伝達機構TM
としての機能がそなえられていて、スライド部材14の変
位量（スライド量）と付勢部材本体17aの旋回量（ブッ
シュ角度）との関係が、第２図に示す曲線L₁のように非
線形になる。

したがって、第15図に示すように、後輪舵角に対する後
輪操舵力も同様に非線形になって、後輪舵角を大きくと
っても後輪操舵力の増加が抑えられている。

これによって、後輪2bのための中立位置付勢機構EMを設
けながらも、パワーシリンダ９をはじめとした後輪操舵
装置を小型化できるという利点がある。

また、本実施例では、同相逆相変換機構６の円盤型カム
61のカム溝61aを直線上に設定したが、他の適当な曲線
状に設定することも考えられ、このカム溝61aの形状設
定により、ハンドル角に対する後輪転舵角の関係を線形
にも、非線形にも自由に設定できる。

また、カム61は円盤型に限られるものではない。

次に、本考案の第２実施例としての前後輪操舵装置につ
いて説明すると、第13図に示すように、本実施例は、そ
の変位伝達部材17′および変位非線形伝達機構TM′を除
いて第１実施例と同様に構成されている。

変位伝達部材17′は、スライド部材18aにラック28aが形
成されたラック部材28が設けられていて、このラック部
材28のラック28aが、扇形の旋回式連結部材29の円弧状
外周部に形成させた歯29aと噛み合っている。扇形の旋
回式連結部材29は、第１実施例の旋回式連結部材19と同
様にピン29bによってスライド部材14に枢着されてい
て、その上端部にはピン27を介して進退式連結部材20が
枢着されている。そして、他の部分は第１実施例の変位
伝達部材17と同様に構成される。

この変位伝達部材17′にも、第１実施例と同様に、トレ
ーリングアーム10aの変位量が大きくなるにしたがって
付勢部材17′の回動変位増加量を小さくするように付勢
部材17′に変位を伝達する変位非線伝達機構TM′として
の機能がそなえられている。

この変位非線形伝達機構TM′は、変位伝達部材18′を構
成する各部材18a,28,29,20からなり、第13図に鎖線（１
点鎖線）で示すようにトレーリングアーム10aつまりス
ライド部材14が一定ストロークでその中立位置から車幅
方向へ変位していくと、これに応じて旋回式連結部材19
がスライド部材14の変位増加量ｄ（一定値）と同様な旋
回増加量αで旋回していくが、ピン27を通じてこの旋回
式連結部材19の旋回に応じて旋回する進退式連結部材20
および付勢部材本体17aの旋回増加量βは、スライド部
材14の変位増加量ｄに対して旋回式連結部材19の旋回増
加量αよりも小さくなりその増加が緩慢になる。

このようなスライド部材14（ラック部材28）の変位量
（ラックストローク）と付勢部材本体17aの旋回量（ブ
ッシュ角度）との関係は、第２図に示す曲線L₂のように
非線形になる。

上述の構成により、本実施例でも第１実施例と同様の作
用および効果が得られる。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案の車両用前後輪操舵装置に
よれば、トレーリングアームの前端部がほぼ車幅方向へ
スライドしうるように車幅方向スライド機構を介して車
体に枢着され、且つ、これらのトレーリングアームの前
端と車体との間に同トレーリングアームを介して上記後
輪を中立位置へ付勢する中立位置付勢機構が設けられ
て、同中立位置付勢機構が、車体側に取付けられて自ら
の回動変位により上記後輪の中立位置への付勢力を発揮
する付勢部材と、同付勢部材と上記トレーリングアーム
との間に介装されて、同トレーリングアームの前端部の
ほぼ車幅方向への変位を受けてこの変位に基づき上記付
勢部材を回動変位させうる変位伝達部材とから構成さ
れ、同変位伝達部材に、上記トレーリングアームの前端
部の変位量が大きくなるにしたがって同変位量の増加に
対する上記付勢部材の回動変位の増加量割合を小さくす
るように変位を伝達する変位非線形伝達機構が設けられ
るという構造によって、後輪の転舵を無理なく行なえる
ようになる利点がある。また、中立位置付勢機構によっ
て、後輪転舵機構がフェイルしても、後輪が確実に中立
位置に保持され、後輪のサスペンション機能が通常のス
テアリング剛性を得られるように確保され、前輪操舵に
より支障なく操縦できるようになる。さらに、変位非線
型伝達機構により操舵操作の入力変位量の増加と出力変
位量の増加とが非線型とされるので、後輪操舵角とこれ
を得るための操舵力との関係も非線型となり、小さな操
舵力で後輪操舵角を大きく与えることが可能になる。こ
れにより、アクチュエータの負荷増が抑制され、後輪転
舵用アクチュエータが小型で小出力のもので十分となり
装置の小型化および低コスト化を実現しうる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜15図は本考案の第１実施例としての車両用前後輪
操舵装置を示すもので、第１図はその中立位置付勢機構
を示す平面図、第２図はその変位非線形伝達機構による
変位伝達状態を示すグラフ、第３図はその全体構成を示
す模式的な斜視図、第４図はそのベベルギヤアセンブリ
を示す縦断面図、第５図はその円筒型カム機構を示す斜
視図、第６図（ａ）はその円筒型カム機構の縦断面図、
第６図（ｂ）はその円筒型カム機構の横断面図、第７図
はその円筒型カム機構による動力伝達状態を説明するた
めのグラフ、第8,9図はいずれもその円筒型カム機構に
よる後輪操舵特性を示すグラフ、第10図（ａ）はそのロ
ータリバルブの鉛直縦断面図、第10図（ｂ）はそのロー
タリバルブの要部水平縦断面図、第11図（ａ）は第10図
（ａ）のXIa-XIa矢視断面図、第11図（ｂ）は第10図
（ａ）のXIb-XIb矢視断面図、第11図（ｃ）は第10図
（ａ）のXIc-XIc矢視断面図、第11図（ｄ）は第10図
（ａ）のXId-XId矢視断面図、第12図（ａ），（ｂ）は
そのロータリバルブの作動状態を第11図（ａ）と対応さ
せて示す横断面図、第12図（ｃ）はそのロータリルブの
作動状態を第11図（ｂ）と対応させて示す横断面図、第
12図（ｄ）はそのロータリバルブの作動状態を第11図
（ｃ）と対応させて示す横断面図、第13図（ａ）はその
後輪転舵比調整機構にそなえられる同相逆相変換機構の
一部を破断して示す平面図、第13図（ｂ）はその同相逆
相変換機構の一部を破断して示す側面図、第13図（ｃ）
はその同相逆層変換機構の一部を破断して示す後方正面
図、第14図（ａ）〜（ｃ）はいずれもその同相逆相変換
機構の動作を説明するための斜視図、第15図はその後輪
操舵出力特性を示すグラフ、第16図は本考案の第２実施
例としての車両用前後輪操舵装置の中立位置付勢機構を
示す平面図であり、第17図は一般的な線形の中立位置付
勢機構による後輪操舵出力特性を示すグラフである。 １……ステアリングホイール、1a……フロントパワース
テアリングギヤボックス、1b……ステアリングシャフ
ト、1c……タイロッド、2a……前輪、2b……後輪、2b′
……ハブキャリヤ、３……ベベルギヤアセンブリ、４…
…コントロールシャフト、５……円筒型カム機構、5A…
…リミット出力機構、６……同相逆相変換機構、6A……
スライド方向変換部、6B……後輪操舵力伝達部、6C……
カム溝方向調整部、７……ステッピングモータアセンブ
リ、7a……エンコーダ、7b……ステッピングモータ、８
……ロータリバルブ、９……アクチュエータとしてのリ
ヤパワーシリンダ、10……リヤサスペンション、10a…
…トレーリングアーム、10b……ラテラルロッド、12…
…シャシメンバ、13……ブラケット、14……スライド用
ロッド、14a……ナット、15……メタルブッシュ、16…
…弾性ブッシュ、17,17′……付勢部材、17a……付勢部
材本体、17b……リング部、18,18′……変位伝達部材、
18a……スライド部材、19……旋回式連結部材、19a……
ピン、19b……長穴、20……進退式連結部材、21……前
輪操舵用のシャフト、21a……ラック、30……ケーシン
グ、22……ブラケット、23……支持ロッド、23a……ナ
ット、24……弾性ブッシュ、25……メタルブッシュ、2
6,27……ピン、28……ラック部材、28a……ラック、29
……扇形の旋回式連結部材、29a……歯、29b……ピン、
31……第１のシャフト（ピニオン軸）、32……第１のベ
ベルギヤ、33……第２のシャフト、34……第２のベベル
ギヤ、35……ユニバーサルジョイント、35a……ダスト
カバー、36a,36b,36c,36d……ベアリング、37……樹脂
ピン、38a……シーラ、50……ケーシング、50a……スラ
イド室、51……円筒カム、52……スライダ、52a……ス
ライダ基部、52b……筒状摺動部材、53……溝（カム
溝）、53a……螺旋状溝（螺旋状のカム溝）、53b,53c…
…円弧状溝（円弧状溝のカム溝）、54……スライドロッ
ド、55……スプリングピン、56……ベアリング、57……
ベアリング、58……ナット、59……ベアリング、60……
ケーシング、60a……軸受、61……円盤型カム、61a……
カム溝、62……スライドピン、62a……摺動リング、62b
……ピン取付部材、63……ガイド部材、63a……ガイド
用長穴、64……スライドプレート（スライド部材）、64
a……ラック、64b……スライド用ベアリング、64c……
ベアリング、64d……取付板、65……カム側のベベルギ
ヤ、66……スプライン軸、66a……キー、67……ステッ
ピングモータ側のベベルギヤ、67a……キー溝、67b……
ベアリング、69……ピニオン、69a……ピニオン軸、69b
……ピン、80……ハウジング、80a……前部ハウジン
グ、80b……中間部ハウジング、80c……後部ハウジン
グ、80d……弁室、80e……ボルト・ナット、81……スプ
ール、81a……第１の開口、81b……第２の開口、81c…
…環状溝、81d……第３の開口、81e……凹所、82……ロ
ータリシャフト、82a……第１の凹所、82b……第２の凹
所、82c……第１の連絡口、82d……第２の連絡口、82e
……第１の仕切壁、82f……第２の仕切壁、82g……中空
部、83……追従シャフト、83a……ピン、83b……中空
部、83c……開口、84a……第１のリング、84b……第２
のリング、84c……連通室、84d〜84g……開口、85……
内部シャフト、86……ピン、87a,87b,87c……ベアリン
グ、88……シールリング、88a,88b,88c,88d,88e,88f…
…Ｏリング、89a……第１の環状油室、89b……第２の環
状油室、89c……第３の環状油室、92a,92b……ピストン
ロッド（タイロッド）、SM……車幅方向スライド機構、
FM……前輪転舵機構、RC……後輪転舵比調整機構、RM…
…後輪転舵機構、EM……中立位置付勢機構、ST……ステ
アリング機構、TM,TM′……変位非線形伝達機構、P_P…
…プレッシャポート（Ｐポート）、P_R……リターンポー
ト（Ｒポート）、P_X……Ｘポート、P_Y……Ｙポート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−43579（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−23175（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリング機構と、 同ステアリング機構に連結された前輪転舵機構および後
   輪転舵機構とをそなえ、 上記後輪転舵機構が、 後端に後輪を回転支持して前端を車体に連結されたトレ
   ーリングアームと、 同トレーリングアームをほぼ車幅方向へ駆動しうるアク
   チュエータとからなり、 上記トレーリングアームの車幅方向への移動に応じて上
   記後輪が転舵されるように構成されるとともに、 上記トレーリングアームの前端部がほぼ車幅方向へスラ
   イドしうるように車幅方向スライド機構を介して車体に
   枢着され、 且つ、これらのトレーリングアームの前端部と車体との
   間に同トレーリングアームを介して上記後輪を中立位置
   へ付勢する中立位置付勢機構が設けられて、 同中立位置付勢機構が、 車体側に取付けられて自らの回動変位により上記後輪の
   中立位置への付勢力を発揮する付勢部材と、 同付勢部材と上記トレーリングアームとの間に介装され
   て、同トレーリングアームの前端部のほぼ車幅方向への
   変位を受けてこの変位に基づき上記付勢部材を回動変位
   させうる変位伝達部材と構成され、 同変位伝達部材に、上記トレーリングアームの前端部の
   変位量が大きくなるにしたがって同変位量の増加に対す
   る上記付勢部材の回動変位の増加量割合を小さくするよ
   うに変位を伝達する変位非線形伝達機構が設けられた ことを特徴とする、車両用前後輪操舵装置。