JPH08221Y2 - 車両の前後輪転舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両の前後輪転舵装置に関する。

（従来技術） 車両の前後輪転舵装置の一形式として、前輪を転舵す
る前輪転舵機構と、前輪の転舵角に対する後輪舵角を決
定する舵角比可変機構と、同舵角比可変機構の出力に応
じて後輪を転舵する後輪転舵機構を具備する車両の前後
輪転舵装置がある。当該前後輪操舵装置においては、前
輪転舵装置と同様に前輪転舵機構のみならず後輪転舵機
構にも転舵力を助勢するパワーシリンダを備えたものを
採用することが望ましい。

従って、前後輪転舵装置の後輪転舵機構として、パワ
ーシリンダを備えた前輪転舵機構を基本構成とした転舵
機構、例えば特開昭58-69334号公報に示された転舵機構
等を採用することが考えられる。

（考案が解決しようとする課題） ところで、車両の前後輪転舵装置においてはその特有
の問題として、後輪の脱輪時等後輪の転舵が不能に陥っ
た場合にハンドル操作を行っても後輪転舵機構を構成す
る制御弁に過大な力が作用することがないように、また
後輪転舵機構それ自体が大型化しないように配慮する必
要がある。

しかしながら、上記した公報に示された転舵機構にお
いては、パワーシリンダの各油圧室に対する作動油の給
排を制御する制御弁がハンドル操作により弁体が弁座に
着座、離間する構成であるため、後輪の転舵が不能の場
合にハンドル操作すると、同操作と同時に制御弁の弁体
および弁座に過大な力が作用する。また、かかる過大な
力は舵角比可変機構および前輪転舵機構へも伝達される
ことになる。

従って、本考案の目的は、前後輪転舵装置におけるか
かる問題を解決することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記した形式の前後輪転舵装置において、
前記後輪転舵機構を、シリンダ内を軸方向へ摺動可能に
貫通し同シリンダ内を左右一対の油圧室に液密的に区画
してパワーシリンダを形成するとともに各端部にて左右
各タイロッドに連結されるピストンロッドと、前記舵角
比可変機構の出力に応じて前記ピストンロッドの軸線方
向に摺動するバルブスプールと、同バルブスプールを軸
方向へ摺動可能に収容するとともに前記ピストンロッド
に連結され前記バルブスプールとの相対的摺動により各
油圧室に対する作動油の給排を制御する四方切換弁を形
成するバルブスリーブを備えた構成とし、かつ同バルブ
スリーブと前記バルブスプールとを相対摺動させて前記
パワーシリンダの油圧室に圧油を給排する前記四方切換
弁の油路の開度が最大となる作動位置にしたときに、同
じ向きの更なる相対摺動を許容する間隙が前記バルブス
プールと前記バルブスリーブとの間に形成されているこ
とを特徴とするものである。

（考案の作用・効果） かかる構成の前後輪転舵装置においては、ハンドル操
作時後輪転舵機構の四方切換弁を構成するバルブスプー
ルとバルブスリーブとが互いに軸方向へ摺動してパワー
シリンダの各油圧室に対する作動油の給排を制御するた
め、後輪が溝等に脱落して転舵不能に陥った場合にハン
ドル操作しても、バルブスプールとバルブスリーブとは
軸方向へ相対的に所定量摺動可能であるため、かかる相
対的摺動が許容される間は切換弁に過大な力が作用する
ことはない。すなわち、ハンドル操作と同時に切換弁に
過大な力が作用するようなことはない。また、過大な力
を舵角比可変機構、前輪転舵機構側へ伝達することもな
い。

また、当該後輪転舵機構においては、バルブスリーブ
をピストンロッドに連結するとともに、同スリーブとバ
ルブスプールとをピストンロッドの軸線方向へ相対的に
摺動するように構成しているため、切換弁がピストンロ
ッドと同軸的配列となり、切換弁（制御弁）がピストン
ロッドに対して交差状に配設される後輪転舵機構に比較
して機構が小型化される。

（実施例） 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明するに、第
１図には本考案の一実施例に係る前後輪転舵装置を装備
した車両の概略構成が示されている。当該前後輪転舵装
置は、前輪転舵機構である前輪側ステアリング機構10、
舵角比可変機構22、および後輪転舵機構であるパワーア
シスト機構30を具備する後輪側ステアリング機構を備え
ている。

前輪側ステアリング機構10を構成するラックバー11は
ギヤボックス12内を摺動可能に貫通し、左右のタイロッ
ド13の外端は各前輪WFに舵角を与えるナックルアーム14
に連結されている。当該前輪側ステアリング機構10にお
いては、ステアリングシャフト15と一体のハンドル16を
操作すると、図示しないパワーアシスト機構に助勢され
てラックバー11が左右動して各前輪WFを転舵する。ま
た、ラックバー11はギヤボックス12内にて入力軸21と常
時噛合している。入力軸21は舵角比可変機構22の入力軸
として機能するもので、同機構22を介して出力軸23に連
結されている。この出力軸23は後述するパワーアシスト
機構30に連結されていて、同機構30を介して後輪側ステ
アリング機構の両タイロッド24を左右動させ、各ナック
ルアーム25を介して各後輪WRを転舵する。

なお、前輪側ステアリング機構10は公知のものであ
る。また、舵角比可変機構22としては、本出願人の先願
に係る実開昭59-136079号出願（実公平3-8534号）にて
示した連結機構と同様のものが採用されていて、入力軸
21に対する出力軸23の回転方向および回転比を車速に応
じて制御する機能を備えている。従って、当該車両にお
いては、後輪WRを所望により前輪WFに対して同相、逆相
のいずれにも転舵することができるとともに、前後輪転
舵角比を車速に応じて適宜変更することができる。

後輪側ステアリング機構を構成するパワーアシスト機
構30は第２図〜第４図に示すよに、パワーシリンダ30a
と制御弁30bを備えている。パワーシリンダ30aは左右方
向に延びる筒状のハウジング31を備え、また同ハウジン
グ31は小径部であるシリンダ31aと大径部31bを備え、ハ
ウジング31内をピストンロッド32が貫通している。ピス
トンロッド32はシリンダ31aを液密的かつ摺動可能に貫
通しているとともに、外周に設けたピストン33にてシリ
ンダ31a内を左右一対の油圧室R1,R2に区画している。

制御弁30bはセンタオープン型の四方切換弁でハウジ
ング31の大径部31b内に収容されており、インプットシ
ャフト34、バルブスプール35およびバルブスリーブ36を
主要構成部材としている。インプットシャフト34はピス
トンロッド32に設けた筒部32a内に軸方向へ所定量摺動
可能に嵌挿されており、同シャフト34の中間部上側には
ラック34aが設けられている。このラック34aは出力軸23
の後端部に設けたピニオン23aに常時噛合している。こ
れにより、インプットシャフト34は出力軸23の回転によ
り軸方向（左右方向）へ所定量摺動した後、さらにピス
トンロッド32と一体的に左右方向へ所定量摺動する。

インプットシャフト34の一端にはバルブスプール35の
支持手段が設けられており、同支持手段はインプットシ
ャフト34の一端に組付けられて同軸的に延びる支持柱37
aと、支持柱37a上に軸方向へ摺動可能に嵌合された一対
のガイド部材37bおよび押圧部材37cと、両押圧部材37c
間に介装されこれらを介して各ガイド部材37bをピスト
ンロッド32の筒部32aにおける各段部32bに弾撥的に当接
させる圧縮スプリング37dとにより構成されている。圧
縮スプリング37dはインプットシャフト34の摺動に対抗
し、インプットシャフト34を中立位置に保持すべく機能
する。

バルブスプール35は筒体の両端部に複数の脚部35aを
備え、各脚部35aを各ガイド部材37bのガイド孔に挿通し
た状態にて支持柱37aの両端部上に組付けた両フランジ
部37eにて挟持されている。バルブスプール35はこの状
態で両押圧部材37cの外周に位置し、その外周を軸方向
へ液密的に摺動可能になっている。このバルブスプール
35の外周には３条の環状溝35b,35c,35dと、両側の各環
状溝35b,35dとバルブスプール35の内孔35eとを連通させ
る通孔35f,35gが設けられている。

バルブスリーブ36はピストンロッド32における筒部32
aの一部周壁を兼ねていて、その内周に設けた２条の環
状溝36a,36bはバルブスプール35の両環状溝35bと35c
間、35cと35d間にそれぞれ位置し、この状態においては
両環状溝35bと35c、35cと35dにそれぞれ連通している。
バルブスリーブ36はバルブスプール35とともにセンタオ
ープン型の四方切換弁を構成するもので、図示しない油
圧ポンプおよびリザーバにそれぞれ接続されるインレッ
トポート36cおよびアウトレットポート36dを備えてい
る。インレットポート36cはバルブスプール35の中央環
状溝35cに開口し、かつアウトレットポート36dは右側環
状溝35dに開口している。また、バルブスリーブ36とピ
ストンロッド32の中実部32cには、バルブスリーブ36の
各環状溝36a,36bとパワーシリンダ30aの各油圧室R1,R2
とを連通させる連通孔32d,32eが形成されている。連通
孔32d,32eは各油圧室R1,R2に対して作動油を給排する油
圧路として機能する。

かかる制御弁30bにおいては、バルブスプール35のバ
ルブスリーブ36に対する軸方向の摺動量が下記のごとく
設定されている。すなわち、バルブスプール36の摺動量
は、制御弁30bが中立位置の状態から油圧路の開度が漸
次増大して最大となり、その後開度が漸次減少して最小
になるように設定されている。通常、制御弁30bの作動
域は上記油圧路の最大開度域である。

このように構成した前後輪転舵装置を装備した車両に
おいては、前輪WFの操舵時舵角比可変機構22を介して入
力軸21に連結した出力軸23が回転し、この回転によりイ
ンプットシャフト34およびピストンロッド32が左右方向
へ摺動し、各タイロッド24および各ナックルアーム25を
介して各後輪WRを操舵する。この操舵時、インプットシ
ャフト34とピストンロッド32間に相対的摺動が生じ、こ
れによりバルブスプール35とバルブスリーブ36間にも相
対的摺動が生じる。このため、油圧ポンプからリザーバ
へ還流していた作動油が連通孔32d,32eのいずれか一方
を通ってパワーシリンダ30aの油圧室R1,R2のいずれか一
方に供給され、同時に油圧室R1,R2のいずれか他方の作
動油が連通孔32d,32eのいずれか他方を通って排出さ
れ、制御弁30bを通ってリザーバへ還流される。この結
果、ピストンロッド32の左右方向への摺動がが助勢さ
れ、これによりハンドル操作が軽くなる。

ところで、本実施例のパワーアシスト機構30において
は、ハンドル操作時制御弁30bを構成するバルブスプー
ル35とバルブスリーブ36とが互いに軸方向へ摺動してパ
ワーシリンダ30aの各油圧室R1,R2に対する作動油の給排
を制御するため、後輪WRが溝等に脱落して転舵不能に陥
った場合にハンドル操作しても、バルブスプール35とバ
ルブスリーブ36とは軸方向へ相対的に所定量摺動可能で
あるため、かかる相対的摺動が許容される間は制御弁30
bに過大な力が作用することはない。すなわち、ハンド
ル操作と同時に制御弁30bに過大な力が作用するような
ことはない。また、過大な力が舵角比可変機構22、前輪
転舵機構10側へ伝達されることもない。

また、当該パワーアシスト機構30においては、バルブ
スリーブ36がピストンロッド32に一体的に形成されて連
結しているとともに、バルブスプール35をピストンロッ
ド32に同軸的に配置し、バルブスリーブ36とバルブスプ
ール35とをピストンロッド32の軸方向へ相対的に摺動す
るように構成しているため、制御弁30bがピストンロッ
ド32に対して交差状に配設されるパワーアシスト機構に
比較して機構が小型化される。

なお、当該パワーアシスト機構30においては、パワー
シリンダ30aと制御弁30bとを接続する油圧路である連通
孔32d,32eをピストンロッド32に形成しているため各油
圧路を形成する油圧管を省略することができ、油圧管を
配管するのに必要な空間を確保する必要がなく、かつ各
油圧管の配管に苦慮することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る前後輪転舵装置を装備
した車両の概略構成図、第２図は同装置における後輪転
舵機構を構成するパワーアシスト機構の拡大縦断面図、
第３図は同パワーアシスト機構を構成するパアーシリン
ダの拡大断面図、第４図は同パワーアシスト機構を構成
する制御弁の拡大断面図である。 符号の説明 10……前輪側ステアリング機構、21……入力軸、22……
舵角比可変機構、23……出力軸、30……パワーアシスト
機構（後輪転舵機構を構成する機構）、30a……パワー
シリンダ、30b……制御弁（四方切換弁）、31a……シリ
ンダ、32……ピストンロッド、33……ピストン、32d,32
e……連通孔（油圧路）、34……インプットシャフト、3
5……バルブスプール、36……バルブスリーブ、R1,R2…
…油圧室。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪を転舵する前輪転舵機構と、前輪の転
   舵角に対する後輪舵角を決定する舵角比可変機構と、同
   舵角比可変機構の出力に応じて後輪を転舵する後輪転舵
   機構を具備する車両の前後輪転舵装置において、前記後
   輪転舵機構を、シリンダ内を軸方向へ摺動可能に貫通し
   同シリンダ内を左右一対の油圧室に液密的に区画してパ
   ワーシリンダを形成するとともに各端部にて左右各タイ
   ロッドに連結されるピストンロッドと、前記舵角比可変
   機構の出力に応じて前記ピストンロッドの軸線方向に摺
   動するバルブスプールと、同バルブスプールを軸方向へ
   摺動可能に収容するとともに前記ピストンロッドに連結
   され前記バルブスプールとの相対的摺動により各油圧室
   に対する作動油の給排を制御する四方切換弁を形成する
   バルブスリーブを備えた構成とし、かつ同バルブスリー
   ブと前記バルブスプールとを相対摺動させて前記パワー
   シリンダの油圧室に圧油を給排する前記四方切換弁の油
   路の開度が最大となる作動位置にしたときに、同じ向き
   の更なる相対摺動を許容する間隙が前記バルブスプール
   と前記バルブスリーブとの間に形成されていることを特
   徴とする車両の前後輪転舵装置。
2. 【請求項２】前記パワーシリンダの各油圧室と前記四方
   切換弁とを接続する油路の前記各油圧室側開口部を前記
   ピストンロッドに設けてなる実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の車両の前後輪転舵装置。