JPH0299466A - ４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、前輪の転舵に関連して後輪を転舵する４輪
操舵装置に関する。

（従来の技術） この種の装置として特開昭８３−１７８７８７号公報所
載のものが従来から知られているが、第５図はこの従来
の装置を示したものである。

この第５図の従来の装置によれば、ステアリングホイー
ルｌを回すことによって前輪２を転舵するが、この前輪
の転舵に連動してステアリングシャフト３が回転する。

ステアリングシャフト３が回転すれば、ベベルギヤ４が
回転するとともに、このベベルギヤ４に連係したバルブ
ロッド５を揺動させる。このとき揺動軸６を傾けておけ
ば、その傾きに応じてバルブロッド５が引っ張られたり
押されたりする。このようにバルブロッド５が軸方向に
移動すれば、それにともなって後輪用制御弁７が切り換
えられるとともに、その切り換え位置に応じて後輪用シ
リンダ８に圧力流体が供給される。

（本発明が解決しようとする問題点） 」二足のようにした従来の装置では、後輪操舵機構がか
なり複雑になるという問題があった。

しかも、ステアリングシャフト３を介して、前輪操舵装
置と後輪操舵装置を連係しているので、このステアリン
グシャフト３が制約条件になってレイアウトが制限され
るという問題があった。

なお、Ｌ記のような構造上の問題を解消するために、後
輪側を電子制御することも考えられるが、この場合には
誤動作が生じたりして、その信頼性に欠けるという問題
があった。

この発明の目的は、Ｓ巾な構造でしかも信頼性の高い装
置を提供することである。

Ｃ問題点を解決する手段） この発明は、ステアリングホイールの回転に応じて動作
する前輪側パワーシリンダと、このパワーシリンダのピ
ストンロッドと一体化したラックシャフトど、このラッ
クシャフトに固定した連係部材と、この連係部材に連結
され、ラックシャフトの移動に応じて牽引されるパイロ
ットケーブルと、このパイロットケーブルの牽引力で動
作するバルブ駆動機構と２このバルブ駆動機構の駆動力
で切り換わる後輪用制御弁と、この後輪用−ＩｎＩ３弁
の切り換え位置に応じて動作する後輪用シリンダとを備
えた構成にしている。

そして、Ｌ記バルブ駆動機構はステアリングホイールの
操舵角が小さいときに、後輪用制御弁を、前後輪が同一
方向に転舵される同相モードに切り換え、操舵角が大き
いときに前後輪が逆方向に切り換わる逆相モードに切り
換えるようにしたものである。

（本発明の作用） この発明は、上記のように構成したので、ステアリング
ホイールを回すと、パイロットケーブルが引っ張られ、
るが２　このときの牽引量はステアリングホイールの操
舵角に依存する。このパイロットケーブルが牽引されれ
ば、バルブ駆動機構が動作し、後輪用制御弁を切り換え
るが、このときの後輪用制御弁の切り換え方向は、メー
タリングケーブルの牽引量に応じて変化する。すなわち
、操舵角が小さいときに後輪用制御弁を同相モ・−ドに
切り換え、操舵角が大きいときには逆相モードに切り換
える。

（本発明の効果） この発明の装置によれば、ステアリングホイールを大き
く９ノって前輪と後輪とを逆に転舵させるとき、バルブ
駆動機構の出力を後輪用制御弁に伝達し、当該後輪用制
御弁を同相モードあるいは逆相モードに切り換えるので
、その信頼性が非常に高いものとなる。

また、この装置では、前輪側の転舵力は、パイロットケ
ーブルを介してバルブ駆動機構に伝達されるので、従来
のＪ、うにステアリングシャフトがじ壱まになって、レ
イアウトが制約されるようなことがなくなる。

（本発明の実施例） 第１図に示した実施例は７ステアリングホイール１１の
シャフト１２の先端にビニオン１３を設けるとともに、
このビニオン１３を前輪１４のラックシャフト１５に形
成したラックＩＢばかみ合せている。そして、ラックシ
ャフト１５は前輪用パワーシリンダＣＩのピストンロッ
ドと一体化したものである。

また、−ｈ記シャフ）１２には切換弁１７を設け、ステ
アリングホイール１１を回すことによってシャフト１２
が揺動するとともに、その揺動に関連してｊ二足切換弁
１７が切り換わるようにした公知のものである。

そして、切換弁１７が上記のようにして切り換われば、
前輪用パワーシリンダの圧力室１８あるいは１９のうち
の一方の圧力室が、図示していないポンプに接続され、
他方の圧力室がタンクに接続するものである。

このように前輪用パワーシリンダＣ，に圧力流体が供給
されると、ラックシャフト１５が軸方向に移動するが、
ラックシャフト１５が図面右方向に移動すると前輪が左
に転舵され、左方向に移動すると前輪が右に転舵される
ようにしている。

このラックシャフト１５には連係部材２０を設けるとと
もに、この連係部材２０にはパイロットケーブル２１を
結び付けている。このパイロットケーブル２１の両端は
、滑車２２〜２５を介してバルブ駆動機構りのパイロッ
トシャフト２８の両端に固定するとともに、全体的には
十字掛にしている。

このパイロットシャフト２Ｂにはラック２７を形成する
とともに、このラック２７には入力軸２８の先端に形成
したビニオン２８ａをかみ合わせている。

この入力軸２８には同相モード用の第１小型ギヤ２８と
逆相モード用の第１大型ギヤ３０とを固定している。

上記第１小型ギヤ２９及び第１大型ギヤ３０のそれぞれ
には、所定の回転角の範囲θｉ、θ２に、第２図に示す
ように、歯溝２９ａ、３０ａを形成している。そして、
この歯溝２９ａ、３０ａ以外の範囲を滑面２９ｂ、３０
ｂとし、これら歯溝２’ｌａと３０ａとはそれらの位相
をずらすとともに、上記回転角はθｌくθ２としている
。

また、このパイロット駆動機構りの出力軸３１には、第
２小型ギヤ３２と第２大型ギヤ３３とを固定しているが
、上記第２小型ギヤ３２と第１小型ギヤ２８との間には
伝達ギヤ３４を介在させている。

上記第２小型ギヤ３２及び伝達ギヤ３４にも歯溝３２ａ
、３４ａと滑面３２ｂ、３４ｂとを形成シテイル。

そして、ステアリングホイール１１を中立位置に保持し
ているとき、第１．２小型ギヤ２９．３２及び伝達ギヤ
３４の歯溝がかみ合う構成にしている。また、ステアリ
ングホイール１１を上記のように中立位置に保持してい
るときには、第１．２大型ギヤ３０．３３は、それらの
滑面３０ｂ、３３ｂを接触させているものである。

上記の中立状態から入力軸２８が回転すると、その回転
力が伝達ギヤ３４を介して第２小型ギヤ３２に伝達され
、出力軸３１を入力軸２８と同方向に回転する。

そして、第１小型ギヤ２８が上記回転角θ１を超えると
、この第１小型ギヤ２９、伝達ギヤ３３及び第２小型ギ
ヤ３２は、それらの滑面２９ｂ、３３ｂ、３２ｂが接触
してたがいにスリップし、回転力が伝達されなくなる。

上記のように第１小型ギヤ３２が回転角θｌの範囲で回
転しているときには、第１大型ギヤ３０と第２大型ギヤ
３３とは、それらに形成した滑面３０ｂ、３３ｂが接触
する構成にしてる。したがって、第１小型ギヤ３２が回
転角θ１の範囲で回転しているかぎり、第１．２大型ギ
ヤ３０．３３がスリップして回転しない。

そして、第１小型ギヤ２８が回転角θ１を超えると、上
記第１大型ギヤ３０．３３の歯溝３０ａ、３３ａがかみ
合い、入力軸２８の回転力がこれら青天型ギヤを介して
出力軸３１に伝達されるので、両軸を逆回転する。

したがって、ステアリングホイール１１を小さく切った
ときには、ラックシャフト１５の移動量も小さいために
、メータリングシャフト２２の移動量も小さくなり、そ
れだけメータリングケーブル２５の牽引量も少なくなる
。このようにメータリングケーブル２５の牽引量が少な
ければ、入力軸２８の回転角も小さくなるので、第１．
２大型ギヤ３０．３３は滑面３０ｂ、３３ｂが接触し合
う状態を維持する。

そのために入力軸２８の回転力は第１小型ギヤ２８、伝
達ギヤ３４．第２小型ギヤ３２を介して出力軸３１に伝
達される。そして、ステアリングホイール１１をさらに
大きく切ると、こん度は第１小型ギヤ２９、伝達ギヤ３
４．第２小型ギヤ３２の滑面２９ｂ、３４ｂ、３２ｂが
接触してそれらがスリップする。これに対して第１．２
大型ギヤ３０．３３は、それらの歯溝３０ａ、３３ａが
かみ合うので、入力軸２８の回転力が第１．２大型ギヤ
３０．３３を介して出力軸３１に伝達されるものである
。

上記のようにした出力軸３１の先端には、ビニオン３１
ａを形成している。また、後輪用制御弁Ｖの本体ａに内
装したスプール３５には、作動ロッド３８を設けるとと
もに、この作動ロッドに形成したラック３７に、上記ビ
ニオン３ｆａをかみ合わせている。

上記後輪用制御弁Ｖは、その本体ａを後輪用シャフト３
８に固定するとともに、上記スプール３５の両端にセン
タリングスプリングを設け、通常は、このスプール３５
が図示の中立位置を保つようにしている。そして、スプ
ール３５が図示の中立位置から図面左方向に切り換わる
と、後輪用ポンプＰと後輪用シリンダＣ２の右側室３８
と連通し、左側室４０がタンクＴに連通する。したがっ
て、ピストン４１が左に移動し、後輪４２を右に転舵す
る。また、スプールが右方向に切り換わると、上記とは
逆に左側室４０が後輪用ポンプＰに連通し、右側室３９
がタンクＴに連通する。

なお、図中符号４３は、後輪用シリンダＣ２に設けたセ
ンタリングスプリングである。

いま、ステアリングホイール１１を右に小さく切ったと
すると１前輪用パワーシリンダＣ１が駆動してラックシ
ャフト１５を左方向に少し移動し、ステアリングホイー
ルの操舵角に応じた角度だけ前輪１４を右に転舵する。

上記のようにラックシャフト１５が左に移動すれば、パ
イロットケーブル２１が矢印４４方向に引っ張られる。

パイロットケーブル２１が矢印４４方向に引っ張れれば
、パイロットシャフト２６が第１図左方向に移動すると
ともに、入力軸２８が第２図時計方向に回転し、第１小
型ギヤ２８と第１大型ギヤ３０とを回転させる。

しかし、前記したように、第１大型ギヤ３０は、その滑
面３０ｂを第２大型ギヤ３３の滑面３３ｂに接触させて
いるので、このときには大型ギヤによる回転力の伝達は
されない。したがって、このときの入力軸２８の回転力
は、第１小型ギヤ２９、伝達ギヤ３４及び第２小型ギヤ
３２を介して出力軸３１に伝達されるとともに、出力軸
３１は入力軸２８と同一方向である時計方向に回転する
。

上記のようにして出力軸３１が第２図時計方向に回転す
ると、それにともなってビニオン３１ａも回転するので
、このビニオン３１ａにかみ合った作動ロッド３Ｂを第
１図左方向に移動する。このように作動ロッド３８が左
に移動すれば、それにともなってスプール３５も左方向
に切り換わるので、後輪用ポンプＰの吐出流体が右側室
３９に供給され、左側室４０の流体がタンクＴに戻され
る。したがって、後輪用シャフト３８が左に移動して後
輪４２を前輪１４と同方向である右方向に転舵する。

そして、上記のように後輪用シャフト３８が左に移動す
れば、それに固定した後輪用制御弁■の本体ａが左に移
動し、最終的には当該本体ａがスプール３５に追い付き
、両者の相対関係が図示の中立状態になる。つまり、こ
の後輪用制御弁■は、スプール３５の移動量、すなわち
ステアリングホイール１１の操舵角に比例して切り換わ
るものである。

そして、ステアリングホイール１１をさらに大きく切る
と、それにともなってパイロットケーブル２１も大きく
引っ張られるので、入力軸２８の回転量も大きくなる。

このようにして入力軸２８がさらに回転すると、第１小
型ギヤ２８、伝達ギヤ３４及び第２小型ギヤ３２のそれ
ぞれの滑面２９ｂ、３４ｂ、３２ｂが接触するので、こ
れらのギヤによる入力軸２８から出力軸３１への力の伝
達が断たれる。

これに対して、第１大型ギヤ３０と第２大型ギヤ３３と
の歯溝３０ａ、３３ａがかみ合い、こん度は、これら大
型ギヤ３０．３３を介して、入力軸２８から出力軸３１
に力が伝達される。ただし、この場合には、入力軸２８
と出力軸３１との回転方向が逆になる。

上記のようにして出力軸３１が、入力軸２８とは反対方
向である反時計方向に回転すると、こん度は、作動ロッ
ド３Ｂが右方向に移動するとともに、スプール３５を右
方向に切り換える。

このようにスプール３５が右方向に移動することによっ
て後輪用シリンダＣ２の左側室４０が後輪用ポンプＰに
連通し、右側室３８がタンクに連通ずる。

したがって、ピストン４１とともに後輪用シャフト３Ｂ
が図面右方向に移動して後輪４２を前輪１４とは逆方向
である右に転舵する。

そして、ステアリングホイール１１の転舵角と前後輪の
同相、逆相との関係を示したのが第３図のグラフである
。このグラフからも明らかなように、操舵角が小さいと
きには、前後輪が同相モードで切り換わる。それ以上に
ステアリングホイール１１を回すと、後輪４２のみが直
進状態に戻る。この状態から、さらにステアリングホイ
ールｌｉを回すと、こん度は後輪４２が前輪１４とは逆
方向に転舵され、逆相モードとなるものである。

そして、当該車両が高速で走行しているときには、ステ
アリングホイール１１を大きく切ることがない、したが
って、高速走行時には前後輪が常に同相モードで転舵さ
れることになる。

また、低速走行時には、ステアリングホイール１１を大
きく切ることが多いが、このときには前後輪が逆相モー
ドで切り換わることになる。

なお、この実施例では、低速走行時においてもステアリ
ングホイール１１の操舵角が小さければ、後輪４２が前
輪１４と同相に切り換わる。また、ステアリングホイー
ル１１を大きく切るときにも、その操舵過程で、同相モ
ードから逆相モードに変化することになる。しかし、い
ずれの場合にも、これらの現象は、低速走行時にのみ考
えられることなので、危険性がきわめて少ない。

第４図に示した第２実施例は、第１実施例のパイロット
シャフト２Ｂを省略して、入力軸２８に設けたビニオン
２８ａにパイロットケーブル２１を直接巻き付けたもの
で、その他の構成は第１実施例と同様である。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜３図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は概念図、第２図はバルブ駆動機構の構成を示し
た斜視図、第３図はステアリングホイールの操舵角と同
相、逆相モードとの関係を示したグラフ、第４図は第２
実施例の概念図、第５図は従来例の概念図である。 １１−・・ステアリングホイール、１５・・・ラックシ
ャフト、Ｃ，−・・前輪用パワーシリンダ、２０・・・
連係部材、２１−・・パイロットケーブル、Ｄ・・・パ
イロット駆動機構、■・・・後輪用制御弁、３５・・・
スプール、Ｃ２・・・後輪用シリンダ、４２・・・後輪
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングホィールの回転に応じて動作する前輪用パ
   ワーシリンダと、このパワーシリンダのピストンロッド
   と一体化したラックシャフトと、このラックシャフトに
   固定した連係部材と、この連係部材に連結され、ラック
   シャフトの移動に応じて牽引されるパイロットケーブル
   と、このパイロットケーブルの牽引力で動作するバルブ
   駆動機構と、このバルブ駆動機構の駆動力で切り換わる
   後輪用制御弁と、この後輪用制御弁の切り換え位置に応
   じて動作する後輪用シリンダとを備え、上記バルブ駆動
   機構はステアリングホィールの操舵角が小さいときに、
   後輪用制御弁を、前後輪が同一方向に転舵される同相モ
   ードに切り換え、操舵角が大きいときに前後輪が逆方向
   に切り換わる逆相モードに切り換える４輪操舵装置。