JPH0222389Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車の前輪の操舵によつて、前輪
とともに後輪も転舵するようにした４輪操舵装置
に関するものである。

（従来技術） 従来、自動車における操舵は前輪のみを転舵し
て行なうのがほとんどであり、後輪は多少のトー
イン、トーアウトはあつても積極的に後輪を転舵
するものはなかつた。しかしながら、前輪の転舵
に応じて後輪も転舵するようにした４輪操舵装置
を用いれば、操縦性、安定性を大幅に向上させる
ことができる。例えば、縦列駐車や車庫入れのよ
うな極低速における車両の操縦において、前輪に
対して後輪を逆向きに転舵することにより（これ
を逆位相という）、車両の向きを大きく変化させ
ることが可能になり、従来では不可能もしくは非
常に困難であつた狭い場所への駐車が可能あるい
は容易になる。また、Ｕターンにおいても、最小
回転半径を小さくすることができるので有利であ
る。さらに、このように後輪を前輪と逆位相に転
舵することにより内輪差をきわめて小さく、ある
いはなくすことができ、狭い角を曲がるときなど
有利である。また、このような極低速における車
両の操縦において前輪に対して後輪を同じ向きに
転舵すれば（これを同位相という）、車両を全体
的に平行移動させることが可能になり、駐車や車
庫入れのときに便利なことも多い。

一方、中高速走行においてレーンチエンジをす
る場合、同位相の４輪操舵を行なえば前後輪に同
時に横方向の力が加わつて位相遅れのないスムー
ズなレーンチエンジが可能になり、このときヨー
イングを生じることもないから、高速でのレーン
チエンジも恐怖感なく行なうことができる。ま
た、コーナリング時には、逆位相に後輪を転舵す
ることにより、効果的に車の向きを変えることが
できる。

このような事情に鑑みて、最近では種々の４輪
操舵装置が提案されている。例えば、転舵自在な
前輪および後輪をリンク機構で連結し、前輪の操
舵に応じて後輪を逆位相に転舵させるもの（特開
昭55−15301号）や、前輪と協働するロツドによ
りカム板を前輪の転舵角に応じて移動させ、後輪
転舵部材に固定するピンを、カム構内を移動可能
に保持して、前後輪を共に転舵させ、操舵角に応
じて舵角比を変化させるもの（特開昭55−91458
号）等が知られている。

このように４輪操舵装置として数多くの具体的
な構成が考えられているが、いずれの場合も後輪
を転舵可能とするために後輪支持部を前輪と同様
な構造とする必要がある。すなわち、後輪を回転
自在に、且つ車体に対して回動自在に支持するナ
ツクル、このナツクルに転舵力を伝えるタイロツ
ド、このタイロツドに車幅方向の動きを与える手
段等が必要となり、従来の転舵させない後輪に比
べ部品数の多い、構造複雑で高価な機構となる。
このため、２輪操舵（前輪操舵）車と４輪操舵車
とでは後輪部分の部品の共通化が難しいという問
題がある。さらに、転舵力を伝えるタイロツド等
はボールジヨイントによりナツクルと連結される
ため、タイヤからのロードノイズがタイロツドを
伝わつて車体側に直接伝わり、車室内の振動、騒
音が増加するという問題がある。

一方、低速において後輪を大きく転舵させ車庫
入れや縦列駐車を便利なようにするという目的は
別として、高速でのスムーズなレーンチエンジを
行なわせることや、スムーズなコーナリング特性
を得るという目的等のためには、後輪の転舵角は
わずか（数度の範囲）でも十分その効果を得られ
る。このことから、後輪の転舵角範囲を小さく抑
えて、その代わりに後輪転舵装置を簡略化して、
２輪操舵車との部品共通性およびコスト低減を図
りたいという要望もある。なお、タイロツドで操
舵するタイプ以外に、サスペンシヨンアームを支
持するサブフレームに変位力を与えて、後輪を操
舵するものも知られている。（特開昭57−99470号
公報参照）しかしながら、このタイプは、サブフ
レームという大きい重量物を変位させる必要か
ら、大きな駆動力を必要とし、構造が複雑化した
り、あるいは操舵応答性が悪化するという問題が
考えられる。

（考案の目的） 本考案の目的は、上記事情に鑑み、後輪転舵装
置の簡略化を図り、２輪操舵車と後輪部分の共通
化を図り、後輪転舵の応答性が良く、さらにサス
ペンシヨンアームの剛性低下を招来せずまたサス
ペンシヨンジオメトリに起因する後輪転舵装置の
レイアウト上の制約がない車両の４輪操舵装置を
提供することにある。

（考案の構成） 本考案に係る車両の４輪操舵装置は、上記目的
を達成するため、 後輪がサスペンシヨンアームによつて複数の支
持点で弾性体を介して車体に支持された自動車に
おいて、 前輪を操舵するステアリング装置と、後輪を転
舵する後輪転舵装置とを有し、 この後輪転舵装置が、前記弾性体を介して車体
に支持された前記複数の支持点のうち少なくとも
１つの支持点に直接当接して車幅方向の転舵付勢
力を伝えてこの支持点の弾性体を変形させこの支
持点に車幅方向の変位を与える後輪転舵部材と、
該後輪転舵部材と前記支持点との相対回転を許容
する回転許容手段と、前記後輪転舵部材に前記前
輪の操舵にともなつて前記転舵付勢力を与える転
舵付勢手段とを有することを特徴とする。

（考案の効果） 本考案によれば、後輪をサスペンシヨンアーム
によつて複数の支持点で弾性体を介して車体に支
持し、この支持点を前輪の操舵に応じて後輪転舵
部材により押して後輪転舵を行なうことができる
ので、構造が簡単になる。また、後輪を支持する
サスペンシヨンアーム等は後輪を転舵させない、
いわゆる２輪操舵車と部品の共通化が図れる。ま
た、後輪転舵にあたつては前記従来技術のように
サブフレームのような大型重量部品を変位させる
必要はないので、後輪転舵の応答性が良い。さら
に、サスペンシヨンアームの車体側支持点への転
舵付勢力の伝達は該支持点に直接後輪転舵部材を
当接させて行なうので、サスペンシヨンアーム自
体は何らの構成変更を伴なうことなく従来と同様
のものを使用可能であり、該サスペンシヨンアー
ムの剛性低下を招来する恐れがない。また、サス
ペンシヨンアームの支持点と後輪転舵部材との間
には、前記の如き回転許容部材が設けられている
ので、サスペンシヨンアームの揺動は後輪転舵部
材と無関係に行なわれ、よつて後輪転舵部材によ
りサスペンシヨンジオメトリに悪影響を及ぼす恐
れがなく、後輪転舵部材のレイアウト上の制約が
ない。

（実施例） 以下、図面によつて本考案の実施例について説
明する。

第１図および第２図は本考案の４輪操舵装置の
第１の実施例を示す平面図および正面図で図中矢
印Frontが車体前方を示す。ステアリング３が運
転者により操作されると、この回転が第１ギヤボ
ツクス４に伝えられ、この第１ギヤボツクス４に
おいてラツク・ピニオン機構等の公知の機構によ
つて上記回転が車体幅方向の動きに変換され、第
１ラツクハウジング５内に設けられた第１ラツク
（図示せず）を車体幅方向に動かす。この第１ラ
ツクの両端がそれぞれ左右のタイロツド６，６と
連結し、この左右のタイロツド６，６は左右の前
輪２Ｌ，２Ｒを保持するナツクルアーム７，７
（いずれも左側は図示せず）と連結していて、第
１ラツクの幅方向の動きがナツクルアーム７，７
に伝えられて前輪が操舵される。なお、第１ラツ
クハウジング５内にはパワーシリンダが形成され
ていて、このパワーシリンダ内に第１ラツクに固
設されたピストンが嵌挿されている。このパワー
シリンダ内に油圧ポンプ（図示せず）からの圧油
がギヤボツクス４に設けた前輪コントロールバル
ブを介してステアリング３の操作に応じて送ら
れ、パワーシリンダ内に発生した油圧をピストン
が受けて第１ラツクの動きがパワーアシストされ
る。以上のようにして、公知のパワーステアリン
グ装置が構成されているのである。なお、第１ラ
ツクハウジング５が車体１１のブランケツト１１
ａに固定されている。

この第１ラツクハウジング５の下方には、第１
ラツクと平行に配され車幅方向に可動の第２ラツ
ク（図示せず）を内部に有する第２ラツクハウジ
ング９が配され、この第２ラツクハウジング９は
第１ラツクハウジング５に固定されている。さら
に、第１ラツクと第２ラツクはコネクテイングロ
ツド８を介して連結されていて、このため、ステ
アリング３の操作に応じた第１ラツクの幅方向の
動きはそのまま第２ラツクに伝わり、第２ラツク
も幅方向に動かされる。第２ラツクは、第２ラツ
クハウジング９に固定された第２ギヤボツクス１
０内において第２ピニオンと噛合し、第２ピニオ
ンは第２ギヤボツクス１０から後方に突出する出
力軸１０ａと結合していて、第２ラツクの幅方向
の動きが出力軸１０ａの回転として伝わる。

この出力軸１０ａは、第１ジヨイント１２ａ、
前プロペラシヤフト１２および第２ジヨイント１
２ｂを介してメカニカルコントールボツクス１３
のインプツトシヤフト１４と連結していて、出力
軸１０ａの回転は、メカニカルコントロールボツ
クス１３に伝達される。そして、このメカニカル
コントロールボツクス１３においてインプツトシ
ヤフト１４の回転が適宜調整され（調整内容につ
いては後述）アウトプツトシヤフト１５の回転と
して出力される。アウトプツトシヤフト１５は、
第３ジヨイント１６ａ、後プロペラシヤフト１
６、第４ジヨイント１６ｂを介して、第３ギヤボ
ツクス１７内に配設された第３のピニオンと結合
する入力軸１７ａと連結され、アウトプツトシヤ
フト１５の回転は入力軸１７ａにそのまま伝えら
れる。

第３ギヤボツクス１７は第３ラツクハウジング
１８に固設され、第３ラツクハウジング１８はサ
ブフレーム２０に固定されている。この第３ラツ
クハウジング１８内には車体幅方向に延び、両端
が第３ラツクハウジング１８から左右外方へ突出
する車体幅方向移動可能な後輪転舵部材１９が配
され、後輪転舵部材１９にはラツクが形成され、
このラツク前記第３ピニオンと噛合している。こ
のため、入力軸１７ａに伝えられた回転により第
３ピニオンが回され、これに応じて後輪転舵部材
１９が幅方向に動かされる。なお、第３ラツクハ
ウジング１８内にもパワーシリンダが形成されて
おり、このパワーシリンダ内に後輪転舵部材１９
に固設されたピストンが嵌挿されて、左右のシリ
ンダ室を形成されている。この左右のシリンダ室
に油圧ポンプ（図示せず）からの圧油が、第３ギ
ヤボツクスに取り付けられた後輪コントロールバ
ルブ１７ｂを介して、入力軸１７ａの回転に応じ
て選択的に圧油が送り込まれ、このシリンダ室に
発生した油圧をピストンが受けて後輪転舵部材１
９の幅方向の動きがパワーアシストされるように
構成されている。

一方、後輪２２Ｌ，２２Ｒ（２２Ｌは図示せず）
は後輪サスペンシヨンにより車体に支持されてい
るが、左右対称なので以下右側部のみについて説
明する。後輪サスペンシヨン２１は、後輪２２Ｒ
を回転自在に支持するホイールサポート２３と、
一端がホイールサポート２３にそれぞれゴムブツ
シユ２７，２９を介して連結し、他端がサブフレ
ーム２０にそれぞれゴムブツシユ２８，３０を介
して連結する車体幅方向に延びた前アーム２４お
よび後アーム２５と、車体前後方向に延び、前端
がゴムブツシユ３２を介して車体に、後端がゴム
ブツシユ３１を介してホイールサポート２３にそ
れぞれ連結したリーデイングアーム２６とからな
る。後アーム２５のサブフレーム２０との連結部
（矢印Ａ部）は第２図に拡大断面を示すように、
サブフレーム２０に固定されたピン２０ａにゴム
ブツシユ３０が取り付けられ、このゴムブツシユ
３０が後アーム２５の端部に接合された円筒体２
５ａに保持されることによつて、後アーム２５が
ゴムブツシユ３０を介してサブフレーム２０と連
結している。さらに、円筒体２５ａは後方に延び
ていて、この部分に前記後輪転舵部材１９の端部
に接合されたリング１９ａが回転可能に嵌合され
て結合している。この結果、後アーム２５は、弾
性体３０を介してサブフレーム２０に連結すると
ともに後輪転舵部材１９とも連結する。なお、前
記後輪転舵部材１９にリング１９ａを設け、該リ
ング１９ａを円筒体２５ａに相体回転可能に嵌合
させることによつて、後輪転舵部材１９と円筒体
２５ａとの相対回転を許容する回転許容手段が構
成されている。

このため、ステアリング３が操作されて前輪操
舵がなされると、コネクテイングロツド８、第２
ラツク、第２ピニオン、前プロペラシヤフト１
２、メカニカルコントロールボツクス１３、後プ
ロペラシヤフト１６および第３ピニオンが転舵力
付勢手段として働き、第３ラツクハウジング１８
内のパワーシリンダによりアシストされて、前輪
操舵に応じて後輪転舵部材１９に車幅方向の付勢
力が与えられる。この付勢力によつて後アーム２
５が押されるとゴムブツシユ３０が変形して、後
アーム２５が車幅方向に移動し、その結果後輪２
２Ｌ，２２Ｒが転舵される。

なお、メカニカルコントロールボツクス１３に
よる調整は例えば第４図のようにするのが良い。
すなわち、ステアリング３の操舵角θ_Hが小さい時
は、後輪を同位相に転舵させ、操舵角θ_Hがある値
θ_Haを超えると、操舵角θ_Hに対して後輪を除々に
逆位相側へ転舵させるのが良い。こうすれば、操
舵角が小さい領域ではレーンチエンジ等が専らで
あるので同位相転舵によつてスムーズな横移動を
可能にし、操舵角が大きい領域では逆位相転舵に
より旋回性を良くすることができる。

なお、本考案の場合では、後輪の転舵をゴムブ
ツシユの変形により行なつているため、後輪転舵
角θ_Rはごく小さな角度範囲でしか行なえず、上記
の効果はあまり大きなものではない。しかしなが
ら、旋回時において旋回半径外側輪が大きな横力
を受け、この横力に対して操舵角θ_Hが小さい時は
同位相に転舵させることによりトーイン量を大き
くすることになり走行安定性が良くなる。一方、
操舵角が大きくなつて逆位相側に転舵されるとト
ーイン量は減少し、車の旋回性が良くなる。通
常、高速時においては操舵角θ_Hは小さい領域での
み使用され、中低速になると操舵角θ_Hの範囲も広
がるため、上記のように後輪転舵を行なうことに
より高速時の走走行安定性および中低速時の旋回
性を両立させることができる。

第５図は本考案の第２の実施例を示す平面図
で、本実施例では、転舵付勢手段として第１の実
施例で示した前輪の操舵を機械的に後輪に伝える
機構の代わりに、前輪の操舵角を電気的に検出
し、この検出信号に応じてパワーシリンダに油圧
を供給して、後輪転舵部材に車幅方向の付勢力を
与えるようにしている。なお、第１の実施例と同
一部分には同一番号を付して説明するが、本図に
おいても車体右側を用いて説明する。

後輪２２Ｒは第１の実施例と同様に、それぞれ
ゴムブツシユを介して車体（サブフレーム２０）
に一端が固定された前後のアーム２４，２５およ
びリーデイングアーム２６により支持され、後ア
ーム２５のサブフレーム２０への取り付け部は後
輪転舵部材１９と連結している。このため、後輪
転舵部材１９の車幅方向の付勢力によつて後アー
ム２５の取り付け部ゴムブツシユが変形して後輪
２２Ｒが第１の実施例と同様に転舵される。しか
しながら、第１の実施例では前輪の操舵角が機械
的に伝達されて、後輪転舵部材１９が動かされた
のに対し、本実施例では第３ギヤボツクス１７内
のピニオンは、後輪コントロールバルブ１７ｂを
介してステツプモータ４０と連結していて、ステ
ツプモータ４０の回転に応じてピニオンが回さ
れ、このピニオンと噛合するラツクを有する後輪
転舵部材１９に車幅方向の動きが与えられる。な
お、ステツプモータ４０の回転に応じて後輪コン
トロールバルブ１７ｂにより、第３ラツクハウジ
ング１８内のパワーシリンダヘポート１８ａ，１
８ｂから選択的に油圧供給を行ない、後輪転舵部
材１９の動きをアシストする。

ステツプモータ４０の回転は、ドライバー４５
を介して入力されるコントローラ４４からの信号
に基づいて制御される。このコントローラ４４に
は車速センサ４１からの車速信号、舵角センサ４
２からの前輪操舵角信号およびバツテリ４３から
の電源が入力されていて、車速および前輪操舵角
に応じて後輪を転舵させる。制御パターンとして
は、第１図のように前輪操舵角に応じて制御する
ことも可能であるが、第６図に示すように前輪転
舵角θ_Hに対して後輪転舵角θ_Rを比例変化させると
ともに、この比例定数すなわち直線の傾きを車速
に対応して変化させ、車速が小さい時はトーイン
傾向を弱く、車速が大きい時はトーイン傾向が強
くなるように転舵させることも可能である。こう
すれば、高速時の安定性およば中低速時の旋回性
を共に満足させることができる。

第７図は本考案の第３の実施例を示す平面模式
図で、本図においても前記第１および第２の実施
例と同一部分には同一番号を付し、右側の後輪を
取り上げてその作動を説明する。ステアリング装
置５０は運転者が操舵するステアリング５１と、
このステアリング５１の回転動力を車幅方向の往
復運動に変換する第１ピニオン５２およびラツク
部材５３の第１ラツク部と、基端がラツク部材５
３の各端に連結されたタイロツド６，６と、一端
がタイロツド６，６の先端に、他端が左右の前輪
２Ｌ，２Ｒに連結されたナツクルアーム７，７と
を備えており、ステアリング５１の操舵に応じて
周知のように前輪２Ｌ，２Ｒの操舵が行なわれる
ようになつている。

ラツク部材５３には第２ラツク部を下面に有し
ていて、この第２ラツク部に車体前後に延びる前
伝達軸５４の先端に結合する第２ピニオン５４ａ
が噛合し、ステアリング５１の操舵によりラツク
部材５３が車幅方向に動かされると第２ピニオン
５４ａが回転される。この回転は前伝達軸５４か
らメカニカルコントロールボツクス１３に入つて
調整された後、後伝達軸５５に伝わる。後伝達軸
５５は、前側後輪転舵部材６１のラツク部と噛合
する第３ピニオン５５ａと、後側後輪転舵部材６
２のラツク部と噛合する第４ピニオン５５ｂとを
一体に有しており、後伝達軸５５の回転により前
側および後側後輪転舵部材６１，６２が車幅方向
に動かされる。この場合、第３ピニオン５５ａは
前側転舵部材６１の上側に位置し、第４ピニオン
５５ｂは後側転舵部材６２の下側に位置するため
両転舵部材の車幅方向の動きは逆になる。前側転
舵部材６１には、サブフレーム２０に固定された
パワーシリンダ５８内で摺動自在なピストン６１
ａを一体に有しており、このピストン６１ａによ
り２分された左右シリンダ室５８ａ，５８ｂ内に
コントロールバルブ５６を介して油圧ポンプ５７
から送り込まれる油圧を受けて転舵部材６１の車
幅方向の動きがアシストされる。コントロールバ
ルブ５６は後伝達軸５５上に配され、後伝達軸５
５の回転に応じてこの回転を助けるように油圧の
流れを制御するものである。なお、前側転舵部材
６１は後伝達軸５５を介して後側転舵部材６２と
連結しているので、パワーシリンダ５８のアシス
ト力は両転舵部材６１，６２に伝わる。前側転舵
部材６１は車幅方向に延び両端が前アーム２４の
サブフレーム２０への支持点と向かい合い、且つ
直進状態で所定のすき間Ｃを有するように配され
る。後側転舵部材６２も同様で、後アーム２５の
サブフレーム２０への支持点と向かい合い、且つ
所定すき間Ｃを有して配される。また、両転舵部
材６１，６２は、車両旋回時（前輪転舵時）には
車幅方向に移動して前アーム２４および後アーム
２５のサブフレーム２０への支持点に摺動可能に
当接して、即ち両アーム２４，２５が揺動してそ
れらの前記支持点が回転する際その回転する支持
点に対して摺動可能に当接してそれらの支持点に
車幅方向の転舵付勢力を伝達するように配され
る。なお、この実施例の場合には、前述のように
後輪転舵部材６１，６２を、前記支持点に対し
て、車両直進状態では非接触であり、車両旋回状
態では摺動可能に接触するように配設することに
よつて、後輪転舵部材１９と前記支持点との間の
相対回転を許容する回転許容手段が構成されてい
る。

以上のように構成した操舵装置において、前輪
操舵がなされると、この操舵角θ_Hに対して後輪を
第８図の破線で示すように転舵させるように前伝
達軸５４の回転θiがメカニカルコントロールボツ
クス１３により調整されて後伝達軸５５を回転θ_O
させる。しかしながら、転舵部材６１，６２の両
端でのすき間Ｃのために、後輪の転舵角θ_Rは実線
で示すように変化する。このように、本実施例で
はすき間Ｃという不感帯を設けたので、高速直進
時のハンドルのふらつきが、そのまま後輪転舵と
して悪影響を及ぼすのを防止でき、高速直進性が
よい。

なお、本例では後輪転舵部材を２本設けた例を
示したが、これにより後輪転舵角の範囲を大きく
しようとするもので、いずれか１本だけでもよい
のは無論である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の４輪操舵装置の
第１の実施例を示す平面図および正面図、第３図
は第１図の矢印Ａ部を拡大して示す断面図、第４
図は第１の実施例での前輪操舵角θ_Hと後輪転舵角
の関係を示すグラフ、第５図は本考案の第２の実
施例を示す平面図、第６図は第２の実施例での前
輪操舵角θ_Hと後輪転舵角θ_Rの関係を示すグラフ、
第７図は本考案の第３の実施例を示す平面模式
図、第８図は第３の実施例での前輪操舵角θ_Hと後
輪転舵角θ_Rの関係を示すグラフである。 ３，５３……ステアリング、４……第１ギヤボ
ツクス、６……タイロツド、１１……車体、１３
……メカニカルコントロールボツクス、２４……
前アーム、２５……後アーム、２６……リーデイ
ングアーム、４０……ステツプモータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 後輪がサスペンシヨンアームによつて複数の
   支持点で弾性体を介して車体に支持された自動
   車において、 前輪を操舵するステアリング装置と、後輪を
   転舵する後輪転舵装置とを有し、 この後輪転舵装置が、前記弾性体を介して車
   体に支持された前記複数の支特点のうち少なく
   とも１つの支持点に直接当接して車幅方向の転
   舵付勢力を伝えてこの支持点の弾性体を変形さ
   せこの支持点に車幅方向の変位を与える後輪転
   舵部材と、該後輪転舵部材と前記支持点との相
   対回転を許容する回転許容手段と、前記後輪転
   舵部材に前記前輪の操舵にともなつて前記転舵
   付勢力を与える転舵付勢手段とを有することを
   特徴とする車両の４輪操舵装置。 (2) 前記回転許容手段は、前記後輪転舵部材を、
   前記転舵付勢力が伝えられる支持点に対して、
   車両直進状態では非接触であり、車両旋回状態
   では摺動可能に接触するように配設することに
   よつて構成されていることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載の車両の４輪操
   舵装置。 (3) 前記回転許容手段は、前記後輪転舵部材にリ
   ングを設け、該リングを前記転舵付勢力が伝え
   られる支持点に相対回転可能に嵌合させて連結
   することによつて構成されていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項に記載の車
   両の４輪操舵装置。 (4) 前記サスペンシヨンアームは、車幅方向に延
   びる前アームと後アームとを備えて成り、前記
   後輪転舵部材は、前記前アームの車体への支持
   点と前記後アームの車体への支持点とに直接当
   接して車幅方向の転舵付勢力を伝えると共に前
   記前アームと後アームとでは前記転舵付勢力を
   逆向きに伝えるように構成されていることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項もしく
   は第２項に記載の車両の４輪操舵装置。