JPH02241874A - 後輪操舵装置 - 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後輪
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６：ｌ−１７６７８７号公報
所載のものが従来から知られているが、第８図はこの従
来の装置を示したものである。

この第８図の従来の装置によれば、ステアリングホイー
ル１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周題点） 上記のようにした従来の装置では、後輪操舵機構がかな
り＃ｉ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
置と後輪操舵装置と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
されるという問題もあった。

この発明の目的は、簡単な構造でレイアウトの自由度が
保証ネれ、しかも信頼性の高い装置を提供することであ
る。

（問題点を解決する手段） この発明は、前輪の転舵し流体を吐出するメータリング
シリンダと、後輪を転舵するための後輪用シリンダと、
この後輪用シリンダに圧力流体を供給する後輪用ポンプ
と、これら後輪用ポンプと後輪用シリンダとの間に接続
した後輪用電磁制御弁と、上記メータリングシリンダか
らの吐出流体に応じて動作するパイロットシリンダと、
」二記メータリングシリンダからの流体に応じて動作し
。

後輪用電磁制御弁を切り換えるバルブ駆動機構と、上記
後輪用″ｔｊ１磁制御弁に電気的に接続したコントロー
ラと、このコントローラに接続した各種センサとを備え
ている。しかも、上記バルブ駆動機構は、後輪用電磁制
御弁のスプールに一端を挿入した伝達レバーと、この伝
達レバーに連係したピニオンシャフトとからなり、上記
ピニオンシャフトに形成したピニオンを、パイロットシ
リンダのピストンロッドに形成したラックと、後輪用シ
リンダのピストンロッドに形成したラックのそれぞれに
かみ合わせる構成にしている。そして、高速小舵角制御
時には、コントローラが動作して後輪用電磁制御弁を同
相モード位置又は瞬時逆相後同相モード位置に切り換え
る一方、低速大舵角制御時には、メータリングシリンダ
からの吐出流体でパイロットシリンダ及びバルブ駆動機
構を動作させ、後輪用電磁制御弁を逆相モード位置に切
り換える構成にした点に特徴を有する。

（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
ホイールを大きく回すいわゆる低速大舵角制御時には、
メータリングシリンダが動作して所定の流体を吐出する
。このようにして吐出された流体圧はパイロットシリン
ダに作用し、バルブ駆動機構を動作させる。このように
バルブ駆動機構が動作すると、後輪用電磁制御弁を逆相
モードに切り換える。

また、ステアリングホイールの回転角が小さい高速小舵
角制御時には、上記メータリングシリンダから流体が吐
出されず、後輪用電磁制御弁はソレノイドの励磁力で同
相モード又は−瞬逆相に切った後同相モードに切り換わ
る。

そして、Ｌ記のようにステアリングホイールを大きく切
る場合には、車両が低速走行に限定されるが、このとき
には前後輪の操舵方向が逆になる。

また、高速走行時には、ソレノイドによっテ後輪用電磁
制御弁が切り換えられ、前後輪の操舵方向が同じになる
。

（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
く切って前輪と後輪とを逆に転舵する低速大舵角制御時
には、流体圧によって後輪用電磁制御弁を逆相モードに
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、後輪の操舵機構は後輪用電磁制御弁と後輪用シリ
ンダとを主要素にした非常に簡単な構成になり、それだ
けレイアウトの自由度が保証されることになる。

（本発明の実施例） 図示の実施例は、ステアリングホイール１１のシャフト
１２の先端にピニオン１３を設けるとともに、このピニ
オン１３を前輪１４のラックシャ２Ｈ５に形成したラッ
ク１６にかみ合せている。そして、ラックンヤフト１５
は前輪用パワ・−シリンダＦＣのピストンロッドと一体
化したものである。また、ｌ−記シャフト１２には切換
弁１７を設けているが、この切換弁１７は、ステアリン
グホイール１１を回すご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ＦＣの圧力室１８あるいは１９の
うちの一方の圧力室が、図示していない曲軸用ポンプに
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。

Ｌ記前輪用パワー・シリンダＦＣには、メ、−シリンダ
シリンダＭＣを一体的に設けるとともに、このメータリ
ングシリンダＮＯの作動ロッド２０を上記ラックシャフ
トＩ５に連結し、作動ロッド２０とラックシャツ［５と
が一体となって同一方向に移動するようにし、ている、
。

このメータリングシリンダＭＣには５　ピストン２１を
摺動自在に内装し、このピストン２１の両側にメ・−タ
リング室２２．２３を区画している。そして、上記ステ
アリングホイール１１を図示の中立位置に保持している
とき、Ｊ１記ピストン２１も図示の中立位置を保持する
ようにしているやピストン２１がこの中立位置にあると
き、メータリングシリンダＭＣに形成したタンクボート
２４．２５が全開状態を雑持する。そして、当該ピスト
ン２！が左右いずれかに所定のストローク分移動すると
、このピストン２１が上記タンクボート２４．２５を通
過するようにしている。

さらに、このメータリングシリンダ）ＩＧであって、タ
ンクボート２４．２５よりも外側には、作動ボート２８
．２７を形成しているが、この作動ボート２Ｂ、２７は
、ピストン２１の移動位置に関係なく常時開いた状態を
保つものである。

上記のようにした作動ボート２８，２７１．’：は、通
路２８、２９を接続するとともに、この通路２８．２９
はパイロットシリンダＰＣに連通１．でいる。

いま、ステアリングホイール１１を小さく回せば、ラッ
クシャフト１５とともに作動ロッド２ｏが一方向に移動
するが、、その移動ストロークは小さくいものとなる。

作動ロッド２０の移動ストロークが小さければ、ピスト
ン２１のストロ・−りも少なくなるので、ピストン２！
がタンクボー）２４．２５を通過するまでにいたらない
、そのためにメータリング室２２．２３がこのタンクボ
ート２４．２５を介してタンクＴに通じたままとなる。

換言すれば、高速小舵角制御域であるこの小さいストロ
ークでは、メータリングシリンダ肛の作動ボート２１３
．２７から流体が吐出されない。

そして、タンクポー１・２４．２５を通過しない上記小
ストローク範囲が、高速小舵角制御域であって、メータ
リングシリンダから流体が吐出されない、いはゆる不感
帯域となるものである。ステアリングホイール１１を大
きく回せば、それなりにラックシャフト１５及び作動ロ
ッド２ｏの移動量も大きくなるので、その移動過程で当
該ピストン２１がり７クボート２４あるいは２５を通過
する。このようにピストン２１がタンクボートを通過す
れば、その時点から、Ｅ記ピストン２１のストロークに
応じた流量が作動ボート２６あるいは２７から吐出され
る。このボート２６あるいは２７に吐出した流体は、通
路２Ｂ、２８を経由してパイロットシリンダＰＣに供給
され、この流体供給がされると、！が低速大舵角制御域
である。

このパイロットシリンダＰＣは、ピストン３ｏの両側に
パイロット室３１．３２を形成するとともに、このパイ
ロット室３１．３２を上記通路２８．２９に連通してい
る。そして、このピストン３ｏに固定したピストンロッ
ド３３を上記パイロット室の外方に突出させるとともに
、その一方の突出部分にラック３４を形成している。

このようにしたパイロットシリンダＰＣは、第２図に示
すように、後輪用シリンダＲＣに固定するとともに、こ
の後輪用シリンダＲｅのピストンロッド３５とパイロッ
トシリンダＰＣのピストンロッド３３とが平行になるよ
うにしている。そして、後輪用シリンダＲＣのピストン
ロッド３５にもラック３６を形成し、これらう７り３４
と３６のそれぞれには、第５図に示すように、ピニオン
シャフト３７に形成したピニオン３８及び３９．４０を
かみ合わせている。このようにしたピニオンシャフト３
７の両端は、軸受４１．４２で支持され、ピニオンシャ
フト３７が回転自在で、しかも、ピストンロッド３３．
３５の軸方向に水平移動できるようにしている。

なお、図中符号４３は抑圧パッドで、スプリング４４の
ばね力で、ピストンロッド３５に形成したラック３６を
ピニオン３９．４０に押し付けるためのものである。

上記のようにした後輪用シリンダＲＣのピストンロッド
３５にはピストン４５を設け、その両側に圧力室４６．
４７を区画するとともに、この圧力室４６．４７を、後
輪用電磁制御弁ＲＶに接続している。

後輪用電磁制御弁ＲＶは、その本体４日に、供給ボート
４９、シリンダボート５０．５１及びタンクボート５２
．５ａを形成している。そして、上記供給ボート４３は
後輪用ポンプＲＰに接続し、一方のシリンダボート５０
を圧力室４８に接続し、他方のシリンダボート５１を圧
力室４７に接続するとともに、タンクボート５２．５３
をタンクＴに接続している。

また、上記本体４８にはスプール５４を摺動目在に内装
するとともに、このスプール５４の両端にセンタリング
スプリング５５．５６を作用させ、通常は、このスプリ
ングの作用で、スプール５４が図示の中立位ｌを保持す
るようにしている。そして、この後輪用電磁制御弁ＲＶ
は、スプール５４が中立位首を保７ているとき、各ボー
ト４９〜５３のすべてが連通ずるセンタオープンタイプ
にしている。

また、このスプール５４の両端には、ソレノイド５７．
５８のブツシュロッド５９．８０を接触さぜ、上記ソレ
ノイドを励磁することによって、そのブツシュロッドで
スプール５４を押すようにしている。

上記のようにしたスプール５４の中央部分には、嵌合孔
８１を形成するとともに、このに合孔６１に伝達レバー
８２のビン部θ２ａを嵌合している。また、この伝達レ
バー６２は、ｉ７図からも明らかなように、上記ビン部
８２ａとは反対端に二股状部６２ｂを形成し、この二股
状部８２ｂを、ピニオンシャフト３７に形成したピニオ
ン３９．４０間に嵌合させている。このようにした伝達
レバー８２は後輪用シリンダＲＣＫ設けた支、持部材６
３を支点に舵勤自在にしている。

したがって、後輪用電磁制御弁ＲＶのスプール５４は、
ソレノイド５７．５８の励磁力と伝達レバーＢ２の揺動
力とのいずれの力の作用でも切り換わるものである。励
磁力で切り換るときが高速小舵角制御であり、レバーで
切替るときが低速大舵角制御である。そして、スプール
５４が第４図右方向に移動すると、供給ボート４９に流
入した圧力流体が、シリンダボート５０を経由して後輪
用シリンダＲＣの一方の圧力室４６に流入するとともに
、他方の圧力室４７の流体がシリンダボート５１及びタ
ンクボート５３を経由してタンクＴに戻される。したが
って、後輪用シリンダＲＣのピストン４５は、第４図左
方向に移動し、後輪６４を右に転舵する。

また、スプール５４を上記とは反対方向に切り換えると
、後輪用シリンダの一方の圧力室４６がタンクに連通し
、他方の圧力室４７が後輪用ポンプＲＰに連通ずるので
、ピストン４５が第４図右方向に移動して後輪６４を左
に転舵する。

なお、Ｊ：記ソレノイド５７．５８は、コントローラＣ
に接続しているが、このコントロー・うＣには車速セン
サー６５と舵角センサー６６とを接続し、車速や舵角等
に応じてソレノイドを制御するようにしている。

次に７この実施例の作用を説明する。

いま、ステアリングホイール１１を左に転舵したとする
と、それにともなって切換弁１７が切り換わり、前輪用
シリンダＦＣの一方の圧力室１８がポンプに連通し、他
方の圧力室１８がタンクに連通ずる。

したがって、前輪用パワーシリンダＦＣのラックシャフ
ト１５が図面右方向に移動し、前輪１４を左に転舵する
。

上記のようにラックシャフト１５が右方向に移動すると
、それにともなってメータリングシリンダＩＣの作動ロ
ンド２０も右方向に移動する。このときステアリングホ
イール１１の操舵角が小さければ、作動ロッド２０の移
動量も少なくなるが、その移動量が前記不感帯の範囲内
であれば、メータリングシリンダＭＯから流体が吐出さ
れない。

しかし、操舵角が大きくなって作動ロッド２０の移動量
が不感帯の範囲を超えれば、ピストン２１のストローク
に応じた流体が、メータリング室２４内からストローク
通路２９に押し出される。このように通路２９に押し出
された流体は、パイロットシリンダＰＣの一方のパイロ
ット室３２に流入するので、ピストン３０が第３図右方
向に移動する。

ピストン３０の移動にともなってピストンロッド３３も
右に移動するので、そのラック３４にかみ合うピニオン
３８〜４０も第３．４図矢印方向である左方向に回転す
る。しかし、このとき後輪６４に連結したピストンロッ
ド３５は、後輪６４側の接地抵抗によって移動しないの
で、ピニオン３８．４０がラック３６４二を転がりなが
ら、第４図左方向に移動する。

このピニオンの左方向の移動にともなって、伝達レバー
６２が支持部材６３を支点に時計方向に回るので、後輪
市電１ｊｉａ制御弁ＲＶのスプール５４が第４図右方向
に切り換わる。

上記のようにしてスプール５４が右方向に切り換われば
、後輪用ポンプＲＰの吐出流体が、供給ボート４９及び
シリンダボート５０を経由して後輪用シリンダＲｅの一
方の圧力室４６に供給される。しかも、他方の圧力室４
７内の流体は、シリンダボート５１及びタンクボート５
３を経由してタンクＴに戻されるので、後輪用シリンダ
ＲＣのピストン４５が第４図左方向に移動し、後輪８４
を前輪とは反対方向である右方向に転舵するものである
。

ｈ記のようにして後輪用シリンダＲＣのピストンロッド
３５が移動すれば、それにともなってピニオン３８．４
０も移動するので、後輪６４が転舵される。

このように後輪６４が転舵されると、伝達レバー６２が
図示の直立状態に復帰し、位置フィードバックが完了す
るものである。

なお、ステアリングホイール１１を上記とは反対に右方
向に大きく切ると、今度は前輪１４が右に転舵されるが
、後輪θ４が左に転舵されるものである。

いずれにしても、ステアリングホイール１１の操舵角を
大きくすると、メータリングシリンダＭＣが動作して、
Ｘ体を押し出すとともに、そのメータリングシリンダＭ
Ｏから押し出された筐体によってパイロットシリンダＰ
Ｃが動作する。そして、このパイロットシリンダＰＣの
力で後輪用電磁制御弁ＲＶが切り換わったときには前後
輪が逆相モードで転舵されるものである。

そして、」−２のように前後輪が逆相モードで転舵され
るときには、その操舵角が大きいときであるが、このよ
うに操舵角を大きくするときには、当該車両が低速走行
時のときだけである。もし高速走行時にステアリングホ
イールを大きく切ると、当該車両の制御が不可能になる
ので、吏際にはありえないことである。

つまり、この実施例は、低速走行時にだけステアリング
ホイール１１を大きく切ることを前提にしたもので、そ
のときには前後輪を逆相モードで転舵して、その小回り
性を向ヒさせるようにしたものである。

そして、当該車両が一定速度以上の中高速域に入いると
、その舵角方向に応じて、いずれか一方のソレノイドに
電流を供給し、当該ソレノイドを励磁させ、前後輪を同
相モード又は−瞬逆相に切った後同相モードで転舵する
ようにしている。つまり、ステアリングホイール１１を
左に切ったときには、一方のソレノイド５７を励磁して
、後輪用電磁制御弁ＲＶのスプール５４を第４図左方向
に切り換え、後輪８４を左に転舵させる。また、ステア
リングホイール１１を右に切ったときには、他方のソレ
ノイド５７を励磁して、スプール５４を第４図右方向に
切り換え、後輪６４を右に転舵させるものである。した
がって、中高速域においては、前後輪を同相モード又は
−瞬逆相に切った後同相モードで切り換えるので、その
操縦安定性が向−１−するものである。

また、この実施例によれば、流体圧回路と電気回路を利
用して前後輪を転舵するように１．たので、例えば、従
来のようにそれらのレイアウトが制限されるようなこと
もなくなる。

なお、上記ピニオンシャフト３７の回転力を後輪用電磁
制御弁ＲＶに伝達する機構が、この発明のバルブ駆動機
構を構成するものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜７図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は回路図、第２図は後輪制御系の外観図、第３図は第
２図のローｍ線断面に相当するパイロットシリンダの断
面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＴ線断面図、第５図は
第４図のｖ−Ｖ線断面図、第６図はピニオンシャフトの
斜視図、第７図は伝達レバーの斜視図、第８図は従来の
４輪操舵装置の機構図である。 １４・・・前輪、ＭＣ・・・メータリングシリ〉′ダ、
ＰＣ・・・バイロフトシリンダ、３３・・・ピストンロ
フト、ＲＣ・・・後輪用シリンダ、３６・・・ラック、
　Ｒ１／・・・後輪用電磁ＩＩ御弁、３８〜４０・・・
ピニオン、　４１・・・ピストンロッド、６２・・・伝
達し／＜−５６４・・・後輪、Ｃ・・・コントローラ、
ＲＰ・・・後輪用ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪の転舵に連動し流体を吐出するメータリングシリン
   ダと、後輪を転舵するための後輪用シリンダと、この後
   輪用シリンダに圧力流体を供給する後輪用ポンプと、こ
   れら後輪用ポンプと後輪用シリンダとの間に接続した後
   輪用電磁制御弁と、上記メータリングシリンダからの吐
   出流体に応じて動作するパイロットシリンダと、上記メ
   ータリングシリンダからの流体に応じて動作し、後輪用
   電磁制御弁を切り換えるバルブ駆動機構と、上記後輪用
   電磁制御弁に電気的に接続したコントローラと、このコ
   ントローラに接続した各種センサとを備え、しかも、上
   記バルブ駆動機構は、後輪用電磁制御弁のスプールに一
   端を挿入した伝達レバーと、この伝達レバーに連係した
   ピニオンシャフトとからなり、上記ピニオンシャフトに
   形成したピニオンを、パイロットシリンダのピストンロ
   ッドに形成したラックと、後輪用シリンダのピストンロ
   ッドに形成したラックのそれぞれにかみ合わせる構成に
   し、高速小舵角制御時には、コントローラが動作して後
   輪用電磁制御弁を同相モード位置又は瞬時逆相後同相モ
   ード位置又は瞬時逆相後同相モード位置に切り換える一
   方、低速大舵角制御時には、メータリングシリンダから
   の吐出流体でパイロットシリンダ及びバルブ騒動機構を
   動作させ、後輪用電磁制御弁を逆相モード位置に切り換
   える構成にした後輪操舵装置。