JPH0714119Y2 - 前後輪操舵車の後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、前輪の操舵動作に連動して後輪を操舵し得る
前後輪操舵車の後輪操舵装置に関するものである。

従来技術 前輪だけでなく後輪も操舵し得る前後輪操舵車は従来よ
り周知であり、各種形式の後輪操舵装置が提案されてい
る。ところが従来のこの種の装置は、その構造が複雑で
コストが高くなる点に問題があった。

目的 本考案の目的は、上記従来の欠点を除去し、前輪操舵に
対する後輪操舵の遅れがなく、後輪の操舵角量を無段階
に制御できる前後輪操舵車の後輪操舵装置を提供するこ
とにある。

構成 本考案は上記目的を達成するため、車両の前後方向に延
びていて、前輪側のステアリング装置による操舵状態に
応じて回転する回転軸と、車両の左右方向へ作動するこ
とによって後輪を操舵する作動ロッドと、前記回転軸と
一体となって回転するように、当該回転軸の後端部に連
結された回転体と、該回転体の回転軸線から離れた位置
に基端側を枢着された第１制御ロッドと、前記作動ロッ
ドに基端側を枢着され、かつ前端側を前記第１制御ロッ
ドの先端側に枢着された第２制御ロッドと、第１制御ロ
ッドをその基端側を中心として回動させ、両制御ロッド
の先端側枢着部の位置を変位させるアクチュエータとを
具備し、第２制御ロッドに枢着された第１制御ロッドの
先端側枢着部が前記回転体の回転軸線を通る円弧を描い
て回動し得るように、第１制御ロッドの基端側を回転体
に枢着した前後輪操舵車の後輪操舵装置を提案する。

また本考案は、上記目的を達成するため、車両の前後方
向に延びていて、前輪側のステアリング装置による操舵
状態に応じて回転する回転軸と、該回転軸と一体となっ
て回転するように、当該回転軸の後端部に連結された回
転体と、車両の左右方向に作動することによって後輪を
操舵する作動ロッドと、該作動ロッドと一体となって車
両の左右方向に作動するように、当該作動ロッドに連結
されていて、該作動ロッドの軸線に対して直交し、かつ
上下方向に直線状に長く延びていて、前記回転体の回転
軸線を通るガイド孔を有するガイド部材と、前記回転体
の回転軸線と交叉するガイド孔部分を通るように、当該
ガイド孔に沿って移動可能な状態で前記回転体に支持さ
れた作動子と、該作動子を前記ガイド孔に沿って変位さ
せるアクチュエータとを具備して成る前後輪操舵車の後
輪操舵装置を提案する。

作用 上述した第１の構成の後輪操舵装置によれば、アクチュ
エータによって第１及び第２制御ロッドの先端側枢着部
の位置を変位させることにより、前輪の操舵操作による
後輪の操舵方向及びその操舵角量を無段階に制御するこ
とができる。

第２の構成に係る後輪操舵装置によれば、アクチュエー
タによって作動子をガイド孔中にて移動させることによ
り、後輪の操舵方向及びその操舵角量を無段階に制御す
ることができる。

実施例 以下、本考案の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本考案の理解に必要な部分だけを取り出して示
した前後輪操舵車の説明平面図である。

ここに示した自動車は、その左右の前輪1,1が前輪側の
ステアリング装置２によって操舵される。即ち、ステア
リングホイール３の回転操作によって、そのシャフト４
が回転し、その先端のピニオン５に噛み合ったラックバ
ー６が車両の左右方向に作動する。これに伴って、ラッ
クバー６に連結されたタイロッド7,7が同じ方向に作動
するが、これらのタイロッドは、軸8,8のまわりを回動
するナックルアーム9,9を介して各前輪1,1に連結されて
いるため、タイロッド７の左右方向の作動によって前輪
1,1が矢印で示す如く操舵される。以上の前輪側のステ
アリング装置は従来より周知のものと変りはない。

後輪操舵装置は以下の如く構成されている。即ち、車両
の前後方向に延びる回転軸10が設けられ、その先端に固
着されたピニオン11が前述のラックバー６に噛み合って
いる。したがって、ステアリングホイール３の操作によ
りラックバー６を左右方向に作動させれば、回転軸10も
回転する。このように回転軸10は前輪側のステアリング
装置２の操舵状態に応じて回転する。

回転軸10の後端部には、第２図及び第３図にも示すよう
に回転体12が固定連結、又は図示していないジョイント
を介して連結され、回転軸10の回転により回転体12か回
転するように構成されている。このように、回転体12
は、回転軸10と一体となって回転するように、この回転
軸10の後端部に連結されているのである。

この回転体12の回転軸線Ｏ、即ち回転体12の回転中心を
通る軸線Ｏから離れた回転体部分には、車両の前後方向
に貫通する貫通孔13が穿設され、ここに第１制御ロッド
14の基端側14aに固着された支軸15が回転自在に挿通さ
れている。このように第１制御ロッド14は、回転体12の
回転軸線Ｏから離れた位置にその基端側14aが枢着され
ている。回転体12の回転軸線Ｏは回転軸10の軸線に一致
する。

第１制御ロッド14は回転軸10にほぼ直交する方向に延
び、その先端側14bには第２制御ロッド16の先端側16bが
ピン17を介して枢着されている。この第２制御ロッド16
の基端側16aは、車両の左右方向に延びる作動ロッド18
にピン19を介して枢着されている。図示した例では作動
ロッド18が車両の左右方向中央部に位置する中間ロッド
118と、その各端部にジョイント25,25を介して連結され
たタイロッド24,24から成り、中間ロッド118に第２制御
ロッド16の基端側16aが枢着されているが、作動ロッド1
8を１本のロッド又はその他の形態のロッドとして構成
してもよいことは当然である。

第１図に示した如く、タイロッド24,24はそれ自体周知
のように、軸20,20を中心として左右回動自在なナック
ルアーム21,21を介して各後輪22,22に連結され、作動ロ
ッド18が車両の左右方向に作動することによって後輪2
2,22が矢印で示す如く操舵される。

回転体12の孔13を貫通して該回転体から突出した前述の
支軸15の先端は、回転体12に固定されたアクチュエー
タ、図の例ではサーボモータ23に連結されている。この
モータ23の作動によって第１制御ロッド14がその基端側
14aを中心として回動し、両制御ロッド14,16の先端枢着
部、即ちピン17の部分が変位する。この場合、第２制御
ロッド16に枢着された第１制御ロッドの先端側枢着部
（ピン17）が回転体12の回転軸線Ｏを通る円弧Ｃ（第２
図）を描いて回動するように、第１制御ロッド14の基端
側14aが回転体12に枢着されている。回転体12が後述す
るように回転して第１制御ロッドの基端部14a側の枢着
部の位置が移動しても、ここを中心とする円弧Ｃは必ず
回転体12の回転軸線Ｏを通る（第４図及び第５図参
照）。

上述の構成により後輪は次の如く操舵される。

先ず、両制御ロッド14,16の先端側枢着部、即ちピン17
を第４図（ａ）に示すように、回転体12の回転軸線Ｏ上
にもたらしておいたとする（第４図では、両制御ロッド
14,16は互いに平行に重なった状態となっている）。こ
の状態でステアリングホイール３を回わしてラックバー
６を作動させ、前輪1,1を第６図（ａ）のように左方向
に操舵すると、この操舵動作に伴って回転軸10と回転体
12は回転軸線Ｏのまわりを第４図（ａ）における反時計
方向に回転する。したがって第５図（ａ）に示すよう
に、回転体12に枢着された第１制御ロッド14の基端側14
aは回転体12と共に反時計方向に回転する。ところが両
制御ロッド14,16の枢着部であるピン17は、回転体12の
回転軸線Ｏ上に位置しているため、回転体12が回転して
も回転することはなく、停止状態を維持する。即ち、第
５図（ａ）のように第１制御ロッド14の基端側14aは回
転軸線Ｏを中心として回動するが、第２制御ロッド16は
何ら作動しない。したがって作動ロッド18も作動せず、
第６図（ａ）に示すように、後輪22,22が操舵されるこ
とはない。ステアリングホイール３を逆方向に回転して
前輪1,1を右方向に切ったときも、また前輪1,1の操舵角
量がいかなるときも後輪22,22が操舵されることはな
い。

次に第４図（ｂ）に示すようにサーボモータ23の作動に
よって、ピン17を回転体12の回転軸線Ｏから外れるよう
に変位させ、この状態でステアリングホイール３を回わ
して第６図（ｂ）のように前輪1,1を左方向に操舵させ
ると、第５図（ｂ）に示すように、回転体12の反時計方
向の回転によって第１制御ロッド14の基端側14aが第５
図（ａ）の場合と同様に回転する。このときピン17は回
転軸線Ｏに合致していないため、第１制御ロッド14に押
されて第４図（ｂ）の位置から第５図（ｂ）の位置まで
作動し、第２制御ロッド16が左方向に移動する。これに
より作動ロッド18は、第４図（ｂ）に示した位置から第
５図（ｂ）にδ₁で示す距離だけ左方向に作動し、後輪2
2,22が第６図（ｂ）に示す如く左方向に操舵される。即
ち前輪1,1と後輪22,22が同方向に操舵され、前後輪が同
位相操舵状態となる。

前輪1,1を右方向に切ると、回転体12は第４図（ｂ）に
おける時計方向に回転するので、作動ロッド18は右方向
に移動し、後輪22,22は第６図（ｂ）と逆の右方向に操
舵され、この場合も前輪1,1と後輪22,22は同方向に操舵
されることになる。

上述のように、ピン17を第４図（ｂ）に示す方向に変位
させることにより、前輪1,1をいずれの方向に操舵した
ときも、前後輪の同位相状態を得ることができるのであ
る。

次に第４図（ｃ）に示す如く、サーボモータ23の作動に
よってピン17を第４図（ｂ）とは反対向きに変位させ、
この状態で第６図（ｃ）に示すように前輪1,1を左方向
に操舵したとすると、回転体12の反時計方向の回転によ
り、第５図（ｃ）に示す如く第１制御ロッド14の基端部
14aも反時計方向に回転する。このとき第２制御ロッド1
6は第１制御ロッド14に押されて第５図（ｃ）に示すよ
うに作動し、作動ロッド18が右方向に移動する。このた
め、第６図（ｃ）に示すように、後輪22,22は右方向に
操舵される。即ち前輪1,1と後輪22,22が逆の方向に操舵
され、前後輪の逆位相操舵状態が得られるのである。

前輪1,1を右方向に切ったときは、回転体12が時計方向
に回転し、作動ロッド18は左方向に移動するので、この
場合も前輪1,1と後輪22,22は逆方向に操舵される。

上述のように、サーボモータ23の作動によって、両制御
ロッド14,16の先端側枢着部（ピン17）の位置を、回転
体12の回転軸線Ｏの位置にもたらすか、或いはこの位置
から一方の向き、又は他方の向きにずらすことによっ
て、後輪操舵なしの状態と、前後輪同位相状態と、前後
輪逆位相状態のいずれかを自由に得ることができ、しか
も先のずらし量の大小によって、前輪1,1の操舵角量に
応じた後輪22,22の操舵角量の大小を規制することがで
きる。また前輪1,1の操舵に対する後輪22,22の応答遅れ
はなく、しかも後輪22,22の操舵角量を無段階に調整で
きる。第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）には前輪1,1を操
舵しない状態でのピン17の各位置を示したが、前輪1,1
を操舵した状態で、ピン17の位置をずらしても後輪22,2
2を操舵できることは明らかである。

実際の車両走行時には、第１図に示したコントローラ30
によってサーボモータ23がその回転方向と回転量を車両
の車速に応じて制御される。即ち図示していない車速セ
ンサからコントローラ30に入力される車速信号に応じ
て、モータ23が車速に応じた方向に所定量回転し、後輪
22,22の操舵方向とその操舵角量が決定される。例えば
それ自体公知のように、低速走行時には前後輪逆位相状
態で車両が走行され、或る一定速度を越えると、前後輪
同位相状態で車両が走行されるように、サーボモータ23
が制御される。

以上が請求項１に記載の構成に対応する実施例である
が、次に請求項２に記載の構成に対応する実施例を説明
する。

この実施例においても前輪側のステアリング装置と、回
転軸10の構成は先の実施例と変りはないため、これらに
関する説明は省略する。第７図乃至第９図に示すよう
に、回転軸10の後端部にはユニバーサルジョイント32を
介して回転体31が連結されている。回転体31は、回転軸
10と一体となって回転するように、この回転体10の後端
部に連結されているのであるが、かかる回転体31には上
下に長い凹溝33が形成され、その上下の壁部にねじ部材
34が回転自在に支持されいる。ねじ部材34の一方の端部
は回転体31の上壁を貫通し、該上壁上面に固定された例
えばサーボモータ35よりなるアクチュエータに連結さ
れ、該モータ35によりねじ部材34が回転駆動されるよう
に構成されている。ねじ部材34にはナット36が螺合し、
該ナット36は凹溝33に沿ってガイドされるが、凹溝33に
規制されてその回転が阻止される。

ナット36にはガイドローラ37が回転自在に支持され、該
ローラ37はガイド部材38のガイド孔39にガタ付くことな
く、しかも転動自在に嵌合している。ガイド部材38に
は、左右のタイロッド24,24がジョイント25,25を介して
連結されており、これらのタイロッド24,24から各後輪2
2,22に至るまでの構成は第１図の場合と変りはない。即
ち、本例ではタイロッド24,24が作動ロッドを構成し、
これが車両の左右方向に作動することによって、後輪2
2,22が操舵される。ガイド部材38は、かかるタイロッド
24,24と一体となって車両の左右方向に作動するよう
に、その各タイロッド24,24に連結されているのであ
る。

上記ガイド孔39は、タイロッド24,24の軸線Ｘに対して
直交し、かつ上下方向に直線状に長く延びていて、回転
体31の回転軸線Ｏ、即ち回転軸10の中心軸線を通る長孔
として形成されている。

ガイド孔39に嵌合したガイドローラ37は、ナット36及び
ねじ部材34を介して回転体31に支持され、該ローラ37
が、回転体31の回転軸線Ｏと交叉するガイド孔39の部分
を通るように、そのガイド孔39に沿って移動可能な状態
で回転体31に支持された作動子の一構成例をなしてい
る。

サーボモータ35は、その回転によりねじ部材34を回転さ
せ、これによりナット36をガイド孔39に沿って上下動さ
せるものであり、作動子をガイド孔に沿って変位させる
アクチュエータの一構成例をなすものである。

第10図（ａ）に示すように、ガイドローラ37をガイド孔
39の中央、即ち回転軸10の回転軸線でもある回転体31の
回転軸線Ｏと交叉するガイド孔部分にもたらし、この状
態で第12図（ａ）に示すように、前輪1,1を左方向に切
ると、先の実施例と同様に回転体31は第11図（ａ）に示
すように反時計方向に回転する。ところがガイドローラ
37は回転体31の回転軸線Ｏに位置しているため、回転体
31が回転しても、その回転はガイド部材38に伝えられ
ず、該部材38は第11図（ａ）に示す如く静止したままで
ある。したがってタイロッド24,24も作動せず、第12図
（ａ）に示すように後輪22,22が操舵されることはな
い。前輪1,1を右方向に操舵したときも同様である。

次にサーボモータ35の作動によりねじ部材34を回転さ
せ、ナット35を第10図（ｂ）のように上方に移動させ、
ガイドローラ37を回転体31の回転中心軸線Ｏから離れた
位置にもたらす。この状態で前輪1,1を第12図（ｂ）の
如く左方向に操舵すると、回転体31は第11図（ｂ）に示
すように反時計方向に回転するが、このときガイドロー
ラ37は回転体31の回転軸線Ｏからそれた位置にあるた
め、ガイドローラ37も回転軸線Ｏのまわりを反時計方向
に回転する。このため、ガイド部材38はガイドローラ37
によって左方に押され、作動ロッドたるタイロッド24,2
4が第11図（ｂ）に示すように左方向に作動し、後輪22,
22が第12図（ｂ）のように左方向に操舵される。即ち、
前後輪同位相操舵状態が得られる。前輪を右方向に切れ
ば、回転体31も時計方向に回転してタイロッド24,24は
右方向に移動し、後輪22,22が右方向に切られ、この場
合も前後輪同位相操舵状態となる。

次にサーボモータ35の作動によってガイドローラ37を、
第10図（ａ）の位置から第10図（ｃ）に示す如き下方の
位置にもたらし、第12図（ｃ）のように前輪1,1を左方
向に切ると、第11図（ｃ）のように回転体31の反時計方
向の回転によってガイド部材38は右方に押される。この
ため、タイロッド24,24も右方に移動し、後輪22,22が第
12図（ｃ）に示す如く右方向に操舵される。これが前後
輪逆位相操舵状態である。前輪1,1を右方向に切れば、
回転体31は時計方向に回転するので、ガイド部材38及び
タイロッド24,24は左方に移動し、後輪22,22は左方向に
操舵され、この場合も前後輪逆位相操舵状態となる。

上述した実施例においてもサーボモータ35の回転方向と
回転量を制御することによって、ガイドローラ37を回転
体31の回転軸線Ｏに合致する位置にもたらすか、或いは
この位置から一方の向き、又は他方の向きにずらすこと
によって、後輪操舵なしの状態と、前後輪同位相状態
と、前後輪逆位相状態のいずれかを自由に得ることがで
きる。その際、ガイドローラ37のずらし量ｄ（第10図
（ｂ），（ｃ））の大小によって、前輪1,1の操舵角量
に応じた後輪22,22の操舵角量の大小を無段階に規制す
ることができる。コントローラ30（第１図）によるサー
ボモータ35の制御態様は先の実施例と同様である。

上述した構成によれば、回転軸10に連結された回転体31
と、ガイド孔39を有するガイド部材38が別々の部材によ
って構成されているので、そのガイド孔39を、タイロッ
ド24,24の軸線Ｘに対して直交し、かつ上下方向に直線
状に延びる長孔として形成し、しかもそのガイド部材38
とタイロッド24,24とを、中間部材を介することなく、
直接連結しても、前述のように所定の正しい動作を得る
ことができる。例えば、第10図に示したように、前輪を
左右に切らず、従って回転体31を中立状態に停止させた
状態で、ガイドローラ37をガイド孔39の中央から上方又
は下方にもたらしたとき、ガイドローラ37は、上下に直
線状に延び、かつタイロッド24,24に対して直交する方
向に延びているガイド孔39に沿って移動するので、タイ
ロッド24,24が左右に移動することはない。ガイド部材3
8とタイロッド24,24の間に、回動部材の如き中間部材を
介設しなくとも、タイロッド24,24を作動させるべきで
ないときは、そのタイロッドの作動を確実に阻止できる
のである。このように、ガイド部材38とタイロッド24,2
4を中間部材を介することなく連結できるので、装置全
体の構成を簡素化でき、装置の各要素の組付精度を特に
高めずとも、後輪を正しく、しかも前輪操舵に対する遅
れを伴うことなく、後輪を操舵することができる。

またガイド孔39が上下方向に直線状に延びているので、
ガイドローラ37も直線状に作動することになり、よって
かかるガイドローラ37を駆動する要素を簡素化すること
ができる。第７図乃至第11図に示した実施例のように、
ねじ部材34とナット36によってガイドローラ37を作動さ
せるときは、そのねじ部材34として簡単な直線状のねじ
部材を用い、ナット36としても、このねじ部材34に螺合
する簡単な形態のナットを用いればよく、その構成を簡
素化することができる。

第７図乃至第12図に示した実施例ではサーボモータ35に
より回転されるねじ部材34にナット36を螺合し、このナ
ット36に作動子たるガイドローラ37を設け、モータ35の
回転によってガイドローラ37をガイド孔39に沿って変位
させるように構成したが、他の適宜な手段によってガイ
ドローラ37を変位させることもでき、この場合も、その
構成を簡素化することができる。例えば、流体圧作動シ
リンダより成るアクチュエータを回転体に支持し、その
ピストンロッドをガイドローラに連結し、シリンダの作
動によってガイドローラを変位させることもでき、この
場合にはナット36やねじ部材34を省略することができ
る。またガイドローラ37の代りに、ガイド孔39中を摺動
する摺動部材によって作動子を構成してもよい。

同様に第１図乃至第６図に示した実施例においても、モ
ータ23以外の、例えば流体圧作動シリンダより成るアク
チュエータによって、第１及び第２制御ロッドの先端側
枢着部を変位させるように構成することも可能である。

効果 請求項１及び２に記載の構成によれば、従来よりも構造
が簡単で、しかも前輪操舵に対する後輪操舵の遅れがな
く、かつ後輪操舵角量を無段階に制御できる後輪操舵装
置を供することができる。

特に請求項２に記載の構成によれば、回転体とガイド部
材とが別々の部材より成り、しかもそのガイド部材に形
成されたガイド孔が、作動ロッドの軸線に対して直交
し、かつ上下方向に直線状に長く延びているので、作動
ロッドをガイド部材に対して中間部材を介することなく
直に連結しても、所定の後輪操舵動作を得ることがで
き、その動作を正確に、しかも前輪操舵に対する遅れを
伴うことなく、後輪を操舵することができる。また作動
子は、ガイド孔に沿って直線運動するので、その作動子
を作動させるための構成を簡素化でき、これによっても
装置のコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は前後輪操舵車の概略平面図、第２図は回転体、
制御ロッド及び作動ロッドの関連構成を示す、車両の後
方側から見た図、第３図は第２図の分解斜視図、第４図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は両制御ロッドの枢着部を変位
させる状態を示す説明図、第５図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は回転体が回転したときの各制御ロッドの状況を
示す説明図、第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）は前輪と後
輪の操舵状況を説明する説明図、第７図は他の実施例に
おける後輪操舵装置の主要部を示す斜視図、第８図は第
７図のVIII−VIII線断面図、第９図はその分解斜視図、
第10図（ａ），（ｂ），（ｃ）はガイドローラを変位さ
せる状況を示す説明図、第11図（ａ），（ｂ），（ｃ）
は回転体が回転したときのガイド部材の作動状況を示す
説明図、第12図（ａ），（ｂ），（ｃ）は前輪と後輪の
操舵状態を示す説明図である。 １……前輪、２……ステアリング装置 10……回転軸、12,31……回転体 14……第１制御ロッド、14a……基端側 14b……先端側、16……第２制御ロッド 16a……基端側、16b……先端側 18……作動ロッド、38……ガイド部材、39……ガイド孔 Ｃ……円弧、Ｏ……回転軸線、Ｘ……軸線

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前後方向に延びていて、前輪側のス
   テアリング装置による操舵状態に応じて回転する回転軸
   と、車両の左右方向へ作動することによって後輪を操舵
   する作動ロッドと、前記回転軸と一体となって回転する
   ように、当該回転軸の後端部に連結された回転体と、該
   回転体の回転軸線から離れた位置に基端側を枢着された
   第１制御ロッドと、前記作動ロッドに基端側を枢着さ
   れ、かつ先端側を前記第１制御ロッドの先端側に枢着さ
   れた第２制御ロッドと、第１制御ロッドをその基端側を
   中心として回動させ、両制御ロッドの先端側枢着部の位
   置を変位させるアクチュエータとを具備し、第２制御ロ
   ッドに枢着された第１制御ロッドの先端側枢着部が前記
   回転体の回転軸線を通る円弧を描いて回動し得るよう
   に、第１制御ロッドの基端側を回転体に枢着した前後輪
   操舵車の後輪操舵装置。
2. 【請求項２】車両の前後方向に延びていて、前輪側のス
   テアリング装置による操舵状態に応じて回転する回転軸
   と、該回転軸と一体となって回転するように、当該回転
   軸の後端部に連結された回転体と、車両の左右方向に作
   動することによって後輪を操舵する作動ロッドと、該作
   動ロッドと一体となって車両の左右方向に作動するよう
   に、当該作動ロッドに連結されていて、該作動ロッドの
   軸線に対して直交し、かつ上下方向に直線状に長く延び
   ていて、前記回転体の回転軸線を通るガイド孔を有する
   ガイド部材と、前記回転体の回転軸線と交叉するガイド
   孔部分を通るように、当該ガイド孔に沿って移動可能な
   状態で前記回転体に支持された作動子と、該作動子を前
   記ガイド孔に沿って変位させるアクチュエータとを具備
   して成る前後輪操舵車の後輪操舵装置。