JPH01101269A - 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〉 本発明は、前輪の操舵に応じて後輪を操舵する後輪操舵
装置に関するものである。

〈従来の技術〉 この種の後輪操舵装置には、例えば特開昭５５−９１４
５８号公報に開示されたように、前輪の操舵と機械的に
連動されたカム装置を介して、前輪の操舵角が小さい場
合には後輪を前輪と同位相方向に操舵し、前輪の操舵角
が大となれば後輪を前輪と逆位相方向に操舵するものが
ある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術においては、前後輪の連動をカム装
置により行っているので、通常の前輪用の動力舵取装置
を使用した場合においてその動力めハンドル操作が重く
なりすぎると言う問題がある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記した問題点を解消するためになされたもの
で、同相逆相切換機構に、前輪の操舵と機械的に連動し
て互いに逆方向に作動される第１、第２入力部材と、作
動ロッドに連動された第１、第２帰還部材と、この第１
入力部材ならびに第１帰還部材の相対運動に応じて供給
ポンプからパワーシリンダの両作動室に供給される作動
流体の給排を制御する同相制御用の第１サーボ弁と、前
記第２入力部材ならびに第２帰還部材の相対運動に応じ
て前記第１サーボ弁とは逆方向に作動され供給ポンプか
ら前記パワーシリンダの両作動室に供給される作動流体
の給排を制御する逆相制御用の第２サーボ弁と、前輪の
操舵と機械的に連動して前輪の操舵が小さい場合は同相
制御用の前記第１サーボ弁側に作動流体を供給し前輪の
操舵が大きい場合は逆相制御用の前記第２サーボ弁側に
作動流体を供給するよう流路を切換える切換弁とを備え
たものである。

く作用〉 上記構成により、操舵ハンドルを操舵すると前輪用動力
舵取装置が操舵されるとともにこの前輪の操舵と連動し
て同相逆相切換機構の第１、第２切換弁が切換えられ、
これによって同相制御用の第１サーボ弁と、逆相制御用
の第２サーボ弁のいずれかが選択され、小舵角時にはこ
の第１サーボ弁からパワーシリンダに作動流体が供給さ
れて後輪は同相制御され、また大舵角時には第２サーボ
弁からパワーシリンダに作動流体が供給されて後輪は逆
相制御される。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、自動車エンジンにより駆動される
タンデム型の供給ポンプ１０は前輪側ポンプ１０ａと、
後輪側ポンプ１０ｂよりなり、前輪側ポンプ１０ａから
吐出される一定量の作動流体は前輪動力舵取装置２°０
のサーボ弁１１に供給され、一方後輪側ポンブ１０ｂか
ら吐出される一定量の作動流体は後輪動力舵取装置３０
の同相逆相切換機構５０に供給される。

前輪動力舵取装置は、操舵ハンドル２１の回動を作動ロ
ッド１３の往復に変換するラックピニオン機構１２に伝
達する途中に設けたサーボ弁１１と、作動ロッド１３に
連結されたパワーシリンダ１４を主要な構成部材とし、
サーボ弁１１は操舵ハンドル２１から入力軸２１ａを経
て与えられるハンドルトルクに応じて作動して、パワー
シリンダ１４の両作動室に対する前輪側ポンプ１０ａか
ら供給される作動流体の給排を制御し、これにより増幅
された操舵力が作動ロッド１３に出力され、操向リンク
機構１５を介して前輪２２を操舵するようになっている
。

前輪動力舵取装置２０から後方に向けて突出する連動シ
ャフト１７は、その前端部に設けたラックピニオン機構
１６により、前輪の操舵角と連動して回動するように構
成され、連動シャフト１７の後端は後述する後輪動力舵
取装置３０の同相逆相切換機構５０と連結されている。

後輪動力舵取装置３０は、パワーシリンダ４０と、同相
逆相切換機構５０を主要な構成要素としている。パワー
シリンダ４０は、自動車の車体に固定したシリンダ４１
内にピストン４２を液密に嵌合し、このピストン４２に
固定されて両側に延びる作動ロッド４３をシリンダ４１
の両端部より摺動自在に突出させてなり、ピストン４２
の両側とシリンダ４１の両端内面との間には、中立の位
置にピストン４２を復帰させる戻しバネ４５が設けられ
ている。前記作動ロッド４３の両端には操向リンク機構
３３を介して後輪３２が連結されている。

第２図は前記同相逆相切換機構５０の詳細構成を示すも
ので、ハウジンク５１にはその上端部に第１、第２入力
部材５２ａ、５２ｂが回転可能に軸承され、また下端部
に第１、第２帰還部材５３ａ、５３ｂがそれぞれ回転可
能に軸承されている。

この第１、第２入力部材５２ａ、５２ｂにはギヤ５４ａ
、５４ｂ、ギヤ５５ならびに連動シャフト１７を介して
回転が減速して伝えられ、また第１、第２帰還部材５３
ａ、５３ｂには前記作動ロッド４３の運動がラックピニ
オン機構５５によって回転に変換されたのち出力軸５６
、ギヤ５８ならびにギヤ５７ａ、５７ｂを介して伝達さ
れるようになっている。

またハウジンク５１には第１、第２の弁孔５１ａ、５１
ｂが平行に形成され、この第１弁孔５１ａには同相制御
用の第１サーボ弁６０ａと、この第１サーボ弁６０ａへ
の作動流体の供給を切換え制御する第１切換弁８０ａと
、第１制御弁１００ａとが同軸上において嵌合され、同
様に弁孔５１ｂには逆相制御用の第２サーボ弁６０ｂと
、この第２サーボ弁６０ｂへの作動流体の供給を切換え
制御する第２切換弁８０ｂと、第２制御井１００ｂが同
軸上において嵌合されている。

以下のこの弁装置の詳細構成を第２図ないし第５図によ
り説明する。

第１サーボ弁６０ａは、ロータ弁部材６１ａと、このロ
ータ弁部材６１ａに嵌合するスリーブ弁部材６２ａとよ
りなり、このロータ弁部材６１ａは、前記第１入力部材
５２ａ上に一体形成され、またスリーブ弁部材６２ａは
前記第１帰還部材５３ａにピン１４０ａ　（第２図参照
）を介して連結されている。そしてこのスリーブ弁部材
６２ａの内周には第３図に示すように４−の凹溝６５ａ
が形成され、この凹溝６５ａには分配孔６３ａ、６４ａ
が開口されている。またロータ弁部材６１ａの外周には
スリーブ弁部材６２ａの各凹溝６５ａに対応する４個の
ランド部６６ａと、これらランド部６６ａ間に巾広の凹
溝６７ａが形成されている。

ロータ弁部材６１ａの凹溝６７ａには１つおきに作動流
体の供給孔６８ａと、排出孔６９ａが開口されている。

なお、第２図において７０ａは挿通部材で、この挿通部
材７０ａの中心部には前記排出孔１６９ａと連通ずる排
出通路７１ａが形成され、またこの挿通部材７’Ｏａと
前記第１入力部材５２ａとの嵌合部に前記供給孔６８ａ
と連通ずる供給通路１６９ａが形成されている。

第１切換弁８０ａは、内側弁部材８１ａと、この内側弁
部材８１ａに嵌合された外側弁部材８２ａとよりなり、
内側弁部材８１ａは前記第１入力部材５２ａに一体形成
され、また外側弁部材８２ａはハウジング５１にピン８
３ａ（第２図参照）によって回り止めして嵌合されてい
る。そしてこの外側弁部材８２ａの外周には環状溝８４
ａが形成され、また内周には２組の凹溝８５ａ、８６ａ
が形成され、この内凹溝８５ａは連通路８７ａによって
前記環状溝８４ａと連通されている。また内側弁部材８
１ａの外周には前記凹溝８５ａに向けて開口する開口孔
８８ａと、この開口位置の外側から前記凹溝８６ａに至
る広巾の凹溝８９ａが形成されている。

なお、前記環状溝８４ａは連通路１１９ａを介し回路の
て供給ポート１２０ａと連通しており、後輪側ポンプ１
０ｂからの作動流体が供給されるようになっている。

第１制御弁１００ａは回転弁体１０１ａと、固定弁体１
０２ａよりなり、回転弁体１０１ａは前記第１入力部材
５２ａに一体形成され、また固定弁体１０２ａは前記ハ
ウジング５１に一体形成されている。そして回転弁体１
０１ａにはその外周に第４図に示すように環状溝１０３
ａ、１０４ａが形成され、その環状溝１０３ａには前記
第１サーボ弁６０ａの分配孔６４ａと通じる開口孔１０
５ａが開口され、また環状溝１０４ａには第２サーボ弁
６０ｂの分配孔６４ｂと通じる開口孔１０６ａが開口さ
れている。またこの環状溝１０３ａ。

１０４ａ間のランド部には前記環状溝１０３ａに通じる
連通路１０７ａならびに環状溝１０４ａに通じる連通路
１０８ａが互いに逆方向に形成されている。この連通１
１１０７ａ、１０８ａは周方向に間隔をおいて形成され
、操舵の中立状態では、連通路１０７ａと開口孔１０９
ａとが対応してシリンダ４１のＡポートと第１サーボ弁
６０ａの分配孔６４ａ間を連通し、また所定角度操舵し
た状態では連通路１０８ａと開口孔１０９ａとが対応し
てシリンダ４１のＡボートと第２サーボ弁６゜ｂの分配
孔６４ｂ間を連通ずるようになっている。

前記第２サーボ弁６０ｂ、第２切換弁８０ｂならびに第
２制御弁１００ｂは、前記第１サーボ弁６０ａ１第１切
換弁８０ａならびに第１制御弁１００ａとほぼ同一構成
をしており、その構成について説明する。

第２サーボ弁６０ｂは、ロータ弁部材６１ｂと、スリー
ブ弁部材６２ｂとよりなり、このロータ弁部材６１ｂは
、前記第２入力部材５２ｂ上に一体形成され、またスリ
ーブ弁部材６２ｂは前記第２帰還部材５３ｂにピン１４
０ｂ　（第２図参照）を介して連結されている。そして
このスリーブ弁部材６２ｂの内周には第３図に示すよう
に８個の凹溝６５ｂが形成され、この凹溝６５ｂには分
配孔６３ｂ、６４ｂが開口されている。またロータ弁部
材６１ｂの外周にはスリーブ弁部材６１ｂの各凹溝６５
ｂに対応する１２個のランド部６６ｂと、これらランド
部６６ｂ間に凹溝６７ｂが形成されている。ロータ弁部
材６１ｂの凹溝６７ｂの内の２個には作動流体の供給孔
６８ｂが開口され、その両側の凹溝６７ｂには排出孔６
９ｂが開口されている。

なお、第２図において７０ｂは挿通部材で、この挿通部
材７０ｂの中心部には前記排出孔１６９ｂと連通ずる排
出通路７１ｂが形成され、またこの挿通部材７０ｂと前
記第２入力部材５２ｂとの嵌合部に前記供給孔６８ｂと
連通ずる供給通路１６９ｂが形成されている。

第２切換弁８０ｂは、内側弁部材８１ｂと、外側弁部材
８２ｂとよりなり、内側弁部材８１ｂは前記第２入力部
材５２ｂに一体形成され、また外側弁部材８２ｂはハウ
ジング５１にピン８３ｂによって回り止めして嵌合され
ている。そしてこの外側弁部材８２ｂの外周には環状溝
８４ｂが形成され、また内周には広巾の凹溝８５ｂが形
成され、この凹溝８５ｂは連通路８７ｂによって前記環
状溝８４ｂと連通されている。また内側弁部材８１ｂの
外周には前記凹溝８５ｂと対応しない角度位置に開口孔
８８ｂが開口形成されている。

なお、前記環状溝８４ａは連通路１１９ｂを介して供給
ボー）１２０ｂ“と連通しており、後輪側ポンプ１０ｂ
からの作動流体が供給されるようになっている。

第２制御弁１００ｂは回転弁体１０１ｂと、固定弁体１
０２ｂよりなり、回転弁体１０１ｂは前記第２入力部材
５２ｂに一体形成され、また固定弁体１０２ｂは前記ハ
ウジング５１に一体形成されている。そして回転弁体１
０１ｂにはその外周に第５図に示すように環状溝１０３
ｂ、１０４ｂが形成され、その環状溝１０３ｂには前記
第２サーボ弁６０ｂの分配孔６３ｂと通じる開口孔１０
５ｂが開口され、また環状溝１０４ｂには前記第１サー
ボ弁６０ａの分配孔６３ａと通じる開口孔１０６ｂが開
口されている。またこの環状溝１０３ｂ、１０４ｂ間の
ランド部には前記環状溝１０３ｂに通じる連通路１０７
ｂならびに環状溝１０４ｂに通じる連通路１０８ｂが互
いに逆方向に形成されている。この連通路１０７ｂ、１
０８ｂは周方向に間隔をおいて形成され、操舵の中立状
態では、連通路１０８ｂが開口孔１０９ｂと対応して前
記シリンダ４１のＢボートと第１サーボ弁６０ａの分配
孔６３ａ間を連通し、また所定角度操舵した状態では連
通路１０７ｂと開口孔１０９ｂとが対応して前記シリン
ダ４１のＢポートと第２サーボ弁６０ｂの分配孔６３ｂ
間を連通ずるようになっている。

なお、第１図においてｌ°３０は低速走行時に同相制御
されるのを防止する電磁弁、１３１は高速走行時に逆相
制御されるのを防止する電磁弁で、前記後輪用ポンプ１
０ｂと供給ポート１２０ａ。

１２０ｂとの間に介挿されている。１３２は車速センサ
、１３３はこの車速センサ１３２からの信号を入力して
低速走行時には前記電磁弁１３０を切換え、また高速走
行時には前記電磁弁１３１を切換える制御装置である。

次に本実施例の作動を説明する。

操舵ハンドル１１を右回りに回転すると前輪動力舵取装
置の作動ロッド１３は左方向に移動して前輪１４を右向
きに操舵し、またその作動ロッド１３の軸動はラックピ
ニオン機構１２にて回転に変換された後、連動シャフト
１７を介して同相逆相切換機構５０に伝達される。

同相逆相切換機構５０ではこの回転によって第１、第２
入力部材５２ａ、５２ｂが互いに逆方向に回転される。

この小舵角時には第１切換弁８０ａの凹溝８５ａは第６
図の状態■に示すように開口孔８８ａに通じ、供給ポー
ト１２０ａより連通路１１９ａ、環状溝８４ａならびに
連通路８７ａを介して供給された作動流体は、開口孔８
８ａ、供給通路１６９ａを介して第１サーボ弁６０ａ側
の供給孔６８ａならびに凹溝６７ａに供給される。

これによりこの同相側の第１サーボ弁６０ａが有効にな
り、この第１サーボ弁６０ａの凹溝６５ａから分配孔６
４ａならびに第１制御井１００ａを介してシリンダ４１
のＡボートに供給され、またＢボートからの排出流体は
第２制御弁１００ｂ、分配孔６３ａ、凹溝６７ａ、排出
孔６９ａ、排出通路７１ａ、室１５２ａ　（第２図参照
）、排出ボート１４０を介してタンクＴへ排出される。

これによりシリンダ４１内をピストン４２ならびに作動
ロッド４３が右進し、後輪３２は前輪１４と同方向すな
わち同相制御される。

またこの作動ロッド４３の右進はラックピニオン機構５
５、出力軸５６、ギヤ５８ならびにギヤ５７ａａを介し
て帰還部材５３ａにフィードバックされる。

一方この小舵角時、第２切換弁８０ｂの凹溝８５ｂは第
６図の状態■に示すように開口孔８８ｂに対して閉止状
態にあり、従って供給ポートより供給される作動流体は
第２サーボ弁６０ｂ側に供給されず、この第２サーボ弁
６０ｂにからシリンダ４１への分配は行われない。

このようにして次第に操舵ハンドル１１を右回りに回転
していくに従い第１、第２切換弁８０ａ、８０ｂならび
に第１、第２サーボ弁６０ａ、６０ｂは第６図の状態Ｉ
から状態■へと次第に位相関係を変化させながら回転し
、この間前輪１４と後輪３２とは第８図に示すように同
相で制御される。

そして操舵ハンドル１１が所定の角度、例えば２５０度
まで操舵されると、第６図の状態■に示すように第１切
換弁８０ａの凹溝８５ａは、開口孔′８８ａと通じなく
なるとともに凹溝８９ａを介して凹溝８６ａと通じるよ
うになる。このため第１サーボ弁６０ａへ作動流体は供
給されな（なり、作動流体は凹溝８６ａ、連通溝室１５
２ａを通して排出ボート１４０よりタンクへ排出される
。その結果後輪側のシリンダ４１の両端室の圧力は同圧
となり、ピストン４２は戻しバネ４５０発力によって中
央位置に戻され、後輪３２は第８図に示すように中立位
置に復帰する。

操舵ハンドル１１をさらに大舵角まで、例えば３００度
まで操舵されると、第６図の状態■ならびに■に示すよ
うに第２切換弁８０ｂの開口孔８８ｂが凹溝８５ｂに通
じるようになり、供給ポート１２０ｂより連通路１１９
　ｂ、環状溝８４ｂ１連通溝８７ｂを介して供給される
作動流体はこの開口孔８８ｂより供給通路１６９ｂを介
して第２サーボ弁６０ｂ側の供給孔６８ｂならびに凹溝
６７ｂに供給される。これによりこの逆相側の第２サー
ボ弁６０ｂが有効になり、この第２サーボ弁６０ｂの凹
溝６５ｂから分配孔６３ｂならびに第２制御弁１００ｂ
を介してパワーシリンダ４０のＢボートに供給され、ま
たＡポートからの排出流体は第１制御弁１００ａ、分配
孔６４ｂ、凹溝６７ｂ、排出孔６９ｂ、排出通路７１ｂ
、連通路１５０ｂ、室１５２　ｂ、排出ボート１４０を
介してタンクＴへ排出される。これによりシリンダ４１
内をピストン４２ならびに作動ロッド４３が左進し、後
輪３２は前輪１４と逆方向すなわち逆相制御される。

またこの作動ロッド４３の左進はラックピニオン機構５
５、出力軸５６、ギヤ５８ならびにギヤ５７ｂを介して
帰還部材５３ｂにフィードバックされる。

一方この大舵角時、第１切換弁８０ａの凹溝８５ａは第
６図の状態Ｖに示すように開口孔８８ａに対しモ閉止状
態にあり、従って供給ポート１２０ａより供給される作
動流体は第１サーボ弁６０ａ側に供給されず、この第１
サーボ弁６０ａからパワーシリンダ４０への分配は行わ
れない。

また操舵ハンドル１１を左回転した場合、上記右回転の
場合と同様に同相逆相切換機構５０が制御される。この
動作は前記右回転の場合と回転方向が逆でその他は右回
転の場合と同様であるので第７図にその作動状態を図示
し、その動作説明は省略する。

ここにおいて前記第１サーボ弁６０ａが有効に機能して
いるとき、第１、第２制御弁１００ａ、１００ｂは第１
サーボ弁６０ａの連動して回転され、第１サーボ弁６０
ａとパワーシリンダ４０とを連通状態に維持するととも
に第２サーボ弁６０ａとパワーシリンダ４０との連通を
遮断し、パワーシリンダ４０に対して確実に作動流体を
供給できるようになっている。また第２サーボ弁６０ｂ
が有効に機能しているときには上記と反対に第１、第２
制御弁１００ａは、１００ｂは回転されており、パワー
シリンダ４０に対して確実に作動流体を供給できる。

さらに本発明では車速センサ１３２にて検出し　　　　
−た車速信号を制御装置１３３に入力し、この制御装置
１３３にて電磁弁１３０，１３１を制御するようになっ
ている。その制御としては低速域において制御装置１３
３からの信号で電磁弁１３０を■の位置に切換え、第１
サーボ弁６０ａに対して作動流体を供給しないようにな
っている。これによって低速走行時には小舵角操舵でも
同相制御を行わないようになっている。゛また高速域で
はこの制御装置１３３からの信号で電磁弁１３１を■の
位置に切換え、第２サーボ弁６０ｂに対して作動流体を
供給しないようになっている。これによって高速走行時
において大舵角操舵した場合にも逆相制御を行わないよ
うになっている。

なお、上記実施例では第１、第２帰還部材５３ａ、５３
ｂからギヤ５７ａ、５７ｂ、ギヤ５８、出力軸５６なら
びにラックピニオン機構５５を介して作動ロッド４３と
連結する構成になっているが、この構成に限定されるも
のではなく、第９図に示すように第１、第２帰還部材５
３ａ、５３ｂ上のギヤ５７ａ、５７ｂを直接作動ロッド
４３上のラックと噛合させるようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、後輪のための後輪
動力舵取装置を前輪とは別個に設け、この後輪動力舵取
装置には前輪の操舵と機械的に連動するサーボ弁を内蔵
する同相逆相切換機構を設けたので、前輪動力舵取装置
が故障した場合でも後輪動力舵取装置は正常に作動し、
従って後輪に加わる操舵抵抗が操舵ハンドルに加わるこ
とがなく、ハンドル操作が重すぎとなるのを防止できる
利点を有する。

また本発明は、前記同相逆相切換機構に第１、第２のサ
ーボ弁を内蔵するとともにこのサーボ弁を前輪と機械的
に連動する切換弁にて切換えて同相逆相の切換えを行う
ようになっているため、コンピュータ制御をするものに
比較して暴走等のおそれがな（、同相逆相の切換えを正
確かつ確実に行うことができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は４輪操舵
装置の全体平面図、第２図は同相逆相切換機構の断面図
、第３図はサーボ弁、切換弁、制御弁ならびに各弁間に
作動流体を供給する油圧回路図、第４図は第３図の■矢
視断面図、第５図は第３図のＶ矢視断面図、第６図は右
回転のときの弁の作動状態を示す作動状態図、第７図は
右回転のときの弁の作動状態を示す作動状態図、第８図
は作動特性の説明図、第９図は本発明の他の実施例を示
すギヤ構成図である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動ロッドを介して後輪を操舵するパワーシリン
   ダと、前輪の操舵と機械的に連動して作動されて前輪の
   操舵が小さい場合は前輪と後輪を同相に作動し前輪の操
   舵が大きい場合は前輪と後輪が逆相に作動するようにパ
   ワーシリンダを制御する同相逆相切換機構を備えた後輪
   操舵装置において、前記同相逆相切換機構に、前輪の操
   舵と機械的に連動して互いに逆方向に作動される第１、
   第２入力部材と、前記作動ロッドに連動された第１、第
   ２帰還部材と、この第１入力部材ならびに第１帰還部材
   の相対運動に応じて供給ポンプから前記パワーシリンダ
   の両作動室に供給される作動流体の給排を制御する同相
   制御用の第１サーボ弁と、前記第２入力部材ならびに第
   ２帰還部材の相対運動に応じて前記第１サーボ弁とは逆
   方向に作動され供給ポンプから前記パワーシリンダの両
   作動室に供給される作動流体の給排を制御する逆相制御
   用の第２サーボ弁と、前輪の操舵と機械的に連動して前
   輪の操舵が小さい場合は同相制御用の前記第１サーボ弁
   側に作動流体を供給し前輪の操舵が大きい場合は逆相制
   御用の前記第２サーボ弁側に作動流体を供給するよう流
   路を切換える切換弁とを備えたことを特徴とする後輪操
   舵装置。