JPH10310076A - 車両の後輪ステアリングロック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な機構でロック及びロック解除を確実に
行う。 【解決手段】 ステアリングナックル２１Ｌを回動させ
る油圧シリンダ２４に、ピストン２４ｄ周壁に対して略
垂直に摺動するロックピストン２５ｂと、ロックピスト
ン２５ｂをピストン２４ｂ方向に付勢するスプリング２
５ｃと、を含んで構成されるロック機構２５を取り付け
ると共に、油圧シリンダ２４に供給される作動油の油圧
が所定圧以上になったときに開弁するリリーフ弁２６
Ｌ，２６Ｒを介して、ロックピストン２５ｂとピストン
２４ｄとの間に位置する油室２５ｄに作動油を供給する
ようにし、ロック時には、スプリング２５ｃによりロッ
クピストン２５ｂの先端部がピストン２４ｄ周壁に形成
された凹溝に嵌合し、ロック解除時には、スプリング２
５ｃの付勢力に抗してロックピストン２５ｂの先端部が
凹溝から抜け出る構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の後輪ステア
リングロック装置において、特に、簡単な機構でロック
及びロック解除を確実に行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、前輪の操舵に応じて、後輪を
逆相或いは同相に操舵することにより、車両の操縦性・
安定性を向上するようにした後輪操舵装置が知られてい
る。かかる後輪操舵装置にあっては、例えば、特開平７
−１１７６２５公報や実開平６−６１６５８号公報に開
示されるように、安全性等の観点から、高速道路を走行
等する際に、後輪操舵装置が作動しないようにロックす
るステアリングロック装置（以下「ロック装置」とい
う）が備え付けられている。

【０００３】従来のロック装置の一例を図８に基づいて
説明する。リヤアクスル１の両端には、回動自由にステ
アリングナックル（以下「ナックル」という）２が取り
付けられる。ナックル２は、リヤアクスル１の略中央部
に揺動自由に取り付けられた油圧シリンダ３の伸縮によ
って、回動される。ナックル２の一方には、揺動自由に
ロックバー４の基端部４ａが取り付けられ、その先端部
４ｂがステアリングロックボス５の貫通孔５ａを摺動自
由に貫いている。ステアリングロックボス５は、その上
下を支持部材６、７によって挟み込まれ、リヤアクスル
１と油圧シリンダ３との連結部に取り付けられる。支持
部材６の上部には、エアシリンダ８が取り付けられ、エ
アの非供給時にはロックピン９が突き出し、エアの供給
時にはロックピン９が引っ込むようになっている。

【０００４】そして、前輪のみで操舵するとき（以下
「２ＷＳモード」という）では、ロックピン９がステア
リングロックボス５とロックバー４に形成された貫通孔
４ｃとを同時に貫通し、ステアリングロックボス５とロ
ックバー４との相対運動を規制することで、ナックル２
が直進状態にロックされる。一方、前輪及び後輪で操舵
するとき（以下「４ＷＳモード」という）では、エアシ
リンダ８にエアを供給して、ロックピン９をロックバー
４の貫通孔４ｃから引き抜き、ステアリングロックボス
５とロックバー４との相対運動を可能とすることで、ナ
ックル２を回動自由にする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロック
装置を作動させて２ＷＳモードにするためには、ロック
ピン９が、ステアリングロックボス５の上部の貫通孔５
ｂ，ロックバー４の貫通孔４ｃ及びステアリングロック
ボス５の下部の貫通孔５ｃを同時に貫通しなければなら
ず、次のような問題点を有していた。

【０００６】即ち、ステアリングロックボス５の貫通孔
５ｂ，５ｃ及びロックバー４の貫通孔４ｃには、夫々穿
孔加工による内径の誤差があり、かつ、ロックバー４や
ステアリングロックボス５の取り付け誤差があることか
ら、ナックル２の直進状態で、かかる貫通孔５ｂ，５
ｃ，４ｃの中心が同時に一致し難いため、ロックピン９
の抜き差しが困難な場合が生じていた。

【０００７】また、ロック装置を作動させるためには、
図９に示すような複雑なリレー回路が必要であり、信頼
性の低下をも招いていた。そこで、本発明は以上のよう
な従来の問題点に鑑み、簡単な機構でロック及びロック
解除を確実に行い得る車両の後輪ステアリングロック装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、リヤアクスルと、該リヤアクスルの両端に夫
々回動自由に取り付けられるステアリングナックルと、
前記リヤアクスルに対してステアリングナックルを回動
させる油圧シリンダと、前記ステアリングナックルが略
直進状態でロックされるようにするステアリングロック
手段と、を含んで構成される車両の後輪ステアリングロ
ック装置において、前記ステアリングロック手段を、前
記油圧シリンダのピストン周壁に対して略垂直に取り付
けられるシリンダと、該シリンダに内接しつつ軸方向に
摺動するロックピストンと、該ロックピストンをピスト
ン周壁方向に付勢する付勢手段と、前記油圧シリンダに
供給される作動油の油圧が所定圧以上になったときに、
該油圧シリンダに供給される作動油を分岐して、前記ロ
ックピストンとピストン周壁との間に位置する油室に作
動油を供給する作動油供給手段と、を含んで構成し、前
記ステアリングナックルのロック時には、前記付勢手段
によりロックピストンの先端部がピストン周壁に形成さ
れた凹溝に嵌合し、前記ステアリングナックルのロック
解除時には、前記付勢手段による付勢力に抗してロック
ピストンの先端部が凹溝から抜け出る構成とした。

【０００９】かかる構成からなる後輪ステアリングロッ
ク装置において、ステアリングナックルを略直進状態で
ロックするには、ステアリングナックルを回動させる油
圧シリンダへの作動油の供給を停止する。ステアリング
ホイールが非操舵状態のときには、車輪にはキャンバ角
やキングピン傾き角等が設けられているため、ステアリ
ングナックルが自然と直進状態となる。このとき、ロッ
クピストンと凹溝との中心が略一致すると、油圧シリン
ダのピストン周壁方向に付勢されているロックピストン
の先端部が凹溝に嵌合し、ステアリングナックルが略直
進状態でロックされる。

【００１０】一方、ステアリングナックルが直進状態に
あるロック状態を解除するには、ステアリングナックル
を回動させる油圧シリンダへの作動油の供給を開始す
る。そして、供給される作動油の油圧が所定圧以上に上
昇すると、作動油供給手段によりロックピストンとピス
トン周壁との間に位置する油室に作動油が供給され、作
動油がロックピストンの端面に作用して、付勢手段の付
勢力に抗して、ロックピストンが凹溝から抜き出る方向
に移動させ、ロック解除が行われる。

【００１１】即ち、ステアリングナックルを回動させる
油圧シリンダへの作動油の供給制御を行うだけで、ステ
アリングのロック及びロック解除が自動的に行われる。
かかるロックは、付勢手段の付勢力によって行われてい
るため、例えば、油圧が失陥して後輪の操舵が不可能に
なった場合でも、ステアリングナックルが直進状態でロ
ックされ、油圧失陥時のフェールセーフ機構が構成され
る。また、ステアリングロック装置のロック機構が油圧
シリンダに内蔵されるため、省スペース化が図られる。
さらに、簡単な機構でロック及びロック解除が行われる
ため、ステアリングロック装置の信頼性が高く、かつ、
構成部品の減少によるコスト低減が図られる。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記ロックピスト
ンの先端部及び凹溝を、夫々略半球形状に形成した。ロ
ックピストンの先端部及び凹溝を、夫々略半球形状に形
成したので、ロックピストンが凹溝に嵌合するとき、或
いは、ロックピストンが凹溝から抜け出るときに、ロッ
クピストン及び凹溝への応力集中が防止され、ステアリ
ングロック装置の耐久性の向上、作動音の低減等が図ら
れる。

【００１３】請求項３記載の発明は、前記凹溝を、前記
ロックピストンの先端部外径より若干大きな内径に形成
された円柱部分を有する構成とした。凹溝に円柱部分を
形成して凹溝を深くしたので、ステアリングナックルを
略直進状態でロックしたときに、ロックピストンが容易
に凹溝から外れなくなり、ステアリングロック装置の信
頼性が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明に係る後輪ステアリ
ングロック装置の第１実施形態の概略構成を示す。フロ
ントアクスル１０の両端には、ナックル１１Ｌ及び１１
Ｒを介して、左前輪１２Ｌ及び右前輪１２Ｒが夫々回動
自由に取り付けられる。ナックル１１Ｌと１１Ｒとは、
左右輪の転蛇角を同一にするタイロッド１３を介して連
結される。左側のナックル１１Ｌには、ナックルアーム
１４が固着され、ステアリングホイール１５に加えられ
た操舵力が、ステアリングギヤボックス１６を構成する
ステアリングギヤ１６ａ、ピットマンアーム１７及びド
ラグリンク１８を介してナックルアーム１４に伝達され
る。

【００１５】また、前輪１２（左前輪１２Ｌ及び右前輪
１２Ｒ全体をいう。以下同様）の操舵力を低減するため
に、パワーステアリング機構が併設される。即ち、フロ
ントアクスル１０の略中央部には、油圧シリンダ１９の
基端部１９ａが揺動自由に取り付けられ、そのピストン
ロッド先端部１９ｂが右側のナックル１１Ｒにピン結合
される。

【００１６】そして、ステアリングホイール１５の操舵
に応じて、ステアリングギヤボックス１６に内蔵される
コントロール弁１６ｂが作動し、油圧シリンダ１９に供
給される作動油としてのオイルの圧力及び流量が変化し
て、操舵力が倍力される。一方、リヤアクスル２０の両
端には、ナックル２１Ｌ及び２１Ｒを介して、左後輪２
２Ｌ及び右後輪２２Ｒが夫々回動自由に取り付けられ
る。ナックル２１Ｌと２１Ｒとは、左右輪の転蛇角を同
一にするタイロッド２３を介して連結される。後輪２２
（左後輪２２Ｌ及び右後輪２２Ｒ全体をいう。以下同
様）の操舵を行うために、リヤアクスル２０の略中央部
には、油圧シリンダ２４の基端部２４ａが揺動自由に取
り付けられ、そのピストンロッド先端部２４ｂが左側の
ナックル２１Ｌにピン結合される。油圧シリンダ２４に
は、後輪２２を直進状態でロックするロック機構２５が
併設され、ここに、リリーフ弁２６Ｌ及び２６Ｒ（作動
油供給手段）を介してオイルが供給されるようになって
いる。

【００１７】そして、フロントアクスル１０の油圧シリ
ンダ１９から排出されるオイルを、４ポート３位置電磁
切換弁（以下「電磁切換弁」という）２７を介して油圧
シリンダ２４に供給し、例えば、低速走行時には後輪２
２を前輪１２と逆相又は同相に、高速走行時にはロック
機構２５を作動させて、後輪２２を直進状態でロックす
る。

【００１８】なお、電磁切換弁２７は、ソレノイドによ
ってサブスプールを作動させ、サブスプールの作動に応
じてメインスプールが油圧によって倍力作動する構成で
ある。また、前輪１２の操舵力を倍力する油圧シリンダ
１９、及び、後輪２２の操舵を行う油圧シリンダ２４に
オイルを供給する油圧回路としては、コントロール弁１
６ｂ及び電磁切換弁２７の他に、オイルを所定量貯溜す
るオイルタンク２８（貯溜手段）と、貯溜されるオイル
を加圧供給する油圧ポンプ２９と、油圧ポンプ２９から
供給されるオイルを所定圧に調圧する調圧弁３０と、を
含んで構成される。なお、油圧ポンプ２９と調圧弁３０
とを含んで加圧供給手段が構成される。

【００１９】ここで、油圧シリンダ２４及びロック機構
２５の詳細を、図２及び図３に基づいて説明する。油圧
シリンダ２４は、シリンダ２４ｃに内接しつつ軸方向に
摺動するピストン２４ｄによって、油室３１Ｌ及び３１
Ｒに分割される。ピストン２４ｄの油室３１Ｌ側には、
ピストンロッド２４ｅが固着され、油室３１Ｒ側には、
ピストンロッド２４ｅと略同一径を有するガイドロッド
２４ｆが固着される。また、油室３１Ｒ側のシリンダ端
部には、ガイドロッド２４ｆが内挿しつつ摺動するガイ
ド溝２４ｇを有するガイド部２４ｈが形成される。ここ
で、ガイドロッド２４ｆを設けた理由は、ピストン２４
ｄの両端におけるオイルの受圧面積を略同一とし、ピス
トン２４ｄの受圧方向に関わらず、両方向においてピス
トンロッド２４ｅの供給圧油の量に関わらずストローク
を等しくするためである。

【００２０】ロック機構２５は、シリンダ２５ａに内接
しつつ摺動するロックピストン２５ｂと、ロックピスト
ン２５ｂを油圧シリンダ２４のピストン２４ｄ方向に付
勢するスプリング２５ｃ（付勢手段）と、を含んで構成
される。ロックピストン２５ｂは、図３に示すように、
シリンダ２５ａに内接する大径部Ａと、大径部Ａより小
さい径を有すると共に、その先端部が略半球形状に形成
された小径部Ｂと、を含んで構成される。また、油圧シ
リンダ２４のピストン２４ｄ周壁には、ロックピストン
２５ｂの先端部形状に合わせた略半球形状の凹溝が２４
ｉが形成されるか（図３(a) 参照）、或いは、円柱部分
を付加した略半球形状の凹溝２４ｉ’が形成される（図
３(b) 参照）。

【００２１】そして、電磁切換弁２７を通過したオイル
は、油圧シリンダ２４の油室３１Ｌ或いは３１Ｒの一方
に供給されると共に、リリーフ弁２６Ｌ或いは２６Ｒを
介してロックピストン２５ｂが内接する油室２５ｄに供
給される。ここで、リリーフ弁２６Ｌ，２６Ｒは、電磁
切換弁２７から油圧シリンダ２４に供給される油圧が所
定圧以上になったときに開弁するように構成される。

【００２２】なお、油圧シリンダ２４のピストン２４ｄ
は、その全ストローク域で、ロック機構２５の油室２５
ｄの開口部が閉塞される十分な長さを有している。この
ようにステアリングロック装置を構成すれば、従来のよ
うな複雑な機構及びリレー回路が不要となるため、信頼
性を高く維持したまま、省スペース化を図ることができ
る。また、構成ユニット及び取付部品が低減するので、
コスト低減を図ることができると共に、組立作業が容易
になり、組立工数の低減も図ることができる。

【００２３】次に、かかる構成からなるステアリングロ
ック装置の動作及び作用について説明する。図１及び図
２は、後輪２２を略直進状態でロックした状態を示して
いる。即ち、後輪２２を略直進状態でロックする場合に
は、電磁切換弁２７への通電を停止して、図の位置にメ
インスプールを位置させる。この場合、油圧ポンプ２９
から供給されるオイルは、前輪１２の操舵力を倍力する
油圧シリンダ１９を作動させた後、油圧配管、コントロ
ール弁１６ｂを経由してオイルタンク２８に戻される。
従って、後輪２２の操舵を行う油圧シリンダ２４及びロ
ック機構２５には、オイルは供給されないこととなり、
ロック機構２５のロックピストン２５ｂは、スプリング
２５ｃの付勢力により油圧シリンダ２４のピストン２４
ｄ周壁方向に付勢される。

【００２４】ここで、油圧を考慮せず後輪２２が直進状
態でない場合を考えると、ロックピストン２５ｂと油圧
シリンダ２４のピストン２４ｄに形成された凹溝２４ｉ
とは、その中心が略一致していないので、ロックピスト
ン２５ｂの先端部が凹溝２４ｉに嵌合していない。しか
し、車輪には一般的に、キャンバ角やキングピン傾き角
が設けられているため、ステアリングホイール１５の非
操舵状態において、後輪２２は自然と直進状態となる。
そして、ロックピストン２５ｂと凹溝２４ｉとの中心が
略一致したとき、ロックピストン２５ｂは、スプリング
２５ｃの付勢力によりその先端部が凹溝２４ｉに嵌合
し、後輪２２が略直進状態でロックされる。

【００２５】このようにすれば、油圧が失陥して後輪２
２の操舵が不可能になっても、ステアリングホイール１
５を操舵しないときに、ロック機構２５が作動して後輪
２２が直進状態でロックされるので、２ＷＤモードでの
操舵によって安全に走行ができる。即ち、油圧失陥時の
フェールセーフ機構が構成される。図４は、２ＷＳモー
ドから４ＷＳモードに切り替え、後輪２２を左に転蛇し
た状態を示している。具体的には、逆相モードで前輪１
２を右に操舵したとき、或いは、同相モードで前輪１２
を左に操舵したときの状態である。

【００２６】即ち、４ＷＳモードに切り替えて後輪２２
を左に転蛇する場合には、電磁切換弁２７へ通電を行
い、図の位置にメインスプールを位置させる。この場
合、フロントアクスル１０の油圧シリンダ１９から排出
されたオイルは、電磁切換弁２７を介して油圧シリンダ
２４の左側の油室３１Ｌに供給される。しかし、２ＷＳ
モードから４ＷＳモードに切り替えた直後では、図２に
示すように、ロックピストン２５ｂが凹溝２４ｉに嵌合
したままである。ところが、油室３１Ｌ内の油圧上昇に
伴い、左側のリリーフ弁２６Ｌのパイロット圧が上昇
し、パイロット圧が所定圧以上に上昇するとリリーフ弁
２６Ｌが開弁する。すると、オイルはロック機構２５の
油室２５ｄに供給され、ロックピストン２５ｂの大径部
Ａの端面に油圧が作用し、スプリング２５ｃの付勢力に
抗してロックピストン２５ｂを油圧シリンダ２４のピス
トン２４ｄから遠ざける方向に移動させる（ロック解
除）。従って、ピストン２４ｄは、油室３１Ｌに供給さ
れたオイルにより図の右側に移動し、ナックル２１Ｌ及
びタイロッド２３を介して後輪２２を左方向に転蛇す
る。

【００２７】この場合、油圧シリンダ２４の油室３１Ｒ
内のオイルは、ピストン２４ｄの移動に伴い油室３１Ｒ
から排出されるが、排出されたオイルは油圧配管を通っ
てオイルタンク２８に戻されるだけであるので、右側の
リリーフ弁２６Ｒのパイロット圧は所定圧まで上昇せ
ず、ロックピストン２５ｂは凹溝２４ｉから外れたまま
となる。

【００２８】図５は、２ＷＳモードから４ＷＳモードに
切り替え、後輪２２を右に転蛇した状態を示している。
具体的には、逆相モードで前輪１２を左に操舵したと
き、或いは、同相モードで前輪１２を右に操舵したとき
の状態である。なお、かかる場合の動作・作用は、先の
図４の場合と同様であるので、その説明は省略する。

【００２９】図６は、本発明に係る後輪ステアリングロ
ック装置の第２実施形態の概略構成を示す。本実施形態
は、第１実施形態（図１〜図５参照）に対して、フロン
トアクスル１０及びリヤアクスル２０に、油圧シリンダ
１９及び２４を２つずつ取り付け、かつ、リヤアクスル
２０の左側の油圧シリンダ２４のみに、ロック機構２５
を取り付けた構成である。かかる構成によれば、前輪１
２及び後輪２２の操舵力が大きくなるので、例えば、大
型車両にも全輪操舵システムが適用可能となる。

【００３０】なお、他の構成及び作用に関しては、先の
第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
図７は、本発明に係る後輪ステアリングロック装置の第
３実施形態の概略構成を示す。本実施形態は、第２実施
形態（図６参照）に対して、リヤアクスル２０の右側の
油圧シリンダ２４にも、ロック機構２５を取り付けた構
成である。かかる構成によれば、先の第２実施形態に比
べて後輪２２が直進状態でロックされる確実性が向上す
る。

【００３１】なお、他の構成及び作用に関しては、先の
第１実施形態及び第２実施形態と同様であるので、その
説明は省略する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、ステアリングナックルのロックを付勢手段
で行っているために、例えば、油圧が失陥して後輪の操
舵が不可能になった場合でも、ステアリングナックルが
略直進状態でロックされるため、油圧失陥時のフェール
セーフ機構が構成される。また、ステアリングロック装
置のロック機構が油圧シリンダ内に内蔵されるため、省
スペース化を図ることができる。さらに、簡単な機構で
ロック及びロック解除が行われるため、ステアリングロ
ック装置の信頼性を向上でき、かつ、構成部品の減少に
よるコスト低減を図ることができる。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、ロックピス
トン及び凹溝への応力集中が防止され、ステアリングロ
ック装置の耐久性の向上、作動音の低減等を図ることが
できる。請求項３記載の発明によれば、ロックピストン
が容易に凹溝から外れることがなくなり、ステアリング
ロック装置の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態を示す概略構成図

【図２】 同上のステアリングロック装置の要部拡大図

【図３】 同上のロックピストン及び凹溝の形状の説明
図で、(a) は第１実施形態、(b) は第２実施形態を示す

【図４】 同上の後輪における左方向への転蛇動作を示
す要部拡大図

【図５】 同上の後輪における右方向への転蛇動作を示
す要部拡大図

【図６】 本発明の第２実施形態を示す概略構成図

【図７】 本発明の第３実施形態を示す概略構成図

【図８】 従来の後輪のステアリングロック装置の説明
図

【図９】 同上のリレー回路図

【符号の説明】

２０ リヤアクスル ２１Ｌ，２１Ｒ ステアリングナックル ２４ 油圧シリンダ ２４ｄ ピストン ２４ｉ 凹溝 ２５ ロック機構 ２５ｂ ロックピストン ２５ｃ スプリング ２５ｄ 油室 ２６Ｌ，２６Ｒ リリーフ弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リヤアクスルと、該リヤアクスルの両端に
   夫々回動自由に取り付けられるステアリングナックル
   と、前記リヤアクスルに対してステアリングナックルを
   回動させる油圧シリンダと、前記ステアリングナックル
   が略直進状態でロックされるようにするステアリングロ
   ック手段と、を含んで構成される車両の後輪ステアリン
   グロック装置において、 前記ステアリングロック手段は、前記油圧シリンダのピ
   ストン周壁に対して略垂直に取り付けられるシリンダ
   と、該シリンダに内接しつつ軸方向に摺動するロックピ
   ストンと、該ロックピストンをピストン周壁方向に付勢
   する付勢手段と、前記油圧シリンダに供給される作動油
   の油圧が所定圧以上になったときに、該油圧シリンダに
   供給される作動油を分岐して、前記ロックピストンとピ
   ストン周壁との間に位置する油室に作動油を供給する作
   動油供給手段と、を含んで構成され、前記ステアリング
   ナックルのロック時には、前記付勢手段によりロックピ
   ストンの先端部がピストン周壁に形成された凹溝に嵌合
   し、前記ステアリングナックルのロック解除時には、前
   記付勢手段による付勢力に抗してロックピストンの先端
   部が凹溝から抜け出る構成であることを特徴とする車両
   の後輪ステアリングロック装置。
2. 【請求項２】前記ロックピストンの先端部及び凹溝は、
   夫々略半球形状に形成された構成である請求項１記載の
   車両の後輪ステアリングロック装置。
3. 【請求項３】前記凹溝は、前記ロックピストンの先端部
   外径より若干大きな内径に形成された円柱部分を有する
   構成である請求項２記載の車両の後輪ステアリングロッ
   ク装置。