JP2006256571A - 電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステアリングシャフト、パワーアシスト部に加わる荷重を抑える。
【解決手段】 ステアリングシャフト３８と同軸上に電動パワーステアリング装置２４を構成するパワーアシスト部８３を設けるとともに、ステアリングシャフト３８にパワーアシスト部８３に備える電動モータ９６を直交するように配置した不整地走行車両において、電動モータ９６の後端部を、車体フレーム１１の傾斜フレーム４３，４４（手前側の符号４３のみ示す。）に取付けたモータ支持部材９８で支持した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両の改良に関するものである。

従来の電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両として、ステアリングシャフトに直交するように駆動モータを配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２３１０１１公報

特許文献１の図３及び図４において、電動パワーステアリング装置を構成する駆動モータ６０は、その出力軸６０ｂをステアリングシャフト５０の軸線に対して直角方向に向け、出力軸６０ｂが、ステアリングシャフト５０の前側に且つ平面視でほぼ車幅方向に延びるように配置される。

上記の電動パワーステアリング装置では、アクチュエータユニットに備える重量物である駆動モータ６０がほぼ車両側方に突出するため、例えば、車両が不整地を走行するときに駆動モータ６０が振動し、アクチュエータユニットやステアリングシャフト５０に加わる繰返し荷重が大きくなることがある。

本発明の目的は、電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両を改良することで、ステアリングシャフト、アクチュエータに加わる荷重を抑えることにある。

請求項１に係る発明は、ステアリングシャフトと同軸上に電動パワーステアリング装置を構成するアクチュエータユニットを設けるとともに、ステアリングシャフトにアクチュエータユニットに備える電動モータを直交するように配置した不整地走行車両において、電動モータの端部を、車体フレームに取付けたモータ支持部材で支持したことを特徴とする。
アクチュエータユニットに備える電動モータの端部をモータ支持部材で支持し、重量物である電動モータの振動を小さくする。

請求項２に係る発明は、モータ支持部材により、弾性部材を介して電動モータを支持したことを特徴とする。
モータ支持部材と電動モータとの間の弾性部材によって、電動モータの振動を吸収することが可能になる。

請求項３に係る発明は、モータ支持部材を、弾性部材で形成したことを特徴とする。
弾性部材で形成されたモータ支持部材で電動モータの振動を吸収することが可能になる。

請求項４に係る発明は、モータ支持部材を、車体フレームの左右を連結するクロス部材としたことを特徴とする。
車体フレームの左右を連結するモータ支持部材で電動モータの支持が強固になり、電動モータの振動がより一層抑えられるとともに、車体フレームの剛性を高めることが可能になる。

請求項５に係る発明は、モータ支持部材を、電動モータの端部の下部を支持するロアモータ支持部材と、電動モータの端部の上部を支持するアッパモータ支持部材とを締結することで構成したことを特徴とする。
電動モータを、ロアモータ支持部材とアッパモータ支持部材とを締結したモータ支持部材でより一層強固に支持する。

請求項６に係る発明は、モータ支持部材を、左右の車体フレームの何れかから車体内側に延出する片持ちの部材としたことを特徴とする。
モータ支持部材を、左右の車体フレームの一方から車体内側に延出させる片持ち構造とすることで、モータ支持部材が短くなり、モータ支持部材が軽量になる。また、例えば、モータ支持部材を左右の車体フレームに渡して取付けたときには、車体フレームの剛性が高められるが、モータ支持部材を一方の車体フレームに取付けたときには、車体フレームの必要以上の剛性アップが抑えられる。

請求項１に係る発明では、電動モータの端部をモータ支持部材で支持したので、電動モータの振動を抑えることができ、ステアリングシャフト、アクチュエータユニットに大きな繰返し荷重が作用せず、電動パワーステアリング装置に対する強度上の影響を無くすことができる。

請求項２に係る発明では、弾性部材を介して電動モータを支持したので、弾性部材によって電動モータの振動を吸収することができ、ステアリングシャフト、アクチュエータユニットに作用する繰返し荷重をより小さくすることができる。

請求項３に係る発明では、モータ支持部材を弾性部材で形成したので、モータ支持部材によって電動モータの振動を吸収することができ、他に特別に弾性部材を用いる必要がなく、コストを低減することができる。

請求項４に係る発明では、モータ支持部材を、車体フレームの左右を連結するクロス部材としたので、モータ支持部材で電動モータを強固に支持することができ、ステアリングシャフト、アクチュエータユニットに作用する繰返し荷重をより一層小さくすることができる。
更に、モータ支持部材が車体フレームのクロス部材の役目を果たすため、車体フレームの剛性を高めることができ、車体フレームの振動をも低減することができる。

請求項５に係る発明では、モータ支持部材をロアモータ支持部材とアッパモータ支持部材とを締結することで構成したので、モータ支持部材で電動モータをより一層強固に支持することができ、ステアリングシャフト、アクチュエータユニットに作用する繰返し荷重をより一層小さくすることができる。

請求項６に係る発明では、モータ支持部材を片持ちの部材としたので、モータ支持部材の軽量化を図ることができ、また、モータ支持部材を車体フレームに取付けたときに、車体フレームの剛性アップが抑えられ、車体フレームの剛性を必要以上に高めることがない。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両の側面図（第１実施形態）であり、不整地走行車両１０は、車体フレーム１１の中央部にエンジン１２及び変速機１３からなるパワーユニット１４を搭載し、変速機１３の前部にフロントプロペラシャフト１６を介してフロント終減速装置１７を連結し、このフロント終減速装置１７に図示せぬドライブシャフトを介して左右の前輪１８，１８に連結し、変速機１３の後部にリヤプロペラシャフト２１を介してリヤ終減速装置２２を連結し、このリヤ終減速装置２２に図示せぬドライブシャフトを介して左右の後輪２３，２３を連結し、前輪１８，１８を操舵する操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置２４を備えた四輪駆動車である。

車体フレーム１１は、前後に延ばした左右一対のアッパメインフレーム３１，３２（手前側の符号３１のみ示す。）と、これらのアッパメインフレーム３１，３２の前端にそれぞれ連結した正面視逆Ｕ字形状のフロントフレーム３３と、このフロントフレーム３３の下端及びアッパメインフレーム３１，３２の中間部のそれぞれに連結した左右一対のロアメインフレーム３４，３６（手前側の符号３４のみ示す。）と、上端にハンドル３７を取付けたステアリングシャフト３８の上部を回転自在に支持するためにフロントフレーム３３の上端及びアッパメインフレーム３１，３２のそれぞれに連結した左右一対のくの字形状のフロントアッパフレーム４１，４２（手前側の符号４１のみ示す。）と、アッパメインフレーム３１，３２の前端から後下がりにロアメインフレーム３４，３６に連結した左右一対の傾斜フレーム４３，４４（手前側の符号４３のみ示す。）と、これらの傾斜フレーム４３，４４の中間部及びフロントフレーム３３のそれぞれに渡して連結することで電動パワーステアリング装置２４の下部を支持する左右一対のサブ傾斜フレーム４６，４７（手前側の符号４６のみ示す。）とを備える。

ここで、５５はフロントキャリア、５６は前輪１８の上方及び後方を覆うフロントフェンダ、５７は燃料タンク、５８はシート、６１はリヤキャリア、６２はエンジン１２のシリンダヘッド６３の後部側に連結したキャブレタ、６６はキャブレタ６２にコネクティングチューブ６７を介して連結したエアクリーナ、６８はシリンダヘッド６３の前部から車両後方に延ばした排気管、６９は排気管６８の後端に接続した消音器、７１はロアメインフレーム３４，３６側に対して後輪２３，２３をスイング自在に支持するスイングアーム、７２，７２（手前側の符号７２のみ示す。）はスイングアーム７１とアッパメインフレーム３１，３２側とに渡して取付けた左右一対のリヤクッションユニット、７３はパワーユニット１４の側方に配置したボディサイドカバー、７４は後輪２３の前方及び上方を覆うリヤフェンダ、７５はステップフロアである。

図２は本発明に係る不整地走行車両の要部側面図（第１実施形態である。図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両前方を表す。以下同じ。）であり、電動パワーステアリング装置２４は、前輪を操舵するためのステアリング装置８１と、操舵トルクを検出するトルクセンサ部８２と、操舵力を補助する動力を発生させるパワーアシスト部８３と、トルクセンサ部８２によって検出した操舵トルク等に基づいてパワーアシスト部８３を制御する図示せぬ制御部とからなる。

ステアリング装置８１は、ハンドル３７（図１参照）と、このハンドル３７を支持するインプットシャフト８５と、このインプットシャフト８５にトルクセンサ部８２を介して連結したアウトプットシャフト８６と、このアウトプットシャフト８６の下端部に取付けたステアリングアーム８７と、このステアリングアーム８７に取付けた左右一対のボールジョイント８８，８８（手前側の符号８８のみ示す。）と、これらのボールジョイント８８，８８にそれぞれ一端を連結するとともに他端を前輪１８（図１参照）側のナックル（不図示）に連結する左右一対のタイロッド（不図示）とからなり、上記のインプットシャフト８５とアウトプットシャフト８６とは、ステアリングシャフト３８を構成する部材である。

インプットシャフト８５は、サブアッパフレーム８９，８９（手前側の符号８９のみ示す。フロントアッパフレーム４１，４２（手前側の符号４１のみ示す。）とアッパメインフレーム３１，３２（手前側の符号３１のみ示す。）とにそれぞれ渡した部材である。）に取付けた中間軸受部９１で支持したものである。

アウトプットシャフト８６は、先端に舵角（即ち、ステアリングシャフト３８の回転角度である。）を検出する舵角センサ９３を設けた部材であり、舵角センサ９３は、サブ傾斜フレーム４６，４７（手前側の符号４６のみ示す。）にブラケット９４を介して取付けたものである。

トルクセンサ部８２は、インプットシャフト８５側とアウトプットシャフト８６側との間にトーションバー（不図示）を設けたものである。
ハンドル３７（図１参照）の操作によりインプットシャフト８５を回転させると、インプットシャフト８５とアウトプットシャフト８６との間に相対回転角が生じ、トーションバーが捩られる。この捩れ量をトルクに変換することで操舵トルクが求まる。

パワーアシスト部８３は、電動モータ９６と、この電動モータ９６の出力軸及びアウトプットシャフト８６のそれぞれの間に介在させたクラッチ（不図示）及び減速機（不図示。ウォームギヤ及びウォームホイールからなる。）とで構成した部分である。

電動モータ９６は、前端部側（アウトプットシャフト８６側）をサブ傾斜フレーム４６，４７に設けたモータブラケット９７，９７（手前側の符号９７のみ示す。）に取付け、後端部側を左右の傾斜フレーム４３，４４（手前側の符号４３のみ示す。）に渡して取付けたモータ支持部材９８で支持したものである。

制御部は、トルクセンサ部８２により検出された操舵トルク、舵角センサ９３により検出された舵角、不整地走行車両１０（図１参照）の車速等に基づいてパワーアシスト部８３を制御する。

図３は本発明に係る不整地走行車両の要部平面図（第１実施形態）であり、強制空冷ファン１０１を、電動モータ９６の後方に配置するとともにエンジン１２及び排気管６８の前方に配置し、電動モータ９６の後端部を、左右の傾斜フレーム４３，４４に渡したモータ支持部材９８で支持したことを示す。
モータ支持部材９８は、車体フレーム１１のクロス部材を兼ねる部材でもある。

電動モータ９６は、エンジン１２及び排気管６８との間を強制空冷ファン１０１によって完全に遮蔽されるから、電動モータ９６をほぼ車両後方に延びるように配置することで電動モータ９６とエンジン１２、排気管６８との距離が小さくなっても、エンジン１２及び排気管６８からの直接の放射熱が電動モータ９６に当たる心配がない。

また、電動モータ９６の後端部をモータ支持部材９８で支持するので、電動モータ９６の後端部が振動し難くなり、特に、パワーアシスト部８３における電動モータ９６の付根部に大きな繰返し荷重が作用し難くなる。

図４は図２の４−４線断面図（第１実施形態）であり、左右の傾斜フレーム４３，４４にモータ支持部材９８を渡し、このモータ支持部材９８に形成した円弧状凹部９８ａに弾性部材としてのラバー９９を貼り付け、このラバー９９で形成された凹部９９ａに電動モータ９６の後端部を載せたことを示す。

このように、電動モータ９６をモータ支持部材９８上でラバー９９を介して支持することで、ラバー９９によって、電動モータ９６の振動を吸収することができる。
また、電動モータ９６の後端部を凹部９９ａに載せて支持することで、電動モータ９６の鉛直方向の支持に加えて、水平方向の支持（即ち、位置決め及び振動吸収）を行うこともできる。

以上の図２〜図４に示したように、本発明は第１に、ステアリングシャフト３８と同軸上に電動パワーステアリング装置２４を構成するアクチュエータユニットとしてのパワーアシスト部８３を設けるとともに、ステアリングシャフト３８にパワーアシスト部８３に備える電動モータ９６を直交するように配置した不整地走行車両１０（図１参照）において、電動モータ９６の後端部を、車体フレーム１１に取付けたモータ支持部材９８で支持したことを特徴とする。

電動モータ９６の後端部をモータ支持部材９８で支持したので、電動モータ９６の振動を抑えることができ、ステアリングシャフト３８、パワーアシスト部８３に大きな繰返し荷重が作用せず、電動パワーステアリング装置２４に対する強度上の影響を無くすことができる。

本発明は第２に、モータ支持部材９８により、弾性部材としてのラバー９９を介して電動モータ９６を支持したことを特徴とする。

ラバー９９を介して電動モータ９６を支持したので、ラバー９９によって電動モータ９６の振動を吸収することができ、ステアリングシャフト３８、パワーアシスト部８３に作用する繰返し荷重をより小さくすることができる。

本発明は第３に、モータ支持部材９８は、鋼材製にかぎらず、弾性部材で形成しても差し支えない。
モータ支持部材９８を、例えば、ばね綱、硬質のゴム等の弾性部材で形成することで、モータ支持部材９８によって電動モータ９６の振動を吸収することができ、他に特別に弾性部材を用いる必要がなく、コストを低減することができる。

本発明は第４に、モータ支持部材９８を、車体フレーム１１、詳しくは、傾斜フレーム４３，４４の左右を連結するクロス部材としたことを特徴とする。

モータ支持部材９８を車体フレーム１１のクロス部材としたので、モータ支持部材９８で電動モータ９６を強固に支持することができ、ステアリングシャフト３８、パワーアシスト部８３に作用する繰返し荷重をより一層小さくすることができる。

更に、モータ支持部材９８が車体フレーム１１のクロス部材の役目を果たすため、車体フレーム１１の剛性を高めることができ、車体フレーム１１の振動をも低減することができる。

図５は本発明に係る電動モータの支持構造（第２実施形態）を示す断面図であり、左右の傾斜フレーム４３，４４にロアモータ支持部材１３１を渡し、このロアモータ支持部材１３１に形成した円弧状凹部１３１ａにラバー９９を貼り付け、このラバー９９で形成された凹部９９ａに電動モータ９６の後端部を載せ、一方、ほぼΩ形状としたバンド部材１３２の内面にラバー１３３を貼り付け、このバンド部材１３２に両端をボルト１３４，１３４でロアモータ支持部材１３１に取付けることで電動モータ９６の後端部を弾性支持したことを示す。

上記のロアモータ支持部材１３１と、バンド部材１３２と、ボルト１３４，１３４とは、モータ支持部材１３６を構成する部材である。
このように、電動モータ９６をモータ支持部材１３６でラバー９９，１３３を介して支持したことで、電動モータ９６の水平方向及び鉛直方向の支持をより確実に行うことができる。

本発明は第５に、モータ支持部材１３６を、電動モータ９６の端部の下部を支持するロアモータ支持部材１３１と、電動モータ９６の端部の上部を支持するアッパモータ支持部材としてのバンド部材１３２とをボルト１３４で締結することで構成したことを特徴とする。

ロアモータ支持部材１３１とバンド部材１３２とからなるモータ支持部材１３６で、電動モータ９６をより一層強固に支持することができ、ステアリングシャフト３８（図２参照）、パワーアシスト部８３（図２参照）に作用する繰返し荷重をより一層小さくすることができる。

図６は本発明に係る電動モータの支持構造（第３実施形態）を示す断面図であり、左右の傾斜フレーム４３，４４の内の一方、ここでは傾斜フレーム４３にモータ支持部材１３３を他方の傾斜フレーム４４側に延びるように取付け、このモータ支持部材１３８に形成した円弧状凹部１３８ａにラバー９９を貼り付け、このラバー９９で形成された凹部９９ａに電動モータ９６の後端部を載せて、電動モータ９６の後端部を弾性支持したことを示す。

このように、モータ支持部材１３８を片持ちばり構造とすることで、モータ支持部材１３８を短くすることができ、軽量化を図ることができる。また、モータ支持部材１３８は、傾斜フレーム４３のみに取付けたものであるから、車体フレーム１１（図２参照）の剛性、特に捩り剛性を大きく高めることがなく、車体フレーム１１のしなやかさを維持することができる。

このように、本発明は第６に、モータ支持部材１３８を、左右の車体フレームとしての傾斜フレーム４３，４４の何れかから車体内側に延出する片持ちの部材としたことを特徴とする。

モータ支持部材１３８を片持ちの部材としたことで、モータ支持部材１３８の軽量化を図ることができ、また、モータ支持部材１３８を傾斜フレーム４３又は傾斜フレーム４４に取付けたときに、車体フレーム１１（図２参照）の剛性、特に捩り剛性を大きく高めることがなく、車体フレーム１１のしなやかさを維持することができる。

尚、本実施形態では、図４及び図５に示したように、モータ支持部材９８に円弧状凹部９８ａ、ロアモータ支持部材１３１に円弧状凹部１３１ａを形成したが、これに限らず、モータ支持部材に円形の穴を開け、この穴に電動モータ９６の後端部を挿入し、電動モータ９６をラバーを介してモータ支持部材で支持してもよい。
また、図５に示したバンド部材１３２自体は、弾性部材であってもよい。これにより、ラバー１３３を省くことができる。

本発明は、電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両に好適である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両の側面図（第１実施形態）である。 本発明に係る不整地走行車両の要部側面図（第１実施形態）である。 本発明に係る不整地走行車両の要部平面図（第１実施形態）である。 図２の４−４線断面図（第１実施形態）である。 本発明に係る電動モータの支持構造（第２実施形態）を示す断面図である。 本発明に係る電動モータの支持構造（第３実施形態）を示す断面図である。

符号の説明

１０…不整地走行車両、１１…車体フレーム、２４…電動パワーステアリング装置、３８…ステアリングシャフト、８３…アクチュエータユニット（パワーアシスト部）、９６…電動モータ、９８，１３４，１３８…モータ支持部材、９９…弾性部材（ラバー）、１３１…ロアモータ支持部材、１３２…アッパモータ支持部材（バンド部材）。

Claims (6)

1. ステアリングシャフトと同軸上に電動パワーステアリング装置を構成するアクチュエータユニットを設けるとともに、前記ステアリングシャフトに前記アクチュエータユニットに備える電動モータを直交するように配置した不整地走行車両において、
   前記電動モータの端部を、車体フレームに取付けたモータ支持部材で支持したことを特徴とする電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両。
2. 前記モータ支持部材は、弾性部材を介して前記電動モータを支持したことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両。
3. 前記モータ支持部材は、弾性部材で形成されることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両。
4. 前記モータ支持部材は、前記車体フレームの左右を連結するクロス部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両。
5. 前記モータ支持部材は、前記電動モータの端部の下部を支持するロアモータ支持部材と、前記電動モータの端部の上部を支持するアッパモータ支持部材とを締結することで構成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両。
6. 前記モータ支持部材は、左右の車体フレームの何れかから車体内側に延出する片持ちの部材であることを特徴とする請求項１〜請求項３、請求項５のいずれか１項記載の電動パワーステアリング装置を備える不整地走行車両。

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