JP2006205792A

JP2006205792A - 電動舵取補助装置

Info

Publication number: JP2006205792A
Application number: JP2005017499A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Saito; 充雄斎藤; Koichi Haneda; 功一羽田
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10
Also published as: US20060162990A1; US7370724B2

Abstract

【課題】バギー車やスノーモービル等の不整地走行車両の電動舵取補助装置において、車体側からトルクセンサへの振動の伝わりを抑制し、安定した操舵アシスト性能を確保する。
【解決手段】電動舵取補助装置１０において、入力軸２１と出力軸２２とトルクセンサ２３と電動モータとウォームギヤ２５とウォームホイール２６とをハウジング１１〜１３に被包される単一ユニット体に内蔵したものであり、ハウジング１２の周方向複数位置に設けた取付部１２Ａの両側にラバーブッシュ等の弾性材５１、５２を設け、車体側取付ステー１７の２又状支持部１８との間に介在させ、フローティング固定状態で挟持したもの。車体側取付ステー１７の支持部の両側にラバーブッシュ等の弾性材５１、５２を設け、ハウジング１２の取付部に設けた２又状取付部との間に前記弾性材５１、５２を挟持させてもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は電動舵取補助装置に関する。

バギー車等の不整地走行用車両の電動舵取補助装置として、特許文献１に記載の如く、舵取ハンドルと車輪側操舵部材との間に介装され、運転者が舵取ハンドルに加える操舵力を電動モータの発生トルクによりアシストするものがある。

特許文献１の電動舵取補助装置では、舵取ハンドルが接続される入力軸と、車輪側操舵部材が接続される出力軸と、入力軸と出力軸の間に設けられるトルクセンサと、トルクセンサの検出トルクに応じて駆動される電動モータと、電動モータの回転軸に結合されるウォームギヤと、出力軸に結合されるとともに、ウォームギヤに噛合うウォームホイールとを、第１〜第３のハウジングにより被包される単一ユニット体に内蔵している。更に、第１ハウジングには入力軸の上端部とトルクセンサを支持し、第２ハウジングには出力軸の上端部と電動モータとウォームギヤとウォームホイールを支持し、第３ハウジングには出力軸の下端部を支持し、第２ハウジングを車体フレーム（車体側ブラケット）に取付け可能にしている。
特開2004-336565

特許文献１の電動舵取補助装置では、第２ハウジングに設けた取付ボスを直接車体側取付ステーの支持部に固定している。車両走行時の路面やエンジンからの振動が車体側取付ステーを介して第２ハウジング経由で第１ハウジング内のトルクセンサに伝わり、入力軸と出力軸の軸方向に沿う振動によってトルクセンサが誤作動してしまうおそれがある。

本発明の課題は、電動舵取補助装置において、車体側からトルクセンサへの振動の伝わりを抑制し、安定した操舵アシスト性能を確保することにある。

請求項１の発明は、舵取ハンドルと車輪側操舵部材との間に介装され、運転者が舵取ハンドルに加える操舵力を電動モータの発生トルクによりアシストする電動舵取補助装置において、舵取ハンドルが接続される入力軸と、車輪側操舵部材が接続される出力軸と、入力軸と出力軸の間に設けられるトルクセンサと、トルクセンサの検出トルクに応じて駆動される電動モータと、電動モータの回転を出力軸に伝えるギヤ列とを、ハウジングに被包される単一ユニット体に内蔵したものであり、ハウジングに設けた取付部と車体側取付ステーとの間に弾性材を介在させたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ハウジングに設けた取付部の両側に弾性材を設け、車体側取付ステーの２又状支持部の間に上記弾性材を介してハウジングに設けた取付部を挟持するようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記車体側取付ステーの支持部の両側に弾性材を設け、ハウジングに設けた２又状取付部の間に上記弾性材を介して車体側取付ステーの支持部を挟持するようにしたものである。

（請求項１）
(a)車体側の振動は車体側取付ステーとハウジングの取付部との間の弾性材により吸収され、ハウジング内のトルクセンサへ伝わることを抑制される。これにより、トルクセンサの振動による誤作動を防止し、安定した操舵アシスト性能を確保できる。

（請求項２）
(b)車体側取付ステーの２又状支持部の間に弾性材を介してハウジングの取付部を挟持することにより、車体側の振動を弾性材により確実に吸収できる。

（請求項３）
(c)ハウジングの２又状取付部の間に弾性材を介して車体側取付部ステーの支持部を挟持することにより、車体側の振動を弾性材により確実に吸収できる。

図１は電動舵取補助装置を示す全体模式図、図２は電動舵取補助装置を示す正面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図、図５はハウジングの取付構造を示す断面図である。

電動舵取補助装置１０は、例えばバギー車やスノーモービル等の不整地走行用車両に適用され、図１、図２に示す如く、舵取ハンドル側操舵部材１と車輪側操舵部材２との間に介装され、運転者が舵取ハンドルに加える操舵力を電動モータ２４の発生トルクによりアシストする。舵取ハンドル側操舵部材１には舵取ハンドル取付部材３が固定され、車輪側操舵部材２にはピットマンアーム４が固定される。ピットマンアーム４は左右のタイロッドを介して前輪に連結される。

電動舵取補助装置１０は、図１〜図４に示す如く、第１ハウジング（上部ハウジング又は上カバー）１１、第２ハウジング（本体ハウジング）１２及び第３ハウジング（下部ハウジング又は下カバー）１３に被包される単一ユニット体１０Ａにて構成され、このユニット体１０Ａに入力軸２１、出力軸２２、トルクセンサ２３、電動モータ２４、ウォームギヤ２５、ウォームホイール２６を内蔵する。

電動舵取補助装置１０は、舵取ハンドル側操舵部材１が接続具１Ａによって接続される入力軸２１の上端部を軸受３１により第１ハウジング１１に支持し（図３）、車輪側操舵部材２が接続具２Ａによって接続される出力軸２２の上下端部を上下の軸受３２Ａ、３２Ｂにより第２ハウジングと第３ハウジング１３に支持している（図３）。入力軸２１は接続具１Ａとの接続用セレーション２１Ａを上端外周部に備え、出力軸２２は接続具２Ａとの接続用セレーション２２Ａを下端外周部に備える。入力軸２１の中空部にはトーションバー２７が挿入され、トーションバー２７の一端は入力軸２１に連結ピン２７Ａで連結され、出力軸２２の中空部にはトーションバー２７の他端が挿入されてセレーション結合される。

トルクセンサ２３は、図３に示す如く、入力軸２１と出力軸２２に係合している円筒状のコア２３Ｃを囲む２個の検出コイル２３Ａ、２３Ｂを第１ハウジング１１に設けている。コア２３Ｃは、出力軸２２のガイドピン２３Ｄに係合する縦溝２３Ｅを備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、入力軸２１のスライダピン２３Ｆに係合するスパイラル溝２３Ｇを備える。これにより、舵取ハンドルに加えた操舵トルクが入力軸２１に付与され、トーションバー２７の弾性ねじり変形により、入力軸２１と出力軸２２の間に回転方向の相対変位を生ずると、入力軸２１と出力軸２２の回転方向の変位がコア２３Ｃを軸方向に変位させるものになり、このコア２３Ｃの変位による検出コイル２３Ａ、２３Ｂの周辺の磁気的変化に起因する検出コイル２３Ａ、２３Ｂのインダクタンスが変化する。即ち、コア２３Ｃが入力軸２１の側へ移動すると、コア２３Ｃが近づく方の検出コイル２３Ａのインダクタンスが増加し、コア２３Ｃが遠ざかる方の検出コイル２３Ｂのインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。

電動モータ２４は、取付ボルト２８により第２ハウジング１２に取付け支持され、不図示のコントローラにより、トルクセンサ２３の検出トルクに応じて駆動される。電動モータ２４の回転軸２４Ａには継手２４Ｂによりウォームギヤ２５が結合され、ウォームギヤ２５に噛合うウォームホイール２６を出力軸２２に固定してある。ウォームギヤ２５は、図４に示す如く、左右の軸受４１、４２により第２ハウジング１２に両端支持される。ウォームホイール２６は、第２ハウジング１２の内部で、出力軸２２における上側軸受３２Ａの直下にて該出力軸２２に固定される。

尚、電動モータ２４の回転軸２４Ａとウォームギヤ２５を結合する継手２４Ｂは、両者の嵌合間隙に弾性リングからなるトルクリミッタ２４Ｃを介装している（図４）。トルクリミッタ２４Ｃは、電動舵取補助装置１０の通常使用トルクでは回転軸２４Ａと継手２４Ｂを結合し続け、異常トルクではスリップさせ、電動モータ２４のトルクを継手２４Ｂの側に伝達させない。

従って、電動舵取補助装置にあっては、第１ハウジング１１に入力軸２１の上端部とトルクセンサ２３を支持し、第２ハウジング１２に出力軸２２の上端部と電動モータ２４とウォームギヤ２５とウォームホイール２６を支持し、第３ハウジング１３に出力軸２２の下端部を支持し、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２を取付ボルト１４により締結し、第２ハウジング１２と第３ハウジング１３を取付ボルト１５により締結して一体のユニット体１０Ａを構成する（図３）。第１ハウジング１１における軸受３１の上部開口部にはオイルシール３３が封着され、第３ハウジング１３における軸受３２Ｂの下部開口部にはオイルシール３４が封着される（図３）。

そして、電動舵取補助装置１０は、第２ハウジング１２を車体側に取付け可能にする。電動舵取補助装置１０は、図１〜図３、図５に示す如く、第２ハウジング１２の外周の周方向複数位置（例えば３位置）に設けた取付ボス１２Ａの両側にラバーブッシュ等の弾性材５１、５２を設け、車体側取付ステー１７の上記取付ボス１２Ａに対応する複数位置に設けた２又状支持部１８の上下の支持片１８Ａ、１８Ｂの間に、上記弾性材５１、５２を介して取付ボス１２Ａを挟む。２又状支持部１８の支持片１８Ａ、１８Ｂ、弾性材５１、５２、取付ボス１２Ａに挿着される取付ボルト１６（ナット１６Ａ）により、上下の支持片１８Ａ、１８Ｂの間に弾性材５１、５２を介して取付ボス１２Ａをフローティング固定状態で挟持する。

第２ハウジング１２の取付ボス１２Ａは、弾性材５１、５２が設けられる上下両面で取付ボルト１６が挿着される取付孔１２Ｂに同軸をなす環状凹部１２Ｃ、１２Ｄを備え、車体側取付ステー１７の２又状支持部１８に取付けられた状態で、２又状支持部１８の上下の支持片１８Ａ、１８Ｂに挟圧される弾性材５１、５２の一面側（支持片１８Ａ、１８Ｂに接しない側）に設けてある環状凸部５１Ａ、５２Ａをそれらの環状凹部１２Ｃ、１２Ｄに隙間なく圧縮変形させて嵌合し、電動舵取補助装置１０の回転ガタを少なくする。

尚、車体側取付ステー１７の２又状支持部１８に第２ハウジング１２の取付ボス１２Ａを取付けた状態で、弾性材５１、５２は軸方向で取付ボス１２Ａと支持片１８Ａ、１８Ｂに接するとともに、径方向で取付ボルト１６に接し、取付ボス１２Ａの取付孔１２Ｂが取付ボルト１６に対するクリアランスは小さくして電動舵取補助装置１０の回転ガタをより少なくする。

電動舵取補助装置１０によれば、舵取ハンドルに加えた操舵トルクをトルクセンサ２３により検出し、その検出トルクにより電動モータ２４を駆動し、電動モータ２４の発生トルクをウォームギヤ２５、ウォームホイール２６を介して出力軸２２に伝える。これにより、電動モータ２４の発生トルクを運転者が舵取ハンドルに加える操舵力に対するアシスト力として用いるものになる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)車体側の振動は車体側取付ステー１７と第２ハウジング１２の取付ボス１２Ａとの間の弾性材５１、５２により吸収され、第２ハウジング１２内のトルクセンサ２３へ伝わることを抑制される。これにより、トルクセンサ２３の振動による誤作動を防止し、安定した操舵アシスト性能を確保できる。

(b)車体側取付ステー１７の２又状支持部１８の間に弾性材５１、５２を介して第２ハウジング１２の取付ボス１２Ａを挟持することにより、車体側の振動を弾性材５１、５２により確実に吸収できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。本発明において、電動モータの回転を出力軸に伝えるギヤ列は、ウォームギヤとウォームホイールからなるものに限定されない。

また、本発明にあっては、車体側取付ステーの支持部の両側に弾性材を設け、ハウジングに設けた２又状取付部の間に上記弾性材を介して車体側取付ステーの支持部を挟持するものでも良い。

また、本発明にあっては、第２ハウジング１２を車体側取付ステーに取付けるものに限らず、第１ハウジング１１又は第３ハウジング１３を車体側取付ステーに取付けるものであっても良く、第１ハウジング１１の上面又は第３ハウジング１３の下面に車体側取付ステーへの取付ボスを設けるものであっても良い（このとき、出力軸の軸方向視で第２ハウジング１２の輪郭内にそれらの取付ボスを納めるものが良い）。

図１は電動舵取補助装置を示す全体模式図である。図２は電動舵取補助装置を示す正面図である。図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。図４は図２のIV−IV線に沿う断面図である。図５はハウジングの取付構造を示す断面図である。

符号の説明

１舵取ハンドル側操舵部材
２車輪側操舵部材
１０電動舵取補助装置
１０Ａ単一ユニット体
１１第１ハウジング
１２第２ハウジング
１２Ａ取付ボス（取付部）
１３第３ハウジング
１６取付ボルト
１７車体側取付ステー
１８２又状支持部
２１入力軸
２２出力軸
２３トルクセンサ
２４電動モータ
２５ウォームギヤ
２６ウォームホイール
５１、５２弾性材

Claims

舵取ハンドルと車輪側操舵部材との間に介装され、運転者が舵取ハンドルに加える操舵力を電動モータの発生トルクによりアシストする電動舵取補助装置において、
舵取ハンドルが接続される入力軸と、車輪側操舵部材が接続される出力軸と、入力軸と出力軸の間に設けられるトルクセンサと、トルクセンサの検出トルクに応じて駆動される電動モータと、電動モータの回転を出力軸に伝えるギヤ列とを、ハウジングに被包される単一ユニット体に内蔵したものであり、
ハウジングに設けた取付部と車体側取付ステーとの間に弾性材を介在させたことを特徴とする電動舵取補助装置。
前記ハウジングに設けた取付部の両側に弾性材を設け、車体側取付ステーの２又状支持部の間に上記弾性材を介してハウジングに設けた取付部を挟持する請求項１に記載の電動舵取補助装置。
前記車体側取付ステーの支持部の両側に弾性材を設け、ハウジングに設けた２又状取付部の間に上記弾性材を介して車体側取付ステーの支持部を挟持する請求項１に記載の電動舵取補助装置。