JP2006256579A - Electric power steering device of irregular ground traveling vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不整地走行車両の電動パワーステアリング装置の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in an electric power steering device for a rough terrain vehicle.
従来の不整地走行車両の電動パワーステアリング装置として、電動パワーステアリング装置のアクチュエータユニットを、ダブルウィッシュボーン式サスペンションに備えるアッパアーム部材よりも上方に配置したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1の図2に示される通り、電動パワーステアリング装置のアクチュエータユニットとしての駆動モータ60及びギヤケース55は、上フロントサスアーム部材25を上下スイング自在に支持するために車体フレームの前クロスパイプ23に設けた一対のサスブラケット30,30よりも上方に配置され、また、特許文献1の図3に示される通り、駆動モータ60は、その長手方向がほぼ車幅方向に延び、車体中心線Aに対して離れた位置に設けられている。
As shown in FIG. 2 of Patent Document 1, the drive motor 60 and the
駆動モータ60及びギヤケース55は重量物であるため、その重心位置をより低くできれば、車両の旋回時にアクチュエータユニットの重心に作用する遠心力によって車体をロールさせようとするモーメントを小さくすることができる。従って、ブレーキング時、あるいは加速時にアクチュエータユニットの重心に作用する慣性力によって車体を前後に傾けようとするモーメントを小さくすることができる。
また、不整地走行車両では、不整地での走破性を高めるために、飛び石等から電動パワーステアリング装置を保護することも重要な課題である。
Since the drive motor 60 and the
Further, in the rough terrain vehicle, it is also an important issue to protect the electric power steering device from a stepping stone or the like in order to improve the traveling performance on rough terrain.
本発明の目的は、不整地走行車両の電動パワーステアリング装置を改良することで、車両の低重心化と電動パワーステアリング装置の保護を図ることにある。 An object of the present invention is to improve the electric power steering device of a rough terrain vehicle so as to lower the center of gravity of the vehicle and protect the electric power steering device.
請求項1に係る発明は、ステアリングシャフトの上部にハンドルを設けるとともに、ステアリングシャフトと同軸上にアクチュエータユニットを配置し、車体フレームに前輪を上下スイング自在に支持するアッパアーム及びロアアームを取付けた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おいて、アクチュエータユニットを、側面視で、アッパアームを支持するために車体フレームに設けたアッパアーム支持部と、ロアアームを支持するために車体フレームに設けたロアアーム支持部との間に配置したことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is an electric power steering system in which a steering wheel is provided at an upper portion of the steering shaft, an actuator unit is disposed coaxially with the steering shaft, and an upper arm and a lower arm that support the front wheel so as to swing up and down are attached to the body frame. In an uneven terrain vehicle equipped with a device, the actuator unit is, when viewed from the side, between an upper arm support portion provided on the vehicle body frame for supporting the upper arm and a lower arm support portion provided on the vehicle body frame for supporting the lower arm. It is characterized by having been arranged in.
側面視で、アッパアーム支持部とロアアーム支持部との間にアクチュエータユニットを配置し、重量物であるアクチュエータユニットの位置を極力下げることで、車両の低重心化を図る。 In a side view, the actuator unit is arranged between the upper arm support part and the lower arm support part, and the position of the actuator unit, which is a heavy object, is lowered as much as possible to lower the center of gravity of the vehicle.
更に、アクチュエータユニットがアッパアームとロアアームとの間に位置するため、スイングするアッパアーム及びロアアームでアクチュエータユニットを側方からの飛び石等から保護することが可能になる。 Further, since the actuator unit is positioned between the upper arm and the lower arm, the actuator unit can be protected from a stepping stone or the like from the side by the swinging upper arm and lower arm.
請求項2に係る発明は、平面視で、アクチュエータユニットに備える電動モータの重心を、平面視で、車両前後方向に延びる車体中心線上にほぼ配置したことを特徴とする。
電動モータの重心がほぼ車体中心線上に位置するため、車体の左右の重量バランスが向上する。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in plan view, the center of gravity of the electric motor provided in the actuator unit is substantially disposed on the vehicle body center line extending in the vehicle front-rear direction in plan view.
Since the center of gravity of the electric motor is located substantially on the vehicle body center line, the weight balance between the left and right sides of the vehicle body is improved.
請求項3に係る発明は、車体フレームに、車両前後方向に延びる左右一対のロアフレームを少なくとも含み、これらのロアフレームの前部下部に電動パワーステアリング装置を保護する保護板を取付けたことを特徴とする。
左右一対のロアフレームの前部下部に取付けた保護板で、電動パワーステアリング装置を保護する。
The invention according to
A protective plate attached to the lower front part of the pair of left and right lower frames protects the electric power steering device.
請求項1に係る発明では、アクチュエータユニットを側面視でアッパアーム支持部とロアアーム支持部との間に配置したので、例えば、従来のように、アッパアームを支持するアッパアーム支持部よりも上方に重量物であるアクチュエータユニットを備えるものに比べて、本発明では、車両の低重心化を図ることができる。 In the invention according to claim 1, since the actuator unit is disposed between the upper arm support portion and the lower arm support portion in a side view, for example, as in the prior art, a heavy object is provided above the upper arm support portion that supports the upper arm. In the present invention, the center of gravity of the vehicle can be lowered as compared with an apparatus including an actuator unit.
また、スイングするアッパアーム及びロアアームによって、アクチュエータユニットを保護する保護範囲を広くすることができ、アクチュエータユニットを飛び石等からより確実に保護することができる。 Further, the protection range for protecting the actuator unit can be widened by the swinging upper arm and lower arm, and the actuator unit can be more reliably protected from a stepping stone or the like.
請求項2に係る発明では、電動モータの重心をほぼ車体中心線上に配置したので、車体の左右の重量バランスを向上させることができる。 In the invention according to claim 2, since the center of gravity of the electric motor is disposed substantially on the center line of the vehicle body, the weight balance between the left and right sides of the vehicle body can be improved.
請求項3に係る発明では、車体フレームの左右一対のロアフレームに保護板を取付けたので、保護板で、飛び石等から電動パワーステアリング装置を保護することができ、不整地走行車両の走破性を高めることができる。
In the invention according to
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を備えた後輪駆動の四輪車である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a side view of a rough terrain vehicle equipped with an electric power steering apparatus according to the present invention. The
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した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。
The
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、76は左右のロアメインフレーム34,36の前部下部及びロアメインフレーム34,36の前方を覆うスキッドプレートである。
Here, 55 is a front carrier, 56 is a front fender that covers the upper and rear of the
図2は本発明に係る不整地走行車両の要部側面図(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。
FIG. 2 is a side view of the main part of the rough terrain vehicle according to the present invention (the arrow (FRONT in the figure represents the front of the vehicle; the same applies hereinafter)), and the electric
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。
The
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、ロアブラケット92(ロアメインフレーム34,36(手前側の符号34のみ示す。)に取付けた部材である。)に取付けた下部軸受部90で支持したものである。
The
The
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。
The
When the
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。)を収納したギヤケース97とで構成した部分である。
The
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(不図示)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。
The controller controls the
図中の101は前輪18を支持するアッパアーム(詳細は後述する。)を取付けるためにフロントフレーム33に車幅方向に延びるように取付けたフロントアッパアーム支持部材、102,102(手前側の符号102のみ示す。)は同じく前輪18を支持するアッパアームを取付けるために左右のサブ傾斜フレーム46,47(手前側の符号46のみ示す。)にそれぞれ取付けたリヤアッパアーム支持部材、103は前輪18を支持するロアアーム(詳細は後述する。)を取付けるためにフロントフレーム33の下端部及び左右のロアメインフレーム34,36に渡して取付けたフロントロアアーム支持部材、104は前輪18を支持するロアアームを取付けるために左右のロアメインフレーム34,36に渡して取付けたリヤロアアーム支持部材、106,106(手前側の符号106のみ示す。)は傾斜フレーム43,44(手前側の符号のみ示す。)とロアメインフレーム34,36とにそれぞれ渡して取付けた左右一対の補強部材である。
電動パワーステアリング装置24のパワーアシスト部83は、側面視で、上記したフロントアッパアーム支持部材101及びリヤアッパアーム支持部材102と、フロントロアアーム支持部材103及びリヤロアアーム支持部材104との間に配置した部分であり、また、側面視で、フロントフレーム33、サブ傾斜フレーム46、傾斜フレーム43、補強部材106及びロアメインフレーム34で囲まれる空間108に配置したものである。
The
図3は図2の3矢視図であり、前輪18,18を懸架するフロントサスペンション110は、フロントアッパアーム支持部材101及びリヤアッパアーム支持部材102,102(図2参照)に上下スイング自在に取付けた左右一対のアッパアーム111,112と、フロントロアアーム支持部材103及びリヤロアアーム支持部材104に上下スイング自在に取付けた左右一対のロアアーム113,114と、フロントフレーム33の上部に取付けたアッパクロス部材116及びアッパアーム111,112のそれぞれに渡した左右一対のフロントクッションユニット117,118とを備えるダブルウィッシュボーン式懸架装置である。なお、121はアッパアーム111とロアアーム113とのそれぞれの先端に取付けたナックル、122はアッパアーム112とロアアーム114とのそれぞれの先端に取付けたナックルである。
3 is a view taken in the direction of
また、131はフロントアッパアーム支持部材101と左側のリヤアッパアーム支持部材102(図2参照)とに渡すことでアッパアーム111をスイング自在に支持する左アッパスイング軸、132はフロントアッパアーム支持部材101と右側のリヤアッパアーム支持部材102(図2参照)とに渡すことでアッパアーム112をスイング自在に支持する右アッパスイング軸、133A,133Bはフロントロアアーム支持部材103及びリヤロアアーム支持部材104のそれぞれの左端部に取付けることでロアアーム113をスイング自在に支持する左ロアスイング軸、134A,134Bはフロントロアアーム支持部材103及びリヤロアアーム支持部材104のそれぞれの右端部に取付けることでロアアーム114をスイング自在に支持する右ロアスイング軸である。
以上の各スイング軸131,132,133A,133B,134A,134Bは、各アーム支持部材101〜104を貫通するボルトで構成するものである。
Each of the
正面視で、電動パワーステアリング装置24を、フロントフレーム33を構成する左フレーム部33a及び右フレーム部33b、ロアメインフレーム34,36、サブ傾斜フレーム46,47、フロントアッパアーム支持部材101、フロントロアアーム支持部材103で囲まれた空間に配置することにより、左右の前輪18,18の揺動軸となるキングピン軸136L,136Rの間のスペースを有効に利用しつつ、電動パワーステアリング装置24を上記の各フレーム33a,33b,34,36,46,47,101,103及び各アーム111〜114で保護することができる。更に、電動パワーステアリング装置24が各アーム111〜114及び左右のフロントクッションユニット117,118の揺動に干渉することがない。
In front view, the electric
図4は図2の4矢視図であり、ステアリングシャフト38の軸心を通り且つ車体前後方向に延びる車体中心線125を引いたときに、電動パワーステアリング装置24の電動モータ96の回転軸の軸線126をほぼ前後方向に延ばし、電動モータ96の重心127をほぼ車体中心線125上に配置したことを示す。
重量物である電動モータ96の重心127がほぼ車体中心線125上にあることで、車体の左右(即ち、車幅方向)の重量バランスがより良く取れた状態となる。
FIG. 4 is a view taken in the direction of
Since the center of
図5は本発明に係る電動パワーステアリング装置の配置の別実施形態を示す図であり、図2の4矢視図に相当するものであり、図4に示した実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
電動パワーステアリング装置141は、電動モータ96の回転軸の軸線126を車体中心線125と平行にして電動モータ96を車両後方に延ばして配置したものである。
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the arrangement of the electric power steering apparatus according to the present invention, which corresponds to a view taken in the direction of
The electric
このとき、重量物としての電動モータ96の重心127は車体中心線125に対して左方に離れ、電動パワーステアリング装置141の重心も車体中心線125から左方へ離れるが、車体フレーム11の車体中心線125よりも右側に、例えば、バッテリ、マフラ、燃料タンク等の重量物を配置することにより、車体の重心を車体中心線125に近接させることができ、車体の左右の重量バランスを向上させることが可能になる。
At this time, the center of
以上の図2及び図3で示したように、本発明は第1に、ステアリングシャフト38の上部にハンドル37(図1参照)を設けるとともに、ステアリングシャフト38と同軸上にアクチュエータユニットとしてのパワーアシスト部83を配置し、車体フレーム11に前輪18を上下スイング自在に支持するアッパアーム111,112及びロアアーム113,114を取付けた電動パワーステアリング装置24を備える不整地走行車両10(図1参照)において、パワーアシスト部83を、側面視で、アッパアーム111,112を支持するために車体フレーム11に設けたアッパアーム支持部としてのフロントアッパアーム支持部材101及びリヤアッパアーム支持部材102と、ロアアーム113,114を支持するために車体フレーム11に設けたロアアーム支持部としてのフロントロアアーム支持部材103及びリヤロアアーム支持部材104との間に配置したことを特徴とする。
As shown in FIGS. 2 and 3, the present invention firstly has a handle 37 (see FIG. 1) provided on the upper portion of the steering
パワーアシスト部83を側面視でフロントアッパアーム支持部材101及びリヤアッパアーム支持部材102と、フロントロアアーム支持部材103及びリヤロアアーム支持部材104との間に配置したので、例えば、従来のように、アッパアームを支持するアッパアーム支持部よりも上方に重量物であるアクチュエータユニットを備えるものに比べて、本発明では、車両の低重心化を図ることができる。また、スイングするアッパアーム111,112及びロアアーム113,114によって、パワーアシスト部83を保護する保護範囲を広くすることができ、パワーアシスト部83を飛び石等からより確実に保護することができる。
Since the
本発明は第2に、図4に示したように、パワーアシスト部83に備える電動モータ96の重心127を、平面視で、車両前後方向に延びる車体中心線125上にほぼ配置したことを特徴とする。
電動モータ96の重心127をほぼ車体中心線125上に配置したので、車体の左右の重量バランスを向上させることができる。
Secondly, as shown in FIG. 4, the present invention is characterized in that the center of
Since the center of
本発明は第3に、図1に示したように、車体フレーム11に、車両前後方向に延びる左右一対のロアフレームとしてのロアメインフレーム34,36を少なくとも含み、これらのロアメインフレーム34,36の前部下部に電動パワーステアリング装置24を保護する保護板としてのスキッドプレート76を取付けたことを特徴とする。
Thirdly, as shown in FIG. 1, the present invention includes at least a lower
車体フレーム11を構成する左右一対のロアメインフレーム34,36にスキッドプレート76を取付けたので、スキッドプレート76で、飛び石等から電動パワーステアリング装置24を保護することができ、不整地走行車両10の走破性を高めることができる。
Since the
尚、本発明では、平面視で電動モータの重心をほぼ車体中心線上に配置したが、これに限らず、平面視で、電動モータの重心を図4に示した左右のロアメインフレーム34,36の間に配置してもよい。
In the present invention, the center of gravity of the electric motor is arranged substantially on the vehicle body center line in a plan view. However, the present invention is not limited to this, and the left and right lower
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。 The present invention is suitable for rough terrain vehicles including an electric power steering device.
10…不整地走行車両、11…車体フレーム、18…前輪、24…電動パワーステアリング装置、34,36…ロアフレーム(ロアメインフレーム)、37…ハンドル、38…ステアリングシャフト、76…スキッドプレート、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、101,102アッパアーム支持部(フロントアッパアーム支持部材、リヤアッパアーム支持部材)、103,104…ロアアーム支持部(フロントロアアーム支持部材、リヤロアアーム支持部材)、111,112…アッパアーム、113,114…ロアアーム、125…車体中心線、127…電動モータの重心。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記アクチュエータユニットは、側面視で、前記アッパアームを支持するために前記車体フレームに設けたアッパアーム支持部と、前記ロアアームを支持するために前記車体フレームに設けたロアアーム支持部との間に配置されることを特徴とする不整地走行車両の電動パワーステアリング装置。 A rough terrain vehicle provided with an electric power steering device provided with an upper arm and a lower arm for providing a steering wheel on an upper portion of a steering shaft, an actuator unit coaxially arranged with the steering shaft, and supporting a front wheel so that the front wheel can swing up and down. In
The actuator unit is disposed between an upper arm support portion provided on the vehicle body frame for supporting the upper arm and a lower arm support portion provided on the vehicle body frame for supporting the lower arm in a side view. An electric power steering device for a rough terrain vehicle.
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