JP2006205885A - 電動舵取補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動舵取補助装置において、車体への取付性を向上し、小型軽量化を図ること。
【解決手段】 電動舵取補助装置１０において、第３ハウジング１３の下面に形成した取付座１３Ａの中に、出力軸２２を囲む環状取付部１３Ｂを突設し、ハウジング１３の環状取付部１３Ｂを車体側取付ステー１６に設けた取付孔１６Ｂに挿入し、ハウジング１３の取付座１３Ａを車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂの周辺部１６Ａに着座させ、ハウジング１３の環状取付部１３Ｂの先端側から螺着されるナット１７と取付座１３Ａの間に車体側取付ステー１６を挟持するもの。
【選択図】 図１

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ハウジングの外周の周方向複数位置に取付ボスを設け、この取付ボスに挿着される取付ボルトを車体側取付ブラケットに締結している。第２ハウジングはウォームギヤとウォームホイールを収容していてそれ自体で大外径をなしており、この第２ハウジングの外周に設けられる取付ボスは外方により大きく張り出るものになり、車体側ブラケットが大型化し、エンジン等の周辺機器との干渉を避けることに困難がある。また、第２ハウジングはウォームギヤを収容していて異形状の外形をなすものであり、このウォームギヤ収容部を避けて取付ボスを設ける煩雑な考慮も必要になる。

また、特許文献１の電動舵取補助装置では、第２ハウジングの外周の周方向複数位置、例えば３位置に取付ボスを設け、この取付ボスに挿着される３個の取付ボルトをボルト締めする必要があり、手間がかかる。

本発明の課題は、電動舵取補助装置において、車体への取付性を向上し、小型軽量化を図ることにある。

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、出力軸の軸方向から視たハウジングの下面に形成した取付座の中に、出力軸を囲む環状取付部を突設し、ハウジングの環状取付部を車体側取付ステーに設けた取付孔に挿入し、ハウジングの取付座を車体側取付ステーの取付孔の周辺部に着座させ、ハウジングの環状取付部の先端側から螺着されるナットと取付座の間に車体側取付ステーを挟持するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記車体側取付ステーに係止部を設け、ハウジングに被係止部を設け、ハウジングの取付座を車体側取付ステーの取付孔の周辺部に着座させた状態で、係止部と被係止部とを係合してハウジングを回り止めするようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ハウジングを第１〜第３のハウジングにより構成し、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ギヤ列を支持し、第３ハウジングには出力軸の下端部を支持し、第３ハウジングの下面に前記取付座及び環状取付部を設けたものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記出力軸の軸方向から視た第２ハウジングの輪郭内に前記取付座及び環状取付部を納めたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記車体側取付ステーに取付孔を外方に開放する開口部を形成し、該開口部の開口幅を出力軸の外径より大きく、取付孔の孔径より小さくしてなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)ハウジングの下面に取付座及び環状取付部を設けたから、ハウジングの外周に取付部を設けるものに比して、取付座及び環状取付部は外方に張り出ることなく小型化され、車体側取付ステーは大型化せず、エンジン等の周辺機器との干渉も抑制できる。

(b)ハウジングの外形がたとえ異形状をなすものであっても、ハウジングの外周に取付部を設けるものでなく、ハウジングの下面に取付座及び環状取付部を設けるものであるから、取付座及び環状取付部を簡易に形成できる。

(c)ハウジングは単一のナットのナット締めにより、車体側取付ステーに取付られ、手間を少なくできる。

（請求項２）
(d)ハウジングに設けた被係止部を車体側取付ステーの係止部に係合することにより、ハウジングを簡易に回り止めして車体側取付ステーに取付けできる。

（請求項３）
(e)第３ハウジングの下面に取付座及び環状取付部を設けたから、第１〜第３の各ハウジングの外周に取付座及び環状取付部を設けるものに比して、取付座及び環状取付部は外方に張り出ることなく小型化され、車体側取付ステーは大型化せず、エンジン等の周辺機器との干渉も抑制できる。

(f)第２ハウジングの外形がウォームギヤの収容部で異形状をなしていても、取付座及び環状取付部は第３ハウジングの下面に設けるものであるから、取付座及び環状取付部を簡易に形成できる。

（請求項４）
(g)第２ハウジングがウォームギヤとウォームホイールを収容していてそれ自体で大外径をなしているものの、取付座及び環状取付部は第３ハウジングの下面に設けられて第２ハウジングの輪郭内に納められるものであって小型化される。

（請求項５）
(h)車体側取付ステーに取付孔を外方に開放する開口部を形成し、該開口部の開口幅を出力軸の孔径より大きした。従って、車両の整備時等に、電動舵取補助装置を舵取ハンドル側操舵部材と車輪側操舵部材の間に組み込んだままの状態下で、電動舵取補助装置の出力軸を車体側取付ステーの開口部から取付孔の中心部に通すように軸直角方向に移動し、更に軸方向に移動して第３ハウジングの環状取付部を車体側取付ステーの取付孔に挿入して組立てできる。また、この逆手順によれば、電動舵取補助装置を舵取ハンドル側操舵部材と車輪側操舵部材の間に組み込んだままの状態下で、第３ハウジングの環状取付部を車体側取付ステーの取付孔から簡易に取外しできる。尚、車体側取付ステーの開口部の開口幅を取付孔の孔径より小さくしたから、車体側取付ステーの取付孔の孔径と概ね同一外径の第３ハウジングの環状取付部が車体側取付ステーの取付孔に挿入された組立て後には、第３ハウジングの環状取付部が車体側取付ステーの取付孔の開口部から抜け出ることもない。

図１は電動舵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は車体側取付ステーを示す平面図、図６は第３ハウジングを示す底面図、図７は車体側取付ステーの変形例を示す平面図である。

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）。

電動舵取補助装置１０は、図１〜図３に示す如く、出力軸２２の軸方向から視た第３ハウジング１３の下面に平面状の取付座１３Ａを形成し、この取付座１３Ａの中に、出力軸２２を囲む円環状取付部１３Ｂを突設し、取付座１３Ａの外周の先端側からねじ部１３Ｃを設けている（図６）。そして、第３ハウジング１３の環状取付部１３Ｂを車体側取付ステー１６に設けた円形取付孔１６Ｂに挿入し、第３ハウジング１３の取付座１３Ａを車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂの周辺部１６Ａに着座させ、取付孔１６Ｂから突出する第３ハウジング１３の環状取付部１３Ｂの先端側のねじ部１３Ｃにナット１７を螺着し、ナット１７と取付座１３Ａの間に車体側取付ステー１６を挟持し、第３ハウジング１３を車体側取付ステー１６に締結する。

第３ハウジング１３の下面に設けられる取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂは、出力軸２２の軸方向から視た第２ハウジング１２の輪郭内に納められる。

更に、電動舵取補助装置１０は、車体側取付ステー１６に取付孔１６Ｂの周辺部１６Ａの一部を切り起こした係止部１６Ｃを設けるとともに（図５）、第３ハウジング１３の取付座１３Ａにおいて環状取付部１３Ｂの周方向に沿う一部にへこみ状被係止部１３Ｄを設けてある。そして、第３ハウジング１３の取付座１３Ａを車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂの周辺部１６Ａに着座させた状態で、係止部１６Ｃと被係止部１３Ｄとを係合し、第３ハウジング１３を車体側取付ステー１６に対し回り止めする。

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)第３ハウジング１３の下面に取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂを設けたから、第１〜第３の各ハウジング１１〜１３の外周に取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂを設けるものに比して、取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂは外方に張り出ることなく小型化され、車体側取付ステー１６は大型化せず、エンジン等の周辺機器との干渉も抑制できる。

(b)第２ハウジング１２の外形がウォームギヤ２５の収容部で異形状をなしていても、取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂは第３ハウジング１３の下面に設けるものであるから、取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂを簡易に形成できる。

(c)第３ハウジング１３は単一のナット１７のナット締めにより、車体側取付ステー１６に取付られ、手間を少なくできる。

(d)第３ハウジング１３に設けた被係止部１３Ｄを車体側取付ステー１６の係止部１６Ｃに係合することにより、第３ハウジング１３を簡易に回り止めして車体側取付ステー１６に取付けできる。

(e)第２ハウジング１２がウォームギヤ２５とウォームホイール２６を収容していてそれ自体で大外径をなしているものの、取付座１３Ａ及び環状取付部１３Ｂは第３ハウジング１３の下面に設けられて第２ハウジング１２の輪郭内に納められるものであって小型化される。

図７は車体側取付ステー１６の変形例であり、取付孔１６Ｂを外方に開放する溝状開口部１６Ｄを切欠形成したものである。開口部１６Ｄの開口幅は、出力軸２２の外径より大きく、取付孔１６Ｂの孔径より小さい。

この変形例にあっては、車体側取付ステー１６に取付孔１６Ｂを外方に開放する開口部１６Ｄを形成し、該開口部１６Ｄの開口幅を出力軸２２の孔径より大きした。従って、車両の整備時等に、電動舵取補助装置１０を舵取ハンドル側操舵部材１と車輪側操舵部材２の間に組み込んだままの状態下で、電動舵取補助装置１０の出力軸２２を車体側取付ステー１６の開口部１６Ｄから取付孔１６Ｂの中心部に通すように軸直角方向に移動し、更に軸方向に移動して第３ハウジング１３の環状取付部１３Ｂを車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂに挿入して組立てできる。また、この逆手順によれば、電動舵取補助装置１０を舵取ハンドル側操舵部材１と車輪側操舵部材２の間に組み込んだままの状態下で、第３ハウジング１３の環状取付部１３Ｂを車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂから簡易に取外しできる。尚、車体側取付ステー１６の開口部１６Ｄの開口幅を取付孔１６Ｂの孔径より小さくしたから、車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂの孔径と概ね同一外径の第３ハウジング１３の環状取付部１３Ｂが車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂに挿入された組立て後には、第３ハウジング１３の環状取付部１３Ｂが車体側取付ステー１６の取付孔１６Ｂの開口部１６Ｄから抜け出ることもない。

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上面とハウジングの取付座との間、及び車体側取付ステーの下面とナットとの間に振動吸収用弾性材を介在させても良い。

図１は電動舵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は車体側取付ステーを示す平面図である。 図６は第３ハウジングを示す底面図である。 図７は車体側取付ステーの変形例を示す平面図である。

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
１３ 第３ハウジング
１３Ａ 取付座
１３Ｂ 環状取付部
１３Ｃ ねじ部
１３Ｄ 被係止部
１６ 車体側取付ステー
１６Ａ 周辺部
１６Ｂ 取付孔
１６Ｃ 係止部
１６Ｄ 開口部
１７ ナット
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

Claims (5)

1. 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、
   出力軸の軸方向から視たハウジングの下面に形成した取付座の中に、出力軸を囲む環状取付部を突設し、
   ハウジングの環状取付部を車体側取付ステーに設けた取付孔に挿入し、ハウジングの取付座を車体側取付ステーの取付孔の周辺部に着座させ、ハウジングの環状取付部の先端側から螺着されるナットと取付座の間に車体側取付ステーを挟持することを特徴とする電動舵取補助装置。
2. 前記車体側取付ステーに係止部を設け、ハウジングに被係止部を設け、ハウジングの取付座を車体側取付ステーの取付孔の周辺部に着座させた状態で、係止部と被係止部とを係合してハウジングを回り止めする請求項１に記載の電動舵取補助装置。
3. 前記ハウジングを第１〜第３のハウジングにより構成し、
   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ギヤ列を支持し、
   第３ハウジングには出力軸の下端部を支持し、
   第３ハウジングの下面に前記取付座及び環状取付部を設けた請求項１又は２に記載の電動舵取補助装置。
4. 前記出力軸の軸方向から視た第２ハウジングの輪郭内に前記取付座及び環状取付部を納めた請求項３に記載の電動舵取補助装置。
5. 前記車体側取付ステーに取付孔を外方に開放する開口部を形成し、該開口部の開口幅を出力軸の外径より大きく、取付孔の孔径より小さくしてなる請求項１〜４のいずれかに記載の電動舵取補助装置。

Images