JP2006205887A - Support structure for power steering assisting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電動舵取補助装置の支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for an electric steering assist device.
バギー車等の不整地走行用車両では、特許文献1に記載の如く、舵取ハンドル側の上部操舵軸と、車輪側の下部操舵軸との間に電動舵取補助装置を介装し、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。 In rough terrain vehicles such as buggy vehicles, an electric steering assist device is interposed between the upper steering shaft on the steering handle side and the lower steering shaft on the wheel side, as described in Patent Document 1, and driving Some assist the steering force applied to the steering handle by the torque generated by the electric motor.
特許文献1の電動舵取補助装置では、上部操舵軸が接続される入力軸と、下部操舵軸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、ハウジングにより被包される単一ユニット体に内蔵し、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。舵取ハンドルに操舵トルクが加えられると、上部操舵軸を介して、入力軸と出力軸を連結しているトーションバーにも操舵トルクが加わり、入力軸と出力軸はトーションバーがねじれを生ずることで相対的に回転する。これにより、トルクセンサが入力軸と出力軸の回転方向の変位に基づき、操舵トルクを検出し、電動モータが制御されて操舵トルクに応じたアシスト力を出力軸に付与するものになる。
従来の不整地走行用車両に設けた電動舵取補助装置では、舵取ハンドルを最大操舵しているときに、車輪に岩が引っかかる等によって車輪側から逆入力が入り続くと、下部操舵軸及び出力軸がトーションバーをねじり続け、結果としてトルクセンサが操舵トルクを検出し続ける。このため、電動モータは、出力軸及び下部操舵軸が操舵ストローク端に達しているにもかかわらず、駆動し続けられ、焼損等の破損に至る。
本発明の課題は、電動舵取補助装置において、舵取ハンドルを最大操舵した状態で車輪側から逆入力が入っても、電動モータの徒らな駆動を回避することにある。
In the conventional electric steering assist device provided on the rough terrain vehicle, when the steering wheel is steered to the maximum, if a reverse input continues from the wheel side due to a rock being caught on the wheel, the lower steering shaft and The output shaft continues to twist the torsion bar, and as a result, the torque sensor continues to detect the steering torque. For this reason, the electric motor continues to be driven despite the output shaft and the lower steering shaft reaching the end of the steering stroke, resulting in damage such as burning.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to avoid driving of an electric motor even when a reverse input is input from the wheel side in a state where the steering handle is fully steered in an electric steering assist device.
請求項1の発明は、舵取ハンドル側の上部操舵軸と、車輪側の下部操舵軸との間に介装された電動舵取補助装置の支持構造において、下部操舵軸の最大操舵角を制限する操舵角規制手段を、下部操舵軸と車体側との間に設けたものである。 The invention according to claim 1 limits the maximum steering angle of the lower steering shaft in the support structure of the electric steering assist device interposed between the upper steering shaft on the steering handle side and the lower steering shaft on the wheel side. The steering angle restricting means is provided between the lower steering shaft and the vehicle body side.
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記操舵角規制手段が、車体側に設けられるストッパ部と、下部操舵軸に設けられる被ストッパ部とからなり、下部操舵軸が最大操舵角に達したときに、下部操舵軸の被ストッパ部を車体側のストッパ部に制止させるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the steering angle restricting means further comprises a stopper portion provided on the vehicle body side and a stopper portion provided on the lower steering shaft, and the lower steering shaft is operated at maximum steering. When the corner is reached, the stopper portion of the lower steering shaft is stopped by the stopper portion on the vehicle body side.
(請求項1)
(a)舵取ハンドルを最大操舵しているときに、車輪側から逆入力が入ると、操舵角規制手段が下部操舵軸の最大操舵角を制限する。従って、最大操舵角状態で、下部操舵軸及び出力軸がトーションバーをねじり続けることがなく、トルクセンサは操舵トルクを検出し続けない。電動モータは、出力軸及び下部操舵軸が操舵ストローク端に達した以後、徒らに駆動し続けることがない。
(Claim 1)
(a) When the steering wheel is steered to the maximum and a reverse input is input from the wheel side, the steering angle restricting means limits the maximum steering angle of the lower steering shaft. Therefore, in the maximum steering angle state, the lower steering shaft and the output shaft do not continue to twist the torsion bar, and the torque sensor does not continue to detect the steering torque. The electric motor does not continue to drive after the output shaft and the lower steering shaft reach the steering stroke end.
(請求項2)
(b)操舵角規制手段を、車体側のストッパ部と、下部操舵軸の被ストッパ部により簡易に構成できる。
(Claim 2)
(b) The steering angle restricting means can be simply configured by a stopper portion on the vehicle body side and a stoppered portion of the lower steering shaft.
図1は電動舵取補助装置の支持構造を示す模式図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は図1のIII−III線に沿う断面図、図4は図1のIV−IV線に沿う、上部操舵軸の操舵角規制手段を示す断面図、図5は図1のV−V線に沿う、下部操舵軸の操舵角規制手段を示す断面図である。 1 is a schematic diagram showing a support structure of an electric steering assist device, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the steering angle regulating means for the upper steering shaft along line IV-IV in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view showing the steering angle regulating means for the lower steering shaft along line V-V in FIG.
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に示す如く、舵取ハンドル側の上部操舵軸1と車輪側の下部操舵軸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。
The electric
電動舵取補助装置10は、上部操舵軸1を上車体側ステー3に支持部材4により軸受を介して回転可能に支持し、上端部に舵取ハンドル取付部材5が固定される。下部操舵軸2は下車体側ステー6に支持部材7により軸受を介して回転可能に支持され、中間部にピットマンアーム8が固定される。ピットマンアーム8は左右のタイロッドを介して前輪に連結される。上車体側ステー3と下車体側ステー6は車体フレームに支持される。
The electric
電動舵取補助装置10は、図1〜図3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。
As shown in FIGS. 1 to 3, the electric
電動舵取補助装置10は、上部操舵軸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2)、下部操舵軸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12と第3ハウジング13に支持している(図2)。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。
In the electric
舵取ハンドルに操舵トルクが加えられると、上部操舵軸1を介して、入力軸21と出力軸22を連結しているトーションバー27にも操舵トルクが加わり、入力軸21と出力軸22はトーションバー27がねじれを生ずることで相対的に回転する。これにより、トルクセンサ23が入力軸21と出力軸22の回転方向の変位に基づき、操舵トルクを検出し、電動モータ24が制御されて操舵トルクに応じたアシスト力を出力軸22に付与するものになる。
When a steering torque is applied to the steering handle, the steering torque is also applied to the
トルクセンサ23は、図2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。
As shown in FIG. 2, the
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3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。
The electric motor 24 is mounted and supported on the
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3)。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。
The joint 24B that couples the rotating
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2)。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2)。
Therefore, in the electric steering assist device, the upper end portion of the
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2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、車体側ブラケット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のそれぞれに設けられるボルト孔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。車体側ブラケット17は車体フレームに支持される。
And the electric
しかるに、電動舵取補助装置10にあっては、(A)舵取ハンドルを最大操舵した状態で、電動モータ24の徒らな駆動を回避するための第1の操舵角規制手段100と、(B)舵取ハンドルを最大操舵した状態で、車輪側から逆入力が入っても、電動モータ24の徒らな駆動を回避するための第2の操舵角規制手段200を以下の如くに有する。
However, in the electric steering assist
(A)第1の操舵角規制手段100(図1、図4)
第1の操舵角規制手段100は、上部操舵軸1と車体側との間に設けられ、上部操舵軸1の最大操舵角を制限する。
(A) First steering angle regulating means 100 (FIGS. 1 and 4)
The first steering angle restricting means 100 is provided between the upper steering shaft 1 and the vehicle body side, and restricts the maximum steering angle of the upper steering shaft 1.
第1の操舵角規制手段100は、図1、図4に示す如く、上車体側ステー3に設けた環状支持部材4の環状壁4Aを周方向に一部切欠いた開口部4Bの左右両側部を左右のストッパ部101A、101Bとし、上部操舵軸1の外周であって開口部4Bの左右のストッパ部101A、101Bに挟まれる部分に設けた突条部を被ストッパ部102とする。開口部4Bは、環状壁4Aの例えば車両前方に臨む正面又は背面に正対するように設けられる。舵取ハンドルが中立位置にあるとき、上部操舵軸1の被ストッパ部102は支持部材4の左右のストッパ部101A、101Bに対する回転方向の中央にあり、被ストッパ部102とストッパ部101Aとの間に左操舵角θ1を介し、被ストッパ部102とストッパ部101Bとの間に右操舵角θ2を介する(θ1=θ2)。舵取ハンドル及び入力軸1が左又は右の最大操舵角θ1M、θ2M(θ1M=θ2M)に達したときに、上部操舵軸1の被ストッパ部102を支持部材4の左又は右のストッパ部101A、101Bに衝合させて制止させる。θ1M=θ1、θ2M=θ2である。
As shown in FIGS. 1 and 4, the first steering angle restricting means 100 includes both left and right side portions of the
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)舵取ハンドルを最大操舵したとき、舵取ハンドルが連なる上部操舵軸1の最大操舵角を第1の操舵角規制手段100によって制限する。従って、最大操舵状態で、上部操舵軸1及び入力軸21がトーションバー27をねじり続けることがなく、トルクセンサ23は操舵トルクを検出し続けない。電動モータ24は、出力軸22及び下部操舵軸2が操舵ストローク端に達した以後、徒らに駆動し続けることがない。
According to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) When the steering handle is steered to the maximum, the maximum steering angle of the upper steering shaft 1 connected to the steering handle is limited by the first steering
(b)第1の操舵角規制手段100を、車体側のストッパ部101A、101Bと、上部操舵軸1の被ストッパ部102により簡易に構成できる。
(b) The first steering angle regulating means 100 can be simply configured by the body-
(B)第2の操舵角規制手段200(図1、図5)
第2の操舵角規制手段200は、下部操舵軸2と車体側との間に設けられ、下部操舵軸2の最大操舵角を制限する。
(B) Second steering angle regulating means 200 (FIGS. 1 and 5)
The second steering angle restricting means 200 is provided between the
第2の操舵角規制手段200は、図1、図5に示す如く、下車体側ステー6に支持部材7を設けるに際し、支持部材7の例えば車両前方に臨む正面(又は背面)の車体側ステー6に左右のストッパ部201A、201Bを設け、下部操舵軸2の外周であって左右のストッパ部201A、201Bに挟まれる部分にハの字状の被ストッパ部202を設ける。被ストッパ部202は、下部操舵軸2の外周の左右2位置に溶接等されて互いにハの字状をなす板状片202A、202Bからなる。
As shown in FIGS. 1 and 5, the second steering angle restricting means 200 is provided with the
舵取ハンドルが中立位置にあるとき、下部操舵軸2の被ストッパ部202は車体側ステー6の左右のストッパ部201A、201Bに対する回転方向の中央にあり、被ストッパ部202とストッパ部201Aとの間に左操舵角θ1Aを介し、被ストッパ部202とストッパ部201Bとの間に右操舵角θ2Aを介する(θ1A=θ2A)。舵取ハンドル及び入力軸1に加えた操作により、下部操舵軸2が上部操舵軸1とともに最大操舵角θ1M、θ2M(θ1M=θ2M)に達したときに、下部操舵軸2の被ストッパ部202を車体側ステー6の左又は右のストッパ部201A、201Bに近接乃至は衝合させて制止させる。θ1M=θ1A、θ2M=θ2Aである。
When the steering handle is in the neutral position, the
尚、本実施例では、上部操舵軸1の側の第1の操舵角規制手段100と、下部操舵軸2の側の第2の操舵角規制手段200を並設しているから、舵取ハンドル及び入力軸1を最大操舵角位置に回転し、ひいては下部操舵軸2を最大操舵角位置に設定するとき、第1の操舵角規制手段100の被ストッパ部102をストッパ部101A、101Bに先に衝合させ、次いで、第2の操舵角規制手段200の被ストッパ部202をストッパ部201A、201Bに衝合させるのが良い(θ1<θ1A、θ2<θ2A)。
In the present embodiment, the first steering angle restricting means 100 on the upper steering shaft 1 side and the second steering angle restricting means 200 on the
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)舵取ハンドルを最大操舵しているときに、車輪側から逆入力が入ると、第2の操舵角規制手段200が下部操舵軸2の最大操舵角を制限する。従って、最大操舵角状態で、下部操舵軸2及び入力軸22がトーションバー27をねじり続けることがなく、トルクセンサ23は操舵トルクを検出し続けない。電動モータ24は、出力軸22及び下部操舵軸2が操舵ストローク端に達した以後、徒らに駆動し続けることがない。
According to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) When the steering wheel is steered to the maximum and a reverse input is input from the wheel side, the second steering angle restricting means 200 limits the maximum steering angle of the
(b)第2の操舵角規制手段200を、車体側のストッパ部201A、201Bと、下部操舵軸2の被ストッパ部202により簡易に構成できる。
(b) The second steering angle restricting means 200 can be simply configured by the vehicle body
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。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. In the present invention, the gear train that transmits the rotation of the electric motor to the output shaft is not limited to a worm gear and a worm wheel.
1 上部操舵軸
2 下部操舵軸
10 電動舵取補助装置
200 操舵角規制手段
201A、201B ストッパ部
202 被ストッパ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
下部操舵軸の最大操舵角を制限する操舵角規制手段を、下部操舵軸と車体側との間に設けたことを特徴とする電動舵取補助装置の支持構造。 In the support structure of the electric steering assisting device interposed between the upper steering shaft on the steering handle side and the lower steering shaft on the wheel side,
A support structure for an electric steering assist device, characterized in that a steering angle restricting means for limiting the maximum steering angle of the lower steering shaft is provided between the lower steering shaft and the vehicle body side.
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