JP2006256569A - 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】 電動パワーステアリング装置を備える電動モータを効果的に冷却する。
【解決手段】 ステアリングシャフト３８にほぼ直交するように電動パワーステアリング装置２４に備える電動モータ９６を配置し、ステアリングシャフト３８の後方に且つシート下に、エンジン１２及びこのエンジン１２に接続した排気管６８を配置した不整地走行車両において、電動モータ９６の後方であってエンジン１２又は排気管６８の前方に、電動モータ９６を冷却するための強制空冷ファン１０１を設けた。
【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、エンジンの前方に電動パワーステアリング装置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１及び図２に示される通り、駆動モータ６０を備える電動パワーステアリング装置は、不整地走行用小型四輪車１に搭載したエンジンユニット３及びこのエンジン３の前部から後方へ延ばした排気管３８の前方に配置される。

例えば、車両が走行中には、発熱した駆動モータ６０は走行風により冷却されるが、特に、車両が停止あるいは低速で走行中は、駆動モータ６０の走行風による冷却は期待できず、また、エンジンユニット３及び排気管３８で発生した熱が直接に駆動モータ６０に放射し、駆動モータ６０の温度が上昇することに配慮する必要がある。

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、電動モータを効果的に冷却することにある。

請求項１に係る発明は、ステアリングシャフトにほぼ直交するように電動パワーステアリング装置に備える電動モータを配置し、ステアリングシャフトの後方に且つシート下に、エンジン及びこのエンジンに接続した排気管を配置した不整地走行車両において、電動モータの後方であってエンジン又は排気管の前方に、空冷ファンを設けたことを特徴とする。

電動モータの後方に位置する空冷ファンで電動モータの周囲に導風し、電動モータを空冷する。また、エンジン又は排気管の前方に位置する空冷ファンでエンジン及び排気管で発生する熱が電動モータに放射しないように遮る。

請求項２に係る発明は、側面視で、電動モータと空冷ファンとを同一の高さに配置したことを特徴とする。
空冷ファンによって、この空冷ファンと同一高さにある電動モータの周囲に効果的に導風する。

請求項３に係る発明は、車体フレームを構成する構成部材の内側に電動モータを配置したことを特徴とする。
車体フレームを構成する構成部材の内側に配置される電動モータは、その外側の構成部材により保護される。構成部材は、電動モータの側方を完全に覆うものではないから、構成部材の周囲からの通気によって電動モータが放熱し易くなる。

請求項４に係る発明は、電動モータの外側方にサイドカバーを配置するとともに、電動モータの下方斜め前方に保護板を配置したことを特徴とする。
サイドカバーで電動モータの外側方が覆われ、また、保護板で電動モータの下方斜め前方が覆われ、電動モータに直接に飛び石等が当りにくく、水、泥等が被りにくい。

請求項５に係る発明は、エンジンの側方を覆うボディサイドカバーに開口を設けたことを特徴とする。
ボディサイドカバーの開口から電動モータ、エンジン及び排気管で発生した熱が外部に逃げる。

請求項６に係る発明は、空冷ファンで、車両前方から後方へ空気流を発生させ、電動モータと、空冷ファンの後方のエンジン又は排気管との両方を冷却可能としたことを特徴とする。
空冷ファンで発生させた車両前方から後方への空気流を、空冷ファン前方の電動モータと、空冷ファン後方のエンジン又は排気管とに当てる。

請求項１に係る発明では、電動モータの後方であってエンジン又は排気管の前方に空冷ファンを設けたので、特に、車両の停止時及び低速時に、電動モータで発生する熱を空冷ファンで空冷することができ、更に、空冷ファンによって、エンジン及び排気管で発生した熱が電動モータに放射しないように遮熱することができて、電動モータを効果的に冷却することができる。

請求項２に係る発明では、側面視で、電動モータと空冷ファンとを同一の高さに配置したので、空冷ファンによって、電動モータの周囲に効果的に導風することができ、電動モータの冷却効果を高めることができる。

請求項３に係る発明では、車体フレームの構成部材の内側に電動モータを配置したので、車体フレームの構成部材で電動モータの側方が覆れ、電動モータを保護することができるとともに、通気性を確保して電動モータの放熱を促すことができる。

請求項４に係る発明では、電動モータの外側方にサイドカバーを配置するとともに、電動モータの下方斜め前方に保護板を配置したので、サイドカバーで電動モータの外側方が覆われ、且つ保護板で電動モータの下方斜め前方が覆われて、電動モータへの直接の飛び石等や水、泥等の飛散をより一層防止することができる。

請求項５に係る発明では、エンジンの側方を覆うボディサイドカバーに開口を設けたので、ボディサイドカバーによって電動モータの熱やエンジン、排気管の熱を開口からの排風によって外部に逃がすことができる。

請求項６に係る発明では、空冷ファンで、車両前方から後方へ空気流を発生させ、電動モータと、空冷ファンの後方のエンジン又は排気管の両方を冷却可能としたので、空冷ファンで発生させた車両前方から後方への空気流で、電動モータと、エンジン又は排気管とを効果的に冷却することができる。

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の上方及び前部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。

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。

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。

１０１は電動パワーステアリング装置２４とパワーユニット１４との間に配置した強制空冷ファンであり、上部をアッパブラケット１０２を介してアッパメインフレーム３１，３２に取付け、下部をロアブラケット１０３を介して傾斜フレーム４３，４４に取付けたものである。なお１０５は強制空冷ファン１０１のファン本体である。

このように、強制空冷ファン１０１を電動パワーステアリング装置２４（詳しくは、電動モータ９６）とパワーユニット１４（詳しくは、エンジン１２及び排気管６８）との間に配置したことで、電動モータ９６で発生した熱を強制空冷ファン１０１による車両前方から車両後方への空気流によって冷却することができ、更に、エンジン１２及び排気管６８から電動モータ９６側への放熱を遮ることができる。更に、電動パワーステアリング装置２４と強制空冷ファン１０１とをほぼ同一の高さに配置することで、強制空冷ファン１０１の空気流によって電動パワーステアリング装置２４を更に効率良く冷却することができる。

また、電動モータ９６は、傾斜フレーム４３及びサブ傾斜フレーム４６の内側方に設けたものであるから、これらの傾斜フレーム４３及びサブ傾斜フレーム４６によって飛び石や立木との衝突から電動モータ９６を保護することができる。

更に、これらの傾斜フレーム４３及びサブ傾斜フレーム４６は電動モータ９６の側方を完全に覆うものではないから、通気性は確保することができ、電動モータ９６からの放熱を促すことができる。

１０７，１０８はエンジン１２内のエンジンオイルを冷却するためのオイルクーラであり、エンジン１２のオイル吐出口１１１にホース１１２、チューブ１１３を介してオイルクーラ１０７を接続し、このオイルクーラ１０７にチューブ１１４、ホース１１６、チューブ１１７を介してオイルクーラ１０８を接続し、このオイルクーラ１０８をチューブ１１８、ホース１２１を介してエンジン１２のオイル吸入口１２２に接続する。
オイルクーラ１０７は、強制空冷ファン１０１の近傍、即ち前方に配置したものであり、強制空冷ファン１０１は、このオイルクーラ１０７を冷却するためのものでもある。

以上に説明したように、本発明は、車体フレーム１１を構成する構成部材としての傾斜フレーム４３及びサブ傾斜フレーム４６の内側に電動モータ９６を配置したことを特徴とする。

傾斜フレーム４３及びサブ傾斜フレーム４６の内側に電動モータ９６を配置したので、これらの傾斜フレーム４３及びサブ傾斜フレーム４６で電動モータ９６の側方が覆れ、電動モータ９６を保護することができるとともに、通気性を確保して電動モータ９６の放熱を促すことができる。

図３は本発明に係る不整地走行車両の要部平面図であり、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は本発明に係る不整地走行車両のカバー類を装着した状態を示す側面図であり、フロントフェンダ５６の内側に、電動パワーステアリング装置２４の後部、即ち、電動モータ９６の外側方を覆うサイドカバー１２５を設け、ボディサイドカバー７３に開口１２６を設けたことを示す。

このようなサイドカバー１２５によって、車体側方から電動モータ９６に石、泥等が跳ねるのを防止することができるとともに、車体内の空気流を整流することができて発熱した電動モータ９６の空気流による冷却を促すことができる。

また、開口１２６によって、フロントフェンダ５６、サイドカバー１２５及びボディサイドカバー７３の内側の電動モータ９６、エンジン１２、排気管６８によって暖まった空気を外部に排出することができる。更に、開口１２６は、パワーユニット１４のメンテナンス用としても使用される部分であり、例えば、この開口１２６を通じて点火プラグの交換、クラッチの遊び調整等を行うことができる。

以上に述べた強制空冷ファン１０１、開口１２６の作用を次に説明する。
図５は本発明に係る車体内の熱及び空気流について説明する作用図である。
車両の停止中、あるいは車両の走行中に、強制空冷ファン１０１を作動させると、空気流（白抜き矢印で示す。）は、車両前方から車体内に流れ込み、電動モータ９６で発生した熱（熱の放射を実線の矢印で示す。）を奪い、強制空冷ファン１０１内を通過し、エンジン１２及び排気管６８で発生した熱をも奪って、開口１２６から外部に流れ出る。

このとき、左右のサイドカバー１２５，１２５は、電動パワーステアリング装置２４の近傍を通過する空気流を車両後方への流れに整流し、ボディサイドカバー７３内へ送り込むから、サイドカバー１２５，１２５内及びボディサイドカバー７３，７３内の空気流の流速が大きくなり、電動モータ９６、エンジン１２、排気管６８の空冷効果は高まる。

また、エンジン１２及び排気管６８から電動モータ９６の方向へ放射した熱（破線の矢印で示す。）は強制空冷ファン１０１で遮られ、電動モータ９６には届かない。
従って、強制空冷ファン１０１による空気流の形成及び遮熱によって、電動モータ９６の冷却を効果的に行うことができる。

以上の図１、図２及び図５に示したように、本発明は、ステアリングシャフト３８にほぼ直交するように電動パワーステアリング装置２４に備える電動モータ９６を配置し、ステアリングシャフト３８の後方に且つシート５８（図１参照）下に、エンジン１２及びこのエンジン１２に接続した排気管６８を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の後方であってエンジン１２及び排気管６８の前方に、電動モータ９６を冷却するための強制空冷ファン１０１を設けたことを特徴とする。

電動モータ９６の後方であってエンジン１２又は排気管６８の前方に強制空冷ファン１０１を設けたので、特に、不整地走行車両１０の停止時及び低速時に、電動モータ９６で発生する熱を強制空冷ファン１０１で空冷することができ、更に、強制空冷ファン１０１によって、エンジン１２又は排気管６８で発生した熱が電動モータ９６に放射しないように遮熱することができて、電動モータ９６を効果的に冷却することができる。

また、本発明は、側面視で、電動モータ９６と強制空冷ファン１０１とを同一の高さに配置したことを特徴とする。
側面視で、電動モータ９６と強制空冷ファン１０１とを同一の高さに配置したので、強制空冷ファン１０１によって、電動モータ９６の周囲に効果的に導風することができ、電動モータ９６の冷却効果を高めることができる。

更に、本発明は、電動モータ９６の外側方にサイドカバー１２５を配置するとともに、電動モータ９６の下方斜め前方に保護板としてのスキッドプレート７６を配置したことを特徴とする。

電動モータの外側方にサイドカバー１２５を配置するとともに、電動モータの下方にスキッドプレート７６を配置したので、サイドカバー１２５で電動モータ９６の外側方が覆われ、且つスキッドプレート７６で電動モータ９６の下方斜め前方が覆われて、電動モータ９６への直接の飛び石等や水、泥等の飛散をより一層防止することができる。

また更に、本発明は、エンジン１２の側方を覆う左右のボディサイドカバー７３，７３のそれぞれに開口１２６を設けたことを特徴とする。

エンジン１２の側方を覆うボディサイドカバー７３，７３のそれぞれの開口１２６によって電動モータ９６の熱やエンジン１２、排気管６８の熱を開口１２６からの排風によって外部に逃がすことができる。

更に、本発明は、強制空冷ファン１０１で、車両前方から後方へ空気流を発生させ、電動モータ９６と、強制空冷ファン１０１の後方のエンジン１２又は排気管６８との両方を冷却可能としたことを特徴とする。

強制空冷ファン１０１で、電動モータ９６と、エンジン１２又は排気管６８との両方を冷却可能としたので、強制空冷ファン１０１で電動モータ９６と、エンジン１２又は排気管６８とを効果的に冷却することができる。

尚、本実施形態では、図５に示したように、車両の停止中、及び走行中の両方で強制空冷ファン１０１を作動させるようにしたが、これに限らず、車速を検出して、車両の停止時及び車両の車速が低速時にのみ、強制空冷ファン１０１を作動させるようにしてもよい。

また、図３に示したように、電動モータ９６をほぼ車両前後方向に延びるように配置したが、これに限らず、電動モータ９６をほぼ車幅方向に延びるように配置してもよく、この場合には、電動モータ９６がエンジン１２及び排気管６８から遠くなり、これらのエンジン１２及び排気管６８からの熱影響をより一層受け難くすることができる。

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である。 本発明に係る不整地走行車両の要部側面図である。 本発明に係る不整地走行車両の要部平面図である。 本発明に係る不整地走行車両のカバー類を装着した状態を示す側面図である。 本発明に係る車体内の熱及び空気流について説明する作用図である。

符号の説明

１０…不整地走行車両、１１…車体フレーム、１２…エンジン、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、４３，４６…車体フレームの構成部材（傾斜フレーム、サブ傾斜フレーム）、５８…シート、６８…排気管、７３…ボディサイドカバー、７６…保護板（スキッドプレート）、９６…電動モータ、１０１…空冷ファン（強制空冷ファン）、１２５…サイドカバー、１２６…開口。

Claims (6)

1. ステアリングシャフトにほぼ直交するように電動パワーステアリング装置に備える電動モータを配置し、前記ステアリングシャフトの後方に且つシート下に、エンジン及びこのエンジンに接続した排気管を配置した不整地走行車両において、
   前記電動モータの後方であって前記エンジン又は前記排気管の前方に、空冷ファンを設け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. 側面視で、前記電動モータと前記空冷ファンとが同一の高さに配置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。
3. 車体フレームを構成する構成部材の内側に前記電動モータを配置した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。
4. 前記電動モータの外側方にサイドカバーを配置するとともに、前記電動モータの下方斜め前方に保護板を配置したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３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. 前記エンジンの側方を覆うボディサイドカバーに開口を設けた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. 前記空冷ファンは、車両前方から後方へ空気流を発生させ、前記電動モータと、前記空冷ファンの後方の前記エンジン又は前記排気管との両方を冷却可能としたことを特徴とする請求項１〜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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