JP4302033B2

JP4302033B2 - バーハンドル車両におけるパワーステアリング及びバーハンドル車両

Info

Publication number: JP4302033B2
Application number: JP2004289417A
Authority: JP
Inventors: 純孝小川; 秀雄箭内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006103385A

Description

本発明は、バーハンドル車両におけるハンドル操舵力をアシストさせるパワーステアリングと、そのパワーステアリングを備えたバーハンドル車両に関する。

鞍乗りタイプの車両として、例えば、四輪バギーがある。この四輪バギーは、バーハンドルを備えたステアリング機構を介して前輪を操舵するように構成されている。

しかしながら、丸ハンドルを備えた車両は、比較的に車両重量が重い為に、ハンドル角に対し、前輪の操舵角を所要のギア比で減速させて前輪を倍力させているのに対し、四輪バギーのような軽量な車は、ハンドル操作入力が比較的に軽い為、ギア比で減速させて前輪を倍力する必要もないことと、車両のコンセプト上、バーハンドルが適している為、当構造が採用されている。
しかしながら、より快適性を向上するにあたり、ハンドル操作荷重を軽くすることも望まれている。

そこで、快適性をより向上する為に、例えば、ステアリングシャフトの上部側を支持する支持部とステアリングシャフトの下部側を支持する支持部との間に、上部側フレームパイプに支持された電動式パワーステアリング装置を介挿して、操舵力をアシストさせることが提案されている。

この電動式パワーステアリング装置は、回動自在に軸支された入力軸と出力軸が、トーションバーによって弾性的に結合され、そのトーションバーの捻れ量に基づいてトルク量を検出し、そのトルク量等に基づいて出力軸と噛合されたギアを電動モータで駆動して操舵力をアシストするものである（例えば特許文献１参照）。

特許２６６３４５４号（第２頁、図１）

ところで、四輪バギーのようなバーハンドルタイプの車両は、砂路、泥路、草原などの悪路を走行する場合が多いため、車体の各部に、泥や粉塵、あるいは雨水等が多く付着してしまう場合が多い。
上記した電動式パワーステアリング装置にも、例外なく、泥や粉塵、あるいは雨水等が付着してしまうが、なかでも課題となるのが、トルク量を検出するトルクセンサである。

パワーステアリング装置は、凹凸面が多いので、泥や埃、その他のものが堆積しやすいので、極力、凹凸面を少なくする構造が求められている。

また、従来のバーハンドルタイプの車両は、電動式パワーステアリング装置を設けることで、快適性をより向上させてはいるものの、四輪バギーのような小型の車両は、ステアリングパワーアシスト装置を取り付けるに当たり、スペースに制限がある為、小型の装置が必要となる。

そこで本件発明者は、トルクセンサ部に負荷されるトルクを低減させるために、トルクセンサ部を迂回して入力軸と出力軸とを結ぶサブステアリング部という新規なパワーステアリングを開発した。
このサブステアリングは、トルクセンサ部に負荷されるトルクを低減させるのに極めて効果的ではあるが、従来のパワーステアリングに対して、外観上、新たな構成部材が加わったため、サブステアリングにも泥や粉塵、あるいは雨水等が付着したり、走行中に巻き上げたものを引っ掛けてしまう場合が想定される。

そこで、本発明は、例えば四輪バギーのような車両に用いられるパワーステアリングのトルクセンサを、泥や粉塵、あるいは雨水から保護すると共に、本件発明者が、新規に開発したサブステアリング部も同時に、泥や粉塵、あるいは雨水から保護することができるバーハンドル車両におけるパワーステアリング及びバーハンドル車両を提供することを目的とする。

上記技術的課題を達成するために、本発明にかかるバーハンドル車両におけるパワーステアリング及びバーハンドル車両は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかるバーハンドル車両におけるパワーステアリングは、入力軸と出力軸とを備え夫々の軸が回動可能に支持されたステアリングシャフト部と、前記入力軸と前記出力軸との間を連結するトーションバーと前記トーションバーのトルク量を検出するトルクセンサとからなるトルクセンサ部と、前記出力軸と係合され、前記トルクセンサ部でセンシングされた前記トルク量等に基づいて操舵力をアシストさせるパワーアシスト部と、を備えたバーハンドル車両におけるパワーステアリングにおいて、前記トルクセンサ部を迂回して一端が前記入力軸に係合されると共に他端が前記出力軸に係合された連結杆を前記トーションバーとは別に備え、前記トーションバーと前記連結杆に前記トルク量が同時にかかるようにして前記トルク量を分散させ、前記トルク量を低減させるサブステアリング部を有し、最大操舵の際に前記サブステアリング部と干渉しないように中央部が凹設された半円筒状の第１カバーと、中央部が凹設されて前記第１カバーと対称となるように略半円筒状に形成された第２カバーとが夫々の鍔部同士を揃えて螺合されてなり、前記トルクセンサ部及び前記サブステアリング部を被装するコラムカバーを備え、前記コラムカバーは、ハンドル操作の際に前記入力軸、前記サブステアリング部と供回りしないように車体フレーム若しくは車体フレーム側に係止されていることを特徴とする。
請求項２にかかるバーハンドル車両におけるパワーステアリングは、請求項１において、前記連結杆は、前記入力軸と前記出力軸の双方から軸交差方向に向かって突出された支持アームを介して、前記入力軸と前記出力軸とに接続されていることを特徴とする。

請求項１によれば、トルクセンサ部を被装するコラムカバーを設けたことで、例えば四輪バギーのような車両に用いられるパワーステアリングのトルクセンサ部を、泥や粉塵、あるいは雨水から保護することができる。

請求項２及び３によれば、トルクセンサ部に負荷されるトルクを低減させるサブステアリング部をもコラムカバーで保護するから、泥や粉塵、あるいは雨水から、一括して効率的に保護することができる。

請求項４によれば、コラムカバーを、車体フレームに係止させて、サブステアリング部との供回りを防止したから、トルクセンサ部とサブステアリング部のみに負荷がかかり、正常なパワーアシスト力を付与することができる。

請求項５によれば、丸ハンドルを備えた自動車用のトルクセンサを用いることで、生産コストを抑え、トルクセンサ部、あるいはトルクセンサ部とサブステアリング部の双方を、泥や粉塵、あるいは雨水から保護することができるパワーステアリングを提供できる。

請求項６によれば、ステアリングシャフトに掛かるトルクが大きくなる四輪バギーに小型のトルクセンサを実装したパワーステアリングが採用したことで、生産コストを抑えつつ、トルクセンサ部とサブステアリング部の双方を、泥や粉塵、あるいは雨水から保護することができる四輪バギーを提供できる。

次に、本発明にかかるパワーステアリングの実施の形態を説明する。なお、本実施の形態は、本発明にかかるパワーステアリングを組み込んだ、所謂鞍乗りタイプの四輪バギーＡを例示しており、要部であるパワーステアリング以外の構成の詳細な説明は省略する。なお、図中、符号Ａは四輪バギーを、符号７はパワーステアリングを示す。

本実施の形態にかかる四輪バギーＡは、図１に示すように、骨組みとなる車体フレーム１と、車体フレーム１に基部が接続された懸架装置２と、その懸架装置２と車体フレーム１に支持された２本１組の前輪３及び２本１組の後輪４と、伝達機構（図示せず）を介して後輪４と接続され減速機構（図示せず）が内装されたエンジン部（図示せず）と、運転者が鞍乗り状に着座するシート部５と、車体フレーム１に支持され伝達機構６を介して前輪３と接続されたパワーステアリング７と、パワーステアリング７の頂部に設けられたバーハンドル８と、を備えて構成され、シート部５に着座した運転者のハンドル操作、スロットル操作、ギア操作などによって自走するように構成されている。

次に、本発明の要部であるパワーステアリング７について説明する。
本実施の形態にかかるパワーステアリング７は、図２に示すように、ステアリングシャフト部７ａと、トルクセンサ部７ｂと、サブステアリング部７ｃと、パワーアシスト部７ｄと、コラムカバー７ｆとを備えてなる。

ステアリングシャフト部７ａは、略U字状に形成され車体フレーム１に支持されたステアリングホルダ７ｅで回動可能に支持された中空状の第１入力軸７０１と、その第１入力軸７０１の下部に固着された第２入力軸７０２とその第２入力軸７０２に挿嵌され段付き形成された第３入力軸７０３とで構成された入力軸７０４と、その入力軸７０４の中心線上、下方に，後述するパワーアシスト部７ｄに枢着され車体フレーム１に支持された伝達機構６を介して前輪３と接続された出力軸７０５とを備えてなる。

トルクセンサ部７ｂは、丸ハンドルを備えた自動車用のトルクセンサであり、第３入力軸７０３の下端面に設けられた所要深さのセレーション孔７０６に噛合されると共に連通孔７０７が設けられた第１タイロッド７０８と、その第１タイロッド７０８の連通孔７０７に挿通されると共に上部が第１タイロッド７０８上部と平行ピン（図示せず）で軸着され、軸中央域が第１タイロッド７０８の連通孔７０７周面に接触しないように両軸端より縮径されたトーションバー７０９と、第１タイロッド７０８の下部が遊挿されると共にトーションバー７０９の下部が嵌着され、下端面に設けられた所要深さのセレーション孔７１０に出力軸７０５の上部が噛合された第２タイロッド７１１と、第１タイロッド７０８の中途部に遊挿される共に平行ピンで第２タイロッド７１１上部と止着され第１タイロッド７０８を覗くセンシング用のスリット等が周方向に亘って設けられたリング状の被検出体７１２と、センシング用のコイル７１３が内部に周設されると共にそのコイル７１３と接続されたコネクタ部７１４が形成され、ベアリング７１５及びスクレーパーＳを介して第１タイロッド７０８の上部を回動可能に支持させた上ケース７１６と、上ケース７１６と螺合されベアリング７１７を介して第２タイロッド７１１の中途部を回動可能に支持させた下ケース７１８と、を備えて構成される。

このように構成されたトルクセンサ部７ｂは、上ケース７１６または下ケース７１８が車体フレーム１に止着されており、入力軸７０４と出力軸７０５とを連結したトーションバー７０９の縮径部分に、前輪３部分等の抵抗によって生じる入力軸７０４と出力軸７０５と回転角の差、すなわち、歪を起こさせ、入力軸７０４と連動する第１タイロッド７０８と、出力軸７０５と連動する被検出体７１２との回転角の差を、電圧の変化として、入力軸７０４の回動方向の情報も備えた信号（トルク量）を出力するようになっている。

サブステアリング部７ｃは、嵌合孔７１９が中央部に設けられ両先端に略C字状の凹部７２０が形成されると共に該中央部から両先端に向かって正面視漸次幅狭となるように上面中途域が傾斜された一対の支持アーム７２１と、トルクセンサ部７ｂに負荷されるトルクを低減させる所要の機械的性質を有した棒材が正面視略コ字状に折り曲げ形成されると共に両端部を平面状に圧潰させた一対の連結杆７２２とを備えて構成されている。

この一対の支持アーム７２１は、その支持アーム７２１の平面同士が向き合うように、第３入力軸７０３及び第２タイロッド７１１を嵌合孔７１９にそれぞれ挿嵌させ、第３入力軸７０３の段部と第２入力軸７０２の下端面とに、及び、第２タイロッド７１１の下端面と出力軸７０５の段部とに、向きを揃えて挟持され、入力軸７０４と出力軸７０５の双方から水平方向に向かって突出されている。

また、一対の連結杆７２２は、その連結杆７２２のストレート部の端部を支持アーム７２１の凹部７２０に嵌着させると共に平面状の端部が支持アーム７２１の中央部近傍に螺着されて、トルクセンサ部７ｂを挟んで対向するように、かつ、迂回するように上下の支持アーム７２１間に平行に架設されている。

パワーアシスト部７ｄは、トルクセンサ部７ｂの出力信号と車速信号等の各種の信号に基づいて駆動信号を決定し電動モータ７２３に印加させる制御部（図示せず）と、その電動モータ７２３を備えると共にその電動モータ７２３に連結されたウォームギア７２４とそのウォームギア７２４に噛合されると共に出力軸７０５に挿嵌されたウォームホイール７２５とがケース７２６に内装されてなり、操舵力をアシストさせるようになっている。

コラムカバー７ｆは、第２入力軸７０２とパワーアシスト部７ｄを構成するケース７２６上部とに干渉しないように形設された上面及び下面を有し、最大操舵の際に支持アーム７２１と干渉しないように中央部７２９が凹設されると共に、支持アーム７２１と干渉しない所要径からなる略半円筒状の第１カバー７２７と、その第１カバー７２７と対称となるように形成され、上面及び下面を有し中央部７３１が凹設された略半円筒状の第２カバー７２８とが、長手方向の端面から延出された鍔部７３０，７３２同士を揃えてボルト７３３で螺合されてなる。
そして、このコラムカバー７ｆは、骨組みとなる車体フレーム１に図示しないブラケットを介して接続されており、ハンドル操作の際に、コラムカバー７ｆが、第２入力軸７０２、サブステアリング部７ｃと供回りしないようになっている。

このように本実施の形態にかかるコラムカバー７ｆは、トルクセンサ部７ｂを含め、サブステアリング部７ｃをも被装するように構成されている。
なお、サブステアリング部７ｃを設けていないパワーステアリングにおいては、トルクセンサ部のみ被装するように構成する。

以上のように構成された本実施の形態にかかる四輪バギーＡは、シート部５に鞍乗り状に着座した運転者がバーハンドル８を操作することで、出力軸７０５と連動した前輪３部分等の抵抗によって入力軸７０４と出力軸７０５とを連結したトーションバー７０９の縮径部分にねじり応力が生じる。このとき、連結杆７２２のストレート部分に、トーションバー７０９と同時に負荷がかかり、力が分散されることでトーションバー７０９に生じる歪量を低減する。

そして、トーションバー７０９に生じた歪量に基づいてトルクセンサ部７ｂから出力した信号（入力軸７０４の回動方向の情報も備えている）と、現在の車速信号等の各種信号とに基づいて制御部が演算し、その演算結果に基づいて電動モータ７２３に駆動信号を出力してウォームギア７２４、ウォームホイール７２５を駆動し、出力軸７０５を介して操舵力をアシストする。

このように、操舵性能が向上した四輪バギーＡは、砂路、泥路、草原などの悪路を走行した際、コラムカバー７ｆが、トルクセンサ部７ｂを含め、サブステアリング部７ｃを、泥や粉塵、あるいは雨水から保護し、走行中に異物を引っ掛けることなく走行できる。

以上、本実施の形態にかかる四輪バギーを説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

本実施の形態にかかる四輪バギーの概略を示した正面側斜視図である。要部であるパワーステアリングの縦断正面図である。図２におけるＸ−Ｘ線に沿える一部切欠した横断平面図である。

符号の説明

Ａ四輪バギー
１車体フレーム
２懸架装置
３前輪
４後輪
５シート部
６伝達機構
７パワーステアリング
７ａステアリングシャフト部
７ｂトルクセンサ部
７ｃサブステアリング部
７ｄパワーアシスト部
７ｆコラムカバー
７０４入力軸
７０５出力軸
７０９トーションバー
７２０凹部
７２１支持アーム
７２２連結杆
８バーハンドル

Claims

入力軸と出力軸とを備え夫々の軸が回動可能に支持されたステアリングシャフト部と、前記入力軸と前記出力軸との間を連結するトーションバーと前記トーションバーのトルク量を検出するトルクセンサとからなるトルクセンサ部と、前記出力軸と係合され、前記トルクセンサ部でセンシングされた前記トルク量等に基づいて操舵力をアシストさせるパワーアシスト部と、を備えたバーハンドル車両におけるパワーステアリングにおいて、
前記トルクセンサ部を迂回して一端が前記入力軸に係合されると共に他端が前記出力軸に係合された連結杆を前記トーションバーとは別に備え、前記トーションバーと前記連結杆に前記トルク量が同時にかかるようにして前記トルク量を分散させ、前記トルク量を低減させるサブステアリング部を有し、
最大操舵の際に前記サブステアリング部と干渉しないように中央部が凹設された半円筒状の第１カバーと、中央部が凹設されて前記第１カバーと対称となるように略半円筒状に形成された第２カバーとが夫々の鍔部同士を揃えて螺合されてなり、前記トルクセンサ部及び前記サブステアリング部を被装するコラムカバーを備え、
前記コラムカバーは、ハンドル操作の際に前記入力軸、前記サブステアリング部と供回りしないように車体フレーム若しくは車体フレーム側に係止されていることを特徴とするバーハンドル車両におけるパワーステアリング。
前記連結杆は、前記入力軸と前記出力軸の双方から軸交差方向に向かって突出された支持アームを介して、前記入力軸と前記出力軸とに接続されていることを特徴とする請求項１記載のバーハンドル車両におけるパワーステアリング。