JP4627475B2 - 電動パワーステアリングユニット用制御装置配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリングユニット用制御装置配置構造に関するものである。

従来の電動パワーステアリングユニット用制御装置として、駆動モータを制御するコントローラが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２６６３４５４号公報

特許文献１の第６図には、電動パワーステアリング装置に備える駆動モータ２３を制御するコントローラ２６が記載されている。

特許文献１の第１図に示される不整地走行用鞍乗型車両には、上記したコントローラ２６が記載されておらず、コントローラ２６の具体的配置が明らかではない。
上記鞍乗型車両は、不整地として、例えば、河川を横断あるいは縦断することもあり、車両に装備される各種部品、特に電装品は、河川を横断あるいは縦断等を想定した水位を考慮して配置する必要がある。

本発明の目的は、河川を横断あるいは縦断等を想定した水位を考慮した部品（電動パワーステアリングユニット用制御装置）の配置構造を提供することにある。

請求項１に係る発明は、車体フレームでステアリングシャフトを回転自在に支持し、このステアリングシャフトの上端にバーハンドルを取付け、ステアリングシャフトの下端に電動パワーステアリングユニットを取付け、少なくとも前輪を２輪備えた車両において、電動パワーステアリングユニットを制御する制御装置は、ステアリングシャフトよりも前方で、車両の浸水限界よりも上方に配置され、且つ制御装置は、エンジン用オイルを冷却するオイルクーラより前方に配置されていることを特徴とする。

制御装置の配置の作用として、制御装置を、ステアリングシャフトよりも前方で、車両の浸水限界よりも上方に配置することで、車両走行中、制御装置の水没が予想される場合は、ステアリングシャフトよりも前方に設けた制御装置と水面との位置関係を、運転者が見て確認しながら走行することが可能になり、更に、制御装置が浸水限界よりも上方の高い位置にあるために、制御装置の水没を防止することが可能になる。

また、請求項１に係る発明は、エンジン用オイルを冷却するオイルクーラより前方に制御装置を配置したので、制御装置の配置の作用として、温まったエンジン用オイルをオイルクーラに循環させたときに、オイルクーラの熱が走行風によりオイルクーラから後方に移動するため、オイルクーラより前方に配置した制御装置はその熱影響を受けない。

請求項２に係る発明は、ステアリングシャフトの下端を、電動パワーステアリングユニットにやぐら状に付設したハウジングで回転自在に支持し、このハウジングの後壁に開口を設け、この開口に、電動パワーステアリング装置と制御装置とを接続する導線を通したことを特徴とする。

開口の作用として、ハウジングの後壁に開口を設けることで、車両前方からの飛び石、雨水、ダスト等がハウジング内に入りにくく、また、開口に、電動パワーステアリング装置と制御装置とを接続する導線を通すことで、導線の配線が楽に行える。

請求項３に係る発明は、浸水限界を、キャブレタに備えるエアベントチューブの大気開放端、若しくは、マフラのテールパイプ開口としたことを特徴とする。
浸水限界の作用として、浸水限界を、エアベントチューブの大気開放端、若しくは、テールパイプ開口とし、河川、湿地等を走行する際に浸水限界に留意することで、キャブレタ内、若しくは、マフラ内への浸水を防止する。

請求項１に係る発明では、電動パワーステアリングユニットを制御する制御装置を、ステアリングシャフトよりも前方で、車両の浸水限界よりも上方に配置したので、制御装置と水面とを観察しながら車両を進めることができ、また、制御装置を浸水限界よりも上方に配置することで、制御装置の水没を防止することができる。

また請求項１に係る本発明では、エンジン用オイルを冷却するオイルクーラより前方に制御装置を配置したので、制御装置がオイルクーラの熱を受けにくくすることができる。

請求項２に係る発明では、ステアリングシャフトの下端を、電動パワーステアリングユニットにやぐら状に付設したハウジングで回転自在に支持し、このハウジングの後壁に開口を設け、この開口に、電動パワーステアリング装置と制御装置とを接続する導線を通したので、ハウジング内に飛び石、雨水、ダスト等を入りにくくすることができ、また、ハウジングの開口によって導線の配線を楽に行うことができる。

請求項３に係る発明では、浸水限界を、キャブレタに備えるエアベントチューブの大気開放端、若しくは、マフラのテールパイプ開口としたので、走行中に浸水限界に留意することにより、キャブレタ内、若しくは、マフラ内への浸水を防止することができる。

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ユニット用制御装置配置構造を採用した車両の側面図であり、車両としての不整地走行車両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ユニット２４を備えた四輪駆動車である。図中の２５は電動パワーステアリングユニット２４を制御する制御装置であり、オイルクーラ２６よりも前方で、浸水限界を示す水平線２７よりも上方に配置したものである。
水平線２７は、後述するマフラ６９のテールパイプ６９ａの開口（詳しくは、開口の下端）の位置に設定された浸水限界を通る線である。

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、上端にバーハンドル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、６４はパワーユニット２４の上方に突出する部分であってシリンダヘッド６３を含むシリンダ部、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、６９ａはマフラ６９の後端に設けたテールパイプ、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。

図２は本発明に係る車両の要部側面図であり、車体フレーム１１の上部でステアリングシャフト３８の中間部を回転自在に支持し、ステアリングシャフト３８の下端に電動パワーステアリングユニット２４の上部に備えるインプットシャフト８１を連結し、この電動パワーステアリングユニット２４の下部を車体フレーム１１の下部に取付けるとともに、電動パワーステアリングユニット２４の下部に備えるアウトプットシャフト８２を車体フレーム１１の下部で回転自在に支持したことを示す。

ステアリングシャフト３８は、上端にバーハンドル３７（図１参照）を取付けたアッパシャフト８５と、このアッパシャフト８５の下端に上端をセレーションにて結合するとともに下端をインプットシャフト８１にセレーション結合したロアシャフト８６とからなる。

アッパシャフト８５は、左右のフロントアッパフレーム４１，４２に渡して取付けたステアリング支持ブラケット８８に上部軸受部９１を介して回転自在に取付けた部材であり、下端にロアシャフト８６の上端に設けた雄セレーション８６ａと結合する雌セレーション８５ａを形成するとともに、雌セレーション８５ａ側と外周面側とに通じる軸方向に延びる割り溝８５ｂを形成し、この割り溝８５ｂの両縁部にそれぞれ突出部８５ｃ、８５ｄ（奥側の符号８５ｄのみ示す。）を一体成形し、これらの突出部８５ｃ，８５ｄにそれぞれボルト挿通穴８５ｅを開け、これらのボルト挿通穴８５ｅにそれぞれボルト９２を通し、ボルト９２の先端にナット（不図示）にねじ込むことで、アッパシャフト８５の下端でインプットシャフト８１の上端を締め付ける。なお、８６Ａはアッパシャフト８５の先端を当てて位置決めするためにロアシャフト８６に設けた位置決め部である。

ステアリング支持ブラケット８８は、フロントアッパフレーム４１，４２に渡したクロス部材９３と、このクロス部材９３に取付けた左右のボス部９４，９４（手前側の符号９４のみ示す。）とからなり、ボス部９４，９４にそれぞれボルト９５をねじ込むことで上部軸受部９１を固定する。
上部軸受部９１は、アッパシャフト８５に滑り自在に嵌合させたブッシュ（不図示）と、このブッシュを保持する一対の保持金具９７，９７とからなる。

ロアシャフト８６は、下部に軸部８６ｂ、中間部に後方に断面がＬ字状に突出するＬ字突出部８６ｃを備え、軸部８６ｂに、インプットシャフト８１の先端に形成した雄セレーション８１ａに結合する雌セレーション８６ｄを形成した部材である。

電動パワーステアリングユニット２４は、上部を覆うハウジング１０１を付設したものであり、ハウジング１０１は、下部を電動パワーステアリングユニット２４のギヤケース１０２に複数のボルト１０３で取付け、上部で中間部軸受部１０４を介してロアシャフト８６の軸部８６ｂを回転自在に支持した部材である。

中間部軸受部１０４は、ハウジング１０１の上部に開けた穴部１０１ａ及び軸部８６ｂのそれぞれに嵌合させた複列式の上部ベアリング１０７と、この上部ベアリング１０７の一端を位置決めする止め輪１０８と、この止め輪１０８に隣接させて穴部１０１ａの一端部に嵌めたシール部材１１１と、軸部８６ｂに嵌合させるとともに上部ベアリング１０７の他端に当てたカラー１１２と、軸部８６ｂの先端のおねじ８６ｆにねじ込むことでカラー１１２を介して上部ベアリング１０７の他端を押し付けて固定するナット１１３とからなる。なお、８６Ｂは上部ベアリング１０７の一端を当てて位置決めするために軸部８６ｂに形成した位置決め部である。

電動パワーステアリングユニット２４は、前述のインプットシャフト８１及びアウトプットシャフト８２と、操舵トルクを検出するトルクセンサ部１２１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１２２とからなり、トルクセンサ部１２１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１２２を図示せぬ制御装置で制御する。

トルクセンサ部１２１は、インプットシャフト８１とアウトプットシャフト８２とを連結するトーションバー１２６を備えたものである。
バーハンドル３７（図１参照）の操作によりインプットシャフト８１を回転させると、インプットシャフト８１とアウトプットシャフト８２との間に相対回転角が生じ、トーションバー１２６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１２２は、電動モータ１２８と、この電動モータ１２８の出力軸及びアウトプットシャフト８２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。

電動パワーステアリングユニット２４は、アウトプットシャフト８２よりも前側のギヤケース１０２をサブ傾斜フレーム４６，４７に設けたプレート状の下部ブラケット１３１に前部支持部材１３２を介してボルト１３３で取付け、アウトプットシャフト８２よりも後側のギヤケース１０２をサブ傾斜フレーム４６，４７に設けた後部支持部材１３４にボルト１３６で取付けたものである。

このように、電動パワーステアリングユニット２４は、ギヤケース１０２の下部を前部支持部材１３２及び後部支持部材１３４の前後２箇所でアウトプットシャフト８２を挟むように支持した部材である。

制御装置は、トルクセンサ部１２１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１２２を制御する。

アウトプットシャフト８２を回転自在に支持する下部軸受部１４０は、下部ブラケット１３１の中央部に取付けた軸支持部材１４１と、アウトプットシャフト８２を回転自在に支持するために軸支持部材１４１に取付けた自動調心式の下部ベアリング１４２と、この下部ベアリング１４２をダスト等から保護するためのシール部材１４３とを備える。なお、１４５はカラーである。

軸支持部材１４１は、車両前方側にアウトプットシャフト８２にほぼ沿って下側に突出する下方突出部１４１ａを形成したものである。
１４７はセンターアームであり、雌スプライン１４７ａを形成することで、この雌スプライン１４７ａをアウトプットシャフト８２の下端部に形成した雄スプライン８２ａとスプライン結合する。

１５１はボールジョイントであり、端部に設けたボルト部１５１ａをセンターアーム１４７の後部にナット１５２で取付けた部材である。
１５４はアウトプットシャフト８２の先端に設けたおねじにねじ結合することでアウトプットシャフト８２にセンタアーム１４７を固定するナットである。
上記した軸支持部材１４１の下方突出部１４１とセンターアーム１４７とは、下部ハンドルストッパ１５６を構成するものである。なお、１５８は電動パワーステアリングユニット２４と制御装置２５（図１参照）とを接続する導線である。

図３は本発明に係る車両の第２要部側面図であり、フロントフレーム３３の上部に上部ブラケット１７１を取付け、この上部ブラケット１７１に上部ステー１７２を介して、パワーユニット１４（図１参照）内の潤滑用オイルを冷却するオイルクーラ２６と、電装品収納ボックス１７４とを取付け、電装品収納ボックス１７４内に電動パワーステアリングユニット２４用の制御装置２５を収納したことを示す。なお、１７６，１７７はエンジン１２内のエンジンオイルをオイルクーラ２６へ循環させるための配管である。

電装品収納ボックス１７４、特に、制御装置２５は、オイルクーラ２６よりも車両前方で且つ車両の水没する限界、即ち浸水限界を示す水平線２７よりも上方に配置したものである。

アッパメインフレーム３１，３２（手前側の符号３１のみ示す。）の上部ストレート部３１ａ，３２ａ（手前側の符号３１ａのみ示す。）の下端３１ｂ，３２ｂ（手前側の符号３１ｂのみ示す。）を通る水平線１８０は、浸水限界を通る水平線２７よりも上方にあり、水平線１８０よりも更に上方に制御装置２５が位置する。

浸水限界は、キャブレタ６２内のフロートチャンバ（不図示）内を大気開放させるエアベントチューブ１７８，１７９の開放端（即ち、開口１７８ａ，１７９ａ（符号１７９ａは不図示））、若しくは、マフラ６９（図１参照）のテールパイプ６９ａ（図１参照）であり、ここでは、開口１７８ａ，１７９ａの下端を通る水平線１８５及び水平線２７のうち、最も低位置にある水平線２７が車両の浸水限界となる。

上記のエアベントチューブ１７８は、キャブレタ６２の右側面に一端部を接続し、他端部の開口１７８ａをキャブレタ６２の左側面側で開放させ、また、エアベントチューブ１７９は、キャブレタ６２の左側面に一端部１７９ｂを接続し、他端部の開口１７９ａをキャブレタ６２の右側面側で開放させたものであり、開口１７８ａ，１７９ａのそれぞれの下端は同じ高さにある。
図３は、キャブレタ６２のエアベントチューブ１７８，１７９の開口１７８ａ，１７９ａの高さと、制御装置２５の高さとを比較し易いように、車体構成部品の一部を省略した図面となっている。

図４は本発明に係る車両の要部正面図であり、電動パワーステアリングユニット２４に複数のボルト１０３でハウジング１０１を取付け、電動パワーステアリングユニット２４の上部をハウジング１０１で覆ったことを示す。

このように、ハウジング１０１で電動パワーステアリングユニット２４の上部を覆うことで、電動パワーステアリングユニット２４を、飛び石、雨水、ダスト等から保護することができる。

図５は本発明に係る車両の要部平面図であり、ハウジング１０１の上部とロアシャフト８６のＬ字突出部８６ｃとで、バーハンドル３７の回転範囲を規制する上部ハンドルストッパ１６１を構成することを示す。

以上に述べた制御装置２５の配置構造の作用を次に説明する。
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る制御装置の配置構造を示す作用図である。
（ａ）において、車両走行中は、エンジンの運転により、エンジン内のエンジンオイルの温度が上昇するため、このオイルをオイルクーラ２６に循環させて放熱させてエンジンオイルを冷却する。オイルクーラ２６の熱は、白抜き矢印で示す車両前方からの走行風によって矢印Ａ，Ｂで示すようにオイルクーラ２６の後方に移動する。従って、電装品収納ボックス１７４内の制御装置２５が、オイルクーラ２６の熱の影響を受ける心配はない。

（ｂ）において、電動パワーステアリングユニット２４の上部を覆うハウジング１０１の後壁１０１ｈに開口１０１ｊを設け、この開口１０１ｊに、電動パワーステアリングユニット２４と制御装置２５とを接続する導線１５８を通すことで、ハウジング１０１内に飛び石、雨水、ダスト等を入りにくくすることができる。また、ハウジング１０１に開口１０１ｊを設けることで導線１５８の配線を楽に行うことができる。

また、車両が水没した場合に、水面１８１が車両の浸水限界である水平線２７に達したとしても、制御装置２５は水平線２７の上方に位置し、しかも、制御装置２５は密封された電装品収納ボックス１７４内に収納されているため、制御装置２５が水に漬かるのを回避することができる。

以上の図１及び図６で示したように、本発明は第１に、車体フレーム１１でステアリングシャフト３８を回転自在に支持し、このステアリングシャフト３８の上端にバーハンドル３７を取付け、ステアリングシャフト３８の下端に電動パワーステアリングユニット２４を取付け、少なくとも前輪１８を２輪備えた車両としての不整地走行車両１０において、電動パワーステアリングユニット２４を制御する制御装置２５を、ステアリングシャフト３８よりも前方で、不整地走行車両１０の浸水限界としての水平線２７よりも上方に配置したことを特徴とする。

これにより、制御装置２５をステアリングシャフト３８よりも前方に配置することで、制御装置２５と水面１８１とを観察しながら不整地走行車両１０を進めることができ、更に、制御装置２５を不整地走行車両１０の水平線２７よりも上方に配置することで、制御装置２５の水没を防止することができる。

本発明は第２に、エンジン１２用オイルを冷却するオイルクーラ２６より前方に制御装置２５を配置したことを特徴とする。
これにより、制御装置２５がオイルクーラ２６の熱を受けにくくすることができる。

本発明は第３に、図２及び図６に示したように、ステアリングシャフト３８の下端を、電動パワーステアリングユニット２４にやぐら状に付設したハウジング１０１で回転自在に支持し、このハウジング１０１の後壁１０１ｈに開口１０１ｊを設け、この開口１０１ｊに、電動パワーステアリング装置２４と制御装置２５とを接続する導線１５８を通したことを特徴とする。

これにより、ハウジング１０１内に飛び石、雨水、ダスト等を入りにくくすることができ、また、ハウジング１０１の開口１０１ｊによって導線１５８の配線を楽に行うことができる。

本発明は第４に、図１及び図３に示したように、浸水限界としての水平線２７を、キャブレタ６２に備えるエアベントチューブ１７８，１７９の大気開放端、若しくは、マフラ６９のテールパイプ６９ａの開口としたことを特徴とする。
これにより、河川、沼地、湿地等を走行中に浸水限界としての水平線２７に留意することにより、キャブレタ６２内、若しくは、マフラ６９内への浸水を防止することができる。

本発明の制御装置配置構造は、電動パワーステアリングユニットを備える車両に好適である。

本発明に係る電動パワーステアリングユニット用制御装置配置構造を採用した車両の側面図である。 本発明に係る車両の第１要部側面図である。 本発明に係る車両の第２要部側面図である。 本発明に係る車両の要部正面図である。 本発明に係る車両の要部平面図である。 本発明に係る制御装置の配置構造を示す作用図である。

符号の説明

１０…車両（不整地走行車両）、１１…車体フレーム、１２…エンジン、１８…前輪、２４…電動パワーステアリングユニット、２５…制御装置、２６…オイルクーラ、２７…浸水限界（水平線）、３１，３２…メインフレーム（アッパメインフレーム）、３７…バーハンドル、３８…ステアリングシャフト、６２…キャブレタ、６４…シリンダ部、６９…マフラ（消音器）、６９ａ…テールパイプ、１５８…導線、１７８，１７９…エアベントチューブ。

Claims (3)

1. 車体フレーム（１１）でステアリングシャフト（３８）を回転自在に支持し、このステアリングシャフト（３８）の上端にバーハンドル（３７）を取付け、前記ステアリングシャフト（３８）の下端に電動パワーステアリングユニット（２４）を取付け、少なくとも前輪を２輪備えた車両において、
   前記電動パワーステアリングユニット（２４）を制御する制御装置（２５）は、前記ステアリングシャフト（３８）よりも前方で、車両の浸水限界（２７）よりも上方に配置され、
   且つ前記制御装置（２５）は、エンジン用オイルを冷却するオイルクーラ（２６）より前方に配置されている、
   ことを特徴とする電動パワーステアリングユニット用制御装置配置構造。
2. 前記ステアリングシャフト（３８）の下端を、前記電動パワーステアリングユニット（２４）にやぐら状に付設したハウジング（１０１）で回転自在に支持し、このハウジング（１０１）の後壁に開口（１０１ｊ）を設け、この開口（１０１ｊ）に、前記電動パワーステアリング装置（２４）と前記制御装置（２５）とを接続する導線（１５８）を通した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ユニット用制御装置配置構造。
3. 前記浸水限界（２７）は、キャブレタ（６２）に備えるエアベントチューブ（１７８，１７９）の大気開放端、若しくは、マフラ（６９）のテールパイプ（６９ａ）の開口であ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ユニット用制御装置配置構造。

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