JP4709557B2 - 電動舵取補助装置 - Google Patents

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。

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、上下に締結されてなる複数の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下部ハウジングの下面であって、上側のハウジングとの締結部に対する軸方向下側の下面で、該下部ハウジングに設けた出力軸のための軸受収容部の周囲の複数個所に、車体側ブラケットへの取付部を設けたものである。
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記取付部は下部ハウジングの下面で該下部ハウジングに設けた出力軸のための軸受収容部の周囲の周方向複数位置に設けられた取付ボスであり、この取付ボスの端面を車体側ブラケットの上に載せ、該下部ハウジングのオイルシール収容部を含む中央部、及び出力軸を該車体側ブラケットの中央孔に配置する状態で、該取付ボスが車体側ブラケットに締結されてな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、前記上側のハウジングを第１ハウジングと第２ハウジングにより構成するとともに、下部ハウジングを第３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部を納めたものである。

（請求項１、２）
(a)ハウジングの下面に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、取付部は外方に張り出ることなく小型化され、車体側ブラケットは大型化せず、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部を設けるものであるから、その取付部の位置を自由に配置できる。

（請求項３）
(c)第３ハウジングの下面に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部を設けるものに比して、取付部は外方に張り出ることなく小型化され、車体側ブラケットは大型化せず、エンジン等の周辺機器との干渉も抑制できる。

(d)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、取付部は第３ハウジングの下面に設けられるものであるから、その取付部の位置を自由に配置できる。

（請求項４）
(e)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できる。

図１は電動舵補助装置を示し、（Ａ）は全体模式図、（Ｂ）はハウジング下面図、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）。

そして、電動舵取補助装置１０は、出力軸２２の軸方向から視た第３ハウジング１３の下面に、車体側ブラケット１７への取付ボス１３Ａを設けてある。第３ハウジング１３の下面で、出力軸２２のための軸受３２Ｂ収容部の周囲の周方向複数位置（本実施例では３位置、図１（Ｂ））に取付ボス１３Ａを設けてある。第３ハウジング１３の下面に設けられる取付ボス１３Ａ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。

電動舵取補助装置１０にあっては、ユニット体１０Ａの第３ハウジング１３の取付ボス１３Ａの端面を車体側ブラケット１７の上に載せ、第３ハウジング１３のオイルシール３４収容部等の中央部、及び出力軸２２を車体側ブラケット１７の中央孔１７Ａに配置する状態で、車体側ブラケット１７に下方から挿着される取付ボルト１６を取付ボス１３Ａのねじ孔に螺着し、第３ハウジング１３を車体側ブラケット１７に締結する。

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の下面に取付ボス１３Ａを設けたから、第１〜第３の各ハウジング１１〜１３の外周に取付ボス１３Ａを設けるものに比して、取付ボス１３Ａは外方に張り出ることなく小型化され、車体側ブラケット１７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、取付ボス１３Ａは第３ハウジング１３の下面に設けられるものであるから、その取付ボス１３Ａの位置を自由に配置できる。

(c)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、取付ボス１３Ａ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できる。

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、車体側ブラケットとハウジングの下面に設けた取付部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し、（Ａ）は全体模式図、（Ｂ）はハウジング下面図である。 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。

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（上側のハウジング、上部ハウジング）
１２ 第２ハウジング（上側のハウジング、本体ハウジング）
１３ 第３ハウジング（下部ハウジング）
１３Ａ 取付ボス（取付部）
１６ 取付ボルト
１７ 車体側ブラケット
１７Ａ 中央孔
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
３２Ｂ 軸受
３４ オイルシール

Claims (4)

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、上下に締結されてなる複数の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下部ハウジングの下面であって、上側のハウジングとの締結部に対する軸方向下側の下面で、該下部ハウジングに設けた出力軸のための軸受収容部の周囲の複数個所に、車体側ブラケットへの取付部を設けたことを特徴とする電動舵取補助装置。
2. 前記取付部は下部ハウジングの下面で該下部ハウジングに設けた出力軸のための軸受収容部の周囲の周方向複数位置に設けられた取付ボスであり、この取付ボスの端面を車体側ブラケットの上に載せ、該下部ハウジングのオイルシール収容部を含む中央部、及び出力軸を該車体側ブラケットの中央孔に配置する状態で、該取付ボスが車体側ブラケットに締結されてなる請求項１に記載の電動舵取補助装置。
3. 前記上側のハウジングを第１ハウジングと第２ハウジングにより構成するとともに、下部ハウジングを第３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部を納めた請求項３に記載の電動舵取補助装置。

Images