JP2006256577A - 電動舵取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動舵取装置において、バーハンドルが設けられるハンドルステーを、操舵軸に対する正しい取付角度位置に簡易に取付けるとともに、操舵軸に対して回り止めすること。
【解決手段】 バーハンドル２が設けられるハンドルステー３を操舵軸４に固定し、操舵軸４と車輪側操舵部材５との間に電動舵取補助ユニット１０を介装してなる電動舵取装置１において、操舵軸４が備えるテーパ軸９１に、ハンドルステー３が備えるテーパ孔９２を結合して固定するとともに、操舵軸４が備える回転規制ピン９１Ｂに、ハンドルステー３が備える被規制溝９２Ｂを該操舵軸４の軸まわりで係合可能にし、バーハンドル２の自由な回転を防止してなるもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は電動舵取装置に関する。

電動舵取装置として、特許文献１に記載の如く、舵取ハンドルが設けられるハンドルステーを操舵軸に固定し、操舵軸と車輪側操舵部材との間に電動舵取補助ユニットを介装してなるものがある。
特開平2-193790

特許文献１の電動舵取装置は、操舵軸が備えるスプライン等に、ハンドルステーを結合して固定している。このため、左右操舵方向の中立位置にある操舵軸にハンドルステーを結合するに際し、ハンドルステーの操舵軸に対する取付角度位置を正しい中立位置に取付けるには、ハンドルステーを操舵軸のスプラインに対してくり返し抜き差しする必要があり、煩雑である。

また、ハンドルステーの操舵軸に対する取付角度位置の調整範囲は、スプライン等の歯の１ピッチ間隔より小さくすることができず、微調整できない。

ハンドルステーの正しい中立位置に対する実際の取付角度位置のずれは、丸ハンドルではわかりにくいが、鞍乗型車両等のバーハンドルではその左右延在長さが長い故に両端グリップ部に拡大されて顕著に表われる。

尚、バーハンドルを用いる鞍乗型車両等では、車両の転倒時に、外力を受けたバーハンドルが操舵軸に対して回転してしまうことを防止することが望まれる。

本発明の課題は、電動舵取装置において、バーハンドルが設けられるハンドルステーを、操舵軸に対する正しい取付角度位置に簡易に取付けるとともに、操舵軸に対して回り止めすることにある。

請求項１の発明は、バーハンドルが設けられるハンドルステーを操舵軸に固定し、操舵軸と車輪側操舵部材との間に電動舵取補助ユニットを介装してなる電動舵取装置において、操舵軸が備えるテーパ支持部に、ハンドルステーが備えるテーパ結合部を結合して固定するとともに、操舵軸が備える回転規制部に、ハンドルステーが備える被規制部を該操舵軸の軸まわりで係合可能にし、バーハンドルの自由な回転を防止してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記操舵軸のテーパ支持部をテーパ軸とし、ハンドルステーのテーパ結合部をテーパ孔とし、操舵軸のテーパ軸にハンドルステーのテーパ孔を結合した状態で、操舵軸においてテーパ軸と同軸をなすおねじ部をハンドルステーのテーパ孔と同軸をなす挿通孔に通し、該おねじ部の該挿通孔から突出する端部にナットを締結し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の発明において更に、前記操舵軸のテーパ支持部をテーパ軸とし、ハンドルステーのテーパ結合部をテーパ孔とし、操舵軸のテーパ軸にハンドルステーのテーパ孔を結合した状態で、ハンドルステーのテーパ孔と同軸をなす挿通孔にボルトを通し、該ボルトの該挿通孔から突出するおねじ部を、操舵軸においてテーパ軸と同軸をなすめねじ部に締結してなるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記操舵軸の回転規制部を該操舵軸の軸直角方向に突出する回転規則ピンとし、ハンドルステーの被規制部を被規制溝とし、回転規制ピンと被規制溝とが該操舵軸の軸まわりでクリアランスを介して係入されるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の電動舵取装置を用いてなる鞍乗型車両である。

（請求項１〜３）
(a)操舵軸のテーパ軸（テーパ支持部）に、ハンドルステーのテーパ孔（テーパ結合部）を軽く入れた状態で、ハンドルステーの操舵軸に対する取付角度位置を確認する。ハンドルステーの取付角度位置が正しい位置からずれていれば、ハンドルステーのテーパ孔を操舵軸のテーパ軸に対して抜き差しすることなくそのまま回してその位置を調整する。そして、ハンドルステーの取付角度位置が正しい位置に決まったら、ハンドルステーのテーパ孔を操舵軸のテーパ軸に対してそのまま本締め固定すれば良く、簡易である。

(b)ハンドルステーの操舵軸に対する取付角度位置の調整は、ハンドルステーのテーパ孔を操舵軸のテーパ軸に対してそのまま無段階に回すことにてなされ、無段階に微調整できる。

(c)ハンドルステーの正しい中立位置に対する実際の取付角度位置のずれが顕著に表われるバーハンドルにおいて、その取付角度位置のずれを上述(a)、(b)により簡易に調整できる。

(d)操舵軸の回転規制ピン（回転規制部）に、ハンドルステーの被規制溝（被規制部）を、操舵軸の軸まわりで係合可能にし、車両の転倒時に、バーハンドルを操舵軸に対して回り止めできる。

（請求項４）
(e)操舵軸の回転規制ピンとハンドルステーの被規制溝との間にクリアランスを設けてあるから、回転規制ピンが存在していても、前述(a)、(b)によるハンドルステーの取付角度位置の調整作業を妨げない。

（請求項５）
(f)鞍乗型車両において上述(a)〜(e)を有利に実現できる。

図１は鞍乗型車両を示す模式図、図２は電動舵取装置を示す模式図、図３は電動舵取補助ユニットを示す模式図、図４はハンドルステーと操舵軸を示す模式図、図５は図２のV−V線に沿う断面図、図６はハンドルステーと操舵軸の変形例を示す模式図である。

図１の鞍乗型車両１００は、バギー車やスノーモービル等の不整地走行用車両として用いられ、電動舵取装置１を有する。電動舵取装置１は、舵取ハンドルたるバーハンドル２が設けられるハンドルステー３を後述する如くに操舵軸４に固定し、操舵軸４と車輪側操舵部材５との間に電動舵取補助ユニット１０を介装する。

電動舵取装置１は、図２に示す如く、操舵軸４を上車体側ステー６の支持部材６Ａに後述する軸受を介して回転可能に支持する。車輪側操舵部材５は下車体側ステー７の支持部材７Ａに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８Ａが固定される。ピットマンアーム８Ａは左右のタイロッド８を介して左右の前輪９に連結される。上下の車体側ステー６、７は車体フレームに支持される。

電動舵取補助ユニット１０は、図２、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。

電動舵取補助ユニット１０は、操舵軸４が接続具４Ａ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５が接続具５Ａ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４Ａ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５Ａ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の回転軸には継手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、左右の軸受（不図示）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。

従って、電動舵取補助ユニット１０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。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。

そして、電動舵取補助ユニット１０は、第２ハウジング１２を車体側に取付け可能にする。電動舵取補助ユニット１０は、図２、図３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。

また、電動舵取装置１は、操舵軸４を車体側ステー６の支持部材６Ａに支持し、電動舵取補助ユニット１０を車体側ブラケット１７に支持したとき、操舵軸４と電動舵取補助ユニット１０の入力軸２１との接続作業性を向上し、かつバーハンドル２から操舵軸４に作用する引き上げ、又は押し下げの軸方向荷重が、入力軸２１を介してトルクセンサ２３に及ぶのを防止するため、車体側ステー６の支持部材６Ａに球面すべり軸受６０を取付け、球面すべり軸受６０の内周に固定した軸受７０に、操舵軸４を回転可能、かつ軸方向不動に支持する。

球面すべり軸受６０は、操舵軸４のラジアル荷重と両方向（上方向と下方向）のスラスト荷重を同時に負荷でき、外輪６１の内周球面に内輪６２の外周球面を潤滑性ライナーを介する等により球面接触させたものである。軸受７０は、操舵軸４のラジアル荷重とスラスト荷重を同時に負荷できる、例えばアンギュラ玉軸受からなる。

球面すべり軸受６０は、外輪６１を車体側ステー６の環状の支持部材６Ａの内周に圧入その他の手段により固定化される。軸受７０の外輪７１を球面すべり軸受６０の内輪６２の内周に挿入し、軸受７０の外輪７１の一端面を球面すべり軸受６０の内輪６２の内周段差部に突き当てる状態で、該内輪６２の内周に螺着されるナット８１により外輪７１の他端面を押圧し、このナット８１と該内輪６２の内周段差部との間に外輪７１を挟持して固定する。そして、操舵軸４を軸受７０の内輪７２に挿入し、操舵軸４の中間部に設けた鍔部ｆに内輪７２の一端面を突き当てる状態で、操舵軸４に螺着されるナット８２により内輪７２の他端面を押圧し、このナット８２と操舵軸４の鍔部ｆとの間に該内輪７２を挟持して固定する。

尚、球面すべり軸受６０の外輪６１は、車体側ステー６の支持部材６Ａそのものにより構成されるものでも良い。

また、電動舵取装置１は、バーハンドル２が設けられるハンドルステー３を、操舵軸４に対する正しい取付角度位置に簡易に取付け可能にするため、以下の構成を備える。尚、ハンドルステー３は、図４に示す如く、左右の下ホルダ２Ａを固定され、この下ホルダ２Ａの上にバーハンドル２の中間部を載せ置き、その上から被せられる左右の上ホルダ２Ｂをボルト２Ｃによりハンドルステー３に固定し、結果として、バーハンドル２をハンドルステー３に取付ける。

電動舵取装置１は、図２、図４に示す如く、操舵軸４が上端側に備えるテーパ支持部としてのテーパ軸９１に、ハンドルステー３が下面筒状ボス３Ａに備えるテーパ結合部としてのテーパ孔９２を結合する。テーパ軸９１はテーパ外周面を備え、テーパ孔９２はテーパ内周面を備えるものであり、それらのテーパは1/8、1/10等の小テーパとして互いに食い込み易くする。

電動舵取装置１は、操舵軸４のテーパ軸９１にハンドルステー３のテーパ孔９２を結合した状態で、操舵軸４においてテーパ軸９１の上端面に該テーパ軸９１と同軸的に設けられているおねじ部９１Ａを、ハンドルステー３においてテーパ孔９２と同軸的に設けた挿通孔９２Ａに通し、おねじ部９１Ａの挿通孔９２Ａから突出する端部にナット９３を締結し、テーパ軸９１とテーパ孔９２を締め上げて固定する。

また、電動舵取装置１は、ハンドルステー３を操舵軸４に対して回り止めするため、以下の構成を備える。

電動舵取装置１は、図２、図４、図５に示す如く、操舵軸４が備える回転規制部として、操舵軸４のテーパ軸９１の外周直下における直径上にて操舵軸４の軸直角方向に突出する回転規制ピン９１Ｂを有する。また、ハンドルステー３が備える被規制部として、ハンドルステー３の下面筒状ボス３Ａにおけるテーパ孔９２の直下における直径上に刻設される被規制溝９２Ｂを有する。

電動舵取装置１は、操舵軸４のテーパ軸９１にハンドルステー３のテーパ孔９２を結合した状態で、操舵軸４の回転規制ピン９１Ｂにハンドルステー３の被規制溝９２Ｂを該操舵軸４の軸まわりで係合可能にし、バーハンドル２の自由な回転を防止する。このとき、回転規制ピン９１Ｂと被規制溝９２Ｂは、図５に示す如く、溝９２Ｂの溝巾をピン９１Ｂの直径より大きく設定し、互いに操舵軸４の軸まわりでクリアランスを介して係入される。

従って、バーハンドル２が設けられるハンドルステー３は以下の如くにして操舵軸４に取付けられる。

(1)バーハンドル２をハンドルステー３に取付ける。

(2)操舵軸４のテーパ軸９１にハンドルステー３のテーパ孔９２を軽く入れる。同時に、操舵軸４の回転規制ピン９１Ｂにハンドルステー３の被規制溝９２Ｂを係合する。
このとき、操舵軸４は左右操舵方向の中立位置にセットされる。

(3)バーハンドル２の左右の延在方向を車両１００の前後方向に対比する等により、ハンドルステー３の操舵軸４に対する取付角度位置が正しい位置からずれていれば、ハンドルステー３のテーパ孔９２を操舵軸４のテーパ軸９１に対して抜差しすることなくそのまま回してその位置を調整する。

(4)ハンドルステー３の取付角度位置が正しい位置に決まったら、ハンドルステー３の挿通孔９２Ａから突出している操舵軸４のおねじ部９１Ａにナット９３を締結し、ハンドルステー３のテーパ孔９２を操舵軸４のテーパ軸９１に対し締め上げてそのまま本締め固定する。

電動舵取装置１にあっては、バーハンドル２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バーハンドル２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)ハンドルステー３のテーパ孔９２を操舵軸４のテーパ軸９１に対して抜き差しすることなくそのまま回してその位置を調整し、ハンドルステー３のテーパ孔９２を操舵軸４のテーパ軸９１に対してそのまま本締め固定すれば良く、簡易である。

(b)ハンドルステー３の操舵軸４に対する取付角度位置の調整は、ハンドルステー３のテーパ孔９２を操舵軸４のテーパ軸９１に対してそのまま無段階に回すことにてなされ、無段階に微調整できる。

(c)ハンドルステー３の正しい中立位置に対する実際の取付角度位置のずれが顕著に表われるバーハンドル２において、その取付角度位置のずれを上述(a)、(b)により簡易に調整できる。

(d)操舵軸４の回転規制ピン９１Ｂ（回転規制部）に、ハンドルステー３の被規制溝９２Ｂ（被規制部）を、操舵軸４の軸まわりで係合可能にし、車両１００の転倒時に、バーハンドル２を操舵軸４に対して回り止めできる。

(e)操舵軸４の回転規制ピン９１Ｂとハンドルステー３の被規制溝９２Ｂとの間にクリアランスを設けてあるから、回転規制ピン９１Ｂが存在していても、前述(a)、(b)によるハンドルステー３の取付角度位置の調整作業を妨げない。

(f)鞍乗型車両１００において上述(a)〜(e)を有利に実現できる。

尚、電動舵取装置１におけるテーパ軸９１とテーパ孔９２の固定構造は、図６に示す如くであっても良い。即ち、操舵軸４のテーパ軸９１にハンドルステー３のテーパ孔９２を結合した状態で、ハンドルステー３のテーパ孔９２と同軸をなす挿通孔９２Ａにボルト９４を通し、ボルト９４の挿通孔９２Ａから突出するおねじ部９４Ａを、操舵軸４においてテーパ軸９１と同軸をなすめねじ部９５に締結し、テーパ軸９１とテーパ孔９２を締め上げて固定する。

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。例えば、ハンドルステー３が備えるテーパ結合部をテーパ軸とし、操舵軸４が備えるテーパ支持部をテーパ孔とするものでも良い。また、ハンドルステー３の被規制部をピンとし、操舵軸４の回転規制部を溝とするものでも良い。

図１は鞍乗型車両を示す模式図である。 図２は電動舵取装置を示す模式図である。 図３は電動舵取補助ユニットを示す模式図である。 図４はハンドルステーと操舵軸を示す模式図である。 図５は図２のV−V線に沿う断面図である。 図６はハンドルステーと操舵軸の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１ 電動舵取装置
２ バーハンドル（舵取ハンドル）
３ ハンドルステー
４ 操舵軸
５ 車輪側操舵部材
１０ 電動舵取補助ユニット
９１ テーパ軸（テーパ支持部）
９１Ａ おねじ部
９１Ｂ 回転規制ピン（回転規制部）
９２ テーパ孔（テーパ結合部）
９２Ａ 挿通孔
９２Ｂ 被規制溝（被規制部）
９３ ナット
９４ ボルト
９４Ａ おねじ部
９５ めねじ部
１００ 鞍乗型車両

Claims (5)

1. バーハンドルが設けられるハンドルステーを操舵軸に固定し、操舵軸と車輪側操舵部材との間に電動舵取補助ユニットを介装してなる電動舵取装置において、
   操舵軸が備えるテーパ支持部に、ハンドルステーが備えるテーパ結合部を結合して固定するとともに、
   操舵軸が備える回転規制部に、ハンドルステーが備える被規制部を該操舵軸の軸まわりで係合可能にし、バーハンドルの自由な回転を防止してなることを特徴とする電動舵取装置。
2. 前記操舵軸のテーパ支持部をテーパ軸とし、ハンドルステーのテーパ結合部をテーパ孔とし、操舵軸のテーパ軸にハンドルステーのテーパ孔を結合した状態で、操舵軸においてテーパ軸と同軸をなすおねじ部をハンドルステーのテーパ孔と同軸をなす挿通孔に通し、該おねじ部の該挿通孔から突出する端部にナットを締結してなる請求項１に記載の電動舵取装置。
3. 前記操舵軸のテーパ支持部をテーパ軸とし、ハンドルステーのテーパ結合部をテーパ孔とし、操舵軸のテーパ軸にハンドルステーのテーパ孔を結合した状態で、ハンドルステーのテーパ孔と同軸をなす挿通孔にボルトを通し、該ボルトの該挿通孔から突出するおねじ部を、操舵軸においてテーパ軸と同軸をなすめねじ部に締結してなる請求項１に記載の電動舵取装置。
4. 前記操舵軸の回転規制部を該操舵軸の軸直角方向に突出する回転規則ピンとし、ハンドルステーの被規制部を被規制溝とし、回転規制ピンと被規制溝とが該操舵軸の軸まわりでクリアランスを介して係入される請求項１〜３のいずれかに記載の電動舵取装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の電動舵取装置を用いてなる鞍乗型車両。

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