JP7238573B2 - 電動車両のステアリング構造 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両のステアリング構造に関する。

歩行が困難な高齢者や身体障害者等の歩行困難者の移動手段として、人力式の車椅子や、使用者の運転操作によって自走可能な電動式の車椅子が提案されている。例えば、以下に示す特許文献１では、車体フレームの前方に左右一対の前輪が配置され、車体フレームの後方に左右一対の後輪が配置された小型電動車両について記載されている。小型電動車両は、後輪駆動用の駆動モータを備えている。駆動モータの上方には、運転者が着座するシートが設けられている。

また、フロア前方には前輪を操舵するためのステアリングシャフトが上方に向かって立設されている。ステアリングシャフトには、運転者の足まわりを保護する保護カバーとしてレッグシールドが設けられている。

特開２０１０－２００９６１号公報

しかしながら、特許文献１では、レッグシールドが設けられることで運転者からの前輪の前方付近への視界が遮られてしまったり、運転者の足を載せるスペースが制限されてしまうという問題があった。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、運転者の視界を遮ることなく、運転者の足を載せるスペースを確保することができる電動車両のステアリング構造を提供することを目的の１つとする。

本発明の電動車両のステアリング構造は、運転者が着座するシートと、前記シートの前方に配置され、前記運転者が前輪を操舵するためのハンドルと、一端側で前記ハンドルを軸周りに一体回転可能に支持するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの他端側を軸周りに回転可能に支持するステアリングポストと、前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ハンドルの操舵角に応じて前記前輪の操舵角を変更するパワーステアリング機構と、前記パワーステアリング機構を制御する制御装置と、を備え、前記ステアリングポストは、一端側が車体フレームに固定され、他端側が前記シートの座面よりも高い位置で前記ステアリングシャフトの他端側を支持する。
本発明の一態様では、前記操舵角センサと、前記操舵角センサを取り付けるセンサ台座と、前記ハンドルの操舵角を原位置に保持するリターンスプリングとが、前記シートの座面よりも高い位置に設けられる。
本発明の一態様では、前記ステアリングポストは、中空パイプによって形成され、前記中空パイプの内部には、前記操舵角センサ用のワイヤハーネスが配索される。
本発明の一態様では、前記ステアリングシャフト及び前記ステアリングポストを連結する一対のサイドポストと、前記ハンドルの操舵角を規制するストッパと、前記操舵角センサを取り付けるセンサ台座と、一端が前記ストッパに係合し、他端が前記センサ台座側に係合するリターンスプリングと、を更に備え、前記ストッパ及び前記センサ台座は、前記一対のサイドポストの間に配置され、前記ストッパは、前記サイドポストの外面に当接することで前記ハンドルの操舵角を規制する。

本発明によれば、運転者の視界を遮ることなく、運転者の足を載せるスペースを確保することができる。

本実施の形態に係る電動車両を右前方から見た斜視図である。 本実施の形態に係る電動車両を右後方から見た斜視図である。 本実施の形態に係る電動車両の左側面図である。 本実施の形態に係る電動車両の正面図である。 本実施の形態に係るハンドルユニットの平面図である。 本実施の形態に係るステアリング構造の斜視図である。 本実施の形態に係るステアリング構造の他の斜視図である。 本実施の形態に係るステアリング構造の機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明が適用される電動車両として、高齢者向けのセニアカーを例にして説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、身体に障害を持った人向けの電動車椅子等、他のタイプの電動車両に本発明を適用してもよい。また、方向については運転者を基準とし、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両上方を矢印ＵＰ、車両下方を矢印ＬＯ、車両左方を矢印Ｌ、車両右方を矢印Ｒでそれぞれ示す。すなわち、矢印ＦＲの示す方向が車両の前進方向である。

先ず、図１から図５を参照して、本実施の形態に係る電動車両の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る電動車両を右前方から見た斜視図である。図２は、本実施の形態に係る電動車両を右後方から見た斜視図である。図３は、本実施の形態に係る電動車両の左側面図である。図４は、本実施の形態に係る電動車両の正面図である。図５は、本実施の形態に係るハンドルユニットの平面図である。なお、電動車両は、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。

図１から図４に示すように、電動車両１は、歩道を走行するセニアカーで構成される。電動車両１は、運転者が高齢者であることが多く、法規上は歩行者として取り扱われる。具体的に電動車両１は、車体フレーム２に外装カバー３を取り付けた車体を備えている。

車体フレーム２は、全体の骨格部分を構成し、例えば金属パイプや板金部材等を溶接して形成される。車体フレーム２は、金属パイプを平面視Ｕ字状に屈曲されたボディパイプ２０を備えている。ボディパイプ２０は、前後に延びる左右一対のサイドバー２１と、左右一対のサイドバー２１の後端同士を連結するリヤバー２２と、によって構成される。

サイドバー２１は、側面視で鈍角のＶ字状に屈曲した形状を有している。具体的にサイドバー２１は、車両の前後方向の略中央部分が屈曲されている。サイドバー２１は、当該屈曲部分から前方においては前方に向かうに従って上方に傾斜して延びており、当該屈曲部分から後方においては後方に向かうに従って上方に傾斜して延びている。

リヤバー２２は、車両後方で車幅方向である左右方向に延びている。また、詳細は後述するが、車両前方には、前方に向かって平面視Ｕ字状に突出するフロントバー２３が設けられている。車体フレーム２の前側には、左右一対の前輪１０が配置されている。フロントバー２３は、前輪１０よりも高い位置に設けられている。車体フレーム２の後側には、左右一対の後輪１１が配置されている。リヤバー２２は、後輪１１よりも高い位置に設けられている。

また、本実施の形態に係る電動車両１は後輪駆動の車両であり、駆動用の電動モータ１２、バッテリ１３及びインバータ１４を備えている。電動モータ１２、バッテリ１３及びインバータ１４は、後輪１１の近傍に配置されている。電動モータ１２は、図示しないディファレンシャル装置を介して後輪１１を駆動させる。電動モータ１２は、バッテリ１３の電力により駆動する。インバータ１４は、バッテリ１３からの直流電流を交流電流に変換して電動モータ１２に供給する。

外装カバー３は、車体前側に配置されるフロントカバー３０と、車体後側に配置される電装カバー３１及びリヤカバー３２と、運転者の足載せ空間を規定するステップフロア３３と、を含んで構成される。フロントカバー３０は、左右一対の前輪１０の上方を覆うように形成される。フロントカバー３０は、前輪１０の泥除けとして機能する。フロントバー２３は、フロントカバー３０を貫通して前上方に向かって突出している。フロントカバー３０の内側には、前輪１０の操舵角を変更するパワーステアリング機構１５が設けられている。特に図示はしないが、パワーステアリング機構１５は、複数のリンク機構やステアリングモータ等のアクチュエータ（共に不図示）を含んで構成される。

電装カバー３１は、後輪１１の前方上方を覆うように形成される。電装カバー３１の前端は、サイドバー２１の屈曲部分に位置している。上記した電動モータ１２、バッテリ１３及びインバータ１４は、電装カバー３１によって覆われている。また、電装カバー３１の内側には、上記構成の他に、電動車両１を統括制御する制御装置１６等の各種電装部品が配置される。

制御装置１６は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、上記した各種構成を制御する制御プログラム等が記憶されている。本実施の形態における制御装置１６の主要な機能については後述する。

リヤカバー３２は、電装カバー３１の後端に連なるように左右一対の後輪１１の上方を覆うように形成される。リヤカバー３２もフロントカバー３０と同様に、後輪１１の泥除けとして機能する。電装カバー３１及びリヤカバー３２は、一対のサイドバー２１に挟まれるように配置されている。

ステップフロア３３は、前後に延びる左右一対のサイドバー２１の一部を覆うように形成される。ステップフロア３３は、リヤカバー３２とフロントカバー３０の間に配置される。具体的にステップフロア３３は、サイドバー２１の屈曲部分から前輪１０に向かって平坦に延びる平坦部３４と、平坦部３４の先端に連なって前方に向かうに従って上方に傾斜する傾斜部３５と、によって構成される。すなわち、平坦部３４とフロントカバー３０は、傾斜部３５によって接続されている。

フロントカバー３０及びステップフロア３３の上方には、車両を操舵可能にするハンドルユニット４（以下、単にハンドルと呼ぶことがある）が配置されている。ハンドルユニット４は、ステアバイワイヤ機構５を介して車体に取り付けられる。ステアバイワイヤ機構５は、ハンドルユニット４が取り付けられるステアリングシャフト６と、ステアリングシャフト６を軸周りに回転可能に支持するステアリングポスト７と、を含んで構成される。また、ステアリングシャフト６とステアリングポスト７との接続部分近傍は、ステアリングカバー８によって覆われている。

ステアリングポスト７の一端側は、車体フレーム２に固定されている。ステアリングポスト７の他端側は、ステアリングシャフト６の下端側を支持する。具体的にステアリングポスト７は、側面視略Ｌ字状に屈曲された中空パイプ７０の上下端に金属製の固定部材を溶接して構成される。

図１から図３に示すように、中空パイプ７０は、屈曲部７１の頂点が最前端に位置するように傾斜されている。具体的に中空パイプ７０は、屈曲部７１を起点に上方に向かうに従って後方に傾斜する第１ポスト部７２と、屈曲部７１を起点に下方に向かうに従って後方に傾斜する第２ポスト部７３と、を有している。第１ポスト部７２と第２ポスト部７３が成す角は、略直角となっている。

第１ポスト部７２の上端には、車幅方向に延びるブロック状のステアリングブラケット７４が溶接されている。ステアリングブラケット７４の上面には、第１ポスト部７２の開口部が露出されている（図６及び図７参照）。ステアリングシャフト６と第１ポスト部７２は、互いの軸方向が平行となるように配置されている（図３参照）。より具体的にステアリングシャフト６の中心軸と第１ポスト部７２の中心軸はずらされており、第１ポスト部７２の中心軸よりもステアリングシャフト６の中心軸が高い位置に設けられている（図３参照）。

第２ポスト部７３には、中空パイプ７０を車体フレーム２に固定するためのフレーム固定部７５が溶接されている（図１から図４参照）。フレーム固定部７５は、第２ポスト部７３の上方を覆うように、金属板を正面視Ｕ字状に折り曲げて形成される（図２参照）。フレーム固定部７５の下端は、直下の車体フレーム２に溶接される。側面視においてフレーム固定部７５は、前輪１０の中心の略真上に位置している。また、ステアリングブラケット７４は、フレーム固定部７５よりも後方に配置されている。なお、ハンドルユニット４及びステアバイワイヤ機構５の詳細構成については後述する。

電装カバー３１の上方には、運転者用のシート９が配置されている。シート９は、運転者が着座するシートクッション９０と、運転者の背もたれを構成するシートバック９１と、左右一対のアームレスト９２と、を有する。シートバック９１は、シートクッション９０の後端から上方に延びている。アームレスト９２は、シートバック９１の両側部に設けられている。シートクッション９０の座面高さは、ステアリングシャフト６とステアリングポスト７との接続部分よりも低くなっている。

次に、ハンドルユニット４の詳細構成について説明する。ハンドルユニット４は、運転者が前輪を操舵するためのものであり、シート９に着座した運転者により回転操作されるように構成されている。ハンドルユニット４は、ステアリングシャフト６の上端に設けられたハンドルブラケット６０に固定される。図５に示すように、ハンドルユニット４は、運転者が把持する左右一対のハンドルバー４０と、各種操作スイッチが配置されたスイッチボックス４１と、を含んで構成される。

一対のハンドルバー４０は、スイッチボックス４１の左右の側面から突出しており、平面視略Ｕ字状に屈曲されている。また、スイッチボックス４１の左右の角部には、それぞれバックミラー４２が配置されている。

スイッチボックス４１は、ハンドルユニット４全体の中央に配置されている。スイッチボックス４１には、電動車両１を走行させるために必要な操作装置類及び表示装置等が搭載されている。

スイッチボックス４１の右側の側面には、一対のアクセルレバー４３が設けられている。アクセルレバー４３は、初期位置から所定方向に押し下げることでアクセル操作が可能になっている。アクセルレバー４３は、後述する前後進切替レバー４６で選択された進行方向へのアクセル操作を行う。アクセルレバー４３を押し下げると電動車両１が所定方向に進行し、アクセルレバー４３から手を離すと電動モータ１２にブレーキがかかって電動車両１が制動される。

スイッチボックス４１の前方左角部の側面には、ブレーキレバー４４が設けられている。ブレーキレバー４４は、左方に向かって突出しており、基端側を起点に初期位置から後方に回動可能に構成されている。ブレーキレバー４４は、電動車両１の手押し時にはブレーキとして機能し、駐車時にはパーキングブレーキとして機能する。

スイッチボックス４１の上面には、最高速度設定ノブ４５、前後進切替レバー４６、表示部４７、ウインカースイッチ４８及び警報スイッチ４９が設けられている。

最高速度設定ノブ４５は、ダイヤル式の操作部であり、スイッチボックス４１の上面略中央に配置されている。最高速度設定ノブ４５を操作することにより、所定の速度範囲で前進時の最高速度の調整が可能である。例えば、時速１ｋｍから６ｋｍの範囲で電動車両１の最高速度を調整可能である。

前後進切替レバー４６は、前後方向にスライド可能なスイッチで構成される。前後進切替レバー４６は、車両の進行方向を前進又は後進に切替えるためのものである。前後進切替レバー４６は、前進を指示する前進位置と、後進を指示する後進位置との間でスライド可能になっている。

表示部４７は、電動車両１における所定情報を適時表示するディスプレイで構成される。表示部４７は、例えば、バッテリ１３の充電状態等を表示する。

ウインカースイッチ４８は、左右で一対設けられている。左右一対のウインカースイッチ４８に対応して、近傍には左右一対のウインカー表示灯４８ａが配置されている。例えば、左側のウインカースイッチ４８を操作すると左側のウインカー表示灯４８ａが点滅して左折が合図される。一方、右側のウインカースイッチ４８を操作すると右側のウインカー表示灯４８ａが点滅して右折が合図される。

警報スイッチ４９は、押ボタン式のスイッチで構成される。警報スイッチ４９は、一対のウインカースイッチ４８の間に配置される。警報スイッチ４９を押すことでスピーカ（不図示）から警報音が発せられる。

ところで、上記したような車椅子型小型電動車両においては、前輪の操舵制御を人力によらずパワーステアリング装置によって実現するステアバイワイヤ方式を採用したものが提案されている。例えば、この種の電動車両として、電動モータ等の操舵アクチュエータとギヤやリンクから構成されるパワーステアリング装置と、操舵力を入力するジョイスティック式のコントローラと、を備えたものがある。

ジョイスティック式の電動車両においては、従来のハンドル式の電動車両と異なり、操作が複雑である。具体的にジョイスティック式の電動車両では、速度系と操舵系が同一の検出装置で構成される。これに対し、ハンドル式の電 動車両は、速度系と操舵系が別々の検出装置で構成される。このため、ジョイスティック式の電動車両では、ハンドル式に比べて操作の習熟に時間がかかることが想定される。

また、電動車両を利用する運転者は、筋力の衰えた人や反射神経の衰えた高齢者であることが多い。このため、運転者が電動車両に搭乗する際に体重を支える構成があることが好ましい。この点、ハンドル式の電動車両においては、ハンドルが電動車両の比較的高い位置に設けられる。このため、運転者は、ハンドルを乗車時の支えとして活用することが可能である。

一方で、ジョイスティック式の電動車両は、上記のような乗車時に運転者の支えとなる構成を備えていないため、運転者が体重を支えながら乗車することが難しいという問題がある。

更に、従来のハンドル式の電動車両では、ハンドルを支持するステアリングシャフトの周囲に大型の保護カバーが取り付けられる。このため、運転者からの前輪の前方付近への視界が遮られて前輪の位置が把握し難くなるおそれがある。また、運転者の足を載せるスペースが制限されてしまうという問題も発生し得る。

そこで、本件発明者は、ハンドル式の電動車両でステアバイワイヤ機構を採用するに際し、ステアバイワイヤ機構の配置箇所とシートの座面との位置関係に着目して本発明に想到した。上記したように本実施の形態では、シート９の前方に配置されるハンドルユニット４が、ステアバイワイヤ機構５を介して車体に取り付けられる。ステアバイワイヤ機構５は、ハンドルユニット４が取り付けられるステアリングシャフト６と、ステアリングシャフト６を軸周りに回転可能に支持するステアリングポスト７と、を含んで構成される。ステアリングシャフト６は、上端側でハンドルユニット４を軸周りに一体回転可能に支持する。また、ステアリングポスト７は、一端側が車体フレーム２に固定され、他端側がシートクッション９０の座面より高い位置でステアリングシャフト６の他端側を支持している。

この構成によれば、ステアリングシャフト６とステアリングポスト７との接続部分を境界にして、ハンドルユニット４の回転に連動して動く可動部分と、ハンドルユニット４の回転に連動することなく固定された固定部分と、に区分することが可能である。この場合、ステアリングシャフト６が上記の可動部分に相当し、ステアリングポスト７が上記の固定部分に相当する。すなわち、可動部分がシートクッション９０の座面より高い位置に設けられ、固定部分がシートクッション９０の座面より低い位置に設けられている。このため、運転者の足元に位置するステアリングポスト７の周囲に、レッグシールド等の保護カバーを設ける必要がない。この結果、シート９に着座した運転者の視界を遮る障害物がなくなると共に、運転者の足を載せるスペースを確保することが可能である。また、ステアリングポスト７がハンドルユニット４の回転に連動して動かないため、運転者の足回りにおいて衣服や荷物が巻き込まれることを防止できる。

次に図１から図８を参照して、ステアバイワイヤ機構の詳細について説明する。図６は、本実施の形態に係るステアリング構造の斜視図である。図７は、本実施の形態に係るステアリング構造の他の斜視図である。図８は、本実施の形態に係るステアリング構造の機能ブロック図である。なお、図８に示す機能ブロック図は、機械的な接続関係を実線で示し、電気的な接続関係を破線で示している。

図１から図８に示すように、本実施の形態に係る電動車両１は、ハンドルユニット４の操舵量を機械的に操舵輪である前輪１０へ直接伝達するのではなく、ハンドルユニット４の操舵量を電気的に検出して前輪１０の操舵角を制御する、いわゆるステアバイワイヤ機構５が採用されている。ステアバイワイヤとは、従来の機械式制御に置き換わり、ワイヤを介した電気信号で機械的な動作を制御する技術をいう。ステアバイワイヤによれば、ステアリングシャフト６と車軸をつなぐギヤボックス等が不要になるので、電動車両１の軽量化やスペースの拡大が可能になる。また、車両デザインの自由度も大幅に高められる。

ステアバイワイヤ機構５は、ハンドルユニット４の操舵角を操舵角センサ５０で検出し、制御装置１６が当該操舵角に応じてパワーステアリング機構１５を制御することで前輪１０の操舵角を変更するように構成されている（図８参照）。

ここで、図６及び図７を参照して、ハンドルユニット４の操舵角を検出するステアバイワイヤ機構５の詳細構成、特にステアリングシャフト６とステアリングポスト７との接続部分の構成について詳細に説明する。

図６及び図７に示すように、ステアリングポスト７の一部を構成するステアリングブラケット７４の左右両端には、それぞれサイドポスト５１が設けられている。左右一対のサイドポスト５１は、ステアリングブラケット７４の端部から後上方に向かって延びる中空パイプで構成される。左右一対のサイドポスト５１は、第１ポスト部７２と略平行に配置されている。サイドポスト５１の上端は、側面視でアームレスト９２と略同じ高さに位置している（図３参照）。

一対のサイドポスト５１の上端同士は、連結プレート５１ａによって連結されている。連結プレート５１ａは、前後方向に厚みを有し、左右方向に延びる金属板で形成される。連結プレート５１ａは、一対のサイドポスト５１の背面側から例えば溶接により接合される。

また、サイドポスト５１の上端側で一対のサイドポスト５１の間には、ステアリングシャフト６を回転可能に支持するステアリングサポート５２が設けられている。ステアリングサポート５２は、金属のブロック体で形成され、中央に上下に貫通する貫通穴５２ａを有している。貫通穴５２ａには、ステアリングサポート５２が挿通される。貫通穴５２ａの内部には、不図示のベアリングが設けられている。ステアリングサポート５２は、連結プレート５１ａの正面に配置され、ボルトＢとナットＮにより、連結プレート５１ａに固定される。

軸方向においてステアリングサポート５２とステアリングブラケット７４との間には、ステアリングシャフト６を回転可能に支持する軸受部５３と、上記した操舵角センサ５０を取り付けるためのセンサ台座５４と、が設けられている。

軸受部５３は、略円筒状に形成される。ステアリングシャフト６は、軸受部５３に達するまで下方に延びている。ステアリングシャフト６の下端は、軸受部５３内に設けられるベアリング（不図示）によって回転可能に支持される。センサ台座５４は、左右に延びており、それぞれの端部がサイドポスト５１に溶接されている。センサ台座５４は、軸受部５３と略同じ高さに配置され、軸受部５３に対してやや前方に位置している。軸受部５３とセンサ台座５４とは、ボルト締結又は溶接により一体固定される。

センサ台座５４の上面には、センサブラケット５５を介して操舵角センサ５０が設けられている。センサブラケット５５は、例えば金属板を折り曲げて形成される。操舵角センサ５０は、上記したようにハンドルユニット４の操舵角を検出するように構成されている。具体的に操舵角センサ５０は、下面からセンサブラケット５５を貫通してセンサ台座側に突出する軸部５０ａを有している。軸部５０ａには、後述するステアリングシャフト６側のギヤ部５７に噛み合うセンサ側ギヤ部５０ｂが設けられている。軸部５０ａとセンサ側ギヤ部５０ｂは、一体回転可能に連結されている。

軸受部５３の上方において、ステアリングシャフト６には、回転角度範囲を規制するストッパ５６と、センサ側ギヤ部５０ｂに噛み合うギヤ部５７と、が設けられている。ストッパ５６は、軸方向に所定厚みを有する板状体で形成される。ストッパ５６は、ステアリングシャフト６の外面から後方に向かって径方向外側に突出しており、ステアリングシャフト６の軸方向からみて概略扇状に形成されている。ギヤ部５７は、ストッパ５６よりも軸方向下方に位置している。ストッパ５６及びギヤ部５７は、ステアリングシャフト６と一体回転可能に固定されている。

操舵角センサ５０は、ステアリングシャフト６の回転がギヤ部５７を介してセンサ側ギヤ部５０ｂに伝えられ、センサ側ギヤ部５０ｂの回転角度を検出することでステアリングシャフト６の回転角度、すなわちハンドルユニット４の操舵角を検出する。操舵角センサ５０の正面には、ワイヤハーネス５０ｃのコネクタ５０ｄが接続されている。ワイヤハーネス５０ｃは、操舵角センサ５０の正面から下方に取り回され、第１ポスト部７２の上端側の開口部内に収められる。図示はしないが、ワイヤハーネス５０ｃは、中空パイプ７０を経由して下方の車体フレーム２、更には車両後方の制御装置１６に取り回される。

扇型に形成されるストッパ５６の左右両角部には、それぞれリターンスプリング５８の一端が係合している。リターンスプリング５８は、例えば引張コイルバネで構成される。センサ台座５４の左右両側面からは、それぞれ棒状のスプリング支持部５９が突出している。スプリング支持部５９は、棒材を複数回屈曲して形成され、その先端にリターンスプリング５８の他端が係合している。ストッパ５６、リターンスプリング５８及びスプリング支持部５９により、サイドポスト５１が囲われる配置となっている。ストッパ５６は、一対のリターンスプリング５８により引っ張られており、操舵角がゼロとなる原位置（前輪１０が前後に向く方向）に保持されている。

このように構成されるステアバイワイヤ機構５においては、運転者がハンドルユニット４を所定方向に操舵すると、ステアリングシャフト６が軸周りに所定角度回転する。ステアリングシャフト６の回転は、下端のギヤ部５７を介してセンサ側ギヤ部５０ｂに伝達される。操舵角センサ５０は、センサ側ギヤ部５０ｂの回転を検出することでステアリングシャフト６の回転角度（ハンドルユニット４の操舵角）を検出することが可能である。

操舵角センサ５０が検出したステアリングシャフト６の回転角度は、ワイヤハーネス５０ｃを介して制御装置１６に出力される。制御装置１６は、ステアリングシャフト６の回転角に応じて前輪１０の操舵角を変更するように、パワーステアリング機構１５へ指令を出す。パワーステアリング機構１５は、制御装置１６からの指令に応じて前輪１０の操舵角を調整する。これにより、ハンドルユニット４の操舵角に応じた前輪１０の操舵制御が可能である。

また、ハンドルユニット４の操舵角の範囲は、ストッパ５６によって規制される。具体的には、扇型のストッパ５６の端部がサイドポスト５１の外面に当接することで、ステアリングシャフト６のそれ以上の回転が規制される。これにより、ハンドルユニット４の過度な回転を規制することが可能である。

また、操舵角センサ５０は、ステアリングシャフト６よりも前方に配置されている。この構成によれば、運転者の視界を遮るような比較的大きな部品が運転者側に位置しないため、運転者の視界を遮ることなくステアバイワイヤ機構５を実現することが可能である。

以上説明したように、本実施の形態に関わる電動車両１のステアリング機構においては、ステアリングポスト７の一端側が車体フレーム２に固定され、他端側がシートクッション９０の座面よりも高い位置で、ステアリングシャフト６の他端側を回転可能に支持している。より具体的には、操舵角センサ５０がシートクッション９０の座面よりも高い位置に設けられている。このように、ステアバイワイヤ機構５を構成する可動部分と固定部分との境界をシートクッション９０の座面よりも高い位置に配置したことで、運転者の足まわりにステアバイワイヤ機構５の可動部分が存在せず、運転者のレッグスペースを確保することが可能である。運転者から前輪１０の前方付近に対する視界を遮る障害物がなくなり、視界が良好になる。

また、ハンドルユニット４がシート９の前方上方の高い位置に配置され、ステアリングシャフト６やステアリングポスト７を介して車体フレーム２にハンドルユニット４を強固に固定することができる。このため、ハンドルユニット４を運転者が乗車する際の支えとして活用することができ、乗車時の利便性が向上される。

また、ステアリングポスト７が、最前端に配置される屈曲部７１と、屈曲部７１を起点に上方に向かうに従って後方に傾斜する第１ポスト部７２と、屈曲部７１を起点に下方に向かうに従って後方に傾斜する第２ポスト部７３と、を有している。そして、第２ポスト部７３側が車体フレーム２に固定されている。この構成によれば、ステアリングポスト７が側面視で屈曲していることで、ステップフロア３３上方の足を入れるスペースを大きくでき、快適性を向上することが可能である。また、シート９に着座した運転者の視点から、より遠い位置を通るようにステアリングポスト７を形成することができる。この結果、ステアリングポスト７によって遮られる前輪１０前方付近への視界の範囲を低減することが可能である。

また、電動車両１は、前輪１０の前方に配置されるフロントバーを備えており、屈曲部７１の少なくとも一部は、前輪１０の中心よりも前方で且つフロントバー２３の後方に位置している。この構成によれば、フロントバー２３がステアリングポスト７よりも前方に位置することで、ステアリングシャフト６に障害物等が衝突することを防止することが可能である。また、前輪１０の中心よりも前方に屈曲部が位置することで、前輪１０前方付近への視界を十分に確保すると共に、運転者の足置きスペースを広く確保することが可能である。

また、ステアリングポスト７は、中空パイプ７０によって形成され、中空パイプ７０の内部には、操舵角センサ５０用のワイヤハーネス５０ｃが配索されている。例えば、ワイヤハーネス５０ｃをステアリングポスト７の外側に配置した場合、ワイヤハーネス５０ｃを保護するための保護カバーを設ける必要がある。ステアリングポスト７の周囲に保護カバーを設けることは、運転者にとって前輪１０の前方付近への視界を遮る障害物となり得る。上記構成によれば、保護カバーを用いることなく中空パイプ７０でワイヤハーネス５０ｃを保護することができる。よって、視界を遮ることを防止することが可能である。

また、車体フレーム２の一部を覆う外装カバー３として設けられるステップフロア３３は、前方に向かうに従って上方に傾斜してフロントカバー３０に接続される傾斜部３５を有している。そしてステアリングポスト７は、側面視において、傾斜部３５の延長線Ｌよりも前方で車体フレーム２に固定される。すなわち、フレーム固定部７５は、傾斜部３５の延長線Ｌよりも前方に配置されている。この構成によれば、乗降の際に運転者の足が傾斜部３５からはみ出しても、誤ってステアリングポスト７に接触することを防止できる。

また、ステアバイワイヤ機構５は、ステアリングシャフト６及びステアリングポスト７を連結する一対のサイドポスト５１と、ハンドルユニット４の操舵角を規制するストッパ５６と、操舵角センサ５０を取り付けるセンサ台座５４と、一端がストッパ５６に係合し、他端がセンサ台座５４側に係合するリターンスプリング５８と、を備えている。ストッパ５６及びセンサ台座５４は、一対のサイドポスト５１の間に配置されている。ストッパ５６は、サイドポスト５１の外面に当接することでハンドルユニット４の操舵角を規制する。この構成によれば、一対のサイドポストの幅内で、回転規制の構成と原位置復帰の構成を配置することが可能である。これにより、ステアバイワイヤ機構５の大型化を防止することができ、運転者の視認性をより向上すると共に足元のスペースを確保することが可能である。

なお、上記した実施の形態では、ステアリングポスト７が側面視Ｌ字状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。例えばステアリングポスト７は、Ｃ字状やＪ字状に湾曲した形状であってもよい。

また、上記した実施の形態では、ステアリングシャフト６が前輪１０に対して直接機械的に結合されていないため、ステアリングシャフト６の設置角度に自由度が得られる。そのため、ステアリングシャフト６にチルト機構を追加してもよい。この結果、前輪１０の前方における視認性を確保したシャフト形状を実現することが可能である。

また、上記した実施の形態において、ステアリングシャフト６は、中空パイプで形成されることが好ましい。この構成によれば、ハンドルユニット４からのワイヤハーネスを中空パイプ内に配設して専用の保護カバーを省略することが可能である。このように、車体フレーム２等の筐体部品を中空パイプで形成することで、ワイヤハーネスを配索するためのスペースを確保することができ、専用の保護カバーを用いることなくワイヤハーネスを保護することが可能である。この結果、外装カバー３の個数を削減することができ、運転者の視界を遮ることを防止しつつ、運転者の足置きスペースを十分に確保することが可能である。

また、上記した実施の形態では、リターンスプリング５８が引張コイルバネで構成される場合について説明したが、この構成に限定されない。リターンスプリング５８は、ねじりバネ、板バネ等、他のタイプの付勢部材で構成されてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、運転者の視界を遮ることなく、運転者の足を載せるスペースを確保することができるという効果を有し、特に、セニアカー等の電動車両に有用である。

１ ：電動車両
２ ：車体フレーム
３ ：外装カバー
４ ：ハンドルユニット
５ ：ステアバイワイヤ機構
６ ：ステアリングシャフト
７ ：ステアリングポスト
８ ：ステアリングカバー
９ ：シート
１０ ：前輪
１１ ：後輪
１２ ：電動モータ
１３ ：バッテリ
１４ ：インバータ
１５ ：パワーステアリング機構
１６ ：制御装置
２０ ：ボディパイプ
２１ ：サイドバー
２２ ：リヤバー
２３ ：フロントバー
３０ ：フロントカバー
３１ ：電装カバー
３２ ：リヤカバー
３３ ：ステップフロア
３４ ：平坦部
３５ ：傾斜部
４０ ：ハンドルバー
４１ ：スイッチボックス
４２ ：バックミラー
４３ ：アクセルレバー
４４ ：ブレーキレバー
４５ ：最高速度設定ノブ
４６ ：前後進切替レバー
４７ ：表示部
４８ ：ウインカースイッチ
４８ａ ：ウインカー表示灯
４９ ：警報スイッチ
５０ ：操舵角センサ
５０ａ ：軸部
５０ｂ ：センサ側ギヤ部
５０ｃ ：ワイヤハーネス
５０ｄ ：コネクタ
５１ ：サイドポスト
５１ａ ：連結プレート
５２ ：ステアリングサポート
５２ａ ：貫通穴
５３ ：軸受部
５４ ：センサ台座
５５ ：センサブラケット
５６ ：ストッパ
５７ ：ギヤ部
５８ ：リターンスプリング
５９ ：スプリング支持部
６０ ：ハンドルブラケット
７０ ：中空パイプ
７１ ：屈曲部
７２ ：第１ポスト部
７３ ：第２ポスト部
７４ ：ステアリングブラケット
７５ ：フレーム固定部
９０ ：シートクッション
９１ ：シートバック
９２ ：アームレスト
Ｂ ：ボルト
Ｎ ：ナット

Claims (6)

1. 運転者が着座するシートと、
   前記シートの前方に配置され、前記運転者が前輪を操舵するためのハンドルと、
   一端側で前記ハンドルを軸周りに一体回転可能に支持するステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトの他端側を軸周りに回転可能に支持するステアリングポストと、
   前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、
   前記ハンドルの操舵角に応じて前記前輪の操舵角を変更するパワーステアリング機構と、
   前記パワーステアリング機構を制御する制御装置と、を備え、
   前記ステアリングポストは、一端側が車体フレームに固定され、他端側が前記シートの座面よりも高い位置で前記ステアリングシャフトの他端側を支持し、
   前記操舵角センサと、前記操舵角センサを取り付けるセンサ台座と、前記ハンドルの操舵角を原位置に保持するリターンスプリングとが、前記シートの座面よりも高い位置に設けられることを特徴とする電動車両のステアリング構造。
2. 前記ステアリングポストは、
   最前端に配置される屈曲部と、
   前記屈曲部を起点に上方に向かうに従って後方に傾斜する第１ポスト部と、
   前記屈曲部を起点に下方に向かうに従って後方に傾斜する第２ポスト部と、を有し、
   前記第２ポスト部側が前記車体フレームに固定されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両のステアリング構造。
3. 前記前輪の前方に配置されるフロントバーを更に備え、
   前記屈曲部の少なくとも一部は、前記前輪の中心よりも前方で且つ前記フロントバーの後方に位置することを特徴とする請求項２に記載の電動車両のステアリング構造。
4. 運転者が着座するシートと、
   前記シートの前方に配置され、前記運転者が前輪を操舵するためのハンドルと、
   一端側で前記ハンドルを軸周りに一体回転可能に支持するステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトの他端側を軸周りに回転可能に支持するステアリングポストと、
   前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、
   前記ハンドルの操舵角に応じて前記前輪の操舵角を変更するパワーステアリング機構と、
   前記パワーステアリング機構を制御する制御装置と、を備え、
   前記ステアリングポストは、一端側が車体フレームに固定され、他端側が前記シートの座面よりも高い位置で前記ステアリングシャフトの他端側を支持し、
   前記ステアリングポストは、中空パイプによって形成され、
   前記中空パイプの内部には、前記操舵角センサ用のワイヤハーネスが配索されることを特徴とする電動車両のステアリング構造。
5. 運転者が着座するシートと、
   前記シートの前方に配置され、前記運転者が前輪を操舵するためのハンドルと、
   一端側で前記ハンドルを軸周りに一体回転可能に支持するステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトの他端側を軸周りに回転可能に支持するステアリングポストと、
   前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、
   前記ハンドルの操舵角に応じて前記前輪の操舵角を変更するパワーステアリング機構と、
   前記パワーステアリング機構を制御する制御装置と、を備え、
   前記ステアリングポストは、一端側が車体フレームに固定され、他端側が前記シートの座面よりも高い位置で前記ステアリングシャフトの他端側を支持し、
   前記ステアリングシャフト及び前記ステアリングポストを連結する一対のサイドポストと、
   前記ハンドルの操舵角を規制するストッパと、
   前記操舵角センサを取り付けるセンサ台座と、
   一端が前記ストッパに係合し、他端が前記センサ台座側に係合するリターンスプリングと、を更に備え、
   前記ストッパ及び前記センサ台座は、前記一対のサイドポストの間に配置され、
   前記ストッパは、前記サイドポストの外面に当接することで前記ハンドルの操舵角を規制することを特徴とする電動車両のステアリング構造。
6. 前記車体フレームの一部を覆う外装カバーを更に備え、
   前記外装カバーは、
   前記前輪の上方を覆うフロントカバーと、
   前記運転者の足載せ空間を規定するステップフロアと、を有し、
   前記ステップフロアは、前方に向かうに従って上方に傾斜して前記フロントカバーに接続される傾斜部を有し、
   前記ステアリングポストは、側面視において、前記傾斜部の延長線よりも前方で前記車体フレームに固定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電動車両のステアリング構造。

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