JPH0347971Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は電気式パワーステアリング装置に関す
るものである。

従来の技術 電気式パワーステアリング装置は、運転者によ
りステアリングホイールに加えられた操作力を電
動モータを動力源としてパワーアツプするもので
あり、実開昭58−53562号公報にはその一つが開
示されている。この装置は、操舵車輪を回転可能
に支持するとともにほぼ上下方向の軸線のまわり
に回動可能なナツクルと、上下方向の軸線のまわ
りに回動可能に設けられ、タイロツドによつてナ
ツクルに接続されたベルクランクと、運転者によ
つて回転操作されるステアリングホイールと、そ
のステアリングホイールに一端が結合され、他端
がかじ取り歯車機構およびリンク機構によつてベ
ルクランクに連結されたステアリングシヤフト
と、そのステアリングシヤフトに歯車機構を介し
て係合させられ、ステアリングシヤフトをその軸
心のまわりに回動させる電動モータと、ステアリ
ングシヤフトに設けられてステアリングホイール
に加えられるトルクを検出するトルク検出装置
と、そのトルク検出装置によつて検出されたトル
クの大きさに対応した電流を電動モータに供給す
る制御回路とを備えて構成される。

かじ取り歯車機構は、ステアリングシヤフトの
回転を比較的大きく減速してリンク機構に伝達す
るとともに、操舵車輪が路面の凸部に乗り上げた
ような場合に操舵車輪側からリンク機構を介して
伝達される衝撃力を適度な大きさに弱めてステア
リングシヤフトに伝達するものである。また、リ
ンク機構は、かじ取り歯車機構の出力軸に固定さ
れたピツトマンアームと、一端がピツトマンアー
ムに、他端がベルクランクに、それぞれボールジ
ヨイントによつて連結されたドラツグリンクとか
ら成つている。また、ステアリングシヤフトは、
ステアリングホイールに連結された第一部と、一
端部が第一部に相対角変位可能に連結されるとと
もに他端部ば上記かじ取り歯車機構に連結された
第二部とから成り、両部の間にトルク検出装置が
設けられるとともに、第二部に電動モータが係合
させられる構成となつている。そして、ステアリ
ングホイールが回転操作されたとき、トルク検出
装置によつて検出されたトルクの大きさに基づく
電流によつて電動モータが駆動され、ステアリン
グシヤフトの第二部が回転させられるとともに、
かじ取り歯車機構、リンク機構、ベルクランク、
タイロツド、ナツクルを介して操舵車輪の向きが
変えられるのである。

考案が解決しようとする問題点 しかし、上記のような電気式パワーステアリン
グ装置には、次のような問題が存する。

まず、ドラツクリンクは、水平軸線のまわりに
回動するピツトマンアームと、垂直軸線のまわり
に回動するベルクランクとに連結され、両者の回
動の組合わせにより３次元の空間内で運動をする
ため、作動スペースを広く取ることが必要であ
り、ドラツグリンクのまわりに他部材を配設する
ことが困難となり、設計の自由度が低下する問題
が生ずる。

また、動力源たる電動モータはステアリングシ
ヤフトの第二部に近接して設けられているが、作
業者の邪魔になるなどの理由でこの位置に配設す
ることができなくなる場合があるという問題もあ
る。

さらに、電動モータより操舵車輪側の部材は、
パワーアツプされた力を伝達するために剛性の高
いものとすることが必要なのであるが、電動モー
タがステアリングシヤフトの第二部に係合させら
れている場合、第二部の電動モータよりも操舵車
輪側の部分、かじ取り歯車機構およびリンク機構
を剛性の高いものとしなければならず、製造コス
トが高くなる上、電動モータにより駆動される部
分の弾性変形の累積により操舵車輪の作動遅れが
大きくなることを避け得ないという問題が生ず
る。

さらにまた、操舵車輪が路面の凸部に乗り上げ
る等により操舵車輪に回動力が加えられた場合、
その力はナツクル、ベルクランクからリンク機構
に伝達され、リンク機構とステアリングシヤフト
とを連結するかじ取り歯車機構において受けられ
るのであるが、操舵車輪と力を受けるかじ取り歯
車機構との距離が長いため、途中の部材の弾性変
形によつて操舵車輪の回動角度が大きくなつてし
まうのであり、また、それを小さくするためにも
ドラツグリンクやピツトマンアームを剛性の高い
ものとすることが必要となつて製造コストが高く
なる問題もある。

問題点を解決するための手段 本考案は上記の問題を解決するために、前述の
電気式パワーステアリング装置において、電動モ
ータをステアリングシヤフトに係合させる代わり
に電動シリンダをベルクランクに連結し、その電
動シリンダに回転伝達機構を介してステアリング
シヤフトを連結したものである。電動シリンダ
は、ハウジング、そのハウジングによつて回転可
能かつ軸方向に移動不能に保持された軸駆動ギ
ヤ、その軸駆動ギヤに螺合されたねじ軸およびハ
ウジングに固定されて軸駆動ギヤを駆動する電動
モータを備え、ハウジングが車体に回動可能に取
り付けられる一方、ねじ軸がベルクランクに連結
される。また、ステアリングシヤフトは回転伝達
機構を介して電動モータの回転軸に連結される。

作用および効果 以上のように構成された電気式パワーステアリ
ング装置において、リンク機構に代えて回転伝達
機構が採用されたことにより、ドラツグリンクの
ように複雑な動きをするリンクの作動スペースを
確保することが不要となり、周辺部材の設計の自
由度が向上する効果が得られる。

また、駆動源たる電動モータを備えた電動シリ
ンダがベルクランクと回転伝達機構との間に設け
られているため、電動モータをステアリングシヤ
フトに取り付ける場合のように作業者の作業の邪
魔になる恐れがなく、さらに、電動モータによつ
てパワーアツプされた力を伝達するのは電動シリ
ンダよりも下流側の部材、すなわちベルクラン
ク、タイロツド、ナツクルのみでよく、電動シリ
ンダよりも上流側の部材、すなわちステアリング
シヤフト側の部材の剛性を低くし得るため、剛性
を高くしなければならない部分が少なくて済み、
製造コストを低減させ得るとともに弾性変形が少
なく、操舵車輪の作動遅れが少なくて済む効果が
得られる。なお、パワーステアリング装置の故障
時には、電動シリンダより上流側の部材もステア
リングホイールに加えられる比較的大きなトルク
を伝達する必要があるのであるが、この場合には
とにかく操舵が可能であればよく、作動遅れは問
題にされないため、上流側の部材は比較的剛性を
低くし得るのである。

さらにまた、車輪が路面の凸部に乗り上げる等
により操舵車輪に回動力が加えられても、その回
動力は車体の電動シリンダのハウジングが取り付
けられた部分によつて受けられ、操舵車輪から比
較的近い部分において受けられることとなるた
め、操舵車輪の振れ角が小さくて済む上、電動シ
リンダよりも上流側の部材は路面からの力を受け
る必要がないため、この点からも剛性の低いもの
とすることができる。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本考案の一実施例であるフオークリフ
ト用電気式パワーステアリング装置を示す図であ
り、図において10は操舵車輪たる一対の後車輪で
ある。これら後車輪１０の間にはリヤアクスル１
２が配設されており、後車輪１０は、リヤアクス
ル１２にほぼ上下方向の軸線のまわりに回動可能
に取り付けられたナツクル１４により回転可能に
支持されている。リヤアクスル１２の長手方向の
中央部にはベルクランク１６が上下方向の軸線の
まわりに回動可能に設けられており、ナツクル１
４は、タイロツド１８によつてそれぞれベルクラ
ンク１６に接続され、ベルクランク１６の回動に
伴つてタイロツド１８を介してナツクル１４が回
動させられることにより後車輪１０の向きが変え
られるようになつている。

また、第１図において２０は運転者によつて回
転操作されるステアリングホイールであり、この
ステアリングホイール２０にはステアリングシヤ
フト２２の一端が結合されている。ステアリング
シヤフト２２は、ステアリングホイール２０に連
結された第一部２４と、その第一部２４に対して
相対角変位可能に連結された第二部２６とから成
り、それら第一部２４と第二部２６との間にステ
アリングホイール２０に加えられるトルクを検出
するトルク検出装置２８が設けられている。トル
ク検出装置２８のトルク検出信号は制御回路２９
に送られるようになつている。

第二部２６の第一部２４に連結された側とは反
対側の端部には、かさ歯車３０が取り付けられて
いる。かさ歯車３０は、ロツド３２の一端部に取
り付けられたかさ歯車３４に直角に噛み合わされ
ており、第二部２６の回転が直角に向きを変えら
れてロツド３２に伝達されるようになつている。
ロツド３２はベアリングを介して図示しない車体
により回転可能に支持されているのであり、その
他端部にはユニバーサルジヨイント３６を介して
ロツド３８の一端部が回動可能に連結され、上記
かさ歯車３０、ロツド３２、かさ歯車３４、ユニ
バーサルジヨイント３６およびロツド３８等によ
つて回転伝達機構が構成されている。

上記回転伝達機構と前記ベルクランク１６との
間には電動シリンダ４０が設けられている。電動
シリンダ４０は、ボールジヨイントにより図示し
ない車体に一軸線まわりに回動可能に取り付けら
れたハウジング４２を備えている。ハウジング４
２は、断面形状が楕円を成す本体部４４と、その
本体部４４の中心より外れた一方の側から車両の
前後方向にそれぞれ延び出す円筒部４６および４
８とから成り、円筒部４６の先端部において車体
に取り付けられている。本体部４４内には、第２
図に示すように、軸駆動ギア５０が円筒部４６，
４８と同心に配設されるとともに、一対のベアリ
ング５２によつて回転可能かつ軸方向に移動不能
に支持されている。軸駆動ギア５０は、その内周
面に雌ねじが形成されるとともに、外周面に歯５
４が形成されたものであり、ねじ軸５６が螺合さ
れている。ねじ軸５６の円筒部４８に挿通された
側の部分は外に突出させられるとともに、その突
出端部は前記ベルクランク１６にボールジヨイン
ト５８によつて連結されている。

また、上記軸駆動ギア５０の外周に形成された
歯５４には、軸駆動ギア５０よりも小径の歯車６
２が噛み合わされている。歯車６２は、ハウジン
グ４２に固定された電動モータ６４の減速機６５
を介して回転させられる回転軸６６に取り付けら
れており、電動モータ６４によつて歯車６２が回
転させられるとき、軸方向に移動不能とされた軸
駆動ギア５０の回転によりねじ軸５６が軸方向に
往復移動させられるようになつている。なお、電
動モータ６４に供給される電流の大きさは、前記
制御回路２９によつて制御され、前記トルク検出
装置２８により検出されたトルクの大きさに対応
した電流が供給されるようになつている。また、
回転軸６６の電動モータ６４に取り付けられた側
とは反対側に端部は本体部４４から車両前方側に
延び出させられており、その突出端部には突条が
形成されてスプライン軸部６８とされている。こ
のスプライン軸部６８は、前記ロツド３８の端部
に設けらえたボス部７０のスプライン穴７２に嵌
合されており、それによつて回転軸６６はロツド
３８に回転不能かつ軸方向に相対移動可能に連結
されている。

以上のように構成されたステアリング装置にお
いて、ステアリングホイール２０が回転操作され
た場合には、トルク検出装置２８が検出するトル
クの大きさに対応した電流が電動モータ６４に供
給され、回転軸６６、歯車６２、軸駆動ギア５０
を介してねじ軸５６が軸方向に移動させられるこ
とによりベルクランク１６が回動させられて後車
輪１０の向きが変えられることとなる。なお、本
パワーステアリング装置が故障した場合には、ス
テアリングホイール２０に加えられる回転力は前
記回転伝達機構によつて回転軸６６に伝達される
こととなり、その回転軸６６の回転により歯車６
２、軸駆動ギア５０が回転させられるとともにね
じ軸５６が移動させられ、後車輪１０の向きが変
えられることとなる。

このように本実施例のパワーステアリング装置
においては、駆動源たる電動モータ６４が回転伝
達機構とベルクランク１６との間に設けられてい
るため、電動モータとステアリングシヤフトの第
二部に係合させる場合のように作業者の邪魔にな
ることがなく、また、電動シリンダ４０によつて
パワーアツプされた力を伝達するのは電動シリン
ダ４０より後車輪１０側の部材であり、電動シリ
ンダ４０よりステアリングホイール２０側の部材
は剛性を低くし得るため、剛性を高くしなければ
ならない部分が少なくて済み、コストを低減させ
得るとともに、回転時における弾性変形に基づく
後車輪１０の作動遅れが少なくて済む効果が得ら
れる。

さらに、ステアリングシヤフト２２と電動モー
タ６４の回転軸６６とをつなぐ回転伝達機構は、
かさ歯車３０と３４との噛合いにより自信の軸心
のまわりに回動させられるロツド３２と、ベルク
ランク１６の回動に伴つて水平面内において回動
させられるロツド３８とがユニバーサルジヨイン
ト３６によつて連結されたものであり、両ロツド
３２，３８の回動のためにそれほど広いスペース
を取る必要がないため、周辺部材の設計の自由度
が向上する効果が得られる。

さらにまた、車輪が路面の凸部に乗り上げる等
により後車輪１０に回転力が加えられた場合、ナ
ツクル１４，タイロツド１８，ベルクランク１６
等を介して電動シリンダ４０に加えられる力はハ
ウジング４２を介して図示しない車体によつてう
けられることとなり、後車輪１０から比較的近い
部分において受けられるため、後車輪１０の振れ
角が小さくて済む上、電動シリンダ４０よりも上
流側の部材は路面からの力を受けることがないた
め、この点からも剛性の低いものとすることがで
きる。

なお、上記実施例においては、本考案をフオー
クリフトの電気式パワーステアリング装置に適用
した場合を例に取つて説明したが、本考案はフオ
ークリフト用以外の電気式パワーステアリング装
置に適用することも可能である。

その他、いちいち例示することはしないが、回
転伝達機構、トルク検出装置等に当業者の知識に
基づいて種々の変形、改良を施した態様で本考案
を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である電気式パワー
ステアリング装置を示す斜視図である。第２図は
上記装置の電動シリンダを示す正面断面図であ
る。 １０：後車輪、１４：ナツクル、１６：ベルク
ランク、２０：ステアリングホイール、２２：ス
テアリングシヤフト、２８：トルク検出装置、２
９：制御回路、３０：かさ歯車、３２：ロツド、
３４：かさ歯車、３６：ユニバーサルジヨイン
ト。３８：ロツド、４０：電動シリンダ、４２：
ハウジング、５０：軸駆動ギア、５６：ねじ軸、
６４：電動モータ、６６：回転軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 操舵車輪を回転可能に支持するとともにほぼ上
   下方向の軸線のまわりに回動可能なナツクルと、
   上下方向の軸線のまわりに回動可能に設けられ、
   タイロツドによつて前記ナツクルに接続されたベ
   ルクランクと、 車体に回動可能に取り付けられたハウジング、
   そのハウジングによつて回転可能かつ軸方向に移
   動不能に保持された軸駆動ギア、その軸駆動ギア
   に螺合されたねじ軸および前記ハウジングに固定
   されて前記軸駆動ギアを駆動する電動モータを備
   え、前記ねじ軸が前記ベルクランクに連結された
   電動シリンダと、 運転者によつて回転操作されるステアリングホ
   イールと、 そのステアリングホイールに一端が結合され、
   他端が回転伝達機構によつて前記電動モータの回
   転軸に連結されたステアリングシヤフトと、 そのステアリングシヤフトに設けられて前記ス
   テアリングホイールに加えられるトルクを検出す
   るトルク検出装置と、 そのトルク検出装置によつて検出されたトルク
   の大きさに対応した電流を前記電動モータに供給
   する制御回路と を含むことを特徴とする電気式パワーステアリン
   グ装置。