JPH10315987A

JPH10315987A - 電気式パワーステアリングにおける衝撃吸収装置

Info

Publication number: JPH10315987A
Application number: JP12876397A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Kawabata; 伸明川端
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-19
Also published as: JP3837829B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車両用の電気式パワーステアリング装置によ
って、ステアリングエンドにおいて大きな衝撃力が生じ
るのを防止する。【解決手段】リヤアクスルビーム８の左右両端に設け
られた操向輪支持部１６の上下の顎部１７及び１８によ
ってキングピン１３が支持され、キングピン１３によっ
て操向輪の車軸１２と一体となったナックルアーム１４
が旋回可能に支持される。Ｕ字形に曲げられて操向輪支
持部１６側に基端を溶接された弾性体２７の先端が、車
軸１２の基部に接触可能に取り付けられ、ステアリング
エンドにおける接触によって弾性体２７が弾性変形をし
て撓むので、衝撃力が吸収されて機構の損傷を防止す
る。従って、機構を通常必要とする程度以上に強化する
必要がなくなり、重量やコストが減少し、操舵性能を高
く維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーフォー
クリフトのように電気式パワーステアリング装置を備え
ている車両において、据え切り時等にステアリングエン
ドにおいて発生する大きな衝撃力を吸収させるための装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４から図７に、従来から良く知られて
いるカウンター型のバッテリーフォークリフトのステア
リング機構を示す。このステアリング機構は電気式パワ
ーステアリング装置を備えている。図面について詳細に
説明すると、図４に示す１は運転者が回動操作するステ
アリングシャフトであって、その上端には図示していな
いステアリングホイールが取り付けられる。また、その
下端にはラックピニオン式、或いはボールねじ式等のス
テアリングギヤ２が取り付けられ、ステアリングシャフ
ト１の回転をピットマンアーム３の揺動に変換する。ピ
ットマンアーム３の先端には連結リンク４の一端が枢着
され、連結リンク４の他端は、図示しない車体フレーム
に固定された支点軸５によって回動自在に支持されてい
るアーム６の一端に枢着される。アーム６の他端は車体
フレームの後方に向かって延びる長いドラッグロッド７
の前端に枢着され、ドラッグロッド７の後端は、図５に
示すように、後輪を支持するリヤアクスルビーム８に取
り付けられた縦軸９の回りに回動自在に支持されている
ベルクランク１０の一端に枢着される。

【０００３】左右一対の後輪１１（この場合は車両の操
向輪）をそれぞれ軸受を介して回転自在に支持する車軸
１２は、リヤアクスルビーム８に取り付けられたキング
ピン１３によって略縦方向の軸線の回りに旋回可能に支
持される。車軸１２と操向輪１１の旋回即ち操向は、車
軸１２と一体的に設けられたナックルアーム１４の先端
が、前述のベルクランク１０の他端に一端を枢着された
タイロッド１５の他端にボールジョイント等を介して枢
着されていることによって操作される。キングピン１３
の支持構造は図６及びその要部拡大図である図７に明示
されている。即ち、リヤアクスルビーム８には各操向輪
１１に対応して操向輪支持部１６が取り付けられてお
り、各支持部１６にはそれぞれ操向輪１１に向かって横
方向に突出する上下の顎部１７及び１８が形成されてい
る。キングピン１３はそれらの顎部１７及び１８によっ
て支持される。

【０００４】また、図４に示すように、ドラッグロッド
７と並列となるように電気式パワーステアリング装置
（ＥＰＳ装置）１９が設けられている。ＥＰＳ装置１９
の内部構造は周知であるから詳細な説明を省略するが、
ＥＰＳ装置１９は１個の増力用の電動モータ２０を備え
ている。また、前述のステアリングシャフト１の下端部
付近にはトルクセンサ２１が設けられており、運転者に
よってステアリングシャフト１に加えられた操舵トルク
の大きさ及び方向を検出して、その信号を図示しないコ
ントローラに送る。コントローラはその信号に応じて電
動モータ２０に供給する電力を制御するので、電動モー
タ２０は図示しない歯車装置を介して操舵トルクの大き
さに概ね比例して増大する追加の操舵力を発生し、それ
を前述のドラッグロッド７に加える。そのために、ＥＰ
Ｓ装置１９の基端２２は図示しない車体フレームの一部
にボールジョイントによって枢着され、出力ロッドの先
端２３もボールジョイントを介してドラッグロッド７の
一部に連結されている。

【０００５】電気式パワーステアリング装置（ＥＰＳ装
置）１９が正常に作動しているときは、ドラッグロッド
７の先端２３に伝わる運転者の操舵力よりもＥＰＳ装置
１９が発生する操舵力の方が何倍も大きいので、操向輪
１１の旋回、即ち操向操作は殆どＥＰＳ装置１９の出力
によって行われる。従って、運転者はステアリングシャ
フト１に対して大きな操舵トルクを加える必要がないの
で、ステアリングシャフト１の上端に取り付けられる図
示しないステアリングホイールの回転操作が軽くなり、
運転に要する労力が大幅に軽減される。万一、ＥＰＳ装
置１９が故障した場合には、運転者の操舵力がステアリ
ングシャフト１からアーム６等を介してドラッグロッド
７に伝えられ、比較的弱いながらも操向輪１１を操舵す
ることができる。

【０００６】操向輪１１の旋回角度（操向角度或いは切
れ角ともいう）に限界、即ちステアリングエンドを設定
するために、操向輪支持部１６にはストッパ２４が設け
られる。ストッパ２４は、ナックルアーム１４と一体の
部分でキングピン１３の軸心からみて半径方向に隆起し
ている部分、例えば車軸１２の基部のような部分に抵触
して、それ以上のナックルアーム１４の回転を阻止する
ものである。従来一般に使用されているストッパ２４
は、図７に拡大して示したように、操向輪支持部１６側
に溶接等の方法で固定されたストッパブラケット２５
と、それに形成された雌ねじ穴に螺入されたストッパボ
ルト２６からなっている。従って、ストッパボルト２６
をストッパブラケット２５の雌ねじ穴にねじ込んで、ス
トッパボルト２６の頭部２６ａの高さを調整し、ロック
ナット２６ｂによってその高さを固定することにより、
車軸１２と一体のナックルアーム１４の旋回可能な角度
が制限される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のストッパ２４は
前述のような言わば剛体構造であるから、ナックルアー
ム１４と一体の部分で半径方向に隆起している車軸１２
の基部のような部分がストッパボルト２６の頭部２６ａ
に接触して旋回を阻止されるとき、つまりステアリング
エンドにおいては、ナックルアーム１４の隆起部分は、
ＥＰＳ装置１９の作動にによって増大された大きな操舵
力によって、ストッパブラケット２５によってリヤアク
スルビーム８の操向輪支持部１６上に完全に固定されて
いるストッパボルト２６の頭部２６ａに衝突することに
なる。

【０００８】しかも、ＥＰＳ装置１９は、油圧式のパワ
ーステアリング装置と違って、電動モータ２０の回転に
よって追加の操舵力を発生するものであるため、ステア
リングエンドにおいてトルクセンサ２１が操舵トルクの
急増を検出した時から、図示しないコントローラが電動
モータ２０への電力の供給を遮断するまでに若干のタイ
ムラグがあるのと、回転している電動モータ２０のロー
タには慣性力が作用しているため、そのロータは電力の
供給が遮断されても直ちに停止することができず、操舵
力の低下が遅れるためである。

【０００９】特に、停車状態においてハンドルを据え切
りしたような場合には、ステアリングエンドではきわめ
て大きな衝撃力がストッパ２４側とナックルアーム１４
側の双方に作用する。ナックルアーム１４には前述のよ
うにドラッグロッド７を介してＥＰＳ装置１９や、ステ
アリングシャフト１まで遡る多くのリンクからなるステ
アリング機構が連結されているから、運転者が握ってい
るステアリングホイールに不快な衝撃が伝わるだけでな
く、衝撃の繰り返しによってＥＰＳ装置１９自体や、ス
テアリング機構のリンクやジョイント類、ステアリング
ギヤ２等の多くの構成部分にガタを生じたり、それらの
部分の破損を招く恐れがある。従って、それを避けるた
めに機構を強化するとコストが嵩んだり、重量が増大す
るという問題が生じるので、一般的には操舵性能を低下
させるという対応策、つまり電動モータ２０の最大電流
を制限して操舵速度を低く抑えるというような消極的な
対応策を講じるのが普通であった。

【００１０】本発明は、従来技術における前述のような
問題に対処するものであるが、電気式パワーステアリン
グ装置の操舵性能を低下させるというような消極的な対
応策をとらないで、しかもステアリング機構を従来以上
に強化する必要もなく、電気式パワーステアリング装置
のステアリングエンドにおける衝撃を効果的に吸収する
ことができる構成が簡単で安価な手段を提供して、前述
の問題を解消することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するための新規な手段として、特許請求の範囲の各
請求項に記載された電気式パワーステアリング装置にお
ける衝撃吸収装置を提供する。

【００１２】本発明によれば、電気式パワーステアリン
グ装置を備えている荷役運搬車のような車両用のステア
リング機構において、ステアリングエンドを定めるため
に設けられたストッパに、弾性によって比較的大きな撓
み変形をして衝撃力を吸収することができる弾性手段を
用いる。この弾性手段としては、例えばばね鋼からなる
丸棒をＵ字形に曲げた弾性体を使用することができる。
その場合、弾性体の基部が車体側に固定されると共に、
先端部が操向輪を支持する車軸の基部に接触し得るよう
に配置するのが好適である。また、弾性手段の先端部に
は、実質的にその高さを調節するための調節手段を設け
ることが望ましい。その調節手段は、例えば弾性手段の
先端部の雌ねじ穴にボルトを螺入することによって構成
することができる。

【００１３】

【作用】本発明は前述のような構成を有するから、運転
者の操向操作に伴って電気式パワーステアリング装置が
作動して、大きな操舵力が機構を介して操向輪に伝えら
れて操向輪が軽快に、且つ迅速に旋回するが、操向角度
の限界であるステアリングエンドに到達すると、機構の
一部がストッパに接触してそれ以上の旋回を阻止され
る。本発明においては、このときの衝撃力が弾性手段に
よって吸収されるので、機構に損傷を与えることなく、
また不快な衝撃を運転者に感じさせないで、操向輪の旋
回を停止させることができる。

【００１４】弾性手段としてＵ字形に曲げられた弾性体
を使用すると、懐が深いので大きな操舵力を受けたとき
に弾性変形によって大きく撓むことができる。また、弾
性手段の先端部に調節手段を設けると、ステアリングエ
ンドの操向角度を自由に変化させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の最も好適な実施形態を図
１から図３を用いて説明する。本発明は前述の従来技術
（図４から図７参照）と比べて、ステアリングエンドを
定めるストッパ２４の改良された構造に特徴を有するも
のであるから、それ以外の構成は従来技術のそれと実質
的に同じであってよい。従って、図示実施形態において
も、ストッパ２４以外の部分で従来技術と実質的に同じ
部分については、同じ参照符号を付すことによって重複
する詳細な説明を省略することにする。その意味で、図
４及び図５は本発明の実施形態の全体構成を示すものと
して援用する。

【００１６】図１から図３に示す本発明の好適実施形態
においては、ステアリングエンドを定めるストッパ２４
は、強い弾性を有するばね鋼のような鋼材からなる丸棒
をＵ字形に曲げて製作した弾性体２７を使用している。
弾性体２７の基端２７ａは操向輪支持部１６の一部か、
場合によってはリヤアクスルビーム８の左右の先端部分
に直接に溶接によって固定される。弾性体２７の先端２
７ｂは自由端となっているが、その端面には雌ねじ穴が
形成されていて、その雌ねじ穴にストッパボルト２８が
螺入されている。弾性体２７の先端２７ｂからストッパ
ボルト２８の頭部２８ａが突出する高さは螺入の深さを
変えて自由に変更することができ、設定された高さは、
図３に拡大して示すように、ロックナット２９を締めつ
けて確実に固定することができる。

【００１７】図示実施形態はこのような構成を有するか
ら、図４や図５に示すようにＥＰＳ装置１９から大きな
操舵力がタイロッド１５を介してナックルアーム１４に
伝えられて、ステアリングエンドにおいて、ナックルア
ーム１４と一体の半径方向への隆起部分である車軸１２
の基部が、図３に示すように弾性体２７の先端２７ｂに
取り付けられたストッパボルト２８の頭部２８ａに接触
したとき、弾性体２７がＵ字形に曲げられているために
懐が深く、弾性変形によって大きく撓むことができるの
で、接触による大きな衝撃力を吸収することができる。

【００１８】従って、本発明の好適な実施形態としての
Ｕ字形に曲げられた弾性体２７を使用するストッパ２４
を設けることにより、ステアリングエンドにおける衝撃
力によるナックルアーム１４に連結されたＥＰＳ装置１
９やステアリング機構の破損を効果的に防止することが
できるから、機構の強度を通常必要な程度以上に高めて
コストや重量を増大させたり、電動モータ２０へ供給す
る電流を制限して操舵速度を低下させるというような消
極的な対策を講じる必要がない。

【００１９】図示実施形態においては、ストッパ２４に
設けられる弾性手段として、Ｕ字形に曲げられた弾性体
２７を使用しているが、弾性手段は強靱で大きな操舵力
を受けることができ、それによって比較的大きな撓み変
形をする弾性体であれば、必ずしもＵ字形に成形されて
いる必要はないので、例えば１〜２巻き程度の丈夫なコ
イルばねや竹の子ばね、硬質の合成ゴムやプラスチック
からなるブロック等を弾性手段として、弾性体２７に代
えて使用することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ステアリングエンドを
定めるストッパに弾性手段を設けることにより、ステア
リングエンドにおいて大きな衝撃力が発生することを避
けることが可能になるので、操向輪に連結された電気式
パワーステアリング装置や、多くの部材からなるステア
リング機構に破損が生じるのを効果的に防止することが
できる。従って、機構の強度を通常必要な程度以上に高
めてコストや重量を増大させることを避けることができ
るのは勿論、電気式パワーステアリング装置の電動モー
タへ供給する電流を制限して操舵速度を低下させるとい
うような消極的な対策を講じる必要もなく、比較的強度
の低い機構によって十分に高い操舵速度を得ることがで
き、運転者の小さな操舵力によって軽快なパワーステア
リング効果を発揮させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施形態を示す平面図である。

【図２】図１に示す実施形態の正面図である。

【図３】図１に示す実施形態の要部を示す平面図であ
る。

【図４】ステアリング機構の全体構成を示す斜視図であ
る。

【図５】図４に示すステアリング機構のうちの操向輪に
関連する部分を示す平面図である。

【図６】リヤアクスルビームと操向輪支持部の従来例を
示す正面図である。

【図７】図６に示す従来例の要部のみを拡大して示す正
面図である。

【符号の説明】

１…ステアリングシャフト３…ピットマンアーム７…ドラッグロッド８…リヤアクスルビーム１０…ベルクランク１１…操向輪（後輪）１２…車軸１３…キングピン１４…ナックルアーム１５…タイロッド１６…操向輪支持部１７，１８…上下の顎部１９…電気式パワーステアリング装置（ＥＰＳ装置）２０…電動モータ２１…トルクセンサ２４…ストッパ２５…ストッパブラケット（従来例）２６…ストッパボルト（従来例）２７…Ｕ字形に曲げられた弾性体（弾性手段）２７ａ…固定された基端２８…ストッパボルト２９…ロックナット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気式パワーステアリング装置を備えた
車両用のステアリング機構において、ステアリングエン
ドを定めるストッパに、弾性によって撓み変形をして衝
撃力を吸収することができる弾性手段を設けたことを特
徴とする、電気式パワーステアリング装置における衝撃
吸収装置。
【請求項２】前記弾性手段がＵ字形に曲げられた弾性
体から形成されていることを特徴とする、請求項１に記
載された衝撃吸収装置。
【請求項３】前記弾性手段の基部が車体側に固定され
ると共に、先端部が操向輪を支持する車軸の基部に接触
し得るように配置されていることを特徴とする、請求項
１又は２に記載された衝撃吸収装置。
【請求項４】前記弾性手段の先端部に、実質的にその
高さを調節するための調節手段が設けられていることを
特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載された
衝撃吸収装置。
【請求項５】前記調節手段が、前記弾性手段の先端部
に螺入されたボルトからなることを特徴とする、請求項
４に記載された衝撃吸収装置。