(57)【要約】【課題】二輪車の車体構造を変えることなく、操舵トルク検出装置を採用することができる。【解決手段】左右一対のフォークパイプ３、４の間に、歪みゲージ取り付け部材１２を設ける。取り付け部材１２の両端は、下部のスライドパイプ３ｂ、４ｂの下端に取り付けられたキャリパブラケット３ｃ、４ｃにフロントフェンダ１０とともにねじ止めされる。歪みゲージ取り付け部材１２は、その中間部が前車輪１の最上部より上に位置するように持ち上げられて頂部を形成しており、全体に門形形状をなす。歪みゲージ取り付け部材１２の中間部には歪みゲージ１５が貼り付けられる。歪みゲージ取り付け部材１２は門形形状に屈曲させることにより、実質的に歪みゲージ取り付け部材１２の長さを長くして弾性を高め、操縦感覚への影響を低下させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前車輪の車軸を支持する一対のフォークパイプからなるサスペンション部材と、前記サスペンション部材に設けられた操舵ハンドルとを有する二輪車の操舵トルク検出装置において、
前記フォークパイプが、上部部材と、該上部分に摺動自在に設けられて前記車軸を支持する下部部材とからなり、
前記下部部材に両端部分が結合され、中間部分が前記前車輪の上方に位置する頂部をなす門形の帯状弾性部材と、
前記帯状弾性部材の頂部に貼り付けられた歪みゲージとを備えていることを特徴とする二輪車の操舵トルク検出装置。
【請求項２】
前記帯状弾性部材の頂部が水平面を含んでおり、該水平面に前記歪みゲージが貼り付けられていることを特徴とする請求項１記載の二輪車の操舵トルク検出装置。
【請求項３】
前記歪みゲージが、車体幅方向中心軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の二輪車の操舵トルク検出装置。
【請求項４】
前記フォークパイプの下部部材が、前記上部部材に摺動自在に係合されたスライドパイプと、ブレーキキャリパの取り付け部およびフロントフェンダの取り付け部とからなるキャリパブラケットとからなり、
前記帯状弾性部材の両端部分が、前記フロントフェンダの取り付け部に、フロントフェンダと共にねじ止めされていることを特徴とする請求項１記載の二輪車の操舵トルク検出装置。
【請求項５】
前記歪みゲージの検出出力が前記帯状弾性部材の面に沿って配置された配線によって取り出されることを特徴とする請求項１記載の二輪車の操舵トルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車の操舵トルク検出装置に関し、特に、既存の車体構造を変えずに容易に適用できる二輪車の操舵トルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からトーションバーの歪みに基づいて車両用の操舵トルクを検出し、その検出結果を電動操舵制御や車両の走行性能テスト等に使用することが知られている。例えば、特開２００５−３２４７３１号公報には、１つの回転軸線回りに回転可能な位置に配置された第１回転体および第２回転体と、前記回転軸線と交差する方向に延びる部分を有するとともに両端の各々が前記第１回転体および前記第２回転体の各々に固定され、それらを回転伝達可能に連結する連結体とを含んで構成され、操舵トルクを伝達する操舵トルク伝達体と、操舵トルクに起因して生じる前記連結体の撓み量を検出する撓み量検出器と、検出された撓み量によって操舵トルクの大きさを検出する操舵トルク検出装置とを備えたステアリングシステムが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３２４７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載されたステアリングシステムは、四輪車のようにハンドル軸の周りに比較的大きいスペースを確保できる車両には好都合であるが、ハンドル軸の周りに大きいスペースを確保しにくい二輪車には適用しにくい。つまり、ステアリングステムにトーションバー（特許文献１では第１回転体および前記第２回転体の各々に固定された連結体）を設けるため、ステアリングステムの形状を大きく変更しなければならない。
【０００４】
また、トーションバーの捻り変形が前提となるため、操舵角が捻り変形分大きくなるので、操縦感覚に微妙な影響を与えることになる。このような操舵力への影響を吸収するためには、車体緒元を変える必要が生じるので、結果的に操舵トルク検出装置を有する車両とそれ以外の車両とで車体構造が異なり、結果的に、共通の車体構造をとることができない。
【０００５】
本発明の目的は、車体構造を変えることなく、車体に容易に装着することができる二輪車の操舵トルク検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、前車輪の車軸を支持する一対のフォークパイプからなるサスペンション部材と、前記サスペンション部材に設けられた操舵ハンドルとを有する二輪車の操舵トルク検出装置において、前記フォークパイプが、上部部材と、該上部部材に摺動自在に設けられて前記車軸を支持する下部部材とからなるとともに、前記下部部材に両端部分が結合され、中間部分が前記前車輪の上方に位置する頂部をなす門形の帯状弾性部材と、前記帯状弾性部材の頂部に貼り付けられた歪みゲージとを備えている点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記帯状弾性部材の頂部が水平面を含んでおり、該水平面に前記歪みゲージが貼り付けられている点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記歪みゲージが、車体幅方向中心軸線上に配置されている点に第３の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記フォークパイプの下部部材が、前記上部部材に摺動自在に係合されたスライドパイプと、ブレーキキャリパの取り付け部およびフロントフェンダの取り付け部とからなるキャリパブラケットとからなり、前記帯状弾性部材の両端部分が、前記フロントフェンダの取り付け部に、フロントフェンダと共にねじ止めされている点に第４の特徴がある。
【００１０】
さらに本発明は、前記歪みゲージの検出出力が前記帯状弾性部材の面に沿って配置された配線によって取り出される点に第５の特徴がある。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１〜５の特徴を有する発明によれば、操舵ハンドルを使って操舵すると、操舵力はフォークパイプを介して前車輪に伝達される。このとき、前車輪の接地力に応じた反力が生じ、サスペンション部材は捻られる。つまりフォークパイプの一方は前方に変位し、他方は後方に変位してサスペンション部材が捻られる。そうすると、フォークパイプ間を連結するように設けられている帯状弾性部材も捻られ、該帯状弾性部材の頂部に貼り付けられている歪みゲージは、帯状弾性部材の捩れの大きさに応じて歪み、検出出力を生じる。この検出出力は操舵トルクに対応するものである。
【００１２】
前記帯状弾性部材はフォークパイプに後付けで設けることができるので、車体構造を変える必要がなく、操舵トルク検出装置を容易に採用することができる。また、フォークパイプの間を連結して設けられる帯状弾性部材は操舵トルクに影響を及ぼさないので、操縦感覚の変動も少ない。
【００１３】
第２の特徴を有する本発明によれば、歪みゲージが水平面に貼り付けられるので、貼り付け時の初期歪みを排除することができる。
【００１４】
第３の特徴を有する本発明によれば、歪みゲージが車体幅方向の中心軸線上に配置されるので、歪にゲージの感度をより良くすることができる。
【００１５】
第４の特徴を有する本発明によれば、帯状弾性部材を取り付けるためにフェンダの取り付け部を利用できるようにしたので、サスペンション部材の構造を変更せずに操舵トルク検出装置を採用することが可能となる。
【００１６】
第５の特徴を有する本発明によれば、配線を帯状弾性部材に沿わせることで配線をまとめやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る操舵トルク検出装置を装着した自動二輪車の要部後面図（車両の後方より見た図）、図２は同左側面図である。図１、図２において、自動二輪車の前車輪１を回転自在に支持するフロントサスペンション２は、前車輪１の右側に位置する右フォークパイプ３と、前車輪１の左側に位置する左フォークパイプ４とを有する。右フォークパイプ３および左フォークパイプ４は、上部のアウタパイプ３ａ、４ａとアウタパイプ３ａ、４ａに摺動自在に嵌合された下部のスライドパイプ３ｂ、４ｂとが設けられる。スライドパイプ３ｂ、４ｂの下端には、図示しないブレーキキャリパを取り付けるためのキャリパブラケット３ｃ、４ｃが設けられる。スライドパイプ３ｂ、４ｂ並びにキャリパブラケット３ｃ、４ｃは、右フォークパイプ３および左フォークパイプ４の下部部材である。
【００１８】
アウタパイプ３ａ、４ａは、ボトムブリッジ５およびトップブリッジ６によって互いに連結されている。ボトムブリッジ５には、下端が結合されて一体化されたステアリングステム７が立設されており、ステアリングステム７の上端はトップブリッジ６を貫通して上部に突き出ている。アウタパイプ３ａ、４ａの、トップブリッジ６近くには、左右のハンドルパイプ１４、１４がそれぞれ結合される。
【００１９】
ステアリングステム７は、車体フレームの前端部に、車体に対して後傾斜角度を有して配置されたヘッドパイプ８を貫通している。すなわち、このヘッドパイプ８によって支持されたフロントサスペンション２はステアリングステム７を中心に回動自在であり、ハンドルパイプ１４、１４を使って、キャリパブラケット３ｃ、４ｃと一体となった軸受けに支持された前車輪１を操舵可能である。
【００２０】
キャリパブラケット３ｃ、４ｃには、ブレーキキャリパの取り付け用のめねじが設けられたキャリパ取り付け部９と、フロントフェンダ１０を取り付けるために、前方２個所と上方１個所とにそれぞれ突き出たフェンダ取り付け部１１ａ、１１ｂ、および１１ｃが形成されている。
【００２１】
フロントフェンダ１０は、フェンダ取り付け部１１ａ、１１ｂ、および１１ｃにねじで取り付けられる。フロントフェンダ１０の外周面に沿って歪みゲージ取り付け部材１２が設けられる。歪みゲージ取り付け部材１２の上面には歪みゲージ１５が貼り付けられている。歪みゲージ１５の設置態様は図３に関してさらに後述する。この歪みゲージ取り付け部材１２は、フェンダ取り付け部１１ｃから上方に立ち上がった縦部分１２ａと縦部分１２ａ、１２ａの上端部間でフロントフェンダ１０の上部外面に沿って配置された横部分１２ｂとからなる金属の帯状板からなる。
【００２２】
フロントフェンダ１０を取り付け部１１ｃ、１１ｃに取り付ける止めねじ１３、１３は、歪みゲージ取り付け部材１２とフロントフェンダ１０とを貫通させて取り付け部１１ｃ、１１ｃに螺挿されている。つまり、フロントフェンダ１０および歪みゲージ取り付け部材１２は止めねじ１３、１３によって取り付け部１１ｃ、１１ｃに共締めされている。
【００２３】
図３は、歪みゲージ取り付け部材１２の斜視図である。図３に示すように、歪みゲージ取り付け部材１２である帯状弾性部材は、前記キャリパブラケット３ｃ、４ｃに結合される両端部と、高く持ち上げられて頂部をなす中間部（前記横部分１２ｂ）とからなる門形に形成されている。このように、屈曲した形状とすることにより、実質的に歪みゲージ取り付け部材１２の寸法を長くして、弾性を高めて操縦感覚に与える影響を少なくしている。
【００２４】
歪みゲージ取り付け部材１２の横部分（頂部）１２ｂ上に形成された水平面において、車体幅方向中心線上ＣＬには、薄膜歪みゲージ１５が貼り付けられている。この薄膜歪みゲージ１５は歪みに対応した検知信号を出力する周知のものを使用できる。例えば、薄い金属（ステンレス鋼など）の板の表面上にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２等の絶縁膜をＰＶＤ蒸着させ、その上にＣｒＮ、ＣｕＮｉまたはＮｉＣｒからなる歪みセンサをＰＶＤ蒸着させて作成したものが好ましい。なお、歪みゲージ取り付け部材１２の寸法が長すぎると、歪みゲージ１５の感度が低下するので、図１に示したように横部分１２ｂは、前車輪１の上方位置、つまりフロントフェンダ１０の最上位置と同程度にするのがよい。
【００２５】
薄膜歪みセンサ１４の検出出力を取り出して、図示しない電気制御回路（ＥＣＵ）へ入力するためのリード線（配線）１６は、歪みゲージ取り付け部材１２の外周に沿ってキャリパブラケット３ｃ、または４ｃまで延長させ、そこからキャリパの油圧パイプに沿って、例えば車体中央に設けられるＥＣＵにまで延長させることができる。
【００２６】
上記構成において、ハンドルパイプ１４、１４を操作すると、フロントサスペンション２を介して前車輪１に操舵力が伝達される。右フォークパイプ３および左フォークパイプ４には、前車輪１の接地力に応じた反力が作用して、ステアリングステム７を中心にして互いに反対方向に変位する。例えば、右フォークパイプ３が前に変位すれば、左フォークパイプ４は後に変位する。そして、右フォークパイプ３と左フォークパイプ４が変位すると、これら右フォークパイプ３および左フォークパイプ４に、キャリパブラケット３ｃ、４ｃを介して取り付けられている歪みゲージ取り付け部材１２の縦部分１２ａ、１２ａも同様に変位する。その結果、歪みゲージ取り付け部材１２の横部分１２ｂが捩れて変形し、薄膜歪みゲージ１５が歪んで検出出力を生じる。薄膜歪みゲージ１５の検出出力は、前車輪１の接地力に応じた反作用に基づくものであり、この検出出力によって操舵トルクを検出することができる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、左右のフォークパイプ間に掛け渡された歪みゲージ取り付け部材１２に歪みゲージを装着して、その検出出力に基づいて操舵トルクに対応した左右のフォークパイプ間の捩れを検出することができる。歪みゲージ取り付け部材１２はフロントフェンダを取り付けるための部材に共締めで固定することにしたので、従来の車体構造を変更せず、止めねじ１３の長さだけを長くすればよい。
【００２８】
歪みゲージ取り付け部材１２は、金属製とした例を挙げたが、これに限定されない。要は、左右のフォークパイプの捩れに応じて変形し、また、左右のフォークパイプの捩れが戻されたときに原形に戻る弾性部材であればよく、樹脂製であってもよい。
【００２９】
歪みゲージ取り付け部材１２は、フロントフェンダ１０の外周に沿った形状としたが、フロントフェンダ１０の内周に沿った形状としてもよい。要は、前車輪を左右両側で支持する部材間を、直線的ではなく、長さが長くなるように屈曲部を有した形状に形成してあればよい。
【００３０】
上記実施形態では、フォークパイプは上部にアウタパイプ３ａ、４ａを配し、このアウタパイプに対して小径のスライドパイプ３ｂ、４ｂを手動自在に設けた、倒立型のものについて記載した。しかし、フォークパイプの形態はこれに限定されず、下部部材を大径のアウタパイプとし、上部部材を小径のスライドパイプとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る操舵トルク検出装置を装着した自動二輪車の要部後面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る操舵トルク検出装置を装着した自動二輪車の要部左側面図である。
【図３】歪みゲージ取り付け部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…前車輪、  ２…フロントサスペンション、  ３…右フォークパイプ、  ４…左フォークパイプ、  ５…ボトムブリッジ、  ６…トップブリッジ、  ７…ステアリングステム、  ８…ヘッドパイプ、  ９…キャリパ取り付け部、  １０…フロントフェンダ、  １１ｃ…フェンダ取り付け部、  １２…歪みゲージ取り付け部材、  １４…ハンドルパイプ、  １５…歪みゲージ
【図１】
2009056871.tif 000003
【図２】
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【図３】
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