自動二輪車の操舵装置
【課題】操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を自動二輪車の車体フレームの前端部近傍に集中配置できるようにした自動二輪車の操舵装置を提供する。
【解決手段】トップブリッジ１６および該トップブリッジ１６の下方に位置するボトムブリッジ１７によってフロントフォーク４を支持すると共に、車体フレーム２に対してフロントフォーク４を回転操舵可能にする自動二輪車の操舵装置３０において、ハンドルバー５の回動角度と前輪ＷＦの操舵角度との比率を第１モータＭ１によって任意に変更する操舵レシオ可変手段Ｓ１と、ハンドルバー５に入力される操作力に第２モータＭ２による補助力を加えてフロントフォーク４を回動させる操舵パワーアシスト手段Ｗ１とを具備する。両手段Ｓ１，Ｗ１をトップブリッジ１６とボトムブリッジ１７との間に配設する。第１モータＭ１および第２モータＭ２を車体フレーム２の外壁より車体内側に配設する。
【解決手段】トップブリッジ１６および該トップブリッジ１６の下方に位置するボトムブリッジ１７によってフロントフォーク４を支持すると共に、車体フレーム２に対してフロントフォーク４を回転操舵可能にする自動二輪車の操舵装置３０において、ハンドルバー５の回動角度と前輪ＷＦの操舵角度との比率を第１モータＭ１によって任意に変更する操舵レシオ可変手段Ｓ１と、ハンドルバー５に入力される操作力に第２モータＭ２による補助力を加えてフロントフォーク４を回動させる操舵パワーアシスト手段Ｗ１とを具備する。両手段Ｓ１，Ｗ１をトップブリッジ１６とボトムブリッジ１７との間に配設する。第１モータＭ１および第２モータＭ２を車体フレーム２の外壁より車体内側に配設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車の操舵装置に係り、特に、操舵レシオ可変手段およびパワーアシスト手段を同時に適用した自動二輪車の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の操舵装置において、ステアリング（ハンドル）への入力操作量と操舵輪の切れ角（操舵角）との比率を任意に変更する操舵レシオ可変手段や、乗員の操作負担が軽減されるように電動モータによって操舵力をアシストするパワーアシスト手段を適用した構成が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ステアリングホイールへの操作力をステアリングシャフトおよび自在継手を介してギヤケースに伝達し、このギヤケース内に設けられたラック軸を駆動することで左右の前輪を連動操舵する４輪車用の操舵装置において、操舵レシオ可変手段をギヤケースの内部に収納するようにした構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、操舵出力をアシストする電動モータを、ステアリングホイールが固定されたステアリングシャフトの一端部と、左右の前輪を操舵するラック軸が収められたギヤケース内の２箇所に設けるようにした４輪車用の操舵装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０３４４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された操舵レシオ可変手段および特許文献２に記載された操舵パワーアシスト手段は、いずれも大きな取り付けスペースを確保できる４輪車用として構成されたものであり、この両手段を、余剰スペースの少ない自動二輪車に同時に適用するためには、特許文献１，２では検討されない特別の工夫が必要であった。
【０００７】
さらに、上記したような操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を自動二輪車に適用する場合には、構造の簡略化や車体の重量バランス等の観点から、この両手段が車体フレームの前端部近傍に集中配置されることが望ましい。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を自動二輪車の車体フレームの前端部近傍に集中配置できるようにした自動二輪車の操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、前輪（ＷＦ）を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク（４）を、トップブリッジ（１６）および該トップブリッジ（１６）の車体下方側に位置するボトムブリッジ（１７）によって保持すると共に、車体フレーム（２）に対してヘッドパイプ（１８）を中心に前記フロントフォーク（４）を回転操舵可能にする自動二輪車の操舵装置（３０）において、乗員が操作するハンドル（５）の回動角度と前記前輪（ＷＦ）の操舵角度との比率を第１モータ（Ｍ１）によって任意に変更する操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と、前記ハンドル（５）へ入力される操作力に第２モータ（Ｍ２）による補助力を加える操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とを具備し、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）が、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に配設されている点に第１の特徴がある。
【００１０】
また、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体上面視において互いに重ならないように配置されている点に第２の特徴がある。
【００１１】
また、前記ハンドル（５）への入力トルクを検知する操舵トルク検知手段（４８）を具備し、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に、車体上方側から、前記操舵トルク検知手段（４８）、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）、前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）の順に配設されている点に第３の特徴がある。
【００１２】
また、前記操舵トルク検知手段（４８）は、磁歪式のトルクセンサである点に第４の特徴がある。
【００１３】
また、前記自動二輪車の操舵装置（３０）の上部に突出する入力軸（４０）と、前記自動二輪車の操舵装置（３０）の下部に突出すると共に、前記入力軸（４０）への入力が、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）によって変換されて出力される出力軸（６６）とを具備し、前記出力軸（６６）に前記ボトムブリッジ（１７）が固定されており、前記入力軸（４０）が、前記トップブリッジ（１６）を貫通して該トップブリッジ（１６）に回動自在に軸支されており、前記ハンドル（５）が、前記トップブリッジの上方で前記入力軸（４０）に固定されている点に第５の特徴がある。
【００１４】
また、前記入力軸（４０）と出力軸（６６）とが、同軸上に配置されている点に第６の特徴がある。
【００１５】
また、前記操舵レシオ可変手段が、前記入力軸（４０）と出力軸（６６）との間で回転駆動力の伝達を行うスライダ（Ｓ１）であり、前記スライダ（Ｓ１）を、前記第１モータ（Ｍ１）によって車体前後方向に移動させることで、入力軸（４０）と出力軸（６６）との間の回転角度の比率が変わるように構成されており、前記操舵パワーアシスト手段は、第２モータ（Ｍ２）によって回転される回転体（Ｗ１）であり、該回転体（Ｗ１）の下部に前記出力軸（６６）が固定されている点に第７の特徴がある。
【００１６】
また、前記スライダ（Ｓ１）は、前記第１モータ（Ｍ１）の回転軸（７３）に設けられた送りネジ機構によって駆動され、前記回転体は、第２モータ（Ｍ２）の回転軸（８３）に設けられたウォーム（７７）と噛み合うウォームホイール（Ｗ１）である点に第８の特徴がある。
【００１７】
また、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の外壁より車体内側に配設されている点に第９の特徴がある。
【００１８】
また、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の内部に収納されるように配設されている点に第１０の特徴がある。
【００１９】
また、前記自動二輪車の操舵装置（３０）は、前記フロントフォーク（４）の左右幅内に収まるように配設されている点に第１１の特徴がある。
【００２０】
また、少なくとも前記操舵トルク検知手段（４８）と前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とが一体に収納されるハウジング（３１，３２）を具備し、車体フレーム（２）の前端部に前記ハウジング（３１，３２）を固定することにより、前記自動二輪車の操舵装置（３０）が自動二輪車（１）に取り付けられる点に第１２の特徴がある。
【００２１】
また、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）は、それぞれ、第１モータ（Ｍ１）と第２のモータ（Ｍ２）で構成され、前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）の軸線（Ｊ１，Ｊ２）は、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間で車体前後方向に指向し、前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）は、前記ヘッドパイプ（１８）の後方で、前記車体フレーム（２）の一部であると共に前記ヘッドパイプ（１８）に連なる左右一対のメインフレーム（２ａ）の間に配置されている点に第１３の特徴がある。
【００２２】
さらに、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体側面視において略同じ高さに配設されると共に、車体上面視において車体中心線（Ｃ）を挟んで車幅方向左右に略同じ間隔で配設されている点に第１４の特徴がある。
【発明の効果】
【００２３】
第１の特徴によれば、乗員が操作するハンドルの回動角度と前輪の操舵角度との比率を第１モータによって任意に変更する操舵レシオ可変手段と、ハンドルへ入力される操作力に第２モータによる補助力を加える操舵パワーアシスト手段とを具備し、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段が、トップブリッジとボトムブリッジとの間に配設されているので、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を含む操舵装置を、車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。これにより、操舵装置を適用することによる車体重量バランスへの影響を低減することが可能となる。
【００２４】
第２の特徴によれば、第１モータおよび第２モータが、車体上面視において互いに重ならないように配置されているので、余剰スペースの少ない自動二輪車において、第１モータおよび第２モータを効率よく配置することが可能となる。
【００２５】
第３の特徴によれば、ハンドルへの入力トルクを検知する操舵トルク検知手段を具備し、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、車体上方側から、操舵トルク検知手段、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段の順に配設されているので、操舵トルクを、モータの回転駆動力が加わる前の段階で検知することが可能となる。これにより、モータ駆動力の影響を受ける前の正確な操舵トルクを検知することができる。
【００２６】
第４の特徴によれば、操舵トルク検知手段は、磁歪式のトルクセンサであるので、操舵トルクの検知精度を高めることが可能となる。
【００２７】
第５の特徴によれば、自動二輪車の操舵装置の上部に突出する入力軸と、自動二輪車の操舵装置の下部に突出すると共に、入力軸への入力が操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段によって変換されて出力される出力軸とを具備し、出力軸にボトムブリッジが固定されており、入力軸がトップブリッジを貫通して該トップブリッジに回動自在に軸支されており、ハンドルがトップブリッジの上方で入力軸に固定されているので、ハンドルとトップブリッジとが相互回転可能に構成されることとなり、トップブリッジおよびボトムブリッジでフロントフォークを支持する構成において、ハンドルの回動角と前輪の操舵角とを異ならせることが可能となる。また、トップブリッジの上方にハンドルが配設されるので、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を用いない通常の自動二輪車と同様の外観を得ることができる。
【００２８】
第６の特徴によれば、入力軸と出力軸とが同軸上に配置されているので、ハンドルの回転中心位置とフロントフォークの回転中心位置とが同じになる。これにより、ヘッドパイプを中心にフロントフォークが回動する通常の車両と同様の操作感および外観を有する操舵装置を得ることができる。
【００２９】
第７の特徴によれば、操舵レシオ可変手段が、入力軸と出力軸との間で回転駆動力の伝達を行うスライダであり、スライダを第１モータによって車体前後方向に移動させることで、入力軸と出力軸との間の回転角度の比率が変わるように構成されており、操舵パワーアシスト手段は、第２モータによって回転される回転体であり、該回転体の下部に出力軸が固定されているので、出力軸に固定された回転体に対してパワーアシストが行われるため、第２モータの出力を、機械摩擦等による損失を低減して効率よく前輪の操舵力に変換することが可能となる。
【００３０】
第８の特徴によれば、スライダは、第１モータの回転軸に設けられた送りネジ機構によって駆動され、回転体は、第２モータの回転軸に設けられたウォームと噛み合うウォームホイールであるので、第１モータおよび第２モータの回転軸を車体前後方向に指向させることが容易になり、車両操舵装置の車体上下方向の寸法を抑えることが可能となる。
【００３１】
第９の特徴によれば、第１モータおよび第２モータが、車体フレームの外壁より車体内側に配設されているので、例えば、両モータを操舵装置の車体前方側に配置する構成に比して、操舵装置の重心位置を車体後方側に寄せることが可能となり、操舵装置の重量が車体バランスに与える影響を低減することができる。
【００３２】
第１０の特徴によれば、第１モータおよび第２モータが、車体フレームの内部に収納されるように配設されているので、両モータが車体フレームの外方に突出しないため、両モータに外力等の影響が及ぶことを防止し、両モータを防護することができる。
【００３３】
第１１の特徴によれば、自動二輪車の操舵装置は、フロントフォークの左右幅内に収まるように配設されているので、十分な前輪操舵角を確保することが容易になる。また、操舵装置の重量を車幅方向中央に集中させることが可能となる。
【００３４】
第１２の特徴によれば、少なくとも操舵トルク検知手段と操舵レシオ可変手段と操舵パワーアシスト手段とが一体に収納されるハウジングを具備し、車体フレームの前端部にハウジングを固定することにより、自動二輪車の操舵装置が自動二輪車に取り付けられるので、操舵装置を小組みした後に、車体フレームに取り付けることが可能となり、組立作業が容易になる。また、車体から操舵装置のみを取り外して整備することが容易になる。さらに、操舵装置の取り付け部分を、通常の自動二輪車に使用されるヘッドパイプを取り付け可能に構成しておくことにより、ヘッドパイプを用いた通常のステアリング機構を有する車両と、本発明に係る操舵装置を適用した車両とを、共通の車体フレームを用いて生産することが可能となる。
【００３５】
第１３の特徴によれば、操舵レシオ可変手段および前記操舵パワーアシスト手段は、それぞれ、第１モータと第２のモータで構成され、両モータの軸線は、トップブリッジとボトムブリッジとの間で車体前後方向に指向し、両モータは、ヘッドパイプの後方で、車体フレームの一部であると共にヘッドパイプに連なる左右一対のメインフレームの間に配置されているので、ヘッドパイプ近傍においてユニット化した操舵装置を構成することが容易になり、操舵装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。これにより、操舵装置の小組作業のほか、配線の取り回しや車体への取り付け作業が容易となる。
【００３６】
第１４の特徴によれば、第１モータおよび第２モータは、車体側面視において略同じ高さに配設されると共に、車体上面視において車体中心線を挟んで車幅方向左右に略同じ間隔で配設されているので、重量物であるモータを車幅方向に略均等に配置することで、車幅方向の良好な重量バランスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車の操舵装置を適用した自動二輪車の側面図である。
【図２】操舵装置の側面図である。
【図３】操舵装置の上面図である。
【図４】操舵装置の側面断面図である。
【図５】スライダが車体前方側に移動した状態における操舵装置の側面図である。
【図６】操舵装置の上面断面図である。
【図７】操舵レシオ可変手段の動作説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る操舵装置の構造説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る操舵装置の構造説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る操舵装置の構造説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態の変形例に係る操舵装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車の操舵装置３０（以下、単に操舵装置３０と示すこともある）が適用された自動二輪車１の側面図である。自動二輪車１の操舵輪としての前輪ＷＦは、左右一対のフロントフォーク４の下端部に回転自在に軸支されている。本発明の一実施形態に係る操舵装置３０は、車体フレーム２の前端部に配設されている。操舵装置３０は、後述する操舵レシオ可変手段によって、ハンドルバー５への入力操作量とは異なる回動量で前輪ＷＦを操舵可能にすると共に、操舵パワーアシスト手段によって前輪ＷＦの操舵力をアシストすることを可能にする電動ステアリング機構である。
【００３９】
フロントフォーク４は、操舵装置３０の上側に位置するトップブリッジ１６と、操舵装置３０の下側に位置するボトムブリッジ１７とによって支持されている。前輪ＷＦは、操舵装置３０に対してトップブリッジ１６およびボトムブリッジ１７が一体に回動することによって操舵される。トップブリッジ１６の上方には、乗員が把持する左右一対のハンドルグリップ６を有するハンドルバー５が配設されている。
【００４０】
ハンドルバー５の車体前方側には、外装部品としてのフロントカウル７が配設されている。車体フレーム２の下方には、車体後方下方に向けて延びるエンジンハンガ３が設けられており、車両の動力源としてのエンジン８は、該エンジンハンガ３によって吊り下げられるように固定されている。駆動輪としての後輪ＷＲは、マフラ１０の車幅方向中央側に配設されるスイングアーム（不図示）の後端部に回転自在に軸支されている。スイングアームの前端部は、車体フレーム２の後方下方に設けられたスイングアームピボット９によって揺動自在に軸支されている。
【００４１】
運転者が着座するシート１２の車体前方には、給油口リッド１１を有する燃料タンクカバー１９が配設されている。シート１２の後方には、同乗者が着座する後部シート１３が設けられている。後部シート１３の後方には、車幅方向中央にトランク１４が取り付けられ、トランク１４の下方には左右一対のサイドケース１５が取り付けられている。
【００４２】
図２は、本発明の一実施形態に係る操舵装置３０の側面図である。また、図３は、操舵装置３０の上面図である。操舵装置３０は、車体フレーム２の前端のヘッドパイプに配設されている。本実施形態では、アルミのパイプ材等からなる左右一対のメインフレーム２ａの前端部に、アルミ鋳造等で形成された支持ケース（ヘッドパイプ）１８が結合されている。そして、この支持ケース１８に形成された凹部に、締結部材等を用いて操舵装置３０を固定することにより、操舵装置３０が車体フレーム２の前端部に固定される。このとき、操舵装置３０の車体前方側の面は、支持ケース１８から車体前方側に露出した状態となる。支持ケース１８には、メインフレーム２ａの前端部のみならず、エンジンハンガ３の上端部も結合されている。なお、本実施形態に係る支持ケース１８は、通常の二輪車のヘッドパイプに相当し、車体フレーム２に対してフロントフォーク４を回転操舵可能にするものである。支持ケース１８は、車体フレーム２の前端部に一体的に形成してもよい。
【００４３】
ここで、通常の自動二輪車では、左右一対のフロントフォークをトップブリッジおよびボトムブリッジで支持し、このトップブリッジとボトムブリッジとを連結固定する回動軸としてのステムシャフトを、車体フレームの前端部に形成されたヘッドパイプに揺動自在に軸支することにより、前輪を操舵可能としている。これに対し、本実施形態に係る操舵装置３０では、ハンドルバー５への入力操作とは異なる操舵角および操舵力によって前輪ＷＦを操舵可能とするため、通常の自動二輪車とは異なる構成を有している。
【００４４】
本実施形態では、操舵装置３０の下部に設けられた出力軸６６にボトムブリッジ１７を固定することにより、出力軸６６の回動動作に伴って、ボトムブリッジ１７、トップブリッジ１６およびフロントフォーク４が一体に回動するように構成されている。乗員が入力操作するハンドルバー５は、フロントフォーク４の揺動角度と異なる角度でハンドルバー５を回動させることを可能とするため、トップブリッジ１６には固定されておらず、操舵装置３０の上部に設けられた入力軸４０に直接連結されている。本実施形態においては、入力軸４０および出力軸６６の回転軸が、同軸Ｏ上に位置するように構成されている。
【００４５】
操舵装置３０は、上側ハウジング３１および下側ハウジング３２を有しており、この両者が形成する内部空間に、前記した操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段が収納されている。上側ハウジング３１と下側ハウジング３２とは、３本の締結ネジ３３で固定されている。下側ハウジング３２の車体後方側には、操舵レシオ可変手段を作動させるための第１モータＭ１および操舵パワーアシスト手段を作動させるための第２モータＭ２がそれぞれ取り付けられている。第１モータＭ１および第２モータＭ２は、それぞれの軸線Ｊ１，Ｊ２が、互いに平行に車体前後方向に指向し、かつトップブリッジ１６とボトムブリッジ１７との間に位置するように配設されている。なお、本実施形態では、第１モータＭ１より第２モータＭ２の方が車体上下方向でわずかに低い位置に配設されているが、軸線Ｊ１，Ｊ２がほぼ同じ高さに位置するように配設してもよい。
【００４６】
図３を併せて参照して、ボトムブリッジ１７には、トップブリッジ１６と同様に、左右一対のフロントフォーク４を支持するための挿通穴４ａが形成されている。操舵装置３０は、左右のフロントフォーク４の間の空間に収まるように構成されている。これにより、大きな前輪操舵角を確保することが容易になると共に、操舵装置３０の重量を車幅方向中央に集中させることが可能となる。また、操舵装置３０は、締結ネジ３３を貫通させる車体前方側の１箇所のボス部分を除いて、フロントフォーク４の車体前端面より車体前方側に突出しないように配設されている。
【００４７】
また、第１モータＭ１および第２モータＭ２は、メインフレーム２ａおよび支持ケース１８の外壁から車体前方側に突出することなく、支持ケース１８の内側、すなわち車体内側に収まるように配設されている。本実施形態では、各モータＭ１，Ｍ２の回転軸Ｊ１，Ｊ２が車体前後方向に指向され、各モータＭ１，Ｍ２の後端部分が支持ケース１８の後端面から若干突出するように配設されている。このような第１，２モータの配置によれば、例えば、両モータを操舵装置３０の車体前方側に配置する構成に比して、操舵装置３０の重心位置を車体後方側に寄せることができ、操舵装置３０の重量が車体バランスに与える影響を低減することが可能となる。また、第１，２モータがメインフレーム２ａの外方に突出しないため、両モータに外力や水分等の影響が及ぶことを防止し、両モータを防護することができる。
【００４８】
本実施形態では、操舵力をアシストする第２モータＭ２に、操舵レシオ可変手段を駆動する第１モータＭ１より大型のものが適用されている（例えば、発生トルクで、第１モータＭ１：０．３Ｎｍ、第２モータＭ２：１．３Ｎｍ）。また、本実施形態では、第１モータＭ１が車幅方向右側に配置され、第２モータＭ２が車幅方向左側でかつ第１モータＭ１より下方の位置に配設されている。このような第１，２モータの配置は、例えば、マフラを車体右側のみに配設する車両において、車幅方向右側の重量を減らして重量バランスの最適化を図る際に好適である。なお、両モータＭ１，Ｍ２の配設位置は、上下ハウジング３１，３２や車体フレームの形状等に合わせて種々の変形が可能である。
【００４９】
なお、収納ケース１８に設けられる操舵装置３０の取り付け凹部を、通常の自動二輪車に使用されるヘッドパイプの取り付けが可能となるように構成しておけば、共通の車体フレームを用いて、本発明に係る操舵装置を適用した車両と通常のステアリング機構を有する車両とを、生産することが可能となる。
【００５０】
図４は、操舵装置３０の側面断面図である。また、図５は、後述するスライダＳ１が車体前方側に移動した状態における側面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、操舵装置３０は、その上側に突出する入力軸４０と、下側に突出する出力軸６６とを有する。入力軸４０の上端部には、スプライン嵌合により入力軸４０と一体に回動するハンドルベース４３が、ナット４１およびワッシャ４２によって取り付けられている。ハンドルベース４３とトップブリッジ１６とは、軸受４４によって互いに回動自在に係合されている。乗員が操作するハンドルバー５は、このハンドルベース４３に固定されており、ハンドルバー５への入力操作は、トップブリッジ１６を介することなく、入力軸４０に直接入力される。
【００５１】
操舵装置の３０の上側ハウジング３１の上部には、円筒部３１ａが形成されている。この円筒部３１ａの上端部には、操舵装置３０への水分等の侵入を防ぐダストシール４５および入力軸４０を軸支する軸受４６が配設されている。軸受４６の下部には、オイルシール４７が配設されており、その下方には、操舵トルク検知手段としてのトルクセンサ４８が上下に２つ設けられている。トルクセンサ４８には磁歪式が適用されており、入力軸４０の外周部には、トルクセンサ４８に対向する部分に磁性リング４０ａが取り付けられている。本実施形態では、トルクセンサ４８によって入力軸４０のねじれ量を検出し、このねじれ量に基づいて乗員のハンドル操作による操舵トルクが算出される。
【００５２】
入力軸４０の下端部には、円柱状の入力部材５０が形成されている。入力部材５０は、上側ハウジング３１に嵌合された軸受４９によって回転自在に支持されている。入力部材５０の下面には、２つの鋼球５１，５２が転動自在に支持されており、入力部材５０とこれに隣接配置されるスライダＳ１とは、鋼球５１，５２のみで接触するように構成されている。スライダＳ１の上面部の車体前方側には、鋼球５１の転動方向を規制するガイドレール５４が車体前後方向に指向して形成されている。上側ハウジング３１と下側ハウジング３２との間には、内部空間の密閉を保つＯ（オー）リング９０が配設されている。
【００５３】
操舵レシオ可変手段としての円柱状のスライダＳ１は、大径の軸受５３によってベースＳＢに回動自在に支持されると共に、第１モータＭ１を駆動させることで車体前後方向に移動可能に構成されている。スライダＳ１の位置は、図４に中立位置を示しており、図５には、車体前方側に移動させた状態を示している。スライダＳ１は、中立位置から車体後方側にも同様に移動可能とされる。なお、ここでは、スライダＳ１を操舵レシオ可変手段として説明したが、以下では、スライダＳ１の他、入力部材５０やスライダＳ１の駆動機構等を含むシステム全体を、操舵レシオ可変手段と呼称することもある。
【００５４】
スライダＳ１の下面には、２つの鋼球５５，５６が転動自在に支持されており、スライダＳ１に隣接配置されるウォームホイールＷ１の天板６７とは、この鋼球５５，５６のみで接触するように構成されている。天板６７の上面部の車体後方側には、鋼球５６を案内するガイドレール５７が車体前後方向に指向して形成されている。なお、ここでは、ウォームホイールＷ１を操舵パワーアシスト手段として説明したが、以下では、ウォームホイールＷ１の他、ウォームホイールＷ１の駆動機構等を含むシステム全体を、操舵パワーアシスト手段と呼称することもある。
【００５５】
ウォームホイールＷ１および天板６７は、出力軸６６に対して相互回転不能に固定されている。出力軸６６は、ウォームホイールＷ１の下部で、軸受５８，５９に回転自在に支持されている。軸受５８，５９は、外周部に雄ねじ部を有する軸受カラー６２に嵌合されており、この軸受カラー６２を下側ハウジング３２の開口部に設けられた雌ねじ部に螺合することで下側ハウジング３２に固定される。下側ハウジング３２と軸受カラー６２との間には、Ｏリング６０が配設されている。軸受カラー６２は、その外周部にロックリング６３を締結することにより、下側ハウジング３２に対して回動不能に固定される。軸受５９の下部には、ダストシール６１が配置されている。
【００５６】
出力軸６６および取り付けカラー６４、取り付けカラー６４およびボトムブリッジ１７は、それぞれスプライン構造によって嵌合されており、出力軸６６の先端にナット６５を締結することにより、相互回転不能に固定される。上記した構成により、出力軸６６に伝達された回転駆動力は、ボトムブリッジ１７からフロントフォーク４、そして、フロントフォーク４の上端部でこれを支持するトップブリッジ１６に伝達されることとなる。なお、本実施形態では、入力軸４０と出力軸６６とが同軸上に位置すると共に、出力軸６６とフロントフォーク４とが平行をなすように構成されている。
【００５７】
図６は、操舵装置３０を上面断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、出力軸６６に直結されるウォームホイールＷ１は、第２モータＭ２によって任意の速度で回動させることができる。第２モータＭ２は、自動二輪車１の各種センサ情報（操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等）に基づいて、前輪ＷＦの操舵力を適切にアシストするように駆動される。これにより、例えば、停車時にハンドル操作を行う際の操作力を低減したり、所定の走行状態において最適な操舵トルクに駆動する等の制御が可能となる。
【００５８】
第２モータＭ２は、コイル８４が取り付けられた回転軸８３を、その内周部に複数の永久磁石が取り付けられたカバー８５に収納して構成されている。カバー８５は、ネジ８２によって、ベース部材８１と共締めで下側ハウジング３２に締結されている。回転軸８３は、ベース部材８１に嵌合された軸受８０に軸支されている。回転軸８３の端部は、連結部材７９を介してウォーム（ねじ歯車）７７が取り付けられたシャフト８７と連結されている。シャフト８７は、ウォーム７７の車体後方側で軸受７８に軸支されると共に、ウォーム７７の車体前方側で軸受７６に軸支されている。
【００５９】
一方、スライダＳ１は、第１モータＭ１によって車体前後方向に移動可能に構成されている。第１モータＭ１は、コイル７４が取り付けられた回転軸７３を、その内周部に複数の永久磁石が取り付けられたカバー７５に収納した構成とされる。カバー７５は、ネジ８６によって、ベース部材７２と共締めで下側ハウジング３２に締結されている。
【００６０】
回転軸７３は、ベース部材７２に嵌合された軸受７１に軸支されており、回転軸７３の端部は、連結部材７０を介してシャフト６９と連結されている。シャフト６９とスライダＳ１との間には、シャフト６９側に形成された雄ねじとスライダＳ１側に形成された雌ねじとからなる送りネジ機構（不図示）が設けられている。これにより、シャフト６９の回転に伴って、スライダＳ１が車体前後方向に移動するように構成されている。
【００６１】
前記したスライダＳ１の上面部に形成されたガイドレール５４と、ウォームホイールＭ１の天板６７に形成されたガイドレール５７とは、それぞれ、図６に示すガイドレール軌跡６８に沿って形成されている。そして、ハンドルバー５から入力軸４０に入力された回転駆動力は、鋼球５１からガイドレール５４を介してスライダＳ１に伝達され、さらに、スライダＳ１に伝達された回転駆動力は、鋼球５６からガイドレール５７を介してウォームホイールＷ１に伝達されるように構成されている。
【００６２】
本実施形態では、第１モータＭ１の軸線Ｊ１および第２モータＭ２の軸線Ｊ２が、それぞれ、車体中心線Ｃと平行に配置されている。また、車体中心線Ｃから軸線Ｊ１までの距離と、車体中心線Ｃから軸線Ｊ２までの距離がほぼ等しく設定されており、これにより、車幅方向の重量バランスの最適化が図られている。
【００６３】
本実施形態において、入力部材５０の車体後方側の鋼球５１と、ウォームホイールＷ１の車体前方側の鋼球５５は、それぞれ回転駆動力の伝達に関与するものではなく、スライダＳ１が回転軸に対して傾かないように支持する機能のみを有している。ここで、図７を参照して、本実施形態に係る操舵レシオ可変手段の構成を説明する。
【００６４】
図７は、操舵レシオ可変手段の動作説明図である。この図において、上下３段に重ねられた円柱状の部品Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ、上記実施形態における入力部材５０、スライダＳ１、ウォームホイールＷ１に相当する。また、部品Ｄの下面に転動可能に支持される球Ｂ１は鋼球５１に相当し、部品Ｅの下面に転動可能に支持される球Ｂ２は鋼球５６に相当する。ここで、球Ｂ１は、部品Ｅの上面部に対して周方向への相対移動が規制され、また、球Ｂ２も、部品Ｆの上面部に対して、周方向への相対移動が規制されていることを前提とする。これにより、部品Ｅに入力された回転駆動力は、球Ｂ１によって部品Ｅに伝達され、さらに、部品Ｅに伝達された回転駆動力は、球Ｂ２によって部品Ｆに伝達されることとなる。なお、前記実施形態に示した操舵装置３０では、ガイドレール５４，５７によってこの周方向への相対移動が規制されている。
【００６５】
まず、部品Ｅがスライドせずに中立位置にある（ａ）の場合を参照する。（ａ）においては、部品Ｄ，Ｅ，Ｆの回転軸ＤＯ，ＥＯ，ＦＯが同一軸上にある。このとき、部品Ｄ，Ｅ，Ｆは同期回転するので、部品Ｄを図示半時計方向にθ度回転させると、部品Ｆも同様にθ度だけ回転することとなる。
【００６６】
次に、部品Ｅを車体前方側に所定距離だけスライドさせた（ｂ）の場合を参照する。（ｂ）においては、部品Ｅが車体前方側にスライドすることにより、部品Ｅの回転軸ＥＯが、部品Ｄ，Ｆの回転軸ＤＯ，ＦＯより車体前方側に移動する。すると、部品Ｅは回転軸ＥＯを中心に回転するため、部品Ｄをθ度回転させたときに、部品Ｅの回転角度はθ度より小さなθ１度となる。この部品Ｅの回転角度の減少が、そのまま部品Ｆに伝達されることとなり、部品Ｆの回転角度は入力角度より小さなθ１度となる。
【００６７】
そして、部品Ｅを車体後方側に所定距離だけスライドさせた（ｃ）の場合を参照する。（ｃ）においては、部品Ｅが車体後方側にスライドすることにより、部品Ｅの回転軸ＥＯが、部品Ｄ，Ｆの回転軸ＤＯ，ＦＯより車体後方側に移動する。すると、部品Ｅは回転軸ＥＯを中心に回転するため、部品Ｄをθ度回転させたときに、部品Ｅの回転角度はθ度より大きなθ２度となる。この部品Ｅの回転角度の増加が、そのまま部品Ｆに伝達されて、部品Ｆの回転角度は入力角度より大きなθ２度となる。
【００６８】
上記したように、本実施形態に係る操舵レシオ可変手段によれば、部品Ｅを車体前後方向の任意に位置にスライドさせることで、部品Ｄの入力回転角度に対する部品Ｄの出力回転角度を任意に変更することが可能となる。すなわち、前記実施形態（図４参照）において、入力軸４０の回転角度と出力軸６６の回転角度との間のレシオを任意に変更することが可能となる。前記した第１モータＭ１は、自動二輪車１の各種センサ情報（操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等）に基づいて、最適な操舵レシオに設定されるように駆動される。これにより、例えば、自動二輪車の車速が高くなるほど同じハンドル操作量に対する前輪の操舵角を低減したり、極低速走行時にハンドル操作でバランスを取る際にハンドル操作に対する操舵角を大きくする等の制御が実行可能となる。
【００６９】
また、上記したような操舵レシオ可変手段の構成によれば、複数の歯車等の複雑な機構を用いることなく入力軸と出力軸の回転角度の比率を任意に変更することができるので、操舵レシオ可変手段の軸方向の寸法を低減することが可能となる。本発明に係る操舵装置は、フロントフォークを上下で支持するトップブリッジとボトムブリッジとの間に、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段の両方を含む操舵装置が収められている点に特徴があるが、これは、構造を簡略化して小型化を図った操舵レシオ可変手段の適用が大きく貢献している。
【００７０】
また、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、上から順に、トルク検知機構、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段を収納することにより、モータの回転駆動力が加わる前の段階で操舵トルクを正確に検知することが可能となる。また、操舵装置を車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。さらに、出力軸に固定された部材（ウォームホイール）に対してアシストが行われるため、機械摩擦等による損失を低減し、第２モータＭの出力を効率よく操舵力に変換することが可能となる。
【００７１】
以下、図８ないし図１０を参照して、本発明の第２，３，４実施形態に係る操舵装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの説明を行う。操舵装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、ハンドルバーに固定される入力軸への入力を、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を介して出力軸に出力する点、そして、フロントフォーク４を支持するトップブリッジ１６とボトムブリッジ１７との間に、上から順に、トルク検出機構、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段を収めた点において、前記実施形態の操舵装置３０と共通する。
【００７２】
図８は、本発明の第２実施形態に係る操舵装置３０Ａの構造説明図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵装置３０Ａの入力軸１００の下端部には、トーションバー１０２が連結されている。入力軸１００およびトーションバー１０２は、ブッシュ１０１によって、トップブリッジ１６と相対回転可能に支持されている。トーションバー１０２の外周側には、磁歪式のトルクセンサ１０３が配設されている。トーションバー１０２の下端部には、所定の厚みを有する円盤状の入力部材１０４が固定されている。入力部材１０４の下面には、鋼球１０５が転動自在に支持されている。
【００７３】
本実施形態では、スライダＳ２が中立位置から車体前後方向に移動することで、スライダＳ２の回転軸が入力軸１００および出力軸１１０の軸位置からずれることとなり、これにより操舵レシオが変更されるように構成されている。
【００７４】
入力部材１０４の下方には、第１モータＭ１の駆動に伴って車体前後方向に移動するスライダＳ２が隣接配置されている。スライダＳ２の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝１０６が形成されており、このガイド溝１０６内を鋼球１０５が転動するように構成されている。スライダＳ２の下面には、鋼球１０８が転動自在に支持されている。
【００７５】
スライダＳ２の下方には、第２モータＭ２の駆動によりパワーアシストされるウォームホイールＷ２が隣接配設されている。ウォームホイールＷ２の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝１０７が形成されており、このガイド溝１０７内を鋼球１０８が転動するように構成されている。出力軸１１０は、ウォームホイールＷ２の下部に固定されており、ボトムブリッジ１７の上部で軸受１０９に軸支されている。出力軸１１０は、ナット１１１を締結することによりボトムブリッジ１７に固定される。
【００７６】
上記したような構成によれば、第１モータＭ１によってスライダＳ２を駆動することにより、入力軸１００の回動量に対する出力軸１０９の回動量の比率を任意に変更することが可能となる。また、第２モータＭ２によってウォームホイールＷ２の回動動作をアシストすることにより、前輪ＷＦの操舵に必要な操作力を低減したり、車両の状態に応じて最適な操舵トルクを実現する等の制御を実行することが可能となる。
【００７７】
図９は、本発明の第３実施形態に係る操舵装置３０Ｂの構造説明図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵装置３０Ｂの入力軸２００の下端部には、トーションバー２０２が連結されている。入力軸２００およびトーションバー２０２は、ブッシュ２０１によって、トップブリッジ１６と相対回転可能に支持されている。トーションバー２０２の外周側には、磁歪式のトルクセンサ２０３が配設されている。トーションバー２０２の下端部には、所定の厚みを有する円盤状の入力部材２０４が固定されている。入力部材２０４の下面には、鋼球２０５が転動自在に支持されている。
【００７８】
入力部材２０４の下方には、第１モータＭ１の駆動に伴って車体前後方向に移動するスライダＳ３が隣接配置されている。スライダＳ３の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝２０６が形成され、このガイド溝２０６内を鋼球２０５が転動するように構成されている。スライダＳ３の下面には、鋼球２０８，２０９が転動自在に支持されている。
【００７９】
スライダＳ２の下方には、ウォームホイールＷ３に回転駆動力を伝達するための回転ジョイント２１０が隣接配設されている。回転ジョイント２１０の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝２０７が形成されており、このガイド溝２０７内を鋼球２０８，２０９が転動するように構成されている。本実施形態では、鋼球２０９のみが回転駆動力の伝達機能を有しており、スライダＳ３が中立位置から車体前後方向に移動すると、スライダＳ３の回転軸が入力軸２００および出力軸２１３の軸位置からずれることとなり、これにより操舵レシオが変更されるように構成されている。
【００８０】
回転ジョイント２１０の下方には、第２モータＭ２の駆動によりパワーアシストされるウォームホイールＷ３が隣接配設されている。ウォームホイールＷ３の上面には、回転ジョイント２１０から下方に突出する駆動力伝達軸２１１が挿入される係合穴が設けられている。回転ジョイント２１０の回転駆動力は、駆動力伝達軸２１１を介してウォームホイールＷ３に伝達される。出力軸２１３は、ウォームホイールＷ３の下部に固定されており、ボトムブリッジ１７の上部で軸受２１２に軸支されている。出力軸２１３は、ナット２１４を締結することによりボトムブリッジ１７に固定される。
【００８１】
本実施形態においては、操舵レシオ可変手段が、スライダＳ３および入力部材２０４のほか、回転ジョイント２１０を含む点に特徴がある。これにより、鋼球による回転駆動力の伝達と第２モータＭ２によるパワーアシストとが別個の部品に行われることとなり、ウォームホイールＷ３にガイド溝を形成する必要がなく、ウォームホイールＷ３の構造を簡略化することができる。また、操舵レシオ可変手段に回転ジョイントが含まれている構成においても、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、操舵レシオ可変機構および操舵パワーアシスト機構を収める構造が成立することとなる。
【００８２】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る操舵装置３０Ｃの構造説明図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵装置３０Ｄの入力軸３００の下端部には、トーションバー３０２が連結されている。入力軸３００およびトーションバー３０２は、ブッシュ３０１によってトップブリッジ１６と相対回転可能に支持されている。トーションバー３０２の外周側には、磁歪式のトルクセンサ３０３が配設されている。トーションバー２０２の下端部には、所定の厚みを有する円盤状の入力部材３０４が固定されている。
【００８３】
入力部材３０４の下方には、鋼球ホルダ３０５が隣接配設されている。鋼球ホルダ３０５の下面には、鋼球３０７，３０８が転動自在に支持されている。また、鋼球ホルダ３０５の上部には、駆動力伝達軸３０５が形成されており、該駆動力伝達軸３０６は、入力部材３０４の下面に設けられた係合穴に回転可能に挿入されている。
【００８４】
鋼球ホルダ３０５の下方には、第１モータＭ１の駆動に伴って車体前後方向に移動するスライダＳ４が隣接配置されている。スライダＳ４の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝３０９が形成され、このガイド溝３０９内を鋼球３０７，３０８が転動するように構成されている。ここでは、鋼球３０７のみが回転駆動力の伝達機能を有している。
【００８５】
スライダＳ４の下方には、鋼球ホルダ３１０が隣接配置されている。鋼球ホルダ３１０の下面には、鋼球３１３，３１４が転動自在に支持されている。また、鋼球ホルダ３１０の上部には、駆動力伝達軸３１１が設けられており、該駆動力伝達軸３１１は、スライダＳ４の下面に設けられた係合穴に回転可能に挿入されている。
【００８６】
鋼球ホルダ３１０の下方には、第２モータＭ２の駆動によりパワーアシストされるウォームホイールＷ４が隣接配設されている。ウォームホイールＷ４の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝３１２が形成されており、このガイド溝３１２内を鋼球３１３，３１４が転動するように構成されている。本実施形態では、鋼球３１３のみが回転駆動力の伝達機能を有しており、スライダＳ４が移動すると、スライダＳ４の回転軸が入力軸３００および出力軸３１６の軸位置からずれることとなり、これにより、入力軸３００の回転量に対する鋼球ホルダ３１０の回転量が変化するように構成されている。
【００８７】
鋼球ホルダ３１０に伝達された回転駆動力は、鋼球３１３を介してウォームホイールＷ４に伝達される。出力軸３１６は、ウォームホイールＷ４の下部に固定されており、ボトムブリッジ１７の上部で軸受３１５に軸支されている。出力軸３１６は、ナット３１７を締結することによりボトムブリッジ１７に固定される。本実施形態では、操舵レシオ可変手段が、スライダＳ４および入力部材３０４のほか、鋼球ホルダ３０５，３１０を含む構成であっても、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、上から順に、トルク検知機構、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段を配置する構造が成立することとなる。
【００８８】
図１１は、本発明の一実施形態の変形例に係る操舵装置３０Ｄの上面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵レシオ可変手段を駆動する第１モータＭ１および操舵パワーアシスト手段を駆動する第２モータＭ２の配置構造は、種々の変形が可能である。前記実施形態では、両モータの回転軸を車体前後方向に指向させていたが（図３，６参照）、本変形例では、両モータの回転軸を車体前後方向に対して所定角度だけ傾斜させることで、両モータがメインフレーム２ａの内部にほぼ収納されるように構成されている。これにより、支持ケース１８の後端部２ａから両モータが突出することなく、メインフレーム２ａの内側のスペースを拡大して、設計自由度を高めることが可能となる。
【００８９】
上記したように、本発明に係る自動二輪車の操舵装置によれば、操舵レシオ可変手段と操舵パワーアシスト手段とが、フロントフォークを支持するトップブリッジとボトムブリッジとの間に配設されているので、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を含む操舵装置を、車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。これにより、操舵装置を適用することによる車体重量バランスへの影響を低減することが可能となる。
【００９０】
なお、フロントフォーク、トップブリッジ、ボトムブリッジ、車体フレーム、支持ケースの形状や配置、トルクセンサの構造や配置、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段の駆動機構の形態等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段は、ネジ送り機構やウォームギヤではなく、チェーンや平歯車等の伝達機構を適用して構成してもよい。本発明に係る操舵装置は、フロントフォークで前輪を支持する三輪車等に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…自動二輪車、２…車体フレーム、２ａ…メインフレーム、４…フロントフォーク、５…ハンドルバー、１６…トップブリッジ、１７…ボトムブリッジ、１８…支持ケース、３０…自動二輪車の操舵装置、３１…上側ハウジング、３２…下側ハウジング、４０…入力軸、４８…トルクセンサ（操舵トルク検知手段）、６６…出力軸、Ｍ１…第１モータ、Ｍ２…第２モータ、Ｓ１…スライダ（操舵レシオ可変手段）、Ｗ１…ウォームホイール（操舵パワーアシスト手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車の操舵装置に係り、特に、操舵レシオ可変手段およびパワーアシスト手段を同時に適用した自動二輪車の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の操舵装置において、ステアリング（ハンドル）への入力操作量と操舵輪の切れ角（操舵角）との比率を任意に変更する操舵レシオ可変手段や、乗員の操作負担が軽減されるように電動モータによって操舵力をアシストするパワーアシスト手段を適用した構成が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ステアリングホイールへの操作力をステアリングシャフトおよび自在継手を介してギヤケースに伝達し、このギヤケース内に設けられたラック軸を駆動することで左右の前輪を連動操舵する４輪車用の操舵装置において、操舵レシオ可変手段をギヤケースの内部に収納するようにした構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、操舵出力をアシストする電動モータを、ステアリングホイールが固定されたステアリングシャフトの一端部と、左右の前輪を操舵するラック軸が収められたギヤケース内の２箇所に設けるようにした４輪車用の操舵装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０３４４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された操舵レシオ可変手段および特許文献２に記載された操舵パワーアシスト手段は、いずれも大きな取り付けスペースを確保できる４輪車用として構成されたものであり、この両手段を、余剰スペースの少ない自動二輪車に同時に適用するためには、特許文献１，２では検討されない特別の工夫が必要であった。
【０００７】
さらに、上記したような操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を自動二輪車に適用する場合には、構造の簡略化や車体の重量バランス等の観点から、この両手段が車体フレームの前端部近傍に集中配置されることが望ましい。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を自動二輪車の車体フレームの前端部近傍に集中配置できるようにした自動二輪車の操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、前輪（ＷＦ）を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク（４）を、トップブリッジ（１６）および該トップブリッジ（１６）の車体下方側に位置するボトムブリッジ（１７）によって保持すると共に、車体フレーム（２）に対してヘッドパイプ（１８）を中心に前記フロントフォーク（４）を回転操舵可能にする自動二輪車の操舵装置（３０）において、乗員が操作するハンドル（５）の回動角度と前記前輪（ＷＦ）の操舵角度との比率を第１モータ（Ｍ１）によって任意に変更する操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と、前記ハンドル（５）へ入力される操作力に第２モータ（Ｍ２）による補助力を加える操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とを具備し、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）が、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に配設されている点に第１の特徴がある。
【００１０】
また、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体上面視において互いに重ならないように配置されている点に第２の特徴がある。
【００１１】
また、前記ハンドル（５）への入力トルクを検知する操舵トルク検知手段（４８）を具備し、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に、車体上方側から、前記操舵トルク検知手段（４８）、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）、前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）の順に配設されている点に第３の特徴がある。
【００１２】
また、前記操舵トルク検知手段（４８）は、磁歪式のトルクセンサである点に第４の特徴がある。
【００１３】
また、前記自動二輪車の操舵装置（３０）の上部に突出する入力軸（４０）と、前記自動二輪車の操舵装置（３０）の下部に突出すると共に、前記入力軸（４０）への入力が、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）によって変換されて出力される出力軸（６６）とを具備し、前記出力軸（６６）に前記ボトムブリッジ（１７）が固定されており、前記入力軸（４０）が、前記トップブリッジ（１６）を貫通して該トップブリッジ（１６）に回動自在に軸支されており、前記ハンドル（５）が、前記トップブリッジの上方で前記入力軸（４０）に固定されている点に第５の特徴がある。
【００１４】
また、前記入力軸（４０）と出力軸（６６）とが、同軸上に配置されている点に第６の特徴がある。
【００１５】
また、前記操舵レシオ可変手段が、前記入力軸（４０）と出力軸（６６）との間で回転駆動力の伝達を行うスライダ（Ｓ１）であり、前記スライダ（Ｓ１）を、前記第１モータ（Ｍ１）によって車体前後方向に移動させることで、入力軸（４０）と出力軸（６６）との間の回転角度の比率が変わるように構成されており、前記操舵パワーアシスト手段は、第２モータ（Ｍ２）によって回転される回転体（Ｗ１）であり、該回転体（Ｗ１）の下部に前記出力軸（６６）が固定されている点に第７の特徴がある。
【００１６】
また、前記スライダ（Ｓ１）は、前記第１モータ（Ｍ１）の回転軸（７３）に設けられた送りネジ機構によって駆動され、前記回転体は、第２モータ（Ｍ２）の回転軸（８３）に設けられたウォーム（７７）と噛み合うウォームホイール（Ｗ１）である点に第８の特徴がある。
【００１７】
また、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の外壁より車体内側に配設されている点に第９の特徴がある。
【００１８】
また、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の内部に収納されるように配設されている点に第１０の特徴がある。
【００１９】
また、前記自動二輪車の操舵装置（３０）は、前記フロントフォーク（４）の左右幅内に収まるように配設されている点に第１１の特徴がある。
【００２０】
また、少なくとも前記操舵トルク検知手段（４８）と前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とが一体に収納されるハウジング（３１，３２）を具備し、車体フレーム（２）の前端部に前記ハウジング（３１，３２）を固定することにより、前記自動二輪車の操舵装置（３０）が自動二輪車（１）に取り付けられる点に第１２の特徴がある。
【００２１】
また、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）は、それぞれ、第１モータ（Ｍ１）と第２のモータ（Ｍ２）で構成され、前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）の軸線（Ｊ１，Ｊ２）は、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間で車体前後方向に指向し、前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）は、前記ヘッドパイプ（１８）の後方で、前記車体フレーム（２）の一部であると共に前記ヘッドパイプ（１８）に連なる左右一対のメインフレーム（２ａ）の間に配置されている点に第１３の特徴がある。
【００２２】
さらに、前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体側面視において略同じ高さに配設されると共に、車体上面視において車体中心線（Ｃ）を挟んで車幅方向左右に略同じ間隔で配設されている点に第１４の特徴がある。
【発明の効果】
【００２３】
第１の特徴によれば、乗員が操作するハンドルの回動角度と前輪の操舵角度との比率を第１モータによって任意に変更する操舵レシオ可変手段と、ハンドルへ入力される操作力に第２モータによる補助力を加える操舵パワーアシスト手段とを具備し、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段が、トップブリッジとボトムブリッジとの間に配設されているので、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を含む操舵装置を、車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。これにより、操舵装置を適用することによる車体重量バランスへの影響を低減することが可能となる。
【００２４】
第２の特徴によれば、第１モータおよび第２モータが、車体上面視において互いに重ならないように配置されているので、余剰スペースの少ない自動二輪車において、第１モータおよび第２モータを効率よく配置することが可能となる。
【００２５】
第３の特徴によれば、ハンドルへの入力トルクを検知する操舵トルク検知手段を具備し、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、車体上方側から、操舵トルク検知手段、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段の順に配設されているので、操舵トルクを、モータの回転駆動力が加わる前の段階で検知することが可能となる。これにより、モータ駆動力の影響を受ける前の正確な操舵トルクを検知することができる。
【００２６】
第４の特徴によれば、操舵トルク検知手段は、磁歪式のトルクセンサであるので、操舵トルクの検知精度を高めることが可能となる。
【００２７】
第５の特徴によれば、自動二輪車の操舵装置の上部に突出する入力軸と、自動二輪車の操舵装置の下部に突出すると共に、入力軸への入力が操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段によって変換されて出力される出力軸とを具備し、出力軸にボトムブリッジが固定されており、入力軸がトップブリッジを貫通して該トップブリッジに回動自在に軸支されており、ハンドルがトップブリッジの上方で入力軸に固定されているので、ハンドルとトップブリッジとが相互回転可能に構成されることとなり、トップブリッジおよびボトムブリッジでフロントフォークを支持する構成において、ハンドルの回動角と前輪の操舵角とを異ならせることが可能となる。また、トップブリッジの上方にハンドルが配設されるので、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を用いない通常の自動二輪車と同様の外観を得ることができる。
【００２８】
第６の特徴によれば、入力軸と出力軸とが同軸上に配置されているので、ハンドルの回転中心位置とフロントフォークの回転中心位置とが同じになる。これにより、ヘッドパイプを中心にフロントフォークが回動する通常の車両と同様の操作感および外観を有する操舵装置を得ることができる。
【００２９】
第７の特徴によれば、操舵レシオ可変手段が、入力軸と出力軸との間で回転駆動力の伝達を行うスライダであり、スライダを第１モータによって車体前後方向に移動させることで、入力軸と出力軸との間の回転角度の比率が変わるように構成されており、操舵パワーアシスト手段は、第２モータによって回転される回転体であり、該回転体の下部に出力軸が固定されているので、出力軸に固定された回転体に対してパワーアシストが行われるため、第２モータの出力を、機械摩擦等による損失を低減して効率よく前輪の操舵力に変換することが可能となる。
【００３０】
第８の特徴によれば、スライダは、第１モータの回転軸に設けられた送りネジ機構によって駆動され、回転体は、第２モータの回転軸に設けられたウォームと噛み合うウォームホイールであるので、第１モータおよび第２モータの回転軸を車体前後方向に指向させることが容易になり、車両操舵装置の車体上下方向の寸法を抑えることが可能となる。
【００３１】
第９の特徴によれば、第１モータおよび第２モータが、車体フレームの外壁より車体内側に配設されているので、例えば、両モータを操舵装置の車体前方側に配置する構成に比して、操舵装置の重心位置を車体後方側に寄せることが可能となり、操舵装置の重量が車体バランスに与える影響を低減することができる。
【００３２】
第１０の特徴によれば、第１モータおよび第２モータが、車体フレームの内部に収納されるように配設されているので、両モータが車体フレームの外方に突出しないため、両モータに外力等の影響が及ぶことを防止し、両モータを防護することができる。
【００３３】
第１１の特徴によれば、自動二輪車の操舵装置は、フロントフォークの左右幅内に収まるように配設されているので、十分な前輪操舵角を確保することが容易になる。また、操舵装置の重量を車幅方向中央に集中させることが可能となる。
【００３４】
第１２の特徴によれば、少なくとも操舵トルク検知手段と操舵レシオ可変手段と操舵パワーアシスト手段とが一体に収納されるハウジングを具備し、車体フレームの前端部にハウジングを固定することにより、自動二輪車の操舵装置が自動二輪車に取り付けられるので、操舵装置を小組みした後に、車体フレームに取り付けることが可能となり、組立作業が容易になる。また、車体から操舵装置のみを取り外して整備することが容易になる。さらに、操舵装置の取り付け部分を、通常の自動二輪車に使用されるヘッドパイプを取り付け可能に構成しておくことにより、ヘッドパイプを用いた通常のステアリング機構を有する車両と、本発明に係る操舵装置を適用した車両とを、共通の車体フレームを用いて生産することが可能となる。
【００３５】
第１３の特徴によれば、操舵レシオ可変手段および前記操舵パワーアシスト手段は、それぞれ、第１モータと第２のモータで構成され、両モータの軸線は、トップブリッジとボトムブリッジとの間で車体前後方向に指向し、両モータは、ヘッドパイプの後方で、車体フレームの一部であると共にヘッドパイプに連なる左右一対のメインフレームの間に配置されているので、ヘッドパイプ近傍においてユニット化した操舵装置を構成することが容易になり、操舵装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。これにより、操舵装置の小組作業のほか、配線の取り回しや車体への取り付け作業が容易となる。
【００３６】
第１４の特徴によれば、第１モータおよび第２モータは、車体側面視において略同じ高さに配設されると共に、車体上面視において車体中心線を挟んで車幅方向左右に略同じ間隔で配設されているので、重量物であるモータを車幅方向に略均等に配置することで、車幅方向の良好な重量バランスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車の操舵装置を適用した自動二輪車の側面図である。
【図２】操舵装置の側面図である。
【図３】操舵装置の上面図である。
【図４】操舵装置の側面断面図である。
【図５】スライダが車体前方側に移動した状態における操舵装置の側面図である。
【図６】操舵装置の上面断面図である。
【図７】操舵レシオ可変手段の動作説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る操舵装置の構造説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る操舵装置の構造説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る操舵装置の構造説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態の変形例に係る操舵装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車の操舵装置３０（以下、単に操舵装置３０と示すこともある）が適用された自動二輪車１の側面図である。自動二輪車１の操舵輪としての前輪ＷＦは、左右一対のフロントフォーク４の下端部に回転自在に軸支されている。本発明の一実施形態に係る操舵装置３０は、車体フレーム２の前端部に配設されている。操舵装置３０は、後述する操舵レシオ可変手段によって、ハンドルバー５への入力操作量とは異なる回動量で前輪ＷＦを操舵可能にすると共に、操舵パワーアシスト手段によって前輪ＷＦの操舵力をアシストすることを可能にする電動ステアリング機構である。
【００３９】
フロントフォーク４は、操舵装置３０の上側に位置するトップブリッジ１６と、操舵装置３０の下側に位置するボトムブリッジ１７とによって支持されている。前輪ＷＦは、操舵装置３０に対してトップブリッジ１６およびボトムブリッジ１７が一体に回動することによって操舵される。トップブリッジ１６の上方には、乗員が把持する左右一対のハンドルグリップ６を有するハンドルバー５が配設されている。
【００４０】
ハンドルバー５の車体前方側には、外装部品としてのフロントカウル７が配設されている。車体フレーム２の下方には、車体後方下方に向けて延びるエンジンハンガ３が設けられており、車両の動力源としてのエンジン８は、該エンジンハンガ３によって吊り下げられるように固定されている。駆動輪としての後輪ＷＲは、マフラ１０の車幅方向中央側に配設されるスイングアーム（不図示）の後端部に回転自在に軸支されている。スイングアームの前端部は、車体フレーム２の後方下方に設けられたスイングアームピボット９によって揺動自在に軸支されている。
【００４１】
運転者が着座するシート１２の車体前方には、給油口リッド１１を有する燃料タンクカバー１９が配設されている。シート１２の後方には、同乗者が着座する後部シート１３が設けられている。後部シート１３の後方には、車幅方向中央にトランク１４が取り付けられ、トランク１４の下方には左右一対のサイドケース１５が取り付けられている。
【００４２】
図２は、本発明の一実施形態に係る操舵装置３０の側面図である。また、図３は、操舵装置３０の上面図である。操舵装置３０は、車体フレーム２の前端のヘッドパイプに配設されている。本実施形態では、アルミのパイプ材等からなる左右一対のメインフレーム２ａの前端部に、アルミ鋳造等で形成された支持ケース（ヘッドパイプ）１８が結合されている。そして、この支持ケース１８に形成された凹部に、締結部材等を用いて操舵装置３０を固定することにより、操舵装置３０が車体フレーム２の前端部に固定される。このとき、操舵装置３０の車体前方側の面は、支持ケース１８から車体前方側に露出した状態となる。支持ケース１８には、メインフレーム２ａの前端部のみならず、エンジンハンガ３の上端部も結合されている。なお、本実施形態に係る支持ケース１８は、通常の二輪車のヘッドパイプに相当し、車体フレーム２に対してフロントフォーク４を回転操舵可能にするものである。支持ケース１８は、車体フレーム２の前端部に一体的に形成してもよい。
【００４３】
ここで、通常の自動二輪車では、左右一対のフロントフォークをトップブリッジおよびボトムブリッジで支持し、このトップブリッジとボトムブリッジとを連結固定する回動軸としてのステムシャフトを、車体フレームの前端部に形成されたヘッドパイプに揺動自在に軸支することにより、前輪を操舵可能としている。これに対し、本実施形態に係る操舵装置３０では、ハンドルバー５への入力操作とは異なる操舵角および操舵力によって前輪ＷＦを操舵可能とするため、通常の自動二輪車とは異なる構成を有している。
【００４４】
本実施形態では、操舵装置３０の下部に設けられた出力軸６６にボトムブリッジ１７を固定することにより、出力軸６６の回動動作に伴って、ボトムブリッジ１７、トップブリッジ１６およびフロントフォーク４が一体に回動するように構成されている。乗員が入力操作するハンドルバー５は、フロントフォーク４の揺動角度と異なる角度でハンドルバー５を回動させることを可能とするため、トップブリッジ１６には固定されておらず、操舵装置３０の上部に設けられた入力軸４０に直接連結されている。本実施形態においては、入力軸４０および出力軸６６の回転軸が、同軸Ｏ上に位置するように構成されている。
【００４５】
操舵装置３０は、上側ハウジング３１および下側ハウジング３２を有しており、この両者が形成する内部空間に、前記した操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段が収納されている。上側ハウジング３１と下側ハウジング３２とは、３本の締結ネジ３３で固定されている。下側ハウジング３２の車体後方側には、操舵レシオ可変手段を作動させるための第１モータＭ１および操舵パワーアシスト手段を作動させるための第２モータＭ２がそれぞれ取り付けられている。第１モータＭ１および第２モータＭ２は、それぞれの軸線Ｊ１，Ｊ２が、互いに平行に車体前後方向に指向し、かつトップブリッジ１６とボトムブリッジ１７との間に位置するように配設されている。なお、本実施形態では、第１モータＭ１より第２モータＭ２の方が車体上下方向でわずかに低い位置に配設されているが、軸線Ｊ１，Ｊ２がほぼ同じ高さに位置するように配設してもよい。
【００４６】
図３を併せて参照して、ボトムブリッジ１７には、トップブリッジ１６と同様に、左右一対のフロントフォーク４を支持するための挿通穴４ａが形成されている。操舵装置３０は、左右のフロントフォーク４の間の空間に収まるように構成されている。これにより、大きな前輪操舵角を確保することが容易になると共に、操舵装置３０の重量を車幅方向中央に集中させることが可能となる。また、操舵装置３０は、締結ネジ３３を貫通させる車体前方側の１箇所のボス部分を除いて、フロントフォーク４の車体前端面より車体前方側に突出しないように配設されている。
【００４７】
また、第１モータＭ１および第２モータＭ２は、メインフレーム２ａおよび支持ケース１８の外壁から車体前方側に突出することなく、支持ケース１８の内側、すなわち車体内側に収まるように配設されている。本実施形態では、各モータＭ１，Ｍ２の回転軸Ｊ１，Ｊ２が車体前後方向に指向され、各モータＭ１，Ｍ２の後端部分が支持ケース１８の後端面から若干突出するように配設されている。このような第１，２モータの配置によれば、例えば、両モータを操舵装置３０の車体前方側に配置する構成に比して、操舵装置３０の重心位置を車体後方側に寄せることができ、操舵装置３０の重量が車体バランスに与える影響を低減することが可能となる。また、第１，２モータがメインフレーム２ａの外方に突出しないため、両モータに外力や水分等の影響が及ぶことを防止し、両モータを防護することができる。
【００４８】
本実施形態では、操舵力をアシストする第２モータＭ２に、操舵レシオ可変手段を駆動する第１モータＭ１より大型のものが適用されている（例えば、発生トルクで、第１モータＭ１：０．３Ｎｍ、第２モータＭ２：１．３Ｎｍ）。また、本実施形態では、第１モータＭ１が車幅方向右側に配置され、第２モータＭ２が車幅方向左側でかつ第１モータＭ１より下方の位置に配設されている。このような第１，２モータの配置は、例えば、マフラを車体右側のみに配設する車両において、車幅方向右側の重量を減らして重量バランスの最適化を図る際に好適である。なお、両モータＭ１，Ｍ２の配設位置は、上下ハウジング３１，３２や車体フレームの形状等に合わせて種々の変形が可能である。
【００４９】
なお、収納ケース１８に設けられる操舵装置３０の取り付け凹部を、通常の自動二輪車に使用されるヘッドパイプの取り付けが可能となるように構成しておけば、共通の車体フレームを用いて、本発明に係る操舵装置を適用した車両と通常のステアリング機構を有する車両とを、生産することが可能となる。
【００５０】
図４は、操舵装置３０の側面断面図である。また、図５は、後述するスライダＳ１が車体前方側に移動した状態における側面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、操舵装置３０は、その上側に突出する入力軸４０と、下側に突出する出力軸６６とを有する。入力軸４０の上端部には、スプライン嵌合により入力軸４０と一体に回動するハンドルベース４３が、ナット４１およびワッシャ４２によって取り付けられている。ハンドルベース４３とトップブリッジ１６とは、軸受４４によって互いに回動自在に係合されている。乗員が操作するハンドルバー５は、このハンドルベース４３に固定されており、ハンドルバー５への入力操作は、トップブリッジ１６を介することなく、入力軸４０に直接入力される。
【００５１】
操舵装置の３０の上側ハウジング３１の上部には、円筒部３１ａが形成されている。この円筒部３１ａの上端部には、操舵装置３０への水分等の侵入を防ぐダストシール４５および入力軸４０を軸支する軸受４６が配設されている。軸受４６の下部には、オイルシール４７が配設されており、その下方には、操舵トルク検知手段としてのトルクセンサ４８が上下に２つ設けられている。トルクセンサ４８には磁歪式が適用されており、入力軸４０の外周部には、トルクセンサ４８に対向する部分に磁性リング４０ａが取り付けられている。本実施形態では、トルクセンサ４８によって入力軸４０のねじれ量を検出し、このねじれ量に基づいて乗員のハンドル操作による操舵トルクが算出される。
【００５２】
入力軸４０の下端部には、円柱状の入力部材５０が形成されている。入力部材５０は、上側ハウジング３１に嵌合された軸受４９によって回転自在に支持されている。入力部材５０の下面には、２つの鋼球５１，５２が転動自在に支持されており、入力部材５０とこれに隣接配置されるスライダＳ１とは、鋼球５１，５２のみで接触するように構成されている。スライダＳ１の上面部の車体前方側には、鋼球５１の転動方向を規制するガイドレール５４が車体前後方向に指向して形成されている。上側ハウジング３１と下側ハウジング３２との間には、内部空間の密閉を保つＯ（オー）リング９０が配設されている。
【００５３】
操舵レシオ可変手段としての円柱状のスライダＳ１は、大径の軸受５３によってベースＳＢに回動自在に支持されると共に、第１モータＭ１を駆動させることで車体前後方向に移動可能に構成されている。スライダＳ１の位置は、図４に中立位置を示しており、図５には、車体前方側に移動させた状態を示している。スライダＳ１は、中立位置から車体後方側にも同様に移動可能とされる。なお、ここでは、スライダＳ１を操舵レシオ可変手段として説明したが、以下では、スライダＳ１の他、入力部材５０やスライダＳ１の駆動機構等を含むシステム全体を、操舵レシオ可変手段と呼称することもある。
【００５４】
スライダＳ１の下面には、２つの鋼球５５，５６が転動自在に支持されており、スライダＳ１に隣接配置されるウォームホイールＷ１の天板６７とは、この鋼球５５，５６のみで接触するように構成されている。天板６７の上面部の車体後方側には、鋼球５６を案内するガイドレール５７が車体前後方向に指向して形成されている。なお、ここでは、ウォームホイールＷ１を操舵パワーアシスト手段として説明したが、以下では、ウォームホイールＷ１の他、ウォームホイールＷ１の駆動機構等を含むシステム全体を、操舵パワーアシスト手段と呼称することもある。
【００５５】
ウォームホイールＷ１および天板６７は、出力軸６６に対して相互回転不能に固定されている。出力軸６６は、ウォームホイールＷ１の下部で、軸受５８，５９に回転自在に支持されている。軸受５８，５９は、外周部に雄ねじ部を有する軸受カラー６２に嵌合されており、この軸受カラー６２を下側ハウジング３２の開口部に設けられた雌ねじ部に螺合することで下側ハウジング３２に固定される。下側ハウジング３２と軸受カラー６２との間には、Ｏリング６０が配設されている。軸受カラー６２は、その外周部にロックリング６３を締結することにより、下側ハウジング３２に対して回動不能に固定される。軸受５９の下部には、ダストシール６１が配置されている。
【００５６】
出力軸６６および取り付けカラー６４、取り付けカラー６４およびボトムブリッジ１７は、それぞれスプライン構造によって嵌合されており、出力軸６６の先端にナット６５を締結することにより、相互回転不能に固定される。上記した構成により、出力軸６６に伝達された回転駆動力は、ボトムブリッジ１７からフロントフォーク４、そして、フロントフォーク４の上端部でこれを支持するトップブリッジ１６に伝達されることとなる。なお、本実施形態では、入力軸４０と出力軸６６とが同軸上に位置すると共に、出力軸６６とフロントフォーク４とが平行をなすように構成されている。
【００５７】
図６は、操舵装置３０を上面断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、出力軸６６に直結されるウォームホイールＷ１は、第２モータＭ２によって任意の速度で回動させることができる。第２モータＭ２は、自動二輪車１の各種センサ情報（操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等）に基づいて、前輪ＷＦの操舵力を適切にアシストするように駆動される。これにより、例えば、停車時にハンドル操作を行う際の操作力を低減したり、所定の走行状態において最適な操舵トルクに駆動する等の制御が可能となる。
【００５８】
第２モータＭ２は、コイル８４が取り付けられた回転軸８３を、その内周部に複数の永久磁石が取り付けられたカバー８５に収納して構成されている。カバー８５は、ネジ８２によって、ベース部材８１と共締めで下側ハウジング３２に締結されている。回転軸８３は、ベース部材８１に嵌合された軸受８０に軸支されている。回転軸８３の端部は、連結部材７９を介してウォーム（ねじ歯車）７７が取り付けられたシャフト８７と連結されている。シャフト８７は、ウォーム７７の車体後方側で軸受７８に軸支されると共に、ウォーム７７の車体前方側で軸受７６に軸支されている。
【００５９】
一方、スライダＳ１は、第１モータＭ１によって車体前後方向に移動可能に構成されている。第１モータＭ１は、コイル７４が取り付けられた回転軸７３を、その内周部に複数の永久磁石が取り付けられたカバー７５に収納した構成とされる。カバー７５は、ネジ８６によって、ベース部材７２と共締めで下側ハウジング３２に締結されている。
【００６０】
回転軸７３は、ベース部材７２に嵌合された軸受７１に軸支されており、回転軸７３の端部は、連結部材７０を介してシャフト６９と連結されている。シャフト６９とスライダＳ１との間には、シャフト６９側に形成された雄ねじとスライダＳ１側に形成された雌ねじとからなる送りネジ機構（不図示）が設けられている。これにより、シャフト６９の回転に伴って、スライダＳ１が車体前後方向に移動するように構成されている。
【００６１】
前記したスライダＳ１の上面部に形成されたガイドレール５４と、ウォームホイールＭ１の天板６７に形成されたガイドレール５７とは、それぞれ、図６に示すガイドレール軌跡６８に沿って形成されている。そして、ハンドルバー５から入力軸４０に入力された回転駆動力は、鋼球５１からガイドレール５４を介してスライダＳ１に伝達され、さらに、スライダＳ１に伝達された回転駆動力は、鋼球５６からガイドレール５７を介してウォームホイールＷ１に伝達されるように構成されている。
【００６２】
本実施形態では、第１モータＭ１の軸線Ｊ１および第２モータＭ２の軸線Ｊ２が、それぞれ、車体中心線Ｃと平行に配置されている。また、車体中心線Ｃから軸線Ｊ１までの距離と、車体中心線Ｃから軸線Ｊ２までの距離がほぼ等しく設定されており、これにより、車幅方向の重量バランスの最適化が図られている。
【００６３】
本実施形態において、入力部材５０の車体後方側の鋼球５１と、ウォームホイールＷ１の車体前方側の鋼球５５は、それぞれ回転駆動力の伝達に関与するものではなく、スライダＳ１が回転軸に対して傾かないように支持する機能のみを有している。ここで、図７を参照して、本実施形態に係る操舵レシオ可変手段の構成を説明する。
【００６４】
図７は、操舵レシオ可変手段の動作説明図である。この図において、上下３段に重ねられた円柱状の部品Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ、上記実施形態における入力部材５０、スライダＳ１、ウォームホイールＷ１に相当する。また、部品Ｄの下面に転動可能に支持される球Ｂ１は鋼球５１に相当し、部品Ｅの下面に転動可能に支持される球Ｂ２は鋼球５６に相当する。ここで、球Ｂ１は、部品Ｅの上面部に対して周方向への相対移動が規制され、また、球Ｂ２も、部品Ｆの上面部に対して、周方向への相対移動が規制されていることを前提とする。これにより、部品Ｅに入力された回転駆動力は、球Ｂ１によって部品Ｅに伝達され、さらに、部品Ｅに伝達された回転駆動力は、球Ｂ２によって部品Ｆに伝達されることとなる。なお、前記実施形態に示した操舵装置３０では、ガイドレール５４，５７によってこの周方向への相対移動が規制されている。
【００６５】
まず、部品Ｅがスライドせずに中立位置にある（ａ）の場合を参照する。（ａ）においては、部品Ｄ，Ｅ，Ｆの回転軸ＤＯ，ＥＯ，ＦＯが同一軸上にある。このとき、部品Ｄ，Ｅ，Ｆは同期回転するので、部品Ｄを図示半時計方向にθ度回転させると、部品Ｆも同様にθ度だけ回転することとなる。
【００６６】
次に、部品Ｅを車体前方側に所定距離だけスライドさせた（ｂ）の場合を参照する。（ｂ）においては、部品Ｅが車体前方側にスライドすることにより、部品Ｅの回転軸ＥＯが、部品Ｄ，Ｆの回転軸ＤＯ，ＦＯより車体前方側に移動する。すると、部品Ｅは回転軸ＥＯを中心に回転するため、部品Ｄをθ度回転させたときに、部品Ｅの回転角度はθ度より小さなθ１度となる。この部品Ｅの回転角度の減少が、そのまま部品Ｆに伝達されることとなり、部品Ｆの回転角度は入力角度より小さなθ１度となる。
【００６７】
そして、部品Ｅを車体後方側に所定距離だけスライドさせた（ｃ）の場合を参照する。（ｃ）においては、部品Ｅが車体後方側にスライドすることにより、部品Ｅの回転軸ＥＯが、部品Ｄ，Ｆの回転軸ＤＯ，ＦＯより車体後方側に移動する。すると、部品Ｅは回転軸ＥＯを中心に回転するため、部品Ｄをθ度回転させたときに、部品Ｅの回転角度はθ度より大きなθ２度となる。この部品Ｅの回転角度の増加が、そのまま部品Ｆに伝達されて、部品Ｆの回転角度は入力角度より大きなθ２度となる。
【００６８】
上記したように、本実施形態に係る操舵レシオ可変手段によれば、部品Ｅを車体前後方向の任意に位置にスライドさせることで、部品Ｄの入力回転角度に対する部品Ｄの出力回転角度を任意に変更することが可能となる。すなわち、前記実施形態（図４参照）において、入力軸４０の回転角度と出力軸６６の回転角度との間のレシオを任意に変更することが可能となる。前記した第１モータＭ１は、自動二輪車１の各種センサ情報（操舵トルク、車速、エンジン回転数、ギヤ段数、車体のロール角およびピッチ角、ヨー角、舵角、操舵比等）に基づいて、最適な操舵レシオに設定されるように駆動される。これにより、例えば、自動二輪車の車速が高くなるほど同じハンドル操作量に対する前輪の操舵角を低減したり、極低速走行時にハンドル操作でバランスを取る際にハンドル操作に対する操舵角を大きくする等の制御が実行可能となる。
【００６９】
また、上記したような操舵レシオ可変手段の構成によれば、複数の歯車等の複雑な機構を用いることなく入力軸と出力軸の回転角度の比率を任意に変更することができるので、操舵レシオ可変手段の軸方向の寸法を低減することが可能となる。本発明に係る操舵装置は、フロントフォークを上下で支持するトップブリッジとボトムブリッジとの間に、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段の両方を含む操舵装置が収められている点に特徴があるが、これは、構造を簡略化して小型化を図った操舵レシオ可変手段の適用が大きく貢献している。
【００７０】
また、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、上から順に、トルク検知機構、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段を収納することにより、モータの回転駆動力が加わる前の段階で操舵トルクを正確に検知することが可能となる。また、操舵装置を車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。さらに、出力軸に固定された部材（ウォームホイール）に対してアシストが行われるため、機械摩擦等による損失を低減し、第２モータＭの出力を効率よく操舵力に変換することが可能となる。
【００７１】
以下、図８ないし図１０を参照して、本発明の第２，３，４実施形態に係る操舵装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの説明を行う。操舵装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、ハンドルバーに固定される入力軸への入力を、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を介して出力軸に出力する点、そして、フロントフォーク４を支持するトップブリッジ１６とボトムブリッジ１７との間に、上から順に、トルク検出機構、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段を収めた点において、前記実施形態の操舵装置３０と共通する。
【００７２】
図８は、本発明の第２実施形態に係る操舵装置３０Ａの構造説明図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵装置３０Ａの入力軸１００の下端部には、トーションバー１０２が連結されている。入力軸１００およびトーションバー１０２は、ブッシュ１０１によって、トップブリッジ１６と相対回転可能に支持されている。トーションバー１０２の外周側には、磁歪式のトルクセンサ１０３が配設されている。トーションバー１０２の下端部には、所定の厚みを有する円盤状の入力部材１０４が固定されている。入力部材１０４の下面には、鋼球１０５が転動自在に支持されている。
【００７３】
本実施形態では、スライダＳ２が中立位置から車体前後方向に移動することで、スライダＳ２の回転軸が入力軸１００および出力軸１１０の軸位置からずれることとなり、これにより操舵レシオが変更されるように構成されている。
【００７４】
入力部材１０４の下方には、第１モータＭ１の駆動に伴って車体前後方向に移動するスライダＳ２が隣接配置されている。スライダＳ２の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝１０６が形成されており、このガイド溝１０６内を鋼球１０５が転動するように構成されている。スライダＳ２の下面には、鋼球１０８が転動自在に支持されている。
【００７５】
スライダＳ２の下方には、第２モータＭ２の駆動によりパワーアシストされるウォームホイールＷ２が隣接配設されている。ウォームホイールＷ２の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝１０７が形成されており、このガイド溝１０７内を鋼球１０８が転動するように構成されている。出力軸１１０は、ウォームホイールＷ２の下部に固定されており、ボトムブリッジ１７の上部で軸受１０９に軸支されている。出力軸１１０は、ナット１１１を締結することによりボトムブリッジ１７に固定される。
【００７６】
上記したような構成によれば、第１モータＭ１によってスライダＳ２を駆動することにより、入力軸１００の回動量に対する出力軸１０９の回動量の比率を任意に変更することが可能となる。また、第２モータＭ２によってウォームホイールＷ２の回動動作をアシストすることにより、前輪ＷＦの操舵に必要な操作力を低減したり、車両の状態に応じて最適な操舵トルクを実現する等の制御を実行することが可能となる。
【００７７】
図９は、本発明の第３実施形態に係る操舵装置３０Ｂの構造説明図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵装置３０Ｂの入力軸２００の下端部には、トーションバー２０２が連結されている。入力軸２００およびトーションバー２０２は、ブッシュ２０１によって、トップブリッジ１６と相対回転可能に支持されている。トーションバー２０２の外周側には、磁歪式のトルクセンサ２０３が配設されている。トーションバー２０２の下端部には、所定の厚みを有する円盤状の入力部材２０４が固定されている。入力部材２０４の下面には、鋼球２０５が転動自在に支持されている。
【００７８】
入力部材２０４の下方には、第１モータＭ１の駆動に伴って車体前後方向に移動するスライダＳ３が隣接配置されている。スライダＳ３の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝２０６が形成され、このガイド溝２０６内を鋼球２０５が転動するように構成されている。スライダＳ３の下面には、鋼球２０８，２０９が転動自在に支持されている。
【００７９】
スライダＳ２の下方には、ウォームホイールＷ３に回転駆動力を伝達するための回転ジョイント２１０が隣接配設されている。回転ジョイント２１０の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝２０７が形成されており、このガイド溝２０７内を鋼球２０８，２０９が転動するように構成されている。本実施形態では、鋼球２０９のみが回転駆動力の伝達機能を有しており、スライダＳ３が中立位置から車体前後方向に移動すると、スライダＳ３の回転軸が入力軸２００および出力軸２１３の軸位置からずれることとなり、これにより操舵レシオが変更されるように構成されている。
【００８０】
回転ジョイント２１０の下方には、第２モータＭ２の駆動によりパワーアシストされるウォームホイールＷ３が隣接配設されている。ウォームホイールＷ３の上面には、回転ジョイント２１０から下方に突出する駆動力伝達軸２１１が挿入される係合穴が設けられている。回転ジョイント２１０の回転駆動力は、駆動力伝達軸２１１を介してウォームホイールＷ３に伝達される。出力軸２１３は、ウォームホイールＷ３の下部に固定されており、ボトムブリッジ１７の上部で軸受２１２に軸支されている。出力軸２１３は、ナット２１４を締結することによりボトムブリッジ１７に固定される。
【００８１】
本実施形態においては、操舵レシオ可変手段が、スライダＳ３および入力部材２０４のほか、回転ジョイント２１０を含む点に特徴がある。これにより、鋼球による回転駆動力の伝達と第２モータＭ２によるパワーアシストとが別個の部品に行われることとなり、ウォームホイールＷ３にガイド溝を形成する必要がなく、ウォームホイールＷ３の構造を簡略化することができる。また、操舵レシオ可変手段に回転ジョイントが含まれている構成においても、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、操舵レシオ可変機構および操舵パワーアシスト機構を収める構造が成立することとなる。
【００８２】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る操舵装置３０Ｃの構造説明図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵装置３０Ｄの入力軸３００の下端部には、トーションバー３０２が連結されている。入力軸３００およびトーションバー３０２は、ブッシュ３０１によってトップブリッジ１６と相対回転可能に支持されている。トーションバー３０２の外周側には、磁歪式のトルクセンサ３０３が配設されている。トーションバー２０２の下端部には、所定の厚みを有する円盤状の入力部材３０４が固定されている。
【００８３】
入力部材３０４の下方には、鋼球ホルダ３０５が隣接配設されている。鋼球ホルダ３０５の下面には、鋼球３０７，３０８が転動自在に支持されている。また、鋼球ホルダ３０５の上部には、駆動力伝達軸３０５が形成されており、該駆動力伝達軸３０６は、入力部材３０４の下面に設けられた係合穴に回転可能に挿入されている。
【００８４】
鋼球ホルダ３０５の下方には、第１モータＭ１の駆動に伴って車体前後方向に移動するスライダＳ４が隣接配置されている。スライダＳ４の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝３０９が形成され、このガイド溝３０９内を鋼球３０７，３０８が転動するように構成されている。ここでは、鋼球３０７のみが回転駆動力の伝達機能を有している。
【００８５】
スライダＳ４の下方には、鋼球ホルダ３１０が隣接配置されている。鋼球ホルダ３１０の下面には、鋼球３１３，３１４が転動自在に支持されている。また、鋼球ホルダ３１０の上部には、駆動力伝達軸３１１が設けられており、該駆動力伝達軸３１１は、スライダＳ４の下面に設けられた係合穴に回転可能に挿入されている。
【００８６】
鋼球ホルダ３１０の下方には、第２モータＭ２の駆動によりパワーアシストされるウォームホイールＷ４が隣接配設されている。ウォームホイールＷ４の上面には、車体前後方向に指向するガイド溝３１２が形成されており、このガイド溝３１２内を鋼球３１３，３１４が転動するように構成されている。本実施形態では、鋼球３１３のみが回転駆動力の伝達機能を有しており、スライダＳ４が移動すると、スライダＳ４の回転軸が入力軸３００および出力軸３１６の軸位置からずれることとなり、これにより、入力軸３００の回転量に対する鋼球ホルダ３１０の回転量が変化するように構成されている。
【００８７】
鋼球ホルダ３１０に伝達された回転駆動力は、鋼球３１３を介してウォームホイールＷ４に伝達される。出力軸３１６は、ウォームホイールＷ４の下部に固定されており、ボトムブリッジ１７の上部で軸受３１５に軸支されている。出力軸３１６は、ナット３１７を締結することによりボトムブリッジ１７に固定される。本実施形態では、操舵レシオ可変手段が、スライダＳ４および入力部材３０４のほか、鋼球ホルダ３０５，３１０を含む構成であっても、トップブリッジとボトムブリッジとの間に、上から順に、トルク検知機構、操舵レシオ可変手段、操舵パワーアシスト手段を配置する構造が成立することとなる。
【００８８】
図１１は、本発明の一実施形態の変形例に係る操舵装置３０Ｄの上面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。操舵レシオ可変手段を駆動する第１モータＭ１および操舵パワーアシスト手段を駆動する第２モータＭ２の配置構造は、種々の変形が可能である。前記実施形態では、両モータの回転軸を車体前後方向に指向させていたが（図３，６参照）、本変形例では、両モータの回転軸を車体前後方向に対して所定角度だけ傾斜させることで、両モータがメインフレーム２ａの内部にほぼ収納されるように構成されている。これにより、支持ケース１８の後端部２ａから両モータが突出することなく、メインフレーム２ａの内側のスペースを拡大して、設計自由度を高めることが可能となる。
【００８９】
上記したように、本発明に係る自動二輪車の操舵装置によれば、操舵レシオ可変手段と操舵パワーアシスト手段とが、フロントフォークを支持するトップブリッジとボトムブリッジとの間に配設されているので、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段を含む操舵装置を、車体フレームの前端部近傍に集中配置することが可能となる。これにより、操舵装置を適用することによる車体重量バランスへの影響を低減することが可能となる。
【００９０】
なお、フロントフォーク、トップブリッジ、ボトムブリッジ、車体フレーム、支持ケースの形状や配置、トルクセンサの構造や配置、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段の駆動機構の形態等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、操舵レシオ可変手段および操舵パワーアシスト手段は、ネジ送り機構やウォームギヤではなく、チェーンや平歯車等の伝達機構を適用して構成してもよい。本発明に係る操舵装置は、フロントフォークで前輪を支持する三輪車等に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…自動二輪車、２…車体フレーム、２ａ…メインフレーム、４…フロントフォーク、５…ハンドルバー、１６…トップブリッジ、１７…ボトムブリッジ、１８…支持ケース、３０…自動二輪車の操舵装置、３１…上側ハウジング、３２…下側ハウジング、４０…入力軸、４８…トルクセンサ（操舵トルク検知手段）、６６…出力軸、Ｍ１…第１モータ、Ｍ２…第２モータ、Ｓ１…スライダ（操舵レシオ可変手段）、Ｗ１…ウォームホイール（操舵パワーアシスト手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪（ＷＦ）を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク（４）を、トップブリッジ（１６）および該トップブリッジ（１６）の車体下方側に位置するボトムブリッジ（１７）によって保持すると共に、車体フレーム（２）に対してヘッドパイプ（１８）を中心に前記フロントフォーク（４）を回転操舵可能にする自動二輪車の操舵装置（３０）において、
乗員が操作するハンドル（５）の回動角度と前記前輪（ＷＦ）の操舵角度との比率を第１モータ（Ｍ１）によって任意に変更する操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と、
前記ハンドル（５）へ入力される操作力に第２モータ（Ｍ２）による補助力を加える操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とを具備し、
前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）が、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に配設されていることを特徴とする自動二輪車の操舵装置。
【請求項２】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体上面視において互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項３】
前記ハンドル（５）への入力トルクを検知する操舵トルク検知手段（４８）を具備し、
前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に、車体上方側から、前記操舵トルク検知手段（４８）、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）、前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）の順に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項４】
前記操舵トルク検知手段（４８）は、磁歪式のトルクセンサであることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項５】
前記自動二輪車の操舵装置（３０）の上部に突出する入力軸（４０）と、
前記自動二輪車の操舵装置（３０）の下部に突出すると共に、前記入力軸（４０）への入力が、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）によって変換されて出力される出力軸（６６）とを具備し、
前記出力軸（６６）に前記ボトムブリッジ（１７）が固定されており、
前記入力軸（４０）が、前記トップブリッジ（１６）を貫通して該トップブリッジ（１６）に回動自在に軸支されており、
前記ハンドル（５）が、前記トップブリッジの上方で前記入力軸（４０）に固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項６】
前記入力軸（４０）と出力軸（６６）とが、同軸上に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項７】
前記操舵レシオ可変手段が、前記入力軸（４０）と出力軸（６６）との間で回転駆動力の伝達を行うスライダ（Ｓ１）であり、
前記スライダ（Ｓ１）を、前記第１モータ（Ｍ１）によって車体前後方向に移動させることで、入力軸（４０）と出力軸（６６）との間の回転角度の比率が変わるように構成されており、
前記操舵パワーアシスト手段は、第２モータ（Ｍ２）によって回転される回転体（Ｗ１）であり、該回転体（Ｗ１）の下部に前記出力軸（６６）が固定されていることを特徴とする請求項５または６に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項８】
前記スライダ（Ｓ１）は、前記第１モータ（Ｍ１）の回転軸（７３）に設けられた送りネジ機構によって駆動され、
前記回転体は、第２モータ（Ｍ２）の回転軸（８３）に設けられたウォーム（７７）と噛み合うウォームホイール（Ｗ１）であることを特徴とする請求項７に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項９】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の外壁より車体内側に配設されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１０】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の内部に収納されるように配設されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１１】
前記自動二輪車の操舵装置（３０）は、前記フロントフォーク（４）の左右幅内に収まるように配設されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１２】
少なくとも前記操舵トルク検知手段（４８）と前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とが一体に収納されるハウジング（３１，３２）を具備し、
車体フレーム（２）の前端部に前記ハウジング（３１，３２）を固定することにより、前記自動二輪車の操舵装置（３０）が自動二輪車（１）に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１３】
前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）は、それぞれ、第１モータ（Ｍ１）と第２のモータ（Ｍ２）で構成され、
前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）の軸線（Ｊ１，Ｊ２）は、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間で車体前後方向に指向し、
前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）は、前記ヘッドパイプ（１８）の後方で、前記車体フレーム（２）の一部であると共に前記ヘッドパイプ（１８）に連なる左右一対のメインフレーム（２ａ）の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１４】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体側面視において略同じ高さに配設されると共に、車体上面視において車体中心線（Ｃ）を挟んで車幅方向左右に略同じ間隔で配設されていることを特徴とする請求項１３に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１】
前輪（ＷＦ）を回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク（４）を、トップブリッジ（１６）および該トップブリッジ（１６）の車体下方側に位置するボトムブリッジ（１７）によって保持すると共に、車体フレーム（２）に対してヘッドパイプ（１８）を中心に前記フロントフォーク（４）を回転操舵可能にする自動二輪車の操舵装置（３０）において、
乗員が操作するハンドル（５）の回動角度と前記前輪（ＷＦ）の操舵角度との比率を第１モータ（Ｍ１）によって任意に変更する操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と、
前記ハンドル（５）へ入力される操作力に第２モータ（Ｍ２）による補助力を加える操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とを具備し、
前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）が、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に配設されていることを特徴とする自動二輪車の操舵装置。
【請求項２】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体上面視において互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項３】
前記ハンドル（５）への入力トルクを検知する操舵トルク検知手段（４８）を具備し、
前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間に、車体上方側から、前記操舵トルク検知手段（４８）、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）、前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）の順に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項４】
前記操舵トルク検知手段（４８）は、磁歪式のトルクセンサであることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項５】
前記自動二輪車の操舵装置（３０）の上部に突出する入力軸（４０）と、
前記自動二輪車の操舵装置（３０）の下部に突出すると共に、前記入力軸（４０）への入力が、前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）によって変換されて出力される出力軸（６６）とを具備し、
前記出力軸（６６）に前記ボトムブリッジ（１７）が固定されており、
前記入力軸（４０）が、前記トップブリッジ（１６）を貫通して該トップブリッジ（１６）に回動自在に軸支されており、
前記ハンドル（５）が、前記トップブリッジの上方で前記入力軸（４０）に固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項６】
前記入力軸（４０）と出力軸（６６）とが、同軸上に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項７】
前記操舵レシオ可変手段が、前記入力軸（４０）と出力軸（６６）との間で回転駆動力の伝達を行うスライダ（Ｓ１）であり、
前記スライダ（Ｓ１）を、前記第１モータ（Ｍ１）によって車体前後方向に移動させることで、入力軸（４０）と出力軸（６６）との間の回転角度の比率が変わるように構成されており、
前記操舵パワーアシスト手段は、第２モータ（Ｍ２）によって回転される回転体（Ｗ１）であり、該回転体（Ｗ１）の下部に前記出力軸（６６）が固定されていることを特徴とする請求項５または６に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項８】
前記スライダ（Ｓ１）は、前記第１モータ（Ｍ１）の回転軸（７３）に設けられた送りネジ機構によって駆動され、
前記回転体は、第２モータ（Ｍ２）の回転軸（８３）に設けられたウォーム（７７）と噛み合うウォームホイール（Ｗ１）であることを特徴とする請求項７に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項９】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の外壁より車体内側に配設されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１０】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）が、前記車体フレーム（２）の内部に収納されるように配設されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１１】
前記自動二輪車の操舵装置（３０）は、前記フロントフォーク（４）の左右幅内に収まるように配設されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１２】
少なくとも前記操舵トルク検知手段（４８）と前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）と前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）とが一体に収納されるハウジング（３１，３２）を具備し、
車体フレーム（２）の前端部に前記ハウジング（３１，３２）を固定することにより、前記自動二輪車の操舵装置（３０）が自動二輪車（１）に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１３】
前記操舵レシオ可変手段（Ｓ１）および前記操舵パワーアシスト手段（Ｗ１）は、それぞれ、第１モータ（Ｍ１）と第２のモータ（Ｍ２）で構成され、
前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）の軸線（Ｊ１，Ｊ２）は、前記トップブリッジ（１６）とボトムブリッジ（１７）との間で車体前後方向に指向し、
前記両モータ（Ｍ１，Ｍ２）は、前記ヘッドパイプ（１８）の後方で、前記車体フレーム（２）の一部であると共に前記ヘッドパイプ（１８）に連なる左右一対のメインフレーム（２ａ）の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の操舵装置。
【請求項１４】
前記第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）は、車体側面視において略同じ高さに配設されると共に、車体上面視において車体中心線（Ｃ）を挟んで車幅方向左右に略同じ間隔で配設されていることを特徴とする請求項１３に記載の自動二輪車の操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４６３４２（Ｐ２０１１−４６３４２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９８１３３（Ｐ２００９−１９８１３３）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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