説明

車両の操舵装置

【課題】車両の操舵機構を効率よく配置することを目的とした車両の操舵装置を提供する。
【解決手段】入力軸33への操作入力を任意の回動量およびまたは任意の回動力に変換して出力軸34から出力する操舵ユニット32と、入力軸33に連結された操向ハンドル15と、出力軸34に連結されると共に車両の前輪WFを支持する支持ブラケット4aと、操舵ユニット32が収められる収納ケース31とを具備し、収納ケース31を自動二輪車1の車体フレーム2の前端部に一体に取り付ける。操舵ユニット32は、入力操舵角を任意の出力操舵角に変換して前輪WFへ伝達する可変レシオ操舵機構32bと、入力操作に対して任意の補助力を供給するパワーアシスト機構32aとからなる。収納ケース31と車体フレーム2とは、同じ材質として溶着するほか、異なる材質としてネジ等で固定できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の操舵装置に係り、特に、車両の操舵機構を効率よく配置することを目的とした車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、自動二輪車の操舵装置において、ハンドルの操作性を向上させる機構を、車体フレーム前端でステアリングステムを支持するヘッドパイプ部に組み込むようにした構成が知られている。
【0003】
特許文献1には、作動オイルを不要とした磁力式のステアリングダンパーを、ステアリングステムを取り巻くように一体的に組み込んだ操舵装置が開示されている。
【特許文献1】特開2004−90716号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ハンドルの操作性を向上させる機構として、例えば、可変レシオ操舵機構やパワーアシスト機構が知られている。しかしながら、これらの機構は、前記したようなステアリングダンパーに比して構造が複雑で設置スペースも大きくなりやすいので、ヘッドパイプ部への取り付けには、特許文献1に示されるような取り付け方法とは異なる工夫が必要であった。
【0005】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、車両の操舵機構を効率よく配置することを目的とした車両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】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明は、前後輪を有する車両の操舵装置において、入力軸への回動入力を、任意の回動量およびまたは任意の回動力に変換して出力軸から出力する操舵変換機構と、前記入力軸に連結された操向ハンドルと、前記出力軸に連結されると共に前記車両の前輪を支持する支持部と、前記操舵変換機構が収められた収納ケースとを具備し、前記操舵変換機構が、前記収納ケースを介して前記車両の車体フレームの前端部に一体に取り付けられている点に第1の特徴がある。
【0007】
また、前記操舵変換機構は、電動で駆動される点に第2の特徴がある。
【0008】
また、前記操舵変換機構には、それぞれの駆動源としての電動モータが含まれている点に第3の特徴がある。
【0009】
また、前記操舵変換機構は、前記操向ハンドルによる入力軸への入力操舵角を任意の出力操舵角に変換して前輪へ伝達する可変レシオ操舵機構と、前記操向ハンドルへの入力操作に対して任意の補助力を供給するパワーアシスト機構とのうちの少なくとも一方を含む点に第4の特徴がある。
【0010】
さらに、前記収納ケースが、前記車体フレームと同じ材質で形成されている点に第5の特徴がある。
【発明の効果】
【0011】
第1の特徴によれば、操舵変換機構が収められた収納ケースが、車両の車体フレームの前端部に一体に取り付けられているので、収納ケースを車体フレームの一部として使用することができ、ヘッドパイプまわりの小型化および高剛性化が可能な操舵装置を得ることができる。また、車両の組立時には、操舵変換機構を収めた収納ケースを先に小組みしておき、この収納ケースを車体フレームに取り付けることで組み立てが完了するので、複雑な機構を後から車体に取り付ける方式に比して、車体組立時の作業性を高めることができる。また、1種類の操舵装置を、車体フレームの形状等が異なる複数の車種で共用することが容易になる。さらに、収納ケースと車体フレームとをボルト等で固定するようにすれば、分解整備等の際に車体フレームから操舵装置を簡単に取り外すことが可能となる。さらに、収納ケースは、車体フレームに取り付けられており、操向ハンドルを操舵しても回動されることがないので、ヘッドライトやカウリング等の取り付け基部として利用しやすい。
【0012】
第2の特徴によれば、操舵変換機構は電動で駆動されるので、各種センサ等の出力情報に基づく種々の電気的制御に適した車両の操舵装置を得ることができる。
【0013】
第3の特徴によれば、操舵変換機構には、それぞれの駆動源としての電動モータが含まれているので、収納ケース内に駆動源を含む操舵変換機構の全体が収められることとなり、1種類の操舵装置を複数の車種に適用することがさらに容易になる。
【0014】
第4の特徴によれば、操舵変換機構は、操向ハンドルによる入力軸への入力操舵角を任意の出力操舵角に変換して前輪へ伝達する可変レシオ操舵機構と、操向ハンドルへの入力操作に対して任意の補助力を供給するパワーアシスト機構とのうちの少なくとも一方を含むので、車体フレームの前端部に操舵機構が集中的に配置されることとなり、操舵装置の小型化および省スペース化を図ることができる。
【0015】
第5の特徴によれば、収納ケースが車体フレームと同じ材質で形成されているので、収納ケースと車体フレームとを溶接等で固定することが容易となる。また、収納ケースを車体フレームの剛性メンバとして設計した際に、車体フレーム全体の剛性計算がしやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
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操舵装置30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、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。フロントフォーク4は、車体フレーム2の前端部かつアンダフレーム2aの上方に取り付けられた操舵装置30の下部に支持されている。乗員によって操舵される操向ハンドル15を含む操舵装置30の車体前方側には、ウインドスクリーン22と、左右一対の方向指示灯23と、前照灯装置21とを有するフロントカウル20が取り付けられている。
【0017】
アンダフレーム2aを有する車体フレーム2の下方には、エアクリーナ7およびエンジン6が懸架されている。エンジン6の燃焼ガスは、車体後方側のマフラ14から排出される。後輪WRを回転自在に軸支するスイングアーム12は、リヤクッション11で吊り下げられてピボット軸16を中心に揺動自在とされており、エンジン6の回転駆動力はドライブチェーン13によって後輪WRに伝達される。エンジン6の上方には燃料タンク5が取り付けられ、その後方には、着座シート8およびシートカウル9が配設されている。また、シートカウル9の後端部には制動灯および方向指示灯を一体式とした尾灯装置10が取り付けられている。本実施形態に係る車両の操舵装置は、車体フレーム2の前端部に操舵装置30の収納ケースが直接取り付けられている点に特徴がある。
【0018】
図2は図1の一部拡大図である。また、図3は操舵装置30の斜視図である。本実施形態に係る操舵装置30は、箱状の収納ケース31の内部に、可変レシオ操舵機構とパワーアシスト機構とを一体的に構成した操舵ユニット32を収納している。金属等で形成される収納ケース31は、車体フレーム2およびアンダフレーム2aを車体前端部で結合するガセット35の前面部37に溶着によって結合されており、これによって、自動二輪車1の車体に操舵装置30が固定されることとなる。
【0019】
操舵変換機構としての操舵ユニット32は、収納ケース31の内壁面に固定用延出部36を介して固定されている。略直方体の操舵ユニット32の車体上方側には、入力軸33が設けられている。この入力軸33の上端は、収納ケース31の上部から突出して、操向ハンドル15の支持ブラケット15aと結合されている。一方、操舵ユニット32の車体下方側には、出力軸34が設けられている。この出力軸34の下端は、収納ケース31の下部から突出して、フロントフォーク4の支持部としての支持ブラケット4aと結合されている。
【0020】
操舵ユニット32には、パワーアシスト機構を駆動するための第1モータ40と、可変レシオ操舵機構を駆動するための第2モータ41とが取り付けられている。可変レシオ操舵機構は、第1モータ40の駆動力を利用して、入力軸33の回動角度と出力軸34の回動角度とを任意の比率で異ならせる、すなわち、操向ハンドル15への入力操舵角と前輪WFへの出力操舵角とを任意の比率で異ならせる機構である。一方、パワーアシスト機構は、第2モータ41の駆動力を利用して、操向ハンドル15に入力される乗員の操作力に補助力を供給して前輪WFを回動させやすくする、すなわち、入力軸33に入力された操作力より大きな操舵力で出力軸34を回動させる機構である。
【0021】
前記したように、本実施形態に係る操舵装置30によれば、操舵ユニット32が収められた収納ケース31を車体フレーム2の前端部に一体に取り付けるようにしたので、収納ケース31を車体フレーム2の一部として使用することが可能となり、ヘッドパイプ部の小型化および高剛性化が可能な操舵装置30を得ることができる。なお、本実施形態では、収納ケース31とガセット35とを溶着することで、操舵装置30を車体フレーム2に取り付けているが、収納ケース31とガセット35とをボルト等で固定するようにすれば、分解整備等の際に操舵装置30を車体フレーム2から簡単に取り外すことが可能となる。また、操舵ユニット32を収納ケース31に収めた操舵装置30を先に小組みしておき、この収納ケース31を車体フレーム2に取り付けることで組み立てが完了するので、複雑な操舵機構を後から車体に取り付ける方式に比して、車体組立時の作業性を高めると共に、操舵装置および車体の小型化が可能となる。
【0022】
なお、上記実施形態では、収納ケース31をガセット35の前端部に取り付けるように構成したが、収納ケース31とガセット35とを一体的に形成すると共に、ガセット35の後端側を車体フレーム2と結合するように構成してもよい。また、本実施形態において、操向ハンドル15を操舵しても回動されることがない収納ケース31は、ヘッドライトやカウリング等の取り付け基部に好適である。さらに、収納ケース31と車体フレーム2とを溶着する場合は、例えば、両者を同じ金属等で形成すると、収納ケース31を車体フレームの剛性メンバとして設計した際に、車体フレーム全体の剛性計算が容易となる。さらに、収納ケース31と車体フレーム2とをボルト等で固定する場合は、両者を異なる材料で形成することができる。
【0023】
図4は、本実施形態に係る操舵装置30およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。パワーアシスト機構32aを駆動する第1モータ40および可変レシオ操舵機構32bを駆動する第2モータ41は、それぞれ、エンジン回転数センサ51、車速センサ52、操向ハンドル15に入力された乗員の操作力を検知する操舵トルクセンサ53からの出力信号に基づいて、前輪WFに最適な操舵レシオおよび補助操舵力が発生するように操舵ユニット制御部50で駆動制御される。また、操舵ユニット制御部50に入力されるセンサ信号には、走行中の車体の傾斜角を検知するバンク角センサ、入力軸および出力軸の回動角度を検知する回動角度センサからの出力信号等が含まれてもよい。
【0024】
本実施形態に係る操舵装置30によれば、操舵装置30と車体フレーム2とが別個独立して構成されているので、車体フレーム2の前端部に収納ケース31を固定することによって、車両に操舵装置30を取り付けることができる。これにより、1種類の操舵装置を、車体フレーム等の構成が異なる複数の車種で共用することが容易になる。このとき、車種毎に異なる操舵ユニット32のセッティングは、操舵ユニット制御部50への入力情報を変更することで対応可能である。なお、操舵ユニット32には、万一、何らかの不具合が生じた場合に、入力軸33および出力軸34の回動量を同一とすることで通常のハンドル操作を可能とするフェールセーフ機能が備えられる。
【0025】
車体フレーム、アンダフレーム、ガセットの形状や材質、収納ケースの形状や材質、操舵ユニットやフロントフォークの構成等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、収納ケースに収められる操舵変換機構は、可変レシオ操舵機構およびパワーアシスト機構のいずれか一方とするほか、油圧式のステアリングダンパー機構等を含むものであってもよい。また、車両の車体フレームは、アルミのツインスパー型のほか、鉄パイプのトラス型など種々の変形が可能である。本発明に係る車両の操舵装置は、上記した自動二輪車に限られず、操向ハンドルによって前輪の操舵を行う三輪車や四輪車に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態に係る操舵装置が適用された自動二輪車の側面図である。
【図2】図1の一部拡大図である。
【図3】操舵装置の斜視図である。
【図4】操舵装置およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0027】
1…自動二輪車、2…車体フレーム、2a…アンダフレーム、4…フロントフォーク、4a…支持ブラケット(支持部)、15…操向ハンドル、15a…支持ブラケット、30…操舵装置、31…収納ケース、32…操舵ユニット(操舵変換機構)、32a…パワーアシスト機構、32b…可変レシオ操舵機構、33…入力軸、34…出力軸、35…ガセット、40…第1モータ、41…第2モータ、WF…前輪

【特許請求の範囲】
【請求項1】
前後輪を有する車両の操舵装置において、
入力軸への回動入力を、任意の回動量およびまたは任意の回動力に変換して出力軸から出力する操舵変換機構と、
前記入力軸に連結された操向ハンドルと、
前記出力軸に連結されると共に前記車両の前輪を支持する支持部と、
前記操舵変換機構が収められた収納ケースとを具備し、
前記操舵変換機構が、前記収納ケースを介して前記車両の車体フレームの前端部に一体に取り付けられていることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項2】
前記操舵変換機構は、電動で駆動されることを特徴とする請求項1に記載の車両の操舵装置。
【請求項3】
前記操舵変換機構には、それぞれの駆動源としての電動モータが含まれていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両の操舵装置。
【請求項4】
前記操舵変換機構は、前記操向ハンドルによる入力軸への入力操舵角を任意の出力操舵角に変換して前輪へ伝達する可変レシオ操舵機構と、前記操向ハンドルへの入力操作に対して任意の補助力を供給するパワーアシスト機構とのうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両の操舵装置。
【請求項5】
前記収納ケースが、前記車体フレームと同じ材質で形成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車両の操舵装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−179241(P2009−179241A)
【公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−21575(P2008−21575)
【出願日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】