鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置
【課題】電動パワーステアリング装置におけるトルクセンサへの曲げ荷重の影響を抑える。
【解決手段】ステアリングハンドル２１の操舵力を車輪に伝達するステアリングシャフト２２と、車体フレーム２の上部に設けられステアリングシャフト２２の上部を回動可能に支持する上部軸受け２４と、車体フレーム２の下部に設けられステアリングシャフト２２の下部を回動可能に支持する下部軸受け２５と、ステアリングシャフト２２にかかる捻りトルクを検出するトルクセンサ２６と、トルクセンサ２６が検出した捻りトルクに基づきステアリングシャフト２２に操舵力を付与する電動モータ２７と、を備える電動パワーステアリング装置において、電動モータ２７を上部軸受け２４と下部軸受け２５との間のステアリングシャフト２２に設け、トルクセンサ２６を上部軸受け２４より上方のステアリングシャフト２２に設ける。
【解決手段】ステアリングハンドル２１の操舵力を車輪に伝達するステアリングシャフト２２と、車体フレーム２の上部に設けられステアリングシャフト２２の上部を回動可能に支持する上部軸受け２４と、車体フレーム２の下部に設けられステアリングシャフト２２の下部を回動可能に支持する下部軸受け２５と、ステアリングシャフト２２にかかる捻りトルクを検出するトルクセンサ２６と、トルクセンサ２６が検出した捻りトルクに基づきステアリングシャフト２２に操舵力を付与する電動モータ２７と、を備える電動パワーステアリング装置において、電動モータ２７を上部軸受け２４と下部軸受け２５との間のステアリングシャフト２２に設け、トルクセンサ２６を上部軸受け２４より上方のステアリングシャフト２２に設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鞍乗り型車両の電動パーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングシャフトに生じる捻りトルクを検出し、捻りトルクに応じてステアリングの操舵をアシストする電動パワーステアリング装置が従来から知られている。
【０００３】
この種の電動パワーステアリング装置には、トルクセンサとして磁歪式センサを用いるものがあり（特許文献１参照）、この磁歪式センサは、ステアリングシャフト表面に磁歪膜を形成し、この磁歪膜の周囲に検出コイルを設けることで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、磁歪式センサは、捩れトルク以外に曲げ荷重にも反応してしまうため、ステアリングシャフトへの曲げ荷重が大きい車両への適用には制約がある。しかし、これに対して、ステアリングシャフトが曲がらないようベアリングを多用したり、曲げ荷重が入力しないようにリンク機構を設けたりすると装置が大型化してしまう。このため、小型でステアリングシャフトへの曲げ荷重の入力も大きい不整地走行車両等の車両への磁歪式センサの適用には制約があった。
【０００６】
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、トルクセンサへの曲げ荷重の影響を簡易に抑えることができる鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、ステアリングハンドル（例えば実施形態におけるステアリングハンドル２１）と、前記ステアリングハンドルの操舵力を車輪に伝達するステアリングシャフト（例えば実施形態におけるステアリングシャフト２２）と、車体を構成する車体フレーム（例えば実施の形態における車体フレーム２）の上部に設けられ前記ステアリングシャフトの上部を回動可能に支持する上部軸受け（例えば実施形態における上部軸受け２４）と、前記車体フレームの下部に設けられ前記ステアリングシャフトの下部を回動可能に支持する下部軸受け（例えば実施形態における下部軸受け２５）と、前記ステアリングシャフトにかかる捻りトルクを検出するトルクセンサ（例えば実施形態における磁歪式トルクセンサユニット２６）と、前記トルクセンサが検出した捻りトルクに基づき前記ステアリングシャフトに操舵力を付与する電動モータ（例えば実施形態における電動モータユニット２７）と、を備える鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータを前記上部軸受けと前記下部軸受けとの間の前記ステアリングシャフトに設け、前記トルクセンサを前記上部軸受けより上方の前記ステアリングシャフトに設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記トルクセンサは、前記ステアリングシャフト側に磁歪膜（例えば実施形態における第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１）を設けるとともに、この磁歪膜周りに検出コイル（例えば実施形態における第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３）を設けた磁歪式トルクセンサであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記ステアリングシャフトの下端にタイロッド取付けプレート（例えば実施形態におけるピットマンアーム５４）を設け、前記タイロッド取り付けプレートに前記ステアリングシャフトの操舵力を車輪に伝えるタイロッド（例えば実施形態におけるタイロッド５５，５５）を設け、前記タイロッド取付けプレートを、前記下部軸受けよりも下方の前記ステアリングシャフトに設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記車体フレームに前記下部軸受けを支持する下部軸受け支持ブラケット（例えば実施形態における下部軸受け支持ブラケット４７）が設けられ、前記電動モータを前記下部軸受け支持ブラケットに取付けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記トルクセンサの外周を覆い前記ステアリングシャフトの軸方向に長さをもった筒状の補強ケース（例えば実施形態におけるハウジング３７）を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記補強ケースは、前記ステアリングシャフトに固着されることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記補強ケースの上部に、前記ステアリングハンドルの取付け部（例えば実施形態における取付け部４４）を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、前記補強ケースは、前記車体フレームに固着され、前記上部軸受けの上方の前記ステアリングシャフトをベアリング（例えば実施形態におけるベアリング７２，７３）を介して軸支することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、トルクセンサへの曲げ荷重の影響を簡易に抑えることができる。すなわち、上部軸受けと下部軸受け間のステアリングシャフトには、モータ荷重による曲げ及び車輪からの路面反力を受けた撓みが発生しやすいが、トルクセンサを上部軸受けより上方に配置するので、これらの曲がりがトルクセンサに伝達するのを低減できる。また、鞍乗り型車両では通常、上部軸受けと下部軸受け間のステアリングシャフトの長さよりも、上部軸受けよりも上方のステアリングシャフトの長さの方が短く設定されるが、この場合、上部軸受けより上方のステアリングシャフトは撓みによる曲がりが少なくなるため、トルクセンサへの曲がりの影響を抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、磁歪式センサへの曲げ荷重の影響を抑えることができ、従来の機械式トルクセンサを用いる場合に比べて電動パワーステアリング装置の構造を簡易化及び小型にできる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、路面反力によりステアリングシャフトに最も大きな曲げ荷重がかかり易い部分を下部軸受けより下方にすることで、トルクセンサ取付け部間に二つの軸受けを介することとなり、トルクセンサの取付け部への曲げ荷重の伝達をより低減できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、下部軸受け上方のステアリングシャフトを、電動モータのケースで覆うことが可能であり、該ケースがステアリングシャフト軸方向長さを有し、かつ、ステアリングシャフトを支持するベアリングを有していれば、このケースによりステアリングシャフトの曲げを抑制できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、補強ケースにより、上部軸受け上方のステアリングシャフトの曲げを抑制することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、ステアリングシャフトと補強ケースが一体に捻れるので、上部軸受け上方のステアリングシャフトの曲げを抑制できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、補強ケースを活用することで部品点数を削減することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、上部軸受け上方のステアリングシャフトの曲げを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鞍乗り型車両の側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る鞍乗り型車両のステアリング系上部の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る鞍乗り型車両のステアリング系下部の断面図である。
【図４】ステアリング系の上部軸受け、下部軸受け、及びタイロッドの取付け部位に注目した場合のステアリングシャフトの曲げモーメント図である。
【図５】ステアリング系の上部軸受け、下部軸受け、減速機ケース内ベアリング、及びタイロッドの取付け部位に注目した場合のステアリングシャフトの曲げモーメント図である。
【図６】第１の実施形態の変形例を説明するステアリング系上部の断面図である。
【図７】第１の実施形態の変形例を説明するステアリング系上部の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るステアリング系上部の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るステアリング系上部の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照し説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置２０を備える鞍乗り型車両１の側面図が示されている。鞍乗り型車両１は、不整地走行を主目的とした所謂ＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）であり、車体フレーム２の前後に比較的大径の低圧バルーンタイヤである左右の前輪ＷＦ及び後輪ＷＲを設けられ、車体フレーム２において前輪ＷＲ及び後輪ＷＦの間にエンジンユニットＥを設けられている。図中矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示している。
【００２５】
車体フレーム２は、複数種類の鋼材を溶接等によって結合して構成されており、車体前部から後部にかけて前後方向に沿って延出するメインフレーム５，５を備え、さらに、このメインフレーム５，５の中央部を上辺にして側面視で平行四辺形の枠組みをなすセンターフレーム部６と、前輪ＷＦを懸架するようにしてセンターフレーム部６の前部に連設されるフロントフレーム部７と、センターフレーム部６の後部に連設され図示しない乗車用シート等を支持するリヤフレーム部８とを備えている。
【００２６】
センターフレーム部６は、車両前後方向に沿って延び、その後、上方に湾曲してメインフレーム５，５に結合する左右一対のロアパイプ１０，１０と、ロアパイプ１０，１０の前部に一端を結合して上方に延び、他端をメインフレーム５，５の前部に結合する左右一対の傾斜パイプ１１，１１とからなり、フロントフレーム部７は、前半部が前上がりに傾斜するとともに後半部が略水平に延びるようにして後端部がロアパイプ１０，１０の前端に結合されるフロントロアパイプ１２，１２と、メインフレーム５，５の前端部とフロントロアパイプ１２，１２の前端部間を連結する左右一対のフロントクッションパイプ１３，１３と、フロントクッションパイプ１３，１３の中間部と傾斜パイプ１１，１１の中間部間に連結される左右一対のフロントサブパイプ１４，１４とからなる。
【００２７】
エンジンユニットＥは水冷式エンジンであり、図示しないクランク軸を車両前後方向に指向させた縦置き状態でセンターフレーム部６に搭載されている。また、リヤフレーム部８は、メインフレーム５，５の後部一部を主としてなり、さらに、メインフレーム５，５とロアパイプ１０，１０の湾曲部間を連結する左右一対のロアサブパイプ１５，１５と、ロアサブパイプ１５，１５の下部とメインフレーム５，５の後端部間を連結するロアサブパイプ１６，１６とを備えている。このリヤフレーム部８には図示しない乗員用シート等が配設される。
【００２８】
フロントフレーム部７のフロントクッションパイプ１３，１３は、メインフレーム５，５との結合部から上方に突出しており、その上端に左右一対のＬ字パイプ１７，１７の一端が結合され、このＬ字パイプ１７，１７の他端はメインフレーム５，５に結合されている。左右のＬ字パイプ１７，１７の屈曲部近傍にはそれぞれ上方に突出する金属製のプレート部材１８，１８が溶着されており、このプレート部材１８，１８間にはクロスメンバ１９が架設されている（図中、破線にて示す。紙面垂直方向に延びる）。これらプレート部材１８，１８及びクロスメンバ１９も、車体フレーム２の一構成部材として含まれる。
【００２９】
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置２０は車両前部に構成されており、ステアリングハンドル２１と、ステアリングハンドル２１の操舵力を伝達するステアリングシャフト２２と、磁歪式トルクセンサユニット２６と、電動モータユニット２７とを備えている。この電動パワーステアリング装置２０では、ステアリングシャフト２２にかかる捻りトルクを磁歪式トルクセンサユニット２６により検出し、この検出した捻りトルクに基づき電動モータユニット２７によりステアリングシャフト２２に操舵力を付与する。電動モータユニット２７によるステアリングシャフト２２に対する操舵力の付与は制御装置であるＥＣＵ２８の制御により行われ、ＥＣＵ２８には磁歪式トルクセンサユニット２６と電動モータユニット２７とが電気的に接続されている。
【００３０】
ステアリングシャフト２２は、クロスメンバ１９の車幅方向中央に設けられたブラケット２３内に収容された上部軸受け２４によりその上部を回動可能に支持され、フロントフレーム部７の下部に設けられた下部軸受け２５によりその下部を回動可能に支持されている。これら上部軸受け２４及び下部軸受け２５も電動パワーステアリング装置２０の構成部材に含まれる。
【００３１】
磁歪式トルクセンサユニット２６は、上部軸受け２４より上方のステアリングシャフト２２に設けられており、図２に示すようにステアリングシャフト２２に形成され上下に並ぶ第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と、この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１周りに設けられた第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを備えている。第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１は、ステアリングシャフト２２の外周面に周方向全周にわたって環状に形成され、トルクに応じて磁歪特性が変化する磁歪膜からなり、例えば気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜からなる。この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１は互いに逆方向の磁気異方特性を有しており、第１磁歪膜３０の磁歪方向に対して、第２磁歪膜３１の磁歪方向は異なっている。
【００３２】
第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３はそれぞれ、ステアリングシャフト２２を通された上下一対の筒状のコイルボビン３４，３４と、コイルボビン３４，３４にそれぞれ巻かれたコイル３５，３５と、コイルボビン３４，３４及びコイル３５，３５を収納する磁性を有したヨーク３６，３６とからなり、ステアリングシャフト２２の上部を囲うように円筒形状に形成されステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング３７内に収容されている。ハウジング３７は上部軸受け２４及びこれを収容するブラケット２３の上方に配置され、下部を開放してステアリングシャフト２２を通し、下部周域に形成したフランジ３８を介してプレート３９を締結し下部開放域を閉じている。ハウジング３７はその上部内周壁４０とプレート３９との間でヨーク３６，３６を保持しており、コイル３５，３５を第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１の周囲に位置付けている。なお、図示しないがコイル３５，３５にはカプラが設けられ、このカプラによりコイル３５，３５の検出信号が外部へ取り出される。
【００３３】
ハウジング３７は、ステアリングシャフト２２と一体化されており、ハウジング３７の上部内周壁４０の中央には周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１Ａが形成され、プレート３９の中央には周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１Ｂが形成され、嵌合孔４１Ａにステアリングシャフト２２の上端に形成されたスプライン溝４２Ａがスプライン圧入されるとともに、嵌合孔４１Ｂにステアリングシャフト２２の第２磁歪膜３１の下方に形成されたスプライン溝４２Ｂがスプライン圧入されている。これによりハウジング３７とステアリングシャフト２２とが一体化されており、ステアリングシャフト２２の回動に伴いハウジング３７が回動し、また、第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３もハウジング３７に伴い回動するようになっている。また、ハウジング３７の上部にはステアリングシャフト２２の上端を通す孔を有するプレート部材４３が設けられ、このプレート部材４３にはステアリングハンドル２１の取付け部４４が設けられている。この取付け部４４にステアリングハンドル２１が取り付けられている。なお、プレート部材４３はハウジング３７の上部に溶着固定されている。
【００３４】
図１を参照し、電動モータユニット２７は上部軸受け２４と下部軸受け２５との間のステアリングシャフト２２に設けられており、電動モータ本体４５と、電動モータ本体４５と結合する減速機ケース４６とを備えている。ここで図３に示すようにフロントサブパイプ１４，１４には、ステアリングシャフト２２を通す一部開口を有する金属製板材からなる下部軸受け支持ブラケット４７が溶着され、この下部軸受け支持ブラケット４７の下面には下部軸受け２５を収容する軸受け取付け部４８が溶着されており、その上面には減速機ケース４６の座面４９が形成されている。減速機ケース４６は座面４９に載置されるようにして図示しないボルトによって取付けられている。
【００３５】
減速機ケース４６は、ステアリングシャフト２２の下部一部を覆うと共に、ステアリングシャフト２２に設けられたウォームホイール５０を覆う箱形状を呈し、その上部及び下部にステアリングシャフト２２を挿通させるとともに回動可能に支持するベアリング５１，５２を備えている。減速機ケース４６の後部には電動モータ本体４５の軸部５３を通す孔が形成され、電動モータ本体４５はその軸部５３を減速機ケース４６内の延ばすようにして減速機ケース４６に固定されている。ウォームホイール５０に電動モータ本体４５の軸部５３の先端側に設けられたウォームギヤ（図示せず）が噛み合う。これにより、電動モータ本体４５の駆動力がステアリングシャフト２２に伝達される。
【００３６】
下部軸受け２５から下方に突出するステアリングシャフト２２の下端部にはスプライン嵌合によりピットマンアーム５４が固定されている。このピットマンアーム５４はステアリングシャフト２２の車両後方斜めにその両端部を延出しており、この両端部それぞれには、タイロッド５５，５５が取付けられている。タイロッド５５，５５はそれぞれ左右に延出し前輪ＷＦに連結されている。これにより、ステアリングシャフト２２からの操舵力が前輪ＷＦに伝達される。また、ピットマンアーム５４から突出するステアリングシャフト２２の下端にはボルト５６が締結され、ピットマンアーム５４はステアリングシャフト２２上に固定保持されている。
【００３７】
以上に記載した本発明の第１の実施形態によれば、磁歪式トルクセンサユニット２６への曲げ荷重の影響を、ステアリングシャフト２２の支持のためのベアリングを多用することなく簡易に抑えることができる。すなわち、磁歪式トルクセンサユニット２６が上部軸受け２４より上方に配置されているので、これらの曲がりが磁歪式トルクセンサユニット２６に伝達するのを低減できる。つまり、図４に示すように、図中Ｐ１によってステアリングシャフト２２の支持位置が示される上部軸受け２４と、図中Ｐ２によってステアリングシャフト２２の支持位置が示される下部軸受け２５との間のステアリングシャフト２２には、電動モータユニット２７のモータ荷重による曲げ或いは撓み（図中、領域Ｍ１）、及び、タイロッド５５，５５及びピットマンアーム５４を介して伝達される路面反力による曲げ或いは撓み（図中、領域Ｍ２）或いは走行揺動によるステアリングシャフト２２の撓みが発生しやすいが、磁歪式トルクセンサユニット２６が上部軸受け２４より上方に配置されているので、これらの曲げの影響を抑えることができる。なお、図中Ｍ３はステアリングハンドル２１の操舵による曲げ荷重を示し、また、図中Ｓ１は上部軸受け２４上方の磁歪式トルクセンサユニット２６内のステアリングシャフト２２の長さ領域を示し、図中Ｓ２は磁歪式トルクセンサユニット２６上方のステアリングシャフト２２の長さ領域を示している。
【００３８】
また、本実施形態では、図１から明らかなように、車体フレーム２の上方に延びるＬ字パイプ１７，１７の位置よりも上方に上部軸受け２４があるため、上部軸受け２４と下部軸受け２５間の長さが比較的長くなる。これにより、必然的に、上部軸受け２４と下部軸受け２５間のステアリングシャフト２２の長さよりも、上部軸受け２４よりも上方のステアリングシャフト２２の長さの方が短く設定され、上部軸受け２４より上方のステアリングシャフト２２は撓みによる曲がりが少なくなるため、上部軸受け２４より上方に配置された磁歪式トルクセンサユニット２６への曲がりの影響を抑えることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、図３に示すように、ステアリングシャフト２２の下端にピットマンアーム５４が設けられ、ピットマンアーム５４にステアリングシャフト２２の操舵力を前輪ＷＦに伝えるタイロッド５５，５５が設けられ、ピットマンアーム５４は、下部軸受け２５よりも下方のステアリングシャフト２２に設けられている。これによれば、路面反力によりステアリングシャフト２２に最も大きな曲げ荷重がかかりピットマンアーム５４を下部軸受け２５より下方に配置しているので、磁歪式トルクセンサユニット２６の取付け部との間に二つの軸受けを介することとなり、磁歪式トルクセンサユニット２６への曲げ荷重の伝達をより低減できる。
【００４０】
また、本実施形態では、図３に示すように、車体フレーム２のフロントサブパイプ１４，１４に下部軸受け２５を支持する下部軸受け支持ブラケット４７を設け、電動モータユニット２７を下部軸受け支持ブラケット４７に取付け、下部軸受け２５上方のステアリングシャフト２２を、電動モータユニット２７の減速機ケース４６で覆っており、ステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもった減速機ケース４６のベアリング５１，５２によりステアリングシャフト２２を支持しているので、特に電動モータユニット２７及び路面反力の荷重によるステアリングシャフト２２の曲げを抑制できる。
つまり、図５に示すように、図中Ｐ３によってステアリングシャフト２２の支持位置が示されるベアリング５１と、図中Ｐ４によってステアリングシャフト２２の支持位置が示されるベアリング５２とによりステアリングシャフト２２が支持されることで、とりわけＭ１’で示される電動モータユニット２７のモータ荷重による曲げ或いは撓み、及び、Ｍ２’で示されるタイロッド５５，５５及びピットマンアーム５４を介して伝達される路面反力による曲げ或いは撓みが分散（荷重分担）されるため、ステアリングシャフト２２の曲げを抑制できる。なお、図５においてＭ３’は、ステアリングハンドル２１の操舵による曲げ荷重（曲げモーメント）を示し、図５においてＰ１，Ｐ２は、図４と同様であり、それぞれ上部軸受け２４のステアリングシャフト２２の支持位置、下部軸受け２５のステアリングシャフト２２の支持位置を示している。また、Ｓ１も図４と同様であり、上部軸受け２４上方の磁歪式トルクセンサユニット２６内のステアリングシャフト２２の長さ領域を示している。
【００４１】
また、本実施形態では磁歪式トルクセンサユニット２６において、第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを覆いステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング３７が備えられているので、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げを抑制することができる。そして、このハウジング３７はステアリングシャフト２２に固着され、ステアリングシャフト２２と一体に捻れるので、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げを抑制でき、また、ハウジング３７の上部には、ステアリングハンドル２１の取付け部４４が設けられ、この取付け部４４にはステアリングハンドル２１が取り付けられているので部品点数の削減が図られている。
【００４２】
なお、ステアリングハンドル２１の取り付けの別の態様として、図６、図７に示すようなものであってもよい。
図６においては、ハウジング３７の上部内周壁４０の中央に周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１Ａが形成され、嵌合孔４１Ａにステアリングシャフト２２の上端に形成されたスプライン溝４２Ａがスプライン嵌合されている。ステアリングシャフト２２のスプライン溝４２Ａの直近下方にはフランジ部５７が形成され、このフランジ部５７はハウジング３７の上部内周壁４０に当接されている。ステアリングシャフト２２の上端にはハウジング３７上部から上方に突出するネジ部５８Ａが形成され、ハウジング３７の上部にはネジ部５８Ａを通す孔を有する板材からなるトップブリッジ５８Ｂが配置されている。ネジ部５８Ａにはナット５８Ｃが螺合され、このナット５８Ｃは、トップブリッジ５８Ｂとフランジ部５７との間でハウジング３７の上部を挟み込んでいる。トップブリッジ５８Ｂの左右側部にはボルト５８Ｄ，５８Ｄが挿通され、ボルト５８Ｄ，５８Ｄはハウジング３７に締結されている。ボルト５８Ｄ，５８Ｄはステアリングハンドル２１の取付け部４４下部にも挿通されており、取付け部４４をハウジング３７に固定している。すなわち、ボルト５８Ｄ，５８Ｄはトップブリッジ５８Ｂ及び取付け部４４をハウジング３７に対して共締めしている。そして、取付け部４４にステアリングハンドル２１が取り付けられている。
また、図７においては、ステアリングシャフト２２の上端にハウジング３７上部から上方に突出するセレーション加工部５９Ａが形成され、セレーション加工部５９Ａに割り締めによって固定されたハンドルブラケット５９Ｂが設けられている。そして、ハンドルブラケット５９Ｂにステアリングハンドル２１が溶着固定されている。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、磁歪式トルクセンサユニット６０の構成が第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号で示し、詳細な説明は一部省略する。
【００４４】
図８に示すように、本実施形態の磁歪式トルクセンサユニット６０は、第１の実施形態と同様に、ステアリングシャフト２２形成され上下に並ぶ第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と、この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１周りに設けられた第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを備えている。第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３はそれぞれ、ステアリングシャフト２２を通された上下一対の筒状のコイルボビン３４，３４と、コイルボビン３４，３４にそれぞれ巻かれたコイル３５，３５と、コイルボビン３４，３４及びコイル３５，３５を収納する磁性を有したヨーク３６，３６とからなり、ステアリングシャフト２２の上部を囲うように円筒形状に形成されステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング６１内に収容されている。
【００４５】
ハウジング６１は、下部を開放してステアリングシャフト２２を通し、上部中央に形成された周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１にステアリングシャフト２２の上端が嵌合され、これらの連結部位は溶接されている。また、ハウジング６１の下部内周壁６２には周方向に複数の溝を有するスプライン嵌合用の嵌合溝６３が形成されており、この嵌合溝６３には、ステアリングシャフト２２に圧入等で設けられた円板状のスプライン嵌合部６４が嵌合されている。これら嵌合溝６３とスプライン嵌合部６４との連結部位も溶接されている。そして、ハウジング６１は、その上部内周壁６５とスプライン嵌合部６４との間でヨーク３６，３６を保持しており、コイル３５，３５を第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１の周囲に位置付けている。
【００４６】
以上に記載した本発明の第２の実施形態によれば上下二点でステアリングシャフト２２とハウジング６１とが固着されるので、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げをより抑制できる。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、磁歪式トルクセンサユニット７０の構成が第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号で示し、詳細な説明は一部省略する。
【００４８】
図９に示すように、本実施形態の磁歪式トルクセンサユニット７０は、第１の実施形態と同様に、ステアリングシャフト２２形成され上下に並ぶ第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と、この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１周りに設けられた第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを備えている。第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３はそれぞれ、ステアリングシャフト２２を通された上下一対の筒状のコイルボビン３４，３４と、コイルボビン３４，３４にそれぞれ巻かれたコイル３５，３５と、コイルボビン３４，３４及びコイル３５，３５を収納する磁性を有したヨーク３６，３６とからなり、ステアリングシャフト２２の上部を囲うように円筒形状に形成されステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング７１内に収容されている。
【００４９】
ハウジング７１は、上部及び下部内側にベアリング７２，７３を収容し、これらベアリング７２とベアリング７３との間に、一部スペーサ７４を介在させて、ヨーク３６，３６を保持しており、コイル３５，３５を第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１の周囲に位置付けている。ステアリングシャフト２２はハウジング７１の上下に形成された開口７５，７６を通され、ベアリング７２，７３により回動可能に支持されている。ハウジング７１の外周面にはステー７６が突出形成され、このステー７６はリンク７７を介して図１を参照し、クロスメンバ１９に固着されるようになっている。なお、ここでリンク７７を設けずクロスメンバ１９に直接ステー７６を固着しても構わない。また、この実施形態では、ステアリングシャフト２２に上記図７に示したセレーション加工部５９Ａが形成されハンドルブラケット５９Ｂによってステアリングハンドル２１が取り付けられている。
【００５０】
以上に記載した本発明の第３の実施形態によれば、ステアリングシャフト２２がハウジング７１内のベアリング７２，７３に支持されることで、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げを抑制できる。
【００５１】
なお、本発明は上記で説明した第１〜第３の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態の変形例として、例えば図１０（ａ）に示すような断面形状が六角形であるハウジング８０や、図１０（ｂ）に示すような断面形状が円形のハウジング８１に、放射状に延びるリブ８２・・・を形成したもの等を用いてもよい。また、上記第１、第２の実施形態では、ステアリングシャフト２２とハウジング３７又はハウジング６１をスプライン嵌合した上で溶接することで、これらを一体にした態様を説明したが、圧入や割りしめ等でこれらを一体化する等しても構わない。
【符号の説明】
【００５２】
１ 鞍乗り型車両
２ 車体フレーム
２１ ステアリングハンドル
２２ ステアリングシャフト
２４ 上部軸受け
２５ 下部軸受け
２６ 磁歪式トルクセンサユニット（トルクセンサ）
２７ 電動モータユニット（電動モータ）
３０ 第１磁歪膜（磁歪膜）
３１ 第２磁歪膜（磁歪膜）
３２ 第１検出コイル（コイル）
３３ 第２検出コイル（コイル）
３７ ハウジング（補強ケース）
４４ 取付け部
４７ 下部軸受け支持ブラケット
５４ ピットマンアーム（タイロッド取付けプレート）
５５ タイロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鞍乗り型車両の電動パーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングシャフトに生じる捻りトルクを検出し、捻りトルクに応じてステアリングの操舵をアシストする電動パワーステアリング装置が従来から知られている。
【０００３】
この種の電動パワーステアリング装置には、トルクセンサとして磁歪式センサを用いるものがあり（特許文献１参照）、この磁歪式センサは、ステアリングシャフト表面に磁歪膜を形成し、この磁歪膜の周囲に検出コイルを設けることで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、磁歪式センサは、捩れトルク以外に曲げ荷重にも反応してしまうため、ステアリングシャフトへの曲げ荷重が大きい車両への適用には制約がある。しかし、これに対して、ステアリングシャフトが曲がらないようベアリングを多用したり、曲げ荷重が入力しないようにリンク機構を設けたりすると装置が大型化してしまう。このため、小型でステアリングシャフトへの曲げ荷重の入力も大きい不整地走行車両等の車両への磁歪式センサの適用には制約があった。
【０００６】
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、トルクセンサへの曲げ荷重の影響を簡易に抑えることができる鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、ステアリングハンドル（例えば実施形態におけるステアリングハンドル２１）と、前記ステアリングハンドルの操舵力を車輪に伝達するステアリングシャフト（例えば実施形態におけるステアリングシャフト２２）と、車体を構成する車体フレーム（例えば実施の形態における車体フレーム２）の上部に設けられ前記ステアリングシャフトの上部を回動可能に支持する上部軸受け（例えば実施形態における上部軸受け２４）と、前記車体フレームの下部に設けられ前記ステアリングシャフトの下部を回動可能に支持する下部軸受け（例えば実施形態における下部軸受け２５）と、前記ステアリングシャフトにかかる捻りトルクを検出するトルクセンサ（例えば実施形態における磁歪式トルクセンサユニット２６）と、前記トルクセンサが検出した捻りトルクに基づき前記ステアリングシャフトに操舵力を付与する電動モータ（例えば実施形態における電動モータユニット２７）と、を備える鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータを前記上部軸受けと前記下部軸受けとの間の前記ステアリングシャフトに設け、前記トルクセンサを前記上部軸受けより上方の前記ステアリングシャフトに設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記トルクセンサは、前記ステアリングシャフト側に磁歪膜（例えば実施形態における第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１）を設けるとともに、この磁歪膜周りに検出コイル（例えば実施形態における第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３）を設けた磁歪式トルクセンサであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記ステアリングシャフトの下端にタイロッド取付けプレート（例えば実施形態におけるピットマンアーム５４）を設け、前記タイロッド取り付けプレートに前記ステアリングシャフトの操舵力を車輪に伝えるタイロッド（例えば実施形態におけるタイロッド５５，５５）を設け、前記タイロッド取付けプレートを、前記下部軸受けよりも下方の前記ステアリングシャフトに設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記車体フレームに前記下部軸受けを支持する下部軸受け支持ブラケット（例えば実施形態における下部軸受け支持ブラケット４７）が設けられ、前記電動モータを前記下部軸受け支持ブラケットに取付けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記トルクセンサの外周を覆い前記ステアリングシャフトの軸方向に長さをもった筒状の補強ケース（例えば実施形態におけるハウジング３７）を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記補強ケースは、前記ステアリングシャフトに固着されることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記補強ケースの上部に、前記ステアリングハンドルの取付け部（例えば実施形態における取付け部４４）を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、前記補強ケースは、前記車体フレームに固着され、前記上部軸受けの上方の前記ステアリングシャフトをベアリング（例えば実施形態におけるベアリング７２，７３）を介して軸支することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、トルクセンサへの曲げ荷重の影響を簡易に抑えることができる。すなわち、上部軸受けと下部軸受け間のステアリングシャフトには、モータ荷重による曲げ及び車輪からの路面反力を受けた撓みが発生しやすいが、トルクセンサを上部軸受けより上方に配置するので、これらの曲がりがトルクセンサに伝達するのを低減できる。また、鞍乗り型車両では通常、上部軸受けと下部軸受け間のステアリングシャフトの長さよりも、上部軸受けよりも上方のステアリングシャフトの長さの方が短く設定されるが、この場合、上部軸受けより上方のステアリングシャフトは撓みによる曲がりが少なくなるため、トルクセンサへの曲がりの影響を抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、磁歪式センサへの曲げ荷重の影響を抑えることができ、従来の機械式トルクセンサを用いる場合に比べて電動パワーステアリング装置の構造を簡易化及び小型にできる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、路面反力によりステアリングシャフトに最も大きな曲げ荷重がかかり易い部分を下部軸受けより下方にすることで、トルクセンサ取付け部間に二つの軸受けを介することとなり、トルクセンサの取付け部への曲げ荷重の伝達をより低減できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、下部軸受け上方のステアリングシャフトを、電動モータのケースで覆うことが可能であり、該ケースがステアリングシャフト軸方向長さを有し、かつ、ステアリングシャフトを支持するベアリングを有していれば、このケースによりステアリングシャフトの曲げを抑制できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、補強ケースにより、上部軸受け上方のステアリングシャフトの曲げを抑制することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、ステアリングシャフトと補強ケースが一体に捻れるので、上部軸受け上方のステアリングシャフトの曲げを抑制できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、補強ケースを活用することで部品点数を削減することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、上部軸受け上方のステアリングシャフトの曲げを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鞍乗り型車両の側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る鞍乗り型車両のステアリング系上部の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る鞍乗り型車両のステアリング系下部の断面図である。
【図４】ステアリング系の上部軸受け、下部軸受け、及びタイロッドの取付け部位に注目した場合のステアリングシャフトの曲げモーメント図である。
【図５】ステアリング系の上部軸受け、下部軸受け、減速機ケース内ベアリング、及びタイロッドの取付け部位に注目した場合のステアリングシャフトの曲げモーメント図である。
【図６】第１の実施形態の変形例を説明するステアリング系上部の断面図である。
【図７】第１の実施形態の変形例を説明するステアリング系上部の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るステアリング系上部の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るステアリング系上部の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照し説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置２０を備える鞍乗り型車両１の側面図が示されている。鞍乗り型車両１は、不整地走行を主目的とした所謂ＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）であり、車体フレーム２の前後に比較的大径の低圧バルーンタイヤである左右の前輪ＷＦ及び後輪ＷＲを設けられ、車体フレーム２において前輪ＷＲ及び後輪ＷＦの間にエンジンユニットＥを設けられている。図中矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示している。
【００２５】
車体フレーム２は、複数種類の鋼材を溶接等によって結合して構成されており、車体前部から後部にかけて前後方向に沿って延出するメインフレーム５，５を備え、さらに、このメインフレーム５，５の中央部を上辺にして側面視で平行四辺形の枠組みをなすセンターフレーム部６と、前輪ＷＦを懸架するようにしてセンターフレーム部６の前部に連設されるフロントフレーム部７と、センターフレーム部６の後部に連設され図示しない乗車用シート等を支持するリヤフレーム部８とを備えている。
【００２６】
センターフレーム部６は、車両前後方向に沿って延び、その後、上方に湾曲してメインフレーム５，５に結合する左右一対のロアパイプ１０，１０と、ロアパイプ１０，１０の前部に一端を結合して上方に延び、他端をメインフレーム５，５の前部に結合する左右一対の傾斜パイプ１１，１１とからなり、フロントフレーム部７は、前半部が前上がりに傾斜するとともに後半部が略水平に延びるようにして後端部がロアパイプ１０，１０の前端に結合されるフロントロアパイプ１２，１２と、メインフレーム５，５の前端部とフロントロアパイプ１２，１２の前端部間を連結する左右一対のフロントクッションパイプ１３，１３と、フロントクッションパイプ１３，１３の中間部と傾斜パイプ１１，１１の中間部間に連結される左右一対のフロントサブパイプ１４，１４とからなる。
【００２７】
エンジンユニットＥは水冷式エンジンであり、図示しないクランク軸を車両前後方向に指向させた縦置き状態でセンターフレーム部６に搭載されている。また、リヤフレーム部８は、メインフレーム５，５の後部一部を主としてなり、さらに、メインフレーム５，５とロアパイプ１０，１０の湾曲部間を連結する左右一対のロアサブパイプ１５，１５と、ロアサブパイプ１５，１５の下部とメインフレーム５，５の後端部間を連結するロアサブパイプ１６，１６とを備えている。このリヤフレーム部８には図示しない乗員用シート等が配設される。
【００２８】
フロントフレーム部７のフロントクッションパイプ１３，１３は、メインフレーム５，５との結合部から上方に突出しており、その上端に左右一対のＬ字パイプ１７，１７の一端が結合され、このＬ字パイプ１７，１７の他端はメインフレーム５，５に結合されている。左右のＬ字パイプ１７，１７の屈曲部近傍にはそれぞれ上方に突出する金属製のプレート部材１８，１８が溶着されており、このプレート部材１８，１８間にはクロスメンバ１９が架設されている（図中、破線にて示す。紙面垂直方向に延びる）。これらプレート部材１８，１８及びクロスメンバ１９も、車体フレーム２の一構成部材として含まれる。
【００２９】
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置２０は車両前部に構成されており、ステアリングハンドル２１と、ステアリングハンドル２１の操舵力を伝達するステアリングシャフト２２と、磁歪式トルクセンサユニット２６と、電動モータユニット２７とを備えている。この電動パワーステアリング装置２０では、ステアリングシャフト２２にかかる捻りトルクを磁歪式トルクセンサユニット２６により検出し、この検出した捻りトルクに基づき電動モータユニット２７によりステアリングシャフト２２に操舵力を付与する。電動モータユニット２７によるステアリングシャフト２２に対する操舵力の付与は制御装置であるＥＣＵ２８の制御により行われ、ＥＣＵ２８には磁歪式トルクセンサユニット２６と電動モータユニット２７とが電気的に接続されている。
【００３０】
ステアリングシャフト２２は、クロスメンバ１９の車幅方向中央に設けられたブラケット２３内に収容された上部軸受け２４によりその上部を回動可能に支持され、フロントフレーム部７の下部に設けられた下部軸受け２５によりその下部を回動可能に支持されている。これら上部軸受け２４及び下部軸受け２５も電動パワーステアリング装置２０の構成部材に含まれる。
【００３１】
磁歪式トルクセンサユニット２６は、上部軸受け２４より上方のステアリングシャフト２２に設けられており、図２に示すようにステアリングシャフト２２に形成され上下に並ぶ第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と、この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１周りに設けられた第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを備えている。第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１は、ステアリングシャフト２２の外周面に周方向全周にわたって環状に形成され、トルクに応じて磁歪特性が変化する磁歪膜からなり、例えば気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜からなる。この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１は互いに逆方向の磁気異方特性を有しており、第１磁歪膜３０の磁歪方向に対して、第２磁歪膜３１の磁歪方向は異なっている。
【００３２】
第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３はそれぞれ、ステアリングシャフト２２を通された上下一対の筒状のコイルボビン３４，３４と、コイルボビン３４，３４にそれぞれ巻かれたコイル３５，３５と、コイルボビン３４，３４及びコイル３５，３５を収納する磁性を有したヨーク３６，３６とからなり、ステアリングシャフト２２の上部を囲うように円筒形状に形成されステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング３７内に収容されている。ハウジング３７は上部軸受け２４及びこれを収容するブラケット２３の上方に配置され、下部を開放してステアリングシャフト２２を通し、下部周域に形成したフランジ３８を介してプレート３９を締結し下部開放域を閉じている。ハウジング３７はその上部内周壁４０とプレート３９との間でヨーク３６，３６を保持しており、コイル３５，３５を第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１の周囲に位置付けている。なお、図示しないがコイル３５，３５にはカプラが設けられ、このカプラによりコイル３５，３５の検出信号が外部へ取り出される。
【００３３】
ハウジング３７は、ステアリングシャフト２２と一体化されており、ハウジング３７の上部内周壁４０の中央には周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１Ａが形成され、プレート３９の中央には周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１Ｂが形成され、嵌合孔４１Ａにステアリングシャフト２２の上端に形成されたスプライン溝４２Ａがスプライン圧入されるとともに、嵌合孔４１Ｂにステアリングシャフト２２の第２磁歪膜３１の下方に形成されたスプライン溝４２Ｂがスプライン圧入されている。これによりハウジング３７とステアリングシャフト２２とが一体化されており、ステアリングシャフト２２の回動に伴いハウジング３７が回動し、また、第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３もハウジング３７に伴い回動するようになっている。また、ハウジング３７の上部にはステアリングシャフト２２の上端を通す孔を有するプレート部材４３が設けられ、このプレート部材４３にはステアリングハンドル２１の取付け部４４が設けられている。この取付け部４４にステアリングハンドル２１が取り付けられている。なお、プレート部材４３はハウジング３７の上部に溶着固定されている。
【００３４】
図１を参照し、電動モータユニット２７は上部軸受け２４と下部軸受け２５との間のステアリングシャフト２２に設けられており、電動モータ本体４５と、電動モータ本体４５と結合する減速機ケース４６とを備えている。ここで図３に示すようにフロントサブパイプ１４，１４には、ステアリングシャフト２２を通す一部開口を有する金属製板材からなる下部軸受け支持ブラケット４７が溶着され、この下部軸受け支持ブラケット４７の下面には下部軸受け２５を収容する軸受け取付け部４８が溶着されており、その上面には減速機ケース４６の座面４９が形成されている。減速機ケース４６は座面４９に載置されるようにして図示しないボルトによって取付けられている。
【００３５】
減速機ケース４６は、ステアリングシャフト２２の下部一部を覆うと共に、ステアリングシャフト２２に設けられたウォームホイール５０を覆う箱形状を呈し、その上部及び下部にステアリングシャフト２２を挿通させるとともに回動可能に支持するベアリング５１，５２を備えている。減速機ケース４６の後部には電動モータ本体４５の軸部５３を通す孔が形成され、電動モータ本体４５はその軸部５３を減速機ケース４６内の延ばすようにして減速機ケース４６に固定されている。ウォームホイール５０に電動モータ本体４５の軸部５３の先端側に設けられたウォームギヤ（図示せず）が噛み合う。これにより、電動モータ本体４５の駆動力がステアリングシャフト２２に伝達される。
【００３６】
下部軸受け２５から下方に突出するステアリングシャフト２２の下端部にはスプライン嵌合によりピットマンアーム５４が固定されている。このピットマンアーム５４はステアリングシャフト２２の車両後方斜めにその両端部を延出しており、この両端部それぞれには、タイロッド５５，５５が取付けられている。タイロッド５５，５５はそれぞれ左右に延出し前輪ＷＦに連結されている。これにより、ステアリングシャフト２２からの操舵力が前輪ＷＦに伝達される。また、ピットマンアーム５４から突出するステアリングシャフト２２の下端にはボルト５６が締結され、ピットマンアーム５４はステアリングシャフト２２上に固定保持されている。
【００３７】
以上に記載した本発明の第１の実施形態によれば、磁歪式トルクセンサユニット２６への曲げ荷重の影響を、ステアリングシャフト２２の支持のためのベアリングを多用することなく簡易に抑えることができる。すなわち、磁歪式トルクセンサユニット２６が上部軸受け２４より上方に配置されているので、これらの曲がりが磁歪式トルクセンサユニット２６に伝達するのを低減できる。つまり、図４に示すように、図中Ｐ１によってステアリングシャフト２２の支持位置が示される上部軸受け２４と、図中Ｐ２によってステアリングシャフト２２の支持位置が示される下部軸受け２５との間のステアリングシャフト２２には、電動モータユニット２７のモータ荷重による曲げ或いは撓み（図中、領域Ｍ１）、及び、タイロッド５５，５５及びピットマンアーム５４を介して伝達される路面反力による曲げ或いは撓み（図中、領域Ｍ２）或いは走行揺動によるステアリングシャフト２２の撓みが発生しやすいが、磁歪式トルクセンサユニット２６が上部軸受け２４より上方に配置されているので、これらの曲げの影響を抑えることができる。なお、図中Ｍ３はステアリングハンドル２１の操舵による曲げ荷重を示し、また、図中Ｓ１は上部軸受け２４上方の磁歪式トルクセンサユニット２６内のステアリングシャフト２２の長さ領域を示し、図中Ｓ２は磁歪式トルクセンサユニット２６上方のステアリングシャフト２２の長さ領域を示している。
【００３８】
また、本実施形態では、図１から明らかなように、車体フレーム２の上方に延びるＬ字パイプ１７，１７の位置よりも上方に上部軸受け２４があるため、上部軸受け２４と下部軸受け２５間の長さが比較的長くなる。これにより、必然的に、上部軸受け２４と下部軸受け２５間のステアリングシャフト２２の長さよりも、上部軸受け２４よりも上方のステアリングシャフト２２の長さの方が短く設定され、上部軸受け２４より上方のステアリングシャフト２２は撓みによる曲がりが少なくなるため、上部軸受け２４より上方に配置された磁歪式トルクセンサユニット２６への曲がりの影響を抑えることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、図３に示すように、ステアリングシャフト２２の下端にピットマンアーム５４が設けられ、ピットマンアーム５４にステアリングシャフト２２の操舵力を前輪ＷＦに伝えるタイロッド５５，５５が設けられ、ピットマンアーム５４は、下部軸受け２５よりも下方のステアリングシャフト２２に設けられている。これによれば、路面反力によりステアリングシャフト２２に最も大きな曲げ荷重がかかりピットマンアーム５４を下部軸受け２５より下方に配置しているので、磁歪式トルクセンサユニット２６の取付け部との間に二つの軸受けを介することとなり、磁歪式トルクセンサユニット２６への曲げ荷重の伝達をより低減できる。
【００４０】
また、本実施形態では、図３に示すように、車体フレーム２のフロントサブパイプ１４，１４に下部軸受け２５を支持する下部軸受け支持ブラケット４７を設け、電動モータユニット２７を下部軸受け支持ブラケット４７に取付け、下部軸受け２５上方のステアリングシャフト２２を、電動モータユニット２７の減速機ケース４６で覆っており、ステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもった減速機ケース４６のベアリング５１，５２によりステアリングシャフト２２を支持しているので、特に電動モータユニット２７及び路面反力の荷重によるステアリングシャフト２２の曲げを抑制できる。
つまり、図５に示すように、図中Ｐ３によってステアリングシャフト２２の支持位置が示されるベアリング５１と、図中Ｐ４によってステアリングシャフト２２の支持位置が示されるベアリング５２とによりステアリングシャフト２２が支持されることで、とりわけＭ１’で示される電動モータユニット２７のモータ荷重による曲げ或いは撓み、及び、Ｍ２’で示されるタイロッド５５，５５及びピットマンアーム５４を介して伝達される路面反力による曲げ或いは撓みが分散（荷重分担）されるため、ステアリングシャフト２２の曲げを抑制できる。なお、図５においてＭ３’は、ステアリングハンドル２１の操舵による曲げ荷重（曲げモーメント）を示し、図５においてＰ１，Ｐ２は、図４と同様であり、それぞれ上部軸受け２４のステアリングシャフト２２の支持位置、下部軸受け２５のステアリングシャフト２２の支持位置を示している。また、Ｓ１も図４と同様であり、上部軸受け２４上方の磁歪式トルクセンサユニット２６内のステアリングシャフト２２の長さ領域を示している。
【００４１】
また、本実施形態では磁歪式トルクセンサユニット２６において、第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを覆いステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング３７が備えられているので、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げを抑制することができる。そして、このハウジング３７はステアリングシャフト２２に固着され、ステアリングシャフト２２と一体に捻れるので、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げを抑制でき、また、ハウジング３７の上部には、ステアリングハンドル２１の取付け部４４が設けられ、この取付け部４４にはステアリングハンドル２１が取り付けられているので部品点数の削減が図られている。
【００４２】
なお、ステアリングハンドル２１の取り付けの別の態様として、図６、図７に示すようなものであってもよい。
図６においては、ハウジング３７の上部内周壁４０の中央に周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１Ａが形成され、嵌合孔４１Ａにステアリングシャフト２２の上端に形成されたスプライン溝４２Ａがスプライン嵌合されている。ステアリングシャフト２２のスプライン溝４２Ａの直近下方にはフランジ部５７が形成され、このフランジ部５７はハウジング３７の上部内周壁４０に当接されている。ステアリングシャフト２２の上端にはハウジング３７上部から上方に突出するネジ部５８Ａが形成され、ハウジング３７の上部にはネジ部５８Ａを通す孔を有する板材からなるトップブリッジ５８Ｂが配置されている。ネジ部５８Ａにはナット５８Ｃが螺合され、このナット５８Ｃは、トップブリッジ５８Ｂとフランジ部５７との間でハウジング３７の上部を挟み込んでいる。トップブリッジ５８Ｂの左右側部にはボルト５８Ｄ，５８Ｄが挿通され、ボルト５８Ｄ，５８Ｄはハウジング３７に締結されている。ボルト５８Ｄ，５８Ｄはステアリングハンドル２１の取付け部４４下部にも挿通されており、取付け部４４をハウジング３７に固定している。すなわち、ボルト５８Ｄ，５８Ｄはトップブリッジ５８Ｂ及び取付け部４４をハウジング３７に対して共締めしている。そして、取付け部４４にステアリングハンドル２１が取り付けられている。
また、図７においては、ステアリングシャフト２２の上端にハウジング３７上部から上方に突出するセレーション加工部５９Ａが形成され、セレーション加工部５９Ａに割り締めによって固定されたハンドルブラケット５９Ｂが設けられている。そして、ハンドルブラケット５９Ｂにステアリングハンドル２１が溶着固定されている。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、磁歪式トルクセンサユニット６０の構成が第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号で示し、詳細な説明は一部省略する。
【００４４】
図８に示すように、本実施形態の磁歪式トルクセンサユニット６０は、第１の実施形態と同様に、ステアリングシャフト２２形成され上下に並ぶ第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と、この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１周りに設けられた第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを備えている。第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３はそれぞれ、ステアリングシャフト２２を通された上下一対の筒状のコイルボビン３４，３４と、コイルボビン３４，３４にそれぞれ巻かれたコイル３５，３５と、コイルボビン３４，３４及びコイル３５，３５を収納する磁性を有したヨーク３６，３６とからなり、ステアリングシャフト２２の上部を囲うように円筒形状に形成されステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング６１内に収容されている。
【００４５】
ハウジング６１は、下部を開放してステアリングシャフト２２を通し、上部中央に形成された周方向に複数の溝を有する嵌合孔４１にステアリングシャフト２２の上端が嵌合され、これらの連結部位は溶接されている。また、ハウジング６１の下部内周壁６２には周方向に複数の溝を有するスプライン嵌合用の嵌合溝６３が形成されており、この嵌合溝６３には、ステアリングシャフト２２に圧入等で設けられた円板状のスプライン嵌合部６４が嵌合されている。これら嵌合溝６３とスプライン嵌合部６４との連結部位も溶接されている。そして、ハウジング６１は、その上部内周壁６５とスプライン嵌合部６４との間でヨーク３６，３６を保持しており、コイル３５，３５を第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１の周囲に位置付けている。
【００４６】
以上に記載した本発明の第２の実施形態によれば上下二点でステアリングシャフト２２とハウジング６１とが固着されるので、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げをより抑制できる。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、磁歪式トルクセンサユニット７０の構成が第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号で示し、詳細な説明は一部省略する。
【００４８】
図９に示すように、本実施形態の磁歪式トルクセンサユニット７０は、第１の実施形態と同様に、ステアリングシャフト２２形成され上下に並ぶ第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１と、この第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１周りに設けられた第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３とを備えている。第１検出コイル３２及び第２検出コイル３３はそれぞれ、ステアリングシャフト２２を通された上下一対の筒状のコイルボビン３４，３４と、コイルボビン３４，３４にそれぞれ巻かれたコイル３５，３５と、コイルボビン３４，３４及びコイル３５，３５を収納する磁性を有したヨーク３６，３６とからなり、ステアリングシャフト２２の上部を囲うように円筒形状に形成されステアリングシャフト２２の軸方向に長さをもったハウジング７１内に収容されている。
【００４９】
ハウジング７１は、上部及び下部内側にベアリング７２，７３を収容し、これらベアリング７２とベアリング７３との間に、一部スペーサ７４を介在させて、ヨーク３６，３６を保持しており、コイル３５，３５を第１磁歪膜３０及び第２磁歪膜３１の周囲に位置付けている。ステアリングシャフト２２はハウジング７１の上下に形成された開口７５，７６を通され、ベアリング７２，７３により回動可能に支持されている。ハウジング７１の外周面にはステー７６が突出形成され、このステー７６はリンク７７を介して図１を参照し、クロスメンバ１９に固着されるようになっている。なお、ここでリンク７７を設けずクロスメンバ１９に直接ステー７６を固着しても構わない。また、この実施形態では、ステアリングシャフト２２に上記図７に示したセレーション加工部５９Ａが形成されハンドルブラケット５９Ｂによってステアリングハンドル２１が取り付けられている。
【００５０】
以上に記載した本発明の第３の実施形態によれば、ステアリングシャフト２２がハウジング７１内のベアリング７２，７３に支持されることで、上部軸受け２４上方のステアリングシャフト２２の曲げを抑制できる。
【００５１】
なお、本発明は上記で説明した第１〜第３の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態の変形例として、例えば図１０（ａ）に示すような断面形状が六角形であるハウジング８０や、図１０（ｂ）に示すような断面形状が円形のハウジング８１に、放射状に延びるリブ８２・・・を形成したもの等を用いてもよい。また、上記第１、第２の実施形態では、ステアリングシャフト２２とハウジング３７又はハウジング６１をスプライン嵌合した上で溶接することで、これらを一体にした態様を説明したが、圧入や割りしめ等でこれらを一体化する等しても構わない。
【符号の説明】
【００５２】
１ 鞍乗り型車両
２ 車体フレーム
２１ ステアリングハンドル
２２ ステアリングシャフト
２４ 上部軸受け
２５ 下部軸受け
２６ 磁歪式トルクセンサユニット（トルクセンサ）
２７ 電動モータユニット（電動モータ）
３０ 第１磁歪膜（磁歪膜）
３１ 第２磁歪膜（磁歪膜）
３２ 第１検出コイル（コイル）
３３ 第２検出コイル（コイル）
３７ ハウジング（補強ケース）
４４ 取付け部
４７ 下部軸受け支持ブラケット
５４ ピットマンアーム（タイロッド取付けプレート）
５５ タイロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングハンドル（２１）と、前記ステアリングハンドル（２１）の操舵力を車輪に伝達するステアリングシャフト（２２）と、車体を構成する車体フレーム（２）の上部に設けられ前記ステアリングシャフト（２２）の上部を回動可能に支持する上部軸受け（２４）と、前記車体フレーム（２）の下部に設けられ前記ステアリングシャフト（２２）の下部を回動可能に支持する下部軸受け（２５）と、前記ステアリングシャフト（２２）にかかる捻りトルクを検出するトルクセンサ（２６）と、前記トルクセンサ（２６）が検出した捻りトルクに基づき前記ステアリングシャフト（２２）に操舵力を付与する電動モータ（２７）と、を備える鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータ（２７）を前記上部軸受け（２４）と前記下部軸受け（２５）との間の前記ステアリングシャフト（２２）に設け、前記トルクセンサ（２６）を前記上部軸受け（２４）より上方の前記ステアリングシャフト（２２）に設けたことを特徴とする鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記トルクセンサ（２６）は、前記ステアリングシャフト側に磁歪膜（３０，３１）を設けるとともに、この磁歪膜（３０，３１）周りに検出コイル（３２，３３）を設けた磁歪式トルクセンサであることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ステアリングシャフト（２２）の下端にタイロッド取付けプレート（５４）を設け、前記タイロッド取り付けプレート（５４）に前記ステアリングシャフト（２２）の操舵力を車輪に伝えるタイロッド（５５）を設け、前記タイロッド取付けプレート（５４）を、前記下部軸受け（２５）よりも下方の前記ステアリングシャフト（２２）に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記車体フレーム（２）に前記下部軸受け（２５）を支持する下部軸受け支持ブラケット（４７）が設けられ、前記電動モータ（２７）を前記下部軸受け支持ブラケット（４７）に取付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記トルクセンサ（２６）の外周を覆い前記ステアリングシャフト（２２）の軸方向に長さをもった筒状の補強ケース（３７）を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記補強ケース（３７）は、前記ステアリングシャフト（２２）に固着されることを特徴とする請求項５に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記補強ケース（３７）の上部に、前記ステアリングハンドル（２２）の取付け部（４４）を設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記補強ケース（７１）は、前記車体フレーム（２）に固着され、前記上部軸受け（２４）の上方の前記ステアリングシャフト（２２）をベアリング（７２，７３）を介して軸支することを特徴とする請求項５に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ステアリングハンドル（２１）と、前記ステアリングハンドル（２１）の操舵力を車輪に伝達するステアリングシャフト（２２）と、車体を構成する車体フレーム（２）の上部に設けられ前記ステアリングシャフト（２２）の上部を回動可能に支持する上部軸受け（２４）と、前記車体フレーム（２）の下部に設けられ前記ステアリングシャフト（２２）の下部を回動可能に支持する下部軸受け（２５）と、前記ステアリングシャフト（２２）にかかる捻りトルクを検出するトルクセンサ（２６）と、前記トルクセンサ（２６）が検出した捻りトルクに基づき前記ステアリングシャフト（２２）に操舵力を付与する電動モータ（２７）と、を備える鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータ（２７）を前記上部軸受け（２４）と前記下部軸受け（２５）との間の前記ステアリングシャフト（２２）に設け、前記トルクセンサ（２６）を前記上部軸受け（２４）より上方の前記ステアリングシャフト（２２）に設けたことを特徴とする鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記トルクセンサ（２６）は、前記ステアリングシャフト側に磁歪膜（３０，３１）を設けるとともに、この磁歪膜（３０，３１）周りに検出コイル（３２，３３）を設けた磁歪式トルクセンサであることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ステアリングシャフト（２２）の下端にタイロッド取付けプレート（５４）を設け、前記タイロッド取り付けプレート（５４）に前記ステアリングシャフト（２２）の操舵力を車輪に伝えるタイロッド（５５）を設け、前記タイロッド取付けプレート（５４）を、前記下部軸受け（２５）よりも下方の前記ステアリングシャフト（２２）に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記車体フレーム（２）に前記下部軸受け（２５）を支持する下部軸受け支持ブラケット（４７）が設けられ、前記電動モータ（２７）を前記下部軸受け支持ブラケット（４７）に取付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記トルクセンサ（２６）の外周を覆い前記ステアリングシャフト（２２）の軸方向に長さをもった筒状の補強ケース（３７）を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記補強ケース（３７）は、前記ステアリングシャフト（２２）に固着されることを特徴とする請求項５に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記補強ケース（３７）の上部に、前記ステアリングハンドル（２２）の取付け部（４４）を設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記補強ケース（７１）は、前記車体フレーム（２）に固着され、前記上部軸受け（２４）の上方の前記ステアリングシャフト（２２）をベアリング（７２，７３）を介して軸支することを特徴とする請求項５に記載の鞍乗り型車両の電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１３１５５（Ｐ２０１１−２１３１５５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０９２７（Ｐ２０１０−８０９２７）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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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