JP2012181057A - ハンドル操作荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントフォーク等が異なる複数の車両に対して汎用性があり、しかも検出データを容易に比較できるハンドルの操作荷重検出装置を提供する。
【解決手段】ハンドルパイプ５の左側端部に左側検出装置１０を取付ける。左側検出装置１０はハンドルパイプ５に被さるグリップパイプ１１を備え、その内側端部１１ａをピン１３にてハンドルパイプ５へ可動に連結し、外側端部１１ｂに荷重センサ１５の外周部をネジ止めする。荷重センサ１５の中心部を荷重検出支軸１７の一端部へ固定し、荷重検出支軸１７の他端部をハンドルパイプ５の内側へ圧入固定されている固定リング１８へ圧入して荷重センサ１５をハンドルパイプ５に固定する。グリップパイプ１１へ力を加えると、グリップパイプ１１とハンドルパイプ５の相対変位に基づく歪みを荷重センサ１５が検出することでハンドルパイプ５に対する操作荷重を検出する。
【選択図】図４

Description

この発明は、自動２輪車等の車両におけるハンドル操作荷重検出装置に関する。

従来技術として、自動２輪車における左右一対のフロントフォーク間に剛性の低い門形の歪ゲージ取付部材を橋渡しに配置し、この歪ゲージ取付部材に歪ゲージを貼り付け、操舵時における左右のフロントフォークの捩れに伴う歪ゲージ取付部材の捩れによる歪みを歪ゲージで検出し、この検出値に基づいてハンドル操作荷重としての操舵トルクを検出するようにしたものがある（特許文献１参照）。
なお、本願において、前後・左右・上下とは車両を基準とするものとし、車両の左右方向は車幅方向と一致する。

特開２００９−５６８７１号公報

上記従来技術は、ホイールサイズやフロントフォークの形式が異なる車種について検出する場合には、予め、車種毎に専用の歪ゲージ取付部材の制作が必要であるとともに、左右のフロントフォークの捩れに伴う歪ゲージ取付部材の捩れを検出するため、フロントフォークの形式が異なる車両の検出データを比較する場合は、検出値の校正が必要である。
そこで、このようなフロントフォーク等の構造が異なる複数の車種に適用できて汎用性が高く、そのうえ、フロントフォークの形式が異なる車両間でも検出データを容易に比較できる操作荷重検出装置が望まれている。本願発明はこのような要請の実現を目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載したハンドル操作荷重検出装置は、車体フレームと、車体フレームへ回動自在に支持されるとともに、車輪を回転自在に支持する操舵装置と、操舵装置に固定され操舵装置の操作子として機能し、中空円筒形状に形成されたハンドルパイプを備えた車両のハンドル操作荷重検出装置において、
前記ハンドルパイプ外側に浮動支持されるグリップパイプと、
前記ハンドルパイプ内側に固定される荷重検出支軸と、
前記グリップパイプの車両外方側端部に固定され、前記荷重検出支軸と前記グリップパイプ端部の相対変位を検出し、荷重検出を行う荷重検出部（例えば、実施例における荷重センサ１５・３０）とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は上記請求項１において、前記グリップパイプの車両内方側に前記ハンドルパイプの軸方向に沿った長穴を設け、この長穴に挿通するとともに前記グリップパイプの可動中心となるように前記ハンドルパイプの前記軸方向と直交する方向へ延出するピンを前記ハンドルパイプへ固定し、
前記ピンの延出方向を車両の前後方向に設定したことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は上記請求項１又は２において、前記荷重検出支軸は、前記ハンドルパイプ内に固定されるハンドルウェイト（例えば、実施例における内蔵ハンドルウエイト４８）に固定されることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は上記請求項１〜３のいずれかにおいて、前記荷重検出部は、前記グリップパイプ側に固定される環状大径部と、前記荷重検出支軸に固定され、前記環状大径部の内部に所定距離離間して配置される支軸受部と、これら環状大径部と支軸受部を連結するブリッジ部と、このブリッジ部に貼り付けられた歪ゲージとから構成されることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は上記請求項４において、前記荷重検出支軸又は前記支軸受部は、前記ハンドルパイプに対して回転可能に支持されることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は上記請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ハンドルパイプ外周に回転可能に嵌合されるスロットルパイプと、このスロットルパイプに固定されるグリップパイプとを備え、このグリップパイプ又は前記荷重検出支軸に対して前記荷重検出部が回転自在に連結されることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、荷重検出部を荷重検出支軸によりハンドルパイプへ固定するとともに、グリップパイプをハンドルパイプへ外装し、このグリップパイプ端部と荷重検出部とを連結することにより、操作荷重により荷重検出支軸とグリップパイプ端部の相対変位を検出し、この検出値に基づいて操作荷重を検出するようにしたので、ハンドルパイプを利用して操作荷重の検出を行うことができる。このため、ハンドルパイプに検出装置を取付けるだけで操作荷重を検出できるから、左右のフロントフォーク間へ設ける専用のセンサ支持部材を制作するような必要が無くなり、検出装置の汎用性が向上する。しかも、異なる操舵装置回りの剛性を有する車両間においても、検出に対して操舵装置回りの剛性が影響しないから、操舵トルクの検出値の比較が容易となる。

請求項２に記載した発明によれば、グリップパイプの車両内方側に長穴を設け、この長穴に挿通したピンをハンドルパイプへ取付けたので、操作荷重によりグリップパイプがハンドルパイプに対して相対移動するとき、ピンがグリップパイプの可動中心となり、ピンを支点にグリップパイプが可動となる。このため、荷重検出方向が規制され、精度のよい検出を行うことができる。
特に、延出方向を車両の前後方向へ向けたピンを設けることにより、車両の前方へ向かう操作荷重を正確に検出できるから、操舵トルクの検出精度を高くすることができる。

請求項３に記載した発明によれば、荷重検出支軸をハンドルパイプ内に固定されるハンドルウェイトを利用して固定することができるため、検出に必要な専用部品数を低減して、容易に検出することができる。

請求項４に記載した発明によれば、環状大径部と所定距離離間して配置された支軸受部とを連結するブリッジ部を設け、このブリッジ部に歪ゲージを貼り付け、環状大径部とハンドルパイプを連結し、支軸受部と荷重検出支軸とを連結したので、ハンドルパイプへ操作荷重が加わると、ブリッジ部に歪みが生じ、この歪みを歪ゲージで検出して操作荷重を検出できる。しかも、グリップパイプをハンドルパイプへピンで連結し、ピンをグリップパイプの可動支点にしたので、ハンドルパイプの可動方向を特定方向へ規制することにより操作荷重を可動方向へ分力できる。このため、歪ゲージによる検出であっても、操作荷重を適切に分力して検出することができる。

請求項５に記載した発明によれば、荷重検出支軸又は支軸受部をハンドルパイプに対して回転可能に支持したので、グリップパイプに加わるグリップパイプ軸を中心とする回転方向の荷重を検出しないようにした。このため、グリップパイプに対する捩りによる影響を排して操作荷重を高精度に検出できる

請求項６に記載した発明によれば、スロットルパイプに固定されるグリップパイプ又は荷重検出支軸に対して荷重検出部を回転自在に連結したので、スロットル操作によりスロットルパイプが回転しても操作荷重の検出に影響が出ないようにすることができる。このため、スロットル側のハンドルパイプに対してもハンドル操作荷重を取付けて検出できるようになる。

実施形態に係る操舵装置及びハンドル操作荷重検出装置の概略を示す図 第１実施例に係る正面視外観形状を示す図 図２の３−３線断面図 図２の４−４線断面図 第２実施例に係る図４と同様の断面図 図５の６−６線相当部位の断面図 第３実施例に係る図４と同様の断面図 第３実施例の変形例を示す図７と同様の断面図 第４実施例に係る断面図 第４実施例の変形例を示す図９と同様の断面図 第５実施例に係る図９と同様の断面図 第６実施例に係る図９と同様の断面図 第６実施例の変形例を示す図１２と同様の断面図

以下、図面に基づいて、自動２輪車のハンドルに設けられて操舵トルク等の操作荷重検出装置として構成された実施形態を説明する。図１は本実施形態に係る操舵装置及びハンドル操作荷重検出装置の概略を示し、Ａとして本願発明の適用される自動２輪車における一般的な操舵装置の概略構成例、ＢとしてＡにおけるハンドルへ本願発明に係る操作荷重検出装置を装着した状態をそれぞれ示す。
この操舵装置は、前輪１、これを支持する左右一対のフロントフォーク２、各フロントフォーク２の上端部を支持するブリッジ部材３、ブリッジ部材３の回動中心軸として車体フレーム(図示省略)へ回動自在に支持されるステアリング軸４、ステアリング軸４に連結されたハンドルパイプ５を備える。

ハンドルパイプ５は操舵装置の操作子として機能する部材である。この例では、ハンドルパイプ５は横一文字形式のバーハンドルである。但し、左右へ分割されたセパレートハンドル形式でもよい。
このハンドルパイプ５の両端部であるエンド部の上にグリップラバー７が被せて取付けられ、ここを手で握るようになっている。なお、ハンドルパイプ５の右側にはスロットルパイプ８が回動自在に取付けられているため、グリップラバー７はスロットルパイプ８の上に被せて取付けられている。

この操舵装置は、左右のグリップラバー７を握って、ステアリング軸４を中心にハンドルパイプ５を回動させると、ブリッジ部材３及びフロントフォーク２が回動され、さらにフロントフォーク２を介して前輪１が回動されることにより操舵される。
この操舵のためステアリング軸回りにハンドルパイプ５へ加えられる力が操舵トルクであり、本願発明の検出対象とするハンドル操作荷重の一例である。

この操作荷重は、完成車により検出することが必要になる場合があり、本願は、図１のＢに示すように、ハンドルパイプ５の左右両端部のグリップラバー７を取り外して、左側には左側検出装置１０を取付け、右側にはスロットルパイプ８の上へ右側検出装置２０を取付けて検出する。但し、左側検出装置１０又は右側検出装置２０のいずれか一方だけを使用して検出できる。もちろん 左側検出装置１０及び右側検出装置２０の双方を同時に用いて検出することもできる。

左側検出装置１０及び右側検出装置２０は、ハンドル操作による歪みを検出し、この検出値をそれぞれリード線９ａを介してコンピュータ等からなるデータ処理装置９へ出力する。データ処理装置９は検出値に基づいて操舵トルク等の操作荷重を算出する。
なお、ＣＬは車体中心線であり、以下の説明において、（車体）内側とは、車幅方向において車体中心線ＣＬ側を意味するものとする。

以下、左側検出装置１０及び右側検出装置２０に関する実施例を説明する。
まず、図２〜４により、左側検出装置１０に関する第１実施例を説明する。図２は左側検出装置１０の正面視外観形状を示し、図３は図２の３−３線断面、図４は図２の４−４線断面を示す。
これらの図において、左側検出装置１０は、ハンドルパイプ５の上へ被せられる筒状のグリップパイプ１１を備える。
グリップパイプ１１は鉄やアルミ等の金属製であり、薄肉に形成され、その内側端部１１ａには長穴１２が周方向へ等間隔で４個形成され、この長穴１２へ通されたピン１３にてスペーサー１４と一緒にハンドルパイプ５の外周面へ間隔を保つように取付けられている。グリップパイプ１１とスペーサー１４との間には若干のクリアランスが設けられている。

長穴１２は図２に示すように、グリップパイプ１１の長さ方向へ長い溝であり、グリップパイプ１１を周方向の動きに対してガタなしでハンドルパイプ５へ結合するとともに、長さ方向の動きを許容する。
なお、グリップパイプ１１の軸線をＺとし、このＺ軸と直交する１平面内で直交する２軸をＸ・Ｙとし、これらＸ・Ｙ・Ｚで直交３軸をなすとともに、例えば、Ｘ軸を車両の前後方向、Ｙ軸を上下方向、Ｚ軸を左右方向に向けて配置するものとする。

ピン１３はハンドルパイプ５の中心を挟んで対向配置されたものが１対で１組をなして計２組設けられ、各ピン１３は周方向へ９０°間隔で配置される。この２組のピン１３のうちいずれか１組は延出方向を前後方向へ向けて配置されている。
図中の丸囲みした拡大部に示すように、本実施例のピン１３は段付きネジとし構成され、一端に雄ネジ部１３ａ、他端にネジ頭１３ｂを備え、中間部が太径部１３ｃになっている。太径部１３ｃは長穴１２内へ入る部分であり、ネジ頭１３ｂは長穴１２の幅（長さ方向と直交する方向の幅）よりも大径であって、スペーサー１４の抜け止めをなす。
雄ネジ部１３ａはスペーサー１４に設けられている雌ねじ穴１４ａへ締結することにより、スペーサー１４へ外周から径方向へ突出した直立状態で取付けられる。ピン１３の直立する方向はハンドルパイプ５のラジアル方向（径方向）と一致する。
このとき、雄ネジ部１３ａの先端は雌ねじ穴１４ａから突出し、ハンドルパイプ５の外表面を締結時の軸力で圧接するので、スペーサー１４はピン１３によりグリップパイプ１１と一緒にハンドルパイプ５へ取付けられ、位置決め固定される。このため、グリップパイプ１１をハンドルパイプ５へ装着するに際してハンドルパイプ５側へ予め穴開け等の加工をする必要がなく装着が容易になる。

スペーサー１４は金属や樹脂等からなり所定の肉厚を有し、その肉厚分だけグリップパイプ１１をハンドルパイプ５の外周から離隔させるスペーサーとして機能するとともに、内側端部１１ａを摺動可能に支持する。グリップパイプ１１は加えられる操作荷重によりピン１３を支点としてハンドルパイプ５に対して可動である。このハンドルパイプ５に対して間隔をもって外装されて可動に支持された状態を浮動支持というものとする。
グリップパイプ１１の外側端部１１ｂはグリップパイプ１１の一般部（内側端部１１ａと外側端部１１ｂの中間部）よりも厚肉の外フランジをなし、ここに荷重センサ１５の外周部がネジ１５ａ等により取付けられている。この例におけるネジ１５ａは荷重センサ１５の外周部へ周方向へ等間隔で４ケ所取付けられている。

荷重センサ１５は市販されている公知の３分力計であり、Ｚ軸方向視で円形をなし、その径がハンドルパイプ５の外径よりも若干大きい程度の比較的小型のものであり、ハンドルパイプ５の軸方向外方へ容易に取付けることができる。この荷重センサ１５は本願発明における荷重検出部の一例であり、ハンドル操作のためグリップパイプ１１へ加えられた操作荷重による歪みを、直交３軸であるＸ・Ｙ・Ｚ軸方向における各歪み成分として検出できる。

図４に示すように、荷重センサ１５は中心に車体中心方向へ突出するボス１５ｂが一体に形成され、ここを荷重検出支軸１７が貫通している。荷重検出支軸１７の一端はネジ部１７ａをなし、荷重センサ１５の中心部を貫通して外方へ突出し、ここでナット１７ｂにより固定される。荷重検出支軸１７の他端は太径の太径基端部１７ｃなし、予め、ハンドルパイプ５の内周側へ固定されている固定リング１８の軸穴内へ圧入することにより、固定リング１８を介してハンドルパイプ５と荷重検出支軸１７が一体化される。１９はワッシャである。

固定リング１８の軸穴内には穴中心方向へ張り出すリブ１８ａが一体に形成されている。このリブ１８ａは、張り出し量が太径基端部１７ｃの圧入方向に向かって次第に大きくなるようになっており、太径基端部１７ｃを深く圧入するほどリブ１８ａを大きく拡径して強固に結合することになる。
この固定リング１８と太径基端部１７ｃの圧入構造は荷重検出支軸１７のハンドルパイプ５に対する固定構造の一例をなす。この固定構造により、荷重センサ１５は中心部がハンドルパイプ５へ固定されるとともに、外周部がグリップパイプ１１とも連結される。このため、ハンドル操作によりハンドルパイプ５とグリップパイプ１１の間で相対変位とすると、荷重センサ１５に歪みが生じ、この歪みを荷重センサ１５で検出する。

次に、本実施例の作用を説明する。左側検出装置１０をハンドルパイプ５へ取付けてから、左側検出装置１０のグリップパイプ１１を握ってハンドルパイプ５を回動させる。
すると、グリップパイプ１１はピン１３を支点に可動であるため、ハンドルパイプ５に対して相対変位し、この変位により荷重センサ１５の外周部へ操作荷重が加わる。さらに、この操作荷重は、ハンドルパイプ５からブリッジ部材３及びフロントフォーク２を回動させ、さらに前輪１を回動させる。このとき、前輪１に生じた反力が逆経路でハンドルパイプ５へ加わり、荷重検出支軸１７を介して荷重センサ１５の中心部へ伝わる。

このため、荷重センサ１５にはグリップパイプ１１から操作荷重が外周部へ加わり、荷重検出支軸１７より中心部に反力が加わる。その結果、荷重センサ１５に歪みが発生し、これを荷重センサ１５で３軸方向の分力として検出することにより、操作荷重を高精度で検出できる。また、ステアリング軸４回りの操作荷重を操舵トルクとして算出できる。
なお、荷重センサ１５が正確に直交３軸方向の分力を検出できる３分力計であるため、操舵トルクに限らず種々の操作荷重を検出できる。例えば、ハンドルパイプ５に対してステアリング軸４回りの力を加えず、ハンドルパイプ５を下方へ押し下げるように力を加えた場合も、ハンドルパイプ５とグリップパイプ１１の間において相対変位を生じ、これによる歪みを荷重センサ１５で検出することにより、このような操作荷重も高精度で正確に検出できる。

このとき、ハンドルパイプ５の周方向へ９０°間隔でＸ軸及びＹ軸方向へ延出するピン１３を設けたので、操作荷重によるグリップパイプ１１の可動方向をＸ・Ｙ・Ｚ軸方向へ規制する。このため、荷重センサ１５の検出３軸方向をこのピン１３の直立して延出する方向をＸ・Ｙ軸方向及びハンドルパイプ５の軸方向（グリップパイプ１１の軸方向）Ｚに合わせれば、操作荷重をＸ・Ｙ・Ｚ３軸方向へ適切に分力し、荷重センサ１５で精度よく各分力を検出できる。また、１組のピン１３の延出方向を前後方向に向けることにより、操舵時に前方へ荷重を加えことにより発生する操舵トルクを精度良く検出できる。

しかも、単にハンドルパイプ５の左側端部からグリップラバー７を取り去って、その代わりに左側検出装置１０を取付けるだけで済むため、検出作業が簡単になるとともに、ハンドルパイプ５にて直接操作荷重を検出できるため、左右のフロントフォーク間へ左右のフロントフォークの捩れによって捩られるセンサ支持部材を設ける場合と比べてフロントフォーク構造の相違による車体剛性の影響を受けずに検出できるから、フロントフォーク構造等が異なる各種車両に対して共通に検出可能となり、専用のセンサ支持部材を制作するような必要が無くなるから検出装置の汎用性が向上する。しかも、異なる操舵装置回りの剛性を有する車両間においても、操作荷重の検出に際して操舵装置回りの剛性が影響しないから、操作荷重の検出値の比較が容易となる。

次に、図５及び６により第２実施例を説明する。この例も左側の左側検出装置１０に関するものであるが、前実施例に対して荷重センサの構造及び荷重検出支軸の固定構造を変更したものに相当する。図５は図４と同様の断面、図６は図５の６−６線相当部位の断面である。なお、前実施例との共通部には共通符号を用いて重複説明を省略する（以下の実施例も同様）。

この左側検出装置１０は、一対をなして例えばＸ・Ｙ方向のうち一方向の分力を検出する歪ゲージと、Ｙ方向の分力を検出する一対の歪ゲージとを計２組貼り付けてＸ・Ｙ２方向の分力を検出する２分力計として構成された荷重センサ３０を用いている。この荷重センサ３０は、環状大径部３１と、その内側へ間隔を持って同心状に配置された小径のボス形状をなす支軸受部３２とを備え、環状大径部３１と支軸受部３２の間を支軸受部３２から径方向へ延出する一本のブリッジ部３３で一体に連結している。
環状大径部３１には外側端部１１ｂがネジ３１ａで例えば周方向へ４５°間隔で締結されている。

ブリッジ部３３の両側面には一対の歪ゲージ３４ａ、３４ｂが貼り付けられ、歪ゲージ３４ａ、３４ｂは環状大径部３１と支軸受部３２間の相対変位に基づくブリッジ部３３の歪みを検出する。
ブリッジ部３３は最も歪みが生じやすい部分として設けられ、ここに歪ゲージ３４ａ、３４ｂを取付けることにより、検出感度を向上させている。

支軸受部３２には荷重検出支軸１７が貫通し、その一端はネジ部１７ａをなしナット１７ｂで荷重センサ３０の外側面へ固定される。他端側は支軸受部３２から車体内方へ突出する太径基端部１７ｃをなし、ニードルベアリング３５を介して固定リング３６へ支持されている。固定リング３６はハンドルパイプ５の内部へ圧入固定されている。

この左側検出装置１０において、操作荷重がグリップパイプ１１へ加えられると、グリップパイプ１１とハンドルパイプ５との相対変位により、ブリッジ部３３が歪み、この歪量を歪ゲージ３４ａ、３４ｂにて検出する。
このとき、歪ゲージ３４ａ、３４ｂはＸ・Ｙ軸方向の歪みを検出し、Ｚ軸方向を検出せず２分力計として機能する。また、荷重検出支軸１７がニードルベアリング３５により固定リング１８に対して回動自在になっているため、グリップパイプ１１を捩って回動させる場合は歪みを生じないため、検出に対する捩りの影響を排除できる。

また、図６の断面においてブリッジ部３３が支軸受部３２から環状大径部３１へ向かって延出する方向をＸ軸上に重なるように配置して車両の前後方向へ延出するよう配置する。さらに、ピン１３の１組の延出方向をこのブリッジ部３３の延出方向と一致させると、歪ゲージ３４ａ、３４ｂは、ブリッジ部３３においてＸ・Ｙ軸方向に分力された操作荷重を検出できる。したがって、歪ゲージ３４ａ、３４ｂによる検出であっても、操作荷重を適切に分力して検出することができる。

次に、図７により第３実施例を説明する。この例も左側の左側検出装置１０に関するものであるが、第１実施例（図２〜４）に対して、荷重検出支軸の固定構造等を変更したものに相当する。そこで、第１実施例を元にして共通する部分には共通符号を用い重複説明を省略する。また、第１実施例との相違部分を中心に説明する。他の部分は第１実施例と同様の構成をなしている。図７は図４と同様の断面図である。
この例では、３分力計である第１実施例の荷重センサ１５を用いるが、これを一対のスラストベアリング４０，４１を介して荷重検出支軸４７へ取付けられている点及び荷重検出支軸４７を内蔵ハンドルウェイト４８へ取付けることによりハンドルパイプ５へ固定している点が相違する。荷重検出支軸４７はボルト状をなしている。

スラストベアリング４０，４１は荷重センサ１５が内蔵ハンドルウェイト４８に対して回動を許容するものであり、スラストベアリング４０は荷重検出支軸４７のボルト頭部と荷重センサ１５の外側面との間にワッシャ４２を介して支持され、スラストベアリング４１は荷重センサ１５の内側面とハンドルパイプ５の軸端から外方へ突出する内蔵ハンドルウェイト４８の軸端部との間にワッシャ４２を介して支持される。

荷重検出支軸４７の一端にはネジ部４７ａが形成され、これを内蔵ハンドルウェイト４８の軸心部に形成されたネジ穴４８ａへ締結することにより、荷重センサ１５はスラストベアリング４０，４１を介して直交３軸方向へ相対移動不能並びに軸回りに回動可能に取付けられる。
内蔵ハンドルウェイト４８はハンドルパイプ５の内側空間へ嵌合されるものとして公知であり、市販品を利用できる。内蔵ハンドルウェイト４８は外周表面に設けられた薄いゴム層を介してハンドルパイプ５の内周面へ圧入一体化されている。但し、操作荷重の検出においてこのゴム層の存在は無視できる。

したがって、この場合でも、荷重センサ１５により３軸方向成分を高精度に検出できる。また、グリップパイプ１１の軸回り方向に加えられる捩りに対しては、荷重センサ１５がスラストベアリング４０，４１により内蔵ハンドルウェイト４８に対して相対回動自在になっていることにより歪みを生じない。このため、グリップパイプ１１に加わるグリップパイプ軸（Ｚ軸）を中心とする回転方向の荷重を検出しないようにし、グリップパイプに対する捩りによる影響を排して操作荷重を高精度に検出できる。
そのうえ、荷重検出支軸４７をハンドルパイプ５内に固定される内蔵ハンドルウェイト４８を利用して固定することができるため、検出に必要な専用部品数を低減して、容易に検出することができる。

図８は第３実施例（図７）の変形例であって図７と同様断面を示す図である。この例は荷重検出支軸の固定構造を変更したものであり、他の部分はほぼ同じであるから図７に対して変更部分を中心に説明する。この例では、荷重検出支軸４７のハンドルパイプ５に対する固定を、内蔵ハンドルウェイト４８に代えて図４の固定リング１８を利用した点で相違する。この場合、図４の太径基端部１７ｃに相当する圧入部分を、荷重検出支軸４７と別体の圧入部４５として設け、これを固定リング１８へ圧入するとともに、圧入部４５に設けたネジ穴４５ａへ荷重検出支軸４７のネジ部４７ａを締結することにより、荷重検出支軸４７をハンドルパイプ５へ固定する。

このようにすると、内蔵ハンドルウェイト４８が存在しないハンドルパイプ５に対しても容易に荷重センサ１５を取付けることができる。
なお、図８において、スラストベアリング４０，４１の取付には図７におけるようなワッシャ４２を省略してあるが、これを設けることは自由である。

次に、図９により、第４実施例を説明する。本実施例以降は右側検出装置２０に関するものである。図９は右側検出装置２０のＺ軸方向に沿う断面図である。この例においても左側検出装置１０に係る前各実施例と共通する部分には共通符号を用い重複説明を省略する。この右側検出装置２０は、スロットルパイプ８へ外装固定されるグリップパイプ２１と、ハンドルパイプ５に対して固定された荷重検出支軸４７と、この荷重検出支軸４７へ固定される荷重センサ１５を備える。荷重センサ１５及び荷重検出支軸４７は図７同様のものである。但し、右側検出装置２０はハンドルパイプ５の外周へ回転自在に外装されているスロットルパイプ８へ取付けられるため、スロットルパイプ８の回転による影響を排除できるようにすることが必要であり、このため、荷重センサ１５がグリップパイプ２１に対して回転自在に連結されている。

グリップパイプ２１は、スロットルパイプ８における外方軸端部８ａの外周へ嵌合される円筒状をなす。但し、ハンドル操作時にはスロットルパイプ８を握り、グリップパイプ２１は握らないため、左側検出装置１０のものと比べて短くなっている。
また、グリップパイプ２１は外方軸端部８ａへ嵌合され、粘着テープ等適宜手段で固定される。これにより、グリップパイプ２１はスロットルパイプ８と一体化される。

なお、スロットルパイプ８は内側端部８ｂ側がハンドルパイプ５に設けられたスロットルハウジング６内にて、ハンドルパイプ５へ回動自在並びに若干量であるがＸ・Ｙ・Ｚ３軸方向へ相対移動自在に支持されている。このため、右側検出装置２０においては、左側検出装置１０のように、ピン１３によるハンドルパイプ５との連結構造が不要となり、グリップパイプ２１をスロットルパイプ８へ直接固定できる。

グリップパイプ２１の一端はスロットルパイプ８の外方軸端部８ａより外方に延出する小径部２１ａをなし、その外周に設けられたニードルベアリング２２を介して固定リング２３へ回動自在に支持される。
固定リング２３は荷重センサ１５の外周部内面へ重ねられ、ネジ１５ａにて荷重センサ１５と一体化されている。ネジ１５ａは周方向へ等間隔で適当数設けられる。荷重センサ１５の中心部は荷重検出支軸２７にて図７におけると同様の内蔵ハンドルウェイト４８へ締結で取付けられている。２５はカラーである。

このように構成すると、図１に示したように、スロットルパイプ８の上に被せられていたグリップラバー７を取り去り、代わりに右側検出装置２０のグリップパイプ２１をスロットルパイプ８の上に被せて固定するだけで操作荷重を高精度で検出できる。
このとき、ハンドルパイプ５に対して相対移動自在に支持されているスロットルパイプ８へ右側検出装置２０を取付けることにより、ハンドルパイプ５の左側に取付けられ左側検出装置１０よりもさらに容易に取付けて検出できる。

しかも、グリップパイプ２１の外方軸端部８ａに対する固定は、粘着テープの貼り付け等で簡単に行うことができる。また、操作荷重の検出に際して、荷重センサ１５をスロットルパイプ８側に対して固定リング２３を介して回転自在にすることにより、ハンドルパイプ５に対して回転自在になっているスロットルパイプ８の回転による影響を排して正確な検出が可能になる。このため、スロットル側に対しても右側検出装置２０を取付けて操作荷重を検出することが可能になる。
但し、ニードルベアリング２２により、Ｚ軸方向におけるスラスト方向の相対変位が生じても、荷重センサ１５に歪みが生じないから、スラスト方向の分力を検出できず、実質的にＸ・Ｙ２軸方向の分力を検出することになる。

図１０は第４実施例（図９）の変形例であって、図９と同様の断面図である。この例はベアリング構造を変更したものであり、他の部分はほぼ同じであるから変更部分を中心に説明する。他の部分は図９と同様の構成である。この例では、ニードルベアリング２２に代えてボールベアリング２２Ａを用いたものであり、グリップパイプ２１の軸端部に形成された大径部２１ｂの内周面と、荷重センサ１５の内側面に取付けられている固定リング２３Ａの外周側に形成された段差部との間に設けられている。
このようにすると、ボールベアリング２２Ａによりスラスト方向の動きを規制できるので、スラスト方向の分力も検出できる。

次に、図１１により第５実施例を説明する。この例も右側検出装置２０に関するものであり、第２実施例（図５，６）の左側検出装置１０を右側へ適用したものである。そこで、第２実施例と共通する部分には共通符号を用い重複説明を省略する。
この右側検出装置２０には、第２実施例と同じ荷重センサ３０が用いられている。荷重センサ３０は環状大径部３１をネジ３１ａにより、グリップパイプ２１の軸端部に設けられた外フランジ２１ｃへネジ３１ａで取付けられている。

支軸受部３２には前実施例同様のボルト状をなす荷重検出支軸４７が貫通し、その先端のネジ部４７ａが圧入部４５のネジ穴４５ａへ締結されている。圧入部４５はハンドルパイプ５の内周面へ圧入されている固定リング１８へ圧入固定される。圧入部４５及び固定リング１８は図８と同様のものである。
支軸受部３２と荷重検出支軸４７の外周面との間にはプレーンベアリング３８が介在され、荷重検出支軸４７に対して支軸受部３２の回転を自在とする。圧入部４５と支軸受部３２の軸端部間にはワッシャ１９が介在されている。

このようにすると、荷重検出支軸４７に対して荷重センサ３０を回転自在に連結したので、スロットル操作によりスロットルパイプ８が回転しても操作荷重の検出に影響が出ないようにすることができる。このため、スロットル側のハンドルパイプに対してもハンドル操作荷重を取付けて検出できるようになる。
また、歪ゲージを用いた荷重センサ３０を使用できる。
なお、荷重検出支軸４７の固定構造として、図９のように内蔵ハンドルウェイト４８へ取付ける構造を採用してもよい。

次に、図１２により第６実施例を示す。この例は、第４実施例（図９・１０）におけるものと同様の荷重センサ１５を用いたものであるが、図９・１０に対して、ベアリング構造を変更し、さらに荷重センサ１５をグリップパイプ２１側へ連結するとともに、前実施例と同様の荷重検出支軸固定構造にしたものである。したがって、第４及び前実施例と共通する部分には共通符号を用い重複説明を省略する。
すなわち、グリップパイプ２１の一端には右側へ向かって開放された大径のハウジング５０が設けられ、このハウジング５０内に第１固定リング５１、荷重センサ１５及び第２固定リング５２が収容される。
第１固定リング５１はスラストベアリング５３ａ・５３ｂに挟まれ、ボルト状の荷重検出支軸４７にて圧入部４５へ取付けられ、圧入部４５は固定リング１８へ圧入されている。この荷重検出支軸４７の固定構造は前実施例（図１１）と同様である。

第１固定リング５１はカラー５４を介して間隔をもって荷重センサ１５の外周部へネジ５５により締結一体化される。第２固定リング５２は荷重センサ１５の外方に配置され、外周部を径方向外方よりネジ５６でハウジング５０と一体化され、ハウジング５０を閉塞している。
第２固定リング５２の軸心部は、中心軸５７にて荷重センサ１５の中心部に設けられているナット部１５ｃへ締結一体化される。中心軸５７は荷重検出支軸４７と同軸に配置されている。

このようにすると、荷重センサ１５はグリップパイプ２１側へ固定されるが、ネジ５５により締結一体化される第１固定リング５１がスラストベアリング５３ａ・５３ｂにより荷重検出支軸４７に対して回転自在になるので、荷重センサ１５でグリップパイプ２１と荷重検出支軸４７の間を回転自在に連結することになり、スロットルパイプ８の回転による影響を回避できる。

図１３は第６実施例（図１２）の変形例であって、ベアリング構造を変更した例であり、他の部分はほぼ同じであるから変更部分を中心に説明する。この例では、第１固定リング５１の中心部に内側へ突出するボス５１ａを形成し、このボス５１ａを荷重検出支軸４７が貫通するとともに、荷重検出支軸４７とボス５１ａの間にプレーンベアリング５８を介在させ、さらに圧入部４５とボス５１ａの軸端間にワッシャ５９を介在してある。

このようにすると、ボス５１ａを荷重検出支軸４７に対して回動自在にでき、スラストベアリング５３ａ・５３ｂに代えることができる。
また、第１固定リング５１と荷重センサ１５を当接して直接ネジ５５で結合でき、図１２におけるカラー５４を省略できる。このため、右側検出装置２０の軸方向長さを短縮でき、コンパクト化可能になる。

なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、本願発明に係るハンドル操作荷重検出装置を適用する車両は、バーハンドルを有するものならばどのようなものでもよく、このような車両として、鞍乗り型や跨座式の車両、さらには自動２〜４輪車等がある。
また、荷重センサの構造及び荷重検出支軸の固定構造は各実施例間において任意に組合せ可能である。

１：前輪、２：フロントフォーク、３：ブリッジ部材、４：ステアリング軸、５：ハンドルパイプ、６：スロットルハウジング、７：グリップラバー、８：スロットルパイプ、９：データ処理装置、１０：左側検出装置、１１：グリップパイプ、１５：荷重センサ（３分力計）、１７：荷重検出支軸、２０：右側検出装置、２１：グリップパイプ、２２：ニードルベアリング、２３：固定リング、２７：荷重検出支軸、３０：荷重センサ（２分力計）４８：内蔵ハンドルウェイト

Claims (6)

1. 車体フレームと、車体フレームへ回動自在に支持されるとともに、車輪を回転自在に支持する操舵装置と、操舵装置に固定され操舵装置の操作子として機能し、中空円筒形状に形成されたハンドルパイプを備えた車両のハンドル操作荷重検出装置において、
   前記ハンドルパイプ（５）外側に浮動支持されるグリップパイプ（１１・２１）と、
   前記ハンドルパイプ（５）内側に固定される荷重検出支軸（１７・４７）と、
   前記グリップパイプ（１１・２１）の車両外方側端部に固定され、前記荷重検出支軸（１７・４７）と前記グリップパイプ（１１・２１）端部の相対変位を検出し、荷重検出を行う荷重検出部（１５・３０）とを備えることを特徴とするハンドル操作荷重検出装置。
2. 前記グリップパイプ（１１）の車両内方側に前記ハンドルパイプ（５）の軸方向に沿った長穴（１２）を設け、この長穴（１２）に挿通するとともに前記グリップパイプ（１１）の可動中心となるように前記ハンドルパイプ（５）の前記軸方向と直交する方向へ延出するピン（１３）を前記ハンドルパイプ（５）へ固定し、
   前記ピン（１３）の延出方向を車両の前後方向に設定したことを特徴とする請求項１に記載したハンドル操作荷重検出装置。
3. 前記荷重検出支軸（４７）は、前記ハンドルパイプ（５）内に固定されるハンドルウェイト（４８）に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載したハンドル操作荷重検出装置。
4. 前記荷重検出部は、前記グリップパイプ（１１）側に固定される環状大径部（３１）と、
   前記荷重検出支軸（１７）に固定され、前記環状大径部（３１）の内部に所定距離離間して配置される支軸受部（３２）と、
   これら環状大径部（３１）と支軸受部（３２）を連結するブリッジ部（３３）と、
   このブリッジ部（３３）に貼り付けられた歪ゲージ（３４ａ・３４ｂ）とから構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載したハンドル操作荷重検出装置。
5. 前記荷重検出支軸（１７）又は前記支軸受部（３２）は、前記ハンドルパイプ（５）に対して回転可能に支持されることを特徴とする請求項４に記載したハンドル操作荷重検出装置。
6. 前記ハンドルパイプ（５）外周に回転可能に嵌合されるスロットルパイプ（８）と、
   このスロットルパイプ（８）に固定されるグリップパイプ（２１）とを備え、
   このグリップパイプ（２１）又は前記荷重検出支軸（１７・４７）に対して前記荷重検出部（１５・３０）が回転自在に連結されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載したハンドル操作荷重検出装置。

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