JP2006337055A - ハンドル荷重検出装置及びそれを備えた輸送機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドルにかかる荷重を検出可能なハンドル荷重検出装置を提供する。
【解決手段】ハンドル荷重検出装置１０は、ハンドルの左右のブリッジ１６Ｒ，１６Ｌの間に装着される。ハンドル荷重検出装置１０は、ブリッジ１６Ｒ，１６Ｌにかかる引張力を検知するロードセル１８と、ブリッジ１６Ｒに固定されるアダプタ２０と、ブリッジ１６Ｌに固定されるアダプタ２１と、ロードセル１８とアダプタ２０との間の距離を調整するためのアジャスタ２２とを備える。アダプタ２１は、ロードセル１８の上面に突出する荷重印加軸２６に螺合される。アジャスタ２２は、ロードセル１８の底面に突出する固定軸２８に螺合され、かつアダプタ２０に螺合される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハンドル荷重検出装置に関し、さらに詳しくは、自動二輪車、四輪バギー(ATV; All Terrain Vehicle)、スノーモビル、水上滑走艇など、ライダが自身の体重を移動させながら操縦する鞍乗り型輸送機器、特に自動二輪車のハンドルにかかる荷重を検出するためのハンドル荷重検出装置に関する。

鞍乗り型輸送機器では、ハンドルに装備されたスロットルグリップをライダが手で操作することによってスロットル開度を調整している。アクセルペダルをドライバが足で操作することによってスロットル開度を調整する四輪自動車と異なり、鞍乗り型輸送機器では、ライダの体重移動が操縦に大きく影響する。

自動二輪車、特にオフロードモデルでは、加減速時やコーナリング時におけるライダの姿勢は極めて重要である。加速時には、ライダは体重を前に移動することによって前輪が浮き上がるウィリーを抑えることができる。減速時には、ライダは体重を後ろに移動することによって後輪が浮き上がるジャックナイフを抑えることができる。コーナリング時には、ライダは体重を前に移動することによって後輪の横滑りに対して安定的に乗車でき、かつフロントタイヤの接地荷重を増加させてグリップ力を高め、その結果、旋回性を向上させることができる。

このような体重移動は経験の豊富なライダには容易であるが、経験の浅いライダには難しいものがある。したがって、ライダの体重移動を車両側で検出し、ライダに知らせることは、自動二輪車の操縦を補助するために有効である。しかしながら、ライダの体重移動を検出できる装置は現存しない。

特許３１１５０５２号公報（特許文献１）には、フロント及びリアサスペンションの変位量から車輪の接地荷重及び車体のピッチング角度を検出する車体状態検出装置が開示されている。しかしながら、この装置でもライダの体重移動を正確に検出することはできない。

自動二輪車のステップに荷重センサを装着すれば、ライダの体重を検出することは可能であるが、それだけでは体重移動まで検出することは不可能である。ステップにかかる荷重に加え、ハンドルにかかる荷重も検出すれば、ライダの体重移動を検出することは可能と考えられる。ハンドルにかかる荷重はフロントサスペンションの変位量から検出することは可能と考えられるが、フロントサスペンションの変位量は走行状態に応じて変動するため、ハンドルにかかるライダの荷重を正確に反映したものとは言い難い。

なお、本出願人は、特願２００５−９３４６６号（関連出願１）において、ライダの体重移動に応じて駆動力を制御することの可能な操縦制御装置を提案している。この装置は、ステップ及びハンドルにかかる荷重から体重移動を検出するようになっている。
特許３１１５０５２号公報

［関連出願１］特願２００５−９３４６６号

本発明の目的は、ハンドルにかかる荷重を検出することの可能なハンドル荷重検出装置及びそれを備えた輸送機器を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明によるハンドル荷重検出装置は、第１の連結部材と、第２の連結部材と、荷重センサとを備える。第１の連結部材は、ハンドルの一方側に連結され、中央に向かって延びる。第２の連結部材は、ハンドルの他方側に連結され、中央に向かって延びる。荷重センサは、第１及び第２の連結部材の間に挟持され、第１及び第２の連結部材にかかる引張又は圧縮力を検知する。

このハンドル荷重検出装置では、ライダの体重が前側に移動し、ハンドルにかかる荷重が増加すると、第１及び第２の連結部材に引張又は圧縮力がかかり、荷重センサによりこの引張又は圧縮力が検知される。その結果、ハンドルにかかる荷重が検出される。

好ましくは、荷重センサは、上面中心に突出する荷重印加軸を有するロードセルを含む。第１の連結部材はロードセルの荷重印加軸に連結される。第２の連結部材はロードセルの底面に連結される。

この場合、汎用のロードセルを用い、簡単な構造でハンドル荷重検出装置を実現することができる。

さらに好ましくは、ロードセルは、底面中心に突出する固定軸を有する。ハンドル荷重検出装置はさらにアジャスタを備える。アジャスタは、ロードセルの固定軸に螺合され、第２の連結部材に螺合される。

この場合、アジャスタを回転させることにより、ロードセルと第２の連結部材との間の距離を自在に調整することができる。

さらに好ましくは、第１の連結部材は第１のアダプタを含む。第１のアダプタの一方側はハンドルのブリッジの一方側に取り付けられ、他方側はロードセルの荷重印加軸に螺合される。第２の連結部材は第２のアダプタを含む。第２のアダプタの一方側はハンドルのブリッジの他方側に取り付けられ、他方側はアジャスタに螺合される。

この場合、ハンドルのブリッジの一方側とロードセルとの間に第１のアダプタを介装し、ハンドルのブリッジの他方側とアジャスタとの間に第２のアダプタを介装するので、ロードセル及びアジャスタを容易に組み立てることができる。

本発明による輸送機器は、上記ハンドル荷重検出装置を備える。
この輸送機器では、ハンドルにかかる荷重が検出されるため、ライダの体重移動を検出でき、その結果、検出された体重移動をライダに知らせたり、体重移動に応じて駆動力を制御したりすることが可能となる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態によるハンドル荷重検出装置１０は、自動二輪車１２のハンドル１４に装着される。このハンドル１４には、左右両側に渡ってブリッジ１６が懸架されている。ブリッジ１６は一般に、オフロードモデルに補強用に設けられる。本実施の形態では、ブリッジ１６は中央で切断され、左右２つのブリッジ１６Ｒ，１６Ｌに分割される。右のブリッジ１６Ｒは、ハンドル１４の右側に連結され、中央に向かって延びる。左のブリッジ１６Ｌは、ハンドル１４の左側に連結され、中央に向かって延びる。ハンドル荷重検出装置１０は、左右のブリッジ１６Ｒ及び１６Ｌの間に挟持され、ハンドル１４にかかるライダの荷重を検出する。

図２を参照して、ハンドル荷重検出装置１０は概略、ロードセル１８と、アダプタ２０及び２１と、アジャスタ２２と、カバーケース２４及び２５とを備える。アダプタ２０、アジャスタ２２、ロードセル１８、及びアダプタ２１は、ブリッジ１６Ｒ，１６Ｌと同軸上に組み立てられ、左右のブリッジ１６Ｒ及び１６Ｌの間に取り付けられる。

ロードセル１８は、左右のブリッジ１６Ｌ及び１６Ｒの間に挟持され、左右のブリッジ１６Ｒ，１６Ｌにかかる引張力を検知する。ロードセル１８は概略円柱状をなし、その上面中心には荷重印加軸２６が突出し、底面中心には固定軸２８が突出する。荷重印加軸２６はロードセル１８内部の歪みゲージ（図示せず）と連動し、荷重印加軸２６にかかる引張加重に応じた電圧が出力される。荷重印加軸２６の表面には雄ねじが形成される。固定軸２８はロードセル１８の底面に固定され、その表面には雄ねじが形成される。

アジャスタ２２は、ロードセル１８とアダプタ２０との間の距離を自在に調整可能とするためのもので、概略円筒状をなし、一方の端に円板状の鍔２９を有する。鍔２９の中心には貫通孔（図示せず）が形成され、その貫通孔の内面には固定軸２８と螺合する雌ねじが形成される。アジャスタ２２の外面には雄ねじが形成される。アジャスタ２２は鍔２９がロードセル１８の底面に接触するまで固定軸２８に螺合され、ロードセル１８に固定される。

アダプタ２０は、ブリッジ１６Ｒを介してハンドル１４の右側に連結され、中央に向かって延びる連結部材である。アダプタ２０は概略円筒状をなし、その内面にはアジャスタ２２と螺合する雌ねじが形成される。アダプタ２０はブリッジ１６Ｒの内側に嵌め込まれ、アダプタ２０に形成された貫通孔３０とブリッジ１６Ｒに形成された貫通孔３１とが位置合わせされ、そこにボルト３２が挿入され、ナット３３で締結される。ボルト３２とブリッジ１６Ｒとの間及びナット３３とブリッジ１６Ｒとの間には、それらの外形を適合させるためのステー３４及び３５がそれぞれ介装される。

アジャスタ２２の雄ねじ及び鍔２９の雌ねじは逆方向に形成されているため、アジャスタ２２をアダプタ２０にねじ込むほど、ロードセル１８とアダプタ２０との間の距離は短くなる。すなわち、アジャスタ２２を回転させることにより、ロードセル１８とアダプタ２０との間の距離を自在に調整することができる。ロックナット３６は、アジャスタ２２が勝手に回転してしまうのを防止するためのもので、アジャスタ２２に螺合され、上記距離の調整後にアダプタ２０側に締め付けられる。

一方、アダプタ２１は、ブリッジ１６Ｌを介してハンドル１４の左側に連結され、中央に向かって延びる連結部材である。アダプタ２１は概略円筒状をなし、一方の端に円板状の鍔３８を有する。鍔３８の中心には貫通孔３９が形成され、その貫通孔３９の内面には荷重印加軸２６と螺合する雌ねじが形成される。アダプタ２１は荷重印加軸２６に螺合され、ロードセル１８に固定される。ロックナット４０は、荷重印加軸２６が勝手に回転してしまうのを防止するためのもので、荷重印加軸２６に螺合され、アダプタ２１側に締め付けられる。

カバーケース２４及び２５は対称な半円筒状をなす。カバーケース２４及び２５は合わせられて概略円筒状をなし、その内側にロードセル１８及びその周辺部品を収容する。アダプタ２１はブリッジ１６Ｌの内側に嵌め込まれ、アダプタ２１に形成された貫通孔４１とブリッジ１６Ｒに形成された貫通孔４２とが位置合わせされる。さらに、その上下にカバーケース２４及び２５がかぶせられ、カバーケース２４，２５に形成された貫通孔４３（カバーケース２５の貫通孔は図示せず）がブリッジ１６Ｒの貫通孔４２及びアダプタ２１の貫通孔４１と位置合わせされ、そこにボルト４４が挿入され、ナット４５で締結される。

カバーケース２４，２５には、ロードセル１８に接続される配線を通すためのスリット４６，４７が形成される。カバーケース２４及び２５の表面のうちボルト４４の頭部及びナット４５が当接する部分は平坦になっているため、上記のようなステー３４，３５を介装する必要はない。

このようなハンドル荷重検出装置１０を備えた自動二輪車１２おいては、ライダの体重が前側に移動し、ハンドル１４にかかる荷重が増加すると、ブリッジ１６Ｒ及び１６Ｌが互いに離れる方向に力がかかり、ロードセル１８の荷重印加軸２６に引張力が印加される。ロードセル１８はこの引張力に応じた電圧を出力する。この電圧を車両側に設けた機器で検出することにより、ライダの体重移動を検出することができる。自動二輪車のステップに設けた荷重センサを併用すれば、より正確にライダの体重移動を検出することができる。

また、検出した体重の移動量を走行中又は走行後にライダに知らせることにより、ライディングスキルを向上させることができる。走行中に体重の移動量を知らせるには、音や発光ダイオード等で聴覚や視覚に訴えるようにしたり、体重の移動量に応じて駆動力を制御することにより加速感を体感させるようにしたりすればよい。走行後に体重の移動量を知らせるには、走行中に検出した体重の移動量を記録しておき、走行後にパソコン等で表示するようにすればよい。

上記実施の形態ではブリッジ１６Ｒ，１６Ｌへの装着を容易にするためにアダプタ２０，２１を介装しているが、これらを省略することも可能である。この場合、ブリッジ１６Ｒそれ自体がハンドルの右側に連結され、中央に向かって延びる連結部材として機能し、ブリッジ１６Ｌそれ自体がハンドルの左側に連結され、中央に向かって延びる連結部材として機能する。

また、上記実施の形態ではハンドル荷重検出装置１０はブリッジ付きハンドル１４に装着されているが、ハンドルの種類はこれに限らず、アップハンドル、コンチネンタルハンドル、スワローハンドル、セパレートハンドル、一文字ハンドルなどにも装着可能である。ブリッジのない場合は、それに代わる連結部材をハンドルの左右に取り付け、それらを中央に向かって延ばし、その間にロードセル１８を配置すればよい。

また、上記実施の形態では引張力を検知するロードセル１８を用いているが、圧縮力を検知するロードセルを用いることも可能である。この場合、ハンドル１４に何も荷重がかかっていないときにロードセルに圧縮力がかかるようにばね等で設定し、ハンドル１４にかかる荷重が増加すると、ロードセルにかかる圧縮力が減少するようにすればよい。

また、上記実施の形態ではグリップ部が中央部よりも高いハンドル１４を用いているため、ブリッジ１６がハンドル１４の上方に位置し、ハンドル１４に荷重がかかると、ブリッジ１６に引張力がかかる。一方、グリップ部が中央部よりも低いハンドルを用いた場合、ブリッジがハンドルの下方に位置するため、ハンドルに荷重がかかると、ブリッジに圧縮力がかかる。よって、この場合、圧縮力を検知するロードセルを用いればよい。もっとも、上述したように引張力を検知するロードセルを用いることも可能である。

また、上記実施の形態は、ハンドル荷重検出装置１０を自動二輪車１２に装着した例であるが、自動二輪車だけでなく、四輪バギー、スノーモビル、水上滑走艇などの輸送機器に装着することも可能である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

本発明の実施の形態によるハンドル荷重検出装置を装着した自動二輪車を示す正面図である。 図１に示した自動二輪車に装着されたハンドル荷重検出装置の構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０ ハンドル荷重検出装置
１４ ハンドル
１６，１６Ｒ，１６Ｌ ブリッジ
１８ ロードセル
２０，２１ アダプタ
２２ アジャスタ
２６ 荷重印加軸
２８ 固定軸

Claims (5)

1. ハンドルの一方側に連結され、中央に向かって延びる第１の連結部材と、
   ハンドルの他方側に連結され、中央に向かって延びる第２の連結部材と、
   前記第１及び第２の連結部材の間に挟持され、前記第１及び第２の連結部材にかかる引張又は圧縮力を検知する荷重センサとを備えたことを特徴とするハンドル荷重検出装置。
2. 請求項１に記載のハンドル荷重検出装置であって、
   前記荷重センサは、上面中心に突出する荷重印加軸を有するロードセルを含み、
   前記第１の連結部材が前記ロードセルの荷重印加軸に連結され、前記第２の連結部材が前記ロードセルの底面に連結されることを特徴とするハンドル荷重検出装置。
3. 請求項２に記載のハンドル荷重検出装置であって、
   前記ロードセルは、底面中心に突出する固定軸を有し、
   前記ハンドル荷重検出装置はさらに、
   前記ロードセルの固定軸に螺合され、前記第２の連結部材に螺合されるアジャスタを備えたことを特徴とするハンドル荷重検出装置。
4. 請求項３に記載のハンドル荷重検出装置であって、
   前記第１の連結部材は、一方側がハンドルのブリッジの一方側に取り付けられ、他方側が前記ロードセルの荷重印加軸に螺合される第１のアダプタを含み、
   前記第２の連結部材は、一方側がハンドルのブリッジの他方側に取り付けられ、他方側が前記アジャスタに螺合される第２のアダプタを含むことを特徴とするハンドル荷重検出装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のハンドル荷重検出装置を備えた輸送機器。
   

Images