JP2010149746A

JP2010149746A - ストローク量検知装置

Info

Publication number: JP2010149746A
Application number: JP2008331106A
Authority: JP
Inventors: Osamu Suzuki; 修鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: JP5197350B2

Abstract

【課題】二輪車のスイングアーム式後輪サスペンションのストローク量を回転角度センサを用いて検知できるようにしたストローク量検知装置を提供する。
【解決手段】ピボット軸１０（ピボットシャフト２２）によって車体フレーム２に揺動自在に軸支されるスイングアーム１２を含む二輪車用後輪サスペンション６０のストローク量検知装置において、ピボット軸１０と略平行に指向させた回転軸５３を有し、車体フレーム２に取り付けられた回転角度センサ５０と、一端が回転角度センサ５０の回転軸５３に結合され、他端がピボット軸１０より車体後方側の位置でスイングアーム１２に回転自在に取り付けられ、軸方向に伸縮自在な伸縮継手５１とを具備する。回転角度センサ５０の回転軸５３と、伸縮継手５１の他端部とを、ピボット軸１０より車体上方に配置する。伸縮継手５１を、外筒５１ａおよび内筒５１ｂによって構成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ストローク量検知装置に係り、特に、二輪車のスイングアーム式後輪サスペンションのストローク量を検知するストローク量検知装置に関する。

従来から、二輪車の後輪用サスペンションのストローク量を検知するストローク量検知装置が知られている。

特許文献１には、スイングアーム式後輪サスペンションを構成するショックアブソーバに、軸方向の摺動量を検知することができる棒状のストローク量センサを直接取り付けて、このストローク量センサの出力値に基づいて後輪用サスペンションのストローク量を検知する装置が開示されている。
特開平７−２０８５２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたストローク量検知装置では、軸方向の摺動量を検知するストローク量センサが比較的高価であると共に、ストローク量センサの取り付けスペースを確保するために、ショックアブソーバやその周囲に配置されるスイングアーム等の形状変更が必要になるという課題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、二輪車のスイングアーム式後輪サスペンションのストローク量を回転角度センサを用いて検知できるようにしたストローク量検知装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、ピボット軸によって車体フレームに揺動自在に軸支されるスイングアームを含む二輪車用後輪サスペンションのストローク量検知装置において、前記ピボット軸と略平行に指向させた回転軸を有し、前記車体フレームに取り付けられた回転角度センサと、一端が、前記回転角度センサの回転軸に結合され、他端が、前記ピボット軸より車体後方側の位置で前記スイングアームに対して回転自在に取り付けられ、軸方向に伸縮自在な継手とを具備した点に第１の特徴がある。

また、前記回転角度センサの回転軸と前記継手の他端部とが、いずれも前記ピボット軸より車体上方に配置されている点に第２の特徴がある。

また、前記スイングアームに、前記ピボット軸の車体後方側から上方に伸びると共に、その上端部にショックアブソーバの上側取付部が固定される延出部が設けられており、前記継手の他端部が、前記延出部に取り付けられている点に第３の特徴がある。

また、前記回転角度センサの回転軸が、前記ピボット軸より車体前方側に配設されており、前記継手が、前記スイングアームの上側の揺動限界位置において、前記スイングアームと略平行をなすように配設されている点に第４の特徴がある。

さらに、前記継手が、少なくとも２本の異径パイプを摺動自在に組み合わせて構成されている点に第５の特徴がある。

第１の特徴によれば、ピボット軸と略平行に指向させた回転軸を有し、車体フレームに取り付けられた回転角度センサと、一端が回転角度センサの回転軸に結合され、他端がピボット軸より車体後方側の位置でスイングアームに対して回転自在に取り付けられ、軸方向に伸縮自在な継手とを具備したので、スイングアームの揺動に伴って回転角度センサの回転軸が回転することとなり、スイングアームの揺動量を回転角度センサで検知することができる。これにより、伸縮式のストローク量センサに比して構造が簡単な回転角度センサを用いて、二輪車の後輪サスペンションのストローク量を検知することが可能となる。また、ショックアブソーバにストローク量センサを直接取り付ける構成に比して、ショックアブソーバおよびその周辺部品に大きな変更を加えることなく、後輪サスペンションのストローク量を検知することができる。これにより、既存の二輪車の後輪サスペンションに、ストローク量検知装置を後付けで取り付けることが容易となる。

第２の特徴によれば、回転角度センサの回転軸と継手の他端部とが、いずれもピボット軸より車体上方に配置されているので、回転角度センサおよび継手が路面から離れた位置に配設されることとなり、回転角度センサおよび継手の可動部分等を泥や水分等から保護することが可能となる。また、二輪車の最低地上高を減少させることなく、ストローク量検知装置を取り付けることができる。

第３の特徴によれば、スイングアームに、ピボット軸の車体後方側から上方に伸びると共に、その上端部にショックアブソーバの上側取付部が固定される延出部が設けられており、継手の他端部が延出部に取り付けられているので、ショックアブソーバを取り付けるための延出部を利用して、スイングアームに継手を取り付けることが可能となる。これにより、スイングアームやショックアブソーバ等の構造や配置を大きく変更することなく、ストローク量検知装置を取り付けることが可能となる。

第４の特徴によれば、回転角度センサの回転軸がピボット軸より車体前方側に配設されており、継手が、スイングアームの上側の揺動限界位置においてスイングアームと略平行をなすように配設されているので、スイングアームの揺動角に対する回転軸の回転角度を大きくしてストローク量の検知精度を高めると共に、継手の摺動動作がしやすい範囲でストローク量検知装置を作動させることが可能となる。

第５の特徴によれば、継手が少なくとも２本の異径パイプを摺動自在に組み合わせた伸縮継手であるので、軸方向に伸縮自在の継手を簡単な構造で得ることが可能となる。

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ストローク量検知装置を適用した自動二輪車１の側面図である。自動二輪車１の車体フレーム２の前端部には、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３が、操向ハンドル４によって操舵可能となるように揺動自在に取り付けられている。車体フレーム２の下部にはエンジン５が懸架されており、車体フレームの前方側は外装部品としてのフロントカウル６によって覆われている。車体フレーム２の上部には燃料タンク７が配設されており、その後方側には、運転者が着座するシート８およびシートカウル９が取り付けられている。

車体フレーム２の後端下部には、車軸１５によって後輪ＷＲを回転自在に軸支するスイングアーム１２が、ピボット軸１０によって揺動自在に取り付けられている。前記エンジン５の回転駆動力は、ドライブチェーン１４を介して後輪ＷＲに伝達される。自動二輪車１の走行時等にスイングアーム１２を図示反時計方向に揺動させる力は、スプリング付きのショックアブソーバ１１によって吸収される。ショックアブソーバ１１の下部には、ショックアブソーバ１１を介して車体フレーム２とスイングアーム１２との間を連結するリンク機構１３が設けられている。本実施形態では、リンク機構１３、スイングアーム１２およびショックアブソーバ１１を組み合わせた懸架装置全体を、後輪サスペンション６０と呼称する。

図２は、車体フレーム２からスイングアーム１２を分離した状態を示す斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。スイングアーム１２は、車体フレーム２に設けられた左右一対のピボット穴２０およびスイングアーム１２の前端部に設けられたピボット穴３０に、前記ピボット軸１０を構成するピボットシャフト２２を貫通させることで、車体フレーム２に対して揺動自在に軸支される。ピボットシャフト２２の端部にはロックナット２３が締結される。また、ピボット穴２０の後方下部には、左右一対のクッションコンロッド取付部２１が形成されている。クッションコンロッド取付部２１には、後述するクッションコンロッド４５の前端部が回転自在に軸支される。

スイングアーム１２の上部には、ピボット穴３０の後方の位置から車体上方に延出する左右一対の延出部３１が設けられている。この延出部３１の上端部には、ショックアブソーバ１１の上側取付部４１が、ピボットボルト３２およびナット３３によって回転自在に軸支される。なお、左右の延出部３１の間には、ショックアブソーバ１１が下方から挿入される貫通穴（不図示）が形成されている。

リンク機構１３は、側面視で略三角形をなすクッションアーム４０と、左右一対のアーム部材を有するクッションコンロッド４５とから構成されている。クッションアーム４０とショックアブソーバ１１の下側取付部４２とは、ピボット穴４０ａを貫通するピボットボルト４３およびナット４４によって互いに回転自在に軸支される。また、クッションアーム４０とスイングアーム１２の下部に設けられたクッションアーム取付部３６とは、ピボット穴４０ｂを貫通するピボットボルト３４およびナット３５によって、互いに回転自在に軸支される。

クッションコンロッド４５と車体フレーム２に設けられたクッションコンロッド取付部２１とは、車体前方側のピボット穴４５ａを貫通するピボットボルト２４およびナット２５によって、互いに回転自在に軸支される。そして、クッションコンロッド４５とクッションアーム４０とは、クッションコンロッド４５の後方側のピボット穴４５ｂおよびクッションアーム４０のピボット穴４０ｃを貫通するピボットボルト４６およびナット４７によって、回転自在に軸支される。

上記したようなリンク構造を有する自動二輪車１の後輪用サスペンション６０は、例えば、スイングアーム１２の揺動角が大きくなるに従ってショックアブソーバ１１のストローク量比率が小さくなるような可変レシオの実現を可能とする。この可変レシオの特性は、リンク機構１３の寸法設定によって任意に設定することができる。

図３は、スイングアーム１２の拡大斜視図である。スイングアーム１２の前端部には、ピボットシャフト２２（図２参照）が貫通するピボット穴３０が設けられており、一方の後端部には、後輪ＷＲの車軸１５が通る長穴３７が設けられている。前記したように、ピボット穴３０の後方かつ車体中央寄りの部分には、ショックアブソーバ１１の上部取付部４１が取り付けられる左右一対の延出部３１が形成されている。そして、この延出部３１の略中央に、伸縮継手取付部５２が設けられている。

本発明に係るストローク量検知装置は、ポテンショメータからなる回転角度センサ５０と、軸方向に伸縮自在な伸縮継手５１とを備えている。回転角度センサ５０は車体フレーム２（図２，６参照）に取り付けられている。伸縮継手５１は、直径の異なる外筒５１ａと内筒５１ｂとを摺動自在に組み合わせた構成とされる。そして、本実施形態では、外筒５１ａの一端部が回転角度センサ５０の回転軸に回転不能に固定されると共に、内筒５１ｂの一端部が、伸縮継手取付部５２に回転自在に軸支されている。

図４，５は、スイングアーム１２の揺動動作とストローク量検知装置の作動状態との関係を示す説明図である。また、図６，７は、図４，５にそれぞれ対応する一部拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。図４，６は、それぞれ、スイングアーム１２が初期位置にある状態（例えば、ショックアブソーバ１１が伸び切った状態）を示している。これに対し、図５，７は、図４，６の状態からスイングアーム１２が上側の揺動限界位置までストロークした状態（例えば、ショックアブソーバ１１がフルストロークした状態）を示す。なお、図５では、路面１００に対する車体フレーム２の位置を図４と同一とし、スイングアーム１２のみを反時計方向に揺動させた状態を示している。また、図５では、リンク機構１３の記載を省略している。

回転角度センサ５０は、車体フレーム２の車幅方向左側部材の裏面側に、取付ステー５３，５６によって取り付けられている。回転角度センサ５０の回転軸５３は、スイングアーム１２のピボット軸１０、すなわち、ピボットシャフト２２と略平行をなすように配置されており、この回転軸５３の端部に前記伸縮継手５１の外筒５１ａの一端部が固定されている。

車体前後方向と略平行に配設される伸縮継手５１の内筒５１ｂの端部は、ピロボール５５および取付ボルト５４によって、伸縮継手取付部５２に回転自在に取り付けられている。伸縮継手５１は、図４，６に示す初期位置では伸びた状態にある。そして、スイングアーム１２が反時計方向に揺動すると、この揺動に伴って軸間距離を減少させながら、回転軸５３を反時計方向に回転させる。これにより、スイングアーム１２のピボット軸１０と離間した位置に回転角度センサ５０を配置した場合でも、スイングアーム１２の揺動動作に伴って回転軸５３をスムーズに回転させることが可能となる。

本実施形態では、スイングアーム１２が揺動する前の初期状態において、側面視でピボット軸１０および車軸１５とを結ぶ軸線と、伸縮継手５１の軸線とが、車体後方に向かって互いに離間するように設定されている。そして、フルストローク状態において両軸線が略平行をなすように設定されている。このような設定によれば、フルストローク状態に近づくにつれてスイングアーム１２の揺動角度に対する回転軸５３の回転角度の比率が大きくなり、フルストローク付近でのスイングアーム揺動角度の検知精度を高めることが可能となる。なお、両軸線が略平行をなす位置とスイングアーム１２の揺動角度との関係は、任意に設定することができる。

スイングアーム１２の揺動角度と回転軸５３の回転角度との対応関係は、設計時に予め導き出すことができるので、回転角度センサ５０の出力値に基づいて、スイングアーム１２の揺動角度を検知することが可能となる。そして、スイングアーム１２の揺動角度が判明すれば、これに対応するショックアブソーバ１１の収縮量や、後輪ＷＲの上下移動量等は、設計寸法に基づいて任意に算出することが可能である。

上記したように、本発明に係るストローク検知装置によれば、ショックアブソーバ１１やスイングアーム１２等の形状を大幅に変更することなく、ストローク検知装置を取り付けることができるので、ストローク量検知装置の装着が想定されていない既存の機種に対しても、ストローク量検知装置を比較的容易に装着することが可能となる。また、ストローク量検知装置の着脱が容易であるため、互いに専用部品を使い分けることなく、同一車種における仕様違いを簡単に設定することが可能となる。

なお、後輪サスペンションのストローク量の検知は、停車中および走行中のいずれの状態で実行してもよい。検知されたストローク量の情報は、停車時のストローク量、すなわち積載量の大きさに応じて、リンク機構による車高調整機能や、ショックアブソーバの伸圧減衰力およびスプリングプリロード調整機能等を自動的に作動させたり、また、走行中にヘッドライトの光軸を常時一定に保つ等に利用することができる。

なお、伸縮継手５１は、内筒５１ｂを回転軸に固定し、外筒５１ａを伸縮継手取付部５２に取り付けてもよい。また、伸縮継手５１は、上記実施形態のように、複数の異径の筒部材を摺動自在に組み合わせる構造のほか、車輪およびレール構造により往復運動を可能とする構造等の種々の変形が可能である。

上記したように、本発明に係るストローク量検知装置によれば、回転角度センサの回転軸をピボットシャフトと略平行に指向するように車体フレームに取り付け、伸縮継手の一方側の端部を回転軸に回転不能に取り付け、伸縮継手の他方側の端部をピボットシャフトより車体後方側の位置でスイングアームに対して回転自在に取り付けたので、スイングアームの揺動動作に伴って回転角度センサの回転軸が回転し、スイングアームの揺動量を回転角度センサで検知することが可能となる。これにより、伸縮式のストロークセンサに比して構造が簡単な回転角度センサを用いて、二輪車の後輪サスペンションのストローク量を検知することができるようになる。

なお、伸縮継手や回転角度センサの形状や構造、回転角度センサと伸縮継手とスイングアームとの互いの配置関係、スイングアームの形状等は、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、回転角度センサは、ロータリエンコーダ等で構成してもよい。本発明に係るストローク量検知装置は、自動二輪車に限られず、種々の車両のスイングアーム式サスペンションに適用可能である。

本発明の一実施形態に係るストローク量検知装置を適用した自動二輪車の側面図である。車体フレームからスイングアームを分離した状態を示す斜視図である。スイングアームの拡大斜視図である。スイングアームの揺動動作とストローク量検知装置の作動状態との関係を示す説明図（初期状態）である。スイングアームの揺動動作とストローク量検知装置の作動状態との関係を示す説明図（フルストローク状態）である。図４の一部拡大図である。図５の一部拡大図である。

符号の説明

１…自動二輪車、２…車体フレーム、５…エンジン、１０…ピボット軸、１１…ショックアブソーバ、１２…スイングアーム、１３…リンク機構、１５…車軸、２２…ピボットシャフト、３０…ピボット穴、３１…延出部、５０…回転角度センサ、５１…伸縮継手（継手）、５１ａ…外筒、５１ｂ…内筒、５２…伸縮継手取付部、６０…後輪サスペンション、ＷＲ…後輪

Claims

ピボット軸によって車体フレームに揺動自在に軸支されるスイングアームを含む二輪車用後輪サスペンションのストローク量検知装置において、
前記ピボット軸と略平行に指向させた回転軸を有し、前記車体フレームに取り付けられた回転角度センサと、
一端が、前記回転角度センサの回転軸に結合され、他端が、前記ピボット軸より車体後方側の位置で前記スイングアームに対して回転自在に取り付けられ、軸方向に伸縮自在な継手とを具備したことを特徴とするストローク量検知装置。
前記回転角度センサの回転軸と前記継手の他端部とが、いずれも前記ピボット軸より車体上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のストローク量検知装置。
前記スイングアームに、前記ピボット軸の車体後方側から上方に伸びると共に、その上端部にショックアブソーバの上側取付部が固定される延出部が設けられており、
前記継手の他端部が、前記延出部に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のストローク量検知装置。
前記回転角度センサの回転軸が、前記ピボット軸より車体前方側に配設されており、
前記継手が、前記スイングアームの上側の揺動限界位置において、前記スイングアームと略平行をなす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３のいずれかに記載のストローク量検知装置。
前記継手が、少なくとも２本の異径パイプを摺動自在に組み合わせて構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ストローク量検知装置。