JP2010155480A

JP2010155480A - ストローク量検知装置

Info

Publication number: JP2010155480A
Application number: JP2008333467A
Authority: JP
Inventors: Osamu Suzuki; 修鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: EP2202140B1; JP5270331B2; ATE483622T1; DE602009000257D1; EP2202140A1

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１２と平行に指向させた回転軸６４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６３と、リンク機構９０の一部を構成し、車体側回転軸４１によって車体フレーム２に回転自在に軸支されてスイングアーム１３に連動して揺動するクッションコンロッド４０と、一端がアーム部４３Ｒに回転自在に軸支されると共に、他端が第２レバー６２の一端と連結回転軸６５によって回転自在に軸支される第１レバー６１と、一端が第１レバー６１と回転自在に軸支されると共に、他端が回転角度センサ６３の回転軸６４に回転不能に取り付けられた第２レバー６２とからなる回転角度伝達機構とを具備し、回転角度センサ６３の回転軸６４を、車体側回転軸４１から離間して配設する。
【選択図】図７

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と、ショックアブソーバを介して前記車体フレームとスイングアームとを連結するリンク機構と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、前記リンク機構の一部を構成し、車体側回転軸によって前記車体フレームに回転自在に軸支されて、前記スイングアームに連動して揺動するクッションコンロッドと、一端が前記クッションコンロッドのアーム部に回転自在に軸支される第１レバーと、一端が前記回転角度センサの回転軸に固定された第２レバーとからなり、前記第１レバーの他端と前記第２レバーの他端とが連結回転軸によって互いに回転自在に連結されてなる回転角度伝達機構とを具備し、前記回転角度センサの回転軸と前記クッションコンロッドの車体側回転軸とが、互いに離間して配設されている点に第１の特徴がある。

また、前記回転角度センサの回転軸が、前記クッションコンロッドの車体側回転軸の車体上方に配置されている点に第２の特徴がある。

また、前記クッションコンロッドの車体側回転軸から前記第１レバーの一端の回転軸までの距離より、前記回転角度センサの回転軸から前記連結回転軸までの距離を短く設定する点に第３の特徴がある。

また、前記第１レバーおよび第２レバーが、前記スイングアームの上側の揺動限界位置において、互いに略直角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、前記回転角度センサが、ポテンショメータである点に第５の特徴がある。

第１の特徴によれば、第１レバーと第２レバーとからなる回転角度伝達機構を用いて、車体フレームに取り付けられた回転角度センサにクッションコンロッドの揺動角度を伝達するようにしたので、スイングアームに連動して揺動するクッションコンロッドの揺動量を、回転角度センサによって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。また、第１レバーおよび第２レバーからなるリンク式の回転角度伝達機構を用いることで、クッションコンロッドの揺動角度と回転角度センサの回転軸の回転角度との比率を任意に設定することが容易となる。また、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。さらに、クッションコンロッドと車体フレームとの間のスペースを有効利用してストローク量検知装置を配置できるようになる。

第２の特徴によれば、回転角度センサの回転軸がクッションコンロッドの車体側回転軸の車体上方に配置されているので、クッションコンロッドより上側に回転角度伝達手段および回転角度センサが位置することとなり、走行時の水はねや飛び石等からストローク量検知装置を防護することが可能となる。

第３の特徴によれば、クッションコンロッドの車体側回転軸から第１レバーの回転軸までの距離より、回転角度センサの回転軸から連結回転軸までの距離を短く設定するので、クッションコンロッドの揺動角に対する回転角度センサの作動角度の比率を大きくすることが可能となる、換言すれば、クッションコンロッドの揺動角を増幅して回転角度センサの回転軸に伝えることができる。これにより、分解能のあまり大きくない回転角度センサを使用した場合でも、精度の高いストローク量検知が可能となる。

第４の特徴によれば、第１レバーおよび第２レバーがスイングアームの上側の揺動限界位置において、互いに略直角をなすように配設されているので、回転角度伝達手段が動作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、回転角度センサがポテンショメータであるので、簡単な構造のセンサを用いてストローク量を検知す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６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５によって覆われている。

車体前後方向の略中央には、運転者が着座するシート７が取り付けられ、その車体後方には同乗者用シート８が設けられている。駆動輪としての後輪ＷＲは、ピボット軸１２によって車体フレーム２に揺動自在に軸支されたスイングアーム１３（図２参照）の後端部に、回転自在に軸支されている。後輪ＷＲの車幅方向左右には、左右一対のマフラ１１およびサドルバッグ１０が配設されており、サドルバッグ１０の上部の車幅方向中央には、トランク９が取り付けられている。

図２は、外装部品を取り外した状態を示す図１の一部拡大図である。また、図３は、スイングアーム１３の上面視断面図である。車体フレーム２は、主に、操舵機構を回動自在に軸支するためのヘッドパイプ（不図示）と、ヘッドパイプに結合されて車体後方に伸びる左右一対のメインパイプと、このメインパイプの後部に結合される左右一対のピボットプレート１６とから構成されている。ピボット軸１２は、このピボットプレート１６に設けられており、また、ピボットプレート１６の車体前方側には、エンジン６を懸架するハンガが形成されている。この図では、車体フレーム２に対するスイングアーム１３の配置を明確にするため、ピボットプレート１６の一部を破断して示した。

車体フレーム２の後方には、前記シート７やトランク９等を支持する後部フレーム１７が接続されている。後輪ＷＲは、スイングアーム１３の後端部の車軸１４によって回転自在に軸支されている。車軸１４の車体前方には、リヤブレーキキャリパ１５が取り付けられている。エンジン６の回転駆動力は、スイングアーム１３の内部を貫通すると共に、ユニバーサルジョイントによってアウトプットシャフト５０と連結されたドライブシャフト５１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１３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２０によって吸収される。ショックアブソーバ２０の下部には、ショックアブソーバ２０を介して車体フレーム２とスイングアーム１３との間を連結するリンク機構９０が設けられている。リンク機構９０は、主にクッションアーム３０およびクッションコンロッド４０によって構成されている。本実施形態では、リンク機構９０、スイングアーム１３およびショックアブソーバ２０を組み合わせた懸架装置全体を、後輪サスペンション１００と呼称する。

クッションコンロッド４０は、左右一対で設けられるアーム部を車体前方側の連結パイプによって連結した構成とされる。ピボットプレート１６の下方には、クッションコンロッド取付部１９が形成されている。クッションコンロッド４０の前方側端部、すなわち、車体側の端部は、連結パイプの軸中心を貫通する車体側回転軸としてのピボットボルト４１によって、クッションコンロッド取付部１９に回転自在に軸支されている。

クッションアーム３０には、３つの回転軸が設けられている。クッションアーム３０の車体後方側の端部は、取付ボルトからなるスイングアーム側回転軸３１によって、スイングアーム１３の下面に形成されたクッションアーム取付部２３に回転自在に軸支されている。また、クッションアーム３０の車体前方側の端部は、取付ボルトからなる回転軸２２によって、ショックアブソーバ２０の下側取付部を回転自在に軸支している。そして、クッションアーム３０の前後方向の略中間部分は、取付ボルトからなる回転軸３２によって、クッションコンロッド４０の後方側端部と回転自在に連結されている。

ショックアブソーバ２０は、車幅方向の略中央に配設されている。左右のピボットプレート１６を連結する連結パイプには、ショックアブソーバ取付部１８が形成されており、ショックアブソーバ２０の上部は、取付ボルトからなる回転軸２１によって、このショックアブソーバ取付部１８に回転自在に軸支されている。

上記したようなリンク構造を有する自動二輪車１の後輪サスペンション１００は、例えば、スイングアーム１３の揺動角が大きくなるに従ってショックアブソーバ２０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９０の寸法設定によって任意に設定することができる。

そして、本実施形態では、ピボットプレート１６に形成されたクッションコンロッド取付部１９の上部に、後輪サスペンション１００のストローク量を検知するストローク量検知装置６０が取り付けられている。このストローク量検知装置６０は、ピボットプレート１６、すなわち、車体フレーム２に対するクッションコンロッド４０の揺動角度を検知するものである。

図３を参照して、ショックアブソーバ２０は、スイングアーム１３に形成された貫通穴２４を通して配置されている。スイングアーム１３の揺動動作を吸収して、アウトプットシャフト５０からドライブシャフト５１への駆動力伝達を可能とするユニバーサルジョイント５３の周囲には、蛇腹状のラバーブーツ５２が配設されている。ドライブシャフト５１の後端部には、ファイナルドライブボックス５４に内設されたピニオンギヤ５５が連結されている。このピニオンギヤ５５は、後輪ＷＲのホイールハブに回転不能に取り付けられたリングギヤ５６と歯合されている。

図４は、リンク機構９０の配置説明図である。この図では、スイングアーム１３を上部から見た状態を示している。また、図５は、図４の一部拡大図である。前記したように、クッションコンロッド４０は、車幅方向に左右一対のアーム部４３Ｌ，４３Ｒを、車体前方側の連結パイプ４２によって連結した構成とされている。連結パイプ４２は、左右のクッションコンロッド取付部１９に挟まれるように配設されている。クッションコンロッド４０のアーム部４３Ｌ，４３Ｒは、回転軸３２が貫通するクッションアーム３０の略中央部分を、左右から挟むように構成されている。

本実施形態に係るストローク量検知装置６０は、第１レバー６１および第２レバー６２からなる回転角度伝達機構を用いることで、車体フレーム２に対するクッションコンロッド４０の揺動角度を、ポテンショメータからなる回転角度センサ６３によって検知するものである。このため、回転角度センサ６３は、クッションコンロッド４０の車体側回転軸４１と同軸上ではなく、これと所定距離だけ離間して配置されている。なお、本実施形態では、回転角度伝達機構をアーム部４３Ｒの内側に配置することで、余剰スペースを有効利用すると共に、外方への部品の張り出しも抑えている。

図６，７は、スイングアーム１３の揺動動作とストローク量検知装置６０の作動状態との関係を示す説明図である。図６は、スイングアーム１３が初期位置にある状態（例えば、ショックアブソーバ２０が伸び切った状態）を示し、図７は、スイングアーム１３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２０がフルストロークした状態）を示す。なお、本実施形態では、回転角度センサ６３が車体側回転軸４１の上方に配置されるのに伴って、第１レバー６１および第２レバー６２からなる回転角度伝達機構もクッションコンロッド４０の上部に配設されるので、ストローク量検知装置６０を走行時の水はね等から防護されやすくなる。

第１レバー６１は、その一端がクッションコンロッド４０の右側アーム部４３Ｒに回転軸６６によって回転自在に軸支されると共に、他端が、第２レバー６２の一端と連結回転軸６５によって回転自在に軸支されている。また、第２レバー６２は、一端が連結回転軸６５によって第１レバー６１と回転自在に軸支されると共に、他端が回転角度センサ６３の回転軸６４に回転不能に取り付けられている。

なお、本実施形態では、回転角度センサ６３の回転軸６４、第１レバー６１と第２レバー６２を回転自在に連結する連結回転軸６５、第１レバー６１を右側アーム部４３Ｒに回転自在に軸支する回転軸６６、クッションコンロッド４０をクッションコンロッド取付部１９に回転自在に軸支する車体側回転軸４１、ショックアブソーバ２０の下側取付部２５とクッションアーム３０とを回転自在に軸支する回転軸２２等の各回転軸が、すべて、ピボット軸１２と平行をなすように配設されている。また、回転角度伝達手段は、クッションコンロッド４０の左側アームＬに連結してもよい。

ここで、上記したようなリンク機構では、後輪サスペンションの作動に対するクッションコンロッドの角度変化があまり大きくならない（例えば、３０度未満）。したがって、クッションコンロッドの車体側回転軸の軸上に回転角度センサを配置し、かつ精度の高いストローク量検知を行う場合には、分解能の高いセンサが必要となる。これに対し、本実施形態では、リンク式の回転角度伝達機構によって、クッションコンロッドの揺動角度を増幅して回転角度センサに伝えることができるので、一般的な分解能の回転角度センサを用いた場合でも、精度の高いストローク量検知が可能となる。

図７に示すように、本実施形態では、車体側回転軸４１と回転軸６６との軸間距離をＬ１、また、回転角度センサ６３の回転軸６４と連結回転軸６５との軸間距離をＬ１より短いＬ２に設定している。これにより、スイングアーム１３の揺動に伴ってクッションコンロッド４０がθ１だけ回動した時、回転角度センサ６３の回転軸６４の回転角度を、θ１より大きいθ２とすることが可能となる。ここで、図８を参照する。

図８は、クッションコンロッドの揺動角度と回転角度センサの作動角度（回転軸の回転角度）との関係の一例を示したグラフである。図に示すように、クッションコンロッド揺動角がθｓで、軸間距離Ｌ１とＬ２が等しい場合の回転角度センサの作動角度はθａであるが、この軸間距離Ｌ１をＬ２より長くすると、作動角度はθｂに増加する。

また、本実施形態では、スイングアーム１３がフルストロークした、すなわち、スイングアーム１３の上側の揺動限界位置において、第１レバー６１と第２レバー６２とが、互いに略直角をなすように設定されている。これにより、回転角度伝達手段が動作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できると共に、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できる。なお、第１レバー６１および第２レバー６２が略直角をなす時のクッションコンロッド４０およびスイングアーム１３の揺動角度は、それぞれ、任意に設定することができる。

クッションコンロッド４０の揺動角度と回転軸６４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可能である。したがって、回転角度センサ６３の出力値に基づいて、クッションコンロッド４０の揺動角度を検知することが可能となる。そして、クッションコンロッド４０の揺動角度が判明すれば、これに対応するスイングアーム１３の揺動角度や、ショックアブソーバ２０の収縮量、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量検知装置によれば、ショックアブソーバ２０やスイングアーム１３等の形状を大幅に変更することなく、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。

図９は、本発明の第２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要部側面図である。この第２実施形態は、前記ストローク量検知装置６０を、前記実施形態とは異なる構造の後輪サスペンションのリンク機構２００に適用したものである。

本実施形態に係るスイングアーム１５０は、車体フレームのピボットプレート１５４に設けられたピボット軸１５１によって揺動自在に軸支されている。ショックアブソーバ１６０の上部は、スイングアーム１５０に設けられたショックアブソーバ取付部１５２に対して、取付ボルトからなる回転軸１６１によって回転自在に軸支されている。リンク機構２００は、主に第１リンク１７０および第２リンク１８０によって構成されている。第１リンク１７０の後端部は、スイングアーム１５０の下面に形成された第１リンク取付部１５３に対して、取付ボルトからなるスイングアーム側回転軸１７１によって回転自在に軸支されている。

第２リンク１８０には、３つの回転軸が設けられている。第２リンク１８０の車体後方側の端部は、取付ボルトからなる回転軸１６２によって、ショックアブソーバ１６０の下側取付部を回転自在に軸支している。また、第２リンク１８０の車体前方側の端部は、取付ボルトからなる車体側回転軸１８１によって、ピボットプレート１５４に形成された第２リンク取付部１５５に回転自在に軸支されている。そして、第２リンク１８０の前後方向の略中間部分は、取付ボルトからなる回転軸１７２によって、第１リンクの前方側端部と回転自在に連結されている。

ストローク量検知装置６０の回転角度センサ６３は、ピボットプレート１５４に取り付けられている。そして、第１レバー６１および第２レバー６２とからなる回転角度伝達手段は、ピボットプレート１５４に対する第１リンク１８０の揺動角度を回転角度センサ６３の回転軸に伝達するように、第１レバー６１の一端部を第２リンク１８０に対して回転自在に軸支している。上記したような構成によれば、スイングアーム１５０の揺動に伴って揺動する第２リンク１８０の揺動角度を、ストローク量検知装置６０によって検知することが可能となる。

この第２実施形態に示したように、本発明に係るストローク量検知装置６０は、後輪サスペンションのリンク機構の一部を構成すると共に、車体側回転軸によって車体フレームに回転自在に軸支される所定の部品（例えば、第１実施形態のクッションコンロッドや第２実施形態の第２リンク等）の揺動角度を検知することで、後輪サスペンションのストローク量を検知することを可能とするものである。

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、第１レバーと第２レバーとからなる回転角度伝達手段とを用いて、クッションコンロッドの揺動角度を、車体フレームに取り付けられた回転角度センサに伝達するようにしたので、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て、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。

なお、回転角度センサの構造や配置、第１レバーおよび第２レバーからなる回転角度伝達機構の寸法や配置、クッションコンロッドやクッションアームの構造や配置等は、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、回転角度センサをクッションコンロッド取付部の下方に取り付けたり、回転角度伝達機構をアーム部の車幅方向外側に配置してもよい。また、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。外装部品を取り外した状態を示す図１の一部拡大図である。スイングアームの上面視断面図である。リンク機構の配置説明図である。図４の一部拡大図である。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。クッションコンロッドの揺動角度と回転角度センサの作動角度との関係の一例を示したグラフである。本発明の第２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要部側面図である。

符号の説明

１…自動二輪車、２…車体フレーム、６…エンジン、１２…ピボット軸、１３…スイングアーム、１４…車軸、１６…ピボットプレート、１９…クッションコンロッド取付部、２０…ショックアブソーバ、４０…クッションコンロッド、４１…車体側回転軸、４３Ｌ，Ｒ…アーム部、６０…ストローク量検知装置、６１…第１レバー（回転角度伝達機構）、６２…第２レバー（回転角度伝達機構）、６５…連結回転軸、６６…回転軸、６３…回転角度センサ、６４…回転角度センサの回転軸、９０…リンク機構、１００…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と、ショックアブソーバを介して前記車体フレームとスイングアームとを連結するリンク機構と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、
前記リンク機構の一部を構成し、車体側回転軸によって前記車体フレームに回転自在に軸支されて、前記スイングアームに連動して揺動するクッションコンロッドと、
一端が前記クッションコンロッドのアーム部に回転自在に軸支される第１レバーと、一端が前記回転角度センサの回転軸に固定された第２レバーとからなり、前記第１レバーの他端と前記第２レバーの他端とが連結回転軸によって互いに回転自在に連結されてなる回転角度伝達機構とを具備し、
前記回転角度センサの回転軸と前記クッションコンロッドの車体側回転軸とが、互いに離間して配設されている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が、前記クッションコンロッドの車体側回転軸の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。
前記クッションコンロッドの車体側回転軸から前記第１レバーの一端の回転軸までの距離より、前記回転角度センサの回転軸から前記連結回転軸までの距離を短く設定す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。
前記第１レバーおよび第２レバーが、前記スイングアームの上側の揺動限界位置において、互いに略直角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。
前記回転角度センサが、ポテンショメータであ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。