JP2017024579A - 車高調整装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1に記載の車高調整装置は、自動二輪車の車速に応答して自動的に車高を変え、車速が設定速度になったら自動的に車高を高くし、車速が設定速度以下になると自動的に車高を低くする。そして、車高を調整するために、電磁アクチュエータが作動させられる。
本発明は、車高を確度高く上昇させることができる車高調整装置を提供することにある。
図1は、本実施の形態に係る自動二輪車1の概略構成を示す図である。
自動二輪車1は、前側の車輪である前輪2と、後前の車輪である後輪3と、自動二輪車1の骨格をなす車体フレーム11、ハンドル12、エンジン13及びシート19などを有する車両本体10と、を備えている。
また、自動二輪車1は、フロントフォーク21の後述する前輪側流路切替ユニット300及びリヤサスペンション22の後述する後輪側流路切替ユニット302を制御することで自動二輪車1の車高を制御する制御装置70を備えている。
また、自動二輪車1は、前輪2の回転角度を検出する前輪回転検出センサ31と、後輪3の回転角度を検出する後輪回転検出センサ32とを備えている。
次に、フロントフォーク21について詳述する。
図2は、本発明の実施の形態に係るフロントフォーク21の断面図である。
本実施の形態に係るフロントフォーク21は、自動二輪車1の車両本体10と前輪2との間に配置されて前輪2を支えるとともに、後述するアウタ部材110が前輪2側にインナチューブ210が車両本体10側に配置された、所謂正立型のフロントフォークである。
車軸側ユニット100は、前輪2の車軸に取り付けられるアウタ部材110と、オイルの粘性抵抗を利用した減衰力を発生する減衰力発生ユニット130と、減衰力発生ユニット130を保持するロッド150と、ロッド150の下端部を保持するロッド保持部材160とを備えている。
また、車軸側ユニット100は、ロッド保持部材160の後述する軸方向凹部161aに挿入された球状のボール166と、ボール166の移動を制限する制限部材167とを備えている。
また、車軸側ユニット100は、前輪側スプリング500の下端部を支持するスプリング支持部材170と、スプリング支持部材170を保持する支持部材保持部材180と、インナチューブ210の軸方向の移動を案内する案内部材190とを備えている。
アウタ部材110は、インナチューブ210が挿入される円筒状の円筒状部111と、前輪2の車軸を取り付け可能な車軸ブラケット部112とを有している。
円筒状部111は、上端部に、インナチューブ210の外周面との間をシールするオイルシール113と、インナチューブ210の外周面との摺動を円滑にするためのスライドブッシュ114とを有している。
車軸ブラケット部112には、ロッド保持部材160が挿入される軸方向の軸方向貫通孔112aと、軸方向に交差する方向に貫通して前輪2の車軸を取り付け可能な車軸取付孔112bと、が形成されている。
減衰力発生ユニット130は、後述するシリンダ230の内側の空間に形成された作動油室50内を区画するピストン131と、ピストン131の上端側に設けられた上端側バルブ136と、ピストン131の下端側に設けられた下端側バルブ137とを備えている。また、減衰力発生ユニット130は、ピストン131、上端側バルブ136及び下端側バルブ137などを支持するピストンボルト140と、ピストンボルト140に締め付けられてピストン131、上端側バルブ136及び下端側バルブ137などの位置を定めるナット145とを備えている。
凹部143における下端部の内周面には、ロッド150における上端部に形成された雄ねじが締め付けられる雌ねじが形成されている。また、凹部143における上端部には、軸部141の外側と凹部143とを連通するように径方向に貫通された径方向貫通孔144が形成されている。
ロッド150は、円筒状の部材であり、上端部及び下端部における外周面には雄ねじが形成されている。上端部に形成された雄ねじは、減衰力発生ユニット130のピストンボルト140に締め付けられ、下端部に形成された雄ねじは、ロッド保持部材160の上端側円柱状部161に形成された雌ねじ161dに締め付けられる。また、下端部に形成された雄ねじにロックナット155が締め付けられることでロッド保持部材160に固定される。
また、ロッド150の下端部の内周面には雌ねじが形成されている。
ロッド保持部材160は、それぞれ径が異なる複数の円柱状の部位を有する部材であり、上端部にある上端側円柱状部161と、下端部にある下端側円柱状部162と、上端側円柱状部161と下端側円柱状部162との間にある中間円柱状部163とを有している。
軸方向凹部161aには、ロッド150の下端部に形成された雄ねじが締め付けられる雌ねじ161dが形成されている。また、軸方向凹部161aには、内径が下方に行くに従って徐々に小さくなるように軸方向に対して傾斜した傾斜面161eが形成されている。
また、上端側円柱状部161における下端部には、支持部材保持部材180に形成された後述する雌ねじ181が締め付けられる雄ねじ161fが形成されている。
下端側円柱状部162の外周面には雄ねじ162aが形成されている。
ロッド保持部材160は、下端側円柱状部162に形成された雄ねじ162aがアウタ部材110の軸方向貫通孔112aに挿入されたナット165に締め付けられることで、アウタ部材110に固定される。
制限部材167は、段付き円筒状の部材である。そして、制限部材167の上端部の外周面には雄ねじが形成されている。制限部材167は、この雄ねじが、ロッド150の下端部の内周面に形成された雌ねじに締め付けられることで、ロッド150に固定される。そして、制限部材167は、下端部にて、ロッド保持部材160の軸方向凹部161a内に挿入されたボール166の移動を制限する。
スプリング支持部材170は、円筒状の部材であり、支持部材保持部材180における上端部に固定される。固定方法としては、溶接や圧入であることを例示することができる。
支持部材保持部材180は、円筒状の部材であり、下端部にはロッド保持部材160に形成された雄ねじ161fが締め付けられる雌ねじ181が形成されている。支持部材保持部材180は、雌ねじ181がロッド保持部材160に形成された雄ねじ161fに締め付けられることで、ロッド保持部材160に固定される。
支持部材保持部材180には、軸方向の位置においてロッド保持部材160の径方向凹部161bに対応する位置に、内外を連通する連通孔182が形成されている。
案内部材190は、円筒状の円筒状部191と、円筒状部191における下端部から半径方向の内側に向かうように形成された内向部192とを有している。
案内部材190は、内向部192がロッド保持部材160とアウタ部材110との間に挟み込まれることによって、ロッド保持部材160とアウタ部材110との間に固定される。
そして、内向部192における下端部には面取りが形成されており、この面取りとロッド保持部材160との間に形成された空間にOリング195が嵌め込まれる。Oリング195は、案内部材190、ロッド保持部材160及びアウタ部材110間の隙間をシールする。これにより、アウタ部材110の円筒状部111の内部空間が液密に保持される。
本体側ユニット200は、両端が開口した円筒状のインナチューブ210と、インナチューブ210における上端部に取り付けられたキャップ220と、を備えている。
また、本体側ユニット200は、円筒状のシリンダ230と、シリンダ230における下端部に取り付けられてシリンダ230内の空間を密封する密封部材240とを備えている。
また、本体側ユニット200は、前輪側スプリング500の上端部を支持するとともに前輪側スプリング500の長さを調整(変更)する調整部の一例としての前輪側スプリング長変更ユニット250と、シリンダ230における上端部に取り付けられて液体の一例としてのオイルの流路を切り替える前輪側流路切替ユニット300とを備えている。
また、本体側ユニット200は、前輪側スプリング長変更ユニット250の後述するベース部材260に対する上端部支持部材270の相対位置を検出する検出装置の一例としての前輪側相対位置検出部281(図11参照)を有している。
インナチューブ210は、円筒状の部材である。
インナチューブ210は、下端部に、アウタ部材110の円筒状部111の内周面との摺動を円滑にするための円筒状のスライドブッシュ211と、スプリング支持部材170やアウタ部材110の車軸ブラケット部112に突き当たることにより軸方向の移動を抑制する円筒状の移動抑制部材212とを備えている。
インナチューブ210における上端部には、キャップ220に形成された後述する雄ねじが締め付けられる雌ねじ213が形成されている。
キャップ220は略円筒状の部材である。キャップ220の外周面には、インナチューブ210に形成された雌ねじ213に締め付けられる雄ねじ221が形成され、内周面には、前輪側スプリング長変更ユニット250や前輪側流路切替ユニット300に形成された雄ねじが締め付けられる雌ねじが形成されている。そして、キャップ220は、インナチューブ210に取り付けられるとともに、前輪側スプリング長変更ユニット250や前輪側流路切替ユニット300を保持する。
また、キャップ220は、インナチューブ210の内部空間を液密に保つためのOリング222を有している。
シリンダ230は円筒状の部材である。シリンダ230における上端部の外周面には、前輪側流路切替ユニット300に形成された雄ねじが締め付けられる雌ねじが形成され、下端部の内周面には、密封部材240に形成された雄ねじが締め付けられる雌ねじが形成されている。
密封部材240は円筒状の部材である。密封部材240の外周面には、シリンダ230の下端部の内周面に形成された雌ねじに締め付けられる雄ねじが形成されている。密封部材240は、雄ねじがシリンダ230の下端部の内周面に形成された雌ねじに締め付けられることでシリンダ230に保持される。
また、密封部材240の上端部には、減衰力発生ユニット130との接触の際の衝撃を緩和する衝撃緩和部材248が取り付けられている。衝撃緩和部材248は、樹脂やゴムなどの弾性部材であることを例示することができる。
前輪側スプリング長変更ユニット250は、キャップ220に固定されたベース部材260と、前輪側スプリング500の上端部を支持するとともにベース部材260に対して軸方向に相対移動することで前輪側スプリング500の長さを変更する上端部支持部材270とを備えている。
ただし、ベース部材260の上端部は、周方向の一部が径方向に突出した突出部260bが形成されており、突出部260bの内側と、後述する支持部材400の下端部における外周面との間に、シリンダ230内のオイルをリザーバ室40へ排出する排出流路41を形成する。
ジャッキ室60へは、ベース部材260の内周面とシリンダ230の外周面との間に形成された環状流路61を介してシリンダ230内のオイルが供給される。その詳細については後で詳述する。
前輪側相対位置検出部281は、ベース部材260に対する上端部支持部材270の上下方向への移動量、言い換えれば車体フレーム11に対する上端部支持部材270の上下方向への移動量を検出する物であることを例示することができる。例えば、ベース部材260の外周面にコイルを巻くとともに、上端部支持部材270を磁性体とし、ベース部材260に対する上端部支持部材270の上下方向への移動に応じて変化するコイルのインピーダンスに基づいて上端部支持部材270の移動量を検出する物であることを例示することができる。
図3は、図2のIII部の拡大図である。
図4は、図3のIV部の拡大図である。
前輪側流路切替ユニット300は、後述するポンプ600にて吐出されたオイルをリザーバ室40へ供給するか、ポンプ600にて吐出されたオイルをジャッキ室60へ供給するか、ジャッキ室60に収容されたオイルをリザーバ室40へ供給するかを切り替える装置である。
また、前輪側流路切替ユニット300は、弁体321や弁体シート部材330などを収容するバルブ収容内側部材380と、バルブ収容内側部材380の外側に配置されてボール360やボールシート部材365などを収容するバルブ収容外側部材390と、バルブ収容内側部材380及びバルブ収容外側部材390を支持する支持部材400とを備えている。
また、前輪側流路切替ユニット300は、前輪側ソレノイド310の後述する作動ロッド314の下端部に装着され、前輪側ソレノイド310の推力をプッシュロッド322に伝達する伝達部材410と、伝達部材410に対して軸方向の付勢力を与えるコイルスプリング415とを備えている。
前輪側ソレノイド310は、コイル311と、コイル311の内側に配置されたコア312と、コア312に案内されるプランジャ313と、プランジャ313に連結された作動ロッド314とを備えた、比例ソレノイドである。
また、前輪側ソレノイド310は、コイル311、コア312及びプランジャ313などを収容するケース315と、ケース315の開口部を覆うカバー316とを備えている。
なお、コイル311への通電量は制御装置70にて制御される。
プッシュロッド322は、図3に示すように、上端部側に位置する円柱状の第1軸部322aと、下端部側に位置する円柱状の第2軸部322bと、第1軸部322aと第2軸部322bとの間に位置する円柱状の第3軸部322cと、を備えている。
第3軸部322cの半径は、第1軸部322a及び第2軸部322bの半径よりも大きい。つまり、第3軸部322cにおける軸方向に垂直な断面積は、第1軸部322aにおける軸方向に垂直な断面積及び第2軸部322bにおける軸方向に垂直な断面積よりも大きい。
なお、弁体321とプッシュロッド322とは一体であってもよい。
弁体シート部材330は、外径が下方に行くに従って徐々に大きくなるように軸方向に対して傾斜した傾斜面331を有する円錐状の円錐状部332と、円柱状の円柱状部333とを有する。
上端側凹部334の内径は第3軸部322cの半径よりも大きく、連通孔336の内径は第2軸部322bの半径よりも大きい。連通孔336,上端側凹部334に、プッシュロッド322の第2軸部322b,第3軸部322cが挿入されている。そして、第2軸部322bの外周面と連通孔336の内周面との間の隙間及び第3軸部322cの外周面と上端側凹部334の内周面との間の隙間が、後述する第3連通路R3及び第4連通路R4の一部として機能する。
円錐状部332の外周面には、全周に渡って凹んだ溝332aが形成されている。溝332aに、バルブ収容内側部材380との間の隙間をシールするOリング337が嵌め込まれている。
押付部材350は、径が互いに異なる2つの円柱状の第1円柱状部351と第2円柱状部352とを有する。
第1円柱状部351における上端面には、弁体321の下端部の形状に沿う凹部が形成されている。第1円柱状部351の半径は、弁体321の半径及びコイルスプリング340の中心径の半分よりも大きい。そして、第1円柱状部351は、上端面で弁体321の下端部を支持し、下端面でコイルスプリング340の上端部を支持する。
第2円柱状部352の半径は、コイルスプリング340の内径の半分よりも小さく、第2円柱状部352は、コイルスプリング340の内部に進入している。また、第2円柱状部352は、収容部材370に形成された後述する軸方向貫通孔376に嵌め込まれている。第2円柱状部352の径は、収容部材370に形成された軸方向貫通孔376の孔径と略同じか、又は第2円柱状部352の径が軸方向貫通孔376の孔径よりもわずかに小さく設定されている。これらにより、押付部材350は、収容部材370により、軸方向に移動可能に支持されている。
ボールシート部材365は、上端部にフランジが形成された円筒状の部材である。ボールシート部材365における上端側の開口には、ボール360の下端部の形状に沿う凹部が形成されている。ボールシート部材365の外周面には、全周に渡って溝366が形成されており、この溝366に、バルブ収容外側部材390との間の隙間をシールするOリング367が嵌め込まれている。
収容部材370は、概略、円柱状の部材である。収容部材370には、上端面から凹んだ円柱状の上端側凹部371と、下端面から凹んだ円柱状の下端側凹部372とが形成されている。上端側凹部371には、コイルスプリング340の下端部が収容され、下端側凹部372には、コイルスプリング361及び円板362が収容される。また、下端側凹部372の開口部の大きさは、ボール360の上端部の大きさよりも大きく、下端側凹部372は、ボール360の上端部を収容する。
収容部材370は、バルブ収容内側部材380の下端部に嵌め込まれる。収容部材370の外周面には、全周に渡って溝373が形成されており、この溝373に、バルブ収容内側部材380との間の隙間をシールするOリング374が嵌め込まれている。
また、収容部材370におけるバルブ収容内側部材380から露出した部位には、下端側凹部372内と、収容部材370の外側とを連通するように径方向に貫通された径方向貫通孔375が形成されている。
また、収容部材370には、上端側凹部371と下端側凹部372とを連通する軸方向の軸方向貫通孔376が形成されている。軸方向貫通孔376には、押付部材350の第2円柱状部352が嵌め込まれている。これにより、収容部材370は、バルブ収容内側部材380における開口部に配置され、押付部材350の第2円柱状部352を移動可能に支持する支持部材として機能する。
バルブ収容内側部材380は、概略、上端部にフランジ部が形成された円柱状の部材である。バルブ収容内側部材380には、上端面から凹んだ上端側凹部381と、下端面から凹んだ下端側凹部382と、上端側凹部381と下端側凹部382とを連通する連通孔383とが形成されている。また、バルブ収容内側部材380の外周面には、全周に渡って径方向に凹んだ第1径方向凹部384と第2径方向凹部385とが形成されている。
下端側凹部382は、円柱状で径が互いに異なる第1円柱状凹部382a及び第2円柱状凹部382bと、第1円柱状凹部382aと第2円柱状凹部382bとの間に形成され半径が下方に行くに従って徐々に大きくなるように軸方向に対して傾斜した傾斜面を有する円錐状の円錐状凹部382cとを有する。
また、下端側凹部382の開口部、つまり第2円柱状凹部382bの下端部には、収容部材370の上端部が嵌め込まれている。収容部材370に嵌め込まれたOリング374が、収容部材370とバルブ収容内側部材380との間の隙間をシールする。
第2径方向凹部385には、バルブ収容外側部材390との間の隙間をシールするOリング386が嵌め込まれている。
また、バルブ収容内側部材380には、第2円柱状凹部382bとバルブ収容内側部材380の外側とを連通する径方向の貫通孔である第2径方向連通孔388が形成されている。第2径方向連通孔388は、周方向に等間隔に複数形成されている。
また、バルブ収容内側部材380のフランジには、このフランジを軸方向に貫通する貫通孔である外側軸方向連通孔389bが形成されている。外側軸方向連通孔389bは、周方向に等間隔に複数形成されている。
バルブ収容外側部材390は、円筒状でそれぞれ外径が互いに異なる第1円筒状部391及び第2円筒状部392と、第1円筒状部391における上端部から半径方向に外側に向かうフランジ部とを有している。第1円筒状部391の外径は第2円筒状部392の外径よりも大きい。
バルブ収容外側部材390には、上端面から凹んだ上端面側凹部393が形成されている。
第1円筒状部391には、第1円筒状部391の下方であって第2円筒状部392の外周面とシリンダ230の内周面との間に形成された空間と、上端面側凹部393とを連通する軸方向の貫通孔である軸方向連通孔394が形成されている。軸方向連通孔394は、周方向に等間隔に複数形成されている。
第1径方向凹部395には、前輪側スプリング長変更ユニット250のベース部材260との間の隙間をシールするOリング395aが嵌め込まれている。
第2径方向凹部396には、シリンダ230との間の隙間をシールするOリング396aが嵌め込まれている。
支持部材400は、図3に示すように、円筒状の円筒状部401と、円筒状部401における下端部から半径方向の内側に向かうように形成された内向部402とを有している。
円筒状部401における上端部の外周面にはキャップ220に形成された雌ねじに締め付けられる雄ねじ403が形成されている。支持部材400は、円筒状部401の外周面に形成された雄ねじ403がキャップ220に形成された雌ねじに締め付けられることでキャップ220に保持される。また、支持部材400は、内向部402と前輪側ソレノイド310との間に、バルブ収容内側部材380のフランジ部とバルブ収容外側部材390のフランジ部とを挟み込むことで、バルブ収容内側部材380及びバルブ収容外側部材390を保持する。
伝達部材410は、円柱状で径が互いに異なる第1円柱状部411及び第2円柱状部412を有している。
第2円柱状部412の外径は、コイルスプリング415の内径よりも小さく、第2円柱状部412は、コイルスプリング415の内部に挿入される。
第1円柱状部411の外径は、コイルスプリング415の内径よりも大きい。第1円柱状部411の外周面には、コイルスプリング415の上端部が嵌り込む溝が形成されている。
伝達部材410及びコイルスプリング415は、バルブ収容内側部材380の上端側凹部381に収容される。
なお、第1基準電流、第2基準電流は、それぞれ0.4A、0.6Aであることを例示することができる。
以上のように構成されたフロントフォーク21は、前輪側スプリング500が自動二輪車1の車重を支えて衝撃を吸収し、減衰力発生ユニット130が前輪側スプリング500の振動を減衰する。
図5は、フロントフォーク21の圧縮行程時の作用を説明するための図である。
フロントフォーク21の圧縮行程においては、減衰力発生ユニット130のピストン131が、白抜き矢印のようにシリンダ230に対して上方へ移動し、ピストン131の移動で第1油室51内のオイルは押されて圧力が上昇する。その結果、第1貫通孔132を塞ぐ下端側バルブ137が開き、オイルは第1貫通孔132を通って第2油室52に流入する(矢印C1参照)。この第1油室51から第2油室52へのオイルの流れは、第1貫通孔132及び下端側バルブ137で絞られ、圧縮行程時における減衰力を得る。
フロントフォーク21の伸張行程においては、減衰力発生ユニット130のピストン131が、白抜き矢印のようにシリンダ230に対して下方へ移動し、ピストン131の移動で第2油室52内のオイルは押されて圧力が上昇する。その結果、第2貫通孔133を塞ぐ上端側バルブ136が開き、オイルは第2貫通孔133を通って第1油室51に流入する(矢印T1参照)。この第2油室52から第1油室51へのオイルの流れは、第2貫通孔133及び上端側バルブ136で絞られ、伸張行程時における減衰力を得る。
図7は、前輪側流路切替ユニット300が第1切替状態である場合のオイルの流通状態を示す図である。
フロントフォーク21の圧縮行程時に前輪側流路切替ユニット300が第1切替状態である場合、減衰力発生ユニット130、ロッド150及びシリンダ230などにより構成されるポンプ600から吐出されたオイルは、図7に示した矢印P1のように、バルブ収容外側部材390に形成された軸方向連通孔394を通って上方へ向かう。そして、バルブ収容外側部材390に形成された軸方向連通孔394を通って上方へ向かったオイルは、バルブ収容内側部材380の外側軸方向連通孔389bを通って上方へ向かい、開放された内側軸方向連通孔389aを通って下方へ向かう。その後、オイルは、バルブ収容外側部材390に形成された第1径方向連通孔397、ベース部材260の突出部260bと支持部材400の下端部との間に形成された排出流路41を通ってリザーバ室40に向かう。
フロントフォーク21の圧縮行程時に前輪側流路切替ユニット300が第2切替状態である場合、作動ロッド314に取り付けられたバルブ317がバルブ収容内側部材380に形成された内側軸方向連通孔389aを閉じているので、ポンプ600から吐出されたオイルは、図8に示した矢印P2のように、ジャッキ室60へ向かう。つまり、ポンプ600から吐出されたオイルは、コイルスプリング361の付勢力に抗してボール360を押し上げ、バルブ収容内側部材380の外周面及び収容部材370の外周面と、バルブ収容外側部材390の内周面との間の隙間を通って上方へ向かい、バルブ収容外側部材390の第2径方向連通孔398を通ってバルブ収容外側部材390の外側に向かう。第2径方向連通孔398を通ったオイルは、その後、シリンダ230の外周面と前輪側スプリング長変更ユニット250のベース部材260の内周面との間に形成された環状流路61を通ってジャッキ室60に向かう。
フロントフォーク21の圧縮行程時に前輪側流路切替ユニット300が第3切替状態である場合、図9に示した矢印P3のように、ジャッキ室60内のオイルは、リザーバ室40に向かう。つまり、ジャッキ室60内のオイルは、シリンダ230の外周面と前輪側スプリング長変更ユニット250のベース部材260の内周面との間に形成された環状流路61、バルブ収容外側部材390の第2径方向連通孔398及びバルブ収容内側部材380の第2径方向連通孔388を通ってバルブ収容内側部材380の下端側凹部382に進入する。バルブ収容内側部材380の下端側凹部382に進入したオイルは、バルブ収容内側部材380と弁体シート部材330の円柱状部333の外周面との間の隙間を通って下方へ向かい、弁体シート部材330の下端側凹部335に進入する。弁体シート部材330の下端側凹部335に進入したオイルは、押付部材350、弁体321及びプッシュロッド322と弁体シート部材330との間の隙間を通って上方へ向かい、バルブ収容内側部材380の第1径方向連通孔387を通る。バルブ収容内側部材380の第1径方向連通孔387を通ったオイルは、バルブ収容外側部材390に形成された第1径方向連通孔397及びベース部材260の突出部260bと支持部材400の下端部との間に形成された排出流路41を通ってリザーバ室40に向かう。
フロントフォーク21の圧縮行程時に前輪側流路切替ユニット300が第4切替状態である場合、図10に示した矢印P4のように、ジャッキ室60内のオイルは、リザーバ室40に向かう。つまり、ジャッキ室60内のオイルは、環状流路61、バルブ収容外側部材390の第2径方向連通孔398及びバルブ収容内側部材380の第2径方向連通孔388を通ってバルブ収容内側部材380の下端側凹部382に進入する。バルブ収容内側部材380の下端側凹部382に進入したオイルは、弁体シート部材330の円錐状部332の傾斜面331及びOリング337とバルブ収容内側部材380の円錐状凹部382cに形成された傾斜面との間の隙間を通って上方へ向かい、バルブ収容内側部材380の第1径方向連通孔387を通る。バルブ収容内側部材380の第1径方向連通孔387を通ったオイルは、バルブ収容外側部材390に形成された第1径方向連通孔397及びベース部材260の突出部260bと支持部材400の下端部との間に形成された排出流路41を通ってリザーバ室40に向かう。
前輪側流路切替ユニット300が第3切替状態である場合に図9に示した矢印P3のようにジャッキ室60内のオイルがリザーバ室40に向かうと、ジャッキ室60内のオイルが減って前輪側スプリング500の長さが短くなり、ジャッキ室60内の圧力が低下する。その結果、前輪側流路切替ユニット300が第3切替状態である場合における弁体シート部材330と収容部材370との間に形成される背圧室の圧力は、前輪側流路切替ユニット300が第2切替状態である場合における背圧室の圧力よりも低下する。これにより、弁体シート部材330が下方に移動し始める。
プッシュロッド322により弁体321が第3切替状態よりもさらに下方へ移動させられると、弁体321と弁体シート部材330の下端側凹部335の傾斜面335aとの間の隙間が大きくなる。その結果、ジャッキ室60内の圧力がさらに低下して、背圧室の圧力がさらに低下する。これにより、弁体シート部材330が下方に移動し、弁体シート部材330の円錐状部332の傾斜面331がバルブ収容内側部材380の円錐状凹部382cに形成された傾斜面から離れて第4切替状態となる。
図11(a)は、前輪側流路切替ユニット300が第1切替状態である場合の、第1連通路R1、第2連通路R2及び第3連通路R3の開閉状態を模式的に示す図である。図11(b)は、前輪側流路切替ユニット300が第2切替状態である場合の、第1連通路R1、第2連通路R2及び第3連通路R3の開閉状態を模式的に示す図である。図11(c)は、前輪側流路切替ユニット300が第3切替状態又は第4切替状態である場合の、第1連通路R1、第2連通路R2及び第3連通路R3の開閉状態を模式的に示す図である。
この第4切替状態における弁体シート部材330の円錐状部332の傾斜面331及びOリング337とバルブ収容内側部材380に形成された傾斜面との間の隙間で作られた流路は、第3切替状態におけるバルブ収容内側部材380と弁体シート部材330の円柱状部333の外周面との間の隙間で作られた流路よりも広い。
また、第3切替状態における弁体321と弁体シート部材330に形成された傾斜面335aとの間の隙間で作られた流路は、第3切替状態におけるバルブ収容内側部材380と弁体シート部材330の円柱状部333の外周面との間の隙間で作られた流路よりも狭い。それゆえ、この第4切替状態においては、第3切替状態よりも、ジャッキ室60内のオイルの量が高速で減る。
以上述べたように作用するフロントフォーク21において、前輪側流路切替ユニット300が第2切替状態である場合、圧縮行程時に、ポンプ600から吐出されたオイルがジャッキ室60に流入し、ジャッキ室60内のオイル量が増す。そして、ジャッキ室60内のオイル量が増すことによって前輪側スプリング長変更ユニット250のベース部材260に対して上端部支持部材270が下方へ移動する。上端部支持部材270がベース部材260に対して下方へ移動することで前輪側スプリング500のバネ長が短くなると、上端部支持部材270がベース部材260に対して移動する前と比べて前輪側スプリング500が上端部支持部材270を押すバネ力が大きくなる。その結果、車体フレーム11から前輪2側へ力が作用したとしても両者の相対位置を変化させない初期セット荷重(プリロード)が大きくなる。かかる場合、車体フレーム11(シート19)側から軸方向に同じ力が作用した場合には、フロントフォーク21の沈み込み量が小さくなる。それゆえ、上端部支持部材270がベース部材260に対して移動することで前輪側スプリング500のバネ長が短くなると、上端部支持部材270がベース部材260に対して移動する前と比べて、シート19の高さが上昇する(車高が高くなる)。
上述したように、本実施の形態においては、前輪側流路切替ユニット300は、電流が供給されることにより駆動し、車両の車両本体と車軸との相対位置、ひいては車高を変更するアクチュエータの一例として機能する。
上述したように、弁体321及び弁体シート部材330の傾斜面335aが、第3連通路R3を開閉する第3連通路開閉弁V3として機能し、弁体321が傾斜面335aに接触することで第3連通路R3を閉じる。そして、第3連通路R3を閉じている状態において、弁体321における傾斜面335aとの接触部の軸方向に垂直な断面積Svが、弁体321に対して上方に(プッシュロッド322が押す方向とは反対方向に)作用する力を受ける受圧面積となる。弁体321に対して上方に作用する力は、コイルスプリング340のバネ力+弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力(ジャッキ室60内の圧力)×断面積Svである。
そして、本実施の形態においては、弁体321における傾斜面335aとの接触部の断面積Svと、プッシュロッド322の第3軸部322cの断面積Spとを、略同じか、又は断面積Svを断面積Spよりもわずかに大きく設定している。
なお、前輪側流路切替ユニット300が第2切替状態である場合であってプッシュロッド背圧がジャッキ室60内の圧力よりも高圧になった場合に、プッシュロッド322が弁体321を押し下げないようにする分、弁体321の断面積Svをプッシュロッド322の断面積Spよりもわずかに大きく設定してもよい。
また、本実施の形態においては、押付部材350の第2円柱状部352における軸方向に垂直な断面積Scは、弁体321における傾斜面335aとの接触部の断面積Svよりも大きく設定されている。
前輪側流路切替ユニット300を、第3切替状態から第2切替状態又は第1切替状態に移行させるべく、前輪側ソレノイド310のコイル311へ供給する電流を第2基準電流未満に低下させて、ケース315からの作動ロッド314の突出量を第2基準量未満に変更した場合、押付部材350に作用する弁体321を押す方向の力が、プッシュロッド背圧×(プッシュロッド322の断面積Sp)よりも大きくなると第3連通路開閉弁V3が閉じる。
本実施の形態においては、押付部材350の第2円柱状部352の断面積Scは、弁体321の断面積Svよりも大きく設定されている(断面積Sc>断面積Sv)。つまり、弁体321の断面積Svは、上述したように、プッシュロッド322の第3軸部322cの断面積Spと略同じか、断面積Spよりもわずかに大きいことから、押付部材350の第2円柱状部352の断面積Scは、プッシュロッド322の第3軸部322cの断面積Spよりも大きい(断面積Sc>断面積Sp)。それゆえ、本実施の形態の構成によれば、押付部材350の断面積Scが弁体321の断面積Sv以下である構成よりも押付部材350に作用する弁体321を押す方向の力が大きくなるのでより迅速に第3連通路開閉弁V3を閉じることができる。したがって、本実施の形態の構成によれば、上述したように第1切替状態又は第2切替状態から第3切替状態へ移行させる際に第3連通路開閉弁V3をより迅速に開弁し易くしつつ、第3切替状態から第1切替状態又は第2切替状態へ移行させる際に第3連通路開閉弁V3をより迅速に閉弁し易くすることができる。
弁体シート部材330が押付部材350に押された弁体321に押されることにより上方に移動することで第4連通路開閉弁V4が閉じる。そして、本実施の形態における押付部材350に作用する弁体321(弁体シート部材330)を押す方向の力は、押付部材350の第2円柱状部352の下端部がジャッキ室60の圧力を受けない構成又は第2円柱状部352の下端部がジャッキ室60の圧力よりも小さな圧力を受ける構成よりも大きい。それゆえ、本実施の形態の構成によれば、本実施の形態の構成を採用しない場合よりも迅速に第4連通路開閉弁V4を閉じることができる。したがって、本実施の形態の構成によれば、第4切替状態から第1切替状態又は第2切替状態へ移行させる際に第4連通路開閉弁V4をより迅速に閉弁し易くすることができる。
リヤサスペンション22は、自動二輪車1の車両本体10と後輪3との間に配置されて後輪3を支える。リヤサスペンション22は、後輪3の車軸に取り付けられる車軸側ユニットと、車両本体10に取り付けられる本体側ユニットと、車軸側ユニットと本体側ユニットとの間に配置されて、路面の凸凹に伴い後輪3が受ける振動を吸収する後輪側スプリング502(図1参照)とを備えている。後輪側スプリング502は、上端部が本体側ユニットに支持され、下端部が車軸側ユニット側に支持されている。
本体側ユニットは、減衰力発生ユニットが挿入されるシリンダ232(図1参照)と、後輪側スプリング502の上端部を支持するとともに後輪側スプリング502の長さを調整(変更)する後輪側スプリング長変更ユニット252(図1参照)と、シリンダ232の外部に取り付けられてオイルの流路を切り替える後輪側流路切替ユニット302(図1参照)とを備えている。
また、リヤサスペンション22は、オイルを貯留するリザーバ室(貯留室)と、シリンダ232を有し、車両本体10と後輪3との間の相対距離が大きくなった場合にはリザーバ室に溜められたオイルをシリンダ232内に吸引し、車両本体10と後輪3との間の相対距離が小さくなった場合にはシリンダ232内のオイルを吐出するポンプとを備える。
後輪側流路切替ユニット302は、フロントフォーク21が有する前輪側流路切替ユニット300と同様の構成であり、同様に作用する。すなわち、後輪側流路切替ユニット302は、シリンダ232内とリザーバ室とを連通する第1連通路R1と、シリンダ232内とジャッキ室とを連通する第2連通路R2と、ジャッキ室とリザーバ室とを連通する第3連通路R3とを備えている。また、後輪側流路切替ユニット302は、第1連通路R1を開閉する第1連通路開閉弁V1と、第2連通路R2を開閉する第2連通路開閉弁V2と、第3連通路R3を開閉する第3連通路開閉弁V3とを備えている。
次に、制御装置70について説明する。
図12は、制御装置70のブロック図である。
制御装置70は、CPUと、CPUにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたROMと、CPUの作業用メモリ等として用いられるRAMと、を備えている。制御装置70には、上述した前輪回転検出センサ31、後輪回転検出センサ32、前輪側相対位置検出部281及び後輪側相対位置検出部282などからの出力信号が入力される。
これら前輪回転速度演算部71、後輪回転速度演算部72、前輪側移動量把握部73、後輪側移動量把握部74、車速把握部76及び流路切替ユニット制御部77は、CPUがROMなどの記憶領域に記憶されたソフトウェアを実行することにより実現される。
図13は、流路切替ユニット制御部77のブロック図である。
流路切替ユニット制御部77は、前輪側移動量Lfの目標移動量である前輪側目標移動量Lftを決定する前輪側目標移動量決定部771と、後輪側移動量Lrの目標移動量である後輪側目標移動量Lrtを決定する後輪側目標移動量決定部772と、を有する目標移動量決定部770を有している。また、流路切替ユニット制御部77は、前輪側流路切替ユニット300の前輪側ソレノイド310及び後輪側流路切替ユニット302の後輪側ソレノイド(不図示)に供給する目標電流を決定する目標電流決定部710と、目標電流決定部710が決定した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部720とを有している。
後輪側作動制御部740は、後輪側目標電流決定部712が決定した後輪側目標電流Itrと、後輪側電流検出部744が検出した電流(後輪側検出電流)との偏差に基づいてフィードバック制御を行う後輪側フィードバック(F/B)制御部741と、後輪側ソレノイドをPWM制御する後輪側PWM制御部742とを有している。
図14は、後述する前輪側移動量偏差ΔLfと前輪側目標電流Itfとの対応を示す制御マップの概略図である。
前輪側目標電流決定部711は、前輪側目標移動量決定部771が決定した前輪側目標移動量Lftから前輪側移動量把握部73が把握した前輪側移動量Lfである前輪側実移動量Lfaを減算した前輪側移動量偏差ΔLf(=Lft−Lfa)と、前輪側目標電流Itfとの対応を示す図14に例示した制御マップに基づいて前輪側目標電流Itfを算出する。例えば、前輪側目標電流決定部711は、前輪側目標移動量決定部771が決定した前輪側目標移動量Lftから前輪側移動量把握部73が把握した前輪側実移動量Lfaを減算することにより前輪側移動量偏差ΔLf(=Lft−Lfa)を算出する。そして、前輪側目標電流決定部711は、予め作成しROMに記憶しておいた、図14に例示した前輪側移動量偏差ΔLfと前輪側目標電流Itfとの対応を示す制御マップに、算出した前輪側移動量偏差ΔLfを代入することにより前輪側目標電流Itfを算出する。
なお、図14に例示した制御マップにおいては、前輪側移動量偏差ΔLfが負となる領域において、前輪側移動量偏差ΔLfが前輪側第3基準偏差ΔLf3である場合に、前輪側目標電流Itfを零から増加電流まで急変させているが特にかかる態様に限定されない。例えば、前輪側移動量偏差ΔLfが負となる領域において、前輪側移動量偏差ΔLfが前輪側第3基準偏差ΔLf3から大きくなるに従って、前輪側目標電流Itfが増加電流から零まで徐々に小さくなるように設定してもよい。
前輪側目標電流決定部711は、基本的には、上述した通常の目標電流算出処理にて算出した値を前輪側目標電流Itfに決定するが、前輪側実移動量Lfaが零付近であり、かつ、前輪側移動量偏差ΔLfが正(プラス)でありかつ通常の目標電流算出処理にて算出した前輪側目標電流Itfが増加電流である場合には、前輪側目標電流Itfを増加電流に決定し続けるのではなく、増加電流と維持電流とを交互に前輪側目標電流Itfに決定する。
図15は、作動ロッド314の突出量と前輪側ソレノイド310に供給された電流との関係を示す図である。
前輪側ソレノイド310に電流を供給していない状態から前輪側ソレノイド310に供給する電流量を大きくしていくと、前輪側ソレノイド310の作動ロッド314のケース315からの突出量が徐々に大きくなり、伝達部材410がプッシュロッド322に接触する。
例えば自動二輪車1に荷物を積載した場合には、荷物を積載しない場合よりも車体フレーム11側から前輪2側へ作用する力が大きくなるため前輪側スプリング500の長さが短くなり、前輪側スプリング長変更ユニット250のベース部材260に対する上端部支持部材270の位置が同じであるとしてもジャッキ室60内のオイルの圧力が高い。ジャッキ室60内のオイルの圧力が高くなるに従って、弁体321が収容された弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力が高くなる。
そして、弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力が高いほど、弁体321が弁体シート部材330の下端側凹部335の傾斜面335aから離れ難くなり第3連通路開閉弁V3の開弁が困難になる。言い換えれば、弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力が低いほど、弁体321が弁体シート部材330の下端側凹部335の傾斜面335aから離れ易くなり第3連通路開閉弁V3が開弁し易くなる。
そのため、伝達部材410がプッシュロッド322に接触した後に前輪側ソレノイド310に供給する電流量を大きくする場合、弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力(ジャッキ室60内のオイルの圧力)が高圧なほど、第3連通路開閉弁V3を開いて前輪側実移動量Lfaを低下(車高を下降)開始させるのに必要な電流が大きくなる。逆に、弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力(ジャッキ室60内のオイルの圧力)が低圧なほど、第3連通路開閉弁V3を開いて前輪側実移動量Lfaを低下(車高を下降)開始させるのに必要な電流が小さくなる。
図15に示したように、前輪側ソレノイド310への供給電流量が同じであったとしても、弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力(ジャッキ室60内のオイルの圧力)に応じて、伝達部材410がプッシュロッド322に接触した後の前輪側ソレノイド310の作動ロッド314のケース315からの突出量が異なる。
それゆえ、例えば、前輪側ソレノイド310への前輪側目標電流Itfが増加電流であったとしても、実際に前輪側ソレノイド310に供給される電流量が増加電流よりも大きくなり、前輪側ソレノイド310の作動ロッド314のケース315からの突出量が、第3連通路開閉弁V3を開くほどに大きくなるおそれがある。特に、弁体シート部材330の下端側凹部335内の圧力(ジャッキ室60内のオイルの圧力)が低圧であるほど、前輪側ソレノイド310への供給電流量が小さくても作動ロッド314のケース315からの突出量が第3連通路開閉弁V3を開くほどに大きくなるおそれがある。
また、前輪側目標電流決定部711は、前輪側移動量偏差ΔLfがマイナスである場合、あるいは前輪側移動量偏差ΔLfが正であっても通常の目標電流算出処理にて算出した前輪側目標電流Itfが増加電流ではない場合には、通常の目標電流算出処理にて算出した前輪側目標電流Itfを最終的な前輪側目標電流Itfに決定する。
次に、前輪側目標電流決定部711が行う下限の目標電流算出処理について説明する。
前輪側目標電流決定部711は、下限の目標電流算出処理にて、図16(a)に示すように、増加電流が間欠的に供給されるように、増加電流と維持電流とを交互に前輪側目標電流Itfとして決定する。より具体的には、前輪側目標電流決定部711は、所定の条件が成立した時からの経過時間tと前輪側目標電流Itfとの関係式として予め定められた算出式に、経過時間tを代入することにより前輪側目標電流Itfを算出し、算出することにより得た値を最終的に前輪側目標電流Itfとして決定する。
なお、予め定められた算出式は、所定の条件が成立している期間において、前輪側目標電流Itfが増加電流と維持電流とが交互となる式であれば特に限定されない。例えば、予め定められた算出式の第1実施例は、図16(a)に示したように、零から増加電流まで徐々に増加させ、その後第1所定期間増加電流を維持し、その後増加電流から零まで徐々に減少させ、その後第2所定期間零を維持し、その後零から増加電流まで徐々に増加させるのを繰り返す式であることを例示することができる。図16(a)に示した予め定められた算出式は、増加電流が第1所定期間維持されるというように前輪側目標電流Itfが台形状に変化する式である。なお、第1所定期間と第2所定期間とは同じであってもよい。また、第2所定期間は零であってもよい。
図17は、前輪側目標電流決定部711が前輪側目標電流Itfを決定する前輪側目標電流決定処理の手順を示すフローチャートである。
前輪側目標電流決定部711は、この前輪側目標電流決定処理を、例えば予め定めた期間(例えば4ミリ秒)毎に繰り返し実行する。
そして、前輪側実移動量Lfaが判別閾値よりも小さいと判定した場合(S103でYES)、RAMにセットされるフラグの設定(以下、「フラグ設定」と称する場合がある。)において下限の目標電流算出フラグをONにして(S104)、下限の目標電流算出処理を実行する(S105)。
他方、前輪側目標電流決定部711は、増加させる状況ではないと判定した場合(S102でNO)、又は前輪側実移動量Lfaが判別閾値よりも小さくないと判定した場合(S103でNO)には、フラグ設定において下限の目標電流算出フラグをOFFにして(S106)、下限の目標電流算出処理を実行する(S105)。
図18は、前輪側目標電流決定部711が行う下限の目標電流算出処理(図17のS105)の手順を示すフローチャートである。
S203にてタイマを計測開始した後、又はタイマが零ではない場合(S202でNO)、タイマの経過時間tを把握する(S204)。
その後、前輪側目標電流決定部711は、予め定められた算出式にS204にて把握した経過時間tを代入することにより前輪側目標電流Itfを算出し、算出した前輪側目標電流Itfを、図17に示したS101の通常の目標電流算出処理にて算出した前輪側目標電流Itfの代わりに最終的な前輪側目標電流Itfに決定する(前輪側目標電流Itfを置換する)(S205)。
他方、前輪側目標電流決定部711は、下限の目標電流算出フラグがONではない場合(S201でNO)、タイマを零とし(S206)、本処理の実行を終了する。これにより、下限の目標電流算出フラグがOFFである場合には、前輪側目標電流決定部711は、図17に示したS101の通常の目標電流算出処理にて算出した前輪側目標電流Itfを、最終的な前輪側目標電流Itfに決定する。
図19(a)は、予め定められた算出式の第2実施例を示す図である。
予め定められた算出式の第2実施例は、図19(a)に示すように、前輪側目標電流Itfが三角形状に変化する式である。例えば、予め定められた算出式の第2実施例は、図16(a)に示した予め定められた算出式の第1実施例に対して第1所定期間及び第2所定期間が零である点が異なる式であることを例示することができる。
図19(b)は、予め定められた算出式の第3実施例を示す図である。
予め定められた算出式の第3実施例は、図19(b)に示すように、前輪側目標電流Itfが三角波状に変化する式である。
図19(c)は、予め定められた算出式の第4実施例を示す図である。
予め定められた算出式の第4実施例は、図19(c)に示すように、所定の条件が成立してからすぐに前輪側目標電流Itfを増加電流とし、その後第3所定期間増加電流を維持し、その後零に変化させ、その後第4所定期間零を維持し、その後増加電流とするというように前輪側目標電流Itfが矩形状に変化する式である。なお、第3所定期間と第4所定期間とは同じであってもよい。
Claims (6)
- 電流が供給されることにより駆動し、車両の車両本体と車軸との相対位置を変更するアクチュエータと、
前記相対位置を検出する検出装置と、
前記相対位置が目標値となるように前記アクチュエータに供給する電流を制御することで前記車両本体の高さである車高を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記相対位置の目標値よりも前記検出装置の検出値の方が小さい場合に前記相対位置を増加して車高を上昇させる増加電流と前記相対位置を維持して車高を維持させる維持電流とを交互に前記アクチュエータに供給する
ことを特徴とする車高調整装置。 - 前記制御装置は、前記相対位置の目標値から前記検出装置の検出値を減算した偏差が予め定められた基準値よりも大きく、かつ、前記検出装置の検出値が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記増加電流と前記維持電流とを交互に前記アクチュエータに供給する、
請求項1に記載の車高調整装置。 - 前記制御装置は、前記相対位置の目標値から前記検出装置の検出値を減算した偏差が前記基準値よりも大きく、かつ、前記検出装置の検出値が前記閾値以上である場合には前記増加電流を前記アクチュエータに供給する、
請求項2に記載の車高調整装置。 - 前記制御装置は、前記アクチュエータに供給する電流を、台形状、三角形状又は三角波状に変化させることで、前記増加電流と前記維持電流とを交互に供給する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の車高調整装置。 - 前記制御装置は、前記維持電流を予め定められた第1基準電流未満に設定し、前記増加電流を前記第1基準電流以上であって前記第1基準電流よりも大きい値に予め定められた第2基準電流以下に設定し、前記相対位置を低下して車高を低下させる低下電流を前記第2基準電流よりも大きく設定する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の車高調整装置。 - 一端が車体側に支持され、他端が車輪側に支持されたスプリングと、
液体を収容する収容室を有し、前記収容室内の液体の量に応じて前記スプリングの長さを調整する調整部と、
液体を貯留する貯留室と、
シリンダを有し、前記車体と前記車輪との間の相対距離が大きくなった場合には前記貯留室に溜められた液体をシリンダ内に吸引し、前記車体と前記車輪との間の相対距離が小さくなった場合にはシリンダ内の液体を吐出するポンプと、
をさらに備え、
前記アクチュエータは、前記検出装置の検出値が前記閾値以上である場合には、前記維持電流が供給されることで前記収容室内の液体の量を保つべく前記ポンプから吐出された液体を前記貯留室に導く状態となり、前記増加電流が供給されることで前記収容室内の液体の量を増加させるべく前記ポンプから吐出された液体を前記収容室に導く状態となり、前記低下電流が供給されることで前記収容室の液体の量を減少させるべく前記収容室の液体を前記貯留室に導く状態となる、
請求項5に記載の車高調整装置。
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