JP2019044817A - 気密保持機構およびスタンドの位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の侵入から装置内部を保護し気密状態を保持することができる気密保持機構を提供すること。【解決手段】ロータ部材３２をケース部材３１のケース側収納空間３３およびケース側貫通口３６に回転可能に保持する機構の、ケース側収納空間３３の筒状部４０の内周面４１とロータ部材３２の外周面４２との間を封止する環状のシール部材５１を備えたサイドスタンドスイッチ５において、ケース部材３１はケース側収納空間３３の開口端部３８Ｂに、ケース側収納空間３３の内部（Ｙ２側）よりも開口３８Ａが大きく形成された段差部３９を有し、記段差部３９にはケース側収納空間３３の開口３８Ａに沿って環状の溝部４３が設けられ、シール部材５１は、ロータ部材３２回転軸方向に突出すると共に環状に形成され溝部４３と嵌合する嵌入部５２を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、自動二輪車等の車両に設けられたスタンドの位置検出装置等の内部の気密状態を保持するために用いられる気密保持機構および当該気密保持機構を備えたスタンドの位置検出装置に関する。

自動二輪車に装着されているサイドスタンドは、サイドスタンドバーが自動二輪車の停止時には起立位置に下ろされて自動二輪車を支え、自動二輪車の走行時には収納位置に収納されて走行に支障のない状態で保持される。自動二輪車においては、サイドスタンドバーが起立位置のままで走行し、サイドスタンドバーが起立位置のままであったことを原因とする事故が発生している。このような事故が発生しないように、サイドスタンドバーの位置を検出して、起立位置の場合には走行ができないようにエンジンを制御することが知られている。

自動二輪車のスタンドの位置検出装置は、エンジン制御に関係することから、高い信頼性が要求される。また、自動二輪車のスタンドの位置検出装置はサイドスタンドバーと共に露出した状態で取り付けられることが多い。このため、水分、泥、埃等の異物の侵入から装置内部を保護する気密保持機構を備えている。
例えば、特許文献１には、ケース部材内への水分や異物が浸入することを防ぐオイルシールを備えたサイドスタンドスイッチが記載されている。当該サイドスタンドスイッチは、同文献の図１３に記載されているように、ケース部材内の気密性を保持するためのオイルシールが、金属プレートを介してケース部材に取り付けられた構成を備えている。当該オイルシールの一面が固定されたケース部材の内面と接し、外部から異物が侵入することを防いでいる。
また、オイルシールは、金属プレートを介してケース部材に取り付けられている。すなわち、オイルシールは、ケース部材内面に接する圧力を大きくするために、その内部に補強部材としての金属プレートを備えている。補強部材が挿入されたオイルシールは、たとえば、金属製の補強部材とオイルシールとのインサート成形によって製造される。

特開２０１４−１１８０４２号公報

上述したとおり、スタンドの位置検出装置は、自動二輪車のエンジン制御に関係することから、例えば、水たまりがある未舗装の道路のような過酷条件下においても確実に異物の侵入から装置内部を保護し、装置内部の気密状態を保持できる高い信頼性が要求される。
また、内部に金属プレートが挿入された従来のオイルシールは、インサート成形を用いて製造する必要があるから、材料コストや加工コストが上昇するという不都合もある。

本発明の一つの目的は、過酷条件下においても異物の侵入から保護して、装置内部の気密状態を保持できる気密保持機構を提供することである。
また、本発明の他の目的は、内部に金属プレートが挿入されていないシール部材を用いた気密保持機構を提供することである。

上記目的を達成する手段として、本発明は以下の構成を備えている。
回転軸を中心に回転可能な回転部材をケース部材が挿通孔に回転可能に保持する機構の、前記挿通孔の内周面と前記回転部材の外周面との間を全周に渡って封止する環状のシール部材を備えた気密保持機構において、前記ケース部材は前記挿通孔の開口端部に、前記挿通孔の内部よりも開口が大きく形成された段差部を有し、前記段差部には前記挿通孔の前記開口に沿って、前記回転軸方向に環状の溝部が設けられ、前記シール部材は、前記回転軸方向に突出すると共に環状に形成され前記溝部と嵌合する嵌入部を備えていることを特徴とする気密保持機構。
この構成によれば、ケース部材とシール部材との接触面積が大きくなるから、ケース部材内への異物の侵入をより効果的に防止することができる。また、シール部材の内部に金属環等の補強部材を挿入することなく、シール部材をケース部材および回転部材にしっかりと接触させることができる。

気密保持機構は、前記シール部材が弾性を有しており、前記溝部と嵌合していない状態における前記嵌入部の幅寸法が、前記溝部の幅寸法よりも大きいことが好ましい。また、前記嵌入部が前記溝部に嵌合した状態を保持する抜け止め部を、前記ケース部材が有しており、前記抜け止め部は、前記ケース部材の一部が前記溝部の内側へ突出して形成されている、ことが好ましい。
これらの構成によれば、溝部と嵌入部とが嵌合した状態をより確実に維持することができる。

前記気密保持機構を備えていることを特徴とする、スタンドの位置検出装置。
気密保持機構を備えることにより、過酷な外部条件の下においても、内部の気密状態を保持できるスタンドの位置検出装置となる。

本発明によれば、シール部材とケース部材とを広い面積で接触させることができるから、過酷条件下においても確実に異物の侵入から保護して、ケース部材内の気密状態を保持することができる。また、シール部材を所定の形状に保持してケース部材に接触させるための金属プレート等の補強部材を用いてインサート成形を行う必要が無くなる。したがって、シール部材の製造に要する材料コストおよび加工コストを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るサイドスタンド装置の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るサイドスタンド装置の分解斜視図である。 本実施の形態に係るサイドスタンド装置の部分断面図である。 図３のサイドスタンド装置の気密保持機構を示す断面図である。 本実施の形態に係るサイドスタンド装置の回転軸、ケース部材、およびシール部材を模式的に示す分解斜視図である。 従来のサイドスタンド装置の気密保持機構を示す断面図である。

以下、サイドスタンドに用いられる気密保持機構を備えた位置検出装置（サイドスタンド装置）として、本発明を実施する形態について、添付図面を参照して説明する。同じ部材には各図面において同じ番号を付して、適宜、説明を省略する。
まず、図１および図２を参照して、サイドスタンド装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るサイドスタンド装置の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係るサイドスタンド装置の分解斜視図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態に係るサイドスタンド装置１は、自動二輪車を駐車時に起立状態に支持するものであり、図示しない車体フレームに設けられたブラケット２と、ブラケット２にピボットボルト（回転軸）４を介して回転可能、すなわち所定範囲内で回転可能に取り付けられたサイドスタンドバー３とを備えて構成されている。また、サイドスタンド装置１には、ピボットボルト４に固定ボルト６を介してサイドスタンドスイッチ（位置検出装置）５が設けられ、サイドスタンドスイッチ５によりサイドスタンドバー３の位置が検出される。

ブラケット２は、板状部１１と、板状部１１を厚み方向に貫通して固定された貫通ピン１２とを有して構成されている。板状部１１には、サイドスタンドバー３の取り付け位置において、厚み方向に貫通形成された軸孔１３が形成されている。貫通ピン１２の一端側は、サイドスタンドスイッチ５を位置決めする位置決めピンとして機能し、貫通ピン１２の他端側は、図示しないリターンスプリングに係止される係止ピンとして機能する。

サイドスタンドバー３は、ピボットボルト４によりブラケット２に取り付けられ、ピボットボルト４を中心として地面に接地される起立位置と地面に対して略水平な収納位置との間を回転可能に構成されている。サイドスタンドバー３の基端側は、板状部１１を挟み込むように二股に形成された一対の連結部１５、１６が設けられており、この一対の連結部１５、１６を貫通するように軸孔１７、１８が形成されている。一方の連結部１５の軸孔１７の近傍には、サイドスタンドスイッチ５のロータ部材（回転部材）３２に係合される係合孔１９が貫通形成されている。

ピボットボルト４は、一対の連結部１５、１６にブラケット２を挟み込んだ状態で、一対の連結部１５、１６の軸孔１７、１８およびブラケット２の軸孔１３に挿通される。この場合、ピボットボルト４の中間部２３は、一方の連結部１５の軸孔１７およびブラケット２の軸孔１３に挿通され、先端側のネジ部２４は、他方の連結部１６の軸孔１８に挿通されて一部が外部に露出される。

ピボットボルト４は、この露出されたネジ部２４に固定ナット７が螺合され、固定ナット７が締め付けられることにより一対の連結部１５、１６に固定される。これにより、サイドスタンドバー３は、ピボットボルト４と一体となってブラケット２に対して回転するように動かされる。また、ピボットボルト４の頭部２１には、固定ボルト６が螺合されるネジ穴２２が形成されている。

サイドスタンドスイッチ５は、サイドスタンドバー３が起立位置側または収納位置側のどちら側に位置するかを検出するものであり、後述する挟持部３４で貫通ピン１２の一端側を挟み込んだ状態で固定ボルト６によりピボットボルト４の頭部２１に取り付けられる。サイドスタンドスイッチ５のケース部材３１には、挟持部３４およびカプラ部３５が形成されている。挟持部３４で貫通ピン１２の一端側を挟み込むことによりサイドスタンドスイッチ５が位置決めされ、カプラ部３５からサイドスタンドバー３の位置に応じた信号が出力される。なお、サイドスタンドスイッチ５の詳細構成については後述する。

固定ボルト６は、サイドスタンドスイッチ５を挿通してピボットボルト４のネジ穴２２に螺合された状態で締め付けられることで、サイドスタンドスイッチ５をピボットボルト４に固定する。固定ボルト６は、頭部に円形のフランジ部２７を有し、このフランジ部２７により飛び石などから環状のシール部材５０（図３参照）を保護している。

次に、図３〜図６を参照して、サイドスタンドスイッチの詳細構成について説明する。図３は本実施の形態に係るサイドスタンドスイッチの部分断面図であり、図４は図３のサイドスタンドスイッチの気密保持機構を示す断面図である。図５は本実施の形態に係るサイドスタンド装置の回転軸、ケース部材、およびシール部材を模式的に示す分解斜視図である。図６は従来のサイドスタンドスイッチの気密保持機構を示す断面図である。なお、図３には、各部材の相対的な位置関係および方向を示すため、座標軸（Ｘ軸およびＹ軸）を示している。

図３に示すように、サイドスタンドスイッチ５は、ケース部材３１と、ケース部材３１の内側において回転可能に収納されたロータ部材３２とを有して構成されている。ケース部材３１は、合成樹脂等で成形され、下面を開放した筒状部４０と、外部に信号を送信するためのカプラ部３５を備えている。

筒状部４０の内部にはロータ部材３２を収納可能なケース側収納空間（挿通孔）３３が設けられ、ケース側収納空間３３の天井面の中央部には上方（Ｙ２側）へ貫通したケース側貫通孔（挿通孔）３６が形成されている。なお、ケース側収納空間３３およびケース側貫通孔３６をＹ軸に直交する面で切断したときの断面形状は円環形である。

また、ケース側収納空間３３のＹ１側の開口端部３８Ｂには、ケース側収納空間３３の天井面側（Ｙ２側）よりも大きく開口した段差部３９が形成されている。段差部３９では、ケース側収納空間３３の内部（Ｙ２側）よりも、開口端部３８Ｂ側（Ｙ１側）のほうが、開口３８Ａが大きくなるように形成されている。段差部３９の天井面には天井面に対して凹状であり、開口３８Ａに沿って、すなわちケース側収納空間３３の周囲を囲む環状の溝部４３が設けられている。このため、段差部３９において、溝部４３を挟んで開口３８Ａの大きさが異なっており、開口３８ＡのＸ軸方向の幅は、Ｙ１側の方が広くなっている。なお、ケース部材３１のケース側貫通孔３６のＹ２側の開口端部には、段差部および溝部が形成されていないが、ケース側収納空間３３の開口端部３８Ｂと同様に、ケース側貫通孔３６の開口端部にも段差部および溝部が形成された構成としてもよい。

また、ケース部材３１には金属板を板金加工した配線部材が２つインサート成形されている。なお、２つの配線部材は電気的には接続されていない。２つの配線部材の一部は、それぞれケース側収納空間３３の天井面に露出し接点部３７の一部である固定端子３７Ａを形成している。また、カプラ部３５は筒状に側方（Ｘ２方向）へ突出して形成され、その筒の内部には２つの配線部材の一部がそれぞれ突出しており外部に信号を送信するための外部接続端子となっている。すなわち、接点部３７と外部接続端子とは配線部材により電気的に接続されており、カプラ部３５から外部に信号を送信可能としている。

図３に示すように、ロータ部材３２は、合成樹脂などで形成され、大径の筒状に形成された大径部３２Ａの上方（Ｙ２方向）に小径の筒状に形成された小径部３２Ｂが一体に形成されている。大径部３２Ａと小径部３２Ｂとは同軸となるように配置されている。大径部３２Ａはケース部材３１のケース側収納空間３３に挿入可能な大きさであり、小径部３２Ｂはケース側貫通孔３６に挿入可能な大きさに形成されている。大径部３２Ａには下面が開放されピボットボルト４の頭部２１を収納可能なロータ側収納空間が形成されている。ロータ側収納空間の天井面の中央部には上方へ貫通し固定ボルト６を挿通可能なロータ側貫通孔が形成されている。また、ロータ部材３２の大径部３２Ａの上面には金属板からなり接点部３７の一部である回転端子３７Ｂがロータ部材３２と一体に回転可能に配置され、回転端子３７Ｂは付勢部材により上方（Ｙ２方向）へ付勢されている。詳しくは、大径部３２Ａの上面に形成された穴部の内部に付勢部材であるコイルばねが配置され、穴部から突出したコイルばねの先端に回転端子３７Ｂが取り付けられている。

ロータ部材３２は、小径部３２Ｂがケース側貫通孔３６に挿入された状態でケース側収納空間３３内に配置される。この時、固定端子３７Ａと回転端子３７Ｂとは対向して配置され、回転端子３７Ｂは固定端子３７Ａに圧接している。

また、ロータ部材３２は、固定ボルト６のフランジ部２７によってピボットボルト４の頭部２１に固定されており、一部がサイドスタンドバー３の連結部１５に設けられている係合孔１９と係合しており、サイドスタンドバー３と共に回転する。一方、ケース部材３１は、挟持部３４（図１、図２参照）で貫通ピン１２の一端側を挟み込むとともに固定ボルト６によって固定されており、サイドスタンドバー３が回転しても回転しない。

サイドスタンドバー３の位置に対応してロータ部材３２が回転すると、回転端子３７Ｂも共に回転する。回転端子３７Ｂの回転に伴って、２つの固定端子３７Ａが電気的に接続されていない状態と、回転端子３７Ｂを介して２つの固定端子３７Ａが電気的に接続された状態と、が切り替わる。すなわち、固定端子３７Ａと回転端子３７Ｂとの電気的な接続状態が変化する（ＯＮ／ＯＦＦが切り替わる）。ケース部材３１内部に設けられた接点部３７の接触状況（状態）に応じた信号がカプラ部３５から出力される。

自動二輪車が走行される場合には、運転者によりサイドスタンドバー３が押し上げられ、サイドスタンドバー３がピボットボルト４を支点として起立位置から収納位置に回転される。サイドスタンドバー３が起立位置と収納位置のいずれに位置するかによって、固定端子３７Ａと回転端子３７Ｂとの接続状態が変化し、サイドスタンドスイッチ５は、接点部３７の電気的な接続状態の変化に対応した信号を、カプラ部３５から出力する。これにより、サイドスタンドバー３の位置を検出することができる。出力された信号は、例えば、図示しないＥＣＵ（Engine Control Unit）等によるエンジン制御等に用いられる。

次に、サイドスタンドスイッチ５のシール構造（気密保持機構）について説明する。
図３および図４に示すように、ケース部材３１のケース側収納空間３３の天井面とロータ部材３２の大径部３２Ａの上面との間には、接点部３７が配置された空間が設けられている。この空間内に粉塵や泥水などの異物が入ると接点部３７に接触不具合が発生する恐れがあるため、封止する必要がある。ケース部材３１内の空間の気密状態に保持するため、筒状部４０の両端近傍に、すなわち、ケース側貫通孔３６およびケース側収納空間３３の段差部３９に、環状のシール部材５０および環状のシール部材５１が設けられている。

シール部材５０およびシール部材５１は、合成樹脂等の弾性を有する素材からなり、ケース部材３１とロータ部材３２とにより形成される内部空間を封止して、外部から水や埃等の異物がケース部材３１内に侵入することを防止する。

シール部材５１は、ケース部材３１の筒状部４０の内周面４１とロータ部材３２の外周面４２との間を全周に渡って封止する環状の部材であり、ケース部材３１の溝部４３に嵌入される嵌入部５２と、ロータ部材３２と接触するリップ部５３とを備えている。嵌入部５２は、ロータ部材３２の回転軸方向（Ｙ軸方向、図３参照）に突出すると共に環状に形成された円筒状に形成されており、嵌入部５２の一端側の内周面から内方へ向かって襞状に突出してリップ部５３が形成されている。なお、リップ部５３の先端部は上下方向（Ｙ２方向とＹ１方向）へ二股に分かれている。

嵌入部５２は、ケース部材３１の筒状部４０のピボットボルト４側の端部近傍に設けられている環状の溝部４３と嵌合する。詳しくは、嵌入部５２は他端側（図３における上側、Ｙ２側）から溝部４３の内部に圧入され、溝内側壁４４および溝外側壁４５の両方に接している。筒状部４０のピボットボルト４側の端には、嵌入部５２と溝部４３とが嵌合した状態を維持する抜け止め部４６が設けられている。抜け止め部４６は、ケース部材３１をピボットボルト４側から見たときに、溝部４３の内側に突出する部分である。なお、抜け止め部４６は、嵌入部５２と溝部４３とを嵌合させた後に、溝外側壁４５の一部を溝部４３の内側へ突出するように二次加工することで形成される。

図４に示すように、溝部４３へ嵌合されていない状態におけるシール部材５１（図４に破線で示している）の嵌入部５２の幅寸法Ｗ１は、ケース部材３１の溝部４３の幅寸法Ｗ２よりも大きい。このため、嵌入部５２と溝部４３とが嵌合した状態では、嵌入部５２の弾性力によって、図４に白抜き両矢印で示すように、溝内側壁４４および溝外側壁４５の両方に対して圧力（面圧）が生じる。したがって、オイルシールの外周面のみがケース部材に接触している特許文献１の構造に対して、シール部材５１とケース部材３１との接触面積が大きくなり、ケース部材３１側からの水等の浸入防止効果が向上する。例えば、水などの液体がケース部材３１内の空間に達するには溝外側壁４５に沿って進んだ後に溝内側壁４４に沿って進まなければならないので、内部の空間までの沿面距離が長いといえる。

図５に示すように、シール部材５１の環状の嵌入部５２が、全周に渡ってケース部材３１の筒状部４０の環状の溝部４３に嵌入されることにより、シール部材５１によって連続的に封止された部分を形成し、溝部４３の溝内側壁４４と溝外側壁４５との間に保持される。この構成によって、シール部材５１とケース部材３１との接触面における圧力を高くすると共に、インサート成形された金属環６２（図６参照）が無くてもシール部材５１の形状を環状に保持することができる。

図６に示すように、従来のシール部材６１は、シール部材６１を環状に保つための補強部材として、その内部に金属環６２が設けられている。金属環６２によって、白抜き片矢印で示す方向の圧力を生じさせ、シール部材６１をケース部材３１に接触させるとともに、座屈が発生することを防止している。

対して、本実施形態のサイドスタンドスイッチ５は、図４および図５に示すように、ケース部材３１に設けた環状の溝部４３にシール部材５１の環状の嵌入部５２を嵌合する構成により、シール部材５１に金属環６２を設ける必要がないため、製造工程が簡単になる。金属環６２の材料コストおよび金属環６２をシール部材５１にインサート成形するための加工コストが不要となるから、従来よりも製造コストを抑えることができる。

さらに、従来のシール部材６１では、図６に示すように、気密性を確保するために圧力が加えられる面が外側の一面のみであるのに対して、シール部材５１の嵌入部５２は、図４に示すように、溝内側壁４４および溝外側壁４５の両面である。このため、本実施形態のサイドスタンドスイッチ５は、シール部材５１とケース部材３１との面圧が付与された接触面が従来よりも大きくなるから、従来よりも確実に封止することができる。

上述したサイドスタンドスイッチ５では、溝部４３および嵌入部５２を各一つずつ設けた構成を示したが、それぞれ複数としてもよい。これらを複数とすることにより、シール部材５１とケース部材３１との接触面積がさらに大きくなるから、ケース部材３１の気密状態をより確実に保持できる。

なお、上述した実施形態では、二つの開口を有するケース部材３１を備えたサイドスタンドスイッチ５について説明した。しかし、本発明の気密保持機構は、開口を一つだけ有するケース部材を備えたサイドスタンドスイッチに対しても用いることができる。この場合、開口側にのみ設けられてシール部材が嵌入された構造となる。
また、上記実施形態において、スタンドとしてサイドスタンドを例にして説明したが、メインスタンドであってもよい。

１ ：サイドスタンド装置
２ ：ブラケット
３ ：サイドスタンドバー
４ ：ピボットボルト
５ ：サイドスタンドスイッチ
６ ：固定ボルト
７ ：固定ナット
１１ ：板状部
１２ ：貫通ピン
１３ ：軸孔
１５ ：連結部
１６ ：連結部
１７ ：軸孔
１８ ：軸孔
１９ ：係合孔
２１ ：頭部
２２ ：ネジ穴
２３ ：中間部
２４ ：ネジ部
２７ ：フランジ部
３１ ：ケース部材
３２ ：ロータ部材（回転部材）
３２Ａ ：大径部
３２Ｂ ：小径部
３３ ：ケース側収納空間（挿通孔）
３４ ：挟持部
３５ ：カプラ部
３６ ：ケース側貫通口（挿通孔）
３７ ：接点
３７Ａ ：固定端子
３７Ｂ ：回転端子
３８Ａ ：開口
３８Ｂ ：開口端部
３９ ：段差部
４０ ：筒状部
４１ ：内周面
４２ ：外周面
４３ ：溝部
４４ ：溝内側壁
４５ ：溝外側壁
４６ ：抜け止め部
５０ ：シール部材
５１ ：シール部材
５２ ：嵌入部
５３ ：リップ部
６１ ：シール部材
６２ ：金属環
Ｗ１ ：幅寸法
Ｗ２ ：幅寸法

Claims (5)

1. 回転軸を中心に回転可能な回転部材をケース部材が挿通孔に回転可能に保持する機構の、前記挿通孔の内周面と前記回転部材の外周面との間を全周に渡って封止する環状のシール部材を備えた気密保持機構において、
   前記ケース部材は前記挿通孔の開口端部に、前記挿通孔の内部よりも開口が大きく形成された段差部を有し、
   前記段差部には前記挿通孔の前記開口に沿って環状の溝部が設けられ、
   前記シール部材は、前記回転軸方向に突出すると共に環状に形成され前記溝部と嵌合する嵌入部を備えていることを特徴とする気密保持機構。
2. 前記シール部材が弾性を有しており、
   前記溝部と嵌合していない状態における前記嵌入部の幅寸法が、前記溝部の幅寸法よりも大きい、請求項１に記載の気密保持機構。
3. 前記嵌入部が前記溝部に嵌合した状態を保持する抜け止め部を、前記ケース部材が有している、
   請求項１または２に記載の気密保持機構。
4. 前記抜け止め部は、前記ケース部材の一部が前記溝部の内側へ突出して形成されている、
   請求項３に記載の気密保持機構。
5. 請求項１に記載の前記気密保持機構を備えていることを特徴とする、スタンドの位置検出装置。