JP2019100411A - サスペンションの荷重調整装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトなサスペンションの荷重調整装置を提供することを目的とする。
また、上記発明において、前記押圧手段は、圧縮気体(83)であっても良い。
さらに、上記発明において、前記圧縮気体(83)は、前記シリンダー(70)とは別体に設けられるチャンバー(81)から供給から供給されても良い。
また、上記発明において、前記チャンバー(81)は、前記電動モーター(72)と前記シリンダー(70)との間に配置されても良い。
また、上記発明において、前記サスペンション(27,227)は、エンジン(10)を備える鞍乗り型車両に搭載され、前記エンジン(10)は、クランクケース(30)と、前記クランクケース(30)から上方に延びるシリンダー部(31)とを備え、前記チャンバー(81)は、前記クランクケース(30)の上方で、前記シリンダー部(31)と前記サスペンション(27,227)との間に配置されても良い。
さらに、上記発明において、前記押圧手段(383)は、機械的なばね(383)であっても良い。
この構成によれば、アクチュエーターによってピストンを駆動して油圧室を圧縮しサスペンションの荷重を増加させる際に、付勢機構は、油圧室を圧縮する方向にピストンを付勢してアクチュエーターを補助するため、アクチュエーターを小型化できる。このため、コンパクトなサスペンションの荷重調整装置を提供できる。また、アクチュエーターを駆動してサスペンションの荷重を減少させる際には、付勢機構によってピストンの移動のオーバーシュートを防止できる。
また、上記発明において、押圧手段は、圧縮気体であっても良い。この構成によれば、シリンダー内に圧縮気体を設ける簡単な構造で、アクチュエーターを補助できる。
また、上記発明において、アクチュエーターは、電動モーターであり、電動モーターのモーター回転軸と、シリンダーのシリンダー軸と、チャンバーの長手方向の軸とは、平行に設けられても良い。この構成によれば、チャンバーをコンパクトに設けることができる。
また、上記発明において、サスペンションは、エンジンを備える鞍乗り型車両に搭載され、エンジンは、クランクケースと、クランクケースから上方に延びるシリンダー部とを備え、チャンバーは、クランクケースの上方で、シリンダー部とサスペンションとの間に配置されても良い。この構成によれば、チャンバーを、クランクケースの上方で、シリンダー部とサスペンションとの間のスペースにコンパクトに設けることができる。
さらに、上記発明において、押圧手段は、機械的なばねであっても良い。この構成によれば、シリンダー内でピストンを挟んで油圧室の反対側に機械的なばねを設ける簡単な構造で、アクチュエーターを補助できる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。なお、図1では、左右一対で設けられるものは、左側のものだけが図示されており、右側のものは符号を含めて不図示である。
自動二輪車1は、車体フレームFにパワーユニットとしてのエンジン10が支持され、前輪2を操舵可能に支持する操舵系11が車体フレームFの前端に操舵可能に支持され、後輪3を支持するスイングアーム12が車体フレームFの後部側に設けられる車両である。自動二輪車1は、運転者が跨るようにして着座するシート13が車体後部の上部に設けられる鞍乗り型車両である。
フロントフレーム14は、ヘッドパイプ16と、左右一対のメインフレーム17,17と、左右一対のピボットフレーム18,18と、ダウンフレーム19と、左右一対のロアフレーム20,20と、上部クロスメンバ21と、下部クロスメンバ22とを備える。
メインフレーム17,17は、ヘッドパイプ16から後下がりに後方へ延びる。
ピボットフレーム18,18は、メインフレーム17,17の後端から下方に延びる。
ダウンフレーム19は、ヘッドパイプ16においてメインフレーム17,17の下方の位置から下方に延びる。
ロアフレーム20,20は、ダウンフレーム19の下端部から左右に分岐してそれぞれ後方に延び、ピボットフレーム18,18の下端部に接続される。
下部クロスメンバ22は、左右のピボットフレーム18,18の下端部を車幅方向に連結する。
リアフレーム15は、メインフレーム17,17及びピボットフレーム18,18に連結される。
スイングアーム12と車体フレームFとの間には、スイングアーム12の揺動を減衰させるサスペンション27が掛け渡される。
エンジン10は、車幅方向に延びるクランク軸を支持するクランクケース30と、クランクケース30の前部から上方に延びるシリンダー部31とを備える。
シリンダー部31は、ピストンを収容するシリンダーブロック31aと、シリンダーブロック31aの上面に結合されるシリンダーヘッド31bと、ヘッドカバー31cとを備える。
エンジン10の出力は、エンジン10の上記変速機の出力軸30bと後輪3との間に巻き掛けられるチェーン32によって後輪3に伝達される。
エンジン10の排気管33は、シリンダーヘッド31bの前面の排気ポートから後方へ延びる。排気管33の後端部は、後輪3の右側方に位置するマフラー34に接続される。
エンジン10の冷却水が循環するラジエーター38は、シリンダー部31の前方に設けられる。
自動二輪車1は、前部燃料タンク39と後部燃料タンク40とを備える。前部燃料タンク39は、ヘッドパイプ16とシート13との間に配置され、後部燃料タンク40は、リアフレーム15の内側に配置される。
運転者が足を乗せるステップ41,41は、ピボットフレーム18,18の下端部に左右一対で設けられる。
また、自動二輪車1は、前輪2を上方から覆うフロントフェンダー43と、後輪3を上方から覆うリアフェンダー44と、サイドスタンド45とを備える。
図1及び図2に示すように、スイングアーム12は、後輪3の左右の側方にそれぞれ配置される一対のアーム部12a,12bと、ピボット軸26と後輪3との間の位置でアーム部12a,12bを左右に連結するクロスメンバ12cとを備える。ピボット軸26は、アーム部12a,12bの前端部に挿通される。また、ピボット軸26はクランクケース30の後端部を支持する。
サスペンション27は、左右のアーム部12a,12bの間、且つクランクケース30の後部30aの後端とクロスメンバ12cとの間を通って上下に延びる。
サスペンション27の下端部は、リンク機構47を介してスイングアーム12に連結される。サスペンション27の上端部は、上部クロスメンバ21から後方に延びるサスペンションステー21aに連結される。
サスペンションシリンダー50及びピストン部材51は、コイルスプリング52のコイルの内周に挿通される。すなわち、コイルスプリング52は、サスペンションシリンダー50及びピストン部材51の周囲に巻装される。
車輪側連結部58は、ピストンロッド56の他端(下端)に設けられる。ピストン側受け部材57は、ピストンロッド56の下部から径方向外側に延びる円板状に形成される。
コイルスプリング52は、シリンダー側受け部材53とピストン側受け部材57との間に圧縮された状態で設けられ、ピストン部材51をサスペンション27の伸張方向に付勢する。
荷重調整装置60は、油圧によってシリンダー側受け部材53を押圧するジャッキ部材61と、ジャッキ部材61に供給する油圧を発生させる油圧発生ユニット62と、油圧発生ユニット62に接続される付勢機構63と、油圧発生ユニット62をジャッキ部材61に接続する油路64と、付勢機構63を油圧発生ユニット62に接続する接続通路65とを備える。
ここで、ジャッキ部材61は、油圧によってシリンダー側受け部材53を押圧するが、この油圧は液圧を意味し、液圧の媒体は油に限定されない。
シリンダー側受け部材53は、サスペンションシリンダー50の外周部50aに対し摺動する筒状部53aと、筒状部53aの軸端に設けられる環状のスプリング受け部53bとを備える。
ジャッキ部材61が装着されることで、サスペンションシリンダー50の周囲には、外周部50a、筒状部53a、外筒61a及びベース部61bによって区画される油室66が形成される。
モーター72は、モーターケース72aがケース73の一側面73aに固定される。詳細には、モーター72は、モーター回転軸72bが一側面73aに略直交する向きで一側面73aに固定される。モーター回転軸72bの軸端に設けられる出力歯車72cは、ケース73内に収納される。
シリンダー70は、軸方向の両端面が閉じた筒形状の容器状に形成される。
油圧室75は、ピストン71とケース73との間に位置する。押圧手段収納室76は、ケース73側をシリンダー70の基端としたとき、シリンダー70の先端側に位置する。
油圧室75とジャッキ部材61の油室66とは、油路64によって連通する。ここで、油路64は、油圧室75と油室66とを繋ぐホースである。シリンダー70の油圧室75で発生する油圧は、油路64からジャッキ部材61の油室66に供給される。
第2歯車79は、第1歯車78に噛み合う歯部79aを外周部に備え、ピストン71の軸部71bの雄ねじ部71cに係合する雌ねじ部79bを内周部に備える。モーター72の回転は、伝達機構74によって減速されてピストン71の軸部71bに伝達される。
軸部71bと端面部70bとの間は、シール部材80によって密閉される。
チャンバー81は、チャンバー軸線81a(チャンバーの長手方向の軸)の軸方向の両端が閉じた筒状の容器である。チャンバー81の軸方向の一端には、接続通路65の一端が接続される接続部81bが設けられる。チャンバー81の軸方向の他端には、圧縮気体82の注入口としてのエアバルブ81cが設けられる。
接続通路65には、接続通路65の圧縮気体の流路を絞る絞り65aが設けられる。
チャンバー81の圧縮気体82は、接続通路65を通って押圧手段収納室76に供給される。すなわち、押圧手段収納室76には、圧縮気体82が充填される。
押圧手段収納室76の圧縮気体82は、ピストン71をシリンダー軸70aの軸方向に押圧する押圧手段83である。押圧手段83は、油圧室75を圧縮する方向である圧縮方向Cに、ピストン71を付勢している。
図3を参照し、荷重調整装置60は、モーター72の回転によってピストン71を駆動することで、ジャッキ部材61の油室66の油圧を変更し、サスペンション27に付される初期荷重を調整する。
サスペンション27の初期荷重は、スプリング受け部53bとピストン側受け部材57との間で圧縮されているコイルスプリング52の反力である。初期荷重の大きさは、コイルスプリング52の自由長からの撓み(圧縮量)に対応する。
ジャッキ部材61の油室66の油圧の大きさに応じてシリンダー側受け部材53がサスペンション27の軸方向に移動し、コイルスプリング52の圧縮量が変化することで、初期荷重が変更される。
ここで、ピストン71を圧縮方向Cに駆動するモーター72の回転を正回転とし、ピストン71を圧縮方向Cの反対側に駆動するモーター72の回転を逆回転とする。また、モーター72の回転は、自動二輪車1の制御部(不図示)によって制御される。
図4では、モーター72の正回転によりピストン71が圧縮方向Cに駆動され、ジャッキ部材61の油室66の油圧が図3の状態よりも増加している。この状態では、シリンダー側受け部材53がコイルスプリング52の反力に抗してピストン側受け部材57側に移動し、コイルスプリング52の圧縮量が増加している。図4の状態では、コイルスプリング52の圧縮量は、図3の状態に比して圧縮量Lだけ増加している。これにより、コイルスプリング52の反力が増加し、サスペンション27の初期荷重が増加する。
図5に示すように、油圧発生ユニット62は、モーター回転軸72bの軸線72dと、シリンダー軸70aと、チャンバー軸線81aとが略平行になるように設けられる。
チャンバー81は、シリンダー70及びモーター72と共にケース73の一側面73a側に配置され、軸方向視において、モーター72とシリンダー70との間のスペースに設けられる。
ピストン71の雄ねじ部71c及び第2歯車79の雌ねじ部79bは、鋸刃ねじである。
鋸刃ねじは、ねじ山が、角ねじ部85と三角ねじ部86とを組み合わせた鋸刃形状に形成される。
雄ねじ部71c及び雌ねじ部79bは、モーター72が正回転してピストン71を圧縮方向Cに駆動する際に、角ねじ部85でピストン71の軸方向の荷重を受けるように設定される。これにより、ねじの効率が高い角ねじ部85によってピストン71を圧縮方向Cに駆動できるため、容量の小さいモーターであってもピストン71を圧縮方向Cに駆動できる。このため、小型のモーター72を使用でき、油圧発生ユニット62をコンパクトにできる。また、三角ねじ部86では、ねじ山の厚さが大きくなるため、ねじ山の強度を確保できる。
この構成によれば、モーター72によってピストン71を駆動して油圧室75を圧縮しサスペンション27の荷重を増加させる際に、付勢機構63は、油圧室75を圧縮する圧縮方向Cにピストン71を付勢してモーター72を補助するため、モーター72を小型化できる。このため、荷重調整装置60をコンパクトにできる。また、モーター72を駆動してサスペンション27の荷重を減少させる際には、付勢機構63によってピストン71の移動のオーバーシュートを防止できる。このため、初期荷重を精度良く調整できる。
また、押圧手段83は、圧縮気体82である。この構成によれば、シリンダー70内に圧縮気体82を設ける簡単な構造で、モーター72を補助できる。
また、アクチュエーターは、電動のモーター72であり、モーター72のモーター回転軸72bと、シリンダー70のシリンダー軸70aと、チャンバー81の長手方向の軸であるチャンバー軸線81aとは、平行に設けられる。この構成によれば、チャンバー81をコンパクトに設けることができる。
また、サスペンション27は、エンジン10を備える自動二輪車1に搭載され、エンジン10は、クランクケース30と、クランクケース30から上方に延びるシリンダー部31とを備え、チャンバー81は、クランクケース30の上方で、シリンダー部31とサスペンション27との間に配置される。この構成によれば、チャンバー81を、クランクケース30の上方で、シリンダー部31とサスペンション27との間のスペースにコンパクトに設けることができる。
以下、図7を参照して、本発明を適用した第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第2の実施の形態は、押圧手段283がサスペンション227のアキュムレーター290から供給される点等が、上記第1の実施の形態と異なる。
サスペンション227は、サスペンションシリンダー50と、ピストン部材51と、コイルスプリング52とを備える。また、サスペンション227は、作動油227aの回路上にアキュムレーター290を備える。
アキュムレーター290は、サスペンションシリンダー50の作動油227aが流入するタンク291と、タンク291内に設けられる風船状の加圧体292とを備える。加圧体292内には、加圧体292を膨張させるガス293が充填されている。ここで、ガス293は、例えば窒素ガスであるが、圧縮空気等であっても良い。
加圧体292は、伸縮可能なゴム等によって構成される。加圧体292は、タンク291内の作動油の油圧に応じて膨張及び収縮する。
押圧手段収納室76のガス293は、ピストン71をシリンダー軸70aの軸方向に押圧する押圧手段283である。押圧手段283は、圧縮方向Cにピストン71を付勢している。すなわち、アキュムレーター290は、圧縮方向Cにピストン71を付勢する付勢機構263としても機能する。
この構成によれば、アキュムレーター290の加圧体292のガス293を利用してピストン71を押圧するため、簡単な構造でモーター72を補助できる。
以下、図8を参照して、本発明を適用した第3の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第3の実施の形態は、押圧手段が機械的なばね383である点等が、上記第1の実施の形態と異なる。
油圧発生ユニット362は、シリンダー70、ピストン71、モーター72、ケース73、及び伝達機構74を備える。
シリンダー70の押圧手段収納室76には、機械的なばね383(押圧手段)が収納される。ばね383は、コイルばねであるが、皿ばね等であっても良い。
本第3の実施の形態によれば、シリンダー70内でピストン71を挟んで油圧室75の反対側に機械的なばね383を設ける簡単な構造で、モーター72を補助できる。
上記第1〜第3の実施の形態では、サスペンション27,227は、後輪3側に設けられるリアサスペンションであるが、前輪2を懸架するフロントサスペンションにサスペンション27を用いても良い。
上記実施の形態では鞍乗り型車両として自動二輪車1を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、前輪または後輪を2つ備えた3輪の鞍乗り型車両や4輪以上を備えた鞍乗り型車両、及びその他の車両などに適用可能である。
10 エンジン
27,227 サスペンション
30 クランクケース
31 シリンダー部
60,260 荷重調整装置
63,263,363 付勢機構
70 シリンダー
70a シリンダー軸
71 ピストン
72 モーター(アクチュエーター、電動モーター)
72b モーター回転軸
75 油圧室
81 チャンバー
81a チャンバー軸線(チャンバーの長手方向の軸)
82 圧縮気体
83,283 押圧手段
290 アキュムレーター
292 加圧体
293 ガス
383 ばね(押圧手段、機械的なばね)
Claims (9)
- シリンダー(70)と、前記シリンダー(70)内に設けられ、前記シリンダー(70)内に油圧室(75)を区画するピストン(71)と、を備え、前記ピストン(71)が発生させる油圧によってサスペンション(27,227)の荷重を調整するサスペンションの荷重調整装置において、
前記ピストン(71)を駆動して前記油圧室(75)を圧縮し、前記サスペンション(27,227)の荷重を増加させるアクチュエーター(72)と、
前記油圧室(75)を圧縮する方向に前記ピストン(71)を付勢する付勢機構(63,263,363)と、を備えることを特徴とするサスペンションの荷重調整装置。 - 前記付勢機構(63,263,363)は、前記シリンダー(70)内において前記ピストン(71)を挟んで前記油圧室(75)の反対側に、前記ピストン(71)を押圧する押圧手段(83,283,383)を備えることを特徴とする請求項1記載のサスペンションの荷重調整装置。
- 前記押圧手段は、圧縮気体(83)であることを特徴とする請求項2記載のサスペンションの荷重調整装置。
- 前記圧縮気体(83)は、前記シリンダー(70)とは別体に設けられるチャンバー(81)から供給されることを特徴とする請求項3記載のサスペンションの荷重調整装置。
- 前記アクチュエーターは、電動モーター(72)であり、
前記電動モーター(72)のモーター回転軸(72b)と、前記シリンダー(70)のシリンダー軸(70a)と、前記チャンバー(81)の長手方向の軸(81a)とは、平行に設けられることを特徴とする請求項4記載のサスペンションの荷重調整装置。 - 前記チャンバー(81)は、前記電動モーター(72)と前記シリンダー(70)との間に配置されることを特徴とする請求項5記載のサスペンションの荷重調整装置。
- 前記サスペンション(27,227)は、エンジン(10)を備える鞍乗り型車両に搭載され、
前記エンジン(10)は、クランクケース(30)と、前記クランクケース(30)から上方に延びるシリンダー部(31)とを備え、
前記チャンバー(81)は、前記クランクケース(30)の上方で、前記シリンダー部(31)と前記サスペンション(27,227)との間に配置されることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載のサスペンションの荷重調整装置。 - 前記サスペンション(227)は、前記サスペンション(227)の作動油の回路上にアキュムレーター(290)を備え、前記アキュムレーター(290)は、内部に充填されたガス(293)によって膨張する加圧体(292)を備え、
前記押圧手段(283)は、前記シリンダーに接続される前記加圧体(292)から供給される前記ガス(293)であることを特徴とする請求項2記載のサスペンションの荷重調整装置。 - 前記押圧手段(383)は、機械的なばね(383)であることを特徴とする請求項2記載のサスペンションの荷重調整装置。
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