JP5647963B2 - 自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクの残量計測装置に係り、特に、液面に浮かぶフロートに連結されたアームの角度変化に基づいて燃料残量を検知するようにした燃料タンクの残量計測装置に関する。

従来から、車両の燃料タンク内で液面に浮かぶフロートと、該フロートに一端部が接続されたアームと、該アームの他端部に連結された回転角度センサとを有し、フロートの上下動をアームの回転角度に変換することで、該回転角度センサの出力に基づいて燃料残量を検知するようにした残量計測装置が知られている。

特許文献１には、厚みのある板状にフロートを形成すると共に、フロートの上下面が液面に対して水平を保ったまま上下動するように、フロートとアームとを相対揺動可能となるように接続した残量計測装置が開示されている。この構造によれば、フロートとアームとを固定する構造に比してアームの可動範囲が広がり、これにより、燃料残量の検出精度を高めることが可能となる。

実開平２−３３１４２号公報

ところで、鞍乗型車両における燃料タンクは、シートとハンドルとの間で車体フレームを上方から覆うように配設するため、車体の下方側に向かうにつれて容量が大きくなるように、その側壁面が傾斜した形状とされることが多い。このため、特許文献１に記載されたような残量計測装置を鞍乗型車両の燃料タンクに適用する場合には、フロートと燃料タンクの側壁面とのクリアランスを大きくする必要があり、その結果アームが短くなるので、アームの作動角が大きくなってしまい、センサの作動角も大きくしなければならない。

また、燃料にガソリンだけでなくアルコールを使用することが想定される機種では、浸水による影響を考慮して回転角度センサの可動部のシール性を高める必要があるが、そうすると可動部の回転抵抗が増加してもスムーズに動作できなくなるため、フロートを大型化させて浮力を稼ぐことで稼動部をスムーズに動作させることができるが、今度は、より一層、燃料タンクの側壁面との干渉が生じやすく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、アームを短縮することなくフロートと燃料タンク内壁面との干渉を避けるようにした自動二輪車用燃料タンクの残量計測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、自動二輪車（１）の車体下方に向かうにつれて車体外方に広がるように傾斜した内壁面（４５）を有する燃料タンク（２５）の残容量を検知するものであって、燃料の液面に浮かぶフロート（６０）と、該フロート（６０）に連結されるアーム（７０）と、該アーム（７０）の他端部を支持して該アーム（７０）の角度変化を検知する回転角度センサ（８０）とを具備した自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置において、前記フロート（６０）は、前記燃料タンク（２５）内の燃料が増加するにつれて、前記燃料タンク（２５）の内壁面（４５）に近づくように構成されており、前記フロート（６０）には、前記燃料タンク（２５）に燃料が満タンとなるＦ点近傍において、前記内壁面（４５）と対向する面取り部（６２）が、前記内壁面（４５）との間に所定の隙間（Ｌ）を有して略平行になるように形成されている点に第１の特徴がある。

また、前記回転速度センサ（８０）の回転軸（８６）が車幅方向に指向しており、前記フロート（６０）は、前記回転速度センサ（８０）から車体前方に延出するアーム（７０）に取り付けられており、前記内壁面（４５）は、前記燃料タンク（２５）の車体前方側に位置する点に第２の特徴がある。

また、前記フロート（６０）は、円柱の一部を、該円柱の側面を通過する平面で切り取ったような形状とされる点に第３の特徴がある。

また、前記燃料タンク（２５）の車幅方向中央の底面には、車体上方に凸形状とされて車体フレーム（２）を上方から覆うまたぎ部（４３）が形成されており、前記回転角度センサ（８０）は、前記燃料タンク（２５）の内部で、前記またぎ部（４３）の上面に取り付けられており、前記フロート（６０）は、前記またぎ部（４３）を避けて車幅方向にオフセットした位置で上下動するように構成されている点に第４の特徴がある。

また、前記またぎ部（４３）を形成する側壁（４４）に、前記燃料タンク（２５）内の燃料を圧送する燃料ポンプ（９０）が取り付けられている点に第５の特徴がある。

また、前記回転角度センサ（８０）は、ポテンショメータである点に第６の特徴がある。

さらに、前記Ｆ点は、前記アーム（７０）の揺動上限位置近傍である点に第７の特徴がある。

第１の特徴によれば、フロートは、燃料タンク内の燃料が増加するにつれて、燃料タンクの内壁面に近づくように構成されており、フロートには、燃料タンクに燃料が満タンとなるＦ点近傍において、内壁面と対向する面取り部が、内壁面との間に所定の隙間を有して略平行になるように形成されているので、傾斜した内壁面を有する燃料タンクに既存の残量計測装置を使用する場合や、フロートの浮力を増すためにフロートを大型化する場合であっても、フロートの形状を変更するのみで、燃料タンクの内壁面とフロートとの干渉を防ぐことができる。これにより、タンクの容量を大きくすることができつつも干渉を避けるためにアームを短縮したりアームの可動範囲を狭くする必要が生じなくなり、残量計測装置の検知精度を保ちながら流用可能な車種を増やすことができる。また、燃料の満タン時においても、フロートとタンク内壁面との干渉を避けながら、両者間の隙間を可能な限り低減してスペースの有効活用を図ることが可能となる。

第２の特徴によれば、回転速度センサの回転軸が車幅方向に指向しており、フロートは、回転速度センサから車体前方に延出するアームに取り付けられており、内壁面は燃料タンクの車体前方側に位置するので、車体前方側に傾斜面を有して自動二輪車に多く適用される燃料タンクに好適な残量計測装置を得ることができる。

第３の特徴によれば、フロートは、円柱の一部を該円柱の側面を通過する平面で切り取ったような形状とされるので、面取り部を有するフロートを比較的簡単な形状で得ることができる。

第４の特徴によれば、燃料タンクの車幅方向中央の底面には、車体上方に凸形状とされて車体フレームを上方から覆うまたぎ部が形成されており、回転角度センサは、燃料タンクの内部で、またぎ部の上面に取り付けられており、フロートは、またぎ部を避けて車幅方向にオフセットした位置で上下動するように構成されているので、車幅方向中央の底面にまたぎ部を有する自動二輪車特有の燃料タンクにおいて、長いアーム長と広い回動範囲を確保して、残容量の検知精度を高めることが可能となる。

第５の特徴によれば、またぎ部を形成する側壁に、前記燃料タンク内の燃料を圧送する燃料ポンプが取り付けられているので、燃料タンク内のスペースを有効利用して燃料ポンプを取り付けることができる。

第６の特徴によれば、回転角度センサは、ポテンショメータであるので、汎用性の高い通常のセンサ素子を用いて、比較的精度の高い残量計測装置を容易に得ることが可能となる。

第７の特徴によれば、Ｆ点は、アームの揺動上限位置近傍であるので、アームが上限値近傍（Ｆ点）に近づくことにより、フロートがタンクの内壁面に近づくが、その様な場合であっても、適切なクリアランスを確保することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクの残量計測装置を適用した自動二輪車の左側面図である。 自動二輪車の正面図である。 乗員の視点から見た自動二輪車の一部拡大図である。 燃料タンクの内部構成を示す断面側面図である。 燃料タンクの残量計測装置の側面図である。 フロートの側面図および平面図である。

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燃料タンクの残量計測装置を適用した自動二輪車１の左側面図である。自動二輪車１は、車体フレーム２に取り付けられたエンジン１７の回転駆動力を後ＷＲに伝達して走行するオフロードタイプの鞍乗型二輪車両である。

車体フレーム２を構成するメインフレーム３の前端には、ステムシャフト（不図示）を回動自在に軸支するヘッドパイプ４が結合されている。ヘッドパイプ４から後方下方に伸びるメインフレーム３には、車体後方へ延出する左右一対のシートフレーム２８が連結されている。メインフレーム３の下端部には、左右一対のピボットプレート５０が連結されている。該ピボットプレート５０には、スイングアーム２３を揺動自在に軸支するピボット軸２０が取り付けられている。

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７は、ステムシャフトの上下に固定されたトップブリッジ５およびアンダブラケット６によって支持されている。トップブリッジ５の上部にはハンドル９が固定されている。フロントフォーク７には、前輪ＷＦの上部を覆うフロントフェンダ１５が固定されており、ハンドル９には左右一対のバックミラー８が取り付けられている。

エンジン１７は、車体後方側でメインパイプ３に固定されると共に、ヘッドパイプ４から下方に延出するハンガフレーム５によって車体前方側からも支持されている。エンジン１７の車体後方側の吸気ポート（不図示）には、スロットルボディおよび燃料噴射装置が設けられた吸気通路５１およびエアクリーナボックス５２が接続されている。一方、エンジン１５の車体前方の排気ポート（不図示）には、車体後端のマフラ３１に連結される排気管１６が接続されている。

エンジン１４の前方下方には、エンジン１４を石はね等から保護するアンダガード５３が取り付けられている。アンダガード５３の後方の車体フレーム２には、シフトペダル１８、足乗せステップ１９およびサイドスタンド２１がそれぞれ取り付けられている。エンジン１４が発揮する回転駆動力は、車幅方向左側に取り付けられたドライブスプロケット（不図示）に巻き掛けられたドライブチェーン２２を介して後輪ＷＲに伝達される。スイングアーム２３は、ピボット軸２０によって車体フレーム２に揺動可能に軸支されると共に、リヤクッション２６を介して車体フレーム２から吊り下げられている。

エンジン１４の上方で、かつメインフレーム３の上部には、給油口４１を有する燃料タンク２５が取り付けられている。燃料タンク２５は、車幅方向中央のメインフレーム３をまたぐような形状を有して、メインフレーム３の左右より下方の位置まで燃料が入るように構成されている。

燃料タンク２５の内部には、燃料ポンプ９０のほか、本発明に係る残量計測装置としての、フロート６０、アーム７０および回転角度センサ８０からなる装置が配設されている。残量計測装置は、燃料の液面に浮かぶフロートの上下動を、アームの回転角度によって検知することで、ポテンショメータ等からなる回転角度センサ８０の出力に基づいて燃料残量を検知するものである。

また、燃料タンク２５の側方から前方にかけては、左右一対のサイドカバー１４が配設されており、その前方には、車体フレーム２に固定されたフロントカバー１３が取り付けられている。フロントカバー１３には、ヘッドライト１２、ウインドバイザ１１および左右一対の前側ウインカ１０が取り付けられている。

リヤフレーム４の上方および側方は、シート２７および左右一対のリヤカバー２９に覆われている。リヤカバー２９の後部には、グラブバー３０が取り付けられており、このグラブバー３０の後端部に、尾灯装置３２、左右一対の後側ウインカ３３およびリヤフェンダ３４が取り付けられている。マフラ３１の下方には、同乗者用の折りたたみ式ステップ２４が左右一対で取り付けられている。

図２は、自動二輪車１の正面図である。また、図３は、乗員の視点から見た自動二輪車１の一部拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、燃料タンク２５には、車体フレーム２のメインフレーム３を避けて上方に凸形状とされるまたぎ部４３が形成されている。燃料タンク２５は、このまたぎ部４３の車幅方向両側に大きな容量を確保するため、車体下方に向かうに従って車体外方に広がるように側壁が傾斜した形状を有する。

回転角度センサ８０は、燃料タンク２５のまたぎ部４３の上面に取り付けられている。アーム７０は、フロート６０がまたぎ部４３に干渉せずに深い部分で上下動できるように、車幅方向中央の回転角度センサ８０から車幅方向左側に延出している。

図３を参照して、燃料タンク２５はシート２７とハンドル９との間に配設されており、給油口４１を頂点としてその周囲の高さが低くなる略山型とされている。これにより、燃料タンク２５の外壁は、車幅方向の外壁だけでなく車体前後方向の外壁も裾広がりに傾斜した形状となる。

フロントフォーク４の上端部を支持するトップブリッジ５には、ハンドル９を固定するためのクランプ３６が設けられている。クランプ３６の車体前方には、メインスイッチのキーシリンダ３７およびメータ装置３５が配設されている。メータ装置３５には、速度計、距離計および燃料計等を表示する液晶表示部７１、ＡＢＳインジケータ７２、ハイビームインジケータ７３、ウインカインジケータ７４、油温インジケータ７５およびニュートラルインジケータ７６が設けられている。

右側のハンドル９には、前輪用の油圧ブレーキのブレーキレバー３９およびリザーブタンク３８、スロットルホルダＳＲが取り付けられている。スロットルホルダＳＲには、エンジンのスタータスイッチ５７が設けられている。左側のハンドル９には、クラッチレバー４０およびスイッチボックスＳＬが取り付けられている。スイッチボックスＳＬには、ハザードランプスイッチ５４、ウインカスイッチ５５およびホーンスイッチ５６が設けられている。

図４は、燃料タンク２５の内部構成を示す断面側面図である。また、図５は、燃料タンクの残量計測装置の側面図であり、図６はフロート６０の側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。前記したように、回転角度センサ８０は、ベースプレート８７を介して、燃料タンク２５のまたぎ部４３の上面に固定されている。

回転角度センサ８０は、本体部８３に設けられた回転軸８６に可動部８４が固定されており、可動部８４が揺動することによって本体部８３に内蔵されたポテンショメータの出力が変化するように構成されている。回転軸８６は車幅方向に指向して設けられており、アーム７０は、この回転軸に垂直をなす揺動面上を揺動する。ポテンショメータの出力は、出力取出部８１に接続された配線８２を介して、制御装置（不図示）等に伝達される。例えば、メータ側に対して残量情報を直接出力してもよい。制御装置は、ポテンショメータの出力に応じて、メータ装置３５（図３参照）内の燃料計を作動させる。

可動部８４には、フロート６０に固定されたアーム７０の他端部が、２つの円環部材８５の下方から差し込まれるようにして取り付けられている。フロート６０は、燃料の液面に浮かぶように中空構造とされる樹脂や金属等で形成されている。この構造により、燃料タンク２５内の液面の変化に伴うフロート６０の上下動を、回転角度センサ８０によって検知することができる。アーム７０は、弾性のある金属等で形成される。

図４を参照して、回転角度センサ８０の可動部８４は、フロート６０およびアーム７０の揺動上限位置と、液面ＰＥの場合のフロート６０の位置（図示破線：Ｅ点）との間の範囲で揺動可能に設定されている。そして、燃料タンク２５の燃料が液面ＰＦに達した点（図示実線：Ｆ点）で燃料計が「ＦＵＬＬ（満状態）」位置を指すと共に、燃料が液面ＰＥに達すると燃料計が「ＥＭＰＴＹ（空状態）」位置を指すように構成されている。

アーム７０は、通常液面ＰＦよりも微小角度上昇したロック位置ＰＬにおいて、機械的なロック手段（ストッパ）にてロックされる。燃料は給油口４１の筒部４２の範囲まで充填することもできるが、本実施形態では、燃料が液面ＰＦに達したＦ点で満タンと判断するように設定されており、燃料が液面ＰＦを超えたり、また、液面ＰＥを下回った場合でも、その間に燃料計の指針は変化しない。なお、図５に示す液面ＰＭは、前記した「ＦＵＬＬ」位置と「ＥＭＰＴＹ」位置との間のある中間位置を示している。

燃料タンク２５内の燃料を高圧ホース９１を介して燃料噴射装置に圧送する燃料ポンプ９０は、車幅方向左側でまたぎ部４３を構成する側壁４４に取り付けられている。

本発明に係る残量計測装置では、燃料が液面ＰＦまたはロック位置ＰＬに到達する場合でも、フロート６０が燃料タンク２５の車体前方側の内壁面４５に接触しないように、フロート６０の本体部６１に面取り部６２が形成されている点に特徴がある。

図６を参照して、フロート６０の本体部６１は、円柱の一部を、該円柱の側面を通過する平面で切り取ったような形状とされており、この切り口が図示ハッチングで示した面取り部６２に相当する。この面取り部６２は、燃料タンク２５に燃料が満たされた状態で内壁面４５と対向するこの構成によれば、傾斜した内壁面４５を有する燃料タンク２５に既存の残量計測装置を使用する場合や、フロート６０の浮力を増すためにフロート６０を大型化する場合であっても、フロート６０の形状を変更するのみで、燃料タンク２５の内壁面４５とフロート６０との干渉を防ぐことができる。これにより、干渉を避けるためにアーム７０を短縮したりアーム７０の可動範囲を狭くする必要が生じないので、残容量の検知精度を保ちながら、残量計測装置を流用可能な車種を増やすことが可能となる。

また、面取り部６２が、燃料タンク２５の内壁面４５との間に所定の隙間Ｌを有して略平行をなすように形成されているため、燃料の満タン時（Ｆ点）においても、フロート６０と内壁面４５との干渉を避けながら、両者間の隙間を可能な限り低減してスペースの有効活用を図ることが可能となる。

なお、フロートやアームの形状、回転角度センサの構造、燃料タンクの形状等は、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、フロートの円柱状部に対する面取り部の角度や面取り部以外のフロート全体の形状等は、車種や燃料タンク形状に合わせて変更することができる。本発明に係る残量計測装置は、自動二輪車に限られず、鞍乗型の三／四輪車等の各種車両に適用することが可能である。

１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…メインフレーム、２５…燃料タンク、４３…またぎ部、４４…側壁、４５…内壁面、６０…フロート、６１…本体部、６２…面取り部、７０…アーム、８０…回転角度センサ、８４…可動部、８６…回転軸、９０…燃料ポンプ、ＰＥ…ＥＭＰＴＹ位置における液面、ＰＦ…ＦＵＬＬ位置における液面、ＰＭ…中間位置における液面、ＰＬ…フロートのロック位置

Claims (5)

1. 自動二輪車（１）の車体下方に向かうにつれて車体外方に広がるように傾斜した内壁面（４５）を有する燃料タンク（２５）の残容量を検知するものであって、燃料の液面に浮かぶフロート（６０）と、該フロート（６０）に連結されるアーム（７０）と、該アーム（７０）の他端部を支持して該アーム（７０）の角度変化を検知する回転角度センサ（８０）とを具備した自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置において、
   前記フロート（６０）は、前記燃料タンク（２５）内の燃料が増加するにつれて、前記燃料タンク（２５）の内壁面（４５）に近づくように構成されており、
   前記フロート（６０）には、前記燃料タンク（２５）に燃料が満タンとなるＦ点近傍において、前記内壁面（４５）と前記フロート（６０）が、前記内壁面（４５）との間に所定の隙間（Ｌ）を有するように形成されており、
   前記回転角度センサ（８０）の回転軸（８６）が車幅方向に指向しており、
   前記フロート（６０）は、前記回転角度センサ（８０）から車体前方に延出するアーム（７０）に取り付けられており、
   前記燃料タンク（２５）の車幅方向中央の底面には、車体上方に凸形状とされて車体フレーム（２）を上方から覆うまたぎ部（４３）が形成されており、
   前記回転角度センサ（８０）は、前記燃料タンク（２５）の内部で、前記またぎ部（４３）の上面に取り付けられており、
   前記フロート（６０）は、前記またぎ部（４３）を避けて車幅方向にオフセットした位置で上下動するように構成されており、
   前記フロート（６０）を車幅方向にオフセットした位置と同じ側でかつ前記フロート（６０）の可動範囲の後ろ側に、長手方向及び短手方向を有して前記燃料タンク（２５）内の燃料を圧送する燃料ポンプ（９０）が、その長手方向を車体後方に向けて後ろ下がりに傾斜するように配置されており、
   前記回転角度センサ（８０）が、前記燃料タンク（２５）の給油口（４１）の筒部（４２）近傍に位置することを特徴とする自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置。
2. 前記フロート（６０）に、前記内壁面（４５）との前記所定の隙間（Ｌ）を確保するための逃げ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置。
3. 前記フロート（６０）の面取り部（６２）と前記内壁面（４５）が略平行となるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置。
4. 前記車体フレーム（２）が、車体後方下方に向かって傾斜した形状とされており、
   前記燃料ポンプ（９０）の長手方向が前記フレーム（２）と平行をなす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自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置。
5. 前記回転角度センサ（８０）は、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自動二輪車用燃料タンクの残量計測装置。