JP6035188B2 - 鞍乗型車両 - Google Patents

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Description

本発明は、舵角センサーを取り付けるのに好適な構造を有する例えば自動二輪車等の鞍乗型車両に関する。
一般に、舵角センサーは、ステアリングシャフトの軸線上、下端部に設けられている(特許文献1参照)。特許文献1では、前輪を支持するフロントフォークに舵角センサーを設けた例が記載されている。具体的には、フロントフォークは、車体フレームの前端を構成するヘッドパイプに回動自在に取付けられたステアリングステムと、このステアリングステムの下端部に取付けられたブリッジとを有する。このブリッジの下部に舵角センサーが設けられている。
特開2009−184419号公報
従来の舵角センサーは、車体フレームに支持されるケースと、ステアリングシャフトと共に可動するセンサ可動部が相対移動することで、舵角を検出することができる。しかし、専用部品をステアリングシャフトの下部に設置しなければならないため、ステアリングシャフトの構造を専用部品が設置できるように変更したり、新たな専用部品を追加して設置する必要があった。また、舵角センサーに設計変更があった場合に、ステアリングシャフトの構造を変更したり、設計変更する部品と専用部品とが増え、コスト及び部品点数が増加するという問題がある。
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、舵角センサーを取り付ける場合に、ステアリングシャフト上に専用部品を設ける必要がなく、設計変更があったとしても、小変更で済み、しかも、外付けによって簡単に設置することができ、コスト及び部品点数の増加を抑えることができる鞍乗型車両を提供することを目的とする。
本発明は、以下の特徴を有する。
第1の特徴;ステアリングシャフト(42)と、前記ステアリングシャフト(42)を回動可能に支持するヘッドパイプ(16)と、前記ヘッドパイプ(16)から車体(12)の後方に向かって延出するメインフレーム(18)と、前記ステアリングシャフト(42)の上下端に固定されたトップブリッジ(46)及びボトムブリッジ(48)と、前記ヘッドパイプ(16)の上下端の内側に前記ステアリングシャフト(42)を回動可能に支持する上端ベアリング(50)及び下端ベアリング(52)と、前記上端ベアリング(50)と当接し、該上端ベアリング(50)と前記トップブリッジ(46)間に位置し、前記ステアリングシャフト(42)に螺合されたナットであって、且つ、外周部に治具を係合するための係合溝(108)が複数設けられて、ナット本体部(106)から径方向に延出する複数の突部(110)が形成されたスレッドナット(54)と、を有する鞍乗型車両において、前記メインフレーム(18)のうち、前記ヘッドパイプ(16)との接続部分に設けられ、ケーブル(102)の引き出し量に応じたレベルの電気信号を出力するポテンショメーター(100)を着脱可能に固着するブラケット(122)を有し、前記スレッドナット(54)の前記突部(110)は、前記ポテンショメーター(100)から延出する前記ケーブル(102)を固定するケーブル固定部を有し、前記スレッドナット(54)の前記ナット本体部(106)は、前記ケーブル(102)の巻き取りを案内するガイド部(118)を有することを特徴とする。
第2の特徴;前記スレッドナット(54)の前記突部(110)は、前記ナット本体部(106)の上部から径方向に延出し、前記スレッドナット(54)は、さらに、前記ナット本体部(106)の下部から径方向に延出するフランジ部(112)を有し、前記ガイド部(118)は、前記突部(110)と前記フランジ部(112)とで構成されている。
第3の特徴;前記ポテンショメーター(100)は巻き上げ式であり、前記ケーブル(102)を付勢力で巻き上げるようになっている。
第4の特徴;前記ポテンショメーター(100)は、前記ケーブル(102)が前記車体(12)の中心線(La)と平行に延出するように、上面視で、前記ガイド部(118)の一側の接線方向の延長線(Lb)上に位置し、且つ、側面視で、前記スレッドナット(54)の前記ガイド部(118)の延長線(Lc)上で平行になるように配設される。
第5の特徴;前記ポテンショメーター(100)は、前記車体(12)の中心線(La)に対して一方の側に配設され、ステアリング(64)を直進状態にしたときに、前記ケーブル(102)は、前記スレッドナット(54)の前方を通して、前記中心線(La)に対して他方の側で固定される。
第6の特徴;前記ステアリング(64)を前記車体(12)の中心線(La)に対して一方の側にフル転舵したときに、前記ケーブル(102)の固定位置が少なくとも前記車体(12)の中心線(La)を越えて前記一方の側に位置しないように取り付けられている。
第7の特徴;前記ポテンショメーター(100)を保持する前記ブラケット(122)に、前記ケーブル(102)を保護するカバー部材(134)が支持されている。
第8の特徴;前記ポテンショメーター(100)を保持する前記ブラケット(122)は、タンク支持部(126)と共に前記メインフレーム(18)に共締めして固定されている。
第1の特徴によれば、スレッドナットの突部とナット本体部に加工を施したものを用意して、車体に着脱可能に支持するポテンショメーターを取り付けるだけで、ステアリングの回動(舵角)を計測することができる。すなわち、ステアリングシャフト上に専用部品を設ける必要がなく、設計変更があったとしても、小変更で済み、しかも、外付けによって簡単に設置することができ、コスト及び部品点数の増加を抑えることができる。
しかも、スレッドナットに設けられた複数の突部をそれぞれケーブル固定部として機能することから、ポテンショメーターのケーブルの長さに個体差があっても、取り付け位置を選択することができ、汎用性を持たせることができる。
第2の特徴によれば、簡単な構造でケーブルの巻き取りを案内するガイド部を構成することができる。
第3の特徴によれば、巻き上げ式なので、ステアリングの回動に追従して計測することができる。
第4の特徴によれば、ポテンショメーターからのケーブルの引っ張り(引き出し)及びポテンショメーターへの戻りがステアリングの回動に追従しやすくなり、ケーブルの引っ張り、戻りに対する低フリクションを実現させることができる。
第5の特徴によれば、ケーブルの引き出し、戻りがステアリングの両方向の回動に追従しやすくなり、舵角を高精度に検出することができる。
第6の特徴によれば、ポテンショメーターの可動範囲(ケーブルの引き出し、戻りの範囲)にわたって、ケーブルをガイド部に常時接触させることができ、ケーブルの引き出し及び戻りをガイド部を利用した滑らかな動きとすることができる。
第7の特徴によれば、後付けであるもののケーブルの保護を実現することができる。
第8の特徴によれば、タンク支持部を利用してのメインフレームへの取り付けとなっており、余分な取付部を必要とせずにポテンショメーターを保持することができる。
本実施の形態に係る鞍乗型車両に舵角センサーを取り付けた状態を示す右側面図である。 ヘッドパイプ、ステアリングシャフト及びスレッドナットの位置関係を示す断面図である。 鞍乗型車両への舵角センサーの取付状態を一部省略して示す斜視図である。 舵角センサーの取付状態を一部省略して示す側面図である。 舵角センサーの取付状態、特に、ケーブルの先端の固定方法を一部省略して示す説明図である。 車体の中心線と、ガイド部の一側(右側)の接線方向の延長線と、ケーブルの延出方向との関係、並びにスレッドナットの回転中心とケーブルの固定位置との関係を示す説明図である。 舵角センサー、ラップセンサー、セクションセンサー、GPSセンサー及びジャイロセンサーの取付位置の一例を示す平面図である。
本発明に係る鞍乗型車両について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る鞍乗型車両としての自動二輪車12(車体)の右側面図である。なお、発明の理解を容易にするために、特に指示のない限り、図1に示す矢印方向を基準として、前後及び上下の方向を説明すると共に、車体に着座した運転者から見た方向を基準として、左右の方向を説明する。
自動二輪車12は、図1に示すように、車体を構成する車体フレーム14を有し、車体フレーム14は、前端に設けられるヘッドパイプ16と、ヘッドパイプ16から後方且つ斜め下方に延びるメインフレーム18と、メインフレーム18の後端部に接続されるピボットプレート20と、メインフレーム18の中間部に連結され、後方且つ上方に延びるシートフレーム22と、ヘッドパイプ16から、メインフレーム18の下方であって、後方且つ下方に延びるダウンフレーム24とを有する。エンジン26及びエンジン26の後部に一体的に取り付けられる変速機28は、メインフレーム18、ピボットプレート20、及びダウンフレーム24に取り付けられている。また、この自動二輪車12は、シートフレーム22と共に後方に延び、シートフレーム22の両側面及び下面を覆うリアカウル29が取り付けられている。
エンジン26は、単気筒エンジンであり、クランクケース30と、クランクケース30の前方上部に取り付けられるシリンダブロック32と、シリンダブロック32の上端部に取り付けられるシリンダヘッド34と、シリンダヘッド34の上部開口を覆うシリンダヘッドカバー36とを有する。シリンダヘッド34には、排気管38を介してマフラー40が接続されている。
また、自動二輪車12は、ヘッドパイプ16内に回動可能に支持されたステアリングシャフト42と、ヘッドパイプ16の左右にそれぞれ離間して配置された一対のフロントフォーク44と、一対のフロントフォーク44の各上部を連結するトップブリッジ46と、一対のフロントフォーク44の各中央部分を連結するボトムブリッジ48とを有する。
ステアリングシャフト42は、図2に示すように、ヘッドパイプ16の上端部及び下端部にそれぞれ固定された上端ベアリング50及び下端ベアリング52によってヘッドパイプ16に対して回動可能に支持されている。また、ステアリングシャフト42の上端部及び下端部はトップブリッジ46及びボトムブリッジ48にそれぞれ固定されている。さらに、上端ベアリング50とトップブリッジ46間には、上端ベアリング50と当接し、ステアリングシャフト42に螺合されたスレッドナット54を有する。下端ベアリング52の下面はボトムブリッジ48と当接している。従って、スレッドナット54を締め付けることで、上端ベアリング50及び下端ベアリング52への荷重が調整される。なお、トップブリッジ46の上面から突出するステアリングシャフト42の上部に形成されたねじ溝56にはナット58がねじ込まれる。
自動二輪車12は、図1に示すように、左右一対のフロントフォーク44に回転可能に軸支される操舵輪である前輪60と、トップブリッジ46の上部に一対の固定部材62を介して固定されたハンドル64(ステアリング)と、ピボットプレート20に揺動可能に支持される左右一対のスイングアーム66と、左右一対のスイングアーム66の後端部に回転可能に軸支される後輪68と有する。前輪60の上方には、離間した位置にフロントフェンダー70が取り付けられている。フロントフェンダー70の上部にはヘッドパイプ16等を覆うフロントカバー72が取り付けられている。エンジン26の上方には、燃料タンク74が設けられている。燃料タンク74の後方には、シート76が配設されている。
そして、本実施の形態に係る鞍乗型車両は、図3及び図4に示すように、スレッドナット54に、舵角センサー90を取り付けるための工夫がなされている。
先ず、舵角センサー90は、ポテンショメーター100を有し、該ポテンショメーター100は、ケーブル102の引き出し量に応じたレベルの電気信号(電圧信号、電流信号)を出力する。ケーブル102は、筐体104内に設置されたばね部材によって常時筐体104の方向に付勢されている。
通常、スレッドナット54は、ステアリングシャフト42に螺合されたナット本体部106と、該ナット本体部106の外周部に治具を係合するための係合溝108(図6参照)が複数設けられ、ナット本体部106の上部から径方向に延出する複数の突部110とを有する。従って、スレッドナット54を上面から見ると、花びら状を呈する。
そこで、本実施の形態では、ナット本体部106の下部から径方向に延出し、上端ベアリング50に当接するフランジ部112を設け、さらに、各突部110にねじ114が挿通する貫通孔116を設ける。ナット本体部106のうち、フランジ部112と複数の突部110にて挟まれた小径部がケーブル102を巻き取るガイド部118として機能する。
一方、図5に示すように、ポテンショメーター100から延出されるケーブル102の端部には、ねじ114が挿通するリング部材120が固定されている。従って、ケーブル102の端部を、複数の突部110のうち、任意に選択した1つの突部110に位置決めし、その状態で、ねじ114を当該突部110の貫通孔116及びケーブル102のリング部材120に挿通してフランジ部112にねじ込むことにより、ケーブル102の先端をスレッドナット54に固定することができる。すなわち、スレッドナット54に設けられた複数の突部110の貫通孔116はケーブル固定部として機能することになる。
さらに、自動二輪車12は、ポテンショメーター100を固定するためのブラケット122が固着されている。ブラケット122は、図4に示すように、例えば金属製の板部材にて折り曲げ加工されて構成され、メインフレーム18のうち、ヘッドパイプ16との接続部分から後方に向かって下り傾斜とされた部分に固着される。すなわち、ブラケット122は、ボルト124によってタンク支持部126と共にメインフレーム18に共締めして固着される板状の固定部128と、該固定部128からヘッドパイプ16の上端に向かって延在する板状の延長部130と、該延長部130の側部から直立する板状の側板部132とを一体に有する。この側板部132の右側面にポテンショメーター100が着脱可能に支持されている。また、側板部132の左側面に、ポテンショメーター100から引き出されるケーブル102を保護するための保護カバー部材134が回転自在に取り付けられている。保護カバー部材134は、ケーブル102の一方の側から上方を通って他方の側を覆う。
このように、本実施の形態に係る鞍乗型車両は、スレッドナット54の突部110とナット本体部106に加工を施したものを用意して、車体に着脱可能に支持するポテンショメーター100を取り付けるだけで、ハンドル64の回動(舵角)を計測することができる。すなわち、ステアリングシャフト42上に専用部品を設ける必要がなく、設計変更があったとしても、小変更で済み、しかも、外付けによって簡単に設置することができ、コスト及び部品点数の増加を抑えることができる。
スレッドナット54に設けられた複数の突部110のうち、1つの突部110のみをケーブル固定部として機能させた場合、スレッドナット54の締め付けでケーブル102の取り付け位置が変わってしまう。しかし、本実施の形態では、複数の突部110がそれぞれケーブル固定部として機能することから、取り付け位置を選択することができ、汎用性を持たせることができる。この場合、突部110を等間隔で配置することで、容易にケーブル102の長さに応じた位置にケーブル102の先端を固定することができる。
また、スレッドナット54は、ナット本体部106の上部から径方向に延出する複数の突部110と、ナット本体部106の下部から径方向に延出するフランジ部112を有するので、複数の突部110とフランジ部112とでケーブル102の巻き取りを案内するガイド部118を構成することができる。すなわち、複数の突部110がガイド部118を構成するための一部材として兼用するため、ガイド部118を別部材で構成する必要がなくなり、部品点数の増加を抑えることができる。
ポテンショメーター100から引き出されるケーブル102は、筐体104内に設置されたばね部材によって常時筐体104の方向に付勢されている。すなわち、ケーブル102をばね部材によって巻き上げる方式であるため、ハンドル64の回動に追従して舵角を計測することができる。
また、本実施の形態では、ポテンショメーター100が固定されるブラケット122を、ボルト124によってタンク支持部126と共にメインフレーム18に共締めして固定している。この場合、タンク支持部126を利用してのメインフレーム18への取り付けとなっており、余分な取付部を必要とせずにポテンショメーター100を保持することができる。
ここで、ポテンショメーター100の好ましい取り付け方法について図6も参照しながら説明する。
先ず、ポテンショメーター100は、図6に示すように、ケーブル102が車体中心線Laと上面視と側面視とでそれぞれ平行に延出するように位置決めしてブラケット122(図4参照)に取り付けることが好ましい。具体的には、図6に示すように、ポテンショメーター100から延出されたケーブル102を、上面視で、ガイド部118の一側(右側)の接線方向の延長線Lb上に位置させる。さらに、図4に示すように、ポテンショメーター100から延出されたケーブル102を、側面視で、スレッドナット54のガイド部118の延長線Lc(同じ高さを示す延長線)と平行となるように位置させる。
これによって、ポテンショメーター100からのケーブル102の引っ張り(引き出し)及びポテンショメーター100への戻りがハンドル64の回動に追従しやすくなり、ケーブル102の引っ張り、戻りに対する低フリクションを実現させることができる。
また、ポテンショメーター100を、図6に示すように、車体の中心線Laに対して一方の側(例えば右側)に配設し、ハンドル64を直進状態(前輪60が前方を向く位置)にしたときに、ケーブル102は、スレッドナット54の前方を通して、中心線Laに対して他方の側(例えば左側)で固定される。これにより、ケーブル102の引き出し、戻りがハンドル64の両方向の回動に追従しやすくなり、舵角を高精度に検出することができる。
また、スレッドナット54に設けられた複数の突部110のうち、1つの突部110のみに貫通孔116を設けてケーブル固定部として機能させた場合、スレッドナット54の締め付けでケーブル102の取り付け位置が変わってしまう。しかし、本実施の形態では、複数の突部110(図6では、全ての突部110)にそれぞれ貫通孔116を設けて、複数の突部110をケーブル固定部として機能させたので、図6の「A」の位置にある突部110のほか、例えばその前後の突部110(「B」の位置にある突部110や「C」の位置にある突部110)等も取り付け位置として選択することができ、汎用性を持たせることができる。
さらに、本実施の形態では、ハンドル64を車体の中心線Laに対して一方の側(例えば右側)にフル転舵したときに、ケーブル102を支持する突部110が少なくとも車体の中心線Laを越えて一方の側に位置しないように取り付けられている。これにより、ポテンショメーター100の可動範囲(ケーブルの引き出し、戻りの範囲)にわたって、ケーブル102をガイド部118に常時接触させることができ、ケーブル102の引き出し及び戻りをガイド部118を利用した滑らかな動きとすることができる。
なお、図6に示すように、ポテンショメーター100を車体の右側の位置に設置した場合は、左側に位置する複数の突部110のみをそれぞれケーブル固定部として機能させてもよい。もちろん、全ての突部110をケーブル固定部として機能させることで、ポテンショメーター100を車体の右側のほか、左側に設置してもよく、汎用性を持たせることができる。
上述では、舵角センサー90の取り付けについて説明したが、この自動二輪車12には、舵角センサー90のほか、各種センサーを取り付けてもよい。
例えば図3及び図7に示すように、ポテンショメーター100を固定したブラケット122に、ポテンショメーター100のほか、ラップセンサー142(ラップタイムを計測するセンサー)及びセクションセンサー144を取り付ける。例えばブラケット122のうち、タンク支持部126に固定された個所から左右に延びる左側取付部146a及び右側取付部146bを設け、例えば左側取付部146aにラップセンサー142を固定し、右側取付部146bにセクションセンサー144を固定する。舵角センサー90を支持するブラケット122を共用とすることで、コスト及び部品点数の増加を抑えることができる。
また、図3及び図7に示すように、ハンドルバー148の上部に回転自在に張設された取付バー150にGPSセンサー152を設けるようにしてもよい。取付バー150には、通常、円筒状のクッション154が取り付けられるようになっており、GPSセンサー152はこのクッション154にて隠された状態となる。
さらに、図7に示すように、シート76(図1参照)を支持固定するシート支持ステー156にジャイロセンサー158を取り付けてもよい。シート支持ステー156の設置位置は、車体のほぼ中央部分となるため、車体の走行中の傾き等を高精度に検出することができる。
なお、本発明に係る鞍乗型車両は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
12…自動二輪車 14…車体フレーム
16…ヘッドパイプ 18…メインフレーム
22…シートフレーム 24…ダウンフレーム
42…ステアリングシャフト 44…フロントフォーク
46…トップブリッジ 48…ボトムブリッジ
50…上端ベアリング 52…下端ベアリング
54…スレッドナット 64…ハンドル
90…舵角センサー 100…ポテンショメーター
102…ケーブル 106…ナット本体部
108…係合溝 110…突部
112…フランジ部 114…ねじ
116…貫通孔 118…ガイド部
122…ブラケット 124…ボルト
126…タンク支持部 134…保護カバー部材

Claims (8)

  1. ステアリングシャフト(42)と、
    前記ステアリングシャフト(42)を回動可能に支持するヘッドパイプ(16)と、
    前記ヘッドパイプ(16)から車体(12)の後方に向かって延出するメインフレーム(18)と、
    前記ステアリングシャフト(42)の上下端に固定されたトップブリッジ(46)及びボトムブリッジ(48)と、
    前記ヘッドパイプ(16)の上下端の内側に前記ステアリングシャフト(42)を回動可能に支持する上端ベアリング(50)及び下端ベアリング(52)と、
    前記上端ベアリング(50)と当接し、該上端ベアリング(50)と前記トップブリッジ(46)間に位置し、前記ステアリングシャフト(42)に螺合されたナットであって、且つ、外周部に治具を係合するための係合溝(108)が複数設けられて、ナット本体部(106)から径方向に延出する複数の突部(110)が形成されたスレッドナット(54)と、を有する鞍乗型車両において、
    前記メインフレーム(18)のうち、前記ヘッドパイプ(16)との接続部分に設けられ、ケーブル(102)の引き出し量に応じたレベルの電気信号を出力するポテンショメーター(100)を着脱可能に固着するブラケット(122)を有し、
    前記スレッドナット(54)の前記突部(110)は、前記ポテンショメーター(100)から延出する前記ケーブル(102)を固定するケーブル固定部を有し、
    前記スレッドナット(54)の前記ナット本体部(106)は、前記ケーブル(102)の巻き取りを案内するガイド部(118)を有することを特徴とする鞍乗型車両。
  2. 請求項1記載の鞍乗型車両において、
    前記スレッドナット(54)の前記突部(110)は、前記ナット本体部(106)の上部から径方向に延出し、
    前記スレッドナット(54)は、さらに、前記ナット本体部(106)の下部から径方向に延出するフランジ部(112)を有し、
    前記ガイド部(118)は、前記突部(110)と前記フランジ部(112)とで構成されていることを特徴とする鞍乗型車両。
  3. 請求項1又は2記載の鞍乗型車両において、
    前記ポテンショメーター(100)は巻き上げ式であり、前記ケーブル(102)を付勢力で巻き上げるようになっていることを特徴とする鞍乗型車両。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の鞍乗型車両において、
    前記ポテンショメーター(100)は、前記ケーブル(102)が前記車体(12)の中心線(La)と平行に延出するように、上面視で、前記ガイド部(118)の一側の接線方向の延長線(Lb)上に位置し、且つ、側面視で、前記スレッドナット(54)の前記ガイド部(118)の延長線(Lc)上で平行になるように配設されることを特徴とする鞍乗型車両。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の鞍乗型車両において、
    前記ポテンショメーター(100)は、前記車体(12)の中心線(La)に対して一方の側に配設され、ステアリング(64)を直進状態にしたときに、前記ケーブル(102)は、前記スレッドナット(54)の前方を通して、前記中心線(La)に対して他方の側で固定されることを特徴とする鞍乗型車両。
  6. 請求項5記載の鞍乗型車両において、
    前記ステアリング(64)を前記車体(12)の中心線(La)に対して一方の側にフル転舵したときに、前記ケーブル(102)の固定位置が少なくとも前記車体(12)の中心線(La)を越えて前記一方の側に位置しないように取り付けられていることを特徴とする鞍乗型車両。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の鞍乗型車両において、
    前記ポテンショメーター(100)を保持する前記ブラケット(122)に、前記ケーブル(102)を保護するカバー部材(134)が支持されていることを特徴とする鞍乗型車両。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の鞍乗型車両において、
    前記ポテンショメーター(100)を保持する前記ブラケット(122)は、タンク支持部(126)と共に前記メインフレーム(18)に共締めして固定されていることを特徴とする鞍乗型車両。
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