JP6990605B2 - ジャイロセンサの冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、ジャイロセンサの冷却構造に係り、特に、車体のロール角等を計測するジャイロセンサを効率よく冷却するためのジャイロセンサの冷却構造に関する。

従来から、鞍乗型車両等の車体姿勢を検知するジャイロセンサを備え、車体姿勢に応じてヘッドライトの配光特性や駆動源の出力を調整できるようにした構成が知られている。

特許文献１には、自動二輪車のバンク角を検知するためのジャイロセンサを、エンジンの後方に位置する車体重心の近傍に配設することで、車体姿勢の検知精度を高めるようにした構成が開示されている。

特開２０１１－１１５８２号公報

しかし、鞍乗型車両の車体重心の近傍にジャイロセンサを配設すると、ジャイロセンサの発熱に加えてエンジンの熱影響も受けやすくなり、ジャイロセンサを安定的な動作を維持するためにジャイロセンサを冷却する必要性が生じることが考えられる。特許文献１では、このようなジャイロセンサの冷却構造に関して検討されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、車体重心の近傍に配設したジャイロセンサを効率よく冷却することができるジャイロセンサの冷却構造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、エアクリーナボックス（３）と、該エアクリーナボックス（３）に外気（Ｗ）を導入するエアダクト（１３）と、前記エアクリーナボックス（３）に近接配置されるジャイロセンサ（８０）と、前記外気（Ｗ）を導く導風部材（５０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用されるジャイロセンサの冷却構造において、前記導風部材（５０）が、前記エアダクト（１３）に導入された外気（Ｗ）の一部を前記エアクリーナボックス（３）の外方に導く構造とされており、前記導風部材（５０）に導かれた外気（Ｗ）によって、前記ジャイロセンサ（８０）を冷却する点に第１の特徴がある。

また、前記鞍乗型車両（１）の車体フレーム（４）の前端部に、前輪（ＷＦ）の操舵機構を揺動可能に軸支するヘッドパイプ（９）が設けられており、前記エアダクト（１３）の吸気口（１３ａ）が、前記ヘッドパイプ（９）の前方で車体前方に指向して開口しており、前記エアダクト（１３）が、前記吸気口（１３ａ）から車幅方向左右に分岐して前記ヘッドパイプ（９）を迂回し、前記エアクリーナボックス（３）に接続される点に第２の特徴がある。

また、前記導風部材（５０）の車体前端部が、前記エアダクト（１３）から分岐する分岐配管（５２）に接続されている点に第３の特徴がある。

また、前記導風部材（５０）の車体後方側の端部に、前記ジャイロセンサ（８０）を固定する天井面（５９）を有する箱状の台座部（５３）が設けられており、前記天井面（５９）が略水平に指向しており、前記外気（Ｗ）が、前記天井面（５９）に形成された開口（６０）を通って、前記ジャイロセンサ（８０）を下方から冷却する点に第４の特徴がある。

また、前記ジャイロセンサ（８０）を上方から覆って前記台座部（５３）に固定されるカバー部材（７０）を備え、前記カバー部材（７０）の上部に、前記外気（Ｗ）を排出するスリット（７１）が設けられる点に第５の特徴がある。

また、前記台座部（５３）の上流側の前記導風部材（５０）に、前記鞍乗型車両（１）のＥＣＵ（４４）を冷却するための排出口（５７）が設けられている点に第６の特徴がある。

また、前記エアクリーナボックス（３）が、前記鞍乗型車両（１）の燃料タンク（２）の下方に配設されており、前記台座部（５３）が、前記エアクリーナボックス（３）の上面に固定される点に第７の特徴がある。

また、前記台座部（５３）が、車体前方側の厚さ寸法より車体後方側の厚さ寸法の方が大きく形成されると共に、前記エアクリーナボックス（３）の車体後方側に設けられる後下がりの傾斜面（４０ａ）に固定されている点に第８の特徴がある。

さらに、前記導風部材（５０）が板状部材で形成されており、前記導風部材（５０）の下面と前記エアクリーナボックス（３）の上面との間に前記外気（Ｗ）の通路（６１）が形成される点に第９の特徴がある。

第１の特徴によれば、エアクリーナボックス（３）と、該エアクリーナボックス（３）に外気（Ｗ）を導入するエアダクト（１３）と、前記エアクリーナボックス（３）に近接配置されるジャイロセンサ（８０）と、前記外気（Ｗ）を導く導風部材（５０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用されるジャイロセンサの冷却構造において、前記導風部材（５０）が、前記エアダクト（１３）に導入された外気（Ｗ）の一部を前記エアクリーナボックス（３）の外方に導く構造とされており、前記導風部材（５０）に導かれた外気（Ｗ）によって、前記ジャイロセンサ（８０）を冷却するので、車体姿勢の検知精度を高めるために車体重心に近いエアクリーナボックスの近傍にジャイロセンサを配設し、ジャイロセンサの発熱およびエンジンの熱影響を受けやすくなった場合でも、エアダクトから導入される外気を利用してジャイロセンサを積極的に冷却することが可能となる。

第２の特徴によれば、前記鞍乗型車両（１）の車体フレーム（４）の前端部に、前輪（ＷＦ）の操舵機構を揺動可能に軸支するヘッドパイプ（９）が設けられており、前記エアダクト（１３）の吸気口（１３ａ）が、前記ヘッドパイプ（９）の前方で車体前方に指向して開口しており、前記エアダクト（１３）が、前記吸気口（１３ａ）から車幅方向左右に分岐して前記ヘッドパイプ（９）を迂回し、前記エアクリーナボックス（３）に接続されるので、走行風が強く当たる場所にエアダクトの吸気口を配置して、エアダクトに効率よく外気を導入することが可能となる。これにより、ジャイロセンサを冷却する導風部材に効率よく外気を導入することができる。

第３の特徴によれば、前記導風部材（５０）の車体前端部が、前記エアダクト（１３）から分岐する分岐配管（５２）に接続されているので、簡単な構成で外気を導風部材に導くことが可能となり、導風部材およびジャイロセンサの配置自由度を高めることができる。

第４の特徴によれば、前記導風部材（５０）の車体後方側の端部に、前記ジャイロセンサ（８０）を固定する天井面（５９）を有する箱状の台座部（５３）が設けられており、前記天井面（５９）が略水平に指向しており、前記外気（Ｗ）が、前記天井面（５９）に形成された開口（６０）を通って、前記ジャイロセンサ（８０）を下方から冷却するので、略水平に指向する天井面にジャイロセンサを固定することで、ジャイロセンサを略水平に配設して検出精度を高めやすくすると共に、ジャイロセンサの全体を均等に冷却することが可能となる。また、導風部材がジャイロセンサの台座を兼ねることで部品点数を削減することが可能となる。

第５の特徴によれば、前記ジャイロセンサ（８０）を上方から覆って前記台座部（５３）に固定されるカバー部材（７０）を備え、前記カバー部材（７０）の上部に、前記外気（Ｗ）を排出するスリット（７１）が設けられるので、カバー部材によってジャイロセンサを保護しつつ、ジャイロセンサを冷却して暖められた空気をカバー部材の上方に排気することが可能となる。また、スリットの開口面積を変更することで、ジャイロセンサの冷却効果を調整することができる。

第６の特徴によれば、前記台座部（５３）の上流側の前記導風部材（５０）に、前記鞍乗型車両（１）のＥＣＵ（４４）を冷却するための排出口（５７）が設けられているので、導風部材に導入された外気を用いて、ジャイロセンサのみならずＥＣＵの冷却も行うことが可能となり、部品点数を低減することができる。

第７の特徴によれば、前記エアクリーナボックス（３）が、前記鞍乗型車両（１）の燃料タンク（２）の下方に配設されており、前記台座部（５３）が、前記エアクリーナボックス（３）の上面に固定されるので、鞍乗型車両の燃料タンクとエアクリーナボックスとの間にジャイロセンサが配設されることとなり、車体の重心位置に近い位置にジャイロセンサが配設されることで、ジャイロセンサによる車体姿勢の検出精度を高めることが可能となる。

第８の特徴によれば、前記台座部（５３）が、車体前方側の厚さ寸法より車体後方側の厚さ寸法の方が大きく形成されると共に、前記エアクリーナボックス（３）の車体後方側に設けられる後下がりの傾斜面（４０ａ）に固定されているので、ジャイロセンサを略水平に固定しつつ、台座部の後方側を外気の膨張室として機能させて外気の内圧を安定させることができる。

第９の特徴によれば、前記導風部材（５０）が板状部材で形成されており、前記導風部材（５０）の下面と前記エアクリーナボックス（３）の上面との間に前記外気（Ｗ）の通路（６１）が形成されるので、エアクリーナボックスの上面を利用して外気の通路を形成して、導風部材の軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るジャイロセンサの冷却構造を適用した自動二輪車の左側面図である。 自動二輪車の右側面図である。 自動二輪車の正面図である。 エアクリーナボックスおよびエアダクトの斜視図である。 エアクリーナボックスを車体後方側から見た斜視図である。 導風部材の斜視図である。 導風部材の平面図である。 台座部にジャイロセンサおよびカバー部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 図８のIX－IX線断面図である。 図８のX－X線断面図である。

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ジャイロセンサの冷却構造を適用した自動二輪車１の左側面図である。また、図２は同右側面図であり、図３は同正面図である。鞍乗型車両としての自動二輪車１の車体フレーム４は、ヘッドパイプ９から車体後方に延出する左右一対のメインフレーム５を有する。ヘッドパイプ９に揺動自在に軸支される前輪ＷＦの操舵系は、車軸１７によって前輪ＷＦを軸支する左右一対のフロントフォーク１５と、ヘッドパイプ９の上下でフロントフォーク１５をクランプするトップブリッジ８およびボトムブリッジ１１と、トップブリッジ８およびボトムブリッジ１１を互いに連結してヘッドパイプ９に軸支されるステアリングステム（不図示）とからなる。前輪ＷＦのホイール１６には、左右一対のブレーキディスク３３が固定されており、フロントフォーク１５に固定されるフロントブレーキキャリパ３４と共に前輪ＷＦ側の油圧ブレーキシステムが構成される。フロントフォーク１５の上部には、操向ハンドル６が固定されている。

メインフレーム５の後方下部には、スイングアーム２３を揺動可能に軸支するピボット１９を支持する左右一対のピボットプレート２０が接続されている。メインフレーム５の下部には、４サイクルＶ型４気筒のエンジンＥが固定されている。エンジンＥの燃焼ガスは、排気管を介して車幅方向右側のマフラ３７に導かれる。エンジンＥの駆動力は、スイングアーム２３の後端に回転自在に軸支された後輪ＷＲに伝達される。

ヘッドパイプ９の前方には、防風スクリーン７を備えるフロントカウル１０が配設されている。フロントカウル１０の下方には、左右一対のサイドカウル２８が連結されており、サイドカウル２８の下端部には、エンジンＥの下部を覆うアンダカウル２１が連結されている。前輪ＷＦの上部を覆うフロントフェンダ１４は、フロントフォーク１５に固定されている。メインフレーム５の上部には、燃料タンク３１およびエアクリーナボックス３の上部を覆うタンクカバー２が取り付けられている。タンクカバー２に取り付けられるシート３０の後方には、リヤカウル２９が配設されている。後輪ＷＲの上部を覆うリヤフェンダ２７は、スイングアーム２３の上部に固定されている。

スイングアーム２３の後端部には、車軸２４によって後輪ＷＲが回転自在に軸支されている。エンジンＥの出力軸１８から出力される駆動力は、ドライブチェーン（不図示）を介して後輪ＷＲのホイール２５に車幅方向左側に固定されたドリブンスプロケット２６に伝達される。後輪ＷＲのホイール２５の車幅方向右側には、ブレーキディスク３５が固定されており、スイングアーム２３の下側に配設されるリヤブレーキキャリパ３６と共に後輪ＷＲ側の油圧ブレーキシステムが構成される。スイングアーム２３は、ピボット１９の後方に配設されるリヤクッション３２によって車体フレーム４に吊り下げられている。

メインフレーム５の車幅方向外側には、エアクリーナボックス３の下部に外気を導くエアダクト１３が左右一対で配設されている。エアダクト１３は、フロントフォーク１５の車幅方向外側を通ってヘッドパイプ９の前方で集合し、フロントカウル１０の車幅方向中央に設けられた開口１２に接続される。エンジンＥの車体前方にはラジエータ３９が配設されている。本実施形態に係る自動二輪車１の重心Ｇは、エアダクト１３の後端近傍の車幅方向中央に位置する。

図４は、エアクリーナボックス３およびエアダクト１３の斜視図である。また、図５はエアクリーナボックス３を車体後方側から見た斜視図である。外気を濾過するエアフィルタを収納するエアクリーナボックス３は、硬質樹脂や繊維強化樹脂で形成された上側半体４０および下側半体４１によって構成されている。下側半体４１の左右側面には、エアダクト１３の後端部に接続される吸気開口４３が形成されており、エアフィルタで濾過された外気は、下側半体４１の下部からエンジンＥの吸気通路に供給される。

繊維強化樹脂で形成される中空構造のエアダクト１３は、フロントカウル１０の開口１２に接続される吸気口１３ａを有する前側部材１３ｂと、前側部材１３ｂの後端部に連結される左右一対の後側部材１３ｃとからなる。前側部材１３ｂは、吸気口１３ａの後方でフロントフォーク１５を迂回するように車幅方向左右に分岐して、後側部材１３ｃの前端部に連結される。車幅方向右側の後側部材１３ｃには、エアダクト１３に導入された外気Ｗの一部をエアクリーナボックス３の外部に導く分岐通路５２が設けられている。

エアクリーナボックス３の上側半体４０の上面には、分岐通路５２に導入された外気Ｗの通路を構成する導風部材５０が取り付けられている。導風部材５０の前端部は、下側半体車幅方向右側寄りの下側半体４１の前方で、ゴムホース５１を介して分岐通路５２に接続される。導風部材５０の後端部には、箱状の台座部５３（図５参照）が設けられており、この台座部５３の天井面にジャイロセンサ８０が固定される。ジャイロセンサ８０の上方は、台座部５３に固定されるカバー部材７０（図４参照）によって覆われる。このジャイロセンサ８０の配置によれば、自動二輪車１の重心Ｇに近接していることで、ジャイロセンサ８０による車体姿勢の検出精度を高めることが可能となる。ジャイロセンサ８０には、自動二輪車１のロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の角速度を検出する周知のデバイスを適用することができる。

上記したように、導風部材５０に導入する外気Ｗは、分岐通路５２によってエアダクト１３から導くので、簡単な構成で外気Ｗを導風部材５０に導くことが可能となり、導風部材５０およびジャイロセンサ８０の配置自由度を高めることができる。また、エアダクト１３の吸気口１３ａが車幅方向中央の車体前端部に設けられているので、走行風を効率よくエアダクト１３に導入して、導風部材５０に外気Ｗを積極的に供給することができる。

上側半体４０の車幅方向中央の前方寄りの位置には、略直方体のＥＣＵ４４が配設される凹部４２が形成されている。ＥＣＵ４４は、この凹部４２に貼り付けられるクッション素材４２ａを介して上側半体４０にフローティングマウントされる。導風部材５０の車体前方側は、ＥＣＵ４４を避けるように車幅方向右側にオフセットすると共に、車幅方向中央に設けられる台座部５３に向かうにつれて車幅方向の寸法が大きくなる形状とされる。導風部材５０を上側半体に固定する締結部材５４は、不図示の電装部品を支持する部材としても機能する。

図６は、導風部材５０の斜視図である。また、図７は同平面図である。導風部材５０は、車体前方側でＥＣＵ４４の側方に配設される細身部５６と、細身部５６の後方に連結される幅広部５８と、幅広部５８の後端部に接続される箱状の台座部５３とを繊維強化樹脂等の薄板部材によって一体形成して構成されている。細身部５６の前端部には、分岐通路５２に接続するための筒状部５５が取り付けられている。

細身部５６から幅広部５８にかけての部分では、導風部材５０の下面と上側半体４０の上面との間に外気Ｗの通路が形成される。通路の高さ寸法は、細身部５６において最も大きく、幅広部５８に向かうにつれて小さくなるように構成されている。

幅広部５８の後端に連なる台座部５３には、ジャイロセンサ８０が固定される天井面５９が設けられている。略水平に指向する天井面５９の中央には、外気Ｗを排出する開口６０が形成されている。この構成により、開口６０から上方に向けて排出される外気Ｗがジャイロセンサ８０の下面に当接することとなり、ジャイロセンサ８０の全体を均等に冷却することが可能となる。また、略水平に指向する天井面５９にジャイロセンサ８０を固定することで、ジャイロセンサ８０を略水平に配設して検出精度を高めやすくすることができる。さらに、導風部材５０がジャイロセンサ８０の台座を兼ねることで、部品点数を削減することが可能となる。

一方、細身部５６の車幅方向内側の側面には、外気Ｗの一部をＥＣＵ４４の側方に導く３つの排出口５７が設けられている。排出口５７に導かれた外気Ｗは、クッション素材４２ａによって形成されるＥＣＵ４４と凹部４２との間の隙間を通って、ＥＣＵ４４の下面を冷却する。これにより、導風部材５０に導入された外気Ｗを用いて、ジャイロセンサ８０のみならずＥＣＵ４４の冷却も行うことが可能となり、部品点数を低減できる。

図８は、台座部５３にジャイロセンサ８０およびカバー部材７０を取り付けた状態を示す斜視図である。薄板状のカバー部材７０は、４カ所の孔部７２に挿入される締結部材によって、台座部５３の天井面５９に固定されている。カバー部材７０の上面には、外気Ｗを排出するスリット７１が設けられている。カバー部材７０によれば、ジャイロセンサ８０を保護しつつ、ジャイロセンサ８０を冷却して暖められた空気をカバー部材７０の上方に排気することが可能となる。また、スリット７１の開口面積を変更することで、ジャイロセンサの冷却効果を調整することができる。カバー部材７０の側面には、ジャイロセンサ８０のハーネスが通る切り欠き７３が形成されている。

図９は、図８のIX－IX線断面図である。また、図１０は、図８のX－X線断面図である。図９，１０では、各断面線に対応する他の部品も示している。前記したように、細身部５６から幅広部５８にかけての部分では、導風部材５０の下面と上側半体４０の上面との間に外気Ｗの通路６１が形成され、この通路６１の後端部に台座部５３が連結される。

台座部５３は、車体前方側の厚さ寸法より車体後方側の厚さ寸法の方が大きく形成され、エアクリーナボックス３の上側半体４０に設けられる後下がりの傾斜面４０ａに固定されている。これにより、ジャイロセンサ８０を略水平に固定しつつ、台座部５３の後方側を外気Ｗの膨張室として機能させて、外気Ｗの内圧を安定させることができる。

上記したように、本発明に係るジャイロセンサの冷却構造によれば、導風部材５０が、エアダクト１３に導入された外気Ｗの一部をエアクリーナボックス３の外方に導く構造とされており、導風部材５０に導かれた外気Ｗによってジャイロセンサ８０を冷却するので、車体姿勢の検知精度を高めるために車体重心に近いエアクリーナボックス３の近傍にジャイロセンサ８０を配設し、ジャイロセンサ８０の発熱およびエンジンＥの熱影響を受けやすくなった場合でも、エアダクト１３から導入される外気を利用してジャイロセンサ８０を積極的に冷却することが可能となる。

なお、エアダクトやエアクリーナボックスの形状や構造、導風部材の形状や材質、台座部の形状や構造、排出口や開口の形状、ジャイロセンサの構造等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るジャイロセンサの冷却構造は、自動二輪車に限られず、エアダクトおよびエアクリーナボックスを有する３輪車や４輪車等に適用することが可能である。

１…自動二輪車（鞍乗型車両）、３…エアクリーナボックス、４…車体フレーム、９…ヘッドパイプ、１０…フロントカウル、１３…エアダクト、１３ａ…吸気口、１３ｂ…前側部材、１３ｃ…後側部材、３１…燃料タンク、４０…上側半体、４０ａ…傾斜面、４１…下側半体、４２…凹部、４２ａ…クッション素材、４３…吸気開口、５０…導風部材、５２…分岐通路、５６…細身部、５７…排出口、５８…幅広部、５９…天井面、６０…開口、７０…カバー部材、７１…スリット、８０…ジャイロセンサ、Ｅ…エンジン、Ｇ…自動二輪車の重心、Ｗ…外気（走行風）

Claims (8)

1. エアクリーナボックス（３）と、該エアクリーナボックス（３）に外気（Ｗ）を導入するエアダクト（１３）と、前記エアクリーナボックス（３）に近接配置されるジャイロセンサ（８０）と、前記外気（Ｗ）を導く導風部材（５０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用されるジャイロセンサの冷却構造において、
   前記導風部材（５０）が、前記エアダクト（１３）に導入された外気（Ｗ）の一部を前記エアクリーナボックス（３）の外方に導く構造とされており、
   前記導風部材（５０）に導かれた外気（Ｗ）によって、前記ジャイロセンサ（８０）を冷却し、
   前記導風部材（５０）の車体前端部が、前記エアダクト（１３）から分岐する分岐配管（５２）に接続されていることを特徴とするジャイロセンサの冷却構造。
2. 前記鞍乗型車両（１）の車体フレーム（４）の前端部に、前輪（ＷＦ）の操舵機構を揺動可能に軸支するヘッドパイプ（９）が設けられており、
   前記エアダクト（１３）の吸気口（１３ａ）が、前記ヘッドパイプ（９）の前方で車体前方に指向して開口しており、
   前記エアダクト（１３）が、前記吸気口（１３ａ）から車幅方向左右に分岐して前記ヘッドパイプ（９）を迂回し、前記エアクリーナボックス（３）に接続されることを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサの冷却構造。
3. 前記導風部材（５０）の車体後方側の端部に、前記ジャイロセンサ（８０）を固定する天井面（５９）を有する箱状の台座部（５３）が設けられており、
   前記天井面（５９）が略水平に指向しており、
   前記外気（Ｗ）が、前記天井面（５９）に形成された開口（６０）を通って、前記ジャイロセンサ（８０）を下方から冷却することを特徴とする請求項１または２に記載のジャイロセンサの冷却構造。
4. 前記ジャイロセンサ（８０）を上方から覆って前記台座部（５３）に固定されるカバー部材（７０）を備え、
   前記カバー部材（７０）の上部に、前記外気（Ｗ）を排出するスリット（７１）が設けられることを特徴とする請求項３に記載のジャイロセンサの冷却構造。
5. 前記導風部材（５０）の車体後方側の端部に、前記ジャイロセンサ（８０）を固定する天井面（５９）を有する箱状の台座部（５３）が設けられており、
   前記台座部（５３）の上流側の前記導風部材（５０）に、前記鞍乗型車両（１）のＥＣＵ（４４）を冷却するための排出口（５７）が設けられてい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ジャイロセンサの冷却構造。
6. 前記エアクリーナボックス（３）が、前記鞍乗型車両（１）の燃料タンク（２）の下方に配設されており、
   前記台座部（５３）が、前記エアクリーナボックス（３）の上面に固定されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のジャイロセンサの冷却構造。
7. 前記台座部（５３）が、車体前方側の厚さ寸法より車体後方側の厚さ寸法の方が大きく形成されると共に、前記エアクリーナボックス（３）の車体後方側に設けられる後下がりの傾斜面（４０ａ）に固定されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のジャイロセンサの冷却構造。
8. 前記導風部材（５０）が板状部材で形成されており、
   前記導風部材（５０）の下面と前記エアクリーナボックス（３）の上面との間に前記外気（Ｗ）の通路（６１）が形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のジャイロセンサの冷却構造。

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