(57)【要約】【課題】  構造が簡単でコストを低減できるストローク検出装置及び該検出装置を備えた自動二輪車を提供する。【解決手段】  作動油が充填されたシリンダ１６と、該シリンダ１６内に相対移動可能に配置されたピストン１７と、該ピストン１７に接続され、シリンダ１６外に突出するピストンロッド１８とを備えた緩衝器９のストローク検出装置であって、前記ピストンロッド１８のシリンダ１６内進入体積の変化量に相当する作動油量を検出する流量計２３と、該検出された作動油量から前記緩衝器９のストロークＬを求めるストローク演算手段２４とを備えた。【選択図】      図２
2009257499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が充填されたシリンダと、該シリンダ内に相対移動可能に配置されたピストンと、該ピストンに接続され、シリンダ外に突出するピストンロッドとを備えた緩衝器のストローク検出装置であって、
前記ピストンロッドのシリンダ内進入体積の変化量に相当する作動油量を検出する流量計と、
該検出された作動油量から前記緩衝器のストロークを求めるストローク演算手段と
を備えたことを特徴とする緩衝器のストローク検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の緩衝器のストローク検出装置において、
前記緩衝器は、前記ピストンロッドのシリンダ内進入体積の変化量に相当する量の作動油を貯留するサブタンクと、該サブタンクと前記シリンダとを接続する連通路とをさらに備え、
前記流量計は前記連通路に配設されている
ことを特徴とする緩衝器のストローク検出装置。
【請求項３】
作動油が充填されたシリンダと、該シリンダ内に相対移動可能に配置されたピストンと、該ピストンに接続され、シリンダ外に突出するピストンロッドとを備えた緩衝器のストローク検出装置であって、
前記緩衝器は、前記シリンダに接続され、前記ピストンロッドの進入体積の変化量に相当する量の作動油を貯留するサブタンクと、該サブタンク内を貯留室とガス室とに画成するフリーピストンとをさらに備え、
前記サブタンク内の作動油の圧力を検出する圧力センサと、
該検出された圧力から前記緩衝器のストロークを求めるストローク演算手段と
を備えたことを特徴とする緩衝器のストローク検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の緩衝器のストローク検出装置において、
前記圧力センサは、前記サブタンクのガス室内の圧力を検出する
ことを特徴とする緩衝器のストローク検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載された緩衝器のストローク検出装置を備えたことを特徴とする自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器のストローク検出装置及び該ストローク検出装置を備えた自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
車高調整の自動化や乗り心地の改善のためには、緩衝器のストロークを検出することが必要となる。このような緩衝器のストローク検出装置として、従来例えば特許文献１に記載されたものがある。このストローク検出センサでは、同文献の図３に記載されているように、シリンダ１０１の底部に非磁性体からなる位置検出スリーブ１１０を立設し、その先端部側をピストンロッド１０２のロッドエンド１０３内に挿通し、該ピストンロッド１０２に後端部が取り付けられ、磁界を発生するセンサ本体１１１を前記位置検出スリーブ１１０内に挿通している。
【特許文献１】実開平６−１２８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記従来のストローク検出センサのセンサ本体１１１は、ロッド外表面に多数の磁石を軸方向に並べて配設する構造が一般的であるため、コスト高となり、採用可能の車両に制約があるといった問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、構造が簡単でコストを低減できるストローク検出装置及び該検出装置を備えた自動二輪車を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明は、作動油が充填されたシリンダと、該シリンダ内に相対移動可能に配置されたピストンと、該ピストンに接続され、シリンダ外に突出するピストンロッドとを備えた緩衝器のストローク検出装置であって、前記ピストンロッドのシリンダ内進入体積の変化量に相当する作動油量を検出する流量計と、該検出された作動油量から前記緩衝器のストロークを求めるストローク演算手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
また本願第２の発明は、作動油が充填されたシリンダと、該シリンダ内に相対移動可能に配置されたピストンと、該ピストンに接続され、シリンダ外に突出するピストンロッドとを備えた緩衝器のストローク検出装置であって、前記緩衝器は、前記シリンダに接続され、前記ピストンロッドの進入体積の変化量に相当する量の作動油を貯留するサブタンクと、該サブタンク内を貯留室とガス室とに画成するフリーピストンとをさらに備え、前記サブタンク内の作動油の圧力を検出する圧力センサと、該検出された圧力から前記緩衝器のストロークを求めるストローク演算手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本願第１の発明によれば、ピストンロッドのシリンダ内進入体積の変化量に相当する作動油量を検出するようにしたので、該検出された作動油量から緩衝器のストロークを求めることができる。即ち、前記ピストンロッドのシリンダ内進入体積の変化量に相当する作動油量をＶ、ピストンロッドの断面積をＳ、緩衝器のストロークをＬとすれば、
Ｖ＝Ｓ×Ｌ
Ｌ＝Ｖ／Ｓ
である。ピストンロッドの断面積Ｓは既知であるから、従って、作動油量Ｖを検出することにより、緩衝器のストロークＬを容易確実に求めることができる。
【０００８】
また本願第２の発明によれば、サブタンク内の作動油の圧力を検出するようにしたので、該検出された圧力から緩衝器のストロークを求めることができる。即ち、サブタンク内の圧力Ｐo と容積Ｖo とは、Ｐo ×Ｖo ＝一定、の関係にある。従って、サブタンク内の圧力がＰ1 に変化した場合のサブタンク内容積の変化量をＶとすれば、
Ｐo ×Ｖo ＝Ｐ1 ×（Ｖo ＋Ｖ）
Ｖ＝Ｖo （Ｐo/Ｐ1 −１）＝Ｓ×Ｌ、
Ｌ＝Ｖo （Ｐo/Ｐ1 −１）／Ｓ
となる。従ってサブタンク内圧力Ｐ1 を検出することにより緩衝器のストロークＬを求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図３は本願第１の発明の第１実施形態による緩衝器のストローク検出装置及び該ストローク検出装置を備えた自動二輪車を説明するための図である。本実施形態でいう前後，左右とは、シートに着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。
【００１１】
図において、１は自動二輪車を示しており、該自動二輪車１は、車体フレーム２と、該車体フレーム２に搭載されたエンジン３と、該エンジン３の前壁に接続された吸気装置５と、上記車体フレーム２のエンジン上方に搭載された燃料タンク４と、該燃料タンク４の後側に搭載されたシート８とを備えている。
【００１２】
また上記車体フレーム２の前端のヘッドパイプ２ａによりフロントフォーク１０が左右操向自在に支持されている。該フロントフォーク１０の下端部には前輪１１が軸支され、上端部には操向ハンドル１２が固定されている。
【００１３】
前記車体フレーム２のメインフレーム２ｂは前記ヘッドパイプ２ａから後斜め下方に延びており、該メインフレーム２ｂに続くリヤアームブラケット部２ｃによりリヤアーム１４が上下揺動可能に支持されている。このリヤアーム１４の後端部に後輪１５が軸支されている。そして前記リヤアーム１４の前部と前記メインフレーム２ｂの途中に設けられたクッションブラケット 2ｄとの間に、後輪懸架装置６が配設されている。
【００１４】
前記後輪懸架装置６は、前記リヤアーム１４と前記リヤアームブラケット部２ｃとの間に接続されたリンク機構７と、該リンク機構７と前記クッションブラケット２ｄとの間に接続された緩衝器９とを備えている。
【００１５】
前記緩衝器９は、いわゆる単筒式のもので、前記後輪１５側に接続されたシリンダ１６と、該シリンダ１６内に摺動可能に挿入配置されたピストン１７と、該ピストン１７に接続されてシリンダ上方に突出するピストンロッド１８と、該緩衝器９を伸び方向に付勢するクッションばね１９とを備えている。
【００１６】
前記シリンダ１６の下端に固定された連結部材１６ａは前記リンク機構７により前記リヤアーム１４に接続されている。また前記ピストン１７は、伸び時に減衰力を発生する伸び側バルブ１７ａと、圧縮時に減衰力を発生する圧側バルブ１７ｂとを備えている。そして前記ピストンロッド１８は中空ロッドからなり、これの下端部１８ａは前記ピストン１７を貫通して下方に突出し、ナット１８ｂにより該ピストン１７に締め付け固定されている。またピストンロッド１８の上端部は連結部材１８ｃにより車体側、具体的には前記クッションブラケット２ｄに接続されている。
【００１７】
前記クッションばね１９は、ピストンロッド１８の上端部に配設された上ばね受け１８ｄと前記シリンダ１６の途中に固定された下ばね受け１６ｂとの間に配設されている。またシリンダ１６の上端面と前記上ばね受け１８ｄとの間には底突き時の衝撃を吸収する弾性部材２２が配設されている。
【００１８】
また前記シリンダ１６には、ピストンロッド１８のシリンダ１６内への進入体積に相当する余剰作動油を貯留するためのサブタンク２１が連通路２０により接続されている。このサブタンク２１は、筒状のタンク本体２１ａと、該タンク本体２１ａ内に摺動自在に配設されたフリーピストン２１ｂとを有する。このフリーピストン２１ｂは前記タンク本体２１ａ内を、前記余剰作動油を貯留する貯留室２１ｄとガス室２１ｃとに画成している。このガス室２１ｃには不活性ガス、例えば窒素ガスが高圧（例えば１０〜２０kgf/cm2 ）で充填されている。
【００１９】
そして前記連通路２０には流量計２３が配設されている。この流量計２３は、緩衝器９が圧縮側にストロークする際のサブタンク２１内の貯留室２１ｄの容積変化量Ｖを計測する。具体的には、前記連通路２０を流れる作動油の流速を計測し、これと作動油の通路面積とを積算することにより容積変化量Ｖ求める。
【００２０】
ここでサブタンク２１内の貯留室２１ｄの容積変化量Ｖはピストンロッド１８のシリンダ内進入体積の変化量Ｑ（＝ピストンロッド断面積Ｓ×ストロークＬ）に等しいので、前記容積変化量Ｖを求めることにより緩衝器のストロークＬを求めることができる。具体的には、
Ｑ＝Ｌ×Ｓ＝Ｖ
Ｌ＝Ｖ／Ｓ
となる。このように緩衝器９のストロークＬはサブタンク内の容積変化量Ｖに比例する（図３参照）。なお、前記ストロークＬの演算は、車載のコントロールユニット２４によって実行される。
【００２１】
本実施形態装置では、後輪１５が例えば路面の凸部を通過する場合には、緩衝器９のシリンダ１６とピストン１７とが相対的に収縮する方向にストロークし、このストロークに応じたピストンロッド１８のシリンダ内進入体積の変化量Ｑと同じ量の余剰作動油が連通路２０を通ってサブタンク２１側に流れ、貯留室２１ｄの容積変化量Ｖとなる。この容積変化量Ｖ、つまりシリンダ側からサブタンク２１側に流れる作動油の量は前記流量計２３により検出され、該検出値に基づいて車載のコントロールユニット２４が緩衝器９の圧縮時のストロークＬを演算する。
【００２２】
また、後輪１５が凹部を通過する場合には、緩衝器９のシリンダ１６とピストン１７とが相対的に伸長する方向にストロークし、このストロークに応じたピストンロッド１８のシリンダ外排出体積と同じ量の作動油が連通路２０を通ってシリンダ１６側に流れる。この作動油量は前記流量計２３により検出され、該検出値に基づいて緩衝器９の伸び時のストロークが演算される。
【００２３】
このように本実施形態では、ピストンロッド１８のシリンダ内進入体積又はシリンダ外排出体積に相当する作動油量を検出するようにしたので、磁石を多数必要とする従来のストローク検出装置に比較して非常に簡単な構造により、従って低コストで緩衝器のストロークを求めることができる。
【００２４】
また、流量計２３をシリンダ１６とサブタンク２１とを接続する連通路２０に配設したので、従来のサブタンクを備えた緩衝器の構造をほとんど変えることなく簡単に流量計２３を取り付けることができ、この点からも低コスト化を実現できる。
【００２５】
なお、前記第１実施形態では、サブタンク２１を備えた単筒式の緩衝器の場合を説明したが、本発明の適用範囲はサブタンクを備えたものに限られない。例えば、前記シリンダ１６の外側にアウタチューブを設け、該アウタチューブとシリンダとの間の空間を余剰作動油の貯留室とするいわゆる複筒式の緩衝器にも適用できる。この場合、前記ピストンロッドのシリンダ内進入体積に相当する作動油は前記貯留室に流入するので、この流入量を計測することにより、前記第１実施形態の場合と同様に緩衝器のストロークを求めることができる。
【００２６】
図４，図５は、本願第２の発明の第２実施形態に係る緩衝器のストローク検出装置を説明するための図であり、図中、図２と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００２７】
本第２実施形態に係る緩衝器９では、サブタンク２１のガス室２１ｃ内に圧力センサ２５が配設されている。この圧力センサ２５は、前記ガス室２１ｃ内の圧力Ｐを検出する。そして該検出された圧力Ｐに基づいてコントロールユニット２４により、前記緩衝器９のストロークＬが演算される。
【００２８】
このように本第２実施形態では、サブタンク２１のガス室２１ｃに圧力センサ２５を設けて、ガス室内圧力Ｐを検出するようにしたので、該検出された圧力Ｐから緩衝器９のストロークＬを求めることができる。即ち、サブタンク２１のガス室内圧力Ｐとガス室容積Ｖとは、Ｐ×Ｖ＝一定、の関係にある。従って、サブタンク２１のガス室内圧力がＰo からＰ1 に変化した場合にガス室内容積がＶｏからＶ1 だけ変化したとすれば、
Ｐo ×Ｖo ＝Ｐ1 ×（Ｖo ＋Ｖ1 ）
Ｖ1 ＝Ｖo （Ｐo/Ｐ1 −１）＝Ｓ×Ｌ、
Ｌ＝Ｖo （Ｐo/Ｐ1 −１）／Ｓ
となり、従って緩衝器９のストロークＬを求めることができる。ガス室内圧力とストロークは比例関係にある（図５参照）。
【００２９】
なお、Ｐo ，Ｖo は、１Ｇ状態（車両を外部荷重なしで自立させた状態）でのガス室２１ｃ内の圧力，容積であり、既知である。またＶ1 は、圧時には負、伸時には正となる。
【００３０】
このように本第２実施形態では、サブタンク２１のガス室２１ｃの、ピストンロッド１８のシリンダ内進入体積又はシリンダ外排出体積に起因する圧力変化を検出するようにしたので、磁石を多数必要とする従来のストローク検出装置に比較して非常に簡単な構造により、従って低コストで緩衝器９のストロークＬを求めることができる。
【００３１】
また、圧力センサ２５をサブタンク２１のガス室２１ｃ内に配設したので、従来のサブタンクを備えた緩衝器の構造をほとんど変えることなく簡単に圧力センサを取り付けることができ、この点からも低コスト化を実現できる。
【００３２】
なお、前記第２実施形態では、サブタンク２１のガス室２１ｃ内の圧力を検出したが、本発明では、サブタンク２１の貯留室２１ｄ内あるいはシリンダ１６の反ピストンロッド側の作動油の圧力を検出するようにしても良い。
【００３３】
さらにまた、本願第１，第２の発明の適用範囲は、自動二輪車の緩衝器に限定されるものではなく、自動車等の他の車両用緩衝器にも勿論適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本願第１の発明の第１実施形態による自動二輪車の左側面図である。
【図２】前記第１実施形態に係る緩衝器を模式的に示す断面側面図である。
【図３】前記第１実施形態におけるサブタンク内容積変化量と緩衝器のストロークとの関係を示す特性図である。
【図４】本願第２の発明の第２実施形態における緩衝器を模式的に示す断面側面図である。
【図５】前記第２実施形態におけるガス室内圧力と緩衝器のストロークとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  自動二輪車
９  緩衝器
１６  シリンダ
１７  ピストン
１８  ピストンロッド
２０  連通路
２１  サブタンク
２１ｂ  フリーピストン
２１ｃ  ガス室
２３  流量計
２４  コントロールユニット（ストローク演算手段）
２５  圧力センサ
Ｌ  ストローク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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