CN101332846A

CN101332846A - 转向减震装置

Info

Publication number: CN101332846A
Application number: CNA2008101261484A
Authority: CN
Inventors: 古屋谦
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2008-12-31
Also published as: JP5142793B2; JP2009029403A

Abstract

本发明提供一种转向减震装置。转向轴(2)贯穿固定到摩托车的车身(A)上的前管(1)。转向轴(2)联接到所述摩托车的前轮和方向把。双杆式线性阻尼器装到转向轴(2)中。当转向轴(2)相对于车身(A)转动时，与活塞杆(6a、6b)中的一个的外圆周上的丝杆部分(11)相啮合的进给丝母(12)使所述线性阻尼器工作。通过将线性阻尼器装入转向轴(2)中，可以使用于布置转向减震装置的空间最小化。进给丝母(12)将转向轴(2)的转动角位移转换为活塞杆(6a、6b)的轴向位移，使得弯曲载荷不作用到活塞杆(6a、6b)上。

Description

转向减震装置

技术领域

本发明涉及一种转向减震装置，其用于在行驶期间抑制摩托车前轮和方向把的非故意的横摆。

背景技术

日本专利局1996年出版的JPH08-011761A公开了一种转向减震器，其用于抑制在行驶期间由于摆动或者反冲引起的摩托车前轮和方向把的非故意的横摆或者横摆振动。

该转向减震器由双杆式线性阻尼器构成，线性阻尼器具有固定到活塞两端的一对活塞杆，而活塞容纳在缸部中以便自由地滑动。该一对活塞杆从缸部中轴向地伸出。可以从外部调整对活塞在缸部中的轴向位移的阻力。

缸部连接到摩托车的车身，并且一对活塞杆中的一个在偏离方向把的转向中心的位置连接到方向把。

当转动所述方向把时，缸部和连接到方向把的活塞杆沿轴向收缩或者伸长，使活塞在缸部中轴向位移。在缸部中由所述活塞隔开两个油室，工作油根据活塞在缸部中的位移经由节流孔在两个油室之间流动。工作油通过节流孔的流动阻力产生了抑制前轮和方向把横摆的阻尼力。

发明内容

在根据现有技术的转向减震器中，当前轮和方向把发生横摆或者横摆振动时，不仅有轴向载荷而且有弯曲载荷施加到活塞杆上。弯曲载荷可以成为妨碍转向减震器平稳运作的一个因素。此外，活塞杆必须具备足够的强度来承受弯曲载荷。

在根据现有技术的转向减震器中，线性阻尼器独立于车身和方向把移位，并且需要用于将缸部连接到车身的支架和用于将活塞杆连接到方向把的支架。结果转向减震器可能与摩托车的其它附件发生干涉。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于摩托车的转向减震装置，其不用承受弯曲载荷并且不需要大的安装空间。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于摩托车的转向减震装置，在摩托车中，前轮和方向把连接到车身以便可沿横摆方向位移。摩托车包括随着前轮和方向把的横摆相对于车身进行转动角位移的转向轴。该装置包括线性阻尼器和位移转换机构。线性阻尼器设置在转向轴中并且包括进行线性运动的部件。位移转换机构将转向轴的转动角位移转换成所述部件的线性运动。

本发明的细节以及其它的特征和优点在说明书的剩余部分中阐述并且示出在附图中。

附图说明

图1是摩托车的主要部分的平面示意图，其示出了根据本发明的转向减震装置的布局。

图2是沿着图1中II-II线截取的、包括转向减震装置的摩托车的主要部分的纵截面图。

图3A和3B是根据本发明的滚珠丝杠部分和导管之间的连接结构的放大横截面图。

图4与图2相类似，但是示出了本发明的另一个实施例。

具体实施方式

根据本发明的转向减震装置具有抑制由前轮的摆动或者反冲引起的摩托车前轮和方向把的非故意的横摆或者横摆振动的功能，并且具有如下所述的构造。

参照图1和2，前管1固定到摩托车车身A的前端。中空转向轴2同轴地贯穿前管1。

一对前叉F支撑着前轮。该一对前叉F的上端固定到上叉支架B1和下叉支架B2上。转向轴2的下端与下叉支架B2压配合，而转向轴2的上端贯穿上叉支架B1并且通过螺母2a固定到上叉支架B1上，所述螺母2a拧紧在转向轴2的上端的外圆周上。

转向轴2由前管1支撑，并且可通过布置在前管1的内圆周上的一对轴承3自由地旋转。

方向把固定到所述叉支架B1和B2上。

当叉支架B1和B2与方向把和前轮一起沿前轮的横摆方向，即沿图1的顺时针方向或者逆时针方向转动移位时，转向轴2相对于前管1转动。

线性阻尼器安装在转向轴2的内部空间中。

线性阻尼器包括固定到转向轴2的内圆周表面上的缸部4，容纳在缸部4中并可自由地沿轴向和转动方向滑动的活塞5，和固定到活塞5的两端并从缸部4中沿轴向伸出的一对相同直径的活塞杆6a和6b。活塞5和活塞杆6a、6b均作为所述线性阻尼器的进行线性运动的部件。在缸部4的内侧，由活塞5分隔两个油室R1和R2。油室R1和R2中充满了工作油。在如下描述中，活塞杆6a被称为上活塞杆6a，而活塞杆6b被称为下活塞杆6b。

在本实施例中，缸部4装配在转向轴2的内圆周表面上。也可以去掉缸部4而将活塞5布置成直接在转向轴2的内圆周表面上滑动。在这种情况下，油室R1和R2形成在转向轴2的内部空间中，由活塞5分隔。通过去掉缸部4，可以增加油室R1和R2的横截面积，并且可以减少转向减震装置的部件数量。

在活塞5中，伸长阻尼阀5和压缩阻尼阀5b彼此并列地安装，其中，所述伸长阻尼阀5允许油在预定流动阻力下从油室R1流向油室R2，同时防止油在相反方向上流动，压缩阻尼阀5b允许油在预定流动阻力下从油室R2流向油室R1，同时防止油在相反方向上流动。伸长阻尼阀5a和压缩阻尼阀5b具有相同的规格。已知的阻尼阀可以用作阻尼阀5a和5b。

作为在活塞5中设置阻尼阀5a和5b的代替，可以在缸部4的外部设置连接通道以连接油室R1和R2，并且阻尼阀5a和5b可以并列地安装在连接通道中。还可以用单个阀或者节流孔来代替阻尼阀5a和5b。

通过使活塞5的承受油室R1中的工作油压力的受压面积和活塞5的承受油室R2中的工作油压力的受压面积相等，并且使伸长阻尼阀5a和压缩阻尼阀5b具有相同的规格，活塞5的压缩冲程中的阻尼力特性和在活塞5的伸长冲程中的阻尼力特性相同。

在车身A和方向把之间的转动相对位移，或者换句话说，前管1和转向轴2之间的转动相对位移通过位移转换机构转换为活塞5的线性运动。转向减震装置包括滚珠丝杠(ball screw)10和转动防止单元20。

滚珠丝杠10包括形成为上活塞杆6a的一部分的丝杆部分11，和固定到转向轴2的内圆周表面上的、用作进给丝母(feedscrew)的滚珠螺母12。所述滚珠螺母12经由轴承滚珠与丝杆部分11的外圆周啮合。螺旋槽形成在丝杆部分11的外圆周表面中和滚珠螺母12的内圆周表面中，并且轴承滚珠插入到这些槽之间。这是滚珠丝杠的已知结构。

转动防止单元20包括导管21，该导管21与从丝杆部分11向上延伸的上活塞杆6a的上端部分6c的外圆周啮合。导管21布置成允许上活塞杆6a的上端部分6c的轴向位移，同时防止上端部分6c的相对于导管21在转动方向上的位移。各种各样的啮合结构都可以用于导管21和上活塞杆6a的上端部分6c以实现上述功能。

图3A和3B示出了导管21和上活塞杆6a的上端部分6c的啮合结构的实例。

参照图3A，上活塞杆6a的上端部分6c形成为非圆形的横截面形状，并且装配到具有相同的横截面内部形状的导管21中。

参照图3B，上活塞杆6a的上端部分6c和导管21经由几对直线凹槽和插入在凹槽之间的轴承滚珠相互啮合。

导管21的上部与连杆L的一端固定地接合，连杆L的另一端固定到车身A上。包括如上所述结构在内的各种各样已知的接合结构都可以用于导管21和连杆L之间的接合。

在如上所述构造的滚珠丝杠10和转动防止单元20的情况下，当方向把相对于车身A转动时，方向把固定其上的所述叉支架B1和B2与转向轴2、缸部4、滚珠螺母12一起绕活塞5和活塞杆6a、6b旋转。

当转向轴2相对于丝杆部分11形成其上的活塞杆6a旋转时，固定到转向轴2上的滚珠螺母12起进给丝母的作用以在活塞杆6a上施加推力，引起活塞杆6a的轴向位移。因此，活塞5在缸部4内沿轴向位移。随着活塞5在缸部4内轴向位移，工作油通过阻尼阀5a或者5b在油室R1和油室R2之间流动，并且由于阻尼阀5a或者5b的流动阻力而在阻尼阀5a或者5b中产生阻尼力。如此产生的阻尼力抑制了方向把的转动角位移，从而缓和了方向把的突然转动。

由前轮的摆动或者反冲所引起的前轮的横摆运动经由一对前叉F传递到叉支架B1和B2，从而使叉支架B1和B2绕活塞5以及活塞杆6a和6b转动。在这种情况下，同样，转向减震装置产生阻止叉支架B1和B2相对于车身A的转动角位移的阻尼力，如方向把操作的情况一样。从而抑制了前轮的非故意的横摆或者横摆振动。

因为产生阻尼力的减振缸是双杆式的，因此，在摩托车行驶的状态下，不论叉支架B1和B2的转动方向和转动角如何，转向减震装置显示出恒定的阻尼特性。

根据本发明的转向减震装置的大多数构件，包括线性阻尼器，布置在贯穿前管1的转向轴2中，而不暴露于转向轴2的外部。因此，用于转向减震装置的前管1的外部空间较小。

此外，因为位移转换机构将转向轴2的转动角位移转换成线性阻尼器的线性运动，所以，在活塞杆6a、6b上没有施加弯曲载荷。因此，根据本发明，在结构方面获得了更可取的效果。

在如上所述的实施例中，转动防止单元20布置在上活塞杆6a的上端部分6c的周围，但是其他的布置也是可以的。

具体地，下活塞杆6b可以穿透到转向轴2下方的空间，并且其贯穿端可以和连杆L的一端相接合，所述连杆L的另一端固定到车身A上。如果在叉支架B2下方存在有用于设置连杆L的空间，则转动防止单元20可以这样构造。

此外，如图2所示的整个转向减震装置还可以倒置。

参照图4，将说明本发明的另一个实施例。该实施例与第一实施例的不同之处在于滚珠丝杠10和转动防止单元20之间的位置关系以及转动防止单元20的结构。

用于转动防止单元20的滚珠花键，其包括花键轴部分22，其形成在上活塞杆6a上、丝杆部分11下方；和花键毂23，花键轴部分22贯穿该花键毂23。花键轴部分22在外圆周表面中具有多个直线凹槽，并且花键毂23在内圆周表面中具有相同数量的直线凹槽。花键毂23固定到转向轴2的内圆周上。轴承滚珠介于花键轴部分22的每一个凹槽和花键毂23的每一个凹槽之间，以允许花键轴部分22相对于花键毂23的轴向位移，同时防止花键轴部分22相对于花键毂23的转动角位移。

滚珠螺母12经由轴承13由转向轴支撑，以可自由地转动。连杆L的一端固定地连接到滚珠螺母12上，连杆L的另一端被固定到车身A上。

当方向把相对于车身A转动时，方向把固定于其上的叉支架B1和B2与转向轴2、缸部4、花键毂23、活塞5和活塞杆6a、6b一起，相对于前管1和经由连杆L固定到车身A上的滚珠螺母12进行转动角位移。

结果，在滚珠丝杠10中，起进给丝母作用的滚珠螺母12施加推力到上活塞杆6a上，引起上活塞杆6a的轴向位移。结果，活塞5在缸部4中沿轴向位移。

根据活塞5在缸部4中的轴向位移，工作油通过阻尼阀5a或者5b在油室R1和油室R2之间流动，并且由于阻尼阀5a或者5b的流动阻力在阻尼阀5a或者5b中产生阻尼力。如此产生的阻尼力抑制了方向把的转动角位移，从而缓和了方向把的突然转动。

由前轮的摆动或者反冲所引起的前轮的横摆运动通过一对前叉F也传递到叉支架B1和B2。于是所述叉支架B1和B2与转向轴2、活塞5以及活塞杆6a和6b一起旋转。在这种情况下，同样，转向减震装置产生阻止所述叉支架B1和B2相对于车身A的转动角位移的阻尼力。从而抑制了前轮的非故意的横摆或者横摆振动，如方向把操作的情况一样。

根据本实施例，活塞杆6a、6b以及活塞5没有相对于缸部4转动，而是仅仅沿轴向位移。这样的结构防止布置在活塞5和缸部4之间的密封构件以及布置在活塞杆6a、6b和缸部4之间的密封构件变得扭曲，由此在所述密封构件的耐用性方面取得了更可取的效果。

在本实施例中，也可以将包括花键轴部分22和花键毂23的滚珠花键布置在缸部4的下方。具体地，花键轴部分22形成在下活塞杆6b上，而只有丝杆部分11形成在上活塞杆6a上。

根据这种布置，通过利用花键毂23支撑下活塞杆6b的一端，防止了下活塞杆6b的端部相对于转向轴2的振动。从而使活塞杆6a、6b保持与缸部4恒定地同轴，这有利于所述转向减震装置的稳定运行。

根据如上所述的任一实施例，包括线性阻尼器在内的转向减震装置的大多数部件都没有暴露到转向轴2的外部。因此，可以使用于转向减震装置的转向轴2的外部空间最小化。此外，因为位移转换机构将转向轴2的转动角位移转换成线性阻尼器的线性运动，没有在活塞杆6a、6b上施加弯曲载荷。根据本发明，在结构方面也获得了可取的效果。

2007年6月29日在日本提交的特愿2007-172146，以及2008年4月4日提交的特愿2008-098110的内容通过引用包含于此。

虽然本发明已经参照某些实施例说明如上，但是本发明并不局限于如上所述的实施例。本领域的技术人员能够想到的上述实施例的变型和变化，都落入权利要求书的范围内。

例如，本发明不受前叉F的形状或者类型的影响。包括连接到方向把的外管和连接到前轮的内管的倒置型前叉，或者包括连接到方向把的内管和连接到前轮的外管的正立型前叉，都可以与根据本发明的转向减震装置结合。

主张独占所有权或者特权的本发明的实施例如本发明的权利要求所定义。

Claims

1.一种转向减震装置，用于前轮和方向把连接到车身(A)从而可沿横摆方向位移的摩托车，所述摩托车包括随着前轮和方向把的横摆相对于所述车身(A)进行转动角位移的中空的转向轴(2)，所述转向减震装置包括：

设置在所述转向轴(2)中的线性阻尼器，所述线性阻尼器包括进行线性运动的部件(5、6a、6b)；以及

位移转换机构，其将所述转向轴(2)的转动角位移转换成所述部件(5、6a、6b)的所述线性运动。

2.根据权利要求1所述的转向减震装置，其特征在于，所述线性阻尼器包括缸部(4)，该缸部(4)固定到所述转向轴(2)的内圆周表面上，所述部件(5、6a、6b)包括容纳在所述缸部(4)中的活塞(5)和固定到所述活塞(5)上并从所述缸部(4)中轴向伸出的一对活塞杆(6a、6b)。

3.根据权利要求2所述的转向减震装置，其特征在于，所述位移转换机构包括滚珠丝杠(10)和进给丝母(12)，所述滚珠丝杠(10)包括形成在所述活塞杆(6a、6b)中的一个的外圆周表面中的螺旋槽，所述进给丝母(12)和所述螺旋槽相啮合并且在所述进给丝母(12)相对于所述螺旋槽转动的同时轴向驱动所述活塞杆(6a、6b)。

4.根据权利要求3所述的转向减震装置，其特征在于，所述位移转换机构还包括连杆(L)和转动防止单元(20)，所述连杆(L)将所述进给丝母(12)连接到所述车身(A)使得所述进给丝母(12)不相对于所述车身(A)转动，所述转动防止单元(20)在允许所述活塞杆(6a、6b)中的一个相对于所述转向轴(2)轴向位移的同时防止其进行转动角位移。

5.根据权利要求4所述的转向减震装置，其特征在于，所述转动防止单元(20)包括固定到所述转向轴(2)的内圆周表面上的花键毂(23)和形成在所述活塞杆(6a、6b)中的一个的外圆周表面上并且花键联接到所述花键毂(23)的花键轴部分(22)。

6.根据权利要求3所述的转向减震装置，其特征在于，所述位移转换机构还包括转动防止单元(20)和固定到所述转向轴(2)的内圆周表面上的进给丝母(12)，所述转动防止单元(20)在允许所述活塞杆(6a、6b)相对于所述车身(A)轴向位移的同时防止所述活塞杆进行转动角位移。

7.根据权利要求3所述的转向减震装置，其特征在于，所述转动防止单元(20)包括导管(21)和连杆(L)，所述导管(21)花键联接到所述活塞杆(6a、6b)中的一个的外圆周，所述连杆(L)将所述导管(21)连接到所述车身(A)使得所述导管(21)不相对于所述车身(A)转动。

8.根据权利要求2所述的转向减震装置，其特征在于，所述线性阻尼器包括阻尼阀(5a、5b)，所述阻尼阀(5a、5b)产生阻止油在所述缸部(4)中的由所述活塞(5)分隔的两个油室(R1、R2)之间流动的阻尼力。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的转向减震装置，其特征在于，所述摩托车包括支撑所述前轮的一对前叉(F)以及连接前叉(F)和方向把的竖向的一对叉支架(B1、B2)，并且所述转向轴(2)固定到所述竖向的一对叉支架(B1、B2)上。

10.根据权利要求1到8中任一项所述的转向减震装置，其特征在于，所述摩托车包括固定到所述车身(A)上的前管(1)，并且所述转向轴(2)贯穿所述前管(1)且通过轴承(3)由所述前管(1)支撑以自由地转动。