JP2001301681A - ステアリングダンパシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低速走行時のステアリングの操作性、操縦性
の改善と、急加速時の車輪の浮き上がり時におけるハン
ドルの振り込みの抑制とを、小型かつローコストな構成
にて実現可能にする。 【解決手段】 ハンドル側および車体側の一方に取り付
けられたシリンダ１と、ハンドル側および車体側の他方
に取り付けられて、シリンダ１内を摺動しながら二油室
Ａ、Ｂに隔成するピストン２を有するピストンロッド３
とを有し、二油室Ａ、Ｂを接続するバイパス油路６の途
中に、このバイパス油路を流れる作動油の流量を調整す
る流量調整弁７を設けて、車輪９の回転力を受けて駆動
される油圧ポンプ１１により、車輪９の回転速度に応じ
た制御油圧を流量調整弁７に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に使用される
緩衝装置、例えば、自動二輪車のフロントフォークに作
用する前輪の浮き上がり時の横力に対して、ハンドリン
グの安定化を図るステアリングダンパシステムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年は、大型（大排気量）の自動二輪車
が登場し、レース車並のハイスピード走行が可能になっ
た。この結果、うねり路の頂上付近や荒れた路面では、
前輪が浮き上がりやすい状況が発生している。また、そ
の絶大なるパワー故に大きな加速感が得られるが、一
方、加速時に前輪が浮き気味になることがしばしば起っ
ている。

【０００３】ところが、このような前輪の浮き上がり時
に路面凹凸に起因する横力を受けると、接地力による抵
抗がないためにハンドルが振られることとなり、目標と
するコースから外れてしまう。このとき、ハンドリング
でコースを修正しようとすると、横力の変化に対応でき
ず、横力減少時に逆に振り込みを生じて、振れを増幅さ
せ、結果的に転倒につながるという問題があった。

【０００４】一方、このようなハンドルの不安定動作に
伴う危険を回避するために、従来の操舵振動防止を含め
て、ステアリングダンパの装着要求が高まってきた。こ
のステアリングダンパによれば、自動二輪車の前輪サス
ペンション側のフロントフォークに作用する横力に抵抗
して、ハンドリングの安定化を図ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなステアリングダンパを装備することによって、ハン
ドルに上記横力に対応する抵抗を得ることが可能になる
が、ステアリングダンパの減衰力が低いと、その横力に
対応する抵抗が小さくなってしまい、一方、減衰力を高
めると、大舵角操作を行う取り回し時や低速走行時には
操舵が重くて、操作性、操縦性が悪化してしまうという
問題があった。

【０００６】これに対し、ステアリングダンパの減衰力
を調整式にして、車速に応じて減衰力を切り換えれば、
適正な操作や操舵が可能になると考えられるが、このた
めに一般的といわれる電子制御方式を採用した場合に
は、切り換え機能を有するダンパ、切り換えアクチュー
タ、車速検出器および各種機器の状態把握と制御のため
のコントローラがそれぞれ必要になり、その結果、関連
機器の設置などとも合わせて高額の費用および大きな装
着空間が必要になり、経済的、スペース的に実現が難し
いという問題があった。

【０００７】本発明は、上記のような問題を解決するも
のであり、車速に応じて減衰力を調整可能にして、低速
走行時のハンドルの操作性、操縦性の改善と急加速時を
含む高速走行時の前輪の浮き上がり時における横力によ
るハンドルの振り込みの抑制とを、小型かつローコスト
な構成にて確実に実現できるステアリングダンパシステ
ムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のために、
本発明にかかるステアリングダンパシステムは、ハンド
ル側および車体側の一方に取り付けられたシリンダと、
ハンドル側および車体側の他方に取り付けられて、シリ
ンダ内を摺動しながら二油室に隔成するピストンを有す
るピストンロッドとを有し、二油室を接続するバイパス
油路の途中に、このバイパス油路を流れる作動油の流量
を調整する流量調整弁を設け、車輪の回転により駆動さ
れる油圧ポンプにより、車輪の回転速度に応じた制御油
圧を上記流量調整弁に供給するようにしたものである。

【０００９】この態様によれば、自動二輪車などの急加
速時には、油圧ポンプから高レベルの制御油圧を流量調
整弁に供給して、シリンダ内の二室を結ぶバイパス油路
を急速に閉じさせることができ、これによりステアリン
グダンパとしての減衰力を高め、ハンドルの大きな振り
込みを防止し、フロントフォークに作用する横力にも抵
抗できるようになる。また、低速度ではステアリングダ
ンパの減衰力を低く抑え、ハンドルの操作性、操縦性を
良好にできる。

【００１０】また、本発明にかかるステアリングダンパ
システムは、バイパス油路および流量調整弁をシリンダ
本体内に格納したものである。この態様により、ステア
リングダンパ本体の構成の簡素化と小型化を実現してい
る。

【００１１】また、本発明にかかるステアリングダンパ
システムは、ピストンに二油室に連通するオリフィスを
設けたものである。この態様により、流量調整弁が完全
に閉塞しても、ピストンの動きがロックするのを回避可
能にしている。

【００１２】また、本発明にかかるステアリングダンパ
システムは、流量調整弁を、スプリングにより支持され
て、油圧ポンプからの制御油圧の大きさに応じてシリン
ダ本体内を摺動するスプールと、このスプールに設けら
れて上記バイパス油路に対する開口量を調整する油通路
とから構成したものである。

【００１３】この態様により、流量調整弁は圧力平衡特
性を有し、比較的小さい制御入力（制御油圧）によりバ
イパス油路を流れる高圧の油量制御を小型の構成にて容
易に実現している。

【００１４】また、本発明にかかるステアリングダンパ
システムは、油圧ポンプを、回転ケーブルを介して車輪
の回転により駆動するようにしたものである。この態様
により、油圧ポンプの吐出圧にもとづく流量調整弁の作
動が、車速の変化に対して誤差や遅れを生じるのを回避
可能にしている。

【００１５】また、本発明にかかるステアリングダンパ
システムは、油圧ポンプをスクリュポンプとしたもので
ある。この態様により、油圧ポンプの内部リークを行わ
せるリリーフ弁の使用を省けるようにし、ステアリング
ダンパシステムのコストダウンを図ることができる。

【００１６】また、本発明にかかるステアリングダンパ
システムは、流量調整弁に、この流量調整弁に形成され
た油室内の作動油をスプールに作用させるスクリュポン
プを一体に設けたものである。この態様により、ステア
リングダンパシステム全体の構成のコンパクト化と組付
作業性の向上を図れるようにしている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
について説明するが、図１は、本発明のステアリングダ
ンパシステムの構成を示す概念図であり、同図におい
て、１は、自動二輪車のハンドル側および車体側のいず
れか一方、例えば、車体側に取り付けられるブロック状
のシリンダで、このシリンダ１内には二油室Ａ，Ｂを隔
成するピストン２が摺動自在に設けられている。

【００１８】このピストン２は、両端にピストンロッド
３を有し、これらのピストンロッド３はシリンダ１の両
端に設けられたシール部材４によって油密的にかつ出入
自在に支承されている。一方、これらのピストンロッド
３のいずれかの一端部がハンドル側に取り付けられる。
また、ピストン２の外周にはシールリング５が装着され
ており、このピストン２の摺動時に、シリンダ１の内周
面とピストン２の外周面との間隙を通して二油室Ａ，Ｂ
間に作動油が洩れるのを防止している。さらに、ピスト
ン２には二油室Ａ，Ｂに連通する小径のオリフィス２ａ
が設けられ、ピストン２の動きが完全にロックするのを
回避可能にしている。

【００１９】また、シリンダ１本体の肉厚内には、二油
室Ａ，Ｂに連通するバイパス油路６が設けられ、このバ
イパス油路６の途中に流量調整弁７が設けられている。
この流量調整弁７は、二油室Ａ，Ｂ間を流れる作動油量
を調整するように機能し、詳細は後述の通りである。

【００２０】一方、車輪としての自動二輪車における前
車輪９の車軸部には、その前車輪９の回転を取り出す回
転ケーブル１０の一端が取り付けられ、この回転ケーブ
ル１０の他端には、前車輪９の回転により駆動される油
圧ポンプ１１が接続されている。なお、この回転ケーブ
ル１０は、車体前部の速度計に回転を伝える従来の回転
ケーブルとは独立して油圧ポンプ駆動専用に設けたり、
あるいは、その速度計用に設けられた回転ケーブルにギ
ャ機構を介して分岐接続した回転ケーブルを用いること
も任意である。

【００２１】油圧ポンプ１１は、回転ケーブル１０を介
して、前車輪９により駆動され、油タンク１２内の作動
油を、油路１３を通じて上記流量調整弁７に供給する。
この流量調整弁７は、図２に示すように、シリンダ１の
肉厚内に形成された円柱状の格納穴１４と、この格納穴
１４内に軸方向摺動自在に収納されたスプール１５と、
このスプール１５を収納した格納穴１５の開口部に嵌合
された蓋部材１６とを有する。

【００２２】また、格納穴１４の底部にはスプール１５
を常時上方へ付勢するスプリング１７が配置されてお
り、そのスプール１５の外周には、上記バイパス油路６
に対する開口量を調整するリング状に切欠された油通路
１８が形成されている。さらに、スプール１５の外周に
はこのスプール１５の外周面と格納穴１４の内周面との
間隙をシールするシールリング１９が設けられている。

【００２３】さらに、上記蓋部材１６には油圧ポンプ１
１からの作動油を油路１３を通じて受ける油通路２０が
設けられ、この油通路２０端に臨む上記スプール１５の
上面には、油通路２０から送られる作動油（油圧ポンプ
１１の吐出圧）を受ける凹所２１が設けられている。な
お、２２は、シリンダ１の一部に設けられて、これを車
体側へ取り付けるための取付孔、２３は、ピストンロッ
ド３端に設けられて、これをハンドル側へ取り付けるた
めの取付孔である。

【００２４】次に、動作を説明するが、まず、車両が走
行しない停止状態にあっては、油圧ポンプ１１は駆動さ
れないため、流量調整弁７の上記油通路２０内には油圧
の供給がない。このため、スプール１５は、スプリング
１７の反発力を受けて図２に示す状態にあり、油通路１
８がバイパス油路６を大きく開いて、二油室Ａ，Ｂ間で
移動する作動油の流れを自由にしている。

【００２５】従って、ピストン２のシリンダ１内におけ
る摺動は自由であり、車体に対するステアリングの動き
も自由となる。このため、二輪車における通常の運転開
始後の低速走行も円滑、安全に行われる。

【００２６】一方、二輪車が走行を始めると、前車輪９
の回転とともに回転ケーブル１０も同時に回転し、油圧
ポンプ１１が駆動されて、油タンク１２内の作動油が流
量調整弁７の油通路２０からスプール１５上面の凹所２
１に送り込まれる。つまり、スプール１５に対して下方
向への油圧力が作用する。

【００２７】前車輪９の回転速度が未だ低い場合には、
この回転速度に対応する油圧力分の作動油が油圧ポンプ
１１から上記凹所２１に加えられる。このため、この油
圧とスプリング１７の反発力とがバランスした位置まで
スプール１５が移動して止まり、この移動量に応じた量
だけ油通路１８のバイパス通路６に対する開口量が縮小
される。これにより、ピストン２の動きも抑えられ、ス
テアリングダンパの減衰力量が次第に大きくなってい
く。

【００２８】一方、二輪車の車速がさらに上昇していく
と、上記油圧ポンプ１１の油圧（吐出圧）が上昇し、従
って、流量調整弁７のスプール１５は、スプリング１７
に抗してさらに下降する。このため、油通路１８とバイ
パス油路６とのラップ量がさらに縮まり、これらを通過
する作動油の流動抵抗が増大して、ステアリングダンパ
の減衰力がさらに高まる。

【００２９】これにより、高速走行時でのステアリング
の操作を重くかつ緩慢にし、仮に、急加速時などのよう
に前輪が浮き上がるようなときに路面の凹凸に起因する
横力を受けても、ハンドルが振られるのを防止できるた
め、運転姿勢が不安定になることはない。

【００３０】これに対し、車速が高速から次第に低下し
ていく場合には、その車速変化に比例して油圧ポンプ１
１からの作動油の吐出圧も低下する。このため、流量調
整弁７のスプール１５は、スプリング１７の反発力を受
けて上昇し、バイパス油路６の油通路１８による流路面
積も初期の状態に向って拡大する。このため、バイパス
油路６を通じての二油室Ａ、Ｂ間の作動油の流れが次第
に円滑となり、これによりステアリング操作が軽快とな
っていく。

【００３１】なお、一般に、油圧ポンプの吐出側にはリ
リーフ弁を設けて過剰な圧力上昇を防止するのである
が、上記流量調整弁７は、圧力平衡型の弁であるため、
ステアリングダンパにおける作動のためのバイパス通路
６を流れる作動油の油圧の影響を受けない。

【００３２】従って、スプリング１７の反発力と作動油
の吐出圧とのバランスを利用する流量調整弁７の上記ス
プール１５に作用させる油圧を低く抑えることができ
る。この結果、油圧ポンプの吐出圧も十分に小さく抑え
ることができ、また、スプール１５が格納穴１４の底部
で位置決めされているために、厳密な圧力制御の必要が
ない。このため、上記リリーフ弁の代わりに、油圧ポン
プの内部リークを利用できる。

【００３３】また、このような理由から、上記油圧ポン
プ１１として、低圧、高回転で経済的なシングルスクリ
ュ型などのスクリュ型ポンプを使用することが望まし
い。

【００３４】図３は、本発明における他の実施形態を示
すが、これは、図２に示す蓋部材１６に相当するブロッ
ク形の蓋部材１６Ａ内に、油圧ポンプを一体に組み付け
たものからなる。すなわち、上記蓋部材１６Ａは、シリ
ンダ穴２４を有し、このシリンダ穴２４内には、一端部
がスプリング２５により支承された軸受部材２６が摺動
自在に設けられている。

【００３５】また、この軸受部材２６の中心部にはロー
タ軸２７の軸部が貫通し、このロータ軸２７の先端のス
クリュ部２７ａが、蓋部材１６Ａ端開口部内周に嵌合さ
れている。このスクリュ部２７ａ、蓋部材１６Ａ端開口
部内周および軸受部材２６はスクリュポンプＰを形成し
ている。さらに、シリンダ穴２４内の軸受部材２６とス
クリュ部２７ａとの間にはオイルタンクとして機能する
油室２８が隔成されている。そして、ロータ軸２７には
上記回転ケーブル１０の一端が固く結合されている。

【００３６】この実施の形態では、ロータ軸２７が前車
輪９の回転を回転ケーブル１０を介して受けて回転する
ことにより、スプリング２５の反発力により軸受部材２
６を介して加圧される油室２８内の作動油が、スクリュ
部２７ａとこれに嵌合する上記蓋部材１６Ａ端開口部と
の空所内に送られ、この空所の軸方向移動によって、ス
プール１５の凹部２１に押し出される。

【００３７】このため、スプール１５は、格納穴１４内
を摺動して、上記のようにバイパス通路６を閉じる方向
に作動する。そして、この作動量は、前車輪９の回転速
度に対応する作動油圧に従うものとなることは、前述の
通りである。このように、油圧ポンプを流量調整弁内に
収納することで、ステアリングダンパシステム全体の構
成をさらにコンパクトにできるとともに、図１に示すよ
うな油路１３の設置を省くことができる。

【００３８】なお、上記各実施の形態では、油圧ポンプ
１１の油圧を受けて作動する流量調整弁７をスプールタ
イプを採用したものとしたが、これらに代えて、図４に
示すように、油圧ポンプ１１の油圧を受けてバイパス油
路６を開閉する開閉弁２９を用いてもよい。この場合に
は、さらなる構成の簡素化とローコスト化を実現でき
る。

【００３９】また、ステアリングダンパの減衰力切り換
えを低速域乃至中速域で実施することで、前車輪９が浮
く急加速時には既に減衰力の切り換えが完了しているこ
とになり、加速時の対応は盛り込みずみとなる。さら
に、上記実施の各形態では自動二輪車のステアリングダ
ンパシステムについて述べたが、いずれかの車輪の速度
に応じて流量調整弁をコントロールする四輪車のステア
リングダンパシステムにも同様に適用できるものであ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ハンド
ル側および車体側の一方に取り付けられたシリンダと、
ハンドル側および車体側の他方に取り付けられて、シリ
ンダ内を摺動しながら二油室に隔成するピストンを有す
るピストンロッドとを有し、二油室を接続するバイパス
油路の途中に、このバイパス油路を流れる作動油の流量
を調整する流量調整弁を設け、車輪の回転により駆動さ
れる油圧ポンプにより、車輪の回転速度に応じた制御油
圧を上記流量調整弁に供給するようにしたので、車速に
応じて減衰力を調整可能にして、低速走行時のハンドル
の操作性、操縦性の改善と、急加速時を含む高速走行時
における前輪の浮き上がり時におけるハンドルの振り込
みの抑制とを、小型かつローコストな構成にて容易に実
現できるという効果が得られる。

【００４１】また、本発明によれば、バイパス油路およ
び流量調整弁をシリンダ本体内に格納したことにより、
ステアリングダンパ本体の構成の簡素化および小型化と
ローコスト化を実現できる。さらに、上記ピストンに二
油室に連通するオリフィスを設けたことで、流量調整弁
が完全に塞がれるようなことがあっても、二室間での作
動油の移動を可能にし、ピストンの動作がロックするこ
とによるハンドルのロックによる事故を未然に回避でき
る。

【００４２】また、本発明によれば、流量調整弁を、ス
プリングにより支持され、かつ上記油圧ポンプからの制
御油圧の大きさに応じてシリンダ本体内を摺動するスプ
ールと、このスプールに設けられて上記バイパス油路に
対する開口量を調整する油通路とから構成したので、流
量調整弁を平衡型弁として利用でき、これにより比較的
小さい制御油圧を用いてバイパス油路を流れる高圧の作
動油の流れを、小型かつローコストな構成にて容易に制
御できるという効果が得られる。

【００４３】また、本発明によれば、油圧ポンプを回転
ケーブルを介して車輪の回転力により駆動するようにし
たので、油圧ポンプの吐出圧にもとづく流量調整弁の作
動が車速の変化に対して誤差や遅れを生じるのを回避で
きるという利点が得られる。

【００４４】また、本発明によれば油圧ポンプをスクリ
ュポンプとしたものである。この態様により、油圧ポン
プの内部リークを行わせるリリーフ弁の使用を省けるよ
うにし、ステアリングダンパシステムのコストダウンを
図ることができる。

【００４５】また、本発明によれば、流量調整弁に、こ
の流量調整弁に形成された油室内の作動油をスプールに
作用させるスクリュポンプを一体に設けたので、ステア
リングダンパシステム全体の構成のコンパクト化と組付
作業性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態によるステアリングダン
パシステムを概念的に示す構成図である。

【図２】図１における流量調整弁の詳細を示す断面図で
ある。

【図３】本発明における他の流量調整弁の詳細を示す断
面図である。

【図４】本発明における他の流量調整弁を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンロッド ６ バイパス油路 ７ 流量調整弁 ９ 前車輪（車輪） １１ 油圧ポンプ １５ スプール １８ 油通路 Ｐ スクリュポンプ Ａ，Ｂ 油室

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドル側および車体側のいずれか一方
   に取り付けられたシリンダと、ハンドル側および車体側
   の他方に取り付けられて、シリンダ内を摺動しながら二
   油室に隔成するピストンを有するピストンロッドと、二
   油室を接続するバイパス油路の途中に設けられて、この
   バイパス油路を流れる作動油の流量を調整する流量調整
   弁と、車輪の回転により駆動され、車輪の回転速度に応
   じた制御油圧を上記流量調整弁に供給する油圧ポンプと
   を備えたことを特徴とするステアリングダンパシステ
   ム。
2. 【請求項２】 バイパス油路および流量調整弁がシリン
   ダ本体内に格納されていることを特徴とする請求項１に
   記載のステアリングダンパシステム。
3. 【請求項３】 ピストンには二油室に連通するオリフィ
   スが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
   ステアリングダンパシステム。
4. 【請求項４】 流量調整弁が、スプリングにより支持さ
   れて、油圧ポンプからの制御油圧の大きさに応じてシリ
   ンダ本体内を摺動するスプールと、このスプールに設け
   られて上記バイパス油路に対する開口量を調整する油通
   路とを有することを特徴とする請求項１に記載のステア
   リングダンパシステム。
5. 【請求項５】 油圧ポンプが車輪の回転を伝える回転ケ
   ーブルを介して駆動されることを特徴とする請求項１に
   記載のステアリングダンパシステム。
6. 【請求項６】 油圧ポンプがスクリュポンプであること
   を特徴とする請求項１に記載のステアリングダンパシス
   テム。
7. 【請求項７】 流量調整弁が、これに形成された油室内
   の作動油を、スプールに作用させるスクリュポンプを一
   体に有することを特徴とする請求項１に記載のステアリ
   ングダンパシステム。