JP2004090716A - ステアリングダンパおよびステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に作動油を必要としないステアリングダンパおよびステアリング装置を提供することである。
【解決手段】ヘッドパイプ２と、ヘッドパイプ２内に回転自在に挿通されたステアリングシャフト１と、ステアリングシャフト１に固着したコイル３と、ヘッドパイプ２の内周に上記コイル３と対向し、かつ、ヘッドパイプ２内に磁界を発生させるように固着した永久磁石５ａ、５ｂとを有してなり、コイルの３両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】ヘッドパイプ２と、ヘッドパイプ２内に回転自在に挿通されたステアリングシャフト１と、ステアリングシャフト１に固着したコイル３と、ヘッドパイプ２の内周に上記コイル３と対向し、かつ、ヘッドパイプ２内に磁界を発生させるように固着した永久磁石５ａ、５ｂとを有してなり、コイルの３両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングダンパおよびステアリング装置に関し、特に、電磁力を減衰力として用いた二輪車用に適するステアリングダンパおよびステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動二輪車等におけるステアリング装置は、図５に示すように、下端が前輪側車軸（図示せず）に枢着されるフロントフォーク５１の上部がアッパーブラケット５２とアンダーブラケット５３に挿入されて固定状態に保持されている。
【０００３】
そして、この上下となるアッパーブラケット５２とアンダーブラケット５３にステアリングシャフト５４がいわゆる上下に掛け渡されて固定状態に連結されるとともに、この、ステアリングシャフト５４が自動二輪車等（図示せず）の車体フレーム５５における前端に連設されたヘッドパイプ５６の軸心部に挿通されている。
【０００４】
ここで、ハンドルは、図示はしないが、アッパーブラケット５２の上端面に連結されるか、あるいは、ステアリングシャフト５４の上端に連結され、このとき、ステアリングシャフト５４は、軸受５７の配在下にヘッドパイプ５６に対して回動可能に連繋されている。
【０００５】
したがって、自動二輪車の走行時には、ハンドル操作で車体フレーム５５の向きにかかわりなく、上記アッパーブラケット５２とフロントフォーク５１とを介して、前輪を転舵することが可能となるが、その反面、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生する場合には、これがハンドルに直接伝播されるから乗り心地を悪くする。
【０００６】
そこで、走行中の自動二輪車等において、図６に示すように、前輪に振動が入力されたときに、これをロータリ式のオイルダンパＤで減衰させて、振動を抑制するステアリング装置の提案（たとえば、特開２０００−２５５４７号公報参照）がある。
【０００７】
同じく、車体フレームとフロントフォークとの間にステアリングダンパを介させているものも公知である（たとえば、特開平５−２０１３７８号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のオイルダンパを利用したステアリングダンパあるいはステアリング装置では、機能面で特に問題はあるわけではないが、高減衰力が得られ、上記振動の抑制に便利であるが、その反面、油が必要であり、この油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構、制御機構を必要とする。
【０００９】
また、万が一、油が漏れた場合には、地球環境の悪化の原因になると指摘される恐れがある。オイルダンパに使用する作動油を、地球環境を汚染しない生分解性作動油とすることが提言されているが、生分解性作動油は極めて高価であり、またこの種の作動油の特性は緩衝器の適正な減衰力を発生させるのに不十分であるので、実用化されていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、特に作動油を必要としないステアリングダンパおよびステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明の第１の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトに固着したコイルと、ヘッドパイプの内周に上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成により、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトに固着したコイルも回転運動を呈することになるので、コイルが、ヘッドパイプ内周に固着した永久磁石の磁束を横切ることとなり、コイルに誘導起電力が発生する。
【００１３】
そして、上述の通りコイルの両端は短絡されている場合には、コイルにはステアリングシャフトの回転に抗するトルクを発生するように電流が流れるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクがステアリングシャフトの回転運動を抑制することとなる。
【００１４】
すなわち、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、作動油を使用せずに減衰力の発生が可能である。
【００１５】
また、コイルの両端を制御装置に接続する場合には、誘導起電力に起因するコイルに流れる電流の大きさを制御装置によりコントロールすることが可能となるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクの調節が可能となる。
【００１６】
さらに、自動二輪車等の走行状態、すなわち、車速やハンドル操舵角速度等の情報を基にした減衰力制御が可能となる。
【００１７】
したがって、このステアリングダンパを自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトにヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプの内周に上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００１９】
したがって、この場合も第１の課題解決手段と同様に、ステアリングシャフトの回転により、コイルにはステアリングシャフトの回転に抗するトルクを発生するようにソレノイドに電流が流れるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクがステアリングシャフトの回転運動を抑制することとなるので、第１の課題解決手段と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２０】
そして、本発明の第３の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体に固着したコイルと、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ヘッドパイプの内周に上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２１】
この場合には、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトのアームに設けられた遊星歯車も回転し、これに噛合する第１太陽歯車も回転するから、筒体に取付けられたコイルも回転し、このコイルが、ヘッドパイプの内周に固着した永久磁石の磁束を横切るので、第１の課題解決手段同様、減衰力を発生することが可能である。
【００２２】
したがって、その作用効果も第１の課題解決手段と同様であるが、上述のように、第１、第２太陽歯車および遊星歯車でプラネタリギアを構成し、このプラネタリギアを介しているから、筒体の回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【００２３】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、コイルや永久磁石の規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００２４】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、コイルや永久磁石を大型化する必要が無くなる。
【００２５】
さらに、本発明の第４の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体にヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ヘッドパイプの内周に上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２６】
そして、さらに、本発明の第５の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体に固着したコイルと、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ステアリングシャフトに上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２７】
そして、また、本発明の第６の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体にヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ステアリングシャフトに上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２８】
したがって、第４、第５、第６の課題解決手段によっても、プラネタリギアを介しているから、筒体の回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能であるので、これらの課題解決手段でも第３の課題解決手段と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２９】
また、さらに、本発明の第７の課題解決手段は、第１、２、３、４、５または６の課題解決手段において、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づき、上記コイルに流れる電流を調節することを特徴とする。
【００３０】
したがって、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいて、ステアリングシャフトの回転による誘導起電力に基づきコイルに流れる電流量を調整することが可能となる。
【００３１】
また、このとき、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となるとともに、電流量を適切なものとすることにより、ステアリングダンパの発生する減衰力も自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【００３２】
そして、本発明の第８の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６または７の課題解決手段において、ヘッドパイプが二輪車の車体フレームに結合され、ステアリングシャフトの上下端がフロントフォークを保持するアッパーブラケットとアンダーブラケットに結合されていることを特徴とする。
【００３３】
したがって、上述のように構成することにより、本発明のステアリングダンパをステアリング装置に適用することが可能である。
【００３４】
また、さらに、本発明の第９の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ステアリングシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合したモータとを有し、モータの電極を短絡もしくは制御装置に接続させ、ステアリングシャフトの回転運動を直接または動力伝達手段を介してモータシャフトに伝達し、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記ステアリングシャフトの回転に抗するトルクを減衰力として利用することを特徴とするステアリング装置である。
【００３５】
上述のように、モータをステアリングシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合することによっても、作動油を使用せずに減衰力を発生させることが可能である。したがって、このステアリング装置を自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【００３６】
そして、また、本発明の第１０の課題解決手段は、第９の課題解決手段において、動力伝達手段を、歯車機構としたことを特徴とする。
【００３７】
したがって、この場合には、第３の課題解決手段同様に、モータシャフトの回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となるので、第３の課題解決手段同様の効果を奏することができる。
【００３８】
また、本発明の第１１の課題解決手段は、第９、１０の課題解決手段において、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づき、上記コイルに流れる電流を調節することを特徴とする。
【００３９】
すなわち、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいて、ステアリングシャフトの回転による誘導起電力に基づきコイルに流れる電流量を調整することが可能となる。
【００４０】
また、このとき、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となるとともに、電流量を適切なものとすることにより、ステアリングダンパの発生する減衰力も自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるステアリングダンパの第１の実施の形態は、図１に示すように、ヘッドパイプ２と、ヘッドパイプ２内に回転自在に挿通されたステアリングシャフト１と、ステアリングシャフト１に固着したコイル３と、ヘッドパイプ２の内周に上記コイル３と対向し、かつ、ヘッドパイプ２内に磁界を発生させるように固着した永久磁石５ａ、５ｂとで構成されている。
【００４２】
以下、更に詳細な構造について説明する。ヘッドパイプ２は筒状に形成され、外周側面に車体フレームＡに結合されるとともに、その内周には、永久磁石５ａ、５ｂを取付けたヨーク４が固着されており、この永久磁石５ａ、５ｂでヘッドパイプ２内に磁界を発生させている。また、ヨーク４には、後述の整流子６に接触してコイル３に流れる電流を整流するブラシ７と、ブラシ７を保持するブラシホルダ９と、ブラシ７に接続された電線８が設けられている。
【００４３】
なお、ブラシ７が一つしか図示されていないが、ブラシ７は一対となるように設けられ、各ブラシ７が、整流子６に接触するようになっている。そして、電線８は、図示はしないが各ブラシ７に接続する２本の導線から構成されており、その先端で短絡されている。したがって、この場合には電線８をヘッドパイプ２外で短絡させる必要は無いので、各ブラシ７同士をヘッドパイプ２内で短絡させても良い。
【００４４】
ステアリングシャフト１の外周には、コア（付示せず）に導線を巻きつけたコイル３が形成されるとともに、コイル３の両端部を同じくステアリングシャフト１の外周であって、コイル３の近傍に設けた整流子６に接続されている。
【００４５】
そして、このステアリングシャフト１は、ヘッドパイプ２の内周の上下端部に設けた軸受１３、１９を介してヘッドパイプ２内に回転自在に挿入され、このとき、ステアリングシャフト１に設けたコイル３は、上述の永久磁石５ａ、５ｂと対向するように配置されている。
【００４６】
また、ステアリングシャフト１の上端部には螺子部１ａが形成されており、この螺子部１ａに螺合したナット１４、１５により挟持されることにより、ステアリングシャフト１にアッパーブラケット１６が取付けられている。他方、ステアリングシャフト１の下端部にはアンダーブラケット１７が圧入されており、このアッパーブラケット１６とアンダーブラケット１７の挿入孔にフロントフォークＦＦが挿入されて、ステアリング装置として使用される。
【００４７】
さて、このステアリングダンパの作用であるが、フロントフォークＦＦから衝撃が入力されステアリングシャフト１が回転運動を呈すると、ステアリングシャフト１に形成したコイル３も回転するが、このとき、コイル３が永久磁石５ａ、５ｂがヘッドパイプ２内に形成している磁束を横切ることとなり、コイル３には誘導起電力が発生する。
そして、コイル３には、上記誘導起電力に起因する電流が流れるが、コイル３の両端は整流子６およびブラシ７および電線８の導線を介して短絡されているので、コイル３はステアリングシャフト１の回転に抗するトルクを発生し、このステアリングシャフト１の回転に抗するトルクがステアリングシャフト１の回転運動を抑制することとなる。
【００４８】
すなわち、ステアリングシャフト１の回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、特段の電源や作動油を使用せずに、誘導起電力によりコイルに流れる電流を利用して減衰力の発生が可能であり、この減衰力により自動二輪車の走行時には、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生しても、その振動を抑制でき、自動二輪車等の乗り心地が向上する。
【００４９】
また、上記したところでは、コイル３を短絡してステアリングシャフト１の回転に抗するトルクを得ているが、これに換えて、たとえば、コイル３を誘導機電力の大きさによって内部抵抗を変更可能な電気回路に接続し、誘導起電力に起因するコイル３に流れる電流量を、この電気回路によって調節しても良い。そうすることによって、コイル３に流れる電流量を調節することが可能となり、すると、ステアリングダンパの発生する減衰力も調節可能となる。
【００５０】
なお、図示したところでは、ステアリングシャフト１にコイル３を巻装し、ヘッドパイプ２の内周に永久磁石５ａ、５ｂを設けているが、逆にステアリングシャフト１に永久磁石を取付け、ヘッドパイプ２側にコイルを取付けても良い。この場合には、ステアリングシャフトが回転すると、永久磁石が回転し、コイルが磁束を横切ることになるので、やはりコイルには誘導起電力が発生し、電流が流れ、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが発生するので、上述のように、減衰作用を呈することとなる。
【００５１】
つづいて、本実施の形態の変形例について説明する。当該変形例にあっては、その基本構成は上述の実施の形態と同様にして、そのステアリングダンパの電線８を制御装置（図示せず）に接続したものである。
【００５２】
制御装置は、たとえば、自動二輪車の速度を検出する車速検出器と、車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出器と、車両の前輪分担荷重を検出する前輪分担荷重検出器と、前記車速と操舵角速度の検出結果に基づき減衰力を演算するコントローラと、前記コントローラの演算結果に基づき上記コイルに流れる電流量を調節する電流調節手段とで構成される。
【００５３】
以下、詳細に説明すると、コントローラは、車速検出器と操舵角速度検出器と前輪分担荷重検出器とに接続され、上記各検出器が検出した検出結果を受け取り可能となっている。
【００５４】
ここで、コントローラは、ハードウェアとしては、図示しないが、各検出器が検出した車速および操舵角速度の信号を受け取り、前記各信号に基づいて制御力を演算でき、制御信号としての電力を出力できるものであれば良く、例えば、前記信号増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と低周波及び高周波成分をカットするバンドパスフィルタと、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインからなるコンピュータシステムとにより構成され、ステアリングダンパの必要減衰力の演算に使用される演算処理手順と制御信号出力手順は、プログラムとしてＲＯＭに予め格納させておくとする周知なシステムで良い。
【００５５】
さらに、コントローラは、電流調節手段に接続されている。電流調節手段は、コントローラからの信号を受け取り、誘導起電力によってコイル３に流れる電流量を調節できるものであれば良く、したがって、たとえば、電流調節手段は、コントローラからの信号により駆動するアクチュエータと、コイル３と接続される電気回路内にポテンショメータを配設したものとして、アクチュエータによりポテンショメータを駆動して、当該電気回路の抵抗を変化させ、誘導起電力によってコイル３に流れる電流量を調節するものとしても良いし、他に駆動源を用いずに電気的に電流調節手段の回路の抵抗を変化させても良い。
【００５６】
つづいて、本実施の形態におけるステアリングダンパの動作について説明する。車両走行中に、先ず、車速検出器と操舵角速度検出器と前輪分担荷重検出器が、車速および操舵角速度および前輪分担荷重の各値を検出し、コントローラに前記車速および操舵角速度および前輪分担荷重が信号として入力される。
【００５７】
つぎに、コントローラは、入力された車速および操舵角速度および前輪分担荷重の各値に基づいて、ステアリングダンパの適切な減衰力を演算する。
【００５８】
そして、この演算結果に基づき電流調整手段が、誘導起電力によりコイル３に流れる電流量を変化させて、コイル３に生じる誘導起電力に起因するステアリングシャフト１の回転運動に抗するトルク、すなわち減衰力を変化させる。
【００５９】
この状態で、ステアリングシャフト１が回転すると、上述のようにコイル３に誘導起電力が発生し電流が流れるが、電流量は先程の電流調整手段によって調節されているので、ステアリングダンパはコントローラが演算した減衰力を発生することとなる。すなわち、本実施の形態における制御手段によって、ステアリングダンパの発生する減衰力を自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【００６０】
このとき、たとえば、上述のように電流調節手段が、アクチュエータと、ポテンショメータとで構成される場合には、アクチュエータがポテンショメータを駆動し電流調節手段の電気回路の抵抗値を変化させるが、あらかじめ、電流調節手段を、ステアリングダンパに必要な減衰力を発生させるのに必要とされる抵抗値を選択できるように調整しておけば良い。
【００６１】
また、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となる。
【００６２】
ここで、本実施の形態では、上述のように誘導起電力に起因してコイル３に流れる電流量を調節することとなるので、コントローラにステアリングダンパの減衰力を演算させるのではなく、ステアリングダンパが減衰力を発現させるのに、必要な抵抗値を演算させるようにしてもよい。
【００６３】
また、コントローラにあらかじめ記録される、車速および操舵角速度に基づくステアリングダンパに発生させる減衰力を演算する演算手法についてであるが、このステアリングダンパが搭載される自動二輪車等の運動性能や車重等により、適宜その自動二輪車等に適した制御を行えるように設定すればよい。たとえば、コントローラが自動二輪車の速度が高速で操舵角速度が高い場合には、ステアリングダンパの発現する減衰力を高めような制御を行えるように設定されたり、前輪分担荷重が小さい場合にはキックバックが生じやすくなるため減衰力を高めるように設定されたりするであろう。
【００６４】
なお、上記したところでは、車速、操舵角速度、前輪分担荷重の各値に基づいてコイルに流れる電流を調節しているが、上記した３つの各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいてコイルに流れる電流を調節することも可能である。
【００６５】
つづいて、第２の実施の形態について説明する。ここで、第１の実施の形態のステアリングダンパと同一の部材については、説明が重複するので、同一の符号を付するのみとして、その詳細については説明を省略する。
【００６６】
第２の実施の形態のステアリングダンパは、図２に示すように、ヘッドパイプ２５と、ヘッドパイプ２５内に回転自在に挿通されたステアリングシャフト２０と、上記ヘッドパイプ２５とステアリングシャフト２０の間に回転自在に挿通した筒体２７と、ステアリングシャフト２０に設けた径方向に伸びる２本のアーム２１と、各アーム２１の先端に設けた遊星歯車２８と、筒体２７に設けた第１太陽歯車２７ａと、同じく筒体２７に固着したコイル３と、ヘッドパイプ２５内に設けた第２太陽歯車２６と、ヘッドパイプ２５の内周に上記コイル３と対向し、かつ、ヘッドパイプ２５内に磁界を発生させるように固着した永久磁石５ａ、５ｂとで構成されている。
【００６７】
以下、詳細に説明すると、ヘッドパイプ２５は、第１の実施の形態同様に筒状に形成され、外周側面に車体フレームＡに結合されるとともに、その内周には、永久磁石５ａ、５ｂを取付けたヨーク４が固着されており、この永久磁石５ａ、５ｂでヘッドパイプ２内に磁界を発生させている。また、ヨーク４には、後述の整流子６に接触してコイルに流れる電流を整流するブラシ７と、ブラシ７を保持するブラシホルダ９と、ブラシ７に接続された電線８が設けられている。第２の実施の形態では、これらの構成に加えて、ヘッドパイプ２５の内周に第２太陽歯車２６を設けている。なお、ブラシ７が一つしか図示されていないが、ブラシ７は一対となるように設けられ、各ブラシ７が、整流子６に接触するようになっている。そして、電線８は、図示はしないが各ブラシ７に接続する２本の導線から構成されており、その先端で短絡されている。したがって、この場合には電線８をヘッドパイプ２外で短絡させる必要は無いので、各ブラシ７同士をヘッドパイプ２内で短絡させても良いのは、第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
そして、ステアリングシャフト２０とヘッドパイプ２５の間に筒体２７を挿通し、この筒体２７はヘッドパイプ２に固着されたヨーク４の上下端部に配在の軸受２９、３０を介して、ヘッドパイプ２５およびステアリングシャフト２０に対して回転可能となっている。また、第１の実施の形態では、ステアリングシャフトにコイルを形成したが、第２の実施の形態では、この筒体２７の外周にコア（付示せず）に導線を巻きつけたコイル３が形成されるとともに、コイル３の両端部を同じく筒体２７の外周であって、コイル３の近傍に設けた整流子６に接続されており、コイル３は、上述の永久磁石５ａ、５ｂと対向するように配置されている。さらに、この筒体２７の上端部には第１太陽歯車２７ａが形成されている。
【００６９】
他方、ステアリングシャフト２０には２本のアーム２１を設けて、その各アーム２１の先端に遊星歯車２８を設けてあり、各遊星歯車２８を筒体２７に形成した第１太陽歯車２７ａとヘッドパイプ２５の内周に設けた第２太陽歯車２８との間に介装して、各歯車が互いに噛合するようになっている。すなわち、これら歯車でプラネタリギアを構成している。
【００７０】
また、ステアリングシャフト２０の上端部には螺子部２０ａが形成されており、この螺子部２０ａに螺合したナット１４、１５により挟持されることにより、ステアリングシャフト２０にアッパーブラケット１６が取付けられている。他方、ステアリングシャフト１の下端部にはアンダーブラケット１７が圧入されており、このアッパーブラケット１６とアンダーブラケット１７の挿入孔にフロントフォークＦＦが挿入されて、ステアリング装置として使用される。
【００７１】
さて、このステアリングダンパの作用であるが、ステアリングシャフト２０が回転運動を呈すると、ステアリングシャフト２０の各アーム２１に設けた遊星歯車２８も回転する。そして、遊星歯車２８の回転運動が、第２太陽歯車２６が不動であるので、第１太陽歯車２７ａに伝達される。
【００７２】
すると、筒体２７の外周に形成したコイル３も回転するが、このとき、コイル３が永久磁石５ａ、５ｂがヘッドパイプ２内に形成している磁束を横切ることとなり、コイル３には誘導起電力が誘導起電力を発生する。
そして、コイル３には、上記誘導起電力に起因する電流が流れるが、コイル３の両端は整流子６およびブラシ７および電線８の導線を介して短絡されているので、コイル３はステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクを発生し、このステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクがステアリングシャフト２０の回転運動を抑制することとなる。
【００７３】
すなわち、ステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、特段の電源や作動油を使用せずに、誘導起電力によりコイルに流れる電流を利用して減衰力の発生が可能であり、この減衰力により自動二輪車の走行時には、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生しても、その振動を抑制できる。したがって、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００７４】
ここで、上記プラネタリギアを介しているから、筒体２７の回転速度をステアリングシャフト２０の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【００７５】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、コイルや永久磁石の規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００７６】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、コイルや永久磁石を大型化する必要が無くなる。
【００７７】
また、上記したところでは、コイル３を短絡してステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクを得ているが、これに換えて、たとえば、コイル３を誘導起電力の大きさによって内部抵抗を変更可能な電気回路に接続し、誘導起電力に起因するコイル３に流れる電流量を、この電気回路によって調節してもよいことは、第１の実施の形態と同様であり、そうすることによって、コイル３に流れる電流量を調節することが可能となり、すると、ステアリングダンパの発生する減衰力も調節可能となる。
【００７８】
なお、図示したところでは、筒体２７にコイル３を形成し、ヘッドパイプ２５の内周に永久磁石５ａ、５ｂを設けているが、逆に筒体２７に永久磁石を取付け、ヘッドパイプ２側にコイルを取付けても良い。さらに、ステアリングシャフト２０にコイルを形成し、筒体２７に永久磁石を取付けるか、または、ステアリングシャフト２０に永久磁石を取付け、筒体２７にコイルを形成してもよい。この場合には、ステアリングシャフトが回転すると、永久磁石またはコイルが回転し、コイルが磁束を横切ることになるので、やはりコイルには誘導起電力が発生し、電流が流れ、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが発生するので、上述のように、減衰作用を呈することとなる。
【００７９】
なお、コイル３を第１の実施の形態で説明した制御装置に接続すれば、ステアリングダンパが発生する減衰力を制御できるのは第１の実施の形態の変形例と同様である。
【００８０】
さらに、第３の実施の形態のステアリング装置について説明する。第３の実施の形態におけるステアリング装置は、図３に示すように、ヘッドパイプ３６と、ヘッドパイプ３６内に軸受１３、１９を介して回転自在に挿通されたステアリングシャフト３７と、上記ステアリングシャフト３７に動力伝達手段たる歯車機構Ｋを介して結合したモータＭとで構成される。
【００８１】
モータＭは、特に詳細に説明しないが、例えば直流モータを例に取ると、直流ブラシ付モータであれば、モータＭ内に磁界発生用の複数の永久磁石とコイルと電機子とヨークと整流子とフレームとモータシャフトＳとから構成され、モータシャフトＳには電機子が設けられており、導電線を巻きつけコイルを形成して、モータシャフトＳの回転によりコイルが上記永久磁石の発生する磁界を横切ることにより誘導起電力を発生するものである。そして、モータＭは、上述の制御装置や電気回路に接続されるか、直接モータＭの各電極（図示せず）同士を短絡してある。
【００８２】
また、モータの種類としては、直流ブラシ付モータの他に、ブラシレスモータ、交流モータ、誘導モータ等のモータも使用可能である。
【００８３】
歯車機構Ｋは、歯車ケース３４、３５内に３つの歯数の異なる歯車３１、３２、３３を噛合させて回転自在に納められており、歯車ケース３５でモータＭの上部を固定するとともに、先端側の歯車３３を上述のモータＭのモータシャフトＳに連結し、基端側の歯車３１をステアリングシャフト３７に結合させている。
【００８４】
さらに、モータＭの下部は、車体フレーム４５に支持されたブラケット３９で抱持され、モータＭのぐらつきを防止している。
【００８５】
さて、このステアリング装置の作用であるが、ステアリングシャフト３７が回転運動を呈すると、上述の歯車機構Ｋによりその回転運動が、モータＭのモータシャフトＳに伝達される。
【００８６】
すると、モータＭ内のコイルに誘導起電力が発生し、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れ、モータシャフトＳの回転に抗するトルクが発生する。このトルクが、やはり、上述の歯車機構Ｋを介して、ステアリングシャフト３７に伝達されるので、この場合も第１、第２の実施の形態と同様に減衰力を発生することが可能である。
【００８７】
また、動力伝達手段に歯車機構を用いているので、モータＭのモータシャフトＳの回転速度をステアリングシャフト３７の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。なお、動力伝達手段には、歯車機構以外にも、摩擦車や、ベルト伝動等の他の慣用手段を用いても良い。
【００８８】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータＭの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００８９】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、ステアリング装置に使用するモータＭを大型化する必要が無くなる。
【００９０】
なお、このステアリング装置のモータＭを上述の制御装置に接続すれば、ステアリング装置が発生する減衰力を調節することが可能となることは言うまでもない。
【００９１】
また、第４の実施の形態におけるステアリング装置は、図４に示すように、モータＭのモータシャフトＳをステアリングシャフト３７に直接結合したものである。
【００９２】
この場合には、モータＭは、車体フレーム４７に連結されたブラケット４０により支持されるとともに、モータＭのモータシャフトＳがステアリングシャフト３７に螺合されている。なお、モータシャフトＳとステアリングシャフト３７の結合方法には、螺合以外にも慣用される他の方法を用いても良い。また、モータには、各種のモータが使用可能なことは、第３の実施の形態と同様である。
【００９３】
そして、第４の実施の形態においても、ステアリングシャフト３７の回転運動をモータＭに伝達可能であるので、他の実施の形態と同様に、誘導起電力に起因する減衰力を発生することが可能である。すなわち、この実施の形態においても、特段の電源や作動油を使用せずに、誘導起電力によりコイルに流れる電流を利用して減衰力の発生が可能であり、この減衰力により自動二輪車の走行時には、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生しても、その振動を抑制できる。
【００９４】
なお、モータＭを制御装置に接続し、その発生する減衰力を調節できるのは他の実施の形態と同様である。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、２、３、４、５、６に記載の発明によれば、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトに固着したコイルまたは永久磁石も回転運動を呈することになるので、コイルが、ヘッドパイプ内周に固着した永久磁石の磁束を横切ることとなり、コイルに誘導起電力が発生するので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが発生し、ステアリングシャフトの回転運動を抑制できる。
【００９６】
すなわち、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、作動油を使用せずに減衰力の発生が可能である。
【００９７】
また、コイルの両端を制御装置に接続する場合には、誘導起電力に起因するコイルに流れる電流の大きさを制御装置によりコントロールすることが可能となるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクの調節が可能となる。
【００９８】
したがって、このステアリングダンパを自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【００９９】
また、請求項３、４、５および６に記載の発明によれば、プラネタリギアを介しているから、筒体の回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【０１００】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、コイルや永久磁石の規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【０１０１】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、コイルや永久磁石を大型化する必要が無くなる。
【０１０２】
また、請求項７および１１に記載の発明によれば、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいて、ステアリングシャフトの回転による誘導起電力に基づきコイルに流れる電流量を調整することが可能となる。
【０１０３】
また、このとき、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となるとともに、電流量を適切なものとすることにより、ステアリングダンパの発生する減衰力も自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【０１０４】
そして、請求項９、１０に記載の発明によれば、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトに結合したモータのモータシャフトも回転運動を呈することになるので、モータ内のコイルに誘導起電力が発生し、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れ、モータシャフトの回転に抗するトルクが発生すし、このトルクが、ステアリングシャフトに伝達されるので、ステアリングシャフトの回転運動を抑制できる。
【０１０５】
すなわち、モータシャフトの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、作動油を使用せずに減衰力の発生が可能である。
【０１０６】
また、モータの各電極を制御装置に接続する場合には、誘導起電力に起因するモータに流れる電流の大きさを制御装置によりコントロールすることが可能となるので、モータシャフトの回転に抗するトルクの調節が可能となる。
【０１０７】
したがって、このステアリング装置を自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【０１０８】
さらに、請求項１０に記載の発明によれば、動力伝達手段を、歯車機構としたので、モータシャフトの回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となるので、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【０１０９】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【０１１０】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、モータを大型化する必要が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図２】第２の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図３】第３の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図４】第４の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図５】従来のステアリング装置の側面図である。
【図６】従来のステアリング装置の側面断面図である。
【符号の説明】
１、２０、３７ ステアリングシャフト
１ａ、２０ａ、３７ａ 螺子部
２、２５、３６ヘッドパイプ
３ コイル
４ ヨーク
５ａ、５ｂ 永久磁石
６ 整流子
７ ブラシ
８ 電線
９ ブラシホルダ
１６ アッパーブラケット
１７ アンダーブラケット
２１ アーム
２６ 第２太陽歯車
２７ 筒体
２７ａ 第１太陽歯車
２８ 遊星歯車
３１、３２、３３ 歯車
Ａ 車体フレーム
Ｋ 歯車機構
Ｍ モータ
Ｓ モータシャフト
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングダンパおよびステアリング装置に関し、特に、電磁力を減衰力として用いた二輪車用に適するステアリングダンパおよびステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動二輪車等におけるステアリング装置は、図５に示すように、下端が前輪側車軸（図示せず）に枢着されるフロントフォーク５１の上部がアッパーブラケット５２とアンダーブラケット５３に挿入されて固定状態に保持されている。
【０００３】
そして、この上下となるアッパーブラケット５２とアンダーブラケット５３にステアリングシャフト５４がいわゆる上下に掛け渡されて固定状態に連結されるとともに、この、ステアリングシャフト５４が自動二輪車等（図示せず）の車体フレーム５５における前端に連設されたヘッドパイプ５６の軸心部に挿通されている。
【０００４】
ここで、ハンドルは、図示はしないが、アッパーブラケット５２の上端面に連結されるか、あるいは、ステアリングシャフト５４の上端に連結され、このとき、ステアリングシャフト５４は、軸受５７の配在下にヘッドパイプ５６に対して回動可能に連繋されている。
【０００５】
したがって、自動二輪車の走行時には、ハンドル操作で車体フレーム５５の向きにかかわりなく、上記アッパーブラケット５２とフロントフォーク５１とを介して、前輪を転舵することが可能となるが、その反面、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生する場合には、これがハンドルに直接伝播されるから乗り心地を悪くする。
【０００６】
そこで、走行中の自動二輪車等において、図６に示すように、前輪に振動が入力されたときに、これをロータリ式のオイルダンパＤで減衰させて、振動を抑制するステアリング装置の提案（たとえば、特開２０００−２５５４７号公報参照）がある。
【０００７】
同じく、車体フレームとフロントフォークとの間にステアリングダンパを介させているものも公知である（たとえば、特開平５−２０１３７８号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のオイルダンパを利用したステアリングダンパあるいはステアリング装置では、機能面で特に問題はあるわけではないが、高減衰力が得られ、上記振動の抑制に便利であるが、その反面、油が必要であり、この油の漏れを防止するシール機構や複雑なバルブ機構、制御機構を必要とする。
【０００９】
また、万が一、油が漏れた場合には、地球環境の悪化の原因になると指摘される恐れがある。オイルダンパに使用する作動油を、地球環境を汚染しない生分解性作動油とすることが提言されているが、生分解性作動油は極めて高価であり、またこの種の作動油の特性は緩衝器の適正な減衰力を発生させるのに不十分であるので、実用化されていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、特に作動油を必要としないステアリングダンパおよびステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明の第１の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトに固着したコイルと、ヘッドパイプの内周に上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成により、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトに固着したコイルも回転運動を呈することになるので、コイルが、ヘッドパイプ内周に固着した永久磁石の磁束を横切ることとなり、コイルに誘導起電力が発生する。
【００１３】
そして、上述の通りコイルの両端は短絡されている場合には、コイルにはステアリングシャフトの回転に抗するトルクを発生するように電流が流れるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクがステアリングシャフトの回転運動を抑制することとなる。
【００１４】
すなわち、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、作動油を使用せずに減衰力の発生が可能である。
【００１５】
また、コイルの両端を制御装置に接続する場合には、誘導起電力に起因するコイルに流れる電流の大きさを制御装置によりコントロールすることが可能となるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクの調節が可能となる。
【００１６】
さらに、自動二輪車等の走行状態、すなわち、車速やハンドル操舵角速度等の情報を基にした減衰力制御が可能となる。
【００１７】
したがって、このステアリングダンパを自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトにヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプの内周に上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００１９】
したがって、この場合も第１の課題解決手段と同様に、ステアリングシャフトの回転により、コイルにはステアリングシャフトの回転に抗するトルクを発生するようにソレノイドに電流が流れるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクがステアリングシャフトの回転運動を抑制することとなるので、第１の課題解決手段と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２０】
そして、本発明の第３の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体に固着したコイルと、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ヘッドパイプの内周に上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２１】
この場合には、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトのアームに設けられた遊星歯車も回転し、これに噛合する第１太陽歯車も回転するから、筒体に取付けられたコイルも回転し、このコイルが、ヘッドパイプの内周に固着した永久磁石の磁束を横切るので、第１の課題解決手段同様、減衰力を発生することが可能である。
【００２２】
したがって、その作用効果も第１の課題解決手段と同様であるが、上述のように、第１、第２太陽歯車および遊星歯車でプラネタリギアを構成し、このプラネタリギアを介しているから、筒体の回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【００２３】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、コイルや永久磁石の規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００２４】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、コイルや永久磁石を大型化する必要が無くなる。
【００２５】
さらに、本発明の第４の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体にヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ヘッドパイプの内周に上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２６】
そして、さらに、本発明の第５の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体に固着したコイルと、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ステアリングシャフトに上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２７】
そして、また、本発明の第６の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体にヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ステアリングシャフトに上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とする。
【００２８】
したがって、第４、第５、第６の課題解決手段によっても、プラネタリギアを介しているから、筒体の回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能であるので、これらの課題解決手段でも第３の課題解決手段と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２９】
また、さらに、本発明の第７の課題解決手段は、第１、２、３、４、５または６の課題解決手段において、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づき、上記コイルに流れる電流を調節することを特徴とする。
【００３０】
したがって、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいて、ステアリングシャフトの回転による誘導起電力に基づきコイルに流れる電流量を調整することが可能となる。
【００３１】
また、このとき、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となるとともに、電流量を適切なものとすることにより、ステアリングダンパの発生する減衰力も自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【００３２】
そして、本発明の第８の課題解決手段は、第１、２、３、４、５、６または７の課題解決手段において、ヘッドパイプが二輪車の車体フレームに結合され、ステアリングシャフトの上下端がフロントフォークを保持するアッパーブラケットとアンダーブラケットに結合されていることを特徴とする。
【００３３】
したがって、上述のように構成することにより、本発明のステアリングダンパをステアリング装置に適用することが可能である。
【００３４】
また、さらに、本発明の第９の課題解決手段は、ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ステアリングシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合したモータとを有し、モータの電極を短絡もしくは制御装置に接続させ、ステアリングシャフトの回転運動を直接または動力伝達手段を介してモータシャフトに伝達し、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記ステアリングシャフトの回転に抗するトルクを減衰力として利用することを特徴とするステアリング装置である。
【００３５】
上述のように、モータをステアリングシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合することによっても、作動油を使用せずに減衰力を発生させることが可能である。したがって、このステアリング装置を自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【００３６】
そして、また、本発明の第１０の課題解決手段は、第９の課題解決手段において、動力伝達手段を、歯車機構としたことを特徴とする。
【００３７】
したがって、この場合には、第３の課題解決手段同様に、モータシャフトの回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となるので、第３の課題解決手段同様の効果を奏することができる。
【００３８】
また、本発明の第１１の課題解決手段は、第９、１０の課題解決手段において、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づき、上記コイルに流れる電流を調節することを特徴とする。
【００３９】
すなわち、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいて、ステアリングシャフトの回転による誘導起電力に基づきコイルに流れる電流量を調整することが可能となる。
【００４０】
また、このとき、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となるとともに、電流量を適切なものとすることにより、ステアリングダンパの発生する減衰力も自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるステアリングダンパの第１の実施の形態は、図１に示すように、ヘッドパイプ２と、ヘッドパイプ２内に回転自在に挿通されたステアリングシャフト１と、ステアリングシャフト１に固着したコイル３と、ヘッドパイプ２の内周に上記コイル３と対向し、かつ、ヘッドパイプ２内に磁界を発生させるように固着した永久磁石５ａ、５ｂとで構成されている。
【００４２】
以下、更に詳細な構造について説明する。ヘッドパイプ２は筒状に形成され、外周側面に車体フレームＡに結合されるとともに、その内周には、永久磁石５ａ、５ｂを取付けたヨーク４が固着されており、この永久磁石５ａ、５ｂでヘッドパイプ２内に磁界を発生させている。また、ヨーク４には、後述の整流子６に接触してコイル３に流れる電流を整流するブラシ７と、ブラシ７を保持するブラシホルダ９と、ブラシ７に接続された電線８が設けられている。
【００４３】
なお、ブラシ７が一つしか図示されていないが、ブラシ７は一対となるように設けられ、各ブラシ７が、整流子６に接触するようになっている。そして、電線８は、図示はしないが各ブラシ７に接続する２本の導線から構成されており、その先端で短絡されている。したがって、この場合には電線８をヘッドパイプ２外で短絡させる必要は無いので、各ブラシ７同士をヘッドパイプ２内で短絡させても良い。
【００４４】
ステアリングシャフト１の外周には、コア（付示せず）に導線を巻きつけたコイル３が形成されるとともに、コイル３の両端部を同じくステアリングシャフト１の外周であって、コイル３の近傍に設けた整流子６に接続されている。
【００４５】
そして、このステアリングシャフト１は、ヘッドパイプ２の内周の上下端部に設けた軸受１３、１９を介してヘッドパイプ２内に回転自在に挿入され、このとき、ステアリングシャフト１に設けたコイル３は、上述の永久磁石５ａ、５ｂと対向するように配置されている。
【００４６】
また、ステアリングシャフト１の上端部には螺子部１ａが形成されており、この螺子部１ａに螺合したナット１４、１５により挟持されることにより、ステアリングシャフト１にアッパーブラケット１６が取付けられている。他方、ステアリングシャフト１の下端部にはアンダーブラケット１７が圧入されており、このアッパーブラケット１６とアンダーブラケット１７の挿入孔にフロントフォークＦＦが挿入されて、ステアリング装置として使用される。
【００４７】
さて、このステアリングダンパの作用であるが、フロントフォークＦＦから衝撃が入力されステアリングシャフト１が回転運動を呈すると、ステアリングシャフト１に形成したコイル３も回転するが、このとき、コイル３が永久磁石５ａ、５ｂがヘッドパイプ２内に形成している磁束を横切ることとなり、コイル３には誘導起電力が発生する。
そして、コイル３には、上記誘導起電力に起因する電流が流れるが、コイル３の両端は整流子６およびブラシ７および電線８の導線を介して短絡されているので、コイル３はステアリングシャフト１の回転に抗するトルクを発生し、このステアリングシャフト１の回転に抗するトルクがステアリングシャフト１の回転運動を抑制することとなる。
【００４８】
すなわち、ステアリングシャフト１の回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、特段の電源や作動油を使用せずに、誘導起電力によりコイルに流れる電流を利用して減衰力の発生が可能であり、この減衰力により自動二輪車の走行時には、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生しても、その振動を抑制でき、自動二輪車等の乗り心地が向上する。
【００４９】
また、上記したところでは、コイル３を短絡してステアリングシャフト１の回転に抗するトルクを得ているが、これに換えて、たとえば、コイル３を誘導機電力の大きさによって内部抵抗を変更可能な電気回路に接続し、誘導起電力に起因するコイル３に流れる電流量を、この電気回路によって調節しても良い。そうすることによって、コイル３に流れる電流量を調節することが可能となり、すると、ステアリングダンパの発生する減衰力も調節可能となる。
【００５０】
なお、図示したところでは、ステアリングシャフト１にコイル３を巻装し、ヘッドパイプ２の内周に永久磁石５ａ、５ｂを設けているが、逆にステアリングシャフト１に永久磁石を取付け、ヘッドパイプ２側にコイルを取付けても良い。この場合には、ステアリングシャフトが回転すると、永久磁石が回転し、コイルが磁束を横切ることになるので、やはりコイルには誘導起電力が発生し、電流が流れ、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが発生するので、上述のように、減衰作用を呈することとなる。
【００５１】
つづいて、本実施の形態の変形例について説明する。当該変形例にあっては、その基本構成は上述の実施の形態と同様にして、そのステアリングダンパの電線８を制御装置（図示せず）に接続したものである。
【００５２】
制御装置は、たとえば、自動二輪車の速度を検出する車速検出器と、車両の操舵角速度を検出する操舵角速度検出器と、車両の前輪分担荷重を検出する前輪分担荷重検出器と、前記車速と操舵角速度の検出結果に基づき減衰力を演算するコントローラと、前記コントローラの演算結果に基づき上記コイルに流れる電流量を調節する電流調節手段とで構成される。
【００５３】
以下、詳細に説明すると、コントローラは、車速検出器と操舵角速度検出器と前輪分担荷重検出器とに接続され、上記各検出器が検出した検出結果を受け取り可能となっている。
【００５４】
ここで、コントローラは、ハードウェアとしては、図示しないが、各検出器が検出した車速および操舵角速度の信号を受け取り、前記各信号に基づいて制御力を演算でき、制御信号としての電力を出力できるものであれば良く、例えば、前記信号増幅するためのアンプと、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と低周波及び高周波成分をカットするバンドパスフィルタと、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、水晶発振子及びこれらを連絡するバスラインからなるコンピュータシステムとにより構成され、ステアリングダンパの必要減衰力の演算に使用される演算処理手順と制御信号出力手順は、プログラムとしてＲＯＭに予め格納させておくとする周知なシステムで良い。
【００５５】
さらに、コントローラは、電流調節手段に接続されている。電流調節手段は、コントローラからの信号を受け取り、誘導起電力によってコイル３に流れる電流量を調節できるものであれば良く、したがって、たとえば、電流調節手段は、コントローラからの信号により駆動するアクチュエータと、コイル３と接続される電気回路内にポテンショメータを配設したものとして、アクチュエータによりポテンショメータを駆動して、当該電気回路の抵抗を変化させ、誘導起電力によってコイル３に流れる電流量を調節するものとしても良いし、他に駆動源を用いずに電気的に電流調節手段の回路の抵抗を変化させても良い。
【００５６】
つづいて、本実施の形態におけるステアリングダンパの動作について説明する。車両走行中に、先ず、車速検出器と操舵角速度検出器と前輪分担荷重検出器が、車速および操舵角速度および前輪分担荷重の各値を検出し、コントローラに前記車速および操舵角速度および前輪分担荷重が信号として入力される。
【００５７】
つぎに、コントローラは、入力された車速および操舵角速度および前輪分担荷重の各値に基づいて、ステアリングダンパの適切な減衰力を演算する。
【００５８】
そして、この演算結果に基づき電流調整手段が、誘導起電力によりコイル３に流れる電流量を変化させて、コイル３に生じる誘導起電力に起因するステアリングシャフト１の回転運動に抗するトルク、すなわち減衰力を変化させる。
【００５９】
この状態で、ステアリングシャフト１が回転すると、上述のようにコイル３に誘導起電力が発生し電流が流れるが、電流量は先程の電流調整手段によって調節されているので、ステアリングダンパはコントローラが演算した減衰力を発生することとなる。すなわち、本実施の形態における制御手段によって、ステアリングダンパの発生する減衰力を自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【００６０】
このとき、たとえば、上述のように電流調節手段が、アクチュエータと、ポテンショメータとで構成される場合には、アクチュエータがポテンショメータを駆動し電流調節手段の電気回路の抵抗値を変化させるが、あらかじめ、電流調節手段を、ステアリングダンパに必要な減衰力を発生させるのに必要とされる抵抗値を選択できるように調整しておけば良い。
【００６１】
また、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となる。
【００６２】
ここで、本実施の形態では、上述のように誘導起電力に起因してコイル３に流れる電流量を調節することとなるので、コントローラにステアリングダンパの減衰力を演算させるのではなく、ステアリングダンパが減衰力を発現させるのに、必要な抵抗値を演算させるようにしてもよい。
【００６３】
また、コントローラにあらかじめ記録される、車速および操舵角速度に基づくステアリングダンパに発生させる減衰力を演算する演算手法についてであるが、このステアリングダンパが搭載される自動二輪車等の運動性能や車重等により、適宜その自動二輪車等に適した制御を行えるように設定すればよい。たとえば、コントローラが自動二輪車の速度が高速で操舵角速度が高い場合には、ステアリングダンパの発現する減衰力を高めような制御を行えるように設定されたり、前輪分担荷重が小さい場合にはキックバックが生じやすくなるため減衰力を高めるように設定されたりするであろう。
【００６４】
なお、上記したところでは、車速、操舵角速度、前輪分担荷重の各値に基づいてコイルに流れる電流を調節しているが、上記した３つの各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいてコイルに流れる電流を調節することも可能である。
【００６５】
つづいて、第２の実施の形態について説明する。ここで、第１の実施の形態のステアリングダンパと同一の部材については、説明が重複するので、同一の符号を付するのみとして、その詳細については説明を省略する。
【００６６】
第２の実施の形態のステアリングダンパは、図２に示すように、ヘッドパイプ２５と、ヘッドパイプ２５内に回転自在に挿通されたステアリングシャフト２０と、上記ヘッドパイプ２５とステアリングシャフト２０の間に回転自在に挿通した筒体２７と、ステアリングシャフト２０に設けた径方向に伸びる２本のアーム２１と、各アーム２１の先端に設けた遊星歯車２８と、筒体２７に設けた第１太陽歯車２７ａと、同じく筒体２７に固着したコイル３と、ヘッドパイプ２５内に設けた第２太陽歯車２６と、ヘッドパイプ２５の内周に上記コイル３と対向し、かつ、ヘッドパイプ２５内に磁界を発生させるように固着した永久磁石５ａ、５ｂとで構成されている。
【００６７】
以下、詳細に説明すると、ヘッドパイプ２５は、第１の実施の形態同様に筒状に形成され、外周側面に車体フレームＡに結合されるとともに、その内周には、永久磁石５ａ、５ｂを取付けたヨーク４が固着されており、この永久磁石５ａ、５ｂでヘッドパイプ２内に磁界を発生させている。また、ヨーク４には、後述の整流子６に接触してコイルに流れる電流を整流するブラシ７と、ブラシ７を保持するブラシホルダ９と、ブラシ７に接続された電線８が設けられている。第２の実施の形態では、これらの構成に加えて、ヘッドパイプ２５の内周に第２太陽歯車２６を設けている。なお、ブラシ７が一つしか図示されていないが、ブラシ７は一対となるように設けられ、各ブラシ７が、整流子６に接触するようになっている。そして、電線８は、図示はしないが各ブラシ７に接続する２本の導線から構成されており、その先端で短絡されている。したがって、この場合には電線８をヘッドパイプ２外で短絡させる必要は無いので、各ブラシ７同士をヘッドパイプ２内で短絡させても良いのは、第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
そして、ステアリングシャフト２０とヘッドパイプ２５の間に筒体２７を挿通し、この筒体２７はヘッドパイプ２に固着されたヨーク４の上下端部に配在の軸受２９、３０を介して、ヘッドパイプ２５およびステアリングシャフト２０に対して回転可能となっている。また、第１の実施の形態では、ステアリングシャフトにコイルを形成したが、第２の実施の形態では、この筒体２７の外周にコア（付示せず）に導線を巻きつけたコイル３が形成されるとともに、コイル３の両端部を同じく筒体２７の外周であって、コイル３の近傍に設けた整流子６に接続されており、コイル３は、上述の永久磁石５ａ、５ｂと対向するように配置されている。さらに、この筒体２７の上端部には第１太陽歯車２７ａが形成されている。
【００６９】
他方、ステアリングシャフト２０には２本のアーム２１を設けて、その各アーム２１の先端に遊星歯車２８を設けてあり、各遊星歯車２８を筒体２７に形成した第１太陽歯車２７ａとヘッドパイプ２５の内周に設けた第２太陽歯車２８との間に介装して、各歯車が互いに噛合するようになっている。すなわち、これら歯車でプラネタリギアを構成している。
【００７０】
また、ステアリングシャフト２０の上端部には螺子部２０ａが形成されており、この螺子部２０ａに螺合したナット１４、１５により挟持されることにより、ステアリングシャフト２０にアッパーブラケット１６が取付けられている。他方、ステアリングシャフト１の下端部にはアンダーブラケット１７が圧入されており、このアッパーブラケット１６とアンダーブラケット１７の挿入孔にフロントフォークＦＦが挿入されて、ステアリング装置として使用される。
【００７１】
さて、このステアリングダンパの作用であるが、ステアリングシャフト２０が回転運動を呈すると、ステアリングシャフト２０の各アーム２１に設けた遊星歯車２８も回転する。そして、遊星歯車２８の回転運動が、第２太陽歯車２６が不動であるので、第１太陽歯車２７ａに伝達される。
【００７２】
すると、筒体２７の外周に形成したコイル３も回転するが、このとき、コイル３が永久磁石５ａ、５ｂがヘッドパイプ２内に形成している磁束を横切ることとなり、コイル３には誘導起電力が誘導起電力を発生する。
そして、コイル３には、上記誘導起電力に起因する電流が流れるが、コイル３の両端は整流子６およびブラシ７および電線８の導線を介して短絡されているので、コイル３はステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクを発生し、このステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクがステアリングシャフト２０の回転運動を抑制することとなる。
【００７３】
すなわち、ステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、特段の電源や作動油を使用せずに、誘導起電力によりコイルに流れる電流を利用して減衰力の発生が可能であり、この減衰力により自動二輪車の走行時には、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生しても、その振動を抑制できる。したがって、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００７４】
ここで、上記プラネタリギアを介しているから、筒体２７の回転速度をステアリングシャフト２０の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【００７５】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、コイルや永久磁石の規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００７６】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、コイルや永久磁石を大型化する必要が無くなる。
【００７７】
また、上記したところでは、コイル３を短絡してステアリングシャフト２０の回転に抗するトルクを得ているが、これに換えて、たとえば、コイル３を誘導起電力の大きさによって内部抵抗を変更可能な電気回路に接続し、誘導起電力に起因するコイル３に流れる電流量を、この電気回路によって調節してもよいことは、第１の実施の形態と同様であり、そうすることによって、コイル３に流れる電流量を調節することが可能となり、すると、ステアリングダンパの発生する減衰力も調節可能となる。
【００７８】
なお、図示したところでは、筒体２７にコイル３を形成し、ヘッドパイプ２５の内周に永久磁石５ａ、５ｂを設けているが、逆に筒体２７に永久磁石を取付け、ヘッドパイプ２側にコイルを取付けても良い。さらに、ステアリングシャフト２０にコイルを形成し、筒体２７に永久磁石を取付けるか、または、ステアリングシャフト２０に永久磁石を取付け、筒体２７にコイルを形成してもよい。この場合には、ステアリングシャフトが回転すると、永久磁石またはコイルが回転し、コイルが磁束を横切ることになるので、やはりコイルには誘導起電力が発生し、電流が流れ、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが発生するので、上述のように、減衰作用を呈することとなる。
【００７９】
なお、コイル３を第１の実施の形態で説明した制御装置に接続すれば、ステアリングダンパが発生する減衰力を制御できるのは第１の実施の形態の変形例と同様である。
【００８０】
さらに、第３の実施の形態のステアリング装置について説明する。第３の実施の形態におけるステアリング装置は、図３に示すように、ヘッドパイプ３６と、ヘッドパイプ３６内に軸受１３、１９を介して回転自在に挿通されたステアリングシャフト３７と、上記ステアリングシャフト３７に動力伝達手段たる歯車機構Ｋを介して結合したモータＭとで構成される。
【００８１】
モータＭは、特に詳細に説明しないが、例えば直流モータを例に取ると、直流ブラシ付モータであれば、モータＭ内に磁界発生用の複数の永久磁石とコイルと電機子とヨークと整流子とフレームとモータシャフトＳとから構成され、モータシャフトＳには電機子が設けられており、導電線を巻きつけコイルを形成して、モータシャフトＳの回転によりコイルが上記永久磁石の発生する磁界を横切ることにより誘導起電力を発生するものである。そして、モータＭは、上述の制御装置や電気回路に接続されるか、直接モータＭの各電極（図示せず）同士を短絡してある。
【００８２】
また、モータの種類としては、直流ブラシ付モータの他に、ブラシレスモータ、交流モータ、誘導モータ等のモータも使用可能である。
【００８３】
歯車機構Ｋは、歯車ケース３４、３５内に３つの歯数の異なる歯車３１、３２、３３を噛合させて回転自在に納められており、歯車ケース３５でモータＭの上部を固定するとともに、先端側の歯車３３を上述のモータＭのモータシャフトＳに連結し、基端側の歯車３１をステアリングシャフト３７に結合させている。
【００８４】
さらに、モータＭの下部は、車体フレーム４５に支持されたブラケット３９で抱持され、モータＭのぐらつきを防止している。
【００８５】
さて、このステアリング装置の作用であるが、ステアリングシャフト３７が回転運動を呈すると、上述の歯車機構Ｋによりその回転運動が、モータＭのモータシャフトＳに伝達される。
【００８６】
すると、モータＭ内のコイルに誘導起電力が発生し、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れ、モータシャフトＳの回転に抗するトルクが発生する。このトルクが、やはり、上述の歯車機構Ｋを介して、ステアリングシャフト３７に伝達されるので、この場合も第１、第２の実施の形態と同様に減衰力を発生することが可能である。
【００８７】
また、動力伝達手段に歯車機構を用いているので、モータＭのモータシャフトＳの回転速度をステアリングシャフト３７の回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。なお、動力伝達手段には、歯車機構以外にも、摩擦車や、ベルト伝動等の他の慣用手段を用いても良い。
【００８８】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータＭの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【００８９】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、ステアリング装置に使用するモータＭを大型化する必要が無くなる。
【００９０】
なお、このステアリング装置のモータＭを上述の制御装置に接続すれば、ステアリング装置が発生する減衰力を調節することが可能となることは言うまでもない。
【００９１】
また、第４の実施の形態におけるステアリング装置は、図４に示すように、モータＭのモータシャフトＳをステアリングシャフト３７に直接結合したものである。
【００９２】
この場合には、モータＭは、車体フレーム４７に連結されたブラケット４０により支持されるとともに、モータＭのモータシャフトＳがステアリングシャフト３７に螺合されている。なお、モータシャフトＳとステアリングシャフト３７の結合方法には、螺合以外にも慣用される他の方法を用いても良い。また、モータには、各種のモータが使用可能なことは、第３の実施の形態と同様である。
【００９３】
そして、第４の実施の形態においても、ステアリングシャフト３７の回転運動をモータＭに伝達可能であるので、他の実施の形態と同様に、誘導起電力に起因する減衰力を発生することが可能である。すなわち、この実施の形態においても、特段の電源や作動油を使用せずに、誘導起電力によりコイルに流れる電流を利用して減衰力の発生が可能であり、この減衰力により自動二輪車の走行時には、前輪にシミーやキックバックなどによる振動が発生しても、その振動を抑制できる。
【００９４】
なお、モータＭを制御装置に接続し、その発生する減衰力を調節できるのは他の実施の形態と同様である。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、２、３、４、５、６に記載の発明によれば、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトに固着したコイルまたは永久磁石も回転運動を呈することになるので、コイルが、ヘッドパイプ内周に固着した永久磁石の磁束を横切ることとなり、コイルに誘導起電力が発生するので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが発生し、ステアリングシャフトの回転運動を抑制できる。
【００９６】
すなわち、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、作動油を使用せずに減衰力の発生が可能である。
【００９７】
また、コイルの両端を制御装置に接続する場合には、誘導起電力に起因するコイルに流れる電流の大きさを制御装置によりコントロールすることが可能となるので、ステアリングシャフトの回転に抗するトルクの調節が可能となる。
【００９８】
したがって、このステアリングダンパを自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【００９９】
また、請求項３、４、５および６に記載の発明によれば、プラネタリギアを介しているから、筒体の回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となり、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【０１００】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、コイルや永久磁石の規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【０１０１】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、コイルや永久磁石を大型化する必要が無くなる。
【０１０２】
また、請求項７および１１に記載の発明によれば、制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づいて、ステアリングシャフトの回転による誘導起電力に基づきコイルに流れる電流量を調整することが可能となる。
【０１０３】
また、このとき、コイルには誘導起電力に基づく電流が流れるので、特に、通電する必要が無く、電力供給を制御装置のみに行えばよいので、消費電力を低く押えることが可能となるとともに、電流量を適切なものとすることにより、ステアリングダンパの発生する減衰力も自動二輪車等の走行状態に適したものとすることに調節可能であるので、乗り心地が向上する。
【０１０４】
そして、請求項９、１０に記載の発明によれば、ステアリングシャフトが回転すると、ステアリングシャフトに結合したモータのモータシャフトも回転運動を呈することになるので、モータ内のコイルに誘導起電力が発生し、コイルに誘導起電力に起因する電流が流れ、モータシャフトの回転に抗するトルクが発生すし、このトルクが、ステアリングシャフトに伝達されるので、ステアリングシャフトの回転運動を抑制できる。
【０１０５】
すなわち、モータシャフトの回転に抗するトルクが減衰力として作用することとなるので、作動油を使用せずに減衰力の発生が可能である。
【０１０６】
また、モータの各電極を制御装置に接続する場合には、誘導起電力に起因するモータに流れる電流の大きさを制御装置によりコントロールすることが可能となるので、モータシャフトの回転に抗するトルクの調節が可能となる。
【０１０７】
したがって、このステアリング装置を自動二輪車等に適用すれば乗り心地を向上することができる。
【０１０８】
さらに、請求項１０に記載の発明によれば、動力伝達手段を、歯車機構としたので、モータシャフトの回転速度をステアリングシャフトの回転速度より増速もしくは減速させることが可能となるので、各歯車のギア比を適切な組み合わせとすることで、所望の減衰力を得ることが出来る。
【０１０９】
すなわち、実際にこのステアリングダンパを自動二輪車等に適用する際に、適用車種に応じた必要な減衰力は、各歯車のギア比を適切なものとすれば、モータの規格を車種に応じて変更することなしに得られる。
【０１１０】
また、ギア比によって、減衰力を変化させることができるので、大きな減衰力が必要な場合でも、モータを大型化する必要が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図２】第２の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図３】第３の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図４】第４の実施の形態におけるステアリングダンパの側面断面図である。
【図５】従来のステアリング装置の側面図である。
【図６】従来のステアリング装置の側面断面図である。
【符号の説明】
１、２０、３７ ステアリングシャフト
１ａ、２０ａ、３７ａ 螺子部
２、２５、３６ヘッドパイプ
３ コイル
４ ヨーク
５ａ、５ｂ 永久磁石
６ 整流子
７ ブラシ
８ 電線
９ ブラシホルダ
１６ アッパーブラケット
１７ アンダーブラケット
２１ アーム
２６ 第２太陽歯車
２７ 筒体
２７ａ 第１太陽歯車
２８ 遊星歯車
３１、３２、３３ 歯車
Ａ 車体フレーム
Ｋ 歯車機構
Ｍ モータ
Ｓ モータシャフト
Claims (11)
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトに固着したコイルと、ヘッドパイプの内周に上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とするステアリングダンパ。
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトにヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプの内周に上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とするステアリングダンパ。
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体に固着したコイルと、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ヘッドパイプの内周に上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とするステアリングダンパ。
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体にヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ヘッドパイプの内周に上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とするステアリングダンパ。
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体に固着したコイルと、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ステアリングシャフトに上記コイルと対向し、かつ、ヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石とを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とするステアリングダンパ。
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ヘッドパイプとステアリングシャフトの間に回転自在に挿通した筒体と、ステアリングシャフトに設けた径方向に伸びる一本または複数本のアームと、各アームの先端に設けた遊星歯車と、筒体に設けた第１太陽歯車と、同じく筒体にヘッドパイプ内に磁界を発生させるように固着した永久磁石と、ヘッドパイプ内に設けた第２太陽歯車と、ステアリングシャフトに上記永久磁石と対向するように固着したコイルとを有してなり、第１太陽歯車と第２太陽歯車との間に遊星歯車を介装して、各歯車を噛合させ、コイルの両端を短絡もしくは制御装置に接続させたことを特徴とするステアリングダンパ。
- 制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づき、上記コイルに流れる電流を調節することを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載のステアリングダンパ。
- ヘッドパイプが二輪車の車体フレームに結合され、ステアリングシャフトの上下端がフロントフォークを保持するアッパーブラケットとアンダーブラケットに結合されている請求項１、２、３、４、５、６または７に記載のステアリングダンパ。
- ヘッドパイプと、ヘッドパイプ内に回転自在に挿通されたステアリングシャフトと、上記ステアリングシャフトに直接または動力伝達手段を介して結合したモータとを有し、モータの各電極を短絡もしくは制御装置に接続させ、ステアリングシャフトの回転運動を直接または動力伝達手段を介してモータシャフトに伝達し、当該モータに電磁力を発生させ、この電磁力に起因する上記ステアリングシャフトの回転に抗するトルクを減衰力として利用するステアリング装置。
- 動力伝達手段を、歯車機構としたことを特徴とする請求項９に記載のステアリング装置。
- 制御装置が、車両速度、操舵角速度、前輪分担荷重の各値のうち、いずれか１つまたは任意に組み合わせた各値に基づき、上記コイルに流れる電流を調節することを特徴とする請求項９または１０に記載のステアリング装置。
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