JP2011173525A - ステアリングダンパ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 タイヤからの入力に起因する操舵ハンドルの振れを確実に抑制するとともに、運転者が操舵のために操舵ハンドルに加える操作力に対する抵抗は小さくすること。
【解決手段】 ステアリングダンパ装置10であって、制御手段70は、検出手段60が左右一方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁42、52の一方を開き、他方を閉じ、検出手段60が左右他方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁42、52の一方を閉じ、他方を開くもの。
【選択図】 図1

Description

本発明は車両の走行時に、タイヤからの入力に起因する操舵ハンドルの振れを抑制するステアリングダンパ装置に関する。
従来のステアリングダンパ装置として、特許文献1に記載の如く、車体に回動自在に支持された操舵軸に操舵ハンドルを固定し、操舵軸に連動する隔壁部によって区画される第1と第2の2室を有し、第1室と第2室を連通する流路に減衰力発生部を設けたものがある。
タイヤからの入力によって操舵軸が回動せしめられたとき、この操舵軸に連動する隔壁部の移動により2室内の作動液が流路を移動し、流路に設けてある減衰力発生部で発生する減衰力がその操舵軸の回動を抑制し、ひいては操舵ハンドルの振れを抑制するものになる。
特許4197591
従来のステアリングダンパ装置には以下の問題点がある。即ち、タイヤからの入力に起因する操舵ハンドルの振れを確実に抑制するために減衰力発生部で発生する減衰力を強くすると、運転者が操舵のために操舵ハンドルに加える操作力に対する抵抗が大きくなり、機敏な操舵ができなくなる。
本発明の課題は、タイヤからの入力に起因する操舵ハンドルの振れを確実に抑制するとともに、運転者が操舵のために操舵ハンドルに加える操作力に対する抵抗は小さくすることにある。
請求項1に係る発明は、車体に回動自在に支持された操舵軸に操舵ハンドルを固定し、操舵軸に連動する隔壁部によって区画される第1と第2の2室を有し、第1室と第2室を連通するように隔壁部に設けた流路に減衰力発生部を設け、隔壁部に設けた減衰力発生部を迂回して第1室と第2室を連通する第1と第2の2つのバイパス路を有し、第1バイパス路に第1室から第2室への流れを許容する第1逆止弁と、該第1バイパス路を開閉する第1開閉弁を設け、第2バイパス路に第2室から第1室への流れを許容する第2逆止弁と、該第2バイパス路を開閉する第2開閉弁を設けてなるステアリングダンパ装置であって、運転者が操舵ハンドルに及ぼす操作力に基づき、その操舵方向を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に従い、第1開閉弁と第2開閉弁のそれぞれを開閉制御する制御手段を有し、制御手段は、検出手段が左右一方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を開き、他方を閉じ、検出手段が左右他方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を閉じ、他方を開くようにしたものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記検出手段が、運転者がグリップする操舵ハンドルのグリップ部に設けられ、運転者の左右一方の操舵時の操作力を受けてオンするスイッチと、運転者の左右他方の操舵時の操作力を受けてオンするスイッチとからなるようにしたものである。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記検出手段が、操舵ハンドルに貼着される歪センサからなるようにしたものである。
(請求項1)
(a)検出手段が左右一方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を開き、他方を閉じ、検出手段が左右他方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を閉じ、他方を開くようにした。従って、運転者が左右一方の操舵、例えば右操舵するとき、ステアリングダンパ装置は下記(i)〜(iii)の動作を行なう(尚、左操舵するときには、以下と逆動作になる)。
(i)運転者が操舵ハンドルに及ぼす右操舵の操作力に対する動作
操舵ハンドルに加えた右操舵の操作力を検出手段が直ちに検出するから、直ちに、第1開閉弁を開、第2開閉弁を閉とする。第1開閉弁が開くから、操舵ハンドルに加えた操作力により回動する操舵軸に連動する隔壁部の右移動により第1室で加圧された作動液は、高抵抗の減衰力発生部を通ることなく、第1バイパス路の第1逆止弁及び第1開閉弁をスムースに通って第2室に移動する。これにより、操舵ハンドルに加えた操作力に対する抵抗は小さく、機敏に操舵できる。
(ii)上述(i)の右操舵中の左外乱に対する動作
右操舵中のタイヤに小石衝突等に起因する左操舵方向への外乱が入力すると、運転者はその外乱入力に対抗するように、操舵ハンドルに一層右操舵の操作力を加える。これにより、検出手段は上述(i)と同様に右操舵の操作力を継続して検出し、第1開閉弁は開、第2開閉弁は閉を維持する。第2開閉弁は閉じているから、外乱入力により回動する操舵軸に連動する隔壁部の左移動により第2室で加圧された作動液は、第2バイパス路を通ることなく、高抵抗の減衰力発生部を通る。減衰力発生部で発生する減衰力が操舵軸の回動を抑制し、ひいては外乱による操舵ハンドルの振れを抑制する。
(iii)上述(i)の右操舵中の右外乱に対する動作
右操舵中のタイヤに小石衝突等に起因する急激な更なる右操舵方向への外乱が入力すると、運転者はその外乱入力に対抗するように、操舵ハンドルに左操舵の操作力を加える。これにより、検出手段は直ちにこの左操舵の操作力を検出し、直ちに、第1開閉弁を閉、第2開閉弁を開に切換える。第1開閉弁が閉じるから、外乱入力により回動する操舵軸に連動する隔壁部の更なる右移動により第1室で加圧された作動液は、第1バイパス路を通ることなく、高抵抗の減衰力発生部を通る。減衰力発生部で発生する減衰力が操舵軸の回動を抑制し、ひいては外乱による操舵ハンドルの振れを抑制する。
(b)上述(a)で、運転者が操舵ハンドルに加える操舵方向を検出して制御手段を制御する検出手段は、操舵軸の回動状態から操舵方向を検出するものでなく、運転者が操舵ハンドルに及ぼす操作力から直ちに操舵方向を検出する。従って、運転者が操舵ハンドルに加える操舵方向を遅れなく直ちに検出して第1開閉弁及び第2開閉弁を制御するものになり、ステアリングダンパ装置の応答性を向上できる。
(請求項2)
(c)検出手段が、運転者がグリップする操舵ハンドルのグリップ部に設けられ、運転者の左右一方の操舵時の操作力を受けてオンするスイッチと、運転者の左右他方の操舵時の操作力を受けてオンするスイッチとからなる。それらのスイッチとして、運転者の操作力(グリップ力)によりオン/オフする圧電スイッチ等を用いることができ、運転者が操舵ハンドルに加える操舵方向を確実に検出できる。
(請求項3)
(d)検出手段が、操舵ハンドルに貼着される歪センサからなるものとすることにより、簡素な構成により、運転者が操舵ハンドルに加える操舵方向を確実に検出できる。
図1はステアリングダンパ装置を示す模式図である。 図2はダンパの全体を示す断面図である。 図3はダンパの要部を示す断面図である。 図4はステアリングダンパ装置の動作を示す模式図である。 図5はステアリングダンパ装置の他の動作を示す模式図である。
図1は自動二輪車を示し、車体1の前部に配置したヘッドパイプ(不図示)に操舵軸2を回動自在に支持し、操舵軸2に一体結合されているアッパブラケット3の左右に操舵ハンドル4、4を固定している。
ステアリングダンパ装置10は、走行中のタイヤ5に小石が衝突する等に起因して作用するキックバック等の外乱による操舵ハンドル4の振れを抑制するため、振れに対する減衰力を発生するものである。ステアリングダンパ装置10は、ダンパ10Aを構成するシリンダ11の車体取付部材12を車体1の取付部1Aに枢支するとともに、シリンダ11に挿入されるピストンロッド13の一端に設けたハンドル取付部材14を操舵ハンドル4の取付部4Aに枢支する。
ダンパ10Aは、図2、図3に示す如く、シリンダ11を内筒11Aと外筒11Bからなる二重管とし、作動液が充填される内筒11Aの一端側にピストンロッド13を挿入し、ピストンロッド13の内筒11Aへの挿入端に設けたピストン15を内筒11Aに液密に摺接させる。また、内筒11Aの他端側からは後述する減衰力調整装置30Aを構成するアジャストロッド16が挿入され、アジャストロッド16の先端にニードルバルブ17を固定的に設けている。そして、ピストンロッド13のシリンダ11への挿入端の外周に固定的に設けた筒状接続具18の内周にニードルバルブ17の中間部外周を螺着している。
ダンパ10Aは、操舵ハンドル4を介して操舵軸2に連動するピストンロッド13がピストン15、接続具18とともに形成する隔壁部19によって、内筒11Aの内部を第1室21と第2室22の2室に区画する。このとき、シリンダ11の内筒11A、外筒11Bの一端にはロッドガイド23がナット23Aによってバックアップされて固定され、内筒11Aにおけるロッドガイド23とピストン15の間を第1室21としている。また、シリンダ11の内筒11A、外筒11Bの他端側にはロッドガイド24が止め輪24Aによってバックアップされて固定され、内筒11A内におけるロッドガイド24とピストン15の間を第2室22としている。尚、外筒11Bの他端にはばね受25が止め輪25Aにより固定され、ばね受25により支持される圧縮ばね26にバックアップされるフリーピストン27を外筒11Bに液密に摺接し、ロッドガイド24とフリーピストン27の間をリザーバ28としている。ロッドガイド24に設けた連通路29を介して第2室22とリザーバ28が連通し、ダンパ10Aに封入した作動液の温度による膨張、収縮の容積変化を補償可能にしている。
ダンパ10Aには、第1室21と第2室22を連通する流路31が、隔壁部19を構成するピストンロッド13及び接続具18に設けられる。この流路31に減衰力発生部30を設けている。減衰力発生部30は、操舵ハンドル4の左右いずれかの操舵方向への操作に伴なって移動するピストンロッド13のピストン15が第1室21と第2室22の一方の作動液を加圧し、加圧された作動液が流路31を通って第1室21と第2室22の他方へ移動する過程で、このピストンロッド13の移動に対し、流路31が作動液に及ぼす絞り抵抗に基づく減衰力を発生する。このとき、減衰力発生部30は、アジャストロッド16に設けたニードルバルブ17により流路31の流路面積を拡縮し、流路31の絞り抵抗を調整可能にする減衰力調整装置30Aを有する。
減衰力調整装置30Aは、使用者がシリンダ11の外にあるアジャストロッド16の操作ノブ16Aを回転操作すると、アジャストロッド16と一体のニードルバルブ17がピストンロッド13の接続具18に対して螺動し、ニードルバルブ17の先端部がピストンロッド13の中心部に設けてある流路31に対して進退し、流路31の流路面積を拡縮する。このとき、接続具18の外面に設けた板ばね32にバックアップされているボール33がニードルバルブ17の外周の複数位置に設けてある溝部34のいずれかに選択的に係合し、ニードルバルブ17の流路31に対する設定位置を節度感をもって位置決めできる。尚、接続具18に設けてあるボルト35はニードルバルブ17の進退ストローク規制部材を構成する。
ダンパ10Aは、シリンダ11の内筒11A、外筒11Bに、隔壁部19に設けた減衰力発生部30を迂回して第1室21と第2室22を連通する第1バイパス路40と第2バイパス路50を有する。
第1バイパス路40は、第1室21から第2室22への流れを許容する第1逆止弁41と、該第1バイパス路40を開閉する電磁弁からなる第1開閉弁42を直列配置されて備える。42Aは第1開閉弁42の駆動ソレノイドを示す。第1開閉弁42は、後述する制御手段70により後述する如くに開閉制御される。
第2バイパス路50は、第2室22から第1室21への流れを許容する第2逆止弁51と、該第2バイパス路50を開閉する電磁弁からなる第2開閉弁52を直列配置されて備える。52Aは第2開閉弁52の駆動ソレノイドを示す。第2開閉弁52は、後述する制御手段70により後述する如くに開閉制御される。
しかるに、ステアリングダンパ装置10は、運転者が操舵ハンドル4に及ぼす操作力に基づき、その操舵の有無、及び操舵方向を検出する検出手段60を有する。検出手段60は、運転者がグリップする左右の操舵ハンドル4、4の左グリップ部4Lと右グリップ部4Rのそれぞれの外周に設けられ、運転者の右操舵時の操作力を受けてオンする右操舵スイッチ61、61と、運転者の左操舵時の操作力を受けてオンする左操舵スイッチ62、62とからなる。スイッチ61、62は圧電スイッチにて構成できる。
左グリップ部4Lに設けられる右操舵スイッチ61は左グリップ部4Lの周方向において車両の後退方向に臨む面に設置され、右操舵時に左グリップ部4Lを前方に押す右方向操作力TRcを受けてオンする。右グリップ部4Rに設けられる右操舵スイッチ61は右グリップ部4Rの周方向において車両の前進方向に臨む面に設置され、右操舵時に右グリップ部4Rを後方に引く右方向操作力TRtを受けてオンする。
左グリップ部4Lに設けられる左操舵スイッチ62は左グリップ部4Lの周方向において車両の前進方向に臨む面に設置され、左操舵時に左グリップ部4Lを後方に引く左方向操作力TLtを受けてオンする。右グリップ部4Rに設けられる左操舵スイッチ62は右グリップ部4Rの周方向において車両の後退方向に臨む面に設置され、左操舵時に右グリップ部4Rを前方に押す左方向操作力TLcを受けてオンする。
制御手段70は、検出手段60の左右の操舵スイッチ61、62の検出結果に従い、第1開閉弁42と第2開閉弁52のそれぞれを下記(A)、(B)の如くに開閉制御する。制御手段70と検出手段60のスイッチ61、61、開閉弁42、52とはリード線により接続されている。
(A)右操舵
検出手段60において操舵ハンドル4の左右のグリップ部4L、4Rに設けた右操舵スイッチ61、61が、上述の右方向操作力TRc、TRtを受けて右方向の操舵を検出したとき、制御手段70は第1開閉弁42を開き、第2開閉弁52を閉じる。
(B)左操舵
検出手段60において操舵ハンドル4の左右のグリップ部4L、4Rに設けた左操舵スイッチ62、62が、上述の左方向操作力TLc、TLtを受けて左方向の操舵を検出したとき、制御手段70は第1開閉弁42を閉じ、第2開閉弁52を開く。
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)検出手段60が左右一方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁42、52の一方を開き、他方を閉じ、検出手段60が左右他方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁42、52の一方を閉じ、他方を開くようにした。従って、運転者が左右一方の操舵、例えば右操舵するとき、ステアリングダンパ装置10は下記(i)〜(iii)の動作を行なう(尚、左操舵するときには、以下と逆動作になる)。
(i)(図4)運転者が操舵ハンドル4に及ぼす右操舵の操作力TRc、TRtに対する動作
操舵ハンドル4に加えた右操舵の操作力TRc、TRtを検出手段60が直ちに検出するから、直ちに、第1開閉弁42を開、第2開閉弁52を閉とする。第1開閉弁42が開くから、操舵ハンドル4に加えた操作力により回動する操舵軸2に連動するピストン15の右移動により第1室21で加圧された作動液は、高抵抗の減衰力発生部30を通ることなく、第1バイパス路40の第1逆止弁41及び第1開閉弁42をスムースに通って第2室22に移動する。これにより、操舵ハンドル4に加えた操作力に対する抵抗は小さく、機敏に操舵できる。
(ii)(図4)上述(i)の右操舵中の左外乱に対する動作
右操舵中のタイヤ5に小石衝突等に起因する左操舵方向への外乱が入力すると、運転者はその外乱入力に対抗するように、操舵ハンドル4に一層右操舵の操作力TRc、TRtを加える。これにより、検出手段60は上述(i)と同様に右操舵の操作力TRc、TRtを継続して検出し、第1開閉弁42は開、第2開閉弁52は閉を維持する。第2開閉弁52は閉じているから、外乱入力により回動する操舵軸2に連動するピストン15の左移動により第2室22で加圧された作動液は、第2バイパス路50を通ることなく、高抵抗の減衰力発生部30を通る。減衰力発生部30で発生する減衰力が操舵軸2の回動を抑制し、ひいては外乱による操舵ハンドル4の振れを抑制する。
(iii)(図5)上述(i)の右操舵中の右外乱に対する動作
右操舵中のタイヤ5に小石衝突等に起因する急激な更なる右操舵方向への外乱が入力すると、運転者はその外乱入力に対抗するように、操舵ハンドル4に左操舵の操作力TLc、TLtを加える。これにより、検出手段60は直ちにこの左操舵の操作力TLc、TLtを検出し、直ちに、第1開閉弁42を閉、第2開閉弁52を開に切換える。第1開閉弁42が閉じるから、外乱入力により回動する操舵軸2に連動するピストン15の更なる右移動により第1室21で加圧された作動液は、第1バイパス路40を通ることなく、高抵抗の減衰力発生部30を通る。減衰力発生部30で発生する減衰力が操舵軸2の回動を抑制し、ひいては外乱による操舵ハンドル4の振れを抑制する。
(b)上述(a)で、運転者が操舵ハンドル4に加える操舵方向を検出して制御手段70を制御する検出手段60は、操舵軸2の回動状態から操舵方向を検出するものでなく、運転者が操舵ハンドル4に及ぼす操作力から直ちに操舵方向を検出する。従って、運転者が操舵ハンドル4に加える操舵方向を遅れなく直ちに検出して第1開閉弁42及び第2開閉弁52を制御するものになり、ステアリングダンパ装置10の応答性を向上できる。
(c)検出手段60が、運転者がグリップする操舵ハンドル4のグリップ部4L、4Rに設けられ、運転者の右操舵時の操作力TRc、TRtを受けてオンする右操舵スイッチ61と、運転者の左操舵時の操作力TLc、TLtを受けてオンする左操舵スイッチ62とからなる。それらのスイッチ61、62として、運転者の操作力(グリップ力)によりオン/オフする圧電スイッチを用いることができ、運転者が操舵ハンドル4に加える操舵方向を確実に検出できる。
尚、制御手段70が検出手段60(61、62)の検出結果に応じて開閉弁42、52を前述の如くに開閉した状態で、車両が停車し、運転者が操舵ハンドル4のグリップ部4L、4Rから手を放すとき、開閉弁42、52の開閉状態はそのまま維持される。
また、車両のキーがオフされると、開閉弁42、52を駆動するソレノイドの電源が切れ、開閉弁42、52は開状態になる。
検出手段60の変形例としては、左右の操舵ハンドル4、4のそれぞれにおいてアッパブラケット3に結合されている付け根部の外周に貼着される右歪センサ63と左歪センサ64を用いることもできる。
右歪センサ63は、右操舵ハンドル4の周方向において例えば車両の前進方向に臨む面に貼着される。制御手段70は、運転者の右方向操作力を受けて伸びる右歪センサ63の検出信号により、右操舵を検出可能にする。
左歪センサ64は、左操舵ハンドル4の周方向において例えば車両の前進方向に臨む面に貼着される。制御手段70は、運転者の左方向操作力を受けて伸びる左歪センサ64の検出信号により、左操舵を検出可能にする。
尚、検出手段60として、左右一方の操舵ハンドル4に設けた唯1個の歪センサ63(又は64)だけを用いることもできる。制御手段70は、運転者の左右一方の操舵時の操作力を受けて伸び、左右他方の操舵時の操作力を受けて縮む該歪センサ63の検出信号により、左右それぞれの操舵を検出可能にする。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
本発明は、車体に回動自在に支持された操舵軸に操舵ハンドルを固定し、操舵軸に連動する隔壁部によって区画される第1と第2の2室を有し、第1室と第2室を連通するように隔壁部に設けた流路に減衰力発生部を設け、隔壁部に設けた減衰力発生部を迂回して第1室と第2室を連通する第1と第2の2つのバイパス路を有し、第1バイパス路に第1室から第2室への流れを許容する第1逆止弁と、該第1バイパス路を開閉する第1開閉弁を設け、第2バイパス路に第2室から第1室への流れを許容する第2逆止弁と、該第2バイパス路を開閉する第2開閉弁を設けてなるステアリングダンパ装置であって、運転者が操舵ハンドルに及ぼす操作力に基づき、その操舵方向を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に従い、第1開閉弁と第2開閉弁のそれぞれを開閉制御する制御手段を有し、制御手段は、検出手段が左右一方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を開き、他方を閉じ、検出手段が左右他方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を閉じ、他方を開くようにした。これにより、タイヤからの入力に起因する操舵ハンドルの振れを確実に抑制するとともに、運転者が操舵のために操舵ハンドルに加える操作力に対する抵抗は小さくすることができる。
1 車体
2 操舵軸
4 操舵ハンドル
4L、4R グリップ部
5 タイヤ
10 ステアリングダンパ装置
10A ダンパ
11 シリンダ
13 ピストンロッド
15 ピストン
19 隔壁部
21 第1室
22 第2室
30 減衰力発生部
31 流路
40 第1バイパス路
41 第1逆止弁
42 第1開閉弁
50 第2バイパス路
51 第2逆止弁
52 第2開閉弁
60 検出手段
61、62 スイッチ
63、64 歪センサ
70 制御手段

Claims (3)

  1. 車体に回動自在に支持された操舵軸に操舵ハンドルを固定し、
    操舵軸に連動する隔壁部によって区画される第1と第2の2室を有し、第1室と第2室を連通するように隔壁部に設けた流路に減衰力発生部を設け、
    隔壁部に設けた減衰力発生部を迂回して第1室と第2室を連通する第1と第2の2つのバイパス路を有し、第1バイパス路に第1室から第2室への流れを許容する第1逆止弁と、該第1バイパス路を開閉する第1開閉弁を設け、第2バイパス路に第2室から第1室への流れを許容する第2逆止弁と、該第2バイパス路を開閉する第2開閉弁を設けてなるステアリングダンパ装置であって、
    運転者が操舵ハンドルに及ぼす操作力に基づき、その操舵方向を検出する検出手段と、
    検出手段の検出結果に従い、第1開閉弁と第2開閉弁のそれぞれを開閉制御する制御手段を有し、
    制御手段は、
    検出手段が左右一方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を開き、他方を閉じ、
    検出手段が左右他方の操舵を検出したときに、第1と第2の開閉弁の一方を閉じ、他方を開くステアリングダンパ装置。
  2. 前記検出手段が、
    運転者がグリップする操舵ハンドルのグリップ部に設けられ、
    運転者の左右一方の操舵時の操作力を受けてオンするスイッチと、運転者の左右他方の操舵時の操作力を受けてオンするスイッチとからなる請求項1に記載のステアリングダンパ装置。
  3. 前記検出手段が、操舵ハンドルに貼着される歪センサからなる請求項1に記載のステアリングダンパ装置。
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DE102021128587A1 (de) 2021-11-03 2023-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dämpfer für ein Gabelbein eines einspurigen Kraftfahrzeugs

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