JP2014223820A - ステアリングダンパー機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させるステアリングダンパー機構を提供する。【解決手段】フロントフォーク1を介してステアリングの振れをステアリングダンパー3で減衰させる自動二輪車のステアリングダンパー機構であって、フロントフォークに相対回転可能に支持され、ステアリングダンパーにフロントフォークから伝わる作動力を入力するダンパーブラケット21と、フロントフォークに固定され、フロントフォークと一体に動作するベースブラケット22とを備え、ベースブラケットには、ベースブラケットに対するダンパーブラケットの相対角度が所定角度以上でダンパーブラケットに当接する一対の操作ピン236が設けられる構成にした。【選択図】図5
Description
本発明は、ステアリングの瞬間的な振れや衝撃を抑えるステアリングダンパー機構に関する。
従来、ステアリングダンパー機構として、路面状況や走行状況に応じて減衰効果を変化させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のステアリングダンパー機構は、走行速度等の各種パラメータを測定し、各パラメータの測定結果に応じて減衰効果を変化させている。例えば、低速走行時及び中速走行時には、ステアリングダンパーの減衰力を小さくして操作性を優先させ、高速走行時には、ステアリングダンパーの減衰力を大きくして路面からステアリングに伝わる入力を緩和してステアリングの瞬間的な振れや衝撃を抑えている。
ところで、ステアリングダンパー機構には、車両が安定走行している場合には、ステアリングダンパーの減衰効果を無効にしたいという要望がある。上記した特許文献1に記載のステアリングダンパー機構は、車体の各部に設けられた各種センサから車両の安定走行を間接的に検知して減衰効果を変化させるものであるが、部品点数が増加すると共に複雑な電子制御が必要となっていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させることができるステアリングダンパー機構を提供することを目的とする。
本発明のステアリングダンパー機構は、フロントフォークを介してステアリングの振れをステアリングダンパーで減衰させる自動二輪車のステアリングダンパー機構であって、前記フロントフォークに相対回転可能に支持され、前記ステアリングダンパーに前記フロントフォークから伝わる作動力を入力するダンパーブラケットと、前記フロントフォークに固定され、前記フロントフォークと一体に動作するベースブラケットとを備え、前記ベースブラケットには、前記ベースブラケットに対する前記ダンパーブラケットの相対角度が所定角度以上で前記ダンパーブラケットに当接する当接部が設けられることを特徴とする。
この構成によれば、ベースブラケットに対するダンパーブラケットの相対角度が所定角度以下では、フロントフォークに対してダンパーブラケットが自由に相対回転される。このため、フロントフォークからステアリングダンパーに作動力が伝わらず、ステアリングダンパーの減衰力がステアリングに作用しない。よって、車両が直進する場合等のステアリング角度の小さな安定走行時には、ステアリングダンパーの減衰力によってステアリングの操作性が損なわれることがない。一方、ベースブラケットに対するダンパーブラケットの相対角度が所定角度を超えようとすると、ベースブラケットの当接部を介してフロントフォークからステアリングダンパーに作動力が入力されて、ステアリングダンパーの減衰力がステアリングに作用する。よって、路面からステアリングに強い入力が加わってステアリング角度が大きくなると、ステアリングダンパーの減衰力によってステアリングの瞬間的な振れや衝撃が抑えられる。
また本発明の上記ステアリングダンパー機構において、前記相対角度が小さくなる方向に、前記ダンパーブラケットを付勢する付勢手段を備える。この構成によれば、ベースブラケットに対してダンパーブラケットが相対的に回転された後に、ダンパーブラケットを回転前の初期位置に戻すことができる。このため、再びステアリングを操舵する際に、ステアリングの左右の操舵方向によって、減衰力が生じ始めるステアリング角度にバラツキが生じることがない。
また本発明の上記ステアリングダンパー機構において、前記付勢手段は、前記ステアリングダンパーの内部に設けられ、前記ステアリングダンパーを介して前記ダンパーブラケットを付勢する。この構成によれば、付勢手段の付勢力をステアリングに伝えることなく、ダンパーブラケットを回転前の初期位置に戻すことができる。よって、微小のステアリング角度における軽快な操縦性を維持できる。
本発明のステアリングダンパー機構によれば、ベースブラケットとダンパーブラケットとの相対角度が所定角度以上になったときに、フロントフォークの回転力をステアリングダンパーに入力することで、安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させることができる。
以下、本実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係るフロントフォーク周辺の左側面図である。図2は、図1のA−A線に沿う断面図である。図3は、本実施の形態に係るステアリングダンパー取付部の斜視図である。図3A及び図3Bは、ステアリングダンパー取付部がフロントフォーク1に取り付けられた状態をそれぞれ示しているが、図3Aでは説明の便宜上、フロントフォーク1を省略して記載している。なお、以下の図においては、車体前方を矢印FR、車体後方を矢印RE、車体左側をL、車体右側をRでそれぞれ示す。
図1及び図2に示すように、左右一対のフロントフォーク1は、トップブリッジ11とステアリングブリッジ12に固定され、トップブリッジ11及びステアリングブリッジ12をつなぐステアリングシャフト13を介して、ヘッドパイプ15に操舵可能に保持されている。トップブリッジ11には、ハンドル17が取り付けられており、ハンドル17には各種スイッチが設けられると共に油圧ホース等が接続されている。トップブリッジ11及びステアリングブリッジ12は、ステアリングシャフト13を中心に左右に拡がっており、左右の両端側において一対のフロントフォーク1を保持している。
左側のフロントフォーク1には、路面からステアリングに伝わる振れや衝撃等を減衰するステアリングダンパー機構が取り付けられている。ステアリングダンパー機構のステアリングダンパー取付部2は、フロントフォーク1に対してダンパーブラケット21を相対回転可能に装着し、ダンパーブラケット21を上下方向から挟むようにフロントフォーク1に上下のベースブラケット22、23を固定して構成される。ダンパーブラケット21には、フロントフォーク1からの入力を受け付ける油圧式のステアリングダンパー機構のステアリングダンパー3が連結されている。
また、ダンパーブラケット21には、ステアリングダンパー3のロッド32に連結されたアーム部212が設けられている。下側のベースブラケット23には、アーム部212に当接してダンパーブラケット21の自由回転を所定角度内に規制する一対の操作ピン236が設けられている。本実施の形態に係るステアリングダンパー取付部2は、一対の操作ピン236がアーム部212に当接してフロントフォーク1とダンパーブラケット21とが一体に動作する場合にのみ、フロントフォーク1からの作動力がステアリングダンパー3に伝わるようにしている。以下、ステアリングダンパー取付部2の詳細について説明する。
図3A及び図3Bに示すように、ダンパーブラケット21は、フロントフォーク1に装着される環状の装着部211と、装着部211の一部から径方向外側に延びるアーム部212を有している。装着部211は、いわゆる内輪無しのローラベアリングであり、フロントフォーク1にはローラベアリングが接する箇所に摩耗防止用のスリーブ(不図示)が設けられている。装着部211は、スリーブの外周面に複数のローラ213を転接させて、フロントフォーク1の外周面で自由回転するように構成されている。このように、ダンパーブラケット21は、フロントフォーク1と独立して動作するように、回転方向に自由度を持った状態でフロントフォーク1に装着されている。
アーム部212は、装着部211に連なる基端側から先端側に向かって幅狭になるように、上面視山形状に形成されている。アーム部212の側面は、装着部211の外周面になだらかに連なるようにスロープ状に形成されている。このスロープ形状によって、ベースブラケット23の一対の操作ピン236がアーム部212に当接する際の打音が軽減されている。また、アーム部212の先端側には貫通孔214が形成されており、この貫通孔214の延長上にアーム部212から下方に突出する筒状部215が形成されている。筒状部215には、ステアリングダンパー3のロッド32の先端のジョイント34が取付軸216を介して回転可能に連結されている(図2参照)。
上側のベースブラケット22は、フロントフォーク1に固定される環状の固定部221と、固定部221の二箇所から径方向外側に突出する一対の凸部222とを有している。固定部221の一部には、中央の開口を外部に連通させるように切欠かれたスリット223が形成されている。また、固定部221には、側方からのボルト224の締付によってスリット223の間隔を狭める締付部225が形成されている。ボルト224によってスリット223の間隔が狭められることで、固定部221の開口が縮小されてフロントフォーク1が締め付けられる。このように、ベースブラケット22は、フロントフォーク1に一体化するように固定されている。
下側のベースブラケット23も上側のベースブラケット22と同様に構成され、締付部235のボルト234によって固定部231のスリット233の間隔が狭められることでフロントフォーク1に固定される。このとき、下側のベースブラケット23は、上側のベースブラケット22に向きが揃えられている。また、ベースブラケット22、23の一対の凸部222、232は、それぞれ環状の固定部221、231に所定角度を空けて設けられている。一対の凸部232の上面には、一対の凸部222の下面に突き当たるように一対の操作ピン236(当接部)が立設されている。上下のベースブラケット22、23は、この一対の操作ピン236の間からダンパーブラケット21のアーム部212を突出させている。
この一対の操作ピン236は、ダンパーブラケット21の自由回転を所定角度の範囲に規制している。ダンパーブラケット21がベースブラケット22に対して一対の操作ピン236間の所定角度内で相対回転する場合には、ダンパーブラケット21の回転が規制されることなく、ダンパーブラケット21がフロントフォーク1と独立して動作する。一方で、ダンパーブラケット21がベースブラケット22に対して一対の操作ピン236間の所定角度を超えて相対回転しようとする場合には、アーム部212が操作ピン236に当接してダンパーブラケット21の回転が規制される。このため、ベースブラケット22の操作ピン236によってアーム部212が押し込まれながら、ダンパーブラケット21がフロントフォーク1と一体に動作する。
図4に示すように、ステアリングダンパー3は、作動油の流動抵抗によって外部入力を減衰させるように構成されている。ステアリングダンパー3は、アウターチューブ31の両端からロッド32、33を突出させており、片側のロッド32の先端にはダンパーブラケット21のアーム部212に連結されるジョイント34が設けられている(図2参照)。アウターチューブ31の両端側には、ロッド32、33を支持する一対の軸受35が設けられている。アウターチューブ31の内側にはインナーチューブ36が収容されており、一対の軸受35によってインナーチューブ36の両端が支持されている。また、ロッド32、33には、一対の軸受35の外側からアウターチューブ31の開口を封止する一対のシール37が装着されている。
インナーチューブ36の内側には、ロッド32、33に連結されたピストン38が往復移動可能に収容されている。ピストン38は、インナーチューブ36内を左右のダンパーオイル室41、42に分けており、各ダンパーオイル室41、42は作動油で満たされている。また、インナーチューブ36とアウターチューブ31との間には隙間45が設けられており、インナーチューブ36には左右のダンパーオイル室41、42を隙間45に連通させる開口43が形成されている。このため、インナーチューブ36とアウターチューブ31との隙間45は、左右のダンパーオイル室41、42の作動油を相互に行き来させるバイパス油路になっている。
ステアリングダンパー3では、インナーチューブ36とアウターチューブ31との隙間45を作動油が通過する際の流動抵抗によって減衰力を発生させている。また、左右のダンパーオイル室41、42には、それぞれ付勢手段として一対のコイルバネ39が収容されている。各コイルバネ39は、ロッド32を取り囲むように配設され、インナーチューブ36の中央にピストン38を位置付けるように付勢している。このインナーチューブ36の中央にピストン38が位置付けられた状態は、ステアリングの中立位置でダンパーブラケット21のアーム部212が一対の操作ピン236の中間角度に位置付けられた状態に対応している(図5A参照)。
一対のコイルバネ39は、ピストン38が動かされた場合に、インナーチューブ36の中央にピストン38を戻すように付勢している。このため、ステアリングが大きく操舵されてピストン38が移動すると、一対のコイルバネ39によってピストン38が自動的に元の位置に戻される。このとき、ピストン38の動きに連動してダンパーブラケット21も動かされ、ステアリングが中立位置に復帰した状態における回転前の初期位置にダンパーブラケット21が戻される。ダンパーブラケット21のアーム部212が一対の操作ピン236の中間角度に位置付けられ、再びステアリングが操舵される際に、ステアリングの左右の操舵方向によって、減衰力が生じ始めるステアリング角度にバラツキが生じることがない。
図5を参照して、ステアリングダンパー機構の動作について説明する。図5は、本実施の形態に係るステアリングダンパー機構の動作説明図である。なお、図5Aはステアリングが中立位置にある状態、図5Bはステアリング角度が小さな状態、図5Cはステアリング角度が大きな状態をそれぞれ示す。
図5Aに示す初期状態では、ステアリングブリッジ12がステアリングシャフト13を中心に揺動可能に支持されており、ステアリングブリッジ12の両端側に左右一対のフロントフォーク1が固定されている。ステアリングダンパー取付部2は、左側のフロントフォーク1に取り付けられており、一対の操作ピン236の間からダンパーブラケット21のアーム部212を突出させている。アーム部212の先端にはステアリングダンパー3のロッド32が連結されており、ステアリングダンパー3のアウターチューブ31は、ヘッドパイプ15から前方に突出した突出部121に揺動可能に取り付けられている。
ベースブラケット22、23は、フロントフォーク1と一体に動作するように固定されている。ダンパーブラケット21は、フロントフォーク1に対して回転可能に装着されており、アーム部212が一対の操作ピン236間の所定角度内では、フロントフォーク1と独立して動作する。このように、ベースブラケット22はフロントフォーク1と一体になるように取り付けられ、ダンパーブラケット21はフロントフォーク1に対して周方向に遊びをもって取り付けられている。また、初期状態では、ダンパーブラケット21のアーム部212が、一対の操作ピン236間の所定角度の中間に位置付けられている。
図5Bに示すように、ステアリングが回転されると、フロントフォーク1がステアリングシャフト13を中心に揺動する。また、フロントフォーク1に装着されたベースブラケット22及びダンパーブラケット21もステアリングシャフト13を中心に移動する。このとき、ダンパーブラケット21がフロントフォーク1に対して回転可能に装着されているため、ダンパーブラケット21においてフロントフォーク1からステアリングダンパー3への作動力の伝達が遮断される。よって、アーム部212によってロッド32が押し込まれることがない。
そして、フロントフォーク1に固定されたベースブラケット22、23とダンパーブラケット21とが相対回転される。ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が一対の操作ピン236の内側の所定角度内の場合には、フロントフォーク1に対してダンパーブラケット21が回転可能な状態が維持される。よって、ステアリング角度が小さな場合にはフロントフォーク1を介してステアリングにステアリングダンパー3の減衰力が作用することが防止される。特に車両の安定走行時には、ステアリングダンパー3の減衰が不要であり、ステアリングダンパー3の減衰力によってステアリングの操作性が損なわれることがない。
図5Cに示すように、ステアリングがさらに回転されると、ベースブラケット22とダンパーブラケット21との相対角度が大きくなり、アーム部212が一対の操作ピン236に当接する。これにより、ダンパーブラケット21の回転が規制されて、操作ピン236を介してフロントフォーク1からステアリングダンパー3に作動力が入力される。よって、ステアリング角度が大きな場合にはフロントフォーク1を介してステアリングにステアリングダンパー3の減衰力が作用する。特に、路面からステアリングに強い入力が伝わる場合等には、ステアリングダンパー3の減衰力によってステアリングの瞬間的な振れや衝撃が抑えられる。
再び、図5Aに示すように、ステアリングが中立位置に戻されると、ステアリングダンパー3内のコイルバネ39によってピストン38(図4参照)が自動的に元の位置に向けて戻される。これにより、ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が徐々に小さくなり、ダンパーブラケット21のアーム部212が初期位置、すなわち一対の操作ピン236間の所定角度の中間に戻される。このように、ステアリングダンパー3のコイルバネ39は、ステアリングの中立状態において、ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が小さくなる方向にダンパーブラケット21を付勢している。
このため、次回のステアリングの操舵時には、ダンパーブラケット21が回転前の初期位置に戻され、ステアリングの左右の操舵方向によって、減衰力が生じ始めるステアリングの操作量にバラツキが生じることがない。なお、本実施の形態では、付勢手段としてコイルバネ39を用いる構成としたが、この構成に限定されない。付勢手段は、ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が小さくなる方向に、ダンパーブラケット21を付勢可能であればよく、例えば、ダンパーブラケット21に板バネを設ける構成としてもよい。
以上のように、本実施の形態によれば、ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が所定角度以下では、フロントフォーク1に対してダンパーブラケット21が自由に相対回転される。このため、フロントフォーク1からステアリングダンパー3に作動力が伝わらず、ステアリングダンパー3の減衰力がステアリングに作用しない。よって、車両が直進する場合等のステアリング角度の小さな安定走行時には、ステアリングダンパー3の減衰力によってステアリングの操作性が損なわれることがない。一方、ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が所定角度を超えようとすると、ベースブラケット22、23の操作ピン236を介してフロントフォーク1からステアリングダンパー3に作動力が入力されて、ステアリングダンパー3の減衰力がステアリングに作用する。よって、路面からステアリングに強い入力が加わってステアリング角度が大きくなると、ステアリングダンパー3の減衰力によってステアリングの瞬間的な振れや衝撃が抑えられる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施の形態においては、フロントフォーク1にローラベアリングが接する箇所にスリーブが設けられる構成としたが、この構成に限定されない。フロントフォーク1にベアリングによる摩耗が心配されない場合にはスリーブを設ける必要はない。
また、本実施の形態においては、アーム部212の側面は、装着部211の外周面に連なるスロープ状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。ダンパーブラケット21のアーム部212が操作ピン236に当接する際の打音を軽減する必要がない場合には、スロープ状に形成されていなくてもよい。
また、本実施の形態においては、一対の操作ピン236が下側のベースブラケット23に設けられる構成としたが、一対の操作ピン236が上側のベースブラケット22に設けられてもよい。
また、本実施の形態では、当接部として一対の操作ピン236によってダンパーブラケット21の回転を規制する構成としたが、この構成に限定されない。当接部は、ベースブラケット22、23に対するダンパーブラケット21の相対角度が所定角度以上で、ダンパーブラケット21に当接するように構成されていればよい。
また、本実施の形態においては、ダンパーブラケット21は、内輪無しのローラベアリングを介してフロントフォーク1に支持されたが、この構成に限定されない。ダンパーブラケット21は、フロントフォーク1に相対回転可能に支持される構成であればよく、例えば、内輪を備えるボールベアリングを介してフロントフォーク1に支持されてもよい。
以上説明したように、本発明は、安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させることができるという効果を有し、特に、ステアリングの瞬間的な振れや衝撃を抑えるステアリングダンパー機構に有用である。
1 フロントフォーク
2 ステアリングダンパー取付部
21 ダンパーブラケット
211 装着部
212 アーム部
22、23 ベースブラケット
221、231 固定部
222、232 凸部
236 操作ピン(当接部)
3 ステアリングダンパー
39 コイルバネ(付勢手段)
2 ステアリングダンパー取付部
21 ダンパーブラケット
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22、23 ベースブラケット
221、231 固定部
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236 操作ピン(当接部)
3 ステアリングダンパー
39 コイルバネ(付勢手段)
Claims (3)
- フロントフォークを介してステアリングの振れをステアリングダンパーで減衰させる自動二輪車のステアリングダンパー機構であって、
前記フロントフォークに相対回転可能に支持され、前記ステアリングダンパーに前記フロントフォークから伝わる作動力を入力するダンパーブラケットと、
前記フロントフォークに固定され、前記フロントフォークと一体に動作するベースブラケットとを備え、
前記ベースブラケットには、前記ベースブラケットに対する前記ダンパーブラケットの相対角度が所定角度以上で前記ダンパーブラケットに当接する当接部が設けられることを特徴とするステアリングダンパー機構。 - 前記相対角度が小さくなる方向に、前記ダンパーブラケットを付勢する付勢手段を備え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ー機構。
- 前記付勢手段は、前記ステアリングダンパーの内部に設けられ、前記ステアリングダンパーを介して前記ダンパーブラケットを付勢することを特徴とする請求項2に記載のステアリングダンパー機構。
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JP2013102700A JP2014223820A (ja) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | ステアリングダンパー機構 |
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---|---|---|---|
JP2013102700A JP2014223820A (ja) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | ステアリングダンパー機構 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20200015971A (ko) * | 2018-08-06 | 2020-02-14 | 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) | 대시포트 |
CN114771634A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-07-22 | 苏州高之仙自动化科技有限公司 | 一种方向盘及清洁机器人 |
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