JP4142291B2 - ステアリングダンパ装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
この発明は、走行中の外乱時におけるキックバックによるハンドルの振れを抑制するために用いられる自動2輪車などの鞍乗り車両等に好適な車両用液圧式ステアリングダンパ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
外乱時のキックバック等によるハンドルの振れに対して減衰力を発生する液圧式ステアリングダンパ装置が公知である(一例として特許2593461号)。
また、必要なときのみ減衰力を発生し、その他の場合は余計な減衰力を発生しないように減衰力を可変とするものも公知であり、例えば、ステアリング角と走行速度に基づいて制御するもの(特開昭63−64888号)、前輪荷重の変化に基づいて制御するもの(特公平7−74023号)等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記減衰力可変の液圧式ステアリングダンパを前輪操舵系の回転軸が支持されるヘッドパイプの近傍に配置するとともに制御バルブを電磁ソレノイドとした場合、図2及び図3の仮想線で示す符号31Aに示すように電磁ソレノイドは液圧通路や配置スペース等の関係でステアリングダンパの後端部へ位置させ、そのプランジャーの軸線L1aを車体の前後方向へ向けて配置することが考えられる。しかし車体の前後方向には、発進や制動時における大きな加速力が加わるので、この加速度変化によりプランジャーが車体の前後方向へ進退動し、その結果としてキックバックと無関係に減衰力を変動させるおそれがあるので、制御バルブに対してこのような外力の影響を少なくすることが望まれている。また、ステアリングダンパの前後長をできるだけ短くしてコンパクト化することも望まれている。さらにエンジン振動による影響を少なくすることも望まれる。そこで本願発明は係る諸要請の実現を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願のステアリングダンパ装置に係る請求項1の発明は、前輪を操舵するためハンドルにより一体に回動する車体前部に設けられた前輪操舵系の回動動作に減衰力を加えるとともに、この減衰力の大きさを可変とする制御バルブを備えたものにおいて、
ステアリングダンパの本体部を、車体フレーム上方にて、ステアリング軸から車体後方へ向けて延出させ、後端部を前記車体フレーム上に位置する燃料タンクの前端部近傍まで配置し、
前記制御バルブは、直線的に進退動して減衰力を変化させる駆動軸を有するとともに、この駆動軸の軸線が車体の上下方向を指向するように、前記制御バルブを、前記本体部下方と前記車体フレームの前端部であるヘッド部上方との空間内に配置したことを特徴とする。
【0005】
請求項2の発明は、前輪を操舵するためハンドルにより一体に回動する車体前部に設けられた前輪操舵系の回動動作に減衰力を加えるとともに、この減衰力の大きさを可変とする制御バルブを備えたステアリングダンパ装置において、
ステアリングダンパの本体部を、車体フレーム上方にて、ステアリング軸から車体後方へ向けて延出させ、後端部を前記車体フレーム上に位置する燃料タンクの前端部近傍まで配置し、
前記制御バルブは、直線的に進退動して減衰力を変化させる駆動軸を有するとともに、
この駆動軸の軸線が車体の左右方向を指向するように、前記制御バルブを、前記本体部の側部と前記車体フレームの前端部であるヘッド部上方との空間内に配置したことを特徴とする。
【0006】
【発明の効果】
請求項1によれば、制御バルブにおける駆動軸の軸線を車体の上下方向へ指向させたので、制御バルブの駆動軸に対して、車体の前後方向へ加わる大きな加速度変化などによる外力の影響を少なくでき、減衰力の調整をより正確にできる。また、減衰力可変手段をステアリングダンパの下方に設けたので、ステアリングダンパ下方の空間を有効利用するとともに、ステアリングダンパの前後長を短くできるためステアリングダンパ装置のコンパクト化を可能にでき、そのうえステアリングダンパを目に付きにくい場所へ配置するので外観性を向上できる。
【0007】
請求項2によれば、制御バルブにおける駆動軸の軸線を車体の左右方向へ指向させたので、上記前後方向の外力の影響を少なくできるとともに、エンジン振動等による上下方向の外力の影響も少なくできる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて第1実施例を説明する。図1は本実施例の適用される自動2輪車を示す斜視図、図2はステアリングダンパが設けられた車体前部構造側面図、図3は同部分の平面図、図4はステアリングダンパの概略構造を示す図である。図5は電磁弁の断面図、図6は環状隙間部分を示す断面図、図7は図6の7−7線断面図、図8は作用を示すグラフである。
【0009】
図1において、前輪1を下端に支持するフロントフォーク2の上部は車体フレーム3の前部へ連結され、ハンドル4にて回動自在になっている。車体フレーム3上には燃料タンク5が支持されている。符号6はシート、7はリヤカウル、8はリヤスイングアーム、9は後輪である。
【0010】
次に、ステアリングダンパについて説明する。図2、3に示すように、ステアリングダンパ10はハンドル4が取付けられているトップブリッジ11の上方に配置されている。トップブリッジ11は車体フレーム3の前端部であるヘッド部3aへ軸支されている。トップブリッジ11は下方のボトムブリッジ12と対をなして、ヘッドパイプ13に支持されているステアリング軸14を上下に挟んで一体化され、これらトップブリッジ11、ボトムブリッジ12及びステアリング軸14は一体に回動する。
【0011】
本実施例におけるヘッドパイプ13はヘッド部3aの前部中央に上下方向へ一体形成された筒状部である。但しヘッドパイプ13は予め車体フレームと別体のパイプ部材で形成し、これを溶接等で車体フレームの前端部へ一体化した公知のものであってもよい。ステアリングダンパ10はヘッド部3aの上方に車体中心C(図3)に沿って、ヘッドパイプ13の上方からその後方へかけて、前後方向へ長く配置されている。
【0012】
トップブリッジ11とボトムブリッジ12には左右一対のフロントフォーク2の各上部が支持される。ヘッドパイプ13は車体フレーム3のヘッド部3aへ一体に形成されたパイプ状部分である。なお車体フレーム3はヘッド部3aとその後端部左右から対をなして左右後方へ延出するメインフレーム部3bを備える(図3)。トップブリッジ11の前部中央には前方へ一体に突出するステー11aが設けられ、ここにハンドルロックと一体のメインスイッチ15が支持され、キー16によりON/OFF及び解錠等操作される。
【0013】
本実施例のステアリングダンパ10はキックバックを防止するための液圧式減衰器であり、本体部17とフタ18を備え(図2)、その後部側はボルト20により、ヘッドパイプ13近傍における車体フレーム3のヘッド部3a上面に上方へ突出して一体に形成されたボス21へ締結され、このとき、本体部17とフタ18が共締めで一体化される。ボス21には予めナット部が形成されている。
【0014】
ボス21の左右でヘッド部3aの後部上面には一段高くなった段部3cが形成され、ここに燃料タンク5の前端部左右に形成されたステー5aが、ラバー22aを介してボルト22bにより防振取付されている。図3に示すように、ステー5aは燃料タンク5の前部中央に前方及び上方へ向かって開放されて設けられた凹部5bの前端部両側から車体中央側へ突出して形成され、メインフレーム部3bの前端部が接続する部分近傍にて段部3cへ重なるようになっている。
【0015】
再び図2において、燃料タンク5の下にはエアクリーナ19が配置され、その前端部も凹部5bの下方位置にて、ヘッド部3a後端の取付部3dへボルト19aにより取付けられている。取付部3dは段部3cから連続して後方かつ凹部5bの下方へ張り出した部分である。
【0016】
ステアリングダンパ10の前部にはシャフト23が軸線を図の上下方向に向けて貫通し、ステアリングダンパ10に対して回動自在に支持されている。シャフト23の下端はステアリングダンパ10の本体部18から下方へ突出してステアリング軸14の上端へ嵌合し、一体回転可能に連結され、シャフト23とステアリング軸14が同軸上に配置される。
【0017】
符号24はステアリングナットであり、ステアリング軸14の上端をトップブリッジ11へ締結している。シャフト23の下端はこのステアリングナット24の中央部に形成された穴を貫通する。
【0018】
シャフト23の上部側はフタ18を上方へ貫通し、その上端部はフタ18の上へ固定された回転角度センサ25内へ入り込んでいる。回転角度センサ25は電気抵抗等を用いた公知のものであり、シャフト23とステアリングダンパ10の本体部17側との相対的な回動に対する回転角度を検出し、これによりシャフト23と一体に回転するステアリング軸14の回転角度を検出してこの検出信号を後述する制御装置へ入力するようになっている。
【0019】
図3のステアリングダンパ10はフタ18を除いて本体部17側の構造を示しており、符号26は本体部17に設けられた凹部によって形成される略扇形の液室、27は右液室、28は左液室、30はこれら左右の液室を区画する翼状の隔壁であり、一端がシャフト23と一体化し、シャフト23と一体に回動する。31Aは制御バルブ(後部側参考配置例)、32は上記制御装置である。これら制御バルブ31A及び制御装置32はステアリングダンパ10の後端部に後方へ突出して設けられ、ステアリングダンパ10の後端部と共に燃料タンク5の凹部5b内へ収容されている。
【0020】
なお、ステアリングロック15とステアリング軸14及びシャフト23は車体中心線Cに対して略同一直線上に位置し、ステアリングロック15と制御バルブ31A及び制御装置32はステアリングダンパ10を挟んで前後方向反対側に位置し、制御バルブ31Aと制御装置32は車体中心線Cを挟んで左右に配置され、これら制御バルブ31Aと制御装置32は本体部17の後部へ取付けられている。また、ステアリングダンパ10の本体部17における車体左側側面には、後述する制御バルブ31Bの配置が示されている。なお、この図3では図2に示した本体部17下方の制御バルブ31は本体部17の下になって見えていない。
【0021】
図4はステアリングダンパ10の構造を概略的に示し、ステアリングダンパ10の内部は後方へ向かって広がる扇状の液室26が設けられ、その扇の要に相当する位置にシャフト23が位置し、シャフト23から一体に後方へ翼状に延出する隔壁30により液室26の内部は右液室27と左液室28に2分される。
【0022】
隔壁30の先端30aは液室26の弧状壁29の内面との間に右液室27及び左液室28を連通する若干の間隙26aを形成する。右液室27及び左液室28にはオイル等の非圧縮性の液体が封入され、間隙26aに加えてバイパス通路33により連結されている。
【0023】
したがって、前輪が左右方向へ首振り回動することにより前輪操舵系が回動し、これと連動して隔壁30が回動するとき(図中の仮想線)、隔壁30の回動が比較的ゆっくりとしたものであるときは、作動液が間隙26aを通って容積が狭くなった方の液室から反対側の拡大した液室へ移動して液室の容積変化に対応する。このとき間隙26aではほとんど減衰力を発生せず若しくは微小な発生に止どめる。
【0024】
一方、隔壁30の回動が早くなると、作動液の移動量が間隙26aによる許容量を越えるため、作動液はバイパス通路33を通って容積が狭くなった方の液室から他方の液室へ移動する。このバイパス通路33の中間部には制御バルブ31が設けられている。なお、実際の制御バルブ31はステアリングダンパ10の下方へ配置されるが、本図では便宜的にステアリングダンパ10と並べて示してある。
【0025】
制御バルブ31は減衰力を生ずるためバイパス通路33の可変絞り機構を有し、バイパス通路33の通路断面積を変化させることにより、上記左右の液室間における容積変化に伴う作動液の液体移動を制限して可変減衰力を発生させることができる。本実施例では駆動部を直線的に移動させるリニヤソレノイドで構成されている。
【0026】
図4には制御バルブ31の構造も略記する。この制御バルブ31はセンサ量と比例したストロークで直線的に移動する駆動部を備えたリニヤソレノイドとして構成され、ケース40内にコイル41、スプリング42及びプランジャー43を収め、プランジャー43の先端側がバイパス通路33を横断方向(図の上下方向)へ進退動するようになっている。なお、本図の向きは文字の向きに合わせるものとし、本図における上下方向とは、制御バルブ31が配置される側を上方、本体部17が配置されている側を下方とし、制御装置32が配置されている側を左方というものとする。但し、図2においては軸線L1の方向が車体の上下方向及び図の斜め上下方向に一致している。
【0027】
すなわち、コイル41の励磁による電磁力に応じて、プランジャー43を図の下方へスプリング42に抗して移動させ(スプリング42が引っ張りバネの場合)、これによりバイパス通路33の通路断面積を変化させて絞り量を調節することにより、プランジャー43との間隙を通過する作動液によって発生する減衰力の大きさを変化させるようになっている。コイル41が消磁するとスプリング42によりプランジャー43が図の上方へ移動付勢され、バイパス通路33を開放して減衰力を発生しない状態になる。
【0028】
図2に示すように、この制御バルブ31はヘッドパイプ13の後方かつ燃料タンク5の前方でステアリングダンパ10の本体部17下方の空間内へ配置され、本体部17の下面側に取付けられている。また、プランジャー43の軸線L1が後傾する(上方側が後方側へ傾く)ステアリング軸14及びシャフト23の軸線L2と略平行に配置され、車体の上下方向を指向している。
【0029】
また、図2中にはシリンダ軸線L3を前傾させて車体フレームへ支持されたエンジン44を略記してあり、符号45は吸気通路、46は排気通路、47はピストン、48はコンロッド、49はクランク軸である。このエンジン44は、ピストン47がシリンダ軸線L3方向へ進退動し、クランク軸49が矢印方向へ回動することによりエンジン振動が発生し、振動の前後方向成分及び上下方向成分により、車体を前後及び上下方向へ比較的大きく振動させる。
【0030】
次に、本実施例の作用を説明する。図2に示すように、制御バルブ31における駆動軸であるプランジャー43の軸線L1を車体の上下方向へ指向させたので、制御バルブ31のプランジャー43に対して、車体の前後方向へ加わる大きな加速度変化などによる外力の影響を少なくでき、減衰力の調整をより正確にできる。
【0031】
また、制御バルブ31をステアリングダンパ10の下方に設けたので、ステアリングダンパ10の下方かつヘッドパイプ13の後方及び燃料タンク5の前方に形成される空間を有効利用できるとともに、ステアリングダンパ10を目に付きにくい場所へ配置するので外観性を向上できる。そのうえステアリングダンパ10の前後長を短くできるためステアリングダンパ装置全体のコンパクト化が可能になる。
【0032】
なお、図3に制御バルブ31Bとして仮想線で示すように、制御バルブ31Bを本体部17の側部へ取付け、そのプランジャー43の軸線L1bを車体の左右方向へ指向させて配置することもできる。このようにすると、上記前後方向の外力の影響も少なくできるとともに、エンジン振動等による上下方向の外力の影響も少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の適用される自動2輪車の斜視図
【図2】 ステアリングダンパ装置部分を示す車体前部の側面図
【図3】 同上部分の平面図
【図4】 ステアリングダンパの概略構造を示す図
【符号の説明】
3:メインフレーム、5:燃料タンク、10:ステアリングダンパ、13:ヘッドパイプ、14:ステアリング軸、17:本体部、31:制御バルブ、41:コイル、43:プランジャー
Claims (3)
- 前輪を操舵するためハンドルにより一体に回動する車体前部に設けられた前輪操舵系の回動動作に減衰力を加えるとともに、この減衰力の大きさを可変とする制御バルブを備えたステアリングダンパ装置において、
ステアリングダンパの本体部を、車体フレーム上方にて、ステアリング軸から車体後方へ向けて延出させ、後端部を前記車体フレーム上に位置する燃料タンクの前端部近傍まで配置し、
前記制御バルブは、直線的に進退動して減衰力を変化させる駆動軸を有するとともに、
この駆動軸の軸線が車体の上下方向を指向するように、前記制御バルブを、前記本体部下方と前記車体フレームの前端部であるヘッド部上方との空間内に配置したことを特徴とするステアリングダンパ装置。 - 前輪を操舵するためハンドルにより一体に回動する車体前部に設けられた前輪操舵系の回動動作に減衰力を加えるとともに、この減衰力の大きさを可変とする制御バルブを備えたステアリングダンパ装置において、
ステアリングダンパの本体部を、車体フレーム上方にて、ステアリング軸から車体後方へ向けて延出させ、後端部を前記車体フレーム上に位置する燃料タンクの前端部近傍まで配置し、
前記制御バルブは、直線的に進退動して減衰力を変化させる駆動軸を有するとともに、
この駆動軸の軸線が車体の左右方向を指向するように、前記制御バルブを、前記本体部の側部と前記車体フレームの前端部であるヘッド部上方との空間内に配置したことを特徴とするステアリングダンパ装置。 - 前記制御バルブ(31)は、車体前後方向でステアリング軸(14)とその上端に同軸配置されるシャフト(23)と、車体フレーム(3)のヘッド部(3a)上面に上方へ突出して形成されたボス(21)との空間内に配置されることを特徴とする請求項1に記載したステアリングダンパ装置。
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