JP4204825B2 - Steering damper - Google Patents
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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2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3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の課題解決手段におけるステアリングダンパは、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、コイルに生じる誘導起電力で減衰力を発生することを特徴とする。
【0012】
また、前記の目的を達成するために本発明の第2の課題解決手段におけるステアリングダンパは、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、コイルに生じる誘導起電力で減衰力を発生することを特徴とする。
【0013】
また、前記の目的を達成するために本発明の第3の課題解決手段におけるステアリングダンパは、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、コイルに生じる誘導起電力で減衰力を発生することを特徴とする。
【0014】
さらに、前記の目的を達成するために本発明の第4の課題解決手段におけるステアリングダンパは、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、コイルに生じる誘導起電力で減衰力を発生することを特徴とする。
【0015】
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、コイルに誘導起電力が発生する。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
またさらに、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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
さらに、本発明の第5の課題解決手段におけるステアリングダンパは、第1、2、3または4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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
そして、本発明の第6の課題解決手段におけるステアリングダンパは、第1、2、3、4、または5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。
【0028】
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。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる一実施の形態のステアリングダンパは、図1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。
【0030】
以下、詳細に説明すると、ヘッドパイプ25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。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。
【0031】
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、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。
【0032】
そして、このステアリングシャフト20は、ヘッドパイプ25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25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20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。
【0033】
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。
【0034】
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20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。
【0035】
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。
【0036】
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25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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
さらに、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。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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
【発明の効果】
以上のように、各請求項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、永久磁石がヘッドパイプ内に形成している磁束をコイルが横切ることとなり、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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
また、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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
また、請求項5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。
【0066】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一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】 従来のステアリング装置の側面図である。
【図3】 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】
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
20 ステアリングシャフト
20a 螺子部
21 アーム
25 ヘッドパイプ
26 第2太陽歯車
27 筒体
27a 第1太陽歯車
28 遊星歯車
A 車体フレーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering damper and a steering device, and more particularly to a steering damper suitable for a two-wheeled vehicle using an electromagnetic force as a damping force.
[0002]
[Prior art]
For example, in a steering device for a motorcycle or the like, as shown in FIG. 2 , the upper portion of a
[0003]
A
[0004]
Here, although not shown, the handle is connected to the upper end surface of the
[0005]
Therefore, when the motorcycle is traveling, it is possible to steer the front wheel via the
[0006]
Therefore, in a traveling motorcycle or the like, as shown in FIG. 3 , when vibration is input to the front wheels, a proposal is made of a steering device that suppresses vibration by attenuating the vibration with a rotary oil damper D (for example, JP 2000-25547 A).
[0007]
Similarly, it is also known that a steering damper is interposed between the vehicle body frame and the front fork (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-201378).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the steering damper or steering device using the oil damper described above, there is no particular problem in terms of function, but a high damping force is obtained and it is convenient for suppressing the vibration. Necessary and requires a seal mechanism, a complicated valve mechanism, and a control mechanism to prevent this oil leakage.
[0009]
In the unlikely event that oil leaks, it may be pointed out that it may cause deterioration of the global environment. Although it has been suggested that the hydraulic fluid used in the oil damper be a biodegradable hydraulic fluid that does not pollute the global environment, the biodegradable hydraulic fluid is extremely expensive and the characteristics of this type of hydraulic fluid are buffered. Since it is insufficient to generate the proper damping force of the vessel, it has not been put into practical use.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering damper and a steering device that do not particularly require hydraulic oil.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the steering damper in the first problem solving means of the present invention includes a head pipe, a steering shaft rotatably inserted in the head pipe, and a rotation between the head pipe and the steering shaft. A freely inserted cylinder, one or more radially extending arms provided on the steering shaft, a planetary gear provided at the tip of each arm, a first sun gear provided on the cylinder, and a cylinder A coil fixed to the body, a second sun gear provided in the head pipe, and a permanent magnet fixed to the inner periphery of the head pipe so as to face the coil and generate a magnetic field in the head pipe. and will be, by interposing a planetary gear between the first sun gear and the second sun gear, each gear is meshed, it is connected to both ends of the coil to short-circuit or controller, carp Characterized by generating a damping force by the induced electromotive force generated.
[0012]
In order to achieve the above object, the steering damper in the second problem solving means of the present invention includes a head pipe, a steering shaft rotatably inserted in the head pipe, and a space between the head pipe and the steering shaft. A cylindrical body rotatably inserted into the steering shaft, one or more radially extending arms provided on the steering shaft, a planetary gear provided at the tip of each arm, a first sun gear provided on the cylindrical body, Similarly, a permanent magnet fixed to the cylinder so as to generate a magnetic field in the head pipe, a second sun gear provided in the head pipe, and a coil fixed to the inner periphery of the head pipe so as to face the permanent magnet The planetary gear is interposed between the first sun gear and the second sun gear, the gears are meshed, and both ends of the coil are short-circuited or connected to the control device. Characterized by generating a damping force by the induced electromotive force generated in the coil.
[0013]
In order to achieve the above object, the steering damper in the third problem solving means of the present invention includes a head pipe, a steering shaft rotatably inserted in the head pipe, and a space between the head pipe and the steering shaft. A cylindrical body rotatably inserted into the steering shaft, one or more radially extending arms provided on the steering shaft, a planetary gear provided at the tip of each arm, a first sun gear provided on the cylindrical body, Similarly, a coil fixed to the cylinder, a second sun gear provided in the head pipe, and a permanent magnet fixed to the steering shaft so as to face the coil and generate a magnetic field in the head pipe. The planetary gears are interposed between the first sun gear and the second sun gear, the gears are meshed, and both ends of the coil are short-circuited or connected to the control device. Characterized by generating a damping force by the induced electromotive force generated in the coil.
[0014]
Furthermore, in order to achieve the above object, the steering damper in the fourth problem solving means of the present invention includes a head pipe, a steering shaft rotatably inserted in the head pipe, and a space between the head pipe and the steering shaft. A cylindrical body rotatably inserted into the steering shaft, one or more radially extending arms provided on the steering shaft, a planetary gear provided at the tip of each arm, a first sun gear provided on the cylindrical body, Similarly, a permanent magnet fixed to the cylinder so as to generate a magnetic field in the head pipe, a second sun gear provided in the head pipe, and a coil fixed to the steering shaft so as to face the permanent magnet. A planetary gear is interposed between the first sun gear and the second sun gear, the gears are meshed, and both ends of the coil are short-circuited or connected to the control device. Is allowed, characterized in that it generates a damping force in the induced electromotive force generated in the coil.
[0015]
With the above configuration, when the steering shaft rotates, the planetary gear provided on the arm of the steering shaft also rotates, and the first sun gear that meshes therewith also rotates, so the coil attached to the cylinder also rotates, Since the coil crosses the magnetic flux of the permanent magnet fixed to the inner periphery of the head pipe , an induced electromotive force is generated in the coil.
[0016]
When both ends of the coil are short-circuited as described above, a current flows through the coil so as to generate a torque against the rotation of the steering shaft. Rotational motion will be suppressed.
[0017]
That is, since the torque against the rotation of the steering shaft acts as a damping force, the damping force can be generated without using hydraulic oil.
[0018]
Further, when both ends of the coil are connected to the control device, it is possible to control the magnitude of the current flowing in the coil due to the induced electromotive force by the control device, so that the torque against the rotation of the steering shaft can be controlled. Adjustment is possible.
[0019]
Furthermore, damping force control based on information such as the running state of a motorcycle or the like, that is, vehicle speed, steering wheel steering angular velocity, and the like is possible.
[0020]
Therefore, the ride comfort can be improved by applying the steering damper to a motorcycle or the like.
[0021]
Furthermore, as described above, the planetary gear is constituted by the first and second sun gears and the planetary gear, and this planetary gear is interposed, so that the rotational speed of the cylinder is increased or decelerated from the rotational speed of the steering shaft. The desired damping force can be obtained by combining the gear ratios of the gears in an appropriate combination.
[0022]
In other words, when this steering damper is actually applied to a motorcycle or the like, the required damping force according to the applicable vehicle model is based on the coil and permanent magnet standards if the gear ratio of each gear is appropriate. Obtained without change accordingly.
[0023]
Further, since the damping force can be changed depending on the gear ratio, it is not necessary to increase the size of the coil or the permanent magnet even when a large damping force is required.
[0024]
Further, in the steering damper in the fifth problem solving means of the present invention, in any of the first , second , third, or fourth problem solving means, the control device can select any one of the vehicle speed, the steering angular speed, and the front wheel shared load. The current flowing through the coil is adjusted based on one or any combination of values.
[0025]
Therefore, the current that flows in the coil based on the induced electromotive force generated by the rotation of the steering shaft based on each one of the values of the vehicle speed, the steering angular velocity, and the front wheel shared load, or any combination of these values. The amount can be adjusted.
[0026]
Further, at this time, since the current based on the induced electromotive force flows through the coil, it is not particularly necessary to energize, and it is only necessary to supply power only to the control device. By making the amount of current appropriate, the damping force generated by the steering damper can be adjusted to be suitable for the running state of a motorcycle or the like, so that riding comfort is improved.
[0027]
The steering damper according to the sixth problem solving means of the present invention is the steering damper according to the first , second , third , fourth, or fifth problem solving means, wherein the head pipe is coupled to the body frame of the motorcycle, and the upper and lower ends of the steering shaft are It is connected to the upper bracket and the under bracket that hold the front fork.
[0028]
Therefore, by configuring as described above, the steering damper of the present invention can be applied to a steering device.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1 , the steering damper according to one embodiment of the present invention includes a
[0030]
Hereinafter, the
[0031]
A cylindrical body 27 is inserted between the steering
[0032]
The steering
[0033]
On the other hand, the steering
[0034]
Further, a
[0035]
As for the operation of the steering damper, when the steering
[0036]
Then, the
[0037]
That is, since the torque against the rotation of the steering
[0038]
Here, since the planetary gear is used, the rotational speed of the cylinder 27 can be increased or decreased from the rotational speed of the steering
[0039]
In other words, when this steering damper is actually applied to a motorcycle or the like, the required damping force according to the applicable vehicle model is based on the coil and permanent magnet standards if the gear ratio of each gear is appropriate. Obtained without change accordingly.
[0040]
Further, since the damping force can be changed depending on the gear ratio, it is not necessary to increase the size of the coil or the permanent magnet even when a large damping force is required.
[0041]
Further, in the above description, the
[0042]
In the illustrated case, the
[0043]
Subsequently, a modification of the present embodiment will be described. In this modification, the basic configuration is the same as that of the above-described embodiment, in which the
[0044]
The control device includes, for example, a vehicle speed detector that detects a speed of the motorcycle, a steering angular speed detector that detects a steering angular speed of the vehicle, a front wheel shared load detector that detects a front wheel shared load of the vehicle, and the vehicle speed and steering. The controller includes a controller that calculates a damping force based on the detection result of the angular velocity, and a current adjusting unit that adjusts the amount of current flowing through the coil based on the calculation result of the controller.
[0045]
The controller will be described in detail below. The controller is connected to a vehicle speed detector, a steering angular velocity detector, and a front wheel shared load detector, and can receive detection results detected by the detectors.
[0046]
Here, although not shown in the figure, the controller can receive signals of the vehicle speed and the steering angular velocity detected by each detector, can calculate a control force based on the respective signals, and can output power as a control signal. For example, an amplifier for amplifying the signal, a converter for converting an analog signal into a digital signal, a band-pass filter for cutting low and high frequency components, a CPU, a ROM, a RAM, a crystal oscillator And a computer system comprising a bus line that communicates them, and a calculation processing procedure and a control signal output procedure used for calculating the necessary damping force of the steering damper are stored in advance in a ROM as a program. A simple system is fine.
[0047]
Further, the controller is connected to the current adjusting means. The current adjusting means may be any one that can receive a signal from the controller and adjust the amount of current flowing through the
[0048]
Next, the operation of the steering damper in the present embodiment will be described. While the vehicle is running, first, the vehicle speed detector, the steering angular velocity detector, and the front wheel shared load detector detect the vehicle speed, the steering angular velocity, and the front wheel shared load, and the controller determines the vehicle speed, the steering angular velocity, and the front wheel shared load. Input as a signal.
[0049]
Next, the controller calculates an appropriate damping force of the steering damper based on the input vehicle speed, steering angular velocity, and front wheel shared load values.
[0050]
Then, based on the calculation result, the current adjusting means changes the amount of current flowing through the
[0051]
When the steering shaft 1 rotates in this state, an induced electromotive force is generated in the
[0052]
At this time, for example, when the current adjusting means is composed of an actuator and a potentiometer as described above, the actuator drives the potentiometer to change the resistance value of the electric circuit of the current adjusting means. The adjusting means may be adjusted so that a resistance value required to generate the damping force required for the steering damper can be selected.
[0053]
Further, since a current based on the induced electromotive force flows through the coil, it is not particularly necessary to energize, and it is only necessary to supply power only to the control device, so that power consumption can be kept low.
[0054]
Here, in the present embodiment, the amount of current flowing through the
[0056]
Further, the calculation method for calculating the damping force generated in the steering damper based on the vehicle speed and the steering angular velocity, which is recorded in advance in the controller, depends on the motion performance, the vehicle weight, etc. of the motorcycle on which the steering damper is mounted. It is only necessary to set so that control suitable for the motorcycle or the like can be performed as appropriate. For example, when the speed of a motorcycle is high and the steering angular speed is high, the controller is set so that the damping force generated by the steering damper can be increased, or when the front wheel share load is small, kickback is not performed. It may be set to increase damping force because it tends to occur.
[0057]
In the above, the current flowing through the coil is adjusted based on the values of the vehicle speed, the steering angular velocity, and the front wheel shared load, but any one or any combination of the above three values is used. It is also possible to adjust the current flowing in the coil based on each value.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in each claim , when the steering shaft rotates , the coil crosses the magnetic flux formed in the head pipe by the permanent magnet, and an induced electromotive force is generated in the coil. Torque against rotation of the steering shaft is generated, and the rotational movement of the steering shaft can be suppressed.
[0059]
That is, since the torque against the rotation of the steering shaft acts as a damping force, the damping force can be generated without using hydraulic oil.
[0060]
Further, when both ends of the coil are connected to the control device, it is possible to control the magnitude of the current flowing in the coil due to the induced electromotive force by the control device, so that the torque against the rotation of the steering shaft can be controlled. Adjustment is possible.
[0061]
Therefore, the ride comfort can be improved by applying the steering damper to a motorcycle or the like.
[0062]
In addition, since the planetary gear is used, the rotational speed of the cylinder can be increased or decreased from the rotational speed of the steering shaft, and the desired damping force can be achieved by combining the gear ratios of each gear appropriately. Can be obtained.
[0063]
In other words, when this steering damper is actually applied to a motorcycle or the like, the required damping force according to the applicable vehicle model is based on the coil and permanent magnet standards if the gear ratio of each gear is appropriate. Obtained without change accordingly.
[0064]
Further, since the damping force can be changed depending on the gear ratio, it is not necessary to increase the size of the coil or the permanent magnet even when a large damping force is required.
[0065]
According to the fifth aspect of the present invention, the control device can control the steering shaft based on any one or any combination of the vehicle speed, the steering angular speed, and the front wheel shared load. It is possible to adjust the amount of current flowing through the coil based on the induced electromotive force due to rotation.
[0066]
Further, at this time, since the current based on the induced electromotive force flows through the coil, it is not particularly necessary to energize, and it is only necessary to supply power only to the control device. By making the amount of current appropriate, the damping force generated by the steering damper can be adjusted to be suitable for the running state of a motorcycle or the like, so that riding comfort is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a steering damper according to an embodiment .
FIG. 2 is a side view of a conventional steering device.
FIG. 3 is a side sectional view of a conventional steering device.
[Explanation of symbols]
3 Coil 4
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