JP4805182B2 - ステアリングダンパ装置及びダンパ装置 - Google Patents
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Description
そこでこの発明は、一方からの入力トルクにのみ減衰力を与えて他方へ伝達することが可能なステアリングダンパ装置及びダンパ装置を提供する。
車体フレーム2内側には、鞍乗り型自動四輪車1の原動機であるエンジン35が搭載される。エンジン35からの出力は、その出力軸と後輪5の車軸とに掛け回される無端状のチェーン37を介して左右後輪5に伝達される。
そして、車体フレーム2の前部中央には、これを上下に貫通するようにステアリングシャフト45が設けられ、その上部がクロスステー24に、下端部がクロスプレート25中央のステアリングロアホルダ25aにそれぞれ支持される。
ダンパインナ57は、ステアリングシャフト45を挿通させる円筒状のカラー部58と、該カラー部58下端に形成されたフランジ部59とを有してなり、フランジ部59下面をアウタケース53の下壁56上面に当接させると共に、フランジ部59下面から下方に突出する係合部59aを下壁56上面に凹設された係合孔56aに係合させることで、アウタケース53に対して相対回転不能に係合する。
各軸71,72は、ステアリングシャフト45と同軸配置されるもので、ハウジング67内において互いの一端側を対向させるように配置される。ここで、ステアリングシャフト45は、アウタケース53内で上下に分割されており、その上部を構成する上シャフト45aが入力軸71を構成すると共に、下部を構成する下シャフト45bが出力軸72を構成する。なお、各軸71,72が、ステアリングシャフト45を構成する上下シャフト45a,45bと別体の構成であってもよい。
図4を併せて参照し、入力側プレート部73は、円盤状のプレート本体の外周部から出力軸72側に複数のリブ部73aを突出させると共に、プレート本体の径方向中間部から出力軸72側に複数の突起部73bを突出させてなる。各リブ部73a及び突起部73bは、それぞれプレート本体の円周方向で等間隔に配置されている。
まず、図4(a)に示すように、ステアリングシャフト45の上下シャフト45a,45b(各軸71,72)の何れにもトルクが入力されない状態(各軸71,72に相対回転トルクが作用しない状態、以下、中立位置という)において、各係合空間K内の一対のローラ75は、圧縮コイルバネ76によって互いに離間する方向に付勢されており、出力側プレート部74のカム面74aとハウジング67の内周面68aとに楔係合する。このとき、各リブ部73aと隣接するローラ75との間には回転方向での隙間S2が形成され、各凹部74b内周と対応する突起部73b外周との間には回転方向での隙間S1が形成される。
一方、上記リブ部73aがローラ75部に当接した時点では、凹部74b内周と突起部73b外周とはまだ当接しておらず、この状態からさらに入力側プレート部73が相対回転すると、凹部74b内周と突起部73b外周とが隙間S1を無くして当接し、各プレート部73,74が相対回転不能に係合する。
すなわち、入力軸71にトルクが入力された際には、ハウジング67を停止させたままで、該ハウジング67に対して各軸71,72が一体的に相対回転可能となる。このため、入力軸71への入力トルクに対してはダンパ51による減衰力が付与されず、したがってハンドル操作が軽快に保たれる。なお、入力軸71に図における反時計回りのトルクが入力された際にも、上記同様、該入力トルクが減衰されることはない。すなわち、入力軸71の回転方向を問わず、そのトルクが非減衰状態で出力軸72に伝達される。
すなわち、出力軸72にトルクが入力された際には、各軸71,72及びハウジング67が一体的に回転可能となる。このため、出力軸72への入力トルクに対してはダンパ51による減衰力が付与されることとなり、したがって路面外乱によって起こるステアリング系の回動が抑えられる。なお、出力軸72に図における反時計回りのトルクが入力された際にも、上記同様、該入力トルクに減衰力が付与される。すなわち、出力軸72の回転方向を問わず、そのトルクが減衰されつつ入力軸71に伝達される。
図5に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第一実施例のものに対して、前記ステアリングダンパユニット50が上下逆に設けられ、前記入力トルク選択機構52の入力軸71が前記車輪側に、出力軸72が前記ハンドル46側にそれぞれ接続される点を主に異なるもので、前記実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
入力トルク選択機構52は、そのハウジング67の上部から前記出力軸72を突出させると共に、下部から前記入力軸71を突出させる。出力軸72はステアリングシャフト45の上シャフト45aを構成すると共に、入力軸71はステアリングシャフト45の下シャフト45bを構成する。各軸71,72における互いに対向する一端側には、前記入力側又は出力側プレート部73,74がそれぞれ一体形成される。
まず、前記中立位置において、各係合空間K内の一対のローラ75は、出力側プレート部74のカム面74aとハウジング67の内周面68aとに楔係合しており(図4(a)参照)、この状態から、入力軸71に軸線回りのトルクが入力されると、各ローラ75の楔係合が解除されると共に、入力側プレート部73からのトルクが出力側プレート部74に伝達可能となる(図4(b)参照)。
すなわち、入力軸71にトルクが入力された際には、ハウジング67を停止させたままで各軸71,72が一体的に回転可能となる。このため、車輪側の入力軸71への入力トルクに対してはダンパ51による減衰力が付与されず、したがって路面からの入力がハンドル46側へダイレクトに伝達される。
すなわち、出力軸72にトルクが入力された際には、各軸71,72及びハウジング67が一体的に回転可能となる。このため、出力軸72への入力トルクに対してはダンパ51による減衰力が付与されることとなり、したがってハンドル操作に良好な手応えが付与される。
図6に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第一及び第二実施例のものに対して、ダンパ151及び入力トルク選択機構152が別軸に設けられると共に、ダンパ151と入力トルク選択機構152のハウジング167とがギヤ157a,167aにより接続される点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
各軸171,172は、ステアリングシャフト45と同軸配置されるもので、ハウジング167内において互いの一端側を対向させるように配置される。入力軸171はステアリングシャフト45の上シャフト45aを構成すると共に、出力軸172はステアリングシャフト45の下シャフト45bを構成する。なお、各軸171,172が上下シャフト45a,45bと別体の構成であってもよい。
支持軸157は、アウタケース153の上下壁155,156に渡って設けられてその上下端部が上下壁155,156に回転自在に支持される。支持軸157の上下中間部には、前記ドライブギヤ167aに噛み合うドリブンギヤ157aが一体形成されている。
まず、前記中立位置において、各係合空間K内の一対のローラ75は、出力側プレート部74のカム面74aとハウジング167の内周面68aとに楔係合しており(図4(a)参照)、この状態から、入力軸171に軸線回りのトルクが入力されると、各ローラ75の楔係合が解除されると共に、入力側プレート部73からのトルクが出力側プレート部74に伝達可能となる(図4(b)参照)。
すなわち、入力軸171にトルクが入力された際には、ハウジング167を停止させたままで、したがってこれと連係するダンパ151の支持軸157も停止させたままで、各軸171,172が一体的に回転可能となる。このため、入力軸171への入力トルクに対してはダンパ151による減衰力が付与されず、したがってハンドル操作が軽快に保たれる。
すなわち、出力軸172にトルクが入力された際には、各軸171,172及びハウジング167が一体的に回転可能となる。このとき、ハウジング167と支持軸157とが各ギヤ157a,167aを介して連係することで、出力軸172へのトルク入力時には各軸171,172及びハウジング167と共に支持軸157も回転する。このため、出力軸172への入力トルクに対してはダンパ151による減衰力が付与されることとなり、したがって路面外乱によって起こるステアリング系の回動が抑えられる。
図8に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第三実施例のものに対して、前記ステアリングダンパユニット150が上下逆に設けられ、前記入力トルク選択機構152の入力軸171が前記車輪側に、出力軸172が前記ハンドル46側にそれぞれ接続される点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
まず、前記中立位置において、各係合空間K内の一対のローラ75は、出力側プレート部74のカム面74aとハウジング167の内周面68aとに楔係合しており(図4(a)参照)、この状態から、入力軸171に軸線回りのトルクが入力されると、各ローラ75の楔係合が解除されると共に、入力側プレート部73からのトルクが出力側プレート部74に伝達可能となる(図4(b)参照)。
すなわち、入力軸171にトルクが入力された際には、ハウジング167を停止させたままで、したがってこれと連係するダンパ151の支持軸157も停止させたままで、各軸171,172が一体的に回転可能となる。このため、入力軸171への入力トルクに対してはダンパ151による減衰力が付与されず、したがって路面からの入力がハンドル46側へダイレクトに伝達される。
すなわち、出力軸172にトルクが入力された際には、各軸171,172及びハウジング167が一体的に回転可能となる。このとき、ハウジング167と支持軸157とが各ギヤ157a,167aを介して連係することで、出力軸172へのトルク入力時には各軸171,172及びハウジング167と共に支持軸157も回転する。このため、出力軸172への入力トルクに対してはダンパ151による減衰力が付与されることとなり、したがってハンドル操作に良好な手応えが付与される。
図9に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第三実施例のものに対して、ステアリングシャフト45と入力トルク選択機構152とが別軸に設けられると共に、ステアリングシャフト45の上下シャフト45a,45bと入力トルク選択機構152の入出力軸171,172とがそれぞれ上下中継ギヤ軸173,174を介して接続される点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
一方、上下中継ギヤ軸173,174は、アウタケース153内においてステアリングシャフト45と平行に配置され、これらの上下端部がアウタケース153に回転自在に支持される。
逆に、入出力軸171,172の回転は、それぞれ前記各ギヤを介して例えば約1/3に減速されて上下シャフト45a,45bに伝達される。換言すれば、入出力軸171,172の回転角度は、上下シャフト45a,45bにおいてそれぞれ約1/3に縮小される。
図10に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第五実施例のものに対して、上下中継ギヤ軸173,174を無くすと共に、上下シャフト45a,45bをこれらと同軸のトーションバー175を介して連結する点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
上下シャフト45a,45b間には前述の如く少量の遊びが生じるが、この遊びに基づく上下シャフト45a,45bの相対回転時にはこれらにトーションバー175の捻り反力が作用することとなるため、ハンドル操作に良好な手応えが付与されると共に操舵機構のガタが緩衝される。
なお、この実施例において前記上下中継ギヤ軸173,174を用いることも可能である。
図11に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記六実施例のものに対して、上下シャフト45a,45bを相対回転自在に連結する一方、入出力軸171,172をこれらと同軸のトーションバー176を介して連結する点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
なお、この実施例において前記トーションバー175を併せて用いることも可能であり、かつ前記上下中継ギヤ軸173,174を用いることも可能である。
図12,13に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第五実施例のものに対して、上下中継ギヤ軸173,174を無くすと共に、ステアリングシャフト45に上下シャフト45a,45b間のトルク伝達を可能とするステアリング側突起部177及びステアリング側凹部178を設けた点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
なお、この実施例において前記上下中継ギヤ軸173,174を用いたり前記トーションバー175,176を用いることも可能である。
図14に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第八実施例のものに対して、入力トルク選択機構152の凹部74b及び突起部73bを無くしたことを主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち、突起部73b及び凹部74bに代わりステアリング側突起部177及びステアリング側凹部178のみで上下シャフト45a,45b間のトルク伝達がなされるのである。
なお、この実施例において前記上下中継ギヤ軸173,174を用いたり前記トーションバー175を用いることも可能である。
図15〜17に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第九実施例のものに対して、上下シャフト45a,45b間の回転方向での中立位置を定めるステアリング側位置決め機構181を有すると共に、入出力軸171,172間の回転方向での中立位置を定める機構側位置決め機構182を有する点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
入力側位置決め機構183は、入力軸171及びハウジング167の回転方向での基準位置を示す指針183a及びマーク183bからなり、出力側位置決め機構184は、出力軸172及びハウジング167の回転方向での基準位置を示す指針184a及びマーク184bからなる。そして、入力側位置決め機構183の指針183aとマーク183bとを軸方向視で一致させることで、入力軸171のハウジング167に対する相対回転位置が定まり、出力側位置決め機構184の指針184aとマーク184bとを軸方向視で一致させることで、出力軸172のハウジング167に対する相対回転位置が定まる。すなわち、機構側位置決め機構182は、ハウジング167を介して入出力軸171,172の相対回転位置を定めるのである。
そして、ステアリングシャフト45と入力トルク選択機構152とを組み付ける際、上下シャフト45a,45bの中立位置及び入出力軸171,172の中立位置を定めることで、これら各中立位置間のずれが防止される。
なお、この実施例において前記突起部73b及び凹部74bを用いたり前記上下中継ギヤ軸173,174を用いたり前記トーションバー175,176を用いることも可能である。
図18に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記十実施例のものに対して、ステアリング側位置決め機構181’がステアリング側突起部177及びステアリング側凹部178を軸方向で貫通する貫通孔181c及びこれに挿通されるピン181dで構成されると共に、機構側位置決め機構182’が入出力軸171,172の各プレート部73,74及びハウジング167を軸方向で貫通する貫通孔182c及びこれに挿通されるピン182dで構成される点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
なお、この実施例において前記突起部73b及び凹部74bを用いたり前記上下中継ギヤ軸173,174を用いたり前記トーションバー175,176を用いることも可能である。
図19に示すように、この実施例におけるステアリングダンパ装置は、前記第十一実施例のものに対して、例えば上シャフト45aと上駆動ギヤ45cとを別体構成としてこれらをボルト締結等により一体的に結合することで、上シャフト45aと上駆動ギヤ45cとの相対回転角度を調整可能とした点を主に異なるもので、前記各実施例と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
なお、この実施例において前記ステアリング側位置決め機構及び機構側位置決め機構の構成は問わず、かつこれらを用いない構成としてもよい。また、この実施例において前記突起部73b及び凹部74bを用いたり前記上下中継ギヤ軸173,174を用いたり前記トーションバー175,176を用いることも可能である。
また、上記第五〜十二実施例において、第一実施例に対する第二実施例(及び第三実施例に対する第四実施例)の如く、ステアリングダンパユニットを上下逆に設けた構成とすることも可能である。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、車両のみならず一般機械にも適用可能であることはもちろん、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
2 車体フレーム
3 前輪(車輪)
45 ステアリングシャフト
45a 上シャフト
45b 下シャフト
45c 上駆動ギヤ(ギヤ)
45d 下駆動ギヤ(ギヤ)
46 ハンドル
50,150,250,350,350’,450,450’,550,550’、550” ステアリングダンパユニット
51,151 ダンパ
52,152 入力トルク選択機構
71,171 入力軸
72,172 出力軸
73b 突起部
74b 凹部
67,167 ハウジング
167a ドライブギヤ(ギヤ)
157a ドリブンギヤ(ギヤ)
171a 入力側従動ギヤ(ギヤ)
172a 出力側従動ギヤ(ギヤ)
173 上中継ギヤ軸
173a 上ステアリング側ギヤ(ギヤ)
173b 下ステアリング側ギヤ(ギヤ)
174 下中継ギヤ軸
174a 上機構側ギヤ(ギヤ)
174b 下機構側ギヤ(ギヤ)
175,176 トーションバー(弾性部材)
177 ステアリング側突起部(シャフト側突起部)
178 ステアリング側凹部(シャフト側凹部)
181,181’ ステアリング側位置決め機構(ステアリング側位置決め手段)
182,182’ 機構側位置決め機構(位置決め手段)
S1,S3 隙間
Claims (19)
- 車体フレームと、該車体フレームに懸架される車輪と、前記車体フレームに回動自在に支持されて一端が前記車輪側に接続されるステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトの他端に接続されて該ステアリングシャフトを回動させて前記車輪を操舵するハンドルと、前記ステアリングシャフトの回動を減衰可能なダンパとを備えるステアリングダンパ装置において、
前記ハンドル又は車輪の何れか一方からの入力にのみ、前記ダンパによって前記ステアリングシャフトの回動を減衰することを特徴とするステアリングダンパ装置。 - 車体フレームと、該車体フレームに懸架される車輪と、該車輪を操舵するハンドルと、該ハンドルの回動を減衰可能なダンパとを備えるステアリングダンパ装置において、
入力軸及び出力軸を有すると共にこれら各軸を回動自在に支持するハウジングを有し、前記入力軸からトルクが入力されると該入力軸が前記出力軸を前記ハウジングに対して回動させる一方、前記出力軸からトルクが入力されると該出力軸が前記入力軸及びハウジングを回動させる入力トルク選択機構を備え、
前記入力トルク選択機構の入力軸及び出力軸の一方を前記ハンドル側に、他方を前記車輪側にそれぞれ接続すると共に、前記ハウジングは前記ダンパに接続し、前記各軸を回動させて前記車輪を操舵すると共に、前記ハウジングの回動時には該回動を前記ダンパが減衰することを特徴とするステアリングダンパ装置。 - 前記ダンパと前記入力トルク選択機構のハウジングとをギヤにより接続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装置。
- 前記車体フレームに回動自在に支持されて一端が前記車輪側に接続されると共に他端が前記ハンドル側に接続されるステアリングシャフトを備え、該ステアリングシャフトの少なくとも一部が前記入力トルク選択機構の入力軸及び出力軸で構成されることを特徴とする請求項2又は3に記載のステアリングダンパ装置。
- 前記入力トルク選択機構の入力軸を前記ハンドル側に接続することを特徴とする請求項2から4の何れかに記載のステアリングダンパ装置。
- 前記入力トルク選択機構の入力軸を前記車輪側に接続することを特徴とする請求項2から4の何れかに記載のステアリングダンパ装置。
- 入力軸及び出力軸を有すると共にこれら各軸を回動自在に支持するハウジングを有し、前記入力軸からトルクが入力されると該入力軸が前記出力軸を前記ハウジングに対して回動させる一方、前記出力軸からトルクが入力されると該出力軸が前記入力軸及びハウジングを回動させる入力トルク選択機構を備えると共に、前記ハウジングに接続されてその回動を減衰するダンパを備えることを特徴とするダンパ装置。
- 前記車体フレームに回動自在に支持されて一端が前記車輪側に接続されると共に他端が前記ハンドル側に接続されるステアリングシャフトを備え、前記ステアリングシャフトが、前記ハンドル側に接続される上シャフトと、前記車輪側に接続される下シャフトとからなり、前記上下シャフトが、それぞれギヤを介して前記入力トルク選択機構の入出力軸の何れかに接続されることを特徴とする請求項2又は3に記載のステアリングダンパ装置。
- 前記入力トルク選択機構の入出力軸の一方に突起部が設けられると共に、他方には前記突起部を所定の隙間を空けて遊嵌させる凹部が設けられ、前記入出力軸の相対回転時に前記突起部と凹部とが互いに当接することで、該突起部及び凹部を介して前記ステアリングシャフトの上下シャフト間でトルクが伝達されることを特徴とする請求項8に記載のステアリングダンパ装置。
- 前記ステアリングシャフトの上下シャフトの回転が、前記ギヤにより加速されて前記入力トルク選択機構の入出力軸に伝達されることを特徴とする請求項9に記載のステアリングダンパ装置。
- 前記ステアリングシャフトの上下シャフトがこれらよりも捻りバネ定数の小さい弾性部材を介して連結されることを特徴とする請求項9又は10に記載のステアリングダンパ装置。
- 前記入力トルク選択機構の入出力軸がこれらよりも捻りバネ定数の小さい弾性部材を介して連結されることを特徴とする請求項9から11の何れかに記載のステアリングダンパ装置。
- 前記ステアリングシャフトの上下シャフトの一方にステアリング側突起部が設けられると共に、他方には前記ステアリング側突起部を所定の隙間を空けて遊嵌させるステアリング側凹部が設けられ、前記上下シャフトの相対回転時に前記ステアリング側突起部とステアリング側凹部とが互いに当接することで、該ステアリング側突起部及びステアリング側凹部を介して前記上下シャフト間でトルクが伝達されることを特徴とする請求項8から12の何れかに記載のステアリングダンパ装置。
- 前記入力トルク選択機構が、前記入出力軸間の回転方向での中立位置を定める位置決め手段を有することを特徴とする請求項8から13の何れかに記載のステアリングダンパ装置。
- 前記ステアリングシャフトが、前記上下シャフト間の回転方向での中立位置を定めるステアリング側位置決め手段を有することを特徴とする請求項8から14の何れかに記載のステアリングダンパ装置。
- 車体フレームと、該車体フレームに懸架される車輪と、該車輪を操舵するハンドルと、前記車体フレームに回動自在に支持されて一端が前記車輪側に接続されると共に他端が前記ハンドル側に接続されるステアリングシャフトと、前記ハンドルの回動を減衰可能なダンパとを備えるステアリングダンパ装置において、
入力軸及び出力軸を有すると共にこれら各軸を回動自在に支持するハウジングを有し、前記入出力軸の一方からトルクが入力された場合のみ該軸がハウジングを回動させる入力トルク選択機構を備え、
前記ステアリングシャフトが、前記ハンドル側に接続される上シャフトと、前記車輪側に接続される下シャフトとからなり、これら上下シャフトがそれぞれギヤを介して前記入力トルク選択機構の入出力軸の何れかに接続され、前記ハウジングには前記ダンパが接続され、前記ハウジングの回動時には該回動を前記ダンパが減衰すると共に、
前記上下シャフトの一方にはステアリング側突起部が、他方には前記ステアリング側突起部を所定の隙間を空けて遊嵌させるステアリング側凹部がそれぞれ設けられ、前記上下シャフトの相対回転時に前記ステアリング側突起部とステアリング側凹部とが互いに当接することで、該ステアリング側突起部及びステアリング側凹部を介して前記上下シャフト間でトルクが伝達されることを特徴とするステアリングダンパ装置。 - 前記入力軸及び出力軸とは別軸のシャフトを備え、該シャフトが上下シャフトに二分割され、前記上下シャフトが、それぞれギヤを介して前記入力トルク選択機構の入出力軸の何れかに接続されることを特徴とする請求項7に記載のダンパ装置。
- 前記入力トルク選択機構の入出力軸の一方に突起部が設けられると共に、他方には前記突起部を所定の隙間を空けて遊嵌させる凹部が設けられ、前記入出力軸の相対回転時に前記突起部と凹部とが互いに当接することで、該突起部及び凹部を介して前記上下シャフト間でトルクが伝達される一方、
前記上下シャフトの一方にシャフト側突起部が設けられると共に、他方には前記シャフト側突起部を所定の隙間を空けて遊嵌させるシャフト側凹部が設けられ、前記上下シャフトの相対回転時に前記シャフト側突起部とシャフト側凹部とが互いに当接することで、該シャフト側突起部及びシャフト側凹部をも介して前記上下シャフト間でトルクが伝達されることを特徴とする請求項17に記載のダンパ装置。 - 前記入力トルク選択機構が、前記入出力軸間の回転方向での中立位置を定める位置決め手段を有することを特徴とする請求項17又は18に記載のダンパ装置。
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