JP5090125B2

JP5090125B2 - ステアリングダンパ装置

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Publication number: JP5090125B2
Application number: JP2007271921A
Authority: JP
Inventors: 公昭牧野
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: JP2009096406A

Description

この発明は、ステアリングダンパ装置に関し、特に、走行中の二輪車における前輪の振れを抑制するステアリングダンパ装置の改良に関する。

走行中の二輪車における前輪の振れを抑制するステアリングダンパ装置としては、従来から種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１に開示の提案にあっても、ダンパで前輪におけるシミーやキックバックなどの振れを抑制し得る。

すなわち、特許文献１に開示のステアリングダンパ装置にあっては、筒型の両ロッド型に形成のダンパを有するが、このダンパは、シリンダ体内に摺動可能に収装のピストン体で画成される受圧面積を同じくする二つの油室がピストン体に配設の減衰部を介して互いに連通している。

そして、ピストン体に連設される両方のロッド体は、断面積を同一にしながらそれぞれの基端をピストン体に連設させる一方で、軸線をシリンダ体の軸線と同一にしながらシリンダ体の軸芯部を挿通してそれぞれの先端をシリンダ体外に突出させている。

また、このステアリングダンパ装置におけるダンパにあっては、たとえば、シリンダ体が二輪車における車体フレームの前端部を形成するヘッドパイプを有するフレーム側に連結されるとき、両方のロッド体のいずれか一方が上記のヘッドパイプに回動可能に連結されると共にハンドルを連結させながらフロントフォークの上端側に連結されるフォークブラケット有するハンドル側に連結され、ハンドルが転舵されるときにシリンダ体内でピストン体が摺動されて、このピストン体で画成されるシリンダ体内の二つの油室間をピストン体に配設の減衰部を介して作動油が往復する。

それゆえ、上記した特許文献１に開示の提案によれば、ダンパにおける減衰部の構成や減衰部におけるクラッキング圧の設定如何で、走行中の二輪車の前輪におけるシミーやキックバックなどの揺れ、すなわち、フレーム側に対するハンドル側の回動を抑制し得る。
特開平８‐１１７６１号公報（明細書中の段落００１１、同００２１〜同００２３の記載および図６、図７参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、走行中の二輪車におけるフレーム側に対するハンドル側の回動の抑制について、基本的な不具合がある訳ではないが、その利用にあって、些かの不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記した特許文献１に開示のステアリングダンパ装置にあっては、ダンパが二輪車における前輪側に架装されるとき、二輪車におけるフレーム側に枢支されているシリンダ体に対して出没するロッド体が連結部材たるクランク部材を介して二輪車におけるハンドル側に、すなわち、多くの場合に左右で一対とされるフロントフォークの一方に枢着される。

それゆえ、たとえば、シリンダ体が燃料タンクの左側面に枢着されるとき、ロッド体が左側のフロントフォークの上端側に枢着されるから、ハンドルを左方に転舵する場合に比較してハンドルを右方に転舵する場合には、ロッド体がシリンダ体に対して大きいストロークで出没する。

その結果、上記したステアリングダンパ装置にあっては、ダンパの配設態様如何によっては、二輪車においてハンドル側の回動角度が同じであっても、ダンパにおいて左右方向でシリンダ体に対するピストン体の摺動ストロークが異なり、その結果、ハンドルの転舵方向で減衰特性が異なる。

この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、走行中の二輪車におけるフレーム側に対するハンドル側の回動の抑制について、ハンドルの転舵角度が同じである限りには、ダンパにおいて同じ減衰特性が保障されて、その汎用性の向上を期待するのに最適となるステアリングダンパ装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明によるステアリングダンパ装置の構成を、二輪車における車体フレームと、車体フレームの前端部を形成するヘッドパイプと、上記ヘッドパイプに回動可能に連結されると共にハンドルを連結させながらフロントフォークの上端側に連結されるハンドル側フォークブラケットと、上記ヘッドパイプと上記フォークブラケットとの間に配設されてフォークブラケットに対するヘッドパイプの回動を抑制する両ロッド型のダンパとを有し、ダンパがシリンダ体と、シリンダ体内に摺動可能に収装したピストン体と、ピストン体にそれぞれの基端が連設されると共にそれぞれの先端がシリンダ体外に突出する一対のロッド体とを有し、シリンダ体内でのピストン体の摺動時に所定の減衰作用を具現化するステアリングダンパ装置において、ダンパをハンドル側フォークブラケットに配設させると共に球面軸受構造を有する連結機構を介して上記フレーム側ヘッドパイプに連結させ、上記フォークブラケットが回動した時この回動に応じて上記シリンダ体が上記ロッド体に対して回動し、このシリンダ体の回動に追従して上記連結機構が回動してヘッドパイプの対向面とシリンダ体の対向面との間隔の開きを防止することを特徴とするものである。

この発明にあっては、ダンパをハンドル側フォークブラケットに配設させると共に球面軸受構造を有する連結機構を介して上記フレーム側ヘッドパイプに連結させ、上記フォークブラケットが回動した時この回動に応じて上記シリンダ体が上記ロッド体に対して回動し、このシリンダ体の回動に追従して上記連結機構が回動してヘッドパイプの対向面とシリンダ体の対向面との間隔の開きを防止するから、フレーム側ヘッドパイプに対してハンドル側フォークブラケットが同じ角度で回動される限りには、ダンパにおいて、シリンダ体に対するロッド体の移動量が同じになり、両方向で同じ減衰作用が具現化される。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、図１に示すように、この発明によるステアリングダンパ装置は、筒型の両ロッド型に形成のダンパＤを有してなる。

そして、このダンパＤは、図２に示すように、シリンダ体１内に摺動可能に収装のピストン体２に断面積を同じにしてそれぞれの基端が連設されると共にそれぞれの軸線をシリンダ体1と同じにしながらそれぞれ先端がシリンダ体１外に突出する図中で左右となる両方のロッド体３，４を有している。

また、このダンパＤにあっては、シリンダ体１内に摺動可能に収装のピストン体２がシリンダ体１内に受圧面積を同じくする図２中で左右となる両方の油室Ｒ１，Ｒ２を画成し、ピストン体２がシリンダ体１内を摺動するときに、両方の油室Ｒ１，Ｒ２間における作動油の往復を許容し、図示しない減衰部で同じ特性となる減衰作用を具現化する。

ちなみに、シリンダ体１内でのピストン体２の摺動時における減衰作用を具現化する構成については、任意の構成が採用されて良く、また、その構成が配設される部位についても、上記したピストン体２に代えて、図示しないが、たとえば、シリンダ体１外とされても良い。

一方、この発明によるステアリングダンパ装置は、二輪車がフロントフォークＦを有して前輪転舵仕様とされる限りには、二輪車におけるフレーム側とハンドル側との間に配設される。

そして、図３に示すように、二輪車におけるフレーム側は、二輪車の車体フレームＣと、車体フレームＣの前端部を形成するヘッドパイプＨとを有し、二輪車におけるハンドル側は、ヘッドパイプＨに回動可能に連結されたフォークブラケットＢと、フォークブラケットＢに上端側を連結したフロントフォークＦとを有してなる。

また、二輪車におけるハンドル側を構成するフォークブラケットＢは、図１に示すところでは、下方のアンダーブラケットＢ２のみを示すが、図３にも示すように、上方のアッパーブラケットＢ１をも有する二段構成とされている。

そしてまた、この二輪車におけるハンドル側において、アッパーブラケットＢ１とアンダーブラケットＢ２の間に配設されるステアリングシャフトＳが二段構成のブラケットＢ１，Ｂ２に架け渡されるように固定状態に連結されている。

さらに、ステアリングシャフトＳは、二輪車におけるフレーム側を構成するヘッドパイプＨ内を挿通し、ヘッドパイプＨは、ステアリングシャフトＳおよびフォークブラケットＢと縁を切った状態でフォークブラケットＢに対して回転可能とされている。

それゆえ、二輪車におけるハンドルの転舵時には、このハンドルが保持されるフォークブラケットＢを有するハンドル側がヘッドパイプＨを有するフレーム側に対してヘッドパイプＨを回動中心にして回動する。

なお、フロントフォークＦについては、図１に示すところでは、二輪車の前輪を挟む一対とされていわゆる左右配置とされているが、この発明が意図するところからすれば、前輪の左右のいずれか一方側に一本配置とされても良い。

そして、このフロントフォークＦは、ハンドル側チューブが大径のアウターチューブとされ車輪側チューブが小径のインナーチューブとされる倒立型に設定されているが、この発明の意図するところからすれば、ハンドル側チューブが小径のインナーチューブとされ車輪側チューブが大径のアウターチューブとされる正立型に設定されても良い。

ところで、ダンパＤは、図１に示すところでは、ハンドル側を構成するフォークブラケットＢ、特に、アンダーブラケットＢ２に配設され、両方のロッド体３，４の先端がアンダーブラケットＢ２に枢着されている。

それゆえ、このダンパＤにあっては、ロッド体３，４を軸にしてシリンダ体１がロッド体３，４の軸線方向に移動し、所定の減衰作用が具現化される。

ちなみに、ダンパＤのハンドル側への配設にあっては、図示するところと代えて、アッパーブラケットＢ１に配設されても良いが、いわゆる見た目を良くする上からは、隠すように配設されるのが好ましく、その限りには、たとえば、アッパーブラケットＢ１の下面に配設されても良い。

また、ダンパＤのハンドル側への配設にあっては、任意の構成が選択されて良いが、要は、ダンパＤの作動時にその配設位置が変化しないことで、その限りには、言わば固定された状態に維持されて、特に、フロントフォークＦに対する角度を不変にするように配設される。

以上からすると、フレーム側に対するハンドル側の回動時にダンパＤにおいてロッド体３，４を軸にするシリンダ体１の摺動が実現されれば、フレーム側に対するハンドル側の回動を抑制し得る。

そこで、図１、図４および図５に示すところは、ハンドル側のアンダーブラケットＢに配設されたダンパＤにフレーム側のヘッドパイプＨが連結機構５を利用して連結されている。

ちなみに、この連結機構５の構成および作用するところは、図４および図５に示すところも図１に示すところと同様であるので、以下には、図１に基づいて、説明する。

ところで、図１に示すところにあって、連結機構５を利用するのは、ダンパＤとヘッドパイプＨとの連結が点連結たる枢着とされるから、ハンドル側アンダーブラケットＢ２のフレーム側ヘッドパイプＨに対する回動時には、静止時に対応していたダンパＤの対向面とヘッドパイプＨの対向面との間隔が変更される。

そこで、上記の間隔の変更に対応し得るように連結機構５を利用するもので、その限りには、この連結機構５は、間隔の変更に伴う機械的不具合を解消し得るように構成される。

そして、図示するところにあって、ダンパＤとヘッドパイプＨとは、たとえば、図６に示す様に形成された球面軸受構造６で連結され、この球面軸受構造６は、ヘッドパイプＨの外周に一体に連設されたブラケットＨ１に立設された軸６ａにボール６ｂが保持され、このボール６ｂを先端部に包持する軸受６ｃの基端がダンパＤに回動可能に連結されている。

また、図１に示すところでは、ダンパＤの両側部に一対のブラケット部１ａが立ち上り形成されており、この一対のブラケット部１ａに上記の軸受６ｃの基端が枢着されている。

なお、ダンパＤにおいて、両方のロッド体３，４は、アンダーブラケットＢ２に連結されるが、このとき、ロッド体３，４がその軸線方向に移動しないように配慮されている限りには、アンダーブラケットＢ２に対して固着されずして枢着されて良い。

それゆえ、この図１に示すところにあっては、図中に矢印ａで示すように、ハンドル側アンダーブラケットＢ２が反時計方向に回動されるとき、ヘッドパイプＨから見ると、これが図中に矢印ｂに示すように、時計方向に回動されたことになる。

したがって、ダンパＤにあっては、シリンダ体１がロッド体３，４を軸にして摺動し、今まで対向していたヘッドパイプＨの対向面に対するシリンダ体１の対向面との間隔が開くから、図中に矢印ｃで示すようにシリンダ体１が回転してブラケット部１ａが回動し、このブラケット部１ａに枢着された軸受６ｃが図中に矢印ｄで示すように下降し、ヘッドパイプＨとシリンダ体１との各対向面間における間隔の開きを防止する。

そして、図４に示すところでは、ヘッドパイプＨに連設のブラケットＨ１にシリンダ体１の外周に接線方向に延設のブラケット１ｂが球面軸受構造６の配在下に連結する一方で、ダンパＤにおけるロッド体３，４が枢着ブラケット３ａ，４ａの配在下にアンダーブラケットＢ２に枢着されている。

それゆえ、この図４に示すところでは、図中に矢印ａ，ｂ，ｃ，ｄで示すように、基本的には、上記した図１に示すところと同様の動きが現出されるが、シリンダ体１に連設のブラケット１ｂが上記した図１に示す場合と異なり、シリンダ体１に対して回動し得ず、その不具合を図中に矢印ｃで示すように、シリンダ体１が回動すると共に、図中に矢印ｅで示すように、枢着ブラケット３ａ，４ａが回動して、ヘッドパイプＨの対向面とシリンダ体１の対向面との間における間隔の開きを防止する。

そして、図５に示すところでは、ヘッドパイプＨに揺動可能に保持されたブラケット７の先端がダンパＤにおけるシリンダ体１の中央部の外周にシリンダ体１の径方向に突設のブラケット１ｃの上端に球面軸受構造６の配在下に連結されている。

それゆえ、この図５に示すところにあっては、図中に矢印ａ，ｂで示すように、アンダーブラケットＢ１の回動でヘッドパイプＨが回動すると、ブラケット７がヘッドパイプＨと共に横方向に回動しながら図中に矢印ｆで示す方向に回動する。

そして、ブラケット７の先端は、球面軸受構造６の配在下にシリンダ体１に突設のブラケット１ｃに連結するから、このブラケット１ｃが図中に矢印ｇで示す方向に回動し、ダンパＤが図中に矢印ｄで示す方向に回動し、ヘッドパイプＨの対抗面とシリンダ体１の対向面との間における間隔の変化を防止する。

以上のように、図１、図４および図５に示すところでは、ダンパＤが二輪車における前輪側にあって、いわゆる中央に配設されるから、ハンドル側アンダーブラケットＢ２が左右のいずれの方向に回動されても、その角度が同じであれば、ダンパＤにおけるいわゆるピストンストロークが同じになり、したって、左右で同じ特性の減衰作用を保障し得る。

前記した図１、図４および図５に示すところにあっては、ダンパＤがアンダーブラケットＢ２に保持されるとき、左右のフロントフォークＦのいわゆる中間となる部位に配設されるが、これによって、ハンドル側のフレーム側に対する回動がいわゆる左右で同じになるとき、両方の減衰作用を同じにし得る。

その一方で、ハンドル側アンダーブラケットＢ２に配設のダンパＤが球面軸受構造６の配在下にフレーム側ヘッドパイプＨに連結されるときには、この連結点がヘッドパイプＨの径方向の延長線上に位置決められる、すなわち、ヘッドパイプＨの軸芯位置から偏芯する限りには、たとえば、図７あるいは図８に示す態勢でハンドル側に配設のダンパＤがフレーム側に連結されても良い。

すなわち、図７に示すところでは、ダンパＤがアンダーブラケットＢ２の上面ではなく側面に配設され、この態勢下にダンパＤにおけるシリンダ体１の外周に突設のアーム部材８が球面軸受構造６の配在下にフレーム側車体フレームＣに連結されている。

このとき、ダンパＤにおけるロッド体３，４は、前記した図４に示すところと同様に、枢着ブラケット３ａ，４ａの配在下にアンダーブラケットＢ２に枢着されている。

それゆえ、この図７に示すところにあっては、フレーム側ヘッドパイプＨに対してハンドル側アンダーブラケットＢ２が左右方向に同じ角度で回動されると、アーム部材８がいわゆる左右方向に同じ角度で揺動され、ダンパＤにおいてロッド体３，４に対してシリンダ体１がいわゆる左右に同じストロークで移動し、同じ減衰作用が具現化される。

そして、図８に示すところでは、ダンパＤがアッパーブラケットＢ１の上面や下面ではなく側面に配設され、この態勢下にダンパＤにおけるシリンダ体１の外周に突設のアーム部材８がフレーム側車体フレームＣから延設されるアーム９に球面軸受構造６を介して連結されている。

そして、この図８に示すところでは、球面軸受構造６がヘッドパイプＨ内を挿通するステアリングシャフトＳの軸芯位置に位置決められ、原理的に看れば、アーム９は、これが不要とされても良いが、事実上の作動を保障する上からはこれが必要になる。

ちなみに、この図８に示すところにあっても、ダンパＤにおけるロッド体３，４は、上記の図７に示すところと同様に、枢着ブラケット３ａ，４ａの配在下にアッパーブラケットＢ１に枢着されている。

それゆえ、この図８に示すところにあっては、フレーム側ヘッドパイプＨに対してハンドル側アンダーブラケットＢ２が左右方向に同じ角度で回動されると、アーム部材８を介してダンパＤにおいてロッド体３，４に対してシリンダ体１がいわゆる左右に同じストロークで移動し、同じ減衰作用が具現化される。

ところで、上記したところがこの発明によるステアリングダンパ装置における作用効果であるが、ステアリングダンパ装置を構成するダンパＤが二輪車の前輪側にあっていわゆる中央に配設されてなるとする事例として、ダンパがベーンを利用するロータリ型からなる場合を、たとえば、特開２００１‐９９２０８号公報に開示されているように例示できる。

この例示からすると、この発明が意図する左右で同じ特性の減衰作用を具現化させることについては、上記のベーンを利用するロータリ型のダンパを利用すれば足りると言い得る。

しかしながら、凡そベーンを利用するロータリ型のダンパと筒型のダンパとを比較する場合には、シール性の保障に関しては、筒型のダンパの方がベーンを利用するロータリ型のダンパに比較して絶対的に有利であることは周知の通りである。

そして、ロータリ型のダンパにあって、ベーンのハウジングに対するシール性を向上させようとすると、作動性能が低下される危惧を招くであろうし、製品コストも高くなって、その汎用性の向上を充分に期待し得なくなる危惧を招くであろう。

このことからして、この発明にあって、ベーンを利用するロータリ型のダンパではなく、筒型のダンパを利用することについては、充分な意義があると言い得ることになる。

一方、前記した特許文献１に開示されているステアリングダンパ装置との比較であるが、この特許文献１に開示されていることからすると、ダンパにあって、ロッド体がいわゆる長く突出している状況からロッド体がシリンダ体内に没入するようになる収縮作動の開始状況を看ると、ロッド体には大きな曲げ力が作用することが容易に予想される。

その結果、前記した特許文献１に開示のように、ダンパが二輪車のいわゆる左右のいずれか一方側に配設されるような設定の場合には、ロッド体の径を言わば太めに形成することが要請される。

そして、ロッド径が言わば太めに設定されると、結果的に二輪車の前輪側における荷重の軽減化を妨げる傾向になり、好ましくない。

これに対して、この発明のステアリングダンパ装置におけるダンパＤにあっては、左右のロッド体３，４は、フォークブラケットＢに固定的に連結されるとしており、したがって、ダンパＤの作動時にロッド体３，４に直接荷重が作用せず、両方のロッド体３，４を言わば太めに設定する必要はなく、結果的に二輪車の前輪側における荷重の軽減化に寄与し得る利点がある。

以上のように、この発明によるダンパＤにあっては、走行中の二輪車の前輪における振れの抑制を効果的に実現し得るのはもちろんのこと、ハンドルが同じ角度で転舵される限りには、同じ減衰特性が保障されて、ハンドルの操作性にこだわりを持つライダーに不満を表明させない。

それゆえ、このことからすれば、上記したところに代えて、以下のような提案をなし得るので、以下には、図示しないが、その提案について少し説明する。

すなわち、まず、ダンパＤにあって、両方のロッド体３，４がフォークブラケットＢではなくフロントフォークＦに固定的に連結されると共に、シリンダ体１が連結機構５を介してヘッドパイプＨに連結されても良い。

このとき、フロントフォークＦには、リングブラケットなど連結部材が固定状態に連結されていて、この連結部材に両方のロッド体３，４の先端部が連結されても良い。

それゆえ、この提案の場合には、フォークブラケットＢの存在を必須にしないから、その取付場所を任意に選択し得ることになり、その利用可能性が高まる点で有利となる。

前記したところでは、この発明におけるダンパＤが油温補償機構を有することについて言及していないが、凡そこの種のダンパにあって油温補償機構を有することは周知であって、したがって、この発明におけるダンパＤにあっても、油温補償機構を有するとされるのが妥当であろう。

この発明の一実施形態によるステアリングダンパ装置を部分的に示す斜視図である。ダンパを原理的に示す断面図である。二輪車の前輪側を構成するフロントフォークの上端側と車体フレームの前端側との連結状態を一部断面にして示す部分側面図である。他の実施形態によるステアリングダンパ装置を図１と同様に示す図である。さらに他の実施形態によるステアリングダンパ装置を図１と同様に示す図である。連結機構を構成する球面軸受構造を示す部分図である。さらに他の実施形態によるステアリングダンパ装置を図１と同様に示す図である。さらに他の実施形態によるステアリングダンパ装置を図１と同様に示す図である。

１シリンダ体
２ピストン体
３，４ロッド体
５連結機構
６球面軸受構造
Ｂフォークブラケット
Ｂ１アッパーブラケット
Ｂ２アンダーブラケット
Ｄダンパ
Ｆフロントフォーク
Ｈヘッドパイプ

Claims

二輪車における車体フレームと、車体フレームの前端部を形成するヘッドパイプと、上記ヘッドパイプに回動可能に連結されると共にハンドルを連結させながらフロントフォークの上端側に連結されるハンドル側フォークブラケットと、上記ヘッドパイプと上記フォークブラケットとの間に配設されてフォークブラケットに対するヘッドパイプの回動を抑制する両ロッド型のダンパとを有し、ダンパがシリンダ体と、シリンダ体内に摺動可能に収装したピストン体と、ピストン体にそれぞれの基端が連設されると共にそれぞれの先端がシリンダ体外に突出する一対のロッド体とを有し、シリンダ体内でのピストン体の摺動時に所定の減衰作用を具現化するステアリングダンパ装置において、ダンパをハンドル側フォークブラケットに配設させると共に球面軸受構造を有する連結機構を介して上記フレーム側ヘッドパイプに連結させ、上記フォークブラケットが回動した時この回動に応じて上記シリンダ体が上記ロッド体に対して回動し、このシリンダ体の回動に追従して上記連結機構が回動してヘッドパイプの対向面とシリンダ体の対向面との間隔の開きを防止することを特徴とするステアリングダンパ装置。
ダンパがアンダーブラケットの上面に配設され、ヘッドパイプに連設するブラケットと、シリンダ体に設けられた一対のブラケット部と、各ブラケット部間に枢着され先端部にボールを抱持した軸受とを備え、上記軸受を上記ボールを介して上記ブラケットに連結した請求項１に記載のステアリングダンパ装置。
ダンパがアンダーブラケットの上面に配設され、ヘッドパイプに連設するブラケットと、アンダーブラケットに枢着されながらロッド体の端部に連結される一対の枢着ブラケットと、シリンダ体に連設されるブラケットとを備え、上記ヘッドパイプ側ブラケットに球面軸受機構を介して上記シリンダ側ブラケットを連結している請求項１に記載のステアリングダンパ装置。
ダンパがアンダーブラケットの上面に配設され、ヘッドパイプに揺動可能に保持されたブラケットと、シリンダ体に突設するブラケットとを備え、上記ヘッドパイプ側ブラケットに球面軸受機構を介して上記シリンダ側ブラケットを連結している請求項１に記載のステアリングダンパ装置。
ダンパがアンダーブラケットの側面に配設され、アンダーブラケットに枢着されながらロッド体の端部に連結される一対の枢着ブラケットと、シリンダ体に突設するアーム部材とを備え、上記アーム部材を車体フレームに球面軸受機構を介して連結している請求項１に記載のステアリングダンパ装置。
ダンパがアッパーブラケットの側面に配設され、アッパーブラケットに枢着されながらロッド体の端部に連結される一対の枢着ブラケットと、シリンダ体に突設するアーム部材と、車体フレームから延設されるアームとを備え、上記アーム部材を上記アームに球面軸受機構を介して連結している請求項１に記載のステアリングダンパ装置。