JPH05201377A - 自動２輪車の操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱時のみ迅速にステアリングダンパの減衰
力をアップさせる。 【構成】 シリンダ１１内をピストン１７で第１室１８
と第２室１９に区画し、両室を第１オリフィス２０とバ
イパス通路２４で結ぶ。バイパス通路２４にはバルブ４
０を設ける。外乱が発生すると、荷重がピストンロッド
１２の荷重センサ１５に加わり、この荷重の検出信号を
制御装置４７へ出力する。この検出信号に基づいて制御
装置４７はモータ４４を駆動してバルブ４０を閉じ、バ
イパス通路２４を不通にしてステアリングダンパ１０の
減衰力をアップさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、減衰力が調節可能に
構成されたステアリングダンパを備える自動２輪車の操
向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなステアリングダンパは公知で
あり、一例として特開昭６０−２１９１８３号公報記載
のものがある。このものは、外乱等によって人間が押さ
え込める限度を超えた高周波のキックバックが発生した
とき減衰力をアップさせるものであり、その制御方法は
舵角を２回微分した舵角加速度を制御因子とし、これに
基づいてオリフスの絞りを変化させて減衰力を制御する
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公知例
のように舵角加速度に基づいて減衰力を制御する場合、
外乱が発生した後に舵角加速度を演算処理し、その上で
減衰力を制御するから、減衰力の制御に若干の遅れが生
じ、必ずしも十分には外乱に対応できない。したがって
より迅速に外乱を検出できる制御因子を見出すことが望
まれている。そのうえ舵角を検出するためには、舵角セ
ンサをステアリングダンパと別にして操舵軸回りへ設け
なければならず、ステアリングダンパ単品として取り扱
えないので構造が複雑になり、そのうえ、比較的大掛か
りな装置になりがちである。そこで、本発明は係る諸問
題の解決を目的にする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る自動２輪車の操向装置は、減衰力を調節可
能にしたステアリングダンパに、ハンドル側部材から加
えられる荷重を検出するための荷重センサを設け、この
荷重センサの検出信号に基づいて減衰力の制御を行うこ
とを特徴とする。

【０００５】

【作用】外乱が生じると、路面から前輪を介してハンド
ルへ伝達され、さらにハンドル側部材からステアリング
ダンパへ荷重が加えられる。この荷重は極めて素早く立
ち上がるため、この荷重を検出した荷重センサの検出信
号に基づく減衰力の制御が迅速になる。

【０００６】

【実施例】図１乃至図５に一実施例を示す。図２は実施
例品が使用された自動２輪車における車体前部左側面を
示す。前輪１を支持するフロントフォーク２の上端部
は、ボトムブリッジ３及びトップブリッジ４を介して、
ヘッドパイプ５ヘ回動自在に支持されている操向軸６と
連結されている。操向軸６はハンドル７によって回動さ
れる。

【０００７】車体フレームの一部を構成して前後方向へ
延びるメインフレーム８には、その前端部にヘッドパイ
プ５が設けられるとともに、前部側面にブラケット９を
介してステアリングダンパ１０のシリンダ１１が固定さ
れている。

【０００８】ステアリングダンパ１０のピストンロッド
１２は、先端がジョイント１３を介してフロントフォー
ク２へ取付けられているブラケット１４へ連結されると
ともに、ピストンロッド１２の途中には公知の荷重セン
サ１５が設けられている。荷重センサ１５は歪計の一種
であり、一般に小型かつ軽量のため、ピストンロッド１
２への取付けが可能になっている。また、シリンダ１１
の後端部から一部が外部へ出て後方へ延出する第１アジ
ャスタ１６が設けられている。

【０００９】図１はステアリングダンパ１０の詳細構造
を示す。シリンダ１１内にあるピストンロッド１２の端
部にはピストン１７が設けられ、このピストン１７によ
りシリンダ１１内が第１及び第２の室１８、１９に区画
される。この第１及び第２の室１８、１９は、ピストン
１７及びその内側のピストンロッド１２の端部内にクラ
ンク状に屈曲して形成された第１オリフィス２０で連通
される。

【００１０】第１オリフィス２０のうち、ピストンロッ
ド１２の軸心部に位置する屈曲部には、第１アジャスタ
１６のシリンダ１１内端部に形成された小径突部２１が
進退移動自在に臨んでおり、小径突部２１が進退移動す
ることにより、第１オリフィス２０の流体流量を絞り調
節可能である。

【００１１】小径突部２１近傍の第１オリフィス２０の
外周には雄ネジ部１６ａが設けられており、これに対応
してピストン１７の内周面に形成されている雌ネジ部１
７ａと係合している。第１アジャスタ１６の後端部に形
成されているつまみ１６ｂを回転すると、小径突部２１
が進退移動して減衰力を変化できるので、第１アジャス
タ１６は、第１オリフィス２０による減衰力の初期値を
手動調節自在である。

【００１２】なお、第１アジャスタ１６のうち、ピスト
ン１７の後部側が重なる部分にはクリック２３が設けら
れている。このクリック２３は第１アジャスタ１６の半
径方向へ突出してピストン１７側の内周面に適当間隔で
設けられた凹部へ係合可能なボール又はピンなどの突出
部材と、これを突出方向へ付勢するスプリングからな
る。このクリック２３を設けたことにより、第１アジャ
スタ１６を回転させて第１オリフィス２０の絞り調節す
る際における節度感が与えられている。

【００１３】シリンダ１１は側部が部分的に側方へ張り
出してバイパス通路２４をなしている。バイパス通路２
４は、ピストンロッド１２と略平行な中間部２５と、そ
の両端から直角に屈曲して第１室１８又は第２室１９と
連通する第１室側通路２６及び第２室側通路２７からな
る。

【００１４】第２室側通路２７側の屈曲部２８には第２
オリフィス２９が設けられ、これに対して第２アジャス
タ３０の先端部に形成された小径突部３１が進退するこ
とにより、絞り量を調節可能であり、その結果、第２オ
リフィス２９によるバイパス通路２４側における減衰力
の初期値が手動調節可能になっている。

【００１５】第２アジャスタ３０は第１アジャスタ１６
とほぼ同一構造である。図中の符号３２は第２アジャス
タ３０の外周に形成された雄ネジ部、３３ａはシリンダ
１１の肉厚コーナー部、３４は雌ネジ部、３５はクリッ
ク、３６はつまみである。

【００１６】一方、中間部２５の第１室側通路２６と接
続する屈曲部には、バイパス通路２４を開閉するための
バルブ４０が設けられる。バルブ４０は中間部２５の軸
線と一致した軸心を有する略円柱状の部材であり、シリ
ンダ１１の肉厚部３３ｂへ回転自在に支持されている。

【００１７】バルブ４０には直角に曲がる通路４１が形
成され、その一方の開口端４２はバルブ４０の軸心に開
口して常時中間部２５と連通し、他方の開口端４３はバ
ルブ４０の外周面上へ開口している。他方の開口端４３
はバルブ４０の回転により第１室側通路２６と連通する
開位置と、不通になる閉位置とを取りうる。但し、バル
ブ４０の構造は本実施例に限定されず他の種々な構造が
採用可能である。

【００１８】他方の開口端４３が開位置のとき、バルブ
４０が開となってシリンダ１１内の流体はピストンロッ
ド１２とバイパス通路２４の２つの通路を通り、第１及
び第２室１８及び１９の間を移動できる。このときステ
アリングダンパ１０の減衰力は、第１アジャスタ１６と
第２アジャスタ３０の各絞り調節によって初期設定され
たノーマル状態になる。このノーマル状態における減衰
力は通常走行時に軽快な操向を可能にし、かつある程度
の大きさまでの外乱ならば対処可能な程度に設定され
る。

【００１９】他方の開口端４３が閉位置のとき、バルブ
４０は閉となってステアリングダンパ１０の減衰力がア
ップする。すなわちこの状態はバイパス通路２４が不通
になるので、第１及び第２室１８及び１９内の流体は第
１オリフィス２０のみを通ることになり、減衰力が極め
て大きくなる。

【００２０】このアップ状態の減衰力は、極めて大きな
荷重が加わるような大きな外乱であっても、ピストンロ
ッド１２の進退移動を制限することによりハンドル７を
振れにくくして直進性を確保できる程度に設定される。

【００２１】バルブ４０はモータ４４の出力軸４５に連
結されている。モータ４４はバイパスハウジング２４と
一体に形成されたモーターケース４６内に支持され、制
御装置４７によってバルブ４０を開閉するように駆動制
御される。但し、モータ４４は単にバルブ４０を開閉す
るだけでなく、その開度を連続して変化させるようにも
できる。

【００２２】制御装置４７はマイコンによって構成さ
れ、荷重センサ１５の検出信号に基づいてモータ４４の
駆動制御信号を出力するようになっている。

【００２３】荷重センサ１５はボス部１５ａにネジ穴が
形成され、これにピストンロッド１２の前端部及びジョ
イント１３の後端部にそれぞれ形成された各ネジ部１２
ａ、１３ａが係合することにより、ピストンロッド１２
とジョイント１３の端部間に連結され、ジョイント１３
側から押し引きする方向に荷重が加わると、その荷重量
に応じた電気信号を制御装置４７へ入力するようになっ
ている。

【００２４】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
図３はバルブ４０の開閉制御方法を説明するため、バル
ブ４０の開閉と外乱時に荷重センサ１５へ加わる荷重変
化との相関を示す図である。荷重変化はハンドル右側へ
荷重が加わる場合を上に凸、ハンドル左側へ荷重が加わ
る場合を下に凸で示してある。

【００２５】原則として、バルブ４０は外乱による荷重
がスレッシュホールドレベルを越えると閉じ、それ以外
のときは開くように制御されている。スレッシュホール
ドレベルの設定値Ｖthは、ノーマルの減衰力で対処でき
ないような外乱とノーマルの減衰力で対処できる外乱と
の境界値であり、経験により定められる。

【００２６】したがって、通常走行時や原則としてスレ
ッシュホールドレベルに達しない外乱程度では、バルブ
４０を開いてノーマル状態の減衰力になる。一方、スレ
ッシュホールドレベル以上の外乱が生じると、バルブ４
０が閉じて減衰力をアップし、直進性を確保する。

【００２７】このとき、外乱によって荷重センサ１５へ
加わる荷重は極めて素早く立ち上がるので、荷重センサ
１５は外乱の発生後迅速にこれを検出して検出信号を制
御装置４７へ入力できる（図１）。その結果、制御装置
４７によるモータ４４の駆動制御も直ちに実行されてバ
ルブ４０が閉じられる。ゆえに、外乱の発生直後に減衰
力をアップでき、外乱に的確に対処できる。

【００２８】なお、本実施例では、所定時間あたりの荷
重変化量（ΔＭ／Δｔ：絶対値）を制御装置４７で常時
演算し、判断値Ａと比較している。判断値Ａは経験によ
って定まる値であり、荷重変化量が判断値Ａ以上になる
と（ΔＭ／Δｔ≧Ａ）、スレッシュホールドレベルの設
定値Ｖthに関係なく、直ちにバルブ４０を閉じるように
なっている。

【００２９】このようにすると、極めて早い外乱の作用
時においては、スレッシュホールドレベル到達前から迅
速かつ的確に対応できるようになり、極めて早い外乱に
対して万全の備えができる。ただし、この荷重変化量と
判断値Ａとの比較による制御条件は必ずしも必要でなく
省略することもできる。

【００３０】図４は制御装置４７における処理のフロー
チャートであり、スタート後、まず荷重センサ１５の検
出信号に基づいて、荷重変化量が判断値Ａ以上であるか
否かを判断し（step１）、ＮＯであれば荷重Ｍがスレッ
シュホールドレベルの設定値Ｖth以上か否かを判断し
（step２）、ＹＥＳであればモータ４４に駆動制御信号
を出力してバルブ４０を開き、ステアリングダンパ１０
の減衰力をアップさせて（step３）、step１へ戻る。

【００３１】ＮＯであればモータ４４によりバルブ４０
を開いてステアリングダンパ１０の減衰力をノーマル状
態にし（step４）、step１へ戻る。なお、step１におい
てＹＥＳ（ΔＭ／Δｔ≧Ａ）であれば直ちにstep３へ進
んでバルブ４０を閉じる。

【００３２】図５は他の制御方法を示す。いま外乱を受
けてハンドル７（図２）が左右に振れる場合、例えば、
まず右側に振れてスレッシュホールドレベルを越えたと
きから、左側へ振れ返して再びスレッシュホールドレベ
ルを越えるまでの時間をt₁とし、さらに、図４のフロー
チャートにおいてstep3 からstep1 へ戻るときにタイム
ディレイを設け、このタイムディレイ設定値をＢとし
て、t₁＜Ｂとする。

【００３３】このようにすると、外乱によって左右にハ
ンドル７が振れる１サイクルにおいて、例えばまず右に
振れてスレッシュホールドレベルを越えてから左へ振れ
返して再びスレッシュホールドレベルを越え、その後ス
レッシュホールドレベル未満に戻るまでの間、バルブ４
０が閉じて減衰力がアップしたままになるので、その間
に仮想線で示したようなバルブ４０の開閉がなく、直進
性を確保できる。

【００３４】図６は別実施例を原理的に示す。本実施例
はバルブ部分を除き、基本的に前実施例と同様の構造に
なっているので、図中の主要部分のみに、対応する前実
施例の符号を付してある。本実施例ではシリンダ１１及
びバイパス通路２４内に磁性流体が流動し、バイパス通
路２４の近傍に電磁コイル５０が配置されている。電磁
コイル５０への通電は制御装置４７によって制御され
る。制御装置４７の制御動作が荷重センサ１５の検出信
号に基づくことは前実施例同様である。

【００３５】今、電磁コイル５０に通電すると、コア５
１が磁化されるので、バイパス通路２４内部における磁
性流体の流動は停止乃至は大きな抵抗を受けることにな
り、その結果、バイパス通路２４がほぼ不通になるの
で、ステアリングダンパ１０の減衰力を前実施例同様に
アップすることができ、しかも電磁コイル５０を用いる
ことによりバルブを簡単な構造にできる。

【００３６】なお、電磁コイル５０を第２オリフィス２
９の近くに配置し、磁性流体を磁力により流体中の磁性
体密度が変化する形式のものを選択すれば、第２オリフ
ィス２９部分へ磁力を及ぼすことにより、この部分に磁
性体が集中して第２オリフィス２９を閉塞してバイパス
通路２４を不通にできる。

【００３７】また、図７に示すさらに別の実施例のよう
にバイパス通路を省略することもできる。すなわち本例
は図６においてバイパス通路２４を省略し、電磁コイル
５０の磁力線を第１オリフィス２０に及ぼすようにした
ものであり、このようにすると、第１オリフィス２０を
設けるだけでも、減衰力の高低切り替え並びに第１アジ
ャスタ１６による減衰力の初期値調節ができ、装置全体
がより簡単かつコンパクトになる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、減衰力を調節可能にしたステ
アリングダンパに、ハンドル側部材から加えられる荷重
を検出する荷重センサを設け、この荷重センサの検出信
号に基づいて減衰力の制御するようにした。

【００３９】ゆえに、外乱の発生時にハンドル側からス
テアリングダンパへ加えられ荷重の素早い立ち上がりに
基づいて減衰力を制御できるので、外乱に対して迅速か
つ的確に対処できる。

【００４０】そのうえ、減衰力をアップさせるのは、真
に大きな減衰力を必要とする外乱時だけであり、それ以
外の通常走行時では減衰力をノーマル状態にして軽快な
操向ができる。

【００４１】また、荷重センサは比較的小型かつ軽量で
あり、ステアリングダンパへ簡単に取付けることができ
るので、荷重センサとステアリングダンパを一体に取り
扱うことができ、取扱性がよく構造が簡単でしかも軽量
かつコンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るステアリングダンパの断面図

【図２】実施例を使用した自動２輪車の要部側面図

【図３】制御方法を示すグラフ

【図４】制御装置におけるフローチャート

【図５】別の制御方法を示すグラフ

【図６】別実施例の原理図

【図７】さらに別実施例の原理図

【符号の説明】

６ 操向軸 ７ ハンドル １０ ステアリングダンパ １１ シリンダ １２ ピストンロッド １５ 荷重センサ １６ 第１アジャスタ １７ ピストン １８ 第１室 １９ 第２室 ２０ 第１オリフィス ２４ バイパス通路 ２９ 第２オリフィス ３０ 第２アジャスタ ４０ バルブ ４４ モータ ４７ 制御装置 ５０ 電磁コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダにピストンを嵌合してシリンダ
   内を２つの室に区分し、これら２室間をオリフィスを介
   して連通させて構成したステアリングダンパを、ハンド
   ルと一体に回動するハンドル側部材と車体フレームとの
   間に連結するとともに、ステアリングダンパの減衰力を
   調節可能にした自動２輪車において、ステアリングダン
   パにハンドル側部材から加えられる荷重を検出する荷重
   センサを設け、この荷重センサの検出信号に基づいて減
   衰力の制御を行うことを特徴とする自動２輪車の操向装
   置。