WO2018173167A1 - ステアリングダンパ - Google Patents

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WO2018173167A1
WO2018173167A1 PCT/JP2017/011533 JP2017011533W WO2018173167A1 WO 2018173167 A1 WO2018173167 A1 WO 2018173167A1 JP 2017011533 W JP2017011533 W JP 2017011533W WO 2018173167 A1 WO2018173167 A1 WO 2018173167A1
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WO
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damper
oil
piston
steering
oil chamber
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PCT/JP2017/011533
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English (en)
French (fr)
Inventor
後郷 和彦
健康 板橋
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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Publication date
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Priority to US16/495,165 priority patent/US20200102045A1/en
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    • B62K21/00Steering devices
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    • F16F9/06Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
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    • F16F9/065Expansion chamber provided on the upper or lower end of a damper, separately there from or laterally on the damper
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    • F16F9/348Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
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    • F16F2230/20Location of equilibration chamber
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    • F16F2232/00Nature of movement
    • F16F2232/08Linear

Definitions

  • the present invention relates to a steering damper, and more particularly to a steering damper capable of achieving both reduction in mounting space and favorable damping force characteristics.
  • a steering damper is conventionally known as a damping force generator that is disposed between a vehicle body frame and a steering device that is pivotably attached to the vehicle body frame to provide a damping force to the pivoting motion of the steering device. ing.
  • Patent Document 1 discloses a steering damper having a piston that reciprocates in a cylinder formed in a damper case, and a bypass passage communicating two oil chambers defined by the piston.
  • a rod member protruding outward through the damper body is connected to both sides of the piston, and when the piston reciprocates along with the rocking operation of the steering device, the orifice provided in the piston and the bypass passage is damperd A damping force is generated as oil passes through.
  • Patent Document 1 since the steering damper disclosed in Patent Document 1 is of the rod penetrating type in which the rod member protrudes from both ends of the damper case, the rod member is easily elongated and changes according to the swing operation of the steering device. Since it is necessary to consider the projecting state of the rod member and the swing range of the damper case, there is a problem that the mounting space at the time of mounting on the vehicle body tends to be large.
  • An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a steering damper that can reduce the mounting space while obtaining good damping force characteristics.
  • the present invention comprises a damper case (51) in which a cylinder (S) filled with damper oil is formed, a piston (70) reciprocating within the cylinder, and the piston (70). And a rod member (63) attached to the damper case (51) and penetrating the damper case (51), the rod member (63) is attached to one end of the piston (70),
  • the cylinder (S) has a stepped structure including a small diameter cylinder (65) and a large diameter cylinder (66), which penetrates one end side of the damper case (51), and the cylinder (S)
  • the oil chamber filled with the damper oil by inserting the piston (70) into the first oil chamber (A) whose outer periphery is the small diameter cylinder (65); A second oil chamber (B) in contact with the rod member (63) around the cylinder (66) and a third oil chamber (C) not touching the rod member (63) around the large diameter cylinder (66)
  • the first feature is that it is divided into
  • the piston (70) has a stepped structure including a small diameter portion (75) corresponding to the small diameter cylinder (65) and a large diameter portion (76) corresponding to the large diameter cylinder (66).
  • the point has a second feature.
  • the third feature is that the cross-sectional area of the small diameter portion (75) of the piston (70) and the cross-sectional area of the large diameter portion (76) of the piston (70) are equal. is there.
  • a fourth feature is that the third oil chamber (C) is connected to a sub chamber (57) that allows an increase or decrease in the amount of oil in the third oil chamber (C).
  • a fifth feature is that an air chamber (60) partitioned by a bladder (58) is disposed adjacent to the sub chamber (57).
  • a sixth feature is that a communication oil passage (55) communicating the first oil chamber (A) and the second oil chamber (B) is provided.
  • a seventh feature is that the communication oil passage (55) is provided with an adjustment mechanism of flow passage resistance.
  • An eighth feature is that laminated valves (73, 74) are attached to both ends of the piston (70), respectively.
  • a ninth feature is that the piston (70) is provided with a through oil passage (71, 72) directed in the movement direction of the piston (70).
  • the steering damper (50) is attached to a vehicle (1) having a front fork (10) that constitutes a steering device for the front wheel (WF), and the steering angle of the front wheel (WF) is zero.
  • a tenth feature lies in that the damper case (51) is located rearward of the front fork (10).
  • the damper case (51) in which a cylinder (S) filled with damper oil is formed, a piston (70) that reciprocates the inside of the cylinder, and the piston (70)
  • the rod member (63) is attached to one end side of the piston (70), and the damper case (51) is installed.
  • the cylinder (S) has a stepped structure including a small diameter cylinder (65) and a large diameter cylinder (66), and the piston (S) 70), the oil chamber filled with the damper oil is a first oil chamber (A) having the small diameter cylinder (65) as an outer periphery, and the large diameter cylinder (66).
  • the piston (70) is stepped including a small diameter portion (75) corresponding to the small diameter cylinder (65) and a large diameter portion (76) corresponding to the large diameter cylinder (66). Because of the structure, inserting the stepped piston into the stepped cylinder makes it possible to define the first oil chamber, the second oil chamber, and the third oil chamber.
  • the cross sectional area of the small diameter portion (75) of the piston (70) and the cross sectional area of the large diameter portion (76) of the piston (70) are equal to each other.
  • the difference between the cross sectional area of the small diameter portion and the cross sectional area of the large diameter portion is offset by the cross sectional area of the rod member passing through the second oil chamber, and the volume of the second oil chamber is equal to the volume of the first oil chamber. It can be equal. This makes it possible to equalize the flow rate of damper oil when the piston slides between the first oil chamber and the second oil chamber.
  • the third chamber (C) is connected to the sub chamber (57) which allows the increase and decrease of the oil amount of the third chamber (C)
  • the first oil Entry and exit of the damper oil from the third oil chamber sandwiched between the chamber and the second oil chamber is absorbed by the sub chamber, enabling smooth operation of the piston.
  • the air chamber (60) partitioned by the bladder (58) is disposed adjacent to the sub chamber (57), the air chamber absorbs damper oil entering and exiting the sub chamber. It is possible to As a result, pressure is not applied to the third chamber by the reciprocating motion of the piston, and smooth motion of the piston is possible.
  • an elastic member for pressurizing the air chamber or biasing the bladder it is possible to smoothly return the damper oil from the sub chamber to the third oil chamber.
  • the communication oil passage (55) for connecting the first oil chamber (A) and the second oil chamber (B) since the communication oil passage (55) for connecting the first oil chamber (A) and the second oil chamber (B) is provided, when the piston moves to the first oil chamber side Together with the damper oil discharged from the first oil chamber in the second oil chamber and the damper oil discharged from the second oil chamber when the piston moves to the second oil chamber side into the first oil chamber Is possible. That is, the damper oil flows back between the first oil chamber and the second oil chamber, and the first oil chamber and the second oil chamber can be kept filled with the damper oil.
  • the communication oil passage (55) is provided with a mechanism for adjusting the resistance of the flow passage
  • the piston is provided in the communication oil passage connecting the first oil chamber and the second oil chamber. A damping force can be generated when reciprocating.
  • the laminated valve (73, 74) is attached to each end of the piston (70), the elongation-side damping when the rod member is extended by the laminated valve on one side A force can be generated and a compression side damping force can be generated when the rod member is inserted by the laminated valve on the other side.
  • the piston (70) is provided with the through oil passage (71, 72) directed in the movement direction of the piston (70), so that the piston reciprocates by the through oil passage.
  • the piston reciprocates by the through oil passage.
  • by arranging the laminated valve adjacent to the end of the through oil passage it is possible to set an arbitrary damping force by the laminated valve.
  • the steering damper (50) is attached to a vehicle (1) having a front fork (10) that constitutes a steering device for the front wheel (WF), and the steering of the front wheel (WF)
  • the damper case (51) is located rearward of the front fork (10)
  • the space behind the front fork is effectively used to project the steering damper outward in the vehicle width direction. It becomes possible to arrange without.
  • the occupied space including the time of steering can be reduced, and the possibility of the steering damper coming into contact with the ground can be reduced.
  • FIG. 1 is a left side view of a motorcycle to which a steering damper according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a partially enlarged perspective view around a steering handle of the motorcycle.
  • It is a schematic diagram which shows the attachment position of a steering damper. It is a sectional view of a steering damper. It is a perspective view of a piston. It is a front view of a piston. It is explanatory drawing which shows the flow of damper oil at the time of a steering damper operating to the expansion side. It is explanatory drawing which shows the flow of damper oil at the time of a steering damper operating to a pressure side. It is a schematic diagram which shows the modification of the attachment structure of a steering damper.
  • FIG. 1 is a left side view of a motorcycle 1 to which a steering damper 50 according to an embodiment of the present invention is applied.
  • a head pipe 23 pivotally supporting a steering stem (not shown) is fixed to the front end of the main frame 3 constituting the vehicle body frame 2.
  • a pair of left and right front forks 10 rotatably supporting the front wheel WF is supported by a top bridge 27 and a bottom bridge 28 fixed to a steering stem.
  • a pivot frame 15 provided with a pivot 13 is connected to a rear lower portion of the main frame 3.
  • a front end portion of a swing arm 16 rotatably supporting the rear wheel WR is pivotably supported by the pivot 13.
  • the swing arm 16 is suspended from the vehicle body frame 2 by a rear cushion 24.
  • the driving force of the engine 12 is transmitted to the rear wheel WR via the drive chain 17.
  • a front cowl 8 in which a headlight 26 is embedded is provided in front of the steering handle 5 fixed to the pair of left and right front forks 10 respectively.
  • a rearview mirror 6 in which a front blinker device 7 is embedded is attached above the headlights 26, a rearview mirror 6 in which a front blinker device 7 is embedded is attached.
  • a pair of left and right side cowls 11 is connected to the lower part of the front cowl 8, and a fuel tank 4 is disposed on the upper part of the main frame 3.
  • the steering damper 50 is disposed between the top bridge 27 and the main frame 3 at a position on the inner side in the vehicle width direction of the steering handle 5.
  • FIG. 2 is a partially enlarged perspective view around the steering handle 5 of the motorcycle 1.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the mounting position of the steering damper 50.
  • a meter device 30 including a speedometer and a tachometer is disposed on the rear side of the front cowl 8 to which the screen 29 is attached.
  • a key cylinder 31 as an ignition switch is attached to the front end of the top bridge 27.
  • a top bridge 27 supporting the upper end of the front fork 10 is fixed to a steering stem 32 pivotally supported by the head pipe 23.
  • the steering damper 50 is disposed between the top bridge 27 and the main frame 3 at a position on the inner side in the vehicle width direction of the steering handle 5.
  • the steering damper 50 has one end in the longitudinal direction attached to a position near the rear of the vehicle of the top bridge 27 and the other end in the longitudinal direction attached to the upper surface of the main frame 3 near the outside. It is located at the rear of the vehicle body of the front fork 10. Such an arrangement is possible because the overall length of the damper body is short and the rod members only project from one side of the damper body.
  • the space behind the front fork 10 can be effectively utilized, and the steering damper 50 can be disposed so as not to protrude outward in the vehicle width direction of the main frame 3, thereby reducing the occupied space including steering.
  • the possibility of the steering damper coming into contact with the ground when it falls can be reduced.
  • the upper side of the steering damper 50 can be easily covered with the fuel tank 4 or another cover or the like, and the influence on the appearance of the motorcycle 1 can be reduced. It is also possible to move the mounting position to the inside in the vehicle width direction and store the steering damper 50 inside the outside end of the front fork 10 in the vehicle width direction.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the steering damper 50.
  • FIG. 5 is a perspective view of the piston 70
  • FIG. 6 is a front view of the piston 70.
  • the steering damper 50 according to the present embodiment is characterized in that the dimension in the longitudinal direction is significantly reduced while securing good damping force characteristics, as compared with the conventional rod penetration type.
  • the steering damper 50 has a damper case 51 provided with a cylinder S, and a piston 70 connected to a rod member 63 penetrating to one side of the damper case 51.
  • the case-side mounting portion 52 provided at the end of the damper case 51 and the rod-side mounting portion 64 provided at the end of the rod member 63 are supported by the top bridge 27 or the main frame 3 via a ball joint or the like.
  • the cylindrical cylinder S formed in the damper case 51 has a stepped structure including a small diameter cylinder 65 formed on the case side attachment portion 52 and a large diameter cylinder 66 formed on the oil seal 53 side.
  • the piston 70 connected to the rod member 63 to reciprocate the inside of the cylinder S has a stepped structure including a small diameter portion 75 corresponding to the small diameter cylinder 65 and a large diameter portion 76 corresponding to the large diameter cylinder 66.
  • the oil chamber filled with the damper oil is the outer periphery of the first oil chamber A having the small diameter cylinder 65 as the outer periphery and the large diameter cylinder 66.
  • a second oil chamber B which is in contact with the rod member 63
  • a third oil chamber C which does not touch the rod member 63 with the large diameter cylinder 66 as the outer periphery.
  • a second body 54 of a pipe length is attached on the outside of the damper body 51.
  • the second body 54 constitutes a communication oil passage 55 communicating the first oil chamber A with the second oil chamber B.
  • the communication oil passage 55 is provided, so that the damper oil discharged from the first oil chamber A when the piston 70 moves to the first oil chamber A side is received by the second oil chamber B, and the piston 70
  • the damper oil discharged from the second oil chamber B when moving to the oil chamber side B can be received in the first oil chamber A. That is, the damper oil flows back between the first oil chamber A and the second oil chamber B, and the first oil chamber A and the second oil chamber B can be kept filled with the damper oil. .
  • the cross sectional area of the small diameter portion 75 of the piston 70 and the area obtained by subtracting the cross sectional area of the rod member 63 from the cross sectional area of the large diameter portion of the piston 70 are equal.
  • the pressure receiving area of the oil chamber A and the pressure receiving area of the oil chamber C can be equalized, and the damper oil can be smoothly moved by the communication oil passage 55.
  • the extension side corresponding to the left and right steering of the steering device It is possible to evenly generate the damping force and the damping force on the compression side.
  • a third body 56 constituting a sub chamber 57 is attached to the outside of the damper body 51.
  • the sub chamber 57 is in communication with the third oil chamber C located between the first oil chamber A and the second oil chamber B, and is a damper that moves in and out of the third oil chamber C along with the reciprocation of the piston 70. Acts as a reserve tank for oil.
  • the third body 56 is provided with an air chamber 60 filled with nitrogen gas or the like, and the sub chamber 57 and the air chamber 60 are partitioned by a bladder 58 biased by a spring 59.
  • the bladder 58 formed of rubber or the like pressurizes the sub chamber 57 with a slight force by the biasing force of the spring 58 or the pressure applied to the air chamber 60, whereby the damper oil of the sub chamber 57 3) It is configured to be able to smoothly return to the oil chamber C.
  • the amount of pressure in the air chamber 60 is large, the effect of suppressing the bubbling of the damper oil is enhanced.
  • the amount of pressure is small, the movement of the piston 70 tends to be smooth. It is configured to be adjustable later.
  • the piston 70 is provided with through oil passages 71 and 72 functioning as orifices.
  • a through hole 70a through which the rod member 63 passes is formed.
  • a laminated valve 73 for adjusting the damping force on the extension side is disposed, and at the end of the large diameter portion 76 of the piston 70, the damping force on the pressure side is adjusted.
  • a laminated valve 74 is provided.
  • the laminated valves 73 and 74 are made of an annular thin metal plate, and the basic damping force is determined by the number of laminated sheets.
  • FIG. 5A and 6 are schematic views of the piston 70 simplified for explaining the operation of the steering damper 50, and more specifically, as shown in FIG. 5B, A through oil passage 71 through which the damper oil passes when operating on the pressure side, and a through oil passage 72 through which the damper oil passes through when operating on the extension side is provided with four to six (four each in this figure) .
  • steps are provided on both end surfaces of the piston 70 respectively.
  • the end face of the small diameter portion 75 has a raised floor surface 77 in contact with the extension-side laminated valve 73 and a low floor surface 79 formed via the step 78, while the end face of the large diameter portion 76 It has an elevated floor surface 80 in contact with the pressure-side laminated valve 74 and a low floor surface 82 formed via the step 81.
  • a small diameter small oil passage 61 as a slight annular gap is provided between the small diameter portion 75 of the piston and the inner peripheral surface of the small diameter cylinder 65.
  • a large diameter side minute oil passage 62 is provided between the large diameter portion 76 of the piston and the inner peripheral surface of the large diameter cylinder 66.
  • the minute oil passages 61 and 62 communicate the first oil chamber A and the third oil chamber C, and the second oil chamber B and the third oil chamber C, respectively, to expand and contract the damper oil due to the temperature change. Can be absorbed in the third oil chamber C.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a flow of damper oil when the steering damper 50 operates to the extension side.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a flow of damper oil when the steering damper 50 operates to the pressure side.
  • the damper oil filling the second oil chamber B passes through the oil passage 72 of the piston 70 to the first oil chamber A. And move to the first oil chamber A through the communication oil passage 55. At this time, damper oil flows from the sub chamber 57 into the third oil chamber C whose capacity is increased.
  • the communication oil passage 55 can be provided with a damping force adjustment mechanism that adjusts the orifice passage area of the communication oil passage 55 in a plurality of stages or in a stepless manner.
  • a damping force adjustment mechanism it is possible to obtain the damping force according to the user's preference after setting the basic damping force by the laminated valves 73 and 74 in accordance with various types of machines, and the usability and the commercial property It is possible to enhance.
  • the damping force adjustment mechanism may be an electronic control type that is automatically controlled according to the traveling state detected by various sensors, in addition to the manual type performed by dial operation or the like.
  • the steering damper 50 shortens the overall length of the steering damper by connecting the rod member 63 only to one side of the piston 70, and the piston and the cylinder have a stepped structure, respectively. It is characterized in that sufficient damper oil capacity is secured. As a result, it is possible to miniaturize the steering damper while securing a sufficient damping force, and to increase the degree of freedom of the mounting position of the vehicle body. Further, since the damper oil capacity is large, the heat load is increased and the operating load of the damper oil is reduced, so that the deterioration of the damper oil can be delayed.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a modified example of the mounting structure of the steering damper 50.
  • the damper body 51 is mounted on the front side of the vehicle body between the top bridge 27 and the main frame 3 on the left side in the vehicle width direction, but it may be mounted on the right side in the vehicle width direction.
  • the mounting portion on the front side of the vehicle body may be the bottom bridge 28 or the front fork 10, and the mounting portion on the rear side of the vehicle body may be provided in a lower portion of the main frame 3 or in a recess formed in the main frame 3.
  • FIGS. 10 and 11 are schematic views showing the second and third modifications of the mounting structure of the steering damper 50.
  • the damper body 51 is on the front side of the vehicle body, but the rod member 63 may be attached on the front side of the vehicle body.
  • the steering damper 50 according to the present invention unlike the conventional rod penetration type, is provided with mounting portions at both ends in the longitudinal direction, so that it is possible to mount upside down. This makes it possible to derive an optimal layout in accordance with the space around the mounting portion.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a fourth modified example of the mounting structure of the steering damper 50.
  • the steering damper 50 according to the present embodiment is characterized in that it can uniformly generate the extension side and pressure side damping forces with a relatively short stroke, but taking advantage of the compactness of the damper case 51 It is also possible to attach to Thus, stable damping force can be provided by steering of the steering device.
  • the structure, the shape and structure of the sub chamber and the air chamber, the structure of the bladder, the structure of the damping force adjustment mechanism, and the like are not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
  • the step-structured piston may be formed as an integral part, or may be an assembly type in which the large diameter portion and the small diameter portion are separate parts.
  • the steering damper according to the present invention is not limited to a motorcycle, and can be applied to various types of vehicles having a steering device that swings to the left and right.

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Abstract

良好な減衰力特性を得ながら取付スペースを小さくすることができるステアリングダンパを提供する。 ロッド部材(63)が、ピストン(70)の一端側に取り付けられてダンパケース(51)の一端側を貫通する。シリンダ(S)が、小径シリンダ(65)と大径シリンダ(66)とからなる段付き構造を有する。シリンダ(S)にピストン(70)を挿入することで、ダンパオイルで満たされる油室が、小径シリンダ(65)を外周とする第1油室(A)と、大径シリンダ(66)を外周としてロッド部材(63)に接する第2油室(B)と、大径シリンダ(66)を外周としてロッド部材(63)に触れない第3油室(C)とに区画される。ピストン(70)が、小径シリンダ(65)に対応する小径部(75)と大径シリンダ(66)に対応する大径部(76)とからなる段付き構造を有する。

Description

ステアリングダンパ
 本発明は、ステアリングダンパに係り、特に、取付スペースの縮小と良好な減衰力特性との両立を図ることができるステアリングダンパに関する。
 従来から、車体フレームと、該車体フレームに揺動可能に取り付けられるステアリング装置との間に配設されて、ステアリング装置の揺動動作に減衰力を与える減衰力発生装置としてのステアリングダンパが知られている。
 特許文献1には、ダンパケースに形成されたシリンダ内を往復動作するピストンを有すると共に、このピストンで区画される2つのオイル室を連通するバイパス通路が設けられたステアリングダンパが開示されている。ピストンの両側には、ダンパボディを貫通して外側に突出するロッド部材が連結されており、ステアリング装置の揺動動作に伴ってピストンが往復動作すると、ピストンおよびバイパス通路に設けられたオリフィスをダンパオイルが通過することで減衰力が発生するように構成されている。
特開平5-201377号公報
 しかし、特許文献1に開示されたステアリングダンパは、ダンパケースの両端からロッド部材が突出するロッド貫通式であるため、ロッド部材が長尺化しやすく、かつステアリング装置の揺動動作に応じて変化するロッド部材の突出状態およびダンパケースの揺動範囲を考慮する必要があることから、車体に取り付ける際の取付スペースが大きくなりやすいという課題があった。
 本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、良好な減衰力特性を得ながら取付スペースを小さくすることができるステアリングダンパを提供することにある。
 前記目的を達成するために、本発明は、ダンパオイルで満たされるシリンダ(S)が形成されるダンパケース(51)と、前記シリンダの内部を往復動作するピストン(70)と、該ピストン(70)に取り付けられて前記ダンパケース(51)を貫通するロッド部材(63)とを有するステアリングダンパ(50)において、前記ロッド部材(63)が、前記ピストン(70)の一端側に取り付けられて前記ダンパケース(51)の一端側を貫通しており、前記シリンダ(S)が、小径シリンダ(65)と大径シリンダ(66)とからなる段付き構造を有しており、前記シリンダ(S)に前記ピストン(70)を挿入することで、前記ダンパオイルで満たされる油室が、前記小径シリンダ(65)を外周とする第1油室(A)と、前記大径シリンダ(66)を外周として前記ロッド部材(63)に接する第2油室(B)と、前記大径シリンダ(66)を外周として前記ロッド部材(63)に触れない第3油室(C)とに区画される点に第1の特徴がある。
 また、前記ピストン(70)が、前記小径シリンダ(65)に対応する小径部(75)および前記大径シリンダ(66)に対応する大径部(76)からなる段付き構造を有している点に第2の特徴がある。
 また、前記ピストン(70)の小径部(75)の断面積と、前記ピストン(70)の大径部(76)の断面積とが等しくなるように構成されている点に第3の特徴がある。
 また、前記第3油室(C)に、該前記第3油室(C)の油量の増減を許容するサブ室(57)が連結されている点に第4の特徴がある。
 また、前記サブ室(57)に、ブラダ(58)で区画されたエア室(60)が隣接配置されている点に第5の特徴がある。
 また、前記第1油室(A)と前記第2油室(B)とを連通する連通油路(55)を備える点に第6の特徴がある。
 また、前記連通油路(55)に、流路抵抗の調整機構が設けられている点に第7の特徴がある。
 また、前記ピストン(70)の両端部に、それぞれ積層バルブ(73,74)が取り付けられている点に第8の特徴がある。
 また、前記ピストン(70)に、該ピストン(70)の動作方向に指向する貫通油路(71,72)が設けられている点に第9の特徴がある。
 さらに、前記ステアリングダンパ(50)が、前輪(WF)の操舵装置を構成するフロントフォーク(10)を有する車両(1)に取り付けられており、前記前輪(WF)の操舵角がゼロの場合に、前記ダンパケース(51)が前記フロントフォーク(10)の車体後方に位置する点に第10の特徴がある。
 第1の特徴によれば、ダンパオイルで満たされるシリンダ(S)が形成されるダンパケース(51)と、前記シリンダの内部を往復動作するピストン(70)と、該ピストン(70)に取り付けられて前記ダンパケース(51)を貫通するロッド部材(63)とを有するステアリングダンパ(50)において、前記ロッド部材(63)が、前記ピストン(70)の一端側に取り付けられて前記ダンパケース(51)の一端側を貫通しており、前記シリンダ(S)が、小径シリンダ(65)と大径シリンダ(66)とからなる段付き構造を有しており、前記シリンダ(S)に前記ピストン(70)を挿入することで、前記ダンパオイルで満たされる油室が、前記小径シリンダ(65)を外周とする第1油室(A)と、前記大径シリンダ(66)を外周として前記ロッド部材(63)に接する第2油室(B)と、前記大径シリンダ(66)を外周として前記ロッド部材(63)に触れない第3油室(C)とに区画されるので、段付きシリンダを適用することで、ダンパケースの片側からのみロッド部材が突出する構造としてステアリングダンパの全長を短縮することが可能となる。また、ダンパオイルで満たされる油室が3つに区画されることにより、第1油室のダンパオイル流動量と第2油室のダンパオイル流動量とが揃えやすくなり、良好な減衰力特性を得ることが容易となる。
 第2の特徴によれば、前記ピストン(70)が、前記小径シリンダ(65)に対応する小径部(75)および前記大径シリンダ(66)に対応する大径部(76)からなる段付き構造を有しているので、段付きピストンを段付きシリンダに挿入することで、第1油室、第2油室および第3油室を区画することが可能となる。
 第3の特徴によれば、前記ピストン(70)の小径部(75)の断面積と、前記ピストン(70)の大径部(76)の断面積とが等しくなるように構成されているので、小径部の断面積と大径部の断面積との差が、第2油室を通るロッド部材の断面積によって相殺されることとなり、第2油室の体積を第1油室の体積に等しくすることができる。これにより、第1油室と第2油室との間で、ピストンが摺動した際のダンパオイルの流動量を揃えることが可能となる。
 第4の特徴によれば、前記第3油室(C)に、該前記第3油室(C)の油量の増減を許容するサブ室(57)が連結されているので、第1油室および第2油室に挟まれた第3油室からのダンパオイルの出入りがサブ室によって吸収されることとなり、ピストンのスムーズな動作が可能となる。
 第5の特徴によれば、前記サブ室(57)に、ブラダ(58)で区画されたエア室(60)が隣接配置されているので、サブ室へのダンパオイルの出入りをエア室によって吸収することが可能となる。これにより、ピストンの往復動作によって第3室に圧力がかかることがなく、ピストンのスムーズな動作が可能となる。また、エア室を加圧したり、ブラダを付勢する弾性部材を設けることで、サブ室から第3油室へのダンパオイルの戻りをスムーズに行うことが可能となる。
 第6の特徴によれば、前記第1油室(A)と前記第2油室(B)とを連通する連通油路(55)を備えるので、ピストンが第1油室側に移動した際に第1油室から排出されるダンパオイルを第2油室で受け入れると共に、ピストンが第2油室側に移動した際に第2油室から排出されるダンパオイルを第1油室に受け入れることが可能となる。すなわち、第1油室と第2油室との間でダンパオイルが還流して、第1油室および第2油室がダンパオイルで満たされた状態を保つことが可能となる。
 第7の特徴によれば、前記連通油路(55)に、流路抵抗の調整機構が設けられているので、第1油室と第2油室とを連通する連通油路において、ピストンが往復動作する際の減衰力を発生することができる。
 第8の特徴によれば、前記ピストン(70)の両端部に、それぞれ積層バルブ(73,74)が取り付けられているので、一方側の積層バルブでロッド部材が延出する際の伸び側減衰力を発生させると共に、他方側の積層バルブでロッド部材が挿入される際の圧縮側減衰力を発生させることができる。
 第9の特徴によれば、前記ピストン(70)に、該ピストン(70)の動作方向に指向する貫通油路(71,72)が設けられているので、貫通油路により、ピストンの往復動作に応じてダンパオイルが通過するオリフィスを設けることができる。また、貫通油路の端部に積層バルブを隣接配置することで、積層バルブによって任意の減衰力を設定することが可能となる。
 第10の特徴によれば、前記ステアリングダンパ(50)が、前輪(WF)の操舵装置を構成するフロントフォーク(10)を有する車両(1)に取り付けられており、前記前輪(WF)の操舵角がゼロの場合に、前記ダンパケース(51)が前記フロントフォーク(10)の車体後方に位置するので、フロントフォークの後方のスペースを有効利用して、ステアリングダンパを車幅方向外側に突出させずに配設することが可能となる。これにより、操舵時も含めた占有スペースを小さくすると共に、転倒時にステアリングダンパが接地する可能性を低減することができる。
本発明の一実施形態に係るステアリングダンパを適用した自動二輪車の左側面図である。 自動二輪車の操向ハンドルまわりの一部拡大斜視図である。 ステアリングダンパの取り付け位置を示す模式図である。 ステアリングダンパの断面図である。 ピストンの斜視図である。 ピストンの正面図である。 ステアリングダンパが伸び側に動作する際のダンパオイルの流れを示す説明図である。 ステアリングダンパが圧側に動作する際のダンパオイルの流れを示す説明図である。 ステアリングダンパの取り付け構造の変形例を示す模式図である。 ステアリングダンパの取り付け構造の第2変形例を示す模式図である。 ステアリングダンパの取り付け構造の第3変形例を示す模式図である。 ステアリングダンパの取り付け構造の第4変形例を示す模式図である。
 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るステアリングダンパ50を適用した自動二輪車1の左側面図である。車体フレーム2を構成するメインフレーム3の前端部には、不図示のステアリングステムを揺動自在に軸支するヘッドパイプ23が固定されている。前輪WFを回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク10は、ステアリングステムに固定されるトップブリッジ27およびボトムブリッジ28によって支持されている。
 メインフレーム3の後方下部には、ピボット13が設けられたピボットフレーム15が連結される。ピボット13には、後輪WRを回転自在に軸支するスイングアーム16の前端部が揺動可能に軸支される。スイングアーム16は、リヤクッション24によって車体フレーム2に吊り下げられている。エンジン12の駆動力は、ドライブチェーン17を介して後輪WRに伝達される。
 左右一対のフロントフォーク10にそれぞれ固定される操向ハンドル5の前方には、ヘッドライト26が埋設されたフロントカウル8が設けられている。ヘッドライト26の上方には、前側ウインカ装置7が埋設されたバックミラー6が取り付けられている。フロントカウル8の下部には、左右一対のサイドカウル11が連結されており、メインフレーム3の上部には燃料タンク4が配設されている。
 メインフレーム3とピボットフレーム15との間には、車体後方上方に延びるリヤフレーム18が取り付けられる。リヤフレーム18には、シート19およびシートカウル20が取り付けられる。シートカウル20には、尾灯装置21、後側ウインカ装置22およびリヤフェンダ25が取り付けられている。本実施形態に係るステアリングダンパ50は、操向ハンドル5の車幅方向内側の位置で、トップブリッジ27とメインフレーム3との間に配設されている。
 図2は、自動二輪車1の操向ハンドル5まわりの一部拡大斜視図である。また、図3はステアリングダンパ50の取り付け位置を示す模式図である。スクリーン29が取り付けられたフロントカウル8の後方側には、速度計や回転計を含むメータ装置30が配設されている。トップブリッジ27の前端部には、イグニッションスイッチとしてのキーシリンダ31が取り付けられている。フロントフォーク10の上端を支持するトップブリッジ27は、ヘッドパイプ23に揺動自在に軸支されたステアリングステム32に固定されている。
 本実施形態に係るステアリングダンパ50は、操向ハンドル5の車幅方向内側の位置で、トップブリッジ27とメインフレーム3との間に配設されている。詳しくは、ステアリングダンパ50は、トップブリッジ27の車体後方寄りの位置に長手方向の一端部が取り付けられると共に、メインフレーム3の外方寄りの上面に長手方向の他端部が取り付けられることで、フロントフォーク10の車体後方に位置している。このような配置は、ダンパボディの全長が短く、かつロッド部材がダンパボディの片側からのみ突出するために可能となる。
 これにより、フロントフォーク10の後方の空間を有効利用して、ステアリングダンパ50がメインフレーム3の車幅方向外側に突出しないように配設することができ、操舵時も含めた占有スペースを小さくすると共に、転倒時にステアリングダンパが接地する可能性を低減することができる。また、図2に示すように、ステアリングダンパ50の上方を燃料タンク4や他のカバー等で覆うことが容易となり、自動二輪車1の外観に与える影響を低減できる。なお、取り付け位置を車幅方向内側に寄せて、ステアリングダンパ50がフロントフォーク10の車幅方向外側端部より内側に収めることも可能である。
 図4は、ステアリングダンパ50の断面図である。また、図5はピストン70の斜視図であり、図6はピストン70の正面図である。本実施形態に係るステアリングダンパ50は、従来のロッド貫通式に比して、良好な減衰力特性を確保しながら長手方向の寸法を大幅に低減している点に特徴がある。
 ステアリングダンパ50は、シリンダSが設けられたダンパケース51と、ダンパケース51の一方側に貫通するロッド部材63に連結されたピストン70とを有する。ダンパケース51の端部に設けられるケース側取付部52およびロッド部材63の端部に設けられるロッド側取付部64は、ボールジョイント等を介してそれぞれトップブリッジ27またはメインフレーム3に支持される。
 ダンパケース51に形成される円筒状のシリンダSは、ケース側取付部52側に形成される小径シリンダ65と、オイルシール53側に形成される大径シリンダ66とからなる段付き構造を有する。一方、ロッド部材63に連結されてシリンダSの内部を往復動作するピストン70は、小径シリンダ65に対応する小径部75と、大径シリンダ66に対応する大径部76とからなる段付き構造を有する。そして、段付き構造のシリンダSに段付き構造のピストン70を挿入することにより、ダンパオイルで満たされる油室は、小径シリンダ65を外周とする第1油室Aと、大径シリンダ66を外周としてロッド部材63に接する第2油室Bと、大径シリンダ66を外周としてロッド部材63に触れない第3油室Cとに区画される。
 ダンパボディ51の外側には、パイプ尺の第2ボディ54が取り付けられている。第2ボディ54は、第1油室Aと第2油室Bとを連通する連通油路55を構成する。連通油路55が設けられることにより、ピストン70が第1油室A側に移動した際に第1油室Aから排出されるダンパオイルを第2油室Bで受け入れると共に、ピストン70が第2油室側Bに移動した際に第2油室Bから排出されるダンパオイルを第1油室Aに受け入れることが可能となる。すなわち、第1油室Aと第2油室Bとの間でダンパオイルが還流して、第1油室Aおよび第2油室Bがダンパオイルで満たされた状態を保つことが可能となる。
 本実施形態では、ピストン70の小径部75の断面積と、ピストン70の大径部の断面積からロッド部材63の断面積を減算した面積とが等しくなるように構成されている。これにより、油室Aの受圧面積と油室Cの受圧面積とを等しくして、連通油路55によるダンパオイルの移動をスムーズに行わせることができ、ステアリング装置の左右操舵に対応する伸び側の減衰力および圧側の減衰力を均等に発生させることが可能となる。
 一方、ダンパボディ51の外側には、サブ室57を構成する第3ボディ56が取り付けられている。サブ室57は、第1油室Aと第2油室Bとの間に位置する第3油室Cに連通しており、ピストン70の往復動作に伴って第3油室Cに出入りするダンパオイルのリザーブタンクとして機能する。第3ボディ56には、窒素ガス等で満たされたエア室60が設けられており、サブ室57とエア室60とは、スプリング59によって付勢されるブラダ58によって区画されている。ゴム等で形成されるブラダ58は、スプリング58の付勢力やエア室60に印加された圧力によって、サブ室57をわずかな力で加圧しており、これにより、サブ室57のダンパオイルが第3油室Cにスムーズに戻れるように構成されている。なお、エア室60の加圧量が多いとダンパオイルの泡立ちを抑える効果が高くなり、加圧量が少ないとピストン70の動きがスムーズになる傾向にあり、加圧量はステアリングダンパ50の組み立て後も調整可能に構成されている。
 図5,6を参照して、ピストン70には、オリフィスとして機能する貫通油路71,72が設けられている。ピストン70の軸中心には、ロッド部材63が通る貫通孔70aが形成されている。ピストン70の小径部75の端部には、伸び側の減衰力を調整する積層バルブ73が配設されており、ピストン70の大径部76の端部には、圧側の減衰力を調整する積層バルブ74が配設されている。積層バルブ73,74は、円環状の薄い金属板からなり、積層する枚数により基本減衰力が決定される。なお、図5の(a)および図6は、ステアリングダンパ50の動作説明のために簡略化したピストン70の模式図であり、より具体的には、図5の(b)に示すように、圧側に作動する際にダンパオイルが通る貫通油路71、伸び側に作動する際にダンパオイルが通る貫通油路72をそれぞれ4~6本(この図では各4本)設けた構造とされる。
 積層バルブ73,74をスムーズに機能させるため、ピストン70の両端面にはそれぞれ段差が設けられている。詳しくは、小径部75の端面は、伸び側の積層バルブ73に接する高床面77と、段差78を介して形成される低床面79とを有し、一方、大径部76の端面は、圧側の積層バルブ74に接する高床面80と、段差81を介して形成される低床面82とを有する。これにより、ダンパボディ51にロッド部材63が押し込まれる際には、伸び側の積層バルブ73と低床面79との間に設けられた隙間から貫通油路71に流入するダンパオイルが、圧側の積層バルブ74の弾性力に抗して流出する際に減衰力を発生することとなり、一方、ダンパボディ51からロッド部材63が延出する際には、圧側の積層バルブ74と低床面82との間に設けられた隙間から貫通油路72に流入するダンパオイルが、伸び側の積層バルブ73の弾性力に抗して流出する際に減衰力を発生することとなる。
 なお、図4に示すように、ピストンの小径部75と小径シリンダ65の内周面との間には、円環状のわずかな隙間としての小径側微小油路61が設けられており、同様に、ピストンの大径部76と大径シリンダ66の内周面との間には大径側微小油路62が設けられている。この微小油路61,62は、第1油室Aと第3油室C、および、第2油室Bと第3油室Cとをそれぞれ連通して、温度変化によるダンパオイルの膨張や収縮を第3油室Cで吸収することを可能とする。
 図7は、ステアリングダンパ50が伸び側に動作する際のダンパオイルの流れを示す説明図である。また、図8はステアリングダンパ50が圧側に動作する際のダンパオイルの流れを示す説明図である。図7に示すように、ダンパボディ51からロッド部材63が延出する際には、第2油室Bを満たすダンパオイルが、ピストン70の貫通油路72を通って第1油室Aに抜けると共に連通油路55を通って第1油室Aに移動する。このとき、容量が増大する第3油室Cに対して、サブ室57からダンパオイルが流入する。
 一方、図8に示すように、ダンパボディ51にロッド部材63が押し込まれる際には、第1油室Aを満たすダンパオイルが、ピストン70の貫通油路71を通って第2油室Bに抜けると共に連通油路55を通って第2油室Bに移動する。このとき、容量が減少する第3油室Cのダンパオイルは、サブ室57に流入する。なお、ブラダ58によってサブ室57に印加される圧力は最低限に抑えられており、ステアリングダンパ50の減衰力に影響を与えないように構成されている。
 そして、連通油路55には、連通油路55のオリフィス通路面積を複数段階または無段階に調整する減衰力調整機構を設けることができる。この減衰力調整機構によれば、多様な機種に合わせて積層バルブ73,74で基本減衰力を設定したうえで、ユーザの好みに合わせた減衰力を得ることが可能となり、使い勝手および商品性を高めることが可能となる。なお、減衰力調整機構は、ダイヤル操作等で行う手動式のほか、各種センサで検知される走行状態に応じて自動的に制御される電子制御式とすることができる。
 上記したように、本実施形態に係るステアリングダンパ50は、ピストン70の一方側にのみロッド部材63を連結することでステアリングダンパ全体の長さを短縮すると共に、ピストンおよびシリンダをそれぞれ段付き構造として十分なダンパオイル容量を確保している点に特徴がある。これにより、十分な減衰力を確保しながらステアリングダンパを小型化し、車体取り付け位置の自由度を高めることを可能としている。また、ダンパオイル容量が多いため、熱容量が大きくなると共にダンパオイルの作動負担が小さくなり、ダンパオイルの劣化を遅らせることが可能となる。
 図9は、ステアリングダンパ50の取り付け構造の変形例を示す模式図である。図2,3で示した例では、ダンパボディ51を車体前方側として、車幅方向左側のトップブリッジ27~メインフレーム3間に取り付けていたが、これを車幅方向右側に取り付けてもよい。なお、車体前方側の取付部は、ボトムブリッジ28やフロントフォーク10としてもよく、車体後方側の取付部は、メインフレーム3の下部やメインフレーム3に形成される凹部に設けることもできる。
 図10,11は、ステアリングダンパ50の取り付け構造の第2,3変形例を示す模式図である。図2,3で示した例では、ダンパボディ51を車体前方側としていたが、ロッド部材63を車体前方側として取り付けることもできる。本願発明に係るステアリングダンパ50は、従来のロッド貫通式とは異なり、長尺方向の両端部に取付部が設けられているため、天地を逆さに取り付けることが可能である。これにより、取付部の周囲のスペースに合わせて最適なレイアウトを導き出すことが可能となる。
 図12は、ステアリングダンパ50の取り付け構造の第4変形例を示す模式図である。本実施形態に係るステアリングダンパ50は、比較的短いストロークで伸び側および圧側の減衰力を均等に発生できる点に特徴があるが、ダンパケース51が小型であることを生かして、車幅方向左右に取り付けることも可能である。これにより、ステアリング装置の操舵により安定した減衰力を与えることが可能となる。
 なお、車両の形態、メインフレームおよびトップブリッジの形状、ダンパボディの形状や構造、シリンダやピストンの形状や構造、積層バルブの形状や構造、各油室の形状や容量、連通油路の形状や構造、サブ室やエア室の形状や構造、ブラダの構造、減衰力調整機構の構造等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、段付き構造のピストンは、一体部品で形成するほか、大径部と小径部とを別部品とする組立式としてもよい。本発明に係るステアリングダンパは、自動二輪車に限られず、左右に揺動するステアリング装置を有する各種の車両に適用することが可能である。
 1…自動二輪車、50…ステアリングダンパ、51…ダンパケース、55…連通油路、57…サブ室、58…ブラダ、60…エア室、63…ロッド部材、S…シリンダ、65…小径シリンダ、66…大径シリンダ、70…ピストン、71,72…貫通油路、73,74…積層バルブ、75…小径部、76…大径部、A…第1油室、B…第2油室、C…第3油室

Claims (10)

  1.  ダンパオイルで満たされるシリンダ(S)が形成されるダンパケース(51)と、前記シリンダの内部を往復動作するピストン(70)と、該ピストン(70)に取り付けられて前記ダンパケース(51)を貫通するロッド部材(63)とを有するステアリングダンパ(50)において、
     前記ロッド部材(63)が、前記ピストン(70)の一端側に取り付けられて前記ダンパケース(51)の一端側を貫通しており、
     前記シリンダ(S)が、小径シリンダ(65)と大径シリンダ(66)とからなる段付き構造を有しており、
     前記シリンダ(S)に前記ピストン(70)を挿入することで、前記ダンパオイルで満たされる油室が、前記小径シリンダ(65)を外周とする第1油室(A)と、前記大径シリンダ(66)を外周として前記ロッド部材(63)に接する第2油室(B)と、前記大径シリンダ(66)を外周として前記ロッド部材(63)に触れない第3油室(C)とに区画されることを特徴とするステアリングダンパ。
  2.  前記ピストン(70)が、前記小径シリンダ(65)に対応する小径部(75)と前記大径シリンダ(66)に対応する大径部(76)とからなる段付き構造を有していることを特徴とする請求項1に記載のステアリングダンパ。
  3.  前記ピストン(70)の小径部(75)の断面積と、前記ピストン(70)の大径部(76)の断面積とが等しくなるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のステアリングダンパ。
  4.  前記第3油室(C)に、該前記第3油室(C)の油量の増減を許容するサブ室(57)が連結されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のステアリングダンパ。
  5.  前記サブ室(57)に、ブラダ(58)で区画されたエア室(60)が隣接配置されていることを特徴とする請求項4に記載のステアリングダンパ。
  6.  前記第1油室(A)と前記第2油室(B)とを連通する連通油路(55)を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のステアリングダンパ。
  7.  前記連通油路(55)に、流路抵抗の調整機構が設けられていることを特徴とする請求項6に記載のステアリングダンパ。
  8.  前記ピストン(70)の両端部に、それぞれ積層バルブ(73,74)が取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のステアリングダンパ。
  9.  前記ピストン(70)に、該ピストン(70)の動作方向に指向する貫通油路(71,72)が設けられてい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。
  10.  前記ステアリングダンパ(50)が、前輪(WF)の操舵装置を構成するフロントフォーク(10)を有する車両(1)に取り付けられており、
     前記前輪(WF)の操舵角がゼロの場合に、前記ダンパケース(51)が前記フロントフォーク(10)の車体後方に位置することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のステアリングダンパ。
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