JP4493068B2

JP4493068B2 - 鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置

Info

Publication number: JP4493068B2
Application number: JP2001272584A
Authority: JP
Inventors: 洋介長谷川; 健康板橋; 寛二林; 威若林; 修文谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: BR0203444B1; EP1291276B1; CN1272212C; TW550204B; JP2003081172A; CA2396489A1; EP1291276A2; CA2396489C; BR0203444A; US6848698B2; DE60217596D1; CN1403337A; EP1291276A3; US20030047903A1; DE60217596T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行時におけるハンドルの振れを抑制するために用いられる自動２輪車等の鞍乗り型車両用液圧式ステアリングダンパ装置に係り、特に減衰力を可変にできるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
外乱時のキックバック等によるハンドルの振れを防止するため、振れに対して減衰力を発生する液圧式ステアリングダンパ装置が公知である（一例として特許２５９３４６１号）。また、必要なときのみ減衰力を発生し、その他の場合は余計な減衰力を発生しないように減衰力を可変とするものも公知であり、例えば、ステアリング角と走行速度に基づいて制御するもの（特開昭６３−６４８８８号）、前輪荷重の変化に基づいて制御するもの（特公平７−７４０２３号）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなステアリングダンパをトップブリッジへ固定すると、ステアリングダンパが比較的重量のあるものでありかつトップブリッジが操舵側であるため、操舵慣性が大きくなってしまう。そこで操舵慣性にあまり影響を与えないステアリングダンパの配置構造が望まれており、本願発明は係る要請の実現を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置に係る請求項１の発明は、ケーシングに作動液が満たされた液圧室を形成し、この液圧室内に設けた回動自在の隔壁によって前記液圧室内部をさらに２つの小液圧室に区画し、これら小液圧室間を絞り部が設けられた液体通路を介して連通させ、前記隔壁と前記液圧室の相対回動によって減衰力を発生させるように構成したステアリングダンパを有する鞍乗り型車両において、
車体前部に、車体フレームの前端部であるヘッド部を備え、このヘッド部の前端に設けられたヘッドパイプによりステアリング軸を回動自在に支持し、
このステアリング軸の上端部をフロントフォークの上端が取付けられたトップブリッジに連結し、
ヘッドパイプ後方のヘッド部上面からボスが上方へ突出し、ヘッド部の後端部左右からは左右一対のメインフレーム部が後方へ延出し、
前記ケーシングをトップブリッジ及びヘッド部の各上方にて、前記ステアリングシャフトから前記ボスにかけて前後方向へ長く配置し、前記液圧室を前記トップブリッジよりも後方へ延出させ、
前記ケーシングの前部を前記トップブリッジ上方に配置して前記回動軸を前記ステアリングシャフトと同軸に配置して連結し、
前記ケーシングの後部を前記ボスへ取付けるとともに、
前記隔壁はその回動半径方向内端部に前記回動軸を備え、かつ他端側である回動半径方向外端部が前記液圧室の内壁に沿って回動し、
前記液体通路の絞り部と前記隔壁の回動半径方向外端部とを、前記ステアリング軸を挟んで反対側になるように配置したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、上記請求項１において、前記ステアリング軸を介して前記車体前部へ回動自在に支持されたトップブリッジにメインスイッチを設けるとともに、このメインスイッチと前記隔壁の回動半径方向外端部とが前記ステアリング軸を挟んで反対側になるように配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、上記請求項１において、前記絞り部は可変絞り機構を備え、この可変絞り機構の制御部材と前記隔壁とを、前記ステアリング軸を挟んで反対側になるように配置したことを特徴とする。可変絞り機構の制御部材としては、制御バルブ及びこの制御装置等がある。
【０００９】
請求項４の発明は、上記請求項１において、前記ケーシングを前記ステアリング軸の上方に配設し、さらに前記ケーシングの上方に回転角度センサーを配設し、この回転角度センサーの回転軸を前記隔壁の回動軸に連結したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ステアリングダンパ構成部分のうち、比較的軽量な隔壁を操舵側とし、より重量のあるケーシングを車体側に固定したので、操舵慣性の増大を抑制できる。また場所をとらない回動軸側を比較的スペースに余裕のないステアリング軸上もしくは近傍に配置し、より大きなケーシングを比較的スペースに余裕のある車体上へ配置したので、ステアリングダンパの配置が容易になる。
【００１１】
また、ステアリング軸と同軸の回動軸を中心に略扇形に回動する隔壁を収容する液圧室を車体上のケーシング内へ配置できるので、液圧室の容量をより大きくしてダンパー効果をより大きくさせることができる。
そのうえ、液体通路の絞り部と隔壁の回動半径方向外端部とがステアリング軸を挟んで反対側に配置されるので、液体通路をステアリング軸近傍へ比較的短くして配置でき、かつ液圧室の幅が最も拡大する隔壁の回動半径方向外端部から離れた場所に絞り部をスペース的余裕をもって配置できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、ステアリングダンパの大部分とメインスイッチとがステアリング軸を挟んで反対側に位置するため、メインスイッチのキー操作に邪魔にならないよう、メインスイッチからステアリングダンパを十分に離して配置できることになり、メインスイッチのキー操作性を良好に維持できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、絞り部が可変絞り機構を備える場合において、この可変絞り機構の制御部材と隔壁とをステアリング軸を挟んで反対側になるように配置したので、液体通路をステアリング軸近傍へ比較的短くして配置でき、かつ液圧室の幅が最も拡大する隔壁の回動半径方向外端部から離れた場所に、可変絞り機構の制御部材である制御バルブ及びこの制御装置等をスペース的余裕をもって配置できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、回転角度センサーの回動軸を嵌合によりステアリング軸と連結したので、回動軸とステアリング軸を簡単に結合でき、かつ両軸を直結することによりステアリグ軸の回転角度を正確に測定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて第１実施例を説明する。図１は本実施例の適用される自動２輪車を示す斜視図、図２はステアリングダンパが設けられた車体前部構造側面図、図３は同部分の平面図、図４はステアリングダンパの概略構造を示す図である。
【００１７】
図１において、前輪１を下端に支持するフロントフォーク２の上部は車体フレーム３の前部へ連結され、ハンドル４にて回動自在になっている。車体フレーム３上には燃料タンク５が支持されている。符号６はシート、７はリヤカウル、８はリヤスイングアーム、９は後輪である。
【００１８】
次に、ステアリングダンパについて説明する。図２、３に示すように、ステアリングダンパ１０はハンドル４が取付けられているトップブリッジ１１と車体フレーム３の前端部であるヘッド部３ａとの間に設けられている。トップブリッジ１１は下方のボトムブリッジ１２と対をなして、ヘッドパイプ１３に支持されているステアリング軸１４を上下に挟んで一体化され、これらトップブリッジ１１、ボトムブリッジ１２及びステアリング軸１４は一体に回動する。
【００１９】
トップブリッジ１１とボトムブリッジ１２には左右一対のフロントフォーク２の各上部が支持される。ヘッドパイプ１３は車体フレーム３のヘッド部３ａへ一体に形成されたパイプ状部分である。なお車体フレーム３はヘッド部３ａとその後端部左右から対をなして左右後方へ延出するメインフレーム部３ｂを備える（図３）。
【００２０】
トップブリッジ１１の前部中央には前方へ一体に突出するステー１１ａが設けられ、ここにメインスイッチ１５が支持されてキー１６の操作により解錠及びスイッチ切り替え等が行われる。図３中の符号１５ａはキー１６を差し込むためのキー穴である。なお、メインスイッチ１５はエンジンの点火系統及び灯火器系統等の電源をＯＮ／ＯＦＦする電気系統のスイッチであるが、駐車時にハンドル４を回動不能に車体側へ固定するためのハンドルロックを一体に構成してあり、キー１６はハンドルロックの解錠用キーを兼ねている。
【００２１】
本実施例のステアリングダンパ１０はキックバックを防止するための液圧式減衰器であり、本体部１７とフタ１８を備え（図２）、その後部側はボルト２０により、ヘッドパイプ１３近傍における車体フレーム３のヘッド部３ａ上面に上方へ突出して一体に形成されたボス２１へ締結され、このとき、本体部１７とフタ１８が共締めで一体化される。ボス２１には予めナット部が形成されている。なお本体部１７とフタ１８は本願発明におけるステアリングダンパのケーシングを構成する。
【００２２】
ボス２１の左右でヘッド部３ａの後部上面には一段高くなった段部３ｃが形成され、ここに燃料タンク５の前端部左右に形成されたステー５ａが、ラバー２２ａを介してボルト２２ｂにより防振取付されている。ステー５ａは燃料タンク５の前部中央に前方及び上方へ向かって開放された凹部５ｂの前端部両側から車体中央側へ突出して形成され、メインフレーム部３ｂの前端部が接続する部分近傍にて段部３ｃへ重なるようになっている。
【００２３】
燃料タンク５の下にはエアクリーナ１９が配置され、その前端部も凹部５ｂの下方位置にて、ヘッド部３ａ後端の取付部３ｄへボルト１９ａにより取付けられている。取付部３ｄは段部３ｃから連続して後方かつ凹部５ｂの下方へ張り出した部分である（図２）。
【００２４】
ステアリングダンパ１０の前部にはシャフト２３が軸線を図２の上下方向に向けて貫通して設けられ、シャフト２３の下端はステアリングダンパ１０の本体部１７から下方へ突出してステアリング軸１４の上端へ嵌合することにより、簡単に両軸一体回転可能に結合している。シャフト２３はステアリング軸１４と同軸上に配置される。
【００２５】
符号２４はステアリングナットであり、ステアリング軸１４の上端をトップブリッジ１１へ締結している。シャフト２３の下端はこのステアリングナット２４の中央部に形成された穴を貫通する。
【００２６】
シャフト２３の上部側はフタ１８を上方へ貫通し、その上端部はフタ１８の上へ固定された回転角度センサー２５内へ入り込んでいる。回転角度センサー２５は電気抵抗等を用いた公知のものであり、シャフト２３とステアリングダンパ１０の本体部１７側との相対的な回動に対する回転角度を検出し、これによりシャフト２３と一体に回転するステアリング軸１４の回転角度を検出し、この検出信号を後述する制御装置へ出力するようになっている。
【００２７】
図３のステアリングダンパ１０はフタ１８を除いて本体部１７側の構造を示しており、符号２６は本体部１７に設けられた凹部によって形成される略扇形の液圧室、２７は右液圧室、２８は左液圧室、３０はこれら左右の液圧室を区画する翼状の隔壁であり、一端がシャフト２３と一体化し、シャフト２３と一体に回動する。３１は制御バルブ、３２は上記制御装置である。
【００２８】
なお、メインスイッチ１５とステアリング軸１４及びシャフト２３は車体中心線Ｃに対して略同一直線上に位置し、キー穴１５ａはほぼ車体中心線Ｃの上もしくは近傍に位置する。またメインスイッチ１５と、制御バルブ３１及び制御装置３２はステアリング軸１４を挟んで車体の前後方向反対側に位置し、制御バルブ３１と制御装置３２は車体中心線Ｃを挟んで左右に配置され、これら制御バルブ３１と制御装置３２は本体部１７の後部へ取付けられている。
【００２９】
図４はステアリングダンパ１０の構造を概略的に示し、ステアリングダンパ１０の内部は後方へ向かって広がる扇状の液圧室２６が設けられ、その扇の要に相当する位置にシャフト２３が位置し、シャフト２３から一体に後方へ延出する隔壁３０により液圧室２６の内部は右液圧室２７と左液圧室２８に２分される。隔壁３０はシャフト２３の回動と連動してシャフト２３を中心にして液圧室２６内を回動自在である。
【００３０】
隔壁３０の回動半径方向内端部３０ａはシャフト２３と一体であり、他端側である隔壁３０の回動半径方向外端部３０ｂは液圧室２６の弧状壁２９の内面に摺接し、この内面に沿って回動する。右液圧室２７及び左液圧室２８にはオイル等の非圧縮性の液体が封入され、液体通路３３により連絡されている。したがって、前輪が左右方向へ首振り振動すると、ステアリング軸１４及びシャフト２３を介して前輪と連動する隔壁３０の回動により（図３中の仮想線）、容積が狭くなった方の液圧室から作動液が液体通路３３を通って反対側の拡大した液圧室へ移動して、液圧室の容積変化に対応する。
【００３１】
液体通路３３の中間部には制御バルブ３１が設けられる。制御バルブ３１は液体通路３３の内部における液体移動を停止させるロック部３４と液体通路３３の内部における液体移動を絞ることにより減衰力を生じさせるための絞り部３５を備える。
【００３２】
ロック部３４と絞り部３５はメインスイッチ１５に連動して切り替わり、メインスイッチ１５がＯＦＦになると、制御バルブ３１が液体通路３３を横断する方向である図の下方へリターンスプリング３６に抗して移動し、ロック部３４が液体通路３３へ接続して左右の液圧室２７，２８間を遮断することにより液体移動を停止させた作動液ロック状態（図示状態）になる。この作動液ロック状態では隔壁３０の回動が不能になるので、シャフト２３を介してステアリング軸１４も回動不能になり、ハンドル４を回動不能に固定してハンドルロック状態にする。
【００３３】
一方、メインスイッチ１５がＯＮになると、制御バルブ３１はリターンスプリング３６により図の上方へ移動し、絞り部３５が液体通路３３へ接続して左右の液圧室２７，２８間を連通することにより液圧室間の液体移動を可能にするとともに、液体通路３３の通路断面積を絞り部３５で絞ることにより、左右の液圧室２７，２８間における容積変化に伴う作動液の液体移動を制限して減衰力を発生させる。
【００３４】
また、絞り部３５は可変絞り通路として構成され、このため絞り通路の通路断面積を変化させることにより上記減衰力を可変として、ステアリング軸１４の回転角度に対応した減衰力を発生するようになっている。この可変絞り通路における絞り量は制御バルブ３１によって制御され、制御バルブ３１の絞り動作並びに上記ロック部３４と絞り部３５の切り替えは、動作制御装置３２によって制御される。本実施例の制御バルブ３１はその駆動部を直線的に移動させるリニヤソレノイドで構成されている。
【００３５】
制御装置３２はＥＣＵ等で構成され、メインスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号及び回転角度センサー２５の検出信号に基づいて制御バルブ３１を制御する。まず、ロック部３４と絞り部３５の切り替えは、メインスイッチ１５がＯＦＦになるとこれを検知した制御装置３２が制御バルブ３１を移動させてロック部３４を液体通路３３へ接続してハンドルロック状態にする。逆に、メインスイッチ１５がＯＮになると、これを検知した制御装置３２が制御バルブ３６を図の上方へ移動させて絞り部３５を液体通路３３へ接続して減衰力発生状態にする。
【００３６】
絞り制御においては、絞り部３５が液体通路３３へ接続した状態にて、制御装置３２が、回転角度センサー２５の検出した回転角度に基づき、これを時間で微分して回転角速度を計算し、その回転角速度の大きさに応じて制御バルブ３１の絞りを変化させて減衰力を適正な値に調整する。
【００３７】
次に、本実施例の作用を説明する。直進時には、ライダーがハンドルを抑えて中立位置に保持するが、前輪１が路面状況により首振り変動を生じると、この首振り変動の回転角速度に応じて制御装置３２が制御バルブ３１を制御して適正な減衰力を発生させる。したがって、ステアリング軸１４の回転角速度が小さなときは小さな減衰力を発生させてハンドル操作を軽快にし、ステアリング軸１４の回転角速度が大きくなればなる程大きな減衰力を発生させて、隔壁３０の回動を適正に規制し、さらにシャフト２３を介してステアリング軸１４の回動を適正に規制することによりキックバックを効果的に阻止することができる。
【００３８】
しかも、制御バルブ３１にロック部３４を設けることにより作動液ロック機構を備えるので、これを盗難防止用のハンドルロック機構とすることができ、従来のハンドルロックに代えて安価かつ軽量に構成することができる。また従来のハンドルロックと併用すれば、さらに高度な盗難防止機構を実現できる。
【００３９】
さらに、ステアリングダンパ１０を構成する部分のうち、比較的軽量な隔壁３０を操舵側としてトップブリッジ１１へ連結し、より重量のある本体部１７を含む大半部を車体側であるヘッド部３ａに固定したので、操舵慣性の増大を抑制できる。また場所をとらないシャフト２３側を比較的スペースに余裕のないステアリング軸１４上に配置し、より大きな本体部１７側を比較的スペースに余裕のある車体上へ配置したので、ステアリングダンパ１０の配置が容易になる。
【００４０】
そのうえ、液圧室２６をステアリング軸１４の後方かつヘッド部３ａ上の本体部１７内へ配置できるので、ステアリング軸１４と同軸の回動軸であるシャフト２３を中心に略扇形に回動する隔壁３０を収容するため後方側が拡開する略扇形の液圧室２６を無理なく配置でき、しかも液圧室２６の容量をより大きくしてダンパー効果をより大きくさせることができる。
【００４１】
また、ステアリングダンパ１０の大部分とメインスイッチ１５とがステアリング軸１４を挟んで反対側に位置するため、メインスイッチ１５のキー操作に邪魔にならないよう、メインスイッチ１５からステアリングダンパ１０を十分に離して配置できることになり、メインスイッチ１０に対するキー１６の操作性を良好に維持できる。
【００４２】
さらに、回転角度センサー２５の回動軸であるシャフト２３を嵌合によりステアリング軸１４と連結したので、シャフト２３とステアリング軸１４を簡単に結合でき、かつ両軸を直結することによりステアリグ軸１４の回転角度を正確に測定することができる。
【００４３】
なお、図４はステアリングダンパ１０の構造を原理的に示す概略図であって、図３に示した実際の構造とは、液体通路３３及び制御バルブ３１並びに制御装置３２の配置関係が異なっている。しかし、図４に示した通りの配置形式を採用することも可能である。この場合には、液体通路３３の可変絞り部及びこの可変絞り機構に対する制御部材である制御バルブ３１及び制御装置３２が、隔壁３０の回動半径方向外端部３０ｂとステアリング軸１４を挟んで反対側となる車体前方側に配置されるので、液体通路３３をステアリング軸１４近傍へ比較的短くして配置できる。また液圧室２６の幅が最も拡大する隔壁３０の回動半径方向外端部３０ｂから離れた場所に、液体通路３３の可変絞り部及びこの可変絞り機構に対する制御部材である制御バルブ３１及び制御装置３２をスペース的余裕をもって配置できる。
【００４４】
図５は回転角速度センサーの配置に関する別実施例におけるステアリングダンパ部分を示す図であり、図２の該当部を拡大したものに相当するものであり、以下の説明では共通部に共通符号を用いる。この図において、回転角速度センサー２５はステアリング軸１４の後方かつ本体部１７の底部下方に配置され、同軸のギヤ４０がステアリング軸１４と同軸のギヤ４１と噛み合っている。なお回転角速度センサー２５の回転軸４２はシャフト２３及びステアリング軸１４と別軸である。シャフト２３は前実施例同様にステアリング軸１４と嵌合している。
【００４５】
このようにすると、回転角速度センサー２５がトップブリッジ１１とステアリングダンパ１０の本体部１７の間に配置され、かつ回転角速度センサー２５の回転軸４２とステアリング軸１４が別に配置された２軸構造であり、両軸間をギヤ４０、４１で連結するから、ギヤ比の設定により回転角速度センサー２５は任意に増幅等した回動角を測定することができる。また、ギヤ４０，４１の噛み合い部分などが本体部１７によって覆われるので、異物を噛み込む心配がなく、外観が向上する。なお、ステアリング軸１４とシャフト２３の間は、ギヤ以外の例えばリンク機構等によって連動させてもよい。
【００４６】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず、同一の発明原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、シャフト２３とステアリング軸１４の結合は嵌合によらずボルト止め等他の適宜方法が可能である。またシャフト２３をステアリング軸１４と必ずしも同軸で配置しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の適用される自動２輪車の斜視図
【図２】ステアリングダンパ装置部分を示す車体前部の側面図
【図３】同上部分の平面図
【図４】ステアリングダンパの概略構造を示す図
【図５】別実施例に係るステアリングダンパ近傍部の側面図
【符号の説明】
１：前輪、２：フロントフォーク、３：車体フレーム、１０：ステアリングダンパ、１１：トップブリッジ、１４：ステアリング軸、２３：シャフト、２５：回転角速度センサー、２６：液圧室、３０：隔壁、３１：制御バルブ、３２：制御装置、３３：液体通路、３４：ロック部、３５：絞り部、４０：ギヤ、４１：ギヤ、４２：回動軸

Claims

ケーシングに作動液が満たされた液圧室を形成し、この液圧室内に設けた回動自在の隔壁によって前記液圧室内部をさらに２つの小液圧室に区画し、これら小液圧室間を絞り部が設けられた液体通路を介して連通させ、前記隔壁と前記液圧室の相対回動によって減衰力を発生させるように構成したステアリングダンパを有する鞍乗り型車両において、
車体前部に、車体フレームの前端部であるヘッド部を備え、このヘッド部の前端に設けられたヘッドパイプによりステアリング軸を回動自在に支持し、
このステアリング軸の上端部をフロントフォークの上端が取付けられたトップブリッジに連結し、
ヘッドパイプ後方のヘッド部上面からボスが上方へ突出し、ヘッド部の後端部左右からは左右一対のメインフレーム部が後方へ延出し、
前記ケーシングをトップブリッジ及びヘッド部の各上方にて、前記ステアリングシャフトから前記ボスにかけて前後方向へ長く配置し、前記液圧室を前記トップブリッジよりも後方へ延出させ、
前記ケーシングの前部を前記トップブリッジ上方に配置して前記回動軸を前記ステアリングシャフトと同軸に配置して連結し、
前記ケーシングの後部を前記ボスへ取付けるとともに、
前記隔壁はその回動半径方向内端部に前記回動軸を備え、かつ他端側である回動半径方向外端部が前記液圧室の内壁に沿って回動し、
前記液体通路の絞り部と前記隔壁の回動半径方向外端部とを、前記ステアリング軸を挟んで反対側になるように配置した、
ことを特徴とする鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置。
前記ステアリング軸を介して前記車体前部へ回動自在に支持されたトップブリッジにメインスイッチを設けるとともに、このメインスイッチと前記隔壁の回動半径方向外端部とが前記ステアリング軸を挟んで反対側になるように配置したことを特徴とする請求項１に記載した鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置。
前記絞り部は可変絞り機構を備え、この可変絞り機構の制御部材と前記隔壁とを、前記ステアリング軸を挟んで反対側になるように配置したことを特徴とする請求項１に記載した鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置。
前記ケーシングを前記ステアリング軸の上方に配設し、さらに前記ケーシングの上方に回転角度センサーを配設するとともに、この回転角度センサーの回転軸を前記隔壁の回動軸に連結したことを特徴とする請求項１に記載した鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置。
前記絞り部は車両のメインスイッチに連動するロック部を備え、メインスイッチがＯＦＦになると、ロック部が前記液体通路を遮断することにより液体移動を停止させた作動液ロック状態になり、ハンドルを回動不能に固定してハンドルロック状態にすることを特徴とする請求項１に記載した鞍乗り型車両用ステアリングダンパ装置。