JP2014223820A - ステアリングダンパー機構 - Google Patents

Abstract

【課題】安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させるステアリングダンパー機構を提供する。【解決手段】フロントフォーク１を介してステアリングの振れをステアリングダンパー３で減衰させる自動二輪車のステアリングダンパー機構であって、フロントフォークに相対回転可能に支持され、ステアリングダンパーにフロントフォークから伝わる作動力を入力するダンパーブラケット２１と、フロントフォークに固定され、フロントフォークと一体に動作するベースブラケット２２とを備え、ベースブラケットには、ベースブラケットに対するダンパーブラケットの相対角度が所定角度以上でダンパーブラケットに当接する一対の操作ピン２３６が設けられる構成にした。【選択図】図５

Description

本発明は、ステアリングの瞬間的な振れや衝撃を抑えるステアリングダンパー機構に関する。

従来、ステアリングダンパー機構として、路面状況や走行状況に応じて減衰効果を変化させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のステアリングダンパー機構は、走行速度等の各種パラメータを測定し、各パラメータの測定結果に応じて減衰効果を変化させている。例えば、低速走行時及び中速走行時には、ステアリングダンパーの減衰力を小さくして操作性を優先させ、高速走行時には、ステアリングダンパーの減衰力を大きくして路面からステアリングに伝わる入力を緩和してステアリングの瞬間的な振れや衝撃を抑えている。

特開２００９−１２５３０号公報

ところで、ステアリングダンパー機構には、車両が安定走行している場合には、ステアリングダンパーの減衰効果を無効にしたいという要望がある。上記した特許文献１に記載のステアリングダンパー機構は、車体の各部に設けられた各種センサから車両の安定走行を間接的に検知して減衰効果を変化させるものであるが、部品点数が増加すると共に複雑な電子制御が必要となっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させることができるステアリングダンパー機構を提供することを目的とする。

本発明のステアリングダンパー機構は、フロントフォークを介してステアリングの振れをステアリングダンパーで減衰させる自動二輪車のステアリングダンパー機構であって、前記フロントフォークに相対回転可能に支持され、前記ステアリングダンパーに前記フロントフォークから伝わる作動力を入力するダンパーブラケットと、前記フロントフォークに固定され、前記フロントフォークと一体に動作するベースブラケットとを備え、前記ベースブラケットには、前記ベースブラケットに対する前記ダンパーブラケットの相対角度が所定角度以上で前記ダンパーブラケットに当接する当接部が設けられることを特徴とする。

この構成によれば、ベースブラケットに対するダンパーブラケットの相対角度が所定角度以下では、フロントフォークに対してダンパーブラケットが自由に相対回転される。このため、フロントフォークからステアリングダンパーに作動力が伝わらず、ステアリングダンパーの減衰力がステアリングに作用しない。よって、車両が直進する場合等のステアリング角度の小さな安定走行時には、ステアリングダンパーの減衰力によってステアリングの操作性が損なわれることがない。一方、ベースブラケットに対するダンパーブラケットの相対角度が所定角度を超えようとすると、ベースブラケットの当接部を介してフロントフォークからステアリングダンパーに作動力が入力されて、ステアリングダンパーの減衰力がステアリングに作用する。よって、路面からステアリングに強い入力が加わってステアリング角度が大きくなると、ステアリングダンパーの減衰力によってステアリングの瞬間的な振れや衝撃が抑えられる。

また本発明の上記ステアリングダンパー機構において、前記相対角度が小さくなる方向に、前記ダンパーブラケットを付勢する付勢手段を備える。この構成によれば、ベースブラケットに対してダンパーブラケットが相対的に回転された後に、ダンパーブラケットを回転前の初期位置に戻すことができる。このため、再びステアリングを操舵する際に、ステアリングの左右の操舵方向によって、減衰力が生じ始めるステアリング角度にバラツキが生じることがない。

また本発明の上記ステアリングダンパー機構において、前記付勢手段は、前記ステアリングダンパーの内部に設けられ、前記ステアリングダンパーを介して前記ダンパーブラケットを付勢する。この構成によれば、付勢手段の付勢力をステアリングに伝えることなく、ダンパーブラケットを回転前の初期位置に戻すことができる。よって、微小のステアリング角度における軽快な操縦性を維持できる。

本発明のステアリングダンパー機構によれば、ベースブラケットとダンパーブラケットとの相対角度が所定角度以上になったときに、フロントフォークの回転力をステアリングダンパーに入力することで、安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させることができる。

本実施の形態に係るフロントフォーク周辺の左側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本実施の形態に係るステアリングダンパー取付部の斜視図である。 本実施の形態に係るステアリングダンパーの断面図である。 本実施の形態に係るステアリングダンパー機構の動作説明図である。

以下、本実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るフロントフォーク周辺の左側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、本実施の形態に係るステアリングダンパー取付部の斜視図である。図３Ａ及び図３Ｂは、ステアリングダンパー取付部がフロントフォーク１に取り付けられた状態をそれぞれ示しているが、図３Ａでは説明の便宜上、フロントフォーク１を省略して記載している。なお、以下の図においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＥ、車体左側をＬ、車体右側をＲでそれぞれ示す。

図１及び図２に示すように、左右一対のフロントフォーク１は、トップブリッジ１１とステアリングブリッジ１２に固定され、トップブリッジ１１及びステアリングブリッジ１２をつなぐステアリングシャフト１３を介して、ヘッドパイプ１５に操舵可能に保持されている。トップブリッジ１１には、ハンドル１７が取り付けられており、ハンドル１７には各種スイッチが設けられると共に油圧ホース等が接続されている。トップブリッジ１１及びステアリングブリッジ１２は、ステアリングシャフト１３を中心に左右に拡がっており、左右の両端側において一対のフロントフォーク１を保持している。

左側のフロントフォーク１には、路面からステアリングに伝わる振れや衝撃等を減衰するステアリングダンパー機構が取り付けられている。ステアリングダンパー機構のステアリングダンパー取付部２は、フロントフォーク１に対してダンパーブラケット２１を相対回転可能に装着し、ダンパーブラケット２１を上下方向から挟むようにフロントフォーク１に上下のベースブラケット２２、２３を固定して構成される。ダンパーブラケット２１には、フロントフォーク１からの入力を受け付ける油圧式のステアリングダンパー機構のステアリングダンパー３が連結されている。

また、ダンパーブラケット２１には、ステアリングダンパー３のロッド３２に連結されたアーム部２１２が設けられている。下側のベースブラケット２３には、アーム部２１２に当接してダンパーブラケット２１の自由回転を所定角度内に規制する一対の操作ピン２３６が設けられている。本実施の形態に係るステアリングダンパー取付部２は、一対の操作ピン２３６がアーム部２１２に当接してフロントフォーク１とダンパーブラケット２１とが一体に動作する場合にのみ、フロントフォーク１からの作動力がステアリングダンパー３に伝わるようにしている。以下、ステアリングダンパー取付部２の詳細について説明する。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ダンパーブラケット２１は、フロントフォーク１に装着される環状の装着部２１１と、装着部２１１の一部から径方向外側に延びるアーム部２１２を有している。装着部２１１は、いわゆる内輪無しのローラベアリングであり、フロントフォーク１にはローラベアリングが接する箇所に摩耗防止用のスリーブ（不図示）が設けられている。装着部２１１は、スリーブの外周面に複数のローラ２１３を転接させて、フロントフォーク１の外周面で自由回転するように構成されている。このように、ダンパーブラケット２１は、フロントフォーク１と独立して動作するように、回転方向に自由度を持った状態でフロントフォーク１に装着されている。

アーム部２１２は、装着部２１１に連なる基端側から先端側に向かって幅狭になるように、上面視山形状に形成されている。アーム部２１２の側面は、装着部２１１の外周面になだらかに連なるようにスロープ状に形成されている。このスロープ形状によって、ベースブラケット２３の一対の操作ピン２３６がアーム部２１２に当接する際の打音が軽減されている。また、アーム部２１２の先端側には貫通孔２１４が形成されており、この貫通孔２１４の延長上にアーム部２１２から下方に突出する筒状部２１５が形成されている。筒状部２１５には、ステアリングダンパー３のロッド３２の先端のジョイント３４が取付軸２１６を介して回転可能に連結されている（図２参照）。

上側のベースブラケット２２は、フロントフォーク１に固定される環状の固定部２２１と、固定部２２１の二箇所から径方向外側に突出する一対の凸部２２２とを有している。固定部２２１の一部には、中央の開口を外部に連通させるように切欠かれたスリット２２３が形成されている。また、固定部２２１には、側方からのボルト２２４の締付によってスリット２２３の間隔を狭める締付部２２５が形成されている。ボルト２２４によってスリット２２３の間隔が狭められることで、固定部２２１の開口が縮小されてフロントフォーク１が締め付けられる。このように、ベースブラケット２２は、フロントフォーク１に一体化するように固定されている。

下側のベースブラケット２３も上側のベースブラケット２２と同様に構成され、締付部２３５のボルト２３４によって固定部２３１のスリット２３３の間隔が狭められることでフロントフォーク１に固定される。このとき、下側のベースブラケット２３は、上側のベースブラケット２２に向きが揃えられている。また、ベースブラケット２２、２３の一対の凸部２２２、２３２は、それぞれ環状の固定部２２１、２３１に所定角度を空けて設けられている。一対の凸部２３２の上面には、一対の凸部２２２の下面に突き当たるように一対の操作ピン２３６（当接部）が立設されている。上下のベースブラケット２２、２３は、この一対の操作ピン２３６の間からダンパーブラケット２１のアーム部２１２を突出させている。

この一対の操作ピン２３６は、ダンパーブラケット２１の自由回転を所定角度の範囲に規制している。ダンパーブラケット２１がベースブラケット２２に対して一対の操作ピン２３６間の所定角度内で相対回転する場合には、ダンパーブラケット２１の回転が規制されることなく、ダンパーブラケット２１がフロントフォーク１と独立して動作する。一方で、ダンパーブラケット２１がベースブラケット２２に対して一対の操作ピン２３６間の所定角度を超えて相対回転しようとする場合には、アーム部２１２が操作ピン２３６に当接してダンパーブラケット２１の回転が規制される。このため、ベースブラケット２２の操作ピン２３６によってアーム部２１２が押し込まれながら、ダンパーブラケット２１がフロントフォーク１と一体に動作する。

図４に示すように、ステアリングダンパー３は、作動油の流動抵抗によって外部入力を減衰させるように構成されている。ステアリングダンパー３は、アウターチューブ３１の両端からロッド３２、３３を突出させており、片側のロッド３２の先端にはダンパーブラケット２１のアーム部２１２に連結されるジョイント３４が設けられている（図２参照）。アウターチューブ３１の両端側には、ロッド３２、３３を支持する一対の軸受３５が設けられている。アウターチューブ３１の内側にはインナーチューブ３６が収容されており、一対の軸受３５によってインナーチューブ３６の両端が支持されている。また、ロッド３２、３３には、一対の軸受３５の外側からアウターチューブ３１の開口を封止する一対のシール３７が装着されている。

インナーチューブ３６の内側には、ロッド３２、３３に連結されたピストン３８が往復移動可能に収容されている。ピストン３８は、インナーチューブ３６内を左右のダンパーオイル室４１、４２に分けており、各ダンパーオイル室４１、４２は作動油で満たされている。また、インナーチューブ３６とアウターチューブ３１との間には隙間４５が設けられており、インナーチューブ３６には左右のダンパーオイル室４１、４２を隙間４５に連通させる開口４３が形成されている。このため、インナーチューブ３６とアウターチューブ３１との隙間４５は、左右のダンパーオイル室４１、４２の作動油を相互に行き来させるバイパス油路になっている。

ステアリングダンパー３では、インナーチューブ３６とアウターチューブ３１との隙間４５を作動油が通過する際の流動抵抗によって減衰力を発生させている。また、左右のダンパーオイル室４１、４２には、それぞれ付勢手段として一対のコイルバネ３９が収容されている。各コイルバネ３９は、ロッド３２を取り囲むように配設され、インナーチューブ３６の中央にピストン３８を位置付けるように付勢している。このインナーチューブ３６の中央にピストン３８が位置付けられた状態は、ステアリングの中立位置でダンパーブラケット２１のアーム部２１２が一対の操作ピン２３６の中間角度に位置付けられた状態に対応している（図５Ａ参照）。

一対のコイルバネ３９は、ピストン３８が動かされた場合に、インナーチューブ３６の中央にピストン３８を戻すように付勢している。このため、ステアリングが大きく操舵されてピストン３８が移動すると、一対のコイルバネ３９によってピストン３８が自動的に元の位置に戻される。このとき、ピストン３８の動きに連動してダンパーブラケット２１も動かされ、ステアリングが中立位置に復帰した状態における回転前の初期位置にダンパーブラケット２１が戻される。ダンパーブラケット２１のアーム部２１２が一対の操作ピン２３６の中間角度に位置付けられ、再びステアリングが操舵される際に、ステアリングの左右の操舵方向によって、減衰力が生じ始めるステアリング角度にバラツキが生じることがない。

図５を参照して、ステアリングダンパー機構の動作について説明する。図５は、本実施の形態に係るステアリングダンパー機構の動作説明図である。なお、図５Ａはステアリングが中立位置にある状態、図５Ｂはステアリング角度が小さな状態、図５Ｃはステアリング角度が大きな状態をそれぞれ示す。

図５Ａに示す初期状態では、ステアリングブリッジ１２がステアリングシャフト１３を中心に揺動可能に支持されており、ステアリングブリッジ１２の両端側に左右一対のフロントフォーク１が固定されている。ステアリングダンパー取付部２は、左側のフロントフォーク１に取り付けられており、一対の操作ピン２３６の間からダンパーブラケット２１のアーム部２１２を突出させている。アーム部２１２の先端にはステアリングダンパー３のロッド３２が連結されており、ステアリングダンパー３のアウターチューブ３１は、ヘッドパイプ１５から前方に突出した突出部１２１に揺動可能に取り付けられている。

ベースブラケット２２、２３は、フロントフォーク１と一体に動作するように固定されている。ダンパーブラケット２１は、フロントフォーク１に対して回転可能に装着されており、アーム部２１２が一対の操作ピン２３６間の所定角度内では、フロントフォーク１と独立して動作する。このように、ベースブラケット２２はフロントフォーク１と一体になるように取り付けられ、ダンパーブラケット２１はフロントフォーク１に対して周方向に遊びをもって取り付けられている。また、初期状態では、ダンパーブラケット２１のアーム部２１２が、一対の操作ピン２３６間の所定角度の中間に位置付けられている。

図５Ｂに示すように、ステアリングが回転されると、フロントフォーク１がステアリングシャフト１３を中心に揺動する。また、フロントフォーク１に装着されたベースブラケット２２及びダンパーブラケット２１もステアリングシャフト１３を中心に移動する。このとき、ダンパーブラケット２１がフロントフォーク１に対して回転可能に装着されているため、ダンパーブラケット２１においてフロントフォーク１からステアリングダンパー３への作動力の伝達が遮断される。よって、アーム部２１２によってロッド３２が押し込まれることがない。

そして、フロントフォーク１に固定されたベースブラケット２２、２３とダンパーブラケット２１とが相対回転される。ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が一対の操作ピン２３６の内側の所定角度内の場合には、フロントフォーク１に対してダンパーブラケット２１が回転可能な状態が維持される。よって、ステアリング角度が小さな場合にはフロントフォーク１を介してステアリングにステアリングダンパー３の減衰力が作用することが防止される。特に車両の安定走行時には、ステアリングダンパー３の減衰が不要であり、ステアリングダンパー３の減衰力によってステアリングの操作性が損なわれることがない。

図５Ｃに示すように、ステアリングがさらに回転されると、ベースブラケット２２とダンパーブラケット２１との相対角度が大きくなり、アーム部２１２が一対の操作ピン２３６に当接する。これにより、ダンパーブラケット２１の回転が規制されて、操作ピン２３６を介してフロントフォーク１からステアリングダンパー３に作動力が入力される。よって、ステアリング角度が大きな場合にはフロントフォーク１を介してステアリングにステアリングダンパー３の減衰力が作用する。特に、路面からステアリングに強い入力が伝わる場合等には、ステアリングダンパー３の減衰力によってステアリングの瞬間的な振れや衝撃が抑えられる。

再び、図５Ａに示すように、ステアリングが中立位置に戻されると、ステアリングダンパー３内のコイルバネ３９によってピストン３８（図４参照）が自動的に元の位置に向けて戻される。これにより、ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が徐々に小さくなり、ダンパーブラケット２１のアーム部２１２が初期位置、すなわち一対の操作ピン２３６間の所定角度の中間に戻される。このように、ステアリングダンパー３のコイルバネ３９は、ステアリングの中立状態において、ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が小さくなる方向にダンパーブラケット２１を付勢している。

このため、次回のステアリングの操舵時には、ダンパーブラケット２１が回転前の初期位置に戻され、ステアリングの左右の操舵方向によって、減衰力が生じ始めるステアリングの操作量にバラツキが生じることがない。なお、本実施の形態では、付勢手段としてコイルバネ３９を用いる構成としたが、この構成に限定されない。付勢手段は、ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が小さくなる方向に、ダンパーブラケット２１を付勢可能であればよく、例えば、ダンパーブラケット２１に板バネを設ける構成としてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が所定角度以下では、フロントフォーク１に対してダンパーブラケット２１が自由に相対回転される。このため、フロントフォーク１からステアリングダンパー３に作動力が伝わらず、ステアリングダンパー３の減衰力がステアリングに作用しない。よって、車両が直進する場合等のステアリング角度の小さな安定走行時には、ステアリングダンパー３の減衰力によってステアリングの操作性が損なわれることがない。一方、ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が所定角度を超えようとすると、ベースブラケット２２、２３の操作ピン２３６を介してフロントフォーク１からステアリングダンパー３に作動力が入力されて、ステアリングダンパー３の減衰力がステアリングに作用する。よって、路面からステアリングに強い入力が加わってステアリング角度が大きくなると、ステアリングダンパー３の減衰力によってステアリングの瞬間的な振れや衝撃が抑えられる。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、本実施の形態においては、フロントフォーク１にローラベアリングが接する箇所にスリーブが設けられる構成としたが、この構成に限定されない。フロントフォーク１にベアリングによる摩耗が心配されない場合にはスリーブを設ける必要はない。

また、本実施の形態においては、アーム部２１２の側面は、装着部２１１の外周面に連なるスロープ状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。ダンパーブラケット２１のアーム部２１２が操作ピン２３６に当接する際の打音を軽減する必要がない場合には、スロープ状に形成されていなくてもよい。

また、本実施の形態においては、一対の操作ピン２３６が下側のベースブラケット２３に設けられる構成としたが、一対の操作ピン２３６が上側のベースブラケット２２に設けられてもよい。

また、本実施の形態では、当接部として一対の操作ピン２３６によってダンパーブラケット２１の回転を規制する構成としたが、この構成に限定されない。当接部は、ベースブラケット２２、２３に対するダンパーブラケット２１の相対角度が所定角度以上で、ダンパーブラケット２１に当接するように構成されていればよい。

また、本実施の形態においては、ダンパーブラケット２１は、内輪無しのローラベアリングを介してフロントフォーク１に支持されたが、この構成に限定されない。ダンパーブラケット２１は、フロントフォーク１に相対回転可能に支持される構成であればよく、例えば、内輪を備えるボールベアリングを介してフロントフォーク１に支持されてもよい。

以上説明したように、本発明は、安価かつ簡易な構成で、車両の走行状況に応じて適切に減衰効果を変化させることができるという効果を有し、特に、ステアリングの瞬間的な振れや衝撃を抑えるステアリングダンパー機構に有用である。

１ フロントフォーク
２ ステアリングダンパー取付部
２１ ダンパーブラケット
２１１ 装着部
２１２ アーム部
２２、２３ ベースブラケット
２２１、２３１ 固定部
２２２、２３２ 凸部
２３６ 操作ピン（当接部）
３ ステアリングダンパー
３９ コイルバネ（付勢手段）

Claims (3)

1. フロントフォークを介してステアリングの振れをステアリングダンパーで減衰させる自動二輪車のステアリングダンパー機構であって、
   前記フロントフォークに相対回転可能に支持され、前記ステアリングダンパーに前記フロントフォークから伝わる作動力を入力するダンパーブラケットと、
   前記フロントフォークに固定され、前記フロントフォークと一体に動作するベースブラケットとを備え、
   前記ベースブラケットには、前記ベースブラケットに対する前記ダンパーブラケットの相対角度が所定角度以上で前記ダンパーブラケットに当接する当接部が設けられることを特徴とするステアリングダンパー機構。
2. 前記相対角度が小さくなる方向に、前記ダンパーブラケットを付勢する付勢手段を備え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ー機構。
3. 前記付勢手段は、前記ステアリングダンパーの内部に設けられ、前記ステアリングダンパーを介して前記ダンパーブラケットを付勢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ー機構。

Images