(57)【要約】【課題】磁性流体に対して均一に磁界を作用させることが可能な自動二輪車のステアリング緩衝機構を提供する。【解決手段】このステアリングダンパ（ステアリング緩衝機構）は、ハンドル４の回動に伴って回動するとともに、ヘッドパイプ２の中空部２ａに回動可能に支持されるステアリングシャフト５と、ヘッドパイプ２とステアリングシャフト５との間にステアリングシャフト５の周囲を取り囲むように形成され、磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体が充填されたオイル室１４と、オイル室１４の周囲を取り囲むように配置され、オイル室１４内の磁性流体に磁界を印加するコイル部１７とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルと、
内部に中空部を有する筒状のヘッドパイプと、
前記ハンドルの回動に伴って回動するとともに、前記ヘッドパイプの中空部に回動可能に支持されるステアリングシャフトと、
前記ヘッドパイプと前記ステアリングシャフトとの間に前記ステアリングシャフトの周囲を取り囲むように形成され、磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体が充填された第１液室と、
前記第１液室の周囲を取り囲むように配置され、前記第１液室内の磁性流体に磁界を印加する磁界印加部とを備える、自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項２】
前記磁性流体が充填された第１液室は、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿って延びるとともに、前記ステアリングシャフトの周囲を取り囲むように構成されている、請求項１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項３】
前記ステアリングシャフトの外周面に固定される内筒部と、
前記ヘッドパイプの中空部の内周面に固定される外筒部とをさらに備え、
前記第１液室は、前記内筒部と前記外筒部との間に形成されている、請求項１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項４】
前記磁界印加部は、前記第１液室の周囲を取り囲むように配置されたコイルからなり、
前記外筒部は、前記コイルを収納するコイル収納部を含む、請求項３に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項５】
前記外筒部のコイル収納部は、前記外筒部の外周面に形成されており、
前記外筒部は、前記外筒部の内周面で前記第１液室内の磁性流体を保持するとともに、前記外筒部の外周面で前記コイルを保持するように構成されている、請求項４に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項６】
前記コイルに対して磁界を発生させるための電流を印加する電流印加部をさらに備える、請求項４に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項７】
前記内筒部は、前記内筒部の下部に設けられ、前記外筒部を下方から支持する支持部を含む、請求項３に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項８】
前記第１液室の上部分および下部分をシールするための第１シール部材をさらに備える、請求項１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項９】
前記ヘッドパイプの中空部の内壁面に固定される外筒部をさらに備え、
前記外筒部は、前記第１シール部材を保持する保持部を含む、請求項８に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項１０】
前記磁界印加部は、前記磁性流体が充填された第１液室の前記ステアリングシャフトの軸方向の略全域の周囲を取り囲むように配置されている、請求項１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項１１】
前記ステアリングシャフトと共に磁性流体が充填された第１液室内を回動するように構成され、前記ステアリングシャフトの軸方向に延びるとともに、前記ステアリングシャフトの軸方向が長手方向である第１ベーン部材をさらに備え、請求項１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項１２】
前記第１ベーン部材は、前記磁界印加部の下方で、かつ、前記磁性流体が充填された第１液室の下部に配置されている、請求項１１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項１３】
前記ヘッドパイプと前記ステアリングシャフトとの間に形成されるとともに、前記第１液室に対して区画して形成され、ニュートン流体特性を有する非磁性流体が充填された第２液室と、
前記ステアリングシャフトと共に前記非磁性流体が充填された第２液室内を回動する第２ベーン部材をさらに備える、請求項１に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【請求項１４】
前記第１液室と前記第２液室とを区画し、シールするための第２シール部材をさらに備える、請求項１３に記載の自動二輪車のステアリング緩衝機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動二輪車のステアリング緩衝機構に関し、特に、磁性流体が充填された液室を備える自動二輪車のステアリング緩衝機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性流体が充填された液室を備える自動二輪車のステアリング緩衝機構が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、平面的に視て、扇型形状の箱型に形成され、磁界の作用によりせん断抵抗（見かけの粘性）が変化するＭＲ流体（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ、磁性流体）が充填されたボディを備えたＭＲ流体式ロータリダンパが開示されている。このＭＲ流体式ロータリダンパは、扇型形状のボディの両側面に取り付けられ、ボディ内を帯状に磁界を発生させるコイルをさらに備えている。また、ＭＲ流体式ロータリステアダンパは、扇型形状のボディの中心部近傍に回動可能に取り付けられた回動軸と、回動軸を中心としてボディ内を一方側面から他方側面に回動するベーンとをさらに備えている。そして、ボディ内をベーンが回動する際には、磁界が作用されていない状態のＭＲ流体によるニュートン流体特性により流動抵抗が発生し、ベーンの回動に対する抵抗力が発生する。また、コイルによりボディ内に磁界が発生した場合には、ボディ内のＭＲ流体のせん断抵抗が大きくなる。これにより、ベーンが回動する際に、磁界が発生していない場合よりも強い流動抵抗が発生し、ベーンの回動に対してより大きな抵抗力が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７２０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたＭＲ流体式ロータリステアダンパでは、コイルは、扇型形状のボディの互いに離間した両側面に取り付けられている。このため、コイルの近傍の部分と、２つのコイル間の中央部分とでは、印加される磁界の大きさに差が生じるため、ＭＲ流体に対して均一に磁界を作用させることが困難であるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、磁性流体に対して均一に磁界を作用させることが可能な自動二輪車のステアリング緩衝機構を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
この発明の一の局面による自動二輪車のステアリング緩衝機構は、ハンドルと、内部に中空部を有する筒状のヘッドパイプと、ハンドルの回動に伴って回動するとともに、ヘッドパイプの中空部に回動可能に支持されるステアリングシャフトと、ヘッドパイプとステアリングシャフトとの間にステアリングシャフトの周囲を取り囲むように形成され、磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体が充填された第１液室と、第１液室の周囲を取り囲むように配置され、第１液室内の磁性流体に磁界を印加する磁界印加部とを備える。
【０００７】
この一の局面による自動二輪車のステアリング緩衝機構では、上記のように、ステアリングシャフトの周囲を取り囲むように、磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体が充填された第１液室を設ける。それとともに、第１液室の周囲を取り囲むように配置され、第１液室内の磁性流体に磁界を印加する磁界印加部を設ける。これらにより、第１液室内の磁性流体に対して、第１液室の周囲を取り囲む磁界印加部により周状に磁界が印加される。その結果、第１液室内の磁性流体に対して均一に磁界を作用させることができる。
【０００８】
また、磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体に磁界を印加することにより、ステアリングシャフトが回動する前の状態でもステアリングシャフトの回動に対して抵抗力を発生させることができるので、ステアリングシャフトの微小な振れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態による自動二輪車の前部を示した側面図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による自動二輪車のステアリングダンパの構成を説明するための図である。
【図３】図２に示した１００−１００線に沿った断面図である。
【図４】図２に示した第１実施形態のステアリングダンパの磁性が作用された状態の磁性流体の特性を説明するためのグラフである。
【図５】図１に示した第１実施形態による自動二輪車の制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による自動二輪車のステアリングダンパの構成を説明するための図である。
【図７】図６に示した２００−２００線に沿った断面図である。
【図８】図６に示した第２実施形態の自動二輪車のステアリングダンパの磁性流体の磁性が作用されない状態での特性を説明するためのグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態による自動二輪車のステアリングダンパの構成を説明するための図である。
【図１０】図９に示した３００−３００線に沿った断面図である。
【図１１】図９に示した第３実施形態の自動二輪車のステアリングダンパの特性を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態では、本発明の自動二輪車のステアリング緩衝機構の一例として、ヘッドパイプ内に設けられたステアリングダンパについて説明する。図中、矢印ＦＷＤは、自動二輪車の走行方向の前方を示している。以下、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による自動二輪車１のステアリングダンパの構造について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の第１実施形態による自動二輪車１では、図１に示すように、ヘッドパイプ２の後方には、メインフレーム３が配置されている。また、ヘッドパイプ２の上部には、ハンドル４が回動可能に設けられている。また、ヘッドパイプ２は、内部に中空部２ａを有する筒状形状を有しており、ヘッドパイプ２の中空部２ａには、ハンドル４と共に回動するステアリングシャフト５が回動可能に挿入されている。また、ヘッドパイプ２の前方（矢印ＦＷＤ方向）には、フロントフォーク６が配置されている。このフロントフォーク６の下端部には、前輪７が回転可能に取り付けられている。また、ヘッドパイプ２の下側には、ステアリングシャフト５とフロントフォーク６とを固定するアンダーブラケット８が配置されている。
【００１３】
また、図１および図２に示すように、ヘッドパイプ２の上端部および下端部には、それぞれ、ステアリングシャフト５を円滑に回動させるためのベアリング９および１０が配置されている。また、図２に示すように、ステアリングシャフト５には、鉄製の内筒部材１１が圧入されることにより固定されている。この内筒部材１１の下端部には、後述する外筒部材１２を下方から支持することにより、外筒部材１２が落下するのを防止するフランジ部１１ａが形成されている。なお、内筒部材１１は、本発明の「内筒部」の一例であり、フランジ部１１ａは、本発明の「支持部」の一例である。フランジ部１１ａは、ステアリングシャフト５が回動するのに伴って回動しながら外筒部材１２を下方から支持するように構成されている。
【００１４】
また、ヘッドパイプ２の中空部２ａの内周面２ｂには、外筒部材１２が固定されている。なお、外筒部材１２は、本発明の「外筒部」の一例である。この外筒部材１２の外周面１２ａには、周状で、かつ、凹状に形成されたコイル収納部１２ｂを有している。また、内筒部材１１のフランジ部１１ａと外筒部材１２との間には、ステアリングシャフト５と共に回動する内筒部材１１のフランジ部１１ａを外筒部材１２に対して円滑に回動させるためのスラストワッシャ１３が配置されている。また、外筒部材１２は、外周面１２ａにより後述するコイル部１７を保持するとともに、内周面１２ｃにより後述するオイル室１４内の磁性流体を保持している。
【００１５】
ここで、第１実施形態では、図３に示すように、ヘッドパイプ２とステアリングシャフト５との間には、ステアリングシャフト５の周囲を取り囲むオイル室１４が形成されている。なお、オイル室１４は、本発明の「第１液室」の一例である。このオイル室１４は、円筒状の外筒部材１２の内周面１２ｃと、円筒状の内筒部材１１の外周面１１ｂとの間に形成されている。また、オイル室１４には、後述するコイル部１７により発生される磁界の作用によりせん断抵抗（見かけの粘性）が変化するとともに、ステアリングシャフト５の回動に対して抵抗力を発生させる磁性粉体を含む作動油からなる磁性流体が充填されている。この磁性流体は、磁界が印加されていない場合には、ニュートン流体特性を有する一方で、磁界が印加されている場合には、ビンガム塑性流体特性を有する。ここで、ニュートン流体特性とは、流動速度が０の状態から上昇するのに伴って流動抵抗が大きくなる粘性流体の特性である。また、ビンガム塑性流体特性とは、流動速度が０の状態においても大きな流動抵抗が発生する特性である。
【００１６】
また、オイル室１４は、図２に示すように、ステアリングシャフト５の軸方向に延びるように形成されている。また、オイル室１４の上部および下部には、それぞれ、オイル室１４から磁性流体が流出するのを防止するために設けられるリング状のオイルシール１５および１６が配置されている。なお、オイルシール１５および１６は、本発明の「第１シール部材」の一例である。また、外筒部材１２の上部には、オイルシール１５を保持するための溝状に形成されたシール保持部１２ｄが設けられている。また、外筒部材の下部には、オイルシール１６を保持するための溝状に形成されたシール保持部１２ｅが設けられている。なお、シール保持部１２ｄおよび１２ｅは、本発明の「保持部」の一例である。
【００１７】
また、第１実施形態では、外筒部材１２のコイル収納部１２ｂと、ヘッドパイプ２の内周面２ｂとにより形成されるスペースには、コイル部１７が配置されている。なお、コイル部１７は、本発明の「磁界印加部」の一例である。このコイル部１７は、図２および図３に示すように、円筒状のオイル室１４の周囲を上下方向（Ｘ方向）の実質的に全域を外筒部材１２を挟んで囲い込むように配置されている。また、コイル部１７は、オイル室１４の周囲を取り囲むように配置されているとともに、電流が印加されることにより、磁界を発生させるとともに、鉄製の内筒部材１１により増幅された状態でオイル室１４に磁界を作用させる機能を有する。このとき、オイル室１４内に充填された磁性流体は、せん断抵抗が大きくなることにより、見かけの粘性が大きくなる。なお、第１実施形態では、磁性流体が充填されたオイル室１４とコイル部１７とによりステアリングダンパが構成されている。
【００１８】
具体的には、オイル室１４内を浮遊する磁性粉体は、コイル部１７により磁界が作用されると、作用された磁界に沿って凝集する性質を有する。そして、オイル室１４内を凝集した磁性粉体の相互作用により、磁性流体の磁界の作用を受けた部分のせん断抵抗が大きくなるので、見かけ上の粘性を大きくすることが可能となる。この場合、ステアリングシャフト５の回動速度と、ステアリングシャフト５が回動する際に発生する回動抵抗との関係は、磁界が印加された磁性流体がビンガム塑性流体特性を有するので、図４に示すグラフのような関係となる。つまり、ステアリングシャフト５の回動速度が０の場合にも、オイル室１４内の磁性流体には少なくとも所定値（降伏値）の流動抵抗が生じる。これにより、乗員によりハンドル４（図１参照）が操作される前の状態においても、ステアリングシャフト５の回動に対して抵抗力を発生させることが可能となる。また、オイル室１４内の磁性流体は、印加される磁界が強いほど降伏値が大きくなるとともに、せん断抵抗（見かけの粘性）が大きくなる性質を有する。
【００１９】
また、図２に示すように、コイル部１７には、コイル部１７に印加する電流を制御する印加電流制御部１８が接続されている。なお、印加電流制御部１８は、本発明の「電流印加部」の一例である。この印加電流制御部１８には、アクセルポジションセンサ１９と、車速センサ２０と、ギアポジションセンサ２１と、加速度センサ２２と、ハンドル舵角センサ２３と、エンジン回転数センサ２４とがそれぞれ接続されている。これら、アクセルポジションセンサ１９、車速センサ２０、ギアポジションセンサ２１、加速度センサ２２、ハンドル舵角センサ２３およびエンジン回転数センサ２４は、それぞれ、自動二輪車１（図１参照）の所定の場所に配置されている。印加電流制御部１８は、これらのセンサ１９〜２４の検出結果に基づいてコイル部１７に印加する電流を制御するように構成されている。具体的には、印加電流制御部１８は、図示しないメインスイッチがオンにされると、オイル室１４内の磁性流体に弱い磁界が印加されるように、コイル部１７に少ない電流を印加する制御を行うように構成されている。また、印加電流制御部１８は、各種センサ１９〜２４の検出値が、それぞれ、所定値以上であった場合には、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界が印加されるように、コイル部１７に多くの電流を印加する制御を行うように構成されている。この点については、後述する印加電流制御部１８の制御動作において詳しく説明する。
【００２０】
図５は、本発明の第１実施形態によるコイル部に電流を印加する印加電流制御部の動作を示したフローチャートである。次に、図１および図５を参照して、コイル部１７に電流を印加する際の印加電流制御部１８の制御動作について説明する。
【００２１】
まず、図５に示すようにステップＳ１において、印加電流制御部１８により、オイル室１４内の磁性流体に弱い磁界が印加されるように、コイル部１７に少ない電流が印加され、ステップＳ２に移行する。そして、ステップＳ２において、アクセルポジションセンサ１９の検出値が所定値以上が否かが判断される。このステップＳ２では、乗員によるアクセル（図示せず）の回動状態を検出することにより、乗員の加速意図が検出される。これにより、車速が大きくなる前に、オイル室１４内の磁性流体に対して強い磁界を印加するか否かを判断することが可能となる。なお、車速が大きくなれば、ハンドル４（図１参照）の微小な振れが走行中の自動二輪車１（図１参照）に及ぼす影響も大きくなるので、ステアリングシャフト５に対して大きな抵抗力が必要である。そして、ステップＳ２において、アクセルポジションセンサ１９の検出値が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０に移行して、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界が印加されるように、コイル部１７に多くの電流が印加される制御が行われ、処理が終了される。また、ステップＳ２において、アクセルポジションセンサ１９の検出値が所定値未満であると判断された場合には、ステップＳ３に移行する。
【００２２】
そして、ステップＳ３において、アクセルポジションセンサ１９の検出値の変化率が所定値以上か否かが判断される。このステップＳ３では、アクセルポジションセンサ１９の検出値の変化率を算出することにより、乗員による加速意図が検出される。これにより、自動二輪車１（図１参照）の加速度が大きくなる前に、オイル室１４内の磁性流体に対して強い磁界を印加するか否かを判断することが可能となる。ステップＳ３において、アクセルポジションセンサ１９の検出値の変化率が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０に移行して、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界が印加されるように、コイル部１７に多くの電流が印加される制御が行われ、処理が終了される。また、ステップＳ３において、アクセルポジションセンサ１９の検出値の変化率が所定値未満であると判断された場合には、ステップＳ４に移行する。
【００２３】
そして、ステップＳ４において、車速（車速センサ２０の検出値）が所定値以上か否かが判断される。そして、ステップＳ４において、車速が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０に移行して、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界が印加されるように、コイル部１７に多くの電流が印加される制御が行われる。これにより、車速が所定値以上の場合には、ハンドル４（図１参照）が回動する前に、オイル室１４内の磁性流体に対して強い磁界を印加することが可能となる。そして、ステップＳ１０における制御の後、処理が終了される。また、ステップＳ４において、車速が所定値未満であると判断された場合には、ステップＳ５に移行する。
【００２４】
そして、ステップＳ５において、自動二輪車１（図１参照）の加速度（加速度センサ２２の検出値）が所定値以上か否かが判断される。このステップＳ５では、自動二輪車１（図１参照）の加速度を検出することにより、自動二輪車１の加速状態が検出される。これにより、車速が大きくなる前に、オイル室１４内の磁性流体に対して強い磁界を印加するか否かを判断することが可能となる。そして、ステップＳ５において、加速度が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０に移行して、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界が印加されるように、コイル部１７に多くの電流が印加される制御が行われ、処理が終了される。また、ステップＳ５において、加速度が所定値未満であると判断された場合には、ステップＳ６に移行する。
【００２５】
そして、ステップＳ６において、ハンドル４（図１参照）の回動速度が所定値以上か否かが判断される。なお、ハンドル４の回動速度は、ハンドル舵角センサ２３の検出結果から算出される。このステップＳ６では、乗員によるハンドル４の急操作、および、路面の状態によるハンドル４の大きな振れに対して、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界を作用させることにより強い抵抗力を発生させるか否かが判断される。そして、ステップＳ７において、ハンドル４の回動速度が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０に移行して、オイル室１４内の磁性流体に強い磁界が印加されるように、コイル部１７に多くの電流が印加される制御が行われ、処理が終了される。また、ステップＳ６において、ハンドル４の回動速度が所定値未満であると判断された場合には、ステップＳ７に移行して、コイル部１７に少ない電流が印加され続けるように制御が行われ、処理が終了される。
【００２６】
なお、一連の処理動作が終了した後には、ステップＳ２に戻り、処理が繰り返される。
【００２７】
第１実施形態では、上記のように、ステアリングシャフト５の周囲を取り囲むように、磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体が充填されたオイル室１４を設ける。それとともに、オイル室１４の周囲を取り囲むように配置され、オイル室１４内の磁性流体に磁界を印加するコイル部１７を設ける。これにより、オイル室１４内の磁性流体に対して、オイル室１４の周囲を取り囲むコイル部１７により円周状に磁界が印加されるので、オイル室１４内の磁性流体に対して均一に磁界を作用させることができる。
【００２８】
また、第１実施形態では、上記のように、オイル室１４内の磁界の作用により粘性が大きくなる磁性流体に磁界を印加することにより、ステアリングシャフト５が回動する前の状態でもステアリングシャフト５に対して抵抗力を発生させることができるので、ステアリングシャフト５の微小な振れを抑制することができる。
【００２９】
また、第１実施形態では、上記のように、オイル室１４を、ステアリングシャフト５の軸方向に沿って延びるように、ステアリングシャフト５の周囲を取り囲むように構成する。これにより、オイル室１４によってステアリングシャフト５を取り囲む領域をステアリングシャフト５の回動軸方向に大きくすることができるので、オイル室１４のステアリングシャフト５（内筒部材１１）との対向面積を大きくすることができる。その結果、オイル室１４によるステアリングシャフト５の回動に対する抵抗力を大きくすることができる。
【００３０】
また、第１実施形態では、上記のように、オイル室１４を、ステアリングシャフト５の外周面に固定される内筒部材１１と、ヘッドパイプ２の中空部２ａの内周面２ｂに固定される外筒部材１２の間に形成する。これにより、ヘッドパイプ２とステアリングシャフト５との間に、容易に、オイル室１４を形成することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、上記のように、外筒部材１２にコイル部１７を収納するコイル収納部１２ｂを設けることによって、容易に、コイル部１７を収納するスペースを確保することができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、上記のように、外筒部材１２の外周面１２ａに形成されたコイル収納部１２ｂによりコイル部１７を保持するとともに、外筒部材１２の内周面１２ｃによりオイル室１４内の磁性流体を保持するように構成する。これにより、コイル部１７を保持するための部品およびオイル室１４内の磁性流体を保持するための部品を、それぞれ、外筒部材１２と別個に設ける場合と比較して、ステアリングダンパが軸方向と直交する方向に大きくなるのを抑制することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、上記のように、コイル部１７に対して磁界を発生させるための電流を印加する印加電流制御部１８を設けることによって、コイル部１７に印加する電流を、容易に、調節することができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、上記のように、内筒部材１１の下部に設けられ、外筒部材１２を下方から支持するフランジ部１１ａを設ける。これにより、ステアリングシャフト５と共に回動する内筒部材１１のフランジ部１１ａにより、容易に、外筒部材１２が落下するのを防止することができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、上記のように、オイル室１４の上部分および下部分をシールするためオイルシール１５および１６を配置することによって、容易に、オイル室１４から磁性流体が流出するのを防止することができる。
【００３６】
また、第１実施形態では、上記のように、外筒部材１２に、オイルシール１５を保持するためのシール保持部１２ｄと、オイルシール１６を保持するためのシール保持部１２ｅとを設ける。これにより、外筒部材１２により、容易に、オイルシール１５および１６を保持することができる。
【００３７】
また、第１実施形態では、上記のように、コイル部１７を、オイル室１４のステアリングシャフト５の軸方向の略全域の周囲を取り囲むように配置する。これにより、オイル室１４によってステアリングシャフト５を取り囲む領域をステアリングシャフト５の回動軸方向により大きくすることができる。したがって、コイル部１４とステアリングシャフト５（内筒部材１１）との対向面積をより大きくすることができる。その結果、オイル室１４によるステアリングシャフト５の回動に対する抵抗力をより大きくすることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態によるステアリングダンパの構成を説明するための断面図である。また、図７および図８は、図６に示したステアリングダンパの構成および性能を説明するための図である。次に、図６〜図８を参照して第２実施形態によるステアリングダンパの構成について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、内筒部材１１１にオイル室１１４内を回動するベーン１１１ｃが設けられる例について説明する。
【００３９】
この第２実施形態では、図６に示すように、ステアリングシャフト５には、内筒部材１１１が圧入されることにより固定されている。この内筒部材１１１の下端部には、後述する外筒部材１１２を下方から支持することにより、外筒部材１１２が落下するのを防止するフランジ部１１１ａが形成されている。なお、内筒部材１１１は、本発明の「内筒部」の一例であり、フランジ部１１１ａは、本発明の「支持部」の一例である。
【００４０】
また、ヘッドパイプ２の中空部２ａの内周面２ｂには、外筒部材１１２が固定されている。なお、外筒部材１１２は、本発明の「外筒部」の一例である。この外筒部材１１２の外周面１１２ａには、周状で、かつ、凹状に形成されたコイル収納部１１２ｂを有している。また、外筒部材１１２の上部には、オイルシール１５を保持するための溝状に形成されたシール保持部１１２ｄが設けられている。また、外筒部材の下部には、オイルシール１６を保持するための溝状に形成されたシール保持部１１２ｅが設けられている。また、外筒部材１１２は、外周面１１２ａによりコイル部１７を保持するとともに、内周面１１２ｃにより後述するオイル室１１４内の磁性流体を保持している。なお、シール保持部１１２ｄおよび１１２ｅは、本発明の「保持部」の一例である。
【００４１】
また、ヘッドパイプ２とステアリングシャフト５との間には、図７に示すように、ステアリングシャフト５の周囲を取り囲むオイル室１１４が形成されている。なお、オイル室１１４は、本発明の「第１液室」の一例である。具体的には、オイル室１１４は、円筒状の外筒部材１１２の内周面１１２ｃと、円筒状の内筒部材１１１の外周面１１１ｂとの間に形成されている。また、オイル室１１４には、後述するコイル部１１７により発生される磁界の作用によりせん断抵抗（見かけの粘性）が変化するとともに、ステアリングシャフト５の回動に対して抵抗力を発生させる磁性粉体を含む作動油からなる磁性流体が充填されている。
【００４２】
また、外筒部材１１２のコイル収納部１１２ｂと、ヘッドパイプ２の内周面２ｂとにより形成されるスペースには、コイル部１１７が配置されている。なお、コイル部１１７は、本発明の「磁界印加部」の一例である。また、コイル部１１７は、オイル室１１４の周囲を取り囲むように配置されているとともに、電流が供給されることにより、磁界を発生させるとともに、鉄製の内筒部材１１１により増幅された状態でオイル室１１４に磁界を作用させる機能を有する。このとき、オイル室１１４内に充填された磁性流体のコイル部１１７が位置する部分に対応する部分は、せん断抵抗が大きくなることにより、見かけの粘性が大きくなる。また、コイル部１１７には、コイル部１１７に印加する電流を制御する印加電流制御部１８が接続されている。
【００４３】
ここで、第２実施形態では、図６および図７に示すように、内筒部材１１１には、ステアリングシャフト５の軸方向に略直交する方向に向かって突出する板状の２つのベーン１１１ｃが一体的に設けられている。なお、ベーン１１１ｃは、本発明の「第１ベーン部材」の一例である。このベーン１１１ｃは、ステアリングシャフト５が回動するのに伴ってオイル室１１４内を回動するように構成されている。このとき、ベーン１１１ｃとオイル室１１４内の磁性流体との間には、流動抵抗が発生する。また、ベーン１１１ｃは、長手方向がステアリングシャフト５の軸方向になるように、ステアリングシャフト５の軸方向に沿って延びるように形成されている。また、ベーン１１１ｃは、オイル室１１４の下部に位置するように設けられているとともに、コイル部１１７の下方に設けられている。なお、第２実施形態では、磁性流体が充填されたオイル室１１４とコイル部１１７とベーン１１１ｃとによりステアリングダンパが構成されている。
【００４４】
また、第２実施形態では、オイル室１１４に磁界が印加されていない場合には、オイル室１１４内の磁性流体は、ニュートン流体特性を有するので、ステアリングシャフト５の回動速度と、ステアリングシャフト５が回動する際に発生する回動抵抗との関係は、図８に示すような関係となる。このとき、ステアリングシャフト５に発生する回動抵抗は、ベーン１１１ｃがオイル室１１４内の磁性流体内を回動する際に発生する流動抵抗により付与される。
【００４５】
なお、第２実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００４６】
第２実施形態では、上記のように、ステアリングシャフト５と共に回動するように構成され、ステアリングシャフト５の軸方向に延びるとともに、長手方向がステアリングシャフト５の軸方向であるベーン１１１ｃを設ける。これにより、ベーン１１１ｃがオイル室１１４内を回動する際に発生する流動抵抗を容易に大きくすることができる。その結果、ステアリングシャフト５が回動に対する抵抗力をより大きくすることができる。また、ベーン１１１ｃを、オイル室１１４内を回動するように構成する。これにより、コイル部１１７に電流が供給されなくなることにより、オイル室１１４に磁界が作用されなくなった場合にも、ベーン１１１ｃがオイル室１１４内を回動する際に流動抵抗が発生するので、ステアリングシャフト５の回動に対する抵抗力を確保することができる。
【００４７】
また、第２実施形態では、上記のように、ベーン１１１ｃを、コイル部１１７の下方で、かつ、オイル室１１４の下部を回動するように配置することによって、オイル室１１４内の磁性流体に含まれる磁性粉体が沈殿した場合にも、ベーン１１１ｃがオイル室１１４内を回動する際に、容易に、攪拌することができる。
【００４８】
なお、第２実施形態のその他の効果については、第１実施形態と同様である。
【００４９】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態によるステアリングダンパを示した断面図である。図１０および図１１は、図９に示したステアリングダンパの構成および性能を説明するための図である。次に、図９〜図１１を参照して第３実施形態によるステアリングダンパの構成について説明する。この第３実施形態では、上記第２実施形態と異なり、ベーン２１１ｃが作動油の充填されたオイル室２５０内を回動する例について説明する。
【００５０】
この第３実施形態では、図９および図１０に示すように、ステアリングシャフト５には、内筒部材２１１が圧入されることにより固定されている。この内筒部材２１１の下端部には、後述する外筒部材１１２を下方から支持することにより、外筒部材１１２が落下するのを防止するフランジ部２１１ａが形成されている。なお、内筒部材２１１は、本発明の「内筒部」の一例であり、フランジ部２１１ａは、本発明の「支持部」の一例である。
【００５１】
また、ヘッドパイプ２とステアリングシャフト５との間には、ステアリングシャフト５の周囲を取り囲むオイル室２１４（図９参照）およびオイル室２５０が互いに区画された状態で形成されている。なお、オイル室２１４は、本発明の「第１液室」の一例であり、オイル室２５０は、本発明の「第２液室」の一例である。具体的には、オイル室２１４（図９参照）およびオイル室２５０は、円筒状の外筒部材１１２の内周面１１２ｃと、円筒状の内筒部材２１１の外周面２１１ｂとの間に形成されている。また、オイル室２１４には、磁性粉体を含むオイルである磁性流体が充填されている一方で、オイル室２５０には、ニュートン流体特性を有する作動油が充填されている。
【００５２】
また、オイル室２１４の上端部には、図９に示すように、オイル室２１４から磁性流体が流出するのを防止するオイルシール１５が取り付けられている。また、オイル室２５０の下端部には、オイル室２５０から作動油が漏れ出すのを防止するオイルシール１６が取り付けられている。また、オイル室２１４とオイル室２５０との間には、オイル室２１４とオイル室２５０とを区画し、シールするためのリング状のオイルシール２３０が配置されている。このオイルシール２３０は、オイル室２１４内の磁性流体とオイル室２５０内の作動油とが混合するのを防止する機能を有する。なお、オイルシール２３０は、本発明の「第２シール部材」の一例である。
【００５３】
また、外筒部材１１２のコイル収納部１１２ｂには、図１０に示すように、オイル室２１４の周囲を取り囲むコイル部２１７が配置されている。なお、コイル部２１７は、本発明の「磁界印加部」の一例である。コイル部２１７は、オイル室２１４をステアリングシャフト５の軸方向の略全域に渡って周囲を取り囲むように配置されている。
【００５４】
ここで、第３実施形態では、内筒部材２１１には、ステアリングシャフト５の軸方向に略直交する方向に向かって突出する板状の２つのベーン２１１ｃが一体的に設けられている。なお、ベーン２１１ｃは、本発明の「第２ベーン部材」の一例である。このベーン２１１ｃは、ステアリングシャフト５が回動するのに伴ってオイル室２５０内の作動油内を回動するように構成されている。このとき、ベーン２１１ｃとオイル室２５０内の作動油との間には、流動抵抗が発生する。また、ベーン２１１ｃは、長手方向がステアリングシャフト５の軸方向になるように、ステアリングシャフト５の軸方向に沿って延びるように形成されている。また、ベーン２１１ｃは、コイル部２１７の下方に設けられている。なお、第３実施形態では、磁性流体が充填されたオイル室２１４とコイル部２１７とオイル室２５０とベーン２１１ｃとによりステアリングダンパが構成されている。
【００５５】
また、第３実施形態では、オイル室２１４内に磁界が印加されていない場合（オイル室２１４内に非磁性流体が充填されている場合）には、ステアリングシャフト５の回動速度と、ステアリングシャフト５が回動する際に発生する回動抵抗との関係は、ニュートン流体の特性を示す図１１の破線Ａのような関係となる。また、ベーン２１１ｃが設けられていない場合で、かつ、オイル室２１４内に磁界が印加されている場合には、ステアリングシャフト５の回動速度と、ステアリングシャフト５が回動する際に発生する回動抵抗との関係は、ビンガム塑性流体の特性を示す図１１の破線Ｂのような関係となる。すなわち、ベーン２１１ｃを作動油が充填されたオイル室２５０内を回動するように構成するとともに、オイル室２１４内に磁性流体を充填することにより、ステアリングシャフト５の回動速度と、ステアリングシャフト５が回動する際に発生する回動抵抗との関係は、破線Ａと破線Ｂとを合わせた実線Ｃに表される関係となる。これにより、ステアリングシャフト５の回動速度が０の場合（回動前の状態）から、磁界が印加されたオイル室２１４内の磁性流体のビンガム塑性流体特性により、ステアリングシャフト５の回動抵抗を大きくすることが可能となる。これに加えて、ニュートン流体特性を有する作動油が充填されたオイル室２５０内を回動するベーン２１１ｃの回動抵抗により、ステアリングシャフト５の回動速度が大きくなるのにしたがって、ステアリングシャフト５の回動に対する抵抗力を大きくすることが可能となる。
【００５６】
なお、第３実施形態のその他の構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【００５７】
第３実施形態では、上記のように、ヘッドパイプ２とステアリングシャフト５との間に、オイル室２１４に対して区画して形成され、ニュートン流体特性を有する作動油が充填されたオイル室２５０を設け、ベーン２１１ｃを、オイル室２５０内を回動するように構成する。これにより、磁界が印加されたオイル室２１４内の磁性流体によるステアリングシャフト５の回動抵抗に加えて、ベーン２１１ｃがオイル室２５０内を回動する際の回動抵抗によっても、ステアリングシャフト５の回動に対する抵抗力を大きくすることができる。その結果、ステアリングシャフト５の回動速度に関わらず、ステアリングシャフト５の回動に対する抵抗力を十分に大きくすることができる。
【００５８】
また、第３実施形態では、上記のように、オイル室２１４とオイル室２５０とを区画し、シールするためのオイルシール２３０を設ける。これにより、オイル室２５０内の作動油が流出するのを、容易に、抑制することができる。
【００５９】
なお、第３実施形態のその他の効果は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【００６０】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６１】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、内筒部材と外筒部材との間に形成されたスペースにオイルを充填することによりオイル室を形成する例を示したが、本発明は、これに限らず、磁性材料で形成された筒状の部材をオイル室としてヘッドパイプとステアリングシャフトとの間に配置してもよい。
【００６２】
また、上記第１〜第３実施形態では、ステアリングシャフトに対して内筒部材を圧入することにより固定する例を示したが、本発明はこれに限らず、内筒部材およびステアリングシャフトにネジ部を設けるとともに互いに螺合する方法、ボルトを使用して内筒部材とステアリングシャフトとを互いに締結する方法、および、内筒部材およびステアリングシャフトにキー溝を形成する方法等、圧入以外の方法を用いて内筒部材をステアリングシャフトに対して固定してもよい。
【００６３】
また、上記第２および第３実施形態では、内筒部材に一体的に形成されたベーンを配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、ベーンと内筒部材とを互いに別個に設けてもよい。
【００６４】
また、上記第２および第３実施形態では、２つのベーンを配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、１つまたは３つ以上のベーンを配置してもよい。
【００６５】
また、上記第２および第３実施形態では、板状に形成されたベーンを配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、流体が通過可能な内径を有するオリフィスをベーンに設けてもよい。
【００６６】
また、上記第３実施形態では、ベーンをコイル部の下方に配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、ベーンをコイル部の上方に配置してもよい。
【００６７】
また、上記第３実施形態では、磁性流体を充填したオイル室と作動油を充填したオイル室とをオイルシールで仕切る例を示したが、本発明はこれに限らず、磁性流体を充填したオイル室を内部に有する筒状の部材と、作動油を充填したオイル室を内部に有する筒状の部材とをそれぞれ別個に配置することによりオイル室同士を仕切るるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  自動二輪車
２  ヘッドパイプ
２ａ  中空部
２ｂ  内周面
４  ハンドル
５  ステアリングシャフト
１１、１１１、２１１  内筒部材（内筒部）
１１ａ、１１１ａ、２１１ａ  フランジ部（支持部）
１２、１１２  外筒部材（外筒部）
１２ａ、１１２ａ  外周面
１２ｂ、１１２ｂ  コイル収納部 
１２ｃ、１１２ｃ  内周面
１２ｄ、１２ｅ、１１２ｄ、１１２ｅ  シール保持部（保持部）
１４、１１４、２１４  オイル室（第１液室）
１５、１６  オイルシール（第１シール部材）
１７、１１７、２１７  コイル部（磁界印加部）
１１１ｃ  ベーン（第１ベーン部材）
２１１ｃ  ベーン（第２ベーン部材）
２３０  オイルシール（第２シール部材）
２５０  オイル室（第２液室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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