(57)【要約】【課題】煩雑な制御を必要とせずに、二輪車搭乗者による操舵軸の操作に対して当該操作を阻害せず外乱による操舵軸の操作のみを抑制することが可能なステアリングダンパ装置を提供する。【解決手段】二輪車Ａの操舵軸２と操舵軸２を回動可能に支持するフレーム３との間に介装されて操舵軸２の回動に対して減衰力を付与するダンパＤを備えたステアリングダンパ装置１において、操舵軸２に作用するモーメントの方向を検知し、検知したモーメントの方向と同方向への操舵軸の回動に対するダンパＤの減衰力を小さく設定し、検知したモーメントの方向と逆方向の操舵軸の回動に対するダンパＤの減衰力を大きく設定する。【選択図】図２
2008068734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車の操舵軸と操舵軸を回動可能に支持するフレームとの間に介装されて操舵軸の回動に対して減衰力を付与するダンパを備えたステアリングダンパ装置において、操舵軸に作用するモーメントの方向を検知し、検知したモーメントの方向と同方向への操舵軸の回動に対するダンパの減衰力を小さく設定し、検知したモーメントの方向と逆方向の操舵軸の回動に対するダンパの減衰力を大きく設定することを特徴とするステアリングダンパ装置。
【請求項２】
ダンパは、操舵軸の回転方向に応じて付与する減衰力を別々に設定可能とされ、検知したモーメントの方向と同方向への操舵軸の回動に対するダンパの減衰力のみを低減す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装置。
【請求項３】
ダンパは、操舵軸およびフレームの一方に連結される容器と、操舵軸およびフレームの他方に連結され容器内に二つの圧力室を隔成する隔壁体と、一方の圧力室から他方の圧力室への液体の通過のみを許容する一方側通路と、他方の圧力室から一方の圧力室への液体の通過のみを許容する他方側通路と、一方側通路の途中に設けた減衰力変更可能な一方側減衰弁と、他方側通路の途中に設けた減衰力変更可能な他方側減衰弁とを備えた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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車の操舵軸の回動に減衰力を付与するステアリングダンパ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、ステアリングダンパ装置としては、たとえば、非意図的な原因の回動操作によって発生する操舵軸の回転角速度と、この非意図的な回動操作を抑えるため操舵軸に反対方向へ意図的に加えられるモーメントとを測定して、このモーメントの荷重方向と操舵軸の回動方向とが同一方向であるときにロータリダンパの減衰力をゼロもしくは低減させるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このステアリングダンパ装置にあっては、操舵軸の回転方向とモーメントの荷重方向の二つのパラメータを用いて、操舵軸に作用するモーメントが二輪車の搭乗者によって意図的に加えられたものか、搭乗者の意思に反して外乱によって操舵軸に作用する非意図的なものかを判断して、意図的に操舵軸にモーメントを作用する場合にはロータリダンパが発生する減衰力を小さくして搭乗者の操舵軸の操作を妨げないようにするとともに、外乱による操舵軸の操作に対しては減衰力を付与して操舵軸の回動を妨げて、ロータリダンパの発生減衰力を走行実情に即したものとすることができる。
【特許文献１】特開２００３−４０１７９号公報（実施例欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来のステアリングダンパ装置では、上述のように、走行実情に即した減衰力を操舵軸に付与することが可能であるが、以下の不具合がある。
【０００５】
すなわち、ダンパに減衰力を発生させるか否かを判断するのに、少なくとも、操舵軸の回転方向とモーメントの荷重方向の二つのパラメータが必要であるので、少なくとも、二つ以上のセンサ類が必要であり、ステアリングダンパ装置が高価となってしまうとともに減衰バルブの制御も煩雑となってしまう。
【０００６】
また、従来のステアリングダンパ装置にあっては、操舵軸の回転角速度を検出することによって操舵軸の回転方向を判断するようにしており、操舵軸は弾性体であり急激に回動方向を変化させると回転角速度の検出が遅れる場合があり、二輪車搭乗者による操舵軸の操作に対して減衰力の低減が遅れてしまう虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、煩雑な制御を必要とせずに、二輪車搭乗者による操舵軸の操作に対して当該操作を阻害せず外乱による操舵軸の操作のみを抑制することが可能なステアリングダンパ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明のステアリングダンパ装置は、二輪車の操舵軸と操舵軸を回動可能に支持するフレームとの間に介装されて操舵軸の回動に対して減衰力を付与するダンパを備え、操舵軸に作用するモーメントの方向を検知し、検知したモーメントの方向と同方向への操舵軸の回動に対するダンパの減衰力を低減するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のステアリングダンパ装置によれば、搭乗者の意図的な操舵軸の操作か否かを、操舵軸に作用するモーメントの方向のみによって判断することができ、従来のステアリングダンパ装置に必要な回転角速度を検出するセンサを省略することができ、ステアリングダンパ装置のコストを低減することができるとともに、減衰弁の制御も簡素化される。
【００１０】
さらに、操舵軸に作用するモーメントのみを検知すれば足りるので、急激な操舵軸の回動操作に対しても減衰力を低減に遅れを生じさせることが無い。
【００１１】
したがって、本発明のステアリングダンパ装置にあっては、煩雑な制御を必要とせずに、二輪車搭乗者の意図しない外乱による操舵軸の操作のみを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるステアリングダンパ装置が適用された二輪車の一部を示す図である。図２は、一実施の形態におけるステアリングダンパ装置のシステム図である。図３は、一実施の形態の変形例におけるステアリングダンパ装置のダンパの断面図である。
【００１３】
図１に示すように、一実施の形態におけるステアリングダンパ装置１は、二輪車Ａの操舵軸２と操舵軸２を回動可能に支持するフレーム３との間に介装されて操舵軸２の回動に対して減衰力を付与するダンパＤと、操舵軸２に作用するモーメントを検出するモーメントセンサ４と、ダンパＤが発生する減衰力を制御する制御部５とを備えて構成されている。
【００１４】
また、二輪車Ａの操舵軸２は、二輪車Ａの車体たるフレーム３の先端に設けた筒状のソケット３ａ内に回動自在に挿入されて、フレーム３に対して回動することが可能なようになっている。この操舵軸２のソケット３ａを挟んで上下端には、両端で左右のフロントフォークＦ１，Ｆ２を把持するブラケット６，７が取付けられており、図１中上方側のブラケット６には、操舵軸２を回動操作可能なようにハンドル８が筒状のハンドル把持部６ａ，６ｂを介して取付けられている。さらに、フロントフォークＦ１，Ｆ２は、図１中下端となる先端で二輪車Ａの前輪Ｗを回転自在に軸支する車軸Ｓを保持しており、ハンドル８の操作によって前輪Ｗを図１中左右方向に回動することが可能となっている。
【００１５】
そして、ダンパＤは、図２に示すように、容器たる筒状のシリンダ１０と、中間部にシリンダ１０に摺接する隔壁体たるピストン１１を備えたピストンロッド１２と、シリンダ１０内にピストン１１で区画した一方室Ｒ１と他方室Ｒ２と、シリンダ１０の側部に一体的に設けられるバルブブロック１３と、バルブブロック１３に内設されて一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する一方側通路１４と、バルブブロック１３に内設されて一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する他方側通路１５と、一方側通路１４の途中であってバルブブロック１３に内設される一方室Ｒ１から他方室Ｒ２への液体の通過のみを許容する逆止弁１６と、他方側通路１５の途中であってバルブブロック１３に内設される他方室Ｒ２から一方室Ｒ１への液体の通過のみを許容する逆止弁１７と、一方側通路１４の途中であってバルブブロック１３に内設される減衰力変更可能な一方側減衰弁１８と、他方側通路の途中であってバルブブロック１３に内設される減衰力変更可能な他方側減衰弁１９とを備えて構成され、シリンダ１０内には作動油等の液体が充填されている。
【００１６】
すなわち、このダンパＤは、両ロッド型ダンパとして構成され、たとえば、シリンダ１０に対して図２中左方にピストン１１が移動する場合には、一方室Ｒ１の容積が減少し他方室Ｒ２の容積が増大するので、液体は、逆止弁１７の存在によって他方側通路１５を通過し得ないので、一方室Ｒ１から一方側通路１４を介して他方室Ｒ２内へ移動する。そして、ダンパＤは、この場合、液体が一方側通路１４の途中に設けてある一方側減衰弁１８を通過するときに生じる圧力損失に見合った減衰力を発生する。
【００１７】
逆に、シリンダ１０に対して図２中右方にピストン１１が移動する場合には、他方室Ｒ２の容積が減少し一方室Ｒ１の容積が増大するので、液体は、逆止弁１６の存在によって一方側通路１４を通過し得ないので、他方室Ｒ１から他方側通路１５を介して一方室Ｒ１内へ移動する。そして、ダンパＤは、この場合、液体が他方側通路１５の途中に設けてある他方側減衰弁１９を通過するときに生じる圧力損失に見合った減衰力を発生する。
【００１８】
そして、上記した一方側減衰弁１８および他方側減衰弁１９は、ともに、ソレノイド１８ａ，１９ａを備え、これらソレノイド１８ａ，１９ａを駆動することによって流路抵抗を変更することが可能な電磁弁とされており、各ソレノイド１８ａ，１９ａは、制御部５に信号線１８ｂ，１９ｂによって接続されている。なお、一方側減衰弁１８および他方側減衰弁１９は、ソレノイド１８ａ，１９ａに電流供給を行わない状態では、流路面積を最大とするようになっており、このような状態では、ダンパＤは減衰力を殆ど発生しない状態となる。
【００１９】
また、ダンパＤは、図２に示すように、隔壁体たるピストン１１がピストンロッド１２のボールジョイント９を介してブラケット６の一端側に設けた取付部６ａに取付けられるとともに、容器たるシリンダ１０がボルト等によるピン結合によってフレーム３の側部に設けた取付部３ｂに回転自在に取付けられ、操舵軸２とフレーム３との間に介装されている。
【００２０】
したがって、ダンパＤは、容器たるシリンダ１０がフレーム３に、隔壁体たるピストン１１がブラケット６を介して操舵軸２に取付けられ、操舵軸２がフレーム３に対して回動すると、シリンダ１０に対してピストン１１が移動するので、操舵軸２のフレーム３に対する回動に対して減衰力を付与することが可能である。
【００２１】
さらに、上述のように、ダンパＤは、一方室Ｒ１の容積が減少するように作動する場合には、一方側減衰弁１８によって減衰力を発生し、他方室Ｒ２の容積が減少するように作動する場合には、他方側減衰弁１９によって減衰力を発生し、かつ、一方側減衰弁１８および他方側減衰弁１９の流路抵抗を変更することが可能であるので、ダンパＤは、操舵軸２の回転方向に応じて付与する減衰力を別々に設定することが可能とされている。
【００２２】
なお、図示したところでは、一方室Ｒ１は、バルブブロック１３に内設されるアキュムレータ２０に接続されており、このアキュムレータ２０は、液体の温度変化による体積変化を補償する。ちなみに、アキュムレータ２０は、他方室Ｒ２に接続されるようにしてもよい。
【００２３】
また、上記したところでは、ダンパＤが直動型とされているが、ダンパＤをロータリダンパとしてもよい。具体的には、図３に示すように、シリンダ１０、ピストン１１およびピストンロッド１２の各部を、略扇形の中空部を備えた容器３０と、容器３０の中空部内に回転自在に設けた回転軸３１と、回転軸３１の外周に設けられて中空部内に収容され先端が中空部の円弧部分に摺接して容器３０内一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを区画する隔壁体たるベーン３２とに変更して構成すればよく、操舵軸２およびフレーム３の一方に容器３０を取付けるとともに、操舵軸２およびフレーム３の他方に回転軸３１を取付けることで、操舵軸２のフレーム３に対する回動に対して減衰力を付与することが可能である。
【００２４】
続いて、モーメントセンサ４は、操舵軸２に作用するモーメントを検出することができればよいので、モーメントセンサ４の取付位置は、たとえば、図１，２に示すところでは、ハンドル把持部６ａとされている。そして、モーメントセンサ４は、検知したモーメントをアナログの電圧信号として制御部５へ伝達可能なように信号線４ａで制御部５に接続されている。なお、モーメントセンサ４としては、歪みゲージ式や磁歪式等、公知のモーメントセンサが使用可能である。また、モーメントセンサ４の取付位置は、上述のように操舵軸２に作用するモーメントを検出することが出来る部位であればよいので、ハンドル把持部６ａ以外にも操舵軸２に直接取り付けてもよいし、さらには、検出精度を向上させるために左右のハンドル把持部６ａ，６ｂのそれぞれにモーメントセンサを取り付けるようにしてもよく、他に操舵軸２に作用するモーメントの検出に向く部位があればそのような部位に取り付けるようにしてもよい。
【００２５】
そして、モーメントセンサ４は、二輪車の搭乗者がハンドル８を図２中時計回り方向となる右方向に操作して操舵軸２が右方向に捩られると、これを右回りのモーメントと検知して制御部５へ出力する。
【００２６】
また、前輪Ｗが図２中反時計回りに回動される場合にも操舵軸２が捩られる方向はハンドル８を図２中時計回り方向となる右方向に操作したときと同方向となることから、このような場合にも、これを右回りのモーメントと検知して制御部５へ出力する。このようになるのは、前輪Ｗが搭乗者が意図しない外乱によって図２中反時計回りに回動されてハンドル８もこれに倣おうとし、搭乗者はハンドル８の回動を抑制しようとすることから、結果的に、ハンドル８を時計回りに操作するのと同じ向きのモーメントが発生するのである。
【００２７】
逆に、二輪車の搭乗者がハンドル８を図２中反時計回り方向となる左方向に操作して操舵軸２が左方向に捩られると、これを左回りのモーメントと検知して制御部５へ出力する。
【００２８】
同様に、前輪Ｗが図２中時計回りに回動される場合にも操舵軸２が捩られる方向はハンドル８を図２中反時計回り方向となる左方向に操作したときと同方向となることから、このような場合にも、これを左回りのモーメントと検知して制御部５へ出力する。このようになるのは、前輪Ｗが搭乗者が意図しない外乱によって図２中時計回りに回動されてハンドル８もこれに倣おうとし、搭乗者はハンドル８の回動を抑制しようとすることから、結果的に、ハンドル８を反時計回りに操作するのと同じ向きのモーメントが発生するのである。
【００２９】
つづいて、制御部５について説明すると、制御部５は、上記したモーメントセンサ４が出力するアナログの電圧信号を処理して、ダンパＤにおける一方側減衰弁１８のソレノイド１８ａおよび他方側減衰弁１９のソレノイド１９ａに電流を供給して一方側減衰弁１８および他方側減衰弁１９の流路抵抗を調節することができるようになっている。
【００３０】
そして、具体的には、制御部５は、操舵軸２に作用するモーメントの方向をモーメントセンサ４が検知するモーメントの符号から判断し、モーメントの方向と同方向への操舵軸２の回動に対するダンパの減衰力のみを低減するように一方側減衰弁１８および他方側減衰弁１９を制御する。
【００３１】
すなわち、モーメントセンサ４が操舵軸２に作用する右回りのモーメントを検知する場合、ピストン１１がシリンダ１０に対して図２中右方向へ移動するときにダンパＤが発生する減衰力のみを低減するべく他方側減衰弁１９のソレノイド１９ａへ電流供給を行わないようにし、他方、ピストン１１がシリンダ１０に対して図２中左方向へ移動するときにはダンパＤに減衰力を発生させるべく一方側減衰弁１８のソレノイド１８ａへ電流供給を行う。反対に、モーメントセンサ４が操舵軸２に作用する左回りのモーメントを検知する場合、ピストン１１がシリンダ１０に対して図２中左方向へ移動するときにダンパＤが発生する減衰力のみを低減するべく一方側減衰弁１８のソレノイド１８ａへ電流供給を行わないようにし、他方、ピストン１１がシリンダ１０に対して図２中右方向へ移動するときにはダンパＤに減衰力を発生させるべく他方側減衰弁１９のソレノイド１９ａへ電流供給を行う
すると、二輪車Ａの搭乗者が意図的にハンドル８を図２中時計回りとなる右回りに操作して操舵軸２を回動させる場合には、ダンパＤにおけるピストン１１がシリンダ１０に対して図２中右方向へ移動することになり、モーメントセンサ４は上述のように操舵軸２に作用するモーメントを右回りのモーメントとして検知するので、搭乗者の意図的なハンドル８の操作に対して、ダンパ５は減衰力を可能な限り低くした状態となるので、搭乗者はハンドル操作し易くなる。逆に、二輪車Ａの搭乗者が意図的にハンドル８を図２中反時計回りとなる左回りに操作して操舵軸２を回動させる場合には、ダンパＤにおけるピストン１１がシリンダ１０に対して図２中左方向へ移動することになり、モーメントセンサ４は上述のように操舵軸２に作用するモーメントを左回りのモーメントとして検知するので、搭乗者の意図的なハンドル８の操作に対して、ダンパ５は減衰力を可能な限り低くした状態となるので、上記と同様に、搭乗者はハンドル操作し易くなる。
【００３２】
対して、二輪車Ａの搭乗者の意図によらずに外乱によって前輪Ｗが図２中反時計回りとなる左方向へ回動される場合には、ダンパＤにおけるピストン１１がシリンダ１０に対して図２中左方向へ移動することになるが、モーメントセンサ４は上述のように操舵軸２に作用するモーメントを右回りのモーメントとして検知するので、搭乗者の意図によらない外乱による前輪Ｗの回動に対してはダンパ５が減衰力を発生して、この前輪Ｗの反時計回りの回動を抑制するとともに、前輪Ｗの外乱による反時計回りの回動を抑制しようとする搭乗者のハンドル操作を助勢する。また、二輪車Ａの搭乗者の意図によらずに外乱によって前輪Ｗが図２中時計回りとなる右方向へ回動される場合には、ダンパＤにおけるピストン１１がシリンダ１０に対して図２中右方向へ移動することになるが、モーメントセンサ４は上述のように操舵軸２に作用するモーメントを左回りのモーメントとして検知するので、搭乗者の意図によらない外乱による前輪Ｗの回動に対してはダンパ５が減衰力を発生して、この前輪Ｗの時計回りの回動を抑制するとともに、前輪Ｗの外乱による時計回りの回動を抑制しようとする搭乗者のハンドル操作を助勢する。
【００３３】
このように一実施の形態におけるステアリングダンパ装置１によれば、搭乗者の意図的な操舵軸２の操作か否かを、操舵軸２に作用するモーメントの方向のみによって判断することができ、従来のステアリングダンパ装置１に必要な回転角速度を検出するセンサを省略することができ、ステアリングダンパ装置１のコストを低減することができるとともに、減衰弁の制御も簡素化される。
【００３４】
さらに、操舵軸２に作用するモーメントのみを検知すれば足りるので、急激な操舵軸２の回動操作に対しても減衰力を低減することが可能である。
【００３５】
したがって、本発明のステアリングダンパ装置１にあっては、煩雑な制御を必要とせずに、二輪車搭乗者の意図しない外乱による操舵軸の操作のみを効果的に抑制することができる。
【００３６】
また、この一実施の形態のステアリングダンパ装置１にあっては、ダンパＤは、操舵軸２の回転方向に応じて付与する減衰力を別々に設定可能とされ、検知したモーメントの方向と同方向への操舵軸２の回動に対するダンパＤの減衰力のみを低減することが可能であるから、外乱によって前輪Ｗが搭乗者の意図に反して回動させられた後に、前輪Ｗを搭乗者が逆向きに回動させるような場合にあっても、ダンパＤはこのような搭乗者のハンドル操作を容易ならしめることになる。つまり、このようなケースでは、ダンパＤの伸縮の向きが急激に変化するが、外乱による前輪Ｗの回動に対しては、ダンパＤ内の液体は一方側通路１４と他方側通路１５のうち減衰力を発生するほうの通路を選択的に通過して、ダンパＤは減衰力を発生することになり、ダンパＤの伸縮方向が変わると今度はダンパＤ内の液体は一方側通路１４と他方側通路１５のうち減衰力を発生しないほうの通路を選択的に通過することになるので、減衰力の低減が搭乗者の意図的なハンドル操作に遅れることが無くなるのである。無論、ダンパＤの一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを一つの通路で連通し、この通路の途中に一つの減衰力調整可能な減衰弁を設ける構成として、操舵軸２に作用するモーメントの方向によって当該減衰弁を都度制御してもよいのであるが、ダンパＤが操舵軸２の回転方向に応じて付与する減衰力を別々に設定可能とされるほうが上記したように有利となる。
【００３７】
なお、制御部５は、上述のようにモーメントの方向から一方側減衰弁１８および他方側減衰弁１９を制御することができればよいので、マイクロコンピュータのような汎用的な演算処理装置を用いて上記処理を行うようにしてもよいが、モーメントセンサ４からの電圧信号をアナログの電子回路で処理して各ソレノイド１８ａ，１９ａに電流供給のオンオフをするようにしてもよい。
【００３８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態におけるステアリングダンパ装置が適用された二輪車の一部を示す図である。
【図２】一実施の形態におけるステアリングダンパ装置のシステム図である。
【図３】一実施の形態の変形例におけるステアリングダンパ装置のダンパの断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ステアリングダンパ装置
２  操舵軸
３  フレーム
３ａ  ソケット
３ｂ，６ａ  取付部
４  モーメントセンサ
４ａ，１８ａ，１９ａ  信号線
５  制御部
６，７  ブラケット
６ａ，６ｂ  ハンドル把持部
８  ハンドル
９  ボールジョイント
１０  容器たるシリンダ
１１  隔壁体たるピストン
１２  ピストンロッド
１３  バルブブロック
１４  一方側通路
１５  他方側通路
１６，１７  逆止弁
１８  一方側減衰弁
１８ａ，１９ａ  ソレノイド
１９  他方側減衰弁
２０  アキュムレータ
３０  容器
３１  回転軸
３２  ベーン
Ａ  二輪車
Ｄ  ダンパ
Ｆ１，Ｆ２  フロントフォーク
Ｒ１  一方室
Ｒ２  他方室
Ｓ  車軸
Ｗ  前輪
【図１】
2008068734.tif 000003
【図２】
2008068734.tif 000004
【図３】
2008068734.tif 000005