JP2004352209A

JP2004352209A - Swing arm type suspension device

Info

Publication number: JP2004352209A
Application number: JP2003155843A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakamura; 耕志中村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP4339021B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a swing arm type suspension device which restrains increase of a vehicle body weight even when a top end of a cushion unit is connected with a vehicle body side via a link mechanism. <P>SOLUTION: In this swing arm type suspension device 20, a top end of a cushion unit 23 is mounted on a vehicle body side via a top link mechanism 24. The top link mechanism 24 comprises a top arm 25 connected with a top end of the cushion unit 23 on one end and with a top of a swing arm 21 on the other end, and a top rod 26 crossing across the top arm 25 and the vehicle body side. A front end of the top rod 26 is connected with a portion above a pivot shaft 14 on the vehicle body side, and a rear end of the top rod 26 positioned backward on the vehicle body side is connected with an approximately intermediate part of the top arm 25. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車輪を軸支するスイングアーム及びこれに取り付けられるクッションユニットを備えたスイングアーム式懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動二輪車等に用いられるスイングアーム式懸架装置の中には、例えば車体の最低地上高を十分に確保するために、クッションユニットの下端部がスイングアームに連結され、クッションユニットの上端部がリンク機構を介して車体側に連結されるものがある（例えば、特許文献１参照。）。これは、車体側にその略中間部が揺動可能に支持されるアームの後側の一端部にスイングアームから延びるロッドが連結され、アームの前側の他端部にはクッションユニットの上端部が連結される。これにより、スイングアームが上方に揺動すると、ロッドを介してアームが揺動し、クッションユニットがその上端部が押し下げられてストロークする。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭５９−３３７４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなスイングアーム式懸架装置では、アームを支持するために車体側である車体フレームをクッションユニットよりも後方に延長する必要があり、結果的に車体フレームが延長した分だけ車体重量が増加することとなるため、このような不都合の改善が課題となっている。
そこでこの発明は、クッションユニットの上端部がリンク機構を介して車体側に連結される場合でも車体重量の増加を抑えることができるスイングアーム式懸架装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、車体側（例えば実施の形態におけるピボットプレート１３）のピボット軸（例えば実施の形態におけるピボット軸１４）にスイングアーム（例えば実施の形態におけるスイングアーム２１）の一端部が支持され、他端部には車輪（例えば実施の形態における後輪２２）が支持され、前記車体側と車輪との間に配置されたクッションユニット（例えば実施の形態におけるクッションユニット２３）の上端部が上部リンク機構（例えば実施の形態における上部リンク機構２４）を介して前記車体側に取り付けられるスイングアーム式懸架装置（例えば実施の形態におけるスイングアーム式懸架装置２０）において、前記上部リンク機構が、クッションユニットの上端部に一端部が連結され他端部がスイングアームの上部に連結される上部アーム（例えば実施の形態における上部アーム２５）と、該上部アームと前記車体側とに渡る上部ロッド（例えば実施の形態における上部ロッド２６）とを備え、該上部ロッドの前端部が車体側のピボット軸よりも上方の部位に連結されると共に、車体側の後方に位置する上部ロッドの後端部が前記上部アームの略中間部に連結されることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、上部リンク機構の一部をなす上部ロッドを有効利用することで、車体側の後方で上部アームが支持される。そして、スイングアームが揺動すると、上部ロッドの後端部を中心として上部アームが揺動してクッションユニットの上端部が押し下げられる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記スイングアームの下部に連結される第一リンク（例えば実施の形態における第一リンク２８）と前記車体側のピボット軸よりも下方の部位に連結される第二リンク（例えば実施の形態における第二リンク２９）とが互いに連結されてなる下部リンク機構（例えば実施の形態における下部リンク機構２７）を備え、前記第一リンクと第二リンクとの少なくとも一方に前記クッションユニットの下端部が連結されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、上部及び下部リンク機構によりクッションユニットをその上下方向から押圧しストロークさせることができるため、スイングアームの揺動ストローク量に対するクッションユニットのストローク量を増加させることができる。
請求項３に記載した発明は、前記クッションユニットがスイングアームのクロスメンバ（例えば実施の形態におけるクロスメンバ５５）の後方に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、スイングアームの揺動中心であるピボット軸からクッションユニットまでの距離を長くすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るスイングアーム式懸架装置を備えた自動二輪車の側面図である。本図に示すように、自動二輪車１の前輪２を軸支するフロントフォーク３はステアリングステム４を介して車体フレーム５のヘッドパイプ６に操舵可能に取り付けられる。車体フレーム５のメインフレーム７の下部にはエンジン及び変速機からなる車体側としてのパワーユニット８が取り付けられ、メインフレーム７の上部には燃料タンク９が取り付けられる。また、メインフレーム７の後部に接続されるシートレール１０の上部には運転者用のシート１１及び後部搭乗者用のピリオンシート１２が各々取り付けられる。そして、メインフレーム７の後端部から下方に延びる車体フレーム５のピボットプレート（車体側）１３にはスイングアーム式懸架装置２０が取り付けられる。
【００１０】
スイングアーム式懸架装置２０は、ピボットプレート１３に設けられたピボット軸１４に前端部が揺動可能に取り付けられ後端部には後輪（車輪）２２が回転可能に取り付けられるスイングアーム２１と、スイングアーム２１及びピボットプレート１３に取り付けられ後輪２２から車体側へ伝達される衝撃を吸収するクッションユニット２３とを備え、クッションユニット２３の上端部が、スイングアーム２１の上方への揺動に伴いクッションユニット２３の上端部を押し下げる上部リンク機構２４を介して車体側に連結されると共に、クッションユニット２３の下端部が、スイングアーム２１の上方への揺動に伴いクッションユニット２３の下端部を押し上げる下部リンク機構２７を介して車体側に連結されるものである。そして、クッションユニット２３がその上下端部を近接離反させるようストロークすることで、後輪２２及びスイングアーム２１から車体側へ伝達される衝撃が吸収されるようになっている。なお、ピボット軸１４は後輪２２の車軸（以下、後輪車軸ということがある）１５と同様に車幅方向と平行に設けられる。
【００１１】
図２に示すように、スイングアーム２１の前端部近傍、つまりクッションユニット２３よりも前方の上壁には上部ブラケット３１が設けられ、この上部ブラケット３１に後方に伸びる上部アーム２５の前端部が第一連結軸４１を介して回動可能に連結される。また、上部アーム２５の後端部には、クッションユニット２３の上端部が第二連結軸４２を介して回動可能に連結される。上部アーム２５の前後端部間の略中間部には上部ロッド２６の後端部第三連結軸４３を介して回動可能に連結され、上部ロッド２６の前端部は、ピボットプレート１３のピボット軸１４よりも上方でかつ上部アーム２５の前端部よりも上方に位置する上部取り付け部３３に第四連結軸４４を介して回動可能に連結される。そして、上部アーム２５と上部ロッド２６とが上部リンク機構２４を構成している。ここで、上部ロッド２６の後端部はピボットプレート１３（車体フレーム５）の後端よりも後方に位置している。
【００１２】
一方、スイングアーム２１の前後方向での略中間部の下壁には下部ブラケット３２が設けられ、この下部ブラケット３２には第一リンク２８が第五連結軸４５を介して回動可能に連結される。第一リンク２８は側面視略三角形状に形成され、各頂部が相手部品との連結部として構成されるもので、上部後側に位置する頂部に下部ブラケット３２が連結されている。また、第一リンク２８の上部前側に位置する頂部にはクッションユニット２３の下端部が第六連結軸４６を介して回動可能に連結される。第一リンク２８の下部となる頂部には第二リンク２９の後端部が第七連結軸４７を介して回動可能に連結され、第二リンク２９の前端部はピボットプレート１３の下端部、つまりピボット軸１４よりも下方に位置する下部取り付け部３４に連結される。そして、第一リンク２８と第二リンク２９とが下部リンク機構２７を構成している。なお、各連結軸４１〜４８はピボット軸１４と平行に設けられる。
【００１３】
図３に示すように、スイングアーム２１は、並列に設けられる一対のアーム部５２，５２の前部をクロスメンバ５５で連結して構成されるものである。具体的には、各アーム部５２は後方に位置するほど車幅方向で緩やかに広がるように形成され、これらの下面には前後端に渡る補強フレーム５３がそれぞれ接合される（図２参照）。そして、各アーム部５２の前端部が車幅方向に延在するピボットパイプ５４により結合され、かつピボットパイプ５４の後方に設けられるクロスメンバ５５により各アーム部５２及び補強フレーム５３の前部が結合されて、スイングアーム２１が一体に構成される。また、クロスメンバ５５の後方であって後輪２２の前方にはクッションユニット２３が配置される。つまり、クッションユニット２３がクロスメンバ５５よりも後輪２２側に配置されている。このため、クッションユニット２３と後輪２２との間にはクロスメンバ５５が設けられていない。
【００１４】
また、図２に示すように、クッションユニット２３は、シリンダ５８が上側でシリンダ５８内のピストン（図示略）と共にストロークするピストンロッド５９が下側となるように配置されたダンパー（減衰装置）６０と、シリンダ５８の上端部及びピストンロッド５９の下端部にそれぞれ設けられたフランジ部５８ａ，５９ａ間に所定の初期荷重となるようにセットされた懸架スプリング６１とを有する。シリンダ５８の上方にはクッションユニット２３の上端部である上側連結部６２が、ピストンロッド５９の下方にはクッションユニット２３の下端部である下側連結部６３が各々設けられ、これら各連結部６２，６３を近接離反させるようにクッションユニット２３がストロークする。このとき、ダンパー６０も同時にストロークすることでクッションユニット２３のストローク速度に比例した減衰力を発生させる。なお、６４はシリンダ５８内に充填されるクッションオイルのリザーブタンクである。
【００１５】
クッションユニット２３は、その上部がスイングアーム２１の上面（アーム部５２の上面）よりも上方に突出し、下端部（下側連結部６３）がスイングアーム２１の下面（補強フレーム５３の下面）よりも下方に突出するように配置される。また、クッションユニット２３は、その両端部の各連結軸４２，４６の中心を結ぶ長手方向（伸縮方向）の軸線２３Ａが略垂直となるよう、つまり上下方向と略平行となるように配置される。
【００１６】
上部アーム２５の前後端部間の略中間部位は上方に向かって突出形成され、この突出部分に上部ロッド２６の後端部が連結される。つまり、第三連結軸４３は、上部アーム２５の第一及び第二連結軸４１，４２の中心を結ぶ軸線２５Ａよりも上方に変位するように設けられる。
下部ブラケット３２は、クッションユニット２３よりも後方、つまりピボット軸１４及び下部取り付け部３４よりも後方に配置される。そして、スイングアーム２１の上方への揺動に伴い下部ブラケット３２が上方へ移動すると、下部ブラケット３２及び第五連結軸４５と下部取り付け部３４及び第八連結軸４８との間の距離は増加することとなる。
【００１７】
ここで、図２はスイングアーム式懸架装置２０のクッションユニット２３が最大伸び位置にある状態（全伸状態）を示し、この状態において、上部アーム２５は、その前側よりも後側が上方に位置するよう前傾した姿勢で配置される。上部ロッド２６とピボットプレート１３とを連結する第四連結軸４４は、第三連結軸４３と略同一高さに設けられており、上部ロッド２６の第三及び第四連結軸４３，４４の中心を結ぶ軸線２６Ａは前後方向と略平行となるように設けられる。
【００１８】
一方、第一リンク２８と下部ブラケット３２及びクッションユニット２３の下側連結部６３とをそれぞれ連結する第五及び第六連結軸４５，４６は互いに略同一高さとなるように設けられる。また、第一及び第二リンク２８，２９を互いに連結する第七連結軸４７は第五及び第六連結軸４５，４６よりも下方に配置されており、第一リンク２８の第五及び第七連結軸４５，４７の中心を結ぶ軸線２８Ａと、第二リンク２９の第七及び第八連結軸４７，４８の中心を結ぶ軸線２９Ａとが形成する角度Ｒは略直角とされる。
【００１９】
次に、作用について説明する。
図４はスイングアーム式懸架装置２０のクッションユニット２３が最大縮み位置にある状態（全屈状態）を示す。なお、図中鎖線で示すスイングアーム２１はクッションユニット２３全伸状態での位置（図２における位置）を示す。
本図に示すように、スイングアーム２１が車体側（車体フレーム５及びパワーユニット８）に対してピボット軸１４を中心として後輪２２を上方に移動させる方向に揺動すると、スイングアーム２１と共に上部ブラケット３１及び下部ブラケット３２がピボット軸１４を中心とする円弧に沿って斜め前上方へ移動する。
【００２０】
このとき、上部ブラケット３１と共に上部アーム２５の前端部がピボット軸１４を中心として斜め前上方へ移動するが、上部アーム２５の中間部が上部ロッド２６と連結されていることから、上部アーム２５の中間部が上部ロッド２６を介してピボットプレート１３に支持されていることとなる。その結果、上部ロッド２６の後端部を中心として上部アーム２５がその後端部を下方に変位させるように揺動する。
【００２１】
また、下部ブラケット３２と連結される第一リンク２８も上方へ移動し、かつ第五連結軸４５と第八連結軸４８との間の距離が増加することで、第一リンク２８及び第二リンク２９が各軸線２８Ａ，２９Ａの形成する角度Ｒを開くように相対的に回動することとなり、結果として第六連結軸４６が第五連結軸４５よりも上方へ変位する。
【００２２】
したがって、クッションユニット２３の上端部は上部アーム２５の後端部により下方に押し下げられる。一方、クッションユニット２３の下端部は、第一リンク２８の上方移動により押し上げられ、かつ第六連結軸４６が第五連結軸４５よりも上方へ変位することでさらに上方へ押し上げられる。これにより、クッションユニット２３がその上下方向から押圧されてストロークし、ダンパー６０により減衰されつつ懸架スプリング６１により荷重が吸収される。
【００２３】
図５はスイングアーム式懸架装置２０における後輪車軸１５の変位量とクッションユニット２３のストローク量との関係を示すグラフである。なお、縦軸はクッションユニット２３のストローク量を、横軸は後輪車軸１５の上下方向の変位量を表す。
同図に示すように、クッションユニット２３が最大伸び位置にある状態（全伸状態）から後輪車軸１５が変位し始めた際には、クッションユニット２３のストローク量は後輪車軸１５の変位量の増加に伴いほぼ直線的に増加する。そして、後輪車軸１５の変位量がさらに増加してクッションユニット２３が最大縮み位置にある状態（全屈状態）に近づくと、後輪車軸１５の変位量の増加に対するクッションユニット２３のストローク量の増加の割合（レシオ）が次第に大きくなる。つまり、このスイングアーム式懸架装置２０では、後輪車軸１５が上方へ変位することに伴い、クッションユニット２３のストローク量が次第に増加する、すなわち、クッションユニット２３のストローク速度が増加するようになっている。これにより、クッションユニット２３の縮み量が少ないとき（例えば乗車１Ｇ状態等）には減衰力が減少して乗り心地が良好となり、クッションユニット２３の最大縮み位置付近では減衰力が増加してクッションユニット２３の底付き防止等が図られている。
【００２４】
上記実施の形態によれば、上部リンク機構２４の一部をなす上部ロッド２６を有効利用することで、ピボットプレート１３の後方で上部アーム２５が支持され、スイングアーム２１が揺動した場合には、上部ロッド２６の後端部を中心として上部アーム２５が揺動してクッションユニット２３の上端部が押し下げられる。このため、上部アーム２５を支持するために車体フレーム５を後方に延出させたりする必要がなく、スイングアーム２１の上方をコンパクトにすると共に車体フレーム５の重量増を抑えた上で、上部リンク機構２４を介してクッションユニット２３を効率良くストロークさせることができる。
【００２５】
また、上部及び下部リンク機構２４，２７によりクッションユニット２３をその上下方向から押圧しストロークさせることができるため、後輪車軸１５の変位量（スイングアーム２１の揺動ストローク量）に対するクッションユニット２３のストローク量を増加させることができる。このため、減衰力の設定自由度を高めることができると共に、各リンク機構２４，２７にクッション荷重が分散されることで各リンク機構２４，２７に加わる負荷が軽減され、最適設計による軽量化を図ることができる。
【００２６】
さらに、クッションユニット２３がスイングアーム２１のクロスメンバ５５の後方に配置されることで、スイングアーム２１の揺動中心であるピボット軸１４からクッションユニット２３までの距離が長くなり、後輪車軸１５の変位量に対するクッションユニット２３のストロークの割合を増加させることができる。このため、減衰力の設定自由度を高めることができると共に、この点でも各リンク機構２４，２７への負荷が軽減され、各リンク機構２４，２７の最適設計による軽量化を図ることができる。
【００２７】
さらにまた、クッションユニット２３がクロスメンバ５５の後方に配置されることで、クロスメンバ５５にクッションユニット２３等のための挿通孔を設ける必要がなく、結果としてスイングアーム２１の剛性を高めることができる。
また、クッションユニット２３が略直立した姿勢で配置されるため、クッションユニット２３の配置スペースの前後長を抑えてホイールベースの短縮を図ることができる。
【００２８】
なお、この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば、下部リンク機構２７を設けずにクッションユニット２３の下端部をスイングアーム２１の下部に直接取り付けるような構成としてもよい。
また、上部リンク機構２４及び下部リンク機構２７の構成は一例であり、例えばクッションユニット２３の下端部を第二リンク２９に連結してもよく、さらに、第七連結軸４７を共有して第一リンク２８及び第二リンク２９の両方に連結してもよい。
さらに、上部アーム２５を後傾した姿勢で配置し、その前端部にはクッションユニット２３を、後端部にはスイングアーム２１の上部ブラケット３１をそれぞれ連結するようにしてもよい。
さらにまた、パワーユニット８の後部にスイングアーム２１や各リンク機構２４，２７をそれぞれ取り付けるようにしてもよく、同様に、車体フレーム５（ピボットプレート１３）とパワーユニット８との少なくとも一方にスイングアーム２１や各リンク機構２４，２７を取り付けるようにしてもよい。このとき、ピボットプレート１３が車体フレーム５と別体であってもよい。
そして、発明は自動二輪車に限定されるものではなく、三輪又は四輪等の車両においても適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、上部リンク機構の上部ロッドにより車体側の後方で上部アームが支持されるので、上部アームを支持するために車体側を後方に延出させたりする必要がなく、スイングアームの上方をコンパクトにすると共に車体側の重量増を抑えた上で、上部リンク機構を介してクッションユニットを効率良くストロークさせることができる。
【００３０】
請求項２に記載した発明によれば、上部及び下部リンク機構を用いることでスイングアームの揺動ストローク量に対するクッションユニットのストローク量を増加させることができるため、減衰力の設定自由度を高めることができると共に、各リンク機構にクッション荷重が分散されるため、各リンク機構の最適設計による軽量化を図ることができる。
【００３１】
請求項３に記載した発明によれば、スイングアームの揺動中心であるピボット軸からクッションユニットまでの距離を長くすることができるため、クッションユニットのストロークの割合を増加させることができる。このため、減衰力の設定自由度を高めることができると共に、この点でも各リンク機構への負荷が軽減され、各リンク機構の最適設計による軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における自動二輪車の側面図である。
【図２】スイングアーム式懸架装置の側面図である。
【図３】スイングアームの平面図である。
【図４】スイングアーム式懸架装置のクッションユニット全屈状態を示す側面図である。
【図５】クッションユニットのストローク量と後輪車軸の変位量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
８パワーユニット（車体側）
１３ピボットプレート（車体側）
１４ピボット軸
２０スイングアーム式懸架装置
２１スイングアーム
２２後輪（車輪）
２３クッションユニット
２４上部リンク機構
２５上部アーム
２６上部ロッド
２７下部リンク機構
２８第一リンク
２９第二リンク
５５クロスメンバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a swing arm that supports a wheel and a swing arm type suspension device including a cushion unit attached to the swing arm.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a swing arm type suspension device used for motorcycles and the like, for example, in order to sufficiently secure the minimum ground clearance of the vehicle body, the lower end of the cushion unit is connected to the swing arm, the upper end of the cushion unit is Some are connected to the vehicle body via a link mechanism (for example, see Patent Document 1). This is because a rod extending from the swing arm is connected to one end on the rear side of the arm whose substantially middle portion is swingably supported on the vehicle body side, and the upper end of the cushion unit is connected to the other end on the front side of the arm. Be linked. Accordingly, when the swing arm swings upward, the arm swings via the rod, and the upper end of the cushion unit is pushed down to make a stroke.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 59-33743
[Problems to be solved by the invention]
However, in the swing arm type suspension device as described above, it is necessary to extend the body frame on the vehicle body side behind the cushion unit in order to support the arm, and as a result, the body weight is increased by the length of the vehicle body frame. Therefore, improvement of such inconvenience is a problem.
Therefore, the present invention provides a swing arm type suspension device capable of suppressing an increase in the weight of the vehicle body even when the upper end of the cushion unit is connected to the vehicle body via a link mechanism.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 provides a swing arm (for example, in the embodiment) on a pivot shaft (for example, the pivot shaft 14 in the embodiment) on the vehicle body side (for example, the pivot plate 13 in the embodiment). One end of the swing arm 21) is supported, and a wheel (for example, the rear wheel 22 in the embodiment) is supported on the other end, and a cushion unit (for example, the embodiment) is disposed between the vehicle body and the wheel. The swing arm suspension device (for example, the swing arm suspension device 20 in the embodiment) in which the upper end of the cushion unit 23) is attached to the vehicle body side via the upper link mechanism (for example, the upper link mechanism 24 in the embodiment). In the above, the upper link mechanism has one end connected to the upper end of the cushion unit. An upper arm (for example, the upper arm 25 in the embodiment) whose end is connected to the upper part of the swing arm, and an upper rod (for example, the upper rod 26 in the embodiment) extending between the upper arm and the vehicle body side. A front end of the upper rod is connected to a portion above the pivot shaft on the vehicle body side, and a rear end of the upper rod located rearward on the vehicle body side is connected to a substantially intermediate portion of the upper arm. It is characterized by.
[0006]
According to this configuration, the upper arm is supported behind the vehicle body by effectively using the upper rod that forms a part of the upper link mechanism. When the swing arm swings, the upper arm swings about the rear end of the upper rod, and the upper end of the cushion unit is pushed down.
[0007]
In the invention described in claim 2, a first link (for example, the first link 28 in the embodiment) connected to a lower portion of the swing arm and a second link connected to a portion below a pivot shaft on the vehicle body side. A lower link mechanism (for example, the lower link mechanism 27 in the embodiment) in which a link (for example, the second link 29 in the embodiment) is connected to each other, and at least one of the first link and the second link is The lower end of the cushion unit is connected.
[0008]
According to this configuration, the cushion unit can be pressed and stroked by the upper and lower link mechanisms from above and below, so that the stroke amount of the cushion unit with respect to the swing stroke amount of the swing arm can be increased.
The invention described in claim 3 is characterized in that the cushion unit is arranged behind a cross member of the swing arm (for example, the cross member 55 in the embodiment).
According to this configuration, the distance from the pivot axis, which is the swing center of the swing arm, to the cushion unit can be increased.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of a motorcycle provided with a swing arm type suspension device according to the present invention. As shown in the figure, a front fork 3 that supports a front wheel 2 of a motorcycle 1 is steerably attached to a head pipe 6 of a body frame 5 via a steering stem 4. A power unit 8 as a vehicle body comprising an engine and a transmission is attached to a lower portion of a main frame 7 of the body frame 5, and a fuel tank 9 is attached to an upper portion of the main frame 7. A seat 11 for a driver and a pillion seat 12 for a rear passenger are mounted on an upper portion of a seat rail 10 connected to a rear portion of the main frame 7, respectively. A swing arm type suspension device 20 is attached to a pivot plate (body side) 13 of the body frame 5 extending downward from the rear end of the main frame 7.
[0010]
A swing arm type suspension device 20 includes a swing arm 21 having a front end pivotally mounted on a pivot shaft 14 provided on a pivot plate 13 and a rear wheel (wheel) 22 rotatably mounted on a rear end. A cushion unit 23 attached to the swing arm 21 and the pivot plate 13 to absorb an impact transmitted from the rear wheel 22 to the vehicle body, and the upper end of the cushion unit 23 moves upward with the swing arm 21 swinging. It is connected to the vehicle body via an upper link mechanism 24 that pushes down the upper end of the cushion unit 23, and the lower end of the cushion unit 23 pushes up the lower end of the cushion unit 23 as the swing arm 21 swings upward. It is connected to the vehicle body via a lower link mechanism 27. When the cushion unit 23 makes a stroke so that the upper and lower ends thereof approach and separate from each other, the shock transmitted from the rear wheel 22 and the swing arm 21 to the vehicle body is absorbed. The pivot shaft 14 is provided in parallel with the vehicle width direction, similarly to the axle (hereinafter, sometimes referred to as a rear wheel axle) 15 of the rear wheel 22.
[0011]
As shown in FIG. 2, an upper bracket 31 is provided near the front end of the swing arm 21, that is, on the upper wall in front of the cushion unit 23, and the front end of the upper arm 25 extending rearward on the upper bracket 31 is a fourth end. It is rotatably connected via one connecting shaft 41. The upper end of the cushion unit 23 is rotatably connected to the rear end of the upper arm 25 via a second connection shaft 42. A substantially middle portion between the front and rear ends of the upper arm 25 is rotatably connected via a rear end third connection shaft 43 of the upper rod 26, and a front end of the upper rod 26 is connected to a pivot shaft of the pivot plate 13. An upper attachment portion 33 located above the upper end 14 and above the front end of the upper arm 25 is rotatably connected via a fourth connection shaft 44. The upper arm 25 and the upper rod 26 constitute an upper link mechanism 24. Here, the rear end of the upper rod 26 is located behind the rear end of the pivot plate 13 (body frame 5).
[0012]
On the other hand, a lower bracket 32 is provided on a lower wall of a substantially intermediate portion of the swing arm 21 in the front-rear direction, and the first link 28 is rotatably connected to the lower bracket 32 via a fifth connection shaft 45. You. The first link 28 is formed in a substantially triangular shape in a side view, and each apex is configured as a connection part with a mating component. The lower bracket 32 is connected to the top located on the upper rear side. A lower end of the cushion unit 23 is rotatably connected to a top located on the upper front side of the first link 28 via a sixth connection shaft 46. A rear end of the second link 29 is rotatably connected to a top portion serving as a lower portion of the first link 28 via a seventh connection shaft 47, and a front end of the second link 29 is a lower end of the pivot plate 13, That is, it is connected to the lower mounting portion 34 located below the pivot shaft 14. The first link 28 and the second link 29 constitute the lower link mechanism 27. The connecting shafts 41 to 48 are provided in parallel with the pivot shaft 14.
[0013]
As shown in FIG. 3, the swing arm 21 is configured by connecting front portions of a pair of arm portions 52, 52 provided in parallel with a cross member 55. Specifically, each of the arm portions 52 is formed so as to gradually spread in the vehicle width direction as it is located rearward, and a reinforcing frame 53 extending across the front and rear ends is joined to their lower surfaces (see FIG. 2). The front end of each arm 52 is connected by a pivot pipe 54 extending in the vehicle width direction, and the front of each arm 52 and the reinforcing frame 53 are connected by a cross member 55 provided behind the pivot pipe 54. Thus, the swing arm 21 is integrally formed. The cushion unit 23 is disposed behind the cross member 55 and in front of the rear wheel 22. That is, the cushion unit 23 is disposed closer to the rear wheel 22 than the cross member 55 is. Therefore, no cross member 55 is provided between the cushion unit 23 and the rear wheel 22.
[0014]
As shown in FIG. 2, the cushion unit 23 includes a damper (damping device) 60 in which the cylinder 58 is arranged on the upper side and the piston rod 59 that strokes with the piston (not shown) in the cylinder 58 is arranged on the lower side. And a suspension spring 61 set between the flange portions 58a and 59a provided at the upper end of the cylinder 58 and the lower end of the piston rod 59 so as to provide a predetermined initial load. Above the cylinder 58, an upper connecting portion 62, which is the upper end of the cushion unit 23, is provided below the piston rod 59, and a lower connecting portion 63, which is the lower end of the cushion unit 23, is provided below the piston rod 59. , 63 are moved toward and away from each other. At this time, the damper 60 also strokes at the same time, thereby generating a damping force proportional to the stroke speed of the cushion unit 23. Reference numeral 64 denotes a reserve tank for cushion oil filled in the cylinder 58.
[0015]
The upper portion of the cushion unit 23 protrudes above the upper surface of the swing arm 21 (the upper surface of the arm portion 52), and the lower end portion (the lower connecting portion 63) of the cushion unit 23 is lower than the lower surface of the swing arm 21 (the lower surface of the reinforcing frame 53). It is arranged so as to protrude downward. In addition, the cushion unit 23 is arranged such that the axis 23A in the longitudinal direction (extending and contracting direction) connecting the centers of the connecting shafts 42 and 46 at both ends thereof is substantially perpendicular, that is, substantially parallel to the vertical direction. .
[0016]
A substantially intermediate portion between the front and rear ends of the upper arm 25 is formed to protrude upward, and the rear end of the upper rod 26 is connected to this protruding portion. That is, the third connection shaft 43 is provided so as to be displaced above the axis 25A connecting the centers of the first and second connection shafts 41 and 42 of the upper arm 25.
The lower bracket 32 is disposed behind the cushion unit 23, that is, behind the pivot shaft 14 and the lower mounting portion 34. When the lower bracket 32 moves upward with the upward swing of the swing arm 21, the distance between the lower bracket 32 and the fifth connection shaft 45 and the lower mounting portion 34 and the eighth connection shaft 48 increases. It will be.
[0017]
Here, FIG. 2 shows a state in which the cushion unit 23 of the swing arm type suspension device 20 is in the maximum extension position (full extension state). In this state, the upper arm 25 is located higher on the rear side than on the front side. It is arranged in a posture leaning forward. The fourth connecting shaft 44 connecting the upper rod 26 and the pivot plate 13 is provided at substantially the same height as the third connecting shaft 43, and the center of the third and fourth connecting shafts 43, 44 of the upper rod 26 is provided. Is provided so as to be substantially parallel to the front-rear direction.
[0018]
On the other hand, fifth and sixth connecting shafts 45 and 46 for connecting the first link 28 to the lower bracket 32 and the lower connecting portion 63 of the cushion unit 23 are provided so as to have substantially the same height. Further, a seventh connecting shaft 47 connecting the first and second links 28 and 29 to each other is disposed below the fifth and sixth connecting shafts 45 and 46, and the fifth and seventh connecting shafts 47 of the first link 28 are arranged. The angle R formed by the axis 28A connecting the centers of the connecting shafts 45 and 47 and the axis 29A connecting the centers of the seventh and eighth connecting shafts 47 and 48 of the second link 29 is substantially a right angle.
[0019]
Next, the operation will be described.
FIG. 4 shows a state in which the cushion unit 23 of the swing arm type suspension device 20 is in the maximum contraction position (full bending state). The swing arm 21 indicated by a chain line in the drawing indicates a position (the position in FIG. 2) when the cushion unit 23 is fully extended.
As shown in the figure, when the swing arm 21 swings with respect to the vehicle body side (the body frame 5 and the power unit 8) in the direction of moving the rear wheel 22 upward about the pivot shaft 14, the upper bracket together with the swing arm 21 is provided. The lower bracket 31 and the lower bracket 32 move diagonally forward and upward along an arc centered on the pivot shaft 14.
[0020]
At this time, the front end of the upper arm 25 moves diagonally forward and upward about the pivot shaft 14 together with the upper bracket 31, but since the middle part of the upper arm 25 is connected to the upper rod 26, The intermediate portion is supported by the pivot plate 13 via the upper rod 26. As a result, the upper arm 25 swings about the rear end of the upper rod 26 so as to displace the rear end downward.
[0021]
The first link 28 connected to the lower bracket 32 also moves upward, and the distance between the fifth connection shaft 45 and the eighth connection shaft 48 increases, so that the first link 28 and the second link 29 rotates relative to each other so as to open the angle R formed by the axes 28A and 29A. As a result, the sixth connecting shaft 46 is displaced above the fifth connecting shaft 45.
[0022]
Therefore, the upper end of the cushion unit 23 is pushed down by the rear end of the upper arm 25. On the other hand, the lower end of the cushion unit 23 is pushed up by the upward movement of the first link 28, and further pushed up by the sixth connecting shaft 46 being displaced above the fifth connecting shaft 45. As a result, the cushion unit 23 is pressed from above and below to make a stroke, and the load is absorbed by the suspension spring 61 while being attenuated by the damper 60.
[0023]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of displacement of the rear wheel axle 15 and the amount of stroke of the cushion unit 23 in the swing arm type suspension device 20. The vertical axis represents the stroke amount of the cushion unit 23, and the horizontal axis represents the vertical displacement amount of the rear wheel axle 15.
As shown in the figure, when the rear wheel axle 15 starts to be displaced from the state where the cushion unit 23 is in the maximum extension position (full extension state), the stroke amount of the cushion unit 23 is the displacement amount of the rear wheel axle 15. It increases almost linearly with the increase in. When the displacement amount of the rear wheel axle 15 further increases and approaches the state where the cushion unit 23 is at the maximum contraction position (full bending state), the stroke amount of the cushion unit 23 with respect to the increase in the displacement amount of the rear wheel axle 15 is increased. The rate of increase (ratio) gradually increases. That is, in the swing arm suspension device 20, the stroke amount of the cushion unit 23 gradually increases with the rear wheel axle 15 being displaced upward, that is, the stroke speed of the cushion unit 23 increases. I have. As a result, when the amount of contraction of the cushion unit 23 is small (for example, in the riding 1G state), the damping force is reduced and riding comfort is improved, and near the maximum contraction position of the cushion unit 23, the damping force increases and the cushion unit 23 increases. 23 is prevented from bottoming out.
[0024]
According to the above-described embodiment, by effectively utilizing the upper rod 26 that forms a part of the upper link mechanism 24, the upper arm 25 is supported behind the pivot plate 13, and when the swing arm 21 swings, The upper arm 25 swings about the rear end of the upper rod 26, and the upper end of the cushion unit 23 is pushed down. For this reason, there is no need to extend the body frame 5 backward to support the upper arm 25, so that the upper part of the swing arm 21 can be made compact, the weight of the body frame 5 can be suppressed, and the upper link can be reduced. The cushion unit 23 can be efficiently stroked through the mechanism 24.
[0025]
Further, since the cushion unit 23 can be pressed and stroked from above and below by the upper and lower link mechanisms 24 and 27, the cushion unit 23 can be moved with respect to the displacement of the rear wheel axle 15 (the swing stroke of the swing arm 21). The stroke amount can be increased. Therefore, the degree of freedom in setting the damping force can be increased, and the load applied to each link mechanism 24, 27 is reduced by dispersing the cushion load to each link mechanism 24, 27, and the weight is reduced by the optimal design. Can be planned.
[0026]
Further, by disposing the cushion unit 23 behind the cross member 55 of the swing arm 21, the distance from the pivot shaft 14, which is the swing center of the swing arm 21, to the cushion unit 23 becomes longer, and the rear wheel axle 15 The ratio of the stroke of the cushion unit 23 to the displacement amount can be increased. For this reason, the degree of freedom in setting the damping force can be increased, and also in this regard, the load on each of the link mechanisms 24 and 27 can be reduced, and the weight of each link mechanism 24 and 27 can be reduced by optimal design.
[0027]
Furthermore, since the cushion unit 23 is disposed behind the cross member 55, there is no need to provide an insertion hole for the cushion unit 23 and the like in the cross member 55, and as a result, the rigidity of the swing arm 21 can be increased. .
Further, since the cushion unit 23 is arranged in a substantially upright posture, the front and rear length of the arrangement space of the cushion unit 23 can be suppressed, and the wheelbase can be shortened.
[0028]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the lower end of the cushion unit 23 may be directly attached to the lower part of the swing arm 21 without providing the lower link mechanism 27.
The configuration of the upper link mechanism 24 and the lower link mechanism 27 is an example. For example, the lower end of the cushion unit 23 may be connected to the second link 29, and the first link shaft 47 may be shared by the first link mechanism 47. It may be connected to both the link 28 and the second link 29.
Further, the upper arm 25 may be arranged in a rearwardly inclined posture, and the cushion unit 23 may be connected to the front end thereof, and the upper bracket 31 of the swing arm 21 may be connected to the rear end thereof.
Furthermore, the swing arm 21 and the respective link mechanisms 24 and 27 may be attached to the rear portion of the power unit 8, respectively. Similarly, the swing arm 21 and the link arm 24 are attached to at least one of the body frame 5 (pivot plate 13) and the power unit 8. Each link mechanism 24, 27 may be attached. At this time, the pivot plate 13 may be separate from the body frame 5.
The invention is not limited to motorcycles, but can also be applied to three-wheel or four-wheel vehicles.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the upper arm supports the upper arm behind the vehicle body by the upper rod of the upper link mechanism. There is no need to extend the cushion unit, and the cushion unit can be efficiently stroked via the upper link mechanism while making the upper part of the swing arm compact and suppressing weight increase on the vehicle body side.
[0030]
According to the invention described in claim 2, since the stroke amount of the cushion unit with respect to the swing stroke amount of the swing arm can be increased by using the upper and lower link mechanisms, the degree of freedom in setting the damping force is increased. In addition, since the cushion load is distributed to each link mechanism, the weight can be reduced by optimally designing each link mechanism.
[0031]
According to the third aspect of the present invention, the distance from the pivot axis, which is the swing center of the swing arm, to the cushion unit can be increased, so that the stroke ratio of the cushion unit can be increased. Therefore, the degree of freedom in setting the damping force can be increased, and also in this respect, the load on each link mechanism can be reduced, and the weight can be reduced by optimally designing each link mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a swing arm type suspension device.
FIG. 3 is a plan view of a swing arm.
FIG. 4 is a side view showing a fully bent state of the cushion unit of the swing arm type suspension device.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a stroke amount of a cushion unit and a displacement amount of a rear wheel axle.
[Explanation of symbols]
8 Power unit (body side)
13 Pivot plate (body side)
14 Pivot shaft 20 Swing arm type suspension device 21 Swing arm 22 Rear wheel (wheel)
23 Cushion unit 24 Upper link mechanism 25 Upper arm 26 Upper rod 27 Lower link mechanism 28 First link 29 Second link 55 Cross member

Claims

One end of the swing arm is supported on a pivot shaft on the vehicle body side, and wheels are supported on the other end. The upper end of a cushion unit disposed between the vehicle body side and the wheels is connected to the upper end via an upper link mechanism. In the swing arm type suspension device attached to the vehicle body side, the upper link mechanism includes an upper arm having one end connected to an upper end of the cushion unit and the other end connected to an upper part of the swing arm; An upper rod extending to a vehicle body side, a front end of the upper rod is connected to a portion above a pivot shaft on the vehicle body side, and a rear end of an upper rod located rearward on the vehicle body side is the upper end. A swing arm type suspension device which is connected to a substantially intermediate portion of an arm.

A lower link mechanism in which a first link connected to a lower portion of the swing arm and a second link connected to a portion below a pivot shaft on the vehicle body side are connected to each other; The swing arm type suspension device according to claim 1, wherein a lower end portion of the cushion unit is connected to at least one of the two links.

The swing arm type suspension device according to claim 1 or 2, wherein the cushion unit is disposed behind a cross member of the swing arm.