JP2006264459A - 車両のスイングアーム式懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車体フレーム側から後輪側へのロール伝達をより迅速に行える車両のスイングアーム式懸架装置を提供する。
【解決手段】 車体フレーム側、詳しくは、パワーユニット１６に設けたピボット軸３１にスイング自在にスイングアーム３２を取付け、このスイングアーム３２にクッションユニット３４の一端を取付け、このクッションユニット３４の他端をクッション支持リンク機構３７を介してスイングアーム３２及びパワーユニット１６に取付け、スイングアーム３２の端部で後輪３３を支持した自動二輪車１０のスイングアーム式懸架装置において、左右のシートレール２３，２３に渡したクロスパイプ２３Ａとスイングアーム３２との間に、車体の左右方向のロールを、車体フレーム側のシートレール２３，２３からスイングアーム３２へ伝達するロールサポートリンク機構３５を設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のスイングアーム式懸架装置の改良に関するものである。

従来の車両のスイングアーム式懸架装置として、車体側のピボット軸にスイングアームの一端を取付け、このスイングアームの他端で後輪を支持し、スイングアームにクッションユニットの上端を取付け、このクッションユニットの下端をリンク機構を介して車体側及びスイングアーム側に連結したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−６８０６６公報

特許文献１の図１及び図２には、パワーユニット１６の後部にピボット軸３１を設け、このピボット軸３１にスイングアーム３２の前端をスイング可能に取付け、このスイングアーム３２の後端に後輪３３を取付け、クッションユニット３４の端部に設けた上端取付部４６をスイングアーム３２の上部ブラケット３６にスイング可能に取付け、クッションユニット３４の端部に設けた下端取付部４３及びスイングアーム３２の下部ブラケット３８をリンク機構３７に連結し、リンク機構３７をパワーユニット１６の後部下部に連結したスイングアーム式懸架装置３０が記載されている。

例えば、コーナリング等で車体がロールを開始したときに、車体側であるパワーユニット１６のロールは、ピボット軸３１を介してスイングアーム３２に伝わり、このスイングアーム３２から後輪３３に伝わるが、車体のロールは、パワーユニット１６から遅れて後輪３３に伝わる。運転者によっては、車体のロールがほとんど遅れなく後輪３３に伝わるような後輪用懸架装置も望まれる。

本発明の目的は、車体フレーム側から後輪側へのロール伝達をより迅速に行える車両のスイングアーム式懸架装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、車体フレーム側に設けたピボット軸にスイング自在にスイングアームを取付け、このスイングアームにクッションユニットの一端を取付け、このクッションユニットの他端をクッション支持リンク機構を介してスイングアーム及び車体フレームに取付け、スイングアームの端部で後輪を支持した車両のスイングアーム式懸架装置において、車体フレームとスイングアームとの間に、前後輪の接地部を中心とした車体の左右方向のロールを、車体フレームからスイングアームへ伝達するロールサポートリンク機構を設けたことを特徴とする。

車体フレームがロールしたときには、そのロールがピボット軸を介してスイングアームに伝わるとともに、車体フレームのロールがロールサポートリンク機構を介してもスイングアームに伝わる。
ロールサポートリンク機構を設けたので、ロールサポートリンク機構によって車体フレーム側のロールがより迅速に後輪に伝わる。

請求項２に係る発明は、ロールサポートリンク機構の一端をスイングアームの上部に連結したことを特徴とする。
スイングアームの上部は、車体フレームと近接させ易い位置にあり、スイングアームの上部と車体フレームとをロールサポートリンク機構で連結することで、ロールサポートリンク機構を構成する各リンクの長さを短くすることが可能になる。

請求項３に係る発明は、ロールサポートリンク機構のスイングアーム側の連結部を、クッションユニットの後方に設けたことを特徴とする。
ロールサポートリンク機構のスイングアーム側の連結部が、スイングアーム端部で支持した後輪により近づき、車体フレームのロールがロールサポートリンク機構を介してより迅速に後輪に伝わる。

請求項１に係る発明では、車体フレームとスイングアームとの間にロールサポートリンク機構を設けたので、車体のロールを、車体フレーム側からピボット軸を介してスイングアームに伝えるのに加えて、車体フレーム側からサポートリンク装置を介してスイングアームに伝えることができ、後輪へのロール伝達を迅速に行うことができる。

請求項２に係る発明では、ロールサポートリンク機構の一端をスイングアームの上部に連結したので、ロールサポートリンク機構の各リンクの長さをより短くすることができ、車体フレーム側のロールをより素早く後輪に伝えることができる。

請求項３に係る発明では、ロールサポートリンク機構のスイングアーム側の連結部を、クッションユニットの後方に設けたので、ロールサポートリンク機構のスイングアーム側の連結部が後輪により近づくため、車体フレームのロールを効率良く後輪に伝えることができ、車体フレーム側のロールに対する後輪のロールの応答性を向上させることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
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車両の側面図（第１実施形態）であり、自動二輪車１０は、メインフレーム１１と、このメインフレーム１１の前端部に設けたヘッドパイプ１２にフロントフォーク１３及び前輪１４を操舵自在に取付け、フロントフォーク１３の上部にバーハンドル１５を取付け、メインフレーム１１の下部にエンジン及び変速機からなるパワーユニット１６を取付け、このパワーユニット１６の後部にスイングアーム式懸架装置３０を取付け、メインフレーム１１の上部に燃料タンク１７を取付け、この燃料タンク１７の後方にシート１８，２１を配置した車両である。なお、２２はカウリング、２３，２４はメインフレーム１１の後部から後方斜め上方に延ばしたシートレール及びサブフレーム、２５は後輪車軸である。

スイングアーム式懸架装置３０は、パワーユニット１６の後部にピボット軸３１を設け、このピボット軸３１にスイングアーム３２の前端をスイング可能に取付け、このスイングアーム３２の後端に後輪３３を取付け、スイングアーム３２のピボット軸３１近傍に、後輪３３及びスイングアーム３２を介して車体に衝撃が伝わらないように衝撃を吸収するクッションユニット３４の上端を取付け、クッションユニット３４の下端をパワーユニット１６の下部及びスイングアーム３２にクッション支持リンク機構３７（後で詳述する。）を介して取付け、スイングアーム３２の上部と左右のシートレール２３に渡したクロスパイプ２３Ａとをロールサポートリンク機構３５で連結したものである。
上記したメインフレーム１１、シートレール２３、クロスパイプ２３Ａ、サブフレーム２４は車体フレーム２８に含まれる部材である。

図２は本発明に係るスイングアーム式懸架装置の要部を示す側面図（第１実施形態）であり、スイングアーム３２は、上部に、クッションユニット３４を取付けるための上部第１ブラケット３６Ａと、ロールサポートリンク機構３５を取付けるための上部第２ブラケット３６Ｂとを設け、下部にクッション支持リンク機構３７を取付けるための下部ブラケット３８を設けたものである。

クッションユニット３４は、シリンダ部４１と、このシリンダ部４１に移動自在に収納した図示せぬピストンに取付けたピストンロッド４２と、このピストンロッド４２の端部に設けた下端取付部４３と、シリンダ部４１及び下端取付部４３のそれぞれの間に介在させた懸架スプリング４４とからなり、シリンダ部４１の端部に設けた上端取付部４６をスイングアーム３２の上部第１ブラケット３６Ａにスイング可能に取付け、下端取付部４３をクッション支持リンク機構３７に取付けたものである。なお、４７は上部第１ブラケット３６Ａに上部取付部４６を連結する上部スイング軸である。

クッション支持リンク機構３７は、スイングアーム３２の下部ブラケット３８にスイング可能に取付けた側面視三角状の第１リンク５１と、この第１リンク５１に一端をスイング可能に取付けるとともに、他端を、パワーユニット１６の下部に設けたリンク取付部５２にスイング可能に取付けた第２リンク５３とからなる。なお、５５はリンク取付部５２に第２リンク５３を連結するパワーユニット側スイング軸である。

第１リンク５１は、スイングアーム３２の下部ブラケット３８と第１軸５６で連結し、第２リンク５３と第２軸５７で連結し、クッションユニット３４の下端取付部４３と第３軸５８でそれぞれスイング可能に連結したものである。
パワーユニット側スイング軸５５は、ピボット軸３１よりも下方に位置する軸である。

ロールサポートリンク機構３５は、一端をスイングアーム３２の上部第２ブラケット３６Ｂにスイング可能に取付けた第１サポートリンク６１と、この第１サポートリンク６１の他端に一端をスイング可能に取付けるとともに、シートレール２３側のクロスパイプ２３Ａに設けたフレーム側ブラケット６２に他端をスイング可能に取付けた第２サポートリンク６３とからなる。

６５は上部第２ブラケット３６Ｂと第１サポートリンク６１とを連結する第１連結軸、６６は第１サポートリンク６１と第２サポートリンク６３とを連結する第２連結軸、６７は第２サポートリンク６３とフレーム側ブラケット６２とを連結する第３連結軸、６８はメインフレーム１１にシートレール２３を取付ける取付ボルトである。

図３は本発明に係るロールサポートリンク機構を説明する背面図（第１実施形態）であり、シートレール側のクロスパイプ２３Ａに設けたフレーム側ブラケット６２と、スイングアーム３２、詳しくは、左右に設けた左アーム３２ａと右アーム３２ｂとを連結する連結部３２ｃの上部に設けた上部第２ブラケット３６Ｂとの間にロールサポートリンク機構３５を渡したことを示す。
上部第２ブラケット３６Ｂは、左ブラケット３６ｃ及び右ブラケット３６ｄからなり、フレーム側ブラケット６２は、左ブラケット６２ａ及び右ブラケット６２ｂからなる。

図４は本発明に係るロールサポートリンク機構（第１実施形態）を説明する斜視図であり、ロールサポートリンク機構３５の第１サポートリンク６１は、一本の棒状部材であり、一端部に上部第２ブラケット３６Ｂに連結するスイングアーム側連結部６１ａを備え、他端部に第２サポートリンク６３に連結する第２リンク側連結部６１ｂを備える。

第２サポートリンク６３は、フォーク状部材であり、一端部に第１サポートリンク６１に連結する第１リンク側連結部６３ａを備え、他端部にフレーム側ブラケット６２（図３参照）に連結するフレーム側連結部６３ｂとを備える。

第２サポートリンク６３の第１リンク側連結部６３ａは、第１サポートリンク６１の第２リンク側連結部６１ｂを挟み込む一対の挟持部６３ｃ，６３ｄを備えるコ字形状の部分である。

以上に述べたスイングアーム式懸架装置３０の作用を次に説明する。
図５は本発明に係るスイングアーム式懸架装置の作用を説明する第１作用図（第１実施形態）である。
図１において、例えば、自動二輪車１０が路面の凸部を乗り越え、車体側（車体フレーム２８に備えるメインフレーム１１やパワーユニット１６）に対して後輪３３が上方に移動した場合、図５において、スイングアーム３２は想像線で示す位置から実線で示す位置までピボット軸３１を中心に矢印（１）のように上方にスイングし、これに伴って、第１リンク５１が第１軸５６を中心に矢印（２）のように時計回りにスイングし、これによって、第３軸５８に取付けた下端取付部４３が矢印（３）のように上昇する。従って、クッションユニット３４には縮みながら減衰力が発生し、衝撃を吸収する。

このとき、ロールサポートリンク機構３５における第１サポートリンク６１と第２サポートリンク６３とは、スイングアーム３２の上方へのスイングに伴って、それらのなす角度θが次第に小さくなるように屈曲する。

図６は本発明に係るスイングアーム式懸架装置の作用を説明する第２作用図（第１実施形態）であり、スイングアーム３２の後輪車軸２５の上下方向の移動量と、クッションユニット３４のストローク量との関係を説明する図である。なお、図中、大きな◎印は後輪車軸２５、小さな◎印は上部スイング軸４７及び第３軸５８を示す。
後輪車軸２５が◎印で示した位置、即ち運転者が自動二輪車に乗車した状態で、且つ停車して（車体に加減速時の力を作用させずに）直立させたときの位置（「乗車１Ｇ状態位置」とも言う。この位置を、以下「乗車中立位置」と記す。これは、スイングアーム３２、後輪３３（図１参照）の乗車中立位置でもある。）にある場合に、クッション支持リンク機構３７（図２参照）とクッションユニット３４（図２参照）との連結軸となる第３軸５８は、◎印で示した位置にある。

この時のクッションユニット３４の全長（上部スイング軸４７の軸心４７ａと第３軸５８の軸心５８ａとの距離。以下同様。）をＬａとし、クッションユニット３４を最大に伸ばした時の全長をＬｅとすると、乗車中立位置でのクッションユニット３４のストローク量はＳａとなる。（即ち、Ｓａ＝Ｌｅ−Ｌａ）

まず、スイングアーム３２が乗車中立位置からクッションユニット３４（図２参照）の伸び側にスイング（下方へスイング）した場合には、スイングアーム３２、スイングアーム３２の上部ブラケット３６、クッションユニット３４の下端取付部４３、第３軸５８、後輪車軸２５は、実線で示した位置になり、この時の後輪車軸２５におけるクッションユニット３４の伸び側への移動量（後輪車軸２５の軸心２５ａの移動量）をＤａとする。この時、クッションユニット３４の全長をＬｂ、ストローク量をＳｂとする。（即ち、Ｓｂ＝Ｌｅ−Ｌｂ）

また、スイングアーム３２が乗車中立位置からクッションユニット３４の縮み側へ（上方へスイング）スイングした場合には、スイングアーム３２、スイングアーム３２の上部ブラケット３６、クッションユニット３４の下端取付部４３、第３軸５８、後輪車軸２５は、一点鎖線で示した位置になり、この時の後輪車軸２５のクッションユニット４３の縮み側への移動量を上記した移動量と同じＤａとする。この時、クッションユニット３４の全長をＬｃ、ストローク量をＳｃとする。（即ち、Ｓｃ＝Ｌｅ−Ｌｃ）

本発明のスイングアーム式懸架装置３０（図２参照）では、クッション支持リンク機構３７（図２参照）を用いることにより、（Ｓｃ−Ｓａ）＞（Ｓａ−Ｓｂ）となる。
即ち、後輪車軸２５がクッションユニット３４の縮み側へストロークするにつれて、クッションユニット３４のストローク量の変化が大きくなる。
これにより、クッションユニット３４のピストンの移動速度が上昇し、クッションユニット３４で発生する減衰力が大きくなる。

図７は本発明に係るスイングアーム式懸架装置における後輪車軸の変位量とクッションユニットのストローク量との関係を示すグラフ（第１実施形態）であり、縦軸はクッションユニットのストローク量、横軸は後輪車軸の上下方向の変位量を表す。（符号は図２及び図５参照）
後輪車軸２５の上下方向の変位量が、クッションユニット３４の最大伸び位置である点Ａから乗車中立位置である点Ｂまでの範囲では、クッションユニット３４のストローク量は、後輪車軸２５の上下方向の変位量の増加に伴ってほぼ直線的に増加する。

また、後輪車軸２５の上下方向の変位量が、乗車中立位置の点Ｂからクッションユニット３４の最大縮み位置である点Ｃまでの範囲では、後輪車軸２５の上下方向の変位量の増加に対してクッションユニット３４のストローク量の増加の割合が次第に大きくなる。

このように、クッション支持リンク機構３７により、後輪車軸２５を乗車中立位置からクッションユニット３４の縮み側へ変位させたときに、クッションユニット３４のストローク量を次第に大きくする、即ち、クッションユニット３４のストローク速度を大きくすることで、クッションユニット３４の最大縮み位置近くでは、クッションユニット３４で発生する減衰力を大きくしてクッションユニット３４の底付きを防止し、乗車中立位置付近では、クッションユニット３４で発生する減衰力を小さくして乗り心地を良くすることができる。

以上に述べたロールサポートリンク機構３５の作用を次に説明する。
図８は本発明に係るロールサポートリンク機構の作用を示す作用図（第１実施形態）である。
車体側、詳しくは、クロスパイプ２３Ａを含む車体フレームが矢印Ｃで示すように、車両左右方向にロールすると、そのロールは、図１に示したパワーユニット１６、ピボット軸３１及びスイングアーム３２を介して後輪３３に伝わる。

本発明では、上記のロールの伝達経路に加えて、図８において、車体フレーム側のロールは、クロスパイプ２３Ａからロールサポートリンク機構３５を介してスイングアーム３２に伝わり（矢印Ｄ，Ｄはロール方向）、後輪３３が矢印Ｅのようにロールし、地面９５に対して接地点９６を中心にして傾く。
このとき、図５に示したように、スイングアーム３２が上下にスイングしても、ロールサポートリンク機構３５はスイングアーム３２のスイングに伴って抵抗なく屈曲する。

以上の図１及び図２で説明したように、本発明は第１に、車体フレーム２８側、詳しくは、パワーユニット１６に設けたピボット軸３１にスイング自在にスイングアーム３２を取付け、このスイングアーム３２にクッションユニット３４の一端を取付け、このクッションユニット３４の他端をクッション支持リンク機構３７を介してスイングアーム３２及び車体フレーム２８側、詳しくは、パワーユニット１６に取付け、スイングアーム３２の端部で後輪３３を支持した車両としての自動二輪車１０のスイングアーム式懸架装置３０において、車体フレーム２８、詳しくは、左右のシートレール２３，２３に渡したクロスパイプ２３Ａとスイングアーム３２との間に、前輪１４及び後輪３３の接地部としての接地点９６（図８参照）を中心とした車体の左右方向のロールを、車体フレーム２８からスイングアーム３２へ伝達するロールサポートリンク機構３５を設けたことを特徴とする。

クロスパイプ２３Ａとスイングアーム３２との間にロールサポートリンク機構３５を設けたので、車体のロールを、車体フレーム２８側からピボット軸３１を介してスイングアーム３２に伝えるのに加えて、車体フレーム２８側からロールサポートリンク機構３５を介してスイングアーム３２に伝えることができ、ロールサポートリンク機構３５によって後輪３３へのロール伝達を迅速に行うことができる。

本発明は第２に、ロールサポートリンク機構３５の一端をスイングアーム３２の上部に連結したことを特徴とする。
ロールサポートリンク機構３５の一端をスイングアーム３２の上部に連結したので、ロールサポートリンク機構３５の各リンク、即ち第１サポートリンク６１及び第２サポートリンク６３のそれぞれの長さをより短くすることができ、車体フレーム２８側のロールをより素早く後輪３３に伝えることができる。

本発明は第３に、ロールサポートリンク機構３５のスイングアーム３２側の連結部を、クッションユニット３４の後方に設けた、即ち、クッションユニット３４の一端を支持するスイングアーム３２の上部第１ブラケット３６Ａの後方に、ロールサポートリンク機構３５の一端を支持する上部第２ブラケット３６Ｂを設けたことを特徴とする。

ロールサポートリンク機構３５のスイングアーム３２側の連結部を、クッションユニット３４の後方に設けたので、ロールサポートリンク機構３５のスイングアーム３２側の連結部が後輪３３により近づくため、車体フレーム２８側のロールを効率良く後輪３３に伝えることができ、車体フレーム２８側のロールに対する後輪３３のロールの応答性を向上させることができる。

図９は本発明に係るロールサポートリンク機構（第２実施形態）を示す斜視図であり、ロールサポートリンク機構７５は、一端をスイングアーム３２（図５参照）の上部に設けた上部第２ブラケット７６にスイング可能に取付けた第１サポートリンク７７と、この第１サポートリンク７７の他端に一端をスイング可能に取付けるとともに、シートレール２３（図５参照）側のフレーム側ブラケット６２（図５参照）に他端をスイング可能に取付けた第２サポートリンク７８とからなる。

第１サポートリンク７７は、一対の棒状部材である左リンク８１及び右リンク８２からなり、それぞれ一端部に上部第２ブラケット７６に連結するスイングアーム側連結部８１ａ，８２ａを備え、他端部に第２サポートリンク７８に連結する第２リンク側連結部８１ｂ，８２ｂを備える。

第２サポートリンク７８は、一本の棒状部材であり、一端部に第１サポートリンク７７に連結する第１リンク側連結部７８ａを備え、他端部にフレーム側ブラケット６２に連結するフレーム側連結部７８ｂを備える。

図１０は本発明に係るロールサポートリンク機構（第３実施形態）を示す背面図であり、ロールサポートリンク機構９１は、一対のロールサポートリンク機構３５を、それぞれスイングアーム３２の左アーム３２ａの上部、右アーム３２ｂの上部に一端を連結するとともに、他端をクロスパイプ２３Ａの左右に設けたフレーム側ブラケット６２，６２に連結したものである。

このように、左右一対のロールサポートリンク機構３５を設けることで、車体フレーム側のロールをスイングアーム３２に効率良く伝えることができ、より一層後輪３３（図８参照）のロールの応答性を高めることができる。

尚、本実施形態では、図２に示したように、ロールサポートリンク機構３５の一端をシートレール２３のクロスパイプ２３Ａに取付けたが、これに限らず、ロールサポートリンク機構３５の一端をメインフレーム１１側（メインフレーム１１に直に取付ける、又は左右のメインフレームに渡したクロスパイプに取付ける。）、あるいは、サブフレーム２４側（サブフレーム２４に直に取付ける、又は左右のサブフレーム２４に渡したクロスパイプに取付ける。）に取付けてもよい。

本発明のスイングアーム式懸架装置は、前輪及び後輪の少なくとも一方をスイングアームで支持する二輪車に好適である。

本発明に係るスイングアーム式懸架装置を備えた車両の側面図（第１実施形態）である。 本発明に係るスイングアーム式懸架装置の要部を示す側面図（第１実施形態）である。 本発明に係るロールサポートリンク機構を説明する背面図（第１実施形態）である。 本発明に係るロールサポートリンク機構（第１実施形態）を説明する斜視図である。 本発明に係るスイングアーム式懸架装置の作用を説明する第１作用図（第１実施形態）である。 本発明に係るスイングアーム式懸架装置の作用を説明する第２作用図（第１実施形態）である。 本発明に係るスイングアーム式懸架装置における後輪車軸の変位量とクッションユニットのストローク量との関係を示すグラフ（第１実施形態）である。 本発明に係るロールサポートリンク機構の作用を示す作用図（第１実施形態）である。 本発明に係るロールサポートリンク機構（第２実施形態）を示す斜視図である。 本発明に係るロールサポートリンク機構（第３実施形態）を示す背面図である。

符号の説明

１０…車両（自動二輪車）、１４…前輪、２８…車体フレーム、３０…スイングアーム式懸架装置、３１…ピボット軸、３２…スイングアーム、３３…後輪、３４…クッションユニット、３５，７５，９１…ロールサポートリンク機構、３７…クッション支持リンク機構、９６…前後輪の接地部（接地点）。

Claims (3)

1. 車体フレーム側に設けたピボット軸にスイング自在にスイングアームを取付け、このスイングアームにクッションユニットの一端を取付け、このクッションユニットの他端をクッション支持リンク機構を介して前記スイングアーム及び前記車体フレームに取付け、前記スイングアームの端部で後輪を支持した車両のスイングアーム式懸架装置において、
   前記車体フレームと前記スイングアームとの間に、前後輪の接地部を中心とした車体の左右方向のロールを、前記車体フレームから前記スイングアームへ伝達するロールサポートリンク機構を設けたことを特徴とする車両のスイングアーム式懸架装置。
2. 前記ロールサポートリンク機構は、一端が前記スイングアームの上部に連結されることを特徴とする請求項１記載の車両のスイングアーム式懸架装置。
3. 前記ロールサポートリンク機構は、前記スイングアーム側の連結部が、前記クッションユニットの後方に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両のスイングアーム式懸架装置。

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