JP2011173570A - 自動二輪車の後輪懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のピッチング挙動を効果的に抑制しつつロールモーメントおよびヨ一モーメントに及ぼす影響が極めて小さい自動二輪車の後輪懸架装置を提案する。
【解決手段】自動二輪車１の後輪懸架装置１５は、車体フレーム２に揺動自在に軸支されるとともに後輪１３を軸支するスイングアーム１２の揺動に連動して回転するフライホイール５９を備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、フライホイールを備える自動二輪車の後輪懸架装置に関する。

自動二輪車の加速時においてピッチングを防止して走行の安定化を図った自動二輪車の後輪懸架装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この自動二輪車の後輪懸架装置は、スロットルグリップの開度を検出して油圧緩衝器の伸び減衰力を増大させてピッチングを抑制する。

特開昭６０−１４６７７４号公報

先ず、自動二輪車の加速時におけるピッチングによって油圧緩衝器が縮まる場合、特許文献１に記載の自動二輪車の懸架装置はピッチングを十分に防止できない。

また、油圧緩衝器は、単位時間当たりの伸張量が小さい領域、すなわち油圧緩衝器内部のピストン速度が低速域の場合、十分な減衰力を得ることができない。このような特性を有する油圧緩衝器はピッチング挙動の開始直後における抑制効果が十分とは言い難い。

一方、自動二輪車において重心位置および慣性モーメント（ピッチ、ロール、ヨー）は車両運動性能上重要な要素である。中でもピッチモーメントは走行の安定性、ライダーの感覚への寄与率が高く、適度な量の慣性モーメントの設定が要求される。このようなピッチモーメントを部品の配置によって調整しようとすると、必然的にロールモーメントおよびヨ一モーメントにも影響を及ぼしてしまうため、ピッチモーメントのみを調整することは難しい。

そこで、本発明は、車両のピッチング挙動を効果的に抑制しつつロールモーメントおよびヨ一モーメントに及ぼす影響が極めて小さい自動二輪車の後輪懸架装置を提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る自動二輪車の後輪懸架装置は、車体に揺動自在に軸支されるとともに後輪を軸支するスイングアームの揺動に連動して回転するフライホイールを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、車両のピッチング挙動を効果的に抑制しつつロールモーメントおよびヨ一モーメントに及ぼす影響が極めて小さい自動二輪車の後輪懸架装置を提案できる。

本発明の実施形態に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車を示した右側面図。 本発明の実施形態に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車を示した平面図。 本発明の実施形態に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車の要部を示した左側面図。 本発明の実施形態に係る後輪懸架装置の要部を示した前面図。 本発明の実施形態に係る後輪懸架装置の要部を示した左側面図。 本発明の実施形態に係る後輪懸架装置の要部を示した図５のＶＩ−ＶＩにおける断面図。

以下、本発明に係る自動二輪車の後輪懸架装置の実施の形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車を示した右側面図である。
図２は、本発明の実施形態に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車を示した平面図である。

なお、自動二輪車１の構造を説明するにあたり、図１中の実線矢Ｆを前方、図１中の実線矢Ｒを後方と定義する。左右に関しては、自動二輪車１のライダーが前方を見たとき、ライダーの左手側を自動二輪車１の左方、その反対側を自動二輪車１の右方と定義する。上下に関しては、ライダーの頭部側を自動二輪車１の上方、その反対側を自動二輪車１の下方と定義する。また、自動二輪車１を構成する各部の方向については自動二輪車１に準じる。

図１および図２に示すように、自動二輪車１は、車体フレーム２（車体）と、車体フレーム２の下部に設けられたエンジン５と、車体フレーム２の前端部に軸支されたステアリング機構６と、ステアリング機構６の下端部に軸支された前輪８と、ステアリング機構９に設けられた前輪懸架装置１１と、車体フレーム２の後部に上下方向へ揺動自在に軸支されたスイングアーム１２と、スイングアーム１２の後端部に軸支された後輪１３と、車体フレーム２およびスイングアーム１２に連結された後輪懸架装置１５と、を備える。

車体フレーム２は、例えばツインチューブ型のものである。車体フレーム２は、前端部に配置されたヘッドパイプ１６と、ヘッドパイプ１６の直後で左右方向に拡開されたのち互いに平行に斜下後方に延ばされてタンクレールを兼ねた左右一対のメインフレーム１７と、メインフレーム１７の後端部に一体的に接続され略下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム１８と、センターフレーム１８の後上端から斜め後上方に延びる左右一対のシートレール１９と、を備える。

ヘッドパイプ１６は、内装されたステアリングシャフト（図示省略）を介してステアリング機構６を軸支する。メインフレーム１７は、その上方に配置された燃料タンク２１を支持する。センターフレーム１８は、その長手方向の略中央部に架設されたピボット軸２２を支持する。ピボット軸２２は、スイングアーム１２を軸支する。シートレール１９は、その上方に配置された運転シート２３を支持する。

エンジン５は、自動二輪車１の中央下部、より詳しくは燃料タンク２１の下方に配置されるとともにエンジン吸気系２５およびエンジン排気系２６に接続される。なお、エンジン５は、４サイクル多気筒エンジンである並列四気筒エンジンの他に、単気筒エンジン、並列二気筒エンジン、並列六気筒エンジン、Ｖ型二気筒エンジン、Ｖ型四気筒エンジン、Ｖ型六気筒エンジンが適宜に用いられる。エンジン５の出力は、二次減速機構（図示省略）を構成するチェーン（図示省略）からドリブンスプロケット（図示省略）を介して後輪１３に伝達される。

エンジン吸気系２５は、エンジン５の後上方に配置されたスロットルボディ２７と、スロットルボディ２７の上流側に接続されたエアクリーナ２８と、を備える。エンジン排気系２６は、エンジン５の前方から下方を回って自動二輪車１の後方に延ばされたエキゾーストパイプ２９と、自動二輪車１の車幅方向両側に配置されてエキゾーストパイプ２９に接続されたマフラ３１と、を備える。マフラ３１は、後輪１３の両側付近から自動二輪車１の斜後上方に向かって延ばされる。

ステアリング機構６は、ヘッドパイプ１６およびステアリングシャフトによって自動二輪車１の左右方向へ回動自在に軸支される。ステアリング機構６は、ステアリングシャフトに軸支されたステアリングヘッド３３と、ステアリングヘッド３３に設けられた左右一対のフロントフォーク３４と、フロントフォーク３４の上端近傍またはステアリングヘッド３３に設けられた一対のハンドルバー３５と、を備える。左右それぞれのハンドルバー３５は、ハンドルグリップ３６ａ、３６ｂを備える。自動二輪車１の右側に配置されたハンドルグリップ３６ａは、スロットルグリップ３７である。

前輪８は、ステアリング機構６のハンドルバー３５によって左右に回動自在に操舵される。また、前輪８は、前輪車軸４１によってフロントフォーク３４に軸支された前輪ホイール４２と、前輪ホイール４２の外周部に被着された前輪タイヤ４３と、前輪ホイール４２にボルトなどの締結部材４４によって固定された前輪ブレーキプレート４５と、を備える。

スイングアーム１２の前端部は、センターフレーム１８の上下方向において略中央に設けられたピボット軸２２に軸支される。

後輪１３は、後輪車軸４７によってスイングアーム１２に軸支された後輪ホイール４８と、後輪ホイール４８の外周部に被着された後輪タイヤ４９と、後輪ホイール４８にボルトなどの締結部材５１によって固定された後輪ブレーキプレート５２と、を備える。

後輪懸架装置１５は、後輪１３が捕らえた路面の凹凸によるスイングアーム１２の上下方向の揺動を車体フレーム２に伝えないように緩衝する緩衝装置であり、後輪１３を路面に押さえ付ける機能を兼ねている。

また、自動二輪車１は、車体の少なくとも一部、例えば、前部から中央下部にかけて流線形のカウリング５３に覆われる。カウリング５３は、自動二輪車１の走行中の空気抵抗を低減させるとともに、走行風圧からライダーを保護する。

図３は、本発明の実施形態に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車の要部を示した左側面図である。
図３に示すように、後輪懸架装置１５は、車体フレーム２、より詳しくは一対のセンターフレーム１８およびスイングアーム１２の前端部近傍に挟み込まれるようにして配置される。また、後輪懸架装置１５は、スイングアーム１２にピン結合された第一リンク５６と、第一リンク５６に揺動自在に支持されるとともに車体フレーム２に揺動自在に支持された第二リンク５７と、第二リンク５７に揺動自在に支持された一端および車体フレーム２に揺動自在に支持された他端を有するサスペンションユニット５８と、スイングアーム１２の揺動に連動して回転するフライホイール５９と、スイングアーム１２の揺動をフライホイール５９に伝達する増速機６１と、を備える。

サスペンションユニット５８は、スプリング６２および油圧緩衝器６３を備える。

図４は、本発明の実施形態に係る後輪懸架装置の要部を示した前面図である。
図５は、本発明の実施形態に係る後輪懸架装置の要部を示した左側面図である。
図６は、本発明の実施形態に係る後輪懸架装置の要部を示した図５のＶＩ−ＶＩにおける断面図である。

図３に加えて図４から図６に示すように、後輪懸架装置１５の第一リンク５６は、長尺な棒状体であり両自由端部をピン結合可能に形成される。第一リンク５６の後方側端部は、スイングアーム１２の前後方向において中央よりも前寄りに偏倚させた位置にピン結合される。

第二リンク５７は、ピボット軸２２よりも下方に位置させて一対のセンターフレーム１８に架設されたボルト６４にベアリング６５を介して軸支された上端部を有する。ボルト６４は、第二リンク５７の揺動軸であるとともにフライホイール５９の回転軸でもある。すなわち、第二リンク５７は、フライホイール５９の回転軸と同軸に位置する揺動軸を有する。

また、第二リンク５７は、その上端部から下方へ向かって扇状に末広がり形状に形成された下端部を有する。第二リンク５７の下端後方部は、サスペンションユニット５８の一端にピン結合される。第二リンク５７の下端中央部は、第一リンク５６の前方側端部にピン結合される。

なお、後輪懸架装置１５において、各ピン結合部分は、１自由度の回転が可能なジョイント機構に限られずボールおよびソケットを用いて多自由度の回転が可能なジョイント機構であっても良い。

フライホイール５９は、厚板な円板状に形成されるとともに第二リンク５７の揺動軸であるボルト６４に軸支される。より詳しくは、フライホイール５９は、自動二輪車１の車幅方向（左右方向）に延びる回転軸のまわりに回転するよう軸支される。また、フライホイール５９は、自動二輪車１の車幅方向（左右方向）において略中央に配置される。

増速機６１は、第二リンク５７の揺動を増速してフライホイール５９に伝達するものであり、所謂遊星歯車機構を用いて構成される。遊星歯車機構である増速機６１は、車体フレーム２、より詳しくは一対のセンターフレーム１８の下端部に固定された内歯車６７と、第二リンク５７に軸支されて内歯車６７に噛み合わされた遊星歯車６８と、フライホイール５９に固定されて遊星歯車６８に噛み合わされた太陽歯車６９と、を備える。なお、第二リンク５７は、遊星歯車機構である増速機６１において、遊星歯車６８の公転運動に従い回転する遊星キャリヤを兼ねている。

内歯車６７は、センターフレーム１８の下端部に設けられて増速機６１を部分的に覆う増速機カバー７２に設けられる。

遊星歯車６８は、単段でも複数段でも良く、本実施形態においては内歯車６７に噛み合わされた第一遊星歯車６８ａと、太陽歯車６９に噛み合わされて第一遊星歯車６８ａの回転を伝達する第二遊星歯車６８ｂと、を備える。遊星歯車６８（第一遊星歯車６８ａおよび第二遊星歯車６８ｂ）は、遊星キャリヤである第二リンク５７に軸支される。遊星歯車６８の段数は、増速機６１の小型化および第二リンク５７とフライホイール５９との間の増速比に応じて適宜に選択できる。

なお、増速機６１の増速比を大きく設定しておくことによってフライホイール５９をより軽量化することが可能となり車両重量の低減に寄与できる。

このように構成された後輪懸架装置１５は、後輪１３が捕らえた路面の凹凸によるスイングアーム１２の上下方向の揺動を車体フレーム２に伝達するとき、先ずスイングアーム１２の揺動に追従させて第一リンク５６を移動させる。この第一リンク５６の移動は第二リンク５７に伝達されて第一リンク５６および第二リンク５７をボルト６４のまわりに揺動させる。第二リンク５７の揺動は、サスペンションユニット５８を伸張または収縮させるとともに遊星歯車６８を自転させつつ公転させる。内歯車６７が車体フレーム２に固定されているため、遊星歯車６８の自転と公転は太陽歯車６９を回転させる。この太陽歯車６９の回転はフライホイール５９に直接伝達される。

そして、後輪懸架装置１５は、スイングアーム１２が揺動するとサスペンションユニット５８の伸縮動作とフライホイール５９の回転運動を協働させてスイングアーム１２の揺動を車体フレーム２に伝えないように緩衝する。このとき、フライホイール５９はスイングアーム１２の揺動に応じて回転速度および回転方向を変化させつつ回転して自動二輪車１の車幅方向に延びるピッチ軸まわりの角運動量を変化させる。

本実施形態に係る後輪懸架装置１５によれば、フライホイール５９の角運動量の変化によって自動二輪車１のピッチモーメントを調整してピッチング挙動を効果的に抑制できる。このフライホイール５９の角運動量の変化は自動二輪車１のピッチング挙動の開始直後からピッチング挙動を抑制できるので、サスペンションユニット５８の油圧緩衝器６３に比べて早期なピッチング挙動を抑制効果が得られる。

また、本実施形態に係る後輪懸架装置１５によれば、増速機６１の増速比を変更することによってフライホイール５９の角運動量の変化量を容易に調整できる。

さらに、本実施形態に係る後輪懸架装置１５によれば、自動二輪車１のピッチモーメントを調整する際にロールモーメントおよびヨーモーメントに与える影響を極力小さくできる。

さらにまた、本実施形態に係る後輪懸架装置１５によれば、遊星歯車機構である増速機６１によってスイングアーム１２の揺動を増速させてフライホイール５９に伝達できるので比較的小型なフライホイール５９を用いて十分な緩衝効果を得ることができる。

したがって、本実施形態に係る後輪懸架装置１５は、自動二輪車１のピッチング挙動を効果的に抑制しつつロールモーメントおよびヨ一モーメントに及ぼす影響を極めて小さくできる。

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
５ エンジン
６ ステアリング機構
８ 前輪
１１ 前輪懸架装置
１２ スイングアーム
１３ 後輪
１５ 後輪懸架装置
１６ ヘッドパイプ
１７ メインフレーム
１８ センターフレーム
１９ シートレール
２１ 燃料タンク
２２ ピボット軸
２３ 運転シート
２５ エンジン吸気系
２６ エンジン排気系
２７ スロットルボディ
２８ エアクリーナ
２９ エキゾーストパイプ
３１ マフラ
３３ ステアリングヘッド
３４ フロントフォーク
３５ ハンドルバー
３６ａ、３６ｂ ハンドルグリップ
３７ スロットルグリップ
４１ 前輪車軸
４２ 前輪ホイール
４３ 前輪タイヤ
４４ 締結部材
４５ 前輪ブレーキプレート
４７ 後輪車軸
４８ 後輪ホイール
４９ 後輪タイヤ
５１ 締結部材
５２ 後輪ブレーキプレート
５３ カウリング
５６ 第一リンク
５７ 第二リンク
５８ サスペンションユニット
５９ フライホイール
６１ 増速機
６２ スプリング
６３ 油圧緩衝器
６４ ボルト
６５ ベアリング
６７ 内歯車
６８ 遊星歯車
６８ａ 第一遊星歯車
６８ｂ 第二遊星歯車
６９ 太陽歯車
７２ 増速機カバー

Claims (6)

1. 車体に揺動自在に軸支されるとともに後輪を軸支するスイングアームの揺動に連動して回転するフライホイールを備えたことを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
2. 前記スイングアームに揺動自在に支持された第一リンクと、
   前記第一リンクに揺動自在に支持されるとともに前記フライホイールの回転軸と同軸に位置する揺動軸を有する第二リンクと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の後輪懸架装置。
3. 前記スイングアームの揺動を前記フライホイールに伝達する増速機を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車の後輪懸架装置。
4. 前記増速機は、前記第二リンクの揺動を増速して前記フライホイールに伝達することを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車の後輪懸架装置。
5. 前記増速機は、遊星歯車機構で構成されたことを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車の後輪懸架装置。
6. 前記遊星歯車機構は、前記車体に固定された内歯車と、前記第二リンクに軸支されて前記内歯車に噛み合わされた遊星歯車と、前記フライホイールに固定されて前記遊星歯車に噛み合わされた太陽歯車と、を備えたことを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車の後輪懸架装置。

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