JP2014118005A - 鞍乗り型車輌の前輪支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントアームを支持する車体構成部材の剛性を低く抑え、車輌を軽量化ができる、鞍乗り型車輌の前輪支持構造を提供する。
【解決手段】前車軸(6)を支持すると共に前車軸支持部分から前輪(5)の後端部後方に延びる、フロントアーム(10)と、フロントアーム(10)の後端部(10a)の上下方向に間隔を置いた２箇所に回動自在に連結された上下一対のリンク部材(21,22)であって、互いに上下方向に間隔を置いた状態で後方に延び、各後端部が車体構成部材に回動自在に連結されたリンク部材(21,22)と、フロントアーム(10)の回動を抑制するフロントサスペンション機構(12)と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、フロントアームにより、スイングアーム方式で前輪を支持する鞍乗り型車輌の前輪支持構造に関する。

前記のように、自動二輪車等の前輪支持構造として、上下方向に揺動可能なフロントアームを利用するスイングアーム方式が有る。

前記スイングアーム方式の前輪支持構造は、たとえば、先行技術文献１に開示されており、上下一対の平行なリンク部材が、車体に上下方向揺動自在に支持されている。上下のリンク部材は、前車軸付近まで前方に延び、リンク部材前端部において、連結部材を介して前車軸を支持している。

特開平２−１８９２９５号公報

従来のスイングアーム方式では、前後方向に長く延びる上下一対のリング部材の前端部で、前輪を支持しているので、上下のリンク部材により構成されるリンク機構全体の剛性を高くしなければならず、車輌の前部の重量が増加する。

本発明の目的は、フロントアームを支持する車体構成部材の剛性を低く抑え、車輌を軽量化ができる、鞍乗り型車輌の前輪支持構造を提供することである。

前記課題を解決するため、本発明は、前車軸を支持すると共に前車軸支持部分から後方に延びる、フロントアームと、前記前輪の後端よりも後方位置で、前記フロントアームの後端部の上下方向に間隔を置いた２箇所に回動自在に連結された上下一対のリンク部材であって、互いに上下方向に間隔を置いた状態で後方に延び、各後端部が車体構成部材に回動自在に連結されたリンク部材と、前記フロントアームの回動を抑制するフロントサスペンション機構と、を備えている。

上記構成によると、ブレーキング時における前輪にかかる荷重(路面からの反力）のほとんどを、フロントアームの長さ方向の圧縮荷重で受けることができ、耐久性の向上と、車体前部が下方に下がるフロントダイブ現象の軽減と、を達成できる。詳細に説明すると、次の通りである。

（１）ブレーキング時、前輪のタイヤは、路面から車体後方に向かう抵抗力（反力）を受けるが、この抵抗力は、フロントアームを圧縮する方向に働く力と、フロントアームの延びる方向に垂直な力と、に分かれる。請求項１記載の発明では、フロントアームが前後方向に延びているので、路面からの前記抵抗力のほとんどは、フロントアームの軸線方向（圧縮方向）であって後方に向かう力となる。最終的に、ブレーキング時には、フロントアームを支持する車体構成部材は、前方から後方に向かう力が働くことになる。したがって、ブレーキング時に上下方向の力が働く従来構造に比べて、フロントアームを支持する車体構成部分の剛性を低くすることができ、軽量化を図ることができる。

（２）フロントサスペンション機構によりフロントアームの回動が抑制される構造であるので、リンク部材の回動が抑制される構造に比べて、リンク部材にかかる曲げ方向の力を低減し、リンク部材の剛性を低くすることができ、軽量化を図ることができる。

（３）フロントアームとリンク部材との連結位置が、前輪の後端よりも後方に配置されているので、フロントアームの回動抑制のためのフロントサスペンション機構を、なるべく後方に配置することができ、重心の集中化を図ることができる。また、フロントアームとリンク部材との連結位置が、前輪の後端よりも後方に配置されていることにより、前輪操舵のために、リンク部材を湾曲形状に形成する必要がなく、複数本必要なリンク部材の構造を直線形状に単純化することができる。

（４）路面からの抵抗力のほとんどがフロントアームの軸線方向に働くので、車体前部が下方に沈み込むフロントダイブを防止するために、フロントサスペンション機構のばね力、ダンパー力を大きく（硬く）する必要がない。すなわちフロントダイブの影響が小さいので、乗り心地を向上するために特化してばね力、ダンパー力を設定することができる。

本発明は、前記前輪支持構造に加え、次の構成を備えることができる。

（ａ）前記フロントサスペンション機構は、前記フロントアームの後端部を弾性的に支持している。

上記構成によると、リンク部材にかかる荷重が軽減されるので、リンク部材の剛性を抑えて、車輌を軽量化できる。すなわち、フロントアームの後端部を弾性的に支持することで、フロントサスペンション機構の本体部を車体中心に近づけたり、あるいは、フロントサスペンション機構の本体部からフロントアームにわたって配置される緩衝機構を小型化したりすることができ、構造を単純化することができる。

（ｂ）前記前車軸と、前記フロントアームと前記リンク部材との回動連結点と、を結ぶ線が、水平線に対して傾斜している。

上記構成によると、衝突時のエネルギーを、フロントサスペンション機構で吸収できる。たとえば、前輪に障害物が前方から衝突すると、フロントアームが傾斜することで、衝突力がフロントアームの軸方向と、軸方向に直交する方向に分かれる。この場合、軸方向に直交する力がフロントサスペンション機構によって衝撃吸収されることで、衝突時の衝撃を抑えることができる。また軸方向の力は、圧縮荷重として車体に伝わることで曲げ荷重が生じる場合に比べて衝撃に対する抵抗を高めることができる。

（ｃ）前記前車軸と、前記フロントアームと前記リンク部材との回動連結点と、前記リンク部材と前記車体構成部材との回動連結点と、を結ぶ線が、凸となる山形状又はＬ形状に構成されている。

上記構成によると、前記構成（ｂ）と同様に、衝突時のエネルギーを、効果的にフロントサスペンション機構で吸収できる。

（ｄ）前記下側リンク部材が、前記上側リンク部材部材よりも、車幅方向の内側に配置されている

上記構成によると、リンク部材の左右の張り出しを小さくし、バンク角度を大きく採ることができる。

（ｅ）前記フロントサスペンション機構は、車幅方向に伸縮可能に配置されたダンパー部材と、前記フロントアームの後端部の上下方向の動作を、車幅方向の動作に変換して前記ダンパー部材に伝達するベルクランク部材と、を有している。

上記構成によると、伸縮方向に長くなるダンパー部材を、車輌側方から見てコンパクトに配置できる。

（ｆ）前記一対のリンク部材の後端部は、エンジン又は電動モータ等のパワーユニットを搭載している車体フレームの前端部に連結されている。

要するに本発明によると、フロントアーム方式を採用する鞍乗り型車輌の前輪支持構造において、フロントアームを支持する車体構成部材の剛性を低く抑え、車輌を軽量化ができる、鞍乗り型車輌の前輪支持構造を提供することである。

本発明に係る自動二輪車の平面図である。 図１の自動二輪車の左側面図である。 図１の自動二輪車の前面図である。 図１の自動二輪車を前上方から見た斜視図である。 上側リンク部材の平面拡大図である。 下側リンク部材の平面拡大図である。 フロントアームの第１の変形例の側面図である。

図１乃至図６は、本発明を適用した自動二輪車であり、これらの図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。自動二輪車の左側面図を示す図２において、車体フレームＦは、ハンドル側の操舵軸８を支持するヘッドパイプ（ヘッドボックス）１と、左右一対のメインフレーム部材２と、左右一対のダウンチューブ３と、を備えている。ヘッドパイプ１は、操舵軸８を介して、ハンドルを左右の角変位可能に支持している。メインフレーム部材２は、垂直断面が矩形状の剛性部材であり、アルミ鋳造等によりヘッドパイプ１と一体に成形されている。メインフレーム部材２は、ヘッドパイプ１から後下方に直線状に延びており、後端部には、下方に延びるスイングアームブラケット２ａが一体に形成されている。メインフレーム部材２の前端部の下面には、側方から見て逆三角形状のマウント部２ｂが下方突出状に形成されている。ダウンチューブ３は、マウント部２ｂの下端部に連結されると共に略下方に延び、下端部において後方に湾曲しており、ダウンチューブ３の後端部がスイングアームブラケット２ａの下端部に結合されている。メインフレーム部材２とダウンチューブ３とで囲まれた空間に、走行駆動源となるパワーユニットとして、内燃機関（エンジン）Ｅが搭載され、車体フレームＦに支持されている。前記内燃機関Ｅの代わりに、電動モータを搭載することもできる。また、ヘッドパイプ１の前方には、エンジン冷却液用のラジエータ９が取り付けられている。

前輪５を支持する前輪支持機構は、前車軸６を支持する左右一対のフロントアーム１０と、左右一対の上側リンク部材２１及び左右一対の下側リンク部材２２から構成される平行リンク機構１１と、前輪５の上下方向の揺動を抑制する前輪用のサスペンション機構１２と、を備えている。前車軸６は、フロントアーム１０の前端部に、前後方向に延びるボルト２９（図３）により固定されている。

［フロントアーム１０の構成］
図２において、フロントアーム１０は、前車軸支持部分から概ね後上方に延びている。フロントアーム１０の後端部１０ａは、前輪５の後端縁より後方に位置すると共にフロントアーム１０の本体部に対してL字状に下方に折れ曲がっている。該実施の形態では、後端部１０ａは、フロントアーム１０の本体部とは別体に形成され、フロントアーム１０の本体部の後端に固着された構造であるが、本発明においては、後端部１０ａをフロントアーム１０の本体部と一体成形することも可能である。いずれの形成方法にしても、該実施の形態では、フロントアーム１０は、後端部１０ａを含めて側面視でＬ字状に形成され、かつ、剛性メンバーとして形成されている。

前車軸６の軸芯Ｃ０と、フロントアーム後端部１０ａと上側リンク部材２１の前側支点Ｃ１とを結ぶ軸線Ｌ０が、水平線に対して、後上がり状に傾斜するように、フロントアーム１０が形成されている。すなわち、フロントアーム１０の本体部は、後方に進むにつれて上方にくるように傾斜した状態となっており、フロントアーム１０の軸線Ｌ０と水平線とのなす角度が、４５度よりも小さくなるように設定されている。また、フロントアーム１０は、リンク部材２１，２２よりも前後方向に長く形成されている。

自動二輪車の平面図を示す図１において、フロントアーム１０は、前輪の操舵角を考慮慮して、後方に向かうに連れて車幅方向外側に傾斜して形成されている。詳細には、フロントアーム１０は、後方に向かうにつれて車幅方向外側に傾斜した傾斜部分と、該傾斜部分の後端に接続されて前後方向に延びる平面と平行に延びる平行部分とを有しており、後部の平行部分は、車輪後端よりも後方まで延びている。

図３は、自動二輪車の前面図であり、左右一対のフロントアーム１０の後端部１０ａは、前輪５の後方で、左右方向に延びるクロス部１０ｃによって連結されている。これによって、フロントアーム１０の剛性を向上させている。さらに、フロントアーム１０の断面形状は、上下方向に長い略矩形形状に形成されており、これにより、高剛性となる形状となっている。また、クロス部１０ｃと左右のフロントアーム１０との接続部分には、三角形状の補強板４０が一体に設けられており、これにより、左右のフロントアーム１０の剛性を、さらに、高く維持している。

［リンク機構１１の構成］
図２において、フロントアーム１０の後端部１０ａの上下端部には、前側支点ピン２１ａ、２２ａを介して上側リンク部材２１及び下側リンク部材２２の前端部がそれぞれピン軸まわりに回動自在に連結されている。上側リンク部材２１と下側リンク部材２２とは、互いに略平行に後方に延びており、上側リンク部材２１の後端部と下側リンク部材２２の後端部は、後側支点ピン２１ｂ、２２ｂを介して、リンク支持ブラケット２５にピン軸まわりに回動自在に連結されている。リンク支持ブラケット２５は、ダウンチューブ３の前面にボルト２６により着脱自在に固着されている。左右一対の平行リンク機構１１は、車幅方向に一定の間隔を保つ平行状態で、略直線状に後方に延びている。

上側リンク部材２１の前後の支点Ｃ１，Ｃ２間のピッチと、下側リンク部材２２の前後の支点Ｃ３，Ｃ４間のピッチと、はほぼ同一であり、上側リンク部材２１と下側リンク部材２２とは、前述のように、略平行に配置されている。ただし、厳密には、下側リンク部材２２が略水平に配置されているのに対し、上側リンク部材２１は僅かに後方が下がるように配置されている。言い換えると、上側リンク部材２１の前側支点Ｃ１と下側リンク部材２２の前側支点Ｃ３との上下方向間のピッチに対し、上側リンク部材２１の後側支点Ｃ２と下側リンク部材２２の後側支点Ｃ４との上下方向間のピッチが、若干短くなっている。これにより、上側の前後の支点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線Ｌ１と、下側の前後の支点Ｃ３，Ｃ４を結ぶ線Ｌ２とは、後方の交点Ｃ５で交差することになる。したがって、前輪５及び前車軸６は、交点Ｃ５を支点として、上下方向に揺動することになる。また、前車軸６の上下方向の位置は、非乗車状態において、平行リンク機構１１の下側支点ピン２２ａ、２２ｂと略同一高さに位置している。

また、前車軸６６の軸芯Ｃ０と、上側リンク部材２１の前側支点Ｃ１と、上側リンク部材２１の後側支点Ｃ２と、を結ぶ線（Ｌ０−Ｌ１)は、上状に突出する山形状となっている。フロントアーム１０と上下のリンク部材２１，２２とが互いに角変位可能にリンク接続されることで、フロントアーム１０が上下リンク部材２１，２２と共に上下方向に揺動可能となっている。

上下のリンク部材２１，２２は、前述のように前後方向にほぼ平行に延びており、また、上側リンク部材２１は、下側リンク部材２２に比べて、圧縮方向の剛性が大きくなるように形成されている。具体的には、上側リンク部材２１の軸線Ｌ１に垂直な断面形状が、下側リンク部材２２の軸線Ｌ２に垂直な断面形状に比べて、大きな面積に形成されている。しかも、上側リンク部材２１は、下側リンク部材２２に比べて、フロントアーム１０の軸線Ｌ０の延長線に近い領域に配置される。このようにして上側リンク部材２１は、フロントアーム１０からリンク支持ブラケット２５へ路面からの抵抗力（圧縮力）を伝えるのに十分な形状に形成される。

自動二輪車の斜視図である図４において、リンク支持ブラケット２５は、上下方向に延びて上下のリンク部材２１，２２を接続する左右一対のレール部材２５ａと、車幅方向に延びて両レール部材２５ａを連結する連結部材２５ｂとを含んでいる。また、リンク支持ブラケット２５の上下端部が、車体レームＦのダウンチューブ３の上下端部にそれぞれ接続されている。

上下のリンク部材２１，２２の構造及びの前後端部の接続構造を、詳しく説明する。

図４において、平行リンク機構１１の下側リンク部材２２の車幅方向の間隔は、上側リンク部材２２の車幅方向の間隔よりも、狭くなっている。言い換えると、各下側リンク部材２２は、対応する各上側リンク部材２１よりも車幅方向の内側に位置している。

上下のリンク部材２１，２２とフロントアーム１０との接続は、平面視でＵ字状に形成された上側リンク部材２１の前端部が、フロントアーム１０の後端部を、車幅方向の両側から覆い、それらを左右方向に貫通する貫通孔に支点ピン２１ａを挿入することにより、回動自在に接続されている。このように、フロントアーム１０を車幅方向の両側から上側リンク部材２１で覆うことにより、一対のフロントアーム１０の内側に位置する上側リンク部材２１の内側部分を、クロスメンバー３９により連結することができる。なお、フロントアーム１０の後端部を、平面視でＵ字状として上側リンク部材２１の車幅方向両側を覆う構成とすることもできる。

同様に、リンク部材２１，２２とリンク支持ブラケット２５との接続は、該実施の形態では、平面視でＵ字状に形成された上側リンク部材２１の後端部が、リンク支持ブラケット２５の上端部を、車幅方向の両側から覆い、それらを左右方向に貫通する貫通孔にピン２１ｂを挿入することにより、回動自在に接続されている。勿論、リンク支持ブラケット２５の上端部をＵ字状として、上側リンク部材２１に車幅方向両側を覆う構成とすることもできる。

図５は、左右の一方の上側リンク部材２１の平面図であり、上側リンク部材２１は平面視でＨ状に形成されている。既に説明しているが、上側リンク部材２１の二股状の前端部は、フロントアーム１０の後端部１０ａを左右から挟み、上側の前側支点ピン２１ａにより回動自在に結合されている。同様に、上側リンク部材２１の二股状の後端部は、リンク支持ブラケット２５を左右から挟み、上側の後側支点ピン２２ｂにより回動自在に結合されている。

図６は、左右の一方の下側リンク部材２２の平面図であり、下側リンク部材２２は平面視でＩ状に形成されており、下側リンク部材２２の前端部は、フロントアーム１０の二股状の後端部１０ａにより左右から挟まれ、下側の前側支点ピン２２ａにより回動自在に結合されている。同様に、下側リンク部材２２の後端部は、二股状のリンク支持ブラケット２５により左右から挟まれ、下側の後側支点ピン２２ｂにより回動自在に結合されている。

［サスペンション機構１２の構成］
図４において、サスペンション機構１２は、フレームＦに固定されて車幅方向に沿って延びる断面Ｕ字状の支持ブラケット３１と、該支持ブラケット３１の車幅方向の両端部に回動自在支持された左右一対のベルクランク部材（連結部材）３２と、支持ブラケット３１の上方近傍位置に車幅方向に沿って配置されたダンパー部材３３と、各ベルクランク部材３２の下端部と各フロントアーム１０の後端部１０ａの上面とを連結する左右一対のタイロッド３４と、を備えている。

図２において、本実施形態では、フロントアーム１０は、前車軸６の軸心Ｃ０と前側支点Ｃ１とを結ぶ線Ｌ０と、上側リンク部材２１の前側支点Ｃ１とタイロッド３４の下端連結軸３４ｂと、を結ぶ線とが、屈曲するように配置されている。前車軸６、前側支点Ｃ１及びタイロッド３４の下端連結軸３４ｂは、左右方向に延びている。したがって、各軸又は支点の位置を適宜設定することで、レバー比を調整できる。

支持ブラケット３１は、側面視で、フロントアーム１０の後端部１０ａの略直上に位置しており、支持ブラケット３１の後面には取付台３５が一体に固着され、この取付台３５は、車体フレームＦのマウント部２ｂの前端部に溶接により固着され、あるいは、ボルト等により着脱自在に固着されている。

ダンパー部材３３は、コイルばねと油圧ダンパー（油圧シリンダー）とを組みあわせてなるコイルオーバーユニットであり、前述の支持ブラケット３１と共に、フロントアーム１０の後端部１０ａの略直上に配置されている。具体的には、フロントアーム１０の上面と、ヘッドパイプ１の下面との間の空間であって、フロントアーム１０の後端部１０ａの略直上に位置し、かつ、ヘッドパイプ１及び操舵軸８より後方に位置している。

図３において、ダンパー部材３３は、左右のメインフレーム部材２の車幅方向外縁よりも車幅方向内側に収まる長さに設定されている。また、ダンパー部材３３は、エンジンの排気ポートおよび排気管よりも前方かつ上方に配置されている。これにより、排気系で発生した熱によってダンパーが熱せられるのを防ぐことができる。

左右の各ベルクランク部材３２は、回動支点Ｃ６から上方に突出する上側アーム部３２ａと、斜め下方に突出する下側アーム部３２ｂと、を有しており、回動支点Ｃ６まわりに角変位可能に支持されている。前記上側アーム部３２ａの上端部には出力軸が設定され、上側アーム部３２ａは、出力軸まわりに角変位可能にダンパー部材３３の両端作動部に接続されている。一方、下側アーム部３２ｂには入力軸が設定され、下側アーム部３２ｂは、前記入力軸をまわりに角変位可能にタイロッド３４の上端部に接続されている。

本実施形態では、ベルクランク部材３２は、その名の通り、上側アーム部３２ａの出力軸と回動支点Ｃ６とを結ぶ線と、下側アーム部３２の入力軸と回動支軸とを結ぶ線とが、屈曲するように形成されている。回動支点Ｃ６、下側の前記入力軸、及び上側の前記出力軸は、いずれも前後方向に延びるように配置されている。

両ベルクランク部材３２の支点Ｃ６回りの回動により、ダンパー部材３３が車幅方向（ダンパー部材長さ方向）に弾性的に伸縮する。ベルクランク部材３２の回動支点Ｃ６、上下のアーム部３２ａ、３２ｂの出力軸及び入力軸の位置を適宜設定することで、フロントアーム１０の変位に対するダンパー部材３３の入力端の変位比であるレバー比を調整できる。

ベルクランク部材３２の入力側の下端部（入力軸）は、ベルクランク部材３２の回動支点Ｃ６よりも車幅方向の外方であって、かつ、ダンパー部材３３の車幅方向の端縁よりも外方に位置している。

図４において、ベルクランク部材３２の出力側の上側アーム部３２ａは、二股状の壁部
によって構成され、該二股状の壁部間に、ダンパー部材３３の車幅方向の端部を挟んだ状態で、ダンパー部材３３に連結されている。

リザーブタンク３３ａは、ダンパー部材３３の前側かつ上方に位置し、ダンパー部材３３と略平行に配置され、ダンパー部材３３の本体部分に取り付けられている。

各タイロッド３４の上端部は、ボール継手（ピローボール）を介してベルクランク部材３２の下端部に回動自在に連結され、タイロッド３４の下端部は、ボール継手を介してフロントアーム１０の後端部１０ａの上面に回動自在に連結されている。すなわち、図２のように、タイロッド３４は、フロントアーム１０の後端部１０ａに、車幅方向に延びる連結軸３４ｂの軸芯まわりに角変位可能に接続されている。

両タイロッド３４は水平面に対して略垂直に配置されている。また、各タイロッド３４は、所謂ターンバックルのように、ねじ構造により、個々に長さを調節することが可能である。

本実施の形態では、フロントアーム１０の後端部１０ａとタイロッド３４の下端との連結軸３４ｂの向き（車幅方向）と、ベルクランク部材３２の下側アーム部３２ｂの入力軸の向き（前後方向）が異なり、かつ、それらの移動方向も異なることから、前述のように、タイロッド３４の上下端部は、フロントアーム１０およびベルクランク部材３２の両方に対して、ボール継手を介して接続されており、それにより動力伝達可能となっている。

ステアリング機構を説明する。図４において、前輪５は、いわゆるハブステアリング機構により、前車軸６に対して左右に操舵可能かつ回転可能に支持されている。一般的なハブステアリング機構は周知であるが、簡単に説明しておくと、図２において、前車軸６には、前車軸６と直角で、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１とほぼ平行、あるいは一致する軸芯Ｏ２を有する車輪側操舵軸（図示せず）が固着されている。この車輪側操舵軸に、左右に操舵可能にハブ支持筒軸４４が支持されており、該ハブ支持筒軸４４の外周に、軸受４５を介して前輪５のハブ５ａが回転自在に支持されている。すなわち、前輪５は、前車軸６に対してハブ支持筒軸４４と共に左右に操舵可能であって、ハブ支軸筒軸４４に対して回転する構成となっている。

図４において、ハブ支持筒軸４４の左右端部には操舵用のワイヤ連結部４７が設けられており、該ワイヤ連結部４７と、ハンドル側操舵軸８と一体的に左右に操舵されるハンドル側ブラケット４８との間に、操舵ワイヤ４９が装着されている。すなわち、ハンドル５０の左右方向の操舵により、操舵ワイヤ４９を介してハブ支筒軸４４及び前輪５が左右に操舵される。

なお、図２では、操舵ワイヤ４９の車輪側の端部の連結構造は、省略してある。

作動を説明する。図２において、凹凸状の路面を走行する場合、前輪５、前車軸６及びフロントアーム１０は、平行リンク機構１１の前端部の上下揺動と共に、上下方向に揺動する。具体的には、上側リンク部材２１の前後の支点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ直線Ｌ１と、下側リンク部材２２の前後の支点Ｃ３，Ｃ４を結ぶ直線Ｌ２との交点Ｃ５が揺動中心となり、前輪５及びフロントアーム１０の前端部は上下方向に揺動する。

図３において、前輪５の上下方向の揺動は、左右のフロントアーム１０の後端部１０ａから、左右のタイロッド３４を介して左右のベルクランク部材３２に伝達され、ベルクランク部材３２が支点Ｃ６回りに矢印Ａ１方向に回動することにより、ダンパー部材３３を車幅方向に圧縮し、前輪５の上下方向の揺動を抑制する。

図２において、ブレーキング時においては、路面から前輪５に対して後方に向けて抵抗力（反力）が作用する。このブレーキング時の路面抵抗力のほとんどは、フロントアーム１０に対し、フロントアーム１０の長さ方向（略前後方向）の圧縮荷重として作用し、フロントアーム１０から、平行リンク機構１１を介して車体フレームＦに伝達され、そして、車体フレームＦは略前後方向の荷重として路面抵抗力を受け止める。したがって、フロントフォーク方式のように、ブレーキング時における大きなフロントダイブ現象は生じない。

ブレーキング時において、フロントアーム１０等にかかる力関係を詳しく説明する。図２において、実際には、路面抵抗力は、前車軸６の軸芯Ｃ０と前述の後方の仮想交点Ｃ５とを結ぶ線と平行に、後方に向けてかかる分力と、フロントアーム１０を車体フレームＦに対して上方に押し上げ、あるいは下方に押し下げる分力とに分けることができる。この上方向又は下方向の分力は、仮想交点Ｃ５が路面より上方に設定されている場合には、フロントアーム１０を下方に下げる力となる。すなわち、フロントアーム１０をヘッドパイプ１から離れる方向に動かす分力となる。前記路面からの抵抗力の大部分は、前車軸６の軸芯Ｃ０と仮想交点Ｃ５とを結ぶ線と平行にかかる分力となるので、この分力は、フロントアーム１０によって、その軸線Ｌ０に沿った圧縮力として受け止められ、最終的に、車体フレームＦに対する後方への力として受け止められる。これにより、フロンダイブが抑制される。

また、ブレーキング時には、前記路面抵抗力とは別に、車体フレームＦに慣性力が働き、この慣性力は、車体フレームＦを前車輪６側に近付ける力として働くが、前述のように、仮想交点Ｃ５が路面よりも上方に設定されているので、前車輪６を下方に下げようとする路面抵抗力の分力によって、減衰（相殺）され、これによって、慣性力に起因する車体フレームＦのフロントダイブ現象も抑制される。

各種調整について説明する。左右のタイロッド３４の長さを同時に調節することにより、自動二輪車の車高を調節することができ、また、左右のタイロッド３４を個々に長さ調節することにより、前輪５の左右の傾きを修正することができる。

また、フロントダイブの影響が少ないので、フロントダイブ防止のために、必要以上にサスペンション機構１２のばね力及びダンパー力を硬くする必要がなく、乗り心地に適合するように、サスペンション機構の特性を設定できる。

また、ベルクランク部材３２の各連結位置を変更することにより、ベルクランク部材におけるレバー非も、適宜変更可能である。

［実施形態による効果］
（１）図２において、ブレーキング時、前輪５のタイヤは、路面から車体後方に向かう抵抗力（反力）を受けるが、前述のように、この抵抗力は、フロントアーム１０を軸線方向に圧縮する分力と、フロントアーム１０を下方に動かすほぼ垂直な分力とに分かれる。該実施の形態では、フロントアーム１０がほぼ前後方向に延びているので、路面からの前記抵抗力のほとんどは、フロントアーム１０の軸線Ｌ０の方向に後方に働く分力となり、最終的に、ブレーキング時には、車体フレームＦには、前方から後方に向かう力が働くことになる。したがって、ブレーキング時に、路面からの抵抗力のほとんどが上下方向に作用するフロントフォーク式の従来構造に比べて、フロントアーム１０を最終的に支持する車体フレームＦの剛性を低くすることができ、軽量化を図ることができる。

（２）フロントサスペンション機構１２によりフロントアーム１０の回動が抑制される構造であるので、リンク部材の回動が抑制される構造に比べて、リンク部材２１，２２にかかる曲げ方向の力を低減することができ、リンク部材２１，２２の剛性を低くすることができ、軽量化を図ることができる。

（３）フロントアーム１０とリンク部材２１、２２との連結位置が、前輪５の後端よりも後方に配置されているので、フロントアーム１０の回動抑制のためのフロントサスペンション機構１２の位置をできるだけ後方にずらすことができ、重心の集中化を図ることができる。また、フロントアーム１０とリンク部材２１、２２との連結位置が、前輪５の後端よりも後方に配置されていることにより、前輪操舵のために、リンク部材２１，２２を湾曲形状に形成する必要がなく、複数本必要なリンク部材２１，２２の構造を直線形状に単純化することができる。

（４）路面からの抵抗力のほとんどがフロントアーム１０の軸線Ｌ０の方向となるので、車体前部が下方に沈み込むフロントダイブを防止するためにフロントサスペンション機構１２のばね力、ダンパー力を大きくする必要がない。すなわちフロントダイブの影響が小さく、乗り心地を向上するために特化してばね力、ダンパー力を設定することができる。

（５）フロントサスペンション機構１２は、フロントアーム１０の後端部を弾性的に支持しているので、リンク部材２１，２２にかかる荷重が軽減され、リンク部材２１，２２の剛性を抑えて、車輌を軽量化できる。すなわち、フロントアーム１０の後端部を弾性的に支持することで、フロントサスペンション機構１２の本体を車体中心に近づけたり、あるいは、フロントサスペンション機構１２の本体からフロントアーム１０にわたって配置される緩衝機構を小型化したりすることができ、構造を単純化することができる。

（６）前車軸６の軸芯Ｃ０と、フロントアーム１０と上側リンク部材２１との回動連結点Ｃ１とを結ぶ軸線Ｌ０が、水平線に対して上方突出状に傾斜しているので、衝突時のエネルギーを、フロントサスペンション機構１２で吸収できる。たとえば、前輪５に障害物が前方から衝突すると、フロントアーム１０が傾斜することで、衝突力がフロントアーム１０の軸線Ｌ０方向と、軸方向に直交する方向に分かれる。この場合、軸方向に直交する力がフロントサスペンション機構１２によって衝撃吸収されることで、衝突時の衝撃を抑えることができる。また軸線Ｌ０方向の力は、圧縮荷重として車体に伝わることで曲げ荷重が生じる場合に比べて衝撃に対する抵抗を高めることができる。

（７）左右一対の下側リンク部材２２が、左右一対の上側リンク部材２１よりも、車幅方向の内側に配置されているので、下側リンク部材２２の左右の張り出しを小さくし、バンク角度を大きく採ることができる。

（８）フロントアーム１０の後端部１０ａに、フロントサスペンション機構１２のタイロッド３４を連結しているので、前輪５の上下方向の揺動を、平行リンク機構１１を介さずに、フロントサスペンション機構１２で吸収することができる。これにより、平行リンク機構１１には上下方向に大きな荷重がかからず、リンク部材２１，２２を軽量化することができる。

（９）フロントサスペンション機構１２は、車幅方向に伸縮可能に配置されたダンパー部材３３と、フロントアーム１０の後端部１０ａの上下方向の動作を、車幅方向の動作に変換して前記ダンパー部材３３に伝達するベルクランク部材３２と、を有しているので、伸縮方向に長くなるダンパー部材３３を、車輌側方から見てコンパクトに配置できる。

（１０）フロントアーム１０及び一対のリンク部材２１，２２は、前輪５の左右両側に２組配置されているので、前車軸支持剛性が向上すると共に、ブレーキング時に路面から前輪５にかかる抵抗力を、左右から均等に受け止め、車体の横ブレ等を防止できる。

（１１）左右一対の上側リンク部材２１は、車幅方向に延びるクロスメンバー３９によって接続されているので、剛性を向上でき、左右同じ動きをさせることができる。

（１３）クロスメンバー３９が配置される部分で、上側リンク部材２１およびフロントサスペンション機構１２が接続されることで、剛性低下を防ぐことができる。

（１４）フロントサスペンション機構１２が、上側リンク部材２１よりも上方に配置されることで、上側リンク部材２１とフロントサスペンション機構１２との干渉を防ぐことができる。

（１５）車体フレームＦとは別体のリンク支持ブラケット２５を用いて、各リンク部材２１，２２が車体側に接続されることで、車体フレームＦの設計の自由度の低下を防ぐことができる。

（１６）リンク支持ブラケット２５は、ボルト２６によって車体フレームＦのダウンチューブ３に当接して固定されており、かつ、ボルト２６は、軸線が前後方向に延びているので、圧縮力が作用した場合の剛性を高めることができる。

（１７）フロントアーム１０の前端部及び前車軸６は、前後方向に延びるボルト２９（図３）によって前方から固定されることで、圧縮力が作用した場合の剛性を高めることができる。

（１８）ヘッドパイプ１は、前輪５を支持する必要がなく、路面からの反力に抗する必要がないので、低剛性とすることができ、軽量化を図ることができる。

（１９）フロントアーム１０と上側リンク２１の連結位置の上方に、フロントサスペンション機構１２に連結されるタイロッド３４が形成されており、このタイロッド３４は、フロントアーム１０の本体から上方に突出している。すなわち、タイロッド３４が上方に突出することで、フロントサスペンション機構１２のタイロッド３４を短くできる。

（２０）また上側リンク部材２１同士を連結するクロスメンバー３９の近傍にタイロッド３４が設けられているので、左右のタイロッド３４での上下変動を抑えることができる。さらに、タイロッド３４は、前輪の後端よりも後方に配置されることで、フロントアーム１０の変位を抑制しつつ、フロントサスペンション機構１２の大型化を防ぐことができる。

（２１）左右一対のフロントアーム１０の後端部は、クロス部１０ｃにより連結されているので、フロントアーム１０の剛性を高くすることができる。

［他の実施の形態］
（１）図７はフロントアーム１０の変形例であり、フロントアーム１０は、側面視で、後方に向かって上下方向の幅が広くなるように形成されており、幅広の後端部１０ａに、上下のリンク部材２１，２２の前端部を回動自在に連結している。また、別の変形例として、フロントアーム１０の後端部１０ａを、側面視で、上下方向に突出するＴ字状に形成してもよい。

（２）フロントアームは、前記変形例の他に、たとえば、側面視で、フロントアーム１０の後端部１０ａが、上方に延びるようにＬ字状に形成することもできる。

（３）前記実施の形態では、フロントサスペンション機構１２のダンパー部材３３を、車幅方向に沿って伸縮するように配置しているが、前後方向に沿うように配置したり、後方に向いて高くなるように配置することもできる。

（４）前記実施の形態では、平行リンク機構１１は、車体フレームＦのダウンチューブ３に取り付けられているが、車体フレームＦに支持されるエンジンの前端部に、直接、平行リンク機構１１の後端部を支持する構造とすることもできる。

（５）操舵ワイヤを利用した操舵装置を備えた車輌には限定されず、たとえば、ハンドル側操舵軸と車輪側操舵軸との間を、上下方向に折り畳み可能なリンク機構により連結する構造や、他の構造とすることも可能である。具体的には、操舵軸から角変位可能に接続される複数のリンク部材で構成されたリンク機構を介して、旋回に必要な力をハンドルからハブ支持筒軸に伝達する構成でもよい。

（６）フロントアームとリンク機構との回動連結点は、水平線に対して後下がりに形成されてもよい。また前車軸、前側回動連結点及び後側回動連結点を結ぶ線が下方に凸となる山形状に形成されてもよい。

（７）エンジン等のパワーユニットのケースに、各リンク部材を支持するリンク支持ブラケットが固定されてもよい。これによってパワーユニットケースのうち、リンク接続部分の剛性を過剰とする必要がなく、設計の自由度を高めることができる。

（８）フロントアームの後端部は、フロントアームの本体部に対して上方に折れ曲がる形状とすることも可能である。

（９）リンク機構の上下リンク部材は、必ずしも平行でなくてもよい。

（１０）前記実施の形態では、左右一対のフロントアーム及びリンク部材を備えているが、左右のうちいずれか一方のみに、フロントアーム及びリンク部材を備える構造とすることもできる。

（１１）ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１と車輪側操舵軸の軸芯Ｏ２は、必ずしも一致していなくともよい。この場合、フロントまわりをすっきりと簡素化でき、また、ヘッドパイプ１を軽量化できる。

（１２）本発明は、自動二輪車には限定されず、鞍乗り型三輪走行車あるいは鞍乗り型四輪走行車の前輪支持構造にも適用可能である。

Ｆ 車体フレーム
２ メインフレーム部材
３ ダウンチューブ
５ 前輪
６ 前車軸
１０ フロントアーム
１０ａ 後端部
１１ 平行リンク機構
１２ フロントサスペンション機構
２１ 上側リンク部材
２２ 下側リンク部材
３１ 支持ブラケット
３２ ベルクランク部材
３３ ダンパー部材
３４ タイロッド（連結部）

Claims (7)

1. 前車軸を支持すると共に前車軸支持部分から後方に延びる、フロントアームと、
   前輪の後端よりも後方位置で、前記フロントアームの後端部の上下方向に間隔を置いた２箇所に回動自在に連結された上下一対のリンク部材であって、互いに上下方向に間隔を置いた状態で後方に延び、各後端部が車体構成部材に回動自在に連結されたリンク部材と、
   前記フロントアームの回動を抑制するフロントサスペンション機構と、を備えている、鞍乗り型車輌の前輪支持構造。
2. 前記フロントサスペンション機構は、前記フロントアームの後端部を弾性的に支持している、請求項１に記載の鞍乗り型車輌の前輪支持構造。
3. 前記前車軸と、前記フロントアームと前記リンク部材との回動連結点と、を結ぶ線が、水平線に対して傾斜している、請求項２に記載の鞍乗り型車輌の前輪支持構造。
4. 前記前車軸と、前記フロントアームと前記上側リンク部材との回動連結点と、前記上側リンク部材と前記車体構成部材との回動連結点と、を結ぶ線が、凸となる山形状に構成されている、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の鞍乗り型車輌の前輪支持構造。
5. 前記下側リンク部材が、前記上側リンク部材よりも、車幅方向の内側に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の鞍乗り型車輌の前輪支持構造。
6. 前記フロントサスペンション機構は、車幅方向に伸縮可能に配置されたダンパー部材と、前記フロントアームの後端部の上下方向の動作を、車幅方向の動作に変換して前記ダンパー部材に伝達するベルクランク部材と、を有している、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の鞍乗り型車輌の前輪支持構造。
7. 前記一対のリンク部材の後端部は、パワーユニットを搭載している車体フレームの前端部に連結されている、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の鞍乗り型車輌の前輪支持構造。

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