JP2016147540A - 揺動型車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】左右一対の前輪を備えるとともに車体を左右揺動可能とする揺動型車両において、アクチュエータの作動をスムーズに行う。【解決手段】車体1Aに左右内側を揺動可能に支持されるとともに左右外側に左右一対の前輪をそれぞれ転舵可能に支持する左右一対のアーム部材21,23と、車体1Aに左右中央を揺動可能に支持されるとともに左右外側にそれぞれクッションユニット31を介して左右一対のアーム部材21,23の各々に連結されるクッション支持アーム44と、クッション支持アーム44の揺動を制御可能なアクチュエータ41と、を備え、アクチュエータ41とクッション支持アーム44との連結部40には、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を検出する荷重検出部47が設けられ、荷重検出部47の検出結果に基づいてアクチュエータ41を制御する制御部49を更に備える。【選択図】図6

Description

本発明は、揺動型車両に関する。
従来、左右一対の前輪を備えるとともに車体を左右揺動可能とする揺動型車両において、例えば特許文献1に開示されたものがある。これは、車速、ステアリングトルク及び傾斜角センサ等の検出結果に基づいて、アクチュエータを制御するコントロールユニットを備えるものである。
米国特許第8123240号明細書
ところで、このような揺動型車両のアクチュエータの制御においては、運転者の意図に沿った適切な作動量の算出が課題となっており、アクチュエータの作動をスムーズに行うことが要求されている。
そこで本発明は、左右一対の前輪を備えるとともに車体を左右揺動可能とする揺動型車両において、アクチュエータの作動をスムーズに行うことを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、左右一対の前輪(2L,2R)を備えるとともに車体(1A)を左右揺動可能とする揺動型車両(1)において、前記車体(1A)に左右内側を揺動可能に支持されるとともに左右外側に前記左右一対の前輪(2L,2R)をそれぞれ転舵可能に支持する左右一対のアーム部材(21,23)と、前記車体(1A)に左右中央を揺動可能に支持されるとともに左右外側にそれぞれクッションユニット(31)を介して前記左右一対のアーム部材(21,23)の各々に連結されるクッション支持アーム(44)と、前記クッション支持アーム(44)の揺動を制御可能なアクチュエータ(41)と、を備え、前記アクチュエータ(41)と前記クッション支持アーム(44)との連結部(40)には、前記クッション支持アーム(44)と前記アクチュエータ(41)との間を伝わる荷重を検出する荷重検出部(47)が設けられ、前記荷重検出部(47)の検出結果に基づいて前記アクチュエータ(41)を制御する制御部(49)を更に備えることを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記制御部(49)は、前記クッション支持アーム(44)と前記アクチュエータ(41)との間を伝わる荷重のうち、少なくとも前記クッション支持アーム(44)から前記アクチュエータ(41)に入力される荷重を低減するように前記アクチュエータ(41)を制御することを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記アクチュエータ(41)の出力部(41a)には、前記荷重検出部(47)に接続される揺動アーム(43)が連結され、前記揺動アーム(43)は、前記アクチュエータ(41)の作動に伴い円弧状の軌跡(KC)を描くことを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記荷重検出部(47)は、前記揺動アーム(43)及び前記クッション支持アーム(44)のそれぞれに対して回動可能に接続され、前記クッション支持アーム(44)が揺動可能とされる軸線(C8)に沿う方向から見て、前記荷重検出部(47)と前記揺動アーム(43)との接続部(43b)と、前記荷重検出部(47)と前記クッション支持アーム(44)との接続部(46b)とは、前記軌跡(KC)に沿う方向で互いにずれることを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記荷重検出部(47)は、筒状に形成され、前記荷重検出部(47)の中心軸線(C10)は、車幅方向に沿うように配置されることを特徴とする。
請求項6に記載した発明は、前記アクチュエータ(41)の出力部(41a)には、前記荷重検出部(47)に接続される揺動アーム(43)が連結され、前記荷重検出部(47)は、前記揺動アーム(43)及び前記クッション支持アーム(44)のそれぞれに対して回動可能に接続され、前記荷重検出部(47)と前記揺動アーム(43)との接続部(43b)と、前記荷重検出部(47)と前記クッション支持アーム(44)との接続部(46b)とには、球面軸受け(48a,48b)が設けられることを特徴とする。
請求項1に記載した発明によれば、アクチュエータとクッション支持アームとの連結部に、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重を検出する荷重検出部を設けることで、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重を直接的に検出することができるため、アクチュエータとクッション支持アームとの連結部以外の部分に荷重検出部を設ける場合と比較して、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重をスムーズに検出することができる。又、荷重検出部の検出結果に基づいてアクチュエータを制御する制御部を更に備えることで、荷重検出部によってスムーズに検出された検出結果に基づいて、制御部によりアクチュエータを制御することができるため、アクチュエータの作動をスムーズに行うことができる。又、アクチュエータとクッション支持アームとの連結部以外の部分に荷重検出部を設ける場合と比較して、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重を高精度に検出することができるため、アクチュエータの作動を高精度に行うこともできる。
請求項2に記載した発明によれば、制御部により、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重のうち、少なくともクッション支持アームからアクチュエータに入力される荷重を低減するようにアクチュエータが制御されることで、クッション支持アームからアクチュエータに入力される荷重を増大させるようにアクチュエータが制御されることを回避することができるため、自然な車体の左右揺動(ローリング動)を妨げないようにアクチュエータを制御することができる。
請求項3に記載した発明によれば、アクチュエータの出力部に、荷重検出部に接続される揺動アームを連結し、揺動アームに、アクチュエータの作動に伴い円弧状の軌跡を描かせることで、揺動アームの描く軌跡がアクチュエータの回転中心と同心円上に配置されるようになるため、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重を検出し易くすることができる。
請求項4に記載した発明によれば、荷重検出部を、揺動アーム及びクッション支持アームのそれぞれに対して回動可能に接続し、クッション支持アームが揺動可能とされる軸線に沿う方向から見て、荷重検出部と揺動アームとの接続部と、荷重検出部とクッション支持アームとの接続部とを前記軌跡に沿う方向で互いにずらすことで、クッション支持アームが揺動可能とされる軸線に沿う方向から見て、荷重検出部と揺動アームとの接続部と、荷重検出部とクッション支持アームとの接続部とを互いに一致させる場合と比較して、荷重検出部と揺動アームとの接続部と、荷重検出部とクッション支持アームとの接続部との位置ズレを許容することができる。又、クッション支持アームが揺動可能とされる軸線に沿う方向から見て、荷重検出部と揺動アームとの接続部と、荷重検出部とクッション支持アームとの接続部とを互いに一致させる場合と比較して、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重を検出する構造を容易に実現することができるため、荷重検出部の構造を簡素化することもできる。
請求項5に記載した発明によれば、荷重検出部を筒状に形成し、荷重検出部の中心軸線を車幅方向に沿うように配置することで、荷重検出部の中心軸線を車両前後方向に沿うように配置する場合と比較して、荷重検出部を車両前後方向にコンパクトにレイアウトすることができる。又、荷重検出部の中心軸線を車両前後方向に沿うように配置する場合と比較して、クッション支持アームとアクチュエータとの間を伝わる荷重を検出する構造を容易に実現することができるため、荷重検出部の構造を簡素化することもできる。
請求項6に記載した発明によれば、アクチュエータの出力部に、荷重検出部に接続される揺動アームを連結し、荷重検出部を、揺動アーム及びクッション支持アームのそれぞれに対して回動可能に接続し、荷重検出部と揺動アームとの接続部と、荷重検出部とクッション支持アームとの接続部とに、球面軸受けを設けることで、物バラツキでアクチュエータの出力部、荷重検出部と揺動アームとの接続部、及び荷重検出部とクッション支持アームとの接続部がずれた場合であっても、球面軸受けによってずれを吸収することができる。
本発明の実施形態における前二輪式の鞍乗り型車両の車体前部の左側面図である。 上記鞍乗り型車両の前二輪懸架装置における右前輪を外した状態の右側面図である。 図2のIII矢視図(上下揺動軸の軸方向から見た前面図)である。 図2のIV矢視図(ステアリングシャフトの軸方向から見た上面図)である。 図2のV矢視図(ステアリングシャフトの軸方向から見た下面図)である。 上記前二輪懸架装置の斜視図である。 上記前二輪懸架装置のステアリングリンク機構の説明図であり、(a)は舵角0°時、(b)は左転舵時、(c)は右転舵時をそれぞれ示す。 車体が右側に揺動した状態の図3に相当する矢視図である。 前懸架フレーム体の右側面図である。 図2のX−X断面図を含む図である。 上記前二輪懸架装置の左右アッパーアームの分解斜視図である。 図3の拡大図である。 図4のXIII−XIII断面を含む図(上下揺動軸の軸方向から見た後面図)である。 上記前二輪懸架装置の左舵角時の上下揺動軸に沿う後面図であり、(a)は車体の直立時、(b)は車体の左揺動時(フルバンク状態よりもやや浅いバンク角でバンクした状態)、(c)は車体の左揺動時(概ねフルバンク状態)をそれぞれ示す。 上記前二輪懸架装置の左舵角時のステアリングリンク機構の説明図であり、(a)は車体の直立時、(b)は車体の左揺動時(フルバンク状態よりもやや浅いバンク角でバンクした状態)、(c)は車体の左揺動時(概ねフルバンク状態)をそれぞれ示す。 実施形態の変形例に係る前二輪懸架装置をステアリングシャフトの軸方向から見た、図4に相当する上面図である。 上記変形例に係る前二輪懸架装置の図6に相当する斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また、以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPを示す。また、図中線CLは車体左右中心線を示す。
<車両全体>
図1は、本実施形態の鞍乗り型車両1の車体前部を示す。鞍乗り型車両1は、車体前部に左右一対の前輪(操舵輪)2を左右対称に備えるとともに、車体後部に単一の駆動輪としての後輪(不図示)を備え、かつ左右前輪2を設定させた状態で車体を左右揺動(ローリング動)可能とした前二輪式の三輪揺動型車両として構成される。図中符号COWは鞍乗り型車両1の車体前部を覆うカウリングを示す。
以下の説明では、特に記載がなければ、左右前輪2が水平な路面R上に接地した状態で、後述する前二輪懸架装置4に車重分の荷重が加わった1G状態で、車体が左右揺動角度を0度にした直立状態で、左右前輪2の操舵角が0°の直進操舵状態にあるときの構成を説明する。以下に説明する構成は、特に記載がなければ車体左右中心に対して左右対称とする。本実施形態では、左右一対の構成には左側の符号に「L」、右側の符号に「R」を付して区別することがあり、かつ前記「L」、「R」を外した符号のみで示すこともある。
図2、図3、図6を併せて参照し、鞍乗り型車両1は、車体中央に搭載する例えば水平対向型のエンジン3の前部に、前二輪懸架装置4を支持する前懸架フレーム体5を固定する。前懸架フレーム体5には、車体左右中央(車幅方向中央)を上下に延びるステアリングシャフト12の下部が回動可能に支持される。ステアリングシャフト12の上端部には、バータイプの操向ハンドル11が取り付けられる。
ステアリングシャフト12は、その中心軸線(ステアリング軸線)C1を車体左右中心線CL上に配置する。ステアリング軸線C1は、側面視で鉛直方向に対して上側が後側に位置するように傾斜する。ステアリングシャフト12の下端部には、ボトムブラケット12aの基端部が固定される。ボトムブラケット12aの先端部には、前後に延びるリンクロッド13の後端部が連結される。リンクロッド13の前端部には、ステアリングリンク機構17が連結される。ステアリングリンク機構17には、左右タイロッド16L,16Rを介して左右ナックル部材26L,26Rが連結される。左右ナックル部材26L,26Rには、それぞれ左右前輪2L,2Rが回転自在に軸支される。これらステアリングシャフト12、リンクロッド13、ステアリングリンク機構17、左右タイロッド16L,16R及び左右ナックル部材26L,26Rを介して、操向ハンドル11の回動と左右前輪2L,2Rの転舵とが連係される。
<前二輪懸架装置>
図2、図3、図6を参照し、前二輪懸架装置4は、左右前輪2L,2Rを接地させたままで、前懸架フレーム体5及びエンジン3等を含む車体1Aを左右揺動可能とし、かつ車体1Aの左右揺動に合わせて左右前輪2L,2Rを同様に左右揺動可能とする。逆に、前二輪懸架装置4は、車体1Aに対して左右前輪2L,2Rを互い違いに上下動可能とする。
前二輪懸架装置4は、左右前輪2L,2Rを独立懸架するダブルウィッシュボーンの態様をなし、車幅方向中央でステアリングシャフト12よりも前方に延出する前懸架フレーム体5の左右側方に、それぞれアッパーアーム21及びロアアーム23を介して外リンク部材25を支持する。左右外リンク部材25L,25Rには、それぞれ左右ナックル部材26L,26R及び前輪2L,2Rが操向可能に支持される。
左右アッパーアーム21L,21Rにおける車幅方向中央に位置する内側端部は、前懸架フレーム体5の上部に概ね前後方向に延びる上揺動軸22を介して上下揺動可能に支持される。左右ロアアーム23L,23Rにおける車幅方向中央に位置する内側端部は、前懸架フレーム体5の下部に上揺動軸22と平行な下揺動軸24を介して上下揺動可能に支持される。上下揺動軸22,24の軸線C2,C3は、側面視でステアリングシャフト12の軸線C1と直交する方向よりも水平方向に対する傾斜角を小さくした前上がりの姿勢で配置される。
左右アッパーアーム21L,21Rの外側端部には、左右外リンク部材25L,25Rの上端部が上下揺動軸22,24と平行な上外揺動軸25aを介して揺動可能に支持される。左右ロアアーム23L,23Rの外側端部には、左右外リンク部材25L,25Rの下端部が上下揺動軸22,24と平行な下外揺動軸25bを介して揺動可能に支持される。
上下揺動軸22,24の軸方向視で、左右アッパーアーム21L,21R、左右ロアアーム23L,23R及び左右外リンク部材25L,25Rは、車体左右でそれぞれ平行リンク状に配置される。これにより、左右アッパーアーム21L,21R及び左右ロアアーム23L,23Rの上下揺動時には、左右外リンク部材25L,25R、左右ナックル部材26L,26R及び左右前輪2L,2Rが略平行に上下動する(図8参照)。
また、上下揺動軸22,24の軸方向視で、左右タイロッド16L,16Rも、左右アッパーアーム21L,21R及び左右ロアアーム23L,23Rのそれぞれと略平行かつ等長となるように設けられ、これらが車体左右でそれぞれ平行リンク状に配置される。これにより、左右アッパーアーム21L,21R及び左右ロアアーム23L,23Rの上下揺動時には、左右タイロッド16L,16Rも左右アッパーアーム21L,21R及び左右ロアアーム23L,23Rと略平行に上下揺動し、左右前輪2L,2Rの舵角への影響を抑える。
左右前輪2L,2Rへの荷重をそれぞれ受ける左右クッションユニット31L,31Rは、左右ロアアーム23L,23Rの後部上方で概ね上下方向に延在する。左右クッションユニット31L,31Rは、各下端部を左右ロアアーム23L,23Rにそれぞれ連結するとともに、各上端部を概ね左右方向に延在するクッション支持アーム44の左右端部にそれぞれ連結する。クッション支持アーム44は、その左右中央の基部45(軸支部)が前懸架フレーム体5に上下揺動軸22,24と平行なクッション揺動軸45aを介して揺動可能に支持される。
クッション支持アーム44が一体に有する左右アーム部44aL,44aRは、左右ロアアーム23L,23R及び左右クッションユニット31L,31Rとともに、車体左右でそれぞれ平行リンク状に配置される。
<前懸架フレーム体>
図2、図6、図9を参照し、前懸架フレーム体5は、エンジン3の前部にマウントフレーム5aを介して固定される。前懸架フレーム体5は、車幅方向中央に配置されて側面視で上方に開放する門形をなすフレーム本体6と、フレーム本体6の左右外側部とマウントフレーム5aとの間に渡る左右一対の補強ビーム6aと、を有する。前懸架フレーム体5は、全体的に前上がりに傾斜して設けられる。フレーム本体6及び左右補強ビーム6aは、それぞれ金属材料の一体形成又は複数部材の溶接及び締結等により一体に設けられる。前懸架フレーム体5の前記傾斜は、アッパーアーム21及びロアアーム23の各揺動軸22,24と略平行とされる。
フレーム本体6は、左右幅を抑えた偏平状に設けられる。フレーム本体6は、前記門形を形成する後辺部7、下辺部8及び前辺部9を有する。フレーム本体6における前記門形の上部開放部を符号6bで示す。
後辺部7は、マウントフレーム5aにおける略垂直な前面部に結合、固定されるマウント結合部7aと、ステアリングシャフト12の下部をステアリング軸線C1回りに回動可能に支持するシャフト支持部7bと、前二輪懸架装置4の左右ロアアーム23L,23Rの後基部23bL,23bRを上下揺動可能に支持するロアアーム後支持部7cと、シャフト支持部7bの前方に延出する前方延出部7dと、前方延出部7dの上方に設けられるクッションアーム支持部7eと、クッションアーム支持部7eの前側に設けられるアクチュエータ後端支持部7fと、を有する。
ロアアーム後支持部7cは、側面視で下方に開放する門形をなし、その下側に左右ロアアーム23L,23Rの後基部23bL,23bRを支持する。左右ロアアーム23L,23Rの後基部23bL,23bRは、互いに前後に並んで配置され、これらの後基部23bL,23bRが、ロアアーム後支持部7cに前上がりの下揺動軸24bを介して支持される。ロアアーム後支持部7cの上側の空間には、シャフト支持部7bを下方に貫通するステアリングシャフト12の下端部及びボトムブラケット12aが配置される。
前方延出部7dは、上下揺動軸22,24と略平行に延在する。前方延出部7d上方のクッションアーム支持部7eは、側面視で上方に開放する門形をなし、その上側に左右方向に延在するクッション支持アーム44の左右中央の基部45が配置される。クッション支持アーム44の基部45は、フレーム本体6のクッションアーム支持部7eに、上下揺動軸22,24と平行な前上がりのクッション揺動軸45aを介して支持される。前方延出部7dの前端部の左右外側には、左右補強ビーム6aの前端部が締結等により結合、固定される。左右補強ビーム6aの後端部は、マウントフレーム5aの近傍で後辺部7の左右外側に締結等により結合、固定される。
クッションアーム支持部7e前側のアクチュエータ後端支持部7fには、アクチュエータ41のハウジング42の後端部42aが結合、固定される。アクチュエータ41のハウジング42は、クッション揺動軸45aと平行かつ同軸の円筒状をなし、例えば金属材料の一体形成又は複数部材の溶接及び締結等により一体に設けられる。ハウジング42の後端部42aの外周には、複数の後端マウント部42bが一体に設けられる。フレーム本体6のアクチュエータ後端支持部7fの外周には、ハウジング42の各後端マウント部42bに対応する複数のフレーム側マウント部7gが一体に設けられる。各フレーム側マウント部7gには、対応する後端マウント部42bが締結等により結合、固定される。
フレーム本体6の下辺部8は、上下揺動軸22,24と平行に前上がりに延びる。下辺部8の前端部の下側には、左右ロアアーム23L,23Rの前基部23aL,23aRを上下揺動可能に支持するロアアーム前支持部8aが設けられる。ロアアーム前支持部8aは、側面視で下方に開放する門形をなし、その内側に左右ロアアーム23L,23Rの前基部23aL,23aRを支持する。
左右ロアアーム23L,23Rの前基部23aL,23aRは、互いに前後に並んで配置され、これらの前基部23aL,23aRが、ロアアーム前支持部8aに前上がりの下揺動軸24aを介して支持される。下揺動軸24aは、ロアアーム後支持部7cの下揺動軸24bと同軸であり、例えばフレーム本体6の下部を前後に貫通する長尺のシャフトで一体の下揺動軸24として構成される。なお、各下揺動軸24a,24bを互いに別体としてもよい。
フレーム本体6の前辺部9は、その上端部前側に設けられて左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRを上下揺動可能に支持するアッパーアーム前支持部9aと、アッパーアーム前支持部9aの後方に延出する後方延出部9bと、後方延出部9bの下部に設けられるリンク支持部9cと、後方延出部9bの上部に設けられてアクチュエータ41のハウジング42の前部下側を支持するアクチュエータ前下支持部9dと、を有する。
ハウジング42の前部下側には、前下マウント部42cが一体に設けられ、この前下マウント部42cが、フレーム本体6のアクチュエータ前下支持部9dに締結等により結合、固定される。アクチュエータ41のハウジング42により、側面視門形のフレーム本体6の上部開放部6bが閉塞され、側面視で閉じた閉ループ構造の前懸架フレーム体5が構成される。すなわち、アクチュエータのハウジング42は、車体1Aの前懸架フレーム体5の一部を兼ねる。
後方延出部9bの後端部は、後辺部7の前方延出部7dの前端部とともに、左右アッパーアーム21L,21Rの後基部21bL,21bRを上下揺動可能に支持するアッパーアーム後支持部9eを構成する。
左右アッパーアーム21L,21Rの後基部21bL,21bRは、互いに前後に並んで配置され、これらの後基部21bL,21bRが、アッパーアーム後支持部9eに前上がりの上揺動軸22bを介して支持される。左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRは、互いに前後に並んで配置され、これらの前基部21aL,21aRが、アッパーアーム前支持部9aに前上がりの上揺動軸22aを介して支持される。各上揺動軸22a,22bは互いに同軸であり、例えばフレーム本体6の上部を前後に貫通する長尺のシャフトで一体の上揺動軸22として構成される。なお、各上揺動軸22a,22bを互いに別体としてもよい。
ここで、車体左右中心線CL上に中心軸線C2を配置する上揺動軸22に対し、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aR及び後基部21bL,21bRは、それぞれ不図示の偏心カラーを介して支持される。この偏心カラーに外嵌した軸受け回りに左右アッパーアーム21L,21Rが揺動することで、左右アッパーアーム21L,21Rの揺動中心は、上揺動軸22の軸中心に対して、車幅方向で小量だけオフセット可能である。具体的に、左アッパーアーム21Lの揺動中心は、上揺動軸22の軸線C2よりも右側にオフセットし、右アッパーアーム21Rの揺動中心は、上揺動軸22の軸線C2よりも左側にオフセットする。なお、左右ロアアーム23L,23Rの揺動中心軸線C3(下揺動軸24の中心軸線C3に相当)は、車体左右中心線CL上に配置される。
<アクチュエータ>
図2、図4、図6を参照し、アクチュエータ41は、ハウジング42の中心軸線C7回りのトルクを発生させる電動機もしくは流体機器であり、その後部には、左上後方に突出して軸線C7回りに揺動する前揺動アーム43を有する。図中符号41aはアクチュエータ41における軸線C7を共有する駆動軸(出力部)を示し、この駆動軸41aに前揺動アーム43が固定されて軸線C7回りに揺動する。前揺動アーム43と、クッション支持アーム44の後揺動アーム46とは、アクチュエータ41の軸方向で間隔を空けて配置される。前揺動アーム43と後揺動アーム46との連結部40には、前後揺動アーム43,46を一体的に揺動可能とする連結装置47(荷重検出部)が設けられる。連結装置47は、前後揺動アーム43,46の間を伝わる荷重を検出する荷重検出部としても機能する。
連結装置47は円筒状をなし、連結装置47の中心軸線C10はクッション揺動軸45aと直交して車幅方向に沿うように配置される。連結装置47は、前後揺動アーム43,46間に生じるクッション揺動軸45a回りの荷重(トルク)を電気的に検出する荷重センサを内蔵する。この検出値は、アクチュエータ41の作動を制御する制御部としてのECU49(Electronic Control Unit)に入力される。ECU49は、荷重検出部としての連結装置47の検出結果に基づいてアクチュエータ41を制御する。
連結装置47は、前後揺動アーム43,46のそれぞれに対して回動可能に接続される。具体的に、連結部40には、連結装置47の左右外側端部と、前後揺動アーム43,46の先端部43b,46bとを連結する連結リンク48が設けられる。連結リンク48は、車幅方向に沿うように延び、その左右両側端部には、それぞれ前後揺動アーム43,46の先端部43b,46bとの接続部である左右球面軸受け48a,48bが設けられる。左球面軸受け48aを介して、連結リンク48の左側端部が前揺動アーム43の先端部43bに、後方から挿通するボルト47aにより連結される。一方、右球面軸受け48bを介して、連結リンク48の右側端部が後揺動アーム46の先端部46bに、前方から挿通するボルト47bにより連結される。
前揺動アーム43は、駆動軸41aの軸支部に臨む基部43aから左上後方に突出して延びて、連結リンク48の左側端部と左球面軸受け48aを介して接続される先端部43bに至る。後揺動アーム46は、クッション揺動軸45aの軸支部45に臨む基部46aから右上前方に突出して延びて、連結リンク48の右側端部と右球面軸受け48bを介して接続される先端部46bに至る。
クッション支持アーム44が揺動可能とされる軸線C8から見て、前揺動アーム43の基部43aは、軸線C8に沿う方向に間隔を空けて後揺動アーム46の基部46aと対向する。
図3を参照し、前揺動アーム43は、アクチュエータ41の作動に伴い、アクチュエータ41の前揺動アーム43の揺動中心(軸線C7)を中心とする円弧状の軌跡KCを描く。前記軸線C8から見て、前揺動アーム43の先端部43b(連結装置47と前揺動アーム43との接続部)は、後揺動アーム46の先端部46b(連結装置47と後揺動アーム46との接続部)に対し、前記軌跡KCに沿う方向にずれる。具体的に、前記軸線C8から見て、前揺動アーム43の先端部43bは前記軌跡KCに沿う方向で車体左右中心線CLに対して左側にずれ、後揺動アーム46の先端部46bは前記軌跡KCに沿う方向で車体左右中心線CLに対して右側にずれる。
前後揺動アーム43,46間に生じるクッション揺動軸45a回りの荷重は、車体側に支持されたアクチュエータ41に対してクッション支持アーム44が揺動しようとする際に、前揺動アーム43の作動抵抗(トルク)に応じて発生する。すなわち、車体の左右揺動時に、前揺動アーム43の作動抵抗に応じて、前後揺動アーム43,46間にクッション揺動軸45a回りの荷重が生じる。ECU49は、前記荷重の検出値に応じてアクチュエータ41を駆動制御する。ECU49は、前後揺動アーム43,46の間を伝わる荷重のうち、少なくとも後揺動アーム46から前揺動アーム43に入力される荷重、すなわちクッション支持アーム44からアクチュエータ41に入力される荷重を低減するようにアクチュエータ41を制御することができる。
ECU49は、例えば車体に設けられる傾斜センサ(加速度センサ)の検出値より、車体に作用する倒れ方向及び起き方向のモーメントを検知し、このモーメントが過大にならないようにアクチュエータ41を駆動制御する。
なお、ECU49は、例えば鞍乗り型車両1が停車状態又は低車速状態にあるときには、車体の揺動に対する抵抗が最大となるようにアクチュエータ41を駆動制御し、鞍乗り型車両1が中高車速状態にあるときには、車体の揺動に対する抵抗が弱くなるようにアクチュエータ41を駆動制御する構成でもよい。
<アッパーアーム、ロアアーム>
図4、図6を参照し、アッパーアーム21は、フレーム本体6の上部に軸支される前後基部21a,21bと、アッパーアーム21の車幅方向外側端部で外リンク部材25の上端部を軸支するリンク上支持部21cと、前基部21a及びリンク上支持部21cの間に渡る前アーム体21dと、後基部21b及びリンク上部材の間に渡る後アーム体21eと、を一体に有する。
前後基部21a,21bは、上揺動軸22と平行な円筒状をなし、これらの前後基部21a,21bに上揺動軸22が挿通される。本実施形態では、左アッパーアーム21Lの前後基部21aL,21bLが右アッパーアーム21Rの前後基部21aR,21bRにそれぞれ後方から重なるように並び、これらが上揺動軸22を介してフレーム本体6に支持される。すなわち、上揺動軸22の軸方向視で(軸線C2に沿う方向から見て)、左アッパーアーム21Lの前後基部21aL,21bLと、右アッパーアーム21Rの前後基部21aR,21bRとが互いに重なる。
左右アッパーアーム21L,21Rは、前後方向位置が左右で相違する前後基部21a,21bに対して、リンク上支持部21cの前後方向位置を左右で共通とする。このため、左右アッパーアーム21L,21Rは、前後アーム体21d,21eの屈曲形状等を変更することで左右非対称に形成される。
図5、図6を参照し、ロアアーム23は、フレーム本体6の下部に軸支される前後基部23a,23bと、アーム前側の車幅方向外側端部で外リンク部材25の下端部を軸支するリンク下支持部23cと、前基部23a及びリンク下支持部23cの間に渡る前アーム体23dと、後基部23b及びリンク下部材の間に渡る後アーム体23eと、を一体に有する。後アーム体23eは、後基部23bから車幅方向外側に延びる短アーム23e1と、短アーム23e1の前端部と前アーム体23dの中間部との間に渡る前後方向ビーム23e2と、前後方向ビーム23e2の中間部とリンク下支持部23cとの間に渡る傾斜ビーム23e3と、を有する。短アーム23e1の車幅方向外側には、短アーム23e1を延長するようにクッション下支持アーム23e4が設けられる。換言すれば、短アーム23e1及びクッション下支持アーム23e4からなるアーム体の中間部に前後方向ビーム23e2の後端部が接続される。クッション下支持アーム23e4の先端部はクッション下支持部23e5とされる。前後方向ビーム23e2は、フレーム本体6との間で閉ループをなすため(図5参照)、ロアアーム23の左右方向の剛性を高めることができる。
前後基部23a,23bは、下揺動軸24と平行かつ同軸の円筒状をなし、これらの前後基部23a,23bに下揺動軸24が挿通される。本実施形態では、左ロアアーム23Lの前後基部23aL,23bLが右ロアアーム23Rの前後基部23aR,23bRにそれぞれ後方から重なるように並び、これらが下揺動軸24を介してフレーム本体6に支持される。すなわち、下揺動軸24の軸方向視で(軸線C3に沿う方向から見て)、左ロアアーム23Lの前後基部23aL,23bLと、右ロアアーム23Rの前後基部23aR,23bRとが互いに重なる。
左右ロアアーム23L,23Rは、前後方向位置が左右で相違する前後基部23a,23bに対して、リンク下支持部23c及びクッション下支持部23e5の前後方向位置を左右で共通とする。このため、左右ロアアーム23L,23Rは、前後アーム体23d,23eの屈曲形状等を変更することで左右非対称に形成される。
図3を参照し、前輪2L,2Rの車軸中心C5から左右アッパーアーム21L,21Rの車幅方向外側端部21cL,21cR(外リンク部材25の上端部を軸支するリンク上支持部21c)までの距離を符号L1で示し、車軸中心C5から左右ロアアーム23L,23Rの車幅方向外側端部23cL,23cR(外リンク部材25の下端部を軸支するリンク下支持部23c)までの距離を符号L2で示す。ここで、距離L1は、上下揺動軸22,24の軸方向視で(軸線C2,C3に沿う方向から見て)、車軸中心C5から左右アッパーアーム21L,21Rの車幅方向外側端部21cL,21cRにおける上外揺動軸25aの中心までの距離を意味する。距離L2は、上下揺動軸22,24の軸方向視で、車軸中心C5から左右ロアアーム23L,23Rの車幅方向外側端部23cL,23cRにおける下外揺動軸25bの中心までの距離を意味する。
本実施形態では、距離L2は、距離L1よりも小さい(L2<L1)。なお、距離L2は距離L1よりも大きくてもよい。すなわち、距離L1と距離L2とが互いに異なっていればよい。
図10〜図12を参照し、本実施形態では、上下揺動軸22,24の軸方向視で、左アッパーアーム21Lの前後基部21aL,21bLの中心軸線C11(左アッパーアーム21Lの揺動中心軸線)と、右アッパーアーム21Rの前後基部21aR,21bRの中心軸線C12(右アッパーアーム21Rの揺動中心軸線)とが互いにずれる。具体的に、上下揺動軸22,24の軸方向視で、左アッパーアーム21Lの前後基部21aL,21bLの中心軸線C11は車体左右中心線CLに対して右側に配置され、右アッパーアーム21Rの前後基部21aR,21bRの中心軸線C12は車体左右中心線CLに対して左側に配置される。
なお、距離L2が距離L1よりも大きい場合には、上下揺動軸22,24の軸方向視で、左ロアアーム23Lの前後基部23aL,23bLの中心軸線と、右ロアアーム23Rの前後基部23aR,23bRの中心軸線とが互いにずれてもよい。すなわち、上下揺動軸22,24の軸方向視で、左右アッパーアーム21L,21R及び左右ロアアーム23L,23Rのうち前記距離L1,L2が大きい方の揺動中心軸線が互いにずれてもよい。
左アッパーアーム21Lの前後基部21aL,21bL及び右アッパーアーム21Rの前後基部21aR,21bRは、同一の上揺動軸22に挿入された偏心カラー50によって支持される。
以下、図10〜図12を参照し、左アッパーアーム21Lの前後基部21aL,21bL及び右アッパーアーム21Rの前後基部21aR,21bRのうち左アッパーアーム21Lの前基部21aL及び右アッパーアーム21Rの前基部21aRの支持構造について説明する。なお、左アッパーアーム21Lの後基部21bL及び右アッパーアーム21Rの後基部21bRの支持構造については、左アッパーアーム21Lの前基部21aL及び右アッパーアーム21Rの前基部21aRの支持構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRは、上揺動軸22の軸線C2と平行に延び、且つそれぞれ中心軸線C11,C12を中心とする円筒状をなす。左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの外周部は、車幅方向に沿うように延びる左右前アーム体21dの車幅方向内側端と一体に結合される。左右前アーム体21dは中空とされる。
図10を参照し、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの軸線C2に沿う方向の長さを符号S1で示し、左右前アーム体21dの軸線C2に沿う方向の長さ(外径)を符号S2で示す。左右アッパーアーム21L,21Rにおいて、左右前基部21aL,21aRの長さS1はそれぞれ略等しく、且つ左右前アーム体21dの長さS2もそれぞれ略等しくされる。本実施形態では、前基部21aL,21aRの長さS1は、前アーム体21dの長さS2よりも大きい(S1>S2)。これにより、前基部21aL,21aRの長さS1が前アーム体21dの長さS2と同じか、又は前基部21aL,21aRの長さS1が前アーム体21dの長さS2よりも小さい場合と比較して、上揺動軸22aに対する左右アッパーアーム21L,21Rの支持剛性を向上することができる。
左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRには、軸線C2に沿う方向に開口し、且つ中心軸線C11,C12を中心とする円形の挿通孔21hがそれぞれ形成される。
左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの前後には前後プレート51が、右アッパーアーム21Rの前基部21aRと左アッパーアーム21Lの前基部21aLとの前後間には中間プレート52がそれぞれ配置される。各プレート51,52は、軸線C2と直交する方向(図12に示す上揺動軸22の軸方向視で上下)に延びる長方形状をなし、且つ軸線C2に沿う方向に厚みを有する板状に形成される。
各プレート51,52には、軸線C2に沿う方向に開口し、且つ軸線C2を中心とする円形の挿通孔51h,52hがそれぞれ形成される。前プレート51の挿通孔51hは、プレート本体の上下中間部において左右中心よりも左側に形成される。中間プレート52の挿通孔52hは、プレート本体の上下中間部において左右中央に形成される。後プレート51の挿通孔51hは、プレート本体の上下中間部において左右中心よりも右側に形成される。
前後プレート51には、アッパーアーム前支持部9aへの固定用の上下挿通孔51iがそれぞれ形成される。この上下挿通孔51iは、上揺動軸22a挿入用の挿通孔51hから上下に所定距離離間して軸線C2と平行な方向に開口し、且つ前記挿通孔51hよりも小径の円形をなす。
前後プレート51は、それぞれ軸線C2に沿う後方又は前方から挿通孔51iを挿通するボルト等によりアッパーアーム前支持部9aに固定される。前後プレート51のボルト取付部には、座繰り(不図示)が形成される。例えば、座繰りの深さ(前後プレート51の主面の法線方向の最大深さ)は、ボルト等によりアッパーアーム前支持部9aに前後プレート51を固定する際に、ボルト頭が前後プレート51の主面からはみ出ないような大きさとされる。
左アッパーアーム21Lの前基部21aL及び右アッパーアーム21Rの前基部21aRの支持構造は、アッパーアーム前支持部9aの前後間に、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRを互いに前後に並べて配置した状態で、アッパーアーム前支持部9aの挿通孔9h、及び左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの内周を通じて、上揺動軸22a(ボルト)をナット(不図示)に螺着し締め込む。
上揺動軸22aの外周には、例えばボールベアリング53を支持し且つ上揺動軸22aが挿入される偏心カラー50と、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの内周と偏心カラー50の外周との間のシール性を確保する円環状のシール部材54と、が設けられる。本実施形態では、ボールベアリング53、偏心カラー50及びシール部材54は、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRのそれぞれにおいて、軸線C2に沿う前後に並んで二つずつ設けられる。
左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRは、上揺動軸22aと、各プレート51,52と、偏心カラー50と、ボールベアリング53とを介して、アッパーアーム前支持部9aに揺動可能に支持される。上揺動軸22a、各プレート51,52、偏心カラー50、及びボールベアリング53のインナレースは、アッパーアーム前支持部9aに固定的に支持される。左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRは、偏心カラー50外周のベアリング中心に揺動可能に支持される。
左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの内周には、径方向内側に突出する環状の凸部21gがそれぞれ一体に形成される。各ボールベアリング53のアウタレースは、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRの内周において、前記凸部21gを軸線C2に沿う前後から挟んで前記凸部21gに当接する。各偏心カラー50は、軸線C2に直交する端面を凸部21gに臨む位置で軸線C2に沿う前後から互いに突き当てる。
偏心カラー50は、軸線C2と平行に延び、且つそれぞれ中心軸線C11,C12を中心軸とする円筒状をなす筒部50aと、筒部50aよりも大径の円筒状をなし且つ各プレート51,52に当接する座面50s1を有する頭部50bと、頭部50bの車幅方向一端側から筒部50aとは反対側に向けて突出し且つ半円状の座面50s2を有する突出部50cとをそれぞれ一体に有する。例えば、偏心カラー50は金属製であり、偏心カラー50の各要素は同一の部材により互いに一体に形成される。
軸線C2に沿う方向から見て、左アッパーアーム21Lの前基部21aLに設けられる偏心カラー50は、外周面が軸線C2よりも右側に偏心する。軸線C2に沿う方向から見て、左アッパーアーム21Lの前基部21aLに設けられる偏心カラー50の突出部50cは、軸線C2よりも右側で筒部50aとは反対側に向けて突出する。
一方、軸線C2に沿う方向から見て、右アッパーアーム21Rの前基部21aRに設けられる偏心カラー50は、外周面が軸線C2よりも左側に偏心する。軸線C2に沿う方向から見て、右アッパーアーム21Rの前基部21aRに設けられる偏心カラー50の突出部50cは、軸線C2よりも左側で筒部50aとは反対側に向けて突出する。
図10を参照し、前プレート51の左側面51lは、右アッパーアーム21Rの前基部21aRに設けられる前偏心カラー50の突出部50cの軸線C2に臨む面50s3と当接する。中間プレート52の左側面52lは、右アッパーアーム21Rの前基部21aRに設けられる後偏心カラー50の突出部50cの軸線C2に臨む面50s3と当接し、中間プレート52の右側面52rは、左アッパーアーム21Lの前基部21aLに設けられる前偏心カラー50の突出部50cの軸線C2に臨む面50s3と当接する。
後プレート51の右側面51rは、左アッパーアーム21Lの前基部21aLに設けられる後偏心カラー50の突出部50cの軸線C2に臨む面50s3と当接する。
例えば、各プレート51,52をアッパーアーム前支持部9a等の車体1Aに固定することにより、各偏心カラー50の突出部50cの軸線C2回りの回動が規制されるため、各偏心カラー50が軸線C2回りにずれることを抑制することができる。
偏心カラー50には、軸線C2に沿う方向に開口し、且つ軸線C2を中心とする円形の挿通孔50hが形成される。軸線C2に沿う方向から見て、左右アッパーアーム21L,21Rの前基部21aL,21aRに設けられる偏心カラー50の中心軸線C11,C12は、軸線C2を挟んで互いにずれる。具体的に、軸線C2に沿う方向から見て、左アッパーアーム21Lの前基部21aLに設けられる偏心カラー50の中心軸線C11は、軸線C2よりも右側にずれる。一方、軸線C2に沿う方向から見て、右アッパーアーム21Rの前基部21aRに設けられる偏心カラー50の中心軸線C12は、軸線C2よりも左側にずれる。
図10、図12を参照し、左アッパーアーム21Lの前基部21aLに設けられる偏心カラー50の中心軸線C11と、上揺動軸22aの軸線C2との間のずれ量(車幅方向の間隔)を符号W1で示し、右アッパーアーム21Rの前基部21aRに設けられる偏心カラー50の中心軸線C12と、上揺動軸22aの軸線C2との間のずれ量(車幅方向の間隔)を符号W2で示す。本実施形態では、中心軸線C11と軸線C2との間のずれ量W1と、中心軸線C12と軸線C2との間のずれ量W2とは略同じであり、例えばそれぞれ2mm程度とされる。
<外リンク部材、ナックル部材、他>
図2、図3、図6を参照し、外リンク部材25は、概ね上下方向に延在し、その下部外側には、図3の前面視で車幅方向外側に開放する門形をなすナックル支持部25cが設けられる。ナックル支持部25cには、側面視でステアリングシャフト12と略平行な操舵軸(キングピン軸)27を介して、ナックル部材26の基部26aが操向可能に支持される。ナックル部材26には、前後ステー2fを介してフロントフェンダ2eが支持される。
ナックル部材26は、外リンク部材25に支持される基部26aと、基部26aの上下中間部に設けられる車軸支持部26bと、車軸支持部26bの前方に設けられる外ロッド連結部26cと、基部26aの上下から前方に延出するキャリパ支持部26dと、を一体に有する。車軸支持部26bには、車軸28を介して前輪2のハブ2bが回転自在に支持される。ハブ2bの外側には、前輪2のホイール2aが複数の締結部29(図1参照)により締結、固定される。ハブ2bの外周には、ブレーキロータ2dが一体回転可能に支持される。ブレーキロータ2dは、キャリパ支持部26dに支持するキャリパ2cとともに、左右前輪2毎にフロントブレーキを構成する。
図3の前面視において、左右操舵軸27L,27Rの中心軸線(キングピン軸線)C9L,C9Rは、車体左右中心線CLから左右に等距離ずつオフセットした垂直線として配置される。一方、キングピン軸線C9は、側面視では上側が後側に位置するように傾斜して配置される。なお、キングピン軸線C9は、アッパーアーム21の揺動中心のオフセットに対応して前記前面視で傾斜させてもよい。
側面視におけるキングピン軸線C9の下方への延長部分の路面Rとの交点T1’は、前輪2の車軸中心C5の鉛直下方における接地点T1の前方に位置してトレールを生じさせる。側面視におけるキングピン軸線C9の鉛直方向に対する傾斜角はキャスター角となる。前輪2の車軸28は、側面視でキングピン軸線C9の前方にオフセットする。
左右前輪2L,2Rの各タイヤは、断面円弧状のトレッド面を有する。左右前輪2L,2Rは、車体のバンク時(ローリング時)には、前二輪懸架装置4の作用により前記車体と同様に傾き、接地点をトレッド面のセンターからサイドに移動させる。
このとき、左右タイロッド16L,16Rの長さと、左右アッパーアーム21L,21Rの長さと、左右ロアアーム23L,23Rの長さとはそれぞれ等しいため、車両が傾いても舵角は生じない。
左右ロアアーム23L,23Rの車幅方向外側端部であるリンク下支持部23cと、左右ナックル部材26L,26Rとの間には、各前輪2L,2Rの転舵角を規制する規制手段60(図13参照)が設けられる。左右外リンク部材25L,25Rは、左右リンク上下支持部21c,23cに揺動軸25a,25b(揺動軸線C11,C12)の回りに揺動可能に支持される。左右外リンク部材25L,25Rは、左右の揺動軸25a,25b(各揺動軸線C11,C12)と交差する左右のキングピン軸27L,25R(各キングピン軸線C9L,C9R)の回りにナックル部材26L,26Rをそれぞれ操向可能に支持する。
以下、図13〜図15では、便宜上、左ロアアーム23Lのリンク下支持部23cと、左ナックル部材26Lとの間の規制手段60について説明する。なお、右ロアアーム23Rのリンク下支持部23cと、右ナックル部材26Rとの間の規制手段60については、左ロアアーム23Lのリンク下支持部23cと、左ナックル部材26Lとの間の規制手段60と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
図13を参照し、規制手段60は、左外リンク部材25Lのリンク下支持部23cの外側端部に設けられる第一規制部材61と、左ナックル部材26Lの後下側のローラ支持部26eに設けられる第二規制部材62とを備える。第一規制部材61は、揺動軸25a,25b(揺動軸線C12L)に沿う方向から見て、左リンク下支持部23cLの揺動軸25bを挿通する挿通部25eと重なるように配置される。
第一規制部材61としては、揺動軸線C12L回りの揺動角の増減に連動して前輪2Lの転舵角を規制するカムが用いられる。第二規制部材62は、揺動軸線C12Lに沿う方向から見て、挿通部25eと重なるカム61と、カム61の外周61a(カム61の車幅方向外側縁に位置するカム山)に沿って転動可能な円筒状のローラ62aを備える。カム61は、ローラ62aとの接触によりローラ62aを軸線C13の回りに回転させる。なお、軸線C13は、車体が左右揺動角度を0度にした直立状態で、揺動軸線C12Lに沿う方向から見て、車両後方ほど左上側に位置するように緩やかに傾斜する。又、前記直立状態で、ローラ62aは、カム61の外周61aから車幅方向外側に離間する。
カム61は、揺動軸線C12Lの回りの揺動角が所定角度を超えると前輪2Lの転舵角を小さくするように形成される。カム61の外周61aは、揺動軸線C12Lに沿う方向から見て、S字状に形成される。具体的に、カム61の外周61aは、揺動軸線C12Lに沿う方向から見て、揺動軸線C12Lを中心とする円弧状をなす上縁部63と、上縁部63の下端から揺動軸線C12Lを中心とする円の径方向外側に緩やかに湾曲して左下方に突出する下縁部64と、上縁部63と下縁部64との間の上下中間(境界)に位置する中間縁部65と、を有する。
<クッションユニット、クッション支持アーム>
図2、図3、図6を参照し、クッションユニット31は、概ね上下方向に延びるロッド式のダンパー32と、ダンパー32の周囲を巻回するコイルスプリング33と、を有する。クッションユニット31は、側面視で鉛直方向に対して上側が後側に位置するように傾斜し、かつ側面視で上下揺動軸22,24と直交して延在するように配置される。また、クッションユニット31は、図3の前面視ではほぼ垂直に配置される。なお、クッションユニット31は、アッパーアーム21の揺動中心のオフセットに対応して前記前面視で傾斜させてもよい。
図4、図5を参照し、ステアリングシャフト12の軸方向視で、左右前輪2L,2Rの各転舵軌跡KL,KRは、左右操舵軸27L,27Rの中心軸線(キングピン軸線)C9L,C9Rを中心とする円弧状をなす。左右クッションユニット31L,31Rは、ステアリングシャフト12の軸方向視で、左右前輪2L,2Rの各転舵軌跡KL,KRの外周側、すなわちキングピン軸線C9L,C9Rを中心とする円の径方向外側に配置される。
クッションユニット31の上端部は、クッション支持アーム44のクッション上支持部44bに上連結軸44cを介して連結される。クッションユニット31の下端部は、ロアアーム23のクッション下支持部23e5に下連結軸23e6を介して連結される。図中C6符号はクッションユニット31のダンパー32の中心軸線(ストローク軸線)を示す。図1、図2、図3を参照し、左右クッションユニット31L,31Rの各ストローク軸線C6L,C6Rは、左右前輪2L,2Rの後端よりも後方に配置される。
クッションユニット31の上端部の径方向一端側には、ダンパー32のサブタンク34を保持するホルダー35が一体に設けられる。サブタンク34は、クッションユニット31の上部外周側でストローク軸線と平行な円筒状に設けられる。本実施形態において、車体への取り付け状態のクッションユニット31のサブタンク34は、ダンパー32及びコイルスプリング33を含むクッション本体の車幅方向外側に配置される。図4、図5を参照し、左右クッションユニット31L,31Rの各サブタンク34も、ステアリングシャフト12の軸方向視で、左右前輪2L,2Rの各転舵軌跡KL,KRの外周側、すなわちキングピン軸線C9L,C9Rを中心とする円の径方向外側に配置される。例えば、サブタンク34は、クッションユニット31用のリザーバタンクである。
クッションユニット31は、前輪2への衝撃入力等によりロアアーム23とクッション支持アーム44との間でストロークすることで、前輪2に入力された衝撃等を吸収するとともに前輪2の上下動を減衰させる。クッションユニット31は、側面視でエンジン3よりも前方かつ前輪2よりも後方に配置される。図4、図5を参照し、左右クッションユニット31L,31Rは、ステアリングシャフト12の軸方向視で、エンジン3の左右幅内に配置され、エンジン3前部に隣接して配置される。
クッション支持アーム44は、金属材料の一体形成等により一体に設けられる。クッション支持アーム44は、基部45の左右外側に左右アーム部44aL,44aRを一体に有するとともに、基部45の上方に後揺動アーム46を一体に有する。左右アーム部44aL,44aRの外側端には、左右クッションユニット31L,31Rの上端部を支持するクッション上支持部44bがそれぞれ設けられる。各クッション上支持部44bには、クッション揺動軸45aと平行な上連結軸44cを介して、左右クッションユニット31L,31Rの上端部がそれぞれ支持される。左右アーム部44aL,44aRは、車体1Aに揺動可能に支持される基部45の左右外側からそれぞれ左右外の後方に変位しつつ延出し、図4に示すステアリングシャフト12の軸方向視でクランク状をなして各クッション上支持部44bに至る。クッション揺動軸45aの中心軸線(クッション支持アーム44の揺動中心)を符号C8で示す。
<ステアリングリンク機構>
図4、図6、図7を参照し、ステアリングリンク機構17は、ステアリングシャフト12の前方に離間して配置される。ステアリングリンク機構17は、左右方向に延びる前リンク部材15と、前リンク部材15の左右端部から後方に延びる左右リンク部材14L,14Rと、を有する。左右リンク部材14L,14Rの後端部である基端部14aは、前懸架フレーム体5のリンク支持部9cに、側面視でキングピン軸線C9と略平行に延びる後リンク回動軸14cを介して回動可能に連結される。左右リンク部材14L,14Rの前端部には、前リンク部材15の左右端部が後リンク回動軸14cと平行な前リンク回動軸14bを介して回動可能に連結される。
左右リンク部材14L,14Rの前後中間部の下方には、左右タイロッド16L,16Rの内側端部を連結する内ロッド連結部14dが突設される。左右タイロッド16L,16Rの外側端部は、左右ナックル部材26L,26Rの外ロッド連結部26cに連結される。左右タイロッド16L,16Rの内外端部には、それぞれ球面軸受け16a,16bが設けられ、これらの球面軸受け16a,16bを介して、左右タイロッド16L,16Rの内外端部が内外ロッド連結部14d,26cに、それぞれ前方から挿通するボルト等により連結される。
左右リンク部材14L,14Rの一方(図7では左リンク部材14L)において、前懸架フレーム体5に支持される基端部14aには、リンクロッド13の前端部を連結する連結アーム14fが突設される。リンクロッド13の前後端部には、それぞれ球面軸受け13a,13bが設けられ、これらの球面軸受け13a,13bを介して、リンクロッド13の前後端部が連結アーム14f及びボトムブラケット12aに、それぞれ上方又は下方から挿通するボルト等により連結される。
ボトムブラケット12a、連結アーム14f及びリンクロッド13は、ステアリングシャフト12の軸方向視で概ね平行リンクを構成し、操向ハンドル11の回動と左リンク部材14Lの回動とを連係させる。また、左リンク部材14Lが回動すると、前リンク部材15を介して右リンク部材14Rも同様に回動する。
ステアリングリンク機構17は、アッカーマン機構と同等の作用を奏する。すなわち、ステアリングリンク機構17を介して左右前輪2L,2Rが転舵すると、左右前輪2L,2Rの内の内輪側の前輪2の操舵角が外輪側の前輪2の操舵角よりも大きくなる。
例えば、ステアリングシャフト12の軸方向視で(図7参照)、左右タイロッド16L,16Rの内端部と、左右リンク部材14L,14Rの内ロッド連結部14dとの接続位置を、左右リンク部材14L,14Rの軸線からずれた位置とすることで、左右前輪2L,2Rの転舵特性を変更することができる。具体的には、図7に示すように、ステアリングシャフト12の軸方向視で、左右タイロッド16L,16Rの内端部と、左右リンク部材14L,14Rの内ロッド連結部14dとの接続位置を、左右リンク部材14L,14Rの軸線よりも車幅方向内側とすることで、アッカーマン率を大きくする、すなわち左右前輪2L,2Rの内の内輪側の前輪2の操舵角を外輪側の前輪2の操舵角よりも大きくすることができ、所望の旋回特性を得ることができる。ここで、「アッカーマン率」とは旋回時の左右前輪2L,2Rの操舵角の割合を意味する。
尚、図15においては便宜上、アッカーマン率が0の場合、すなわち、ステアリングシャフト12の軸方向視で、左右タイロッド16L,16Rの内端部と、左右リンク部材14L,14Rの内ロッド連結部14dとの接続位置を、左右リンク部材14L,14Rの軸線上とした場合を示す。
上述したように、カム61(第一規制部材)は、揺動軸線C12Lの回りの揺動角が所定角度を超えると前輪2Lの転舵角を小さくするように形成される。
図14、図15を参照し、車体の直立時に、ステアリングリンク機構17を介して左右前輪2L,2Rを左側に転舵すると、外周61aの上縁部63と、ローラ62aとが互いに当接する(図14(a)、図15(a)参照)。これにより、前輪2L,2Rと車体1Aとの直接的な接触が回避される。
車体がフルバンクに至らない程度にバンクした状態(フルバンク状態よりもやや浅いバンク角でバンクした状態)で、ステアリングリンク機構17を介して左右前輪2L,2Rを左側に転舵すると、外周61aの上縁部63と下縁部64との間の上下中間(境界)に位置する中間縁部65と、ローラ62aとが互いに当接する(図14(b)、図15(b)参照)。ここまで舵角はフルステアで一定とされる。
車体が概ねフルバンクした状態で、ステアリングリンク機構17を介して左右前輪2L,2Rを左側に転舵すると、外周61aの下縁部64と、ローラ62aとが互いに当接する(図14(c)、図15(c)参照)。これにより、左前輪2Lの舵角がフルステア時よりも小さい舵角に制限され、ステアリングリンク機構17を介して右前輪2Rの舵角も同様に制限される。
本実施形態では、前輪2L,2Rの転舵角がロール角(バンク角)に応じて変化するように、ローラ62aの移動軌跡は、揺動軸線C12Lに沿う方向から見て、車体の直立状態から浅いバンク角までは揺動軸線C12Lを中心とする円弧に沿い、その一方で、浅いバンク角からフルバンクまでは揺動軸線C12Lを中心とする円の径方向外側に緩やかに湾曲して左下方(図15に示す矢印V1方向)に向かう設定とされる。なお、途中まで舵角をフルステアで一定とすることに限らず、カム61の外周61aを除変する等、カム形状を変えることで舵角を調整してもよい。
以上説明したように、上記実施形態は、左右一対の前輪2L,2Rを備えるとともに車体1Aを左右揺動可能とする揺動型車両1において、車体1Aに左右内側を揺動可能に支持されるとともに左右外側に左右一対の前輪2L,2Rをそれぞれ転舵可能に支持する左右一対のアッパーアーム21及びロアアーム23(アーム部材)と、車体1Aに左右中央を揺動可能に支持されるとともに左右外側にそれぞれクッションユニット31を介して左右一対のアッパーアーム21及びロアアーム23の各々に連結されるクッション支持アーム44と、クッション支持アーム44の揺動を制御可能なアクチュエータ41と、を備え、アクチュエータ41とクッション支持アーム44との連結部40には、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を検出する連結装置47(荷重検出部)が設けられ、前記連結装置47の検出結果に基づいてアクチュエータ41を制御するECU49(制御部)を更に備える。
この構成によれば、アクチュエータ41とクッション支持アーム44との連結部40に、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を検出する連結装置47を設けることで、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を直接的に検出することができるため、アクチュエータ41とクッション支持アーム44との連結部40以外の部分に荷重検出部を設ける場合と比較して、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重をスムーズに検出することができる。又、連結装置47の検出結果に基づいてアクチュエータ41を制御するECU49を更に備えることで、連結装置47によってスムーズに検出された検出結果に基づいて、ECU49によりアクチュエータ41を制御することができるため、アクチュエータ41の作動をスムーズに行うことができる。又、前記連結部40以外の部分に荷重検出部を設ける場合と比較して、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を高精度に検出することができるため、アクチュエータ41の作動を高精度に行うこともできる。
又、上記実施形態では、ECU49により、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重のうち、少なくともクッション支持アーム44からアクチュエータ41に入力される荷重を低減するようにアクチュエータ41が制御されることで、クッション支持アーム44からアクチュエータ41に入力される荷重を増大させるようにアクチュエータ41が制御されることを回避することができるため、自然な車体1Aの左右揺動(ローリング動)を妨げないようにアクチュエータ41を制御することができる。
又、上記実施形態では、アクチュエータ41の駆動軸41a(出力部)に、連結装置47に接続される前揺動アーム43を連結し、前揺動アーム43に、アクチュエータ41の作動に伴い円弧状の軌跡KCを描かせることで、前揺動アーム43の描く軌跡KCがアクチュエータ41の回転中心と同心円上に配置されるようになるため、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を検出し易くすることができる。
又、上記実施形態では、連結装置47を、前揺動アーム43及びクッション支持アーム44のそれぞれに対して回動可能に接続し、クッション支持アーム44が揺動可能とされる軸線C8に沿う方向から見て、連結装置47と前揺動アーム43との接続部43bと、連結装置47とクッション支持アーム44との接続部46bとを前記軌跡KCに沿う方向で互いにずらすことで、前記軸線C8に沿う方向から見て、連結装置47と前揺動アーム43との接続部43bと、連結装置47とクッション支持アーム44との接続部46bとを互いに一致させる場合と比較して、連結装置47と前揺動アーム43との接続部43bと、連結装置47とクッション支持アーム44との接続部46bとの位置ズレを許容することができる。又、前記軸線C8に沿う方向から見て、連結装置47と前揺動アーム43との接続部43bと、連結装置47とクッション支持アーム44との接続部46bとを互いに一致させる場合と比較して、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を検出する構造を容易に実現することができるため、連結装置47の構造を簡素化することもできる。
又、上記実施形態では、連結装置47を円筒状に形成し、連結装置47の中心軸線C10を車幅方向に沿うように配置することで、連結装置47の中心軸線を車両前後方向に沿うように配置する場合と比較して、連結装置47を車両前後方向にコンパクトにレイアウトすることができる。又、連結装置47の中心軸線を車両前後方向に沿うように配置する場合と比較して、クッション支持アーム44とアクチュエータ41との間を伝わる荷重を検出する構造を容易に実現することができるため、連結装置47の構造を簡素化することもできる。
又、上記実施形態では、アクチュエータ41の駆動軸41a(出力部)に、連結装置47に接続される前揺動アーム43を連結し、連結装置47を、前揺動アーム43及びクッション支持アーム44のそれぞれに対して回動可能に接続し、連結装置47と前揺動アーム43との接続部43bと、連結装置47とクッション支持アーム44との接続部46bとに、球面軸受け48a,48bを設けることで、物バラツキでアクチュエータ41の駆動軸41a、連結装置47と前揺動アーム43との接続部43b、及び連結装置47とクッション支持アーム44との接続部46bがずれた場合であっても、球面軸受け48a,48bによってずれを吸収することができる。
なお、上記実施形態では、アクチュエータ41とクッション支持アーム44とを連結リンク48等の連動機構を介して連動させる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、アクチュエータとクッション支持アームとを同軸上に配置してもよい。
以下、実施形態の変形例に係る前二輪懸架装置104について、図16、図17を参照して説明する。図16、図17において、上記実施形態の構成要素と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図16、図17を参照し、変形例に係る前二輪懸架装置104において、アクチュエータ41の後部には、上方に突出して軸線C7回りに揺動する前揺動アーム143を有する。前揺動アーム143は、アクチュエータ41の駆動軸41aに固定され、軸線C7回りに揺動する。前揺動アーム143は、クッション支持アーム144の後揺動アーム146とアクチュエータ41の軸方向で間隔を空けて対向する。具体的に、前記軸線C8から見て、前揺動アーム143の先端部143b(連結装置147と前揺動アーム143との接続部)は、後揺動アーム146の先端部146b(連結装置147と後揺動アーム146との接続部)と間隔を空けて対向する。前揺動アーム143と後揺動アーム146との連結部140には、これらを一体的に揺動可能とする連結装置147(荷重検出部)が設けられる。連結装置147は、前後揺動アーム143,146の間を伝わる荷重を検出する荷重検出部としても機能する。
連結装置147は、例えばクッション揺動軸45aと平行な円筒状をなし、その前後端の中心部に前後揺動アーム143,146の先端部を前方又は後方から貫通したボルト147a,147bをそれぞれ螺合することで、前後揺動アーム143,146の先端部に締結、固定される。連結装置147は、前後揺動アーム143,146間に生じるクッション揺動軸145a回りの荷重(トルク)を電気的に検出する荷重センサを内蔵する。この検出値は、アクチュエータ41の作動を制御する不図示のECUに入力される。
前後揺動アーム143,146間に生じるクッション揺動軸45a回りの荷重は、車体側に支持されたアクチュエータ41に対してクッション支持アーム144が揺動しようとする際に、前揺動アーム143の作動抵抗(トルク)に応じて発生する。すなわち、車体の左右揺動時に、前揺動アーム143の作動抵抗に応じて、前後揺動アーム143,146間にクッション揺動軸45a回りの荷重が生じる。ECUは、前記荷重の検出値に応じてアクチュエータ41を駆動制御する。アクチュエータ41の前揺動アーム143の揺動中心(軸線C7)とクッション支持アーム144の後揺動アーム146の揺動中心(軸線C8)とが互いに同軸上にあることで、これらの連動機構が簡易かつコンパクトになる。
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、左右前輪と単一の後輪とを備える三輪車に限らず、左右前輪と左右後輪とを備える四輪車に適用してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
1 鞍乗り型車両(揺動型車両)
1A 車体
2L,2R 左右一対の前輪
3 エンジン
21 アッパーアーム(アーム部材)
23 ロアアーム(アーム部材)
31 クッションユニット
40,140 連結部
41 アクチュエータ
41a 駆動軸(出力部)
43,143 前揺動アーム(揺動アーム)
43b,143b 前揺動アームの先端部(接続部)
44,144 クッション支持アーム
46b,146b 後揺動アームの先端部(接続部)
47,147 連結装置(荷重検出部)
48a,48b 球面軸受け
49 ECU(制御部)
C8 クッション支持アームの軸線
C10 連結装置の中心軸線(荷重検出部の中心軸線)
KC 軌跡

Claims (6)

  1. 左右一対の前輪(2L,2R)を備えるとともに車体(1A)を左右揺動可能とする揺動型車両(1)において、
    前記車体(1A)に左右内側を揺動可能に支持されるとともに左右外側に前記左右一対の前輪(2L,2R)をそれぞれ転舵可能に支持する左右一対のアーム部材(21,23)と、
    前記車体(1A)に左右中央を揺動可能に支持されるとともに左右外側にそれぞれクッションユニット(31)を介して前記左右一対のアーム部材(21,23)の各々に連結されるクッション支持アーム(44)と、
    前記クッション支持アーム(44)の揺動を制御可能なアクチュエータ(41)と、を備え、
    前記アクチュエータ(41)と前記クッション支持アーム(44)との連結部(40)には、前記クッション支持アーム(44)と前記アクチュエータ(41)との間を伝わる荷重を検出する荷重検出部(47)が設けられ、
    前記荷重検出部(47)の検出結果に基づいて前記アクチュエータ(41)を制御する制御部(49)を更に備えることを特徴とする揺動型車両。
  2. 前記制御部(49)は、前記クッション支持アーム(44)と前記アクチュエータ(41)との間を伝わる荷重のうち、少なくとも前記クッション支持アーム(44)から前記アクチュエータ(41)に入力される荷重を低減するように前記アクチュエータ(41)を制御することを特徴とする請求項1に記載の揺動型車両。
  3. 前記アクチュエータ(41)の出力部(41a)には、前記荷重検出部(47)に接続される揺動アーム(43)が連結され、
    前記揺動アーム(43)は、前記アクチュエータ(41)の作動に伴い円弧状の軌跡(KC)を描くことを特徴とする請求項1又は2に記載の揺動型車両。
  4. 前記荷重検出部(47)は、前記揺動アーム(43)及び前記クッション支持アーム(44)のそれぞれに対して回動可能に接続され、
    前記クッション支持アーム(44)が揺動可能とされる軸線(C8)に沿う方向から見て、前記荷重検出部(47)と前記揺動アーム(43)との接続部(43b)と、前記荷重検出部(47)と前記クッション支持アーム(44)との接続部(46b)とは、前記軌跡(KC)に沿う方向で互いにずれることを特徴とする請求項3に記載の揺動型車両。
  5. 前記荷重検出部(47)は、筒状に形成され、
    前記荷重検出部(47)の中心軸線(C10)は、車幅方向に沿うように配置されることを特徴とする請求項1〜4までの何れか一項に記載の揺動型車両。
  6. 前記アクチュエータ(41)の出力部(41a)には、前記荷重検出部(47)に接続される揺動アーム(43)が連結され、
    前記荷重検出部(47)は、前記揺動アーム(43)及び前記クッション支持アーム(44)のそれぞれに対して回動可能に接続され、
    前記荷重検出部(47)と前記揺動アーム(43)との接続部(43b)と、前記荷重検出部(47)と前記クッション支持アーム(44)との接続部(46b)とには、球面軸受け(48a,48b)が設けられることを特徴とする請求項1〜5までの何れか一項に記載の揺動型車両。
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