JP2020079035A - 鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】急制動に後輪が負担する荷重の減少を防ぐことが可能な鞍乗型車両を提案する。【解決手段】鞍乗型車両としての自動二輪車１は、車体２と、車体２を路面に走行可能に支える前輪５と、前輪５よりも後方に配置され、かつ車体２を路面に走行可能に支える後輪７と、前輪５および後輪７の少なくとも一方に制動力を付与可能な制動装置９と、車体２の前後方向へ移動可能な錘５１と、制動装置９が前輪５および後輪７に制動力を付与していない場合には、錘５１を基準位置ＨＰに配置し、制動装置９が前輪５および後輪７の少なくとも一方に制動力を付与する場合には、基準位置ＨＰよりも後方へ錘５１を移動させる錘移動装置５２と、を備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、鞍乗型車両に関する。

急制動が行われると、リアサスペンションのばね力を減少させる自動二輪車が知られている。この自動二輪車は、急制動が行われた場合には、リアサスペンションのばねを伸びた位置で保持する。伸びた位置で保持されるばねのばね力は、減少する。ばね力が減少したリアサスペンションは、路面の起伏の変化が車体へ伝達されることを緩和する（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−６１３８７号公報

従来の自動二輪車は、路面の起伏の変化が車体へ伝達されることを緩和できる一方で、ある荷重に対するリアサスペンションの伸縮量を拡大させる。ある荷重に対する伸縮量が拡大したリアサスペンションは、乗り心地を悪化させる。

また、急制動が行われた場合には、車体が前のめり姿勢になって後輪が負担する荷重（分担荷重）が減少する。そのため、従来の自動二輪車のように、急制動が行われた場合に、リアサスペンションのばねを伸びた位置で保持することは、後輪の接地力の低下を助長する。後輪の接地力の低下は、自動二輪車の操縦の安定性を低下させる。

そこで、本発明は、急制動に後輪が負担する荷重の減少を防ぐことが可能な鞍乗型車両を提案することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明に係る鞍乗型車両は、車体と、前記車体を路面に走行可能に支える前輪と、前記前輪よりも後方に配置され、かつ前記車体を前記路面に走行可能に支える後輪と、前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に制動力を付与可能な制動装置と、前記車体の前後方向へ移動可能な錘と、前記制動装置が前記前輪および前記後輪に制動力を付与していない場合には、前記錘を基準位置に配置し、前記制動装置が前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に制動力を付与する場合には、前記基準位置よりも後方へ前記錘を移動させる錘移動装置と、を備えている。

本発明によれば、急制動に後輪が負担する荷重の減少を防ぐことが可能な鞍乗型車両を提供できる。

本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の一例を示す模式的な左側面図。 本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の一例が制動している状態を示す模式的な左側面図。 本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の錘移動装置の第一例を示す模式的な左側面図。 本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の錘移動装置の第二例を示す模式的な左側面図。 本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の錘移動装置の第二例を示す模式的な左側面図。 本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の錘移動装置の第二例を示す模式的な左側面図。

本発明に係る鞍乗型車両の実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付す。

図１は、本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の一例を示す模式的な左側面図である。

なお、本実施形態において、鞍乗型車両の前後、上下、左右の表現は、鞍乗型車両に乗車する者（以下、「乗り手」と言う。）を基準にする。

図１に示すように、本実施形態に係る鞍乗型車両の一例は、自動二輪車１である。本発明に係る鞍乗型車両は、自動二輪車１に限られず、鞍乗型の三輪車、四輪車等の各種車両であっても良い。

自動二輪車１は、車体２と、車体２の前方に配置される前輪５と、車体２の前方に設けられ前輪５を回転可能に支持するステアリング機構６と、車体２の後方に配置される後輪７と、車体２の後方に延びて後輪７を回転可能に支持するスイングアーム８と、前輪５および後輪７の少なくとも一方に制動力を付与可能な制動装置９と、を備えている。

自動二輪車１は、内燃機関１１によって駆動輪である後輪７を駆動させるものであっても良いし、二次電池１２または燃料電池１３の電力で駆動される電動機によって駆動輪である後輪７を駆動させるものであっても良い。

車体２は、前後方向に延びる車体フレーム１５と、車体フレーム１５に搭載される内燃機関１１、二次電池１２、または燃料電池１３と、を備えている。

車体フレーム１５は、ステアリング機構６を左右方向へ操舵可能に支持するヘッドパイプ１６と、ピボット軸１７を介してスイングアーム８を上下方向へ揺動可能に支持するピボット部１８と、を備えている。ヘッドパイプ１６は、車体フレーム１５の前側頂部に設けられている。ピボット部１８は、内燃機関１１、二次電池１２、または燃料電池１３よりも後方に配置されている。ヘッドパイプ１６とピボット部１８との間の空間であって、車体フレーム１５に前後を囲まれた空間には、内燃機関１１、二次電池１２、または燃料電池１３が搭載されている。

前輪５は、ステアリング機構６を介して車体２を路面に走行可能に支えている。

ステアリング機構６は、前輪５を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク２１と、それぞれのフロントフォーク２１に設けられるサスペンション機構（図示省略）と、フロントフォーク２１の頂部に接続されるハンドル２２と、を備えている。サスペンション機構は、フロントフォーク２１に内装されている。乗り手は、ハンドル２２を握って前輪５を左右に操舵することができる。自動二輪車１の右側のハンドル２２はアクセルグリップ２２ａである。

後輪７は、前輪５よりも後方に配置されている。後輪７は、前輪５と協働して車体２を路面に走行可能に支えている。

スイングアーム８は、車体フレーム１５に揺動可能に支持され、かつ後輪７を回転可能に支持している。スイングアーム８の前端部は、ピボット軸１７を介して車体フレーム１５のピボット部１８に支持されている。スイングアーム８の後端部は、後輪車軸３１を介して後輪７を回転可能に支持している。

スイングアーム８と車体フレーム１５との間には、懸架装置としてのリアサスペンションユニット３２が架設されている。リアサスペンションユニット３２は、後輪７から車体フレーム１５に伝わる力を緩衝する。リアサスペンションユニット３２は、上下方向に延びている。リアサスペンションユニット３２は、車体２の前後方向における中央部、かつ内燃機関１１、二次電池１２、または燃料電池１３の後方に配置されている。リアサスペンションユニット３２は、車体２の左右方向（幅方向）における中央部に配置されている。

後輪７は、スイングアーム８を介して車体２を路面に走行可能に支えている。後輪７は、駆動輪である。

内燃機関１１によって後輪７を駆動させる自動二輪車１は、例えば後輪７に設けられるドリブンスプロケット３３と、ドリブンスプロケット３３に巻き掛かり、内燃機関１１から後輪７へ駆動力を伝達するドライブチェーン３５と、を備えている。

二次電池１２や燃料電池１３の電力によって後輪７を駆動させる自動二輪車１は、例えばスイングアームに設けられる電動機（図示省略）と、電動機から後輪７へ回転駆動力を伝達する減速装置（図示省略）と、を備えている。また、自動二輪車１は、例えば後輪７のハブの内部に設けられる電動機、いわゆるインホイールモーター（図示省略）を備えていても良い。

制動装置９は、前輪５に制動力を付与可能な前輪ブレーキ４１と、前輪ブレーキ４１から前輪５へ付与される制動力を操作可能なブレーキレバー４２と、後輪７に制動力を付与可能なおよび後輪ブレーキ４５と、後輪ブレーキ４５から後輪７へ付与される制動力を操作可能なブレーキペダル４６と、を備えている。

ブレーキレバー４２が操作されていない状態では、前輪ブレーキ４１は、前輪５へ制動力を付与しない。前輪ブレーキ４１は、ブレーキレバー４２の操作量に応じて前輪５へ付与する制動力を変化させる。ブレーキレバー４２の操作量が大きいほど、前輪ブレーキ４１が前輪５へ付与する制動力は大きい。

ブレーキペダル４６が操作されていない状態では、後輪ブレーキ４５は、後輪７へ制動力を付与しない。後輪ブレーキ４５は、ブレーキペダル４６の操作量に応じて後輪７へ付与する制動力を変化させる。ブレーキペダル４６の操作量が大きいほど、後輪ブレーキ４５が後輪７へ付与する制動力は大きい。

自動二輪車１は、ブレーキレバー４２が操作されて前輪５に制動力が付与されると減速する。また、自動二輪車１は、ブレーキペダル４６が操作されて後輪７に制動力が付与されると減速する。前輪ブレーキ４１および後輪ブレーキ４５は、同時に制動力を生じさせても良いし、制動力を個別に生じさせても良い。

図２は、本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の一例が制動している状態を示す模式的な左側面図である。

図２に示すように、走行中の鞍乗型車両、例えば自動二輪車１に制動をかけると、車体２の前側は沈み込み（実線矢印ｄ）、車体２の後ろ側は持ち上がる（実線矢印ｕ）。図２に示すような車体の姿勢を、前のめり姿勢と呼ぶ。このような制動時における車体２の姿勢変化、つまり図１の状態から図２の状態への姿勢の変化は、前輪５が分担する荷重を増加させる一方で、後輪７が負担する荷重を減少させる（いわゆる抜重）。

そこで、本実施形態に係る自動二輪車１は、車体２の前後方向へ移動可能な錘５１と、制動装置９が前輪５および後輪７に制動力を付与していない場合には、錘５１を基準位置ＨＰに配置し、制動装置９が前輪５および後輪７の少なくとも一方に制動力を付与する場合には、基準位置ＨＰよりも後方へ錘５１を移動させる錘移動装置５２と、を備えている。

ブレーキレバー４２が操作されて前輪５に制動力が付与される、ブレーキペダル４６が操作されて後輪７に制動力が付与される、およびブレーキレバー４２およびブレーキペダル４６が同時に操作されて前輪５および後輪７に制動力が同時に付与されると、自動二輪車１は、錘５１を車体２の後方へ向かって移動させる。後方へ移動した錘５１は、後輪７が分担する荷重の減少を防ぐ。つまり、後方へ移動した錘５１は、制動時における自動二輪車１の操縦の安定性を良好に維持する。

他方、自動二輪車１は、ブレーキレバー４２およびブレーキペダル４６が操作されておらず、前輪５および後輪７のいずれにも制動力が付与されていない場合には、錘５１を基準位置ＨＰへ配置する。基準位置ＨＰは、錘５１の移動可能な範囲で車体２の重心に最も近いことが好ましい。錘５１が車体２の重心に近づくことによって、通常走行時（制動装置９が操作されていない状態で走行しているとき）には、前輪５と後輪７とがそれぞれ分担する荷重は、適正な状態へ戻る。

ところで、制動時の姿勢変化の度合いは、制動直前の車速によって異なる。より早い車速から急制動をかけるほど、車体２の前側はより大きく沈み込み、車体２の後ろ側はより大きく持ち上がる。そこで、錘移動装置５２は、錘５１の移動量を制動直前の車速に連動させる。具体的には、錘移動装置５２は、より早い車速から急制動をかけるほど、錘５１をより後方へ移動させる。

錘５１は、車体２またはスイングアーム８に設けられている。説明を容易にするために、車体２に設けられる錘５１を、以後「錘５１ａ」とし、スイングアーム８に設けられる錘５１を、以後「錘５１ｂ」とする。

錘５１ａは、錘５１ａを除いた車体２の重心ＣＧおよび重心ＣＧより後方を含む領域Ａに配置されていることが好ましい。この場合、錘５１ａは、領域Ａ内で車体２の前後方向へ移動する（破線で示す錘５１ａ、および移動範囲ｍａ）。錘５１ａの基準位置ＨＰは、重心ＣＧに近いことが好ましい。自動二輪車１が制動する際には、錘５１ａは車体２の重心ＣＧより後方へ移動する。そうすると、車体２の前側の沈み込み、および車体２の後ろ側の持ち上がりが抑制される。換言すると、制動時の車体２の姿勢変化が抑制される。したがって、前輪５と後輪７とが分担する荷重の変化が緩和され、後輪７が分担する荷重の減少が防がれる。

他方、錘５１ｂは、スイングアーム８を車体フレーム１５に支持するピボット軸１７より後方を含む領域Ｂに配置される。領域Ｂはスイングアーム８の後端よりさらに後方を含んでいても良い。スイングアーム８の長さを考慮すると、錘５１ｂは、ピボット軸１７と後輪７を回転可能に支持する後輪車軸３１との間の領域Ｂ’で移動可能であることが好ましい。錘５１ｂは、領域Ｂまたは領域Ｂ’内で車体２の前後方向へ移動する（破線で示す錘５１ｂ、および移動範囲ｍａ）。錘５１ｂの基準位置ＨＰは、ピボット軸１７に近いことが好ましい。自動二輪車１が制動する際には、錘５１ｂは後方へ移動する。後方へ移動した錘５１ｂは、スイングアーム８の揺動慣性を増加させる。そうすると、車体２の姿勢変化に係わりなく、後輪７が分担する荷重の減少が防がれる。

次いで、錘移動装置５２の具体例を説明する。説明を簡単にするために、スイングアーム８に設けられる錘５１ｂを移動させる錘移動装置５２について説明する。

なお、車体２に設けられる錘５１ａを移動させる錘移動装置５２についても、同様の構成を適用できる。

図３は、本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の錘移動装置の第一例を示す模式的な左側面図である。

図３に示すように、本実施形態に係る錘移動装置５２は、スイングアーム８に設けられる電動機５５と、電動機５５によって回転駆動されるネジ歯車５６と、を備えている。

錘５１ｂは、ネジ歯車５６に噛み合うネジ穴５７、またはボールナット（図示省略）を備えている。錘５１ｂは、車体２の前後方向、換言するとスイングアーム８の長手方向へ移動可能である一方で、ネジ歯車５６に対する回転（ネジ歯車５６の回転中心回りの回転）を阻害されている。スイングアーム８は、ネジ歯車５６に対する錘５１ｂの回転を阻害するレール状の回り止め（図示省略）を備えている。

つまり、錘移動装置５２は、電気エネルギーで電動機５５の回転子（図示省略）を回転させ、この回転しに接続されたネジ歯車５６で錘５１ｂを前後方向へ往復動させる。

なお、錘移動装置５２は、空気圧でエアーシリンダー（図示省略）を伸縮させ、錘５１ｂを前後方向へ往復動させるものであっても良い。また、錘移動装置５２は、油圧で油圧シリンダー（図示省略）を伸縮させ、錘５１ｂを前後方向へ往復動させるものであっても良い。

図４から図６は、本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の錘移動装置の第二例を示す模式的な左側面図である。

図４は、錘５１ｂが基準位置ＨＰに配置されている状態を示し、図５および図６は、制動にともなって錘５１ｂが基準位置ＨＰより後方へ移動している状態を示している。図５から図６の順に、制動装置９から後輪７へ付与される制動力が大きい。

図４から図６に示すように、本実施形態に係る錘移動装置５２Ａは、スイングアーム８に揺動可能に支持されるブレーキキャリパー６１と、錘５１ｂを移動可能に支持するレール６２と、ブレーキキャリパー６１と錘５１ｂとを連結するリンク機構６３と、ブレーキキャリパー６１が後輪７に制動力を付与していない場合には、錘５１ｂを基準位置ＨＰへ移動させるばね６５と、を備えている。

ブレーキキャリパー６１は、後輪ブレーキ４５の一部である。後輪ブレーキ４５は、ブレーキキャリパー６１に組み込まれたブレーキパット（図示省略）を、後輪７に回転一体のブレーキローター６７に押さえ付けて、後輪７へ制動力を付与する。

錘移動装置５２Ａは、制動装置９から後輪７へ制動力が付与されていない状態では、ばね６５のばね力によって錘５１ｂを基準位置ＨＰに配置している（図４）。

そして、制動装置９から後輪７へ制動力が付与されている状態では、ブレーキキャリパー６１は、ブレーキキャリパー６１とブレーキローター６７との間に生じる摩擦力（つまり後輪７へ付与される制動力）によって、後輪７の回転方向（図中の実線矢印Ｒ）へ移動しようとする。このとき、制動装置９から後輪７へ付与される制動力がばね６５の初期ばね力（いわゆるプリロード）を超えるまでは錘５１ｂは基準位置ＨＰに留まる（図４）。制動装置９から後輪７へ付与される制動力がばね６５の初期ばね力（いわゆるプリロード）を超えると（図５、図６）、制動装置９から後輪７へ付与される制動力とばね６５のばね力とが釣り合うように、錘５１ｂが基準位置ＨＰから後方へ移動する。つまり図５および図６に示すように、制動装置９から後輪７へ付与される制動力が大きいほど、錘５１ｂは基準位置ＨＰから遠く離れて、より後方へ移動する。図５および図６に示すように、ばね６５の伸び量が大きいほど、後輪７へ付与される制動力は大きい。本実施形態の錘移動装置５２Ａは、後輪７へ付与される制動力が大きいほど、錘５１ｂをより後方へ移動させる。

なお、後輪ブレーキ４５から後輪７に付与される制動力は、後輪ブレーキ４５が作動し始めた瞬間からばね６５のばね力（張力）に釣り合う。そのため、ブレーキキャリパー６１が揺動可能であっても、後輪７に付与される制動力は、制動装置９を操作する乗り手の意図どおりに作用する。

本実施形態に係る自動二輪車１は、車体２の前後方向へ移動可能な錘５１と、制動装置９が前輪５および後輪７に制動力を付与していない場合には、錘５１を基準位置ＨＰに配置し、制動装置９が前輪５および後輪７の少なくとも一方に制動力を付与する場合には、基準位置ＨＰよりも後方へ錘５１を移動させる錘移動装置５２と、を備えている。そのため、自動二輪車１は、制動時には後輪７が負担する荷重の減少を抑制し、通常走行時には前輪５および後輪７が負担する加重を適正に分配することができる。換言すると、自動二輪車１は、制動時および通常走行時の両方において操縦安定性を良好に維持できる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１は、通常走行時には、錘５１の移動可能な範囲で車体２の重心に最も近い基準位置ＨＰに錘５１を配置する。そのため、自動二輪車１は、自重の増加による通常走行時の操縦安定性の変化を抑制できる。

さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、スイングアーム８に設けられる錘５１ｂを備えている。つまり、錘５１ｂは、車体２の姿勢変化（前のめり姿勢になること）に影響されにくいスイングアーム８に設けられている。そのため、自動二輪車１は、後輪７が負担する荷重の減少を、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１は、ピボット軸１７と後輪車軸３１との間の領域で移動可能な錘５１ｂを備えている。そのため、自動二輪車１は、錘５１ｂを設けたことによる、通常走行時におけるピボット軸１７回りの慣性モーメントの増加を抑制できる。ピボット軸１７回りの慣性モーメントの相加を抑制することは、乗り心地が良好で快適な走行状態を保障する。

したがって、本発明に係る自動二輪車１によれば、急制動に後輪７が負担する荷重の減少を防ぐことができる。

１…自動二輪車、２…車体、５…前輪、６…ステアリング機構、７…後輪、８…スイングアーム、９…制動装置、１１…内燃機関、１２…二次電池、１３…燃料電池、１５…車体フレーム、１６…ヘッドパイプ、１７…ピボット軸、１８…ピボット部、２１…フロントフォーク、２２…ハンドル、２２ａ…アクセルグリップ、３１…後輪車軸、３２…リアサスペンションユニット、３３…ドリブンスプロケット、３５…ドライブチェーン、４１…前輪ブレーキ、４２…ブレーキレバー、４５…後輪ブレーキ、４６…ブレーキペダル、５１、５１ａ、５１ｂ…錘、５２、５２Ａ…錘移動装置、５５…電動機、５６…ネジ歯車、５７…ネジ穴、６１…ブレーキキャリパー、６２…レール、６３…リンク機構、６５…ばね、６７…ブレーキローター。

Claims (4)

1. 車体と、
   前記車体を路面に走行可能に支える前輪と、
   前記前輪よりも後方に配置され、かつ前記車体を前記路面に走行可能に支える後輪と、
   前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に制動力を付与可能な制動装置と、
   前記車体の前後方向へ移動可能な錘と、
   前記制動装置が前記前輪および前記後輪に制動力を付与していない場合には、前記錘を基準位置に配置し、前記制動装置が前記前輪および前記後輪の少なくとも一方に制動力を付与する場合には、前記基準位置よりも後方へ前記錘を移動させる錘移動装置と、を備える鞍乗型車両。
2. 前記基準位置は、前記錘の移動可能な範囲で前記車体の重心に最も近い請求項１に記載の鞍乗型車両。
3. 前記車体は、車体フレームと、前記車体フレームに揺動可能に支持され、かつ前記後輪を回転可能に支持するスイングアームと、を備え、
   前記錘は、前記スイングアームに設けられている請求項１または２に記載の鞍乗型車両。
4. 前記錘は、車両の前後方向において、前記スイングアームを前記車体フレームに支持するピボット軸と前記後輪を回転可能に支持する後輪車軸との間の領域で移動可能である請求項３に記載の鞍乗型車両。

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