JP4833901B2 - 自動二輪車の前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、前輪を操舵可能に支持するハブステア機構を備える自動二輪車の前部構造の改良に関する。

車体フレームから前方に揺動可能に延出するアームと、このアームの先端に設け前輪を操舵可能に支持するハブステア機構およびナックルアームと、を備える自動二輪車が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００２−５００１３３号公報（図４）

特許文献１の図４において、モータサイクル５０（以下、「自動二輪車５０」と云う。）は、車体フレームから前方に揺動可能に延出するサポートアーム５５、５６（符号は同公報のものを流用する。以下同じ。）と、これらのサポートアーム５５、５６の先端に設ける接続部品５７と、この接続部品５７の中間部に設け車輪５２（以下、「前輪５２」と云う。）を操舵自在に支持するハブステア機構と、このハブステア機構を操舵可能に支持するステアリングブラケット６５（以下、「ナックルアーム６５」と云う。）と、このナックルアーム６５に下部接続部品７１（以下、「ハンドルリンク７１」と云う。）を介して設け乗員が操舵を行うハンドルバー７０と、が備えられている。
加えて、ナックルアーム６５の上部は、フレーム５１から前方に延出する心出しブラケット１０２により支持されている。

つまり、側面視で、前輪５２は、サポートアーム５５、５６、接続部品５７、ナックルアーム６５および心出しブラケット１０２という５つの部材により支持されている。
また、心出しブラケット１０２は、補助ロット１０３、旋回軸１０４、１０５からなるリンク機構に連結され、このリンク機構を介してフレーム５１に伸縮可能に取り付けられている。
このように、前輪を操舵可能に支持するハブステア機構を備える自動二輪車では、前輪を揺動可能且つ操舵可能に支持するため、部品点数が多くなり複雑な構造を有していた。

本発明は、ハブステア機構を備える自動二輪車において、部品点数を少なくでき、より簡便な構造を有する自動二輪車の前部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、車体フレームまたはエンジンから前方に揺動可能に延出するロアアームおよびアッパアームと、ロアアームの先端に設け前輪を操舵可能に支持するハブステア機構および、下部がこのハブステア機構と連結されたナックルアームと、このナックルアームの上部にハンドルリンクを介して設けるステアリングハンドルと、ロアアームまたはアッパアームに連結し前輪が受ける力を吸収する前部クッション機構と、を備える自動二輪車の前部構造において、アッパアームの先端と、ナックルアームの上部とを、上部操舵軸とこの上部操舵軸の周囲を囲う第１の球面軸受を介して連結し、ステアリングハンドルの操作により、ナックルアームの上部を操舵可能および揺動可能に支持し、ハブステア機構は、ロアアームに左右幅方向に延設する横部材と、この横部材に略直角に延設する下部操舵軸と、この下部操舵軸に前輪を回動および操舵可能に支持するハブ本体と、このハブ本体内に設けハブ本体を操舵および揺動可能に支持する第２の球面軸受が配置され、この第２の球面軸受は横部材およびまたは下部操舵軸に連結され、横部材に、ハブ本体の操舵角度を規制するストッパ部が設けられ、ハブ本体に、前記ストッパ部に当接するピン部が設けられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、前輪を回動自在に支持する車軸用軸受は、ナックルアームにより支持されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、車軸用軸受の内径は、車両を側面から見たときに、横部材の大きさよりも大きくすることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、ナックルアームは、車幅方向に延びる第１の締結部材で、ハブ本体に着脱可能に設けられ、ロアアームは、車両の外方から内方に延びる第２の締結部材で、横部材に着脱可能に設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、アッパアームの先端には、ナックルアームの上部を操舵可能および揺動可能に支持する上部操舵軸と第１の球面軸受とが備えられ、上部操舵軸と第１の球面軸受とで、上部操舵軸の軸周り方向の力と、軸方向の力とを揺動可能に支持するようにした。

従来例では、前輪の支持剛性を確保するため、前輪と車体フレームの間には、多数のアームが備えられていた。加えて、ナックルアームの上部には、例えば、玉継手とリンク機構とが設けられ、軸方向の力と軸周り方向の力とを揺動可能に支持していた。
つまり、前輪と車体フレームの間は、複数のアームにより連結されるとともに、ナックルアームの上部には、リンク機構をもつアッパアームが設けられており、部品点数が多いという問題があった。

この点、本発明では、ナックルアームの上部に、上部操舵軸と第１の球面軸受が設けられているので、ナックルアームの上部において、部品点数を少なくすることができる。
また、上部操舵軸と第１の球面軸受とにより、操舵軸方向および操舵軸周り方向に十分な支持剛性が得られるので、前輪を支持するアームの数を１本に済ませることができる。

リンク機構が不要になり、前輪を支持するアーム数が少なくなれば、部品点数を少なくでき、前部支持構造をより簡便に構成することができる。
この結果、部品費用の低減および組立工数の低減が図れる。

また、車体フレーム側に第２の球面軸受を介してナックルアームを取り付けて、第１および第２の球面軸受を結ぶ線を前輪の旋回軸とし、ナックルアームの上端を車体側に揺動および旋回可能にし、ナックルアームの下端をハブ本体を介して前輪を揺動および旋回可能にした。

ナックルアームの上端および下端を揺動可能に構成し、前輪が受ける力を、ナックルアームの上端部および下端部で揺動可能に受けるようにした。従って、操舵軸の傾きを大きくとることができ、前輪が受ける力に対する車両の柔軟性を高めることができる。加えて、可動部を簡便で且つコンパクトな構造としたので、操舵軸周りの可動部分が減り、車両の操縦性や旋回性を一層高めることが可能となる。
さらに、ハブステア機構にステアリングストッパを付設するので、ハンドルリンクに係る部品点数の増加を招くことなく、ストッパ付前輪操舵装置を構成することができる。従って、部品コストの低減を図ることが可能となる。

請求項２に係る発明では、第２の球面軸受は、横部材に取り付けられ、車軸用軸受は、ナックルアームに取り付けられている。つまり、操舵支持用の軸受と回動支持用の軸受を異なる部材で支持するようにした。
操舵支持用の軸受と回動支持用の軸受を異なる部材で支持するようにすることで、各々の軸受の着脱が容易となり、メンテナンス性を高めることができる。

請求項３に係る発明では、車軸用軸受の内径は、横部材の大きさよりも大きくしたので、前輪のホイールから受ける荷重を広い面積で分散して受けることができる。このため、車軸用軸受の負荷を下げることができる。加えて、荷重を広い面積で分散して受けるので、車軸用軸受の冷却性能が高まり、車軸用軸受の耐久性を向上させることができる。

請求項４に係る発明では、タイヤを交換するときには、車両の外方から第１の締結部材を外してナックルアームをハブ本体から取り外す。そして、車両の外方から第２の締結部材を外してハブ本体から横部材を取り外して、前輪を外すようにした。
このため、ハブステア機構を有する車体であっても、従来のハブステア機構を有するものに較べて前輪に装着したタイヤの着脱性やメンテナンス性も良好となる。

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。図中、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は各々乗員から見た方向を示す。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る自動二輪車の左側面図、図２は本発明に係る自動二輪車の正面図である。以下、図１および図２を参照して説明を行う。

自動二輪車１０の前部１０Ｆには、車体フレーム１１の構成要素としてのメインフレーム１１ａと、このメインフレーム１１ａの上部から前方に前上揺動軸１２Ｌ、１２Ｒを介して上下に揺動可能に延出するアッパアーム１３Ｌ、１３Ｒと、メインフレーム１１ａの下部から前方に前下揺動軸１４Ｌ、１４Ｒ（図手前側の符号１４Ｌのみ示す。）を介して上下に揺動可能に延出するロアアーム１５Ｌ、１５Ｒと、これらのロアアーム１５Ｌ、１５Ｒの先端に設け前輪１６を操舵可能に支持するハブステア機構２０と、このハブステア機構２０の上方に設け前輪１６を操舵可能に支持するナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒと、これらのナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部に取り付けナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上下動に対して伸縮可能に連結されているハンドルリンク２２と、このハンドルリンク２２の上端部２２ｔに取り付け乗員が操舵するステアリングハンドル２３と、アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒとメインフレーム１１ａの間に設け前輪１６が受ける力を吸収する前部クッション機構２５と、が備えられている。

つまり、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの下端部は、ロアアーム１５Ｌ、１５Ｒによって支持され、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部は、アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒによって支持されている。

ステアリングハンドル２３は、エンジン２６から前方にハンドル支持フレーム２７を延設し、このハンドル支持フレーム２７の前端部にヘッドパイプ２８を取り付け、このヘッドパイプ２８に回動可能に設けられている部材である。ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒとステアリングハンドル２３との間は、ハンドルリンク２２にて伸縮可能に連結されており、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上下動を吸収するようにした。

ハンドルリンク２２を設けることによって、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒにかかる力が、直接ステアリングハンドル２３に伝わらないようにしたので、ハンドル支持フレーム２７の軽量化を図ることができる。

自動二輪車１０の後部１０Ｒには、メインフレーム１１ａから後方に上下のピボット軸３１Ｌ、３１Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒ（手前側の符号３１Ｌ、３２Ｌのみ示す。）を介して揺動可能に延設される上下の腕部材３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒ（手前側の符号３３Ｌ、３４Ｌのみ示す。）と、この上下の腕部材３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒの後端部から後支持軸３５、３６Ｌ、３６Ｒ（手前側の符号３６Ｌのみ示す。）を介して後方に揺動可能に延設されるリヤスイングアーム３７と、このリヤスイングアーム３７の後端部に後輪車軸３８を介して回動自在に取り付けられる後輪３９と、リヤスイングアーム３７とメインフレーム１１ａの間に設け後輪３９にかかる力を吸収する後部クッション機構４１と、が備えられている。上の腕部材３３Ｌ、３３Ｒ（手前側の符号３３Ｌのみ示す。）は、メインフレーム１１ａの後端部の上部から延ばした部材であり、下の腕部材３４Ｌ、３４Ｒ（手前側の符号３４Ｌのみ示す。）は、メインフレーム１１ａの後端部の下部から延ばした部材である。

メインフレーム１１ａには、駆動源としてのエンジン２６が懸架され、このエンジン２６の後端部から後方には、後輪３９を駆動するドライブシャフト４２が延出されている。
なお、ハブステア機構２０と前部クッション機構２５の詳細については、後述する。

エンジン２６には、吸気系の構成要素としてのエアクリーナ４４と、排気系の構成要素としてエンジン２６の排気ガスを通す排気管４５と、が備えられている。
また、前輪１６には、フロントデイスクブレーキ４７Ｌ、４７Ｒ（手前側の符号４７Ｌのみ示す。）が取り付けられている。フロントデイスクブレーキ４７Ｌ、４７Ｒは、前輪１６に取り付ける前輪ブレーキデイスク４８Ｌ、４８Ｒと、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒに取り付け、制動時に前輪ブレーキデイスク４８Ｌ、４８Ｒを挟持する前輪デイスクキャリパ４９Ｌ、４９Ｒ（手前側の符号４９Ｌのみ示す。）とからなる。

後輪３９には、リヤデイスクブレーキ５１が取り付けられている。リヤデイスクブレーキ５１は、後輪３９に取り付ける後輪ブレーキデイスク５２と、リヤスイングアーム３７に取り付け、制動時に後輪ブレーキデイスク５２を挟持する後輪デイスクキャリパ５３と、からなる。

エンジン２６と前輪１６の間には、上下に配置されエンジン２６を冷却する上下２つのラジエータ５５Ｔ、５５Ｂが設けられている。上のラジエータ５５Ｔは、アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒとロアアーム１５Ｌ、１５Ｒの間に配置され、下のラジエータ５５Ｂは、ロアアーム１５Ｌ、１５Ｒの下方に配置されている。

上下のラジエータ５５Ｔ、５５Ｂの前方には、各々吸入するエアを各々のラジエータ５５Ｔ、５５Ｂにガイドする上下のダクト５６Ｔ、５６Ｔ、５６Ｂ、５６Ｂが設けられている。上下のラジエータ５５Ｔ、５５Ｂおよび上下のダクト５６Ｔ、５６Ｔ、５６Ｂ、５６Ｂは、各々ロアアーム１５Ｌ、１５Ｒに取り付けられている。

すなわち、車体フレーム１１と前輪１６の間は、アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒとロアアーム１５Ｌ、１５Ｒの４本のアームで連結するようにしたので、エンジン２６の前方に空間を確保することができる。空間が確保できれば、部品配置の自由度を確保することができる。例えば、この空間に上下のラジエータ５５Ｔ、５５Ｂが配置可能となり、十分な冷却能力を得ることができる。
図中、５７はフロントカウル、５８は燃料タンク、５９はシートである。

本実施例では、エンジン２６は、Ｖ型エンジンであるが、シリンダを直列に配置する直列エンジンでも良い。エンジンの配置は、クランク軸を車両の幅方向に配置する、いわゆる、横置き配置としたが、クランク軸を車両の長手方向に配置する、いわゆる、縦置き配置とすることは差し支えない。また、エンジンは、水冷式に限られず空冷式でも良い。つまり、エンジンの形式やその配置などについては、実施例に限定されることなく任意に設定可能なものとする。

前部クッション機構２５には、力を吸収する前部クッションユニット６１が設けられ、この前部クッションユニット６１の外方には、エンジン２６の排気ガスを通す排気管４５が配置されている。

前部クッションユニット６１の外方あるいは前方には、エンジン２６の排気ガスを通す排気管４５が配置されているので、この排気管４５により、高価な前部クッションユニット６１を保護することが可能となる。

図３は本発明に係る自動二輪車前部の平面図、図４は本発明に係る自動二輪車前部の斜視図である。以下、図３および図４を参照して説明を行う。
メインフレーム１１ａから前方に左右のロアアーム１５Ｌ、１５Ｒを延設し、これらロアアーム１５Ｌ、１５Ｒの間に横部材６２を掛け渡し、この横部材６２に直角に下部操舵軸６３を取り付け、この下部操舵軸６３に左右操舵可能にハブステア機構２０を取り付け、このハブステア機構２０から前輪１６を操舵可能に支持する左右のナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒを斜め後上方に立ち上げ、このナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部にメインフレーム１１ａから前方に延設した左右のアッパアーム１３Ｌ、１３Ｒをナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒが左右に操舵可能且つ上下に揺動可能になるように連結する。

左右のナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部には、ハンドルリンク２２の下端部２２ｂが連結されており、ハンドルリンク２２の上端部２２ｔには、ステアリングハンドル２３が連結され、ステアリングハンドル２３の操舵による操舵力がナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒに伝達されるように構成されている。

ハンドルリンク２２は、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上下の動きを吸収しつつステアリングハンドル２３の操舵力をナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒに伝達する部材であり、下リンクアーム６４と、上リンクアーム６５と、これら上下のリンクアーム６４、６５間を連結する連結ピン６６とからなる。

アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒ（以下、「アーム部１３Ｌ、１３Ｒ」とも云う。）は、左アーム部１３Ｌと右アーム部１３Ｒとからなり、車両を上面から見たときに、これら左アーム部１３Ｌと右アーム部１３Ｒとで略Ｖ字を呈し、この略Ｖ字の中心６８には、前部クッションユニット６１に力を伝達するロッド部材６９の上端部６９ｔが連結され、前部リンク７１には、ロッド部材６９の下端部６９ｂが連結されている。

ロッド部材６９の下端部６９ｂには、略Ｌ字形状を有する前部リンク７１の一端７１ａが連結され、この前部リンク７１の他端７１ｂには、前部クッションユニット６１の一端６１ａが連結され、前部クッションユニット６１の他端６１ｂは、前クッションブラケット７３を介してメインフレーム１１ａに取り付けられている。

前部リンク７１は、ロッド部材６９で受けた力の方向を変える部材であり、メインフレーム１１ａに取り付けた中間点７４を軸に、回動可能に設けられている。
すなわち、前部クッションユニット６１の一端６１ａを前部リンク７１に連結し、前部クッションユニット６１の他端６１ｂを、メインフレーム１１ａ側に連結する。
なお、左右に延設するロアアーム１５Ｌ、１５Ｒは、操舵時にブレーキデイスクなどとの干渉を避けるように車両の外方に張り出して形成されている。

図５は図３の５−５線断面図であり、ハブステア機構２０は、左右のロアアーム（図３の符号１５Ｌ、１５Ｒ）の先端に掛け渡す横部材６２と、この横部材６２に直角に延設する下部操舵軸６３と、この下部操舵軸６３に前輪１６を回動および左右に操舵可能に支持するハブ本体７６と、を備えている。このハブ本体７６には、前輪１６を回動自在に支持する車軸用軸受７７を含む。
下部操舵軸６３の中心軸７８は、前輪１６の回転中心点７９に対して長さＰだけ後方に配置されている。８１はナットである。

下部操舵軸６３には、ハブ本体７６を左右に操舵および上下に揺動可能に支持する第２の球面軸受８２が配置されている。この第２の球面軸受８２は、横部材６２と下部操舵軸６３の間に配置され、前輪１６を回動自在に支持する車軸用軸受７７は、ナックルアーム（図３の符号２１Ｌ、２１Ｒ）とハブ本体７６の間に配置されている。

第２の球面軸受８２は、横部材６２により支持され、車軸用軸受７７は、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒにより支持されている。つまり、操舵支持用の軸受としての第２の球面軸受８２と回動支持用の軸受としての車軸用軸受７７とは、異なる部材によって支持されている。
第２の球面軸受８２と車軸用軸受７７とは、異なる部材で支持されているので、各々の軸受の着脱が容易になり、ハブステア機構２０のメンテナンス性を高めることができる。

車軸用軸受７７の内径Ｒｉは、車両を側面から見たときに、横部材６２の大きさＳよりも大きく、Ｓ＜Ｒｉとなるようにした。
車軸用軸受７７の内径Ｒｉは、横部材６２の大きさＳよりも大きくしたので、前輪１６から受ける荷重を広い面積で分散して受けることができる。このため、車軸用軸受７７の負荷を下げることができる。また、荷重を広い面積で分散して受けるので、車軸用軸受７７の冷却性能が高まり、車軸用軸受７７の耐久性を向上させることができる。

なお、本実施例において、横部材６２は、左右２本のロアアーム１５Ｌ、１５Ｒにより支持されているが、左または右の１本のロアアームで支持するように構成することは差し支えない。

図６は図３の６−６線断面図であり、左右のナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒは、上端部に設けられているアーム連結部８３によって連結されている。

アーム連結部８３は、中心部に底部８４と、この底部８４から立ち上げる左右の壁部８５Ｌ、８５Ｒと、これら壁部８５Ｌ、８５Ｒの上を覆う天井部８６と、前記左右の壁部８５Ｌ、８５Ｒの外方に配置し底部８４から立ち上げる左右の外壁部８７Ｌ、８７Ｒと、からなる。

底部８４と天井部８６の間に、上部操舵軸８８を上下に向けて掛け渡し、この上部操舵軸８８に第１の球面軸受９１を嵌め、この第１の球面軸受９１の上下方向の位置を規制するスペーサ９２、９２を介在させ、第１の球面軸受９１の外面９１ｇにアッパアーム１３Ｌ、１３Ｒの先端に形成されている凹部９３を嵌める。

また、左の壁部８５Ｌと左の外壁部８７Ｌ間に、ハンドルリンク２２の下端部２２ｂをピン部材９４を介して回動可能に取り付け、右の壁部８５Ｒと右の外壁部８７Ｒ間に、ハンドルリンク２２の下端部２２ｂをピン部材９４を介して回動可能に取り付ける。

すなわち、アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒの先端には、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上部を揺動可能および操舵可能に支持する上部操舵軸８８が備えられ、この上部操舵軸８８には、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒを操舵および揺動可能に支持する第１の球面軸受９１が配置され、この第１の球面軸受９１の周囲には、第１の球面軸受９１の外面９１ｇと嵌合する凹部９３を有するアッパアーム１３Ｌ、１３Ｒの結合部が配置されている。上部操舵軸８８は、軸部８８ｚとナット部８８ｎからなる。

加えて、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上部には、側方からボルト９４ｂ、９４ｂおよびナット９４ｎ、９４ｎからなるピン部材９４、９４を介してナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒに操舵する力を伝達するハンドルリンク２２が取り付けられている。

図７は本発明に係るナックルアームの上端部および下端部に備えられている操舵軸の作用説明図および比較例図である。実施例では、ナックルアーム（図３の符号２１Ｌ、２１Ｒ）の上端部および下端部に傾動機構が介在され、比較例では、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部のみに傾動機構が介在されている。

（ａ）は実施例を説明する図であり、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの下端部には、車軸用軸受（図５の符号７７）、ハブ本体（図５の符号７６）および下部操舵軸（図５の符号６３）を介して第２の球面軸受８２が設けられ、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部には、上部操舵軸（図６の符号８８）を介して第１の球面軸受９１が設けられている。このため、前輪（図５の符号１６）が力を受けたときには、上端の水平面に対する角度は、θａ１１からθａ２１に変化することができ、下端部の角度は、θａ１２からθａ２２に変化することができる。つまり、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部および下端部にて角度変位可能となる。図中、（Ａ）は前輪から力を受ける前、（Ｂ）は前輪から力を受けた後における旋回軸９５の状態を示す。

すなわち、車体フレーム側に第１および第２の球面軸受８２を介してナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒを取り付けて、これらの球面軸受８２、９１を結ぶ線を前輪（図３の符号１６）の旋回軸９５とし、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部を車体側に揺動および旋回可能に設け、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの下端を車体側に揺動および旋回可能に設ける。
なお、前述のように、旋回軸９５の軸線は仮想線である。旋回軸９５の軸線と上部操舵軸８８の軸線とは必ずしも一致するものではない。また、旋回軸９５の軸線は、下部操舵軸６３の軸線と必ずしも一致するものではない。

（ｂ）は比較例を説明する図であり、ナックルアームの上端にのみ、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの傾動調整機構が設けられている。このため、前輪車軸が力を受けたときには、上端部の水平面に対する角度は、θｂ１からθｂ２に変化することができるが、下端部の角度は、傾動調整機構が設けられていないので、一定の角度のまま変化することができない。

（ａ）に戻って、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部および下端部を揺動可能に構成し、前輪１６が受ける力に対して、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上端部および下端部で受けるようにした。従って、力に対する車体の変位量を大きくとることができ、車両の柔軟性を高めることができる。加えて、可動部を簡便で且つコンパクトな構造としたので、慣性を減らすことができ、車両の操縦性や旋回性を一層高めることが可能となる。

図８はハブステア機構に設けるステアリングストッパの構成およびその作用を説明する図である。
（ａ）において、横部材６２の上面６２ａには、左右の所定位置にハブ本体７６が操舵角度α以上にならないように規制するストッパ部９６、９６が設けられている。
（ｂ）において、ハブ本体７６には、ストッパ部９６、９６に当接するピン部９７が形成されている。

つまり、ハブステア機構２０には、ストッパ部９６、９６とピン部９７からなり、前輪１６の操舵角を規制するステアリンクストッパ９８が設けられている。
ハブステア機構２０にステアリンクストッパ９８を付設するので、ハンドルリンク２２に係る部品点数の増加を招くことなく、ストッパ付前輪操舵装置を構成することができる。従って、部品コストの低減を図ることが可能となる。

図９は本発明に係る自動二輪車前部の分解斜視図であり、横部材６２の両端部は、第２の締結部材１０２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を介して左右のロアアーム１５Ｌ、１５Ｒによって支持されている。７５は左右のロアアーム１５Ｌ、１５Ｒの間に掛け渡されているクロス部材である。
ハブ本体７６と前輪１６の間には、左右に２列の車軸用軸受７７、７７が配置されている。８０は車軸用軸受７７とナックルアーム間に配置されているシール部材である。

また、左右のナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒは、それらの下端部が車幅方向に延びる第１の締結部材１０１・・・（図右側の符号１０１・・・のみ示す。）で、ハブ本体７６に着脱可能に設けられ、右のナックルアーム２１Ｒの上端部が車幅方向に延びる第３の締結部材１０３・・・で、アーム連結部８３に着脱可能に設けられている。
ロアアーム１５Ｌ、１５Ｒは、車両の外方から内方に延びる第２の締結部材１０２・・・で、横部材６２に着脱可能に設けられている。

前輪１６のタイヤを交換するなどメンテナンス時において、車両の外方から第１の締結部材１０１・・・を外してナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒをハブ本体７６から取り外し、第３の締結部材１０３・・・を外してナックルアーム２１Ｒを車両から取り外す。そして、車両の外方から第２の締結部材１０２・・・を外してロアアーム１５Ｌ、１５Ｒを横部材６２から取り外すことにより前輪１６を外すことができる。

このため、ハブステア機構２０を有する車体であっても、前輪１６に装着したタイヤの着脱性は低下する心配はなく、前輪１６およびその周辺部のメンテナンス性が損なわれる心配はない。

以上に述べた自動二輪車の前部構造の作用を次に述べる。先ず、前輪操舵の作用を説明し、次に、自動二輪車前部の力吸収作用を説明し、最後に、左右のアーム部の作用を説明する。
先ず、図４〜図８を参照して、前輪操舵の作用を説明する。

前輪１６を操舵する場合において、ステアリングハンドル２３を左又は右に回動すると、操舵する力は、ハンドルリンク２２を介して左右のナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒに伝達される。ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒは、第１の球面軸受９１の中心と第２の球面軸受８２の中心との間を結ぶ線を旋回軸９５として回動し、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒに車軸用軸受７７を介して取り付けられる前輪１６を又は右に回動させ、前輪１６を左右に最大角度αだけ操舵することができる。
旋回軸９５と前輪（図５の符号１６）の回転中心点（図５の符号７９）の間の距離は、いわゆる、オフセットであり、本実施例によれば、このオフセットを任意の量に設定することにより、操舵性を最適な特性にすることができる。

次に、車両前部の力吸収作用について説明する。
図１０は本発明に係る自動二輪車前部の作用説明図である。
（ａ）において、前輪１６が路面から力を受けていないときの状態である。
（ｂ）において、前輪１６が矢印ｂ方向に力をうけたとき、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒ（手前側の符号２１Ｌのみ示す。）に矢印ｐ方向の力がかかり、前上揺動軸１２Ｌ、１２Ｒ（手前側の符号１２Ｌのみ示す。）を中心にアッパアーム１３Ｌ、１３Ｒ（手前側の符号１３Ｌのみ示す。）が揺動するとともに、前下揺動軸１４Ｌ、１４Ｒ（手前側の符号１４Ｌのみ示す。）を中心にロアアーム１５Ｌ、１５Ｒ（手前側の符号１５Ｌのみ示す。）が揺動する。このとき、ロッド部材６９には矢印ｑ方向の力がかかる。
（ｃ）において、前輪１６が（ｂ）よりも大きな力をうけたときの状態であり、ロッド部材６９はさらに上方に引っ張られる。

図１１は本発明に係る自動二輪車の前部クッション機構の作用図であり、図１１（ａ）〜（ｃ）は、各々、図１０（ａ）〜（ｃ）に対応している。例えば、図１１（ａ）は図１０（ａ）に対応している。

（ａ）において、ロッド部材６９には力はかかっていない状態である。
（ｂ）において、前輪１６が力をうけたとき、ロッド部材６９には矢印ｑ方向の力がかかり、前部リンク７１を介して前部クッションユニット６１を矢印ｒ方向に縮めようとする力がかかる。

（ｃ）において、ロッド部材６９には、（ｂ）に較べてさらに大きな力がかかり、前部クッションユニット６１を矢印ｒ方向に縮めようとする力がかかる。
力がかからなくなったときには、前部クッションユニット６１によって、前部リンク７１に矢印ｒとは反対方向の力がかかり、（ａ）の位置に戻ろうとすることで、車両前部にかかる力を吸収することができる。

前部クッションユニット６１は、その方向を乗員の着座する方向と略９０°変えて車幅方向水平に配置することで、前輪１６が受ける力は、その大きさおよび方向において、乗員に直接伝達され難くなる。力が乗員に直接伝達され難くなるので、乗員には姿勢の変化は少なくなり、車両の操縦性をより一層高めることができる。

図３〜図６を参照して、アッパアーム１３Ｌ、１３Ｒの先端には、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上部を操舵可能および揺動可能に支持する上部操舵軸８８と第１の球面軸受９１とが備えられ、上部操舵軸８８と第１の球面軸受９１とで、上部操舵軸８８の軸方向の力に加えて、軸周り方向の力を揺動可能に支持するようにした。

従来例では、前輪の支持剛性を確保するため、前輪と車体フレームの間には、複数のアームが備えられていた。加えて、ナックルアームの上部には、例えば、玉継手とリンク機構とが設けられ、軸方向の力と軸周り方向の力とを揺動可能に支持していた。
つまり、前輪と車体フレームの間は、複数のアームにより連結されるとともに、ナックルアームの上部には、リンク機構をもつアッパアームが設けられており、部品点数が多いという問題があった。

この点、本発明では、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上部に、上部操舵軸８８と第１の球面軸受９１が設けられているので、ナックルアーム２１Ｌ、２１Ｒの上部において、部品点数を少なくすることができる。

また、上部操舵軸８８と第１の球面軸受９１とにより、操舵軸方向および操舵軸周り方向に十分な支持剛性が得られるので、前輪１６を支持するアーム数を１本に済ませることができる。リンク機構が不要になり、前輪を支持するアーム数が少なくなれば、部品点数を少なくでき、前部支持構造をより簡便に構成することができる。
この結果、部品費用の低減および組立工数の低減が図れる。

最後に、左右のアーム部の作用を説明する
図１２は左右のアーム部で前輪にかかる力を均等に受けることを説明する作用図である。
前部クッションユニット６１に力を伝達するロッド部材６９の上端部６９ｔは、アーム部１３Ｌ、１３Ｒを形成する略Ｖ字の中心に連結されている。このため、アーム部１３Ｌ、１３Ｒにかかる力Ｆは車両の中心で受ける。また、前部リンク７１には、ロッド部材６９の下端部６９ｂが連結されているので、力Ｆはロッド部材６９により前部クッションユニット６１に伝達される。このとき、アーム部１３Ｌ、１３Ｒにかかる力Ｆは車両の中心で受けるので、力Ｆを左右バランス良く吸収することができる。

また、アーム部１３Ｌ、１３Ｒは、平面視で、略Ｖ字を呈し、車両幅方向に左右対称に配置され、Ｖ字の中心に力（又は荷重）がかかるようにしたので、このアーム部１３Ｌ、１３Ｒには偏荷重が作用し難い。アーム部１３Ｌ、１３Ｒに偏荷重が作用し難いため、偏荷重を考慮する場合に較べると、アーム部１３Ｌ、１３Ｒに必要な剛性を下げることが可能となる。アーム部１３Ｌ、１３Ｒの剛性を下げることができれば、アーム部１３Ｌ、１３Ｒの小型化・軽量化を図ることが可能となる。

図１３は図４の別実施例図であり、図４と大きく異なる点は、ロッド部材６９は、左ロッド部材６９Ｌと、右ロッド部材６９Ｒとからなり、前部リンク７１は、左前部リンク７１Ｌと、右前部リンク７１Ｒとからなり、左ロッド部材６９Ｌは、左前部リンク７１Ｌを介して前部クッションユニット６１の一端６１ａに連結され、右ロッド部材６９は、右前部リンク７１を介して前部クッションユニット６１の他端６１ｂに連結されている。

ロッド部材６９は、左ロッド部材６９Ｌと、右ロッド部材６９Ｒとからなり、左ロッド部材６９Ｌは、左前部リンク７１Ｌを介して前部クッションユニット６１の他端６１ｂに連結され、右ロッド部材６９は、右前部リンク７１を介して前部クッションユニット６１の一端６１ａに連結されている。
つまり、前部クッションユニット６１は、左前部リンク７１Ｌと右前部リンク７１Ｒとによって伸縮可能に設けられている。

アーム部１３Ｌ、１３Ｒに伝達される力は左右のロッド部材６９Ｌ、６９Ｒで受け、左右のロッド部材６９Ｌ、６９Ｒで受ける力は、前部クッションユニット６１の一端６１ａおよび他端６１ｂで受けるので、前輪１６にかかる力を左右一層バランス良く吸収することができる。

図１４は図１の別実施例図であり、図１と異なる点は、メインフレームを省略し、エンジン２６にアッパアーム１３Ｌ、１３Ｒ、ロアアームおよび上下の腕部材３３Ｌ、３３Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒを直接マウントした点にある。
エンジン２６にメインフレームの機能をもたせることで、車両の軽量化を図ることができる。

尚、請求項２では、車軸用軸受を横部材により支持するように構成することは差し支えない。
また、車軸用軸受の内径は、車両を側面から見たときに、横部材の大きさと同等あるいは小さくすることは差し支えない。
本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の鞍乗り型車両に適用することは差し支えない。

本発明は、自動二輪車の前部構造に好適である。

本発明に係る自動二輪車の左側面図である。 本発明に係る自動二輪車の正面図である。 本発明に係る自動二輪車前部の平面図である。 本発明に係る自動二輪車前部の斜視図である。 図３の５−５線断面図である。 図３の６−６線断面図である。 本発明に係るナックルアームの上端部および下端部に備えられている操舵軸の作用説明図および比較例図である。 ハブステア機構に設けるステアリングストッパの構成およびその作用を説明する図である。 本発明に係る自動二輪車前部の分解斜視図である。 本発明に係る自動二輪車前部の作用説明図である。 本発明に係る自動二輪車の前部クッション機構の作用図である。 左右のアーム部で前輪にかかる力を均等に受けることを説明する作用図である。 図４の別実施例図である。 図１の別実施例図である。

符号の説明

１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１３Ｌ、１３Ｒ…アッパアーム、１５Ｌ、１５Ｒ…ロアアーム、１６…前輪、２０…ハブステア機構、２１Ｌ、２１Ｒ…ナックルアーム、２２…ハンドルリンク、２３…ステアリングハンドル、４…、２５…前部クッション機構、２６…エンジン、６２…横部材、６３…下部操舵軸、７６…ハブ本体、７７…車軸用軸受、８２…第２の球面軸受、８８…上部操舵軸、９１…第１の球面軸受、１０１…第１の締結部材、１０２…第２の締結部材。

Claims (4)

1. 車体フレーム（１１）またはエンジン（２６）から前方に揺動可能に延出するロアアーム（１５Ｌ、１５Ｒ）およびアッパアーム（１３Ｌ、１３Ｒ）と、前記ロアアーム（１５Ｌ、１５Ｒ）の先端に設け前輪（１６）を操舵可能に支持するハブステア機構（２０）および、下部がこのハブステア機構（２０）と連結されたナックルアーム（２１Ｌ、２１Ｒ）と、このナックルアーム（２１Ｌ、２１Ｒ）の上部にハンドルリンク（２２）を介して設けるステアリングハンドル（２３）と、前記ロアアーム（１５Ｌ、１５Ｒ）または前記アッパアーム（１３Ｌ、１３Ｒ）に連結し前記前輪（１６）が受ける力を吸収する前部クッション機構（２５）と、を備える自動二輪車の前部構造において、
   前記アッパアーム（１３Ｌ、１３Ｒ）の先端と、前記ナックルアーム（２１Ｌ、２１Ｒ）の上部とを、上部操舵軸（８８）とこの上部操舵軸（８８）の周囲を囲う第１の球面軸受（９１）を介して連結し、前記ステアリングハンドル（２３）の操作により、前記ナックルアーム（２１Ｌ、２１Ｒ）の上部を操舵可能および揺動可能に支持し、
   前記ハブステア機構（２０）は、前記ロアアーム（１５Ｌ、１５Ｒ）に左右幅方向に延設する横部材（６２）と、この横部材（６２）に略直角に延設する下部操舵軸（６３）と、この下部操舵軸（６３）に前記前輪（１６）を回動および操舵可能に支持するハブ本体（７６）と、このハブ本体（７６）内に設け前記ハブ本体（７６）を操舵および揺動可能に支持する第２の球面軸受（８２）が配置され、この第２の球面軸受（８２）は前記横部材（６２）およびまたは前記下部操舵軸（６３）に連結され、
   前記横部材（６２）に、前記ハブ本体（７６）の操舵角度を規制するストッパ部（９６、９６）が設けられ、前記ハブ本体（７６）に、前記ストッパ部（９６、９６）に当接するピン部（９７）が設けられていることを特徴とする自動二輪車の前部構造。
2. 前記前輪を回動自在に支持する車軸用軸受は、前記ナックルアームにより支持されていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の前部構造。
3. 前記車軸用軸受の内径は、車両を側面から見たときに、前記横部材の大きさよりも大きくすることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の自動二輪車の前部構造。
4. 前記ナックルアームは、車幅方向に延びる第１の締結部材で、前記ハブ本体に着脱可能に設けられ、前記ロアアームは、車両の外方から内方に延びる第２の締結部材で、前記横部材に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４記載の自動二輪車の前部構造。

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