JP5250496B2 - 車両の懸架装置 - Google Patents

Description

この発明は、鞍乗り型車両等の小型車両に好適な懸架装置に関する。

従来、上記車両の懸架装置において、上下揺動するサスペンションアームと車体との間にリンク機構を設け、該リンク機構に緩衝器の一端を連結したものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭６２−６１８８９号公報

ところで、上記従来の構成においては、車輪の上下動に応じて懸架装置のストロークレシオ（車輪の上下動に対する緩衝器の伸縮量の割合）を変化させてサスペンション性能の向上を図ることができる一方、サスペンションアームとは別にリンク機構を設けることで、部品点数及び重量の増加を招き易く、レイアウト自由度にも制約が生じ易かった。また、サスペンションアーム自体は単一の部材で形成されており、ストロークレシオのチューニングが難しかった。

そこでこの発明は、上下揺動するサスペンションアームを備えた車両の懸架装置において、部品点数及び重量の増加を抑えてレイアウト自由度を高めると共に、ストロークレシオの設定自由度を高めることを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、車体を構成する車体フレーム（４）と、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられると共に他端側に車輪（２）を支持するサスペンションアーム（６２）と、一端が前記車体フレーム（４）側に連結されると共に他端が前記サスペンションアーム（６２）側に連結される緩衝器（５８）とを備える車両の懸架装置（５７）において、前記サスペンションアーム（６２）は、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられる第一アーム部材（６５）と、該第一アーム部材（６５）の他端に一端が揺動可能に連結されると共に他端側に車輪（２）を支持する第二アーム部材（６６）と、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられると共に他端が前記第二アーム部材（６６）に取り付けられる第三アーム部材（６７）とからなり、これら各アーム部材（６５，６６，６７）がジョイント（６８，７０）を介して互いに揺動可能に連結され、該各アーム部材（６５，６６，６７）が前記車輪（２）の上下動に応じて互いに連動して前記緩衝器（５８）をストロークさせると共に、前記第一及び第二アーム部材（６５，６６）がその揺動軸（６２ｂ，６８ａ）に沿う矢視で下方に凸の略Ｖ字状に配置され、前記緩衝器（５８）の他端が前記第三アーム部材（６７）の他端と共に前記第二アーム部材（６６）に連結され、前記サスペンションアーム（６２）の上方には、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられるアッパーアーム（６１）を備え、前記アッパーアーム（６１）の他端と前記第二アーム部材（６６）の他端とでナックル（６３）を支持し、前記緩衝器（５８）は前記アッパーアーム（６１）を貫通するように配置されることを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、ステアリングシャフト（２７）から前記ナックル（６３）に延びるタイロッド（２７ｂ）が、前記アッパーアーム（６１）と前記サスペンションアーム（６２）との上下間で前記緩衝器（５８）の後方に配置されることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記第三アーム部材（６７）の他端と前記緩衝器（５８）の他端とが同軸で共締めされることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記サスペンションアームは、アッパーアーム（例えば実施例のアッパーアーム６１）及びロアアーム（例えば実施例のロアアーム６２）の先端にナックル（例えば実施例のナックル６３）を支持する独立懸架式のサスペンション（例えば実施例のフロントサスペンション５７）における前記ロアアームであることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、当該懸架装置は、後二輪駆動の不整地走行車両の前輪用ダブルウィッシュボーン式の懸架装置であることを特徴とする。

この発明によれば、別途リンク機構を設けなくとも複数のアーム部材からなるサスペンションアーム自体でリンク機構を形成することができ、懸架装置の部品点数及び重量の増加を抑えてレイアウト自由度を高めると共に、懸架装置のストロークレシオの設定自由度を高めることができる。
また、この発明によれば、揺動軸方向視で略Ｖ字状をなすサスペンションアームの底部近傍に緩衝器の他端を連結することが可能となり、緩衝器の取り付け位置を低くして低重心化及び緩衝器のストローク量の増加を図ることができる。
さらに、この発明によれば、緩衝器の取り付け位置をより低くして低重心化及び緩衝器のストローク量の増加を図ることができる。これは、特に不整地走行車両の懸架装置に適用する際に有効である。

この発明の実施例における鞍乗り型四輪車の左側面図である。 上記鞍乗り型四輪車のフロントサスペンションの左側面図である。 上記フロントサスペンションの揺動軸方向に沿う前面図である。 上記フロントサスペンションのロアアームの平面図である。 上記フロントサスペンションの動作を示す図４に相当する前面図である。

以下、この発明の実施例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車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示す鞍乗り型四輪車（不整地走行車両）１は、小型軽量に構成された車体の前後に、比較的大径の低圧バルーンタイヤである左右の前輪２及び後輪３を備え、最低地上高を大きく確保して主に不整地での走破性を高めた所謂ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）である。

車体フレーム４の前部には、独立懸架式（ダブルウィッシュボーン式）のフロントサスペンション５７を介して左右前輪２が懸架されると共に、車体フレーム４の後部（サブフレーム６０）には、例えば車軸懸架式（スイングアーム式）のリヤサスペンション７５を介して左右後輪３が懸架される。

車体フレーム４の略中央部には、鞍乗り型四輪車１の原動機としてのエンジン５が搭載される。エンジン５は例えば単気筒エンジンであり、クランクシャフトの回転軸線を車幅方向（左右方向）に沿わせて配置されると共に、そのクランクケース６の前方にシリンダ７を立設した基本構成を有する。エンジン５の出力軸と後輪３の車軸との間は、例えばチェーン式伝動機構を介して動力伝達可能である。すなわち、鞍乗り型四輪車１は、後二輪駆動の不整地走行車両である。

エンジン５のシリンダ７の上部にはスロットルボディ２１が接続され、該スロットルボディ２１の後部にはエアクリーナケース２２が接続される。一方、シリンダ７の下部には排気管２３が接続され、該排気管２３が後方に向けて折り返すように延びた後、車体後部に配設されたサイレンサ２４に接続される。

鞍乗り型四輪車１の車体上部の左右中央には、前側から順にステアリングシャフト２７、燃料タンク２８、及び鞍乗り型のシート２９等が配設される。ステアリングシャフト２７の上端部にはバーハンドル３１が取り付けられ、ステアリングシャフト２７の下端部には前輪操舵機構が連結される。

鞍乗り型四輪車１の車体前部には、車体前部を適宜覆う樹脂製の車体カバー３２、及び左右前輪２をその上方から後方に渡って覆う同じく樹脂製のフロントフェンダ３３が取り付けられる。また、鞍乗り型四輪車１の車体後部には、左右後輪３をその上方から前方に渡って覆う樹脂製のリヤフェンダ３６が取り付けられる。

車体フレーム４は、複数種の鋼材を溶接等により一体に結合してなる。より具体的には、車体フレーム４は、左右一対の閉ループ構造を形成してこれらを複数のクロスメンバを介して結合することで、車体左右中央部において前後に長いボックス構造を形成する。

以下、図２，３を参照し、車体フレーム４の前部及びフロントサスペンション５７について説明する。
車体フレーム４の下部前側には、前後に延びるフロントロアパイプ４５及びフロントロアアッパパイプ４７が設けられる。フロントロアパイプ４５及びフロントロアアッパパイプ４７の前端部間は、上下に延びるフロントパイプ４６ａにより連結される。フロントロアアッパパイプ４７の前端部からは、上方に向けてフロントアッパーパイプ４６ｂが延出する。

左右フロントロアパイプ４５の前端部間及び後部間は、それぞれ下段前側クロスメンバ５３及び下段後側クロスメンバ５４により連結され、左右フロントロアアッパパイプ４７の前端部間及び後部間は、それぞれ中段前側クロスメンバ５１及び中段後側クロスメンバ５２により連結され、左右フロントアッパーパイプ４６ｂの上部間は、上段クロスメンバ５５により連結される。

中段前側クロスメンバ５１及び中段後側クロスメンバ５２の両端外側には、フロントサスペンション５７のアッパーアーム６１の基端側の前後が上下揺動可能に軸支される。また、下段前側クロスメンバ５３及び下段後側クロスメンバ５４の両端外側には、フロントサスペンション５７のロアアーム６２の基端側の前後が上下揺動可能に軸支される。

アッパーアーム６１及びロアアーム６２の先端側には、それぞれナックル６３の上下が揺動可能かつ回動可能に支持され、該ナックル６３の外側には、前輪２のハブ部２ａが回転自在に支持される。上段クロスメンバ５５の両端外側とロアアーム６２との間には、クッションユニット５８が介設される。

フロントサスペンション５７は、車体フレーム４の前部両側に一端（基端、左右内側端）が上下揺動可能に支持される左右アッパーアーム６１及びロアアーム６２と、各アッパーアーム６１及びロアアーム６２の他端（先端、左右外側端）に揺動可能かつ回動可能に支持される左右ナックル６３と、各ロアアーム６２と車体フレーム４の前部両側との間にそれぞれ介設される左右クッションユニット５８とを主になる。左右ナックル６３の外側には車軸２ｂが突設され、該車軸２ｂに前輪２のハブ部２ａが支持される。

アッパーアーム６１及びロアアーム６２は、その上面視でナックル６３側（先端側）から車体フレーム４側（基端側）に向けて分岐するように広がる略Ｖ字形をなし、その分岐先端（各アームの基端の前後）には、後下がりに傾斜する短いパイプ状のフレーム連結部６１ａ，６２ａがそれぞれ一体に接合される。各フレーム連結部６１ａ，６２ａは互いに平行をなし、かつアッパーアーム６１及びロアアーム６２毎に中心軸線Ｃ１，Ｃ２を共有するように配置される。

一方、中段前側及び後側クロスメンバ５１，５２の外側端には、アッパーアーム６１の基端前後のフレーム連結部６１ａに対応するアーム連結部５１ａ，５２ａがそれぞれ設けられる。同様に、下段前側及び後側クロスメンバ５３，５４の外側端には、ロアアーム６２の基端前後のフレーム連結部６２ａに対応するアーム連結部５３ａ，５４ａがそれぞれ設けられる。

各アーム連結部５１ａ〜５４ａには、対応するアッパーアーム６１又はロアアーム６２のフレーム連結部６１ａ，６２ａが、前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２に沿う揺動軸６１ｂ，６２ｂを介して上下揺動可能に支持される。すなわち、車体フレーム４の前部両側には、アッパーアーム６１及びロアアーム６２の基端が上下揺動可能に支持される。なお、この実施例では前記揺動軸６１ｂ，６２ｂはボルトとして構成される。

アッパーアーム６１及びロアアーム６２の先端には、ボールジョイント６３ａ，６３ｂを介してナックル６３の上壁部６３ｃ及び下壁部６３ｄがそれぞれ揺動かつ回動可能に支持される。

ロアアーム６２には、その上方に突出するアーム側マウント６２ｃが設けられ、該アーム側マウント６２ｃには、クッションユニット５８の下端部５８ａが前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２と平行な連結軸６２ｄを介して揺動可能に連結される。また、上段クロスメンバ５５の両外側端にはフレーム側マウント５５ａが設けられ、該フレーム側マウント５５ａには、クッションユニット５８の上端部５８ｂが前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２と平行な連結軸５５ｂを介して揺動可能に連結される。なお、前記各連結軸６２ｄ，５５ｂはボルトとして構成される。

そして、左右前輪２に路面からの衝撃荷重等が入力されると、左右前輪２がアッパーアーム６１及びロアアーム６２の揺動により個別に上下動すると共に、左右クッションユニット５８を個別に伸縮させ、これらクッションユニット５８の緩衝作用により、前記荷重が穏やかに吸収される。

ステアリングシャフト２７の下端部には、前輪操舵機構のピットマンアーム２７ａが一体的に取り付けられる。ピットマンアーム２７ａはステアリングシャフト２７の下端部から後方へ延び、その先端部には左右タイロッド２７ｂの基端部がボールジョイント２７ｃを介して連結される。一方、左右タイロッド２７ｂの先端部は、左右ナックル６３の操作腕部６３ｅにボールジョイント２７ｄを介して連結される。これにより、バーハンドル３１及びステアリングシャフト２７の回動時には、左右タイロッド２７ｂ等を介して左右前輪２が同一方向に操舵される。

ここで、図４を併せて参照し、前記ロアアーム６２は、複数のアーム部材６５，６６，６７からなり、これら各アーム部材６５，６６，６７がジョイント６８，７０を介して互いに揺動可能に連結される。

具体的には、ロアアーム６２は、一端が車体フレーム４に揺動可能に取り付けられる第一アーム部材６５と、該第一アーム部材６５の他端に一端が揺動可能に連結されると共に他端にナックル６３を支持する第二アーム部材６６と、一端が車体フレーム４に揺動可能に取り付けられると共に他端が第二アーム部材６６に取り付けられる第三アーム部材６７とからなる。

第一アーム部材６５は、ロアアーム６２における前後の分岐腕の車体側を構成する前後の第一腕部６５ａと、該前後腕部の中間部間を連結する第一メンバ６５ｂと、前後腕部の外側端にそれぞれ設けられる前後の保持ブラケット６５ｃと、前後の前記フレーム連結部６２ａとを一体に有する。

一方、第二アーム部材６６は、ロアアーム６２における前後の分岐腕の車輪側を構成する前後の第二腕部６６ａと、該前後腕部の中間部間を連結する第二メンバ６６ｂと、前後腕部の内側端間に渡るピボットパイプ６６ｃと、前後腕部の外側端に設けられる前記ボールジョイント６３ｂのスタッド受け６６ｄとを一体に有する。

第一アーム部材６５の前後保持ブラケット６５ｃ及び第二アーム部材６６のピボットパイプ６６ｃは、これらを前後に貫通する前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２と平行な連結軸６８ａを介して揺動可能に連結される。これら連結軸６８ａ、前後保持ブラケット６５ｃ及びピボットパイプ６６ｃは、第一及び第二アーム部材６５，６６間を揺動可能に連結する第一ジョイント６８を構成する。なお、この実施例の連結軸６８ａは長尺のボルトとして構成される。

また、第二アーム部材６６において、第二メンバ６６ｂの前部上方には前記アーム側マウント６２ｃが設けられ、該アーム側マウント６２ｃにクッションユニット５８の下端部５８ａが前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２と平行な連結軸６２ｄを介して揺動可能に連結される。これら連結軸６２ｄ及びアーム側マウント６２ｃは、第二アーム部材６６とクッションユニット５８との間を揺動可能に連結する第二ジョイント６９を構成する。なお、この実施例の連結軸６２ｄはボルトとして構成される。

さらに、前記連結軸６２ｄはアーム側マウント６２ｃを後方に貫通し、該貫通部分に第三アーム部材６７の他端が揺動可能に連結される。すなわち、連結軸６２ｄ及びアーム側マウント６２ｃは、第二及び第三アーム部材６６，６７間を揺動可能に連結する第三ジョイント７０をも構成する。

なお、図中符号７１ａは第三アーム部材６７の一端を揺動可能に連結する第三アーム連結部を、符号７１ｂは第三アーム部材６７の一端及び第三アーム連結部７１ａを貫通し連結する前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２と平行な連結軸をそれぞれ示す。

第一及び第二アーム部材６５，６６は、その揺動軸（連結軸６８ａ）に沿う矢視（揺動軸方向視、車両前後方向に概ね沿う矢視、前記中心軸線Ｃ１，Ｃ２に沿う矢視）で、上下に浅い略Ｖ字状をなすように配置される（図３参照）。第一アーム部材６５の先端側及び第二アーム部材６６の基端側は、前記Ｖ字形状の底部近傍に位置している。

したがって、第一ジョイント６８並びにその近傍に位置する第二及び第三ジョイント６９，７０は、ロアアーム６２が揺動軸方向視で車体フレーム４からナックル６３まで直線状に延びる場合と比べて低位置に配置される。なお、図３に示すフロントサスペンション５７は、クッションユニット５８が少量だけストロークした状態（例えば車重のみの１Ｇ状態）を示す。

前記揺動軸方向視において、第三アーム部材６７の一端は、第一アーム部材６５の一端の直ぐ上方に近接配置される。一方、前記揺動軸方向視において、第三アーム部材６７の他端（及びクッションユニット５８の他端）は、第一アーム部材６５の他端の左右外側かつ上方にやや離間して配置される。すなわち、第三アーム部材６７の他端及び第一アーム部材６５の他端間の距離は、第三アーム部材６７の一端及び第一アーム部材６５の一端間の距離よりも大きくされる。

このような構成により、ロアアーム６２が下方に揺動した状態（図３に示す状態）では、該ロアアーム６２の第一及び第二アーム部材６５，６６が揺動軸方向視で上下に浅い略Ｖ字状に配置されるのに対し、前輪荷重が増加してロアアーム６２が揺動軸回りに上方へ揺動した状態（図５に示す状態）では、前記Ｖ字状をなす第一及び第二アーム部材６５，６６が互いに揺動軸回りに揺動して相互間の形成角度を拡大させる（揺動軸方向視で直線状に変化する）。

このように、ロアアーム６２の上下揺動に伴い、その基端から先端までの距離が少量ながら増減することで、ナックル６３の揺動軸方向視での角度を任意に変化させることが可能となり、もって前輪２のキャンバー角を任意に変化させることが可能となる。
また、第一アーム部材６５に対して第二アーム部材６６が揺動することで、前輪２の上下動に対するクッションユニット５８の伸縮量をも任意に変化させることが可能となり、もってフロントサスペンション５７のストロークレシオ（前輪２の上下動に対するクッションユニット５８の伸縮量の割合）を任意に変化させることが可能となる。

以上説明したように、上記実施例における車両の懸架装置（フロントサスペンション５７）は、車体を構成する車体フレーム４と、一端が前記車体フレーム４に揺動可能に取り付けられると共に他端側に前輪２を支持するサスペンションアーム（ロアアーム６２）と、一端が前記車体フレーム４側に連結されると共に他端が前記サスペンションアーム側に連結されるクッションユニット５８とを備えるものにおいて、前記サスペンションアームが複数のアーム部材６５，６６，６７からなり、これら各アーム部材６５，６６，６７がジョイント６８，７０を介して互いに揺動可能に連結され、該各アーム部材６５，６６，６７が前記前輪２の上下動に応じて互いに連動して前記クッションユニット５８をストロークさせるものである。

この構成によれば、別途リンク機構を設けなくとも複数のアーム部材６５，６６，６７からなるロアアーム６２自体でリンク機構を形成することができ、懸架装置の部品点数及び重量の増加を抑えてレイアウト自由度を高めると共に、懸架装置のストロークレシオの設定自由度を高めることができる。

また、上記車両の懸架装置は、前記ロアアーム６２が、一端が前記車体フレーム４に揺動可能に取り付けられる第一アーム部材６５と、該第一アーム部材６５の他端に一端が揺動可能に連結されると共に他端側に前輪２を支持する第二アーム部材６６と、一端が前記車体フレーム４に揺動可能に取り付けられると共に他端が前記第二アーム部材６６に取り付けられる第三アーム部材６７とからなり、前記第一及び第二アーム部材６５，６６がその揺動軸に沿う矢視で略Ｖ字状に配置され、前記クッションユニット５８の他端が前記第三アーム部材６７の他端と共に前記第二アーム部材６６に連結されるものである。

この構成によれば、揺動軸方向視で略Ｖ字状をなすロアアーム６２の底部近傍にクッションユニット５８の他端を連結することが可能となり、クッションユニット５８の取り付け位置を低くして低重心化及びクッションユニット５８のストローク量の増加を図ることができる。

また、上記車両の懸架装置は、アッパーアーム６１及びロアアーム６２の先端にナックル６３を支持する独立懸架式のフロントサスペンション５７における前記ロアアーム６２が、前記複数のアーム部材６５，６６，６７からなるものである。

この構成によれば、クッションユニット５８の取り付け位置をより低くして低重心化及びクッションユニット５８のストローク量の増加を図ることができる。これは、特に不整地走行車両の懸架装置に適用する際に有効である。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、サスペンションアームの揺動軸と車軸とが平行な車軸懸架式（スイングアーム式）のリヤサスペンション７５に適用したり、フロントサスペンション５７ｂのアッパーアーム６１が複数のアーム部材からなる構成とすることも可能である。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、リヤサスペンションが独立懸架式の車両にも適用できることはもちろん、当該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ことはいうまでもない。

１ 鞍乗り型四輪車（車両）
２ 前輪（車輪）
４ 車体フレーム
５７ フロントサスペンション（懸架装置）
５８ クッションユニット（緩衝器）
６１ アッパーアーム
６２ ロアアーム（サスペンションアーム）
６３ ナックル
６５ 第一アーム部材
６６ 第二アーム部材
６７ 第三アーム部材
６８ 第一ジョイント
６９ 第二ジョイント
７０ 第三ジョイント

Claims (5)

1. 車体を構成する車体フレーム（４）と、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられると共に他端側に車輪（２）を支持するサスペンションアーム（６２）と、一端が前記車体フレーム（４）側に連結されると共に他端が前記サスペンションアーム（６２）側に連結される緩衝器（５８）とを備える車両の懸架装置（５７）において、
   前記サスペンションアーム（６２）は、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられる第一アーム部材（６５）と、該第一アーム部材（６５）の他端に一端が揺動可能に連結されると共に他端側に車輪（２）を支持する第二アーム部材（６６）と、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられると共に他端が前記第二アーム部材（６６）に取り付けられる第三アーム部材（６７）とからなり、
   これら各アーム部材（６５，６６，６７）がジョイント（６８，７０）を介して互いに揺動可能に連結され、該各アーム部材（６５，６６，６７）が前記車輪（２）の上下動に応じて互いに連動して前記緩衝器（５８）をストロークさせると共に、
   前記第一及び第二アーム部材（６５，６６）がその揺動軸（６２ｂ，６８ａ）に沿う矢視で下方に凸の略Ｖ字状に配置され、
   前記緩衝器（５８）の他端が前記第三アーム部材（６７）の他端と共に前記第二アーム部材（６６）に連結され、
   前記サスペンションアーム（６２）の上方には、一端が前記車体フレーム（４）に揺動可能に取り付けられるアッパーアーム（６１）を備え、前記アッパーアーム（６１）の他端と前記第二アーム部材（６６）の他端とでナックル（６３）を支持し、前記緩衝器（５８）は前記アッパーアーム（６１）を貫通するように配置されることを特徴とする車両の懸架装置。
2. ステアリングシャフト（２７）から前記ナックル（６３）に延びるタイロッド（２７ｂ）が、前記アッパーアーム（６１）と前記サスペンションアーム（６２）との上下間で前記緩衝器（５８）の後方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両の懸架装置。
3. 前記第三アーム部材（６７）の他端と前記緩衝器（５８）の他端とが同軸で共締めされることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の懸架装置。
4. 前記サスペンションアーム（６２）は、アッパーアーム（６１）及びロアアーム（６２）の先端にナックル（６３）を支持する独立懸架式のサスペンション（５７）における前記ロアアーム（６２）であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両の懸架装置。
5. 当該懸架装置は、後二輪駆動の不整地走行車両の前輪用ダブルウィッシュボーン式のサスペンションであることを特徴とする請求項４に記載の車両の懸架装置。

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