JP5279922B2

JP5279922B2 - 鞍乗り型車両の懸架装置

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Publication number: JP5279922B2
Application number: JP2011550779A
Authority: JP
Inventors: 庸太朗森
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: EP2530006A1; EP2530006B1; JPWO2011089725A1; EP2530006A4; WO2011089725A1

Description

本発明は、部品点数を減らし、軽量化を図りつつ、ステアリングハンドルの転舵角を大きくした鞍乗り型車両の懸架装置に関する。

鞍乗り型車両の懸架装置としては、テレスコピック式フォークを主要素とする懸架装置が広く知られている。

テレスコピック式フォークを主要素とする前輪懸架装置では、前輪にブレーキをかけたとき等に、車両前部が沈む現象が発生する。この現象はノーズダイブ現象と呼ばれる。また、テレスコピック式フォークでは、ストローク時に曲げ力がかかるため、作動性に課題がある。ノーズダイブ現象や作動性の問題を解消するには、テレスコピックとは別の構造を採用する必要がある。

特許文献１に記載された前輪懸架装置は、スイングアームの前端に取付けられるアームブラケットと、このアームブラケットから車両前方へ延びているステアリングフレームと、アームブラケットの側部から車両前方へ延びている左右のアームと、これらの左右のアームの先端部に連結されるフォークと、から成る。なお、フォークはステアリングフレームの先端部にも連結されている。そして、フォークは、アームブラケットに対して平行を維持しつつ、移動する。このようなリンク構造は平行リンクと呼ばれる。
かかる構成によれば、車両前部のノーズダイブ現象は解消される。

しかしながら、特許文献１の前輪懸架装置は、スイングアームよりも前方に、平行リンクを構成するアームブラケットと、このアームブラケットから延びている左右のアームと、これらの左右のアームの間に設けられているフォーク部材と、このフォーク部材とアームブラケットの間に渡されているステアリングフレームとを備えている。これの部品点数は５個である。部品点数が多いため懸架装置が複雑になり、重くなる。
そこで、部品点数を減らし、軽量化を図ることができる技術が望まれている。

また、特許文献１の左右のアームは、前輪の側方に配置される平行リンクである。転舵時に、ステアリングハンドルを切り続けると、前輪が左右一方のアームに当る。しかし、車種によっては、大きな転舵角が要求される。そこで、転舵角を大きくすることができる構造が望まれている。

特開２００６−０２１７３４公報

本発明の課題は、部品点数を減らし、軽量化を図りつつ、ステアリングハンドルの転舵角を大きくすることができる鞍乗り型車両の懸架装置を提供することにある。

本発明によれば、鞍乗り型車両における前輪の懸架装置であって、前記車両の車体フレームから前記車両の前方に延び、後端が前記車体フレームに上下に揺動自在に支持された左右のスイングアームと、前記左右のスイングアームの各々の先端から前記車両の前方の車幅方向中心に向かって斜めに延び、前記各々の先端を中心に左右に揺動自在に支持された左右のリンク部材と、前記左右のリンク部材の先端に左右回転自在に支持されて前記前輪を支えるフロントフォークと、から成ることを特徴とする鞍乗り型車両の懸架装置が提供される。

好ましくは、前記左リンク部材は、前記左スイングアームの前記先端に連結された左スイングアーム連結部と、前記左スイングアーム連結部から前記車両の前方に延びる左アーム部と、前記左アーム部の先端に設けられた左ステアリングパイプとから成り、前記右リンク部材は、前記右スイングアームの前記先端に連結された右スイングアーム連結部と、前記右スイングアーム連結部から前記車両の前方に延びる右アーム部と、前記右アーム部の先端に設けられた右ステアリングパイプと、から成り、前記フロントフォークは、前記左ステアリングパイプに回転自在に挿入された左パイプ支持軸と、前記左パイプ支持軸の下端に連結され前記車両の前方に延びて前記前輪の車軸の一端を支える左ボトムブラケットと、前記左ボトムブラケットから上方に延びる左フォークパイプと、前記右ステアリングパイプに回転自在に挿入された右パイプ支持軸と、前記右パイプ支持軸の下端に連結され前記車の前方に延びて前記前輪の前記車軸の他端を支える右ボトムブラケットと、前記右ボトムブラケットから上方に延びる右フォークパイプと、前記右フォークパイプの上端と前記左フォークパイプの上端とに渡されると共に前記左パイプ支持軸の上端及び前記右パイプ支持軸の上端に連結されたアッパブラケットと、から成る。

好ましくは、前記左スイングアームは、前記車両のエンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる左アッパーアームと、前記左アッパーアームの下方に配置され前記エンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる左ロアアームと、から成り、前記右スイングアームは、前記エンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる右アッパーアームと、前記右アッパーアームの下方に配置され前記エンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる右ロアアームと、から成り、前記左右のアッパーアームの先端は、それぞれの球面軸受を介して前記リンク部材に設けられた左右の上スイングアーム連結部に連結され、前記左右ロアアームの先端は、前記球面軸受を介して前記リンク部材の各々に設けられた左右の下スイングアーム連結部に連結されている。

好ましくは、前記車体フレームは、前記エンジンの前面から底面に沿ってＬ字状に延びる左右のロアフレームと、前記エンジンの前方に位置し、前記左右ロアフレーム間を延びる第１クロスメンバとを含み、前記第１クロスメンバは、その一端に、前記左ロアフレームより車幅方向左へ延び、前記左アッパーアームの後端が連結される左アッパーアーム支持部を有し、前記第１クロスメンバは、その他端に、前記右のロアフレームより車幅方向右へ延び、前記右アッパーアームの後端が連結される右アッパーアーム支持部を有し、前記第１クロスメンバは、前記エンジンを支持するためのエンジンマウント部を備え、前記左ロアフレームは、その曲がり部に、前記左ロアアームの後端が連結される左ロアアーム支持部を備え、前記右ロアフレームは、その曲がり部に、前記右ロアアームの後端が連結される右ロアアーム支持部を備える。

前記左右ロアフレームの上部は、好ましくは、前記エンジンのクランクケースの上方まで延びている。

好ましくは、前記左右アッパーアームは、前記左右のスイングアーム連結部の後方に位置し、前記左右アッパーアームの前部間を延びるスイングアームクロスメンバを備え、前記スイングアームクロスメンバの後方に設けられた左右のクッションユニットを更に含む。

前記スイングアームは、好ましくは、前記アッパアームの後端が前記ロアアームの後端に連結されることにより、Ｖ字状を呈する。

前記車体フレームは、好ましくは、ステアリングハンドルが連結され左右に回動自在に支持されたステアリング軸と、前記ステアリング軸と前記フロントフォークとを連結し、前記前輪を左右に転舵自在にした連結部材と、を含む。

前記連結部材は、好ましくは、前記ステアリング軸と前記フロントフォークとの上下方向の相対移動を吸収する屈曲機構又は伸縮機構を備える。

本発明に係る鞍乗り型車両の懸架装置によれば、スイングアームよりも前方に、左右のリンク部材とフォーク部材とを配置するだけで済むため、部品数を減らすことができる。
加えて、左右のリンク部材は車両後方へ広がるようにステアリングステム軸方向に見てＶ字状に配置されている。すなわち、左右のスイングアームの両先端と、左右のリンク部材と、前輪を軸支するフロントフォークとは、これらをステアリング軸方向に見たとき、フロントフォークを上辺とし、左右のスイングアームの両先端間を下辺とする台形リンクとして構成される。したがって、左右のリンク部材が回動すれば、フロントフォークは車幅方向に移動しながら回動し、前輪も車幅方向に移動しながら転舵される。左右のスイングアームの両先端間の幅はフロントフォークの幅よりも大きいため、前輪の後部がスイングアームと接するまで転舵可能となる。この結果、フロントフォークを上辺とし、左右のスイングアームの両先端間を下辺とする平行リンクに較べて、転舵角を大きくすることができる。
さらに、左右のリンク部材の長さが短くなるので、前輪懸架装置のサイズを小さくすることができ、車両前部の配置の自由度を向上させることができる。併せて、重量及びコストを大幅に低減することができる。

鞍乗り型車両の左側面図である。本発明の実施例１による鞍乗り型車両の前部側面図である。本発明の実施例１による前輪懸架装置のステアリングステム軸方向に見た平面図である。本発明の実施例１による前輪懸架装置の斜視図である。本発明の実施例１による前輪懸架装置の部品構成（クッションユニットを除く。）を説明する側面図である。車両前部が伸びている状態及び縮んでいる状態を説明する図である。転舵装置が直進状態から右転舵した状態を説明する図である。実施例１及び比較例における、前輪ハブセンターの軌跡を説明する図である。実施例１及び比較例における、転舵角とトレイルの関係を説明する図である。実施例１及び従来例における、転舵角を説明する図である。実施例１及び比較例に係る転舵角を説明する図である。本発明の実施例２による鞍乗り型車両の前部側面図である。本発明の実施例３による鞍乗り型車両の前部側面図である。本発明の実施例４による鞍乗り型車両の前部側面図である。本発明の実施例５による鞍乗り型車両の後輪懸架装置の説明図である。本発明の実施例６による鞍乗り型車両の懸架装置の説明図である。図１６の要部断面図である。

以下に、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１の前部に設けられ前輪１３を懸架する前輪懸架装置１５と、車体フレーム１１の後部に設けられ駆動輪である後輪１４を懸架する後輪懸架装置１６と、車体フレーム１１に取付けられる駆動源としてのエンジン１７と、車体フレーム１１の後部から後方へ延びているシートレール１８と、このシートレール１８に支持されると共に前輪１３と後輪１４の間に配置され乗員が着座する着座シート１９とを備える。着座シート１９に乗員が跨って乗車するため、この種の車両は鞍乗り型車両と呼ばれる。

前輪懸架装置１５の詳細な構造及び作用は、後述する。
後輪懸架装置１６に、車体フレーム１１の後部に配置されるピボット部２１と、このピボット部Ｌ２１から後方に延びて後輪１４を回動自在に支持するリヤスイングアーム２２とが含まれている。

この例では、エンジン１７は車両を側面から見たときにシリンダがＶ形に配置されているＶ型エンジンである。そして、Ｖ型エンジンの上方に燃料タンク２５が配置されている。なお、エンジンの型式は、Ｖエンジンに限定されることはなく任意の型式のエンジンで良いものとする。

車体フレーム１１は、ヘッドパイプ３１と、このヘッドパイプ３１から斜め後下方に延びているメインフレーム３２Ｌと、このメインフレーム３２Ｌの後端部に設けられているセンタフレーム３３と、このセンタフレーム３３の下部から下方へ延びているピボット部２１と、上端部３５がメインフレーム３２Ｌに連結され後端部３６がピボット部２１に連結され側面視でＬ字状を呈しエンジン１７の前面から底面に掛けてエンジン１７を迂回するように設けられているロアフレーム３７Ｌと、メインフレーム３２Ｌから斜め下方に延設されロアフレーム３７Ｌへ連結されている第１サブフレーム３８と、センタフレーム３３から車両前方に延設されてロアフレーム３７Ｌへ連結されている第２サブフレーム３９と、を主要構成とする。

すなわち、車両側面視でＬ字状を呈するロアフレーム３７Ｌは、エンジン１７の下方及び前方を通りクランクケース４０の上方まで延ばされ、メインフレーム３２Ｌに締結されている。ロアフレーム３７Ｌの後端部３６がピボット部２１に連結され、上端部３５がメインフレーム３２Ｌに接続されている。両端が支持されているため、ロアフレーム３７Ｌの剛性が高まる。

なお、図３に示されるように、右のメインフレーム３２Ｒが、左のメインフレーム３２Ｌに対をなすように配置されている。図４に示されるように、ロアフレーム３７Ｌに対をなすようにロアフレーム３７Ｒが配置されている。
そして、左右のロアフレーム３７Ｌ、３７Ｒ間に次に述べる第１クロスメンバ〜第３クロスメンバが掛け渡される。

図２に示されるように、第１クロスメンバ４１が、エンジン１７の前方位置にて車幅方向に延びている。また、第２クロスメンバ４２が、第１サブフレーム３８と第２サブフレーム３９の接続位置にて車幅方向に延びている。また、第３クロスメンバ４３が、Ｌ字状ロアフレーム３４Ｌの曲がり部４４Ｌの後方位置にて車幅方向に延びている。

また、フロントフォークとしてのフォーク部材５２の上部に、Ｖ型の連結部材５３が連結され、この連結部材５３にステアリング軸５４が連結され、このステアリング軸５４にステアリングハンドル５５が連結されている。Ｖ型の連結部材５３は、ステアリング軸５４に取り付けた第１水平軸５６と、この第１水平軸５６に揺動可能に取付けた上腕５９と、この上腕５９の下端に取付けた第２水平軸５７と、この第２水平軸５７に揺動可能に取付けた下腕６０と、この下腕６０の下端に取付けると共にフォーク部材５２の上端に揺動可能に取付けた第３水平軸５８と、からなる。上記構成により、ステアリング軸５４とフロントフォーク５２との上下方向の相対移動を吸収することができる。すなわち、連結部材５３に、屈曲機構１６５が含まれている。なお、屈曲機構１６５を伸縮機構に変更することは差し支えない。
ステアリング軸５４は回転自在にヘッドパイプ３１に取付けられている。運転者は、ステアリングハンドル５５を、左又は右へ操作することにより、前輪１３を左又は右へ転舵させることができる。フォーク部材５２の上下移動は、連結部材５３の屈曲作用で吸収される。

このようなフォーク部材５２は、前輪懸架装置１５により、車体フレーム１１（この例ではロアフレーム３７Ｌ）に連結されている。前輪懸架装置１５の詳細な構造を説明する。

図３に示されるように、前輪懸架装置１５は、車両前方へ延びている左のスイングアーム５１Ｌと、この左のスイングアーム５１Ｌと車体フレームとの間に渡され左のスイングアーム５１Ｌの移動を制御する左のクッションユニット７１Ｌと、左のスイングアーム５１Ｌの先端部から車両前方へ延びると共に平面視で車両の幅方向中心に向かって斜めに延びている左のリンク部材６５Ｌと、車両前方へ延びている右のスイングアーム５１Ｒと、この右のスイングアーム５１Ｒと前記車体フレームとの間に渡され前記右のスイングアームの上下方向の移動を制御する右のクッションユニット７１Ｒと、右のスイングアーム７１Ｒの先端部から車両前方へ延びると共に平面視で車両の幅方向中心に向かって斜めに延びている右のリンク部材６５Ｒと、この右のリンク部材６５Ｒの先端と左のリンク部材６５Ｌの先端とに連結され前輪を支えるフロントフォーク５２と、から成る。

すなわち、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒは、左のリンク部材６５Ｌの後端部と右のリンク部材６５Ｒの後端部の間の距離Ｌ１よりも左のリンク部材６５Ｌの前端部と右のリンク部材６５Ｒの前端部の間の距離Ｌ２が小さくなるように、ステアリング軸方向上方から見てＶ字形に配置されている。

左のリンク部材６５Ｌの後端部には、左のロアアーム６２Ｌに連結するために左の下スイングアーム連結部６８Ｌが設けられ、右のリンク部材６５Ｒの後端部には、右のロアアーム６２Ｒに連結するために右の下スイングアーム連結部６８Ｒが設けられている。
同様に、左のリンク部材６５Ｌの後端部には、左のアッパーアーム６１Ｌに連結するために左の上スイングアーム連結部６７Ｌが設けられ、右のリンク部材６５Ｒの後端部には、右のアッパーアーム６１Ｒに連結するために右の上スイングアーム連結部６７Ｒが設けられている。
そして、左右の上スイングアーム連結部６７Ｌ、６７Ｒより車両後方位置にて、左のアッパーアーム６１Ｌの前部と右のアッパーアーム６１Ｒの前部に、スイングアームクロスメンバ６９が渡されている。そして、このスイングアームクロスメンバ６９より車両後方にクッションユニット７１Ｌ、７１Ｒが配置されている。
なお、本実施例では、スイングアームクロスメンバに左右のクッションユニットが配置されているが、クッションユニットを１本とすることは差し支えない。

図４に示されるように、左のクッションユニット７１Ｌの軸力が直接加わる左のアッパーアーム６１Ｌには、剛性が求められる。右のアッパーアーム６１Ｒも同様である。
この例では、左のアッパーアーム６１Ｌの前部と右のアッパーアーム６１Ｒの前部に、スイングアームクロスメンバ６９が渡されている。結果、左右のアッパーアーム６１Ｌ、６１Ｒの剛性、特に車幅方向の曲げ剛性を十分に高めることができ、クッションユニット７１Ｌ、７１Ｒの軸力がスイングアーム連結部６７Ｌ、６７Ｒに及ぼす影響を抑えることができる。

また、左のロアアーム６２Ｌと右のロアアーム６２Ｒに、下部スイングアームクロスメンバ６９Ｕが渡されている。左右のロアアーム６２Ｌ、６２Ｒの剛性を高めることができる。

なお、スイングアーム５１Ｌは、図２に示されるように、アッパーアーム６１Ｌと、このアッパーアーム６１Ｌの下方に配置されるロアアーム６２Ｌとからなる。そして、アッパーアーム６１Ｌの前端部は、球面軸受７４を介して、リンク部材７３に設けられている上スイングアーム連結部６７Ｌに連結されている。同様に、ロアアーム６２Ｌの前端部は、球面軸受７４を介して、リンク部材７３に設けられている下スイングアーム連結部６８Ｌに連結されている。
なお、スイングアーム５１Ｒについては、スイングアーム５１Ｌと同様な構成であり説明を省略する。

図４に示されるように、第１クロスメンバ４１は、両端が左のロアフレーム３７Ｌ及び右のロアフレーム３７Ｒから車幅方向外側へ突出している。これらの突出した部位が、左のアッパーアーム連結部６３Ｌや右のアッパーアーム連結部６３Ｒとなる。

第１クロスメンバ４１にエンジンを支持するエンジンマウント部７６、７６が設けられ、略Ｌ字状を呈する左のロアフレーム３７Ｌの曲がり部４４Ｌに左のロアアーム６２Ｌの後端が連結される左のロアアーム支持部６４Ｌが設けられ、略Ｌ字状を呈する右のロアフレーム３７Ｒの曲がり部４４Ｒに右のロアアーム３７Ｒの後端が連結される右のロアアーム支持部６４Ｒが設けられている。

次に、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒの構造を詳しく説明する。
左のリンク部材６５Ｌは、左の上スイングアーム連結部６７Ｌと、この左の上スイングアーム連結部６７Ｌから車両前方へ延びる左のアーム部８１Ｌと、左の下スイングアーム連結部６８Ｌと、この左の下スイングアーム連結部６８Ｌから車両前方へ延びる左のアーム部８１Ｌと、これらの左のアーム部８１Ｌ、８１Ｌの先端に設けられる左のステアリングパイプ８２Ｌとから成る。
同様に、右のリンク部材６５Ｒは、右の上スイングアーム連結部６７Ｒと、この右の上スイングアーム連結部６７Ｒから車両前方へ延びる右のアーム部（後述する図５の符号８１Ｒ）と、右の下スイングアーム連結部６８Ｒと、この右の下スイングアーム連結部６８Ｒから車両前方へ延びる右のアーム部８１Ｒと、これらの右のアーム部８１Ｒ、８１Ｒの先端に設けられる右のステアリングパイプ８２Ｒとから成る。

次に、フロントフォーク５２の構造を詳しく説明する。
フロントフォーク５２は、左のステアリングパイプ８２Ｌに回転自在に挿入される左のパイプ支持軸８５Ｌと、この左のパイプ支持軸８５Ｌの下端に連結され前方へ延びて前輪の車軸８４の一端を支える左のボトムブラケット８６Ｌと、この左のボトムブラケット８６Ｌから上に延びる左のフォークパイプ８７Ｌと、右のステアリングパイプ８２Ｒに回転自在に挿入される右のパイプ支持軸８５Ｒと、この右のパイプ支持軸８５Ｒの下端に連結され前方へ延びて前輪の車軸８４の他端を支える右のボトムブラケット８６Ｒと、この右のボトムブラケット８６Ｒから上に延びる右のフォークパイプ８７Ｒと、この右のフォークパイプ８７Ｒの上端と左のフォークパイプ８７Ｌの上端とに渡されると共に左のパイプ支持軸８５Ｌの上端及び右のパイプ支持軸８５Ｒの上端に連結されるアッパブラケット８８と、から成る。

左のリンク部材６５Ｌに設けた左のステアリングパイプ８２Ｌに、フロントフォーク５２に設けた左のパイプ支持軸８５Ｌを相対回動自在に挿入し、右のリンク部材６５Ｒに設けた右のステアリングパイプ８２に、フロントフォーク５２に設けた右のパイプ支持軸８５を相対回動自在に挿入した。
ステアリングパイプ８２Ｌ、８２Ｒ及びパイプ支持軸８５Ｌ、８５Ｒは、上下方向に延ばすことができる。上下に延ばすことにより、フロントフォーク５２の曲げ剛性を高めることができる。

次に、実施例１に係る懸架装置の構成要素について補足説明を行う。
図５（Ａ）に車両右側に設けられている懸架装置の構成要素が示されている。
前輪懸架装置１５に、左のロアフレーム６２Ｌから車両前方に延びている左のスイングアーム５１Ｌと、この左のスイングアーム５１Ｌの前方に配置される左のリンク部材６５Ｌと、この左のリンク部材６５Ｌの前方に配置されるフォーク部材５２と、が備えられている。

左のスイングアーム５１Ｌは、左のアッパーアーム６１Ｌと左のロアアーム６２Ｌとから構成され、左のアッパーアーム６１Ｌの後端は、車体フレーム側に設けられている左のアッパーアーム支持部６３Ｌに連結され、左のロアアーム６２Ｌの後端は、車体フレーム側に設けられている左のロアアーム支持部６４Ｌに連結される。

左のリンク部材６５Ｌの車両後端部に、スイングアーム連結部が設けられ、このスイングアーム連結部は、上スイングアーム連結部６７Ｌと、下スイングアーム連結部６８Ｌとから構成され、上スイングアーム連結部６７Ｌに球面軸受７４を介して左のアッパーアーム６１Ｌの前端が接続され、下スイングアーム連結部６８Ｌに球面軸受７４を介して左のロアアーム６２Ｌの前端が接続される。

図５（Ｂ）に車両右側に設けられている懸架装置の構成要素が示されている。これらの構成要素は、図５（Ａ）と同様なものであり、説明を省略する。

以上に述べた鞍乗り型車両の懸架装置の作用を次に述べる。
先ず、図６に基づいて、前輪懸架装置１５の作用を説明する。
車両停止時又は定常走行時等には、車両重量と乗員の荷重との合計重量が下向きに作用し、図６の（Ａ）に示されるように、スイングアーム５１Ｌが、ほぼ水平又は少し前上がり姿勢になる。

この状態で、前輪ブレーキを作動させる、又は、前輪１３に地面からの衝撃力が加わると、図６の（Ｂ）に示すように、スイングアーム５１Ｌが、上方へ大きくスイングする。

次に、図７に基づいて、転舵操作を説明する。
転舵操作が、為されていないときは、図７の（Ａ）に示すように、前輪１３は、車体長手軸に沿った状態になる。
運転者が右へ転舵操作を実施すると、図７の（Ｂ）に示すように、右のリンク部材６５Ｒが、平面視で反時計方向に回転し、前輪１３は右へ転舵される。
さらに、運転者が右へ転舵操作を実施すると、図７の（Ｃ）に示すように、右のリンク部材６５Ｒが、平面視で反時計方向にさらに回転し、前輪１３は右へさらに転舵される。
前輪１３が左へ転舵される場合も同様である。

次に、図８に基づいて、転舵時におけるステアリング軸方向から見た前輪ホイールハブセンタの軌跡を説明する。前輪ホイールハブセンタは、前輪車軸の車幅方向中心点をいう。また、図中、（ａ）点は図７の（Ａ）でのハブセンタの位置、（ｃ）点は図７の（Ｃ）でのハブセンタの位置を示す。
さらに、点（ａ）から点（ｃ）’までの軌跡は、比較例に係る前輪のホイールハブセンタの軌跡であり、テレスコピック式フォークを採用した車両の軌跡に相当する。

前輪を右へ転舵させたとき、テレスコピック式フォークでは、トレイルが一定であるため、前輪は転舵方向に移動する。すなわち、ホイールハブセンタの位置は、図８の（ａ）点から（ｃ）’点へ移動する。
この場合に、車両の重心は、前輪の接地点と後輪の接地点を結ぶ直線の外側に移動する。つまり、車両の重心は車両が傾く方向と反対側へ移動する。このため、車両の旋回性を高めるためには、車両と運転者とを合わせた重心を車幅方向内側に移動して、運転者が体を車体よりも内側に移動する、いわゆる、リーンインやハングオンの乗車姿勢をとる必要がある。

一方、本発明に係る前輪懸架装置では、前輪を右へ転舵させたときに、前輪は転舵方向と反対側に移動する。すなわち、ホイールハブセンタの位置は、図８の（ａ）点から（ｃ）点へ移動する。
この場合に、車両の重心は、前輪の接地点と後輪の接地点を結ぶ直線の内側に移動する。つまり、車両の重心は車両が傾く方向へ移動する。このため、車両と運転者とを合わせた重心を意識的に車幅方向内側に移動することなく、車両の旋回性を高めることができる。

次に、図９に基づいて、転舵角とトレイルの関係を説明する。トレイルとは、図６の（Ａ）のＴで示される長さを指す。このＴは、ステアリング軸５４の軸線が地面と交わる点と、前輪１３の車軸８４を通る垂線が地面と交わる点と、の間の距離を言う。図中、（ａ）、（ｃ）、（ｃ）’は、図８と同様である。

本発明に係る車両の前輪を右へ転舵させると、トレイルは、１００ｍｍ（ａ点）から０（ｃ点）へ除々に減少する。
一方、比較例に係るテレスコピック式フォークでは、右転舵してもトレイルは、１００ｍｍ（（ａ）点、（ｃ）’点）の一定値である。比較例では、トレイルを大きくして直進安定性を高めると、転舵角が大きくなったときの転舵に必要な力が増える。つまり、直進安定性は高まるが軽いハンドリングとの両立が難しくなる。

この点、本発明では、転舵すると、ステアリング軸線の延長線が地面と接する点が移動するので、トレイルが変化する。特に、転舵角が０°付近ではトレイルを大きくして直進安定性を高め、転舵角が大きくなるにつれてトレイルを小さくし、転舵に係る抵抗を減らすように設定することができる。したがって、本発明によれば、直進安定性の向上と軽いハンドリング（良好な操縦性）とを両立させることができる。

次に、前輪懸架装置を構成する部品の数を、図１０に基づいて、説明する。
実施例１の前輪懸架装置１５は、図１０の（Ａ）に示されるように、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒと、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒとからなる。すなわち、部品の数は３である。
一方、従来例の前輪懸架装置は、図１０の（Ｂ）に示されるように、アームブラケット９１と、左右のアーム９２Ｌ、９２Ｒと、フォーク部材９３と、ステアリングフレーム９４とからなる。すなわち、部品の数は５である。
したがって、従来より、実施例１の方が、部品数が少なくなり、構造も簡単になる。

また、図１０の（Ｂ）に示されるように、従来構造では、左右のアーム９２Ｌ、９２Ｒ間の間隔Ｗで、転舵角θｂが制限されるため、転舵角θｂは小さい。
転舵角θｂを大きくするために、間隔Ｗを増大すると、前輪懸架装置が大型化して、好ましくない。

一方、図１０の（Ａ）に示されるように、本発明では、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒは、車両後方へ、拡げられている。そのため、前輪１３が左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒに当たり難くなり、転舵角θａは大きくなる。

以上の作用をまとめると、次のようになる。
本発明に係る鞍乗り型車両の懸架装置１５によれば、左右のスイングアーム５１Ｌ、５１Ｒの両先端と、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒと、前輪を軸支するフロントフォーク５２とは、これらをステアリング軸方向に見たとき、フロントフォーク５２を上辺とし、左右のスイングアーム５１Ｌ、５１Ｒの両先端間を下辺とする台形リンクとして構成される。したがって、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒが回動すれば、フロントフォーク５２は車幅方向に移動しながら回動し、前輪も車幅方向に移動しながら転舵される。左右のスイングアーム５１Ｌ、５１Ｒの両先端間の幅はフロントフォーク５２の幅よりも大きいため、前輪の後部がスイングアーム５１Ｌ、５１Ｒと接するまで転舵可能となる。この結果、フロントフォークを上辺とし、左右のスイングアームの両先端間を下辺とする平行リンクに較べて、転舵角を大きくすることができる。
さらに、左右のリンク部材６５Ｌ、６５Ｒの長さが短くなるので、前輪懸架装置１５のサイズを小さくすることができ、車両前部の配置の自由度を向上させることができる。併せて、重量及びコストを大幅に低減することができる。

なお、フォーク部材５２（フロントフォーク５２）の形状を工夫することによって、転舵角θａを大きくすることができる。そのことを、図１１に基づいて説明する。
図１１の（Ａ）で示される実施例では、ステアリングパイプ８２Ｌ、８２Ｒが挿入されるパイプ支持軸８５Ｌ、８５Ｒは、フロントフォーク５２に設けたフォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒの後方に配置されている。

図１１の（Ｃ）で示される比較例では、フォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒの側方にパイプ支持軸８５Ｌ、８５Ｒが配置されている。フォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒの後方にパイプ支持軸８５Ｌ、８５Ｒが配置されている場合に較べると左右のフォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒ間の間隔が大きくなる。そうすると、図１１の（Ｄ）に示されるように、転舵角θｄは小さくなる。

この点、図１１の（Ｂ）に示される実施例では、フォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒの後方にパイプ支持軸８５Ｌ、８５Ｒが配置されているので、左右のフォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒの間の間隔を短くすることができる。結果、フォークパイプ８７Ｌ、８７Ｒの側方にパイプ支持軸８５Ｌ、８５Ｒが配置されている場合に較べると、転舵角θｂを大きくすることができる。

次に、本発明の実施例２を図１２に基づいて説明する。
図２に示される実施例１と異なる点は、スイングアーム５１Ｌを、エンジン１７Ｂから車両前方へ延ばしたことにある。エンジン１７Ｂは剛体であり、車体フレーム１１に含まれるものと考えることができる。
すなわち、エンジン１７Ｂから第１連結部１１５と第２連結部１１７とが車両前方へ延びている。そして、第１連結部１１５の先端のアッパーアーム連結部１１６に、アッパーアーム６１Ｌの後端を連結し、第２連結部１１７の先端のロアアーム連結部１１８に、ロアアーム６２Ｌの後端を連結する。

なお、ロアフレーム３７Ｂは、エンジン１７Ｂの下方を迂回せず、第１連結部１１５へ連結される。

次に、本発明の実施例３を図１３に基づいて説明する。
図２に示される実施例１と異なる点は、ロアフレーム３７Ｌの後端部が、ピボット部２１に連結されず、エンジン１７の下面に設けた連結部１１７Ｃに連結されている点にある。

次に、本発明の実施例４を図１４に基づいて説明する。
図２に示される実施例１と異なる点は、アッパーアーム１２１の後部にロアアーム１２２の後部が連結され一体化されていることにある。車両側面視でＶ字形を呈するスイングアーム１２０の後端は、車体フレーム１１の一部であるロアフレーム１２６のアーム連結部１２４に連結される。

スイングアーム１２０とロアフレーム１２６との連結部を、１つのアーム連結部１２４にすることができる。１つのアーム連結部１２４であれば、部品点数を減らすことが可能になる。
なお、スイングアーム１２０と、リンク部材１２３とは、ニードルベアリングを介して連結される。

次に、本発明の実施例５を図１５に基づいて説明する。
図１５の（Ａ）に示されるように、本発明の操舵装置の構造は、後輪の転舵機構に適用することができる。
具体的には、図１５の（Ａ）の要部断面図である、図１５の（Ｂ）に示されるように、鞍乗り型車両の後輪懸架装置１３０には、ピボット部１３１から車両後方へ延びている左右のリヤスイングアーム１３２Ｌ、１３２Ｒと、これらのリヤスイングアーム１３２Ｌ、１３２Ｒの先端部からリンクピン１３３Ｌ、１３３Ｒを介して平面視で車両の幅方向中心に向かうように後方へ且つ斜めに延ばされる左右のリンク部材１３４Ｌ、１３４Ｒと、これらの左右のリンク部材１３４Ｌ、１３４Ｒの後端部に取付けられ後輪１３５を軸支する後輪支持部１３６と、が備えられている。

なお、後輪１３５を駆動する駆動系１３７の構成は次に示す通りである。
駆動系１３７は、エンジンの動力を伝達する、複数のドライブ軸１４１〜１４４と、これらのドライブ軸１４１〜１４４の相互間に配置する等速ジョイント１４５〜１４７と、伝達された動力を後輪車軸へ伝達する一対のファイナルギヤ１４８、１４９とから成る。
すなわち、駆動系１３７には、シャフトドライブ式が採用されている。

等速ジョイント１４５〜１４７の存在により、ドライブ軸１４１〜１４４の相互間角度を変更することができる。結果、後輪１３５を操舵車輪にすることができる。

次に、本発明の実施例６を図１６及び図１７に基づいて説明する。
図１６及び図１７に示されるように、本発明の前輪懸架装置を４輪車の懸架に適用することができる。
車輪の懸架装置１５０は、車体から車両幅方向外方へ延ばされ平面視コ字状を呈する上下のスイングアーム１５１、１５２と、これらの上下のスイングアーム１５１、１５２の先端部の前部及び後部に設けられる２対の球面ジョイント１６３、１６４と、前部の上下の球面ジョイント１６３の間を結ぶ軸１５３及び後部の上下の球面ジョイント１６４を結ぶ軸１５４と、これらの結ぶ軸１５３、１５４から平面視で車幅方向外方へ且つ斜めに延ばされる前後のリンク部材１５５、１５６と、、これらの前後のリンク部材１５５、１５６の先端に鉛直方向に延ばされている第３軸１５７及び第４軸１５８と、これらの第３軸１５７及び第４軸１５８で支持される車輪１５９を支える車輪支持部１６１と、下のスイングアーム１５２の上下移動を制御するクッションユニット１６２と、からなる。

通常、上下のスイングアーム１５１、１５２は、平面視で略三角形状を呈し、それらの先端部に、車輪支持部１６１が取付けられている。
この点、本発明では、上下のスイングアーム１５１、１５２は、平面視でコ字状を呈する部材であり、車両長手方向での剛性を高めることができる。

尚、本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、鞍乗り型３輪車（３輪バギー）や鞍乗り型４輪車（４輪バギー）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、自動二輪車に好適である。

１０鞍乗り型車両（自動二輪車）
１１車体フレーム
１３前輪
１４後輪
１５前輪の懸架装置
１７、１７Ｂエンジン
３７Ｌ左のロアフレーム
３７Ｒ右のロアフレーム
４０エンジンのクランクケース
４１第１クロスメンバ
４４Ｌ左のロアフレームの曲がり部
５１Ｌ左のスイングアーム
５１Ｒ右のスイングアーム
５２フロントフォーク（フォーク部材）
５３連結部材
５４ステアリング軸
５５ステアリングハンドル
６１Ｌ左のアッパーアーム
６１Ｒ右のアッパーアーム
６２Ｌ左のロアアーム
６２Ｌ右のロアアーム
６３Ｌ左のアッパーアーム支持部
６３Ｒ右のアッパーアーム支持部
６４Ｌ左のロアアーム支持部
６４Ｒ右のロアアーム支持部
６５Ｌ左のリンク部材
６５Ｒ右のリンク部材
６７Ｌ左の上スイングアーム連結部
６７Ｒ右の上スイングアーム連結部
６８Ｌ左の下スイングアーム連結部
６８Ｒ右の下スイングアーム連結部
６９スイングアームクロスメンバ
７４球面軸受
７６エンジンマウント部
８１Ｌ左のアーム部
８１Ｒ右のアーム部
８２Ｌ左のステアリングパイプ
８２Ｒ右のステアリングパイプ
８４前輪の車軸
８５Ｌ左のパイプ支持軸
８５Ｒ右のパイプ支持軸
８６Ｌ左のボトムブラケット
８６Ｒ右のボトムブラケット
８７Ｌ左のフォークパイプ
８７Ｒ右のフォークパイプ
８８アッパブラケット
１６５屈曲機構

Claims

鞍乗り型車両における前輪の懸架装置であって、
前記車両の車体フレームから前記車両の前方に延び、後端が前記車体フレームに上下に揺動自在に支持された左右のスイングアームと、
前記左右のスイングアームの各々の先端から前記車両の前方の車幅方向中心に向かって斜めに延び、前記各々の先端を中心に左右に揺動自在に支持された左右のリンク部材と、
前記左右のリンク部材の先端に左右回転自在に支持されて前記前輪を支えるフロントフォークと、
から成ることを特徴とする鞍乗り型車両の懸架装置。
前記左リンク部材は、前記左スイングアームの前記先端に連結された左スイングアーム連結部と、前記左スイングアーム連結部から前記車両の前方に延びる左アーム部と、前記左アーム部の先端に設けられた左ステアリングパイプとから成り、
前記右リンク部材は、前記右スイングアームの前記先端に連結された右スイングアーム連結部と、前記右スイングアーム連結部から前記車両の前方に延びる右アーム部と、前記右アーム部の先端に設けられた右ステアリングパイプと、から成り、
前記フロントフォークは、前記左ステアリングパイプに回転自在に挿入された左パイプ支持軸と、前記左パイプ支持軸の下端に連結され前記車両の前方に延びて前記前輪の車軸の一端を支える左ボトムブラケットと、前記左ボトムブラケットから上方に延びる左フォークパイプと、前記右ステアリングパイプに回転自在に挿入された右パイプ支持軸と、前記右パイプ支持軸の下端に連結され前記車の前方に延びて前記前輪の前記車軸の他端を支える右ボトムブラケットと、前記右ボトムブラケットから上方に延びる右フォークパイプと、前記右フォークパイプの上端と前記左フォークパイプの上端とに渡されると共に前記左パイプ支持軸の上端及び前記右パイプ支持軸の上端に連結されたアッパブラケットと、から成ることを特徴とする請求項１記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記左スイングアームは、前記車両のエンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる左アッパーアームと、前記左アッパーアームの下方に配置され前記エンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる左ロアアームと、から成り、
前記右スイングアームは、前記エンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる右アッパーアームと、前記右アッパーアームの下方に配置され前記エンジンと前記車体フレームの一方から前記車両の前方に延びる右ロアアームと、から成り、
前記左右のアッパーアームの先端は、それぞれの球面軸受を介して前記リンク部材に設けられた左右の上スイングアーム連結部に連結され、前記左右ロアアームの先端は、前記球面軸受を介して前記リンク部材の各々に設けられた左右の下スイングアーム連結部に連結されていることを特徴とする請求項２記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記車体フレームは、前記エンジンの前面から底面に沿ってＬ字状に延びる左右のロアフレームと、前記エンジンの前方に位置し、前記左右ロアフレーム間を延びる第１クロスメンバとを含み、
前記第１クロスメンバは、その一端に、前記左ロアフレームより車幅方向左へ延び、前記左アッパーアームの後端が連結される左アッパーアーム支持部を有し、
前記第１クロスメンバは、その他端に、前記右のロアフレームより車幅方向右へ延び、前記右アッパーアームの後端が連結される右アッパーアーム支持部を有し、
前記第１クロスメンバは、前記エンジンを支持するためのエンジンマウント部を備え、
前記左ロアフレームは、その曲がり部に、前記左ロアアームの後端が連結される左ロアアーム支持部を備え、
前記右ロアフレームは、その曲がり部に、前記右ロアアームの後端が連結される右ロアアーム支持部を備えることを特徴とする請求項３記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記左右のロアフレームは、前記エンジンのクランクケースの上方まで延びる上部を有することを特徴とする請求項４記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記左右アッパーアームは、前記左右のスイングアーム連結部の後方に位置し、前記左右アッパーアームの前部間を延びるスイングアームクロスメンバを備え、前記スイングアームクロスメンバの後方に設けられた左右のクッションユニットを更に含むことを特徴とする請求項３記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記スイングアームは、前記アッパーアームの後端に前記ロアアームの後端が連結されることにより、Ｖ字状を呈することを特徴とする請求項３に記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記車体フレームは、ステアリングハンドルが連結され左右に回動自在に支持されたステアリング軸と、前記ステアリング軸と前記フロントフォークとを連結し、前記前輪を左右に転舵自在にした連結部材と、を含むことを特徴とする請求項１記載の鞍乗り型車両の懸架装置。
前記連結部材は、前記ステアリング軸と前記フロントフォークとの上下方向の相対移動を吸収する屈曲機構又は伸縮機構を備えることを特徴とする請求項８記載の鞍乗り型車両の懸架装置。