JP6018782B2 - 三輪自動車の後輪サスペンション - Google Patents

Description

本発明は三輪自動車の後輪サスペンション構造に係り、より詳しくは、前輪２つ後輪１つから構成される三輪自動車において、旋回の安全性を向上させるために、車の旋回方向に応じて後輪のトー角（およびキャンバー角）が自動的に制御される三輪自動車の後輪サスペンションに関する。

現在、世界的に車の燃費を改善するための努力が続けられており、その一環として、パワートレーンの性能を改善や車の重量節減の研究がなされている。
このような趣旨に合致し、環境に優しくさらにはより軽量化した運送手段として三輪自動車が新たに開発されている。
このように、軽量化および親環境性をコンセプトとして開発された三輪自動車は、前輪が１つ（三角形構造）あるいは、後輪が１つ（逆三角形構造）の構造を有するもので、四輪車と比べて軽量化および燃費向上の長所はあるが、走行の安全性が低下するという短所がある。

このうち、前輪が２つで後輪が１つの三輪自動車には、バイクの後輪に一般的に適用され上下運動のみが可能な従来の後輪サスペンションのスイングアームタイプが主に適用されていた。
図１に示す通り、前輪が２つで後輪が１つの三輪自動車における従来の後輪サスペンション構造は、車体の後方終端で「Ｈ」型のスイングアームがヒンジピンによって結合されて上下にヒンジ回動（上下ピボット運動）し、ショックアブソーバのバンプ（ｂｕｍｐ）およびリバウンド（ｒｅｂｏｕｎｄ）運動によって衝撃を緩衝するように構成されている。
すなわち、前記スイングアームは、後輪の回転軸が後方終端に結合し、前方終端は車体に結合し、地面の凹凸によって上下ピボット運動するように構成されている。

しかし、後輪が１つの三輪自動車の場合、四輪車と同じ性能のタイヤが装着されたときと比較して、コーナリング力が半分の水準に低下する。したがって、同じコースの旋回時に四輪車に比べて後輪の横力（車旋回によって横軸方向に作用する力を支持する力）が小さく、スピンアウト（ｓｐｉｎ−ｏｕｔ）発生の可能性大きくなり旋回の安全性が低下する問題点があった。
また、上記スイングアームタイプのサスペンション構造は、横力が作用するとき、振動および変形を吸収するためのサスペンション用のゴム材ブッシュが外力によって変形してアライメントが変わり、ハンドルが操向されたような現象が発生するコンプライアンス効果によってトーアウト（ｔｏｅ−ｏｕｔ）が発生する傾向がある。
すなわち、スイングアームタイプのサスペンションは、車の旋回時に発生する遠心力と横力によって（オーバーステアモーメントが誘発して）車の旋回安全性が低下していた。
これにより、後輪が正常軌道を離脱し、車の走行安全性が減少する問題点があった。

特開平０７−０３３０６０号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、旋回時に後輪のトーイン（ｔｏｅ−ｉｎ）およびキャンバー角（ｃａｍｂｅｒ ａｎｇｌｅ）の変化を強制的に誘導することによって旋回安全性を増大させた三輪自動車の後輪サスペンションを提供することに主な目的がある。

上記課題を解決するためになされた本発明は、車体に２つの前輪と１つの後輪が装着される三輪自動車の後輪サスペンションであって、後輪の回転軸が連結されたホイールセンタ、一側は車体に連結され、他側はホイールセンタに連結されたアッパーリンク、および一側は前記アッパーリンクの下の車体に連結され、他側は前記アッパーリンクの下のホイールセンタに連結されたロワーリンク、を含み、
前記アッパーリンクとロワーリンクは、車体との結合地点がホイールセンタとの結合地点よりもさらに高い位置に置かれるように装着され、地面からの傾斜角度は、アッパーリンクよりもロワーリンクがさらに大きく形成されたことを特徴とする。

前記アッパーリンクは、ホイールセンタの一側に付着する第１アッパーリンクと、前記第１アッパーリンクと対称をなすようにホイールセンタの他側に付着する第２アッパーリンクとで構成され、前記第１アッパーリンクと第２アッパーリンクは車の全幅方向に４節リンク運動をするように装着され、前記ロワーリンクは、ホイールセンタの一側に付着する第１ロワーリンクと、前記第１ロワーリンクと対称をなすようにホイールセンタの他側に付着する第２ロワーリンクとで構成され、前記第１ロワーリンクと第２ロワーリンクは車の全幅方向に４節リンク運動をするように装着されたことを特徴とする。

前記第１アッパーリンクと第２アッパーリンクの各延長線上の交差点に位置するアッパーリンクの瞬間中心、および第１ロワーリンクと第２ロワーリンクの各延長線上の交差点に位置するロワーリンクの瞬間中心のそれぞれは、後輪の回転軸よりも後方に位置することを特徴とする。

前記アッパーリンクの瞬間中心は、ロワーリンクの瞬間中心よりも後方に位置するように装着されたことを特徴とする。

前記ホイールセンタは、トレーリングリンクを通じて車体に回動可能に装着され、前記トレーリングリンクの上部にアッパーリンクが位置し、トレーリングリンクの下部にロワーリンクが位置することを特徴とする。

本発明によれば、後輪サスペンション構造は、地面を基準としてロワーリンクの角度（β）がアッパーリンクの角度（α）よりもさらに大きく形成されるように装着されることにより、ショックアブソーバ（図示せず）のバンプ時にホイールセンタの後方移動を誘導し、乗車感性能をより向上させることができる。
また、前記アッパーリンクとロワーリンクはそれぞれ４節リンク運動が発生するように後輪に２つずつ配置され、それぞれの瞬間中心は後輪の回転軸後方に位置するようになるため、旋回安全性を向上させることができる。
より詳細には、車の旋回によって（オーバーステアモーメントを相殺するアンダーステアを誘発するように）後輪のトーイン（ｔｏｅ−ｉｎ）が誘導される構造、すなわち、前輪の旋回方向と同じ方向に後輪が旋回する構造によってスピンアウトを防ぎ、旋回安全性を向上させることができるアンチロール（ａｎｔｉ−ｒｏｌｌ）効果をもたらすことができる。
さらに、アッパーリンクの瞬間中心とロワーリンクの瞬間中心の配置を調節し、旋回時にキャンバー角の調節もできる効果がある。

従来の三輪自動車後輪サスペンション構造を示す側面図である。 発明の好ましい実施形態に係る三輪自動車の後輪サスペンション構造が適用された様子を透視して示す斜視図である。 本発明の好ましい実施形態に係る三輪自動車の後輪サスペンション構造が適用された側面の様子、およびショックアブソーバがバンプとリバウンド運動をするとき、上下運動をするようになるアッパーリンクとロワーリンクの仮想ピボット点を表示した図である。 本発明のアッパーリンクとロワーリンクが４節リンクの運動をする様子を表示した参考図である。 アッパーリンクの瞬間中心（Ｂ）がロワーリンクの瞬間中心（Ａ）の後方に形成された様子を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の三輪自動車の後輪サスペンションについてより詳しく説明する。
図２、３に示す通り、本発明の三輪自動車は、車体に２つの前輪と１つの後輪１が装着される。後輪１を車体に連結する本発明の後輪サスペンションは、ホイールセンタ１０、アッパーリンク２０（２０ａ、２０ｂ）、ロワーリンク３０（３０ａ、３０ｂ）、およびトレーリングリンク４０を含んで構成される。
本発明の後輪１は、リンク２０、３０、４０を通じて車体に連結することができるように連結ホイールセンタ１０に回転軸が連結され、ホイールセンタ１０は車体の前方を向くように配置される。

ホイールセンタ１０の下側にはロワーリンク３０が装着され、上側にはアッパーリンク２０が装着され、ロワーリンク３０とアッパーリンク２０それぞれはホイールセンタ１０の両側にそれぞれ１つずつ装着される。また、トレーリングリンク４０は、ロワーリンク３０とアッパーリンク２０の間に装着してホイールセンタ１０と車体を連結し、車体には上下回動が可能なように結合し、上側にはショックアブソーバ（図示せず）が装着される。
このとき、アッパーリンク２０とロワーリンク３０は、車体との結合地点がホイールセンタ１０との結合地点よりもさらに高い位置に置かれるように装着され、地面からの傾斜角はアッパーリンクよりもロワーリンクがさらに大きく形成される。すなわち、図３示すように、地面を基準としてロワーリンクの角度（β）がアッパーリンクの角度（α）よりもさらに大きくなるよう装着される。

したがって、アッパーリンク２０とロワーリンク３０の延長線上に置かれる上下運動の仮想ピボット点は、後輪１の回転軸よりも上側に位置するようになるため、ショックアブソーバのバンプ時に後輪１の後方移動が誘導される。このような後輪の後方移動は前輪と後輪の間隔を増加させ、乗車感の向上を誘導する（ショックアブソーバの上下運動による揺れを減少させることができる）。このとき、アッパーリンク２０とロワーリンク３０の上下運動時に干渉を防ぐように、トレーリングリンク４０の上下ピボット点も、アッパーリンク２０とロワーリンク３０の上下ピボット点を経るように配置されることが好ましい。

アッパーリンク２０は、ホイールセンタ１０の一側に装着される第１アッパーリンク２０ａと、第１アッパーリンク２０ａと対称をなすようにホイールセンタ１０の他側に装着される第２アッパーリンク２０ｂとで構成される。また、第１アッパーリンク２０ａと第２アッパーリンク２０ｂは、車の全幅方向（左右方向）に４節リンク運動をするように装着される。
さらに、ロワーリンク３０も、ホイールセンタ１０の一側に装着される第１ロワーリンク３０ａと、第１ロワーリンク３０ａと対称をなすようにホイールセンタ１０の他側に装着される第２ロワーリンク３０ｂとで構成される。同様に、第１ロワーリンク３０ａと第２ロワーリンク３０ｂは、車の全幅方向に４節リンク運動をするように装着される。

このとき、第１アッパーリンク２０ａと第２アッパーリンク２０ｂが形成するリンク構造および第１ロワーリンク３０ａと第２ロワーリンク３０ｂが形成するリンク構造において、対をなしたリンクの各延長線上の交差点に位置する瞬間中心は後輪１の回転軸後方に位置するように装着される。すなわち、それぞれのリンク２０ａ、２０ｂ、２０ｂ、３０ｂが、図４に示すような４節リンク運動が行われるように、アッパーリンク２０とロワーリンク３０は車体に連結した両側結合地点の間隔（車体側スパン［ｓｐａｎ］）がホイールセンタに連結した両側結合地点の間隔（ホイールセンタ側スパン［ｓｐａｎ］）よりもさらに大きく形成される。
これにより、図４に示すように前輪が直進の場合には後輪１は旋回しないが、前輪が左折する場合には、後輪に作用する横力によって後輪は前輪と同じ方向に旋回してトーインが誘導される。

一方、本発明の好ましい実施形態において、アッパーリンクの瞬間中心（Ｂ）はロワーリンクの瞬間中心（Ａ）よりも後方に位置するように装着できる。すなわち、図５に示すように、ロワーリンク３０ａ、３０ｂの瞬間中心（Ｂ）がアッパーリンク２０ａ、２０ｂの瞬間中心（Ａ）はより後方に置かれることにより、リンク運動時の運動量差によって後輪１の旋回時にキャンバー角変化を誘導することができ、このようなキャンバー角変化は車の操向性能をさらに向上させる。
また、上記の通り、ホイールセンタ１０はトレーリングリンク４０を通じて車体に回動可能に装着されて支持され、トレーリングリンク４０はアッパーリンク２０ａ、２０ｂとロワーリンク３０ａ、３０ｂの対称点となる位置に装着されることが好ましい。

このような構成の本発明は、後輪１の横力減少を抑制して旋回の安全性を向上させ、後輪１の上下運動時に後輪１が後方移動するように構成されることにより、乗車感を向上させる効果がある。
また、４節リンク構造を有することにより、リンクの長さおよび直径などの調節を通じてチューニング因子が増加して設計自由度が向上する長所があり、機械的な構造改善を通じて信頼性がさらに向上する効果がある。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１０ ・・・ホイールセンタ
２０ ・・・アッパーリンク
３０ ・・・ロワーリンク
４０ ・・・トレーリングリンク

Claims (4)

1. 車体に２つの前輪と１つの後輪が装着される三輪自動車の後輪サスペンションであって、
   後輪の回転軸が連結されたホイールセンタ、
   一側は車体に連結され、他側はホイールセンタに連結されたアッパーリンク、および
   一側は前記アッパーリンクの下の車体に連結され、他側は前記アッパーリンクの下のホイールセンタに連結されたロワーリンク、を含み、
   前記アッパーリンクは、ホイールセンタの一側に付着する第１アッパーリンクと、前記第１アッパーリンクと対称をなすようにホイールセンタの他側に付着する第２アッパーリンクとで構成され、
   前記ロワーリンクは、ホイールセンタの一側に付着する第１ロワーリンクと、前記第１ロワーリンクと対称をなすようにホイールセンタの他側に付着する第２ロワーリンクとで構成され、
   前記第１アッパーリンクと第２アッパーリンクの各延長線上の交差点に位置するアッパーリンクの瞬間中心、および第１ロワーリンクと第２ロワーリンクの各延長線上の交差点に位置するロワーリンクの瞬間中心のそれぞれは、後輪の回転軸よりも後方に位置することを特徴とする三輪自動車の後輪サスペンション。
2. 前記第１アッパーリンクと第２アッパーリンクは車の全幅方向に４節リンク運動をするように装着され、
   前記第１ロワーリンクと第２ロワーリンクは車の全幅方向に４節リンク運動をするように装着されたことを特徴とする請求項１に記載の三輪自動車の後輪サスペンション。
3. 前記アッパーリンクの瞬間中心は、ロワーリンクの瞬間中心よりも後方に位置するように装着されたことを特徴とする請求項１に記載の三輪自動車の後輪サスペンション。
4. 前記ホイールセンタは、トレーリングリンクを通じて車体に回動可能に装着され、
   前記トレーリングリンクの上部にアッパーリンクが位置し、トレーリングリンクの下部にロワーリンクが位置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の三輪自動車の後輪サスペンション。

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