JP6120567B2 - 車輌の操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体に上下方向揺動可能に支持されると共に前記車体から前方に延びる車軸支持アームの前端部に、前車軸を固定している、車輌の操舵装置に関する。

図８は、スイングアーム方式の前輪支持構造を有する従来の自動二輪車（特許文献１）であり、スイングアーム２０１の前端部に、キングピン（図示せず）を一体に有する前車軸２０２が固着されており、前記キングピンにナックル２０３が左右操舵可能に取り付けられ、該ナックル２０３に、前輪２０５のハブ２０５ａが回転自在に支持されている。

ナックル２３には、上方に突出する左右一対のナックルアーム２０３ａがリジットに固着されており、両ナックルアーム２０３ａの上端部は一体に結合されている。一方、ヘッドパイプ２１０に回動自在に支持された操舵軸２１１の下端部には、左右方向に延びる操舵アーム２１２が結合されている。この操舵アーム２１２の左右両端部と、左右一対のナックルアーム２０３ａとが、左右一対のリンクアーム２１３により、左右方向に回動可能に連結されている。

別の従来技術としては、前車軸を支持して上方に延びる左右一対のフォーク部材を、リンク機構により操舵軸に連結した自動二輪車用の操舵装置がある（特許文献２）。

特開２０１１−９４１号公報の図２。 特開２０１１−２０１３３５号公報の図２。

図８の従来構造では、操舵に利用されるナックルアーム２０３ａ及びリンクアーム２１３は、スイングアーム２０１と共に、前車軸２０２及び前輪２０５を上下揺動可能に支持する平行リンク機構を構成している。したがって、前輪２０５の上下揺動時、路面からの反力を分担して受けるために、リンクアーム２１３及びナックルアーム２０３ａには、一定以上の剛性が要求される。このため、操舵装置の重量が増加し、操舵時に大きな操舵力が要求される。また、構造も複雑化する。

後者の従来技術においては、左右の揺動時、前車軸を支持する大きなフロントフレームもハンドルと共に左右に揺動する構造であり、大きな操舵力が必要となる。

本発明の目的は、操舵に必要な力を小さく抑え、かつ、軽量化が図れる車輌の操舵装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、車体に上下方向揺動可能に支持されると共に前記車体から前方に延びる車軸支持アームの前端部に前車軸を固定し、前記前車軸に左右方向揺動自在にホイール支持筒軸を支持し、前記ホイール支持筒軸の外周に前輪のハブを回転自在に嵌合し、前記ホイール支持筒軸には、前記車軸支持アームとは別体に形成されて前記ホイール支持筒軸から前輪の径方向外方に延びるブラケット部材を固着している、車輌の操舵装置において、車体フレームのヘッドパイプに左右方向回動自在に支持されたハンドル側の操舵軸と、前記ハンドル側の操舵軸と前記ブラケット部材とを操舵力伝達可能に連結するリンク機構と、を備え、前記リンク機構は、複数のリンク部材が、複数の関節部において、前記ホイール支持筒軸の軸芯と平行な角変位軸周りに互いに角変位可能に連結されており、前記リンク機構の前記ブラケット部材側の端部と前記操舵軸側の端部との距離が変化可能となっている。

本発明によると、前車軸及び前輪の上下揺動時の荷重は、ほとんど、前車軸支持アームにより受け止められ、一方、操舵時の操舵力は、前車軸支持アームとは関係なく、リンク機構及びブラケット部材を介して、ホイール支持筒軸に伝達されるので、操舵に必要な力を小さく抑えることができ、また、操舵力伝達用の各部材を軽量化することができる。

さらに、操舵力伝達用の部材と、車軸支持アームとを、別々に構成していることにより、車軸支持構造及び操舵構造の設計の自由度が増える。たとえば、操舵力伝達用の部品の剛性を低減したり、軸支持構造を簡素化できる。

本発明は、上記操舵装置において、次の構成を備えることができる。

（ａ）前記ブラケット部材は、前記ホイール支持筒軸から上方に延びており、前記リンク機構は、前記前輪と前記ハンドル側の操舵軸との上下方向間に配置されている。

上記構成によると、ブラケット部材をハンドル側に近づけているので、リンク機構の大形化を防ぐことができる。

（ｂ）前記ブラケット部材は、ブレーキキャリパーを支持する部分を有している。

上記構成によると、ブラケット部材を、操舵力伝達部材として利用すると同時に、ブレーキキャリパー用の支持部材としても利用するので、部品点数の削減及び軽量化を達成できる。

（ｃ）前記ブラケット部材は、前記ホイール支持筒軸の両側に左右一対備えられ、左右の前記ブラケット部材に、前記リンク機構が連結されている。

上記構成によると、ホイール支持筒軸を左右から支持して操舵するので、ホイール支持筒軸の一側のみにリンク機構が連結される場合に比べ、操舵力の伝達経路におけるねじれが少なくなり、ホイール支持筒軸への操舵力の応答性が向上する。また、球面継手を利用することにより、リンク機構の無理なねじれを吸収できる。

（ｄ）前記複数のリンク部材は、前記ハンドル側の操舵軸の軸芯を含む面を横切る左右幅を有するハンドル側の第１のリンク部材と、左右一対の二股状の第２のリンク部材であって、前記ブラケット部材に固定された固定部材と前記第１のリンク部材とを連結する第２のリンク部材と、を有している。

上記構成によると、第２のリンク部材の剛性を大きくすることなく、リンク機構のねじれを防ぐことができる。

（ｅ）前記リンク機構は、前記ハンドル側の端部と前記ブラケット部材側の端部とを結ぶ線に対して、前記リンク部材同士を連結する関節部が後方に位置している。

上記構成によると、前輪が車体フレームに対して相対的に上方に移動した時に、リンク機構が前方に突出することはないので、ラジエータ、ナンバープレートあるいはヘッドライト等のように車体前方に配置すべき車体部品の配置が、し易くなる。

（ｆ）前記車軸支持アームにはサスペンション機構が接続され、前記サスペンション機構のダンパー部材は、車幅方向に延び、かつ、前記リンク機構のハンドル側の端部の上側後方近傍に配置されている。

上記構成によると、車体に対して前車輪が相対的に上下に移動しても、リンク機構と、サスペンション機構とが、干渉するのを防ぐことができる。

要するに本発明によると、スイングアーム方式の軸支持アームで前輪を支持し、かつ、車軸上にハブステアリング機構を有する車輌の操舵装置。において、操舵に必要な力を小さく抑え、かつ、操舵装置及び車輌の軽量化が達成される。

本発明に係る自動二輪車の前半部の右側面図である。 図１の自動二輪車の前面図である。 図１の自動二輪車を前上方から見た斜視図である。 図１の自動二輪車の操舵装置を前上方から見た斜視図である。 前輪ハブの支持部分の垂直断面図である。 上側リンク部材の平面拡大図である。 下側リンク部材の平面拡大図である。 従来技術の斜視図である。

図１乃至図７は、本発明にかかる操舵装置を備えた自動二輪車であり、これらの図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。自動二輪車の前半部の右側面図を示す図１において、車体フレームＦは、ハンドル７側の操舵軸８を支持するヘッドパイプ（ヘッドボックス）１と、左右一対のメインフレーム部材２と、左右一対のダウンチューブ３と、を備えている。メインフレーム部材２は、垂直断面が矩形状の剛性部材であり、アルミ鋳造等によりヘッドパイプ１と一体に成形されている。メインフレーム部材２は、ヘッドパイプ１から後下方に二股状に延びており、後端部には、下方に延びるスイングアームブラケット２ａが一体に形成されている。メインフレーム部材２の前端部の下面には、側方から見て逆三角形状のマウント部２ｂが下方突出状に形成されている。ダウンチューブ３は、マウント部２ｂの下端部に連結されると共に略下方に延び、下端部において後方に湾曲し、後端部がスイングアームブラケット２ａの下端部に結合されている。メインフレーム部材２とダウンチューブ３とで囲まれた空間に、走行駆動用のパワーユニットとして、内燃機関（エンジン）又は電動モータが搭載され、車体フレームＦに支持されている。

前輪５を支持する前輪支持機構は、前車軸６を支持する左右一対のフロントアーム（軸支持アーム）１０と、左右一対の上側リンク部材２１及び左右一対の下側リンク部材２２から構成される平行リンク機構１１と、前輪５の上下方向の揺動を緩衝するフロントサスペンション機構１２と、を備えている。

前車軸６はフロントアーム１０の前端部に固着されており、フロントアーム１０は、前車軸支持部分から概ね後上方に延びている。フロントアーム１０の後端部１０ａは、前輪５の後端縁より後方に位置すると共に下方に折れ曲がっている。該実施の形態では、後端部１０ａは、フロントアーム１０の本体部分とは別体に形成され、フロントアーム１０の本体部分に固着された構造であるが、後端部１０ａをフロントアーム１０の本体部分と一体成形することも可能である。いずれの形成方法にしても、該実施の形態では、フロントアーム１０は、後端部１０ａを含めて側面視でＬ字状に形成され、かつ、剛性メンバーとして形成されている。

前車軸６の軸芯Ｃ０と、フロントアーム後端部１０ａと上側リンク部材２１の前側支点Ｃ１とを結ぶ線Ｌ０が、水平線に対して、後上がり状に傾斜するように、フロントアーム１０が形成されている。

フロントアーム１０の後端部１０ａの上下端部には、前側支点ピン２１ａ、２２ａを介して上側リンク部材２１及び下側リンク部材２２の前端部がそれぞれ回動自在に連結されている。上側リンク部材２１と下側リンク部材２２とは、略平行に後方に延びており、上側リンク部材２１の後端部と下側リンク部材２２の後端部は、後側支点ピン２１ｂ、２２ｂを介して、リンク支持ブラケット２５に上下方向揺動自在に支持されている。リンク支持ブラケット２５は、ダウンチューブ３の前面にボルト２６により着脱自在に固着されている。

上側リンク部材２１の前後の支点Ｃ１、Ｃ２間のピッチと、下側リンク部材２２の前後の支点Ｃ３、Ｃ４間のピッチと、は同一であり、上側リンク部材２１と下側リンク部材２２とは、略平行に配置されている。ただし、厳密には、下側リンク部材２２が略水平に配置されているのに対し、上側リンク部材２１は僅かに後方が下がるように配置されている。言い換えると、上側リンク部材２１の前端支点Ｃ１と下側リンク部材２２の前端支点Ｃ３との上下方向間のピッチに対し、上側リンク部材２１の後端支点Ｃ２と下側リンク部材２２の後端支点Ｃ４との上下方向間のピッチが、若干短くなっている。これにより、上側の前後の支点Ｃ１、Ｃ２を結ぶ線Ｌ１と、下側の前後の支点Ｃ３、Ｃ４を結ぶ線Ｌ２とは、後方の交点Ｃ５で交差することになる。したがって、前輪５及び前車軸６は、交点Ｃ５を支点として、上下方向に揺動することになる。また、前車軸６の上下方向の位置は、非乗車状態において、平行リンク機構１１の下側の支持ピン２２ａ、２２ｂと略同一高さに位置している。

また、前車軸６の軸芯Ｃ０と、上側リンク部材２１の前側支点Ｃ１と、上側リンク部材２１の後側支点Ｃ２と、を結ぶ線（Ｌ０−Ｌ１)は、上状に突出する山形状となっている。

自動二輪車の前面図である図２において、フロントサスペンション機構１２は、車幅方向に沿って延びる断面Ｕ字状の支持ブラケット３１と、該支持ブラケット３１の車幅方向の両端部に回動自在支持された左右一対のベルクランク部材３２と、支持ブラケット３１の上方近傍位置に車幅方向に沿って配置されたダンパー部材３３と、各ベルクランク部材３２の下端部と各フロントアーム１０の後端部１０ａの上面とを連結する左右一対のタイロッド３４と、を備えている。

図１において、支持ブラケット３１は、側面視で、フロントアーム１０の後端部１０ａの略直上に位置しており、支持ブラケット３１の後面には取付台３５が一体に固着され、この取付台３５は、車体フレーム２のマウント部２ｂの前端部にボルト等により着脱自在に固着されている。

ダンパー部材３３は、コイルばねと油圧ダンパー（油圧シリンダー）とを組みあわせてなるコイルオーバーユニットであり、前述の支持ブラケット３１と共に、フロントアーム１０の後端部１０ａの略直上に配置されている。

図２において、左右の各ベルクランク部材３２は、回動支点Ｃ６から上方に突出する上側アーム部と、斜め下方に突出する下側アーム部と、を有し、各ベルクランク部材３２の上端部が、ダンパー部材３３の車幅方向の両端部に回動自在に連結されている。両ベルクランク部材３２の支点Ｃ６回りの回動により、ダンパー部材３３が車幅方向（ダンパー部材長さ方向）に弾性的に伸縮する。なお、リザーブタンク３３ａは、ダンパー部材３３の前側に取り付けられている。

各タイロッド３４の上端部は、ボール継手（ピローボール）を介してベルクランク部材３２の下端部に回動自在に連結され、タイロッド３４の下端部は、ボール継手を介してフロントアーム１０の後端部１０ａの上面に回動自在に連結されている。両タイロッド３４は水平面に対して略垂直に配置されている。また、各タイロッド３４は、所謂ターンバックルのように、ねじ構造により、個々に長さを調節することが可能である。

左右のメインフレーム部材２の前半部は、ヘッドパイプ１から後方に向けて次第に車幅方向の間隔が広がるように二股状に配置されており、メインフレーム部材２の後端部は複数のクロスメンバーにより連結されている。

図２において、左右のフロントアーム１０の前半部は、前車軸支持部分から後方に向けて、次第に車幅方向の間隔が広がるように配置されており、左右のフロントアーム１０の後半部は、車幅方向に一定の間隔を保つ平行状態で、後方に延びている。左右一対の平行リンク機構１１は、車幅方向に一定の間隔を保つ平衡状態で、略直線状に後方に延びている。

左右のフロントアーム１０の後端部１０ａは、クロス部１０ｃにより一体に結合されており、また、クロス部１０ｃと左右のフロントアーム１０との接続部分には、三角形状の補強板４０が一体に設けられており、これにより、左右のフロントアーム１０の剛性を高く維持している。

図６は、左右の一方の上側リンク部材２１の平面図であり、上側リンク部材２１は平面視でＨ状に形成されており、上側リンク部材２１の二股状の前端部は、フロントアーム１０の後端部１０ａを左右から挟み、上側の前側支点ピン２１ａにより回動自在に結合されている。同様に、上側リンク部材２１の二股状の後端部は、リンク支持ブラケット２５を左右から挟み、上側の後側支点ピン２１ｂにより回動自在に結合されている。

図７は、左右の一方の下側リンク部材２２の平面図であり、下側リンク部材２２は平面視でＩ状に形成されており、下側リンク部材２２の前端部は、フロントアーム１０の二股状の後端部１０ａにより左右から挟まれ、下側の前側支点ピン２２ａにより回動自在に結合されている。同様に、下側リンク部材２２の後端部は、二股状のリンク支持ブラケット２５により左右から挟まれ、下側の後側支点ピン２２ｂにより回動自在に結合されている。

操舵装置を説明する。図５は、前輪５の支持部の垂直断面図であり、前車軸６の左右端部に、左右のフロントアーム１０の前端部がスプライン嵌合すると共に、ナット５０、５１が螺着されており、両ナット５０、５１により、前車軸６の両端部をフロントアーム１０に固定している。

前車軸６の左右幅の中央部の外周面には、車輪側操舵軸５３がスプライン嵌合しており、この車輪側操舵軸５３の左右両端と、左右のフロントアーム１０との間には、位置決め用のカラー５２が配置されている。これにより、車輪側操舵軸５３は前車軸６の左右幅の中央位置に固定されている。

車輪側操舵軸５３の軸芯Ｏ２は前車軸６の軸芯Ｃ０と直交しており、かつ、車輪側操舵軸５３は、前車軸６に対して、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１（図１）とほぼ平行に、上下方向に突出している。車輪側操舵軸５３の外周面には、上下一対のアンギュラ軸受５５の内輪が嵌着され、このアンギュラ軸受５５の外輪に、ホイール支持筒軸５６が嵌着されており、これにより、ホイール支持筒軸５６は、車輪側操舵軸５３の軸芯Ｏ２周りに揺動自在となっている。ホイール支持筒軸５６の外周面には、玉軸受５８を介して、前輪５のホールハブ５ａが回転自在に支持されている。更に、ホイール支持筒軸５６の左右両端部には、左右一対のブレーキキャリパー用ブラケット（ブラケット部材）５９がボルト６０により固着されている。

操舵装置の斜視図を示す図４において、各ブレーキキャリパー用ブラケット５９には、ブレーキキャリパー６５が固着されると共に、前後一対の支持脚６２を介して、操舵用リンク機構６１を連結するための車輪側の固定部材６６が固着されている。固定部材６６は、フロントフェンダー６７を上方から跨ぐように二股状に形成されており、固定部材６２の内周面に、フロントフェンダー６７の左右の側面が固定されている。ハンドル側操舵軸８の下端部には、下向きコの字形の連結ブラケット６８が形成されている。

操舵用リンク機構６１は、上側の第１のリンク部材７１と、下側の第２のリンク部材７２と、から構成されている。第１のリンク部材７１は、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１を通り左右方向に一定の幅を有するブロック状に形成されている。第２のリンク部材７２は、左右一対配置されており、ねじ式のターンバックル構造を有し、左右個々に、長さ調節可能となっている。

第１のリンク部材７１の上端部は、第１の関節部Ｂ１を介してハンドル側操舵軸８の連結ブラケット６８に連結されており、第１のリンク部材７１は、第１の関節部Ｂ１から、若干後方に傾斜した状態で下方に延びている。

第２のリンク部材７２の上端部は、第２の関節部Ｂ２を介して第１のリンク部材７１の下端部に連結され、第２のリンク部材７２は、第２の関節部Ｂ２から前下方に延びている。第２のリンク部材７２の下端部は、第３の関節部Ｂ３を介して固定部材６６の上端部６６ａに連結されている。すなわち、第１のリンク部材７１と第２のリンク部材７２との連結部である第２の関節部Ｂ２は、第１の関節部Ｂ１と第３の関節部Ｂ３とを結ぶ線よりも後方に位置しており、第１のリンク部材７１と第２のリンク部材７２とは、Ｖ字状に折れ曲がった状態で後方に突出している。

第１の関節部Ｂ１において、第１のリンク部材７１の上端部は、連結ブラケット６８の左右片間に嵌合し、操舵軸８の軸芯Ｏ１と直交する左右方向に延びる第１の連結軸（角変位軸）８１により回動自在に連結されている。すなわち、第１のリンク部材７１は、操舵軸８に対し、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１を含み第１の連結軸８１の軸芯Ｏ５と直交する面内で角変位可能となっている。

第２の関節部Ｂ２において、第１のリンク部材７１の下端部には、左右側面から左右に突出する第２の連結軸（角変位軸）８２が設けられており、第２の連結軸８２の左右の端部に、左右の第２リンク部材７２の上端部が、球面継手９２を介して連結されている。第２の連結軸８２の軸芯Ｏ６は、第１の連結軸８１の軸芯Ｏ５と平行である。すなわち、第１のリンク部材７１と第２のリンク部材７２とは、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１を含み第２の連結軸８２の軸芯Ｏ６と直交する面内で角変位可能に連結されている。

第３の関節部Ｂ３において、固定部材６６の上端部６６ａには、左右側面から左右に突出する第３の連結軸（角変位軸）８３が設けられており、第３の連結軸８３の左右の端部に、左右の第２リンク部材７２の下端部が、球面継手９３を介して連結されている。第３の連結軸８３の軸芯Ｏ７は、第１の連結軸８１の軸芯Ｏ５と平行である。すなわち、第２のリンク部材７２と固定部材６６とは、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１を含み第３の連結軸８３の軸芯Ｏ７と直交する面内で角変位可能に連結されている。

第３の連結軸８３の軸心Ｏ７は、前車軸６の軸芯Ｃ０と第１の連結軸８１の軸心Ｏ５との、前後方向間かつ上下方向間に配置されることが好ましい。すなわち図１に示すように、ブレーキキャリパーブラケット５９及び固定部材６６は、前車軸６から上方かつ後方に延びて形成され、第３の連結軸８３の軸心Ｏ７が、前車軸６の上方かつ後方に配置されることが好ましい。これによってリンク機構６１をハンドル側の操舵軸８に近づけることができ、リンク機構６１の小型化を図ることができる。
なお、第２のリンク部材７２の前後端部は、球面継手９２、９３を介して相手側部材に連結されているので、ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１を含み第２及び第３の連結軸８２、８３と直交する面に対し、若干の左右の振れ及びねじれを許容している。

また、第１のリンク部材７１の左右側面の下半部分には、切欠き７１ａが形成され、第１のリンク部材７１の下半部分の左右幅が、上半部分の左右幅よりも狭くなっている。これにより、第２のリンク部材７２が第２の関節部Ｂ２の軸芯Ｏ６周りに第１のリンク部材７１に近づくように揺動する場合において、第２のリンク部材７２の移動領域を確保している。

作動を説明する。図４において、車輌を右旋回する場合、ハンドル７をハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１周りに右側に切ると、操舵力は、ハンドル側操舵軸８、第１のリンク部材７１、第２のリンク部材７２、固定部材６６及びブレーキキャリパー用ブラケット５９を介して図５のホイール支持筒軸５６に伝達され、これにより、前輪５は、ホイール支持筒軸５６と共に、車輪側操舵軸５３の軸芯Ｏ２周りに、右側に揺動する。

車輌を左旋回する場合も、操舵力は、ハンドル側操舵軸８、第１のリンク部材７１、第２のリンク部材７２、固定部材６６及びブレーキキャリパー用ブラケット５９を介して図５のホイール支持筒軸５６に伝達される。

図１において、凹凸状の路面を走行する場合、前輪５、前車軸６及びフロントアーム１０は、平行リンク機構１１の前端部の上下揺動と共に、上下方向に揺動する。この時、操舵用のリンク機構６１は、各関節部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３において。それぞれ各連結軸８１、８２、８３の軸芯Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７周りに角変位し、前輪５の上下の揺動を吸収する。特に、前輪５がヘッドパイプ１に近づくように相対的に上方に移動する場合には、第２の関節部Ｂ２は後方に移動することになる。

左右の第２のリンク部材７２は、個々に長さ調節できるので、ハンドル側操舵軸８に対する前輪５の左右方向の相対的な揺動角を、調節することができる。

なお、走行中における前輪５の上下方向の揺動は、左右のフロントアーム１０の後端部１０ａから、左右のタイロッド３４を介して左右のベルクランク部材３２に伝達され、ベルクランク部材３２が支点Ｃ６回りに矢印Ａ１方向に回動することにより、ダンパー部材３３を車幅方向に圧縮し、前輪５の上下方向の揺動を緩衝する。

［実施形態による効果］
（１）前車軸６及び前輪５の上下揺動時の荷重は、ほとんど、フロントアーム（前車軸支持アーム）１０により受け止められ、一方、操舵時の操舵力は、フロントアーム１０とは関係なく、リンク機構６１及びブラケット５９等を介して、ホイール支持筒軸５６に伝達されるので、操舵に必要な力を小さく抑え、操舵力伝達用の各部材、すなわち、リンク機構６１を軽量化することができる。

（２）操舵力伝達用の部材である操舵用リンク機構６１、固定部材６６及びブラケット５９と、フロントアーム１０とを、別々に構成していることにより、車軸支持構造及び操舵構造の設計の自由度が増える。たとえば、操舵力伝達用の部品（リンク部材７１、７２）の剛性を低減したり、軸支持構造を簡素化できる。

（３）図４において、操舵用リンク機構６１のブレーキキャリパー用ブラケット５９側の端部と、ホイール支持筒軸５６とを連結する連結部材として、既存のブレーキキャリパー用ブラケット５９を利用しているので、操舵装置の構造を簡素化できると共に、操舵装置用の部品点数の削減及び重量軽減を達成できる。

（４）図１において、サスペンション機構１２は、フロントアーム１０に接続されており、操舵用リンク機構６１やブレーキキャリパー用ブラケット５９には接続されていないので、操舵用リンク機構６１やブレーキキャリパー用ブラケット５９を高剛性化する必要が無く、軽量化を達成することができる。

（５）図５において、ブレーキキャリパー用のブラケット５９は、ホイール支持筒軸５６の両側に左右一対備えられ、左右のブレーキキャリパー用ブラケット５９に、図４のように、二股状の固定部材６６を介して操舵用リンク機構６１が連結されているので、ホイール支持筒軸の一側のみに操舵用リンク機構が連結される場合に比べ、操舵力の伝達経路におけるねじれが少なくなり、ホイール支持筒軸５６への操舵力の応答性が向上する。

（６）図４において、操舵用リンク機構６１は、左右一対の第２のリンク部材７２を有する二股構造となっており、二股に分かれた左右の第２のリンク部材７２は、球面継手９２、９３を介して連結相手部材に連結されているので、操舵用リンク機構６１の無理なねじれを吸収できる。

（７）操舵用リンク機構６１は、ハンドル側の第１のリンク部材７１と、該第１のリンク部材７１とブレーキキャリパー用ブラケット５９を連結する第２のリンク部材７２と、を有しているので、第２のリンク部材８２の剛性を大きくすることなく、リンク機構のねじれを防ぐことができる。

（８）操舵用リンク機構６１は、ハンドル側の第１の関節部Ｂ１と前輪側の第３の関節部Ｂ３とを結ぶ線よりも、第２の関節部Ｂ２が後方に位置する形状となっているので、前輪５がヘッドパイプ１に対して相対的に上方に移動した時に、操舵用リンク機構６１が前方に突出することはないので、ラジエータ、ナンバープレートあるいはヘッドライト等のように車体前方に配置すべき車体部品の配置が、し易くなる。

（９）固定部材６６の上面側で、固定部材６６の車幅方向内側に第３の連結軸８３が配置されているので、第３の連結軸８３がフェンダー６７から突出することを防ぐことができ、省スペース化を図ることができる。また、転倒した場合でもリンク機構６１が路面等の障害物に衝突すること防ぐことができる。

（１０）固定部材６６にフロントフェンダー６７が固定されているので、フロントフェンダー６７を固定する部材を別途必要とせず、部品点数を削減できる。

（１１）ブレーキキャリパー６５は、前車軸６を支持していないので、特別に剛性を高める必要なく、操舵力伝達部部品として兼用化することができる。

（１２）前車軸６がフロントアーム１０に支持され、一方、操舵力伝達経路において、第１の連結軸８１と第３の連結軸８３との間が変化可能にリンク接続されているので、凹凸などによって路面から前車軸６が上下方向に力を受けた時に、上下方向の力が、ハンドル側の操舵軸８まで伝わることはなく、バンプステア等を防ぐことができる。特に、第１の連結軸８１と第３の連結軸８３がと８１とが前後方向にずれて配置されることが好ましい。これによって前輪５が上方に揺動したとしても、第１の連結軸８１と第３の連結軸８３との間の干渉を防ぐことができる。また、操舵用のリンク機構６１が、ダンパー部材３３よりも前方に配置されることで、ダンパー部材３３とリンク機構６１との干渉を防ぐこともができる。

（１３）図１において、操舵用のリンク機構６１が、前輪５よりも上方に配置されるので、小石などがリンク機構６１に衝突したり、挟まることを防ぐことができる。ハンドル７を操舵時に転倒したとしても、フロントアーム１０が先に路面に接触し易く、路面とリンク部材７１、７２との衝突を防ぐことができる。

（１４）第３の連結軸８３は、フロントアーム１０の後端部に連結される前輪支持用のリンク機構１１よりも、前方かつ上方に、設定されている。言換えると、前車軸支持用に備えられるリンク機構６１は、第３の連結軸８３の後下方に配置されているので、サスペンション機構１２のベルクランク３２等と、操舵系のリンク機構６１との干渉が防がれる。

（１５）左右の第２のリンク部材７２の後端の球面継手９２は、ダンパー部材３３よりも前方に配置されているので、ダンパー部材３３と操舵用のリンク機構６１との干渉を防ぐことができる。

（１６）操舵用の２つのリンク部材７１、７２のうちの一方（たとえば第１のリンク部材７１）がブロック状に形成されることで、リンク機構６１による変形を抑えることができ、操舵フィーリングを向上することができる。

（１７）操舵用のリンク部材７１、７２がフロントアーム１０よりも上方に配置されて、ハンドル側操舵軸８から下方に延びているので、操舵系の動力伝達機構をフロントアームに沿って配置する場合に比べて、操舵系のリンク機構６１の小型化を図ることができる。またハンドル７付近から操舵系のリンク機構６１に沿ってブレーキ配管を配置することで、配管距離を短縮しやすくなる。

（１８）図２において、ブレーキング時、前輪５のタイヤは、路面から車体後方に向かう抵抗力（反力）を受けるが、前述のように、この抵抗力は、フロントアーム１０を軸線方向に圧縮する分力と、フロントアーム１０を下方に動かすほぼ垂直な分力とに分かれる。該実施の形態では、フロントアーム１０がほぼ前後方向に延びているので、路面からの前記抵抗力のほとんどは、フロントアーム１０の軸線Ｌ０の方向に後方に働く分力となり、最終的に、ブレーキング時には、車体フレームＦには、前方から後方に向かう力が働くことになる。したがって、ブレーキング時に、路面からの抵抗力のほとんどが上下方向に作用するフロントフォーク式の従来構造に比べて、フロントアーム１０を最終的に支持する車体フレームＦの剛性を低くすることができ、軽量化を図ることができる。

（１９）図３において、サスペンション機構１２のダンパー部材３３は、車幅方向に延び、かつ、フロントアーム用のリンク機構１１のハンドル側の端部の上側後方近傍に配置されているので、車体フレームＦに対して前輪５が相対的に上下に移動しても、操舵用リンク機構６１と、サスペンション機構１２とが、干渉するのを防ぐことができる。

（２０）図１において、前車軸６を支持するフロントアーム１０を、後方に延びるように配置し、フロントアーム１０の後端部１０ａを、平行リンク機構１１を介して車体フレームＦに上下揺動可能に支持しているので、ブレーキング時、フロントアーム１０は、路面からの反力の大部分を、曲げ荷重ではなく、フロントアーム長さ方向（略前後方向）の圧縮荷重で受け止め、後方の車体フレームＦに伝達する。これにより、ブレーキング時におけるフロントダイブ現象の軽減を達成することができる。

（２１）ブレーキング時、フロントアーム１０は、路面からの反力を、フロントアーム長さ方向（略前後方向）の圧縮荷重で受け止めるので、重量の増加を伴うことなく、フロントアーム１０及び平行リンク機構１２の耐久性を向上させることができる。

（２２）前車軸６と、フロントアーム１０と上側リンク部材２１との回動連結点（Ｃ１）と、を結ぶ線Ｌ０が、水平線に対して後上がり状に傾斜しているので、衝突時のエネルギーの大部分を、フロントサスペンション機構１２で吸収できる。

（２３）リンク部材２１、２２に連結されるフロントアーム１０の後端部１０ａは、前輪５の後端よりも後方に位置しているので、平行リンク部材２１、２２を短くでき、平行リンク機構１１のモーメントを小さくできるので、前輪支持のための全体の支持剛性が向上する。

（２４）前車軸６と、フロントアーム１０と上側リンク部材２１との回動連結点（Ｃ１）と、上側リンク部材２１と車体フレームＦのリンクブラケット２５との回動連結点（Ｃ２）を結ぶ線（Ｌ0-Ｌ１）が、上方に凸となるＬ形状に構成されているので、前記構成（５）と同様に、衝突時のエネルギーの大部分を、効果的にフロントサスペンション機構で吸収できる。

（２５）下側リンク部材２２が、上側リンク部材２１よりも、車幅方向の内側に配置されているので、下側リンク部材２２の左右の張り出しを小さくし、バンク角度を大きく採ることができる。

（２６）フロントサスペンション機構１２は、車幅方向に伸縮可能に配置されたダンパー部材３３と、フロントアーム１０の後端部１０ａの上下方向の動作を、車幅方向の動作に変換して前記ダンパー部材３３に伝達するベルクランク部材３２と、を有しているので、伸縮方向に長くなるダンパー部材３３を、車輌側方から見てコンパクトに配置できる。

（２７）フロントアーム１０及び一対のリンク部材２１、２２は、前輪５の左右両側に２組配置されているので、前車軸支持剛性が向上すると共に、ブレーキング時に路面から前輪５に掛かる反力（荷重）を、左右から均等に受け止め、車体の横ブレ等を防止できる。

（２８）フロントサスペンション機構１２によりフロントアーム１０の回動が抑制される構造であるので、リンク部材の回動が抑制される構造に比べて、リンク部材２１、２２にかかる曲げ方向の力を低減することができ、リンク部材２１、２２の剛性を低くすることができ、軽量化を図ることができる。

（２９）フロントアーム１０とリンク部材２１、２２との連結位置が、前輪５の後端よりも後方に配置されているので、フロントアーム１０の回動抑制のためのフロントサスペンション機構１２の位置をできるだけ後方にずらすことができ、重心の集中化を図ることができる。また、フロントアーム１０とリンク部材２１、２２との連結位置が、前輪５の後端よりも後方に配置されていることにより、前輪操舵のために、リンク部材２１、２２を湾曲形状に形成する必要がなく、複数本必要なリンク部材２１、２２の構造を直線形状に単純化することができる。

（３０）路面からの抵抗力のほとんどがフロントアーム１０の軸線Ｌ０の方向となるので、車体前部が下方に沈み込むフロントダイブを防止するためにフロントサスペンション機構１２のばね力、ダンパー力を大きくする必要がない。すなわちフロントダイブの影響が小さく、乗り心地を向上するために特化してばね力、ダンパー力を設定することができる。

（３１）フロントサスペンション機構１２は、フロントアーム１０の後端部を弾性的に支持しているので、リンク部材２１、２２にかかる荷重が軽減され、リンク部材２１、２２の剛性を抑えて、車輌を軽量化できる。すなわち、フロントアーム１０の後端部を弾性的に支持することで、フロントサスペンション機構１２の本体を車体中心に近づけたり、あるいは、フロントサスペンション機構１２の本体からフロントアーム１０にわたって配置される緩衝機構を小型化したりすることができ、構造を単純化することができる。

（３２）フロントフォークタイプに比べて、ヘッドパイプ１は、前輪５を支持する必要がないので、路面からの反力に抗する必要がなく、ヘッドパイプ１を低剛性とすることができ、車体フレームＦの軽量化を図ることができる。

（３３）平行リンク機構１１の上側にリンク部材２１の前後の支点Ｃ１、Ｃ２を結ぶ線Ｌ１と、下側のリンク部材２２の前後の支点Ｃ３、Ｃ４を結ぶ線Ｌ２とは、後方の交点Ｃ５で交差しており、この交点Ｃ５を揺動中心として前輪５が上下に揺動するが、前記交点Ｃ５を路面よりも上方に配置しているので、ブレーキング時におけるフロントダイブ現象を抑えられ易くなる。

（３４）ハンドル側操舵軸８の軸芯Ｏ１と、車輪側の操舵軸５３の軸芯Ｏ２とが、異なって設定されているので、操舵系の設計の自由度が増える。

［他の実施の形態］
（１）操舵用リンク機構を、左右の一方側だけに配置する構造にも本発明は適用可能である。

（２）第１のリンク部材７１と第２のリンク部材７２とが連結される第２の関節部Ｂ２が、第１の関節部Ｂ１と第３の関節部Ｂ３とを結ぶ線に対し、前方に位置するように配置することも可能である。

（３）フロントアーム１０が、平行リンク機構１１を介さずに、車体に支持されている自動二輪車にも適用可能である。

（４）本発明は、自動二輪車には限定されず、三車輪及び騎乗型四輪走行車等の車輌にも適用可能である。

（５）車輪側の操舵軸５３の軸芯Ｏ２を、ほぼ鉛直に設定することも可能である。

（６）サスペンション機構１２が、フロントアーム（軸支持アーム）ではなく、上下のリンク部材２１、２２のいずれかにが連結される構造にも本発明は適用可能である。

（７）操舵用のリンク機構６１の関節部の数は、前記実施の形態の３箇所には限定されず、４箇所以上の関節部を有する操舵用のリンク機構とすることも可能である。

（８）前記実施の形態では、操舵構造の一部としてブレーキキャリパーブラケットを兼用したが、本発明はそのような構成には限定されず、操舵構造は、ブレーキキャリパーブラケットと別に設けられてもよい。
前記実施

Ｆ 車体フレーム
１ ヘッドパイプ
５ 前輪
５ａ 前輪のホイールハブ
６ 前車軸
８ ハンドル側操舵軸
１０ フロントアーム（軸支持アーム）
５３ 前輪側操舵軸
５６ ホイール支持筒軸
５９ ブレーキキャリパー用ブラケット（ブラケット部材）
６１ 操舵用リンク機構
６５ ブレーキキャリパー
７１、７２ 第１及び第２のリンク部材
８１、８２、８３ 第１、第２及び第３の連結軸
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 第１、第２及び第３の関節部

Claims (6)

1. 車体に上下方向揺動可能に支持されると共に前記車体から前方に延びる車軸支持アームの前端部に前車軸を固定し、前記前車軸に左右方向揺動自在にホイール支持筒軸を支持し、前記ホイール支持筒軸の外周に前輪のハブを回転自在に嵌合し、前記ホイール支持筒軸には、前記車軸支持アームとは別体に形成されて前記ホイール支持筒軸から前輪の径方向外方に延びるブラケット部材を固着している、車輌の操舵装置において、
   車体フレームのヘッドパイプに左右方向回動自在に支持されたハンドル側の操舵軸と、
   前記ハンドル側の操舵軸と前記ブラケット部材とを操舵力伝達可能に連結するリンク機構と、を備え、
   前記リンク機構は、複数のリンク部材が、複数の関節部において、前記ハブの軸芯と平行な角変位軸周りに互いに角変位可能に連結されていると共に、少なくとも１つの関節部において、連結相手部材に対して、前記角変位軸と交差する任意の方向に揺動自在且つ旋回自在に連結されており、前記リンク機構の前記ブラケット部材側の端部と前記操舵軸側の端部との距離が変化可能となっており、
   複数の前記リンク部材は、左右一対に設けられており、左右個々に、長さを調整可能に構成されている、ことを特徴とする車輌の操舵装置。
2. 前記ブラケット部材は、ブレーキキャリパーを支持する部分を有していると共に、フロントフェンダーが固定されている、請求項１に記載の車輌の操舵装置。
3. 前記リンク機構の下端部と前記ブラケット部材の上端部とを連結する関節部は、前記ブラケット部材の上面視で、前記ブラケット部材の車幅方向内側に配置されている、請求項１又は２に記載の車輌の操舵装置。
4. 前記前車軸の軸芯と、前記ホイール支持筒軸の軸芯とが、交差している、請求項１〜３のいずれか１つに記載の車輌の操舵装置。
5. 車体に上下方向揺動可能に支持されると共に前記車体から前方に延びる車軸支持アームの前端部に前車軸を固定し、前記前車軸に左右方向揺動自在にホイール支持筒軸を支持し、前記ホイール支持筒軸の外周に前輪のハブを回転自在に嵌合し、前記ホイール支持筒軸には、前記車軸支持アームとは別体に形成されて前記ホイール支持筒軸から前輪の径方向外方に延びるブラケット部材を固着している、車輌の操舵装置において、
   車体フレームのヘッドパイプに左右方向回動自在に支持されたハンドル側の操舵軸と、
   前記ハンドル側の操舵軸と前記ブラケット部材とを操舵力伝達可能に連結するリンク機構と、を備え、
   前記リンク機構は、複数のリンク部材が、複数の関節部において、前記ハブの軸芯と平行な角変位軸周りに互いに角変位可能に連結されていると共に、その少なくとも１つが長さを調整可能に構成されており、前記リンク機構の前記ブラケット部材側の端部と前記操舵軸側の端部との距離が変化可能となっている、ことを特徴とする車輌の操舵装置。
6. 車体に上下方向揺動可能に支持されると共に前記車体から前方に延びる車軸支持アームの前端部に前車軸を固定し、前記前車軸に左右方向揺動自在にホイール支持筒軸を支持し、前記ホイール支持筒軸の外周に前輪のハブを回転自在に嵌合し、前記ホイール支持筒軸には、前記車軸支持アームとは別体に形成されて前記ホイール支持筒軸から前輪の径方向外方に延びるブラケット部材を固着している、車輌の操舵装置において、
   車体フレームのヘッドパイプに左右方向回動自在に支持されたハンドル側の操舵軸と、
   前記ハンドル側の操舵軸と前記ブラケット部材とを操舵力伝達可能に連結するリンク機構と、を備え、
   前記リンク機構は、複数のリンク部材が、複数の関節部において、前記ハブの軸芯と平行な角変位軸周りに互いに角変位可能に連結されており、前記リンク機構の前記ブラケット部材側の端部と前記操舵軸側の端部との距離が変化可能となっており、
   前記車軸支持アームにはサスペンション機構が接続され、
   前記サスペンション機構のダンパー部材は、車幅方向に延び、かつ、前記リンク機構の前記ハンドル側の端部の後方近傍に配置されている、ことを特徴とする車輌の操舵装置。

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