JPH02503783A - オートバイの車輪懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オートバイの車輪懸架装置 技術分野 本発明は、車両の緩衝懸架装置に関し、特にオートバイの前輪または後輪懸架装 置に関する。

背景技術 大抵の周知のオートバイ車輪懸架装置は、車輪を担持する揺動腕またはフォーク の形態の案内手段と、コイルばねの形態の弾性要素とを有し、コイルばねの内部 には、振動を抑制する手段すなわち油圧緩衝器が収容され、その油圧緩衝器はオ ートバイのフレームにおよび揺動腕にその揺動軸心と車輪軸心の間のその長さ部 分に枢着されている。

このような懸架装置は、例えば刊行物ｒ　ＭｏｔｏｔｓｉｋｌＤｎｅｐｒ−１６ Ｊ　　（１９８５年、Ａｖｔｏｅｘｐｏｒｔ出版会社、モスコー）に記載されて いる。

コイルばねの形態のそのような懸架装置の構造は、その小さい全寸法にかかわら ず、製造のために消費される多量の金属を必要とする。例えば、ｒＤｎｅｐｒ　 Ｊのような重い級のオートバイの後輪懸架装置の弾性配置のために消費される金 属の量は、単位にュートン）静荷重につき０．００２３ｋｇになる。比較のため に、ダンブトラッりＫａｍＡＺ−５５１０（１、Ｍ、　Ｊｕｒｋｏｖｓｌｙおよ びＶ、Ａ。

Ｔｏｌｐｙｇ！ｎ　ｒＡｖｔｏａｏｂｉｌ　Ｋａｍ＾ＺＪ、１９７５年、ＤＯ３ ＡＡＦ出版社、モスコー参照、）では、同様なファクターが０．００１７８）ｃ ｇ／Ｎであり、２９９６だけ改善されていることに留意しなければならない。

車輪を担持する揺動腕と、この揺動腕に連結された緩衝器を有する弾性要素とを 備えたｒＤｎｅｐｒ　Ｊ型オートバイのいっそう進歩した車輪懸架装置（ｒＭｏ ｔｏｔｓｊｋｌＤｎｅｐｒ−１６Ｊ　１９８５年、Ａｖｔｏｅｘｐｏｒｔ出版会 社、モスコー、参照）が知られている。その弾性要素は円筒状コイルばねとして 作られ、一方緩衝器は、弾性要素の内側に同心に収容された振動の油圧作用抑制 器の形態を有する。

しかしながら、前述した金属の過剰消費を別としても、この周知の懸架装置は極 端な数の作用部品を有する。加えて、その懸架装置は十分になめらかな乗り心地 を確保することができず、成る作動状態では、はね返りの間ライダーとオートバ イ構造に与えられる相当な慣性荷重を免れることができない。

発明の開示 本発明は、周知の構造の車輪懸架装置より車輪の移動中いっそう柔軟であり、そ の製造により少ない金属を要し、かつオートバイのいっそうなめらがな乗り心地 特性を保証するような弾性要素を有するオートバイ車輪懸架装置を提供すること を目的とする。

本発明の目的を達成するには、車輪を担持する揺動腕と、揺動腕におよびフレー ムに連結された緩衝器を有する弾性要素とを有するオートバイの車輪懸架装置に おいて、本発明により、弾性要素が曲げ平面においてＣ形に形成され、かつ真直 な中立線を有する中央部分および湾曲した中立線を有する端部分を有し、弾性要 素はその長さを通じて実質的に一様な横断面形状と面積を有し、中央部分では、 横断面の主慣性長軸が全て同様であり、かつ弾性要素の曲げ平面に存在しており 、主慣性短軸は等しい長さを有し、端部分では、主慣性長軸か徐々に短くなって いると共に、主慣性短軸は、横断面の一定の点で主慣性長軸と長さか等しくなる 程度に徐々に延びるようにすればよい。

提案された懸架装置によれば、非線形弾性特性を最適にするおかげでオートバイ の乗り心地がよりなめらかになる。加えて、Ｃ形の弾性要素が作用行程と同じ位 有効にはね返り中、動的作用を吸収するように作用するおかげで、ライダーとオ ートバイに与えられる衝撃荷重が減少する。中央部分では、弾性要素が最も高い 剛性の平面で曲げられ、−万端部分では、二つの主慣性モーメントが等しい横断 面から出発して、最も少ない剛性の方向に曲げられ、すなわち端部分はより曲げ やすい。さらに、提案された懸架装置は、その製造のために周知の懸架装置より 少ない金属を必要とする。

図面の簡単な記載 さて、本発明を、付図を参照して詳細に述べる。付図において、同様な要素には 同様な参照数字を割当ててあり、かつ第１図はオートバイの後輪に適用される、 本発明による懸架装置の全体図であり、第２図は提案された懸架装置の弾性要素 の正面投影図であり、第３図は弾性要素を第２図の線■−■に沿って切断した断 面図であり、第４図はオートバイの前輪に適用される提案された懸架装置の全体 図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明によるオートバイの車輪懸架装置は、オートバイ前輪および後輪の両方に 使用できる。第１図は、オートバイの後輪に適用される本発明の一実施例を示す 。

オートバイの提案された後輪懸架装置は、曲げ平面においてＣ形の弾性要素また はばね１を有し、このばねは、一端ですなわちその環で幾何学的軸心Ａをもって オートバイ（図示してない）のフレーム３の突出部２に枢着され、かつ他端です なわち環で幾何学的軸心Ｂをもって揺動腕５の突出部４に取りつけられてている 。緩衝器６の一端が揺動腕５に枢着されているのに対し、緩衝器６の他端がオー トバイのフレーム３に連結されている。緩衝器６は、ハウジング８に対し移動可 能なロッド７を有し、かつその頂部でゴムを含んだ波形のホース９により包囲さ れている。オートバイの車輪１０は車輪１１で揺動腕５の自由端に取りつけられ ている。揺動腕５の他端が、ピン１２によりオートバイのフレーム３に枢着され ている。クッションリング１３が、緩衝器６のロッド７と同心に配置されている 。

さて、第２図を参照すると、ばね１は、真直な中立線を有する中央部分１４と、 湾曲した中立線を有する二つの端部分１５とを有する。１６．１７，１８，１９ ゜２０および２１で示されたばね１の横断面は、類似した形状であり、この場合 には同じ横断面積の長方形でかつ側辺の寸法が徐々に変化している。中央部分１ ４では、主慣性軸は、慣性モーメントが最大である軸線が曲げ平面を横切って走 るように配置され、−万端部分１５では、慣性モーメントが最小である断面軸線 が曲げ平面にすなわち中立線が走る平面にあり、そのときばね１のどの断面の曲 げ応力も、軸心ＡおよびＢを有するばねの環と直接隣接する部分は別として、等 しい。第２図と第３図から分かるように、中央部分１４では、横断面の主慣性長 軸が全て等しく、かつ主慣性短軸もその間で等しい。端部分１５では、主慣性長 軸が漸次短くされると共に、主慣性短軸が一定の横断面１９へ延びており、そこ では主慣性短軸が主慣性長軸と等しい。「主慣性長軸」および「主慣性短軸」は 、このような関係においては、第２図の位置１８で最もよく分るように、慣性長 軸が慣性短軸よりいっそう短くなるときでさえ、その後用いられる全く限定され ツ：軸線に割当てられることか重要である。

提案された懸架装置は、次のように作用する。

車輪１０が支承面に触れないときに、ばね１が、車輪］０と揺動腕５によりばね １に加えられる重力により、かつ突出部２に加えられる平衡反作用により引き延 ばされて曲げられる。緩衝器のロッド７がハウジング８かうその長さのかなりの 部分まで突き出される。第１図に示された静止位置では、車輪１０の軸心１１が 、この車輪に加えられる静荷重により作用される。この荷重は、車輪タイヤに伝 達される支承力の反作用により平衡にされる。　静荷重によりばねが圧縮されて 曲げられ、それによりその軸心ＡとＢの間の距離が、前述した慣性状態と比較し て減少しようとする。揺動腕５が、その初期位置から反時計方向に回転して緩衝 器６に作用し、そしてそのハウジング８をロッド７の上方へ上昇させる。

車輪に加えられる荷重が増大すると、ばね１の圧縮と曲げが増加して、揺動腕５ が初めの位置からより著しく離れることになる。

最大荷重で、揺動腕５がその末端位置へ移動し、ばねゴの軸心ＡとＢの間の距離 が最小にもたらされ、緩衝器のハウジング８がロッド７を上へ移動させるので、 クッションゴムリング１３がハウジング８の上端とロッド７のスラストカラーの 間に締めつげられ、それにより懸架機構のリンクの引き続く運動が終了する。

はね返りの間、車輪１０と揺動腕５に作用する慣性荷重によりばねコ２の引き伸 ばしと曲げか引き起こされ、その結果オートバイのライダーおよび懸架機構の運 動対の要素に与えられる慣性荷重の大きさが減少し、かつオートバイの乗り心地 がいっそうなめらかになる。

また、そのオートバイはばね１の非直線形弾性特性によりいっそうなめらかに走 る。なぜなら、作用中ばね１の相互軸線Ａ−Ｂと中央部分の中立線１４の間の距 離が変化してばね１の剛性の変化を引き起こし、すなわち引き伸ばし中その剛性 を増加させかつ圧縮中その剛性を減少させる。

オートバイの懸架装置に本発明の目的により課せられる要求は、ばね１を車輪１ ０の軸心の後ろに位置決めすることにより最も満足のゆくように満たすことがで きる。

例えば、ｒＤｎｅｐｒ　Ｊ型オートバイの懸架装置において、他の従来技術のオ ートバイ懸架装置の構造のように、ばねが最大荷重の間はとんど究極の応力を受 ける。

ここに提案されたばねを用い、かつこのばねを車輪軸心の後ろに位置決めするこ とにより、懸架装置の弾性要素に消費される金属の量を４０−３０％だけ減少さ せ、かつばねが同じ応力に抵抗できるように確保することができる。

このように達成された有利な効果が、弾性要素の新規な配置とばね１の特別なメ リットの両方により説明でき弾性要素を車輪１０の軸心の後方に位置決めするこ とにより、揺動腕の振動軸心と周知のオートバイ懸架装置の車輪軸心の間に配置 されたばねを負荷する力より実質的に小さい力によって、揺動腕５の軸心１２に 対して車輪］０に加えられる力のモーメントを平衡させることができる。また、 提案されたばねは、ソ連、発明者証第１．０４０，２４４号明細書に例示される 周知の板ばねより実質的に小さい長手方向寸法（環軸心の間の距離）を有するこ ともできる。

オートバイの後輪懸架装置のばね１は、車輪１０の軸心１１の後ろに位置決めさ れるのが好適であり、かつ環軸心の間の線が、同様に典型的懸架装置に対し配置 された緩衝器６（第１図）の軸線に対し角βの所にあるように配置しなければな らない。

角βのだめの最適の範囲は１０−２０’である。より小さい角度では、ばねか緩 衝器６の取付けの途中にありうるし、一方過度の角度にすると、ばね１に加えら れる長手方向荷重Ｐが増加する。なぜなら、車輪に課せられる予め設定された荷 重Ｑを平衡するこの力の垂直成分Ｐｖが、ＰＶ−Ｑ−Ｐｃｏｓβとして表わされ 、その結果Ｐ−□となるからである。

ｅＯ８β 提案された懸架装置のばね１は、三つの部分の横断面の主慣性軸の配置により対 比させる三つの部分′または領域を含む点で、周知の板ばね（ソ連、発明者証、 第１．０４０，２４．４号明細書参照）と異なる。

真直な中立線（第２図）を有するばねの部分１４と、曲線からなる中立線を有し かつばねの中央から、主慣性軸が等しい長さをもった断面１つへ延びている隣接 する末端部分１５とを有する中間領域において、荷重による曲げが断面１６．１ ７．１８の最も高い剛性の平面で起って、金属の小さい質量で曲げモーメントに 抵抗する。

それ故、この領域では、ばねが前述した周知の板ばねと同様に作用する。

環から、慣性軸が等しい長さをもった前記断面１９へ延びている二つの末端領域 では、荷重による曲げが、周知の板ばねのようにばねの横断面２０．２１の最も 少ない剛性の平面で起こる。これらの領域を設けることにより、ばねの低い剛性 が確保される。

単一のばね構造におけるそのような領域の組合わせは、以下板−薄片ばねと呼ば れる、低い質量と高い弾性のばねを与える。

そのようなばねを備えた懸架装置の弾性特性は、最適には非線形であり、それに よってどんな速度でもどんな路面でもオートバイのなめらかな乗り心地が確保さ れる。

なぜなら、この新規なばねは、車輪の上方への行程中およびはね返る間の両方で 等しい効率で動荷重を吸収するからである。

同時に、板−薄片ばねの前述の特徴により車輪の必要な移動が可能となると共に 、懸架装置における弾性要素の適当な配置が得られ、ばねの高い荷重支承容量と 低い質量が確保される。

一般に、このばねの横断面形状は異なることができ、例えば楕円、卵形、Ｈ形な どであることができる。しかしながら、長方形の形状が非常に製造しやすいこと と強度の理由のため好ましい。

特に、ばねが楕円または卵形である場合に、中立線から離れた横断面の面積は長 方形横断面の面積より小さく、従って断面の高さが等しい場合に、卵形の強度は 長方形の強度より小さい。例えば、提案されたばねの横断面積が、半軸ａとｂを 有する卵形である場合、そのときこの横断面の表面積が次のようになる。

Ｓ−τｌａｂ そのとき、主軸に対する抵抗モーメントは、長方形横断面の高さｈ−２ｂのとき に、面積Ｓの長方形横断面の幅は次のようになる。

のようになる。

楕円形横断面のばねをモーメントＭにより楕円の主軸に対して曲げると、最も高 い垂直曲げ応力を生ずる。すなわち、 Ｍ　　　　　４　Ｍ 従って、同じ横断面積の長方形横断面のばねの最も高い曲げ応力は次のようにな る。

Ｍ　　　　　３Ｍ すなわち３３％だけ小さい。

長方形横断面ｂ　とｈ　（第２図）の寸法は、半径方ｒ 向ベクトルＲと、横断面かばね環軸心に対して配置さα れる角ａとに依存する。

はとんど全てのばねの作用部分の長さを通じて最も高い垂直曲げ応力の間の類似 性を確保できる板−薄片ばねの横断面寸法は、次の公式から決定することができ る。

ばねの線Ａ−Ｈに沿って向けられた力Ｐによるこの線に対して角αの所にある断 面の曲げモーメントは、Ｍ　　−ＰＲｓｉｎα ａ　　　　　　　　α 角ａの所にあるばねの均等に強い断面の必要な抵抗モーメントは、 同じ面積Ｆ−ｂ　　ｈ　　−一定の長方形断面を有する板α　　　α 一薄片ばねについては、結果として、 第４図に見られるように、本発明によるオートバイの前輪懸架装置は、オートバ イのフレーム３と、ばね１、揺動腕５および緩衝器６との連結が、弓形要素２２ および進歩性がなく従って当業者に明らかであるかじ取柱２３を介してなされる 点で、後輪懸架装置（第１図）と異なる。

産業上の利用可能性 提案されたオートバイ車輪懸架装置は、それらの構造を変えずに全ての種類のオ ートバイに使用できる。

０発　明　者　　ミイチェンコ、アナトリー　ミハイロウイツチ ソビエト連邦キエフ、ウーリツツア、タタルスカヤ、デー、３ア、ズダノワ、デ ー、５９、カーベー、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車輪を担持する揺動腕と、弾性要素と、揺動要素におよびオートバイフレームに 連結された緩衝手段とを有するオートバイの車輪懸架装置において、弾性要素（ １）が曲げ平面においてＣ形に形成され、かつ真直な中立線をもった中央部分（ １４）および曲線からなる中立線をもった端部分（１５）を有し、弾性要素（１ ）の長さにおける横断面は実質的に同様な形状および等しい横断面積を存し、中 央部分（１４）では、全ての主慣性長軸が等しくかつ弾性要素（１）の曲げ平面 に存在しており、主慣性短軸がその間で等しくなっており、端部分（１５）では 、主長軸の長さが徐々に減少しかつ主短軸の長さが徐々に増加し、その結果一定 の点（１９）でそれらの長さが主慣性長軸に等しくなることを特徴とする車輪懸 架装置。