JPH04224488A - 自動二輪車の車輪転向装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コーナーリングやレー
ンチェンジ時等にタイヤ接地点に作用する横力を利用し
た車輪の転向が行なえる自動二輪車の車輪転向装置に関
し、特に第１の発明は、車輪転向軸線の構成に関するも
のであり、第２の発明及び第３の発明は、車輪の転向挙
動に対抗するプリセット荷重付与の構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ接地点に作用する横力を利用して
車輪の転向を可能とした自動二輪車は、実開昭６３−６
５５８７号公報や特開平１−１４８６８４号公報により
公知となっている。前記特開平１−１４８６８４号公報
に開示の車輪転向装置は、車輪を回転自在に支持するナ
ックルを、車輪支持部材に対しキャスター角を有する車
輪転向軸線回りに左右転向可能に結合するとともに、こ
のナックルと車輪支持部材との間に車輪の転向挙動に対
する抵抗力の付与と規制を行なうゴム等の弾性体からな
る弾性手段を介設したもので、具体的には、前記車輪転
向軸線を車軸中心に一致させていた。

【０００３】このように従来は、車輪の転向挙動に対し
て、前記の如くゴム等の弾性体からなる弾性手段により
抵抗力の付与と規制を行なっており、詳細には、車輪の
転向挙動の初期振幅において、高い抵抗力を発生せしめ
、振幅が大きくなると、低い抵抗力となり、路面から車
輪に作用する横力により生じる振動発生を抑えるように
していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動二輪車は、コーナ
ーリングやレーンチェンジ時等に車体を片側にバンクさ
せて操向操作するものであり、必要とする車輪の転向角
は僅少で足りる。そして横力による車輪の僅少な転向挙
動を受けて、弾性手段が抵抗力の付与と規制を行なう訳
であるが、実際に弾性部材による抵抗力の特性を微妙に
設定するのは、車輪の転向角が僅少であることから、難
しいものとなっていた。

【０００５】そこで本発明の目的は、タイヤ接地点に作
用する横力による車輪の転向を可能とした自動二輪車に
おいて、車輪の僅少な転向角を増幅して弾性手段に伝達
して、弾性手段による車輪の転向挙動に対する抵抗力の
特性を容易に設定でき、又は／及び車輪の転向挙動に対
抗するプリセット荷重を付与して、弾性手段による抵抗
力特性の自由度が高められる車輪転向装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
本発明は、車輪を回転自在に支持するナックルを、車輪
支持部材に対しキャスター角を有する車輪転向軸線回り
に左右転向可能に結合するとともに、このナックルと車
輪支持部材との間に車輪の転向挙動に対する抵抗力を付
与する弾性手段を介設した自動二輪車の車輪転向装置に
おいて、以下の如く構成したことを特徴とする。

【０００７】即ち第１の発明は、前記車輪転向軸線を前
記車輪の車軸中心に対し前後方向にオフセットさせて構
成したことを特徴とする。

【０００８】第２の発明は、前記車輪の車軸を左右及び
中間の軸部材に分割して、左右の軸部材を前記ナックル
と前記車輪支持部材に回転自在に夫々支持するとともに
、中間の軸部材を前記左右の軸部材に対し回転方向一体
で軸方向摺動自在に結合したことを特徴とする。

【０００９】第３の発明は、前記ナックルと前記車輪支
持部材との間に車輪の転向挙動に対抗するプリセット荷
重を付与するプリセット荷重付与手段を介設したことを
特徴とする。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、車輪転向軸線が車軸中心
に対し前後方向にオフセットされているので、横力を受
けて転向される車輪を支持するナックルの左右揺動角が
増幅されて、その増幅されたナックルの左右揺動角が車
輪支持部材との間に介設した弾性手段に伝達される。こ
のように車輪の僅少な転向角を増幅して弾性手段に伝達
できることから、弾性手段による車輪の転向挙動に対す
る抵抗力の特性設定が容易に行なえる。

【００１１】第２の発明によれば、車軸に関して、左右
及び中間の軸部材に分割し、左右の軸部材をナックルと
車輪支持部材に回転自在に夫々支持して、その左右の軸
部材に対し中間の軸部材を回転方向一体で軸方向摺動自
在に結合した構造なので、左右の軸部材と中間の軸部材
との軸方向の摺動抵抗が、横力による車輪の転向挙動に
対抗するプリセット荷重として働く。従って弾性手段に
よる抵抗力特性の自由度が高められる。

【００１２】第３の発明によれば、車輪の転向挙動に対
する抵抗力を付与する弾性手段を介設したナックルと車
輪支持部材との間に、更に車輪の転向挙動に対抗するプ
リセット荷重を付与するプリセット荷重付与手段を介設
したので、横力による車輪の転向挙動に対抗するプリセ
ット荷重が得られ、従って弾性手段による抵抗力特性の
自由度が高められる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明を適用した自動二輪車の一例を示す図１に
おいて、１は車体フレーム、２は前輪、３はフロントフ
ォーク、４はハンドル、５は燃料タンク、６はシート、
７，８は前後のカウリング部材、９，１０はその内部の
各トランクスペース、１１はエンジン、１２は排気マフ
ラ、１３はドライブスプロケット、１４はドライブチェ
ーン、１５は後輪、１６はスイングアームである。

【００１４】後輪１５用の車軸支持部材であるスイング
アーム１６は、図２乃至図４のように、中空部材で構成
され、その左右二股状前部１７で車体フレーム１下部に
枢支されている。また中間部１８は一側方に湾曲形成さ
れ、後部１９には偏心ブロック２０を介して後輪車軸２
１を回転自在に片持ち支持している。

【００１５】後輪車軸２１は、左側軸部材２２、中間軸
部材２４、右側軸部材をなす後輪ハブ２６による三分割
で構成されている。左側軸部材２２は、右半部が軸受を
介して偏心ブロック２０内に組み込まれ、左半部上には
、ホイールダンパー２８を介してドリブンスプロケット
２９が備えられている。

【００１６】中間軸部材２４は、その両端の球面スプラ
イン２５，２５を、左側軸部材２２内のスプライン２３
と後輪ハブ２６内のスプライン２７に摺動自在に結合さ
れている。この後輪ハブ２６に後輪１５が取り付けられ
、後輪ハブ２６は、軸受を介してナックル３１に組み込
まれている。

【００１７】ナックル３１は、上下の突部３２，３２に
ボールジョイント３３，３３が組み付けられており、こ
のボールジョイント３３，３３の軸部３４，３４が、ス
イングアーム後部１９の上下に一体に設けたナックルホ
ルダー部３５，３５に固定されている。この上下のボー
ルジョイント３３，３３を結ぶ線分Ｋが、後輪１５の車
輪転向軸線をなす。

【００１８】そして後輪１５の車輪転向軸線Ｋは、後傾
状態となって後輪１５にキャスター角αを与えるプラス
のトレールＴを有するとともに、後輪車軸２１の中心Ｏ
に対し後方に所定寸法Ａだけオフセットされたものとな
っている。図２において、Ｐは後輪タイヤの接地点、ｋ
は従来（前記特開平１−１４８６８４号公報参照）の車
軸中心を通る車輪転向軸線、ｔはそのトレールを示す。 以上によりスイングアーム１６前部の車体側ピボット点
から、従来の車輪転向軸線ｋまでの長さｌに比較して、
本実施例の車輪転向軸線Ｋまでの長さＬを、大きなもの
としている。

【００１９】更にナックル３１には、前方に延びるナッ
クルアーム３６が備えられるとともに、後部にキャリパ
ーブラケット３７が結合されている。このブラケット３
７に備えるブレーキキャリパー３８により、後輪ハブ２
６に取り付けたブレーキディスク３９を挟圧制動する。

【００２０】一方、中空部材による前記スイングアーム
１６の後輪タイヤを避けて一側方に湾曲形成した中間部
１８内には、後輪１５の転向挙動に対する抵抗力を付与
する弾性手段である流体圧ダンパー４１が収納配置され
ている。流体圧ダンパー４１は、作動油を封入したシリ
ンダ４２、ピストン４３、油路４４，４４、バルブ４５
，４５、ピストンロッド４６、ダンパースプリング４７
，４７等で構成されている。この流体圧ダンパー４１は
、中心線を車体前後方向に向けて、上下方向の支軸４７
回り揺動自在にスイングアーム中間部１８内に枢支され
ている。

【００２１】そしてピストンロッド４６後端部と前記ナ
ックルアーム３６前端部との間にリンク機構５１が架設
されている。リンク機構５１は、ナックルアーム３６前
端部にピン５２により枢着した長さ調整可能なタイロッ
ド５３と、このタイロッド５３とピストンロッド４６後
端部とをピン５４，５５により枢着連結した上下二枚の
レバー５６，５６とで構成されており、レバー５６が支
軸５７により揺動自在に枢支されている。尚、スイング
アーム１６と車体フレーム１との間には、プログレッシ
ブリンク機構５８及び図示せぬショックアブソーバが架
設されている。

【００２２】以上の自動二輪車によれば、後輪車軸２１
（左側軸部材２２）を支持したスイングアーム１６にボ
ールジョイント３３，３３で屈曲可能に連結したナック
ル３１に後輪ハブ２６を支持したので、直進走行から旋
回走行に入ると、図示例では、後輪１５の車輪転向軸線
ＫがプラスのトレールＴを持っているため、車輪転向軸
線Ｋよりも後方に位置するタイヤ接地点Ｐに路面から作
用する横力によって、後輪１５が旋回方向と逆方向に転
向され、小回り性能が高められる。この後輪１５の転向
に際しては、ナックルアーム３６の揺動をタイロッド５
３を介してレバー５６に伝え、このレバー５６により揺
動量を増幅して流体圧ダンパー４１に伝えるようになっ
ており、この流体圧ダンパー４１の一方のバルブ４５を
開いて油路４４で絞られた油の流れにより発生する減衰
力と一方のダンパースプリング４７の弾発力とによって
、転向挙動に対する抵抗力が付与され、特に減衰力によ
り制振機能に優れるとともに、その転向量の規制が行な
われる。また高速直進走行時等に受ける後輪１５の水平
方向の振動も流体圧ダンパー４１により吸収緩和されて
、乗心地が良くなる。

【００２３】そして流体圧ダンパー４１は、ピストン４
３の速度がゆっくり変化すると、後輪１５が転向するが
、急激に変化すると、後輪１５の転向はロックされるよ
うな減衰力特性を持っているため、小石や路面形状等に
よって後輪１５が横方向に蹴られても、後輪１５はむや
みに転向することがない。更に流体圧ダンパー４１及び
リンク機構５１をスイングアーム１６内に収納している
ので、流体圧ダンパー４１及びリンク機構５１の保護が
図れるとともに、外観性の面でも優れている。

【００２４】また後輪車軸２１を三分割にして、スイン
グアーム１６に支持した左側軸部材２２と、ナックル３
１に支持した後輪ハブ２６との間を、スプライン２３，
２７及び球面スプライン２５，２５による中間軸部材２
４で連結しているので、偏心ブロック２０を回動操作し
て、左側軸部材２２上のドリブンスプロケット２９の偏
心回動（偏心量δ参照）を伴った前後方向移動によるド
ライブチェーン１４の張力調整にも対処できる。

【００２５】しかも第１の発明によれば、後輪１５の車
輪転向軸線Ｋを、図示例では、車軸中心Ｏの後方にオフ
セットしたため、車軸中心Ｏに一致させた従来の車軸転
向軸線ｋに比べ、横力を受けて転向される後輪１５を支
持するナックル３１の左右揺動角を、後方へのオフセッ
ト量Ａに応じて増幅でき、その増幅されたナックル３１
の左右揺動角を流体圧ダンパー４１に伝達することがで
きる。即ち後輪１５の僅少な転向角をナックル３１にて
増幅してから、流体圧ダンパー４１に伝達できるため、
後輪１５の転向挙動に対して必要な流体圧ダンパー４１
の減衰力特性の設定を容易に行うことができる。また従
来のトレールｔに比べ、トレールＴが小さくなるので、
直進性を保つために必要なキャスター角αを変えずに、
横力外乱（急な方向転換、横風、旋回中の加減速等）に
対する性能を向上することができる。

【００２６】尚、以上の実施例とは逆に、図５に示すよ
うに、車軸中心Ｏに対し後方にオフセットさせた後輪１
５の車輪転向軸線Ｋを、前傾状態としてマイナスのトレ
ールを有するようにしても良い。

【００２７】ところで、車体バンク時における車輪転向
軸線回りのモーメントＭを考察すれば、図１１から、Ｍ
＝Ｆｃｏｓθ×ａである。尚、図１１においては、車軸
中心に車輪転向軸線を一致させた例を示しており、次に
説明する第２の発明では、このように車軸中心に車輪転
向軸線を一致させた場合及び前記第１の発明のように車
輪転向軸線を車軸中心から前後方向にオフセットした場
合の何れでも良い。

【００２８】第２の発明は、既に前記実施例（図３参照
）でも説明し、また改めて図６としても示すように、後
輪車軸２１を三分割にして、スイングアーム１６に支持
した左側軸部材２２と、ナックル３１に支持した後輪ハ
ブ２６との間を、スプライン２３，２７及び球面スプラ
イン２５，２５による中間軸部材２４で連結した構造を
特徴とするものである。更に左側軸部材２２及び後輪ハ
ブ２６と中間軸部材２４との軸方向の摺動抵抗、即ちス
プライン２３，２７及び球面スプライン２５，２５によ
る軸方向の摩擦力μＳが、横力による後輪１５の転向挙
動に対抗するプリセット荷重として働くように、図７の
如く摩擦係数の高い物質１２１を歯面に形成することで
、流体圧ダンパー４１による減衰力特性の設定自由度を
高めることができる。

【００２９】次に図８に示す第３の発明について説明す
る。図８においては、車輪転向装置を簡略化して示して
おり、１５は後輪、１６はスイングアーム、３１はナッ
クル、３６はナックルアーム、４１は流体圧ダンパー、
５１はリンク機構である。以上において、スイングアー
ム１６とナックル３１側面との間に、プリセット荷重付
与手段である前後一対のスプリング６１，６１を介設す
る。

【００３０】このように後輪１５の転向挙動に対抗する
減衰力を発生する流体圧ダンパー４１を介設したスイン
グアーム１６とナックル３１との間に、更に後輪１５の
転向挙動に対抗するプリセット荷重を付与する前後一対
のスプリング６１，６１を介設した第３の発明によって
も、前記第２の発明と同様に、横力による後輪１５の転
向挙動に対抗するプリセット荷重が、スプリング６１，
６１により得られるため、流体圧ダンパー４１による減
衰力特性の設定自由度を高めることができる。ここで、
スプリングの他、適宜の弾性部材を用いて、プリセット
荷重付与手段を構成しても良い。例えば図９のように、
前後一対設けるプリセット荷重付与手段７１として、ケ
ース７２内にスプリング７３により突出方向に付勢され
たストッパー７４を収納して、このストッパー７４をナ
ックル３１の側面に当接させる。このような前後一対の
プリセット荷重手段７１，７１を用いれば、ナックル３
１の転向挙動時には、前後一方のプリセット荷重手段７
１のみの反発力による所望の抵抗力を付与できる。

【００３１】図１０は流体圧ダンパーの他の構造例を示
すもので、この流体圧ダンパー８１は、シリンダ８２、
ピストン８３、オリフィス８４，８４、ピストンロッド
８６、予圧スプリング８７，８７、スプリングシート８
８，８８、ストッパー８９，８９等より構成されている
。このようにピストン８３を一方向から押圧可能で、且
つストッパ８９，８９により規制される予圧スプリング
８７，８７をシリンダ８２内に組み込んで、流体圧ダン
パー８１の縮み方向と伸び方向とに択一的に付勢力が作
用するようにしても良い。

【００３２】尚、以上の実施例においては、チェーンド
ライブ方式の自動二輪車としたが、本発明の車輪転向装
置は、シャフトドライブ方式の自動二輪車にも適用可能
であり、更にスクータ車両にも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、車輪
転向軸線を車軸中心に対し前後方向にオフセットさせて
自動二輪車の車輪転向装置を構成したため、横力を受け
て転向される車輪を支持するナックルの左右揺動角を増
幅して、その増幅されたナックルの左右揺動角を車輪支
持部材との間に介設した弾性手段に伝達することができ
、従って弾性手段による車輪の転向挙動に対する抵抗力
の特性を容易に設定することができる。

【００３４】第２の発明によれば、車軸を左右及び中間
の軸部材に分割し、左右の軸部材をナックルと車輪支持
部材に回転自在に夫々支持して、その左右の軸部材に対
し中間の軸部材を回転方向一体で軸方向摺動自在に結合
した構造のため、横力による車輪の転向挙動に対抗する
プリセット荷重を、左右の軸部材と中間の軸部材との軸
方向の摺動抵抗により得ることができ、従って弾性手段
による抵抗力特性の自由度を高めることができる。

【００３５】第３の発明によれば、車輪の転向挙動に対
する抵抗力を付与する弾性手段を介設したナックルと車
輪支持部材との間に、更に車輪の転向挙動に対抗するプ
リセット荷重を付与するプリセット荷重付与手段を介設
したため、横力による車輪の転向挙動に対抗するプリセ
ット荷重を得ることができ、従って弾性手段による抵抗
力特性の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明を適用した自動二輪車の一例を示す
概略側面図

【図２】その車輪転向装置部分の拡大説明図

【図３】第
２の発明も含む要部破断の平面図

【図４】車輪支持部材
及びナックル部分の斜視図

【図５】車輪転向軸線の変更
例を示す図１と同様の概略側面図

【図６】第２の発明を説明する図３と同様の破断平面図

【図７】その軸結合部の縦断面図

【図８】第３の発明を示す簡略平面図

【図９】他の実施例を示す要部断面図

【図１０】流体圧ダンパーの他の構成例を示す横断面図

【図１１】（ａ）は車体バンク時における車輪の傾きを
説明する正面図、（ｂ）はその側面図

【符号の説明】

１５…車輪（後輪）、１６…車輪支持部材（スイングア
ーム）、２１…車軸（後輪車軸）、２２，２４，２６…
三分割の軸部材、２３，２５，２７…スプライン、３１
…ナックル、４１，８１…弾性手段（流体圧ダンパー）
、６１，７１…プリセット荷重付与手段（スプリング）
、Ｋ…車輪転向軸線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車輪を回転自在に支持するナックルを
   、車輪支持部材に対しキャスター角を有する車輪転向軸
   線回りに左右転向可能に結合するとともに、このナック
   ルと車輪支持部材との間に車輪の転向挙動に対する抵抗
   力を付与する弾性手段を介設した自動二輪車の車輪転向
   装置において、前記車輪転向軸線を前記車輪の車軸中心
   に対し前後方向にオフセットさせて構成したことを特徴
   とする自動二輪車の車輪転向装置。
2. 【請求項２】　　車輪を回転自在に支持するナックルを
   、車輪支持部材に対しキャスター角を有する車輪転向軸
   線回りに左右転向可能に結合するとともに、このナック
   ルと車輪支持部材との間に車輪の転向挙動に対する抵抗
   力を付与する弾性手段を介設した自動二輪車の車輪転向
   装置において、前記車輪の車軸を左右及び中間の軸部材
   に分割して、左右の軸部材を前記ナックルと前記車輪支
   持部材に回転自在に夫々支持するとともに、中間の軸部
   材を前記左右の軸部材に対し回転方向一体で軸方向摺動
   自在に結合したことを特徴とする自動二輪車の車輪転向
   装置。
3. 【請求項３】　　車輪を回転自在に支持するナックルを
   、車輪支持部材に対しキャスター角を有する車輪転向軸
   線回りに左右転向可能に結合するとともに、このナック
   ルと車輪支持部材との間に車輪の転向挙動に対する抵抗
   力を付与する弾性手段を介設した自動二輪車の車輪転向
   装置において、前記ナックルと前記車輪支持部材との間
   に車輪の転向挙動に対抗するプリセット荷重を付与する
   プリセット荷重付与手段を介設したことを特徴とする自
   動二輪車の車輪転向装置。