JPH01502335A - 解放可能な駆動輪を備えた自動車並びにトレール及びキャスター角を調節するための装置 - 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】 解放可能な駆動輪を備えた自動車並びにトレール及びキャスター角を調節するた めの装置本発明は、前部の駆動及び操舵輪を有する自動車であって、そのキャス ター角及びトレールが調節可能であるものに関する。

特に、前輪及び後輪が駆動輪である二つの車輪を有するタイプの自動車は既に公 知である。そのようなオートバイは、フレームを備えたエンジンと、前輪及び後 輪を支持している二つの二重枢動アームヲ含んでいる６通常は、フレーム及びエ ンジンに対する車輪の各々の運動を緩衝するために、エンジンと枢動アームの各 々との間に緩衝装置が配置される。

車輪に対する動力伝達に関して採用された解決策は、二つの自在継手で枢着され たシャフトの原理に基づいている。継手の一方はエンジンの出力シャフトと直接 係合しており、他方は車輪の可動なノλブを駆動している。しかしながらこの解 決策は、長期間にわたって信頼できるものではないことが判明した。何故なら、 特に前輪は回転駆動されることに加えて操舵輪であるという事実により、自在継 手が種々の平面において非常に多くの運動を行うし、さらに中間シャフトを使用 することが必要であるからである。また、これらの各種の構成部材の寸法を大き くし過ぎると、重量の増加によって自動車の操縦に悪影響をもたらすという事実 も理解されよう。

従来のオートバイの別の欠点は、トレール及びキャスター角が所定のモデルごと に最初から決まっており、ニーズに応じて修正又は変更ができないという事実に 由来するものである。

また、二つの駆動輪を有するオートバイの運転はデリケートなものであることが 見出されており、従って場合によっては特にブレーキングの際に前輪を駆動から 外し得るようにしておくことが賢明である。何故なら同じ駆動シャフトを介して 二つの車輪が駆動されていると、後輪のロックは前輪のロックをも生ずるからで ある。前輪がロックするとコントロールが非常に困難となり、転倒する危険が大 きい、同様に、オンロードタイプの特別な場合には、エンジンのすべての動力を 後輪のために確保して、前輪への動力伝達のロスを回避することが好ましいこと があるが、この場合にもまた前輪を駆動から外せることは有利である。

本発明は、従来技術による自動車によって提示されてきた欠点を克服する自動車 を主題とするものであり、それと同時に、前述の問題点を解決するよう構成され た装置を提供するものである。この自動車は、少な（とも二つの車輪、前輪及び 後輪と、駆動用エンジンと、緩衝手段と、ブレーキ手段と、操舵制御装置とを含 み、操舵アセンブリを支持するフレームと、駆動用エンジンと車輪との間の少な くとも一つのトランスミッションを含んでいることを特徴としている。

本発明のより良い理解は、添付図面を参照して本発明による各種の実施例につい ての以下の詳細な説明を読むことによって得られるであろう、添付図面において 、 第１図は本発明によるオートバイの側部立面図；第２図は本発明によりトレール 及びキャスター角を調節するための手段の詳細な側部立面図； 第３図は上半分が第２図の３−３線に沿って取った断面図、下半分がＡ−Ａ線に 沿う平面図を示し； 第４図は本発明により操舵輪を駆動するためのトランスミッションを含むオート バイの側部立面図； 第５図は第４図の５−５線に沿って取った断面図；第６図は本発明により操舵輪 の駆動を断つための装置の概略的な図であり、゛及び 第７図は第１図に示された操舵手段の変形の概略的な正両立面図である。

第１図には、二つの車輪と、剛直なフレーム１４が取り付けられるエンジン１２ と、二つの二重枢動アーム即ち後部アーム１６及び前部アーム１８を有するオー トバイタイプの自動車ｌＯが示されている。後部の枢動アームはエンジンに取着 されたピン２０の周囲を枢動し、その自由端には後輪２２を受け入れる。１衝装 置２４が枢動アーム１６とエンジン１２０間に配置されている。

ｔｏ＋＋アーム１８は枢着ピン２６によってエンジン１２に接続されて該ピンの 周囲で枢動可能であり、同時にその自由端は前輪２８を受け入れ、この枢動アー ふとエンジン１２の間には緩衝装置３０が配置されている。

剛直なフレーム１４は二つの台形構造体３２及び３４を含んでおり、それらの側 部は、端部で接続されて台形の頂点を形成するチューブによって構成されている ０台形構造体３４の二つの頂点３６．３８および台形構造体３２の二つの頂点４ ０．４２は、エンジンに対して直接に結合されている。また、これら二つの台形 構造体３２及び３４は、実質的にエンジンの中央垂直面内にあり移動方向に対し て直交する、共通の頂点４４を存している０台形構造体３４の自由頂点４６は操 舵手段４８を受け入れている。この操舵手段４８は、前輪のハブ５２に結合され たフォーク５０と、一方の端部で同じピン５６に対して一緒に枢着された二つの コンパス構造体５２及び５４を含んでいる。さらに、上部のコンパス構造体５２ は、他方の端部が操舵コラム５８のピン５７へと結合されている。

コンパス構造体５４の他方の端部に関して言えば、それはピン６０でフォーク５ ０に対して枢着されている。操舵コラム５８の軸の回動は、一点ｆｆ＆ｉ６２に よって象徴的に示されている。

支柱６４は、固定されているフレーム１４に対するフォーク５０の変位を制ｉ１ Ｌでいる。支柱６４はフォーク５０に対して枢着され、またフレーム１４に対し ても、詳しくは二つの台形構造体３２及び３４に共通の頂点４４の領域において 、枢着されている。この支柱６４は、支柱６４を形成しているチューブの回転が 支柱の伸長又は短縮を行わしめるように、支柱の端部に配設され逆方向のネジで もってねじ切りされている二つのインサート６６及び６８によって長さの調節が 可能である。

フォーク５０、支柱６４、枢動アーム１８及びエンジンユニットによって構成さ れた四辺形構造は、変形可能である。

剛直なフレーム１４は、エンジンに関して何も変位を受けないことを看取するこ とができる。フォーク５０はｔｉ！ｌ＆ｉ６２と平行な方向で平行移動し、コン パス構造体５２及び５４は、操舵コラム５８に関してのハブ５２の位置に応じて 、それらの間で種々の角度を取る。ｆｆｌ動アーム１８の変位を制限する緩衝装 置３０によって、上下動は制限される。

操舵制御装置、この例では操舵コラム５８のピン５７に固定された）１ンドルバ ー７０によって、フレームは完結する。

本発明によるフレーム及び操舵コラムは、支柱６４の長さを変更することによっ て初期のキャスター角のｔＡ！ｉを可能ならしめるという利点を有している。従 って、通過すべき障害物の大きさや自動車が走る路面の状態に応じて、障害物の 大きさの平均値によって決定されている固定した角度を維持する代わりに、この 角度を修正することが有用である。凸凹した路面上ではこの角度は増加され、こ れに対して平らな路面上ではこの角度は小さくされて、車輪に対する障害物から の反動が、実質的にフォーク５０の軸線上において生ずるようにされる。

第２図は、ハブ５２及びこのハブの操舵コラムに対する接続、特に後者のフォー ク５０に対する接続をより詳しく示している。符号２８は前輪に関するものであ り、前輪はタイヤに関する符号７２、リムに関する符号７４、及び「ロンド状」 スポークに関する符号７６でもって完成される。ディスクブレーキのディスクは 符号７８を有し、他方そのキャリパ−は符号８０を有している。スポーク７６は ボルト８４によって外側ハブ８２へと固定されており、一方ディスクブレーキの ディスクは、ボルト８６によってこの同じ外側ハブ８２へと固定されている。外 側ハブ８２は、側部のポールベアリング９１によって、固定の内側ノ１ブ８８の 周囲で回転することができる。この内側ハブはまた、フォーク５０の下端９２が 固定される一連の孔部９０を有している。

同じ図面において、車輪及び二つの同心のハブの回転軸がＣで示されている。ま た、この内側ハブ８８は開口９４を有している。枢動アーム１８の端部９５は枢 着ピン９８を支持し、この枢着ピンは車輪の回転軸と平行にされている。この枢 着ピン９８は、転がり軸受１００によってその周囲を回動可能である。

枢動アーム１８が回動される場合、転がり軸受１００はフォーク５ｏとこの枢動 アームとの間の角度の変化を可能ならしめる。これらの転がり軸受１００は、変 形可能な四辺形構造体における第四の変形点を提供するものである。

第３図の上半分を参照すると、ピン９８と同軸に配置されたピボット１０２が示 されている。このピボットは１０６において穿孔された偏心部１０４を存してい る。この穿孔には操舵ピン１０８が案内されており、該ピンの端部は内側ハブ８ ８に対し、該ハブの直径をなす一つの線と平行な直線に沿って固定されている。

かくして固定されたハブは、この直径線と平行な直線に沿って対面する関係で配 置された複数個の同軸の貫通ボア１０５を含み、従って操舵ピン１０８は車輪の 回転中心Ｃへと移動させることができる。

この移動距離は、トレール、即ち操舵軸線と一致する直線と地面との交点とタイ ヤの地面との接触点との間の距離を変化させることを可能ならしめる。

か（して、キャスター角をトレールとは別個に修正できること、及び一定のトレ ールを保ちながらキャスター角が変化するようにこれら二つのパラメータを同時 に変化させうろことが看取され得るで特表千１−５０２３３５　（４） あろう。

また、キャスター角を修正するために孔部９０においてフォーク５０の下端９２ を同時にシフトすることも可能である。

第３図の下半分にはフォーク５０の下端９２が示されており、ブレーキ装置の存 在を考慮すれば、固定された内側ハブ８８の側部１１０とこの下端９２との間に スペーサ部材１１２を配置することが必要であることが理解されるであろう、こ のアセンブリは、固定された内側ハブ８８の側部１１０と同じ側において、１１ ４の如きねじによって固定されている。

外側ハブ８２をボールベアリング９１上に設けるのを容易にするために、このハ ブは環状の側面を備えて構成されている。

第４図は二つの駆動輪と、特に前輪である操舵輪に対するトランスミッションを 有する自動車を示している。この車輪の懸架装置は、車輪のハブ１７０をエンジ ンユニット１２へと結合している枢動アーム１２４によって構成されており、こ の枢動アームはこのエンジン及び枢動アームの間に配置された緩衝装置によって 、適当なリンク１２８を介してその運動を緩衝されている。操舵手段は、ハブに 接続されたフォーク１１８によって構成されており、このフォークは所定のキャ スター角を有すると共に、関節状にされた二つのコンパス構造体１３０及び１３ ２のアセンブリによって、フレーム１２０の上部へと接続されている。駆動エン ジン１２２の駆動シャフト１３６が、トランスミッション１３４を介してリレー ボックス１３８へと接続されている。このトランスミツシラン１３４の種々の接 合部１３６及び１４０は自在継手タイプのものであり、またエンジンユニットを 迂回するようにやはり自在継手を使用している中間の接続部１４２が備えられ、 この接続部１４２はエンジンユニット上で回転可能なように東向されていて、二 つのシャフト１４１及び１４３を相互に結合している。

リレーボックス１３８は第５図により詳細に示されており、そこにおいては、操 舵前輪の側部の各々に配置された操舵用フォーク１１８の三角形をした部分の構 造が示されている。

ハウジング１４４が、二つのベベルギア１５４．１５６のシャフト１５０及び１ ５２を支持するために相互に直角をなしている、二つの軸受１４６及び１４８を 受容している。

ギア１５４のシャフト１５０は、トランスミッション１３４の自在継手接合部１ ４０を介して駆動されている。ハウジング１４４はフレームに対して固定されて おり、該ハウジングの上部及び下部に配置された転がり軸受１５７を備えること により、操舵フォーク１１８に関して可動である。

シャフト１５２は自在継手接合部１５８を駆動するが、この接合部はそれ自体、 スプロケットビニオン１６２のシャフト１６０へと接続されている。シャフト１ ６０は、操舵フォーク１１８の三角の構造体によって支持されている軸受１６４ 内で回転する。スプロケットビニオン１６２はチェーン１６６を駆動し、このチ ェーンはそれ自体で、操舵前輪の可動な外側ハブ１７０へと接続されたスプロケ ットホイール１６８と共働する。

この種のトランスミッションの利点は、螺旋ねじ１４５によって長さの調節が可 能なシャフト１４３が使用可能であることである。従ってシャフト１４３は、ト ランスミッションの機能及び支柱６４と同じ仕方によってキャスター角を変化さ せるための支柱の機能を営むものである。

第６図に示されているものは、駆動輪の駆動に関する、即ちより詳しく言えば、 二つの駆動輪を有する自動車の操舵前輪の脱クラッチのための脱クラッチ装置１ ７０である。

ハブ１７０は概略的に示されており、そのシャフト１７２上には歯車１７４が自 由回転するよう設けられており、他方、シャツ目７２に結合されたビニオン１７ ６には、歯車１７４に設けられたボア１８０と共働するよう構成された駆動用ス タッド１７８が備えられている。ピン１８４の回りで枢動可能なレバー１８２が ビニオン１７６に係合し、該レバーの端部が溝１８６と共働している。このレバ ーの他方の端部１８８はアクチュエータ１９２のシフトロッド１９０に枢着され ており、ビニオン１７６のスタッド１７８が駆動及び脱クラッチのために二つの 位置を取ることができるようになっている。

このアクチュエータ１９２は二つの装置によって制御されている。

その一つは例えばハンドルバーに配置された手動コントローラ１９４によって構 成され、他方の制御装置１９６は後部ブレーキペダル１９８の動きによって制御 されている。

従ってこの装置は、次のように作用する。

ユーザーが前輪の駆動を脱クラッチしたいと望む場合には、手動コントローラ１ ９４を付勢すると、アクチュエータが制御され、そのロッド１９０が外方へと移 動してレバー１８２の端部１８８を付勢し、かくしてピニオン１７６の相対的な 変位及び歯車１７４のボア１８０からのスタンド１７Ｂの引き抜きが行われる。

他方、ニュートラル位置においては、アクチュエータはロッド１９０が戻り運動 を行うようにする。これは自由に可動なピニオン１７６を歯車１７４へと向けて シフトさせる作用があり、ピニオンに対する歯車の回転中においてボアと一致し た場合に即座にスタンド１７８をボア１８０内へと導く。

後部ブレーキペダルによる同時の制御は、後輪がブレーキングされると即座に前 輪の駆動が脱クラッチされることを可能ならしめるが、これは後輪のロックが生 じた場合において前輪が同時にロックすることを回避せしめるものである。

第７図には、正面から見た第１図の操舵アセンブリの実施例が示されており、コ ンパス構造体５２及び５４の相互間の接続、及びフレーム、操舵フォーク及び支 柱に対する接続が示されている。このようにして、操舵コラムのビン５７及びフ ォーク５０に対するコンパス構造体の接続を達成するために、自在継手５９．６ １を配置することが可能となる。車輪の操舵方向は、フレームに対する枢動アー ムのすべての位置において容易な状態にある。

本発明は、オートバイに対して通用された実施例について説明されたが、しかし 同様のやり方で、三つの車輪を有するサイドカー又は自動車に対しても、また小 型自動車に対しても、本発明の特徴は適用することができるものである。

国際調査報告 国際調査報告 ＦＲ８８０００フ３ ＳＡ　２０ε５３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくともこつの車輪、即ち前輪及び後輪と、駆動エンジン（１２）と、緩 衝手段（２４，３０）と、ブレーキ手段と、操舵制御手段（７０）とを含む自動 車であって、操舵アセンブリ（４８）を支持するフレーム体と、駆動エンジン（ １２）及び車輪（２８，２２）の間の少なくとも一つのトランスミッション（１ ３４）を含むことを特徴とする自動車。 ２　フレーム体が、エンジン（１２）に固定され且つその上部に配置された剛直 なフレーム（１４）と、エンジンに対して関節状に接続されており自動車の進行 方向と平行に配向されていて前輪（２８）及び後輪（２２）を支持している二つ の二重枢動アーム（１６，１８）と、該アーム及びエンジンの間に配置された緩 衝手段（２４，３０）と、及び前輪に結合された操舵手段（４８）とを含むこと を特徴とする、請求項１記載の自動車。 ３　剛直なフレーム（１４）が二つの台形構造体、即ち頂点（４４）において相 互に共働する前部の台形構造体（３４）及び後部の台形構造体（３２）を形成す るよう配置されたチューブを含み、各々の台形構造体の頂点のうち二つ（３６， ３８：４０，４２）はエンジン（１２）に対して固定されており、前部の台形構 造体の最後の頂点（４６）は操舵コラム（５８）を支持していることを特徴とす る、請求項１又は２記載の自動車。 ４　操舵手段（４８）は三角形の構造体が前輪の側部の各々に配置されているフ ォーク（５０）によって構成されており、該フォークが所定のキャスター角を画 定するようにして前輪のハブに固定されており、ピン（５６）により相互に関節 接合された二つのコンパス構造体によって操舵制御手段へと結合されていること と、コンパス構造体の両端は一方がフォーク（５０）に対し、他方が操舵コラム （５８）のピン（５７）へと関節接合されていることを特徴とする、請求項１か ら３の何れか一つに記載の自動車。 ５　フォーク（５０）及び操舵コラム（５８）のピン（５７）に対するコンパス 構造体の関節接合は、自在継手タイプのものであることを特徴とする、請求項４ 記載の自動車。 ６　枢動アーム（１８）と共に変形可能な四辺形構造体を構成するように、フォ ーク（５０）と剛直なフレーム（１４）との間に両端部を関節接合された支柱（ ６４）が配置されていることを特徴とする、請求項４記載の自動車。 ７　支柱は、キャスター角を変化せしめるよう長さを調節するための手段（６６ ，６８）を含んでいることを特徴とする、請求項６記載の自動車。 ８　前輪（２８）は内側ハブ（８８）を含み、該ハブの側部（１１０）はフォー ク（５０）の三角の構造体を支持しており、内側ハブは該ハブの直径をなす一つ の線と平行な操舵軸（１０８）の周囲で配向可能であると共に、水平枢着ピン（ ９８）に結合され且つ偏心しているピボット（１０２）によって支持されており 、枢着ビンは走行方向に対して直交するよう配置されると共に内側ハブ（８８） に設けられた貫通開口（９４）を通過して二重枢動アーム（１８）の端部へと回 転可能に取着されていることを特徴とする、請求項１から７の何れか一つに記載 の自動車。 ９　トレールを調節するために車輪の回転軸（Ｃ）に対して可変的な位置におい て操舵軸（１０８）を受容するために、内側ハブ（８８）には該ハブの直径をな す一つの線と平行な少なくとも二つの貫通ポア（１０５，１０６）が設けられて いることを特徴とする、請求項８記載の自動車。 １０　枢着ビン（９８）が転がり軸受（１００）において二重枢動アーム（１８ ）に対して回転可能に設けられていることを特徴とする、請求項８又は９記載の 自動車。 １１　内側ハブ（８８）の側部（１１０）は、フォーク（５０）の三角の構造体 の端部（９２）を受容するための一連の孔部（９０）を含んでおり、操舵コラム （５８）の軸（６２）と操舵軸（１０８）とは実質的に平行であることを特徴と する、請求項８、９及び１０の一つに記載の自動車。 １２　内側ハブ（８８）は二つの環状ボールベアリング（９１）の内側ケージを 支持しており、これらのボールベアリングの外側ケージが外側ハブ（８２）を支 持していることを特徴とする、請求項８から１１の何れか一つに記載の自動車。 １３　外側ハブ（８２）は、操舵軸（１０８）及び車輪の回転軸（Ｃ）を通る垂 直面に関して対称であり、ねじ止め（１１５）によって相互に結合された二つの 環状側面（１１１，１１３）によって構成されていることを特徴とする、請求項 １２記載の自動車。 １４　トランスミツションが駆動エンジン（１２）を操舵前輪（２８）へと接続 していることを特徴とする、請求項１又は２記載の自動車。 １５　トランスミッション（１３４）は駆動シャフトを含み、該シャフトは一端 が自在継手（１３６）によって駆動エンジン（１２）へと接続され、他端が自在 継手（１４０）によって操舵輪（２８）を駆動するリレーボックス（１３８）へ と接続されていることを特徴とする、訴求項１４記載の自動車。 １６　リレーボックス（１３８）は操舵手段（４８）のフォーク（５０）によっ て支持されていることを特徴とする、請求項１５記載の自動車。 １７　リレーボックス（１３８）は二つの軸受（１４６，１４８）が備えられた ハウジング（１４４）を含み、該ハウジング内では二つのべベルギアのシャフト （１５０，１５２）が軸支されており、一方のギア（１５６）は駆動シャフトに よって駆動されており、他方のギア（１５４）は駆動ギアであってトランスミッ ション（１３４）によって直接に駆動されており、ハウジング（１４４）はボー ルベアリング（１５７）によつてフォーク（５０）上に回動可能に設けられてい ることを特徴とする、請求項１６記載の自動車。 １８　被駆動ギア（１５６）のシャフト（１５２）は駆動スプロケットピニオン （１６２）のシャフトヘと結合された自在継手接合部（１５８）へと接続されて おり、操舵輪（２８）の可動な外側ハブ（１７０）へと結合されたスプロケット リング（１６８）を駆動するために、前記ピニオンはチェーン（１６６）と共働 していることを特徴とする、請求項１７記載の自動車。 １９　駆動ズブロケツツピニオン（１６２）のシャフト（１６０）は、フォーク に結合された軸受（１６４）内で回転することを特徴とする、請求項１８記載の 自動車。 ２０　トランスミッション（１５３）は、駆動輪の可動な外側ハブに関して脱ク ラッチを行うための装置（１７０）を含んでいることを特徴とする、請求項１４ から１９の何れか一つに記載の自動車。 ２１　脱クラッチ装置（１７０）は、スプロケットリング（１７４）を駆動する 位置と脱クラッチした位置との間で、可動なハブ（１７２）と共働するビこオン （１７６）によって構成されていることを特徴とする、請求項２０記載の自動車 。 ２２　ピニオン（１７６）は、手動コントローラ（１９４）及び／又は後部ブレ ーキペダル（１９８）によって制御された制御装置（１９６）によって制御され たアクチュエータ（１９２）によって制御されているレバー（１８２）によって 、駆動位置及び脱クラッチ位置の間でシフトされることを特徴とする、請求項２ １記載の自動車。 ２３　アクチュエータ（１９２）は電気的、油圧的、又は機械的なものであるこ とを特徴とする、請求項２２記載の自動車。