JPH07115668B2 - ２輪車用の懸架・操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車輪を横方向に支持しかつ操舵を行う支持
腕を有した２輪車用の懸架・操舵装置に関する。より詳
細にはこの発明は２輪車において、その前輪が一つの支
持腕によって支持され、この支持腕は上端が緩衝機構に
連結され、かつ緩衝機構の可動ロッドがその端部で車体
の前端最上部に枢着される如き構成に適した懸架・操舵
装置に関する。

〔従来の技術〕

既に公知の２輪車用懸架装置であって、前輪の支持のた
めの単一の腕を有し、車輪はこの腕上に片持取付され、
緩衝機構のスプリングは２輪車シャーシ前部最上部と支
持腕との間に介在され、緩衝機構の可動ロッドは車体最
上部に枢着されるものがある。かかるMac Pherson型の
２輪車用懸架・操舵装置は操舵用のハンドルバーと前輪
の単一の支持腕との間の連結が困難であるという問題点
がある。

単一の支持腕とハンドルバーとの間を連結状態とするた
め、これまで提案されたのは、リンク式のユニバーサル
継手であったが、これは費用が嵩み、製造行程が複雑化
し、その上、懸架装置の変位が原因でハンドルバーに突
発的な反動が加わる問題点がある。他の公知技術とし
て、可動ロッドの端部をハンドルバーに少なくとも並進
運動するように連結させると共に、摺動可能連結手段を
介してこの可動ロッドを緩衝機構の緩衝本体に回転運動
するように連結し、この緩衝本体は一本の支持腕にリジ
ッドに連結するものがある。この提案は実施するのが極
度に困難である。即ち、緩衝機構においてその緩衝本体
（シリンダ）に対して可動ロッドを一緒に回転可能な構
成とすることは実用的には困難を伴うからである。実際
問題として、このような構成を得るためには、可動ロッ
ドと一体のスリーブを緩衝本体を包囲するように設け、
スリーブを溝を介して回転運動できるように緩衝本体に
連結し、かつ緩衝機構の液圧シール部材のシール機能を
害しないようにしなければならない困難がある。

この発明の別の特定の目的は、Mac Pherson型の懸架装
置に適用できる単一の横方向支持腕を備え、構造簡単で
ハンドルバーにどのような反動をも加えることがなく、
懸架・緩衝装置を信頼性及び経済性の高い市販の部材か
ら造ることができるようにすることにある。

この発明の別目的は、よりコンパクトなこの型の懸架・
操舵装置に適用することができ、かつ簡単な構造である
にも関わらずハンドルバーに干渉による反動を伝達する
ことがなく、かつリンクの変位領域や、これを被覆する
フェアリングの大きさをも制限することがない操舵制御
装置を提供することにある。

これらの目的を達成するため、車体と、二つの車輪と、
操舵制御装置とを具備する２輪車において、 （ａ）２輪車の車輪をその片側にて支持し、操舵軸線の
回りで車輪を操舵するための支持腕と、 （ｂ）支持腕の下部に、操舵軸線の回りにおいて回転可
能でかつ車体直立平面に対して実質的に直交する軸線の
回りにおいて回転可能に取り付けられた第１の端部と、
これに対抗し、２輪車の車体に、車体直立平面に対して
実質的に直交する軸線の回りにおいて回転可能に取り付
けられた第２端とを具備した下側案内腕と、 （ｃ）支持腕と車体との間において操舵軸線上にこれに
沿って配置され、緩衝本体、可動ロッド及びスプリング
とからなる緩衝機構とを備え、 （ｄ）前記支持腕はその上端が緩衝機構の本体側に固定
され、緩衝機構の前記可動ロッドは車体側に対して車体
直立平面に実質的に直交する軸線の回りで回転可能に支
持されており、 （ｅ）前記緩衝機構から分離かつ独立しており、かつ操
舵制御装置に応じて前記支持腕による車輪の操舵を制御
するように支持腕と操舵制御装置との間に配置される操
舵伝達手段とを有し、 前記操舵伝達手段は相互に鋏のように回転可能に連結さ
れる上部及び下部操舵リンクより成り、上部操舵リンク
は前記操舵制御装置に回転可能に連結される上端を有
し、下部操舵リンクは前記支持腕に回転可能に連結され
る下端を有し、かつ上部及び下部操舵リンクの回転軸は
前記車輪操舵平面に対して実質的に直交している２輪車
の懸架・操舵装置が提供される。

本発明によれば、支持腕は車体に対して直交する水平支
点の回りにおいて回転し、支持腕は揺動することで車輪
の上下は可能になり、かつハンドルバーの回転は上部及
び下部操舵リンクより成る操舵伝達手段によって緩衝機
構の本体及び支持腕を介して車輪に伝達される。車輪の
上下運動の際に、緩衝本体に対して可動ロッドが伸縮す
ることによって所望の緩衝動作が実現され、その際上部
及び下部操舵リンクが折れ曲がることにより可動ロッド
は伸縮される。ハンドルバーの操作に対して、緩衝機構
の緩衝本体は車輪を支持する支持腕と共に回転し操舵が
行われると共に、緩衝機構の可動ロッドは車体最上部に
対し、車体直立平面に直交する軸線の回りを回動するこ
とにより車輪の上下動が可能である。操舵のためのハン
ドルバーの操作に対して、緩衝本体は支持腕と共にハン
ドルバーの操作角度と同一角度回転する。

ハンドルバーの操作中の緩衝本体内でのピストンの回転
の際に緩衝本体とピストンとの間に摩擦が発生するが、
この摩擦により二輪車の高速走行時においてカーブから
脱出し直線路に急激に戻るような場合に発生しうる振動
の抑制を行う効果が奏される。

この発明の他の目的、利点、特徴は、添付図面を参照に
した以下の実施例についての記載から明らかとなろう。

〔実施例〕

第１図、第２図において、２輪車の前輪は車輪車軸２と
連結され、同車軸２はローラ４及び５によって単一の支
持腕３により担持される。支持腕３は、車輪１の周部及
びタイヤ部６を横から包囲、支持する湾曲形状を形成し
ている。支持腕３は、緩衝機構８の仲介によって車体の
最上部７に連結される。緩衝機構８は緩衝本体９と、可
動ロッド10とをを具備し、その可動ロッド10はコイル状
の緩衝スプリング11により包囲される。可動ロッド10は
前部最上部７に支持腕３の傾斜の変化を可能とする二つ
の軸受12によって枢着される。軸受の代わりにもっと簡
略化した実施例では消音ブロック型の弾性連結部材に変
更することができる。可動ロッド10は緩衝本体９のシリ
ンダの内部でピストン（図示しない）と連結され、その
他端では軸受12を支持するスリーブに連結される。その
スリーブに下側摩擦ストッパもしくは接触部材14（例え
ばニードル型）及びカップを介して緩衝スプリング11の
上端が掛止されている。緩衝本体９は、その下端をフラ
ンジ16によってクランプすることによって、支持腕３の
上部に固定され、かつ緩衝スプリング11はその下端が支
持カップ17により包囲される。緩衝スプリング11は支持
腕３に突き当たっている。このカップ17は下側の摩擦係
合部材を構成させることもできる。通常のように、支持
腕３はブレーキディスクヨーク18を担持し、このヨーク
内にブレーキライニング18aの領域において、車輪１及
び前輪から延びる軸２に一体連結されるブレーキディス
ク19が延びている。腕３はその下側案内腕20が２輪車の
エンジンブロックに連結される。審美性の見地から及び
異物の攻撃から保護するために、緩衝機構スプリング11
は、２輪車の伸縮フォークの通常の構成に準じている
が、緩衝器本体９の内部に完全に収納することができ
る。

この発明の一つの特定な目的は、二つの腕21を持ったハ
ンドルバーを支持腕３に連結して、可動ロッド10の位置
や緩衝スプリング11の圧縮度合がどうあっても、支持腕
３をハンドルバー21と同期して回転せしめることができ
るようにすることである。この目的のために、この発明
では上部操舵リンクはその上端23で軸受23a及び23bによ
ってハンドルバー右側及び左側管を保持するリング部材
25の基部24a及び24bに連結される。リング部材25は最上
部７上に垂直に軸受25aによって回転可能に取り付けら
れる。リンク22は二つの脚22a及び22bと、単一の軸受下
部連結部材26とを有した上部フォークを有する。前記連
結部材26を組立ピン27が横切り、かつ下部操舵リンク29
の二つの軸受28a及び28bの間に配置される。上部リンク
22は車両の上端から前部に向けて傾斜され、一方下部操
舵リンク29は、二つの脚29a及び29bを持った下端から前
方に向け傾斜され、その結果これらの二つのリンクによ
り構成される鋏のような関節連結機構により２輪車の前
部に向かって収斂されるＶの字が形成される。下部操舵
リンク29は、その二つの下側脚部29a及び29b、並びに軸
受30a及び30bにより、略フランジ16の高さの位置におい
て支持腕３に形成されるボス31及び32にそれぞれ枢着さ
れる。

第１図において破線は前輪緩衝機構が最大限伸張したと
き（第４図も同様）のリンク22及び29の位置（22′及び
29′で表す）を示し（動きを行った部材を同様にダッシ
ュを付して表す）、一方実線は緩衝機構が最大限まで圧
縮されたときのこれらのリンクの位置を示す。第２図か
ら明白なことであるが、上部及び下部操舵リンク22,29
は実質的に同一の長さを持ち、緩衝機構８の最大伸張位
置で同機構の長手方向軸線に対して夫々中立線がなす角
度αは約30゜であり、これら二つのリンクにより形成さ
れるＶ角度βは約120゜である。リンク22及び29が第２
図の実線によって表される、前輪が最大限圧縮された位
置では、角度αは60゜に近く、二つのリンク間の鋭角β
の値もまたこの値になっている。下部操舵リンク29は、
各端部で、二つの脚を持ったフォークを備え、しかしな
がら二つのリンク22及び29は双方とも全体として台形を
なし、その長い方の底辺はハンドルバー21（上部操舵リ
ンク22）と、車輪支持腕３（下部操舵リンク29）とに夫
々枢着され、一方短い方の底辺は組立ピン27により横断
される部分において相互に結合され、相互に回転可能に
枢着され、ハンドルバー21からのトルクを支持腕３及び
車輪１に伝達せしめることができる。

二つの脚部を持ったリンク22,29は、夫々、二つの別の
ロッドに置換することができる。この二つの別々のロッ
ドはピン27の代わりとしてのロッド上で相互に枢着され
る。注意する点として、リンク22の上端とリンク29の下
端とを相互に連結する軸受は緩衝スプリング11の夫々の
端部の支持平面を超えて位置している。スプリング11の
これらの支持平面は軸受13とカップ17とにより構成さ
れ、これは低摩擦の接触部材を具備せしめることができ
る。二つの腕を持ったハンドルバー21の代わりに連続バ
ンドルバーとすることができる。この連続ハンドルバー
は、クランプ装置により、上部操舵リンク22の関節もし
くは旋回軸線23の前部又は後部に保持される。この配置
構成により、２輪車の乗り手の姿勢にハンドルバー21を
適合させることができる。

操舵制御装置の作動モードを理解の容易な第１図及び第
２図に関して説明する。２輪車の乗り手がハンドルバー
を回すと、上部操舵リンク22の腕22a及び22bはボス24a
及び24bによって回転され、単一の支持表面26を横切る
ピン27を回転させる。下側ロッドの軸受28a及び28bはピ
ン27により回転され、下側操舵リンク29及び腕３を同一
角度回転し、この支持腕３は車輪１の軸線２をハンドル
バー21により制御されるステアリング位置と略等しく保
持し、ハンドルバー21の回転と車輪１の回転との僅かの
差はリンクの撓み又は捩じり変形及びその走行路34上で
のタイヤ６のドラッグ作用に原因するものである。２輪
車の前部緩衝機構がスプリング11の圧縮もしくは伸張に
より変位されたときは、リンク22及び29は、ピン27及び
夫々の連結部材23,30により構成される旋回軸線の回り
を相互に鋏のように回動され、これにより角度α及びβ
を反対方向に変化させ、この際ハンドルバー21とトルク
腕３との間のトルク伝達に影響を及ぼすことが全然な
い。注意すべき点として、シャーシ前部最上部７によっ
て加えられるトルクが高い程、特に制動時には、ピン27
が車輪１から離間しようとする傾向はより強くなり、こ
れはフロントバー21による車輪１からの反動の制御を、
特に、前輪に対する負荷の伝達により前記反動が最大で
あるときに容易とする。

第３図はこの発明による操舵制御装置の変形例を示して
おり、２輪車の組立体の主要部品を縮小規模で図示して
いる。第１図及び第２図と同一の部品は同一の参照符号
を使用し、繰り返しの説明はしない。これまで説明され
なかった部品としては、エンジン伝達ブロック35及びそ
の前部及び後部の支持板36,37（エンジンブロック35に
連結される強化及び連結バーを備えた最上部７を担持す
る２輪車前部シャーシに連結される）、上部排気管40、
後部車輪41、並びにその垂直筒43、及び車輪軸２の下方
で支持腕３の下部に連結される案内腕20の下部関節連結
部である（第２図においても断面で示される）。

第３図の実施例では、ハンドルバー21は、最上部７に取
り付けられるリング部材25と一体の垂直筒43を有する。
かくして、ハンドルバー21はリンク22の上端より実質的
に高い位置に配置することが可能であり、特にツーリン
グ用の２輪車の場合にライダーの位置を具合のよいもの
とする。

第３図に示される２輪車が路面34を走行時に、ハンドル
バー21の回転は垂直筒43及びリング部材25を夫々の関節
23,27及び30（第４図及び第５図）の回りで回転せし
め、その結果必然的に車輪１の支持腕３が回転する。緩
衝機構スプリング11が圧縮を受けると、リンクにより形
成されるＶ字が狭くなり、二つのリンク間に形成される
角度βを減少し、この際リンク部材25と前輪１の支持腕
３との間のトルク伝達を阻止することがない。第３図か
ら、リンク22及び29は２輪車の全体としての美観を損な
うことはなく、緩衝機構８から全体としては独立してお
り、そのため同緩衝機構８は緩衝性能と費用とが最も両
立するように設計することができる。

第４図に示されるこの発明の実施例によれば、２輪車の
前輪は車軸若しくはスピンドル２に回転可能に取付ら
れ、同スピンドルは、軸受（図示しない）を介して単一
の支持腕３によって担持される。支持腕３は、その横断
面では、車輪１及び車輪のタイヤの周部を横方向に包囲
するように湾曲をなしており、緩衝機構８を介して２輪
車フレームの最上部７に連結される。下方に向いた可動
ロッド10は、連結軸12を介して支持腕３の上部3aに回転
可能に取付られ、可動ロッド10の支持腕３の傾斜の相対
変動が許容される。緩衝本体９のシリンダの内部におい
て、可動ロッド10は緩衝ピストン（図示しない）と連結
されており、その下端にカップ15を担持し、同カップ15
に螺旋球状スプリング11の下端が接触している。緩衝器
本体９は、その上端において適当な関節部材、例えば弾
性無音ブロックによって、本体の最上部７に固定され
る。通常の方式に準じて、支持腕３は少なくとも一つの
ディスクブレーキヨーク18を担持し、同ヨーク内に車輪
１及び軸２と連結されたブレーキディスク19が延びてい
る。そして、腕３は、下側案内腕20及び上側案内腕44に
よって２輪車本体の前部ビーム38に連結される。

この実施例の目的は、二つの腕21を持った操舵制御ハン
ドルバーを支持腕３に連結し、これにより、可動ロッド
10の位置及び２輪車前部緩衝機構スプリング11の圧縮が
どうあっても、支持腕３をハンドルバー21と同期して回
転可能とすることにある。この目的のために、上部リン
ク22が設けられ、同リンク22は、上端23で、最上部７に
回転可能に取付られるハンドルバー21の右側及び左側管
の支持体25に、二つの腕によって蝶番連結される。リン
ク22は、その下部に、ねじ22aにより固定された球状の
ケーシング26を担持する。上部リンク22はその関節部23
から下方に向って傾斜しており、かつ下部蝶番連結部30
から腕３の上部3aに向かって上方に傾斜している。

この実施例によれば、上側と下側のリンク22,29の間の
連結はケーシング26によって構成される玉−ソケット継
手によって行われる。即ち、ケーシング26に、調整可能
ロッド27aにより下部リンク29の上端に固定される玉27
が拘束される。関節部26,27は、その量が制限されたて
いるが、全方向への回転を可能とし、二つのリンク22及
び29の鋏のような関節結合は２輪車の前方へ指向してい
る。注意する点は、下部リンク29はその下部脚が輪30に
より蝶番連結される。その軸30は、前輪の向きの中心線
である腕３の中心軸線の前方に位置する。可動ロッド10
を腕３の上部3aに連結する軸12は、大体、軸30の高さ位
置で、かつ配向軸線33に関して２輪車のフレームの前部
ビームの脇のところに配置される。

第４図において、２輪車の緩衝機構が最も圧縮された位
置にあるとき、一点鎖線はリンク22,29の取る位置を示
す。変位した部材はダッシュ記号を入れて示される。そ
して、実線は、緩衝機構が最大伸びた状態を示す。注意
する点は、この第４図で、上部リンク22は下部リンクよ
り長く、かつ上部リンク22は、水平位置に近い、即ち軸
33に直交する最大圧縮状態に位置しており、これは次の
ことを意味する。即ち、車輪の負荷及び操舵のため克服
しなければならない車輪に加わるトルクが最大となるそ
の瞬間に腕３に最大のトルクを伝達する長い腕位置をと
る。図面は、その一点鎖線でリンク22及び29を包囲する
カウリング45の位置を示す。幅の最大要求を決めるこの
位置はリンク29が軸33に略直交する場合に相当する。下
部リンク29が上部リンク22より短いという事実は二つの
リンクに必要となる空間、即ちカウリング45に必要とな
る空間の減少に寄与する。

第４図に関連して述べた操舵制御装置の作動モードは極
めて単純である。２輪車ライダーがハンドルバー21を回
したとき、上部リンク22は支持体25により回転駆動され
て、球状ボール27を回転せしめ、これによって上部リン
ク29及び腕３が回転駆動され、車輪１の軸２はハンドル
バー21により決められる方向をとる。

スプリング11の収縮又は伸張により前部緩衝機構が変位
したとき、リンク22及び29は、玉−ソケット継手26,27
及びその端部関節部23及び30の回りを相互に鋏のように
回動し、二つのリンク間の角度αが変化し、かつこの変
化の際にハンドルバー21と支持腕３との間のトルク伝達
が影響されることはない。

操舵腕20及び44の回転に起因して、配向軸線33の向きが
緩衝機構の変位の過程において僅かに変化する。軸線33
の回りで支持腕3aがある程度回転した後は下部リンク29
の蝶番軸線30は配向軸33の前方に位置し、軸30は最早厳
密には軸23と芯が合わなくなる。軸23と30との相対位置
ずれは、もしこの関節結合部が玉−ソケット継手26,27
によって構成されていないとしたら、上部及び下部のリ
ンク29の関節運動の障害となる。リンク22,29の端部が
僅かに曲げられることにより玉−ソケット継手26,27の
中心が上部及び下部関節軸23,30に関して芯から外れる
のを許容し、一方二つのリンク22及び29間の鋏のような
関節結合の可動性は完全に保持される。

以上この発明の実施例を図面を参照して説明したが、こ
の発明は図示実施例に限定されることなく、当業者によ
り種々の変形がこの発明の範囲においてなしえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の懸架・操舵制御装置の側面図で、二
つの極限位置、即ち完全伸張位置と完全圧縮位置が夫々
示され、且つ２輪車の多くの部分を簡明のため省略して
図示している。 第２図は第１図のII−II線に沿う断面図で、二つのリン
クの間を通過する断面及びブレーキディスクヨークの外
側でその軸を介して横方向に車輪を通過する他の断面に
沿って前方に向かって見た操舵装置を示している。 第３図はこの発明の懸架・緩衝装置を使用した２輪車を
フェアリングを外した状態で、かつ第１図及び第２図に
対して少し変形して示す側面図。 第４図はこの発明の他の実施例を示す概略側面図で、図
示のように完全伸張位置にある車輪支持腕に連結され、
２輪車の多くの部品は図面を簡明とするため図示を省略
され、各操舵連結リンクは最大圧縮状態で表される。 １……前輪、３……支持腕、 ６……タイヤ、７……シャーシ前部最上部、 ８……緩衝機構 18……ブレーキヨーク、 19……ブレーキディスク、 22……上部操舵リンク、 29……下部操舵リンク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体と、二つの車輪と、操舵制御装置とを
   具備する２輪車において、 （ａ）２輪車の車輪をその片側にて支持し、操舵軸線の
   回りで車輪を操舵するための支持腕と、 （ｂ）支持腕の下部に、操舵軸線の回りにおいて回転可
   能でかつ車体直立平面に対して実質的に直交する軸線の
   回りにおいて回転可能に取り付けられた第１の端部と、
   これに対抗し、２輪車の車体に、車体直立平面に対して
   実質的に直交する軸線の回りにおいて回転可能に取り付
   けられた第２端とを具備した下側案内腕と、 （ｃ）支持腕と車体との間において操舵軸線上にこれに
   沿って配置され、緩衝本体、可動ロッド及びスプリング
   とからなる緩衝機構とを備え、 （ｄ）前記支持腕はその上端が緩衝機構の本体側に固定
   され、緩衝機構の前記可動ロッドは車体側に対して車体
   直立平面に実質的に直交する軸線の回りで回転可能に支
   持されており、 （ｅ）前記緩衝機構から分離かつ独立しており、かつ操
   舵制御装置に応じて前記支持腕による車輪の操舵を制御
   するように支持腕と操舵制御装置との間に配置される操
   舵伝達手段とを有し、 前記操舵伝達手段は相互に鋏のように回転可能に連結さ
   れる上部及び下部操舵リンクより成り、上部操舵リンク
   は前記操舵制御装置に回転可能に連結される上端を有
   し、下部操舵リンクは前記支持腕に回転可能に連結され
   る下端を有し、かつ上部及び下部操舵リンクの回転軸は
   前記車輪操舵平面に対して実質的に直交している２輪車
   の懸架・操舵装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲１に記載の発明において、
   上部及び下部操舵リンクを相互に関節連結する玉−ソケ
   ット継手を更に具備した２輪車の懸架・操舵装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲１に記載の発明において、
   上部操舵リンク及び下部操舵リンクは台形状をなし、そ
   の長い方の底辺は操舵制御装置及び前記支持腕に回転可
   能に連結され、他方の短い方の底辺は相互に回転可能に
   連結される２輪車の懸架・操舵装置。