JP4694451B2 - 前輪懸架装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動二輪車または自動三輪車の前輪懸架装置に関するものである。

前端を前輪の上方に延ばしたフロントフォークの前部と、前輪を支持するナックルとが揺動可能な一対のリンクによって連結され、前記フロントフォークの後部側と前記ナックルとの間にクッションが架け渡された自動二輪車の前輪懸架装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６０−１６８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された前輪懸架装置では、一方の前記リンクの一端と前記クッションの下端とを前記ナックルにおける同じ部位で枢支しているため、前輪懸架装置が左右方向に嵩張るという課題があった。
そこで、この発明は、左右方向の嵩張りを低く抑えることができる前輪懸架装置を提供するものである。

この発明に係る前輪懸架装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、前端（例えば、後述する実施例における前端３６ａ）を前輪（例えば、後述する実施例における前輪２）の上方に延ばしたフロントフォーク（例えば、後述する実施例におけるフロントフォーク３１）の前部（例えば、後述する実施例における前部３６）と、前輪を支持するナックル（例えば、後述する実施例におけるナックル６０）とが揺動可能な一対のリンク（例えば、後述する実施例におけるアッパーリンク４１とロアリンク４２）によって連結され、前記フロントフォークの後部側と前記ナックルとの間にクッション（例えば、後述する実施例におけるクッション５０）が架け渡され、前記各リンクは後下方に延出し、前記フロントフォークと前記各リンクは側面視で前方に凸となる略くの字状に配置されている自動二輪車（例えば、後述する実施例における自動二輪車１）または自動三輪車の前輪懸架装置（例えば、後述する実施例における前輪懸架装置３）において、前記ナックルにおける前記各リンクの連結部と前記クッションの連結部が側面視でそれぞれ異なる部位に配置され、前記各リンクは前記クッションの左右方向最外側よりも内側に配置され、前記フロントフォークは平面視で前端が連結された略Ｕ字形に形成されており、該フロントフォークの前端が車体のほぼ最前端に位置するとともに、乗車時において車体と乗員を合わせたときの重心の高さよりも高い位置に配置されていることを特徴とする前輪懸架装置である。

このように構成することにより、前記ナックルにおける前記各リンクの連結部と前記クッションの連結部が側面視でそれぞれ異なる部位に配置され、前記各リンクが前記クッションの左右方向最外側よりも内側に配置されているので、前輪懸架装置の左右方向の寸法を小さくすることができる。
また、車両が前方の障害物に衝突したときには、フロントフォークの前端が障害物に突き当たり、車体は障害物から相対的に後方へ押し付ける力を受ける。このとき、フロントフォークの前端は車体と乗員を合わせたときの重心の高さよりも高い位置に配置されているので、車体にはフロントフォークの前端回りに該車体を下方に押さえる方向のモーメントが働き、後輪側の浮き上がりを抑制することができる。
さらに、前記フロントフォークの前端が車体のほぼ最前端に位置しているので、衝突時にフロントフォークの前端が障害物に当たると、前記両リンクが揺動するとともに前記クッションが伸張してフロントフォークを上方に押し上げる。その結果、車体の前部が上方に押し上げられるので、後輪側の浮き上がりを抑制することができ、より効果的に衝突エネルギーを吸収することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記クッションの軸方向中心線が前記フロントフォークの左右方向最外側よりも内側に配置されていることを特徴とする。
このように構成することにより、前輪懸架装置の左右方向の寸法をさらに小さくすることができる。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記クッションは、内部に作動油が充填されたシリンダ（例えば、後述する実施例におけるシリンダ５１）と、該シリンダに対して伸縮可能なピストン（例えば、後述する実施例におけるピストン５２）とを備え、該ピストンが前記ナックルに連結されており、前記一対のリンクはアッパーリンク（例えば、後述する実施例におけるアッパーリンク４１）とロアリンク（例えば、後述する実施例におけるロアリンク４２）で構成され、前記ナックルにおける前記ロアリンクの連結部は、前記前輪の車軸（例えば、後述する実施例における車軸２７）よりも上方で且つ前記ナックルにおける前記ピストンの連結部よりも下方に位置し、前記ナックルにおける前記アッパーリンクの連結部は、前記ナックルにおける前記ピストンの連結部よりも上方に位置することを特徴とする。

請求項１から請求項３に係る発明によれば、前輪懸架装置の左右方向の嵩張りを低く抑えることができる。また、衝突時に車体の前部を押し上げて、後輪側の浮き上がりを抑制することができ、衝突時のエネルギー吸収をより効果的に行うことができる。

以下、この発明に係る前輪懸架装置の実施例を図１から図３の図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施例は、この発明を自動二輪車に適用した態様であり、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１から図３に示すように、自動二輪車１の車体フレーム５の前端部のヘッドパイプ６にはステアリングステム４が回動可能に支持され、ステアリングステム４に前輪懸架装置３を介して前輪２が支持されている。前輪懸架装置３については後で詳述する。
ステアリングステム４の上部には、前輪転舵用のハンドル１３が取り付けられている。ヘッドパイプ６からは左右一対のメインフレーム７が斜め下後方に延び、このメインフレーム７の下方には、自動二輪車１の原動機である水冷４ストローク水平対向六気筒型のエンジン１０が搭載されている。

各メインフレーム７の後端部に連なるピボットプレート８には、後輪９を軸支するスイングアーム１１の前端部が揺動可能に枢支されている。スイングアーム１１は、中空片持ちアームの後端部で後輪９を軸支する片持ち式のもので、該片持ちアーム内には、エンジン１０から導出される不図示のドライブシャフトが挿通され、このドライブシャフト及び後輪中央のギヤボックス１２を介して、エンジン１０と後輪９との間の動力伝達が可能とされている。

ピボットプレート８近傍には、乗員用のシート１５を支持するシートフレーム１４の前端部が接合されている。シート１５は、その前部が運転者用の着座部、後部が後部搭乗者用の着座部とされるもので、シート１５の後方には、後部搭乗者用のシートバック１６を形成するリアトランク１７が配置されている。

自動二輪車１の車体前部には、左右一対のヘッドランプ１８を備えた大型のフロントカウル１９が設けられると共に、フロントカウル１９の前部上方に大型のウインドスクリーン２０が設けられている。また、フロントカウル１９後側からシート１５前部に渡って車体を覆うトップシェルタ２１が設けられており、トップシェルタ２１後部及びシート１５前部の下方に燃料タンク２２が配置されている。
シート１５後部及びリアトランク１７の下方両側には左右のサドルバッグ２３が配置され、左右サドルバッグ２３の下方には、エンジン排気用のサイレンサ２４が配置されている。

車体フレーム５における左右ピボットプレート８の下端近傍には、車体を直立状態で支持するメインスタンド２５が格納可能に設けられ、左ピボットプレート８の下部前方には、車体を左側に傾けた状態（車体上部が左側に位置するように傾けた状態）で支持するサイドスタンド２６が格納可能に設けられている。

次に、前輪懸架装置３について説明する。前輪懸架装置３は、フロントフォーク３１と、左右各一対のアッパーリンク４１，ロアリンク４２と、左右一対のクッション５０とを主要構成とし、前輪２の車軸２７を支持するナックル６０と前述したステアリングステム４との間に設けられている。なお、前輪２は車軸２７に回転自在に支持され、ナックル６０にはフロントブレーキキャリパ２８が取り付けられる。

フロントフォーク３１は金属パイプを略Ｕ字形に曲げ加工して形成されており、互いに平行をなす左右一対の平行部３２の前端が連結部３３によって略Ｕ字形に連結されている。平行部３２はフロントフォーク３１の後部３４と中間部３５を構成し、後部３４はステアリングステム４のボトムブリッジ４ａおよびトップブリッジ４ｂに固定され、中間部３５は後部３４の下端から曲げられて前方に延びている。そして、この中間部３５に連なるフロントフォーク３１の前部３６に連結部３３が形成されている。また、図１及び図２に示すように、フロントフォーク３１には、後部３４と中間部３５に架け渡されて補強板３８が固定されている（図３では図示略）。フロントフォーク３１の前部３６には、アッパーリンク４１とロアリンク４２を取り付けるための左右一対のブラケット３７が下向きに設けられている。

フロントフォーク３１の前部３６は前輪２の上方に配置され、前端３６ａの位置Ｘ_１は前輪２のタイヤ２ａの前端位置Ｘ_２よりも後方であってホイール２ｄの前端位置Ｘ_３よりも前方に配置されている。つまり、フロントフォーク３１の前端３６ａは、前面衝突時に圧縮変形するタイヤ２ａを除くと車体の最前端に位置しており、自動二輪車１の車体のほぼ最前端に位置していると言える。
また、フロントフォーク３１の前端３６ａは、乗車時において車体と乗員を合わせたときの重心Ｇの高さｈ_Ｇよりも高い位置Ｈに配置されている。

左右一対のクッション５０はいずれも同じ構成である。クッション５０は、内部に作動油が充填されているシリンダ５１に対してピストン５２が伸縮可能に設けられ、シリンダ５１とピストン５２との間にスプリング５３が取り付けられて構成されており、上側に配置されたシリンダ５１の上端部５４がステアリングステム４のボトムブリッジ４ａに設けられたブラケット４ｃに回動自在に連結され、下方に延びるピストン５２の下端部５２ａがナックル６０に回動自在に連結されている。ナックル６０においてピストン５２の下端部５２ａが連結された部位は車軸２７の軸中心よりも上方に位置している。なお、ステアリングステム４のボトムブリッジ４ａにフロントフォーク３１の後部３４が固定されているので、クッション５０のシリンダ５１はステアリングステム４を介してフロントフォーク３１の後部３４側に連結されていると言うことができ、クッション５０はフロントフォーク３１の後部３４側とナックル６０に架け渡されていると言うことができる。
左右一対のクッション５０の軸線方向中心線は互いに平行をなし、図３に示すように、いずれのクッション５０の軸線方向中心線もフロントフォーク３１の左右方向最外側よりも内側に配置されている。

左右に各一対配置されたアッパーリンク４１とロアリンク４２は左右いずれも同じ構成である。アッパーリンク４１とロアリンク４２は金属製で、いずれも前方に進むにしたがって上昇する傾斜姿勢に設置されている。一方、フロントフォーク３１の中間部３５から前部３６は前方に進むにしたがって下降する傾斜姿勢に形成されており、側面視でフロントフォーク３１と各リンク４１，４２は前方に凸となる略くの字状に配置されている。アッパーリンク４１とロアリンク４２の両端は連結相手を挟み込み可能なように略コ字形に形成されている。ロアリンク４２の前端４２ａは、フロントフォーク３１の前部３６に設けられたブラケット３７の前部３７ａを挟み込んでブラケット３７に回動可能に連結されており、後端４２ｂはナックル６０の端部６１を挟み込んでナックル６０に回動可能に連結されている。また、アッパーリンク４１の前端４１ａはブラケット３７の後部３７ｂを挟み込んでブラケット３７に回動可能に連結されており、後端４１ｂはナックル６０の別の端部６２を挟み込んでナックル６０に回動可能に連結されている。

ナックル６０においてロアリンク４２の後端４２ｂが連結された部位は、車軸２７の回動中心よりも上方に位置し且つピストン５２の下端部５２ａが連結された部位よりも下方に位置し、ナックル６０においてアッパーリンク４１の後端４１ｂが連結された部位よりも前方に位置している。また、ナックル６０においてアッパーリンク４１の後端４１ｂが連結された部位はピストン５２の下端部５２ａが連結された部位よりも上方に位置している。
つまり、フロントフォーク３１の前部３６と前輪２を支持するナックル６０は、揺動可能な一対のリンク４１，４２（アッパーリンク４１とロアリンク４２）によって連結されており、ナックル６０における各リンク４１，４２の連結部とクッション５０の連結部がそれぞれ異なる部位に配置されている。
また、図３に示すように、アッパーリンク４１とロアリンク４２はいずれもクッション５０の左右方向最外側よりも内側に配置されている。

このように構成された前輪懸架装置３においては、ナックル６０におけるアッパーリンク４１の連結部とロアリンク４２の連結部とクッション５０の連結部がそれぞれ異なる部位に配置されており、重ならないので、前輪懸架装置３の左右方向の寸法を極力小さくすることができる。
また、アッパーリンク４１とロアリンク４２がいずれもクッション５０の左右方向最外側よりも内側に配置されているので、前輪懸架装置３の左右方向の寸法を極力小さくすることができる。
さらに、左右いずれのクッション５０の軸線方向中心線もフロントフォーク３１の左右方向最外側よりも内側に配置されているので、クッション５０の左右方向外側への張り出しを極力小さくすることができる。
したがって、前輪懸架装置３の左右方向の嵩張りを低く抑えることができる。

この前輪懸架装置３は、通常走行時には、クッション５０のピストン５２がシリンダ５１に対して伸縮するのに伴って、アッパーリンク４１とロアリンク４２がブラケット３７およびナックル６０に対して回動することにより揺動し、通常のサスペンションとして機能する。

一方、自動二輪車１が前方の障害物に衝突したときには、前輪２のタイヤ２ａが圧縮されて、自動二輪車１を構成する剛性部材の中では前輪懸架装置３のフロントフォーク３１の前端３６ａが最初に障害物に突き当たり、車体は障害物から相対的に後方へ押し付ける力を受ける。このとき、フロントフォーク３１の前端３６ａは車体と乗員を合わせたときの重心Ｇの高さｈ_Ｇよりも高い位置Ｈに配置されているので、車体にはフロントフォーク３１の前端３６ａ回りに該車体を下方に押さえる方向のモーメントが働き、後輪９側の浮き上がりを抑制することができる。

これと同時に、障害物から車体が後方へ押し付ける力を受けると、アッパーリンク４１とロアリンク４２が回動自在であることから、クッション５０にピストン５２を伸張する方向の力が作用する。その結果、クッション５０が伸張し、車体の前部が上方に押し上げられるので、後輪９側の浮き上がりを抑制することができる。
これら相乗効果により、後輪９側の浮き上がりを確実に抑制することができるので、衝突時においてより効果的にエネルギー吸収を行うことができる。
この前輪懸架装置３は、エアバッグ装置を装備した自動二輪車１に設けた場合に、補助的な保護装置として特に有効である。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、クッション５０のシリンダ５１の上端部５４をステアリングステム４を介してフロントフォーク３の後部３４に連結しているが、シリンダ５１の上端部５４を直接にフロントフォーク３１の後部側に連結してもよい。
また、前述した実施例ではフロントフォーク３１とナックル６０とを左右とも一対のリンクで連結したが、いずれか一方を１本のリンクで連結することも可能であり、また、左右のうちいずれかのみを一対のリンクとしてもよい。また、一対のアッパーリンクとロアリンクを左右に振り分けたものであってもよい。
また、車両は自動二輪車に限るものではなく、自動三輪車にも適用可能である。

この発明に係る前輪懸架装置を備えた自動二輪車の側面図である。 前記前輪懸架装置の拡大側面図である。 図２のＡ矢視図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ 前輪
３ 前輪懸架装置
３１ フロントフォーク
３４ 後部
３６ 前部
３６ａ 前端
４１ アッパーリンク
４２ ロアリンク
５０ クッション
６０ ナックル

Claims (3)

1. 前端（３６ａ）を前輪（２）の上方に延ばしたフロントフォーク（３１）の前部（３６）と、前輪（２）を支持するナックル（６０）とが揺動可能な一対のリンク（４１，４２）によって連結され、前記フロントフォーク（３１）の後部側と前記ナックル（６０）との間にクッション（５０）が架け渡され、前記各リンク（４１，４２）は後下方に延出し、前記フロントフォーク（３１）と前記各リンク（４１，４２）は側面視で前方に凸となる略くの字状に配置されている自動二輪車（１）または自動三輪車の前輪懸架装置（３）において、
   前記ナックル（６０）における前記各リンク（４１，４２）の連結部と前記クッション（５０）の連結部が側面視でそれぞれ異なる部位に配置され、前記各リンク（４１，４２）は前記クッション（５０）の左右方向最外側よりも内側に配置され、前記フロントフォーク（３１）は平面視で前端（３６ａ）が連結された略Ｕ字形に形成されており、該フロントフォーク（３１）の前端（３６ａ）が車体のほぼ最前端に位置するとともに、乗車時において車体と乗員を合わせたときの重心（Ｇ）の高さよりも高い位置に配置されていることを特徴とする前輪懸架装置。
2. 前記クッション（５０）の軸方向中心線が前記フロントフォーク（３１）の左右方向最外側よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の前輪懸架装置。
3. 前記クッション（５０）は、内部に作動油が充填されたシリンダ（５１）と、該シリンダ（５１）に対して伸縮可能なピストン（５２）とを備え、該ピストン（５２）が前記ナックル（６０）に連結されており、
   前記一対のリンク（４１，４２）はアッパーリンク（４１）とロアリンク（４２）で構成され、
   前記ナックル（６０）における前記ロアリンク（４２）の連結部は、前記前輪（２）の車軸（２７）よりも上方で且つ前記ナックル（６０）における前記ピストン（５２）の連結部よりも下方に位置し、前記ナックル（６０）における前記アッパーリンク（４１）の連結部は、前記ナックル（６０）における前記ピストン（５２）の連結部よりも上方に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の前輪懸架装置。

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