JP4011769B2

JP4011769B2 - 自動二輪車のボトムリンク式前輪懸架装置

Info

Publication number: JP4011769B2
Application number: JP34079198A
Authority: JP
Inventors: 俊之岩井; 貴紀秋鹿; 真二伊藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000159177A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車のボトムリンク式前輪懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の前輪懸架装置には、一般にテレスコピック式とボトムリンク式が採用されている。
テレスコピック式は、前輪と車体フレームとを緩衝器で直接連結する方式である。テレスコピック式前輪懸架装置を大型の自動二輪車に採用した場合、前輪の大きな昇降ストロークを得るためには、大ストロークの緩衝器を用いることになり、緩衝器が大型になる。小ストロークの緩衝器を使用するには、リンクを用いることによって、前輪の昇降ストロークに対して緩衝器のストロークを小さくできる、ボトムリンク式が比較的有利である。
【０００３】
自動二輪車のボトムリンク式前輪懸架装置としては、例えば、実公昭６０−１５７４４号公報「二輪車の前車輪懸架装置」がある。上記従来のボトムリンク式前輪懸架装置は、その公報の第１図に示すリーディングアーム方式（以下、「従来の技術▲１▼」と言う。）と、第２図に示すトレーリングアーム方式（以下、「従来の技術▲２▼」と言う。）である。
【０００４】
上記従来の技術▲１▼には、フロントフォークＦ（符号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）の下部にリーディングアーム３の後端を連結し、リーディングアーム３の前端に前車輪Ｗを取付けることが開示されている。また、下部ブリッジＦｂの前端にコントロールレバー６の後端を連結し、コントロールレバー６の前端と上部ブリッジＦａの前端とを、緩衝器Ａで連結することが開示されている。このため、緩衝器ＡはフロントフォークＦの前方に張り出すことになる。さらに、コントロールレバー６の長手途中とリーディングアーム３の長手途中とを、リンク８で連結することが開示されている。
【０００５】
上記従来の技術▲２▼には、フロントフォークＦの下部にリーディングアーム３の前端を連結し、リーディングアーム３の後端に前車輪Ｗを取付けることが開示されている。また、フロントフォークＦの途中にコントロールレバー６の前端を連結し、コントロールレバー６の後端と上部ブリッジＦａの前端とを、緩衝器Ａで連結することが開示されている。このため、緩衝器Ａの上半部はフロントフォークＦの前方に張り出すことになる。さらに、コントロールレバー６の長手途中とリーディングアーム３の長手途中とを、リンク８で連結することが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術▲１▼は、上述のようにフロントフォークＦの前方に緩衝器Ａが張り出すので、フロントフォークＦの前方に緩衝器Ａを配置するスペースが必要である。このため、フロントフォークＦの前方に、ヘッドランプやメータを配置するには、デザイン上の制約を受けるので、都合が悪い。上記従来の技術▲２▼も同様である。
緩衝器ＡをフロントフォークＦの後方に配置することも考えられるが、後方には燃料タンク等があるので、やはりデザイン上の制約を受ける。
【０００７】
そこで本発明の目的は、フロントフォークの前方にヘッドランプやメータ等の補機類を容易に配置することができる、ボトムリンク式前輪懸架装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ヘッドパイプにステアリングステムを回転可能に取付け、このステアリングステムの上・下部にトップブリッジ並びにボトムブリッジを取付け、これらのトップ・ボトムブリッジにフロントフォークの上端部を取付け、このフロントフォークの下端部に前輪支持アームの一端部を連結し、この前輪支持アームの途中にロッドの下端部を連結し、このロッドの上端部にボトムブリッジから前方へ上下スイング可能に延びたアームを連結し、このアームに緩衝器の下端部を連結し、この緩衝器の上端部をトップブリッジ側に連結することによって、ボトムリンク式前輪懸架装置を構成し、アームの後端をステアリングステム下方のボトムブリッジ下端に連結し、アームの前端を緩衝器の下端に連結し、側面視でステアリングステムの前方にフロントフォークを配置し、側面視で緩衝器の中心をフロントフォークの中心にほぼ一致させたことを特徴とする。
【０００９】
ボトムリンク式前輪懸架装置において、アームは、ボトムブリッジから前方へスイング可能に延び、緩衝器は、下端部をアームに連結し、上端部をトップブリッジ側に連結したものである。さらに、側面視でステアリングステムの前方にフロントフォークを配置し、側面視で、緩衝器の中心はフロントフォークの中心にほぼ一致する。
従って、アームのスイング角度範囲において、緩衝器はフロントフォークの前方へ張り出すことはない。この結果、フロントフォークの前方にスペースが空く。この空きスペースにヘッドランプやメータ等の補機類を配置すればよい。
請求項２は、フロントフォークの下端に前輪支持アームの前端部を連結し、後下方へ延びた前輪支持アームの途中にロッドの下端部を連結し、前輪支持アームの後端部に前輪を取付けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る自動二輪車の前半部の側面図である。
自動二輪車１は、車体フレーム２のヘッドパイプ３に縦向きのステアリングステム４を左右回転可能に取付け、このステアリングステム４の上部に後述するトップブリッジ１１を取付け、このトップブリッジ１１にバーハンドル５を取付け、さらに、ステアリングステム４にボトムリンク式の前輪懸架装置１０を取付けたものである。
自動二輪車１のフロントブレーキ５０は、前輪３２の側部に取付けたブレーキディスク５１と、ブレーキディスク５１を制動制御するためのキャリパ５６とからなる、液圧式ディスクブレーキである。６１はヘッドランプである。
【００１１】
図２は本発明に係る前輪懸架装置の側面図である。
前輪懸架装置１０は、ステアリングステム４の上部に取付けたトップブリッジ１１と、ステアリングステム４の下部に取付けたボトムブリッジ１２と、これらのトップ・ボトムブリッジ１１，１２に上端部を取付けたフロントフォーク１３と、前下方へ延びたフロントフォーク１３の下端部に前端部を上下スイング可能に連結した前輪支持アーム１４と、後下方へ延びた前輪支持アーム１４の途中に下端部を前後スイング可能に連結したロッド１５と、上方へ延びたロッド１５の上端部をロッドハンガ１６を介して連結するべく、ボトムブリッジ１２から前方へ上下スイング可能に延びたアーム１７と、アーム１７に下端部を連結した緩衝器１８と、上方へ延びた緩衝器１８の上端部を連結するべく、フロントフォーク１３の上部に取付けたアッパブラケット１９とからなる、トレーリングアーム方式の懸架装置である。図中、２１〜２５は連結ピンである。
【００１２】
トレーリングアーム方式なので、前輪支持アーム１４の後端部に前輪用車軸３１を取付け、この車軸３１に前輪３２を回転可能に取付けることになる。
なお、前輪支持アーム１４は、車軸３１を緩みなく取付けるために、「割り締め」と称するボルト止め方法を採用している。割り締めとは、前輪支持アーム１４に、車軸３１を嵌合する孔まで延びる割り溝（スリット）１４ａを形成し、割り溝１４ａの部分をボルト２７にて締め込む方法である。この図では、左の前輪支持アーム１４を割り締めで取付けたことを示しているが、図示せぬ右の前輪支持アームについても、同様である。
【００１３】
上記前輪懸架装置１０は、（１）側面視で、ステアリングステム４の前方にフロントフォーク１３を配置するとともに、ステアリングステム４の傾斜角よりもフロントフォーク１３の傾斜角を緩く設定したこと、及び、（２）側面視で、フロントフォーク１３の中心Ｏ₁に緩衝器１８の中心Ｏ₂をほぼ一致させたことを特徴とする。
緩衝器１８は、油圧式ダンパ４１とダンパ４１の周囲に巻いた懸架ばね４２とからなる、ばね外装式緩衝器である。この図２から明らかなように、緩衝器１８の最大径である懸架ばね４２の外径は、フロントフォーク１３の径と概ね等しい。
【００１４】
車軸３１は、この車軸３１に直交するブラケット５２を上下スイング可能に取付けたものである。ブラケット５２は、車軸３１に取付ける第１ブラケット５３と、第１ブラケット５３の先端に取付ける第２ブラケット５４とからなる。第２ブラケット５４は、その先端側をトルク伝達リンク５５を介して、フロントフォーク１３の長手途中の中間部に連結するとともに、キャリパ５６並びにフロントフェンダ６２を取付ける部材である。トルク伝達リンク５５は、その両端を連結ピン５７，５８にて上下スイング可能に連結したリンク部材、例えばブラケット５２の回転止めをなす回転止めリンクである。
【００１５】
図３は本発明に係る前輪懸架装置の分解側面図であり、前輪懸架装置１０における各部材の連結関係を示す。
この図は、特に、ボトムブリッジ１２の下端に連結部１２ａを設け、この連結部１２ａにアーム１７（「クランク」とも言う。）の後端連結部１７ａを上下スイング可能に連結し、アーム１７の前端連結部１７ｂに緩衝器１８の下端部１８ａを上下スイング可能に連結し、アーム１７の中間連結部１７ｃにロッドハンガ１６の上部連結部１６ｂを上下スイング可能に連結したことを示す。中間連結部１７ｃは、アーム１７の長手方向途中に且つ前端連結部１７ｂより上位に設けたものである。
この図はまた、前輪支持アーム１４の割り溝１４ａが、前輪用車軸を嵌合するための嵌合孔１４ｂまで切り欠かれていることを示す。
【００１６】
図４は本発明に係る前輪懸架装置の斜視図であり、前輪懸架装置１０の構成部材であるフロントフォーク１３のパイプ（フロントフォークパイプ）１３ａ、前輪支持アーム１４、ロッド１５及び緩衝器１８が、左右１個ずつであることを示す。トップ・ボトムブリッジ１１，１２は、左右の緩衝器１８，１８に干渉しないように、平面視略コ字形を呈する。また、第１・第２ブラケット５３，５４及びトルク伝達リンク５５も左右１個ずつ備える。左右のトルク伝達リンク５５，５５は、ロッド１５，１５に干渉しないように、車体中心側へ若干湾曲したものである。なお、トルク伝達リンク５５，５５は、ロッド１５，１５に干渉しなければ、ストレート構造としてもよい。
【００１７】
図５は本発明に係る前輪懸架装置の要部を断面した正面図であり、車体中心ＣＬに対し左右対称形の前輪懸架装置１０であることを示す。
ロッドハンガ１６は、各ロッド１５，１５の上端部をねじ込む左右のロッド取付部１６ａ，１６ａと、アーム１７に連結する中央の上部連結部１６ｂとを一体に形成した、正面視略逆Ｙ字状の部材である。
アーム１７は、左右の緩衝器１８，１８の下端部１８ａ，１８ａを連結した１個の部材である。
アッパブラケット１９は、トップブリッジ１１の下方で左右のフロントフォークパイプ１３ａ，１３ａ間に掛け渡した部材である。アッパブラケット１９に、ラバー等の上クッション部材４３，４３並びに下クッション部材４４，４４を介して、緩衝器１８，１８の上端部であるダンパロッド４５，４５を平面視全方位にスイング可能に吊下げることにより、緩衝器１８，１８をトップブリッジ１１側に連結することができる。すなわち、緩衝器１８，１８は、トップブリッジ１１に直接連結するのではなく、アッパブラケット１９を介してトップブリッジ１１に連結したものである。なお、緩衝器１８，１８を、トップブリッジ１１に直接連結してもよい。
【００１８】
図６は本発明に係る前輪支持アームの平面断面図であり、各連結部分を基準に展開して示す。
この図は、フロントフォーク１３，１３に前輪支持アーム１４，１４の前端部（一端部）を連結ピン２１，２１にて連結し、前輪支持アーム１４，１４の中間部にロッド１５，１５を連結ピン２２，２２にて連結し、前輪支持アーム１４，１４の後端部（他端部）間に車軸３１を掛け渡し、車軸３１に第１ブラケット５３，５３を取付けたことを示す。
【００１９】
次に、上記構成の前輪懸架装置１０の作用を、図７〜図９に基づき説明する。図７は本発明に係る前輪懸架装置の作用図（その１）であり、前輪３２に下向き荷重が作用していないときの前輪懸架装置１０の状態を示す。
前輪３２は下限レベルにあり、このときのアーム１７は、図に示す下限位置Ｄにある。この結果、緩衝器１８は最も伸張した状態である。緩衝器１８の前側面は、フロントフォーク１３の前側面とほぼ同一面である。
【００２０】
図８は本発明に係る前輪懸架装置の作用図（その２）であり、前輪３２が中間レベルにあるときの前輪懸架装置１０の状態、すなわち、緩衝器１８が図７の状態からある程度収縮したことを示す。
車体フレーム２に自動二輪車１の自重程度の下向き軽荷重が作用すると、この軽荷重は、ヘッドパイプ３→ステアリングステム４→トップ・ボトムブリッジ１１，１２→フロントフォーク１３→前輪支持アーム１４→車軸３１→前輪３２の経路で、路面Ｆに伝わる。これに対する路面Ｆからの反力は、前輪３２→車軸３１→ロッド１５→ロッドハンガ１６→アーム１７の経路で、緩衝器１８に伝わる。
この結果、前輪支持アーム１４が上記図７の状態から若干上方へスイングし、ロッド１５とロッドハンガ１６が上昇することによって、アーム１７の前端部が上方へスイングするので、緩衝器１８は軽荷重に応じたストロークだけ収縮する。このときの緩衝器１８の前側面は、フロントフォーク１３の前側面とほぼ同一面である。
【００２１】
図９は本発明に係る前輪懸架装置の作用図（その３）であり、前輪３２が上限レベルにあるときの前輪懸架装置１０の状態、すなわち、緩衝器１８が最も収縮した状態を示す。
車体フレーム２に下向き重荷重が作用すると、この重荷重は上記図８に示す経路と同じ経路で、路面Ｆに伝わる。これに対する路面Ｆからの反力は、前輪３２から緩衝器１８へ伝わる。この結果、前輪支持アーム１４の後部がさらに上方へスイングし、ロッド１５とロッドハンガ１６が上昇することによって、アーム１７の前端部が上限位置Ｕまで上方へスイングするので、緩衝器１８は重荷重に応じたストロークだけ収縮する。このときの緩衝器１８の前側面は、フロントフォーク１３の前側面とほぼ同一面である。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、前輪懸架装置１０は側面視でボトムブリッジ１２から前方へアーム１７を上下スイング可能に延ばし、アーム１７に緩衝器１８の下端部を連結し、緩衝器１８の上端部をトップブリッジ１２側のアッパブラケット１９に連結したものである。この図９において、アーム１７は、想像線にて示す下限位置Ｄと実線にて示す上限位置Ｕとの範囲で、スイング角度θだけ上下スイングする。アーム１７がスイングすると、緩衝器１８はアッパブラケット１９を基準に前後スイングする。
【００２３】
ところで、緩衝器１８の中心は、フロントフォーク１３の中心にほぼ一致するように設定したものである。しかも、緩衝器１８の最大径である懸架ばね４２の外径は、フロントフォーク１３の径と概ね等しく設定したものである。さらに、緩衝器１８が最も収縮した状態において、側面視でアーム１７はフロントフォーク１３とほぼ直交する向きの上限位置Ｕにある。従って、アーム１７のスイング角度θ範囲において、すなわち、前輪３２の昇降範囲において、緩衝器１８がフロントフォーク１３の前方へ張り出すことはない。
【００２４】
図１０は本発明に係る前輪懸架装置の変形例を示す分解側面図である。
この変形例の前輪懸架装置１０は、上記図３に示す構成部材のうち、アーム１７を上下反転して取付けたことを特徴とする。この場合であっても、上記図３の構成と基本的な作動は同じである。変形例の各構成部材は、上記図１〜図９に示す各構成部材と同一構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２５】
なお、上記本発明の実施の形態において、（１）前輪懸架装置１０はボトムリンク式の装置であればよく、上記トレーリングアーム方式の構成の他に、リーディングアーム方式の構成であってもよい。リーディングアーム方式にした場合には、フロントフォーク１３の下端部に、前輪支持アーム１４を前後逆向きに取付ければよい。
（２）車体中心ＣＬに対し、前輪懸架装置１０を左右対称形にすることは任意である。
（３）緩衝器１８の種類や寸法は任意である。また、緩衝器１８は、左右２個に限定するものではなく、１個であってもよい。その場合には、１個の緩衝器１８を車体中央に配置することが好ましい。また、緩衝器１８の懸架ばね４２の外径を、フロントフォーク１３の径に等しくするか否かについては、任意である。
【００２６】
（４）ロッドハンガ１６は、各ロッド１５，１５を取付けるとともに、アーム１７に上下スイング可能に連結するものであればよく、正面視略逆Ｙ字状の部材に限定するものではない。また、ロッドハンガ１６に対する各ロッド１５，１５の取付け構造は、任意である。ねじ込みの他に、例えば、溶接やカシメにて取付けたり、ロッドハンガ１６に一体に形成してもよい。
（５）ロッドハンガ１６を設けずに、左右のロッド１５，１５をアーム１７に直接連結してもよい。
（６）フロントブレーキ５０は、前輪３２の左右両側に備えたり、左側又は右側のいずれか一方にのみ備えればよい。一方だけのときには、ブレーキディスク５１も一方にのみ備える。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ボトムリンク式前輪懸架装置において、ボトムブリッジから前方へアームを上下スイング可能に延ばし、アームに緩衝器の下端部を連結し、緩衝器の上端部をトップブリッジ側に連結し、側面視でステアリングステムの前方にフロントフォークを配置し、側面視で緩衝器の中心をフロントフォークの中心にほぼ一致させたので、緩衝器をフロントフォークの前方へ張り出さないように配置することができる。この結果、フロントフォークの前方に空きスペースを設けることができるので、この空きスペースを活用して、フロントフォークの前方にヘッドランプやメータ等の補機類を容易に配置することができる。しかも、フロントフォークの前方に緩衝器が張り出さないので、自動二輪車の外観性が高まる。
請求項２は、フロントフォークの下端に前輪支持アームの前端部を連結し、後下方へ延びた前輪支持アームの途中にロッドの下端部を連結し、前輪支持アームの後端部に前輪を取付けた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動二輪車の前半部の側面図
【図２】本発明に係る前輪懸架装置の側面図
【図３】本発明に係る前輪懸架装置の分解側面図
【図４】本発明に係る前輪懸架装置の斜視図
【図５】本発明に係る前輪懸架装置の要部を断面した正面図
【図６】本発明に係る前輪支持アームの平面断面図
【図７】本発明に係る前輪懸架装置の作用図（その１）
【図８】本発明に係る前輪懸架装置の作用図（その２）
【図９】本発明に係る前輪懸架装置の作用図（その３）
【図１０】本発明に係る前輪懸架装置の変形例を示す分解側面図
【符号の説明】
１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…ヘッドパイプ、４…ステアリングステム、１０…ボトムリンク式前輪懸架装置、１１…トップブリッジ、１２…ボトムブリッジ、１３…フロントフォーク、１４…前輪支持アーム、１５…ロッド、１６…ロッドハンガ、１７…アーム、１８…緩衝器、１９…アッパブラケット、３１…前輪用車軸、３２…前輪、６１…ヘッドランプ、Ｏ₁…フロントフォークの中心、Ｏ₂…緩衝器の中心。

Claims

ヘッドパイプにステアリングステムを回転可能に取付け、このステアリングステムの上・下部にトップブリッジ並びにボトムブリッジを取付け、これらのトップ・ボトムブリッジにフロントフォークの上端部を取付け、このフロントフォークの下端部に前輪支持アームの一端部を連結し、この前輪支持アームの途中にロッドの下端部を連結し、このロッドの上端部に前記ボトムブリッジから前方へ上下スイング可能に延びたアームを連結し、このアームに緩衝器の下端部を連結し、この緩衝器の上端部をトップブリッジ側に連結することによって、ボトムリンク式前輪懸架装置を構成し、
前記アームの後端を前記ステアリングステム下方のボトムブリッジ下端に連結し、前記アームの前端を前記緩衝器の下端に連結し、側面視で前記ステアリングステムの前方にフロントフォークを配置し、側面視で前記緩衝器の中心を前記フロントフォークの中心にほぼ一致させたことを特徴とする自動二輪車のボトムリンク式前輪懸架装置。
前記フロントフォークの下端に前輪支持アームの前端部を連結し、後下方へ延びた前輪支持アームの途中にロッドの下端部を連結し、前記前輪支持アームの後端部に前輪を取付けたことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のボトムリンク式前輪懸架装置。