JPS6236915B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、エンジンの駆動力をチエーンを介
して駆動輪に伝えるチエーン駆動式車輛に適用さ
れ、エンジン振動の車体への伝達を抑制するエン
ジン懸架方法に関するものである。

チエーン駆動式の自動二輪車や自動三輪車等の
車輛では、従来は通常エンジンをフレームに直接
固定し、チエーンに加わる駆動力変動によりエン
ジンが“踊る”のを防止するようにしたものが多
い。しかしエンジンの大型化に伴つてエンジン振
動も増大する一方、乗り心地の向上も要求される
ため、車体へのエンジン振動の伝達を有効に防止
でき、またエンジンの踊りも少ないエンジン懸架
方法の出現が望まれていた。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもの
であり、エンジン振動の車体への伝達を著しく少
なくし乗心地を向上させると共に、駆動力の変動
等に伴なうエンジンの踊りが少なくエンジン搭載
空間の余裕スペースを非常に少なくすることが可
能なエンジン懸架方法を提供することを目的とす
るものである。

この発明によればこの目的は、エンジンを車体
のフレームに揺動自在に搭載したチエーン駆動式
車輛において、前記エンジンには駆動用チエーン
の張り方向へのびる延長部を設け、この延長部上
に前記エンジンの瞬間中心を位置させると共にこ
の瞬間中心付近において前記エンジンを軸支し、
この軸支点を前記駆動用チエーンの張り側付近に
位置させたことを特徴とするチエーン駆動式車輛
のエンジン懸架方法により達成される。以下図面
に基づいてこの発明を詳細に説明する。

第１図はこの発明を自動二輪車に適用した一実
施例を示す側面図、第２図はその一部正面図であ
る。これらの図において符号１はクレードル型フ
レームであり、このフレーム１はステアリング・
ヘツドパイプ２、左右一対のダウンチユーブ３
（３ａ，３ｂ）、バツクステー３′、タンクレール
４、シートピラーチユーブ４′、シートレール５
を備える。なお、バツクステー３′はダウンチユ
ーブ３と一体であり、シートピラーチユーブ４′
はタンクレール４と一体である。バツクステー
３′、シートピラーチユーブ４′およびシートレー
ル５で形成される三角形内には、略水平にステー
６が溶着され、このステー６とバツクステー３′
とで挾まれる位置にブラケツト７が溶着されてい
る。このブラケツト７には後記軸支点Ｃが位置す
る。

１０は駆動輪としての後輪であり、この後輪１
０はスイングアーム式懸架装置により懸架されて
いる。すなわちこの後輪１０は、前端が前記フレ
ーム１に軸支されたリヤアーム１１に上下動可能
に保持され、クツシヨンユニツト１２により下方
への復帰習性が付与されている。なおリヤアーム
１１の前端は前記バツクステー３′に固着された
左右一対のブラケツト１３（図では一方のみが現
れている）間に軸支されている。

２０はエンジンであり、このエンジン２０のク
ランクケース２１内には不図示の変速機構等が収
納されている。すなわちここで言うエンジン２０
は、ピストン、クランク軸、シリンダーブロツク
等の厳密な意味での本来のエンジンだけでなく、
この本来のエンジンと一体に振動する部分を含む
ものであり、クランクケース２１内の変速機、気
化器２２、排気管２３の一部等はエンジン２０に
含まれるものとする。このエンジン２０のピスト
ンは略垂直方向に上下動するように配設され、一
次慣性力ｆはクランク軸中心Ａの上下方向に発生
するようになつている。Ｇはエンジン重心であ
り、この重心Ｇは前記クランク軸中心Ａより上方
でかつ後方に位置する。

２５は延長部材であり、前記クランクケース２
１の後部に前記シートピラーチユーブ４′を跨ぐ
ようにして固定されている。この延長部材２５
は、重心Ｇを通り一次慣性力ｆ方向と直交する直
交線Ｂに沿つて後方へ延出し、その後端は前記ブ
ラケツト７に位置する軸支点Ｃに軸支されてい
る。なおこの軸支点Ｃは前記直交線Ｂ上の後記の
瞬間中心付近に位置している。すなわち、この軸
支点Ｃの位置は次式を満足するように決められて
いる。

Ｉ／ｍ≒｜ｌ・ｅ｜ ……(1) ここにＩはエンジンの慣性能率 ｍはエンジン質量 ｌはエンジン重心Ｇと一次慣性力ｆとの距離 ｅはエンジン重心Ｇと軸支点Ｃとの距離 を表わすものとする。

３０はクランクケース２１の前端部に固定され
た突出部材であり、この突出部材３０は前記左右
一対のダウンチユーブ３ａ，３ｂ間に延出し、そ
の左右両側面と各ダウンチユーブ３ａ，３ｂ間は
丸形防振ゴム３１（３１ａ，３１ｂ）を介して連
結されている。

３５はエンジン２０の駆動スプロケツト、３６
は後輪１０の被駆動スプロケツトであり、両スプ
ロケツト３５，３６にはチエーン３７が掛け回さ
れている。前記軸支点Ｃはこのチエーン３７の張
り側（第１図で上側）の付近に位置している。

なお３８，３９はエンジン２０の過度の揺動を
抑制するストツパであり、ストツパ３８はエンジ
ン２０上方のタンクレール４に、またストツパ３
９は一対のダウンチユーブ３ａ，３ｂ間に突出部
材３０の下方を横断するようにそれぞれ固定され
ている。

第３図は第１図に示した実施例の模式図、第４
図はその力学モデルを示す図であり、これらの図
に基づいて前記(1)式が成立する時に、エンジン振
動のフレームへの伝達が少なくなることを説明す
る。この第３，４図のモデルはエンジン２０を軸
支点Ｃのトーシヨンバーによつて支持したもの
で、特に小型エンジンを搭載するものに適する。
第４図では、前記直交線Ｂをｘ軸に、また一次慣
性力ｆの方向をｚ軸にそれぞれ座標軸をとる。従
つてｘ―ｚ平面上において点Ａは（ｌ、ｏ）、Ｇ
は（ｏ、ｏ）、Ｃは（ｅ、ｏ）と表される。なお
ｌ、ｅには正負の符号を含ませるものとする。

今エンジン質量ｍ、エンジンの慣性能率をＩ、
トーシヨンバーのねじりばね定数をＫとし、さら
に軸支点Ｃを通りｙ軸と平行な軸（第４図の紙面
上方向が正）回りの回転角をθ（同図で反時計方
向を正）とすれば、第４図のモデルの運動方程式
は （ｉ＋me²）θ¨＋Ｋθ＝−ｆ（ｌ―ｅ） ……(2) となる。一方エンジン２０の慣性能率Ｉは、エン
ジン２０を質量ｍの剛体と見なせば Ｉ≡ｍκ^２ ……(3) とおける。ここにκは長さのデイメンシヨンを持
つ量で回転半径とよばれるものである。(3)式を使
えば第(2)式は次のようになる。

ｍ（κ^２＋e²）θ¨＋Ｋθ＝ｆ（ｅ―ｌ） ……(4) この(4)式を解くために θ＝Θ・exp（ｉωｔ）、 ｆ＝Ｆ・exp（ｉωｔ）、 （ｉ＝√−１） とおいてこれらを(4)式に代入整理すれば ｛−ω²m（κ^２＋e²）＋Ｋ｝Θ＝Ｆ（ｅ―ｌ）
……(5) 固有振動角速度ω_０は左辺の｛…｝＝０から次の
ように求められる。

ω₀ ²＝Ｋ／ｍ（κ^２＋ｅ^２） ……(6) (6)式を(5)式に代入して ｛ｍ（κ^２＋e²）（ω₀ ²−ω^２）｝Θ＝Ｆ（ｅ―
ｌ） ∴Θ＝Ｆ（ｅ―ｌ）／ｍ（κ^２＋ｅ^２）（ω_０ ^２−ω
^２）……(7) 一方軸支点Ｃのトーシヨンバーの反力をｒとする
とＺ軸方向の力の釣合は ｍｚ¨−ｒ＝ｆ ∴ｒ＝−ｆ＋mz …(8) ここにｚは重心Ｇのｚ軸座標を示し、エンジン全
体が微小角度θ回転した時には、重心Ｇは軸支点
Ｃを中心に上下動することになる。従つて重心Ｇ
のｚ座標はｚ＝ｅθと表わせるから、 ｚ¨＝ｅθ¨ となり、これを(8)式に代入すれば ｒ＝−ｆ＋meθ¨……(9) この(9)式を解くために ｒ＝Ｒ・exp（ｉωｔ）、 ｆ＝Ｆ・exp（ｉωｔ）、 θ＝Θ・exp（ｉωｔ）、 とおいて(9)式に代入すれば −Ｒ＝Ｆ＋ω²meΘ ……(10) ここで(7)式を用いれば −Ｒ＝Ｆ｛１＋ω^２ｅ（ｅ―ｌ）／（κ^２＋ｅ^２）（
ω_０ ^２−ω^２）｝…（(11) Ｒ、Ｆはそれぞれ振幅を表わし、｜Ｒ／Ｆ｜は周
期的な慣性力ｆが軸支点Ｃを経てフレーム１に伝
達される割合を示すものであるからここでは伝達
率と呼びことにする。この伝達率はτで表わすと τ＝｜Ｒ／Ｆ｜＝ （κ^２＋ｅ^２）ω_０ ^２−（ｅｌ＋κ^２）ω^２／（κ^２
＋ｅ^２）（ω_０ ^２−ω^２）……(12) となる。

(12)式から明らかなように、ωがω_０より大きく
なるのに伴つて伝達率τは小さくなり、通常の車
輛ではωがω_０より十分に大きく、τは次の一定
値に収束するものと考えることができる。

limτ＝κ^２＋ｅｌ／κ^２＋ｅ^２ ……（13） 第７図はこの（13）式に基づくτの変化を｜
ｋ／ｌ｜のパラメータとして示した計算図表であ
る。limτが０となるのは（13）式から ｅ＝κ^２／ｌ ……（14） の時であり、この点が第７図で〇印で示されてい
る。この図から明らかなように、｜ｋ／ｌ｜が増
大するほどτを示す曲線の前記〇印の点での傾き
が緩やかになり、この点からのｅ／ｌの僅かのず
れがあつてもτはほとんど０となる。一方通常の
自動二輪車等のエンジンでは、｜ｋ／ｌ｜＞１と
なるため、前記（14）式は近似的に成立していれ
ば、τはほとんど０となる。従つて ｅ≒−κ^２／ｌ (3)式を用いて書き換えると Ｉ／ｍ≒−ｌ・ｅ ……（15） これは前記(1)式と同一であり、この時エンジン２
０の振動はフレーム１にほとんど伝達されなくな
る。なお(7)式を満たす場合は、エンジンが回動す
る瞬間に変位が０となる点であつて、瞬間中心で
ある。

第５図と第６図は、他の模式図とその力学モデ
ルを示す図であり、このモデルは前記第１図の実
施例に一層近づけたもので、エンジン２０の前端
部を防振ゴム３１で支持すると共に、軸支点Ｃは
回動自在に支持したものである。この場合防振ゴ
ム３１の位置を（ａ、ｏ）としそのばね定数をｋ
とすれば、このばねによる回転θ方向の復元係数
は ｋ（ａ―ｅ）^２ となり、これが前記第３，４図におけるトーシヨ
ンバーのねじりばね定数Ｋに相当する。従つて前
記（14）式までの式は Ｋ＝ｋ（ａ―ｅ）^２ ……（16） と置き換えることにより、そのまま成立する。

軸支点Ｃの反力をr′とすればｚ軸方向の力の釣
合は meθ¨−ｋ（ａ―ｅ）θ―r′＝ｆ ∴−r′＝ｆ＋ｋ（ａ―ｅ）θ―meθ¨ …（17） ここで r′＝R′・exp（ｉωｔ）、 ｆ＝Ｆ・exp（ｉωｔ）、 θ＝Θ・exp（ｉωｔ）、 とおけば（17）式は −R′＝Ｆ＋｛ｋ（ａ―ｅ）＋ω²me｝Θ …（18） これに(7)式を代入し整理すれば、 −R′＝Ｆ｛ｍ（κ^２＋e²）ω₀ ²＋ ｋ（ａ―ｅ）（ｅ―ｌ）−ｍ（κ^２＋el）ω
^２｝／ ｛ｍ（κ^２＋e²）（ω₀ ²―ω^２）｝…（19） また（18）式を(6)式に代入すれば ω₀ ²＝ｋ（ａ―ｅ）^２／ｍ（κ^２＋ｅ^２）……（20） このω₀ ²を（19）式の分子第１項に代入して整理
すれば −R′＝｛ｋ（ａ―ｅ）（ａ―ｌ）― ｍ（κ^２＋el）ω^２｝／ ｍ（κ^２＋e²）（ω₀ ²―ω^２） ……（21） 従つて伝達係数τ′は τ′＝｜R′／Ｆ｜＝｛ｋ（ａ―ｅ）（ａ―ｌ）― ｍ（κ^２＋el）ω^２｝／ｍ（κ^２＋e²）（ω₀ ²―
ω^２） …（22） この（22）式においてωがω_０より大きくなれば
τ′は一定値に収束してゆく。すなわち limτ′＝κ^２＋ｅｌ／κ^２＋ｅ^２ …（23） この式は前記（13）式と同一である。従つて第
３，４図におけるモデルと同様に(8)式が成立する
時にエンジン振動のフレーム１への伝達を有効に
遮断できる。

以上の実施例では延長部材２５をエンジン２０
に固定することにより延長部を形成したが、この
延長部はクランクケース２１と一体に形成しても
よい。

この発明は以上のようにエンジンに延長部材を
設け、この延長部材上の瞬間中心付近においてエ
ンジンを軸支すると共に、この軸支点がチエーン
の張り側付近に位置するように構成したので、エ
ンジン振動は軸支点を介してフレームに伝わりに
くくなり、乗心地が向上する。また駆動力の変動
があつても、軸支点がチエーンの張り側付近にあ
るのでエンジンが振れにくくなり、エンジンの踊
りが減る。従つてエンジン搭載空間の余裕スペー
スを少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す側面図、第
２図はその一部の正面図、第３図はこの実施例の
模式図、第４図はその力学モデルを示す図、第５
図と第６図は他の模式図とその力学モデルを示す
図、第７図は伝達率τの変化を示す図である。 ２０…エンジン、２５…延長部としての延長部
材、３７…チエーン、Ｃ…軸支点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンを車体のフレームに揺動自在に搭載
   したチエーン駆動式車輛において、 前記エンジンには駆動用チエーンの張り方向へ
   のびる延長部を設け、この延長部上に前記エンジ
   ンの瞬間中心を位置させると共にこの瞬間中心付
   近において前記エンジンを軸支し、この軸支点を
   前記駆動用チエーンの張り側付近に位置させたこ
   とを特徴とするチエーン駆動式車輛のエンジン懸
   架方法。