JPH0790824B2 - 車両の前後輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は車両の前後輪操舵装置、詳しくは単一の後輪
を前輪と連動して操舵する車両の前後輪操舵装置に関す
るものである。

（従来の技術） 単一の後輪を備えた車両として、例えば、自動二輪車が
あり、自動二輪車では前輪だけで操舵し、後輪は車体に
内燃機関により駆動されるように支持され、操舵はでき
ないようになっている。

ところで、自転車においては、前輪だけでなく、後輪も
前輪と連動して操舵するようにし、直進安定性を向上す
るものが研究開発されている。

（発明が解決しようとする問題点） 自動二輪車等の単一の後輪を有する車両においても、ハ
ンドルの操作により前輪を操舵し、この前輪と連動して
後輪を操舵するようにすると、直進安定性を向上するこ
とができる。ところで、このように前輪と後輪とを連動
して操舵するようにすると、制動時にライダーが不用意
にハンドルを動かすと、その動きで後輪が連動して揺れ
ることがある。また、反対に制動時に、路面からの外力
が後輪に作用すると、後輪が揺れ、これによりハンドル
が揺れて制動時の走行が不安定になるおそれがある。ま
た、一方、加速時においても走行安定性は要求される。

この発明はかかる実情を背景にしてなされたもので、制
動時または加速時において、後輪自体の直進性を確保
し、走行安定性がより一層向上する車両の前後輪操舵装
置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） この発明は前記の問題点を解決するために、車体にサス
ペンションを介して揺動可能に軸支されたリヤアームに
単一の後輪を回転可能に支持するとともに、後輪を前記
リヤアームに対して固定された操向枢軸を支点として旋
回可能に支持し、この後輪を前輪と連動して操舵するよ
うになし、さらに制動時または加速時において前記後輪
の旋回中心軸線が車体前後方向へ傾斜し、この旋回中心
軸線が前記後輪の接地点を通る垂直線に対し交叉するよ
うにしたことを特徴としている。

（作用） この発明では、制動時に制動力が作用すると車体の荷重
は前輪側にかかり、車体の後側が浮上がりサスペンショ
ンが伸張する。このため、車体に揺動可能に軸支された
リヤアームの後側が相対的に下り、後輪の旋回中心軸線
が車体後方向へ傾斜し、この旋回中心軸線が後輪の接地
点を通る垂直線に対し交叉する。

従って、制動時にライダーが不用意にハンドルを動かし
たり、また、反対に制動により、路面からの外力が後輪
に作用し、後輪がフラついて右か左かに向きを換えたと
すると、路面の抵抗がタイヤの表面を押し、もっとも抵
抗の少ない位置に押しもどす。このため、走行中、後輪
は自然に直進性を保っており、フラつきが軽減される。

一方加速時においても内燃機関から後輪に伝達される駆
動力により、車体後側がしずみ込み、リヤアームの後方
が相対的に浮上がるため、後輪の旋回中心軸線が車体前
方向へ傾斜して、この旋回中心軸線が後輪の接地点を通
る垂直線に対し交叉する。従って、前輪と連動して、後
輪の向きを換えたとき、旋回する後輪の方向に駆動力が
働くから操舵性が良く、加速時の走行安定性がより一層
向上する。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

図において符号１は車体フレームで、この車体フレーム
１のヘッドパイプ２にはステアリング軸３が回動可能に
設けられている。このステアリング軸３にはフロントフ
ォーク４が上ブラケット５及び下ブラケット６を介して
支持され、フロントフォーク４はステアリング軸３を支
点として旋回する。フロントフォーク４の下端部には前
輪７が、上端部にはハンドル８がそれぞれ取り付けられ
ている。

ヘッドパイプ２から後方に伸びるメインフレーム９と一
対のダウンチューブ10との間には内燃機関11が搭載され
ており、内燃機関11の上方には燃料タンク12がメインフ
レーム９に設けられている。また、燃料タンク12の後方
にはシート13がシートレール14上に取付けられ、シート
レール14はメインフレーム９とダウンチューブ10の後方
から上方に伸びるバックステー15間に連結されている。

一対のダウンチューブ10の後方にはそれぞれブラケット
16が設けられ、このブラケット16間に設けられたピボッ
ト軸17にリヤアーム18の前端部18aが揺動可能に支持さ
れている。リヤアーム18の後端部18bはサスペンション1
9を介してバックステー15に支持されている。

前記リヤアーム18は第４図及び第５図に示すように、左
側後方へ伸び、その後端部18bには後輪20が片持ち支持
されている。

リヤアーム18の後端部18bに固定した支持軸21には車体
側回転軸22がベアリング23を介して回転可能に設けら
れ、この車体側回転軸22の外側にはドラムブレーキ24の
ブレーキドラム25が一体回転可能に設けられている。こ
のブレーキドラム25の外側にスプロケット26がボルト27
により固定され、スプロケット26は巻掛式動力伝達手段
であるチェーン28を介して内燃機関11のドライブ軸29に
設けられたスプロケット30と連結されている。内燃機関
11の駆動力はドライブ軸29、スプロケット30、チェーン
28、スプロケット26、ブレーキドラム25を介して車体側
回転軸22に伝達される。

ブレーキドラム25内には一対のブレーキシュ31が配置さ
れ、このブレーキシュ31はリヤアーム18に固定された支
持軸21と一体に形成されたバックプレート32に拡開可能
になっている。ブレーキシュ31を拡開するカム軸33はバ
ックプレート32に回動可能に設けられ、このカム軸33に
はブレーキロッド34と連結した操作レバー35が固定され
ている。

ブレーキロッド34の前側は第３図及び第４図に示すよう
に、リンク36に係合されている。このリンク36は一対の
ダウンチューブ10に固定したブラケット37,38間に支持
された回転軸39の左側に固定されている。回転軸39の右
側にはコイルバネ40が巻装され、このコイルバネ40は一
端部40aはブラケット38に、他端部40bはブレーキペダル
41に係止され、ブレーキペダル41を常に所定の位置に付
勢している。

リヤアーム18は車体側ナックルアーム42がボルト43で固
定され、この車体側ナックルアーム42の上腕42a及び下
腕42bには車輪側ナックルアーム44の上腕44a及び下腕44
bがそれぞれ操向枢軸45,46を支点として旋回可能に設け
られている。この操向枢軸45,46で後輪20の旋回中心軸
線Ｐが設定される。

この後輪20の旋回中心軸線Ｐは第３図に示すように、加
速時及び制動時に荷重変動が生じてサスペンション19が
伸縮すると、リヤアーム18の路面に対する角度が相対的
に変化する。このため、加速時の旋回中心軸線P1は前方
へ傾斜し、制動時の旋回中心軸線P2は後方へ傾斜する。

前記車輪側ナックルアーム44は支持軸47にボルト48によ
り固定され、この支持軸47にベアリング49を介して車輪
側回転軸50が回動可能に設けられている。車輪側回転軸
50には後輪20のハブ51が一体回転可能に設けられてい
る。

車体側回転軸22と車輪側回転軸50はユニバーサルジョイ
ント52で一体回転可能に連結されている。ユニバーサル
ジョイント52の一対のヨーク部53,54は車体側回転軸22
と、車輪側回転軸50とにそれぞれ一体回転可能になって
いる。この対向するヨーク部間53,54にはスパイダ55が
設けられ、スパイダ55のジャーナルをそれぞれヨーク部
53,54に係合し、車体側回転軸22の回転力を車輪側回転
軸50に伝達するようになっている。

前記支持軸47には後輪側レバー56が固定され、この後輪
側レバー56は調整ロッド57を介してリンク58に連結され
ている。リンク58はリヤアーム18の内側のブラケット59
に軸支された鉛直方向の回転軸60の下端部に固定され、
回転軸60の上側にはリヤアーム18の上方を横切るリンク
61が固定され、このリンク61の端部にボール軸を介して
操作ワイヤ62の後端部62aが連結されている。

操作ワイヤ62はリヤアーム18に沿って前側に伸び、さら
に内燃機関11の左側方を通ってヘッドパイプ２の下方ま
で伸び、その前端部62bは下ブラケット６に固定したサ
ポート63に連結されている。この操作ワイヤ62はリヤア
ーム18に設けたブラケット64、ダウンチューブ10に設け
られたブラケット65にそれぞれ両ナットで締付け固定し
て支持されている。

操作ワイヤ62とサポート63との連結は、第６図及び第７
図に示すように構成されている。

第６図はヘッドパイプ部の底面図、第７図は第６図VII
−VII断面図を示し、サポート63は下ブラケット６の下
部に上方からビス66により、また前側からはボルト67に
より締付け固定されている。サポート63の下側には前輪
側レバー68が設けられ、この前輪側レバー68に形成され
た案内溝69には、調整体70が摺動可能に配置されてい
る。調整体70の下部にはボール軸71が設けられ、このボ
ール軸71に操作ワイヤ62の前端部62aが支持されてい
る。調整体70には調整ボルト72が挿通されており、調整
ボルト72の回転により、調整体70は軸上を螺動して案内
溝69内を移動する。調整体70には固定ボルト73が螺着さ
れており、その固定ボルト73を締付けると、所定の位置
で調整体70が固定される。操作ワイヤ62の長さの調整は
調整体70がステアリング軸３から離れる位置にある程、
張られるようになっている。

サポート63に設けられた前輪側レバー68は左右のフロン
トフォーク４の車幅方向の幅Ｄ内に配置され、走行時に
前輪側レバー68が障害物と接触しないようになってい
る。また、この前輪側レバー68はヘッドパイプ２のまわ
りに配置されている操作ケーブル等と干渉しないように
なっている。

前輪側レバー68はハンドル８の操作による前輪７の操舵
角に応じて操作ワイヤ62を引き、または押し、リヤアー
ム18の回転軸60に設けたリンク61を第３図に示すように
前後方向に移動させる。このリンク61の移動によって、
リンク58、調整ロッド57を介して後輪側レバー56を操作
し、後輪20を操向枢軸45,46を支点として回動し、後輪2
0が前輪７の操舵角に応じて旋回されるようになってい
る。

次に、この実施例の作用について説明する。

内燃機関11の駆動力はドライブ軸29からチェーン28を介
して後輪20のスプロケット26に伝達され、ドラムブレー
キ24のブレーキドラム25を介して車体側回転軸22を回転
する。

この車体側回転軸22の回転力はユニバーサルジョイント
52を介して車輪側回転軸50に伝達され、車輪側回転軸50
に固定された後輪20を一体に回転して走行する。

この走行において、例えば、ハンドル８を右方向へ操作
すると、フロントフォーク４がステアリング軸３を中心
として右方向に旋回し、これにより前輪７が右方向に操
舵する。このハンドル８操作により、サポート63の前輪
側レバー68も前輪７の操舵角に応じて回転し、操作ワイ
ヤ62を引っ張る。このため、リヤアーム18の回転軸60に
設けられたリンク61を引き、回転軸60の下端部に設けら
れたリンク58を第４図において時計方向へ回転し、調整
ロッド57を介して後輪側レバー56を引く。このため、後
輪20は操向枢軸45,46で設定される旋回中心軸線Ｐを支
点として反時計方向へ回転し、後輪20を想像線で示す位
置に前輪と連動して操舵する。

ハンドル８が左方向に操作するとき、前輪７の操舵角に
応じて操作ワイヤ62が押され、前記と反対に作動し、後
輪20を操向枢軸45,46を支点として時計方向へ回転して
操舵する。このように、前輪７と後輪20とが連動して旋
回するため、ホィールベースが延び重心が相対的に前に
でる効果が生じ、外乱に対して直進安定性が向上する。

そして、通常の走行時には第８図に示すように、リヤア
ーム18は路面と略平行の位置にあり、後輪20の旋回中心
軸線Ｐと路面との交点a1は後輪20の接地点b1と一致して
いる。

この走行時に、第４図に示すようにブレーキペダル41を
踏むと、回転軸39、リンク36を介してブレーキロッド34
が引かれて操作レバー35が第３図において時計方向に回
転して、ドラムブレーキ24のブレーキシュ31をカム軸33
により拡開し、車体側回転軸22と一体に回転するブレー
キドラム25に圧接して制動する。

この制動により、車体の重心は前側に移動するため車体
後方が持上がり傾向となり、サスペンション19が伸び
る。このため、リヤアーム18はピボット軸17側が浮上が
り、後輪20の操向枢軸45,46は後方へ傾斜し、旋回中心
軸線P2と路面との間にステアリング傾き角αが生じる。
この角αにより、旋回中心軸線P2は後輪20の接地点を通
る垂直線に対し交叉する。このように、前輪７と後輪20
とは連動して操作されるようになっているが、制動時に
ライダーが不用意にハンドル８を動かしたり、また、反
対に制動により、路面からの外力が後輪20に作用し、後
輪20がフラついて右か左かに向きを換えたとしても、路
面の抵抗がタイヤの表面を押し、もっとも抵抗の少ない
位置に押しもどす。このため、走行中に、後輪20は自然
に直進性を保っており、フラつきが軽減され直進性がよ
り一層向上する。一方ハンドル８の右側に設けられたグ
リップを操作して、内燃機関11の出力を増して加速する
と、チェーン28に引張力が生じてリヤアーム18が上方へ
引あげられるため、サスペンション19が圧縮して持ち上
がる。また、加速力により後輪20にかかる荷重が大きく
なり、車体の後側が沈み込む。このため、後輪20の旋回
中心軸線P1は第３図のように前方へ傾斜して、前記ステ
アリング傾き角αは旋回中心軸線Ｐの後方に生じ、この
旋回中心軸線P1は後輪20の接地点を通る垂直線に対し交
叉する。

従って、前輪７を操作して、後輪20を旋回するとき、後
輪20には向きを換えた車輪の方向に駆動力が働くから操
舵性が良くなり、加速時の走行安定性がより一層向上す
る。

なお、前記実施例では自動二輪車について説明したが、
単一の後輪を有するものであれば種々の車両にも同様に
実施できる。

（発明の効果） この発明は前記のように、前輪と連動して、操舵する後
輪の旋回中心軸線を、制動時または加速時において車体
前後方向へ傾斜させ、この旋回中心軸線が前記後輪の接
地点を通る垂直線に対し交叉するようにしたから、走行
中に、制動をするとき、後輪は自然に直進性を保ってお
り、フラつきが軽減され直進走行性がより一層向上する
と共に、加速するとき旋回する後輪の方向に駆動力が働
くから操舵性が良く、加速時の走行安定性がより一層向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した自動二輪車の側面図、第２
図は一部を破断した自動二輪車の平面図、第３図は要部
の側面図、第４図は要部の平面図、第５図は第４図のＶ
−Ｖ断面図、第６図はヘッドパイプ近傍の底面図、第７
図は第６図のVII−VII断面図、第８図は作動状態を示す
説明図である。 ４……フロントフォーク ７……前輪、11……内燃機関 18……リヤアーム、19……サスペンション 20……後輪、22……車体側回転軸 42……車体側ナックルアーム 44……車輪側ナックルアーム 50……車輪側回転軸 52……ユニバーサルジョイント 62……操作ワイヤ、64……サポート 68……前輪側レバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体にサスペンションを介して揺動可能に
   軸支されたリヤアームに単一の後輪を回転可能に支持す
   るとともに、後輪を前記リヤアームに対して固定された
   操向枢軸を支点として旋回可能に支持し、この後輪を前
   輪と連動して操舵するようになし、制動時または加速時
   において前記後輪の旋回中心軸線が車体前後方向へ傾斜
   し、この旋回中心軸線が前記後輪の接地点を通る垂直線
   に対し交叉するようにしたことを特徴とする車両の前後
   輪操舵装置。