(57)【要約】付属する車両の車輪の回転方向に対して反対に回転するフライホイール（１８）を有する、オートバイ等の車両が提供される。フライホイール（１８）は、車輪（１０）の回転によって発生するジャイロ力に対抗するジャイロ力を発生させ、その結果、車輪（１０）のジャイロ力を低減または打ち消す。これは、車両を傾ける際、すなわちコーナリングの際の変化を補助する。好ましい形態では、フライホイール（１８）は車両のディスクブレーキ（１８）とすることができ、これは遊星ギアアセンブリ（５４， ６０， ６２）によって駆動するのが好ましい。
2005538892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、第１及び第２の車輪と、前記車輪の一つに付属する少なくとも一つの錘を備える手段と、その錘を備える手段を前記車輪の回転方向に対して反対方向に回転させるように作動する回転手段とを有する、車両。
【請求項２】
錘手段はフライホイールの形態をなしている、請求項１記載の車両。
【請求項３】
錘手段は、車両のブレーキシステムであるか、またはその一部をなすものである、請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
錘手段はブレーキディスクにより備えられるものであり、付属する車輪の回転方向に対して反対方向に回転するように構成されているものである、請求項３記載の車両。
【請求項５】
車両の車輪の回転に基づいて錘手段を回転させる遊星ギア機構を備えた、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
錘手段は、車両の一つまたは複数の車輪によって発生するジャイロスコープ効果を低減するようなジャイロスコープ効果を発生させるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
錘手段は、車両の一つまたは複数の車輪によって発生するジャイロスコープ効果を実質的に相殺するようなジャイロスコープ効果を発生させるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項８】
車両がオートバイである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両。
【請求項９】
ブレーキディスクと、ブレーキディスクを車両の車輪アセンブリに連結するギア機構とを備え、このギア機構は、付属する車輪の回転方向に対して反対方向にブレーキディスクを回転させるように作動するものである、車両のブレーキアセンブリ。
【請求項１０】
ギア機構が遊星ギア機構である、請求項９記載の車両のブレーキアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、特にオートバイもしくは他の車輪（ホイール）付き車両の性能を向上させるためのシステムに関するものである。好ましい具体例は、オートバイの操縦中に発生するジャイロ力を低減するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のレース用オートバイにおける動的性能について、業界では、車両の総合的速度の向上に寄与する設計の改善を絶えず模索している。そのような開発領域の一つが、マシンにより駆動される車輪である。車輪は、次のいくつかの点、すなわち１）それらがタイヤをバイクに装着する部分をなす、２）ブレーキディスクが車輪に取り付けられ、車両を減速する機構を提供する、３）それらが車両安定性を維持する回転もしくはジャイロ特性をもたらす点で車両の総合性能に寄与する。
【０００３】
図１に参照すると、特に設計されたジャイロスコープは、通常はディスク状物体の形態をなしているが、実質的には、回転により有効なジャイロスコープのふるまいを生み出すようなあらゆる物体とすることができる。殆どのジャイロスコープの質量は、可能な限り中心から遠ざけられている。これは、図１に示されるように、大きくて重いリム（枠）を有するディスク状物体において良くみられるものである。
【０００４】
ジャイロスコープは回転していないときには、それは他の全ての物体と同じようにふるまう。しかしながら、ジャイロスコープがその軸心周りに高速回転すると、一定の方向への動きに対して抵抗するようになる。ジャイロスコープが回転しているときには、それは多量の蓄積エネルギーを有することができる。
【０００５】
ニュートンの運動の第１法則においては、あらゆる物体は不平衡力が作用しなければその運動状態（静止または移動）を継続することが定義されている。ジャイロスコープの例においては、ジャイロスコープの歳差運動として知られるこの動きが補償される。
【０００６】
ジャイロスコープの歳差運動を理解するための最善の道は、図２に示されるように、回転するジャイロスコープの２つの小さな部分、すなわち頂部と底部とに着目することである。図示のように車軸（アクスル）に外力が作用したとき、ジャイロスコープの頂部は左に移動しようとし、ジャイロスコープの底部は右に移動しようとする。
【０００７】
ジャイロスコープが回転しなければ車輪は倒れる。ジャイロスコープが回転していると、ジャイロスコープの頂部は、車軸に作用する力によって左に移動し始める。それは、ニュートンの運動の第１法則によって左に向かって継続的に移動しようとするが、図３に示すように、その回転動作がそれを回転させる。この効果が歳差運動を発生させる。ジャイロスコープを個々の部分で考えると、ジャイロスコープはある箇所で力を受けるが、次には新しい位置に回転する。ジャイロスコープの頂部は側部まで９０度回転しても、それは左方向への移動傾向を継続する。
【０００８】
これは底部においても全く同じであり、それが側部まで９０度回転しても、その右方向への移動傾向は継続される。これらの力は車輪を歳差運動の方向に回転させる。これらの箇所は更に９０度回転を続けると、それらの本来の動きが打ち消され、軸の動きに対する抵抗が生み出される。
【０００９】
要するに、回転する車輪によって発生するジャイロスコープ力は、最初に車軸に加えられた力に抵抗し、矢印で示すように、歳差運動の合成によって車輪が回転軸に対して直交する方向に回転しようとする一方で、車輪を鉛直に維持する。
【００１０】
車輪の回転によって発生するジャイロスコープ効果による車両安定性は、総合的なコーナリング（旋回）性能を考慮する場合、重要な領域である。設計の目的として、回転する車輪、タイヤおよびディスクパッケージの慣性モーメントを低減し、可能な限りジャイロスコープ力を低減することは定常的になっている。これは、複合材料の使用と鍛造マグネシウム技術の発展とを通じて、主に車輪自体の質量を低減することによって行われている。
【００１１】
複合材料の使用は、車輪質量の軽減に対する最善の道と考えられていた。しかしながら、車輪の正確な欠陥試験における信頼性や不可能性によって、複合材料は最善の解決策でないことが証明された。
【００１２】
これは、リムやブレーキディスクを製造するためのカーボンファイバー等の複合材料の開発へつながっている。しかしながら、これらの材料をこのように使用することは、ワールドスーパーバイク選手権を含む多くの競技クラスで禁止されている。この特別のクラスでは、前車輪重量１．４ｋｇの鍛造マグネシウムリムが良い選択肢であるが、ディスクは１個あたり２ｋｇよりも大きな質量を有しており、鉄材料を使用しなければならないため、ディスク質量は大きく変化させることは不可能である。
【００１３】
この問題における他の制限事項はタイヤであり、この構成要素はジャイロ特性に対して極めて変化させにくいものである。ケース構造がスチールから離れて、より軽くよりフレキシブル（たわみ易い）ケブラーになる等、個々数年でいくつかの進歩があった。しかしながら、タイヤの大部分をなすゴムよりも軽い他の材料への大躍進がない限り、そのジャイロスコープ特性の変化の可能性は少ない。さらに、ジャイロスコープとしてのタイヤの物理に目を向けたとき、その質量の全てが外周付近にあり、ジャイロスコープ効果を低減する場合、質量が存在するのに最も悪い場所である。
【００１４】
図４に示されるように、車輪の外縁に一つのディスクを搭載することにより、車輪及びディスクの総質量を低減するといった車輪及びブレーキディスクの設計開発も行われている。しかしながら、これによって総質量が軽くなったとしても、ジャイロスコープ特性への影響は無い。これは、一つのディスクが、二つのディスクより軽いとしても、より大きな直径を有し、そのジャイロスコープ出力が増大することによるものである。最終的には、より軽いアセンブリであるが、同じまたは類似のジャイロスコープ効果を有するといった結果になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、車両、特にオートバイにおける性能を向上するためのシステム及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、第１及び第２の車輪と、前記車輪の一つに付属する少なくとも一つの錘を備える手段と、その錘手段を前記車輪の回転方向に対して反対方向に回転させるように作動する回転手段とを有する、オートバイもしくは他の車両が提供される。
【００１７】
錘手段の逆回転によって、好ましい形態では車輪の回転によって発生するジャイロ力を低減するような、反対のジャイロ力が発生する。
【００１８】
錘手段はフライホイールの形態をなしているのが有利である。
【００１９】
他の形態では、錘手段は、車両のブレーキシステムであるか、またはその一部をなすものとされる。この形態では、錘手段はブレーキディスクにより備えられ、付属する車輪の回転方向に対して反対方向に回転するように構成される。もちろん実際には、ブレーキディスクは、車輪の一方向、実際には車両の前進方向へ車輪が回転する際の回転方向に対してのみ逆回転するように作製することができる。後者の特徴は、車両の後退時に発生するジャイロ力が、後退の頻度や速度ゆえに通常は補正を要しない点に考慮したことである。
【００２０】
錘手段が車両のブレーキシステムであるかまたはその一部をなすもの、例えばブレーキディスクである場合、これは、車両の車輪の回転に基づいてブレーキディスクを回転させる遊星ギア機構を備えることができる。
【００２１】
例えば、好ましい形態のシステムでは、車軸を中心として車輪に対して逆方向にフライホイール若しくは他の錘を回転させる。これは、いくつかの方法、好ましくはブレーキディスクを逆回転フライホイールとして用いることによって達成できる。
【００２２】
そのような装置は、ブレーキアセンブリ、フォーク、車体および同種のもの等、現在の構成部品と統合することができる。
【００２３】
この原理はオートバイに限定されず、あらゆる車輪数のあらゆる車輪付車両に応用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、ほんの一例として、添付図面を参照しながら説明する。
図５を参照すると、車輪と同軸かつ反対方向回転する質量を付与し、互いに対向して作用するジャイロ力を生み出し、車両の移動中、特に車輪の回転中における総合的なジャイロスコープ効果を低減させるという考え方で作製された形態が示されている。
【００２５】
この質量は、車輪、タイヤおよびブレーキディスクアセンブリから完全に分離されるフライホイールアセンブリとすることができるが、好ましい形態ではそれ自体がブレーキディスクである。最初の計算によるとその効果は非常に大きいため、いくつかの形態では、一つのブレーキディスクのみを逆回転とし、他は車輪と同方向に回転させるのが望ましいかもしれない。
【００２６】
図１〜３に関係する上述の原理を用いることによって、ここで説明する考え方を立証することができ、同サイズ・同質量の物体が反対方向に回転するときこのジャイロスコープの回転軸が図１に示されるように回転されると、ジャイロスコープは歳差運動せず、各質量によって互いに反対向きに作用する力がそれぞれ発生するようにジャイロ力が発生し、究極的には望ましく効果的にお互いを打ち消すか、少なくとも車輪の回転によって発生するジャイロスコープ効果を低減する。
【００２７】
好ましい形態では、目的は、回転するオートバイの車輪が有するジャイロ力を、車両が過度に不安定になるように完全に打ち消すことではない。
【００２８】
オートバイの運転手は、ジャイロスコープ効果を直立維持のために用いる。よって、その目的は、車両を過度に不安定にすることなしに、車輪の回転により発生する総合的なジャイロ力を低減することにある。
【００２９】
オートバイにおいて車輪に対してブレーキディスクを逆回転する考え方は、横倒しの迅速化を図るために、車両におけるジャイロスコープの安定力を低減することである。オートバイの旋回では、旋回中に発生する遠心力に対向するために、オートバイを内側に倒すまたは傾ける。さらに、車両の傾きの動作によって、車両の方向が内側に向き、タイヤは側面で走行するようになる。運転手がより迅速に倒しこみ／傾けできると、バイクはより速く旋回できる。
【００３０】
この原理は、車輪及びタイヤによって発生するいくつかのジャイロ力を打ち消すためにディスクのジャイロ力に依存するので、このシステムは車輪ディスクの質量を変化させてジャイロ力を増減することによって調整でき、それによってバイクのロール速度を変化させることができる。
【００３１】
図５を参照すると、図示された形態は、オートバイ向けに構成されており、タイヤと、ホイールキャリア１２が一体形成された車輪アセンブリ１０とを備えている。ホイールキャリア１２はベアリング１６に通された車軸１４により支持されている。これらのホイールアセンブリの構成部品は一般的なものである。
【００３２】
さらに、車軸１４には、一体的なブレーキキャリア２０及びベアリング２２によってブレーキディスク１８が搭載されている。ブレーキディスク１８は、ピニオンギア２８を介して互いに協働する第１及び第２組のクラウンギア２４，２６をそれぞれ含むギアアセンブリによって、タイヤ及び車輪アセンブリ１０に対して連結されている。ギアアセンブリ２４−２８は、ブレーキディスク１８がタイヤ及び車輪アセンブリ１０とは反対向きに回転するように構成されており、この形態では、一方を車輪及びタイヤアセンブリ１０とし、他方をブレーキディスク１８及びブレーキディスクキャリア２０アセンブリとする相対的重量に依存して、反対に作用するジャイロ力が発生する。
【００３３】
図５の形態は、実験装置として作製したものであり、回転時には、操作者が彼・彼女の手を通じてジャイロスコープの出力の違いを体感できるようになっている。
【００３４】
図５の形態は、車輪１０とディスク１８との回転方向を逆転するためにベベルギアを用いている。しかしながら、実際には、遊星ギアボックスとして同様に構成された伝統的なギアを用いたシステムが考えられる。遊星型のギアボックスを用いるシステムは、大きなブレーキ力を伝達できようになっており、また動作抵抗が少なくなっていると好ましい。以下では、図６及び７を参照して実施形態について説明する。
【００３５】
再び図５を参照すると、そのベベルギアの構成は次のように作動する。車軸１４がその回転を妨げるように保持され、かつ車輪１０が車軸１４を中心としていずれかの方向に回転しているとき、ホイールキャリア１２に取り付けられたクラウンギア２６もまた回転する。そしてこれによってピニオンギア２８がその軸心周りに回転させられる。一方、ブレーキディスクキャリア２０に取り付けられた他方のクラウンギア２４は、車輪とは反対方向にブレーキディスク１８を回転させる。
【００３６】
ここで図６及び７を参照すると、ブレーキディスクを逆回転させるように構成された遊星ギアアセンブリの実施形態が示されている。このブレーキアセンブリは、図５の実施形態におけるディスク１８に等しいブレーキディスク５０を備えており、これは車輪１０が取り付けられる車輪軸５２に配設されている。ブレーキディスク５０とともに回転するように連結されているのは外側ギア５４であり、これは外側車輪ベアリング５６によって車輪軸５２に配設されるとともに、内側に延在する環状ギア歯５５を備えている。
【００３７】
遊星ギアアセンブリ５８は、外周面に複数の遊星ギア６０を支持しており、これは内側車輪ベアリングが取り付けられる太陽ギア６２と噛み合わされる。
【００３８】
このアセンブリは、さらに次の補助的な構成部品を備えている。すなわち、太陽ギアＯリング６６、キャリア縁シール６８、カバー縁シール７２及びカバーＯリング７４を有するカバー７０、加えて必要な固定ねじ７６〜８０である。ねじ８０によって太陽ギアは車輪１０に対してともに回転するように固定される。
【００３９】
操縦に際しては、車輪１０は車輪軸５２周りに回転し、後者は回転しない。車輪軸５２に固定された遊星キャリアアセンブリ５８もまた回転しないが、その遊星ギア６０は太陽ギア６２の回転によって回転し、後者は車輪に伴って回転する。遊星ギア６０の回転は、それらが外側ギア５４の環状ギア歯５５と噛み合うことによって、外側ギア３４及びそれゆえブレーキディスク５０をも回転させる。当業者であれば、外側ギア５４及びそれゆえブレーキディスク５０までもが車輪１０の回転方向とは反対に回転することを、理解するであろう。
【００４０】
この出願の優先権主張の基となっている英国特許出願番号０２２１５７５．４、ならびにこの出願に付属する要約書における開示事項は、ここでの参照により本明細書に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、車輪等の回転体に発生するジャイロスコープ効果を示すものである。
【図２】図２は、回転軸を回転するために加えられた力を示すものである。
【図３】図３は、ジャイロスコープが入力に対して直交する軸に沿ってどのように入力に対して反応するかを示すものである。
【図４】図４は、オートバイにお操縦中に発生するジャイロ力を低減することを試みた従来技術を有するオートバイの一部を示すものである。
【図５】図５は、ジャイロ力低減システムの好適な形態を示す断面図である。
【図６】図６は、車両のブレーキディスクを逆回転駆動するための、表面循環式ギアアセンブリの形態を示す図である。
【図７】図７は、図６の表面循環式ギアアセンブリの分解図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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