(57)【要約】【課題】直進時の走行安定性及び旋回時の軽快な操縦性の両方を向上できるようにすること。【解決手段】本発明の自動二輪車の走行安定構造は、前輪（２０）のホイール（２１）に設けられた慣性錘（３０）と、ホイールの回転中心と慣性錘との距離を可変とするよう慣性錘を変位可能なスポーク部（２７）とを備えている。可変機構は、ホイールの回転による遠心力で慣性錘を回転中心から離れる方向に変位させ、作動機構（３８）は、車両の減速に応じて慣性錘を回転中心に近付ける方向に変位させる。慣性錘の変位によって前輪に生じる慣性モーメントを変化でき、走行中の直進時の走行安定性と旋回時の軽快な操縦性の両方を向上することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のホイールに設けられた慣性錘と、
前記ホイールの回転中心と前記慣性錘との距離を可変とするよう該慣性錘を変位可能な可変機構とを備えていることを特徴とする自動二輪車の走行安定構造。
【請求項２】
前記慣性錘は、ホイールの円周方向に等分に複数配設され、
前記回転中心から前記複数の慣性錘の距離を同一に維持する連係機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の走行安定構造。
【請求項３】
前記可変機構は、前記ホイールの回転による遠心力で前記慣性錘を前記回転中心から離れる方向に変位させ、
車両の減速に応じて前記慣性錘を前記回転中心に近付ける方向に変位させる作動機構を更に備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動二輪車の走行安定構造。
【請求項４】
前記作動機構は、前記ホイール側に設けられた被制動部材に制動力を付与する制動装置を含み、
前記被制動部材と前記慣性錘とはロッド部材を介して連結され、
前記被制動部材は、制動時に前記ホイールに対して所定角度範囲で相対的に回動可能に設けられ、該回動によって前記慣性錘を前記回転中心に近付ける方向に変位させることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車の走行安定構造。
【請求項５】
前記ホイールの回転による遠心力に抗して前記回転中心側に前記慣性錘を付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の自動二輪車の走行安定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車の走行安定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、車輪の内側にジャイロを設置した自動二輪車を開示している。かかるジャイロを高速回転させることによって、ジャイロ効果を生じさせ、このジャイロ効果を利用して車体自体を路面に対して垂直に立たせるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２９２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１は、自動二輪車の停止時に車体を路面に立たせ続けて駐停車可能としたものであり、走行中における直進安定性と操縦性の向上を図る点については開示も示唆もない。高速走行時の直進安定性と旋回操作時の操縦性(軽快感)は相反するもので、直進安定性を高めると旋回時の操作が重たくなって軽快な操縦性を得ることができない、逆に軽快な操縦性を優先すれば直進安定性が低下して不安定になってしまう。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、走行中における直進時の走行安定性と旋回操作時の操縦性を向上することができる自動二輪車の走行安定構造を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の自動二輪車の走行安定構造は、車輪のホイールに設けられた慣性錘と、前記ホイールの回転中心と前記慣性錘との距離を可変とするよう該慣性錘を変位可能な可変機構とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ホイールの回転中心と慣性錘との距離を可変として、車輪に生じる慣性モーメントを変化させることができ、走行中の直進時及び旋回時の両方において走行安定性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係る走行安定構造が適用される自動二輪車の概略構成を示す右側面図である。
【図２】本実施の形態の走行安定構造が適用される前輪の右側面図である。
【図３】本実施の形態の走行安定構造が適用される前輪の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る走行安定構造をスクータータイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る走行安定構造を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車や四輪自動車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
【００１０】
図１を参照して、本実施の形態に係る走行安定構造が適用される自動二輪車の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る走行安定構造が適用される自動二輪車の概略構成を示す右側面図である。
【００１１】
図１に示すように、スクータータイプの自動二輪車１は、アンダーボーン式の車体フレーム（不図示）にエンジン２を懸架して構成される。エンジン２は、例えば、単気筒エンジンで構成される。
【００１２】
車体フレーム及びエンジン２には、車体外装としての各種カバーが装着される。具体的に車両前方側には、フロントカウル３が設けられる。フロントカウル３の後方には、センターフレームカバー４が設けられる。センターフレームカバー４の後方には、車両側面を覆うサイドカウル６が設けられる。サイドカウル６の上側には、シート７が設けられる。
【００１３】
エンジン２は、クランク軸（不図示）等の各種構成部品が収容されるクランクケース１０の前方に、シリンダ１１、シリンダヘッド（不図示）、及びシリンダヘッドカバー（不図示）をこの順番に取り付けて構成される。シリンダ１１は、軸方向が前側に傾けられて略水平方向を向くようにして配置される。
【００１４】
車体フレームには、ステアリングシャフト（不図示）を介してフロントフォーク１３が回転可能に支持される。フロントフォーク１３の上方には、前輪（車輪）２０を操舵するためのハンドルバー１４が設けられる。フロントフォーク１３の下部には前輪２０が回転可能に支持される。
【００１５】
エンジン２のクランクケース１０の後部には、後方に向かって略水平方向に延びるスイングアーム（不図示）が設けられる。スイングアームの後端には、後輪（車輪）１６が回転可能に設けられる。
【００１６】
また、エンジン２の排気ポートには、排気システムとして、エキゾーストパイプ１７及びマフラ１８が接続される。エキゾーストパイプ１７は、エンジン２の下方を後方に向かって延びている。マフラ１８は、エキゾーストパイプ１７の後端に接続され、側面視において後輪１６に重なるように配置される。
【００１７】
続いて、本実施の形態の走行安定構造について、図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３は、本実施の形態の走行安定構造が適用される前輪の右側面図である。前輪２０においては、不図示の前輪車軸を介してフロントフォーク１３（図１参照）に回動自在に軸支されるホイール２１と、ホイール２１の外周部に被着されたタイヤ２２と、ホイール２１側に設けられたブレーキプレート（被制動部材、二点鎖線で図示）２３とを備えている。ブレーキプレート２３は、乗員のブレーキ操作に応じて前輪２０に対して制動力を付与する制動装置（不図示）を構成する。
【００１８】
ホイール２１は、アルミニウム等の軽合金の鋳造または鍛造により一体に成形されるものが例示できる。ホイール２１は、前輪車軸（不図示）を支持するハブ部２５と、タイヤ２２が被着される円筒状のリム部２６と、ハブ部２５とリム部２６とに架設されたスポーク部（可変機構）２７とを備えている。
【００１９】
本実施の形態では、スポーク部２７は、ホイール２１の周方向に等分となるように３本形成され、それぞれがホイール２１の径方向に沿って延在している。従って、スポーク部２７は、ハブ部２５から放射状に形成され、それぞれが同一形状に設けられている。スポーク部２７は、筒状に形成され、その内部空間がハブ部２５の内部空間に連通するように形成されている。
【００２０】
３本のスポーク部２７それぞれの内部には慣性錘３０が配設され、３体の慣性錘３０がホイール２１の円周方向に等分に配設される。慣性錘３０は、スポーク部２７内を摺動することでスポーク部２７の延出方向（ホイール２１の径方向）に変位可能に設けられている。言い換えると、スポーク部２７は、ホイール２１の回転中心と慣性錘３０との距離を変化させるよう慣性錘３０を変位可能とされ、スポーク部２７によって慣性錘３０の可変機構が構成される。スポーク部２７は、ホイール２１が回転するときに、その遠心力で慣性錘３０を回転中心から離れる方向に変位させる。また、スポーク部２７においては、慣性錘３０の変位時に、慣性錘３０がホイール２１の周方向や車軸の延出方向にがたつきが生じずに滑らかに摺動するように形成されている。
【００２１】
慣性錘３０は、車両走行時におけるホイール２１の回転が高速になる程、及び、ホイール２１の回転中心から離れる程、慣性モーメントが増加し、ホイール２１のジャイロ効果を高めて車体が直立した姿勢を安定させることができる。
【００２２】
ホイール２１の内部には連係機構３２が設けられている。連係機構３２は、ハブ部２５の内部に収容されてホイール２１と共に回転する回動体３３と、回動体３３と慣性錘３０とを連結する３本のロッド部材３４とを備えている。３本のロッド部材３４は同じ長さに形成され、外方端（一端）が慣性錘３０に、内方端（他端）が回動体３３に相対回転可能に連結されている。これら連結位置は、ホイール２１の円周方向にて３本のロッド部材３４で揃った位置となっている。
【００２３】
連係機構３２においては、図２に示す位置から慣性錘３０が外方に変位すると、ロッド部材３４を介して回動体３３がホイール２１に対し時計方向に相対的に回動されて図３に示す状態となる。また、図３に示す状態から回動体３３がホイール２１に対し反時計方向に相対的に回動すると、ロッド部材３４を介して慣性錘３０が内方に変位され、図２に示す位置に復帰する。このように図２及び図３に示す位置の間にて、慣性錘３０がスポーク部２７内の延出方向にて変位したときに、３体の慣性錘３０がロッド部材３４及び回動体３３を介して連結されるので、連動して同時に変位するようになる。このとき、連係機構３２によって３体の慣性錘３０におけるホイール２１の回転中心からの距離が同一に維持される。
【００２４】
なお、回動体３３は、ロータリーダンパーによって構成され、ホイール２１に対して回動する際の抵抗力を発揮するように設けることができる。
【００２５】
ハブ部２５においては、不図示のストッパが設けられ、このストッパによってホイール２１に対する回動体３３の相対回転が規制される。具体的には、仮に、ホイール２１の回転が停止した状態とした場合、ストッパによって、図２に示す位置にて回動体３３の反時計方向の回転が規制され、図３に示す位置にて回動体３３の時計方向の回転が規制される。従って、本実施の形態では、ホイール２１に対する回動体３３の回動可能な角度範囲が図２に示す位置と図３に示す位置との間に設定され、慣性錘３０の移動範囲が図２に示す位置と図３に示す位置との間に設定される。
【００２６】
回動体３３には、ブレーキプレート２３を取り付けるための取付用孔３６が同心円上に等間隔に離間されて形成されている。かかる取付用孔３６に不図示のボルト等をねじ込むことでブレーキプレート２３が回動体３３に相対回転不能に固定される。ブレーキプレート２３は、回動体３３と同様に、ホイール２１に対し図２に示す位置と図３に示す位置との間の角度範囲で相対的に回動可能となる。ブレーキプレート２３は、回動体３３及びロッド部材３４を介して慣性錘３０に連結される。
【００２７】
車両の走行によって前輪２０が図３に示す矢印Ｒ１方向（時計方向）に回転しているときに、車両を減速すべくブレーキ操作が行われると、ブレーキプレート２３が矢印Ｒ２方向（反時計方向）に回転する力が発生する。この力によって、ホイール２１に対して回動体３３が矢印Ｒ２方向に相対的に回動され、この回動体３３の回動に応じて３本のロッド部材３４が変位されて全ての慣性錘３０がホイール２１の回転中心に近付ける方向に同時に変位される。
【００２８】
このように車両の減速に応じて慣性錘３０を回転中心に近付ける方向に変位させる構成によって作動機構３８が構成される。具体的には、作動機構３８は、ブレーキプレート２３を含む制動装置、回動体３３及びロッド部材３４を備えて構成される。
【００２９】
前輪２０においては、ホイール２１の回転による遠心力で回転中心から離れる方向に変位する慣性錘３０に対し、その遠心力に抗して回転中心側に慣性錘３０を付勢する付勢手段４０が設けられる。
【００３０】
付勢手段４０は、スポーク部２７における慣性錘３０とリム部２６との間を閉塞した空間となるエア室４０ａを形成することが例示できる。この構成では、エア室４０ａ内で圧縮された空気が空気ばねとなり、外方（リム部２６側）に変位する慣性錘３０を回転中心側に押し戻す反力を発揮する。かかるエア室４０ａは全てのスポーク部２７に形成してもよいが、上述したように連係機構３２によって３体の慣性錘３０が連動して変位するのであれば、少なくとも１体のスポーク部２７に形成されていればよい。また、全てのスポーク部２７にエア室４０ａを形成し、それぞれのエア室４０ａでの慣性錘３０への反力を均等化するため、リム部２６側に通路を設けてエア室４０ａそれぞれが連通するようにしてもよい。
【００３１】
また、閉塞したエア室４０ａによる空気ばねが非形成のスポーク部２７にて、慣性錘３０の急速な変位を抑制するダンパ手段を設けてもよい。ダンパ手段は、エア室４０ａに絞り孔や絞り弁（不図示）を形成し、通過する空気の抵抗によって慣性錘３０の変位に対する減衰力を発生する構成を例示できる。
【００３２】
続いて、本実施の形態の走行安定構造の作用について説明する。ここでは、自動二輪車１が低速走行若しくは停車しており、慣性錘３０が図２に示す初期位置に配置されているものとする。
【００３３】
この状態から走行を開始し、前輪２０が高速回転すると、スポーク部２７内に配置された慣性錘３０に遠心力が作用する。言い換えると、３体の慣性錘３０に対し、ホイール２１の回転中心から離れる方向の力が作用し、図３に示すように、筒状のスポーク部２７の内周面に案内されてホイール２１の外側（リム部２６側）に向かって変位する。このように慣性錘３０が外側に変位することで、前輪２０での慣性モーメントを増大させることができ、ジャイロ効果によって直進走行の安定性を高めることができる。
【００３４】
ここで、慣性錘３０の外側への変位でロッド部材３４も回動しつつ外側に変位し、この変位によって回動体３３がホイール２１に対して相対的に回動する。全ての慣性錘３０がロッド部材３４を介して回動体３３の回動と連動して変位するので、各慣性錘３０の変位量を均一化することができる。また、慣性錘３０の外側への変位では、付勢手段４０によって反力が作用するようになり、前輪２０の回転数（自動二輪車１の走行速度）に対する慣性錘３０の変位量ひいては慣性モーメントが調整される。
【００３５】
一方、図３に示す前輪２０の高速回転状態から、乗員がブレーキ操作すると、図３に示す前輪２０の回転方向（矢印Ｒ１方向）に対して反対方向（矢印Ｒ２方向）となる制動力がブレーキプレート２３に作用する。この制動力によって、自動二輪車１が減速すると共に、ホイール２１に対してブレーキプレート２３及びこれに連結された回動体３３が矢印Ｒ２方向に回動する。かかる回動によって、ロッド部材３４が変位し、この変位によって３体の慣性錘３０がホイール２１の回転中心に近付く方向、つまりホイール２１の内側に向かって変位する。
【００３６】
このように慣性錘３０が内側に変位することで、前輪２０での慣性モーメントを減少させることができ、ジャイロ効果を低減させて旋回時における車体の倒し込み操作の容易化を図ることができる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、スポーク部２７の内部に慣性錘３０が変位可能に収容されるので、ホイール２１の径方向における慣性錘３０の位置に応じて前輪２０での慣性モーメントを変化させることができる。具体的には、高速回転時には遠心力で慣性錘３０を遠心方向に変位して慣性モーメントを増大し、直進走行時の高い直進安定性を実現することができる。一方、低速回転時には慣性錘３０を回転中心に変位して慣性モーメントの増大を抑制し、軽快な操縦性を図ることができる。
【００３８】
ここで、仮に、慣性錘をホイールの径方向にて固定した構造とした場合、慣性錘を回転中心に近付けて操縦性を向上させると直進安定性が低くなり、慣性錘を回転中心から遠ざけて直進安定性を向上させると操縦に必要な操作力が大きくなって操縦性が悪くなる。この点、本実施の形態では、慣性錘３０を変位可能としたことで、高速走行の傾向が強い直進時に直進安定性を高め、且つ、低速走行の傾向が強い旋回時に操縦性を高めることができ、相反する特性を同時に得ることができる。
【００３９】
また、複数（本実施の形態では３体）の慣性錘３０及びスポーク部２７がホイール２１の円周方向に等間隔に配設され、各慣性錘３０の回転中心からの距離を連係機構３２によって同一に維持するので、ホイール２１の回転バランスを良好に保つことができる。
【００４０】
また、ブレーキ操作によってブレーキプレート２３及び回動体３３を回動し、ロッド部材３４を介して慣性錘３０を回転中心方向に変位させるので、乗員がブレーキ操作以外の操作を行うことなく慣性錘３０を変位させることができる。言い換えると、直進走行から旋回走行をすべく減速するときに、ブレーキ操作だけで慣性錘３０による慣性モーメントを小さくすることができる。これにより、専用の駆動装置を設けずにブレーキプレート２３での制動力で慣性錘３０を変位でき、装置構成の複雑化を回避できる上、特別な操作を行わずに慣性錘３０を変位してジャイロ効果を低減でき、乗員が違和感なく運転することが可能となる。
【００４１】
また、付勢手段４０で慣性錘３０を回転中心側に押し戻す反力を調整することで、走行速度に応じた慣性モーメントの大きさを調整可能となり、低速走行時における操縦性を向上することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態における走行安定構造を前輪２０に設けた場合を説明したが、後輪１６だけ、或いは前輪２０及び後輪１６の両方に設けることを妨げるものでない。但し、直進時の走行安定性や旋回時の操縦安定性を考慮すると、上記の走行安定構造を前輪２０に設けることが効果的である。
【００４３】
また、慣性錘３０の設置数は、複数であれば３体に限定されるものでない。更に、スポーク部２７の延出方向がホイール２１の径方向に対して傾斜する方向に延在しており、かかる延在方向に慣性錘３０が変位するようにしてもよい。
【００４４】
また、慣性錘３０の位置を可変とする可変機構は、上述した機能を発揮する限りにおいて、スポーク部２７とは別に慣性錘３０をスライド移動させる構成を採用してもよい。
【００４５】
また、制動装置は、ドラム式のブレーキ構造としてもよく、この場合、被制動部材はブレーキドラムとなる。
【００４６】
また、ブレーキプレート２３等での制動力を利用せずに自動二輪車１の減速に応じて慣性錘３０を回転中心側に変位する作動機構３８を設けてもよい。更に、上記実施の形態のように連係機構３２によって各慣性錘３０を連結せずに、個々の慣性錘３０が独立して変位し得るようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００４８】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明は、直進時及び旋回時の両方において走行安定性を向上することができるという効果を有し、特に、自動二輪車における前輪に適用することが有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  自動二輪車
２０  前輪（車輪）
２１  ホイール
２３  ブレーキディスク（被制動部材）
２７  スポーク部（可変機構）
３０  慣性錘
３２  連係機構
３４  ロッド部材
３８  作動機構
【図１】
2019156037.tif 000003
【図２】
2019156037.tif 000004
【図３】
2019156037.tif 000005