(57)【要約】【課題】乗り心地を改善することができ、さらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能な自動二輪車車輪支持機構を提供すること。【解決手段】フレームの下端位置に設けられ、車輪を支持する懸架装置を有する車輪支持機構であって、前記懸架装置は、前記フレームの下端部に揺動自在に設けられ、前記車輪に対する前後方向の振動を緩衝する前後動サスペンションと、前記フレームの下端部近傍に設けられ、前記前後動サスペンションによる前記車輪の前後動に対して抵抗力を付加する減衰部とを備えたことを特徴とする車輪支持機構。【選択図】      図１
2004352193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの下端位置に設けられ、車輪を支持する懸架装置を有する車輪支持機構であって、
前記懸架装置は、
前記フレームの下端部に揺動自在に設けられ、前記車輪に対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンションと、
前記フレームの下端部近傍に設けられ、前記前後動サスペンションによる前記車輪の前後動に対して抵抗力を付加する減衰部とを備えたことを特徴とする車輪支持機構。
【請求項２】
前記前後動サスペンションは、
その一端部を前記フレームの下端部に揺動自在に設け、他端部を前記車輪の車軸に対して回動自在に支持する請求項１に記載の車輪支持機構。
【請求項３】
前記一端部が、転がり軸受を介して前記フレームの下端部に支持されるとともに、弾性体を介して前記フレームの下端部に支持されている請求項２に記載の車輪支持機構。
【請求項４】
前記一端部が、ダブルラバーブッシュを介して前記フレームの下端部に支持されるとともに、
車輪が後方に移動した際に、前記車輪の後方への移動を抑制する補助弾性機構を備える請求項２に記載の車輪支持機構。
【請求項５】
前記弾性体が、ダブルラバーブッシュであり、
さらに、車輪が後方に移動した際に、前記車輪の後方への移動を抑制する補助弾性機構を備える請求項３に記載の車輪支持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、懸架装置を備えた車輪支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行している車輪には、例えば、タイヤの変形、路面の小さな凹凸、前後輪の速度差等が原因となって、前後方向の衝撃や振動が生じる。この前後力は、路面が悪くなり車速が大きくなる程その影響が大きくなるのであるが、従来の懸架装置は、高速化に伴うこのような前後方向の衝撃や振動に対して、充分な抑制性能を有していなかった。このような問題を解決すべく、本発明者により、車輪に前後方向の円運動を取り入れた偏心保持体を有する懸架装置（例えば、特許文献１〜３参照）が提案されている。特許文献１、２に記載の懸架装置によれば、前後方向の衝撃や振動に対して充分な抑制性能を発揮することができ、特許文献３に記載の懸架装置によれば、さらに、上下方向の衝撃や振動に対しても抑制性能を発揮することができる。
【０００３】
さらに、別の従来技術では、偏心保持体と車体フレームとの間にバネやショックアブソーバ等の抵抗素子を介在させ、懸架装置による振動の吸収性の向上を図った技術も開示されている（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に開示された技術では、懸架装置がスイングアームと車体に取り付けられた抵抗素子によって支持され、さらに、スイングアームが車体に取り付けられた別の抵抗素子により支持されている。
【特許文献１】
特公昭４９−１７１６１号公報
【特許文献２】
特公昭５０−１３５２１号公報
【特許文献３】
特許第２５２４９０８号公報
【特許文献４】
特公昭６０−９９３２号公報（第８図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜３の懸架装置は、いずれも前後方向の衝撃や振動に対して充分な抑制性能を発揮し得るものであり、特許文献３の懸架装置は、さらに上下方向の衝撃や振動に対する抑制性能をも有するものであるが、これらの懸架装置では、コーナリング等を行う際に、部品同士の間での共振や自励振動が発生し、これらの発生に起因した問題、例えば、操縦性の悪化、乗り心地の良さの阻害等の問題が発生することがあり、このような点において、未だ改善の余地があった。
【０００５】
また、特許文献４に開示された技術では、複数のスイングアームや抵抗素子等の支持部材により、複数の方向から懸架装置が支持されているため、懸架装置がスムーズに可動しにくく、上下方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に得ることが困難な場合があった。また、複数の支持部材のそれぞれに、別々の不規則な力が加わって、これにより、不規則な振動が発生してしまい、特許文献１〜３の懸架装置と同様に、部品同士の間での共振や、自励振動の発生に起因した問題が生じる場合があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行時の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮することができるとともに、不規則な振動の発生を防止することができ、操縦安定性、乗り心地に優れる車輪支持機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）フレーム（例えば、フォーク１０）の下端位置に設けられ、車輪を支持する懸架装置を有する車輪支持機構であって、
上記懸架装置は、
上記フレームの下端部に揺動自在に設けられ、上記車輪に対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンションと、
上記フレームの下端部近傍に設けられ、上記前後動サスペンションによる上記車輪の前後動に対して抵抗力を付加する減衰部とを備えたことを特徴とする車輪支持機構（図１参照）。
【０００８】
（１）の発明によれば、走行時に車輪の前方からの衝撃が加わり、車体の慣性による前方への移動に対して車輪の前方への移動が遅れる際には、前後動サスペンションによりスムーズに車輪を後方へ逃がし、その後、この前後動サスペンションの前方への移動により車輪を元の位置に戻すのであるが、このような前後動サスペンションの運動に対して、減衰部によって抵抗力が加えられることになる。従って、前後動サスペンションの移動幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、走行時における共振や自励振動に起因した不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができる。
【０００９】
また、発進時、車輪の前方への移動に対して車体の移動が遅れる際には、前後動サスペンションによりスムーズに車輪を前方へ逃がし、その後、この前後動サスペンションの後方への移動により車輪を元の位置に戻すのであるが、このような前後動サスペンションの運動に対しても、減衰部によって抵抗力が加えられることになる。従って、発進時においても、前後動サスペンションの移動幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、発進時における共振や自励振動に起因した不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができる。
【００１０】
さらに、異なる複数のリンク機構が互いにその動作を干渉し合うような構成を採用していないので、懸架装置がスムーズに作用し、衝撃や振動に対する優れた抑制性能を発揮し得るとともに、懸架装置を構成する機素について極めて厳密な加工精度が要求されるという問題が生じることもない。
【００１１】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（２）上記（１）の記載の車輪支持機構であって、
上記前後動サスペンションは、
その一端部を上記フレームの下端部に揺動自在に設け、他端部を上記車輪の車軸に対して回動自在に支持することを特徴とする。
【００１２】
（２）の発明によれば、走行時に車輪の前方からの衝撃が加わり、車体の慣性による前方への移動に対して車輪の前方への移動が遅れる際には、前後動サスペンションの一端部の回転により前後動サスペンションが後方へ円運動してスムーズに車輪を後方へ逃がし、その後、懸架装置の作用による一端部の回転に伴い前後動サスペンションが前方へ円運動して車輪を元の位置に戻すのであるが、このような一端部の回転に対して、減衰部によって抵抗力が加えられることになる。従って、前後動サスペンションの移動幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、走行時における共振や自励振動に起因した不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができる。
【００１３】
また、発進時、車輪の前方への移動に対して車体の移動が遅れる際には、前後動サスペンションの一端部の回転により前後動サスペンションが前方へ円運動してスムーズに車輪を前方へ逃がし、その後、懸架装置の作用による一端部の回転に伴い前後動サスペンションが後方へ移動して車輪を元の位置に戻すのであるが、このような一端部の回転に対しても、減衰部によって抵抗力が加えられることになる。従って、発進時においても、前後動サスペンションの移動幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、発進時における共振や自励振動に起因した不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができる。
【００１４】
さらに、異なる複数のリンク機構が互いにその動作を干渉し合うような構成を採用していないので、懸架装置がスムーズに作用し、衝撃や振動に対する優れた抑制性能を発揮し得るとともに、懸架装置を構成する機素について極めて厳密な加工精度が要求されるという問題が生じることもない。
【００１５】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（３）上記（２）に記載の車輪支持機構であって、
上記一端部が、転がり軸受（例えば、ボールベアリング１０１、１０２）を介して上記フレームの下端部に支持されるとともに、弾性体（例えば、ラバーブッシュ１０３）を介して上記フレームの下端部に支持されていることを特徴とする（図１参照）。
【００１６】
（３）の発明によれば、前後動サスペンションの一端部が弾性体を介して支持されており、この弾性体のねじれにより衝撃を抑制することができる。これに加えて、上記一端部を転がり軸受により支持することにより、この一端部を支持する部分の剛性を向上させることができ、そのため、車輪に左右方向の力がかかった場合に、シミーの発生を抑えることができる。その結果、（３）の発明によれば、乗り心地の向上と、走行安定性の向上とを図ることができる。
【００１７】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（４）上記（２）に記載の車輪支持機構であって、
上記一端部が、ダブルラバーブッシュ（例えば、ダブルラバーブッシュ５０３）を介して上記フレームの下端部に支持されるとともに、
車輪が後方に移動した際に、上記車輪の後方への移動を抑制する補助弾性機構（例えば、支持部材６６及びゴムバネ５７）を備えることを特徴とする（図７参照）。
【００１８】
（４）の発明によれば、前後動サスペンションの一端部がダブルラバーブッシュを介して支持されており、このダブルラバーブッシュは、ねじれの許容量が大きいため、振動の抑制能により優れることとなる。さらに、（４）の発明では、ダブルラバーブッシュとともに、補助弾性機構を備えているため、車輪が所定量以上の距離を後方へ移動しようとした際に、車輪の移動を抑制することができ、その結果、衝撃時の車輪の移動は、非線形ばね特性の付加で制御することができる。
従って、（４）の発明によれば、振動をより確実に抑制することができるともに、車輪の衝撃に対する移動距離が長すぎる場合に懸念される乗り心地の低下も防止することができる。
【００１９】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（５）上記（３）に記載の車輪支持機構であって、
上記弾性体が、ダブルラバーブッシュ（例えば、ダブルラバーブッシュ５０３）であり、
さらに、車輪が後方に移動した際に、上記車輪の後方への移動を抑制する補助弾性機構（例えば、支持部材６６及びゴムバネ５７）を備えることを特徴とする（図７参照）。
【００２０】
（５）の発明によれば、弾性体としてダブルラバーブッシュが用いられているため、上記（３）の発明と同様の効果を得ることができるとともに、弾性体が大きくねじれることが可能なため、衝撃に対する抑制能により優れることとなる。
また、（５）の発明では、補助弾性機構を備えているため、車輪が所定量以上の距離を後方へ移動しようとした際に、車輪の移動を抑制することができ、その結果、衝撃時の車輪の移動は、非線形ばね特性の付加で制御することができる。
そのため、この発明では、乗り心地の低下も防止することができる。
【発明の実施形態】
本発明の車輪支持機構の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下においては、本発明を自動二輪車に用いる場合を例に説明する。
図１は、本発明の車輪支持機構を備えた自動二輪車の一部を示す断面図である。
図２は、図１に示した車輪支持機構の側面図であり、図３は、車輪支持機構の一部の分解斜視図である。
【００２１】
図１に示す車輪支持機構を構成する懸架機構は、自動二輪車のフォーク１０の下端部１０ａに回転可能に支持された水平支持軸１２と、ハブ１１を回転自在に支持する車軸１３と、水平支持軸１２及び車軸１３に直角に位置して、水平支持軸１２の一端及び車軸１３一端を連結する連結アーム１４からなるクランク軸構造体を備えている。また、ハブ１１は、ボールベアリング１５を介して車軸１３に支持されている。なお、本実施形態では、クランク軸構造体は、車軸１３が水平支持軸１２よりも上方に位置するように構成されている。
また、ハブ１１の一側部には、ブレーキパネル１６が構成され、ブレーキパネル１６は、リンク機構１７を介してフォーク１０に連結されており、ブレーキパネル１６は、ハブ１１と同様、前後運動が可能である。
【００２２】
また、この車輪支持機構においては、フォーク１０の下端部近傍にハウジング１０ａが形成されており、このハウジング１０ａにより水平支持軸１２が回転可能に支持されている。
具体的には、ハウジング１０ａは、水平支持軸１２の軸方向（図３における左右方向）に抜けた略円筒形状を有しており、ボールベアリング１０１、１０２とラバーブッシュ１０３とを介して水平支持軸１２が回転可能に支持されている。
ラバーブッシュ１０３は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体１０３ｂと、本体１０３ｂの両面に固着された薄肉で金属製の内面部材１０３ａと外面部材１０３ｃとからなる。本体１０３ｂは、所定の角度内で捻れを許容するものである。
【００２３】
水平支持軸１２は、連結アーム１４側から順に、ボールベアリング１０１、ラバーブッシュ１０３及びボールベアリング１０２がこの順で位置するように、それぞれの孔１０１ｄ、１０２ｄ、１０３ｄに嵌挿されており、キー４２によりボールベアリング１０１、１０２及びラバーブッシュ１０３に対して軸回りに回転不能となっている。また、ボールベアリング１０１、１０２及びラバーブッシュ１０３は、ハウジング１０ａに対して回転不能、すなわち、軸回りに回転不能となっている。
なお、キー４２は、断面凸状のものである。ボールベアリング１０１、１０２の内面、及び、ラバーブッシュの内面部材１０３ａの内面のそれぞれには溝４３ａが形成されており、溝４３ａにはキー４２の凸部４２ａが嵌合される。また、水平支持軸１２の外面には溝４３ｂが形成されており、溝４３ｂにはキー４２の基部４２ｂが嵌合される。
【００２４】
１０４は、Ｏリングであり、１０５は、孔１０２ｄに嵌挿される円柱部１０５ａを有する蓋である。蓋１０５は、円柱部１０５ａがＯリングを介して、孔１０２ｄに連結アーム１４と反対側から嵌挿され、水平支持軸１２にボルト１０６により固定されている。すなわち、水平支持軸１２は、蓋１０５及び六角穴付きボルト１０６によりボールベアリング１０１、１０２及びラバーブッシュ１０３に対して軸方向移動不能に固定されている。
１０８は、水平支持軸１２と反対側からハウジング１０ａを塞ぐカバーであり、カバー１０８の内周面には、ハウジング１０ａの外面に嵌合するためのネジが形成されている。
なお、本実施形態においては、ブレーキパネル１６をフォーク１０に連結するリンク機構１７は、２本のリンクから構成されているが、このリンクの本数は特に限定されるものではなく、例えば、図１〜３に示す実施形態のように、水平支持軸がラバーブッシュ等の弾性体を介して支持されている場合には、リンクの本数は１本であってもよい。
【００２５】
ハウジング１０ａ内において、ロータ１０５とカバー１０８との間には、室１０７が形成され、この室１０７内には、例えば、シリコンオイル等の粘性流体が充填されている。室１０７の水平支持軸１２側はＯリング１０４により封止され、粘性流体のボールベアリング１０２側への流入が防止される。
水平支持軸１２の回転に伴って、その先端に固定されたロータ１０５が回転すると、室１０７に充填された粘性流体の粘性抵抗によって、ロータ１０５の回転に対して抵抗力を加えることができる。即ち、フォーク１０の下端部近傍に、水平支持軸１２の回転に対して抵抗力を加える減衰部を備えているのである。
【００２６】
なお、ハウジング１０ａ内の室１０７に充填される粘性流体は特に限定されるものではなく、減衰部に用いられる従来公知の粘性流体を用いることができる。また、粘性流体に代えて、例えば、シリコンオイル等を混入させた樹脂板を成形し、室１０７に配設することも可能である。さらに、粘性流体を利用せずに、ロータ１０５とカバー１０８とを直接接触させて摩擦抵抗によってロータ１０５の回転に対して抵抗を加えることとしてもよい。このようにする場合、ロータ１０５／カバー３３８を、例えばシリコンオイル等を混入させた樹脂を用いて成形してもよく、また、摩擦力を高めるために、ステアリン酸やオレイン酸アミド等のスリップ剤を混入させてもよい。
【００２７】
また、車輪支持機構に適用可能な減衰部としては、上述したものに限定されず、例えば、磁石を利用した減衰部や、回転減衰機能とともに、発電機能を備えた減衰部等を用いることもできる。また、減衰部としては、ビスカスラバーダンパを用いることもできる。
【００２８】
ここで、磁石を利用した減衰部について、以下に簡単に説明しておく。なお、磁石を利用した減衰部は、ハウジング内に備えられており、ここでは、ハウジング内の構成のみを説明することとする。
図４（ａ）は、磁石を利用した減衰部を備えた車輪支持機構の一部を模式的に示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線断面であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線断面である。
【００２９】
図４に示した実施形態においても、ハウジング２０ａにより水平支持軸２２が回転可能に支持されている。その構成は、図１に示した実施形態と略同一で、水平支持軸２２は、連結アーム２４側から順に、ボールベアリング２０１、ラバーブッシュ２０３及びボールベアリング２０２を介して回転可能に支持されている。
【００３０】
そして、水平支持軸２２の先端部には、Ｏリング２０４及び蓋２０５を挟んで、一の主面に複数の磁石２０９ａが埋設された磁石歯車２０９が、六角穴付きボルト２０６により固定されている。なお、蓋２０５と磁石歯車２０９とは一体的に水平支持軸に固定されている。
さらに、水平支持軸２２と反対側からハウジング２０ａを塞ぐカバー２０８が取り付けられており、カバー２０８の内壁には、磁石２１０ａが埋設された磁石歯車２１０が固定されている。また、磁石歯車２０９と磁石歯車２１０との間には、室２０７が形成されており、これにより、磁石歯車２０９、２１０同士が直接接触しないように構成されている。
なお、室２０７は必ずしも形成されている必要はないが、磁石歯車１０９、１１０の磨耗を防ぐという点からは、形成されているほうが有利である。
【００３１】
また、磁石歯車２０９には、Ｓ極又はＮ極のいずれか一方の極が露出するように磁石２０９ａが埋設されており、磁石歯車２１０には、Ｓ極又はＮ極のいずれか一方の極であって、磁石歯車２１０で露出する極とは異なる極が露出するように磁石２１０ａが埋設されている。
さらに、磁石２０９ａと磁石２１０ａとは、定常状態（連結アームが垂下した状態）において、互いに対向する位置に埋設されている。
このような構成からなる減衰部では、磁石の異極同士の吸引力により、水平支持軸２２の回転に対して抵抗力を加えることができる。
なお、図４に示した磁石２０９ａ、磁石２１０ａのそれぞれには、６個づつの磁石埋設されているが、この磁石は、磁石２０９ａと磁石２１０ａとで同一の個数であることが望ましいものの、具体的な個数は特に限定されるものではない。
【００３２】
このような実施形態の車輪支持機構を備えた自動二輪車では、自動二輪車が平坦な路面を走行している際には、車輪に対して真下からも前からも衝撃が加わることがないため、クランク軸構造体は、車体及び乗員の自重により、連結アームが車軸に対して垂下した状態を維持している。即ち、本実施形態の車輪支持機構は、平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、高速走行時においても車輪が上下することがなく乗り心地に優れることとなる。
【００３３】
一方、自動二輪車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪の真下からも前からも衝撃が加わる。車輪は前からの衝撃を受けると、車軸と水平支持軸とを軸間距離を半径として、水平支持軸を中心として、後方向に所定の角度だけ揺動する。このように揺動することにより、前からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、上述したように揺動することにより、車輪は上下方向へも移動しているので、真下からの衝撃は上方へ逃がされる。従って、このような車輪支持機構では、車輪に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００３４】
また、上述したように、フォークの下端部近傍に減衰部が設けられているため、水平支持軸の回転に対して抵抗力を加えることができ、その結果、自励振動や共振等の不都合な振動の発生を防止することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができ、操縦安定性や乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を抑え、燃費の改善及びスピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能となる。
【００３５】
さちに、本実施形態の車輪支持機構においては、水平支持軸がボールベアリングとラバーブッシュとを介して支持されている。
従って、まず、ラバーブッシュのねじれにより衝撃を抑制することができる。これに加えて、水平支持軸をボールベアリングをにより支持することにより、この水平支持軸を支持する部分の剛性を向上させることができ、従って、車輪に左右方向の力がかかった場合に、シミーの発生を抑えることができる。そのため、本実施形態では、乗り心地の向上と、走行安定性の向上とを図ることができる。
なお、本発明の車輪支持機構では、ボールベアリング及びラバーブッシュは、必ずしも備えている必要はなく、水平支持軸が回転可能に支持されていれば、両者ともに備えていなくてもよいし、いずれか一方のみを備えていてもよい。
【００３６】
次に、本発明にかかる別の実施形態の車輪支持機構について図５を参照しながら説明する。
図５は、本発明の車輪支持機構を備えた別の自動二輪車の一部を示す断面図である。
【００３７】
図５に示す車輪支持機構を構成する懸架機構は、自動二輪車のフォーク３０の下端部３０ａに回転可能に支持された水平支持軸３２と、ハブ３１を回転自在に支持する車軸３３と、水平支持軸３２及び車軸３３に直角に位置して、水平支持軸３２の一端及び車軸３３一端を連結する連結アーム３４からなるクランク軸構造体を備えている。また、ハブ３１は、ボールベアリング３５を介して車軸３３に支持されている。なお、本実施形態にかかるクランク機構は、図１に示した実施形態と異なり、車軸３３が水平支持軸３２より下方に位置するように構成されている。
また、ハブ３１の一側部には、ブレーキパネル３６が構成され、ブレーキパネル３６は、リンク機構３７を介してフォーク３０に連結されており、ブレーキパネル３６は、ハブ３１と同様、前後運動が可能である。
【００３８】
また、この車輪支持機構においては、フォーク３０の下端部近傍にハウジング３０ａが形成されており、このハウジング３０ａにより水平支持軸３２が回転可能に支持されている。
このハウジング３０ａの構成は、図１に示したハウジング１０ａや、図４に示したハウジング２０ａと比べて、減衰部として発電機能を備えた減衰部（以下、発電ダンパともいう）を備えている点で異なるものの、その他の構成は略同様である。従って、ここでは、発電ダンパについて詳細に説明し、その他の構成部材については簡単に説明することとする。
【００３９】
図５に示すように発電ダンパ３１１は、水平支持軸３２の先端に連結固定した回転軸３１１ａを、車輪の前後円運動、すなわち水平支持軸３２の回動に連動して回動させ、界磁巻線により励起される磁界と電機子巻線とを相対移動させることにより、発電機３１１ｂを作動させて発電するように構成されている。
このように車輪を前後円運動させる変位エネルギを発電機３１１ｂより電気エネルギに変換することにより、車輪の前後円運動を減衰させることができ、さらに、得られた電気エネルギをバッテリー３１９に供給して活用することにより、自動二輪車の省エネにも寄与することができる。
なお、ハウジング３０ａ及び発電ダンパ３１１の外面は、カバー３０８及びカバ３１２に覆われ、外部からの衝撃等から保護されている。
【００４０】
図６は、本実施形態に係る車輪支持機構が備える発電ダンパの制御ブロック図である。
【００４１】
図６に示したように、発電ダンパ３１１は、車両の運動状態を検出する状態検出センサ３１６と、磁界が電機子巻線に対して変化するように界磁巻線に通電して励磁する励磁電源部３１７と、状態検出センサ３１６の検出情報に基づいて磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように励磁電源部３１７を駆動制御する制御部３１８とを備えている。
【００４２】
従って、状態検出センサ３１６により、車両の運動状態を検出し、この検出情報に基づき、制御部３１８により磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように励磁電源部３１７を駆動制御すれば、より迅速に上記減衰部により車輪の前後円運動を減衰させることができる。
【００４３】
状態検出センサ３１６は、具体的には、車両の運動状態として、車輪の前後方向の変位、車体の速度、ハンドルの操舵角等を検出する各種のセンサで構成され、各センサからの検出信号が制御部３１８に入力される。
【００４４】
励磁電源部３１７は、界磁巻線により励磁される磁界を電機子巻線に対して相対的に移動させるものであり、具体的には、磁界を電機子巻線に対して回転させるために、バッテリー３１９から供給される直流を任意の周波数の交流に変換するインバータ回路等で構成される。
【００４５】
制御部３１８では、状態検出センサ３１６からの情報を解析して、不足する減衰力を算出し、この不足分を補うために、励磁電源部３１７を駆動制御して、界磁巻線に磁束線の変化を増大させるような電流を供給する。これにより、フレミングの右手の法則に従い、電機子巻線により大きな誘導電流が流れるため、界磁巻線に励磁される磁界との間でフレミングの左手の法則に従うトルクが発生し、このトルクを減衰力として、発電機３２１に連結された回転軸３１１ａの回動を減衰させることができ、その結果、水平支持軸３２の回転を減衰させることができる。なお、励磁電源部３１７から供給する電流は、車輪の前後円運動、すなわち水平支持軸３２の回動の方向の変化に対応させて向き（正負）を反転変化させる必要がある。
【００４６】
また、図５に示した車輪支持機構において、水平支持軸３２をボールベアリング３０１、３０２及びラバーブッシュ３０３を介して支持することが望ましいのは図１に示した実施形態と同様であるが、本実施形態では、水平支持軸３２は、ラバーブッシュ等の弾性体を介して支持されていることが必要である。
【００４７】
これは、図１に示した実施形態では、車体及び乗員の自重によりクランク軸構造体の連結アーム１４が、垂下した状態を維持しているのに対し、車軸３３が水平支持軸３２より下方に位置するように構成されている本実施形態において、水平支持軸３２が弾性体を介して支持されていない場合には、クランク軸構造体の連結アーム３４が、車軸に対して垂直に立った状態を維持することができないからである。
なお、図５に示した実施形態において、発電ダンパの形状は、ハウジングの外側に大きく突出した形状となっているが、発電ダンパの形状は、このような形状に限定されるものではなく、車輪支持機構の設計に応じて適宜選択すればよい。
従って、例えば、ハウジングの形状を少し大きくして、このハウジング内に発電ダンパが収まるような構成としてもよい。
【００４８】
また、図５に示した実施形態の車輪支持機構においても、減衰部は、粘性流体を利用したものや、磁石を利用したものであってもよい。
勿論、図１に示した実施形態の車輪支持機構について、減衰部として発電ダンパを用いてもよい。
【００４９】
このような実施形態の車輪支持機構を備えた自動二輪車では、自動二輪車が平坦な路面を走行している際には、車輪に対して真下からも前からも衝撃が加わることがないため、クランク軸構造体は、連結アームが車軸に対して鉛直に立ったままの状態を維持する。即ち、本実施形態の車輪支持機構は、平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、高速走行時においても車輪が上下することがなく乗り心地に優れることとなる。
【００５０】
一方、自動二輪車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪の真下からも前からも衝撃が加わる。車輪は前からの衝撃を受けると、車軸と水平支持軸との軸間距離を半径として、水平支持軸を中心として、後方向に所定の角度だけ揺動する。このように揺動することにより、前からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、上述したように揺動することにより、車輪は上下方向へも移動しているので、真下からの衝撃は上方へ逃がされる。従って、このような車輪支持機構では、車輪に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００５１】
また、本実施形態においても、フォークの下端部近傍に減衰部が設けられているため、水平支持軸の回転に対して抵抗力を加えることができ、その結果、自励振動や共振等の不都合な振動の発生を防止することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができ、操縦安定性や乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を抑え、燃費の改善及びスピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能となる。
【００５２】
さちに、図１に示した実施形態と同様、水平支持軸がボールベアリングとラバーブッシュとを介して支持されている。
従って、まず、ラバーブッシュのねじれにより衝撃を抑制することができる。これに加えて、水平支持軸をボールベアリングにより支持することにより、この水平支持軸を支持する部分の剛性を向上させることができ、そのため、車輪に左右方向の力がかかった場合に、シミーの発生を抑えることができる。そのため、本実施形態では、乗り心地の向上と、走行安定性の向上とを図ることができる。
【００５３】
また、このような減衰部として発電ダンパとして備えた車輪支持機構は、大型の自動二輪車やオフロード用の自動二輪車に好適に用いることができる。低コスト化、省エネの効果を顕著に得ることができるからである。
【００５４】
次に、本発明の車輪支持機構を駆動輪に用いる場合の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図７（ａ）は、本発明の車輪支持機構を駆動輪に使用した実施形態を模式的に示す断面部であり、（ｂ）は、ダブルラバーブッシュの拡大斜視図であり、図８は、図７に示した車輪支持機構を用いた自動二輪車の一部を示す側面図である。
本実施形態の車輪支持機構を構成する懸架機構は、自動二輪車のフォーク５０の下端部５０ａに回転可能に支持された水平支持軸５２と、ハブ５１を回転自在に支持する車軸５３と、水平支持軸５２及び車軸５３に直角に位置して、水平支持軸５２の一端及び車軸５３一端を連結する連結アーム５４からなるクランク軸構造体を備えている。また、ハブ５１は、ボールベアリング５５を介して車軸５３に支持されている。なお、本実施形態にかかるクランク機構は、車軸５３が水平支持軸５２より、上方に位置するように構成されている。
また、ハブ５１の一側部には、ブレーキパネル５６が構成され、ブレーキパネル５６は、リンク機構５７を介してフォーク５０に連結されており、ブレーキパネル５６は、ハブ５１と同様、前後運動が可能である。
【００５６】
また、水平支持軸５２の外周であって、フォーク５０と連結アーム５４との間には、ボールベアリング５９を介してスプロケットホイール６０が取り付けられている。なお、スプロケットホイール６０は、水平支持軸５２に対して回転自由に取り付けられており、水平支持軸５２とスプロケットホイール６０とは、互いに独立して回転することができる。このスプロケットホイール６０には、エンジンからの駆動トルクが図示しないチェーンにより伝達されることとなる。
【００５７】
スプロケットホイール６０には、リンク６１の一端がニードベアリング６３を介して、ピン６２ａにより結合されており、さらに、リンク６１の他端は、ニードベアリング６３を介してピン６２ｂによりハブ５１に結合されている。
なお、図７中、リンク６１は１本しか描画されていないが、実際には軸支点間距離が同一の平行な３本のリンクから構成されており、これらのリンクの軸支点間距離と水平支持軸と車軸との軸間距離とが等しくなるように構成されている。
従って、本実施形態の車輪支持機構では、車輪（ハブ５１）が前後に揺動した際にも、スプロケットホイール６０からの駆動トルクは、リンク６１を介して円滑に車輪（ハブ５１）に伝達されることとなる。
【００５８】
また、この車輪支持機構においては、フォーク５０の下端部近傍にハウジング５０ａが形成されており、このハウジング５０ａにより水平支持軸５２が回転可能に支持されている。
このハウジング５０ａは、図１〜３に示したハウジング１０ａと略同一の構成を有するものであるが、水平支持軸５２を支持するために、ラバーブッシュ１０３に代えて、ダブルラバーブッシュ５０３が用いた点が異なる。
ダブルラバーブッシュ５０３は、図７（ｂ）に示すように、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の第一の本体５０３ｂの両面に固着された薄肉で金属製の内面部材５０３ａと外面部材５０３ｃとを有し、外面部材５０３ｃの外側にゴムからなる厚肉の第二の本体５０３ｄを備え、さらに、その外側に最外面部材５０３ｅを備えるものである。
【００５９】
このようなダブルラバーブッシュ５０３では、より大きな角度での捻れが許容されることとなるため、振動や衝撃に対する抑制性能により優れることこととなる。
なお、図７中、５０１、５０２はボールベアリング、５０４はＯリング、５０５は蓋、５０６はボルト、５０７は室、５０８はカバーである。
【００６０】
また、ハウジング５０ａの内面側（車輪側）には、アーム６５がボルト６８により固定されている。このアーム６８のハウジング５０ａに固定された側と反対側の端部は、メインフレーム６９に固定されている（図８参照）。
さらに、一方のアーム６５（図７中、右側のアーム）は、その内側（車輪側）に、支持部材６６を介してゴムバネ６７を備えている。
【００６１】
このように、支持部材及びゴムバネ６７からなる補助弾性機構を備えているため、自動二輪車が突起を乗り越える際の車輪の後方への抑制することができる。従って、衝撃時の車輪の移動は、非線形ばね特性の付加で制御することができ、車輪の衝撃に対する移動距離が長すぎる場合に懸念される乗り心地の低下も防止することができる。
【００６２】
具体的には、車輪の後方への移動をダブルラバーブッシュにより抑制する場合、連結アームを定常状態（車軸に対して垂下した状態）に戻すための力は、ダブルラバーブッシュの復元力のみであり、連結アームの開き角度（連結アームと鉛直線とのなす角）θに応じて、線形的に増加することとなる。
一方、上述したような支持部材とゴムバネとからなる補助弾性機構を設け、連結アームの開き角度が所定の角度（例えば、３０°）に達した際に、この連結アームとゴムバネとが当接するように補助弾性機構を設けておけば、連結アームを定常状態に戻すための力として、連結アームの開き角度が３０°までの車輪の移動に対しては、ダブルラバーブッシュの復元力のみであるが、連結アームの開き角度が３０°を超えると、ダブルラバーブッシュの復元力とともに、ゴムバネの復元力によっても抑制されることとなる。従って、補助弾性機構を備えた車輪支持機構では、連結アームを定常状態に戻すための力は、連結アームの開き角度θに応じて、非線形的に増加することとなる。
このように、衝撃時の車輪の後方への移動は、非線形ばね特性の付加で制御することができ、車輪の衝撃に対する移動距離が長すぎる場合に懸念される乗り心地の低下も防止することができる。
なお、上記補助弾性機構は、ゴムバネに代えて、例えば、スプリングコイル等を備えていてもよい。
【００６３】
このような実施形態の車輪支持機構は、自動二輪車の駆動輪を支持する機構として利用することができ、これを用いた自動二輪車では、図１〜３を参照しながら説明した車輪支持機構を用いた自動二輪車と同様の作用効果を得ることができる。
即ち、自動二輪車が平坦な路面を走行する際には、高速走行時においても車輪が上下することがなく乗り心地に優れることとなり、一方、自動二輪車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００６４】
また、本実施形態においても、フォークの下端部近傍に減衰部が設けられているため、水平支持軸の回転に対して抵抗力を加えることができ、その結果、自励振動や共振等の不都合な振動の発生を防止することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができ、操縦安定性や乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を抑え、燃費の改善及びスピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能となる。
【００６５】
さちに、本実施形態においても、図１に示した実施形態と同様、水平支持軸がボールベアリングとダブルラバーブッシュとを介して支持されている。
従って、まず、ダブルラバーブッシュのねじれにより衝撃を抑制することができる。これに加えて、水平支持軸をボールベアリングにより支持することにより、この水平支持軸を支持する部分の剛性を向上させることができ、そのため、車輪に左右方向の力がかかった場合に、シミーの発生を抑えることができる。そのため、本実施形態では、乗り心地の向上と、走行安定性の向上とを図ることができる。
なお、本実施形態の車輪支持機構では、ボールベアリング及びダブルラバーブッシュは、必ずしも備えている必要はなく、水平支持軸が回転可能に支持されていれば、両者ともに備えていなくてもよいし、いずれか一方のみを備えていてもよい。
【００６６】
なお、図７に示した実施形態の車輪支持機構においても、減衰部は、磁石を利用したものや、発電ダンパを用いたものであってもよい。ダブルラバーブッシュに代えて、ラバーブッシュ等の他の弾性体を用いてもよい。
また、図１や図４、図５に示した実施形態の車輪支持機構において、ダブルラバーブッシュを用いてもよい。
また、ここまで説明した本発明に係る実施形態においては、上下動サスペンションについては、特に言及していないが、本発明の車輪支持機構は、前後動サスペンションとともにフレーム（例えば、フォーク１０、３０、５０）等に上下動サスペンションを備えていてもよい。より衝撃の抑制能に優れることとなるからである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、走行時に車輪の前方からの衝撃が加わり、車体の慣性による前方への移動に対して車輪の前方への移動が遅れる際には、前後動サスペンションによりスムーズに車輪を後方へ逃がし、その後、この前後動サスペンションの前方への移動により車輪を元の位置に戻すのであるが、このような前後動サスペンションの運動に対して、減衰部によって抵抗力が加えられることになる。従って、前後動サスペンションの移動幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、走行時における共振や自励振動に起因した不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができる。
【００６８】
また、発進時、車輪の前方への移動に対して車体の移動が遅れる際には、前後動サスペンションによりスムーズに車輪を前方へ逃がし、その後、この前後動サスペンションの後方への移動により車輪を元の位置に戻すのであるが、このような水平支持軸の回転に対しても、減衰部によって抵抗力が加えられることになる。従って、発進時においても、前後動サスペンションの移動幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、発進時における共振や自励振動に起因した不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができる。
【００６９】
さらに、異なる複数のリンク機構が互いにその動作を干渉し合うような構成を採用していないので、懸架装置がスムーズに作用し、衝撃や振動に対する優れた抑制性能を発揮し得るとともに、懸架装置を構成する機素について極めて厳密な加工精度が要求されるという問題が生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車輪支持機構を備えた自動二輪車の一部を示す断面図である。
【図２】図１に示した車輪支持機構の側面図である。
【図３】図１に示した車輪支持機構の一部の分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、磁石を利用した減衰部を備えた車輪支持機構の一部を模式的に示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線断面であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線断面である。
【図５】本発明の車輪支持機構を備えた別の自動二輪車の一部を示す断面図である。
【図６】図５に示した車輪支持機構が備える発電ダンパの制御ブロック図である。
【図７】（ａ）は、本発明の車輪支持機構を駆動輪に使用した実施形態を模式的に示す断面部であり、（ｂ）は、ダブルラバーブッシュの拡大斜視図である。
【図８】図７に示した車輪支持機構を用いた自動二輪車の一部を示す側面図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、５０  フォーク
１１、３１、５１  ハブ
１２、２２、３２、５２  水平支持軸
１３、３３、５３  車軸
１４、３４、５４  連結アーム
６０  スプリケットホール
６１  リンク
６５  アーム
６６  支持部材
６７  ゴムバネ
６９  メインフレーム
１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２、５０１、５０２  ボールベアリング
１０３、２０３、３０３  ラバーブッシュ
１０９、１１０  磁石歯車
５０３  ダブルラバーブッシュ
【図１】
2004352193.tif 000003
【図２】
2004352193.tif 000004
【図３】
2004352193.tif 000005
【図４】
2004352193.tif 000006
【図５】
2004352193.tif 000007
【図６】
2004352193.tif 000008
【図７】
2004352193.tif 000009
【図８】
2004352193.tif 000010