(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸（６１）側のインナホイール（７２）に相対回転可能にリム側のアウタホイール（６８）を嵌合してなるホイール（１４）と、前記アウタホイール（６８）側に設けた第１摩擦板（７３）にインナホイール（７２）側に設けた第２摩擦板（７４）を押し付けてなる摩擦クラッチ（７０）と、前記アウタホイール（６８）の回転数に応じた遠心力に基づいて前記第１摩擦板（７３）と第２摩擦板（７４）との押し付け力を変化させるウェイト（７６）とからなり、
前記アウタホイール（６８）の回転数により摩擦クラッチ（７０）の伝達トルクを制御して制動時の車輪ロック現象を回避させることができるようにした、
ことを特徴とするアンチロックブレーキ構造。
【請求項２】
前記インナーホイール（１４）にドラムブレーキ（６４）を設け、このドラムブレーキ（６４）は、前記摩擦クラッチ（７０）の車輪径方向内側で、前記摩擦クラッチ（７０）に幅方向で重なるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンチロックブレーキ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械式の簡単な構造として製造コストを抑えたアンチロックブレーキ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
制動時に車輪の回転がロックするのを防止するアンチロックブレーキ構造としては、例えば、特許第２６４３９４６号公報「アンチスキッドブレーキ」が知られている。
【０００３】
上記公報の第１図及び第２図には、フロントフォーク８（符号については、同公報に記載されたものを使用した。以下同様。）に取付けた車軸５にホイール１を回転可能に取付け、このホイール１にクラッチ７を介してブレーキディスク２Ａを取付け、このブレーキディスク２Ａをブレーキキャリパ３Ａで制動するためにフロントフォーク８にブレーキキャリパ３Ａを取付け、同じくホイール１に一体的にブレーキディスク２Ｂを取付け、このブレーキディスク２Ｂをブレーキキャリパ３Ｂで制動するためにフロントフォーク８にブレーキキャリパ３Ｂを取付け、ホイール１の内側に、上記したクラッチ７の接続解除を行う油圧を発生させるためのトロコイドポンプ９及び上記油圧を逃すためのアンローダ弁１０を配置し、車体に、ホイール１の回転数を検出する回転センサ３２と、車速センサ３３と、これらの回転センサ３２及び車速センサ３３からの信号によりタイヤのスリップを検出するとともに、このスリップ検出によりアンローダ弁１０の開閉を制御するコントロールユニット３１とを設けたアンチスキッドブレーキが記載されている。
【０００４】
走行中にブレーキレバーを操作すると、ブレーキディスク２Ａをブレーキキャリパ３Ａで制動し、同時にブレーキディスク２Ｂをブレーキキャリパ３Ｂで制動する。このとき、コントロールユニット３１がタイヤのスリップを検出すると、アンローダ弁１０が作動し、トロコイドポンプ９からの油圧によってクラッチ７の接続が解除するため、ホイール１は、ブレーキディスク２Ａには制動されなくなり、ブレーキディスク２Ｂによってのみ制動されるため、ホイール１を制動する制動トルクが小さくなって、タイヤがスリップしなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、アンチスキッドブレーキの構成として、クラッチ７の接続を解除するための油圧供給装置（トロコイドポンプ９、アンローダ弁１０、作動油を供給するための油路、油路の洩れを防ぐシール等）と、この油圧供給装置を制御するための制御装置（コントロールユニット３１）と、この制御装置に検出信号を供給する検出装置（回転センサ３２、車速センサ３３）が必要になり、高価なものとなる。従って、例えば、製造コストを抑えた小排気量の車両等に採用することは難しい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、アンチロックブレーキ構造を、機械式の簡単な構造として製造コストを抑えることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、車軸側のインナホイールに相対回転可能にリム側のアウタホイールを嵌合してなるホイールと、アウタホイール側に設けた第１摩擦板にインナホイール側に設けた第２摩擦板を押し付けてなる摩擦クラッチと、アウタホイールの回転数に応じた遠心力に基づいて第１摩擦板と第２摩擦板との押し付け力を変化させるウェイトとからなり、アウタホイールの回転数により摩擦クラッチの伝達トルクを制御して制動時の車輪ロック現象を回避させることができるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
ウェイトにより、アウタホイールの回転数に応じて摩擦クラッチの伝達トルクを制御するようにしたので、液圧式アンチロックブレーキ構造のような液圧制御を行うための車輪速センサと、ブレーキ圧力を増減させるためのポンプ、モータ、ソレノイドバルブ等からなる液圧ユニットと、車輪速センサからの信号を受けて液圧ユニットを制御する制御ユニットというような構成が必要なく、機械的な簡単な構成で制動時の車輪ロック現象を回避させることができる。
従って、アンチロックブレーキ構造の製造コストを低減することができるので、コストを抑えた小型の自動二輪車等に本発明のアンチロックブレーキ構造を採用することができる。
【０００９】
請求項２は、請求項１において、インナーホイールにドラムブレーキを設け、このドラムブレーキは、摩擦クラッチの車輪径方向内側で、摩擦クラッチに幅方向で重なるように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
インナーホイールにドラムブレーキを設け、このドラムブレーキは、摩擦クラッチの車輪径方向内側で、摩擦クラッチに幅方向で重なるように設けられている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るアンチロックブレーキ構造を備えた自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１の前端に取付けたヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２に操舵可能に取付けたフロントフォーク１３と、このフロントフォーク１３の下部に取付けた車輪としての前輪１４と、この前輪を覆うフロントフェンダ１５と、フロントフォーク１３の上部に取付けたハンドル１６と、車体フレーム１１の後部に懸架したパワーユニット１７と、このパワーユニット１７の後部に取付けた後輪１８と、パワーユニット１７の前部を構成するエンジン２１と、このエンジン２１のシリンダヘッド２２に吸気管２３を介して連結したキャブレタ２４と、このキャブレタ２４にコネクティングチューブ２５を介して連結したエアクリーナ２６と、同じくシリンダヘッド２２に排気管２７を介して連結したマフラ２８とからなる。
【００１２】
ここで、３２，３３は前輪１４を構成するホイール及びタイヤ、３４はフロントカバー、３５はヘッドランプ、３６はフロントインナカバー、３７はフロアステップ、３８は燃料タンク、４１，４２はエンジン２１を構成するヘッドカバー及びシリンダブロック、４４はシート、４５は収納ボックス、４６，４６（奥側の符号４６は不図示）は左右一対のボディカバー、４７はリヤカバー、４８はテールランプ、５１はリヤフェンダ、５２はリヤクッションユニット、５３はスタンド、５４はキックペダルである。
【００１３】
図２は本発明に係るアンチロックブレーキ構造を説明する前輪の断面図であり、フロントフォーク１３を構成する左右一対の左フォーク１３ａ及び右フォーク１３ｂのそれぞれの下端に車軸６１を取付け、この車軸６１に前輪１４をベアリング６２，６２を介して回転可能に取付け、車軸６１にカラー６３を介してドラムブレーキ６４を取付けた状態を示す。なお、６１ａは車軸６１にねじ込んだナット、６５、６５ａはカラー、６５ｃ，６５ｄはシール部材である。
【００１４】
前輪１４のホイール３２は、車軸６１に回転自在に取付けるハブ６６と、このハブ６６から一体に径外方に延ばしたスポーク６７と、このスポーク６７に図示せぬ軸受を介して回転可能に取付けたリム６８と、これらのスポーク６７及びリム６８のそれぞれの間に介在させた多板式の摩擦クラッチ７０とからなる。
【００１５】
ハブ６６及びスポーク６７はインナホイール７２を構成するものであり、リム６８はアウタホイールを構成するものである。
摩擦クラッチ７０は、リム６８の内周部に噛み合わせた第１摩擦板７３・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、スポーク６７に外周部を噛み合わせた第２摩擦板７４・・・と、最も端にある第２摩擦板７４を支持するとともにインナホイール７２が回転したときの遠心力で支軸７５を中心にしてスイングすることができるウェイト７６と、第１摩擦板７３・・・及び第２摩擦板７４・・・を互いにスプリング７７の弾性力で押し付けるための押圧板７８とからなる。なお、８１は最も端にある第１摩擦板７３と押圧板７８との間に介在させたスペーサ、８２はスプリング７７の一端部をワッシャ８３を介して支持するボルト、８４・・・はスポーク６７とリム６８との間をシールするシール部材、８５はスプリング７７の他端部を支持するために押圧板７８に設けたスプリング支持部である。
【００１６】
第１摩擦板７３は、リム６８と一体的に回転するとともにリム６８に車軸６１の延びる方向に移動可能に取付けたものである。
第２摩擦板７４は、スポーク６７と一体的に回転するとともにスポーク６７に車軸６１の延びる方向に移動可能に取付けたものである。
ウェイト７６は、他の部分よりも重量を大きくした重量部７６ａと、支軸７５から次第に離れていくカム面を形成したカム部７６ｂとからなる。
【００１７】
ドラムブレーキ６４は、車軸６１及び左フォーク１３ａに取付けた基部８７と、この基部８７に取付けたピン８８と、このピン８８にスイング可能に取付けたブレーキシュー９１と、このブレーキシュー９１を押し当てるためにスポーク６７に筒状に形成したドラム９２とからなる。
【００１８】
以上に述べたアンチロックブレーキ構造の作用を次に説明する。
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るアンチロックブレーキ構造の作用を説明する第１作用図であり、摩擦クラッチ７０の作用を説明する。
（ａ）において、自動二輪車が停止している場合には、前輪が回転しないので、ウェイト７６には遠心力が作用せず、ウェイト７６は静止状態にある。
この時、第１摩擦板７３・・・及び第２摩擦板７４・・・は、スプリング７７の弾性力で押圧板７８を介して押し付けた状態にある。
【００１９】
自動二輪車が走行を開始し、前輪が回転し始めると、ウェイト７６に遠心力Ｆが作用し、ウェイト７６は図の矢印▲１▼のように支軸７５を中心にしてスイングし始める。
この時、ウェイト７６のスイングにより、カム部７６ｂが最も外側の第２摩擦板７４を押付けるため、第１摩擦板７３・・・、第２摩擦板７４・・・、スペーサ８１及び押圧板７８が共に矢印▲２▼のように移動する。
【００２０】
この結果、スプリング７７が押し縮められ、スプリング７７の弾性力が次第に高まる。従って、第１摩擦板７３と第２摩擦板７４とを押し付ける押し付け力が増し、第１摩擦板７３と第２摩擦板７４との間の摩擦力が大きくなり、第１摩擦板７３、第２摩擦板７４間の伝達トルクを高めることができる。
【００２１】
（ｂ）において、車速が更に高まると、前輪の回転数が増加し、ウェイト７６に作用する遠心力Ｆは更に大きくなって、ウェイト７６のスイング量は大きくなり、ウェイト７６の重量部７６ａがスポーク６７の内壁６７ａに当たる。ウェイト７６はこれ以上スイングしなくなる。
【００２２】
この時、第１摩擦板７３・・・、第２摩擦板７４・・・、スペーサ８１及び押圧板７８の図右方への移動量は最大になり、第１摩擦板７３及び第２摩擦板７４の押し付け力も最大になって、第１摩擦板７３と第２摩擦板７４とに最大摩擦力が発生する。従って、第１摩擦板７３、第２摩擦板７４間の伝達トルクは最大になる。
図中のＭは、押圧板７８における初期の状態（（ａ）の状態）からの最大移動量であり、スプリング７７の最大撓み量でもある。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るアンチロックブレーキ構造の作用を説明する第２作用図であり、（ａ）は前輪の説明図、（ｂ）は前輪における車輪速度と伝達トルクとの関係を示すグラフである。
（ａ）において、自動二輪車が走行中の前輪１４の車輪速度をＶｗとし、アウタホイール６８とインナホイール７２との伝達トルクをＴとする。なお、９４は路面である。
【００２４】
（ｂ）において、縦軸はアウタホイール、インナホイール間の伝達トルクＴ、横軸は車輪速度Ｖｗを表す。
自動二輪車が停止中（車輪速度Ｖｗ＝０（ゼロ））の伝達トルクＴ（この場合は、伝達可能なトルクである。）をＴ０とすると、伝達トルクＴはＴ０から車輪速度Ｖｗが増すにつれて直線的に増加し、車輪速度Ｖｗがｖ１になったときに、伝達トルクＴは最大伝達トルクＴ１になる。
【００２５】
この時点では、図３（ｂ）に示したように、ウェイト７６のスイングが停止するため、図４（ｂ）において、更に車輪速度Ｖｗが増加した場合は、最大伝達トルクＴ１を維持する。
【００２６】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係るアンチロックブレーキ構造の作用を説明する第３作用図であり、（ａ）は前輪の説明図、（ｂ）は前輪のホイールにおける各速度及びブレーキ力の時間的変化を表すグラフである。
（ａ）において、自動二輪車が走行中の車軸６１の速度、即ち車体速度をＶ、アウタホイール６８の速度をＶｗｏｕｔ、インナホイール７２の速度をＶｗｉｎとする。
【００２７】
この場合のアウタホイール６８の速度Ｖｗｏｕｔ及びインナホイール７２の速度Ｖｗｉｎは、それぞれの単位時間当たりの回転数にタイヤ３３の走行時の外径を掛けて算出した速度であり、アウタホイール６８とインナホイール７２との間及びタイヤ３３と路面９４との間に相対滑りがなければ、Ｖ＝Ｖｗｏｕｔ＝Ｖｗｉｎとなる。
【００２８】
（ｂ）において、左側の縦軸は速度（車体速度Ｖ、アウタホイール速度Ｖｗｏｕｔ、インナホイール速度Ｖｗｉｎ）、右側の縦軸はドラムブレーキのブレーキ力Ｂ、横軸は時間ｔを表す。
例えば、時間ｔ０の時点で自動二輪車が走行している状態で、時間ｔ１で前輪のブレーキを開始し、ブレーキ力Ｂを徐々に増加させると、ドラムブレーキのドラムを設けたインナホイールの速度Ｖｗｉｎは徐々に低下し、これによって、車体速度Ｖも次第に低下する。このとき、インナホイールとアウタホイールとには相対滑りがなく一体的に回転する。即ち、Ｖｗｏｕｔ＝Ｖｗｉｎである。
【００２９】
そして、時間ｔ２になった時点から、インナホイールの回転数に対応する伝達トルクＴを越えるトルクがインナホイール及びアウタホイールに作用し、インナホイールとアウタホイールとに相対滑りが発生して、アウタホイールの速度Ｖｗｏｕｔがインナホイールの速度Ｖｗｉｎを上回るようになる。
これにより、アウタホイールに取付けたタイヤの路面に対するスリップを防止することができる。
【００３０】
ブレーキ力Ｂは、アウタホイールが相対滑りを起こした後は時間ｔ１〜時間ｔ２での増加よりも穏やかに増加する。
時間ｔ２の後は、インナホイールの速度Ｖｗｉｎは急激に低下し、時間ｔ３でＶｗｉｎ＝０となる。
また、アウタホイールの速度Ｖｗｏｕｔは時間ｔ２の後に徐々に低下し、時間ｔ４で車体速度ＶがＶ＝０になったときにＶｗｏｕｔ＝０となる。
【００３１】
以上の図２及び図４（ｂ）で説明したように、本発明は、車軸６１側のインナホイール７２に相対回転可能にリム側のアウタホイール６８を嵌合してなるホイール３２と、アウタホイール６８側に設けた第１摩擦板７３にインナホイール７２側に設けた第２摩擦板７４を押し付けてなる摩擦クラッチ７０と、インナホイール７２の回転数に応じた遠心力に基づいて第１摩擦板７３と第２摩擦板７４との押し付け力を変化させるウェイト７６とからなり、インナホイール７２の回転数により摩擦クラッチ７０の伝達トルクＴを制御して制動時の車輪ロック現象を回避させることができるようにしたことを特徴とする。
【００３２】
ウェイト７６により、インナホイール７２の回転数に応じて摩擦クラッチ７０の伝達トルクＴを制御するようにしたので、液圧式アンチロックブレーキ構造のような液圧制御を行うための車輪速センサと、ブレーキ圧力を増減させるためのポンプ、モータ、ソレノイドバルブ等からなる液圧ユニットと、車輪速センサからの信号を受けて液圧ユニットを制御する制御ユニットというような構成が必要なく、機械的な簡単な構成で制動時の車輪ロック現象を回避させることができる。
【００３３】
従って、アンチロックブレーキ構造の製造コストを低減することができるので、コストを抑えた小型の自動二輪車等に本発明のアンチロックブレーキ構造を採用することができる。
【００３４】
尚、本発明のウェイトは、実施の形態ではインナホイールに設けたが、これに限らず、アウタホイールに設けてもよい。この場合は、アウタホイールの回転数に応じてウェイトに作用する遠心力に基づいて第１摩擦板と第２摩擦板との押し付け力を変化させる。これにより、ウェイトをインナホイールに設けた場合と同様の効果を発揮する。
【００３５】
また、ウェイトは、本実施の形態では、遠心力によりスイングする形式のものとしたが、これに限らず、遠心力によりホイールの径外方へ直線的に運動する、又は車軸から離れる方向に運動する形式のものでもよい。
【００３６】
更に、図４（ｂ）に示した車輪速度Ｖｗと伝達トルクＴとの関係は、グラフのような比例関係に限らず、車輪速度Ｖｗに対して伝達トルクＴが曲線的に増加（伝達トルクＴの増加率が次第に大きくなる、又は伝達トルクＴの増加率が次第に小さくなる）するようにしたものでもよい。
また更に、本発明のアンチロックブレーキ構造は、ドラムブレーキで制動する車輪に採用したが、ディスクブレーキで制動する車輪に採用してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のアンチロックブレーキ構造は、車軸側のインナホイールに相対回転可能にリム側のアウタホイールを嵌合してなるホイールと、アウタホイール側に設けた第１摩擦板にインナホイール側に設けた第２摩擦板を押し付けてなる摩擦クラッチと、アウタホイールの回転数に応じた遠心力に基づいて第１摩擦板と第２摩擦板との押し付け力を変化させるウェイトとからなるので、ウェイトにより、アウタホイールの回転数に応じて摩擦クラッチの伝達トルクを制御するようにしたため、液圧式アンチロックブレーキ構造のような液圧制御を行うための車輪速センサと、ブレーキ圧力を増減させるためのポンプ、モータ、ソレノイドバルブ等からなる液圧ユニットと、車輪速センサからの信号を受けて液圧ユニットを制御する制御ユニットというような構成が必要なく、機械的な簡単な構成で制動時の車輪ロック現象を回避させることができる。
従って、アンチロックブレーキ構造の製造コストを低減することができるので、コストを抑えた小型の自動二輪車等に本発明のアンチロックブレーキ構造を採用することができる。
【００３８】
請求項２のアンチロックブレーキ構造は、請求項１において、インナーホイールにドラムブレーキを設け、このドラムブレーキは、摩擦クラッチの車輪径方向内側で、摩擦クラッチに幅方向で重なるように設けられていることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンチロックブレーキ構造を備えた自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係るアンチロックブレーキ構造を説明する前輪の断面図
【図３】本発明に係るアンチロックブレーキ構造の作用を説明する第１作用図
【図４】本発明に係るアンチロックブレーキ構造の作用を説明する第２作用図
【図５】本発明に係るアンチロックブレーキ構造の作用を説明する第３作用図
【符号の説明】
１４…車輪（前輪）、３２…ホイール、６１…車軸、６８…アウタホイール（リム）、７０…摩擦クラッチ、７２…インナホイール、７３…第１摩擦板、７４…第２摩擦板、７６…ウェイト、Ｔ…伝達トルク。
【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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