JP2006502043A - 補助輪システムを備える自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】 自動二輪車の前輪および後輪（３、４）の間に位置する補助輪システムを備える自動二輪車の形態の車両（１）。前輪は車輪懸架装置（５）に配設されており、それにおいてまたはそれにより前輪は、操舵手段（７）による操舵動作に応じて、種々の所望の転向操舵位置に転向され得る。垂直方向での車両の縦断面の平面において、前記懸架装置のために前輪にプロジェクション（ａ）が存在する。補助輪システムは、補助輪（１０、１１）に、前輪の転向操舵位置に従属する転向操舵位置を付与し、車両の主に低速度範囲において転向操舵を実行した時に、車両が、その前記縦方向断面の平面に関して、垂直位置かまたは、前輪の付与された転向操舵方向と同じ方向（Ｒ）にわずかに傾けられている前記垂直位置に対する位置をとる結果となるように構成されている。このようにして、運転水準は、特に低速度時に、著しく高められ得る。

Description

本発明は、自動二輪車の前輪および後輪の間に位置する補助輪システムを備える自動二輪車の形態の車両のための装置に関する。前輪は車輪懸架装置に配設されており、それにおいてまたはそれにより前輪は、（ハンドル、ステアリングホイール、レバーなどの）操舵手段による操舵動作に応じて、種々の所望の転向操舵位置に転向され得る。車両はまた、垂直方向でのその縦方向断面の平面において、前記懸架装置のために前輪にプロジェクション（projection）として知られるものが存在するような性質のものである。

本発明は、出願日が２０００年４月４日であり本願と同一の出願人および発明者であるスウェーデン国特許出願０００１２１０−４に従った発明の発展をなす。

技術的現状に関しては、前記特許出願および、そこに引用された米国特許明細書第４，２０３，５００号を参照できる。

前記スウェーデン国特許出願と同様、本発明／発展は、自動二輪車の感覚が特に高速度時の車両に存在するはずであるという事実に基づく。前記米国特許明細書と異なり、本発明はまた、補助輪が運転中ずっと地面と接触しているべきであるという知識にも基づいている。

前記スウェーデン国特許出願はまた、スクラビング機能（横方向変位運動）が低速度範囲またはクローリング速度範囲内で存在するべきであると提起している。

例えば５ｋｍ／ｈ未満の速度といった低速度時の大きな前輪の振れ（deflections）が問題となることがわかっている。導入部で言及したプロジェクションおよび重心の比較的高い位置決めのために、転向方向と反対の方向に車両を傾けようとするモーメント（それは比較的大きくなり得る）が生じる。これは、例えば足を差し挟むことによって、乗り手によって補償されなければならない。スウェーデン国特許出願は、補償はまた操作可能なアクティブ手段（例えば油圧系）によってももたらされ得ると述べている。

それにもかかわらず、提起されたスクラビング機能が車両の横方向傾斜機能におけるふらつき（twitches）につながり、足を差し挟むことおよび／またはアクティブ手段の前記動作による前記補償を生じるうえで困難が存在することがわかっている。

従って、方向を転換または変えることが、車両の転倒の危険を伴わず、かつ前記対策を乗り手が取る必要なく、自然に感じるように、運転水準を高めるための要求が、低速度および大きなステアリングの振れを伴う（車両は５〜６メートルの旋回直径を有し得る）前記運転状況において存在する。
米国特許第４，２０３，５００号

本発明は、なかんずくこの課題を解決しようとしており、そして本発明は、主に、とりわけ補助輪システムが、補助輪に、前輪の転向操舵位置に従属する転向操舵位置を付与し、車両の主に低速度範囲において転向操舵を実行した時に、車両が、その前記縦方向断面の平面に関して、垂直位置かまたは、前輪の付与された転向操舵方向と同じ方向にわずかに傾けられている前記垂直位置に対する位置を取る結果となるように構成されている、という点で特徴づけられるとみなされ得る。

好ましい実施形態において、補助輪の単数の交差軸または複数の交差軸は、それまたはそれらが少なくとも本質的に車両の旋回中心に向けて方向づけられるように構成されている。補助輪は好ましくは、補助輪を支承し、補助輪の運動機能に関して少なくとも３自由度をもたらすためのボールソケット形軸継手によって車両シャシに取り付けられ得る、ユニットに構成されている。ステアリング減衰が、例えば２つのステアリングダンパによって、補助輪機能のために構成され得て、それらのダンパの幾何学的配置は、ボールソケット形軸継手の実施形態において、クローリング時にそれらが補助輪車軸の操舵角を制限し、また車両が例えば約５０ｋｍ／ｈ超の速度といった高速度でカーブに入った時に、それらが例えば交差軸で２〜３°の偏角を付与するように構成されている。さらに、システムは、例えば従来の形式の、傾きダンパおよびショックダンパを有し得る。

代替実施形態において、補助輪を支承するユニットは、縦断面の平面において水平に延びる軸の回りでまたはそれで回動自在に構成されている。ユニットは補助輪のためのステアリングジョイントを支承し、ステアリングジョイントは、例えば油圧系によってポジティブまたはアクティブに、または高速度についてステアリングダンパおよび可能なロッキング機能が使用できる際にパッシブに生起し得る、横方向運動および操舵角の両方を補償する。

別の実施形態において、交差軸の横方向運動および操舵角を補償する中心ジョイントが使用される。この場合も同様に、アクティブまたはパッシブなステアリングが使用され得る（上記参照）。

さらなる実施形態において、補助輪システムは、補助輪を支承し、３つの主方向でまたはその回りで車両のシャシに関して回動自在に構成されているユニットを備える。これに関して、第１の方向は、水平方向においてかまたは、車両の前記縦方向平面において水平方向に関してわずかに傾斜した態様で延びている。第２の方向は、前記縦方向平面において垂直方向に延びており、第３の方向は、前記縦方向平面に対し直角に延びている。さらなる特徴は、例えばピボット軸または傾き軸といった、その回りでまたはそれでユニットが第１の回転方向で回転できる第１の軸が第１の方向で延びており、その回りでまたはそれでユニットが第２の回転方向で回転可能である第２の軸または操舵軸が第２の方向で延びており、その回りでまたはそれでユニットが第３の回転方向で回転できる第３の軸またはばね作用軸が第３の方向で延びている、ということとしてよい。

一実施形態において、自動バランスシステムによってかまたはそれを介して調節され得る、傾きダンパおよびショックダンパが使用される。代替として、ダンパは、油圧シリンダ（油圧系）に結合され、例えばフットペダルによって（乗り手によって）手動で調節され得る。

本発明の考案のさらなる発展は、以下の従属請求項から明らかになる。

このようにして達成される補助輪の操縦性によって、特定の低速度段階におけるアクティブ手段のスクラビング機能および操作の必要性は排除される。操縦性およびこれと適正な方向での傾きとの組合せによって、そうでなければ車両に誤った方向で傾かせる横方向の力が排除され得る。車両は、前記低速度時でさえ極めて容易に、かつ前輪の大きな振れにより操縦され得る。前輪および後輪間の側輪システムの位置について大きな選択の自由を得ることができる。

時には、既知のシステムでは達成が困難であった前輪により近い位置が望ましい。補助輪の車両高速度時のロッキング機能は、自動二輪車の感覚をより高速度の範囲において保持できる可能性に貢献する。補助輪のアクティブまたはパッシブなステアリングによって、補助輪は車両の運転中ずっと地面と接触している。自動車の感覚が低速度で得られる。

本発明の意義を表す特徴を有する装置の現に提起された実施形態を、添付図面を同時に参照して以下に説明する。

図１には、車両が１によって全体として図示されている。本発明が関係する部品だけが示されている。車両のシャシは２、前輪は３、後輪は４によって指示されている。前輪は、フォーク６およびハンドル７を含む車輪懸架装置５とともに構成される。エンジン、座席などは、明瞭のために図示されていない。この場合、車両は、例示実施形態において、２以上の数であり得る補助輪１０および１１をその外端部または下端部９ａおよび９ｂで支承する弓形ユニット９を含む補助輪システム８を備える自動二輪車よりなる。ユニット９は、シャシ２にその中心部でボールソケット形軸継手１２’によって取り付けられている。ユニット９は、少なくとも３自由度で動作し、従って、互いに垂直な３軸（従来のｘ、ｙおよびｚ軸を参照）の回りでまたはそれらで回動自在に配設され、補助輪が前輪（車両）の転向運動に依存して転向されることを可能にしている。代替として、１つの軸（ｘ軸）は、例えば後方／下方に、わずかに傾けられ得る。補助輪の転向運動は、補助輪が転向した時に、補助輪を転向がゼロである開始位置に戻そうとするステアリングダンパ１２および１３の動作と反対に生じる。ステアリングダンパは、各自の端１２ａ、１２ｂおよび１３ａ、１３ｂによってシャシおよびユニットに固定されている。補助輪は、車輪車軸１０ａ、ｌｌａに取り付けられるかまたは、それらを備える。さらに、車両１は、各自の端１４ａ、１４ｂおよび１５ａ、１５ｂでシャシおよびそれぞれの補助輪に固定されている傾きダンパおよびショックダンパ１４および１５を備える。前記ダンパ１２、１３および１４、１５は、それ自体既知の種類のものであり、例えば、（１２、１３の場合）名称ＳＤ１２１でエーリンズ・ラーシング・アー・ベー（Ohlins Racing AB）社によって公開市場で販売されているもの、または（１４、１５の場合）、基本形式の４６ＰＲＣＬで車両懸架装置に適用されているショックアブソーバ原理とすることができる。

図１ａは、ボールソケット形軸継手の構成の例示実施形態を図示している。ボールソケット形軸継手は、車両分野内で使用されるそれ自体既知のボールソケット形軸継手から構成され得る。ボールソケット形軸継手は、第１の部品１２ａ’を有しており、それによって例えばナットによりユニット９（図１を参照）に固定され得る。ボールソケット形軸継手はまた、第２の部品１２ｂ’を有しており、それによって、図１ａにおいて象徴的にのみ指示されているシャシ２（図１を参照）に固定され得る。これに関して、部品１２ｂ’は、シャシの対応する雌ねじと相互作用できる雄ねじ１２ｃ’を有し得る。部品１２ａ’は、その端の一方に球状部分１２ｄ’を備える。球状部分１２ｄ’は、第２の部品１２ｂ’の端に構成され、内側にゴム／プラスチック１２ｆ’でできた物質／塊を備える、プラスチック本体１２ｅ’に取り付けられている。ボールソケット形軸継手は、それ自体既知の態様で３軸の回りでの回転を可能にするように構成される。上述も参照されたい。

図２に従った実施形態において、ボールソケット形軸継手は、（各補助輪について１本ずつ）２本の操舵軸１６、１７、ばね作用軸１８および、図２には詳細に図示されていない傾き軸（ピボット軸）によって代替されている。側輪は、リンク機構（詳細に図示されていないが、以下の図３の説明を参照）によって転向され得る。前輪および後輪３’、４’ならびに側輪１０’および１１’の実線は、車両が図２の図の平面に直角にその縦断面の平面を伴い垂直に停車している時の位置を示す。破線は、前輪が転向された時の前記車輪および操舵軸の位置を示している。これに関して、車両が転向の方向Ｒと同じ方向に小さな傾きを付与されていることは、システムの特徴である。代替的に、傾きは縦方向平面に対してゼロとすることができる。この場合、補助輪の転向は、アクティブであり、油圧シリンダを含む油圧系１９によって決定される。代替実施形態では、調整力は既知の態様においてパッシブに構成される。油圧系によって、補助輪１０’の転向の方向に作用する油圧シリンダ２０が操作される。転じて補助輪１０’は、２つの補助輪１０’および１１’の振れが本質的に同じであり、前輪のステアリングの振れに従属するように前輪連結棒２１を通じて補助輪１１’に作用する。前輪の角度αおよびユニット９’の範囲βを比較されたい。転向が生じると、前輪および後輪ならびに補助輪の交差軸２２、２３、２４および２５は本質的に、車両の旋回中心２６を通って延びる。

図３に従った例示実施形態において、図２に従った補助輪の個々の操舵軸は原理的に、従って図３の図の平面において回動自在に構成されているユニット９”の共通操舵軸２７に代替されている。補助輪は、図２による場合と同様、ユニット９”に操縦可能に構成されていない。この場合も同様に、ばね作用軸１８’が存在する。補助輪１０”および１１”は共通の交差軸２８を有しており、それは、前輪および後輪３”および４”の交差軸２２’および２３’と同様、車両の旋回中心を通って延びている。実線は、車両が垂直または直立位置にあり、転向操舵の振れがゼロである状態での種々の構成要素の位置を示している。本願において用語「縦方向平面」が言及された場合、それは、車両が図３の図の平面に直角の平面において前記垂直位置をとっている場合を意味する。破線は前輪が転向された場合を示す。この場合も同様に、車両は、車両の転向の方向にわずかに傾けられる。この場合も同様に、前記転向が生じた時に車両が非傾斜姿勢をとるような形でシステムを構成することが考えられる。ユニット９”は、油圧系１９’および油圧シリンダ２９によってポジティブに制御される（図２の場合を参照）。ユニット９”は代替的に、それ自体既知の態様でパッシブに調整可能とすることができる。

図３ａによれば、システムは傾斜した軸３０またはピボット軸を備えており、その回りでまたはそれでユニットは、ここに記載された他の実施形態と同様、補助輪１０”および１１”が車両の運転中ずっと地面と接触しているように作用され得る。ユニット９”は、支承車軸１０ａ’、ｌｌａ’で補助輪１０”、１１”を支承している。

図３ｂは、シャシにおける前輪３”のマウントの縦軸３１が、プロジェクションａが存在するように傾けられていることを示している。

図３ｃは、縦方向平面における軸３０の傾きを示している。補助輪は、リンク機構３２によって各自の支承車軸１０ａ”およびｌｌａ”（図３ａ）に取り付けられている。

図３ｄは、車両の縦方向平面における後輪４”の位置を示している。

図４によれば、後方／下方に傾斜した第１の軸／ピボット軸３０’が、車両の縦方向平面における第１の方向で延びている。操舵軸／第２の軸２７’が、車両の垂直平面における第２の方向で垂直に延びている。第３の軸／ばね作用軸１８’が、前記縦方向平面および前記第２の軸２７’に直角に第３の方向で延びている。この場合、ユニット９”’は、その水平平面において弓形であり、車両のシャシの一部を成すかまたはそれと関係する部品３３’に操舵軸２７’によりまたはそれに取り付けられている。補助輪１０”’および１１”’の支承車軸は、ｌ０ａ”およびｌｌａ”によって指示されている。この場合も同様に、ステアリングダンパ１３’ならびに傾きダンパおよびショックダンパ１４’および１５’が使用されている。

図５において、補助輪１０”’および１１”’のリンク機構は、それぞれ３２ａおよび３２ｂによって指示されている。図はまた、ステアリングダンパ１３’の構成および、端１３ａ’および１３ｂ’によるシャシ／部品３３へのその取付を示している。ステアリングピン２７’は、部品３３に取り付けられている。

図６は、縦方向平面または垂直平面における前輪の位置を示している。前輪懸架装置は、種々の傾斜方向３１’、３１”および３１”’を有することができ、傾斜角はα’、α”およびα”’によって指示されている。地表平面は３４によって指示され、車輪の中心を通る垂直軸は３５によって指示されている。プロジェクションはａ’によって示されている。図６は、同じプロジェクションを伴う異なる操舵角α’、α”およびα”’を図示するように意図されている。

前輪のステアリングに従属する補助輪のポジティブまたはパッシブな振れまたは転向によって、内方傾斜または、車両または前輪の操舵方向Ｒと同じ方向での傾きという特徴的かつ決定的な機能が得られる。ステアリングダンパは、それらの動作範囲内で、減衰機能を伴い機能する。完全に伸張または挿入された位置で、エンドストップ機能が実行され、それは補助輪についての最大振れ位置を規定する。

車両は、傾きダンパおよび／またはショックダンパを、例えばフットペダルを介してまたはそれにより調節するように構成されている自動バランスシステムまたは手動操作可能な油圧シリンダを備えることができる。調節はそれ自体既知の態様で実施され得て、これに関しては、導入部において言及されたスウェーデン国特許出願における図１４を参照することができる。

共通操舵軸２７（図３）が前輪の操舵方向である距離／範囲／隙間β（図２も参照）だけ移動できることは、重要である。対応する移動は、図１および２の他の実施形態においても生じる（１２’、１８および３０参照）。前記移動は、車両の転向操舵運動が生じた時に、補助輪の横方向運動および操舵角の振れの補償をもたらす。補償は、車両が車両の操舵方向に対して間違ったまたは外方方向に傾けられるのを防ぐ。そのような外方傾斜は、２輪車両では異常である。この内容はまた、補助輪が高速度時でも地面と接触している運転状態を可能にし、それは前記高速度時のカーブでの安全を高める。

本発明は、上述の例示実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲および本発明の考案に従って修正を受けることができる。

補助輪システムの第１の実施形態を備える概略的に例示した車両を、上方後部から斜めに見て示す。 システムの一部を成すボールソケット形マウントを図１に対して倍尺で示す。 補助輪システムの第２の実施形態を水平方向図で概略的に示す。 補助輪システムの第３の実施形態を使用している車両の部分の種々の図を示す。 図３に従った基本的構成を有する第４の補助輪システムを、上方後部から斜めに見て示す。 図４に従ったシステムの部分を上方から水平方向図で示す。 種々の操舵角での前輪幾何学におけるプロジェクションの例を側面図で示す。

Claims (14)

1. 自動二輪車の前輪および後輪（３、４）の間に位置する補助輪システム（８）を備える自動二輪車の形態の車両のための装置であって、
   前輪は車輪懸架装置（５）に配設されており、それにおいてまたはそれにより前輪は、（ハンドル、ステアリングホイール、レバーなどの）操舵手段（７）による操舵動作に応じて、種々の所望の転向操舵位置に転向され得て、そしてまたここで、垂直方向での車両の縦断面の平面において、前記懸架装置のために前輪にプロジェクション（ａ）が存在するものであり、
   補助輪システムは、補助輪（１０、１１）に、前輪の転向操舵位置に従属する転向操舵位置を付与し、車両の主に低速度範囲において転向操舵を実行した時に、車両が、その前記縦方向断面の平面に関して、垂直位置かまたは、前輪の付与された転向操舵方向と同じ方向（Ｒ）にわずかに傾けられている前記垂直位置に対する位置をとる結果となるように構成されていることと、ここで単数の交差軸（２８）または複数の交差軸（２４、２５）と称する、補助輪の中心を通って延びる単数または複数の仮想軸が、車両の転向が生じる際に車両の旋回中心（２６、２６’）を通って本質的に延びていることと、車両の転向操舵運動時の補助輪の横方向運動および操舵角の振れの補償が、以下の選択肢、
   ａ）補助輪を支承するユニットが、その補償をもたらすように構成されたボールソケット形軸継手（１２’）によってシャシに取り付けられていること、
   ｂ）補助輪のステアリングジョイント（１６、１７）が、アクティブまたはパッシブな装置によってその補償をもたらすように構成されていること、または、
   ｃ）垂直軸でのまたはその回りでのその取付によって、補助輪（１０”、１１”）を支承するユニット（９”）が、高速度時の可能なロッキングによってアクティブまたはパッシブのどちらかでその補償をもたらすこと、のうちの１つに従ってもたらされること、とを特徴とする装置。
2. 補助輪を支承し、車両のシャシ（２）に取り付けられているユニット（９）を含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. ボールソケット形軸継手（１２）は、縦方向断面の平面において延びている仮想軸の回りでのユニットの運動および、縦方向断面の平面において延びている仮想軸に対して９０°で延びる別の２本の仮想軸の回りでの運動を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項１ａ記載の装置。
4. 補助輪を支承するユニットは、縦方向断面の平面で本質的に水平に延びる軸の回りでまたはそれで回動自在に構成されており、補助輪のためのステアリングジョイントを支承しており、そのステアリングジョイント（１６、１７）の回りでまたはそれで、補助輪（１０’、１１’）は、車両の転向が生じた時に各自をそれぞれの転向方向で調整するために補助輪を支承するユニット（９’）に対して回動自在に構成されていることを特徴とする、請求項１ｂ記載の装置。
5. パッシブシステムは、高速度で作動可能であるように構成されたロッキング機能を備えるかまたは利用することを特徴とする、請求項１ｂ記載の装置。
6. アクティブシステムは、１つの補助輪（１０’）のための油圧シリンダ（２０）による操舵機能および、前記補助輪（１０’）から他方の補助輪（１１’）への前輪連結棒（２１）による操舵機能を含むことを特徴とする、請求項１ｂ記載の装置。
7. 補助輪を支承するユニットは、縦断面の平面において本質的に垂直に延びている軸の回りでまたはそれで回動自在に構成されていることを特徴とする、請求項１ｃ記載の装置。
8. 補助輪（１０”、１１”）は、補助輪の共通の交差軸（２８）と一致する支承車軸によりまたはそれで補助輪を支承するユニット（９”）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１ｃまたは７に記載の装置。
9. 補助輪システムは、補助輪を支承し、３つの主方向（１８’、２７’、３０’）でまたはそれらの回りで車両のシャシに対して回動自在に構成されているユニットを含み、第１の方向は水平方向でまたは、車両の前記縦方向平面において水平方向に対してわずかに傾斜した態様で延びており、第２の方向は前記縦方向平面において垂直方向で延びており、第３の方向は前記縦方向平面に対し直角に延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
10. ここで傾き軸と称し、その回りでまたはそれでユニットが第１の回転方向で回転可能である第１の軸（３０’）が第１の方向で延びていることと、ここで操舵軸と称し、その回りでまたはそれでユニットが第２の回転方向で回転可能である第２の軸（２７’）が第２の方向で延びていることと、ここでばね作用軸と称し、その回りでまたはそれでユニットが第３の回転方向で回転可能である第３の軸（１８’）が第３の方向で延びていることとを特徴とする、請求項９記載の装置。
11. 振れ運動を減衰する１つ以上のステアリングダンパ（１２、１３）が、シャシと補助輪を支承するユニットとの間で構成されているかまたは、例えば補助輪の支承車軸といった補助輪と関係する要素に付与されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 車両は、シャシ（２）と補助輪を支承するユニットとの間に構成された傾きダンパおよびショックダンパ（１４、１５）を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 自動バランスシステムまたは、例えばフットペダルによる手動操作可能な油圧シリンダが、傾きダンパおよびショックダンパを調節するために構成されていることを特徴とする、請求項１２記載の装置。
14. ステアリングダンパ（１２、１３）は、ステアリング減衰機能が補助輪の転向運動のためのストップ機能に変化する、エンドストップ機能を伴い構成されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。

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