JP4755367B2

JP4755367B2 - サスペンション装置

Info

Publication number: JP4755367B2
Application number: JP2001215826A
Authority: JP
Inventors: 眞二 ▲高▼柳; 洋平幕田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-07-16
Also published as: CN1397466A; JP2003026068A; CN1286671C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の旋回性を向上させるのに好適なサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前側の車体と後側の車体とをロール可能に連結するとともに、前側の車体に、操舵可能な２個の車輪を左右に配置したサスペンション装置を備える車両が知られている。この車両を図９及び図１０で説明する。
【０００３】
図９は従来のサスペンション装置を備えた車両の側面図であり、車両１００は、車体フレーム１０１の前部にステアリング装置１０３及びフロントサスペンション装置１０４を取付け、ステアリング装置１０３を左右２個の前輪１０５，１０５（奥側の前輪１０５は不図示）側に連結するとともに、フロントサスペンション装置１０４で前輪１０５，１０５を懸架し、車体フレーム１０１の後部に連結装置１０６を介してパワーユニット１０７及びこのパワーユニット１０７で駆動する左右２個の後輪１０８，１０８をロール可能に連結した四輪車である。
【０００４】
図１０は従来のサスペンション装置を説明する分解斜視図であり、フロントサスペンション装置１０４は、車体フレーム１０１の前部下部に設けた前部取付部１１１，１１１，１１２，１１２にフロントフレーム１１３を取付け、このフロントフレーム１１３に設けたアーム取付部１１４，１１４にそれぞれ左右のスイングアーム１１６，１１６をそれぞれスイング可能に取付け、これらのスイングアーム１１６，１１６の先端にそれぞれキングピン１１７，１１７（一方のキングピン１１７は不図示。）を介してナックル１１８，１１８（一方のナックル１１８は不図示。）を旋回可能に取付け、これらのナックル１１８，１１８に前輪１０５，１０５を回転可能に取付け、フロントダンパ１２１，１２１の両端部をそれぞれフロントフレーム１１３と各スイングアーム１１６とに渡す構造を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、車両１００が旋回すると、遠心力によって旋回方向とは逆の方向に傾く。即ち、車体の重心は、旋回方向とは逆の方向に移動する。旋回速度を高めると車体は更に傾くため、旋回速度を抑えて走行しなければならない。
【０００６】
二輪車又は前輪１輪の三輪車では、旋回時に車体を旋回方向に倒して車体の重心を移動させることで、車体に作用する遠心力の影響を抑え、スムーズに旋回することができる。
そこで、上記した車両１００においても、車体の重心を旋回方向に移動させることができれば、旋回性を向上させることができると考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、サスペンション装置を改良することで、車両の旋回性を向上させることにある。
【０００８】
【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、前車体と、この後方に設けた後車体とをロール自在に連結し、前車体の左右にそれぞれ前輪を設け、前車体から前方へアームを延ばし、このアームの前部に上端が下端よりも前方に位置するように前傾させたキングピンを取付け、このキングピンに左右へ延びるクロスビームを旋回可能に取付け、このクロスビームの両端に前輪を回転可能に取付けた車両において、前車体の前側に設けられたヘッドパイプに支持されるハンドル軸が、キングピンに対して後傾してクロスビームの旋回軸に接続され、アームを前車体に対して揺動自在に取付けたことを特徴とする。
【０００９】
キングピンを前傾させることで、車両が旋回する際に、ハンドル操作に伴って前車体を旋回方向に傾斜させることができ、運転者が乗車した状態での車両の重心を旋回方向、即ち旋回側の側方へ移動させることができて、旋回性を向上させることができる。
請求項２は、請求項１において、前記ハンドル軸とクロスビームの旋回軸を、リンクを介して接続したことを特徴とする。
請求項３は、請求項１において、前記アームは前方に向かって上向きであることを特徴とする。
請求項４は、請求項２において、前記リンクは、車両後方に向かって凸となるＬ型形状であることを特徴とする。
【００１０】
【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は本発明に係るサスペンション装置を備えた車両の側面図であり、四輪車１０は、バーハンドル１１及びこのバーハンドル１１で操舵する前輪１３，１４（奥側の前輪１４は不図示）を前車体１６に取付け、エンジン及び変速機からなるパワーユニット１８、このパワーユニット１８を支える支持アーム部１９及びパワーユニット１８で駆動する後輪２１，２２（奥側の後輪２２は不図示）で後車体２４を構成し、これらの前車体１６と後車体２４とを連結装置２６でロール可能に連結した車両である。
【００１１】
ここで、３１は運転者の足載せとするフロアステップ、３２はシート、３３はウインドスクリーン、３４は屋根、３５，３５（奥側の符号３５は不図示）は屋根３４を支えるポール、３６はラゲッジボックス、３７は後車体２４のパワーユニット１８と支持アーム部１９とに渡したリヤサスペンションユニットである。
【００１２】
図２は本発明に係るサスペンション装置を取付けた車体構造を示す側面図であり、前車体１６は、側面視がほぼＬ字形状の車体フレーム４１と、この車体フレーム４１の前部上部から前輪１３，１４（奥側の前輪１４は不図示）側に渡って配置したステアリング装置４２と、車体フレーム４１の前部下部に連結したサスペンション装置４３とを備える。
【００１３】
サスペンション装置４３は、車体フレーム４１にスイング可能に取付けるとともに車体前方に延ばしたアームとしてのスイングアーム４４と、このスイングアーム４４に上端を取付けるとともに下端を車体フレーム４１に取付けたフロントサスペンションユニット４５とを備える。
【００１４】
連結装置２６は、車体フレーム４１に車体前後方向に延ばして取付けたロール軸（不図示）と、このロール軸を受ける軸受の役目をするとともに後車体２４の支持アーム部１９を連結するケース４６と、これらのロール軸及びケース４６とが相対回転した時にダンパ作用を発揮させるためにロール軸、ケース４６間に配置した弾性部材（不図示）とからなる。
【００１５】
図３は本発明に係るサスペンション装置を備えた車体の斜視図であり、車体フレーム４１の前部に立上げ部５１を設け、この立上げ部５１の上端にヘッドパイプ５２を設け、このヘッドパイプ５２にステアリング装置４２を構成するハンドル軸５５を回転可能に取付けたことを示す。
ハンドル軸５５は、バーハンドル１１（図１参照）に取付けた部材である。
車体フレーム４１は、後部にブラケット５７を介して連結装置２６を取付けた部材である。
【００１６】
図４は本発明に係るサスペンション装置及びステアリング装置を説明する分解斜視図であり、ハンドル軸５５の下端に連結部５５ａを設け、この連結部５５ａに第１リンク６１の一端に設けた連結部６１ａ，６１ａをスイング可能に取付け、この第１リンク６１の他端にボールジョイント６２を介して第２リンク６３の一端を回転可能及びスイング可能に取付け、この第２リンク６３の他端に設けた連結部６３ａ，６３ａに、左右の前輪１３，１４を連結するクロスビーム６４の上部アーム部６６に設けた連結部６６ａをスイング可能に取付ける状態を示す。
これらのバーハンドル１１（図１参照）、ハンドル軸５５、第１リンク６１、ボールジョイント６２、第２リンク６３は、それぞれステアリング装置４２を構成する部材である。
【００１７】
また図では、車体フレーム４１のアーム取付け部６８，６８にスイングアーム４４の基部７１を取付け、このスイングアーム４４の先端に設けた軸受部７２にキングピンとしてのボルト７３を介してクロスビーム６４の上部アーム部６６及び下部アーム部７４を旋回可能に取付け、スイングアーム４４の基部７１から立上げたＬ字状アーム７６の先端にフロントサスペンションユニット４５の上端を取付け、このフロントサスペンションユニット４５の下端を車体フレーム４１の立上げ部５１の下部に取付けることを示す。
【００１８】
ここで、７７はボルト７３の先端にねじ結合するナット、７８，７８はクロスビーム６４の両端に取付けた車軸支持部材、８１，８２はそれぞれ前輪１３，１４の車軸である。
【００１９】
このように、サスペンション装置４３は、スイングアーム４４と、フロントサスペンションユニット４５と、ボルト７３及びナット７７と、上部アーム部６６及び下部アーム部７４を取付けたクロスビーム６４と、車軸支持部材７８，７８と、車軸８１，８２とからなる。
【００２０】
図５は本発明に係るサスペンション装置の要部を説明する側面図であり、一部を断面で示した。
サスペンション装置４３は、スイングアーム４４とクロスビーム６４とを連結するキングピンとしてのボルト７３を、上端が下端より車体前方（白抜き矢印（ｆｒｏｎｔ）の指す方向が車体前方である。）に位置するように角度θだけ前傾させたものである。
【００２１】
即ち、スイングアーム４４の前端に軸受部７２を鉛直線８３に対して角度θだけ前傾させて取付け、軸受部７２の端部に、クロスビーム６４の上部アーム部６６及び下部アーム部７４にそれぞれ開けたピン貫通穴８４，８５を合わせ、ピン貫通穴８４側からボルト７３をピン貫通穴８４、軸受部７２内及びピン貫通穴８５に通し、ボルト７３の先端に形成したおねじにナット７７をねじ結合する。
【００２２】
以上に述べたサスペンション装置４３の作用を次に説明する。
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るサスペンション装置の作用を説明する第１作用図であり、車体の平面図を示す。
（ａ）は、バーハンドル１１を左右に切らず、前輪１３，１４を直進方向に向けた状態を示す。
【００２３】
（ｂ）はバーハンドル１１を、例えば矢印で示すように右（白抜き矢印（ｒｉｇｈｔ）の指す方向が右である。）に切って前輪１３，１４を右に操舵し、車両を右に旋回させる状態を示す。
【００２４】
即ち、バーハンドル１１を右に切ると、ハンドル軸５５の回転に伴って第１リンク６１が回転するとともにスイングし、この第１リンク６１にボールジョイント６２を介して連結した第２リンク６３が左側（白抜き矢印（ｌｅｆｔ）の指す方向が左側である。）に移動し、上部アーム部６６の後端が左側にスイングし、クロスビーム６４が平面視で右回りに旋回し、これに伴って前輪１３，１４が右に操舵される。
【００２５】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るサスペンション装置の作用を説明する第２作用図であり、車輪を操舵したときに車体が傾く状態を原理図で説明する。（サスペンション装置４３の各構成の形状は、便宜上簡略にした。）
（ａ）は、図５に対応するスイングアーム４４及びクロスビーム６４の側面図であり、また、この側面図の右側にスイングアーム４４の端部の側面図を記載した。
【００２６】
まず、バーハンドルを、例えば右に切ると、クロスビーム６４は矢印に示すようにキングピン７３（即ちボルト７３）を中心にして旋回する。
（ｂ）は、クロスビーム６４が旋回した状態、即ち、（ａ）の状態から、左側の車軸８１は紙面の奥側へ移動し、右側の車軸８２は紙面の手前側へ移動した状態を示す。
【００２７】
この状態は、キングピン７３が前傾しているために、右側の車軸８２が左側の車軸８１よりも高くなった状態、即ち右側の前輪が左側の前輪よりも高くなった状態であるが、実際には、左右の前輪は両方とも地面に接地するから、この状態を実際の状態に修正するために、地面を９０とすると、地面９０から左側の車軸８１の先端までの高さをｈとしたときに右側の車軸８２の先端の高さを左側の車軸８１の先端の高さｈに合わせるために、右側の車軸８２の先端を距離ｄだけ下降させる。
【００２８】
（ｃ）は、右側の車軸８２を下降させて、車軸８２を左側の車軸８１と同じ高さｈにしたことを示す。右側の車軸８２を下降させることは、（ｂ）において、スイングアーム４４を矢印に示すように車体前後方向に延びる水平軸９１に対して回転させることである。
即ち、（ｃ）に戻って、スイングアーム４４は水平軸９１を中心に角度φだけ回転する。
【００２９】
図８は本発明に係るサスペンション装置の作用を説明する第３作用図であり、車体の正面図を示す。
図７（ｃ）で説明したように、スイングアーム４４が回転すると、図８において、スイングアーム４４に連結した車体フレーム４１がスイングアーム４４と一体的に回転する、即ち前車体１６を構成する車体フレーム４１は、後車体２４に対してロールして、鉛直線８３から角度φだけ車体右側方（図中の白抜き矢印（ｒｉｇｈｔ）は車体右側方を表す。即ちここでは、車両の旋回方向である。）に傾斜する。
このように、車体フレーム４１が傾斜すれば、乗車した運転者を含めた四輪車１０（図１参照）の重心９５を車体の右側方に移動させることができる。
【００３０】
以上の図１及び図５で説明したように、本発明は、前車体１６と、この後方に設けた後車体２４とをロール自在に連結し、前車体１６の左右にそれぞれ前輪１３，１４を設けた四輪車１０において、前車体１６から前方へスイングアーム４４を延ばし、このスイングアーム４４の前部に上端が下端より前方に位置するように前傾させたキングピンとしてのボルト７３を取付け、このボルト７３に左右へ延びるクロスビーム６４を旋回可能に取付け、このクロスビーム６４の両端に前輪１３，１４を回転可能に取付けた構成とし、ボルト７３を前傾させたことを特徴とする。
【００３１】
キングピン７３を前傾させたことで、四輪車１０が旋回する際に、ハンドル操作に伴って前車体１６を旋回方向、即ち旋回側の側方（例えば、図８では車体の右側方）に傾斜させることができ、運転者が乗車した状態での四輪車１０の重心９５を旋回方向、即ち旋回側の側方（例えば、図８では車体の右側方）へ移動させることができ、旋回性を向上させることができる。
【００３２】
従って、旋回速度を高めることができ、また、四輪車１０の重心９５の移動により重心９５の位置が低くなり、重心９５に働く遠心力により四輪車１０をロールさせるためのモーメントを小さくすることができる。この結果、前輪１３，１４及び後輪２１，２２（図６（ａ）参照）のトレッド（左右の車輪間隔）を小さくすることができ、車幅を抑えることができて、四輪車１０の小型化を図ることができる。
【００３３】
尚、本発明では、車両の前車体と後車体とをロール可能に連結するとともに前輪を２輪、後輪を２輪としたが、これに限らず、前車体と後車体とをロールしないように連結するとともに、前輪を２輪、後輪を１輪とした三輪車としてもよい。
【００３４】
【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のサスペンション装置は、前車体と、この後方に設けた後車体とをロール自在に連結し、前車体の左右にそれぞれ前輪を設け、前車体から前方へアームを延ばし、このアームの前部に上端が下端よりも前方に位置するように前傾させたキングピンを取付け、このキングピンに左右へ延びるクロスビームを旋回可能に取付け、このクロスビームの両端に前輪を回転可能に取付けた車両において、前車体の前側に設けられたヘッドパイプに支持されるハンドル軸が、キングピンに対して後傾してクロスビームの旋回軸に接続し、アームを前車体に対して揺動自在に取付けたので、車両が旋回する際に、ハンドル操作に伴って前車体を旋回方向に傾斜させることができ、運転者が乗車した状態での車両の重心を旋回方向、即ち旋回側の側方へ移動させることができ、旋回性を向上させることができる。
請求項２は、請求項１において、ハンドル軸とクロスビームの旋回軸を、リンクを介して接続した。
請求項３は、請求項１において、アームは前方に向かって上向きとした。
請求項４は、請求項２において、リンクは、車両後方に向かって凸となるＬ型形状である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサスペンション装置を備えた車両の側面図
【図２】本発明に係るサスペンション装置を取付けた車体構造を示す側面図
【図３】本発明に係るサスペンション装置を備えた車体の斜視図
【図４】本発明に係るサスペンション装置及びステアリング装置を説明する分解斜視図
【図５】本発明に係るサスペンション装置の要部を説明する側面図
【図６】本発明に係るサスペンション装置の作用を説明する第１作用図
【図７】本発明に係るサスペンション装置の作用を説明する第２作用図
【図８】本発明に係るサスペンション装置の作用を説明する第３作用図
【図９】従来のサスペンション装置を備えた車両の側面図
【図１０】従来のサスペンション装置を説明する分解斜視図
【符号の説明】
１０…車両（四輪車）、１３，１４…前輪、１６…前車体、２４…後車体、２６…連結装置、４４…アーム（スイングアーム）、５２…ヘッドパイプ、５５…ハンドル軸、６１，６３…リンク、６４…クロスビーム、７３…キングピン（ボルト）、９５…車体の重心。

Claims

前車体（１６）と、この後方に設けた後車体（２４）とをロール自在に連結し、前記前車体（１６）の左右にそれぞれ前輪（１３）を設け、前記前車体（１６）から前方へアーム（４４）を延ばし、このアーム（４４）の前部に上端が下端よりも前方に位置するように前傾させたキングピン（７３）を取付け、このキングピン（７３）に左右へ延びるクロスビーム（６４）を旋回可能に取付け、このクロスビーム（６４）の両端に前記前輪（１３）を回転可能に取付けた車両において、
前記前車体（１６）の前側に設けられたヘッドパイプ（５２）に支持されるハンドル軸（５５）が、前記キングピン（７３）に対して後傾して前記クロスビーム（６４）の旋回軸に接続され、
前記アーム（４４）を前車体（１６）に対して揺動自在に取付けた、
ことを特徴とするサスペンション装置。
前記ハンドル軸（５５）とクロスビーム（６４）の旋回軸を、リンク（６１，６３）を介して接続したことを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。
前記アーム（４４）は前方に向かって上向きであることを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。
前記リンク（６１，６３）は、車両後方に向かって凸となるＬ型形状であることを特徴とする請求項２記載のサスペンション装置。