二輪車用ステアリング機構

【課題】従来の二輪車のステアリング機構は、二輪車レースなどで観られるような高速あるいは濡れた路面でコーナを曲がると、遠心力に対して後輪タイヤのコーナリングフォースが不足してスピンを起こす原因となり、安全を確保することが難しい。本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、二輪車のコーナリングでのスピン限界性能を向上させると共に、コーナリングでの安全性を確保することにある。
【解決手段】従来一体であった二輪車のフレームを、フロントフォーク部分とメインフレーム部分とを新たに設けたアッパアームとロアアーム及びストラットパーで繋ぎ、フロントフォーク部分とメインフレーム部分が自由に曲がることができるようにして、コーナリング時に遠心力とライダーによるバランス操作によって、前記繋ぎ部から車体が曲がるようにしたことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車に使用されるステアリング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二輪車を操作するライダーはカーブになると二輪車を寝かし、ハンドルを切ってコーナリングを行う。この時ステアリング機構はハンドルの動きをフロントタイヤに伝え、それによって二輪車の進行方向を決定しているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の如く、従来技術に係る二輪車のステアリング機構は、通常の速度ではハンドルを切ってコーナを曲がることにおいては支障ないが、二輪車レースなどで観られるような高速あるいは濡れた路面でコーナを曲がると、二輪車の遠心力に対して後輪タイヤのコーナリングフォースが不足してスピンを起こす原因となり、安全を確保することが難しい。本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、高速あるいは濡れた路面等での二輪車のコーナリングでのスピン限界性能を向上させると共に、且つコーナリングでの安全性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成する本発明の二輪車用ステアリング機構は、従来一体であった二輪車のフレームを、二輪車の前輪を支えるフロントフォーク部分と後輪、エンジン及び駆動部を支えるメインフレーム部分とを新たに設けたアッパアームとロアアーム及びストラットバーで繋いで、フロントフォーク部分とメインフレーム部分がある範囲で自由に曲がることができるようにして、二輪車がコーナを曲がる時に、遠心力とライダーによるバランス操作によって、前記繋ぎ部から車体が曲がるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明したように本発明によれば、二輪車の前輪を支えるフロントフォーク部分と後輪、エンジン及び駆動部を支えるメインフレーム部分とをライダーシートの前方に新たに設けた１本のアッパアームと２本のロアアーム及び１本のストラットバーで連結したことで、二輪車がコーナを曲がる時の遠心力によって、前記繋ぎ部から後輪を固定しているフレームが外側に振られて曲がり、前輪と後輪が逆位相に切れ、更にコーナリングを続けることによって、二輪車を寝かせてライダーが身を乗り出して重力方向に体を寝かすことによって、前記繋ぎ部から後輪を支えているフレームを旋回方向に曲げることで前輪と後輪が同位相に切れることができるようにした。こうすることによってコーナリング時のスピン限界性能を向上させると共に、且つ安全にコーナを曲がることに極めて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。本実施形態にかかる二輪車用ステアリング機構は、二輪車のフレームに適用されており、図１は従来の二輪車の代表的なクレードル形フレームの外観斜視図であり、図１に示すように、ヘッドパイプ１、タンクレール２、シートレール３及びダウンチューブ５から構成されている。これらの部品は全て溶接によって繋がれていて、フレームそのものが左右に可動するようにはなっていない。
【０００７】
このような形式のフレームを持つ二輪車のステアリング機構であると、コーナを曲がる時にハンドルを切って、車体を寝かせて通過する。しかし、レースなどで観られるように高速でコーナを曲がったり、濡れた路面のコーナを曲ったりする時は、二輪車に掛かる遠心力に対して後輪のコーナリングフォースが不足してスピンを起こす可能性がある。また、このような現象は一般の二輪車でも起こり得る現象である。
【０００８】
このような現象を回避するために、本発明は二輪車の前輪の向きと後輪の向きをコーナリング中に可変することで、コーナリング時のスピン限界性能を向上させ、且つ安全にコーナを曲がれるよう考案したものである。
【０００９】
図２は本発明の可動型フレームの外観斜視図であり、図３は前記可動型フレームの平面図である。図２及び図３に示すように、本発明の可動型フレームはヘッドパイプ１を有するフロントフォーク（図示なし）部分とタンクレール２、シートレール３及びダウンチューブ５から構成されるメインフレーム部分とを分離させて、フロントフォーク部分とメインフレーム部分を１本のアッパアーム６、２本のロアアーム７及び１本のストラットバー２７で繋ぎ、支点８を基点にして図４に示すように、ヘッドパイプ１すなわちフロントフォークを左右に可動できるようにした。
【００１０】
図５は図３のＡ−Ａ断面図であり、図６はその部分拡大図である。図５及び図６に示すように、フロントフォークが取り付けられるヘッドパイプ１とタンクレール２、シートレール３及びダウンチューブ５から構成されるメインフレーム部分を左右に可動できるようするために、１本のアッパアーム６の一方の端をヘッドパイプ１のヘッドパイプブラケット１７に溶接し、もう一方の端には回転パイプ２５が溶接されていて、この回転パイプ２５は連結チューブＡ９に溶接された回転軸２１に挿入され、アッパアーム６が容易に回転できるように押え板２３とボルト２４で固定されている。回転軸２１はライダーがコントロールし易いようにシート１６と燃料タンク１５の間付近の位置に設けられている。また、燃料タンク１５のアッパアーム６が貫通する部分は、アッパアーム６が左右に動けるようにスペースが設けられている（図示なし）。
【００１１】
一方、図３に示すように２本のロアアーム７は、ヘッドパイプ１と左右のダウンチューブ５を繋ぐ連結チューブＢ１０に左右別々に固定されている。図７は図６のＢ−Ｂ断面図であり、ロアアーム７の一方の端は図７に示すように、ヘッドパイプ１に溶接されたヘッドパイプブラケット１７にフロントラバーブシュ１８を介して固定されている。図８は図５の矢視Ｃの拡大図であり、図８に示すように、ロアアーム７のもう一方の端は連結チューブＢ１０に溶接された左右のロアアームブラケット２６にリヤラバーブシュ１９を介して固定されている。
【００１２】
上述の構造体であると、アッパアーム６及びロアアーム７は車体の重量とブレーキング時に、前輪からのブレーキ力をフロントフォークから受ける。したがって、図２及び図５に示すように、アッパアーム６とダウンチューブ５の連結チューブＣ１１に取付けた１本のストラットバー２７にて、これらの負荷を受け止めるようにしている。図６はストラットバー２７の詳細を示す拡大図であり、アッパアーム６に溶接されたストラットアッパブラケット２９とダウンチューブ５の連結チューブＣ１１に溶接されたストラットロアブラケット３２にストラットバー２７と一体のアッパボールジョイント３０とロアボールジョイント３１によって、アッパアーム６と連結チューブＣ１１を繋ぎ、上下方向の負荷を受け止める。一方、前後方向の負荷については、アッパアーム６とロアアーム７にて受け止めるフレーム構造と成っている。
【００１３】
上述のような可動型フレーム構造によって、二輪車のフレームを左右に可動させることができるために、走行中に前輪と後輪を遠心力の作用とライダーによる動きによって、ある範囲で別々に角度を設けることができるようになる。
【００１４】
図９及び図１０は本発明の可動型フレームの実施例を示す。上述のような可動型フレーム構造を持つ二輪車がコーナにさしかかり、ハンドルを左に切って二輪車に遠心力が掛かった場合、フレームは後輪を支えるメインフレーム部分がアッパアーム６の支点８を軸に外側に向くため、図９に示すように、後輪の切れる方角は前輪の切れる方角とは逆位相に向く。更にコーナリングを続け、二輪車に掛かる遠心力がきつくなるとライダーは身を乗り出して重力方向に体重を掛けることによって、図１０に示すように、メインフレーム部分は内側に曲げられ、後輪は前輪と同じ方角に切れて同位相となる。こうすることによって、二輪車のコーナリング時のスピン限界性能は向上し、且つ安全にコーナを曲がることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は二輪車を製造、販売する産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の二輪車の代表的なクレードル形フレームの外観斜視図である。
【図２】本発明の可動型フレームの外観斜視図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】本発明の可動型フレームが左右に振れた状態を示す平面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図５の可動部分の拡大図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面の拡大図である。
【図８】図５の矢視Ｃによる外観の拡大図である。
【図９】本発明の可動型フレームによる前、後輪が逆位相状態を示す実施例である。
【図１０】本発明の可動型フレームによる前、後輪が同位相状態を示す実施例である。
【符号の説明】
１：ヘッドパイプ
２：タンクレール
３：シートレール
４：ピボット
５：ダウンチューブ
６：アッパアーム
７：ロアアーム
８：支点
９：連結チューブＡ
１０：連結チューブＢ
１１：連結チューブＣ
１２：連結チューブＤ
１３：シートブラケット
１４：連結チューブＥ
１５：燃料タンク
１６：シート
１７：ヘッドパイプブラケット
１８：フロントラバーブシュ
１９：リヤラバーブシュ
２０：ブシュボルト
２１：回転軸
２２：補強ブラケット
２３：押え板
２４：ボルト
２５：回転パイプ
２６：ロアアームブラケット
２７：ストラットバー
２８：ストラットアッパボルト
２９：ストラットアッパブラケット
３０：アッパボールジョイント
３１：ロアボールジョイント
３２：ストラットロアブラケット
３３：ストラットロアボルト
３４：前輪
３５：前輪中心線
３６：後輪
３７：後輪中心線
３８：前輪中心半径
３９：後輪中心半径

【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車の前輪を支えるフロントフォーク部分と後輪、エンジン及び駆動部を支えるメインフレーム部分とを分離させて、新たに設けたアッパアーム、ロアアーム及びストラットバーにて繋いで、フロントフォーク部分とメインフレーム部分がコーナリング時に左右に可動できるようにしたことを特徴とする二輪車用ステアリング機構。
【請求項２】
請求項１記載の二輪車用ステアリング機構において、前記可動型フレームが二輪車の燃料タンクとシートの間付近を支点として左右に可動することを特徴とする二輪車用ステアリング機構。
【請求項３】
請求項１記載の二輪車用ステアリング機構において、前記フロントフォーク部分とメインフレーム部分とを１本のアッパアームと２本のロアアーム及び１本のストラットバーにて連結したことを特徴とする二輪車用ステアリング機構。
【請求項４】
請求項１及び請求項３記載の二輪車用ステアリング機構において、前記ロアアームの両端をラバーブシュにて連結し、前記アッパアームの左右への動きに追従できるようにしたことを特徴とする二輪車用ステアリング機構。
【請求項５】
請求項１及び請求項３記載の二輪車用ステアリング機構において、前記アッパアームとロアアームは車体重量とブレーキング時の前輪からのブレーキ力をフロントフォークから受けるため、これらの負荷を補うためにストラットバーを設けたことを特徴とする二輪車用ステアリング機構。
【請求項６】
請求項５記載の二輪車用ステアリング機構において、前記ストラットバーはアッパアームの左右への方向には自由に可動し、上下方向に対しては動きを規制できるようストラットバーの両端にボールジョイントを使ったことを特徴とする二輪車用ステアリング機構。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れかに記載の二輪車用ステアリング機構において、二輪社がコーナにさしかかり遠心力が加わると、後輪を支えるメインフレームは遠心力によって外側に向いて前、後輪は逆位相状態になる。更にコーナに進入し続けるとライダーは二輪車を寝かせ、身を乗り出して重力方向に体重を掛けることによって、前記メインフレームは内側に向いて前、後輪は同位相状態になることを特徴とする二輪車用ステアリング機構。

【図１】