车辆的转向装置制造方法
车辆的转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆的转向装置。该车辆的转向装置包括支承在头管上的转向操作构件侧的转向轴、支承在前车轴上且供轮毂以旋转自由的方式嵌合的车轮支承筒轴、以及转向用连杆机构，对于连杆机构，第1连杆构件及第2连杆构件在多个关节部以能够形成角位移的方式连结，并且角位移的量被限制在规定范围内，转向用连杆机构的靠前轮侧的端部和转向用连杆机构的靠上述转向轴侧的端部之间的距离能够变化。此外，转向用连杆机构的靠前轮侧的端部通过制动钳用的托架构件连结于车轮支承筒轴。
【专利说明】车辆的转向装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种将前车轴固定在车轴支承臂的前端部的车辆的转向装置，该车轴支承臂以能够上下方向摆动的方式支承在车身上，并且自上述车身向前方延伸。
【背景技术】
[0002]图8是具有摆臂方式的前轮支承构造的以往的机动两轮车(日本特开2011-941号公报)，在摆臂201的前端部固定有一体地具有转向主销(未图示)的前车轴202，在上述转向主销上以能够左右转向的方式安装有转向节203，在该转向节203上以旋转自由的方式支承有前轮205的轮毂205a。
[0003]在转向节203上刚性地固定有向上方突出的左右一对转向臂203a，两个转向臂203a的上端部一体地结合起来。另一方面，在以转动自由的方式支承在头管210上的转向轴211的下端部结合有沿着左右方向延伸的转向臂212。该转向臂212的左右两端部和左右一对转向臂203a被左右一对连杆臂213以能够向左右方向转动的方式连结起来。
[0004]作为另一个以往技术，存在利用连杆机构将支承前车轴且向上方延伸的左右一对叉构件连结在转向轴上的机动两轮车用的转向装置(日本特开2011-201335号公报)。
[0005]在图8的以往构造中，转向所利用的转向臂203a及连杆臂213与摆臂201 —同构成将前车轴202及前轮205以能够上下摆动的方式进行支承的平行连杆机构。因而，为了分担承受在前轮205上下摆动时来自路面的反作用力，对连杆臂213及转向臂203a要求规定以上的刚性。因此，转向装置的重量增加，在转向时要求较大的转向力。此外，构造也复杂化。
[0006]后者的以往技术是在左右摆动时支承前车轴的较大的前架(日文:7 α >卜7 >一 也与车把一同向左右摆动的构造，需要较大的转向力。
【发明内容】
[0007]本发明即是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种将转向所需要的力抑制得较小、且能够谋求轻量化的车辆的转向装置。
[0008]为了解决上述问题，本发明是一种车辆的转向装置，其包括:车轴支承臂，其以能够上下方向摆动的方式支承在车身上，并且自上述车身向前方延伸；前车轴，其固定在上述车轴支承臂的前端部；车轮支承筒轴，其以左右方向摆动自由的方式支承在上述前车轴上；前轮的轮毂，其以旋转自由的方式嵌合在上述车轮支承筒轴的外周；以及托架构件，其相对于上述车轴支承臂独立地形成，自上述车轮支承筒轴向前轮的径向外侧延伸，上述转向装置包括:转向操作构件侧的转向轴，其以左右方向转动自由的方式支承在车架的头管上；以及连杆机构，其以能够传递转向力的方式将上述转向操作构件侧的转向轴和上述托架构件连结起来，在上述连杆机构中，多个连杆构件在多个关节部以能够绕与上述车轮支承筒轴的轴心线(日文:軸芯)平行的角位移轴彼此形成角位移的方式连结，上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述转向轴侧的端部之间的距离能够变化。[0009]采用本发明，由于前车轴及前轮上下摆动时的几乎全部的负荷都被前车轴支承臂承受，另一方面，转向时的转向力经由连杆机构及托架构件被传递到车轮支承筒轴，与前车轴支承臂无关，因此能够将转向所需要的力抑制得较小，此外，能够使转向力传递用的各构件轻量化。
[0010]并且，通过以彼此独立的方式构成车轴支承臂和转向力传递用的构件，车轴支承构造及转向构造的设计自由度增大。例如，能够容许降低转向力传递用的部件的刚性，或者简化轴支承构造。
[0011]本发明在上述转向装置的基础上能够包括以下的特征。
[0012](a)上述托架构件自上述车轮支承筒轴向上方延伸，上述连杆机构配置在上述前轮和上述转向操作构件侧的转向轴的上下方向之间。
[0013]根据以上特征，使托架构件靠近转向操作构件侧，因此能够防止连杆机构的大型化。
[0014](b)上述托架构件具有用于支承制动钳的部分。
[0015]根据以上特征，在将托架构件用作转向力传递构件的同时，也用作制动钳用的支承构件，因此能够实现削减零件件数及轻量化。
[0016](C)上述托架构件左右成对配置在上述车轮支承筒轴的两侧，上述连杆机构连结于左右的上述托架构件。
[0017]根据以上特征，从左右支承车轮支承筒轴地进行转向，因此，与连杆机构仅连结于车轮支承筒轴的一侧情况相比，转向力的传递路径的扭转变少，转向力向车轮支承筒轴传递的响应性提高。此外，通过利用球面接头，能够吸收连杆机构的过度扭转。
[0018](d)上述多个连杆构件具有:转向操作构件侧的第I连杆构件，其被转向操作构件侧的转向轴8的轴心线穿过且在左右方向上具有宽度；以及左右一对两叉状的第2连杆构件，其用于将固定在上述托架构件上的固定构件和上述第I连杆构件起来。
[0019]根据以上特征，能够在不增大第2连杆构件的刚性的前提下防止连杆机构的扭转。
[0020]Ce)在上述连杆机构中，将上述连杆构件彼此连结起来的关节部位于比连接上述连杆机构的靠上述转向操作构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部的线靠后方的位置。
[0021]根据以上特征，在前轮相对于车架相对地向上方移动时，连杆机构不会向前方突出，因此，易于配置像散热器、牌照牌或者车头灯等那样的应配置在车身前侧的车身部件。
[0022](f)在上述车轴支承臂上连接有悬挂机构，上述悬挂机构的减震器构件沿着车宽度方向延伸，而且配置在上述连杆机构的靠转向操作构件侧的端部的上侧后方附近。
[0023]根据以上特征，即使前车轮相对于车身相对地上下移动，也能够防止连杆机构和悬挂机构相干涉。
[0024]总而言之，采用本发明，对于利用摆臂方式的轴支承臂支承前轮、且在车轴上具有轮毂转向机构(日文7'^ r τ -J >機構)的车辆的转向装置，能够将转向所需要的力抑制得较小，而且实现转向装置及车辆的轻量化。
【专利附图】
【附图说明】[0025]图1是本发明的机动两轮车的前半部的右视图。
[0026]图2是图1中的机动两轮车的前视图。
[0027]图3是从前上方看图1中的机动两轮车的立体图。
[0028]图4是从前上方看图1中的机动两轮车的转向装置的立体图。
[0029]图5是前轮轮毂的支承部分的垂直剖视图。
[0030]图6是上侧连杆构件的俯视放大图。
[0031]图7是下侧连杆构件的俯视放大图。
[0032]图8是以往技术的立体图。
【具体实施方式】
[0033]通过关于附图的以上说明，本发明的上述和其他的目的、特征以及优点将变得更加清楚。
[0034]本发明的第I实施例
[0035]图1~图7是具有本发明的转向装置的机动两轮车，根据这些【专利附图】
【附图说明】本发明的一实施方式。在表示机动两轮车的前半部的右视图的图1中，车架F包括用于支承车把(转向操作构件)7侧的转向轴8的头管(头箱，日文广K λ 1、~y K 'y ^ 7)1、左右一对主框架构件2、以及左右一对下管(日文:夕二一 7')3。主框架构件2是垂直截面为矩形形状的刚性构件，其通过铝铸造等与头管I 一体地成形。主框架构件2自头管I向后下方以两叉状延伸，在主框架构件2的后端部一体地形成有向下方延伸的摆臂托架2a。在主框架构件2的前端部的下表面以下方突出状形成有从侧方看呈倒三角形状的安装部2b。下管3连结于安装部2b的下端部并且向大致下方延伸，下管3在下端部向后方弯曲，下管3的后端部结合于摆臂托架2a的下端部。在由主框架构件2和下管3围成的空间中，作为行驶驱动用的动力单元搭载有内燃机(发动机)或电动马达，其支承在车架F上。
[0036]用于支承前轮5的前轮支承机构包括用于支承前车轴6的左右一对前臂(轴支承臂)10、由左右一对上侧连杆构件21和左右一对下侧连杆构件22构成的平行连杆机构11、以及用于缓冲前轮5在上下方向上的摆动的前悬挂机构12。
[0037]前车轴6固定在前臂10的前端部，前臂10自前车轴支承部分向大致后上方延伸。前臂10的后端部1Oa位于比前轮5的后端缘靠后方的位置，并且向下方弯折。在该实施方式中，后端部1Oa是相对于前臂10的主体部分独立地形成并固定在前臂10的主体部分的构造，但也可以将后端部1Oa与前臂10的主体部分一体成形。无论是哪一种形成方法，在该实施方式中，前臂10在包含后端部1Oa在内的情况下都形成为侧视呈字母L形，且为刚性构件。
[0038]以连接前车轴6的轴心线CO、前臂后端部1Oa和上侧连杆构件21之间的前侧支点Cl的线LO相对于水平线以后侧上升状倾斜的方式形成有前臂10。
[0039]在前臂10的后端部1Oa的上下端部分别借助前侧支点销21a、22a以转动自由的方式连结于上侧连杆构件21的前端部和下侧连杆构件22的前端部。上侧连杆构件21和下侧连杆构件22大致互相平行地向后方延伸，上侧连杆构件21的后端部和下侧连杆构件22的后端部借助后侧支点销21b、22b以上下方向摆动自由的方式支承在连杆支承托架25上。连杆支承托架25被螺栓26以装拆自由的方式固定在下管3的前表面。[0040]上侧连杆构件21的前后支点Cl、C2之间的间距与下侧连杆构件22的前后支点C3、C4之间的间距相同，上侧连杆构件21和下侧连杆构件22大致平行地配置。但是，严密地讲，下侧连杆构件22大致水平地配置，相对于此，上侧连杆构件21以其后侧稍稍下降的方式配置。换言之，相对于上侧连杆构件21的前侧支点Cl和下侧连杆构件22的前侧支点C3的上下方向之间的间距，上侧连杆构件21的后侧支点C2和下侧连杆构件22的后侧支点C4的上下方向之间的间距要短一些。由此，连结上侧的前后支点Cl、C2的线LI和连结下侧的前后支点C3、C4的线L2在后方的交点C5处相交。因而，前轮5和前车轴6会以交点C5为支点地在上下方向上摆动。此外，前车轴6的上下方向上的位置在没有被乘坐的状态下位于与平行连杆机构11的下侧支点销22a、22b大致相同的高度。
[0041]此外，连结前车轴66的轴心线CO、上侧连杆构件21的前侧支点Cl、及上侧连杆构件21的后侧支点C2的线(L0 — LI)成为以上状突出的山形状。
[0042]在作为机动两轮车的前视图的图2中，前悬挂机构12包括沿着车宽度方向延伸的截面字母U形的支承托架31、以转动自由的方式支承在该支承托架31的车宽度方向两端部上的左右一对双臂曲柄构件32、沿着车宽度方向配置在支承托架31的上方附近位置的减震器构件33、以及将各双臂曲柄构件32的下端部和各前臂10的后端部IOa的上表面进行连结的左右一对拉杆34。[0043]在图1中，从侧视角度来看，支承托架31位于前臂10的后端部IOa的大致正上方，在支承托架31的后表面一体地固定有安装台35，该安装台35利用螺栓等以装拆自由的方式被固定在车架F的安装部2b的前端部。
[0044]减震器构件33是由螺旋弹簧和液压减震器(液压缸)组合而成的螺旋弹簧液压减震单元(日文P ^ >才一 K 一二二 ^卜)，与上述的支承托架31 —同配置在前臂10的后端部IOa的大致正上方。
[0045]在图2中，左右的各双臂曲柄构件32具有自转动支点C6向上方突出的上侧臂部、及自转动支点C6向斜下方突出的下侧臂部，各双臂曲柄构件32的上端部以转动自由的方式连结于减震器构件33的车宽度方向的两端部。通过两双臂曲柄构件32绕支点C6的转动，减震器构件33在车宽度方向(减震器构件的长度方向)上弹性地伸缩。另外，备用箱33a安装在减震器构件33的前侧。
[0046]各拉杆34的上端部借助球窝接头(枕头球(日文:口一;以转动自由的方式连结于双臂曲柄构件32的下端部，拉杆34的下端部借助球窝接头以转动自由的方式连结于前臂10的后端部IOa的上表面。两拉杆34与水平面大致垂直地配置。此外，各拉杆34像所谓的拉丝螺丝那样能够利用螺纹构造分别调节长度。
[0047]左右的主框架构件2的前半部以自头管I朝向后方去而在车宽度方向上的间隔渐渐变大的方式配置为两叉状，主框架构件2的后端部被多个横梁连结起来。
[0048]在图2中，左右的前臂10的前半部以自前车轴支承部分朝向后方去而在车宽度方向上的间隔渐渐变大的方式配置，左右的前臂10的后半部以在车宽度方向上保持恒定间隔的平行状态向后方延伸。左右一对平行连杆机构11以在车宽度方向上保持恒定的间隔的平行状态以大致直线状向后方延伸。
[0049]左右的前臂10的后端部IOa被交叉部IOc结合成一体，此外，在交叉部IOc和左右的前臂10之间的连接部分一体地设有三角形状的加强板40，由此，将左右的前臂10的刚性维持得较高。
[0050]图6是左侧或右侧的上侧连杆构件21的俯视图，上侧连杆构件21形成为俯视呈字母H形，上侧连杆构件21的两叉状的前端部从左右夹持前臂10的后端部10a，并被上侧的前侧支点销21a以转动自由的方式结合起来。同样，上侧连杆构件21的两叉状的后端部从左右夹持连杆支承托架25，并被上侧的后侧支点销22b以转动自由的方式结合起来。
[0051]图7是左侧或右侧的下侧连杆构件22的俯视图，下侧连杆构件22形成为俯视呈字母I形，下侧连杆构件22的前端部被前臂10的两叉状的后端部IOa从左右夹持，并被下侧的前侧支点销22a以转动自由的方式结合起来。同样，下侧连杆构件22的后端部被两叉状的连杆支承托架25从左右夹持，并被下侧的后侧支点销21b以转动自由的方式结合起来。
[0052]说明转向装置。图5是前轮5的支承部的垂直剖视图，在前车轴6的左右端部花键嵌合有左右的前臂10的前端部，并且旋装有螺母50、51，利用螺母50、51这两个螺母将前车轴6的两端部固定在前臂10上。
[0053]在前车轴6的左右宽度的中央部的外周面花键嵌合于车轮侧转向轴53，在该车轮侧转向轴53的左右两端和左右的前臂10之间配置有定位用轴套(日文:力9一)52。由此，车轮侧转向轴53固定在前车轴6的左右宽度的中央位置。
[0054]车轮侧转向轴53的轴心线02与前车轴6的轴心线CO正交，而且，车轮侧转向轴53以其轴心线与车把侧转向轴8的轴心线01 (图1)大致平行的方式相对前车轴6在上下方向上突出。在车轮侧转向轴53的外周面嵌装有上下一对向心推力轴承(日文:7 >￥二9軸受)55的内轮，在该向心推力轴承55的外轮上嵌装有车轮支承筒轴56，由此，车轮支承筒轴56绕车轮侧转向轴53的轴心线02摆动自由。借助球轴承5前轮5的轮毂5a以旋转自由的方式支承在车轮支承筒轴56的外周面。并且，在车轮支承筒轴56的左右两端部利用螺栓60固定有左右一对制动钳用托架(托架构件)59。
[0055]在表示转向装置的立体图的图4中，在各制动钳用托架59上固定有制动钳65，并且用于连结转向用连杆机构61的车轮侧的固定构件66借助前后一对支承腿62固定在各制动钳用托架59上。固定构件66以从上方跨过前挡泥板67的方式形成两叉状，前挡泥板67的左右侧面固定在固定构件62的内周面。在车把侧转向轴8的下端部形成有呈朝下的日文2形的连结托架68。
[0056]转向用连杆机构61由上侧的第I连杆构件71和下侧的第2连杆构件72构成。第I连杆构件71形成为被车把侧转向轴8的轴心线01穿过且在左右方向上具有恒定的宽度的块状。第2连杆构件72左右成对配置，其具有螺纹式的拉丝螺丝构造，能够左右分别调节长度。
[0057]第I连杆构件71的上端部通过第I关节部BI连结于车把侧转向轴8的连结托架68，第I连杆构件71自第I关节部BI以向后方稍微倾斜的状态向下方延伸。
[0058]第2连杆构件72的上端部通过第2关节部B2连结于第I连杆构件71的下端部，第2连杆构件72自第2关节部B2向前下方延伸。第2连杆构件72的下端部通过第3关节部B3连结于固定构件66的上端部66a。即，作为第I连杆构件71和第2连杆构件72之间的连结部的第2关节部B2位于比连接第I关节部BI和第3关节部B3的线靠后方的位置，第I连杆构件71和第2连杆构件72以弯折成字母V形的状态向后方突出。[0059]在第I关节部BI，第I连杆构件71的上端部嵌合在连结托架68的左右片之间，借助沿着与转向轴8的轴心线01正交的左右方向延伸的第I连结轴(角位移轴)81以转动自由的方式连结起来。即，第I连杆构件71能够在包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第I连结轴81的轴心线05正交的平面内相对于转向轴8形成角位移。
[0060]在第2关节部B2，在第I连杆构件71的下端部设有自左右侧面向左右突出的第2连结轴(角位移轴)82，左右的第2连杆构件72的上端部通过球面接头92连结于第2连结轴82的左右端部。第2连结轴82的轴心线06与第I连结轴81的轴心线05平行。S卩，第I连杆构件71和第2连杆构件72以能够在包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第2连结轴82的轴心线06正交的平面内形成角位移的方式连结起来。
[0061]在第3关节部B3，在固定构件66的上端部66a上设有自左右侧面向左右突出的第3连结轴(角位移轴)83，左右的第2连杆构件72的下端部通过球面接头93连结于第3连结轴83的左右端部。第3连结轴83的轴心线07与第I连结轴81的轴心线05平行。即，第2连杆构件72和固定构件66以能够在包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第3连结轴83的轴心线07正交的平面内形成角位移的方式连结起来。
[0062]优选的是，第3连结轴83的轴心线07配置在前车轴6的轴心线CO和第I连结轴81的轴心线05的前后方向之间且配置在轴心线CO和轴心线05的上下方向之间。即，优选的是，如图1所示，制动钳托架59及固定构件66形成为自前车轴6向上方且向后方延伸，第3连结轴83的轴心线07配置在前车轴6的上方且后方。由此，能够使连杆机构61接近车把侧的转向轴8，能够谋求连杆机构61的小型化。
[0063]另外，由于第2连杆构件72的前后端部通过球面接头92、93连结于与其配合的构件，因此容许相对于包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第2连结轴82及第3连结轴83正交的平面稍微左右摆动及扭转。
[0064]此外，在第I连杆构件71的左右侧面的下半部分形成有缺口 71a，第I连杆构件71的下半部分的左右宽度小于上半部分的左右宽度。由此，在第2连杆构件72以接近第I连杆构件71的方式绕第2关节部B2的轴心线06摆动的情况下，能够确保第2连杆构件72的移动区域。
[0065]说明动作。在图4中，若在使车辆右转弯的情况下，将车把7绕车把侧转向轴8的轴心线01向右侧转动，则转向力经由车把侧转向轴8、第I连杆构件71、第2连杆构件72、固定构件66及制动钳用托架59被传递到图5中的车轮支承筒轴56，由此，前轮5与车轮支承筒轴56 —同绕车轮侧转向轴53的轴心线02向右侧转动。
[0066]在使车辆左转弯的情况下，转向力也经由车把侧转向轴8、第I连杆构件71、第2连杆构件72、固定构件66及制动钳用托架59被传递到图5中的车轮支承筒轴56。
[0067]在图1中，在凹凸状的路面上行驶的情况下，前轮5、前车轴6及前臂10随着平行连杆机构11的前端部上下摆动而在上下方向上摆动。此时，转向用的连杆机构61在各关节部B1、B2、B3处分别绕各连结轴81、82、83的轴心线05、06、07形成角位移，吸收前轮5的上下摆动。特别是在前轮5以接近头管I的方式相对地向上方移动的情况下，第2关节部B2会向后方移动。
[0068]由于左右的第2连杆构件72能够分别调节长度，因此能够调节前轮5相对于车把侧转向轴8的左右方向上的相对的摆动角。[0069]另外，正在行驶的前轮5的上下方向上的摆动从左右的前臂10的后端部IOa经由左右的拉杆34被传递到左右的双臂曲柄构件32，双臂曲柄构件32绕支点C6沿箭头Al方向转动，从而对减震器构件33在车宽度方向上进行压缩，缓冲前轮5在上下方向上的摆动。
[0070]实施方式的效果
[0071](I)由于前车轴6及前轮5的上下摆动时的负荷基本上被前臂(前车轴支承臂)10接受，另一方面，转向时的转向力经由连杆机构61及托架59等被传递到车轮支承筒轴56，与前臂10无关，因此，能够将转向所需要的力抑制得较小，能够使转向力传递用的各构件、即连杆机构61轻量化。
[0072](2)通过以相对于前臂10独立的方式构成作为转向力传递用的构件的转向用连杆机构61、固定构件66及托架59，从而增加车轴支承构造及转向构造的设计自由度。例如，能够降低转向力传递用的零件(连杆构件71、72)的刚性、或者简化轴支承构造。
[0073](3)在图4中，作为连结转向用连杆机构61的靠制动钳用托架59侧的端部和车轮支承筒轴56的连结构件，利用现有的制动钳用托架59，因此，能够简化转向装置的构造，并且能够实现削减转向装置用的零件件数及重量的减轻。
[0074](4)在图1中，由于悬挂机构12连接于前臂10，而不连接于转向用连杆机构61、制动钳用托架59，因此，不必使转向用连杆机构61、制动钳用托架59高刚性化，能够实现轻量化。
[0075](5)在图5中，由于制动钳用的托架59左右成对配置在车轮支承筒轴56的两侧，像图4那样转向用连杆机构61通过两叉状的固定构件66连结于左右的制动钳用托架59，因此，与转向用连杆机构仅连结于车轮支承筒轴的一侧的情况相比，转向力的传递路径的扭转变少，转向力向车轮支承筒轴56传递的响应性提高。
[0076](6)在图4中，由于转向用连杆机构61成为具有左右一对第2连杆构件72的两叉构造，分为两叉的左右的第2连杆构件72通过球面接头92、93连结于连结配合构件，因此能够吸收转向用连杆机构61的过度的扭转。
[0077](7)由于转向用连杆机构61具有车把侧的第I连杆构件71、及连结该第I连杆构件71和制动钳用托架59的第2连杆构件72，因此，能够在不提高第2连杆构件72的刚性的前提下防止连杆机构的扭转。
[0078](8)由于转向用连杆机构61的形状为第2关节部6位于比连接车把侧的第I关节部BI和前轮侧的第3关节部B3的线靠后方的位置，因此，在前轮5相对于头管I相对地向上方移动时，转向用连杆机构61不会向前方突出，因此，易于配置像散热器、牌照牌或者车头灯等那样的在应配置在车身前侧的车身部件。
[0079](9)由于第3连结轴83配置在固定构件66的上表面侧且是配置在固定构件66的车宽度方向内侧，因此能够防止第3连结轴83自挡泥板67突出，能够谋求省空间化。此外，即使在翻倒的情况下，也能够防止连杆机构61冲撞于路面等障碍物。
[0080](10)由于前挡泥板67固定于固定构件66,因此,不另外需要另行设置用于固定前挡泥板67的构件，能够削减零件件数。
[0081](11)由于制动钳65不支承前车轴6，因此，不必特别提高刚性，能够兼用作转向力传递部部件。
[0082](12)由于前车轴6支承在前臂10上，另一方面，在转向力传递路径中第I连结轴81和第3连结轴83之间以能够变化的方式连杆连接，因此，在因路面凹凸等而前车轴6自路面在上下方向上承受了力时，上下方向上的力不会传递到车把侧的转向轴8，能够防止颠簸转向(日文:7 7 ^ 7 )等。特别优选的是，第I连结轴81和第3连结轴83在前后方向上错开地配置。由此，即使前轮5向上方摆动，也能够防止第I连结轴81和第3连结轴83之间的干涉。此外，通过转向用的连杆机构61配置在比减震器构件33靠前方的位置，也能够防止减震器构件33和连杆机构61之间的干涉。
[0083](13)在图1中，由于转向用的连杆机构61配置在前轮5的上方，因此能够防止小石子等冲撞于连杆机构61或者夹在连杆机构61中。即使在转动车把7时翻倒，前臂10也易于首先接触于路面，能够防止路面和连杆构件71、72的冲撞。
[0084](14)第3连结轴83设定在比连结于前臂10后端部的前轮支承用的连杆机构11靠前方且靠上方的位置。换言之，为了支承前车轴而装备的连杆机构61配置在第3连结轴83的后下方，因此，能够防止悬挂机构12的双臂曲柄32等和转向系统的连杆机构61之间的干涉。
[0085](15)由于左右的第2连杆构件72后端的球面接头92配置在比减震器构件33靠前方的位置，因此能够防止减震器构件33和转向用的连杆机构61之间的干涉。
[0086](16)由于转向用的两个连杆构件71、72中的一者(例如第I连杆构件71)形成为块状，能够抑制连杆机构61的变形，能够提高转向感。
[0087](17)由于转向用的连杆构件71、72配置在比前臂10靠上方的位置且自车把侧转向轴8向下方延伸，因此，与沿着前臂配置转向系统的动力传递机构的情况相比，能够谋求转向系统的连杆机构61的小型化。此外，由于从车把7附近沿着转向系统的连杆机构61配置制动配管，能够缩短配管距离。
[0088](18)在图2中，在制动时，前轮5的轮胎自路面承受朝向车身后方的阻力(反作用力)，但像上述那样，该阻力分解为对前臂10在轴线方向上进行压缩的分力、及使前臂10向下方运动的大致垂直的分力。在该实施方式中，由于前臂10大致沿着前后方向延伸，因此，来自路面的几乎全部的上述阻力都为沿着前臂10的轴线LO的方向向后方作用的分力，最终，在制动时会对车架F作用从前方朝向后方的力。因而，与在制动时来自路面的几乎全部的阻力都作用于上下方向的前叉式的以往构造相比，能够降低最终支承前臂10的车架F的刚性，能够谋求轻量化。
[0089](19)在图3中，由于悬挂机构12的减震器构件33沿着车宽度方向延伸，而且配置在前臂用的连杆机构11的靠车把侧的端部的上侧后方附近，因此，即使前轮5相对于车架F相对地上下移动，也能够防止转向用连杆机构61和悬挂机构12相干涉。
[0090](20)在图1中，由于将支承前车轴6的前臂10以向后方延伸的方式配置，借助平行连杆机构11将前臂10的后端部10a以能够上下摆动的方式支承在车架F上，因此，在制动时前臂10将来自路面的反作用力的大部分以前臂长度方向(大致前后方向)上的压缩负荷的形式承受而不是以弯曲负荷的形式承受，将其传递到后方的车架F。由此，能够实现减轻制动时的前部首倾现象。
[0091](21)由于在制动时前臂10以前臂长度方向(大致前后方向)上的压缩负荷的形式承受来自路面的反作用力，因此，能够在重量不增加的前提下提高前臂10的耐久性及平行连杆机构12的耐久性。[0092](22)由于连接前臂10和上侧连杆构件21之间的转动连结点(Cl)、前车轴6的线LO相对于水平线以后侧上升状倾斜，因此能够利用前悬挂机构12吸收冲撞时的大部分能量。
[0093](23)由于连结于连杆构件21、22的前臂10的后端部IOa位于比前轮5的后端靠后方的位置，因此，能够缩短平行连杆构件21、22，能够减小平行连杆机构11的力矩，因此用于支承前轮的整体的支承刚性上升。
[0094](24)由于连接前车轴6、前臂10和上侧连杆构件21之间的转动连结点(Cl)、以及上侧连杆构件21和车架F的连杆托架25之间的转动连结点(C2)的线(LO-Ll)构成为向上方凸起的字母L形，因此，与上述结构(5)同样能够利用前悬挂机构有效地吸收冲撞时的的大部分能量。
[0095](25)由于下侧连杆构件22配置在比上侧连杆构件21靠车宽度方向内侧的位置，因此，能够减小下侧连杆构件22向左右的突出，能够取得较大的倾斜角度。
[0096](26)由于前悬挂机构12具有以能够在车宽度方向上伸缩的方式配置的减震器构件33、及用于将前臂10的后端部IOa的上下方向上的动作变换为车宽度方向上的动作并传递到上述减震器构件33的双臂曲柄构件32，因此能够将在伸缩方向上变长的减震器构件33从车辆侧方看紧凑地配置。
[0097](27)由于前臂10成组地配置在前轮5的左右两侧，一对连杆构件21、22成组地配置在前轮5的左右两侧，因此前车轴支承刚性上升，并且能够从左右均等地承受在制动时自路面对前轮5施加的反作用力(负荷)，能够防止车身的横抖等。
[0098](28)由于是利用前悬挂机构12抑制前臂10转动的构造，因此，与抑制连杆构件转动的构造相比，能够降低作用于连杆构件21、22的弯曲方向上的力，能够降低连杆构件21、22的刚性，能够谋求轻量化。
[0099](29)由于前臂10和连杆构件21、22之间的连结位置配置在比前轮5的后端靠后方的位置，因此，能够将用于抑制前臂10转动的前悬挂机构12的位置尽量向后方配置，能够谋求重心的集中化。此外，由于前臂10和连杆构件21、22之间的连结位置配置在比前轮5的后端靠后方的位置，不必为了使前轮转向而将连杆构件21、22形成为弯曲形状,而能够将需要多根的连杆构件21、22的构造简化为直线形状。
[0100](30)由于来自路面的几乎全部的阻力都成为前臂10的轴线LO的方向，因此，不必为了防止车身前部向下方下沉的前部首倾而增大前悬挂机构12的弹簧力、减震力。即，前部首倾的影响较小，能够为了提高乘坐舒适性而专门设定弹簧力、减震力。
[0101](31)由于前悬挂机构12弹性地支承前臂10的后端部，因此，能够减轻对连杆构件21、22施加的负荷，能够容许降低连杆构件21、22的刚性而能够实现车辆的轻量化。即，前悬挂机构12弹性地支承前臂10的后端部，从而能够使前悬挂机构12的主体靠近车身中心、或者使从前悬挂机构12的主体到前臂10地配置的缓冲机构小型化，能够简化构造。
[0102](32)由于与前叉类型相比头管I不必支承前轮5，因此不必抵抗来自路面的反作用力，能够使头管I为低刚性，而能够谋求车架F的轻量化。
[0103](33)连接平行连杆机构11的上侧的连杆构件21前后的支点C1、C2的线LI与连接下侧的连杆构件22前后的支点C3、C4的线L2在后方的交点C5处相交，前轮5以该交点C5为摆动中心上下摆动，但由于将上述交点C5配置在比路面靠上方的位置，因此易于抑制制动时的前部首倾现象。
[0104](34)由于车把侧转向轴8的轴心线01和车轮侧转向轴53的轴心线02设定为不同的轴心线，因此能够增大转向系统的设计自由度。
[0105]其他实施方式
[0106](I)本发明也可以应用于仅在左侧或仅在右侧配置转向用连杆机构的构造。
[0107](2)也可以是连结第I连杆构件71和第2连杆构件72的第2关节部B2以位于连接第I关节部BI和第3关节部B3的线的前方的方式配置。
[0108](3)也可以应用于前臂10不借助平行连杆机构11就支承在车身上的机动两轮车。
[0109](4)本发明并不限定于机动两轮车，也可以应用于三轮车及骑跨型四轮行驶车等车辆。
[0110](5)也可以将车轮侧转向轴53的轴心线02设定为大致铅垂。
[0111](6)本发明也可以应用于悬挂机构12连结于上下的连杆构件21、22中的任一者而不连结于前臂(轴支承臂)的构造。
[0112](7)转向用的连杆机构61的关节部的数量并不限定于上述实施方式的3个，也可以是具有4个以上关节部的转向用的连杆机构。
[0113](8)在上述实施方式中，将制动钳托架兼用作转向构造的一部分，但本发明并不限定于这样的结构，转向构造也可以相对于制动钳托架独立地设置。
【权利要求】
1.一种车辆的转向装置，其包括: 车轴支承臂，其以能够上下方向摆动的方式支承在车身上，并且自上述车身向前方延伸； 前车轴，其固定在上述车轴支承臂的前端部； 车轮支承筒轴，其以左右方向摆动自由的方式支承在上述前车轴上； 前轮的轮毂，其以旋转自由的方式嵌合在上述车轮支承筒轴的外周；以及托架构件，其相对于上述车轴支承臂独立地形成，自上述车轮支承筒轴向前轮的径向外侧延伸， 上述车辆的转向装置包括: 转向操作构件侧的转向轴，其以左右方向转动自由的方式支承在车架的头管上；以及连杆机构，其以能够传递转向力的方式将上述转向操作构件侧的转向轴和上述托架构件连结起来， 在上述连杆机构中，多个连杆构件在多个关节部以能够绕与上述车轮支承筒轴的轴心线平行的角位移轴彼此形成角位移的方式连结，上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述转向操作构件侧的转向轴侧的端部之间的距离能够变化。
2.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述托架构件自上述车轮支承筒轴向上方延伸， 上述连杆机构配置在上述前轮和上述转向操作构件侧的转向轴的上下方向之间。
3.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述托架构件具有用于支承制动钳的部分。
4.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述托架构件左右成对配置在上述车轮支承筒轴的两侧，上述连杆机构连结于左右的上述托架构件。
5.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述多个连杆构件具有: 转向操作构件侧的第I连杆构件，其被转向操作构件侧的转向轴8的轴心线穿过且在左右方向上具有宽度；以及 左右一对两叉状的第2连杆构件，其用于将固定在上述托架构件上的固定构件和上述第I连杆构件连结起来。
6.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 在上述连杆机构中，将上述连杆构件彼此连结起来的关节部位于比连接上述连杆机构的靠上述转向操作构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部的线靠后方的位置。
7.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 在上述车轴支承臂上连接有悬挂机构， 上述悬挂机构的减震器构件沿着车宽度方向延伸，而且配置在上述连杆机构的靠转向操作构件侧的端部的上侧后方附近。
【文档编号】B62K21/00GK103895785SQ201310741719
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】石井宏志, 佐伯大辅 申请人:川崎重工业株式会社
【专利摘要】本发明提供一种车辆的转向装置。该车辆的转向装置包括支承在头管上的转向操作构件侧的转向轴、支承在前车轴上且供轮毂以旋转自由的方式嵌合的车轮支承筒轴、以及转向用连杆机构，对于连杆机构，第1连杆构件及第2连杆构件在多个关节部以能够形成角位移的方式连结，并且角位移的量被限制在规定范围内，转向用连杆机构的靠前轮侧的端部和转向用连杆机构的靠上述转向轴侧的端部之间的距离能够变化。此外，转向用连杆机构的靠前轮侧的端部通过制动钳用的托架构件连结于车轮支承筒轴。
【专利说明】车辆的转向装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种将前车轴固定在车轴支承臂的前端部的车辆的转向装置，该车轴支承臂以能够上下方向摆动的方式支承在车身上，并且自上述车身向前方延伸。
【背景技术】
[0002]图8是具有摆臂方式的前轮支承构造的以往的机动两轮车(日本特开2011-941号公报)，在摆臂201的前端部固定有一体地具有转向主销(未图示)的前车轴202，在上述转向主销上以能够左右转向的方式安装有转向节203，在该转向节203上以旋转自由的方式支承有前轮205的轮毂205a。
[0003]在转向节203上刚性地固定有向上方突出的左右一对转向臂203a，两个转向臂203a的上端部一体地结合起来。另一方面，在以转动自由的方式支承在头管210上的转向轴211的下端部结合有沿着左右方向延伸的转向臂212。该转向臂212的左右两端部和左右一对转向臂203a被左右一对连杆臂213以能够向左右方向转动的方式连结起来。
[0004]作为另一个以往技术，存在利用连杆机构将支承前车轴且向上方延伸的左右一对叉构件连结在转向轴上的机动两轮车用的转向装置(日本特开2011-201335号公报)。
[0005]在图8的以往构造中，转向所利用的转向臂203a及连杆臂213与摆臂201 —同构成将前车轴202及前轮205以能够上下摆动的方式进行支承的平行连杆机构。因而，为了分担承受在前轮205上下摆动时来自路面的反作用力，对连杆臂213及转向臂203a要求规定以上的刚性。因此，转向装置的重量增加，在转向时要求较大的转向力。此外，构造也复杂化。
[0006]后者的以往技术是在左右摆动时支承前车轴的较大的前架(日文:7 α >卜7 >一 也与车把一同向左右摆动的构造，需要较大的转向力。
【发明内容】
[0007]本发明即是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种将转向所需要的力抑制得较小、且能够谋求轻量化的车辆的转向装置。
[0008]为了解决上述问题，本发明是一种车辆的转向装置，其包括:车轴支承臂，其以能够上下方向摆动的方式支承在车身上，并且自上述车身向前方延伸；前车轴，其固定在上述车轴支承臂的前端部；车轮支承筒轴，其以左右方向摆动自由的方式支承在上述前车轴上；前轮的轮毂，其以旋转自由的方式嵌合在上述车轮支承筒轴的外周；以及托架构件，其相对于上述车轴支承臂独立地形成，自上述车轮支承筒轴向前轮的径向外侧延伸，上述转向装置包括:转向操作构件侧的转向轴，其以左右方向转动自由的方式支承在车架的头管上；以及连杆机构，其以能够传递转向力的方式将上述转向操作构件侧的转向轴和上述托架构件连结起来，在上述连杆机构中，多个连杆构件在多个关节部以能够绕与上述车轮支承筒轴的轴心线(日文:軸芯)平行的角位移轴彼此形成角位移的方式连结，上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述转向轴侧的端部之间的距离能够变化。[0009]采用本发明，由于前车轴及前轮上下摆动时的几乎全部的负荷都被前车轴支承臂承受，另一方面，转向时的转向力经由连杆机构及托架构件被传递到车轮支承筒轴，与前车轴支承臂无关，因此能够将转向所需要的力抑制得较小，此外，能够使转向力传递用的各构件轻量化。
[0010]并且，通过以彼此独立的方式构成车轴支承臂和转向力传递用的构件，车轴支承构造及转向构造的设计自由度增大。例如，能够容许降低转向力传递用的部件的刚性，或者简化轴支承构造。
[0011]本发明在上述转向装置的基础上能够包括以下的特征。
[0012](a)上述托架构件自上述车轮支承筒轴向上方延伸，上述连杆机构配置在上述前轮和上述转向操作构件侧的转向轴的上下方向之间。
[0013]根据以上特征，使托架构件靠近转向操作构件侧，因此能够防止连杆机构的大型化。
[0014](b)上述托架构件具有用于支承制动钳的部分。
[0015]根据以上特征，在将托架构件用作转向力传递构件的同时，也用作制动钳用的支承构件，因此能够实现削减零件件数及轻量化。
[0016](C)上述托架构件左右成对配置在上述车轮支承筒轴的两侧，上述连杆机构连结于左右的上述托架构件。
[0017]根据以上特征，从左右支承车轮支承筒轴地进行转向，因此，与连杆机构仅连结于车轮支承筒轴的一侧情况相比，转向力的传递路径的扭转变少，转向力向车轮支承筒轴传递的响应性提高。此外，通过利用球面接头，能够吸收连杆机构的过度扭转。
[0018](d)上述多个连杆构件具有:转向操作构件侧的第I连杆构件，其被转向操作构件侧的转向轴8的轴心线穿过且在左右方向上具有宽度；以及左右一对两叉状的第2连杆构件，其用于将固定在上述托架构件上的固定构件和上述第I连杆构件起来。
[0019]根据以上特征，能够在不增大第2连杆构件的刚性的前提下防止连杆机构的扭转。
[0020]Ce)在上述连杆机构中，将上述连杆构件彼此连结起来的关节部位于比连接上述连杆机构的靠上述转向操作构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部的线靠后方的位置。
[0021]根据以上特征，在前轮相对于车架相对地向上方移动时，连杆机构不会向前方突出，因此，易于配置像散热器、牌照牌或者车头灯等那样的应配置在车身前侧的车身部件。
[0022](f)在上述车轴支承臂上连接有悬挂机构，上述悬挂机构的减震器构件沿着车宽度方向延伸，而且配置在上述连杆机构的靠转向操作构件侧的端部的上侧后方附近。
[0023]根据以上特征，即使前车轮相对于车身相对地上下移动，也能够防止连杆机构和悬挂机构相干涉。
[0024]总而言之，采用本发明，对于利用摆臂方式的轴支承臂支承前轮、且在车轴上具有轮毂转向机构(日文7'^ r τ -J >機構)的车辆的转向装置，能够将转向所需要的力抑制得较小，而且实现转向装置及车辆的轻量化。
【专利附图】
【附图说明】[0025]图1是本发明的机动两轮车的前半部的右视图。
[0026]图2是图1中的机动两轮车的前视图。
[0027]图3是从前上方看图1中的机动两轮车的立体图。
[0028]图4是从前上方看图1中的机动两轮车的转向装置的立体图。
[0029]图5是前轮轮毂的支承部分的垂直剖视图。
[0030]图6是上侧连杆构件的俯视放大图。
[0031]图7是下侧连杆构件的俯视放大图。
[0032]图8是以往技术的立体图。
【具体实施方式】
[0033]通过关于附图的以上说明，本发明的上述和其他的目的、特征以及优点将变得更加清楚。
[0034]本发明的第I实施例
[0035]图1~图7是具有本发明的转向装置的机动两轮车，根据这些【专利附图】
【附图说明】本发明的一实施方式。在表示机动两轮车的前半部的右视图的图1中，车架F包括用于支承车把(转向操作构件)7侧的转向轴8的头管(头箱，日文广K λ 1、~y K 'y ^ 7)1、左右一对主框架构件2、以及左右一对下管(日文:夕二一 7')3。主框架构件2是垂直截面为矩形形状的刚性构件，其通过铝铸造等与头管I 一体地成形。主框架构件2自头管I向后下方以两叉状延伸，在主框架构件2的后端部一体地形成有向下方延伸的摆臂托架2a。在主框架构件2的前端部的下表面以下方突出状形成有从侧方看呈倒三角形状的安装部2b。下管3连结于安装部2b的下端部并且向大致下方延伸，下管3在下端部向后方弯曲，下管3的后端部结合于摆臂托架2a的下端部。在由主框架构件2和下管3围成的空间中，作为行驶驱动用的动力单元搭载有内燃机(发动机)或电动马达，其支承在车架F上。
[0036]用于支承前轮5的前轮支承机构包括用于支承前车轴6的左右一对前臂(轴支承臂)10、由左右一对上侧连杆构件21和左右一对下侧连杆构件22构成的平行连杆机构11、以及用于缓冲前轮5在上下方向上的摆动的前悬挂机构12。
[0037]前车轴6固定在前臂10的前端部，前臂10自前车轴支承部分向大致后上方延伸。前臂10的后端部1Oa位于比前轮5的后端缘靠后方的位置，并且向下方弯折。在该实施方式中，后端部1Oa是相对于前臂10的主体部分独立地形成并固定在前臂10的主体部分的构造，但也可以将后端部1Oa与前臂10的主体部分一体成形。无论是哪一种形成方法，在该实施方式中，前臂10在包含后端部1Oa在内的情况下都形成为侧视呈字母L形，且为刚性构件。
[0038]以连接前车轴6的轴心线CO、前臂后端部1Oa和上侧连杆构件21之间的前侧支点Cl的线LO相对于水平线以后侧上升状倾斜的方式形成有前臂10。
[0039]在前臂10的后端部1Oa的上下端部分别借助前侧支点销21a、22a以转动自由的方式连结于上侧连杆构件21的前端部和下侧连杆构件22的前端部。上侧连杆构件21和下侧连杆构件22大致互相平行地向后方延伸，上侧连杆构件21的后端部和下侧连杆构件22的后端部借助后侧支点销21b、22b以上下方向摆动自由的方式支承在连杆支承托架25上。连杆支承托架25被螺栓26以装拆自由的方式固定在下管3的前表面。[0040]上侧连杆构件21的前后支点Cl、C2之间的间距与下侧连杆构件22的前后支点C3、C4之间的间距相同，上侧连杆构件21和下侧连杆构件22大致平行地配置。但是，严密地讲，下侧连杆构件22大致水平地配置，相对于此，上侧连杆构件21以其后侧稍稍下降的方式配置。换言之，相对于上侧连杆构件21的前侧支点Cl和下侧连杆构件22的前侧支点C3的上下方向之间的间距，上侧连杆构件21的后侧支点C2和下侧连杆构件22的后侧支点C4的上下方向之间的间距要短一些。由此，连结上侧的前后支点Cl、C2的线LI和连结下侧的前后支点C3、C4的线L2在后方的交点C5处相交。因而，前轮5和前车轴6会以交点C5为支点地在上下方向上摆动。此外，前车轴6的上下方向上的位置在没有被乘坐的状态下位于与平行连杆机构11的下侧支点销22a、22b大致相同的高度。
[0041]此外，连结前车轴66的轴心线CO、上侧连杆构件21的前侧支点Cl、及上侧连杆构件21的后侧支点C2的线(L0 — LI)成为以上状突出的山形状。
[0042]在作为机动两轮车的前视图的图2中，前悬挂机构12包括沿着车宽度方向延伸的截面字母U形的支承托架31、以转动自由的方式支承在该支承托架31的车宽度方向两端部上的左右一对双臂曲柄构件32、沿着车宽度方向配置在支承托架31的上方附近位置的减震器构件33、以及将各双臂曲柄构件32的下端部和各前臂10的后端部IOa的上表面进行连结的左右一对拉杆34。[0043]在图1中，从侧视角度来看，支承托架31位于前臂10的后端部IOa的大致正上方，在支承托架31的后表面一体地固定有安装台35，该安装台35利用螺栓等以装拆自由的方式被固定在车架F的安装部2b的前端部。
[0044]减震器构件33是由螺旋弹簧和液压减震器(液压缸)组合而成的螺旋弹簧液压减震单元(日文P ^ >才一 K 一二二 ^卜)，与上述的支承托架31 —同配置在前臂10的后端部IOa的大致正上方。
[0045]在图2中，左右的各双臂曲柄构件32具有自转动支点C6向上方突出的上侧臂部、及自转动支点C6向斜下方突出的下侧臂部，各双臂曲柄构件32的上端部以转动自由的方式连结于减震器构件33的车宽度方向的两端部。通过两双臂曲柄构件32绕支点C6的转动，减震器构件33在车宽度方向(减震器构件的长度方向)上弹性地伸缩。另外，备用箱33a安装在减震器构件33的前侧。
[0046]各拉杆34的上端部借助球窝接头(枕头球(日文:口一;以转动自由的方式连结于双臂曲柄构件32的下端部，拉杆34的下端部借助球窝接头以转动自由的方式连结于前臂10的后端部IOa的上表面。两拉杆34与水平面大致垂直地配置。此外，各拉杆34像所谓的拉丝螺丝那样能够利用螺纹构造分别调节长度。
[0047]左右的主框架构件2的前半部以自头管I朝向后方去而在车宽度方向上的间隔渐渐变大的方式配置为两叉状，主框架构件2的后端部被多个横梁连结起来。
[0048]在图2中，左右的前臂10的前半部以自前车轴支承部分朝向后方去而在车宽度方向上的间隔渐渐变大的方式配置，左右的前臂10的后半部以在车宽度方向上保持恒定间隔的平行状态向后方延伸。左右一对平行连杆机构11以在车宽度方向上保持恒定的间隔的平行状态以大致直线状向后方延伸。
[0049]左右的前臂10的后端部IOa被交叉部IOc结合成一体，此外，在交叉部IOc和左右的前臂10之间的连接部分一体地设有三角形状的加强板40，由此，将左右的前臂10的刚性维持得较高。
[0050]图6是左侧或右侧的上侧连杆构件21的俯视图，上侧连杆构件21形成为俯视呈字母H形，上侧连杆构件21的两叉状的前端部从左右夹持前臂10的后端部10a，并被上侧的前侧支点销21a以转动自由的方式结合起来。同样，上侧连杆构件21的两叉状的后端部从左右夹持连杆支承托架25，并被上侧的后侧支点销22b以转动自由的方式结合起来。
[0051]图7是左侧或右侧的下侧连杆构件22的俯视图，下侧连杆构件22形成为俯视呈字母I形，下侧连杆构件22的前端部被前臂10的两叉状的后端部IOa从左右夹持，并被下侧的前侧支点销22a以转动自由的方式结合起来。同样，下侧连杆构件22的后端部被两叉状的连杆支承托架25从左右夹持，并被下侧的后侧支点销21b以转动自由的方式结合起来。
[0052]说明转向装置。图5是前轮5的支承部的垂直剖视图，在前车轴6的左右端部花键嵌合有左右的前臂10的前端部，并且旋装有螺母50、51，利用螺母50、51这两个螺母将前车轴6的两端部固定在前臂10上。
[0053]在前车轴6的左右宽度的中央部的外周面花键嵌合于车轮侧转向轴53，在该车轮侧转向轴53的左右两端和左右的前臂10之间配置有定位用轴套(日文:力9一)52。由此，车轮侧转向轴53固定在前车轴6的左右宽度的中央位置。
[0054]车轮侧转向轴53的轴心线02与前车轴6的轴心线CO正交，而且，车轮侧转向轴53以其轴心线与车把侧转向轴8的轴心线01 (图1)大致平行的方式相对前车轴6在上下方向上突出。在车轮侧转向轴53的外周面嵌装有上下一对向心推力轴承(日文:7 >￥二9軸受)55的内轮，在该向心推力轴承55的外轮上嵌装有车轮支承筒轴56，由此，车轮支承筒轴56绕车轮侧转向轴53的轴心线02摆动自由。借助球轴承5前轮5的轮毂5a以旋转自由的方式支承在车轮支承筒轴56的外周面。并且，在车轮支承筒轴56的左右两端部利用螺栓60固定有左右一对制动钳用托架(托架构件)59。
[0055]在表示转向装置的立体图的图4中，在各制动钳用托架59上固定有制动钳65，并且用于连结转向用连杆机构61的车轮侧的固定构件66借助前后一对支承腿62固定在各制动钳用托架59上。固定构件66以从上方跨过前挡泥板67的方式形成两叉状，前挡泥板67的左右侧面固定在固定构件62的内周面。在车把侧转向轴8的下端部形成有呈朝下的日文2形的连结托架68。
[0056]转向用连杆机构61由上侧的第I连杆构件71和下侧的第2连杆构件72构成。第I连杆构件71形成为被车把侧转向轴8的轴心线01穿过且在左右方向上具有恒定的宽度的块状。第2连杆构件72左右成对配置，其具有螺纹式的拉丝螺丝构造，能够左右分别调节长度。
[0057]第I连杆构件71的上端部通过第I关节部BI连结于车把侧转向轴8的连结托架68，第I连杆构件71自第I关节部BI以向后方稍微倾斜的状态向下方延伸。
[0058]第2连杆构件72的上端部通过第2关节部B2连结于第I连杆构件71的下端部，第2连杆构件72自第2关节部B2向前下方延伸。第2连杆构件72的下端部通过第3关节部B3连结于固定构件66的上端部66a。即，作为第I连杆构件71和第2连杆构件72之间的连结部的第2关节部B2位于比连接第I关节部BI和第3关节部B3的线靠后方的位置，第I连杆构件71和第2连杆构件72以弯折成字母V形的状态向后方突出。[0059]在第I关节部BI，第I连杆构件71的上端部嵌合在连结托架68的左右片之间，借助沿着与转向轴8的轴心线01正交的左右方向延伸的第I连结轴(角位移轴)81以转动自由的方式连结起来。即，第I连杆构件71能够在包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第I连结轴81的轴心线05正交的平面内相对于转向轴8形成角位移。
[0060]在第2关节部B2，在第I连杆构件71的下端部设有自左右侧面向左右突出的第2连结轴(角位移轴)82，左右的第2连杆构件72的上端部通过球面接头92连结于第2连结轴82的左右端部。第2连结轴82的轴心线06与第I连结轴81的轴心线05平行。S卩，第I连杆构件71和第2连杆构件72以能够在包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第2连结轴82的轴心线06正交的平面内形成角位移的方式连结起来。
[0061]在第3关节部B3，在固定构件66的上端部66a上设有自左右侧面向左右突出的第3连结轴(角位移轴)83，左右的第2连杆构件72的下端部通过球面接头93连结于第3连结轴83的左右端部。第3连结轴83的轴心线07与第I连结轴81的轴心线05平行。即，第2连杆构件72和固定构件66以能够在包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第3连结轴83的轴心线07正交的平面内形成角位移的方式连结起来。
[0062]优选的是，第3连结轴83的轴心线07配置在前车轴6的轴心线CO和第I连结轴81的轴心线05的前后方向之间且配置在轴心线CO和轴心线05的上下方向之间。即，优选的是，如图1所示，制动钳托架59及固定构件66形成为自前车轴6向上方且向后方延伸，第3连结轴83的轴心线07配置在前车轴6的上方且后方。由此，能够使连杆机构61接近车把侧的转向轴8，能够谋求连杆机构61的小型化。
[0063]另外，由于第2连杆构件72的前后端部通过球面接头92、93连结于与其配合的构件，因此容许相对于包含车把侧转向轴8的轴心线01且与第2连结轴82及第3连结轴83正交的平面稍微左右摆动及扭转。
[0064]此外，在第I连杆构件71的左右侧面的下半部分形成有缺口 71a，第I连杆构件71的下半部分的左右宽度小于上半部分的左右宽度。由此，在第2连杆构件72以接近第I连杆构件71的方式绕第2关节部B2的轴心线06摆动的情况下，能够确保第2连杆构件72的移动区域。
[0065]说明动作。在图4中，若在使车辆右转弯的情况下，将车把7绕车把侧转向轴8的轴心线01向右侧转动，则转向力经由车把侧转向轴8、第I连杆构件71、第2连杆构件72、固定构件66及制动钳用托架59被传递到图5中的车轮支承筒轴56，由此，前轮5与车轮支承筒轴56 —同绕车轮侧转向轴53的轴心线02向右侧转动。
[0066]在使车辆左转弯的情况下，转向力也经由车把侧转向轴8、第I连杆构件71、第2连杆构件72、固定构件66及制动钳用托架59被传递到图5中的车轮支承筒轴56。
[0067]在图1中，在凹凸状的路面上行驶的情况下，前轮5、前车轴6及前臂10随着平行连杆机构11的前端部上下摆动而在上下方向上摆动。此时，转向用的连杆机构61在各关节部B1、B2、B3处分别绕各连结轴81、82、83的轴心线05、06、07形成角位移，吸收前轮5的上下摆动。特别是在前轮5以接近头管I的方式相对地向上方移动的情况下，第2关节部B2会向后方移动。
[0068]由于左右的第2连杆构件72能够分别调节长度，因此能够调节前轮5相对于车把侧转向轴8的左右方向上的相对的摆动角。[0069]另外，正在行驶的前轮5的上下方向上的摆动从左右的前臂10的后端部IOa经由左右的拉杆34被传递到左右的双臂曲柄构件32，双臂曲柄构件32绕支点C6沿箭头Al方向转动，从而对减震器构件33在车宽度方向上进行压缩，缓冲前轮5在上下方向上的摆动。
[0070]实施方式的效果
[0071](I)由于前车轴6及前轮5的上下摆动时的负荷基本上被前臂(前车轴支承臂)10接受，另一方面，转向时的转向力经由连杆机构61及托架59等被传递到车轮支承筒轴56，与前臂10无关，因此，能够将转向所需要的力抑制得较小，能够使转向力传递用的各构件、即连杆机构61轻量化。
[0072](2)通过以相对于前臂10独立的方式构成作为转向力传递用的构件的转向用连杆机构61、固定构件66及托架59，从而增加车轴支承构造及转向构造的设计自由度。例如，能够降低转向力传递用的零件(连杆构件71、72)的刚性、或者简化轴支承构造。
[0073](3)在图4中，作为连结转向用连杆机构61的靠制动钳用托架59侧的端部和车轮支承筒轴56的连结构件，利用现有的制动钳用托架59，因此，能够简化转向装置的构造，并且能够实现削减转向装置用的零件件数及重量的减轻。
[0074](4)在图1中，由于悬挂机构12连接于前臂10，而不连接于转向用连杆机构61、制动钳用托架59，因此，不必使转向用连杆机构61、制动钳用托架59高刚性化，能够实现轻量化。
[0075](5)在图5中，由于制动钳用的托架59左右成对配置在车轮支承筒轴56的两侧，像图4那样转向用连杆机构61通过两叉状的固定构件66连结于左右的制动钳用托架59，因此，与转向用连杆机构仅连结于车轮支承筒轴的一侧的情况相比，转向力的传递路径的扭转变少，转向力向车轮支承筒轴56传递的响应性提高。
[0076](6)在图4中，由于转向用连杆机构61成为具有左右一对第2连杆构件72的两叉构造，分为两叉的左右的第2连杆构件72通过球面接头92、93连结于连结配合构件，因此能够吸收转向用连杆机构61的过度的扭转。
[0077](7)由于转向用连杆机构61具有车把侧的第I连杆构件71、及连结该第I连杆构件71和制动钳用托架59的第2连杆构件72，因此，能够在不提高第2连杆构件72的刚性的前提下防止连杆机构的扭转。
[0078](8)由于转向用连杆机构61的形状为第2关节部6位于比连接车把侧的第I关节部BI和前轮侧的第3关节部B3的线靠后方的位置，因此，在前轮5相对于头管I相对地向上方移动时，转向用连杆机构61不会向前方突出，因此，易于配置像散热器、牌照牌或者车头灯等那样的在应配置在车身前侧的车身部件。
[0079](9)由于第3连结轴83配置在固定构件66的上表面侧且是配置在固定构件66的车宽度方向内侧，因此能够防止第3连结轴83自挡泥板67突出，能够谋求省空间化。此外，即使在翻倒的情况下，也能够防止连杆机构61冲撞于路面等障碍物。
[0080](10)由于前挡泥板67固定于固定构件66,因此,不另外需要另行设置用于固定前挡泥板67的构件，能够削减零件件数。
[0081](11)由于制动钳65不支承前车轴6，因此，不必特别提高刚性，能够兼用作转向力传递部部件。
[0082](12)由于前车轴6支承在前臂10上，另一方面，在转向力传递路径中第I连结轴81和第3连结轴83之间以能够变化的方式连杆连接，因此，在因路面凹凸等而前车轴6自路面在上下方向上承受了力时，上下方向上的力不会传递到车把侧的转向轴8，能够防止颠簸转向(日文:7 7 ^ 7 )等。特别优选的是，第I连结轴81和第3连结轴83在前后方向上错开地配置。由此，即使前轮5向上方摆动，也能够防止第I连结轴81和第3连结轴83之间的干涉。此外，通过转向用的连杆机构61配置在比减震器构件33靠前方的位置，也能够防止减震器构件33和连杆机构61之间的干涉。
[0083](13)在图1中，由于转向用的连杆机构61配置在前轮5的上方，因此能够防止小石子等冲撞于连杆机构61或者夹在连杆机构61中。即使在转动车把7时翻倒，前臂10也易于首先接触于路面，能够防止路面和连杆构件71、72的冲撞。
[0084](14)第3连结轴83设定在比连结于前臂10后端部的前轮支承用的连杆机构11靠前方且靠上方的位置。换言之，为了支承前车轴而装备的连杆机构61配置在第3连结轴83的后下方，因此，能够防止悬挂机构12的双臂曲柄32等和转向系统的连杆机构61之间的干涉。
[0085](15)由于左右的第2连杆构件72后端的球面接头92配置在比减震器构件33靠前方的位置，因此能够防止减震器构件33和转向用的连杆机构61之间的干涉。
[0086](16)由于转向用的两个连杆构件71、72中的一者(例如第I连杆构件71)形成为块状，能够抑制连杆机构61的变形，能够提高转向感。
[0087](17)由于转向用的连杆构件71、72配置在比前臂10靠上方的位置且自车把侧转向轴8向下方延伸，因此，与沿着前臂配置转向系统的动力传递机构的情况相比，能够谋求转向系统的连杆机构61的小型化。此外，由于从车把7附近沿着转向系统的连杆机构61配置制动配管，能够缩短配管距离。
[0088](18)在图2中，在制动时，前轮5的轮胎自路面承受朝向车身后方的阻力(反作用力)，但像上述那样，该阻力分解为对前臂10在轴线方向上进行压缩的分力、及使前臂10向下方运动的大致垂直的分力。在该实施方式中，由于前臂10大致沿着前后方向延伸，因此，来自路面的几乎全部的上述阻力都为沿着前臂10的轴线LO的方向向后方作用的分力，最终，在制动时会对车架F作用从前方朝向后方的力。因而，与在制动时来自路面的几乎全部的阻力都作用于上下方向的前叉式的以往构造相比，能够降低最终支承前臂10的车架F的刚性，能够谋求轻量化。
[0089](19)在图3中，由于悬挂机构12的减震器构件33沿着车宽度方向延伸，而且配置在前臂用的连杆机构11的靠车把侧的端部的上侧后方附近，因此，即使前轮5相对于车架F相对地上下移动，也能够防止转向用连杆机构61和悬挂机构12相干涉。
[0090](20)在图1中，由于将支承前车轴6的前臂10以向后方延伸的方式配置，借助平行连杆机构11将前臂10的后端部10a以能够上下摆动的方式支承在车架F上，因此，在制动时前臂10将来自路面的反作用力的大部分以前臂长度方向(大致前后方向)上的压缩负荷的形式承受而不是以弯曲负荷的形式承受，将其传递到后方的车架F。由此，能够实现减轻制动时的前部首倾现象。
[0091](21)由于在制动时前臂10以前臂长度方向(大致前后方向)上的压缩负荷的形式承受来自路面的反作用力，因此，能够在重量不增加的前提下提高前臂10的耐久性及平行连杆机构12的耐久性。[0092](22)由于连接前臂10和上侧连杆构件21之间的转动连结点(Cl)、前车轴6的线LO相对于水平线以后侧上升状倾斜，因此能够利用前悬挂机构12吸收冲撞时的大部分能量。
[0093](23)由于连结于连杆构件21、22的前臂10的后端部IOa位于比前轮5的后端靠后方的位置，因此，能够缩短平行连杆构件21、22，能够减小平行连杆机构11的力矩，因此用于支承前轮的整体的支承刚性上升。
[0094](24)由于连接前车轴6、前臂10和上侧连杆构件21之间的转动连结点(Cl)、以及上侧连杆构件21和车架F的连杆托架25之间的转动连结点(C2)的线(LO-Ll)构成为向上方凸起的字母L形，因此，与上述结构(5)同样能够利用前悬挂机构有效地吸收冲撞时的的大部分能量。
[0095](25)由于下侧连杆构件22配置在比上侧连杆构件21靠车宽度方向内侧的位置，因此，能够减小下侧连杆构件22向左右的突出，能够取得较大的倾斜角度。
[0096](26)由于前悬挂机构12具有以能够在车宽度方向上伸缩的方式配置的减震器构件33、及用于将前臂10的后端部IOa的上下方向上的动作变换为车宽度方向上的动作并传递到上述减震器构件33的双臂曲柄构件32，因此能够将在伸缩方向上变长的减震器构件33从车辆侧方看紧凑地配置。
[0097](27)由于前臂10成组地配置在前轮5的左右两侧，一对连杆构件21、22成组地配置在前轮5的左右两侧，因此前车轴支承刚性上升，并且能够从左右均等地承受在制动时自路面对前轮5施加的反作用力(负荷)，能够防止车身的横抖等。
[0098](28)由于是利用前悬挂机构12抑制前臂10转动的构造，因此，与抑制连杆构件转动的构造相比，能够降低作用于连杆构件21、22的弯曲方向上的力，能够降低连杆构件21、22的刚性，能够谋求轻量化。
[0099](29)由于前臂10和连杆构件21、22之间的连结位置配置在比前轮5的后端靠后方的位置，因此，能够将用于抑制前臂10转动的前悬挂机构12的位置尽量向后方配置，能够谋求重心的集中化。此外，由于前臂10和连杆构件21、22之间的连结位置配置在比前轮5的后端靠后方的位置，不必为了使前轮转向而将连杆构件21、22形成为弯曲形状,而能够将需要多根的连杆构件21、22的构造简化为直线形状。
[0100](30)由于来自路面的几乎全部的阻力都成为前臂10的轴线LO的方向，因此，不必为了防止车身前部向下方下沉的前部首倾而增大前悬挂机构12的弹簧力、减震力。即，前部首倾的影响较小，能够为了提高乘坐舒适性而专门设定弹簧力、减震力。
[0101](31)由于前悬挂机构12弹性地支承前臂10的后端部，因此，能够减轻对连杆构件21、22施加的负荷，能够容许降低连杆构件21、22的刚性而能够实现车辆的轻量化。即，前悬挂机构12弹性地支承前臂10的后端部，从而能够使前悬挂机构12的主体靠近车身中心、或者使从前悬挂机构12的主体到前臂10地配置的缓冲机构小型化，能够简化构造。
[0102](32)由于与前叉类型相比头管I不必支承前轮5，因此不必抵抗来自路面的反作用力，能够使头管I为低刚性，而能够谋求车架F的轻量化。
[0103](33)连接平行连杆机构11的上侧的连杆构件21前后的支点C1、C2的线LI与连接下侧的连杆构件22前后的支点C3、C4的线L2在后方的交点C5处相交，前轮5以该交点C5为摆动中心上下摆动，但由于将上述交点C5配置在比路面靠上方的位置，因此易于抑制制动时的前部首倾现象。
[0104](34)由于车把侧转向轴8的轴心线01和车轮侧转向轴53的轴心线02设定为不同的轴心线，因此能够增大转向系统的设计自由度。
[0105]其他实施方式
[0106](I)本发明也可以应用于仅在左侧或仅在右侧配置转向用连杆机构的构造。
[0107](2)也可以是连结第I连杆构件71和第2连杆构件72的第2关节部B2以位于连接第I关节部BI和第3关节部B3的线的前方的方式配置。
[0108](3)也可以应用于前臂10不借助平行连杆机构11就支承在车身上的机动两轮车。
[0109](4)本发明并不限定于机动两轮车，也可以应用于三轮车及骑跨型四轮行驶车等车辆。
[0110](5)也可以将车轮侧转向轴53的轴心线02设定为大致铅垂。
[0111](6)本发明也可以应用于悬挂机构12连结于上下的连杆构件21、22中的任一者而不连结于前臂(轴支承臂)的构造。
[0112](7)转向用的连杆机构61的关节部的数量并不限定于上述实施方式的3个，也可以是具有4个以上关节部的转向用的连杆机构。
[0113](8)在上述实施方式中，将制动钳托架兼用作转向构造的一部分，但本发明并不限定于这样的结构，转向构造也可以相对于制动钳托架独立地设置。
【权利要求】
1.一种车辆的转向装置，其包括: 车轴支承臂，其以能够上下方向摆动的方式支承在车身上，并且自上述车身向前方延伸； 前车轴，其固定在上述车轴支承臂的前端部； 车轮支承筒轴，其以左右方向摆动自由的方式支承在上述前车轴上； 前轮的轮毂，其以旋转自由的方式嵌合在上述车轮支承筒轴的外周；以及托架构件，其相对于上述车轴支承臂独立地形成，自上述车轮支承筒轴向前轮的径向外侧延伸， 上述车辆的转向装置包括: 转向操作构件侧的转向轴，其以左右方向转动自由的方式支承在车架的头管上；以及连杆机构，其以能够传递转向力的方式将上述转向操作构件侧的转向轴和上述托架构件连结起来， 在上述连杆机构中，多个连杆构件在多个关节部以能够绕与上述车轮支承筒轴的轴心线平行的角位移轴彼此形成角位移的方式连结，上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述转向操作构件侧的转向轴侧的端部之间的距离能够变化。
2.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述托架构件自上述车轮支承筒轴向上方延伸， 上述连杆机构配置在上述前轮和上述转向操作构件侧的转向轴的上下方向之间。
3.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述托架构件具有用于支承制动钳的部分。
4.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述托架构件左右成对配置在上述车轮支承筒轴的两侧，上述连杆机构连结于左右的上述托架构件。
5.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 上述多个连杆构件具有: 转向操作构件侧的第I连杆构件，其被转向操作构件侧的转向轴8的轴心线穿过且在左右方向上具有宽度；以及 左右一对两叉状的第2连杆构件，其用于将固定在上述托架构件上的固定构件和上述第I连杆构件连结起来。
6.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 在上述连杆机构中，将上述连杆构件彼此连结起来的关节部位于比连接上述连杆机构的靠上述转向操作构件侧的端部和上述连杆机构的靠上述托架构件侧的端部的线靠后方的位置。
7.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其中， 在上述车轴支承臂上连接有悬挂机构， 上述悬挂机构的减震器构件沿着车宽度方向延伸，而且配置在上述连杆机构的靠转向操作构件侧的端部的上侧后方附近。
【文档编号】B62K21/00GK103895785SQ201310741719
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】石井宏志, 佐伯大辅 申请人:川崎重工业株式会社
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1