跨乘式车辆的制作方法

专利名称：跨乘式车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在单元摆动型的跨乘式车辆中由车身框架支撑动力单 元的技术。
背景技术：
在单元摆动型的跨乘式车辆(例如，速可达(scooter))中，包括变 速器和发动机的动力单元被设置成能够与后轮一起上下摆动。在这样的跨 乘式车辆中，通常，动力单元通过用于隔离振动的悬架构件连接到车身框 架(例如，见专利文献1)。基于悬架构件对动力单元的振动进行缓冲的 事实，插入在车身框架和动力单元之间的悬架构件防止振动传递到车身框 架，由此提高行驶时的骑乘舒适感。此外，缓冲器(后悬架)桥接到动力单元和车身框架。缓冲器扩展/收 縮，以对后轮和动力单元的摆动进行缓冲，由此，提高行驶时的骑乘舒适 感。专利文献1JP-A-2004-276643 (公报)发明内容本发明解决的问题但是，在上述传统跨乘式车辆中，用于隔离振动的悬架构件被置于在 动力单元和车身框架之间，并且因为这种车辆中动力单元和后轮必然不与 车身框架一体运动，所以存在不能够获得良好的操作感受的情况。例如， 当骑乘者试图加速车辆时，骑乘者在延迟于后轮转速的升高的情况下感到 车辆开始加速，这是因为悬架构件置于动力单元和车身框架之间。换言 之，当后轮的转速升高时，首先，悬架构件由于承受来自动力单元沿车辆 行驶方向的力而移位。此后，在从动力单元输入到悬架构件的力与悬架构件承受车身框架的反作用力进行平衡时，动力单元通过悬架构件将驱动力 施加到车身框架，由此，骑乘者可以感觉到车辆的加速。考虑到以上问题进行了本发明，本发明在于提供一种跨乘式车辆，其 可以改善行驶时的骑乘舒适感和操作感受。解决问题的方案为了解决上述问题，根据本发明的跨乘式车辆包括车身框架；枢 轴，其被支撑于所述车身框架，并且其相对于所述车身框架沿至少前后方 向的运动被调节；动力单元，其包括动力源和将所述动力源输出的动力传 递到后轮的变速机构，所述动力单元能以与所述后轮一起上下摆动；缓冲 器，通过扩展/收縮对所述动力单元的摆动进行缓冲；以及连接机构，其用 于根据所述动力单元的运动量，改变所述缓冲器的扩展/收縮量。所述动力 单元具有第一被支撑部分以及第二被支撑部分，所述第一被支撑部分附装 到所述枢轴，并且使得所述动力单元能以所述枢轴为支撑点进行摆动，所 述第二被支撑部分通过所述连接机构和所述缓冲器连接到所述车身框架。根据本发明，与枢轴由用于振动隔离的悬架构件悬架的情况下相比， 由后轮的旋转所产生的驱动力更直接传递到车身框架。因此，提高了车辆 相对于骑乘者操作的响应性，使得可以获得良好的操作感受。此外，因为 第二被支撑部分通过缓冲器和连接机构连接到车身框架，所以使得可以获 得良好的骑乘舒适度。顺便提及，这里的跨乘式车辆例如是摩托车(包括 速可达)、四轮汽车、雪地车、两轮电动车等。在本发明的一个模式中，所述缓冲器的一端连接到所述第二被支撑部 分，而另一端通过所述连接机构连接到所述车身框架。根据此模式，与缓 冲器通过连接机构连接到动力单元的情况相比，与后轮一起摆动部分的重 量(例如，簧下重量)变小，使得可以进一步提高车辆的骑乘舒适度。此外，在本发明的一个模式中，所述动力单元的所述第一被支撑部分 设置在所述动力单元的下部。根据此模式，与第一被支撑部分设置在动力 单元的上部的情况相比，其接近于路面。因此，因为在加速时第一被支撑 部分向上推动车身框架的力减小，并且向前推动车身框架的力增大，所以 可以进一步改善车辆的骑乘舒适度和操作感受。此外，在本发明的一个模式中，所述缓冲器布置在所述动力单元上 方。根据此模式，可以增大车辆后部布局的自由度。此外，在此模式中， 所述缓冲器可以被布置为沿中心为所述枢轴的圆的周向进行扩展/收縮。由 此，难以施加在缓冲器的扩展/收缩方向之外方向的力，使得可以提高缓冲 器的耐用性。顺便提及，这里，如果缓冲器的扩展/收縮方向基本平行于中 心为枢轴的圆的周向则足矣，并且其可以相对于周向稍微倾斜。此外，在 此模式中，所述车身框架具有缓冲器支撑部分，所述缓冲器支撑部分连接 到所述缓冲器支撑部分；并且所述缓冲器支撑部分可以被置于所述动力单元的所述第二被支撑部分的前方。由此，在所述缓冲器扩展/收縮时，所述 缓冲器向上推动所述车身框架的力减小，使得进一步提高车辆的骑乘舒适 度。此外，在本发明的一个模式中，所述动力单元具有曲柄机构和平衡器 机构，所述曲柄机构包括在气缸中往复运动的活塞和将所述活塞的往复运 动转换成旋转运动的曲轴，所述平衡器机构减小由所述活塞的往复运动产 生的所述动力单元的振动。根据该模式，可以进一步提高所述车辆的骑乘 的舒适度。此外，在此模式中，所述平衡器机构包括平衡器轴和与所述平衡器轴一起旋转的平衡器配重；并且所述平衡器轴和所述平衡器配重被布置为减 小通过所述第一被支撑部分传递到所述枢轴的振动。在此情况下，所述平 衡器轴和所述平衡器配重可以被布置为使得由所述平衡器轴的旋转产生的 离心力与由所述活塞的往复运动和所述曲轴的旋转运动产生的惯性力的合 力在所述枢轴中产生的加速度被所述离心力和所述惯性力的力矩在所述枢 轴中产生的加速度减小。


图1是作为本发明一个实施例的示例的摩托车的右视图。 图2是上述摩托车的车身框架的右视图。 图3是上述车身框架的俯视图。图4是从侧方面对上述摩托车的发动机单元、缓冲器和连接机构的视图。图5是上述发动机单元的左视图。图6是从后方面对车身框架的枢轴支撑部分和纵向框架部分的视图。 图7是示出从后方面对上述连接机构的视图。 图8是解释上述发动机单元中的曲柄机构的视图。 图9是解释曲柄机构和平衡器机构之间的位置关系的视图。 图10是从侧方面对与本发明的其他模式相关的摩托车的发动机单 元、缓冲器和连接机构的视图。
具体实施方式
下面，参考附图解释本发明的实施例。图1是本发明实施例的单元摆 动型摩托车(速可达)1的右视图。图2是摩托车1所具有的车身框架10 的右视图，图3是车身框架10的俯视图，图4是发动机单元(动力单元) 20和缓冲器(后悬架)50的右视图。顺便提及，在图2中，与车身框架 10 —起示出发动机单元20和缓冲器50。如图1或2所示，除了车身框架10、发动机单元20和缓冲器50之 外，摩托车1还包括连接机构60、前轮2、后轮3和枢轴109。前轮2布 置在摩托车1的前部，并由沿倾斜竖直方向延伸的前叉7的下端部分支 撑。前叉7的上部由车身框架10的头管101以可旋转的方式支撑。把手8 与前叉7的上端部分连接。后轮3布置在摩托车1的后部。后轮3的轮轴 4由发动机单元20的后端部分以可旋转的方式支撑。后轮3能够与发动机 单元20 —起相对于车身框架10上下摆动。如图2或3所示，除了头管101之外，车身框架IO还包括一对右框架 10R和左框架IOL。右框架10R和左框架10L分别包括上侧框架部分 102、下侧框架部分103、后侧框架部分104、纵向框架部分106、支撑柱 部分107以及枢轴支撑部分108。此外，车身框架10包括桥接到右框架 IOR和左框架10L的上侧横杆部分111、下侧横杆部分112、前侧横杆部 分113和后侧横杆部分114。下侧框架部分103的前端部分(上端部分)103a连接到头管101的下部。左右下侧框架部分103、 103分别从前端部分103a横向扩展、向下延 伸并在弯折部分103b向后弯折。前侧横杆部分113桥接到左侧弯折部分 103b和右侧弯折部分103b。下侧框架部分103的后端部分103c垂直连接 到纵向框架部分106的下部。上侧框架部分102的前端部分连接到下侧框 架部分103的前端部分103a。左右上侧框架部分102、 102分别从前端部 分横向扩展、并向后倾斜延伸。上侧框架部分102的后端部分102a连接到 后侧框架部分104的中间部分。后侧框架部分104包括向后倾斜延伸的倾斜部分104a和与倾斜部分 104a的后端部分连续并向后延伸的向后延伸部分104b。倾斜部分104a的 前端部分(下端部分)104c连接在下侧框架部分103的后端部分103c和 弯折部分103b之间。倾斜部分104a从前端部分104c朝向车身后部倾斜向 上延伸，并且其上端部分104d向后弯折。向后延伸部分104b与上端部分 104d连续。其横截面为大致C形的上侧横杆部分lll桥接到左侧上端部分 104d和右侧上端部分104d。连接附装部分119连接到上侧横杆部分111。 连接附装部分119以可旋转方式支撑连接机构60所具有的杠杆62的一端 (见图4)。下面详细解释连接附装部分119。上侧框架部分102的后端部分102a连接在前端部分104c和上端部分 104d之间。此外，纵向框架部分106的上端部分106a相对于倾斜部分 104b大致垂直地连接在前端部分104c和上端部分104d之间。纵向框架部 分106在从上端部分106a稍微倾斜向下延伸后弯折，并沿竖直方向延伸。 下侧横杆部分112桥接到左侧纵向框架部分106的下端部分和右侧纵向框 架部分106的下端部分106b。支撑柱部分107的前端部分107a垂直连接 在纵向框架部分106的上端部分106a和下端部分106b之间。支撑柱部分 107从前端部分107a朝向车身后部倾斜向上延伸，并且其后端部分107b 连接到向后延伸部分104b。如上所述，向后延伸部分104b与倾斜部分 104a的上端部分104d连续，并从上端部分104d向后延伸。向后延伸部分 104b支撑布置在车身的前后方向中部的车座9 (见图1)。储物箱ll设置 在车座9下方和左右向后延伸部分104b之间。沿前后方向延伸的缓冲器 50布置在储物箱11下方。此外，在向后延伸部分104b下方，布置后轮3和发动机单元20。后侧横杆部分114桥接到一对向后延伸部分104b的后 端部分104e (见图3)。在纵向框架部分106的下部，设置圆筒状枢轴支撑部分108。枢轴支 撑部分108也设置为左右，并且左右枢轴支撑部分108、 108支撑沿车辆 宽度方向延伸的枢轴109。枢轴109的左右端部分由枢轴支撑部分108、 108支撑，并且枢轴109相对于车身框架10的相对运动被调节。顺便提 及，支撑板部分118连接到支撑柱部分107和纵向框架部分106。支撑板 部分118从支撑柱部分107的前端部分107a和纵向框架部分106之间的连 接位置处向下延伸。支撑板部分118的下部连接到圆筒状枢轴支撑部分 108的外周面，由此，纵向框架部分106通过支撑板部分118支撑枢轴支 撑部分108。在枢轴支撑部分108的前方，布置了沿车身前后方向延伸的 下侧框架部分103的后端部分103c和纵向框架部分106之间的连接位置。顺便提及，加强板115连接到纵向框架部分106的上端部分106a和倾 斜部分104之间的连接部。此外，加强板116桥接到下侧框架部分103的 前部和上侧框架部分102的前部。另外，加强框架部分117桥接到上侧框 架部分102的前部和头管101。图5是发动机单元20的左视图。如图5所示，发动机单元20包括作 为车辆动力源的发动机30、将发动机30输出的动力传递到后轮3的变速 机构40、以及支撑后轮3的后臂21 (见图4)。此外，发动机单元20包 括一对左右下侧被支撑部分22、 22、上侧被支撑部分23以及连接附装部 分24。如上所述，摩托车1是单元摆动型车辆，发动机单元20由车身框 架10支撑，以能够与后轮3—起上下摆动。如图5所示，发动机30包括其中形成气缸31的气缸体30a、覆盖 气缸体30a的上部的气缸盖30b、曲柄机构32、平衡器机构36以及曲柄箱 30c。曲柄机构32包括活塞33、曲轴34以及连接曲轴34和活塞33的连 杆35。在气缸盖30b中，形成与气缸31连续的进气口 (图中未示出)。将 从空气滤清器75流入的空气供应到发动机30的进气管71连接到进气口 。 将燃料喷射到进气通道的喷射器72附装到进气管71。此外，节气门体73连接到进气管71，空气滤清器75连接到节气门体73。空气滤清器75布 置在车身框架10的向后延伸部分104b的下方以及容纳后述的无级变速器 41等的驱动箱47的上方。基于从喷射器72供应的燃料燃烧的事实，活塞33在气缸31中往复运 动。曲柄机构32将活塞33的往复运动转换成曲轴34的旋转运动。曲柄 34沿车辆宽度方向布置在曲轴箱30c中。缸体30a和气缸盖30b布置成这样的姿态，其中气缸31的轴向(活塞 33往复运动所沿的方向)沿车辆行进方向倾斜。曲柄箱30c在车辆宽度方 向形成为较长，并且布置在后轮3的前方。在该曲柄箱30c的上侧壁部分 中，形成连接附装部分24，下文将会有详细的解释。变速机构40将曲轴34的旋转传递到后轮3，同时将其减速。在本示 例中，变速机构40具有无级变速机构41、从动轴45以及中间轴46，这 些部件容纳在曲柄箱47中，曲柄箱47沿车辆的前后方向为较长。无级变速机构41包括驱动带轮42、从动带轮43以及绕主动带轮42 和从动带轮43缠绕的V型带44。驱动轮42附装到曲轴34的端部，并与 曲轴34—起旋转。从动轴45布置在曲轴34的后方，同时与后轮3的轮轴 4分离。从动带轮43装配到从动轴45，以相对于从动轴45空转。曲轴34 的转矩通过驱动带轮43和V型带44传递到从动带轮43。 V型带44绕主 动带轮42和从动带轮43缠绕的部分的半径与曲轴34的旋转速率相适应地 进行改变，由此无级改变减速比。变速机构40具有与从动轴45共轴的离心式离合器(图中未示出)。 传递到从动带轮43的转矩通过处于连接状态的离心式离合器传递到从动 轴45。与从动轴45互锁的齿轮45a装配到从动轴45。与中间轴46互锁的 大径齿轮46a装配到中间轴46。大径齿轮46a与从动轴45的齿轮45a啮 合，传递到从动轴45的转矩通过齿轮45a和大径齿轮46a传递到中间轴 46。此外，与中间轴46—起旋转的小径齿轮46b装配到中间轴46，并且 小径齿轮46b与装配到轮轴4的齿轮4a啮合。由此，传递到中间轴46的 转矩通过小径齿轮46b和齿轮4a传递到轮轴4。下侧被支撑部分22、 22以可旋转的方式附装到车身框架10的枢轴109。图6是示出从后方面对车身框架10的枢轴支撑部分108、 108以及支 持板部分118、 118的视图。在下侧被支撑部分22中，设置有沿车辆宽度 方向延伸的插入孔22a，枢轴109插入到插入孔22a中。由此，发动机单 元20能够以枢轴109为支撑点与后轮3 —起上下摆动。此外，如图2所示，枢轴109设置在这样的高度，其中包括轮轴4和 枢轴109的虚拟平面P大致平行于路面。由此，在车辆行驶时，轮轴4上 下摆动，同时跨过包括枢轴109的水平面(平行于路面的平面)。此外，下侧被支撑部分22与容纳曲轴34的曲柄箱30c —体形成。如 图4或5所示，下侧被支撑部分22被形成为从曲柄箱30c的壁部分向前突 出，并且被置于发动机30的下部。下侧被支撑部分22放置在气缸体30a 的下方，并且由车身框架10的枢轴109从下方支撑。顺便提及，如上所述，在枢轴支撑部分108中，形成用于插入枢轴 109的插入孔，其沿车身宽度方向延伸。如图6所示，在该插入孔内，设 置有圆筒轴套108a，其具有与枢轴109的外径相对应的内径。枢轴109插 入到该轴套108a内，枢轴支撑部分108通过轴套108a支撑枢轴109。后臂21布置在后轮3的右侧。如图2所示，后臂21是大致三角形的 构件，其沿车辆的前后方向延伸。后臂21的后部21a以可旋转的方式支撑 后轮3的轮轴4。此外，制动钳6附装到后臂21的后端部分，制动钳6通 过夹住与后轮3 —起旋转的制动盘5来制动后轮3。如图4所示，设置在后臂21的前端部分中的附装部分21b通过两个螺 栓25a、 25b固定到曲柄箱30c的上部。此外，设置在与附装部分21b向下 下分开的位置处的附装部分21c通过螺栓26固定到曲柄箱30c的下部。此外，在后臂21的上端部分(在此示例中，附装部分21b的稍微上 方)，设置上侧被支撑部分23。上侧被支撑部分23通过缓冲器50和连接 机构60连接到车身框架10。在此示例中，基于螺栓27沿车辆宽度方向插 入上侧被支撑部分23和缓冲器50的后端部分的事实，缓冲器50以可旋转 的方式附装到上侧被支撑部分23。如上所述，发动机30具有平衡器机构36。平衡器机构36是用于抑制 由活塞33的往复运动而引起的发动机单元20振动的机构。如图5所示，平衡器机构36具有平衡器轴37、与平衡器轴37 —起旋转的齿轮37c、以 及与平衡器轴37 —起旋转的平衡器配重37w。齿轮37c与和曲轴34 —起 旋转的齿轮34d啮合，平衡器轴37以匀速沿与曲轴34相反的方向旋转。 在本实施例中，沿平衡器轴37的圆周方向设置平衡器轴37的位置和平衡 器配重37w的位置，以抑制下侧被支撑部分22的振动，并且发动机单元 20的振动不从下侧被支撑部分22传递到枢轴109。下面详细解释连接附 装部分36。如图4中所示，缓冲器50是一体式悬架，并且具有螺旋弹簧51和插 入到螺旋弹簧51的阻尼器52。阻尼器52具有外管53、杆54、发动机侧 附装部分55以及框架侧附装部分56。基于阻尼器52和螺旋弹簧51随路 面的不规则形状而扩展/收縮的事实，缓冲器50对发动机单元20和后轮3 的突然摆动进行缓冲。缓冲器50设置在发动机单元20的曲柄箱30c的上 方，并且其姿态为阻尼器52的纵向向前倾斜。缸体53a设置在外管53内，并且油或气体被密封在缸体53a中。活塞 (图中未示出)附装到杆54的前端部分。活塞容纳在外管53的缸体53a 中。随着发动机单元20的摆动，杆54将活塞压向外管53的缸体53a的内 部，或拉动活塞。螺旋弹簧51压迫杆54和外管53，以将其推动扩展开。发动机单元附装部分55被设置为从阻尼器52向后延伸。发动机侧附 装部分55的后端部分比枢轴109靠后地置于车身上，并附装到发动机单 元20的上侧被支撑部分23。上述螺栓27沿车辆宽度方向插入发动机侧附 装部分55的后端部分和上侧被支撑部分23，并且发动机侧附装部分55的 后端部分能够相对于上侧被支撑部分23旋转。框架侧附装部分56被置于气缸盖30b的上方，并比枢轴109靠前地置 于车身上，并且通过连接机构60连接到车身框架10。连接机构60是随着 电动机单元20的运动量而改变缓冲器50的扩展/收縮量的机构。在本示例 中，连接机构60被构造为随着发动机单元20的运动量变大，缓冲器50的 扩展/收縮量与发动机单元20的运动量的比率(杠杆比)变大。图7是示出从后方面对连接机构60的视图。如图4或图7所示，连接 机构60包括一对左右杆61、 61和杠杆62。如图7所示，螺栓63沿车辆宽度方向插入杆61的一个端部61a和发动机单元20的连接附装部分24 中，由此，杆61的这一个端部61a附装到发动机单元20。杆61的另一个 端部61b附装到杠杆62。杠杆62包括支撑点部分62a、杆附装部分62b以及缓冲器附装部分 62c。支撑点部分62a以可旋转的方式附装到车身框架10的上述连接附装 部分119 (见图4)。具体而言，如图4和图3所示，连接附装部分119由 一对板状构件构成，并且从上侧横杆部分111向前突出。如图7所示，螺 栓64插入到连接附装部分119和支撑点部分62a，并且支撑点部分62a能 够相对于附装部分119旋转。杆附装部分62b设置到从支撑点部分62a向 斜前方分开的位置处(见图4)。螺栓65插入到杆附装部分62b和杆61 的另一个端部61b，并且杆61能够相对于杆附装部分62b旋转。缓冲器附 装部分62c设置在从杆附装部分62b向下方分开的位置处(见图4)。螺 栓66插入到缓冲附装部分62c和缓冲器50的框架侧附装部分56，由此， 缓冲器附装部分62c能够相对于框架侧附装部分56旋转。如图4所示，发动机单元20的上侧被支撑部分23设置在连接附装部 分119后方并比连接附装部分119稍低的位置。由此，缓冲器50被布置为 使得缓冲器50的纵向朝向车辆的行进方向倾斜，并且其扩展/收缩方向 (图4中S表示的方向)被沿以枢轴109为圆心的圆的周向导向。即，在 图4中，方向S大致垂直于经过枢轴109中心并沿其径向延伸的直线T。此外，支撑连接机构60和缓冲器50的车身框架10的上侧横杆部分 111沿前后方向放置在车身框架10的中心附近。结果，与上侧横杆部分 111设置在车身框架10的后部相比，可以增大车身框架10的后部(在此 示例中，向后延伸部分104b)的构造的自由度。此外，如图6所示，车身 框架10的连接附装部分119设置在从上侧横杆部分111沿车身宽度方向的 中心向侧向(在此示例中，右侧)偏移的位置，由此，缓冲器50比车辆宽度方向上的中心偏向侧向的位置。这里，解释布置在发动机30中的曲柄机构32和平衡器机构36。图8和9是用于解释曲柄机构32和平衡器机构36之间的位置关系的视图。如 上所述，平衡器机构36包括平衡器轴37和平衡器配重37w。此外，曲柄机构32包括活塞33、曲轴34和连杆35。在曲轴34中，设置平衡配重 34wl，平衡配重34wl设置在与曲柄销34p相对的一侧，曲轴34置于平衡 配重34wl与曲柄销34p之间，平衡配重34wl与曲轴34 —起旋转。此 外，在曲轴34的周向上与平衡配重34wl不同的位置中，设置与曲轴34 一起旋转的配重34w2。顺便提及，在图8和9中，平衡配重34wl和配重 34w2用黑圆圈表示。此外，在图9中，平衡器配重37w用黑圆圈表示。 此外，这里，出于简化的原因，将平衡配重34wl、配重34w2和曲柄销 34p作为设置在与曲轴34的轴心Co距离相等的位置(图9中距离r的位 置)作为示例进行解释。在本实施例中，平衡器轴37的位置、平衡器配重37w在平衡器轴37 的周向上的位置、曲轴34的位置以及配重34w2在曲轴34的周向上的位 置被设置为使得可以减小通过下侧被支撑部分22传递到枢轴109的振 动。首先，解释配重34w2在曲轴34的周向上的位置。在曲柄机构32 中，基于平衡配重34wl、配重34w2、曲柄销34p和连杆35的大端部侧 (曲轴34侦U)绕曲轴34的轴心Co旋转的事实，产生离心力。将这些构 件的离心力相加获得的离心力在图8中用fl表示。离心力fl的方向随曲 轴34的相位而旋转。在图8中，离心力fl的矢量轨迹表示为Sl。此外， 基于活塞33和连杆35的小端部侧(活塞33侧)在气缸31中往复运动的 事实，在曲柄机构32中产生沿气缸31的轴向Y的惯性力。在这些惯性力 之间，原惯性力f2随着曲轴34的相位而变化。因此，原惯性力G和离心 力fl的合力(下文称为惯性力Fl)作用在曲柄机构32上。并且，惯性力 Fl的方向随曲轴34的旋转一起旋转。在图8中，离心力fl的矢量轨迹表 示为椭圆S2。在这里解释的示例中，平衡配重34wl的质量等于诸如曲柄销34p和 连杆35的大端部侧之类的部分的质量。在此情况下，根据诸如往复运动 的活塞33和连杆35的小端部侧之类的部分的质量Mp与配重34w2的质 量Mc之间的比率k (这里称为质量比(k=Mc/Mp))以及曲轴34的配重 34w2在周向上的位置，确定椭圆S2的长轴的方向(图8中X表示的方向)。即，如果假设，气缸31的轴向Y和表示方向X的方向形成的角度为X，并且配重34w2的位置与曲柄销34p的位置形成的角度为(()，则角度x 用例如Nikkan Kogyou Shinbunsha出版的Machine Design,第8巻，NO. 9, 第43_44页描述的以下表达式表示。<formula>formula see original document page 15</formula>(1 )并且，在本实施例中，配重34w2的质量Mc和位置(图8中的角度小)被 设定为使得椭圆S2的长轴的方向X平行于将发动机单元20的质心G和枢 轴109的轴心Po连接的直线Ll。顺便提及，在本示例中，虽然将调节椭 圆S2的方向的配重34w2和配重34wl分开来解释，但是它们可以一体模 制。接着，解释平衡器机构36。如图9所示，平衡器轴37布置在这样的 位置，其中将平衡器轴37的轴心Bo和曲轴34的轴心Co连接的直线L2 平行于上述直线Ll。如上所述，与平衡器轴37 —起旋转的平衡器配重 37w设置在平衡轴37中。因此，在平衡器机构36中，产生由于平衡器轴 37和平衡器配重37w的旋转引起的离心力F2。在图9中，离心力F2的矢 量轨迹表示为S3。平衡器配重37w被设置为绕平衡器轴37的轴心Bo沿 与惯性力F1—致的方向旋转。此外，平衡器配重37w在平衡器轴37的周 向上的位置被设定为使得离心力F2的方向成为与离心力Fl相反的方向， 惯性力F被导向上述椭圆S2的长轴和短轴的方向。接着，解释曲轴34和平衡器轴37的位置关系以及平衡器配重37w的 质量。如图9所示，平衡器轴37布置成与曲轴34分开。因此，在发动机单 元20中产生离心力F2和惯性力Fl的力矩。发动机单元20由于该力矩振 动，并且在枢轴109中产生加速度。另外，在枢轴109中还产生由于离心 力F2和惯性力Fl的合力而引起的加速度。在这里解释的示例中，平衡器配重37w的质量和平衡器轴37与曲轴 34之间的位置关系被设定为使得由离心力F2和惯性力Fl的力矩引起的加 速度减小由该合力产生的加速度。更具体而言，平衡器配重37w的质量被 设定为使得平器衡机构36的离心力F2等于曲柄机构32的惯性力Fl的最大值。因此，在图9中，圆S3的半径和椭圆S2的长轴的半径相等。此外，具体而言，如下设定曲轴34和平衡器轴37之间的位置关系。 如图9中所示，假设L为从将发动机单元20的质心G和枢轴109的轴心 Po连接的直线Ll到将曲轴34的轴心Co和平衡器轴37的轴心Bo连接的 直线L2的距离。此外，假设Lp为发动机单元20的质心G到枢轴109的 轴心Po的距离。此外，假设Lb为经过质心G并平行于VD方向(与直线 Ll和直线L2垂直的方向)的直线L3到平衡器轴34轴心Bo的距离。另 外，假设Lc为直线L3到曲轴34的轴心Co的距离。同时，设定曲轴34 和平衡器轴37的位置，使得各个距离满足下面表达式(2)。Ax{MxLp(Lb+Lc)+2I}=MxLpxLc+I (2) 顺便提及，在表达式(2)中，M是发动机单元20的质量，I为发动机单 元20相对于经过质心G并平行于车辆宽度方向的直线的惯性矩。此外， 值A为由曲柄机构32的惯性力Fl的矢量所描绘的椭圆S2的长轴和短轴 之间的比率(长轴:短轴二A: (l-A))。如Nikkan Kogyou Shinbunsha出版 的Machine Design,第8巻，No. 9，第4344页中描述的，根据由椭圆S2 的长轴的方向X和气缸31的轴向S形成的角度x、由配重34w2和曲柄销 34p形成的角度())以及上述的质量比k，用下面表达式(3)表示该值A。A二kxsin((j)-力/sinx (3)下面，详细解释表达式(2)。首先，计算平衡器机构36的离心力F2在VD方向上的分量F2v和在 PD方向(平行于直线L2的方向)上的分量F2p，以及曲柄机构32的惯性 力Fl在VD方向上的分量Flv和在PD方向上的分量Flp。假设，F (F=mrco2，其中r为从曲轴34的轴心Co到曲柄销34p的距 离，co为曲轴34的角速度)是在曲柄机构32中往复运动的部分(质量 m)中产生的原惯性力的最大值，则椭圆S2的长轴的半径(曲柄机构32 中的惯性力Fl的最大值)成为AxF，例如Nikkan Kogyou Shinbunsha出版 的Machine Design,第8巻，No. 9，第43-44页所述。此外，短轴的半径 (惯性力Fl的最小值)成为(l-A)xF。如图9中所示，如果假设曲柄机构 32的惯性力Fl相对于直线L2的角度为e，则平衡器机构36的离心力F2的角度为7i+e。因此，曲轴34的惯性力Fl在VD方向上的分量Flv成为 (l-A)xFsine。此外，曲轴34的惯性力Fl在PD方向上的分量Flp为 AxFcos6。此外，因为将平衡器配重37w的质量设定使得平衡器机构36的 离心力F2等于曲柄机构32的惯性力Fl的最大值，所以平衡器机构36的 离心力F2在VD方向上的分量F2v成为AxFsin(Tt+e)，在PD方向上的分 量F2p成为AxFcos(7i+e)。接着，计算由离心力F2和惯性力Fl的力矩产生的枢轴109的加速度 在VD方向上的分量(图9中的al)。惯性力F1和离心力F2绕质心G的 力矩N由下面表达式(4)表示。N=FlpxL+F2pxL+FlvxLc+F2vxLb=AxFcosexL+AxFcos(7i+e)xL+(l—A)xFsinexLc+AxFsin(7i+e)xLb (4)这里，因为cos(兀+e);cose并且sin(兀+e)二sine，所以可以用表达式 (5)来表示表达式(4)。N=(l-A)xFsinexLc-AxFsinexLb (5)此外，如果假设，由力矩N产生的绕质心G的角加速度为J3，由力矩 N产生的枢轴Po沿VD方向的加速度为al，则沿VD方向的加速度al和 角加速度P分别用下面表达式(6)和(7)表示。al=Lpxp (6)p=N/I (7) 这里，如上所述，I为发动机单元20相对于经过质心G并平行于车辆宽度 方向的直线的惯性矩。根据上述表达式(5)，上述表达式(7)用下面表达式(8)表示。(3={(l-A)xFsinexLc-AxFsinexLb}/I (8) 从上述表达式(6)和(8)，加速度al用下面表达式(9)表示。al=Lpx {(1—A)xsin0xLc—AxFsin0xLb}/I (9)此外，由惯性力Fl和离心力F2的合力产生的轴心Po沿VD方向的 加速度a2用下面表达式(10)表示。 a2=(Flv+F2v)/M ={(1 -A)xFsine+AxFsin(7i+e)}/M={(l-A)xFsine-AxFsine}/M=(l-2A)xFsin9/M (10)这里，如上所述，M为发动机单元20的质量。这里，在由力矩N产生的轴心Po沿VD方向的加速度al与由惯性力 Fl和离心力F2的合力产生的轴心Po沿VD方向的加速度a2抵消的情况 下，即，在al+a2二0的情况下，枢轴109的轴心Po成为发动机单元20的 瞬时旋转中心，并且抑制枢轴109沿VD方向的振动。并且，加速度al和 加速度a2的和由上述表达式(9)和(10)得出的下面表达式所表示。al+a2=Lpx{(l-A)xFsinexLc—AxFsinexLb}/I+(l—2A)xFsine/M=0 如果对其进行整理，则变成下面的表达式。Fsine[Lpx{(l-A)xLc—AxLb}/I+(l—2A)/M〗=0 此时，因为F-O，所以变成si崎Lpx {(1 -A)xLc-AxLb}/I+(l -2A)/M]=0 这里，当sin^0(在^0和7i的情况下)，满足下面表达式(11)。Lpx{(l-A)xLc-AxLb}/I+(l-2A)/M=0 (11) 通过整理上述表达式(11)，距离Lp、 Lc、 Lb与比率A (表示曲柄机构 32中产生的惯性力Fl的矢量所描绘的椭圆的长轴和短轴之间的比率)之 间的关系由下面等同于上述表达式(2)的表达式表示。Ax {MxLp(Lb+Lc)+2I}=MxLpxLc+I此外，当8&9=0(在9=0或tc的情况下)，因为根据上述表达式(9)和 (10中)加速度al和加速度a2分别为al = 0和a2 = 0，所以满足 al+a2=0。上面解释了确定曲轴34、平衡器轴37和质心G之间的位置关系 的表达式(2)。顺便提及，在PD方向产生的轴心Po的加速度为零。即，因为直线 LI和直线L2平行，所以由上述力矩产生的轴心Po沿PD方向的加速度a3此外，由惯性力Fl和离心力F2的合力产生的轴心Po沿PD方向的加 速度a4用下面表达式(13)表示。 a4=(Flp+F2p)/M<formula>formula see original document page 19</formula> (13)由此，因为a3+a4i并且沿PD方向产生的轴心Po的加速度也为零， 所以抑制了枢轴109沿轴心Po的PD方向的的振动。根据上面解释的摩托车1，发动机单元20的下侧被支撑部分22由枢 轴109在不通过用于隔离振动的悬架构件的情况下以可旋转的方式支撑。 因此，后轮3旋转产生的驱动力容易传递到车身框架10。由此，骑乘者可 以感觉到车辆的加速度，并且与后轮3的旋转速度的增大之间没有存在延 迟，使得提高车辆的操作感。此外，发动机单元20的上侧被支撑部分23 通过缓冲器50和连接机构60连接到车身框架10。因此，可以对发动机 20随路面不规则而产生的突然摆动进行缓冲，使得提高骑乘的舒适感。另 外，连接机构60被构造成，随着发动机单元20的运动量变大，缓冲器50 的扩展/收縮量与发动机单元20的运动量的比率变大。由此，例如，与路 面的不规则较大时相比，当路面的不规则较小时，易于允许发动机单元20 的摆动，使得进一步提高骑乘的舒适度。顺便提及，本发明不限于上述的摩托车1，并且可以进行各种修改。 例如，作为车辆的动力源，摩托车l包括通过燃烧燃料驱动的发动机30。 但是，动力源不限于这样的发动机，并且可以是通过接收电力供应的电动 机或组合电动机和发动机的混合发动机。此外，在上述解释中，缓冲器50的框架侧附装部分56通过连接机构 60连接到车身框架10。但是，发动机侧附装部分55可以通过连接机构连 接到发动机单元20。图10是示出与此模式相关的摩托车的示例的图示。 在此图中，相同的标号应用到摩托车l的相同位置，并且省略其解释。摩托车1A包括车身框架IOA和连接机构60A。车身框架IOA包括连 接附装支架120以及缓冲器附装部分121。缓冲器附装部分121连接到上 侧横杆部分111，并且从上侧横杆部分111朝向车身后方突出。缓冲器50 的框架侧附装部分56通过螺栓57以可旋转的方式附装到缓冲器附装部分 121。连接附装支架120是大致三角形构件，并且其上边缘部分120a连接到 支撑柱部分107的后端部分107b。连接附装支架120从上边缘部分120a 向下突出，并且连接机构60A连接到其端部120b。连接机构60A包括杠杆67和杆68。杠杆67包括支撑点部分67a、杆 附装部分67b以及缓冲器附装部分67c，并且杠杆67被布置为从支撑点部 分67a向下延伸。支撑点部分67a通过螺栓64以可旋转的方式附装到连接 附装支架120的端部120b。杆68的一个端部68b通过螺栓65以可旋转的 方式附装到杆附装部分67b。缓冲器50的发动机侧附装部分55通过螺栓 69附装到设置在杆附装部分67b下方的缓冲器附装部分67c。在此示例中，在曲柄箱30c中形成侧向突出的连接附装部分28。此连 接附装部分28被布置得稍低于后臂21的附装部分21b。杆68的另一个端 部68a通过螺栓63附装到该连接附装部分28。杠杆67的缓冲器附装部分67设置在车身框架10A的缓冲器附装部分 121后方的并且稍低于缓冲器附装部分121的位置处。此外，同样在图10 所示的示例中，缓冲器50的扩展/收縮沿车辆的行进方向倾斜。由此，减 小了由缓冲器50的扩展/收縮产生的沿竖直方向的力，使得提高行驶时的 骑乘舒适感。
权利要求
1.一种跨乘式车辆，包括车身框架；枢轴，其被支撑于所述车身框架，并且其相对于所述车身框架沿至少前后方向的运动被调节；动力单元，其包括动力源和将所述动力源输出的动力传递到后轮的变速机构，所述动力单元可以与所述后轮一起上下摆动；缓冲器，其通过扩展/收缩对所述动力单元的摆动进行缓冲；以及连接机构，其用于根据所述动力单元的运动量，改变所述缓冲器的扩展/收缩量，其特征在于，所述动力单元具有第一被支撑部分和第二被支撑部分，所述第一被支撑部分附装到所述枢轴，并且使得所述动力单元能以所述枢轴为支撑点进行摆动，所述第二被支撑部分通过所述连接机构和所述缓冲器连接到所述车身框架。
2. 根据权利要求1所述的跨乘式车辆，其特征在于，所述缓冲器的一 端连接到所述第二被支撑部分，而另一端通过所述连接机构连接到所述车 身框架。
3. 根据权利要求1所述的跨乘式车辆，其特征在于，所述动力单元的 所述第一被支撑部分设置在所述动力单元的下部。
4. 根据权利要求1所述的跨乘式车辆，其特征在于，所述缓冲器布置 在所述动力单元的上方。
5. 根据权利要求4所述跨乘式车辆，其特征在于，所述缓冲器被布置 为沿中心为所述枢轴的圆的周向进行扩展/收縮。
6. 根据权利要求4所述的跨乘式车辆，其特征在于 所述车身框架具有缓冲器支撑部分，所述缓冲器连接到所述缓冲器支撑部分；并且所述缓冲器支撑部分被置于所述动力单元的所述第二被支撑部分的前方。
7. 根据权利要求1所述的跨乘式车辆，其特征在于，所述动力单元具 有曲柄机构和平衡器机构，所述曲柄机构包括在气缸中往复运动的活塞和 将所述活塞的往复运动转换成旋转运动的曲轴，所述平衡器机构减小由所 述活塞的往复运动产生的所述动力单元的振动。
8. 根据权利要求7所述的跨乘式车辆，其特征在于， 所述平衡器机构包括平衡器轴和与所述平衡器轴一起旋转的平衡器配重；并且所述平衡器轴和所述平衡器配重被布置为减小通过所述第一被支撑部 分传递到所述枢轴的振动。
9. 根据权利要求8所述的跨乘式车辆，其特征在于，所述平衡器轴和 所述平衡器配重被布置为使得由所述平衡器轴的旋转产生的离心力与由所 述活塞的往复运动和所述曲轴的旋转运动产生的惯性力的合力在所述枢轴 中产生的加速度被所述离心力和所述惯性力的力矩在所述枢轴中产生的的 加速度减小。
全文摘要
本发明提供一种跨乘式车辆，其可以改进诸如速可达之类的单元摆动型跨乘式车辆在行驶时的操作感受和骑乘舒适度。本发明的摩托车包括能够与后轮一起上下摆动的发动机单元(20)；以及用于根据发动机单元(20)的运动量改变缓冲器的扩展/收缩量的连接机构(60)。发动机单元(20)具有以可旋转的方式附装到枢轴(109)并使得发动机单元20能以枢轴(109)为支撑点摆动的下侧被支撑部分(22)，以及通过连接机构(60)和缓冲器(50)连接到车身框架的上侧被支撑部分(23)。
文档编号B62M7/04GK101229837SQ20081000023
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年1月25日
发明者山本佳明 申请人:雅马哈发动机株式会社