JP2009214776A - 自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性バランスを最適化するとともに、高強度化、軽量化する。
【解決手段】自動二輪車１０は、パワーユニット３３を搭載した車体フレーム１１に揺動自在にリアフォーク２１を設け、このリアフォーク２１の後端部２１ｂに後輪３５を設け、この後輪３５の側方に設けたギアケース５４とパワーユニット３３の出力軸５５との間にドライブシャフト５６を設け、パワーユニット３３の出力をドライブシャフト５６及びギアケース５４を介して後輪３５に伝達する自動二輪車１０において、リアフォーク２１は、後輪３５の側方に延出し、ドライブシャフト５６が通されるアーム１１１を備え、そのアーム１１１は、基部１１１ａを閉断面の筒状にするとともに、後部１１１ｂをドライブシャフト５６が貫通する開放断面とし、基部１１１ａの後端３００に肉厚部１１４を設けた構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドライブシャフトを備えた自動二輪車に関する。

一般に、パワーユニットを搭載した車体フレームに揺動自在にリアフォークを設け、このリアフォークの後端部に後輪を設け、この後輪の側方に設けたギアケースとパワーユニットの出力軸との間にドライブシャフトを設け、パワーユニットの出力をドライブシャフト及びギアケースを介して後輪に伝達する構成とした自動二輪車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の自動二輪車では、リアフォークが左右一対のアームを備え、各アームは、閉断面の筒状としている。
特開２００６−９６２７４号公報

しかしながら、上記従来の構成では、一方のアームの内部にドライブシャフトを配置する場合に、一方のアームの断面を、他方のアームの断面より大きくする必要があり、この場合に、剛性のバランスを最適化しつつ、リアフォークの高強度化、軽量化を図らなければならない。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、剛性バランスを最適化するとともに、高強度化、軽量化したリアフォークを備える自動二輪車を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、パワーユニットを搭載した車体フレームに揺動自在にリアフォークを設け、このリアフォークの後端部に後輪を設け、この後輪の側方に設けたギアケースと前記パワーユニットの出力軸との間にドライブシャフトを設け、前記パワーユニットの出力を前記ドライブシャフト及び前記ギアケースを介して前記後輪に伝達する自動二輪車において、前記リアフォークは、前記後輪の側方に延出し、前記ドライブシャフトが通されるアームを備え、そのアームは、基部を閉断面の筒状にするとともに、後部を前記ドライブシャフトが貫通する開放断面とし、前記基部の後端に肉厚部を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、アームの基部を閉断面の筒状にするとともに後部を開放断面にしたことにより、剛性のバランスを最適化することができる。このことから操縦性を向上させることができる。さらに、アームの断面形状が閉断面から開放断面になる基部の後端に肉厚部を設け、他の部分の肉厚を薄くしたので、応力が集中する部分に強度を持たせることができるとともに、リアフォークを軽量化することができる。

また、本発明は、上記自動二輪車において、前記アームは、基部の閉断面を四角形とし、その角部の肉厚を最も厚くしたことが好ましい。
この構成によれば、アームの四角形断面における角部の肉厚を最も厚くし、他の部分の肉厚を薄くしたので、応力が集中する部分に強度を持たせることができるとともに、リアフォークを軽量化することができる。

また、本発明は、上記自動二輪車において、前記アームの後部は、その幅方向内側を開放し、その開放部に前記ギアケースを配置し、前記アームの内部に前記ドライブシャフトを通したことが好ましい。
この構成によれば、アームの内部にドライブシャフトを通すので、アームの断面を大きくする必要があるが、アームの後部に幅方向内側に開放する開放部を設けることにより、開放部にギアケースを配置することができるとともに、剛性のバランスを最適化し、リアフォークを軽量化することができる。

本発明によれば、アームの基部を閉断面の筒状にするとともに後部を開放断面にしたことにより、剛性のバランスを最適化することができる。このことから操縦性を向上させることができる。さらに、アームの断面形状が閉断面から開放断面になる基部の後端に肉厚部を設け、他の部分の肉厚を薄くしたので、応力が集中する部分に強度を持たせることができるとともに、リアフォークを軽量化することができる。

また、アームの四角形断面における角部の肉厚を最も厚くし、他の部分の肉厚を薄くしたので、応力が集中する部分に強度を持たせることができるとともに、リアフォークを軽量化することができる。

また、アームの内部にドライブシャフトを通すので、アームの断面を大きくする必要があるが、アームの後部に幅方向内側に開放する開放部を設けることにより、開放部にギアケースを配置することができるとともに、剛性のバランスを最適化し、リアフォークを軽量化することができる。

次に、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。なお、以下の説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は車体に対してのものとする。

自動二輪車１０の車体フレーム１１は、車体前方に位置するヘッドパイプ１３と、このヘッドパイプ１３から後方に延びるメインフレーム１４と、このメインフレーム１４の後端部から後方に延びる左右一対のシートレール１５と、ヘッドパイプ１３から後方斜め下方に延びる左右一対のダウンフレーム１６と、このダウンフレーム１６の後端とシートレール１５の後端を連結する左右一対のリアフレーム１７とを備え、これらが側面視で略四辺形枠状に形成されている。

ヘッドパイプ１３には、フロントフォーク２８が回動自在に取り付けられ、このフロントフォーク２８の下端に前輪２９が回転自在に支持されている。また、フロントフォーク２８の上部には、操舵用ハンドル３１が取り付けられている。ヘッドパイプ１３の前方には、ヘッドライト４８が設けられている。ヘッドパイプ１３の下部には、車体フレーム１１を補強するガゼット部材５２が設けられている。

メインフレーム１４、ダウンフレーム１６及びリアフレーム１７とで囲まれた空間には、エンジン（パワーユニット）３３が配置されている。エンジン３３は、クランクケース４１と、このクランクケース４１から立ち上げた２つのシリンダ部４２Ｆ、４２Ｒを備えるＶ型２気筒のエンジンである。なお、燃料供給装置、排気管、及び消音器等については図示を省略している。

リアフレーム１７の上下方向の中間部には、ピボット軸１９が回動自在に設けられていおり、このピボット軸１９には、リアフォーク２１が上下方向に揺動自在に取り付けられている。このリアフォーク２１は、リアフォーク２１の前部２２とメインフレーム１４の後部２３を連結するリアクッションユニット２５によって、衝撃が吸収されるようになっている。リアフォーク２１の後端部２１ｂには、後輪３５が後輪車軸３６を介して回転自在に支持されている。後輪車軸３６とエンジン３３との間には、シャフトドライブ装置４０が配置されており、エンジン３３からの回転動力がシャフトドライブ装置４０を介して後輪３５へと伝達される。

メインフレーム１４の上部には、エンジン３３の上方を覆うようにして燃料タンク４５が搭載されている。この燃料タンク４５の後方には、運転者シート４６が位置し、該運転者シート４６はシートレール１５に支持されている。

図２は、自動二輪車１０の後方左側面図である。
自動二輪車１０は、後輪３５の側方に設けられたギアケース５４と、このギアケース５４とエンジン３３の出力軸５５との間に設けられたドライブシャフト５６とを備え、エンジン３３の出力をドライブシャフト５６及びギアケース５４を介して後輪３５に伝達するようにしたものである。

ギアケース５４は、リアフォーク２１の後端部２１ｂに設けられている後輪車軸３６に支持されるとともに、ギアケース５４の外周部５４ｇとリアフォーク２１とを連結するトルクロッド５７により、ギアケース５４が回転しないよう回り止めが施されている。

また、シートレール１５の後端部には、後方に延びる後部フレーム６１が設けられ、この後部フレーム６１に後輪３５の上方を覆うリアフェンダ４７や同乗者シート６２などが取り付けられている。リアフェンダ４７の後端部には、テールライト４９及び左右一対のリアウィンカー５１が取り付けられている。メインフレーム１４の後部にはブラケット６３が設けられ、このブラケット６３には、リアクッションユニット２５の上端部２５ｔが保持されている。

図３は、シャフトドライブ装置４０及びその周辺部の水平断面を示す平面図である。
シャフトドライブ装置４０は、エンジン３３（図１）の出力軸５５にユニバーサルジョイント６５を介して取り付けられるドライブシャフト５６と、このドライブシャフト５６の後端部５６ｂに取り付けられるドライブギア６７と、このドライブギア６７に噛み合い、駆動力の方向を変換するファイナルドリブンギア６８と、ドライブギア６７及びファイナルドリブンギア６８を収納するギアケース５４とを備えるとともに、リアフォーク２１に支持されている。

駆動側のドライブギア６７は、ギアケース５４の内側でベアリング９７を介して回転自在に支持されるとともに、後輪車軸３６上に設けられた従動側のファイナルドリブンギア６８と噛み合っている。このファイナルドリブンギア６８は、スリーブ７３に圧入されており、このスリーブ７３は、後輪車軸３６上にベアリング９４、９６を介して回転自在に支持されている。スリーブ７３には、ダンパ押さえ７４が取り付けられ、このダンパ押さえ７４は、後輪車軸３６上にベアリング９３を介して回転自在に支持されるとともに、スリーブ７３と一体で回転する。ダンパ押さえ７４には、ボルト７７を介して緩衝装置としてのダンパ部材７５が取り付けられている。このダンパ部材７５は、ドライブシャフト５６のトルクを、ハブ７６を介して後輪３５に伝達するとともに、トルクの変動によるショックを和らげている。

ハブ７６は、後輪車軸３６上にベアリング９１、９２を介して回転自在に支持されている。後輪車軸３６は、ナット１０９によってリアフォーク２１に固定されている。後輪車軸３６の外周には、スペーサ７１を介して軸受７２が配置されている。この軸受７２と別の軸受９５とによって、ギアケース５４が支持されている。

このような構成により、エンジン３３から出力軸５５へ伝達された駆動力は、ユニバーサルジョイント６５を介してドライブシャフト５６へ伝達され、さらに、ドライブギア６７からファイナルドリブンギア６８へ伝達される。ファイナルドリブンギア６８に加わった駆動力は、スリーブ７３、ダンパ押さえ７４、ダンパ部材７５、ハブ７６の順に伝達され、後輪３５を駆動する。

ギアケース５４は、本体部８１と、この本体部８１を車体の内側から外側に向けて覆う蓋部８２とを備えている。本体部８１に蓋部８２を合わせ、これらは締結部材８３で固定されている。ギアケース５４の内部には、ギア室８４が形成され、このギア室８４には、ドライブギア６７と、このドライブギア６７に噛み合うファイナルドリブンギア６８とが配置されている。

ギア室８４は、シール部材１０１〜１０５が配置されて密封されている。また、ギア室８４は、オイル注入穴８５を備え、このオイル注入穴８５から適量の潤滑オイルが注入される。オイル注入穴８５は、通常、キャップ８６で塞がれている。
蓋部８２には、その内側からダストガードプレートとしてのリング部材８８が取り付けられている。このリング部材８８には、ギア室８４と大気を連通するブリーザチューブ８９が取り付けられている。なお、１０７はディスクブレーキユニット、１０８はディスクブレーキ板である。

図４は、リアフォーク２１の平面図であり、図５は、図４におけるＶＩ−ＶＩ断面図であり、図６は、図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であり、図７は、図４におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図であり、図８は、図３におけるリアフォーク２１をＸ方向から見て示す図である。
リアフォーク２１は、軽合金等の材料を用いて、鋳造等の製法にて製造される。このリアフォーク２１は、後輪３５の左側に延出する左アーム１１１と、後輪３５の右側に延出する右アーム１１２と、左アーム１１１と右アーム１１２とを連結するクロスメンバ１１３とを備えている。

クロスメンバ１１３は、車幅方向に長く配置されるとともに、リアフォーク２１の前端部２１ａを構成している。クロスメンバ１１３の前端部には、ピボット軸１９（図１）を通すピボットパイプ１３１が取り付けられている。クロスメンバ１１３の車幅方向の中央部には、車体上方に延びる前部２２が一体に設けられ、この前部２２にリアクッションユニット２５（図１）が支持されている。

右アーム１１２は、左アーム１１１の幅よりも小さい外形を有する閉断面の角筒状に形成されている。この右アーム１１２は、クロスメンバ１１３側に溶接２０１により取り付けられる角パイプ１１２ａと、この基部１１１ａの後方に溶接２０２により取り付けられる中実部材１１２ｂとを備えている。

左アーム１１１は、鋳造にてクロスメンバ１１３と一体に形成されている。
左アーム１１１は、前後方向が開口され、左アーム１１１の内部には、図３に示すように、ドライブシャフト５６が前後方向に挿通されている。左アーム１１１は、クロスメンバ１１３側に位置する基部１１１ａと、この基部１１１ａの後方に一体に設けられる後部１１１ｂとを備えている。

基部１１１ａは、後輪３５のハブ７６外周の外側に位置するとともに、閉断面の角筒状に形成され、基部１１１ａの前端に設けられる開口部１１１ｃは円形に形成される。基部１１１ａには、後輪３５のハブ７６の外周相当位置で、後部１１１ｂが連続し、後部１１１ｂは、長手方向の全域に、幅方向内側を開放する開放部１１１ｄを備えている。
後部１１１ｂは、その形状が長手方向で一様ではなく、前方部１１１ｆ、中間部１１１ｅ、後方部１１１ｇを備えている。
前方部１１１ｆの断面は、図５に示すように、幅方向内側を開放するコ字状に形成され、後部１１１ｂの中では幅Ｗ１が最大に形成されている。中間部１１１ｅの断面は、図６に示すように、幅方向内側を開放するコ字状に形成されるとともに、開放側の端部１１１ｈが上下方向に膨らんだ状態に形成されている。中間部１１１ｅの幅Ｗ２は、前方部１１１ｆの幅Ｗ１よりも小さく形成されている。後方部１１１ｇの断面は、図７に示すように、幅方向内側を開放する細長いコ字状に形成され、後方部１１１ｇの幅Ｗ３は、中間部１１１ｅの幅Ｗ２よりも小さく形成されている。後部１１１ｂの開放部１１１ｄに、ギアケース５４（図３）が配置されている。

基部１１１ａの後端３００の内側には、図３に示すように、後端３００から後部１１１ｂに跨って補強用の肉厚部１１４が設けられている。すなわち、基部１１１ａの後端３００は、図８に示すように、閉断面を四角形としており、後端３００の内側には、肉厚部１１４が上下対称に設けられている。
肉厚部１１４は、後端３００の上下の角部３００ａ，３００ｂに対応する部位が最も肉厚部１１４ａであり、後端３００の上下の辺３００ｃ、３００ｄに向けて表面が湾曲しつつ徐々に薄肉部１１４ｂ，１１４ｃになる。
この薄肉部１１４ｂ，１１４ｃは、図４に示すように、前方部１１１ｆの上下の辺１１１ｊ，１１１ｋに延出している。

図９は、リアフォーク２１の左側面図である。
クロスメンバ１１３の下面には、トルクロッド５７（図２）を支持するトルクロッド支持部１１０が一体に設けられている。

本実施の形態によれば、左アーム１１１は、ドライブシャフト５６が挿通されるため、右アーム１１２に比べ、その断面が大きくなる。したがって、外形の大きい左アーム１１１を閉断面とした場合には、リアフォーク２１の剛性が高くなり過ぎてしまう。本実施の形態のリアフォーク２１は、左アーム１１１の基部１１１ａを閉断面の筒状にするとともに、後部１１１ｂを開放断面にしたことにより、後方に向けてリアフォーク２１の剛性を滑らかに低下させることができる。
また、後部１１１ｂに幅方向内側を開放する開放部１１１ｄを設けることにより、開放部１１１ｄにギアケース５４を配置することが可能になる。
さらに、この開放部１１１ｄは、閉断面から幅方向内側だけを開放することにより形成されるので、左アーム１１１の構造を複雑にすることなく、左アーム１１１及びクロスメンバ１１３を鋳造にて一体で形成することが容易になる。

本実施の形態のリアフォーク２１は、基部１１１ａの後端３００に肉厚部１１４を設けたので、左アーム１１１の強度を高めることができ、閉断面から開放断面に変わる後端３００での応力の集中を抑えられる。
応力集中部に肉厚部１１４を設けることで、他の部分の肉厚を薄くすることができ、リアフォーク２１の軽量化が可能になる。肉厚部１１４は、左アーム１１１の内部を通るドライブシャフト５６を避けるように、幅方向内側の上下一対の角部３００ａ，３００ｂに滑らかな円弧状に形成される。したがって、左アーム１１１やドライブシャフト５６の配置や構造を変更する必要がない。

また、ギアケース５４は、リアフォーク２１の後端部２１ｂに設けられている後輪車軸３６に支持されるとともに、ギアケース５４の外周部５４ｇとリアフォーク２１の前端部２１ａとを連結するトルクロッド５７で回り止めが施されている。これにより、リアフォーク２１の中間部にギアケース５４を固定するボルト等が表出しないため、外観性を向上することが可能になる。
さらに、動力伝達時にギアケース５４を回転させようとする力を、リアフォーク２１の前端部２１ａで受けることができるので、左アーム１１１の強度を高める必要がない。このため、左アーム１１１の肉厚を薄くできるので、その結果、リアフォーク２１を軽量化することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態では、左アーム１１１の基部１１１ａを閉断面の筒状にするとともに後部１１１ｂを開放断面にしたことにより、剛性のバランスを最適化できる。このことから操縦性を向上させることができる。また、左アーム１１１の断面形状が閉断面から開放断面になる基部１１１ａの後端３００に肉厚部１１４を設けることにより、左アーム１１１の四角形断面における角部３００ａ，３００ｂの肉厚を最も厚くし、他の部分の肉厚を薄くしたので、応力が集中する部分に強度を持たせることができるとともに、リアフォーク２１を軽量化できる。

また、本実施の形態によれば、左アーム１１１の内部にドライブシャフト５６を通すので、左アーム１１１の断面を大きくする必要があるが、左アーム１１１の後部１１１ｂに幅方向内側に開放する開放部１１１ｄを設けることにより、開放部１１１ｄにギアケース５４を配置することができるとともに、剛性のバランスを最適化できる。

上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜に変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、後輪３５の左側にドライブシャフト５６及びギアケース５４を配置し、ドライブシャフト５６を左アーム１１１に通し、左アーム１１１を上記構成としたが、後輪３５の右側にドライブシャフト５６及びギアケース５４を配置し、ドライブシャフト５６を右アーム１１２に通してもよい。この場合、右アーム１１２を上記実施の形態に基づく構成とすればよい。

また、上記実施の形態では、リアフォークが後端部で、いわゆる両持ちで後輪を支持する構成としたが、リアフォークが後端部で、後輪をいわゆる片持ち支持する構成であってもよい。この場合、リアフォークは、クロスメンバから車輪の一方の側に延出する単一のアームを有し、このアームの内部にエンジンの出力軸に連結したドライブシャフトが車体後方に挿通される構成とすればよい。
ドライブシャフトは、アームの後部の一側方に設けられたギアケースを介して後輪に連結される。後輪は、アームの後端部で後輪車軸により片持ち支持される。そして、この単一のアームは、前述した左アーム１１１と略同一に形成される構成とすればよい。この構成により、この片持ちのリアフォークは、上述した両持ちのリアフォーク２１と同じ効果を得ることができる。

すなわち、片持ちのリアフォークは、アームの基部を閉断面の筒状にするとともに後部を開放断面にしたことにより、後方に向けて滑らかに剛性を低下させることができる。また、後部に幅方向内側を開放する開放部を設けることにより、開放部にギアケースを配置することが可能になる。
さらに、この開放部は、閉断面から幅方向内側だけを開放することにより形成されるので、アームの構造を複雑にすることなく、アーム及びクロスメンバを鋳造にて一体で形成することが容易になる。

また、片持ちのリアフォークは、基部の後端に肉厚部を設けたので、アームの強度を高めることができ、閉断面から開放断面に変わる後端での応力の集中を抑えられる。応力集中部に肉厚部を設けることにより、他の部分の肉厚を薄くできるので、リアフォークを軽量化できる。
肉厚部は、アームの内部を通るドライブシャフトを避けるように、幅方向内側の上下一対の角部に滑らかな円弧状に形成されるため、アームやドライブシャフト等の配置や構造を変更する必要がない。

本発明の実施の形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。 本発明に係る自動二輪車を示す後部左側面図である。 本発明に係るシャフトドライブ装置及びその周辺部の水平断面を示す平面図である。 本発明に係るリアフォークの平面図である。 図４におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。 図４におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 図４におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 図３におけるリアフォークをＸ方向から見て示す正面図である。 本発明に係るリアフォークの左側面図である。

符号の説明

１０ 自動二輪車
１１ 車体フレーム
２１ リアフォーク
２１ｂ リアフォークの後端部
３３ エンジン（パワーユニット）
３５ 後輪
３６ 後輪車軸
５４ ギアケース
５６ ドライブシャフト
１１１ 左アーム（アーム）
１１１ｄ 開放部
１１２ 右アーム
１１３ クロスメンバ
１１４ 肉厚部
３００ 後端
３００ａ，３００ｂ 角部

Claims (3)

1. パワーユニットを搭載した車体フレームに揺動自在にリアフォークを設け、このリアフォークの後端部に後輪を設け、この後輪の側方に設けたギアケースと前記パワーユニットの出力軸との間にドライブシャフトを設け、前記パワーユニットの出力を前記ドライブシャフト及び前記ギアケースを介して前記後輪に伝達する自動二輪車において、
   前記リアフォークは、前記後輪の側方に延出し、前記ドライブシャフトが通されるアームを備え、そのアームは、基部を閉断面の筒状にするとともに、後部を前記ドライブシャフトが貫通する開放断面とし、前記基部の後端に肉厚部を設けたことを特徴とする自動二輪車。
2. 前記アームは、基部の閉断面を四角形とし、その角部の肉厚を最も厚くしたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
3. 前記アームの後部は、その幅方向内側を開放し、その開放部に前記ギアケースを配置し、前記アームの内部に前記ドライブシャフトを通したことを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車。

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