JP2019151145A - スイングアームピボット構造 - Google Patents

Abstract

【課題】短尺のボルトを用いてスイングアームの支持剛性を高めることができるスイングアームピボット構造を提供する。【解決手段】車体フレーム（４）と、後輪（ＷＲ）を回転可能に軸支するスイングアーム（２３）と、車体フレーム（４）の後部でスイングアーム（２３）を揺動自在に軸支する左右一対のピボットプレート（２０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用される。スイングアーム（２３）の前端部（２３ａ）に車幅方向に指向する貫通孔（２３ｃ）が形成され、貫通孔（２３ｃ）に挿入されるディスタンスカラー（６０）を備える。ピボットプレート（２０）の車幅方向外側から挿入される一対のボルト（１９）が、ディスタンスカラー（６０）の両端部にそれぞれ締結されることで、スイングアーム（２３）をピボットプレート（２０）に軸支する。【選択図】図７

Description

本発明は、スイングアームピボット構造に係り、特に、鞍乗型車両の車体フレームにスイングアームを揺動可能に軸支するためのスイングアームピボット構造に関する。

従来から、鞍乗型車両の後輪を回転自在に軸支するスイングアームを、車体フレームの後端部で揺動自在に軸支するためのスイングアームピボット構造が知られている。

特許文献１には、エンジンの駆動力をドライブシャフトによって後輪に伝達するシャフトドライブ駆動方式の自動二輪車において、車幅方向外側から螺合される一対のボルトを用いて車体フレームにスイングアームを支持する構成が開示されている。

特開２０１７−６５４０１号公報

ここで、スイングアームを車体フレームに軸支する際には、スイングアームを車幅方向に貫通する長尺の貫通ボルトが用いられるのが通常である。特許文献１のスイングアームピボット構造は、スイングアーム内に収められるドライブシャフトとの干渉を避けるために短尺のボルトを用いるものであり、このような干渉が生じないチェーンドライブやベルトドライブ駆動方式の車両において、スイングアームの支持剛性を高めるために短尺のボルトを適用することは検討されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、短尺のボルトを用いてスイングアームの支持剛性を高めることができるスイングアームピボット構造を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、車体フレーム（４）と、後輪（ＷＲ）を回転可能に軸支するスイングアーム（２３）と、前記車体フレーム（４）の後部で前記スイングアーム（２３）を揺動自在に軸支する左右一対のピボットプレート（２０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用されるスイングアームピボット構造において、前記スイングアーム（２３）の前端部（２３ａ）に車幅方向に指向する貫通孔（２３ｃ）が形成されており、前記貫通孔（２３ｃ）に挿入されるディスタンスカラー（６０）を備え、前記ピボットプレート（２０）の車幅方向外側から挿入される一対のボルト（１９）が、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部にそれぞれ締結されることによって、前記スイングアーム（２３）が前記ピボットプレート（２０）に軸支される点に第１の特徴がある。

また、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部の内周面に、前記ボルト（１９）が螺合される雌ねじ部（６３）が設けられており、前記ディスタンスカラー（６０）の中央部に、前記両端部の雌ねじ部（６３）に連なる中空部（６１，６２）が形成されており、前記中空部（６１，６２）の軸方向寸法（Ｔ１）が、前記両端部の雌ねじ部（６３）の軸方向寸法（Ｔ２）を足し合わせた寸法より大きい点に第２の特徴がある。

また、前記後輪（ＷＲ）の車幅方向左側に、エンジン（Ｅ）の駆動力を伝達するドライブチェーン（２２）が巻きかけられるドリブンスプロケット（２６）が配設されており、前記雌ねじ部（６３）に前記ボルト（１９）が螺合される深さ寸法は、車幅方向右側の深さ寸法（Ｔ３）より車幅方向左側の深さ寸法（Ｔ４）の方が長い点に第３の特徴がある。

また、前記一対のボルト（１９）が互いに共通部品であり、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部が対称形状とされており、前記ディスタンスカラー（６０）の車幅方向右側の端部に当接する軸受（８２）を設けることにより、前記雌ねじ部（６３）に前記ボルト（３６）が螺合される深さ寸法（Ｔ３，Ｔ４）を左右で異ならせる点に第４の特徴がある。

さらに、前記中空部（６１，６２）が、前記ディスタンスカラー（６０）の中央に位置する多角形状の係合部（６１）と、該係合部（６１）の両端に位置する円形断面の大径部（６２）とからなる点に第５の特徴がある。

第１の特徴によれば、車体フレーム（４）と、後輪（ＷＲ）を回転可能に軸支するスイングアーム（２３）と、前記車体フレーム（４）の後部で前記スイングアーム（２３）を揺動自在に軸支する左右一対のピボットプレート（２０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用されるスイングアームピボット構造において、前記スイングアーム（２３）の前端部（２３ａ）に車幅方向に指向する貫通孔（２３ｃ）が形成されており、前記貫通孔（２３ｃ）に挿入されるディスタンスカラー（６０）を備え、前記ピボットプレート（２０）の車幅方向外側から挿入される一対のボルト（１９）が、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部にそれぞれ締結されることによって、前記スイングアーム（２３）が前記ピボットプレート（２０）に軸支されるので、一対のボルトを締め付けてディスタンスカラーに引張荷重がかかることで、長尺の貫通ボルトを用いる場合に比して、スイングアームピボットの支持剛性を高めることが可能となる。

第２の特徴によれば、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部の内周面に、前記ボルト（１９）が螺合される雌ねじ部（６３）が設けられており、前記ディスタンスカラー（６０）の中央部に、前記両端部の雌ねじ部（６３）に連なる中空部（６１，６２）が形成されており、前記中空部（６１，６２）の軸方向寸法（Ｔ１）が、前記両端部の雌ねじ部（６３）の軸方向寸法（Ｔ２）を足し合わせた寸法より大きいので、雌ねじ部が短いことでボルトの締結作業が容易となる。また、中空部が長いことでディスタンスカラーの軽量化を図ることができる。

第３の特徴によれば、前記後輪（ＷＲ）の車幅方向左側に、エンジン（Ｅ）の駆動力を伝達するドライブチェーン（２２）が巻きかけられるドリブンスプロケット（２６）が配設されており、前記雌ねじ部（６３）に前記ボルト（１９）が螺合される深さ寸法は、車幅方向右側の深さ寸法（Ｔ３）より車幅方向左側の深さ寸法（Ｔ４）の方が長いので、ドライブチェーンによる車体前方側への引張荷重がかかる車幅方向左側の支持剛性を高めて、支持剛性の最適化を図ることができる。

第４の特徴によれば、前記一対のボルト（１９）が互いに共通部品であり、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部が対称形状とされており、前記ディスタンスカラー（６０）の車幅方向右側の端部に当接する軸受（８２）を設けることにより、前記雌ねじ部（６３）に前記ボルト（３６）が螺合される深さ寸法（Ｔ３，Ｔ４）を左右で異ならせるので、ボルトの共通化およびディスタンスカラーの対称形状によって誤組を防止しながら、車幅方向左右の支持剛性を異ならせることが可能となる。

第５の特徴によれば、前記中空部（６１，６２）が、前記ディスタンスカラー（６０）の中央に位置する多角形状の係合部（６１）と、該係合部（６１）の両端に位置する円形断面の大径部（６２）とからなるので、大径部によってディスタンスカラーを軽量化しながら、一方側のボルトをディスタンスカラーに螺合させる際に、多角形状の先端部を有する棒状の工具を用いてディスタンスカラーの回転を規制することができる。これにより、ボルトの締結作業を容易かつ迅速に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係るスイングアームピボット構造を適用した自動二輪車の左側面図である。 自動二輪車の右側面図である。 自動二輪車の正面図である。 車体フレームの斜視図である。 車体フレームの後部とスイングアームとの関係を示す斜視図である。 ボルトの軸心を通る平面で切断したスイングアームの断面図である。 図６のVII−VII線断面図である。 ディスタンスカラーの回り止めを行う工具の使用状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスイングアームピボット構造を適用した自動二輪車１の左側面図である。また、図２は同右側面図であり、図３は同正面図である。鞍乗型車両としての自動二輪車１の車体フレーム４は、ヘッドパイプ９から車体後方に延出する左右一対のメインフレーム５を有する。ヘッドパイプ９に揺動自在に軸支される前輪ＷＦの操舵系は、車軸１７によって前輪ＷＦを軸支する左右一対のフロントフォーク１５と、ヘッドパイプ９の上下でフロントフォーク１５をクランプするトップブリッジ８およびボトムブリッジ１１と、トップブリッジ８およびボトムブリッジ１１を互いに連結してヘッドパイプ９に軸支されるステアリングステム（不図示）とからなる。前輪ＷＦのホイール１６には、左右一対のブレーキディスク３３が固定されており、フロントフォーク１５に固定されるフロントブレーキキャリパ３４と共に前輪ＷＦ側の油圧ブレーキシステムが構成される。フロントフォーク１５の上部には、操向ハンドル６が固定されている。

メインフレーム５の後方下部には、スイングアーム２３を揺動可能に軸支するピボット１９を支持する左右一対のピボットプレート２０が接続されている。メインフレーム５の下部には、４サイクルＶ型４気筒のエンジンＥが固定されている。エンジンＥの燃焼ガスは、排気管を介して車幅方向右側のマフラ３７に導かれる。エンジンＥの駆動力は、スイングアーム２３の後端に回転自在に軸支された後輪ＷＲに伝達される。

ヘッドパイプ９の前方には、防風スクリーン７を備えるフロントカウル１０が配設されている。フロントカウル１０の下方には、左右一対のサイドカウル２８が連結されており、サイドカウル２８の下端部には、エンジンＥの下部を覆うアンダカウル２１が連結されている。前輪ＷＦの上部を覆うフロントフェンダ１４は、フロントフォーク１５に固定されている。メインフレーム５の上部には、燃料タンク３１およびエアクリーナボックス３の上部を覆うタンクカバー２が取り付けられている。タンクカバー２に取り付けられるシート３０の後方には、リヤカウル２９が配設されている。後輪ＷＲの上部を覆うリヤフェンダ２７は、スイングアーム２３の上部に固定されている。

スイングアーム２３の後端部には、車軸２４によって後輪ＷＲが回転自在に軸支されている。エンジンＥの出力軸１８から出力される駆動力は、ドライブチェーン（不図示）を介して後輪ＷＲのホイール２５に車幅方向左側に固定されたドリブンスプロケット２６に伝達される。後輪ＷＲのホイール２５の車幅方向右側には、ブレーキディスク３５が固定されており、スイングアーム２３の下側に配設されるリヤブレーキキャリパ３６と共に後輪ＷＲ側の油圧ブレーキシステムが構成される。スイングアーム２３は、ピボット１９の後方に配設されるリヤクッション３２によって車体フレーム４に吊り下げられている。

メインフレーム５の車幅方向外側には、エアクリーナボックス３の下部に外気を導くエアダクト１３が左右一対で配設されている。エアダクト１３は、フロントフォーク１５の車幅方向外側を通ってヘッドパイプ９の前方で集合し、フロントカウル１０の車幅方向中央に設けられた開口１２に接続される。エンジンＥの車体前方にはラジエータ３９が配設されている。本実施形態に係る自動二輪車１の重心Ｇは、エアダクト１３の後端近傍の車幅方向中央に位置する。

図４は、車体フレーム４の斜視図である。また、図５は車体フレーム４の後部とスイングアーム２３との関係を示す斜視図である。アルミ等の金属で形成される車体フレーム４は、ヘッドパイプ９の上方寄りの位置から後方下方に向かって延びる左右一対のメインフレーム５と、メインフレーム５の後端部に連結されるピボットプレート２０と、ヘッドパイプ９の下方寄りの位置から後方下方に向かって延びる左右一対のハンガフレーム４０とを有する。メインフレーム５から下方に延出するハンガフレーム４０には、エアクリーナボックス３に外気を導入するエアダクト１３（図１参照）が通る開口４１が形成される。ハンガフレーム４０の下端部には、エンジンＥを支持するエンジンハンガ部４２が設けられている。

ピボットプレート２０は、車体側面視で縦長の略長方形をなしており、その上下方向略中央の車体前方寄りの位置に、スイングアーム２３を軸支するピボット１９を支持する貫通孔４５が形成されている。左右のピボットプレート２０の間は、車幅方向に指向する上側クロスフレーム４４および下側クロスフレーム４７によって互いに連結されている。上側クロスフレーム４４の車幅方向中央には、リヤクッション３２の上端部を揺動自在に軸支するリヤクッション支持部４６が形成されている。また、下側クロスフレーム４７の車幅方向中央の下面には、リヤクッション３２のリンク機構に接続されるリンクロッド（不図示）を揺動自在に軸支するリンクロッド支持部４８が形成されている。

スイングアーム２３の前端部２３ａには、車幅方向に指向する貫通孔２３ｃが形成されており、前端部２３ａの後方には、リヤクッション３２が通る開口２３ｂが形成されている。本発明に係るスイングアームピボット構造は、スイングアーム２３の貫通孔２３ｃに通すピボットを、長尺の一体シャフトではなく、車幅方向中央に位置するディスタンスカラー（図６参照）の両端部に短尺のボルト１９を螺合させることで構成される分割シャフトによって構成する点に特徴がある。

図６は、ボルト（ピボット）１９の軸心を通る平面で切断したスイングアーム２３の断面図である。スイングアーム２３は、アルミの金属板を組み合わせた中空構造とされており、後輪ＷＲを左右から挟む２本のアーム部２３ｄの後端には、車軸２４の支持部２３ｅが固定されている。リヤクッション３２を通す開口２３ｂは、貫通孔２３ｃが形成された前端部２３ａに近接配置されている。貫通孔２３ｃの車幅方向中央にはディスタンスカラー６０が挿入され、ディスタンスカラー６０の両端部にボルト１９を締結することで、ピボットプレート２０に対してスイングアーム２３が揺動可能に軸支される。

図７は、図６のVII−VII線断面図である。また、図８はディスタンスカラー６０の回り止めを行う工具１００の使用状態を示す斜視図である。スイングアーム２３の貫通孔２３ｃの車幅方向中央には、左右対称形状のディスタンスカラー６０が挿入される。チタンやステンレス等の金属で形成されるボルト１９は、六角形状の頭部５０と、円筒状の軸部５１と、雄ねじ部５２とを有する中空構造とされる。また、チタンやステンレス等の金属で形成されるディスタンスカラー６０の中央には、中空部を構成する多角形状の係合部６１および該係合部６１の両端に位置する円形断面の大径部６２とが形成されている。そして、大径部６２の車幅方向外側に、ボルト１９の雄ねじ部５２が螺合される雌ねじ部６３が形成されており、さらに、雌ねじ部６３の外側には、ねじが切られていない円筒部６３ａが設けられている。

車幅方向右側のピボットプレート２０に形成される貫通孔４５には、ボルト１９の軸心位置を定める鍔付きの第１円筒カラー６５および第２円筒カラー６６が、ピボットプレート２０の内側および外側から対向するようにそれぞれ圧入されている。スイングアーム２３の前端部２３ａの右側端部には、ボールベアリング８２と、該ボールベアリング８２に接してサークリップ８３で位置決めされる右側ニードルローラベアリング８１と、該右側ニードルローラベアリング８１の軸支される鍔付きの第３円筒カラー６４が挿入されている。貫通孔２３ｃの開口を覆う形状とされる第３円筒カラー６４の鍔部は、第１円筒カラー６５の鍔部と当接する。また、第２円筒カラー６６の鍔部は、貫通孔４５の周囲に形成される凹部４５ａの座面に当接し、ボルト１９の頭部５０と第２円筒カラー６６との間には、ワッシャ６７が配設される。

一方、車幅方向左側のピボットプレート２０に形成される貫通孔４５には、ボルト１９の軸心位置を定める鍔付きの第４円筒カラー６９および第５円筒カラー７０が、ピボットプレート２０の内側および外側から対向するようにそれぞれ圧入されている。スイングアーム２３の前端部２３ａの左側端部には、サークリップ８３で位置決めされる左側ニードルローラベアリング８０と、該左側ニードルローラベアリング８０の軸支される鍔付きの第６円筒カラー６８が挿入されている。貫通孔２３ｃの開口を覆う形状とされる第６円筒カラー６８の鍔部は、第４円筒カラー６９の鍔部と当接する。また、第５円筒カラー７０の鍔部は、貫通孔４５の周囲に形成される凹部４５ａの座面に当接し、ボルト１９の頭部５０と第５円筒カラー７０との間には、ワッシャ７１が配設される。

図８を参照して、ピボット部分の組み立て時には、ディスタンスカラー６０の回り止めを行う工具１００を使用する。この図では、車幅方向左側から工具１００を挿入し、その先端１０１をディスタンスカラー６０の係合部６１に係合させて回り止めをしながら、車幅方向右側のボルト１９を締め付ける状態を示している。この工具１００が係合する係合部６１を設けることで、大径部６２によってディスタンスカラー６０を軽量化しながら、ボルト１９の締結作業を容易かつ迅速に行うことが可能となる。なお、工具１００の先端１０１および係合部６１の断面形状は、四角形や六角形等の多角形とすることができる。

このように、本願発明に係るスイングアームピボット構造によれば、ピボットプレート２０の車幅方向左右から挿入される一対のボルト１９が、ディスタンスカラー６０の両端部にそれぞれ締結されることでスイングアーム２３がピボットプレート２０に軸支されるので、一対のボルト１９を締め付けることでディスタンスカラー６０に引張荷重がかかることとなり、長尺の貫通ボルトを用いる場合に比して、スイングアームピボットの支持剛性を高めることが可能となる。

また、ディスタンスカラー６０の係合部６１と大径部６２とからなる中空部の軸方向寸法Ｔ１は、両側の雌ねじ部６３の軸方向寸法Ｔ２を足し合わせた寸法よりも長く設定されている。これにより、雌ねじ部６３が短いことでボルト１９の締結作業が容易となると共に、中空部が長いことでディスタンスカラー６０の軽量化を図ることができる。

また、ディスタンスカラー６０の雌ねじ部６３にボルト１９の雄ねじ部５２が螺合される深さ寸法は、ボールベアリング８２の厚み分だけ、車幅方向右側の深さ寸法Ｔ３より車幅方向左側の深さ寸法Ｔ４の方が長くなっている。これは、後輪ＷＲの車幅方向左側にエンジンＥの駆動力を伝達するドライブチェーン２２が巻きかけられるドリブンスプロケット２６が配設されていることに対応し、ドライブチェーン２２による車体前方側への引張荷重がかかる車幅方向左側の支持剛性を高めて、支持剛性の最適化を図るためである。さらに、左右のボルト１９を共通部品とし、ディスタンスカラー６０の両端部を対称形状とすることで部品の誤組を防止しながら、車幅方向右側にのみボールベアリング８２を配設することで車幅方向左右の支持剛性を異ならせることを可能としている。

なお、ピボットプレートや貫通孔の形状や構造、スイングアームの形状や構造、ディスタンスカラーやボルトの形状や寸法、雌ねじ部や中空部の形状や寸法、各種軸受およびカラーの形状や寸法等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るスイングアームピボット構造は、自動二輪車に限られず、スイングアームを有する３輪車等に適用することが可能である。

１…自動二輪車（鞍乗型車両）、１９…ボルト（ピボット）、２０…ピボットプレート、２２…ドライブチェーン、２３…スイングアーム、２３ａ…前端部、２３ｃ…貫通孔、２４…車軸、２５…ホイール、２６…ドリブンスプロケット、２３ｄ…アーム部、４５…貫通孔、６０…ディスタンスカラー、６１…係合部（中空部）、６２…大径部（中空部）、６３…雌ねじ部、８２…ボールベアリング（軸受）、Ｔ１…中空部の軸方向寸法、Ｔ２…雌ねじ部の軸方向寸法、Ｔ３…車幅方向右側の螺合深さ寸法、Ｔ４…車幅方向左側の螺合深さ寸法、ＷＲ…後輪

Claims (5)

1. 車体フレーム（４）と、後輪（ＷＲ）を回転可能に軸支するスイングアーム（２３）と、前記車体フレーム（４）の後部で前記スイングアーム（２３）を揺動自在に軸支する左右一対のピボットプレート（２０）とを有する鞍乗型車両（１）に適用されるスイングアームピボット構造において、
   前記スイングアーム（２３）の前端部（２３ａ）に車幅方向に指向する貫通孔（２３ｃ）が形成されており、
   前記貫通孔（２３ｃ）に挿入されるディスタンスカラー（６０）を備え、
   前記ピボットプレート（２０）の車幅方向外側から挿入される一対のボルト（１９）が、前記ディスタンスカラー（６０）の両端部にそれぞれ締結されることによって、前記スイングアーム（２３）が前記ピボットプレート（２０）に軸支されることを特徴とするスイングアームピボット構造。
2. 前記ディスタンスカラー（６０）の両端部の内周面に、前記ボルト（１９）が螺合される雌ねじ部（６３）が設けられており、
   前記ディスタンスカラー（６０）の中央部に、前記両端部の雌ねじ部（６３）に連なる中空部（６１，６２）が形成されており、
   前記中空部（６１，６２）の軸方向寸法（Ｔ１）が、前記両端部の雌ねじ部（６３）の軸方向寸法（Ｔ２）を足し合わせた寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載のスイングアームピボット構造。
3. 前記後輪（ＷＲ）の車幅方向左側に、エンジン（Ｅ）の駆動力を伝達するドライブチェーン（２２）が巻きかけられるドリブンスプロケット（２６）が配設されており、
   前記雌ねじ部（６３）に前記ボルト（１９）が螺合される深さ寸法は、車幅方向右側の深さ寸法（Ｔ３）より車幅方向左側の深さ寸法（Ｔ４）の方が長いことを特徴とする請求項２に記載のスイングアームピボット構造。
4. 前記一対のボルト（１９）が互いに共通部品であり、
   前記ディスタンスカラー（６０）の両端部が対称形状とされており、
   前記ディスタンスカラー（６０）の車幅方向右側の端部に当接する軸受（８２）を設けることにより、前記雌ねじ部（６３）に前記ボルト（３６）が螺合される深さ寸法（Ｔ３，Ｔ４）を左右で異ならせることを特徴とする請求項３に記載のスイングアームピボット構造。
5. 前記中空部（６１，６２）が、前記ディスタンスカラー（６０）の中央に位置する多角形状の係合部（６１）と、該係合部（６１）の両端に位置する円形断面の大径部（６２）とからなることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のスイングアームピボット構造。

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