JP2897167B2 - 自動二輪車のリヤアーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動二輪車のリヤアームに関し、特に荷重の
作用状態（曲げモーメント分布）に応じた適切な曲げ剛
性分布を有するとともに、溶接ビードによる応力集中，
軟化部等がなく、強度上の信頼性を向上できるようにし
たリヤアームに関する。

〔従来の技術〕

自動二輪車のリヤアームは、その前端部が車体フレー
ムに枢支され、後端部に後輪が軸支され、その中程に後
輪懸架装置のリンク機構が接続されるのが一般的であ
る。従って、自動二輪車のリヤアームは荷重の作用状態
から見ると、両端が支持され、その中程に集中荷重が作
用した梁になっており、従って曲げモーメントは上記リ
ンク機構接続部分で最大となり、前，後端側ほど直線的
に小さくなっている。従ってリヤアームは、曲げ剛性が
上記リンク機構接続部分で最大となり、その前，後端側
ほど小さくなる断面形状、つまり前，後端側ほど小さい
断面積（断面係数）を有する形状のものが、強度上，及
び重量軽減上合理的である。

上記要請に応えられるリヤアームとして、従来例え
ば、鋳造製テーパ角管からなるものがある。これは、横
断面角形で、かつ前，後端側ほど断面高さが小さくなっ
ており、曲げ剛性の面から見れば合理的である。しかし
鋳造製の場合、鋳造技術上、肉厚がある程度厚くなり、
重量軽減効果が阻害される問題がある。

そこで溶接製のリヤアームとして、例えば特開昭57-1
1778号公報の第８図,9図に記載されているように、角パ
イプの一部を切り欠き、残りを溶接接続することにより
製造したものがある。この公報のリヤアームは、後端側
ほど断面高さが低くなっていることから上述の荷重分布
に応じた曲げ剛性分布を有しており、かつ肉厚は通常の
押し出し管と同一であるから鋳造管のような重量増加の
問題もない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記公報記載のリヤアームは、溶接構造
であるから、溶接ビード部の応力集中，溶接熱による材
料軟化の発生が避けられず、クラックが発生し易い等、
強度上の信頼性に劣る問題がある。また溶接ビードの分
だけ重量が増加する問題、及び比較的熟練を要する溶接
作業が必要な分だけ生産性が低い問題もある。

本発明は上記従来の問題点を解消するためになされた
もので、溶接の必要がなく、従って溶接ビードによる応
力集中，材料軟化の問題がなく、その結果強度上の信頼
性を向上できる自動二輪車のリヤアームを提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、左，右一対のアーム本体18,18の前端に車
体フレームに枢支されるピボット部19を、後端に後車軸
を支持するエンドピース21をそれぞれ溶着すると共に、
前端よりの中間部内壁に左，右のアーム本体18,18を接
続する連結部材20を溶着し、該連結部材24の車幅方向中
央に後輪懸架装置17の支持部20aを形成した自動二輪車
のリヤアーム16において、上記アーム本体18を、丸パイ
プを塑性加工により横断面長方形状に成形すると共に、
上記支持部20aの車幅方向側方に位置する中間部の横断
面の高さ及び幅を最大にし、該中間部から前方及び後方
に向かって横断面の高さ及び幅を順次小さくしてなり、
側面視及び平面視で先細のテーパ状のものとしたことを
特徴としている。

ここで本発明のテーパ角管は、例えば以下の方法で製
造できる。即ち、丸パイプを回転させながら軸直角方向
に打撃部材で打撃し、かつ該打撃部材の突出量を徐々に
変化させる、いわゆるロータリースウェージ加工によっ
て前，後端側ほど小径の両テーパ丸パイプに成形し、さ
らに該パイプの外面に所望形状の外型を配置し、この状
態で該パイプに高圧の作動油を供給して外型に応じた形
状に成形することによって製造できる。

〔作用〕

本発明に係る自動二輪車のリヤアームによれば、アー
ム本体を、支持部の車幅方向側方に位置する中間部の横
断面の高さ及び幅を最大にし、これから前方及び後方に
向かって横断面の高さ及び幅を順次小さくして側面視及
び上面視で先細のテーパ状に形成したので、アーム本体
の縦荷重による曲げモーメントが最大となる支持部の車
幅方向側方に最大断面が形成されることとなり、アーム
本体を縦荷重の分布に対応した断面形状にすることがで
き、強度上合理的であり、また鋳造製の場合のような重
量増加の問題もなく、リアアームの軽量化を図ることが
できる。

また、本発明のテーパ角管は、例えば丸パイプ等の素
管を角形のテーパ状に圧縮成形した構造のものであり、
上述の角パイプを切り欠いた後溶接する場合のような溶
接作業は不要である。従って溶接ビードによる応力集
中，材料軟化の問題が生じることはなく、強度上の信頼
性を向上できるとともに、生産性を改善できる。また強
度上の信頼性が高い分だけ薄肉化を図ることができる点
及び溶接ビードがない点から、上記公報記載のものより
さらに軽量化できる。

また、支持部の車幅方向側方において、アーム本体は
幅が最も大きい長方形状となっているので、この断面の
外側縦壁は外方に十分に張り出し、断面二次極モーメン
トを大きくしてリヤアームの捩じり剛性を増大すること
ができる。

しかも、アーム本体は上記最大断面から前方に向かっ
て先細のテーパ状となっているので、連結部材の前部縦
壁とこの前側にあるアーム本体の内壁とで形成される上
面視コ字状の空間が縮小されることがなく、その結果、
後輪懸架装置の緩衝器やリンク機構の配設スペースを上
記空間内に確保できる。

また、アーム本体は丸パイプから塑性加工で形成され
るので、鋳造製のように重量の増大や、角パイプを溶接
して形成するもののように溶接ビードへの応力集中等に
よる強度低下を招くことがなく、また塑性加工は一般に
加工時間が短縮されるので、生産性を向上することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第６図は本発明の一実施例による自動二
輪車のリヤアームを説明するための図である。

図において、１は本実施例リヤアームが採用された自
動二輪車であり、これの車体フレーム２は、ヘッドパイ
プ３に左，右一対のメインパイプ４の前端を溶接接続
し、該各メインパイプ４の後端にリヤアームブラケット
５を溶接接続するとともに、該左，右のブラケット５同
士をクロスパイプ5aで接続し、さらにメインパイプ４の
前端部にエンジン懸架用ダウンチューブ5bを固定した構
造となっている。ここで上記メインパイプ４は、後述の
リヤアームと同様の製法で製造されたテーパ角管を用い
て構成されている。そしてこのメインパイプ４は、アル
ミニューム合金又は鉄製の横断面縦長の長方形状のもの
で、その断面高さはヘッドパイプ３に接続された前端部
が最大で、ここからリヤアームブラケット５に接続され
た後端部側ほど小さくなっており、またその肉厚は後端
側ほど厚くなっている。

上記ヘッドパイプ３には、下端で前輪６を軸支する前
フォーク７の操向軸7aが軸支されており、該前フォーク
７の上端には操向ハンドル８が固定されている。また上
記車体フレーム２の中央部には、ダウンチューブ5b,リ
ヤアームブラケット５により、エンジンユニット９が懸
架支持されている。このエンジンユニット９は水冷式２
サイクル単気筒型のもので、シリンダボディの前壁には
排気管10が接続され、後壁には気化器11が接続されてお
り、該気化器11及びこれに接続されたエアクリーナ12は
上記左，右のメインパイプ4,4間に位置している。な
お、13は燃料タンク、13aはシート、14はラジエータで
あり、燃料タンク13はシート荷重に耐え得る構造になっ
ている。

また、上記リヤアームブラケット５には、後端で後輪
15を軸支するリヤアーム16が上下に揺動自在に枢支され
ており、このリヤアーム16と車体フレーム２との間に
は、リンク機構17aと緩衝器17bとからなる後輪懸架装置
17が配置されている。

上記リヤアーム16は、左，右一対のアーム本体18,18
を連結パイプ20で接続するとともに、該各アーム本体18
の前端にアルミニューム合金製鋳造品で、上記リヤアー
ムブラケット５に枢支されるピボット19を溶接固定し、
後端にアルミニューム合金製鋳造品で、車軸を支持する
エンドピース21を溶接固定して構成されている。上記連
結パイプ20はアルミニューム合金の押し出し成形品であ
り、横断面長方形筒状の本体の前，後壁に補強ブラケッ
ト20c,20dが固定されており、これらの左，右両端部が
上記アーム本体18の内壁に溶接されている。またこの連
結パイプ20の車幅方向中央下面には上記後輪懸架装置17
のリンク機構17aを軸支するリンク支持部20aが一体形成
されている。

そして上記アーム本体18は、上記連結パイプ20の接続
部から後方に延びる後アーム18aと、前方に延びる前ア
ーム18bとからなるテーパ角管で構成されている。この
テーパ角管は、アルミニューム合金または鉄製の押し出
し成形材である丸パイプを、横断面縦長の長方形状で、
かつ上記後アーム18aの後端側ほど，及び前アーム18bの
前側ほどその断面高さ及び断面幅が小さくなるテーパ状
に圧縮成形してなるものである。またこのアーム本体18
の上，下壁18c,18cは平坦になっているのに対し、左，
右側壁18d,18dは外方に膨らむように湾曲している。さ
らにまた後アーム18aの上，下壁18c及び左，右側壁18d
の肉厚は、連結パイプ接続部のt1から後端のt2まで徐々
に厚くなっており、かつ後端部18eは平面視斜めにカッ
トされている。これにより上記エンドピース21との溶接
部分の肉厚の急激な変化を緩和するとともに溶接代を長
くしている。また前アーム18bにおいても連結パイプ接
続部から前側ほど厚肉になっており、かつ前端部18fは
溶接代を確保するために斜めにカットされている。

次に上記アーム本体18の製造方法について第６図を参
照しながら説明する。

軸方向に同一直径の通常の押し出し成形品（アルミニ
ューム合金又は鉄製）である丸パイプ28aを準備して所
定長さに切断し、これを軸方向外方ほど小径の両テーパ
丸管28bにロータリスウェージ加工法で成形する（第５
図（ａ），（ｂ））。このロータリースウェージ法は、
上記丸パイプ28aに、これを軸方向に移動させながら打
撃爪29cによって軸直角方向に打撃力を与え、かつ上記
打撃爪29cの突出量を徐々に大きくする方法である。こ
の方法によれば、その直径が小さくなるほど厚肉とな
り、従って上記テーパ丸管28bの肉厚は、中央のt1から
端部のt2に徐々に厚くなっている。

なお。上記両テーパ丸管の製造に当たっては、丸パイ
プ28a内に、直径を軸方向に変化させてなる内型を挿入
し、該丸パイプ28aを回転させ、外表面にローラを押し
付けながら軸方向に移動させるスピニング加工、いわゆ
るへら絞り加工を採用することもできる。この加工法に
よると、肉厚を軸方向において任意に変化させることが
できる。

上記両テーパ丸管28bに恒熱炉で例えば460℃に1.5時
間保持する焼鈍処理を施して、上記打撃による残留歪を
除去する。

そして上記両テーパ丸管28bを所望の横断面角形に圧
縮成形するのであるが、まず例えば側壁のみが平坦化さ
れた予備角形状を有する外型29aを上記両テーパ丸管28b
外面に当接させた状態で該テーパ丸管ｂ内に高圧の作動
油を供給して内方から加圧する予備角出し成形を行って
予備テーパ角管28cを作成する。次いで最終角形状を有
する外型29bを外面に配設し、この状態で高圧作動油を
供給して内側から加圧する最終角出し成形を行って最終
テーパ角管28dを作成する。なお、上記外型29a,29bは、
テーパ角管の側壁が外方に膨らむ湾曲形状になるよう
に、該型自体も外方に湾曲した形状にするのが望まし
い。

最後に上記テーパ角管を所定長さ，形状に切断すれ
ば、これにより上記後アーム18a,前アーム18bからなる
アーム本体18が得られる。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例ではリヤアーム16を横断面縦長の角形で、か
つリンク支持部20aを中心としてその前，後方ほど断面
高さ及び断面幅の小さいテーパ角管としたので、荷重分
布（曲げモーメント分布）に応じた曲げ剛性分布を有す
ることとなり、合理的な断面形状とすることができる。
そしてこのアーム本体18を、丸パイプを圧縮成形してな
るテーパ角管で構成したので、従来の鋳造製のものに比
較して肉厚が薄くて済み、それだけ重量を軽減できる。

また、上述のように、本実施例のアーム本体18は丸パ
イプの圧縮成形品であるから、角パイプの一部を切欠除
去して溶接した従来例のような溶接ビードによる応力集
中，材料軟化の問題が生じることはなく、強度上の信頼
性を向上できる。また信頼性が高い分だけ肉厚をさらに
薄くすることもできる点及び溶接ビードがない点から軽
量化できる。さらに溶接作業を不要にした分だけ生産性
を向上できる。

また、本実施例のアーム本体18は、肉厚がリンク支持
部20aから前端及び後端にかけて徐々に増加しているの
で、ピボット19,エンドピース21との溶接部の肉厚変化
が緩和され、溶接の信頼性を向上できる。またこの後端
部の肉厚が厚いことから該部分の溶接代の短いことによ
る強度低下を補うことができる。

さらにまた、本実施例では、アーム本体18の断面形状
を、側壁18dが外方に膨らんだ湾曲形状としたので、剛
性が向上するとともに、騒音の発生を軽減でき、さらに
側壁にバフ加工を施す場合に有利である。ちなみに本発
明者等の実験研究によれば、上記アーム本体18を側壁が
内方に凹んだ形状にすると、表面に短線状の傷が発生し
たり、肉厚が偏在したり、さらには上記凹み形状の管理
が困難で、デザイン上の自由度が低くなることが判明し
ている。

また本発明のテーパ角管は、他の部品にも応用するこ
とができ、例えば上記実施例で説明したように、メイン
パイプ４に応用してもよい。ちなみにこのメインパイプ
４は、従来、板金加工された横断面コ字状の左，右一対
のプレートを最中状に突き合わせて溶接していたが、本
発明のテーパ角管を採用すれば、溶接が不要になり、上
記実施例の場合と同様の効果が得られる。

特に、上記メインパイプ４は断面高さが相当大きいこ
とから、そのままでは側壁が微少振動し、騒音が発生す
る懸念があるが、上述の実施例のように側壁を外方に膨
らませることによってこれを回避できる。また、上記メ
インパイプ４の後端部は断面高さが小さいことから溶接
代が短くなるが、該部分は肉厚が厚くなるのでリヤアー
ムブラケット５との溶接の信頼性が損なわれることはな
い。一方、前端部については薄肉となるが、溶接代が長
いので、この部分でも溶接の信頼性を確保できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る自動二輪車のリヤアーム
によれば、アーム本体を、中間部の横断面の高さ及び幅
を最大にし、これから前方及び後方に向かって横断面の
高さ及び幅を順次小さくして側面視及び上面視で先細の
テーパ状に形成したので、アーム本体の縦荷重による曲
げモーメントが最大となる支持部の車幅方向側方に最大
断面が形成されることとなり、アーム本体を縦荷重の分
布に対応した断面形状にすることができ、強度上合理的
であり、またリアアームを軽量化できる効果がある。

また支持部の車幅方向側方において、アーム本体は幅
が最も大きい長方形状となるので、この断面の外側縦壁
は外方に十分に張り出し、断面二次極モーメントを大き
くしてリヤアームの捩じり剛性を増大することができ、
さらにアーム本体はこの最大断面から前方に向かって先
細のテーパ状なので、連結部材の前部縦壁とこの前側に
あるアーム本体の内壁とで形成される上面視コ字状の空
間が縮小されることがないため、後輪懸架装置の緩衝器
やリンク機構をこの空間に配設することが妨げられるこ
ともない。

さらにまた、アーム本体は丸パイプから塑性加工で形
成されるので、鋳造製のように重量の増大や、角パイプ
を溶接して形成するもののように溶接ビードの応力集中
等による強度低下を招くことがなく、また塑性加工は一
般に加工時間が短縮されるので、生産性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例によるリヤアー
ムを説明するための図であり、第１図はその平面図、第
２図はその側面図、第３図は第１図のIII-III線断面
図、第４図は第２図のIV-IV線断面図、第５図は該実施
例リヤアームが採用された自動二輪車の左側面図、第６
図（ａ）ないし第６図（ｄ）はその製造過程を示す工程
図である。 図において、１は自動二輪車、２は車体フレーム、15は
後輪、16はリヤアーム、17は後輪懸架装置、18はアーム
本体、20は連結パイプ（連結部材）、21はエンドピース
（後端部）、23はピボット部（前端部）、28aは丸パイ
プ（筒状の素管）、28dはテーパ角管である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 範久 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動 機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−11778（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−8185（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−3391（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62K 25/10 B62K 11/10 - 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左，右一対のアーム本体の前端に車体フレ
   ームに枢支されるピボット部を、後端に後車軸を支持す
   るエンドピースをそれぞれ溶着すると共に、前端寄りの
   中間部内壁に左，右一対のアーム本体を接続する連結部
   材を溶着し、該連結部材の車幅方向中央に後輪懸架装置
   の支持部を形成した自動二輪車のリヤアームにおいて、
   上記アーム本体を、丸パイプを塑性加工により横断面長
   方形状に成形すると共に、上記支持部の車幅方向側方に
   位置する中間部の横断面の高さ及び幅を最大にし、該中
   間部から前方及び後方に向かって横断面の高さ及び幅を
   順次小さくしてなり、側面視及び平面視で先細のテーパ
   状のものとしたことを特徴とする自動二輪車のリヤアー
   ム。