JP2937343B2 - 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、強度上の信頼性の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
輪懸架装置を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は合理的である。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−
11778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
の押じ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。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は左，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
部内壁に該左，右のアーム本体同士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後方に向か
って順次断面の高さが小さくかつ肉厚が厚くなる横断面
長方形状のテーパ角管に成形し、該テーパ角管の左，右
縦壁の上記中間部より前記に前端に向かって拡開する三
角形状の切欠を形成し、これを閉塞させた後溶着してな
り、前記中間部に最大の断面高さを有し、該中間部から
前方及び後方に向かって側面視先細のテーパ状となって
いるものとし、該最大の断面高さを有する中間部の内壁
に上記連結部材が溶着している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
て端部側程小径のテーパ丸パイプに形成し、さらに該丸
パイプ内に所定形状の内型を挿入した状態で外方から外
型で加圧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
ム本体の中間部から前端に向かって拡開する三角形状の
切欠を縦壁に形成し、これを閉塞溶着して中間部に最大
高さの断面に形成したもので、アーム本体に作用する曲
げモーメントが最大となる後輪懸架装置の支持部の車幅
方向側方部分に最大断面が形成されこととなり、アーム
本体を縦荷重の分布に対応した断面形状にとすることが
でき、強度上合理的であり、鋳造製の場合のような重量
増加の問題はなく、リヤアームの軽量化を図ることがで
きる。

また、アーム本体を後方ほど肉厚としたので、後端に
溶着されるブロック状のエンドピースとの溶着個所にお
ける肉厚の急激な変化を緩和でき、リヤアームの強度を
増大することができる。

また、アーム本体のうち、縦壁に形成した三角形状の
切欠を閉塞後溶着して形成されるのは、支持部の車幅方
向側方より前方の比較的短い部分だけであり、支持部よ
り後方の長い部分は丸パイプの塑性加工で形成される。
従って、鋳造製のような重量の増大や、角パイプの全長
を溶接して形成するもののような溶接ビートへの応力集
中等による強度低下を招くことはない。また、塑性加工
は一般に加工時間が短縮させるので生産性を向上でき、
縦壁の三角形状の切欠は厚肉でない部分に形成するよう
にしており加工を容易にできる。

〔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５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り、第１図は
該リヤアームを備えた自動二輪車の側面図、第２図，第
３図はリヤアームの平面図，側面図、第４図，第５図は
リヤアームの製造工程を示す図である。

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
造のなっている。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21が上下に揺動自在に枢支され
ており、このリヤアーム21と車体フレーム２との間に
は、リンク機構17aと緩衝器17bからなる後輪懸架装置17
が配置されている。

そして上記リヤアーム21は、前，後アーム部22b,22a
からなる左，右一対のアーム本体22,22を連結パイプ24
で連続するとともに、該各アーム本体22の前端にリヤア
ームブラケット５に軸支されるピボット部23を、後端に
車軸を支持するエンドピース20をそれぞれ溶接固定して
構成されている。

また上記左，右のアーム本体22同士を連結する連結パ
イプ24は、アルミニューム押し出し成形品からなる横断
面長方形筒状のもので、そ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24aが一体形成されている。なお、23a,24bは補強ブラ
ケットである。

上記アーム本体22は、アルミニューム合金又は鉄製の
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、上記連結パイプ24の接続部の断面高さが最大でこ
こから前側ほど及び後側ほど断面高さが小さくなったテ
ーパ角管となっている。

また上記後アーム部22aはその上，下壁22cは平坦にな
っているの対し、左，右側壁22dは外方に少し膨らむよ
うに湾曲している。さらにまた上記後アーム部22aの
上，下壁22c及び左，右側壁22dの肉厚は、前端のt1から
後端のt2まで徐々に厚くなっており、かつ後端部22e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20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。

次に上記アーム本体22のの製造方法について第４図，
第５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、これを軸方向後方ほど小径のテーパ
丸管28bにロータリスウェージ加工法で成形する（第４
図（ａ））。なお、このロータリスウェージ法は、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2
9cによって軸直角方向に打撃力を与え、かつ上記打撃爪
29cを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28は、中央部のt1から端部のt2に端部
側ほど厚肉となっている。

なお、上記テーパ丸管の作成に当たっては、軸方向に
沿って直径を所望大きさに変化させてなる内型を上記丸
パイプ内に挿入し、この形態で回転させ、これにローラ
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したもよい。この方法によ
れば、肉厚を軸方向に沿って任意に変化させることがで
きる。

上記テーパ丸管28bを恒熱炉で例えば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。

そして上記テーパ丸管28cを所望の横断面角形に圧
縮成形するものであるが、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内型29aを上記テーパ丸管28c
内に挿入し、外方から外型29dで加圧する予備角出し成
形を行って予備テーパ角管28dを作成する。次いで最終
角形状を有する内型29dを挿入して外方から外型29eで加
圧する最終角出し成形を行って最終テーパ角管28eを作
成する。なお、上記内型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。この場合型抜が不
能にならないように、該内型29a,29bの湾曲形状の曲率
半径は、テーパ角管の全長に渡って同一又は小径側ほど
大きくする必要がある。

次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22のテーパ角管22′が得ら
れる。

そして第５図に示すように、上記テーパ角管22′の
前アーム22b相当部分に切欠22c′を形成し、この切欠22
c′が閉塞するように圧縮し、当接線に沿って溶接す
る。

そして最後に上記左，右のアーム本体22同士を、ア
ルミニューム押し出し成形品からなる連結パイプ24で連
結固定し、さらに該左，右のアーム本体22の前端にピボ
ット部23を、後端にエンドピース20をそれぞれ溶接固定
する。

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本体22を横断面縦長を角形
で、かつリンク支持部24a側方の中間部を最大断面高さ
とし、該中間部を中心としてその前側ほど及び後側ほど
断面高さの低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
のリヤアーム本体22を、丸パイプを圧縮形成してなるテ
ーパ角管22′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、本実施例の後アーム部22aにつ
いては、丸パイプの圧縮成形品としたので、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、本実施例の後アーム部22aについては、肉厚が
前端から後端にかけて徐々に増加しているので、エンド
ピース20との溶接部を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、横断面形状を、側壁22d
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、上記側壁を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22′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、本発明のテーパ角素管22′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、そのままは側壁が微小振動し、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。

さらにまた本実施例では、アーム本体22の後アーム部
22a及び前アーム部22bの両方のテーパ角素管を利用して
構成したので、例えば前アーム部を鋳物製とした場合に
比較して鋳物部分が少なくなり、軽量化できる。

〔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、最大断面高さを有する中間部
から前側ほど及び後側ほど先細のテーパ角管で構成した
ので、アーム本体に作用する曲げモーメントが最大とな
る後輪懸架装置の支持部の車幅方向側方部分に最大断面
が形成されることとなり、アーム本体を縦荷重に分布に
対応した断面形状にとすることができ、強度上合理的で
あり、リヤアームの軽量化を図ることかできる効果があ
る。

また、アーム本体を後方ほど肉厚としたので、後端に
溶着されるブロック状のエンドピースとの溶着個所にお
ける肉厚の急激な変化を緩和でき、リヤアームの強度を
増大できる効果がある。

さらにまた、アーム本体のうち、縦壁に形成した三角
形状の切欠を閉塞後溶着して形成されるのは、支持部の
車幅方向側より前側の比較的短い部分だけであり、支持
部よりなる後側の長い部分は丸パイプの塑性加工で形成
され、従って、鋳造製のような重量の増大や、角パイプ
の全長を溶接して形成するもののような溶接ビードへの
応力集中等による強度低下を招くことはない。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
でき、縦壁の三角形状の切欠は肉厚でない部分に形成す
るようにしており加工を容易にできる効果がある。

【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自動二輪
車のリヤアームを説明するための図であり、第１図は該
リヤアームを備えた自動二輪車の側面図、第２図，第３
図はそれぞれリヤアームの平面図，側面図、第４図は第
３図のIV−IV線断面図、第５図，第６図はそれぞれリヤ
アームの製造工程を示す図である。 図において、１は自動二輪車、２は車体フレーム、17は
後輪懸架装置、20はエンドピース、21はリヤアーム、22
はアーム本体、23はピボット部、24は連結部材、24aは
後輪懸架装置の支持部、22′はテーパ角管、22c′は切
欠である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−9061（ＪＰ，Ａ) 実願 昭61−102359号（実開 昭62− 3391号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) 実願 昭60−95390号（実開 昭62− 3391号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ)

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
   間部内壁に該左，右のアーム本体同士を接続する連結部
   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後方に向
   かって順次断面の高さが小さくかつ肉厚が厚くなる横断
   面長方形状のテーパ角管に成形し、該テーパ角管の左，
   右縦壁の上記中間部より前部に前端に向かって拡開する
   三角形状の切欠を形成し、これを閉塞させた後溶着して
   なり、上記中間部に最大の断面高さを有し、該中間部か
   ら前方及び後方に向かって側面視先細のテーパ状となっ
   ているものとし、該最大の断面高さを有する中間部の内
   壁に上記連結部材が溶着していることを特徴とする自動
   二輪車のリヤアーム。