JP3676745B2

JP3676745B2 - 自動２輪車のスイングアーム支持構造

Info

Publication number: JP3676745B2
Application number: JP2002058724A
Authority: JP
Inventors: 芳男渡辺
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: JP2003252275A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動２輪車における後車輪を支持するスイングアームを、車体フレームに対して回動自在に支持する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、自動２輪車の車体フレーム１は、前車輪を回動自在に支持するヘッドパイプ（図示せず）を前端に有するメインフレーム２の後端に、左右一対のスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂ（一方のみ図示）が設けられ、このスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂにシートレール４が連結された構成になっている。一対のスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂ間に、後車輪（図示せず）を支持するスイングアーム７の前端部が、ピボット軸８を介して架け渡されて、回動自在に支持され、後車輪からの衝撃を、車体フレーム１とスイングアーム７との間に架け渡されたショクアブソーバ（図示せず）により吸収するようになっている。前記車体フレーム１には、エンジンＥがボルト（一部のみ図示）Ｂにより取り付けられている。
【０００３】
エンジンＥのクランクケース９は上下２つ割りになっており、ケースアッパ１０とケースロワ１１とを有する。クランクシャフト１２と変速機１３の入力軸１４および出力軸１７は、ケースアッパ１０とケースロワ１１の各々の突き合わせ面（クランクケース９の分割面）の間に軸受（図示せず）を介して支持されている。このエンジンＥは、クランクシャフト１２、入力軸１４および出力軸１７の３軸をクランクケース９の分割面上に並列配置できることから、構造がシンプルとなって組立性、整備性および加工精度が共に良く、しかも、軽量化に有利であることから、広く採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動２輪車の全体性能の設計上（又は自由度を得るために）、前後車輪間の距離であるホイールベースを短くしたいという要求が生じることがある。重量バランス等の主たる性能要素を変動させないでホイールベースを短くするために、後車輪を支持するスイングアーム７を極力前方側に寄せて配置するか、またはエンジンＥ全体の前後方向の長さを短くすることにより、後車輪の位置を前方側に寄せることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、図５に示すように、スイングアーム７を支持するピボット軸８は、クランクケース９の後方側に配置されて、その両端部が左右一対のスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂに取り付けられた１本物であることから、このピボット軸８に支持されるスイングアーム７の前端部をクランクケース９よりも前側に寄せることができない。しかも、上述のクランクケース９の分割面上に３軸を並列配置するエンジンＥは、車体前後方向の全体長さが長くなるので、その長くなった分だけピボット軸８、つまりスイングアーム７と後車輪の位置が後退してしまう。
【０００６】
一方、エンジンＥ全体の前後方向の長さを短くするためには、クランクシャフト１２と入力軸１４との間隔または入力軸１４と出力軸１７との間隔を短く設定することが考えられる。ところが、前者の手段を採用する場合には、クラッチ１８（図４）の径が小さくなることから、クラッチ板１９の枚数が増えてエンジンＥ全体の左右方向の幅が大きくなる。後者の手段を採用する場合には、変速機１３におけるギャの伝達力が増大するから、ギャの歯幅を大きく設定する必要があり、その結果、エンジンＥ全体の左右方向の幅が大きくなるとともにエンジンＥの質量も増大する。
【０００７】
また、エンジンＥ全体の前後方向の長さを短くする別の手段としては、上述の３軸をクランクケースの９の分割面上に配置する構造に代えて、入力軸１４または出力軸１７をクランクケース９とは別のハウジングで支持することによって、出力軸１７を前方側に寄せて配置することも考えられるが、その場合には、構造が複雑となり、ハウジングおよびそれを取り付けるボルトなどが必要となって質量が増大する。
【０００８】
そこで本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、エンジン後方のスイングアームをエンジン側に寄せてホイールベースを短くすることが可能な自動２輪車のスイングアーム支持構造を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明の自動２輪車のスイングアーム支持構造は、スイングアームを回動自在に支持する左右一対のピボット軸を有し、前記両ピボット軸のそれぞれが、車体フレームの左右のスイングアーム支持部とエンジンのクランクケースの側部とで支持され、前記クランクケースの後部に、前記クランクケースを左右に貫通する支持シャフトが取り付けられ、前記支持シャフトの両端部に設けられたねじ孔に前記ピボット軸の内端部がねじ込まれている。
【００１０】
この構成によれば、既存の１本のピボット軸に代えて、左右一対に２分割したピボット軸を、車体フレームの左右のスイングアーム支持部とクランクケースの側部との間に架け渡すので、ピボット軸が、従来の配設位置であるクランクケースの後方位置から側部位置まで前進した配置となり、その分だけスイングアームで支持する後車輪を前方側に寄せて配置できる。したがって、前後車輪間の距離（ホイールベース）を短くすることができる。しかも、左右一対のピボット軸は、クランクケースの側部に支持されるので、１本物のピボット軸をクランクケース内に貫通させる場合と異なり、クランクケース内の出力軸や出力ギャと干渉することがない。また、スイングアームを支持する一対のピボット軸がエンジンを車体フレームに支持するエンジンマウントボルトとしても機能するので、その分だけエンジンマウントボルトの数を少なくすることができる。
【００１１】
さらに、前記クランクケースの後部に、前記クランクケースを左右に貫通する支持シャフトが取り付けられ、前記支持シャフトの両端部に設けられたねじ孔に前記ピボット軸の内端部がねじ込まれているから、通常、ピボット軸は鉄系で、クランクケースはアルミニウム合金であるが、左右一対のピボット軸は、クランクケースに直接取り付けずに、クランクケースに取り付けた支持シャフトに支持させるので、支持シャフトを、例えば鉄系とすることにより、スイングアームを一対のピボット軸および支持シャフトを介してクランクケースに強固に支持させることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい実施形態では、前記ピボット軸に回動自在に支持されたスイングアーム基部が、前記クランクケース内の後部の出力ギャのうち、少なくとも最大径のギャに対して、左右方向から見て、オーバーラップする位置に配置されている。これにより、ピボット軸、つまりスイングアームを、一層前方寄りに配置することができる。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記支持シャフトが、前記クランクケースに設けた嵌合孔に嵌合する嵌合部と前記ピボット軸がねじ込まれるねじ孔とが偏心しており、２つ以上の異なる回転方向位置で、前記嵌合部の外側から前記嵌合部に形成されたねじ孔に固定ボルトがねじ込まれて前記クランクケースに固定可能に設定されている。これにより、支持シャフトをクランクケースの嵌合孔に対して回転させれば、嵌合部に対し偏心しているねじ孔の車体前後方向の位置、つまりねじ孔にねじ込まれた一対のピボット軸を介して支持されるスイングアームの位置を、車体前後方向に変位させて調整することができる。
【００１４】
本発明において、前記支持シャフトは、上下２つ割りの前記クランクケースの分割面上に配置されていることが好ましい。これにより、支持シャフトは、クランクケース、変速機の入力軸および出力軸と共に並列配置してクランクケースに容易に取り付けることができ、良好な組立性を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。
図ｌは本発明の一実施形態に係る自動２輪車のスイングアーム支持構造を示す側面図であり、同図において、図５と同一若しくは相当するものには同一の符号を付してある。自動２輪車の車体フレーム１は、前車輪のステアリングシャフトを回動自在に支持するヘッドパイプ（図示せず）から左右に向けて後方へ延びるメインフレーム２と、このメインフレーム２の後端に例えば溶接で設けた左右一対のスイングアームブラケット（スイングアーム支持部）３Ａ，３Ｂと、このスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂに連結されたシートレール４などにより構成されている。スイングアーム７は、左右一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂ（一方のみ図示）によって、左右一対のスイングアームブラケット３Ａ，３ＢとエンジンＥのクランクケース９の側部との間に回動自在に支持されており、これの詳細については後述する。
【００１６】
前記クランクケース９は上下２分割されたケースアッパ１０とケースロワ１１とを有しており、ケースアッパ１０にシリンダ２１が連結され、シリンダ２１にシリンダヘッド２２が連結され、シリンダヘッド２２の上部がヘッドカバー２３により覆われている。前記クランクシャフト１２と変速機１３の入力軸１４および出力軸１７は、ケースアッパ１０とケースロワ１１の各々の突き合わせ面（分割面）の間に配置された軸受（図示せず）を介して支持されている。
【００１７】
図２はクランクケース９のケースアッパ１０とケースロワ１１との突き合わせ面に沿って切断した横断面図であり、同図において、クランクシャフト１２のドライブギャ２４は、変速機１３の入力軸１４に平ベアリング２７を介して回転自在に保持されたクラッチギャ２５に噛み合っている。これにより、クラッチギャ２５は、エンジンＥが駆動しているときにはクラッチ１８の接続・断続にかかわらずクランクシャフト１２と常に一体回転しながら、クラッチ１８の一次側、つまりクラッチハウジング２８を回転駆動する。
【００１８】
前記クラッチ１８の複数のクラッチ板１９の断・接は、変速機１３の入力軸１４内を通るロッド２９により制御される。このロッド２９がクラッチリリース機構３０により右側に押されることによって、クラッチ１８が切断される。クラッチリリース機構３０が作動しないときは、ばね部材３１によってオペレーティングプレート３６が左側へ押されて、クラッチ１８が接続され、エンジンＥの動力は、クランクシャフト１２のドライブギャ２４、クラッチギャ２５、クラッチハウジング２８およびクラッチ板１９を介して変速機１３の入力軸１４に伝達される。入力軸１４の回転は、ギャ列３２を介して変速機１３の出力軸１７に伝達され、出力軸１７の出力スプロケット３３から取り出されて、スイングアーム７に支持された後車輪に伝達される。
【００１９】
つぎに、スイングアーム７の支持構造について説明する。クランクケース９には、後部の中央部から後方へ突出した取付部３４が設けられている。この取付部３４の内部には左右方向への貫通孔３７が設けられているとともに、貫通孔３７の両端部には、貫通孔３７よも大きな内径を有し、後述の支持シャフトが回動自在に嵌まり込む嵌合孔３８が形成されている。前記貫通孔３７および嵌合孔３８は、ケースアッパ１０およびケースロワ１１にそれぞれ設けられた各々の半部が付き合わされて形成される。また、貫通孔３７と左右両側の嵌合孔３８との間は、径方向の一方側から径方向内方に向け進出した形状（図３（ｃ）参照）の段部からなる係止部３９となっている。
【００２０】
クランクケース９の前記取付部３４には、中空の支持シャフト４０が取り付けられている。この支持シャフト４０の円筒状の本体部４０ａの両端部には、クランクケース９の円形の嵌合孔３８に嵌まり込む大径の嵌合部４０ｂが設けられている。前記本体部４０ａと嵌合部４０ｂは偏心しており、本体部４０ａと同心の中空孔４１の両端部にねじ孔４２が形成されている。このねじ孔４２は嵌合部４０ｂに対し偏心した位置にある。前記支持シャフト４０は、両端の嵌合部４０ｂが嵌合孔３８に嵌合されることにより、嵌合部４０ｂが係止部３９によって左右方向の位置決めがなされ、シール部材４３によって嵌合孔３８への異物の侵入が防止されている。この支持シャフト４０の回動を阻止する手段については後述する。
【００２１】
左右一対のスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂのそれぞれには、カラー５５がボルト（図示せず）で着脱自在に取り付けられている。左右一対の前記ピボット軸２０Ａ，２０Ｂは、このカラー５５に設けた取付孔３５に外側方から挿入され、各々の内端部外周面に設けられた雄ねじ部４４を支持シャフト４０のねじ孔４２にねじ込むことにより、取付部３４の側部から外側方に突出した配置で支持シャフト４０に連結されている。ピボット軸２０Ａ，２０Ｂの雄ねじ部４４を支持シャフト４０のねじ孔４２にねじ込むに際しては、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂの六角形の断面形状に形成された工具孔２００に回動工具を嵌め込んで行われる。この左右一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂには、スイングアーム７の前端の左右両側のスイングアーム基部７ａ，７ｂが、ボールベアリング４８およびニードルベアリング４９を介して回動自在に支持されている。
【００２２】
両ピボット軸２０Ａ，２０Ｂの各々の外端部分は、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂの雄ねじ部に緩み止めナット５０をねじ込むことにより、カラー５５を介して両スイングアームブラケット３Ａ，３Ｂに固定されている。こうして、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂは、その両端部分がスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂとクランクケース９の側部のそれぞれに支持されている。スイングアーム７は、これら一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂにボールベアリング４８およびニードルベアリング４９を介して回動自在に支持され、その前端のスイングアーム基部７ａ，７ｂが、前方に進出して、一対のスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂとクランクケース９の取付部３４の側部との間に位置している。
【００２３】
前記スイングアーム７の支持構造では、図５の既存の１本のピボット軸８に代えて、図２に示す２分割した左右一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂを、車体フレーム１の左右のスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂとクランクケース９の後部の取付部３４の側部との間に架け渡すので、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂが、図１と図４との比較および図２と図５との比較から明らかなように、従来の配設位置であるクランクケース９の後方位置から取付部３４の側方位置まで前進した配置となる。
【００２４】
すなわち、図２に示すように、スイングアーム７は、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂに回動自在に支持されたスイングアーム基部７ａ，７ｂを、クランクケース９内の後部の出力ギャのうちの最大径のギャ５１に対して、左右方向の側方から見て、オーバーラップする位置まで前方に寄せられている。スイングアーム７で支持される後車輪は、上述のスイングアーム７を前方に寄せた分だけ前方側に配置できるから、自動２輪車のホイールベースが短くなる。
【００２５】
しかも、左右一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂは、クランクケース９の取付部３４の側部に支持されるので、１本物のピボット軸８をクランクケース内に貫通させる場合と異なり、クランクケース９内の出力軸１７や出力ギャと干渉することがない。また、スイングアーム７の前端中央部に形成された切欠き５２内に、クランクケース９における後部から後方に突出した取付部３４が入り込む形になっており、これによって、取付部３４とスイングアーム７の前端部とが、左右方向（側方）から見て、オーバーラップする。前記切欠き５２は、図５の従来のスイングアーム７に設けられているショクアブソーバの挿通孔６４と同様に、１本ショックタイプのショクアブソーバを挿通させる機能をも有する。さらに、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂは、クランクケース９、つまりエンジンＥをスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂに支持する機能も持つ。したがって、その分だけ、エンジンＥを車体フレーム１に支持するエンジンマウントボルトの数を少なくすることができる。
【００２６】
ところで、クランクケース９は従来からアルミニウム合金により製作されている。そこで、スイングアーム基部７ａ，７ｂから大きな荷重を受ける鉄系素材の左右一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂは、クランクケース９の取付部３４に直接取り付けずに、取付部３４に保持させた支持シャフト４０に取り付ける構成として、支持シャフト４０を鉄系としている。これにより、スイングアーム７は、一対のピボット軸２０Ａ，２０Ｂおよび支持シャフト４０を介して取付部３４に強固に支持させることができる。
【００２７】
つぎに、支持シャフト４０をこれの回動を阻止して固定する手段について説明する。図３（ａ），（ｂ）は図２の支持シャフト４０の嵌合部４０ｂにおけるシール部材４３の配設位置の内方側近傍箇所で切断して示した側面図、（ｃ）はクランクケース９の取付部３４の側面図である。図３（ａ）において、ケースアッパ１０における取付部３４には、嵌合孔３８の中心に対し９０°の角度となる２箇所に、嵌合孔３８まで貫通する挿通孔５２，５３が形成されている。一方、支持シャフト４０の嵌合部４０ｂには、前記挿通孔５２，５３の何れか一方に挿通された固定ボルト５４がねじ込まれるねじ孔５７が形成されている。
【００２８】
したがって、支持シャフト４０は、固定に先立って、自身の嵌合部４０ｂをシール部材４３を介し嵌合孔３８内で回動させながら、ねじ孔５７が挿通孔５２，５３のうちの何れ一方に合致するように回動方向位置が調整される。この位置決めを行ったのちに、支持シャフト４０は、固定ボルト５４が挿通孔５２（５３）を挿通してねじ孔５７にねじ込まれることにより、クランクケース９の取付部３４に回動不能に固定される。このとき、支持シャフト４０のねじ孔４２は、嵌合部４０ｂに対し偏心しているので、図３（ａ）と（ｂ）とのうちの何れかの位置に変位される。そのため、支持シャフト４０のねじ孔４２に自身の雄ねじ部４４をねじ込んで取り付けられるピボット軸２０Ａ，２０Ｂは、その中心Ｓが変位量ｄだけ前後方向に変位される。
【００２９】
前記ピボット軸２０Ａ，２０Ｂの変位に応じて、スイングアームブラケット３Ａ，３Ｂの取付孔３５の位置も変位するから、２つの相異なる位置に取付孔３５を有する２種類のカラー５５を用意しておき、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂの位置に対応する方のカラー５５を選択してスイングアームブラケット３Ａ，３Ｂに取り付ける。こうして、ピボット軸２０Ａ，２０Ｂに回動自在に支持されるスイングアーム７は、車体前後方向の位置を前記変位量ｄだけ調整されるので、後車輪の車体前後方向の位置を調整できる。
【００３０】
また、図２に示す前記スイングアーム７の支持構造では、新たに設けた支持シャフト４０を、取付部３４におけるケースアッパ１０とケースロワ１１との分割面上で保持するようになっている。そのため、支持シャフト４０は、クランクシャフト１２、変速機１３の入力軸１４および出力軸１７と共に前記分割面上に並列配置して、クランクケース９に容易に取り付けることができ、良好な組立性を得ることができる。
【００３１】
なお、本発明は、クランクシャフト１２、変速機１３の入力軸１４および出力軸１７の少なくとも１つを、クランクケース９のケースアッパ１０とケースロワ１１との分割面以外の場所に配置したエンジン、または、クランクケースとシリンダが一体構造となったエンジンを有する自動２輪車にも適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自動二輪車のスイングアーム支持構造によれば、スイングアームを回動自在に支持する左右一対のピボット軸のそれぞれを、車体フレームの左右のスイングアーム支持部とエンジンのクランクケースの側部とで支持し、前記クランクケースの後部に、前記クランクケースを左右に貫通する支持シャフトが取り付けられ、前記支持シャフトの両端部に設けられたねじ孔に前記ピボット軸の内端部がねじ込まれている構成としたので、ピボット軸を、従来の配設位置であるクランクケースの後方位置から側部位置まで前進させて配置できる。したがって、その分だけスイングアームで支持する後車輪を前方側に寄せて配置できるので、前後車輪間の距離であるホイールベースを短くすることができる。しかも、左右一対のピボット軸は、クランクケースの側部に支持されるので、１本物のピボット軸をクランクケース内に貫通させる場合と異なり、クランクケース内の出力ギャと干渉することがない。また、スイングアームを支持する一対のピボット軸がエンジンを車体フレームに支持するエンジンマウントボルトとしても機能するので、その分だけエンジンマウントボルトの数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動２輪車のスイングアーム支持構造を示す側面図である。
【図２】同実施形態における横断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は同実施形態におけるスイングアームを異なる２つの位置に設定した状態を示す一部の切断側面図、（ｃ）はクランクケースの取付部の側面図である。
【図４】従来の自動２輪車のスイングアーム支持構造を示す側面図である。
【図５】同上の一部の横断面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム、３Ａ，３Ｂ…スイングアームブラケット（スイングアーム支持部）、７…スイングアーム、７ａ，７ｂ…スイングアーム基部、９…クランクケース、２０Ａ，２０Ｂ…ピボット軸、３８…嵌合孔、４０…支持シャフト、４０ａ…本体部、４０ｂ…嵌合部、４２…ねじ孔、５１…最大径のギャ、Ｅ…エンジン。

Claims

スイングアームを回動自在に支持する左右一対のピボット軸を有し、
前記両ピボット軸のそれぞれが、車体フレームの左右のスイングアーム支持部とエンジンのクランクケースの側部とで支持され、
前記クランクケースの後部に、前記クランクケースを左右に貫通する支持シャフトが取り付けられ、前記支持シャフトの両端部に設けられたねじ孔に前記ピボット軸の内端部がねじ込まれている自動２輪車のスイングアーム支持構造。
請求項１において、前記ピボット軸に回動自在に支持されたスイングアーム基部は、前記クランクケース内の後部の出力ギャのうち、少なくとも最大径のギャに対して、左右方向から見て、オーバーラップする位置に配置されている自動２輪車のスイングアーム支持構造。
請求項１において、前記支持シャフトは、前記クランクケースに設けた嵌合孔に嵌合する嵌合部と前記ピボット軸がねじ込まれるねじ孔とが偏心しており、２つ以上の異なる回転方向位置で、前記嵌合部の外側から前記嵌合部に形成されたねじ孔に固定ボルトがねじ込まれて前記クランクケースに固定可能に設定されている自動２輪車のスイングアーム支持構造。
請求項１〜３のいずれか一項において、前記支持シャフトは、上下２つ割りの前記クランクケースの分割面上に配置されている自動２輪車のスイングアーム支持構造。