JP4309774B2 - 自動二輪車の後輪懸架装置 - Google Patents

Description

本発明は後輪用スイングアームと車体フレームの間にリヤサスペンションを介装する自動二輪車の後輪懸架装置に関する。

後輪用リヤサスペンションを有する自動二輪車の後輪懸架装置は、一般に車幅の中央にリヤサスペンションを配置し、リヤサスペンションの前端部を車体フレームのクロス部材に連結しており、スイングアームからの荷重は、クロス部材を介して車体フレームに伝達されるようになっている。また、リヤサスペンション近傍に車両用付属部品の配置スペースを確保するために、リヤサスペンションを中央から車幅方向に若干（たとえば２０〜５０mm程度）ずらして配置した車種もあるが、その場合においてもリヤサスペンションの前端部は車体フレームのクロス部材に連結してある。

リヤサスペンションの別の配置例としては、車体フレーム内に配置されたエンジンの側方にリヤサスペンションを配置し、車体フレームの前端部とスイングアームの間にリヤサスペンションを介装させている車種もある（特許文献１等参照）。
特開２００１−１０６１５５号公報

リヤサスペンションを車幅の中央又は中央付近に配置してあると、リヤサスペンションの保守管理、修理あるいは清掃を行う場合に、リヤサスペンションの周りに配置された各種部品が邪魔になり、修理や清掃等に手間がかかり、しかも、リヤサスペンションが外部から概ね隠れた状態となるので、リヤサスペンションを車体の機械的な外観要素として利用することができない。

また、リヤサスペンションの前端部が車体フレームのクロス部材に連結してあると、スイングアームからの荷重はまずクロス部材に伝達され、それからメインフレーム部材等に伝達されることになるが、クロス部材は車幅方向に配置される部材であり、そのためスイングアームからの荷重はクロス部材に対して横荷重となり、クロス部材に高い剛性が求められ、車体フレームの重量増加の原因となる。

また、前記特許文献１等のように、車体フレーム内のエンジンの側方にリヤサスペンションを配置する構造では、エンジン側方からリヤサスペンションが左右に張り出し、コンパクト性に難が生じると共に、エンジン近傍にリヤサスペンションが配置されていることにより、リヤサスペンション内のオイル等がエンジンからの熱の影響を受け易くなる。

（発明の目的）
本発明は、リヤサスペンションの配置及び取付構造を工夫し、車体フレームの既存の形状を有効に利用して、車体フレームの軽量化を図りながらもスイングアームからの荷重を無理なく受け止められるようにすると共に、リヤサスペンションの保守管理等の容易化並びに外観構成要素としての積極的な利用を図ることを目的としている。

ヘッドパイプから後方に延びる左右１対のメインフレーム部材を有する車体フレームに、上下揺動可能に後輪用スイングアームを支持し、該後輪用スイングアームと前記車体フレームの間にリヤサスペンションを伸縮可能に介装する自動二輪車の後輪懸架装置において、
前記リヤサスペンションは、左右一対の前記メインフレーム部材のうち、少なくともいずれか一方の後端部から後方へ延びるように配置されていることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、前記リヤサスペンションは、前記車体フレームの車幅方向の一端部に配置され、車幅方向の外方に露出している。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、前記リヤサスペンションは、側方から見て前記メインフレーム部材と概ね同一直線上に配置されている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、前記リヤサスペンションの後端部は、前記リヤサスペンションと略同一直線上で後方へ延びる補助部材を介して前記後輪用スイングアームのアーム部材に連結している。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、前記リヤサスペンションの前端部は、エンジンを支持する部材に支持されている。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、前記リヤサスペンションの前端部は、前記メインフレーム部材と該メインフレーム部材の下方に配置されるサブフレーム部材との継手部分に支持されている。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、前記継手部分は、エンジンを支持する部材である。

（１）リヤサスペンションの位置を、メインフレーム部材の後端部に対応する位置まで車幅中央から車幅方向に変位させていることにより、外部からリヤサスペンションの保守点検、修理又は清掃等を簡単に行うことができると共に、リヤサスペンションを車体の機械的な外観要素として利用することができる。しかも、車幅方向の変位量は、メインフレーム部材の後端部の位置までであるので、リヤサスペンションが車幅方向に大きく張り出すことはなく、ライダー又は同乗者の脚の邪魔になることもない。

（２）リヤサスペンションは、左右１対のメインフレーム部材の後端部から後方に延びるように配置してあることにより、スイングアームからの荷重（負荷）をメインフレーム部材に直接伝達でき、しかも、メインフレーム部材は伝達荷重の大部分を軸荷重として受けることができ、スイングアームからの荷重に対する強度を維持しながらも、車体フレームの軽量化を達成することができる。

（３）側方から見て、リヤサスペンションをメインフレーム部材と同一直線上に配置してあると、メインフレーム部材に伝達される荷重の殆どが軸荷重となり、車体フレームの軽量化及びスイングアームに対する耐荷重性がさらに向上すると共に、側方から見た機械的外観も向上する。

（４）左右１対のアーム部材を有するスイングアームに対して、前記リヤサスペンションを、上方から見てアーム部材と概ね重なる位置に配置することにより、スイングアームの軽量化を図りながらも、スイングアームの耐荷重性を向上させることができる。

（５）前記リヤサスペンションの後端部を、リヤサスペンションと略同一直線上で後方へ延びる補助部材を介して前記アーム部材に連結していると、スイングアームの耐荷重性がさらに向上する。

[発明の第１の実施の形態]
（車体フレームの構造）
図１〜図４は本発明の第１の実施の形態であり、各図では、本発明に係る後輪懸架装置を備えた自動二輪車について、車体フレーム１、スイングアーム２及びリヤサスペンション３を実線で示し、エンジン５、前後の車輪６、７及びフロントフォーク８等を仮想線で示し、その他の部分は省略してある。

左側面図を示す図２において、車体フレーム１は、左右１対のメインフレーム部材１０と、左右１対のサブフレーム部材（エンジン支持部材）１１と、左右１対の下部フレーム部材１２と、左右１対の後部フレーム部材（シートレール部材）１３と、左右１対の後部補助フレーム部材１４と、複数のクロス部材（クロスパイプ）１５、１６等から構成されている。メインフレーム部材１０は前端がヘッドパイプ９に結合されると共に側方から見ると直線状に後方に延びており、かつ、メインフレーム部材１０の軸芯線Ｃ1は水平線に対して一定の傾斜角度α１で後下がり状に傾斜している。

図３は平面図であり、左右のメインフレーム部材１０は、上方から見てそれぞれ車幅中心Ｏ１と反対側へ膨んでおり、メインフレーム部材１０の前後長の前から１/３程度の位置Ａ1で最も車幅方向に張り出し、該最大張出位置Ａ1以後は、後方にゆくに従い両メインフレーム部材１０間の幅が狭くなるように直線状に延びている。メインフレーム部材１０の後端部には複数の接続筒が分岐する分岐型継手２１が結合されており、左右の継手２１は前記後端クロス部材１６により結合されている。前側のクロス部材１５は左右のメインフレーム部材１０の最大張出位置Ａ1部分を結合すると共に、前方に突出するステー部材１７を介してヘッドパイプ９にも結合している。

図１は右側面図であり、サブフレーム部材１１は、各メインフレーム部材１０の下側に配置されると共に略Ｌ字形に形成されており、サブフレーム部材１１の前上端部はメインフレーム部材１０の前端部下面に結合され、サブフレーム部材１１の後端部は、前記継手２１を介してメインフレーム部材１０の後端部に結合されている。各サブフレーム部材１１の湾曲部分（折曲り部分）と前記継手２１には、それぞれエンジン支持ブラケット２４、２５が設けられており、特に、継手２１のエンジン支持ブラケット２５は継手２１と一体成形されている。

下部フレーム部材１２は、前記継手２１を介してメインフレーム部材１０の後端部に結合されると共に下方に延び、下部フレーム部材１２の下端部には支持体３０が設けられ、該支持体３０にはスイングアーム用の支持ボス部３１及びエンジン支持ブラケット３２が設けられている。

後部フレーム部材１３は、前記継手２１を介してメインフレーム部材１０の後端部に結合されると共に後方に延びており、シートを支持している。前記後部補強フレーム部材１４は、前端が下部フレーム部材１２に結合されると共に後上がり傾斜姿勢で後方に延び、後端が前記後部フレーム部材１３の後端部に結合されている。

前記左右の継手２１のうち、右側の継手２１には、リヤサスペンション支持用の支持ボス３５が一体に形成されている。

エンジン５は、前記３つのエンジン支持ブラケット２４、２５、３２により車体フレーム１に支持されている。

（スイングアームの構造）
図４はスイングアーム２の平面図であり、スイングアーム２は、上方から見てＨ形に形成されたアーム本体４１と、該アーム本体４１の上面に設けられた補強パイプ群（４６、４７、４８）と、アーム本体４１の前端部に結合されたピボット筒４２等から構成されている。

前記アーム本体４１は、前後方向に延びる左右１対のアーム部材４３と、両アーム部材４３の前後方向中間部を連結するクロス部材４４から構成されており、両アーム部材４３は車幅方向に所定間隔を置いて配置され、両アーム部材４３の後端部に後車軸を支持するようになっている。また、左側アーム部材４３の近傍に駆動チェーン５９が配置される。

補助パイプ群（４６、４７、４８）は、右側アーム部材４３上に配置された右側補助パイプ４６と、左側アーム部材４３上からクロス部材４４上に亘って配置されたＬ字状の左側補助パイプ４７と、左側補助パイプ４７の左部前端面からピボット筒４２まで延びる左前部補助パイプ４８等から構成されている。右側補助パイプ４６は、前端がピボット筒４に結合され、後端が右側アーム部材４３の後部上面に結合されている。左側補助パイプ４７は、後端が左側アーム部材４３の後部上面に結合され、前部右端が右側補助パイプ４６に結合されている。該右側補助パイプ４６の上面であって、左側補助パイプ４７との結合部分の上面には、リヤサスペンション３の後端部を支持するための支持ボス５０が設けられている。

右側面図を示す図１において、右側補強パイプ４６は、側方から見て、前記支持ボス５０の取付位置が頂点となるような山形に形成されており、該頂点から後方部分の傾斜角度α3は、前記メインフレーム部材１０の傾斜角度α1と略一致している。

左側面図を示す図２において、左側補助パイプ４７は後下がり傾斜状に配置され、前端は縦向きのステーパイプ５５によりクロス部材４４に支持されており、左前部補助パイプ４８は前下がり状に傾斜している。

スイングアーム２の前端ピボット筒４２は、図４のように車体フレーム１の左右の下部ブラケット３０間に配置され、ピボット軸（図示せず）を介して回動可能に下部ブラケット３０に支持されている。

（リヤサスペンションの取付構造）
図４のスイングアーム２の平面図において、リヤサスペンション３は、たとえば油圧緩衝器６０と緩衝コイルばね６１を組み合わせたショックアブソーバであり、油圧緩衝器６０内の減衰オイル及び前記コイルばね６１に抗して長さ方向に伸縮可能となっており、後端部には２又状の取付ボス５３が形成され、該後端取付ボス５３は前記スイングアーム２の右側補助パイプ４６の頂部に設けられた支持ボス５０に、連結ピン５１を介して回動可能に連結されている。また、リヤサスペンション３の前端部には単一形の取付ボス５４が形成されている。

図３の車体フレーム１の平面図において、リヤサスペンション３は、車幅中心線Ｏ1から右方に変位すると共に上方から見て車幅中心線Ｏ1と平行に配置されており、リヤサスペンション３の右方変位量Ｄは、車幅中心線Ｏ1に対する右側メインフレーム部材１０の後端部の変位量と一致させてある。そして、リヤサスペンション３の前端取付ボス５４が、前記右側メインフレーム部材１０の後端継手２１に設けられた支持ボス３５に、連結ピン５６を介して回動可能に連結している。すなわち、リヤサスペンション３は、右側メインフレーム部材１０の後端部から連続して後方に延びるように、継手２１を介して右側メインフレーム部材１０の後端部に連結している。このように、右側メインフレーム部材１０の後端部から後方に延びるリヤサスペンション３は、図４のように、スイングアーム２に対しては、上方から見て少なくとも一部が右側アーム部材４３と概ね重なるようにも位置している。

図１の右側面図において、リヤサスペンション３は前述のように右側メインフレーム部材１０の後端分から連続すると共に、後下がり傾斜状に後方に延びており、かつ、水平線に対する傾斜角度α2はメインフレーム部材１０の傾斜角度α1と略一致している。すなわち、側方から見て、リヤサスペンション３の軸芯線Ｃ2は右側メインフレーム部材１０の軸芯線Ｃ1と同一直線上に揃えられていることになる。

さらに、スイングアーム２の右側補助パイプ４６の後半部の傾斜角度α3も右側メインフレーム部材１０の傾斜角度α1と略一致し、かつ、右側補助パイプ４６の頂部に形成した支持ボス５０にリヤサスペンション３の後端部を連結していることから、右側補助パイプ４６の後半部の軸芯線Ｃ3は、右側メインフレーム部材１０の軸芯線Ｃ1及びリヤサスペンション３の軸芯線Ｃ2に対して、若干下方にずれた状態ではあるが、概ね同一直線上配置に近い配置となっている。

（作用）
図１において、走行中、スイングアーム２が車体フレーム１に対して相対的に上下に揺動した場合、上昇時の荷重は右側補助パイプ４６からリヤサスペンション３に伝達され、リヤサスペンション３で減衰されて車体フレーム１に伝達されるが、リヤサスペンション３は右側メインフレーム部材１０の後端部に、該右側メインフレーム部材１０から連続するように接続し、かつ、側方から見てみてリヤサスペンション３と右側メインフレーム部材１０は同一直線上に配置されているので、車体フレーム１は、前記リヤサスペンション３からの荷重を、右側メインフレーム部材１０の軸荷重としてのみ受けることになる。すなわち、横荷重がほとんどかかることがないので、車体フレーム１の肉厚やパイプ径の増加を図ることなく、スイングアーム２からの荷重を受けることができる。

また、本実施の形態のように、リヤサスペンション３の前端部を支持する支持ボス３５とエンジン取付ブラケット２５とを継手２１に一体形成してあると、継手２１部分におけるフレーム剛性が向上すると共に、エンジンの剛性をスイングアーム２の荷重支持用に利用でき、車体フレーム全体として軽量化を達成できる。

リヤサスペンション３を右側メインフレーム１０の後端部から後方に延びるように配置してあるので、リヤサスペンション３自体を、自動二輪車の機械的外観の要素として積極的に利用できると共に、外部からの保守点検及び修理等も簡単に行える。さらに、リヤサスペンション３は側方から見て右側メインフレーム部材１０と一直線上に揃えられているので、外観要素として優れたものとなっている。

[発明の第２の実施の形態]
図５は本発明の第２の実施の形態を示しており、リヤサスペンション３の後端部を、リンク機構７０によりスイングアーム２に連結したものである。リンク機構７０は、たとえば三角形状の第１のリンクレバー７１と棒状の第２のリンクレバー７２を有しており、リヤサスペンション３の後端取付ボス５１は第１のリンクレバー７１を介してスイングアーム２に連結され、第２のリンクレバー７２は第１のリンクレバー７１と下部ブラケット３０の間に枢着連結されており、このリンク機構７０により、スイングアーム２の上方向への揺動ストロークが逐次増大され、リヤサスペンション３に伝達される。

その他の構成は第１の実施の形態と同じであり、同じ部品及び部分には同じ符号を付してある。

[発明の他の実施の形態]
（１）前記実施の形態では、図３及び図４のように、単一のリヤサスペンション３を右側に配置し、駆動チェーン５９との干渉を避けているが、駆動チェーン配置側と同じ左側に配置する構成とすることもできる。また、リヤサスペンション３を２本備え、それぞれ左右のメインフレーム部材の後端部に連結する構成とすることもできる。

本発明は、一般用又はレース用のモータサイクル等、各種自動二輪車に適用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態であり、自動二輪車の車体フレーム等の右側面図である。 図１と同じ車体フレーム等の左側面図である。 図１と同じ車体フレーム等の平面図である。 図１のスイングアームの平面図である。 本発明の第２の実施の形態であり、自動二輪車の車体フレーム等の右側面図である。

符号の説明

１ 車体フレーム
２ スイングアーム
３ リヤサスペンション
６ 前車輪
７ 後車輪
９ ヘッドパイプ
１０ メインフレーム部材
２１ 継手
３１ スイングアーム支持用の支持ボス
３５ リヤサスペンション支持用の支持ボス
４１ スイングアーム本体
４３ アーム部材
４６ 右側補助パイプ

Claims (7)

1. ヘッドパイプから後方に延びる左右１対のメインフレーム部材を有する車体フレームに、上下揺動可能に後輪用スイングアームを支持し、該後輪用スイングアームと前記車体フレームの間にリヤサスペンションを伸縮可能に介装する自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記リヤサスペンションは、左右一対の前記メインフレーム部材のうち、少なくともいずれか一方の後端部から後方へ延びるように配置されていることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
2. 請求項１記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記リヤサスペンションは、前記車体フレームの車幅方向の一端部に配置され、車幅方向の外方に露出していることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
3. 請求項２記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記リヤサスペンションは、側方から見て前記メインフレーム部材と概ね同一直線上に配置されていることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
4. 請求項３記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記リヤサスペンションの後端部は、前記リヤサスペンションと略同一直線上で後方へ延びる補助部材を介して前記後輪用スイングアームのアーム部材に連結していることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記リヤサスペンションの前端部は、エンジンを支持する部材に支持されていることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記リヤサスペンションの前端部は、前記メインフレーム部材と該メインフレーム部材の下方に配置されるサブフレーム部材との継手部分に支持されていることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。
7. 請求項６記載の自動二輪車の後輪懸架装置において、
   前記継手部分は、エンジンを支持する部材であることを特徴とする自動二輪車の後輪懸架装置。

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