JP4833771B2 - 自動二輪車のスイングアーム - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームに揺動自在に連結されて後輪を支持する自動二輪車のスイングアームの改良に関する。

従来、自動二輪車、特に、モトクロス用の自動二輪車では、後輪を支持するスイングアームを、軽量化のためにアルミニウム合金で形成している。しかし、アルミニウム合金の採用のみでは、一層の軽量化に限界がある。このようなスイングアームの一層の軽量化を図るものとして、アームをアーム下半部とアーム上半部とに分割し、このうち、アーム下半部をマグネシウム合金の鋳造品で形成し、アーム上半部をアルミニウム合金の板材で形成したものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−３１２５７７号公報

ところが前記スイングアームの場合、アルミニウム合金に比べ軽量なマグネシウム合金で形成されているのは、アーム下半部のみであってスイングアーム全体ではなく、しかもこのアーム下半部は強度上肉厚が大きくなる鋳造品であるから、スイングアームがアルミニウム合金で形成された従来のものと比べても、スイングアームの十分な軽量化は期待しにくい。また、マグネシウム合金の鋳造品は見た目にも質感が悪く、デザイン上の美観にも劣る。

そこで、本発明は、必要な剛性および強度を確保しつつ軽量化を実現し、美観にも優れた自動二輪車のスイングアームを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる自動二輪車のスイングアームは、自動二輪車の後輪を支持するスイングアームであって、左右一対のアーム部と、これらを連結する連結部とを有し、前記アーム部および前記連結部がマグネシウム合金からなり、前記連結部が前記左右一対のアーム部間に接合され、前記各アーム部は中空のパイプからなり、上側の壁が下側の壁よりも厚肉である。

この構成によれば、スイングアームを構成する前記アーム部および前記連結部がアルミニウムと比べ軽量であるマグネシウム合金で形成されているので、スイングアームの大幅な軽量化が図れる。また、自動二輪車の走行時に衝撃による大きな荷重が付加される、アームの上側での十分な剛性および強度を確保することができる。

本発明において、好ましくは、前記連結部に、後輪荷重担持用の緩衝ユニットが連結され、前記アーム部の内側の壁が外側の壁よりも厚肉である。ここで、「内側」は車体幅方向の中央寄りを意味し、「外側」は車体幅方向の外寄りを意味する。これにより、自動二輪車の走行時に衝撃による大きな荷重が付加される、アームの内側での十分な剛性および強度を確保することができる。

本発明において、好ましくは、前記アーム部は高さが幅よりも大きい角パイプからなる。このように、アーム部を横断面縦長の角パイプにすることで、車体の両側方へのアーム部の外側面の出っ張りを抑制して、幅寸法に厳しい規制が設定されているモトクロス用の自動二輪車であっても規制から外れることなく、チェーンを余裕を持って通すのに必要なアーム部の内側寸法を確保できる。

本発明によれば、少なくともスイングアームの大部分を占めるアーム部が、アルミニウムと比べて軽量であるマグネシウム合金で形成され、しかも鋳造品でなく押出しまたは引抜き成形品であるので、スイングアームの軽量化および美観の向上が図れる。

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説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるスイングアームを備えた自動二輪車を示す側面図である。同図において、車体フレーム１は、ヘッドパイプ２、このヘッドパイプ２から後方（図示の例では後下方）へ延びるメインアッパメンバー３、前記ヘッドパイプ２から下方を回って後方へ延びるメインロアメンバー４、前記メインアッパメンバー３およびメインロアメンバー４の後端部を接続する左右のメインリヤメンバー５、前記メインアッパメンバー３の途中から後方へ延びる左右のシートレール６、前記メインリヤメンバー５と前記シートレール６の途中とを接続する左右のリヤサポートメンバー７、ならびに前記左右の各メンバーの適宜箇所を接続するクロスメンバー（図示せず）で構成されている。

前記ヘッドパイプ２に左右方向に回動可能（操向可能）に装着されたフロントフォーク８によって前輪９が軸支されている。また、前記メインリヤメンバー５に装着されたスイングアームブラケット１０にピボット軸１１が設けられ、このピボット軸１１に、スイングアーム１２の基端部が軸支されている。また、前記スイングアーム１２の後端部に後輪１３が軸支されている。前記スイングアーム１２と前記車体フレーム１との間には後輪荷重担持用の緩衝ユニットであるモノサスペンション１４が装着されている。さらに、前記メインアッパメンバー３および前記シートレール６の部分には、前から燃料タンク１５およびシート１６が取り付けられている。前記メインアッパメンバー３と前記メインロアメンバー４と前記メインリヤメンバー５とで囲まれた空間にはエンジン１７が搭載されている。

図２は、前記スイングアーム１２の平面図である。同図に示すスイングアーム１２は、後輪１３を支持するとともに、前端のピボット部２２が図１の車体フレーム１のピボット軸１１に回動自在に支持されている。このスイングアーム１２は、全体がマグネシウム合金製で、例えばアルミニウム３％、亜鉛１％、残部マグネシウムの成分からなるものであり、図２に示す左右一対のアーム部２３，２３と、アーム部２３，２３間を連結する連結部２４とを備えている。前記ピボット部２２は、アーム部２３の前端に溶接で接合されている。前記アーム部２３，２３には、後部寄りにブレーキトルクブラケット５１が取り付けられている。

各アーム部２３は、押出し成形または引抜き成形により得た角パイプを曲げ加工して、前後方向の中央部２６に左右方向の外側へ突出するように曲がった曲がり部２７を持った形状とされている。また、前記アーム部２３、図３に示すように、少なくとも前記中央部２６から後方へ向かって高さが小さくなる後側テーパ部２９が形成されている。各アーム部２３には、後部側寄りに２つのチェーンガイド用ブラケット５２Ａ，５２Ｂが取り付けられている。また、前記アーム部２３における中央部２６から前方寄りの部分は、横断面形状の変化しないストレート部３１とされている。ストレート部３１よりも前方の前部は、前方へ向かって上下寸法が徐々に小さくなる前側テーパ部２８が形成されている。アーム部２３の後端には、角パイプの中空部が開口しており、この開口に、後車軸を支持するエンドピース３３が差し込まれて溶接により接合されている。前後のテーパ部２８，２９は、例えば角パイプの側部に切り込み４１，４２を入れて角パイプを上下からプレスすることにより形成される。アーム部２３の幅は、図２に示すように、前端部から後端部までほぼ一定である。

図４は、図２のI Ｖ−ＩＶ線断面図である。同図において、アーム部２３，２３を連結する連結部２４もマグネシウム合金からなり、押出し成形品または引抜き成形品を削り出しにより加工したものであるが、鋳造によって形成したものであってもよい。連結部は、上壁２４ａ、下壁２４ｂ、上下壁２４ａ，２４ｂを連結する一対の立壁２４ｃ，２４ｃ、および立壁２４ｃ，２４ｃの下方に位置して下壁２４ｂから下方に突出する一対の取付ブラケット２５，２５を有している。これら取付ブラケット２５，２５の間には、図１のモノサスペンション１４の下端部がリンク機構３０を介して連結される。また、図４の連結部２４の中央部両側には、軽量化のための肉抜き孔２４ｄ，２４ｄが形成されている。前記アーム部２３，２３と連結部２４との合わせ面は、ビードが形成されるようにそれぞれ溶接されている。

連結部２４の両側に接合されている一対のアーム部２３，２３は、上下面が水平、両側面が鉛直に設定され、高さが幅よりも大きい縦長の長方形の横断面形状を有している。また、前記アーム部２３，２３は、その上側壁２３ａ、車体内側向きの内側壁２３ｂ、車体外側向きの外側壁２３ｃおよび下側壁２３ｄのうちで、上側壁２３ａおよび内側壁２３ｂは、外側壁２３ｃおよび下側壁２３ｄよりも厚肉としている。例えば外側壁２３ｃおよび下側壁２３ｄの厚さをｔとしたとき、上側壁２３ａの厚さを１．５ｔ、内側壁２３ｂの厚さを１．８ｔとしている。これらの厚さ比の好ましい大きさは自動二輪車の機種により変化することはいうまでもない。

スイングアーム１２のアーム部２３には、図３の連結部２４の下部の取付ブラケット２５に連結されたモノサスペンション１４と、後輪１３（図１）を支持するエンドピース３３とから受ける上下方向の曲げ荷重により、図４の上側壁２３ａに大きな圧縮荷重が付加される。ここで、マグネシウム合金は一般に圧縮強度が低いのに対して、上側壁２３ａが厚肉（１．５ｔ）になっているから、大きな圧縮荷重に対する強度が向上する。また、アーム部２３の内側壁２３ｂには、モノサスペンション１４の大きな荷重が連結部２４を介して付加されるが、内側壁２３ｂが厚肉（１．８ｔ）になっているから、この荷重に対する強度も向上する。各壁２３ａ〜２３ｄの剛性および強度のバランスを良好にするには、上側壁２３ａの厚さを１．２〜１．８ｔとするのが好ましく、より好ましくは１．３〜１．７ｔであり、内側壁２３ｂの厚さは１．５〜２．１ｔとするのが好ましく、より好ましくは１．６〜２．０ｔである。

図２に示すように、補強用として、アーム部２３の上面に当て板２８Ａ，２８Ａが、連結部２４の上面に当て板２８Ｂが、アーム部２３と連結部２４の後端面との接続部に当て板２８Ｃが、それぞれ溶接により固着されている。平板状の当て板２８Ａ，２８Ａは、アーム部２３における連結部２４の後端面との接続部位の近傍に溶接により固着されている。これにより、前述した大きな圧縮荷重が作用する上側壁２３ａを補強している。当て板２８Ｂは連結部２４の左右方向中央部に配置されて、立壁２４ｄ、２４ｄ間にまたがるように位置することで、連結部２４を効果的に補強している。

当て板２８Ｃは、連結部２４の後端面と前記アーム部２３との接続部位にまたがって固定されている。図５に示すように、当て板２８Ｃは、後部が後方に向かって上下幅が狭くなる三角形２８ｃａに形成され、前端面は後方に凹入した凹み形状２８ｃｂに形成されたものを用いる。この当て板２８Ｃは、その前後方向中心線Ｈを連結部２４の上下方向中央部に合致させ、図２に示すように、連結部２４およびアーム部２３，２３に沿うように曲げ、前記当て板２８Ｂの周縁部に沿って溶接されている。これにより、モノサスペンション１４の荷重による集中応力が発生する、連結部２４の後端とアーム部２３との接続部位を補強している。当て板２８Ｃは連結部２４の左右方向中央部に配置されて、立壁２４ｄ、２４ｄ間にまたがるように位置することで、連結部２４を効果的に補強している。

上記構成によれば、図２のスイングアーム１２の大部分を占めるアーム部２３，２３がアルミニウムよりも比重の軽いマグネシウム合金で形成され、しかも、強度上肉厚が大きくなる鋳造品でなく押出し成形品または引抜き成形品であるから、スイングアーム１２の軽量化が図れる。また、押出し成形品または引抜き成形品であることから、鋳造品よりも表面の質感がよく、美観に優れる。また、図４に示すアーム部２３の上側壁２３ａおよび内側壁２３ｂを、外側壁２３ｃおよび下側壁２３ｄよりも厚肉としているので、路面からの衝撃による大きな荷重が付加される上側壁２３ａ、およびモノサスペンション１４の荷重が付加される内側壁２３ｂに十分な剛性および強度を持たせることができる。また、アーム部２３、連結部２４、およびアーム部２３と連結部２４との接続部に、それぞれ当て板２８Ａ〜２８Ｃを固着して補強したので、必要な剛性および強度が一層向上する。しかも、これら当て板２８Ａ〜２８Ｃによる補強は、前記した特定部位のみに限定されているので、スイングアーム１２軽量化が損われない。

また、アーム部２３，２３を縦長の角パイプにしたので、車体の両側方へのアーム部２３，２３の外側面の出っ張りを抑制して、幅寸法に厳しい規制が設定されているモトクロス用の自動二輪車であっても、規制から外れることなく、チェーンを余裕を持って通すのに必要なアーム部の内側寸法を確保できる。また、連結部２４もマグネシウム合金からなるので、スイングアーム１２が一層軽量化される。

なお、前記アーム部２３，２３の横断面は、前記したような角パイプの角形のほか、例えば横断面Ｄ形や縦長の長円形であってもよい。

本発明の一実施形態に係るスイングアームを備えた自動二輪車の側面図である。 同スイングアームの平面図である。 同スイングアームの側面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った拡大断面図である。 当て板の拡大平面図である。

符号の説明

１２ スイングアーム
２３ａ 上側壁
２３ｂ 内側壁
２３ｃ 外側壁
２３ｄ 下側壁
２４ 連結部

Claims (4)

1. 自動二輪車の後輪を支持するスイングアームであって、
   左右一対のアーム部と、これらを連結する連結部とを有し、
   前記アーム部および前記連結部がマグネシウム合金からなり、
   前記連結部が前記左右一対のアーム部間に接合され、
   前記各アーム部は中空のパイプからなり、上側の壁が下側の壁よりも厚肉である自動二輪車のスイングアーム。
2. 請求項１において、前記連結部に、後輪荷重担持用の緩衝ユニットが連結され、
   前記アーム部の内側の壁が外側の壁よりも厚肉である自動二輪車のスイングアーム。
3. 請求項１または２において、前記アーム部の上壁に補強用の当て板が固定され、前記当て板は前記アーム部と前記連結部との接続部位の近傍に設けられている自動二輪車のスイングアーム。
4. 請求項１，２または３において、前記アーム部は高さが幅よりも大きい角パイプからなる自動二輪車のスイングアーム。

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