JP5402558B2

JP5402558B2 - 自動二輪車の中空鋳造部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP5402558B2
Application number: JP2009263934A
Authority: JP
Inventors: 隆世山本; 省吾野口
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-11-19
Also published as: JP2011105213A

Description

本発明は、自動二輪車のリアスイングアーム等のように、鋳造により中空形状に構成された自動二輪車の中空鋳造部品、及びこの中空鋳造部品を製造する自動二輪車の中空鋳造部品の製造方法に関する。

例えば特許文献１には、自動二輪車のリアスイングアームが、メインボディと左右一対のアーム部材からなり、これら左右の各アーム部材が、車軸支持部を備えたメインアーム部と、このメインアーム部の後端から前方斜め上方へ延びるサブアーム部とで構成されたものが開示されている。前記メインアーム部と左右一対のアーム部材は、鋳造または鍛造にて構成されている。

また、従来の自動二輪車のリアスイングアームには、他部品（例えばマフラなど）との干渉を避けるために、左右のアーム部材の一方が、メインアーム部とサブアーム部とで構成されず、図８に示すように、１本の中空形状のアーム部材１００で、側面視への字形状に鋳造成形されたものがある。

この場合、図９に示すように、アーム部材１００の横断面形状が縦長に構成された箇所については、捩り方向の力に対して強度を高めるために、対向する一対の縦壁１０１、１０２間にリブ１０３を結合させて、アーム部材１００の剛性が確保されている。尚、図８において符号１０４は、後輪の車軸を支持するための車軸支持部である。

特開２００６−６９４３９号公報

ところが、図８及び図９に示すリアスイングアームのアーム部材では、リブ１０３を形成するために、鋳造成形用の中子に細長いスリットを設ける必要があるが、この場合、中子の強度が低下してしまい、鋳造時にこの中子が変形され易く、この結果、中空鋳造部品であるアーム部材１００の部品精度が低下する恐れがある。

この中子の変形を防止するために、中子のスリット周囲に巾木を設けると、鋳造後のアーム部材１００において、リブ１０３周囲に巾木穴が形成され、アーム部材１００の外観上または強度上支障が生じる場合がある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、中空鋳造部品の剛性を十分に確保しつつその部品精度を向上できる自動二輪車の中空鋳造部品及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係る自動二輪車の中空鋳造部品は、鋳造により、対向する一対の壁部材と、これらの壁部材間に結合されるリブとを用いて中空構造に構成される自動二輪車の中空鋳造部品において、前記壁部材のうち、車両内側の壁部材には、車両外側の壁部材に向かう窪みが形成され、この窪みを画成する周壁が前記両壁部材に結合されて前記リブとして構成されたことを特徴とするものである。

また、本発明に係る自動二輪車の中空鋳造部品の製造方法は、鋳造により、対向する一対の壁部材と、これらの壁部材間に結合されるリブとを用いて中空構造に構成される自動二輪車の中空鋳造部品の製造方法において、互いに接合する一対の主型のうち一方に、他方に当接可能な突起が形成され、これらの主型間に中子が、巾木により前記主型に支持されて配置され、前記中子には前記突起が挿入可能な穴が形成され、鋳造により、前記突起及び前記穴を除く前記主型及び前記中子を用いて、車両内側と車両外側のそれぞれの前記壁部材を成形し、また、前記主型の前記突起及び前記中子の前記穴を用いて、前記車両内側の壁部材に前記車両外側の壁部材へ向かう窪みを形成すると共に、この窪みを画成する周壁を前記両壁部材に結合して前記リブとして成形することを特徴とするものである。

本発明に係る自動二輪車の中空鋳造部品及びその製造方法によれば、一対の壁部材間に周壁が結合されてリブとして構成されたので、中空鋳造部品の剛性を十分に確保できる。また、鋳造により壁部材及び周壁を成形する主型及び中子のうち、中子にリブ成形用の細長いスリットを形成する必要がないので、この中子が複雑な形状にならずその強度を高めることができる。この結果、中空鋳造部品の肉厚のばらつき等を抑えて、その部品精度を向上させることができる。

本発明に係る自動二輪車の中空鋳造部品における一実施の形態が適用されたリアスイングアームを装備する自動二輪車を示す左側面図。図１のリアスイングアームを右斜め後方から目視して示す斜視図。図２の右アーム部材を内側から目視して示す斜視図。図３のIV‐IV線で切断した切断面を含む右アーム部材の部分斜視図。図３のIV‐IV線に沿う断面部分において、鋳造作業時の主型と中子の位置関係を示す断面図。図５の主型（下型）を示す部分斜視図。図５の中子を示す斜視図。従来の自動二輪車のリアスイングアームにおけるアーム部材を示す斜視図。（Ａ）、（Ｂ）は、図８のIXＡ−IXＡ線、IXＢ−IXＢ線にそれぞれ沿う断面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る自動二輪車の中空鋳造部品における一実施の形態が適用されたリアスイングアームを装備する自動二輪車を示す左側面図である。この図１に示すように、この自動二輪車１は車体フレーム２を有し、その前端にヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３には、図示しないサスペンション機構を内装し、前輪４を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク５やハンドルバー６等から構成されるステアリング機構７が設けられ、ハンドルバー６により前輪４が左右に回動自在に操舵される。

車体フレーム２を構成するメインフレーム８は例えばツインチューブ型のもので、上記ヘッドパイプ３の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に斜め下後方に向かって側面視略直線状に延びる左右一対のタンクレール９と、このタンクレール９の後端部に接続され、略下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム１０とから構成される。また、左右のタンクレール９の後端部にはシートレール１２取り付け用のボス１１が形成される。このボス１１に、側面視で幅広に形成された左右一対のシートレール１２の前端部が前下がり傾斜状態で取り付けられ、このシートレール１２は斜め上後方に向かって延設される。

タンクレール９の上方には燃料タンク１３が着脱自在に搭載されると共に、シートレール１２の上方にはライダシート１４が例えば着脱自在に配置される。また、センターフレーム１０の略中央にはピボット軸１５が架設され、このピボット軸１５にリアスイングアーム１６がピボット軸１５廻りに揺動自在に枢着されると共に、このリアスイングアーム１６の後端に後輪１７が回動自在に軸支される。そして、前輪４、後輪１７間の車体中央下部で、且つ燃料タンク１３の下方にエンジン１８が配置される。

エンジン１８の上方にはスロットルボディ１９が接続され、このスロットルボディ１９の上流側にはエアクリーナ２０が接続される。一方、エンジン１８の前部にはエキゾーストパイプ２１が接続される。エキゾーストパイプ２１はエンジン１８前部から下方に向かって延び、さらに後方に向かって延設され、その下流端にマフラ２２が接続される。

この自動二輪車１は車体の一部が流線形のカウリング２３で覆われており、走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダ（図示せず）の保護とが図られている。更に、後輪１７を上方から覆うようにしてリアフェンダ２４が設けられる。これらのカウリング２３及びリアフェンダ２４等のカバー類は、例えば合成樹脂等の材料にて成形される。

前記リアスイングアーム１６は、図２に示すように、このリアスイングアーム１６の前半部を構成し側面視略三角形状のメインボディ２５と、リアスイングアーム１６の後半部を構成する左右一対のアーム部材（左アーム部材２６及び右アーム部材２７）とを有して構成される。これらのメインボディ２５、左アーム部材２６及び右アーム部材２７は、横断面箱形で中空形状に鋳造成形された中空鋳造部品であり、互いに溶接により接合されて、自動二輪車１のリアスイングアーム１６が構成される。

このうち、左アーム部材２６は、後端部に後輪１７の車軸２８（図１）を支持する車軸支持部２９を備えたメインアーム部３０と、このメインアーム部３０の後端部から前方斜め上方へ延びるサブアーム部３１とを有して、側面視略V字形状に構成される。尚、この左アーム部材２６は、鋳造により成形されず、パイプ材等を溶接により接合して構成されてもよい。

右アーム部材２７は、マフラ２２などを回避する等の理由から左アーム部材２６のサブアーム部３１が設けられず、右アーム部材２７の縦寸法Ｌが左アーム部材２６の縦寸法Ｍよりも小さく成形されると共に、側面視でへの字形状に屈曲して構成されている。更に、この右アーム部材２７の後端部に、後輪２７の車軸２８を支持する車軸支持部２９が、左アーム部材２６の場合と同様に設けられている。

右アーム部材２７は、図３及び図４に示すように、幅寸法Ｗに対して縦寸法Ｌが長い略長方形の横断面形状であり、幅方向に対向する壁部材としての一対の縦壁（内側縦壁３２及び外側縦壁３３）と、これらの縦壁間に結合されるリブとしての筒形状の周壁３４（後述）を用いて、鋳造により中空形状に構成される。前記内側縦壁３２が車両内側の壁部材であり、前記外側縦壁３３が車両外側の壁部材である。

内側縦壁３２には、長手方向に沿う複数箇所、例えば２箇所に、外側縦壁３３に向かう窪み３５が形成される。前記周壁３４は、窪み３５を臨み、この窪み３５を画成するものである。この周壁３４が内側縦壁３２及び外側縦壁３３に結合されることで、中空形状の右アーム部材２７は、縦寸法Ｌが幅寸法Ｗよりも長い場合にも、捩り方向の力に対して強く、その剛性が高められる。また、この周壁３４には、外側縦壁３３近傍に、窪み３５の内部空間Ｂと右アーム部材２７の内部空間Ａと連通する連通穴３６が形成されている。更に、内側縦壁３２と外側縦壁３３との境界部分に、右アーム部材２７の内部空間Ａと外部と連通する連通穴３７が形成されている。

前記周壁３４は、内側縦壁３２及び外側縦壁３３と共に、図５〜図７に示す主型（上型４０及び下型４１）及び中子４２を用いて鋳造成形される。前記連通穴３６は、中子４２を下型４１に支持するための巾木４３により形成された巾木穴である。また、前記連通穴３７は、後述の巾木５０により形成された巾木穴である。

次に、上記上型４０、下型４１及び中子４２等を用いたにアーム部材２７の鋳造作業等について説明する。

図５及び図６に示すように、上型４０、下型４１には凹所４４、４５がそれぞれ形成され、上型４０と下型４１との接合時に、前記凹所４４、４５が対向する。また、下型４１には、凹所４５から突起４６が一体に突設され、この突起４６は、上型４０と下型４１との接合時に上型４０に当接する。更に、下型４１には、突起４６の先端面と凹所４５を臨む位置に巾木受け部４７、４８がそれぞれ凹形状に形成されている。

前記中子４２は、上型４０と下型４１との接合時に、これらの凹所４４、４５内に配置されるものである。この中子４２には、図７に示すように、下型４１の突起４６が挿入可能な穴４９が形成される。更に、中子４２には、穴４９を掛け渡す前記巾木４３が設けられると共に、巾木５０が突設される。このうち巾木４３は、中子４２が、接合された上型４０、下型４１のそれぞれの凹所４４、４５内に配置された際に、上型４０近傍となる位置に設けられる。

上型４０と下型４１の接合時にそれらの凹所４４、４５内に中子４２が配置される際、前記巾木４３は、下型４１の突起４６における巾木受け部４７（図６）に係合され、前記巾木５０は、下型４１の巾木受け部４８と上型４０の巾木受け部（不図示）に係合される。これにより、中子４２は、図５に示すように、接合された上型４０、下型４１のそれぞれの凹所４４、４５内で上型４０、下型４１（特に下型４１）に支持される。

上型４０と下型４１を接合させ、これらの凹所４４、４５内に中子４２を配置した状態で、例えばアルミニウム合金の溶湯を図示しない湯口から凹所４４、４５内に注入して、右アーム部材２７を鋳造する。

このとき、上型４０と中子４２が形成するキャリッジＣ１内に注入された溶湯によって外側縦壁３３が成形され、また、下型４１（突起４６を除く）と中子４２（穴４９を除く）が形成するキャリッジＣ２内に注入された溶湯によって内側縦壁３２が成形される。更に、下型４１の突起４６と中子４２の穴４９が形成するキャリッジＣ３内に溶湯が注入されることによって、内側縦壁３２に窪み３５が形成されると共に、筒形状の周壁３４が成形される。尚、巾木４３と５０の存在によって、図４に示すように、周壁３４に連通穴３６が、内側縦壁３２と外側縦壁３３との境界部分に連通穴３７がそれぞれ巾木穴として形成される。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。

（１）本実施の形態における自動二輪車１の中空鋳造部品であるリアスイングアーム１６の右アーム部材２７によれば、内側縦壁３２と外側縦壁３３との間に周壁３４が結合されてリブとして構成されたので、右アーム部材２７の剛性を十分に確保できる。

（２）鋳造により内側縦壁３２、外側縦壁３３及び周壁３４を成形する上型４０、下型４１及び中子４２のうち、中子４２にリブ成形用の細長いスリットを形成する必要がないので、この中子４２が複雑な形状にならず、製作が容易になると共に、その強度を高めることができる。この結果、中子４２が溶湯の圧力などで移動したり壊れたりしなくなるので、中空鋳造部品としての右アーム部材２７の肉厚のばらつき等を抑えることができ、右アーム部材２７の部品精度を向上させることができる。

（３）リブとして機能する周壁３４が下型４１の突起４６と中子４２とにより成形されるので、右アーム部材２７の内側縦壁３２に、周壁３４に囲まれた窪み３５が形成されることになる。この結果、周壁３４により右アーム部材２７の剛性を十分に確保できると共に、窪み３５により右アーム部材２７の重量増加を最小限に抑えることができる。

更に、右アーム部材２７の内側縦壁３２に窪み３５が形成されることで、リアスイングアーム１６の外観を損なうことも防止できる。

（４）右アーム部材２７の周壁３４には、外側縦壁３３近傍に、鋳造時に中子４２を支持するための巾木４３によって連通穴（巾木穴）が形成されている。従って、この巾木穴が右アーム部材２７の外側縦壁３３に形成されないことで、この観点からも、リアスイングアーム１６の外観を損なうことを防止できる。

また、巾木４３が、外側縦壁３３を形成する上型４０近傍に設置されることになるので、下型４１の突起４６と中子４２の穴４９が形成するキャリッジＣ３を流れる溶湯の流れがスムーズになり、ピンホールの発生などの鋳造不良を回避できる。

（５）鋳造時に巾木４３が中子４２の穴４９に掛け渡されて設けられたので、穴４９の存在によっても中子４２を補強できる。この観点からも、溶湯の圧力によって中子４２が壊れにくくなり、右アーム部材２７の部品精度を向上させることができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、自動二輪車の中空鋳造部品がリアスイングアーム１６の右アーム部材２７の場合を述べたが、車体フレーム２のメインフレーム８等であってもよい。

１自動二輪車
１６リアスイングアーム
２７右アーム部材（中空鋳造部品）
３２内側縦壁（壁部材）
３３外側縦壁（壁部材）
３４周壁
３５窪み
３６連通穴
４０上型（主型）
４１下型（主型）
４２中子
４３巾木
４６突起
４９中子の穴

Claims

鋳造により、対向する一対の壁部材と、これらの壁部材間に結合されるリブとを用いて中空構造に構成される自動二輪車の中空鋳造部品において、
前記壁部材のうち、車両内側の壁部材には、車両外側の壁部材に向かう窪みが形成され、この窪みを画成する周壁が前記両壁部材に結合されて前記リブとして構成されたことを特徴とする自動二輪車の中空鋳造部品。
前記車両内側の壁部材における窪みを画成する周壁が、前記車両内側の壁部材と共に、主型と中子を用いて鋳造により成形されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の中空鋳造部品。
前記周壁には、車両外側の壁部材近傍に、鋳造時に中子を支持するための巾木によって巾木穴が成形されたことを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車の中空鋳造部品。
前記中空鋳造部品が、自動二輪車のリアスイングアームにおける車軸支持部を備えたアーム部材であることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の中空鋳造部品。
鋳造により、対向する一対の壁部材と、これらの壁部材間に結合されるリブとを用いて中空構造に構成される自動二輪車の中空鋳造部品の製造方法において、
互いに接合する一対の主型のうち一方に、他方に当接可能な突起が形成され、これらの主型間に中子が、巾木により前記主型に支持されて配置され、前記中子には前記突起が挿入可能な穴が形成され、
鋳造により、前記突起及び前記穴を除く前記主型及び前記中子を用いて、車両内側と車両外側のそれぞれの前記壁部材を成形し、また、前記主型の前記突起及び前記中子の前記穴を用いて、前記車両内側の壁部材に前記車両外側の壁部材へ向かう窪みを形成すると共に、この窪みを画成する周壁を前記両壁部材に結合して前記リブとして成形することを特徴とする自動二輪車の中空鋳造部品の製造方法。
前記中子には、主型の他方の近傍に、前記中子の穴を掛け渡してこの中子を支持する巾木が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車の中空鋳造部品の製造方法。