JP5439134B2

JP5439134B2 - 締結体

Info

Publication number: JP5439134B2
Application number: JP2009265562A
Authority: JP
Inventors: 晃世林; 靖樹伊藤; 俊一中島; 喜孝関; 照也斎木; 政孝中野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: US8353227B2; JP2011105276A; US20110120257A1

Description

本発明は、トップブリッジとステアリングハンドルとの締結に代表される締結体に関する。

トップブリッジに、ステアリングハンドルを弾性部材を介して締結する構造が提案されている（例えば、特許文献１（第１図、第２図）参照。）。

特許文献１の第２図に、上ブラケット（４）（括弧内数字は、特許文献１に記載されている符号を示す。以下同様）と、この上ブラケット（４）に弾性部材（１０）を介して嵌合された内筒（７）と、この内筒（７）に挿入された挿入部（６ｂ１）と、この挿入部（６ｂ１）の上部に設けられた下部部材（６ｂ）と、この下部部材（６ｂ）と共にハンドル（５）を挟持する上部部材（６ａ）とからなるハンドル支持構造が示されている。

特許文献１の第１図に、自動二輪車の正面図が示されており、上ブラケット（４）の近傍にハンドル（５）が配置されている。ホイールベースが長く、上ブラケット（４）とシートとが離れているような車両の場合、乗員がハンドル（５）を握りやすいように、ハンドル（５）を上ブラケット（４）から上方へ離すことが望まれるが、特許文献１の構造で対応すると、ハンドル支持部が大きくなり、重くなってしまう。
そこで、基本的な構造を維持しつつ、ハンドル支持部を大きくすることなく、ハンドル（５）を上ブラケット（４）から大きく離すことができる構造が求められている。

特公昭６３−１２０３７号公報

本発明は、トップブリッジとステアリングハンドルとの締結に代表される締結体において、ハンドル支持部を大きくすることなく、支持部材（トップブリッジ）から被支持部材（ステアリングハンドル）を十分に離すことができ、結果、設計の自由度を大いに高めることができる構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、穴が設けられている支持部材と、前記穴に嵌合されるカラー部材と、被支持部材の先端に取付けられ、前記カラー部材に挿入されるボルト部材と、このボルト部材のねじ部にねじ込まれ前記被支持部材を前記支持部材に分離可能に固定するナットとからなる締結体において、
前記ボルト部材のボルト頭と、前記カラー部材の一端との間に、ワッシャが挟まれ、
このワッシャと前記ボルト頭とが接触する面を第１接触面と定め、前記ワッシャと前記カラー部材とが接触する面を第２接触面と定めたときに、
前記ボルト部材の軸方向から見て、前記第２接触面に重なる位置にて、前記第１接触面に隣接して前記ワッシャの撓みを許容する逃げ部が設けられており、
前記支持部材は自動二輪車のトップブリッジであり、前記被支持部材は前記自動二輪車のステアリングハンドルであり、
前記ステアリングハンドルは、運転者が握るハンドルバーと、このハンドルバーから直角に延ばされ前記ボルト頭に嵌合されるハンドルコラムとからなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第１接触面は、第２接触面より外側に設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、ボルト部材は、軸部と、この軸部の一端の設けられているボルト頭と、軸部の他端に形成されているねじ部とからなり、軸部とボルト頭とが交わる部位に、逃げ部が軸部を囲うようにボルト頭に形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、ボルト部材は、軸部と、この軸部の一端の設けられているボルト頭と、軸部の他端に形成されているねじ部とからなり、軸部とボルト頭とは、軸部からボルト頭へ断面積が徐々に増大するように、アール部で繋がれ、
このアール部を収納する面取り部が、ワッシャに形成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、ボルト部材は、ボルト頭に鍔を備えている鍔付きボルトであって、鍔の外径がワッシャの外径より大きく設定されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明では、カラー部材の端部が支持部材から所定寸法だけ突出しており、所定寸法に対応する厚さの底板部と、この底板部の外周からボルト部材の軸方向に沿って延びてワッシャの外周面を囲う円筒部と、からなるラバー部材が、ボルト頭と支持部材との間に設けられていることを特徴とする。

請求項７に係る発明では、ハンドルバーから左右２本のハンドルコラムが延びていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、例えば、被支持部材に力が加えられると、この力は、第１接触面を介してボルト頭からワッシャに伝えられ、次に、ワッシャから第２接触面を介してカラー部材に伝えられ、カラー部材から支持部材へ伝えられる。
この際に、第１接触面が、ボルト部材を軸方向の一端から見ると、第２接触面と重ならない位置に設けられているため、ワッシャに曲げ力が作用し、ワッシャが撓む。つまり、ワッシャが、ばね作用を発揮し、曲げ力の影響を緩和する役割を果たす。

支持部材から被支持部材を離して配置するほど、力と距離の積で表される曲げモーメントが大きくなるが、本発明によれば、ワッシャの撓みにより、曲げモーメントの増加を緩和させることができる。結果、支持部材から被支持部材を十分に離すことが可能となり、デザインの自由度を高めることができる。
加えて、本発明では、支持部材は自動二輪車のトップブリッジであり、被支持部材は自動二輪車のステアリングハンドルである。被支持部材の形状の自由度が大きいため、ステアリングハンドルの形状は自由に設定することができる。そして、ステアリングハンドルが長くなっても、ワッシャの撓み作用により応力集中を避けることができる。
さらに加えて、本発明では、ステアリングハンドルは、ハンドルバーとハンドルコラムとからなる。応力集中を心配することなく、ハンドルコラムを延ばすことができるため、ステアリングハンドルを、より効果的に運転者側へ延ばすことができる。

請求項２に係る発明では、第１接触面は、第２接触面より外側に設けられている。第２接触面の径が、カラー部材の径に関係する。請求項２では、第１接触面の内側に第２接触面が存在し、カラー部材の小径化が図れる。

請求項３に係る発明では、軸部とボルト頭とが交わる部位に、逃げ部が軸部を囲うようにボルト頭に形成されている。逃げ部に円弧部を含め、この円弧部で軸部とボルト頭とを繋ぐようにすれば、軸部とボルト頭とが交わる部位に発生し勝ちな応力集中を避けることができる。逃げ部がボルト頭に設けられているので、ワッシャは単純な形状にすることができる。

請求項４に係る発明では、軸部とボルト頭とは、軸部からボルト頭へ断面積が徐々に増大するように、アール部で繋がれ、このアール部を収納する面取り部が、ワッシャに形成されている。アール部で軸部とボルト頭とを繋ぐことで、軸部とボルト頭とが交わる部位に発生し勝ちな応力集中を避けることができる。

請求項５に係る発明では、ボルト部材は、ボルト頭に鍔を備えている鍔付きボルトであって、鍔の外径がワッシャの外径より大きく設定されている。鍔がカバーとなってワッシャが見えにくくなり、外観上問題がない。

請求項６に係る発明では、ワッシャの外周をラバー部材でカバーするため、ワッシャを目隠しすることができる。加えて、ラバーであるから、ワッシャの撓みを許容することができる。

請求項７に係る発明では、ハンドルバーから左右２本のハンドルコラムが延びている。ハンドルコラムが２本であるため、ハンドルコラムが１本である場合に対して応力を半減させることができ、ステアリングハンドルを、さらに運転者側へ延ばすことができる。

本発明に係る締結体を備えている自動二輪車の左側面図である。ステアリングハンドルとトップブリッジの分解斜視図である。本発明に係る締結体の分解図である。本発明に係る締結体の組立断面図である。図４の変更例を示す図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、締結体は、自動二輪車のトップブリッジと、このトップブリッジに結合するステアリングハンドルとを、例に以下に説明する。

図１に示されるように、自動二輪車１０は、パイプやフレームを組み合わせて構成される車体フレーム１１と、この車体フレーム１１前部のヘッドパイプ１２に操舵自在に取付けられ下部に前輪１３が取付けられるフロントフォーク１４と、車体フレーム１１後部のピボットプレート１５から車両後方へ延ばされ後輪１６が取付けられるリヤスイングアーム１７と、車体フレーム１１の中央に取付けられるエンジン１８と、このエンジン１８の上方に且つ車体フレーム１１に取付けられる燃料タンク１９と、この燃料タンク１９の上部前部に一体的に設けられメータ２０と、このような燃料タンク１９の車両後方に且つ車体フレーム１１に載せられるシート２１と、燃料タンク１９の車両前方に且つフロントフォーク１４の上部に取付けられるトップブリッジ２２と、このトップブリッジ２２に取付けられるステアリングハンドル２３と、を主要要素とする車両である。

図示するように、ステアリングハンドル２３は車両後方へ大きく延びており、具体的には運転者が握るグリップ２４の先端（車両長手方向の後端）は、燃料タンク１９の車両長手方向の中間点２５より、車両後方へδだけ、延びている。すなわち、ステアリングハンドル２３を車両後方へ大きく延ばすことで、ステアリングハンドル２３が燃料タンク１９の上面に沿った形態となり、車両全体が流線形になり、意匠性がより高まる。

ステアリングハンドル２３の形態を詳しく説明する。
図２に示されるように、トップブリッジ２２は、横長略三角形の部材であり、穴２６、２６が設けられている。
また、ステアリングハンドル２３は、横に大きく延びているハンドルバー２７と、このハンドルバー２７の中央から下へ延びている左右のハンドルコラム２８、２８と、これらのハンドルコラム２８、２８の下端に取付けられているボルト部材６０、６０とからなる。なお、ハンドルコラム２８は１本又は３本以上であってもよい。

ボルト部材６０は、ワッシャ３１及びラバー部材３２を介して穴２６に挿入され、先端に下部座金３３を取付け、袋ナット３４を取付けることで、トップブリッジ２２に固定される。なお、袋ナット３４は、普通の六角ナット又は四角ナットでもよい。ただし、外観上から袋ナット３４が好適である。

ところで、ボルト部材６０に作用する曲げモーメントは、ハンドルバー２７に加えられる外力（例えば運転者の腕力）にハンドルコラム２８の長さを乗じた値となる。
ハンドルコラム２８が長いため、曲げモーメントが大きくなり、ボルト部材６０に対する応力が増大する場合がある。この場合に好適な構造の「締結体」を、次に説明する。

本発明の締結体４０は、図３に示すように、穴２６が開けられている支持部材としてトップブリッジ２２と、穴２６の上半部分に嵌合される上部カラー部材としての上部管ブッシュ４１と、穴２６の下半部分に嵌合される下部カラー部材としての下部管ブッシュ４２と、この下部管ブッシュ４２の下に配置される下部座金３３及び袋ナット３４と、上部管ブッシュ４１の上に配置されるラバー部材３２及びワッシャ３１と、ボルト部材６０とからなる。

なお、この例ではカラー部材を、上部カラー部材と下部カラー部材とに区分したが、区分しなくとも良い。

トップブリッジ２２には、穴２６の上半部分と下半部分とを区分する環状突起４３が設けられている。
下部カラー部材としての下部管ブッシュ４２は、内周面が円筒面で外周面がテーパ管面であるカラー４４と、このカラー４４の外周面に配置したゴム部４５と、このゴム部４５を囲って保護する外筒４６とからなり、この外筒４６及びゴム部４５より、カラー４４が上下にはみ出ている。

上部カラー部材としての上部管ブッシュ４１は、下部管ブッシュ４２と同様に、内周面が円筒面で外周面がテーパ管面であるカラー４７と、このカラー４７の外周面に配置したゴム部４５と、このゴム部４５を囲って保護する外筒４６とからなるが、カラー４７の内周面の上部に、円筒面より大径のボルトネック挿入部４８が設けられている点が、下部管ブッシュ４２と異なる。

部品の誤組みを防止するために、上部管ブッシュ４１のカラー４７の上端に、着色、刻印などの目印４９を付すようにした。
このような、上部管ブッシュ４１及び下部管ブッシュ４２は、予め、穴２６に圧入嵌合することで、トップブリッジ２２に取付けておく。

なお、カラー部材は、振動吸収や振動遮断が求められない場合には、ゴム部４５及び外筒４６を省くことができる。その場合は、カラー４４、４７がカラー部材となる。

ラバー部材３２は、カラー４７に外径に対応する中心穴５１が設けられている底板部５２と、この底板部５２の周縁から上へ延ばした円筒部５３とからなり、この円筒部５３の内径はワッシャ３１の外径に対応し、円筒部５３の高さはワッシャ３１の厚さに対応している。
また、底板部５２の厚さは、カラー４７の上方突出し代にほぼ対応している。
なお、ゴム部４５の上端部は、長手方向中央へ窪んだ、環状凹部５５になっている。そこで、この環状凹部５５に対応する環状凸部５６を、底板部５２に設けた。

ボルト部材６０は、ハンドルコラム２８の内径に対応する外径としたボルト頭６１と、このボルト頭６１から延ばした軸部６２と、この軸部６２の先端の形成するねじ部６３とからなる。
更に、ボルト頭６１に鍔６４（ボルト頭６１から径外方へ延びた部材）を付属した鍔付きボルトとする。また、軸部６２の基部に軸部６２の外径より大径のボルトネック６５が設けられている。

そして、軸部６２とボルト頭６１とが交わる部位６６（この例ではボルトネック６５の基部）にて、ボルト頭６１に環状の逃げ部６７を設けた。
この逃げ部６７は、ワッシャ３１の内周部（又は外周部）の撓みを許容するポケット部である。

逃げ部６７の形態は任意であるが、好ましくは円弧部６８と弦部６９とからなる略半月形状を呈する断面の溝とし、円弧部６８の一端をボトルネック６５に滑らかに繋げる。
軸状部材では断面積が急変するほど、応力の集中が顕著となる。この例では、円弧部６８で繋ぐようにしたので、断面積が徐々に変化し、応力の集中を抑制することができる。結果、軸部６２とボルト頭６１とが交わる部位６６で、ボルト部材６０が破損する心配はなくなる。

以上に説明した構成要素を組立てると、図４に示す締結体４０が得られる。
ワッシャ３１とボルト頭６１とが接触する面（幅Ｗ１の面）を第１接触面７１と呼ぶ。また、ワッシャ３１とカラー部材（カラー４７）とが接触する面（幅Ｗ２の面）を第２接触面７２と呼ぶ。

例えば、被支持部材（ハンドルコラム２８）に力が加えられると、この力の大部分は、第１接触面７１を介してボルト頭６１からワッシャ３１に伝えられ、次に、ワッシャ３１から第２接触面７２を介してカラー部材（カラー４７）に伝えられ、上部管ブッシュ４１及び下部管ブッシュ４２から支持部材（トップブリッジ２２）へ伝えられる。

この際に、ボルト部材６０の軸方向から見て、第２接触面７２に重なる位置にて、第１接触面７１に隣接してワッシャ３１の撓みを許容する逃げ部６７が設けられている。
すなわち、第１接触面７１が、第２接触面７２と重ならない位置に設けられているため、ワッシャ３１に曲げ力が作用し、ワッシャ３１が撓む。つまり、ワッシャ３１が、ばね作用を発揮し、曲げ力の影響を緩和する役割を果たす。

なお、図は省略するが、第１接触面７１を内側に設け、第２接触面７２を外側に設けることは構造的に可能であり、この構造でも、同様の効果が発揮される。ただし、この構造では、カラー部材が必然的に大径になる。
この点、図４の例では、第１接触面７１は、第２接触面７２より外側に設けられている。すなわち、第１接触面７１の内側に第２接触面７２が設けられており、カラー部材（カラー４７）の小径化が図れる。

また、鍔６４は必須ではないが、鍔６４を設けることで次に述べる作用が発揮される。
すなわち、鍔６４がカバーとなってワッシャ３１が見えにくくなり、外観上問題がない。

また、ラバー部材３２は必須ではないが、ラバー部材３２を設けることで次に述べる作用が発揮される。すなわち、ワッシャの外周をラバー部材３２でカバーするため、ワッシャ３１を目隠しすることができる。加えて、ラバーであるから、ワッシャの撓みを許容することができる。

次に、本発明に係る変更実施例を説明する。
図５は図４の変更例を示す図である。図４との相違点は、軸部６２とボルト頭６１とが、軸部６２からボルト頭６１へ断面積が徐々に増大するように、アール部７４で繋がれており、且つ、このアール部７４を収納する面取り部７５が、ワッシャ３１に形成されていることにある。その他は図４と同じ構造であるため、図４の符号を流用して詳細な説明は省略する。

軸状部材では断面積が急変するほど、応力の集中が顕著となる。この例では、軸部６２とボルト頭６１とをアール部７４で繋ぐことで断面積が徐々に変化し、応力の集中を抑制することができる。結果、軸部６２とボルト頭６１とが交わる部位で、ボルト部材６０が破損する心配はなくなる。

尚、本発明の締結体は、自動二輪車のトップブリッジとステアリングハンドルとの締結部位に好適であるが、穴が設けられている支持部材と、穴に嵌合されるカラー部材と、被支持部材の先端に取付けられカラー部材に挿入されるボルト部材と、このボルト部材のねじ部にねじ込まれ被支持部材を支持部材に分離可能に固定するナットとからなる構造体であれば用途は任意である。

本発明の締結体は、自動二輪車のトップブリッジとステアリングハンドルとの締結部位に好適である。

１０…自動二輪車、２２…支持部材（トップブリッジ）、２３…被支持部材（ステアリングハンドル）、２６…穴、２７…ハンドルバー、２８…ハンドルコラム、３１…ワッシャ、３２…ラバー部材、３４…ナット（袋ナット）、４１…カラー部材（上部管ブッシュ）、４７…カラー、５２…ラバー部材の底板部、５３…ラバー部材の円筒部、６０…ボルト部材、６１…ボルト頭、６２…軸部、６３…ねじ部、６４…鍔、６６…軸部とボルト頭とが交わる部位、６７…逃げ部、７１…第１接触面、７２…第２接触面、７４…アール部、７５…面取り部。

Claims

穴（２６）が設けられている支持部材（２２）と、前記穴（２６）に嵌合されるカラー部材（４１）と、被支持部材（２３）の先端に取付けられ、前記カラー部材（４１）に挿入されるボルト部材（６０）と、このボルト部材（６０）のねじ部（６３）にねじ込まれ前記被支持部材（２３）を前記支持部材（２２）に分離可能に固定するナット（３４）とからなる締結体において、
前記ボルト部材（６０）のボルト頭（６１）と、前記カラー部材（４１）の一端との間に、ワッシャ（３１）が挟まれ、
このワッシャ（３１）と前記ボルト頭（６１）とが接触する面を第１接触面（７１）と定め、前記ワッシャ（３１）と前記カラー部材（４１）とが接触する面を第２接触面（７２）と定めたときに、
前記ボルト部材（６０）の軸方向から見て、前記第２接触面（７２）に重なる位置にて、前記第１接触面（７１）に隣接して前記ワッシャ（３１）の撓みを許容する逃げ部（６７）が設けられており、
前記支持部材（２２）は自動二輪車のトップブリッジであり、前記被支持部材（２３）は前記自動二輪車のステアリングハンドル（２３）であり、
前記ステアリングハンドル（２３）は、運転者が握るハンドルバー（２７）と、このハンドルバー（２７）から直角に延ばされ前記ボルト頭（６１）に嵌合されるハンドルコラム（２８）とからなることを特徴とする締結体。
前記第１接触面（７１）は、前記第２接触面（７２）より外側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の締結体。
前記ボルト部材（６０）は、軸部（６２）と、この軸部（６２）の一端の設けられている前記ボルト頭（６１）と、前記軸部（６２）の他端に形成されている前記ねじ部（６３）とからなり、
前記軸部（６２）と前記ボルト頭（６１）とが交わる部位（６６）に、逃げ部（６７）が前記軸部（６２）を囲うように前記ボルト頭（６１）に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締結体。
前記ボルト部材（６０）は、軸部（６２）と、この軸部（６２）の一端の設けられている前記ボルト頭（６１）と、前記軸部（６２）の他端に形成されている前記ねじ部（６３）とからなり、
前記軸部（６２）と前記ボルト頭（６１）とは、前記軸部（６２）から前記ボルト頭（６１）へ断面積が徐々に増大するように、アール部（７４）で繋がれ、
このアール部（７４）を収納する面取り部（７５）が、前記ワッシャ（３１）に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の締結体。
前記ボルト部材（６０）は、前記ボルト頭（６１）に鍔（６４）を備えている鍔付きボルトであって、前記鍔（６４）の外径が前記ワッシャ（３１）の外径より大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の締結体。
カラー部材（４１）の端部が前記支持部材（２２）から所定寸法だけ突出しており、
前記所定寸法に対応する厚さの底板部（５２）と、この底板部（５２）の外周から前記ボルト部材（６０）の軸方向に沿って延びて前記ワッシャ（３１）の外周面を囲う円筒部（５３）と、からなるラバー部材（３２）が、前記ボルト頭（６１）と前記支持部材（２２）との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の締結体。
前記ハンドルバー（２７）から左右２本の前記ハンドルコラム（２８）が延びていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の締結体。