JP2009166798A - 自動二輪車のリヤスイングアームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中子の支持精度の向上を図ると共に、中子の砂抜きを容易にした自動二輪車のリヤスイングアームおよびその製造方法を提案する。
【解決手段】リヤスイングアーム１７は、左右一対のアーム部２０、２１と、アーム部２０、２１を連結する前部連結部２２とを備え、一体に鋳造成形される。アーム部２０、２１と前部連結部２２との内部には、それぞれ中空部が形成され、アーム部２１と前部連結部２２との内部に形成された中空部を連通する連通孔２６が形成された隔壁２７を有する。アーム部２１の車幅方向中心側の側面部２１ｄは肉抜き孔３８、３９を有し、前部連結部２２の前面部２２ａは肉抜き孔４２、４３を有する前壁４５によって構成され、前部連結部２２の後面部２２ｂは肉抜き孔４６を有する後壁４７によって構成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自動二輪車のリヤスイングアームおよびその製造方法に関する。

一般的に、自動二輪車の後輪を懸架する手段としてリヤスイングアームが用いられる。

リヤスイングアームは、その前端部が車体フレームに例えばピボット軸を介して揺動自在に枢着され、自由端部である後端部で後輪を軸支する。

また、リヤスイングアームは、一般に、左右一対のアーム部と、アーム部の前部間に架設された前部連結部とから構成される。アーム部の前端部にはピボット軸支部が設けられる。リヤスイングアームは、ピボット軸支部によってピボット軸を介して車体フレームに枢着される。アーム部の後端部には後輪軸受部が設けられる。後輪軸受部には後輪が回動自在に支持される。

リヤスイングアームの前部連結部には、後輪懸架装置の一端部が取り付けられるブラケットが設けられる。後輪懸架装置の他端部は車体フレームに取り付けられる。

リヤスイングアームの構造例として、特許文献１には前部連結部と、アーム部とが一体に鋳造され、アーム部の下方が開放されたコ字状の横断面形状に形成されたリヤスイングアームが記載されている。

また、特許文献２には後輪に動力を伝達する機構にシャフトドライブ方式が用いられ、前後に開口した筒状に形成された一方のアーム部と前部連結部とが一体に鋳造され、前部連結部に他方のアーム部が溶接されて構成されたリヤスイングアームが記載されている。
特開昭６１−２１５１８８号公報 特開２００３−１９１８８６号公報

特許文献１に記載のリヤスイングアームは、アーム部の横断面形状をコ字状にすることによって鋳造成形におけるアーム部の中子を不要にし、リヤスイングアームの成形に要する工数を削減するものである。しかしながら、このような構造のリヤスイングアームでは、横断面形状が閉断面の中空筒状の構造のリヤスイングアームと比較すると、所要の強度および剛性を得るためにアーム部の肉厚を厚くして、横断面積を大きくする必要があり重量が嵩んでしまう。

リヤスイングアームの剛性や重量は自動二輪車の運動性能に大きく影響する。特に高剛性であり、かつ軽量なリヤスイングアームは、ばね下重量の低減にも寄与でき、自動二輪車に高い運動性能を与える。

ここで、横断面形状が閉断面の中空筒状の構造のリヤスイングアームを鋳造で形成する場合、中子を用いた鋳造成形が一般的である。中子はリヤスイングアームの各所に設けられた開口部から覗かせた巾木や中子押さえによって鋳造型内に保持される。

しかしながら、リヤスイングアームの各所に大きな開口部を設けることは、リヤスイングアームの強度および剛性の低下を招く。このため、特許文献２に記載のリヤスイングアームでは、前部連結部とアーム部とを一体に鋳造せず、鋳造成形後に排砂を行った前部連結部に分割して成形したアーム部を溶接で一体にする構成が記載されている。このように構成されたリヤスイングアームでは、部品点数および製造工程が増加し、十分にコストを下げることができない。

また、鋳造成形において中子を保持する巾木や中子押さえの位置精度が悪く不安定、すなわち中子の支持精度が低いと、鋳造成形品の肉厚に偏りがおきて所定の強度および剛性が得られない虞がある。このため、部分的に肉厚が薄くなっても所要の強度が得られるよう余分に肉厚を厚くしていたが、重量増加の要因になっていた。

本発明は、中子の支持精度の向上を図ると共に、中子の砂抜きを容易にした自動二輪車のリヤスイングアームおよびその製造方法を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明に係る自動二輪車のリヤスイングアームでは、前端部が車体フレームに軸支され、後端部には後輪が回転自在に支持される左右一対のアーム部と、前記アーム部を連結する前部連結部とを備え、前記アーム部と前記前部連結部とは、それぞれ中空構造にされて一体に鋳造成形され、少なくとも一方の前記アーム部の中空部は、前記前部連結部の中空部に連通され、前記前部連結部の中空部に連通された中空部を有する前記アーム部は、肉抜き孔を設けられた車幅方向内側の側面部を有し、前記前部連結部は、肉抜き孔を設けられた前面部および後面部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る自動二輪車のリヤスイングアームの製造方法では、前端部を車体フレームに軸支し、後端部には後輪を回転自在に支持する左右一対のアーム部と、前記アーム部を連結する前部連結部とを備えた自動二輪車のリヤスイングアームの上半分を成形する上型と、前記リヤスイングアームの下半分を成形する下型と、少なくとも一方の前記アーム部と前記前部連結部とをそれぞれ中空構造にする一体の中子とを有する鋳型を形成し、前記中子は、前記アーム部の車幅方向内側の側面部に形成する肉抜き孔と、前記前部連結部の前面部および後面部に形成する肉抜き孔とに対応する位置から突設した巾木を有し、前記巾木を前記上型と前記下型との結合面に挟持し、前記リヤスイングアームを一体に鋳造することを特徴とする。

本発明によれば、中子の支持精度の向上を図ると共に、中子の砂抜きを容易にした自動二輪車のリヤスイングアームおよびその製造方法を提供することができる。

本発明に係る自動二輪車のリヤスイングアームの実施形態について、図１から図５を参照して説明する。

図１は、本発明に係るリヤスイングアームが用いられた自動二輪車の実施形態の一例を示す左側面である。

図１に示すように、自動二輪車１は鋼管を主体にしてダブルクレードル型に形成された車体フレーム２を備える。車体フレーム２の前半部（ダブルクレードル部分）には前後２気筒のＶ型エンジン３が搭載され、車体フレーム２の上部にはＶ型エンジン３の上方に位置するように燃料タンク４が載置される。燃料タンク４の後方には着座シート５とリヤカウリング６が順次配置される。車体フレーム２の前下部付近に左右一対のステップ７が設けられ、車体フレーム２の前面にはラジエータ８が設置される。

車体フレーム２の前頭部には前輪９を支持するフロントフォーク１０がハンドルバー１１やフロントカウリング１２、フロントフェンダ１３等とともに左右回動自在に軸支される。一方、車体フレーム２の中央下部には車幅方向にピボット軸１５が架設される。車体フレーム２の後半部には後輪１６を支持するリヤスイングアーム１７がピボット軸１５によって上下回動自在に軸支される。リヤスイングアーム１７の基部付近には後輪懸架装置１８が設けられる。自動二輪車１の２次減速機構にはシャフトドライブ方式が用いられ、Ｖ型エンジン３の出力はトランスミッション１９を介して、例えばリヤスイングアーム１７の内部に挿通されたドライブシャフト（図示省略）により後輪１６に伝達される。

図２および図３は本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す斜視図であり、図４は本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す平断面図であり、図５は本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す縦断面図である。

図２から図５に示した実線矢Ｚは自動二輪車１の車体前方を示し、実線矢Ｙは自動二輪車１の車体上方を示し、実線矢Ｘは自動二輪車１の車体左方を示す。

図２から図４に示すように、リヤスイングアーム１７は、左右一対のアーム部２０、２１と、アーム部２０、２１を連結する前部連結部２２とを備え、アルミニウム合金によって一体に鋳造成形される。アーム部２０、２１と前部連結部２２との内部には、それぞれ中空部が形成される。アーム部２０と前部連結部２２とは、隔壁２５によって区画され、アーム部２０の内部の中空部は独立した空間を形成する。アーム部２１と前部連結部２２とは、アーム部２１と前部連結部２２との内部に形成された中空部を連通する連通孔２６が形成された隔壁２７によって区画される。

アーム部２０、２１の前端部２０ａ、２１ａには、車体フレーム２に架設されたピボット軸１５が挿入されるピボット軸支部２８、２９が形成される。

アーム部２０は、前部開口３２と後部開口３３とを有する筒形状に形成され、内部にドライブシャフト（図示省略）が収容される。このドライブシャフトの前端部は自在継手（図示省略）を介してトランスミッション１９に結合され、後端部は自在継手（図示省略）を介して後輪１６を駆動させる駆動側ベベルギア（図示省略）に結合される。アーム部２０の後端部２０ｂには、シャフト後部支持部３５が取り付けられる。

アーム部２１の後端部２１ｂには、後輪軸受部３６が形成される。アーム部２１の後方部２１ｃには、リヤディスクブレーキ（図示省略）のキャリパ（図示省略）が取り付けられるキャリパ取付部３７が形成される。アーム部２１の車幅方向中心側の側面部２１ｄは肉抜き孔３８、３９を有する側壁４１によって形成される。

肉抜き孔３８、３９は、アーム部２１に作用する曲げ荷重に対応させて側面部２１ｄの略中立軸である上下方向略中央に配設される。また、肉抜き孔３８は、アーム部２１と前部連結部２２との結合部に近い前方側に配設され、肉抜き孔３９は、後輪軸受部３６に近い後方側に配設される。肉抜き孔３８、３９の開口面積は、アーム部２１と前部連結部２２との結合部に生じる応力集中に対応させて、肉抜き孔３８の開口面積よりも肉抜き孔３９の開口面積の方がより大きく形成される。

シャフト後部支持部３５は、後輪軸受部３６とともに後輪１６の車軸（図示省略）を支持するとともに、ドライブシャフトの後端部にジョイント部材を介して連結された駆動側ベベルギヤと、この駆動側ベベルギヤに噛み合わされて後輪１６にエンジン出力を伝達する被動側ベベルギヤ（図示省略）等を支持する。

前部連結部２２の前面部２２ａは肉抜き孔４２、４３を有する前壁４５によって構成され、前部連結部２２の後面部２２ｂは肉抜き孔４６を有する後壁４７によって構成される。また、前部連結部２２の下面部２２ｃには、後輪懸架装置１８の一端部が取り付けられるブラケット４８が設けられる。後輪懸架装置１８の他端部は車体フレーム２に取り付けられる。

肉抜き孔４２、４３、４６は、前部連結部２２に作用する曲げ荷重に対応させて前面部２２ａと後面部２２ｂとのそれぞれの略中立軸である上下方向略中央に配設される。また、肉抜き孔４６は、自動二輪車１の車幅方向略中心に配設され、肉抜き孔４２、４３は、それぞれ車幅方向外側に偏位させて配設される。すなわち、肉抜き孔４２、４３、４６は、前部連結部２２の前面部２２ａと後面部２２ｂとで相互に自動二輪車１の前後方向に重ならないように交互に配設される。

前部連結部２２の内部の中空部には、それぞれの肉抜き孔４２、４３、４６の周縁部から自動二輪車１の前後方向に沿ってリブ４９が形成される。

このように構成されたリヤスイングアーム１７の鋳造行程は公知の方法であり、すなわち砂型である中子（図示省略）が配設された鋳造型（図示省略）のキャビティ内に溶融した金属材料、例えばアルミニウム合金を流し込み、この金属材料が凝固した後に鋳造型からリヤスイングアーム１７を取り外す方法である。鋳造型は、リヤスイングアーム１７の上半分を成形する上型（図示省略）と下半分を成形する下型（図示省略）とからなる外金型（図示省略）と、アーム部２０の中空部を形成するために用いられる第１の中子（図示省略）と、アーム部２１と前部連結部２２との中空部を形成するために用いられる第２の中子（図示省略）とから構成される。また、型抜き後にリヤスイングアーム１７の中空部に残った第１の中子と第２の中子とは崩されて外に排砂される。

ここで、第１の中子の支持孔としては、アーム部２０の前部開口３２と後部開口３３とが用いられる。第１の中子の巾木は、支持孔である前部開口３２と後部開口３３とが形成される位置から突設され、鋳造型の上型と下型とに挟持される。また、前部開口３２と後部開口３３とは、型抜き後に第１の中子の排砂孔としても用いられる。

第２の中子の支持孔としては、アーム部２１の側面部２１ｄに形成された肉抜き孔３８、３９と、前部連結部２２の前面部２２ａに形成された肉抜き孔４２、４３と、前部連結部２２の後面部２２ｂに形成された肉抜き孔４６とが用いられる。すなわち、第２の中子は、隔壁２７に形成された連通孔２６を介して略Ｌ字状に一体または一体的に形成される。第２の中子の巾木は、支持孔である肉抜き孔３８、３９、４２、４３、４６が形成される位置から突設され、鋳造型の上型と下型とに挟持される。また、肉抜き孔３８、３９、４２、４３、４６は、型抜き後に第２の中子の排砂孔としても用いられる（図４中の実線矢Ａ）。

なお、自動二輪車１の２次減速機構はシャフトドライブ方式に限られるものではなく、チェーンドライブ方式やドライブベルト方式であってもよい。その場合、リヤスイングアーム１７は、左右一対のアーム部２１、２１と、アーム部２１、２１を連結する前部連結部２２とを備え、アーム部２１、２１と前部連結部２２とは、アーム部２１、２１と前部連結部２２との内部に形成された中空部を連通する連通孔２６が形成された隔壁２７によって区画されて構成される。

本実施形態に係るリヤスイングアーム１７によれば、アーム部２１と前部連結部２２との中空部を連通孔２６で連通させたことによって、アーム部２１と前部連結部２２との中空部を成形する第２の中子を一体または一体的に形成することができる。また、アーム部２１と前部連結部２２とには複数の肉抜き孔３８、３９、４２、４３、４６を配設したことによって、第２の中子から複数の巾木が鋳造型に突設され、略Ｌ字状に形成された第２の中子の並進方向や回転方向の移動が十分に拘束され、第２の中子の支持精度が向上する。また、アーム部２０の中空部を成形する第１の中子の巾木は、前部開口３２と後部開口３３から鋳造型に突設され、略円柱状の第１の中子の並進方向や回転方向の移動が十分に拘束される。

したがって、リヤスイングアーム１７の鋳造精度を高めることを可能にし、アーム部２０、２１と前部連結部２２との肉厚は、一定な管理品質を得ることができる。そうすると、リヤスイングアーム１７の肉厚を均一化することが容易になって、所要の肉厚を得るために余分に肉厚を厚くする必要がなくなって薄肉化することができ、強度の安定化と軽量化とを図ることができる。

また、特に、アーム部２１と前部連結部２２との中空部を成形する第２の中子は、複数の肉抜き孔３８、３９、４２、４３、４６から排砂できるので、鋳造作業の短縮化を図ることができる。

アーム部２１と前部連結部２２との中空部は、連通孔２６を有する隔壁２５によって区画されているので、リヤスイングアーム１７に作用するねじり荷重によってアーム部２１と前部連結部２２との接続部に発生する応力の集中を緩和させることができる。

アーム部２１と前部連結部２２とに形成された肉抜き孔３８、３９、４２、４３、４６は、それぞれが形成される壁部に作用する曲げ荷重に対応させて略中立軸である上下方向略中央に配設されるので、リヤスイングアーム１７の曲げ剛性を極力低下させることなくリヤスイングアーム１７の軽量化と、鋳造工程における中子の保持精度の向上に寄与できる。

また、肉抜き孔３９の開口面積は、肉抜き孔３８の開口面積よりも大きく形成されるので、アーム部２１の強度、剛性を適切に確保しつつ、リヤスイングアーム１７の軽量化を図ることができる。また、肉抜き孔３８、３９は、アーム部２１の車幅方向中心側の側面部２１ｄに形成されるので、自動二輪車１の外観を損なうことがない。

さらに、肉抜き孔４２、４３、４６は、前部連結部２２の前面部２２ａと後面部２２ｂとで相互に自動二輪車１の前後方向に重ならないように交互に配設されるので、リヤスイングアーム１７のねじり剛性を極力低下させることなくリヤスイングアーム１７の軽量化と、鋳造工程における中子の保持精度の向上に寄与できる。

したがって、本実施形態に係るリヤスイングアーム１７によれば、中子の支持精度の向上を図ると共に、中子の砂抜きを容易にした自動二輪車のリヤスイングアームおよびその製造方法を提供できる。

本発明に係るリヤスイングアームが用いられた自動二輪車の実施形態の一例を示す左側面。 本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す斜視図。 本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す斜視図。 本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す平断面図。 本発明に係るリヤスイングアームの実施形態の一例を示す縦断面図。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ Ｖ型エンジン
４ 燃料タンク
５ 着座シート
６ リヤカウリング
７ ステップ
８ ラジエータ
９ 前輪
１０ フロントフォーク
１１ ハンドルバー
１２ フロントカウリング
１３ フロントフェンダ
１５ ピボット軸
１６ 後輪
１７ リヤスイングアーム
１８ 後輪懸架装置
１９ トランスミッション
２０ アーム部
２０ａ 前端部
２０ｂ 後端部
２１ アーム部
２１ａ 前端部
２１ｂ 後端部
２１ｃ 後方部
２１ｄ 側面部
２２ 前部連結部
２２ａ 前面部
２２ｂ 後面部
２２ｃ 下面部
２５ 隔壁
２６ 連通孔
２７ 隔壁
２８、２９ ピボット軸支部
３２ 前部開口
３３ 後部開口
３５ シャフト後部支持部
３６ 後輪軸受部
３７ キャリパ取付部
３８、３９ 肉抜き孔
４１ 側壁
４２、４３ 肉抜き孔
４５ 前壁
４６ 肉抜き孔
４７ 後壁
４８ ブラケット
４９ リブ

Claims (6)

1. 前端部が車体フレームに軸支され、後端部には後輪が回転自在に支持される左右一対のアーム部と、
   前記アーム部を連結する前部連結部とを備え、
   前記アーム部と前記前部連結部とは、それぞれ中空構造にされて一体に鋳造成形され、
   少なくとも一方の前記アーム部の中空部は、前記前部連結部の中空部に連通され、
   前記前部連結部の中空部に連通された中空部を有する前記アーム部は、
   肉抜き孔を設けられた車幅方向内側の側面部を有し、
   前記前部連結部は、
   肉抜き孔を設けられた前面部および後面部を有することを特徴とする自動二輪車のリヤスイングアーム。
2. 前記肉抜き孔は、
   前記アーム部と前記前部連結部とのそれぞれの上下方向略中央に配設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リヤスイングアーム。
3. 前記アーム部の中空部と前記前部連結部の中空部とは、
   連通孔が形成された隔壁によって区画されたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車のリヤスイングアーム。
4. 前記アーム部の前記側面部は、
   前記アーム部と前記前部連結部の近傍に配設された肉抜き孔と、
   前記アーム部の前記後端部の近傍に配設された肉抜き孔とを有し、
   前記後端部の近傍に配設された前記肉抜き孔は、前記アーム部と前記前部連結部の近傍に配設された前記肉抜き孔よりも大きい開口面積を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自動二輪車のリヤスイングアーム。
5. 前記前部連結部の前側面と後側面とに形成されたそれぞれの肉抜き孔は、
   前記自動二輪車の前後方向で互いに重ならないよう交互に配設されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動二輪車用リヤスイングアーム。
6. 前端部を車体フレームに軸支し、後端部には後輪を回転自在に支持する左右一対のアーム部と、前記アーム部を連結する前部連結部とを備えた自動二輪車のリヤスイングアームの上半分を成形する上型と、
   前記リヤスイングアームの下半分を成形する下型と、
   少なくとも一方の前記アーム部と前記前部連結部とをそれぞれ中空構造にする一体の中子とを有する鋳型を形成し、
   前記中子は、
   前記アーム部の車幅方向内側の側面部に形成する肉抜き孔と、
   前記前部連結部の前面部および後面部に形成する肉抜き孔とに対応する位置から突設した巾木を有し、
   前記巾木を前記上型と前記下型との結合面に挟持し、
   前記リヤスイングアームを一体に鋳造することを特徴とする自動二輪車のリヤスイングアームの製造方法。

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