(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレーム（２）の前部下部から前方へ上下スイング自在にスイングアーム（３３）を延ばし、このスイングアーム（３３）の前端に前輪用車軸（３６）を支持する車軸ホルダブロック（３５）を左右スイング自在に取付け、前記車体フレーム（２）の前部上部に備えるヘッドパイプ（５２）にステアリングステム（５３）を回転自在に取付け、このステアリングステム（５３）に前方へ延びるステアリングアーム（５５）を取付け、このステアリングアーム（５５）の先端を前輪（３）の一側方から前記車軸ホルダブロック（３５）に連結することで、前輪（３）を懸架するとともに操舵可能とした車両において、
前記スイングアーム（３３）は、中空部を設けた部材であり、このスイングアーム（３３）の前記前輪（３）から遠い側よりも近い側の肉厚を大きくし、
前記スイングアーム（３３）は、前記車体フレーム（２）に軸部（３２）を介して取付けたベース部（３３ｅ）と、このベース部（３３ｅ）から前記前輪（３）に向かって延びるアーム部（３３ｆ）とを備え、
前記ベース部（３３ｅ）は、前記アーム部（３３ｆ）の外面に沿って結合されるとともに前記アーム部（３３ｆ）の下面に延びる延出部（３３ｋ）を備え、
前記アーム部（３３ｆ）の断面は、楕円形であり、
前記延出部（３３ｋ）は、前記アーム部（３３ｆ）の外面形状に沿って形成されるとともに、前記アーム部（３３ｆ）の下面中央部まで延出する、
ことを特徴とする車両のスイングアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のスイングアームの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両のスイングアームとして、車体フレームの前部に上下スイング自在に取付けるとともに前方に延ばすことで、前端で前輪を支持するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２１９１８２公報
【０００３】
特許文献１の図２に示されるように、車体フレーム２の下部前部にステー３１を設け、このステー３１に前ピボット軸３２を介して逆Ｕ字形状のスイングアーム３３の後端をスイング自在に取付け、このスイングアーム３３の前端にキングピン３４を介して車軸ホルダブロック３５を左右スイング自在に取付け、この車軸ホルダブロック３５に車軸３６を介して前輪３を回転自在に取付けたことが記載されている。
【０００４】
また、同図２には、車体フレーム２の前部上部にヘッドパイプ５２を設け、このヘッドパイプ５２に回転自在にステアリングステム５３を挿入し、このステアリングステム５３の上部にバーハンドル５４を取付け、ステアリングステム５３の下部にステアリングアーム５５の後端を取付け、このステアリングアーム５５の前端をリンク機構５６を介して車軸ホルダブロック３５に連結したことが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スイングアーム３３は側面視逆Ｕ字形状であるため、全長は大きく、例えば、前輪３に大きなサイドフォースが作用したときに、スイングアーム３３に撓みや捩れが生じやすく、このようなスイングアーム３３の撓みや捩れの影響で前輪３の前端、即ちトーが左右に振れることがある。また、バーハンドル５４を左右に切ったときにも前輪３にサイドフォースが作用するため、上記と同様なことが起きることがある。
本発明の目的は、前輪の左右の振れ、即ち前輪のトー変化を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、車体フレームの前部下部から前方へ上下スイング自在にスイングアームを延ばし、このスイングアームの前端に前輪用車軸を支持する車軸ホルダブロックを左右スイング自在に取付け、車体フレームの前部上部に備えるヘッドパイプにステアリングステムを回転自在に取付け、このステアリングステムに前方へ延びるステアリングアームを取付け、このステアリングアームの先端を前輪の一側方から車軸ホルダブロックに連結することで、前輪を懸架するとともに操舵可能とした車両において、スイングアームは、中空部を設けた部材であり、このスイングアームの前輪から遠い側よりも近い側の肉厚を大きくし、スイングアームは、車体フレームに軸部を介して取付けたベース部と、このベース部から前輪に向かって延びるアーム部とを備え、ベース部は、アーム部の外面に沿って結合されるとともにアーム部の下面に延びる延出部を備え、アーム部の断面は、楕円形であり、延出部は、アーム部の外面形状に沿って形成されるとともに、アーム部の下面中央部まで延出することを特徴とする。
【０００７】
作用として、スイングアームの中空部の前輪から遠い側よりも近い側の肉厚を大きくすることで、スイングアームの先端にサイドフォースが作用したときに、スイングアームの前輪から近い側の肉厚を大きくした部分によってスイングアームの撓みや捩れが効果的に下げられる。
また、ベース部に備える延出部が、アーム部の外面に沿って結合されるとともにアーム部の下面に延びることで、ベース部とアーム部との結合部の剛性が高まる。
さらに、延出部とアーム部とを合わせて、例えば、溶接するときに、延出部とアーム部とが合わせやすくなる。また、楕円形の長軸が水平方向となるようにすれば、サイドフォースに対するアーム部の曲げ剛性が高まる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、スイングアームを、中空部を設けた部材とし、このスイングアームの前輪から遠い側よりも近い側の肉厚を大きくしたので、スイングアームの撓みや捩れを効果的に小さくすることができ、車両の旋回時や操舵時に前輪がサイドフォースを受けても前輪のトー変化を抑えることができる。
また本発明では、スイングアームに、車体フレームに軸部を介して取付けたベース部と、このベース部から前輪に向かって延びるアーム部とを備え、ベース部に、アーム部の外面に沿って結合されるとともにアーム部の下面に延びる延出部を備えるので、延出部によってベース部とアーム部との結合部の剛性を向上させることができ、前輪のトー変化をより一層抑えることができる。
さらに本発明では、アーム部の断面を楕円形とし、延出部を、アーム部の外面形状に沿って形成するとともに、アーム部の下面中央部まで延出させたので、延出部とアーム部との位置決めがしやすくなり、例えば、溶接作業が楽にできる。また、楕円形の長軸を水平方向に向けることで、アーム部の曲げ剛性を高めることができ、前輪のトー変化をより一層抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良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。
図１は本発明に係るスイングアームを備えた車両の側面図であり、車両としてのスクータ型自動二輪車１０は、中央下部に枠状の車体フレーム２を配置し、車体フレーム２の前部に、前輪３を懸架するフロントサスペンション４と、前輪３を操舵するステアリング装置５とを取付け、車体フレーム２の後部にスイング式のパワーユニット６を取付け、このパワーユニット６の後端に後輪７を取付け、パワーユニット６の後部と車体フレーム２の後部とにリヤクッションユニット８を渡して取付け、車体フレーム２の後部上部に、シート９を取付けたものである。パワーユニット６は、エンジン６ａを備える。
【００１４】
また、スクータ型自動二輪車１０は、車体に、フロントフェンダ１０ａ、フロントカバー１２、ハンドルカバー１３、運転者の脚部を覆うレッグシールド１４、運転者の足載せ用ステップフロア１５、アンダカバー１６、センタカバー１７、リヤカバー１８、リヤフェンダ１９を備える。
ステップフロア１５は、レッグシールド１４と一体に形成した樹脂製品であり、車体フレーム２の中間部２Ｍに載せてビス止めしたものである。
【００１５】
車体フレーム２は、その中間部２Ｍに、即ち、ステップフロア１５の下方位置に分割線Ｗを有し、この分割線Ｗの位置にて前フレーム２Ｆに後フレーム２Ｒを分割可能に結合したものである。
【００１６】
更に、車体フレーム２は、後部下部にメインスタンド９３及びサイドスタンド９５を取付けたものである。なお、２１はミラー、２２はヘッドランプ、２３はウインカ、２４はラジエータ、２５はキャリア、２６はテールランプ、２７は排気管、２８はマフラである。
【００１７】
図２は本発明に係る車両の車体フレーム及び前後輪の懸架構造を示す側面図であり、フロントサスペンション４は、車体フレーム２の前部から前方へステー３１を延し、このステー３１に前ピボット軸３２で、側面視略逆Ｕ字状のスイングアーム３３の後端を上下スイング可能に取付け、スイングアーム３３の前端にキングピン３４を介して車軸ホルダブロック３５を左右スイング可能に取付け、車軸ホルダブロック３５に車軸３６を介して前輪３を回転可能に取付けたものである。即ち、車体フレーム２の前部から前方へスイングアーム３３を延ばし、スイングアーム３３で前輪３を片持ち支持した。
【００１８】
また、フロントサスペンション４は、スイングアーム３３のスイング方向の衝撃、すなわち、路面からの衝撃を緩和する樹脂スプリング４３と、スイングアーム３３のスイング方向の振動を減衰させるフロントダンパ４７とを分離して設けたものである。
【００１９】
詳しくは、スイングアーム３３のスイング方向の衝撃を緩和する樹脂スプリング４３を、車体フレーム２とスイングアーム３３との間に介在させるとともに、車体フレーム２の前部にフロントダンパ４７でスイングアーム３３を支持したものである。
樹脂スプリング４３は、ばね作用をなすように弾性を有した樹脂製ブロックからなる緩衝部材である。
【００２０】
フロントダンパ４７は、その一端部を、後述するヘッドパイプポスト５１の基部の右側部（図の裏側）に支軸４８で取付け、フロントダンパ４７の他端部を、スイングアーム３３の頂部の左側部に支軸４９で取付けたものである。なお、フロントダンパ４７の一端部は、車体フレーム２に直接に取付けてもよい。
【００２１】
ステアリング装置５は、車体フレーム２の前部上部から前方斜め上方にヘッドパイプポスト５１を延ばし、ヘッドパイプポスト５１の先端にヘッドパイプ５２を形成し、ヘッドパイプ５２にステアリングステム５３を回転可能に挿入し、ステアリングステム５３の上端部にバーハンドル５４を取付け、ステアリングステム５３の下端部にステアリングアーム５５の後端部を取付け、ステアリングアーム５５の先端部にリンク機構５６を介して車軸ホルダブロック３５のナックル３５ａを連結することで、前輪３を操舵可能としたものである。５７はグリップである。
【００２２】
上述のように、スイングアーム形式のフロントサスペンション４を採用し、前輪３からの荷重をスイングアーム３３並びに前ピボット軸３２を介して高剛性の車体フレーム２で受けるようにしたので、前輪３からの荷重を車体フレーム２で確実に且つ有効に受けることができる。このため、ヘッドパイプポスト５１に大きな荷重は作用しにくい。
【００２３】
パワーユニット６の支持構造については、車体フレーム２の後端部から後方斜め上方にリヤフレーム６１を延し、リヤフレーム６１にステー６２をボルト止めし、ステー６２に後ピボット軸６３でパワーユニット６を上下スイング可能に取付け、リヤフレーム６１にリヤクッションユニット８にてパワーユニット６を懸架する。
【００２４】
リヤクッションユニット８は、後輪７の左側方に位置し、一端部をリヤフレーム６１の取付ボス６５に支軸６６で取付け、他端部をパワーユニット６のステー６ｂに支軸６７で取付けたものである。
【００２５】
図３は本発明に係る車両の車体フレーム及び前後輪の懸架構造を示す平面図であり、車体フレーム２の前部からスイングアーム３３を、前輪３を迂回するように右へ湾曲しつつ前方へ延ばし、車体中心線ＣＬ上にあるヘッドパイプ５２（詳しくは、ステアリングステム５３（図２参照）の下端）からステアリングアーム５５を、前輪３を迂回するように右へ湾曲しつつ前方へ延ばし、車体フレーム２の後部から後方へパワーユニット６を延ばし、このパワーユニット６で後輪７を片持ち支持したことを示す。
【００２６】
スイングアーム３３を車体中心線ＣＬから右側へオフセットさせ、パワーユニット６を車体中心線ＣＬから左側へオフセットさせたので、スクータ型自動二輪車１０の左右の重量バランスを向上させることができる。
【００２７】
図４は本発明に係るフロントサスペンション及びステアリング装置の分解斜視図であり、車体フレーム２の下部前部の左右に設けたステー３１，３１のピボット穴３１ａ，３１ａに前ピボット軸３２にてスイングアーム３３の支持パイプ３３ａを取付け、スイングアーム３３のプレート部３３ｂに形成した連結部３３ｃ，３３ｃに挟持板４１を上下２組のボルト４２ａ、ナット４２ｂ（ナット４２ｂは１個のみ示す。）で連結し、プレート部３３ｂと挟持板４１とで樹脂スプリング４３を挟み込み、樹脂スプリング４３の取付孔４３ａに取付板４４を挿通し、取付板４４の左右両端部を車体フレーム２の取付ボス４５，４５にボルト４６，４６で取付け、ヘッドパイプポスト５１の基部の取付ボス５１ａにフロントダンパ４７の一端部を支軸４８で取付け、スイングアーム３３の頂部の取付ボス３３ｄにフロントダンパ４７の他端部を支軸４９で取付けたことを示す。
【００２８】
図５は図４の５矢視図であり、スイングアーム３３は、ベース部３３ｅと、このベース部３３ｅに溶接にて結合したパイプ状のアーム部３３ｆとからなり、ベース部３３ｅは、支持パイプ３３ａとプレート部３３ｂとを一体成形し、プレート部３３ｂに連結部３３ｃ、３３ｃを設けた部材である。
【００２９】
図６は図５の６−６線断面図であり、スイングアーム３３のプレート部３３ｂは、アーム部３３ｆと結合する結合部３３ｈに上部延出部３３ｊ及び下部延出部３３ｋとを備える。ここで、上部延出部３３ｊの「上部」とは、プレート部３３ｂの車体フレーム２（図２参照）側の部分、下部延出部３３ｋの「下部」とは、プレート部３３ｂの前輪３（図２参照）側の部分である。なお、７１はアーム部３３ｆの中空部である。
【００３０】
上部延出部３３ｊ及び下部延出部３３ｋは、断面を楕円形状としたアーム部３３ｆの外面３３ｍ、即ち上面３３ｎ及び下面３３ｐにそれぞれ沿った内面３３ｒ及び内面３３ｓを有し、下部延出部３３ｋは、アーム部３３ｆの下面３３ｐの中央まで延びる。
【００３１】
図７は本発明に係るアーム部形状を示す断面図であり、アーム部３３ｆは、外面３３ｍを楕円形とし、内面３３ｕをほぼ楕円形とした部材である。
即ち、内面３３ｕの一部を通る楕円８０を外面３３ｍと同心状に描き、外面３３ｍと楕円８０との共通の長軸をＸ軸、共通の短軸をＹ軸としたときに、第１象限８１では、内面３３ｕは楕円８０と重なり、第２象限８２では、内面３３ｕは、Ｙ軸の正側と楕円８０との交点８６からｘ座標が負側に大きくなるにつれて次第に楕円８０の内側に入り込み、内面３３ｕがＸ軸の負側と交わる交点８７では、アーム部３３ｆの肉厚が最大となる。
【００３２】
第３象限８３及び第４象限８４では、交点８７からｘ座標が大きくなるにつれてにアーム部３３ｆの肉厚が次第に小さくなって、Ｘ軸の正側と内面３３ｕとが交わる交点８９ではアーム部３３ｆの肉厚は最も小さくなり、内面３３ｕは楕円８０に重なる。
【００３３】
ここで、外面３３ｍの長径をＬＤ１、外面３３ｍの短径をＳＤ１、楕円８０の長径をＬＤ２、楕円８０の短径をＳＤ２、交点８６の位置の肉厚をＴ１、交点８７の位置の肉厚をＴ２、交点８８（Ｙ軸の負側と内面３３ｕとの交点）の位置の肉厚をＴ３、交点８９の位置の肉厚をＴ４とすると、Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ１となり、Ｔ４はＴ１にほぼ等しい。
【００３４】
このように、アーム部３３ｆのプレート部３３ｂ側と結合する部分の肉厚を、アーム部３３ｆの右端の部分の肉厚よりも大きくすることで、アーム部３３ｆの曲げ剛性を効果的に高めることができ、更に、アーム部３３ｆの厚肉部分にプレート部３３ｂの上部延出部３３ｊ及び下部延出部３３ｋで結合することで、プレート部３３ｂとアーム部３３ｆとの結合部の剛性をより一層高めることができ、アーム部３３ｆの撓み及び捩れをより小さくすることができる。
【００３５】
以上に述べたスイングアーム３３の作用を次に説明する。
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るスイングアームの作用を示す作用図である。
（ａ）において、車両が走行時（例えば、コーナリング中）に、あるいは、前輪３を操舵時に、前輪３に矢印で示すサイドフォースＦが作用すると、これに伴って車軸ホルダブロック３５を介してスイングアーム３３の先端に車幅方向の力が加わる。これにより、スイングアーム３３は、ベース部３３ｅとアーム部３３ｆとの結合部３３ｈを起点として、特にアーム部３３ｆが左方に矢印Ａで示すように撓みが発生するとともに、逆Ｕ字形状であるためにアーム部３３ｆに矢印Ｂで示すような捩れも発生する。
【００３６】
（ｂ）において、アーム部３３ｆには、水平方向の曲げ力ＢＦと捩れ力ＴＦとが作用する。本発明では、プレート部３３ｂの結合部３３ｈの内面３３ｒ，３３ｓをアーム部３３ｆの外面３３ｍに沿わせるとともに下部延出部３３ｋをアーム部３３ｆの下面３３ｐの中央部まで延ばしたので、結合部３３ｈの剛性を高めることができ、プレート部３３ｂとアーム部３３ｆとを強固に結合することができて、アーム部３３ｆの撓み量及び捩れ量を小さくすることができる。これにより、前輪３の前端３ａ（（ａ）参照）、即ちトーの左右の振れ（トー変化）を抑えることができる。
【００３７】
以上の図２及び図６で示したように、本発明は第１に、車体フレーム２の前部下部から前方へ上下スイング自在にスイングアーム３３を延ばし、このスイングアーム３３の前端に前輪用車軸３６を支持する車軸ホルダブロック３５を左右スイング自在に取付け、車体フレーム２の前部上部に備えるヘッドパイプ５２にステアリングステム５３を回転自在に取付け、このステアリングステム５３に前方へ延びるステアリングアーム５５を取付け、このステアリングアーム５５の先端を前輪３の一側方から車軸ホルダブロック３５に連結することで、前輪３を懸架するとともに操舵可能とした車両としてのスクータ型自動二輪車１０において、スイングアーム３３を、中空部７１を設けた部材とし、このスイングアーム３３の前輪３から遠い側よりも近い側の肉厚を大きくしたことを特徴とする。
【００３８】
これにより、スイングアーム３３の撓みや捩れを効果的に小さくすることができ、スクータ型自動二輪車１０の旋回時や操舵時に前輪３がサイドフォースを受けても前輪３のトー変化を抑えることができる。
【００３９】
本発明は第２に、図２、図５及び図６に示したように、スイングアーム３３に、車体フレーム２に軸部としての前ピボット軸３２を介して取付けたベース部３３ｅと、このベース部３３ｅから前輪３に向かって延びるアーム部３３ｆとを備え、ベース部３３ｅに、アーム部３３ｆの外面３３ｍに沿って結合されるとともにアーム部３３ｆの下面３３ｐに延びる下部延出部３３ｋを備えることを特徴とする。
これにより、下部延出部３３ｋによってベース部３３ｅとアーム部３３ｆとの結合部３３ｈの剛性を向上させることができ、前輪３のトー変化をより一層抑えることができる。
【００４０】
本発明は第３に、アーム部３３ｆの断面を楕円形とし、下部延出部３３ｋを、アーム部３３ｆの外面３３ｍの形状に沿って形成するとともにアーム部３３ｆの下面３３ｐの中央部まで延出させたことを特徴とする。
【００４１】
これにより、下部延出部３３ｋとアーム部３３ｆとの位置決めがしやすくなり、例えば、溶接作業が楽にできる。また、楕円形の長軸を水平方向に向けることで、アーム部３３ｆの曲げ剛性を高めることができ、前輪３のトー変化をより一層抑えることができる。
【００４２】
尚、本発明では、アーム部の断面を楕円形としたが、これに限らず、長円形、あるいは、楕円形や長円形に類似する形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、前輪用スイングアームに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るスイングアームを備えた車両の側面図である。
【図２】本発明に係る車両の車体フレーム及び前後輪の懸架構造を示す側面図である。
【図３】本発明に係る車両の車体フレーム及び前後輪の懸架構造を示す平面図である。
【図４】本発明に係るフロントサスペンション及びステアリング装置の分解斜視図である。
【図５】図４の５矢視図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】本発明に係るアーム部形状を示す断面図である。
【図８】本発明に係るスイングアームの作用を示す作用図である。
【符号の説明】
【００４５】
２…車体フレーム、３…前輪、１０…車両（スクータ型自動二輪車）、３２…軸部（前ピボット軸）、３３…スイングアーム、３３ｅ…ベース部、３３ｆ…アーム部、３３ｋ…延出部（下部延出部）、３３ｍ…外面、３３ｐ…下面、３５…車軸ホルダブロック、３６…前輪の車軸、５２…ヘッドパイプ、５３…ステアリングステム、５５…ステアリングアーム、７１…アーム部の中空部。
【図１】
0004673713.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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