JP2008162528A5 - - Google Patents

Description

自動二輪車の車体フレーム

本発明は、前輪を軸支するフロントフォークを操向可能に支承するヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後下がりに延びるメインフレームとを備え、金属板材がプレス成形されて成る複数のフレーム構成部材が接合されて前記メインフレームが構成される自動二輪車の車体フレームに関する。

複数のパイプ材を溶接して自動二輪車の車体フレームを構成することは従来から一般的に行われているが、フレーム構造が複雑になることや、製造コストの観点から金属板材がプレス成形されて成る複数のフレームを溶接結合して車体フレームを構成するようにしたものもある（たとえば特許文献１参照。）。
特開２０００−０９５１７０号公報

上記特許文献１で開示されるものでは、金属板材がプレス成形されて成る２枚のフレームを最中合わせで当接し、両フレームのフランジ部を溶接することによってメインフレームを構成するようにしている。ところでメインフレームは、多くの応力がかかることから充分な強度を有することが必要であり、上記特許文献１で開示されるものでは両フレームが上下方向で偏平形状を有するものであるので、上下方向の強度を高めるために板厚を大きくせざるを得ず、メインフレームの重量増大ひいては自動二輪車の重量増大を招いている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、板厚を薄くしてメインフレームの重量増大を回避しつつ充分な強度を確保し得るようにした自動二輪車の車体フレ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、請求項１記載の発明は、前輪を軸支するフロントフォークを操向可能に支承するヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後下がりに延びるメインフレームとを備え、金属板材がプレス成形されて成る複数のフレーム構成部材が接合されて前記メインフレームが構成される自動二輪車の車体フレームにおいて、上下方向を長軸方向とした楕円状の横断面形状を有する前記メインフレームが、下方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有するとともに下端両側に上フランジを有する上フレーム半体と、上方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有するとともに前記上フランジに接合される下フランジを上端両側に有する下フレーム半体とで上下に二分割に構成されることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記上フレーム半体と前記下フレーム半体との接合面が、前記メインフレームの断面中心よりも下方にオフセットした位置に配置されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、後輪を軸支するスイングアームの前端部を揺動可能に支承するピボットが、前記上フレーム半体と前記下フレーム半体との接合部に設けられて前記メインフレームの後端部に配設されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記上フレーム半体および前記下フレーム半体が相互に溶接され、前記両下フランジの少なくとも一部の外端に一体に連なって下方に延びる支持板の複数個所に、エンジン取付け部が形成されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成に加えて、前記下フレーム半体が、前記上フレーム半体の前部に溶接される前部下フレーム部材と、前記エンジン取付け部を有して前記上フレーム半体の後部に溶接接合される後部下フレーム部材とから成り、後部下フレーム部材の板厚が前部下フレーム部材の板厚よりも大きく設定されることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成に加えて、前記上フレーム半体にその前端から後端まで連続的に前記下フレーム半体が溶接されることを特徴とする。

さらに請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明の構成に加えて、前記前部下フレーム部材が有する下フランジの外端には、前記上フランジの外端に外方から対向、当接する規制板部が上方に延びて一体に連設され、前記後部下フレーム部材が有する下フランジの上面に、前記上フランジを上方から嵌合する凹部が形成されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、上フレーム半体の上フランジと下フレーム半体の下フランジとが相互に接合されることでメインフレームが構成され、メインフレームの両側から上フランジおよび下フランジが側方に張り出すので、左右方向からメインフレームに作用する応力に対する充分な強度をメインフレームに持たせることができ、またメインフレームの横断面形状が上下方向を長軸方向とした楕円形状であるので、上下方向からメインフレームに作用する応力に対する充分な強度をメインフレームに持たせることができ、板厚を薄くしてもメインフレームに充分な強度を持たせることができ、メインフレームすなわち自動二輪車の軽量化に寄与することができる。しかもヘッドパイプから後下がりに延びるメインフレームを上下２分割構造としたことにより、金属板材のプレス成形時に破材の量を少なくすることができる。

また請求項２記載の発明によれば、上フレーム半体と下フレーム半体との接合面が、メインフレームの断面中心よりも下方にオフセットすることで、下フレーム半体に必要とされる金属板材量を減らすことができ、メインフレームの下部の円弧部が小さくなるのでメインフレームと、該メインフレームの下方に配置されるエンジンとをコンパクトに配置して自動二輪車の小型化に寄与することができる。

請求項３記載の発明によれば、応力負荷が高いピボットが、高剛性である上および下フランジの接合部に設けられることで、車体フレームの剛性を確保することができる。

請求項４記載の発明によれば、複数のエンジン取付け部が、下フレーム半体が一体に有する支持板に設けられるので、部品点数を低減することができるとともに後加工でエンジン取付け部を形成することを不要として加工工数を低減することができる。またプレス成形時に前記エンジン取付け部が形成されるので、エンジン取付け部間の相対位置が上フレーム半体および下フレーム半体の接合に影響されることなく定まることになり、エンジンの取付け精度を高めることができる。しかも上フレーム半体の左右の上フランジが、メインフレームの長手方向に沿って連続する面を有して左右対称に配置されるので、左右の上フランジと、左右の下フランジとを同時に溶接することを可能として生産性を高めることができる。

請求項５記載の発明によれば、下フレーム半体が、前部下フレーム部材および後部下フレーム部材から成り、後部下フレーム部材の板厚が前部下フレーム部材の板厚よりも大きく設定されるので、下フレーム半体のうち強度が必要であるエンジン取付け部側である後部下フレーム部材だけを厚くすることでメインフレームの軽量化を図ることができる。

請求項６記載の発明によれば、上フレーム半体および下フレーム半体の連続的な溶接によってメインフレームの強度が安定するとともに、３部品を連続的に溶接することで生産性を高めることができる。

さらに請求項７記載の発明によれば、上フレーム半体および下フレーム半体の相互溶接時に、上フレーム半体および下フレーム半体の相対位置を容易に定めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は自動二輪車の側面図、図２は車体フレームおよびエンジンの側面図、図３はヘッドパイプおよびメインフレームの分解斜視図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は図２の５−５線拡大断面図、図６は図２の６−６線拡大断面図である。

なお以下の実施例の説明で、前後および左右はスクータ型自動二輪車の進行方向に対して言うものである。

先ず図１および図２において、この自動二輪車の車体フレームＦＡは、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク１１および操向ハンドル１２を操向可能に支承するヘッドパイプ１３と、該ヘッドパイプ１３から後ろ下がりに延びるメインフレーム１４Ａと、メインフレーム１４Ａの後部寄り中間部に前端が接合されて段階的に後ろ上がりに延びる左右一対のシートレール１５…とを備え、メインフレーム１４Ａには、車体フレームＦＡで上下揺動可能に支承されたスイングアーム１６の後部に軸支される後輪ＷＲを駆動する動力を発揮する４サイクルのエンジンＥが支持され、該エンジンＥからの動力はチェーン伝動手段１７を介して後輪ＷＲに伝達される。またスイングアーム１６およびシートレール１５…間にはリヤクッション１８が設けられる。

前記エンジンＥが備えるシリンダヘッド１９の上部側面に接続される吸気系２０は、前記エンジンＥの前側上方に配置されるエアクリーナ２１と、上流端がエアクリーナ２１に接続されるスロットルボディ２２と、該スロットルボディ２２および前記シリンダヘッド１９間を結ぶ吸気管２３とを備える。また前記シリンダヘッド１９の下部側面には排気系２４が接続されており、この排気系２４の下流端の排気マフラー２５は後輪ＷＲの右側方に配置される。

また前記エンジンＥの後側上方には燃料タンク２６が配置される。而して前記車体フレームＦＡ、前記エンジンＥの一部および燃料タンク２６は車体カバー２８で覆われており、前記燃料タンク２６の上方で車体カバー２８上には、前記シートレール１５…で支持される乗車用シート２９が配設される。

図４〜図６を併せて参照して、前記メインフレーム１４Ａは、下方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する上フレーム半体３１と、上方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する下フレーム半体３２Ａとが相互に接合されるようにして、上下に二分割に構成され、この実施例では上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ａは相互に溶接される。

しかも下フレーム半体３２Ａは、上フレーム半体３１の前部に溶接される前部下フレーム部材３３Ａと、上フレーム半体３１の後部に溶接される後部下フレーム部材３４Ａとから成り、上フレーム半体３１、前部下フレーム部材３３Ａおよび後部下フレーム部材３４Ａは、それぞれ金属板材のプレス成形により形成される。

また後部下フレーム部材３４Ａの板厚は前部下フレーム部材３３Ａの板厚よりも大きく設定されるものであり、たとえば前部下フレーム部材３３Ａの板厚が２．３ｍｍであるときに後部下フレーム部材３４Ａの板厚は２．８ｍｍに設定され、上フレーム半体３１の板厚は下フレーム半体３２Ａの板厚よりも薄く、たとえば２．０ｍｍに設定される。

上フレーム半体３１の下端両側には、左右両側に張り出すとともに前記メインフレーム１４Ａの長手方向に沿って連続する面を有する上フランジ３５，３５が略左右対象に配置されて一体に連設される。また前記下フレーム半体３２Ａにおける前部下フレーム部材３３Ａの上端両側には、前記両上フランジ３５…にそれぞれ溶接される下フランジ３６，３６が左右両側に張り出して一体に連設され、前記下フレーム半体３２Ａにおける後部下フレーム部材３４Ａの上端両側には前記両上フランジ３５…にそれぞれ溶接される下フランジ３７，３７が左右両側に張り出して一体に連設される。

而して下フレーム半体３２Ａにおける前部下フレーム部材３３Ａの下フランジ３６…と、前記後部下フレーム部材３４Ａの下フランジ３７…とは、前記上フレーム半体３１の上フランジ３５…にその前端から後端まで連続的に、たとえばシーム溶接やレーザ溶接等で連続的に溶接される。

このように上フレーム半体３１と、前部下フレーム部材３３Ａおよび後部下フレーム部材３４Ａから成る下フレーム半体３２Ａとが接合されてメインフレーム１４Ａが構成されるのであるが、このメインフレーム１４Ａの断面形状は、上下方向を長軸とした楕円形に形成され、上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ａの接合面３０は、メインフレーム１４Ａの断面中心Ｃよりも下方にオフセットした位置に配置される。

また下フレーム半体３２Ａにおける後部下フレーム部材３４Ａの下フランジ３７…は、上フレーム半体３１の上フランジ３５…よりも外側方に張り出すように形成される。しかも下フレーム半体３２Ａにおける下フランジ３６…，３７…の少なくとも一部、この実施例では下フランジ３７…の外端には、下方に延びる支持板３８，３８が一体かつ直角に連設されており、両支持板３８…の複数個所たとえば３個所には、前記エンジンＥを取り付けるためのエンジン取付け部３９…，４０…，４１…が形成される。

一方、前記エンジンＥにおけるクランクケース４２には、前記エンジン取付け部材３９…，４０…，４１…に内側から当接するブラケット４３…，４４…，４５…が設けられ、ブラケット４３…はエンジン取付け部３９…にボルト４６およびナット（図示せず）で締結され、ブラケット４４…はエンジン取付け部４０…にボルト４７およびナット５２（図５参照）で締結され、ブラケット４５…はエンジン取付け部４０…にボルト４８およびナット（図示せず）で締結される。

前記メインフレーム１４Ａの前端下部すなわち下フレーム半体３２Ａにおける前部下フレーム部材３３Ａと、ヘッドパイプ１３との間にはガセット４９が設けられる。また前記吸気系２０におけるエアクリーナ２１は、前記メインフレーム１４Ａの前端部で支持されるものであり、このエアクリーナ２１には、前記メインフレーム１４Ａの前端上部の両側、すなわち上フレーム半体３１の前端両側に配置される取付け板部２１ａ，２１ａが上方に延びるようにして設けられており、これらの取付け板部２１ａ…は、上フレーム半体３１の前端部内面に固着されたウエルドナット５０，５０に、前記取付け板部２１ａ…および上フレーム半体３１に挿通されるボルト５１，５１を螺合して締めつけることにより、メインフレーム１４Ａの前端部に取付けられる。

一方、スイングアーム１６の前部は、前記メインフレーム１４Ａの後端部に配設されるピボット５４で揺動可能に支承されるものであり、このピボット５４は、上フレーム半体３１と、前記下フレーム半体３２Ａにおける後部下フレーム部材３４Ａとの接合面間に挟まれるようにして、上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ａの接合部に固定される。また前記ピボット５４と、前記両シートレール１５の中間部との間には支持パイプ５５…が設けられる。

次にこの第１実施例の作用について説明すると、ヘッドパイプ１３から後下がりに延びるメインフレーム１４Ａが、下方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する上フレーム半体３１と、上方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する下フレーム半体３２Ａとが相互に接合されるようにして上下に二分割に構成されるので、金属板材のプレス成形時に破材の量を少なくすることができる。また上フレーム半体３１の上フランジ３５…と、下フレーム半体３２Ａの下フランジ３６…，３７…とが相互に接合されることでメインフレーム１４Ａが構成され、メインフレーム１４Ａの両側から上フランジ３５…および下フランジ３６…，３７…が側方に張り出すので、左右方向からメインフレーム１４Ａに作用する応力に対する充分な強度をメインフレーム１４Ａに持たせることができ、またメインフレーム１４Ａの横断面形状が上下方向を長軸方向とした楕円形状であるので、上下方向からメインフレーム１４Ａに作用する応力に対する充分な強度をメインフレーム１４Ａに持たせることができる。すなわち板厚を薄くしてもメインフレーム１４Ａに充分な強度を持たせることができ、メインフレーム１４Ａすなわち自動二輪車の軽量化に寄与することができる。

また下フレーム半体３２Ａにおける後部下フレーム部材３４Ａの下フランジ３７…の外端から下方に垂下する支持板３８…の複数個所（この第１実施例では３個所）に、エンジン取付け部３９…，４０…，４１…が形成されるので、部品点数を低減することができるとともに後加工でエンジン取付け部を形成することを不要として加工工数を低減することができる。またプレス成形時に前記エンジン取付け部３９…，４０…，４１…が形成されるので、エンジン取付け部３９…，４０…，４１…間の相対位置が上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ａの接合に影響されることなく定まることになり、エンジンＥの取付け精度を高めることができる。

しかも下フレーム半体３２Ａが、上フレーム半体３１の前部に溶接される前部下フレーム部材３３Ａと、前記上フレーム半体３１の後部に溶接される後部下フレーム部材３４Ａとから成り、後部下フレーム部材３４Ａの板厚が前部下フレーム部材３３Ａの板厚よりも大きく設定されるので、下フレーム半体３２Ａのうち強度が必要であるエンジン取付け部３９…，４０…，４１…側である後部下フレーム部材３４Ａだけを厚くすることでメインフレーム１４Ａの軽量化を図ることができる。

また上フレーム半体３１にその前端から後端まで連続的に前記下フレーム半体３２Ａが溶接されるので、上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ａの連続的な溶接によってメインフレーム１４Ａの強度が安定するとともに、３部品３１，３３Ａ，３４Ａを連続的に溶接することで生産性を高めることができる。

さらに上フレーム半体３１および前記下フレーム半体３２Ａの接合面３０が、前記メインフレーム１４Ａの断面中心Ｃよりも下方にオフセットした位置に配置されるので、下フレーム半体３２Ａに必要とされる金属板材量を減らすことができ、メインフレーム１４Ａの下部の円弧部が小さくなることにより、メインフレーム１４Ａと、該メインフレーム１４Ａの下方に配置されるエンジンＥとをコンパクトに配置して自動二輪車の小型化に寄与することができる。

さらにスイングアーム１６の前端部を揺動可能に支承するピボット５４が、上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ａの接合部に設けられて前記メインフレーム１４Ａの後端部に配設されており、応力負荷が高いピボット５４が、高剛性である上および下フランジ３５…、３７…の接合部に設けられることで、車体フレームＦＡの剛性を確保することができる。

図７および図８は本発明の第２実施例を示すものであり、図７は第１実施例の図４に対応した断面図、図８は第１実施例の図５に対応した断面図である。

なお第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

車体フレームＦＢの一部を構成するメインフレーム１４Ｂは、下方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する上フレーム半体３１と、上方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する下フレーム半体３２Ｂとが相互に溶接されるようにして、上下に二分割に構成される。

しかも下フレーム半体３２Ｂは、上フレーム半体３１の前部に溶接される前部下フレーム部材３３Ｂと、前部下フレーム部材３３Ｂよりも肉厚を厚くして形成されて上フレーム半体３１の後部に溶接される後部下フレーム部材３４Ｂとから成り、上フレーム半体３１、前部下フレーム部材３３Ｂおよび後部下フレーム部材３４Ｂは、それぞれ金属板材のプレス成形により形成される。

上フレーム半体３１の下端両側には、左右両側に張り出すとともに前記メインフレーム１４Ｂの長手方向に沿って連続する面を有する上フランジ３５，３５が略左右対象に配置されて一体に連設される。また前記下フレーム半体３２Ｂにおける前部下フレーム部材３３Ｂの上端両側には前記両上フランジ３５…にそれぞれ溶接される下フランジ３６，３６が左右両側に張り出して一体に連設され、前記下フレーム半体３２Ｂにおける後部下フレーム部材３４Ｂの上端両側には、前記両上フランジ３５…にそれぞれ溶接される下フランジ５７，５７が左右両側に張り出して一体に連設される。

而して下フレーム半体３２Ｂの前記前部下フレーム部材３３Ｂにおける下フランジ３６…の外端には、前記上フランジ３５…の外端に外方から対向、当接する規制板部５６，５６が上方に延びて一体に連設され、下フレーム半体３２Ｂの前記後部下フレーム部材３４Ｂが有する下フランジ５７…の上面には、前記上フランジ３５…を上方から嵌合する凹部５８，５８が形成される。

また下フレーム半体３２Ｂにおける後部下フレーム部材３４Ｂの下フランジ５７…は、上フレーム半体３１の上フランジ３５…よりも外側方に張り出すように形成されるものであり、これらの下フランジ５７…の外端には、下方に垂下する支持板３８，３８が一体かつ直角に連設され、両支持板３８…の複数個所たとえば３個所には、前記エンジンＥを取り付けるためのエンジン取付け部３９…，４０…，４１…が形成される。

この第２実施例によれば、上記第１実施例と同様の効果を奏した上に、上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ｂの相互溶接時に、上フレーム半体３１および下フレーム半体３２Ｂの相対位置を容易に定めることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

第１実施例の自動二輪車の側面図である。 車体フレームおよびエンジンの側面図である。 ヘッドパイプおよびメインフレームの分解斜視図である。 図２の４−４線拡大断面図である。 図２の５−５線拡大断面図である。 図２の６−６線拡大断面図である。 第１実施例の図４に対応した第２実施例の断面図である。 第１実施例の図５に対応した第２実施例の断面図である。

１１・・・フロントフォーク
１３・・・ヘッドパイプ
１４Ａ，１４Ｂ・・・メインフレーム
１６・・・スイングアーム
３０・・・接合面
３１・・・上フレーム半体
３２Ａ，３２Ｂ・・・下フレーム半体
３３Ａ，３３Ｂ・・・前部下フレーム部材
３４Ａ，３４Ｂ・・・後部下フレーム部材
３５・・・上フランジ
３６，３７，５７・・・下フランジ
３８・・・支持板
３９，４０，４１・・・エンジン取付け部
５４・・・ピボット
５６・・・規制板部
５８・・・凹部
ＦＡ，ＦＢ・・・車体フレーム
Ｃ・・・断面中心
ＷＦ・・・前輪
ＷＲ・・・後輪

Claims (7)

1. 前輪（ＷＦ）を軸支するフロントフォーク（１１）を操向可能に支承するヘッドパイプ（１３）と、該ヘッドパイプ（１３）から後下がりに延びるメインフレーム（１４Ａ，１４Ｂ）とを備え、金属板材がプレス成形されて成る複数のフレーム構成部材が接合されて前記メインフレーム（１４Ａ，１４Ｂ）が構成される自動二輪車の車体フレームにおいて、上下方向を長軸方向とした楕円状の横断面形状を有する前記メインフレーム（１４Ａ，１４Ｂ）が、下方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有するとともに下端両側に上フランジ（３５）を有する上フレーム半体（３１）と、上方に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有するとともに前記上フランジ（３５）に接合される下フランジ（３６，３７，５７）を上端両側に有する下フレーム半体（３２Ａ，３２Ｂ）とで上下に二分割に構成されることを特徴とする自動二輪車の車体フレーム。
2. 前記上フレーム半体（３１）と前記下フレーム半体（３２Ａ，３２Ｂ）との接合面（３０）が、前記メインフレーム（１４Ａ，１４Ｂ）の断面中心（Ｃ）よりも下方にオフセットした位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム。
3. 後輪（ＷＲ）を軸支するスイングアーム（１６）の前端部を揺動可能に支承するピボット（５４）が、前記上フレーム半体（３１）と前記下フレーム半体（３２Ａ，３２Ｂ）との接合部に設けられて前記メインフレーム（１４Ａ，１４Ｂ）の後端部に配設されることを特徴とする請求項１または２記載の自動二輪車の車体フレーム。
4. 前記上フレーム半体（３１）および前記下フレーム半体（３２Ａ，３２Ｂ）が相互に溶接され、前記両下フランジ（３６；３７，５７）の少なくとも一部の外端に一体に連なって下方に延びる支持板（３８）の複数個所に、エンジン取付け部（３９，４０，４１）が形成されることを請求項１〜３のいずれかに記載の自動二輪車の車体フレーム。
5. 前記下フレーム半体（３２Ａ，３２Ｂ）が、前記上フレーム半体（３１）の前部に溶接される前部下フレーム部材（３３Ａ，３３Ｂ）と、前記エンジン取付け部（３８，３９，４０）を有して前記上フレーム半体（３１）の後部に溶接接合される後部下フレーム部材（３４Ａ，３４Ｂ）とから成り、後部下フレーム部材（３４Ａ，３４Ｂ）の板厚が前部下フレーム部材（３３Ａ，３３Ｂ）の板厚よりも大きく設定されることを特徴とする請求項４記載の自動二輪車の車体フレーム。
6. 前記上フレーム半体（３１）にその前端から後端まで連続的に前記下フレーム半体（３２Ａ，３２Ｂ）が溶接されることを特徴とする請求項５記載の自動二輪車の車体フレーム。
7. 前記前部下フレーム部材（３３Ｂ）が有する下フランジ（３６）の外端には、前記上フランジ（３５）の外端に外方から対向、当接する規制板部（５６）が上方に延びて一体に連設され、前記後部下フレーム部材（３４Ｂ）が有する下フランジ（５７）の上面に、前記上フランジ（３５）を上方から嵌合する凹部（５８）が形成されることを特徴とする請求項５記載の自動二輪車の車体フレーム。