JP2000185683A - 車両用車体フレ―ムの構造及び製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バックボーン形式の車体フレームを各部におけ
る実際の必要強度に即した断面で連続一体に成形する。 【解決手段】 車体中心に沿って設けられるバックボー
ン形式の車体フレーム５は、ヘッドパイプ３が前端に溶
接される縦長断面のフレーム前部１４、円形断面をなす
中央下部のピボット部１５、及びシート６を受ける角形
断面のシートレール部１６を有し、これら各部を一本の
中空素材パイプからハイドロフォーミング成形により連
続一体に形成する。これにより車体フレーム５は長さ方
向で、肉厚略一定のまま断面形状を上記のように連続的
に変化させ、各部における実際の必要強度に即した断面
となる。フレーム前部１４はその前端部をヘッドパイプ
３へ突き当てて溶接し、従来のガセットを省略する。ピ
ボット部１５には左右にピボットプレート１７を溶接
し、ここにエンジン１０を支持するとともに、リヤスイ
ングアーム１２の前端部を支持する。シートレール部１
６の一部にリヤクッション取付部２１を一体に設け、リ
ヤスイングアーム１２との間にリヤクッションユニット
９を取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動２輪車用バ
ックボーン形式の車体フレーム等に好適な車両用車体フ
レームの構造及び製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックボーン形式の車体フレームは、特
開平９−９５２８０号に示すように、車体中心に沿って
前後方向へ配設されかつ前端部にガセットで補強してヘ
ッドパイプを溶接した太径のメインパイプと、その後端
部から下方へ延出するピボットプレートと、さらに後方
へ略水平に延びるより細径をなすシートレール部とを備
え、これら各部は要求される強度や剛性が異なるため、
それぞれ断面積が異なり、かつ一般的には各部を前後方
向へ配置してそれぞれを相互に溶接して組立てられてい
る。

【０００３】しかし、このように溶接ヶ所が多いと、組
立工数が多くなるので、全長さ方向において全体を一体
的に成型することが望まれており、このような成形方法
として、例えばリヤスイングアームに関するものである
が、特開平３−１０６５２８号には、一本のパイプ部材
の両端をスウェージング加工によりテーパー状に細径と
し、これをプレス成形により角形断面に形成してから、
金型内へ入れ、中空部内へ加圧液体を注入するバルジ加
工をすることで、長さ方向に断面積が変化する所定形状
のパイプ部材を形成することが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記スウェージング加
工とバルジ加工の複合方法によれば、溶接を少なくでき
るが、スウェージング加工及びバルジ加工の時にそれぞ
れ肉厚が変化し、その結果、伸びの大きい場所は薄くな
って強度が不足がちになり、圧縮された部分は厚く重量
過剰になる。したがって、最も薄くなる部分を基準に素
材パイプを選択することになるため、真に必要な強度分
布に沿うものにすることが困難であり、またそれだけ強
度及び重量が過剰になる。このため、肉厚を略一定とし
つつも断面形状を各部に適合するように変化させること
ができる車体フレームが望まれている。

【０００５】さらに、車体フレームの前部であるメイン
フレーム部分のみに着目しても、この部分がパイプ部材
である場合は、その前端をヘッドパイプへ突き当てて溶
接する関係上、一般的にヘッドパイプの直径よりも細い
直径のものを採用することになり、その結果、メインフ
レーム部分前端とヘッドパイプとの溶接部の強度を確保
するため、ガセットによる補強が必要になり、部品点数
及び溶接工数並びに重量の増大を招くことになる。した
がって、このようなガセットの補強を極力減らし又はこ
れを要さずにヘッドパイプへ溶接できるようなメインフ
レームが望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願の車両用車体フレームの構造に係る第１の発明は、
ヘッドパイプを前端で支持するためのフレーム前部を車
体中心に沿って前後方向に配設したバックボーン形式の
車体フレームにおいて、この車体フレームは、前記フレ
ーム前部と、シートを支持するためのシートレール部と
をそれぞれ前後に備え、単一の素材パイプを用いてハイ
ドロフォーミング成形することにより得られる全体が単
一の中空部材であり、長さ方向全体に肉厚が略一定であ
るとともに、前記フレーム前部の横断面がその前端に向
かって次第に上下方向幅を増加する縦長断面をなすこと
を特徴とする。

【０００７】第２の発明は、上記第１の発明において、
前記フレーム前部とシートレール部の間に設けられかつ
リヤフォークを支持するためのピボットプレートが取付
けられるピボット部と、シートレール部と一体に設けら
れるリヤクッション取付部とを備え、これら各部の横断
面は、ピボット部の断面積に対して、フレーム前部の断
面積が大きく、シートレール部の断面積が小さいことを
特徴とする。

【０００８】第３の発明は、上記第１の発明において、
前記リヤクッション取付部は左右両側へ膨らんで形成さ
れ、このリヤクッション取付部の外側にリヤクッション
を取付けるための軸部材が溶接されていることを特徴と
する。

【０００９】第４の発明は、上記第１の発明において、
前記フレーム前部、シートレール部及びこれらフレーム
前部とシートレール部との中間部が側面視で略Ｓ字状に
連続する滑らかな曲線をなしていることを特徴とする。

【００１０】第５の発明は、上記第１の発明において、
前記フレーム前部が縦長、シートレール部が横長、これ
らフレーム前部とシートレール部との中間部が円形をな
すように各部の横断面形状が連続的に変化していること
を特徴とする。

【００１１】第６の発明は、前端にヘッドパイプを取付
けるとともに後端がエンジンの近傍へ延びるよう車体中
心に沿って前後方向へ配設されるメインフレームを備え
たバックボーン形式の車体フレームにおいて、前記メイ
ンフレームを中空のパイプ部材を用いてハイドロフォー
ミング成形により、肉厚を略一定でしかも前端に向かっ
て次第に上下方向幅が増加し、かつ前端部の横幅がヘッ
ドパイプの直径よりも狭くなるよう横断面縦長に形成す
るとともに、メインフレームの前端部をヘッドパイプの
外周部へ突き当てて溶接したことを特徴とする。

【００１２】第７の発明は、上記第６の発明において、
前記車体フレームは、前記メインフレームとその後端部
へ接続する後部フレームとに予め前後へ分割して形成さ
れるとともに、この後部フレームは一部がシートレール
部をなすよう左右一対のパイプ部材で構成されかつ前端
部を前記メインフレームの後端部へ溶接により接続一体
化したものであることを特徴とする。

【００１３】第８の発明は、上記第７の発明において、
前記メインフレームの後端を偏平部とし、これを前記後
部フレームの前端部に前記左右のパイプ部材間を連結し
て形成されたクロス部へ突き当てて溶接したことを特徴
とする。

【００１４】第９の発明は、上記第７の発明において、
前記後部フレームの前端部を構成する前記左右のパイプ
部材の各前端部にそれぞれ偏平部を設け、これら各偏平
部を前記メインフレームの後端へ左右から突き当てて溶
接したことを特徴とする。

【００１５】第１０の発明は、フレーム前部が車体中心
に沿って前後方向へ配設されるバックボーン形式の車体
フレームを製造する方法において、一本の円管状素材パ
イプをハイドロフォーミング成形により、少なくともヘ
ッドパイプを支持する前記フレーム前部の前端部側が横
断面縦長となるように、長さ方向へ肉厚を略一定にした
まま横断面形状を適宜変化させて前記フレーム前部を含
む車体フレームを形成することを特徴とする。

【００１６】

【発明の効果】第１の発明によれば、ハイドロフォーミ
ング成形により、肉厚略一定でフレーム前部からシート
レール部まで一体に成形できる。したがって、場所毎に
要求される強度を断面積の変化により実際に即して変化
させることができ、車体フレーム全体を可及的に軽量化
できる。また、車体フレーム全体を一度に成形できるか
ら、成形工数を削減して製造が容易になる。

【００１７】また、ヘッドパイプを溶接するためのフレ
ーム前部を、前端へ向かって上下幅が増大するように変
化する縦長断面にしたので、ヘッドパイプとの十分な溶
接長を確保できる。このため従来のガセットを省略して
溶接することができ、それだけ部品点数を削減し、コス
トダウン並びに軽量化を実現できる。

【００１８】第２の発明によれば、全体を一体に成形す
るにもかかわらず、ピボット部よりもシートレール部の
断面積を小さくできるので、ピボット部からシートレー
ル部までの強度バランスを良好にできる。

【００１９】しかもハイドロフォーミング成形により肉
厚略一定にできるので、リヤクッション取付部の肉厚変
化を防止し、リヤクッション側から大きな荷重が加わる
リヤクッション取付部を高強度に保つことができる。

【００２０】第３の発明によれば、リヤクッション取付
部を左右両側へ拡幅することによりリヤクッションを支
持する軸部材の張り出しを小さくできるとともに、リヤ
クッションの取付に適した形状にできる。そのうえ、リ
ヤクッション取付部は溶接されている軸部材を介して後
輪側からの大きな荷重を受けるが、この部分が薄肉にな
らず他の部分と肉厚を略一定にできるので十分な強度を
確保でき、ガセットなどの別部材による補強を削減もし
くは小型化できる。

【００２１】第４の発明によれば、車体フレーム全体が
側面視で略Ｓ字状に連続する滑らかな曲線をなしている
ので、局部的な応力集中を極力回避できる。このため、
素材パイプの管径をより小さくし、かつ肉厚もより薄く
できるので、全体を可及的に軽量化できる。

【００２２】第５の発明は、フレーム前部の縦長断面か
ら中間部の円形断面へ連続的に変化させることにより、
前述したようにヘッドパイプとの溶接を容易にしつつ上
下方向の荷重に対する強度を維持できる。さらにシート
レール部を横長断面にすることにより、ドライブポジシ
ョンの低位置化及び後輪とのクリアランスの確保が可能
となり、しかも、このような断面形状の変化を一本の車
体フレーム上において連続的変化で実現できるので、車
体フレームの製造が容易となる。

【００２３】第６の発明は、メインフレームをハイドロ
フォーミング成形により、肉厚を略一定でしかも前端部
の横幅がヘッドパイプの直径よりも狭くなる縦長断面に
形成したので、素材パイプがヘッドパイプよりも大径で
あっても、メインフレームの前端部をヘッドパイプの外
周部へ突き当てて十分な溶接長で溶接することができ、
かつガセットの補強を省略できる。

【００２４】第７の発明は、ハイドロフォーミング成形
されたメインフレームと、左右一対のパイプ部材で構成
された後部フレームとに前後に分割したので、ハイドロ
フォーミング成形部分が少なくなって金型を小型化でき
る等、成形が容易になる。

【００２５】第８の発明は、メインフレームの後端を偏
平部とし、これを前記後部フレームの前端部に形成され
たクロス部へ突き当てて溶接したので、この偏平部もメ
インフレームと一体にハイドロフォーミング成形できる
とともに、偏平部と後部フレームとの溶接も容易にな
る。

【００２６】第９の発明は、後部フレームの前端部左右
にそれぞれハイドロフォーミング成形による偏平部を設
けて、メインフレームの後端へ左右から突き当てて溶接
するので、溶接長をより長くできる。

【００２７】第１０の発明は、ハイドロフォーミング成
形を採用することにより、自動２輪車用バックボーン形
式の車体フレームを、一本の円管状素材パイプから、少
なくともヘッドパイプを支持する前端部側が縦長断面と
なるように、長さ方向で、肉厚を略一定にしたまま断面
形状を適宜変化させて成形できるので、ヘッドパイプと
簡単に溶接でき、かつ各部に要求される断面形状が最適
でしかも全体として余肉が少なく軽量化した車体フレー
ムを容易に得ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて一実施例を
説明する。図１は第１実施例に係る車体フレームの側面
を各部の端面と共に示す図、図２はこの車体フレームを
用いた自動２輪車の側面透視図、図３は同平面図、図４
は同正面図、図５図１の５矢示方向図である。

【００２９】まず、図２乃至図４により、自動２輪車の
全体構造を概説する。図中の符号１は前輪、２はフロン
トフォーク、３はヘッドパイプ、４はハンドル、５は車
体フレーム、６はシート、７はタンクボックス、８は燃
料タンク、９はリヤクッションユニット、１０は空冷式
エンジン、１１は気化器、１２はリヤスイングアーム、
１３は後輪である。

【００３０】車体フレーム５は車体中心に沿って前後方
向へ１本で配設されるバックボーン形式であり、車体前
側から後ろ側に向かって、フレーム前部１４、ピボット
部１５、シートレール部１６を備え、かつピボット部１
５の左右両側にピボットプレート１７が設けられ、ここ
にリヤスイングアーム１２の前端部がピボット軸１８で
揺動自在に支持されている。

【００３１】なお、本実施例におけるフレーム前部１４
とは、メインフレーム及びシートレールを含む後部フレ
ーム等複数のパーツを前後方向へ接続一体化して組立ら
れる一般的な自動２輪車の車体フレームにおいてメイン
フレームに相当する部分であり、ピボット部１５はフレ
ーム前部１４からシートレール部１６へ変化する中間部
であってピボットプレート１７が取付けられる部分であ
り、前記一般的な自動２輪車の車体フレームにおいてメ
インフレーム又は後部フレームの一部に相当する部分で
ある。

【００３２】左右のピボットプレート１７には、それぞ
れステップブラケット１９の後端がボルトで結合され、
各前端は外側方へ突出してここにステップ２０を支持し
ている。シートレール部１６には、左右両側へ張り出す
リヤクッション取付部２１が一体に形成され、ここにリ
ヤクッションユニット９の上端部が支持されている。

【００３３】車体カバーはハンドル４部分を覆うハンド
ルカバー２２、車体フレーム５に沿ってヘッドパイプ３
から、エンジン１０の一部及びシート６の下方部分を覆
うメインカバー２３と、フロントカバー２４を備える。

【００３４】フロントカバー２４の後部は整流部２５を
なし、エンジン１０のシリンダ部２６側方まで後方へ斜
め下がりに延出し、空気抵抗を低減している。

【００３５】なお、フロントカバー２４はヘッドパイプ
３の前方に支持されているバッテリ２７も覆っている。
２９ａ、２９ｂはエンジンハンガである。

【００３６】次に、車体フレームの詳細構造を説明す
る。この車体フレーム５は、高張力鋼又はアルミ合金等
の中空パイプを用いてフレーム前部１４、ピボット部１
５及びシートレール部１６が連続一体に形成され、フレ
ーム前部１４は後方へ向かって斜め下方に延び、ピボッ
ト部１５はこれらのうち最低地上高部分として略水平に
延び、シートレール部１６は後輪１３の上方へ向かって
後方へ斜めに延出している。

【００３７】車体フレーム５は、実際に各部が要求され
る強度に応じるよう、コンピュータを用いた強度設計で
得られた理想的な構造をなし、前後方向へ長い車体フレ
ーム５を長さ方向へ適当間隔で横断してなる各部の横断
面は、断面形状や断面積が前後方向にて適宜に変化して
いる。

【００３８】すなわち、図１に示す横断面のうちＡはａ
−ａ線端面、Ｂは最小径部であり、ｂ−ｂ線及びｃ−ｃ
線各端面に相当する。一般的な自動２輪車の車体フレー
ムを構成するメインフレームに相当する部分であるフレ
ーム前部１４の横断面はＡ部に示すように、縦長の略長
円形断面をなし、その上下方向幅Ｗ１は前方へ向かって
次第に大きくなるように形成される。

【００３９】このため、フレーム前部１４のヘッドパイ
プ３に対する接続部の側面視形状は、従来のガセットに
より補強されたときにおける形状と同様に前方へ向かっ
て上下方向へ広がる縦長形状になり、その結果、ガセッ
トを用いたと同様になってヘッドパイプ３と十分に長い
溶接長で溶接でき、かつ肉厚も略一定のままであるから
従来のガセットによる補強を省略可能になる。

【００４０】逆に、フレーム前部１４は後方へ向かって
次第に上下方向幅Ｗ１を小さくし、徐々に円形断面にな
り、中間部は同図Ｂに示すようにフレーム前部１４にお
いて最も小さな断面積を有する円形断面になり、この断
面はｃ−ｃ線部分までほぼ一定する。

【００４１】但し、ｃ−ｃ線部分より後方側のフレーム
前部１４における後部部分は、円形断面のまま再び拡径
し、その後端部はｄ−ｄ線に相当する図中のＤに示すよ
うに車体フレーム５の円形断面をなす部分では最大径部
分となり、ここでピボット部１５へ連続している。

【００４２】ピボット部１５は、ｆ−ｆ線に相当する図
中のＦに示すように、フレーム前部１４の後端部断面で
ある図中のＤに近似した比較的大きな径の円形断面をな
し、その結果、この部分は大径部として左右両側へ大き
く張り出す。しかしその径はｅ−ｅ線で示す縮径部を介
して若干小さくなるようにフレーム前部１４の後端部
（Ｄ断面部）から連続して変化している。

【００４３】この図中のＦに示すピボット部１５の断面
積は、図中のＡに示すフレーム前部１４の前端部におけ
る断面積よりも小さい。また、ピボット部１５はこの断
面にて後半側が湾曲しながら斜め上がりに後方のｇ−ｇ
線部分まで延び、この部分から後方は再び横断面を変化
させながらてシートレール１６へ連続している。

【００４４】シートレール部１６は、ピボット部１５の
後端部であるｇ−ｇ線部分から斜め上がりかつ後端部が
次第に略水平方向を向くように湾曲しながら後方へ延び
ており、その横断面を図中のＨ〜Ｒに示す。ここでＨは
ｈ−ｈ線，ｋ−ｋ線各端面に相当し、Ｍはｍ−ｍ線，ｎ
−ｎ線各端面に相当し、Ｐはｐ−ｐ線，ｑ−ｑ線各端面
に相当し、Ｒはｒ−ｒ線端面に相当する。

【００４５】これらの端面構造にて明らかなように、シ
ートレール部１６はピボット部１５の後端部であるｇ−
ｇ線部分からｈ−ｈ線の間で次第に横断面形状を変化さ
せ、ｈ−ｈ線以降は横長の断面となる。また、前方から
中間部のリヤクッション取付部２１へ向かって次第に断
面積が小さくなる（Ｈ，Ｍ）。

【００４６】リヤクッション取付部２１では部分的に上
下方向幅を拡大して断面積が大きな部分（同Ｐ）とな
り、その左右両側部はリヤクッション取付軸を設けるた
め部分的に外側方へ張り出している。但し、この側方張
り出し部分はハイドロフォーミング成形で車体フレーム
５と一体に形成せず、別体部品として形成されたものを
後加工で溶接するようにしてもよい。

【００４７】このリヤクッション取付部２１のうちハイ
ドロフォーミング成形で車体フレーム５の他の部分と一
体に形成される部分の断面積は図中のＦに示すピボット
部１５の断面積より小さい。またその後は再び次第に細
くなるように変化し、後端近傍部３０は最も細い部分と
なり、断面積も最小となる（同Ｒ）。

【００４８】したがって、少なくともリヤクッション取
付部２１を除くシートレール部１６の断面積はピボット
部１５の断面積（Ｆ部分）よりも小さくなる。また、リ
ヤクッション取付部２１の断面積でハイドロフォーミン
グ成形される部分は前記のようにやはりＦ部分の断面積
よりも小さい。なお、本実施例では車体フレーム５の全
長さ方向における上記断面各部の周長は相互に変化して
いる。

【００４９】図５はリヤクッション取付部２１から後方
部分を示す図であり、リヤクッション取付部２１は、左
右一対のリヤクッションユニット９を支持するため、側
方への張り出し部３１，３１が形成され、その先端にリ
ヤクッションユニット９を取付けるための軸部材である
ボルト３２が溶接されている。

【００５０】なお、張り出し部３１，３１は左右非対称
の張り出し量をなす。すなわち、駆動用のチェーン３３
が配設される車体左側の張り出し部３１はより長く側方
へ突出し、これによってリヤクッションユニットとチェ
ーン３３との干渉を避けている。

【００５１】リヤクッション取付部２１の後方は最も細
い後端近傍部３０をなし、この後端近傍部３０よりさら
に後方部分は左右方向へ若干拡大した尾部３４をなし、
ここでシート６の底板３５に取付けられたクッションラ
バー３６を受けるようになっている（図２）。また、グ
ラブレール３７の両端を取付けるクロスプレート３８を
支持している（図３）。

【００５２】この車体フレームは、図１の各断面で明ら
かなように、各部でほぼ肉厚が一定になっている。この
ような成形は、中空部材を肉厚を略一定で種々な形状に
変形加工できるハイドロフォーミング成形によって可能
になる。

【００５３】このハイドロフォーミング成形の原理を図
７に示す。まず、中空金属製部材である素材パイプのワ
ーク５０を予め金型に適合するようにプレス成形等で曲
げ加工し、その両端５１を筒状のクランプ５２へ取付
け、割り金型５３，５４内へセットし、型閉め後ワーク
５０両端のクランプ５２からワーク５０内へ例えば、１
５００気圧程度に達する加圧液体を注入する。

【００５４】その後、液体圧Ｐを適宜加減調節しながら
両端５１を割り金型５３，５４内方へ送り込むことによ
り金属流動を起こし、肉厚減少を押さえながら、ワーク
５０を成形ゾーンＺ内で金型形状に馴染ませて断面形状
を変化させ、所定形状に成形後ワーク５０を脱型して両
端部をライン５５，５６でカットすることにより目的製
品を得る。

【００５５】これにより、横断面における断面積及び断
面形状を自在に変化させて成形できるとともに、肉厚を
略一定にできる点でバルジ成形と決定的に相違する。ま
た、周長は変化させることも一定にすることも成形条件
によりいずれも可能である。そのうえ、かなりの複雑形
状でも全長さ方向にて連続一体に一度の成形工程で成形
できるため、金型数並びに成形工数を削減でき、かつ成
形部品の一体化を図ることができる。

【００５６】次に、本実施例の作用を説明する。この車
体フレーム５はハイドロフォーミング成形により、一本
の円管状中空素材パイプから成形でき、長さ方向で、肉
厚を略一定にしたまま断面形状を適宜変化させて成形で
きるので、前端部側の横断面が縦長形状であることを利
用してヘッドパイプと簡単に溶接でき、かつ各部に要求
される断面形状が最適になるのでそのままバックボーン
形式用の車体フレームに使用して好適なものとなる。

【００５７】そのうえ、単一の素材パイプを用いること
により、各部の強度計算が容易となり、設計効率が向上
する。しかも、フレーム前部１４、ピボット部１５及び
シートレール部１６の各部を溶接して組立てる必要がな
いので、溶接工数を少なくなり、コストダウンできる。
また、各部に必要以上の肉厚を設けることがなくなるの
で、真に必要な強度分布に沿って過剰な強度部分を設け
ず、かつ全体として無駄な肉厚部となる余肉を少なくし
て過剰な重量を削減でき、それだけ全体を軽量化でき
る。

【００５８】また、ピボット部１５よりもフレーム前部
１４の断面積を大きくしたので、最も応力の集中するヘ
ッドパイプ３との溶接部を十分な強度にできる。しか
も、フレーム前部１４の前端部は、側面視における上下
方向の幅である側面Ｗ１の大きな縦長断面になっている
ので、従来必要であったガセットプレートを極力減らす
か又は省略でき、部品点数、溶接工数を削減し、軽量
化、コストダウンを実現できる。

【００５９】さらに、ピボット部１５は最大径部とし
て、左右両側への張り出しを大きくできるので、左右の
ピボットプレート１７の溶接による取付けが容易にな
る。逆に、シート６及び乗員の荷重と、リヤクッション
ユニット９からの荷重を受けるだけのシートレール部１
６は、ピボット部１５に対して断面積をより小さくして
も必要十分な強度にしつつ、かつピボット部１５からシ
ートレール部１６への強度バランスを良好にできる。

【００６０】また、リヤクッション取付部２１はシート
レール部１６と一体に形成できるが、張り出し部３１を
形成しても、肉厚を略一定にできるので、リヤクッショ
ンユニット９の荷重を受ける部分を十分な強度に保つこ
とができる。ゆえに、従来であれば必要となるガセット
等の別部材による補強を極力削減もしくは省略又は小型
化して、全体の小型かつ軽量化を達成できる。

【００６１】なお、図６に示すように、リヤクッション
取付部２１をガセット４０で補強することもできる。こ
のガセット４０は略カップ状をなし、その張り出し先端
部４１が張り出し部３１のボルト３２が溶接されている
側方突出端部３１ａから適当間隔を保って張り出し部３
１の上に側方から被せられ、張り出し先端部４１に形成
された穴４２からボルト３２を突出させ、この穴４２の
周囲でボルト３２と溶接され、かつ開口部４３の周囲部
分が張り出し部３１の周囲部分へ溶接される。

【００６２】このようにすると、リヤクッション取付部
２１の横幅が比較的狭い場合、すなわちシートレール部
１６の横幅が狭い場合や、左右の張り出し部３１，３１
の張り出し量が比較的少ない場合、その分だけボルト３
２が長くなるが、このボルト３２の支持をガセット４０
で補強できる。しかも、張り出し部３１，３１が既に形
成されている分だけ、ガセット４０を小型・軽量化でき
る。

【００６３】次に、断面各部における周長をほぼ一定と
した第２実施例を説明する。図８は本実施例に係る車体
フレームの側面を各部の端面と共に示す図、図９同平面
図であり、それぞれ第１実施例の図１及び図３に対応し
ている。なお、前実施例と共通部分については同一符号
を使用する（以下同様）。

【００６４】この車体フレーム５も前実施例同様にして
ハイドロフォーミング成形により得られるが、フレーム
前部１４は縦長断面、ピボット部１５は円形断面、シー
トレール部１６は横長断面と、断面形状が長さ方向へ連
続的に変化している。

【００６５】この車体フレーム５の長さ方向における各
部の肉厚は略一定であり、かつ断面各部における周長も
ほぼ一定である。また側面視形状は長さ方向へ全体とし
て略Ｓ字状の滑らかな曲線状に変化し、特にピボット部
１５は応力集中の少ない湾曲形状になっている。

【００６６】すなわちピボット部１５の横断面は、図８
のＢ部に示す断面のように、ほぼ素材パイプと同程度の
直径Ｄを有する円形断面をなし、これより前方のフレー
ム前部１４は図８のＢ部に示す断面のように、前方へ向
かって側面幅Ｗ１１が次第に大きくなり、かつ平面視に
おける横幅Ｗ２１が次第に小さくなるように変化する縦
長断面をなし、Ｗ１１≧Ｄ並びにＷ２１≦Ｄなる関係を
有する。

【００６７】フレーム前部１４の前端部１４ａはヘッド
パイプ取付部をなし、この部分の側面幅Ｗ１１は最大か
つ横幅Ｗ２１は最小であり、特に横幅Ｗ２１はヘッドパ
イプ３の直径Ｄ１よりも小さくなっている（Ｗ２１＜Ｄ
１）。

【００６８】フレーム前部１４の前端部１４ａ上下部に
はその開口部から後方へ切り込みが形成され、ここにヘ
ッドパイプ３の外周部背面側が嵌合し、フレーム前部１
４の前端部１４ａにおける左右各側面部前端はヘッドパ
イプ３の側面に沿って突き当てられ、この突き当て部で
前端部１４ａの開口部周囲とヘッドパイプ３が相互に溶
接され、これにより長い溶接ラインが形成可能になって
いる。なお、前端部１４ａの上部は略偏平状に成形され
ている。

【００６９】シートレール部１６は、図８のＣ部に示す
断面のように、後方へ向かって横幅Ｗ２２が次第に大き
くなり、か側面幅Ｗ１２が次第に小さくなるように変化
する横長断面をなし、Ｗ２１≦Ｄ並びにＷ２２≧Ｄなる
関係を有する。その後端部にはクロスプレート３０ａが
設けられ、ここにグラブレール３７が取付けられ、かつ
シート６の後端部が支持される。

【００７０】次に、本実施例の作用を説明する。この車
体フレーム５はハイドロフォーミング成形により長さ方
向における各部の肉厚が略一定であり、かつ断面各部に
おける周長もほぼ一定である。また長さ方向全体に略Ｓ
字状の滑らかな曲線状に変化し、特にピボット部１５は
湾曲形状をなしているのでこの部分への応力集中を緩和
できる。

【００７１】このためピボット部１５を比較的小径かつ
薄肉化でき、その結果、ピボット部１５の直径Ｄに近似
している直径を有する素材パイプも小径かつ薄肉化でき
るので、車体フレーム５における全体重量の軽減が可能
になる。

【００７２】また、フレーム前部１４の縦長断面から中
間部であるピボット部１５の円形断面へと連続的に変化
させることにより、ヘッドパイプ３との溶接を容易にし
つつ上下方向の荷重に対する強度を維持できる。さらに
シートレール部１６を横長断面にすることにより、ドラ
イブポジションの低位置化及び後輪１３との十分なクリ
アランスの確保が可能となる。

【００７３】しかも、フレーム前部１４からピボット部
１５を経てシートレール部１６までの車体フレーム５全
体を断面形状が連続的変化するように一本の素材パイプ
を用いて成形できるので、車体フレーム５の製造が容易
になる。そのうえ周長をほぼ一定にした成形であるか
ら、ハイドロフォーミング成形が容易になる。

【００７４】さらに、ヘッドパイプ１３へ突き当てるた
め前端部１４ａにおける横幅Ｗ２１をヘッドパイプ３の
直径Ｄ１よりも小さくしても、フレーム前部１４を縦長
断面とすることにより、その前端部１４ａにおける側面
幅Ｗ１１が十分に大きいため、ヘッドパイプ３の側面へ
当接する部分が長くなり、ヘッドパイプ取付部に十分な
長さの溶接長を確保できる。

【００７５】しかもこのように前端部１４ａが上下方向
へ拡径していても肉厚が略一定であるから、溶接部は十
分な強度を有する。このため、ヘッドパイプ１３と溶接
するとき従来のようなガセットによる補強が省略可能と
なり、部品点数及び組立工数の削減並びに重量の軽減が
可能になる。

【００７６】図１０は第３実施例に係る車体フレーム５
を示す。この車体フレーム５は前各実施例のフレーム前
部に相当する部分であるメインフレーム６０と後部フレ
ーム６２とに前後へ分割して形成され、メインフレーム
６０は前各実施例のフレーム前部１４と同様構造をなし
てその前端部にヘッドパイプ３を溶接するが、後端部は
偏平部６１をなすようにやはりハイドロフォーミング成
形されている。

【００７７】一方、後部フレーム６２はスクータ型等の
小型自動２輪車において一般的な左右一対のパイプフレ
ーム構造であり、前側が一段低くくなってフロア部６３
をなし、後側部分は逆に一段高くなってシートを支持す
るためのシートレール部６５をなし、通常のプレス成形
等によりこれらフロア部６３及びシートレール部６５が
一体になって得られる。

【００７８】後部フレーム６２の前端部はフロア部６３
の左右各前端部を連結するクロス部６４をなし、このク
ロス部６４をメインフレーム６０の偏平部６１へ突き当
てて溶接することにより、メインフレーム６０と後部フ
レーム６２が結合一体化されている。

【００７９】このようにすると、メインフレーム６０の
前端部とヘッドパイプ３との溶接構造は前各実施例と同
様の効果を期待できるとともに、ハイドロフォーミング
成形による偏平部６１は肉厚略一定となりかつ後部フレ
ーム６２のクロス部６４へ十分な長さで突き当てること
ができるので、偏平部６１とクロス部６４を溶接したと
き十分な長さの溶接長を確保できる。

【００８０】その結果、偏平部６１とクロス部６４との
結合部は応力集中が極めて大きくなる部分であるにもか
かわらず、これらの部分をガセットの補強等を用いずに
溶接のみで結合できるため製造が容易になる。しかも、
ハイドロフォーミング成形する部分が小さくなるので金
型を小型化でき、ハイドロフォーミング成形も容易にな
る。

【００８１】そのうえ、メインフレーム６０側に比べて
要求される強度が小さい後部フレーム６２側を、メイン
フレーム６０よりも遥かに小径のパイプ部材である別部
材で構成できるので、車体フレーム５全体の軽量化をさ
らに達成できる。

【００８２】図１１は前実施例同様に車体フレーム５を
前後へ分割した第４実施例に係り、この例では、メイン
フレーム６０の後端部６０ａを偏平にせず、後部フレー
ム６２のフロア部６３の前端部側に偏平部６６を設けた
点が相違する。

【００８３】すなわち、後部フレーム６２のフロア部６
３は左右が分離されており、その各前端部はメインフレ
ーム６０の後端部６０ａ側面へ当接する偏平部６６をな
し、これらの各偏平部６６を後端部６０ａの左右から側
面へ突き当てて溶接することにより、メインフレーム６
０と後部フレーム６２が結合一体化されている。

【００８４】なお、この後部フレーム６２はハイドロフ
ォーミング成形して得ることができ、左右の部分を一本
の素材パイプから一体に成形することも、又は左右別々
に成形し、その後小組一体化するか、メインフレーム６
０との溶接時に一体化することができる。

【００８５】この例によれば、メインフレーム６０の後
端部６０ａとフロア部６３の偏平部６６との溶接長を後
端部６０ａの軸線方向へ十分に長く確保することが容易
にできるので、さらに溶接強度を大きくできる。なお、
前実施例と共通する部分については前実施例と同様の作
用効果を期待できる。

【００８６】なお、本願発明は上記各実施例に限定され
ず種々に変形可能であり、例えば、本願発明の適用対象
は、自動２輪車用車体フレームのみならず、４輪バギー
車やその他の各種小型車両などに採用されるバックボー
ン形式の車体フレームが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例に係る車体フレームの側面を各部
の端面とともに示す図

【図２】 その車体フレームを用いた自動２輪車の側面
透視図

【図３】 同平面図

【図４】 同正面図

【図５】 図１の５矢示図

【図６】 リヤクッション取付部の変形例に関する図５
の６−６線相当断面図

【図７】 ハイドロフォーミング成形方法の原理図

【図８】 第２実施例に係る図１に相当する図

【図９】 同図３に相当する図

【図１０】第３実施例に係る車体フレームの斜視図

【図１１】第４実施例に係る車体フレームの斜視図

【符号の説明】

３：ヘッドパイプ、５：車体フレーム、６：シート、
９：リヤクッションユニット、１０：エンジン、１２：
リヤスイングアーム、１４：フレーム前部、１５：ピボ
ット部、１６：シートレール部、１７：ピボットプレー
ト、２１：リヤクッション取付部、６０：メインフレー
ム、６１：偏平部、６２：後部フレーム、６６：偏平部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｋ 19/20 Ｂ６２Ｋ 19/20 (72)発明者 森川 雄一郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 松尾 尚史 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山口 秀樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小林 一良 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドパイプを前端で支持するためのフ
   レーム前部を車体中心に沿って前後方向に配設したバッ
   クボーン形式の車体フレームにおいて、この車体フレー
   ムは、前記フレーム前部と、シートを支持するためのシ
   ートレール部とをそれぞれ前後に備え、単一の素材パイ
   プを用いてハイドロフォーミング成形することにより得
   られる全体が単一の中空部材であり、長さ方向全体に肉
   厚が略一定であるとともに、前記フレーム前部の横断面
   がその前端に向かって次第に上下方向幅を増加する縦長
   断面をなすことを特徴とする車両用車体フレームの構
   造。
2. 【請求項２】 前記フレーム前部とシートレール部の間
   に設けられかつリヤフォークを支持するためのピボット
   プレートが取付けられるピボット部と、シートレール部
   と一体に設けられるリヤクッション取付部とを備え、こ
   れら各部の横断面は、ピボット部の断面積に対して、フ
   レーム前部の断面積が大きく、シートレール部の断面積
   が小さいことを特徴とする請求項１に記載した車両用車
   体フレームの構造。
3. 【請求項３】 前記リヤクッション取付部は左右両側へ
   膨らんで形成され、このリヤクッション取付部の外側に
   リヤクッションを取付けるための軸部材が溶接されてい
   ることを特徴とする請求項２に記載した車両用車体フレ
   ームの構造。
4. 【請求項４】 前記フレーム前部、シートレール部及び
   これらフレーム前部とシートレール部との中間部が側面
   視で略Ｓ字状に連続する滑らかな曲線をなしていること
   を特徴とする請求項１に記載した車両用車体フレームの
   構造。
5. 【請求項５】 前記フレーム前部が縦長、シートレール
   部が横長、これらフレーム前部とシートレール部との中
   間部が円形をなすように各部の横断面形状が連続的に変
   化していることを特徴とする請求項１に記載した車両用
   車体フレームの構造。
6. 【請求項６】 前端にヘッドパイプを取付けるとともに
   後端がエンジンの近傍へ延びるよう車体中心に沿って前
   後方向へ配設されるメインフレームを備えたバックボー
   ン形式の車体フレームにおいて、前記メインフレームを
   中空のパイプ部材を用いてハイドロフォーミング成形に
   より、肉厚を略一定でしかも前端に向かって次第に上下
   方向幅が増加し、かつ前端部の横幅がヘッドパイプの直
   径よりも狭くなるよう横断面縦長に形成するとともに、
   メインフレームの前端部をヘッドパイプの外周部へ突き
   当てて溶接したことを特徴とする車両用車体フレームの
   構造。
7. 【請求項７】 前記車体フレームは、前記メインフレー
   ムとその後端部へ接続する後部フレームとに予め前後へ
   分割して形成されるとともに、この後部フレームは一部
   がシートレール部をなすよう左右一対のパイプ部材で構
   成されかつ前端部を前記メインフレームの後端部へ溶接
   により接続一体化したものであることを特徴とする請求
   項６に記載した車両用車体フレームの構造。
8. 【請求項８】 前記メインフレームの後端を偏平部と
   し、これを前記後部フレームの前端部に前記左右のパイ
   プ部材間を連結して形成されたクロス部へ突き当てて溶
   接したことを特徴とする請求項７に記載した車両用車体
   フレームの構造。
9. 【請求項９】 前記後部フレームの前端部を構成する前
   記左右のパイプ部材の各前端部にそれぞれ偏平部を設
   け、これら各偏平部を前記メインフレームの後端へ左右
   から突き当てて溶接したことを特徴とする請求項７に記
   載した車両用車体フレームの構造。
10. 【請求項１０】 フレーム前部が車体中心に沿って前後
    方向へ配設されるバックボーン形式の車体フレームを製
    造する方法において、一本の円管状素材パイプをハイド
    ロフォーミング成形により、少なくともヘッドパイプを
    支持する前記フレーム前部の前端部側が横断面縦長とな
    るように、長さ方向へ肉厚を略一定にしたまま横断面形
    状を適宜変化させて前記フレーム前部を含む車体フレー
    ムを形成することを特徴とする車両用車体フレームの製
    法。