JP2000344169A

JP2000344169A - 自動二輪車の車体フレーム

Info

Publication number: JP2000344169A
Application number: JP15487399A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sakamoto; 敬二坂本; Shunichi Hashimoto; 俊一橋本
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-12
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP4249331B2

Abstract

(57)【要約】【課題】所要の剛性を有しながら製造が容易かつ安価
な自動二輪車の車体フレームを提供する。【解決手段】車体フレーム１は、ステアリング軸１３
を支持するヘッドパイプ部材２から後方へ延び、湾曲部
１５で下方に湾曲してスイングアーム７のピボット軸６
を支持するスイングアームブラケット５に至るメインフ
レーム１４を備える。前記湾曲部１５は閉断面形状の横
断面を有し、溶接可能な中空の鋳造品によって形成され
ている。前記湾曲部１５には、前記ヘッドパイプ部材２
に連結されるメインフレーム前部１６と、前記スイング
アームブラケット５に連結されるメインフレーム後部１
７とが溶接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車の燃料
タンクなどで覆って外部から見えないようにした車体フ
レーム、いわゆるアメリカンタイプの自動二輪車の車体
フレームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の大型自動二輪車の車体フレーム
では、剛性、強度を得るために複数のパイプ材を主材と
して複雑に連結したパイプ構造とするとともに、ヘッド
パイプ回り、メインフレームの燃料タンク後部下方に相
当する湾曲部、スイングアームブラケット回り等、さら
に剛性および強度が要求される主要部に、補強ガセッ
ト，ブラケット類を多用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記パイプ構
造の車体フレームの場合、溶接の面倒な箇所や溶接の長
い箇所が多く、製造工数が増大する。また、所要のねじ
り剛性を確保するために、１対のメインパイプの左右の
間隔を大きくしなければならないので、メインパイプの
上に跨がって装着される燃料タンクの容量がそれだけ小
さくなる。他方、メインフレームをモノコック構造とし
た車体フレームもあり（実用新案登録第２５１２８７７
号参照）、これによれば、補強ガゼット等の溶接は不要
になるが、大きな成形型が必要になり、製造コストが上
がるとともに、メインフレームを燃料タンクで覆うアメ
リカンタイプの自動二輪車では、燃料タンク容量が小さ
くなる。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、所要の剛性を有しながら、製造が容易かつ安価な自
動二輪車の車体フレームを提供することを第１の目的と
し、また、燃料タンクの容量を大きくできる自動二輪車
の車体フレームを提供することを第２の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の自動二輪車の車体フレームは、ステアリ
ング軸を支持するヘッドパイプ部材から後方へ延び、湾
曲部で下方に湾曲してスイングアームのピボット軸を支
持するスイングアームブラケットに至るメインフレーム
を備え、前記湾曲部が閉断面形状の横断面を有する溶接
可能な中空の鋳造品によって形成されており、前記湾曲
部に、前記ヘッドパイプ部材に連結されるメインフレー
ム前部と、前記スイングアームブラケットに連結される
メインフレーム後部とが溶接されている。この構成によ
れば、溶接可能な中空の鋳造品からなる湾曲部に、メイ
ンフレーム前部とメインフレーム後部とを溶接すること
により、ヘッドパイプ部材からスイングアームブラケッ
トに至るメインフレームを構成できるので、溶接工数を
大幅に低減できる。また、鋳造される湾曲部はメインフ
レームの一部であるから、鋳造型が小型で済むので、製
造コストが低い。

【０００６】請求項２の自動二輪車の車体フレームは、
ステアリング軸を支持するヘッドパイプ部材から後方へ
延び、湾曲部で下方に湾曲してスイングアームのピボッ
ト軸を支持するスイングアームブラケットに至るメイン
フレームを備え、前記ヘッドパイプ部材と湾曲部とを連
結するメインフレーム前部が、閉断面形状の横断面を有
する中空形状であり、かつ、長手方向に沿った分割面で
分割された複数の分割体を溶接してなるものである。こ
の構成によれば、パイプ構成のメインフレームと、同じ
剛性を得るのに、パイプ構成の場合よりも軽量化が可能
となるとともに、メインフレームの横幅も小さくできる
ので、メインフレームを跨いで装着する燃料タンクの容
量をそれだけ増大させることができる。また、メインフ
レーム前部をプレス成形する場合でも、メインフレーム
全体をプレス成形するのに比べて、成形型が小型で済む
ので製造コストが低い。

【０００７】請求項３の自動二輪車の車体フレームは、
請求項１または２の構成において、前記ヘッドパイプ部
材とスイングアームブラケットの少なくとも一方を、閉
断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品とし
ている。この構成によれば、ヘッドパイプ部材またはス
イングアームブラケットとメインフレームとを、補強用
ガゼットを要することなく、容易に溶接できる。

【０００８】請求項４の自動二輪車の車体フレームは、
請求項２の構成において、前記メインフレーム前部が、
前端から湾曲部に向かって横幅が徐々に大きくなる形状
を有するものとしている。この構成によれば、スイング
アームブラケット周辺に向かうほど高い値が要求される
フレーム剛性を、容易に確保できる。

【０００９】請求項５の自動二輪車の車体フレームは、
請求項２の構成において、前記メインフレーム前部が上
下に二分割されており、下側の分割体の下面に長手方向
に延びる凹部が形成されている。この構成によれば、メ
インフレームの上に跨がって装着される燃料タンクの容
量を小さくすることなく、メインフレーム前部とエンジ
ンとの間にハーネスやホース類を通すスペースを確保す
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図１は本発明の
一実施形態である車体フレームを備えた自動二輪車の側
面図である。自動二輪車は、車体フレーム１の前端のヘ
ッドパイプ部材２に支持されたステアリング軸１３（図
２）にフロントフォーク３を取り付け、このフロントフ
ォーク３に前車輪４を取り付け、車体フレーム１の中央
下部のスイングアームブラケット５にピボット軸６を介
して揺動自在に軸支されたスイングアーム７に後車輪８
を取り付け、車体フレーム１の前下部に取り付けたエン
ジン９で、図示しない動力伝達機構を介して後車輪８を
駆動するとともに、フロントフォーク３の上端部に固定
したハンドル１０で操向するように構成されている。

【００１１】前記車体フレーム１は、外部からできるだ
け見えないように、車体フレーム１に支持される燃料タ
ンク２３、シート３５およびサイドカバー４０によって
隠蔽する、いわゆるアメリカンタイプのフレームであっ
て、図２（Ａ）に側面図で示すように、前記ヘッドパイ
プ部材２から後方へ延び、湾曲部１５で下方に湾曲して
スイングアーム７（図１）のピボット軸６（図１）を支
持する左右２つのスイングアームブラケット５に至るメ
インフレーム１４と、ヘッドパイプ部材２から下方へ延
び、前記スイングアームブラケット５に至る左右２本の
ダウンチューブ１８と、前記メインフレーム１４の湾曲
部１５から後方へ延びる左右２本のパイプ製シートレー
ル１９と、前記スイングアームブラケット５から後方へ
延び、連結部材２１を介して前記シートレール１９に連
結される左右２本のパイプ製補強メンバ２０とを備え
る。

【００１２】前記ヘッドパイプ部材２は閉断面形状の横
断面を有する溶接可能な中空の鋳造品からなり、フロン
トフォーク３に連結されたステアリング軸１３を支持す
るヘッドパイプ２ａと、前記メインフレーム前部１６と
突き合わされるメインフレーム連結部２ｂと、前記ダウ
ンチューブ１８の上端を差込み可能な下向きのソケット
２ｃとを有する。

【００１３】前記メインフレーム１４は、前記湾曲部１
５と、この湾曲部１５と前記ヘッドパイプ部材２とを連
結するメインフレーム前部１６と、前記スイングアーム
ブラケット５と前記湾曲部１５とを連結するメインフレ
ーム後部１７とから構成されている。メインフレーム前
部１６の上面には燃料タンク２３（図１）が装着され
る。なお、本実施形態では、Ｖ型２気筒エンジンの一例
を示している。

【００１４】前記メインフレーム前部１６は、図２のVI
I −VII 線断面図である図７に示すように、長手方向に
沿った分割面で上下に二分割されたプレス成形品である
分割体１６Ａ，１６Ｂを溶接して一体化した中空形状の
ものであり、下側の分割体１６Ｂの下面には長手方向に
延びる凹部２２が形成されている。このように、構成す
ることにより、従来のパイプ構成の左右１対のメインフ
レームの間隔に比べて、小さい横幅で、所要の剛性と強
度を得ることができ、軽量化も可能となる。また、この
ように横幅を小さくできるので、メインフレーム前部１
６の上面を跨いで図８に示すように装着される燃料タン
ク２３の容量を大きくすることができる。

【００１５】また、前記メインフレーム前部１６は、図
３に平面図で示すように、前端から湾曲部１５に向かっ
て横幅が徐々に大きくなる形状とされている。これによ
り、スイングアームブラケット５周辺に向かうほど高い
値が要求されるフレーム剛性を、容易に確保できる。な
お、メインフレーム前部１６を従来のパイプと同様な引
抜き成形で加工する場合、長手方向に同一幅となるの
で、上記のような平面テーパ状のメインフレーム前部１
６は得られない。

【００１６】さらに、図８に示したメインフレーム前部
１６の下面に形成される凹部２２のために、エンジン９
のヘッド部とメインフレーム前部１６との間にメインハ
ーネス３３やエンジン補機用のホース３４等を配線・配
管するためのスペースを容易に確保できる。これに対
し、角形パイプ材でメインフレーム前部１６を構成する
場合には、このような凹部２２を形成できないので、エ
ンジン９のヘッド部とメインフレーム前部１６との間
や、メインフレーム前部１６の側部にメインハーネス３
３やエンジン補機用のホース３４等を配線・配管するス
ペースを確保しなければならないが、この場合には配管
・配線のスペースのために燃料タンク２３の容量が小さ
くなる。

【００１７】前記湾曲部１５も閉断面形状の横断面を有
する溶接可能な中空の鋳造品からなる。ここで、横断面
とは、接続される各パイプ部材１３，１６，１８の長手
方向と直交する断面をいう。湾曲部１５は、図２（Ｂ）
の縦断面図に示すように、前記メインフレーム前部１６
の後端のソケット１６ａに差込まれて、いわゆるインロ
ー嵌合される小径となった上向きの差込部１５ａと、前
記メインフレーム後部１７の上端が差込まれる左右２つ
の下向きのソケット１５ｂと、前記シートレール１３の
前端が差込まれる左右２つの後ろ向きのソケット１５ｃ
とを有する。前記メインフレーム前部１６と前記湾曲部
１５とは、湾曲部１５の上端の差込部１５ａをメインフ
レーム前部１６の後端のソケット１６ａに差し込んでイ
ンロー嵌合した後で溶接することにより連結される。ま
た、前記メインフレーム前部１６の前端も、前記ヘッド
パイプ部材２のメインフレーム連結部２ｂにインロー嵌
合して溶接することにより連結されている。

【００１８】前記スイングアームブラケット５も閉断面
形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品からな
り、スイングアーム７のピボット軸６を図５（Ｂ）に示
すように支持する軸支孔２６と、エンジン９（図１）の
後部を支持する上下２つのエンジンマウント２７と、図
２（Ｃ）に縦断面図で示すように、前記メインフレーム
後部１７の下端のソケット１７ａにインロー嵌合される
上向きの差込部５ａと、図２（Ｄ）に縦断面図で示すよ
うに、前記補強メンバ２０の下端のソケット２０ａにイ
ンロー嵌合される後ろ向きの差込部５ｂとを有する。な
お、左側のスイングアームブラケット５は、さらに図２
（Ｅ）に縦断面図で示すように、左側のダウンチューブ
１８の後端のソケット１８ａにインロー嵌合される前向
きの差込部５ｃを有する。図２（Ａ）に示す左右２つの
スイングアームブラケット５は、両ブラケットに跨がる
上下２本の補強パイプ２８Ａ，２８Ｂ（図５（Ａ））を
介して一体に連結されている。

【００１９】前記湾曲部１５と前記スイングアームブラ
ケット５とは、メインフレーム後部１７の上端を前記湾
曲部１５のソケット１５ｂに差し込んで溶接するととも
に、メインフレーム後部１７の下端のソケット１７ａに
スイングアームブラケット５の差込部５ａを差し込んで
溶接することにより、メインフレーム後部１７を介して
連結される。

【００２０】このように、湾曲部１５が溶接可能な中空
の鋳造品で形成されているから、前記メインフレーム１
４は、湾曲部１５にメインフレーム前部１６とメインフ
レーム後部１７を溶接することにより構成でき、しかも
湾曲部１５の溶接部を溶接し易い形状に設計できるの
で、溶接工数を大幅に低減できる一方で、所要の剛性を
確保できる。さらに、鋳造品からなる湾曲部１５には、
必要に応じて、シートレール１９との接続部やその他の
補強ガセット類も溶接可能な部材として一体形成できる
ので、車体フレーム１の構成がより容易になる。

【００２１】また、前記ヘッドパイプ部材２およびスイ
ングアームブラケット５も、閉断面形状の横断面を有
し、溶接可能な中空の鋳造品としていて、それらの溶接
部を溶接し易い形状に設計できるので、メインフレーム
１４をヘッドパイプ部材２やスイングアームブラケット
５に容易に溶接でき、より一層溶接工数を低減できる。
さらに、鋳造品からなるヘッドパイプ部材２やスイング
アームブラケット５には、ラジエータの支持部２ｄ（図
４）、エンジンマウント２７等の他部品取付ブラケット
やその他の補強ガセット類も溶接可能な部材として一体
形成できるので、車体フレーム１の構成がより一層容易
になる。なお、ヘッドパイプ部材２およびスイングアー
ムブラケット５のうち、一方だけを前記鋳造品とした場
合でも、従来のパイプ構造の場合よりも、溶接工数を低
減できる。

【００２２】前記左右２本のダウンチューブ１８のう
ち、左側のダウンチューブ１８は、その上端を前記ヘッ
ドパイプ部材２のソケット２ｃに差し込み、下端のソケ
ット１８ａに前記スイングアームブラケット５の差込部
５ｃを差し込んでインロー嵌合し溶接することにより、
ヘッドパイプ部材２とスイングアームブラケット５とに
連結される。これに対して、右側のダウンチューブ１８
は、図３および図４に平面図および正面図で示すよう
に、前後２部材１８Ａ，１８Ｂからなり、両部材１８
Ａ，１８Ｂはボルト２９Ａで締付け固定して連結されて
いる。上部材１８Ａは、その上端を前記ヘッドパイプ部
材２のソケット２ｃに差し込んで溶接することによりヘ
ッドパイプ部材２に連結される。下部材１８Ｂは、その
下端を対応する前記スイングアームブラケット５にボル
ト２９Ｂで締付け固定されている。これにより、車体フ
レーム１へエンジン９（図１）を搭載するときに、右側
のダウンチューブ１８の下部材１８Ｂを、上部材１８Ａ
およびスイングアームブラケット５から外して、その搭
載作業を容易に行うことができる。なお、図２および図
３のダウンチューブ１８に溶接された２ｅは、エンジン
取付用のブラケットである。

【００２３】図７に示すように、メインフレーム前部１
６の下側分割体１６Ｂの下面には、閉断面形状の横断面
を有する溶接可能な中空の鋳造品からなるブラケット３
０が溶接されており、このブラケット３０の左右２つの
ソケット３０ａに、図２（Ａ）の左右２つの角形補強パ
イプ３１の一端を差し込んでから溶接し、他端を、前記
ヘッドパイプ部材２に突き合わせ溶接することにより、
メインフレーム前部１６とダウンチューブ１８との結合
部近傍の補強が図られている。

【００２４】後部の連結部材２１は、リヤサスペンショ
ン１１を支持する支軸１２の軸支孔３２と、左右２本の
シートレール１９の後端をインロー嵌合される左右２つ
の前向きのソケット２１ａと、補強メンバ２０の上端を
インロー嵌合される左右２つの下向きのソケット２１ｂ
とを有する。メインフレーム１４の一部材である湾曲部
１５のソケット１５ｃにシートレール１９の前端を差し
込んで溶接するともに、シートレール１９の後端を前記
連結部材２１のソケット２１ａに差し込んで溶接するこ
とにより、前記湾曲部１５と連結部材２１とがシートレ
ール１９を介して連結される。左右２本のシートレール
１９の上には運転者のシート３５（図１）が装着され
る。

【００２５】また、補強メンバ２０の上端を前記連結部
材２１のソケット２１ｂに差し込んで溶接するととも
に、補強メンバ２０の下端のソケット２０ａに前記スイ
ングアームブラケット５の差込部５ｂ（図２（Ｄ））を
差し込んでインロー嵌合してから溶接することにより、
スイングアームブラケット５と連結部材２１とが、補強
メンバ２０を介して連結される。左右２本の補強メンバ
２０は、これら両メンバ間に跨がって溶接される補強パ
イプ３６（図３）によって一体に連結されている。な
お、前記湾曲部１５は、本発明の一実施形態では、図１
に示すように燃料タンク２３とシート３５の接続部近傍
に位置している。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に係る
自動二輪車の車体フレームによれば、メインフレームの
湾曲部が閉断面形状の横断面を有し、溶接可能な中空の
鋳造品によって形成されており、前記湾曲部に、前記ヘ
ッドパイプ部材に連結されるメインフレーム前部と、前
記スイングアームブラケットに連結されるメインフレー
ム後部とが溶接されているため、溶接工数を大幅に低減
できるとともに、鋳造型が小型で済むので、製造コスト
が低い。

【００２７】また、本発明の請求項２に係る自動二輪車
の車体フレームによれば、メインフレーム前部が、中空
形状であり、かつ、長手方向に沿った分割面で分割され
た複数の分割体を溶接してなるものとしているため、パ
イプ構成のメインフレームと同じ剛性を得るのに、パイ
プ構成の場合よりも軽量化が可能となるとともに、メイ
ンフレームの幅寸法も小さくできるので、メインフレー
ムを跨いで装着する燃料タンクの容量をそれだけ増大さ
せることができる。また、メインフレーム前部をプレス
成形する場合でも、メインフレーム全体をプレス成形す
るのに比べて、成形型が小型で済むので、製造コストが
低い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車体フレームを備え
た自動二輪車を示す側面図である。

【図２】（Ａ）は同車体フレームの側面図、（Ｂ）〜
（Ｅ）は（Ａ）におけるＢ〜Ｅ部の縦断面図である。

【図３】同車体フレームの平面図である。

【図４】同車体フレームの正面図である。

【図５】（Ａ）は同車体フレームの背面図、（Ｂ）はピ
ボット軸の支持部を示す断面図である。

【図６】図２（Ａ）におけるＡ方向矢視図である。

【図７】図２におけるVII −VII 線断面図である。

【図８】車体フレームへのハーネス，ホース類取付け状
態を示す要部の横断面図である。

【符号の説明】

１…車体フレーム、２…ヘッドパイプ部材、５…スイン
グアームブラケット、６…ピボット軸、１３…ステアリ
ング軸、１４…メインフレーム、１５…湾曲部、１６…
メインフレーム前部、１６Ａ，１６Ｂ…分割体、１７…
メインフレーム後部、２２…凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D011 AF01 AF02 AH01 AK02 AK12 AK14 AK23 AK31 AK41 3D012 BF02 BF03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリング軸を支持するヘッドパイプ
部材から後方へ延び、湾曲部で下方に湾曲してスイング
アームのピボット軸を支持するスイングアームブラケッ
トに至るメインフレームを備え、前記湾曲部が閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中
空の鋳造品によって形成されており、前記湾曲部に、前記ヘッドパイプ部材に連結されるメイ
ンフレーム前部と、前記スイングアームブラケットに連
結されるメインフレーム後部とが溶接されている自動二
輪車の車体フレーム。
【請求項２】ステアリング軸を支持するヘッドパイプ
部材から後方へ延び、湾曲部で下方に湾曲してスイング
アームのピボット軸を支持するスイングアームブラケッ
トに至るメインフレームを備え、前記ヘッドパイプ部材と湾曲部とを連結するメインフレ
ーム前部が、閉断面形状の横断面を有する中空形状であ
り、かつ、長手方向に沿った分割面で分割された複数の
分割体を溶接してなるものである自動二輪車の車体フレ
ーム。
【請求項３】請求項１または２において、前記ヘッド
パイプ部材とスイングアームブラケットの少なくとも一
方が、閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳
造品である自動二輪車の車体フレーム。
【請求項４】請求項２において、前記メインフレーム
前部が、前端から湾曲部に向かって横幅が徐々に大きく
なる形状を有している自動二輪車の車体フレーム。
【請求項５】請求項２において、前記メインフレーム
前部は上下に二分割されており、下側の分割体の下面に
長手方向に延びる凹部が形成されている自動二輪車の車
体フレーム。