JP2004256073A - 自動二輪車のフレーム構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】剛性を高めるとともに部品数を減らすことができる自動二輪車のフレーム構造を提供する。
【解決手段】自動二輪車のフレーム構造１１は、ヘッドパイプガセット１４をヘッドパイプ１３と一体に鍛造で成形するとともに、ヘッドパイプガセットに、ダウンパイプ４０の前壁４１および左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａに嵌合可能な前嵌合凹部５０を設け、スティフナパイプガセット６０を鍛造で成形するとともに、スティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁４２および左右の側壁の後半部４３ｂ，４４ｂに嵌合可能な後嵌合凹部６３を設け、左右の前半部を、前嵌合凹部５０の抜き勾配に合わせて傾斜させるとともに、左右の後半部を、後嵌合凹部６３の抜き勾配に合わせて傾斜させたものである。
【選択図】 図６
【解決手段】自動二輪車のフレーム構造１１は、ヘッドパイプガセット１４をヘッドパイプ１３と一体に鍛造で成形するとともに、ヘッドパイプガセットに、ダウンパイプ４０の前壁４１および左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａに嵌合可能な前嵌合凹部５０を設け、スティフナパイプガセット６０を鍛造で成形するとともに、スティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁４２および左右の側壁の後半部４３ｂ，４４ｂに嵌合可能な後嵌合凹部６３を設け、左右の前半部を、前嵌合凹部５０の抜き勾配に合わせて傾斜させるとともに、左右の後半部を、後嵌合凹部６３の抜き勾配に合わせて傾斜させたものである。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドパイプから左右一対のメインパイプやダウンパイプを延ばし、ダウンパイプと左右一対のメインパイプとをスティフナパイプで連結した自動二輪車のフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の車体フレームとして、ヘッドパイプ、左右一対のメインパイプやダウンパイプなどで構成するフレーム構造が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６２―１６２１８２号公報（第６−８頁、第２図）
【０００４】
以上の特許文献１について次図を参照の上、詳しく説明する。
図１４は従来の自動二輪車のフレーム構造を示す側面図である。なお、符号を振り直した。
自動二輪車のフレーム構造２００は、ヘッドパイプ２０１の上部２０１ａから左右のメインパイプ２０２，２０３を下り勾配で後方に延ばし、ヘッドパイプ２０１の下部２０１ｂからダウンパイプ２０４を下方に延ばし、このヘッドパイプ２０４の下部２０１ｂからヘッドパイプガセット２０５を延ばし、このヘッドパイプガセット２０５でダウンパイプ２０４の前壁２０６側を支えたものである。
【０００５】
ヘッドパイプガセット２０５は、ヘッドパイプ２０１と一体に鋳造成形した部材であり、底面２０７、左右の側面２０８，２０９で略断面コ字形に形成したものである。このヘッドパイプガセット２０５をダウンパイプ２０４に嵌合させる。
【０００６】
ヘッドパイプガセット２０５をダウンパイプ２０４に嵌合させることで、ヘッドパイプガセット２０５の底面２０７がダウンパイプ２０４の前壁２０６に当接し、左側面２０８がダウンパイプ２０４の左側壁２１０に当接し、右側面２０９がダウンパイプ２０４の右側壁２１１に当接する。
左側面２０８の縁部２０８ａをダウンパイプ２０４の左側壁２１０に溶接するとともに、右側面２０９の縁部２０９ａをダウンパイプ２０４の右側壁２１１に溶接して、ヘッドパイプガセット２０５でダウンパイプ２０４を補強する。
【０００７】
ここで、フロントフォークを介してヘッドパイプ２０１に矢印の如く荷重Ｆが車体前方に向けてかかった場合、前壁２０６に比較的大きな引張り応力σ１が発生するとともに、後壁２１２に比較的大きな圧縮応力σ２が発生する。
一方、ダウンパイプ２０４を構成する左右の側壁２１０，２１１の中心２５３近傍には大きな応力は発生しない。
【０００８】
このため、ダウンパイプ２０４の中心２５３近傍に、ヘッドパイプガセット２０５の縁部２０８ａを溶接し、ダウンパイプ２０４の中心２５３近傍にヘッドパイプガセット２０５の縁部２０９ａを溶接することで、ヘッドパイプガセット２０５の縁部２０８ａ，２０９ａを大きな応力が発生しない部分に溶接することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ヘッドパイプガセット２０５は、ヘッドパイプ２０１と一体に鋳造で成形した部材である。よって、ヘッドパイプガセット２０５を略断面コ字形に鋳造成形する際に、左右の側面２０８，２０９に抜き勾配を確保する必要がある。
【００１０】
よって、ヘッドパイプガセット２０５をダウンパイプ２０４に嵌合させた際に、ヘッドパイプガセット２０５の左側面２０８とダウンパイプ２０４の左側壁２１０との間の隙間や，ヘッドパイプガセット２０５の右側面２０９とダウンパイプ２０４の右側壁２１１との間の隙間が大きく開いてしまうことがある。
【００１１】
一方、従来の自動二輪車のフレーム構造のなかには、ヘッドパイプに左右のメインパイプを溶接した後、溶接部の近傍を補強部材で補強してヘッドパイプ廻りの剛性を高めるように構成したものが知られている。
しかし、この補強部材を用いると部品数が増え、そのことが組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を妨げる要因になっていた。
そこで、部品数を抑えることで、組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を図ることができる自動二輪車のフレーム構造の実用化が望まれていた。
【００１２】
さらに、従来の自動二輪車のフレーム構造のなかには、ダウンパイプの後壁にスティフナパイプガセットを溶接し、このスティフナパイプガセットからスティフナパイプをメインパイプまで延ばしたものが知られている。
しかし前述したように、ヘッドパイプに荷重がかかった場合、ダウンパイプの前後の壁に比較的大きな応力が発生するので、ダウンパイプの後壁にスティフナパイプガセットを溶接すると、溶接部に比較的大きな応力がかかることがある。そこで、ダウンパイプとスティフナパイプガセットとの溶接部に大きな応力がかかることを防ぐことができる自動二輪車のフレーム構造の実用化が望まれていた。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、剛性を高めるとともに部品数を減らすことができる自動二輪車のフレーム構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ヘッドパイプの上部から左右一対のメインパイプを下り勾配で後方に延ばし、これらのメインパイプの前部および前記ヘッドパイプからダウンパイプを下方に延ばし、このヘッドパイプの下部に設けたヘッドパイプガセットでダウンパイプの前壁側を支え、このダウンパイプの後壁側にスティフナパイプガセットを設け、このスティフナパイプガセットからスティフナパイプをメインパイプまで延ばした自動二輪車のフレーム構造であって、前記ヘッドパイプガセットを前記ヘッドパイプと一体に鍛造で成形するとともに、このヘッドパイプガセットに、前記ダウンパイプの前壁および左右の側壁の前半部に嵌合可能な前嵌合凹部を設け、前記スティフナパイプガセットを鍛造で成形するとともに、このスティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設け、前記左右の前半部を、前記鍛造の際に生じる前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させるとともに、前記左右の後半部を、前記鍛造の際に生じる後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させることにより、前記ダウンパイプの前壁および左右の前半部に前嵌合凹部を嵌合させて、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、前記ダウンパイプの後壁および左右の後半部に後嵌合凹部を嵌合させて、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接したことを特徴とする。
【００１５】
ヘッドパイプガセットおよびスティフナパイプガセットをそれぞれ鍛造で成形し、ヘッドパイプガセットの前嵌合凹部をダウンパイプの前壁側に設け、スティフナパイプガセットの後嵌合凹部をダウンパイプの後壁側に設けた。
よって、ダウンパイプの前壁側をヘッドパイプガセットで補強するとともに、ダウンパイプの後壁側をスティフナパイプガセットで補強することができる。
【００１６】
さらに、ヘッドパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けるとともに、スティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けた。
そして、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接した。
よって、比較的大きな応力が発生するダウンパイプの前後の壁を避けて、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを溶接することができる。
【００１７】
ここで、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを鋳造で形成すると、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットの剛性を保った上での薄肉軽量化が難しい。そこで、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを鍛造で成形することにした。
よって、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットの材料強度が上がることにより高剛性軽量化が可能になる。
【００１８】
加えて、ダウンパイプの左右の側壁の前半部を、前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させ、ダウンパイプの左右の側壁の後半部を、後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させた。
ダウンパイプの前側に前嵌合凹部を嵌合させた際に、前嵌合凹部と左右の前半部との間の隙間を少なくし、後嵌合凹部と左右の後半部との間の隙間を少なくして、溶接の安定化を図ることにより、溶接不具合を減少させ、製品品質を安定化する。
【００１９】
請求項２は、スティフナパイプガセットを、ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させたことを特徴とする。
【００２０】
スティフナパイプガセットを、ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させることで、スティフナパイプガセットで左右のメインパイプを補強し、ヘッドパイプ廻りの剛性を高めることができる。
さらに、スティフナパイプガセットを、メインパイプ用の補強部材として兼用することができるので、メインパイプ用の補強部材を個別に設ける必要はない。このように、スティフナパイプガセットでメインパイプ用の補強部材を兼用することができるので、部品数を減らすことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。ここで、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向に従う。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るフレーム構造を備えた自動二輪車の側面図である。
自動二輪車１０は、フレーム構造１１のヘッドパイプ１３にフロントフォーク２８を取り付け、フロントフォーク２８で前輪２９を支え、フロントフォーク２８にハンドル１５を取り付け、フレーム構造１１の上部（左右一対のメインパイプ１６，１７）に燃料タンク１８を取り付け、燃料タンク１８の下方にエンジン１９を備え、フレーム構造１１の後端部（左右のピボットプレート２０，２１）にリヤスイングアーム２２をスイング自在に取り付け、このリヤスイングアーム２２の後部に後輪２３を取り付け、リヤスイングアーム２２の前端部近傍にリンク機構２４を取り付け、リンク機構２４にリヤクッション２５の下部２５ｂを取り付け、リヤクッション２５の上部２５ａをフレーム構造１１の後上部（ピボットプレート２０，２１の上部２０ａ，２１ａ）に取り付け、フレーム構造１１の後部にリヤフレーム２６を取り付け、リヤフレーム２６の上部にシート２７を取り付けた車両である。
【００２２】
なお、３０はフロントフェンダ、３１はフロントカウル、３２はラジエータ、３３はエアクリーナ、３４はキャブレター、３５はマフラ、３６はリヤカバー、３７は第１吸気口、３８は第２吸気口、３９はリヤフェンダである。
【００２３】
図２は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す側面図である。
フレーム構造１１は、ヘッドパイプ１３の上部１３ａから左右一対のメインパイプ１６，１７を下り勾配で後方に延ばし、これらのメインパイプ１６，１７（図３〜図５も参照）の前部１６ａ，１７ａおよびヘッドパイプ１３からダウンパイプ４０を下方に延ばし、ヘッドパイプ１３の下部１３ｂに設けたヘッドパイプガセット１４でダウンパイプ４０の前壁４１側を支え、このダウンパイプ４０の後壁４２側にスティフナパイプガセット６０を設け、このスティフナパイプガセット６０からスティフナパイプ７０を左右のメインパイプ１６，１７まで延ばしたものである。
【００２４】
さらに、フレーム構造１１は、左右一対のメインフレーム１６，１７の後部１６ｂ，１７ｂに左右一対のピボットプレート２０，２１（図３、図４も参照）をそれぞれ接合し、ダウンパイプ４０にガセット７１を介して左右一対のロアパイプ７２，７３（図４参照）を取り付け、左右のロアパイプ７２，７３をピボットプレート２０，２１のそれぞれの下部２０ｂ，２１ｂに接合し、左右のピボットプレート２０，２１の上部２０ａ，２１ａを上支持ブラケット７５（図３も参照）で連結し、左右のピボットプレート２０，２１の下部２０ａ，２１ａを下支持ブラケット７９（図４も参照）で連結したものである。
下支持ブラケット７９には、ピン７６（図１参照）を介してリンク機構２４を取り付ける。
【００２５】
加えて、フレーム構造１１は、左右のピボットプレート２０，２１の下部２０ｂ，２１ｂに軸７７（図１参照）を介してリヤスイングアーム２２の前部を回転自在に取り付けることにより、リヤスイングアーム２２を後方に延ばした状態に支え、左右のメインパイプ１６，１７、左右のロアパイプ７２，７３、ダウンパイプ４０および左右のロアパイプ７２，７６の間の空間７８にエンジン１９（図１参照）を設けたものである。
【００２６】
図３は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す平面図である。
ヘッドパイプ１３の上部１３ａから左右一対のメインパイプ１６，１７を下り勾配で後方に延ばし（図２も参照）、左右一対のメインフレーム１６，１７の後部１６ｂ，１７ｂに左右一対のピボットプレート２０，２１をそれぞれ接合し、左右のピボットプレート２０，２１の上部２０ａ，２１ａを上支持ブラケット７５で連結する。
【００２７】
また、ダウンパイプ４０の後壁４２側にスティフナパイプガセット６０を設け、このスティフナパイプガセット６０の下部６１に湾曲状の収納凹部６１ａを、その開口を後方に向けて形成し、収納凹部６１ａにスティフナパイプ７０の前部８１を嵌合させた状態に取り付ける。
【００２８】
スティフナパイプ７０は、湾曲状に形成した略Ｕ字形のパイプである。スティフナパイプ７０の前部８１を収納凹部６１ａに取り付けるとともに、スティフナパイプ７０の左右の後部８２，８３をそれぞれ左右のメインパイプ１６，１７に取り付ける。
【００２９】
図４は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す背面図である。
ダウンパイプ４０に二股状のガセット７１を取り付け、ガセット７１の左右の後部８５，８６にそれぞれ左右のロアパイプ７２，７３を取り付け、左右のロアパイプ７２，７３を後方に延ばし、左右のロアパイプ７２，７３の後部７２ａ，７３ａをピボットプレート２０，２１のそれぞれの下部２０ｂ，２１ｂに接合し、左右のピボットプレート２０，２１の下部２０ａ，２１ａを下支持ブラケット７９で連結したものである。
【００３０】
また、スティフナパイプガセット６０を、下部６１からダウンパイプ４０の後壁４２に沿って上方に延ばした（図１参照）。これにより、スティフナパイプガセット６０の上部６２をヘッドパイプ１３近傍の左右のメインパイプ１６，１７間、すなわち左メインパイプ１６の前部１６ａと右メインパイプ１７の前部１７ａとの間に取り付ける。
よって、スティフナパイプガセット６０で左右のメインパイプ１６，１７を補強して、ヘッドパイプ１３廻りの剛性を高めることができる。
【００３１】
図５は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す正面図である。
ヘッドパイプ１３の下部１３ｂからヘッドパイプガセット１４をダウンパイプ４０の前壁４１に沿わせて延ばすことで、ヘッドパイプ１３およびヘッドパイプガセット１４を一体としたヘッドパイプユニット１２を構成する。
ヘッドパイプガセット１４をダウンパイプ４０の前壁４１に沿わせて延ばすことで、ヘッドパイプガセット１４でダウンパイプ４０を支えて補強する。
【００３２】
スティフナパイプ７０の前部８１を収納凹部６１ａに取り付けるとともに、スティフナパイプ７０の左右の後部８２，８３をそれぞれ左右のメインパイプ１６，１７に取り付ける。
【００３３】
図６は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す分解図である。
ヘッドパイプ１３の上部１３ａの第１溶接エリア９０に、左右一対のメインパイプ１６，１７の前部１６ａ，１７ａの第２溶接エリア９１，９１を矢印▲１▼の如く突き合わせて溶接する。
【００３４】
左右一対のメインパイプ１６，１７の前部１６ａ，１７ａの第３溶接エリア９２，９２に、ダウンパイプ４０の第４溶接エリア９３を矢印▲２▼の如く突き合わせて溶接する。
ヘッドパイプ１３の中央部１３ｃの第５溶接エリア９４に、ダウンパイプ４０の第６溶接エリア９５を矢印▲３▼の如く突き合わせて溶接する。
【００３５】
ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０にダウンパイプ４０の前壁４１側を矢印▲４▼の如く嵌合させ、ヘッドパイプガセット１４の第７溶接エリア９６，９６およびダウンパイプ４０の第８溶接エリア９７，９７を溶接する。
【００３６】
ダウンパイプ４０の後壁４２側にスティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３を矢印▲５▼の如く嵌合させ、ダウンパイプ４０の第９溶接エリア９８，９８およびスティフナパイプガセット６０の第１０溶接エリア９９，９９を溶接する。
【００３７】
ヘッドパイプ１３の上部１３ａの第１１溶接エリア１００にスティフナパイプガセット６０の上部６２の第１２溶接エリア１０１を矢印▲６▼の如く突き合わせて溶接する。
この際、スティフナパイプガセット６０の上部６２がヘッドパイプ１３近傍の左右のメインパイプ１６，１７間に入り込み、スティフナパイプガセット６０の左右の第１エリア１０２，１０２が左右のメインパイプ１６，１７の第２エリア１０３，１０３に当接する。
【００３８】
この状態で、スティフナパイプガセット６０の上部６２の第１３溶接エリア１０４，１０４を左右のメインパイプ１６，１７の第１４溶接エリア１０５，１０５に矢印▲７▼の如く溶接する。
スティフナパイプガセット６０の上部６２の第１５溶接エリア１０６，１０６を左右のメインパイプ１６，１７の第１６溶接エリア１０７，１０７に矢印▲８▼の如く溶接する。
【００３９】
スティフナパイプガセット６０の下部６１の収納凹部６１ａにスティフナパイプ７０の前部を矢印▲９▼の如く嵌合させた状態で、スティフナパイプガセット６０の第１７溶接エリア１０８およびスティフナパイプ７０の第１８溶接エリア１０９を溶接する。
【００４０】
ここで、ヘッドパイプ１３およびヘッドパイプガセット１４からなるヘッドパイプユニット１２は鍛造品であり、スティフナパイプガセット６０も鍛造品である。
よって、ヘッドパイプガセット１４やスティフナパイプガセット６０の強度を高めることができる。
【００４１】
ヘッドパイプガセット１４およびスティフナパイプガセット６０をそれぞれ鍛造で成形し、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０をダウンパイプ４０の前壁４１側に設け、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３をダウンパイプ４０の後壁４２側に設けた。
よって、ダウンパイプ４０の前壁４１側をヘッドパイプガセット１４で補強するとともに、ダウンパイプ４０の後壁４２側をスティフナパイプガセット６０で補強することができる。
これにより、ダウンパイプ４０の剛性を向上させることができる。
【００４２】
図７は図６の７−７線断面図である。
ヘッドパイプガセット１４は前嵌合凹部５０を備える。前嵌合凹部５０は底面５１、左右の側面５２，５３で略コ字形断面形状に形成したものである。
ここで、ヘッドパイプ１３（図２、図６参照）およびヘッドパイプガセット１４からなるヘッドパイプユニット１２は鍛造品である。このため、前嵌合凹部５０の左右の側面５２，５３に抜き勾配θ１を確保する必要がある。
前嵌合凹部５０は、図９（ａ）に示すダウンパイプ４０の前壁４１および左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａに嵌合する凹部である。
【００４３】
図８は図６の８−８線断面図である。
スティフナパイプガセット６０には後嵌合凹部６３を備える。後嵌合凹部６３は底面６４、左右の側面６５，６６で略コ字形断面形状に形成したものである。ここで、スティフナパイプガセット６０は鍛造品である。このため、後嵌合凹部６３の左右の側面６５，６６に抜き勾配θ１を確保する必要がある。
後嵌合凹部６３は、図９（ａ）に示すダウンパイプ４０の後壁４２および左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂに嵌合する凹部である。
【００４４】
図９（ａ）は図６の９ａ−９ａ線断面図、図９（ｂ）は図６の９ｂ−９ｂ線断面図である。
（ａ）に示すように、ダウンパイプ４０は、押し出し成形により形成され、下方に向かって細くなるようにテーパ状に形成されており（図２参照）、前壁４１、後壁４２および左右の側壁４３，４４で略断面矩形状に形成し、前壁４１の肉厚ｔ１を後壁４２の肉厚ｔ２や左右の側壁４３，４４の肉厚ｔ２より大きく形成したものである。
【００４５】
このダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａを、図７に示すヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０を構成する左右の側面５２，５３の抜き勾配θ１に合わせて傾斜させている。
具体的には、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａを傾斜角θ２で傾斜させることで、前半部４３ａ，４４ａ間の幅を前壁４１に向けて漸次幅狭になるように形成した。
【００４６】
さらに、ダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂを、図８に示すスティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３を構成する左右の側面６５，６６の抜き勾配θ１に合わせて傾斜させている。
具体的には、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂを傾斜角θ２で傾斜させることで、後半部４３ｂ，４４ｂ間の幅を後壁４２に向けて漸次幅狭になるように形成した。
なお、左右の側壁４３，４４を構成する前半部４３ａ，４４ａと後半部４３ｂ，４４ｂとは、同じ幅Ｗ１に形成されている。
【００４７】
（ｂ）は、ダウンパイプ４０のうちの下部４６（図６参照）を示す断面である。ダウンパイプ４０の下部４６は、（ａ）の断面形状と比較して左右の側壁４３，４４のうちの後半部４３ｂ，４４ｂが幅Ｗ２と小さくなっただけでその他の形状は（ａ）の断面と同じである。
【００４８】
図１０（ａ）は図２の１０−１０線断面図、図１０（ｂ）は比較例を示す断面図である。
（ａ）において、ダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａを、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０を構成する左右の側面５２，５３の抜き勾配θ１に合わせて傾斜角θ２（図７、図９参照）で傾斜させている。
【００４９】
さらに、ダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂを、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３を構成する左右の側面６５，６６の抜き勾配θ１に合わせて傾斜角θ２（図８、図９参照）で傾斜させている。
【００５０】
よって、前嵌合凹部５０の左右の側面５２，５３を、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａに隙間なく嵌合させることができる。
この状態で、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを前半部４３ａ，４４ａに溶接する。
さらに、後嵌合凹部６３の左右の側面６５，６６を、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂに隙間なく嵌合させることができる。
この状態で、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを後半部４３ｂ，４４ｂに溶接する。
【００５１】
これにより、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０とダウンパイプ４０の前半部４３ａ，４４ａとの溶接品質の向上を図ることができる。
さらに、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３とダウンパイプ４０の後半部４３ｂ，４４ｂとの溶接品質の向上を図ることができる。
【００５２】
（ｂ）において、ダウンパイプ１２０は、前面１２１、後面１２２および左右の側面１２３，１２４で略断面矩形状を形成したものであり、左右の側面１２３，１２４を、図１０（ａ）のダウンパイプ４０のようには傾斜させないで、同一幅に形成したものである。
すなわち、このダウンパイプ１２０は、左右の側面１２３，１２４を傾斜させないで同一幅に形成した点で、（ａ）に示すダウンパイプ４０と異なるだけである。
【００５３】
このように、ダウンパイプ１２０の左右の側面１２３，１２４を傾斜させないで同一幅に形成したので、ダウンパイプ１２０の前面１２１側にヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０の左右の側面５２，５３を嵌合させた際に、左右の側面５２，５３と左右の側面１２３，１２４とに隙間１２５，１２５が生じる。よって、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを左右の側面１２３，１２４に溶接しても、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０とダウンパイプ１２０との溶接品質の向上を図ることはできない。
【００５４】
さらに、ダウンパイプ１２０の左右の側面１２３，１２４を傾斜させないで同一幅に形成したので、ダウンパイプ１２０の後面１２２側にスティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３の左右の側面６５，６６を嵌合させた際に、左右の側面６５，６６と左右の側面１２３，１２４とに隙間１２６，１２６が生じる。よって、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを左右の側面１２３，１２４に溶接しても、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３とダウンパイプ１２０との溶接品質の向上を図ることはできない。
【００５５】
図１１は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するヘッドパイプユニットを示す側面図である。
ヘッドパイプユニット１２は、フロントフォーク２８（図１参照）を取り付けるための筒状のヘッドパイプ１３と、このヘッドパイプの下部に一体成形したヘッドパイプガセット１４とからなる鍛造品である。
【００５６】
ヘッドパイプガセット１４は、前嵌合凹部５０を備える。前嵌合凹部５０は、底面５１、左右の側面５２，５３で略コ字形断面形状に形成したものである（図７および図１０参照）。
この前嵌合凹部５０にダウンパイプ４０の前壁４１および左右の側壁４３，４４のうちの前半部４３ａ，４４ａを嵌合し、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを前半部４３ａ，４４ａに溶接する。これにより、ヘッドパイプガセット１４でダウンパイプ４０を支えて補強することができる。
【００５７】
図１２は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するスティフナパイプユニットを示す側面図である。
スティフナパイプガセット６０は、後嵌合凹部６３の上端に上部６２を備えるとともに、下端に下部６１を備える。
上部６２をヘッドパイプ１３近傍の左右のメインパイプ１６，１７間に取り付けることで、スティフナパイプガセット６０の上部６２で左右のメインパイプ１６，１７を補強することができる。
【００５８】
これにより、スティフナパイプガセット６０を、左右のメインパイプ１６，１７の補強部材として兼用することができるので、メインパイプ１６，１７の補強部材を個別に設ける必要はない。
よって、部品数を減らすことができ、組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を図ることができる。
【００５９】
また、スティフナパイプガセット６０の下部６１に湾曲状の収納凹部６１ａを、収納凹部６１ａの開口を後方に向けて形成し、収納凹部６１ａにスティフナパイプ７０の前部８１（図２参照）を嵌め込む。
【００６０】
後嵌合凹部６３は底面６４、左右の側面６５，６６で略コ字形断面形状に形成したものである（図８および図１０参照）。
この後嵌合凹部６３にダウンパイプ４０の後壁４２および左右の側壁４３，４４のうちの後半部４３ｂ，４４ｂを嵌合し、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを後半部４３ｂ，４４ｂに溶接する。
これにより、スティフナパイプガセット６０でダウンパイプ４０を支えて補強することができる。
【００６１】
図１３は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造の作用を説明する図である。図示しないフロントフォークを介してヘッドパイプ１３に矢印の如く荷重Ｆが車体前方に向けてかかった場合、ダウンパイプ４０に曲げ応力が発生し、前壁４１には最大引張り応力σ１、後壁４２には最大圧縮応力σ２が発生する。
一方、ダウンパイプ４０を構成する左右の側壁４２，４３の中心４８近傍、すなわち断面の中立面近傍ほど発生応力は小さい。
【００６２】
そこで、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０にダウンパイプ４０の前壁４１および左右の前半部４３ａ，４４ａ（図１０参照）を嵌合し、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを前半部４３ａ，４４ａ、すなわち大きな応力が発生しない部位に溶接することにした。
【００６３】
さらに、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３にダウンパイプ４０の後壁４２および左右の前半部４３ｂ，４４ｂ（図１０参照）を嵌合し、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを後半部４３ｂ，４４ｂ、すなわち大きな応力が発生しない部位に溶接することにした。
これにより、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０とダウンパイプ４０との溶接部や、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３とダウンパイプ４０との溶接部に大きな応力がかかることを防ぐことができる。
【００６４】
なお、前記実施形態で説明したヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３や、ダウンパイプ４０などの形状や肉厚は、前記実施形態に限定するものではなく適宜選択することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ヘッドパイプガセットおよびスティフナパイプガセットをそれぞれ鍛造で成形し、ヘッドパイプガセットの前嵌合凹部をダウンパイプの前壁側に設け、スティフナパイプガセットの後嵌合凹部をダウンパイプの後壁側に設けた。
したがって、ダウンパイプの前壁側をヘッドパイプガセットで補強するとともに、ダウンパイプの後壁側をスティフナパイプガセットで補強して、ダウンパイプの剛性を向上させることができる。
【００６６】
さらに、ヘッドパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けるとともに、スティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けた。
そして、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接した。
したがって、比較的大きな応力が発生するダウンパイプの前後の壁を避けて、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを溶接することができ、それぞれの溶接部に大きな応力がかかることを防ぐことができる。
【００６７】
加えて、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを鍛造で成形することで、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットの必要剛性を保持したまま軽量薄肉化を図ることができる。
【００６８】
さらに、ダウンパイプの左右の側壁の前半部を、前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させ、ダウンパイプの左右の側壁の後半部を、後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させた。
ダウンパイプの前側に前嵌合凹部を嵌合させた際に、前嵌合凹部と左右の前半部との間の隙間を少なくし、後嵌合凹部と左右の後半部との間の隙間を少なくすることができる。
したがって、前嵌合凹部と左右の前半部との溶接品質や、後嵌合凹部と左右の後半部との溶接品質の向上を図ることができる。
【００６９】
請求項２は、スティフナパイプガセットを、ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させることで、スティフナパイプガセットで左右のメインパイプを補強し、ヘッドパイプ廻りの剛性を高めることができる。
【００７０】
さらに、スティフナパイプガセットを、メインパイプ用の補強部材として兼用することができるので、メインパイプ用の補強部材を個別に設ける必要はない。このように、スティフナパイプガセットでメインパイプ用の補強部材を兼用することができるので、部品数を減らすことができる。これにより、組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフレーム構造を備えた自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す側面図
【図３】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す平面図
【図４】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す背面図
【図５】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す正面図
【図６】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す分解図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】図６の８−８線断面図
【図９】図９（ａ）は図６の９ａ−９ａ線断面図、図９（ｂ）は図６の９ｂ−９ｂ線断面図
【図１０】図１０（ａ）は図２の１０−１０線断面図、図１０（ｂ）は比較例を示す断面図
【図１１】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するヘッドパイプユニットを示す側面図
【図１２】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するスティフナパイプユニットを示す側面図
【図１３】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造の作用を説明する図
【図１４】従来の自動二輪車のフレーム構造を示す側面図
【符号の説明】
１０…自動二輪車、１１…自動二輪車のフレーム構造、１２…ヘッドパイプユニット、１３…ヘッドパイプ、１３ａ…ヘッドパイプの上部、１３ｂ…ヘッドパイプの下部、１４…ヘッドパイプガセット、１６…左メインパイプ、１６ａ…左メインパイプの前部、１７…右メインパイプ、１７ａ…右メインパイプの前部、４０…ダウンパイプ、４１…ダウンパイプの前壁、４２…ダウンパイプの後壁、４３…ダウンパイプの左側壁、４４…ダウンパイプの右側壁、４３ａ…ダウンパイプの左側壁の前半部、４４ａ…ダウンパイプの右側壁の前半部、４３ｂ…ダウンパイプの左側壁の後半部、４４ｂ…ダウンパイプの右側壁の後半部、５０…前嵌合凹部、６０…スティフナパイプガセット、６３…後嵌合凹部、７０…スティフナパイプ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドパイプから左右一対のメインパイプやダウンパイプを延ばし、ダウンパイプと左右一対のメインパイプとをスティフナパイプで連結した自動二輪車のフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の車体フレームとして、ヘッドパイプ、左右一対のメインパイプやダウンパイプなどで構成するフレーム構造が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６２―１６２１８２号公報（第６−８頁、第２図）
【０００４】
以上の特許文献１について次図を参照の上、詳しく説明する。
図１４は従来の自動二輪車のフレーム構造を示す側面図である。なお、符号を振り直した。
自動二輪車のフレーム構造２００は、ヘッドパイプ２０１の上部２０１ａから左右のメインパイプ２０２，２０３を下り勾配で後方に延ばし、ヘッドパイプ２０１の下部２０１ｂからダウンパイプ２０４を下方に延ばし、このヘッドパイプ２０４の下部２０１ｂからヘッドパイプガセット２０５を延ばし、このヘッドパイプガセット２０５でダウンパイプ２０４の前壁２０６側を支えたものである。
【０００５】
ヘッドパイプガセット２０５は、ヘッドパイプ２０１と一体に鋳造成形した部材であり、底面２０７、左右の側面２０８，２０９で略断面コ字形に形成したものである。このヘッドパイプガセット２０５をダウンパイプ２０４に嵌合させる。
【０００６】
ヘッドパイプガセット２０５をダウンパイプ２０４に嵌合させることで、ヘッドパイプガセット２０５の底面２０７がダウンパイプ２０４の前壁２０６に当接し、左側面２０８がダウンパイプ２０４の左側壁２１０に当接し、右側面２０９がダウンパイプ２０４の右側壁２１１に当接する。
左側面２０８の縁部２０８ａをダウンパイプ２０４の左側壁２１０に溶接するとともに、右側面２０９の縁部２０９ａをダウンパイプ２０４の右側壁２１１に溶接して、ヘッドパイプガセット２０５でダウンパイプ２０４を補強する。
【０００７】
ここで、フロントフォークを介してヘッドパイプ２０１に矢印の如く荷重Ｆが車体前方に向けてかかった場合、前壁２０６に比較的大きな引張り応力σ１が発生するとともに、後壁２１２に比較的大きな圧縮応力σ２が発生する。
一方、ダウンパイプ２０４を構成する左右の側壁２１０，２１１の中心２５３近傍には大きな応力は発生しない。
【０００８】
このため、ダウンパイプ２０４の中心２５３近傍に、ヘッドパイプガセット２０５の縁部２０８ａを溶接し、ダウンパイプ２０４の中心２５３近傍にヘッドパイプガセット２０５の縁部２０９ａを溶接することで、ヘッドパイプガセット２０５の縁部２０８ａ，２０９ａを大きな応力が発生しない部分に溶接することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ヘッドパイプガセット２０５は、ヘッドパイプ２０１と一体に鋳造で成形した部材である。よって、ヘッドパイプガセット２０５を略断面コ字形に鋳造成形する際に、左右の側面２０８，２０９に抜き勾配を確保する必要がある。
【００１０】
よって、ヘッドパイプガセット２０５をダウンパイプ２０４に嵌合させた際に、ヘッドパイプガセット２０５の左側面２０８とダウンパイプ２０４の左側壁２１０との間の隙間や，ヘッドパイプガセット２０５の右側面２０９とダウンパイプ２０４の右側壁２１１との間の隙間が大きく開いてしまうことがある。
【００１１】
一方、従来の自動二輪車のフレーム構造のなかには、ヘッドパイプに左右のメインパイプを溶接した後、溶接部の近傍を補強部材で補強してヘッドパイプ廻りの剛性を高めるように構成したものが知られている。
しかし、この補強部材を用いると部品数が増え、そのことが組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を妨げる要因になっていた。
そこで、部品数を抑えることで、組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を図ることができる自動二輪車のフレーム構造の実用化が望まれていた。
【００１２】
さらに、従来の自動二輪車のフレーム構造のなかには、ダウンパイプの後壁にスティフナパイプガセットを溶接し、このスティフナパイプガセットからスティフナパイプをメインパイプまで延ばしたものが知られている。
しかし前述したように、ヘッドパイプに荷重がかかった場合、ダウンパイプの前後の壁に比較的大きな応力が発生するので、ダウンパイプの後壁にスティフナパイプガセットを溶接すると、溶接部に比較的大きな応力がかかることがある。そこで、ダウンパイプとスティフナパイプガセットとの溶接部に大きな応力がかかることを防ぐことができる自動二輪車のフレーム構造の実用化が望まれていた。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、剛性を高めるとともに部品数を減らすことができる自動二輪車のフレーム構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ヘッドパイプの上部から左右一対のメインパイプを下り勾配で後方に延ばし、これらのメインパイプの前部および前記ヘッドパイプからダウンパイプを下方に延ばし、このヘッドパイプの下部に設けたヘッドパイプガセットでダウンパイプの前壁側を支え、このダウンパイプの後壁側にスティフナパイプガセットを設け、このスティフナパイプガセットからスティフナパイプをメインパイプまで延ばした自動二輪車のフレーム構造であって、前記ヘッドパイプガセットを前記ヘッドパイプと一体に鍛造で成形するとともに、このヘッドパイプガセットに、前記ダウンパイプの前壁および左右の側壁の前半部に嵌合可能な前嵌合凹部を設け、前記スティフナパイプガセットを鍛造で成形するとともに、このスティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設け、前記左右の前半部を、前記鍛造の際に生じる前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させるとともに、前記左右の後半部を、前記鍛造の際に生じる後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させることにより、前記ダウンパイプの前壁および左右の前半部に前嵌合凹部を嵌合させて、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、前記ダウンパイプの後壁および左右の後半部に後嵌合凹部を嵌合させて、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接したことを特徴とする。
【００１５】
ヘッドパイプガセットおよびスティフナパイプガセットをそれぞれ鍛造で成形し、ヘッドパイプガセットの前嵌合凹部をダウンパイプの前壁側に設け、スティフナパイプガセットの後嵌合凹部をダウンパイプの後壁側に設けた。
よって、ダウンパイプの前壁側をヘッドパイプガセットで補強するとともに、ダウンパイプの後壁側をスティフナパイプガセットで補強することができる。
【００１６】
さらに、ヘッドパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けるとともに、スティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けた。
そして、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接した。
よって、比較的大きな応力が発生するダウンパイプの前後の壁を避けて、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを溶接することができる。
【００１７】
ここで、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを鋳造で形成すると、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットの剛性を保った上での薄肉軽量化が難しい。そこで、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを鍛造で成形することにした。
よって、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットの材料強度が上がることにより高剛性軽量化が可能になる。
【００１８】
加えて、ダウンパイプの左右の側壁の前半部を、前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させ、ダウンパイプの左右の側壁の後半部を、後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させた。
ダウンパイプの前側に前嵌合凹部を嵌合させた際に、前嵌合凹部と左右の前半部との間の隙間を少なくし、後嵌合凹部と左右の後半部との間の隙間を少なくして、溶接の安定化を図ることにより、溶接不具合を減少させ、製品品質を安定化する。
【００１９】
請求項２は、スティフナパイプガセットを、ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させたことを特徴とする。
【００２０】
スティフナパイプガセットを、ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させることで、スティフナパイプガセットで左右のメインパイプを補強し、ヘッドパイプ廻りの剛性を高めることができる。
さらに、スティフナパイプガセットを、メインパイプ用の補強部材として兼用することができるので、メインパイプ用の補強部材を個別に設ける必要はない。このように、スティフナパイプガセットでメインパイプ用の補強部材を兼用することができるので、部品数を減らすことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。ここで、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向に従う。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るフレーム構造を備えた自動二輪車の側面図である。
自動二輪車１０は、フレーム構造１１のヘッドパイプ１３にフロントフォーク２８を取り付け、フロントフォーク２８で前輪２９を支え、フロントフォーク２８にハンドル１５を取り付け、フレーム構造１１の上部（左右一対のメインパイプ１６，１７）に燃料タンク１８を取り付け、燃料タンク１８の下方にエンジン１９を備え、フレーム構造１１の後端部（左右のピボットプレート２０，２１）にリヤスイングアーム２２をスイング自在に取り付け、このリヤスイングアーム２２の後部に後輪２３を取り付け、リヤスイングアーム２２の前端部近傍にリンク機構２４を取り付け、リンク機構２４にリヤクッション２５の下部２５ｂを取り付け、リヤクッション２５の上部２５ａをフレーム構造１１の後上部（ピボットプレート２０，２１の上部２０ａ，２１ａ）に取り付け、フレーム構造１１の後部にリヤフレーム２６を取り付け、リヤフレーム２６の上部にシート２７を取り付けた車両である。
【００２２】
なお、３０はフロントフェンダ、３１はフロントカウル、３２はラジエータ、３３はエアクリーナ、３４はキャブレター、３５はマフラ、３６はリヤカバー、３７は第１吸気口、３８は第２吸気口、３９はリヤフェンダである。
【００２３】
図２は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す側面図である。
フレーム構造１１は、ヘッドパイプ１３の上部１３ａから左右一対のメインパイプ１６，１７を下り勾配で後方に延ばし、これらのメインパイプ１６，１７（図３〜図５も参照）の前部１６ａ，１７ａおよびヘッドパイプ１３からダウンパイプ４０を下方に延ばし、ヘッドパイプ１３の下部１３ｂに設けたヘッドパイプガセット１４でダウンパイプ４０の前壁４１側を支え、このダウンパイプ４０の後壁４２側にスティフナパイプガセット６０を設け、このスティフナパイプガセット６０からスティフナパイプ７０を左右のメインパイプ１６，１７まで延ばしたものである。
【００２４】
さらに、フレーム構造１１は、左右一対のメインフレーム１６，１７の後部１６ｂ，１７ｂに左右一対のピボットプレート２０，２１（図３、図４も参照）をそれぞれ接合し、ダウンパイプ４０にガセット７１を介して左右一対のロアパイプ７２，７３（図４参照）を取り付け、左右のロアパイプ７２，７３をピボットプレート２０，２１のそれぞれの下部２０ｂ，２１ｂに接合し、左右のピボットプレート２０，２１の上部２０ａ，２１ａを上支持ブラケット７５（図３も参照）で連結し、左右のピボットプレート２０，２１の下部２０ａ，２１ａを下支持ブラケット７９（図４も参照）で連結したものである。
下支持ブラケット７９には、ピン７６（図１参照）を介してリンク機構２４を取り付ける。
【００２５】
加えて、フレーム構造１１は、左右のピボットプレート２０，２１の下部２０ｂ，２１ｂに軸７７（図１参照）を介してリヤスイングアーム２２の前部を回転自在に取り付けることにより、リヤスイングアーム２２を後方に延ばした状態に支え、左右のメインパイプ１６，１７、左右のロアパイプ７２，７３、ダウンパイプ４０および左右のロアパイプ７２，７６の間の空間７８にエンジン１９（図１参照）を設けたものである。
【００２６】
図３は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す平面図である。
ヘッドパイプ１３の上部１３ａから左右一対のメインパイプ１６，１７を下り勾配で後方に延ばし（図２も参照）、左右一対のメインフレーム１６，１７の後部１６ｂ，１７ｂに左右一対のピボットプレート２０，２１をそれぞれ接合し、左右のピボットプレート２０，２１の上部２０ａ，２１ａを上支持ブラケット７５で連結する。
【００２７】
また、ダウンパイプ４０の後壁４２側にスティフナパイプガセット６０を設け、このスティフナパイプガセット６０の下部６１に湾曲状の収納凹部６１ａを、その開口を後方に向けて形成し、収納凹部６１ａにスティフナパイプ７０の前部８１を嵌合させた状態に取り付ける。
【００２８】
スティフナパイプ７０は、湾曲状に形成した略Ｕ字形のパイプである。スティフナパイプ７０の前部８１を収納凹部６１ａに取り付けるとともに、スティフナパイプ７０の左右の後部８２，８３をそれぞれ左右のメインパイプ１６，１７に取り付ける。
【００２９】
図４は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す背面図である。
ダウンパイプ４０に二股状のガセット７１を取り付け、ガセット７１の左右の後部８５，８６にそれぞれ左右のロアパイプ７２，７３を取り付け、左右のロアパイプ７２，７３を後方に延ばし、左右のロアパイプ７２，７３の後部７２ａ，７３ａをピボットプレート２０，２１のそれぞれの下部２０ｂ，２１ｂに接合し、左右のピボットプレート２０，２１の下部２０ａ，２１ａを下支持ブラケット７９で連結したものである。
【００３０】
また、スティフナパイプガセット６０を、下部６１からダウンパイプ４０の後壁４２に沿って上方に延ばした（図１参照）。これにより、スティフナパイプガセット６０の上部６２をヘッドパイプ１３近傍の左右のメインパイプ１６，１７間、すなわち左メインパイプ１６の前部１６ａと右メインパイプ１７の前部１７ａとの間に取り付ける。
よって、スティフナパイプガセット６０で左右のメインパイプ１６，１７を補強して、ヘッドパイプ１３廻りの剛性を高めることができる。
【００３１】
図５は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す正面図である。
ヘッドパイプ１３の下部１３ｂからヘッドパイプガセット１４をダウンパイプ４０の前壁４１に沿わせて延ばすことで、ヘッドパイプ１３およびヘッドパイプガセット１４を一体としたヘッドパイプユニット１２を構成する。
ヘッドパイプガセット１４をダウンパイプ４０の前壁４１に沿わせて延ばすことで、ヘッドパイプガセット１４でダウンパイプ４０を支えて補強する。
【００３２】
スティフナパイプ７０の前部８１を収納凹部６１ａに取り付けるとともに、スティフナパイプ７０の左右の後部８２，８３をそれぞれ左右のメインパイプ１６，１７に取り付ける。
【００３３】
図６は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す分解図である。
ヘッドパイプ１３の上部１３ａの第１溶接エリア９０に、左右一対のメインパイプ１６，１７の前部１６ａ，１７ａの第２溶接エリア９１，９１を矢印▲１▼の如く突き合わせて溶接する。
【００３４】
左右一対のメインパイプ１６，１７の前部１６ａ，１７ａの第３溶接エリア９２，９２に、ダウンパイプ４０の第４溶接エリア９３を矢印▲２▼の如く突き合わせて溶接する。
ヘッドパイプ１３の中央部１３ｃの第５溶接エリア９４に、ダウンパイプ４０の第６溶接エリア９５を矢印▲３▼の如く突き合わせて溶接する。
【００３５】
ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０にダウンパイプ４０の前壁４１側を矢印▲４▼の如く嵌合させ、ヘッドパイプガセット１４の第７溶接エリア９６，９６およびダウンパイプ４０の第８溶接エリア９７，９７を溶接する。
【００３６】
ダウンパイプ４０の後壁４２側にスティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３を矢印▲５▼の如く嵌合させ、ダウンパイプ４０の第９溶接エリア９８，９８およびスティフナパイプガセット６０の第１０溶接エリア９９，９９を溶接する。
【００３７】
ヘッドパイプ１３の上部１３ａの第１１溶接エリア１００にスティフナパイプガセット６０の上部６２の第１２溶接エリア１０１を矢印▲６▼の如く突き合わせて溶接する。
この際、スティフナパイプガセット６０の上部６２がヘッドパイプ１３近傍の左右のメインパイプ１６，１７間に入り込み、スティフナパイプガセット６０の左右の第１エリア１０２，１０２が左右のメインパイプ１６，１７の第２エリア１０３，１０３に当接する。
【００３８】
この状態で、スティフナパイプガセット６０の上部６２の第１３溶接エリア１０４，１０４を左右のメインパイプ１６，１７の第１４溶接エリア１０５，１０５に矢印▲７▼の如く溶接する。
スティフナパイプガセット６０の上部６２の第１５溶接エリア１０６，１０６を左右のメインパイプ１６，１７の第１６溶接エリア１０７，１０７に矢印▲８▼の如く溶接する。
【００３９】
スティフナパイプガセット６０の下部６１の収納凹部６１ａにスティフナパイプ７０の前部を矢印▲９▼の如く嵌合させた状態で、スティフナパイプガセット６０の第１７溶接エリア１０８およびスティフナパイプ７０の第１８溶接エリア１０９を溶接する。
【００４０】
ここで、ヘッドパイプ１３およびヘッドパイプガセット１４からなるヘッドパイプユニット１２は鍛造品であり、スティフナパイプガセット６０も鍛造品である。
よって、ヘッドパイプガセット１４やスティフナパイプガセット６０の強度を高めることができる。
【００４１】
ヘッドパイプガセット１４およびスティフナパイプガセット６０をそれぞれ鍛造で成形し、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０をダウンパイプ４０の前壁４１側に設け、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３をダウンパイプ４０の後壁４２側に設けた。
よって、ダウンパイプ４０の前壁４１側をヘッドパイプガセット１４で補強するとともに、ダウンパイプ４０の後壁４２側をスティフナパイプガセット６０で補強することができる。
これにより、ダウンパイプ４０の剛性を向上させることができる。
【００４２】
図７は図６の７−７線断面図である。
ヘッドパイプガセット１４は前嵌合凹部５０を備える。前嵌合凹部５０は底面５１、左右の側面５２，５３で略コ字形断面形状に形成したものである。
ここで、ヘッドパイプ１３（図２、図６参照）およびヘッドパイプガセット１４からなるヘッドパイプユニット１２は鍛造品である。このため、前嵌合凹部５０の左右の側面５２，５３に抜き勾配θ１を確保する必要がある。
前嵌合凹部５０は、図９（ａ）に示すダウンパイプ４０の前壁４１および左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａに嵌合する凹部である。
【００４３】
図８は図６の８−８線断面図である。
スティフナパイプガセット６０には後嵌合凹部６３を備える。後嵌合凹部６３は底面６４、左右の側面６５，６６で略コ字形断面形状に形成したものである。ここで、スティフナパイプガセット６０は鍛造品である。このため、後嵌合凹部６３の左右の側面６５，６６に抜き勾配θ１を確保する必要がある。
後嵌合凹部６３は、図９（ａ）に示すダウンパイプ４０の後壁４２および左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂに嵌合する凹部である。
【００４４】
図９（ａ）は図６の９ａ−９ａ線断面図、図９（ｂ）は図６の９ｂ−９ｂ線断面図である。
（ａ）に示すように、ダウンパイプ４０は、押し出し成形により形成され、下方に向かって細くなるようにテーパ状に形成されており（図２参照）、前壁４１、後壁４２および左右の側壁４３，４４で略断面矩形状に形成し、前壁４１の肉厚ｔ１を後壁４２の肉厚ｔ２や左右の側壁４３，４４の肉厚ｔ２より大きく形成したものである。
【００４５】
このダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａを、図７に示すヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０を構成する左右の側面５２，５３の抜き勾配θ１に合わせて傾斜させている。
具体的には、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａを傾斜角θ２で傾斜させることで、前半部４３ａ，４４ａ間の幅を前壁４１に向けて漸次幅狭になるように形成した。
【００４６】
さらに、ダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂを、図８に示すスティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３を構成する左右の側面６５，６６の抜き勾配θ１に合わせて傾斜させている。
具体的には、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂを傾斜角θ２で傾斜させることで、後半部４３ｂ，４４ｂ間の幅を後壁４２に向けて漸次幅狭になるように形成した。
なお、左右の側壁４３，４４を構成する前半部４３ａ，４４ａと後半部４３ｂ，４４ｂとは、同じ幅Ｗ１に形成されている。
【００４７】
（ｂ）は、ダウンパイプ４０のうちの下部４６（図６参照）を示す断面である。ダウンパイプ４０の下部４６は、（ａ）の断面形状と比較して左右の側壁４３，４４のうちの後半部４３ｂ，４４ｂが幅Ｗ２と小さくなっただけでその他の形状は（ａ）の断面と同じである。
【００４８】
図１０（ａ）は図２の１０−１０線断面図、図１０（ｂ）は比較例を示す断面図である。
（ａ）において、ダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａを、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０を構成する左右の側面５２，５３の抜き勾配θ１に合わせて傾斜角θ２（図７、図９参照）で傾斜させている。
【００４９】
さらに、ダウンパイプ４０は、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂを、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３を構成する左右の側面６５，６６の抜き勾配θ１に合わせて傾斜角θ２（図８、図９参照）で傾斜させている。
【００５０】
よって、前嵌合凹部５０の左右の側面５２，５３を、左右の側壁４３，４４の前半部４３ａ，４４ａに隙間なく嵌合させることができる。
この状態で、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを前半部４３ａ，４４ａに溶接する。
さらに、後嵌合凹部６３の左右の側面６５，６６を、左右の側壁４３，４４の後半部４３ｂ，４４ｂに隙間なく嵌合させることができる。
この状態で、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを後半部４３ｂ，４４ｂに溶接する。
【００５１】
これにより、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０とダウンパイプ４０の前半部４３ａ，４４ａとの溶接品質の向上を図ることができる。
さらに、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３とダウンパイプ４０の後半部４３ｂ，４４ｂとの溶接品質の向上を図ることができる。
【００５２】
（ｂ）において、ダウンパイプ１２０は、前面１２１、後面１２２および左右の側面１２３，１２４で略断面矩形状を形成したものであり、左右の側面１２３，１２４を、図１０（ａ）のダウンパイプ４０のようには傾斜させないで、同一幅に形成したものである。
すなわち、このダウンパイプ１２０は、左右の側面１２３，１２４を傾斜させないで同一幅に形成した点で、（ａ）に示すダウンパイプ４０と異なるだけである。
【００５３】
このように、ダウンパイプ１２０の左右の側面１２３，１２４を傾斜させないで同一幅に形成したので、ダウンパイプ１２０の前面１２１側にヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０の左右の側面５２，５３を嵌合させた際に、左右の側面５２，５３と左右の側面１２３，１２４とに隙間１２５，１２５が生じる。よって、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを左右の側面１２３，１２４に溶接しても、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０とダウンパイプ１２０との溶接品質の向上を図ることはできない。
【００５４】
さらに、ダウンパイプ１２０の左右の側面１２３，１２４を傾斜させないで同一幅に形成したので、ダウンパイプ１２０の後面１２２側にスティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３の左右の側面６５，６６を嵌合させた際に、左右の側面６５，６６と左右の側面１２３，１２４とに隙間１２６，１２６が生じる。よって、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを左右の側面１２３，１２４に溶接しても、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３とダウンパイプ１２０との溶接品質の向上を図ることはできない。
【００５５】
図１１は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するヘッドパイプユニットを示す側面図である。
ヘッドパイプユニット１２は、フロントフォーク２８（図１参照）を取り付けるための筒状のヘッドパイプ１３と、このヘッドパイプの下部に一体成形したヘッドパイプガセット１４とからなる鍛造品である。
【００５６】
ヘッドパイプガセット１４は、前嵌合凹部５０を備える。前嵌合凹部５０は、底面５１、左右の側面５２，５３で略コ字形断面形状に形成したものである（図７および図１０参照）。
この前嵌合凹部５０にダウンパイプ４０の前壁４１および左右の側壁４３，４４のうちの前半部４３ａ，４４ａを嵌合し、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを前半部４３ａ，４４ａに溶接する。これにより、ヘッドパイプガセット１４でダウンパイプ４０を支えて補強することができる。
【００５７】
図１２は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するスティフナパイプユニットを示す側面図である。
スティフナパイプガセット６０は、後嵌合凹部６３の上端に上部６２を備えるとともに、下端に下部６１を備える。
上部６２をヘッドパイプ１３近傍の左右のメインパイプ１６，１７間に取り付けることで、スティフナパイプガセット６０の上部６２で左右のメインパイプ１６，１７を補強することができる。
【００５８】
これにより、スティフナパイプガセット６０を、左右のメインパイプ１６，１７の補強部材として兼用することができるので、メインパイプ１６，１７の補強部材を個別に設ける必要はない。
よって、部品数を減らすことができ、組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を図ることができる。
【００５９】
また、スティフナパイプガセット６０の下部６１に湾曲状の収納凹部６１ａを、収納凹部６１ａの開口を後方に向けて形成し、収納凹部６１ａにスティフナパイプ７０の前部８１（図２参照）を嵌め込む。
【００６０】
後嵌合凹部６３は底面６４、左右の側面６５，６６で略コ字形断面形状に形成したものである（図８および図１０参照）。
この後嵌合凹部６３にダウンパイプ４０の後壁４２および左右の側壁４３，４４のうちの後半部４３ｂ，４４ｂを嵌合し、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを後半部４３ｂ，４４ｂに溶接する。
これにより、スティフナパイプガセット６０でダウンパイプ４０を支えて補強することができる。
【００６１】
図１３は本発明に係る自動二輪車のフレーム構造の作用を説明する図である。図示しないフロントフォークを介してヘッドパイプ１３に矢印の如く荷重Ｆが車体前方に向けてかかった場合、ダウンパイプ４０に曲げ応力が発生し、前壁４１には最大引張り応力σ１、後壁４２には最大圧縮応力σ２が発生する。
一方、ダウンパイプ４０を構成する左右の側壁４２，４３の中心４８近傍、すなわち断面の中立面近傍ほど発生応力は小さい。
【００６２】
そこで、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０にダウンパイプ４０の前壁４１および左右の前半部４３ａ，４４ａ（図１０参照）を嵌合し、左右の側面５２，５３の縁部５２ａ，５３ａを前半部４３ａ，４４ａ、すなわち大きな応力が発生しない部位に溶接することにした。
【００６３】
さらに、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３にダウンパイプ４０の後壁４２および左右の前半部４３ｂ，４４ｂ（図１０参照）を嵌合し、左右の側面６５，６６の縁部６５ａ，６６ａを後半部４３ｂ，４４ｂ、すなわち大きな応力が発生しない部位に溶接することにした。
これにより、ヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０とダウンパイプ４０との溶接部や、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３とダウンパイプ４０との溶接部に大きな応力がかかることを防ぐことができる。
【００６４】
なお、前記実施形態で説明したヘッドパイプガセット１４の前嵌合凹部５０、スティフナパイプガセット６０の後嵌合凹部６３や、ダウンパイプ４０などの形状や肉厚は、前記実施形態に限定するものではなく適宜選択することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ヘッドパイプガセットおよびスティフナパイプガセットをそれぞれ鍛造で成形し、ヘッドパイプガセットの前嵌合凹部をダウンパイプの前壁側に設け、スティフナパイプガセットの後嵌合凹部をダウンパイプの後壁側に設けた。
したがって、ダウンパイプの前壁側をヘッドパイプガセットで補強するとともに、ダウンパイプの後壁側をスティフナパイプガセットで補強して、ダウンパイプの剛性を向上させることができる。
【００６６】
さらに、ヘッドパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けるとともに、スティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設けた。
そして、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接した。
したがって、比較的大きな応力が発生するダウンパイプの前後の壁を避けて、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを溶接することができ、それぞれの溶接部に大きな応力がかかることを防ぐことができる。
【００６７】
加えて、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットを鍛造で成形することで、ヘッドパイプガセットやスティフナパイプガセットの必要剛性を保持したまま軽量薄肉化を図ることができる。
【００６８】
さらに、ダウンパイプの左右の側壁の前半部を、前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させ、ダウンパイプの左右の側壁の後半部を、後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させた。
ダウンパイプの前側に前嵌合凹部を嵌合させた際に、前嵌合凹部と左右の前半部との間の隙間を少なくし、後嵌合凹部と左右の後半部との間の隙間を少なくすることができる。
したがって、前嵌合凹部と左右の前半部との溶接品質や、後嵌合凹部と左右の後半部との溶接品質の向上を図ることができる。
【００６９】
請求項２は、スティフナパイプガセットを、ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させることで、スティフナパイプガセットで左右のメインパイプを補強し、ヘッドパイプ廻りの剛性を高めることができる。
【００７０】
さらに、スティフナパイプガセットを、メインパイプ用の補強部材として兼用することができるので、メインパイプ用の補強部材を個別に設ける必要はない。このように、スティフナパイプガセットでメインパイプ用の補強部材を兼用することができるので、部品数を減らすことができる。これにより、組付け作業工程の簡素化や、部品管理の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフレーム構造を備えた自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す側面図
【図３】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す平面図
【図４】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す背面図
【図５】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す正面図
【図６】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を示す分解図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】図６の８−８線断面図
【図９】図９（ａ）は図６の９ａ−９ａ線断面図、図９（ｂ）は図６の９ｂ−９ｂ線断面図
【図１０】図１０（ａ）は図２の１０−１０線断面図、図１０（ｂ）は比較例を示す断面図
【図１１】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するヘッドパイプユニットを示す側面図
【図１２】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造を構成するスティフナパイプユニットを示す側面図
【図１３】本発明に係る自動二輪車のフレーム構造の作用を説明する図
【図１４】従来の自動二輪車のフレーム構造を示す側面図
【符号の説明】
１０…自動二輪車、１１…自動二輪車のフレーム構造、１２…ヘッドパイプユニット、１３…ヘッドパイプ、１３ａ…ヘッドパイプの上部、１３ｂ…ヘッドパイプの下部、１４…ヘッドパイプガセット、１６…左メインパイプ、１６ａ…左メインパイプの前部、１７…右メインパイプ、１７ａ…右メインパイプの前部、４０…ダウンパイプ、４１…ダウンパイプの前壁、４２…ダウンパイプの後壁、４３…ダウンパイプの左側壁、４４…ダウンパイプの右側壁、４３ａ…ダウンパイプの左側壁の前半部、４４ａ…ダウンパイプの右側壁の前半部、４３ｂ…ダウンパイプの左側壁の後半部、４４ｂ…ダウンパイプの右側壁の後半部、５０…前嵌合凹部、６０…スティフナパイプガセット、６３…後嵌合凹部、７０…スティフナパイプ。
Claims (2)
- ヘッドパイプの上部から左右一対のメインパイプを下り勾配で後方に延ばし、これらのメインパイプの前部および前記ヘッドパイプからダウンパイプを下方に延ばし、このヘッドパイプの下部に設けたヘッドパイプガセットでダウンパイプの前壁側を支え、このダウンパイプの後壁側にスティフナパイプガセットを設け、このスティフナパイプガセットからスティフナパイプをメインパイプまで延ばした自動二輪車のフレーム構造であって、
前記ヘッドパイプガセットを前記ヘッドパイプと一体に鍛造で成形するとともに、このヘッドパイプガセットに、前記ダウンパイプの前壁および左右の側壁の前半部に嵌合可能な前嵌合凹部を設け、
前記スティフナパイプガセットを鍛造で成形するとともに、このスティフナパイプガセットに、ダウンパイプの後壁および左右の側壁の後半部に嵌合可能な後嵌合凹部を設け、
前記左右の前半部を、前記鍛造の際に生じる前嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させるとともに、前記左右の後半部を、前記鍛造の際に生じる後嵌合凹部の抜き勾配に合わせて傾斜させることにより、
前記ダウンパイプの前壁および左右の前半部に前嵌合凹部を嵌合させて、前嵌合凹部の縁部を左右の前半部に溶接し、
前記ダウンパイプの後壁および左右の後半部に後嵌合凹部を嵌合させて、後嵌合凹部の縁部を左右の後半部に溶接したことを特徴とする自動二輪車のフレーム構造。 - 前記スティフナパイプガセットを、前記ヘッドパイプの近傍の左右のメインパイプ間まで延出させたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
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