JP2004262254A - 自動二輪車の車体フレーム - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化、小型化および低コスト化を図ることができるとともに外観上の美観に優れた自動二輪車の車体フレームを提供する。
【解決手段】ヘッドパイプ３を含むヘッドブロック２と、ヘッドブロック２から左右に分岐して後方に延びるメインフレーム１１と、メインフレーム１１の後端から下方に延びるスイングアームブラケット８とを備える。メインフレーム１１の車体内側に位置する内側部分２１と、スイングアームブラケット８の全部もしくは内側部分が鋳造製の内側部材１９によって形成され、少なくともメインフレーム１１の外側部分が板金製の外側部材２０によって形成されている。
【選択図】 図２
【解決手段】ヘッドパイプ３を含むヘッドブロック２と、ヘッドブロック２から左右に分岐して後方に延びるメインフレーム１１と、メインフレーム１１の後端から下方に延びるスイングアームブラケット８とを備える。メインフレーム１１の車体内側に位置する内側部分２１と、スイングアームブラケット８の全部もしくは内側部分が鋳造製の内側部材１９によって形成され、少なくともメインフレーム１１の外側部分が板金製の外側部材２０によって形成されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金と鋳造品からなるメインフレームを有する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】
この種の車体フレームとして、特許第２６８８９１６号公報に開示されたものが知られている。この車体フレームは、左右一対のメインフレーム片が板金製の内プレートおよび外プレートで形成され、各メインフレーム片の後端から下方に延びるリヤアームブラケット（スイングアームブラケット）のブラケット本体を鋳造製とし、且つ左右のブラケット本体同士がクロスチューブで連結されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記車体フレームでは、左右一対のメインフレームを構成する内プレートおよび外プレートが、共に板金製であることから、寸法精度を出しにくい。そのため、二股状のメインフレームの内側にエアクリーナなどを配置する場合には、エアクリーナなどに対するクリアランスを、寸法誤差を見込んで設定する必要がある。その結果、メインフレームは、形状が大きくなって重量が増大する。
【０００４】
また、図４（ｃ）に示すように、共に板金製の外プレート６１と内プレート６２とを溶接するに際しては、両者を重ね合わせてすみ肉溶接することになるので、溶接の開先形状が限定されることと、共に板金製であって寸法精度が出しにくい両プレート６１，６２を隙間無く重ね合わせて位置決めするのが難しいこととにより、溶接作業性が低下する。さらに、すみ肉溶接するときには、その溶接する箇所の内側の図４（ｃ）の破線６３で囲った箇所も同時に溶かされ易いので、溶接トーチを良好な溶接を行い得る角度に設定して保持する必要があり、溶接作業に手間がかかると共に溶接作業に熟練を要する。また、溶接箇所には、段差があって断面積が変化することから、応力集中部が起こり易い。
【０００５】
また、メインフレームは、上述のように、共に板金製の外フレーム６１と内フレームとを溶接して形成するので、完成品の寸法にばらつきが生じ易いから、このメインフレームの内方空間にエアクリーナを組み込む際に、メインフレームの内部の導風孔とエアクリーナとの結合部の位置合わせがスムーズに行い難く、組立に手間がかかる。
【０００６】
また、前記板金製のメインフレームでは、強度を部分的に補強したい場合、メインフレーム全体の厚みを増大させるか、または補強すべき箇所にガセットのような別部材を溶接することになるので、重量の増大とコスト高を招く。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、軽量化、小型化および低コスト化を図ることができるとともに、外観に優れ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ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動二輪車の車体フレームは、ヘッドパイプを含むヘッドブロックと、このヘッドブロックから左右に分岐して後方に延びるメインフレームと、メインフレームの後端から下方に延びるスイングアームブラケットとを備えた車体フレームであって、前記メインフレームの車体内側に位置する内側部分と、前記スイングアームブラケットの全部もしくは内側部分とが鋳造製の内側部材によって形成され、少なくとも前記メインフレームの外側部分が板金製の外側部材によって形成されている。
【０００９】
この自動二輪車の車体フレームでは、メインフレームの車体外側が板金製の外側部材で形成されているから、鋳造品よりも外観に優れたものとなるとともに、軽量化を図ることができる。一方、メインフレームの車体内側が、板金よりも高い寸法精度で正確な形状に製作できる鋳造製の内側部材で形成されているから、以下のような効果が得られる。すなわち、二股状のメインフレームの内側に配置するエアクリーナなどに対するクリアランスを可及的に小さく設定できるから、メインフレームの幅寸法を小さくして、小型軽量化を図ることができる。また、外側部材と内側部材との溶接に際しては、鋳造製の内側部材に溶接用段差部を一体形成して、その先端側を薄肉部とすることが可能であるから、この薄肉部に板金製の外側部材を重ねて溶接用段差部に突き合わせ溶接すれば、溶接箇所での位置決めが容易となって良好な溶接を行えるとともに、内側部材と外側部材間の開先形状、つまり溶接継手に自由度ができるので、溶接性が向上して溶接作業を効率良く行える。すなわち、作業時間を短縮できる。
【００１０】
しかも、前記突き合わせ溶接する場合には、膨らみの少ない滑らかな溶接継手を得ることができ、溶接部の断面積が一様となって応力集中を避けられるから、強度のマージンを低く抑えることができ、その結果、メインフレームの軽量化を図ることができる。さらに、メインフレームの車体内側に位置する鋳造製の内側部材には、エアクリーナや電装品などの保持片や制振用リブなどを容易に一体形成することができるから、従来のように別体の保持用ブラケットをメインフレームに溶接またはボルトで取り付ける場合、あるいはメインフレーム内にゴムダンパを詰める制振構造とする場合に比較して、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。さらに、部分的に強度を補強したい場合には、鋳造製内側部材における補強すべき箇所のみの厚みを大きくすることで対応できる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、前記メインフレーム内に、エンジンのエアクリーナに空気を導入する導入通路が形成されている。これにより、メインフレームの内部がエアクリーナの一部を構成するので、エアクリーナのクリーナケースを小型化できる。この場合、メインフレームの車体内側は、板金よりも高い寸法精度で製作できる鋳造製の内側部材で構成されているから、導入通路とクリーナケース前部との接続性が良くなり、二股状のメインフレームの内側にエアクリーナなどを配置して組み立てる際の組立性が向上する。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記導入通路に空気流を偏向させて水切りを行う水切り板が設けられている。これにより、吸入した空気に雨水などが含まれていても、この水がエアクリーナのクリーナエレメントの下流側に侵入するのを水切り板で未然に防ぐことができる。また、水切り板は、メインフレームの鋳造製の内側部材に容易に一体形成することができるので、部品点数の増加やコスト高を招くことがない。
【００１３】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記ヘッドブロックに、空気を吸入して前記導入通路に供給する吸入通路が形成されている。このような構成とすれば、ヘッドブロックからメインフレームにかけてのフレーム内の空間を有効利用して、エアクリーナに空気を効率的に供給することができる。
【００１４】
【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説明する。
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。この自動二輪車は、車体フレーム１の前端のヘッドブロック２に一体形成されたヘッドパイプ３に、図示しないステアリングシャフトを介してフロントフォーク４が軸支されて、そのフロントフォーク４に前車輪７が取り付けられ、一方、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８にスイングアーム９が上下揺動自在に軸支されて、そのスイングアーム９に後車輪１０が取り付けられている。車体フレーム１中央下部にはエンジンＥが取り付けられており、このエンジンＥで図示しないチェーンを介して後車輪１０を駆動するとともに、前記ステアリングシャフトおよびフロントフォーク４の上端部に固定したハンドル１２で操向するように構成されている。車体フレーム１のメインフレーム１１の上部には燃料タンク１３が配置されている。
【００１５】
メインフレーム１１の後部側には車体フレーム１の後部を構成するシートレール１４と補強レール１４Ａが取り付けられ、シートレール１４に操縦者のシート１７が装着されている。車体フレーム１とスイングアーム９との間には、１本のリヤサスペンション１８が取り付けられている。
【００１６】
図２は図３のＩＩ方向から見た車体フレーム１を示す矢視図である。この車体フレーム１は、ヘッドブロック２から左右に分岐して後方（図の上方）に延びる前記メインフレーム１１と、図３に示すように、メインフレーム１１の左右後端から下方に延びる前記スイングアームブラケット８とを備えている。メインフレーム１１は、図２に示す鋳造製の内側部材１９と板金製の外側部材２０とを接合して構成されている。前記内側部材１９は、メインフレーム１１の車体内側に位置する左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂからなる内側部分２１と、前記スイングアームブラケット８とを、鋳造により一体形成してなる。外側部材２０は、メインフレーム１１の車体外側部分を構成する左右一対の板金製の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂを形成している。
【００１７】
図４（ａ）は図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した拡大断面図である。同図に示すように、外側部材２０の左右一対の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂおよび内側部材１９における内側部分２１の左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂは、共にコ字状の断面形状を有しており、この左右一対の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとは、各々の両端面を溶接により互いに接合してメインフレーム１１とされ、そのメインフレーム１１の左右の内部に、エアクリーナ２８の上流側の一部を形成する空気Ａ（図１）の導入通路２２が形成されている。なお、空気Ａの流通経路および外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの溶接についての詳細は後述する。
【００１８】
つぎに、前記空気Ａの流通経路について説明する。図２において、前記ヘッドブロック２は、前端が開口した空気吸入ダクト２３と前記ヘッドパイプ３とが鋳物で一体形成されてなり、空気吸入ダクト２３の後端部がメインフレーム１１の前端に溶接で接合されている。その溶接線を符号Ｌ１で示す。これにより、吸入ダクト２３の前端の吸入口２３ａから吸入通路２３ｂ内に吸入された空気Ａは、メインフレーム１１の左右の導入通路２２に分岐して導入される。また、前記吸入ダクト２３の前端には、図１に示すカウリング２４の前面に開口した空気導入ダクト２７が接続されており、この空気導入ダクト２７から吸入ダクト２３内に空気Ａが吸入される。
【００１９】
図２に示す二股状のメインフレーム１１の内側空間には、エアクリーナ２８におけるクリーナエレメント２９を収納したクリーナケース３１が配置されており、このクリーナケース３１おけるクリーナエレメント２９の上流側が左右一対の連結ダクト３２を介してメインフレーム１１内の左右の導入通路２２に連通して連結されている。クリーナケース３１は、図３に示すスロットルボディ２５に支持されている。
【００２０】
図１に示すように、クリーナケース３１には複数気筒を有するエンジンＥの各シリンダに接続された複数の燃料供給装置３３のダクト３３ａが接続されている。したがって、空気Ａは、図１の空気導入ダクト２７から図２の空気吸入ダクト２３の吸入通路２３ｂを経てメインフレーム１１の左右の導入通路２２および連結ダクト３２に分岐して流れたのち、クリーナケース３１内に送られてクリーナエレメント２９で浄化され、その下流の清浄空気室３０から、図１のダクト３３ａを通って、燃料供給装置３３に入り、ここで空気に燃料が混合されたのち、エンジンＥに供給される。
【００２１】
この車体フレーム１では、図２に示すメインフレーム１１の内部の導入通路２２がエアクリーナ２８の一部を構成しているので、エアクリーナ２８のクリーナケース３１を小型化できる。この場合、メインフレーム１１の車体内側は、板金よりも高い寸法精度で製作できる鋳造製の内側部材１９で構成されているから、導入通路２２とエアクリーナ２８前部との連結ダクト３２による接続性が良好となり、二股状のメインフレーム１１の内側空間にエアクリーナ２８を配置して組み立てる際の組立性が向上する。また、ヘッドブロック２の空気吸入ダクト２３に吸入通路２３ｂが形成されているから、ヘッドブロック２からメインフレーム１１にかけての空間を有効利用して、エアクリーナ２８に空気Ａを効率的に供給することができる。
【００２２】
また、この実施形態では、メインフレーム１１の左右の導入通路２２内におけ連結ダクト３２の取付箇所の上流側近傍位置に、空気Ａの流れを２７０°偏向させて水切りを行う水切り板３４が突設されている。この水切り板３４は、内側部材２１の左右の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂに鋳造により一体形成されている。これにより、吸入した空気Ａに雨水などが含まれていても、この水がエアクリーナ２８内に侵入するのを水切り板３４で未然に防ぐことができる。また、水切り板３４は、鋳造製の内側部材２１に容易に一体形成することができるので、部品点数の増加やコスト高を招くことがない。
【００２３】
内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂの間、および左右のスイングアームブラケット８，８の間はそれぞれ、前記内側部材１９に鋳造により一体形成された左右に延びるクロスメンバ３７，３８により接合されている。図３に示すように、スイングアームブラケット８には、前記両クロスメンバ３７，３８の上下方向のほぼ中間位置に、図１のスイングアーム９を軸支するための取付孔３９が形成されている。
【００２４】
前記メインフレーム１１には、エンジンＥの上部を支持する左右一対の第１のエンジンマウント部４０が下方に突出する配置で一体形成されている。一方、エンジンＥのシリンダにおける第１のエンジンマウント部４０に対向する箇所には、取付片４３が一体に突設されている。そして、第１のエンジンマウント部４０と取付片４３とは、各々の間にスペーサ（図示せず）を介在させた状態で重合されて、取付孔にボルト４４を挿通させて、ナット（図示せず）で締め付けることにより、エンジンＥの上部１箇所がメインフレーム１１に支持されている。
【００２５】
また、メインフレーム１１における上部クロスメンバ３７からは、エンジンＥの上方後部を支持する左右一対の第２のエンジンマウント部４７が前方に突出する配置で一体形成されている。一方、エンジンＥのクランクケース４８における第２のエンジンマウント部４７に対向する箇所には、取付片４９が一体に突設されている。そして、第２のエンジンマウント部４７と取付片４９とは、各々の取付孔（図示せず）を合致させた配置で互いに重合されて、取付孔にボルト４４Ａを挿通させて、ナット（図示せず）で締め付けることにより、エンジンＥの上方後部の１箇所がメインフレーム１１に支持されている。
【００２６】
また、スイングアームブラケット８における下部クロスメンバ３８からは、エンジンＥの下部側を支持する左右一対の第３のエンジンマウント部５０が上方に突出する配置で一体形成されている。一方、エンジンＥのクランクケース４８における第３のエンジンマウント部５０に対向する箇所には、ねじ孔（図示せず）が形成されている。さらに、スインクアームブラケット８にはボルト締結作業用の貫通孔５１が形成されている。そして、第３のエンジンマウント部５０の取付孔（図示せず）とエンジンＥのねじ孔とを合致させて、貫通孔５１から取付ボルト４４Ｂを差し入れてねじ孔を挿通することにより、エンジンＥの下方側の１箇所がスイングアームブラケット８に支持されている。
【００２７】
第１〜第３エンジンマウント部４０，４７，５０は、内側部材１９に一体形成されているので、従来のように別部材で形成されたエンジンマウントを介してエンジンを組み付ける場合と比べて、部品点数が減少し、組立作業性が高められる。しかも、エンジンＥは、剛性の高い鋳造製の内側部材１９に一体形成された第１〜第３エンジンマウント部４０，４７，５０に安定して支持される。
【００２８】
また、鋳造製の内側部材１９には、上述の第１〜第３エンジンマウント部４０，４７，５０以外に種々の部材を一体形成することが可能である。この実施形態では、図１に示すシートレール１４および補強メンバ１４Ａを取り付けるために、図２に示す支持片５２，５３が上部クロスメンバ３７およびスイングアームブラケット８の内側面にそれぞれ左右一対ずつ一体形成されているとともに、内側部材１９の左右の内側プレート半体２１Ａ，２１Ｂに、それぞれ複数個の制振用リブ５６が一体形成されている。この制振用リブ５６を一体に設ける場合には、従来のゴムダンパをフレーム内に詰める制振構造を設ける場合に比較して、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。さらに、内側部材１９には、例えば、図２に２点鎖線で示すように、電装品４１を保持するための取付ブラケット部５４を設けることもできる。また、図３に示すように、メインフレーム１１の内側部分２１の後端部には、前記水切り板３４で捕捉された水を外部に排出するための内側に開口した水抜き孔５７が設けられいる。
【００２９】
つぎに、外側部材２０の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側部材１９の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの溶接について、図４（ａ）の要部の拡大図である同図（ｂ）を参照しながら説明する。鋳造製の内側部材１９の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂの上下両端部には、外側部材２０のフレーム半体２０Ａ，２０Ｂの厚みに対応する溶接用段差部５８を形成して、その先端側を薄肉部５９とする。この薄肉部５９に板金製の外側部材２０のフレーム半体２０Ａ，２０Ｂの両端部を重ね合わせて、溶接用段差部５８に突き合わせた状態で、突き合わせ溶接６０を行う。
【００３０】
前記溶接手法を採ることにより、外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの溶接箇所での位置決めが容易、かつ正確に行えるとともに、内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂと外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂとの開先形状に自由度ができるので、溶接性が格段に向上して溶接作業に高い熟練度を必要としない。しかも、前記突き合わせ溶接する場合には、適当な開先角度θを設定すれば、溶接トーチを、前記開先に対し垂直に保持して直線的に移動させるだけで、外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの双方に同じ溶け込みが得られて、膨らみの少ない滑らかな溶接継手６０を得ることができる。さらに、溶接部の断面積が一様となって応力集中が生じないから、強度のマージンを低く抑えることができ、その結果、メインフレーム１１の軽量化を図ることができる。
【００３１】
また、前記車体フレーム１では、メインフレーム１１の車体内側が板金製の外側部材で２０で構成されているから、外観に優れたものとなる。また、メインフレーム１１の車体内側が板金よりも高い寸法精度が得られる鋳造製の内側部材１９で構成されているから、二股状のメインフレーム１１の内側に配置するクリーナケース３１などに対するクリアランスを可及的に小さくできるので、メインフレーム１１の幅寸法を小さくして、小型軽量化を図ることができる。
【００３２】
なお、前記実施形態では、内側部材１９の内側部分２１を、左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂで構成したが、内側部材１９は、左右一体形状の内側部分とスイングアームブラケットとを備えた構成とすることもできる。また、前記実施形態では、外側部材２０がメインフレーム１１における外側部分を形成する形状としたが、外側部材２０は、メインフレーム１１およびスイングアームブラケット８の各々の外側部分を形成する形状としてもよい。その場合には、内側部材１９がスイングアームブラケット８の内側部分のみを有する形状となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の車体フレームによれば、メインフレームの車体外側が板金製の外側部材で形成されているから、外観に優れたものになるとともに、軽量化を図ることができる。一方、メインフレームの車体内側が、板金よりも高い寸法精度で正確な形状に製作できる鋳造製の内側部材で形成されているから、エアクリーナなどに対するクリアランスを可及的に小さく設定してメインフレームの幅寸法を小さくし、小型軽量化を図ることができる。また、外側部材と内側部材との溶接箇所での位置決めが容易となって良好な溶接を行えるとともに、溶接継手に自由度ができるので、溶接性が向上して溶接作業が容易となる。しかも、膨らみの少ない滑らかな溶接継手を得ることができ、応力集中が生じないから、強度のマージンを低く抑えることができ、その結果、メインフレームの軽量化を図ることができる。さらに、鋳造製の内側部材には、エアクリーナや電装品などの保持機構や制振用リブなどを容易に一体形成することができるから、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【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】図３のＩＩ方向から見た車体フレームの矢視図である。
【図３】車体フレームにエンジンを支持した状態を示す側面図である。
【図４】（ａ）は図２のＩＶ−ＩＶ 線で切断した拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は比較のために示した従来の車体フレームのメインフレームの内プレートと外プレートとの溶接を示す断面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム
２…ヘッドブロック
３…ヘッドパイプ
８…スイングアームブラケット
１１…メインフレーム
１９…内側部材
２０…外側部材
２１…内側部分
２２…導入通路
２３ｂ…吸入通路
２８…エアクリーナ
３４…水切り板
Ａ…空気
Ｅ…エンジン
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金と鋳造品からなるメインフレームを有する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】
この種の車体フレームとして、特許第２６８８９１６号公報に開示されたものが知られている。この車体フレームは、左右一対のメインフレーム片が板金製の内プレートおよび外プレートで形成され、各メインフレーム片の後端から下方に延びるリヤアームブラケット（スイングアームブラケット）のブラケット本体を鋳造製とし、且つ左右のブラケット本体同士がクロスチューブで連結されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記車体フレームでは、左右一対のメインフレームを構成する内プレートおよび外プレートが、共に板金製であることから、寸法精度を出しにくい。そのため、二股状のメインフレームの内側にエアクリーナなどを配置する場合には、エアクリーナなどに対するクリアランスを、寸法誤差を見込んで設定する必要がある。その結果、メインフレームは、形状が大きくなって重量が増大する。
【０００４】
また、図４（ｃ）に示すように、共に板金製の外プレート６１と内プレート６２とを溶接するに際しては、両者を重ね合わせてすみ肉溶接することになるので、溶接の開先形状が限定されることと、共に板金製であって寸法精度が出しにくい両プレート６１，６２を隙間無く重ね合わせて位置決めするのが難しいこととにより、溶接作業性が低下する。さらに、すみ肉溶接するときには、その溶接する箇所の内側の図４（ｃ）の破線６３で囲った箇所も同時に溶かされ易いので、溶接トーチを良好な溶接を行い得る角度に設定して保持する必要があり、溶接作業に手間がかかると共に溶接作業に熟練を要する。また、溶接箇所には、段差があって断面積が変化することから、応力集中部が起こり易い。
【０００５】
また、メインフレームは、上述のように、共に板金製の外フレーム６１と内フレームとを溶接して形成するので、完成品の寸法にばらつきが生じ易いから、このメインフレームの内方空間にエアクリーナを組み込む際に、メインフレームの内部の導風孔とエアクリーナとの結合部の位置合わせがスムーズに行い難く、組立に手間がかかる。
【０００６】
また、前記板金製のメインフレームでは、強度を部分的に補強したい場合、メインフレーム全体の厚みを増大させるか、または補強すべき箇所にガセットのような別部材を溶接することになるので、重量の増大とコスト高を招く。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、軽量化、小型化および低コスト化を図ることができるとともに、外観に優れ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ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動二輪車の車体フレームは、ヘッドパイプを含むヘッドブロックと、このヘッドブロックから左右に分岐して後方に延びるメインフレームと、メインフレームの後端から下方に延びるスイングアームブラケットとを備えた車体フレームであって、前記メインフレームの車体内側に位置する内側部分と、前記スイングアームブラケットの全部もしくは内側部分とが鋳造製の内側部材によって形成され、少なくとも前記メインフレームの外側部分が板金製の外側部材によって形成されている。
【０００９】
この自動二輪車の車体フレームでは、メインフレームの車体外側が板金製の外側部材で形成されているから、鋳造品よりも外観に優れたものとなるとともに、軽量化を図ることができる。一方、メインフレームの車体内側が、板金よりも高い寸法精度で正確な形状に製作できる鋳造製の内側部材で形成されているから、以下のような効果が得られる。すなわち、二股状のメインフレームの内側に配置するエアクリーナなどに対するクリアランスを可及的に小さく設定できるから、メインフレームの幅寸法を小さくして、小型軽量化を図ることができる。また、外側部材と内側部材との溶接に際しては、鋳造製の内側部材に溶接用段差部を一体形成して、その先端側を薄肉部とすることが可能であるから、この薄肉部に板金製の外側部材を重ねて溶接用段差部に突き合わせ溶接すれば、溶接箇所での位置決めが容易となって良好な溶接を行えるとともに、内側部材と外側部材間の開先形状、つまり溶接継手に自由度ができるので、溶接性が向上して溶接作業を効率良く行える。すなわち、作業時間を短縮できる。
【００１０】
しかも、前記突き合わせ溶接する場合には、膨らみの少ない滑らかな溶接継手を得ることができ、溶接部の断面積が一様となって応力集中を避けられるから、強度のマージンを低く抑えることができ、その結果、メインフレームの軽量化を図ることができる。さらに、メインフレームの車体内側に位置する鋳造製の内側部材には、エアクリーナや電装品などの保持片や制振用リブなどを容易に一体形成することができるから、従来のように別体の保持用ブラケットをメインフレームに溶接またはボルトで取り付ける場合、あるいはメインフレーム内にゴムダンパを詰める制振構造とする場合に比較して、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。さらに、部分的に強度を補強したい場合には、鋳造製内側部材における補強すべき箇所のみの厚みを大きくすることで対応できる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態では、前記メインフレーム内に、エンジンのエアクリーナに空気を導入する導入通路が形成されている。これにより、メインフレームの内部がエアクリーナの一部を構成するので、エアクリーナのクリーナケースを小型化できる。この場合、メインフレームの車体内側は、板金よりも高い寸法精度で製作できる鋳造製の内側部材で構成されているから、導入通路とクリーナケース前部との接続性が良くなり、二股状のメインフレームの内側にエアクリーナなどを配置して組み立てる際の組立性が向上する。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記導入通路に空気流を偏向させて水切りを行う水切り板が設けられている。これにより、吸入した空気に雨水などが含まれていても、この水がエアクリーナのクリーナエレメントの下流側に侵入するのを水切り板で未然に防ぐことができる。また、水切り板は、メインフレームの鋳造製の内側部材に容易に一体形成することができるので、部品点数の増加やコスト高を招くことがない。
【００１３】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記ヘッドブロックに、空気を吸入して前記導入通路に供給する吸入通路が形成されている。このような構成とすれば、ヘッドブロックからメインフレームにかけてのフレーム内の空間を有効利用して、エアクリーナに空気を効率的に供給することができる。
【００１４】
【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説明する。
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。この自動二輪車は、車体フレーム１の前端のヘッドブロック２に一体形成されたヘッドパイプ３に、図示しないステアリングシャフトを介してフロントフォーク４が軸支されて、そのフロントフォーク４に前車輪７が取り付けられ、一方、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８にスイングアーム９が上下揺動自在に軸支されて、そのスイングアーム９に後車輪１０が取り付けられている。車体フレーム１中央下部にはエンジンＥが取り付けられており、このエンジンＥで図示しないチェーンを介して後車輪１０を駆動するとともに、前記ステアリングシャフトおよびフロントフォーク４の上端部に固定したハンドル１２で操向するように構成されている。車体フレーム１のメインフレーム１１の上部には燃料タンク１３が配置されている。
【００１５】
メインフレーム１１の後部側には車体フレーム１の後部を構成するシートレール１４と補強レール１４Ａが取り付けられ、シートレール１４に操縦者のシート１７が装着されている。車体フレーム１とスイングアーム９との間には、１本のリヤサスペンション１８が取り付けられている。
【００１６】
図２は図３のＩＩ方向から見た車体フレーム１を示す矢視図である。この車体フレーム１は、ヘッドブロック２から左右に分岐して後方（図の上方）に延びる前記メインフレーム１１と、図３に示すように、メインフレーム１１の左右後端から下方に延びる前記スイングアームブラケット８とを備えている。メインフレーム１１は、図２に示す鋳造製の内側部材１９と板金製の外側部材２０とを接合して構成されている。前記内側部材１９は、メインフレーム１１の車体内側に位置する左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂからなる内側部分２１と、前記スイングアームブラケット８とを、鋳造により一体形成してなる。外側部材２０は、メインフレーム１１の車体外側部分を構成する左右一対の板金製の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂを形成している。
【００１７】
図４（ａ）は図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した拡大断面図である。同図に示すように、外側部材２０の左右一対の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂおよび内側部材１９における内側部分２１の左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂは、共にコ字状の断面形状を有しており、この左右一対の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとは、各々の両端面を溶接により互いに接合してメインフレーム１１とされ、そのメインフレーム１１の左右の内部に、エアクリーナ２８の上流側の一部を形成する空気Ａ（図１）の導入通路２２が形成されている。なお、空気Ａの流通経路および外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの溶接についての詳細は後述する。
【００１８】
つぎに、前記空気Ａの流通経路について説明する。図２において、前記ヘッドブロック２は、前端が開口した空気吸入ダクト２３と前記ヘッドパイプ３とが鋳物で一体形成されてなり、空気吸入ダクト２３の後端部がメインフレーム１１の前端に溶接で接合されている。その溶接線を符号Ｌ１で示す。これにより、吸入ダクト２３の前端の吸入口２３ａから吸入通路２３ｂ内に吸入された空気Ａは、メインフレーム１１の左右の導入通路２２に分岐して導入される。また、前記吸入ダクト２３の前端には、図１に示すカウリング２４の前面に開口した空気導入ダクト２７が接続されており、この空気導入ダクト２７から吸入ダクト２３内に空気Ａが吸入される。
【００１９】
図２に示す二股状のメインフレーム１１の内側空間には、エアクリーナ２８におけるクリーナエレメント２９を収納したクリーナケース３１が配置されており、このクリーナケース３１おけるクリーナエレメント２９の上流側が左右一対の連結ダクト３２を介してメインフレーム１１内の左右の導入通路２２に連通して連結されている。クリーナケース３１は、図３に示すスロットルボディ２５に支持されている。
【００２０】
図１に示すように、クリーナケース３１には複数気筒を有するエンジンＥの各シリンダに接続された複数の燃料供給装置３３のダクト３３ａが接続されている。したがって、空気Ａは、図１の空気導入ダクト２７から図２の空気吸入ダクト２３の吸入通路２３ｂを経てメインフレーム１１の左右の導入通路２２および連結ダクト３２に分岐して流れたのち、クリーナケース３１内に送られてクリーナエレメント２９で浄化され、その下流の清浄空気室３０から、図１のダクト３３ａを通って、燃料供給装置３３に入り、ここで空気に燃料が混合されたのち、エンジンＥに供給される。
【００２１】
この車体フレーム１では、図２に示すメインフレーム１１の内部の導入通路２２がエアクリーナ２８の一部を構成しているので、エアクリーナ２８のクリーナケース３１を小型化できる。この場合、メインフレーム１１の車体内側は、板金よりも高い寸法精度で製作できる鋳造製の内側部材１９で構成されているから、導入通路２２とエアクリーナ２８前部との連結ダクト３２による接続性が良好となり、二股状のメインフレーム１１の内側空間にエアクリーナ２８を配置して組み立てる際の組立性が向上する。また、ヘッドブロック２の空気吸入ダクト２３に吸入通路２３ｂが形成されているから、ヘッドブロック２からメインフレーム１１にかけての空間を有効利用して、エアクリーナ２８に空気Ａを効率的に供給することができる。
【００２２】
また、この実施形態では、メインフレーム１１の左右の導入通路２２内におけ連結ダクト３２の取付箇所の上流側近傍位置に、空気Ａの流れを２７０°偏向させて水切りを行う水切り板３４が突設されている。この水切り板３４は、内側部材２１の左右の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂに鋳造により一体形成されている。これにより、吸入した空気Ａに雨水などが含まれていても、この水がエアクリーナ２８内に侵入するのを水切り板３４で未然に防ぐことができる。また、水切り板３４は、鋳造製の内側部材２１に容易に一体形成することができるので、部品点数の増加やコスト高を招くことがない。
【００２３】
内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂの間、および左右のスイングアームブラケット８，８の間はそれぞれ、前記内側部材１９に鋳造により一体形成された左右に延びるクロスメンバ３７，３８により接合されている。図３に示すように、スイングアームブラケット８には、前記両クロスメンバ３７，３８の上下方向のほぼ中間位置に、図１のスイングアーム９を軸支するための取付孔３９が形成されている。
【００２４】
前記メインフレーム１１には、エンジンＥの上部を支持する左右一対の第１のエンジンマウント部４０が下方に突出する配置で一体形成されている。一方、エンジンＥのシリンダにおける第１のエンジンマウント部４０に対向する箇所には、取付片４３が一体に突設されている。そして、第１のエンジンマウント部４０と取付片４３とは、各々の間にスペーサ（図示せず）を介在させた状態で重合されて、取付孔にボルト４４を挿通させて、ナット（図示せず）で締め付けることにより、エンジンＥの上部１箇所がメインフレーム１１に支持されている。
【００２５】
また、メインフレーム１１における上部クロスメンバ３７からは、エンジンＥの上方後部を支持する左右一対の第２のエンジンマウント部４７が前方に突出する配置で一体形成されている。一方、エンジンＥのクランクケース４８における第２のエンジンマウント部４７に対向する箇所には、取付片４９が一体に突設されている。そして、第２のエンジンマウント部４７と取付片４９とは、各々の取付孔（図示せず）を合致させた配置で互いに重合されて、取付孔にボルト４４Ａを挿通させて、ナット（図示せず）で締め付けることにより、エンジンＥの上方後部の１箇所がメインフレーム１１に支持されている。
【００２６】
また、スイングアームブラケット８における下部クロスメンバ３８からは、エンジンＥの下部側を支持する左右一対の第３のエンジンマウント部５０が上方に突出する配置で一体形成されている。一方、エンジンＥのクランクケース４８における第３のエンジンマウント部５０に対向する箇所には、ねじ孔（図示せず）が形成されている。さらに、スインクアームブラケット８にはボルト締結作業用の貫通孔５１が形成されている。そして、第３のエンジンマウント部５０の取付孔（図示せず）とエンジンＥのねじ孔とを合致させて、貫通孔５１から取付ボルト４４Ｂを差し入れてねじ孔を挿通することにより、エンジンＥの下方側の１箇所がスイングアームブラケット８に支持されている。
【００２７】
第１〜第３エンジンマウント部４０，４７，５０は、内側部材１９に一体形成されているので、従来のように別部材で形成されたエンジンマウントを介してエンジンを組み付ける場合と比べて、部品点数が減少し、組立作業性が高められる。しかも、エンジンＥは、剛性の高い鋳造製の内側部材１９に一体形成された第１〜第３エンジンマウント部４０，４７，５０に安定して支持される。
【００２８】
また、鋳造製の内側部材１９には、上述の第１〜第３エンジンマウント部４０，４７，５０以外に種々の部材を一体形成することが可能である。この実施形態では、図１に示すシートレール１４および補強メンバ１４Ａを取り付けるために、図２に示す支持片５２，５３が上部クロスメンバ３７およびスイングアームブラケット８の内側面にそれぞれ左右一対ずつ一体形成されているとともに、内側部材１９の左右の内側プレート半体２１Ａ，２１Ｂに、それぞれ複数個の制振用リブ５６が一体形成されている。この制振用リブ５６を一体に設ける場合には、従来のゴムダンパをフレーム内に詰める制振構造を設ける場合に比較して、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。さらに、内側部材１９には、例えば、図２に２点鎖線で示すように、電装品４１を保持するための取付ブラケット部５４を設けることもできる。また、図３に示すように、メインフレーム１１の内側部分２１の後端部には、前記水切り板３４で捕捉された水を外部に排出するための内側に開口した水抜き孔５７が設けられいる。
【００２９】
つぎに、外側部材２０の外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側部材１９の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの溶接について、図４（ａ）の要部の拡大図である同図（ｂ）を参照しながら説明する。鋳造製の内側部材１９の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂの上下両端部には、外側部材２０のフレーム半体２０Ａ，２０Ｂの厚みに対応する溶接用段差部５８を形成して、その先端側を薄肉部５９とする。この薄肉部５９に板金製の外側部材２０のフレーム半体２０Ａ，２０Ｂの両端部を重ね合わせて、溶接用段差部５８に突き合わせた状態で、突き合わせ溶接６０を行う。
【００３０】
前記溶接手法を採ることにより、外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの溶接箇所での位置決めが容易、かつ正確に行えるとともに、内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂと外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂとの開先形状に自由度ができるので、溶接性が格段に向上して溶接作業に高い熟練度を必要としない。しかも、前記突き合わせ溶接する場合には、適当な開先角度θを設定すれば、溶接トーチを、前記開先に対し垂直に保持して直線的に移動させるだけで、外側フレーム半体２０Ａ，２０Ｂと内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂとの双方に同じ溶け込みが得られて、膨らみの少ない滑らかな溶接継手６０を得ることができる。さらに、溶接部の断面積が一様となって応力集中が生じないから、強度のマージンを低く抑えることができ、その結果、メインフレーム１１の軽量化を図ることができる。
【００３１】
また、前記車体フレーム１では、メインフレーム１１の車体内側が板金製の外側部材で２０で構成されているから、外観に優れたものとなる。また、メインフレーム１１の車体内側が板金よりも高い寸法精度が得られる鋳造製の内側部材１９で構成されているから、二股状のメインフレーム１１の内側に配置するクリーナケース３１などに対するクリアランスを可及的に小さくできるので、メインフレーム１１の幅寸法を小さくして、小型軽量化を図ることができる。
【００３２】
なお、前記実施形態では、内側部材１９の内側部分２１を、左右一対の内側フレーム半体２１Ａ，２１Ｂで構成したが、内側部材１９は、左右一体形状の内側部分とスイングアームブラケットとを備えた構成とすることもできる。また、前記実施形態では、外側部材２０がメインフレーム１１における外側部分を形成する形状としたが、外側部材２０は、メインフレーム１１およびスイングアームブラケット８の各々の外側部分を形成する形状としてもよい。その場合には、内側部材１９がスイングアームブラケット８の内側部分のみを有する形状となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の車体フレームによれば、メインフレームの車体外側が板金製の外側部材で形成されているから、外観に優れたものになるとともに、軽量化を図ることができる。一方、メインフレームの車体内側が、板金よりも高い寸法精度で正確な形状に製作できる鋳造製の内側部材で形成されているから、エアクリーナなどに対するクリアランスを可及的に小さく設定してメインフレームの幅寸法を小さくし、小型軽量化を図ることができる。また、外側部材と内側部材との溶接箇所での位置決めが容易となって良好な溶接を行えるとともに、溶接継手に自由度ができるので、溶接性が向上して溶接作業が容易となる。しかも、膨らみの少ない滑らかな溶接継手を得ることができ、応力集中が生じないから、強度のマージンを低く抑えることができ、その結果、メインフレームの軽量化を図ることができる。さらに、鋳造製の内側部材には、エアクリーナや電装品などの保持機構や制振用リブなどを容易に一体形成することができるから、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【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】図３のＩＩ方向から見た車体フレームの矢視図である。
【図３】車体フレームにエンジンを支持した状態を示す側面図である。
【図４】（ａ）は図２のＩＶ−ＩＶ 線で切断した拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は比較のために示した従来の車体フレームのメインフレームの内プレートと外プレートとの溶接を示す断面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム
２…ヘッドブロック
３…ヘッドパイプ
８…スイングアームブラケット
１１…メインフレーム
１９…内側部材
２０…外側部材
２１…内側部分
２２…導入通路
２３ｂ…吸入通路
２８…エアクリーナ
３４…水切り板
Ａ…空気
Ｅ…エンジン
Claims (4)
- ヘッドパイプを含むヘッドブロックと、このヘッドブロックから左右に分岐して後方に延びるメインフレームと、メインフレームの後端から下方に延びるスイングアームブラケットとを備えた車体フレームであって、
前記メインフレームの車体内側に位置する内側部分と、前記スイングアームブラケットの全部もしくは内側部分とが、鋳造製の内側部材によって形成され、
少なくとも前記メインフレームの外側部分が、板金製の外側部材によって形成されている自動二輪車の車体フレーム。 - 請求項１において、前記メインフレーム内に、エンジンのエアクリーナに空気を導入する導入通路が形成されている自動二輪車の車体フレーム。
- 請求項２において、前記導入通路に空気流を偏向させて水切りを行う水切り板が設けられている自動二輪車の車体フレーム。
- 請求項２において、前記ヘッドブロックに、空気を吸入して前記導入通路に供給する吸入通路が形成されている自動二輪車の車体フレーム。
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