JP2004331001A - 二輪車の車体フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品及び接続箇所を削減でき、所定の剛性を確保することができる二輪車の車体フレームの提供。
【解決手段】車体フレーム１は、２本のピボットフレーム６ａ，６ｂを有する。該ピボットフレーム６ａ，６ｂは、上端部の接合部２０ａ，２０ｂに、互いに嵌合する外嵌部２３ａと内嵌部２３ｂとを有する。前記接合部２０ａ，２０ｂが互いに溶接されることによりブラケット接合部２５が形成され、その先端部にはメインフレーム連結部２６が形成されている。前記ブラケット接合部２５上にはサスペンションブラケット１９が溶接されている。前記メインフレーム連結部２６はパイプ部材から成るメインフレーム４の後端部に内嵌し、該後端部の縁に沿って溶接することにより、メインフレーム４とピボットフレーム６ａ，６ｂとは直接的に連結されている。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車の車体フレームに関する。特に、構成部品及び接続箇所を削減して所定の剛性を確保することができる二輪車の車体フレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二輪車の車体フレームは、主としてステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプ、該ヘッドパイプから後方へ延設されるメインフレーム、及び前記ヘッドパイプから下方へ延設されるダウンチューブを備え、更に、前記メインフレームの後端部から延設されるピボットフレーム（スイングアームブラケット）、及び前記ダウンチューブの下端部から延設されるロアフレーム等を備えている。
【０００３】
車体フレームには形態面から様々の種類が存在し、その中でもセミダブルクレードル式であって、１本のメインフレームの後方に互いに略平行配置された左右一対のピボットフレームが備えられ、且つ、１本のダウンチューブの後方に互いに略平行配置された左右一対のロアフレームが備えられた車体フレームが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
セミダブルクレードル式の前記車体フレームの場合、特許文献１に示されているように、１本のメインフレームの後端部と、一対のピボットフレームの夫々の上端部とが、３つの連結箇所を有する逆Ｙ字状の連結部材（アッパークロス部）を介して連結された形態が一般的である。そして、該連結部材には、スプリング及びショックアブソーバ等から成るサスペンションユニットを取り付けるブラケットが設けられる。このような連結部材は、１本のダウンチューブと左右一対のロアフレームの夫々の前端部との間にも介装されている。
【０００５】
上述したような車体フレームの各構成部品は、押出し成型、鍛造成型、又は鋳造成型等によって形成されており、互いに溶接することにより車体フレームが造られる。また、近年では各構成部品の素材にアルミニウムを用いることが多くなってきている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−７１９７４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで車体フレームには、エンジン、ライダー等の荷重がかかる他、走行中には上下方向の衝撃及び捩れ方向の力などの様々の外力が加わるため、車体フレームには所定の剛性が要求される。車体フレームの剛性は、溶接などによる接続箇所を削減することにより向上させることができる。
【０００８】
特に、近年用いられているアルミニウム製の部材を溶接する場合、溶接箇所に所定の剛性を確保するためには、技術的に比較的高度な作業が必要とされる。従って、アルミニウム製の車体フレームの場合は、構成部品を削減し、接続箇所を削減することがより強く要望されている。
【０００９】
そこで本発明は、構成部品及び接続箇所を削減し、所定の剛性を確保することができる二輪車の車体フレームを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明は二輪車の車体フレームであって、ステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプと、該ヘッドパイプに接続されて該ヘッドパイプから車体後方へ延設されたメインフレームと、該メインフレームの後端部に連結された左右一対のピボットフレームとを備え、左右の該ピボットフレームは、前記メインフレームの後端部に連結すべく、夫々の一端部が互いに近接して接続されることによって形成された連結部を有している。
【００１１】
このような構成とすることにより、メインフレームとピボットフレームとの間に介在する連結部材が不要になり、左右のピボットフレーム同士が接続されて形成された連結部を直接メインフレームの後端部に接続することができる。従って、車体フレームの構成部品点数を削減することができる。また、部品点数の削減に伴って接続箇所数も削減されるため、車体フレームの剛性を確保することができる。
【００１２】
また、夫々のピボットフレームの前記一端部に、該一端部同士が接続される際に互いを係止する係止部を設けてもよい。該係止部として例えば、一方の外嵌部に対して他方の内嵌部を嵌合させるような嵌合部を設けてもよい。この場合には、スイングアーム同士の接続がより強固になる。また、この係止部はピボットフレームを接続する際の位置決め治具として利用することができる。即ち、該係止部は、左右のピボットフレーム同士が接続される夫々の一端部に設けられているため、接続箇所の位置決めを容易に行える。
【００１３】
また、夫々のピボットフレームの前記一端部が互いに接続された接続部に、サスペンションユニットを取り付けるためのブラケットを設けてもよい。この場合には、上述したようなピボットフレームであっても、従来と同様にサスペンションユニットを取り付けることができる。
【００１４】
また本発明は、二輪車の車体フレームであって、ステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプと、該ヘッドパイプに接続されて該ヘッドパイプから車体下方へ延設されたダウンチューブと、該ダウンチューブの下端部に連結された左右一対のロアフレームとを備え、左右の該ロアフレームは、前記ダウンチューブの下端部に連結すべく、夫々の一端部が互いに近接して接続されることによって形成された連結部を有している。
【００１５】
このような構成とすることにより、ダウンチューブとロアフレームとの間に介在させていた連結部材が不要になり、左右のロアフレーム同士を接続することによって形成された連結部を直接ダウンチューブの下端部に連結することができる。従って、車体フレームの構成部品点数を削減することができる。また、部品点数の削減に伴って接続箇所数も削減されるため、車体フレームの剛性を確保することができる。
【００１６】
また、前記ロアフレームを鍛造品又は鋳造品とし、夫々の該ロアフレームに、エンジンを支持するためのブラケットを取り付けるボス部を一体成型してもよい。
【００１７】
この場合には、ロアフレームに別途ボス部を取り付ける必要がなく、部品点数及び製造工数を削減することができる。また、別途ボス部を取り付けた場合に比べ、ロアフレームとボス部との接続を強固にすることができるため、比較的重いエンジンであっても確実に支持することができる。
【００１８】
また、前記ボス部は中心孔を有し、該中心孔は前記一端部が互いに接続された接続部を略左右方向へ貫通していてもよい。この場合には、例えば棒状の治具を前記中心孔に差し込むことにより、ロアフレームを接続する際に、夫々のロアフレームを支持できるとともに夫々の一端部の位置決めを容易に行える。
【００１９】
また、前記ピボットフレームをアルミニウム製とし、前記一端部同士を溶接してもよく、同様に、前記ダウンチューブをアルミニウム製として該ダウンチューブの一端部同士を溶接してもよい。上述したような構成を成す車体フレームの場合、部品点数の削減に伴って溶接箇所も削減することができるため、ピボットフレーム又はダウンチューブが、技術的に比較的高度な溶接作業を要するアルミニウム製であっても、溶接して形成した車体フレームに所定の剛性を確保することができる。また、溶接することにより、ボルト等の取り付け用治具も不要となる。
【００２０】
前記ピボットフレーム及びダウンチューブは、鉄製であってもよく、この場合にも上述したのと同様に、部品点数の削減、溶接箇所の削減、及び溶接後の車体フレームの剛性の確保を実現することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる車体フレームについて、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、前記車体フレーム１を備える自動二輪車２の側面図であり、図２は、前記車体フレーム１を示す側面図である。本実施の形態において前記自動二輪車２はモトクロッサーである。なお、以下の説明では、説明の便宜上から、車体フレーム１に関する方向は、自動二輪車２に関する方向（「前後」、「左右」、「上下」）に合わせて用いる。
【００２２】
図１及び図２に示す車体フレーム１はセミダブルクレードル式であり、前端部のヘッドパイプ３と、該ヘッドパイプ３から後方へ延設されたメインフレーム４と、前記ヘッドパイプ３から下方（後側下方）へ延設されたダウンチューブ５とを備えている。
【００２３】
図２に示すように、前記メインフレーム４の後端部には左右一対のピボットフレーム６ａ，６ｂが連結され、該ピボットフレーム６ａ，６ｂは下方へ延設されている。前記ダウンチューブ５の下端部には左右一対のロアフレーム７ａ，７ｂが連結され、該ロアフレーム７ａ，７ｂは夫々途中で湾曲して下方から後方へ延設されている。
【００２４】
前記ピボットフレーム６ａ，６ｂの下端部と前記ロアフレーム７ａ，７ｂの後端部とは、左右一対のロアパイプ８ａ，８ｂによって夫々連結されている。また、前記メインフレーム４と前記ダウンチューブ５との間には、車体フレーム１の形態を補強すべく、ガセットプレート９が設けられている。
【００２５】
本実施の形態において、前記車体フレーム１を構成する前記ヘッドパイプ３、メインフレーム４、ダウンチューブ５、ピボットフレーム６ａ，６ｂ、ロアフレーム７ａ，７ｂ、ロアパイプ８ａ，８ｂ、及びガセットプレート９は、全てアルミニウム合金製である。また、前記メインフレーム４及びダウンチューブ５はパイプ部材から成り、前記ピボットフレーム６ａ，６ｂ、及び前記ロアフレーム７ａ，７ｂは鍛造又は鋳造により夫々一体成型されている。
【００２６】
図１に示すように、前記車体フレーム１の枠内にはエンジンＥが搭載され、メインフレーム４の上方にはシートＳが設けられている。本実施の形態において前記エンジンＥは、４ストロークエンジンである。
【００２７】
図１及び図２に示すように、前記ヘッドパイプ３には、車体の略上下方向に沿い所定のキャスター角を有してステアリングシャフト１０が軸支されている。図１に示すように、該ステアリングシャフト１０からは該ステアリングシャフト１０に沿って下方へフロントフォーク１１が延設されており、該フロントフォーク１１の下端部には前車輪１２が軸支されている。ステアリングシャフト１０の上端部にはバーハンドル１３が設けられている。
【００２８】
図１に示すように、車体フレーム１後部のピボットフレーム６ａ，６ｂには、ピボット軸１４を介してスイングアーム１５の前端部が軸支されており、該スイングアーム１５は前記ピボット軸１４を中心にして揺動自在になっている。また、前記スイングアーム１５の後端部には後車輪１６が軸支されている。
【００２９】
該スイングアーム１５の前端部近傍には、スプリング及びショックアブソーバ等から成るサスペンションユニット１７の下端部が、リンク機構１８を介して接続され、該サスペンションユニット１７の上端部は、ピボットフレーム６ａ，６ｂの上端部にてサスペンションブラケット１９を介して接続されている。
【００３０】
図３は、ピボットフレーム６ａ，６ｂを示す図面である。図３に示すように、左側に配置されるピボットフレーム６ａと右側に配置されるピボットフレーム６ｂとは、夫々長寸の棒状部材が上端部近傍を湾曲されて成り、互いが略左右対称の形状を成している。
【００３１】
より詳述すると、左側のピボットフレーム６ａは、上端部に形成された接合部２０ａと、該接合部２０ａから左側下方へ延設されて途中で湾曲して更に下方へ延設されたフレーム部２１ａとを有し、該フレーム部２１ａの下端部近傍にはピボット孔２２ａが形成されている。
【００３２】
他方、右側のピボットフレーム６ｂは、上端部に形成された接合部２０ｂと、該接合部２０ｂから右側下方へ延設されて途中で湾曲して更に下方へ延設されたフレーム部２１ｂとを有し、該フレーム部２１ｂの下端部近傍にはピボット孔２２ｂが形成されている。
【００３３】
図４は、前記接合部２０ａ，２０ｂを示す拡大図である。図４に示すように接合部２０ａは、右側面が開口したボックス形状を成し、その左内側面には、円筒形状を成す外嵌部２３ａが軸芯を左右方向と一致させて右側へ突設されている。これに対して接合部２０ｂは、左側面が開口したボックス形状を成し、その右内側面には、円筒形状を成す内嵌部２３ｂが軸芯を左右方向と一致させて左側へ突設されている。
【００３４】
また、前記外嵌部２３ａの内径は前記内嵌部２３ｂの外径と略同一になっており（図３も参照）、更に、前記接合部２０ａと前記接合部２０ｂとを互いの開口を対向させて合わせた場合、前記外嵌部２３ａ及び内嵌部２３ｂの軸芯は一致するようになっている。従って、前記接合部２０ａ及び接合部２０ｂを接合した場合、前記外嵌部２３ａと内嵌部２３ｂとは嵌合する。
【００３５】
図５は、互いに接合されたピボットフレーム６ａ，６ｂを示す図面である。図５に示すように、左右に略平行配置されたピボットフレーム６ａ，６ｂは、上端部に設けられた接合部２０ａ，２０ｂが互いに近接され、接続されている。
【００３６】
このように前記接合部２０ａ，２０ｂが合わさることにより、ピボットフレーム６ａ，６ｂは一体になって二股形状を成す。また、互いに合わさった前記接合部２０ａ及び接合部２０ｂはブラケット接合部２５を成し、該ブラケット接合部２５の先端部には、メインフレーム４と連結するためのメインフレーム連結部２６が形成されるようになっている。該メインフレーム連結部２６は、パイプ部材から成るメインフレーム４に内嵌できる形状を成している。
【００３７】
図６は、メインフレーム４、ピボットフレーム６ａ，６ｂ、及びサスペンションブラケット１９の接続状況を示す側面図である。図６に示すように、パイプ部材から成るメインフレーム４に前記メインフレーム連結部２５が内嵌することによって、前記メインフレーム４とピボットフレーム６ａ，６ｂとは直接的に連結されている。
【００３８】
ピボットフレーム６ａ，６ｂの上端部に位置するブラケット接合部２５上にはサスペンションブラケット１９が取り付けられている。該サスペンションブラケット１９は、ブラケット基礎部３０とサスペンション支持部３１とを有する。前記ブラケット基礎部３０の底面は、前記ブラケット接合部２５の上面に整合する形状を成してあり、該ブラケット基礎部３０上には前記サスペンション支持部３１が立設されている。
【００３９】
該サスペンション支持部３１には、サスペンションユニット１７（図１参照）の上端部を軸支するための支持孔３２が空けられている。このようなサスペンションブラケット１９は、ブラケット接合部２５上にて接合部２０ａ，２０ｂの接合ライン３３（図５参照）を覆うようにして設けられている。
【００４０】
図５及び図６に示すように、上述したメインフレーム４、ピボットフレーム６ａ，６ｂ、及びサスペンションブラケット１９は溶接されている。即ち、ピボットフレーム６ａ，６ｂは、接合ライン３３に沿って、ブラケット接合部２５の周囲の溶接ライン４０が溶接されている。ピボットフレーム６ａ，６ｂとメインフレーム４とは、該メインフレーム４の後端部の縁に沿った溶接ライン４１が溶接されている。また、ピボットフレーム６ａ，６ｂとサスペンションブラケット１９とは、該サスペンションブラケット１９のブラケット基礎部３０の周囲に沿った溶接ライン４２が溶接されている。
【００４１】
前記ピボットフレーム６ａ，６ｂの接合ライン３３のうち、サスペンションブラケット１９が取り付けられる部分は必ずしも溶接する必要はない。また、ピボットフレーム６ａ，６ｂを溶接する際、外嵌部２３ａと内嵌部２３ｂ（図４参照）とが嵌合するため、接合部２０ａ及び接合部２０ｂの固定及び位置合わせが容易であり、また、溶接後の剛性も確保することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ピボットフレーム６ａ，６ｂの位置決め及び固定のために、ピボットフレーム６ａ，６ｂに外嵌部２３ａ及び内嵌部２３ｂを設けているが、該外嵌部２３ａ及び内嵌部２３ｂ以外であっても、ピボットフレーム６ａ，６ｂの位置決め及び／又は固定が可能な係止部を設けてもよい。
【００４３】
図７は、車体フレーム１の下部に配置されるロアフレーム７ａ，７ｂを示す平面図である。図７に示すように、左側に配置されるロアフレーム７ａと右側に配置されるロアフレーム７ｂとは、夫々長寸の棒状部材から成る互いが略左右対称の形状を成し、夫々の前端部には接合部５０ａ，５０ｂが形成されている。該接合部５０ａ，５０ｂが接合されることにより、ロアフレーム７ａ，７ｂは一体になって二股形状を成す。また、互いに接合された接合部５０ａ及び接合部５０ｂの先端部には、ダウンチューブ５と連結するためのダウンチューブ連結部５１が形成されるようになっている。該ダウンチューブ連結部５１は、パイプ部材から成るダウンチューブ５に内嵌できる形状になっている。
【００４４】
ロアフレーム７ａにはボス部５２ａ，５３ａが設けられている。前記ボス部５２ａ，５３ａは、夫々中心孔５４ａ，５５ａを有する筒状を成し、軸芯が左右方向に沿うように接合部５０ａを貫通して設けられている。該ボス部５２ａ，５３ａの左端部は接合部５０ａの左側へ突出し、右端部はロアフレーム７ａとロアフレーム７ｂとの接合面まで延設されている。
【００４５】
また、ロアフレーム７ｂには、前記ボス部５２ａ，５３ａの夫々と対称を成す位置に、中心孔５４ｂを有するボス部５２ｂと、中心孔５５ｂを有する５３ｂとが設けられており、該ボス部５２ｂ，５３ｂは、前記ボス部５２ａ，５３ａと対称的な構成を成している。
【００４６】
左右のボス部５２ａ，５２ｂは、ロアフレーム７ａ，７ｂが接合された場合、夫々の中心孔５４ａ，５４ｂが連通される。同様に、左右のボス部５３ａ，５３ｂは、ロアフレーム７ａ，７ｂが接合された場合、夫々の中心孔５５ａ，５５ｂが連通される。また、前記ボス部５２ａ，５３ａは、ロアフレーム７ａを鍛造又は鋳造成型する際に、該ロアフレーム７ａと一体的に成型されている。前記ボス部５２ｂ，５３ｂは、ロアフレーム７ｂを鍛造又は鋳造成型する際に、該ロアフレーム７ｂと一体的に成型されている。
【００４７】
上述したようなロアフレーム７ａ，７ｂは、接合部５０ａ，５０ｂの接合ライン５６に沿った溶接ライン６０が溶接されている。溶接されたロアフレーム７ａ，７ｂは、パイプ部材から成るダウンチューブ５に前記ダウンチューブ連結部５１が内嵌することによって該ダウンチューブ５と連結されている。ロアフレーム７ａ，７ｂとダウンチューブ５とは、該ダウンチューブ５の下端部の縁に沿った溶接ライン６１にて溶接されている。
【００４８】
ロアフレーム７ａ，７ｂを溶接する際、左右のボス部５２ａ，５２ｂの間で連通する中心孔５４ａ，５４ｂに、棒状の治具を差し込んで固定することにより、接合部５０ａ及び接合部５０ｂの位置合わせが容易にでき、溶接し易くなる。また、左右の他のボス部５３ａ，５３ｂの間で連通する中心孔５５ａ，５５ｂにも棒状の治具を差し込み、ロアフレーム７ａ，７ｂを固定してよい。
【００４９】
上述したような構成を成す車体フレーム１は、左右一対のピボットフレーム６ａ，６ｂを接合してメインフレーム４に直接的に連結し、左右一対のロアフレーム７ａ，７ｂを接合してダウンチューブ５に直接的に連結してあるため、従来に比べて部品点数を削減することができる。また、部品点数の削減に伴い、溶接箇所を削減することができるため、車体フレーム１の剛性を確保し易い。
【００５０】
本発明は、モトクロッサーのみでなく、アメリカンタイプ、ロードレーサータイプの二輪車においても適用可能である。また、セミダブルクレードル式以外にであっても、左右一対のピボットフレームとメインフレームとを１箇所で連結するタイプ、又は、左右一対のロアフレームとダウンチューブとを１箇所で連結するタイプの二輪車の車体フレームに対しても適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、構成部品及び接続箇所を削減し、所定の剛性を確保することができる二輪車の車体フレームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車体フレームを備える自動二輪車の側面図である。
【図２】図１に示す車体フレームの側面図である。
【図３】図２に示すピボットフレームを示す図面である。
【図４】図３に示すピボットフレームの接合部を示す拡大図である。
【図５】互いに接合された図３に示すピボットフレームを示す図面である。
【図６】メインフレーム、ピボットフレーム、及びサスペンションブラケットの接続状況を示す側面図である。
【図７】図１に示すロアフレームを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 車体フレーム
２ 自動二輪車
３ ヘッドパイプ
４ メインフレーム
５ ダウンチューブ
６ａ，６ｂ ピボットフレーム（スイングアームブラケット）
７ａ，７ｂ ロアフレーム
８ａ，８ｂ ロアパイプ
１７ サスペンションユニット
１９ サスペンションブラケット
２０ａ，２０ｂ 接合部
２１ａ，２１ｂ フレーム部
２３ａ 外嵌部
２３ｂ 内嵌部
２５ ブラケット接合部
２６ メインフレーム連結部
３０ ブラケット基礎部
３１ サスペンション支持部
３３ 接合ライン
４０〜４２ 溶接ライン
５０ａ，５０ｂ 接合部
５１ ダウンチューブ連結部
５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５４ａ ボス部
５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ 中心孔
５６ 接合ライン
６０，６１ 溶接ライン

Claims (8)

1. 二輪車の車体フレームであって、
   ステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプと、
   該ヘッドパイプに接続されて該ヘッドパイプから車体後方へ延設されたメインフレームと、
   該メインフレームの後端部に連結された左右一対のピボットフレームとを備え、
   左右の該ピボットフレームは、前記メインフレームの後端部に連結すべく、夫々の一端部が互いに近接して接続されることによって形成された連結部を有していることを特徴とする二輪車の車体フレーム。
2. 夫々のピボットフレームの前記一端部には、該一端部同士が接続される際に互いを係止する係止部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車の車体フレーム。
3. 夫々のピボットフレームの前記一端部が互いに接続された接続部には、サスペンションユニットを取り付けるためのブラケットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車の車体フレーム。
4. 前記ピボットフレームはアルミニウム製であり、前記一端部同士は溶接されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の二輪車の車体フレーム。
5. 二輪車の車体フレームであって、
   ステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプと、
   該ヘッドパイプに接続されて該ヘッドパイプから車体下方へ延設されたダウンチューブと、
   該ダウンチューブの下端部に連結された左右一対のロアフレームとを備え、
   左右の該ロアフレームは、前記ダウンチューブの下端部に連結すべく、夫々の一端部が互いに近接して接続されることによって形成された連結部を有していることを特徴とする二輪車の車体フレーム。
6. 前記ロアフレームは鍛造品又は鋳造品であり、夫々の該ロアフレームには、エンジンを支持するためのブラケットを取り付けるボス部が一体成型されていることを特徴とする請求項５に記載の二輪車の車体フレーム。
7. 前記ボス部は中心孔を有し、該中心孔は前記一端部が互いに接続された接続部を略左右方向へ貫通していることを特徴とする請求項５又は６に記載の二輪車の車体フレーム。
8. 前記ダウンチューブはアルミニウム製であり、前記一端部同士は溶接されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の二輪車の車体フレーム。

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