JP2005219616A - 二輪車用の車体フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】 事前に開先を設ける作業が不要であって、部材間の接合により重量が増加すること及び外観美を損ねることがなく、更に、相当の技術を要せずとも所要の剛性及び組み付け精度を確保して部材間が接合され得る二輪車用の車体フレームの提供。
【解決手段】 複数のフレーム部材２０〜２５が接合されて構成されており、一のフレーム部材（例えば、ヘッドパイプ２０）と他の一のフレーム部材（例えば、メインフレーム２１）とが摩擦撹拌接合されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、二輪車用の車体フレームに関する。特に、一般に平板の突き合わせ接合に利用される摩擦撹拌接合を、鍛造、鋳造、あるいはプレス等により形成されたフレーム部材の接合に適用して構成された車体フレームに関する。

二輪車用の車体フレームは、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、該メインフレームの後端部から下方へ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ともいう）、及びヘッドパイプから下方へ延設されるダウンチューブなどの複数のフレーム部材から構成されている。そして、これらのフレーム部材は、一般にＴＩＧ溶接又はＭＩＧ溶接などの手法を用いて溶接されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平３−６７２９０号公報

ところで、上述したヘッドパイプは一般に鍛造成形され、メインフレーム及びダウンチューブは押し出し成形されたパイプ部材から構成されることが多い。このような鍛造部材とパイプ部材とを突き合わせて溶接する場合、溶接強度を向上させるべく突き合わせ部にＶ型開先を設ける必要があるため、溶接するに際して事前に切削加工等の作業をしなければならない。

また、メインフレーム及びダウンチューブにあっては、横断面がチャネル形状を成す長寸のパイプ片を、その長手方向に沿う縁部を合わせて溶接し、最中構造に形成したパイプ部材を用いる場合がある。この場合、被溶接部の剛性を確保すべく、両パイプ片の合わせ部に重複部分を設けることが多く、車体フレームが重量化しがちである。

また、パイプ部材の長手方向の全長にわたる被溶接部に溶接ビートが発生する。この溶接ビートは、車体フレームの重量増をもたらし、組み付け精度の向上を妨げると共に、露出部分が多くて二輪車の商品性を決める一因ともなる車体フレームの外観美を左右するものであるため、除去することが好ましい一方で、その除去作業は煩瑣である。特に、メインフレームは比較的長寸であるため、溶接ビートによる重量の増加が著しく、また、溶接ビートの除去作業がより煩瑣である。

また、自動二輪車では、車体フレーム内にエンジンを搭載し、このエンジンは車体フレームに対してブラケットを介して固定される。このブラケットは、車体フレームとは別個に鋳造又は鍛造されて該車体フレームに溶接されるが、重量物であるエンジンを支えるために、車体フレームに対して強固に接続される必要がある。従って、車体フレームとブラケットとの接合面が良好に整合するよう平坦に加工する必要があるため、この接合面に存在する車体フレームの溶接ビートは、厳格な規制のもとで除去しなければならない。

また、特に自動二輪車の車体フレームにあっては、近年、軽量なアルミニウム製のフレーム部材が多く採用されつつあるが、アルミニウム製の部材間を所定の剛性を確保して溶接するには、技術的に高度の作業を必要とする。従って、特にモトクロッサータイプの自動二輪車の車体フレームように、軽量性と剛性とを要求される車体フレームにあっては、部材間の溶接作業に相当の技術を要する。

更に、車体フレームにはエンジン、燃料タンク、ラジエータ、ショックアブソーバなど様々の部品が取り付けられるため、多数のフレーム部材を組み合わせてなる車体フレームでは、比較的厳格に組み付け精度を確保することが要求される。しかしながら、ＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接などにあっては母材の歪みや変形が生じやすいため、高レベルの組み付け精度を確保することは容易ではない。

このように、従来の二輪車用の車体フレームは、各フレーム部材が溶接されていたため、接合前には開先を設ける等の加工が必要であり、接合後には溶接ビートを除去する必要があり、更に、均一な剛性の確保、高い組み付け精度の確保、及び軽量化が困難である。

そこで本発明は、摩擦撹拌接合により各フレーム部材を接合して車体フレームを構成することにより、接合前後での加工作業が不要であって、溶接作業時間の短縮及び相当の技術を要さずとも均一な剛性及び高い組み付け精度を確保でき、更に、軽量化を実現することができる二輪車用の車体フレームを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る二輪車用の車体フレームは、フレーム部材が摩擦撹拌接合されて構成されている。具体例をあげれば、フレーム部材（例えば、メインフレーム）自体が摩擦撹拌接合され、このフレーム部材を用いて車体フレームが構成されている。また、フレーム部材同士（例えば、ヘッドパイプとメインフレーム）が摩擦撹拌接合されて車体フレームが構成されている。

このような構成とした場合、事前に開先を設ける作業が不要であり、溶接ビートが生じないためこれに起因する重量の増加を回避することができ、また外観美を損ねることもない。また、高レベルの組み付け精度が要求される各フレーム部材の接合作業にあっても、相当の技術を要せずに且つ所要の剛性を確保して達成することができ、良好な車体フレームを形成することが可能である。なお、摩擦撹拌接合とは、被接合部に挿入される丸棒状のピンを備えた回転工具を回転させながら、被接合線に沿って移動させることにより、被接合部を摩擦熱により発熱させて塑性流動化させて固相接合する手法である。

また、前記フレーム部材は、ステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプから後方へ延設されるメインフレームを含み、該メインフレームは、長寸を成す二つのパイプ片が長手方向に沿う縁部を合わされて最中構造を成し、両パイプ片の該縁部が摩擦撹拌接合されていてもよい。このような構成とした場合、車体フレームにおいて特に剛性が必要とされるメインフレームを、相当の技術を要せずとも所要の剛性をもって形成することができる。また、メインフレームの重量の増加を抑制できるため、軽量且つ剛性のある製品を得ることができる。

また、前記パイプ片は横断面が略チャネル形状を成し、前記メインフレームは、前記パイプ片の縁部に内側から当接する支持部材を有し、前記パイプ片の縁部と前記支持部材の当接部とが同時に摩擦攪拌接合されていてもよい。このような構成とした場合、接合時のパイプ片の受圧を支持部材によって一部負担させることができると共に摩擦熱を良好に放熱することができ、且つ、接合後にはメインフレームに所要の剛性を確保することができる。このように、受圧の一部負担と剛性の確保とを一の接合作業によって達成することができて好都合である。また、肉厚にして剛性を得る場合に比べ、剛性の向上に伴うメインフレームの重量の増加を抑制することができる。

また、前記メインフレームにおける前記パイプ片の接合部に、エンジンを支持するためのブラケットが取り付けられていてもよい。このような構成とした場合、パイプ片が摩擦撹拌接合されて成るメインフレームは、被接合部が平坦化されており、ブラケットを取り付けるにあたって特に取付面を加工する煩瑣な作業を必要としないため、溶接作業の短縮化が図れる。そして、この平坦な取付面に取り付けられたブラケットは、メインフレームと強固に接続されるため、エンジンを確実に支持することができる。

また、前記フレーム部材は、ステアリングシャフトを軸支する略筒状のヘッドパイプと、該ヘッドパイプに前部が接合されて後方へ延設されるメインフレームとを含み、前記ヘッドパイプ及びメインフレームは摩擦攪拌接合されていてもよい。このような構成とした場合、フレーム部材間の接合として特に剛性が要求されるヘッドパイプとメインフレームとの間を、相当の技術を要さずとも剛性を確保して接合することができ、その結果、剛性を有する車体フレームを比較的容易に製造することができる。

また、前記メインフレームの前部は左右に分かれた二股形状を成し、前記ヘッドパイプに対して外周部を挟持するようにしてその左右の端部が摩擦攪拌接合されており、前記メインフレームと前記ヘッドパイプとの左右の接合部は、両接合部を結ぶ線分が、前記ヘッドパイプの内周と外周との間の中実部分のみを通るように対向配置されていてもよい。

このような構成とした場合、摩擦撹拌接合時にヘッドパイプへ掛かる圧力を、該ヘッドパイプにおいて中実を成し所要の剛性を有する周部にて受けるため、受圧を別途負担するための部材をヘッドパイプ内に設けずとも、摩擦撹拌接合によるヘッドパイプの歪み及び変形等を防止することができる。なお、接合時の圧力によってヘッドパイプの歪み及び変形等を防止する観点からは上述した構成がより確実であるが、摩擦撹拌接合時の受圧及びヘッドパイプの剛性等を考慮することにより、許容し得る歪み及び変形等の範囲内であれば、左右の接合部が他の位置に配置されていてもよい。

本発明に係る二輪車用の車体フレームによれば、複数のフレーム部材が接合されて構成されており、一のフレーム部材と他の一のフレーム部材とが摩擦撹拌接合されているため、相当の技術を要せずとも軽量化と、剛性及び外観美の向上とを図ることができ、また、高い組み付け精度を確保することもできる。

以下、本発明の実施形態にかかる二輪車用の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、車体フレーム１内にエンジンＥを搭載する自動二輪車２の側面図である。本実施の形態において例示する自動二輪車２は、車体フレーム１の上に設けられたシートＳにライダーが跨って乗り、オフロードでの走行が可能なように構成されたモトクロッサータイプである。また、以下の説明で用いる方向の概念は、シートＳに搭乗したライダーから見た方向の概念と一致するものとする。

図１に示すように、自動二輪車２は、車体フレーム１の前部にて所定のキャスター角を有してステアリングシャフト３を軸支し、このステアリングシャフト３は下部に設けられたフロントフォーク４を介して前車輪５を軸支している。また、ステアリングシャフト３の上部にはステアリングハンドル６が設けられている。

車体フレーム１の後部には、スイングアーム１０が揺動自在にしてその前端部が軸支され、且つ、車体フレーム１の上部には、リンク機構１２及びサスペンションユニット１３を介してスイングアーム１０の前端部近傍が支持されている。そして、このスイングアーム１０の後端部には後車輪１１が軸支されている。サスペンションユニット１３は、後車輪１１を通じて車体フレーム１が地面から受ける衝撃を緩和する。また、後車輪１１は、車体フレーム１内に搭載されたエンジンＥが発生する動力に基づいて回転駆動する。

また、車体フレーム１の上方であってシートＳの前方には燃料タンク１４が設けられている。そして、該燃料タンク１４からエンジンＥへは、該エンジンＥ内にて燃焼される燃料が供給される。

図２に示す車体フレーム１は、セミダブルクレードルタイプであって、アルミニウム合金製の複数のフレーム部材により構成されている。即ち、車体フレーム１は、ステアリングシャフト３を軸支する略筒状のヘッドパイプ２０、該ヘッドパイプ２０に前部が接続されて後方へ延設されたメインフレーム２１、及び、該メインフレーム２１の後部に接続されて略下方へ延設され、スイングアーム１０及びサスペンションユニット１３を軸支するピボットフレーム２２を備える。また、ヘッドパイプ２０に前部が接続されて下方へ延設されたダウンチューブ２３、該ダウンチューブ２３の下部に前端部が接続されたロアフレーム２４、及び該ロアフレーム２４の後端部とピボットフレーム２２の下端部とを接続するロアアーム２５を備える。

図２に示すように、この車体フレーム１内にはエンジンＥが搭載されている。そして、該エンジンＥは、ブラケット２６を介してメインフレーム２１に支持されると共に、別のブラケット２７を介して車体フレーム１の様々の箇所にて支持されている。

図３は、メインフレーム２１の側面図であり、図４は、図３に示すメインフレーム２１のIV-IV矢視断面図である。図３及び図４に示すように、メインフレーム２１は、比較的長寸であって横断面が略チャネル形状を成す左右のパイプ片３０，３１から成り、図４に示すように、このパイプ片３０，３１の長手方向に沿う縁部３０Ａ，３１Ａが左右から突き合わされて最中構造を成している。

また、図４に示すように、メインフレーム２１は、パイプ片３０，３１が突き合わさってできる内部空間に、メインフレーム２１と略同長の平板状を成す支持部材３２を有している。この支持部材３２は、メインフレーム２１内にて縦置きされ、パイプ片３０，３１の上下の突き合わせ部３４，３５の間に挟まれるようにして設けられている。そして、前記突き合わせ部３４，３５は、支持部材３２と共に後述するようにして一体的に摩擦撹拌接合されている。従って、このメインフレーム２１は、上下方向からの外力に対して剛性を備えている。

図５は、摩擦撹拌接合方法を用いたメインフレーム２１の製造時の状態を、一部を切り欠いて部分的に示した模式的斜視図である。ここで、摩擦撹拌接合に用いる工具類は、公知のものを用いればよい。本実施の形態においては、円柱状のショルダー部４１と、その下端面にて軸芯を一致させて突設されたピン４２と、該ショルダー部４１およびピン４２を一体的に回転させる回転モータ（図示せず）を備える回転工具４０を用いる。

図５に示すように、パイプ片３０，３１は、互いの縁部３０Ａ，３１Ａが左右から突き合わされて最中構造を形成し、その結果、長手方向に沿う上下の突き合わせ部（突き合わされるパイプ片３０，３１の境界部分）３４，３５が形成される。内側に設けられた支持部材３２は、その長手方向に沿う上下の縁部３２Ａ，３２Ｂが、それぞれ上下の突き合わせ部３４，３５に内側から当接している。そして、この状態でパイプ片３０，３１及び支持部材３２は、図示しない治具によって固定されている。

このように治具によって固定されたパイプ片３０，３１の上側の突き合わせ部３４に対し、回転工具４０は、ピン４２を下方へ向けて回転しながら接近する。そして、ピン４２が所定の深さまで挿入された状態で、突き合わせ部３４に沿って平行に移動される。その結果、パイプ片３０，３１の突き合わせ部３４と、これに当接する支持部材３２の上側の縁部３２Ａとには、回転工具４０との間の摩擦によって熱が発生する。そして、この熱によって突き合わせ部３４及び縁部３２Ａは塑性流動化され、その全長にわたって同時に固相接合される。パイプ片３０，３１の下側の突き合わせ部３５と支持部材３２の下側の縁部３２Ｂとの間においても、上述したのと同様にして摩擦撹拌接合されている。

このように、パイプ片３０，３１及び支持部材３２が摩擦撹拌接合されて形成されたメインフレーム２１にあっては、接合箇所の剛性について略均一の品質を確保することができる。また、図４に示すように、摩擦撹拌接合による接合部３４Ａ，３５Ａの表面は比較的平坦になり、接合部３４Ａ，３５Ａ周辺でのパイプ片３０，３１の歪み及び変形も少なくて済む。従って、接合後に煩瑣な表面加工を特にせずとも、図４に示すように、接合部３５Ａに対してブラケット２６を整合性よく強固に接続することができる。

図６は、図２に示す車体フレーム１のVI矢視図であって、ヘッドパイプ２０とメインフレーム２１との接合部分を拡大して示す部分断面平面図である。図６に示すように、ヘッドパイプ２０は、その軸芯５０（挿通されるステアリングシャフト３（図２）の軸芯と一致する）が略上下方向に沿うようにして配置されている。また、略前後方向に沿って配置されたメインフレーム２１は、前部が左右に分かれた二股形状を成しており、その前端部３０Ｂ，３１Ｂは、ヘッドパイプ２０の後側の外周部に突き合わされると共にこれを挟持している。

ヘッドパイプ２０は、メインフレーム２１に挟持される後側の部分が肉厚になっており、ヘッドパイプ２０とメインフレーム２１の前端部３０Ｂ，３１Ｂとによる左右の突き合わせ部３６，３７は、摩擦撹拌接合されている。この突き合わせ部３６，３７は、左右に対称的に配置されており、摩擦撹拌接合時には、両突き合わせ部３６，３７を結ぶ仮想線５１に沿って、回転工具４０（図５）から圧力を受ける。なお、図６は摩擦撹拌接合後の接合部分を示しているが、説明の便宜上から、接合前に形成される突き合わせ部３６，３７も図示している。従って、接合後のヘッドパイプ２０及びメインフレーム２１は、突き合わせ部３６，３７にて一体化されている。

このように、摩擦撹拌接合されたヘッドパイプ２０とメインフレーム２１とにあっては、大きな外力が加わりやすいその接合部を、均一な剛性をもって接合することができる。また、接合に際して事前にＶ型開先を設ける加工作業も必要なく、更に、接合後の高い組み付け精度を確保することができ、車体フレーム１の重量の増加を抑制することもできる。

ヘッドパイプ２０とメインフレーム２１との接合形態をより詳しく説明する。図６に示すように、ヘッドパイプ２０の軸芯５０から、左右に対向配置された突き合わせ部３６，３７を結ぶ仮想線５１までの距離を第１突き合わせ距離５２とし、軸芯５０からヘッドパイプ２０の内周面までの距離を内径５３とする。このとき、第１突き合わせ距離５２は内径５３よりも大きく、従って、軸芯５０から見て仮想線５１は、ヘッドパイプ２０の内周面よりも外側に位置している。

一方、軸芯５０から見て後方のヘッドパイプ２０の外周面までの距離を外径５４とすると、第１突き合わせ距離５２は外径５４よりも小さく、軸芯５０から見て仮想線５１は、ヘッドパイプ２０の外周面よりも内側に位置している。従って、図６に示すように、左右の突き合わせ部３６，３７は、これらを結ぶ仮想線５１がヘッドパイプ２０の内周面と外周面との間の肉厚部２０Ａのみを通るように配置され、仮想線５１はヘッドパイプ２０の中空部２０Ｂを通過しない。換言すれば、左右の突き合わせ部３６，３７の間は肉厚部２０Ａによって中実になっている。

このような接合形態によれば、突き合わせ部３６，３７の摩擦撹拌接合時に受ける回転工具４０からの圧力は、ヘッドパイプ２０において剛性の高い肉厚部２０Ａによって受け止めることができる。従って、摩擦撹拌接合時の圧力により、ヘッドパイプ２０に歪み及び変形が生じるのを抑制することができ、別途補強部材を設ける必要がない。

ところで、突き合わせ部３６，３７を摩擦撹拌接合し、且つ、ヘッドパイプ２０に生じる歪み及び変形を最小限に抑制するには、図６に示したように間が中実になるように突き合わせ部３６，３７を配置することが好ましい。しかしながら、摩擦撹拌接合時に受ける圧力と、ヘッドパイプ２０が有する剛性とを考慮することにより、他の位置に突き合わせ部３６，３７を配置することができる。図７は、他の接合形態を成すヘッドパイプ６０とメインフレーム２１との接合部分を拡大して示す部分断面平面図である。

図７に示すように、ヘッドパイプ６０の軸芯６１から、メインフレーム２１の左右の突き合わせ部３６，３７を結ぶ仮想線５１までの距離を第２突き合わせ距離６２とする。また、軸芯６１からヘッドパイプ６０の内周面までの距離を内径６３とする。このとき、第２突き合わせ距離６２は内径６３よりも小さくなっている。従って、仮想線５１はヘッドパイプ６０の中空部６０Ｂを通過しており、換言すれば、左右の突き合わせ部３６，３７の間は中実ではなく一部が中空になっている。

このように、左右の突き合わせ部３６，３７の間が中実でない場合であっても、接合時の圧力とヘッドパイプ６０の剛性とを考慮して、ヘッドパイプ６０に生じる歪み及び変形が、許容し得る所定の範囲内であればよい。

ヘッドパイプ２０（６０）とメインフレーム２１との接合の他、他のフレーム部材間においても摩擦撹拌接合して車体フレーム１を構成してもよい。図８は、図２に示す車体フレーム１のVIII矢視図であって、ダウンチューブ２３とロアフレーム２４との接合部分を拡大して示す部分断面平面図である。

図８に示すように、ロアフレーム２４は、前部が縮径された段付き管状を成しており、その縮径部２４Ａが管状のダウンチューブ２３の下部に内嵌されている。その結果、ロアフレーム２４の拡径部分がダウンチューブ２３の下端部に突き合わされており、この突き合わせ部３８が摩擦撹拌接合されている。この場合においても、車体フレーム１の重量の増加を抑制しつつ、高い組み付け精度を確保してダウンチューブ２３及びロアフレーム２４を接合することができる。

また、ヘッドパイプ２０及びダウンチューブ２３、メインフレーム２１及びピボットフレーム２２などにおいても摩擦撹拌接合方法を用いて接合してもよい。また、ピボットフレーム２２、ダウンチューブ２３、ロアフレーム２４、ロアアーム２５等の各フレーム部材についても、摩擦撹拌接合方法を用い、最中形状に構成してもよい。

更に、燃料タンク１４においても、左右に二分割されたタンク部材の接合に摩擦撹拌接合方法を用いてもよい。左右に二分割されたタンク部材から成る燃料タンク１４の場合、その接合部分のほとんどが外部に露出することとなるが、その外観は自動二輪車２の商品性を大きく左右する。従って、溶接によってタンク部材を接合した場合には、接合後に余分な溶接ビートを丁寧な作業によって除去する必要がある。しかしながら、摩擦撹拌接合によって左右のタンク部材を接合した場合は、溶接ビートの除去などのような煩瑣な作業をせずとも、接合部分が均一且つ平坦な燃料タンク１４を得ることができて有用である。

なお、本実施の形態に係るメインフレーム２１では、図４，５に示したように、左右のパイプ片３０，３１が突き合わされてできる内部空間に支持部材３２が設けられた構成をしているが、これに限られない。

図９は、メインフレームの他の構成のバリエーションを示す断面図である。このうち図９（ａ）は、横断面が略チャネル形状を成す左右のパイプ片７０，７１から成るメインフレーム２１Ａの構成を示す横断面図である。このメインフレーム２１Ａは、パイプ片７０，７１が互いの縁部７０Ａ，７１Ａを左右から突き合わされて最中構造を成している。そして、上下の付き合わせ部７２，７３が摩擦撹拌接合されている。このように、パイプ片の厚み、素材などを考慮して、十分な剛性と摩擦撹拌時の放熱性とが確保される場合には、内部空間に支持部材を設けなくともよい。また、図示しない中子（内側支持部材）を摩擦撹拌接合時に設置し、摩擦撹拌接合作業が終了した後に取り除くようにしてもよい。

メインフレームの別の構成例を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）は、横断面にて１箇所だけ摩擦撹拌接合されて成るメインフレーム２１Ｂの構成を示す横断面図である。このメインフレーム２１Ｂは、金属製の板材７４を屈曲させて管状に加工したものであり、横断面にて１箇所だけ付き合わせ部７５が存在する。換言すれば、図９（ｂ）に示すようにメインフレーム２１Ｂは、板材７４がその略中央にて下方が窪むように屈曲され、上部にて互いに一体となる左右の側部７４Ａ，７４Ｂは、その下端部が突き合わされて付き合わせ部７５を成している。そして、この付き合わせ部７５が摩擦撹拌接合されている。このメインフレーム２１Ｂにあっては、圧縮応力が生じる下部（車体フレームの内側）に付き合わせ部７５がくるように構成することが望ましい。また、同様の構成をダウンチューブに適用する場合には、ダウンチューブにおいて圧縮応力が生じる車体フレームの内側の部分に付き合わせ部がくるように構成することが望ましい。

メインフレームの更に別の構成例を図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）は、左右から突き合わされるパイプ片のうち、一方のパイプ片が支持部材を兼ねるメインフレーム２１Ｃの構成を示す横断面図である。このメインフレーム２１Ｃは、長寸であって横断面が略チャネル形状を成すチャネル状パイプ片７６と、このチャネル状パイプ片７６と略同長であって板状を成す板状パイプ片７７とから構成される。

板状パイプ片７７は、その長手方向に沿った上下の側部それぞれの近傍に、一方の面側へ突出した突出部７８Ａ，７８Ｂを有しており、この突出部７８Ａ，７８Ｂは、板状パイプ片７７の長手方向に沿って延設されている。そして、チャネル状パイプ片７６は、その上下の縁部７６Ａ，７６Ｂが、板状パイプ片７７の突出部７８Ａ，７８Ｂによって内側から支持された状態で、板状パイプ片７７の上下の縁部７７Ａ，７７Ｂに突き合わされている。

このような状態で、チャネル状パイプ片７６と板状パイプ片７７との付き合わせ部７９，８０、即ち、チャネル状パイプ片７６の上下の縁部７６Ａ，７６Ｂと板状パイプ片７７の上下の縁部７７Ａ，７７Ｂとが突き合わされた部分に、上方あるいは下方からピン４２（図５参照）が挿入されて摩擦撹拌接合され、メインフレーム２１Ｃが構成されている。

この場合、上下の付き合わせ部７９，８０は内側から突出部７８Ａ，７８Ｂによって支持され、且つ、摩擦撹拌接合時に回転工具４０（図５参照）によって圧力が加えられる方向に沿って板状パイプ片７７が設けられている。従って、摩擦撹拌接合時の圧力を、突出部７８Ａ，７８Ｂ及び板状パイプ片７７によって受けることができ、接合時の変形を抑制することができるため、メインフレーム２１Ｃは、その厚みを比較的薄くして軽量化を図ることができる。

なお、図９（ａ）〜（ｃ）に示した構成のバリエーションは、メインフレームのみならず、ダウンチューブ、スイングアームなど、車体フレームの他の部分にも適用することができる。

本発明は、自動二輪車用の車体フレームのみでなく、エンジンを搭載しない二輪車用の車体フレームに対しても適用可能である。また、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等の様々の二輪車においても、その車体フレームに適用可能である。更に、セミダブルクレードル式以外に、ダイヤモンド式、ダブルクレードル式等の様々の車体フレームに対しても適用可能である。

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１に示す車体フレームの側面図である。 図２に示すメインフレームの側面図である。 図３に示すメインフレームのIV-IV矢視断面図である。 図４に示すメインフレームについて、摩擦撹拌接合方法を用いた製造時の状態を、一部を切り欠いて部分的に示した模式的斜視図である。 図２に示す車体フレームのVI矢視図であって、ヘッドパイプとメインフレームとの接合部分を拡大して示す部分断面平面図である。 他の接合形態を成すヘッドパイプとメインフレームとの接合部分を拡大して示す部分断面平面図である。 図２に示す車体フレームのVIII矢視図であって、ダウンチューブとロアフレームとの接合部分を拡大して示す部分断面平面図である。 メインフレームの他の構成のバリエーションを示す断面図であり、（ａ）は横断面が略チャネル形状を成す左右のパイプ片から成るメインフレーム、（ｂ）は横断面にて１箇所だけ摩擦撹拌接合されて成るメインフレーム、（ｃ）は左右から突き合わされるパイプ片のうち一方のパイプ片が支持部材を兼ねるメインフレームについて、それぞれの横断面を示す。

符号の説明

１ 車体フレーム
２ 自動二輪車
３ ステアリングシャフト
１４ 燃料タンク
２０ ヘッドパイプ（フレーム部材）
２０Ａ 肉厚部
２０Ｂ 中空部
２１ メインフレーム（フレーム部材）
２２ ピボットフレーム（フレーム部材）
２３ ダウンチューブ（フレーム部材）
２４ ロアフレーム（フレーム部材）
２５ ロアアーム（フレーム部材）
２６ ブラケット
３０，３１ パイプ部材（フレーム部材）
３０Ａ，３１Ａ 縁部
３２ 支持部材
３２Ａ 縁部
３４，３５ 突き合わせ部
３４Ａ，３５Ａ 接合部
３６，３７ 突き合わせ部
５０ 軸芯
５１ 仮想線
５２ 第１突き合わせ距離
５３ 内径
５４ 外径
６０ ヘッドパイプ（フレーム部材）
６０Ｂ 中空部
６１ 軸芯
６２ 第２突き合わせ距離
６３ 内径
Ｅ エンジン
Ｓ シート

Claims (6)

1. フレーム部材が摩擦撹拌接合されて成ることを特徴とする二輪車用の車体フレーム。
2. 前記フレーム部材は、ステアリングシャフトを軸支するヘッドパイプから後方へ延設されるメインフレームを含み、該メインフレームは、長寸を成す二つのパイプ片が長手方向に沿う縁部を合わされて最中構造を成し、両パイプ片の該縁部が摩擦撹拌接合されていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車用の車体フレーム。
3. 前記パイプ片は横断面が略チャネル形状を成し、前記メインフレームは、前記パイプ片の縁部に内側から当接する支持部材を有し、前記パイプ片の縁部と前記支持部材の当接部とが同時に摩擦攪拌接合されていることを特徴とする請求項２に記載の二輪車用の車体フレーム。
4. 前記メインフレームにおける前記パイプ片の接合部に、エンジンを支持するためのブラケットが取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の二輪車用の車体フレーム。
5. 前記フレーム部材は、ステアリングシャフトを軸支する略筒状のヘッドパイプと、該ヘッドパイプに前部が接合されて後方へ延設されるメインフレームとを含み、前記ヘッドパイプ及びメインフレームは摩擦攪拌接合されていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車用の車体フレーム。
6. 前記メインフレームの前部は左右に分かれた二股形状を成し、前記ヘッドパイプに対して外周部を挟持するようにしてその左右の端部が摩擦攪拌接合されており、
   前記メインフレームと前記ヘッドパイプとの左右の接合部は、両接合部を結ぶ線分が、前記ヘッドパイプの内周と外周との間の中実部分のみを通るように対向配置されていることを特徴とする請求項５に記載の二輪車用の車体フレーム。
   
   
   
   
   

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