JP2007091163A - 鞍乗り型車両のフレーム防振構造 - Google Patents

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Shiro Nakamura
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Abstract

【課題】成形フレーム等のフレームに適用可能で、防振ダンパーの取付方向の選択が容易な鞍乗り型車両のフレーム防振構造を提供する。
【解決手段】フロア支持フレーム部27に固定される内管102と、この内管102の外側に配置されてダンパーウェイトとなる外管104と、内管102と外管104との間に介挿されて内管102と外管104とを連結するゴムブッシュ(弾性部材)103とを備えた防振ダンパー100を、フロア支持フレーム部27のU字溝(開口部)30に装着した。
【選択図】図6

Description

本発明は、ダイナミックダンパーを用いた鞍乗り型車両のフレーム防振構造に関する。
従来より、車体フレームに防振ダンパーを装着した自動二輪車のフレーム防振構造が知られている。この種のものには、防振ダンパーを、軸部材の一端にダンパーウェイトを固定すると共に、この軸部材の他端にラバーブッシュを挿入した構成とし、このラバーブッシュをパイプフレームの開口端からパイプフレーム内に挿嵌してダンパーウェイトをパイプフレームの開口端近傍に弾性支持させたダイナミックダンパー構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
実開平5−72689号公報
しかし、従来の構成は、防振ダンパーをパイプフレームの開口端から挿入して支持する構成であるため、筒状フレーム以外のフレーム、例えば、鋳造成形された成形フレームに防振ダンパーを装着することが困難であった。また、防振ダンパーの軸方向(スラスト方向)がパイプフレームの軸方向と必ず一致するため、防振ダンパーの取付方向を変更することができなかった。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、成形フレーム等のフレームに適用可能で、防振ダンパーの取付方向の選択が容易な鞍乗り型車両のフレーム防振構造を提供することにある。
上述課題を解決するため、本発明は、車体フレームを構成するフレーム部材にウェイト付きの防振ダンパーを備えた鞍乗り型車両のフレーム防振構造において、前記フレーム部材は少なくとも一部に開口部を有し、この開口部に、前記フレーム部材に固定される内管と、この内管の外側に配置されてダンパーウェイトとなる外管と、前記内管と前記外管との間に介挿されて内管と外管とを連結する弾性部材と、を有する防振ダンパーが装着されていることを特徴とする。
この発明によれば、フレーム部材の開口部に、フレーム部材に固定される内管と、この内管の外側に配置されてダンパーウェイトとなる外管と、前記内管と前記外管との間に介挿されて内管と外管とを連結する弾性部材と、を有する防振ダンパーを装着したので、成形フレーム等のフレーム部材が有する開口部に内管を取り付ける簡易な取付作業で防振ダンパーを装着することができ、また、開口部に対する内管の取付方向を容易に選択できるので、防振ダンパーの取付方向の選択が容易である。
この場合において、前記内管が前記開口部の内形状に外形状を合わせた嵌合部材に連結され、この嵌合部材が当該開口部に嵌合されて防振ダンパーが装着されてもよい。この構成によれば、内管が嵌合部材に支持されるので、内管及び内管に弾性部材を介して連結される外管とを嵌合部材に支持することができ、防振ダンパーが1ユニット化され、防振ダンパーをより容易に装着することができる。また、前記嵌合部材の外形状を前記開口部の内形状に合わせておくことにより、嵌合部材を開口部内に容易に装着することができ、防振ダンパーを容易に装着することができる。
また、前記開口部がシートを支持するフレーム部材に設けられていることが好ましい。この構成によれば、防振ダンパーによって、シートを支持するフレーム部材の振動を低減することができ、シートの振動を効率よく低減することができる。また、前記鞍乗り型車両が低床式車両の場合、前記開口部が低床式車両の足乗せ部材を支持するフレーム部材に設けられていることが好ましい。この構成によれば、防振ダンパーにより、足乗せ部材を支持するフレーム部材の振動を低減することができ、足乗せ部材の振動を効率よく低減することができる。
本発明では、フレーム部材に固定される内管と、この内管の外側に配置されてダンパーウェイトとなる外管と、内管と外管との間に介挿されて内管と外管とを連結する弾性部材とを備えた防振ダンパーを、フレーム部材の開口部に装着したので、成型フレーム等のフレームの開口部に容易に防振ダンパーを取り付けることができ、かつ、防振ダンパーの取付方向の選択が容易となる。また、内管が開口部の内形状に外形状を合わせた嵌合部材に連結され、この嵌合部材が当該開口部に嵌合されて防振ダンパーが装着されるので、防振ダンパーが1ユニット化され、防振ダンパーをより容易に装着することができる。また、防振ダンパーを装着する開口部がシートを支持するフレーム部材に設けられるので、シートの振動を効率よく低減することができる。また、防振ダンパーを装着する開口部が低床式車両の足乗せ部材を支持するフレーム部材に設けられているので、足乗せ部材の振動を効率よく低減することができる。
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。なお説明中、前後および左右といった方向の記載は、車体に対してのものとする。
図1は、本実施形態に係る自動二輪車の側面図を示している。
この自動二輪車1は、低床式車両であるスクータ型車両であり、車体フレーム2と、車体フレーム2の前端に回動自在に支持された左右一対のフロントフォーク3と、フロントフォーク3の上端部に取り付けられた操舵用のハンドル4と、フロントフォーク3に回転自在に支持された前輪5と、車体フレーム2に揺動自在に支持されたパワーユニット6と、パワーユニット6の後部に取り付けた後輪7と、車体フレーム2の後部上部とパワーユニット6との間に配置されたリアクッション8と、車体フレーム2の後部上方に支持された燃料タンク9と、車体フレーム2に支持された収納ボックス10と、この収納ボックス10上に配置された乗員シート11と、車体フレーム2を覆う車体カバー12とを備えている。
なお、車体カバー12は、車体フレーム2の前部を覆うフロントカバー12Aと、運転者の足の前方を覆う左右一対のレッグシールド12Bと、車体フレームの下方を覆うアンダーカバー12Cと、車体フレーム2の後部を覆う左右一対のサイドカバー12Dとを備えている。また、図示の例では、収納ボックス10内にヘルメットを収納した状態を示している。
車体フレーム2は、メインフレーム20と、メインフレーム20の後部に連結されるサブフレーム21とから構成され、メインフレーム20は、図2に示すように、前部フレーム23と、前部フレーム23の後端部に締結される後部フレーム24とを備えている。前部フレーム23は、ヘッドパイプ部25と、ヘッドパイプ部25から後下りに延びるダウンフレーム部26と、ダウンフレーム部26の下端から後方に延びる左右一対のフロア支持フレーム部27とを備え、これらはアルミ合金等で一体的に鋳造成形されている。
ヘッドパイプ部25には、フロントフォーク3が支持され、図1に示すように、このフロントフォーク3の下端にリンク15を介して前輪5の車軸が支持され、このリンク15の中間部とフロントフォーク3の上下中間部との間にフロントクッション16が配置されている。
ダウンフレーム部26は、図2に示すように、前方が開口するU字溝28が車体下方に連続する溝形フレームに形成され、このU字溝28は車体下方に行くに従って幅広となり、この溝内には、複数の補強用リブ29が間隔を空けて設けられている。
左右一対のフロア支持フレーム部27は、上方が開口するU字溝30が車体前後方向に沿って延在する溝形フレームに形成され、このフロア支持フレーム部27の前端部が、ダウンフレーム部26の下端前面よりも前方に膨らんだ左右一対の湾曲部26Aを介してダウンフレーム部26の下端両側に連設されると共に、後端部が、補強フレーム部31を介して相互に一体に連結されている。
また、上記フロア支持フレーム部27の後端部には、前下がりに傾斜したフレーム締結部32が一体に設けられ、これらフレーム締結部32には、複数のボルト挿通孔33と両ボルト挿通孔33の中間部下面に開口する嵌合凹部34とが設けられている。
上記フロア支持フレーム部27は、図3に示すように、上記U字溝30に沿って車体前後方向に延在する左右一対のフロア支持部35を有している。これらフロア支持部35には、前部フロア支持部35Aと後部フロア支持部35Bとが各々形成され、前部フロア支持部35A及び後部フロア支持部35Bには、図4に示すように、前後一対のフロア支持板36A、36Bが支持され、これらフロア支持板36A、36Bの上にステップフロア(足乗せ部材)40がボルト37で締結されている。なお、この左右一対のフロア支持部35の間には、物入れケース38が設けられ、この物入れケース38にはバッテリ39等が収容されている。
図2に示すように、後部フレーム24は、左右一対の後部フレーム主部41と、後部フレーム主部41の中間部間を連結する中間部連結フレーム部42と、後部フレーム主部41の後端部間を連結する後部連結フレーム部43とを備え、これらはアルミ合金等で一体的に鋳造成形されている。
後部フレーム主部41は、前下がりに傾斜するフレーム締結部44と、このフレーム締結部44の後端から上方に延出した後、車体後方に後上がりに延出する後方延出部45とを有し、これらフレーム締結部44と後方延出部45とに渡ってこれら部材の外側端部から下方に延在する左右一対のユニット支持プレート46が設けられている。
フレーム締結部44には、複数のボルト挿通孔47とボルト挿通孔47の中間部上面から上方に突出する嵌合凸部48とが設けられ、このフレーム締結部44には、フロア支持フレーム部27のフレーム締結部32が上方から重ね合わされ、上記フレーム締結部44の嵌合凸部48とフレーム締結部32の嵌合凹部34とが嵌って連結位置が位置決めされてボルト挿通孔33、47が連通し、このボルト挿通孔33、47にボルト50が挿通されてナット51を螺合して締め付けることにより、前部フレーム23と後部フレーム24とが締結される。
後方延出部45は、後部連結フレーム部43の前壁面43Aと連続する内側壁45Aを有し、これにより、この内側壁45Aとユニット支持プレート46とによって下方に開口する溝49を有する溝形フレームに構成されている。この後方延出部45の後部上方には、左右一対のサブフレーム支持部53が設けられ、サブフレーム支持部53には、サブフレーム21が支持されている。
サブフレーム21は、図1に示すように、後方延出部45から上方に立ち上がる立上がり部21Aと、この立上がり部21Aの下端に一端が溶接されて後ろ上方に延びる傾斜部21Bと、この立上がり部21Aと傾斜部21Bとに支持されて燃料タンク9を支持する枠部21Cとから構成されている。このサブフレーム21の立上がり部21Aには、前方に突出するブラケット21Dが設けられ、このブラケット21Dは、中間部連結フレーム部42の上に載置された収納ボックス10を支持している。また、後部連結フレーム部43には、クッション取付部43Aが設けられ、このクッション取付部43Aには、リアクッション8の上端部が取り付けられている。
また、後部フレーム24には、サイドカバー12Dが取り付けられ、サイドカバー12Dは、後部フレーム24、収納ボックス10の両側、サブフレーム21及び燃料タンク9を覆うと共に、収納ボックス10を上方から覆い得る乗員シート11が開閉自在に取り付けられ、これにより、乗員シート11がサイドカバー12D及び収納ボックス10を介して後部フレーム24に支持されている。
また、ユニット支持プレート46には、中間部連結フレーム部42の近傍位置に車体幅方向に貫通する左右一対のリンク支持孔46Aが設けられ、これらリンク支持孔46Aには、図1に示すように、防振リンク55を介してパワーユニット6が車体上下方向に揺動自在に支持されている。より具体的には、上記リンク支持孔46Aには、ゴムブッシュ55Aが圧入され、このゴムブッシュ55Aに挿通されたボルト55Bにリンク55の一端が支持され、このリンク55の他端がボルト55C及びゴムブッシュ(図示せず)を介してパワーユニット6のブラケット6Xに支持されている。
パワーユニット6は、後輪7の前方に配置されるエンジン6Aと、後輪7の左側方に配置される無段変速機6Bとから構成され、エンジン6Aは、シリンダを車体前方に向けてほぼ水平に配置した単気筒エンジンが適用され、無段変速機6Bはベルト式無段変速機が適用されている。
上記エンジン6Aと上記後部フレーム24との間には、エンジン6Aの吸気系を構成するスロットルボディ57やエアクリーナ58等が配設され、エンジン6Aの排気系については、上記エンジン6Aの前側下面の排気口に排気管6Eが接続され、この排気管6Eがエンジン下方からエンジン右側を車体後方に延び、その後端に排気マフラー6Mが接続されている。
次に、車体フレーム2の防振構造について説明する。
この車体フレーム2は、図3及び図4に示すように、左右一対のフロア支持フレーム部27のU字溝30に、防振ダンパー100が各々配置されている。
図5は図4のV−V断面を示す図であり、図6及び図7は、防振ダンパー100を周辺構成と共に示す図である。防振ダンパー100は、フロア支持フレーム部27の前部フロア支持部35Aと後部フロア支持部35Bとの間に配置され、ボルト101が挿通される金属等の剛性材料からなる内管部材102と、この内管部材102の外周に圧入されるゴムブッシュ(弾性部材)103と、このゴムブッシュ103の外周に固定される金属等の剛性材料からなる外管部材104とを備えている。
この防振ダンパー100は、内管部材102に、U字溝30の外側の側壁27Aを貫通して内側の側壁27Bに締結されるボルト101が挿通されることにより、フロア支持フレーム部27のU字溝30内に支持されると共に、防振ダンパー100の外管部材104が、ゴムブッシュ103を介してU字溝30に弾性支持される。
上記外管部材104は、ダンパーウェイトとして機能するものであり、この防振ダンパー100においては、外管部材(ダンパーウェイト)104の質量やゴムブッシュ103のばね定数等が、防振ダンパー100の固有振動数が低減したい振動数(例えば、エンジン振動に対するフロア支持フレーム部27の共振振動数)に適合するように調整される。従って、この防振ダンパー100は、フロア支持フレーム部27の振動により固有振動数で振動することにより、フロア支持フレーム部27の振動エネルギーを防振ダンパー100の振動エネルギーに変換して吸収し、フロア支持フレーム部27の振動を低減するダイナミックダンパーとして機能する。
この場合、例えば、防振ダンパー100のラジアル方向(図5中、実線矢印で示す方向)の固有振動数を、フロア支持フレーム部27の上下振動の主たる振動数に調整することにより、フロア支持フレーム部27の上下振動を低減すると共に、フロア支持フレーム部27の前後振動のうち上記固有振動数と一致する振動成分を低減することができ、さらに、フロア支持フレーム部27の左右振動のうち、防振ダンパー100のスラスト方向(図5中、波線矢印で示す方向)の固有振動数と一致する振動成分についても低減することが可能である。
本実施形態では、防振ダンパー100を、前部フロア支持部35Aと後部フロア支持部35Bとの間に配置したので、両フロア支持部35A、35Bの振動を効率よく低減することができ、両フロア支持部35A、35Bにフロア支持板36A、36Bを介して支持されるステップフロア40の振動を低減して運転者の足に伝達される振動を低減することができる。
また、本実施形態では、図2及び図8に示すように、左右一対の後部フレーム主部41の下方に開口する溝49にも、防振ダンパー110が配置されている。
図9は、図8のIX−IX断面を示す図である。図9に示すように、後部フレーム主部41には、内側壁45Aとユニット支持プレート46とによって下方に開口する溝49が形成されており、防振ダンパー110は、この溝49のうち、図8に示すように、中間部連結フレーム部42とサブフレーム支持部53との間に配置されている。
この防振ダンパー110は、上記防振ダンパー100とほぼ同一構成であり、金属等の剛性材料からなる内管部材112と、この内管部材の外周に圧入されるゴムブッシュ(弾性部材)113と、このゴムブッシュ113の外周に固定されるダンパーウェイトとして機能する外管部材114とを備え、上記内管部材112に、ユニット支持プレート46を貫通して内側壁45Aに締結されるボルト111が挿通されることにより、後部フレーム主部41の溝49内に支持される共に、外管部材114が、ゴムブッシュ113を介して溝49に弾性支持される。ただし、この防振ダンパー110の固有振動数は、エンジン振動に対する後部フレーム主部41の共振振動数に適合するように調整されている。
この場合も、上記防振ダンパー100と同様に、例えば、防振ダンパー110のラジアル方向(図9中、実線矢印で示す方向)の固有振動数を、後部フレーム主部41の上下振動の主たる振動数に調整することにより、後部フレーム主部41の上下振動を低減すると共に、後部フレーム主部41の前後振動のうち上記固有振動数と一致する振動成分を低減することができ、さらに、後部フレーム主部41の左右振動のうち、防振ダンパー110のスラスト方向(図9中、波線矢印で示す方向)の固有振動数と一致する振動成分についても低減することできる。
本実施形態では、この防振ダンパー110を、中間部連結フレーム部42とサブフレーム支持部53との間に配置したので、これら中間部連結フレーム部42及びサブフレーム支持部53に支持される収納ボックス10の振動を効率よく低減することができ、収納ボックス10の上方に支持される乗員シート11の振動を低減して運転者の臀部に伝達される振動を低減することができる。
以上説明したように、本実施形態では、防振ダンパー100、110を、フロア支持フレーム部27及び後部フレーム主部41が有する溝30、49内に各々固定支持される内管部材102、112と、この内管部材102、112の外側に各々配置されてダンパーウェイトとなる外管部材104、114と、内管部材102、112と外管部材104、114との間に各々介挿されて内管部材102、112と外管部材104、114とを各々連結するゴムブッシュ103、113とから構成したので、内管部材102、112を上記溝30、49にボルト止めする簡易な取付作業で防振ダンパー100、110を取り付けることができる。
しかも、元々、上記成形フレーム27、41が有する溝30、49内に防振ダンパー100、110を取り付けるので、防振ダンパー100、110の配置スペースを別途設ける必要がない。したがって、この防振ダンパー100、110は、成形フレーム等の少なくとも一部に開口部を有するフレーム部材であれば、そのフレーム部材の開口部に容易に装着することができる。
また、上記実施形態では、防振ダンパー100、110を、その軸方向(スラスト方向)が溝30、49が延びる方向と略垂直となるように取り付ける場合について例示したが、これに限らず、図10に一例を示すように、フロア支持フレーム部27の溝30内に、その溝30の延びる方向に間隔を空けて一対のリブ30R1、30R2を設け、一方のリブ30R1から他方のリブ30R2に向けてボルト101を挿通し、このボルト101に防振ダンパー100を支持することにより、防振ダンパー100を、その軸方向(スラスト方向)を溝30が延びる方向と一致させて取り付けることが可能である。また、フロア支持フレーム部27の溝30内に、元々、上記一対のリブ30R1、30R2と同様の補強リブが配置されている場合、その補強リブを利用して、防振ダンパー100を取り付けることが可能である。
このようにして、本構成では、防振ダンパーの取付方向を容易に変更することができ、例えば、この防振ダンパーのラジアル方向の固有振動数が、低減したい振動の主たる振動数に調整されている場合、低減したい振動の主たる振動方向が、防振ダンパーのラジアル方向となるように、防振ダンパーの取付方向を容易に選択することができ、効率よく振動対策を施すことができる。また、フレーム部材の開口部に、複数の防振ダンパーをその取り付け方向を異ならせて配置することも容易に行うことができ、この場合、様々な方向の低減したい振動に対して個別に振動対策を行うことができる。
また、上記実施形態では、防振ダンパー100、110を支持するボルト101、111を、フレーム部材に直接締結する場合について述べたが、これに限らず、図11に例示するように、上記ボルト101をナット130を用いてフレーム部材に締結してもよい。この場合、フレーム部材の開口部(溝30)の側壁27A、27Bには、貫通孔のみを形成すればよく、側壁27A、27Bの加工作業を容易にすることができる。
図12及び図13は、上記防振ダンパーの別の実施形態を示す。
この防振ダンパー200は、コ字状の嵌合フレーム(嵌合部材)150と、両端に板部材151が固定された金属等の剛性材料からなる内管部材102と、この内管部材102の外周に圧入されるゴムブッシュ(弾性部材)103と、このゴムブッシュ103の外周に固定される金属等の剛性材料からなる外管部材104とを備え、嵌合フレーム150に設けた孔150Aに板部材151を圧入固定することにより構成されている。
この防振ダンパー200は、図14及び図15に示すように、フレーム部材の開口部(図示の例では溝30)に、嵌合フレーム150の開口端を奥にして圧入嵌合されている。これによれば、防振ダンパー200がユニット化され、このユニットをフレーム部材の開口部に圧入するだけで、防振ダンパー200の取付作業が完了するため、その装着作業を簡素化することができる。また、防振ダンパー200の取付時には、嵌合フレーム150の開口端を奥に位置させて圧入する。そのため、この圧入時には、手前に閉塞体150Bが位置し、この閉塞体150Bを押圧することによって圧入でき、取付作業が容易になる。
なお、嵌合フレーム150は、コ字状に形成する場合に限らず、要は、フレーム部材の開口部の内形状に合わせた外形形状の範囲で、任意の形状を選択可能である。また、嵌合フレーム150に内管部材102を固定する方法、及び、嵌合フレーム150をフレーム部材に固定する方法としては、圧入に限らず、スポット溶接等の各種溶接、接着、かしめ等の各種固定方法を適用可能である。
また、上記実施形態では、内管部材102、112と外管部材104、114との間にゴムブッシュ103、113を各々介挿する場合を説明したが、ゴムブッシュ103、113に代えて、ゴム材料以外の弾性材料で形成された弾性部材を適用してもよい。
また、上記実施形態では、スクータ形車両のフレーム防振構造について説明したが、それ以外の低床式車両の自動二輪車や、ATV(不整地走行車両)に分類される三輪車両や四輪車両等の鞍乗り型車両のフレーム防振構造に広く適用することが可能である。
本実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 前部フレームと後部フレームの斜視図である。 前部フレームの上面図である。 図1のIV矢視図である。 図4のV−V断面図である。 防振ダンパーを周辺構成と共に示す断面図である。 防振ダンパーを周辺構成と共に示す斜視図である。 後部フレーム主部を防振ダンパーと共に示す側面図である。 防振ダンパーを周辺構成と共に示す断面図である。 防振ダンパーを周辺構成と共に示す斜視図である。 防振ダンパーの変形例の説明に供する断面図である。 防振ダンパーの変形例の説明に供する斜視図である。 図12の防振ダンパーの断面図である。 防振ダンパーを周辺構成と共に示す断面図である。 防振ダンパーを周辺構成と共に示す斜視図である。
符号の説明
1 自動二輪車(低床式車両)
2 車体フレーム
6 パワーユニット
10 収納ボックス
11 乗員シート
21 サブフレーム
23 前部フレーム
24 後部フレーム
27 フロア支持フレーム部
30 U字溝(開口部)
35A 前部フロア支持部
35B 後部フロア支持部
36A、36B フロア支持板
37、50、101、111 ボルト
40 ステップフロア(足乗せ部材)
41 後部フレーム主部
42 中間部連結フレーム部
49 溝(開口部)
55 サブフレーム支持部
100、110、200 防振ダンパー
102、112 内管部材
103、113 ゴムブッシュ(弾性部材)
104、114 外管部材
150 嵌合フレーム(嵌合部材)

Claims (4)

  1. 車体フレームを構成するフレーム部材にウェイト付きの防振ダンパーを備えた鞍乗り型車両のフレーム防振構造において、
    前記フレーム部材は少なくとも一部に開口部を有し、
    この開口部に、前記フレーム部材に固定される内管と、この内管の外側に配置されてダンパーウェイトとなる外管と、前記内管と前記外管との間に介挿されて内管と外管とを連結する弾性部材と、を有する防振ダンパーが装着されていることを特徴とする鞍乗り型車両のフレーム防振構造。
  2. 前記内管が前記開口部の内形状に外形状を合わせた嵌合部材に連結され、この嵌合部材が当該開口部に嵌合されて防振ダンパーが装着されていることを特徴とする請求項1記載の鞍乗り型車両のフレーム防振構造。
  3. 前記開口部がシートを支持するフレーム部材に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鞍乗り型車両のフレーム防振構造。
  4. 前記鞍乗り型車両が低床式車両であり、前記開口部が低床式車両の足乗せ部材を支持するフレーム部材に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の鞍乗り型車両のフレーム防振構造。

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