JP2015013497A - 自動二輪車の車体フレーム及び該車体フレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度を確保しつつ、生産性を向上できる、車体フレームを得る。
【解決手段】操舵軸を支持するヘッドパイプ部分２と、該ヘッドパイプ部分２から車体後方へ延びるメインフレーム部分３と、ヘッドパイプ部分２から車体下方へ延びるダウンフレーム部分５とを備え、ダウンフレーム部分５は、少なくとも前部を形成する前部ダウンフレーム部材７０と、少なくとも後部の一部を形成する後部ダウンフレーム部材８０とを、含みそれらが接合されて、構成されており、後部ダウンフレーム部材８０には、メインフレーム部分３を支持するアーム８５部と、メインフレーム部分３のヘッドパイプ部分２への接合部を補強するガセット部８３とが、一体に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドパイプと他のフレーム部材との接続部を補強する補強部材を備えた、自動二輪車の車体フレームに関する。

自動二輪車の車体フレームは、主として、上部にハンドルが取り付けられる操舵軸を軸支するためのヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後方へ延設されるメインフレームと、前記ヘッドパイプから下方へ延設されるダウンフレームと、を備えている。また、自動二輪車の車体フレームは、ダウンフレームの下端部から略後方へ延びるロアフレームを備え、該ロアフレームの後端部とメインフレームの後端部との間をスイングアームブラケットによって連結したものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２３４５７９号公報

特許文献１の車体フレームには、メインフレームのヘッドパイプへの接合部を補強するガセットと、メインフレームを支持する支持バーとが、別個部材として備えられており、溶接により接合されている。

このように、車体フレームのヘッドパイプ周りは、路面からの入力や加減速による入力による高応力が発生しやすいので、高強度に構成される必要がある。さらに、これらの部材を接合する溶接部は応力集中し易い。このため、ヘッドパイプ周りの溶接部には、より慎重な品質管理が求められ、生産性が低くなってしまう。

本発明の目的は、強度を確保しながら、生産性を向上できる、車体フレームを得ることを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１の発明に係る車体フレームは、操舵軸を支持するヘッドパイプ部分と、該ヘッドパイプ部分から車体後方へ延びるメインフレーム部分と、前記ヘッドパイプ部分から車体下方へ延びるダウンフレーム部分とを備え、前記ダウンフレーム部分は、少なくとも前部を形成する前部ダウンフレーム部材と、少なくとも後部の一部を形成する後部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて、構成されており、前記後部ダウンフレーム部材には、前記メインフレーム部分を支持するアーム部と、前記メインフレーム部分の前記ヘッドパイプ部分への接合部を補強するガセット部とが、一体に形成されていることを特徴とする。

上記第１の発明によると、（１）後部ダウンフレーム部材に、メインフレーム部分を支持するアーム部と、メインフレーム部分のヘッドパイプ部分への接合部を補強するガセット部とが、一体に形成されている。これにより、アーム部とガセット部とを、後部ダウンフレーム部材と別部材により形成する場合に比して、部品点数を削減できる。

（２）しかも、アーム部とガセット部とが１つの部材として一体に形成されているので、アーム部、ガセット部及び後部ダウンフレームを接合する手間及び接合部の接合品質を管理する手間を省略できるので、車体フレームの生産性を向上できる。

（３）さらに、アーム部とガセット部とが１つの部材として一体に形成されているので、アーム部、ガセット部及び後部ダウンフレームを接合するための溶接ビードが削減されると共に、溶接ビードの溶け落ちを防止するために互いに重複させる必要がなくなる。これにより、車体フレームを軽量化できる。

（４）車体フレームの部品点数を削減し、生産性が向上され、且つ、軽量化することにより、車体フレームのコストを低減できる。

本願の第１の発明は、前記車体フレームに加え、次の構成を備えることができる。

（ａ）前記ヘッドパイプ部分は、上部を形成するヘッドパイプ本体部材と、下部を形成する前記前部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて構成されており、前記ヘッドパイプ本体部材には、操舵軸を軸支する上部ベアリングを支持するベアリング支持部を、備えた、第１環状部が、形成されており、前記前部ダウンフレーム部材には、操舵軸を軸支する下部ベアリングを支持するベアリング支持部を、備えた、第２環状部が、形成されており、前記ヘッドパイプ本体部材の前記第１環状部より下方部で後方に開放される凹部と、前記後部ダウンフレーム部材の上部で前方に開放される凹部とが、接合されて、操舵軸の一部が貫通する挿入孔が構成されている。

上記構成（ａ）によると、ヘッドパイプ本体部材に第１環状部を形成し、前部ダウンフレーム部材に第２環状部を形成し、ヘッドパイプ本体部材と前部ダウンフレーム部材と後部ダウンフレーム部材とを接合することにより、ヘッドパイプ部分の上下２箇所に操舵軸を回動可能に軸支できる。

また、ヘッドパイプ部分を３つの部材を接合して構成することにより、単一の部材によりヘッドパイプ部分を形成する場合に比して、操舵軸を挿入可能な挿入孔を容易に形成できる。すなわち、ヘッドパイプ部分を３つの部材（上部及び上下方向中間前部、下部、上下方向中間後部）に分割することにより、操舵軸の挿入孔を各部材の素材形状に形成でき、各部材を接合した後に、挿入孔を機械加工で形成するときの加工取代を削減できる。これにより、加工性が向上すると共に、歩留まりを向上して加工コストを低減できる。

（ｂ）上記構成（ａ）を有し、前記メインフレーム部分は、左右一対のメインフレーム部材を含み、前記ヘッドパイプ本体部材は、前記左右一対のメインフレーム部材の間を後方へ延びる延長部分を有し、前記ガセット部は、延長部分接合部と左右一対のメインフレーム接合部とを有し、前記延長部分は、前記延長部分接合部に接合されており、前記左右一対のメインフレームは、前記左右一対のメインフレーム接合部にそれぞれ接合されている。

上記構成（ｂ）によると、ヘッドパイプ本体部材の後方へ延びる延長部分にガセット部の延長部分接合部を接合することにより、ガセット部をヘッドパイプ本体部材に強固に接合できる。また、ガセット部のメインフレーム接合部に左右一対のメインフレーム部材を接合することにより、メインフレーム部材をガセット部に強固に接合できる。すなわち、メインフレーム部材のヘッドパイプ部分への接合をガセット部により補強できるので、メインフレーム部材のヘッドパイプ部分への接合強度を向上できる。

（ｃ）前記前部ダウンフレーム部材は、鍛造成形品であり、前記後部ダウンフレーム部材は、鋳造成形品である。

上記構成（ｃ）によると、ダウンフレーム部分を前部ダウンフレーム部材と、後部ダウンフレーム部材とに、分けて構成し、高応力の掛かる車体フレームの外周側の前部ダウンフレーム部材は高強度の鍛造により形成され、アーム部及びガセット部が一体化された車体フレームの内周側の後部ダウンフレーム部材は形状自由度の高い鋳造により形成されている。すなわち、ダウンフレーム部分を、高強度が必要な車体フレームの外側部分と、形状自由度が必要な車体フレームの内側部分とに、分けて構成することにより、車体フレームの強度を確保しながら、車体フレームの形状自由度を高めることができる。

（ｄ）上記構成（ｃ）を有し、前記前部ダウンフレーム部材及び前記後部ダウンフレーム部材に、前記車体フレームに接続される部品を固定するための取り付け部が、一体に形成されている。

上記構成（ｄ）によると、前部ダウンフレーム部材及び後部ダウンフレーム部材に、車体フレームに接続される部品を固定するための取り付け部が一体に形成されている。これにより、これらの取り付け部を別部材で形成し、該別部材を前部ダウンフレーム部材及び後部ダウンフレーム部材に溶接により接合する場合に比して、溶接箇所を低減できる。すなわち、車体フレームの生産性を向上できる。

（ｅ）上記構成（ｃ）又は（ｄ）を有し、前記後部ダウンフレーム部材の下端部が、前記前部ダウンフレームの下側部分によって下方から支持されており、前記前部ダウンフレームの下側部分には、エンジンを支持するエンジン支持部が一体に形成されている。

上記構成（ｅ）によると、鍛造により形成される形状自由度の大きな、前部ダウンフレーム部材の下側部分に、エンジンマウント支持部を一体に形成することにより、エンジンマウント支持部の形成位置の自由度を向上できる。例えば、車体フレームの内方側の空間を拡大するように、前部ダウンフレーム部材及びエンジンマウント支持部を形成することにより、車体フレームへのエンジン搭載性を向上できる。

また、本願の第２の発明は、操舵軸を支持するヘッドパイプ部分と、該ヘッドパイプ部分から車体後方へ延びるメインフレーム部分と、前記ヘッドパイプ部分から車体下方へ延びるダウンフレーム部分とを備えた自動二輪車の車体フレームを製造する方法であって、前記ヘッドパイプ部分は、上部を形成するヘッドパイプ本体部材と、下部を形成する前部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて構成されており、前記ダウンフレーム部分は、少なくとも前部を形成する前記前部ダウンフレーム部材と、後部の少なくとも一部を形成する後部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて構成されており、前記後部ダウンフレーム部材には、前記メインフレーム部分を支持するアーム部と、前記メインフレーム部分の前記ヘッドパイプ部分への接合部を補強するガセット部とが、一体に形成されており、前記ヘッドパイプ本体部材を鍛造成形品として準備する工程と、前記前部ダウンフレーム部材を鍛造成形品として準備する工程と、前記後部ダウンフレーム部材を鋳造成形品として準備する工程と、前記ヘッドパイプ本体部材と、前記前部ダウンフレーム部材と、前記後部ダウンフレーム部材と、を溶接により接合する工程と、前記メインフレーム部分を、前記ヘッドパイプ本体部材と、前記ガセット部及び前記アーム部に、溶接により接合する工程と、を含むことを特徴とする。

上記第２の発明によると、自動二輪車の車体フレームを、強度を確保しながら、生産性を向上できる。

本発明に係る車体フレームを備えた自動二輪車の左側面図である。 車体フレームの斜視図である。 車体フレームの左側面図である。 ヘッドパイプ本体部材の斜視図である。 図３のＶ−Ｖ線における拡大断面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線における拡大断面図である。 前部ダウンフレーム部材の斜視図である。 図３のＶIII−ＶIII線における拡大断面図である。

図１〜図８に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、説明の都合上、車輌の進行方向を車輌及び各部品の「前方」とし、乗車したライダーから見た左右方向を、車輌及び各部品の「左右方向」として、説明する。

［車輌全体構成］
図１はモトクロッサータイプの自動二輪車の左側面図である。図１に示すように、自動二輪車は、車体フレーム１を備えている。車体フレーム１は、ヘッドパイプ部分２と、該ヘッドパイプ部分２から略後下方に延びるメインフレーム部分３と、ヘッドパイプ部分２から略下方に延びるダウンフレーム部分５と、該ダウンフレーム部分５の下部とメインフレーム部分３の下部とを連結するロアフレーム部分６と、を有している。ダウンフレーム部分５は、メインフレーム部分３に対して、ヘッドパイプ部分２からメインフレーム部分３よりも下方を延びており、換言すると、ヘッドパイプ部分２から後方に進むにつれてメインフレーム部分３よりも下方に延びている。

図２は図１の車体フレーム１の斜視図である。図２に示すように、メインフレーム部分３は、左右一対のメインフレーム３Ｌ、３Ｒを備えており、それぞれ、メインフレーム部材３１と、スイングアームブラケット３３と、を有している。ロアフレーム部分６は、左右一対のロアフレーム６Ｌ、６Ｒと、ロアフレーム６Ｌ、６Ｒを連結する連結ブラケット９０と、を備えている。

図１に示すように、スイングアームブラケット３３の前部には、略後方に延びるシートレール１０が接続され、スイングアームブラケット３３の上下方向の略中間部には、後上方に延びるリヤフレーム１１が接続され、該リヤフレーム１１の後端部はシートレール１０の後端部に接続されている。

ヘッドパイプ部分２には、操舵軸（図示せず）及び上下のブラケット１３を介して左右一対のフロントフォーク１５が支持されており、フロントフォーク１５の下端部に、前車軸１６を介して前車輪１７が回転自在に支持されている。

左右一対のメインフレーム部材３１、３１及びシートレール１０の上には、燃料タンク１８及びシート１９が設けられ、リヤフレーム１１の下側には排気マフラ２０が設けられ、フロントフォーク１５には前フェンダー２１が設けられている。

エンジン２２は車体フレーム１内に搭載されており、図２に示す、ロアフレーム部分６の連結ブラケット９０に設けられた左右一対の下側取付部９１、９１と、左右一対のスイングアームブラケット３３、３３に設けられた左右一対の上側取付部３３１、３３１と、左右一対のスイングアームブラケット３３、３３のピボット軸部３３２、３３２と、ダウンフレーム部分５の下部に設けられた左右一対の前側取付部７３１、７３１とに、より車体フレーム１に支持されている。図１を参照して、ダウンフレーム部分５にはラジエータ２３やイグニッションコイル２４等の部品が取り付けられ、左右一対のメインフレーム３Ｌ、３Ｒの間から後上方には、吸気用エアクリーナボックス２５が配置されている。

後車輪支持用のスイングアーム４０は、左右一対のスイングアームブラケット３３、３３のピボット軸部３３２、３３２に回動可能に支持され、後方に延びており、スイングアーム４０の後端部に、後車軸４１を介して後車輪４２が回転自在に支持されている。後車輪４２に設けられた被駆動スプロケット４３と、エンジン２２のクランクケース２６の左側面に配置された出力スプロケット４４との間に、駆動チェーン４５が巻き掛けられており、この駆動チェーン４５を介して後車輪４２を駆動する。スイングアーム４０はリヤサスペンション装置（図示しない）により車体フレーム１に弾性的に支持されている。

（ヘッドパイプ部分２の構成）
図３は車体フレーム１の左側面図である。図３に示すように、ヘッドパイプ部分２は、少なくとも上下に間隔をあけて配置されるベアリング（図示しない）を支持可能な第１、第２環状部６１１、７１２を有しており、ベアリングを介して、操舵軸（図示しない）を回動可能に支持している。ヘッドパイプ部分２は、上部ベアリング（図示しない）を支持する上部２Ａと、下部ベアリング（図示しない）を支持する下部２Ｂと、上部２Ａと下部２Ｂとの間の中間部２Ｃとを含む。中間部２Ｃは、内部に操舵軸を挿通可能に、中空状に形成されている。

ヘッドパイプ部分２の上部２Ａ及び下部２Ｂは、ベアリング嵌合可能に環状に形成されている。ヘッドパイプ部分２の中間部２Ｃは、操舵軸の軸芯Ｌに対して、前方に位置する中間部前部２Ｃａと、後方に位置する中間部後部２Ｃｂとを、含む。

図５は図３のＶ−Ｖ線における断面図であり、図６は図３のＶI−ＶI線における断面図である。図５、図６に示すように、中間部前部２Ｃａは後方に開放する開口を有する凹部を有する形状に形成され、中間部後部２Ｃｂは前方に開放する開口を有する凹部を有する形状に形成されている。ヘッドパイプ部分２の中間部２Ｃは、中間部前部２Ｃａと中間部後部２Ｃｂとが互いに突き合わされることで、操舵軸が貫通する筒状に形成されている。

図３に示すように、ヘッドパイプ部分２は、上部２Ａ及び中間部前部２Ｃａを構成するヘッドパイプ本体部材６０と、下部２Ｂを構成する前部ダウンフレーム部材７０と、中間部後部２Ｃｂを形成する後部ダウンフレーム部材８０と、を備え、これらの部材６０、７０、８０が溶接により接合されて、構成されている。

（ダウンフレーム部分５の構成）
ダウンフレーム部分５には、ダウンフレーム部分５の延在方向に延びて、ダウンフレーム部分５の前後方向中間部を通過し、ダウンフレーム部分５の上下方向中間部で後方に折れる分割線Ｓが設定されている。ダウンフレーム部分５は、分割線Ｓに対して、前方に位置する前部５Ａと、下部に位置する下部５Ｂと、後方上部に位置する後方上部５Ｃとを含む。分割線Ｓのうち、ダウンフレーム部分５の延在方向に延びる部分は、ダウンフレーム部分５の前後方向中間部よりも前方部分を通過している。

図８は図３のＶIII−ＶIII線における断面図である。図８に示すように、ダウンフレーム部分５は、延在方向に垂直な断面形状が矩形状に形成されており、車体の前面、左右側面、後面に沿った外平面を備えている。また、ダウンフレーム部分５の後方上部５Ｃは、前後方向の寸法が、前部５Ａの前後方向寸法よりも大きく形成されている。

図３に示すように、ダウンフレーム部分５は、前部５Ａ及び下部５Ｂを構成する前部ダウンフレーム部材７０と、後方上部５Ｃを構成する後部ダウンフレーム部材８０と、を備え、これらの部材７０、８０が溶接により接合されて、構成されている。

すなわち、図２に示すように、車体フレーム１は、ヘッドパイプ本体部材６０と、前部ダウンフレーム部材７０と、後部ダウンフレーム部材８０と、左右一対のメインフレーム部材３１、３１と、左右一対のスイングアームブラケット３３、３３と、左右一対のロアフレーム６Ｌ、６Ｒと、連結ブラケット９０とが、溶接により接合され構成されている。以下、各部材の構成について、図２〜図８を参照しながら具体的に説明する。

（ヘッドパイプ本体部材６０）
図４はヘッドパイプ本体部材６０の斜視図である。図４に示すように、ヘッドパイプ本体部材６０は、円筒部６１と、該円筒部６１から下方へ延びる断面円筒状の部分円筒部６３と、円筒部６１から後方へ延びる延長部６５とが、一体に形成された、アルミニウム合金製の鍛造成形品である。円筒部６１の内周面には第一環状部６１１が形成されている。第一環状部６１１は、操舵軸を挿通する操舵軸挿通孔６１１ａと、操舵軸を軸支するベアリング（図示しない）を支持する第１ベアリング支持部６１１ｂと、を含んでいる。

図５、図６に示すように、部分円筒部６３は、円弧部６３１と、該円弧部６３１の後部から後方へ向けて突出する左右一対の第１突出部６３２、６３２（図５参照）と、左右一対の第２突出部６３３、６３３（図６参照）と、を備えている。第１突出部６３２は、メインフレーム部材３１の前部との接合部に対応して、操舵軸に沿って設けられている。第２突出部６３３は、後部ダウンフレーム部材８０の上部との接合部に対応して、操舵軸に沿って設けられている。図４に示すように、円弧部６３１の内周面６３１ａは、円筒部６１の操舵軸挿通孔６１１ａと、略同じ大きさに形成されている。

図２に示すように、延長部６５は、左右一対のメインフレーム３Ｌ、３Ｒの間に渡って左右方向に延びる上壁部６５１を有し、該上壁部６５１の後端が、後部ダウンフレーム部材８０のガセット部８３の上部後端に接続されている。図４に示すように、延長部６５は、さらに、上壁部６５１の左右両端部と円筒部６１及び部分円筒部６３とを接続し且つメインフレーム部材３１（図２参照）の上部の車幅方向の外方側に当接するように形成された左右一対の側壁部６５２、６５２を備えている。上壁部６５１には、燃料タンク１８（図１参照）を固定する燃料タンク固定孔６５１ａが略上下方向に貫通形成されている。

（前部ダウンフレーム部材７０）
図３に示すように、前部ダウンフレーム部材７０は、ヘッドパイプ部分２の下部２Ｂと、ダウンフレーム部分５の前部５Ａ及び下部５Ｂとが、一体に形成された、アルミニウム合金製の鍛造成形品であって、ヘッドパイプ本体部材６０の下部に溶接により接合されている。前部ダウンフレーム部材７０は、ヘッドパイプ本体部材６０の下部及び後部ダウンフレーム部材８０に接合される、前部ダウンフレーム上側部７１と、後部ダウンフレーム部材８０の下部を下方から支持すると共に、下方の左右一対のロアフレーム６Ｌ、６Ｒに接合される下端二股部を含んだ、前部ダウンフレーム下側部７３と、を備えている。

図７は前部ダウンフレーム部材７０の斜視図である。図７に示すように、前部ダウンフレーム上側部７１の上部には、ヘッドパイプ本体部材６０の内周面６３１ａ（図４参照）に連通する第２環状部７１２が形成されている。第２環状部７１２は、操舵軸を挿通する操舵軸挿通孔７１２ａと、操舵軸を軸支するベアリング（図示しない）を支持する第２ベアリング支持部７１２ｂと、を含んでいる。

また、前部ダウンフレーム部材７０は、後部ダウンフレーム部材８０を下方から支持する支持面Ｍを備えている。支持面Ｍは車体の前後面、左右側面に沿った略矩形状に形成されており、これにより、前部ダウンフレーム部材７０と後部ダウンフレーム部材８０とを溶接し易くなっている。

図８に示すように、前部ダウンフレーム上側部７１の後部には、後方に向けて突出する左右一対の第３突出部７１１、７１１が、後部ダウンフレーム部材８０（図３参照）との接合部に対応して、設けられている。

図７に示すように、前部ダウンフレーム下側部７３は、後方へ向けて開口する略コの字状の断面形状を有しており、前部ダウンフレーム下側部７３の側面部には、エンジン２２（図１参照）及びラジエータ２３（図１参照）を車体フレーム１（図１参照）に支持するための、左右一対の前側取付部７３１、７３１と、左右一対のラジエータ取付部７３２、７３２とが、一体に形成されている。また、前部ダウンフレーム部材７０は、支持面Ｍよりも下方で二股に分かれるので、後部ダウンフレーム部材８０の支持を強固にできる。同様に支持面よりも下方でエンジン支持部７３１が形成されているので、後部ダウンフレーム部材８０の支持を強固にできる。図３に示すように、前部ダウンフレーム下側部７３は、車体フレーム１の内方側の空間部が拡大するように、前方に向けて湾曲している。

前部ダウンフレーム部材７０は、後部ダウンフレーム部材８０よりも剛性が高く形成される。たとえば、前部ダウンフレーム部材７０は、後部ダウンフレーム部材８０に対して、材料または形状（例えば肉厚）が異なることで、剛性が高く形成される。本実施例では、鍛造部品が用いられることで、後述するように鋳造部品が用いられる後部ダウンフレーム部材８０よりも剛性が高くなるように構成されている。

（後部ダウンフレーム部材８０）
図２、図３に示すように、後部ダウンフレーム部材８０は、ヘッドパイプ部分２の中間部後部２Ｃｂと、ダウンフレーム部分５の後方上部５Ｃとが、一体に形成されたアルミニウム合金製の鋳造成形品であって、本体部８１とガセット部８３と左右一対のアーム部８５、８５とを備えている。本体部８１は、ヘッドパイプ本体部材６０の延長部６５の上壁部６５１（図２参照）の下部から前部ダウンフレーム部材７０の支持面Ｍに至るまで、前部ダウンフレーム上側部７１の後部に沿うように延設されている。

図２に示すように、ガセット部８３は、ヘッドパイプ本体部材６０の上壁部６５１の下部に当接して接合される第１接合部８３１と、該第１接合部８３１の後下方に延設された左右一対の第２接合部８３２、８３２（図５参照）と、を有している。図５に示すように、第２接合部８３２、８３２は、左右一対のメインフレーム部材３１、３１の互いに対向する対面に沿って、それぞれ左右方向に離間しながら、略後方へ延びるように形成され、メインフレーム部材３１に接合されている。

図２、図３に示すように、左右一対のアーム部８５、８５は、本体部８１の上下方向の中央より少し下側位置から略後方に向けて延びるように形成されている。左右一対のアーム部８５、８５は、それぞれ、本体部８１から左右に離間するように後方に延びると共に、後方に向けて湾曲している。すなわち、左右一対のアーム部８５、８５は全体として後方へ向けて開口する略Ｕ字状の形態を有している。また、アーム部８５は、断面が矩形形状に形成されることで、剛性を高められている。しかも、アーム部８５は中空形状に形成されているので、剛性低下を防ぎつつ、軽量化されている。

図５、図６、図８に示すように、本体部８１は、全体として前方に向けて開口する略コの字状の断面を有している。本体部８１の略コの字状断面の左右方向の内幅は、ヘッドパイプ本体部材６０との接合部（図６参照）においては左右一対の第２突出部６３３、６３３の外幅に略一致する寸法に形成され、前部ダウンフレーム部材７０との接合部（図８参照）においては左右一対の第３突出部７１１、７１１の外幅に略一致する寸法に形成されている。また、図６、図８に示すように、本体部８１の略コの字状断面の前端部は、対応する突出部６３３、７１１と、重複するように位置している。

図５、図６に示すように、ヘッドパイプ本体部材６０の後部に、後部ダウンフレーム部材８０と左右一対のメインフレーム部材３１、３１とを接合することによって、ヘッドパイプ部分２には、操舵を挿入可能な空間が外部から隔てて形成されており、前記空間に水滴、泥、埃などの侵入が防止されている。また、図８に示すように、後部ダウンフレーム部材８０と前部ダウンフレーム部材７０とがそれぞれ接合されることで、ダウンフレーム部分５は中空に構成されており、軽量化されている。略コの字状断面と突出部６３３又は７１１とにより構成される各接合部は、部材が重複するように形成されているので、各接合部を溶接したときに生じる溶接ビードの前記中空部への溶け落ちが防止される。これにより、溶接箇所の溶接品質が向上する。

図２に示すように、本体部８１の側面には左右一対のラジエータ取付部８１１、８１１が形成され、後部にはイグニッションコイル取付部８１２が形成されている。イグニッションコイル取付部８１２は、アーム部８５が延びる方向と同じ方向に本体部８１から突出することが好ましい。これによってアーム部８５とイグニッションコイル取付部８１２との、型抜き方向をそろえることができ、成形型が大型化したり、成形工程が複雑化することを防ぐことができる。イグニッションコイル２４の他、他の装備品が後部ダウンフレーム部材８０に固定されてもよい。

（メインフレーム部材３１）
図２に示すように、左右一対のメインフレーム部材３１、３１は、平面部３１１、３１１を備えた略Ｄ字状断面を有する、アルミニウム合金製の押し出し成形パイプであって、ヘッドパイプ部分２から後方へ互いに離間するように延びると共に湾曲し、略平行状態で後方へ延びている。左右一対のメインフレーム部材３１、３１は、前後方向の中央位置より後方位置において、下部がそれぞれ、左右一対のアーム部８５、８５の後部に溶接により接合されている。

図５に示すように、メインフレーム部材３１は、軸線に対して傾斜した前端部３１２がヘッドパイプ本体部材６０の第１突出部６３２の側面と後部ダウンフレーム部材８０の側面とに接合されていると共に、平面部３１１が後部ダウンフレーム部材８０の第２接合部８３２に接合されて後方に伸びている。また、図２に示すように、左右一対のメインフレーム部材３１、３１の前端部の車体フレーム１の外方側の上部３１３、３１３は、ヘッドパイプ本体部材６０の左右一対の側壁部６５２、６５２に接合されている。

（ロアフレーム６及びブラケット９０）
図２に示すように、左右一対のロアフレーム６Ｌ、６Ｒは、矩形状の断面を有するアルミニウム合金製の押し出しパイプであって、後部に溶接により接合されたブラケット９０によって、互いに連結されている。ブラケット９０は、アルミニウム製の鍛造成形品であって、エンジン２２（図１参照）を支持するための左右一対の前記下側取付部９１、９１が、一体に形成されている。

（スイングアームブラケット３３）
図２に示すように、左右一対のスイングアームブラケット３３、３３は、左右一対のメインフレーム部材３１、３１の後部に接合されて、略後下方へ延びると共に下方へ湾曲し、左右一対のロアフレーム６Ｌ、６Ｒの後部に接合されている。スイングアームブラケット３３はアルミニウム合金製の鍛造成形品であって、エンジン２２（図１参照）を支持するための上側取付部３３１と、スイングアーム４０（図１参照）の前部を軸支するピボット軸部３３２とが、一体に形成されている。

（エンジン２２の車体フレーム１への組み付け）
図１に示すように、エンジン２２は、上部が左右一対の上部取付ブラケット２９、２９を介して左右一対のスイングアームブラケット３３、３３の上側取付部３３１、３３１に連結され、前部が左右一対の前部取付ブラケット３０、３０を介して前部ダウンフレーム部材７０の左右一対の前部取付部７３１、７３１により連結され、下部が連結ブラケット９０の左右一対の下側取付部９１、９１に直接に連結され、後部がスイングアーム４０の左右一対のスイングアームブラケット３３、３３のピボット軸部３３２、３３２への連結に共締めされることによって、車体フレーム１に支持されている。

すなわち、エンジン２２は、上下前後を左右両側から車体フレーム１に連結されているので、エンジン２２を車体フレーム１に強固に搭載できると共に、エンジン２２を介して、車体フレーム１の左右方向の剛性を高めることができる。

（他部品の車体フレーム１への組み付け）
図１に示すように、ラジエータ２３は、後部ダウンフレーム部材８０（図２参照）に設けられたラジエータ取付部８１１（図２参照）と、前部ダウンフレーム部材７０に設けられたラジエータ取付部７３２（図２参照）と、により車体フレーム１に装着されている。イグニッションコイル２４は、後部ダウンフレーム部材８０（図２参照）に設けられたイグニッションコイル取付部８１２（図２参照）により車体フレーム１に装着されている。

以上説明したように、本発明に係る車体フレーム１によれば、次の効果を発揮できる。

（１）後部ダウンフレーム部材８０に、左右一対のメインフレーム部材３１、３１のヘッドパイプ部分２への接合部を補強するガセット部８３と、左右一対のメインフレーム部材３１、３１を支持する左右一対のアーム部８５、８５とが、一体に設けられている。これにより、ガセット部８３と左右一対のアーム部８５、８５とを、後部ダウンフレーム部材８０と別部材として設ける場合に比して、部品点数を削減できる。

（２）ガセット部８３とアーム部８５とが１つの部材として後部ダウンフレーム部材８０に一体に設けられているので、ガセット部８３、アーム部８５及び後部ダウンフレーム部材８０を溶接により接合する手間と、これらの部材間の溶接状態を検査する手間と、を省略でき、車体フレーム１の生産性を向上できる。

（３）ガセット部８３とアーム部８５とが１つの部材として後部ダウンフレーム部材８０に一体に設けられているので、ガセット部８３、アーム部８５及び後部ダウンフレーム部材８０を溶接により接合する場合に生じる溶接ビードが削減されると共に、溶接ビードの溶け落ちを防止するために各部材を互いに重複させる必要がなくなる。これにより、車体フレーム１を軽量化できる。

（４）ヘッドパイプ部分２を、ヘッドパイプ本体部材６０と、前部ダウンフレーム部材７０と、後部ダウンフレーム部材８０と、から構成することにより、単一の部材によりヘッドパイプ部分２を構成する場合に比して、操舵軸を挿通可能な挿入孔を容易に形成できる。すなわち、ヘッドパイプ部分２を３つの部材により上部２Ａ及び中間部前部２Ｃａ、下部２Ｂ、中間部後部２Ｃｂに分割することによって、操舵軸の挿通孔を各部材の素材形状に予め形成できる。これにより、各部材を接合した後に挿通孔を機械加工で形成するときの加工取代を低減できるので、加工性が向上すると共に、歩留まりを向上して、加工コストを低減できる。

（５）ダウンフレーム部分５は、鍛造により成形される前部ダウンフレーム部材７０と、鋳造により成形される後部ダウンフレーム部材８０とに、分割して構成されている。また、ヘッドパイプ本体部材６０及びスイングアームブラケット３３は鍛造により形成され、メインフレーム部材３１及びロアフレーム６は押し出し成形により形成されている。

すなわち、車体フレーム１の外周部を構成する部材は、鍛造もしくは押し出し成形により形成されており、鋳造により成形する場合に比して強度が高くなるので、車体フレーム１の外周側は高応力に耐え得る。一方、車体フレーム１の内方側を構成する部材は、鋳造により形成され形状自由度が高い。ところで、自動二輪車の走行時における入力によって車体フレーム１に生じる応力は主として外周側に高応力が発生する。上述したように車体フレーム１は外周側が高応力に耐えうるように構成されているので、車体フレーム１は路面からの入力に十分耐え得る。

また、車体フレーム１の内方側、すなわち、後部ダウンフレーム部材８０は、ガセット部８３と左右一対のアーム部８５、８５とが一体に形成された複雑な形態を有しているが、本部材は形状自由度の高い鋳造により形成されているため、ガセット部８３と左右一対のアーム部８５、８５との一体化を実現できる。

したがって、車体フレーム１を、高応力への耐力が必要な車体外周部と、高い形状自由度が必要な車体内方側とに、分けて、それぞれ最適な成形法により形成することにより、車体フレーム１の強度を保ちながら、複数の部品を一体化させて部品点数の削減でき、これにより、車体フレーム１の生産性を向上できると共に、車体フレーム１の軽量化を実現できる。

（６）前部ダウンフレーム部材７０に前側取付部７３１とラジエータ取付部７３２とを一体に形成すると共に、後部ダウンフレーム部材８０にラジエータ取付部８１１とイグニッションコイル取付部８１２とを一体に形成することにより、これらの取付部を別部材で構成する場合に比して、溶接部品点数をさらに削減できる。

（７）ダウンフレーム部分５の下部を構成する前部ダウンフレーム部材７０を鍛造により形成して、車体フレーム１の内方側の空間を拡大するように、前方へ湾曲させて構成しているので、車体フレーム１内のエンジン搭載スペースを拡大できる。これにより、車体フレーム１へのエンジン２２の搭載性が向上する。

なお、本発明は、本実施形態において説明したようなモトクロッサータイプの自動二輪車に限らず、アメリカンタイプ、ロードレーサータイプの自動二輪車においても適用可能である。また、本実施形態において説明したような、ヘッドパイプ部分から左右に離間するように後方に延びる、左右一対のメインフレームを備えた車体フレームに限らず、メインフレームが車幅方向中心に沿って、ヘッドパイプ部分から後方に延びる場合も本発明に含まれる。

以上のように、本発明によれば、自動二輪車の車体フレームにおいて、生産性を向上させると共に、強度を確保できるので、この種の車体フレームの製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

１ 車体フレーム
２ ヘッドパイプ部分
３ メインフレーム部分
５ ダウンフレーム部分
６ ロアフレーム
２２ エンジン
２３ ラジエータ
３１ メインフレーム部材
３３ スイングアームブラケット
４０ スイングアーム
５０ リヤサスペンション装置
６０ ヘッドパイプ本体部材
７０ 前部ダウンフレーム部材
８０ 後部ダウンフレーム部材
８３ ガセット部
８５ アーム部
９０ 連結ブラケット

Claims (7)

1. 操舵軸を支持するヘッドパイプ部分と、該ヘッドパイプ部分から車体後方へ延びるメインフレーム部分と、前記ヘッドパイプ部分から車体下方へ延びるダウンフレーム部分とを備え、
   前記ダウンフレーム部分は、少なくとも前部を形成する前部ダウンフレーム部材と、少なくとも後部の一部を形成する後部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて、構成されており、
   前記後部ダウンフレーム部材には、前記メインフレーム部分を支持するアーム部と、前記メインフレーム部分の前記ヘッドパイプ部分への接合部を補強するガセット部とが、一体に形成されていることを特徴とする自動二輪車の車体フレーム。
2. 前記ヘッドパイプ部分は、上部を形成するヘッドパイプ本体部材と、下部を形成する前記前部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて構成されており、
   前記ヘッドパイプ本体部材には、操舵軸を軸支する上部ベアリングを支持するベアリング支持部を、備えた、第１環状部が、形成されており、
   前記前部ダウンフレーム部材には、操舵軸を軸支する下部ベアリングを支持するベアリング支持部を、備えた、第２環状部が、形成されており、
   前記ヘッドパイプ本体部材の前記第１環状部より下方部で後方に開放される凹部と、前記後部ダウンフレーム部材の上部で前方に開放される凹部とが、接合されて、操舵軸の一部が貫通する挿入孔が構成されている、
   請求項１記載の車体フレーム。
3. 前記メインフレーム部分は、左右一対のメインフレーム部材を含み、
   前記ヘッドパイプ本体部材は、前記左右一対のメインフレーム部材の間を後方へ延びる延長部分を有し、
   前記ガセット部は、延長部分接合部と左右一対のメインフレーム接合部とを有し、
   前記延長部分は、前記延長部分接合部に接合されており、
   前記左右一対のメインフレームは、前記左右一対のメインフレーム接合部にそれぞれ接合されている、
   請求項２記載の車体フレーム。
4. 前記前部ダウンフレーム部材は、鍛造成形品であり、
   前記後部ダウンフレーム部材は、鋳造成形品である、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体フレーム。
5. 前記前部ダウンフレーム部材及び前記後部ダウンフレーム部材に、前記車体フレームに接続される部品を固定するための取り付け部が、一体に形成されている、
   請求項４記載の車体フレーム。
6. 前記後部ダウンフレーム部材の下端部が、前記前部ダウンフレームの下側部分によって下方から支持されており、
   前記前部ダウンフレームの下側部分には、エンジンを支持するエンジン支持部が一体に形成されている、
   請求項４又は５に記載の車体フレーム。
7. 操舵軸を支持するヘッドパイプ部分と、該ヘッドパイプ部分から車体後方へ延びるメインフレーム部分と、前記ヘッドパイプ部分から車体下方へ延びるダウンフレーム部分とを備えた自動二輪車の車体フレームを製造する方法であって、
   前記ヘッドパイプ部分は、上部を形成するヘッドパイプ本体部材と、下部を形成する前部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて構成されており、
   前記ダウンフレーム部分は、少なくとも前部を形成する前記前部ダウンフレーム部材と、後部の少なくとも一部を形成する後部ダウンフレーム部材とを、含みそれらが接合されて構成されており、
   前記後部ダウンフレーム部材には、前記メインフレーム部分を支持するアーム部と、前記メインフレーム部分の前記ヘッドパイプ部分への接合部を補強するガセット部とが、一体に形成されており、
   前記ヘッドパイプ本体部材を鍛造成形品として準備する工程と、
   前記前部ダウンフレーム部材を鍛造成形品として準備する工程と、
   前記後部ダウンフレーム部材を鋳造成形品として準備する工程と、
   前記ヘッドパイプ本体部材と、前記前部ダウンフレーム部材と、前記後部ダウンフレーム部材と、を溶接により接合する工程と、
   前記メインフレーム部分を、前記ヘッドパイプ本体部材と、前記ガセット部及び前記アーム部に、溶接により接合する工程と、を含むことを特徴とする車体フレームを製造する方法。

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