JP2017065438A - 自動二輪車の車体フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム板部材の見栄えの向上と車両の軽量化を図ることができる自動二輪車の車体フレーム構造を提供する。【解決手段】車体フレームは、ヘッドパイプから下方に延出するダウンフレームと、該ダウンフレームの下部から車体後方側に向かって延出するメインフレーム６Ｌと、を備えている。メインフレーム６Ｌの少なくとも一部は、上下の両端部に接合フランジ２０ｆを有する一対のフレーム板部材２０ｏ，２０ｉが車幅方向の左右から相互に接合されて閉断面形状に形成されている。少なくとも一方のフレーム板部材２０ｏの、上下の接合フランジ２０ｆ間に位置される略平坦な側壁部２０ｓには、車両側面視で側壁部２０ｓを上下方向に横切るタンデムステップブラケット３０等の縦断部材が接合されている。【選択図】図４

Description

この発明は、スクータ型車両等の自動二輪車の車体フレーム構造に関するものである。

自動二輪車の車体フレームとして、断面略ハット状の一対のフレーム板部材を接合して閉断面としたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１に記載の車体フレームは、前輪を操向可能に支持するヘッドパイプと、そのヘッドパイプから下方に延出するダウンフレームと、ダウンフレームの下端部から車体後方側に向かって延出するメインフレームと、を有している。メインフレームは、断面略ハット状の一対のフレーム板部材を相互に接合することによって閉断面構造とされている。フレーム板部材は、一対の接合フランジと、その一対の接合フランジの間に配置される略平坦な壁部と、を有している。

特開２０００−３１３３９１号公報

上記従来の車体フレームにおいては、断面略ハット状の一対のフレーム板部材が相互に接合されて閉断面構造のメインフレームが構成されている。しかし、メインフレームを構成するフレーム板部材は、略平坦な壁部が延出方向に沿って長く連続しているため、メインフレームに大きな外力が作用したときに、略平坦な壁部に歪みが生じる可能性が考えられるが、その対策としてフレーム板部材の板厚を厚くすると、車両重量の増加を招くことが懸念される。

そこでこの発明は、フレーム板部材の見栄えの向上と車両の軽量化を図ることができる自動二輪車の車体フレーム構造を提供しようとするものである。

この発明に係る自動二輪車の車体フレーム構造は、上記課題を解決するために、前輪を操向可能に支持するヘッドパイプ（４）を前端部に備えた自動二輪車の車体フレーム構造において、前記ヘッドパイプ（４）から下方に延出するダウンフレーム（５）と、該ダウンフレーム（５）の下部から車体後方側に向かって延出するメインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）と、を備え、前記メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）の少なくとも一部は、上下の両端部に接合フランジ（２０ｆ）を有する一対のフレーム板部材（２０ｉ，２０ｏ）が車幅方向の左右から相互に接合されて閉断面形状に形成されており、少なくとも一方の前記フレーム板部材（２０ｉ，２０ｏ）の、上下の前記接合フランジ（２０ｆ）間に位置される略平坦な壁部（２０ｓ）には、車両側面視で当該壁部（２０ｓ）を上下方向に横切る縦断部材（３０）が接合されるようにした。

上記の構成により、メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）を構成するフレーム板部材（２０ｉ，２０ｏ）の少なくとも一方は、略平坦な壁部（２０ｓ）が、当該壁部（２０ｓ）を延出方向で小面積のブロックに仕切るように縦断部材（３０）によって補強される。この結果、メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）に外力が作用したときに、壁部（２０ｓ）に歪みが生じるのを縦断部材（３０）によって抑制することが可能になる。

前記壁部（２０ｓ）の外側面には、凹部（３２）が形成されており、前記縦断部材（３０）は、少なくとも一部が前記凹部（３２）内に配置された状態において、前記壁部（２０ｓ）に接合されるようにしても良い。
この場合、縦断部材（３０）が配置される壁部（２０ｓ）の外側面に凹部（３２）が形成されているため、縦断部材（３０）の車幅方向への膨出量を抑制することが可能になる。したがって、この構造を採用することにより、壁部（２０ｓ）の歪みを抑制しつつ、自動二輪車の車幅を狭めることができる。

前記縦断部材（３０）は、パイプ材によって形成されており、前記凹部（３２）は、前記縦断部材（３０）に沿うように形成されるようにしても良い。
この場合、簡単な構成でありながら剛性の高いパイプ材によって壁部（２０ｓ）を補強しつつ、パイプ材の車幅方向の外側への膨出を凹部（３２）によって抑制することができる。

前記メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）は、前記ダウンフレーム（５）の下部から車体後方側に向かって延出するフロアフレーム部（７）と、該フロアフレーム部（７）の後部から後上方に立ち上がる立ち上がり部（８）と、該立ち上がり部（８）の上部から車体後方に向かって延出するシートレール部（９）と、を備え、前記縦断部材（３０）は、前記立ち上がり部（８）の車幅方向外側の側面に取り付けられるようにしても良い。
この場合、車両の走行時等に大きな荷重が入力され易い立ち上がり部（８）の壁部（２０ｓ）を、縦断部材（３０）によって効率良く補強することができる。

前記縦断部材（３０）は、タンデムステップ（３１）を支持するタンデムステップブラケットによって構成されるようにしても良い。
この場合、タンデムステップブラケットが縦断部材（３０）を兼ねるため、タンデムステップブラケットと別に専用の縦断部材を設置するときに比較して、自動二輪車の部品点数の削減を図ることができる。

前記接合フランジ（２０ｆ）のうちの、車両側面視で前記縦断部材（３０）と重なる部位には、切欠き部（３４）が設けられるようにしても良い。
この場合、メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）の壁部（２０ｓ）に縦断部材（３０）を溶接固定する場合に、溶接工具が接合フランジ（２０ｆ）と干渉するのを、切欠き部（３４）によって回避することが可能になる。

この発明によれば、少なくとも一方のフレーム板部材の壁部に、車両側面視で当該壁部を上下方向に横切る縦断部材が接合されているため、メインフレームに大きな外力が入力されたときに壁部に歪みが生じるのを縦断部材によって抑制することができる。したがって、この発明によれば、フレーム板部材の板厚を厚くすることなく、フレーム板部材の壁部に歪みが生じるのを抑制できるため、フレーム板部材の見栄えの向上と車両の軽量化を図ることができる。

この発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 この発明の一実施形態に係る車体フレームの上面図である。 この発明の一実施形態に係る車体フレームの前面図である。 この発明の一実施形態に係る車体フレームの図１のＩＶ部を拡大した側面図である。 この発明の一実施形態に係る車体フレームの一部を、車両の外側前部下方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態に係る車体フレームの一部を、車両の外側後部上方から見た斜視図である。 この発明の一実施形態に係る車体フレームの一部の下面図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で用いる図面において、矢印ＦＲは車両の前方を指し、矢印ＵＰは車両の上方を指し、矢印ＬＨは車両の左側方を指すものとする。

図１は、この実施形態に係る車体フレーム構造を採用した自動二輪車１の左側面を示す図である。図１においては、主要な車体フレームＦを実線で示し、その他の部分を仮想線で示している。図２は、車体フレームＦを上方から見た図であり、図３は、車体フレームＦを前方から見た図である。
この実施形態に係る自動二輪車１は、スクータ型の自動二輪車であり、シート２の前部側下方に運転者の足を載せ置くステップフロア３が配置されている。車体フレームＦは、図示しないステアリングシャフトを回動可能に支持するヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から下方に延出する円筒状のダウンフレーム５と、ダウンフレーム５の下部から車体後方側に向かって延出する左右一対のメインフレーム６Ｌ，６Ｒと、を備えている。

左右のメインフレーム６Ｌ，６Ｒは、ダウンフレーム５との接合部からステップフロア３に略沿って車体後方側に向かって延出するフロアフレーム部７と、フロアフレーム部７の後部から後部斜め上方に立ち上がる立ち上がり部８と、立ち上がり部８の上端部から車体後部に向かって略水平に延出するシートレール部９と、を有している。左右のメインフレーム６Ｌ，６Ｒは、各フロアフレーム部７の前端部がダウンフレーム５の下部に接合される一方で、フロアフレーム部７の後部の立ち上がり部８同士がセンタークロスパイプ１０によって相互に連結され、シートレール部９同士が第１リヤクロスパイプ１１と第２リヤクロスパイプ１２によって相互に連結されている。

図１に示すように、ヘッドパイプ４に保持されたステアリングシャフトの下部には、左右一対のフロントフォーク１３Ｌ，１３Ｒが取り付けられており、ステアリングシャフトの上部には操舵ハンドル１４が取り付けられている。左右のフロントフォーク１３Ｌ，１３Ｒの下端には前輪Ｗｆが回転自在に支持されている。

左右のメインフレーム６Ｌ，６Ｒの立ち上がり部８間に架設されたセンタークロスパイプ１０には、図２に示すように、エンジンピボット１５が取り付けられている。エンジンピボット１５には、エンジン１６と動力伝達装置１７が一体ブロック化されたパワーユニットＰの前端部が揺動可能に支持されている。パワーユニットＰの後端部には、後輪Ｗｒが動力伝達可能に保持されている。この自動二輪車１では、パワーユニットＰと後輪Ｗｒとが車体フレームＦに揺動可能に支持される所謂ユニットスイング式の後輪支持構造を採用している。なお、パワーユニットＰの後端部と車体フレームＦとの間には、クッションユニット１８が介装されている。
この実施形態に係る自動二輪車１の場合、パワーユニットＰの動力伝達装置１７は車両の左側部に配置されており、後輪Ｗｒは、車体の左側部に配置された動力伝達装置１７によって片持ち支持されている。

また、左右のメインフレーム６Ｌ，６Ｒの立ち上がり部８の下部領域には、シート２の前部下方を支持するシート支持パイプ１９が連結されている。シート支持パイプ１９は略コ字状に形成され、コ字形状の開口側の両縁部が左右のメインフレーム６Ｌ，６Ｒに結合されている。

図４は、車体フレームＦの図１のＩＶ部を拡大して示した図であり、図５は、車体フレームＦの図１のＩＶ部を外側前部下方から見た図である。また、図６は、車体フレームＦの図１のＩＶ部を外側後部上方から見た図であり、図７は、車体フレームＦの図１のＩＶ部を下方から見た図である。
左右の各メインフレーム６Ｌ，６Ｒは、断面略ハット状の一対のフレーム板部材２０ｉ，２０ｏが、互いの上部の接合フランジ２０ｆ同士と下部の接合フランジ２０ｆ同士を車幅方向左右から接合して構成されている。フレーム板部材２０ｉ，２０ｏは、一定厚みの鋼鈑や軽合金板等の板部材から成り、例えば、プレス成形によって前端部から後端部に亘る全域の縦断面が略ハット状になるように加工されている。
フレーム板部材２０ｉ，２０ｏは、上下の各端部に延設される接合フランジ２０ｆと、各接合フランジ２０ｆの基端から車幅方向に延出する上壁部２０ｕ及び下壁部２０ｌと、上壁部２０ｕと下壁部２０ｌを連結する略平坦な側壁部２０ｓ（壁部）と、を有している。フレーム板部材２０ｉ，２０ｏは、それぞれの上下の接合フランジ２０ｆ同士がスポット溶接等によって接合され、それにより、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの延出方向の全域の縦断面が閉断面形状とされている。

ところで、各メインフレーム６Ｌ，６Ｒのうちの、フロアフレーム部７の後端部から後部斜め上方に立ち上がる立ち上がり部８には、下部領域に、運転者の乗員荷重が入力されるとともに、パワーユニットＰを通して後輪Ｗｒからの荷重が入力される。また、立ち上がり部８の上部領域には、シート２の後部に着座した搭乗者の乗員荷重が入力されるとともに、クッションユニット１８を通して後輪Ｗｒからの荷重が入力される。このため、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの立ち上がり部８には、車両走行時に大きな荷重が入力され易い。

この実施形態に係る自動二輪車１においては、各メインフレーム６Ｌ，６Ｒの立ち上がり部８の車幅方向の剛性を高めるために、外側のフレーム板部材２０ｏの略平坦な側壁部２０ｓに、車両側面視で側壁部２０ｓを上下方向に横切るように、タンデムステップブラケット３０が溶接によって接合されている。タンデムステップブラケット３０は、シート２の後部の搭乗者が足を載せ置くタンデムステップ３１（図１参照）を支持するためのブラケットであり、下端のステップ支持部３０ａ等を除く主要部（以下、「ブラケット本体３０ｂ」と呼ぶ。）が剛性の高い金属パイプによって構成されている。タンデムステップブラケット３０は、立ち上がり部８の延出方向におけるほぼ中央位置に接合されている。

ブラケット本体３０ｂは、上端部が、立ち上がり部８のフレーム板部材２０ｏの上部側の接合フランジ２０ｆと略同一高さに位置され、下端部が、立ち上がり部８のフレーム板部材２０ｏの下部側の接合フランジ２０ｆよりも下方側に延出している。ブラケット本体３０ｂは、上端部から下端部に向かって車体後方側に所定角度傾斜している。
この実施形態においては、タンデムステップブラケット３０が、立ち上がり部８におけるフレーム板部材２０ｏの側壁部２０ｓを上下方向に横切る縦断部材を構成している。

フレーム板部材２０ｏの側壁部２０ｓのタンデムステップブラケット３０が取り付けられる部位には、断面が円弧状に窪み車体上下方向に略沿って延出する凹部３２が形成されている。凹部３２の断面は、タンデムステップブラケット３０のブラケット本体３０ｂの外面形状にほぼ合致する円弧形状に形成されている。ブラケット本体３０ｂは、図４に示すように、凹部３２内に配置された状態において、凹部３２の前縁部と後縁部と下端側の縁部に対してレーザー溶接等によって溶接固定されている。なお、図４において、ブラケット本体３０ｂと側壁部２０ｓの溶接部には、符号ｗ１，ｗ２，ｗ３を付してある。

立ち上がり部８の下端側の接合フランジ２０ｆのうちの、車両側面視でタンデムステップブラケット３０と重なる位置には、所定幅に亘って切欠き部３４が形成されている。切欠き部３４は、ブラケット本体３０ｂと側壁部２０ｓの下部側の溶接部よりも僅かに広い前後範囲に亘って形成されている。

以上のように、この実施形態に係る車体フレーム構造においては、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの外側のフレーム板部材２０ｏの略平坦な側壁部２０ｓに、車両側面視で側壁部２０ｓを上下方向に横切るように、縦断部材であるタンデムステップブラケット３０が接合されている。このため、タンデムステップブラケット３０が、外側のフレーム板部材２０ｏの側壁部２０ｓを、延出方向で小面積の前後のブロックに仕切るようにして、補強することになる。したがって、この車体フレーム構造を採用することにより、メインフレーム６Ｌ，６Ｒに外力が作用したときに側壁部２０ｓに歪みが生じるのを、フレーム板部材２０ｉ，２０ｏの肉厚を厚くせずにタンデムステップブラケット３０によって抑制することができる。したがって、この実施形態に係る車体フレーム構造を採用することにより、フレーム板部材の見栄えの向上と車両の軽量化を図ることができる。

特に、この実施形態のように、メインフレーム６Ｌ，６Ｒのうちの、車両走行時に大きな荷重が入力され易い立ち上がり部８の側壁部２０ｓに、タンデムステップブラケット３０のようなパイプ材から成る縦断部材を接合するようにした場合には、側壁部２０ｓに生じる面の歪みを効率良く抑制することができる。したがって、この車体フレーム構造を採用することにより、車両の軽量化を図りつつ車体フレームＦの外部からの見栄えをより向上させることができる。

また、この実施形態に係る車体フレーム構造では、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの側壁部２０ｓの外側面に凹部３２が形成され、縦断部材であるタンデムステップブラケット３０の一部が凹部３２内に配置された状態で側壁部２０ｓに接合されている。このため、この構造を採用することにより、縦断部材であるタンデムステップブラケット３０が車幅方向外側に膨出するのを抑制することができるとともに、タンデムステップブラケット３０と側壁部２０ｓの間の接合部強度を高めることができる。したがって、この構造を採用することにより、側壁部２０ｓの歪みを抑制しつつ、車幅方向の占有幅をより狭めて自動二輪車の走行性能を高めることができる。

なお、この実施形態においては、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの側壁部２０ｓに接合される縦断部材として、タンデムステップブラケット３０が用いられているが、縦断部材は、タンデムステップブラケット３０に限らず、専用の補強部品を用いることも可能である。
ただし、この実施形態のように、タンデムステップブラケット３０を縦断部材として用いた場合には、タンデムステップ３１を車両側部の最適位置で保持し、かつメインフレーム６Ｌ，６Ｒを効率良く補強することが可能になるとともに、自動二輪車１の部品点数も削減することができる。

さらに、この実施形態に係る車体フレーム構造においては、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの立ち上がり部８の下部側の接合フランジ２０ｆのうちの、車両側面視でタンデムステップブラケット３０のブラケット本体３０ｂと重なる部位に、切欠き部３４が形成されている。このため、ブラケット本体３０ｂを立ち上がり部８における側壁部２０ｓの下部領域（符号ｗ３部分）に溶接する際に、溶接工具が下部側の接合フランジ２０ｆと干渉するのを回避することができる。したがって、この構造を採用することにより、タンデムステップブラケット３０を立ち上がり部８に溶接する際の作業性を高めることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、メインフレーム６Ｌ，６Ｒの外側のフレーム板部材２０ｏに縦断部材（タンデムステップブラケット３０）を接合しているが、縦断部材は、外側と内側の各フレーム板部材２０ｏ，２０ｉに接合するようにしても良く、また、内側のフレーム板部材２０ｉのみに接合するようにしても良い。

１…自動二輪車
４…ヘッドパイプ
５…ダウンフレーム
６Ｌ，６Ｒ…メインフレーム
７…フロアフレーム部
８…立ち上がり部
９…シートレール部
２０ｉ，２０ｏ…フレーム板部材
２０ｆ…接合フランジ
２０ｓ…側壁部（壁部）
３０…タンデムステップブラケット（縦断部材）
３１…タンデムステップ
３２…凹部
３４…切欠き部
Ｆ…車体フレーム

Claims (6)

1. 前輪を操向可能に支持するヘッドパイプ（４）を前端部に備えた自動二輪車の車体フレーム構造において、
   前記ヘッドパイプ（４）から下方に延出するダウンフレーム（５）と、
   該ダウンフレーム（５）の下部から車体後方側に向かって延出するメインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）と、を備え、
   前記メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）の少なくとも一部は、上下の両端部に接合フランジ（２０ｆ）を有する一対のフレーム板部材（２０ｉ，２０ｏ）が車幅方向の左右から相互に接合されて閉断面形状に形成されており、
   少なくとも一方の前記フレーム板部材（２０ｉ，２０ｏ）の、上下の前記接合フランジ（２０ｆ）間に位置される略平坦な壁部（２０ｓ）には、車両側面視で当該壁部（２０ｓ）を上下方向に横切る縦断部材（３０）が接合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構造。
2. 前記壁部（２０ｓ）の外側面には、凹部（３２）が形成されており、
   前記縦断部材（３０）は、少なくとも一部が前記凹部（３２）内に配置された状態において、前記壁部（２０ｓ）に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
3. 前記縦断部材（３０）は、パイプ材によって形成されており、前記凹部（３２）は、前記縦断部材（３０）に沿うように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
4. 前記メインフレーム（６Ｌ，６Ｒ）は、
   前記ダウンフレーム（５）の下部から車体後方側に向かって延出するフロアフレーム部（７）と、
   該フロアフレーム部（７）の後部から後上方に立ち上がる立ち上がり部（８）と、
   該立ち上がり部（８）の上部から車体後方に向かって延出するシートレール部（９）と、を備え、
   前記縦断部材（３０）は、前記立ち上がり部（８）の車幅方向外側の側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
5. 前記縦断部材（３０）は、タンデムステップ（３１）を支持するタンデムステップブラケットによって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
6. 前記接合フランジ（２０ｆ）のうちの、車両側面視で前記縦断部材（３０）と重なる部位には、切欠き部（３４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。

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