JP2018111404A - 自動二輪車の車体フレーム構造及び自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】シートからの荷重を効果的に支持できること。【解決手段】ヘッドパイプから後方へ延びた後に湾曲して下方へ延在し、エンジンを懸架可能な剛性を備えたメインフレーム１３と、このメインフレーム１３の湾曲部位１３Ｂ付近に接合されて後方へ延び、シートを載置する左右一対のシートレール１５と、これらのシートレール１５がメインフレーム１３と接合される側に設けられて、一対のシートレール１５を連結するフロントシートブリッジ３０と、を有する自動二輪車の車体フレーム構造であって、フロントシートブリッジ３０が、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃに角パイプ４５を用いて接合されて構成されたものである。【選択図】 図２

Description

本発明は、自動二輪車の車体フレーム構造、及びこの車体フレーム構造を備えた自動二輪車に関する。

特許文献１には、ヘッドパイプから後方に延出したメインフレームと、このメインフレームの後部上部から後方へ延出してシートを載置するシートレールとを備え、これらのメインフレーム及びシートレールが矩形中空断面体であり、メインフレームがエンジンを支持可能な剛性に、シートレールがシート荷重を支持可能な剛性に構成された自動二輪車の車体フレーム構造が開示されている。更に、この車体フレーム構造では、リアサスペンションの上端を支持するリアサスペンションブラケットが、メインフレームに固定して取り付けられている。

特開平９−１７５４６３号公報

ところで、自動二輪車においては、大重量の車両構造物を保持し且つ操縦安定性を高めるために、車体フレームの剛性を向上させなければならない。エンジンは、自動二輪車の最大重量の車両構造物である。このため、このエンジンを支持するメインフレームは、一般的に高剛性で大重量のパイプが採用されている。一方、メインフレーム以外の車体フレームは、車両重量軽減の目的で、可能な限り軽量のものが採用される傾向にある。

しかしながら、同材質で且つ同構造のフレームを採用する場合、軽量の車体フレームを採用すると車体フレームの剛性が低下してしまう。このため、軽量且つ低剛性の車体フレームを採用しつつも、車両全体で高剛性を確保できる車体フレーム構造が要請されている。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シートからの荷重を効果的に支持できる自動二輪車の車体フレーム構造及び自動二輪車を提供することにある。

本発明の他の目的は、リアサスペンションからの荷重を効果的に支持できる自動二輪車の車体フレーム構造及び自動二輪車を提供することにある。

本発明に係る自動二輪車の車体フレーム構造は、ヘッドパイプから後方へ延びた後に湾曲して下方へ延在し、エンジンを懸架可能な剛性を備えたメインフレームと、このメインフレームの湾曲部位付近に接合されて後方へ延び、シートを載置する左右一対のシートレールと、これらのシートレールが前記メインフレームと接合される側に設けられて、一対の前記シートレールを連結するシートブリッジと、を有する自動二輪車の車体フレーム構造であって、前記シートブリッジが、前記メインフレームの下方延在部位に補強部材を用いて接合されて構成されたことを特徴とするものである。
また、本発明に係る自動二輪車は、前記発明における自動二輪車の車体フレーム構造を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、シートからの荷重は、シートレール及び、このシートレールにおけるメインフレームとの接合部位を経てメインフレームに伝達される他、シートレール、シートブリッジ及び補強部材を経てメインフレームに伝達される。従って、シートからの荷重を、エンジンを懸架可能な剛性を備えたメインフレームを有効に活用することによって、効果的に支持することができる。

本発明に係る自動二輪車の車体フレーム構造における一実施形態が適用された自動二輪車の車体フレーム等を示す左側面図。 図１のリアサスペンションブラケット及び角パイプ周囲を斜め前上方から目視し、左側シートレールを透視して示す斜視図。 図２のフロントシートブリッジ及びブリッジ補強材を斜め前上方から目視し、左側シートレールを透視して示す斜視図。 図２のフロントシートブリッジを斜め前上方から目視して示す斜視図。 図２のリアサスペンションブラケット及び角パイプ周囲であり、左側シートレールを省略して示す左側面図。 図２のリアサスペンションブラケット及び角パイプ周囲を斜め後下方から目視して示す斜視図。 図２のリアサスペンションブラケット及び角パイプ周囲を斜め後上方から目視し、左側シートレールを透視して示す斜視図。 図１のシートレールによるシートの支持構造を、シート下方から目視して示す斜視図。 図１の燃料タンクの後部結合状態等を示す断面図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る自動二輪車の車体フレーム構造における一実施形態が適用された自動二輪車の車体フレーム等を示す左側面図である。また、図２は、図１のリアサスペンションブラケット及び角パイプ周囲を斜め前上方から目視し、左側シートレールを透視して示す斜視図である。本実施形態において、上下、左右、前後の表現は、車両乗車時の運転者を基準にしたものである。

図１に示す自動二輪車１０は、前端部にヘッドパイプ１２を備える車体フレーム１１を有する。この車体フレーム１１は、後述のエンジン２５をフレームの一部とする所謂ダイヤモンドフレームであり、ヘッドパイプ１２、メインフレーム１３、ダウンチューブ１４、左右一対のシートレール１５、センターチューブ２０及びシートピラー２４を有して構成される。

車体フレーム１１の前部上方に位置するヘッドパイプ１２には、図示しないステアリング機構が支持される。このステアリング機構は、前輪１９を回転自在に支持すると共にサスペンション機構を内蔵したフロントフォークとハンドルバー（共に図示せず）とを備えて構成される。前輪１９は、ハンドルバーを用いて左右に操舵される。

メインフレーム１３は、ヘッドパイプ１２の上部後面から車両斜め後下方へ直線状に延びる直線延在部位１３Ａと、この直線延在部位から下方へ湾曲する湾曲部位１３Ｂと、この湾曲部位１３Ｂから下方へ延在する下方延在部位１３Ｃとを有して構成される。下方延在部位１３Ｃの下端部に、左右一対のセンターチューブ２０が結合される。このセンターチューブ２０にピボット軸支持部２１が配され、このピボット軸支持部２１にスイングアーム２２が車両上下方向に揺動可能に支持される。このスイングアーム２２の後端に後輪２３が回転自在に支持される。

図１、図３及び図４に示すように、メインフレーム１３の直線延在部位１３Ａにおける湾曲部位１３Ｂ付近には、左右一対のシートレール１５（左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）が結合されて、車両後方へ延びる。これらのシートレール１５は、左右一対のシートピラー２４を介してセンターチューブ２０に支持され、更に後述のフロントシートブリッジ３０及び角パイプ４５を介してメインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃに支持される。

ダウンチューブ１４は、ヘッドパイプ１２の下部後面から車両下方へ延在する。このダウンチューブ１４とメインフレーム１３とにエンジン２５が結合されて、このエンジン２５が懸架される。このため、メインフレーム１３及びダウンチューブ１４は、エンジン２５を懸架可能な高剛性に構成されている。そして、エンジン２５は、図示しないドライブチェーンを介して後輪２３を回転駆動する。

メインフレーム１３の直線延在部位１３Ａを跨ぐようにして燃料タンク２６が、この直線延在部位１３Ａにヘッドパイプ１２の後方位置で支持される。また、シート２７が（即ち、車両前方にライダーシート２７Ａが、車両後方にピリオンシート２７Ｂが）、燃料タンク２６の車両後方に隣接してシートレール１５に載置されて支持される。

図１及び図２に示すように、下端がスイングアーム２２を支持するリアサスペンション２８は、その上端がリアサスペンションブラケット２９に支持される。このリアサスペンションブラケット２９は、後述のフロントシートブリッジ３０及び角パイプ４５に接合される。そして、リアサスペンション２８によって、後輪２３からの衝撃荷重が緩衝される。

ところで、図３及び図４に示すように、左右一対のシートレール１５（左側シートレール１５Ｌ、右側シートレール１５Ｒ）がメインフレーム１３の直線延在部位１３Ａに接合する前端接合部位３３は、それぞれのシートレール１５の前端部内側部分が、前端ほど深く押し潰され、シートレール１５の長手方向に沿って前端から離れるに従って順次浅く斜めに押し潰されることで、広い接合面積に形成される。また、図１、図３及び図４に示すように、左右一対のシートレール１５（左側シートレール１５Ｌ、右側シートレール１５Ｒ）は、これらのシートレール１５の車両内側面がフロントシートブリッジ３０により互いに連結され、前端接合部位３３から離れた車両後方側が、第１リアシートブリッジ３１及び第２リアシートブリッジ３２により互いに連結される。

図４〜図７に示すように、フロントシートブリッジ３０は、薄厚のプレート状であり、車両前後方向の端部が折り曲げ加工されることにより、断面コ字形状に形成される。このフロントシートブリッジ３０は、断面コ字形状の開放部側を車両上方に向けた状態で、左側縁が左側シートレール１５Ｌに、右側縁が右側シートレール１５Ｒにそれぞれ溶接等により固着されることで、左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒを連結する。

更に、このフロントシートブリッジ３０の後半部には、車両前後方向の端部が折り曲げ加工されることにより断面コ字形状に形成されたブリッジ補強材３４が、その断面コ字形状の開放部側を、フロントシートブリッジ３０の開放部側に向けて溶接により接合される。フロントシートブリッジ３０の後半部とブリッジ補強材３４とが最中構造に接合されることにより、フロントシートブリッジ３０の後半部の撓み変形が抑制され、このフロントシートブリッジ３０の後半部の剛性が向上する。

図１に示す第１リアシートブリッジ３１及び第２リアシートブリッジ３２のうち、第１リアシートブリッジ３１には、図８に示すリアブラケット３５が固定される。このリアブラケット３５に、ライダーシート２７Ａの後底部がボルト３６及びナット３７により取り付けられる。また、ライダーシート２７Ａの前底部には、図９に示すようにシート前側係合部３８が設けられる。このシート前側係合部３８は、後述のようにブリッジ補強材３４に取り付けられたシート前側係合ブラケット３９に係合される。更に、図１に示すように、第２リアシートブリッジ３２はピリオンシート２７Ｂの底部を支持する。

上述のようにして、フロントシートブリッジ３０、ブリッジ補強材３４、第１リアシートブリッジ３１及び第２リアシートブリッジ３２を用いてシートレール１５に取り付けられ、または支持されたシート２７は、図８に示すように、ライダーシート２７の底部に設けられたクッション材４０を介して、シート２７に作用する荷重（シート荷重）をシートレール１５へ伝達する。

図１に示す燃料タンク２６は、その前端部が、メインフレーム１３における直線延在部位１３Ａに図示しないブラケット介して、車両上下方向に回動可能に支持される。また、図９に示すように、燃料タンク２６の後端部は、上クッション材４１と下クッション材４２とに挟持された状態で、締付ボルト４３及びナット４４を用いてブリッジ補強材３４に弾性支持される。このとき、前記シート前側係合ブラケット３９が締付ボルト４３及びナット４４により共締めされて、このシート前側係合ブラケット３９も、上クッション材４１及び下クッション材４２を介してブリッジ補強材３４に弾性支持される。

図１、図２及び図５に示すように、フロントシートブリッジ３０の前半部は、補強部材としての断面四角形状の角パイプ４５を用いて、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃに接合される。つまり、角パイプ４５は、メインフレーム１３と略同等の高剛性に構成され、その上端接合部位４５Ａが、フロントシートブリッジ３０の前半部の底面に略垂直状態で溶接等により接合される。また、角パイプ４５の下端接合部位４５Ｂは、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃの形状に沿って傾斜して形成されて広い接合面積を有し、この下方延在部位１３Ｃに溶接等により接合される。

これにより、フロントシートブリッジ３０を含むシートレール１５の前部とメインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃと角パイプ４５とは、車両側面視で三角形状に組み付けられることになり、特にフロントシートブリッジ３０を含むシートレール１５の前半部の剛性が向上する。

図２、図５及び図６に示すように、リアサスペンション２８の上端を支持するリアサスペンションブラケット２９は、薄肉のプレートを平面視コ字形状に形成し、その先端部を車両外方へ折り曲げ加工し、車両側面視で三角形状に構成される。この側面視三角形状のリアサスペンションブラケット２９は、その中央位置にリアサスペンション２８の上端の支持ピン４６を挿通するピン穴４７が形成されている。そして、リアサスペンションブラケット２９の上端接合部位２９Ａがフロントシートブリッジ３０の後半部の底面に溶接等により接合される。また、リアサスペンションブラケット２９の前方接合部位２９Ｂが、角パイプ４５の後面に溶接等により接合される。

フロントシートブリッジ３０は、前半部が高剛性の角パイプ４５に接合し、後半部にブリッジ補強材３４が接合されるため、剛性が向上している。このため、リアサスペンションブラケット２９を介してリアサスペンション２８から伝わる衝撃荷重が、角パイプ４５及びフロントシートブリッジ３０により確実に支持される。

なお、リアサスペンション２８が車幅方向において車両中央位置から片側（本実施形態では左側）に偏倚して配置されたことで、リアサスペンションブラケット２９も、車両中央位置に配置された角パイプ４５に対して、車幅方向の片側（本実施形態では左側）に配置されている。リアサスペンション２８は、車両構造物（例えばエアクリーナ）を回避したり、運動性能を向上させる等の目的で、上述のように車幅方向において車両中央位置から片側に偏倚して配置される場合がある。しかしながら、このリアサスペンション２８が車幅方向における車両中央位置に配置される場合には、リアサスペンションブラケット２９も、角パイプ４５と同様に、車幅方向中央位置に配置される。

ここで、図１及び図２に示すように、シート２７から車体フレーム１１の中心部へのシート荷重の伝達経路について矢印Ａを用い、また、リアサスペンション２８から車体フレーム１１の中心部への衝撃荷重の伝達経路について矢印Ｂを用いてそれぞれ説明する。

まず、シート２７からのシート荷重は、シートレール１５（左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）を伝達して、一方がシートレール１５の前端接合部位３３（図４）へ向かい、他方がフロントシートブリッジ３０を経て角パイプ４５に向かう。シートレール１５（左側シート１レール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）の前端接合部位３３は、メインフレーム１３の直線延在部位１３Ａとの接合面積が広く設けられたことで、シート荷重が分散され緩和されてメインフレーム１３の直線延在部位１３Ａに伝達されて支持される。

また、フロントシートブリッジ３０が薄厚のプレート状であることから、このフロントシートブリッジ３０に接合される角パイプ４５の長さが長く確保される。このため、フロントシートブリッジ３０から角パイプ４５に伝達されたシート荷重は、この角パイプ４５により十分に和らげられる。更に、角パイプ４５の下端接合部位４５Ｂは、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃとの接合面積が広く設定されている。このため、角パイプ４５に伝達されたシート荷重は、下端接合部位４５Ｂにより分散され緩和されて、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃに伝達されて支持される。

これらのことから、シート２７から車体フレーム１１の中心部へ向かうシート荷重は、高剛性のメインフレーム１３の直線延在部位１３Ａ及び下方延在部位１３Ｃによって効果的に支持される。

次に、リアサスペンション２８からの衝撃荷重は、リアサスペンションブラケット２９の前方接合部位２９Ｂが角パイプ４５に接合されることで、一方が高剛性の角パイプ４５に伝達され、リアサスペンションブラケット２９の上端接合部位２９Ａがフロントシートブリッジ３０の後半部に接合されることで、他方がフロントシートブリッジ３０に伝達される。

このフロントシートブリッジ３０は、前半部が角パイプ４５に接合され、後半部がブリッジ補強材３４の接合により最中構造に構成されることで、剛性が十分に確保されている。従って、リアサスペンション２８からの衝撃荷重は、リアサスペンションブラケット２９から直接角パイプ４５に、またフロントシートブリッジ３０を経て角パイプ４５に伝達され、更に、この角パイプ４５が接合される高剛性のメインフレーム１３によって効果的に支持される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）図１、図２及び図４に示すように、メインフレーム１３に接合された一対のシートレール１５（左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）を連結するフロントシートブリッジ３０は、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃに角パイプ４５を用いて接合されている。このため、シート２７からのシート荷重は、図２の矢印Ａに示すように、シートレール１５（左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）及び、このシートレール１５におけるメインフレーム１３の直線延在部位１３Ａとの前端接合部位３３を経てメインフレーム１３に伝達されるほか、シートレール１５（左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）、フロントシートブリッジ３０及び角パイプ４５を経て、メインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃに伝達される。従って、シート２７からのシート荷重を、エンジン２５を懸架可能な高剛性を備えたメインフレーム１３を有効に活用することによって、効果的に支持することができる。

（２）図１及び図２に示すように、リアサスペンション２８の上端を支持するリアサスペンションブラケット２９は、上端接合部位２９Ａが、ブリッジ補強材３４の接合による最中構造によって剛性が向上したフロントシートブリッジ３０の後半部に接合される。更に、リアサスペンションブラケット２９の前方接合部位２９Ｂは、フロントシートブリッジ３０の前半部とメインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃとに側面視三角形状に接合されて剛性が向上した角パイプ４５に接合されている。従って、図２の矢印Ｂに示すように、リアサスペンション２８からの衝撃荷重を、リアサスペンションブラケット２９を経てフロントシートブリッジ３０及び角パイプ４５にて確実に支持することができ、更に、角パイプ４５が接合された高剛性のメインフレーム１３を有効に活用することで、効果的に支持することができる。

（３）図２及び図５に示すように、角パイプ２５がメインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃと接合する下端接合部位４５Ｂは、下方延在部位１３Ｃの形状に沿って傾斜して形成されて、広い接合面積を有する。このため、角パイプ４５に伝達された荷重（シート２７からのシート荷重（矢印Ａ）、リアサスペンション２８からの衝撃荷重（矢印Ｂ））は、分散され緩和されてメインフレーム１３の下方延在部位１３Ｃへ伝達される。この結果、上述の荷重をメインフレーム１３により確実に支持することができる。

（４）図３及び図４に示すように、シートレール１５（左側シートレール１５Ｌ及び右側シートレール１５Ｒ）は、メインフレーム１３の直線延在部位１３Ａと接合する前端接合部位３３が、シートレール１５の長手方向に沿って斜めに順次押し潰されることで広い接合面積に形成されている。このため、シート２７からシートレール１５を経て伝達されるシート荷重は、このシートレール１５の前端接合部位３３により分散され緩和されて、メインフレーム１３の直線延在部位１３Ａに伝達される。この結果、シート２７からのシート荷重をメインフレーム１３により確実に支持することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１２…ヘッドパイプ、１３…メインフレーム、１３Ａ…直線延在部位、１３Ｂ…湾曲部位、１３Ｃ…下方延在部位、１５…シートレール、１５Ｌ…左側シートレール、１５Ｒ…右側シートレール、２５…エンジン、２７…シート、２８…リアサスペンション、２９…リアサスペンションブラケット、２９Ａ…リアサスペンションブラケットの上端接合部位、２９Ｂ…リアサスペンションブラケットの前方接合部位、３０…フロントシートブリッジ（シートブリッジ）３３…シートレールの前端接合部位、３４…ブリッジ補強材、４５…角パイプ（補強部材）４５Ａ…角パイプの上端接合部位、４５Ｂ…角パイプの下端接合部位。

Claims (5)

1. ヘッドパイプから後方へ延びた後に湾曲して下方へ延在し、エンジンを懸架可能な剛性を備えたメインフレームと、このメインフレームの湾曲部位付近に接合されて後方へ延び、シートを載置する左右一対のシートレールと、これらのシートレールの車両内側面間に設けられて、一対の前記シートレールを連結するシートブリッジと、を有する自動二輪車の車体フレーム構造であって、
   前記シートブリッジが、前記メインフレームの下方延在部位に補強部材を用いて接合されて構成されたことを特徴とする自動二輪車の車体フレーム構造。
2. 前記シートブリッジ及び前記補強部材には、後輪からの衝撃荷重を緩衝するリアサスペンションの一端を支持するリアサスペンションブラケットが接合された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. 前記シートブリッジは断面コ字形状に形成され、このシートブリッジの開放部側が、断面コ字形状のブリッジ補強材の開放部側に接合されて最中構造に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
4. 前記補強部材は、メインフレームの下方延在部位に接合する接合部位が、前記下方延在部位の形状に沿って傾斜して形成されたことを特徴とする請求項１乃至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. 請求項１乃至４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を備えたことを特徴とする自動二輪車。

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