JP2019099001A - 自動二輪車の車体フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体フレームの構成部品の部品点数を削減して、製造工数及びコストの低減、車体フレームの軽量化を実現できること。【解決手段】操舵軸１２を介して前輪１６を支持するヘッドパイプ１１は、操舵軸を挿通するヘッドパイプ本体３１と、ヘッドパイプ本体の上端部に接合される上操舵軸挿通部を備えた上ヘッドパイプ固定部材３２と、ヘッドパイプ本体の下端部に接合される下操舵軸挿通部を備えた下ヘッドパイプ固定部材３３と、を有してなり、同一構造で且つ左右一対のメインフレーム２０は、ヘッドパイプから後方へ延びるタンクレール部４１と、ヘッドパイプから斜め下後方へ延びるダウンフレーム部４２と、タンクレール部及びダウンフレーム部を連結するブリッジフレーム部４３とが、車両側面視でＡ字形状に一部品として成形され、頂辺部４６がヘッドパイプ本体に接合され、上ヘッドパイプ固定部材と下ヘッドパイプ固定部材がメインフレームに接合される。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動二輪車の車体フレ−ム構造に関する。

特許文献１には、細分化された車体フレームの構成部品（ヘッドパイプ、メインフレーム、ダウンフレーム、ピボットフレーム及びロアフレーム）が溶接により接合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。

特開２０１５−３０３３０号公報

ところが、上述の特許文献１に記載の自動二輪車の車体フレーム構造では、車体フレームの構成部分の部品点数が多数であるため、車体フレームの製造工数及び製造コストが上昇してしまう。

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、車体フレームの構成部品の部品点数を削減して、製造工数及び製造コストの低減、並びに車体フレームの軽量化を実現できる自動二輪車の車体フレーム構造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、操舵軸を介して前輪を支持するヘッドパイプは、前記操舵軸を挿通するヘッドパイプ本体と、前記操舵軸を挿通し且つ前記ヘッドパイプ本体の上端部に接合される上操舵軸挿通部を備えた上ヘッドパイプ固定部材と、前記操舵軸を挿通し且つ前記ヘッドパイプ本体の下端部に接合される下操舵軸挿通部を備えた下ヘッドパイプ固定部材と、を有して構成され、同一構造で且つ左右一対のメインフレームは、前記ヘッドパイプから後方へ延びるタンクレール部と、前記ヘッドパイプから斜め下後方へ延びるダウンフレーム部と、前記タンクレール部及び前記ダウンフレーム部を連結するブリッジフレーム部とが、車両側面視でＡ字形状に一部品として成形されてなり、前記Ａ字形状の頂辺部が前記ヘッドパイプ本体に接合されて構成され、前記上ヘッドパイプ固定部材と前記下ヘッドパイプ固定部材が、左右一対の前記メインフレームに接合されて構成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、メインフレームがタンクレール部、ダウンフレーム部及びブリッジフレーム部を一部品として成形して構成され、且つメインフレームが左右一対の同一構造部品であるので、車体フレームの構成部品の部品点数を削減でき、製造工数及び製造コストの低減、並びに車体フレームの軽量化を実現できる。

本発明に係る自動二輪車の車体フレーム構造の一実施形態が適用された自動二輪車の車体フレームを示す左側面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 図１のヘッドパイプを示す分解側面図。 図３のヘッドパイプを示す分解斜視図。 図１のメインフレームの内面（裏面）側を示す裏面図。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれは図５のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線にそれぞれ沿う断面図。 図１における左右一対のメインフレームを示す斜視図。 図１のＶＩＩＩ斜視図。

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。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、自動二輪車に乗車した乗員、特に運転者を基準にしたものである。

図１に示す自動二輪車の車体フレーム１０は、前端部にヘッドパイプ１１を備え、このヘッドパイプ１１に操舵軸１２が回転自在に挿通される。操舵軸１２には、上操舵ブラケット１３及び下操舵ブラケット１４を介してフロントフォーク１５が取り付けられ、このフロントフォーク１５の下端部に前輪１６が回転自在に支持される。前輪１６は、上操舵ブラケット１３に取り付けられたハンドルバー（不図示）が操作されることで、ヘッドパイプ１１に挿通された操舵軸１２を中心に回転されて操舵される。

また、車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１１に、同一構造で且つ左右一対のメインフレーム２０が接合され、これらのメインフレーム２０の上後端部２３に左右一対で下方へ湾曲したボディフレーム２１が、下後端部２４に左右一対で後方へ湾曲したアンダーフレーム２２が、それぞれ接合されて構成される。

ボディフレーム２１の下端部とアンダーフレーム２２の後端部が接合されて、メインフレーム２０、ボディフレーム２１及びアンダーフレーム２２はループ状に構成され、このループ内に図示しないエンジンが配設される。エンジンは、ボディフレーム２１の上懸架部２５、アンダーフレーム２２の下懸架部２６及び前懸架部２７に懸架される。また、ボディフレーム２１には、図示しないスイングアームを揺動可能に支持するピボット軸部２８が設けられる。スイングアームの後端部に後輪（不図示）が回転自在に支持される。この後輪は、図示しないドライブチェーン等を介してエンジンの駆動力により回転駆動される。

さて、図１及び図３に示すように、前輪１６を操舵軸１２及びフロントフォーク１５等を介して支持するヘッドパイプ１１は、操舵軸１２を挿通するヘッドパイプ本体３１と、上操舵軸挿通部３４及び上ベロ部３５を備えた上ヘッドパイプ固定部材３２と、下操舵軸挿通部３６及び下ベロ部３７を備えた下ヘッドパイプ固定部材３３と、を有して構成される。これらのヘッドパイプ本体３１、上ヘッドパイプ固定部材３２、下ヘッドパイプ固定部材３３のそれぞれは鍛造にて成形される。

ヘッドパイプ本体３１は、図２及び図４に示すように、円筒形状、または軸方向にスリット３８が形成された円弧形状（即ち略円筒形状）に形成される。本実施形態では、ヘッドパイプ本体３１は略円筒形状に形成されている。

上ヘッドパイプ固定部材３２の上操舵軸挿通部３４は、操舵軸１２を挿通可能な円筒形状に形成されて、上部に拡径部３４Ａを備える。この拡径部３４Ａに、操舵軸１２を回転支持するためのベアリング（不図示）が設置される。また、上操舵軸挿通部３４は、下端部がヘッドパイプ本体３１の上端部に溶接等により接合される。また、上ヘッドパイプ固定部材３２の上ベロ部３５は、上操舵軸挿通部３４の下部から後方へ延びた後に屈曲して前下方へ延びて構成され、断面コ字形状に形成される。

下ヘッドパイプ固定部材３３の下操舵軸挿通部３６は、操舵軸１２を挿通可能な円筒形状に形成されて、下部に拡径部３６Ａを備える。この拡径部３６Ａに、操舵軸１２を回転支持するためのベアリング（不図示）が設置される。また、下操舵軸挿通部３６は、上端部がヘッドパイプ本体３１の下端部に溶接等により接合される。また、下ヘッドパイプ固定部材３３の下ベロ部３７は、下操舵軸挿通部３６の上部から後方へ延びた後に屈曲して後上方へ延びて構成され、断面コ字形状に形成される。

上ヘッドパイプ固定部材３２の上操舵軸挿通部３４と下ヘッドパイプ固定部材３３の下操舵軸挿通部３６とがヘッドパイプ本体３１を車両上下方向に挟むことで、上操舵軸挿通部３４がヘッドパイプ本体３１の上端部に、下操舵軸挿通部３６がヘッドパイプ本体３１の下端部にそれぞれ接合されるときに、上ヘッドパイプ固定部材３２の上ベロ部３５のベロ先端部３５Ａが、下ヘッドパイプ固定部材３３の下ベロ部３７のベロ先端部３７Ａに溶接等により接合される。

一方、図１及び図２に示す左右一対のメインフレーム２０、即ち左メインフレーム２０Ｌ及び右メインフレーム２０Ｒは、車両側面視でＡ字形状に形成され、鍛造成形にて同一構造に構成される。つまり、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）は、ヘッドパイプ１１から後方へ延びるタンクレール部４１と、ヘッドパイプ１１から斜め下後方に延びるダウンフレーム部４２と、タンクレール部４１及びダウンフレーム部４２を連結するブリッジフレーム部４３とが一体成形されて構成される。タンクレール部４１が図示しない燃料タンクを支持し、ダウンフレーム部４２が図示しないラジエータ等を支持する。

また、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）は、図２、図５〜図７に示すように、車両内側方向へ開放する断面コ字形状に形成される。そして、メインフレーム２０は、凹面となる内面４４に複数枚の補強リブ４５が設置されている。この補強リブ４５は、メインフレーム２４の対称軸Ｐに対し直交する方向にのみ延びて構成される。この補強リブ４５によって、メインフレーム２０は、対象軸Ｐに直交する方向の剛性が高められ、且つ対称軸Ｐ方向の衝撃荷重が吸収される。

上述の補強リブ４５のうち、Ａ字形状のメインフレーム２０の頂辺部４６に最も近接した補強リブ４５Ａは、特に図２に示すように、車幅方向長さが他の補強リブ４５よりも長く設定される。つまり、補強リブ４５Ａは、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）の頂辺部４６がヘッドパイプ１１のヘッドパイプ本体３１の側面に接合されたときに、左メインフレーム２０Ｌの補強リブ４５Ａと右メインフレーム２０Ｒの補強リブ４５Ａとが接触する長さに設定される。

次に、上述のように構成されたヘッドパイプ１１、メインフレーム２０、ボディフレーム２１及びアンダーフレーム２２の接合状況について説明する。

図１及び図２に示すように、左メインフレーム２０Ｌと右メインフレーム２０Ｒのそれぞれの頂辺部４６が、ヘッドパイプ１１のヘッドパイプ本体３１の側面に溶接等により接合される。この状態では、左メインフレーム２０Ｌの補強リブ４５Ａと右メインフレーム２０Ｒの補強リブ４５Ａとが接触するので、これらの補強リブ４５Ａの接触箇所を溶接等により接合する。この溶接箇所を左メインフレーム２０Ｌと右メインフレーム２０Ｒの溶接境界４７と称する。

ヘッドパイプ１１では、図３に示すように、上ヘッドパイプ固定部材３２及び下ヘッドパイプ固定部材３３がヘッドパイプ本体３１に接合され、上ヘッドパイプ固定部材３２の上ベロ部３５のベロ先端部３５Ａと下ヘッドパイプ固定部材３３の下ベロ部３７のベロ先端部３７Ａとが接合されているが、この上ヘッドパイプ固定部材３２と下ヘッドパイプ固定部材３３のそれぞれは、図２〜図４に示すように、左メインフレーム２０Ｌ及び右メインフレーム２０Ｒの補強リブ４５Ａに接合される。

つまり、上ヘッドパイプ固定部材３２の上ベロ部３５と下ヘッドパイプ固定部材３３の下ベロ部３７のそれぞれは、左メインフレーム２０Ｌの補強リブ４５Ａと右メインフレーム２０Ｒの補強リブ４５Ａとの溶接境界４７の少なくとも一部を覆い、且つ上ベロ部３５及び下ベロ部３７のそれぞれの縁部４８が、左メインフレーム２０Ｌの補強リブ４５Ａ及び右メインフレーム２０Ｒの補強リブ４５Ａにそれぞれ溶接等により接合される。

図１に示すように、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）のタンクレール部４１の後端部である上後端部２３は、ボディフレーム２１の前端部に溶接等により接合される。同様に、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）のダウンフレーム部４２の後端部である下後端部２４は、アンダーフレーム２２の前端部に溶接等により接合される。これらの溶接箇所、例えばメインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）の上後端部２３とボディフレーム２１との溶接箇所は、図８に示すように、段差を有する鉤形状の溶接継手４９とされて溶接強度が高められる。メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）の下後端部２４とアンダーフレーム２２との溶接箇所についても同様である。

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及び図２に示すように、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）がタンクレール部４１、ダウンフレーム部４２及びブリッジフレーム部４３を一体に成形して構成されている。この結果、車体フレーム１０の構成部品の部品点数を削減でき、製造工数及び製造コストの低減、並びに車体フレーム１０の軽量化を実現できる。

（２）図３及び図４に示すように、ヘッドパイプ本体３１に上ヘッドパイプ固定部材３２及び下ヘッドパイプ固定部材３３が接合されてヘッドパイプ１１が構成され、これらの上ヘッドパイプ固定部材３２の上ベロ部３５のベロ先端部３５Ａと下ヘッドパイプ固定部材３３の下ベロ部３７のベロ先端部３７Ａとが接合されている。このため、ヘッドパイプ１１の剛性を向上させることができる。

（３）図２〜図４に示すように、ヘッドパイプ１１を構成する上ヘッドパイプ固定部材３２と下ヘッドパイプ固定部材３３における、上ヘッドパイプ固定部材３２の上部ベロ部３５と下ヘッドパイプ固定部材３３の下ベロ部３７とのそれぞれの縁部４８が、互いに接合された左メインフレーム２０Ｌの補強リブ４５Ａと右メインフレーム２０Ｒの補強リブ４５Ａとに接合されている。このため、ヘッドパイプ１１周囲の剛性を向上させることができる。

（４）図５及び図７に示すように、メインフレーム２０（左メインフレーム２０Ｌ、右メインフレーム２０Ｒ）の内面４４に設置された複数枚の補強リブ４５が、メインフレーム２０の対称軸Ｐに直交する方向にように延びて構成されている。このため、メインフレーム２０における補強リブ４５の延び方向の剛性が高まり、また、メインフレーム２０の対称軸Ｐ方向が衝撃荷重を吸収可能な柔構造に構成されたので、剛と柔のバランスが保持されたメインフレーム２０を実現できる。

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…車体フレーム、１１…ヘッドパイプ、１２…操舵軸、１６…前輪、２０…メインフレーム、２０Ｌ…左メインフレーム、２０Ｒ…右メインフレーム、３１…ヘッドパイプ本体、３２…上ヘッドパイプ固定部材、３３…下ヘッドパイプ固定部材、３４…上操舵軸挿通部、３５…上ベロ部、３６…下操舵軸挿通部、３７…下ベロ部、３５Ａ、３７Ａ…ベロ先端部、４１…タンクレール部、４２…ダウンフレーム部、４３…ブリッジフレーム部、４４…メインフレームの内面、４５、４５Ａ…メインフレームの補強リブ、４６…メインフレームの頂辺部、４７…左右メインフレームの溶接境界、４８…上ブロ部、下ベロ部の縁部、Ｐ…メインフレームの対称軸。

Claims (4)

1. 操舵軸を介して前輪を支持するヘッドパイプは、前記操舵軸を挿通するヘッドパイプ本体と、前記操舵軸を挿通し且つ前記ヘッドパイプ本体の上端部に接合される上操舵軸挿通部を備えた上ヘッドパイプ固定部材と、前記操舵軸を挿通し且つ前記ヘッドパイプ本体の下端部に接合される下操舵軸挿通部を備えた下ヘッドパイプ固定部材と、を有して構成され、
   同一構造で且つ左右一対のメインフレームは、前記ヘッドパイプから後方へ延びるタンクレール部と、前記ヘッドパイプから斜め下後方へ延びるダウンフレーム部と、前記タンクレール部及び前記ダウンフレーム部を連結するブリッジフレーム部とが、車両側面視でＡ字形状に一部品として成形されてなり、前記Ａ字形状の頂辺部が前記ヘッドパイプ本体に接合されて構成され、
   前記上ヘッドパイプ固定部材と前記下ヘッドパイプ固定部材が、左右一対の前記メインフレームに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. 前記上ヘッドパイプ固定部材は、上操舵軸挿通部から後方へ延びた後に下方へ延びる上ベロ部を備え、前記下ヘッドパイプ固定部材は、下操舵軸挿通部から後方へ延びた後に上方へ延びる下ベロ部を備え、
   前記上ベロ部と前記下ベロ部のそれぞれは、左右一対のメインフレームが互いに接合した接合境界の少なくとも一部を覆い、且つ前記両メインフレームに接合されて構成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. 前記上ベロ部と前記下ベロ部のそれぞれのベロ先端部が、互いに接合されて構成された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は、車両内側方向へ開放する断面コ字形状に形成され、この開放する内面に補強リブが複数枚設置され、これらの補強リブは、前記メインフレームの対称軸に対し直交する方向に延びて構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。

Images