JP2542818B2 - 自動二輪車の車体フレ−ム構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動二輪車の車体フレーム構造に関するもの
であり、操向軸を回動自在に支承する軽金属製操向軸管
の側面に、断面形状が中空矩形の左右一対の主フレーム
の前端部を突き合わせて溶接した自動二輪車の車体フレ
ーム構造について、軽金属製操向軸管に対する主フレー
ムの前端部の溶接による接合強度を向上させるととも
に、操向軸管の主フレーム前端部との接合部近傍の強度
を向上させて軽金属製操向軸管を強化することができる
ものである。

〔従来の技術〕

操向軸を回転自在に支承する操向軸管をアルミニウム
合金等の軽金属製操向軸管とし、これに断面形状が中空
矩形の主フレームの前端を軽金属製操向軸管の後方側面
に突き合わせて溶接した自動二輪車の車体フレーム構造
が従来公知である（例えば、特開昭60−22580号公
報）。

上記従来技術の概要は次ぎのとおりである。

操向軸管６（符号については上記公開公報の図面参
照、以下この項において同じ）は軽金属製であるので一
本の主フレーム３およびダウンチューブ１の前端の操向
軸管６への接合強度を十分確保することが必要である、
このために軽金属製操向軸管６の後方側面に左右一対の
リブ6c、6dを突設し、この両リブ6c、6dの間に主フレー
ム３およびダウンチューブ１の前端を挿入し、これによ
って溶接線を長くして溶接強度を向上させて、上記リブ
6c、6dによって接合強度を補強している。主フレームが
一本の車体フレームと操向軸管との接合強度を向上させ
ることができるが、このものは主フレームの前端を操向
軸管の後方側面に突設した一対のリブによって主フレー
ムの前端を挾む構造であるので、左右一対の主フレーム
からなる車体フレームの構造における左右一対の主フレ
ーム前端と軽金属製操向軸管との接合構造には採用でき
ない。

また、左右一対の主フレームの前端と軽金属製操向軸
管との接合構造については、これらの接合部の近傍に応
力が集中するためにこの部分の強度を向上させることが
必要である。他方、この部分の強度を向上させるために
操向軸管の肉厚を厚くすることは極力回避することが望
ましい。

〔本発明が解決しょうとする課題〕

本発明は、左右一対の主フレームの前端を軽金属製操
向軸管の後方側面に突き合わせて溶接した自動二輪車の
車体フレーム構造を前提とし、 主フレーム前端と軽金属製操向軸管との接合強度を強
化し、かつ、操向軸管の肉厚を厚くすることなく、その
上記接合部近傍の強度を向上できるように、操向軸管の
構造および接合構造を工夫することをその課題とするも
のである。

〔課題解決のための手段〕

上記課題解決のために講じた手段は次ぎの要素（イ）
〜（ハ）によって構成されるものである。

（イ）前記操向軸管と主フレームとの接合構造が、操向
軸管の後方側面の左右に、主フレームの前端の開口部の
内周形状とほぼ同一の矩形状に配置された断面Ｖ形の突
起からなる突起部を突設し、当該突起部を主フレームの
前端開口部に挿入嵌合させた状態で主フレームの前端部
を操向軸管の後方側面の左右に溶接した嵌合構造である
こと、 （ロ）上記操向軸管の断面形状において後方内面の形状
が後方外面の形状とほぼ同様の形状をしていて、これに
より上記突起および当該突起近傍の肉厚がほぼ等しいこ
と、 （ハ）上記操向軸管が、その軸方向を水平にし、前記突
起部を下側にし、前記の断面Ｖ形の突起のうち外側の縦
の突起を通るパーティングラインで上下に分割した鋳型
で鋳造した鋳造操向軸管であること。

〔作用〕

前記操向軸管と主フレームとの接合構造が、操向軸管
の後方側面の左右に突設された断面Ｖ形の突起によって
形成され、主フレームの前端の開口部の内周形状とほぼ
同一の矩形状の突起部に、主フレームの前端開口部に嵌
合させた状態で主フレームの前端部を操向軸管の後方側
面の左右に溶接した嵌合構造であるので、主フレーム前
端内周全面が上記突起部によって内側から押えられ、か
つ、主フレーム前端が上記矩形の突起部の根本に突き合
わされ、この部分に突き合わせて溶接されるので溶接強
度は高い。したがって、この接合部の接合強度は著しく
向上される。

また、上記操向軸管の断面形状において後方内面の形
状が後方外面の形状とほぼ同様の形状をしていて、これ
により上記突起および当該突起近傍の肉厚がほぼ等しい
ので、鋳造時の上記突起近傍の冷却がほぼ均一になさ
れ、したがって、前記突起近傍において鋳巣ができるこ
とはなく、この部分の強度の均一性が確保される。

また、上記操向軸管がその軸方向を水平にし、前記突
起部を下側にし、前記の断面Ｖ形の突起のうち外側の縦
の突起を通るパーティングラインで上下に分割した鋳型
で鋳造した鋳造操向軸管であるので、突起部が鋳型の最
も下側に位置し、したがって当該突起部およびその近傍
の金属組織が緻密になり、これらの部分の強度の向上が
図られる。

左右の主フレーム前端と操向軸管後方側面との接合強
度が高くなり、その上、最も応力が集中する当該接合部
近傍の強度が向上するので、車体フレーム構造の最も弱
いところが補強され、車体フレーム全体の強度向上が図
られる。

以上のとおりであるから、上記手段によって上記課題
は十分解決されたことになる。

〔実施例〕

次いで、図面を参照しつつ本発明の１実施例について
説明する。

この実施例の自動二輪車の車体フレームは、先端の操
向軸管１、左右一対の主フレーム２、２、バックステー
３、ダウンチューブ４によって構成されるものである。

操向軸管１はアルミニウム合金製の鋳造品であり、主
フレーム２は同様にアルミニウム製の断面が矩形（縦長
の長方形）の中空管材である。この主フレーム２の前端
の縦幅は操向軸管１の長さよりも若干短く、その後端に
おいてこの縦幅はさらに幅狭になっている。

操向時管の後方側面の左右に斜め後方外側（車体横方
向）に向けて、断面Ｖ形の上下の短辺突起1x、左右の長
辺突起1yが一体に突設されている。この上下の短辺突起
1xと左右の長辺突起1yは矩形状に配置されていて、これ
によって矩形状の突起部1a、1aが形成されている。

また、操向軸管１の断面形状において後方内面1fの形
状は後方外面の形状とほぼ同じで、これにより突起部1a
近傍の肉厚は均一である。

そして、この矩形状の突起部1a、1aの正面形状は第５
図に示すように縦長の長方形であり、その長辺突起1y、
短辺突起1xの長さは主フレーム２の前端開口部内面の長
辺、短辺の長さにほぼ等しく、したがって、左右の突起
部1a、1aは左右の主フレーム２の前端開口部2aにほぼ密
に遊嵌できるサイズである。この突起部1a、1aを左右一
対の主フレーム２の前端にそれぞれ嵌合させた状態（第
２図参照）で、操向軸管１の後方側面の左右から突き合
わせ、その周囲を溶接線６によって溶接して主フレーム
２がそれぞれ接合されている（第１図参照）。左右の主
フレーム２、２の操向軸管１に対する接合位置が突起部
1a、1aの位置によって機械的に規定されるので、特別な
治具を用いることなく、主フレーム２、２の先端の操向
軸管１に対して簡単、正確に位置決めを行うことができ
る。また、突起部1aが内側に嵌め込まれた状態で、か
つ、突起部1aと操向軸管１の外周面との角部ないしはそ
の極めて近傍に主フレーム前端が溶接されるのでこの溶
接接手による接合強度は極めて高く、接合強度のばらつ
きは極めて小さい。

また、操向軸管１の構造およびこれと主フレームとの
接合構造は上述のとおりであるが、この操向軸管１は次
ぎのようにして鋳造される。この操向軸管１を鋳造する
鋳型は第７図に示すように前後に分割した鋳型8A、8Bか
らなり、この鋳型のパーティングラインＰが操向軸管１
の左右の突起部1a、1aの外側の長辺突起1y、1yを通るも
のである。突起部1a、1aを形成する鋳型8Bを下側にし、
鋳型8Aを上にして鋳型を配置し、これにアルミニウム合
金の湯を注入して操向軸管１を鋳造する。このようにし
て操向軸管１を鋳造することにより、左右の突起部1a、
1aが重力方向Ｇの下側に位置するので、長短辺突起1x、
1yおよびその近傍部の金属組織が緻密になる。したがっ
て、長短辺突起1x、1yおよび近傍部の強度を向上させる
ことができる。なお、符号５はエンジンである。

〔効果〕

本発明の上記課題を解決した発明、あるいはこの課題
の解決を示唆した発明は未だ公知ではない。したがっ
て、前記の本発明の課題は新規である。そして、本発明
は上記〔作用〕を奏し、これによってこの新規な課題を
解決したものであるから、この新規な課題を解決したこ
と自体が本発明特有の効果である。

すなわち、軽金属製の操向軸管の後方側面に左右一対
の主フレームの前端を突き合わせて溶接して接合した車
体フレームについて、操向軸管の後方側面に断面Ｖ形の
突起によって形成された左右一対の平面形状矩形の突起
部を設け、これを主フレームの前端開口部を嵌め込んで
おいて、操向軸管と左右一対の主フレーム前端とを溶接
し接合したことにより、操向軸管に対する左右一対の主
フレーム前端の位置決めを特別な治具を用いることなく
簡単、正確に行うことができ、さらにその接合強度（溶
接接手の強度）を向上させることができる。

軽金属製操向軸管は、その断面形状において後方内面
の形状が後方外面の形状とほぼ同様の形状をしていて、
これにより上記突起および当該突起近傍の肉厚がほぼ等
しいこと、およびパーティングラインが操向軸管の左右
の突起部1a、1aの外側の長辺突起1yを通る割り型の鋳型
により、左右の突起部1a、1aが下側になるようにして鋳
造したことによって、軽金属製操向軸管の主フレームと
の接合部近傍部（突起部およびその近傍部）の強度を、
操向軸管の肉厚を厚くすることなく可及的に向上させる
ことができ、これによって上記車体フレームのウイーク
ポイントの強度を飛躍的に向上させることができたもの
である。また、上記の断面Ｖ形の突起および当該突起近
傍の肉厚がほぼ等しいことによって、鋳造時のこの突起
近傍部の冷却速度がほぼ均等になり、これによってこの
近傍部に鋳巣ができることが確実に回避される。したが
って、この鋳巣の発生による突起部近傍の強度低下、強
度の不安定さが回避される。このことと、上記のとおり
の溶接接手構造による溶接強度の向上、溶接強度の安定
性とによって操向軸管と主フレーム前端との接合強度の
安定性、信頼性を著しく向上させることができる。

さらに、操向軸管が操向軸管の左右の突起部1a、1aの
外側の縦の突起を通るパーティングラインで上下に分割
された割り型の鋳型によって鋳造したものであり、か
つ、前端の縦幅が操向軸管の長さにほぼ等しい広幅のフ
レームの前端を上記突起部1a、1aに嵌め込むものである
から、操向軸管の外表面に残るパーティングラインの跡
が主フレームの前端によって覆い隠される。したがっ
て、パーティングラインの跡が操向軸管の外表面に露出
することはないから、パーティングラインの跡が露出す
ることによって外観が損なわれることが回避される。こ
れも本発明の大きな利点である。

さらに、上記突起部は断面Ｖ形の突起を矩形状に配置
して形成されるものであり、その平面形状が縦長の矩形
状であるから、縦方向の断面Ｖ形の突起が操向軸管の公
報部分の補強リブとして機能し、特に操向軸管の捩じり
に対する強度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図におけるＩ−Ｉ断面図、第２図は実施例
の車体フレームの操向軸管および主フレーム前端の側面
図、第３図は平面図、第４図は上記実施例の車体フレー
ム構造を有する自動二輪車の側面図、第５図は操向軸管
の側面図、第６図は背面図、第７図は操向軸管の鋳造鋳
型の断面図である。 １……操向軸管、1a……突起部、 1x、1y……断面Ｖ形の突起、２……主フレーム、 2a……主フレームの前端開口部、 ６……溶接線、8A、8B……前後割り鋳型 Ｐ……パーティングライン、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操向軸を回転自在に支承する軽金属製操向
   軸管の側面に、断面形状が中空矩形で、かつ前端の縦幅
   が該操向軸管の長さにほぼ等しい広幅の左右一対の主フ
   レームの前端部を突き合わせて溶接した自動二輪車の車
   体フレーム構造において、 前記軽金属製操向軸管と主フレームとの接合構造が、操
   向軸管の後方側面の左右に、主フレームの前端の開口部
   の内周形状とほぼ同一の矩形状に配置された断面Ｖ形の
   突起からなる突起部を突設し、当該突起部を主フレーム
   の前端開口部に挿入嵌合させた状態で主フレームの前端
   部を操向軸管の後方側面の左右に溶接した嵌合構造であ
   り、 上記操向軸管の断面形状において後方内面の形状が後方
   外面の形状とほぼ同様の形状をしていて、これにより上
   記突起および当該突起近傍の肉厚がほぼ等しく、 上記操向軸管が、その軸方向を水平にし、前記突起部を
   下側にし、前記の断面Ｖ形の突起のうち外側の縦の突起
   を通るパーティングラインで上下に分割した鋳型で鋳造
   した鋳造操向軸管である、自動二輪車の車体フレーム構
   造。