JP2673882B2 - 自動二輪車の車体フレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は自動二輪車の車体フレームの構造に関する
ものであり、ヘッドパイプと、箱形メインフレームおよ
びエンジン囲繞枠との接続部の剛性を向上させるととも
に車体フレームの生産性を向上させることができるもの
である。 〔従来の技術〕 ステアリング軸を旋回可能に支持するヘッドパイプ
に、後方に延びる一対の高強度な箱形メインフレームを
溶接して接合し、箱形メインフレームに下方に延びるエ
ンジン支持枠を該箱形メインフレームに溶接された取付
ブラケットに取付けた自動二輪車の車体フレームが従来
公知である。 この従来の自動二輪車の車体フレームは、ステアリン
グ軸を嵌挿して旋回可能に支承するパイプ部の外周曲面
に箱形メインフレームの先端面を直接突き合わせ溶接
し、この箱形メインフレームにエンジン支持枠を取り付
けるブラケットを溶接し、さらにパイプ部と箱形メイン
フレームとの間に補強板を溶接して、この補強板によっ
てパイプ部と箱形メインフレームとの結合強度を補強し
ているものである。 したがって、この車体フレームは溶接による接合部分
が多く、そのためヘッドパイプ周りの剛性を増大させな
ければならず、また生産性が悪い。また、車体にかかる
力を上記溶接部が直接受けるので、溶接接合部に大きな
力がかかり、さらに、パイプ部の外周曲面と箱形メイン
フレームの先端面との突き合わせ溶接部の溶接精度の均
質性に乏しく、この溶接精度の不均一に伴う接合部分の
強度のばらつきを考慮して、安全性確保のために溶接継
手の強度設計において大きな安全率を見込まざるを得な
い。このために必然的に溶接継手部の強度設計が過剰に
なり、それだけ精緻な溶接構造、精緻な溶接作業が求め
られることになり、車体フレームの生産性が一層悪くな
っている。 さらに、箱形メインフレームに溶接された取付ブラケ
ットにエンジン支持枠が取り付けられているので、エン
ジン支持枠にかかるエンジンの荷重による静的荷重、エ
ンジンの振動、車体振動とエンジンの慣性とによる振動
荷重等の動的荷重が箱形メインフレームに作用するため
に、箱形メインフレームおよびメインフレームとパイプ
部との溶接接合部にかかる荷重負担が大きく、これに対
処するために、箱形メインフレーム自体の強度を増大さ
せるとともに箱形メインフレームとパイプ部との溶接接
合部の強度を増大させなければならない。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は上記の従来技術における問題の解消を目的と
し、そのためにヘッドパイプと箱形メインフレームおよ
びエンジン囲繞枠との溶接接合箇所を少なくするととも
に溶接線の全長を可及的に短縮することができ、これら
の接合部の溶接継手にかかる荷重を極力軽減できるよう
に、ヘッドパイプと箱形メインフレームおよびエンジン
囲繞枠との接合構造を工夫することをその課題とするも
のである。 〔課題解決のために講じた手段〕 上記課題解決のために講じた手段は、「ステアリング
軸を旋回可能に支持するへッドパイプに、後方に延びる
一対の上下幅が大きな中空の箱形メインフレームと、下
方に延びるエンジン囲繞枠とを接続して構成された車体
フレーム」を前提として、次の要素（イ）〜（ニ）によ
って構成されるものである。 （イ）箱形メインフレームの先端部に当接する当て部お
よび該メインフレームの底部が当接する受け部を有し、
平面形状がハの字状で、断面形状がＬ形のフリーム取付
部を、上記ステアリング軸を嵌挿するパイプ部の両側か
ら後方に突設してあること、 （ロ）上記フレーム取付部がその根元に箱形メインフレ
ームの先端が嵌め合わされる段部を有し、さらに、エン
ジン囲繞枠の上端を取り付ける囲繞枠取付部をフレーム
取付部の上記受け部の後端から下方に突設したこと、 （ハ）上記パイプ部と、上記フレーム取付部と、上記囲
繞枠取付部とを一対に鋳造成形して、上記ヘッドパイプ
を構成したこと、 （ニ）上記フレーム取付部を箱形メインフレームの先端
部に挿入し、箱形メインフレームの先端をフレーム取付
部の根元の上記段部に嵌合させて当接させ、上記当て部
のほぼ直線的な当接面に箱形メインフレームの先端部を
所定の幅で当接させ、さらに上記受け部のほぼ直線的な
当接面に箱形メインフレームの底部を所定の幅で当接さ
せて、これらの当接面において、箱形メインフレームの
先端部を溶接してヘッドパイプに固着したこと。 〔作用〕 ステアリング軸を嵌挿して旋回可能に支持するパイプ
部と、箱形メインフレームの先端部を当接させる当て部
および該メインフレームの底部を当接させる受け部を有
し、平面形状がハの字状で、断面形状がＬ形のフレーム
取付部と、エンジン囲繞枠の上端を取り付ける囲繞枠取
付部とが一体に鋳造成形された一体構造部材としてヘッ
ドパイプが構成される。したがって、このヘッドパイプ
自体の強度、剛性は高い。このヘッドパイプのフレーム
取付部に箱形メインフレームの先端部を挿入し、当該上
記フレーム取付部に箱形メインフレームの先端を嵌合さ
せて当接させ、上記当て部のほぼ直線的な当接面に箱形
のメインフレームの先端部を所定の幅で当接させ、さら
に上記受け部のほぼ直線的な当接面に、箱形メインフレ
ームの底部を所定の幅で当接させて、これらり当接面に
おいて箱形メインフレームの先端部を溶接してヘッドパ
イプに固着するので、これらの溶接部による接合強度は
上記従来技術のもの（パイプ部の外周曲面に箱形メイン
フレームの先端面を突き合わせ溶接しもの）に比して、
その溶接強度が格段に大きく、その溶接接合部の溶接強
度の信頼性も高い。さらに上記の溶接線はほぼ直線的な
ものであるから溶接作業性が格段によい。また、箱形メ
インフレームにかかる力は上記当て部と受け部とによっ
て受けられるので、パイプ部の外周曲面の溶接線によっ
て受けられる上記従来のものに比して、溶接線にかかる
荷重は著しく軽減される。 また、エンジン囲繞枠の上端部を取り付ける囲繞枠取
付部は上記受け部と一体成形されたものであるから、こ
の囲繞枠取付部のための溶接部は一切なく、またこの囲
繞枠取付部に取り付けられるエンジン囲繞枠が上記受け
部を介してパイプ部に支持されるので、箱形メインフレ
ームに支持枠取付ブラケットを溶接した従来技術に比し
て、該箱形メインフレームにかかる負担が小さく、した
がって箱形メインフレームとヘッドパイプとの溶接接合
部にかかる負担が著しく軽減される。 したがって、ヘッドパイプと箱形メインフレームとを
接合する溶接継手の接合強度、およびその信頼性が高
く、また、溶接線の全長が短縮されるので、車体フレー
ムの生産性を著しく向上させることができる。 〔実 施 例〕 次いで、図面を参照しつつ実施例を説明する。 ヘッドパイプ２、中空の箱形メインフレーム３、エン
ジン囲繞枠４およびリヤブラケット５によって車体フレ
ーム１が構成されており、そのヘッドパイプ２はステア
リング軸を嵌挿して回動自在に支承するためのパイプ部
７と、箱形メインフレーム３が溶接して継続されるフレ
ーム取付部８およびエンジン囲繞枠取付部９とから構成
されたものであって、これらが一体に鋳造成形されたも
のである。 前記フレーム取付部８は断面形状がＬ形で、平面形状
がハの字状であり、一対このフレーム取付部８がパイプ
部７の左右両側部から平面形状がハの字状に突設されて
いて、後方に延びている。このフレーム取付部８の側部
前側には箱形メインフレーム３の開口部3aが当接する段
部8aがあり、箱形メインフレーム３の先端側部3bが当接
される当て部8bが上記段部8aから後方へ延設されてい
る。箱形メインフレーム３の先端底部を支持する受け部
8cが上記当て部8bの下方に一対に設けられている。 左右の当て部8bと8bとの間に補強用のほぼ円弧状のガ
セット8dが設けられており、このガセット8dはパイプ部
７、左右両当て部8b、8bとともに一体成形されている。 箱形メインフレーム３は、断面コ字状の内板10aと外
板10bとを合わせてその合わせ面を溶接して箱形にした
中空部材であり、エンジン６の吸気形11との干渉を回避
するように外側に円弧状に張り出して後方に延び、後側
部3cはリヤブラケット５の上部5aに溶接されている。 上記囲繞枠取付部９はフレーム取付部８の後部から下
方に延び、この囲繞枠取付部９の外側にエンジン囲繞枠
４の取付部4aが当てがわれてボルト12によって固定され
る。エンジン囲繞枠４はエンジン６の気筒13と干渉を避
けるように外方に屈曲され、さらに後方に延び、エンジ
ン囲繞枠４の取付部4bはリヤブラケット５の下部5bにボ
ルト14で固定されている。 車体フレーム１の一部を構成するヘッドパイプ２のパ
イプ部７と一対に形成された当て部8bに箱形メインフレ
ーム３の先端側部3bが当てがわれ、開口部3aを段部8aに
当接させ、上記当て部8bのほぼ直線状の当接面に箱形メ
インフレーム３の先端部を所定の幅で当接させて溶接
し、さらに、上記受け部8cに箱形メインフレーム３の先
端底部が当てがわれて、上記受け部8cのほぼ直線状の当
接面に該箱形メインフレーム３の先端底部が所定の幅で
溶接して接合される。 さらに、エンジン囲繞枠４はこのパイプ部７から一体
に形成されたエンジン囲繞枠取付部９に、その前側取付
部4aをボルト12で固定している。 したがって、前記従来の車体フレームのようにヘッド
パイプのパイプ部と箱形メインフレームとを直接突き合
わせ溶接して接合した上で、さらにこれらに補強部材を
接合してパイプ部と箱形メインフレームとの接合を補強
する必要はない。さらに、囲繞枠取付部９をヘッドパイ
プに溶接することも必要ない。したがって、部品点数が
節減されることは勿論のこと、ヘッドパイプと、箱形メ
インフレームとの接合強度、およびその信頼性を向上さ
せることができ、さらに溶接作業を簡単、容易にしてそ
の生産性を向上させることができる。 また、ヘッドパイプ２、箱形メインフレーム３および
エンジン囲繞枠４に前輪側および後輪側からの上下方向
の衝撃荷重や、横方向の衝撃荷重がかかっても、これに
よって箱形メインフレームにかかる荷重はヘッドパイプ
のフレーム取付部８の当て部8b、受け部8cとによって受
け止められる。このために上部取付部８の当て部8b、受
け部8cと箱形メインフレームの当接面との溶接部に作用
する力が著しく軽減されるので、上記衝撃荷重に対する
箱形メインフレームとヘッドパイプとの溶接接合部の相
対的な強度が著しく高くなる。 さらに、エンジン囲繞枠に作用するエンジンの静的荷
重、振動等による動的荷重はヘッドパイプと一体に形成
された囲繞枠取付部にかかり、従来技術のように箱形メ
インフレームにはかからない。したがって、それだけ箱
形メインフレームとヘッドパイプとの接合部にかかる荷
重が軽減される。 しかも、ヘッドパイプ２と、フレーム取付部８および
囲繞枠取付部９とが一対構造であり、これらの取付部
８、囲繞枠取付部９に箱形メインフレーム３とエンジン
囲繞枠４とを連結したものであるから、車体フレーム１
の剛性が、前記従来のものに比して顕著に高く、したが
って、車体フレーム１を軽量化することが可能になる。
なお、符号7aはパイプ部７にステアリング軸を挿通する
軸孔である。 〔発明の効果〕 本発明の前記課題を解決した発明は未だ公知ではな
い。したがって、新規な上記課題を解決して前記従来技
術における問題を解消したこと自体が本発明特有の効果
である。 すなわち、ヘッドパイプ２と箱計メインフレーム３と
の溶接接合部の接合強度、およびその信頼度を顕著に向
上させ、さらに当該溶接部にかかる荷重を軽減してその
荷重に対する相対的な強度を顕著に向上させることがで
きるものであり、さらに上記溶接接合部の溶接線をほぼ
直線的にものにして、その溶接作業を簡単、容易にし
て、その作業性を顕著に向上させることができたもので
ある。 また、エンジン囲繞枠にかかるエンジンからの静的荷
重、動的荷重を直接ヘッドパイプによって支持させるこ
とになるので、箱形メインフレームとヘッドパイプとの
接合部の荷重負担を前記従来技術に比して著しく軽減す
ることができ、さらにヘッドパイプの剛性、ヘッドパイ
プと箱形のメインフレームとの接合部の剛性が高い。し
たがって、それだけ車体フレームの剛性を向上させるこ
とができるので、車体フレームの軽量化を図ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例の側面図、第２図はヘッドパイプと箱形
メインフレームとの溶接接合部を示す平面図、第３図は
第１図のヘッドパイプの拡大側面図、第４図は第３図の
平面図である。 １……車体フレーム、２……ヘッドパイプ、 ３……箱形メインフレーム、 ４……エンジン囲繞枠、５……リヤブラケット、 ６……エンジン、７……パイプ部、 ８……フレーム取付部、8b……当て部、 8c……受け部、９……囲繞枠取付部。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ステアリング軸を旋回可能に支持するヘッドパイプ
   に、後方に延びる一対の上下幅が大きな中空の箱形メイ
   ンフレームと、下方に延びるエンジン囲繞枠とを接続し
   て構成された車体フレームにおいて、 箱形メインフレームの先端部に当接する当て部および該
   メインフレームの底部が当接する受け部を有し、平面形
   状がハの字状で、断面形状がＬ形のフレーム取付部を、
   上記ステアリング軸を嵌挿するパイプ部の両側から後方
   に突設し、 上記フレーム取付部がその根元に箱形メインフレームの
   先端が嵌め合わされる段部を有し、さらに、エンジン囲
   繞枠の上端を取り付ける囲繞枠取付部をフレーム取付部
   の上記受け部の後端から下方に突設し、 上記パイプ部と、上記フレーム取付部と、上記囲繞枠取
   付部とを一体に鋳造成形して、上記ヘッドパイプを構成
   し、 上記フレーム取付部を箱形メインフレームの先端部に挿
   入し、箱形メインフレームの先端をフレーム取付部の根
   元の上記段部に嵌合させて当接させ、上記当て部のほぼ
   直線的な当接面に箱形メインフレームの先端部を所定の
   幅で当接させ、さらに上記受け部のほぼ直線的な当接面
   に箱形メインフレームの底部を所定の幅で当接させて、
   これらの当接面において箱形メインフレームの先端部を
   溶接してヘッドパイプに固着した自動二輪車の車体フレ
   ーム。