JP3825153B2 - クレードル型の自動二輪車用車体フレーム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレードル型の自動二輪車用フレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の競技の一つにモトクロスがある。このモトクロスに使用する自動二輪車は、高い運動性能をもたせるために車重が軽くなるとともに、重心が低くなるように形成している。
【０００３】
従来のモトクロス用自動二輪車に用いる車体フレームは、構成部品の全てを鉄系金属によって形成したクレードル型のものが一般的である。このクレードル型の車体フレームは、ヘッドパイプからタンクレールを後下がりに延設してこのタンクレールの車体後側の端部にリヤアームブラケットを連結した構造を採っている。また、この車体フレームは、タンクレールの車体後側の端部から車体の後方へ延びるシートレールと、このシートレールの車体後側の端部とリヤアームブラケットとを連結するバックステーを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように構成した従来の車体フレームは重量が重いという問題があった。この不具合を解消するために、車体フレームの全ての構成部品をアルミニウム合金によって形成する試みもなされている。しかし、このようにすると製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、製造コストを低く抑えながら軽量化および低重心化を図ることができる自動二輪車用車体フレームを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明に係るクレードル型の自動二輪車用車体フレームは、鉄系金属からなるヘッドパイプと、前記ヘッドパイプからエンジンの上方で後下がりに延設されたアルミニウム合金からなるタンクレールと、前記ヘッドパイプからエンジンの下方に延設されたダウンチューブと、前記タンクレールの車体後側の端部にボルトによって固定された鉄系金属からなるリヤアームブラケットと、を備えるクレードル型の自動二輪車用車体フレームであって、前記ダウンチューブは、車幅方向の中央部にヘッドパイプから車体の後方に向けて突設された箱状の突出部を含み、前記タンクレールは、車体側方から見て一直線状に形成され、このタンクレールの車体前側の端部は、車幅方向に一対になるように形成され、前記突出部を車体側方から挟持するようにこの突出部にボルトによって固定されているものである。
【０００７】
本発明によれば、車体フレームの構成部品のうち相対的に大きくかつ高い位置に配設されるタンクレールの重量が軽くなる。
また、タンクレールを一直線状に形成しているので、ジャンプした車体が着地するときや、ヘッドパイプが車体の後方に向けて押されるように前輪に路面から荷重が加えられたときにタンクレールに曲げ応力が生じ難い。このため、タンクレールの両端部をヘッドパイプとリヤアームブラケットに連結するボルトに加えられる荷重を小さくすることができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明に係るクレードル型の自動二輪車用車体フレームは、請求項１に記載したクレードル型の自動二輪車用車体フレームにおいて、タンクレールの車体前側の端部とダウンチューブの突出部との接続部分には、前記タンクレールの車体前側の端部と前記突出部のうち一方に形成された凹部と、他方に形成され前記凹部に嵌合する凸部とが設けられているものである。
【０００９】
この発明によれば、ヘッドパイプとタンクレールとの間で荷重は固定用ボルトと前記嵌合部分とを介して伝達されるから、嵌合部分を設けない場合に較べて固定用ボルトに加えられる荷重を低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る自動二輪車用車体フレームの一実施の形態を図１ないし図１１によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る車体フレームを採用した自動二輪車の側面図、図２は本発明に係る自動二輪車用車体フレームの側面図、図３はヘッドパイプとタンクレールの連結部を拡大して示す側面図、図４はタンクレールとリヤアームブラケットの連結部を拡大して示す側面図、図５は図２におけるタンクレールのＡ矢視図、図６は図２におけるタンクレールの後端部のＢ矢視図である。図７は図３におけるVII−VII線断面図、図８は図４におけるVIII−VIII線断面図、図９はダウンチューブとリヤアームブラケットの連結部を示す底面図、図１０は車体フレームの斜視図、図１１はラジエータの正面図である。
【００１１】
これらの図において、符号１はこの実施の形態によるモトクロス用自動二輪車を示す。この自動二輪車１は、水冷式単気筒２サイクルエンジン２を車体フレーム３に搭載している。
前記車体フレーム３は、前記エンジン２を囲む構造のクレードル式のもので、図２に示すように、ヘッドパイプ４と、このヘッドパイプ４からエンジン２の下方へ延びるダウンチューブ５と、前記ヘッドパイプ４からエンジン２の上方で後下がりに延びるタンクレール６と、このタンクレール６の車体後側の端部と前記ダウンチューブ５の車体後側の端部とを連結するリヤアームブラケット７と、前記タンクレール６の車体後側の端部から車体の後方へ延びるシートレール８と、このシートレール８の車体後側の端部とリヤアームブラケット７の下部とを連結するバックステー９などから構成している。また、この車体フレーム３は、タンクレール６をアルミニウム合金によって形成し、他の構成部品を従来周知のフレーム材料である鉄系金属によって形成している。
【００１２】
前記ヘッドパイプ４は、図示してないステアリング軸が回動自在に取付けてあり、このステアリング軸を介してフロントフォーク１０（図１参照）を操舵自在に支持している。フロントフォーク１０は、従来周知の倒立型テレスコピック式のもので、下端部に前輪１１を回転自在に取付けるとともに上端部に操向ハンドル１２を取付けている。
【００１３】
前記ダウンチューブ５は、この実施の形態ではヘッドパイプ４側の上側ダウンチューブ１３と、リヤアームブラケット７側の下側ダウンチューブ１４とから構成している。
前記上側ダウンチューブ１３は、板材によって箱状に形成し、図３に示すように上端部をヘッドパイプ４に溶接している。この溶接部分は、同図において符号１５，１６で示す上部補強板と下部補強板で補強している。この実施の形態では、ヘッドパイプ４にタンクレール６を固定するための支持ブラケットをも構成するように上側ダウンチューブ１３を形成している。すなわち、箱状の上側ダウンチューブ１３の車体後側であって車幅方向の中央部にここを上方および車体の後方へ膨出させるようにして突出部１７を一体に形成し、この突出部１７にタンクレール６の前端部の後述する連結用ブロックを２種類の固定用ボルト１８，１９によって固定している。また、前記突出部１７には、図１中に符号２０で示すラジエータの上部を支持するためのブラケット２１を設けるとともに、エンジン２のシリンダヘッド２ａの前部およびラジエータ２０の下部を支持するためのブラケット２２を取付けている。
【００１４】
前記ラジエータ２０は、図１１に示すように、車幅方向に延在するアッパータンク２０ａとロアタンク２０ｂの間にコア２０ｃを車幅方向に対をなすとともに両コア２０ｃ，２０ｃの間に空間Ｓが形成されるように介装している。なお、このラジエータ２０は、冷却水がアッパータンク２０ａからコア２０ｃを通ってロアタンク２０ｂに流れる構造を採っている。このラジエータ２０は、前記空間Ｓに前記ブラケット２２を通した状態で上側ダウンチューブ１３に取付けている。従来のモトクロス用自動二輪車は、ラジエータを車幅方向の両側にそれぞれ配設し、これらのラジエータの冷却水通路どうしをホースによって連通させる構造を採っている。このため、各ラジエータを車体フレームに取付けるブラケット類が２組必要になるという問題があった。この実施の形態を採ることによって、前記ブラケット類がラジエータ一つ分になるとともに、前記ホースが不要になるので、従来に較べて部品数の削減を図ることができる。
【００１５】
前記下側ダウンチューブ１４は、図９および図１０に示すように車幅方向に一対で、それぞれをエンジン２の車体前側から下方へ延びるように屈曲させた管体によって形成しており、後述するリヤアームブラケット７に横架させたクロスパイプ２３に後端を溶接している。また、下側ダウンチューブ１４の後端部には、リヤアームブラケット７の下端部との間を連結する補強パイプ２４を溶接している。なお、下側ダウンチューブ１４に突設した符号２５で示すものは、エンジン固定用のブラケットである。
【００１６】
前記リヤアームブラケット７は、車幅方向に一対で、図１に示すようにリヤアーム２６をピボット軸２７によって支持するブラケット本体２８と、このブラケット本体２８から上方へ延びる角パイプ２９と、この角パイプ２９の上端に設けた連結用ブロック３０とから構成している。また、前記二つのブラケット本体２８，２８の間に前記クロスパイプ２３が架け渡してある。前記各ブラケット本体２８は、車体左側の板材製半部と車体右側の板材製半部とを合わせて溶接することによっていわゆる最中状に形成し、前記バックステー９の下端部を連結するためのブラケット３１と、図１中に符号３２で示すフートレストを取付けるためのブラケット３３などをそれぞれ溶接している。
【００１７】
これらのブラケット本体２８が支持するリヤアーム２６は、後輪３４を回転自在に支持するアーム部を車幅方向に一対になるように形成した従来周知の構造を採っている。このリヤアーム２６と後述するタンクレール６のクロスメンバとの間には、図１中に符号３５で示すリヤクッションユニットを介装している。なお、このリヤクッションユニット３５の端部は、リンク機構３６を介してリヤアーム２６と前記クロスパイプ２３のリンク用ブラケット３７に連結している。
【００１８】
前記タンクレール６は、図５および図１０に示すように、車幅方向に一対になるように形成した車体前側の端部の連結用ブロック３８，３８およびタンクレール本体３９，３９と、これらのタンクレール本体３９の前端部どうしを連結するクロスパイプ４０と、タンクレール本体３９の後端部どうしを連結するクロスメンバ４１とから構成し、前記連結用ブロック３８，３８を前記上側ダウンチューブ１３の突出部１７に前記固定用ボルト１８，１９によって固定するとともに、前記クロスメンバ４１に図２および図４に示すように前記リヤアームブラケット７の上端の連結用ブロック３０を固定用ボルト４２によって固定している。
【００１９】
タンクレール前端部の二つの連結用ブロック３８は、それぞれアルミニウム合金によって中実に形成し、図３および図７に示すように、前記上側ダウンチューブ１３の突出部１７にこの突出部１７を車体の側方から挾持するように３箇所を２種類の固定用ボルト１８，１９によって固定している。これらの固定用ボルト１８，１９のうち下側の２本の固定用ボルト１８は、前記突出部１７に溶接した雌ねじ部材４３に螺着している。また、上側の固定用ボルト１９は、両連結用ブロック３８にそれぞれ穿設したボルト孔４４に車体左側の連結用ブロック３８から突出部１７を貫通して他方の連結用ブロック３８に至るように挿入させた雌ねじ部材４５と、車体右側からこの雌ねじ部材４５に螺着したボルト本体４６とから構成している。
【００２０】
前記突出部１７における前記上側の固定用ボルト１９が貫通する部分には、固定用ボルト１９と同一軸線上に円筒状のカラー４７を溶接している。このカラー４７は、軸線方向（車幅方向）の中央部を前記雌ねじ部材４５が嵌入可能な寸法をもって形成し、両端部を車体外側へ向かうにしたがって次第に径が大きくなるように形成している。このカラー４７を突出部１７に溶接することによって、突出部１７の外側面にはカラー４７の前記大径部からなる凹部４８が形成される。一方、この突出部１７を両側から挾む連結用ブロック３８には、前記凹部４８に嵌合する凸部４９がボルト孔４４と同一軸線上に突設してある。すなわち、両連結用ブロック３８は、前記凹部４８に凸部４９が嵌合する状態で固定用ボルト１８，１９によって突出部１７に固定している。
【００２１】
前記タンクレール本体３９は、断面形状が長方形のアルミニウム合金製管体からなり、押出し成形された管体に曲げ加工などを施すことにより、図１および図２に示す側面視において後下がりに一直線状に延びるとともに、図５に示す平面視においてタンクレール本体３９どうしの間隔が車体の前方に向かうにしたがって次第に狭くなるように形成している。この自動二輪車１は、これらのタンクレール本体３９の間に燃料タンク（図示せず）を臨ませ、タンクレール本体３９にシート５０（図１参照）の車体前側の部分を支承させている。このシート５０は、シートレール８に支持させている。なお、図１において二点鎖線で描いた符号５１で示すものはカウリング、５２はゼッケンプレートである。
【００２２】
また、タンクレール本体３９の前端は、前記連結用ブロック３８にこの連結用ブロック３８の後端の嵌合部３８ａ（図３参照）を嵌入させた状態で溶接し、後端は、後述するクロスメンバ４１に開口が閉塞される状態で溶接している。
【００２３】
これら二つのタンクレール本体３９，３９どうしを連結する前記クロスパイプ４０は、断面形状が円形のアルミニウム合金製管体によって形成し、タンクレール本体３９を前記連結用ブロック３８とともにヘッドパイプ４側に固定した状態で両タンクレール本体３９に溶接している。すなわち、この構成を採ることによって、固定用ボルト１８，１９を取外したとしてもタンクレール６をヘッドパイプ４側から外すことはできなくなるが、タンクレール本体３９とクロスパイプ４０との溶接によるタンクレール６としての剛性向上を図っている。これに反し、タンクレール本体３９とクロスパイプ４０とをボルト結合としてタンクレール６をヘッドパイプ４から分離可能なように構成することもできる。
【００２４】
前記クロスメンバ４１は、この実施の形態ではアルミニウム合金を材料として鋳造によって成形した３個の部材を互いに溶接することによって形成している。この３個の部材とは、図５および図１０に示すように、車幅方向の中央に位置するブラケット形成部材５３と、このブラケット形成部材５３の両側に配設した連結部材５４，５４である。
【００２５】
前記ブラケット形成部材５３は、図２、図４、図６および図１０に示すように、前記リヤクッションユニット３５の上端部を枢支するとともにシートレール８の車体前側の端部を支持するための後側ブラケット部５３ａと、エンジン支持用ブラケット５５（図１および図２参照）を取付けるための前側ブラケット部５３ｂとを一体に形成している。
【００２６】
前記連結部材５４，５４は、タンクレール本体３９の後端に対向する鍔部５４ａが一体に形成してあり、この鍔部５４ａと、車幅方向の外側の側面とをタンクレール本体３９に溶接している。なお、この実施の形態ではタンクレール本体３９と連結部材５４とによって形成される角部分に補強板５６を溶接している。また、この連結部材５４の車幅方向の外側の部分であって前記タンクレール本体３９より車体後側に、図４および図８に示すように、リヤアームブラケット上端の連結用ブロック３０を固定用ボルト４２によって固定している。固定用ボルト４２によって締結する部分もタンクレール前端部と同様に凹部と凸部とからなる嵌合構造を採用し、ボルト連結部に高い剛性をもたせている。すなわち、図８に示すように、連結部材５４に凹部５４ａを形成するとともに、この凹部５４ａに嵌合する凸部３０ａをリヤアームブラケット７の連結用ブロック３０に形成している。
【００２７】
上述したように構成した車体フレーム３は、タンクレール６をアルミニウム合金によって形成しているので、車体フレーム３の構成部品のうち相対的に大きくかつ高い位置に配設されるタンクレール６の重量を軽くすることができる。
また、タンクレール６を車体側方から見て一直線状に形成しているので、ジャンプした車体が着地するときや、ヘッドパイプ４が車体の後方に向けて押されるように前輪１１に路面から荷重が加えられたときにはタンクレール６に主に引張応力や圧縮応力が発生し、曲げ応力が生じ難い。このため、タンクレール６の両端部の固定用ボルト１８，１９，４２に加えられる荷重を小さくすることができる。
【００２８】
さらに、車幅方向に一対になるように形成したタンクレール６の連結用ブロック３８を、上側ダウンチューブ１３の突出部１７にこれを車体側方から挟持するように固定用ボルト１８，１９で固定し、前記突出部１７に凹部４８を形成するとともに連結用ブロック４８に前記凹部４８に嵌合する凸部４９を形成したため、ヘッドパイプ４とタンクレール６との間で荷重は前記固定用ボルト１８，１９と前記嵌合部分とを介して伝達されるようになる。このため、嵌合部分を設けない場合に較べて固定用ボルト１８，１９に加えられる荷重を低減することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、車体フレームの構成部品のうち相対的に大きくかつ高い位置に配設されるタンクレールの重量が軽くなるから、コストアップになるのを最小限に抑えながら車体の軽量化および低重心化を図ることができる。
【００３１】
また、タンクレールを一直線状に形成し、ダウンチューブに設けられた突出部に固定しているので、ジャンプした車体が着地するときや、ヘッドパイプが車体の後方に向けて押されるように前輪に路面から荷重が加えられたときにタンクレールに曲げ応力が生じ難い。このため、タンクレールの両端部をヘッドパイプとリヤアームブラケットに連結するボルトに加えられる荷重を小さくすることができるから、アルミニウム合金製タンクレールをヘッドパイプにボルトによって固定する構造でも車体フレームに高い剛性をもたせることができる。
【００３２】
タンクレール前端部で支持ブラケットを挟持するとともに凹部と凸部を設ける他の発明によれば、ヘッドパイプとタンクレールとの間で荷重は前記固定用ボルトと前記嵌合部分とを介して伝達されるようになる。
したがって、嵌合部分を設けない場合に較べて固定用ボルトに加えられる荷重を低減することができるから、より一層の剛性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車体フレームを採用した自動二輪車の側面図である。
【図２】 本発明に係る自動二輪車用車体フレームの側面図である。
【図３】 ヘッドパイプとタンクレールの連結部を拡大して示す側面図である。
【図４】 タンクレールとリヤアームブラケットの連結部を拡大して示す側面図である。
【図５】 図２におけるタンクレールのＡ矢視図である。
【図６】 図２におけるタンクレールの後端部のＢ矢視図である。
【図７】 図３におけるVII−VII線断面図である。
【図８】 図４におけるVIII−VIII線断面図である。
【図９】 ダウンチューブとリヤアームブラケットの連結部を示す底面図である。
【図１０】 車体フレームの斜視図である。
【図１１】 ラジエータの正面図である。
【符号の説明】
１…自動二輪車、３…車体フレーム、４…ヘッドパイプ、５…ダウンチューブ、６…タンクレール、７…リヤアームブラケット、１３…上側ダウンチューブ、１７…突出部、１８，１９，４２…固定用ボルト、３８…連結用ブロック、３９…タンクレール本体、４１…クロスメンバ、４７…カラー、４８…凹部、４９…凸部。

Claims (2)

1. 鉄系金属からなるヘッドパイプと、
   前記ヘッドパイプからエンジンの上方で後下がりに延設されたアルミニウム合金からなるタンクレールと、
   前記ヘッドパイプからエンジンの下方に延設されたダウンチューブと、
   前記タンクレールの車体後側の端部にボルトによって固定された鉄系金属からなるリヤアームブラケットと、
   を備えるクレードル型の自動二輪車用車体フレームであって、
   前記ダウンチューブは、車幅方向の中央部にヘッドパイプから車体の後方に向けて突設された箱状の突出部を含み、
   前記タンクレールは、車体側方から見て一直線状に形成され、
   このタンクレールの車体前側の端部は、車幅方向に一対になるように形成され、前記突出部を車体側方から挟持するようにこの突出部にボルトによって固定されていることを特徴とするクレードル型の自動二輪車用車体フレーム。
2. 請求項１記載のクレードル型の自動二輪車用車体フレームにおいて、
   タンクレールの車体前側の端部とダウンチューブの突出部との接続部分には、
   前記タンクレールの車体前側の端部と前記突出部のうち一方に形成された凹部と、
   他方に形成され前記凹部に嵌合する凸部とが設けられていることを特徴とするクレードル型の自動二輪車用車体フレーム。

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