JP4072999B2

JP4072999B2 - 自動二輪車の車体フレーム

Info

Publication number: JP4072999B2
Application number: JP2002018554A
Authority: JP
Inventors: 泰久岡部; 信正谷口
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003220989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モノコック構造（応力外皮構造）のメインフレームを有する自動二輪車の車体フレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の車体フレームのメインフレームとして、内部をエアクリーナ部としたモノコック構造のものがある( 特許第３１７０２４５号参照) 。このメインフレームは、図７に示すように、平板を絞り加工して形成されるプレス成形品からなる横断面ドーム形の上部半体１Ａと、これの開放端部（下端部）に溶接により取り付けられる平板状の下部半体１Ｂからなり、この下部半体１Ｂを溶接ビードが外部から見えないように上部半体１Ａの開放端部の内面に挿入させて、その内面側から全周囲に沿って溶接Ｗしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上のように、上部半体１Ａの内面側から下部半体１Ｂを溶接する場合、溶接作業が行いにくく、しかも溶接個所が複雑な３次元曲線で、かつ長いので、溶接作業性が良くない。また、上部半体１Ａは、内部に所定大きさのエアクリーナ部１Ｃを確保するため、プレス成形時に深絞りを行う必要があるので、上部半体１Ａにおける、絞りによって伸びる左右の側壁部１a にしわが入り易い。しかも、上部半体１Ａの内側から下部半体１Ｂを溶接しても、裏ビードと呼ばれる溶接痕が上部半体１Ａの側壁部１a の外面における溶接Ｗの対応箇所１ａａに出易い。この側壁部１a は、車体の側方に露出されるので、側壁部１a にしわや溶接痕が出ると、車体外観を損ない、メインフレームの側壁部１ａを露出させる構造のフレームにしにくい。さらに、前記メインフレームは、上部半体１Ａの側壁部１a の高さを高くすればするほど大きな剛性が得られるが、上部半体１Ａは絞り加工を行う関係上、側壁部１a の高さを余り高くできないので、剛性を確保する上での自由度が小さい。
【０００４】
そこで、本発明は、溶接作業性を良好とし、また、しわや溶接痕が発生しても、これらを見えにくくし、しかも、メインフレームを成形するときの自由度を増大させて所望の剛性確保ができる自動二輪車の車体フレームを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動二輪車の車体フレームは、単一のモノコック構造のメインフレームを有し、前記メインフレームが、左右に２分割されたプレス成形品であり、縦壁と、縦壁の前部の上下端部から内側方に向かって一体に突設された横壁とを有する２つのフレーム半体を車体フレームの中央面上で、メインフレームの上部および下部で接合して形成され、前記メインフレームの内側に、前記縦壁と前記横壁と後壁とにより、エンジンへの吸気を前記メインフレームに取り入れる空気吸入室が形成され、前記後壁は前記メインフレームの縦壁および横壁に接合されており、前記メインフレームの内側における前記空気吸入室の後方に、前記後壁により区画されて前記空気吸入室を経た吸気を浄化するエアクリーナ部が形成され、前記メインフレームの前端に、メインフレームの前端からメインフレーム内に吸気を導入する吸気ダクトとヘッドパイプとを一体形成したヘッドブロックが接合されている。
【０００６】
この構成によれば、左右のフレーム半体は、その底壁がメインフレームの側部となるが、底壁は絞り加工の際に加工型により表裏面からほぼ垂直に挟圧されるので、しわが生じにくい。したがって、底壁で形成されるメインフレーム側面を積極的に外観部品として、外側に見えるように配置できる。他方、各フレーム半体の２つの側壁は絞り加工の際に引き延ばされるために、この側壁にしわ（うねり）が生じ易く、また、両フレーム半体を溶接するとき、側壁の端部に溶接ビードが生じ、溶接痕も発生し易い。しかしながら、側壁はメインフレームの上部と下部になり、下部は元来見えにくく、上部には燃料タンクやカバーなどが配置されるので、これらにより前記しわや溶接ビードなどが隠れる。したがって、車体の外観を損なうことがない。
【０００７】
また、各フレーム半体を溶接により接合する場合、各フレーム半体の突合せ面に沿って二次元的に、つまり、中心面上で直線的に溶接すれば良いので、溶接ロボットなどで自動溶接するときの作業性が高められる。さらに、前記フレーム半体はプレス成形品により形成され、このときフレーム半体の底壁の幅、つまりメインフレームの高さは、絞り深さと無関係なので、任意に設定できる。つまり、設計の自由度が増大する。したがって、メインフレームの高さを大きくして所望の剛性を得ることができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、前記後壁に設けた装着孔にクリーナエレメントが嵌め込まれている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態である車体フレームを備えた自動二輪車の側面図である。自動二輪車は、車体フレーム１の前端のヘッドパイプ２に、図示しないステアリングシャフトを介して軸支されたフロントフォーク３に前車輪４を取り付け、車体フレーム１の中央下部のフレームブラケット５に軸支されたスイングアーム６に後車輪７を取り付けている、車体フレーム１の前部を形成するメインフレーム３０の下部にエンジン８が取り付けられており、このエンジン８で図示しないチェーン等を介して後車輪７を駆動するとともに、前記ステアリングシャフトおよびフロントフォーク３の上端部に固定したハンドル９で操向するように構成されている。車体フレーム１のメインフレーム３０の上部には燃料タンク１０が配置されている。
【００１０】
メインフレーム３０の後部側に車体フレーム１の一部を構成するシートレール１８と補強メンバー１８Ａが取り付けられ、シートレール１８に運転者のシート１９が装着されている。また、車体フレーム１とスイングアーム６との間には、１本のリヤサスペンション７０が取り付けられている。
【００１１】
図２はモノコック構造のメインフレーム３０を示す斜視図である。このメインフレーム３０は、左右に２分割されたアルミニウム板材のプレス成形品からなる２つのフレーム半体３０Ａ，３０Ｂを有しており、これら半体３０Ａ，３０Ｂを溶接Ｗにより接合して形成されている。
【００１２】
図３は前記メインフレーム３０の分解斜視図である。同図に示すように、メインフレーム３０を構成する左右のフレーム半体３０Ａ，３０Ｂは、縦壁３１と、これの前部の上下端部から側方に向かって一体に突設された横壁３２，３３とを有している。それぞれの横壁３２，３３の突出先端面は、互いに突き合せて溶接される突き合せ面ａとなっている。
【００１３】
また、図２のように、メインフレーム３０の後部には、スイングアーム６（図１）を支持するフレームブラケット５が取り付けられている。このフレームブラケット５は、例えばアルミニウムのような金属の鋳物からなり、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂにおける横壁３２，３３が設けられていない後部３４の内側に嵌め込まれて、横壁３２，３３から所定距離後方へ離れた位置から後下方に向かって延びている。フレームブラケット５は、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂの後部に重合される左右の側壁５１，５１を有し、これら側壁５１の前後端部はクロスメンバ５２，５３により結合されている。前記側壁５１の後部には取付孔５４が形成され、この取付孔５４に、図１の後車輪７を支持するスイングアーム６（図１）が軸支される。
【００１４】
溶接で結合されたフレーム半体３０Ａ，３０Ｂの横壁３２，３３の後端には、別部材の後壁６１がその上下および左右の縁部でメインフレーム３０に溶接により接合されて、メインフレーム３０の前半部の内側に、エンジンへの吸気を浄化するエアクリーナ１２の空気吸入室６２を形成している。後壁６１にはクリーナエレメント６３を嵌め込む装着孔６４が設けられている。この後壁６１とフレームブラケット５の前部のクロスメンバ５２と左右の縦壁３１，３１とで区画される内部空間には、図１に示すように、エアクリーナ部１２におけるクリーナエレメント６３の下流側の清浄空気室６５を形成するクリーナケース６６が収納されて、前記後壁６１とエンジン８に支持された燃料供給装置１７とに取り付けられている。図２のメインフレーム３０の前部には、前端が開口した吸入ダクト１４と前記ヘッドパイプ２とを鋳物で一体形成したヘッドブロック１５が溶接で接合されている。この吸入ダクト１４の前端は、図１に示すカウリング１６の前面に開口した空気導入ダクト６８に接続されている。
【００１５】
前記エアクリーナ部１２のクリーナケース６６には、複数気筒を有するエンジン８の各シリンダに接続された複数の燃料供給装置１７のダクト１７ａが接続されている。空気は空気導入ダクト６８から吸入ダクト１４を経て空気吸入室６２内に送られ、クリーナエレメント６３で浄化されたのち、メインフレーム３０の清浄空気室６５に入り、さらに清浄空気室６５からダクト１７ａを通って、燃料供給装置１７に入り、ここで空気に燃料が供給される。
【００１６】
図４に示すように、メインフレーム３０の各フレーム半体３０Ａ，３０Ｂには、エンジン８の上部を支持する第１のエンジンマウント部４０が一体に形成されている。このエンジンマウント部４０は、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂの後部３４とこれに重合された前記フレームブラケット５の側壁５１から、下方に向かって連続して山形状に膨出した膨出部４２，４２からなり、これら膨出部４２，４２に、相対向する取付孔４１が形成されている。一方、前記エンジン８のシリンダ８ａにおける前記膨出部４２と対向した位置に、取付孔を有する突片（ブラケット）４３を一体に突設して、この突片４３と膨出部４２との間に図示しないスペーサを介在させた状態で、両者４２，４３の取付孔にボルト４４を挿通させて、ナットとの間で締め付けることにより、エンジン８の上部１箇所をメインフレーム３０に支持する。
【００１７】
また、図４では、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂとフレームブラケット５に、エンジン８の後部の上部１箇所を支持する第２のエンジンマウント部４５を一体に設けている。このエンジンマウント部４５は、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂの後部３４に形成された取付孔４６（図３）と、前記フレームブラケット５の側壁５１の中間位置に形成された相対向する取付孔とを有している。エンジン８のクランクケース８ｂにおける取付孔４６の部分と対向した位置に、取付孔を有する突片（ブラケット）４７を一体に突設して、この突片４７と前記後部３４および側壁５１を重ね合わさせた状態で、両者４５，４７の取付孔にボルト４８を挿通させて、ナットとの間で締め付けることにより、エンジン８の後部の上部１箇所をメインフレーム３０に支持する。
【００１８】
このように、メインフレーム３０を構成する左右のフレーム半体３０Ａ，３０Ｂに第１および第２のエンジンマウント部４０、４５を一体に設ける場合、従来のように別部材で形成されたエンジンマウントを介してエンジン８を組み付ける場合と較べて、部品点数が減少し、組付作業性が高められる。
【００１９】
さらに、図４では、前記フレームブラケット５の下部側に、エンジン８の下部側を支持する第３のエンジンマウント部５５を形成している。このエンジンマウント部５５は、前記フレームブラケット５の下部側クロスメンバ５３の近傍に一体に形成された取付片からなり、この取付片５５に取付孔が形成されている。エンジン８のクランクケース８ｂにおける前記取付片５５と対向した位置に、突片５６を一体に突設して、この突片５６と取付片５５との間に図示しないスペーサを介在させ、前記突片５６と取付片５５に設けた取付孔にボルト５７を挿通させてナットとの間で締め付けることにより、エンジン８の下部１箇所をフレームブラケット５に支持する。このように、エンジン８の上下３箇所を第１〜第３のエンジンマウント部４０、４５、５５で支持することにより、エンジン８の安定した支持が行える。
【００２０】
上記構成において、図３の左右のフレーム半体３０Ａ，３０Ｂは、その底壁がメインフレーム３０の側部となるが、底壁は絞り加工の際に加工型により表裏面からほぼ垂直に挟圧されるので、しわが生じにくい。したがって、底壁で形成されるメインフレーム側面（縦壁３１の外側面）を積極的に外観部品として、外側に見えるように配置できる。他方、各フレーム半体３０Ａ，３０Ｂの２つの側壁には絞り加工の際にしわ（うねり）が生じ易く、また、両フレーム半体３０Ａ，３０Ｂを溶接するとき、側壁の端部に溶接ビードが生じ、溶接痕も発生し易い。しかしながら、側壁はメインフレーム３０の上部と下部になり、下部は元来見えにくく、また、上部には燃料タンク１０（図１）やカバーなどが配置されるので、これらにより前記しわや溶接ビードなどが隠れる。したがって、車体の外観を損なうことがない。また、各フレーム半体３０Ａ，３０Ｂを溶接により接合する場合、各フレーム半体の突合せ面ａに沿って二次元的に、つまり、車体フレーム３０の中心面上で直線的に溶接すれば良いので、溶接ロボットなどで自動溶接するときの作業性が向上する。
【００２１】
さらに、フレーム半体３０Ａ，３０Ｂは、縦壁３１と横壁３２，３３とにより立体構造とされているので、剛性が高いので、溶接するときの歪みの発生も少なくなる。また、フレーム半体３０Ａ，３０Ｂはプレス成形により形成され、このとき各フレーム半体３０Ａ，３０Ｂの底壁の幅、つまりメインフレーム３０の縦壁３１の高さは、絞り深さと無関係なので、任意に設定できる。これにより、各フレーム半体３０Ａ，３０Ｂをプレス成形するときの自由度が増大するので、各半体３０Ａ，３０Ｂの縦壁３１の高さ調整を行うことにより、メインフレーム３０の所望の剛性確保が容易となる。
【００２２】
また、メインフレーム３０の前部にヘッドパイプ２を持つヘッドブロック１５が接合されているから、精密な孔加工を要するヘッドパイプ２が、メインフレーム３０とは別部品として加工できるので、作業性がよい。
【００２３】
図５は第２実施形態を示す側面図である。同図の実施形態では、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂの後部３４を、前記フレームブラケット５の壁部５１の外側面全体を覆うように後方に延長し、この延長部３５に前記フレームブラケット５の取付孔５４と対向するように取付孔３６を形成して、これら取付孔３６，５４にスイングアーム６を支持させている。また、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂとフレームブラケット５に、前述したものと同様の第1 〜第３のエンジンマウント部４０、４５、５５を一体形成して、これらによりエンジン８の３箇所を支持させている。
【００２４】
図６は第３実施形態を示す側面図である。同図において、前記フレーム半体３０Ａ，３０Ｂには、前側のエンジンマウント部を一体に形成するのに代えて、別体の部材で形成された概略三角形状のガセット５８を用い、これをフレーム半体３０Ａ，３０Ｂの下部側に溶接により取り付けてエンジンマウント部とし、このエンジンマウント部５８にエンジン８の上部側の一箇所を支持させるようにしている。
【００２５】
なお、図２に示したフレームブラケット５は、クロスメンバ５２，５３が一体形成されているが、クロスメンバ５２，５３は側壁５１と別体に形成して、側壁５１に溶接してもよい。さらに、クロスメンバ５２，５３は、その位置を適宜変更したり、数を増減することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自動二輪車の車体フレームによれば、溶接作業性を良好とし、またしわや溶接痕が発生しても、これらを見えにくくして外観を良好にでき、しかも、メインフレームを成形するときの自由度を増大させて所望の剛性確保ができる。また、メインフレームの側面を、積極的に外観部品として、外側に見えるように配置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車体フレームを備えた自動二輪車の側面図である。
【図２】同車体フレームのメインフレームの部分を取り出して示す斜視図である。
【図３】同メインフレームの分解斜視図である。
【図４】同メインフレームの部分にエンジンを支持した状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の要部を示す側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の要部を示す側面図である。
【図７】従来のメインフレームの縦断面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム、２…ヘッドパイプ、１２…エアクリーナ部、３０…メインフレーム、３０Ａ，３０Ｂ…フレーム半体、４０，４５，５５…エンジンマウント部。

Claims

単一のモノコック構造のメインフレームを有し、
前記メインフレームが、左右に２分割されたプレス成形品であり、縦壁と、縦壁の前部の上下端部から内側方に向かって一体に突設された横壁とを有する２つのフレーム半体を車体フレームの中央面上で、メインフレームの上部および下部で接合して形成され、
前記メインフレームの内側に、前記縦壁と前記横壁と後壁とにより、エンジンへの吸気を前記メインフレームに取り入れる空気吸入室が形成され、
前記後壁は前記メインフレームの縦壁および横壁に接合されており、
前記メインフレームの内側における前記空気吸入室の後方に、前記後壁により区画されて前記空気吸入室を経た吸気を浄化するエアクリーナ部が形成され、
前記メインフレームの前端に、メインフレームの前端からメインフレーム内に吸気を導入する吸気ダクトとヘッドパイプとを一体形成したヘッドブロックが接合されている自動二輪車の車体フレーム。
請求項１において、前記後壁に設けた装着孔にクリーナエレメントが嵌め込まれている自動二輪車の車体フレーム。