JP4153104B2 - 自動二輪車のフレーム構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工された金属板材を接合、一体化する構造の自動二輪車の車体フレーム構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板素材をプレス加工して形成した一対のメンバを溶接して一体化し、自動二輪車のフレームを構成する技術として、従来下記の技術が開示されている。
実開昭６１−１３３４８６号公報、及び特開昭５８−４９５８２号公報に開示された技術は、プレス加工された側面視略々Ｖ字状で、断面視凹状の左右一対のメンバを、各メンバの上下端縁部に上下に突出したフランジ部を、左右に重ね合わせて突合せ、該フランジ部相互を溶接し、一体化し、フレームを得る構造である。
実公昭６１−２２０７２号公報に開示された技術は、側面視が略々Ｔ字状で、断面視凹状の左右一対のメンバを、各メンバの上下端縁部に上下に突出したフランジ部を重ね合せ、該フランジ部相互を溶接し、一体化し、フレームを得る構造である。
【０００３】
以上の従来のフレーム構造は、極く小排気量のエンジンを搭載し、極く小型、軽量の自動二輪車のフレームであり、前者、即ち、実開昭６１−１３３４８６号公報、特開昭５８−４９５８２号公報開示の自動二輪車は、側面視Ｖ字状のフレームの上位の前端部にヘッドパイプを、又上位の後端部にはシートを配置し、Ｖ字状の谷の部分にエンジン、伝動ケースを一体化したパワーユニットをスイング動可能に取り付ける式のフレームである。
一方、実公昭６１−２２０７２号公報開示のフレーム形状は、側面視Ｔ字状で単純形状で、上述と同様の極く小排気量、極く小型、軽量の自動二輪車に用いるフレームである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気量がある程度大きい自動二輪車、或いは大型の自動二輪車では、フレームを複数のパイプ材を溶接等して形成するケースが多く、フレームの構成部品が極めて多いこと、パイプ材の曲げ加工が煩雑であること、溶接箇所が多いこと、フレームの構造が複雑であること等、フレームの製作上コストが高くなる傾向にあり、又フレームの重量も大きくなる。
そこで、従来のフレーム構造の簡素化、製作の容易化、軽量化、コストダウンを図るため、上記した従来技術のフレーム構造を採用して、排気量がある程度大きい、或いは排気量の大きい自動二輪車で、その略々全長にわたり略々水平方向に延びるバックボーン構造のフレームを得ようとした場合、次のような課題が生じる。
【０００５】
先ず、左右のプレス加工メンバの上下に突出したフランジ部を左右に配置して突合せ、フランジ部相互を溶接するので、得られたフレームの上下にフランジ部が突出することとなる。
このため、フレーム上面の幅方向の中央部に全長にわたり突起が突出し、フレーム上面に自動二輪車の補機類を配置するに際し制約を受け、又外観上重要な構成部品である燃料タンク、シートを設置する場合において、これ等の設置に制約を受け、フレーム上に直接燃料タンクやシートを設置することが難しくなることから、これ等部品の取付スティ類やブラケット類を必要とし、フレーム構造が複雑化し、又フレーム構成部品が多くなり、この結果、溶接箇所も多く、フレーム製作上コスト的に不利である。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、その目的とする処は、簡素な構造で高い剛性、強度を得ることが可能であり、排気量の大きい自動二輪車に適用し得る金属プレス加工素材の溶接等による接合一体化構造のフレーム、特にメインフレームを含むフレームを得ることができ、しかも、製作が容易で、構成部品が少なくてすみ、コストダウンを図ることができるとともに、軽量化にも資する自動二輪車のフレーム構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１は、プレス加工された一対の凹状に形成された金属板材を接合して一体化した自動二輪車のフレームにおいて、一対の金属板材を、下向きに開放された断面視凹状のアッパメンバと、上向きに開放された断面視凹状の下側のロアメンバとで構成し、アッパメンバとロアメンバの上下に突合せる両側端部には、外側方に突出し、相互に上下に重なるフランジ部を備え、該フランジ部を溶接で接合し、前端部にヘッドパイプを接合し、上面が略々平坦なメインフレームを形成し、メインフレームのロアメンバには、プレス加工で形成したフレームのサブフレームを垂下するように接合し、サブフレームが２つのプレス成形部材が溶接された閉断面構造を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１では、自動二輪車のバックボーン構造のメインフレームを、プレス加工した金属板材で、所期の剛性、強度を確保しつつ、簡易に、安価に得ることができ、メインフレームも、上面が略々平坦なので、補機類や燃料タンク、シート等の構成部品を、そのまま、或いは簡素なスティ類やブラケット類で取付、支持することができ、更にフレームは、上下のプレス加工板材を上下に接合した構造なので、軽量化が図れ、又メインフレームに接合するヘッドパイプ、エンジンハンガ、或いは取り付ける補機類や燃料タンク、シートに必要な前部の幅、後部の幅に容易に設定することが可能である。
また、車体のメインフレームを構成するメンバ以外のフレームのサブメンバをプレス加工で形成し、メインフレームメンバのロアメンバに溶接等するので、車体構成部品の構成、製作が簡易であり、自動二輪車の車体を軽量、且つ安価に製作することができる。
又サブフレームが２つのプレス成形部材が溶接された閉断面構造を有するので、サブフレームは閉断面構造体となり、高い剛性が得られ、エンジンの後部ハンガ及びスイングアームの支持構造体として必要、且つ十分の剛性、強度を確保するも可能である。
【０００９】
請求項２は、請求項１記載において、前記メインフレームのアッパメンバ、又はロアメンバの一方のフランジ部の外側端部を折り曲げ、他方のフランジ部の先端部を該折り曲げ部で覆うようにしたことを特徴とする。
請求項２では、フランジ部の外側端部の折り曲げ部で、フランジ部の剛性、強度を高めることができ、剛性、強度アップの構造も簡素であり、フランジ部の加工に、先端部の曲げ加工を追加するだけで良い。
【００１０】
請求項３は、請求項１記載において、前記メインフレームのアッパメンバ、ロアメンバとの間の一部には、リヤクッションユニットの取付部を構成するクロスメンバを横架するように介設したことを特徴とする。
アッパメンバと、ロアメンバとの接合構造体からなるメインフレームの、アッパメンバとロアメンバの一部間に、リヤクッションユニットを取り付けるクロスメンバを横架して介装したので、クロスメンバの取付構造が簡素であり、メインフレームのリヤクッションユニットの取付部の剛性、強度を高めることができる。
【００１１】
請求項４は、請求項１記載において、前記メインフレームのアッパメンバの上面の一部には、燃料タンク及びシート取付部をプレス加工で一体に形成したことを特徴とする。
請求項４では、メインフレームの上面に、燃料タンク及びシート取付部を別個のメンバを用いることなく一体に形成することができるので、フレーム構造の簡素化、フレーム構成部品の部品点数の削減、溶接等の工数の削減、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項５は、請求項１記載において、サブフレームは、平面視が凹状で、左右の側壁部を備えたメインメンバと、該メインメンバよりも深さが浅い平面視凹状で、左右の側壁部を備えたサブメンバとを備え、該サブメンバはメインメンバの前方から嵌め込み溶接されているようにしたことを特徴とする。
また、請求項６は、請求項１記載において、アッパメンバの上面の後部には、凹状のリブをプレス加工で形成したことを特徴とする。
更に請求項７は、請求項１記載において、メインフレームの前端部から前部の中間部の両側に、後下傾斜するように溶接したフロントメンバを備え、該フロントメンバは左右のメンバからなり、該メンバは対称的に外側方に膨出する膨出円形部を備え、各膨出円形部には燃料タンクの前部を取り付けるパイプ状の取付けステイを貫通させる取付孔を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明にかかるフレーム構造を採用した自動二輪車の一例を示す外観側面図、図２は図１の平面図である。
図１、図２に従って自動二輪車の概略を説明すると、自動二輪車１は、後に詳細に説明するフレーム２１の前端部のヘッドパイプ２２を介して、フロントフォーク３により前輪２を操向自在に支持する。フレーム２１の中間部下部から後方に延出したスイングアーム４を介して後輪５を支持し、スイングアーム４の後部とフレーム２１との間には、後輪懸架用のリヤクッションユニット６，６を左右に介設する。
【００１６】
フレーム２１の前部上には燃料タンク７を設置し、フレーム２１のこれの後方上には乗員跨乗用のシート８を設置し、フレーム２１の燃料タンク７下方位置には、エンジン９を搭載し、エンジン９の下部後部のミッションケース１０の一側方にはドライブスプロケット１０ａを配置し、後輪５の同側に設けたドリブンスプロケット５ａとチエン１０で連結し、後輪５を駆動する。
フロントフォーク３の前部の上部にはヘッドライト１２を設置し、ヘッドライト１２の直後で、フロントフォーク３の上端部のトップブリッジ上には、バー式のハンドル１３を設置し、ハンドル１３の前方にはメータユニット１４を設置する。
【００１７】
前記したシート７の前部の下方の左右には、サイドカウル１５，１５を配置してこの部分の側部を覆い、シート７の前後方向中間部〜後方の部分の側部をリヤカウル１６，１６で覆い、リヤカウル１６，１６の後部には、リヤフェンダ１７を後下方に傾斜するように設置した。尚、前輪２の上半部をフロントフェンダ２ａで覆う。
シート８は前後に長いタンデム式とし、シート後部の下部の左右には後席乗員把持用、及び自動二輪車のメインスタンド起立時に手掛かりとするリヤグリップ１８を設置し、リヤグリップ１８は、図２で明示したように平面視が略Ｕ字形である。
尚、エンジン９のシリンダ後方に配置された気化器１９は、サイドカバー１５の隠された後方の空間に配置される不図示のエアクリーナに接続されている。又図２において２０は、自動二輪車１の後部の一側方の後方、且つ外側方に延出されたマフラーである。
【００１８】
図３は本発明にかかるフレームの外観側面図である。
フレーム２１は、自動二輪車の略々全長にわたる長さで、前後に長いメインフレーム３０と、メインフレーム３０の前端部〜前部の中間部の両側に、後下傾するように溶接したフロントメンバ４０と、メインフレーム３０の中間部に若干後下傾するように垂下したサブフレームを構成するミドルメンバ５０と、メインフレーム３０の後部〜ミドルメンバ５０の下部とを繋ぐように配置したリヤメンバ７０とからなる。リヤメンバ７０と前方のミドルメンバ５０と上方のメインフレーム３０とで構成される略三角形の空間２３内に、不図示のエアクリーナを配置する。
又メインフレーム３０の前端部には、ヘッドパイプ２２を若干前下傾するように備える。
メインフレーム３０の上面は、前部〜中間部が若干下方に弯曲し、中間部と前後部とで高さに違いがあり、後部が一段高くなるように形成したが、上面は略々平坦であり、略々水平に近い状態で前後方向に延出する。
メインフレーム３０の後部には、前記したシート８の後部を取付、支持するスティ８１が下方に垂下するように設けられている。
【００１９】
図４は図３の平面図である。
メインフレーム３０は、図で示したように前部３０ａの幅Ｗ１が幅狭で、後部３０ｃの幅Ｗ２が幅広に形成され、中間部３０ｂは、この間を一体に繋ぐように、後方に向かって幅が斬増する。
【００２０】
図５はフレーム２１の構成メンバの分解斜視図である。
メインフレーム３０は、断面形状が下向き凹状のアッパメンバ３１、及び断面形状が上向き凹状のロアメンバ３２とからなり、上下で対称形状をなす。各前端部には、ヘッドパイプ２２の上部の後半部が嵌まる弧状の凹部３１ａ（ロアメンバ３２には表されていないが、同様に凹部を備える）を備える。これ等のアッパメンバ３１、ロアメンバ３２は、例えば、鋼板素材のプレス加工で成形する。
アッパメンバ３１、ロアメンバ３２の左右の側壁部３１ｂ，３２ｂの対向する両端部には、各外側方に折曲して突出するフランジ部３１ｃ，３２ｃを、夫々一体に設ける。
【００２１】
アッパメンバ３１の上面３１ｄは略々平坦で、前部の前後方向中間部で、幅方向中間部には、前後に離間して電装品の取付ボス部３１ｅ，３１ｆをプレス加工で一体成形して設ける。又上面３１ｄの後部取付ボス部３１ｆの直後には、断面が凹状の電装品取付スティ３３を溶接し、この電装品取付スティ３３を上面３１ｄ上に、その幅一杯に横断するように起立、設置する。
【００２２】
又アッパメンバ３１の上面３１ｄの前後方向中間部で、幅方向中間部には、燃料タンク７、及びシート８の取付スティ３４を設ける。この取付スティ３４は、上面３１ｄを上方に膨出させ、且つ後部を切り欠いて形成し、燃料タンク７の後部下面に設けた不図示の取付片を取付孔３４ａを介してネジ止めし、又シート８の前部の下面に設けた不図示の舌片状の取付片を切欠３４ｂに嵌め込んで、シート前部をメインフレーム３０の上面に支持する。
この取付スティ３４は、アッパメンバ３１の上面３１ｄに対し、プレス加工で下方から膨出するようにして形成するので、メインフレームの構成部材とは別個の部材を必要とせず、且つアッパメンバ３１を成形する工程で同時に成形することができ、部品点数の削減、別部品を溶接する必要がないことから製作が容易であり、又別部品を取り付ける必要がないことから軽量化が図れる。
このことは、上記した電装品の取付ボス部３１ｅ，３１ｆにおいても、同様である。
【００２３】
アッパメンバ３１の中間後部、及びロアメンバ３２の各中間後部の上下で対称部分の両側壁部３１ｂ，３２ｂには、両側に突出したフランジ部３１ｃ，３２ｃを含んで、夫々対称的に、アッパメンバ３１側が下向き、ロアメンバ３２側が上向きの弧状の凹部３１ｇ，３２ｇからなる凹状のリブをプレス成形で一体に設ける。
アッパメンバ３１、ロアメンバ３２を上下で重ね合せ、フランジ部３１ｃ，３２ｃ相互を突合せて重ね合わせ、溶接する際、凹部３１ｇ，３２ｇは円形となり、この間に、両端部でリヤクッションユニット６の上端部を取付、支持する軸状のクロスメンバ３５を介在させて溶接し、メインフレーム３０と一体化する。
このリヤクッションユニットの取付、支持用のクロスメンバ３５の横架するような介装で、メインフレーム３０のこの部分の剛性、強度を高められる。
【００２４】
この際、正面視凹状のリヤカウル取付スティ３６を上面３１ｄ上に配置し、取付スティ３６の左右の側壁３６ａの下端部をクロスメンバ３５の両端寄り部上半部に溶接し、又前後の突出片３６ｂ，３６ｂをアッパメンバ３１の上面３１ｄのこの部分に溶接する。
尚、アッパメンバ３１のこの部分の上面には、上方へ膨出する取付ベースを一体にプレス加工で形成しておき、この部分の上面に前後の突出片３６ｂ，３６ｂを溶接する。
【００２５】
アッパメンバ３１の上面３１ｄの後部には、前後方向に長さを有する凹状のリブ３７を複数個プレス加工で形成しておき、剛性を高めた。又上面３１ｄの後部には、その前部に左右２個、後部に１個のリヤグリップ取付孔３９…（…は複数を表す。以下同じ）を備える。
一方、ロアメンバ３２の中間部の側部には、エンジン補機類の取付スティ３８を前後に設けた取付片３８ａ，３８ａで溶接する。
【００２６】
フロントメンバ４０は、図３に示したように、ヘッドチューブ２２後半部、メインフレーム３０の前半部の前端部、及び上縁部を繋ぐものである。
フロントメンバ４０は、所謂ダウンチューブの上半部に相当する構造で、鋼板素材をプレス加工した得た側面視略「く」字形の左右のメンバ４１，４１からなる。
左右の各板状部４１ａの上下を内方に折曲し、各板状部の全体の断面が凹状である。各板状部４１ａの各下壁片４１ｂには、内方への凸片４１ｃを夫々備え、各板状部４１ａの上縁部には、この面よりも内方にＺ字形に折曲して突出した上壁片４１ｆを夫々備える。
又各板状部４１ａの先部には、対称的に外側方へ膨出円形部４２を夫々備え、各膨出円形部４２には、燃料タンク７の前部を取り付けるパイプ状の取付スティ４３を貫通する取付孔４３ａを夫々備える。
【００２７】
又各板状部４１ａの中間部には、略々三角形の軽量化用の窓４４を夫々備え、窓４４の周縁部には内方に折曲した縁部４４ａを設け、剛性を高めた。
各板状部４１ａには、後下傾する下部延出部４１ｄを夫々備え、この部分の断面形状も、左右で対称的な凹状とし、上述の下壁片４１ｂはそのままこの部分の下方まで延長する。
板状部４１ａの側面視略「く」字形の後縁部には、各内方、且つ後方に折曲したＺ字形の後壁片４１ｅを夫々備える。
各下部延出部４１ｄの下部には、上下に離間して取付孔４５，４５を夫々備え、下部延出部４１ｄ間にパイプ材からなるクロスメンバ４６，４６を通す。
【００２８】
ミドルメンバ５０は、図３に示したように、メインフレーム３０の中間部から下方に垂下するように設けられるものである。
メインメンバ５１、及びサブメンバ６１からなり、これ等は、鋼板素材のプレス加工で得る。
メインメンバ５１は、平面視が凹状で後方への深さが大きく、上下に長さが長く、左右の側壁部５１ｂ，５１ｂ、後壁部５１ａを備え、後壁部５１ａの上部を切り欠いて二股部５１ｃ，５１ｃを備える。二股部５１ｃ，５１ｃは、溶接面積を稼ぐように若干前後方向に長く形成されており、側壁部５１ｂ，５１ｂの下部５１ｄ，５１ｄは、上下にある程度の高さを有するように、略逆Ｌ字形に前方に膨出する。
【００２９】
メインメンバ５１の各側壁部５１ｂの各下部５１ｄの上方部には、凹状断面形状に沿って、断面視凹状の補強用ガセット５２を内張りするように溶接して一体化する。この部分の両側部に、前記したスイングアーム４の前端部のピボットを、回動自在に支持する支持管５４を、貫通して取り付ける取付孔５３を形成する。
又メインメンバ５１の各側壁部５１ｂの各下部５１ｄには、前部の上部にエンジン９の取付用の取付孔５５を左右対称的に設け、各下部５１ｄの後部には、スタンド取付用のクロスメンバ５７を取り付ける取付孔５６を夫々設ける。
又各側壁部５１ｂの前記した取付孔５５の上方の部分を夫々前方に突出させ、この各突出部５１ｅには、対称的にエンジン９の取付用の取付孔５８を設ける。
【００３０】
サブメンバ６１は、高さ方向の長さにおいて、前記したメインメンバ５１の取付孔５４の上方から二股部５１ｃ間の長さを有し、メインメンバ５１の深さに対し、浅い断面凹状をなす。
後壁部６１ａの両側部から前方に折曲した側壁部６１ｂ，６１ｂは突出量が小さく、上部６１ｃは前方に屈曲して曲り、天井部を構成し、前記したロアメンバ３２の底面３２ｄの下面に突き当てる。又後壁部６１ａの下端部の幅方向中央部には、逆凹状の欠部６１ｄを備える。
以上のサブメンバ６１は、メインメンバ５１の前方から嵌め込み、溶接する。
【００３１】
７０はリヤメンバで、図３で示すようにメインフレーム３０の後部とミドルメンバー５０の下部とを繋ぐものである。
リヤメンバ７０は、メインメンバ７１とサブメンバ７４とで構成し、これ等は鋼板素材のプレス加工で得る。
メインメンバ７１は側面視「弓」形をなし、断面形状は深さが大きい凹状で、後壁部７１ａ、左右の側壁部７１ｂからなり、各側壁部７１ｂの各中間部には、左右のサイドカウル１５の取付ボス部７２を一体に設け、この部分に取付孔７２ａを備え、又これの下方にサイドカウル取付孔７２ｂを備える。
【００３２】
メインメンバ７１の前方に突出した各側壁部７１ｂの各下部７１ｃには、左右で対称的な前方に開く凹状の二股部７３を夫々設ける。この二股部７３は、ミドルメンバ５０の、前記した支持管５４の両側突出部を挟むようにしてミドルメンバ５０のメインメンバ５１のこの部分の側壁部５１ｂに溶接する。
サブメンバ７４は、後壁部７４ａ、及びこれの両側部から前方に折曲した左右の側壁部７４ｂを有し、断面形状が凹状である。凹状の深さが、メインメンバ７１よりも小さく、且つ図３に示すように、二股部７３の上方からサイドカウル１５の取付ボス部７２の間の長さを有する。
サブメンバ７４を、メインメンバ７１の二股部７３の上方からサイドカウル１５の取付ボス部７２の間の側壁部７１ｂ間に嵌め込み、側壁部７１ｂ、７４ｂを溶接し、双方を一体化する。これにより、リヤメンバ７０のこの部分は閉断面構造となり、剛性、強度を高めた。
【００３３】
次に、図６〜図９でメインフレーム３０とフロントメンバ４０、ミドルメンバ５０、及びリヤメンバ７０の接合構造を説明する。
図６は図３の６−６線拡大断面図である。
アッパメンバ３１とロアメンバ３２とは、対向するフランジ部３１ｃ，３２ｃを上下に重ね合わせ、例えばスポット溶接等で所定の部位を溶接し、一体的に接合し、閉断面構造の中空なメインフレーム３０を形成する。溶接部をａで示した。
前記した左右のフロントメンバ４０は、左右のメンバ４１，４１の板状部４１ａ，４１ａ上縁部の上壁片４１ｆ，４１ｆを、上記したメインフレーム３０のロアメンバ３２の左右の側壁部３２ｂ，３２ｂに外側から当て、スポット溶接等で接合する。
【００３４】
前記した膨出円形部４２，４２に設けた取付孔４２ａ，４２ａ間に、パイプ状取付スティ４３を貫通し、このスティ４３と各取付孔４２ａ，４２ａ周辺部とをミグ溶接等で接合し、取付スティ４３を一体的に架設する。溶接箇所をｂで示した。
板状部４１ａ，４１ａの前端部は、ヘッドパイプ２２の外周部にミグ溶接等で接合する。又板状部４１ａ，４１ａの下壁部４１ｂ，４１ｂの端部相互を突合せ、これの下面にガセット４７を当てがい、このガセット４７と下壁部４１ｂ，４１ｂの外端部とをミグ溶接等で接合し、溶接部をｃで示した。ガセット４７の前端部は、ヘッドパイプ２２の下部後半部周にミグ溶接等で接合する。
【００３５】
ところで、アッパメンバ３１の両側に突出したフランジ部３１ｃ，３１ｃであるが、ロアメンバ３２のフランジ部３２ｃ，３２ｃよりも外側方への突出量を大きくし、その各先端部を下方に折曲し、この部分の断面を略逆Ｌ字形の折曲部３１ｈとする。実施例では、メインフレーム３０のアッパメンバ３１の燃料タンク下方のフランジ部が下方に折曲している。
これにより、下部のロアメンバ３２のフランジ部３２ｃ，３２ｃの外端部は隠され、且つ、折曲部３１ｈにより剛性が高くなり、アッパメンバ３１、従ってこれと一体的に接合するロアメンバ３２を含むメインフレーム３０全体の剛性、強度を高めることができる。
【００３６】
図７は図３の７−７線拡大断面図である。
前記したようにアッパメンバ３１とロアメンバ３２とはフランジ部３１ｃ，３２ｃで溶接されており、ロアメンバ３２の側壁部３２ｂの一方に、前述のエンジン補機類の取付スティ３８を、スポット溶接等で接合する。溶接箇所をｄで示した。
取付スティ３８は前後の取付片３８ａを含んで断面形状が略々Ｚ字形をなし、上部の取付片３８ａをロアメンバ３２の側壁部３２ｂの一方に溶接し、ロアメンバ３２の下方に垂下した本体部３８ｂには、補機類取付用のウエルドナット３８ｃを備える。
【００３７】
図８は図３の８−８線拡大断面図である。
この部分はリヤクッションユニットの支持部材である軸状のクロスメンバ３５の取付部である。メインフレーム３０のこの部分の幅は、前述したように前部に対して幅広であり、アッパメンバ３１、ロアメンバ３２のフランジ部のこの部分を対称的に弧状の凹部３１ｇ，３２ｇとし、凹部３１ｇ，３２ｇ間でクロスメンバ３５の両端部を挟み込み、端部周縁とクロスメンバ３５との間をミグ溶接等し、溶接箇所をｅで示した。
これにより、アッパメンバ３１とロアメンバ３２のこの部分間に、クロスメンバ３５が横架するように架設されて一体的に介在され、メインフレーム３０のこの部分の剛性、強度を高めることができる。
クロスメンバ３５の両端部３５ａ，３５ａは小径で、この部分に左右のリヤクッションユニット６，６の上端の取付ボス部６ａを各取付、支持する。
【００３８】
ロアメンバ３１の下側には、この部分から後方にかけて、前記したリヤメンバ７０のメインメンバ７１後部が接合されておいる。
具体的は、メインメンバ７１の後部の後壁部７１ａがロアメンバ３１の下面３１ｄの下方に若干隙間をもって位置し、メインメンバ７１の左右の側壁部７１ｂ，７１ｂがロアメンバ３２の側壁部３２ｂ，３２ｂの外側から重なり、側壁部７１ｂ，３２ｂ相互をスポット溶接等で接合し、リヤメンバ７０のメインメンバ７１の後部をメインフレーム３０に接合、一体化した。
溶接箇所をｆで示した。
【００３９】
図９は図３の９−９線拡大断面図である。
メインフレーム３０のアッパメンバ３１のこの部分の上面３１ｄには、前記したように左右２個の凹状のリブ３７，３７が前後方向に形成されておいる。
ロアメンバ３２の後部の左右の側壁部３２ｂ，３２ｂの外側部には、前記したシート取付スティ８１，８１が溶接されており、取付スティ８１，８１は左右分割構造で、鋼板素材のプレス加工で得る。
このスティ８１，８１は断面形状が略々Ｚ字形類似の形状で、左右の単体８１Ａ，８１Ｂで上下方向の長さが異なる。このスティ８１，８１は、上部８１ａ，８１ａをロアメンバ３２の左右の側壁部３２ｂ，３２ｂの後部外側に配置し、スポット溶接等で接合し、溶接箇所をｇで示した。
【００４０】
図１０は図３の矢視１０方向から見た拡大図である。
ガセット４７の正面視の形状は図１０に示す通りで、フロントメンバ４０の左右のメンバ４１，４１に設けた前記膨出円形部４２，４２の取付孔４２ａ，４２ａに前記した燃料タンク前部の取付スティ４３を左右に貫通させ、接合部をミグ溶接等で接合し、接合箇所をｂで示し、スティ４３の両端部４３ａ，４３ａはフロントメンバ４０の左右に突出する。又ガセット４７の後端部部の溶接箇所は、前記したようにｃである。
【００４１】
左右のメンバ４１，４１の各下壁片４１ｂ，４１ｂは、その下半部の対向する端部相互を突合せ、突き合せ部をミグ溶接等で接合する。溶接箇所をｈで示した。
この部分は、前方に前輪２が位置し、前輪２のクッション動に起因する上下動に際し、前方への溶接による張り出し部が生じないように配慮し、前輪のクッションストロークを確保するように構成した。
又各下壁片４１ｂ，４１ｂの上部に設けた凸片４１ｃ，４１ｃは、前後に重ね合せ、スポット溶接等で接合し、溶接箇所をｉで示した。この手法においても、溶接部分は前方に突出することが無く、上記と同様に前輪のクッションストロークを確保するように構成した。
【００４２】
図１１は図３の１１−１１線拡大断面図である。
この部分は、フロントメンバ４０の下部を示しており、フロントメンバ４０の前側となる左右のメンバ４１，４１の各下壁片４１ｂ，４１ｂは、実際には図のようにこの部分を前後に重ね合わせ、重ね合わせた外側端縁部を溶接ｈする。
後部となる後壁片４１ｅ，４１ｅ相互は、フランジ状なので左右に重ね合せ、スポット溶接等で接合し、接合箇所をｋで示した。
又この部分には、取付孔を介して、前記した上下２本のパイプ状のクロスメンバ４６を左右に貫通し、取付孔外周辺部とクロスメンバ４６とをミグ溶接等で接合し、接合箇所をｊで示した。
【００４３】
クロスメンバ４６，４６は、図３に鎖線で示したエンジン前部ハンガー８２の前部をボルト８３で結合し、このエンジンハンガー８２の後部をエンジン９のクランクケースの前部にボルト結合し、エンジン９をフロントメンバ４０に取付、支持する。
この際、フロントメンバ４０は、左右のプレス加工板材の断面形状凹状の溶接、接合構造体であり、全体として閉断面構造なので、剛性が高く、重量物であるエンジン前部の支持を強固、確実に行うことができる。又左右のメンバ４１，４１を突合せて溶接し、クロスメンバ４６，４６を通して溶接する構造なので、構造が簡素で、製作も容易である。
【００４４】
図１２は図３の１２−１２線拡大断面図である。
ミドルメンバ５０のメインメンバ５１は、後壁部５１ａ、左右に側壁部５１ｂ，５１ｂを備え、前記したように鋼板素材のプレス加工で形成し、図のように奥行が深い。これの内側にサブメンバ６１を配置し、サブメンバ６１は同様に後壁部６１ａ、左右の側壁部６１ｂ，６１ｂを備えて同様に鋼板素材のプレス加工で形成し、奥行は浅い。
メインメンバ５１の内側にサブメンバ６１を嵌め込み、サブメンバ６１の後壁部６１ａとメインメンバ５１ａとの間に、前後方向に空間を設け、左右（内外）に重なった側壁部６１ｂ，５１ｂ相互をスポット溶接等で接合し、溶接箇所をｍで示した。
【００４５】
ミドルメンバ５０は、上記により閉断面構造体となり、しかも凹状構造物を嵌め込んで左右の部分を溶接したので、高い剛性が得られ、エンジン９の後部ハンガー、及びスイングアーム４の支持構造体として必要、且つ十分の剛性、強度を確保することができる。
以上で形成したミドルメンバ５０のメインメンバ５１の側壁部５１ｂ，５１ｂに形成した前記の突出部５１ｅ間に、エンジン９の後部のミッションケース１０の上部１０ｂを挟み込み、取付孔５８，５８にボルト８４を通し、ミッションケース１０のこの部分１０ｂを取付、支持する。
【００４６】
図１３は図３の矢視１３方向から見た拡大図である。
ミドルメンバ５０のメインメンバ５１の支持管５４の取付部の後面からリヤメンバ７０のメインメンバ７１の左右の二股部７３を、支持管５４を二股部で挟むように差込む。左右の二股部７３の上下の部分７３ａ，７３ａを上述のメインメンバ５１のこの部分の側壁部５１ｂ，５１ｂに重ね合せ、スポット溶接等で溶接し、溶接箇所を図３のｎで示した。
支持管５４の両端部５４ａ，５４ａは、側壁部５１ｄ，５１ｄの二股部７３，７３の部分から外側方に突出し、スイングアーム４の前端部を回動可能に支持する。
【００４７】
又支持管５４を設置した部分のメインメンバ５１の後壁部５１ａ、左右の側壁部５１ｂ，５１ｂには、重なり合うように断面凹状の補強用ガセット５２を当てがって溶接し、スイングアーム支持部分を補強した。
リヤメンバ７０のメインメンバ７１の後壁部７１ａ下端部には延出片７１ｄを設け、これをスポット溶接等でメインメンバ５１の後壁部５１ａ下部に接合し、溶接箇所をｐで示した。
又メインメンバ５１の下部５１ｄのには、前記したスタンド取付用のクロスメンバ５７が取付孔５６を介して左右に貫通するように設置され、下部５１ｄとクロスメンバ５７とはミグ溶接等で接合し、溶接箇所をｑで示した。
これ等の支持管５４、スタンド取付用クロスメンバ５７は、何れもメインメンバの下方部、下部間に横架されており、サブメンバ６１がこの部分には配置されていないが、これ等の部材が補強梁としても機能し、この部分の剛性、強度を高める。
【００４８】
図１４は図３の矢視１４方向から見た拡大図である。
ミドルメンバ５０のサブメンバ６１の凹状の切欠部６１ｄの左右の下端部は、支持管５４の上面に突き当て、ミグ溶接等で接合し、溶接箇所をｒで示した。
【００４９】
図１５は、本発明にかかる自動二輪車のフレーム製造方法を工程順に示した説明図である。
（ａ）はロアメンバとサブメンバの組付手前の図で、サブメンバとして図ではミドルメンバ７０のメインメンバ７１とロアメンバ３２との溶接を示した。
メインメンバ７１の上部に設けた二股部５１ｃ，５１ｃ間に、ロアメンバ３２の下方に下面３２ｄ、左右の側壁部３２ｂ，３２ｂからなる凹状となった部分を嵌め込む。
【００５０】
（ｂ）は嵌め込んだ状態、及び溶接工程を示し、二股部５１ｃ，５１ｃの内側に左右の側壁部３２ｂ，３２ｂが左右に重なる。一方の二股部５１ｃ、側壁部３２ｂの各内外側からスポット溶接の電極部Ｇ，Ｇを押し当て、加圧し、通電してこの部分を溶接する。溶接箇所をｓで示した。
図では右側の溶接を示したが、左側も同様に溶接する。これにより、ロアメンバ３２の下方に、垂下するようにサブメンバ７１を溶接し、接合、一体化する。
左右を溶接した状態は（ｃ）に示した通りである。
【００５１】
（ｃ）はロアメンバ３２にサブメンバであるミドルメンバのメインメンバ７１を垂下するように溶接した状態で、アッパメンバ３１を用意する。アッパメンバ３１を矢印のように上からロアメンバ３２に重ね合わせる。
（ｄ）はアッパメンバ３１をロアメンバ３２上に重ね合せた状態を示し、ロアメンバ３２のフランジ部３２ｃ，３２ｃ上にアッパメンバ３１のフランジ部３１ｃ，３１ｃが重なる。
爾後、縦向きに配置したスポット溶接の電極部Ｇ，Ｇを、フランジ部３１ｃ，３２ｃを挟み込むようにして加圧し、通電して溶接する。溶接は左右のフランジ部に対して行う。溶接箇所をａで示した。
【００５２】
以上により、（ｅ）に示すように、サブメンバ５１を予めロアメンバ３２に垂下するように溶接し、爾後上からアッパメンバ３１をロアメンバ３２上に重ね合せ、フランジ部３１ｃ，３２ｃ相互をスポット溶接等し、下方にサブメンバ５１を垂下するように接合したメインフレーム３０を得る。
得られたメインフレーム３０を（ｅ）で示した。
尚、アッパメンバ３１のフランジ部３１ｃ，３１ｃの各先端部に折曲部３１ｈを夫々設け、剛性アップとロアメンバ３２のフランジ部３２ｃ端部を隠蔽した。
【００５３】
本発明のフレーム製造方法においては、アッパメンバ、ロアメンバを、これ等の両端部に設けたフランジ部を上下に重ねて溶接し、閉断面構造体のメインフレームを製作するに際し、ロアメンバに予め下方に吊り下げ、垂下するサブメンバを溶接しておくので、軽量で取り扱い易いロアメンバと、同様に軽量で取り扱い易いサブメンバとの溶接が、組付、治具等の関係で容易である。
ロアメンバにサブメンバを溶接した後、アッパメンバをロアメンバ上に重ね、この際、アッパメンバ自体は、ロアメンバと一体化されていないので軽量であり、取り扱い易く、ロアメンバへのセットも容易であり、溶接もフランジ部のみで良く、この点においてもフレーム製作が容易である。
従って、フレームを簡易な手法で製作ができる。これにより、自動二輪車のフレームのコストダウンにも資することができる。又下位のロアメンバにサブメンバを、謂わば吊り下げるように予め溶接しておくので、ロアメンバとサブメンバとの溶接、配置の自由度が高くなる。
【００５４】
図１６は、メインフレームに物入れを設けた状態を示す要部の縦断側面図である。
メインフレーム３０は、凹状断面の上下のアッパメンバ３１、ロアメンバ３２のフランジ部３１ｃ，３２ｃを介した接合構造体であり、後部は前記したように幅広である。従って、後部には、上下方向にある程度の高さをもった空間９０を得ることができる。
そこで、この空間９０内を物入れ、例えば、薄手の物品である工具入れ等として利用することができる。アッパメンバ３１の上面３１ｄの後部に棚部付きの開口部９１を設け、この部分を端部のヒンジ９３で開閉自在としたリッド９２で覆い、物入れ部分として利用した。
【００５５】
図１７は、物入れの他の実施例を示す要部の縦断面図である。
前記したようにアッパメンバ３１は、プレス加工で成形するので、アッパメンバ３１の後部の一部に上方への膨出部１３１ｄを形成する。これにより、空間９０の高さは大きくなり、膨出部１３１ｄの上面に前記と同様に棚部付きの開口部９１を設け、この部分を端部のヒンジ９３で開閉自在としたリッド９２で覆い、物入れ部分として利用した。
この実施例によれば、厚手の高さがある物品の物入れとして利用することができる。
【００５６】
以上、実施例を詳述したが、溶接手法は前記したスポット溶接、ミグ溶接に限られることはなく、抵抗溶接としてはシーム溶接、レーザ溶接等任意の溶接手法を用いてフレームを接合することができ、実施例の溶接手法に限られるものではない。
又フレーム構成部材を、鋼板素材のプレス加工として説明したが、アルミニウムの板材をプレス加工して構成部材を形成しても良く、構成部材の素材は、溶接可能であり、剛性が得られることを条件として、使用可能な金属板材のプレス加工素材を用いることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、プレス加工された一対の凹状に形成された金属板材を接合して一体化した自動二輪車のフレームにおいて、一対の金属板材を、下向きに開放された断面視凹状のアッパメンバと、上向きに開放された断面視凹状の下側のロアメンバとで構成し、アッパメンバとロアメンバの上下に突合せる両側端部には、外側方に突出し、相互に上下に重なるフランジ部を備え、該フランジ部を溶接で接合し、前端部にヘッドパイプを接合し、上面が略々平坦なメインフレームを形成し、メインフレームのロアメンバには、プレス加工で形成したフレームのサブフレームを垂下するように接合し、サブフレームが２つのプレス成形部材が溶接された閉断面構造を有するようにしたので、先ず、バックボーン構造のメインフレームを、プレス加工した金属板材で、軽量化を図りつつ、必要とする剛性、強度を確保しつつ、簡易に、安価に得ることができる。
【００５８】
特に本発明では、バックボーン形式のフレームをプレス加工のアッパメンバ、ロアメンバとの上下のフランジ部による接合一体化構造体なので、アルミニウム材の引き抜き等による閉断面パイプ構造体と異なり、自動二輪車の長さ方向の対して、車幅方向の幅を任意に設定して形成することができ、必要とするメインフレームを製作容易に、安価に得ることができる。
又メインフレームは、上面が略々平坦なので、補機類や燃料タンク、シート等の構成部品の取付部分を直接アッパメンバに形成することができ、補機類や部品取付部分を別個の部材や、これの溶接等を必要とすることなく設置することができ、この点からもメインフレームの構造、製作の簡易化、部品点数の削減、軽量化、コストダウンを図ることができる。
又メインフレームが平坦なので、補機類や部品の取付、支持部材は、簡素なスティ類やブラケット類で足り、これのアッパメンバ、ロアメンバへの取付、支持構造も簡素なもので足りる。
【００５９】
又メインフレームは、上下のプレス加工板材を上下に接合した構造なので、メインフレームに接合するヘッドパイプ、エンジンハンガ、或いは取り付ける補機類や燃料タンク、シートに必要な前部の幅、後部の幅と、夫々の部分の幅を異ならせることが可能であり、メインフレームに取り付けるこれ等のフレーム部材の構造の簡素化、溶接等の容易化が図れ、前後で幅を異ならせたメインフレームを容易に得ることができ、前後で幅が異なる部分を有するフレームを容易に得ることができ、フレーム全体としての構造も簡素であり、製作の容易化、コストダウンを図ることができ、且つ、メインフレームは中空閉断面構造体となり、しかも、溶接等するフランジ部が左右に張り出してこの部分で溶接等して接合一体化する構造なので、排気量が大きい自動二輪車のメインフレームとして、高い剛性、強度を確保した自動二輪車のメインフレームを得ることができる。
また、車体のメインフレームを構成するメンバ以外のフレームのサブメンバをプレス加工で形成し、メインフレームメンバのロアメンバに溶接等をすることにより、車体構成部品の構成、フレーム構造の簡素化が図れる。
更に、メインフレーム、サブフレームともに、プレス加工した板材を溶接等で接合、一体化する構造なので、フレームの製作が簡易であり、高剛性、高強度を有する自動二輪車の車体を、軽量、且つ安価に製作することができる。
又サブフレームが２つのプレス成形部材が溶接された閉断面構造を有するので、サブフレームは閉断面構造体となり、高い剛性が得られ、エンジンの後部ハンガ及びスイングアームの支持構造体として必要、且つ十分の剛性、強度を確保するも可能である。
【００６０】
請求項２は、請求項１において、前記メインフレームのアッパメンバ、又はロアメンバの一方のフランジ部の外側端部を折り曲げ、他方のフランジ部の先端部を該折り曲げ部で覆うようにしたので、請求項１の効果に加えるに、アッパメンバ、ロアメンバの一方のフランジ部の外側端部は、他方の外側端部の折り曲げ部で隠され、フレームの一部が露出する可能性のあるメインフレームの外観性が向上し、又自動二輪車全体の組立に際し、メインフレームのエッジ部が隠れるので、組立性の点においても好ましい。
特に本発明では、折り曲げ部でフランジ部の剛性、強度を一層高めることができ、剛性、強度アップの構造も、フランジ部の外側端部に折り曲げ部を設けるという簡素な手法、構成で実現することができ、上記効果を、フランジ部の加工に際し、先端部の曲げ加工を追加するだけ実現することができる。
【００６１】
請求項３は、請求項１において、メインフレームのアッパメンバ、ロアメンバとの間の一部には、リヤクッションユニットの取付部を構成するクロスメンバを横架するように介設したので、自動二輪車の略々全長にわたる長さのアッパメンバと、ロアメンバとの接合構造体からなるメインフレームの、アッパメンバとロアメンバの一部間に、リヤクッションユニットを取り付けるクロスメンバを横架して介装することとなり、請求項１の効果に加えるに、メインフレームの長さを自動二輪車の略々全長にわたるような長さに形成しながら、メインフレームの剛性、強度をリヤクッションユニットの取付用クロスメンバを用いつつ高めることができ、余分な剛性、強度向上のための部材を必要とすることなく、メインフレームの剛性、強度を高めることができる。
又クロスメンバの取付構造がアッパメンバ、ロアメンバ間に挟み込んで溶接等すれば良く、リヤクッションユニットの取付部材の取付構造が簡素であり、取り付けもアッパメンバ、ロアメンバの溶接等と同時に行え、製作上も有利であり、更にアッパメンバ、ロアメンバと溶接等で一体化することで、メインフレームのリヤクッションユニットの取付部の剛性、強度を高めることができる。
【００６２】
請求項４は、請求項１において、前記メインフレームのアッパメンバの上面の一部には、燃料タンク及びシート取付部をプレス加工で一体に形成したので、請求項１の効果に加えるに、メインフレームの上面に、燃料タンク及びシート取付部をメインフレームとは別個の部材を用いることなく形成することができる。
従って、メインフレームの構造の簡素化、メインフレームの構成部品の部品点数の削減、溶接等の工数の削減を図ることができ、又部品が少なくなることから、トータルとして自動二輪車のフレームの軽量化、コストダウンを図ることができる。
【００６３】
請求項５は、請求項１において、サブフレームは、平面視が凹状で、左右の側壁部を備えたメインメンバと、該メインメンバよりも深さが浅い平面視凹状で、左右の側壁部を備えたサブメンバとを備え、該サブメンバはメインメンバの前方から嵌め込み溶接されているようにしたので、請求項１の効果に加えるに、サブメンバは閉断面構造体となり、しかも凹状構造物を嵌め込んで左右の部分を溶接したので、高い剛性が得られ、エンジンの後部ハンガ及びスイングアーム４の支持構造体として必要、且つ十分の剛性、強度を確保することができる。
また、請求項６は、請求項１において、アッパメンバの上面の後部には、凹状のリブをプレス加工で形成し、請求項７は、請求項１において、メインフレームの前端部から前部の中間部の両側に、後下傾斜するように溶接したフロントメンバを備え、該フロントメンバは左右のメンバからなり、該メンバは対称的に外側方に膨出する膨出円形部を備え、各膨出円形部には燃料タンクの前部を取り付けるパイプ状の取付けステイを貫通させる取付孔を備えるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフレーム構造を採用した自動二輪車の一例を示す外観側面図
【図２】図１の平面図
【図３】本発明にかかるフレームの外観側面図
【図４】図３の平面図
【図５】フレーム構成メンバの分解斜視図
【図６】図３の６−６線拡大断面図
【図７】図３の７−７線拡大断面図
【図８】図３の８−８線拡大断面図
【図９】図３の９−９線拡大断面図
【図１０】図３の矢視１０方向から見た拡大図
【図１１】図３の１１−１１線拡大断面図
【図１２】図３の１２−１２線拡大断面図
【図１３】図３の矢視１３方向から見た図
【図１４】図３の矢視１４方向から見た図
【図１５】（ａ）〜（ｅ）はフレームの製造工程を示す説明図で、（ａ）はロアメンバとサブメンバの組付手前の図、（ｂ）はロアメンバとサブメンバを組み付け、溶接する図、（ｃ）はアッパメンバの組付手前の図、（ｄ）はアッパメンバ、ロアメンバを溶接する図、（ｅ）は溶接後の図
【図１６】メインフレームに物入れを設けた状態を示す要部の縦断側面図
【図１７】メインフレームに物入れを設けた状態の他の実施例を示す要部の縦断側面図
【符号の説明】
１…自動二輪車、 ３０…メインフレーム、 ２２…ヘッドパイプ、 ３１…アッパメンバ、 ３２…ロアメンバ、 ３１ｂ，３２ｂ…フランジ部、 ３１ｃ…フランジ部外側端部の折曲部、 ３４…燃料タンク、シートの取付部、 ３５…リヤクッションユニット取付用のクロスメンバ、 ４０、５０、７０…サブメンバ。

Claims (7)

1. プレス加工された一対の凹状に形成された金属板材を接合して一体化した自動二輪車のフレームにおいて、
   前記一対の金属板材を、下向きに開放された断面視凹状のアッパメンバと、上向きに開放された断面視凹状の下側のロアメンバとで構成し、
   前記アッパメンバとロアメンバの上下に突合せる両側端部には、外側方に突出し、相互に上下に重なるフランジ部を備え、該フランジ部を溶接で接合し、前端部にヘッドパイプを接合し、上面が略々平坦なメインフレームを形成し、
   前記メインフレームのロアメンバには、プレス加工で形成したフレームのサブフレームを垂下するように接合し、
   前記サブフレームが２つのプレス成形部材が溶接された閉断面構造を有する、
   ことを特徴とする自動二輪車のフレーム構造。
2. 前記メインフレームのアッパメンバ、又はロアメンバの一方のフランジ部の外側端部を折り曲げ、他方のフランジ部の先端部を該折り曲げ部で覆うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
3. 前記メインフレームのアッパメンバ、ロアメンバとの間の一部には、リヤクッションユニットの取付部を構成するクロスメンバを横架するように介設したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
4. 前記メインフレームのアッパメンバの上面の一部には、燃料タンク及びシート取付部をプレス加工で一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
5. 前記サブフレームは、平面視が凹状で、左右の側壁部を備えたメインメンバと、該メインメンバよりも深さが浅い平面視凹状で、左右の側壁部を備えたサブメンバとを備え、該サブメンバは前記メインメンバの前方から嵌め込み溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
6. 前記アッパメンバの上面の後部には、凹状のリブをプレス加工で形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
7. 前記メインフレームの前端部から前部の中間部の両側に、後下傾斜するように溶接したフロントメンバを備え、該フロントメンバは左右のメンバからなり、該メンバは対称的に外側方に膨出する膨出円形部を備え、各膨出円形部には燃料タンクの前部を取り付けるパイプ状の取付けステイを貫通させる取付孔を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。

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