JP4204931B2 - 自動二輪車のフレーム - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車のフレームに関し、特に大型自動二輪車に適したダブル・クレードル・フレームに関する。

自動二輪車の場合にも、他の製品と同じく多様化が進み、種々の形式の自動二輪車が市場に提供されている。
そして、各自動二輪車は、それぞれ目的にあった形式のフレームを有する。

近年、大型の自動二輪車の場合、排気量が次第に大きくなる傾向にある。この大型の自動二輪車の一種として、米国を中心に所謂「アメリカン」と呼ばれるタイプのものがあり、この「アメリカン」タイプの自動二輪車は、基本的に、排気量に関係なくＶ型２気筒のエンジンが使用され、しかも自動二輪車としては低速型のエンジンが原動機として搭載されている。

そして、ライダーは、この「アメリカン」タイプの自動二輪車の有する、大きな且つシート位置の低い車体に跨がって、前記エンジンの発する低い振動数の振動を感じて楽しむ。

ところで、前記「アメリカン」タイプのものを含む大型の自動二輪車には、求められるフレームの剛性の高さに起因して、「ダブル・クレードル」タイプのフレームが採用されることが多い。そして、この「ダブル・クレードル」タイプのフレームの場合、エンジンがフレームで囲まれた空間内に配置されることから、フレーム全体としての剛性が高い反面、極めて大きな排気量のエンジン或いはエンジンに減速装置が一体に付設され全体として大きなユニットになったものを前記空間内に配置することが難しい。

また、極めて大きな排気量のエンジンを搭載した自動二輪車の場合、その重量および駆動トルク等に鑑みて、剛性をそれに相応して高めるためには、フレームのうちメインメレームを左右に２本設けた形態のものが好ましい（特許文献１参照）。しかし、このようにメインメレームを左右に２本設けると、該メインフレームにマウントさせる燃料タンク底部の中央部分を前記メインメレームの左右の２本間にわたって大きく凹ませなければならない。かかる場合、燃料タンクの底面を大きく凹ませなければならないことから、外形の割に燃料タンクのタンク容量が小さくなり、自動二輪車の航続距離が短くなる。また、航続距離を長くするにはより大型のタンクにする必要がある。
特開２０００−３４４１６９号公報。

さらには、極めて大きな排気量のエンジンの場合、該エンジンの重量は大きく、且つ、駆動トルクも大きいことから、このように大きな重量の且つ大きなトルクのエンジンをフレームに両者が一体になるよう搭載することが難しい。特に、大型の「アメリカン」タイプの自動二輪車の場合、ライダーのシート位置を低くしなければならないことから、またエンジンの低い振動をライダーに心地よく伝達しなければならないことから、エンジンのフレームへの搭載に、特に難しいものがある。

本発明は、前述したような現況に鑑みておこなわれたもので、全体の剛性が高く、且つ、タンク容量の大きい燃料タンクがメインフレーム上に載置でき、且つエンジンをフレームと高い剛性をもって一体になるように搭載可能な、特に「アメリカン」タイプの自動二輪車に好適な、自動二輪車のフレームを提供することを目的とする。

本発明にかかる自動二輪車のフレームは、ヘッドパイプの後方にメインフレームが長手方向に延設されるとともに、該ヘッドパイプから下方に且つ後方にダウンチューブが配設された自動二輪車のフレームにおいて、
前記ヘッドパイプの後方に隣接して箱状部を該ヘッドパイプと一体に形成し、この箱状部に、１本状の前記メインフレームの先端を一体に連結し、
該メインフレームの後部が後方側で下がった形態を有し、
該メインフレームの中間部分にエンジンを吊持する吊持部を設け、
該メインフレームの後端に後方側で二股状に分岐する分岐部材を一体に配置し、
前記分岐部材の一部を下方に延設して、該下方に延設した部分にエンジンの後部を吊持する吊持部を設け、
前記分岐部材の下方に延設した部分に、後輪を弾性支持するためのショクアブソーバユニットの一端を支持するための支承部を設けたことを特徴とする。

しかして、このように構成された自動二輪車のフレームによれば、大きな排気量のエンジンをフレーム内に搭載して、フレームが高い位置に位置して、その後部が後方側で下がった形態を有しているため、シート位置を下方に設けることができる。しかも、エンジンは剛性の高いメインフレームによって吊持されるとともに、該エンジンの後方はメインフレームの後端に配置した吊持部材の吊持部で吊持されるため、エンジンはフレームに高い剛性をもって連結された状態で搭載される。
この結果、エンジンの発する低い振動数の振動を、フレームを介して、ライダーが感じて楽しむことができるような、自動二輪車が提供できる。

加えて、メインフレームが１本であることから、その上に載置する燃料タンクの底面に形成する凹部の領域が小さくなることから、外観に比して大きなタンク容量を得ることができる。

従って、「アメリカン」タイプの自動二輪車のフレームとして好適なフレームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記メインフレームが、断面が略矩形状で後方にゆくに従って断面形状が小さくなった角パイプ状の部材に、その上方あるいは下方のいずれかから該角パイプ状の部材を上方あるいは下方からを囲むように配置した断面Ｕ字状の鋼材の両側端を、該角パイプ状の部材の両側面に溶接することによって形成されていると、エンジンとフレームが高い剛性をもって一体となるフレームを実現することができる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記箱状部から、左右一対のダウンチューブが下方に延設されるとともに、中間部で略Ｌ字状に湾曲して後方に延設されていると、このダウンチューブによってさらに剛性の高いフレームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記左右一対のダウンチューブのうち少なくとも一方のダウンチューブの上端部が、前記箱状部に着脱自在に取着されるととも、該ダウンチューブの後方に延設されている後端部が、フレームの他の部材に着脱自在に連結されていると、エンジンをフレームに搭載する際、あるいは逆に下ろす際に、ダウンチューブが邪魔にならない構成のフレームとなる。
この結果、組立性および整備性に優れたフレームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記分岐部の後端面の下部から後方へ向けて左右一対のパイプ部材が後方側で低くなる傾斜して延設され、これらの各パイプ部材の後端部に、左右一対のスイングアーム支持部材が一体に連結され、このスイングアーム支持部材側に、前記ダウンチューブの後端が着脱自在に連結されていると、メインフレーム、分岐部材、スイングアーム支持部材およびダウンチューブによって、環状に連結された、剛性の高いフレームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記スイングアーム支持部材が、側面視において、中央部が自動二輪車の前方側に位置し両端が後方側に位置するような弓形状に湾曲した形態を有していると、このスイングアーム支持部材が後輪の外郭に沿った形態となり、シート位置を低くした構成のフレームが実現できる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記スイングアーム支持部材は、その上下方向の略中央部で且つ前端部に、スイングアームを揺動自在に支持する保持部を具備していると、後輪が路面に対応して変化するときにも追随性のある且つ剛性の高いフレームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記スイングアームは、中央部で前方に屈曲した左右一対の主部材と、これら左右一対の主部材を一体に連結するクロス部材と、前記主部材の上端から斜め下方に向けて延設された左右一対のアッパー部材と、該主部材の下端から斜め上方に向けて延設された左右一対のロアー部材と、これらアッパー部材とロアー部材とをそれぞれの後端で連結する連結する左右一対の連結部材から構成され、
前記連結部材に後輪の車軸を支持する車軸穴が形成されていると、スイングアームの揺動端側の質量が小さくなって、路面の変化に対して追随性の高い、しかも、剛性の高い、好ましいスイングアームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記左右一対のスイングアーム支持部材が、これらを一体に連結するクロス部材によって連結され、このクロス部材から前方に向けて該スイングアーム支持部材に一体になった水平部材が延設され、この水平部材が前記ダウンチューブの後端部と連結されるとともに、
この左右の水平部材がクロス部材によって連結され、このクロス部材にエンジンユニットの後端部を支持する支持ブラケットが設けられていると、エンジンを周囲からフレーム側に固定でき、エンジンとフレームの一体性の高いフレームとなる。

また、前記自動二輪車のフレームにおいて、前記メインフレームの断面係数および断面二次モーメントが後方にゆくに従って小さくなっていると、メインフレームに作用する応力の分布に対応した、剛性が高く且つしなやかな、好ましいフレームが実現できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例にかかる自動二輪車のフレームについて具体的に説明する。

図１は本発明の実施例にかかる自動二輪車の全体の構成を示す左側面図、図２は図１に示す自動二輪車のフレームを示す斜視図、図３は図２に示すフレームのヘッドパイプにおけるダウンチューブの連結部分の構成を示す図４の III-III矢視断面図、図４はヘッドパイプにダウンチューブが取着された状態での略側方からの部分拡大斜視図である。

図１に図示するように、自動二輪車１のフレーム１Ｆの先端には、ステアリングシャフト（図示せず）を回転自在に支承するヘッドパイプ２が配設され、このヘッドパイプ２の後方に隣接して箱状部３が該ヘッドパイプ２と一体に設けられている。前記ヘッドパイプ２と箱状部３は、図５に拡大して図示するように、この実施例の場合には、鋳造品として一体のものとして形成されており、材質的には、溶接が可能な鉄系のスチール（鋳鉄）が使用されている。
この箱状部３の両側壁３Ｂ1 ，３Ｂ2 には、図３に図示するように、左右のダウンチューブ５を連結するための締結穴３ｈが、各側壁３Ｂ1 ，３Ｂ2 にそれぞれ２箇所形成されている。そして、この締結穴３ｈは、この箱状部３の両側壁３Ｂ1 ，３Ｂ2 からそれら左右の側壁３Ｂ1 ，３Ｂ2 間を接続するパイプ状部３Ｄの内方に形成されており、且つ、両側壁３Ｂ1 ，３Ｂ2 の各外面からは、前記パイプ状部３Ｄと同径のパイプ状突起３Ｄe が突設されている。このパイプ状突起３Ｄe は、後述する図１〜図４に図示するダウンチューブ５の上端部５ｋに形成されている取付部５Ｄの取付面５ｄ（図６参照）に形成されている凹部５Ｂと、形状的に対応した形状になって、該パイプ状突起３Ｄe が凹部５Ｂ内にほぼぴったりの状態で収容されるよう構成されている。つまり、この実施例では、前記パイプ状突起３Ｄe と前記凹部５Ｂとが、前記ダウンチューブ５を箱状部３へ取付る際の位置決め手段となっている。しかし、位置決め手段としては、別の形態のものでよく、例えば、箱状部３とダウンチューブ５のいずれか１方に、単なる突起を、他方にそれに合致した形状の単なる凹部を形成することによって、構成してもよい。かかる場合、前記突起と凹部は、少なくとも２箇所、相互に離間した位置に設けることが好ましい。また、突起と凹部を非円形状に構成すると、回転方向での自由度が無くなるため、該突起と凹部をそれぞれ１箇所に設けても同様の作用を奏する構成とすることができる。

また、箱状部３の内部には、図３に図示するように、互いに離間した二箇所に配設されている前記パイプ状部３Ｄ間を接続する、リブ３Ｌが側壁の内面に形成されている。さらに、下方のパイプ状部３Ｄと箱状部材３の底部とを接続するリブ３Ｕが側壁の内面に形成されている。

この結果、箱状部３が極めて高い剛性を具備し、このため、ヘッドパイプ２とその後方の箱状部３とは、上下方向および幅方向あるいはねじり方向において、あるいは圧縮又は引っ張り方向に対して、極めて高い剛性を具備するような構成となっている。

また、さらに箱状部３の剛性を増大させたいときには、図５に示す箱状部３のメインフレーム４との接続端面の全部又は一部にも、壁面を設けることが望ましい。

ところで、前記箱状部３の後端の上半部には、図４に図示するように、鋼材からなるメインフレーム４の前端が溶接されている。この実施例の場合、両者は、所謂「突き合わせ」溶接されている。このメインフレーム４は、図１あるいは図７に図示するように、断面が略矩形状で後方にゆくに従って断面形状が小さくなった角パイプ状に形成されている。また、このメインフレーム４は、図１に図示するように、その後部が後方で下がった形態を有する。
そして、このメインフレーム４の先端は、側面視において上下方向の中程の位置から下方部分が下方にゆくにしたがって後方に退いた形状をしている。さらに、前記メインフレーム４の先端（箱状部３との接続端）は、平面視において幅方向の中程の位置から左右の各端方にゆくにしたがって後方に退いた形状をしている。また、前記メインフレーム４の先端と連結される前記箱状部３の後端も、図２に図示するように、該メインフレーム４の先端の立体的形状に実質上合致した立体的形状をしている。

このように、この実施例では、前記箱状部３とメインフレーム４との溶接ラインをできる限り長く、且つ自動二輪車１のフレーム１Ｆの長手方向の同じ位置に溶接ラインが位置しないように溶接することによって、溶接部分の強度が向上するように構成されている。さらに言えば、前述のように、メインフレーム４の先端の形状が、図１，図２，図４に示すように、側面視において上下方向の中程の位置から下方部分が下方にゆくにしたがって後方に退いた形状をしているため、且つ平面視において幅方向の左右の各端から中央方にゆくにしたがって後方に退いた形状をしているため、走行状態において、前記箱状部３側へのメインフレーム４の接続部分の上部では、引っ張り力が作用し、同接続部分の下部では圧縮力が作用した状態になったり、あるいはその逆の状態になったりするが、これら引っ張り力と圧縮力とが、前記溶接ライン（溶接部あるいは連結部）に対して、応力的に有利な状態で作用する。また、溶接ラインの長さを長くすることによって、溶接の単位長さ当たりに作用する応力を小さくするよう作用する。

また、本実施例では、前記メインフレーム４の剛性をさらに高くするために、図７に一部切り欠いて内部の該パイプ状の部材４ｂを示すように、また図１に破線で示すように、該角パイプ状の部材４ｂを下方から囲むようなＵ字状の鋼材（溝形鋼状の部材）４ｇの両端部を、該角パイプ状の部材４ｂの下端側に、該鋼材４ｇの上端部が角パイプ状の部材４ｂの側面に溶接によって一体に取着された構成とすることが望ましい。あるいは、図示しないが、別の実施例として、角パイプ状の部材の上方から、前記Ｕ字状の鋼材を取着してもよい。
そして、このように構成すると、メインフレーム４の断面係数および断面二次モーメントが大幅に増加して、フレームの剛性を高めることができる。また、図７に一部切り欠いて図示するように、前記角パイプ状の部材４ｂの底面とＵ字状の鋼材４ｇの内面との間に長手方向に延びる隙間６０を形成すると、断面係数および断面二次モーメントをさらに高めることができ、しかも、これらの隙間に配線あるいは配管等を通すことができ、言わば「一石二鳥」の作用効果を得る構造となる。
また、このメインフレーム４の長手方向の中央部の底部には、図２，図７に図示するように、エンジンＥを上方から吊持するためのブラケット１１（図１，図２参照）の取付ボルトを挿通する、幅方向に貫通したパイプ部材４ｑ，４ｎが前後に離間した二箇所に設けられている。

ところで、前記箱状部３の両側の側壁３Ｂ１，３Ｂ２の表面の下部には、前記ダウンチューブ５の上端部５ｋが、ボルトとナットにより、それぞれ連結される。このダウンチューブ５の上端部（箱状部３側への取着部）５ｋには、図６に図示するように、上述のとおり、ダウンチューブ５側の位置決め手段である凹部５Ｂが形成されている。
また、図１，図２に図示するように、このダウンチューブ５は、前記上端部から下方に延設されてこのダウンチューブ５の中央部で略Ｌ字状に湾曲して、さらに自動二輪車１の後方へ延設され、後端部５ｒが、ボルトとナットによって、スイングアーム支持部材７の下端側から前方に延設されている水平部材６に連結されている。つまり、このダウンチューブ５は、上端部５ｋと後端部５ｒが、共に、それぞれ２組みのボルトとナットによって簡単に取り付け、取り外し可能に連結されている。そして、位置的には、図１に図示するように、前記ダウンチューブ５の上端部５ｋは、エンジンＥの前端より前方で且つエンジンＥの最上端と略同じ位置に位置し、前記後端部５ｒの後端は、エンジンＥのミッションケースＭｃの後端の下方に位置している。

また、図２あるいは図１０に図示するように、前記ダウンチューブ５のうち、自動二輪車１の右側のダウンチューブ５Ｒは、前記上端部５ｋと中間部分の一部５ｍおよび後端部５ｒが、鍛造品で構成されている。そして、前記中間部分の一部５ｍには、足置き用のステップ取着用のブラケット５ｖが一体に形成されている。また、自動二輪車１の左側のダウンチューブ５Ｌは、前記上端部５ｋと中間部分の一部５ｍおよび後端部５ｒが、鍛造品で構成されている。そして、前記中間部分の一部５ｍには、足置き用のステップおよびチェエンジレバー取付用およびサイドスタンド取付用のブラケット５ｘが一体に形成されている。
そして、前記鍛造品で構成されている上端部５ｋと中間部分の一部５ｍの間は、パイプ部材５ｐによって連結され、また、前記中間部分の一部５ｍと後端部５ｒとの間はパイプ部材５ｐによって連結されている。
そして、前記鍛造品とパイプ部材５ｐとの間は入れ子式に、つまり鍛造品側にパイプ部材５ｐの内径に略等しい（正確にはやや小さい）径の突起５ｅ（図１０の二点鎖線参照）を設け、この突起５ｅをパイプ部材５ｐ内に挿入（嵌入）した状態で、これらの接続部分（連結部分）を溶接することによって、連結している。従って、前記ダウンチューブ５は、複数の鍛造品（上端部５ｋ，中間部の一部５ｍ，後端部５ｅ）と複数のパイプ部材５ｐとを連結することによって、それぞれ１本のダウンチューブ５になるよう構成されている。

そして、図１０に図示するように、前記右側のダウンチューブ５Ｒの中間部分の一部５ｍの足置き用のステップ取着用のブラケット５ｖには、足置き用のステップのフレーム５１が図示しないボルトによって取着される。

また、図１０に図示するように、前記左側のダウンチューブ５Ｌの中間部分の一部５ｍのブラケット５ｘには、図１０に図示するような、足置き用のステップとチェンジレバー取着用のフレーム５２が図示しないボルトによって取着され、このブラケット５ｘのフレーム５２の後方部分には、サイドスタンド５３が図示しないボルトによって取着される。

ところで、前記右側のダウンチューブ５Ｒでは、中間部分の一部５ｍが前記略Ｌ字に湾曲した屈曲部５ｔの部分を含むが、前記左側のダウンチューブ５Ｌでは、中間部分の一部５ｍは前記略Ｌ字に湾曲した屈曲部５ｔより後方のより短い部分となっている。このように、ブラケット等が設けられる部位にのみ適宜鍛造品とすればよい。前記左側のダウンチューブ５Ｌの略Ｌ字に湾曲した屈曲部５ｔはパイプ部材５ｐによって構成され、このパイプ部材５ｐに前記クロス部材１７を連結するためのブラケット５ｆを溶接によって一体に形成している。しかし、このブラケット５ｆの部分のある屈曲部５ｔを、右側のダウンチューブ５Ｒと同じく鍛造品としてもよい。
そして、前記上端部５ｋと、前記略Ｌ字状に湾曲した屈曲部５ｔのうち右側のダウンチューブ５Ｒの屈曲部５ｔ、および後端部５ｒ等の鍛造品の外側になる部分は、外観がパイプ材５ｐと同じに見えるような半パイプ状の形状に形成し、外観上一本のパイプが連続して設けられているような印象を与えるように配慮されている。このような構成は、実際には内側がえぐられることによって軽量化が積極的に図られている。

また、図２あるいは図１０に図示するように、前記屈曲部５ｔには、両方のダウンチューブ５Ｒ，５Ｌ間をフレーム１Ｆの幅方向に接続するクロス部材１７を連結するための取付ブラケット５ｆが形成されている。そして、前記クロス部材１７には、図１に示すエンジンＥの前端部とラジエータ７０とを支持するためのエンジンブラケット１８が取着されている。

このように、本実施例にかかる自動二輪車のフレーム１Ｆの場合、鋳造品とパイプ（鋼管のパイプ材）、あるいは鍛造品とパイプ（鋼管のパイプ材）が適宜組み合わされることによって、特別な形状又はブラケットあるいは突起等が必要な箇所とそうでない箇所を部材的に適宜使い分けた、合理的な構成となっている。つまり、ブラケット等が形成される部位は、鍛造品で形成することによって、ブラケットを含むその部分を一体に簡単に成形して、部品点数と溶接等の組立加工工数等を省き、生産効率（製造効率）を向上させている。
しかも、外観的には、ダウンチューブ５全体があたかも１本のパイプ状の部材で構成されている如きに、また、前記スイングアーム支持部材７の側面を、後述するパイプ部材９Ｒ，９Ｌとアッパー部材２０Ｕとがあたかも１本のパイプがとおっているかのように、外観をスマートに見せるような配慮がなされている。

そして、図２あるいは図８に図示するように、前記メインフレーム４の後端には、鍛造品からなる骨盤の形態に似たような外観を有する分岐部材８が連結されている。この分岐部材８の前端には、図９に図示するように、前記メインフレーム４の後端の横断面（矩形横断面）と等しい形状で寸法的に少し小さい寸法からなる接続突起８Ｆが形成され、この接続突起８Ｆが、該メインフレーム４の後端に挿入された状態で、溶接によって、メインフレーム４の後方に分岐部材８が一体に配設されている。

そして、この分岐部材８の前記メインフレーム４が取着されている下方位置の後端面８Ｂには、二本のパイプ部材９Ｒ，９Ｌの先端部が挿着可能な、パイプ連結用の突起８Ｅが左右に二箇所形成されている。そして、この突起８Ｅに、図２あるいは図８に図示するように、前記二本のパイプ部材９Ｒ，９Ｌのそれぞれが挿入された状態で溶接によって、一体に連結されている。
また、この分岐部材８には、リアショックアブソーバユニット（図示せず）の先端を揺動自在に軸支するボルト（図示せず）の支承穴８ｈ（図８，図９参照）が形成されている。
そして、この分岐部材８の場合、エンジンＥ（図１参照）の後端部を吊持するための吊持部材８ｙが下方に向けて延設され、この吊持部材８ｙの下端部には、エンジンＥ（図１参照）をボルト止めするボルト穴８ｕが形成されている。

そして、図２あるいは図８に図示するように、二股状になった前記パイプ部材９Ｒ，９Ｌの後端側では、前端側に比べて後端側にゆくにしたがって次第に両側（幅方向）に拡がり且つ後方側で低くなるよう傾斜している。このパイプ部材９Ｒ，９Ｌの後端は、左右一対になったスイングアーム支持部材７の上下方向の略中央部に形成されているパイプ取着用突起７ｍに挿着されている。そして、このパイプ部材９Ｒ，９Ｌの後端と前記スイングアーム支持部材７とは、溶接することによって、一体に形成されている。
また、図２に図示するように、これら左右のパイプ部材９Ｒ，９Ｌの前端部には、これらを接続し、且つライダーが座るシートＳｔ（図１参照）を取着するための、シート取付用のブラケット１２が配設されている。

また、図２あるいは図８に図示するように、前記左右のスイングアーム支持部材７は、この実施例では、中央部が自動二輪車の前方側に位置するような部分円弧状の形態（換言すれば弓形状の形態）を有し、鍛造品によって形成されている。この左右のスイングアーム支持部材７は、その前記突起７ｍが形成されているやや上方且つ後方の部位で、該スイングアーム支持部材７の内面に直交する方向にパイプ部材からなるクロス部材７Ｗによって、強固に連結されている。また、この左右のスイングアーム支持部材７は、下端において、パイプ部材からなる下部クロス部材７Ｇによって、強固に連結されている。前記左右のスイングアーム支持部材７と前記クロス部材７Ｗあるいは下部クロス部材７Ｇとの連結は、溶接によっておこなわれている。
また、このスイングアーム支持部材７の前記突起７ｍ（図８参照）が形成されているやや下方位置には、前方に向けてスイングアーム支持ブラケット７Ｂが一体に形成され、このスイングアーム支持ブラケット７Ｂには、図１に図示するスイングアーム軸１９を軸支する保持穴７Ｐが形成されている。そして、この保持穴７Ｐは、前記スイングアーム軸１９（図１参照）を介して、後述するスイングアーム２０を、該スイングアーム軸１９を中心に所定角度揺動自在に支承する。

ところで、図２あるいは図８に図示するように、前記下部クロス部材７Ｇの両端から少し内側によった位置から、左右一対の前述した水平部材６が前方に突設されている。そして、この左右一対の水平部材６もまたパイプ部材からなる前部クロス部材１１によって、強固に連結されている。この左右の水平部材６と前部クロス部材１１との連結も溶接によっておこなわれている。そして、この前部クロス部材１１の左右両端部には、前記エンジンＥ（図１参照）を下方から固着・支持する支持ブラケット１１ｂ（図８参照）が上方に向けて、それぞれ突設されている。
前記水平部材６および前部クロス部材１１は、前記ダウンチューブ５後端との接続部および前記ブラケット１１ｂ等を一体に形成するため、この実施例では、鍛造品で構成されている。

そして、前記スイングアーム支持ブラケット７Ｂに揺動自在に軸支される図２に図示するスイングアーム２０は、中央部で前方に屈曲した左右一対の主部材２０Ｂと、この主部材２０Ｂの上端から斜め下方に向けて延設された左右一対のアッパー部材２０Ｕと、該主部材２０Ｂの下端から斜め上方に向けて延設された左右一対のロアー部材２０Ｌと、これらアッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌとをそれぞれの後端で連結する左右一対の連結部材２０Ｊから構成されている。
そして、前記主部材２０Ｂと連結部材２０Ｊとは鍛造品で構成され、前記アッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌとは主部材２０Ｂとの接続部分を除いて、パイプ部材で構成されている。
そして、前記主部材２０Ｂの上下端部には、前記アッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌとに挿通するためのパイプ連結用の突起２０Ｅが形成され、該アッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌの前端部は、この突起２０Ｅに挿着された状態において、溶接によって主部材２０Ｂとこれらアッパー部材２０Ｕあるいはロアー部材２０Ｌが一体に連結されている。
また、前記連結部材２０Ｊは、中央で後方に屈曲した様な形態を有し、この連結部材２０Ｊの上下端部には、前記アッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌとに挿通するためのパイプ連結用の突起２０Ｆ（図２参照）が形成され、該アッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌの後端部はこの突起に挿着された状態において、溶接によってこの連結部材２０Ｊに一体に連結されている。
そして、左右の前記主部材２０Ｂは、スイングアーム軸１９が挿通する中央部と、上端部と下端部において、それぞれクロス部材２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｇによって連結されており、全体として強固なラーメン構造になっている。そして、この主部材２０Ｂから前記アッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌは後方に片持ち式に後方へ延設された構造となっている。しかしながら、このアッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌの後端を連結する前記連結部材２０Ｊと図１に図示する後輪２４の車軸２３を介して、これらアッパー部材２０Ｕとロアー部材２０Ｌは、自動二輪車１の後輪２４が間に介装された状態で、両側から挟着されることから、自動二輪車１全体としては、強固な立体的に構造を形成していることになる。

また、前記構成において、部材間の位置決めの正確さが得られるように、特に記載していない箇所においても、鍛造品とパイプとを溶接によって接続する箇所では、所謂「入れ子式」にして、鍛造品の該パイプと接続しようとする箇所に突起を設けて該突起を該パイプ内に挿入し、その後それらの間を溶接するように構成している。この入れ子式では、できれば挿入側および被挿入側の断面が、非円形であることが位置決めが一義的におこなえる点で好ましい構成となる。

このように構成された本発明の実施例にかかる自動二輪車のフレームによれば、以下のように作用する。つまり、
この自動二輪車のフレーム１Ｆが前述のように構成されていると、エンジンＥは、メインフレーム４の中央部で上方から吊持されるとともに、且つエンジンＥの後端部が前記分岐部材８によって吊持され、しかもエンジンＥの前端部が前記ダウンチューブ５間に横設されたクロス部材１７によって、エンジンブラケット１８を介して下方から支持され、エンジンＥ後端部において前記前部クロス部材１１で下方から支持されるため、従来にない大型のエンジンＥであっても、エンジンＥとフレーム１Ｆが一体になるよう、エンジンＥをフレーム１Ｆで支持することができる。
この結果、エンジンＥの低い振動（鼓動）を、心地よくライダーに伝達することができる構成となる。従って、所謂「アメリカン」タイプの自動二輪車として好適なフレームとなる。

また、前記メインフレーム４の後部が後方側で下がった形態を有しており、且つ前記分岐部材から後方に延設されるパイプ部材９Ｒ，９Ｌが下方で下がった形態を有しているため、このパイプ部材９Ｒ，９Ｌ上に配置することになるライダー用のシートＳｔの位置を低い位置に設けることが可能となる。

また、この実施例にかかる自動二輪車のフレームの場合、自動二輪車１のヘッドパイプ２の後方に箱状部３を一体に形成して、この箱状部３を介して、その後方にメインフレーム４を一体に連結している。このため、自動二輪車１のフレーム１Ｆの全体の剛性に最も影響を与えるヘッドパイプ２とそれに一体に連結されるメインフレーム４の連結部分の剛性が、極めて高められる。
この結果、フレーム全体の曲げ応力あるいはねじり応力等に対して、極めて剛性の高いフレームが実現できる。そして、内部に補強壁やブ等の補強手段を形成して剛性を高めた複雑な構造が要求される箱状部３は、鋳造品とすることによって、複雑な構造であっても容易に生産できるような構造上の配慮がなされている。

このため、大型の自動二輪車であっても、メインフレーム１Ｆを１本状のメインフレーム４で構成することができる。

さらには、前記構成に起因して、メインフレーム４上に載置される燃料タンク３０は、１本のメインフレーム４が通過する分だけ底面を凹ませればよいため、外観が同じ場合、２本のメインフレームを配置したものに比べて、燃料タンク３０のタンク容量を、大きくすることが可能となる。

また、メインフレーム４を、上述のように角パイプ状の部材４ｂにその下方あるいは上方から囲むようなＵ字状の鋼材４ｇを一体に溶接し、これらの間に隙間を形成した構成とすると、この隙間内を各種のケーブルを収容することができる。また、メインフレーム４の断面二次モーメントを大きくしてメインフレーム４の剛性をより高めることができる。

また、前述のようにメインフレーム４を後方にゆくにしたがって断面形状が小さくなった角パイプで構成すると、重量的に軽減できるとともに、作用する応力に応じて断面係数あるいは断面二次モーメントを小さく変化させることによって、フレーム１Ｆ全体として、バランスのよいフレームとすることができる。

さらに、メインフレーム４と箱状部３との溶接ライン４０が前述のように側面視において上下方向の中程の位置から下方部分が下方にゆくにしたがって後方に退いた形状をし、且つ平面視において幅方向の左右の各端から中央方にゆくにしたがって後方に退いた形状をしていると、溶接ラインを長くすることができて、接合部分の剛性と信頼性を向上させることができる。この部分に曲げあるいはねじり応力等が作用したときにも、これらの応力に対して異なる部分が異なる方向の応力を受持ち、合理的な構成となる。

そして、前記ダウンチューブ５が、複数の鍛造品と複数のパイプ部材とをそれぞれ連結することによって１本のダウンチューブを形成することによって、鍛造品によって、ダウンチューブ５の必要な箇所にブラケット等を形成したり特別な形状等にしたりすることが簡単におこなうことができるとともに、ブラケット等が必要でない箇所あるいは特別な形状等にする必要のない箇所は市販のパイプを用いて軽量化とコストの低減を図ることが可能となっている。しかも、外観上、ダウンチューブ５の上端部５ｋから後端部５ｒまであたかも１本のパイプが連続して通っているように構成することができ、美観上も優れたダウンチューブとなっている。

また、前記箱状部３にダウンチューブ５を取着する箇所とダウンチューブ５の上端部５ｋに前述したとおりの位置決め手段が形成されているため、誰が組み立てても正確な位置決め状態で組み立てることができ、且つ強固にダウンチューブ５を箱状部３に取着することができる。

また、ダウンチューブ５の後端部５ｒが鍛造品で構成されているため、後方の部材（この実施例では、前記水平部材６）に、強固に連結することが可能となっている。

さらに、この実施例にかかる自動二輪車１のフレーム１Ｆの場合には、前記ダウンチューブ５をメインフレーム４側等とエンジンＥ側から取り外すことによって、エンジンＥの前方と下方が全面的に開放される。従って、この状態において、図示しない専用のエンジン台車をエンジンＥの下方に滑り込ませ、次に、該エンジンＥを該エンジン台車によって下方から支持した状態で、エンジンＥを吊持している前記ブラケット１１とエンジンＥとを取り付けているボルト等を外し、且つ、前記吊持部材８ｙとエンジンＥとを取り付けているボルト等を外せば、フレーム１Ｆに搭載されているエンジンＥをエンジン台車によって簡単に該フレーム１Ｆから下ろすことが可能となる。そして、エンジンＥをフレーム１Ｆに搭載する場合には、上記逆の手順によって、つまり、ダウンチューブ５を取り外した状態のフレーム１Ｆに、エンジンＥ（あるいはエンジンＥに変速装置が取着されたもの）を搭載し、該搭載が完了した後に、左右のダウンチューブ５Ｒ，５Ｌを取着し、且つ、前記クロス部材１８を取着することによって、簡単にエンジンＥをフレーム１Ｆに搭載することが可能となる。
従って、エンジンＥが非常に大型になった場合にも、フレーム１Ｆに対して、簡単にエンジンＥを着脱することが可能となり、生産時の組立性およびメンテナンス性に優れた自動二輪車のフレームとなる。

ところで、前記実施例において、鍛造品を鋳造品に置き換えることも勿論可能であるし、逆に、前記実施例において、鋳造品を鍛造品とすることも可能であり、鍛造品とするか鋳造品とするかは、その形状や形状の複雑さ等を考えて適宜決めればよい。また、前記鍛造品、鋳造品やパイプ部材を含め、この実施例にかかるフレームの場合、材質的に、全て溶接可能な鉄系のものが使用されている。

しかして、本発明にかかる自動二輪車のフレームによれば、大型の自動二輪車に最適なフレームとなる。勿論、より小型の自動二輪車にも適用できる。

本発明の実施例にかかる自動二輪車の全体の構成を示す左側面図である。 図１に示す自動二輪車のフレームを示す斜視図である。 図２に示すフレームのヘッドパイプにおけるダウンチューブの連結部分の構成を示す図４の III-III矢視断面図である。 ヘッドパイプにダウンチューブが取着された状態での略側方からの部分拡大斜視図である。 図４に示すヘッドパイプ単体の構成を示す斜め後方から見た斜視図である。 図４に示すダウンチューブの取付部分の構成を示す部分拡大斜視図である。 図５に示すヘッドパイプの後方に一体に取着されるメインフレームの要部の斜視図である。 自動二輪車のフレームの後部の構成を示す斜視図である。 メインフレームの後端に連結されている分岐部材の構成を示す図で、（ａ）はフレームの後方（スイングアーム側）から見た図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は前方（ヘッドパイプ側）から見た図である。 図１，図２等に示すこの自動二輪車の左右のダウンチューブと該ダウンチューブのブラケットに取着される部材を示す斜視図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
１Ｆ フレーム
２ ヘッドパイプ
３ 箱状部
４ メインフレーム
５ ダウンチューブ
８ 分岐部
８ｈ 支承穴
８ｙ 吊持穴
Ｅ エンジン

Claims (10)

1. ヘッドパイプの後方にメインフレームが長手方向に延設されるとともに、該ヘッドパイプから下方に且つ後方にダウンチューブが配設された自動二輪車のフレームにおいて、
   前記ヘッドパイプの後方に隣接して箱状部を該ヘッドパイプと一体に形成し、この箱状部に、１本状の前記メインフレームの先端を一体に連結し、
   該メインフレームの後部が後方側で下がった形態を有し、
   該メインフレームの中間部分にエンジンを吊持する吊持部を設け、
   該メインフレームの後端に後方側で二股状に分岐する分岐部材を一体に配置し、
   前記分岐部材の一部を下方に延設して、該下方に延設した部分にエンジンの後部を吊持する吊持部を設け、
   前記分岐部材の下方に延設した部分に、後輪を弾性支持するためのショクアブソーバユニットの一端を支持するための支承部を設けたことを特徴とする自動二輪車のフレーム。
2. 前記メインフレームは、断面が略矩形状で後方にゆくに従って断面形状が小さくなった角パイプ状の部材に、その上方あるいは下方のいずれかから該角パイプ状の部材を上方あるいは下方からを囲むように配置した断面Ｕ字状の鋼材の両側端を、該角パイプ状の部材の両側面に溶接することによって形成されていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のフレーム。
3. 前記箱状部から、左右一対のダウンチューブが下方に延設されるとともに、中間部で略Ｌ字状に湾曲して後方に延設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の自動二輪車のフレーム。
4. 前記左右一対のダウンチューブのうち少なくとも一方のダウンチューブの上端部が、前記箱状部に着脱自在に取着されるととも、該ダウンチューブの後方に延設されている後端部が、フレームの他の部材に着脱自在に連結されていることを特徴とする請求項３記載の自動二輪車のフレーム。
5. 前記分岐部の後端面の下部から後方へ向けて左右一対のパイプ部材が後方側で低くなる傾斜して延設され、これらの各パイプ部材の後端部に、左右一対のスイングアーム支持部材が一体に連結され、このスイングアーム支持部材側に、前記ダウンチューブの後方に延設されている後端部が着脱自在に連結されていることを特徴とする請求項４記載の自動二輪車のフレーム。
6. 前記スイングアーム支持部材が、側面視において、中央部が自動二輪車の前方側に位置し両端が後方側に位置するような弓形状に湾曲した形態を有していることを特徴とする請求項５記載の自動二輪車のフレーム。
7. 前記スイングアーム支持部材は、その上下方向の略中央部で且つ前端部に、スイングアームを揺動自在に支持する保持部を具備している請求項５又は６に記載の自動二輪車のフレーム。
8. 前記スイングアームは、中央部で前方に屈曲した左右一対の主部材と、これら左右一対の主部材を一体に連結するクロス部材と、前記主部材の上端から斜め下方に向けて延設された左右一対のアッパー部材と、該主部材の下端から斜め上方に向けて延設された左右一対のロアー部材と、これらアッパー部材とロアー部材とをそれぞれの後端で連結する左右一対の連結部材から構成され、
   前記連結部材に後輪の車軸を支持する車軸穴が形成されていることを特徴とする請求項７記載の自動二輪車のフレーム。
9. 前記左右一対のスイングアーム支持部材が、これらを一体に連結するクロス部材によって連結され、このクロス部材から前方に向けて該スイングアーム支持部材に一体になった水平部材が延設され、この水平部材が前記ダウンチューブの後端部と連結されるとともに、
   この左右の水平部材がクロス部材によって連結され、このクロス部材にエンジンユニットの後端部を支持する支持ブラケットが設けられていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１の項に記載の自動二輪車のフレーム。
10. 前記メインフレームの断面係数および断面二次モーメントが後方にゆくに従って小さくなっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１の項に記載の自動二輪車のフレーム。

Images