JP4249331B2

JP4249331B2 - 自動二輪車の車体フレーム

Info

Publication number: JP4249331B2
Application number: JP15487399A
Authority: JP
Inventors: 敬二坂本; 俊一橋本
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP2000344169A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車の燃料タンクなどで覆って外部から見えないようにした車体フレーム、いわゆるアメリカンタイプの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】
この種の大型自動二輪車の車体フレームでは、剛性、強度を得るために複数のパイプ材を主材として複雑に連結したパイプ構造とするとともに、ヘッドパイプ回り、メインフレームの燃料タンク後部下方に相当する湾曲部、スイングアームブラケット回り等、さらに剛性および強度が要求される主要部に、補強ガセット，ブラケット類を多用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記パイプ構造の車体フレームの場合、溶接の面倒な箇所や溶接の長い箇所が多く、製造工数が増大する。また、所要のねじり剛性を確保するために、１対のメインパイプの左右の間隔を大きくしなければならないので、メインパイプの上に跨がって装着される燃料タンクの容量がそれだけ小さくなる。
他方、メインフレームをモノコック構造とした車体フレームもあり（実用新案登録第２５１２８７７号参照）、これによれば、補強ガゼット等の溶接は不要になるが、大きな成形型が必要になり、製造コストが上がるとともに、メインフレームを燃料タンクで覆うアメリカンタイプの自動二輪車では、燃料タンク容量が小さくなる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、所要の剛性を有しながら、製造が容易かつ安価な自動二輪車の車体フレームを提供することを第１の目的とし、また、燃料タンクの容量を大きくできる自動二輪車の車体フレームを提供することを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の自動二輪車の車体フレームは、ステアリング軸を支持するヘッドパイプ部材から後方へ延び、湾曲部で下方に湾曲してスイングアームのピボット軸を支持するスイングアームブラケットに至るメインフレームを備え、前記ヘッドパイプ部材から前記湾曲部に至るメインフレーム前部が、長手方向に沿った分割面で上下二分割された複数の分割体を溶接してなるものであり、下側の分割体の下面に長手方向に延びる凹部が形成されている。
この構成によれば、パイプ構成のメインフレームと、同じ剛性を得るのに、パイプ構成の場合よりも軽量化が可能となるとともに、メインフレームの横幅も小さくできるので、メインフレームを跨いで装着する燃料タンクの容量をそれだけ増大させることができる。また、メインフレーム前部をプレス成形する場合でも、メインフレーム全体をプレス成形するのに比べて、成形型が小型で済むので製造コストが低い。さらに、メインフレームの上に跨がって装着される燃料タンクの容量を小さくすることなく、メインフレーム前部とエンジンとの間にハーネスやホース類を通すスペースを確保することができる。
【０００６】
請求項２の自動二輪車の車体フレームは、請求項１の構成において、前記メインフレーム前部が、前端から湾曲部に向かって横幅が徐々に大きくなる形状を有している。この構成によれば、スイングアームブラケット周辺に向かうほど高い値が要求されるフレーム剛性を、容易に確保できる。
【０００７】
請求項３の自動二輪車の車体フレームは、請求項１または２の構成において、前記湾曲部が閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品によって形成されており、前記湾曲部に、前記ヘッドパイプ部材に連結されるメインフレーム前部と、前記スイングアームブラケットに連結されるメインフレーム後部とが溶接されている。
この構成によれば、溶接可能な中空の鋳造品からなる湾曲部に、メインフレーム前部とメインフレーム後部とを溶接することにより、ヘッドパイプ部材からスイングアームブラケットに至るメインフレームを構成できるので、溶接工数を大幅に低減できる。また、鋳造される湾曲部はメインフレームの一部であるから、鋳造型が小型で済むので、製造コストが低い。
【０００８】
請求項４の自動二輪車の車体フレームは、請求項１、２または３の構成において、前記ヘッドパイプ部材とスイングアームブラケットの少なくとも一方を、閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品としている。この構成によれば、ヘッドパイプ部材またはスイングアームブラケットとメインフレームとを、補強用ガゼットを要することなく、容易に溶接できる。
【０００９】
請求項５の自動二輪車の車体フレームは、請求項１から４のいずれかの構成において、さらに、前記ヘッドパイプ部材から下方へ延び、前記スイングアームブラケットに至る左右２本のダウンチューブを備え、右側のダウンチューブは、前後に分割された上部材および下部材からなり、前記下部材が、前記上部材と前記スイングアームブラケットとの間に、締結部材により取り外し可能に連結されている。
この構成によれば、車体フレームへエンジンを搭載するときに、右側のダウンチューブにおける後ろ側の部材を、前側の部材およびスイングアームブラケットから外して、その搭載作業を容易に行うことができる。
【００１０】
【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詳述する。
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部材２に支持されたステアリング軸１３（図２）にフロントフォーク３を取り付け、このフロントフォーク３に前車輪４を取り付け、車体フレーム１の中央下部のスイングアームブラケット５にピボット軸６を介して揺動自在に軸支されたスイングアーム７に後車輪８を取り付け、車体フレーム１の前下部に取り付けたエンジン９で、図示しない動力伝達機構を介して後車輪８を駆動するとともに、フロントフォーク３の上端部に固定したハンドル１０で操向するように構成されている。
【００１１】
前記車体フレーム１は、外部からできるだけ見えないように、車体フレーム１に支持される燃料タンク２３、シート３５およびサイドカバー４０によって隠蔽する、いわゆるアメリカンタイプのフレームであって、図２（Ａ）に側面図で示すように、前記ヘッドパイプ部材２から後方へ延び、湾曲部１５で下方に湾曲してスイングアーム７（図１）のピボット軸６（図１）を支持する左右２つのスイングアームブラケット５に至るメインフレーム１４と、ヘッドパイプ部材２から下方へ延び、前記スイングアームブラケット５に至る左右２本のダウンチューブ１８と、前記メインフレーム１４の湾曲部１５から後方へ延びる左右２本のパイプ製シートレール１９と、前記スイングアームブラケット５から後方へ延び、連結部材２１を介して前記シートレール１９に連結される左右２本のパイプ製補強メンバ２０とを備える。
【００１２】
前記ヘッドパイプ部材２は閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品からなり、フロントフォーク３に連結されたステアリング軸１３を支持するヘッドパイプ２ａと、前記メインフレーム前部１６と突き合わされるメインフレーム連結部２ｂと、前記ダウンチューブ１８の上端を差込み可能な下向きのソケット２ｃとを有する。
【００１３】
前記メインフレーム１４は、前記湾曲部１５と、この湾曲部１５と前記ヘッドパイプ部材２とを連結するメインフレーム前部１６と、前記スイングアームブラケット５と前記湾曲部１５とを連結するメインフレーム後部１７とから構成されている。メインフレーム前部１６の上面には燃料タンク２３（図１）が装着される。なお、本実施形態では、Ｖ型２気筒エンジンの一例を示している。
【００１４】
前記メインフレーム前部１６は、図２のVII −VII 線断面図である図７に示すように、長手方向に沿った分割面で上下に二分割されたプレス成形品である分割体１６Ａ，１６Ｂを溶接して一体化した中空形状のものであり、下側の分割体１６Ｂの下面には長手方向に延びる凹部２２が形成されている。このように、構成することにより、従来のパイプ構成の左右１対のメインフレームの間隔に比べて、小さい横幅で、所要の剛性と強度を得ることができ、軽量化も可能となる。また、このように横幅を小さくできるので、メインフレーム前部１６の上面を跨いで図８に示すように装着される燃料タンク２３の容量を大きくすることができる。
【００１５】
また、前記メインフレーム前部１６は、図３に平面図で示すように、前端から湾曲部１５に向かって横幅が徐々に大きくなる形状とされている。これにより、スイングアームブラケット５周辺に向かうほど高い値が要求されるフレーム剛性を、容易に確保できる。なお、メインフレーム前部１６を従来のパイプと同様な引抜き成形で加工する場合、長手方向に同一幅となるので、上記のような平面テーパ状のメインフレーム前部１６は得られない。
【００１６】
さらに、図８に示したメインフレーム前部１６の下面に形成される凹部２２のために、エンジン９のヘッド部とメインフレーム前部１６との間にメインハーネス３３やエンジン補機用のホース３４等を配線・配管するためのスペースを容易に確保できる。これに対し、角形パイプ材でメインフレーム前部１６を構成する場合には、このような凹部２２を形成できないので、エンジン９のヘッド部とメインフレーム前部１６との間や、メインフレーム前部１６の側部にメインハーネス３３やエンジン補機用のホース３４等を配線・配管するスペースを確保しなければならないが、この場合には配管・配線のスペースのために燃料タンク２３の容量が小さくなる。
【００１７】
前記湾曲部１５も閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品からなる。ここで、横断面とは、接続される各パイプ部材１３，１６，１８の長手方向と直交する断面をいう。湾曲部１５は、図２（Ｂ）の縦断面図に示すように、前記メインフレーム前部１６の後端のソケット１６ａに差込まれて、いわゆるインロー嵌合される小径となった上向きの差込部１５ａと、前記メインフレーム後部１７の上端が差込まれる左右２つの下向きのソケット１５ｂと、前記シートレール１３の前端が差込まれる左右２つの後ろ向きのソケット１５ｃとを有する。前記メインフレーム前部１６と前記湾曲部１５とは、湾曲部１５の上端の差込部１５ａをメインフレーム前部１６の後端のソケット１６ａに差し込んでインロー嵌合した後で溶接することにより連結される。また、前記メインフレーム前部１６の前端も、前記ヘッドパイプ部材２のメインフレーム連結部２ｂにインロー嵌合して溶接することにより連結されている。
【００１８】
前記スイングアームブラケット５も閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品からなり、スイングアーム７のピボット軸６を図５（Ｂ）に示すように支持する軸支孔２６と、エンジン９（図１）の後部を支持する上下２つのエンジンマウント２７と、図２（Ｃ）に縦断面図で示すように、前記メインフレーム後部１７の下端のソケット１７ａにインロー嵌合される上向きの差込部５ａと、図２（Ｄ）に縦断面図で示すように、前記補強メンバ２０の下端のソケット２０ａにインロー嵌合される後ろ向きの差込部５ｂとを有する。なお、左側のスイングアームブラケット５は、さらに図２（Ｅ）に縦断面図で示すように、左側のダウンチューブ１８の後端のソケット１８ａにインロー嵌合される前向きの差込部５ｃを有する。図２（Ａ）に示す左右２つのスイングアームブラケット５は、両ブラケットに跨がる上下２本の補強パイプ２８Ａ，２８Ｂ（図５（Ａ））を介して一体に連結されている。
【００１９】
前記湾曲部１５と前記スイングアームブラケット５とは、メインフレーム後部１７の上端を前記湾曲部１５のソケット１５ｂに差し込んで溶接するとともに、メインフレーム後部１７の下端のソケット１７ａにスイングアームブラケット５の差込部５ａを差し込んで溶接することにより、メインフレーム後部１７を介して連結される。
【００２０】
このように、湾曲部１５が溶接可能な中空の鋳造品で形成されているから、前記メインフレーム１４は、湾曲部１５にメインフレーム前部１６とメインフレーム後部１７を溶接することにより構成でき、しかも湾曲部１５の溶接部を溶接し易い形状に設計できるので、溶接工数を大幅に低減できる一方で、所要の剛性を確保できる。さらに、鋳造品からなる湾曲部１５には、必要に応じて、シートレール１９との接続部やその他の補強ガセット類も溶接可能な部材として一体形成できるので、車体フレーム１の構成がより容易になる。
【００２１】
また、前記ヘッドパイプ部材２およびスイングアームブラケット５も、閉断面形状の横断面を有し、溶接可能な中空の鋳造品としていて、それらの溶接部を溶接し易い形状に設計できるので、メインフレーム１４をヘッドパイプ部材２やスイングアームブラケット５に容易に溶接でき、より一層溶接工数を低減できる。さらに、鋳造品からなるヘッドパイプ部材２やスイングアームブラケット５には、ラジエータの支持部２ｄ（図４）、エンジンマウント２７等の他部品取付ブラケットやその他の補強ガセット類も溶接可能な部材として一体形成できるので、車体フレーム１の構成がより一層容易になる。なお、ヘッドパイプ部材２およびスイングアームブラケット５のうち、一方だけを前記鋳造品とした場合でも、従来のパイプ構造の場合よりも、溶接工数を低減できる。
【００２２】
前記左右２本のダウンチューブ１８のうち、左側のダウンチューブ１８は、その上端を前記ヘッドパイプ部材２のソケット２ｃに差し込み、下端のソケット１８ａに前記スイングアームブラケット５の差込部５ｃを差し込んでインロー嵌合し溶接することにより、ヘッドパイプ部材２とスイングアームブラケット５とに連結される。これに対して、右側のダウンチューブ１８は、図３および図４に平面図および正面図で示すように、前後２部材１８Ａ，１８Ｂからなり、両部材１８Ａ，１８Ｂはボルト２９Ａで締付け固定して連結されている。上部材１８Ａは、その上端を前記ヘッドパイプ部材２のソケット２ｃに差し込んで溶接することによりヘッドパイプ部材２に連結される。下部材１８Ｂは、その下端を対応する前記スイングアームブラケット５にボルト２９Ｂで締付け固定されている。これにより、車体フレーム１へエンジン９（図１）を搭載するときに、右側のダウンチューブ１８の下部材１８Ｂを、上部材１８Ａおよびスイングアームブラケット５から外して、その搭載作業を容易に行うことができる。なお、図２および図３のダウンチューブ１８に溶接された２ｅは、エンジン取付用のブラケットである。
【００２３】
図７に示すように、メインフレーム前部１６の下側分割体１６Ｂの下面には、閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品からなるブラケット３０が溶接されており、このブラケット３０の左右２つのソケット３０ａに、図２（Ａ）の左右２つの角形補強パイプ３１の一端を差し込んでから溶接し、他端を、前記ヘッドパイプ部材２に突き合わせ溶接することにより、メインフレーム前部１６とダウンチューブ１８との結合部近傍の補強が図られている。
【００２４】
後部の連結部材２１は、リヤサスペンション１１を支持する支軸１２の軸支孔３２と、左右２本のシートレール１９の後端をインロー嵌合される左右２つの前向きのソケット２１ａと、補強メンバ２０の上端をインロー嵌合される左右２つの下向きのソケット２１ｂとを有する。メインフレーム１４の一部材である湾曲部１５のソケット１５ｃにシートレール１９の前端を差し込んで溶接するともに、シートレール１９の後端を前記連結部材２１のソケット２１ａに差し込んで溶接することにより、前記湾曲部１５と連結部材２１とがシートレール１９を介して連結される。左右２本のシートレール１９の上には運転者のシート３５（図１）が装着される。
【００２５】
また、補強メンバ２０の上端を前記連結部材２１のソケット２１ｂに差し込んで溶接するとともに、補強メンバ２０の下端のソケット２０ａに前記スイングアームブラケット５の差込部５ｂ（図２（Ｄ））を差し込んでインロー嵌合してから溶接することにより、スイングアームブラケット５と連結部材２１とが、補強メンバ２０を介して連結される。左右２本の補強メンバ２０は、これら両メンバ間に跨がって溶接される補強パイプ３６（図３）によって一体に連結されている。なお、前記湾曲部１５は、本発明の一実施形態では、図１に示すように燃料タンク２３とシート３５の接続部近傍に位置している。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る自動二輪車の車体フレームによれば、メインフレームの湾曲部が閉断面形状の横断面を有し、溶接可能な中空の鋳造品によって形成されており、前記湾曲部に、前記ヘッドパイプ部材に連結されるメインフレーム前部と、前記スイングアームブラケットに連結されるメインフレーム後部とが溶接されているため、溶接工数を大幅に低減できるとともに、鋳造型が小型で済むので、製造コストが低い。
【００２７】
また、本発明の請求項２に係る自動二輪車の車体フレームによれば、メインフレーム前部が、中空形状であり、かつ、長手方向に沿った分割面で分割された複数の分割体を溶接してなるものとしているため、パイプ構成のメインフレームと同じ剛性を得るのに、パイプ構成の場合よりも軽量化が可能となるとともに、メインフレームの幅寸法も小さくできるので、メインフレームを跨いで装着する燃料タンクの容量をそれだけ増大させることができる。また、メインフレーム前部をプレス成形する場合でも、メインフレーム全体をプレス成形するのに比べて、成形型が小型で済むので、製造コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体フレームを備えた自動二輪車を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は同車体フレームの側面図、（Ｂ）〜（Ｅ）は（Ａ）におけるＢ〜Ｅ部の縦断面図である。
【図３】同車体フレームの平面図である。
【図４】同車体フレームの正面図である。
【図５】（Ａ）は同車体フレームの背面図、（Ｂ）はピボット軸の支持部を示す断面図である。
【図６】図２（Ａ）におけるＡ方向矢視図である。
【図７】図２におけるVII −VII 線断面図である。
【図８】車体フレームへのハーネス，ホース類取付け状態を示す要部の横断面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム、２…ヘッドパイプ部材、５…スイングアームブラケット、６…ピボット軸、１３…ステアリング軸、１４…メインフレーム、１５…湾曲部、１６…メインフレーム前部、１６Ａ，１６Ｂ…分割体、１７…メインフレーム後部、２２…凹部

Claims

ステアリング軸を支持するヘッドパイプ部材から後方へ延び、湾曲部で下方に湾曲してスイングアームのピボット軸を支持するスイングアームブラケットに至るメインフレームを備え、
前記ヘッドパイプ部材から前記湾曲部に至るメインフレーム前部が、長手方向に沿った分割面で上下二分割された複数の分割体を溶接してなるものであり、
下側の分割体の下面に長手方向に延びる凹部が形成されている自動二輪車の車体フレーム。
請求項１に記載の自動二輪車の車体フレームにおいて、前記メインフレーム前部が、前端から湾曲部に向かって横幅が徐々に大きくなる形状を有している自動二輪車の車体フレーム。
請求項１または２に記載の自動二輪車の車体フレームにおいて、前記湾曲部が閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品によって形成されており、
前記湾曲部に、前記ヘッドパイプ部材に連結されるメインフレーム前部と、前記スイングアームブラケットに連結されるメインフレーム後部とが溶接されている自動二輪車の車体フレーム。
請求項１、２または３に記載の自動二輪車の車体フレームにおいて、前記ヘッドパイプ部材とスイングアームブラケットの少なくとも一方が、閉断面形状の横断面を有する溶接可能な中空の鋳造品である自動二輪車の車体フレーム。
請求項１から４のいずれか一項に記載の自動二輪車の車体フレームにおいて、さらに、前記ヘッドパイプ部材から下方へ延び、前記スイングアームブラケットに至る左右２本のダウンチューブを備え、
右側のダウンチューブは、前後に分割された上部材および下部材からなり、前記下部材が、前記上部材と前記スイングアームブラケットとの間に、締結部材により取り外し可能に連結されている自動二輪車の車体フレーム。