JP4516497B2 - 自動二輪車の車体フレーム - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車の車体フレームの改良に関するものである。

従来の自動二輪車の車体フレームとして、アルミニウム合金を材料として鋳造し、ヘッドパイプから後方に延びるメインフレーム部分を１本としたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開平１−６８２９３号公報

特許文献１の第１図及び第３図に示される通り、フレーム１０は、左右に分割されたメンバ２０及びメンバ４０からなり、ヘッドチューブ２１側から延びるそれぞれの前半部２３，４３（符号４３は第４図参照）は直線状とし、これらの前半部２３，４３の後端からそれぞれ後半部２４，４４が外側方且つ後方斜め下方に分かれて延び、左右の前半部２３，４３で１本のメインフレームが形成されたアルミニウム合金鋳造製の部材である。

フレーム１０は左右２部品で構成されるが、このように、左右に分割する構造では、メンバ２０とメンバ４０との左右の組立誤差が生じ易く、例えば、リヤスイングアーム６（第１図参照）を支持する左右のピボット部２８，４８の前後方向の位置を精度良く合わせたり、フレーム１０の前後方向に延びる中心線に対して後半部２４と後半部４４とを精度良く左右対称にすることは難しい。
また、フレーム１０は前後に長いためにメンバ２０とメンバ４０との溶接長さが長くなり、溶接作業に多くの時間を要するために生産性が低下する。

本発明の目的は、自動二輪車の車体フレームを改良することで、車体フレームをより精度良く形成するとともに、車体フレームの生産性を向上させることにある。

請求項１に係る発明は、前端に前輪用サスペンションを支持するヘッドパイプを設け、このヘッドパイプから後方へ１本のメインフレームを延ばし、このメインフレームの後部からほぼ下方に後輪用サスペンションを支持するピボットフレームを延ばした自動二輪車の車体フレームにおいて、この車体フレームを、アルミニウム合金鋳造製の前後２部品で構成し、メインフレームの長手方向のほぼ中心に最も断面積が小さい箇所を設け、この箇所よりも後方で前後２部品を結合したことを特徴とする。

車体フレームの前後２部品のうち、前側の部品をメインフレーム側、後側の部品をピボットフレーム側に分ければ、前側の部品をヘッドパイプとメインフレームとを一体化した部品とし、後側の部品を後輪用サスペンションを支持する部品とし、これらの部品の左右の組立精度の誤差を少なくすることができる。
また、前後２部品の結合部の断面積を小さくすることが可能になり、前後２部品を溶接で結合する場合には、溶接長さが短くなる。

更に、メインフレームの長手方向のほぼ中心の最も断面積が小さい箇所は曲げ応力が大きくなるが、車体フレームの前後２部品の結合部をその箇所の後方に設けたことで結合部に応力が集中せず、過大な応力が発生しない。

請求項２に係る発明は、メインフレームの前部を構成するフロントフレームを、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形するとともに、メインフレームの後部を構成するリヤフレームを、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部と、左右方向に突出するピボット支持部とを一体に成形したことを特徴とする。

フロントフレームを中空に成形することで軽量化を図り、リヤフレームに左右方向に開放する凹部とピボット支持部とを一体に成形することで、軽量化を図りつつ後輪用サスペンションを支持し易い形状とする。

請求項３に係る発明は、前端に前輪用サスペンションを支持するヘッドパイプを設け、このヘッドパイプから後方へ１本のメインフレームを延ばし、このメインフレームの後部からほぼ下方に後輪用サスペンションを支持するピボットフレームを延ばした自動二輪車の車体フレームにおいて、この車体フレームを、アルミニウム合金鋳造製にするとともに前後に３部品で構成し、メインフレームの長手方向のほぼ中心に最も断面積が小さい箇所を設け、この箇所よりも後方で３部品のうちの後側２部品を結合したことを特徴とする。

車体フレームの前後３部品のうち、前側の２部品をメインフレーム側、後側の１部品をピボットフレーム側に分ければ、前側の２部品をヘッドパイプとピボットフレームとを含む部品とし、後側の１部品を後輪用サスペンションを支持する部品とし、これらの部品の左右の組立精度の誤差を少なくすることができる。
また、前後３部品の結合部の断面積を小さくすることが可能になり、前後３部品を溶接で結合する場合には、溶接長さが短くなる。

更に、メインフレームの長手方向のほぼ中心の最も断面積が小さい箇所は曲げ応力が大きくなるが、車体フレームの３部品のうちの後側２部品の結合部をその箇所の後方に設けたことで結合部に応力が集中せず、過大な応力が発生しない。

請求項４に係る発明は、１本のメインフレームを、車体の前後方向で２分割したことを特徴とする。
前後方向に２分割したメインフレームの左右の組立精度の誤差を少なくすることができる。また、２分割したメインフレームのそれぞれの部材が造り易くなる。

請求項５に係る発明は、車体フレームの分割・溶接部を、メインフレームの断面積が最小となる位置に対して前方の部分と後方の部分とにそれぞれ設けたことを特徴とする。

メインフレームの断面積が最小となる位置を避けて、その前方の部分及び後方の部分に車体フレームの分割・溶接部をそれぞれ設け、車体フレームの分割・溶接部での剛性の低下を防止する。また、大型の中空鋳造が避けられるので、メインフレームの中空鋳造が容易となる。

請求項６に係る発明は、エンジンを支持するために車体フレームに設けたエンジンハンガ部を、メインフレームと別体構造にしたことを特徴とする。
車体フレームを重力鋳造する場合に、エンジンハンガ部の湯回りが良くなる。

請求項７に係る発明は、１本のメインフレームの断面形状を、箇所により変化させた中空部材で構成したことを特徴とする。
メインフレームを、箇所により剛性を変化させるとともに軽量化を図る。

請求項１に係る発明では、車体フレームを、アルミニウム合金鋳造製の前後２部品で構成したので、例えば、車体フレームの前後２部品のうち、前側の部品をメインフレーム側、後側の部品をピボットフレーム側に分ければ、前側の部品と後側の部品とをそれぞれの箇所に適する構造に成形することができ、左右の組立誤差を少なくすることができ、精度良く形成することができる。

また、溶接で前後２部品を結合する場合、溶接長さを小さくすることができ、短時間で溶接することが可能になり、生産性を向上させることができ、コストダウンも可能となる。
更に、メインフレームの最も断面積が小さい箇所よりも後方で車体フレームの前後２部品を結合したので、前後２部品の結合部に応力を集中し難くすることができる。

請求項２に係る発明では、フロントフレームを中空に成形することで軽量化を図ることができ、また、リヤフレームに左右方向に開放する凹部とピボット支持部とを一体に成形したので、軽量化を図りつつ後輪用サスペンションを支持し易い形状とすることができる。

請求項３に係る発明では、車体フレームを、アルミニウム合金鋳造製にするとともに前後に３部品で構成したので、例えば、車体フレームの前後３部品のうち、前側の２部品をメインフレーム側、後側の１部品をピボットフレーム側に分ければ、前側の２部品と後側の１部品とをそれぞれの箇所に適する構造に成形することができ、左右の組立誤差を少なくすることができて精度良く形成することができる。
また、溶接で前後３部品を結合する場合、溶接長さを小さくすることができ、短時間で溶接することが可能になり、生産性を向上させることができる。

更に、メインフレームの最も断面積が小さい箇所よりも後方で車体フレームの３部品のうちの後側２部品を結合したので、後側２部品の結合部に応力を集中し難くすることができ、結合部の断面積をより小さくすることができて、車体フレームの軽量化を図ることができる。

請求項４に係る発明では、１本のメインフレームを、車体の前後方向で２分割したので、メインフレームの左右の組立誤差を少なくすることができ、精度良く形成することができ、また、分割されたメインフレームのそれぞれの部材が造り易くなり、生産性を向上させることができる。

請求項５に係る発明では、車体フレームの分割・溶接部を、メインフレームの断面積が最小となる位置より前方の部分と後方の部分の部分に設けたので、メインフレームの断面積が最小となる位置、即ち、最もフレーム剛性の低い部位を避けることにより分割・溶接部に過大な応力が発生しない。また、大型の中空鋳造が避けられるので、メインフレームの中空鋳造を容易に行うことができる。

請求項６に係る発明では、エンジンハンガ部をメインフレームと別体構造にしたので、エンジンハンガ部を重力鋳造する場合に、エンジンハンガ部の湯回りを向上させることができ、鋳造品質を高めることができる。

請求項７に係る発明では、１本のメインフレームの断面形状を、箇所により変化させた中空部材で構成したので、メインフレームを箇所により剛性を変化させることができるとともに軽量にすることができる。

本発明を実施するための最良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は本発明に係る車体フレームを採用した自動二輪車の側面図（第１実施形態）であり、自動二輪車１０は、車体フレーム１１を前側の主フレーム１２と、この主フレーム１２の後部上部から後方斜め上方に延ばした左右一対のシートレール１３，１３（手前側の符号１３のみ示す。）とで構成し、主フレーム１２の前端部に備えるヘッドパイプ１４に操舵自在にフロントフォーク１６を取付け、このフロントフォーク１６の下端に前輪１７を取付け、主フレーム１２の前部下部及び後部下部でエンジン１８及び変速機２１からなるパワーユニット２２を支持し、主フレーム１２の後部に備えるリヤフレーム２３及びこのリヤフレーム２３の両側方に取付けた左右一対のブラケット２４，２６（手前側の符号２４のみ示す。）にピボット軸２７を取付け、このピボット軸２７にスイングアーム２８を上下スイング自在に取付け、このスイングアーム２８の後端部に後輪３１を取付け、スイングアーム２８の上部と主フレーム１２の後部上部とにリヤクッションユニット３２を渡した車両である。
上記したスイングアーム２８及びリヤクッションユニット３２は、後輪３１を懸架する後輪用サスペンション３３を構成するものである。

ここで、４１は前輪１７の上方を覆うフロントフェンダ、４２はヘッドランプ、４３はメータ、４４はハンドル、４５はラジエータ、４６は主フレーム１２の上部に取付けた燃料タンク、４７はエンジン１８のシリンダヘッド４８の後部に取付けたスロットルボディ、４９はスロットルボディ４７に接続したエアクリーナ、５１，５２はパワーユニット２２を支持する支持ブラケット、５３はパワーユニット２２を支持するためにリヤフレーム２３に設けたリヤ支持部、５４はシリンダヘッド４８の前部からエンジン１８の下方を通って後方に延ばした排気管、５６，５７は複数の排気管５４に集合部を介して接続した第１マフラ及び第２マフラである。

また、６１，６１（手前側の符号６１のみ示す。）はブラケット２４，２６にそれぞれ取付けた左右一対のステップ支持ステー、６２，６２（手前側の符号６２のみ示す。）はステップ支持ステー６１，６１にそれぞれ取付けた左右一対の運転者用ステップ、６３，６３（手前側の符号６３のみ示す。）はステップ支持ステー６１，６１にそれぞれ取付けた左右一対の同乗者用ステップ、６４はグラブレール、６５は後輪３１の上方を覆うリヤフェンダ、６６はテールランプ、６７はシートレール１３，１３に取付けたシートである。

図２は本発明に係る主フレームの側面図（図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両前方を表す。）であり、主フレーム１２は、前側のフロントフレーム７１と、このフロントフレーム７１の後端に溶接にて結合したリヤフレーム２３とからなる前後２部品で構成したアルミニウム合金鋳造製とした部材である。なお、７２はフロントフレーム７１とリヤフレーム２３との溶接結合部である。

フロントフレーム７１は、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形した部材であり、ヘッドパイプ１４と、このヘッドパイプ１４から後方へ延ばした１本のメインフレーム部７４と、エンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにメインフレーム部７４の前部下部から側方斜め下方且つ後方斜め下方へそれぞれ延ばした左右一対のフロント支持部７５，７６（手前側の符号７５のみ示す。）とを一体に成形した部材である。なお、７７，７７はエンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにフロント支持部７５，７６の先端部にそれぞれ設けたエンジン支持穴である。

メインフレーム部７４は、後部に断面積が最も小さい小断面部７４ａ（この小断面部７４ａを通る直線を８１とする。）を設け、後端に設けたフロント側結合部７４ｂの断面積（即ち、結合部７２の断面積である。）を小断面部７４ａの断面積よりも大きくした部分である。

車両に組み込んだ主フレーム１２には、車両走行中に、前輪、フロントフォークを介してヘッドパイプ１４から、あるいは、後輪、スイングアーム、ピボット軸を介してリヤフレーム２３から主フレーム１２を変形させようとする力が加わる。

例えば、ブレーキングの際には、前輪側からヘッドパイプ１４に後向きの力が作用して、主フレーム１２の全体が、前輪車軸と後輪車軸との距離、即ち、ホイールベースを短くするように変形する。
また、スロットルを開けて加速する際には、後輪の駆動力によってリヤフレーム２３に前向きの力が作用して、主フレーム１２の全体が、ホイールベースを短くするように変形する。

上記の場合には、小断面部７４ａに大きな応力が発生するが、結合部７２は、小断面部７４ａよりも断面積が大きいので、結合部７２に発生する応力は小断面部７４ａよりも小さくなる。

小断面部７４ａに対して結合部７２を車両後方に設けたのは、ヘッドパイプ１４側からの最大入力（例えば、フルブレーキンング時の入力である。）がリヤフレーム２３側からの最大入力よりも大きくなるために、結合部７２を小断面部７４ａより車両前方に設けた場合、結合部７２に過大な応力が発生するからである。
また、結合部７２が、１本のメインフレーム部７４と、車体の各部を支持するリヤフレーム２３とに丁度分割し易い位置でもあるからである。

リヤフレーム２３は、フロントフレーム７１のフロント側結合部７４ｂの中空部８３に嵌合させるために突出させたリヤ側結合部８４と、パワーユニット２２（図１参照）の後部を取付けるための左右一対のパワーユニット取付穴８６，８６（手前側の符号８６のみ示す。）及び左右一対のパワーユニット取付穴８７，８７（手前側の符号８７のみ示す。）と、シートレール１３，１３（図１参照）を取付けるためのシートレール取付穴９１，９１（手前側の符号９１のみ示す。）及びシートレール取付穴９２，９２（手前側の符号９２のみ示す。）と、リヤクッションユニット３２（図１参照）の一端を取付けるための左右一対のクッション上部取付穴９３，９３（手前側の符号９３のみ示す。）と、ピボット軸２７（図１参照）を挿入するためのピボット挿入穴９４と、ブラケット２４，２６（図１参照）を取付けるための左右一対のブラケット取付穴９６，９６（手前側の符号９６のみ示す。）及びブラケット取付穴９７，９７（手前側の符号９７のみ示す。）とを備え、側面に複数のリブ、例えば、左右一対のリブ１０１〜１０３（手前側の符号１０１〜１０３のみ示す。）を設けた部材である。

図３は本発明に係る主フレームの斜視図であり、鋳造にて一体成形したフロントフレーム７１のメインフレーム部７４に、鋳造にて一体成形したリヤフレーム２３を結合させた主フレーム１２を示す。

１本のメインフレーム部７４は後方へほぼ直線状に延び、エンジンハンガとなるフロント支持部７５，７６は、メインフレーム部７４から左右のほぼ下方に延びる。これらのメインフレーム部７４、フロント支持部７５，７６は、中空とした部分である。
リヤフレーム２３のブラケット取付穴９６を開けたアッパブラケット取付部１１１（左右一対の左アッパ取付部１１１Ｌ、右アッパ取付部１１１Ｒからなる。）及びブラケット取付穴９７を開けたロアブラケット取付部１１３（左右一対の左ロア取付部１１３Ｌ、右ロア取付部１１３Ｒからなる。）は、ピボット挿入穴９４を開けたピボット支持部１１６（左右一対の左ピボット支持部１１６Ｌ、右ピボット支持部１１６Ｒからなる。）よりもそれぞれ側方に突出した部分である。

ここで、１２１，１２２は左アッパ取付部１１１Ｌ、左ピボット支持部１１６Ｌ及び左ロア取付部１１３Ｌを連結する左補強壁、１２３，１２４（符号１２３のみ図示。）は右アッパ取付部１１１Ｒ、右ピボット支持部１１６Ｒ及び右ロア取付部１１３Ｒを連結する右補強壁である。

図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る主フレームの断面図である。
（ａ）は図２のａ−ａ線断面図であり、メインフレーム部７４の断面を角パイプ状としたことを示す。
（ｂ）は図２のｂ−ｂ線断面図であり、フロントフレームとリヤフレームとの結合部７２は、角パイプ状のフロント側結合部７４ｂの内側に角パイプ状のリヤ側結合部８４を嵌合させた部分である。

（ｃ）は図２のｃ−ｃ線断面図であり、リヤフレーム２３に、その中央部をほぼ全体に亘って上下に延びる縦壁２３Ａを設け、この縦壁２３Ａから左アッパ取付部１１１Ｌ、右アッパ取付部１１１Ｒ、左ピボット支持部１１６Ｌ、右ピボット支持部１１６Ｒ、左ロア取付部１１３Ｌ、右ロア取付部１１３Ｒをそれぞれ左方又は右方に延ばし、アッパブラケット取付部１１１及びロアブラケット取付部１１３の幅Ｗ１をピボット支持部１１６の幅Ｗ２よりも大きくし、これらのアッパブラケット取付部１１１及びロアブラケット取付部１１３の端面（アッパ側左端面１１１ａ、アッパ側右端面１１１ｂ、ロア側左端面１１３ａ、ロア側右端面１１３ｂである。）に取付けたブラケット２４，２６とピボット支持部１１６との間にスイングアーム２８の左アーム２８ａ及び右アーム２８ｂを配置し、これらのブラケット２４、左アーム２８ａ、ピボット支持部１１６、右アーム２８ｂ、ブラケット２６にピボット軸２７を通すことで、ピボット支持部１１６とブラケット２４，２６とでピボット軸２７を介してスイングアーム２８をスイング自在に支持したことを示す。

また、左補強壁１２１，１２２（左補強壁１２１のみ示す。）及び右補強壁１２３，１２４（右補強壁１２３のみ示す。）を、ピボット支持部１１６側からアッパブラケット取付部１１１側へ徐々に幅広とし、ピボット支持部１１６側からロアブラケット取付部１１３側へ徐々に幅広とすることで、アッパブラケット取付部１１１及びロアブラケット取付部１１３を補強したことを示す。なお、１２６，１２７は縦壁２３Ａよりも車両側方であってアッパブラケット取付部１１１とロアブラケット取付部１１３との間に出来る凹部である。

このように、リヤフレーム２３は、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部１２６，１２７と、左右方向に突出するピボット支持部１１６とを一体に成形したものである。

図５は本発明に係る主フレームの背面図であり、リヤフレーム２３は、後壁２３Ｂにリヤクッションユニット３２の左右を覆うために左右縁部からそれぞれ後方に一体に突出させた起立壁１３１，１３２を備える。なお、１３４，１３５はリヤクッションユニット３２の上端部３２ａを取付けるクッション上部取付穴９３（図２参照）をそれぞれ開けたクッション上部取付部（図２参照）、１３６は左右の起立壁１３１，１３２間のリヤクッションユニット３２の一部を収納する空間、３２ｂはリヤクッションユニット３２をスイングアーム２８（図１参照）に取付ける下端部である。

図６は本発明に係るリヤフレームへのリヤクッションユニットの取付状態を示す断面図（一部側面図）であり、起立壁１３１，１３２間（奥側の起立壁１３２のみ示す。）に位置し且つ後壁２３Ｂの一部を構成する後底壁２３Ｃは、リヤクッションユニット３２にほぼ沿って設けた部分であり、クッション上部取付部１３４，１３５（クッション上部取付部１３５のみ示す。）は、上記の後底壁２３Ｃ及び起立壁１３１，１３２から突出させた部分である。

上記した起立壁１３１，１３２は、鋳造にて容易に形成することができ、例えば、溶接にて別部材とした起立壁を取付けるのに比べて、容易に形成することができ、コスト低減、生産性向上を図ることができる。また、起立壁１３１，１３２には、補強リブの役目もあるから、別体の補強材を取付けるのに比べて、リヤフレーム２３の強度・剛性を容易に向上させることができる。

以上の図１及び図２に示したように、本発明は第１に、前端に前輪用サスペンションとしてのフロントフォーク１６を支持するヘッドパイプ１４を設け、このヘッドパイプ１４から後方へ１本のメインフレームとしてのメインフレーム部７４を延ばし、このメインフレーム部７４の後部からほぼ下方に後輪用サスペンション３３を支持するピボットフレームとしてのリヤフレーム２３を延ばした自動二輪車１０の車体フレーム１１において、この車体フレーム１１を構成する主フレーム１２をアルミニウム合金鋳造製の前後２部品、即ち、前側のフロントフレーム７１と後側のリヤフレーム２３とで構成し、メインフレーム部７４の長手方向のほぼ中心に最も断面積が小さい箇所としての小断面部７４ａを設け、この小断面部７４ａよりも後方で前後２部品を結合したことを特徴とする。

主フレーム１２をアルミニウム合金鋳造製とし、フロントフレーム７１とリヤフレーム２３とで構成したので、例えば、主フレーム１２の前後２部品のうち、前側の部品をフロントフレーム７１側、後側の部品をリヤフレーム２３側に分ければ、フロントフレーム７１とリヤフレーム２３とをそれぞれの箇所に適する構造に成形することができ、左右の組立誤差を少なくすることができ、精度良く形成することができる。

また、溶接でフロントフレーム７１とリヤフレーム２３とを結合する場合、溶接長さを小さくすることができ、短時間で溶接することが可能になり、生産性を向上させることができる。

更に、メインフレーム部７４の小断面部７４ａよりも後方でフロントフレーム７１とリヤフレーム２３とを結合したので、フロントフレーム７１とリヤフレーム２３との結合部７２に応力を集中し難くすることができ、結合部７２の断面積をより小さくすることができて、主フレーム１２、ひいては、車体フレーム１１の軽量化を図ることができる。

本発明は第２に、図２及び図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、メインフレーム部７４の前部を構成するフロントフレーム７１を、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形するとともに、メインフレーム部７４の後部を構成するリヤフレーム２３を、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部１２６，１２７と、左右方向に突出するピボット支持部１１６とを一体に成形したことを特徴とする。

フロントフレーム７１を中空に成形することで軽量化を図ることができ、また、リヤフレーム２３に左右方向に開放する凹部１２６，１２７とピボット支持部１１６とを一体に成形したので、軽量化を図りつつピボット支持部１１６で後輪用サスペンション３３（図１参照）を支持し易い形状とすることができる。

図７は本発明に係る主フレーム（第２実施形態）の側面図であり、車体フレーム１３９を構成する主フレーム１４０は、前側のフロントフレーム１４１と、このフロントフレーム１４１の後端に溶接にて結合したリヤフレーム１４２とからなるアルミニウム合金鋳造製とした部材である。

フロントフレーム１４１は、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形した部材であり、前部半体１４３と、この前部半体１４３の後端に溶接にて結合した後部半体１４４との２部品で構成される。なお、１４５は前部半体１４３と後部半体１４４との第１結合部、１４６は後部半体１４４とリヤフレーム１４２との第２結合部である。
このように、主フレーム１４０は前後に３分割した部材である。

また、フロントフレーム１４１は、ヘッドパイプ１４８と、このヘッドパイプ１４８から後方へほぼ直線状に延ばした１本のメインフレーム部１５１と、エンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにメインフレーム部１５１の前部下部から側方斜め下方且つ後方斜め下方へそれぞれ延ばした左右一対のフロント支持部１５２，１５３（手前側の符号１５２のみ示す。）とからなる。

メインフレーム部１５１は、前部フレーム部１５５と、この前部フレーム１５５の後端に溶接にて結合した後部フレーム部１５６とからなる。即ち、メインフレーム部１５１は、前後に２分割した部分である。前部フレーム部１５５及び後部フレーム部１５６共に角パイプ状の断面を有する部材である。なお、１５８，１５８はエンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにフロント支持部１５２，１５３の先端部にそれぞれ設けたエンジン支持穴である。

このように、メインフレーム部１５１を、前部フレーム部１５５と後部フレーム部１５６とに分割したことで、前部フレーム部１５５及び後部フレーム部１５６をそれぞれ小さい形状にすることができ、鋳造を容易に行うことができるとともに、鋳造時の湯回り性を向上させることができて、鋳造品質を高めることができる。

メインフレーム部１５１は、後部フレーム部１５６のほぼ中央に断面積が最も小さい小断面部１５１ａ（この小断面部１５１ａを通る直線を１６１とする。）を設け、第１結合部１４５及び第２結合部１４６のそれぞれの断面積を小断面部１５１ａの断面積よりも大きくし、第１結合部１４５の断面積を第２結合部１４６よりも大きくした部分である。

第１結合部１４５は、前部フレーム部１５５の後端に設けた第１前側結合部１４５ａ（凸部である。）と、後部フレーム部１５６の前端に設けた第１後側結合部１４５ｂ（凹部である。）とからなる。

第２結合部１４６は、後部フレーム部１５６の後端に設けた第２前結合部１４６ａ（凹部である。）と、リヤフレーム１４２の前端に設けた第２後側結合部１４６ｂ（凸部である。）とからなる。

小断面部１５１ａに対して第２結合部１４６を後方に設けたのは、ヘッドパイプ１４８側からの最大入力に対して、リヤフレーム１４２側からの最大入力が小さくなるためであり、小断面部１５１ａに対して第１結合部１４５を前方に設けたのは、第１結合部１４５に第２結合部１４６よりも大きな入力が作用しても、第１結合部１４５の断面積を第２結合部１４６の断面積よりも大きくすることで曲げ応力を第２結合部１４６並に小さくすることができたからである。
また、第２結合部１４６は、メインフレーム部１５１と、車体の各部を支持するリヤフレーム１４２とに丁度分割し易い位置でもあるからである。

リヤフレーム１４２は、パワーユニット２２（図１参照）の後部を取付けるための左右一対のパワーユニット取付穴１６５，１６５（手前側の符号１６５のみ示す。）及び左右一対のパワーユニット取付穴１６７，１６７（手前側の符号１６７のみ示す。）と、シートレール１３，１３（図１参照）を取付けるためのシートレール取付穴１７１，１７１（手前側の符号１７１のみ示す。）及びシートレール取付穴１７２，１７２（手前側の符号１７２のみ示す。）と、リヤクッションユニット３２（図１参照）の一端を取付けるための左右一対のクッション上部取付穴１７３，１７３（手前側の符号１７３のみ示す。）と、ピボット軸２７（図１参照）を挿入するためのピボット挿入穴１７４と、ブラケット２４，２６（図１参照）を取付けるための左右一対のブラケット取付穴１７６，１７６（手前側の符号１７６のみ示す。）及びブラケット取付穴１７７，１７７（手前側の符号１７７のみ示す。）とを備え、左右割りの型で鋳造したものである。

図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る主フレーム（第３実施形態）の側面図である。なお、図７に示した第２実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
（ａ）において、車体フレーム１７９を構成する主フレーム１８０は、前側のフロントフレーム１８１と、このフロントフレーム１８１の後端に溶接にて結合したリヤフレーム１４２とからなるアルミニウム合金鋳造製とした部材である。なお、１８３はフロントフレーム１８１とリヤフレーム１４２との溶接結合部である。
結合部１８３は、フロントフレーム１８１の後端に設けたフロント側結合部１８３ａ（凹部である。）と、リヤフレーム１４２側に設けたリヤ側結合部１８３ｂ（凸部である。）とを結合した部分である。

フロントフレーム１８１は、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形した部材であり、ヘッドパイプ１４８と、このヘッドパイプ１４８から後方へほぼ直線状に延ばしたメインフレーム部１８４と、エンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにメインフレーム部１８４の前部下部に溶接にて結合するとともに側方斜め下方且つ後方斜め下方へそれぞれ延ばした左右一対のフロント支持部１８５，１８６（手前側の符号１８５のみ示す。）とからなる。

メインフレーム部１８４は、後部に断面積が最も小さい小断面部１８４ａ（この小断面部１８４ａを通る直線を１８７とする。）を設け、結合部１８３の断面積を小断面部１８４ａの断面積よりも大きくした部分である。

上記の一体成形したヘッドパイプ１４８及びメインフレーム部１８４は、フロント上部フレーム部１８８を構成する部分である。
図中の１９１，１９２（手前側の符号１９１のみ示す。）はフロント上部フレーム部１８８と左右のフロント支持部１８５，１８６との下部結合部、１９３，１９３はフロント支持部１８５，１８６の先端部にそれぞれ設けたエンジン支持穴である。

（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、下部結合部１９１は、左上部結合部１９１ａ（凸部である。）と左下部結合部１９１ｂ（凹部である。）とを結合した部分であり、下部結合部１９２は、右上部結合部１９２ａ（凸部である。）と、右下部結合部１９２ｂ（凹部である。）とを結合した部分である。

このように、フロントフレーム１８１に下部結合部１９１，１９２を設けることで、フロントフレーム１８１を、それぞれ小型のフロント上部フレーム部１８８とフロント支持部１８５，１８６とに分けることができ、鋳造し易くするとともに、フロント支持部１８５，１８６では、細長い形状でも湯回りを向上させることができ、鋳造品質を高めることができる。

図９は本発明に係る車体フレーム（第４実施形態）の斜視図である。
車体フレーム２０１は、主フレーム２０２と、この主フレーム２０２の後部上部に取付けた左右一対のシートレール２０３，２０４と、主フレーム２０２の後部下部及びシートレール２０３，２０４のぞれぞれに渡して取付けた左右のサブフレーム２０６，２０７とからなる。なお、２０８，２０９は左右のシートレール２０３，２０４に渡したクロス部材である。

主フレーム２０２は、前部上部に設けたフロントフレーム２１１と、このフロントフレーム２１１の後端に溶接にて結合したリヤフレーム２１２と、フロントフレーム２１１の前部下部及びリヤフレーム２１２の下部のそれぞれに溶接にて結合したロアフレーム２１３とからなるアルミニウム合金鋳造製とした部材である。なお、２１５はフロントフレーム２１１とリヤフレーム２１２との第１結合部、２１６はフロントフレーム２１１とロアフレーム２１３との第２結合部、２１７，２１８はリヤフレーム２１２とロアフレーム２１３との第３結合部、第４結合部である。

フロントフレーム２１１は、ヘッドパイプ２２１と、このヘッドパイプ２２１から後方へ延ばした１本のメインフレーム部２２２と、ヘッドパイプ２２１から後方斜め下方に延ばしたダウンフレーム２２３と、メインフレーム部２２２及びダウンフレーム２２３のそれぞれに渡した補強部材２２４とからなる。
メインフレーム部２２２は、後端からヘッドパイプ２２１へ徐々に断面積を大きくした、即ち、断面形状を、箇所により変化させた中空部材で構成した部分である。

上記のヘッドパイプ２２１、メインフレーム部２２２及びダウンフレーム２２３は、鋳造時に中子を入れることにより中空に一体成形したほぼＶ字形状のＶ字フレーム２２６を構成する部材である。

リヤフレーム２１２は、本体部２３１と、この本体部２３１の上部後部にシートレール２０３，２０４を取付けるために突出させて設けた後方突出部２３２とからなり、本体部２３１の上部前部に第１結合部２１５を設け、本体部２３１の下部前部に第３結合部２１７及び第４結合部２１８を設けた部材である。なお、２３４は本体部２３１の前面に設けた空洞部、２３６，２３６はピボット軸２７（図１参照）を取付けるために本体部２３１の両側面から空洞部２３４に貫通させたピボット軸貫通穴である。

ロアフレーム２１３は、ダウンフレーム２２３の延長線上に設けた延長部２４１と、この延長部２４１の下部に設けた二股形状の下部連結部２４２と、この下部連結部２４２に備える左右の下部端部２４２ａ，２４２ｂにそれぞれ一端を結合するとともに他端をリヤフレーム２１２に結合した左フレーム２４３及び右フレーム２４４とからなる。
上記の延長部２４１及び下部連結部２４２は、鋳造時に中子を入れることにより中空に一体成形した下部中空フレーム２４６を構成する部材である。

以上の図７に示したように、本発明は第３に、前端に前輪用サスペンションを支持するヘッドパイプ１４８を設け、このヘッドパイプ１４８から後方へ１本のメインフレームとしてのメインフレーム部１５１を延ばし、このメインフレーム部１５１の後部からほぼ下方に後輪用サスペンションを支持するピボットフレームとしてのリヤフレーム１４２を延ばした自動二輪車１０（図１参照）の車体フレーム１３９において、この車体フレーム１３９、詳しくは、主フレーム１４０を、アルミニウム合金鋳造製にするとともに前後に３部品（即ち、前側のフロントフレーム１４１を構成する前部半体１４３、中間のフロントフレーム１４１を構成する後部半体１４４、後側のリヤフレーム２３）で構成し、メインフレーム部１５１の長手方向のほぼ中心に最も断面積が小さい箇所としての小断面部１５１ａを設け、この小断面部１５１ａよりも後方で３部品を結合したことを特徴とする。

これにより、例えば、主フレーム１４０の前後３部品のうち、前側の２部品をメインフレーム部１５１側、後側の１部品をリヤフレーム１４２側に分ければ、前側の２部品と後側の１部品とをそれぞれの箇所に適する構造に成形することができ、左右の組立誤差を少なくすることができ、精度良く形成することができる。
また、溶接で前後３部品を結合する場合、溶接長さを小さくすることができ、短時間で溶接することが可能になり、生産性を向上させることができる。

更に、メインフレーム部１５１の小断面部１５１ａよりも後方でフロントフレーム１４１とリヤフレーム１４２とを結合したので、フロントフレーム１４１とリヤフレーム１４２との第２結合部１４６に応力を集中し難くすることができ、第２結合部１４６の断面積をより小さくすることができて、主フレーム１４０、ひいては、車体フレーム１１の軽量化を図ることができる。

本発明は第４に、１本のメインフレーム部１５１を、車体の前後方向で２分割したことを特徴とする。
これにより、メインフレーム部１５１の左右の組立誤差を少なくすることができ、精度良く形成することができ、また、分割されたメインフレーム部１５１のそれぞれの部材が造り易くなり、生産性を向上させることができる。

本発明は第５に、主フレーム１４０の分割・溶接部を、メインフレーム部１５１の断面積が最小となる位置（即ち、小断面部１５１ａ）に対して前方の部分（即ち、前部フレーム部１５５）と後方の部分（即ち、後部フレーム部１５６）とにそれぞれ設けたことを特徴とする。

これにより、メインフレーム部１５１の断面積が最小となる小断面部１５１ａを避けることにより第１結合部１４５及び第２結合部１４６に過大な応力が発生しない。また、大型の中空鋳造が避けられるので、メインフレーム部１５１の中空鋳造を容易に行うことができる。

本発明は第６に、図８に示したように、エンジン１８（図１参照）を支持するために車体フレーム１７９に設けたエンジンハンガ部としてのフロント支持部１８５，１８６を、メインフレーム部１８１と別体構造にしたことを特徴とする。

フロント支持部１８５，１８６をメインフレーム部１８１と別体構造にしたので、フロント支持部１８５，１８６を重力鋳造する場合に、フロント支持部１８５，１８６の湯回りを向上させることができ、鋳造品質を高めることができる。

本発明は第７に、図９に示したように、１本のメインフレーム部２２２の断面形状を、箇所により変化させた中空部材で構成したことを特徴とする。
これにより、メインフレーム部２２２を箇所により剛性を変化させることができるとともに軽量にすることができる。

尚、本実施形態では、図２に示したように、主フレーム１２のフロントフレーム７１とリヤフレーム２３とを溶接にて結合したが、これに限らず、フロントフレーム７１とリヤフレーム２３とをボルト・ナットで結合してもよい。

本発明は、メインフレームを１本とし、アルミニウム合金を材料として鋳造した車体フレームを備える自動二輪車に好適である。

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（第１実施形態）である。 本発明に係る主フレームの側面図である。 本発明に係る主フレームの斜視図である。 本発明に係る主フレームの断面図である。 本発明に係る主フレームの背面図である。 本発明に係るリヤフレームへのリヤクッションユニットの取付状態を示す断面図（一部側面図）である。 本発明に係る主フレーム（第２実施形態）の側面図である。 本発明に係る主フレーム（第３実施形態）の側面図である。 本発明に係る車体フレーム（第４実施形態）の斜視図である。

符号の説明

１０…自動二輪車、１１，１３９，１７９…車体フレーム、１２，１４０，１８０…車体フレーム（主フレーム）、１４，１４８…ヘッドパイプ、１６…前輪用サスペンション（フロントフォーク）、２３，７１，１４２，１４３，１４４，１５５，１５６…部品（リヤフレーム、フロントフレーム、リヤフレーム、前部半体、後部半体、前部フレーム部、後部フレーム部）、３３…後輪用サスペンション、７４，１５１，１８４…メインフレーム（メインフレーム部）、７４ａ…最も断面積が小さい箇所（小断面部）、１１６…ピボット支持部、１２６，１２７…凹部、１４５，１４６…分割・溶接部（第１結合部、第２結合部）、１５１ａ…断面積が最小となる位置（小断面部）、１８５，１８６…エンジンハンガ部（フロント支持部）。

Claims (7)

1. 前端に前輪用サスペンションを支持するヘッドパイプを設け、このヘッドパイプから後方へ１本のメインフレームを延ばし、このメインフレームの後部からほぼ下方に後輪用サスペンションを支持するピボットフレームを延ばした自動二輪車の車体フレームにおいて、
   この車体フレームを、アルミニウム合金鋳造製の前後２部品で構成し、
   前記メインフレームの長手方向のほぼ中心に最も断面積が小さい箇所を設け、この箇所よりも後方で前記前後２部品を結合したことを特徴とする自動二輪車の車体フレーム。
2. 前記メインフレームの前部を構成するフロントフレームは、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形されるとともに、前記メインフレームの後部を構成するリヤフレームは、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部と、左右方向に突出するピボット支持部とを一体に成形したことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム。
3. 前端に前輪用サスペンションを支持するヘッドパイプを設け、このヘッドパイプから後方へ１本のメインフレームを延ばし、このメインフレームの後部からほぼ下方に後輪用サスペンションを支持するピボットフレームを延ばした自動二輪車の車体フレームにおいて、
   この車体フレームを、アルミニウム合金鋳造製にするとともに前後に３部品で構成し、
   前記メインフレームの長手方向のほぼ中心に最も断面積が小さい箇所を設け、この箇所よりも後方で前記３部品のうちの後側２部品を結合したことを特徴とする自動二輪車の車体フレーム。
4. 前記１本のメインフレームが、車体の前後方向で２分割されたことを特徴とする請求項３記載の自動二輪車の車体フレーム。
5. 前記車体フレームの分割・溶接部を、前記メインフレームの断面積が最小となる位置に対して前方の部分と後方の部分とにそれぞれ設けたことを特徴とする請求項３記載の自動二輪車の車体フレーム。
6. エンジンを支持するために前記車体フレームに設けたエンジンハンガ部を、前記メインフレームと別体構造にしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の自動二輪車の車体フレーム。
7. 前記１本のメインフレームの断面形状を、箇所により変化させた中空部材で構成したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の自動二輪車の車体フレーム。

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