JP4546312B2 - 自動二輪車用のエンジンブラケット - Google Patents

Description

本発明は自動二輪車や不整地走行車（ＡＴＶ）等に用いられるエンジンブラケットに関し、特に、フレームとエンジンとを互いに接続するエンジンブラケットに関する。

例えば自動二輪車は、後輪を回転駆動するエンジンと、車体の骨格を成すと共にエンジンを搭載するフレームとを備えており、エンジンとフレームとはブラケットを介して互いに接続されている（例えば、特許文献１参照）。一般にこのブラケットは、平坦な板部材によって形成されている。
特公平７−７１９５３号公報

ところでエンジンは重量物であるため、これをフレームに支持するブラケットには所定の強度が要求される。一方、例えばコーナリング時におけるライダーから見た車体の操作性という観点からすれば、ブラケットは所定の剛性を有することが必要であり、また、軽量であることが要求される。従来のブラケットは、所定の厚みを有する板状に形成することによって必要な強度が確保されているが、この場合、ブラケット全体が一様な厚みを有しているため、重量が増すと共に、適度な剛性を備えさせることが難しい。これとは逆に、ブラケットが適度な剛性を備えるように厚みを調整した場合には、必要な強度を確保するのが難しくなる。

そこで本発明は、フレームとエンジンとを互いに接続し、適切な強度及び剛性を備えることができるブラケットを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る車両用のエンジンブラケットは、車両のフレーム及びエンジンを互いに接続するエンジンブラケットであって、鍛造成形され、且つ、接続している状態で引っ張り応力の生じる部分がその周辺部分よりも肉厚になるように形成されている。この場合、エンジンブラケットにおいて、強度を必要とする引っ張り応力の生じる部分が肉厚となるので、適切な強度を確保することができると共に、その周辺部分の厚みを調節して適切な剛性を確保でき、軽量化を図ることもできる。また、鍛造成形することにより、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。

また、ヘッドパイプから車体の後方へ延びる上側フレームに接続されるフレーム側接続部と、前記上側フレームの下方に配置された前記エンジンに接続されるエンジン側接続部とを有し、前記フレーム側接続部と前記エンジン側接続部との間における前側部分が肉厚になるように形成されていてもよい。この場合、エンジンブラケットの前側部分に引っ張り応力が生じるため、この部分を肉厚化することによって、強度、剛性、及び重量の最適化を図ることができる。

また、前記フレーム側接続部には、前記上側フレームに接続するための２つのネジ孔部が肉厚に形成され、前記エンジン側接続部には前記エンジンに接続するための１つのネジ孔部が肉厚に形成されており、前記フレーム側接続部の２つのネジ孔部のうち前側に位置するネジ孔部と、前記エンジン側接続部のネジ孔部とを結ぶ間の部分が、肉厚になるように形成されていてもよい。この場合、特に強度が必要とされるネジ孔部と、引っ張り応力が生じる部分とを肉厚化し、強度、剛性、及び重量の最適化を図ることができる。

本発明は、フレームとエンジンとを互いに接続し、強度、剛性、及び重量の最適化を図ることのできるエンジンブラケットを提供することが可能である。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用のエンジンブラケットについて、自動二輪車を例にとり、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、モトクロッサータイプの自動二輪車１の側面図であり、図２は、図１に示す自動二輪車１が備えるアルミニウム合金製のフレーム２、及びこれに搭載されたエンジンＥの側面図である。なお、図１ではフレーム２を実線で示し、その他の部分は二点鎖線により示している。また、以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車１に搭乗して直進方向を向くライダー（図示せず）から見た方向の概念と一致するものとして説明する。

図１に示すように、自動二輪車１は、所定のキャスター角を有して略上下方向へ延びるフロントフォーク３を備え、該フロントフォーク３の下部には操舵輪である前輪４が回転自在に軸支されている。フロントフォーク３の上部には、上下方向へ延びるステアリングシャフト６の下部が接続されており、該ステアリングシャフト６の上部には、左右方向へ延びるバー型のステアリングハンドル７が中央部分にて支持されている。ステアリングシャフト６は、フレーム２を構成するヘッドパイプ１０によって回動自在に軸支されており、ライダーがステアリングハンドル７を左右へ回動することによって前輪４を左右へ転向させることが可能な既知の構造を有している。

図１及び図２に示すようにフレーム２は、ヘッドパイプ１０と、該ヘッドパイプ１０の上部から若干下方に向きつつ後方へ延びる左右一対のメインフレーム１１，１１とを備えている。なお、図１には左側のメインフレーム１１のみを示している。また、ヘッドパイプ１０の下部からは若干後方に向きつつ下方へ延びるダウンチューブ１２の上部が接続されており、該ダウンチューブ１２の下部からはロアフレーム１３が延びている。このロアフレーム１３は左右へ開く二股形状になっており、ダウンチューブ１２の下部から略下方へ延び、途中で湾曲して後方へ向かって延びている。

ロアフレーム１３の後部とメインフレーム１１，１１の後部とは、左右一対のピボットフレーム１４，１４によって接続されている。即ち、左側のピボットフレーム１４は、左側のメインフレーム１１の後部とロアフレーム１３の左側の後部との間を接続し、右側のピボットフレーム１４は、右側のメインフレーム１１の後部とロアフレーム１３の右側の後部との間を接続している。なお、図１及び図２では、左側のピボットフレーム１４のみを図示しており、右側のピボットフレーム１４については後述する図６にその断面が示されている。

図２に示すように、ヘッドパイプ１０の上部からは、メインフレーム用舌片１０Ａが略後方へ向けて延設され、メインフレーム１１の前部を上方から覆うようにして支持している。また、ヘッドパイプ１０の下部からは、ダウンチューブ用舌片１０Ｂが略下方へ向けて延設され、ダウンチューブ１２の上部を前方から覆うようにして支持している。

図２に示すように、左側のピボットフレーム１４の上下方向の中央位置より若干下寄りの位置にはピボット孔１４Ａが形成されており、略前後方向に延びるスイングアーム１６の前部がピボット孔１４Ａに挿通されたピボット軸１４Ｂによって軸支されている。図１に示すように、スイングアーム１６の後部には駆動輪である後輪５が回転自在に軸支されており、この後輪５は、ピボット軸１４Ｂを中心にして上下方向に揺動自在になっている。

図２に示すように、ピボットフレーム１４の上部とスイングアーム１６との間にはサスペンションユニット１７が介在されている。サスペンションユニット１７の上部は、左右のピボットフレーム１４，１４間に架設されたクロスメンバ２０に、サスペンションブラケット２１を介して揺動自在に支持されている。

図１及び図２に示すように、メインフレーム１１の前部とダウンチューブ１２の上部との間には、フレーム２の剛性を向上させるためのガセット２２及び支持バー２３が設けられている。また、フレーム２を構成するヘッドパイプ１０、メインフレーム１１、ダウンチューブ１２、ロアフレーム１３、及びピボットフレーム１４によって囲まれた空間Ｓ内にはエンジンＥが搭載されている。このエンジンＥは本実施の形態において単気筒の４サイクルエンジンであり、下から順に、クランクケース３０，シリンダブロック３１，シリンダヘッド３２，シリンダヘッドカバー３３を備えている。

エンジンＥは、複数のエンジンブラケット３５，３６，３７（図２参照）によってフレーム２の各部に支持されている。具体的に言うと、図２に示すようにエンジンブラケット３５は、ピボットフレーム１４の上端下部に形成されたボス部４０と、エンジンＥのシリンダヘッド３２の後部の下部に形成されたボス部４１との間に介在され、両者を互いに接続している。このエンジンブラケット３５は、左右のピボットフレーム１４，１４に対応して左右夫々に設けられており、エンジンＥのシリンダヘッド３２を左右から支持している（図６参照）。

エンジンブラケット３６は、ロアフレーム１３の上端後部に形成されたボス部４２と、エンジンＥのクランクケース３０の上部の前部に形成されたボス部４３との間に介在され、両者を互いに接続している。また、エンジンブラケット３７は、ロアフレーム１３の前後方向略中央位置の上部と、エンジンＥのクランクケース３０の下部との間に介在され、両者を互いに接続している。

図１に示すように、エンジンＥの出力軸（図示せず）は、チェーンＣを介して後輪５と連結しており、エンジンＥが駆動すると後輪５は連動回転し、自動二輪車１は推進力を得る。なお、後輪５をチェーン駆動する換わりに、ベルト駆動、シャフト駆動としてもよい。

また、図１に示すように、メインフレーム１１の上方であってステアリングシャフト６の後方位置には燃料タンク２５が備えられており、該燃料タンク２５の後方にはライダーが跨るシート２６が配置されている。

図３は、上述したピボットフレーム１４及びエンジンＥのシリンダヘッド３２間を互いに接続する左側のエンジンブラケット３５を示す図面であり、自動二輪車１の車体の左右方向外方（左側）から見た構成を示す側面図である。図４は、エンジンブラケット３５を、車体の左右方向内方から見たときの構成を示す側面図である。また、図５は、エンジンブラケット３５を、車体の後方から見たときの構成を示す背面図である。このエンジンブラケット３５はアルミニウム合金を鍛造成形したものであり、後述するように強度、剛性、及び重量の適正化が図られた形状を有している。

図３に示すように、エンジンブラケット３５は側面視で逆三角形状を成して所定の厚みｄ₁（図５参照）を有するプレート５０から構成され、該プレート５０の上部には、２つのボルト孔部５１，５２が設けられており、これらボルト孔部５１，５２は、ピボットフレーム１４のボス部４０（図２参照）に対してボルト締結されるフレーム側接続部６０を構成している。図４に示すように、ボルト孔部５１，５２は側面視で真円形状になっており、それぞれの中心位置には、ボルト５５（図６参照）を通すボルト孔５１ａ，５２ａが、プレート５０の厚み方向へ貫通して形成されている。また、このボルト孔５１ａ，５２ａは、それぞれの横断面が上下方向へ若干だけ延びる長円形状になっている。

図５に示すように、ボルト孔部５２は、プレート５０の厚みｄ₁よりも若干大きな厚みｄ₂を有し、プレート５０の内側面５０ｃから車体の内方へ突出している。即ち、ボルト孔部５２の外側面５２ｂとプレート５０の外側面５０ｂとは面一である一方、ボルト孔部５２の内側面５２ｃは、プレート５０の内側面５０ｃに対して車体の内方へ位置し、両者間には段差が形成されている。図５には示されていないがボルト孔部５１についてもボルト孔部５２と同様に、プレート５０の厚みｄ₁よりも若干大きな厚みｄ₂を有し、プレート５０の内側面５０ｃから車体の内方へ突出している。即ち、ボルト孔部５１の外側面５１ｂとプレート５０の外側面５０ｂとは面一である一方、ボルト孔部５１の内側面５１ｃは、プレート５０の内側面５０ｃに対して車体の内方へ位置し、両者間には段差が形成されている。

また、図３及び図４に示すように、プレート５０の下部には、１つのボルト孔部５３が設けられており、このボルト孔部５３は、エンジンＥのシリンダヘッド３２のボス部４１（図２参照）に対してボルト締結されるエンジン側接続部６１を構成している。ボルト孔部５３には真円形状の横断面を有するボルト孔５３ａが、プレート５０の厚み方向へ貫通して形成されている。図５に示すように、ボルト孔部５３はプレートの厚みｄ₁よりも大きな厚みｄ₃を有し、上述したボルト孔部５１，５２と同様に、プレート５０の内側面５０ｃから車体の内方へ突出している。より詳しくは、ボルト孔部５３の外側面５３ｂとプレート５０の外側面５０ｂとは面一である一方、ボルト孔部５３の内側面５３ｃはプレート５０の内側面５０ｃに対して車体の内方へ位置し、両者間には段差が形成されている。なお、本実施の形態では、ピボットフレーム１４に接続される上側のボルト孔部５１，５２の厚みｄ₂に対し、エンジンＥのシリンダヘッド３２に接続される下側のボルト孔部５３の厚みｄ₃は大きく形成されている。

図４に示すように、プレート５０の前側の部分には、プレート５０の厚みｄ₁より大きな所定の厚みｄ₄（図５参照）を有する肉厚部５４が形成されている。この肉厚部５４は、上側のボルト孔部５１，５２のうち前側に配置されたボルト孔部５１と下側のボルト孔部５３とを繋ぐように、略一定の幅ｗ₁を有して両者間に延設されている。なお、本実施の形態においては、肉厚部５４の厚みｄ₄は上側のボルト孔部５１の厚みｄ₂と同一になっている。また、肉厚部５４の厚みｄ₄と幅ｗ₁とは、エンジンブラケット３５に要求される強度及び剛性を考慮して、適正に調整される。

また、図５に示すように、エンジンブラケット３５を背面視すると、プレート５０がクランク状に屈曲されており、上部が下部に対して距離ｄ₅だけ車体の外方へ位置すると共に上部と下部とが互いに平行になるようオフセットしている。なお、上述した説明では左側のエンジンブラケット３５についてのみ言及しているが、右側のエンジンブラケット６０（図６参照）は、車体の左右方向中心位置を基準として左側のエンジンブラケット３５と左右対称の形状になっている。従って、ここでの詳説は省略する。

このようなエンジンブラケット３５は、図２と、図２のVI-VI矢視線での一部断面図である図６とに示すように、ピボットフレーム１４とエンジンＥのシリンダヘッド３２との間に介在され、両者を互いに接続する。即ち、初めに、左側のピボットフレーム１４のボス部４０に形成された２つのボルト孔４０ａ，４０ａ（図６には後側のボルト孔４０ａのみを図示している）の夫々と、左側のエンジンブラケット３５の上側のボルト孔部５１，５２が有するボルト孔５１ａ，５２ａ（図６では後側のボルト孔５２ａのみを図示している）の夫々とが同軸状になるようにエンジンブラケット３５を配置する。またこのとき、プレート５０の外表面５０ｂを車体の外方へ向け、肉厚部５４（図４参照）が前方へ向くように配置する。

そして、ボルト孔４０ａ，５１ａ、及びボルト孔４０ａ，５２ａの夫々にボルト５５，５５を螺合することにより、ピボットフレーム１４に対してエンジンブラケット３５を接続する。このとき、ボルト５５はきつく締めすぎないようにし、エンジンブラケット３５側の長円形状のボルト孔５１ａ，５２ａ内の範囲で、エンジンブラケット３５がピボットフレーム１４のボス部４０に遊びを有して接続されるようにする。

一方、予めフレーム２内にエンジンＥを搭載し、エンジンブラケット３６，３７（図２参照）によって該エンジンＥをフレーム２に支持しておく。この状態でエンジンＥのシリンダヘッド３２に設けられた左側のボス部４１は、ピボットフレーム１４のボス部４０に対し、前方斜め下方に位置する（図２参照）。そして、シリンダヘッド３２のボス部４１に形成されたボルト孔４１ａと、エンジンブラケット３５の下側のボルト孔部５３が有するボルト孔５３ａとが同軸状になるように、エンジンＥに対してエンジンブラケット３５を配置する。上述したようにエンジンブラケット３５とピボットフレーム１４とは、所定の遊びを有して接続されているため、エンジンＥの搭載時に多少の位置ずれが生じても、上記ボルト孔４１ａ，５３ａを同軸状に位置合わせすることができる。

そして、この状態でボルト孔４１ａ，５３ａにボルト５５を確実に螺合することにより、エンジンＥに対してエンジンブラケット３５を固着する。更に、ピボットフレーム１４側のボルト５５，５５も確実に螺合し、ピボットフレーム１４に対してエンジンブラケット３５を固着する。

なお、右側のピボットフレーム１４とエンジンＥのシリンダヘッド３２の右側のボス部４１とは、上述した左側のエンジンブラケット３５と形状において左右対称を成す右側のエンジンブラケット３５ａによって互いに接続されている。その接続形態は、上述した左側のエンジンブラケット３５の場合と同様であるので、ここでの詳説は省略する。また、図６に示す右側のエンジンブラケット３５ａにおいて、左側のエンジンブラケット３５の構成に対応する部分には、同じ符号を付している。

このようにピボットフレーム１４とエンジンＥとを互いに接続するエンジンブラケット３５は、ピボットフレーム１４のボス部４０に接続したボルト孔部５１，５２から、エンジンＥのシリンダヘッド３２のボス部４１に接続されたボルト孔部５３に亘って、下方斜め前方へ延設された構成になっている。そしてこの状態のエンジンブラケット３５には、主に前側の肉厚部５４に引っ張り応力が生じやすくなる。

上述したような本実施の形態に係るエンジンブラケット３５は、引っ張り応力が生じる部分が、比較的大きな厚みｄ₄を有する肉厚部５４となっているため、適切な強度を有してエンジンＥをピボットフレーム１４に支持することができる。また、肉厚部５４の周辺は、該肉厚部５４よりも薄い厚みｄ₁になるよう形成されているため、軽量化が図られている。更に、肉厚部５４は適正に調整された幅ｗ₁を有するため、所定の強度を有しつつ適切な剛性が確保されている。このように、本発明に係るエンジンブラケット３５は、プレート５０の厚みｄ₁，肉厚部５４の厚みｄ₄及び幅ｗ₁などを適宜調節して成型することにより、エンジンＥの重量などに応じて強度、剛性、及び重量の最適化を図ることができる点に優れた特徴を有している。

なお、本実施の形態では、エンジンブラケット３５のフレーム側接続部６０をピボットフレーム１４に接続する構成について説明したが、フレーム側接続部６０をメインフレーム１１に接続する構成としてもよい。また、エンジンブラケット３５のエンジン側接続部６１をシリンダヘッド３２に接続する構成について説明したが、エンジン側接続部６１をクランクケース３０に接続する構成としてもよい。

また、エンジンブラケット３５はアルミニウム合金以外の材料を用いてもよく、鍛造に限らず鋳造、切削、ダイカスト他の形成方法であってもよい。また、ボルト孔５１ａ，５２ａ（図４）は長円形状に限られず、本実施の形態に関して言えば、エンジンブラケット３５がピボットフレーム１４のボス部４０に遊びを有して接続されるのであれば、真円や他の形状であってもよい。

また、本発明に係るエンジンブラケットは、本実施の形態において説明したようなモトクロッサーのみでなく、アメリカンタイプ、ロードレーサータイプの自動二輪車においても、フレームとエンジンとを接続するエンジンブラケットとして適用可能であり、四輪の不整地走行車両などにも適用することができる。

本実施の形態は、本願請求項に係る発明を実施した場合の一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その形状等を変更可能であることは言うまでもない。

本発明は、モトクロッサータイプ、アメリカンタイプ、ロードレーサータイプの自動二輪車、及び不整地走行車両（ＡＴＶ）等に適用可能であり、これらのフレームとエンジンとを接続するエンジンブラケットに採用することができる。

本発明の実施の形態に係るエンジンブラケットを採用したモトクロッサータイプの自動二輪車の側面図である。 図１に示す自動二輪車が備えるフレーム及びエンジンの側面図である。 ピボットフレーム及びエンジンのシリンダヘッド間を互いに接続する左側のエンジンブラケットを示す図面であり、自動二輪車の車体の左右方向外方（左側）から見た構成を示す側面図である。 図３に示すエンジンブラケットを、車体の左右方向内方から見たときの構成を示す側面図である。 図３に示すエンジンブラケットを、車体の後方から見たときの構成を示す背面図である。 図２に示すフレーム及びエンジンをVI-VI矢視線で切断して見たときの構成を示す一部断面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ フレーム
１１ メインフレーム
１２ ダウンチューブ
３２ シリンダヘッド
３５ エンジンブラケット
４０ ボス部
４０ａ ボルト孔
４０ｂ ボルト孔
４１ ボス部
４１ａ ボルト孔
５０ プレート
５１ ボルト孔部
５１ａ ボルト孔
５２ａ ボルト孔
５２ ボルト孔部
５３ ボルト孔部
５３ａ ボルト孔
５４ 肉厚部
５５ ボルト
６０ フレーム側接続部
６１ エンジン側接続部
６０ エンジンブラケット

Claims (6)

1. ヘッドパイプから車体の後方へ延びる上側フレームに接続されるフレーム側接続部と、前記上側フレームの下方に配置された前記エンジンに接続されるエンジン側接続部とを有する自動二輪車用のエンジンブラケットであって、
   左右方向に所定の厚みを有して側面視で逆三角形状を成すプレートから構成され、
   該プレートの上部に形成された前記フレーム側接続部と下部に形成された前記エンジン側接続部との間における前側部分が、前記所定の厚みよりも肉厚になるように形成されていることを特徴とする自動二輪車用のエンジンブラケット。
2. 前記フレーム側接続部には、前記上側フレームに接続するべく前記プレートの厚み方向に貫通形成された孔を有する２つのネジ孔部が肉厚に形成され、前記エンジン側接続部には前記エンジンに接続するべく前記プレートの厚み方向に貫通形成された孔を有する１つのネジ孔部が肉厚に形成されており、
   前記フレーム側接続部の２つのネジ孔部のうち前側に位置するネジ孔部と、前記エンジン側接続部のネジ孔部とを結ぶ間の前側部分が、肉厚になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンブラケット。
3. 前記ネジ孔部は、その左右方向の外側面が前記プレートの外側面と面一である一方、内側面が前記プレートの内側面よりも車体内方へ突出することにより、肉厚に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンブラケット。
4. 前記前側部分は、側面視したときの前後方向の幅寸法が、全長にわたって略一定に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンブラケット。
5. 前記フレーム側接続部が有する前記ネジ孔部と前記前側部分とは、左右方向の厚み寸法が同一になっていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンブラケット。
6. 前記フレーム側接続部のネジ孔部に形成された孔は上下方向に長径の長円形状を成していることを特徴とする請求項２に記載のエンジンブラケット。

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