JP5151765B2 - 自動二輪車の車体フレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、クルーザータイプの自動二輪車に用いて好適な車体フレーム構造に関する。

自動二輪車においては、後輪を回転可能に支持するリヤスイングアームが、車体フレームに設けられたピボット部で上下に揺動自在に支持される。

特許文献１には、ヘッドパイプ、左右の一対のメインフレーム、左右一対のダウンチューブ、及びメインフレームとダウンチューブの後端を連結する左右一対の後端チューブにより左右の閉ループを構成し、ピボット点を後端チューブよりも車体前方に配置する自動二輪車の車体フレームが開示されている。かかる構成により、リヤスイングアームの揺動角を小さく抑えて乗心地性向上を図るとともに、ピボット点での抵抗とベアリングの磨耗を小さく抑えることができる。

特開平９−４８３７７号公報

特許文献１に開示されている車体フレーム構造について更に説明すると、左右のメインフレーム間にブラケットが架設され、左右のダウンチューブ間にクロスパイプが横架され、これらブラケットとクロスパイプとの間に１本の縦チューブが立設されている。さらに、この縦チューブの中間高さ位置から左右にパイプが延設され、左右のパイプの外端部が、左右のダウンチューブに立設されたリヤアームブラケットにそれぞれ結着されている。そして、これら左右のリヤアームブラケットに、ピボット部が取り付けられている。

しかしながら、特許文献１に開示されている車体フレーム構造では、クロスパイプと縦チューブ、縦チューブと左右のパイプ等のように、ピボット部まわりで複数のパイプを溶接しなければならない。特にパイプの表面にパイプを立てて溶接する箇所が多く、生産性に優れているとはいえない。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、後輪を支持するピボット部まわりの強度を確保するとともに、生産性に優れた自動二輪車の車体フレーム構造を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車の車体フレーム構造は、フロントフォークを支持するヘッドパイプと、前記ヘッドパイプからエンジンの上方を通るように後方に向かって延伸する左右一対のメインフレームと、前記ヘッドパイプから下方に向かって延伸するとともに、前記エンジンの下方を通るように後方に向かって延伸する左右一対のダウンチューブと、前記メインフレームの後端と前記ダウンチューブの後端とを左右それぞれに連結する左右一対のシートピラーと、前記左右のシートピラーよりも前方にて前記左右のメインフレーム間に架設された上クロスメンバと、前記左右のシートピラーよりも前方にて前記左右のダウンチューブ間に架設された下クロスメンバと、上端及び下端が前記上クロスメンバ及び前記下クロスメンバに夫々結合され、前記上下クロスメンバ間に架設された左右一対のリヤアームブラケットと、前記リヤアームブラケットに設けられた、リヤスイングアームを上下に揺動自在に支持する支持部とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記リヤアームブラケットは、左右方向の幅に比べて前後方向の長さの方が長い矩形状の断面を有する矩形パイプにより構成される点にある。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記上クロスメンバは、上下半割の最中構造を有する点にある。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記左右のメインフレームは、燃料タンクの後端部に対応する位置で幅狭となっており、その幅狭部に前記上クロスメンバが配置されている点にある。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記上クロスメンバの左右の端部が前記左右のメインフレームの内側面に溶接されている点にある。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記上クロスメンバ及び前記左右のメインフレームに固着したリーンフォースを備え、前記リーンフォースが燃料タンクを支持するブラケットを兼ねる点にある。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記支持部よりも上方にて前記左右のリヤアームブラケット間に架設された中間クロスメンバを備え、前記中間クロスメンバには、リヤクッションユニットの上部が取り付けられる支持部が設けられ、前記下クロスメンバには、前記リヤクッションユニットの下部と前記リヤスイングアームとが連係するリンク機構が取り付けられる支持部が設けられている点にある。
また、本発明の自動二輪車の車体フレーム構造の他の特徴とするところは、前記リヤアームブラケットには、前記中間クロスメンバの近傍及び前記下クロスメンバの近傍に前記エンジンの後部を支持する支持部が設けられている点にある。

本発明によれば、後輪を支持するピボット部まわりの強度を確保するとともに、生産性に優れた自動二輪車の車体フレーム構造を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１、２は、本発明の実施形態に係るクルーザータイプの自動二輪車の例を示している。まず、自動二輪車１００の全体構成について概略説明する。なお、各図要所において、車両の前方及び後方をそれぞれ矢印Ｆｒ及び矢印Ｒｒで、右方及び左方をそれぞれ矢印Ｒ及び矢印Ｌで表わす。本明細書でいう前後左右とは、これら矢印で示すように、車両を基準にした前後左右を意味する。

車両の前方において、ヘッドパイプ２にはステアリング軸１０１が回動可能に挿通し、このステアリング軸１０１にトップブリッジ１０２及びボトムブリッジ１０３を介して２本のフロントフォーク１０４が支持される。ここでは図示を省略するが、フロントフォーク１０４の上部にはハンドルバーが固定され、フロントフォーク１０４の下部には前輪が回転可能に支持される。

ヘッドパイプ２からは、詳しくは後述するが、メインフレーム１Ｌ、１Ｒ、ダウンチューブ４Ｌ、４Ｒ及びシートピラー５Ｌ、５Ｒを含む車体フレーム１０５が後方に向かって延出する。車体フレーム１０５の後部ではリヤスイングアーム１０６が上下に揺動自在に支持される。ここでは図示を省略するが、リヤスイングアーム１０６の後端には後輪が回転可能に支持される。また、後輪が路面から受ける衝撃を吸収緩和するためのリヤクッションユニット１１１が設置されている。

ヘッドパイプ２の後方では車体フレーム１０５によって燃料タンク１０７が支持される。そして、燃料タンク１０７の後方にシート１０８、１０９が連設され、ライダーはシート１０８に着座して、フットレスト１１０に足を載せて運転することができる。

燃料タンク１０７の下方において車体フレーム１０５内には水冷式のＶ型２気筒エンジンＥが搭載される。エンジンＥは、車体フレーム１０５に設けたブラケット２２、２３、２４（図３を参照）等により支持されている。

以下、図３〜８を参照して、本実施形態に係る自動二輪車の車体フレーム構造について説明する。図３は車体フレーム１０５を斜め後方から見た斜視図、図４はその一部拡大図である。図５は車体フレーム１０５を斜め前方から見た斜視図である。図６は車体フレーム１０５を下方から見た斜視図である。

ヘッドパイプ２から左右一対のメインフレーム１Ｌ、１ＲがエンジンＥの上方を通るように後方に向かって斜め下方に延伸する。メインフレーム１Ｒ、１Ｌは、燃料タンク１０７が載置されるタンクレール部１ａと、シート１０８が載置されるシートレール部１ｂとを連接してなり、ヘッドパイプ２から左右に広がり、その後徐々に幅狭となって、幅狭部１ｃを挟んで再び幅広となる形状を有する。この幅狭部１ｃが、燃料タンク１０７の後端部に対応する位置となる。メインフレーム１Ｌ、１Ｒは断面円形のパイプにより形成されており、これにより曲げ加工が容易で生産性が向上し、コストダウンが可能になる。

また、ヘッドパイプ２から左右一対のダウンチューブ４Ｌ、４Ｒが下方に向かって延伸するとともに、エンジンＥの下方を通るように後方に向かって略水平に延伸する。ダウンチューブ４Ｌ、４Ｒは断面円形のパイプにより形成されており、これにより曲げ加工が容易で生産性が向上し、コストダウンが可能になる。

左側のメインフレーム１Ｌの後端と左側のダウンチューブ４Ｌの後端とは、シートピラー５Ｌにより連結される。同様に、右側のメインフレーム１Ｒの後端と右側のダウンチューブ４Ｒの後端とは、シートピラー５Ｒにより連結される。

これらヘッドパイプ２、メインフレーム１Ｌ、１Ｒ、ダウンチューブ４Ｌ、４Ｒ、シートピラー５Ｌ、５Ｒにより左右にそれぞれ独立して閉ループが構成されることになる。

シートピラー５Ｌ、５Ｒよりも前方にてメインフレーム１Ｌ、１Ｒ間には上クロスメンバ６が架設される。上クロスメンバ６は、メインフレーム１Ｌ、１Ｒの幅狭部１ｃに配置され、メインフレーム１Ｌ、１Ｒの形状に合わせて後方に向かって徐々に幅広となる形状を有する。

ここで、上クロスメンバ６は、図７（ａ）に示すように、車両の前後方向に沿う断面が略コの字状を有する上下のメンバ部材６ａ、６ｂを接合してなる、上下半割の最中構造を有する。また、上クロスメンバ６は、図７（ｂ）に示すように、その左右の端部が開口しており、上の縁部６ｃがメインフレーム１Ｌ、１Ｒの内側面に溶接され、下のメンバ部材６ｂの底面が左右に延出してメインフレーム１Ｌ、１Ｒの下面に溶接される。この場合に、上クロスメンバ６の後端部６ｄ（図４を参照）は溶接されない。この溶接に際して、パイプ状のメインフレーム１Ｌ、１Ｒの肉厚と、最中構造の上クロスメンバ６の肉厚とを同程度としておけば、両者の間での熱容量の差を小さくして、適正な溶接を行うことが可能になる。なお、図７（ａ）、（ｂ）は模式図であり、これら両図における厚み等のサイズは整合されたものではない。

上クロスメンバ６の前部上面及び左右のメインフレーム１Ｌ、１Ｒの内側面にはリーンフォース７が溶接される。リーンフォース７は、板部材を加工したものであり、メインフレーム１Ｌ、１Ｒの形状に合わせて前方に向かって徐々に幅広となる形状を有する。より具体的には、図４に示すように、リーンフォース７には、上クロスメンバ６の前部上面に溶接されると平面部７ａと、平面部７ａの前方にて一段下がった平面部７ｂと、メインフレーム１Ｌ、１Ｒの内側面に溶接される左右の溶接部７ｃとが形成されている。また、リーンフォース７の平面部７ａの中央には凸状部７ｄが形成されており、この凸状部７ｄが燃料タンク１０７を支持するブラケットを兼ねる。

また、シートピラー５Ｌ、５Ｒよりも前方にてダウンチューブ４Ｌ、４Ｒ間には下クロスメンバ８が架設される。下クロスメンバ８は、ダウンチューブ４Ｌ、４Ｒ間を略水平につなぐ箱型形状を有する。この下クロスメンバ８には、詳しくは後述するが、リヤクッションユニット１１１の下部とリヤスイングアーム１０６とが連係するリンク機構が取り付けられる支持部であるブラケット１８が一体的に設けられている。

さらに、上下クロスメンバ６、８をつなぐように左右一対のリヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒが設けられる。リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒは、図４に示すように、左右方向の幅ｗに比べて前後方向の長さｌの方が長い矩形状の断面を有する矩形パイプにより構成され、剛性の高いものとなっている。そして、各リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒの上端が上クロスメンバ６の下面に溶接され、下端が下クロスメンバ８の上面に溶接される。このようにリヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒの矩形状の端面を上クロスメンバ６及び下クロスメンバ８の平面に当接させて溶接できるので、溶接品質を向上させるとともに、溶接の容易化（例えば溶接部分の隙間の管理が容易）により生産性を高めることができる。

リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒの上下方向の中間位置には、リヤスイングアーム１０６を上下に揺動自在に支持するための支持部であるピボット部１０が設けられている。ピボット部１０は、左右のリヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒを貫通するようにして架設されている。ピボット部１０には、図１に示すように、リヤスイングアーム１０６の前端がピボット軸１０６ｄを介して上下に揺動自在に支持される。リヤスイングアーム１０６は、アッパーアーム１０６ａ、ロアーアーム１０６ｂ、アームエンド１０６ｃ等により構成され、側面視においてアッパーアーム１０６ａ、ロアーアーム１０６ｂがそれぞれメインフレーム１Ｌ、１Ｒ、ダウンチューブ４Ｌ、４Ｒに連なって一体の剛体構造をなすかのような外観構成となっている。

ピボット部１０よりも上方にてリヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒ間には中間クロスメンバ１１が架設される。中間クロスメンバ１１はパイプ状の部材からなり、左右のリヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒを貫通するようにして架設されている。この中間クロスメンバ１１には、リヤクッションユニット１１１の上部が取り付けられる支持部であるブラケット１７が一体的に設けられている。

リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒには、中間クロスメンバ１１の近傍及び下クロスメンバ８の近傍にエンジンＥの後部を支持するエンジン支持部であるブラケット２２、２３が設けられる（図１を参照）。

ここで、図１に示すように、リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒ間のやや後方には、リヤクッションユニット１１１が配設される。具体的には、図８に示すように、リヤクッションユニット１１１の上部が中間クロスメンバ１１のブラケット１７に軸支される。また、リンクプレート２０及びリンクロッド２１によりリンク機構が構成されており、リンクプレート２０の一端が下クロスメンバ８のブラケット１８に軸支され、他端にはリヤクッションユニット１１１の下端が軸支される。そして、リンクプレート２０に回転可能に連結するリンクロッド２１が、具体的には図示しないが、リヤスイングアーム１０６に軸支される構造となっている。自動二輪車の走行中に路面の起伏に従って後輪が上下動してリヤスイングアーム１０６が上下に揺動すると、この振動はリンク機構を介してリヤクッションユニット１１１の伸縮動に変換され、路面から受ける衝撃が吸収緩和される。

なお、上述したクロスメンバ６、８、１１以外にも、メインフレーム１Ｌ、１Ｒ間にブリッジ１２〜１４、ダウンチューブ４Ｌ、４Ｒ間にガゼット３及びブリッジ１６、メインフレーム１Ｌ（１Ｒ）とダウンチューブ４Ｌ（４Ｒ）との間にブリッジ１５Ｌ（１５Ｒ）が設置されている。シート荷重は、メインフレーム１Ｌ、１Ｒ後端のブリッジ１４を介してメインフレーム１Ｌ、１Ｒによって支持されるとともに、シートピラー５Ｌ、５Ｒを介してダウンチューブ４Ｌ、４Ｒにも支持される。

以上のようにした自動二輪車の車体フレーム構造において、リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒが剛性の高い矩形パイプにより構成されており、さらに上クロスメンバ６、中間クロスメンバ１１、下クロスメンバ８に連結するので、ピボット部１０まわりの強度を高くすることができる。しかも、製造に際しては、リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒに、上クロスメンバ６、中間クロスメンバ１１（ブラケット１７を含む）、ピボット部１０、下クロスメンバ８（ブラケット１８を含む）を予め連結させて小組立て体としておくことにより、製造ラインを短縮化して生産性を向上させることができる。

また、上クロスメンバ６を最中構造としているので、軽量化を図るとともに、形状の自由度を高くすることができる。例えば上クロスメンバを鍛造品とすることも考えられるが、その場合、重量が大きい、形状の自由度が小さい、熱容量の違いによる溶接性の悪化等の欠点が考えられる。それに対して、上クロスメンバ６を最中構造とすることにより、軽量化を図ることができる。また、鍛造品とするのに比べて形状の自由度が高く、メインフレーム１Ｌ、１Ｒや上クロスメンバ６にかかる力を分散させることができる。

しかも、上クロスメンバ６をメインフレーム１Ｌ、１Ｒ間の幅狭部１ｃに配置しているので、上クロスメンバ６の小型化、軽量化を図るとともに、メインフレーム１Ｌ、１Ｒ間をしっかりと連結することができる。上クロスメンバ６の小型化により、上下のメンバ部材６ａ、６ｂを溶接する長さも短くでき、生産性を高めることができる。さらに、上クロスメンバ６及びリーンフォース７をメインフレーム１Ｌ、１Ｒの内側に配置しているので、溶接ビードが外観上に現れにくく、見た目が悪くなるのを避けることができる。

また、リヤアームブラケット９Ｌ、９Ｒにおいて、中間クロスメンバ１１の近傍及び下クロスメンバ８の近傍はリヤクッションユニット１１１の反力が作用する箇所であり、この箇所でブラケット２２、２３によりエンジンＥを支持することにより、車体フレームの補強が効率よくなされ、余計な補強が不要となり、軽量化及びコスト低減の面で効果が期待される。

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。

実施形態に係る自動二輪車の要部を示す右側の側面図である。 実施形態に係る自動二輪車の要部を示す平面図である。 車体フレームを斜め後方から見た斜視図である。 車体フレームの一部拡大図である。 車体フレームを斜め前方から見た斜視図である。 車体フレームを下方から見た斜視図である。 上クロスメンバの構造を説明するための模式図である。 車体フレームとリヤクッションユニットとの関係を説明するための図である。

符号の説明

１Ｌ、１Ｒ メインフレーム
２ ヘッドパイプ
４Ｌ、４Ｒ ダウンチューブ
５Ｌ、５Ｒ シートピラー
６ 上クロスメンバ
７ リーンフォース
８ 下クロスメンバ
９Ｌ、９Ｒ リヤアームブラケット
１０ ピボット部
１１ 中間クロスメンバ
１７ ブラケット
１８ ブラケット
２２ ブラケット
２３ ブラケット

Claims (8)

1. フロントフォークを支持するヘッドパイプと、
   前記ヘッドパイプからエンジンの上方を通るように後方に向かって延伸する左右一対のメインフレームと、
   前記ヘッドパイプから下方に向かって延伸するとともに、前記エンジンの下方を通るように後方に向かって延伸する左右一対のダウンチューブと、
   前記メインフレームの後端と前記ダウンチューブの後端とを左右それぞれに連結する左右一対のシートピラーと、
   前記左右のシートピラーよりも前方にて前記左右のメインフレーム間に架設された上クロスメンバと、
   前記左右のシートピラーよりも前方にて前記左右のダウンチューブ間に架設された下クロスメンバと、
   上端及び下端が前記上クロスメンバ及び前記下クロスメンバに夫々結合され、前記上下クロスメンバ間に架設された左右一対のリヤアームブラケットと、
   前記リヤアームブラケットに設けられた、リヤスイングアームを上下に揺動自在に支持する支持部とを備えたことを特徴とする自動二輪車の車体フレーム構造。
2. 前記リヤアームブラケットは、左右方向の幅に比べて前後方向の長さの方が長い矩形状の断面を有する矩形パイプにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
3. 前記上クロスメンバは、上下半割の最中構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
4. 前記左右のメインフレームは、燃料タンクの後端部に対応する位置で幅狭となっており、その幅狭部に前記上クロスメンバが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
5. 前記上クロスメンバの左右の端部が前記左右のメインフレームの内側面に溶接されていることを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
6. 前記上クロスメンバ及び前記左右のメインフレームに固着したリーンフォースを備え、
   前記リーンフォースが燃料タンクを支持するブラケットを兼ねることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
7. 前記支持部よりも上方にて前記左右のリヤアームブラケット間に架設された中間クロスメンバを備え、
   前記中間クロスメンバには、リヤクッションユニットの上部が取り付けられる支持部が設けられ、
   前記下クロスメンバには、前記リヤクッションユニットの下部と前記リヤスイングアームとが連係するリンク機構が取り付けられる支持部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
8. 前記リヤアームブラケットには、前記中間クロスメンバの近傍及び前記下クロスメンバの近傍に前記エンジンの後部を支持するエンジン支持部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。

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