JP6472528B2 - 自動二輪車用車体フレーム - Google Patents

Description

本発明は、操向ハンドルを操向可能に支持するヘッドパイプと、該ヘッドパイプとは別部材に形成されるとともに前記ヘッドパイプから後下がりに延びるようにして前記ヘッドパイプに結合されるダウンフレームとを備える自動二輪車用車体フレームに関する。

プレス成形された板材の接合で中空状に形成されたフレーム部材が、ヘッドパイプに結合される自動二輪車用車体フレームが特許文献１で既に知られている。

日本特開２０１３−９５２５２号公報

ところで、上記特許文献１で開示されるような中空状のフレーム部材のヘッドパイプへの結合構造にあっては、その結合構造の簡素化が望まれるが、プレス成形された板材の接合で形成されるフレーム部材をヘッドパイプに結合する場合、その結合構造を簡素かつ強固とすることは難しいという課題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、プレス加工された金属板材の接合で中空状に形成されてヘッドパイプとは別部材に形成されるダウンフレームのヘッドパイプへの結合構造を簡素かつ強固とし得るようにした自動二輪車用車体フレームを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、操向ハンドルを操向可能に支持するヘッドパイプと、該ヘッドパイプとは別部材に形成されるとともに前記ヘッドパイプから後下がりに延びるようにして前記ヘッドパイプに結合されるダウンフレームとを備える自動二輪車用車体フレームにおいて、前記ヘッドパイプの後部に、該ヘッドパイプの長手方向に沿って延びて後方に突出する平板状の支持板が突設され、前記ダウンフレームが、プレス加工された金属板材の接合で中空状に形成され、前記ヘッドパイプ側に向かって開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する補強板が、前記ダウンフレームの前端開口部の下縁よりも下方に延出する延出部を有して前記前端開口部に挿入され、前記延出部が前記ダウンフレームに溶接され、前記補強板に嵌合された状態の前記支持板に、前記ダウンフレームおよび前記補強板が結合されて、前記前端開口部に挿入された前記支持板に前記ダウンフレームの前端部が結合されることを第１の特徴とする。

本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記補強板が、前記ダウンフレームの前記前端開口部を閉じる閉塞板部と、前記支持板を両側から挟むようにして相互に平行に延びるとともに湾曲角部を介して前記閉塞板部の左右両側に連なる左右一対の側板部と、前記閉塞板部および左右一対の前記側板部の下端に連なる前記延出部とを有するように形成され、前記支持板に、前記ダウンフレームおよび前記補強板が、上下に間隔をあけた少なくとも２箇所の締結箇所で締結され、最も下側の締結箇所の締結中心軸線を通って前記ヘッドパイプの中心軸線と直交する仮想平面よりも下方の前記湾曲角部の曲率半径が、前記仮想平面よりも上方の前記湾曲角部の曲率半径よりも大きく設定されることを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記ダウンフレームの前端部に、前記前端開口部を相互間に形成するようにして前記支持板の両側に配置される左右一対の取付け板部が、前記ダウンフレームのうち前記取付け板部よりも後方のダウンフレーム主部よりも幅を狭くしつつ前記ダウンフレーム主部との間に段部が生じるように形成されることを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、ヘッドパイプの後部に突設された支持板に、その支持板を囲むようにしてダウンフレームの前端部が結合されるようにした簡易な構造で、ヘッドパイプおよびダウンフレームの結合力を高めることができる。

しかも、補強板が有する延出部がダウンフレーム前端開口部の下縁よりも下方に延出し、その延出部がダウンフレームに溶接されるので、ダウンフレームの前端開口部を補強板で閉じることでダウンフレームの前端部の強度および剛性の向上を図るとともに、補強板のダウンフレームへの溶接を容易とすることができる。

本発明の第２の特徴によれば、ヘッドパイプの支持板に、ダウンフレームおよび補強板を締結する少なくとも２箇所の締結箇所のうち最も下側の締結箇所の締結中心軸線を通ってヘッドパイプの中心軸線と直交する仮想平面よりも下方では、補強板の湾曲角部の曲率半径が、仮想平面よりも上方の湾曲角部の曲率半径よりも大きいので、上方の締結箇所では、ヘッドパイプの後面に補強板を近づけてヘッドパイプへのダウンフレーム締結部をコンパクトにすることができ、また補強板がその下端に有する延出部の湾曲角部の曲率半径を大きくすることで、前記湾曲角部にかかる応力を分散しつつ、延出部のダウンフレームへの溶接部の剛性を高め、ダウンフレームをヘッドパイプと別体に形成していても車体フレーム全体の剛性向上に寄与することができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、前端開口部を相互間に形成するようにして支持板の両側に配置される左右一対の取付け板部の幅が、ダウンフレームのうち取付け板部よりも後方のダウンフレーム主部よりも狭く、ダウンフレーム主部との間に段部が生じるので、支持板へのダウンフレームの前端部の取付剛性を高めることができる。

図１は車体フレームの右側面図である。（第１の実施の形態） 図２は車体フレームの一部の右半部を図１の２矢視方向から見て示す平面図である。（第１の実施の形態） 図３は車体フレームのうちヘッドパイプを除く部分の斜視図である。（第１の実施の形態） 図４はスクータ型の自動二輪車の右側面図である。（第１の実施の形態） 図５は図１の５−５線拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図６はヘッドパイプに取付けられる前のダウンフレームの前部を図５と同一方向から見て示す図である。（第１の実施の形態） 図７は図３の７矢視方向から見た斜視図である。（第１の実施の形態） 図８は図１の８−８線に沿う補強板の断面図である。（第１の実施の形態） 図９は図１の９−９線に沿う補強板の平面図である。（第１の実施の形態） 図１０は図１の１０−１０線断面図である。（第１の実施の形態） 図１１は図１の１１−１１線断面図である。（第１の実施の形態） 図１２は図１の１２矢示部拡大図である。（第１の実施の形態）

１６・・・操向ハンドル
１７・・・ヘッドパイプ
１８・・・ダウンフレーム
１８ａ・・・ダウンフレーム主部
４１・・・支持板
４３・・・ダウンフレームの前端開口部
４３ａ・・・前端開口部の下縁
４４・・・補強板
４４ａ・・・閉塞板部
４４ｂ・・・側板部
４４ｃ・・・湾曲角部
４４ｄ・・・延出部
５０・・・取付け板部
５１・・・段部
Ｃ・・・ヘッドパイプの中心軸線
Ｆ・・・車体フレーム
Ｒ１，Ｒ２・・・湾曲角部の曲率半径
ＶＰ・・・仮想平面

以下、本発明の実施の形態について図１〜図１２を参照しながら説明する。なお以下の説明で前後、上下および左右の各方向は自動二輪車に搭乗した乗員から見た方向を言うものとする。

第１の実施の形態

先ず図１〜図３において、スクータ型である自動二輪車の車体フレームＦは、前輪ＷＦを支持するフロントフォーク１５および棒状の操向ハンドル１６が操向可能に支持されるヘッドパイプ１７と、ヘッドパイプ１７とは別部材に形成されるとともに前記ヘッドパイプ１７から後下がりに延びるようにして前記ヘッドパイプ１７に結合されるダウンフレーム１８と、ダウンフレーム１８の下部の左右両側に接続されて後方に延びる左右一対のロアフレーム１９と、それらのロアフレーム１９の後端に一体に連なって後上がりに延びる左右一対のライズフレーム２０と、左右一対のロアフレーム１９の後部間に設けられる第１のクロスメンバ２１と、下方に向かって開く略Ｕ字状に形成されて左右一対のライズフレーム２０の前部間に設けられる第２のクロスメンバ２２と、左右一対のライズフレーム２０の後部間に設けられる第３のクロスメンバ２３とを備え、前記ロアフレーム１９の後端部には後方に向けて突出するブラケット２４が設けられる。

図４において、前記ブラケット２４には、ユニットスイング式のパワーユニットＰがリンク２５を介して揺動可能に連結され、後輪ＷＲは該パワーユニットＰの後部に軸支される。また前記ライズフレーム２０および前記パワーユニットＰの後部間にはリヤクッションユニット２６が設けられる。

前記第２のクロスメンバ２２には、図示しない収納ボックスの前部が支持されており、この収納ボックスの前側上部に、該収納ボックスを覆うタンデム型の乗車用シート２８が開閉可能に支持される。

前記車体フレームＦ、前記パワーユニットＰの一部、前記収納ボックスは、車体カバー３０で覆われており、この車体カバー３０は、前記ヘッドパイプ１７を前方から覆うフロントカバー３１と、該フロントカバー３１に連設されるとともに前記乗車用シート２８に座った乗員の脚部を前方から覆うレッグシールド３２と、前記乗車用シート２８に座った乗員が足を載せるようにして前記レッグシールド３２の下部に連設されて前記ロアフレーム１９上に配置されるステップフロア３３と、該ステップフロア３３の両側から下方に垂下される左右一対のスカート部３４と、前記乗車用シート２８の前部下方に配置されて前記収納ボックスを前方から覆うセンターカウル３５と、前記乗車用シート２８の下方で前記ライズフレーム２０および前記パワーユニットＰの一部を側方から覆うサイドカバー３６と、左右のサイドカバー３６に連設されて両サイドカバー３６の後部下方に配置されるリヤカバー３７と備える。

前記操向ハンドル１６の車幅方向中央部はハンドルカバー３８で覆われる。また前記フロントフォーク１５には、前輪ＷＦを上方から覆うフロントフェンダ３９が取付けられ、前記後輪ＷＲを上方から覆うリヤフェンダ４０が、前記リヤカバー３７に連設される。

図５〜図７を併せて参照して、前記ヘッドパイプ１７の後部には、該ヘッドパイプ１７の長手方向に沿って延びて後方に突出する平板状の支持板４１が突設される。

一方、前記ダウンフレーム１８は、プレス加工された金属板材の接合で中空状に形成される。すなわちダウンフレーム１８は、後方に向かって突出する接合鍔部４２を有しつつ横断面矩形の筒状となるようにして金属板材の接合で中空状に形成され、このダウンフレーム１８の前端開口部４３に挿入された前記支持板４１に、前記ダウンフレーム１８の前端部が結合される。

しかも前記ヘッドパイプ１７側に向かって開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する補強板４４が、前記前端開口部４３の下縁４３ａよりも下方に延出する延出部４４ｄを有して前記ダウンフレーム１８の前記前端開口部４３に挿入されており、前記延出部４４ｄが前記ダウンフレーム１８に溶接され、前記補強板４４に嵌合された状態の前記支持板４１に、前記ダウンフレーム１８および前記補強板４４が結合される。

図８および図９を併せて参照して、前記補強板４４は、前記ダウンフレーム１８の前記前端開口部４３を閉じる閉塞板部４４ａと、前記支持板４１を両側から挟むようにして相互に平行に延びるとともに湾曲角部４４ｃを介して前記閉塞板部４４ａの左右両側に連なる左右一対の側板部４４ｂと、前記閉塞板部４４ａおよび左右一対の前記側板部４４ｂの下端に連なる前記延出部４４ｄとを有するように形成され、前記補強板４４の中央部には肉抜き孔４５が設けられる。

前記支持板４１には、前記ダウンフレーム１８および前記補強板４４が、上下に間隔をあけた少なくとも２箇所で締結されるものであり、この実施の形態では、前記ダウンフレーム１８の前端下部および補強板４４の下部が第１のボルト４６および第１のナット４７で前記支持板４１に締結され、前記ダウンフレーム１８の前端上部および補強板４４の上部が第２のボルト４８および第２のナット４９で前記支持板４１に締結される。

しかも最も下側の締結箇所の締結中心軸線すなわち第１のボルト４６および第１のナット４７の中心軸線を含んで前記ヘッドパイプ１７の中心軸線Ｃと直交する仮想平面ＶＰよりも下方では、図８で示すように、前記湾曲角部４４ｃの曲率半径Ｒ１が比較的大きく設定されるのに対して、前記仮想平面ＶＰよりも上方の前記湾曲角部４４ｃの曲率半径Ｒ２は、図９で示すように、前記仮想平面ＶＰよりも下方の前記湾曲角部４４ｃの曲率半径Ｒ１よりも小さく設定される。

また前記ダウンフレーム１８の前端部に、前記前端開口部４３を相互間に形成するようにして前記支持板４１の両側に配置される左右一対の取付け板部５０が、前記ダウンフレーム１８のうち前記取付け板部５０よりも後方のダウンフレーム主部１８ａよりも幅を狭くしつつ前記ダウンフレーム主部１８ａとの間に段部５１が生じるように形成される
図１０を併せて参照して、前記ロアフレーム１９および前記ライズフレーム２０は、プレス加工された金属板材の接合で中空状に形成される。すなわち前記ロアフレーム１９および前記ライズフレーム２０は、上方に向かって突出する上部接合鍔部５２ならびに下方に向かって突出する下部接合鍔部５３を有しつつ横断面矩形の筒状となるようにして左右一対の金属板材の接合で中空状に形成される。

しかもロアフレーム１９は、その下縁１９ａが側面視で上方に膨らむように湾曲しつつ、その前後方向中間部の断面積が最小となるようにして中空形状に形成される。

図１１を併せて参照して、前記ダウンフレーム１８の左右両側面は、その少なくとも下部が上下方向に長く形成されており、前記ダウンフレーム１８の下部の左右両側面に、ロアフレーム１９が直接溶接される。すなわちロアフレーム１９の前部は、前記ダウンフレーム１８の下部の左右両側面に向かって内方に湾曲するように形成されており、このロアフレーム１９の前端部が接合端部１９ｂとして前記ダウンフレーム１８の下部に直接溶接される。

図１２を併せて参照して、前記ロアフレーム１９および前記ダウンフレーム１８の接合部５４の上端５４ａが、前記ロアフレーム１９のうち断面積が最小となる部分１９ｃでの中空形状の上端を通る第１の水平線Ｌ１よりも上方に配置され、前記接合部５４の下端５４ｂが、前記ロアフレーム１９のうち断面積が最小となる部分１９ｃでの中空形状の下端を通る第２の水平線Ｌ２よりも下方に配置される。

前記ロアフレーム１９の前記ダウンフレーム１８への接合端部１９ｂは、前記ダウンフレーム１８の長手方向に沿って延びる第１および第２の辺５５，５６を底辺とする台形状に形成されており、その台形形状は、第１および第２の辺５５，５６のうち前方側の第１の辺５５が後方側の第２の辺５６より長く設定され、第１および第２の辺５５，５６の上端間を結ぶ第３の辺５７が後下がりに傾斜し、第１および第２の辺５５，５６の下端間を結ぶ第４の辺５８が後上がりに傾斜するように構成されている。ここで前記台形形状は、第１および第２の辺５５，５６が前記ダウンフレーム１８の長手方向に沿って完全に平行に延びるものであってもよいが、第１および第２の辺５５，５６が第３および第４の辺５７，５８よりも平行に近いものである場合も含むものとする。

また前記ダウンフレーム１８の左右両側面は、その上下幅Ｗを前方に向かうにつれて大きくするようにした平面状に形成される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、ヘッドパイプ１７の後部に、該ヘッドパイプ１７の長手方向に沿って延びて後方に突出する平板状の支持板４１が突設され、前記ダウンフレーム１８が、プレス加工された金属板材の接合で中空状に形成され、前記ダウンフレーム１８の前端開口部４３に挿入された前記支持板４１に前記ダウンフレーム１８の前端部が結合されるので、ヘッドパイプ１７の後部に突設された支持板４１にその支持板４１を囲むようにしてダウンフレーム１８の前端部が結合されるようにした簡易な構造で、ヘッドパイプ１７およびダウンフレーム１８の結合力を高めることができる。

しかも前記ヘッドパイプ１７側に向かって開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する補強板４４が、前記前端開口部４３の下縁４３ａよりも下方に延出する延出部４４ｄを有して前記ダウンフレーム１８の前記前端開口部４３に挿入され、前記延出部４４ｄが前記ダウンフレーム１８に溶接され、前記補強板４４に嵌合された状態の前記支持板４１に、前記ダウンフレーム１８および前記補強板４４が結合されるので、ダウンフレーム１８の前端開口部４３を補強板４４で閉じることでダウンフレーム１８の前端部の強度および剛性の向上を図るとともに、補強板４４のダウンフレーム１８への溶接を容易とすることができる。

また前記補強板４４が、前記ダウンフレーム１８の前記前端開口部４３を閉じる閉塞板部４４ａと、前記支持板４１を両側から挟むようにして相互に平行に延びるとともに湾曲角部４４ｃを介して前記閉塞板部４４ａの左右両側に連なる左右一対の側板部４４ｂと、前記閉塞板部４４ａおよび左右一対の前記側板部４４ｂの下端に連なる前記延出部４４ｄとを有するように形成され、前記支持板４１に、前記ダウンフレーム１８および前記補強板４４が、上下に間隔をあけた少なくとも２箇所の締結箇所で締結され、最も下側の締結箇所の締結中心軸線を通って前記ヘッドパイプ１７の中心軸線Ｃと直交する仮想平面ＶＰよりも下方の前記湾曲角部４４ｃの曲率半径Ｒ１が、前記仮想平面ＶＰよりも上方の前記湾曲角部４４ｃの曲率半径Ｒ２よりも大きく設定されるので、上方の締結箇所では、ヘッドパイプ１７の後面に補強板４４を近づけてヘッドパイプ１７へのダウンフレーム１８の締結部をコンパクトにすることができ、また補強板４４がその下端に有する延出部４４ｄの湾曲角部４４ｃの曲率半径Ｒ１を大きくすることで、前記湾曲角部４４ｃにかかる応力を分散しつつ、延出部４４ｄのダウンフレーム１８への溶接部の剛性を高め、ダウンフレーム１８をヘッドパイプ１７と別体に形成していても車体フレームＦ全体の剛性向上に寄与することができる。

また前記ダウンフレーム１８の前端部に、前記前端開口部４３を相互間に形成するようにして前記支持板４１の両側に配置される左右一対の取付け板部５０が、前記ダウンフレーム１８のうち前記取付け板部５０よりも後方のダウンフレーム主部１８ａよりも幅を狭くしつつ前記ダウンフレーム主部１８ａとの間に段部５１が生じるように形成されるので、支持板４１へのダウンフレーム１８の前端部の取付剛性を高めることができる。

またプレス加工された金属板材の接合で中空状に形成される左右一対のロアフレーム１９が、ダウンフレーム１８の少なくとも下部の上下方向に長く形成された左右両側面に直接溶接されるので、接続用ステーを用いるものに比べて加工工数の低減および軽量化を図ることができる。しかも前記ロアフレーム１９および前記ダウンフレーム１８の接合部５４の上端５４ａが、前記ロアフレーム１９のうち断面積が最小となる部分１９ｃでの中空形状の上端を通る第１の水平線Ｌ１よりも上方に配置され、前記接合部５４の下端５４ｂが、前記ロアフレーム１９のうち断面積が最小となる部分１９ｃでの中空形状の下端を通る第２の水平線Ｌ２よりも下方に配置されるので、ロアフレーム１９を上下方向に小さく構成してもロアフレーム１９のダウンフレーム１８への溶接長さを確保することができ、ダウンフレーム１８にロアフレーム１９を強固に接合することができる。

また前記ロアフレーム１９の前記ダウンフレーム１８への接合端部１９ｂが、前記ダウンフレーム１８の長手方向に沿って延びる第１および第２の辺５５，５６を底辺とする台形状に形成されるので、ロアフレーム１９のダウンフレーム１８への接合長さを長くすることができ、第１および第２の辺５５，５６のうち前方側の第１の辺５５が後方側の第２の辺５６より長く設定されるので、車両前後方向の幅が狭いダウンフレーム１８にあっても、台形のうち底辺となる第１および第２の辺５５，５６の両端間を結ぶ第３および第４の辺５７，５８を傾斜させて接合長さを確保することができる。

また前記ダウンフレーム１８の左右両側面が、上下幅Ｗを前方に向かうにつれて大きくするようにした平面状に形成されるので、ダウンフレーム１８およびロアフレーム１９の接合面を大きく確保することができる。

さらに前記ロアフレーム１９の下縁１９ａが、側面視で上方に膨らむように湾曲して形成されるので、ロアフレーム１９のコンパクト化を図りつつ前後方向の剛性を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

Claims (3)

1. 操向ハンドル（１６）を操向可能に支持するヘッドパイプ（１７）と、該ヘッドパイプ（１７）とは別部材に形成されるとともに前記ヘッドパイプ（１７）から後下がりに延びるようにして前記ヘッドパイプ（１７）に結合されるダウンフレーム（１８）とを備える自動二輪車用車体フレームにおいて、
   前記ヘッドパイプ（１７）の後部に、該ヘッドパイプ（１７）の長手方向に沿って延びて後方に突出する平板状の支持板（４１）が突設され、前記ダウンフレーム（１８）が、プレス加工された金属板材の接合で中空状に形成され、前記ヘッドパイプ（１７）側に向かって開放した略Ｕ字状の横断面形状を有する補強板（４４）が、前記ダウンフレーム（１８）の前端開口部（４３）の下縁（４３ａ）よりも下方に延出する延出部（４４ｄ）を有して前記前端開口部（４３）に挿入され、前記延出部（４４ｄ）が前記ダウンフレーム（１８）に溶接され、前記補強板（４４）に嵌合された状態の前記支持板（４１）に、前記ダウンフレーム（１８）および前記補強板（４４）が結合されて、前記前端開口部（４３）に挿入された前記支持板（４１）に前記ダウンフレーム（１８）の前端部が結合されることを特徴とする自動二輪車用車体フレーム。
2. 前記補強板（４４）が、前記ダウンフレーム（１８）の前記前端開口部（４３）を閉じる閉塞板部（４４ａ）と、前記支持板（４１）を両側から挟むようにして相互に平行に延びるとともに湾曲角部（４４ｃ）を介して前記閉塞板部（４４ａ）の左右両側に連なる左右一対の側板部（４４ｂ）と、前記閉塞板部（４４ａ）および左右一対の前記側板部（４４ｂ）の下端に連なる前記延出部（４４ｄ）とを有するように形成され、前記支持板（４１）に、前記ダウンフレーム（１８）および前記補強板（４４）が、上下に間隔をあけた少なくとも２箇所の締結箇所で締結され、最も下側の締結箇所の締結中心軸線を通って前記ヘッドパイプ（１７）の中心軸線（Ｃ）と直交する仮想平面（ＶＰ）よりも下方の前記湾曲角部（４４ｃ）の曲率半径（Ｒ１）が、前記仮想平面（ＶＰ）よりも上方の前記湾曲角部（４４ｃ）の曲率半径（Ｒ２）よりも大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用車体フレーム。
3. 前記ダウンフレーム（１８）の前端部に、前記前端開口部（４３）を相互間に形成するようにして前記支持板（４１）の両側に配置される左右一対の取付け板部（５０）が、前記ダウンフレーム（１８）のうち前記取付け板部（５０）よりも後方のダウンフレーム主部（１８ａ）よりも幅を狭くしつつ前記ダウンフレーム（１８）主部との間に段部（５１）が生じるように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車用車体フレーム。
   

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