JP6651554B2 - 自動二輪車用車体フレーム - Google Patents

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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、プレス成形された板材で中空の筒状に形成されるとともに前記ヘッドパイプの後方で後下がりに延びるメインフレームと、プレス成形された板材で中空の筒状に形成されるとともにエンジン本体の前部を支持するようにして前記メインフレームの下方で後下がりに延び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で中空の筒状に形成されるメインフレームの前端部に、前記ヘッドパイプの後部に直接接合されるヘッドパイプ支持部が一体に形成され、後下がりに延びるとともにエンジン本体の前部を支持するエンジン支持部を後端部に有して前記メインフレームとは別部材に形成されるダウンフレームの前端部が、前記メインフレームの前記ヘッドパイプ支持部に直接接合されるようにした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2013−095252号公報
上記特許文献1で開示されたものでは、メインフレームにヘッドパイプ支持部が形成され、ダウンフレームにエンジン支持部が形成されており、このようにヘッドパイプ支持部およびエンジン支持部が別部材で構成されると、2つの部材の溶接時にその接合部に生じる歪みに起因して、ヘッドパイプ支持部およびエンジン支持部の位置精度が低下する虞があり、その位置矯正を行なう工程が必要となって製造効率の向上の妨げとなっている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドパイプ支持部およびエンジン支持部の位置矯正の工程を不要として製造効率および製造品質の向上を図り、製造コストの低減を可能と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、プレス成形された板材で中空の筒状に形成されるとともに前記ヘッドパイプの後方で後下がりに延びるメインフレームと、プレス成形された板材で中空の筒状に形成されるとともにエンジン本体の前部を支持するようにして前記メインフレームの下方で後下がりに延び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、前記ダウンフレームの前端部に、前記ヘッドパイプの後部に直接接合されるとともに前記ヘッドパイプから後方に張り出すヘッドパイプ支持部が設けられ、前記ダウンフレームの後端部に、前記エンジン本体の前部を支持するエンジン支持部が設けられ、前記ダウンフレームとは別部材に形成される前記メインフレームの前端部が、前記ダウンフレームの前記ヘッドパイプ支持部に溶接され、前記ヘッドパイプ支持部は、前記ヘッドパイプとは反対側で前記メインフレームと対向するように形成された平面部の一部に開口部を有し、前記メインフレームの前端部が、前記開口部を覆って前記ヘッドパイプ支持部の両側面および上面に溶接されることを第1の特徴とする。
また本発明は、第1の特徴の構成に加えて、前記ヘッドパイプ支持部の両側面に、当該ヘッドパイプ支持部の外形に沿う凹部がそれぞれ形成されることを第2の特徴とする
発明は、第1または第2の特徴の構成に加えて、前記ヘッドパイプ支持部および前記メインフレームの接合部を補強する補強部材が、前記ヘッドパイプ支持部の両側面および前記メインフレームの前端部の両側面下部に溶接され、前記ヘッドパイプ支持部の側面への前記補強部材の溶接部が、前記メインフレームの前記ヘッドパイプ支持部の側面への溶接部に連続して連なるように配置されることを第の特徴とする。
本発明は、第の特徴の構成に加えて、前記メインフレームを上方から跨ぐ燃料タンクを保持するようにして車幅方向に延びるタンク支持ロッドが、左右一対の前記補強部材に、それらの補強部材を貫通して溶接されることを第の特徴とする。
さらに本発明は、第1・第の特徴の構成のいずれかに加えて、前記ヘッドパイプ支持部が、前記ヘッドパイプの車幅方向に沿う一直径線上で前記ヘッドパイプの外面に溶接されることを第の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、ダウンフレームに、ヘッドパイプ支持部およびエンジン支持部が設けられるので、ヘッドパイプ支持部へのメインフレームの溶接時の歪み発生に伴うヘッドパイプ支持部およびエンジン支持部の位置精度悪化を防止することができ、それにより位置矯正工程が不要となって製造効率および製造品質の向上を図ることができ、製造コストを低減することができる。しかもヘッドパイプからダウンフレームにかけてのフレームにしなやかさを与えることができ、大きな荷重がかかり易いヘッドパイプの下端部の変形をフレーム全体に分散させることで、旋回性および操縦性の向上を図ることができる。またヘッドパイプ支持部が、ヘッドパイプとは反対側でメインフレームと対向するように形成された平面部の一部に開口部を有するように形成されるので、ヘッドパイプ支持部のヘッドパイプへの接合部の剛性を調整することが可能であり、荷重に対してフレームを滑らかに変形させることが可能となって、操縦性能の向上に寄与することができる。しかも、ヘッドパイプ支持部の開口部を覆うようにメインフレームの前端部がヘッドパイプ支持部に溶接されるので、ヘッドパイプ支持部およびメインフレームの接合部の剛性を高めることができる。
また本発明の第2の特徴によれば、ヘッドパイプ支持部の外形に沿う凹部がヘッドパイプ支持部の両側面に形成されるので、ヘッドパイプ支持部の剛性向上を図り、デザイン性を高めることができる
発明の第の特徴によれば、ヘッドパイプ支持部およびメインフレームの接合部を補強した上で、ヘッドパイプ支持部の側面への補強部材の溶接部が、メインフレームのヘッドパイプ支持部の側面への溶接部に連続して連なるようにして溶接工程を簡単にすることができる。
本発明の第の特徴によれば、燃料タンクを保持するタンク支持ロッドが、左右一対の補強部材に溶接されるので、左右一対の補強部材の車幅方向の位置決めが可能となり、タンク支持ロッドが溶接されて小組み状態に構成された一対の補強部材をヘッドパイプ支持部およびメインフレームに溶接することが可能となり、溶接工程を簡単にすることができる。
さらに本発明の第の特徴によれば、ヘッドパイプの車幅方向に沿う一直径線上でヘッドパイプ支持部がヘッドパイプの外面に溶接されるので、溶接安定性が向上することになる。
図1は第1の実施の形態の自動二輪車の左側面図である。(第1の実施の形態) 図2は車体カバーおよび燃料タンクを省略した状態での自動二輪車の前部の左側面図である。(第1の実施の形態) 図3は車体フレームの斜視図である。(第1の実施の形態) 図4はヘッドパイプおよびダウンフレームを左斜め下から見た斜視図である。(第1の実施の形態) 図5はヘッドパイプおよびダウンフレームを左斜め上から見た斜視図である。(第1の実施の形態) 図6は図2の6・6線断面図である。(第1の実施の形態) 図7は車体フレームの前部の応力分布を従来のものと対比して示す図である。(第1の実施の形態) 図8は第2の実施の形態の図2に対応した側面図である。(第2の実施の形態)
10・・・ヘッドパイプ
13・・・操向ハンドル
14・・・エンジン本体
18・・・燃料タンク
21,41・・・メインフレーム
22,42・・・ダウンフレーム
22a,42a・・・ヘッドパイプ支持部
22b,42b・・・エンジン支持部
28,29,30,32,33・・・板材
35・・・開口部
36・・・凹部
37・・・補強部材
38,39・・・溶接部
40・・・タンク支持ロッド
DL・・・一直径線
FA,FB・・・車体フレーム
以下、本発明の実施の形態について添付の図面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
本発明の第1の実施の形態について図1・図7を参照しながら説明すると、先ず図1および図2において、自動二輪車の車体フレームFAが前端部に有するヘッドパイプ10には、前輪WFを軸支するフロントフォーク11に連なるステアリングシャフト12が操向可能に支持され、バー状の操向ハンドル13が前記ステアリングシャフト12に連結される。また後輪WRを駆動する動力を発揮するエンジンEのエンジン本体14が車体フレームFAに支持されており、前記エンジン本体14の後部には、前記後輪WRを後端部で軸支するスイングアーム16の前端部が支軸17を介して揺動可能に支持される。また前記エンジン本体14の上方に配置される燃料タンク18が前記車体フレームFAに支持され、この燃料タンク18の後方に配置されるタンデム型の乗車用シート19が前記車体フレームFAの後部に支持される。
図3を併せて参照して、前記車体フレームFAは、前記ヘッドパイプ10と、そのヘッ
ドパイプ10の後方で後下がりに延びるメインフレーム21と、前記エンジン本体14の前部を支持するようにして前記メインフレーム21の下方で後下がりに延びるダウンフレーム22と、前記メインフレーム21の前後方向中間部から後方に延出される左右一対のシートフレーム23と、それらのシートフレーム23の後部間を一体に連結する連結フレーム24と、前記メインフレーム21の後端部および前記シートフレーム23の前後方向中間部を結んで後上がりに延びる左右一対の補助フレーム25と、左右一対の前記シートフレーム23間に架設されるクロスフレーム26,27とを備える。
前記メインフレーム21は、傾斜角度を緩やかにして後下がりに延びるメインフレーム前部21aと、そのメインフレーム前部21aの後端部から左右に分岐するようにしつつ前記メインフレーム21よりも急角度に傾斜して後下がりに延びる左右一対のメインフレーム後部21bとを有するものであり、プレス成形された第1、第2および第3の板材28,29,30で中空の筒状に形成される。すなわちメインフレーム前部21aは、プレス加工によって横断面略U字状に形成された第1および第2の板材28,29が相互に溶接されて成り、左右一対のメインフレーム後部21bは、第1および第2の板材28,29の開放端部が、第1および第2の板材28,29にそれぞれ溶接される第3の板材30で閉塞されて成る。
前記シートフレーム23の前部は、左右一対の前記メインフレーム後部21bの前部(上部)に溶接され、また左右一対の補助フレーム25の前端部は、左右一対の前記メインフレーム後部21bの後端部(下端部)に溶接される。
左右一対の前記メインフレーム後部21bの後端部(下端部)には、図1および図2で示すように、支持板31がそれぞれ取付けられており、これらの支持板31に、前記エンジン本体14におけるクランクケース15の後側上部が支持される。
図4および図5を併せて参照して、前記ダウンフレーム22は、プレス成形された第4および第5の板材32,33で中空の筒状に形成されるものであり、プレス加工によってそれぞれ横断面略U字状に形成された第4および第5の板材32,33が相互に溶接されて成り、ダウンフレーム22の前端部の下面には、第4および第5の板材32,33の接合部を補強する補強板34が溶接される。
このダウンフレーム22の前端部(上端部)には、前記ヘッドパイプ10の後部に前記補強板34とともに溶接によって直接接合されるとともに前記ヘッドパイプ10から後方に張り出すヘッドパイプ支持部22aが設けられており、この実施の形態では前記ヘッドパイプ支持部22aが前記ダウンフレーム22の前端部に一体に設けられる。このヘッドパイプ支持部22aは、図6で示すように、前記ヘッドパイプ10の車幅方向に沿う一直径線DL上で前記ヘッドパイプ10の外面に溶接される。すなわち前記ヘッドパイプ10の外面への前記ヘッドパイプ支持部22aの溶接部47は、前記一直径線DL上に位置するようにして前記ヘッドパイプ10の車幅方向両側外面を当該ヘッドパイプ10の軸線方向に沿って延びるように配置される。
また前記ダウンフレーム22の後端部(下端部)には、前記エンジン本体14の前部を支持するエンジン支持部22bが設けられており、この実施の形態では、エンジン本体14におけるクランクケース15の前側上部および下部が、前記ダウンフレーム22の後端部に一体に設けられる前記エンジン支持部22bに支持される。
前記ヘッドパイプ支持部22aには、前記ダウンフレーム22とは別部材に形成される前記メインフレーム21の前端部、すなわちメインフレーム前部21aの前端部が溶接される。しかも前記ヘッドパイプ支持部22aは、図5で明示するように、前記ヘッドパイ
プ10とは反対側でメインフレーム21と対向するように形成された平面部の一部に開口部35を有するように形成されており、前記メインフレーム21の前端部は、前記開口部35を覆って前記ヘッドパイプ支持部22aの両側面および上面に溶接される。また前記ヘッドパイプ支持部22aの両側面には、当該ヘッドパイプ支持部22aの外形に沿う凹部36がそれぞれ形成される。
前記ヘッドパイプ支持部22aの両側面および前記メインフレーム21の両側面下部には、前記ヘッドパイプ支持部22aおよび前記メインフレーム21の接合部を補強する左右一対の補強部材37が溶接されており、それらの補強部材37の前記ヘッドパイプ支持部22aの側面への溶接部38は、前記メインフレーム21の前記ヘッドパイプ支持部22aの側面への溶接部39に連続して連なるように配置される。
ところで前記燃料タンク18は、前記メインフレーム21のメインフレーム前部21aを上方から跨ぐものであり、この燃料タンク18を保持するようにして車幅方向に延びるタンク支持ロッド40が、左右一対の補強部材37に、それらの補強部材37を貫通して溶接される。
次にこの第1の実施の形態の作用について説明すると、ダウンフレーム22の前端部にヘッドパイプ10の後部に溶接されるとともに前記ヘッドパイプ10から後方に張り出すヘッドパイプ支持部22aが設けられ、前記ダウンフレーム22の後端部に、エンジン本体14の前部を支持するエンジン支持部22bが設けられ、前記ダウンフレーム22とは別部材に形成されるメインフレーム21の前端部が、前記ダウンフレーム22の前記ヘッドパイプ支持部22aに溶接されるので、ヘッドパイプ支持部22aへのメインフレーム21の溶接時の歪み発生に伴うヘッドパイプ支持部22aおよびエンジン支持部22bの位置精度悪化を防止することができ、それにより位置矯正工程が不要となり、製造効率および製造品質の向上を図ることができ、製造コストを低減することができる。
ここでヘッドパイプ10に大きな横荷重がかかったときに、車体フレームFAの前部での応力分布を大きな応力ほど網目が細かくなるようにして応力発生部を網目で表すようにした図7で示すと、本願発明のものでは、図7(a)で示すように、ヘッドパイプ10からダウンフレーム22にかけて応力が連続しており、ヘッドパイプ10からダウンフレーム22にかけてのフレームにしなやかさを与えることができ、大きな荷重がかかり易いヘッドパイプ10の下端部の変形をフレーム全体に分散させることで、旋回性および操縦性の向上を図ることができる。これに対して、メインフレーム51の前端部がヘッドパイプ50に溶接されるとともにメインフレーム51の前端部にダウンフレーム52の前端部が溶接されるようにした従来のものでは、図7(b)で示すように、メインフレーム51およびダウンフレーム52の境界部で応力が連続しておらず、ヘッドパイプ50からダウンフレーム52にかけてのフレームがしなることはない。
また前記ヘッドパイプ支持部22aの両側面に、当該ヘッドパイプ支持部22aの外形に沿う凹部36がそれぞれ形成されるので、ヘッドパイプ支持部22aの剛性向上を図り、デザイン性を高めることができる。
また前記ヘッドパイプ支持部22aは、前記ヘッドパイプ10とは反対側でメインフレーム21と対向するように形成された平面部の一部に開口部35を有するように形成されるので、ヘッドパイプ支持部22aのヘッドパイプ10への接合部の剛性を調整することが可能であり、荷重に対してフレームを滑らかに変形させることが可能となり、操縦性能の向上に寄与することができる。
また前記メインフレーム21の前端部が、前記開口部35を覆って前記ヘッドパイプ支持部22aの両側面および上面に溶接されるので、ヘッドパイプ支持部22aおよびメインフレーム21の接合部の剛性を高めることができる。
また前記ヘッドパイプ支持部22aおよび前記メインフレーム21の接合部を補強する補強部材37が、前記ヘッドパイプ支持部22aの両側面および前記メインフレーム21の両側面下部に溶接されるので、ヘッドパイプ支持部22aおよびメインフレーム21の接合部を補強部材37で補強することができ、しかも前記ヘッドパイプ支持部22aの側面への前記補強部材37の溶接部38が、前記ヘッドパイプ支持部22aの側面への前記メインフレーム21の溶接部39に連続して連なるように配置されるので、溶接工程を簡単にすることができる。
また前記メインフレーム21を上方から跨ぐ燃料タンク18を保持するようにして車幅方向に延びるタンク支持ロッド40が、左右一対の前記補強部材37に、それらの補強部材37を貫通して溶接されるので、左右一対の補強部材37の車幅方向の位置決めが可能となり、タンク支持ロッド40が溶接されて小組み状態に構成された一対の補強部材37のヘッドパイプ支持部22aおよびメインフレーム21への溶接が可能となり、溶接工程を簡単にすることができる。
さらに前記ヘッドパイプ支持部22aが、前記ヘッドパイプ10の車幅方向に沿う一直径線DL上で前記ヘッドパイプ10の外面に溶接されるので、ヘッドパイプ支持部22aのヘッドパイプ10への溶接安定性が向上することになる。
第2の実施の形態
本発明の第2の実施の形態について図8を参照しながら説明するが、上記第1の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
車体フレームFBは、ヘッドパイプ10と、そのヘッドパイプ10の後方で後下がりに延びるメインフレーム41と、エンジン本体14の前部を支持するようにして前記メインフレーム41の下方で後下がりに延びるダウンフレーム42と、前記メインフレーム41の前後方向中間部から後方に延出される左右一対のシートフレーム23と、それらのシートフレーム23の後部間を連結する連結フレーム24と、前記メインフレーム41の後端部および前記シートフレーム23の前後方向中間部を結んで後上がりに延びる左右一対の補助フレーム25とを備え、前記メインフレーム41はプレス成形された板材で中空の筒状に形成され、前記ダウンフレーム42もプレス成形された板材で中空の筒状に形成される。
前記ダウンフレーム42の前端部には、前記ヘッドパイプ10の後部に直接接合されるとともに前記ヘッドパイプ10から後方に張り出すヘッドパイプ支持部42aが設けられており、この実施の形態では、前記ヘッドパイプ支持部42aが前記ダウンフレーム42の前端部に一体に設けられる。前記ダウンフレーム22の後端部には、前記エンジン本体14におけるクランクケース15の前部を支持するエンジン支持部42bが設けられ、この実施の形態では、前記エンジン支持部42bが前記ダウンフレーム42の後端部に一体に設けられる。また前記クランクケース15の前部にはスタータ43が取付けられる。
前記ヘッドパイプ支持部42aは、前記ヘッドパイプ10の後部に突設された上下一対の支持突部44,45に上下一対のボルト46で締結され、前記メインフレーム41の前端部が前記ヘッドパイプ支持部42aに直接溶接される。
この第2の実施の形態によっても上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
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 (5)

  1. 操向ハンドル(13)を操向可能に支持するヘッドパイプ(10)と、プレス成形された板材(28,29,30)で中空の筒状に形成されるとともに前記ヘッドパイプ(10)の後方で後下がりに延びるメインフレーム(21,41)と、プレス成形された板材(32,33)で中空の筒状に形成されるとともにエンジン本体(14)の前部を支持するようにして前記メインフレーム(21,41)の下方で後下がりに延びるダウンフレーム(22,42)とを備える自動二輪車用車体フレームにおいて、
    前記ダウンフレーム(22,42)の前端部に、前記ヘッドパイプ(10)の後部に直接接合されるとともに前記ヘッドパイプ(10)から後方に張り出すヘッドパイプ支持部(22a,42a)が設けられ、前記ダウンフレーム(22,42)の後端部に、前記エンジン本体(14)の前部を支持するエンジン支持部(22b,42b)が設けられ、前記ダウンフレーム(22,42)とは別部材に形成される前記メインフレーム(21,41)の前端部が、前記ダウンフレーム(22,42)の前記ヘッドパイプ支持部(22a,42a)に溶接され
    前記ヘッドパイプ支持部(22a,42a)は、前記ヘッドパイプ(10)とは反対側で前記メインフレーム(21,41)と対向するように形成された平面部の一部に開口部(35)を有し、前記メインフレーム(21)の前端部が、前記開口部(35)を覆って前記ヘッドパイプ支持部(22a,42a)の両側面および上面に溶接されることを特徴とする自動二輪車用車体フレーム。
  2. 前記ヘッドパイプ支持部(22a)の両側面に、当該ヘッドパイプ支持部(22a)の外形に沿う凹部(36)がそれぞれ形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用車体フレーム。
  3. 前記ヘッドパイプ支持部(22a)および前記メインフレーム(21)の接合部を補強する補強部材(37)が、前記ヘッドパイプ支持部(22a)の両側面および前記メインフレーム(21)の前端部の両側面下部に溶接され、前記ヘッドパイプ支持部(22a)の側面への前記補強部材(37)の溶接部(38)が、前記ヘッドパイプ支持部(22a)の側面への前記メインフレーム(21)の溶接部(39)に連続して連なるように配置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。
  4. 前記メインフレーム(21)を上方から跨ぐ燃料タンク(18)を保持するようにして車幅方向に延びるタンク支持ロッド(40)が、左右一対の前記補強部材(37)に、それらの補強部材(37)を貫通して溶接されることを特徴とする請求項に記載の自動二輪車用車体フレーム。
  5. 前記ヘッドパイプ支持部(22a)が、前記ヘッドパイプ(10)の車幅方向に沿う一直径線(DL)上で前記ヘッドパイプ(10)の外面に溶接されることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の自動二輪車用車体フレーム。
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