JPS59145675A - 跨座型車両用のフレーム構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム製フレームに関し、特に自動二輪
車に用いるアルミニウム製フレームの組立時の溶接にに
る変形量を少くしたフレーム構造に関するものである。

例えば自動二輪車などの車体重量の軽量化を目的として
、フレームにアルミニ９１１合金材わ１を使用すること
が行われている。

アルミニウム制を溶接する場合、アルミニウムの温度拡
散率〔熱伝導率／く比熱×比重量）〕が鋼の約１０倍と
著しく大きいため、融点が低いにも拘らず局部加熱が困
難で、しかも溶融潜熱が大ぎいので比較的大きな溶接入
熱量を必要とする。

また、熱膨張率が鋼などと比較して大なるため溶接によ
る収縮率も大きく、溶接変形あるいは残留応力を発生し
易い。

従来、部品点数の多いアルミニウム製フレームを溶接に
よって組み上げる場合、上記残留応力の発生を完全に防
止することは難しく、車体の直進性に関与するいわゆる
キレスター角や、フレーム剛性の要素であるフロントフ
Ａ−りの回転中心とリアフォークピボットとの中心間距
離等に歪による誤差を生じ、フレーム組立完了後に特殊
な装置を用いてフレーム全体としての歪取り作業が必要
となり、かかる歪取り作業は長時間月つ熟練を要しフレ
ーム製造コストが高くなっていた。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであつ−（“
、その目的どするところは溶接による歪の発生を少くし
且つコストが安く、しか−し工程管理の簡素化が図り易
いアルミニウム製品フレームを提供するとする。

本発明によるアルミニウム製フレームは、前端にヘラ１
−パイプ後端にリアフォークピボットを一体にアルミニ
ウム合金のフレーム部材で連結して成る自動二輪車用フ
レームにおいて、該フレームを上下に離間する一ヒ部及
び下部フレーム部材にて構成し該−Ｖ部及び下部フレー
ム部材のいずれか−ｈにそのフレーム部材を不連続にす
る合わし部を形成し接それらを溶接して該合わけ部にて
ヘッドパイプとりアフＡ−クビボッ１〜間の相対変位を
吸収させたことを特徴とづる。

以下、本発明の丈施例を添付図面を参照しつつ説明り−
る。

第１図は本発明による第１実施例たるアルミニウム製ダ
ブルクレードルタイプのフレーム１を備えた自動二輪車
を示している。

図示されるように、自動二輪車の前面部及び後部にはフ
ェアリング部々４２及びリアカウル部（７１３が設【プ
られており、リアカウル部材３はシー１〜４及び燃料タ
ンク５の各下方に達している。これらフェアリング部材
２、リアカウル３、シート４及び燃料タンク５は、自動
二輪車中央下部に配設されたエンジン６と共にフレーム
１によって支持されている。

フレーム１の前方にはアルミニウム合金または鋼から成
るヘッドパイプ８が設けられており、ステアリング機ゼ
４９やフロントフォーク１０を介してフロン１−ホイー
ル１１と連結している。また、フレーム１の後部はりア
フＡ−り−（図示ｔ！ず）を介してリアホイール１２と
連結している。また、フレーム１の後部はリアフォーク
（図示せ′？Ｊ′）を介してリアホイール１２と連結し
ている。

第２図ないし第４図に明らかなよう【こ、フレーム１は
押し出し引き抜き成形により角パイプ状に形成された部
材を用いており、これらを互いに溶着覆ることによって
組み立てられたものである。

ヘットパイプ８は左右一対のメインパイプＡ１５〈第２
図にａ３いて寸法Ｍａにて示される部分）及び同じく一
対のザブメインパイプ１６の各先端部に、その上下部を
担持されて取り付（）られている。ザブメインバイブ１
６の後端部はメインパイプＡ１５の略中間部に連結され
ている。これらヘッドパイプ８、メインパイプＡ１５及
びサブメインパイプ１６は第１のブロックとして予め組
み立てられているものであって、ヘッドパイプ８の機゛
械加工は該第１のブロックの組立が完了した時点でなさ
れる。

メインパイプＡ１５の先端部近傍からはその上端部がヘ
ッドパイプ８及びメインパイプＡ１５に各々固着された
左右一対のダウンチューブＡ１７〈第２図において寸法
Ｄａにて示される部分）が斜め下方に伸びている。

まｌＣ１左右両ダウンチューブ△１７の下端部近傍には
エンジン６を支持する為のエンジンハンガー１７Ｇが固
設されている。左右のダウンチューブＡ１７は、該両タ
ウンチューブ間に介装されたダウンチューブアッパクロ
スパイプ１７ｄ及びダウンデユーブロアクロスパイプ１
７８等と共に第２のブロックどじで予め組み立てられる
のである。

左右のダウンデユープＡ１７の下端部と合わせ部１８に
Ｊ３いて且つインナーパイプ１９を介して例えば突き合
せ溶接によって固着された左右一対のダウンチューブＢ
２０（第２図において寸法Ｄｂにて示される部分）は、
ダウンチューブＡ１７と共にフレーム全体における下部
であるタウンチューブ全体を構成覆るものである（但し
、合わせ部１８及びインナーパイプ１つは左側のものの
みが示されている）。尚、合わせ部１８は上記ダウンデ
ユープ全体を不連続にしてダウンチューブΔ１７とダウ
ンチューブ８．２０とに分りるものである。

ダウンチューブＡ１７とタウンチューブ８２０は合わせ
部１８が設りられた部位において、類い区間ではあるが
直線状に形成されている。このように、上記合わせ部が
直線状部分に設けられているので、曲げモーメント、ね
じりモーメントまたはこれらの複合モーメント等の複雑
なモーメントが加わることの多い曲線状部分に合わせ部
を設りる場合と比較して、フレーム全体としての強度′
を高め易くなっているのである。まＩζ、合わせ部１８
は両ダウンデユープＡ１７及び８２０の伸長方向に対し
て斜めに設（プられ−Ｃおり、該合わせ部にお（プる溶
接長が比較的大きくなっている。インナーパイプ１９は
両ダウンチューブＡ１７及びＢ２０に各々嵌合せしめら
れた後に該両ダウンチューブに例えばプラグ溶接によっ
て固着されたものであって、合わせ部１８の補強をなり
ものである。

また、該インナーパイプのプラグ溶接は合わせ部１８の
突き合わせ溶接に先立って行なわれる。

左右のダウンデユープＢ２０の前面部にはリアフＡ−り
２１を取り刊（プる為のリアフォークビボツｌ−２００
が形成されアルミニウ１１合金または鋼から成る左右一
対のカセット２０ｄか溶接されている。また、両ダウン
チューブＢ２０の後面部にはステップボルダ−２２（第
１図参照）を取り付ける為のステー２３が固着されてい
る。

ダウンチューブＢ２０の上端部近傍には、メインパイプ
Ａ１５ど共にフレーム全体にお（づる」二部であるメイ
ンパイプ全体を構成し旧つメインパイプΔ１５と一直線
上に並ぶメインパイプＢ２５（第２図において寸法Ｍｂ
にて示される部分）がその後端部において固着されてお
り、該メインパイプＢ２５の前端部には合わせ部２６に
おいてメインパイプＡ１’５の後端部に例えば突き合せ
溶接によって固着されている。ガセツｈ　２０　ｄはこ
のメインパイプ８２５に達しており該メインパイプＢに
も溶着されている。尚、合わせ部２６は上記メインパイ
プ全体を不連続にしてメインパイプＡ１５とメインパイ
プＢ２５とに分けるものである。

メインパイプ△１５とメインパイプ８２５との連結部、
すなわち、合わせ部２６が設（プられた部位にはエンジ
ンバンカー２５ａが配置されている。

該エンジンハンガーは両メインパイプＡ１５及びＢ２５
に溶着されており、該エンジンハンガーをこの位首に説
けたことによって合わせ部２６にあ（プる両メインバイ
ブ△１５及び８２Ｓ間の連結がン市強されている。尚、
エンジンハンガー２５ａどメインパイプ△１５及びＢ２
５との溶接は合わぜ部２６の突さ合せ溶接に先立って行
われる。

左右両メインバイブ８２５の前端部にはシーｈ４を担持
するための左右一対のシートレール２８の前端部が固定
されており、該シー１へレールは斜め後方に向って伸び
ている。シートレール２８の略中間部【こはダウンチュ
ーブＢ２０の上端部が、ガレッｌ−２８ａによって補強
されて固着されている。また、左右のシー１〜レール２
８の各後端部間にはクロスパイプ２つか横架されている
。また、シートレール２８の中間部にはシー［−チュー
ブ３０が巻着されている。

上記ダウンチューブ２０、メインパイプ２５及びシー１
〜レール２８＠は第３のブロックとして予め組み立てら
れているものである。

尚、前述したように、メインパイプ１５、サブメインパ
イプ１６、ダウンデユープＡ１°７、ダウンデユープＢ
２０、メインパイプ２５及びシーミルレール２８は、好
ましくはその伸長方向に直角な断面が矩形あるいは正方
形であるように形成されている。

フレーム１の全体を組み上げる場合は、上記第１ないし
第３のブロックを最終的に合わぜ部１８及び２６にて溶
着すればよいのである。このように、合わせ部１８及び
２６をフレーム組み立て作業の最終段階で溶接づ−るこ
とによって、フレーｌ＼を溶接で組みたてる際に生ずる
歪みによる製作誤差を調整°リ−ることか出来、特に図
中θにて示されるキｖ７スター角や、Ｌにて示されるフ
ロン１〜）Ａ−り回転中心とりアフｌ−クビホットどの
中心間距離が正確になされるのである。

尚、合わせ部１８及び２６の溶接方法としては第５図（
ａ）及び山）に示されるものでも良い。

第５図（ａ）に示された溶接方法は、インナーパイプ３
１を設け、該インナーパイプを溶接母材たるダウンチュ
ーブＡ　１　？及びＢ２０　（またはメインパイプＡ１
５及びＢ２５）にプラグ溶接し、該両ダウンデユープ（
または両メインチューブ）の伸長方向に直角な切断線に
治って例えば突き合せ溶接を施したものである。

また、第５図＋ｂ＋に示された溶接方法におい−Ｃは、
インナーパイプを設りず、ダウンチューブＡ１′Ｉ及び
Ｂ２０　（またはメインパイプＡ１５及びＢ２５）の各
切り口を該両ダウンチコーブ（またはメインパイプ）の
伸長方向に対して傾斜させ、両切り口開に同月質の補強
板３２を介装し、該補強板に対して例えばすみ肉溶接を
流している。

第６図、第７図（ａ）及び山〉は本発明の第２の実施例
たるアルミニウム製ダブルクレードルタイプのフレーム
３４を示している。

本実施例においては、ヘッドパイプ３５と、該ヘッドパ
イプ３５をその上下部において担持づ゛る左右一対のメ
インパイプ３６（第６図にＪ３いて寸法ＭＣにて示され
る部分）及びサブメインパイプ３７と、左右のメインパ
イプ３６間に介装され且つザブメインパイプ３７と共に
メインパイプ３６にその両端部が溶着されたステー３８
と、ヘッドパイプ３５及びサブメインパイプ３７間に段
（ブられたステー３９等がフレーム全体を組みやでる前
に予め第１のブロックとして製作される。尚、メインパ
イプ３６はフレーム全体としての上部をな１゜ステー３
８には左右一対のエンジンハンガー３８ａが設りられで
いる。また、ヘッドバイブ３５の機械加工は該第１のブ
ロックの組立が完了した時点でなされる。

サブメインパイプ３７の前端部近傍にその上端部が溶着
された左右一対のダウンチューブＡ４０（第６図におい
て寸法ＤＣにて示される部分）は斜め下方に伸長してい
る。ただし、このダウンチューブＡ４０はステー３９と
は連結されていない。

また、該両ダウンチューブＡにもエンジンハンガーが設
けられている。左右のダウンチューブΔ４０は該両ダウ
ンチューブＡ間に介装されたタロススチー４１と共に第
２のブロックとして予め製作されている。

左右のダウンチューブＡ４０の下端部と合わせ部４２に
Ｌｉ２いて且つインナーパイプ４３を介して例えば突ぎ
合せ溶接によって固着された左右一対のダウンチューブ
Ｂ４４（第６図において寸法Ｄｄにて示される部分）は
、ダウンチューブＡ４０と共にフレーム全体としての下
部をなずダウンチューブ全体をＭｌ成するものである（
但し、合わ「部４２及びインナーパイプ４３は左側のも
ののみが示されている）。尚、合わせ部４２は上記ダウ
ンチューブ全体を分割してダウンチューブＡ４０とダウ
ンチューブＢ４４とに分（ブるものである。

また、ダウンチューブＡ４０及び８４４は、合わ１部４
２が設Ｅ）られた部位において直線状に形成されている
。合ね１部４２は両ダウンチューブＡ　４０及びＢ　／
１．４の伸長方向に対して傾斜しており、該合わｔ！Ｈ
ａｙ、にお）プる溶接長が比較的太さくなっている。ま
た、インナーパー（７’　／ｌ　３は両タウンチューブ
Ａ／１０及びＢ　４４にプラグ溶接によって結合されて
いる。また、該インナーパイプのプラグ溶接は合わせ部
４２の突合せ溶接に先立ってなされる。左右のダウフチ
１−ブＢ７１４の前面部にはりアフＡ−り（図示せず）
を取りイー」ける為のリアフＡ−クビポット４４ａが形
成されたガレット４４ｂが溶着されている。また、ダウ
ンチューブ８４４の後面部にはステップホルダー（図示
ｌず）を取り付（プる為のステー４５が固着されている
。

左右のダウンチューブＢ４４は該両ダウンチューブＢ間
に介装されたステー４６と共１こ第３のブロックとして
予め製作されたものである。

ダウンチューブ８４４の上端部は合わせ部４９において
メインパイプ３６の後端部に突き合ｌ溶接によって固着
されている。ステー３８は該合わせ部周辺においてダウ
ンデユープＢ４４の上端部にも溶着されており、このよ
うにすることによって合わせ部４９にあ）プるメインパ
イプ３６どダウンチューブＢ４４との連結状態が強化さ
れている。

尚、ステー３８とダウンチューブ８４４との溶接は合わ
せ部４９の突合せ溶接に先立って行われる。

左右側ダウンチューブＢ４４の上端部にはシートレール
５０の前端部が固着され−Ｃおり、該シートレールは斜
め後方に伸長している。シートレール５０の略中間部と
ダウンチューブＢ４４との間にはリアスチー５１及びサ
ブリアスチー５２が設けられている。

第７図（ａ）に特に明らかなように、左右のシートレー
ル５０及びリアスデー５１間にはステー５３ａ及び５３
１）が横架されている。また、両シートレール５０の各
後端部間にはクロスパイプ５４が横架されている。

上記シートレール５０、リアスチー５１及びザブリアス
チー５２は、第４のブロックとして予め組み立てられて
いるものである。

フレーム３４の全体を絹み立てる場合は、上記第１ない
し第４のブ［１ツクを順次溶着せしめ、最終的に合わＵ
部４２及び４９を溶着づる。このように、合わけ部４２
および４９をフレーム組み立て作業の最終段階で溶接す
ることによって、フレームを溶接で組み立てる際に生ず
る歪のよる製作誤差を吸収でき、特に図中θにて示され
るキレスター角−１”、Ｌにて示されるフロントフォー
ク回転中心とりアフＡ−クビホットとの中心間距離が正
確に寸法出しされるのである。

尚、合わせ部４２及び４９の溶着方法は第１の実施例同
様、各種の別実施例が考えられる。

第８図は本発明の第３の実施例たるアルミニウム製フレ
ーム５７を備えた自動二輪車を示している。該自動二輪
車は第１の実施例を装備した自動二輪車と同型のもので
ある。

第９図（ａ）及び（ｂ〉に示されるように、本実施例に
おいては、フレーム全体としての形状は第１の実施例と
同様に形成されている。

本実施例においては、ダウンチューブＢ２０及びメイン
パイプＢ２５が所定分だ（プ切り欠かれており、そのか
わりとして、ステップホルダー５８と一体に成形された
アルミダーｒキャスト製の連結部材５９が介装されてい
る。該連結部材にはダウンチューブＢ２０及びメインパ
イプＢ２５と嵌合し得る溝５９８が形成されてｄ３す、
ダウンチューブＢ２０及びメインパイプＢ２５は該溝５
９ａに嵌合せしめられた後に連結部材５９に溶着されて
いる。

また、連結部材５９の上部には、リアサスペンション用
ショックアブソーバを枢支する支持孔５９ｂが形成され
ている。また５９ｃはメインステップである。

第９図（Ｃ）は、溶接結合のかわりとしてボルトナツト
によるダウンチューブＢ２０及びメインパイプ［３２５
ど連結部オフ５９どの結合例を示し、結合部材５つに予
めその頭部を埋設されたポル１〜部月６０とナラ１−６
１とによって少くども１ケ所上記両者を結合するものが
考えられる。この例において結合部分のフレームに長孔
を設けてあけば本案の技術は不用である。これらボルト
部材６０及びナラ１−６１による結合に加えて、タウン
チューブＢ２０及びメインパイプＢ２５と連結部材５９
とを更に溶着する場合は本案の技術が必要どなることは
言うまでもない。図示はしていないが連結部材５９に溶
接される各デユープを直接溶接できる艮ざにしてもよい
。

上記したように、本弁明によるアルミニウム製フレーム
においては、フレームを組み立てる前に上記合わせ部イ
の伯にて分（丁Ｊられるいくつかのブロック部分に分け
て製作する方式を採用しているために、フレーム各部分
を全て別個に製作して管理する従来方式のものに比して
部品の在庫管理が簡素になっている。

また、特にステアリングシャツ１〜に１θ；合するヘッ
ドパイプを備えたフレームにおいては、該ヘッドパイプ
の機械加工を上記ブロック部製作時に行い得るので、加
工対象が比較的小さくて済み、榔械加■が容易となって
いる。

以上詳述した如く、本発明によるアルミニウム製フレー
ムにおいてはフレームを上下に離間する上部及び下部フ
レーム部材にて構成し該上部及び下部フレーム部材のい
ずれか一方にそのフレーム部材を不連続にする合わせ部
を形成し後それらを溶接して談合わせ部にてヘッドパイ
プとりアフＡ−クビポット間の相対変位を吸収させるよ
うになしている。

従って、フレームを溶接で絹み立てる際に生ずる歪によ
る製作誤差を、該合わぼ部を連結づる時に調節すること
が出来、組立作業終了後における特殊な装置による長詩
間に亘る歪取り作業を必要としないのでフレーム製造コ
ストが安くなっているのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にＪ、る第１実施例たるフレームを備え
た自動二輪車の正面図、第２図、第３図及び第４図は該
フレームの各々正面図、上面図及び側面図、第５図（ａ
）及び＋ｂ＋　１３Ｌ合わば部の溶接例を示１ノー図、
第６図、第７図（ａ）及び（ｂ）は本発明による第２実
施例たるフレームの各々正面図、上面図及び側面図、第
８図は本発明による第３実施例たるフレームを備えた自
動二輪車の正面図、第９図（ａ）及び（ｂ〉は該第３天
施例の一部訂細図、第９図（Ｃｊは該第３実施例の変形
例を示す図である。 主要部分の符舅の説明 １．３４．５７・・・・・フレーム ４・・・・・・シー１〜 ５・・・・・・燃料タンク ６・・・・・・エンジン ８．３５・・・・・・ヘッドパイプ １５・・・・・・メインパイプＡ １６・・・・・・ザブメインパイプ １７．４０・・・・・・ダウンチューブ△１８、．２６
，４２．４９・・・・・・合わせ部２０．４４・・・・
・・ダウンチューブＢ２２・・・・・・ステップボルダ
− ２５・・・・・・メインパイプＢ ２８．５０・・・・・・シートレール ２９．５４・・・・・クロスパイプ 出願人　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　弁理±　　１１虐利元彦 第４図 第５図 （ａ） （ｂ） 手続ネ市正調（方式） 昭和５８年６月Ｉｏ日 特許庁長官　殿 １、事イ１の表示 昭和５８年特許願第０２０４９８号 ２、発明の名称 自動二輪車用７１ノーム ３、補正をづ−る者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　東京都渋谷区神宮前６丁目２７番８号名　
称　　　（５３２）　　本Ｉ’ｌｌ技ωＩＴ業株式会着
４、代理人　〒１０４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前端にヘッドパイプ後端にリアフォークピボットを一体
   にアルミニウム合金のフレーム部材で連結して成る自動
   二輪車用フレームにおいて、該フレームを一］二下に離
   間する上部及び下部フレーム部材にて構成し該上部及び
   下部フレーム部材のいずれか一方にそのフレーム部材を
   不連続にする合わせ部を形成し後それらを溶接して該合
   わせ部にてヘッドパイプどリアフォークピボット間の相
   対変位を吸収させたことを特徴とする自動二輪車用フレ
   ーム。