JPWO2015068188A1 - 鞍乗型車両の車体フレーム構造 - Google Patents

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Abstract

鞍乗型車両（１００）の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造が提供される。車体フレーム構造は、メインフレーム（３）と、メインフレーム（３）に接続されてメインフレーム（３）から後方に延びるリアフレーム（４）と、を備える。メインフレーム（３）は、第１部材（２１）を第２部材（２３）に接続することで形成され、車幅方向に対して垂直な方向に離れた第１接続部（４１）及び第２接続部（４２）を有し、第１接続部（４１）及び第２接続部（４２）は第１部材（２１）及び第２部材（２３）にそれぞれ設けられる。リアフレーム（４）は、第１締結具（９１）により第１接続部（４１）に接続される第１被接続部（４３）と、第２締結具（９２）により第２接続部（４２）に接続される第２被接続部（４４）とを有する。第１締結具（９１）の拘束方向が第２締結具（９２）の拘束方向と直交する。

Description

本発明は、自動二輪車のような鞍乗型車両の車体フレーム構造に関し、例えば、締結具でメインフレームに接続されるリアフレームを備えた車体フレーム構造に関する。
特許文献１に開示されるように、鞍乗型車両の車体フレーム構造は、シートが載置されるリアフレームを備える場合がある。リアフレームは、その前端部にメインフレームと接続される複数の被接続部を有する。これら被接続部はメインフレームに側方から重ね合わされ、複数の重合部位それぞれにボルト等の締結具が車幅方向に挿通される。これによりリアフレームがメインフレームに接続される。
欧州特許出願公開第１３８２５２１号明細書
この接続手法によれば、全ての被接続部において締結具が車幅方向に挿通される。このため、メインフレームの組立て誤差が大きい場合、リアフレームをメインフレームに接続するためにはメインフレームの歪みを矯正する必要が生じる。フレーム構造ひいては鞍乗型車両全体を組み立てていく際には、フレーム構造の矯正による作業負担が大きくなる。このような問題はリアフレームをメインフレームに接続する場合でなくとも生じ得る。
そこで本発明は、鞍乗型車両の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造を提供することを目的としている。
本発明に係る鞍乗型車両の車体フレーム構造は、メインフレームと、締結具で前記メインフレームに接続されて前記メインフレームから後方へ延びるリアフレームと、を備え、前記メインフレームは第１部材及び第２部材を接続することで形成され、前記メインフレームは前記リアフレームに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記第１接続部は前記第１部材に設けられ、前記第２接続部は前記第２部材に設けられ、前記第１接続部及び前記第２接続部は車幅方向に垂直な方向に互いに離れ、前記リアフレームは、第１締結具で前記第１接続部に第１拘束方向に接続される第１被接続部と、第２締結具で前記第２接続部に第２拘束方向に接続される第２被接続部とを有し、前記第１拘束方向が前記第２拘束方向と直交する。
前記構成によれば、第１接続部及び第２接続部が第１部材及び第２部材に分かれて設けられているので、第１接続部と第２接続部との間に組立て誤差が生じやすい。第１締結具による第１拘束方向が第２締結具による第２拘束方向と直交するので、拘束方向以外の誤差が許容され、矯正による作業負担が大きくなるのを防ぐことができる。
前記第１接続部及び前記第２接続部は、前記第１被接続部及び前記第２被接続部それぞれに対して着脱可能に構成され、前記第１接続部は前記第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第２接続部は前記第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容されてもよい。
前記構成によれば、メインフレーム及びリアフレームの歪みを抑えて、リアフレームをメインフレームに接続することができる。
前記第１被接続部及び前記第２被接続部が成形加工により一体に形成されてもよい。
前記構成によれば、第１被接続部の第２被接続部に対する相対位置がバラつきにくくなる。また、リアフレームの剛性が向上する。リアフレームをこのように製造しても、作業負担を抑えることができる。なお、ここでいう「成形加工」は、一例として鋳造又は鍛造であり、溶接のように別々の部品として予め成形されたもの同士を一体的に接合することを含まない。
締結具で前記メインフレームと接続される支持部材を更に備え、当該締結具が、前記第１締結具又は前記第２締結具であり、前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうちいずれか一方が、前記第１接続部及び前記第２接続部のうちこれに対応するものに、当該締結具で前記支持部材と共に接続されてもよい。
前記構成によれば、第１被接続部及び第２被接続部のうちいずれか一方が、支持部材をメインフレームに接続するための締結具でメインフレームに接続される。リアフレーム及び支持部材が締結具を共用するので、車体フレーム構造の部品点数が削減される。また、鞍乗型車両の外観を成す締結具を少なくすることができ、車両の美観を維持しやすい。
前記メインフレームが車幅方向に対を成し、前記支持部材の前記メインフレームへの接続のための前記締結具が車幅方向に対を成し、前記支持部材が前記一対のメインフレームの間に配置され、前記一対の締結具は、前記一対のメインフレームのそれぞれ車幅方向外側から車幅方向に互いに向き合うよう差し込まれ、前記支持部材は、前記一対の締結具それぞれと係合する車幅方向に一対の被締結部を有し、前記一対のメインフレームの両方を前記支持部材に押し付けて前記一対の締結具を前記一対の被締結部に係合させることによって前記一対のメインフレームそれぞれに接続され、前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうち前記いずれか一方が、前記支持部材と前記メインフレームとの間に介在してもよい。
前記構成によれば、支持部材が締結具と係合する被締結部を有し、一対のメインフレームを支持部材に押し付けた状態で締結具が被締結部に係合する。このため、メインフレーム及びリアフレームが締結具と係合するための構造を特段備えていなくても、リアフレームを支持部材とメインフレームとの間に介在させるだけで、リアフレームをメインフレームに接続することができる。よって、リアフレーム及びメインフレームを簡便に製造することができる。また、リアフレームが一対のメインフレーム間に位置するので、リアフレームが車幅方向に大きくなるのを避けることができる。
前記支持部材は、スイングアームを支持するスイングアーム支持部、リアサスペンションを支持するサスペンション支持部、及び、駆動ユニット、のうちのいずれかであってもよい。
前記構成によれば、一対のメインフレームの内側に配置される可能性が高い部材である。部品点数を削減することができる。
前記メインフレームは、複数のパイプ部材を溶接することで形成され、前記第１拘束方向及び前記第２拘束方向のうちいずれか一方が車幅方向に直交する方向であり、前記第１接続部及び前記第２接続部のうち前記いずれか一方の拘束方向と対応するものが、前記パイプ部材を連結する連結部材に設けられていてもよい。
前記構成によれば、パイプ部材とは別の連結部材に接続部を設けることができ、メインフレームを簡便に製造することができる。
前記第１拘束方向及び前記第２拘束方向のうちいずれか一方が、車長方向であってもよい。
前記構成によれば、リアフレームはメインフレームから後方に延びるので、拘束方向が車長方向であれば、車両全体のサイズに影響を及ぼすことなくリアフレームに締結のための構造を設けることができる。
前記第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、前記第２拘束方向が車幅方向であり、前記リアフレームは、前記第１被接続部よりも車幅方向内方で後方に延びる延長部分を有してもよい。
前記構成によれば、リアフレームがメインフレームから後方に延びる延長部分を有する場合に、第１拘束方向が車幅方向に直交する方向で合っても延長部分はこれと対応する第１被接続部よりも車幅方向内方に位置するので、リアフレームが第１被接続部周辺で車幅方向に大型化するのを避けることができる。
前記メインフレーム及び前記リアフレームが車幅方向に対を成し、前記一対のリアフレームが別個に形成されてもよい。
前記構成によれば、一対のリアフレームを別々にメインフレームに接続することができるので、メインフレームに車幅方向における組み立て誤差が生じていても、その誤差に影響されずに一対のリアフレームをメインフレームに接続することができる。
前記第１接続部及び前記第２接続部のうちいずれか一方が、前記第１締結具及び前記第２締結具のうち対応するものと係合する雌ねじ部を有するナットを含み、前記メインフレームの外面から前記リアフレームに向けて突出し、前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうち対応するものが、前記ナットに向けて開放された凹部を有し、前記ナットが前記凹部に受容された状態で前記対応する締結具が前記凹部の底壁孔を通って前記凹部内の前記ナットに向けて挿入されてもよい。
前記構成によれば、雌ねじ部を有するナットが外に露出せず、美観を維持することができる。
本発明に係る鞍乗型車両の車体フレーム構造は、第１フレームと、締結具で前記第１フレームに接続された第２フレームと、を備え、前記第１フレームは第１部材及び第２部材を接続することで形成され、前記第１フレームは前記第２フレームに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記第１接続部は前記第１部材に設けられ、前記第２接続部は前記第２部材に設けられ、前記第１接続部及び前記第２接続部は車幅方向に垂直な方向に互いに離れ、前記第２フレームは、第１締結具で前記第１接続部に第１拘束方向に接続される第１被接続部と、第２締結具で前記第２接続部に第２拘束方向に接続される第２被接続部と、を有し、前記第１拘束方向が前記第２拘束方向と直交し、前記第１接続部及び前記第２接続部が、前記第１被接続部及び前記第２被接続部それぞれに対して着脱可能に構成され、前記第１接続部は前記第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第２接続部は前記第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第１被接続部及び前記第２被接続部が成形加工により一体に形成されてもよい。
本発明によれば、鞍乗型車両の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造を提供することができる。
実施形態に係る車体フレーム構造を鞍乗型車両の一例である自動二輪車への適用状態で示す左側面図である。 下方延在部の正面図である。 メインフレームとリアフレームとの接続個所を示す左側面図である。 図１に示す車体フレーム構造の平面図である。 変更例に係る下方延在部の正面図である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。同一の又は対応する要素については、全図を通じて同一符号を付して重複説明を省略する。方向は、車体フレーム構造を適用した鞍乗型車両の搭乗者から見る方向を基準とする。車高方向、車長方向及び車幅方向は、上下方向、前後方向及び左右方向に対応する。車幅方向外側及び外方は、車幅中心から遠ざかる側及び方向である。車幅方向内側及び内方は、車幅中心に近づく側及び方向である。
図１は、実施形態に係る車体フレーム構造を鞍乗型車両の一例である自動二輪車１００への適用状態で示す左側面図である。まず、自動二輪車１００の構成を簡単に説明する。図１に示すように、自動二輪車１００は、前輪１０１、後輪１０２、駆動ユニット１０３及び動力伝達機構１０４を備える。
前輪１０１は、ステアリングシャフト１０５等の操舵系部品を介して操舵軸線Ａ１周りに転向可能に車体フレーム１に支持される。操舵軸線Ａ１は、概略上向きに延び、キャスター角を形成するように後傾する。本実施形態の操舵系部品はフロントフォーク１０６を含み、フロントフォーク１０６は、その下端部で前輪１０１の前車軸１０１ａを回転可能に支持する。
後輪１０２は、スイングアーム１０７を介して揺動軸線Ａ２周りに揺動可能に車体フレーム１に支持される。揺動軸線Ａ２は車幅方向に延びる。後輪１０２は、車体フレーム１よりも後方に配置される。スイングアーム１０７は、その前端部で車体フレーム１に揺動可能に支持され、その後端部で後輪１０２の後車軸１０２ａを回転可能に両持ち支持する。車体フレーム１及びスイングアーム１０７の間にはリアサスペンション１０８が架け渡される。スイングアーム１０７及びリアサスペンション１０８の間には梃子構造（図示せず）が介在し、梃子構造は車体フレーム１及びスイングアーム１０７それぞれに角変位可能に支持される。なお、符号１０７ａは、スイングアーム１０７の下部で梃子構造を角変位可能に支持するための支持孔、符号３９は、車体側（例えば、後述の連結部材３０）で梃子構造を角変位可能に支持するための支持孔である。
後輪１０２は駆動輪である。駆動ユニット１０３は回転出力を発生する駆動源を有し、動力伝達機構１０４は駆動源からの回転出力を後車軸１０２ａに伝達する。これにより後輪１０２が駆動源により発生された回転出力で回転駆動される。駆動ユニット１０３のケーシング部材１０３ａは車体フレーム１に支持される。
駆動ユニット１０３は、駆動源の一例としてエンジン１１０を有し、ケーシング部材１０３ａの一例としてクランクケース１１１及びシリンダアセンブリ１１２を有する。シリンダアセンブリ１１２は、シリンダブロック１１３、シリンダヘッド１１４及びヘッドカバー１１５を含む。クランクケース１１１は、クランクシャフトを回転可能に支持する。シリンダアセンブリ１１２は、ピストンや動弁機構を収容して燃焼室を形成する。シリンダブロック１１３は、クランクケース１１２に結合され、ピストンをシリンダ軸線Ａ３方向に往復動可能に収容する。シリンダヘッド１１４は、シリンダ軸線Ａ３方向においてクランクケース１１２とは反対側でシリンダブロック１１３に結合され、燃焼室を形成する。ヘッドカバー１１５は、シリンダ軸線Ａ３方向においてシリンダブロック１１３とは反対側でシリンダヘッド１１４を覆い、シリンダヘッド１１４と共に動弁機構を収容する。
エンジン１１０は横置き型であり、クランクシャフトが車幅方向に延びる。エンジン１１０はＬ型であり、単一のシリンダアセンブリ１１２がクランクケース１１１の前上部に結合され、シリンダ軸線Ａ３が当該前上部から上向きに（詳細には僅かに前傾しつつ）延びる。エンジン１１０は並列多気筒型であり、各気筒のシリンダ軸線Ａ３同士が側面視で重なり、シリンダアセンブリ１１２が車幅方向に比較的長寸である。
駆動ユニット１０３は、駆動源とユニット化されて駆動源からの回転出力を後輪１０２に伝達するための装置の一例として、変速機を有する。クランクケース１１１は、シリンダアセンブリ１１２から見て後方に突出し、その後部で変速機を収容する変速機ケース１１７を形成する。変速機は、駆動源からの回転出力を変速して変速機出力軸１１８に出力する。変速機出力軸１１８の車幅方向一端部（例えば、左端部）は、変速機ケース１１７の車幅方向一方側の側壁（例えば、左側壁）から車幅方向外方へ突出する。
動力伝達機構１０４は、変速機出力軸１１８の車幅方向一端部（例えば、左端部）と、後車軸１０２ｂの車幅方向一端部（例えば、左端部）とに係合する。動力伝達機構１０４は、駆動ユニット１０３から後輪１０２に向けて車長方向に延び、車幅中心線から見て車幅方向一方側（例えば、左側）に配置される。動力伝達機構１０４は、例えばチェーン伝動機構である。
次に、上記構成の自動二輪車１００に好適に適用される本実施形態に係る車体フレーム構造について説明する。車体フレーム１は、ヘッドパイプ２、メインフレーム３及びリアフレーム４を備える。
ヘッドパイプ２は、両端で開放される金属製円筒状であり、車体フレーム１の前端部に位置する。前述のステアリングシャフト１０５は、ハンドル１２１と接続され、ヘッドパイプ２に挿通される。ステアリングシャフト１０５はヘッドパイプ２と同軸上に配置され、その共通軸線が前述の操舵軸線Ａ１を成し、ヘッドパイプ２に操舵軸線Ａ１周りに回転可能に支持される。ステアリングシャフト１０５の上端は、ブラケット１２２の下面に連結され、ハンドル１２１は、このブラケット１２２の上面に取り付けられる。ハンドル１２１は、左方及び右方それぞれに突出した一対のグリップ１２１ａ，１２１ｂ（右グリップ１２１ｂは図２参照）を有する。運転者がグリップ１２１ａ，１２１ｂを把持してハンドル１２１を回動すると、ステアリングシャフト１０５が操舵軸線Ａ１周りに回転し、前輪１０１が転向する。
メインフレーム３はヘッドパイプ２から後方へ延びる。リアフレーム４は、締結具９１，９２でメインフレーム３に接続されてメインフレーム３から後方へ延びる。本実施形態では、メインフレーム３及びリアフレーム４がどちらも車幅方向に対を成している。メインフレーム３上にはハンドル１２１の後方に配置される燃料タンク１２３が設置され、リアフレーム４上には燃料タンク１２３の後方に配置されるシート１２４が設置される。
一対のメインフレーム３は、ヘッドパイプ２に溶接され、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれて後方へ延びる。各メインフレーム３は、ヘッドパイプ２から後方へ延びる後方延在部と、この後方延在部の後端部に位置する屈曲部６と、屈曲部６から下方に延びる下方延在部（ピボットブラケット部）７とを有する。後方延在部は、駆動ユニット１０３が取り付けられる前後のユニットマウント部１０ａ，１０ｂを含む前フレーム部８と、前フレーム部８よりも後方の後フレーム部９とを含む。屈曲部６は、後フレーム部９の後端部に設けられる。後ユニットマウント部１０ａには、シリンダアセンブリ１１２（例えば、シリンダヘッド１１４）の側壁後端部がボルト等の締結具８１を用いて結合され、前ユニットマウント部１０ｂには、シリンダアセンブリ１１２（例えば、シリンダブロック１１３）の側壁前端部がボルト等の締結具８２を用いて結合される。締結具８１，８２は、マウント部１０ａ，１０ｂの車幅方向外側から内向きに挿入される。
各メインフレーム３は、複数の棒状フレーム部材又はパイプ部材を互いに接続してなる。パイプ部材は、線状（直線状又は曲線状）に延び、金属製、例えば鋼製で中空に形成される。パイプ部材は、互いに直接に溶接され、又は、ジョイント部材に溶接される。ジョイント部材は、車幅方向に中心軸線を向けた筒体又は管体である。ジョイント部材の外周面は、１以上のパイプ部材の端部と溶接される。
前フレーム部８は、複数のパイプ部材を用いたトレリス構造に構成される。換言すると、一対の前フレーム部８は、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれた一対の仮想面に沿って異なる向きに配置された複数のパイプ部材を互いに接続してなる。複数のパイプ部材は、仮想面上に格子（より詳細には車長方向に並ぶ複数の三角形）を形成する。このような格子を形成すべく、前フレーム部８は、上側フレーム１１、下側フレーム１２、アームフレーム１７及び多数の接続フレームを有する。上側フレーム１１は、ヘッドパイプ２の上部から後方に延び、下側フレーム１２は、ヘッドパイプ２の下部から後方に延び、アームフレーム１７は、下側フレーム１２の前端部から下方に延びる。接続フレームは、上側及び下側フレーム１１，１２の間を車高方向に結合し又は下側フレーム１２とアームフレーム１７との間を車高方向に結合する。
下側フレーム１２は、上側フレーム１１よりも前側で終端する。下側フレーム１２の終端部にはジョイント部材１３が設けられており、ガセットフレーム１４がこのジョイント部材１３の外周面から延び、上側フレーム１１に溶接されている。後エンジンマウント部１０ａは、下側フレーム１２の終端部に設けられており、前述のジョイント部材がマウント部１０ａを兼ねている。前エンジンマウント部１０ｂは、アームフレーム１７の後端部に設けられている。後フレーム部９は上側フレーム１１から連続している。すなわち、上側フレーム１１を構成するパイプ部材は後フレーム部９も構成している。後フレーム部９は、１本のパイプ部材によって構成されて線状に延びており、車幅方向に柔軟に構成されている。
屈曲部６は、前述したジョイント部材のうちの一つである屈曲ジョイント部材２１によって構成され、後フレーム部９を構成するパイプ部材は、その後端部において屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接されている。屈曲ジョイント部材２１には、締結具９１を用いてリアフレーム４を取外し可能に連結するためのナット４５が設けられる。この点については後述する。
下方延在部７は、屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接され、屈曲ジョイント部材２１から下向きに延在する。下方延在部７は、屈曲ジョイント部材２１よりも下方で車高方向に並ぶ複数のジョイント部材２３〜２５と、車高方向に隣接したジョイント部材２１，２３〜２５同士を接続する複数本のパイプ部材２６〜２８とを有する。上パイプ部材２６は、屈曲ジョイント部材２１の外周面から下方に延び、上ジョイント部材２３の外周面に溶接される。中パイプ部材２７は、上ジョイント部材２３の外周面から下方に延び、中ジョイント部材２４の外周面に溶接される。下パイプ部材２８は、中ジョイント部材２４の外周面から下方に延び、下ジョイント部材２５の外周面に溶接される。
上記のとおり、メインフレーム３は、複数のパイプ部材及びジョイント部材を連結することで構成され、この連結には典型的には溶接が用いられる。一対のメインフレーム３は、ヘッドパイプ２を介して剛結合される。換言すれば、メインフレーム３は、後方延在部同士、屈曲部６同士又は下方延在部７同士を車幅方向に剛結合するクロスメンバを備えていない。このため、溶接歪などによって寸法誤差が生じても、メインフレーム３を容易に矯正することができる。例えば、シリンダアセンブリ１１２に設定された計４つの締結点を対応する第１マウント部と車幅方向に重なるようにメインフレーム３を容易に矯正することができる。駆動ユニット１０３以外の部品（リアフレーム４や後述の支持部材３０）も同様である。このため、自動二輪車１００を容易に組み立てることができる。
図２は、下方延在部７の正面図である。図２に示すように、車体フレーム構造は、ボルト等の締結具でメインフレーム３と接続される支持部材３０を更に備える。支持部材３０は、一対のメインフレーム３の間、特に一対の下方延在部７の間に配置される。支持部材３０は、概略矩形板状に形成され、その２つの面が前及び後に向く状態において、その左縁部にて左下方延在部７と接続され、右縁部にて右下方延在部７と接続される。本実施形態に係る支持部材３０は、ケーシング部材１０３ａを車体フレーム１に結合するためのブラケット又はステーとしての機能を有する。また、支持部材３０は、スイングアーム１０７を支持するスイングアーム支持部でもあり、リアサスペンション１０８を支持するサスペンション支持部でもある。本実施形態に係る支持部材３０は、様々な部品の支持に利用されるが、支持部材３０は、スイングアーム支持部、サスペンション支持部、及び、駆動ユニット１０３のうちいずれかであってもよい。
支持部材３０は、スイングアーム支持部の一環として、軸挿通孔３１を有する。軸挿通孔３１は車幅方向に貫通し、ピボットシャフト３２がこの軸挿通孔３１に挿通される。ピボットシャフト３２の右端部には雄ネジが形成され、左端部にはボルト頭部が形成されている。ピボットシャフト３２は、左の中ジョイント部材２４に車幅方向外方から挿し込まれ、軸挿通孔３１を貫通し、雄ネジを右の中ジョイント部材２４内に突出させた状態でボルト頭部が左の中ジョイント部材２４の内側面に突き当てられる。雄ネジは、中ジョイント部材２４内で車幅方向外方からナット等の締結具８４と螺合し、それによりピボットシャフト３２がメインフレーム３に連結される。ただし、ピボットシャフト３２を右から挿し込んで締結具８４を左に設けてもよい。ピボットシャフト３２の中心軸線は前述の揺動軸線Ａ２を成し、車幅方向に延びる。一方、スイングアーム１０７の前端部は、車幅方向に一対のボス１２５を有する。ボス１２５は、ピボットシャフト３２のうちメインフレーム３と支持部材３０との間に位置するジャーナル部３３に外嵌し、それにより揺動軸線Ａ２周りに回転可能に支持される。軸受構造３４が、ボス１２５の内周面とジャーナル部３３の外周面との間に介在し、スイングアーム１０７の揺動時に発生する荷重を支持する。
連結部材３０は、上下のフレーム孔３６，３７を有する。上フレーム孔３６は、左右に対を成し、軸挿通孔３１よりも上方で、更に言えば連結部材３０の上縁部で車幅方向に延びている。左右の上ジョイント部材２３は、上フレーム孔３６と車幅方向に重ね合わされ、上フレーム孔３６よりも車幅外方に配置される。車幅方向に長尺のボルト等の締結具９２ａが、車幅方向外側から左の上ジョイント部材２３へと挿し込まれて上フレーム孔３６を順次通過し、右の上ジョイント部材２３内へ突出する。連結部材３０は、ナット等の締結具９２ｂを車幅方向外側から右の上ジョイント部材２３内に挿し込み、締結具９２ａの右端部に係合させることで、メインフレーム３に着脱可能に連結される。締結具９２ａの左端部は頭部を有し、左の上ジョイント部材２３内の座面に支持される。締結具９２ｂは右の上ジョイント部材２３内の座面に支持される。ただし、締結具９２ａを右から挿し込んで締結具９２ｂを左に設けてもよい。これにより、フレーム又はフレーム間に配置される部材にネジ孔を形成する必要がなく、上フレーム孔など締結具９２ａ，ｂが挿通される孔を大きくすることができ、構造を簡単化及び軽量化することができる。この締結具９２ａ，ｂは、リアフレーム４のメインフレーム３への連結にも共用される。この点については後述する。
下フレーム孔３７は、軸挿通孔３１よりも下方で、更に言えば連結部材３０の下縁部で車幅方向に延び、連結部材３０の車幅方向他方側（例えば、右側）のみに設けられる。当該他方側の下ジョイント部材２５は、この下フレーム孔３７に車幅方向に重ね合わされる。連結部材３０は、ボルト等の締結具８６を車幅方向外方から前記一方側の下ジョイント部材２５に挿し込んで下フレーム孔３７に係合させることで、メインフレーム３に着脱可能に連結される。
なお、車幅方向一方側（例えば、左側）の下ジョイント部材２５は、連結部材３０の替わりに、ボルト等の締結具８７を用いてサイドスタンド１２７（図１参照）を揺動可能に支持するスタンドブラケット１２６と連結される。スタンドブラケット１２６は、前方に突出してケーシング１０３ａの下後部と側面視で重ねられる前方突出部１２６ａを有し、この前方突出部１２６ａに車幅方向外側からボルト等の締結具８８を車幅方向内方へ挿し込むことで、ケーシング部材１０３ａはスタンドブラケット１２６にも締結される（図１参照）。
連結部材３０は、複数本のボルト等の締結具８９を用いて駆動ユニット１０３のケーシング部材１０３ａ（図１参照）の後部に締結される。ケーシング部材１０３ａの後面は連結部材３０の前面と対向し、締結具８９は連結部材３０の後方から前向きに挿し込まれ、ケーシング部材１０３ａの後部に係合する。
連結部材３０は、サスペンション支持部の一環として、サスペンション取付部３８及び支持孔３９を有する。サスペンション取付部３８は、連結部材３０の後面に設けられ、リアサスペンション１０８（図１参照）の車体側端部を揺動可能に取り付ける。支持孔３９は、連結部材３０の下縁部に設けられ、梃子構造（図示せず）を角変位可能に支持する。
図３は、メインフレーム３とリアフレーム４との接続箇所を示す左側面図である。図３に示すように、メインフレーム３は、リアフレーム４に接続される第１接続部４１及び第２接続部４２を有する。第１接続部４１は、メインフレーム３を構成すべく互いに連結される複数のパイプ部材及びジョイント部材のうち「第１部材」に設けられる。第２接続部４２は、複数のパイプ部材及びジョイント部材のうち、第１部材とは異なる「第２部材」に設けられる。
本実施形態では、「第１部材」は、屈曲部６を構成する屈曲ジョイント部材２１である。屈曲ジョイント部材２１は、後フレーム部９を構成するパイプ部材と、下方延在部７を構成する上パイプ部材２３との間に介在し、これらパイプ部材同士の連結に寄与する。「第２部材」は、下方延在部７を構成する上ジョイント部材２３である。当該上ジョイント部材２３は、下方延在部７を構成する上パイプ部材２６及び中パイプ部材２７の間に介在し、これらパイプ部材２６，２７同士の連結に寄与する。本実施形態では、第１部材としての屈曲ジョイント部材２１と第２部材としての上ジョイント部材２３とが、上パイプ部材２６を介して連結されており、これらジョイント部材２１，２６がどちらも上パイプ部材２６の端部と溶接されている。このように第１部材及び第２部材は直接に連結されていなくてもよい。
第１接続部４１及び第２接続部４２は、車幅方向と垂直な方向に（すなわち、側面図を表す図３紙面と平行な面内で）互いに離れている。特に、第１接続部４１及び第２接続部４２は車高方向に互いに離れ、第１接続部４１は第２接続部４２の上方に離れて位置する。
リアフレーム４は、第１接続部４１に第１締結具９１で第１拘束方向に接続される第１被接続部４３と、第２接続部４２に第２締結具９２ａ，ｂで第２拘束方向に接続される第２被接続部４４とを有する。第１拘束方向は、第１締結具９１の挿脱方向であり、第１締結具９１がボルトである場合にはそのボルト及びこれに螺合するナットの軸線方向である。第２拘束方向と第２締結具９２ａ，ｂについてもこれと同様である。第１拘束方向は、第２拘束方向と直交している。本実施形態では、第１拘束方向が車幅方向に直交する方向、更に言えば車長方向である。第１締結具９１は後方から前向きに挿入される。第２拘束方向は車幅方向である。
第１被接続部４３はリアフレーム４の前端上部に設けられ、第２被接続部４４はリアフレーム４の前端下部に設けられる。第１被接続部４３と第２被接続部４４とは成形加工により一体に形成される。ここでいう「成形加工」は、一例として鋳造又は鍛造であり、溶接のように別々の部品として予め成形されたもの同士を一体的に接合することを含まない。リアフレーム４のうち第１被接続部４３及び第２被接続部４４は互いに一体形成された状態で、それぞれの挿通孔が切削加工される。具体的には、リアフレーム４が切削装置に固定された状態を維持して、第１被接続部４３及び第２被接続部４４の挿通孔をそれぞれ形成する。これによりリアフレーム４に設定される基準位置に対する各被接続部４３，４４の挿通孔の位置ずれを防ぐことができる。第１被接続部４３及び第２被接続部４４が型成形により一体に形成されることで、各被接続部４３，４４が形成される部材を溶接接続する場合に比べて、各被接続部４３，４４の位置ずれを更に防ぐことができる。
一対のリアフレーム４が、上記のような鋳造や鍛造等の成形加工により、別々に製作される。どちらのリアフレーム４も、メインフレーム３とは異なる金属材料の成形加工品であり、メインフレーム３とは独立して成形容易性や軽量性を考慮した材料の選定がなされる。好適には、リアフレーム４は、アルミニウム合金の鋳造によって製作される。一対のリアフレーム４は、別々にメインフレーム３に取外し可能に連結される。なお、一対のリアフレーム４は、メインフレーム３に連結された後、クロスプレート５（図４参照）を介して車幅方向に互いに連結される。クロスプレート５は、一対のリアフレーム４の間に設けられ、ボルト等の締結具を用いて各リアフレーム４の車長方向中央部に取外し可能に連結される。
第１接続部４１は第１被接続部４３に対して着脱可能である。第２接続部４２は第２被接続部４４に対して着脱可能である。第１接続部４１は第１拘束方向以外の方向に変位を許容され、第２接続部４２は第２拘束方向以外の方向に変位を許容される。
本実施形態では、屈曲ジョイント部２１が前フレーム部８（図１参照）と比べて低剛性であり、第１接続部４１は主として車幅方向への変位を許容される。下方延在部７は、その下端部において別部品によって拘束されていない。このため、第２接続部４２は主として車長方向への変位を許容される。なお、第２接続部４２は第２拘束方向と同じ方向（すなわち、車幅方向）にも変位を許容される。
第１接続部４１は、第１締結具９１と係合する雌ねじ部４５ａを有するナット４５を含む。ナット４５は、屈曲ジョイント部２１の外周面に溶接され、リアフレーム４に向けて突出し、突出端面で円形に開口している。第１被接続部４３は、ナット４３に向けて開放された凹部４６を有している。
図４は図１に示す車体フレーム構造の平面図である。リアフレーム４をメインフレーム３に連結するときには、第１接続部４１のナット４５が第１被接続部４３の凹部４６に受容されるように、リアフレーム４をメインフレーム３に対して相対的に概略後方へ移動させる。ナット４５が凹部４６に受容された状態で、第１締結具９１が凹部４６の後方から前向きに挿入される。第１締結具９１は、凹部４６の底壁孔４６ａ（図３参照）を通って凹部４６内に受容されたナット４５に向けられ、ナット４５の開口を通って雌ねじ部４５ａに係合する。第１締結具９１の頭部は、リアフレーム４の外側面から没入した位置に形成される座面に支持される。頭部がリアフレーム４から突出する量を抑えることができ、車両の美観を向上することができる。
本実施形態では、ナット４５はメインフレーム３のパイプ部材やジョイント部材と同様に鉄系金属（例えば鋼）で製作され、凹部４６はリアフレーム４と共にアルミニウム合金で製作される。ナット４５が鉄系金属で製作されると、短い軸長でも必要な締結力を発揮することができる。このため、成形加工品である凹部４６側に雌ねじ部を設ける場合と比べ、第１接続部、第１被接続部及び第１締結具をコンパクトに構成することができる。
図３に戻り、第２接続部４２を構成する上ジョイント部材２３は、前述したように締結具９２ａ，ｂを用いた支持部材３０のメインフレーム３への連結に利用される。リアフレーム４の第２被接続部４４は、この上ジョイント部材２３に接続され、支持部材３０のための締結具が、第２被接続部４４を第２接続部４２に接続するための第２締結具９２ａ，ｂとして共用される。
一例として、支持部材３０は前述のように一対のメインフレーム３（下方延在部）の間に配置される。支持部材３０は、その上縁部に車幅方向に一対の上フレーム孔３６を有し、左上フレーム孔３６が左上ジョイント部材２３と車幅方向に重ねられ、右上フレーム孔３６が右上ジョイント部材２３と車幅方向に重ねられる。
リアフレーム４をメインフレーム３に接続するときには、右リアフレーム４の第２被接続部４４を支持部材３０の右上縁部と右上ジョイント部材２３との間に介在させ、左リアフレーム４の第２被接続部４４を支持部材３０の左上縁部と左上ジョイント部材２３との間に介在させる。このような状態で第２締結具９２ａを左上ジョイント部材２３の車幅方向外側から車幅方向内向きに挿入し、左第２被接続部４４、左右上フレーム孔３６及び右第２被接続部４４を貫通させる。そして第２締結具９２ｂを第２締結具９２ａの端部に螺合させる。右下方延在部７は支持部材３０に押し付けられ、支持部材３０はその反力を発揮する。それにより、右第２被接続部４４は右下方延在部７と支持部材３０とで車幅方向に挟持される。左第２被接続部４４も左下方延在部７と支持部材３０とで車幅方向に挟持される。このようにして、左右の第２被接続部４４が、第２締結具９２ａ，ｂによって支持部材３０と共にメインフレーム３に共締めされる。
メインフレーム３には、第２締結具９２ａ，９２ｂを支持する座面が形成される。座面は、メインフレーム３の車幅方向外側端から車幅方向内側に没入した位置に形成される。座面は、第２締結具９２ａの頭部及び第２締結具９２ｂの軸方向寸法よりも、メインフレーム車幅方向外側端から車幅方向内側に没入した位置に形成されることが好ましい。これにより第２締結具９２ａ，ｂがメインフレーム３から車幅方向外側に突出することのを抑制することができ、美観を向上することができる。
上記構成の車体フレーム構造は、メインフレーム３と、締結具９１，９２ａ，ｂでメインフレーム３に接続されてメインフレーム３から後方へ延びるリアフレーム４と、を備える。メインフレーム３は第１部材（一例として、屈曲ジョイント部材２１）及び第２部材（一例として、上ジョイント部材２２）を接続することで形成される。メインフレーム３はリアフレーム４に接続される第１接続部４１及び第２接続部４２を有する。第１接続部４１は第１部材に設けられ、第２接続部４２は第２部材に設けられる。第１接続部４１及び第２接続部４２は車幅方向に垂直な方向に互いに離れている。リアフレーム４は、第１締結具９１で第１接続部４１に第１拘束方向に接続される第１被接続部４３と、第２締結具９２ａ，ｂで第２接続部４２に第２拘束方向に接続される第２被接続部４４とを有する。第１拘束方向は第２拘束方向と直交する。第１接続部４１及び第２接続部４２が第１部材及び第２部材に分かれて設けられているので、第１接続部４１と第２接続部４２との間に溶接歪などの影響で組立て誤差が生じやすい。その場合であっても、第１締結具９１による第１拘束方向が第２締結具９２ａ，ｂによる第２拘束方向と直交するので、拘束方向以外の誤差を許容することができ、メインフレーム３の矯正による作業負担が大きくなるのを防ぐことができる。
第１接続部４１及び第２接続部４２は、第１被接続部４３及び第２被接続部４４それぞれに対して着脱可能に構成される。第１接続部４１は第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、第２接続部４２は第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容される。このため、メインフレーム３及びリアフレーム４の歪みを抑えて、リアフレーム４をメインフレーム３に接続することができる。
本実施形態では、凹部４６は、ナット４６を受容した状態でナット４５と凹部４６との間に第１拘束方向（第１締結具９１の軸線方向）と直交する方向に隙間を形成可能なように、ナット４５よりも大きい内径を有する。これにより、第１被接続部４３を第１接続部４１に接続するにあたり、第１接続部４１は、前記隙間分の範囲において第１拘束方向以外の方向に変位するのを許容される。本実施形態では、第１被接続部４３に凹所４６を形成して第１接続部４１に突出するナット４５を形成したが、この構成は一例である。第１被接続部４３を第１接続部４１に対して所定範囲内で相対移動可能にして第１接続部４１への結合を可能にする隙間が形成されればよい。例えば、締結具９１と被接続部とに軸線方向に直交する方向に隙間が形成されていてもよい。これにより、メインフレーム３及びリアフレーム４の変形を抑えてメインフレーム３にリアフレーム４を接続することができる。
第２接続部４２が第２拘束方向以外の方向に変位を許容される点についても上記同様である。第２被接続部４６の挿通孔がシャフト３６ａとの間に第２拘束方向（第２締結具９１の軸線方向）と直交する方向に隙間を形成可能なように、シャフト３６ａよりも大きい内径を有する。これにより、第２接続部４２に第２被接続部４４を接続するにあたっって第２拘束方向以外の方向の変位を許容することができる。これにより、メインフレーム３及びリアフレーム４の変形を抑えてメインフレーム３にリアフレーム４を接続することができる。
第１被接続部４１及び第２被接続部４２が成形加工により一体に形成される。このため、第１被接続部４３の第２被接続部４４に対する相対位置がバラつきにくくなる。また、リアフレーム４の剛性が向上する。リアフレーム４をこのように製造しても作業負担を抑えることができる。
車体フレーム構造は、締結具でメインフレーム３と接続される支持部材３０を更に備える。当該締結具は第２締結具９２ａ，ｂであり、第２被接続部４４が第２接続部に当該締結具９２ａ，ｂで支持部材と共に接続される。このため、第２被接続部４４が支持部材３０をメインフレーム３に接続するための締結具でメインフレーム３に接続される。リアフレーム４及び支持部材３０が締結具を共用するので、車体フレーム構造の部品点数が削減される。また、自動二輪車１００の外観を成す締結具を少なくすることができ、車両美観を維持しやすい。
支持部材３０は、スイングアーム１０７を支持するスイングアーム支持部、リアサスペンションを支持するサスペンション支持部、及び、駆動ユニット、のうち少なくともいずれか一つであり、本実施形態では、スイングアーム支持部及びサスペンション支持部であって、駆動ユニットを取り付けるためのブラケット又はステーでもある。これらは一対のメインフレーム３の内側に配置される可能性が高い部材であり、このような部品を支持する部材を利用してリアフレーム４をメインフレーム３に連結するので、自動二輪車１００全体の部品点数を削減することができる。
メインフレーム３は、複数のパイプ部材を溶接することで形成され、第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、第１接続部４１がパイプ部材を連結する連結部材（一例として、屈曲ジョイント部材）に設けられている。このようにパイプ部材とは別のジョイント部材に第１接続部を設けると、パイプ部材に特別な加工が不要になり、メインフレーム３を簡便に製造することができる。
第１拘束方向は車長方向である。リアフレーム４はメインフレーム３から後方に延びるので拘束方向が車長方向であれば車両全体のサイズに影響を及ぼすことなくリアフレーム４に締結のための構造を設けることができる。
第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、第２拘束方向が車幅方向である。リアフレーム４は、第１被接続部４３よりも車幅方向内方で後方に延びる延長部分４９（図３参照）を有している。第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であっても、延長部分４９は、これと対応する第２被接続部４３よりも車幅方向内方に位置するため、リアフレーム４が第１被接続部４３周辺で車幅方向に大型化するのを避けることができる。
メインフレーム３及びリアフレーム４は車幅方向に対を成し、一対のリアフレーム４が別個に形成される。こうすると、一対のリアフレーム４を別々にメインフレーム３に接続することができるので、メインフレーム３に車幅方向における組み立て誤差が生じていても、その誤差に影響されずに一対のリアフレーム４を一つずつメインフレーム３に接続することができる。
第１接続部４３が第１締結具と係合する雌ねじ部を有するナットを含み、第１接続部４３を構成するナット４５がメインフレーム３の外面からリアフレーム４に向けて突出する。第１被接続部４３は、ナットに向けて開放された凹部を有し、ナットが凹部に受容された状態で第１締結具が凹部の底壁孔を通って凹部内のナットに向けて挿入される。このような接続構造によると、雌ねじ部を有するナットが外に露出しないので、美観を維持することができる。
これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。例えば、図５に示すように、第２締結具１９２ａが左右一対のボルトで構成されてもよい。その場合、左右の上フレーム孔３６ｇに雌ねじが形成されていればよい。左リアフレーム４を左メインフレーム３に接続するときには、左リアフレーム４の第２被接続部４４を支持部材３０の左上日恥部と右上ジョイント部材２３との間に介在させる。このような状態で左第２締結具１９２を左上ジョイント部材２３の車幅方向外側から車幅方向内向きに挿入し、第２被接続部４４を貫通させ、支持部材３０の左上フレーム孔３６に係合させる。左下方延在部７は支持部材３０に押し付けられ、支持部材３０はその反力を発揮する。それにより第２被接続部４４が左下方延在部７と支持部材３０とで車幅方向に挟持され且つ左第２締結具９２によって支持部材３０と共にメインフレーム３に共締めされる。左リアフレーム４を左メインフレーム３に接続するときも同様である。
このように、メインフレーム３は車幅方向に対を成し、支持部材３０のメインフレーム３への接続のための締結具１９２が車幅方向に対を成し、支持部材３０が一対のメインフレーム３の間に配置されている。一対の締結具１９２は、一対のメインフレーム３のそれぞれ車幅方向外側から車幅方向に互いに向き合うよう差し込まれる。支持部材３０は、一対の締結具１９２それぞれと係合する車幅方向に一対の被締結部（一例として上フレーム孔）３６を有し、一対のメインフレーム３の両方を支持部材３０に押し付けて一対の締結具１９２を一対の被締結部に係合させることによって一対のメインフレーム３それぞれに接続される。第２被接続部４４のうちいずれか一方が、支持部材３０とメインフレーム３との間に介在する。このため、メインフレーム３及びリアフレーム４が締結具１９２と係合するための構造を特段備えていなくても、リアフレーム４を支持部材３０とメインフレーム３との間に介在させるだけで、リアフレーム４をメインフレーム３に接続することができる。よって、リアフレーム４及びメインフレーム３を簡便に製造することができる。また、リアフレームが一対のメインフレーム間に位置するので、リアフレーム４が車幅方向に大きくなるのを避けることができる。
また、支持部材との締結具を共用されるのを第２締結具としたが、第１締結具でもよく、第１被接続部が第１接続部に第１締結具で支持部材と共にメインフレームに接続されてもよい。このとき、第１被接続部が支持部材とメインフレームとの間に介在していてもよい。逆に、第１被接続部がナットを受容する凹部を有するとしたが、第２被接続部が同様の凹部を有していてもよい。第１拘束方向が車幅方向と直交する方向、特に車長方向であるとし、第２拘束方向が車幅方向であるとしたが、逆であってもよい。
メインフレーム（第１フレーム）とリアフレーム（第２フレーム）との接続について説明したが、車体フレームを構成する別の第１及び第２フレームの組合せに適用してもよい。自動二輪車１００に適用するとしたが、その他の鞍乗型車両にも適用可能である。
本発明は、鞍乗型車両の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造を提供することができるとの作用効果を奏し、自動二輪車やＡＴＶなど鞍乗型車両に広く適用することができる。
１ 車体フレーム
２ ヘッドパイプ
３ メインフレーム
４ リアフレーム
２１ 屈曲ジョイント部材
２３ 上ジョイント部材
３０ 支持部材
３６ 上フレーム孔
４１ 第１接続部
４２ 第２接続部
４３ 第１被接続部
４４ 第２被接続部
４５ ナット
４５ａ 雌ねじ部
４６ 凹部
９１ 第１締結具
９２ａ，９２ｂ，１９２ 第２締結具
１００ 自動二輪車
１０３ 駆動ユニット
１０７ スイングアーム
１０８ リアサスペンション
本発明は、自動二輪車のような鞍乗型車両の車体フレーム構造に関し、例えば、締結具でメインフレームに接続されるリアフレームを備えた車体フレーム構造に関する。
特許文献１に開示されるように、鞍乗型車両の車体フレーム構造は、シートが載置されるリアフレームを備える場合がある。リアフレームは、その前端部にメインフレームと接続される複数の被接続部を有する。これら被接続部はメインフレームに側方から重ね合わされ、複数の重合部位それぞれにボルト等の締結具が車幅方向に挿通される。これによりリアフレームがメインフレームに接続される。
欧州特許出願公開第１３８２５２１号明細書
この接続手法によれば、全ての被接続部において締結具が車幅方向に挿通される。このため、メインフレームの組立て誤差が大きい場合、リアフレームをメインフレームに接続するためにはメインフレームの歪みを矯正する必要が生じる。フレーム構造ひいては鞍乗型車両全体を組み立てていく際には、フレーム構造の矯正による作業負担が大きくなる。このような問題はリアフレームをメインフレームに接続する場合でなくとも生じ得る。
そこで本発明は、鞍乗型車両の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造を提供することを目的としている。
本発明に係る鞍乗型車両の車体フレーム構造は、メインフレームと、締結具で前記メインフレームに接続されて前記メインフレームから後方へ延びるリアフレームと、を備え、前記メインフレームは第１部材及び第２部材を接続することで形成され、前記メインフレームは前記リアフレームに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記第１接続部は前記第１部材に設けられ、前記第２接続部は前記第２部材に設けられ、前記第１接続部及び前記第２接続部は車幅方向に垂直な方向に互いに離れ、前記リアフレームは、第１締結具で前記第１接続部に第１拘束方向に接続される第１被接続部と、第２締結具で前記第２接続部に第２拘束方向に接続される第２被接続部とを有し、前記第１拘束方向が前記第２拘束方向と直交する。
前記構成によれば、第１接続部及び第２接続部が第１部材及び第２部材に分かれて設けられているので、第１接続部と第２接続部との間に組立て誤差が生じやすい。第１締結具による第１拘束方向が第２締結具による第２拘束方向と直交するので、拘束方向以外の誤差が許容され、矯正による作業負担が大きくなるのを防ぐことができる。
前記第１接続部及び前記第２接続部は、前記第１被接続部及び前記第２被接続部それぞれに対して着脱可能に構成され、前記第１接続部は前記第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第２接続部は前記第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容されてもよい。
前記構成によれば、メインフレーム及びリアフレームの歪みを抑えて、リアフレームをメインフレームに接続することができる。
前記第１被接続部及び前記第２被接続部が成形加工により一体に形成されてもよい。
前記構成によれば、第１被接続部の第２被接続部に対する相対位置がバラつきにくくなる。また、リアフレームの剛性が向上する。リアフレームをこのように製造しても、作業負担を抑えることができる。なお、ここでいう「成形加工」は、一例として鋳造又は鍛造であり、溶接のように別々の部品として予め成形されたもの同士を一体的に接合することを含まない。
締結具で前記メインフレームと接続される支持部材を更に備え、当該締結具が、前記第１締結具又は前記第２締結具であり、前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうちいずれか一方が、前記第１接続部及び前記第２接続部のうちこれに対応するものに、当該締結具で前記支持部材と共に接続されてもよい。
前記構成によれば、第１被接続部及び第２被接続部のうちいずれか一方が、支持部材をメインフレームに接続するための締結具でメインフレームに接続される。リアフレーム及び支持部材が締結具を共用するので、車体フレーム構造の部品点数が削減される。また、鞍乗型車両の外観を成す締結具を少なくすることができ、車両の美観を維持しやすい。
前記メインフレームが車幅方向に対を成し、前記支持部材の前記メインフレームへの接続のための前記締結具が車幅方向に対を成し、前記支持部材が前記一対のメインフレームの間に配置され、前記一対の締結具は、前記一対のメインフレームのそれぞれ車幅方向外側から車幅方向に互いに向き合うよう差し込まれ、前記支持部材は、前記一対の締結具それぞれと係合する車幅方向に一対の被締結部を有し、前記一対のメインフレームの両方を前記支持部材に押し付けて前記一対の締結具を前記一対の被締結部に係合させることによって前記一対のメインフレームそれぞれに接続され、前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうち前記いずれか一方が、前記支持部材と前記メインフレームとの間に介在してもよい。
前記構成によれば、支持部材が締結具と係合する被締結部を有し、一対のメインフレームを支持部材に押し付けた状態で締結具が被締結部に係合する。このため、メインフレーム及びリアフレームが締結具と係合するための構造を特段備えていなくても、リアフレームを支持部材とメインフレームとの間に介在させるだけで、リアフレームをメインフレームに接続することができる。よって、リアフレーム及びメインフレームを簡便に製造することができる。また、リアフレームが一対のメインフレーム間に位置するので、リアフレームが車幅方向に大きくなるのを避けることができる。
前記支持部材は、スイングアームを支持するスイングアーム支持部、リアサスペンションを支持するサスペンション支持部、及び、駆動ユニット、のうちのいずれかであってもよい。
前記構成によれば、一対のメインフレームの内側に配置される可能性が高い部材である。部品点数を削減することができる。
前記メインフレームは、複数のパイプ部材を溶接することで形成され、前記第１拘束方向及び前記第２拘束方向のうちいずれか一方が車幅方向に直交する方向であり、前記第１接続部及び前記第２接続部のうち前記いずれか一方の拘束方向と対応するものが、前記パイプ部材を連結する連結部材に設けられていてもよい。
前記構成によれば、パイプ部材とは別の連結部材に接続部を設けることができ、メインフレームを簡便に製造することができる。
前記第１拘束方向及び前記第２拘束方向のうちいずれか一方が、車長方向であってもよい。
前記構成によれば、リアフレームはメインフレームから後方に延びるので、拘束方向が車長方向であれば、車両全体のサイズに影響を及ぼすことなくリアフレームに締結のための構造を設けることができる。
前記第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、前記第２拘束方向が車幅方向であり、前記リアフレームは、前記第１被接続部よりも車幅方向内方で後方に延びる延長部分を有してもよい。
前記構成によれば、リアフレームがメインフレームから後方に延びる延長部分を有する場合に、第１拘束方向が車幅方向に直交する方向で合っても延長部分はこれと対応する第１被接続部よりも車幅方向内方に位置するので、リアフレームが第１被接続部周辺で車幅方向に大型化するのを避けることができる。
前記メインフレーム及び前記リアフレームが車幅方向に対を成し、前記一対のリアフレームが別個に形成されてもよい。
前記構成によれば、一対のリアフレームを別々にメインフレームに接続することができるので、メインフレームに車幅方向における組み立て誤差が生じていても、その誤差に影響されずに一対のリアフレームをメインフレームに接続することができる。
前記第１接続部及び前記第２接続部のうちいずれか一方が、前記第１締結具及び前記第２締結具のうち対応するものと係合する雌ねじ部を有するナットを含み、前記メインフレームの外面から前記リアフレームに向けて突出し、前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうち対応するものが、前記ナットに向けて開放された凹部を有し、前記ナットが前記凹部に受容された状態で前記対応する締結具が前記凹部の底壁孔を通って前記凹部内の前記ナットに向けて挿入されてもよい。
前記構成によれば、雌ねじ部を有するナットが外に露出せず、美観を維持することができる。
本発明に係る鞍乗型車両の車体フレーム構造は、第１フレームと、締結具で前記第１フレームに接続された第２フレームと、を備え、前記第１フレームは第１部材及び第２部材を接続することで形成され、前記第１フレームは前記第２フレームに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記第１接続部は前記第１部材に設けられ、前記第２接続部は前記第２部材に設けられ、前記第１接続部及び前記第２接続部は車幅方向に垂直な方向に互いに離れ、前記第２フレームは、第１締結具で前記第１接続部に第１拘束方向に接続される第１被接続部と、第２締結具で前記第２接続部に第２拘束方向に接続される第２被接続部と、を有し、前記第１拘束方向が前記第２拘束方向と直交し、前記第１接続部及び前記第２接続部が、前記第１被接続部及び前記第２被接続部それぞれに対して着脱可能に構成され、前記第１接続部は前記第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第２接続部は前記第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第１被接続部及び前記第２被接続部が成形加工により一体に形成されてもよい。
本発明によれば、鞍乗型車両の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造を提供することができる。
実施形態に係る車体フレーム構造を鞍乗型車両の一例である自動二輪車への適用状態で示す左側面図である。 下方延在部の正面図である。 メインフレームとリアフレームとの接続個所を示す左側面図である。 図１に示す車体フレーム構造の平面図である。 変更例に係る下方延在部の正面図である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。同一の又は対応する要素については、全図を通じて同一符号を付して重複説明を省略する。方向は、車体フレーム構造を適用した鞍乗型車両の搭乗者から見る方向を基準とする。車高方向、車長方向及び車幅方向は、上下方向、前後方向及び左右方向に対応する。車幅方向外側及び外方は、車幅中心から遠ざかる側及び方向である。車幅方向内側及び内方は、車幅中心に近づく側及び方向である。
図１は、実施形態に係る車体フレーム構造を鞍乗型車両の一例である自動二輪車１００への適用状態で示す左側面図である。まず、自動二輪車１００の構成を簡単に説明する。図１に示すように、自動二輪車１００は、前輪１０１、後輪１０２、駆動ユニット１０３及び動力伝達機構１０４を備える。
前輪１０１は、ステアリングシャフト１０５等の操舵系部品を介して操舵軸線Ａ１周りに転向可能に車体フレーム１に支持される。操舵軸線Ａ１は、概略上向きに延び、キャスター角を形成するように後傾する。本実施形態の操舵系部品はフロントフォーク１０６を含み、フロントフォーク１０６は、その下端部で前輪１０１の前車軸１０１ａを回転可能に支持する。
後輪１０２は、スイングアーム１０７を介して揺動軸線Ａ２周りに揺動可能に車体フレーム１に支持される。揺動軸線Ａ２は車幅方向に延びる。後輪１０２は、車体フレーム１よりも後方に配置される。スイングアーム１０７は、その前端部で車体フレーム１に揺動可能に支持され、その後端部で後輪１０２の後車軸１０２ａを回転可能に両持ち支持する。車体フレーム１及びスイングアーム１０７の間にはリアサスペンション１０８が架け渡される。スイングアーム１０７及びリアサスペンション１０８の間には梃子構造（図示せず）が介在し、梃子構造は車体フレーム１及びスイングアーム１０７それぞれに角変位可能に支持される。なお、符号１０７ａは、スイングアーム１０７の下部で梃子構造を角変位可能に支持するための支持孔、符号３９は、車体側（例えば、後述の支持部材３０）で梃子構造を角変位可能に支持するための支持孔である。
後輪１０２は駆動輪である。駆動ユニット１０３は回転出力を発生する駆動源を有し、動力伝達機構１０４は駆動源からの回転出力を後車軸１０２ａに伝達する。これにより後輪１０２が駆動源により発生された回転出力で回転駆動される。駆動ユニット１０３のケーシング部材１０３ａは車体フレーム１に支持される。
駆動ユニット１０３は、駆動源の一例としてエンジン１１０を有し、ケーシング部材１０３ａの一例としてクランクケース１１１及びシリンダアセンブリ１１２を有する。シリンダアセンブリ１１２は、シリンダブロック１１３、シリンダヘッド１１４及びヘッドカバー１１５を含む。クランクケース１１１は、クランクシャフトを回転可能に支持する。シリンダアセンブリ１１２は、ピストンや動弁機構を収容して燃焼室を形成する。シリンダブロック１１３は、クランクケース１１１に結合され、ピストンをシリンダ軸線Ａ３方向に往復動可能に収容する。シリンダヘッド１１４は、シリンダ軸線Ａ３方向においてクランクケース１１１とは反対側でシリンダブロック１１３に結合され、燃焼室を形成する。ヘッドカバー１１５は、シリンダ軸線Ａ３方向においてシリンダブロック１１３とは反対側でシリンダヘッド１１４を覆い、シリンダヘッド１１４と共に動弁機構を収容する。
エンジン１１０は横置き型であり、クランクシャフトが車幅方向に延びる。エンジン１１０はＬ型であり、単一のシリンダアセンブリ１１２がクランクケース１１１の前上部に結合され、シリンダ軸線Ａ３が当該前上部から上向きに（詳細には僅かに前傾しつつ）延びる。エンジン１１０は並列多気筒型であり、各気筒のシリンダ軸線Ａ３同士が側面視で重なり、シリンダアセンブリ１１２が車幅方向に比較的長寸である。
駆動ユニット１０３は、駆動源とユニット化されて駆動源からの回転出力を後輪１０２に伝達するための装置の一例として、変速機を有する。クランクケース１１１は、シリンダアセンブリ１１２から見て後方に突出し、その後部で変速機を収容する変速機ケース１１７を形成する。変速機は、駆動源からの回転出力を変速して変速機出力軸１１８に出力する。変速機出力軸１１８の車幅方向一端部（例えば、左端部）は、変速機ケース１１７の車幅方向一方側の側壁（例えば、左側壁）から車幅方向外方へ突出する。
動力伝達機構１０４は、変速機出力軸１１８の車幅方向一端部（例えば、左端部）と、後車軸１０２ｂの車幅方向一端部（例えば、左端部）とに係合する。動力伝達機構１０４は、駆動ユニット１０３から後輪１０２に向けて車長方向に延び、車幅中心線から見て車幅方向一方側（例えば、左側）に配置される。動力伝達機構１０４は、例えばチェーン伝動機構である。
次に、上記構成の自動二輪車１００に好適に適用される本実施形態に係る車体フレーム構造について説明する。車体フレーム１は、ヘッドパイプ２、メインフレーム３及びリアフレーム４を備える。
ヘッドパイプ２は、両端で開放される金属製円筒状であり、車体フレーム１の前端部に位置する。前述のステアリングシャフト１０５は、ハンドル１２１と接続され、ヘッドパイプ２に挿通される。ステアリングシャフト１０５はヘッドパイプ２と同軸上に配置され、その共通軸線が前述の操舵軸線Ａ１を成し、ヘッドパイプ２に操舵軸線Ａ１周りに回転可能に支持される。ステアリングシャフト１０５の上端は、ブラケット１２２の下面に連結され、ハンドル１２１は、このブラケット１２２の上面に取り付けられる。ハンドル１２１は、左方及び右方それぞれに突出した一対のグリップ１２１ａ，１２１ｂ（右グリップ１２１ｂは図４参照）を有する。運転者がグリップ１２１ａ，１２１ｂを把持してハンドル１２１を回動すると、ステアリングシャフト１０５が操舵軸線Ａ１周りに回転し、前輪１０１が転向する。
メインフレーム３はヘッドパイプ２から後方へ延びる。リアフレーム４は、締結具９１，９２でメインフレーム３に接続されてメインフレーム３から後方へ延びる。本実施形態では、メインフレーム３及びリアフレーム４がどちらも車幅方向に対を成している。メインフレーム３上にはハンドル１２１の後方に配置される燃料タンク１２３が設置され、リアフレーム４上には燃料タンク１２３の後方に配置されるシート１２４が設置される。
一対のメインフレーム３は、ヘッドパイプ２に溶接され、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれて後方へ延びる。各メインフレーム３は、ヘッドパイプ２から後方へ延びる後方延在部と、この後方延在部の後端部に位置する屈曲部６と、屈曲部６から下方に延びる下方延在部（ピボットブラケット部）７とを有する。後方延在部は、駆動ユニット１０３が取り付けられる前後のエンジンマウント部１０ａ，１０ｂを含む前フレーム部８と、前フレーム部８よりも後方の後フレーム部９とを含む。屈曲部６は、後フレーム部９の後端部に設けられる。後エンジンマウント部１０ａには、シリンダアセンブリ１１２（例えば、シリンダヘッド１１４）の側壁後端部がボルト等の締結具８１を用いて結合され、前エンジンマウント部１０ｂには、シリンダアセンブリ１１２（例えば、シリンダブロック１１３）の側壁前端部がボルト等の締結具８２を用いて結合される。締結具８１，８２は、エンジンマウント部１０ａ，１０ｂの車幅方向外側から内向きに挿入される。
各メインフレーム３は、複数の棒状フレーム部材又はパイプ部材を互いに接続してなる。パイプ部材は、線状（直線状又は曲線状）に延び、金属製、例えば鋼製で中空に形成される。パイプ部材は、互いに直接に溶接され、又は、ジョイント部材に溶接される。ジョイント部材は、車幅方向に中心軸線を向けた筒体又は管体である。ジョイント部材の外周面は、１以上のパイプ部材の端部と溶接される。
前フレーム部８は、複数のパイプ部材を用いたトレリス構造に構成される。換言すると、一対の前フレーム部８は、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれた一対の仮想面に沿って異なる向きに配置された複数のパイプ部材を互いに接続してなる。複数のパイプ部材は、仮想面上に格子（より詳細には車長方向に並ぶ複数の三角形）を形成する。このような格子を形成すべく、前フレーム部８は、上側フレーム１１、下側フレーム１２、アームフレーム１７及び多数の接続フレームを有する。上側フレーム１１は、ヘッドパイプ２の上部から後方に延び、下側フレーム１２は、ヘッドパイプ２の下部から後方に延び、アームフレーム１７は、下側フレーム１２の前端部から下方に延びる。接続フレームは、上側及び下側フレーム１１，１２の間を車高方向に結合し又は下側フレーム１２とアームフレーム１７との間を車高方向に結合する。
下側フレーム１２は、上側フレーム１１よりも前側で終端する。下側フレーム１２の終端部にはジョイント部材１３が設けられており、ガセットフレーム１４がこのジョイント部材１３の外周面から延び、上側フレーム１１に溶接されている。後エンジンマウント部１０ａは、下側フレーム１２の終端部に設けられており、前述のジョイント部材が後エンジンマウント部１０ａを兼ねている。前エンジンマウント部１０ｂは、アームフレーム１７の後端部に設けられている。後フレーム部９は上側フレーム１１から連続している。すなわち、上側フレーム１１を構成するパイプ部材は後フレーム部９も構成している。後フレーム部９は、１本のパイプ部材によって構成されて線状に延びており、車幅方向に柔軟に構成されている。
屈曲部６は、前述したジョイント部材のうちの一つである屈曲ジョイント部材２１によって構成され、後フレーム部９を構成するパイプ部材は、その後端部において屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接されている。屈曲ジョイント部材２１には、締結具９１を用いてリアフレーム４を取外し可能に連結するためのナット４５が設けられる。この点については後述する。
下方延在部７は、屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接され、屈曲ジョイント部材２１から下向きに延在する。下方延在部７は、屈曲ジョイント部材２１よりも下方で車高方向に並ぶ複数のジョイント部材２３〜２５と、車高方向に隣接したジョイント部材２１，２３〜２５同士を接続する複数本のパイプ部材２６〜２８とを有する。上パイプ部材２６は、屈曲ジョイント部材２１の外周面から下方に延び、上ジョイント部材２３の外周面に溶接される。中パイプ部材２７は、上ジョイント部材２３の外周面から下方に延び、中ジョイント部材２４の外周面に溶接される。下パイプ部材２８は、中ジョイント部材２４の外周面から下方に延び、下ジョイント部材２５の外周面に溶接される。
上記のとおり、メインフレーム３は、複数のパイプ部材及びジョイント部材を連結することで構成され、この連結には典型的には溶接が用いられる。一対のメインフレーム３は、ヘッドパイプ２を介して剛結合される。換言すれば、メインフレーム３は、後方延在部同士、屈曲部６同士又は下方延在部７同士を車幅方向に剛結合するクロスメンバを備えていない。このため、溶接歪などによって寸法誤差が生じても、メインフレーム３を容易に矯正することができる。例えば、シリンダアセンブリ１１２に設定された計４つの締結点を対応する第１マウント部と車幅方向に重なるようにメインフレーム３を容易に矯正することができる。駆動ユニット１０３以外の部品（リアフレーム４や後述の支持部材３０）も同様である。このため、自動二輪車１００を容易に組み立てることができる。
図２は、下方延在部７の正面図である。図２に示すように、車体フレーム構造は、ボルト等の締結具でメインフレーム３と接続される支持部材３０を更に備える。支持部材３０は、一対のメインフレーム３の間、特に一対の下方延在部７の間に配置される。支持部材３０は、概略矩形板状に形成され、その２つの面が前及び後に向く状態において、その左縁部にて左下方延在部７と接続され、右縁部にて右下方延在部７と接続される。本実施形態に係る支持部材３０は、ケーシング部材１０３ａを車体フレーム１に結合するためのブラケット又はステーとしての機能を有する。また、支持部材３０は、スイングアーム１０７を支持するスイングアーム支持部でもあり、リアサスペンション１０８を支持するサスペンション支持部でもある。本実施形態に係る支持部材３０は、様々な部品の支持に利用されるが、支持部材３０は、スイングアーム支持部、サスペンション支持部、及び、駆動ユニット１０３のうちいずれかであってもよい。
支持部材３０は、スイングアーム支持部の一環として、軸挿通孔３１を有する。軸挿通孔３１は車幅方向に貫通し、ピボットシャフト３２がこの軸挿通孔３１に挿通される。ピボットシャフト３２の右端部には雄ネジが形成され、左端部にはボルト頭部が形成されている。ピボットシャフト３２は、左の中ジョイント部材２４に車幅方向外方から挿し込まれ、軸挿通孔３１を貫通し、雄ネジを右の中ジョイント部材２４内に突出させた状態でボルト頭部が左の中ジョイント部材２４の内側面に突き当てられる。雄ネジは、中ジョイント部材２４内で車幅方向外方からナット等の締結具８４と螺合し、それによりピボットシャフト３２がメインフレーム３に連結される。ただし、ピボットシャフト３２を右から挿し込んで締結具８４を左に設けてもよい。ピボットシャフト３２の中心軸線は前述の揺動軸線Ａ２を成し、車幅方向に延びる。一方、スイングアーム１０７の前端部は、車幅方向に一対のボス１２５を有する。ボス１２５は、ピボットシャフト３２のうちメインフレーム３と支持部材３０との間に位置するジャーナル部３３に外嵌し、それにより揺動軸線Ａ２周りに回転可能に支持される。軸受構造３４が、ボス１２５の内周面とジャーナル部３３の外周面との間に介在し、スイングアーム１０７の揺動時に発生する荷重を支持する。
支持部材３０は、上下のフレーム孔３６，３７を有する。上フレーム孔３６は、左右に対を成し、軸挿通孔３１よりも上方で、更に言えば支持部材３０の上縁部で車幅方向に延びている。左右の上ジョイント部材２３は、上フレーム孔３６と車幅方向に重ね合わされ、上フレーム孔３６よりも車幅外方に配置される。車幅方向に長尺のボルト等の締結具９２ａが、車幅方向外側から左の上ジョイント部材２３へと挿し込まれて上フレーム孔３６を順次通過し、右の上ジョイント部材２３内へ突出する。支持部材３０は、ナット等の締結具９２ｂを車幅方向外側から右の上ジョイント部材２３内に挿し込み、締結具９２ａの右端部に係合させることで、メインフレーム３に着脱可能に連結される。締結具９２ａの左端部は頭部を有し、左の上ジョイント部材２３内の座面に支持される。締結具９２ｂは右の上ジョイント部材２３内の座面に支持される。ただし、締結具９２ａを右から挿し込んで締結具９２ｂを左に設けてもよい。これにより、フレーム又はフレーム間に配置される部材にネジ孔を形成する必要がなく、上フレーム孔など締結具９２ａ，ｂが挿通される孔を大きくすることができ、構造を簡単化及び軽量化することができる。この締結具９２ａ，ｂは、リアフレーム４のメインフレーム３への連結にも共用される。この点については後述する。
下フレーム孔３７は、軸挿通孔３１よりも下方で、更に言えば支持部材３０の下縁部で車幅方向に延び、支持部材３０の車幅方向他方側（例えば、右側）のみに設けられる。当該他方側の下ジョイント部材２５は、この下フレーム孔３７に車幅方向に重ね合わされる。支持部材３０は、ボルト等の締結具８６を車幅方向外方から前記一方側の下ジョイント部材２５に挿し込んで下フレーム孔３７に係合させることで、メインフレーム３に着脱可能に連結される。
なお、車幅方向一方側（例えば、左側）の下ジョイント部材２５は、支持部材３０の替わりに、ボルト等の締結具８７を用いてサイドスタンド１２７（図１参照）を揺動可能に支持するスタンドブラケット１２６と連結される。スタンドブラケット１２６は、前方に突出してケーシング部材１０３ａの下後部と側面視で重ねられる前方突出部１２６ａを有し、この前方突出部１２６ａに車幅方向外側からボルト等の締結具８８を車幅方向内方へ挿し込むことで、ケーシング部材１０３ａはスタンドブラケット１２６にも締結される（図１参照）。
支持部材３０は、複数本のボルト等の締結具８９を用いて駆動ユニット１０３のケーシング部材１０３ａ（図１参照）の後部に締結される。ケーシング部材１０３ａの後面は支持部材３０の前面と対向し、締結具８９は支持部材３０の後方から前向きに挿し込まれ、ケーシング部材１０３ａの後部に係合する。
支持部材３０は、サスペンション支持部の一環として、サスペンション取付部３８及び支持孔３９を有する。サスペンション取付部３８は、支持部材３０の後面に設けられ、リアサスペンション１０８（図１参照）の車体側端部を揺動可能に取り付ける。支持孔３９は、支持部材３０の下縁部に設けられ、梃子構造（図示せず）を角変位可能に支持する。
図３は、メインフレーム３とリアフレーム４との接続箇所を示す左側面図である。図３に示すように、メインフレーム３は、リアフレーム４に接続される第１接続部４１及び第２接続部４２を有する。第１接続部４１は、メインフレーム３を構成すべく互いに連結される複数のパイプ部材及びジョイント部材のうち「第１部材」に設けられる。第２接続部４２は、複数のパイプ部材及びジョイント部材のうち、第１部材とは異なる「第２部材」に設けられる。
本実施形態では、「第１部材」は、屈曲部６を構成する屈曲ジョイント部材２１である。屈曲ジョイント部材２１は、後フレーム部９を構成するパイプ部材と、下方延在部７を構成する上パイプ部材２６との間に介在し、これらパイプ部材同士の連結に寄与する。「第２部材」は、下方延在部７を構成する上ジョイント部材２３である。当該上ジョイント部材２３は、下方延在部７を構成する上パイプ部材２６及び中パイプ部材２７の間に介在し、これらパイプ部材２６，２７同士の連結に寄与する。本実施形態では、第１部材としての屈曲ジョイント部材２１と第２部材としての上ジョイント部材２３とが、上パイプ部材２６を介して連結されており、これらジョイント部材２１，２３がどちらも上パイプ部材２６の端部と溶接されている。このように第１部材及び第２部材は直接に連結されていなくてもよい。
第１接続部４１及び第２接続部４２は、車幅方向と垂直な方向に（すなわち、側面図を表す図３紙面と平行な面内で）互いに離れている。特に、第１接続部４１及び第２接続部４２は車高方向に互いに離れ、第１接続部４１は第２接続部４２の上方に離れて位置する。
リアフレーム４は、第１接続部４１に第１締結具９１で第１拘束方向に接続される第１被接続部４３と、第２接続部４２に第２締結具９２ａ，ｂで第２拘束方向に接続される第２被接続部４４とを有する。第１拘束方向は、第１締結具９１の挿脱方向であり、第１締結具９１がボルトである場合にはそのボルト及びこれに螺合するナットの軸線方向である。第２拘束方向と第２締結具９２ａ，ｂについてもこれと同様である。第１拘束方向は、第２拘束方向と直交している。本実施形態では、第１拘束方向が車幅方向に直交する方向、更に言えば車長方向である。第１締結具９１は後方から前向きに挿入される。第２拘束方向は車幅方向である。
第１被接続部４３はリアフレーム４の前端上部に設けられ、第２被接続部４４はリアフレーム４の前端下部に設けられる。第１被接続部４３と第２被接続部４４とは成形加工により一体に形成される。ここでいう「成形加工」は、一例として鋳造又は鍛造であり、溶接のように別々の部品として予め成形されたもの同士を一体的に接合することを含まない。リアフレーム４のうち第１被接続部４３及び第２被接続部４４は互いに一体形成された状態で、それぞれの挿通孔が切削加工される。具体的には、リアフレーム４が切削装置に固定された状態を維持して、第１被接続部４３及び第２被接続部４４の挿通孔をそれぞれ形成する。これによりリアフレーム４に設定される基準位置に対する各被接続部４３，４４の挿通孔の位置ずれを防ぐことができる。第１被接続部４３及び第２被接続部４４が型成形により一体に形成されることで、各被接続部４３，４４が形成される部材を溶接接続する場合に比べて、各被接続部４３，４４の位置ずれを更に防ぐことができる。
一対のリアフレーム４が、上記のような鋳造や鍛造等の成形加工により、別々に製作される。どちらのリアフレーム４も、メインフレーム３とは異なる金属材料の成形加工品であり、メインフレーム３とは独立して成形容易性や軽量性を考慮した材料の選定がなされる。好適には、リアフレーム４は、アルミニウム合金の鋳造によって製作される。一対のリアフレーム４は、別々にメインフレーム３に取外し可能に連結される。なお、一対のリアフレーム４は、メインフレーム３に連結された後、クロスプレート５（図４参照）を介して車幅方向に互いに連結される。クロスプレート５は、一対のリアフレーム４の間に設けられ、ボルト等の締結具を用いて各リアフレーム４の車長方向中央部に取外し可能に連結される。
第１接続部４１は第１被接続部４３に対して着脱可能である。第２接続部４２は第２被接続部４４に対して着脱可能である。第１接続部４１は第１拘束方向以外の方向に変位を許容され、第２接続部４２は第２拘束方向以外の方向に変位を許容される。
本実施形態では、屈曲ジョイント部材２１が前フレーム部８（図１参照）と比べて低剛性であり、第１接続部４１は主として車幅方向への変位を許容される。下方延在部７は、その下端部において別部品によって拘束されていない。このため、第２接続部４２は主として車長方向への変位を許容される。なお、第２接続部４２は第２拘束方向と同じ方向（すなわち、車幅方向）にも変位を許容される。
第１接続部４１は、第１締結具９１と係合する雌ねじ部４５ａを有するナット４５を含む。ナット４５は、屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接され、リアフレーム４に向けて突出し、突出端面で円形に開口している。第１被接続部４３は、ナット４５に向けて開放された凹部４６を有している。
図４は図１に示す車体フレーム構造の平面図である。リアフレーム４をメインフレーム３に連結するときには、第１接続部４１のナット４５が第１被接続部４３の凹部４６に受容されるように、リアフレーム４をメインフレーム３に対して相対的に概略後方へ移動させる。ナット４５が凹部４６に受容された状態で、第１締結具９１が凹部４６の後方から前向きに挿入される。第１締結具９１は、凹部４６の底壁孔４６ａ（図３参照）を通って凹部４６内に受容されたナット４５に向けられ、ナット４５の開口を通って雌ねじ部４５ａに係合する。第１締結具９１の頭部は、リアフレーム４の外側面から没入した位置に形成される座面に支持される。頭部がリアフレーム４から突出する量を抑えることができ、車両の美観を向上することができる。
本実施形態では、ナット４５はメインフレーム３のパイプ部材やジョイント部材と同様に鉄系金属（例えば鋼）で製作され、凹部４６はリアフレーム４と共にアルミニウム合金で製作される。ナット４５が鉄系金属で製作されると、短い軸長でも必要な締結力を発揮することができる。このため、成形加工品である凹部４６側に雌ねじ部を設ける場合と比べ、第１接続部、第１被接続部及び第１締結具をコンパクトに構成することができる。
図３に戻り、第２接続部４２を構成する上ジョイント部材２３は、前述したように締結具９２ａ，ｂを用いた支持部材３０のメインフレーム３への連結に利用される。リアフレーム４の第２被接続部４４は、この上ジョイント部材２３に接続され、支持部材３０のための締結具が、第２被接続部４４を第２接続部４２に接続するための第２締結具９２ａ，ｂとして共用される。
一例として、支持部材３０は前述のように一対のメインフレーム３（下方延在部）の間に配置される。支持部材３０は、その上縁部に車幅方向に一対の上フレーム孔３６を有し、左上フレーム孔３６が左上ジョイント部材２３と車幅方向に重ねられ、右上フレーム孔３６が右上ジョイント部材２３と車幅方向に重ねられる。
リアフレーム４をメインフレーム３に接続するときには、右リアフレーム４の第２被接続部４４を支持部材３０の右上縁部と右上ジョイント部材２３との間に介在させ、左リアフレーム４の第２被接続部４４を支持部材３０の左上縁部と左上ジョイント部材２３との間に介在させる。このような状態で第２締結具９２ａを左上ジョイント部材２３の車幅方向外側から車幅方向内向きに挿入し、左第２被接続部４４、左右上フレーム孔３６及び右第２被接続部４４を貫通させる。そして第２締結具９２ｂを第２締結具９２ａの端部に螺合させる。右下方延在部７は支持部材３０に押し付けられ、支持部材３０はその反力を発揮する。それにより、右第２被接続部４４は右下方延在部７と支持部材３０とで車幅方向に挟持される。左第２被接続部４４も左下方延在部７と支持部材３０とで車幅方向に挟持される。このようにして、左右の第２被接続部４４が、第２締結具９２ａ，ｂによって支持部材３０と共にメインフレーム３に共締めされる。
メインフレーム３には、第２締結具９２ａ，９２ｂを支持する座面が形成される。座面は、メインフレーム３の車幅方向外側端から車幅方向内側に没入した位置に形成される。座面は、第２締結具９２ａの頭部及び第２締結具９２ｂの軸方向寸法よりも、メインフレーム車幅方向外側端から車幅方向内側に没入した位置に形成されることが好ましい。これにより第２締結具９２ａ，ｂがメインフレーム３から車幅方向外側に突出することのを抑制することができ、美観を向上することができる。
上記構成の車体フレーム構造は、メインフレーム３と、締結具９１，９２ａ，ｂでメインフレーム３に接続されてメインフレーム３から後方へ延びるリアフレーム４と、を備える。メインフレーム３は第１部材（一例として、屈曲ジョイント部材２１）及び第２部材（一例として、上ジョイント部材２３）を接続することで形成される。メインフレーム３はリアフレーム４に接続される第１接続部４１及び第２接続部４２を有する。第１接続部４１は第１部材に設けられ、第２接続部４２は第２部材に設けられる。第１接続部４１及び第２接続部４２は車幅方向に垂直な方向に互いに離れている。リアフレーム４は、第１締結具９１で第１接続部４１に第１拘束方向に接続される第１被接続部４３と、第２締結具９２ａ，ｂで第２接続部４２に第２拘束方向に接続される第２被接続部４４とを有する。第１拘束方向は第２拘束方向と直交する。第１接続部４１及び第２接続部４２が第１部材及び第２部材に分かれて設けられているので、第１接続部４１と第２接続部４２との間に溶接歪などの影響で組立て誤差が生じやすい。その場合であっても、第１締結具９１による第１拘束方向が第２締結具９２ａ，ｂによる第２拘束方向と直交するので、拘束方向以外の誤差を許容することができ、メインフレーム３の矯正による作業負担が大きくなるのを防ぐことができる。
第１接続部４１及び第２接続部４２は、第１被接続部４３及び第２被接続部４４それぞれに対して着脱可能に構成される。第１接続部４１は第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、第２接続部４２は第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容される。このため、メインフレーム３及びリアフレーム４の歪みを抑えて、リアフレーム４をメインフレーム３に接続することができる。
本実施形態では、凹部４６は、ナット４５を受容した状態でナット４５と凹部４６との間に第１拘束方向（第１締結具９１の軸線方向）と直交する方向に隙間を形成可能なように、ナット４５よりも大きい内径を有する。これにより、第１被接続部４３を第１接続部４１に接続するにあたり、第１接続部４１は、前記隙間分の範囲において第１拘束方向以外の方向に変位するのを許容される。本実施形態では、第１被接続部４３に凹部４６を形成して第１接続部４１に突出するナット４５を形成したが、この構成は一例である。第１被接続部４３を第１接続部４１に対して所定範囲内で相対移動可能にして第１接続部４１への結合を可能にする隙間が形成されればよい。例えば、締結具９１と被接続部とに軸線方向に直交する方向に隙間が形成されていてもよい。これにより、メインフレーム３及びリアフレーム４の変形を抑えてメインフレーム３にリアフレーム４を接続することができる。
第２接続部４２が第２拘束方向以外の方向に変位を許容される点についても上記同様である。第２被接続部４４の挿通孔がシャフト３６ａとの間に第２拘束方向（第２締結具９２の軸線方向）と直交する方向に隙間を形成可能なように、シャフト３６ａよりも大きい内径を有する。これにより、第２接続部４２に第２被接続部４４を接続するにあたって第２拘束方向以外の方向の変位を許容することができる。これにより、メインフレーム３及びリアフレーム４の変形を抑えてメインフレーム３にリアフレーム４を接続することができる。
第１被接続部４３及び第２被接続部４４が成形加工により一体に形成される。このため、第１被接続部４３の第２被接続部４４に対する相対位置がバラつきにくくなる。また、リアフレーム４の剛性が向上する。リアフレーム４をこのように製造しても作業負担を抑えることができる。
車体フレーム構造は、締結具でメインフレーム３と接続される支持部材３０を更に備える。当該締結具は第２締結具９２ａ，ｂであり、第２被接続部４４が第２接続部に当該締結具９２ａ，ｂで支持部材と共に接続される。このため、第２被接続部４４が支持部材３０をメインフレーム３に接続するための締結具でメインフレーム３に接続される。リアフレーム４及び支持部材３０が締結具を共用するので、車体フレーム構造の部品点数が削減される。また、自動二輪車１００の外観を成す締結具を少なくすることができ、車両美観を維持しやすい。
支持部材３０は、スイングアーム１０７を支持するスイングアーム支持部、リアサスペンションを支持するサスペンション支持部、及び、駆動ユニット、のうち少なくともいずれか一つであり、本実施形態では、スイングアーム支持部及びサスペンション支持部であって、駆動ユニットを取り付けるためのブラケット又はステーでもある。これらは一対のメインフレーム３の内側に配置される可能性が高い部材であり、このような部品を支持する部材を利用してリアフレーム４をメインフレーム３に連結するので、自動二輪車１００全体の部品点数を削減することができる。
メインフレーム３は、複数のパイプ部材を溶接することで形成され、第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、第１接続部４１がパイプ部材を連結する連結部材（一例として、屈曲ジョイント部材）に設けられている。このようにパイプ部材とは別のジョイント部材に第１接続部を設けると、パイプ部材に特別な加工が不要になり、メインフレーム３を簡便に製造することができる。
第１拘束方向は車長方向である。リアフレーム４はメインフレーム３から後方に延びるので拘束方向が車長方向であれば車両全体のサイズに影響を及ぼすことなくリアフレーム４に締結のための構造を設けることができる。
第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、第２拘束方向が車幅方向である。リアフレーム４は、第１被接続部４３よりも車幅方向内方で後方に延びる延長部分４９（図３参照）を有している。第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であっても、延長部分４９は、これと対応する第１被接続部４３よりも車幅方向内方に位置するため、リアフレーム４が第１被接続部４３周辺で車幅方向に大型化するのを避けることができる。
メインフレーム３及びリアフレーム４は車幅方向に対を成し、一対のリアフレーム４が別個に形成される。こうすると、一対のリアフレーム４を別々にメインフレーム３に接続することができるので、メインフレーム３に車幅方向における組み立て誤差が生じていても、その誤差に影響されずに一対のリアフレーム４を一つずつメインフレーム３に接続することができる。
第１接続部４１が第１締結具と係合する雌ねじ部を有するナットを含み、第１接続部４１を構成するナット４５がメインフレーム３の外面からリアフレーム４に向けて突出する。第１被接続部４３は、ナットに向けて開放された凹部を有し、ナットが凹部に受容された状態で第１締結具が凹部の底壁孔を通って凹部内のナットに向けて挿入される。このような接続構造によると、雌ねじ部を有するナットが外に露出しないので、美観を維持することができる。
これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。例えば、図５に示すように、第２締結具１９２ａが左右一対のボルトで構成されてもよい。その場合、左右の上フレーム孔３６ｇに雌ねじが形成されていればよい。左リアフレーム４を左メインフレーム３に接続するときには、左リアフレーム４の第２被接続部４４を支持部材３０の左上部と左上ジョイント部材２３との間に介在させる。このような状態で左第２締結具１９２を左上ジョイント部材２３の車幅方向外側から車幅方向内向きに挿入し、第２被接続部４４を貫通させ、支持部材３０の左上フレーム孔３６に係合させる。左下方延在部７は支持部材３０に押し付けられ、支持部材３０はその反力を発揮する。それにより第２被接続部４４が左下方延在部７と支持部材３０とで車幅方向に挟持され且つ左第２締結具１９２によって支持部材３０と共にメインフレーム３に共締めされる。右リアフレーム４を右メインフレーム３に接続するときも同様である。
このように、メインフレーム３は車幅方向に対を成し、支持部材３０のメインフレーム３への接続のための締結具１９２が車幅方向に対を成し、支持部材３０が一対のメインフレーム３の間に配置されている。一対の締結具１９２は、一対のメインフレーム３のそれぞれ車幅方向外側から車幅方向に互いに向き合うよう差し込まれる。支持部材３０は、一対の締結具１９２それぞれと係合する車幅方向に一対の被締結部（一例として上フレーム孔）３６を有し、一対のメインフレーム３の両方を支持部材３０に押し付けて一対の締結具１９２を一対の被締結部に係合させることによって一対のメインフレーム３それぞれに接続される。第２被接続部４４のうちいずれか一方が、支持部材３０とメインフレーム３との間に介在する。このため、メインフレーム３及びリアフレーム４が締結具１９２と係合するための構造を特段備えていなくても、リアフレーム４を支持部材３０とメインフレーム３との間に介在させるだけで、リアフレーム４をメインフレーム３に接続することができる。よって、リアフレーム４及びメインフレーム３を簡便に製造することができる。また、リアフレームが一対のメインフレーム間に位置するので、リアフレーム４が車幅方向に大きくなるのを避けることができる。
また、支持部材との締結具を共用されるのを第２締結具としたが、第１締結具でもよく、第１被接続部が第１接続部に第１締結具で支持部材と共にメインフレームに接続されてもよい。このとき、第１被接続部が支持部材とメインフレームとの間に介在していてもよい。逆に、第１被接続部がナットを受容する凹部を有するとしたが、第２被接続部が同様の凹部を有していてもよい。第１拘束方向が車幅方向と直交する方向、特に車長方向であるとし、第２拘束方向が車幅方向であるとしたが、逆であってもよい。
メインフレーム（第１フレーム）とリアフレーム（第２フレーム）との接続について説明したが、車体フレームを構成する別の第１及び第２フレームの組合せに適用してもよい。自動二輪車１００に適用するとしたが、その他の鞍乗型車両にも適用可能である。
本発明は、鞍乗型車両の組立作業の負担軽減に資する車体フレーム構造を提供することができるとの作用効果を奏し、自動二輪車やＡＴＶなど鞍乗型車両に広く適用することができる。
１ 車体フレーム
２ ヘッドパイプ
３ メインフレーム
４ リアフレーム
２１ 屈曲ジョイント部材
２３ 上ジョイント部材
３０ 支持部材
３６ 上フレーム孔
４１ 第１接続部
４２ 第２接続部
４３ 第１被接続部
４４ 第２被接続部
４５ ナット
４５ａ 雌ねじ部
４６ 凹部
９１ 第１締結具
９２ａ，９２ｂ，１９２ 第２締結具
１００ 自動二輪車
１０３ 駆動ユニット
１０７ スイングアーム
１０８ リアサスペンション

Claims (12)

  1. メインフレームと、締結具で前記メインフレームに接続されて前記メインフレームから後方へ延びるリアフレームと、を備え、
    前記メインフレームは第１部材及び第２部材を接続することで形成され、前記メインフレームは前記リアフレームに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記第１接続部は前記第１部材に設けられ、前記第２接続部は前記第２部材に設けられ、前記第１接続部及び前記第２接続部は車幅方向に垂直な方向に互いに離れ、
    前記リアフレームは、第１締結具で前記第１接続部に第１拘束方向に接続される第１被接続部と、第２締結具で前記第２接続部に第２拘束方向に接続される第２被接続部とを有し、
    前記第１拘束方向が前記第２拘束方向と直交する、鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  2. 前記第１接続部及び前記第２接続部は、前記第１被接続部及び前記第２被接続部それぞれに対して着脱可能に構成され、
    前記第１接続部は前記第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第２接続部は前記第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容される、請求項１に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  3. 前記第１被接続部及び前記第２被接続部が成形加工により一体に形成される、請求項１又は２に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  4. 締結具で前記メインフレームと接続される支持部材を更に備え、
    当該締結具が、前記第１締結具又は前記第２締結具であり、
    前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうちいずれか一方が、前記第１接続部及び前記第２接続部のうちこれに対応するものに、当該締結具で前記支持部材と共に接続される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  5. 前記メインフレームが車幅方向に対を成し、前記支持部材の前記メインフレームへの接続のための前記締結具が車幅方向に対を成し、
    前記支持部材が前記一対のメインフレームの間に配置され、前記一対の締結具は、前記一対のメインフレームのそれぞれ車幅方向外側から車幅方向に互いに向き合うよう差し込まれ、前記支持部材は、前記一対の締結具それぞれと係合する車幅方向に一対の被締結部を有し、前記一対のメインフレームの両方を前記支持部材に押し付けて前記一対の締結具を前記一対の被締結部に係合させることによって前記一対のメインフレームそれぞれに接続され、
    前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうち前記いずれか一方が、前記支持部材と前記メインフレームとの間に介在する、請求項４に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  6. 前記支持部材は、スイングアームを支持するスイングアーム支持部、リアサスペンションを支持するサスペンション支持部、及び、駆動ユニット、のうちのいずれかである、請求項４又は５に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  7. 前記メインフレームは、複数のパイプ部材を溶接することで形成され、
    前記第１拘束方向及び前記第２拘束方向のうちいずれか一方が車幅方向に直交する方向であり、前記第１接続部及び前記第２接続部のうち前記いずれか一方の拘束方向と対応するものが、前記パイプ部材を連結する連結部材に設けられている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  8. 前記第１拘束方向及び前記第２拘束方向のうちいずれか一方が、車長方向である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  9. 前記第１拘束方向が車幅方向に直交する方向であり、前記第２拘束方向が車幅方向であり、
    前記リアフレームは、前記第１被接続部よりも車幅方向内方で後方に延びる延長部分を有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  10. 前記メインフレーム及び前記リアフレームが車幅方向に対を成し、前記一対のリアフレームが別個に形成される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  11. 前記第１接続部及び前記第２接続部のうちいずれか一方が、前記第１締結具及び前記第２締結具のうち対応するものと係合する雌ねじ部を有するナットを含み、前記メインフレームの外面から前記リアフレームに向けて突出し、
    前記第１被接続部及び前記第２被接続部のうち対応するものが、前記ナットに向けて開放された凹部を有し、前記ナットが前記凹部に受容された状態で前記対応する締結具が前記凹部の底壁孔を通って前記凹部内の前記ナットに向けて挿入される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  12. 第１フレームと、締結具で前記第１フレームに接続された第２フレームと、を備え、
    前記第１フレームは第１部材及び第２部材を接続することで形成され、前記第１フレームは前記第２フレームに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記第１接続部は前記第１部材に設けられ、前記第２接続部は前記第２部材に設けられ、前記第１接続部及び前記第２接続部は車幅方向に垂直な方向に互いに離れ、
    前記第２フレームは、第１締結具で前記第１接続部に第１拘束方向に接続される第１被接続部と、第２締結具で前記第２接続部に第２拘束方向に接続される第２被接続部と、を有し、前記第１拘束方向が前記第２拘束方向と直交し、
    前記第１接続部及び前記第２接続部が、前記第１被接続部及び前記第２被接続部それぞれに対して着脱可能に構成され、前記第１接続部は前記第１拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第２接続部は前記第２拘束方向以外の方向に所定範囲内で変位を許容され、前記第１被接続部及び前記第２被接続部が成形加工により一体に形成される、鞍乗型車両の車体フレーム構造。
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