JP4673641B2 - 自動二輪車の車体フレーム - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車の車体フレームの改良に関するものである。

従来の自動二輪車の車体フレームとして、車体フレームにスイングアームを支持するピボット部を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３４３６３３０号公報

特許文献１の図２〜図４を以下に説明する。
車体フレーム１は、ヘッドパイプ２から後方、そして下方に延びるメインパイプ３と、このメインパイプ３の後部上部から後方へ延ばしたシートレール４と、メインパイプ３の下部とシートレール４とに渡したサブパイプ７とを備え、メインパイプ３の下方に延びた後部に左右一対の補強体１３，１３を取付け、メインパイプ３及び補強体１３，１３を貫通させるように筒状のピボット部８ａを取付け、メインパイプ３とシートレール４との結合部にリヤクッション受け１１を取付けたものである。

上記した補強体１３，１３はメインパイプ３に溶接され、ピボット部８ａはメインパイプ３及び補強体１３，１３に溶接され、リヤクッション受け１１もメインパイプ３及びシートレール４に溶接されるから、溶接箇所が多くなり、溶接作業の時間が多く掛かる。また、部品数が多いために、重量増、コスト増を招く。従って、生産性向上、軽量化、コスト低減が望まれる。
本発明の目的は、自動二輪車の車体フレームを改良することで、車体フレームの生産性を向上させ、軽量化及びコスト低減を図ることにある。

請求項１に係る発明は、車体フレームの主フレームに、前端に設けたヘッドパイプと、このヘッドパイプから後方へ延ばした１本のメインフレームと、このメインフレームの後部からほぼ下方に延ばしたピボットフレームとを備え、このピボットフレームに設けたピボット支持部にピボット軸を通し、このピボット軸に、後輪を支持するスイングアームを上下スイング自在に取付け、このスイングアームと前記車体フレーム側とにクッションユニットを渡した自動二輪車において、車体フレームの主要部をアルミニウム合金鋳造製とし、ピボット支持部の上方及び下方の前記ピボットフレームを、ピボット軸の両端部を支持する左右のブラケットを取付けるためにピボット支持部よりも車両の両側方に突出させ、ピボットフレームの後部に、クッションユニットの左右を覆うように後方に延びる起立壁を設け、ピボットフレームの後壁の一部が前方に凹むようにして後底壁が形成されるとともに、起立壁が後底壁の左右の壁をなすように設けられていることを特徴とする。

ピボットフレームにピボット軸の両端部を支持する左右のブラケットを取付けるために、ピボット支持部の上方及び下方のピボットフレームをピボット支持部よりも車両の両側方に突出させ、ピボット支持部の両側方にスイングアームの左右のアーム部を配置して、ピボット支持部及び左右のブラケットに取付けたピボット軸でスイングアームを支持する。
このようなピボット支持部と、ピボット支持部の上方及び下方に突出させた突出部とは、鋳造にて一体に成形する。

請求項２に係る発明は、請求項１において、後底壁は、クッションユニットに沿うように設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１におて、クッションユニットの車体フレーム側取付部が、起立壁から車幅方向内側に突出して設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１において、自動二輪車は、主フレームの後部上部から後方斜め上方に延ばした左右一対のシートレールをさらに備え、主フレーム側のシートレール取付穴がピボットフレームの起立壁に設けられていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１において、ピボットフレームは、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部と、左右方向に突出するピボット支持部・アッパブラケット取付部・ロアブラケット取付部を一体に成形したことを特徴とする。
左右割りの型で左右方向に開放した凹部と、左右方向に突出するピボット支持部・アッパブラケット取付部・ロアブラケット取付部を一体に成形するため、これらの凹部、ピボット支持部・アッパブラケット取付部・ロアブラケット取付部の成形が容易になる。

請求項１に係る発明では、ピボットフレームにおけるピボット支持部の上方及び下方を、ピボット支持部よりも車両の両側方に突出させて、ピボット支持部とブラケットとの間にスイングアームの左右のアーム部を配置して、ピボット支持部と左右のブラケットとの両方でピボット軸を介してスイングアームを支持する車体フレームの主要部を、鋳造にて容易に一体成形することができ、従来のようなピボット部周りの溶接部分が無くなり、部品数が低減できて、車体フレームの生産性を向上させることができるとともに、車体フレームの軽量化、コスト低減を図ることができる。
また、ピボットフレームの後部に起立壁を設けたので、鋳造によって別部品を溶接することなく容易に起立壁を形成することができ、また、これらの起立壁によって車体フレームの強度・剛性を容易に確保することができる。

請求項２に係る発明では、請求項１において、後底壁は、クッションユニットに沿うように設けた。

請求項３に係る発明では、請求項１におて、クッションユニットの車体フレーム側取付部が、起立壁から車幅方向内側に突出して設けられている。
請求項４に係る発明では、請求項１において、自動二輪車は、主フレームの後部上部から後方斜め上方に延ばした左右一対のシートレールをさらに備え、主フレーム側のシートレール取付穴がピボットフレームの起立壁に設けられている。
請求項５に係る発明では、左右割りの型で左右方向に開放した凹部と、左右方向に突出するピボット支持部・アッパブラケット取付部・ロアブラケット取付部を一体に成形するので、これらの凹部、ピボット支持部・アッパブラケット取付部・ロアブラケット取付部を容易に成形することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体フレームを採用した自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１０は、車体フレーム１１を前側の主フレーム１２と、この主フレーム１２の後部上部から後方斜め上方に延ばした左右一対のシートレール１３，１３（手前側の符号１３のみ示す。）とで構成し、主フレーム１２の前端部に備えるヘッドパイプ１４に操舵自在にフロントフォーク１６を取付け、このフロントフォーク１６の下端に前輪１７を取付け、主フレーム１２の前部下部及び後部下部でエンジン１８及び変速機２１からなるパワーユニット２２を支持し、主フレーム１２の後部に備えるリヤフレーム２３及びこのリヤフレーム２３の両側方に取付けた左右一対のブラケット２４，２６（手前側の符号２４のみ示す。）にピボット軸２７を取付け、このピボット軸２７にスイングアーム２８を上下スイング自在に取付け、このスイングアーム２８の後端部に後輪３１を取付け、スイングアーム２８の上部と主フレーム１２の後部上部とにリヤクッションユニット３２を渡した車両である。
上記したスイングアーム２８及びリヤクッションユニット３２は、後輪３１を懸架する後輪用サスペンション３３を構成するものである。

ここで、４１は前輪１７の上方を覆うフロントフェンダ、４２はヘッドランプ、４３はメータ、４４はハンドル、４５はラジエータ、４６は主フレーム１２の上部に取付けた燃料タンク、４７はエンジン１８のシリンダヘッド４８の後部に取付けたスロットルボディ、４９はスロットルボディ４７に接続したエアクリーナ、５１，５２はパワーユニット２２を支持する支持ブラケット、５３はパワーユニット２２を支持するためにリヤフレーム２３に設けたリヤ支持部、５４はシリンダヘッド４８の前部からエンジン１８の下方を通って後方に延ばした排気管、５６，５７は複数の排気管５４に集合部を介して接続した第１マフラ及び第２マフラである。

また、６１，６１（手前側の符号６１のみ示す。）はブラケット２４，２６にそれぞれ取付けた左右一対のステップ支持ステー、６２，６２（手前側の符号６２のみ示す。）はステップ支持ステー６１，６１にそれぞれ取付けた左右一対の運転者用ステップ、６３，６３（手前側の符号６３のみ示す。）はステップ支持ステー６１，６１にそれぞれ取付けた左右一対の同乗者用ステップ、６４はグラブレール、６５は後輪３１の上方を覆うリヤフェンダ、６６はテールランプ、６７はシートレール１３，１３に取付けたシートである。

図２は本発明に係る主フレームの側面図（図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両前方を表す。）であり、主フレーム１２は、前側のフロントフレーム７１と、このフロントフレーム７１の後端に溶接にて結合したリヤフレーム２３とからなる前後２部品で構成したアルミニウム合金鋳造製とした部材である。なお、７２はフロントフレーム７１とリヤフレーム２３との結合部である。

フロントフレーム７１は、鋳造時に中子を入れることにより中空に成形した部材であり、ヘッドパイプ１４と、このヘッドパイプ１４から後方へ延ばした１本のメインフレーム部７４と、エンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにメインフレーム部７４の前部下部から側方斜め下方且つ後方斜め下方へそれぞれ延ばした左右一対のフロント支持部７５，７６（手前側の符号７５のみ示す。）とを一体に成形した部材である。なお、７７，７７はエンジン１８（図１参照）の前部を支持するためにフロント支持部７５，７６の先端部にそれぞれ設けたエンジン支持穴である。

メインフレーム部７４は、後部に断面積が最も小さい小断面部７４ａ（この小断面部７４ａを通る直線を８１とする。）を設け、後端に設けたフロント側結合部７４ｂの断面積（即ち、結合部７２の断面積である。）を小断面部７４ａの断面積よりも大きくした部分である。

車両に組み込んだ主フレーム１２には、車両走行中に、前輪、フロントフォークを介してヘッドパイプ１４から、あるいは、後輪、スイングアーム、ピボット軸を介してリヤフレーム２３から主フレーム１２を変形させようとする力が加わる。

例えば、ブレーキングの際には、前輪側からヘッドパイプ１４に後向きの力が作用して、主フレーム１２の全体が、前輪車軸と後輪車軸との距離、即ち、ホイールベースを短くするように変形する。
また、スロットルを開けて加速する際には、後輪の駆動力によってリヤフレーム２３に前向きの力が作用して、主フレーム１２の全体が、ホイールベースを短くするように変形する。

上記の場合には、小断面部７４ａに大きな応力が発生するが、結合部７２は、小断面部７４ａよりも断面積が大きいので、結合部７２に発生する応力は小断面部７４ａよりも小さくなる。

小断面部７４ａに対して結合部７２を車両後方に設けたのは、ヘッドパイプ１４側からの最大入力（例えば、フルブレーキンング時の入力である。）がリヤフレーム２３側からの最大入力よりも大きくなるために、結合部７２を小断面部７４ａより車両前方に設けた場合、結合部７２に過大な応力が発生するからである。
また、結合部７２が、１本のメインフレーム部７４と、車体の各部を支持するリヤフレーム２３とに丁度分割し易い位置でもあるからである。

リヤフレーム２３は、フロントフレーム７１のフロント側結合部７４ｂの中空部８３に嵌合させるために突出させたリヤ側結合部８４と、パワーユニット２２（図１参照）の後部を取付けるための左右一対のパワーユニット取付穴８６，８６（手前側の符号８６のみ示す。）及び左右一対のパワーユニット取付穴８７，８７（手前側の符号８７のみ示す。）と、シートレール１３，１３（図１参照）を取付けるためのシートレール取付穴９１，９１（手前側の符号９１のみ示す。）及びシートレール取付穴９２，９２（手前側の符号９２のみ示す。）と、リヤクッションユニット３２（図１参照）の一端を取付けるための左右一対のクッション上部取付穴９３，９３（手前側の符号９３のみ示す。）と、ピボット軸２７（図１参照）を挿入するためのピボット挿入穴９４と、ブラケット２４，２６（図１参照）を取付けるための左右一対のブラケット取付穴９６，９６（手前側の符号９６のみ示す。）及びブラケット取付穴９７，９７（手前側の符号９７のみ示す。）とを備え、側面に複数のリブ、例えば、左右一対のリブ１０１〜１０３（手前側の符号１０１〜１０３のみ示す。）を設けた部材である。

図３は本発明に係る主フレームの斜視図であり、鋳造にて一体成形したフロントフレーム７１のメインフレーム部７４に、鋳造にて一体成形したリヤフレーム２３を結合させた主フレーム１２を示す。

１本のメインフレーム部７４は後方へほぼ直線状に延び、エンジンハンガとなるフロント支持部７５，７６は、メインフレーム部７４から左右のほぼ下方に延びる。これらのメインフレーム部７４、フロント支持部７５，７６は、中空とした部分である。
リヤフレーム２３のブラケット取付穴９６を開けたアッパブラケット取付部１１１（左右一対の左アッパ取付部１１１Ｌ、右アッパ取付部１１１Ｒからなる。）及びブラケット取付穴９７を開けたロアブラケット取付部１１３（左右一対の左ロア取付部１１３Ｌ、右ロア取付部１１３Ｒからなる。）は、ピボット挿入穴９４を開けたピボット支持部１１６（左右一対の左ピボット支持部１１６Ｌ、右ピボット支持部１１６Ｒからなる。）よりもそれぞれ側方に突出した部分である。

ここで、１２１，１２２は左アッパ取付部１１１Ｌ、左ピボット支持部１１６Ｌ及び左ロア取付部１１３Ｌを連結する左補強壁、１２３，１２４（符号１２３のみ図示。）は右アッパ取付部１１１Ｒ、右ピボット支持部１１６Ｒ及び右ロア取付部１１３Ｒを連結する右補強壁である。

図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る主フレームの断面図である。
（ａ）は図２のａ−ａ線断面図であり、メインフレーム部７４の断面を角パイプ状としたことを示す。
（ｂ）は図２のｂ−ｂ線断面図であり、フロントフレームとリヤフレームとの結合部７２は、角パイプ状のフロント側結合部７４ｂの内側に角パイプ状のリヤ側結合部８４を嵌合させた部分である。

（ｃ）は図２のｃ−ｃ線断面図であり、リヤフレーム２３に、その中央部をほぼ全体に亘って上下に延びる縦壁２３Ａを設け、この縦壁２３Ａから左アッパ取付部１１１Ｌ、右アッパ取付部１１１Ｒ、左ピボット支持部１１６Ｌ、右ピボット支持部１１６Ｒ、左ロア取付部１１３Ｌ、右ロア取付部１１３Ｒをそれぞれ左方又は右方に延ばし、アッパブラケット取付部１１１及びロアブラケット取付部１１３の幅Ｗ１をピボット支持部１１６の幅Ｗ２よりも大きくし、これらのアッパブラケット取付部１１１及びロアブラケット取付部１１３の端面（アッパ側左端面１１１ａ、アッパ側右端面１１１ｂ、ロア側左端面１１３ａ、ロア側右端面１１３ｂである。）に取付けたブラケット２４，２６とピボット支持部１１６との間にスイングアーム２８の左アーム２８ａ及び右アーム２８ｂを配置し、これらのブラケット２４、左アーム２８ａ、ピボット支持部１１６、右アーム２８ｂ、ブラケット２６にピボット軸２７を通すことで、ピボット支持部１１６とブラケット２４，２６とでピボット軸２７を介してスイングアーム２８をスイング自在に支持したことを示す。

また、左補強壁１２１，１２２（左補強壁１２１のみ示す。）及び右補強壁１２３，１２４（右補強壁１２３のみ示す。）を、ピボット支持部１１６側からアッパブラケット取付部１１１側へ徐々に幅広とし、ピボット支持部１１６側からロアブラケット取付部１１３側へ徐々に幅広とすることで、アッパブラケット取付部１１１及びロアブラケット取付部１１３を補強したことを示す。なお、１２６，１２７は縦壁２３Ａよりも車両側方であってアッパブラケット取付部１１１とロアブラケット取付部１１３との間に出来る凹部である。

このように、リヤフレーム２３は、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部１２６，１２７と、左右方向に突出するアッパブラケット取付部１１１・ロアブラケット取付部１１３・ピボット支持部１１６とを一体に成形したものである。

図５は本発明に係る主フレームの背面図であり、リヤフレーム２３は、後壁２３Ｂにリヤクッションユニット３２の左右を覆うために左右縁部からそれぞれ後方に一体に突出させた起立壁１３１，１３２を備える。なお、１３４，１３５はリヤクッションユニット３２の上端部３２ａを取付けるクッション上部取付穴９３（図２参照）をそれぞれ開けたクッション上部取付部（図２参照）、１３６は左右の起立壁１３１，１３２間のリヤクッションユニット３２の一部を収納する空間、３２ｂはリヤクッションユニット３２をスイングアーム２８（図１参照）に取付ける下端部である。

図６は本発明に係るリヤフレームへのリヤクッションユニットの取付状態を示す断面図（一部側面図）であり、起立壁１３１，１３２間（奥側の起立壁１３２のみ示す。）に位置し且つ後壁２３Ｂの一部を構成する後底壁２３Ｃは、リヤクッションユニット３２にほぼ沿って設けた部分であり、クッション上部取付部１３４，１３５（クッション上部取付部１３５のみ示す。）は、上記の後底壁２３Ｃ及び起立壁１３１，１３２から突出させた部分である。

上記した起立壁１３１，１３２は、鋳造にて容易に形成することができ、例えば、溶接にて別部材とした起立壁を取付けるのに比べて、容易に形成することができ、コスト低減、生産性向上を図ることができる。また、起立壁１３１，１３２には、補強リブの役目もあるから、別体の補強材を取付けるのに比べて、リヤフレーム２３の強度・剛性を容易に向上させることができる。

以上の図１、図３及び図５で示したように、本発明は第１に、車体フレーム１１の主要部としての主フレーム１２に、前端に設けたヘッドパイプ１４と、このヘッドパイプ１４から後方へ延ばした１本のメインフレームとしてのメインフレーム部７４と、このメインフレーム部７４の後部からほぼ下方に延ばしたピボットフレームとしてのリヤフレーム２３とを備え、このリヤフレーム２３に設けたピボット支持部１１６にピボット軸２７を通し、このピボット軸２７に、後輪３１を支持するスイングアーム２８を上下スイング自在に取付け、このスイングアーム２８と車体フレーム１１側とにリヤクッションユニット３２を渡した自動二輪車１０において、車体フレーム１１の主フレーム１２をアルミニウム合金鋳造製とし、ピボット支持部１１６の上方及び下方のリヤフレーム２３を、ピボット軸２７の両端部を支持する左右のブラケット２４，２６（図４（ｃ）参照）を取付けるためにピボット支持部１１６よりも車両の両側方に突出させたことを特徴とする。

リヤフレーム２３におけるピボット支持部１１６の上方及び下方を、ピボット支持部１１６よりも車両の両側方に突出させて、ピボット支持部１１６とブラケット２４，２６との間にスイングアーム２８の左右のアーム部としての左アーム２８ａ、右アーム２８ｂを配置して、ピボット支持部１１６と左右のブラケット２４，２６との両方でピボット軸２７を介してスイングアーム２８を支持する車体フレーム１１の主フレーム１２を、鋳造にて容易に一体成形することができ、従来のようなピボット部周りの溶接部分が無くなり、部品数が低減できて、車体フレーム１１の生産性を向上させることができるとともに、車体フレーム１１の軽量化、コスト低減を図ることができる。

本発明は第２に、フロントフレーム７１、詳しくは、メインフレーム部７４の後部及びリヤフレーム２３の後部の少なくとも一方に、リヤクッションユニット３２の左右を覆うように後方に延びる起立壁１３１，１３２を設けたことを特徴とする。

メインフレーム部７４の後部及びリヤフレーム２３の後部の少なくとも一方に起立壁１３１，１３２を設けたので、鋳造によって別部品を溶接することなく容易に起立壁１３１，１３２を形成することができ、また、これらの起立壁１３１，１３２によって車体フレーム１１の強度・剛性を容易に確保することができる。

本発明は第３に、図４（ｃ）に示したように、リヤフレーム２３を、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部１２６，１２７と、左右方向に突出するピボット支持部１１６・アッパブラケット取付部１１１・ロアブラケット取付部１１３を一体に成形したことを特徴とする。

左右割りの型で左右方向に開放した凹部１２６，１２７と、左右方向に突出するピボット支持部１１６・アッパブラケット取付部１１１・ロアブラケット取付部１１３を一体に成形するので、これらの凹部１２６，１２７、ピボット支持部１１６・アッパブラケット取付部１１１・ロアブラケット取付部１１３を容易に成形することができる。

尚、本実施形態では、図６に示したように、リヤクッションユニット３２の上端部３２ａを取付けるクッション上部取付部１３４，１３５をリヤフレーム２３の後部に設けたが、これに限らず、クッション上部取付部をフロントフレーム７１の後部に設けてもよい。

本発明の車体フレームは、二輪車に好適である。

本発明に係る車体フレームを採用した自動二輪車の側面図である。 本発明に係る主フレームの側面図である。 本発明に係る主フレームの斜視図である。 本発明に係る主フレームの断面図である。 本発明に係る主フレームの背面図である。 本発明に係るリヤフレームへのリヤクッションユニットの取付状態を示す断面図（一部側面図）である。

符号の説明

１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１２…主フレーム、１３…シートレール、１４…ヘッドパイプ、２３…ピボットフレーム、２３Ｂ…後壁２４、２３Ｃ…後底壁、２６…ブラケット、２７…ピボット軸、２８…スイングアーム、３１…後輪、３２…クッションユニット、７４…メインフレーム、９１，９２…取付穴、１１１…アッパブラケット取付部、１１３…ロアブラケット取付部、１１６…ピボット支持部、１２６，１２７…凹部、１３１，１３２…起立壁、１３４，１３５…クッションユニットの車体フレーム側取付部。

Claims (5)

1. 車体フレーム（１１）の主フレーム（１２）に、前端に設けたヘッドパイプ（１４）と、このヘッドパイプ（１４）から後方へ延ばした１本のメインフレーム（７４）と、このメインフレーム（７４）の後部からほぼ下方に延ばしたピボットフレーム（２３）とを備え、このピボットフレーム（２３）に設けたピボット支持部（１１６）にピボット軸（２７）を通し、このピボット軸（２７）に、後輪（３１）を支持するスイングアーム（２８）を上下スイング自在に取付け、このスイングアーム（２８）と前記車体フレーム（１１）側とにクッションユニット（３２）を渡した自動二輪車において、
   前記車体フレーム（１１）の主フレーム（１２）をアルミニウム合金鋳造製とし、
   前記ピボット支持部（１１６）の上方及び下方の前記ピボットフレーム（２３）を、前記ピボット軸（２７）の両端部を支持する左右のブラケット（２４，２６）を取付けるために前記ピボット支持部（１１６）よりも車両の両側方に突出（１１１，１１３）させ、
   前記ピボットフレーム（２３）の後部に、前記クッションユニット（３２）の左右を覆うように後方に延びる起立壁（１３１，１３２）を設け、
   前記ピボットフレーム（２３）の後壁（２３Ｂ）の一部が前方に凹むようにして後底壁（２３Ｃ）が形成されるとともに、前記起立壁（１３１，１３２）が前記後底壁（２３Ｃ）の左右の壁をなすように設けられている、
   ことを特徴とする自動二輪車の車体フレーム。
2. 前記後底壁（２３Ｃ）は、クッションユニット（３２）に沿うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム。
3. 前記クッションユニット（３２）の車体フレーム側取付部（１３４，１３５）が、前記起立壁（１３１，１３２）から車幅方向内側に突出して設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム。
4. 前記自動二輪車は、主フレーム（１２）の後部上部から後方斜め上方に延ばした左右一対のシートレール（１３，１３）をさらに備え、前記主フレーム（１２）側のシートレール取付穴（９１，９２）が前記ピボットフレーム（２３）の起立壁（１３１，１３２）に設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム。
5. 前記ピボットフレーム（２３）は、左右割りの型で鋳造することにより、左右方向に開放した凹部（１２６，１２７）と、左右方向に突出するピボット支持部（１１６）・アッパブラケット取付部（１１１）・ロアブラケット取付部（１１３）を一体に成形したことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム。

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