JP4754337B2 - 自動二輪車の車体フレーム構造 - Google Patents

Description

この発明は、自動二輪車の車体フレーム構造に関する。

従来、自動二輪車の車体フレーム構造において、フレーム部材に弾性体を介してカウンタウエイトを支持することで、車体フレームの振動を低減する手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開平５−７２６８９号公報

ところで、車体の駆動反力や路面からの反力に起因する低周波の振動に対しては、一般的には車体フレームに補強部材を追加する等、車体剛性を高めることで対応することが多い。一方、特に大型の自動二輪車においては、旋回走行時等に車体フレームに一定のしなりが生じる方が運転者に好まれる場合があるため、車体剛性を適度に抑えることもある。これらを両立させるべく、前記低周波の振動対策として従来の如くカウンタウエイトを用いることも考えられるが、通常のカウンタウエイトでは質量が不足して周波数合わせが困難である。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車体の低周波の振動を低減すると共にしなやかさを保つことができる自動二輪車の車体フレーム構造を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、車体フレーム（５）の前部で前輪支持部材（３）を操舵可能に支持し、後部で後輪支持部材（９）を揺動可能に支持する自動二輪車の車体フレーム構造において、前記車体フレーム（５）の少なくとも一部に、該車体フレーム（５）を構成する部材（３６，３７）同士を弾性部材（４１）を介在させて連結する弾性連結部（３５）を設け、前記弾性連結部（３５）が、互いに嵌合する内外部材（３８，３９）間に前記弾性部材（４１）を介在させてなり、ヘッドパイプ（６）から後方に延びてシート支持部（１４）に至るメインパイプ（１３）に、前記弾性連結部（３５）を設け、車体側面視において、前記メインパイプ（１３）、シート支持部（１４）、リアクッションユニット（３４）、及び前記後輪支持部材（９）のアッパアーム（３２）が、前記ヘッドパイプ（６）の上部から後輪中心まで概ね一直線をなすように配設されると共に、
前記メインパイプ（１３）が、その前部を構成する前フレームパイプ（３６）と、後部を構成する後フレームパイプ（３７）とを、前記弾性連結部（３５）を介して一体的に連結してなり、前記弾性連結部（３５）が、前記後フレームパイプ（３７）の前部を円筒状の前記内部材（３９）とする一方、該内部材（３９）を所定の間隙をもって挿通させる円筒状の前記外部材（３８）を前記前フレームパイプ（３６）の後端部から斜め下後方に延出し、かつこれら内外部材（３８，３９）間に前記弾性部材（４１）を介装してなり、前記弾性部材（４１）が、リング状のものを前記内部材（３９）の外周にその長手方向で複数並べるように装着してなり、これらが前記内外部材（３８，３９）にそれぞれ強固に接合されることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記メインパイプ（１３）の前部と左右ダウンパイプ（１５）の前端部との間に渡るガセットパイプ（２７）と、エンジン（１２）上部を支持するエンジンハンガ（２８）とを有し、前記エンジンハンガ（２８）が、前記ガセットパイプ（２７）の後端部と前記外部材（３８）の中間部とに跨るように設けられることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記車体フレーム（５）がループ状部（２６）を形成し、該ループ状部（２６）の一部に前記弾性連結部（３５）を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、車体フレームに弾性部材を介在させた弾性連結部を設けることで、車体フレームに低周波振動の基となる入力があってもこれを柔軟に吸収することが可能となるため、車体の低周波の振動を効果的に低減することができる。また、車体フレームに適度なしなりを生じさせることが可能となるため、車体のしなやかさを良好に保つことができる。

この発明によれば、車体フレームのループ状部に弾性部材が介在することとなり、車体フレームの強度剛性を一定に保ちつつ、該車体フレームに適度なしなりを生じさせることができる。

この発明によれば、車体前後に延在するメインパイプに前記弾性連結部が設けられることとなり、車体フレームのしなりを効果的に発生させることができる。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示す自動二輪車１は、キャスター角を大きく確保し、その車体を低く長いものとした所謂アメリカンタイプの車両である。自動二輪車１の前輪２は、左右一対のフロントフォーク（前輪支持部材）３の下端部に軸支され、該左右フロントフォーク３の上部は、ステアリングステム４を介して車体フレーム５前端部のヘッドパイプ６に操舵可能に枢支される。ステアリングステム４の上部には、転舵用のバーハンドル７が取り付けられる。自動二輪車１の後輪８は、スイングアーム（後輪支持部材）９の後端部に軸支され、該スイングアーム９の前端部は、車体フレーム５後部のピボットブラケット１１に上下揺動可能に枢支される。

図２を併せて参照し、車体フレーム５は、車体略中央に位置するエンジン１２を取り囲む所謂クレードルフレームとして構成される。車体フレーム５は、ヘッドパイプ６の上部からエンジン１２の上方を斜め下後方へ延びるメインパイプ１３と、該メインパイプ１３の後端部から左右に分岐して後方へ延びる左右シート支持パイプ（シート支持部）１４と、ヘッドパイプ６の下部から左右に分岐してメインパイプ１３よりも急傾斜をなして斜め後下方に延びる左右ダウンパイプ１５とを主としてなる。各パイプ１３，１４，１５は、それぞれ丸形鋼管に曲げ加工等を施してなる。

メインパイプ１３の上方には燃料タンク１６が配置され、燃料タンク１６の後方（シート支持パイプ１４の上方）には運転者用のシート１７が配置される。シート１７の後方には、後部同乗者用の後部シート１８が連設される。なお、図１中符号１９は、左右シート支持パイプ１４の後部から後方に延びてシート１７の後部及び後部シート１８等を支持する左右リアシートフレームを示す。

エンジン１２は、クランク軸が左右方向に沿うＶ型二気筒エンジンであり、クランクケース２１上には前後シリンダ２２が立設され、両シリンダ２２の吸気ポートにはこれらのバンク間に位置するスロットルボディ２３が接続される。一方、両シリンダ２２の排気ポートからはそれぞれ排気管２４が導出され、該各排気管２４が車体後部右側に取り回されて後輪８右側のサイレンサ２５に接続される。

左右ダウンパイプ１５は、ヘッドパイプ６から下方に延びた後、エンジン１２の下端部前方両側で屈曲して後方へ延び、かつその後部は、エンジン１２の下端部後方両側でさらに屈曲して斜め後上方へ延びて、その上端部が左右シート支持パイプ１４の後端部に接続される。これにより、車体フレーム５が側面視閉ループ状をなしてエンジン１２を取り囲む。以下、車体フレーム５における前記閉ループ状をなす部位をループ状部２６ということがある。なお、図中符号２７はメインパイプ１３の前部と左右ダウンパイプ１５の前端部との間に渡るガセットパイプを、符号２８はエンジン１２上部を支持するエンジンハンガをそれぞれ示す。

左右ダウンパイプ１５の後部（斜め後上方へ延びる部位）における上下中間部には、それぞれ前記ピボットブラケット１１が設けられ、該ピボットプラケットには、左右方向に沿うピボット軸を介してスイングアーム９の前端部が支持される。スイングアーム９は、例えば前記ピボット軸を上下中間部に挿通するフロントメンバ３１と、該フロントメンバ３１の上端部から後輪軸支位置まで後下がりに延びるアッパアーム３２と、フロントメンバ３１の下端部から後輪軸支位置まで後上がりに延びるロアアーム３３とを有してなる。

すなわち、スイングアーム９は、側面視略三角形状の閉ループ構造をなし、そのフロントメンバ３１の上端部とメインパイプ１３の後端部との間には、リアクッションユニット３４が後下がりに配設される。なお、車体側面視において、メインパイプ１３、シート支持パイプ１４、リアクッションユニット３４、及びアッパアーム３２は、ヘッドパイプ６の上部から後輪中心まで概ね一直線をなすように配設される。

ここで、メインパイプ１３における前後中間部のやや後側の部位には、前後フレームパイプ３６，３７を後述の弾性部材４１を介して連結する弾性連結部３５が設けられる。換言すれば、メインパイプ１３は、その前部を構成する前フレームパイプ３６と、後部を構成する後フレームパイプ３７とを、前記弾性連結部３５を介して一体的に連結してなる。

図２，３に示すように、弾性連結部３５は、後フレームパイプ３７の前部を円筒状の内筒部材（内部材）３９とする一方、該内筒部材３９を所定の間隙をもって挿通させる円筒状の外筒部材（外部材）３８を前フレームパイプ３６の後端部から斜め下後方に延出し、かつこれら内外筒部材３８，３９間に例えばウレタンゴム製の弾性部材４１を介装してなる。なお、前記エンジンハンガ２８は、ガセットパイプ２７の後端部と外筒部材３８の中間部とに跨るように設けられている。

弾性部材４１は、例えばリング状のものを内筒部材３９の外周にその長手方向で複数並べるように装着してなり、これらが内外筒部材３８，３９にそれぞれ加硫接着等により強固に接合される。これにより、低弾性及び高強度の金属材料の中間部に、ゴム等の弾性部材４１による高い弾性が付与された一体のメインパイプ１３が構成される。このように、メインパイプ１３が柔軟性及び剛性又は高強度を兼ね備えることで、これが単一の鋼材で構成される場合と比べて、車体フレーム５全体の剛性が適度に確保されると共に、そのねじりや曲げが柔軟に許容され、車体の振動の基となる応力の発生が抑えられる。

以上説明したように、上記実施例における車体フレーム構造は、車体フレーム５の前部でフロントフォーク３を操舵可能に支持し、後部でスイングアーム９を揺動可能に支持する自動二輪車１に適用されるものであって、前記車体フレーム５が、該車体フレーム５の一部を構成する前後フレームパイプ３６，３７同士を連結する弾性連結部３５を有し、該弾性連結部３５が、互いに嵌合する内外筒部材３８，３９間に弾性部材４１を介在させてなるものである。

この構成によれば、車体フレーム５に弾性部材４１を介在させた弾性連結部３５を設けることで、車体フレーム５に低周波振動の基となる入力があってもこれを柔軟に吸収することが可能となるため、車体の低周波の振動を効果的に低減することができる。また、車体フレーム５に適度なしなりを生じさせることが可能となるため、車体のしなやかさを良好に保つことができる。

また、上記車体フレーム構造においては、前記車体フレーム５がループ状部２６を形成し、該ループ状部２６の一部に前記弾性連結部３５を設けたことで、車体フレーム５のループ状部２６に弾性部材４１が介在することとなり、車体フレーム５の強度剛性を一定に保ちつつ、該車体フレーム５に適度なしなりを生じさせることができる。

さらに、上記車体フレーム構造においては、ヘッドパイプ６から後方に延びてシート支持パイプ１４に至るメインパイプ１３に、前記弾性連結部３５を設けたことで、車体前後に延在するメインパイプ１３に前記弾性連結部３５が設けられることとなり、車体フレーム５のしなりを効果的に発生させることができる。

次に、この発明の第二実施例について図１，２を援用し図４を参照して説明する。
この実施例は、前記第一実施例に対して、内外筒部材３８，３９間に弾性部材４１を介在させた捻りダンパとしての前記弾性連結部３５に代わり、メインパイプ１３の長手方向で対向する前後フレームパイプ３６，３７の端部間に弾性部材１４１を介在させた所謂カップリングダンパとしての弾性連結部１３５を設けた点で異なるもので、前記実施例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、弾性連結部１３５は、前フレームパイプ３６の後端にその長手方向に略直交する板状の前エンドプレート３６ａを設ける一方、後フレームパイプ３７の前端にその長手方向と略直交する板状の後エンドプレート３７ａを設け、これら両エンドプレート３６ａ，３７ａ間に所定の間隙を設定すると共に、該間隙内に弾性連結体１４２を配設してなる。

図４（ｂ）を併せて参照し、弾性連結体１４２は、前後エンドプレート３６ａ，３７ａと対向する前後ガイドプレート１４３，１４４を有し、これら両ガイドプレート１４３，１４４間に例えばウレタンゴム製の弾性部材１４１を挟み込み、これらを加硫接着等により強固に接合してなる。

前後ガイドプレート１４３，１４４の外周部には、対向する前後エンドプレート３６ａ，３７ａの外周部（フランジ部）に向けて突出する複数のスタッドボルト１４５が立設され、該各スタッドボルト４５における前後エンドプレート３６ａ，３７ａを貫通した先端部にナット１４６を螺着し締め込むことで、弾性連結体１４２と前後フレームパイプ３６，３７とが結合されて一体のメインパイプ１３が構成される。なお、前後ガイドプレート１４３，１４４にナットが設けられ、該ナットにボルトを締め込んで弾性連結体１４２と前後フレームパイプ３６，３７とが結合される構成としてもよい。

以上説明した第二実施例においても、第一実施例と同様、車体の低周波の振動を効果的に低減することができると共に、車体のしなやかさを良好に保つことができる。また、車体フレーム５の強度剛性を一定に保ちつつ、該車体フレーム５に適度なしなりを生じさせることができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば弾性連結部３５，１３５は、メインパイプ１３に限らずダウンパイプ１５等に設けてもよく、かつ複数箇所に設けてもよい。
また、第一実施例における弾性連結部３５は、その内外筒部材３８，３９が円筒状に限らず角形等の多角形断面であってもよい。
さらに、第二実施例の応用例として、図５に示すように、前後エンドプレート３６ａ，３７ａ間に直接弾性部材１４１を挟み込み、これらを加硫接着等により強固に接合してなる弾性連結部１３５’を設けてもよい。
さらに、弾性部材４１，１４１はウレタンゴム等のゴム系材料に限らず、金属バネや樹脂系弾性部材であってもよい。
そして、上記実施例における構成は一例であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例における自動二輪車の側面図である。 上記自動二輪車の車体フレームの側面図である。 上記車体フレームの要部拡大図である。 この発明の第二実施例における図３に相当する拡大図であり、（ａ）は弾性連結部を一体に結合した状態を、（ｂ）は前記弾性連結部を分解した状態をそれぞれ示す。 上記第二実施例の応用例を示す図３に相当する拡大図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
３ フロントフォーク（前輪支持部材）
５ 車体フレーム
６ ヘッドパイプ
９ スイングアーム（後輪支持部材）
１３ メインパイプ
１４ シート支持パイプ（シート支持部）
２６ ループ状部
３５，１３５ 弾性連結部
３６ 前フレームパイプ（車体フレームを構成する部材）
３７ 後フレームパイプ（車体フレームを構成する部材）
３８ 外筒部材（外部材）
３９ 内筒部材（内部材）
４１，１４１ 弾性部材

Claims (3)

1. 車体フレーム（５）の前部で前輪支持部材（３）を操舵可能に支持し、後部で後輪支持部材（９）を揺動可能に支持する自動二輪車の車体フレーム構造において、
   前記車体フレーム（５）の少なくとも一部に、該車体フレーム（５）を構成する部材（３６，３７）同士を弾性部材（４１）を介在させて連結する弾性連結部（３５）を設け、
   前記弾性連結部（３５）が、互いに嵌合する内外部材（３８，３９）間に前記弾性部材（４１）を介在させてなり、
   ヘッドパイプ（６）から後方に延びてシート支持部（１４）に至るメインパイプ（１３）に、前記弾性連結部（３５）を設け、
   車体側面視において、前記メインパイプ（１３）、シート支持部（１４）、リアクッションユニット（３４）、及び前記後輪支持部材（９）のアッパアーム（３２）が、前記ヘッドパイプ（６）の上部から後輪中心まで概ね一直線をなすように配設されると共に、
   前記メインパイプ（１３）が、その前部を構成する前フレームパイプ（３６）と、後部を構成する後フレームパイプ（３７）とを、前記弾性連結部（３５）を介して一体的に連結してなり、
   前記弾性連結部（３５）が、前記後フレームパイプ（３７）の前部を円筒状の前記内部材（３９）とする一方、該内部材（３９）を所定の間隙をもって挿通させる円筒状の前記外部材（３８）を前記前フレームパイプ（３６）の後端部から斜め下後方に延出し、かつこれら内外部材（３８，３９）間に前記弾性部材（４１）を介装してなり、
   前記弾性部材（４１）が、リング状のものを前記内部材（３９）の外周にその長手方向で複数並べるように装着してなり、これらが前記内外部材（３８，３９）にそれぞれ強固に接合されることを特徴とする自動二輪車の車体フレーム構造。
2. 前記メインパイプ（１３）の前部と左右ダウンパイプ（１５）の前端部との間に渡るガセットパイプ（２７）と、エンジン（１２）上部を支持するエンジンハンガ（２８）とを有し、
   前記エンジンハンガ（２８）が、前記ガセットパイプ（２７）の後端部と前記外部材（３８）の中間部とに跨るように設けられることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。
3. 前記車体フレーム（５）がループ状部（２６）を形成し、該ループ状部（２６）の一部に前記弾性連結部（３５）を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車の車体フレーム構造。

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