JP5618856B2

JP5618856B2 - 自動二輪車の車体フレーム

Info

Publication number: JP5618856B2
Application number: JP2011028461A
Authority: JP
Inventors: 宗宏戸田; 彰細野; 小林　亮; 亮小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2031-02-14
Also published as: JP2012166657A; US20120205179A1; US8776933B2

Description

本発明は、前輪を軸支するフロントフォークおよび操向ハンドルを操向可能に支承するヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後下がりに延びる左右一対のメインフレームと、それらのメインフレームの後端部に車幅方向内側から接合されて下方に延びる左右一対のピボットプレートと、緩衝器の上端部が取付けられる緩衝器取付け部を有して前記両ピボットプレートの上端部間に設けられるクロスメンバとを備える自動二輪車の車体フレームに関する。

このような自動二輪車、特に不整地走行用の自動二輪車の車体フレームは、特許文献１で知られており、このものでは、ピボットプレートの上端部にメインフレームの後端部が接合され、クロスメンバの両端に設けられている接続部が、前記ピボットプレートおよび前記メインフレームの接合部に車幅方向内側からパッチを当てるようにして接合されている。

特開２００６−２０５９８５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、ピボットプレートおよびクロスメンバの接合部が、前後左右の荷重入力に対して弱く、しかもクロスメンバが比較的上方位置にあって緩衝器からの入力も比較的大きくなるので、クロスメンバの両端部のパッチとなる接続部を大きくかつ重厚にする必要がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、フレーム部材を重厚にすることなくクロスメンバのピボットプレートへの連結部の剛性を確保し得るようにした自動二輪車の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、前輪を軸支するフロントフォークおよび操向ハンドルを操向可能に支承するヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後下がりに延びる左右一対のメインフレームと、それらのメインフレームの後端部に車幅方向内側から接合されて下方に延びる左右一対のピボットプレートと、緩衝器の上端部が取付けられる緩衝器取付け部を有して前記両ピボットプレートの上端部間に設けられるクロスメンバとを備える自動二輪車の車体フレームにおいて、前記クロスメンバが、側面視で前記メインフレームおよび前記ピボットプレートの接合部に少なくとも一部を重ねるようにしつつ前記ピボットプレートの上端部を前記メインフレームの後端部との間に挟むようにして、前記両ピボットプレートの上端部間に設けられ、前記ピボットプレートの上端部の車幅方向内側には、中央部に第１の肉抜き凹部が形成されるようにして車幅方向内方に突出する接続突部が前記クロスメンバの端部を接合するようにして一体に設けられ、前記ピボットプレートの上端部の車幅方向外側には、前記メインフレームの後端部を嵌合、接合せしめる接合凹部が、側面視で前記第１の肉抜き凹部の少なくとも一部と重なるようにして形成され、側面視で前記第１の肉抜き凹部に一部が重なる第２の肉抜き凹部が前記接合凹部内に形成されることを第１の特徴とする。

本発明は、第１の特徴の構成に加えて、側面視で前記メインフレームの後方への仮想延長部よりも上方に位置する前記緩衝器取付け部が、前記クロスメンバの後部に一体に形成されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記メインフレームおよび前記ピボットプレートが、上方に凸となる方向で相互に角度をなして接合されることを第３の特徴とする。

本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記メインフレームよりも急角度をなして前記ヘッドパイプから後下がりに延びるダウンフレームと、前記メインフレームおよび前記ダウンフレーム間を結ぶ補強フレームとを備え、前記補強フレームは、その後方への仮想延長部の少なくとも一部が側面視で上部クロスメンバと重なるようにして前記メインフレームおよび前記ダウンフレーム間に設けられることを第４の特徴とする。

本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、側面視で前記クロスメンバの下方となる位置で前記ピボットプレートにエンジンハンガを介してエンジンが支持されることを第５の特徴とする。

なお実施の形態の上部クロスメンバ１３が本発明のクロスメンバに対応し、実施の形態の第３のエンジンハンガ２１が本発明のエンジンハンガに対応する。

本発明の第１の特徴によれば、左右一対のメインフレームの後端部に、左右一対のピボットプレートの上端部が車幅方向内側から接合されており、クロスメンバが、側面視でメインフレームおよびピボットプレートの接合部に少なくとも一部を重ねるようにしつつピボットプレートの上端部をメインフレームの後端部との間に挟むようにして両ピボットプレートの上端部間に設けられるので、メインフレームの後端部およびクロスメンバの端部間にピボットプレートの上端部が挟まれるようにしてメインフレーム、ピボットプレートおよびクロスメンバが接合されることになり、クロスメンバに形成された緩衝器取付け部に取付けられる緩衝器からの入力が、クロスメンバからピボットプレートおよびメインフレームに効率よく分散して伝達され、クロスメンバの両端部のピボットプレートへの接合部の剛性を、ピボットプレートおよびメインフレーム等のフレーム部材の重厚化を回避しつつ高めることができる。また特にピボットプレートの上端部の車幅方向内側に一体に設けられる接続突部の中央部に形成される第１の肉抜き凹部の少なくとも一部が、ピボットプレートの上端部の車幅方向外側に形成されてメインフレームの後端部を嵌合、接合せしめる接合凹部と側面視で重なり、その接合凹部内に、側面視で第１の肉抜き凹部に一部が重なる第２の肉抜き凹部が形成されるので、クロスメンバを接合するための接続突部がピボットプレートの上端部に一体に設けられることによる重量増加を抑えることができる。

また本発明の第２の特徴によれば、側面視でメインフレームの後方への仮想延長部よりも上方に緩衝器取付け部が配置されるので、緩衝器からの入力が緩衝器取付け部でモーメントに変換され、クロスメンバには回転力と前方斜め上方への突き上げ力が作用することになり、そのクロスメンバからメインフレームに作用する力はメインフレームの長手方向に沿うことになり、メインフレームを重厚化することなくメインフレームの剛性を確保することができる。

本発明の第３の特徴によれば、クロスメンバに作用する回転力によってメインフレームおよびピボットプレートにはそれらを下方に押し下げる方向の力が作用することなるが、メインフレームおよびピボットプレートが、上方に凸となる方向で相互に角度をなして接合されるので、そのような押し下げ方向の力に抗する剛性をメインフレームおよびピボットプレートの接合部に持たせることができる。

本発明の第４の特徴によれば、ヘッドパイプから後下がりに延びるダウンフレームと、メインフレームとの間には、補強フレームがその後方への仮想延長部の少なくとも一部が側面視でクロスメンバと重なるようにして設けられるので、クロスメンバに作用する回転力によってメインフレームおよびピボットプレートに作用する押し下げ方向の力に抗する方向に補強フレームが配置されることになり、剛性をより高めることができる。

本発明の第５の特徴によれば、側面視でクロスメンバの下方となる位置でピボットプレートにエンジンハンガを介してエンジンが支持されるので、緩衝器からピボットプレートに作用する上方への突き上げ力を、エンジン重量（慣性）で相殺することができる。

自動二輪車の側面図である。車体フレームの一部の側面図である。車体フレームの一部を図２の３矢視方向から見た図である。車体フレームの一部を後方斜め上方から見た斜視図である。ピボットプレートの上端部を車幅方向外側から見た側面図である。

本発明の実施の形態について添付の図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１〜図３において、この自動二輪車は、モトクロス競技用の自動二輪車であり、その車体フレームＦは、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク５およびバー状の操向ハンドル６を操向可能に支承するヘッドパイプ７と、該ヘッドパイプ７から後下がりに延びる左右一対のメインフレーム８…と、それらのメインフレーム８…よりも急角度で前記ヘッドパイプから後下がりに延びるダウンフレーム９と、該ダウンフレーム９の下端部にジョイント１０を介して連設されて後方に延びる左右一対のロアフレーム１１…と、前記メインフレーム８…の後端部に上端部が接合されて下方に延びるとともに前記両ロアフレーム１１…の後端部が下端部に連設される左右一対のピボットプレート１２…と、それらのピボットプレート１２…の上端部間に設けられる上部クロスメンバ１３と、前記両ピボットプレート１２…の下端部間に設けられる下部クロスメンバ１４と、前記上部クロスメンバ１３に前端部が連結されて後方に延びる左右一対のシートレール１５…と、前記両ピボットプレート１２…の上下方向中間部および前記両シートレール１５…の後部間を連結する左右一対のリヤフレーム１６…と、前記ダウンフレーム９の下部および前記両メインフレーム８…間を結ぶ略Ｕ字状の補強フレーム１７とを備える。

前記ピボットプレート１２…は、その上下方向の略中間部を後方に向けて凸に湾曲させて上下に延びるように形成されており、その上下方向中間部に設けられたリヤフレーム連結部１８…にリヤフレーム１６…の前部が連結される。

前記メインフレーム８…、前記ダウンフレーム９、前記ジョイント１０、前記ロアフレーム１１…および前記ピボットプレート１２…で囲まれる空間には、エンジンＥが配設されるものであり、このエンジンＥの前部は第１のエンジンハンガ１９を介して前記ジョイント１０に支持され、前記エンジンＥの下部は前記ロアフレーム１１…に設けられた第２のエンジンハンガ２０…に支持され、前記エンジンＥの上部は、前記ピボットプレート１２…の上部に第３のエンジンハンガ２１…を介して支持される。

前記ピボットプレート１２…の下部には、後輪ＷＲを後端部で軸支するスイングアーム２３の前端部が支軸２４を介して上下揺動可能に支承されており、前記下部クロスメンバ１４およびスイングアーム２３間にはリンク機構２５が設けられ、このリンク機構２５の一部を構成するリンク部材２６と、前記上部クロスメンバ１３との間には緩衝器２７が設けられる。

前記エンジンＥが備えるクランクケース２８内には、図示しない変速機が収容されており、その変速機の出力軸２９は前記クランクケース２８から左側方に突出され、その出力軸２９と、前記後輪ＷＲの車軸３０との間には無端状のチェーン３１を用いた伝動手段３２が設けられる。

また前記エンジンＥの上方で両メインフレーム８…上には燃料タンク３３が設けられ、その燃料タンク３３の後方に、前記シートレール１５…で支持されるようにして乗車用シート３４が配置される。

図４および図５を併せて参照して、横断面形状を「日」の字形とした左右一対のメインフレーム８…の後端部には、左右一対のピボットプレート１２…の上端部が車幅方向内側から接合されるものであり、ピボットプレート１２…の上端部の車幅方向外側面にはメインフレーム８…の後端部を嵌合せしめる接合凹部３６…が形成される。

前記接合凹部３６…には、前記メインフレーム８…の内側壁に嵌合する突部３９…と、「日」形であるメインフレーム８…の後端開口部に嵌合する突部４０…，４１…とが突設されており、それらの接合凹部３６…にメインフレーム８…の後端部を位置決め、嵌合せしめた状態でメインフレーム８…の後端部およびピボットプレート１２…の上端部が溶接によって接合される。しかも前記メインフレーム８…および前記ピボットプレート１２…は、上方に凸となる方向で相互に角度をなして接合される。

前記ピボットプレート１２…の上端部の車幅方向内側面には車幅方向内側に突出する接続突部１２ａ…が一体に設けられており、それらの接続突部１２ａ…の中央部には第１の肉抜き凹部４２…が形成される。而して上部クロスメンバ１３の両端部は前記両ピボットプレート１２…の接続突部１２ａ…に溶接によって接合される。

しかも上部クロスメンバ１３は、側面視で前記メインフレーム８…および前記ピボットプレート１２…の接合部３７…に少なくとも一部を重ねるようにしつつ前記ピボットプレート１２…の上端部を前記メインフレーム８…の後端部との間に挟むようにして、前記両ピボットプレート１２…の上端部間に設けられるものであり、この実施の形態では、図２で示すように、側面視で上部クロスメンバ１３の前部が前記接合部３７…に重なるように上部クロスメンバ１３が配置される。

また前記ピボットプレート１２…の上端部の車幅方向外側面に形成される接合凹部３６…内には、第２の肉抜き凹部４３…が形成されるものであり、この第３の肉抜き凹部４３…は、側面視で第１の肉抜き凹部４２…に一部が重なる位置に配置される。

上部クロスメンバ１３の上部には、左右一対のシートレール取付け部１３ａ，１３ａが上方に突出するようにして一体に形成されており、それらのシートレール取付け部１３ａ…にシートレール１５…の前端部が連結される。また上部クロスメンバ１３の後部には、緩衝器取付け部１３ｂ，１３ｂが後方に向けて突出するように一体に形成されており、前記緩衝器２７の上端部は緩衝器取付け部１３ｂ…に連結される。

また前記緩衝器取付け部１３ｂ…は、図２で示すように、側面視で前記メインフレーム８…の後方への仮想延長部８Ａ…よりも上方に位置するようにして上部クロスメンバ１３の後部に一体に形成される。

またメインフレーム８…およびダウンフレーム９間を結ぶ補強フレーム１７は、図２で示すように、その後方への補強フレーム１７の仮想延長部１７Ａの少なくとも一部が側面視で上部クロスメンバ１３と重なるようにしてメインフレーム８…およびダウンフレーム９間に設けられる。

さらにエンジンＥの上部は第３のエンジンハンガ２１…を介して前記ピボットプレート１２…に支持されるのであるが、第３のエンジンハンガ２１…の前記ピボットプレート１２…への取付け位置は、側面視で上部クロスメンバ１３の下方位置となる。すなわち側面視で上部クロスメンバ１３の下方となる位置で前記ピボットプレート１２…に第３のエンジンハンガ２１…を介してエンジンＥが支持されることになる。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、左右一対のメインフレーム８…の後端部に、左右一対のピボットプレート１２…の上端部が車幅方向内側から接合されており、上部クロスメンバ１３が、側面視でメインフレーム８…およびピボットプレート１２…の接合部３７に少なくとも一部を重ねるようにしつつ前記ピボットプレート１２…の上端部を前記メインフレーム８…の後端部との間に挟むようにして、前記両ピボットプレート１２…の上端部間に設けられるので、メインフレーム８…の後端部および上部クロスメンバ１３の端部間にピボットプレート１２…の上端部が挟まれるようにしてメインフレーム８…、ピボットプレート１２…および上部クロスメンバ１３が接合されることになる。このため上部クロスメンバ１３に形成された緩衝器取付け部１３ｂ…に取付けられる緩衝器２７からの図２の矢印３８で示す入力が、上部クロスメンバ１３からピボットプレート１２…およびメインフレーム８…に効率よく分散して伝達されることになり、上部クロスメンバ１３の両端部のピボットプレート１２…への接合部の剛性を、ピボットプレート１２…およびメインフレーム８…等のフレーム部材の重厚化を回避しつつ高めることができる。

また側面視でメインフレーム８…の後方への仮想延長部８Ａ…よりも上方に位置する緩衝器取付け部１３ｂ…が、上部クロスメンバ１３の後部に一体に形成されるので、緩衝器２７からの入力が緩衝器取付け部１３ｂ…でモーメントに変換され、ピボットプレート１２…を前方に倒し込む力となり、上部クロスメンバ１３には回転力Ｆ１と前方斜め上方への突き上げ力の分力Ｆ２とが作用することになり、上部クロスメンバ１３からメインフレーム８…に作用するモーメントはメインフレーム８…の長手方向に沿うことになり、メインフレーム８…を重厚化することなくメインフレーム８…の剛性を確保することができる。

また上部クロスメンバ１３に作用する回転力によってメインフレーム８…およびピボットプレート１２…にはそれらを下方に押し下げる方向の力が作用することなるが、メインフレーム８…およびピボットプレート１２…が、上方に凸となる方向で相互に角度をなして接合されるので、そのような押し下げ方向の力に抗する剛性をメインフレーム８…およびピボットプレート１２…の接合部に持たせることができる。

また車体フレームＦは、メインフレーム８…よりも急角度をなしてヘッドパイプ７から後下がりに延びるダウンフレーム９と、メインフレーム８…およびダウンフレーム９間を結ぶ補強フレーム１７とを備えており、補強フレーム１７は、その後方への仮想延長部１７Ａの少なくとも一部が側面視で上部クロスメンバ１３と重なるようにしてメインフレーム８…およびダウンフレーム９間に設けられるので、上部クロスメンバ１３に作用する回転力によってメインフレーム８…およびピボットプレート１２…に作用する押し下げ方向の力に抗する方向に補強フレーム１７が配置されることになり、剛性をより高めることができる。

また側面視で上部クロスメンバ１３の下方となる位置でピボットプレート１２…に第３のエンジンハンガ２１…を介してエンジンＥが支持されるので、緩衝器２７からピボットプレート１２…に作用する上方への突き上げ力を、エンジン重量（慣性）で相殺することができる。

さらに上部クロスメンバ１３を接合すべく前記ピボットプレート１２…の上端部から車幅方向内方に突出する接続突部１２ａの中央部に形成される第１の肉抜き凹部４２…の少なくとも一部が側面視で重なる接合凹部３６…が前記ピボットプレート１２…の上端部の車幅方向外側面に形成され、側面視で第１の肉抜き凹部４２…に一部が重なる第２の肉抜き凹部４３…が前記接合凹部３６…内に形成されるので、上部クロスメンバ１３を接合するための接続突部１２ａ…がピボットプレート１２…の上端部に一体に設けられることによる重量増加を抑えることができる。

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、特許請求の範囲に記載された本発明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。

５・・・・フロントフォーク
６・・・・操向ハンドル
７・・・・ヘッドパイプ
８・・・・メインフレーム
８Ａ・・・メインフレームの仮想延長部
９・・・・ダウンフレーム
１２・・・ピボットプレート
１２ａ・・接続突部
１３・・・クロスメンバである上部クロスメンバ
１３ｂ・・緩衝器取付け部
１７・・・補強フレーム
１７Ａ・・補強フレームの仮想延長部
２１・・・エンジンハンガである第３のエンジンハンガ
２７・・・緩衝器
３６・・・接合凹部
３７・・・接合部
４２・・・第１の肉抜き凹部
４３・・・第２の肉抜き凹部
Ｅ・・・・エンジン
Ｆ・・・・車体フレーム
ＷＦ・・・前輪

Claims

前輪（ＷＦ）を軸支するフロントフォーク（５）および操向ハンドル（６）を操向可能に支承するヘッドパイプ（７）と、該ヘッドパイプ（７）から後下がりに延びる左右一対のメインフレーム（８）と、それらのメインフレーム（８）の後端部に車幅方向内側から接合されて下方に延びる左右一対のピボットプレート（１２）と、緩衝器（２７）の上端部が取付けられる緩衝器取付け部（１３ｂ）を有して前記両ピボットプレート（１２）の上端部間に設けられるクロスメンバ（１３）とを備える自動二輪車の車体フレームにおいて、
前記クロスメンバ（１３）が、側面視で前記メインフレーム（８）および前記ピボットプレート（１２）の接合部（３７）に少なくとも一部を重ねるようにしつつ前記ピボットプレート（１２）の上端部を前記メインフレーム（８）の後端部との間に挟むようにして、前記両ピボットプレート（１２）の上端部間に設けられ、前記ピボットプレート（１２）の上端部の車幅方向内側面には、中央部に第１の肉抜き凹部（４２）が形成されるようにして車幅方向内方に突出する接続突部（１２ａ）が前記クロスメンバ（１３）の端部を接合するようにして一体に設けられ、前記ピボットプレート（１２）の上端部の車幅方向外側面には、前記メインフレーム（８）の後端部を嵌合、接合せしめる接合凹部（３６）が、側面視で前記第１の肉抜き凹部（４２）の少なくとも一部と重なるようにして形成され、側面視で前記第１の肉抜き凹部（４２）に一部が重なる第２の肉抜き凹部（４３）が前記接合凹部（３６）内に形成されることを特徴とする、自動二輪車の車体フレーム。
側面視で前記メインフレーム（８）の後方への仮想延長部（８Ａ）よりも上方に位置する前記緩衝器取付け部（１３ｂ）が、前記クロスメンバ（１３）の後部に一体に形成され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。
前記メインフレーム（８）および前記ピボットプレート（１２）が、上方に凸となる方向で相互に角度をなして接合されることを特徴とする請求項１または２記載の自動二輪車の車体フレーム。
前記メインフレーム（８）よりも急角度をなして前記ヘッドパイプ（７）から後下がりに延びるダウンフレーム（９）と、前記メインフレーム（８）および前記ダウンフレーム（９）間を結ぶ補強フレーム（１７）とを備え、前記補強フレーム（１７）は、その後方への仮想延長部（１７Ａ）の少なくとも一部が側面視で上部クロスメンバ（１３）と重なるようにして前記メインフレーム（８）および前記ダウンフレーム（９）間に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動二輪車の車体フレーム。
側面視で前記クロスメンバ（１３）の下方となる位置で前記ピボットプレート（１２）にエンジンハンガ（２１）を介してエンジン（Ｅ）が支持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動二輪車の車体フレーム。