(57)【要約】【課題】  本発明は、構造が単純で、且つ高い剛性を有する自動二輪車のヘッドパイプを提供することを課題とする。【解決手段】  車体フレーム１１の前端１１ａに備えステアリング軸５２を回動自在に支持する自動二輪車１０のヘッドパイプ１２において、このヘッドパイプ１２は、ステアリング軸５２を囲う内筒部６１と、この内筒部６１に隙間部７１を介して配置する外筒部６２と、内筒部６１と外筒部６２の上端６３、６５同士を連結する上部連結部６７と、内筒部６１と外筒部６２の下端６４、６６同士を連結する下部連結部７２とからなる二重管構造体７３としたものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームの前端に備えステアリング軸を回動自在に支持する自動二輪車のヘッドパイプにおいて、
このヘッドパイプは、ステアリング軸を囲う内筒部と、この内筒部に隙間部を介して配置する外筒部と、内筒部と外筒部の上端同士を連結する上部連結部と、内筒部と外筒部の下端同士を連結する下部連結部とからなる二重管構造体としたことを特徴とする自動二輪車のヘッドパイプ。
【請求項２】
前記内筒部と前記上部連結部と前記下部連結部とは鋳造品で一体形成し、前記外筒部は少なくとも２個の分割筒体で構成し、これらの分割筒体を前記鋳造品に溶接して一体化したことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のヘッドパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体フレームの前端に備えステアリング軸を回動自在に支持する自動二輪車のヘッドパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体フレームの前端に備え、ステアリング軸を回動自在に支持する自動二輪車のヘッドパイプにおいて、一般のヘッドパイプは一重管構造であるが、特殊な用途で二重管構造のものがある。
【０００３】
二重管構造をもつ自動二輪車のヘッドパイプとして、車体フレームの前端に備え、ステアリング軸を回動自在に支持するヘッドパイプが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−３０１５６２号公報（図２）
【０００４】
特許文献１の図２はステアリング装置の縦断面図であり、ステアリング装置１０（符号は同公報のものを使用する。）は、ヘッドパイプ３の内径部に直管状に形成され、ヘッドパイプ３に対して着脱可能に取付けたベアリングハウジング１６と、このベアリングハウジング１６の上下端部にフロントフォークのステアリングコラム４５を回転自在に軸支する上下一対のベアリング２１、２２と、からなり、ベアリングハウジング１６は、その中心軸Ｃに対するベアリング２１、２２の軸心Ｃａが一致したものと変位したものを準備し、キャスター角やホイールベースを容易に変更可能に構成するものである。
【０００５】
そして、ベアリングハウジング１６の下端にストッパハウジング１７を形成し、上端の外周面に雄ねじ１８を形成し、この雄ねじ１８にロックナット３１を締付け一体化する。  従って、ステアリングコラム４５（以下、ステアリング軸と云う。）の曲げに対し、ベアリングハウジング１６とヘッドパイプ３の連結は、ねじによる締結構造であり、曲げによりねじ部に加わる力は、ねじの軸方向と同一方向の力だけではない。このため、構造が複雑な割に曲げ剛性の向上には寄与しない。構造が単純で、且つ曲げ剛性の高いヘッドパイプが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、構造が単純で、且つ高い剛性を有する自動二輪車のヘッドパイプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明では、車体フレームの前端に備えステアリング軸を回動自在に支持する自動二輪車のヘッドパイプにおいて、このヘッドパイプは、ステアリング軸を囲う内筒部と、この内筒部に隙間部を介して配置する外筒部と、内筒部と外筒部の上端同士を連結する上部連結部と、内筒部と外筒部の下端同士を連結する下部連結部とからなる二重管構造体としたことを特徴とする。
【０００８】
ヘッドパイプは、ステアリング軸を囲う内筒部と、この内筒部に隙間部を介して配置する外筒部を備える二重管構造体であり、内筒部と外筒部の上端同士を連結した上部連結部と、内筒部と外筒部の下端同士を連結した下部連結部とでステアリング軸の力を受けるものである。すなわち、ステアリング軸の力は、上部連結部と下部連結部を介してヘッドパイプの内筒部と外筒部の双方で受けることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、内筒部と上部連結部と下部連結部とは鋳造品で一体形成し、外筒部は少なくとも２個の分割筒体で構成し、これらの分割筒体を鋳造品に溶接して一体化したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、ヘッドパイプは、内筒部と外筒部とを備える二重管構造体であり、上部連結部で内筒部と外筒部の上端を連結し、下部連結部で内筒部と外筒部の下端を連結した。これらの上部・下部連結部が必要な剛性をもつように形成すると共に、内筒と外筒の間を強固に締結することができれば、構造が単純で、且つ高い剛性を有するヘッドパイプを得ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明では、内筒部と上部連結部と下部連結部とは鋳造品で一体形成し、外筒部は少なくとも２個の分割筒体で構成し、これらの分割筒体を鋳造品に溶接して一体化したので、内筒部と外筒部とは一体化した構造となる。内筒部と上部連結部と下部連結部とは鋳造品で形成し、分割枠体を溶接止めにより固定したので、必要な剛性を確保しながら、ヘッドパイプの軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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は本発明に係る自動二輪車の左側面図であり、自動二輪車１０は、車体フレーム１１の前端を構成するヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２に取付けたフロントフォーク１３と、このフロントフォーク１３の上下に取付けたハンドル１４及び前輪１５と、ヘッドパイプ１２から後方斜め下方に延ばした左右一対のメインフレーム１７、１７（手前側の符号１７のみ示す。）と、これらのメインフレーム１７、１７に取付けた燃料タンク１８並びにエアチャンバ１９と、メインフレーム１７、１７の後端部からそれぞれ後方へ延ばした左右一対のシートレール２１、２１（手前側の符号２１のみ示す。）と、これらのシートレール２１、２１に取付けた第１シート２３並びに第２シート２４と、車体フレーム１１のクレードルスペース内に配置したエンジン２５と、このエンジン２５の排気口に排気管２６を介して接続した消音器２７と、車体フレーム１１の第２にリヤクッション（図示せず）で懸架しピボット軸２８を支点に上下動スイング自在に支持したスイングアーム２９と、このスイングアーム２９に取付けた後輪３１と、を主要な構成部材とし、車体第１を想像線にて示すカウル３２で覆ったフルカウリングタイプの車両である。
【００１３】
ヘッドパイプ１２から前方に延ばしたカウル支持ステー３３は、フロントカウル３４及びメータ３５を支持すると共に、燃料タンク１８にラム圧を付与するラム圧供給装置３６を支持する部材である。
【００１４】
図中、３８はフロントフェンダ、３９はラジエータ、４１はスタンド、４２はバッテリ、４３はリヤフェンダ、４４はウインカ、４５はテールランプである。
【００１５】
図２は本発明に係る自動二輪車の要部断面図であり、ヘッドハイプ１２にベアリング５１を介してステアリング軸５２を取付けることを示す図である。
車体フレーム１１（図１参照）の前端に備えステアリング軸５２を回動自在に支持する自動二輪車１０のヘッドパイプ１２において、このヘッドパイプ１２の上端部１２ａ及び下端部１２ｂに凹部５３、５３を設け、これらの凹部５３、５３にベアリングハウジング５０、５０を介してボールベアリング５１、５１を嵌合させ、ボールベアリング５１の内周にステアリング軸５２を通し、このステアリング軸５２の上下に図示せぬトップブリッジ及びロアブリッジを介してフロントフォーク１３（図１参照）を取付ける。
【００１６】
５４はカウル支持ステー３３（図１参照）を保持するステーブラケット、５５は燃料タンク１８を保持するタンク保持部材である。
【００１７】
図３は本発明に係るヘッドパイプの断面図であり、ヘッドパイプ１２は、ステアリング軸５２を囲う内筒部６１と、この内筒部６１の周囲を囲う外筒部６２と、内筒部６１の上下端６３、６４及び外筒部６２の上下端６５、６６に設け内筒部６１と外筒部６２の上端６３、６５を連結する上部連結部６７及び内筒部６１と外筒部６２の下端６４、６６を連結する下部連結部７２と、これらの上部連結部６７及び下部連結部７２のステアリング軸５２方向の外側に設けベアリング５１を保持する凹部５３、５３とからなる。
【００１８】
すなわち、ヘッドパイプ１２は、ステアリング軸５２を囲う内筒部６１と、この内筒部６１に隙間部７１を介して配置する外筒部６２と、内筒部６１と外筒部６２の上端６３、６５同士を連結する上部連結部６７と、内筒部６１と外筒部６２の下端６４，６６同士を連結する下部連結部７２とからなる二重管構造体７３である。
【００１９】
図４は本発明に係るヘッドパイプの分解斜視図であり、内筒部６１から上方及び下方に凹部５３、５３（上方側の符号５３のみ示す。）を備える上部連結部６７と下部連結部７２を設け、上部連結部６７、下部連結部７２及び内筒部６１とからなる鋳造品７５に対し、内筒部６１の径方向中心に向かって２つの分割筒体７６、７７を取付けることにより形成することを示す。
【００２０】
内筒部６１と上部連結部６７と下部連結部７２とは鋳造品７５で一体形成し、外筒部６２は２個の分割筒体７６、７７で構成し、これらの分割筒体７６、７７を鋳造品７５に溶接して一体化したものである。
【００２１】
内筒部６１と上部連結部６７と下部連結部７２とは鋳造品７５で形成し、分割枠体７６、７７を溶接止めにより固定したので、必要な剛性を確保しながら、ヘッドパイプ１２の軽量化を図ることができる。
なお、分割筒体の数は、１つでも良いし、３つ又は４つでも良く、その数は任意である。あるいは、内筒部６１と一体化しても差し支えないものとする。
【００２２】
図３に戻って、内筒部６１と外筒部６２の上端６３、６５同士を上部連結部６７で連結し、内筒部６１と外筒部６２の下端６４、６６同士を下部連結部７２で連結したので、内筒部６１及び外筒部６２でステアリング軸５２の力を受けることにより、ステアリング軸５２の支持部材としての剛性を大幅に高めることができる。
【００２３】
加えて、ヘッドパイプ１２の外筒部６２を太くすることができれば、ヘッドパイプ１２のメインフレーム１７（図１参照）への接合長さを長くすることが可能となる。メインフレーム１７への接合長さが長くなると、車体フレーム１１の剛性を確保し易くすることができる。
【００２４】
図５は本発明に係るヘッドパイプの外筒の分割位置を説明する図であり、鋳造品７５に、２つの分割筒体７６、７７を取付け、これらの分割筒体の間７８、７９を溶接止めしたものであり、本実施例において、θは６０°である。
分割筒体の間７８、７９にメインフレーム１７、１７を溶接したので、溶接部でもある７８、７９をメインフレーム１７、１７で補強することができる。
【００２５】
なお、θの値は分割筒体７６、７７が鋳造品７５に取付可能な角度であれば任意に設定することができる。例えば、５５°でも良い。逆に半割れ形状である９０°としても差し支えない。
８０はメータ支持用ステーをヘッドパイプ１２に保持するブラケットである。
【００２６】
図２に戻って、作用を説明する。
ヘッドパイプ１２は、内筒部６１と外筒部６２とを備える二重管構造体７３であり、上部連結部６７で内筒部６１と外筒部６２の上端６３、６５を連結し、下部連結部７２で内筒部６１と外筒部６２の下端６４、６６を連結した。これらの上部・下部連結部６７、７２が必要な剛性をもつように形成すると共に、内筒６１と外筒６２の間を強固に締結することにより、構造が単純で且つ高い剛性を有するヘッドパイプ１２を得ることができる。
【００２７】
ステアリング軸５２の曲げ力を、内筒部６１と外筒部６２の双方で受けるようにしたので、内筒部６１と外筒部６２各々を必要な剛性をもつ肉厚８１、８２にすることが可能となり、肉厚８１、８２を最適化することができる。内筒部６１及び外筒部６２の肉厚８１、８２を最適化することにより、重量増加を抑制することができ且つ高い剛性を有するヘッドパイプ１２を得ることが可能となる。
【００２８】
尚、本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、自動二輪車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】本発明に係る自動二輪車の要部断面図である。
【図３】本発明に係るヘッドパイプの断面図である。
【図４】本発明に係るヘッドパイプの分解斜視図である。
【図５】本発明に係るヘッドパイプの外筒の分割位置を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１２…ヘッドパイプ、５２…ステアリング軸、６１…内筒部、６２…外筒部、６３…内筒部の上端、６４…内筒部の下端、６５…外筒部の上端、６６…外筒部の下端、６７…上部連結部、７１…隙間部、７２…下部連結部、７３…二重管構造体、７５…鋳造品、７６、７７…分割筒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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