(57)【要約】【課題】  型成形により所定の剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる二輪車用のフレームを提供する。【解決手段】  フレーム２が有するヘッドパイプ１０は型成形され、互いに溶接される下側の下側ヘッドパイプ４０と上側の上側ヘッドパイプ２０とを備え、下側ヘッドパイプ４０は、ステアリングシャフト６が挿通される下側筒部４１と、該下側筒部４１から略下方へ延びてダウンチューブ１２の上部を前方から支持するダウンチューブ用舌片４２とを有し、上側ヘッドパイプ２０は、ステアリングシャフト６が挿通される上側筒部２１と、該上側筒部２１から略後方へ延びてメインフレーム１１の前部を上方から支持するメインフレーム用舌片２２とを有し、メインフレーム用舌片２２の下部には上方へ窪んだ凹部２６が形成されている。【選択図】  図３
2006182117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略上下方向へ延びるステアリングシャフトを軸支すると共に、車体の略前後方向に延びるメインフレームの前部を支持し、且つ、略上下方向へ延びるダウンチューブの上部を支持するヘッドパイプを備える二輪車用のフレームであって、
型成形され、前記ステアリングシャフトの軸長方向に沿って下側と上側とにそれぞれ配設されて互いに接続される下側ヘッドパイプ及び上側ヘッドパイプを備え、
前記下側ヘッドパイプは、前記ステアリングシャフトが挿通される下側筒部と、該下側筒部から下方へ延びて前記ダウンチューブの上部を前方から支持するダウンチューブ用舌片とを有し、
前記上側ヘッドパイプは、前記ステアリングシャフトが挿通される上側筒部と、該上側筒部から後方へ延びて前記メインフレームの前部を上方から支持するメインフレーム用舌片とを有し、該メインフレーム用舌片の下部には上方へ窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする二輪車用のフレーム。
【請求項２】
前記メインフレームは、一対の左側フレーム及び右側フレームを有し、
前記上側ヘッドパイプが有するメインフレーム用舌片は、前記左側フレーム及び右側フレームをそれぞれ上方から支持する左側フレーム用舌片及び右側フレーム用舌片と、該左側フレーム用舌片及び右側フレーム用舌片の間から下方へ延びて前記左側フレーム及び右側フレームを左右方向の中心側から支持するフレーム内側支持部とを有することを特徴とする請求項１に記載の二輪車用のフレーム。
【請求項３】
前記下側ヘッドパイプが有するダウンチューブ用舌片は、前記ダウンチューブの上部を前方から側方に亘って覆うように前方へ窪んだチャネル形状になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の二輪車用のフレーム。
【請求項４】
前記下側ヘッドパイプの上部の左右には、前記メインフレームの前端部を左右の外側から覆うように内面が左右の外方へ窪むように湾曲したフレーム外側支持部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の二輪車用のフレーム。
【請求項５】
前記上側ヘッドパイプの下端部の外周部と前記下側ヘッドパイプの上端部の外周部とにはテーパ部が形成されており、前記上側ヘッドパイプの下端部に下側ヘッドパイプの上端部が接続されて両者のテーパ部が溶接されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の二輪車用のフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二輪車用のフレームに関し、特に、型成形により所定の剛性を確保しつつ軽量化を図ることができるヘッドパイプを有するフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動二輪車のフレームは、主として、上部にステアリングハンドルが取り付けられるステアリングシャフトを軸支するためのヘッドパイプと、該ヘッドパイプから後方へ延設されるメインフレームと、前記ヘッドパイプから下方へ延設されるダウンチューブとを備えている。また、メインフレームの後端部からはピボットフレーム（スイングアームブラケットともいう）が下方へ延び、その下端部は、ダウンチューブの下端部から後方へ延びるロアフレームの後端部に接続されているものがある。また、メインフレームにおいては、左右で対を成すフレームによって構成されるものもある。
【０００３】
メインフレーム、ピボットフレーム、ダウンチューブ、及びロアフレームによって囲まれたフレーム内の空間には、多数のブラケットを介してエンジンが搭載される。メインフレームの上方には騎乗用のシートが配置され、ライダーはこのシートに跨って自動二輪車に搭乗する。また、メインフレームの上方であって前記シートの前方には、燃料を蓄える燃料タンクが配置されている。このように、フレームにはエンジン、燃料タンク、及びライダーなどの荷重がかかるのに加え、走行中には上下方向の衝撃や、捩り方向の外力が加わるため、所定の剛性を確保する必要がある。特に、フレームのうちヘッドパイプには、上述した荷重、衝撃、及び外力が集中しやすいため、十分な剛性を確保する必要があり、更に、ヘッドパイプとメインフレーム及びダウンチューブとの接続強度も十分に確保する必要がある。
【０００４】
このような事情から、ヘッドパイプを鍛造成形すると共に、ヘッドパイプの形状に工夫を施し、ヘッドパイプとメインフレーム及びダウンチューブとの接続強度を確保しようとする構成が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。図８に示すように、従来のヘッドパイプ８０は、ステアリングシャフトを軸支するための筒状のシャフト支持部８１と、該シャフト支持部８１の上部から略後方へ延びるメインフレーム用舌片８２と、シャフト支持部８１の下部から略下方へ延びるダウンチューブ用舌片８３とを備えており、全体が鍛造成形されている。
【０００５】
そして、メインフレーム８５は、その前部上面をヘッドパイプ８０のメインフレーム用舌片８２の下面に接触させつつ、前端部をヘッドパイプ８０のシャフト支持部８１の後面に当接させた状態で、ヘッドパイプ８０に溶接されている。また、ダウンチューブ８６は、その上部前面をヘッドパイプ８０のダウンチューブ用舌片８３の後面に接触させつつ、上端部をヘッドパイプ８０のシャフト支持部８１の後面に当接させた状態で、ヘッドパイプ８０に溶接されている。これにより、ヘッドパイプ８０とメインフレーム８５及びダウンチューブ８６との間に十分な溶接長を確保し、接続強度を確保している。
【特許文献１】実開昭６２−１６２１８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図８に示したような従来のヘッドパイプ８０では、鍛造によってメインフレーム用舌片８２及びダウンチューブ用舌片８３を形成する必要性から、左右割り又は前後割りの鍛造型を用いて成形する必要がある。しかしながらこの場合、成形されたヘッドパイプ８０において、例えばメインフレーム用舌片８２が必要以上の肉厚部分（例えば、図８中の部分８２Ａ）を有することとなり、フレームが重量化してしまう。従って、鍛造成形後のヘッドパイプ８０において、必要以上に肉厚を有する部分８２Ａを掘削して軽量化を図るという煩瑣な作業が必要になる。このような事情は、自動二輪車のみならず、メインフレーム及びダウンチューブが接続される上述したようなヘッドパイプをフレームに有する二輪車において共通する。
【０００７】
そこで本発明は、型成形により所定の剛性を確保しつつ、煩瑣な掘削作業を必ずしも要せずに軽量化を図ることができるヘッドパイプを有する二輪車用のフレームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る二輪車用のフレームは、略上下方向へ延びるステアリングシャフトを軸支すると共に、車体の略前後方向に延びるメインフレームの前部を支持し、且つ、略上下方向へ延びるダウンチューブの上部を支持するヘッドパイプを備える二輪車用のフレームであって、型成形され、前記ステアリングシャフトの軸長方向に沿って下側と上側とにそれぞれ配設されて互いに接続される下側ヘッドパイプ及び上側ヘッドパイプを備え、前記下側ヘッドパイプは、前記ステアリングシャフトが挿通される下側筒部と、該下側筒部から下方へ延びて前記ダウンチューブの上部を前方から支持するダウンチューブ用舌片とを有し、前記上側ヘッドパイプは、前記ステアリングシャフトが挿通される上側筒部と、該上側筒部から後方へ延びて前記メインフレームの前部を上方から支持するメインフレーム用舌片とを有し、該メインフレーム用舌片の下部には上方へ窪んだ凹部が形成されている。
【０００９】
このような構成とした場合、各上側ヘッドパイプと下側ヘッドパイプとを型成形して所定の剛性を確保しつつ、メインフレーム用舌片の下部に凹部を形成して必要以上の肉厚を除去し、軽量化を図ることが可能である。また、このような上側ヘッドパイプは、例えば上下割りの鍛造型を用いて成形することでき、この場合、鍛造時に上述したように上方へ窪んだ凹部を形成することができる。従って、肉厚部分を掘削する作業を要せずともヘッドパイプの軽量化を図ることができる。また、下側ヘッドパイプは、例えば前後割り又は左右割りの鍛造型を用いて成形することができる。また、鍛造法の他、ダイカスト等の鋳造法を用いてフレームを成形してもよく、更に、型を用いた他の成形法によってフレームを成形してもよい。
【００１０】
また、前記メインフレームは、一対の左側フレーム及び右側フレームを有し、前記上側ヘッドパイプが有するメインフレーム用舌片は、前記左側フレーム及び右側フレームをそれぞれ上方から支持する左側フレーム用舌片及び右側フレーム用舌片と、該左側フレーム用舌片及び右側フレーム用舌片の間から下方へ延びて前記左側フレーム及び右側フレームを左右方向の中心側から支持するフレーム内側支持部とを有していてもよい。
【００１１】
このような構成とした場合、左側フレーム及び右側フレームから構成されるメインフレームと上側ヘッドパイプとをより強固に接続することができる。また、上述したような下方へ延びるフレーム内側支持部は、例えば上下割りの鍛造型を用いて鍛造時に成形することができるため、フレーム内側支持部の剛性の向上と、製造工程の削減及び製造コストの低減とを図ることができる。
【００１２】
また、前記下側ヘッドパイプが有するダウンチューブ用舌片は、前記ダウンチューブの上部を前方から側方に亘って覆うように前方へ窪んだチャネル形状になっていてもよい。このような構成の場合、ダウンチューブと下側ヘッドパイプとをより強固に接続することができる。また、このようなダウンチューブ用舌片は、例えば前後割りの鍛造型を用いて鍛造時に成形することができる。
【００１３】
また、前記下側ヘッドパイプの上部の左右には、前記メインフレームの前端部を左右の外側から覆うように内面が左右の外方へ窪むように湾曲したフレーム外側支持部が設けられていてもよい。このような構成の場合、メインフレームとヘッドパイプとをより強固に接続することができる。また、このようなフレーム外側支持部は、例えば前後割りの鍛造型を用いて鍛造時に成形することができる。
【００１４】
また、前記上側ヘッドパイプの下端部の外周部と前記下側ヘッドパイプの上端部の外周部とにはテーパ部が形成されており、前記上側ヘッドパイプの下端部に下側ヘッドパイプの上端部が接続されて両者のテーパ部が溶接されていてもよい。この場合、上側ヘッドパイプと下側ヘッドパイプとを強固に接続することができ、ヘッドパイプに所定の剛性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る二輪車用のフレームのヘッドパイプによれば、型成形により所定の剛性を確保しつつ、煩瑣な掘削作業を必ずしも要せずに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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態にかかる二輪車用のフレームのヘッドパイプについて、自動二輪車を例に、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、モトクロッサータイプの自動二輪車１の側面図であり、図２は、図１に示す自動二輪車１が備えるフレーム２の側面図である。なお、図１ではフレーム２を実線で示し、その他の部分は二点鎖線により示している。また、以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車１に搭乗したライダー（図示せず）から見た方向の概念と一致するものとして説明する。
【００１７】
図１に示すように、自動二輪車１は、所定のキャスター角を有して略上下方向へ延びるフロントフォーク３を備え、該フロントフォーク３の下部には操舵輪である前輪４が回転自在に軸支されている。フロントフォーク３の上部には、上下方向へ延びるステアリングシャフト６の下部が接続されており、該ステアリングシャフト６の上部には、左右方向へ延びるバー型のステアリングハンドル７が中央部分にて支持されている。ステアリングシャフト６は、フレーム２を構成するヘッドパイプ１０によって回動自在に軸支されており、ライダーがステアリングハンドル７を左右へ回動することによって前輪４を左右へ転向させることが可能になっている。
【００１８】
図１及び図２に示すようにフレーム２は、ヘッドパイプ１０と、該ヘッドパイプ１０の上部から若干下方に向いて後方へ延びるメインフレーム１１とを備え、該メインフレーム１１は、一対の左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２（図１，２では左側フレーム１１１のみを示している。右側フレーム１１２については図５に示す。）から構成されている。また、ヘッドパイプ１０の下部からは若干後方に向いて下方へ延びるダウンチューブ１２の上部が接続されており、該ダウンチューブ１２の下部からはロアフレーム１３が延びている。このロアフレーム１３も一対の左側ロアフレーム及び右側ロアフレーム（図１，２では左側ロアフレームのみを示している）から構成されており、該ロアフレーム１３は、ダウンチューブ１２の下部から略下方へ延び、途中で湾曲して後方へ向かって延びている。ロアフレーム１３の後部とメインフレーム１１の後部との間には、ピボットフレーム（スイングアームブラケットとも言う）１４が接続されている。
【００１９】
図２に示すように、ピボットフレーム１４の上下方向の中央位置より若干下寄りの位置にはピボット孔１４Ａが形成されており、略前後方向に延びるスイングアーム１６の前部がピボット孔１４Ａに挿通されたピボット軸１４Ｂによって軸支されている。図１に示すように、スイングアーム１６の後部には駆動輪である後輪５が回転自在に軸支されており、この後輪５は、ピボット軸１４Ｂを中心にして上下方向に揺動自在になっている。また、ピボットフレーム１４の上部とスイングアーム１６との間にはサスペンションユニット１７が介在されており、スイングアーム１６を下方へ付勢している。
【００２０】
図１及び図２に示すように、フレーム２を構成するヘッドパイプ１０、メインフレーム１１、ダウンチューブ１２、ロアフレーム１３、及びピボットフレーム１４によって囲まれた空間Ｓ内にはエンジンＥが搭載されている。このエンジンＥは本実施の形態において４サイクルエンジンであり、フレーム２の各部に設けられた複数のブラケットＢ１，Ｂ１…（図２参照）に対して別のブラケットＢ２を介して支持されている。図１に示すように、エンジンＥの出力軸（図示せず）は、チェーン（又はベルト）Ｃを介して後輪５と連結しており、エンジンＥが駆動すると後輪５は連動回転し、自動二輪車１は推進力を得る。
【００２１】
また、図１に示すように、メインフレーム１１の上方であってステアリングシャフト６の後方位置には燃料タンク１８が備えられており、該燃料タンク１８の後方にはライダーが跨るシート１９が配置されている。
【００２２】
図３は、図２に示すフレーム２のヘッドパイプ１０の構成を示す斜視図、図４は、図３に示すヘッドパイプ１０をIV矢視方向から見たときの構成を示す側面図、図５は、図３に示すヘッドパイプ１０をV矢視方向から見たときの構成を示す平面図である。
【００２３】
図３に示すように、ヘッドパイプ１０は上側の上側ヘッドパイプ２０と下側の下側ヘッドパイプ４０とが接続されて構成されている。上側ヘッドパイプ２０は、ステアリングシャフト６が挿通されてこれを支持する上側筒部２１を備えている。該上側筒部２１の後部からは、上側筒部２１に挿通されたステアリングシャフト６の中心軸６Ａに対して略直交する平板状であって、メインフレーム１１を上方から覆うメインフレーム用舌片２２が、若干下方向きにして後方へ延設されている（図４も参照）。
【００２４】
上側ヘッドパイプ２０の構成をより詳述すると、図４の側面図に示すようにメインフレーム用舌片２２は平板状の上側舌片２３を備え、該上側舌片２３は、上側筒部２１と略同一の幅寸法（図５参照）を有している。この上側舌片２３は、上側筒部２１の上端部近傍から下方へ延び、途中で湾曲して後方へと延びている。そして、図５の平面図に示すように、上側舌片２３は、その左側後部及び右側後部が、後部中央部分よりも後方へ延設されて略二股形状になっており、左右の延設部分が、それぞれ左側フレーム用舌片２４及び右側フレーム用舌片２５になっている。この左側フレーム用舌片２４及び右側フレーム用舌片２５は、左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２のそれぞれを上方から覆うようになっている。
【００２５】
図３に示すように、上側舌片２３の左右の側部からは上側舌片側壁部２４Ａ，２５Ａが下方へ延設されている（図４も参照）。該上側舌片側壁部２４Ａ，２５Ａは、上側舌片２３の後端部近傍から、上側筒部２１の側部まで、上側舌片２３に沿って前方へ延びている。上側舌片側壁部２４Ａ，２５Ａは、上側舌片２３の後端部近傍から前方へ向かうに従って、上下方向の寸法が大きくなるように形成されている。この上側舌片側壁部２４Ａ，２５Ａは、左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２を外方から覆い、下端部が左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２の外周部に接触するようになっている（図４参照）。
【００２６】
また、図４において破線で示すように、メインフレーム用舌片２２の下部には、上方へ窪んだ凹部２６が形成されている。図６に示す上側ヘッドパイプ２０の底面図を参照して、メインフレーム用舌片２２の下部の構成について更に詳述する。図６に示すように、メインフレーム用舌片２２の下部における幅方向の中央位置には、リブ２７が形成されている（図３も参照）。このリブ２７は、メインフレーム用舌片２２の下部における左右部分に比べて肉厚で下方に突出しており、その結果、リブ２７に対して左右の部分は相対的に上方に窪んで凹部２６，２６となっている。図４に示すように凹部２６は、側面視で部分的に上側舌片２３の湾曲部２２Ａの上面形状に沿った形状になっている。また、図４に示すように、上側舌片２３の上部であって、リブ２７に対応する部分には燃料タンク１８（図１参照）を取り付けるためのネジ孔２７Ａが形成されている（図５も参照）。
【００２７】
図４に示すように、左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２を左右方向の中心側（内側）から支持するフレーム内側支持部２８が、上側舌片２３の後端部から下方へ延設されている（図３も参照）。図３に示すようにこのフレーム内側支持部２８は、左側フレーム用舌片２４の後端部の近傍中心寄りの位置から、右側フレーム用舌片２５の後端部の近傍中心寄りの位置まで、左右方向へ帯状に延設されており、このフレーム内側支持部２８の左右の端部には、左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２（図５参照）の外周形状に略一致する円弧状の切欠部２８Ａが形成されている。
【００２８】
このような上側ヘッドパイプ２０は、上下割りの型（図示せず）を用いて鍛造成形されており、この型は、図４に二点鎖線で示す割り線２０Ａを境にして上下に分割される。そして、上下割りとすることにより、上方へ窪んだ凹部２６や下方へ突出したフレーム内側支持部２８等を鍛造時に一体成形することが可能である。その結果、鍛造後の煩瑣な掘削作業を回避しつつ強固で軽量な上側ヘッドパイプ２０を製造することが可能になっている。
【００２９】
一方、下側ヘッドパイプ４０の構成を詳述すると、図３に示すように下側ヘッドパイプ４０は、ステアリングシャフト６が挿通されてこれを支持する下側筒部４１を備えている。該下側筒部４１の下側後部からは、ダウンチューブ１２を前方及び側方から覆うダウンチューブ用舌片４２が、若干後向きにして下方へ延設されている（図４参照）。
【００３０】
図３及び図４に示すようにダウンチューブ用舌片４２は、下側筒部４１と略同一の幅寸法を有する下側舌片４３を備えている。この下側舌片４３は、下側筒部４１の下端部の後部から側面視で湾曲しながら略下方へ延びている。また、下側舌片４３の左右の側部には、下側舌片側壁部４３Ａがそれぞれ立設されている。この下側舌片側壁部４３Ａは、下側舌片４３の下端部近傍から、下側筒部４１の上下方向の略中央位置まで、下側舌片４３に沿って略上方へ延びている。下側舌片側壁部４３Ａは、下側舌片４３の下端部近傍から上方へ向かうに従って、上下方向の寸法が大きくなるように形成されている。
【００３１】
このような下側舌片４３及び下側舌片側壁部４３Ａから構成されるダウンチューブ用舌片４２は、図３に示すように前方へ窪んで断面がチャネル形状になっており、ダウンチューブ１２（図４参照）を前方及び側方から覆う。また、下側筒部４１の略中央位置における左右の外周部には、下側舌片側壁部４３Ａの上部内面に接して突起４４，４４が設けられている。この突起４４は、ダウンチューブ用舌片４２に支持されてヘッドパイプ１０に接続されるダウンチューブ１２の上端部に当接し、該ダウンチューブ１２の前後方向の位置を規制する（図４参照）。
【００３２】
図３及び図４に示すように、下側筒部４１の上部には、メインフレーム１１の前端部を左右の外側から覆う板状のフレーム外側支持部４５，４５が設けられている。このフレーム外側支持部４５，４５は、下側筒部４１の上部において左右の外周部から後方へ延設されており、フレーム外側支持部４５，４５の下端部は下側舌片側壁部４３Ａの上端部に接続され、フレーム外側支持部４５，４５の上端部は上側ヘッドパイプ２０が備えるメインフレーム用舌片２２の上側舌片側壁部２４Ａ，２５Ａの下端部に接続されている。
【００３３】
また、図３に示すように左側のフレーム外側支持部４５は、内面及び外面が左外方へ凸状に湾曲し、右側のフレーム外側支持部４５は、内面及び外面が右外方へ凸状に湾曲している。そして、左右のフレーム外側支持部４５，４５は、下側筒部４１との接続部分から後方へ向かうに従って左右の外方へ広がるように、即ち、互いの離間距離が若干大きくなるように形成されている。また、左右のフレーム外側支持部４５，４５は、下端部から上部所定位置までは上方へ向かうに従って互いの離間距離が大きくなり、前記所定位置と上端部との間においては上方へ向かう従って互いの離間距離が小さくなるように形成されている。
【００３４】
このような下側ヘッドパイプ４０は、前後割りの型（図示せず）を用いて鍛造成形されており、この型は、図４に二点鎖線で示す割り線４０Ａを境にして前後に分割される。そして、前後割りとすることにより、前方へ窪んだチャネル形状のダウンチューブ用舌片４２や、後方へ向かうに従って左右の外方へ広がった形状のフレーム外側支持部４５，４５を、鍛造時に一体成形することが可能である。
【００３５】
また、本実施の形態に係るヘッドパイプ１０は、上述したように上側ヘッドパイプ２０と下側ヘッドパイプ４０とを別個に成形し、それぞれの形状に適合する上下割り及び前後割りの型を用いて鍛造成形する。従って、上側ヘッドパイプ２０及び下側ヘッドパイプ４０の形状に関する設計自由度が高く、十分な強度を確保しつつ鍛造時の肉抜きによる軽量化が可能であり、全体形状についてより一層の最適化を図ることができる。
【００３６】
図７は、上側ヘッドパイプ２０と下側ヘッドパイプ４０との接続形態、及びヘッドパイプ１０とメインフレーム１１及びダウンチューブ１２との接続形態を説明するための側面図である。図７に示すように、上側ヘッドパイプ２０における上側筒部２１の下端部の後側外周部にはテーパ部２１Ａが形成され、下側ヘッドパイプ４０における下側筒部４１の上端部の後側外周部にはテーパ部４１Ａが形成されている。また、上側筒部２１の下端部における前側外周部にはテーパ部２１Ｂが形成され、下側筒部４１の上端部における前側外周部にはテーパ部４１Ｂが形成されている。
【００３７】
そして図７に示すように、上側ヘッドパイプ２０と下側ヘッドパイプ４０とは、中心軸６Ａに沿って上側筒部２１の下端と下側筒部４１の上端とが当接した状態で図示しない治具により固定される。そして、テーパ部２１Ａ，４１Ａによって形成された断面がＶ字形状の溝５０と、テーパ部２１Ｂ，４１Ｂによって形成された断面がＶ字形状の溝５１とに沿って溶接される。更に、上側ヘッドパイプ２０が有するメインフレーム用舌片２２の上側舌片側壁部２４Ａ，２５Ａ（上側舌片側壁部２５Ａについては図３参照）と、下側ヘッドパイプ４０が有するフレーム外側支持部４５，４５とが接続された部分５２の外側も、該部分５２に沿って溶接される。これにより、上側ヘッドパイプ２０と下側ヘッドパイプ４０とは強固に接続される。なお、本実施の形態では、上側筒部２１と下側筒部４１との互いの接続端面が、中心線６Ａに対して略直交するようになっているが、例えば中心線６Ａに対して傾斜するように前記接続端面を形成することによって、溶接長をより長く確保してもよく、更に他の接続端面形状を採用してもよい。
【００３８】
次に、メインフレーム１１の左側フレーム１１１と右側フレーム１１２とは、ヘッドパイプ１０の後側外周部に前端部が当接し、ここから後方へ延びるようにして配置される（図５参照）。より詳説すると、左側フレーム１１１はその前端部がヘッドパイプ１０の後側外周部に当接し、ここから左側後方へ延びるようにして配置され、また、左側フレーム１１１の前部は、メインフレーム用舌片２２の左側フレーム用舌片２４及び上側舌片側壁部２４Ａによって上方及び左側から支持され、この状態で図示しない治具により固定される。
【００３９】
同様に、右側フレーム１１２はその前端部がヘッドパイプ１０の後側外周部に当接し、ここから右側後方へ延びるようにして配置され、また、右側フレーム１１２の前部は、メインフレーム用舌片２２の右側フレーム用舌片２５（図３参照）及び上側舌片側壁部２５Ａ（図３参照）によって上方及び右側から支持され、この状態で図示しない治具により固定される。このとき、左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２は、フレーム内側支持部２８の左右の切欠部２８Ａと、ヘッドパイプ１０の左右のフレーム外側支持部４５，４５とによって、内側及び外側から支持され、左右方向の位置が固定されている（図５も参照）。
【００４０】
この状態で、左側フレーム１１１及び右側フレーム１１２はヘッドパイプ１０に溶接される。即ち、図７に示すように左側フレーム１１１は、左側の上側舌片側壁部２４Ａとの間では、該上側舌片側壁部２４Ａの下端縁部に沿った部分５３が溶接される。また、フレーム内側支持部２８との間では、左側の切欠部２８Ａの円弧状の縁部に沿った部分５４が溶接される。更に、フレーム外側支持部４５との間では、該フレーム外側支持部４５の後端縁部に沿った部分５５が溶接される。これにより、ヘッドパイプ１０と左側フレーム１１１とは強固に接続される。また、右側フレーム１１２についても同様にしてヘッドパイプ１０に溶接され、両者は強固に接続される。
【００４１】
次に、図７に示すように、ダウンチューブ１２はその前端部が、ヘッドパイプ１０の後側外周部とメインフレーム１１の前部下面とに当接し、ここからダウンチューブ用舌片４２に沿って下方へ延びるようにして配置される。より詳説すると、ダウンチューブ１２の前部は、該ダウンチューブ１２の長手方向に対して角度を有して前方と後方とから端部が切除されたような形状になっており、ヘッドパイプ１０の長手方向と略平行の第１の端面１２Ａと、ヘッドパイプ１０に溶接されたメインフレーム１１の長手方向と略平行の第２の端面１２Ｂとを有している。
【００４２】
ダウンチューブ１２は、断面がチャネル形状のダウンチューブ用舌片４２にガイドされるようにして、該ダウンチューブ用舌片４２に後方から嵌合し、第１の端面１２Ａの下部をヘッドパイプ１０の後側外周部に当接し、第２の端面１２Ｂをメインフレーム１１の下面に当接した状態で、図示しない治具により固定される。このとき、ダウンチューブ１２の第１の端面１２Ａの上部は、ヘッドパイプ１０の後側外周部に設けられた突起４４に当接し、前方位置が規制されている。この状態でダウンチューブ１２はヘッドパイプ１０に溶接される。
【００４３】
即ち、図７に示すようにダウンチューブ１２は、ダウンチューブ用舌片４２が有する下側舌片４３との間では、該下側舌片４３の下方縁部に沿った部分５６が溶接される。また、ダウンチューブ用舌片４２が有する左右の下側舌片側壁部４３Ａとの間では、該下側舌片側壁部４３Ａの後方縁部に沿った部分５７が溶接される。更に、第２の端面１２Ｂの縁部に沿った部分５８が溶接されて、ダウンチューブ１２はメインフレーム１１とも直接的に接続される。これにより、ヘッドパイプ１０とダウンチューブ１２とは強固に接続される。
【００４４】
また、図２に示すように本実施の形態では、メインフレーム１１及びダウンチューブ１２を互いにより強固に接続するためにガセット６０が設けられている。このガセット６０は、ヘッドパイプ１０の後方であって、メインフレーム１１の前部とダウンチューブ１２の上部とに挟まれたスペースに配置され、これらとの間で直接的に溶接接続されている。これにより、ヘッドパイプ１０と、メインフレーム１１及びダウンチューブ１２とは、更に強固に接続されて接続部分は十分な剛性を有している。
【００４５】
以上に説明したように、本実施の形態に係るヘッドパイプ１０は、鍛造成形により十分な剛性を確保しつつ軽量化を図ることができ、また、全体形状のより一層の最適化を図ることができる。なお、ヘッドパイプ１０の成形法は鍛造法に限られるものではなく、ダイカスト等の鋳造法を用いてフレームを成形してもよく、更に、型を用いた他の成形法によってフレームを成形してもよい。
【００４６】
また、本発明は、本実施の形態において説明したようなモトクロッサーのみでなく、アメリカンタイプ、ロードレーサータイプの自動二輪車においても適用可能であり、エンジンやモータを搭載しない二輪車にも適用可能である。また、メインフレームが１本のタイプやダウンチューブが２本のタイプのフレームに用いられるヘッドパイプに対しても、本発明に係るヘッドパイプを適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、モトクロッサータイプ、アメリカンタイプ、ロードレーサータイプの自動二輪車の他、エンジンやモータを搭載しない二輪車にも適用でき、これらの二輪車のフレームを構成するヘッドパイプに採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係るフレームを採用したモトクロッサータイプの自動二輪車の側面図である。
【図２】図１に示す自動二輪車が備えるフレームの側面図である。
【図３】図２に示すフレームのヘッドパイプの構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示すヘッドパイプをIV矢視方向から見たときの構成を示す側面図である。
【図５】図３に示すヘッドパイプをV矢視方向から見たときの構成を示す正面図である。
【図６】図３に示す上側ヘッドパイプの底面図である。
【図７】図３に示す上側ヘッドパイプと下側ヘッドパイプとの接続形態、及びヘッドパイプとメインフレーム及びダウンチューブとの接続形態を説明するための側面図である。
【図８】従来のヘッドパイプの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  自動二輪車
２  フレーム
６  ステアリングシャフト
１０  ヘッドパイプ
１１  メインフレーム
１２  ダウンチューブ
２０  上側ヘッドパイプ
２１  上側筒部
２１Ａ  テーパ部
２１Ｂ  テーパ部
２２  メインフレーム用舌片
２６  凹部
２８  フレーム内側支持部
４０  下側ヘッドパイプ
４１  下側筒部
４１Ａ  テーパ部
４１Ｂ  テーパ部
４２  ダウンチューブ用舌片
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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