(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化を図り、十分な接合強度を確保する自動二輪車を提供する。【解決手段】自動二輪車のフレーム構造において、ヘッドパイプ１３は、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプ本体部３１と、ヘッドパイプ本体部３１の後側上部において左右のメインパイプの前端を溶接接合するメインパイプ接合部３２と、ヘッドパイプ本体部３１の後側下部においてダウンチューブの前端を溶接接合するダウンチューブ接合部３３とが、鋳造又は鍛造により一体成形されて構成されており、ダウンチューブ接合部３３は、ヘッドパイプ本体部３１からダウンチューブの延出方向に沿って延出する延出接続部４１と、延出接続部４１の後端に形成されてダウンチューブの前端が溶接接合される溶接接合部４２とを備えていることを特徴とする。【選択図】図３
2008230416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームの前側に設置されるヘッドパイプと、該ヘッドパイプからそれぞれ後方に延出する左右のメインパイプ及び一本のダウンチューブとを溶接により結合する自動二輪車のフレーム構造であって、
前記ヘッドパイプは、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプ本体部と、該ヘッドパイプ本体部の後側上部において前記左右のメインパイプの前端を溶接接合するメインパイプ接合部と、前記ヘッドパイプ本体部の後側下部において前記ダウンチューブの前端を溶接接合するダウンチューブ接合部とが、鋳造又は鍛造により一体成形されて構成されており、前記ダウンチューブ接合部は、前記ヘッドパイプ本体部から前記ダウンチューブの延出方向に沿って延出する延出接続部と、該延出接続部の後端に形成されて前記ダウンチューブの前端が溶接接合される溶接接合部とを備えていることを特徴とする自動二輪車のフレーム構造。
【請求項２】
前記延出接続部は、前記ヘッドパイプ本体部側に形成された中実部と、該中実部から前記ダウンチューブの延出方向に沿って延出して該ダウンチューブを支持可能に形成されたダウンチューブ支持部とを備えており、該ダウンチューブ支持部は車幅方向の寸法が前記ヘッドパイプと略同一になるように形成され、前記中実部には、車幅方向の寸法が前記ダウンチューブ支持部より小さくなるように凹部が形成されている請求項１に記載の自動二輪車のフレーム構造。
【請求項３】
前記中実部の凹部は、車体中心に対して左右対称に形成されている請求項２に記載の自動二輪車のフレーム構造。
【請求項４】
前記ダウンチューブ支持部は、横断面が車両進行方向後向きに開口するコの字状を成している請求項２又は３に記載の自動二輪車のフレーム構造。
【請求項５】
前記ヘッドパイプ本体部の車両進行方向前側部分の厚みは他の部分の厚みより薄くなっている請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の自動二輪車のフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のフレーム構造に関し、特に、車体フレームの前側においてヘッドパイプと左右のメインパイプ及びダウンチューブとを溶接接合する部分のフレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車には、骨組みを構成する車体フレームが設けられている。そして、この車体フレームの前方には、上下端部にそれぞれステアリングシャフト及びフロントフォークを軸支するヘッドパイプが設けられており、このヘッドパイプの後部に左右一対のメインパイプ及び一本のダウンチューブが溶接接合されて自動二輪車のフレーム構造が形成されている。
【０００３】
従来のこの種のフレーム構造としては、例えば、図８に示すように、左右割りした金型により鍛造したヘッドパイプ１の円柱部２と、円柱部２から後方に延出する上下フランジ部３，４と、該上下フランジ部３，４の後部を繋ぐ縦フランジ部５とにメインパイプ６を溶接すると共に、下フランジ部４の下面と、下フランジ部４より下方において円柱部２から後側斜め下方へ延出する上部舌片７及び下部舌片８とにダウンチューブ９を溶接したフレーム構造が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来のフレーム構造は、フロントフォークの下端に前輪を軸支する構造を有しているため、走行時に路面からの突き上げ荷重がフロントフォークを介してヘッドパイプに伝達し、特に、ヘッドパイプ１の下部とダウンチューブ９との接合部分に応力が集中する。また、ダウンチューブ９はパイプにより形成されているため、部分的に強度を高めることができない。この結果、前記路面からの突き上げ荷重に耐えるフレーム構造にするには、ダウンチューブ９の太さや板厚を全体的に増加させる必要があるため、フレーム構造の軽量化が図り難いといった問題があった。
【０００５】
本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、軽量化を図り、十分な接合強度を確保することのできる自動二輪車のフレーム構造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】
【０００６】
上記した目的を達成するため、本発明は、車体フレームの前側に設置されるヘッドパイプと、該ヘッドパイプからそれぞれ後方に延出する左右のメインパイプ及び一本のダウンチューブとを溶接により結合する自動二輪車のフレーム構造であって、前記ヘッドパイプは、ステアリングシャフトを支持するヘッドパイプ本体部と、該ヘッドパイプ本体部の後側上部において前記左右のメインパイプの前端を溶接接合するメインパイプ接合部と、前記ヘッドパイプ本体部の後側下部において前記ダウンチューブの前端を溶接接合するダウンチューブ接合部とが、鋳造又は鍛造により一体成形されて構成されており、前記ダウンチューブ接合部は、前記ヘッドパイプ本体部から前記ダウンチューブの延出方向に沿って延出する延出接続部と、該延出接続部の後端に形成されて前記ダウンチューブの前端が溶接接合される溶接接合部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
上記した自動二輪車のフレーム構造において、前記延出接続部は、前記ヘッドパイプ本体部側に形成された中実部と、該中実部から前記ダウンチューブの延出方向に沿って延出して該ダウンチューブを支持可能に形成されたダウンチューブ支持部とを備えており、該ダウンチューブ支持部は車幅方向の寸法が前記ヘッドパイプと略同一になるように形成され、前記中実部には、車幅方向の寸法が前記ダウンチューブ支持部より小さくなるように凹部が形成されていてもよい。
【０００８】
また、前記中実部の凹部は、車体中心に対して左右対称に形成されていてもよく、さらに、前記ダウンチューブ支持部は、横断面が車両進行方向後向きに開口するコの字状を成していてもよく、前記ヘッドパイプ本体部の車両進行方向前側部分の厚みは他の部分の厚みより薄くなっていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、延出接続部の後端に溶接接合部が形成され、該溶接接合部がヘッドパイプ本体部から離れているため、走行時に生じる路面からの突き上げ荷重の大部分を延出接続部によって吸収し、溶接接合部への応力の集中を回避することができる。したがってフレーム構造の全体強度を高めることができると共に、ヘッドパイプ下部の形状の自由度を高めることができる。
【００１０】
また、延出接続部の中実部に凹部が形成されている場合には、この部分の軽量化及び剛性バランスの適正化を図ることができ、操縦安定性を向上させることができると共に、凹部により減少した体積を成形時に溶接接合部やダウンチューブ支持部に振り向けることにより、生産性の低下やコストアップを防止することができる。
【００１１】
さらにまた、凹部の大きさや深さを調整することにより、捩れ剛性の調整を容易に行うことができると共に、操縦安定性を微妙に変化させることができ、設計の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
先ず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るフレーム構造及び該フレーム構造を備えた自動二輪車について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係るフレーム構造を備えた自動二輪車を示す右側面図、図２は同フレーム構造を備えた自動二輪車の車体フレームを示す左側面図である。
【００１４】
この自動二輪車１１には、骨組みを構成する車体フレーム１２が設けられている。そして、車体フレーム１２は、前側に設置されるヘッドパイプ１３と、ヘッドパイプ１３から後方に延出する左右のメインパイプ１４と、ヘッドパイプ１３から後側斜め下方に向かって延出し横断面が矩形状の角型中空パイプ材により形成されている一本のダウンチューブ１５と、ダウンチューブ１５の下端にジョイント部材１６を介して前端側が接続されて左右に分岐し、後方に向かって延出する左右一対のロアチューブ１７と、メインパイプ１４の後端に上端が接続されると共にロアチューブ１７の後端に下端が接続されるピボットフレーム１８とを備えて構成されている。
【００１５】
ヘッドパイプ１３には、下端に前輪１９を軸支するフロントフォーク２０が回動自在に設けられていると共に、上端にハンドルバー２１が設けられたステアリングシャフト２２が回動自在に嵌合しており、ハンドルバー２１の操舵により前輪１９が左右に回動するようになっている。
【００１６】
左右のピボットフレーム１８の間に架設されたピボット軸（図示省略）には後輪２３を支持するスイングアーム２４が上下揺動自在に軸支されている。
【００１７】
車体フレーム１２のメインパイプ１４とダウンチューブ１５とロアチューブ１７とピボットブフレーム１８とにより囲まれた枠状空間２５内には、エンジン２６が搭載されており、エンジン２６の動力は不図示のドライブスプロケット、チェーン、及びドリブンスプロケットを介して後輪２３に伝達される。
【００１８】
また、エンジン２６（メインパイプ１４）の上部には、燃料タンク２７が設置され、シートレールの上にライダー用シート２８が着脱可能に載置されている。
【００１９】
次に、図３〜図７を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る自動二輪車のフレーム構造について説明する。ここで、図３は本発明の実施の形態に係る自動二輪車のフレーム構造を示す側面図、図４は図３のＡ矢視図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図、図６は図３のＣ−Ｃ断面図、図７は図３のＤ−Ｄ断面図である。
【００２０】
ヘッドパイプ１３は、ステアリングシャフト２２を支持するヘッドパイプ本体部３１と、ヘッドパイプ本体部３１の後側上部において左右のメインパイプ１４の前端を溶接接合するメインパイプ接合部３２と、ヘッドパイプ本体部３１の後側下部においてダウンチューブ１５の前端を溶接接合するダウンチューブ接合部３３とが、鋳造又は鍛造により一体成形されて構成されている。
【００２１】
ヘッドパイプ本体部３１は、円筒形状のパイプ部３４と、このパイプ部３４の上下両端部においてステアリング軸受を保持する上下ベアリング保持部３５，３６とにより構成されている。そして、図７に良く示されているように、大きな応力が作用する虞のないパイプ部３４の車両進行方向前側部分３７と後側部分の上部３８は、厚みが他の部分３９の厚みより薄くなるように形成されていると共に、外面が平坦になるように形成されている。これにより、フレーム構造の軽量化を図ることができると共に、パイプ部３４の外面を電子制御装置等の取付けスペースとして利用することもできる。
【００２２】
また、メインパイプ接合部３２には、車幅方向に通孔４０が形成されており、左右のメインパイプ１４の前端は通孔４０の左右側方からメインパイプ接合部３２に嵌合可能となっている。そして、左右のメインパイプ１４の前端が通孔４０に嵌合した状態で、メインパイプ接合部３２の左右両端部の周囲を隅肉溶接することにより、各メインパイプ１４の前端はメインパイプ接合部３２に接合される。
【００２３】
ダウンチューブ接合部３３は、ヘッドパイプ本体部３１からダウンチューブ１５の延出方向に沿って延出する延出接続部４１と、延出接続部４１の後端に形成されてダウンチューブ１５の前端が溶接接合される溶接接合部４２とを備えている。
【００２４】
延出接続部４１は、ヘッドパイプ本体部３１側に形成された中実部４３と、中実部４３からダウンチューブ１５の延出方向に沿って延出するダウンチューブ支持部４４とを備えている。
【００２５】
図６に良く示されているように、中実部４３には、車幅方向の寸法がダウンチューブ支持部４４より小さくなるように凹部４５が形成されており、この凹部４５は、車体中心に対して左右対称に形成されている。
【００２６】
ダウンチューブ支持部４４は、ダウンチューブ１５の下面側を支持可能なように形成された下面側支持部４６と、下面側支持部４６の左右両側縁部とメインパイプ接合部３２との間にそれぞれ形成された左側面支持部４７及び右側面支持部４８とによって、横断面が車両進行方向後向きに開口するコの字状を成している。これにより、ダウンチューブ支持部４４はダウンチューブ１５の前端外周を囲うように支持することができるため、ダウンチューブ支持部４４に対するダウンチューブ１５の接合強度を高めることができる。
【００２７】
溶接接合部４２は、下面側支持部４６と左側面支持部４７及び右側面支持部４８の後端に形成され、下面側支持部４６の後端は、図４に良く示されているように先細り形状を成し、また、左側面支持部４７及び右側面支持部４８の後端は、図２及び図３に良く示されているように傾斜した形状を成している。これにより、溶接接合部４２の溶接長さを長く取ることができるため、溶接箇所の接合強度を高めることができる。
【００２８】
なお、ダウンチューブ支持部４４は、ヘッドパイプ本体部３１とメインパイプ接合部３２とダウンチューブ接合部３３の中実部４３を鍛造又は鋳造で一体成形した後、機械加工により成形される。そして、ダウンチューブ支持部４４の後端に形成された溶接接合部４２を全周隅肉溶接することにより、ダウンチューブ１５の前端はダウンチューブ支持部４４に接合される。
【００２９】
このように上記した実施の形態に係る自動二輪車のフレーム構造によれば、ヘッドパイプ本体部３１と溶接接合部４２との間に延出接続部４１が形成されており、走行時に生じる路面からの突き上げ荷重の大部分を延出接続部４１によって吸収し、溶接接合部４２への応力の集中を回避することができるため、フレーム構造の全体強度を高めることができる。また、延出接続部４１を設けることにより、ヘッドパイプ１３下部の形状の自由度が増し、不要な部分まで強度を高めることなく軽量で強度の高い最適なフレーム構造を提供することができる。
【００３０】
また、延出接続部４１の中実部４３に凹部４５が形成されているため、この部分の軽量化及び剛性バランスの適正化を図ることができ、操縦安定性を向上させることができる。さらに、凹部４５により減少した体積を鍛造成形時に溶接接合部４２やダウンチューブ支持部４４に振り向けることにより、生産性の低下やコストアップを防止することができる。さらにまた、凹部４５の大きさや深さを調整することにより、捩れ剛性の調整を容易に行うことができると共に、操縦安定性を微妙に変化させることができ、設計の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係るフレーム構造を備えた自動二輪車を示す右側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るフレーム構造を備えた自動二輪車の車体フレームを示す左側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る自動二輪車のフレーム構造を示す側面図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】従来の自動二輪車のフレーム構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１          自動二輪車
１２          車体フレーム
１３          ヘッドパイプ
１４          メインパイプ
１５          ダウンチューブ
２２          ステアリングシャフト
３１          ヘッドパイプ本体部
３２          メインパイプ接合部
３３          ダウンチューブ接合部
４１          延出接続部
４２          溶接接合部
４３          中実部
４４          ダウンチューブ支持部
４５          凹部
３７          前側部分
【図１】
2008230416.tif 000003
【図２】
2008230416.tif 000004
【図３】
2008230416.tif 000005
【図４】
2008230416.tif 000006
【図５】
2008230416.tif 000007
【図６】
2008230416.tif 000008
【図７】
2008230416.tif 000009
【図８】
2008230416.tif 000010