(57)【要約】【課題】本発明は、接合端部の形状を複雑化することなしに、接合端部間の溶接長を十分に確保できる車両用フレームを得ることにある。【解決手段】フレーム(2)は、第１のフレーム部材(25a)と第２のフレーム部材(35a)とを備え、これら第１および第２のフレーム部材の四角い筒状の接合端部(41,46)が互いに突き合わせて溶接されている。第１および第２のフレーム部材の接合端部は、夫々周方向に連続する第１ないし第４の縁部(43a〜43d,47a〜47d)を有している。これら第１ないし第４の縁部は、接合端部を径方向に沿ういずれの方向から見ても傾斜している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角い筒状の接合端部を有する第１のフレーム部材と、
四角い筒状の接合端部を有する第２のフレーム部材とを備え、
上記第１のフレーム部材の接合端部と上記第２のフレーム部材の接合端部とを突き合わせて溶接するようにした車両用フレームであって、
上記第１および第２のフレーム部材の接合端部は、夫々周方向に連続する第１ないし第４の縁部を有し、これら第１ないし第４の縁部は、上記接合端部を径方向に沿ういずれの方向から見ても傾斜していることを特徴とする車両用フレーム。
【請求項２】
四角い筒状の接合端部と、この接合端部から突出する凸部とを有する第１のフレーム部材と、
上記第１のフレーム部材の凸部が差し込まれる四角い筒状の接合端部を有する第２のフレーム部材とを備え、
上記第１のフレーム部材の接合端部と上記第２のフレーム部材の接合端部とを突き合わせて溶接するようにした車両用フレームであって、
上記第１および第２のフレーム部材の接合端部は、夫々周方向に連続する第１ないし第４の縁部を有し、これら第１ないし第４の縁部は、上記接合端部を径方向に沿ういずれの方向から見ても傾斜していることを特徴とする車両用フレーム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の記載において、上記各接合端部の第１ないし第４の縁部は、同一の平面上に位置することを特徴とする車両用フレーム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかの記載において、上記第１のフレーム部材の接合端部と上記第２のフレーム部材の接合端部とは、全周に亘って溶接されていることを特徴とする車両用フレーム。
【請求項５】
請求項１又は請求項２の記載において、上記各接合端部の第１の縁部と第２の縁部および第３の縁部と第４の縁部は、夫々第１および第２のフレーム部材の径方向に向かい合い、上記第１の縁部と上記第２の縁部は同一の方向に傾斜するとともに、第３の縁部と第４の縁部は同一の方向に傾斜することを特徴とする車両用フレーム。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項５のいずれかの記載において、上記各接合端部の第１ないし第４の縁部は、各接合端部の中心を通る軸線と直交する平面に対し傾斜することを特徴とする車両用フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動二輪車のような車両に用いるフレームに係り、特に二つのフレーム部材を接合する溶接継手の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車用のフレームは、エンジン、フロントフォークおよびリヤアームのような主要な構成要素を支持するとともに、走行中にフロントフォークおよびリヤアームから伝わる衝撃荷重や疲労破壊荷重を受け止める機能を有している。
【０００３】
この種のフレームは、軽量で高い強度、剛性が要求されることから、従来、複数の角筒状のフレーム部材を互いに溶接して組み立てたものが知られている。この形式のフレームでは、複数のフレーム部材の接合端部を斜めにカットし、接合端部間の溶接長を確保することで溶接継手部の強度を確保している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４２５２８号公報（段落番号００２５〜００２７、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたフレームによると、フレーム部材の接合端部は、フレームを側方から見た時に斜めにカットされている。このため、接合端部の左右の側縁部は、フレーム部材の軸線に対し傾斜しており、これら側縁部がフレーム部材の軸線と直交する場合との比較において、側縁部の全長が長くなる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、フレーム部材の前縁部および後縁部の形状については何等言及していない。このため、特許文献１は、フレーム部材の左右の側縁部のみで溶接継手部の溶接長を稼いでいるに止まり、この溶接継手部の溶接長が十分であるとは言い難い構成となっている。
【０００６】
本発明の目的は、第１および第２のフレーム部材の接合端部の形状を複雑化することなしに、接合端部間の溶接長を十分に確保できる車両用フレームを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る車両用フレームは、  
四角い筒状の接合端部を有する第１のフレーム部材と、四角い筒状の接合端部を有する第２のフレーム部材とを備え、上記第１のフレーム部材の接合端部と上記第２のフレーム部材の接合端部とを突き合わせて溶接している。  
上記第１および第２のフレーム部材の接合端部は、夫々周方向に連続する第１ないし第４の縁部を有し、これら第１ないし第４の縁部は、上記接合端部を径方向に沿ういずれの方向から見ても傾斜していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１ないし第４の縁部の形状を複雑化することなく、接合端部の周方向の長さを増やすことができる。このため、接合端部間の溶接長を十分に確保することができ、第１および第２のフレーム部材の溶接強度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の第１の実施の形態を、自動二輪車に適用した図１ないし図１０に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、例えばモトクロスレース用の自動二輪車１を開示している。この自動二輪車１は、クレードル形のフレーム２を備えている。フレーム２は、フロントフォーク３、リヤアーム４、水冷４サイクル単気筒エンジン５、燃料タンク６およびシート７を支持している。
【００１１】
フロントフォーク３は、バーハンドル８によって操向操作されるとともに、前輪９を支持している。リヤアーム４は、フレーム２から後方に延びており、その後端に後輪１０を支持している。エンジン５は後輪１０を駆動するためのものであり、クランクケース１１の後端部にドライブスプロケット１２を備えている。ドライブスプロケット１２と後輪１０のドリブンスプロケット１３との間にチェーン１４が巻き掛けられている。
【００１２】
燃料タンク６は、エンジン５の真上に位置している。シート７は、燃料タンク６の上面から燃料タンク６の後方に向けて略水平に延びている。
【００１３】
図１ないし図３に示すように、フレーム２は、第１のフレームセクション１６、第２のフレームセクション１７、左右のシートレール１８および左右のシートピラーチューブ１９を備えている。
【００１４】
第１のフレームセクション１６は、アルミニウム合金を用いた鋳造品であり、ステアリングヘッドパイプ２０とガセット部２１とを備えている。ステアリングヘッドパイプ２０は、フレーム２の前端に位置するとともに、フロントフォーク３を支持している。
【００１５】
ガセット部２１は、ステアリングヘッドパイプ２０から後方斜め下向きに延びており、フレーム２の高さ方向に縦長の中空の箱形状をなしている。ガセット部２１は、後方斜め下向きに突出する連結部２２と、下向きに突出する一本の第１のダウンチューブ２３とを有している。
【００１６】
連結部２２は、後方に進むに従い車幅方向に拡開するような四角い箱状であり、その後端に後方に向けて開口する開口部２４が形成されている。第１のダウンチューブ２３は、断面が四角形の角筒状であり、その下端部に二股に分岐された一対の連結腕部２５ａ，２５ｂを有している。連結腕部２５ａ，２５ｂは、第１のダウンチューブ２３に沿って下向きに突出するとともに、車幅方向に間隔を存して平行に配置されている。
【００１７】
第２のフレームセクション１７は、一対のリヤアームブラケット２７ａ，２７ｂ、クロス部材２８およびリヤクッションブラケット２９を備えている。リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂは、アルミニウム合金を用いた鍛造品で構成されている。リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂは、第１のダウンチューブ２３の後方においてフレーム２の高さ方向に起立するとともに、車幅方向に離間して平行に配置されている。リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂは、夫々ボス部３０を有している。リヤアーム４の前端部は、ボス部３０の間に介在されるとともに、ピボット軸３１を介してボス部３０に支持されている。
【００１８】
リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの上端部は、第１のフレームセクション１６の連結部２２に向けて延びている。リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの上端部は、連結部２２の開口部２４に嵌め込まれるとともに、この開口部２４の縁に溶接されている。
【００１９】
クロス部材２８は、アルミニウム合金を用いた押し出し材にて構成され、角筒状をなしている。クロス部材２８は、リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの下端部の間を連結している。クロス部材２８は、リヤアーム４よりも下方に位置しており、このクロス部材２８の後端とリヤアーム４との間に跨ってリンク機構３２が架け渡されている。
【００２０】
リヤクッションブラケット２９は、アルミニウム合金を用いた鋳造品であり、角筒状をなしている。リヤクッションブラケット２９は、リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの上部の間を連結している。このリヤクッションブラケット２９とリヤアーム４に連結されたリンク機構３２との間に一本の油圧緩衝器３３が架け渡されている。
【００２１】
図１に示すように、リヤクッションブラケット２９は、シートレール１８の前端部を支持している。シートレール１８は、リヤクッションブラケット２９から後方に向けて延びており、シート７の後半部を支えている。シートピラーチューブ１９は、シートレール１８の後半部とリヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの下部との間に架け渡されて、シートレール１８の後端部を支えている。
【００２２】
図２ないし図４に示すように、第１のダウンチューブ２３の連結腕部２５ａ，２５ｂとリヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの下端部との間は、左右の第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂを介して連結されている。第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂは、例えばアルミニウム合金の押し出し材にて構成されている。第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂの前端部は、第１のダウンチューブ２３の連結腕部２５ａ，２５ｂに溶接されている。第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂの後端部は、リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂの下端部に溶接されている。そのため、第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂは、フレーム２の前後方向に延びるとともに、車幅方向に互いに離れている。
【００２３】
第１のダウンチューブ２３、第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂおよびリヤアームブラケット２７ａ，２７ｂは、エンジン５のクランクケース１１を抱え込むように支持している。
【００２４】
詳しく述べると、図２に示すように、第１のダウンチューブ２３の連結腕部２５ａ，２５ｂに夫々第１のエンジンブラケット３６が取り付けられている。第１のエンジンブラケット３６は、クランクケース１１の前端部を支持している。第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂの中間部に第２のエンジンブラケット３７が取り付けられている。第２のエンジンブラケット３７は、クランクケース１１の下端部を支持している。
【００２５】
クランクケース１１の後端部は、リヤアームブラケット２７ａ，２７ｂのボス部３０の間に介在されるとともに、ピボット３１を介してボス部３０に支持されている。このため、第１および第２のダウンチューブ２３，３５ａ，３５ｂは、エンジン５のクランクケース１１の前方から下方に回り込んでいる。
【００２６】
このような構成のフレーム２においては、第１のダウンチューブ２３の連結腕部２５ａ，２５ｂと第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂとの接合強度を高める工夫がなされている。以下、この連結腕部２５ａ，２５ｂと第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂとを接合する溶接継手３８の構成について、左側の連結腕部２５ａと左側の第２のダウンチューブ３５ａとの接合部分を代表して説明する。
【００２７】
第１のダウンチューブ２３の連結腕部２５ａは、本発明の第１のフレーム部材に相当する構成要素であり、図５および図６に示すように前壁４０ａ、後壁４０ｂおよび左右の側壁４０ｃ，４０ｄを有する角筒状をなしている。連結腕部２５ａは、その下端に接合端部４１と凸部４２とを備えている。接合端部４１は、第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄによって規定された四角い形状であり、第１のダウンチューブ２３の下方を指向している。
【００２８】
接合端部４１の第１の縁部４３ａは、前壁４０ａの下端に位置するとともに連結腕部２５ａの幅方向に直線状に延びている。接合端部４１の第２の縁部４３ｂは、後壁４０ｂの下端に位置するとともに連結腕部２５ａの幅方向に直線状に延びている。このため、第１の縁部４３ａと第２の縁部４３ｂは、連結腕部２５ａの前後方向に互いに離れている。
【００２９】
接合端部４１の第３の縁部４３ｃは、左側の側壁４０ｃの下端に位置するとともに連結腕部２５ａの前後方向に直線状に延びている。接合端部４１の第４の縁部４３ｄは、右側の側壁４０ｄの下端に位置するとともに連結腕部２５ａの前後方向に直線状に延びている。このため、第３の縁部４３ｃと第４の縁部４３ｄは、連結腕部２５ａの幅方向に互いに離れている。言い換えると、第１の縁部４３ａと第２の縁部４３ｂ、第３の縁部４３ｃと第４の縁部４３ｄは、夫々連結腕部２５ａの径方向に互いに向かい合っている。
【００３０】
図４および図５に示すように、第１および第２の縁部４３ａ，４３ｂは、連結腕部２５ａの幅方向に沿う外側（左側）に進むに従い上向きに傾斜している。同様に第３および第４の縁部４３ｃ，４３ｄは、連結腕部２５ａの前側から後側に進むに従い上向きに傾斜している。さらに、第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄは、連結腕部２５ａの径方向に沿う同一の平面上に位置している。
【００３１】
このことから、第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄで規定される四角い接合端部４１は、接合端部４１の中心を通る連結腕部２５ａの軸線O1と直交する平面に対しフレーム２の左側および後側を向くように斜めにカットされている。よって、第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄは、接合端部４１を連結腕部２５ａの径方向に沿ういずれの方向から見た場合でも傾斜している。
【００３２】
凸部４２は、接合端部４１の第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄで囲まれる領域から下向きに突出している。この凸部４２は、接合端部４１と同軸の四角い筒状をなしている。
【００３３】
一方、第２のダウンチューブ３５ａは、本発明の第２のフレーム部材に相当する構成要素であり、図９に示すような第１ないし第４の周壁４５ａ〜４５ｄを有する角筒状をなしている。第２のダウンチューブ３５ａは、その前端に上向きの接合端部４６を備えている。接合端部４６は、第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄによって規定された四角い形状であり、上記接合端部４１の凸部４２が差し込まれるようになっている。
【００３４】
接合端部４６の第１の縁部４７ａは、第１の周壁４５ａの前端に位置するとともに第２のダウンチューブ３５ａの幅方向に直線状に延びている。接合端部４６の第２の縁部４７ｂは、第２の周壁４５ｂの前端に位置するとともに第２のダウンチューブ３５ａの幅方向に直線状に延びている。このため、第１の縁部４７ａと第２の縁部４７ｂは、第２のダウンチューブ３５ａの前後方向に互いに離れている。
【００３５】
接合端部４６の第３の縁部４７ｃは、第３の周壁４５ｃの前端に位置するとともに第２のダウンチューブ３５ａの前後方向に直線状に延びている。接合端部４６の第４の縁部４７ｄは、第４の周壁４５ｄの前端に位置するとともに第２のダウンチューブ３５ａの前後方向に沿って直線状に延びている。このため、第３の縁部４７ｃと第４の縁部４７ｄは、第２のダウンチューブ３５ａの幅方向に互いに離れている。言い換えると、第１の縁部４７ａと第２の縁部４７ｂ、第３の縁部４７ｃと第４の縁部４７ｄは、夫々第２のダウンチューブ３５ａの径方向に互いに向かい合っている。
【００３６】
図４および図８に示すように、第１および第２の縁部４７ａ，４７ｂは、第２のダウンチューブ３５ａの幅方向に沿う外側（左側）に進むに従い上向きに傾斜している。同様に第３および第４の縁部４７ｃ，４７ｄは、第２のダウンチューブ３５ａの後側に進むに従い上向きに傾斜している。さらに、第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄは、第２のダウンチューブ３５ａの径方向に沿う同一の平面上に位置している。
【００３７】
このことから、第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄで規定される四角い接合端部４６は、接合端部４６の中心を通る第２のダウンチューブ３５ａの軸線O2と直交する平面に対しフレーム２の右側および前側を向くように斜めにカットされている。よって、第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄは、接合端部４６を第２のダウンチューブ３５ａの径方向に沿ういずれの方向から見た場合でも傾斜している。
【００３８】
連結腕部２５ａの凸部４２を第２のダウンチューブ３５ａの接合端部４６に差し込んだ状態では、接合端部４１の第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄと接合端部４６の第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄとが互いに平行となるように向かい合うとともに、これら両者間に寸法誤差を吸収する僅かな隙間が形成されるようになっている。
【００３９】
図１０に示すように、連結腕部２５ａと第２のダウンチューブ３５ａは、その接合端部４１，４６を突き合わせた状態で全周に亘って溶接されている。これにより、接合端部４１，４６の間に溶接ビード４８が形成され、連結腕部２５ａと第２のダウンチューブ３５ａとが一体的に接合されている。この際、連結腕部２５ａの凸部４２は、隙間を第２のダウンチューブ３５ａの内側から塞ぐ裏当て金として機能している。
【００４０】
このような本発明の第１の実施の形態によれば、連結腕部２５ａの接合端部４１を規定する第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄは、接合端部４１を連結腕部２５ａの径方向に沿ういずれの方向から見ても傾斜している。同様に第２のダウンチューブ３５ａの接合端部４６を規定する第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄは、接合端部４６を第２のダウンチューブ３５ａの径方向に沿ういずれの方向から見ても傾斜している。
【００４１】
このため、接合端部４１の第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄが軸線O1と直交する平面上に位置する場合との比較において、第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄが長くなる。同様に、接合端部４６の第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄが軸線O2と直交する平面上に位置する場合との比較において、第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄが長くなる。
【００４２】
この結果、接合端部４１，４６の周方向に沿う長さが増大し、これら接合端部４１，４６の間の溶接長ひいては溶接ビード４８の長さを十分に確保することができる。よって、第１のダウンチューブ２３と第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂとを接合する溶接継手３８の強度が向上する。
【００４３】
加えて、接合端部４１の第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄおよび接合端部４６の第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄは、夫々同一の平面上に位置している。そのため、接合端部４１，４６が凹凸を有しない単純な形状となり、接合端部４１，４６の形状を複雑にすることなく接合端部４１，６１の間の溶接長を確保することができる。
【００４４】
それとともに、接合端部４１の第１ないし第４の縁部４３ａ〜４３ｄおよび接合端部４６の第１ないし第４の縁部４７ａ〜４７ｄは、いずれも真っ直ぐに延びている。このため、例えば溶接ロボットを用いて溶接作業を実行する場合に、溶接ロボットは連結腕部２５ａおよび第２のダウンチューブ３５ａ，３５ｂの周方向に移動させるだけで済む。よって、溶接作業の自動化を図る上で好都合となるとともに、溶接ロボットの移動に関する制御を容易に行うことができる。
【００４５】
さらに、連結腕部２５ａの接合端部４１は、連結腕部２５ａに対し車幅方向に沿う外側を指向するように斜めにカットされている。このため、連結腕部２５ａに第２のダウンチューブ３５ａを連結するに際して、この第２のダウンチューブ３５ａの接合端部４６を車幅方向に沿う左側方から連結腕部２５ａの接合端部４１に突き当てることができる。したがって、フレーム２の組立時の作業性が良好となる。
【００４６】
本発明は上記第１の実施の形態に特定されるものではなく、図１１に本発明の第２の実施の形態を示す。
【００４７】
この第２の実施の形態では、連結腕部２５ａの接合端部４１に裏当て金に相当する構成要素が存在せず、連結腕部２５ａの接合端部４１と第２のダウンチューブ３５ａの接合端部４６が単純に突き当てられている。
【００４８】
この構成においても、接合端部４１，４６の四つの縁部を傾斜させることで、接合端部４１，４６の間の溶接長を十分に確保することができる。
【００４９】
なお、本発明は第１のダウンチューブと第２のダウンチューブとの接合部分に限定されるものではない。例えばエンジンの上方を通る一本の角筒状のフレーム部材が前後に分割されている場合に、この分割端を互いに溶接する部分に本発明を適用してもよい。
【００５０】
さらに、本発明に係る車両は自動二輪車に限らず、例えば三つ又は四つの車輪を有する不整地走行用のATV(All Terrain Vehicle)であっても同様に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動二輪車の側面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るフレームの側面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るフレームの斜視図。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、第１のダウンチューブの連結腕部の正面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る連結腕部の側面図。
【図６】図５のF6−F6線に沿う断面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る第２のダウンチューブの側面図。
【図８】図７のＡ線の方向から見た第２のダウンチューブの平面図。
【図９】図７のF9−F9線に沿う断面図。
【図１０】図２のF10−F10線に沿う断面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態において、第１のダウンチューブの連結腕部と第２のダウンチューブとの接合部分を示す断面図。
【符号の説明】
【００５２】
２…フレーム、２５ａ…第１のフレーム部材（連結腕部）、３５ａ…第２のフレーム部材（第２のダウンチューブ）、４１，４６…接合端部、４３ａ〜４３ｄ，４７ａ〜４７ｄ…第１ないし第４の縁部、４２…凸部。
【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】
2005289201.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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