(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドパイプからエンジンの上方を通って後方へ配設されるメインフレームと、ヘッドパイプからエンジンの前方へ斜め下がりに配設されるダウンフレームとを備えた自動２輪車用車体フレームの製法において、
前記ダウンフレームは角断面のパイプ部材であり、使用状態で前面となる部分の内側に補強用リブを一体に設け、使用状態の側面視にて後面となる部分の下部側のみを下方へ向かって次第に細くなるテーパー状とし、かつ前面側と非対称のテーパー状をなすようにしたものであり、
このダウンフレームを形成するには、まず、前記補強用リブを一体に設けた角断面のパイプ部材を押出成形により形成し、
その後、前記押出成形された角断面のパイプ部材に対して直交４方向からのみ圧縮するスエージング加工を施すことにより、前記テーパー状部を形成することを特徴とする自動２輪車用車体フレームの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動２輪車用車体フレーム、特にヘッドパイプからエンジンの前方へ斜め下がりに設けられるダウンフレームを有利な構造に形成するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第２９５１３３８号には、角断面パイプによりヘッドパイプから後方へ延出するメインフレームと、斜め下方へ延出するダウンフレームを形成することが示され、かつこのダウンフレームをスエージング加工で形成することが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、パイプフレームは応力最大部に合わせてパイプ断面を決定するため、それ程応力がかからない部分まで同じ断面で形成され、その結果、重量増加を招くことになる。また、上記従来例のスエージング加工は丸パイプをテーパー状に回転スエージングし、その後プレス成形等により角断面に成形するものであるから、本来一断面内において、特定の場所の肉厚が変化したり、日の字断面等のパイプに対してスエージングできない。そこで、本願発明は要求される応力分布に適合する断面図形状に形成して軽量化するとともに、容易に形成できる車体フレームの製法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係る自動２輪車用車体フレームの製法は、ヘッドパイプからエンジンの上方を通って後方へ配設されるメインフレームと、ヘッドパイプからエンジンの前方へ斜め下がりに配設されるダウンフレームとを備えた自動２輪車用車体フレームにおいて、前記ダウンフレームは角断面のパイプ部材であり、使用状態で前面となる部分（以下、前面という）の内側に補強用リブを一体に設け、使用状態側面視で後面となる部分（以下、後面という）のみを下方へ向かって次第に細くなるテーパー状とし、かつ前面側と非対称のテーパー状にしたものであり、
このダウンフレームを形成するには、まず、前記補強用リブを一体に設けた角断面のパイプ部材を押出成形により形成し、
その後、前記押出成形された角断面のパイプ部材に対して直交４方向からのみ圧縮するスエージング加工を施すことにより、前記テーパー状部を形成することを特徴とする。
【０００５】
【発明の効果】
本願発明に係るダウンフレームは、前面部分内面に補強リブを一致に形成したので、最大応力部であるダウンフレームの前面側部分を特に剛性アップでき、他の部分は相対的に薄肉にできる。このため実際の応力分布に適合する断面形状にでき、車体フレーム全体の軽量化を貢献する。
【０００６】
また、このような角断面パイプは内面にリブを一体に形成して予め押し出し成形された角断面パイプを直交４方向からのみ圧縮するスエージング加工を施すことにより容易に得られ、このとき後面側面部分だけをテーパー状にして非対称形状に成形できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施例を説明する。図１は本実施例に係るオフロード型自動２輪車の要部側面図、図２はエンジン上方の部品配置を車体側面側から示す図、図３は同様部における部品の一部に関するレイアウトを車体上方から示す図、図４はピボットプレート上部の一部部品のレイアウトを車体側面から示す図、図５は車体フレームの後方から一部部品のレイアウトを示す図、図６は車体前方から一部部品のレイアウトを示す図、図７は車体フレームの要部側面図、図８はその前半部側平面図、図９はその後方視図、図１０は図７の１０−１０線断面図である。
【０００８】
まず、図１において、車体フレーム１はクレドール型をなして水冷４サイクル式エンジン２を支持し、ヘッドパイプ３からエンジン２の上方を通って後方へ延びる左右一対のメインフレーム４と、ヘッドパイプ３からエンジン２の前方を車体中心に沿って斜め下方へ延出するダウンチューブ５と、左右の各メインフレーム４の後端部と結合してエンジン２の後方を上下方向へ配設される左右一対のピボットプレート６と、エンジン２の下方を通ってダウンチューブ５及びピボットプレート６の各下端部を連結する左右一対の下部フレーム７とを備える。また、ピボットプレート６の上端部からは左右一対をなすシートレール８が後方へ延出し、その後端部とピボットプレート６の中間部とを斜めのリヤパイプ９で連結されている。
【０００９】
ヘッドパイプ３には、バーハンドル１０によって操向される左右一対のフロントフォーク１１がトップブリッジ１２及びボトムブリッジ１３を介して回動自在に支持されている。符号１４は前輪である。
【００１０】
左右のピボットプレート６の中間部間にはピボット軸１５によりリヤスイングアーム１６の前端が揺動自在に支持され、リヤスイングアーム１６の後端部には後輪１７が支持されている。また、リヤスイングアーム１６の前部に設けられたリンク１８とピボットプレート６の上端部に設けられた後述する後部クロス部材間にリヤクッション１９が取付けられ、後輪サスペンションを構成している。
【００１１】
図中の符号２０は、左右のメインフレーム４間に支持される燃料タンク、２１は左右のシートレール８上に支持されるシート、２２はラジエタ、２３は排気管、２４は気化器、２５はエアクリーナ、２６はマフラーである。
【００１２】
図２に示すように、このエンジン２は水冷４サイクル式であり、シリンダヘッド２７は略直立して設けられ、シリンダヘッドカバー２８は側面視略三角形をなしてその後部側はメインフレーム４の内側へ入り込んでいる。シリンダヘッド２７の前部中央には排気通路３５が設けられ、ここに排気管２３が接続している。
【００１３】
ラジエタ２２は左右一対でダウンチューブ５の両側へ支持され（図５参照）、その上部タンク３０とシリンダヘッドカバー２８の間に復水側ホース３１が配管される。また下部タンク３２からは送水側ホース３３が延出しクランクケース２９側と接続している。
【００１４】
また、シリンダヘッド２７の背面側に設けられている吸気口には気化器２４が接続され、この気化器２４の吸気上流側はコンチューブ３６を介してエアクリーナ２５の前部３７へ接続している。コンチューブ３６はメインフレーム４のピボットプレート６の上部であるメインフレーム４の後端部との結合部近傍部分を側面視で横切るように配設されている。
【００１５】
エアクリーナ２５はその前面に設けられてコンチューブ３６の後端が接続する前部３７を着脱自在とし、これにより上記のような配置のコンチューブ３６を有するエアクリーナ２５のメンテナンス性を向上させている。
【００１６】
燃料タンク２０は前端部をブラケット４０によりメインフレーム４の上部に位置するボス５８へボルト等で取付けることにより支持され、後端部は左右のピボットプレート６の上端部間に設けられた後述する後部クロス部材４３上に支持される。燃料タンク２０の後端下部には下方へ突出する落とし込み部４１を設け、その下部に燃料コック４２を設けてある。
【００１７】
落とし込み部４１は４サイクルエンジン２の上方へ突出するシリンダヘッド２７及びシリンダヘッドカバー２８の後方かつ後部クロス部材４３の前方に形成される落とし込み用の空間５７ａ内へ突出して配置され、その車体前後方向ではシリンダヘッドカバー２８と重なる高さであり、かつ側面視では気化器２４の上部と重なる位置になっている。
【００１８】
図４に明らかなように、落とし込み部４１の下方に設けられる燃料コック４２の位置はその下端が側面視でメインフレーム４の下縁よりも多少下方へ出るように配置され、かつ落とし込み部４１はメインフレーム４と重なる位置になっている。また図３に明らかなように、落とし込み部４１は気化器２４と車幅方向へ併設されている。
【００１９】
エンジン２の支持は、図１に示すように、上部がメインフレーム４、前側がダウンチューブ下部、下側が下部フレーム７の中間部、後部がクランクケース２９をピボット軸１５によりピボットプレート６へそれぞれ支持される。このうち上部は図２及び図４に示すようにシリンダヘッド２７の後部に設けられた支持部３８でハンガブラケット３９を介してメインフレーム４の下面へ支持される。
【００２０】
次に、ダウンチューブ５近傍における部品のレイアウトにつき説明する。図５はラジエタ２２のレイアウト等についてダウンチューブ５及びその近傍部品を車体前方側から示す図であり、ラジエタ２２は左右に対で設けられ、それぞれの上部タンク３０は復水側ホース３１で連結され、ジョイント管３１ａでシリンダヘッドカバー２８側のウォータージャケット出口へ接続されている。
【００２１】
また、各下部タンク３２から出た送水側ホース３３は車体中央側へ延び、ダウンチューブ５のテーパー状部６２ｂ後方を左右方向へ横切るジョイントホース３４へ接続し、このジョイントホース３４の車体右側部分に設けられたジョイント部３４ａでクランクケースの右側に設けられているウォーターポンプ４９へ接続している。なお、排気管２３もテーパー状部６２ｂの後方を通って斜め下がりに車体右側へ出てから、右側のラジエタ２２の下方を通って後方へ延びている。
【００２２】
次に、後部クロス部材４３の下方に形成されている空間５６における部品のレイアウトにつき説明する。図６はこの部分を車体後方から示す図であり、この空間内には後部クロス部材４３の近傍下方かつ車体左側へ寄った位置に気化器２４が配設され、その右側に落とし込み部４１及びその底部下方に設けられた燃料コック４２が位置し、燃料コック４２から下方へ延出する燃料チューブ４２ａは気化器２４のフロート室２４ａへ接続されている。燃料コック４２の高さはフロート室２４ａよりも若干高い程度である。
【００２３】
またこれらの後方かつ車体中心の近傍にリヤクッション１９が位置し、リヤクッション１９に並設されたそのリザーブタンク１９ａの前方へ重なるように燃料コック４２が位置している。さらに燃料コック４２及びリザーブタンク１９ａの各下方を通って排気管２３が配設されている。排気管２３の前部はシリンダヘッド２７（図１参照）の前部から斜め右側へ出てから再び車体内側へ曲がり直して（図５参照）、その後右側のピボットプレート６の内側かつ前記したように燃料コック４２及びリザーブタンク１９ａの各下方を通り、その後やや車体右側かつ上方へ曲がりながら後方へ延びている。なお、気化器２４へ接続するコンチューブ（本図では省略）と排気管２３はそれぞれリヤクッション１９の左右両側へ分かれて配設される。
【００２４】
次に、図７乃至図１０により車体フレーム１の構造を詳述する。メインフレーム４はアルミ合金等を角形縦長断面をなすように押し出して形成される部材であり、その前端部はヘッドパイプ３へ溶接され、かつ後端部はピボットプレート６の上部と溶接されている。
【００２５】
ダウンチューブ５はアルミ合金等の角形パイプからなり、その下部の後面側をスウェージング加工によりテーパー状に形成したものであり、その後面上部と左右のメインフレーム４の各中間部下面とを側面視略水平で、平面視前方へ凸のアーチ状をなすテンションパイプ５０で連結補強してある。
【００２６】
テンションパイプ５０の前端部はガセット５１でダウンチューブ５と結合され、テンションパイプ５０の後端部とメインフレーム４の溶接部にはハンガブラケット３９の取付ステー５２が設けられている。ダウンチューブ５の下部はジョイント部材５３を介して左右へ分かれるアルミ合金等の角パイプからなる下部フレーム７の前端部が溶接されている（図８、図９参照）。
【００２７】
図１０はダウンチューブ５の横断面であり、４面のうち前面６０の内面中央には長さ方向へ連続するリブ６１が一体に形成されている。後面６２は下半部側が後述するテーパー状部６２ｂをなし、下方へ向かって次第に細くなっている。但し、上半部側の後面上部６２ａはストレート部になっている。また、左右の側面６３の各外表面には右Ｌ字状をなすラジエタ取付部６４が溶接され、ここにウエルドナット６５が設けられ、左右のラジエタ２２をボルト止めするようになっている。
【００２８】
図７に明らかなように、テーパー状部６２ｂは後面６２にのみ設けられ、その後方かつシリンダヘッド２７及びシリンダヘッドカバー２８の前部との間に空間５７ｂ（図２参照）を拡大形成している。なお、他の部分である後面上部６２ａ、前面６０及び左右の側面６３はテーパー状でなく、全てストレートな面になっている。すなわち、テーパー状部６２ｂの存在により側面視にてダウンチューブ５は非対称に形成されている。
【００２９】
このような形状にダウンチューブ５を成形するには、予めリブ６１等を一体に形成するような所定断面の角断面パイプとして押し出し成形し、これを直交４方向からのみ圧縮するスエージング加工を施すことにより、特定の面のみを必要長さだけテーパー状に形成することができる。このようなスエージング加工は公知であり、かつこのようにすることにより、一断面内で一部を任意に偏肉させることができ、本実施例のリブ６１も容易に形成できる。
【００３０】
ピボットプレート６はアルミ合金等を鋳造又は鍛造等により製造した板状部材であり、その上端部はメインフレーム４の後端部よりも上方へ突出する上方延出部５４をなし、この部分は左右それぞれが内側へ傾斜している（図８，図９参照）。左右の上方延出部５４における内側対向面には凹部が形成され、ここに後部クロス部材４３の両端が嵌合されて溶接されている。また、左右のピボットプレート６の中間部下方側位置にピボット受け部５５が設けられ、ここにピボット軸１５の両端が支持される。
【００３１】
後部クロス部材４３はアルミ合金等を鋳造や鍛造等により得られた中空の部材であり、この上面４４は燃料タンク２０の後端部４５を乗せて支持する支持部をなしている。また、中央部には後方へ二股状に突出するクッションブラケット４６が一体に形成され、ここにリヤクッション１９の上端４７が回動自在に支持されている（図４参照）。このクッションブラケット４６は、若干車体中心Ｃよりオフセットされているが、このオフセットが最小となる位置に設けられる。また、クッションブラケット４６の上部にはシートレール８の取付部が形成されている。
【００３２】
後部クロス部材４３の下方かつ左右のピボットプレート６及び下方のピボット軸１５で挟まれた空間５６（図６）は極めて大きな連続する空間をなし、ここに図６で前記したようにリヤクッション１９及び排気管２３、コンチューブ３６が配設されている。また、後部クロス部材４３より前方の空間もテンションパイプ５０より上方かつヘッドパイプ３より後方に連続する大きな燃料タンク収容空間５７（図８）として形成され、その一部でエンジン２のシリンダヘッドカバー２８より後方側がシリンダ後方の空間５７ａをなしている（図３）。
【００３３】
なお、図８及び図９における符号５８はヘッドパイプ３と一体に形成されたブラケット４０の取付ボスであり、５９はヘッドパイプ３の後部を後方へ張り出して一体に形成したクロス部であり、左右のメインフレーム４の接合部を確保している。また、図７中の符号５３ａはジョイント部材５３に設けられたエンジン支持用のステー、同じく７ａは下部フレーム７に設けられたエンジン支持用のステーである。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。図１０に示すように、ダウンチューブ５の前面６０内面にリブ６１を一体に設けたので、最大応力部である前面６０のみを剛性アップでき、他の各面６２，６３はリブ６１よりは肉厚を薄くできる。したがって、要求される剛性を確保した上で全体の軽量化を実現できる。なおこの実施例では、リブ６１を除く部分は前面６０、後面６２、側面６３のいずれも同じ肉厚であるが、必要により各部の肉厚を自由に変更することが可能である。
【００３５】
また、図２に示すように、ダウンチューブ５の後面６２の下部をテーパー状部６２ｂとしたので、前面６０にリブ６１を設け、反対側の面となる後面６２にテーパー状部６２ｂを設けることにより、ダウンチューブ５並びに車体フレーム１の剛性バランスを任意にとることができ、車体のレイアウトにも有利になる。
【００３６】
さらに、このテーパー状部６２ｂとシリンダヘッド２７及びシリンダヘッドカバー２８の各前部間に空間５７ｂを形成できるので、これを利用してラジエタ２２の水ホースであるジョイントホース３４及び排気管２３を配管でき、その結果、車体長をそれだけ短くできることになり車体をコンパクト化できる。
【００３７】
そのうえ、このようなテーパー加工や偏肉のある角断面パイプは本実施例のように角パイプを押し出し成形後、これを直交４方向のみから圧縮する特殊なスエージング加工を採用することにより容易に形成できる。
【００３８】
さらに、後面６２のうち、後面上部６２ａをストレート部としたので、ここを接合面としてガセット５１を溶接する場合における溶接作業が容易である。
【００３９】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず、種々に応用や変形が可能であり、例えば前面６０をテーパー状に成形すれば、前輪１４をよりダウンチューブ５側へ近接できるのでヘッドパイプ３の位置選択について自由度が増し、車体のジオメトリーに関する自由度を大きくできる。
【００４０】
さらに、ダウンチューブ５の側面６３をテーパー状にスエージングすることにより、ラジエタ２２の取付位置を車体中央側へ移すことができ、これにより完成車の車体幅を狭くして車体をコンパクト化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るオフロード型自動２輪車の要部側面図
【図２】エンジン上方における一部の部品配置を車体側面側から示す図
【図３】同様部品における一部部品の平面レイアウトを示す図
【図４】ピボットプレート上部における一部部品のレイアウトを車体側面から示す図
【図５】ダウンチューブ回りの部品配置を示す図
【図６】後部クロス部材下方の空間における部品配置を示す図
【図７】車体フレーム要部の側面図
【図８】その前半部側を上方から示す図
【図９】その後方視図
【図１０】図７の１０−１０線断面図
【符号の説明】
１：車体フレーム、２：エンジン、３：ヘッドパイプ、４：メインフレーム、５：ダウンチューブ、６：ピボットプレート、７：下部フレーム、１９：リヤクッション、２０：燃料タンク、２２：ラジエタ、２３：排気管、２４：気化器、２７：シリンダヘッド、２８：シリンダヘッドカバー、６０：前面、６１：リブ、６２後面、６２ｂ：テーパー状部、６３：側面
【図１】
0003766580.tif 000002
【図２】
0003766580.tif 000003
【図３】
0003766580.tif 000004
【図４】
0003766580.tif 000005
【図５】
0003766580.tif 000006
【図６】
0003766580.tif 000007
【図７】
0003766580.tif 000008
【図８】
0003766580.tif 000009
【図９】
0003766580.tif 000010
【図１０】
0003766580.tif 000011