JP4067661B2 - 自動二輪車の車体フレーム構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイングアーム形式の後輪懸架装置を備えた自動二輪車の、車体フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車には、車体フレームに後輪用スイングアームを取付けるとともに、このスイングアームをリヤサスペンションで車体フレームに懸架する、いわゆる、スイングアーム形式の後輪懸架装置を備えたものが多い。一般に、リヤサスペンションはその特性が定まれば、スイングアームとの配置関係（取付け位置、傾き等）も概ね定まる。このような後輪懸架装置としては、例えば、特開平２−７４４８７号公報「鞍乗型車両」のものが知られている。
この従来の技術は、その公報の第１図〜第３図及び第６図によれば、ヘッドパイプ４（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）から後下方へ左右一対の上部骨部材１４，１４を延し、これらの上部骨部材１４，１４の後部下部間にリヤフォーク８の前端部を取付け、リヤフォーク８の長手途中に緩衝器９の後端部を取付け、緩衝器９の前端部を上部骨部材１４，１４間のクロスメンバ１５に取付ける、というものである。
【０００３】
また、上記従来の技術は、その公報の第２図及び第３図に示す通り、上部骨部材１４，１４を側方から見たときに、それらの直線部分にクロスメンバ１５を掛け渡し、クロスメンバ１５から上方へアーム（番号なし）を延し、このアームの上端に緩衝器９の前端部を取付け、この緩衝器９を直線部分に略平行に延したものである。このように、緩衝器９の前端部は、クロスメンバ１５に側面視でオフセットして取付けたものである。
【０００４】
ところで、自動二輪車１は重心が低いことが好ましく、そのためには、燃料タンク１１を低位に配置したい。また、シート１２の前方に配置される燃料タンク１１の高さは、シート１２のレベルに対して、運転上適切なように設定される。このようなことから、燃料タンク１１の下方を通る上部骨部材１４，１４も、低位に設定したい。
上記従来の技術は、上部骨部材１４，１４を比較的低位に設定し、上部骨部材１４，１４の上方に、且つ、これらの側面視直線部分に略平行に緩衝器９を配置したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、その公報の第２図に示す通り、クロスメンバ１５に緩衝器９の前端部を、上方へオフセットして取付けたものである。従って、緩衝器９の偏心荷重により、クロスメンバ１５には捩りモーメントが生じることになる。その分だけ、クロスメンバ１５の剛性を高める必要があり、重量が増すとともに、コストアップになる。
【０００６】
これに対処するには、クロスメンバ１５の高さを緩衝器９の前端部のレベルまで上げることが考えられる。その場合に、クロスメンバ１５のレベルまで、上部骨部材１４，１４全体の高さを上げればよい。しかし、上部骨部材１４，１４を上げると、適切に設定された燃料タンク１１の縁やシート１２の縁と干渉し合うことになる。干渉しないようにするには、燃料タンク１１の縁やシート１２の縁を広幅にすればよいが、これでは、車幅が大きくなるので、得策ではない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、車体フレームの上方に、リヤサスペンションの前端部を取付ける自動二輪車において、（１）車体フレームの軽量化並びに低価格化を図ること、及び、（２）燃料タンクやシートを、それの形状や寸法を変えることなく、最適高さに設定すること、ができる技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ヘッドパイプから後下方へ左右一対のメインフレームを延し、これらのメインフレームを側方から見たときにそれらの直線部分にクロスメンバを掛け渡し、このクロスメンバにリヤサスペンションの前端部を取付け、このリヤサスペンションを直線部分に略平行に延した自動二輪車において、メインフレームの直線部分から上方で、且つ車幅方向中心よりに所定高さ局部的に膨出する膨出部を形成し、これらの膨出部間にクロスメンバを渡し、このクロスメンバの後面の高さ中心にリヤサスペンションの前端部を取付け、リヤサスペンションからの荷重をクロスメンバの後面の高さ中心に向けて作用させることを特徴とする。
【０００９】
クロスメンバの中心にリヤサスペンションの前端部を取付けたので、リヤサスペンションからクロスメンバへ、偏心荷重が作用することはない。クロスメンバは捩りモーメントが生じないので、剛性に余裕がある。その分だけ材料の径や厚みを小さくすれば、車体フレームの軽量化並びに低価格化を図ることができる。 また、メインフレームから上方へ突出するのは、局部的な膨出部だけであり、この膨出部間にクロスメンバを渡した。局部的な突出であるから、メインフレームが燃料タンクの縁やシートの縁と干渉することはない。従って、燃料タンクやシートの形状や寸法を変える必要はなく、しかも、これらを最適高さに設定することができる。
請求項２では、膨出部は、メインフレームの上部前部で、且つクロスメンバの上方に配置された燃料タンクの縁より車幅方向中心よりに膨出していることを特徴とする。その結果、燃料タンクの縁とオーバーラップしても、互いに干渉することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、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側面図である。
自動二輪車１は、車体フレーム（車体）２と、車体フレーム２のヘッドパイプ３に取付けたフロントフォーク４と、フロントフォーク４に取付けた前輪５と、フロントフォーク４に連結したハンドル６と、車体フレーム２の上部前部に跨ぐように取付けた燃料タンク７と、車体フレーム２の上部後部に取付けたシート８と、車体フレーム２の下部前部に取付けたパワーユニット９（前部のエンジン１１と後部の変速機１２の組合せ構造）と、車体フレーム２の下部後部に取付けたスイングアーム（リヤフォーク）１３と、スイングアーム１３の途中を車体フレーム２に懸架したリヤサスペンション１４と、スイングアーム１３の後端部に取付けた後輪１５とからなる。
【００１１】
エンジン１１の吸気系統２１は、吸気ダクト２２、エアクリーナ２３並びにキャブレタ２４等からなる。
エンジン１１の排気系統２６は、エンジン１１の排気口に接続した４本の排気管２７…（…は複数を示す。また、この図では１本のみを示す。以下同じ。）、各排気管２７…の排気を集合する集合管２８並びにマフラ２９等からなる。
【００１２】
また、上記自動二輪車１は、車体フレーム２の前部上部を覆うアッパカウル３１と、アッパカウル３１の上部に取付けるウインドスクリーン３２と、車体フレーム２の側部を覆うサイドカウル３３と、吸気ダクト２２の側部後部を覆うダクトカバー３４と、車体フレーム２の後部におけるシート８の下方を覆うシートカウル３５と、前輪５の上部を覆うフロントフェンダ３６と、後輪１５の後部上部を覆うリヤフェンダ３７とを備えた、フルカウリング形式の二輪車である。
図中、４１はヘッドランプ、４２はミラー、４３はラジエータ、４４，４４はシートレール、４５は運転者用ステップ、４６は乗員用ステップ、４９は駆動用チェーンである。
【００１３】
図２は本発明に係る車体フレーム及び後輪懸架装置の斜視図である。
車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から後下方へ左・右一対のメインフレーム５１，５１を延し、これら左・右のメインフレーム５１，５１の後端を下方へ延し、その下端に左・右のピボット支承部５２，５２（この図では左のみ示す。）を設け、また、メインフレーム５１，５１の長手中央間にクロスメンバ５６を掛け渡し、さらに、ヘッドパイプ３の下部と各メインフレーム５１，５１の長手中央の下部との間に、側面視略逆「へ」の字状の左右のサブフレーム５７，５７を掛け渡した部材である。
ヘッドパイプ３並びにメインフレーム５１の後部５１Ｒはアルミニウム鋳造品からなり、メインフレーム５１の前部５１Ｆ並びにサブフレーム５７はアルミニウム押出し成形品からなり、これらの部材同士は溶接にて接合したものである。
【００１４】
図３は本発明に係る自動二輪車の要部側面図である。
車体フレーム２は、４つのハンガ部６１〜６４にてパワーユニット９を取付けたものである。
エンジン１１は、前上方へ大きく傾斜した水冷式４気筒エンジンである。このエンジン１１は、下半部のクランクケース７１並びに上半部のシリンダブロック７２が、変速機用ケースを兼ねたものである。クランクケース７１は後部に、左・右のスタンド取付ブラケット７３，７３（この図では左のみ示す。）を介して、メインスタンド７４並びにサイドスタンド取付ブラケット７５を取付けたものである。７６はシリンダヘッド、７７はヘッドカバーである。
【００１５】
図４は本発明に係る車体フレーム並びにスイングアームの懸架構造（後輪懸架装置）の側面断面図である。
左・右のメインフレーム５１，５１は、側方から（この図の表面から）見たときに、それらの直線部分５３，５３から上方へ、局部的に左・右の膨出部５４，５４を形成し、これらの膨出部５４，５４間にクロスメンバ５６を掛け渡したものである。クロスメンバ５６を取付ける位置は、直線部分５３におけるサブフレーム５７の付け根５３ａ付近であり、この部分は剛性が大きいので、クロスメンバ５６から作用する曲げモーメント等に対して、十分な剛性を有する。
クロスメンバ５６は、アルミニウム押出し成形品からなる角パイプであり、内部に横リブ５６ａを一体に形成したものである。
【００１６】
図５は図４の５−５線断面図であり、左・右のメインフレーム５１，５１とクロスメンバ５６の関係を示す。
左・右のメインフレーム５１，５１の直線部分５３は、縦長の角パイプ状断面体である。左・右の膨出部５４，５４は、直線部分５３，５３の上面５３ｂ，５３ｂから上方へ且つ車幅中心寄りに、高さＨだけ局部的に膨出するとともに、対向し合う嵌合孔５５，５５を有する。クロスメンバ５６は、その両端を嵌合孔５５，５５に嵌合した後に、嵌合孔５５，５５の縁に溶接にて固定することになる。
【００１７】
再び図４に戻って説明を続けると、スイングアーム１３の懸架構造は、次の（１）〜（５）からなる、いわゆる、プログレッシブ・サスペンション構造である。
（１）左・右のピボット支承部５２，５２に、スイングアーム１３の前端部１３ａをピボット軸６６で、上下スイング自在に取付けた。
（２）左・右のスタンド取付ブラケット７３，７３に、第１リンク６７の一端部６７ａを連結した。
（３）第１リンク６７の他端部６７ｂと、スイングアーム１３の前部上部１３ｂと、リヤサスペンション１４の後端部１４ａとの、３点を第２リンク６８で連結した。
（４）リヤサスペンション１４を、メインフレーム５１，５１の直線部分５３，５３に略平行に延した。
（５）リヤサスペンション１４の前端部１４ｂを、クロスメンバ５６の後面５６ｂの高さ中心Ｐに、フォークエンド６９を介して上下スイング自在に取付けた。
【００１８】
図６は本発明に係る車体フレーム並びにスイングアームの懸架構造の背面図であり、車体中心ＣＬにリヤサスペンション１４を配置したことを示す。
【００１９】
次に、上記構成の車体フレーム２の作用を、図４及び図６に基づき説明する。
図４に示すように、クロスメンバ５６の後面５６ｂの高さ中心Ｐに、リヤサスペンション１４の前端部１４ｂを取付けた。リヤサスペンション１４からの荷重Ｗは、フォークエンド６９を介して、クロスメンバ５６の高さ中心Ｐに作用する。すなわち、リヤサスペンション１４からクロスメンバ５６へ、偏心荷重は作用しない。この結果、クロスメンバ５６には捩りモーメントが生じない。
一方、左・右の膨出部５４，５４に、クロスメンバ５６の両端が固定されているので、クロスメンバ５６には荷重Ｗによって、両端固定梁としての曲げモーメントが生じる。
このように、クロスメンバ５６は、荷重Ｗによる曲げモーメントのみ生じることになり、捩りモーメントが生じない分だけ、剛性に余裕がある。その分だけ材料の径や厚みを小さくすれば、車体フレーム２の軽量化並びに低価格化を図ることができる。
【００２０】
また、図６に示すように、左・右の膨出部５４，５４はメインフレーム５１，５１から上方へ且つ車体中心ＣＬ寄りに、局部的に突出したものである。これらの膨出部５４，５４間に、クロスメンバ５６を掛け渡した。膨出部５４，５４は、車体中心ＣＬ寄りに突出したものであるから、燃料タンク７の縁７ａ，７ａやシート８（図１参照）の縁とオーバーラップしても、互いに干渉することはない。
さらには、膨出部５４，５４が局部的に突出したものであるから、メインフレーム５１，５１の上面５３ｂ，５３ｂの高さを、最適レベルに設定することができる。従って、メインフレーム５１，５１が燃料タンク７の縁７ａ，７ａやシート８の縁と干渉することはない。
以上の説明から明らかなように、燃料タンク７やシート８の形状や寸法を変える必要はなく、しかも、これらを最適高さに設定することができる。そして、クロスメンバ５６の高さを、リヤサスペンション１４の前端部１４ｂのレベルまで、容易に上げることができる。
【００２１】
なお、上記実施の形態において、（１）後輪懸架装置はスイングアーム形式の装置であればよく、プログレッシブ・サスペンション構造に限定するものではない。
（２）リヤサスペンション１４は、後端部１４ａと前端部１４ｂとを入れ替えて、取付けてもよい。
（３）リヤサスペンション１４の前端部１４ｂは、クロスメンバ５６の後面５６ｂの高さ中心Ｐに上下スイング可能に取付ける構造であればよく、フォークエンド６９の有無は任意である。
（４）左・右の膨出部５４，５４は、メインフレーム５１，５１から上方へ局部的に突出したものであればよく、形状、寸法は任意である。
（５）クロスメンバ５６は角パイプに限定するものではなく、例えば、丸パイプや中実材料であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、クロスメンバの後面の高さ中心に、リヤサスペンションの前端部を取付け、リヤサスペンションからの荷重をクロスメンバの後面の高さ中心に向けて作用させるので、リヤサスペンションからクロスメンバへ、偏心荷重が作用せず、この結果、クロスメンバには捩りモーメントが生じない。従って、クロスメンバの剛性に余裕がある。その分だけ材料の径や厚みを小さくすることによって、車体フレームの軽量化並びに低価格化を図ることができる。
また、メインフレームの直線部分から上方で、且つ車幅方向中心よりに所定高さ局部的に膨出する膨出部を形成し、これらの膨出部間にクロスメンバを渡すようにしたので、クロスメンバの高さをリヤサスペンションの前端部のレベルまで上げたにもかかわらず、メインフレームの上面高さを最適レベルに設定することができる。従って、メインフレームが燃料タンクの縁やシートの縁と干渉することはない。燃料タンクやシートの形状や寸法を変えることなく、これらを最適高さに設定することができるので、自動二輪車が不必要に大型化することはない。
さらに、捩りモーメントが生じない分だけ、剛性に余裕がある。その分だけ材料の径や厚みを小さくすれば、車体フレームの軽量化並びに低価格化を図ることができる。
請求項２では、膨出部は、メインフレームの上部前部で、且つクロスメンバの上方に配置された燃料タンクの縁より車幅方向中心よりに膨出しているので、燃料タンクの縁とオーバーラップしても、互いに干渉することはない。
また、メインフレームの上面高さを最適レベルに設定することができ、従って、メインフレームが燃料タンクの縁の形状やシートの形状及び寸法を変えることなく、これらを最適高さに設定することができ、不必要に自動二輪車が大型化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係る車体フレーム及び後輪懸架装置の斜視図
【図３】本発明に係る自動二輪車の要部側面図
【図４】本発明に係る車体フレーム並びにスイングアームの懸架構造（後輪懸架装置）の側面断面図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】本発明に係る車体フレーム並びにスイングアームの懸架構造の背面図
【符号の説明】
１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…ヘッドパイプ、１３…スイングアーム、１４…リヤサスペンション、１４ａ…リヤサスペンションの後端部、１４ｂ…リヤサスペンションの前端部、５１…メインフレーム、５２…ピボット支承部、５３…メインフレームの直線部分、５４…膨出部、５６…クロスメンバ、５６ｂ…クロスメンバの後面、６６…ピボット軸、６７…第１リンク、６８…第２リンク、ＣＬ…車体中心、Ｐ…クロスメンバの高さ中心。

Claims (2)

1. ヘッドパイプから後下方へ左右一対のメインフレームを延し、これらのメインフレームを側方から見たときにそれらのヘッドパイプから後下方へ延びる直線部分にクロスメンバを掛け渡し、このクロスメンバにリヤサスペンションの前端部を取付け、このリヤサスペンションを前記直線部分に略平行に延した自動二輪車において、
   前記左右一対のメインフレームの直線部分から上方で、且つ車幅方向中心よりに所定高さ局部的に膨出する膨出部を形成し、これらの膨出部間に前記クロスメンバを渡し、このクロスメンバの後面の高さ中心にリヤサスペンションの前端部を取付け、
   前記リヤサスペンションからの荷重を前記クロスメンバの後面の高さ中心に向けて作用させることを特徴とする自動二輪車の車体フレーム構造。
2. 前記膨出部は、前記メインフレームの上部前部で、且つ前記クロスメンバの上方に配置された燃料タンクの縁より車幅方向中心よりに膨出していることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の車体フレーム構造。

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