JP6220702B2 - 鞍乗型車両の車体フレーム構造 - Google Patents

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Description

本発明は鞍乗型車両のフレーム構造に関し、特に、車体後方側のフレームにてパワーユニットを支持する鞍乗型車両の車体フレーム構造に関する。
従来の鞍乗型車両のフレーム構造において、複数のパイプを溶接することにより形成されたものは良く知られている。例えば、特許文献1には、車体フレーム構造においては、複数のパイプ部材の一端をソケットとし、このソケットに差込部を差し込んで溶接する構造が開示されている。このような車体フレーム構造は、曲げ加工し易い複数のパイプを接続することから、曲げ加工設備の小型化、易加工性による製造コスト低廉化ができる利点がある。
特開2000−344169号公報
しかし、特許文献1に記載されているソケットと差込部の構造においては、車体フレームは、複数に分割されて小さくなるのでフレーム曲げ加工自体は容易になるものの、接続部分が多くなること、更には、差込部を絞り加工する等の構造が採用されているために、接続部分の加工が増える問題を抱えている。
一方、燃費性能を向上させるためには、車体の軽量化が必要性であるとともに車体剛性の確保は必要である。しかし、車体剛性を確保するためには、車体フレーム構造を頑丈にする必要から重量が増加してしまうという軽量化とは相反する問題がある。このようなことから、燃費性能や材料コストを抑えるために軽量化を図るとともに車体剛性を確保できるフレーム構造が望まれている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体の軽量化とともに車体剛性を確保でき、燃費性能の向上並びに材料コストを抑えることのできる鞍乗型車両の車体フレーム構造を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項に係る発明は、ヘッドパイプから下方に延びるダウンフレームと前記ダウンフレームの下端から後方に延びるロアフレームとを有する車両前部側のフロントフレーム部と、前記ロアフレームの後端から上後方に延びるリアフレームを有する車両後部側のリアフレーム部と、を備える鞍乗型車両の車体フレーム構造であって、前記フロントフレーム部および前記リアフレーム部はパイプ状に形成され、前記リアフレーム部の前側のリアフレーム前部の径方向内側に、フロントフレーム後部が挿入されて溶接結合され、パワーユニットを支持する前側ブラケットが、前記リアフレーム前部と前記フロントフレーム後部の間に跨って取付けられていることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1に記載の構成に加えて、前記リアフレームの内径は、前記フロント後部の前記ロアフレームの外径よりも大径に形成されていることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1又は2に記載の構成に加えて、前記ダウンフレームの下部と前記リアフレーム前部との間に乗員のステップフロアを取付けるステップフロアフレームが取付けられることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載の構成に加えて、前記前側ブラケットは、前記パワーユニットをピボット支持するピボット用ブラケットと、前記パワーユニットをリンク支持するリンク機構の一部を支持するリンク支持用ブラケットと、を有し、前記ピボット用ブラケットと前記リンク支持ブラケットとが連結されていることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載の構成に加えて、前記ダウンフレームの前記ヘッドパイプとの接合部よりも上方位置に接合されるとともに、左右一対で設けられた前記ロアフレーム間に設けられるロアクロスフレームに左右一対のサブフレームが接合されていることを特徴とする。
請求項の発明によれば、パワーユニットを支持する前側ブラケットが、リアフレーム前部とフロントフレーム後部との間に跨って取付けられるので、前側ブラケットは、リアフレーム前部とフロントフレーム後部との接合部の補強接合部材として機能できる。この結果、リアフレーム前部とフロントフレーム後部との接合部の剛性を高める為の特別な補強部材を設けることなく剛性向上ができ、車体重量の増加を抑えつつフレーム剛性を高めることができる。又、ピボッド部(前側ブラケット)付近に溶接があることで、ピボッド部の剛性も合わせて高めることができる。
請求項の発明によれば、また、リアフレーム部の内径が、フロントフレーム部の外径よりも大径に形成されるので、フロントフレーム部とリアフレーム部との組み立てに際し、接合部分の差込作業において、接合部分に特別の加工を施すことなく容易に挿入することができる。すなわち、無加工でリアフレームとフロントフレームを組み立て溶接できる。したがって、フレーム組み立て時の加工性ならびに組み立て性が良い車体フレーム構造を提供することができる。
請求項の発明によれば、ダウンフレームの下部とリアフレーム前部との間にステップフロアフレームが取付けられるので、ステップフロアフレームがフロントフレーム部とリアフレーム部との接合部を跨ぐように設けられ、接合部の剛性をさらに高めることができる。
請求項の発明によれば、前側ブラケットは、フロントフレーム部に固定されるピボット用ブラケットとリアフレーム部に固定されるリンク支持用ブラケットとを有し、ピボット用ブラケットとリンク支持ブラケットが連結して設けられているので、前側ブラケットが、フロントフレーム部とリアフレーム部との接合部を大きく跨ぐように設けることができるので、接合部および接合部前後の剛性を効果的に高めることができる。
請求項の発明によれば、ダウンフレームのヘッドパイプとの接合部よりも上方位置に接合されるとともに、左右のロアフレーム間に設けられるロアクロスフレームに接合される左右一対のサブフレームにより、ダウンフレームを大径にしなくても車体フレーム構造の剛性を高めることができる。また、左右のサブフレームは、車体左右方向に並ぶようにしてフロントフレーム部の剛性を高める構造であるので、車体前後方向のスペースを確保し易く、ステップフロアのスペースを大きく確保することができる。
本発明に係る車体フレーム構造を備えた鞍乗型車両を左側から見た側面図である。 図1に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造の要部を左側から見た側面図である。 図1に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造の要部を右側から見た側面図である。 図1に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造の要部を前方から見た正面図である。 図1に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造の要部を後方から見た背面図である。 図1に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造の要部を左前方上方から見た斜視図である。 図6に示すフロントフレームとリアフレームとの連結部をフレーム前後方向(X1−X1線)に沿って垂直に切断した垂直断面図である。 図2に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造の要部拡大側面図である。 フロントフレームとリアフレームとの連結部を、図7に示すフレーム径方向(X2−X2線)に沿って切断した横断面図である。 フロントフレームとリアフレームとの連結部を、図8に示す垂直方向(X3−X3線)に沿って切断した垂直断面図である。 図1に示す鞍乗型車両の車体フレーム構造におけるパワーユニットの懸架装置の拡大側面図である。
以下、本発明の実施形態の鞍乗型車両であるスクータ型車両について、図1〜図11を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をFr、後方をRr、左側をL、右側をR、上方をU、下方をD、として示す。
図1に示すように、スクータ型車両10は、骨格となる後述する車体フレーム構造11、前輪81を懸架及び操舵するために車両前部側に設けられた前輪懸架操舵機構16、後輪82を懸架及び駆動するために車両中央部に懸架装置(リンク機構20L及びリヤクッションユニット20R)を介して連結されたユニットスイング式エンジンのパワーユニット50、パワーユニット50上方の収納ボックス71、収納ボックス71の後方に取付けられた燃料タンク72、収納ボックス71および燃料タンク72を覆うシート73、シート73の後上部のパニアケース77、等を有している。
なお、前輪懸架操舵機構16は、図1に示すように、ヘッドパイプ15に操舵自在に取付けられるとともに前輪81を支持したフロントフォーク17と、このフロントフォーク17に設けられたステアリング軸18の上端に取付けられたバーハンドル19とを有する。
パワーユニット50は、車体前方向に若干上向きでほぼ水平に延びるシリンダ部50aを備え、エンジン後部に一体的に設けられた無段変速機等を備えた後輪駆動伝達部60を備えている。また、後輪駆動伝達部60の上部には、吸気装置67が取付けられ、また、パワーユニット50の下部から右後方には、排気管91を有する排気装置(不図示)が取付けられている。
また、この後輪駆動伝達部60の後端側には、後輪82の車軸となる出力軸60aが設けられ、クランクケース62内のクランク軸52aの駆動力が、出力軸60aに適宜伝達される。なお、クランクケース62の下部には、メインスタンド63が設けられている。
車体フレーム構造11は、図2〜図6に示すように、車両前部側のフロントフレーム部4と車両後部側のリアフレーム部5とに大別することができる。なお、本実施形態におけるフロントフレーム部4およびリアフレーム部5は、同じ肉厚を有し、横断面形状が円形のパイプ状に形成されている
フロントフレーム部4は、車体の前部に設けられるヘッドパイプ15、このヘッドパイプ15から下方に延びる左右一対のダウンフレーム12,12、ダウンフレーム12,12の下端から後方に延びるロアフレーム13,13、ダウンフレーム12,12の後方で略垂直方向に延びる左右一対のサブフレーム43,43、ロアフレーム13,13の上方で略水平方向に沿った一対のステップフロアフレーム44,44、を有している。また、ダウンフレーム12,12間の上部には、左右のダウンフレーム12,12を接続するダウンクロスフレーム12a(図2および図4参照)が設けられ、ロアフレーム13,13間には、左右のロアフレーム13,13を接続するロアクロスフレーム13c(図2および図4参照)が設けられている。さらに、ダウンフレーム12,12の下部(ロアフレーム13,13の前部)には、左右のダウンフレーム12,12間において前下方に張り出した先端クロスフレーム12d(図2および図4参照)が設けられている。
また、ステップフロアフレーム44,44は、図6に示すように、ダウンフレーム12,12の下部12bとリアフレーム前部5fとの双方に掛け渡すように取付けられている。すなわち、ステップフロアフレーム44,44は、リアフレーム前部5f(左右のリアフレーム部5,5)との溶接部WP5と、ダウンフレーム12,12の下部12b,12bとの溶接部WP6とによって、フロントフレーム部4とリアフレーム部5との接続部分(後述するフレーム連結溶接部WP1)を跨ぐように接続している。
左右一対のサブフレーム43,43におけるヘッドパイプ15との取付け位置は、図2および図3に示すように、ダウンフレーム12,12のヘッドパイプ15に対する接合部12jよりも上方の位置に接合されている。一方、サブフレーム43,43の下端部分は、ロアフレーム13,13間に設けられたロアクロスフレーム13cに接続されている。また、サブフレーム43,43は、ダウンフレーム12,12との間に、上下方向の中段より上側において、左右それぞれ二か所で接続されている。すなわち、前後方向のフレーム同士を直接接続する直接連結部43a,43aとダウンクロスフレーム12aを介して間接接続する間接連結部43bとが設けられている(図2および図5参照)。
リアフレーム部5は、左右一対のリアフレーム14,14、左右のリアフレーム14,14間を連結するクロス部材として、リアフレーム前部側のリア前部クロス部材14aおよびリアフレーム後部側のリア後部クロス部材14e、を有している。また、リア前部クロス部材14aは、前方上方に大きくアーチ状に張り出してエンジン前部を受容するスペースを形成すると共に収納ボックス71の前部下端を支持するように構成されている。また、リア後部クロス部材14eは、リアフレーム14,14の後部側を連結してフレーム剛性を高める他に、リア後部クロス部材14eの左右方向中央から後上方に延びるテールパイプ14tを備えている。このテールパイプ14tには、例えばパニアケース77等を固定することができる。
また、フロントフレーム部4には、ハンドルカバー65、フロントカバー69、ステップフロア74、フロントフェンダ78などのカバー部材やその他各種機器を取付けるための各種ブラケットが設けられている。
また、リアフレーム部5には、サイドカバー75、リヤフェンダ79などのカバー部材、更にはシート73、燃料タンク72などを取付けるための各種ブラケットが設けられ、更に、パワーユニット50を懸架する前側ブラケット25および後側ブラケット26(図2、図3および図11参照)が設けられている。
また、図7に示すように、リアフレーム部5のリアフレーム14の外径d1は、フロントフレーム部4のロアフレーム13の外径d2よりも大径に形成されている(図7のX2−X2断面である図9も参照)。したがって、ロアフレーム13よりもリアフレーム14の剛性が高められ、この結果、リアフレーム部5の剛性は、肉厚を厚くしなくてもフロントフレーム部4よりも高くできる。
更にまた、リアフレーム14の内径d3は、ロアフレーム13の外径d2よりも大径に形成されている。したがって、リアフレーム前部5fの内側にフロントフレーム部4の後部側のフロントフレーム後部4rを挿入することができる。
このように、接続部のフレーム径が挿入可能なサイズであると、リアフレーム前部5fとフロントフレーム後部4rとの接続作業では、フロントフレーム後部4rの後端を、リアフレーム前部5fの先端につき合せて容易に挿入できる。また挿入後、リアフレーム先端縁14cの全周を、溶接接続することで、フレーム連結溶接部WP1が形成されて、フロントフレーム部4とリアフレーム部5とが繋げられる。
また、本実施形態における前側ブラケット25は、左右のリアフレーム14,14にそれぞれ設けられており、ピボット用ブラケット25aとリンク支持用ブラケット25b(図7および図11参照)とから構成される。
ピボット用ブラケット25aは、ロアフレーム13とリアフレーム14とに跨るように下方側に覆い被さるような箱型構造(図5および図6参照)でピボット軸受部25ahを左右両側で若干露出(図5参照)して保持し、さらに、側面視でピボット軸受部25ahを後下方で囲むように後方へ膨らむ形状となっている(図7および図8参照)。すなわち、ピボット用ブラケット25aは、図9および図10の断面図に示すように、リアフレーム14およびロアフレーム13に対して左右両側のブラケット溶接部WP2を介して取付けられた2枚の板金25an,25amを下部重ね部25wにて重ね合わせるように加工された最中形状とも言える構造である。
一方、リンク支持用ブラケット25bは、ピボット用ブラケット25aの後方上部に連続して設けられている。このリンク支持用ブラケット25bは、ピボット用ブラケット25aの左右側面の外側に、一部が重なるように接する二枚のプレート部材(左右2枚ずつの合計4枚のプレート部材)から構成されており、それぞれが上下2つの支持軸用孔25bhを有している。
ピボット用ブラケット25aは、図6および図7に示すように、ピボット用ブラケット25aの上縁部25au,25au(左右のリアフレーム14,14及び左右のロアフレーム13,13に対して車幅方向の内側及び外側)に沿って、左右両側で合計4つのブラケット溶接部WP2が形成されている。このブラケット溶接部WP2は、フレーム連結溶接部WP1の上に交差する方向(フレームに沿った方向)に形成されている。このピボット用ブラケット25aは、ロアフレーム13とリアフレーム14と間、すなわち、リアフレーム前部5fとフロントフレーム後部4rの間に跨るように取付けられている。
又、図8に拡大して示すように、ブラケット溶接部WP2の前後方向の長さAは、ステップフロアフレーム44の溶接部WP5の前後方向の長さCよりも大きく形成されている。更に、ブラケット溶接部WP2と、ステップフロアフレーム44の溶接部WP5とは、車両前後方向において重なり合う配置となっている(本実施形態においては、ブラケット溶接部WP2の長さA範囲内に溶接部WP5の前後方向の長さCが入っている)。また、フレーム連結溶接部WP1の車両前後方向の長さDもブラケット溶接部WP2の長さA範囲内に位置し、かつフレーム連結溶接部WP1の車両上下方向の長さEもブラケット溶接部WP2の上下方向の長さBの幅内に配置されている。したがって、両溶接部WP2,WP5による補強効果を高めることができる。
また、ピボット軸受部25ahは、ブラケット溶接部WP2の前後方向の長さAおよび上下方向の長さBの幅内に配置されている。更に、リンク支持用ブラケット25bは、その前端部25bfがピボット軸受部25ahに接近した位置まで延びているので、ブラケット溶接部WP3がピボット軸受部25ahに接近した位置に形成されている。したがって、ピボット軸受部25ah付近の剛性を高めることができる。
また、リンク支持用ブラケット25bにおいては、リアフレーム14のフレーム内外両側における各上縁部25buが溶接されたブラケット溶接部WP3によって接続されている。さらに、ピボット用ブラケット25aの後端側には、リンク支持用ブラケット25bの前下部が重なっており、この重なった部分においてブラケット連結溶接部WP4(左右2箇所ずつ合計4箇所)が形成されて、ピボット用ブラケット25aとリンク支持用ブラケット25bとが接続されている。
パワーユニット50を懸架するリンク機構20Lは、図11に示すように、例えば、第1リンク部材21、第2リンク部材22、第3リンク部材23を備えて、パワーユニット50の前方側下部を支持している。更に詳細には、第1リンク部材21は、ピボット軸受部25ahを貫通する支持軸21fによって回動可能に支持されており、第2リンク部材22は、支持軸21fの下側の支持軸22f並びにピボット支持軸50fによってエンジン側ピボット部50pに接続されている。更に、側面視で前方に湾曲した左右一対の第3リンク部材23,23においては、上部側がリンク支持用ブラケット25bの支持軸用孔25bhを貫通する上端支持軸23f、中間支持軸24fによりリンク支持用ブラケット25bに支持され、下部側がピボット支持軸50fによって支持されている。
また、リヤクッションユニット20Rは、後輪駆動伝達部60の後端部60rとリアフレーム14の後側ブラケット26との間に渡されて取付けられた緩衝・支持部である。
このように本実施形態においては、パワーユニット50を支持する前側及び後側ブラケット25,26が設けられるリアフレーム部5が、フロントフレーム部4よりも大径(d1>d2)に形成されるので、車体の最も重い部分を支える領域を支えるリアフレーム部5の剛性を確保できる。しかも、車両前部側のフロントフレーム部4が車両後部側のリアフレーム部5よりも小径に形成されるので、車体軽量化に寄与することができる。
また、本実施形態においては、パワーユニット50を支持する前側ブラケット25が、リアフレーム前部5fとフロントフレーム後部4rとの間に跨って取付けられるので、前側ブラケット25は、リアフレーム前部5fとフロントフレーム後部4rとの接合部の補強接合部材として機能できる。この結果、リアフレーム前部5fとフロントフレーム後部4rとの接合部の剛性を高める為の特別な補強部材を設けることなく剛性向上ができ、車体重量の増加を抑えつつフレーム剛性を高めることができる。
また、本実施形態においては、また、リアフレーム部5の内径d3が、フロントフレーム部4の外径d2よりも大径に形成されるので、フロントフレーム部4とリアフレーム部5との組み立てに際し、接合部分の差込作業において、接合部分に特別の加工を施すことなく容易に挿入することができる。この結果、フレーム組み立て時の加工性ならびに組み立て性が良い車体フレーム構造11を提供することができる。
また、本実施形態においては、ダウンフレーム12の下部とリアフレーム前部5fとの間にステップフロアフレーム44が取付けられるので、ステップフロアフレーム44がフロントフレーム部4とリアフレーム部5との接合部を跨ぐように設けられ、接合部の剛性をさらに高めることができる。
また、本実施形態においては、前側ブラケット25は、フロントフレーム部4に固定されるピボット用ブラケット25aとリアフレーム部5に固定されるリンク支持用ブラケット25bと有し、ピボット用ブラケット25aとリンク支持用ブラケット25bが連結して設けられているので、前側ブラケット25が、フロントフレーム部4とリアフレーム部5との接合部を大きく跨ぐように設けることができるので、接合部および接合部前後の剛性を効果的に高めることができる。
また、本実施形態においては、左右一対のサブフレーム43,43が、ダウンフレーム12のヘッドパイプ15との接合部12jよりも上方の位置に接合されるとともに、ロアフレーム13,13間に設けられるロアクロスフレーム13cに接続されるので、ダウンフレーム12を大径にしなくても車体フレーム構造11の剛性を高めることができる。また、サブフレーム43,43は、車体左右方向に並ぶようにしてフロントフレーム部4の剛性を高める構造であるので、車体前後方向のスペースを確保し易く、ステップフロア74のスペースを大きく確保することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、適宜変更できる。例えば、各フレームは、横断面が円形のパイプ状に構成されたが、必ずしも円形に限るものではなく、楕円形状、矩形形状やその他多角形状であってもよい。
また、上記実施形態においては、スクータ型車両に本発明を適用したが、これに限るものではなく他の鞍乗型車両に適用することができる。
4 フロントフレーム部
4r フロントフレーム後部
5 リアフレーム部
5f リアフレーム前部
5r リアフレーム後部
10 スクータ型車両(鞍乗型車両)
11 車体フレーム構造
15 ヘッドパイプ
12 ダウンフレーム
12j 接合部
13 ロアフレーム
13c ロアクロスフレーム
14 リアフレーム
20L リンク機構
25 前側ブラケット
25a ピボット用ブラケット
25b リンク支持用ブラケット
26 後側ブラケット
43 サブフレーム
44 ステップフロアフレーム
50 パワーユニット
74 ステップフロア
d1 リアフレームの外径
d2 ロアフレームの外径
d3 リアフレームの内径

Claims (5)

  1. ヘッドパイプ(15)から下方に延びるダウンフレーム(12)と前記ダウンフレーム(12)の下端から後方に延びるロアフレーム(13)とを有する車両前部側のフロントフレーム部(4)と、
    前記ロアフレーム(13)の後端から上後方に延びるリアフレーム(14)を有する車両後部側のリアフレーム部(5)と、を備える鞍乗型車両(10)の車体フレーム構造(11)であって、
    前記フロントフレーム部(4)および前記リアフレーム部(5)はパイプ状に形成され、
    前記リアフレーム部(5)の前側のリアフレーム前部(5f)の径方向内側に、フロントフレーム後部(4r)が挿入されて溶接結合され、
    パワーユニット(50)を支持する前側ブラケット(25)が、前記リアフレーム前部(5f)と前記フロントフレーム後部(4r)の間に跨って取付けられていることを特徴とする鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  2. 前記リアフレーム(14)の内径(d3)は、前記フロントフレーム後部(4r)の前記ロアフレーム(13)の外径(d2)よりも大径に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  3. 前記ダウンフレーム(12)の下部と前記リアフレーム前部(5f)との間に乗員のステップフロア(74)を取付けるステップフロアフレーム(44)が取付けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  4. 前記前側ブラケット(25)は、前記パワーユニット(50)をピボット支持するピボット用ブラケット(25a)と、前記パワーユニット(50)をリンク支持するリンク機構(20L)の一部を支持するリンク支持用ブラケット(25b)と、を有し、
    前記ピボット用ブラケット(25a)と前記リンク支持用ブラケット(25b)とが連結されていることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
  5. 前記ダウンフレーム(12)の前記ヘッドパイプ(15)との接合部(12j)よりも上方位置に接合されるとともに、左右一対で設けられた前記ロアフレーム(13)間に設けられるロアクロスフレーム(13c)に左右一対のサブフレーム(43)が接合されていることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
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