JP6878621B2 - 車体フレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレーム構造に関する。
本願は、２０１７年１２月８日に出願された日本国特願２０１７−２３６４８２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、繊維強化樹脂の持つ特性（軽量、異方性など）を活かした２輪車の車体フレーム構造が提案されており、例えば繊維強化樹脂にてメインフレームやシートフレームを構成することが開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。

日本国特開２００７−３０７９４４号公報 国際公開第２０１２／０９０８４８号

しかし、上記特性に加え、繊維強化樹脂には、衝撃が加わった際に、層間剥離など、内部のみに破損が生じる可能性がある。その場合、剛性低下の虞からフレーム交換となる場合があるため、車両の維持コストが高くなってしまう。
また、２輪車のピボット軸周りの剛性はハンドリングに影響しやすく、かつ乗員の足付き性や跨ぎ性に影響しやすいため、この点の改善も要望されている。

本発明の態様は、繊維強化樹脂を用いた車体フレーム構造において、車体フレームの繊維強化樹脂部分の損傷を抑えるとともに車両の跨ぎやすさを向上させることを目的とする。

（１）本発明に係る一態様の車両の車体フレーム構造は、ピボット軸を介して車両のリアスイングアームを上下揺動可能に支持するピボット構造部を備え、前記ピボット構造部は、前記ピボット軸を支持するピボット支持部を含む左右一対のピボットフレームを備え、前記左右一対のピボットフレームの少なくとも一方は、前記ピボット支持部を形成し、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料ピボット部を備え、前記樹脂材料ピボット部は、前記車両の車体フレームにおける平面視で車幅方向外側に突出する突出部よりも車幅方向内側に設けられている。
（２）上記（１）の態様において、前記樹脂材料ピボット部は、前記ピボット構造部の残余の部分に対して着脱可能に固定されてもよい。
（３）上記（１）または（２）の態様において、前記ピボット支持部は、前記ピボット軸を挿通するとともに、前記ピボット軸によって前記左右一対のピボットフレームを車幅方向で締結可能とするものであり、前記ピボット支持部は、前記樹脂材料ピボット部の樹脂部分にインサートされて前記ピボット軸を挿通可能とする金属製カラーを備えてもよい。
（４）上記（１）から（３）のいずれか一項の態様において、前記車体フレームをさらに備えてもよく、前記車体フレームの前記突出部は、平面視で車幅方向外側に凸形状に湾曲してなる湾曲部であってもよく、前記湾曲部の車幅方向内側で湾曲形状に沿う部位に、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料構成部が設けられてもよい。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項の態様において、前記ピボット構造部は、前記車両の駆動輪を駆動するドライブチェーンを避けるチェーン逃げ部を備え、前記チェーン逃げ部は、前記樹脂材料ピボット部に形成されてもよい。
（６）上記（５）の態様において、前記左右一対のピボットフレームの下端高さは、互いに略同一とされてもよい。
（７）上記（１）から（６）のいずれか一項の態様において、前記左右一対のピボットフレームが、前記樹脂材料ピボット部を備えてもよい。
（８）上記（７）の態様において、前記左右一対のピボットフレーム同士を連結するクロスメンバをさらに備えてもよく、前記クロスメンバは、繊維強化樹脂材料からなり、左右の前記樹脂材料ピボット部と一体形成されてもよい。
（９）上記（１）から（８）のいずれか一項の態様において、前記樹脂材料ピボット部には、前記ピボットフレームの長手方向に沿うように強化繊維の繊維糸が配置されてもよい。

上記（１）の態様によれば、車体フレームの少なくとも一部が繊維強化樹脂材料で形成されるので、車体フレームの軽量化を図ることができる。また、ピボット構造部におけるピボット支持部を含む部位が繊維強化樹脂材料で形成されるので、ピボット支持部周辺の形状自由度を高め、ピボット構造部の強度および剛性の設定自由度を高めることができる。また、車体フレームにおける平面視で車幅方向外側に突出する突出部が、樹脂材料ピボット部を車幅方向外側からの外乱から保護する保護部として機能するので、転倒や側面衝突等による車幅方向外側からの外乱が樹脂材料ピボット部に至り難く、樹脂材料ピボット部の損傷を抑えることができる。また、ピボット支持部周辺の剛性を高めることで、ピボットフレームの車幅方向の厚さを抑え、乗員の跨ぎやすさを向上させることができる。また、左右ピボットフレームの間にリアスイングアームの基端部を配置してピボット軸で締結する場合、リアスイングアームの基端部の幅と左右ピボットフレーム間の幅（クリアランス）とに製造誤差などによる差異が生じていても、ピボットフレームの樹脂材料ピボット部自体が締め付けにより撓む（弾性変形する）ため、ピボットフレームの過度な加工精度が不要になるとともに、アジャスターボルト等の特殊な部品が不要になり、製造コストを抑えることができる。
上記（２）の態様によれば、ピボット支持部を含む樹脂材料ピボット部が、ピボット構造部の残余の部位に対してボルト締結等により着脱可能に固定されることで、樹脂材料ピボット部が損傷を受けたとしても樹脂材料ピボット部のみを交換可能となり、車両の維持コストを抑えることができる。また、樹脂材料ピボット部の交換によりピボット支持部ひいてはピボット軸の位置を変更することで、リアサスペンションのセッティングを変更することができる。
上記（３）の態様によれば、ピボット軸に締結されるピボット支持部が金属製カラーのインサートにより構成されることで、樹脂材料ピボット部の加工を簡略化することができ、かつピボット支持部の割れを防ぐことができる。
上記（４）の態様によれば、湾曲部の湾曲内周側に樹脂材料構成部を配置することで、湾曲部の内周側を樹脂材料構成部の弾性力や復元力をもって支持することができる。このため、車体フレームに前方又は後方から押圧荷重が加わった際に、湾曲部をさらに湾曲させるように車体フレームが変形することを抑制することができる。
上記（５）の態様によれば、ピボット構造部におけるチェーン逃げ部が樹脂材料ピボット部に形成されることで、ドライブチェーンを避ける凹部（チェーン逃げ部）周辺の強度および剛性を効率よく確保することができ、ピボット構造部のコンパクト化を図ることができる。
上記（６）の態様によれば、チェーン逃げ部が樹脂材料ピボット部以外に形成される場合、凹状のチェーン逃げ部周辺の強度剛性を確保するために、チェーン逃げ部周辺が下方に突出することがあるが、チェーン逃げ部を樹脂材料ピボット部に形成することで、強度剛性を効率よく確保してチェーン逃げ部周辺が下方に突出することをなくし、ピボット構造部のコンパクト化を図るとともに、車体フレームの左右の剛性バランスの均一化を図ることができる。
上記（７）の態様によれば、左右ピボットフレームのそれぞれが繊維強化樹脂材料で形成された樹脂材料ピボット部を備えることで、車体フレームのさらなる軽量化を図ることができる。また、左右ピボットフレームのピボット支持部周辺の形状自由度を高めるので、ピボット構造部の強度および剛性の設定自由度をさらに高めることができる。また、左右ピボットフレームの車幅方向の厚さを抑えるので、乗員の跨ぎやすさをさらに向上させることができる。また、左右ピボットフレームの間にリアスイングアームの基端部を配置するので、ピボット軸で締結する場合の締め付けやすさをさらに向上させることができる。
上記（８）の態様によれば、左右の樹脂材料ピボット部とクロスメンバとが繊維強化樹脂材料で一体形成されることで、車体フレームのさらなる軽量化を図ることができる。また、クロスメンバの形状自由度を高めるので、ピボット構造部の強度および剛性の設定自由度をさらに高めることができる。また、ピボット構造部の小型化を図ることができ、乗員の跨ぎやすさをさらに向上させることができる。
上記（９）の態様によれば、ピボットフレームの長手方向に沿う引張荷重に対する抗力を高めることができる。

本発明の実施形態における自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車の車体フレームの左側面図である。 図２のＩＩＩ矢視図であり上記車体フレームの平面図である。 上記車体フレームの斜視図である。 本発明の実施形態におけるメインフレームのフレーム本体部を模式的に示す斜視図である。 比較例のメインフレームのフレーム本体部を模式的に示す斜視図である。 上記車体フレームのピボットブロックの後面図である。 上記ピボットブロックの要部を車幅方向内側から見た斜視図である。 上記ピボットブロックの第一変形例を示す図６に相当する後面図である。 上記ピボットブロックの第二変形例を示す図６に相当する後面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、車両上方を示す矢印ＵＰ、車体左右中心を示す線ＣＬ、車幅方向（左右方向）外側を示す矢印ＯＵＴ、車幅方向内側を示す矢印ＩＮが示されている。

＜車両全体＞
図１に示すように、本実施形態の鞍乗り型車両は、自動二輪車１である。自動二輪車１の前輪２は、左右一対のフロントフォーク３の下端部に支持されている。左右フロントフォーク３の上部は、ステアリングステム４を介して、車体フレーム５の前端部のヘッドパイプ６に支持されている。ステアリングステム４は、ヘッドパイプ６に回動可能に挿通されるステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの上下端部にそれぞれ一体回動可能に取り付けられるトップブリッジ４ａおよびボトムブリッジ４ｂと、を備えている。トップブリッジ４ａおよびボトムブリッジ４ｂの左右側部には、左右フロントフォーク３の上部がそれぞれ支持されている。トップブリッジ４ａ上には、操向ハンドル４ｃが取り付けられている。

車体フレーム５は、前端部に位置するヘッドパイプ６と、ヘッドパイプ６から下後方へ延びる左右一対のメインフレーム７と、メインフレーム７の後端部から下方へ延びる左右一対のピボットフレーム８と、を備えている。メインフレーム７およびピボットフレーム８の後部には、シートフレーム９が連結されている。ピボットフレーム８には、車幅方向に沿うピボットシャフト８ａを介して、スイングアーム１１の前端部が揺動可能に枢支されている。スイングアーム１１の後端部には、自動二輪車１の後輪１２が支持されている。ピボットフレーム８の後方には、乗員が足を乗せるステップ８ｂが配置されている。

スイングアーム１１の前端部近傍には、リアクッション１３が起立姿勢で配置されている。リアクッション１３は、一端部がスイングアーム１１に連結され、他端部がリンク機構１４を介して車体フレーム５に連結されている。左右ピボットフレーム８の上端部間には、アッパクロスメンバ１５が架設されている（図２参照）。左右ピボットフレーム８の下端部間には、ロアクロスメンバ１６が架設されている（図２参照）。ロアクロスメンバ１６の車幅方向中間部には、リンク機構１４を連結するリンク連結部１６ａが一体形成されている。

左右メインフレーム７の上方には、燃料タンク１８が支持されている。燃料タンク１８の後方でシートフレーム９の上方には、乗員が着座するシート１９が支持されている。左右メインフレーム７の下方には、自動二輪車１の原動機であるパワーユニットＰＵが懸架されている。パワーユニットＰＵは、後輪１２と例えばチェーン式伝動機構２１を介して連係されている。左ピボットフレーム８の下端部には、サイドスタンドブラケット２２が取り付けられている。サイドスタンドブラケット２２には、車体を左側に傾けた起立姿勢で支持する可倒式のサイドスタンド（不図示）が支持されている。

車体前部はフロントカウル２５に覆われ、パワーユニットＰＵの側方はサイドカウル２６に覆われ、シートフレーム９周辺はリアカウル２７に覆われている。フロントカウル２５の前端部には、エアクリーナボックス３６まで延びる吸気ダクト（不図示）の前端吸気口２５ａが開口している。

＜パワーユニット＞
図１に示すように、パワーユニットＰＵは、その前側に位置するエンジン（内燃機関）３１と後側に位置する変速機３１ａとを一体に有している。エンジン３１は、例えばクランクシャフト３２の回転中心軸線Ｃ１を左右方向（車幅方向）に沿わせた並列四気筒エンジンである。エンジン３１は、クランクケース３３の前部上方にシリンダ３４を斜め前上方に向けて起立させている。クランクケース３３の後部は、変速機３１ａを収容する変速機ケースとされている。

シリンダ３４の後上部には、気筒毎に独立した吸気通路（スロットルボディ含む）３５が接続されている。各吸気通路３５は、シリンダ３４の上方に配置されたエアクリーナボックス３６に接続されている。エアクリーナボックス３６は、側面視でメインフレーム７よりも上方に突出し、燃料タンク１８の前部内側に入り込んでいる。例えば、エアクリーナボックス３６と燃料タンク１８とが外装カバーで覆われる構成でもよい。シリンダ３４の前下部には、気筒毎に独立した排気管３７が接続されている。各排気管３７は、パワーユニットＰＵの下方に取り回されて適宜集合し、例えば単一の集合管となってサイレンサ３８に接続されている。シリンダ３４の前方には、エンジン３１の冷却に用いるラジエータ３９が配置されている。

シリンダ３４は、前後幅に対して左右幅が広い。シリンダ３４は、左右メインフレーム７間に配置されている。左右メインフレーム７は、シリンダ３４の外側部を避けるように、車幅方向外側に凸の湾曲形状をなしている。左右メインフレーム７におけるシリンダ３４の車幅方向外側に位置する部位は、左右メインフレーム７間の距離を最大としている。

＜車体フレーム＞
図１に示すように、車体フレーム５は、パワーユニットＰＵを下方から支持するフレーム部材を省略したいわゆるダイヤモンドフレーム形式である。
図２〜図４に示すように、車体フレーム５は、ヘッドパイプ６および左右メインフレーム７の前部を含むヘッドブロック４１と、左右メインフレーム７の前後中間領域を形成する左右一対のメインフレーム体４２と、左右メインフレーム７の後部および左右ピボットフレーム８を含むピボットブロック（ピボット構造部）４３と、に分割構成されている。

ヘッドブロック４１は、ヘッドパイプ６および左右メインフレーム７の前部に渡る平面視三角形状のガセット４１ａを含んでいる。ピボットブロック４３は、左右ピボットフレーム８の上下端部間をそれぞれ連結するアッパクロスメンバ１５およびロアクロスメンバ１６を含んでいる。
車体フレーム５の各分割要素は、例えば後述する金属材料構成部６１同士の溶接であったり、ボルトやリベットによる締結、カシメや構造用接着剤による結合等、種々の結合手段によって相互に結合されて一体化されている。

ヘッドパイプ６は、上部が後方に位置するように傾斜した円筒状をなしている。図中符号Ｈ１は、側面視でヘッドパイプ６の中心軸線Ｃ２と略直交する後下がりの傾斜平面を示す。メインフレーム７は、側面視で傾斜平面Ｈ１に沿うように後下方へ延びている。メインフレーム７の前部上面は、側面視で前側ほど傾斜平面Ｈ１から下方に離間するように傾斜している。ヘッドパイプ６の上端部は、側面視で傾斜平面Ｈ１よりも下方に位置している。

＜メインフレーム＞
図２〜図４を参照し、メインフレーム７は、ヘッドパイプ６の軸線Ｃ２に沿う方向から見た上面視（傾斜平面Ｈ１と略直交する上面視、図２のＩＩＩ矢視）において、ヘッドパイプ６から後方かつ車幅方向外側に向けて斜めに分岐するように延びている。メインフレーム７は、前後方向中間部が車幅方向外側に凸となるように湾曲している。メインフレーム７の後部は、後方かつ車幅方向内側に向けて斜めに延びた後、車両前後方向と略平行となるように湾曲している。メインフレーム７の後端部は、車両前後方向と略平行に配置され、ピボットフレーム８の上端部にそれぞれ接続されている。図３中曲線Ｋ１は、傾斜平面Ｈ１上でメインフレーム７の延び方向（長手方向）に沿って湾曲する曲線を示す。メインフレーム７は、ヘッドパイプ６とピボットフレーム８の上端部とに渡るフレーム本体部７ａを有する。図２中鎖線７ｂはフレーム本体部７ａの下縁部を示す。

メインフレーム７の後部上側には、例えば燃料タンク１８の側面部を支持するタンクマウント部４４が突設されとともに、タンクマウント部４４の後方でシートフレーム９の前端部上側を支持する第一フレームマウント部４５ａが突設されている。ピボットフレーム８の上端部後側には、シートフレーム９の前端部下側を支持する第二フレームマウント部４５ｂが突設されている。

図３を参照し、メインフレーム７の前後中間部は、平面視（上面視）において車幅方向外側に膨らむように湾曲する凸状湾曲部４６を形成している。凸状湾曲部４６は、左右メインフレーム７間の距離を最大とし、車体フレーム５の左右幅を最大とする最大幅部４６ａを含んでいる。左右の凸状湾曲部４６の間には、エンジン３１のシリンダ３４およびエアクリーナボックス３６を配置する部品配置スペースＳ１が形成されている。左右の凸状湾曲部４６は、これらの車幅方向内側にシリンダ３４およびエアクリーナボックス３６を抱くように（シリンダ３４およびエアクリーナボックス３６の車幅方向外側を迂回するように）湾曲形成されている。

メインフレーム７の後部は、平面視（上面視）において車幅方向内側に凹むように湾曲する凹状湾曲部４７を形成している。凹状湾曲部４７は、左右メインフレーム７間の距離を最小とする最小幅部４７ａを含んでいる。左右メインフレーム７の後部から左右ピボットフレーム８に渡る部位は、凸状湾曲部４６の後方で車体フレーム５の左右幅を狭める絞り部でもある。凸状湾曲部４６の後方で車体フレーム５の左右幅を狭めることで、シート１９に着座した運転者が足を配置しやすくなり、足つき性やニーグリップによる車体ホールド性が確保される。

メインフレーム７は、左右幅に対して上下幅が広い縦長矩形状かつ中空の断面形状を有している（図２参照）。メインフレーム７は、前端部の上下幅がヘッドパイプ６の軸方向長さと略同一とされている。メインフレーム７の下側（フレーム本体部７ａの下方）には、側面視で逆三角形状をなすエンジンハンガー４８が下方に向けて延びている。エンジンハンガー４８の下端部には、クランクケース３３又はシリンダ３４の前端部を支持する前マウント部４８ａが設けられている。メインフレーム７は、ヘッドパイプ６から前マウント部４８ａまでの範囲で、後側ほど上下幅を広げるように設けられている。エンジンハンガー４８の後部には、側面視で上前方に向けて凹む凹部４８ｂが形成されている。メインフレーム７は、凹部４８ｂからメインフレーム体４２の後端部まで、後側ほど上下幅を狭めるように設けられている。

メインフレーム体４２の前後には、メインフレーム体４２を車幅方向で貫通する前後開口部４９ａ，４９ｂが形成されている。前後開口部４９ａ，４９ｂは、中空のメインフレーム体４２の内外壁を切り欠く一方、これら内外壁間に渡る内周壁４９ａ−１，４９ｂ−１を有している。各内周壁４９ａ−１，４９ｂ−１は、前記内外壁間をつなぐクロスメンバとしても機能する。このような前後開口部４９ａ，４９ｂをメインフレーム７に形成することで、車体フレーム５全体の剛性バランスの最適化を図っている。

＜ピボットフレーム＞
図２〜図４を参照し、ピボットフレーム８は、側面視でメインフレーム７の後部の上下幅と略同一の前後幅を有して上下方向に延びている。ピボットフレーム８は、側面視で下側ほど前側に位置するように傾斜して延びている。ピボットフレーム８の上下中間部には、ピボットシャフト８ａを挿通支持するピボット支持部５１が前側にオフセットして設けられている。ピボット支持部５１の後方には、ステップ８ｂを支持するステップブラケット８ｃを取り付けるステップマウント部５２が設けられている。ここで、左ピボットフレーム８を符号８Ｌ、右ピボットフレーム８を符号８Ｒで示すことがある。左ピボットフレーム８Ｌの下端部とロアクロスメンバ１６の左端部とで形成される隅部５３には、チェーン式伝動機構２１のドライブチェーン２１ａを通過させるチェーン配置スペースＳ２が形成されている。以下、ピボットブロック４３におけるチェーン配置スペースＳ２を形成する部位をチェーン逃げ部５３ａという。

アッパクロスメンバ１５は、左右ピボットフレーム８の上端部における前後幅の中間部の間に架設されている。アッパクロスメンバ１５は、下側が狭い逆台形状かつ中空の断面形状を有している。ピボットフレーム８の上端部におけるアッパクロスメンバ１５の前方には、クランクケース３３の後部上側を支持する後上マウント部５４ａが設けられている。
ロアクロスメンバ１６は、左右ピボットフレーム８の下端部における前後幅の後側の間に架設されている。ロアクロスメンバ１６は、上端が略水平な逆五角形状かつ中空の断面形状を有している。ピボットフレーム８の下端部におけるロアクロスメンバ１６の前方には、クランクケース３３の後部下側を支持する後下マウント部５４ｂが設けられている。
左ピボットフレーム８Ｌの下端部には、サイドスタンドブラケット２２を締結するスタンド取り付け部５５が設けられている。

左右ピボットフレーム８の上下中間部は、前後方向視で上下方向と略平行に延びている。
左ピボットフレーム８Ｌは、前後方向視で下端部まで直線状に延びている。左ピボットフレーム８Ｌの下端部は、前後方向視でロアクロスメンバ１６の左端部と略直角に接続されている。左ピボットフレーム８Ｌの左側部の上面は下方に変化し、前記チェーン逃げ部５３ａを形成している。

右ピボットフレーム８Ｒの下部は、前後方向視で下側ほど左右方向内側に位置するように傾斜して延びている。右ピボットフレーム８Ｒの下端部は、前後方向視でロアクロスメンバ１６の右端部と鈍角をなして接続されている。これにより、右ピボットフレーム８Ｒとロアクロスメンバ１６との接続部における応力集中が緩和される。

右ピボットフレーム８Ｒの下部が左右方向内側に傾斜することで、左右ピボットフレーム８の下端部間に渡るロアクロスメンバ１６は、全体的に左側に偏って設けられている。
ロアクロスメンバ１６の左右方向の略中央部には、リンク機構１４を連結するリンク連結部１６ａが設けられている。リンク連結部１６ａは、車体左右中心ＣＬに対して左側にオフセットしている。

＜フレーム断面構造＞
図５Ａは、本発明の実施形態におけるメインフレーム７のフレーム本体部７ａを模式的に示している。図５Ｂは、比較例のメインフレームのフレーム本体部を模式的に示す斜視図である。
図５Ａに示すように、車体フレーム５は、前記分割要素の少なくとも一つ（本実施形態ではメインフレーム体４２）を、例えばアルミニウム合金を原料とした金属材料構成部６１と、例えば炭素繊維強化樹脂を原料とした樹脂材料構成部６２と、を一体化して構成している。また、後述するが、車体フレーム５は、ピボットブロック４３の少なくとも一部（例えば左ピボットフレーム８Ｌ）を、例えばアルミニウム合金を原料とした金属材料ピボット部７１と、例えば炭素繊維強化樹脂を原料とした樹脂材料ピボット部７２と、を一体化して構成している（図６参照）。

メインフレーム７は、縦長矩形状かつ中空の断面形状の内、図中上下の連結壁（以下、上下壁６４，６５という）と、車幅方向外側の外側壁６３と、を含むＵ字状の範囲を、例えばアルミニウム合金を原料とした断面Ｕ字状の金属材料構成部６１としている。メインフレーム７は、前記断面形状の内、残余の範囲（車幅方向内側の内側壁６６を含む範囲）を、例えば炭素繊維強化樹脂を原料とした平板状の樹脂材料構成部６２としている。

樹脂材料構成部６２は、複数のカーボンシートを積層して構成されている。樹脂材料構成部６２は、長尺の炭素繊維（長繊維糸）をメインフレーム７の長手方向に沿わせるように配置している。樹脂材料構成部６２は、金属材料構成部６１の断面形状における車幅方向内側に開放した開口部６７を閉塞し、金属材料構成部６１とともに矩形状の閉断面を形成している。例えば、樹脂材料構成部６２は、メインフレーム体４２の車幅方向内側に設けられている。樹脂材料構成部６２は、メインフレーム７における最大幅部４６ａを含む凸状湾曲部４６の車幅方向内側（内周側）に沿うように設けられている。樹脂材料構成部６２は、車幅方向外側への張り出しの大きいエンジンハンガー４８の車幅方向内側に設けられてもよい。樹脂材料構成部６２は、ヘッドブロック４１およびピボットブロック４３の車幅方向内側に渡って設けられてもよい。

図５Ｂは、比較例としてアルミニウム合金等の金属材料のみで構成したメインフレーム７のフレーム本体部７ａを示している。この比較例では、製造容易でコストも抑えられるが、図５Ａの本実施形態と比べて、メインフレーム７の一部を樹脂材料構成部６２に置き換えることによる軽量化の効果を得られない。一方、例えばメインフレーム７全体を炭素繊維強化樹脂等の繊維強化樹脂材料のみで構成した場合、軽量化の効果は高いものの、車幅方向外側からの衝撃等でメインフレーム７に内部損傷が生じた場合、その損傷を外観から認識し難い。

本実施形態では、メインフレーム７が単一材料ではなく複数材料で構成されることで、以下の効果が得られる。すなわち、メインフレーム７の少なくとも一部が、金属材料に代わり繊維強化樹脂材料で構成されるので、メインフレーム７の全てを金属材料で構成する場合に比べて、車体フレーム５の軽量化を図ることができる。また、樹脂材料構成部６２は形状自由度が高いので、強度および剛性の設定自由度を高めることができるとともに、この点でも車体フレーム５の軽量化を図ることができる。

また、メインフレーム７の全てを繊維強化樹脂材料で構成する場合に比べて、車幅方向外側からの外乱が樹脂材料構成部６２に直接は至らず、車幅方向外側からの衝撃等で樹脂層が損傷を受け難い。つまり、金属材料構成部６１を樹脂材料構成部６２の保護部として用いることで、樹脂層に積層剥離が起こり難くすることができる。また、車幅方向外側の金属材料構成部６１の状態から、メインフレーム７にダメージを受けたことを認識しやすく、車幅方向内側の繊維強化樹脂材料にダメージを受けた可能性を認識することができる。

金属材料構成部６１と樹脂材料構成部６２とを一体化する手法として、本実施形態では、金属材料構成部６１の上下壁６４，６５の車幅方向内側端部に、樹脂材料構成部６２の上下端部をそれぞれ断面内側から差し込む上下レール部６８を備えている。樹脂材料構成部６２は、上下幅を有してメインフレーム７の長手方向に延びる帯状をなしている。樹脂材料構成部６２は、上下壁６４，６５間の距離よりも大きい上下幅を有している。樹脂材料構成部６２は、自身の上下幅を縮小するように上下方向で弾性変形可能であり、例えば車幅方向内側（メインフレーム７の断面形状の外側）に凸の湾曲形状をなして上下幅を縮小するように弾性変形した状態で、金属材料構成部６１の車幅方向内側の開口部６７内に入り込む。この状態で、樹脂材料構成部６２の弾性変形の少なくとも一部を解消することで、樹脂材料構成部６２の上下端部が上下レール部６８にそれぞれ差し込まれる。樹脂材料構成部６２が繊維強化樹脂で構成される場合、樹脂材料構成部６２の上下端部を上下レール部６８内に差し込むことで、上下端部が上下レール部６８に覆われるので、強化繊維の繊維端の露出やささくれを無くすための末端処理が省略可能となる。

樹脂材料構成部６２は、上下端部を上下レール部６８に差し込んだ際、上下方向の撓みを残しておくことで、上下端部を上下レール部６８内に弾性的に押し付けた状態となる。
これにより、樹脂材料構成部６２を金属材料構成部６１に機械的に結合した状態が維持される。つまり、上下レール部６８は、樹脂材料構成部６２を金属材料構成部６１の開口部６７を閉塞した状態（位置）に保持する保持部（位置決め部）である。樹脂材料構成部６２の上下端部は、構造用接着剤を併用して上下レール部６８に固定されてもよい。この場合、樹脂材料構成部６２がメインフレーム７の車幅方向内側に配置されることから、構造用接着剤が太陽光や風雨等の影響を受け難く、構造用接着剤の結合力の低下が抑えられる。構造用接着剤は、樹脂材料構成部６２の組み付け前に予め上下レール部６８内に塗布されてもよく、樹脂材料構成部６２の組み付け後に上下レール部６８に塗布してもよい。樹脂材料構成部６２は、上下端部を上下レール部６８に差し込んだ後、弾性変形を残すことなく弾性変形前の状態に復帰し、構造用接着剤を用いて上下レール部６８に固定されてもよい。

メインフレーム７の製造方法としては、開口部６７を有する金属材料構成部６１に対し、樹脂材料構成部６２を撓ませて組み付ける方法の他、金属材料構成部６１の開口部６７を広げた状態のワークを形成し、このワークの開口部６７に樹脂材料構成部６２をセットした状態で、ワークの開口部６７を狭める加工を行い、この加工と同時に樹脂材料構成部６２を撓ませる方法も考えられる。

＜ピボット構造部＞
図６に示すように、ピボットブロック４３は、左右ピボットフレーム８ならびに上下クロスメンバ１５，１６により、前後方向視で矩形状をなす閉構造部４３ａを形成している。この閉構造部４３ａの内、例えば左ピボットフレーム８Ｌの上下中間部が前記樹脂材料ピボット部７２とされ、残余の部分が金属材料ピボット部７１とされている。

図２、図７を併せて参照し、樹脂材料ピボット部７２の上端部は、車幅方向内側を段差状に切り欠いて薄板化され、もって樹脂材料ピボット部７２の上端部に上外接続壁７３が形成されている。上外接続壁７３の車幅方向内側には、金属材料ピボット部７１における車幅方向外側を段差状に切り欠いて薄板化された上内接続壁７４が重なる。上外接続壁７３および上内接続壁７４は、例えば前後に並ぶ一対の締結ボルトＢ１により一体に結合されている。

樹脂材料ピボット部７２の下端部は、車幅方向内側を段差状に切り欠いて薄板化され、もって樹脂材料ピボット部７２の下端部に下外接続壁７５が形成されている。下外接続壁７５の車幅方向内側には、金属材料ピボット部７１における車幅方向外側を段差状に切り欠いて薄板化された下内接続壁７６が重なる。下外接続壁７５および下内接続壁７６は、例えば前後に並ぶ一対の締結ボルトＢ１により一体に結合されている。
これにより、樹脂材料ピボット部７２が金属材料ピボット部７１に着脱可能に固定されている。なお、樹脂材料ピボット部７２および金属材料ピボット部７１の結合に構造用接着剤を併用してもよい。

繊維強化樹脂からなる樹脂材料ピボット部７２は、一般的なアルミ合金等の金属材料からなる場合と比べて、強度剛性の設定自由度が高いことから、車幅方向の厚さが抑えられる。これにより、シート１９に着座した乗員の足周辺の車体幅が抑えられ、乗員の足付き性や跨ぎ性が良好になる。

樹脂材料ピボット部７２は、長尺の炭素繊維（長繊維糸）を左ピボットフレーム８Ｌの長手方向（上下方向）に沿わせるように配置している。樹脂材料ピボット部７２は、種々の締結部や軸支部等を構成する金属製カラー７７を、繊維強化樹脂内にインサートして形成されている。前記締結部等としては、ピボットシャフト８ａを挿通支持するピボット支持部５１、ステップブラケット８ｃを取り付けるステップマウント部５２、上下外接続壁７５のボルト締結部等がある。

そして、樹脂材料ピボット部７２は、車体フレーム５の凸状湾曲部４６（車体フレーム５における平面視で車幅方向外側に突出する突出部）よりも車幅方向内側に設けられている。これにより、転倒や側面衝突等による車幅方向外側からの外乱が樹脂材料ピボット部７２に至り難く、樹脂材料ピボット部７２が損傷を受ける可能性を減少させる。凸状湾曲部４６の車幅方向外側には金属材料構成部６１が配置されているので、車体フレーム５が車幅方向外側からの外乱でダメージを受けたことを容易に認識可能である。

以上説明したように、上記実施形態における車体フレーム構造は、ピボットシャフト８ａを介してリアスイングアーム１１を上下揺動可能に支持するピボットブロック４３を備え、ピボットブロック４３は、ピボットシャフト８ａを支持するピボット支持部５１を含む左右一対のピボットフレーム８を備え、左右ピボットフレーム８の少なくとも一方（左ピボットフレーム８Ｌ）は、ピボット支持部５１を形成し、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料ピボット部７２を備え、樹脂材料ピボット部７２は、車体フレーム５における平面視で車幅方向外側に突出する凸状湾曲部４６よりも車幅方向内側に設けられている。

この構成によれば、車体フレーム５の少なくとも一部が繊維強化樹脂材料で形成されるので、車体フレーム５の軽量化を図ることができる。また、ピボットブロック４３におけるピボット支持部５１を含む部位が繊維強化樹脂材料で形成されるので、ピボット支持部５１周辺の形状自由度を高め、ピボットブロック４３の強度および剛性の設定自由度を高めることができる。また、車体フレーム５における平面視で車幅方向外側に突出する凸状湾曲部４６が、樹脂材料ピボット部７２を車幅方向外側からの外乱から保護する保護部として機能するので、転倒や側面衝突等による車幅方向外側からの外乱が樹脂材料ピボット部７２に至り難く、樹脂材料ピボット部７２の損傷を抑えることができる。また、ピボット支持部５１周辺の剛性を高めることで、左ピボットフレーム８Ｌの車幅方向の厚さを抑え、乗員の跨ぎやすさを向上させることができる。また、左右ピボットフレーム８の間にリアスイングアーム１１の前端部を配置してピボットシャフト８ａで締結する場合、リアスイングアーム１１の前端部の幅と左右ピボットフレーム８間の幅（クリアランス）とに製造誤差などによる差異が生じていても、左ピボットフレーム８Ｌの樹脂材料ピボット部７２自体が締め付けにより撓む（弾性変形する）ため、左ピボットフレーム８Ｌの過度な加工精度が不要になるとともに、アジャスターボルト等の特殊な部品が不要になり、製造コストを抑えることができる。

また、上記車体フレーム構造において、樹脂材料ピボット部７２は、ピボットブロック４３の残余の部分（金属材料ピボット部７１）に対して着脱可能に固定されている。
このように、ピボット支持部５１を含む樹脂材料ピボット部７２が、ピボットブロック４３の残余の部位に対してボルト締結等により着脱可能に固定されることで、樹脂材料ピボット部７２が損傷を受けたとしても樹脂材料ピボット部７２のみを交換可能となり、車両の維持コストを抑えることができる。また、樹脂材料ピボット部７２の交換によりピボット支持部５１ひいてはピボットシャフト８ａの位置を変更することで、リアサスペンションのセッティングを変更することができる。

また、上記車体フレーム構造において、ピボット支持部５１は、ピボットシャフト８ａを挿通するとともに、ピボットシャフト８ａによって左右一対のピボットフレーム８を車幅方向で締結可能とするものであり、ピボット支持部５１は、樹脂材料ピボット部７２の樹脂部分にインサートされてピボットシャフト８ａを挿通可能とする金属製カラー７７を備えている。
このように、ピボットシャフト８ａに締結されるピボット支持部５１が金属製カラー７７のインサートにより構成されることで、樹脂材料ピボット部７２の加工を簡略化することができ、かつピボット支持部５１の割れを防ぐことができる。

また、上記車体フレーム構造において、車体フレーム５をさらに備え、車体フレーム５の凸状湾曲部４６の車幅方向内側で湾曲形状に沿う部位に、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料構成部６２が設けられている。
このように、凸状湾曲部４６の湾曲内周側に樹脂材料構成部６２を配置することで、凸状湾曲部４６の内周側を樹脂材料構成部６２の弾性力や復元力をもって支持することができる。このため、車体フレーム５に前方又は後方から押圧荷重が加わった際に、凸状湾曲部４６をさらに湾曲させるように車体フレーム５が変形することを抑制することができる。

また、上記車体フレーム構造において、樹脂材料ピボット部７２は、左ピボットフレーム８Ｌの長手方向（上下方向）に沿うように強化繊維の繊維糸を配置している。
これにより、左ピボットフレーム８Ｌの長手方向に沿う引張荷重に対する抗力を高めることができる。

＜ピボット構造部の第一変形例＞
図６のピボットブロック４３では、前後方向視でＩ字状をなす樹脂材料ピボット部７２を備えるのに対し、図８のピボットブロック１４３では、前後方向視でＬ字状をなす樹脂材料ピボット部１７２を備え、残余の部分を金属材料ピボット部１７１としている。
樹脂材料ピボット部１７２は、左ピボットフレーム８Ｌの下端部とロアクロスメンバ１６の左端部とからなる隅部５３を形成している。すなわち、樹脂材料ピボット部１７２は、チェーン配置スペースＳ２を形成するチェーン逃げ部５３ａを形成している。

樹脂材料ピボット部１７２の下部の車幅方向内側の端部は、チェーン逃げ部５３ａよりも車幅方向内側で上側を段差状に切り欠いて薄板化され、もって樹脂材料ピボット部１７２に下外接続壁１７５が形成されている。下外接続壁１７５の上側には、金属材料ピボット部１７１における下側を段差状に切り欠いて薄板化された下内接続壁１７６が重なる。
下外接続壁１７５および下内接続壁１７６は、例えば前後に並ぶ一対の締結ボルトＢ２により一体に結合されている。
これにより、樹脂材料ピボット部１７２が金属材料ピボット部１７１に着脱可能に固定されている。なお、樹脂材料ピボット部１７２および金属材料ピボット部１７１の結合に構造用接着剤を併用してもよい。

このように、図８に示す車体フレーム構造は、図６の車体フレーム構造に対し、チェーン逃げ部５３ａが、樹脂材料ピボット部１７２に形成されている。
このように、ピボットブロック１４３におけるチェーン逃げ部５３ａが樹脂材料ピボット部１７２に形成されることで、図６の車体フレーム構造で述べた効果に加え、ドライブチェーンを避ける凹部（チェーン逃げ部５３ａ）周辺の強度および剛性を効率よく確保することができ、ピボットブロック１４３のコンパクト化を図ることができる。

また、上記車体フレーム構造において、左右一対のピボットフレーム８の下端高さは、図中高さＺ１にあり、互いに略同一とされている。
チェーン逃げ部５３ａが樹脂材料ピボット部１７２以外に形成される場合、凹状のチェーン逃げ部５３ａ周辺の強度剛性を確保するために、チェーン逃げ部５３ａ周辺が下方に突出することがあるが、チェーン逃げ部５３ａを樹脂材料ピボット部１７２に形成することで、強度剛性を効率よく確保してチェーン逃げ部５３ａ周辺が下方に突出することをなくし、ピボットブロック１４３のコンパクト化を図るとともに、車体フレーム５の左右の剛性バランスの均一化を図ることができる。

＜ピボット構造部の第二変形例＞
図６、図８のピボットブロック４３，１４３では、それぞれ左側に樹脂材料ピボット部７２，１７２を備えるのに対し、図９のピボットブロック２４３では、左右ピボットフレーム８およびロアクロスメンバを構成する前後方向視でＵ字状の樹脂材料ピボット部２７２を備え、残余の部分を金属材料ピボット部２７１としている。
樹脂材料ピボット部２７２の左右の上端部は、それぞれ上外接続壁７３が形成されている。左右の上外接続壁７３の車幅方向内側には、それぞれ金属材料ピボット部２７１の上内接続壁７４が重なる。上外接続壁７３および上内接続壁７４は、例えば前後に並ぶ一対の締結ボルトＢ１により一体に結合されている。
これにより、樹脂材料ピボット部２７２が金属材料ピボット部２７１に着脱可能に固定されている。なお、樹脂材料ピボット部２７２および金属材料ピボット部２７１の結合に構造用接着剤を併用してもよい。

このように、図９に示す車体フレーム構造は、図６、図８の車体フレーム構造に対し、左右一対のピボットフレーム８に樹脂材料ピボット部２７２を備えている。
このように、左右ピボットフレーム８のそれぞれに繊維強化樹脂材料で形成された樹脂材料ピボット部２７２を備えることで、図６、図８の車体フレーム構造で述べた効果に加え、車体フレーム５のさらなる軽量化を図ることができる。また、左右ピボットフレーム８のピボット支持部５１周辺の形状自由度を高めるので、ピボットブロック２４３の強度および剛性の設定自由度をさらに高めることができる。また、左右ピボットフレーム８の車幅方向の厚さを抑えるので、乗員の跨ぎやすさをさらに向上させることができる。また、左右ピボットフレーム８の間にリアスイングアーム１１の前端部を配置するので、ピボットシャフト８ａで締結する場合の締め付けやすさをさらに向上させることができる。また、左右ピボットフレーム８の間にリアスイングアーム１１の前端部を配置してピボットシャフト８ａで締結する場合、リアスイングアーム１１の前端部の幅と左右ピボットフレーム８間の幅（クリアランス）とに製造誤差などによる差異が生じていても、左右ピボットフレーム８それぞれの樹脂材料ピボット部７２自体が締め付けにより撓む（弾性変形する）ため、左右ピボットフレーム８の過度な加工精度が不要になるとともに、アジャスターボルト等の特殊な部品が不要になり、製造コストをより一層抑えることができる。

また、上記車体フレーム構造において、左右一対のピボットフレーム８同士を連結するロアクロスメンバ１６を備え、ロアクロスメンバ１６は、繊維強化樹脂材料からなり、左右の樹脂材料ピボット部２７２と一体形成されている。
このように、左右の樹脂材料ピボット部２７２とロアクロスメンバ１６とが繊維強化樹脂材料で一体形成されることで、車体フレーム５のさらなる軽量化を図ることができる。
また、ロアクロスメンバ１６の形状自由度を高めるので、ピボットブロック２４３の強度および剛性の設定自由度をさらに高めることができる。また、ピボットブロック２４３の小型化を図ることができ、乗員の跨ぎやすさをさらに向上させることができる。なお、左右の樹脂材料ピボット部２７２およびロアクロスメンバ１６に加えて、アッパクロスメンバ１５も繊維強化樹脂材料で一体形成してもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、左右ピボットフレームの間にリアスイングアームの基端部を配置する構成に限らず、ピボットフレームの外側にリアスイングアームの基端部が支持される構成でもよい。
樹脂材料構成部６２および樹脂材料ピボット部７２，１７２，２７２は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）に限らず、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）等、炭素繊維以外の強化繊維を用いたものであってもよい。
適用車両のパワーユニットのエンジンは、並列四気筒エンジンに限らず、気筒数や気筒配置は問わない。また、クランクシャフトの軸方向を前後方向に向けた縦置きエンジンでもよい。また、パワーユニットが駆動源として電気モータを含んでもよい。このとき、左右メインフレーム間に走行用のバッテリが搭載されてもよい。
前記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 自動二輪車（鞍乗り型車両）
５ 車体フレーム
６ ヘッドパイプ
７ メインフレーム
８，８Ｌ，８Ｒ ピボットフレーム
８ａ ピボットシャフト（ピボット軸）
１１ スイングアーム（リアスイングアーム）
１５ アッパクロスメンバ
１６ ロアクロスメンバ
２１ａ ドライブチェーン
４１ ヘッドブロック
４２ メインフレーム体
４３，１４３，２４３ ピボットブロック（ピボット構造部）
４６ 凸状湾曲部（突出部、湾曲部）
５１ ピボット支持部
５３ａ チェーン逃げ部
６１ 金属材料構成部
６２ 樹脂材料構成部
７１，１７１，２７１ 金属材料ピボット部
７２，１７２，２７２ 樹脂材料ピボット部
７７ 金属製カラー

Claims (8)

1. ピボット軸（８ａ）を介して車両のリアスイングアーム（１１）を上下揺動可能に支持するピボット構造部（４３，１４３，２４３）を備え、
   前記ピボット構造部（４３，１４３，２４３）は、前記ピボット軸（８ａ）を支持するピボット支持部（５１）を含む左右一対のピボットフレーム（８）を備え、
   前記左右一対のピボットフレーム（８）の少なくとも一方は、前記ピボット支持部（５１）を形成し、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料ピボット部（７２，１７２，２７２）を備え、
   前記樹脂材料ピボット部（７２，１７２，２７２）は、前記車両の車体フレーム（５）における平面視で車幅方向外側に突出する突出部（４６）よりも車幅方向内側に設けられており、
   前記樹脂材料ピボット部（７２，１７２，２７２）は、前記ピボット構造部（４３，１４３，２４３）の残余の部分に対して着脱可能に固定されている、
   車両の車体フレーム構造。
2. 前記ピボット支持部（５１）は、前記ピボット軸（８ａ）を挿通するとともに、前記ピボット軸（８ａ）によって前記左右一対のピボットフレーム（８）を車幅方向で締結可能とするものであり、
   前記ピボット支持部（５１）は、前記樹脂材料ピボット部（７２，１７２，２７２）の樹脂部分にインサートされて前記ピボット軸（８ａ）を挿通可能とする金属製カラー（７７）を備えている
   請求項１に記載の車両の車体フレーム構造。
3. 前記車体フレーム（５）をさらに備え、
   前記車体フレーム（５）の前記突出部（４６）は、平面視で車幅方向外側に凸形状に湾曲してなる湾曲部（４６）であり、
   前記湾曲部（４６）の車幅方向内側で湾曲形状に沿う部位に、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料構成部（６２）が設けられている
   請求項１又は２に記載の車両の車体フレーム構造。
4. 前記ピボット構造部（１４３，２４３）は、前記車両の駆動輪を駆動するドライブチェーン（２１ａ）を避けるチェーン逃げ部（５３ａ）を備え、
   前記チェーン逃げ部（５３ａ）は、前記樹脂材料ピボット部（１７２，２７２）に形成されている
   請求項１から３の何れか一項に記載の車両の車体フレーム構造。
5. 前記左右一対のピボットフレーム（８）の下端高さは、互いに略同一とされている
   請求項４に記載の車両の車体フレーム構造。
6. 前記左右一対のピボットフレーム（８）が、前記樹脂材料ピボット部（２７２）を備えている
   請求項１から５の何れか一項に記載の車両の車体フレーム構造。
7. 前記左右一対のピボットフレーム（８）同士を連結するクロスメンバ（１６）をさらに備え、
   前記クロスメンバ（１６）は、繊維強化樹脂材料からなり、左右の前記樹脂材料ピボット部（２７２）と一体形成されている
   請求項６に記載の車両の車体フレーム構造。
8. 前記樹脂材料ピボット部（７２，１７２，２７２）には、前記ピボットフレーム（８）の長手方向に沿うように強化繊維の繊維糸が配置されている
   請求項１から７の何れか一項に記載の車両の車体フレーム構造。

Images