JP6946465B2 - 鞍乗り型車両の車体フレーム構造 - Google Patents
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Description
本願は、2017年12月8日に出願された日本国特願2017−236481号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(2)上記(1)の態様において、前記金属材料構成部は、開口部を有する開放断面を有してもよく、前記樹脂材料構成部は、前記金属材料構成部の開口部を閉塞するように設けられてもよい。
(3)上記(1)又は(2)の態様において、前記金属材料構成部および樹脂材料構成部の少なくとも一方は、他方を嵌め合わせて保持する保持部を備えてもよい。
(4)上記(3)の態様において、前記金属材料構成部に設けられた前記保持部は、前記樹脂材料構成部の端部を覆うように保持してもよい。
(5)上記(1)から(4)のいずれか一項の態様において、前記フレーム部は、平面視で車幅方向外側に凸形状に湾曲してなる湾曲部を備えてもよく、前記樹脂材料構成部は、前記湾曲部の車幅方向内側で湾曲形状に沿って設けられてもよい。
(6)上記(1)から(5)のいずれか一項の態様において、前記金属材料構成部は、前記フレーム部の車幅方向外側を形成してもよく、前記樹脂材料構成部よりも車幅方向外側に配置されてもよい。
(7)上記(6)の態様において、前記金属材料構成部は、前記フレーム部を含む前記車両の車体フレームにおける車幅方向の最大幅部に設けられてもよい。
(8)上記(1)から(7)のいずれか一項の態様において、前記樹脂材料構成部には、前記フレーム部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(2)の態様によれば、開放断面を有する金属材料構成部の開口部を樹脂材料構成部で閉塞することによって、中空の閉断面を有するフレーム部を形成するので、フレーム部の強度および剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。また、中空の閉断面を分割した複数の部材で構成するため、車体フレームの製造工程において入れ子が不要となり、車体フレームの製造を容易にすることができる。
上記(3)の態様によれば、金属材料構成部および樹脂材料構成部を互いに機械的に位置決めした状態で結合可能となるので、金属材料構成部および樹脂材料構成部の結合力を高め、異種材料からなるフレーム部を確実に一体化することができる。
上記(4)の態様によれば、樹脂材料構成部の端部が金属材料構成部の保持部に覆われるため、樹脂材料構成部の強化繊維の露出や飛散を抑止することができる。
上記(5)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ので、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、フレーム部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フレーム部が変形することを抑制することができる。
上記(6)の態様によれば、フレーム部の車幅方向外側を形成する金属材料構成部が、樹脂材料構成部を車幅方向外側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構成部に至り難く、樹脂材料構成部の損傷を抑えることができる。
上記(7)の態様によれば、転倒や側面衝突等による車幅方向外側からの外乱を受けやすい最大幅部において、樹脂材料構成部に直接外乱が至ることを抑え、樹脂材料構成部の損傷を抑えることができる。
上記(8)の態様によれば、フレーム部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。
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。
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。
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43と、に分割構成されている。
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。
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。
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。左ピボットフレーム8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。
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8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。
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。
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。
このように、開放断面を有する金属材料構成部61の開口部67を樹脂材料構成部62で閉塞することによって、中空の閉断面を有するメインフレーム7を形成するので、メインフレーム7の強度および剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。また、中空の閉断面を分割した複数の部材で構成するため、車体フレーム5の製造工程において入れ子が不要となり、車体フレーム5の製造を容易にすることができる。
これにより、金属材料構成部61および樹脂材料構成部62を互いに機械的に位置決めした状態で結合可能となるので、金属材料構成部61および樹脂材料構成部62の結合力を高め、異種材料からなるメインフレーム7を確実に一体化することができる。
これにより、樹脂材料構成部62の端部が金属材料構成部61のレール部68に覆われるため、樹脂材料構成部62の強化繊維の露出や飛散を抑止することができる。
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、メインフレーム7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メインフレーム7が変形することを抑制することができる。
これにより、メインフレーム7の車幅方向外側を形成する金属材料構成部61が、樹脂材料構成部62を車幅方向外側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構成部62に至り難く、樹脂材料構成部62の損傷を抑えることができる。
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を受けやすい最大幅部46aにおいて、樹脂材料構成部62に直接外乱が至ることを抑え、樹脂材料構成部62の損傷を抑えることができる。
これにより、メインフレーム7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。
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。
5 車体フレーム
6 ヘッドパイプ
7 メインフレーム(フレーム部)
7a フレーム本体部
8 ピボットフレーム
15 アッパクロスメンバ
16 ロアクロスメンバ
41 ヘッドブロック
42 メインフレーム体
43 ピボットブロック
46 凸状湾曲部(湾曲部)
46a 最大幅部
48 エンジンハンガー
61 金属材料構成部
62 樹脂材料構成部
63 外側壁
64 上壁
65 下壁
66 内側壁
67 開口部
68 レール部(保持部)
Claims (7)
- 鞍乗り型車両の骨格をなすフレーム部(7)を形成し、金属材料からなる金属材料構成部(61)と、
前記金属材料構成部(61)とともに前記フレーム部(7)を形成し、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料構成部(62)と、を備え、
前記樹脂材料構成部(62)は、弾性変形を伴って前記金属材料構成部(61)に結合されており、
前記金属材料構成部(61)は、開口部(67)を有する開放断面を有し、
前記樹脂材料構成部(62)は、前記金属材料構成部(61)の開口部(67)を閉塞するように設けられている、
鞍乗り型車両の車体フレーム構造。 - 前記金属材料構成部(61)および樹脂材料構成部(62)の少なくとも一方は、他方を嵌め合わせて保持する保持部(68)を備えている
請求項1に記載の鞍乗り型車両の車体フレーム構造。 - 前記金属材料構成部(61)に設けられた前記保持部(68)は、前記樹脂材料構成部(62)の端部を覆うように保持する
請求項2に記載の鞍乗り型車両の車体フレーム構造。 - 前記フレーム部(7)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)を備え、
前記樹脂材料構成部(62)は、前記湾曲部(46)の車幅方向内側で湾曲形状に沿って設けられている
請求項1から3の何れか一項に記載の鞍乗り型車両の車体フレーム構造。 - 前記金属材料構成部(61)は、前記フレーム部(7)の車幅方向外側を形成し、前記樹脂材料構成部(62)よりも車幅方向外側に配置されている
請求項1から4の何れか一項に記載の鞍乗り型車両の車体フレーム構造。 - 前記金属材料構成部(61)は、前記フレーム部(7)を含む前記鞍乗り型車両の車体フレーム(5)における車幅方向の最大幅部(46a)に設けられている
請求項5に記載の鞍乗り型車両の車体フレーム構造。 - 前記樹脂材料構成部(62)には、前記フレーム部(7)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6の何れか一項に記載の鞍乗り型車両の車体フレーム構造。
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