JP6946465B2 - 鞍乗り型車両の車体フレーム構造 - 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２０１７−２３６４８１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、繊維強化樹脂と金属等を結合する手法として接着剤が多く用いられており、その物性の改善も多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１６−５１０２７０号公報

しかし、接着剤は経年劣化による接着力の低下が避けられないため、特に天候等、厳しい環境状況下にて使用する部材の結合においては機械結合を併用することが求められるため、より簡易な結合手法が求められている。

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、経年劣化を抑えて繊維強化樹脂と金属等を強固に結合す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、車両の骨格をなすフレーム部を形成し、金属材料からなる金属材料構成部と、前記金属材料構成部とともに前記フレーム部を形成し、繊維強化樹脂材料からなる樹脂材料構成部と、を備え、前記樹脂材料構成部は、弾性変形を伴って前記金属材料構成部に結合されている。
（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（１）の態様によれば、車両の骨格をなすフレーム部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、樹脂材料構成部を弾性変形させた状態で金属材料構成部に嵌め合わせることが可能となるので、ボルト等の締結部材を用いる場合に比べて簡単に両構成部の機械的結合を実施することができる。すなわち、簡単な作業で両構成部の機械的結合を実施することができるため、接着のみで金属材料構成部および樹脂材料構成部を結合する場合に比べて、接着材の経年劣化による結合力の低下を、締結部材のコスト増加を伴うことなく抑制できるとともに、異種材料からなるフレーム部を高い結合力で確実に一体化することができる。
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。

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。 上記フレーム本体部の断面図である。 図６の第一変形例を示す断面図である。 図６の第二変形例を示す断面図である。 図６の第三変形例を示す断面図である。 図６の第四変形例を示す断面図である。 図６の第五変形例を示す断面図である。 図６の第六変形例を示す断面図である。 図６の第七変形例を示す断面図である。

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。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。

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。

＜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。

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、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。

図５Ａ、図６の例では、樹脂材料構成部６２は、自身の撓みにより、金属材料構成部６１に組み付けた状態で、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いる。以下、本実施形態の変形例を説明するが、前出の構成には同一符号を付してその説明を省略する。

図７の例では、樹脂材料構成部６２は、自身の撓みにより、金属材料構成部６１に組み付けた状態で、車幅方向外側（メインフレーム７の断面形状の内側）に凸の湾曲形状をなしている。樹脂材料構成部６２は、自身の撓みによる弾性力により、メインフレーム７の凸状湾曲部４６に湾曲を延ばすよう付勢力を与える構成でもよい。すなわち、樹脂材料構成部６２は、金属材料構成部６１の平面視形状に倣って弾性変形し、平面視で車幅方向外側に凸形状に湾曲している構成でもよい。自動二輪車１の走行中の前輪２の制動時や後輪１２の上方への突き上げ時等には、メインフレーム７には前方又は後方から押圧荷重が入力され、凸状湾曲部４６を車幅方向外側へ膨出させようとする（凸状湾曲部４６をさらに湾曲させようとする）作用が生じる。この作用を樹脂材料構成部６２の付勢力で軽減することができる。

図８の例では、樹脂材料構成部６２は、メインフレーム７の断面形状における上下壁６４，６５と車幅方向内側の内側壁６６とを含む断面Ｕ字状とされ、金属材料構成部６１は、前記断面形状における車幅方向外側の外側壁６３を含む平板状とされている。上下レール部６８は、上下壁６４，６５の車幅方向外側の端部を車幅方向内側から差し込んで保持する。上下壁６４，６５は、断面内側に弾性変形した状態で上下レール部６８に保持されてもよい。

図９の例では、メインフレーム７は、前出の断面形状とは異なる断面形状（例えば縦長の楕円形状）をなし、この断面形状を車幅方向で分割（例えば半割）した断面形状の金属材料構成部６１および樹脂材料構成部６２で構成されている。すなわち、メインフレーム７の断面形状は矩形状に限らない。上下レール部６８は、樹脂材料構成部６２の車幅方向外側を向く上下端部を車幅方向内側から差し込んで保持する。樹脂材料構成部６２の上下端部は、断面内側に弾性変形した状態で上下レール部６８に保持されてもよい。

図１０の例では、金属材料構成部６１および樹脂材料構成部６２は、互いに車幅方向で開口部６７ａ，６７ｂを対向させる断面Ｕ字状をなし、金属材料構成部６１の開口部６７ａの内側に樹脂材料構成部６２が入り込み、それぞれの上壁６４ａ，６４ｂ同士および下壁６５ａ，６５ｂ同士が構造用接着剤Ｚで接合されている。樹脂材料構成部６２の上下壁６４ｂ，６５ｂ端部は、断面内側に弾性変形した状態で金属材料構成部６１の上下壁６４ａ，６５ａに接合されてもよい。

図１１の例では、金属材料構成部６１が断面Ｕ字状、樹脂材料構成部６２が平板状とされ、これらの上下端部が車幅方向で対向して構造用接着剤Ｚで接合されている。例えば、金属材料構成部６１の上下壁６４，６５の先端部には、接着面を形成する上下フランジ６４ｃ，６５ｃが連設されている。上下フランジ６４ｃ，６５ｃは、断面内側に起立してもよく（上フランジ６４ｃ）、断面外側に起立してもよい（下フランジ６５ｃ）。

図１２の例では、樹脂材料構成部６２が閉断面構造部６９を含むパイプ状とされ、金属材料構成部６１は平板状とされて閉断面構造部６９の車幅方向外側に配置されている。閉断面構造部６９の上下端部からは、車幅方向外側に上下壁６４ｂ，６５ｂが延出し、上下壁６４ｂ，６５ｂの車幅方向外側の端部が金属材料構成部６１の上下レール部６８に車幅方向内側から差し込まれて保持されている。

図１３の例では、樹脂材料構成部６２が閉断面構造部６９を含むパイプ状とされ、金属材料構成部６１は断面Ｕ字状とされ、金属材料構成部６１の上下壁６４，６５が閉断面構造部６９の上下端部に構造用接着剤Ｚで接合されている。なお、金属材料構成部６１が閉断面構造部を含むパイプ状とされてもよい。

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、車両の骨格をなすメインフレーム７を形成し、金属材料からなる金属材料構成部６１と、金属材料構成部６１とともにメインフレーム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、樹脂材料構成部６２は、弾性変形を伴って金属材料構成部６１に結合されている。

この構成によれば、車両の骨格をなすメインフレーム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、樹脂材料構成部６２を弾性変形させた状態で金属材料構成部６１に嵌め合わせることが可能となるので、ボルト等の締結部材を用いる場合に比べて簡単に両構成部６１，６２の機械的結合を実施することができる。すなわち、簡単な作業で両構成部６１，６２の機械的結合を実施することができるため、接着のみで金属材料構成部６１および樹脂材料構成部６２を結合する場合に比べて、接着材の経年劣化による結合力の低下を、締結部材のコスト増加を伴うことなく抑制できるとともに、異種材料からなるメインフレーム７を高い結合力で確実に一体化することができる。

また、上記車体フレーム構造において、金属材料構成部６１は、開口部６７を有する開放断面を有し、樹脂材料構成部６２は、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。
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。

また、上記車体フレーム構造において、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レール部６８を備えている。
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。

また、上記車体フレーム構造において、金属材料構成部６１に設けられたレール部６８は、樹脂材料構成部６２の端部を覆うように保持する。
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。

また、上記車体フレーム構造において、メインフレーム７は、平面視で車幅方向外側に凸形状に湾曲してなる凸状湾曲部４６を備え、樹脂材料構成部６２は、凸状湾曲部４６の車幅方向内側で湾曲形状に沿って設けられている。
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。

また、上記車体フレーム構造において、金属材料構成部６１は、メインフレーム７の車幅方向外側を形成し、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。
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。

また、上記車体フレーム構造において、金属材料構成部６１は、メインフレーム７を含む車体フレーム５における車幅方向の最大幅部４６ａに設けられている。
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。

また、上記車体フレーム構造において、樹脂材料構成部６２には、メインフレーム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。
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。

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、樹脂材料構成部６２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（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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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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