JPWO2015068189A1 - 鞍乗型車両の車体フレーム構造 - Google Patents

Abstract

車体フレーム構造が、駆動源（１０３）の回転出力を後輪（１０２）に伝達する動力伝達機構（１０４）を車幅中心線から見て車幅方向一方側に配置した鞍乗型車両（１００）に適用される。車体フレーム構造は、ヘッドパイプ（２）と、ヘッドパイプ（２）から車幅方向に分かれて後方に延びる一対のメインフレーム（３（３Ｒ，３Ｌ））と、を備える。一対のメインフレーム（３（３Ｒ，３Ｌ））は、動力伝達機構（１０４）と車幅方向に対向する対向部分（４５Ｒ，４５Ｌ）をそれぞれ有し、車幅方向他方側の対向部分（４５Ｒ）が、車幅方向一方側の対向部分（４５Ｌ）に比べて低剛性である。

Description

本発明は、自動二輪車のような鞍乗型車両の車体フレーム構造に関する。

特許文献１に開示されるように、鞍乗型車両は、後輪を回転自在に軸支して車体フレームに揺動自在に支持されるスイングアームと、エンジンの回転出力を後輪に伝達する動力伝達機構とを備える。

欧州特許出願公開第１３８２５２１号明細書

鞍乗型車両の車体フレーム構造は、後輪を回転可能に支持するために十分な強度が必要である。また、運動性の向上のため更なる軽量化が望まれる。

そこで本発明は、強度低下を防ぎつつ軽量化を実現する鞍乗型車両の車体フレーム構造を実現する。

本発明に係る鞍乗型車両の車体フレーム構造は、駆動源の回転出力を後輪に伝達する動力伝達機構を車幅中心線から見て車幅方向一方側に配置した鞍乗型車両の車体フレーム構造であって、ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプから車幅方向に分かれて後方に延びる一対のメインフレームと、を備え、前記一対のメインフレームは、前記動力伝達機構と車幅方向に対向する対向部分をそれぞれ有し、車幅方向他方側の前記対向部分が、前記車幅方向一方側の前記対向部分に比べて低剛性である。

前記構成によれば、車幅方向他方側のメインフレームは、車幅方向一方側のメインフレームに比べて回転駆動における反力を受けにくい。このことから、剛性を低くしても駆動力反力を受け止めつつ軽量化を図ることができる。また、設計の自由度を向上することができる。

前記一対のメインフレームは、前記後輪を軸支するスイングアームを揺動可能に支持する一対のアーム支持部を備え、前記一対のアーム支持部のうち前記車幅方向他方側のアーム支持部が、前記車幅方向一方側のアーム支持部よりも低剛性であってもよい。

前記構成によれば、スイングアームから入力される荷重も高剛性のアーム支持部で受け止めることができる。

前記一対のアーム支持部に隣接するパイプ部材の外形、肉厚又は材質が異なってもよい。

前記構成によれば、左右で剛性を異ならせやすい。

前記アーム支持部よりも下方部分は前記アーム支持部よりも上方部分に比べて前後方向に屈曲してもよい。

前記構成によれば、動力伝達機構との干渉を防止して路面との上下距離を確保しつつ剛性を向上することができる。

前記メインフレームが、複数のパイプ部材が連結されて形成されるトレリスフレームで実現されてもよい。

前記構成によれば、フレームの剛性がもともと低いが、本発明では支持剛性低下の抑制と軽量化とを両立することができる。

前記車幅方向他方側の前記対向部分が、前記車幅方向一方側の前記対向部分に比べて肉厚が薄くてもよい。

前記構成によれば、剛性を異ならせながら見た目が変わらず、剛性に変化を与えることで美観が損なわれるおそれを抑えることができる。

前記車幅方向一方側のメインフレームは、駆動ユニットの後下部を支持してもよい。

前記構成によれば、剛性が向上している部分で駆動ユニットを安定的に支持することができる。動力伝達機構から作用する荷重を駆動ユニットに流しやすくなる。

前記メインフレームに、駆動ユニットに対して上下方向に間隔をあけた２個所で連結される上下のケース連結部が設けられ、前記アーム支持部が前記上下のケース連結部の間に配置されてもよい。

前記構成によれば、アーム支持部に入力された荷重を分散して駆動ユニットに流しやすくなる。

本発明によれば、強度低下を防ぎつつ軽量化を実現する鞍乗型車両の車体フレーム構造を提供することができる。

実施形態に係る車体フレーム構造を適用した鞍乗型車両の一例として示す自動二輪車の左側面図である。 ヘッドパイプ及びメインフレームの斜視図である。 下方延在部の正面図である。 支持部材を後方から見て示す斜視図である。 サイドスタンドブラケットの前方突出部の断面図である。 サイドスタンドの背面図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。同一の又は対応する要素については、全図を通じて同一符号を付して重複説明を省略する。方向は、車体フレーム構造を適用した鞍乗型車両の搭乗者から見る方向を基準とする。車高方向、車長方向及び車幅方向は、上下方向、前後方向及び左右方向に対応する。車幅方向外側及び外方は、車幅中心から遠ざかる側及び方向である。車幅方向内側及び内方は、車幅中心に近づく側及び方向である。

図１は、実施形態に係る車体フレーム構造を鞍乗型車両の一例である自動二輪車１００への適用状態で示す左側面図である。まず、自動二輪車１００の構成を簡単に説明する。図１に示すように、自動二輪車１００は、前輪１０１、後輪１０２、駆動ユニット１０３及び動力伝達機構１０４を備える。

前輪１０１は、ステアリングシャフト１０５等の操舵系部品を介して操舵軸線Ａ１周りに転向可能に車体フレーム１に支持される。操舵軸線Ａ１は、概略上向きに延び、キャスター角を形成するように後傾する。本実施形態の操舵系部品はフロントフォーク１０６を含み、フロントフォーク１０６は、その下端部で前輪１０１の前車軸１０１ａを回転可能に支持する。

後輪１０２は、スイングアーム１０７を介して揺動軸線Ａ２周りに揺動可能に車体フレーム１に支持される。揺動軸線Ａ２は車幅方向に延びる。後輪１０２は、車体フレーム１よりも後方に配置される。スイングアーム１０７は、その前端部で車体フレーム１に揺動可能に支持され、その後端部で後輪１０２の後車軸１０２ａを回転可能に両持ち支持する。車体フレーム１及びスイングアーム１０７の間にはリアサスペンション１０８が架け渡される。スイングアーム１０７及びリアサスペンション１０８の間には梃子構造（図示せず）が介在し、梃子構造は車体フレーム１及びスイングアーム１０７それぞれに角変位可能に支持される。なお、符号１０７ａは、スイングアーム１０７の下部で梃子構造を角変位可能に支持するための支持孔、符号３９は、車体側（例えば、後述の支持部材３０）で梃子構造を角変位可能に支持するための支持孔である。

後輪１０２は駆動輪である。駆動ユニット１０３は回転出力を発生する駆動源を有し、動力伝達機構１０４は駆動源からの回転出力を後車軸１０２ａに伝達する。これにより後輪１０２が駆動源により発生された回転出力で回転駆動される。駆動ユニット１０３のケーシング部材１０３ａは車体フレーム１に支持される。

駆動ユニット１０３は、駆動源の一例としてエンジン１１０を有し、ケーシング部材１０３ａの一例としてクランクケース１１１及びシリンダアセンブリ１１２を有する。シリンダアセンブリ１１２は、シリンダブロック１１３、シリンダヘッド１１４及びヘッドカバー１１５を含む。クランクケース１１１は、クランクシャフトを回転可能に支持する。シリンダアセンブリ１１２は、ピストンや動弁機構を収容して燃焼室を形成する。シリンダブロック１１３は、クランクケース１１２に結合され、ピストンをシリンダ軸線Ａ３方向に往復動可能に収容する。シリンダヘッド１１４は、シリンダ軸線Ａ３方向においてクランクケース１１２とは反対側でシリンダブロック１１３に結合され、燃焼室を形成する。ヘッドカバー１１５は、シリンダ軸線Ａ３方向においてシリンダブロック１１３とは反対側でシリンダヘッド１１４を覆い、シリンダヘッド１１４と共に動弁機構を収容する。

エンジン１１０は横置き型であり、クランクシャフトが車幅方向に延びる。エンジン１１０はＬ型であり、単一のシリンダアセンブリ１１２がクランクケース１１１の前上部に結合され、シリンダ軸線Ａ３が当該前上部から上向きに（詳細には僅かに前傾しつつ）延びる。エンジン１１０は並列多気筒型であり、各気筒のシリンダ軸線Ａ３同士が側面視で重なり、シリンダアセンブリ１１２が車幅方向に比較的長寸である。

駆動ユニット１０３は、駆動源とユニット化されて駆動源からの回転出力を後輪１０２に伝達するための装置の一例として、変速機を有する。クランクケース１１１は、シリンダアセンブリ１１２から見て後方に突出し、その後部で変速機を収容する変速機ケース１１７を形成する。変速機は、駆動源からの回転出力を変速して変速機出力軸１１８に出力する。変速機出力軸１１８の車幅方向一端部（例えば、左端部）は、変速機ケース１１７の車幅方向一方側の側壁（例えば、左側壁）から車幅方向外方へ突出する。

動力伝達機構１０４は、変速機出力軸１１８に固定された駆動要素１０４ａと、後車軸１０２ｂに固定された従動要素１０４ｂと、駆動要素１０４ａの回転を従動要素１０４ｂに伝達する伝達要素１０４ｃとを備える。駆動要素１０４ａは変速機出力軸１１８の車幅方向一端部（例えば左端部）に固定され、従動要素１０４ｂは後車軸１０２ｂの車幅方向一端部（例えば、左端部）に固定される。動力伝達機構１０４は、駆動ユニット１０３から後輪１０２に向けて車長方向に延び、車幅中心線から見て車幅方向一方側（例えば、左側）に配置される。動力伝達機構１０４は例えばチェーン伝動機構である。その場合、駆動要素及び従動要素がスプロケットであり、伝動要素は２つのスプロケットに巻回されたチェーンである。

次に、上記構成の自動二輪車１００に好適に適用される本実施形態に係る車体フレーム構造について説明する。車体フレーム１は、ヘッドパイプ２、メインフレーム３及びリアフレーム４を備える。

ヘッドパイプ２は、両端で開放される金属製円筒状であり、車体フレーム１の前端部に位置する。前述のステアリングシャフト１０５は、ハンドル１２１と接続され、ヘッドパイプ２に挿通される。ステアリングシャフト１０５はヘッドパイプ２と同軸上に配置され、その共通軸線が前述の操舵軸線Ａ１を成し、ヘッドパイプ２に操舵軸線Ａ１周りに回転可能に支持される。ステアリングシャフト１０５の上端は、ブラケット１２２の下面に連結され、ハンドル１２１は、このブラケット１２２の上面に取り付けられる。ハンドル１２１は、左方及び右方それぞれに突出した一対のグリップ１２１ａ，１２１ｂ（右グリップ１２１ｂは図２参照）を有する。運転者がグリップ１２１ａ，１２１ｂを把持してハンドル１２１を回動すると、ステアリングシャフト１０５が操舵軸線Ａ１周りに回転し、前輪１０１が転向する。

メインフレーム３はヘッドパイプ２から後方へ延びる。リアフレーム４は、ボルト等の締結具でメインフレーム３に接続されてメインフレーム３から後方へ延びる。本実施形態では、メインフレーム３及びリアフレーム４がどちらも車幅方向に対を成す。メインフレーム３上にはハンドル１２１の後方に配置される燃料タンク１２３が設置され、リアフレーム４上には燃料タンク１２３の後方に配置されるシート１２４が設置される。

一対のメインフレーム３は、ヘッドパイプ２に溶接され、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれて後方へ延びる。各メインフレーム３は、ヘッドパイプ２から後方へ延びる後方延在部と、この後方延在部の後端部に位置する屈曲部６と、屈曲部６から下方に延びる下方延在部７とを有する。後方延在部は、駆動ユニット１０３が取り付けられるユニットマウント部１０ａ，１０ｂを含む前フレーム部８と、前フレーム部８よりも後方の後フレーム部９とを含む。屈曲部６は、後フレーム部９の後端部に設けられる。後ユニットマウント部１０ａには、シリンダアセンブリ１１２（例えば、シリンダヘッド１１４）の側壁後端部がボルト等の締結具８１を用いて結合され、前ユニットマウント部１０ｂには、シリンダアセンブリ１１２（例えば、シリンダブロック１１３）の側壁前端部がボルト等の締結具８２を用いて結合される。締結具８１，８２は、マウント部１０ａ，１０ｂの車幅方向外側から内向きに挿入される。

図２は、ヘッドパイプ２及びメインフレーム３の斜視図である。各メインフレーム３は、複数の棒状フレーム部材又はパイプ部材を互いに接続してなる。パイプ部材は線状（直線状又は曲線状）に延び、金属製で中空に形成される。パイプ部材は、互いに直接に溶接され又はジョイント部材に溶接される。ジョイント部材は、車幅方向に中心軸線を向けた筒体又は管体である。ジョイント部材の外周面は１以上のパイプ部材の端部と溶接される。

メインフレーム３、特に前フレーム部８は、複数のパイプ部材を連結して形成されるトレリスフレームで実現されている。換言すると、一対の前フレーム部８は、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれた一対の仮想面に沿って異なる向きに配置された複数のパイプ部材を互いに接続してなる。複数のパイプ部材は、仮想面上に格子（より詳細には車長方向に並ぶ複数の三角形）を形成する。このような格子を形成すべく、前フレーム部８は、上側フレーム１１，下側フレーム１２，アームフレーム１５及び多数の接続フレームを有する。上側フレーム１１は、ヘッドパイプ２の上部から後方に延び、下側フレーム１２は、ヘッドパイプ２の下部から後方に延び、アームフレーム１５は、下側フレーム１２の前端部から下方に延びる。接続フレームは、上側及び下側フレーム１１，１２の間を車高方向に結合し又は下側フレーム１２とアームフレーム１５との間を車高方向に結合する。

下側フレーム１２は、上側フレーム１１よりも前側で終端する。下側フレーム１２の終端部にはジョイント部材１３が設けられている。ガセットフレーム１４がこのジョイント部材１３の外周面から延び、上側フレーム１１に溶接されている。後エンジンマウント部１０ａは、下側フレーム１２の終端部に設けられており、ジョイント部材１３がマウント部１０ａを兼ねている。前エンジンマウント部１０ｂは、ジョイント部材１６によって構成され、アームフレーム１５の後端部に設けられている。

後フレーム部９は上側フレーム１１から連続している。すなわち、上側フレーム１１を構成するパイプ部材は後フレーム部９も構成している。後フレーム部９は、１本のパイプ部材によって構成されて線状に延びており、車幅方向に柔軟に構成されている。

屈曲部６は、ジョイント部材のうちの一つである屈曲ジョイント部材２１によって構成され、後フレーム部９を構成するパイプ部材は、その後端部において屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接される。屈曲ジョイント部材２１には、締結具８３（図１参照）を用いてリアフレーム４を取外し可能に連結するためのナット２２が設けられる。

下方延在部７は、屈曲ジョイント部材２１の外周面に溶接され、屈曲ジョイント部材２１から下向きに延在する。下方延在部７は、屈曲ジョイント部材２１よりも下方で車高方向に並ぶ複数のジョイント部材２３〜２５と、車高方向に隣接したジョイント部材２１，２３〜２５同士を接続する複数本のパイプ部材２６〜２８とを有する。上パイプ部材２６は、屈曲ジョイント部材２１の外周面から下方に延び、上ジョイント部材２３の外周面に溶接される。中パイプ部材２７は、上ジョイント部材２３の外周面から下方に延び、中ジョイント部材２４の外周面に溶接される。下パイプ部材２８は、中ジョイント部材２４の外周面から下方に延び、下ジョイント部材２５の外周面に溶接される。

上記のとおり、メインフレーム３は、複数のパイプ部材及びジョイント部材を連結することで構成され、この連結には典型的には溶接が用いられる。一対のメインフレーム３はヘッドパイプ２を介して剛結合される。換言すれば、メインフレーム３は後方延在部同士、屈曲部６同士、下方延在部７同士を車幅方向に剛結合するクロスメンバを備えていない。このため、溶接歪などによって寸法誤差が生じても、メインフレーム３を容易に矯正することができる。例えば、シリンダアセンブリ１１２に設定された計４つの締結点を対応する第１マウント部と車幅方向に重なるようにメインフレーム３を容易に矯正することができる。駆動ユニット１０３以外の部品（リアフレーム４や後述の支持部材３０）も同様である。このため、自動二輪車１００を容易に組み立てることができる。

図３は、下方延在部７の正面図である。図３に示すように、車体フレーム構造は、ボルト等の締結具でメインフレーム３と接続される支持部材３０を備える。支持部材３０は、一対のメインフレーム３の間、特に一対の下方延在部７（７Ｒ，７Ｌ）の間に配置される。支持部材３０は、概略矩形板状に形成され、その２つの面が前及び後に向く状態で、その左縁部にて左下方延在部７Ｌと接続され、右縁部にて右下方延在部７Ｒと接続される。

本実施形態に係る支持部材３０は、ケーシング部材１０３ａ（図１参照）を車体フレーム１に結合するためのブラケット又はステーとして機能し、駆動ユニット１０３に連結されるケース連結部４１を有する。また、支持部材３０は、スイングアーム１０７を支持するアーム支持部４２の一部を有し、リアサスペンション１０８を支持するサスペンション支持部４３を有する。

支持部材３０は、アーム支持部４２の一環として、軸挿通孔３１を有する。軸挿通孔３１は車幅方向に貫通し、ピボットシャフト３２がこの軸挿通孔３１に挿通される。ピボットシャフト３２の右端部には雄ネジが形成され、左端部にはボルト頭部が形成されている。ピボットシャフト３２は、左の中ジョイント部材２４に車幅方向外方から挿し込まれ、軸挿通孔３１を貫通し、雄ネジを右の中ジョイント部材２４内に突出させた状態でボルト頭部が左の中ジョイント部材２４の内側面に突き当てられる。雄ネジは、中ジョイント部材２４内で車幅方向外方からナット等の締結具８４と螺合し、それによりピボットシャフト３２がメインフレーム３に連結される。ただし、ピボットシャフト３２を右から挿し込んで締結具８４を左に設けてもよい。ピボットシャフト３２の中心軸線は前述の揺動軸線Ａ２を成し、車幅方向に延びる。一方、スイングアーム１０７の前端部は、車幅方向に一対のボス１２５を有する。ボス１２５は、ピボットシャフト３２のうちメインフレーム３と支持部材３０との間に位置するジャーナル部３３に外嵌し、それにより揺動軸線Ａ２周りに回転可能に支持される。

軸受構造３４が、ボス１２５の内周面とジャーナル部３３の外周面との間に介在し、スイングアーム１０７の揺動時に発生する荷重を支持する。車幅方向一方側（動力伝達機構１０４と同じ側、例えば左側）の軸受構造３４Ｌは、車幅方向他方側（動力伝達機構１０４と反対側、例えば右側）の軸受構造３４Ｒよりも負荷容量が大きい。一例として、左軸受構造３４Ｌは、ピボットシャフト３２に外嵌するカラーと、カラーの外周面とボス１２５の内周面との間に介在すると共に軸線方向に並んだ２つのニードルベアリングとを有する。右軸受構造３４Ｒは、ピボットシャフト３２に外嵌するカラーと、カラーの外周面とボス１２５の内周面との間に介在する転がり軸受とを有する。

ピボットシャフト３２は、中ジョイント部材２４に車幅方向外方から挿し込まれる締結具８４でメインフレーム３に連結される。このように、本実施形態に係る車体フレーム構造及びスイングアーム支持構造では、メインフレーム３の下方延在部７（特に中ジョイント部材２４）と、支持部材３０の軸挿通孔３１とがアーム支持部４２を構成している。

メインフレーム３において、アーム支持部４２よりも下方部分はアーム支持部４２よりも上方部分に比べて前後方向に屈曲する。より具体的には、下方部分は下パイプ部材２８に相当し、上方部分は中パイプ部材２７に相当し、ひいては上パイプ部材２６も相当する。中パイプ部材２７及び上パイプ部材２６は、アーム支持部４２を構成する中ジョイント部材２４から見て上向きに延びている。一方、下パイプ部材２８（特に、車幅方向一方側（例えば、左側）の下パイプ部材２８Ｌ）は、中ジョイント部材２４から前傾しながら下方へ延びている。

図４は、支持部材３０を後方から見て示す斜視図である。図３及び図４を併せて参照すると、支持部材３０は、上下のフレーム孔３６，３７を有する。上フレーム孔３６は、左右に対を成し、軸挿通孔３１よりも上方で、更に言えば支持部材３０の上縁部で車幅方向に延びている。左右の上ジョイント部材２３Ｒ，２３Ｌは、上フレーム孔３６，３６と車幅方向に重ね合わされ、上フレーム孔３６よりも車幅外方に配置される。車幅方向に長尺のボルト等の締結具８５ａが、車幅方向外側から左の上ジョイント部材２３へと挿し込まれて上フレーム孔３６を順次通過し、右の上ジョイント部材２３内へ突出する。支持部材３０は、ナット等の締結具８５ｂを車幅方向外側から右の上ジョイント部材２３内に挿し込み、締結具８５ａの右端部に係合させることで、メインフレーム３に着脱可能に連結される。締結具８５ａの左端部は頭部を有し、左の上ジョイント部材２３内の座面に支持される。締結具８５ｂは右の上ジョイント部材２３内の座面に支持される。ただし、締結具８５ａを右から挿し込んで締結具８５ｂを左に設けてもよい。

下フレーム孔３７は、軸挿通孔３１よりも下方で更に言えば支持部材の下縁部で車幅方向に延び、支持部材３０の車幅方向他方側（例えば、右側）のみに設けられる。当該他方側の下ジョイント部材２５Ｒは、この下フレーム孔３７に車幅方向に重ね合わされる。支持部材３０は、ボルト等の締結具８６を車幅方向外方から車幅方向他方側の下ジョイント部材２５Ｒに挿し込んで下フレーム孔３７に係合させることで、メインフレーム３に着脱可能に連結される。

なお、車幅方向一方側の下ジョイント部材２５Ｌは、支持部材３０の替わりに、ボルト等の締結具８７を用いてサイドスタンド１２５（図１参照）を揺動可能に支持するスタンドブラケット１２６と連結される。スタンドブラケット１２６は前方に突出してケーシング１０３の下後部と側面視で重ねられる前方突出部１２６ａを有し、この前方突出部１２６ａに車幅方向外側からボルト等の締結具８８を車幅方向内方へ挿し込むことでケーシング１０３はスタンドブラケット１２６にも締結される。

支持部材３０は、サスペンション支持部４３の一環として、サスペンション取付部３８及び支持孔３９を有する。サスペンション取付部３８は、支持部材３０の後面に取り付けられ、リアサスペンション１０８（図１参照）の車体側端部を車幅方向の軸線周りに揺動可能に取り付ける。支持孔３９は、支持部材３０の下縁部に設けられ、梃子構造（図示せず）を角変位可能に支持する。

支持部材３０は、ケース連結部４１の一環として、駆動ユニット１０３に固定するためのボルト等の締結具８９を挿通するための複数（一例として４つ）の挿通孔４０を有している。挿通孔４０は車長方向に延びており、締結具は後方から前向きに挿通孔４０内に挿入される。ケーシング部材１０３ａの後面は支持部材３０の前面と対向しており、後方から挿入された締結具がケーシング部材１０３ａの後部に係合する。

本実施形態では、４つの挿通孔４０が車高方向の対辺及び車幅方向の対辺を有する長方形の頂点位置にそれぞれ配置される。車高方向を基準に４つの挿通孔４０を分けると、２つの挿通孔４０が上側に配置され、２つの挿通孔４０が下側に配置されている。このように、ケース連結部４１は、車高方向に間隔を空けた２個所で駆動ユニット１０３と連結され、上側２つの挿通孔４０は上ケース連結部４１ａを構成し、下側２つの挿通孔４０は下ケース連結部４１ｂを構成する。上側２つの挿通孔４０は、アーム支持部４２の一部を成す軸挿通孔３１よりも上方に位置し、下側２つの挿通孔４０は、軸挿通孔３１よりも下方に位置する。アーム支持部４２は車高方向において上下２つのケース連結部４１ａ，４１ｂの間に配置される。また、上下それぞれにおいて、２つの挿通孔４０は車幅方向に間隔を空けて配置されている。一方が車幅中心線よりも車幅方向一方側に配置され、他方が車幅中心線よりも車幅方向他方側に配置される。これにより、車高方向及び車幅方向それぞれにおいて、支持部材３０がケーシング部材１０３ａに強力に固定される。

前述したように動力伝達機構１０４は、車幅中心から見て車幅方向一方側（例えば、左側）に配置され、駆動ユニット１０３（図１参照）から後輪１０２（図１参照）へと車長方向に延びている。この途中で動力伝達機構１０４は、車幅方向一方側の下方延在部７Ｌの車幅方向外方を通過する。本実施形態では、メインフレーム３において下方延在部７（７Ｌ，７Ｒ）が、動力伝達機構１０４と車幅方向に対向する対向部分４５（４５Ｒ，４５Ｌ）を構成する。より詳細には、下方延在部７（７Ｌ，７Ｒ）のうち中パイプ部材２７（２７Ｒ，２７Ｌ）及び中ジョイント部材２３（２３Ｒ，２３Ｌ）が対向部分４５（４５Ｒ，４５Ｌ）を構成する。別の言い方をすれば、中ジョイント部材２３（２３Ｒ，２３Ｌ）によって部分的に構成されるアーム支持部４２が対向部分４５（４５Ｒ，４５Ｌ）を構成する。

車幅方向他方側（動力伝達機構１０４とは反対側）のメインフレーム３Ｒは、この対向部分４５において車幅方向一方側（動力伝達機構１０４と同じ側）のメインフレーム３Ｌよりも低剛性である。このように剛性を違えるため、アーム支持部４２を構成するパイプ部材の外形（外輪郭形状及び外形寸法を含む）、肉厚又は材質が異なる。一例として、他方側のパイプ部材の外形は、一方側のパイプ部材の外形よりも大きくてもよい。他方側のパイプ部材の肉厚が、一方側のパイプ部材の肉厚よりも大きくてもよい。他方側のパイプ部材の材料が、一方側のパイプ部材の材料よりも高剛性を有していてもよい。本実施形態では、材料及び外形（外輪郭形状及び外形寸法の両方）を同一とし、肉厚のみを異ならせている。

このように構成される車体フレーム構造の自動二輪車１００への適用状態においては、後輪１０２と路面との間で生じる作用力は、後輪１０２、スイングアーム１０７を介してアーム支持部４２に伝わる。また、後輪１０２、動力伝達機構１０４、駆動ユニット１０３を介して左右のメインフレーム３Ｒ，３Ｌに伝わる。動力伝達機構１０４が車幅方向一方側に配置されているために、作用力は車幅方向他方側よりも車幅方向一方側に大きく伝わる。

本実施形態に係る車体フレーム構造は、このような自動二輪車（鞍乗型車両）に好適に適用されるものであり、ヘッドパイプ２と、ヘッドパイプ２から車幅方向に分かれて後方に延びる一対のメインフレーム３Ｒ，３Ｌとを備える。一対のメインフレーム３Ｒ，３Ｌは、動力伝達機構１０４と車幅方向に対向する対向部分４５Ｒ，４５Ｌをそれぞれ有し、車幅方向他方側の対向部分４５Ｒが、車幅方向一方側の対向部分４５Ｌに比べて低剛性である。

車幅方向他方側のメインフレーム３Ｒは、車幅方向一方側のメインフレーム３Ｌに比べて反力を受けにくい。このことから、剛性を低くしても反力を受け止めつつ軽量化を図ることができる。また、設計の自由度を向上することができる。

特に、一対のメインフレーム３Ｒ，３Ｌは、後輪１０２を軸支するスイングアーム１０７を揺動可能に支持する一対のアーム支持部４２を備えており、一対のアーム支持部４２のうち車幅方向他方側のアーム支持部４２が、車幅方向一方側のアーム支持部４２よりも低剛性である。このため、スイングアーム１０７から入力される荷重も高剛性のアーム支持部４２で受け止めることができる。

メインフレーム３は複数本のパイプ部材を互いに連結してなり、一対のアーム支持部４２に隣接するパイプ部材２７，２８の外形、肉厚又は材質を異ならせている。このようにすれば、左右で剛性を異ならせるのを容易に実現することができる。また、本実施形態では、車幅方向他方側の対向部分４５Ｒの肉厚が、車幅方向一方側の対向部分４５Ｌに比べて薄い。これにより、剛性を異ならせながら見た目を同じとすることができ、剛性に変化を与えることで外観に影響が出るのを防ぐことができる。

アーム支持部４２よりも下方部分がアーム支持部４２よりも上方部分に比べて車長方向に屈曲している。こうすれば、動力伝達機構１０４との干渉を防止して路面との車長方向距離を確保しつつ剛性を向上することができる。

メインフレーム３Ｒ，３Ｌは、複数のパイプ部材が連結されて形成されるトレリスフレームで実現されている。それにより、支持剛性の低下抑制と軽量化とを両立している。

車幅方向一方側のメインフレーム３Ｌは、サイドスタンドブラケット１２６を介し、駆動ユニット１０３の後下部を支持している。こうすると、剛性を向上させている部分で駆動ユニット１０３を安定的に支持することができる。また、動力伝達機構１０４から作用する荷重を駆動ユニット１０３に流しやすくなる。

メインフレーム３Ｒ，３Ｌに駆動ユニット１０３の上下方向に間隔をあけた２個所で連結される上下のケース連結部４１ａ，４１ｂが設けられ、アーム支持部４２が２つのケース連結部４１ａ，４１ｂの上下方向間に配置されてもよい。これにより、アーム支持部４２に入力された荷重を分散して駆動ユニット１０３に流しやすくなる。本実施形態では、メインフレームの別部品であってメインフレームに結合される支持部材３０にケース連結部４１ａ，４１ｂが設けられたが、ケース連結部４１ａ，４１ｂはメインフレームに一体に設けられていてもよい。

動力伝達機構１０４と同じ側に配置された軸受構造３４Ｌは、動力伝達機構１０４と反対側に配置された軸受構造３４Ｒよりも負荷容量が大きい。このため、動力伝達機構１０４から作用する偏荷重を軸受構造３４Ｌで好適に支持することができるとともに、軸受構造３４Ｒを簡素化することができる。

また、スイングアーム支持構造は、パワーユニット（駆動ユニット１０３）が収納されるケース（ケーシング部材１０３ａ）と、車軸１０２ａを支持するスイングアーム１０７を、ピボットシャフト３２を介して上下に揺動自在に支持するブラケット（支持部材３０）とを備えており、前記ブラケットは、前記ピボットシャフト３２に交差する固定方向から前記ケースに着脱可能に固定される。

ケースとは別体にブラケットが形成されるので、ケースのピボット軸付近にブラケットから付与される応力が集中することを防ぐことができ、ケースでスイングアームを直接支持する場合に比べて、ケース剛性が過剰となることを防ぐことができる。またブラケットが、ピボット軸に交差する交差方向からケースに装着固定される。これによってケースのうちで、スイングアームに対向する面にブラケットの固定位置を配置することができる。したがって取付位置が比較的制限されるケース側面にブラケットの固定位置を配置する場合に比べて、ブラケットの固定位置の選択肢を増やすことができ、設計の自由度を向上することができる。

スイングアーム支持構造は、ヘッドパイプフレーム（ヘッドパイプ２）から後方に延びて前記ケースを支持するメインフレーム３を備えており、前記メインフレーム３と前記ブラケットが個別に形成されている。

メインフレーム３とブラケットが個別に形成されているので、メインフレーム３及びケースの形状に合わせて、ブラケットの形状を変更できる。このため、スイングアーム支持構造は、ブラケットの形状を変更することにより、異なる形状のメインフレーム３及びケースに対応でき、製造の自由度が向上する。メインフレーム３にピボットシャフト３２が形成される場合に比べて、ブラケットを小型化することができ、車両を軽量化および小型化することができる。またブラケットとメインフレーム３とを異なる成形方法で形成することができ、利便性を向上することができる。たとえばメインフレーム３とブラケットとが一体成形される場合、両方を成形加工で一体形成する場合には、成形型が大きくなることで作業性が悪い。また両方を溶接接合で一体成形する場合には、製造誤差が生じやすい。本実施形態では、パイプ部材の溶接接合により、メインフレーム３を形成することで、成形型を用いる必要がなく、作業性を向上できる。またブラケットを型成形することで、溶接成形に比べて、ケースに対するピボットシャフト３２の位置ずれを防ぐことができる。またメインフレーム３をケースに固定する場合に生じるフレーム変形の影響を受けることなく、ブラケットをケースに固定することができ、ケースに対するピボットシャフト３２の位置ずれを防ぐことができる。

スイングアーム支持構造は、前記ブラケットを前記ケースに固定する複数の締結部材（締結具８９）を備えており、前記複数の締結部材を用いて前記ブラケットが前記ケースに固定されているときに、前記複数の締結部材は、間隔を空けて配置されており、前記固定方向に前記ブラケットを前記ケースに押し付ける。

複数の締結部材は、ともに固定方向にブラケットをケースに押し付けて固定する。これによって、ブラケットは、ボルトの位置にかかわらず、同じ方向に押し付けられることになり、ボルト位置のずれに起因するブラケットのたわみを防ぐことができる。比較例として、クランクケース１１２の車幅方向両側からボルトでそれぞれ固定する場合には、ブラケットとケースとの左右間の隙間をなくすために、ブラケットを変形させたり、隙間を埋めるスペーサを必要とする。ブラケットを変形させる場合には、ピボットシャフト３２を精度よく配置できないし、スペーサを配置する場合には、作業性が悪い。これに対して上述したように、本実施形態では、ボルトの押付け方向を同一とすることで、比較例のような状況を防ぐことができる。

また好ましくは、ブラケットとケースとが互いに当接する、ボルトごとに設定される当接面は、単一の仮想平面上にすべて配置されることが好ましい。当接面が同一平面上に形成される場合、誤差の影響を受けにくい。言換えると、ブラケットは、ケースの左右方向両側位置で固定される場合に比べて、当接面を一つの共通面として形成することができる。これによってボルト締め付けによるブラケットの変形を抑えて、ピボット軸の位置ずれをさらに抑えることができる。

また複数のボルトは、互いに間隔をあけて配置されており、たとえばクランクケースの分割面に対して両側にそれぞれボルト固定位置が配置されることで、クランクケースの分割を防ぐ補強部材としてブラケットを機能させることができる。また分割面に対して一方側にそれぞれボルト固定位置が配置されることで、ブラケットをクランクケースから取り外すことなく、クランクケースのうち一方を車体から取り外すことができる。

前記ブラケットは、前記ピボットシャフト３２を角変位自在に支持するピボット孔（軸支持孔３１）を備えており、前記ブラケットにおいて、前記ピボット孔を形成する部分と、前記ケースに接触する面を形成する部分とが型成形品を基に形成されている。

型成形品により形成することで、溶接形成した場合に比べた各部位での誤差を抑えることができるとともに、厚みの設定が容易となる。したがって、ケースとピボットシャフト３２との位置ずれを防ぐと共に、強度低下を抑えつつ軽量化を図ることができる。好ましくは、ブラケットとケースとが互いに当接面およびピボット孔は、型成形部品を基に、同一の基準位置に基づいて切削加工によって形成されることが好ましい。これによってケースに対するピボットシャフト３２の位置ずれをさらに抑えることができる。さらに型成形品は、重力鋳造品よりもダイキャスト鋳造品が用いられることが好ましい。

前記ケースは、本体部分と、前記ブラケットを固定する固定部分とを有しており、前記固定部分は、前記本体部分から前記固定方向に突出するように形成されている。

このため、スイングアーム支持構造は、ケースの本体部分の強度が低下することを防止できる。本体部と固定部とでケースの厚みを異ならせてもよい。こうすることで、本体部によって内容物のケーシング機能として必要な厚みを持たせ、固定部によってブラケットの支持機能としての必要な厚みを持たせることができ、重量化を防ぎつつブラケットを支持することができる。本実施形態では、ケース内面において、本体部から固定部がケース中心に向かって固定方向に突出させることで、ケース外面とブラケットとを近づけることができ、当接面積を大きくすることができる。またたとえばケース内空間の仕切り壁、内部構造物の支持、冷却水の供給などの目的で、ケース中心に向かって車幅方向に直交する突出部分がケース本来の機能として形成される場合には、その突出部分をボルト固定用の固定部として兼用することで、ケーシングとしてのケース本来の剛性を維持しやすく、ケースの肉厚増加を抑えることができる。

スイングアーム支持構造は、前記スイングアーム１０７を前記ブラケットに対して弾性的に支持するショックアブソーバ（リアサスペンション１０８）を備え、前記ブラケットは前記ショックアブソーバを支持するアブソーバ支持部（サスペンション支持部４３）を備えている。

ピボットシャフト３２とショックアブソーバとの両方をブラケットに支持させることで、ピボットシャフト３２とショックアブソーバ接続位置との位置関係を精度よく設定できる。本実施例では、さらにアブソーバ支持部が、ブラケットから着脱自在に構成されることで、支持位置が異なるアブソーバ支持部を用意することで、アブソーバ支持部を変更するだけで、ショックアブソーバのレバー比を容易に調整することができる。

スイングアーム支持構造は、前記ブラケットは、前記ショックアブソーバのレバー比を調整するためのリンク機構を支持するリンク支持部（支持孔３９）を備えている。

ピボットシャフト３２とショックアブソーバとリンク機構のそれぞれをブラケットに支持させることで、ピボットシャフト３２、ショックアブソーバ接続位置、リンク機構接続位置との位置関係を精度よく設定できる。

スイングアーム支持構造は、前記スイングアーム１０７を前記ブラケットに対して弾性的に支持するショックアブソーバ（リアサスペンション１０８）を備えており、前記固定方向から見て、前記複数の締結部材は、前記ショックアブソーバによって隠される領域から離れた位置に配置される。

ブラケットにショックアブソーバが取り付けられていても、ブラケットをケースに固定するための締結部材が固定方向で露出する。このため、スイングアーム支持構造は、ブラケットとショックアブソーバの取付順序に関係なく、ブラケットをケースに固定することができ、組立作業性を向上できる。

スイングアーム支持構造は、パワーユニット（駆動ユニット１０３）を収納するケース（ケーシング部材１０３ａ）と、車軸１０２ａを支持するスイングアーム１０７をピボットシャフト３２を介して上下に揺動自在に支持するブラケットと、ヘッドパイプフレーム（ヘッドパイプ２）から後方に延びて前記ケースを支持するメインフレーム３とを備えており、前記ブラケットは、前記メインフレーム３とは別体に形成されており、前記ケースに着脱可能に固定される。

ケースとは別体にブラケットが形成されるので、ケースのピボットシャフト３２付近にブラケットから付与される応力が集中することを防ぐことができ、ケースでスイングアーム１０７を直接支持する場合に比べて、ケース剛性が過剰となることを防ぐことができる。またブラケットがメインフレーム３と別体に形成されることで設計の自由度を向上することができる。例えばメインフレーム３にピボットシャフト３２が形成される場合に比べて、ブラケットを小型化することができ、車両を軽量化および小型化することができる。

そして、メインフレーム３のうち左側のフレームの下端（すなわち、左側の下方延在部の下ジョイント部材）が、車体左側のサイドスタンド１２７を支持するサイドスタンドブラケット１２６に締結され、サイドスタンドブラケット１２６がエンジン１１０に締結されている。これにより、車体左側に配置された伝動要素１０４ｃからトルクが左側のフレームに入力されても、そのトルクをサイドスタンドブラケット１２６を介してエンジン１１０に伝達することができ、フレームの強度要求を緩和することができる。よって、車体フレーム１を大型化せずに済み、車体フレーム１による車体運動の吸収性能を向上させることができる。また、メインフレーム３のうち左側の後下端は、エンジン１１０に直接固定されるのではなく、サイドスタンドブラケット１２６のどこかに締結すればよいので、メインフレーム３とエンジン１１０との位置関係の設計自由度を良好に保つことができる。

図５に示すように、エンジン１１０の左側面は車幅方向外方に突出する突出部１３０を有し、サイドスタンドブラケット１２６の前方突出部１２６ａの車幅方向内面は突出部１３０に突き当てられる。これにより締結具８８で締め付けてもサイドスタンドブラケット１２６に倒れが生ずるのを防ぐことができる。

図６に示すように、サイドスタンド１２７は、サイドスタンドブラケット１２６に車幅方向に挿し込まれるボルト１３１を用いて連結され、当該ボルト１３１の軸線の周りに回動することができる。サイドスタンド１２７は、コイルバネ１３２によって付勢されている。コイルバネ１３２の下端部はサイドスタンド１２７に係止される。コイルバネ１３２の上端部は、サイドスタンド１２７の回動支点側の部分に設けられた中継ブラケット１３３に形成される。中継ブラケット１３３は、サイドスタンド１２７の回動支点近傍に設けられたスイッチ機構１３４を鉛直平面内で迂回するように配置される。中継ブラケット１３３をスイッチ機構１３４の車幅方向内方に配置せずに済むことで、コイルバネ１３２をサイドスタンド１２７に近付けて沿わすことができる。よって、サイドスタンド１２７の回動時に回動支点においてコジることがなく、サイドスタンドがスムーズに回動する。

サイドスタンド１２７のスイッチ機構１３４はサイドスタンドの回動支点のボルト１３１の真横に配置される。万一ボルト１３１が緩んでもスイッチ機構１３４と干渉してボルト１３１が脱落するのを防止することができる。サイドスタンド１２７のコイルバネ１３２をサイドスタンド１２７の車幅方向内側の面に沿わせ、車幅方向外方から見てコイルバネ１３２がサイドスタンド１２７に隠れるように配置されている。このため、車両の美観を向上することができる。

これまで本発明の実施形態を説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。

本発明は強度低下を防ぎつつ軽量化を実現する鞍乗型車両の車体フレーム構造を提供することができるとの作用効果を奏し、後輪を軸支するスイングアームを備える車体フレーム構造に広く適用することができる。

１ 車体フレーム
２ ヘッドパイプ
３ メインフレーム
２４ 中ジョイント部材
２７ 中パイプ部材
３１ 軸挿通孔
４０ 挿通孔
４５ 対向部分
１００ 自動二輪車
１０４ 動力伝達機構
１０２ 後輪
１０３ 駆動ユニット
１０７ スイングアーム

Claims (8)

1. 駆動源の回転出力を後輪に伝達する動力伝達機構を車幅中心線から見て車幅方向一方側に配置した鞍乗型車両の車体フレーム構造であって、
   ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプから車幅方向に分かれて後方に延びる一対のメインフレームと、を備え、
   前記一対のメインフレームは、前記動力伝達機構と車幅方向に対向する対向部分をそれぞれ有し、車幅方向他方側の前記対向部分が、前記車幅方向一方側の前記対向部分に比べて低剛性である、鞍乗型車両の車体フレーム構造。
2. 前記一対のメインフレームは、前記後輪を軸支するスイングアームを揺動可能に支持する一対のアーム支持部を備え、
   前記一対のアーム支持部のうち前記車幅方向他方側のアーム支持部が、前記車幅方向一方側のアーム支持部よりも低剛性である、請求項１に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
3. 前記一対のアーム支持部に隣接するパイプ部材の外形、肉厚又は材質が異なる、請求項２に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
4. 前記アーム支持部よりも下方部分は前記アーム支持部よりも上方部分に比べて前後方向に屈曲する、請求項２又は３に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
5. 前記メインフレームが、複数のパイプ部材が連結されて形成されるトレリスフレームで実現される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
6. 前記車幅方向他方側の前記対向部分が、前記車幅方向一方側の前記対向部分に比べて肉厚が薄い、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
7. 前記車幅方向一方側のメインフレームは、駆動ユニットの後下部を支持する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。
8. 前記メインフレームに、駆動ユニットに対して上下方向に間隔をあけた２個所で連結される上下のケース連結部が設けられ、
   前記アーム支持部が前記上下のケース連結部の間に配置される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の鞍乗型車両の車体フレーム構造。

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