JP4041143B2 - 車両用フレーム組立体及びその組立体を有する車両 - Google Patents

Description

本発明は、低床式のフートボードを備える車両に適用されるフレーム組立体及びその組立体を有する車両に関する。

スクータや自動二輪車等の車両において、様々なフレーム組立体が従来から考案されてきた。フレームには、円断面フレームと角断面フレームが使用される。円断面フレームを使用する場合、フレーム組立体の曲げ加工が容易になり、生産性が向上する。角断面フレームを使用する場合、フレーム組立体の強度が向上する。

フレーム組立体として、下記の３つの文献が従来から知られている。

特許文献１に記載されたフレーム組立体は、角断面フレームを使用したものである。このフレーム組立体は、クルード型フレームであるため、低床式のフートボードを備える車両には適用できない。

特許文献２に記載されたフレーム組立体は、メインフレームとして円断面フレームを使用しているので、車両の強度は低い。

特許文献３に記載されたフレーム組立体は、左右非対称のフレーム組立体を使用したものである。このフレーム組立体は、太いメインフレームに細いサブフレームを並べて、サブフレームをメインフレームより大きく車両の側方に湾曲させて左右の剛性差を解消しているため、車両幅が大きくなり、かつ、車両の重量が増加する。
特開平１０−０７１９８２号公報 特開平０５−１７８２４９号公報 特許２６９４６４４号公報

本発明の目的は、円断面フレームと角断面フレームを組み合わせて、フレーム組立体の軽量化と強度向上を実現する、低床式のフートボードを備える車両に適用されるフレーム組立体を提供することである。また、本発明の目的は、円断面フレームと角断面フレームを組み合わせて、車両の軽量化と強度向上を実現するフレーム組立体を有した、低床式のフートボードを備える車両を提供することである。

本発明の一の特徴は、ハンドルとシートの間に配設された低床式のフートボードを有する車両で使用される車両用フレーム組立体に係り、ハンドルに接続されたステアリングシャフトを内部に含むヘッドフレームと、一端をヘッドフレームに接続して、車両の斜め下方に延びるダウンフレームと、一端をダウンフレームに接続されて、フートボードの下方に配設される第１フロントフレームと、一端をダウンフレームに接続されて、フートボードの下方において第１フロントフレームに対向するように配設される第２フロントフレームと、一端を第１フロントフレームの他端に接続されて、シートの下方に配設されるリアフレームと、リアフレームに一端が接続され、かつ、車両の後方に延びるとともに、第２フロントフレームの他端が接続されるシートフレームとを備え、第１フロントフレーム、第２フロントフレーム及びシートフレームは、それぞれ、実質的に円断面を有し、リアフレームは、実質的に角断面及び楕円断面のうち少なくとも１つを有しており、リアフレームには、車両の車輪を懸架するサスペンションが取付けられることを要旨とする。

本発明の一の特徴は、ハンドルとシートの間に配設される低床式のフートボードを有する車両に係り、ハンドルに接続されたステアリングシャフトを内部に含むヘッドフレームと、一端をヘッドフレームに接続して、車両の斜め下方に延びるダウンフレームと、一端をダウンフレームに接続されて、フートボードの下方に配設される第１フロントフレームと、一端をダウンフレームに接続されて、フートボードの下方において第１フロントフレームに対向するように配設される第２フロントフレームと、一端を第１フロントフレームの他端に接続されて、シートの下方に配設されるリアフレームと、リアフレームに一端が接続され、かつ、車両の後方に延びるとともに、第２フロントフレームの他端が接続されるシートフレームとを備え、第１フロントフレーム、第２フロントフレーム及びシートフレームは、それぞれ、実質的に円断面を有し、リアフレームは、実質的に角断面及び楕円断面のうち少なくとも１つを有しており、リアフレームには、車両の車輪を懸架するサスペンションが取付けられることを要旨とする。

低床式のフートボードを有する車両で使用される車両用フレーム組立体の軽量化と強度向上を実現することができる。

以下、図１乃至６を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、車両の長手方向、幅方向、高さ方向にそれぞれ設定される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交する。なお、本実施形態では、チューブ、パイプ等の用語を使用するが、これらの上位概念はフレームに対応するので、上記用語をフレームと読み替えてもよい。

自動二輪車１は、図１に示すように、フレーム組立体２、ステアリングシャフト３、グリップ４、フロントサスペンション５、前輪６、フロントフェンダ７、フロントカウル８、フロントカバー９、フートボード１０、エンジン１１、リアサスペンション１２、後輪１３、収納ボックス１４、シート１５、サイドカバー１６、及び伝動ケース１７を備える。

ステアリングシャフト３は、ヘッドパイプ２０（フレーム組立体２の構成部材の１つ）内に回動自在に挿通される。ステアリングシャフト３の上端には、ハンドル（図示略）が結着される。ハンドルの端部には、グリップ４が設けられる。なお、図１では一方のグリップのみを示す。ステアリングシャフト３の下端には、フロントサスペンション５を介して、前輪６が回転自在に軸支される。前輪６は１４インチのタイヤである。

フロントフェンダ７は、前輪６の上方に設けられて、前輪６によって跳ね上げられた水や泥の飛び散りを抑える。フロントカウル８は、自動二輪車１の前方（ステアリングシャフト３及びヘッドパイプ２０の＋Ｘ側）に設けられて、自動二輪車１の空気抵抗を減らす。フロントカバー９は、フロントカウル８に一体に設けられて、ステアリングシャフト３、ヘッドパイプ２０、及びダウンチューブ２１（フレーム組立体２の構成部材の１つ）を覆う。

フートボード１０は、搭乗者の足を置くための部材であり、フロントカバー９の下端部に接続されて、車両の中央下部に配置される。

エンジン１１は、ユニットスイング式のエンジンであり、後輪１３の＋Ｘ側に配置される。リアサスペンション１２は、角パイプフレーム２４（フレーム組立体２の構成部材の１つ）に連結された一端と、エンジン１１の伝動ケース１７の後端部に連結された他端を有する。伝動ケース１７の後端部に設けられた後車軸（図示略）には、後輪１３が結着する。

収納ボックス１４は、エンジン１１の上方に配置されて、バッテリ等を収納する。シート１５は、収納ボックス１４の上部に設けられる。サイドカバー１６は、収納ボックス１４に一体に設けられて、フレーム組立体２の一部とエンジン１１を覆う。

フレーム組立体２は、図２及び３に示すように、ヘッドパイプ２０、ダウンチューブ２１、左サイドチューブ２２、右サイドチューブ２３、角パイプフレーム２４、クロスパイプ２５、シートパイプ２６から構成される。

ヘッドパイプ２０は、ハンドルに接続されたステアリングシャフト３を内部に含む。

ダウンチューブ２１は、車体幅方向（Ｙ軸方向）の中央部に設けられて、ヘッドパイプ２０から、車両の斜め下方、すなわち、−X方向に進むにつれて−Z方向に延びる。ダウンチューブ２１の上端は、ヘッドパイプ２０の−Ｘ側に位置する側面２０ａに溶着される。

左サイドチューブ２２は、実質的に円形の断面形状を有し、フートボード１０の下方に配置される。左サイドチューブ２２の前端部は、ダウンチューブ２１の下端部の＋Ｙ側に位置する側面２１ａに溶着される。左サイドチューブ２２は、X軸に略平行になるように、ダウンチューブ２１の側面２１aから、湾曲しながら車両の下方（−Z方向）に延出する。それから、立ち上がり部２２aで車両の上方（＋Z方向）に緩やかに折り曲げられて、車両の斜め上方、すなわち、−X方向に進むにつれて＋Z方向に延出する。

右サイドチューブ２３は、実質的に円形の断面形状を有し、フートボード１０とシート１５の下方に配置される。右サイドチューブ２３の前端部は、ダウンチューブ２１の下端部の−Ｙ側に位置する側面２１ｂに溶着される。右サイドチューブ２３は、フートボード１０の下方において、X軸に略平行になるように、ダウンチューブ２１の側面２１ｂから、湾曲しながら車両の下方（−Z方向）に延出する。それから、第１立ち上がり部２３aで車両の上方（＋Z方向）に緩やかに折り曲げられて、車両の斜め上方、すなわち、−X方向に進むにつれて＋Z方向に延出する。さらに、右サイドチューブ２３は、シート１５の下方において、第２立ち上がり部２３ｂで車両の上方に、急激に折り曲げられて延出する。なお、シート１５の下方において、X−Y平面による右サイドチューブ２３の断面は、−Y方向に凸するように、緩やかに湾曲している。

角パイプフレーム２４の断面形状は、実質的に長方形である。角パイプフレーム２４の側辺は、上記長方形の長辺に対応する。角パイプフレーム２４は、シート１５の下方に配置される。角パイプフレーム２４は、立ち上がり部２４aで車両の上方（＋Z方向）に急激に折り曲げられて、車両の後方（−X方向）に延出する。角パイプフレーム２４の前端部は、左サイドチューブ２２の後端部に連結される。なお、シート１５の下方において、X−Y平面による角パイプフレーム２４の断面は、Ｘ軸に沿って、直線的に車両の後方に延出している。

右サイドチューブ２３の第２立ち上がり部２３ｂは、角パイプフレーム２４の立ち上がり部２４aに対して、車両の後方（−X側）に位置する。

左サイドチューブ２２と角パイプフレーム２４の連結を詳細に説明する。左サイドチューブ２２の後端部は角パイプフレーム２４の前端部に接触する。次に、その接触部に対して、左連結板３０を＋Y側から嵌め込み、かつ、右連結板３１を−Y側から嵌め込む。これにより、左サイドチューブ２２と角パイプフレーム２４は互いに連結される。左連結板３０と右連結板３１は、略U字状断面を有した板金である。左連結板３０の厚さは右連結板３１の厚さに等しい。

クロスパイプ２５は、実質的に円形の断面形状を有し、フートボード１０の下方に、Y軸に沿って配置される。クロスパイプ２５の一端（＋Ｙ側）は、右連結板３１に連結される。クロスパイプ２５の他端（−Ｙ側）は、右サイドチューブ２３の側面（＋Ｙ側）に溶着される。左サイドチューブ２２と右サイドチューブ２３は、クロスパイプ２５を介して、互いに連結されるので、フレーム組立体２の強度は向上する。

シートパイプ２６は、実質的に円形の断面形状を有し、シート１５の下方に配置される。シートパイプ２６の前端部は、角パイプフレーム２４の立ち上がり領域２４ｂに溶着される。シートパイプ２６は、立ち上がり領域２４ｂから車両上方（＋Z方向）に延出した後、Y軸に平行になるように、直角に折り曲げられて、車両幅方向（−Y方向）に延出する。さらに、シートパイプ２６は、右サイドチューブ２３と角パイプフレーム２４の間で折り曲げられる。それから、シートパイプ２６は、X−Y平面による断面において、−Y側に緩やかに凸するように、湾曲する。

右サイドチューブ２３の後端部は、シートパイプ２６の立ち上がり領域２６aの側面（−Ｚ側）に溶着される。また、シートパイプ２６の後端部は、板金で形成された補強板３２を介して、角パイプフレーム２４の後端部に連結される。

次に、フレーム組立体２をエンジン１１に組み付けた構造を説明する。エンジン１１の伝動ケース１７の前端部は、図４に示すように、左サイドチューブ２２の右連結板３１と右サイドチューブ２３の間、かつ、クロスパイプ２５の−X側に設けられたリンク機構３３によって、フレーム組立体２に遥動自在に支持される。伝動ケース１７の後端部は、ボス３４を介して、リアサスペンション１２に懸架される。リアサスペンション１２は、角パイプフレーム２４に連結された一端と、伝動ケース１７に間接的に連結された他端を有する。

エンジン本体１１aは、シートパイプ２６の下方、かつ、左サイドチューブ２２と右サイドチューブ２３の間に配置される。キャブレタ４０は、エンジン本体１１aの上端に接続された一端と、エアクリーナ４１に接続された他端を有する。なお、キャブレタ４０とエアクリーナ４１は、エンジン本体１１aの上部に位置する。

右サイドチューブ２３の立ち上がり部２３ｂは、角パイプフレーム２４の立ち上がり部２４aより−Ｘ側に位置するので、フレーム組立体２の−Y側から、搭乗者はエンジン本体１１aに直接触れられる。したがって、搭乗者は、エンジン本体１１a、キャブレタ４０、及びエアクリーナ４１等に直接触れられるので、これらの部材のメンテナンスが容易に行える。

ボス３４は、角パイプフレーム２４にリアサスペンション１２を取付けるための部材であり、角パイプフレーム２４の後端部に溶着される。

ボス３４は、図５に示すように、円柱状の本体部３４a、嵌合部３４ｂ、及びネジ部３４ｃとからなる。本体部３４aは、車両幅方向（Y軸）に沿って、角パイプフレーム２４を貫通しており、角パイプフレーム２４に溶着される。嵌合部３４ｂは、本体部３４aの−Y側端部から、シートパイプ２６側（−Y側）に突出される。ネジ部３４ｃは、嵌合部３４ｂの−Y側端部から、シートパイプ２６側（−Y側）に突出される。

リアサスペンション１２は、図６に示すように、本体部１２aと取付け部１２ｂとからなる。取付け部１２ｂのY方向の長さは、嵌合部３４ｂのY方向の長さに等しい。ボス３４の嵌合部３４ｂを取付け部１２ｂに貫通させて、ナット３５をボス３４のネジ部３４ｃに螺合することにより、リアサスペンション１２は角パイプフレーム２４に取付けられる。

このように、角パイプフレーム２４は、後輪１３を懸架するリアサスペンション１２を取付け可能に形成されるので、サスペンションの動作が安定し、乗り心地が向上する。

このような構成をとるフレーム組立体２は、次の特徴を有する。

左サイドチューブ２２、右サイドチューブ２３、クロスパイプ２５、及びシートパイプ２６は、円断面フレームなので、フレームの曲げ加工が容易である。したがって、生産性が向上し、かつ、自動二輪車１の生産コストが低減する。

フートボード１０の下方に配置される、左サイドチューブ２２、右サイドチューブ２３、及びクロスパイプ２５は円断面フレームなので、フートボード１０に適した形状を有するフレーム組立体２を形成できる。したがって、フレーム組立体の柔軟性が向上する。

角パイプフレーム２４は、車両の上下方向に長辺を形成した角断面フレームなので、車両の上下方向の強度が向上する。なお、角パイプフレーム２４は、車両の上下方向に長径を形成した楕円状の断面を有する楕円断面フレームに代えてもよい。

左サイドチューブ２２と右サイドチューブ２３は、左右対称に配置されるので、車両幅は狭くなり、車両の軽量化が実現される。

左連結板３０は、右連結板３１と同じ形状、かつ、同じ厚さなので、作業効率が向上する。

左連結板３０と右連結板３１が、左サイドチューブ２２と角パイプフレーム２４を把持することにより、左サイドチューブ２２は、角パイプフレーム２４に連結される。したがって、左サイドチューブ２２を、角パイプフレーム２４に完全に当接させる必要がないので、作業効率が向上する。

左連結板３０と右連結板３１は板金なので、左連結板３０と右連結板３１は、左サイドチューブ２２と角パイプフレーム２４の形状に合うように、簡易に調整できる。

右サイドチューブ２３の立ち上がり部２３ｂと角パイプフレーム２４の立ち上がり部２４aは、車両の前後方向において、互いにずれて配置されるので、フレーム組立体２の上下方向の強度が向上する。

左サイドチューブ２２と右サイドチューブ２３は、クロスパイプ２５によって互いに連結されるので、フレーム組立体２の強度が向上する。

シートパイプ２６は、補強板３２を介して、角パイプフレーム２４に連結されるので、フレーム組立体２の強度が向上する。

シート１５は、右サイドチューブ２３、角パイプフレーム２４、及びシートパイプ２６の上方に配置される。したがって、シート１５の下方に形成される空間は、有効に活用される。

なお、本実施形態に係るフレーム組立体の左右を逆にして構成してもよい。また、本実施形態に係るフレーム組立体は、自動二輪車だけでなく、あらゆるタイプのスクータ型の車両に適用できる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 本発明の実施形態に係るフレーム組立体の平面図である。 本発明の実施形態に係るフレーム組立体の側面図である。 本発明の実施形態に係るフレーム組立体及びエンジンの斜視図である。 図２のＡ―Ａ線によるボスの断面図である。 本発明の実施形態に係るリアサスペンションと角パイプフレームの接続を示す図である。

符号の説明

１…自動二輪車、２…フレーム組立体、３…ステアリングシャフト、４…グリップ、５…フロントサスペンション、６…前輪、７…フロントフェンダ、８…フロントカウル、９…フロントカバー、１０…フートボード、１１…エンジン、１１a…エンジン本体、１２…リアサスペンション、１２a…本体部、１２ｂ…取付け部、１３…後輪、１４…収納ボックス、１５…シート、１６…サイドカバー、１７…伝動ケース、２０…ヘッドパイプ、２１…ダウンチューブ、２２…左サイドチューブ、２３…右サイドチューブ、２４…角パイプフレーム、２５…クロスパイプ、２６…シートパイプ、３０…左連結板、３１…右連結板、３２…補強板、３３…リンク機構、３４…ボス、３４a…本体部、３４ｂ…嵌合部、３４ｃ…ネジ部、３５…ナット、４０…キャブレタ、４１…エアクリーナ

Claims (19)

1. ハンドルとシートの間に配設された低床式のフートボードを有する車両で使用される車両用フレーム組立体において、
   前記ハンドルに接続されたステアリングシャフトを内部に含むヘッドフレームと、
   一端を前記ヘッドフレームに接続して、前記車両の斜め下方に延びるダウンフレームと、
   一端を前記ダウンフレームに接続されて、前記フートボードの下方に配設される第１フロントフレームと、
   一端を前記ダウンフレームに接続されて、前記フートボードの下方において前記第１フロントフレームに対向するように配設される第２フロントフレームと、
   一端を前記第１フロントフレームの他端に接続されて、前記シートの下方に配設されるリアフレームと、
   前記リアフレームに一端が接続され、かつ、前記車両の後方に延びるとともに、前記第２フロントフレームの他端が接続されるシートフレームと
   を備え、
   前記第１フロントフレーム、前記第２フロントフレーム及び前記シートフレームは、それぞれ、実質的に円断面を有し、
   前記リアフレームは、実質的に角断面及び楕円断面のうち少なくとも１つを有しており、
   前記リアフレームには、前記車両の車輪を懸架するサスペンションが取付けられる
   ことを特徴とする車両用フレーム組立体。
2. 前記第１フロントフレームと前記リアフレームを把持して、前記第１フロントフレームを前記リアフレームに固着する接続部材を、さらに備え、
   前記接続部材は側面視において屈曲することを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
3. 前記接続部材は、実質的にＵ字断面を有した一対の部材であり、互いに対向するように配設されることを特徴とする請求項２に記載の車両用フレーム組立体。
4. 前記接続部材は、リンク機構を介して、前記車両を駆動するためのエンジンを回動可能に支持することを特徴とする請求項２に記載の車両用フレーム組立体。
5. 一端を前記第２フロントフレームに接続し、他端を前記接続部材に接続した介在部材を、さらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用フレーム組立体。
6. 前記第１フロントフレームは平面視で前記車両の一方の側方に湾曲し、前記第２フロントフレームは平面視で前記車両の他方の側方に湾曲することを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
7. 前記第２フロントフレームは前記第１フロントフレームより前記車両の後方に延びることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
8. 前記リアフレームは、前記車両の後方に延びることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
9. 前記フートボードの下方において、前記第１フロントフレームと前記第２フロントフレームは、前記車両の上方に向けて、緩やかに立ち上がることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
10. 前記シートの下方において、前記第２フロントフレームは、前記車両の上方に向けて、急激に立ち上がることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
11. 前記リアフレームは、前記第２フロントフレームが急激に立ちが上がる部分より前方で、前記車両の上方に向けて、急激に立ち上がることを特徴とする請求項１０に記載の車両用フレーム組立体。
12. 前記シートフレームは、前記リアフレームが急激に立ち上がる部分に一端が接続されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用フレーム組立体。
13. 前記リアフレームの他端を前記シートフレームの他端に接続する補強板を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
14. 前記リアフレームは、前記サスペンションに取付けられるボスを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
15. 前記車両用フレーム組立体は、前記車両を駆動するためのエンジンを揺動自在に支持し、
    前記エンジンは、前記車両の側面視において、前記シートフレームと前記第２フロントフレームとの間に配設されることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
16. 前記エンジンは、
    エンジン本体と、
    前記エンジン本体に接続されるキャブレタと
    を有し、
    前記エンジン本体は、前記シートフレームと前記第２フロントフレームとの間に配設され、
    前記キャブレタは、前記エンジン本体の上部に位置することを特徴とする請求項１５に記載の車両用フレーム組立体。
17. 前記キャブレタに接続されるエアクリーナをさらに備え、
    前記エアクリーナは、前記エンジン本体の上部に位置することを特徴とする請求項１６に記載の車両用フレーム組立体。
18. 前記リアフレームは、前記車両の上下方向に長辺を形成した角断面フレームであることを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム組立体。
19. ハンドルとシートの間に配設される低床式のフートボードを有する車両において、
    前記ハンドルに接続されたステアリングシャフトを内部に含むヘッドフレームと、
    一端を前記ヘッドフレームに接続して、前記車両の斜め下方に延びるダウンフレームと、
    一端を前記ダウンフレームに接続されて、前記フートボードの下方に配設される第１フロントフレームと、
    一端を前記ダウンフレームに接続されて、前記フートボードの下方において前記第１フロントフレームに対向するように配設される第２フロントフレームと、
    一端を前記第１フロントフレームの他端に接続されて、前記シートの下方に配設されるリアフレームと、
    前記リアフレームに一端が接続され、かつ、前記車両の後方に延びるとともに、前記第２フロントフレームの他端が接続されるシートフレームと
    を備え、
    前記第１フロントフレーム、前記第２フロントフレーム及び前記シートフレームは、それぞれ、実質的に円断面を有し、
    前記リアフレームは、実質的に角断面及び楕円断面のうち少なくとも１つを有しており、
    前記リアフレームには、前記車両の車輪を懸架するサスペンションが取付けられる
    ことを特徴とする車両。

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