JP4732094B2 - 自動二輪車のメインフレーム - Google Patents

Description

本発明は自動二輪車のメインフレームに関する。

自動二輪車のメインフレームは、従来、ヘッドパイプに溶接により接続された左右一対のパイプ部材から構成されるのが一般的であるが、車輌のコンパクト化及び材料コストの低減等のために、エアクリーナボックス等の吸気ボックスを、メインフレーム構成部材として利用したモノコック構造のものが開発されている（特許文献１及び２「従来例１及び２」）。従来例１及び２の吸気ボックス（エアクリーナボックス）は、いずれも板金のプレス成形品を溶接により接合した構造となっている。たとえば従来例１は、平板をプレスにより絞り加工してなる横断面ドーム形のフレーム上部半体に、平板状のフレーム下部半体を溶接により接合した構造であり、従来例２は、板金をプレス成形してなる左右一対のフレーム半体を、溶接により接合した構造である。
特許３１７０２４５号公報 特開２００３−２２０９８９号公報

自動二輪車のメインフレームには、エンジンやラジエター等の各種備品を取り付けるための取付部（取付ボス部）等が各所に設けられており、また、前述のように吸気ボックスをメインフレームの構成部材として利用しているモノコック構造では、エア吸入ダクト接続部及びエアクリーナエレメント挿入口等をメインフレームに形成する必要がある。しかし、モノコック構造のメインフレームにおいて、従来例１及び２のように、メインフレームを構成する吸気ボックスの全体がプレス成形物であると、吸気ボックス全体をプレス成形後に、ヘッドパイプに溶接により接合する必要があり、しかも、各種取付部を設ける場合、メインフレームとは別部材で製作した各種取付部を、溶接あるいはボルト等の固着手段により吸気ボックスに固着しなければならず、メインフレームの製造加工に手間がかかる。

本発明は、吸気ボックスをメインフレームの構成部材としているモノコック構造の自動二輪車のメインフレームにおいて、製造及び組立が容易に行えるようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、前側から順に、操舵用のヘッドパイプ、吸気ボックス及び後部メインフレーム構成部材を備えている自動二輪車のメインフレームにおいて、前記吸気ボックスは、前部が前記ヘッドパイプと一体の鋳造成形物であり、残りが板金製である。

上記構成によると、吸気ボックスの少なくとも前部と、ヘッドパイプとを、一体の鋳造成形物としているので、ヘッドパイプ及び吸気ボックスの製造及び組立が容易になると共に、エンジン等の各種装備品を取り付けるための取付部も、鋳造成形時に同時に成形でき、加工工数も減らすことができる。

また、上記構成によると、吸気ボックスの前部に各種取付部を一体に形成することにより、前述のようにヘッドパイプ及び吸気ボックスの前部の製造及び組立が容易に行え、かつ、後部等の残りを板金製とすることにより、重量増加を防ぐことができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の自動二輪車のメインフレームにおいて、前記後部メインフレーム構成部材は、左右一対の側フレーム部材であり、該側フレーム部材は、鋳造成形物、ダイカスト成形物又は鍛造成形物である。なお、後部メインフレーム構成部材として用いる前記側フレーム部材は、具体的には、左側のフレーム部材と右側のフレーム部材であるので、左右の両フレーム部材を総称して、「側フレーム部材」としている。

上記構成によると、側フレーム部材の鋳造成形時、ダイカスト成形時又は鍛造成形時に、各種装備品の取付部を一体に形成することができ、側フレーム部材の製造が容易になる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の自動二輪車のメインフレームにおいて、前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、エンジン取付部を一体に形成している。

上記構成によると、吸気ボックスの鋳造成形時に、エンジン取付部を容易に形成することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動二輪車のメインフレームにおいて、前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、ラジエター取付部を一体に形成している。

上記構成によると、吸気ボックスの鋳造成形時に、ラジエター取付部を容易に形成することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の自動二輪車のメインフレームにおいて、前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、エア吸入ダクト接続部を開口している。

上記構成によると、吸気ボックスの鋳造成形部分に、吸入ダクト接続部を容易に形成することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の自動二輪車のメインフレームにおいて、前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、エアクリーナエレメント挿入口を開口している。

上記構成によると、吸気ボックスの鋳造成形部分に、エアクリーナエレメント挿入口を容易に形成することができる。

要するに本発明によると、自動二輪車のメインフレームにおいて、モノコック構造を採用することにより、車輌のコンパクト化及び材料の節約を行えるのは勿論のこと、吸気ボックス及びヘッドパイプの製造及び組立を容易に行えると共に、エンジンや他の車輌装備品の取付部を、鋳造成形時に簡単に形成することができる。

図１〜図６は本発明の一実施の形態であり、並列４気筒エンジンを搭載した自動二輪車に本発明を適用して例を示しており、これら図面に基づいて説明する。

［自動二輪車の全体］
自動二輪車の左側面を示す図１において、車体フレームは、メインフレーム２と後部フレーム３とから主構成されており、前記メインフレーム２は、前端部の操舵用のヘッドパイプ４と、該ヘッドパイプ４から後方に延びる吸気ボックス（エアクリーナボックス）５と、該吸気ボックス５の後端から略下方に延びる左右一対の側フレーム部材（後部メインフレーム構成部材）６を備えており、該側フレーム部材６の下端部にはスイングアームブラケット８が側フレーム部材６と一体的に形成されている。なお、後部メインフレーム構成部材として用いている前記側フレーム部材６は、具体的には、左側のフレーム部材と右側のフレーム部材であるので、左右の両フレーム部材６を総称して、「側フレーム部材６」としている。

スイングアームブラケット８のスイングアーム取付ボス部（取付部）１０には、後方に延びるスイングアーム１１が図示しないピボット軸を介して上下揺動自在に支持され、該スイングアーム１１の後端部に後車輪１２が支持されている。前車輪１４はフロントフォーク１５に支持され、フロントフォーク１５の上端部に固着された操舵軸１６は前記ヘッドパイプ４に回動自在に支持されている。

吸気ボックス５の後部の上面から後部フレーム３の前部の上面に亘って燃料タンク１７が配設され、燃料タンク１７の後部の上面から後部フレーム３の上面に亘って、シート１８が配設されている。

エンジンＥは並列４気筒エンジンであり、メインフレーム２の吸気ボックス５と、側フレーム部材６と、前車輪１４で囲まれた空間内に配置されており、シリンダヘッド２０の後面に取り付けられた吸気装置（スロットルボディ）２１は吸気ボックス５に接続し、シリンダヘッド２０の前面に接続された排気管２３は、エンジンＥの前側を下方に延び、エンジンＥの前下端部で後方に湾曲して、エンジンＥの下側を後方に延び、後車輪１２の左右に配置された排気マフラー２５に接続している。エンジンＥの前側にはラジエター２６が配設されている。

［吸気ボックス］
図４はメインフレーム２を左前上方から見た斜視図であり、吸気ボックス５は、中空状に形成されると共に、前後方向の略中間部の平面状の接合部Ｗを境として、ヘッドパイプ４と一体に鋳造成形された吸気ボックス前部５ａと、板金をプレス成形してなる吸気ボックス後部５ｂとから構成されており、吸気ボックス前部５ａと吸気ボックス後部５ｂとは、前記接合部Ｗにおいて溶接により接合されている。

図３はメインフレーム２の平面図であり、吸気ボックス前部５ａは、平面視でヘッドパイプ４から後方に行くにしたがい左右に広がるように形成されており、吸気ボックス前部５ａの左右側面には、エア吸入ダクト接続部３０が開口し、吸気ボックス前部５ａの左側面の前記エア吸入ダクト接続部３０の後上側には、接合部Ｗと概ね平行に、矩形状のエアクリーナエレメント挿入口３１が開口している。吸気ボックス後部５ｂの上面には、吸気装置用ファンネル（吸気ダクト）を挿入するための挿入孔３２が左右一対形成されている。

図５はメインフレーム２を左下方から見た斜視図であり、吸気ボックス前部５ａの下面には、ヘッドパイプ４の近傍位置に、左右一対のラジエター取付ボス部（取付部）３４が吸気ボックス前部５ａと一体に鋳造成形され、該ラジエター取付ボス部３４よりも後方の位置に、左右二対のエンジン取付ボス部（取付部）３５が、吸気ボックス前部５ａと一体に鋳造成形されている。吸気ボックス後部５ｂの下面には、４つの吸気ファンネル接続用の開口３６が左右方向に並ぶように形成されている。

［後部メインフレーム構成部材］
図６は、後部メインフレーム構成部材である左右一対の側フレーム部材６を左後上方から見た斜視図であり、左右一対の側フレーム部材６はダイカスト成形物であり、両側フレーム部材６の上下方向の中間部が、低圧鋳造成形物の中空状のクロス部３７により連結されている。該クロス部３７の左右両端は左右の側フレーム部材６に溶接により接合されている。側フレーム部材６の前端部にはエンジン取付ボス部４０が側フレーム部材６と一体にダイカスト成形され、後端部には後部フレーム取付ボス部（取付部）４１が側フレーム部材６と一体にダイカスト成形されている。クロス部３７には、左右方向の略中間部にリヤショックアブソーバ（図示せず）の上端部を支持する取付ボス部（取付部）４３がクロス部３７と一体に鋳造成形されている。クロス部３７と、吸気ボックス５の後端部と、左右の側フレーム部材６とで囲まれた空間には、板金製の備品収納ボックス４５が配設され、該備品収納ボックス４５の上端は吸気ボックス５の後端部に溶接により接合され、左右両側は左右の側フレーム部材６に溶接により接合されている。

［備品収納ボックス及びＡＢＳユニット取付構造］
図６において、備品収納ボックス４５は、バッテリ４６とＡＢＳユニット４７とを収納するために設置されており、備品収納ボックス４５の右側面にはバッテリ４６挿入用の開口４８が形成され、備品収納ボックス４５の後面にはＡＢＳユニット４７挿入用の開口４９が形成されている。各開口４８、４９には、図示しないが各開口４８、４９を閉塞する蓋が取り付けられる。

ＡＢＳユニット４７は、下面及び前面が、Ｌ字状のＡＢＳユニット取付ブラケット５０の底部及び前部にボルト５１により固着され、ＡＢＳユニット取付ブラケット５０と共に備品収納ボックス４５内の左端部に収納される。

ＡＢＳユニット４７の取付構造を説明すると、ＡＢＳユニット取付ブラケット５０の後端立ち上がり部にはめねじ孔５３が形成され、前部の上端部にはダンパー嵌着孔５４が形成されている。備品収納ボックス４５の後壁の左下端部にはダンパー嵌着孔５５が形成され、底壁の左端部には前後一対のダンパー嵌着孔５６が形成され、前壁の左上端部にはめねじ孔５７が形成されている。備品収納ボックス４５の底壁のダンパー嵌着孔５６には上方からそれぞれダンパー５８が嵌着され、後壁のダンパー嵌着孔５５には前方からダンパー５９が嵌着され、ＡＢＳユニット取付ブラケット５０の前部の上端部のダンパー嵌着孔５４には、前方からダンパー６０が嵌着される。

備品収納ボックス４５の左端部にＡＢＳユニット４７と共に収納されるＡＢＳユニット取付ブラケット５０は、備品収納ボックス４５の底壁のダンパー嵌着孔５６に嵌着される前後一対の前記ダンパー５８上に載置される。備品収納ボックス４５の後壁のダンパー嵌着孔５５に嵌着されるダンパー５９に、後方からカラー６２及びボルト６３を挿通し、該ボルト６３をＡＢＳユニット取付ブラケット５０の後端立ち上がり部のめねじ孔５３に螺着することにより、ＡＢＳユニット取付ブラケット５０の後部を備品収納ボックス４５の後壁に固着する。また、ＡＢＳユニット取付ブラケット５０の前部の上端部のダンパー嵌着孔５４に嵌着されるダンパー６０に、前方からカラー６２を、後方からボルト６５を挿入し、該ボルト６５を備品収納ボックス４５の前壁のめねじ孔５７に螺着することにより、ＡＢＳユニット取付ブラケット５０の前部を備品収納ボックス４５の前壁に固着する。すなわち、前記ＡＢＳユニット取付ブラケット５０を固着するためのボルト６３、６５は、いずれも後方から各ダンパー５９、６０及びダンパー嵌着孔５５、５４に挿通し、スパナ等の工具により後方から回転操作するようになっている。

［スイングアームブラケット］
図６において、側フレーム部材６と一体にダイカスト成形されたスイングアームブラケット８の前端部には、前述のようにスイングアーム取付ボス部（ピボット部）１０かスイングアームブラケット８と一体に形成され、後端部には上下一対のステップ取付ボス部６８がスイングアームブラケット８と一体に形成され、下端部の前端部にはエンジン取付ボス部７０がスイングアームブラケット８と一体に形成されている。左側のエンジン取付ボス部７０には前後一対のサイドスタンド取付ボス部７４が一体に形成されている。右側のスイングアームブラケット８の下端部の後端には、排気管支持ボス部７３がスイングアームブラケット８と一体に形成されている。

図５において、左右のスイングアームブラケット８の下端部同士は、低圧鋳造成形物の下側クロス部７７により連結されており、該下側クロス部７７の左右端は左右のスイングアームブラケット８に溶接により接合されている。下側クロス部７７には、左右二対のセンタースタント取付ボス部７８が後下方突出状に下側クロス部７７と一体に形成されると共に、リヤショックアブソーバの下端部に連結されるリンク機構を支持するリンク取付ボス部８０が下側クロス部７７と一体に形成されている。

［メインフレームへの主要備品の取付］
図２はメインフレーム２の右側面図であり、該メインフレーム２に取り付けられる主な備品を仮想線で示している。この図２において、鋳造成形物の吸気ボックス前部５ａの下面に形成されたエンジン取付ボス部３５には、下方に延びるエンジン取付ブラケット８３がボルトにより固着されており、該エンジン取付ブラケット８３の下端部に、エンジンＥのシリンダヘッド２０の前上端部がボルト（又はピン）により支持され、また、エンジン取付ブラケット８３の中間にはサブフレーム取付ボス部８４が一体に形成され、該サブフレーム取付ボス部８４にはサブフレーム８５の前端部がボルト等により連結されている。吸気ボックス前部５ａの左右側面に形成されたエア吸入ダクト接続部３０にはエア吸入ダクト８７が接続され、該エア吸入ダクト８７は前方に延び、前端部が図示しないカウリングの前部に開口し、走行風を受け入れるようになっている。

吸気ボックス前部５ａの下面の前端部に形成されたラジエター取付ボス部３４には、ラジエター２６の上端部がボルト等により支持され、ラジエター２６の下端部は、たとえばステー８８等を介してエンジンＥに支持されている。

吸気ボックス後部５ｂの下面には、吸気装置２１の図示しない吸気ファンネルが接続されている。

右側の側フレーム部材６のバッテリ挿入用開口４８の前側には、サブフレーム取付ボス部８６が側フレーム部材６と一体に形成されており、該サブフレーム取付ボス部８６には前記サブフレーム８５の後端部がボルト等により連結されている。側フレーム部材６の前端部に形成されたエンジン取付ボス部４０には、エンジンＥのクランクケースの後上端部がボルト又はピンにより支持されている。側フレーム部材６の後端部に形成された後部フレーム取付ボス部４１には、後方へ延びる前記後部フレーム３がボルトにより固着されている。

スイングアームブラケット８のスイングアーム取付ボス部１０には、前述のようにスイングアーム１１の前端部が支持されており、該スイングアーム取付ボス部１０の下側に形成されたステップ取付ボス部６８には、後方に延びるステップ９０がボルトにより固着されている。スイングアームブラケット８の下端部に形成されたエンジン取付ボス部７０には、エンジンＥのクランクケースの後下端部がボルト又はピンにより支持され、右側のスイングアームブラケット８の下端部に形成された排気管支持ボス部７３には、排気管２５に設けられた取付片９１がボルト等により支持されている。

図３において、吸気ボックス前部５ａには、左側面のエアクリーナエレメント挿入口３１から、左端が開放した台形枠状のエレメントガイド９３が挿入され、ボルト９６により吸気ボックス前部５ａ内に固定され、エレメントガイド９３の内面の上下端に形成されたレール部９３ａに沿って、台形状のエアクリーナエレメント９４を挿入するようになっており、蓋９５で前記エアクリーナエレメント挿入口３１を閉じることにより、エアクリーナエレメント９４を固定するようになっている。

［実施の形態の効果］
（１）図４に示すように、ヘッドパイプ４と吸気ボックス前部５ａとを一体鋳造成形物とし、該鋳造成形物の吸気ボックス前部５ａに、エア吸入ダクト接続部３０及びエアクリーナエレメント挿入口３１を形成する共に、図５に示すように、ラジエター取付ボス部３４及びエンジン取付ボス部３５を一体に形成しているので、従来のように吸気ボックス全体を板金でプレス成形してヘッドパイプに溶接により接続する構造に比べ、ヘッドパイプ４及び吸気ボックス前部５ａの製造が簡単に行えると共に、前記各取付ボス部３４、３５も鋳造成形時に同時に成形でき、メインフレームの加工工程も削減できる。

（２）図４に示すように、ヘッドパイプ４と一体に鋳造成成形された吸気ボックス前部５ａに、板金製の吸気ボックス後部５ｂを溶接により接合しているので、従来のように、吸気ボックス全体を板金製で製作する場合に比べ、製作時の溶接長を短くすることができる。

（３）図６に示すように、側フレーム部材６と一体に、スイングアームブラケット８をダイカスト成形しているので、従来のように板金製のスイングアームブラケットを溶接により接合する構造に比べ、スイングアームブラケット８の製造が容易になる。また、ダイカスト成形物の側フレーム部材６及びスイングアームブラケット８に、エンジン取付ボス部４０、７０、後部フレーム取付ボス部４１、ステップ取付ボス部６８、サブフレーム取付ボス部８６（図５）等の各種取付ボス部を、ダイカスト一体成形しているので、従来のように、板金製の側フレーム部材に各種取付ボス部を加工し、あるいは別部材で製作して固着する構造に比べ、製造が容易になる。

（４）図５に示すように、スイングアームブラケット８の下端部同士を連結する下側クロス部７７を鋳造成形物（低圧鋳造成形物）とし、該下側クロス部７７にセンタースタンド取付ボス部７８と共にリヤショックアブソーバの下端部に連結されるリンク機構を支持する取付ボス部８０を一体成形しているので、前記各種取付ボス部の製造及び加工が容易になる。

［その他の実施の形態］
（１）前記実施の形態では、吸気ボックス前部とヘッドパイプとを、鋳造一体成形物としているが、吸気ボックス全体とヘッドパイプとを鋳造一体成形物としてもよい。

（２）前記実施の形態では、側フレーム部材をダイカスト成形物としているが、鋳造成形物又は鍛造成形物とすることも可能である。また、パイプ部材を用いることも可能である。

（３）前記実施の形態では、上下のクロス部を共に低圧鋳造成形物としているが、パイプ部材を用いることも可能である。

（４）吸気ボックスは、エアクリーナエレメントを内蔵するエアクリーナボックスには限定されず、エアクリーナエレメントを備えていない構造とすることも可能である。

（５）吸気ボックスの後端に接合される後部メインフレーム構成部材は、前記実施の形態のような左右１対の側フレーム部材に限定はされず、たとえば、左右が一体に形成された部材とすることもできる。

本発明によるメインフレームを備えた自動二輪車の左側面図である。 図１の自動二輪車のメインフレームの右側面図である。 図１の自動二輪車のメインフレームの平面図である。 図１の自動二輪車のメインフレームを左前上方から見た斜視図である。 図１の自動二輪車のメインフレームを左下方から見た斜視図である。 図１の自動二輪車のメインフレームの後部メインフレーム構成部材である側フレーム部材を左後上方から見た斜視図である。

符号の説明

２ メインフレーム
４ ヘッドパイプ
５ 吸気ボックス
５ａ 吸気ボックス前部
５ｂ 吸気ボックス後部
６ 側フレーム部材（後部メインフレーム構成部材）
８ スイングアームブラケット
１０ スイングアーム取付ボス部（スイングアーム取付部）
１１ スイングアーム
３０ エア吸入ダクト接続部
３１ エアクリーナエレメント挿入口
３４ ラジエター取付ボス部（ラジエター取付部）
３５、４０、７０ エンジン取付ボス部（エンジン取付部）
４１ 後部フレーム取付ボス部（後部フレーム取付部）

Claims (6)

1. 前側から順に、操舵用のヘッドパイプ、吸気ボックス及び後部メインフレーム構成部材を備えている自動二輪車のメインフレームにおいて、
   前記吸気ボックスは、前部が前記ヘッドパイプと一体の鋳造成形物であり、残りが板金製であることを特徴とする自動二輪車のメインフレーム。
2. 前記後部メインフレーム構成部材は、左右一対の側フレーム部材であり、該側フレーム部材は、鋳造成形物、ダイカスト成形物又は鍛造成形物であることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車のメインフレーム。
3. 前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、エンジン取付部を一体に形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車のメインフレーム。
4. 前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、ラジエター取付部を一体に形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動二輪車のメインフレーム。
5. 前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、エア吸入ダクト接続部を開口していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の自動二輪車のメインフレーム。
6. 前記吸気ボックスの鋳造成形物製の前記前部に、エアクリーナエレメント挿入口を開口していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の自動二輪車のメインフレーム。

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