自動２輪車の車体フレーム構造
【目的】エンジンを車体フレームの一部に利用するフレーム形式において、前部車体フレームのメインフレームを左右分割してボルトで締結する簡易構造にしても、ブレーキング時の剛性を高める。
【構成】前部車体フレーム２をヘッドパイプ１４とメインフレーム１５で構成し、メインフレーム１５を左右分割構造とし、ヘッドパイプ１４を挟んでボルト止めし、メインフレーム１５の後部に形成された取付アーム部１６，１７をエンジン３のクランクケース１８における左右側面へボルト止めする。メインフレーム１５の上方には開口面積の大きな後方開放部５５を設け、下方にはより開放面積の小さい前方開放部５６を設け、メインフレーム１５の下部側をブレーキング時の圧縮荷重に耐える高剛性にする。
【構成】前部車体フレーム２をヘッドパイプ１４とメインフレーム１５で構成し、メインフレーム１５を左右分割構造とし、ヘッドパイプ１４を挟んでボルト止めし、メインフレーム１５の後部に形成された取付アーム部１６，１７をエンジン３のクランクケース１８における左右側面へボルト止めする。メインフレーム１５の上方には開口面積の大きな後方開放部５５を設け、下方にはより開放面積の小さい前方開放部５６を設け、メインフレーム１５の下部側をブレーキング時の圧縮荷重に耐える高剛性にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造に関する。
なお、本願において、前後・左右・上下とは、それぞれ自動２輪車の使用状態を基準とし、進行方向前方を前方、進行方向に向かって車体の左右方向を左右、車体の上下方向を上下とする。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造は公知であり、例えば、ヘッドパイプとこれから車体後方へ延出するメインフレームとを一体鋳造した前部車体フレームとし、メインフレームの後部をエンジンの前部に取付けることにより、エンジンを車体フレームの一部に利用したものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平１−１７００９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術のように、前部車体フレームを一体鋳造したものは、大型部品になるので鋳造のための金型も大型化を招くことになり、高価なものになってしまった。
また、一体鋳造にしているため、前部車体フレームの一部を交換したい場合にも、前部車体フレーム全体を交換していた。
さらに、エンジンを車体フレームの一部に利用した場合、前部車体フレームのメインフレームは、エンジンのクランクケース前部に向けて斜め下がり後方へ延出しているので、ブレーキ操作等によって車体の重心が前方へ移動すると、前部車体フレームの下部側に大きな荷重がかかることがあるので、前部車体フレームの下部側における剛性を高めることが求められる。
本願はこのような事情に鑑みたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため自動２輪車の車体フレーム構造にかかる請求項１の発明は、ヘッドパイプとこのヘッドパイプからエンジンのクランクケースに向けて延出するメインフレームとで前部車体フレームを形成し、このメインフレームの後端部をエンジンの前部に取付けてエンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造において、
前記メインフレームは、左右別体に形成され相互に結合一体化される左側メインフレーム部と右側メインフレーム部を備え、
これらの左側メインフレーム部及び右側メインフレーム部は、それぞれの下部に対向する下縁当接面を設け、
これらの下縁当接面を相互に当接させて結合することにより前記メインフレームを構成するとともに、
前記各下縁当接面はそれぞれ、前記ヘッドパイプの後方からエンジンの上端よりも下方まで延びていることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記左側メインフレーム部と前記右側メインフレーム部は、それぞれの上部に対向する上縁当接面を設け、これらの上縁当接面を相互に当接させて結合すること特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は上記請求項２において、前記メインフレームは、後部が前記エンジンの左右側面に重なるように左右へ枝分かれして拡開する拡開部を有し、この左右の拡開部の各後端部にて前記クランクケースへ締結したこと特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は上記請求項３において、前記左右の拡開部は、前記メインフレームの後部上側で前記上縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される後方開放部を形成し、
前記メインフレームの後部下側で前記下縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される前方開放部を形成するとともに、
前記前方開放部の開口面積が前記後方開放部の開口面積よりも小さいこと特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は上記請求項４において、前記後方開放部は、前記クランクケースと前記メインフレームとの締結部分からシリンダヘッド部の上方に渡って開口していること特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は上記請求項３において、前記メインフレームは、前記クランクケースに加えてシリンダ部とも締結し、さらにこのシリンダ部との締結部分でシートレールの前端も一緒に締結支持すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、メインフレームを左右別体の左側メインフレーム部と右側メインフレーム部とから構成し、この左側メインフレーム部と右側メインフレーム部を結合し、メインフレームを構成したので、個々の部品が小さくなり、鋳造した場合でも金型を小さくすることができる。また、各部品で交換を要する場合、その部品のみを交換すればよくなる。
また、左側メインフレーム部と右側メインフレーム部の下縁は互いに当接する下縁当接面を有し、この当接面を結合するようにしたので、下縁の当接部分が左右一対のフレームを繋ぐクロスパイプと同じ役目を果たし、前部車体フレームの剛性を向上させることができる。
さらに、下縁当接面はヘッドパイプの後方からエンジンの上端よりも下方になる程度にあるため、クロスパイプとして機能する部分が大きくなり、より前部車体フレームの剛性を向上させることができ、ブレーキ操作等によって、前部車体フレームの下縁側に荷重が強くかかった場合でもその力を受けることが十分にできる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、左側メインフレーム部と前記右側メインフレーム部の上縁とは当接し、結合されるので、上縁の当接部分が左右一対のフレームを繋ぐクロスパイプと同じ役目を果たし、下縁の当接部分と協働して、さらに前部車体フレームの剛性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、上記のような構成にしたので、請求項１と２の効果を得ながら、メインフレームを高い剛性のあるクランクケースに締結することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、メインフレームの下縁（左側メインフレーム部と右側メインフレーム部の下縁）部分には、ブレーキ操作等で、圧縮の大きな力がかかるが、前方開放部の開口面積が後方開放部の開口面積よりも小さいので、メインフレームの下縁（左側メインフレーム部と右側メインフレーム部の下縁）部分の当接代メインフレーム上縁よりも大きくとることができ、車体の剛性を向上させることができる。また、シリンダ部が配置されている拡開部は車両前後方向に向けて開口する前方及び後方解放部を有しているので、走行風をエンジンのシリンダ部に当てることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、後方開放部がシリンダ部の上方に渡って開口しているので、シリンダ部のメンテナンスを行いやすい。
【００１５】
請求項６の発明によれば、メインフレームとエンジンを締結する箇所のうち、シリンダ部の後面で、シートレールの前端も一緒に支持するようにしたので、エンジンにシートレールを別途支持するためのボスを設ける必要がない。また、締結に用いるボルトもエンジンとメインフレームとを締結するボルトと共用にすることで、部品点数を削減することができる。さらに、エンジンとメインフレームとを締結するのに複数箇所（クランクケースとシリンダ部）にしたので、クランクケースに負荷が集中するのを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は本実施例に係る自動２輪車の左側面図、図２はその車体前部側の一部を拡大した図である。
図１において、この自動２輪車は、前輪１，前部車体フレーム２，エンジン３，燃料タンク４，後部車体フレーム５，シート６，リヤスイングアーム７，後輪８を備える。９は車体カバーである。
【００１７】
前輪１は左右一対のフロントフォーク１０の下端に支持され、フロントフォーク１０の上端側が取付けられたステアリング軸を１１介してハンドル１２により操向される。ステアリング軸１１はブリッジ１３を介してフロントフォーク１０と連結し、前部車体フレーム２の前端部に設けられたヘッドパイプ１４へ回動自在に支持されている。
【００１８】
前部車体フレーム２はヘッドパイプ１４と、このヘッドパイプ１４から斜め下がりに後方へ延びるメインフレーム１５とを締結による結合で一体にしたものであり、メインフレームの前部はヘッドパイプ１４との連結部であるヘッドパイプ支持部をなし、後部は後述するように左右へ２又状に拡開してエンジン３の左右側面へ重なる。また後部の側面視においては前後へ２又状に分かれた取付アーム部１６，１７をなし、それぞれエンジン３へボルト止めされている。
【００１９】
エンジン３は空冷４サイクル式であり、クランクケース１８の前部にやや前傾してシリンダ部１９が上方へ突出して設けられている。シリンダ部１９の左右両側をメインフレーム１５の後端部が覆っている。シリンダ部１９の後方には気化器２０が位置して、シリンダ部１９へ燃料タンク４の燃料とエアクリーナ２９の清浄空気との混合気を供給し、シリンダ部１９の前部には排気管２１が接続し、排気を車体後方へ排出する。
【００２０】
後部車体フレーム５は前端をメインフレーム１５の取付アーム部１６とシリンダ部１９へ共締めされて、斜め上がり後方へ延びるシートレール２２と、側面視でＶ字形をなすサブフレーム２３，２４を備える。サブフレーム２３・２４の各上端はシートレール２２へ接続され、各下端はブラケット２６で一体化されてクランクケース１８の後ろ上部へボルト止めされる。
【００２１】
リヤスイングアーム７はクランクケース１８の後端部に左右方向へ貫通支持されるピボット軸２５により前端を揺動自在に支持され、後端部に後輪８を回転自在に支持する。シートレール２２とサブフレーム２４の接続部を補強するガセット２７に設けられたステー２７ａとリヤスイングアーム７の後端部のとの間にはリヤクッションユニット２８が設けられている。
【００２２】
この車体構造は、前部車体フレーム２をエンジン３の前部へ取付け、かつ後部車体フレーム５をエンジン３へ取付け、さらにリヤスイングアーム７をクランクケース１８へ直接ピボット軸２５で取付けることにより、エンジン３を車体フレームの一部として利用したものであり、実質的には前部車体フレーム２，エンジン３及び後部車体フレーム５により高剛性の車体フレームを形成している。
【００２３】
図２に示すように、シリンダ部１９はシリンダブロック３０，シリンダヘッド３１，ヘッドカバー３２を積み重ねてボルトにより結合一体化し、かつクランクケース１８の前部へ固定したものであり、エンジン３は全体として高剛性構造体となっている。
【００２４】
シリンダヘッド３１の背面には吸気ポート（図示省略）が設けられて、ここに気化器２０が接続される。但し気化器１０の代わりに電子燃料噴射装置を接続することは任意にできる。シリンダヘッド３１の前面には排気ポート（後述）が設けられ、ここに排気管２１が接続される。
シリンダヘッド３１の背面にはボス３３が設けられ、ここに取付アーム部１６の上部とシートレール２２の前端部が共締めされる。
【００２５】
メインフレーム１５は後述するように左右分割して形成されたものをボルト・ナットで締結して結合一体化したものであり、その前部は前方へ向かって２又状に拡開するヘッドパイプ支持部３４をなす。ヘッドパイプ支持部３４の前端部上下には前方へ突出するボス部３５が設けられている。
【００２６】
ヘッドパイプ支持部３４と取付アーム部１６及び１７の間は中間部３６をなし、ここに肉抜きを兼ねたメンテナンスホール３７が形成されている。
中間部３６の上下部分は連続一体に車体内方へ折れ曲がった上縁部及び下縁部をなし、各上縁部及び下縁部の車体内方側先端部はさらに上方又は下方へ折れ曲がって立てフランジ状の上フランジ３８及び下フランジ３９をなす。この上フランジ３８及び下フランジ３９はメインフレームの左右の分割部にそれぞれ対面するように設けられ、互いに当接されて締結による結合で一体化されている。これら上フランジ３８及び下フランジ３９は本願発明の上縁当接面及び下縁当接面に相当する。
【００２７】
下縁当接面である下フランジ３９は、ヘッドパイプ１４の後方からエンジンの上端であるヘッドカバー３２の上端部よりも下方まで延びている。このように長い下フランジ３９を設けることにより、高い剛性を要求されるメインフレーム１５の下部側における剛性を高めることができる。
なお、上縁当接面である上フランジ３８は、ヘッドパイプ１４の後方からエンジンの上端よりも上方部分で車両の前後方向でエンジンの前端部まで延び、下フランジ３９と比較してより短くなっている。上フランジ３８の長さをＡ、下フランジ３９の長さをＢとしたとき、Ａ＜Ｂとなっている。
【００２８】
図中の符号４０は左右のボス部３５を締結により結合する第１締結部である。４１はヘッドパイプ支持部３４と中間部３６との境界部をヘッドパイプ１４の後ろ側に沿って上下方向へ設けられる３個の第２締結部である。
４２は上フランジ３８に前後方向へ設けられる２個の第３締結部である。
４３は下フランジ３９に前後方向へ設けられる３個の第４締結部である。
４４はメインフレーム１５の前後方向中間部にて、メンテナンスホール３７の後端部上側近傍部左右を連結する第５締結部である。
４５は取付アーム部１６の前部及びシートレール２２の前端をシリンダヘッド３１の背面におけるボス３３へ締結する第６締結部である。
４６は取付アーム部１６の後端部をクランクケース１８へ取付ける第７締結部である。
４７は取付アーム部１７の後端部をクランクケース１８へ取付ける第８締結部である。
【００２９】
締結部４０〜４４は、メインフレーム１５を構成する左右の分割部を互いに締結で結合一体化して前部車体フレーム２を形成するための部分であり、いずれもボルト・ナットで構成される。各締結部の詳細構造は後述する。
なお、これらの締結部のうち第１〜第５締結部４０〜４４を締結以外の結合手段（例えば、溶接）による結合部とすることは任意に可能である。
【００３０】
図２中の符号４８は燃料タンク４の底部前側を固定するステーであり、本図からは明らかでないが、メインフレーム１５の右側部分に下端を固定され、屈曲して立ち上がった上端を燃料タンク４の底部下面と重ねボルトにより締結して結合される。４ａは燃料タンク４の底部左右に設けられた下方へ突出する取付ステーであり、シートレール２２のサブフレーム２３が接続する部分近傍に設けられたブラケット４９へボルト４９ａにて締結で結合されている。燃料タンク４はこれら３ヶ所（ステー４８及び左右の取付ステー４ａ）で車体フレームへ３点支持される。なお、図３以降の図にはこれらステー４８及びブラケット４９は省略されている。
【００３１】
また、図２中の直線Ｌ１はエンジンの前端（本実施例ではシリンダヘッドカバー３２の側面視上部前端）を通る垂線であり、第３締結部４２はこの線よりも前方に位置し、上フランジ３８の後端はこの直線ｌ１より後方に位置する。また、この直線Ｌ１上には後述する前方開放部５６の前端部Ｐ２（図８が）ほぼ位置している。
直線Ｌ２はエンジンの上端（本実施例ではシリンダヘッドカバー３２の側面視上部後端）を通る水平線であり、この線よりも上方に第１締結部４０、第２締結部４１、第３締結部４２及び第５締結部４４が位置し、下方に第６締結部４５、第７締結部４６、第８締結部４７が位置する。第４締結部４３はこの直線Ｌ２の上下に位置している。
【００３２】
次に、車体フレーム構造についてより詳細に説明する。図３は、車体フレームを斜め上方から示す斜視図、図４はその平面図、図５は正面図、図６は後部車体フレーム５を省略した斜め後方から示す斜視図、図７は前部車体フレーム２と後部車体フレーム５を組み立てた状態で側面斜め下方から示す斜視図、図８は組み立て状態の後部車体フレーム５を図１のＺ矢示方向から示す図、図９はヘッドパイプ１４の斜視図、図１０はメインフレーム１５を構成する左側メインフレーム部の外側面を示す斜視図、図１１はその反対側（内側面）を示す斜視図である。
【００３３】
これらの図に明らかなように、メインフレーム１５は左右に分割形成されたほぼ対掌構造の左分割体である左側メインフレーム部１５Ｌ及び右分割体である右側メインフレーム部１５Ｒで構成され、左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒを向かい合わせて最中合わせ構造とし、相互に締結による結合で一体化したものである。
なお、以下の説明において、左右共通部の構造部分については、煩雑を避けるため、原則として左右を区別しない共通符号にて説明する。
【００３４】
後部車体フレーム５も同様にシートレール２２，サブフレーム２３，２４がそれぞれ左右一対で設けられ、全体として一体化されたものである。これらを左右区別する場合には、右側にＲ，左側にＬを添字する（図３）。
【００３５】
図３・７・８等における符号２２ａ，２２ｂは、左右のシートレール２２Ｒ，２２Ｌ間を連結するクロスメンバであり、前方のクロスメンバ２２ａはサブフレーム２３の上端接続部近傍に設けられ、後方のクロスメンバ２２ｂはサブフレーム２４の上端接続部近傍に設けられている。
【００３６】
メインフレーム１５の平面視及び上面視（図４・８）で、ボス３５を含むヘッドパイプ支持部３４は前方へ向って２又状に拡開する略Ｕ字状をなし、この略Ｕ字状の空間内に、円筒状をなし鋳造等適宜方法で形成されるヘッドパイプ１４が上下方向へ長く収容され、前後を第１締結部４０及び第２締結部４１で締結で結合することにより、ヘッドパイプ１４とメインフレーム１５が一体化される。左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒはさらに第３〜５締結部４２〜４４で連結一体化されて前部車体フレーム２となる。
【００３７】
このようにして組み立てられた前部車体フレーム２は、中間部３６より後方側の後部が左右へ拡開してエンジン３の左右側面へ重なる拡開部をなす。この拡開部のうち上部側には図４・７・８・９等に示すように、前後方向へ開放された略Ｕ字状の後方開放部５５が、上フランジ３８の後方に形成される。後方開放部５５はクランクケース１８との締結部である取付アーム部１６の後端における第７締結部４６からシリンダヘッドカバー３２の上方に渡って大きく開口し、その縁部は横フランジ５２で縁取られている。前端部Ｐ１は左右の上フランジ３８の後端部に近接する車体中心Ｃ上にある。また後方開放部５５の開口縁部における左右部分は取付アーム部１６の上面によって形成される。
【００３８】
図４に明らかなように、後方開放部５５の内側にはヘッドカバー３２，気化器２０が臨み、上方からメンテナンス可能になっている。また、この図４において、車体中心線Ｃ上には、左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒを締結で結合する第３及び第４締結部４２及び４３並びに第５締結部４５におけるボス３３及び第６締結部４６におけるボス５３がそれぞれ位置している。
【００３９】
図６に示すように、気化器２０はカラー４４ｃ，ボス３３及びカラー４５ｃ、左右の取付アーム部１６の後方に位置し、メンテナンス容易かつ飛石等から保護される位置にある。
【００４０】
図８に示すように、ボス３３とクロスメンバ２２ａの間は十分に間隔が保たれ、この間を通して気化器２０等をメンテナンス可能になっている。左右のシートレール２２Ｒ，２２Ｌは後端で相互が連結されて全体として一体化した上面視略Ｕ字状をなしている。
【００４１】
図５・７・８等に明らかなように、メインフレーム１５の後部側下面には、前後方向へ開放された略Ｕ字状の前方開放部５６が設けられる。図５に明らかなように、前方開放部５６は横フランジ５２と同様に内側へ略水平に折り曲げられた横フランジ５７に縁取られ、その前端部（上端部）Ｐ２は、下フランジ３９の後端部近傍の車体中心Ｃ上に位置している。また前方開放部５６の左右部分は取付アーム部１７の下面によって形成される。
【００４２】
図５に明らかなように、前方開放部５６内には、エンジン３の前面部分、特に、シリンダブロック３０及びシリンダヘッド３１の各前面部が臨み、シリンダヘッド３１の前面には、排気ポート５８が車体中心より若干右側位置にて斜め右側へ指向して開口している。このように、排気温によって高温となる排気ポート５８を中心とするシリンダヘッド３１等のシリンダ部１９の前面を車体前方へ露出させることにより、これらへ走行風を接触させて冷却させることができ。
【００４３】
図４・８等に明らかなように、左右の中間部３６上面がそれぞれ車体中心Ｃ方向へ略水平に屈曲した上縁部３６ａとなって天井部をなす。左右の上縁部３６ａの各対向する端部（車体中心側先端部）は再び上方へ折れ曲がって上フランジ３８をなす。本願発明の上縁当接面に相当する左右の上フランジ３８は左右方向にて互いに対面し、当接して第３締結部４２にて締結により結合される。このため、左右の上縁部３６ａは左右の中間部３６間を連結して実質的なクロスメンバをなす。このクロスメンバ状構造部は前後方向の面積が比較的大きくなるので、剛性の高いクロスメンバとして機能し、メインフレーム１５の剛性を高めることができる。
【００４４】
図５等に明らかなように、左右の中間部３６の下面もそれぞれ車体中心Ｃ方向へ略水平に屈曲した下縁部３６ｂとなって底壁部をなす。左右の下縁部３６ｂの各対向する端部（車体中心側先端部）は再び下方へ折れ曲がって下フランジ３９をなす。本願発明の上縁当接面に相当する左右の下フランジ３９は左右方向にて互いに当接して第４締結部４３にて締結により結合される。このため、左右の下縁部３６ｂは左右の中間部３６間を連結して実質的なクロスメンバをなす。このクロスメンバ状構造部は前後方向の面積が比較的大きくなるので、メインフレーム１５の剛性を高めることができる。しかも、上縁部３６ａの面積よりも大きいので、メインフレーム１５の下側における剛性をより高めることができる。
【００４５】
また、図８に明らかなように、後方開放部５５の前端部Ｐ１よりも前方開放部５６の前端部Ｐ２の方が後方に位置し、その開放面積は後方開放部５５よりも前方開放部５６の方が小さい。この開放面積の大小は図７においても明らかである。
【００４６】
そのうえ、図２に示すように、上フランジ３８の長さＡは下フランジ３９の長さＢよりも短く、下フランジ３９の長さＢはシリンダヘッドカバー３２の上部前端に至る程度の長さであり、締結数も上フランジ３８が２ヶ所であるのに対して下フランジ３９が３ヶ所である。このため、メインフレーム１５の下部側における剛性がより高くなる。
【００４７】
そこで、ブレーキング時に車体の重心が前方へ移動すると、メインフレーム１５の下部側へ大きな荷重が加わった場合、下フランジ３９側は締結数が多く、かつ長くなっており、メインフレーム１５の下部側が予め高剛性構造になっているので、この力に耐えることができる。また、車両の左右方向に荷重が加わったときは、左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒには分割部を突き合わせる方向へ力がかかるが、この部分は上フランジ３８及び下フランジ３９を当接して締結により結合することにより高剛性になっているから、これらの上フランジ３８及び下フランジ３９で受け止めることができ、分割構成にしても十分に剛性を高めることができる。
【００４８】
しかも、メインフレーム１５の上側には開口面積の大きな後方開放部５５を設けることにより、シリンダ部のメンテナンス用開口を大きく確保してメンテナンス性を向上させることができる。
また、開口面積の小さな前方開放部５６を設けることにより、メインフレーム１５の下部側における剛性を確保しつつも、シリンダヘッド３１を中心とするシリンダ部１９の前方を開放しているので、前方からの走行風をシリンダヘッド３１を中心とするシリンダ部１９の前部へ導入し，特に温度が高くなる排気ポート５８の周辺を冷却することができるので、エンジン３の冷却効率を向上させることができる。
【００４９】
図９は、ヘッドパイプ１４の斜視図である。ヘッドパイプ１４の前面には上下２ヶ所にカラー４０ｃが横向きにして溶接等で一体化されている。上下のカラー４０ｃの間隔は上下のボス部３５の間隔と同じである。
ヘッドパイプ１４の背面には上下方向へ３個のカラー４１ｃが同様に取付けられている。このうち３個のカラー４１ｃは上下方向へ３個設けられる第２締結部４１と対応している。
なお、この実施例ではヘッドパイプ１４とカラー４０ｃとカラー４１ｃが溶接で一体化されているが、これを鋳造で一体に作ってもよい。
【００５０】
このようにすると、図４，５等に示すように、左右のヘッドパイプ支持部３４の内側へヘッドパイプ１４を入れ、第１締結部４０，第２締結部４１にて各ボルト４０ｂ，４１ｂを対応するカラー４０ｃ、４１ｃに通してナット４０ａ，４１ａで締結により結合すれば、ヘッドパイプ１４とメインフレーム１５が強固に一体化される。このため、従来のように、ヘッドパイプ１４とメインフレーム１５を鋳造等で一体成形しなくても、強固に一体化したものを形成できる。
【００５１】
また、ヘッドパイプ１４又はメインフレーム１５のいずれか交換する必要が生じて交換するときなどは、いずれか一方をのみ交換することができる。しかもメインフレーム１５は左右分割構造であるから、メインフレーム１５を交換する場合は、左右いずれかの分割体のみを交換するだけで済む。
【００５２】
さらに、仕様の変更により、形状や構造等が異なるヘッドパイプ１４を交換する場合にも、カラー４０ｃ、４１ｃが共通であれば、新たなヘッドパイプ１４をヘッドパイプ支持部３４間へ入れて締結により結合できるので、容易に交換可能となり、メインフレーム１５を共通部品としてヘッドパイプ１４のみを別仕様のものに交換することができるから、仕様変更が容易になる。
【００５３】
図１０は左側メインフレーム部１５Ｌの外側面を示す斜視図、図１１はその反対側（内側面）を示す斜視図である。なお、右側メインフレーム部１５Ｒもほぼ同様の対掌構造になっているので、以下、左分割体１５Ｌについてのみ説明する。
図１０，１１において、左側メインフレーム部１５Ｌは鉄板等の適宜金属板をプレス成形して安価に形成される。但しプレス成形によらず鋳造や鍛造で成形することも自由にできる。
【００５４】
ボス部３５にはボルト通し穴３５ａが設けられる。ヘッドパイプ支持部３４の第２締結部４１に相当する部分には内方へ突出するボス５９（図１１）が設けられ、これらにボルト通し穴５９ａが設けられている。
上フランジ３８、下フランジ３９、ボス５０、ボス５１及び取付アーム部１６，１７の後端部にもそれぞれボルト通し穴３８ａ，３９ａ，５０ａ，５１ａ，１６ａ及び１７ａが形成されている。
メンテナンスホール３７は前後方向へ長い長穴状であり、その縁部は内側へ折り曲げられた環状のフランジ３７ａをなし、メンテナンスホール３７の周囲を補強する。
【００５５】
左側メインフレーム部１５Ｌの周囲は上側の横フランジ５２及び下側の横フランジ５７をなして縁取られ、これらの横フランジ５２・５７によって高剛性構造をなしている。取付アーム部１６と１７の接続部は上側の横フランジ５２と下側の横フランジ５７が連続一体化する部分である。
【００５６】
次ぎに、各締結部の詳細構造を説明する。図１２は第１締結部４０を示す図２の１２−１２線断面図である。この図に明らかなように、左右のボス部３５間に配置されたカラー４０ｃにボルト４０ｂを車体左側から通し、車体右側にてナット４０ａにて締結により結合される。なお、ボルト４０ｂとナット４０ａは左右反対でもよい（以下の各締結部も同様）。
【００５７】
第２締結部４１も同様の構造で、左右のヘッドパイプ支持部３４のボス部５９の内側へヘッドパイプ１４の背面側に設けられているカラー４１ｃを配置してボルト穴５９ａをカラー４１ｃの穴に位置決めし、ボルト４１ｂを通してナット４１ａで締結により結合する。
【００５８】
図１３は第３締結部４２及びに第４締結部４３関する図２の１３−１３線断面である。左右の中間部３６は、車体中心Ｃ上にて、左右の上フランジ３８，下フランジ３９を左右から合わせ、第３締結部４２はボルト４２ｂを両上フランジ３８へ通して他側でナット４２ａで締結により結合することにより、結合一体化する。第４締結部４３では、ボルト４３ｂを両下フランジ３９に通して他側でナット４３ａで締結により結合することにより一体化する。
【００５９】
この締結状態にて、左右の中間部３６はその上端及び下端から略水平に屈曲して上フランジ３８及び下フランジ３９に連続する上縁部３６ａ及び下縁部３６ｂを有するため、この部分が天井部及び底壁部をなし、一部にメンテナンスホール３７が開口するものの、全体として閉じられた断面のボックス形状をなすため高剛性を実現する。
【００６０】
しかも、上縁部３６ａ及び下縁部３６ｂは実質上左右の中間部３６を連結する際のクロスメンバとして機能し、中間部３６の剛性を高めるとともに、別部材のクロスメンバを省略できるので、部品点数を削減し、組立を容易にする。
【００６１】
また、左右の上フランジ３８，下フランジ３９を合わせてナット４２ａとボルト４２ｂ及びナット４３ａとボルト４３ｂにて締結により結合するので、左右の上フランジ３８，下フランジ３９間にカラーを省略でき、短いボルトで締結により結合できる。
【００６２】
図１４は第５締結部４４に関する図２の１４−１４線断面図である。この図に示すように、左右のボス５０間に長尺のカラー４４ｃを入れ、ボルト４４ｂをカラー４４ｃへ通してナット４４ａにて締結により結合することにより左右の中間部３６が一体化される。ボス５０は外表面から内方へ凹入され、この凹部内へナット４４ａ及びボルト４４ｂの頭部が収容される。
【００６３】
図１５は第６締結部４５に関する図２の１５−１５線断面図であり、シリンダヘッド３１と一体のボス３３の左右へ左右一対のカラー４５ｃ，４５ｃを配置し、これらカラー４５ｃ，ボス３３及びカラー４５ｃにボルト４５ｂを通してナット４５ａで締結により結合することにより一体化される。左右のカラー４５ｃはシートレール２２の左右部分２２Ｒ，２２Ｌの各先端に外周部を溶接一体化されている。
【００６４】
ボス５１は取付アーム部１６に外方へ突出し、内面が凹状をなし、この内面側の凹部内へカラー４５ｃの外方端部が嵌合位置決めされる。
横フランジ５２は取付アーム部１６の上下縁部から屈曲して内方へ略水平に曲がって形成され、取付アーム部１６の剛性を高めている。また、クランクケース１８と別にシリンダヘッド３１へ締結で結合することにより、エンジン３へかかる荷重をシリンダヘッド３１へ分散させることができ、クランクケース１８へ力が集中することを回避できる。
そのうえ、シートレール２２を取付アーム部１６の取付用部材である第６締結部４５を共用して取付できるので、部品点数を削減でき、シートレール２２取付用の専用ボスをエンジンへ設ける必要がなく、取付も容易になる。
【００６５】
図１６は第７締結部４６に関する図２の１６−１６線断面図であり、クランクケース１８の上面でシリンダブロック３０の背面側基部近傍に設けられたボス５３の左右にカラー４６ｃを配置し、ボルト４６ｂをこれらに通し、ナット４６ａで締結により結合することにより一体化される。横フランジ５２はカラー４６ｃの外周のほぼ半周分を囲み、カラー４６ｃの外方端部を位置決めする。
【００６６】
また、第８締結部４７も第７締結部４６と同様構造であり、クランクケース１８の前部に設けられたボス５４（図５）へ締結される。
【００６７】
なお、本願発明は上記の実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、上記実施例では左右のメインフレーム構成部相互の結合について締結による結合を説明したが、締結に代えて溶接で結合してもよい。
また、上フランジ３８の長さＡよりも下フランジ３９の長さＢを長くしてメインフレーム１５の下側を高剛性にする発明と、後方開放部５５の開口面積よりも前方開放部５６の開放面積を小さくしてメインフレーム１５の下側を高剛性にする発明は必ずしも同一の車体フレーム構造に併用する必要はなく、それぞれを単独で設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例に係る自動２輪車の側面図
【図２】上記要部の拡大図
【図３】車体フレームを側面側から示す斜視図
【図４】車体フレームの平面図
【図５】車体フレームの正面図
【図６】後部車体フレームを省略した車体フレームを後方側から示す斜視図
【図７】前部車体フレームと後部車体フレームの組立体の斜視図
【図８】上記組立体を図１のＺ矢示方向から示す図
【図９】ヘッドパイプの斜視図
【図１０】左側メインフレーム部を外側面側から示す斜視図
【図１１】上記分割体を内面側から示す斜視図
【図１２】図２の１２−１２線断面図
【図１３】図２の１３−１３線断面図
【図１４】図２の１４−１４線断面図
【図１５】図２の１５−１５線断面図
【図１６】図２の１６−１６線断面図
【符号の説明】
【００６９】
２：前部車体フレーム、３：エンジン、５：後部車体フレーム、１４：ヘッドパイプ、１５：メインフレーム、１６：取付アーム部、１７：取付アーム部、１８：クランクケース、１９：シリンダ部、２０：気化器、３１：シリンダヘッド、３２：ヘッドカバー、３８：上フランジ（上縁当接面）、３９：下フランジ（下縁当接面）、４０：第１締結部、４１：第２締結部、４２：第３締結部、４３：第４締結部、４４：第５締結部、４５：第６締結部、４６：第７締結部、４７：第８締結部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造に関する。
なお、本願において、前後・左右・上下とは、それぞれ自動２輪車の使用状態を基準とし、進行方向前方を前方、進行方向に向かって車体の左右方向を左右、車体の上下方向を上下とする。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造は公知であり、例えば、ヘッドパイプとこれから車体後方へ延出するメインフレームとを一体鋳造した前部車体フレームとし、メインフレームの後部をエンジンの前部に取付けることにより、エンジンを車体フレームの一部に利用したものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平１−１７００９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術のように、前部車体フレームを一体鋳造したものは、大型部品になるので鋳造のための金型も大型化を招くことになり、高価なものになってしまった。
また、一体鋳造にしているため、前部車体フレームの一部を交換したい場合にも、前部車体フレーム全体を交換していた。
さらに、エンジンを車体フレームの一部に利用した場合、前部車体フレームのメインフレームは、エンジンのクランクケース前部に向けて斜め下がり後方へ延出しているので、ブレーキ操作等によって車体の重心が前方へ移動すると、前部車体フレームの下部側に大きな荷重がかかることがあるので、前部車体フレームの下部側における剛性を高めることが求められる。
本願はこのような事情に鑑みたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため自動２輪車の車体フレーム構造にかかる請求項１の発明は、ヘッドパイプとこのヘッドパイプからエンジンのクランクケースに向けて延出するメインフレームとで前部車体フレームを形成し、このメインフレームの後端部をエンジンの前部に取付けてエンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造において、
前記メインフレームは、左右別体に形成され相互に結合一体化される左側メインフレーム部と右側メインフレーム部を備え、
これらの左側メインフレーム部及び右側メインフレーム部は、それぞれの下部に対向する下縁当接面を設け、
これらの下縁当接面を相互に当接させて結合することにより前記メインフレームを構成するとともに、
前記各下縁当接面はそれぞれ、前記ヘッドパイプの後方からエンジンの上端よりも下方まで延びていることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記左側メインフレーム部と前記右側メインフレーム部は、それぞれの上部に対向する上縁当接面を設け、これらの上縁当接面を相互に当接させて結合すること特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は上記請求項２において、前記メインフレームは、後部が前記エンジンの左右側面に重なるように左右へ枝分かれして拡開する拡開部を有し、この左右の拡開部の各後端部にて前記クランクケースへ締結したこと特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は上記請求項３において、前記左右の拡開部は、前記メインフレームの後部上側で前記上縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される後方開放部を形成し、
前記メインフレームの後部下側で前記下縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される前方開放部を形成するとともに、
前記前方開放部の開口面積が前記後方開放部の開口面積よりも小さいこと特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は上記請求項４において、前記後方開放部は、前記クランクケースと前記メインフレームとの締結部分からシリンダヘッド部の上方に渡って開口していること特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は上記請求項３において、前記メインフレームは、前記クランクケースに加えてシリンダ部とも締結し、さらにこのシリンダ部との締結部分でシートレールの前端も一緒に締結支持すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、メインフレームを左右別体の左側メインフレーム部と右側メインフレーム部とから構成し、この左側メインフレーム部と右側メインフレーム部を結合し、メインフレームを構成したので、個々の部品が小さくなり、鋳造した場合でも金型を小さくすることができる。また、各部品で交換を要する場合、その部品のみを交換すればよくなる。
また、左側メインフレーム部と右側メインフレーム部の下縁は互いに当接する下縁当接面を有し、この当接面を結合するようにしたので、下縁の当接部分が左右一対のフレームを繋ぐクロスパイプと同じ役目を果たし、前部車体フレームの剛性を向上させることができる。
さらに、下縁当接面はヘッドパイプの後方からエンジンの上端よりも下方になる程度にあるため、クロスパイプとして機能する部分が大きくなり、より前部車体フレームの剛性を向上させることができ、ブレーキ操作等によって、前部車体フレームの下縁側に荷重が強くかかった場合でもその力を受けることが十分にできる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、左側メインフレーム部と前記右側メインフレーム部の上縁とは当接し、結合されるので、上縁の当接部分が左右一対のフレームを繋ぐクロスパイプと同じ役目を果たし、下縁の当接部分と協働して、さらに前部車体フレームの剛性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、上記のような構成にしたので、請求項１と２の効果を得ながら、メインフレームを高い剛性のあるクランクケースに締結することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、メインフレームの下縁（左側メインフレーム部と右側メインフレーム部の下縁）部分には、ブレーキ操作等で、圧縮の大きな力がかかるが、前方開放部の開口面積が後方開放部の開口面積よりも小さいので、メインフレームの下縁（左側メインフレーム部と右側メインフレーム部の下縁）部分の当接代メインフレーム上縁よりも大きくとることができ、車体の剛性を向上させることができる。また、シリンダ部が配置されている拡開部は車両前後方向に向けて開口する前方及び後方解放部を有しているので、走行風をエンジンのシリンダ部に当てることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、後方開放部がシリンダ部の上方に渡って開口しているので、シリンダ部のメンテナンスを行いやすい。
【００１５】
請求項６の発明によれば、メインフレームとエンジンを締結する箇所のうち、シリンダ部の後面で、シートレールの前端も一緒に支持するようにしたので、エンジンにシートレールを別途支持するためのボスを設ける必要がない。また、締結に用いるボルトもエンジンとメインフレームとを締結するボルトと共用にすることで、部品点数を削減することができる。さらに、エンジンとメインフレームとを締結するのに複数箇所（クランクケースとシリンダ部）にしたので、クランクケースに負荷が集中するのを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は本実施例に係る自動２輪車の左側面図、図２はその車体前部側の一部を拡大した図である。
図１において、この自動２輪車は、前輪１，前部車体フレーム２，エンジン３，燃料タンク４，後部車体フレーム５，シート６，リヤスイングアーム７，後輪８を備える。９は車体カバーである。
【００１７】
前輪１は左右一対のフロントフォーク１０の下端に支持され、フロントフォーク１０の上端側が取付けられたステアリング軸を１１介してハンドル１２により操向される。ステアリング軸１１はブリッジ１３を介してフロントフォーク１０と連結し、前部車体フレーム２の前端部に設けられたヘッドパイプ１４へ回動自在に支持されている。
【００１８】
前部車体フレーム２はヘッドパイプ１４と、このヘッドパイプ１４から斜め下がりに後方へ延びるメインフレーム１５とを締結による結合で一体にしたものであり、メインフレームの前部はヘッドパイプ１４との連結部であるヘッドパイプ支持部をなし、後部は後述するように左右へ２又状に拡開してエンジン３の左右側面へ重なる。また後部の側面視においては前後へ２又状に分かれた取付アーム部１６，１７をなし、それぞれエンジン３へボルト止めされている。
【００１９】
エンジン３は空冷４サイクル式であり、クランクケース１８の前部にやや前傾してシリンダ部１９が上方へ突出して設けられている。シリンダ部１９の左右両側をメインフレーム１５の後端部が覆っている。シリンダ部１９の後方には気化器２０が位置して、シリンダ部１９へ燃料タンク４の燃料とエアクリーナ２９の清浄空気との混合気を供給し、シリンダ部１９の前部には排気管２１が接続し、排気を車体後方へ排出する。
【００２０】
後部車体フレーム５は前端をメインフレーム１５の取付アーム部１６とシリンダ部１９へ共締めされて、斜め上がり後方へ延びるシートレール２２と、側面視でＶ字形をなすサブフレーム２３，２４を備える。サブフレーム２３・２４の各上端はシートレール２２へ接続され、各下端はブラケット２６で一体化されてクランクケース１８の後ろ上部へボルト止めされる。
【００２１】
リヤスイングアーム７はクランクケース１８の後端部に左右方向へ貫通支持されるピボット軸２５により前端を揺動自在に支持され、後端部に後輪８を回転自在に支持する。シートレール２２とサブフレーム２４の接続部を補強するガセット２７に設けられたステー２７ａとリヤスイングアーム７の後端部のとの間にはリヤクッションユニット２８が設けられている。
【００２２】
この車体構造は、前部車体フレーム２をエンジン３の前部へ取付け、かつ後部車体フレーム５をエンジン３へ取付け、さらにリヤスイングアーム７をクランクケース１８へ直接ピボット軸２５で取付けることにより、エンジン３を車体フレームの一部として利用したものであり、実質的には前部車体フレーム２，エンジン３及び後部車体フレーム５により高剛性の車体フレームを形成している。
【００２３】
図２に示すように、シリンダ部１９はシリンダブロック３０，シリンダヘッド３１，ヘッドカバー３２を積み重ねてボルトにより結合一体化し、かつクランクケース１８の前部へ固定したものであり、エンジン３は全体として高剛性構造体となっている。
【００２４】
シリンダヘッド３１の背面には吸気ポート（図示省略）が設けられて、ここに気化器２０が接続される。但し気化器１０の代わりに電子燃料噴射装置を接続することは任意にできる。シリンダヘッド３１の前面には排気ポート（後述）が設けられ、ここに排気管２１が接続される。
シリンダヘッド３１の背面にはボス３３が設けられ、ここに取付アーム部１６の上部とシートレール２２の前端部が共締めされる。
【００２５】
メインフレーム１５は後述するように左右分割して形成されたものをボルト・ナットで締結して結合一体化したものであり、その前部は前方へ向かって２又状に拡開するヘッドパイプ支持部３４をなす。ヘッドパイプ支持部３４の前端部上下には前方へ突出するボス部３５が設けられている。
【００２６】
ヘッドパイプ支持部３４と取付アーム部１６及び１７の間は中間部３６をなし、ここに肉抜きを兼ねたメンテナンスホール３７が形成されている。
中間部３６の上下部分は連続一体に車体内方へ折れ曲がった上縁部及び下縁部をなし、各上縁部及び下縁部の車体内方側先端部はさらに上方又は下方へ折れ曲がって立てフランジ状の上フランジ３８及び下フランジ３９をなす。この上フランジ３８及び下フランジ３９はメインフレームの左右の分割部にそれぞれ対面するように設けられ、互いに当接されて締結による結合で一体化されている。これら上フランジ３８及び下フランジ３９は本願発明の上縁当接面及び下縁当接面に相当する。
【００２７】
下縁当接面である下フランジ３９は、ヘッドパイプ１４の後方からエンジンの上端であるヘッドカバー３２の上端部よりも下方まで延びている。このように長い下フランジ３９を設けることにより、高い剛性を要求されるメインフレーム１５の下部側における剛性を高めることができる。
なお、上縁当接面である上フランジ３８は、ヘッドパイプ１４の後方からエンジンの上端よりも上方部分で車両の前後方向でエンジンの前端部まで延び、下フランジ３９と比較してより短くなっている。上フランジ３８の長さをＡ、下フランジ３９の長さをＢとしたとき、Ａ＜Ｂとなっている。
【００２８】
図中の符号４０は左右のボス部３５を締結により結合する第１締結部である。４１はヘッドパイプ支持部３４と中間部３６との境界部をヘッドパイプ１４の後ろ側に沿って上下方向へ設けられる３個の第２締結部である。
４２は上フランジ３８に前後方向へ設けられる２個の第３締結部である。
４３は下フランジ３９に前後方向へ設けられる３個の第４締結部である。
４４はメインフレーム１５の前後方向中間部にて、メンテナンスホール３７の後端部上側近傍部左右を連結する第５締結部である。
４５は取付アーム部１６の前部及びシートレール２２の前端をシリンダヘッド３１の背面におけるボス３３へ締結する第６締結部である。
４６は取付アーム部１６の後端部をクランクケース１８へ取付ける第７締結部である。
４７は取付アーム部１７の後端部をクランクケース１８へ取付ける第８締結部である。
【００２９】
締結部４０〜４４は、メインフレーム１５を構成する左右の分割部を互いに締結で結合一体化して前部車体フレーム２を形成するための部分であり、いずれもボルト・ナットで構成される。各締結部の詳細構造は後述する。
なお、これらの締結部のうち第１〜第５締結部４０〜４４を締結以外の結合手段（例えば、溶接）による結合部とすることは任意に可能である。
【００３０】
図２中の符号４８は燃料タンク４の底部前側を固定するステーであり、本図からは明らかでないが、メインフレーム１５の右側部分に下端を固定され、屈曲して立ち上がった上端を燃料タンク４の底部下面と重ねボルトにより締結して結合される。４ａは燃料タンク４の底部左右に設けられた下方へ突出する取付ステーであり、シートレール２２のサブフレーム２３が接続する部分近傍に設けられたブラケット４９へボルト４９ａにて締結で結合されている。燃料タンク４はこれら３ヶ所（ステー４８及び左右の取付ステー４ａ）で車体フレームへ３点支持される。なお、図３以降の図にはこれらステー４８及びブラケット４９は省略されている。
【００３１】
また、図２中の直線Ｌ１はエンジンの前端（本実施例ではシリンダヘッドカバー３２の側面視上部前端）を通る垂線であり、第３締結部４２はこの線よりも前方に位置し、上フランジ３８の後端はこの直線ｌ１より後方に位置する。また、この直線Ｌ１上には後述する前方開放部５６の前端部Ｐ２（図８が）ほぼ位置している。
直線Ｌ２はエンジンの上端（本実施例ではシリンダヘッドカバー３２の側面視上部後端）を通る水平線であり、この線よりも上方に第１締結部４０、第２締結部４１、第３締結部４２及び第５締結部４４が位置し、下方に第６締結部４５、第７締結部４６、第８締結部４７が位置する。第４締結部４３はこの直線Ｌ２の上下に位置している。
【００３２】
次に、車体フレーム構造についてより詳細に説明する。図３は、車体フレームを斜め上方から示す斜視図、図４はその平面図、図５は正面図、図６は後部車体フレーム５を省略した斜め後方から示す斜視図、図７は前部車体フレーム２と後部車体フレーム５を組み立てた状態で側面斜め下方から示す斜視図、図８は組み立て状態の後部車体フレーム５を図１のＺ矢示方向から示す図、図９はヘッドパイプ１４の斜視図、図１０はメインフレーム１５を構成する左側メインフレーム部の外側面を示す斜視図、図１１はその反対側（内側面）を示す斜視図である。
【００３３】
これらの図に明らかなように、メインフレーム１５は左右に分割形成されたほぼ対掌構造の左分割体である左側メインフレーム部１５Ｌ及び右分割体である右側メインフレーム部１５Ｒで構成され、左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒを向かい合わせて最中合わせ構造とし、相互に締結による結合で一体化したものである。
なお、以下の説明において、左右共通部の構造部分については、煩雑を避けるため、原則として左右を区別しない共通符号にて説明する。
【００３４】
後部車体フレーム５も同様にシートレール２２，サブフレーム２３，２４がそれぞれ左右一対で設けられ、全体として一体化されたものである。これらを左右区別する場合には、右側にＲ，左側にＬを添字する（図３）。
【００３５】
図３・７・８等における符号２２ａ，２２ｂは、左右のシートレール２２Ｒ，２２Ｌ間を連結するクロスメンバであり、前方のクロスメンバ２２ａはサブフレーム２３の上端接続部近傍に設けられ、後方のクロスメンバ２２ｂはサブフレーム２４の上端接続部近傍に設けられている。
【００３６】
メインフレーム１５の平面視及び上面視（図４・８）で、ボス３５を含むヘッドパイプ支持部３４は前方へ向って２又状に拡開する略Ｕ字状をなし、この略Ｕ字状の空間内に、円筒状をなし鋳造等適宜方法で形成されるヘッドパイプ１４が上下方向へ長く収容され、前後を第１締結部４０及び第２締結部４１で締結で結合することにより、ヘッドパイプ１４とメインフレーム１５が一体化される。左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒはさらに第３〜５締結部４２〜４４で連結一体化されて前部車体フレーム２となる。
【００３７】
このようにして組み立てられた前部車体フレーム２は、中間部３６より後方側の後部が左右へ拡開してエンジン３の左右側面へ重なる拡開部をなす。この拡開部のうち上部側には図４・７・８・９等に示すように、前後方向へ開放された略Ｕ字状の後方開放部５５が、上フランジ３８の後方に形成される。後方開放部５５はクランクケース１８との締結部である取付アーム部１６の後端における第７締結部４６からシリンダヘッドカバー３２の上方に渡って大きく開口し、その縁部は横フランジ５２で縁取られている。前端部Ｐ１は左右の上フランジ３８の後端部に近接する車体中心Ｃ上にある。また後方開放部５５の開口縁部における左右部分は取付アーム部１６の上面によって形成される。
【００３８】
図４に明らかなように、後方開放部５５の内側にはヘッドカバー３２，気化器２０が臨み、上方からメンテナンス可能になっている。また、この図４において、車体中心線Ｃ上には、左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒを締結で結合する第３及び第４締結部４２及び４３並びに第５締結部４５におけるボス３３及び第６締結部４６におけるボス５３がそれぞれ位置している。
【００３９】
図６に示すように、気化器２０はカラー４４ｃ，ボス３３及びカラー４５ｃ、左右の取付アーム部１６の後方に位置し、メンテナンス容易かつ飛石等から保護される位置にある。
【００４０】
図８に示すように、ボス３３とクロスメンバ２２ａの間は十分に間隔が保たれ、この間を通して気化器２０等をメンテナンス可能になっている。左右のシートレール２２Ｒ，２２Ｌは後端で相互が連結されて全体として一体化した上面視略Ｕ字状をなしている。
【００４１】
図５・７・８等に明らかなように、メインフレーム１５の後部側下面には、前後方向へ開放された略Ｕ字状の前方開放部５６が設けられる。図５に明らかなように、前方開放部５６は横フランジ５２と同様に内側へ略水平に折り曲げられた横フランジ５７に縁取られ、その前端部（上端部）Ｐ２は、下フランジ３９の後端部近傍の車体中心Ｃ上に位置している。また前方開放部５６の左右部分は取付アーム部１７の下面によって形成される。
【００４２】
図５に明らかなように、前方開放部５６内には、エンジン３の前面部分、特に、シリンダブロック３０及びシリンダヘッド３１の各前面部が臨み、シリンダヘッド３１の前面には、排気ポート５８が車体中心より若干右側位置にて斜め右側へ指向して開口している。このように、排気温によって高温となる排気ポート５８を中心とするシリンダヘッド３１等のシリンダ部１９の前面を車体前方へ露出させることにより、これらへ走行風を接触させて冷却させることができ。
【００４３】
図４・８等に明らかなように、左右の中間部３６上面がそれぞれ車体中心Ｃ方向へ略水平に屈曲した上縁部３６ａとなって天井部をなす。左右の上縁部３６ａの各対向する端部（車体中心側先端部）は再び上方へ折れ曲がって上フランジ３８をなす。本願発明の上縁当接面に相当する左右の上フランジ３８は左右方向にて互いに対面し、当接して第３締結部４２にて締結により結合される。このため、左右の上縁部３６ａは左右の中間部３６間を連結して実質的なクロスメンバをなす。このクロスメンバ状構造部は前後方向の面積が比較的大きくなるので、剛性の高いクロスメンバとして機能し、メインフレーム１５の剛性を高めることができる。
【００４４】
図５等に明らかなように、左右の中間部３６の下面もそれぞれ車体中心Ｃ方向へ略水平に屈曲した下縁部３６ｂとなって底壁部をなす。左右の下縁部３６ｂの各対向する端部（車体中心側先端部）は再び下方へ折れ曲がって下フランジ３９をなす。本願発明の上縁当接面に相当する左右の下フランジ３９は左右方向にて互いに当接して第４締結部４３にて締結により結合される。このため、左右の下縁部３６ｂは左右の中間部３６間を連結して実質的なクロスメンバをなす。このクロスメンバ状構造部は前後方向の面積が比較的大きくなるので、メインフレーム１５の剛性を高めることができる。しかも、上縁部３６ａの面積よりも大きいので、メインフレーム１５の下側における剛性をより高めることができる。
【００４５】
また、図８に明らかなように、後方開放部５５の前端部Ｐ１よりも前方開放部５６の前端部Ｐ２の方が後方に位置し、その開放面積は後方開放部５５よりも前方開放部５６の方が小さい。この開放面積の大小は図７においても明らかである。
【００４６】
そのうえ、図２に示すように、上フランジ３８の長さＡは下フランジ３９の長さＢよりも短く、下フランジ３９の長さＢはシリンダヘッドカバー３２の上部前端に至る程度の長さであり、締結数も上フランジ３８が２ヶ所であるのに対して下フランジ３９が３ヶ所である。このため、メインフレーム１５の下部側における剛性がより高くなる。
【００４７】
そこで、ブレーキング時に車体の重心が前方へ移動すると、メインフレーム１５の下部側へ大きな荷重が加わった場合、下フランジ３９側は締結数が多く、かつ長くなっており、メインフレーム１５の下部側が予め高剛性構造になっているので、この力に耐えることができる。また、車両の左右方向に荷重が加わったときは、左側メインフレーム部１５Ｌ及び右側メインフレーム部１５Ｒには分割部を突き合わせる方向へ力がかかるが、この部分は上フランジ３８及び下フランジ３９を当接して締結により結合することにより高剛性になっているから、これらの上フランジ３８及び下フランジ３９で受け止めることができ、分割構成にしても十分に剛性を高めることができる。
【００４８】
しかも、メインフレーム１５の上側には開口面積の大きな後方開放部５５を設けることにより、シリンダ部のメンテナンス用開口を大きく確保してメンテナンス性を向上させることができる。
また、開口面積の小さな前方開放部５６を設けることにより、メインフレーム１５の下部側における剛性を確保しつつも、シリンダヘッド３１を中心とするシリンダ部１９の前方を開放しているので、前方からの走行風をシリンダヘッド３１を中心とするシリンダ部１９の前部へ導入し，特に温度が高くなる排気ポート５８の周辺を冷却することができるので、エンジン３の冷却効率を向上させることができる。
【００４９】
図９は、ヘッドパイプ１４の斜視図である。ヘッドパイプ１４の前面には上下２ヶ所にカラー４０ｃが横向きにして溶接等で一体化されている。上下のカラー４０ｃの間隔は上下のボス部３５の間隔と同じである。
ヘッドパイプ１４の背面には上下方向へ３個のカラー４１ｃが同様に取付けられている。このうち３個のカラー４１ｃは上下方向へ３個設けられる第２締結部４１と対応している。
なお、この実施例ではヘッドパイプ１４とカラー４０ｃとカラー４１ｃが溶接で一体化されているが、これを鋳造で一体に作ってもよい。
【００５０】
このようにすると、図４，５等に示すように、左右のヘッドパイプ支持部３４の内側へヘッドパイプ１４を入れ、第１締結部４０，第２締結部４１にて各ボルト４０ｂ，４１ｂを対応するカラー４０ｃ、４１ｃに通してナット４０ａ，４１ａで締結により結合すれば、ヘッドパイプ１４とメインフレーム１５が強固に一体化される。このため、従来のように、ヘッドパイプ１４とメインフレーム１５を鋳造等で一体成形しなくても、強固に一体化したものを形成できる。
【００５１】
また、ヘッドパイプ１４又はメインフレーム１５のいずれか交換する必要が生じて交換するときなどは、いずれか一方をのみ交換することができる。しかもメインフレーム１５は左右分割構造であるから、メインフレーム１５を交換する場合は、左右いずれかの分割体のみを交換するだけで済む。
【００５２】
さらに、仕様の変更により、形状や構造等が異なるヘッドパイプ１４を交換する場合にも、カラー４０ｃ、４１ｃが共通であれば、新たなヘッドパイプ１４をヘッドパイプ支持部３４間へ入れて締結により結合できるので、容易に交換可能となり、メインフレーム１５を共通部品としてヘッドパイプ１４のみを別仕様のものに交換することができるから、仕様変更が容易になる。
【００５３】
図１０は左側メインフレーム部１５Ｌの外側面を示す斜視図、図１１はその反対側（内側面）を示す斜視図である。なお、右側メインフレーム部１５Ｒもほぼ同様の対掌構造になっているので、以下、左分割体１５Ｌについてのみ説明する。
図１０，１１において、左側メインフレーム部１５Ｌは鉄板等の適宜金属板をプレス成形して安価に形成される。但しプレス成形によらず鋳造や鍛造で成形することも自由にできる。
【００５４】
ボス部３５にはボルト通し穴３５ａが設けられる。ヘッドパイプ支持部３４の第２締結部４１に相当する部分には内方へ突出するボス５９（図１１）が設けられ、これらにボルト通し穴５９ａが設けられている。
上フランジ３８、下フランジ３９、ボス５０、ボス５１及び取付アーム部１６，１７の後端部にもそれぞれボルト通し穴３８ａ，３９ａ，５０ａ，５１ａ，１６ａ及び１７ａが形成されている。
メンテナンスホール３７は前後方向へ長い長穴状であり、その縁部は内側へ折り曲げられた環状のフランジ３７ａをなし、メンテナンスホール３７の周囲を補強する。
【００５５】
左側メインフレーム部１５Ｌの周囲は上側の横フランジ５２及び下側の横フランジ５７をなして縁取られ、これらの横フランジ５２・５７によって高剛性構造をなしている。取付アーム部１６と１７の接続部は上側の横フランジ５２と下側の横フランジ５７が連続一体化する部分である。
【００５６】
次ぎに、各締結部の詳細構造を説明する。図１２は第１締結部４０を示す図２の１２−１２線断面図である。この図に明らかなように、左右のボス部３５間に配置されたカラー４０ｃにボルト４０ｂを車体左側から通し、車体右側にてナット４０ａにて締結により結合される。なお、ボルト４０ｂとナット４０ａは左右反対でもよい（以下の各締結部も同様）。
【００５７】
第２締結部４１も同様の構造で、左右のヘッドパイプ支持部３４のボス部５９の内側へヘッドパイプ１４の背面側に設けられているカラー４１ｃを配置してボルト穴５９ａをカラー４１ｃの穴に位置決めし、ボルト４１ｂを通してナット４１ａで締結により結合する。
【００５８】
図１３は第３締結部４２及びに第４締結部４３関する図２の１３−１３線断面である。左右の中間部３６は、車体中心Ｃ上にて、左右の上フランジ３８，下フランジ３９を左右から合わせ、第３締結部４２はボルト４２ｂを両上フランジ３８へ通して他側でナット４２ａで締結により結合することにより、結合一体化する。第４締結部４３では、ボルト４３ｂを両下フランジ３９に通して他側でナット４３ａで締結により結合することにより一体化する。
【００５９】
この締結状態にて、左右の中間部３６はその上端及び下端から略水平に屈曲して上フランジ３８及び下フランジ３９に連続する上縁部３６ａ及び下縁部３６ｂを有するため、この部分が天井部及び底壁部をなし、一部にメンテナンスホール３７が開口するものの、全体として閉じられた断面のボックス形状をなすため高剛性を実現する。
【００６０】
しかも、上縁部３６ａ及び下縁部３６ｂは実質上左右の中間部３６を連結する際のクロスメンバとして機能し、中間部３６の剛性を高めるとともに、別部材のクロスメンバを省略できるので、部品点数を削減し、組立を容易にする。
【００６１】
また、左右の上フランジ３８，下フランジ３９を合わせてナット４２ａとボルト４２ｂ及びナット４３ａとボルト４３ｂにて締結により結合するので、左右の上フランジ３８，下フランジ３９間にカラーを省略でき、短いボルトで締結により結合できる。
【００６２】
図１４は第５締結部４４に関する図２の１４−１４線断面図である。この図に示すように、左右のボス５０間に長尺のカラー４４ｃを入れ、ボルト４４ｂをカラー４４ｃへ通してナット４４ａにて締結により結合することにより左右の中間部３６が一体化される。ボス５０は外表面から内方へ凹入され、この凹部内へナット４４ａ及びボルト４４ｂの頭部が収容される。
【００６３】
図１５は第６締結部４５に関する図２の１５−１５線断面図であり、シリンダヘッド３１と一体のボス３３の左右へ左右一対のカラー４５ｃ，４５ｃを配置し、これらカラー４５ｃ，ボス３３及びカラー４５ｃにボルト４５ｂを通してナット４５ａで締結により結合することにより一体化される。左右のカラー４５ｃはシートレール２２の左右部分２２Ｒ，２２Ｌの各先端に外周部を溶接一体化されている。
【００６４】
ボス５１は取付アーム部１６に外方へ突出し、内面が凹状をなし、この内面側の凹部内へカラー４５ｃの外方端部が嵌合位置決めされる。
横フランジ５２は取付アーム部１６の上下縁部から屈曲して内方へ略水平に曲がって形成され、取付アーム部１６の剛性を高めている。また、クランクケース１８と別にシリンダヘッド３１へ締結で結合することにより、エンジン３へかかる荷重をシリンダヘッド３１へ分散させることができ、クランクケース１８へ力が集中することを回避できる。
そのうえ、シートレール２２を取付アーム部１６の取付用部材である第６締結部４５を共用して取付できるので、部品点数を削減でき、シートレール２２取付用の専用ボスをエンジンへ設ける必要がなく、取付も容易になる。
【００６５】
図１６は第７締結部４６に関する図２の１６−１６線断面図であり、クランクケース１８の上面でシリンダブロック３０の背面側基部近傍に設けられたボス５３の左右にカラー４６ｃを配置し、ボルト４６ｂをこれらに通し、ナット４６ａで締結により結合することにより一体化される。横フランジ５２はカラー４６ｃの外周のほぼ半周分を囲み、カラー４６ｃの外方端部を位置決めする。
【００６６】
また、第８締結部４７も第７締結部４６と同様構造であり、クランクケース１８の前部に設けられたボス５４（図５）へ締結される。
【００６７】
なお、本願発明は上記の実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、上記実施例では左右のメインフレーム構成部相互の結合について締結による結合を説明したが、締結に代えて溶接で結合してもよい。
また、上フランジ３８の長さＡよりも下フランジ３９の長さＢを長くしてメインフレーム１５の下側を高剛性にする発明と、後方開放部５５の開口面積よりも前方開放部５６の開放面積を小さくしてメインフレーム１５の下側を高剛性にする発明は必ずしも同一の車体フレーム構造に併用する必要はなく、それぞれを単独で設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例に係る自動２輪車の側面図
【図２】上記要部の拡大図
【図３】車体フレームを側面側から示す斜視図
【図４】車体フレームの平面図
【図５】車体フレームの正面図
【図６】後部車体フレームを省略した車体フレームを後方側から示す斜視図
【図７】前部車体フレームと後部車体フレームの組立体の斜視図
【図８】上記組立体を図１のＺ矢示方向から示す図
【図９】ヘッドパイプの斜視図
【図１０】左側メインフレーム部を外側面側から示す斜視図
【図１１】上記分割体を内面側から示す斜視図
【図１２】図２の１２−１２線断面図
【図１３】図２の１３−１３線断面図
【図１４】図２の１４−１４線断面図
【図１５】図２の１５−１５線断面図
【図１６】図２の１６−１６線断面図
【符号の説明】
【００６９】
２：前部車体フレーム、３：エンジン、５：後部車体フレーム、１４：ヘッドパイプ、１５：メインフレーム、１６：取付アーム部、１７：取付アーム部、１８：クランクケース、１９：シリンダ部、２０：気化器、３１：シリンダヘッド、３２：ヘッドカバー、３８：上フランジ（上縁当接面）、３９：下フランジ（下縁当接面）、４０：第１締結部、４１：第２締結部、４２：第３締結部、４３：第４締結部、４４：第５締結部、４５：第６締結部、４６：第７締結部、４７：第８締結部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドパイプとこのヘッドパイプからエンジンのクランクケースに向けて延出するメインフレームとで前部車体フレームを形成し、このメインフレームの後端部をエンジンの前部に取付けてエンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造において、
前記メインフレームは、左右別体に形成され相互に結合一体化される左側メインフレーム部と右側メインフレーム部を備え、
これらの左側メインフレーム部及び右側メインフレーム部は、それぞれの下部に対向する下縁当接面を設け、これらの下縁当接面を相互に当接させて結合することにより前記メインフレームを構成するとともに、
前記各下縁当接面はそれぞれ、前記ヘッドパイプの後方からエンジンの上端よりも下方まで延びていることを特徴とする自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項２】
前記左側メインフレーム部と前記右側メインフレーム部は、それぞれの上部に対向する上縁当接面を設け、これらの上縁当接面を相互に当接させて結合すること特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項３】
前記メインフレームは、後部が前記エンジンの左右側面に重なるように左右へ枝分かれして拡開する拡開部を有し、この左右の拡開部の各後端部にて前記クランクケースへ締結したこと特徴とする請求項２に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項４】
前記左右の拡開部は、前記メインフレームの後部上側で前記上縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される後方開放部を形成し、
前記メインフレームの後部下側で前記下縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される前方開放部を形成するとともに、
前記前方開放部の開口面積が前記後方開放部の開口面積よりも小さいこと特徴とする請求項３に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項５】
前記後方開放部は、前記クランクケースと前記メインフレームとの締結部分からシリンダヘッド部の上方に渡って開口していること特徴とする請求項４に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項６】
前記メインフレームは、前記クランクケースに加えてシリンダ部とも締結し、さらにこのシリンダ部との締結部分でシートレールの前端も一緒に締結支持すること特徴とする請求項３に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項１】
ヘッドパイプとこのヘッドパイプからエンジンのクランクケースに向けて延出するメインフレームとで前部車体フレームを形成し、このメインフレームの後端部をエンジンの前部に取付けてエンジンを車体フレームの一部に利用した自動２輪車の車体フレーム構造において、
前記メインフレームは、左右別体に形成され相互に結合一体化される左側メインフレーム部と右側メインフレーム部を備え、
これらの左側メインフレーム部及び右側メインフレーム部は、それぞれの下部に対向する下縁当接面を設け、これらの下縁当接面を相互に当接させて結合することにより前記メインフレームを構成するとともに、
前記各下縁当接面はそれぞれ、前記ヘッドパイプの後方からエンジンの上端よりも下方まで延びていることを特徴とする自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項２】
前記左側メインフレーム部と前記右側メインフレーム部は、それぞれの上部に対向する上縁当接面を設け、これらの上縁当接面を相互に当接させて結合すること特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項３】
前記メインフレームは、後部が前記エンジンの左右側面に重なるように左右へ枝分かれして拡開する拡開部を有し、この左右の拡開部の各後端部にて前記クランクケースへ締結したこと特徴とする請求項２に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項４】
前記左右の拡開部は、前記メインフレームの後部上側で前記上縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される後方開放部を形成し、
前記メインフレームの後部下側で前記下縁当接面よりも後方に、車両前後方向へ開放される前方開放部を形成するとともに、
前記前方開放部の開口面積が前記後方開放部の開口面積よりも小さいこと特徴とする請求項３に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項５】
前記後方開放部は、前記クランクケースと前記メインフレームとの締結部分からシリンダヘッド部の上方に渡って開口していること特徴とする請求項４に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【請求項６】
前記メインフレームは、前記クランクケースに加えてシリンダ部とも締結し、さらにこのシリンダ部との締結部分でシートレールの前端も一緒に締結支持すること特徴とする請求項３に記載した自動２輪車の車体フレーム構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−８３３８０（Ｐ２０１０−８３３８０Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５５６７２（Ｐ２００８−２５５６７２）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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