特許 6986443 フレーム構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6986443

(24)【登録日】2021年12月1日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】フレーム構造

(51)【国際特許分類】

   B62K 19/18 20060101AFI20211213BHJP

   B62K 19/06 20060101ALI20211213BHJP

   B62K 19/12 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   B62K19/18

   B62K19/06

   B62K19/12

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-254934(P2017-254934)

(22)【出願日】2017年12月28日

(65)【公開番号】特開2019-119331(P2019-119331A)

(43)【公開日】2019年7月22日

【審査請求日】2019年12月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川谷 慎治

(72)【発明者】

【氏名】八木澤 勝一

(72)【発明者】

【氏名】藤井 秀紀

【審査官】 中島 昭浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１２９５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２１２６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０５７４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１５８２８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｋ １９／００ − １９／４８

Ｂ６２Ｋ １１／０２ − １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状のカラー部材（６１）の外周を鋳包むことで他のフレーム（６２）と固定するフレーム構造において、
前記カラー部材（６１）の外表面には複数の凹部（６１ａ、１６１ａ、２６１ａ）が形成されており、
前記複数の凹部（１６１ａ、２６１ａ）はスリット状とし、
前記複数の凹部（１６１ａ、２６１ａ）は、前記カラー部材（６１）の円筒中心の軸線（Ｌ０）に平行な軸線に対して所定の角度（θ）で傾斜するスリット状の凹部（１６１ａ）と、前記平行な軸線に対して前記角度（θ）とは異なる角度（φ）で傾斜するスリット状の凹部（２６１ａ）と、を備え、これらの凹部（１６１ａ、２６１ａ）を格子状とし、
前記カラー部材（６１）の外周を鋳包むことを特徴とするフレーム構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレーム構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、フレームとフレームの接合において、一方のフレーム先端を潰して、この端部を他方のフレームと鋳包むことで接合する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１８９７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、フレームの先端を潰して鋳込んで接合した部位の抜け止め、回り止めとしている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、フレームを潰すことなく、抜け止め、回り止めとできるフレーム構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、円筒状のカラー部材（６１）の外周を鋳包むことで他のフレーム（６２）と固定するフレーム構造において、前記カラー部材（６１）の外表面には複数の凹部（６１ａ、１６１ａ、２６１ａ）が形成されており、前記複数の凹部（１６１ａ、２６１ａ）はスリット状とし、前記複数の凹部（１６１ａ、２６１ａ）は、前記カラー部材（６１）の円筒中心の軸線（Ｌ０）に平行な軸線に対して所定の角度（θ）で傾斜するスリット状の凹部（１６１ａ）と、前記平行な軸線に対して前記角度（θ）とは異なる角度（φ）で傾斜するスリット状の凹部（２６１ａ）と、を備え、これらの凹部（１６１ａ、２６１ａ）を格子状とし、前記カラー部材（６１）の外周を鋳包むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るフレーム構造によれば、カラー部材の外周を鋳包むことで他のフレームと固定し、前記カラー部材の外表面には複数の凹部が形成されており、前記カラー部材の外周を鋳包むことを特徴とする。この構成によれば、カラー部材の回り止めおよび抜け止めを実現できる。

【0012】

上記発明において、前記凹部は円形であり、任意の軸線上に並んで配置され、複数列を備えても良い。この構成によれば、強度を持って鋳物とカラー部材を接合できる。

【0013】

また、上記発明において、前記凹部は、隣り合う列で互い違いになるように配置されていても良い。この構成によれば、凹部を形成するスペースを効率的に配置し、荷重を分散し力を受ける部分の強度を確保することができる。

【0014】

また、上記発明において、前記凹部はスリット状としても良い。この構成によれば、鋳物が凹部に流れ込む体積を確保し易くできる。

【0015】

また、上記発明において、前記スリット状の凹部は、前記カラー部材の軸線に対して傾斜しても良い。この構成によれば、軸線方向の荷重に対して荷重を受け易くできる。

【0016】

また、上記発明において、異なる傾斜のスリット状の凹部を備え、該凹部を格子状としても良い。この構成によれば、鋳物が凹部に流れ込む体積を確保し易くでき、複数方向の荷重に対して荷重を受け易くできる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る実施の形態のフレーム構造を備えた自動二輪車を示す左側面図である。

【図2】ヘッドパイプとメインフレームの結合部の拡大斜視図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図4】本実施の形態のフレーム構造の製造方法の模式図である。

【図5】第２の実施の形態に係るヘッドパイプとメインフレームの結合部の拡大斜視図である。

【図6】第３の実施の形態に係るヘッドパイプとメインフレームの結合部の拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号ＦＲは車体前方を示し、符号ＵＰは車体上方を示し、符号ＬＨは車体左方を示している。

【0019】

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態のフレーム構造を備えた自動二輪車１０を示す左側面図である。
自動二輪車１０は、車体前部に設けられたフロントフォーク１１に前輪１２が車軸１３を介して支持され、車体後部に設けられたスイングアーム１５に後輪１６が車軸１７を介して支持され、車体中央部下部にエンジン２０が設けられた鞍乗り型の車両である。

【0020】

自動二輪車１０は、骨格となる車体フレーム６０を備える。
車体フレーム６０は、ヘッドパイプ６１、メインフレーム６２、センターフレーム６３、左右一対のリアフレーム６４、左右一対のサブフレーム６５を備える。
ヘッドパイプ６１は、車体フレーム６０の前端部に設けられ、フロントフォーク１１の上部に設けられたステムシャフト（不図示）を回動可能に支持している。メインフレーム６２は、ヘッドパイプ６１から後方斜め下方に延びている。センターフレーム６３は、メインフレーム６２の後端部から下方に延びている。左右のリアフレーム６４は、メインフレーム６２の中間部から後方斜め上方に延びている。左右のサブフレーム６５は、メインフレーム６２の後端部及び左右のリアフレーム６４のそれぞれを接続している。

【0021】

ステムシャフトの上端部にバーハンドル２１が取付けられ、ヘッドパイプ６１の前部及び両側部とが車体前部カバー２２で覆われている。スイングアーム１５は、センターフレーム６３に前端部がピボット軸２３を介して上下揺動可能に取付けられている。エンジン２０は、メインフレーム６２の下方且つセンターフレーム６３の前方に配置され、後部に一体的に変速機２４を備える。

【0022】

変速機２４の出力軸に設けられたドライブスプロケット２５と、後輪１６に一体的に設けられたドリブンスプロケット２６とにはチェーン２７が掛けられ、エンジン２０の駆動力が変速機２４、チェーン２７を介して後輪１６に伝達される。ドライブスプロケット２５はエンジンカバー３１で覆われ、ドリブンスプロケット２６及びチェーン２７はチェーンカバー３２で覆われている。エンジン２０の下部には、フットレスト３７が取付けられ、フットレスト３７の両端にそれぞれ運転者が足を載せるステップ３８が設けられている。

【0023】

車体の中央部上部には運転者が着座するシート４１が設けられ、シート４１の下方から前後に亘って車体カバー４２が設けられている。車体カバー４２は、車体前部カバー２２の後方に配置されて運転者の脚部を前方から覆うレッグシールド４４と、レッグシールド４４の後端に接続されてシート４１の下方を後方に延びる左右一対のサイドカバー４５とを備える。
図中の符号５１は前輪１２を上方から覆うフロントフェンダ、５２はヘッドライト、５３は荷台、５４はリアフレーム６４とスイングアーム１５とにそれぞれ渡されたリアクッションユニット、５６はサイドスタンド、５７はメインスタンドである。

【0024】

図２は、ヘッドパイプ６１とメインフレーム６２の結合部の拡大斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
ヘッドパイプ（カラー部材）６１とメインフレーム（他のフレーム）６２とは、筒状の金属により構成されている。ヘッドパイプ６１と、メインフレーム６２とは、高張力鋼、いわゆる、ハイテン材により構成されており、軽量化されている。ヘッドパイプ６１とメインフレーム６２とは、鋳物である鋳包み部７０により結合されている。

【0025】

鋳包み部７０は、略後上方に延びる筒状の第１の結合部７１と、第１の結合部７１の側部から後下方に延びる第２の結合部７２とを備えている。
第１の結合部７１には、ヘッドパイプ６１が挿入された状態で結合されている。
ヘッドパイプ６１の外周面には、複数の凹部６１ａが形成されている。凹部６１ａは円形状である。凹部６１ａは鋳包み部７０の第１の結合部７１の長さ方向のほぼ全域に亘って形成されている。凹部６１ａは、ヘッドパイプ６１の円筒中心の軸線Ｌ０に平行な軸線上に並んで配置されており、ヘッドパイプ６１の軸線Ｌ０に沿って複数列形成されている。また、凹部６１ａは、隣り合う列で互い違いになるように配置されている。

【0026】

ヘッドパイプ６１の凹部６１ａには、第１の結合部７１の内面に形成された凸部７１ａが進入している。凸部７１ａは凹部６１ａの形状に対応した外形を有する。鋳包み部７０の凸部７１ａがヘッドパイプ６１の凹部６１ａに進入していることにより、円筒状の第１の結合部７１に対して、円筒状のヘッドパイプ６１が回り止めされると共に、軸方向に抜け止めされている。

【0027】

第２の結合部７２には、メインフレーム６２の先端部６２ａが挿入された状態で結合されている。メインフレーム６２の先端は開口しており、先端には開口部６２ｂが形成されている。
メインフレーム６２の先端部６２ａには、開口部６２ｂよりも軸方向内側にプラグ８０が配置されている。プラグ８０は、メインフレーム６２の内周形状に対応しており、円板状に形成されている。プラグ８０は、メインフレーム６２の内部に溶接されて固定されている。プラグ８０は、メインフレーム６２の内部を閉塞している。メインフレーム６２の先端部６２ａには、プラグ８０と、メインフレーム６２で包囲された内部空間６２ｄが形成されている。内部空間６２ｄには、内部空間６２ｄの内部形状に応じた円柱体７３が鋳込まれている。円柱体７３は鋳包み部７０の一部を構成している。
メインフレーム６２の先端部６２ａは、円柱体７３と第２の結合部７２とにより挟まれて固定されている。

【0028】

メインフレーム６２には、開口部６２ｂとプラグ８０との間の位置に、肉厚方向に貫通する貫通孔６２ｃが形成されている。貫通孔６２ｃは、メインフレーム６２の周方向に対して、複数形成されている。
貫通孔６２ｃには、第２の結合部７２の内側に形成された柱状部７２ａが進入している。柱状部７２ａは、第２の結合部７２と円柱体７３とを接続している。柱状部７２ａが貫通孔６２ｃに進入していることにより、円筒状の第２の結合部７２に対して、円筒状のメインフレーム６２が回り止めされると共に、軸方向に抜け止めされる。

【0029】

第１の結合部７１の上部後端７１ｂと、第２の結合部７２の上部前端７２ｂとの間には、板状の補強部７４が形成されている。補強部７４により、第１の結合部７１と第２の結合部７２とが補強されている。
第１の結合部７１の下部前端７１ｃには、前方に突出し上方に延びるハンドルストッパ７５が形成されている。ハンドルストッパ７５はバーハンドル２１による操舵の回動範囲を規制する。

【0030】

図４は本実施の形態のフレーム構造の製造方法の模式図である。
図４を用いて、ヘッドパイプ６１と、メインフレーム６２とが結合されたフレーム構造の製造方法について説明する。
ヘッドパイプ６１については、ヘッドパイプ６１の外周面に、ドリル（加工治具）９０により非貫通の凹部６１ａを形成し、凹部６１ａが形成されたヘッドパイプ６１を、鋳型９２にセットする。

【0031】

メインフレーム６２については、メインフレーム６２の先端部６２ａ内側に、プラグ８０を溶接し、開口部６２ｂ側に内部空間６２ｄを形成する。メインフレーム６２には、ドリル（加工治具）９１により貫通孔６２ｃを形成し、内部空間６２ｄとメインフレーム６２の外側とを連通する。そして、メインフレーム６２を、鋳型９２にセットする。

【0032】

鋳型９２には、鋳包み部７０の外形形状に対応する空洞９２ａが形成されている。鋳型９２には、溶融金属、いわゆる、湯を注入する。湯は、低圧で注入する。湯は、一例として、アルミニウム合金を使用する。空洞９２ａ内に湯が注入されると、ヘッドパイプ６１の外周側やメインフレーム６２の外周側が湯で満たされる。この際に、凹部６１ａに湯が進入し、また、メインフレーム６２の貫通孔６２ｃを介して、内部空間６２ｄに湯が進入する。貫通孔６２ｃがあることにより、低圧でも湯が内部空間６２ｄに進入し易くなっている。

【0033】

湯の注入が完了すると所定時間冷却する。所定時間冷却されると、湯が鋳型９２の空洞９２ａの内面形状に応じた形に凝固し、鋳物としての鋳包み部７０が形成される。ヘッドパイプ６１の凹部６１ａには、鋳包み部７０が進入した状態で固定されており、鋳包み部７０の凸部７１ａが形成されている。よって、鋳包み部７０の第１の結合部７１に、ヘッドパイプ６１が回り止めおよび抜け止めされた状態で結合される。
また、メインフレーム６２の貫通孔６２ｃや内部空間６２ｄには、鋳包み部７０が進入した状態で固定される。貫通孔６２ｃには柱状部７２ａが形成され、内部空間６２ｄには、円柱体７３が形成される。よって、第２の結合部７２に、メインフレーム６２が回り止めおよび抜け止めされた状態で結合される。
ヘッドパイプ６１およびメインフレーム６２が鋳包み部７０で結合された車体フレーム６０が製造される。

【0034】

以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、ヘッドパイプ６１の外周を鋳包むことでメインフレーム６２と固定し、ヘッドパイプ６１の外表面には複数の凹部６１ａが形成されており、ヘッドパイプ６１の外周を鋳包んでいる。したがって、ヘッドパイプ６１の回り止めおよび抜け止めを実現できる。

【0035】

第１の実施の形態では、凹部６１ａは円形であり、ヘッドパイプ６１の軸線Ｌ０に平行な軸線上に並んで配置され、複数列を備えている。したがって、強度を持って鋳物である鋳包み部７０とヘッドパイプ６１を接合できる。

【0036】

また、第１の実施の形態では、凹部６１ａは、隣り合う列で互い違いになるように配置されていてる。したがって、凹部６１ａを形成するスペースを効率的に配置し、荷重を分散し、力を受ける部分の強度を確保することができる。

【0037】

＜第２の実施の形態＞
図５は、第２の実施の形態に係るヘッドパイプ６１とメインフレーム６２の結合部の拡大斜視図である。
本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
第２の実施の形態のヘッドパイプ６１では、第１の実施の形態の凹部６１ａに代えて、スリット状の凹溝（凹部）１６１ａが形成されている。凹溝１６１ａは、ヘッドパイプ６１の外周面に形成されており、肉厚方向に非貫通である。凹溝１６１ａは、ヘッドパイプ６１の円筒中心の軸線Ｌ０に平行な軸線に対して、角度θ傾斜している。

【0038】

第１の結合部７１の内側には、凹溝１６１ａに進入している凸状のリブ１７１ａが形成されている。
よって、リブ１７１ａが凹溝１６１ａ進入しているため、円筒状の第１の結合部７１に対して、円筒状のヘッドパイプ６１が回り止めされると共に、軸方向に対して抜け止めされている。
ヘッドパイプ６１とメインフレーム６２とは、鋳物である鋳包み部１７０により結合されている。

【0039】

以上説明したように、本発明を適用した第２の実施の形態によれば、凹溝１６１ａはスリット状である。したがって、鋳物がヘッドパイプ６１の凹部である凹溝１６１ａに流れ込む体積を確保し易くできる。

【0040】

第２の実施の形態では、前記スリット状の凹溝１６１ａは、ヘッドパイプ６１の軸線Ｌ０に対して傾斜している。したがって、ヘッドパイプ６１の軸線方向の荷重に対して第１の結合部７１が荷重を受け易くなっている。

【0041】

＜第３の実施の形態＞
図６は、第３の実施の形態に係るヘッドパイプ６１とメインフレーム６２の結合部の拡
大斜視図である。
本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態において、上記第２の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
第３の実施の形態のヘッドパイプ６１では、第２の実施の形態の凹溝１６１ａに対して、傾斜角度が異なるスリット状の凹溝（凹部）２６１ａがさらに形成されている。凹溝２６１ａは、ヘッドパイプ６１の外周面に形成されており、肉厚方向に非貫通である。凹溝２６１ａは、ヘッドパイプ６１の円筒中心の軸線Ｌ０に平行な軸線に対して、角度θとは反対方向に角度φで傾斜している。凹溝１６１ａと、凹溝１６１ａは非平行であり、格子状に形成されている。角度φと角度θの大きさは異なっても良いが、本実施の形態では一致している。

【0042】

第１の結合部７１の内側には、凹溝２６１ａに進入している凸状のリブ２７１ａが形成されている。
よって、リブ２７１ａが凹溝２６１ａ進入し、リブ１７１ａが凹溝１６１ａ進入している。円筒状の第１の結合部７１に対して、円筒状のヘッドパイプ６１が回り止めされると共に、軸方向に対して抜け止めされている。
ヘッドパイプ６１とメインフレーム６２とは、鋳物である鋳包み部２７０により結合されている。

【0043】

以上説明したように、本発明を適用した第３の実施の形態によれば、異なる傾斜のスリット状の凹溝１６１ａ、２６１ａを備え、凹溝１６１ａ、２６１ａを格子状としている。したがって、鋳物がヘッドパイプ６１の凹部である凹溝１６１ａ、２６１ａに流れ込む体積を確保し易くでき、複数方向の荷重に対して荷重を受け易くできる。

【0044】

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、第１の実施の形態において、ヘッドパイプ６１には穴状の凹部６１ａが設けられた構成を説明したが、凹部６１ａに代えて、ヘッドパイプ６１の表面に荒らし加工を施して微細な形状の凹部を形成しても良く、それらの凹部に鋳包み部７０が進入して固定されても良い。

【0045】

上述した実施形態では、自動二輪車１０のフレーム構造を説明したが、これに限らず、自動二輪車以外も含む鞍乗り型車両にも適用可能である。なお、鞍乗り型車両とは、車体に跨って乗車する車両全般を含み、自動二輪車（原動機付き自転車も含む）のみならず、自転車や、ＡＴＶ（不整地走行車両）に分類される三輪車両や四輪車両を含む車両である。

【符号の説明】

【0046】

６１ カラー部材
６１ａ、１６１ａ、２６１ａ 凹部
６２ 他のフレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】