JPWO2013080952A1 - スクータ型車両のフレーム構造 - Google Patents
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Abstract
フロントフォーク(13)を操向可能に支持するヘッドパイプ(12)と、該ヘッドパイプから車体後下方へ延びる中空のメインパイプ(20)と、該メインパイプの下部に結合され、該メインパイプの下部から車体後方へ各々延びる左右一対のロアフレーム(30L、30R)と、該ロアフレームの後端部(31L、31R)の各々に結合され車幅方向へ延びるクロスパイプ(60)と、該クロスパイプの左右端部(63L、63R)に前端部(71L、71R)が各々結合され車体後上方へ延びる一対の左右リアフレーム(70L、R)と、を備えるスクータ型車両(10)のフレーム構造が開示される。該ロアフレームと該リアフレームは該クロスパイプに結合され、加えて該ロアフレームの少なくとも一部と該リアフレームの少なくとも一部が結合される。
Description
本発明は、スクータ型車両のフレーム構造の改良に関する。
スクータ型車両において、剛性を確保するために、左のフレームと右のフレームにクロスパイプを渡すことが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に開示されるスクータ型車両の車体フレームは、ロアフレームの後端に連結され、リアフレームパイプの前端を支持するクロスパイプを備える。
上記クロスパイプは、車幅方向に直線状に延び、左のロアフレーム及びリアフレームパイプを支持すると共に、右のロアフレーム及びリアフレームパイプを支持する。
近年、燃費を向上させるためにフレームの肉厚を薄くして、フレームを軽量化させることが望まれる。しかし、ただ単にフレームの肉厚を薄くした場合には、フレーム強度の低下、フレーム剛性の低下、フレームに発生する応力の増加等が生じる可能性がある。加えて、特許文献1に開示されるように、クロスパイプにロアフレームとリアフレームパイプとが各々結合されるため、ロアフレームとリアフレームパイプに掛かる荷重がクロスパイプに集中する。このようにクロスパイプには、2つの部材の荷重が集中するので、クロスパイプを単純に薄肉化することが難しかった。
そこで、クロスパイプに荷重が集中することを低減できる技術が求められる。
本発明は、クロスパイプに荷重が集中し過ぎることを防止できるスクータ型車両のフレーム構造を提供することを課題とする。
請求項1に記載のごとく、本発明によれば、運転者が握るハンドル及びこのハンドルに連結されるフロントフォークを操向可能に支持するヘッドパイプと、このヘッドパイプから車体後下方へ延ばされる中空状のメインパイプと、このメインパイプの下部に結合され前記メインパイプの下部から車体後方へ各々延びる一対の左右ロアフレームと、これらロアフレームの後端部の各々に結合され車幅方向へ延びるクロスパイプと、このクロスパイプの左右端部に前端部が各々結合され車体後上方へ延びる一対の左右リアフレームとを備えるスクータ型車両のフレーム構造において、前記ロアフレームと前記リアフレームが前記クロスパイプに結合され、加えて前記ロアフレームの少なくとも一部と前記リアフレームの少なくとも一部が結合されたスクータ型車両のフレーム構造が提供される。
請求項2に記載のごとく、好ましくは、クロスパイプの端部全周は、ロアフレームの後端部の車幅方向外側面と内側面とに結合され、リアフレームの前端部の車幅方向外側面と内側面とに結合される。
請求項3に記載のごとく、好ましくは、ロアフレームは、メインパイプの下端に結合される前端結合部と、リアフレームの一部及びクロスパイプの端部外周に結合される後端結合部と、前記前端結合部と前記後端結合部の間に設けられる中間部とを有し、前記中間部の高さ寸法は、前記後端結合部の高さ寸法より小さくされる。
請求項4に記載のごとく、好ましくは、左右のロアフレームの後端部の各々に、クロスパイプとは別に、物品を収納する収納部を支える収納部支持メンバーが結合され、この収納部支持メンバーが、車体平面視にて前記クロスパイプと重なるように配置される。
請求項5に記載のごとく、好ましくは、メインパイプは、下端に車幅方向に拡開される拡管部を備え、この拡管部の左右側面にロアフレームの前端結合部が溶接されている。
請求項6に記載のごとく、好ましくは、フロントフォークの下端に回転自在に取付けられる前輪の中心点から、エンジンを支持するために左のリアフレームの前端部に溶接される左のピボット結合部の穴中心まで直線を引くと共に、前記エンジンを支持するために右のリアフレームの前端部に溶接される右のピボット結合部の穴中心まで直線を引くことにより、前記左の穴中心と前記前輪の中心点と前記右の穴中心がV字状に結ばれ、V字の両直線と前記左右のロアフレームの中間部が各々平行である。
請求項1に係る発明では、ロアフレームとリアフレームがクロスパイプに結合される他に、ロアフレームの少なくとも一部とリアフレームの少なくとも一部が結合される。ロアフレームとリアフレームに荷重が掛かると、これらの荷重をクロスパイプのみで受けるだけでなく、ロアフレームとリアフレームも互いに受けるため、クロスパイプに荷重が集中し過ぎることを防止できる。
請求項2に係る発明では、クロスパイプの端部全周は、ロアフレームの後端部の外側面と内側面に結合され、リアフレームの前端部の外側面と内側面に結合される。つまり、ロアフレームとリアフレームは、クロスパイプの端部全周を覆って、クロスパイプに結合される。クロスパイプはロアフレームとリアフレームによって補強されるため、クロスパイプの薄肉化が可能となる。
請求項3に係る発明では、ロアフレームにおいて、中間部の高さ寸法を後端結合部の高さ寸法より小さくした。後端結合部は、他の部材に結合されるため、剛性を高める必要があり、高さ寸法を大きくして剛性を増大するようにした。剛性を高める必要がない中間部は、高さ寸法を小さくした。仮に、中間部を後端結合部と同じ高さにすると、ロアフレームが大型化し重くなるが、本発明のように中間部の高さ寸法を小さくすれば、ロアフレームの小型化及び軽量化が図れる。
請求項4に係る発明では、左右のロアフレームの後端部の各々に収納部支持メンバーが結合され、収納部支持メンバーを車体平面視にてクロスパイプと重なるように配置した。収納部に起因する下向き荷重は、収納部支持メンバーで支持され、この収納部支持メンバーは、ロアフレームの後端部及びクロスパイプで支持される。仮に、収納部支持メンバーがロアフレームの中間部又はリアフレームの中間部で支持されるようにすると、ロアフレーム又はリアフレームの剛性を増す必要がある。
本発明では、剛性を高めたロアフレームの後端部と、ロアフレームやリアフレームで補強され剛性が高いクロスパイプとに、収納部支持メンバーを支持させるようにしたので、クロスパイプ、ロアフレーム、リアフレームのいずれも剛性をこれ以上高める必要はなく、これらの重量増加を抑えることができる。
請求項5に係る発明では、メインパイプは、下端に車幅方向に拡開される拡管部を備える。拡管部の断面積は、メインパイプのヘッドパイプ連結側の断面積に比べて大きくなるため、メインパイプ下端に生じる応力が低減される。結果、メインパイプの薄肉化及び軽量化が可能となる。加えて、メインパイプ下端の断面積を増加させたので、メインパイプとロアフレームに補強を施す必要がない。したがって、補強を施すことなく、軽量化できるフレーム構造を提供できる。
請求項6に係る発明では、車体平面視で、前輪の中心点から、左のピボット結合部の穴中心まで直線を引くと共に、右のピボット結合部の穴中心まで直線を引くことにより、左の穴中心と前輪の中心点と右の穴中心がV字状に結ばれ、V字の両直線と左右のロアフレームの中間部が各々平行である。
V字の両直線と左右のロアフレームの中間部が各々平行であるため、V字の頂点(前輪中心点)に横荷重が掛かると、一方のロアフレームの中間部には引張力が作用し、他方のロアフレームの中間部には圧縮力が作用する。力がロアフレームの中間部の中心軸に沿って軸力として中間部に掛かるため、ロアフレームが大きく曲げられることなく、左右のロアフレームの変形を抑えることができる。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。以下の説明で用いる前後、左右、上下は乗員シートに座った乗員を基準とした方向を表す。
本発明に係るスクータ型車両を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、スクータ型車両10は、車体フレーム11(詳細後述)のヘッドパイプ12に操向可能に支持されるフロントフォーク13と、このフロントフォーク13の下端に回転自在に設けた前車軸14に取付けられる前輪15と、フロントフォーク13の上端に連結され運転者が握って前輪15を操舵するハンドル16と、ヘッドパイプ12から車体後下方へ延びるメインパイプ20(詳細後述)の下端に前端が結合され後方へ延びるロアフレーム30L(Lは左を示す添え字。以下同様。詳細は後述)と、このロアフレーム30Lの後端に結合したクロスパイプ60(詳細後述)に前端が結合され後上方へ延びるリアフレーム70L(詳細後述)と、このリアフレーム70Lの前端下部に連結されたエンジンハンガーリンク101にピボット軸102で揺動可能に止められスイングアームを兼ねると共に後端に後輪103を備えるパワーユニット104と、このパワーユニット104の後端に下端が取付けられリアフレーム70Lの後部で上端が支持されると共に後輪103に作用する荷重を吸収するリアクッション105Lとを有する。
図1に示すように、スクータ型車両10は、車体フレーム11(詳細後述)のヘッドパイプ12に操向可能に支持されるフロントフォーク13と、このフロントフォーク13の下端に回転自在に設けた前車軸14に取付けられる前輪15と、フロントフォーク13の上端に連結され運転者が握って前輪15を操舵するハンドル16と、ヘッドパイプ12から車体後下方へ延びるメインパイプ20(詳細後述)の下端に前端が結合され後方へ延びるロアフレーム30L(Lは左を示す添え字。以下同様。詳細は後述)と、このロアフレーム30Lの後端に結合したクロスパイプ60(詳細後述)に前端が結合され後上方へ延びるリアフレーム70L(詳細後述)と、このリアフレーム70Lの前端下部に連結されたエンジンハンガーリンク101にピボット軸102で揺動可能に止められスイングアームを兼ねると共に後端に後輪103を備えるパワーユニット104と、このパワーユニット104の後端に下端が取付けられリアフレーム70Lの後部で上端が支持されると共に後輪103に作用する荷重を吸収するリアクッション105Lとを有する。
パワーユニット104は、エンジンハンガーリンク101に揺動可能に連結されるエンジン106と、このエンジン106に一体化され後輪103にエンジン106の動力を伝達すると共に変速機構を備える変速機107とからなる。
エンジン106のシリンダヘッドには、エアクリーナ108及びキャブレター109を有する吸気系と、排気管111及びマフラー112を有する排気系とが接続される。
エンジン106のシリンダヘッドには、エアクリーナ108及びキャブレター109を有する吸気系と、排気管111及びマフラー112を有する排気系とが接続される。
メインパイプ20の車体後方に、燃料タンク113が配置され、この燃料タンク113の後上方に、ヘルメット等の物品を収納する収納部114が配置される。この収納部114は、ロアフレーム30Lの後端及びリアフレーム70Lの後部で支持される。
車体フレーム11は、車体カバー115で覆われる。この車体カバー115は、車体フレーム11の前方を覆うフロントカバー116と、このフロントカバー116の後方を覆う上部インナーカバー117と、この上部インナーカバー117に隣接して設けられ燃料タンク113の上方を覆う下部インナーカバー118と、この下部インナーカバー118の後端に隣接して設けられリアフレーム70L後部の側方を覆うリアカバー119と、フロントカバー116及びリアカバー119の下方に隣接して設けられ燃料タンク113及びエンジン106の側方を覆うミドルカバー121と、フロントカバー116及びミドルカバー121に隣接して設けられ車体フレーム11下部の下方及び側方を覆うロアカバー122とからなる。
下部インナーカバー118の上部には、燃料タンク113の給油キャップを着脱できるように給油用リッド123が開閉可能に設けられる。加えて、ミドルカバー121の左側部には、メンテナンス時に用いるメンテナンス用リッド124が開閉可能に設けられる。
収納部114を覆うようにして、運転者と同乗者が座るシート125が配置される。このシート125よりも車体高さ方向低位置に且つハンドル16とシート125との間に、運転者が足を置くステップ126が配置される。
さらに、ステップ126の車体後方には、同乗者が足を置くピリオンステップ127が取付けられ、シート125の後部を取り囲むようにして、同乗者が握るグラブレール128が設けられる。
さらに、ステップ126の車体後方には、同乗者が足を置くピリオンステップ127が取付けられ、シート125の後部を取り囲むようにして、同乗者が握るグラブレール128が設けられる。
車体フレーム11の構造を図2に基づいて詳細に説明する。
図2に示すように、車体フレーム11は、ヘッドパイプ12と、このヘッドパイプ12から車体後下方に延ばされ上端部が補強部材129で補強される中空状のメインパイプ20と、このメインパイプ20の下端側面21L、R(Rは右を示す添え字。以下同様)に各々の前端部22L、Rが結合され下端側面21L、Rから各々後方へ延びる一対の左右ロアフレーム30L、Rと、ロアフレーム30Lの後端部31Lとロアフレーム30Rの後端部31Rに結合され車幅方向へ延びるクロスパイプ60と、ロアフレーム30L、Rの後端部31L、Rの各々に且つクロスパイプ60に結合され後上方へ延びる一対の左右リアフレーム70L、Rと、リアフレーム70Lの後端とリアフレーム70Rの後端に結合され車幅方向へ延びる後部クロスメンバー131とからなる。
図2に示すように、車体フレーム11は、ヘッドパイプ12と、このヘッドパイプ12から車体後下方に延ばされ上端部が補強部材129で補強される中空状のメインパイプ20と、このメインパイプ20の下端側面21L、R(Rは右を示す添え字。以下同様)に各々の前端部22L、Rが結合され下端側面21L、Rから各々後方へ延びる一対の左右ロアフレーム30L、Rと、ロアフレーム30Lの後端部31Lとロアフレーム30Rの後端部31Rに結合され車幅方向へ延びるクロスパイプ60と、ロアフレーム30L、Rの後端部31L、Rの各々に且つクロスパイプ60に結合され後上方へ延びる一対の左右リアフレーム70L、Rと、リアフレーム70Lの後端とリアフレーム70Rの後端に結合され車幅方向へ延びる後部クロスメンバー131とからなる。
ロアフレーム30Lは、前端部22Lに設けられメインパイプ20の下端側面21Lに結合される前端結合部32Lと、後端部31Lに設けられリアフレーム70Lの前端部71L及びクロスパイプ60の端部外周面61Lに結合される後端結合部33Lと、前端結合部32Lと後端結合部33Lの間に設けられる中間部34Lとを有する。また、ロアフレーム30Rは、前端部22Rに設けられメインパイプ20の下端側面21Rに結合される前端結合部32Rと、後端部31Rに設けられリアフレーム70Rの前端部71R及びクロスパイプ60の端部外周面61Rに結合される後端結合部33Rと、前端結合部32Rと後端結合部33Rの間に設けられる中間部34Rとを有する。
加えて、ロアフレーム30Lの後端部31Lとロアフレーム30Rの後端部31Rに、クロスパイプ60とは別に、収納部(図1、符号114)の前部(図1、符号132L、R)を支持するU字状の収納部支持メンバー140が結合される。この収納部支持メンバー140の上部左端及び右端には、収納部を締結するための締結座141L、Rが設けられる。
さらに、リアフレーム70L、Rの前部内側面の各々に、収納部の前後方向中間を支持する収納部中間ステー151L、Rが設けられ、これら収納部中間ステー151L、Rの各上面に、クッションラバー152L、Rが設けられる。
さらに、リアフレーム70L、Rの前部内側面の各々に、収納部の前後方向中間を支持する収納部中間ステー151L、Rが設けられ、これら収納部中間ステー151L、Rの各上面に、クッションラバー152L、Rが設けられる。
そして、リアフレーム70Lの後部に、収納部の後部(図1、符号153L)を支持するブラケット160Lが結合され、リアフレーム70Rの後部に、収納部の後部(図1、符号153R)を支持するブラケット160Rが結合される。ブラケット160L、Rの各上面に、クッションラバー161L、Rが設けられる。すなわち、収納部は、収納部支持メンバー140と、収納部中間ステー151L、Rと、ブラケット160L、Rとで支持される。
加えて、ブラケット160L、Rには、リアクッション(図1、符号105L、R)を支持するクッションボルト162L、Rが溶接されているため、ブラケット160L、Rは、収納部後部の支持とリアクッションの支持を兼ねる部材である。
リアフレーム70Lの前後方向中間部とリアフレーム70Rの前後方向中間部に、車幅方向へ延びる中間クロスメンバー171が結合される。
リアフレーム70Lの前後方向中間部とリアフレーム70Rの前後方向中間部に、車幅方向へ延びる中間クロスメンバー171が結合される。
メインパイプ20の下端とロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rの嵌合構造を図3に基づいて説明する。
図3に示すように、ロアフレーム30Lの前端結合部32Lには、メインパイプ20の下端側面21Lに嵌るように嵌合ポケット部35Lが形成される。また、ロアフレーム30Rの前端結合部32Rには、メインパイプ20の下端側面21Rに嵌るように嵌合ポケット部35Rが形成される。嵌合ポケット部35L、Rにメインパイプ20の下端側面21L、Rが入るように、前端結合部32L、Rを下端側面21L、Rに嵌める。
図3に示すように、ロアフレーム30Lの前端結合部32Lには、メインパイプ20の下端側面21Lに嵌るように嵌合ポケット部35Lが形成される。また、ロアフレーム30Rの前端結合部32Rには、メインパイプ20の下端側面21Rに嵌るように嵌合ポケット部35Rが形成される。嵌合ポケット部35L、Rにメインパイプ20の下端側面21L、Rが入るように、前端結合部32L、Rを下端側面21L、Rに嵌める。
メインパイプ20の下端の構造を図4に基づいて説明する。
図4に示すように、ロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rが、メインパイプ20の下端に嵌められている。メインパイプ20は、ヘッドパイプ(図2、符号12)に結合される側であり一定の直径D1を有する直管部23と、この直管部23の下端に連続して設けられ車体下方へ末広がり状に形成される末広がり管部24と、正面視で直管部23の直径D1よりも幅広の幅寸法W1を有するように車幅方向に拡開される拡管部25(詳細後述)とを備える。
図4に示すように、ロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rが、メインパイプ20の下端に嵌められている。メインパイプ20は、ヘッドパイプ(図2、符号12)に結合される側であり一定の直径D1を有する直管部23と、この直管部23の下端に連続して設けられ車体下方へ末広がり状に形成される末広がり管部24と、正面視で直管部23の直径D1よりも幅広の幅寸法W1を有するように車幅方向に拡開される拡管部25(詳細後述)とを備える。
加えて、拡管部25の前面には、メインパイプ20の長手方向に沿って一定の幅寸法W2を有する前部平坦面26(詳細後述)が設けられている。また、拡管部25の後面にも、一定の幅寸法W2を有する後部平坦面27(詳細後述)が設けられる。
ロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rの構造を図5に基づいて説明する。
図5に示すように、メインパイプ20は、断面視で長円状(詳細後述)に形成される。
一方、ロアフレーム30Lの前端結合部32Lは、平面視で、メインパイプ20の下端側面21Lに嵌るようにU字状に切欠かれた上部U字部36Lを有する。また、ロアフレーム30Rの前端結合部32Rは、平面視で、メインパイプ20の下端側面21Rに嵌るようにU字状に切欠かれた上部U字部36Rを有する。
図5に示すように、メインパイプ20は、断面視で長円状(詳細後述)に形成される。
一方、ロアフレーム30Lの前端結合部32Lは、平面視で、メインパイプ20の下端側面21Lに嵌るようにU字状に切欠かれた上部U字部36Lを有する。また、ロアフレーム30Rの前端結合部32Rは、平面視で、メインパイプ20の下端側面21Rに嵌るようにU字状に切欠かれた上部U字部36Rを有する。
上部U字部36L、Rを拡管部25に嵌めることにより、ロアフレーム30Lの前部先端37Lとロアフレーム30Rの前部先端37Rとの間隔W3が小さくなるようにすると共に、ロアフレーム30Lの後部先端38Lとロアフレーム30Rの後部先端38Rとの間隔W4が小さくなるようにした。
加えて、図4において、ロアフレーム30Lは、前部先端37Lの下端に連続して設けられる下部U字部39Lを備える。また、ロアフレーム30Rは、前部先端37Rの下端に連続して設けられる下部U字部39Rを備える。
メインパイプ20の拡管部25とロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rの溶接部を図6に基づいて説明する。
図6に示すように、拡管部25の下端側面21Lと、前端結合部32Lの上部U字部36L及び前部先端37L及び下部U字部39Lとに、すみ肉溶接を施して前部溶接部41Lが形成される。また、拡管部25の下端側面21Rと、前端結合部32Rの上部U字部36R及び前部先端37R及び下部U字部39Rとに、すみ肉溶接を施して前部溶接部41Rが形成される。すなわち、拡管部25の下端側面21L、Rに前端結合部32L、Rが溶接されている。
図6に示すように、拡管部25の下端側面21Lと、前端結合部32Lの上部U字部36L及び前部先端37L及び下部U字部39Lとに、すみ肉溶接を施して前部溶接部41Lが形成される。また、拡管部25の下端側面21Rと、前端結合部32Rの上部U字部36R及び前部先端37R及び下部U字部39Rとに、すみ肉溶接を施して前部溶接部41Rが形成される。すなわち、拡管部25の下端側面21L、Rに前端結合部32L、Rが溶接されている。
前端結合部32Lの左側面視での形状を図7に基づいて説明する。
図7に示すように、車体側面視で、前端結合部32Lは、上面42Lが上に突になるように山形に膨出形成される山形膨出部43Lを有する。この山形膨出部43Lにより、前部溶接部41Lの溶接長さを稼ぐようにし、且つ前部溶接部41Lの前後中心部54を最もヘッドパイプ(図2、符号12)側寄りにし、前部溶接部41Lの前端部55及び後端部56は前後中心部54より低くした。
図7に示すように、車体側面視で、前端結合部32Lは、上面42Lが上に突になるように山形に膨出形成される山形膨出部43Lを有する。この山形膨出部43Lにより、前部溶接部41Lの溶接長さを稼ぐようにし、且つ前部溶接部41Lの前後中心部54を最もヘッドパイプ(図2、符号12)側寄りにし、前部溶接部41Lの前端部55及び後端部56は前後中心部54より低くした。
メインパイプ20の拡管部25に備えられる前部平坦面26及び後部平坦面27を図8に基づいて説明する。
図8に示すように、拡管部25の前部平坦面26及び後部平坦面27と、ロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rとが溶接部41R、Lで結合されている。
図8に示すように、拡管部25の前部平坦面26及び後部平坦面27と、ロアフレーム30L、Rの前端結合部32L、Rとが溶接部41R、Lで結合されている。
次に拡管部25の断面形状について説明する。
拡管部25の車幅中心線44を基準にし、前部平坦面26及び後部平坦面27の幅寸法W2を2等分すると、幅寸法W5が得られる。加えて、拡管部25の前後方向中心線45と幅寸法W2を示す線46の交点をP1とし、交点P1を基準に半径R1の半円を描くと、拡管部25の下端側面21L、Rの半径となる。つまり、拡管部25は、点P2を中心にして幅寸法W5と半径R1で構成される長円である。なお、拡管部25は、長円状に形成することが好ましいが、楕円状に形成してもよい。
拡管部25の車幅中心線44を基準にし、前部平坦面26及び後部平坦面27の幅寸法W2を2等分すると、幅寸法W5が得られる。加えて、拡管部25の前後方向中心線45と幅寸法W2を示す線46の交点をP1とし、交点P1を基準に半径R1の半円を描くと、拡管部25の下端側面21L、Rの半径となる。つまり、拡管部25は、点P2を中心にして幅寸法W5と半径R1で構成される長円である。なお、拡管部25は、長円状に形成することが好ましいが、楕円状に形成してもよい。
ロアフレーム30Lの前端部22Lは、拡管部25の左右方向の側面21Lを覆うように形成され、ロアフレーム30Rの前端部22Rは、拡管部25の左右方向の側面21Rを覆うように形成される。
ロアフレーム30L、Rの後端結合部33L、R及びクロスパイプ60及びリアフレーム70L、Rの前端部71L、Rの構造を図9に基づいて説明する。
図9に示すように、ロアフレーム30Lの後端結合部33Lは、下端に設けられリアフレーム70Lの前端部71Lの下端と開先を構成する下端開先面47Lと、この開先面47Lの上方に連続して半円状に形成されクロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌められる外側嵌合面48L及び内側嵌合面49Lと、これらの嵌合面48L、49Lの後方に各々連続して設けられ前端部71Lの長手方向部位と開先を構成する外側長手開先面51L及び内側長手開先面52Lと、これらの開先面51L、52Lの後方に連続して設けられ前端部71Lの上端と開先を構成する上端開先面53Lとからなる。
図9に示すように、ロアフレーム30Lの後端結合部33Lは、下端に設けられリアフレーム70Lの前端部71Lの下端と開先を構成する下端開先面47Lと、この開先面47Lの上方に連続して半円状に形成されクロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌められる外側嵌合面48L及び内側嵌合面49Lと、これらの嵌合面48L、49Lの後方に各々連続して設けられ前端部71Lの長手方向部位と開先を構成する外側長手開先面51L及び内側長手開先面52Lと、これらの開先面51L、52Lの後方に連続して設けられ前端部71Lの上端と開先を構成する上端開先面53Lとからなる。
また、ロアフレーム30Rの後端結合部33Rは、下端に設けられリアフレーム70Rの前端部71Rの下端と開先を構成する下端開先面47Rと、この開先面47Rの上方に連続して半円状に形成され端部外周面61Rに嵌められる外側嵌合面48R及び内側嵌合面49Rと、これらの嵌合面48R、49Rの後方に各々連続して設けられ前端部71Rの長手方向部位と開先を構成する外側長手開先面51R及び内側長手開先面52Rと、これらの開先面51R、52Rの後方に連続して設けられ前端部71Rの上端と開先を構成する上端開先面53Rとからなる。
次にクロスパイプ60の構造を説明する。
クロスパイプ60は、車幅中央に配置され車幅方向に延びる中央部62と、この中央部62の左端に設けられ外周面61Lを備える端部63Lと、中央部62の右端に設けられ外周面61Rを備える端部63Rとからなる。加えて、中央部62の左端部及び右端部には、リンクストッパ64L、Rが設けられる。
クロスパイプ60は、車幅中央に配置され車幅方向に延びる中央部62と、この中央部62の左端に設けられ外周面61Lを備える端部63Lと、中央部62の右端に設けられ外周面61Rを備える端部63Rとからなる。加えて、中央部62の左端部及び右端部には、リンクストッパ64L、Rが設けられる。
次にリアフレーム70L、Rの前端部71L、Rの構造を説明する。
リアフレーム70Lの前端部71Lは、下端に設けられ後端結合部33Lの下端開先面47Lと開先を構成する下端開先面72Lと、この開先面72Lの上方に連続して半円状に形成されクロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌められる外側嵌合面73L及び内側嵌合面74Lと、これらの嵌合面73L、74Lの後方に各々連続して設けられ開先面51L、52Lと開先を構成する外側長手開先面75L及び内側長手開先面76Lと、これらの開先面75L、76Lの後方に連続して設けられ上端開先面53Lと開先を構成する上端開先面77Lとからなる。
リアフレーム70Lの前端部71Lは、下端に設けられ後端結合部33Lの下端開先面47Lと開先を構成する下端開先面72Lと、この開先面72Lの上方に連続して半円状に形成されクロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌められる外側嵌合面73L及び内側嵌合面74Lと、これらの嵌合面73L、74Lの後方に各々連続して設けられ開先面51L、52Lと開先を構成する外側長手開先面75L及び内側長手開先面76Lと、これらの開先面75L、76Lの後方に連続して設けられ上端開先面53Lと開先を構成する上端開先面77Lとからなる。
また、リアフレーム70Rの前端部71Rは、下端に設けられ後端結合部33Rの下端開先面47Rと開先を構成する下端開先面72Rと、この開先面72Rの上方に連続して半円状に形成されクロスパイプ60の端部外周面61Rに嵌められる外側嵌合面73R及び内側嵌合面74Rと、これらの嵌合面73R、74Rの後方に各々連続して設けられ開先面51R、52Rと開先を構成する外側長手開先面75R及び内側長手開先面76Rと、これらの開先面75R、76Rの後方に連続して設けられ上端開先面53Rと開先を構成する上端開先面77Rとからなる。
加えて、リアフレーム70L、Rの各々の前端部内側に、エンジンハンガーリンク(図1、符号101)を介してパワーユニット(図1、符号104)の前端を支持するピボット結合部78L、Rが溶接されている。
ピボット結合部78Lの前端には、クロスパイプ60の中央部62に係合する係合部79Lが設けられ、ピボット結合部78Lの前端側部には、エンジンハンガーリンクを止めるボルトを挿入するボルト挿入穴81Lが設けられる。また、ピボット結合部78Rの前端には、中央部62に係合する係合部79Rが設けられ、ピボット結合部78Rの前端側部には、エンジンハンガーリンクを止めるボルトを挿入するボルト挿入穴81Rが設けられる。
ピボット結合部78Lの前端には、クロスパイプ60の中央部62に係合する係合部79Lが設けられ、ピボット結合部78Lの前端側部には、エンジンハンガーリンクを止めるボルトを挿入するボルト挿入穴81Lが設けられる。また、ピボット結合部78Rの前端には、中央部62に係合する係合部79Rが設けられ、ピボット結合部78Rの前端側部には、エンジンハンガーリンクを止めるボルトを挿入するボルト挿入穴81Rが設けられる。
次に後端結合部33L、Rとクロスパイプ60と前端部71L、Rの嵌合構造を説明する。
後端結合部33Lの嵌合面48L、49Lと前端部71Lの嵌合面73L、74Lを、クロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌合させる。また、後端結合部33Rの嵌合面48R、49Rと前端部71Rの嵌合面73R、74Rを、クロスパイプ60の端部外周面61Rに嵌合させる。
後端結合部33Lの嵌合面48L、49Lと前端部71Lの嵌合面73L、74Lを、クロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌合させる。また、後端結合部33Rの嵌合面48R、49Rと前端部71Rの嵌合面73R、74Rを、クロスパイプ60の端部外周面61Rに嵌合させる。
ロアフレーム30Lの後端結合部33Lとリアフレーム70Lの前端部71Lで構成される開先、及びロアフレーム30Lの高さ寸法を図10に基づいて説明する。
図10に示すように、後端結合部33Lの嵌合面48Lと前端部71Lの嵌合面73Lが、クロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌合している。
加えて、クロスパイプ60の上方には、一定のルート間隔で形成される上部開先82が設けられ、クロスパイプ60の下方には、一定のルート間隔で形成される下部開先83が設けられる。なお、実施例で示した開先82、83の車体側面視での位置は、単なる一例であって、他の位置に変更して差し支えない。
図10に示すように、後端結合部33Lの嵌合面48Lと前端部71Lの嵌合面73Lが、クロスパイプ60の端部外周面61Lに嵌合している。
加えて、クロスパイプ60の上方には、一定のルート間隔で形成される上部開先82が設けられ、クロスパイプ60の下方には、一定のルート間隔で形成される下部開先83が設けられる。なお、実施例で示した開先82、83の車体側面視での位置は、単なる一例であって、他の位置に変更して差し支えない。
次にロアフレーム30Lの高さ寸法について説明する。
車体側面視で、ロアフレーム30Lの中間部34Lの高さ寸法H1は、後端結合部33Lの高さ寸法H2より小さくなる。
車体側面視で、ロアフレーム30Lの中間部34Lの高さ寸法H1は、後端結合部33Lの高さ寸法H2より小さくなる。
ロアフレーム30Lとクロスパイプ60とリアフレーム70Lの溶接部を図11に基づいて説明する。
図11に示すように、クロスパイプ60の端部外周面61Lと、ロアフレーム30Lの後端結合部33L及びリアフレーム70Lの前端部71Lとに、すみ肉溶接を施して外側周溶接部84が形成される。加えて、上部開先82に突合わせ溶接を施して、上部溶接部85が形成される。さらに、下部開先83に突合わせ溶接を施して、下部溶接部86が形成される。
図11に示すように、クロスパイプ60の端部外周面61Lと、ロアフレーム30Lの後端結合部33L及びリアフレーム70Lの前端部71Lとに、すみ肉溶接を施して外側周溶接部84が形成される。加えて、上部開先82に突合わせ溶接を施して、上部溶接部85が形成される。さらに、下部開先83に突合わせ溶接を施して、下部溶接部86が形成される。
すなわち、ロアフレーム30Lとクロスパイプ60とリアフレーム70Lの結合部は、ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lがクロスパイプ60に溶接で結合される他に、ロアフレーム30Lの後端結合部33Lの上部87及び下部88とリアフレーム70Lの前端部71Lの上部89及び下部91が結合されている。なお、実施例では、後端結合部33Lの上部87及び下部88と、前端部71Lの上部89及び下部91とを結合させたが、後端結合部33Lの上部87と前端部71Lの上部89のみ、又は後端結合部33Lの下部88と前端部71Lの下部91のみを結合させるようにしてもよい。
クロスパイプ60とロアフレーム30Lとリアフレーム70Lに施した周溶接部を図12に基づいて説明する。
図12に示すように、クロスパイプ60の端部63Lの全周は、ロアフレーム30Lの後端部31Lの車幅方向外側面92と内側面93とに溶接で結合され、リアフレーム70Lの前端部71Lの車幅方向外側面94と内側面95とに溶接で結合される。外側面92、94に形成されているのが、外側周溶接部84であり、内側面93、95に形成されているのが、内側周溶接部96である。
図12に示すように、クロスパイプ60の端部63Lの全周は、ロアフレーム30Lの後端部31Lの車幅方向外側面92と内側面93とに溶接で結合され、リアフレーム70Lの前端部71Lの車幅方向外側面94と内側面95とに溶接で結合される。外側面92、94に形成されているのが、外側周溶接部84であり、内側面93、95に形成されているのが、内側周溶接部96である。
収納部支持メンバー140の平面上での配置、ロアフレーム30L、Rとピボット結合部78L、Rの結合構造を図13に基づいて説明する。
図13に示すように、収納部支持メンバー140が、車体平面視にてクロスパイプ60と重なるように配置されている。
図13に示すように、収納部支持メンバー140が、車体平面視にてクロスパイプ60と重なるように配置されている。
ピボット結合部78Lは、溶接部97Lによってロアフレーム30Lの内側面に結合され、ピボット結合部78Rは、溶接部97Rによってロアフレーム30Rの内側面に結合される。
クロスパイプ60とピボット結合部78Lの結合構造を図14に基づいて説明する。
図14に示すように、ピボット結合部78Lの下部とクロスパイプ60の中央部62とにすみ肉溶接を施して、溶接部98Lが形成される。つまり、ピボット結合部78Lは、リアフレーム70Lの前端部(図13、符号71L)内側に溶接されることに加えて、クロスパイプ60の外周面61Lにも溶接される。
図14に示すように、ピボット結合部78Lの下部とクロスパイプ60の中央部62とにすみ肉溶接を施して、溶接部98Lが形成される。つまり、ピボット結合部78Lは、リアフレーム70Lの前端部(図13、符号71L)内側に溶接されることに加えて、クロスパイプ60の外周面61Lにも溶接される。
ロアフレーム30L、Rの中間部34L、Rの平面形状を図15に基づいて説明する。
図15に示すように、車体平面視で、前車軸(図1、符号14)の中心線172と車幅中心線44が直交する前輪中心点P3から、ピボット結合部78Lの穴81Lの中心点P4まで直線173を引くと共に、ピボット結合部78Rの穴81Rの中心点P5まで直線174を引く。
図15に示すように、車体平面視で、前車軸(図1、符号14)の中心線172と車幅中心線44が直交する前輪中心点P3から、ピボット結合部78Lの穴81Lの中心点P4まで直線173を引くと共に、ピボット結合部78Rの穴81Rの中心点P5まで直線174を引く。
点P3、P4を直線173で結び、点P3、P5を直線174で結ぶことにより、ピボット結合部78Lの穴81Lの中心点P4と前輪中心点P3とピボット結合部78Rの穴81Rの中心点P5がV字状に結ばれ、V字の両直線173、174とロアフレーム30L、Rの中間部34L、Rが各々平行である。
以上に述べたスクータ型車両10の作用効果を以下に記載する。
図11に示す構成により、ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lがクロスパイプ60に結合される他に、ロアフレーム30Lの一部87、88とリアフレーム70Lの一部89、91が結合される。ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lに荷重が掛かると、これらの荷重をクロスパイプ60のみで受けるだけでなく、ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lも互いに受けるため、クロスパイプ60に荷重が集中し過ぎることを防止できる。
図11に示す構成により、ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lがクロスパイプ60に結合される他に、ロアフレーム30Lの一部87、88とリアフレーム70Lの一部89、91が結合される。ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lに荷重が掛かると、これらの荷重をクロスパイプ60のみで受けるだけでなく、ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lも互いに受けるため、クロスパイプ60に荷重が集中し過ぎることを防止できる。
図12に示す構成により、クロスパイプ60の端部63Lの全周は、ロアフレーム30Lの後端部31Lの外側面92と内側面93に結合され、リアフレーム70Lの前端部71Lの外側面94と内側面95に結合される。つまり、ロアフレーム30Lとリアフレーム70Lは、クロスパイプ60の端部63Lの全周を覆って、クロスパイプ60に結合される。
クロスパイプ60はロアフレーム30Lとリアフレーム70Lによって補強されるため、クロスパイプ60の薄肉化が可能となる。
クロスパイプ60はロアフレーム30Lとリアフレーム70Lによって補強されるため、クロスパイプ60の薄肉化が可能となる。
図10に示す構成により、ロアフレーム30Lにおいて、中間部34Lの高さ寸法H1を後端結合部33Lの高さ寸法H2より小さくした。
後端結合部33Lは、他の部材に結合されるため、剛性を高める必要があり、高さ寸法H2を大きくして剛性を増大するようにした。剛性を高める必要がない中間部34Lは、高さ寸法H1を小さくした。
仮に、中間部34Lを後端結合部33Lと同じ高さにすると、ロアフレーム30Lが大型化し重くなるが、本発明のように中間部34Lの高さ寸法H1を小さくすれば、ロアフレーム30Lの小型化及び軽量化が図れる。
後端結合部33Lは、他の部材に結合されるため、剛性を高める必要があり、高さ寸法H2を大きくして剛性を増大するようにした。剛性を高める必要がない中間部34Lは、高さ寸法H1を小さくした。
仮に、中間部34Lを後端結合部33Lと同じ高さにすると、ロアフレーム30Lが大型化し重くなるが、本発明のように中間部34Lの高さ寸法H1を小さくすれば、ロアフレーム30Lの小型化及び軽量化が図れる。
図13に示す構成により、ロアフレーム30L、Rの後端部31L、Rの各々に収納部支持メンバー140が結合され、収納部支持メンバー140を車体平面視にてクロスパイプ60と重なるように配置した。
収納部に起因する下向き荷重は、収納部支持メンバー140で支持され、この収納部支持メンバー140は、ロアフレーム30L、Rの後端部31L、R及びクロスパイプ60で支持される。仮に、収納部支持メンバー140がロアフレーム30L、Rの中間部又はリアフレーム70L、Rの中間部で支持されるようにすると、ロアフレーム30L、R又はリアフレーム70L、Rの剛性を増す必要がある。
収納部に起因する下向き荷重は、収納部支持メンバー140で支持され、この収納部支持メンバー140は、ロアフレーム30L、Rの後端部31L、R及びクロスパイプ60で支持される。仮に、収納部支持メンバー140がロアフレーム30L、Rの中間部又はリアフレーム70L、Rの中間部で支持されるようにすると、ロアフレーム30L、R又はリアフレーム70L、Rの剛性を増す必要がある。
本発明では、剛性を高めたロアフレーム30L、Rの後端部31L、Rと、ロアフレーム30L、Rやリアフレーム70L、Rで補強され剛性が高いクロスパイプ60とに、収納部支持メンバー140を支持させるようにしたので、クロスパイプ60、ロアフレーム30L、R、リアフレーム70L、Rのいずれも剛性をこれ以上高める必要はなく、これらの重量増加を抑えることができる。
図4に示す構成により、メインパイプ20は、下端に車幅方向に拡開される拡管部25を備える。加えて、図8に示す構成により、左右のロアフレーム30L、Rは、前端部22L、Rが各々拡管部25に結合されている。
拡管部25の断面積は、メインパイプ20のヘッドパイプ連結側の断面積に比べて大きくなるため、メインパイプ20下端に生じる応力が低減される。結果、メインパイプ20の薄肉化及び軽量化が可能となる。加えて、メインパイプ20下端の断面積を増加させたので、メインパイプ20とロアフレーム30L、Rに補強を施す必要がない。したがって、補強を施すことなく、軽量化できるフレーム構造を提供できる。
拡管部25の断面積は、メインパイプ20のヘッドパイプ連結側の断面積に比べて大きくなるため、メインパイプ20下端に生じる応力が低減される。結果、メインパイプ20の薄肉化及び軽量化が可能となる。加えて、メインパイプ20下端の断面積を増加させたので、メインパイプ20とロアフレーム30L、Rに補強を施す必要がない。したがって、補強を施すことなく、軽量化できるフレーム構造を提供できる。
図15に示す構成により、車体平面視で、前輪15の中心点P3から、左のピボット結合部78Lの穴中心P4まで直線173を引くと共に、右のピボット結合部78Rの穴中心P5まで直線174を引くことにより、左の穴中心P4と前輪の中心点P3と右の穴中心P5がV字状に結ばれ、V字の両直線173、174と左右のロアフレーム30L、Rの中間部34L、Rが各々平行である。
V字の両直線173、174とロアフレーム30L、Rの中間部34L、Rが各々平行であるため、V字の頂点(前輪中心点P3)に横荷重が掛かると、一方のロアフレーム30Lの中間部34Lには引張力が作用し、他方のロアフレーム30Rの中間部34Rには圧縮力が作用する。力がロアフレーム30Lの中間部34Lの中心軸176に沿って軸力として中間部34Lに掛かると共に、ロアフレーム30Rの中間部34Rの中心軸177に沿って軸力として中間部34Rに掛かるため、ロアフレーム30L、Rが大きく曲げられることなく、左右のロアフレーム30L、Rの変形を抑えることができる。
図8に示す構成により、ロアフレーム30Lの前端部22Lが、拡管部25の左右方向の側面21Lを覆うように形成され、ロアフレーム30Rの前端部22Rが、拡管部25の左右方向の側面21Rを覆うように形成される。
ロアフレーム30L、Rの前端部22L、Rで、拡管部25の左右方向の側面21L、Rを覆うため、前端部22L、Rの断面積が拡管部25の断面積に加わり、拡管部25の剛性を更に高めることができる。
ロアフレーム30L、Rの前端部22L、Rで、拡管部25の左右方向の側面21L、Rを覆うため、前端部22L、Rの断面積が拡管部25の断面積に加わり、拡管部25の剛性を更に高めることができる。
図13に示す構成により、ロアフレーム30L、Rの後端部31L、Rの各々に、クロスパイプ60が結合され、クロスパイプ60の端部63L、Rに、一対のリアフレーム70L、Rの前端部71L、Rが各々結合される。
ロアフレーム30L及びリアフレーム70Lと、ロアフレーム30R及びリアフレーム70Rとの間に、クロスパイプ60を設けたので、フレーム全体の剛性が高まる。
ロアフレーム30L及びリアフレーム70Lと、ロアフレーム30R及びリアフレーム70Rとの間に、クロスパイプ60を設けたので、フレーム全体の剛性が高まる。
図5に示すように、U字状に切欠かれたU字部36L、Rを拡管部25に嵌めることにより、ロアフレーム30Lの先端37L、38Lと、ロアフレーム30Rの先端37R、38Rとの間隔W3、W4が小さくなるようにし、且つ図7に示すように、山形に膨出形成された山形膨出部43Lにより前部溶接部41Lの溶接長さを稼ぐようにした。
拡管部25をロアフレーム30L、Rの前端22L、Rでほとんど囲むことができるため、拡管部25がロアフレーム30L、Rで補強され、拡管部25が薄肉でもねじれに強いフレーム構造にすることができる。
拡管部25をロアフレーム30L、Rの前端22L、Rでほとんど囲むことができるため、拡管部25がロアフレーム30L、Rで補強され、拡管部25が薄肉でもねじれに強いフレーム構造にすることができる。
図2において、ロアフレーム30R、L及びリアフレーム70R、Lの肉厚は、通常2.0〜3.0mmであるが、実施例で示した結合構造を適用することにより、肉厚を1.0〜2.0mmにすることが可能となる。
本発明のフレーム構造は、スクータ型車両に好適である。
10…スクータ型車両、11…車体フレーム、12…ヘッドパイプ、13…フロントフォーク、15…前輪、16…ハンドル、20…メインパイプ、21L、21R…左右側面、25…拡管部、30L、30R…ロアフレーム、31L、31R…後端部、32L、32R…前端結合部、33L、33R…後端結合部、34L、34R…中間部、44…車幅中心、60…クロスパイプ、61L、61R…端部外周(端部外周面)、63L、63R…左右端部、70L、70R…リアフレーム、71L、71R…前端部、78L、78R…ピボット結合部、87、89…一部(上部)、88、91…一部(下部)、92、94…外側面、93、95…内側面、106…エンジン、114…収納部、140…収納部支持メンバー、173、174…直線、H1、H2…高さ寸法、P3…中心点、P4、P5…穴中心。
Claims (6)
- 運転者が握るハンドル及びこのハンドルに連結されるフロントフォークを操向可能に支持するヘッドパイプと、このヘッドパイプから車体後下方へ延びる中空状のメインパイプと、このメインパイプの下部に結合され前記メインパイプの下部から車体後方へ各々延びる一対の左右ロアフレームと、これらロアフレームの後端部の各々に結合され車幅方向へ延びるクロスパイプと、このクロスパイプの左右端部に前端部が各々結合され車体後上方へ延びる一対の左右リアフレームと、を備えるスクータ型車両のフレーム構造において、
前記ロアフレームと前記リアフレームは、前記クロスパイプに結合されており、かつ、前記ロアフレームの少なくとも一部と前記リアフレームの少なくとも一部が結合されていることを特徴とするスクータ型車両のフレーム構造。 - 前記クロスパイプの端部全周は、前記ロアフレームの後端部の車幅方向外側面と内側面とに結合され、前記リアフレームの前端部の車幅方向外側面と内側面とに結合される、請求項1記載のスクータ型車両のフレーム構造。
- 前記ロアフレームは、前記メインパイプの下端に結合される前端結合部と、前記リアフレームの一部及び前記クロスパイプの端部外周に結合される後端結合部と、前記前端結合部と前記後端結合部の間に設けられる中間部とを有し、
前記中間部の高さ寸法は、前記後端結合部の高さ寸法より小さい、請求項1又は請求項2記載のスクータ型車両のフレーム構造。 - 前記左右ロアフレームの後端部の各々に、前記クロスパイプとは別に、物品を収納する収納部を支える収納部支持メンバーが結合され、
前記収納部支持メンバーが、前記クロスパイプと重なるように配置される、請求項1乃至3のいずれか1項記載のスクータ型車両のフレーム構造。 - 前記メインパイプは、下端に車幅方向に拡開する拡管部を備え、前記拡管部の左右側面に前記ロアフレームの前端結合部が溶接されている、請求項3乃至5のいずれか1項記載のスクータ型車両のフレーム構造。
- 前記フロントフォークの下端に回転自在に取付けられる前輪の中心点から、エンジンを支持するために前記左リアフレームの前端部に溶接される左のピボット結合部の穴中心まで直線を引くと共に、前記エンジンを支持するために前記右のリアフレームの前端部に溶接される右のピボット結合部の穴中心まで直線を引くことにより、前記左の穴中心と前記前輪の中心点と前記右の穴中心がV字状に結ばれ、V字の両直線と前記左右のロアフレームの中間部が各々平行である、請求項1乃至5のいずれか1項記載のスクータ型車両のフレーム構造。
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