WO2019181128A1

WO2019181128A1 - パイプフレームの強化構造

Info

Publication number: WO2019181128A1
Application number: PCT/JP2018/047557
Authority: WO
Inventors: 雅長山; 大石　健一
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2020-09-23
Also published as: EP4494990A2; EP3770052A4; JPWO2019181128A1; EP3770052A1; EP4494990A3; JP6977146B2

Abstract

簡単な構造でパイプフレームの湾曲部の剛性を高めることができるパイプフレームの強化構造を提供する。　車体フレーム（Ｆ）を構成する円形断面のパイプ材（ＭＦ）に適用されるパイプフレームの強化構造において、パイプ材（ＭＦ）の湾曲部に、該パイプ材（ＭＦ）を径方向に貫通する貫通パイプ（５０）を設ける。貫通パイプ（５０）を、パイプ材（ＭＦ）の湾曲部（Ａ１）のうちの曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ１）に設ける。貫通パイプ（５０）を、パイプ材（ＭＦ）の湾曲部（Ａ２）のうちの曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ２）を挟んで互いに離間した２か所に設ける。貫通パイプ（５０）を、パイプ材（ＭＦ）の軸線（Ｃ１，Ｃ２）と交差するように指向させてパイプ材（ＭＦ）に溶着する。

Description

パイプフレームの強化構造

　本発明は、パイプフレームの強化構造に係り、特に、パイプフレームの湾曲部に適用されるパイプフレームの強化構造に関する。

　従来から、鞍乗型車両等の車体フレームを、鉄等からなる丸パイプ材（鋼管材）を組み合わせて構成することが知られている。

　特許文献１には、操向ハンドルとシートとの間に低床フロアを設けたスクータ型の自動二輪車の車体フレームにおいて、前輪の操舵系を軸支するヘッドパイプ、ヘッドパイプに連結されて低床フロアの下部を通るアンダフレーム、シートの下部を支持するリヤフレーム等を丸パイプ材で構成したものが開示されている。

特許第３９７４４０５号公報

　ここで、鉄等からなる丸パイプ材は、曲げ加工や溶接加工が容易で安価な素材であるが、肉厚や外径が一定であることから、車体フレームとして組み立てた際により高い剛性が要求される部分にガセットやパッチ等による補強加工が行われることがある。ただ、このような補強加工を行うためには、各部の形状に合わせた専用のガセットやパッチが必要となり、部品点数や生産工数の増加に直結してしまう。この点、特に、専用のガセット等を用いることなくパイプ材の湾曲部の剛性を高めることできれば、パイプフレームの生産工数が大幅に低減することが考えられる。

　本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、簡単な構造でパイプフレームの湾曲部の剛性を高めることができるパイプフレームの強化構造を提供することにある。

　前記目的を達成するために、本発明は、車体フレーム（Ｆ）を構成する円形断面のパイプ材（ＭＦ）に適用されるパイプフレームの強化構造において、前記パイプ材（ＭＦ）の湾曲部に、該パイプ材（ＭＦ）を径方向に貫通する貫通パイプ（５０）を設けた点に第１の特徴がある。

　また、前記パイプ材（ＭＦ）が湾曲部（Ａ１）を有しており、前記貫通パイプ（５０）は、前記湾曲部（Ａ１）うちの曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ１）に設けられる点に第２の特徴がある。

　また、前記パイプ材（ＭＦ）が湾曲部（Ａ２）を有しており、前記貫通パイプ（５０）は、前記湾曲部（Ａ２）の曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ２）を挟んで互いに離間した２か所に設けられる点に第３の特徴がある。

　また、前記貫通パイプ（５０）が、前記湾曲部（Ａ１，Ａ２）の曲げ方向に対して垂直方向に指向して設けられる点に第４の特徴がある。

　また、前記貫通パイプ（５０）が、前記パイプ材（ＭＦ）の軸線（Ｃ１，Ｃ２）と交差して設けられる点に第５の特徴がある。

　また、前記貫通パイプ（５０）の直径（φ１）は、前記パイプ材（ＭＦ）の直径（φ２）の１／３～１／４に設定されており、前記貫通パイプ（５０）が、前記パイプ材（ＭＦ）に形成した貫通孔（３３ｃ）に通された後に溶接によって固定される点に第６の特徴がある。

　また、前記車体フレーム（Ｆ）が、鞍乗型車両（１）の前輪（ＷＦ）の操舵機構を揺動可能に軸支するヘッドパイプ（３０）と、該ヘッドパイプ（３０）から車体下方に延びてから車体後方に延びるメインフレーム（ＭＦ）とを含み、前記貫通パイプ（５０）は、前記メインフレーム（ＭＦ）に形成される前記湾曲部（Ａ１，Ａ２）に設けられる点に第７の特徴がある。

　また、前記メインフレーム（ＭＦ）が、車幅方向に左右一対で設けられている点に第８の特徴がある。

　また、前記鞍乗型車両（１）は、操向ハンドル（５）とシート（１３）との間に低床フロア（１１）が設けられたスクータ型の自動二輪車であり、前記メインフレーム（ＭＦ）の一部を構成して車体前後方向に指向する左右一対のアンダフレーム（３４）の間に燃料タンク（７０）が配設されており、前記燃料タンク（７０）の前端部（７０ａ）が、前記ヘッドパイプ（３０）の車体下方に位置する点に第９の特徴がある。

　さらに、前記ヘッドパイプ（３０）から下方に延びるメインフレーム（ＭＦ）に、車体下方側で車体後方に湾曲して前記アンダフレーム（３４）に連なる湾曲部（Ａ２）が形成されており、前記湾曲部（Ａ２）に設けられる２か所の前記貫通パイプ（５０）の間の位置に、車体前方側に張り出して前記左右のメインフレーム（ＭＦ）を連結するクロスパイプ（３５）が溶着されている点に第１０の特徴がある。

　第１の特徴によれば、車体フレーム（Ｆ）を構成する円形断面のパイプ材（ＭＦ）に適用されるパイプフレームの強化構造において、前記パイプ材（ＭＦ）の湾曲部に、該パイプ材（ＭＦ）を径方向に貫通する貫通パイプ（５０）を設けたので、パイプ材に曲げ応力がかかった際にパイプ材の断面形状が変形しにくくなることで、曲げ応力に対する強度を高めることが可能となる。これにより、貫通パイプを設けるという簡単な構造によってパイプ材の剛性が高められるので、専用のガセットやパッチを用いずに生産工数および生産コストを低減することができる。さらに、湾曲部の剛性が高められることで車体フレームのレイアウト自由度を向上させ、ガセット等を廃することで軽量化を図ることができる。

　第２の特徴によれば、前記パイプ材（ＭＦ）が湾曲部（Ａ１）を有しており、前記貫通パイプ（５０）は、前記湾曲部（Ａ１）うちの曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ１）に設けられるので、特に、湾曲部の曲げ角度が鈍角である場合等に、曲げ部の頂点近傍に貫通パイプを１点設けることで、湾曲部の剛性を高めることが可能となる。

　第３の特徴によれば、前記パイプ材（ＭＦ）が湾曲部（Ａ２）を有しており、前記貫通パイプ（５０）は、前記湾曲部（Ａ２）の曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ２）を挟んで互いに離間した２か所に設けられるので、特に、湾曲部全体の曲げ角度が鋭角である場合等に、曲げ部の頂点を挟むように貫通パイプを２点設けることで、湾曲部の剛性を高めることが可能となる。

　第４の特徴によれば、前記貫通パイプ（５０）が、前記湾曲部（Ａ１，Ａ２）の曲げ方向に対して垂直方向に指向して設けられるので、湾曲部の曲げ方向に沿った曲げ応力が加えられた際の強度を、曲げ方向に沿って貫通パイプを設けた場合より高めることができる。詳しくは、湾曲部の曲げ方向に沿った曲げ応力が加えられると、パイプ軸線を挟んで対向する２面のうち、曲げ方向の内側に位置するパイプ壁面に圧縮応力が作用すると共に、曲げ方向の外側に位置するパイプ壁面には引張応力が作用する。この応力がかかる２面から最も離れた２面に貫通パイプを設けることにより、曲げ応力に対する強度が一層高められることとなる。

　第５の特徴によれば、前記貫通パイプ（５０）が、前記パイプ材（ＭＦ）の軸線（Ｃ１，Ｃ２）と交差して設けられるので、パイプ材の軸線を挟んで対向する最も離間した２面を貫通パイプで連結することとなり、パイプ材の剛性を向上させる効果が高められる。

　第６の特徴によれば、前記貫通パイプ（５０）の直径（φ１）は、前記パイプ材（ＭＦ）の直径（φ２）の１／３～１／４に設定されており、前記貫通パイプ（５０）が、前記パイプ材（ＭＦ）に形成した貫通孔（３３ｃ）に通された後に溶接によって固定されるので、貫通パイプを比較的小径とすることで、パイプ材にかかる曲げ応力が溶接部に及ぼす影響を低減できると共に、少ない溶接作業で貫通パイプをパイプ材に固定できるので、生産工数を低減することができる。また、貫通パイプをパイプ材に溶着することで、貫通パイプによる剛性向上の効果を十分に得ることができる。

　第７の特徴によれば、前記車体フレーム（Ｆ）が、鞍乗型車両（１）の前輪（ＷＦ）の操舵機構を揺動可能に軸支するヘッドパイプ（３０）と、該ヘッドパイプ（３０）から車体下方に延びてから車体後方に延びるメインフレーム（ＭＦ）とを含み、前記貫通パイプ（５０）は、前記メインフレーム（ＭＦ）に形成される前記湾曲部（Ａ１，Ａ２）に設けられるので、鞍乗型車両の車体フレームの前方寄りの位置で車体を支持するメインフレームの剛性を高めることができる。

　第８の特徴によれば、前記メインフレーム（ＭＦ）が、車幅方向に左右一対で設けられているので、左右一対のメインフレームの剛性を高めることで、ヘッドパイプと車体後方側のリヤフレームとの間を左右のメインフレームのみで支持することができる。これにより、左右のメインフレーム間のスペースを有効活用して燃料タンク等の部品を配設することが可能となる。

　第９の特徴によれば、前記鞍乗型車両（１）は、操向ハンドル（５）とシート（１３）との間に低床フロア（１１）が設けられたスクータ型の自動二輪車であり、前記メインフレーム（ＭＦ）の一部を構成して車体前後方向に指向する左右一対のアンダフレーム（３４）の間に燃料タンク（７０）が配設されており、前記燃料タンク（７０）の前端部（７０ａ）が、前記ヘッドパイプ（３０）の車体下方に位置するので、左右のアンダフレームの間に剛性を高めるための補強部材等が不要となることで、スクータ型自動二輪車の低床フロアの下部に配設される燃料タンクを車体前方寄りの位置に配設して、前輪荷重を増すことが可能となる。

　第１０の特徴によれば、前記ヘッドパイプ（３０）から下方に延びるメインフレーム（ＭＦ）に、車体下方側で車体後方に湾曲して前記アンダフレーム（３４）に連なる湾曲部（Ａ２）が形成されており、前記湾曲部（Ａ２）に設けられる２か所の前記貫通パイプ（５０）の間の位置に、車体前方側に張り出して前記左右のメインフレーム（ＭＦ）を連結するクロスパイプ（３５）が溶着されているので、貫通パイプによって湾曲部の剛性が高められた部位を利用し、他の補器類を保持したり前方からの衝撃から燃料タンクを保護するクロスパイプを湾曲部に直接溶着することで、部品点数および生産工数を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。自動二輪車の正面図である。自動二輪車の車体フレームの斜視図である。車体フレームの左側面図である。車体フレームの正面図である。車体フレームの一部拡大斜視図である。フロントフレームとのアンダフレームとの間の第２湾曲部の拡大斜視図である。第２湾曲部の拡大側面図である。図７のXI－XI線断面図である。図９のX－X線断面図である。

　以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るパイプフレームの強化構造を適用した自動二輪車１の左側面図である。また、図２は自動二輪車１の正面図である。自動二輪車１は、操向ハンドル５とシート１３との間に運転者の足を乗せる低床フロア１１が設けられたスクータ型の鞍乗型車両である。車体フレームＦの前端には、ステアリングステム１８を回動自在に軸支するヘッドパイプ３０が設けられている。ステアリングステム１８の下端部には、前輪ＷＦを回転自在に軸支するフロントフォーク１０を支持するボトムブリッジ１９が固定されており、一方の上端部には、車幅方向に延びる操向ハンドル５が固定されている。操向ハンドル５の前後は、ヘッドライト６および左右一対のバックミラー３を支持するヘッドライトカバー４で覆われている。

　ヘッドライトカバー４の下方に配設されるセンターカウル２０の両側には、ポジションライトとウインカライトと一体に構成した灯火装置２が配設されている。灯火装置２の車幅方向外側には、左右一対のフロントサイドカバー７が配設されている。フロントサイドカバー７の下部に連なるアンダサイドカバー２５は、低床フロア１１の下方まで延出して、車幅方向中央のアンダカウル２６に連なっている。フロントサイドカバー７の車体後方側には、乗員の脚部に対向するフロアパネル８が配設されている。

　ヘッドパイプ３０の後面に接合される左右一対のフロントフレーム３３は、ほぼ車体下方に延びてから車体後方側に急角度で湾曲してアンダフレーム３４に連なる。アンダフレーム３４の後方には、リヤカウル１２で覆われる左右一対のリヤフレーム４１が連結される。アンダフレーム３４の車幅方向左側には、サイドスタンド２２を支持するブラケット４３が取り付けられている。サイドスタンド２２の後方上方には、車体側に折り畳んで収納できるタンデムステップ３８ａが配設されている。

　シート１３の下方はシートパネル２４で覆われている。アンダフレーム３４の後端の位置には、エンジンと変速機とを一体化したユニットスイング式のパワーユニットＰが揺動自在に軸支されている。駆動輪としての後輪ＷＲを回転自在に軸支するパワーユニットＰの後端部は、リヤクッション１６によってリヤフレーム４１に吊り下げられている。また、パワーユニットＰの上部にはエアクリーナボックス１４が取り付けられており、一方の下部にはメインスタンド２３が揺動可能に軸支されている。リヤカウル１２の後端部には、テールライトとウインカライトと一体に構成した尾灯装置１５が配設されており、その下方にはリヤフェンダ１７が固定されている。

　図３は、自動二輪車１の車体フレームＦの斜視図である。また、図４は車体フレームＦの左側面図であり、図５は同正面図である。図４，５では、燃料タンク７０が取り付けられた状態を示している。ヘッドパイプ３０の背面には、後方下方に延びるセンタパイプ３１が溶着されており、このセンタパイプ３１の車幅方向両側に、左右一対のメインフレームＭＦが溶着されている。メインフレームＭＦは、単一の丸パイプ材に曲げ加工を施すことで、センタパイプ３１の下部で車体前方下方に延びるフロントフレーム３３と、フロントフレーム３３の下部から車体後方上方に延びるアンダフレーム３４とを含む構成とされる。センタパイプ３１の下部とフロントフレーム３３の車幅方向内側面との間には、互いの結合剛性を高めるためのガセット３２が溶着されている。

　左右のメインフレームＭＦの間には、燃料タンク７０の前方で左右のメインフレームＭＦを連結する湾曲した第１クロスパイプ３５と、燃料タンク７０の後方で左右のメインフレームＭＦを連結する湾曲した第２クロスパイプ３６とが設けられている。アンダフレーム３４の前方寄りの位置には、燃料タンク７０を支持する燃料タンク支持ステー４７が溶着されており、この燃料タンク支持ステー４７の上面に、低床フロア１１の車体前方側を支持する低床フロア支持ボス４５が設けられている。車幅方向左側のアンダフレーム３４には、サイドスタンド２２のブラケット４３が溶着されている。

　アンダフレーム３４の後部には、車体上方に立ち上がる立ち上がり部３７が連なっており、立ち上がり部３７の上端部には、車体後方上方に直線状に延びる丸パイプ材からなる左右一対のリヤフレーム４１が接続されている。立ち上がり部３７とリヤフレーム４１との間には、車体側面視で略三角形をなすガセット４０が溶着されている。立ち上がり部３７の車幅方向外側には、タンデムステップ３８ａを支持する支持パイプ３８が溶着されている。また、立ち上がり部３７の前面部には、車体前方側に凸の湾曲形状をなして左右の立ち上がり部３７を連結する第３クロスパイプ３９が配設されており、左右のリヤフレーム４１の間には、角パイプ材からなる第４クロスパイプ４２が配設されている。

　車体前方寄りに配設される燃料タンク７０の前端部７０ａは、ヘッドパイプ３０の背面側に溶着されるセンタパイプ３１の下方に位置する。また、燃料タンク７０の上面に設けられる給油パイプ７１は、車幅方向中央のガセット３２の下方に位置する。

　図５を参照して、燃料タンク７０の前方に設けられる第１クロスパイプ３５は、燃料タンクの前方下方を保護すると共に、各種補器類の支持ステーとしても機能する。車幅方向左側のフロントフレーム３３の内側には、給油パイプ７１の上部に連結される延長パイプ（不図示）の側方を支持するステー４４が設けられている。

　図６は、車体フレームＦの一部拡大斜視図である。メインフレームＭＦは、円形断面の鋼管材（スチールパイプ材）に複数の曲げ加工を施すことで、センタパイプ３１の下部から車体前方下方に延びるフロントフレーム３３と、フロントフレーム３３の下部から車体後方上方に延びるアンダフレーム３４とを含む構成とされる。

　フロントフレーム３３には、センタパイプ３１の下方から車体後方下方に延びる上部分３３ａと、上部分３３ａの下方に連なって車体前方下方に延びる下部分３３ｂとの間に、曲げ加工によって形成された第１湾曲部Ａ１が設けられている。本実施形態では、上部分３３ａと下部分３３ｂとの間で曲率が最も大きくなる位置、換言すれば、フロントフレーム３３の軸線Ｃ１の曲率が最も大きくなる最大曲率位置Ｂ１に、フロントフレーム３３を貫通する貫通パイプ５０を設けることで、第１湾曲部Ａ１の剛性が高められている。ここで、第１湾曲部Ａ１を挟んだ軸線Ｃ１の直線部分に着目すると、第１湾曲部Ａ１の曲げ角度は、９０度より大きな鈍角をなしている。

　また、フロントフレーム３３とアンダフレーム３４との間には、曲げ加工によって形成された第２湾曲部Ａ２が設けられている。こちらは、フロントフレーム３３とアンダフレーム３４との間で曲率が最も大きくなる位置、換言すれば、メインフレームＭＦの軸線Ｃ２の曲率が最も大きくなる最大曲率位置Ｂ２を挟んで、互いに離間した２か所に、メインフレームＭＦを貫通する貫通パイプ５０を設けることで、第２湾曲部Ａ２の剛性が高められている。ここで、第２湾曲部Ａ２を挟んだ軸線Ｃ２の直線部分に着目すると、第２湾曲部Ａ２の曲げ角度は、９０度より小さな鋭角をなしている。

　上記したように、本発明に係るパイプフレームの強化構造は、メインフレームＭＦ等を構成するパイプ材の湾曲部に、パイプ材を径方向に貫通する貫通パイプ５０を設けることで、パイプ材に曲げ応力がかかった際にパイプ材の断面形状が変形しにくくなり、曲げ応力に対する強度を高めることを可能とする。これにより、貫通パイプ５０を設けるという簡単な構造によってパイプ材の剛性が高められるので、専用のガセットやパッチを用いずに生産工数および生産コストを低減することができる。さらに、湾曲部の剛性が高められることで車体フレームのレイアウト自由度を向上させ、ガセット等を廃することで軽量化を図ることも可能とする。

　本実施形態では、スクータ型の自動二輪車１において、ヘッドパイプ３０から車体下方に延びるフロントフレーム３３と、フロントフレーム３３の車体下方で大きく湾曲して車体後方に延びるアンダフレーム３４とを有するメインフレームＭＦの湾曲部に、１本または２本の貫通パイプ５０を設けることで、車体フレームＦの前方寄りの位置で車体を支持するメインフレームＭＦの剛性を高めている。また、車幅方向に一対のメインフレームＭＦの剛性が高められることで、ヘッドパイプＭＦと車体後方側のリヤフレーム４１との間を左右のメインフレームＭＦのみで支持し、左右のメインフレームＭＦ間のスペースを有効活用して燃料タンク７０等の部品を配設することを可能としている。

　また、メインフレームＭＦの剛性が高められることで、左右のアンダフレーム３４の間に互いの剛性を高める補強部材等が不要となり、燃料タンク７０の前端部７０ａ（図３参照）がヘッドパイプ３０の車体下方に達するまで燃料タンク７０を車体前方寄りの位置に配設して、自動二輪車１の前輪荷重を増すことが可能となる。

　また、第２湾曲部Ａ２の剛性が高められることで、第２湾曲部Ａ２の前面に、他の補器類を保持したり前方からの衝撃から燃料タンクを保護する第１クロスパイプ３５を直接溶着することが可能となり、これにより、部品点数および生産工数の低減も図られている。

　図７は、フロントフレーム３３とのアンダフレーム３４との間の第２湾曲部Ａ２の拡大斜視図である。また、図８は第２湾曲部Ａ２の拡大側面図である。２本の貫通パイプ５０は、メインフレームＭＦの軸線Ｃ２を通ると共に、第２湾曲部Ａ２の曲げ方向に対して垂直をなす方向に指向して、メインフレームＭＦを貫通している。また、１本の貫通パイプ５０を使用する第１湾曲部Ａ１においても、貫通パイプ５０が第１湾曲部Ａ１の曲げ方向に対して垂直をなす方向に指向する点は共通である。

　第２湾曲部Ａ２においては、湾曲部が鋭角をなすことから、メインフレームＭＦの軸線Ｃ２の曲率が最も大きくなる最大曲率位置Ｂ２を避けて、軸線Ｃ２の曲率が小さくなる２か所に貫通パイプ５０を設けることで、第２湾曲部Ａ２の曲げ強度を高めている。一方、第１湾曲部Ａ１においては、湾曲部が鈍角をなすことから、第２湾曲部Ａ２に比して大きな曲げ応力がかかりにくく、軸線Ｃ１の曲率が最も大きくなる最大曲率位置Ｂ１に設ける１本の貫通パイプ５０によって十分な強度が得られている。

　従来、スクータ型自動二輪車のアンダフレームは、フロントフレームの下端で湾曲して車体後方側に略水平に延出することが多かった。この場合、アンダフレームの後端部で立ち上がり部に連結される部分の曲げ角度が大きくなりやすく、大型のガセットやサブパイプ等で曲げ強度を高める必要が生じていた。これに対し、本実施形態に係るメインフレームＭＦでは、貫通パイプ５０で剛性を高めて第２湾曲部Ａ２を鋭角としたことで、アンダフレーム３４が後上がりに傾斜した形状となり、アンダフレーム３４と立ち上がり部３７との相対角度が小さくなっている。これにより、アンダフレーム３４と立ち上がり部との間に施す補強が少なくて済むこととなり、この部分でも軽量化が図られる。

　図９は、図７のXI－XI線断面図である。また、図１０は図９のX－X線断面図である。円形断面の貫通パイプ５０は、フロントフレーム３３に形成された貫通孔３３ｃに挿入されて、フロントフレーム３３の外方側から溶接することでフロントフレーム３３に固定される。貫通パイプ５０は、最低限の長さで最大限の効果を得るため、フロントフレーム３３の径方向に沿いつつ軸線Ｃ１と交差するように配設される。

　溶接ビード５１は、貫通パイプ５０の外周を１周して設けられる。これにより、スポット的な溶接を数カ所行う場合に比して結合強度を高めると共に、貫通孔３３ｃと貫通パイプ５０との間からパイプ内側に水分等が侵入することを防ぐことが可能となる。

　ここで、貫通パイプ５０によってパイプ材の曲げ強度が高まるのは、曲げ応力が加わった際にパイプ材の断面形状が変形しにくくなるからである。したがって、貫通パイプ５０は、パイプ材の径方向うち、いずれの方向に指向させても曲げ強度を高める効果があるが、特に、曲げ方向に沿って貫通パイプ５０を設けた場合より、曲げ方向に対して垂直方向に指向させた方がより強度が高まることとなる。

　第２湾曲部Ａ２を例として説明すると、第２湾曲部Ａ２の曲げ方向に沿った曲げ応力が加えられると、車体前後方向のパイプ壁面が互いに近づいてパイプ材の断面形状が楕円に変形しようとする。このとき、軸線Ｃ２を挟んで対向する２面のうち、曲げ方向の内側となる車体後方側のパイプ壁面ＰＲには圧縮応力が作用すると共に、曲げ方向の外側となる車体前方側のパイプ壁面ＰＦには引張応力が作用して肉厚を薄くしようとする。これに対し、引張応力が作用する面から最も離れた位置、すなわち、本実施形態のように、曲げ方向に対して垂直方向に貫通パイプ５０を固定することで、曲げ応力に対する強度が一層高められることとなる。

　また、貫通パイプ５０の直径φ１は、メインフレームＭＦの直径φ２の１／３～１／４の寸法に設定されている。これにより、貫通パイプ５０を比較的小径とすることで、パイプ材にかかる曲げ応力が溶接部に及ぼす影響を低減できると共に、少ない溶接作業で貫通パイプ５０をパイプ材に固定できるので、生産工数を低減することができる。

　なお、車体フレームの形態、貫通パイプを設けるパイプ材の形状や肉厚、貫通パイプの寸法や肉厚、貫通パイプの固定方法や固定位置、貫通パイプの溶接態様等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、貫通パイプの断面形状は、円形断面のほか、多角形断面としてもよい。また、上記実施形態では、湾曲部が鈍角をなす場合には最大曲率位置に貫通パイプを設けると共に、湾曲部が鋭角をなす場合には最大曲率位置を挟んだ２か所に貫通パイプを設ける例を示したが、湾曲部が鈍角をなす場合に最大曲率位置を挟んだ２か所に貫通パイプを設けたり、最大曲率位置に設ける貫通パイプと合わせて計３か所に貫通パイプを設ける等、貫通パイプを設ける位置や数は種々の変形が可能である。本発明に係るパイプフレームの強化構造は、円形断面の鋼管に限られず、種々の断面形状を有する鋼管のほか、アルミ等の種々の金属からなるパイプフレームに適用することが可能である。

　１…自動二輪車（鞍乗型車両）、５…操向ハンドル、１１…低床フロア、１３…シート、３０…ヘッドパイプ、Ｆ…車体フレーム、ＭＦ…メインフレーム（パイプ材）、３３…フロントフレーム（パイプ材）、３３ａ…上部分、３３ｂ…下部分、３３ｃ…貫通孔、３４…アンダフレーム（パイプ材）、３５…第１クロスパイプ（クロスパイプ）、５０…貫通パイプ、７０…燃料タンク、７０ａ…燃料タンクの前端部、Ａ１…第１湾曲部（湾曲部）、Ａ２…第２湾曲部（湾曲部）、Ｂ１，Ｂ２…最大曲率位置、Ｃ１，Ｃ２…軸線、φ１…貫通パイプの直径、φ２…パイプ材の直径、ＷＦ…前輪

Claims

　車体フレーム（Ｆ）を構成する円形断面のパイプ材（ＭＦ）に適用されるパイプフレームの強化構造において、
　前記パイプ材（ＭＦ）の湾曲部に、該パイプ材（ＭＦ）を径方向に貫通する貫通パイプ（５０）を設けたことを特徴とするパイプフレームの強化構造。
　前記パイプ材（ＭＦ）が湾曲部（Ａ１）を有しており、
　前記貫通パイプ（５０）は、前記湾曲部（Ａ１）うちの曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ１）に設けられることを特徴とする請求項１に記載のパイプフレームの強化構造。
　前記パイプ材（ＭＦ）が湾曲部（Ａ２）を有しており、
　前記貫通パイプ（５０）は、前記湾曲部（Ａ２）の曲率が最も大きくなる最大曲率位置（Ｂ２）を挟んで互いに離間した２か所に設けられることを特徴とする請求項１に記載のパイプフレームの強化構造。
　前記貫通パイプ（５０）が、前記湾曲部（Ａ１，Ａ２）の曲げ方向に対して垂直方向に指向して設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパイプフレームの強化構造。
　前記貫通パイプ（５０）が、前記パイプ材（ＭＦ）の軸線（Ｃ１，Ｃ２）と交差して設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパイプフレームの強化構造。
　前記貫通パイプ（５０）の直径（φ１）は、前記パイプ材（ＭＦ）の直径（φ２）の１／３～１／４に設定されており、
　前記貫通パイプ（５０）が、前記パイプ材（ＭＦ）に形成した貫通孔（３３ｃ）に通された後に溶接によって固定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパイプフレームの強化構造。
　前記車体フレーム（Ｆ）が、鞍乗型車両（１）の前輪（ＷＦ）の操舵機構を揺動可能に軸支するヘッドパイプ（３０）と、該ヘッドパイプ（３０）から車体下方に延びてから車体後方に延びるメインフレーム（ＭＦ）とを含み、
　前記貫通パイプ（５０）は、前記メインフレーム（ＭＦ）に形成される前記湾曲部（Ａ１，Ａ２）に設けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のパイプフレームの強化構造。
　前記メインフレーム（ＭＦ）が、車幅方向に左右一対で設けられていることを特徴とする請求項７に記載のパイプフレームの強化構造。
　前記鞍乗型車両（１）は、操向ハンドル（５）とシート（１３）との間に低床フロア（１１）が設けられたスクータ型の自動二輪車であり、
　前記メインフレーム（ＭＦ）の一部を構成して車体前後方向に指向する左右一対のアンダフレーム（３４）の間に燃料タンク（７０）が配設されており、
　前記燃料タンク（７０）の前端部（７０ａ）が、前記ヘッドパイプ（３０）の車体下方に位置することを特徴とする請求項８に記載のパイプフレームの強化構造。
　前記ヘッドパイプ（３０）から下方に延びるメインフレーム（ＭＦ）に、車体下方側で車体後方に湾曲して前記アンダフレーム（３４）に連なる湾曲部（Ａ２）が形成されており、
　前記湾曲部（Ａ２）に設けられる２か所の前記貫通パイプ（５０）の間の位置に、車体前方側に張り出して前記左右のメインフレーム（ＭＦ）を連結するクロスパイプ（３５）が溶着されていることを特徴とする請求項９に記載のパイプフレームの強化構造。