JP2010012922A - 車体フレームの接続構造及び成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】断面が略多角形状の角形部材、たとえば略四辺形状の角形メインパイプ2の外周面に、筒状部材、たとえば丸形後部パイプ7の長さ方向の端部が接続される車体フレームの接続構造及び接続方法である。丸形後部パイプ7の前記端部には、断面が略L字状で二重壁構造の取付部31が一体に形成されている。前記角形メインパイプ2は、たとえば上下左右に四つの壁面2a、2b、2cを有している。前記取付部31を構成するL字状配置の二つの片部31a、31bが、前記角形メインパイプ2の二つの壁面2a、2bにそれぞれ当接し、溶接により前記壁面2a、2bに接続されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、車体フレームの接続構造及び接続方法において、溶接作業時における筒状部材の位置決めが容易で、しかも、接続部分の接着性及び剛性が向上する車体フレームの接続構造及び接続方法を提供することを目的としている。
図1乃至図5は、本発明にかかる接続構造を有する自動二輪車用の車体フレームを示しており、これらの図面に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。
この車体フレームFには、エンジン等の各種装備品を取り付けるために複数のブラケット類が設けられている。すなわち、図3において、ダウンパイプ3と、中間クロスパイプ12及び下側クロス板13には、エンジン取付ブラケット21がそれぞれ固着され、角形メインパイプ2の後端部には、左右の丸形後部パイプ7の上端部と上側クロスパイプ11とに亘って支持ブラケット30が固着されており、該支持ブラケット30には、燃料タンク(図示せず)の後端とシート(図示せず)の前端が支持される。さらに、丸形後部パイプ7の下端部の前面から立ち上がりパイプ6の前面に亘って、スイングアームブラケット23が固着されている。
図4において、丸形後部パイプ7の前上端部には、該前上端部を、径方向の外方から押しつぶすと共に折り曲げ成形することにより、断面が略L字状の二重壁構造の取付部31が丸形後部パイプ7と一体に成形されている。該L字状の取付部31は、略鉛直な二重壁構造の第1片部31aと、この第1片部31aの上端から略直角に折れ曲がる二重壁構造の第2片部31bとを有している。左側の取付部31の第2片部31bは、上方から見て、前半の縁辺部分がメインパイプ2の左壁面2aと略平行に前後方向に延び、屈折点51を境として、後半の縁辺部分は、後方に進むに従い左壁面2aに近づくように左側に傾斜している。右側の取付部31の第2片部31bは、上方から見て、前半の縁辺部分がメインパイプ2の右壁面2aと略平行に前後方向に延び、屈折点51を境として、後半の縁辺部分は、後方に進むに従い右壁面2aに近づくように右側に傾斜している。言い換えると、各第2片部31bを上方から見た形状は、前半部が略矩形状に形成され、後半部が楔状に形成されている。また、各第2片部31bの前半部分の左右方向の幅は、メインパイプ2の左右方向の幅Dの1/2以下に設定されており、該実施の形態では、各第2片部31bの前半部分の左右方向の幅は、メインパイプ2の左右方向の幅Dの1/3乃至1/4程度に設定されている。第1片部31aの前端には、接続部分における角形メインパイプ2への応力を分散させるために、凹部32が形成されている。すなわち、角形メインパイプ2の単独の断面形状から取付部31を加えた断面形状に変化する場合に、取付部31の前端の一箇所の断面で形状が急激に変化するのを避けるために、凹部32を形成している。
d>(2/π)・H…式(1)
すなわち、丸形後部パイプ7の一端部を平板状に押圧して取付部31を形成した場合、L字状に折り曲げる前における平板状の取付部31の上下方向幅d2は、πd/2となるが、この上下方向幅d2がメインパイプ2の壁面2aの上下方向幅Hよりも大きくなるように形成することにより、第1辺部31aの上下方向幅をメインパイプ2の上下方向幅Hに近付け、かつ、第2片部31bも形成することができるのである。
H≧d+((π・d)/2−d)/2)…式(2)
(2/π)・H<d≦(4/(2+π))・H…式(3)
図1において、角形メインパイプ2の前端部とダウンパイプ3の上端部とは、それぞれ溶接によりヘッドパイプ1に接続されている。左側のダウンパイプ3と左側のロワーパイプ5と左側の立ち上がりパイプ6とは、一つの丸形パイプ部材を折曲げ成形することにより、三者一体に形成されている。右側のダウンパイプ3は継手25により下側部分が分離可能となっており、右側のダウンパイプ3の前記継手25より下側部分は、丸形パイプ部材により右側のロワーパイプ5と一体に形成されている。右側のロワーパイプ5の後端部と右側の立ち上がりパイプ6の下端部とは、継手26を介して分離可能に接続されている。すなわち、右方から車体フレームF内へエンジンの着脱が容易に行えるように、継手25,26で分離することにより、右側ロワーパイプ5及び右側ダウンパイプ3の下側部分を車体フレームFから一体的に取り外すことができるようになっている。
図7の(a)(b)(c)(d)は、丸形後部パイプ7の取付部31の製造工程の一例を示す図であり、図8は丸形後部パイプ7の取付部31の製造から角形メインパイプ2への接続までの製造及び接続作業のフロー図である。
(1)該実施の形態では、丸形後部パイプ7の前端部に、二重壁構造の略L字状の取付部31を丸形後部パイプ7と一体に形成し、L字状の取付部31の第1片部31aを角形メインパイプ2の右側又は左側の壁面2aに押し当て、第2片部31bを角形メインパイプ2の上壁面2bに押し当て、それぞれ溶接により接続しているので、左右方向及び上下方向の荷重に対する接着性及び剛性が向上すると共に、溶接作業時の丸形後部パイプ7の位置決め作業も容易に、かつ、正確に行うことができ、組立精度も向上する。
[第2の実施形態]
図9は本発明の第2の実施形態であり、前記第1の実施形態とは、取付部31の形状が異なるだけであり、その他の構造は、第1の実施形態と同様である。図9において、丸形後部パイプ7の前端取付部31は、断面コの字状の二重壁構造に形成されている。すなわち、略垂直な第1片部31aと、該第1片部31aの上端に第1片部31aと略直角に形成された第2片部31bと、前記第1片部31aの下端に前記第2片部31bと略平行に形成された第3片部31cと、から断面コの字状に形成されている。なお、溶接箇所は、第2片部31bの左又は右の端縁と、第3片部31cの左又は右の端縁であり、それぞれ隅肉溶接W5、W6、W7、W8により、上壁面2bと下壁面2cに接続されている。
図10は第3の実施形態であり、前記第1の実施形態とは、取付部31の第1片部31aの形状が異なるだけであり、その他の構造は、第1の実施形態と同様である。図10において、第1片部31aの前端縁33は、下方に向かって後方に傾斜する形状となっており、これにより、前記凹部32と同様に、角形メインパイプ2の一箇所にかかる応力集中を緩和している。
(1)図5の第1の実施形態の取付部31を、上下逆にした形状とすることもできる。すなわち、図5において、垂直な第1片部31aの下端に、第2片部31bを第1片部31aと略直角に形成することにより、略L字状の取付部31を構成することもできる。
(7)本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。
2 角形メインパイプ(角形部材及び被接続部材の一例)
2a 左右の壁面
2b 上壁面
2c 下壁面
7 丸形後部パイプ(筒状部材の一例)
31 取付部
31a 第1片部
31b 第2片部
31c 第3片部
32 凹部
W1,W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8 溶接
Claims (6)
- 断面が略多角形状の角形部材の外周に、筒状部材の長さ方向の端部が接続される車体フレームの接続構造において、
前記筒状部材の前記端部には、断面が略L字状で二重壁構造の取付部が一体に形成されており、
前記取付部を構成するL字状配置の二つの片部が、前記角形部材の外周において二つの壁面にそれぞれ当接し、溶接により前記壁面に接続されていることを特徴とする車体フレームの接続構造。 - 請求項1に記載の車体フレームの接続構造において、
二つの前記片部のうち少なくとも一方は、対向する前記角形部材の壁面の全幅に亘る幅に形成されている車体フレームの接続構造。 - 請求項1又は2に記載の車体フレームの接続構造において、
前記角形部材は、車輌操向用の操舵軸を支持するヘッドパイプに接続されると共に後方に延びており、
前記筒状部材は、前記角形部材の左右の壁面にそれぞれ配置され、
前記左側の筒状部材の前記取付部は、前記二つの片部の一方が前記角形部材の左側の前記壁面に当接し、
前記右側の筒状部材の前記取付部は、前記二つの片部の一方が前記角形部材の右側の前記壁面に当接している車体フレームの接続構造。 - 請求項3記載の車体フレームの接続構造において、
前記角形部材は上下方に湾曲する湾曲部分を有しており、該湾曲部分に前記筒状部材を接続している車体フレームの接続構造。 - 断面が略多角形状の角形部材の外周に、筒状部材の長さ方向の端部が接続される車体フレームの接続構造において、
前記筒状部材の前記端部には、断面が略コの字状で二重壁構造の取付部が一体に形成されており、
前記取付部を構成するコの字状配置の三つの片部が、前記角形部材の三つの前記壁面にそれぞれ当接し、溶接により前記壁面に接続されていることを特徴とする車体フレームの接続構造。 - 所定の角度を成して隣接する二つの平坦な外壁面を有する被接続部材の前記外壁面の一方に、筒状部材の長さ方向の端部を接続する車体フレームの接続方法において、
前記被接続部材と前記筒状部材とを準備する準備工程と、
前記筒状部材の長さ方向の一端部を前記筒状部材の径方向の外方から押圧して二重壁構造の取付部を形成する押圧成形工程であって、前記取付部は、該取付部の壁厚方向に重なって並んでL字状に形成される二層の壁部と、該二層の壁部の各縁辺部分同士をそれぞれ連結する二つの屈曲部とを有し、前記被接続部材の長さ方向に垂直な断面形状としてL字状部分を含む形状に成形される押圧成形工程と、
前記被接続部材の二つの平坦な前記外壁面に、前記取付部のL字状部分の内側面を重ね、前記被接合部材と前記筒状の縁辺部分とを溶接する溶接工程とを含んでいる、
車体フレームの接続方法。
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