JPH11105766A - 自動二輪車等の車体フレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、自動二輪車等の車体フレームを繊
維強化樹脂にて成形する場合、充分な強度を確保しつ
つ、金型等によって容易に成形出来るようにすることを
目的とする。 【解決手段】 スクータ型二輪車のフロントフレーム３
を繊維強化樹脂で成形するにあたり、断面形状略コの字
型の開断面の形材７と、平板状の補強材８を金型で成形
し、立上がり部３ｂについては、形材７の開放面側に補
強材８を高周波溶着等で溶着して閉断面構造とし、剛性
を確保するとともに寸法精度の向上を図る。この際、繊
維強化樹脂として、ガラス長繊維マットと熱可塑性樹脂
を積層した積層シートを、樹脂融点以上に加熱して金型
内でプレスする流動成形法にて成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂製の
自動二輪車等の車体フレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動二輪車等の車体を繊維
強化樹脂で成形するような技術として、例えば特開平６
−１８４３２２号のような技術が知られており、この技
術では、車体のフロア部とリヤフレーム部を閉断面のモ
ノコック構造とするため、略コの字型の開放断面の両端
部からフランジ部が側方に張出す形材を一対形成し、そ
れぞれのフランジ部同士をビス止め等で接合して閉断面
にするとともに、接合フランジ部をステップ部として構
成するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に一対の略コの字型の形材の開放側両端部からフランジ
部を側方に張出させるようにすると、形材成形用の金型
形状が複雑になるとともに、場所によっては、側方に張
出す張出部が邪魔になり、またフランジ部をビス止め等
で接合するため、工数がかかる等の不具合がある。

【０００４】そこで本発明は、自動二輪車等の車体フレ
ームを繊維強化樹脂にて成形する場合、充分な強度を確
保しつつ側方への張出量を少なくし、金型等によって容
易に成形出来るようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、請求項１において、繊維強化樹脂にて成形さ
れる自動二輪車等の車体フレームにおいて、開断面の繊
維強化樹脂製の形材の開放面側に、平板状の繊維強化樹
脂製の補強材を溶着して閉断面にするようにした。

【０００６】ここで、開断面の形材と平板状の補強材
は、いずれも金型で容易に成形出来、また、開断面の形
材の開放面側に補強材を溶着して閉断面の車体フレーム
を構成すれば、剛性の高い車体フレームとすることが出
来る。ここで、開断面の形材は、金型から抜くことが出
来るような形状であれば良く、例えばコの字型とか、半
円型等の断面形状が適用出来る。そして、開放面側の形
材の幅とほぼ同程度幅の補強材を溶着すれば、側方への
張出量を少なく出来る。

【０００７】また、形材と補強材との溶着は、接合面を
加熱軟化させて溶着する加熱溶着でも良く、接合面を圧
接しながら微小振動を加えて摩擦熱により溶着するバイ
ブレーション溶着でも良く、高周波誘導加熱により溶着
する高周波溶着でも良く、またはその他の手段でも良
い。

【０００８】そしてこのように形材の開放面側に補強材
を溶着して閉断面の構造にすれば、軽量でありながら捩
り剛性、曲げ剛性等を高めることが出来、しかも、形材
の開放面側の幅の開き等が防止されて寸法精度が高ま
る。

【０００９】また請求項２では、開断面の形材の断面外
形形状を基本的に略コの字型とし、必要に応じてコの字
の底面からコの字内に複数のリブを突設して補強材に溶
着するようにした。

【００１０】このように形材の断面外形形状を略コの字
型にすれば、平板状の補強材で開放面側を覆った時、断
面形状が略方形の車体フレームとなり、例えば半円型の
形材を使用することに較べて捩り剛性上有利となる。

【００１１】また、例えばスクータ型二輪車等の車体フ
レームの場合、略コの字型の断面形状の開放面側の両端
部を補強材に溶着するだけで、必要な剛性は確保される
が、更に剛性を必要とする場合等、コの字の底面からコ
の字内に複数のリブを突設し、この突設先端部を補強材
に溶着するようにしても良い。この場合は、曲げ剛性、
捩り剛性等を更に高めることが出来る。

【００１２】また請求項３では、開断面の形材と平板状
の補強材は、ガラス長繊維、カーボン長繊維等のマット
と熱可塑性樹脂を積層した積層シートから流動成形法に
て成形するようにした。ここで流動成形法は、予め熱可
塑性樹脂と長繊維マット等を積層した積層シートから所
定量のブランク材を切出し、このブランク材を樹脂の融
点より高い温度で加熱し、金型内で樹脂を流動させるよ
うな状態でプレス成形する方法であり、このような流動
成形法を採用すれば、例えば熱硬化性樹脂をチョップト
・ストランドガラス等で補強し、プレス成形するＳＭＣ
（sheet molding compound）成形品等に較べて等重量当
たりの強度が向上するとともに、アイゾット衝撃値を約
２倍に高めることが出来、しかも成形サイクルが短くな
り、生産性に優れる。

【００１３】また請求項４では、前記自動二輪車等の車
体フレームを、自動二輪車等の前部フレームの少なくと
も一部とした。ここで、前部フレームは、例えばスクー
タのフロントフレーム、又はオートバイのＴボーンフレ
ーム等であり、このように車体の前部フレームは、捩り
剛性、曲げ剛性等が必要とされる箇所であり、本発明に
係るフレーム構造を適用すれば好適である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
車体フレームが適用されるスクータ型二輪車の全体図、
図２は車体フレームのうちフロントフレームと中間フレ
ームの側面図、図３は同平面図、図４は図２のＡ−Ａ線
断面図、図５は接合部の溶着方法の一例を説明するため
の断面図である。

【００１５】本発明に係る自動二輪車等の車体フレーム
は、例えば図１に示すようなスクータ型二輪車１の車体
フレーム２に適用され、この車体フレーム２は、フロン
トフレーム３と中間フレーム４とリヤフレーム５から構
成され、リヤフレーム５の上部にはシート６が設けられ
ている。

【００１６】そしてフロントフレーム３と中間フレーム
４とリヤフレーム５からなる車体フレーム２は、それぞ
れ繊維強化樹脂にて成形され、本発明に係る車体フレー
ムは、フロントフレーム３の立上がり部３ｂのフレーム
構造に適用されている。

【００１７】すなわち、このフロントフレーム３は、図
２及び図３に示すように、ヘッドパイプ支持部３ａと立
上がり部３ｂとステップ部３ｃを一体に備えており、特
に曲げ剛性とか捩り剛性等が要求される立上がり部３ｂ
については、後述するように開断面の形材７に対して平
板状の補強材８を溶着して閉断面構造にして剛性を確保
するとともに、実施形態では、このフロントフレーム３
を熱可塑性樹脂のポリプロピレンとガラス長繊維を積層
した積層シートを原料にして、流動成形法により成形し
ている。

【００１８】この流動成形法は、例えば予めガラス長繊
維をニードルパンチした４０wt％程度のスワールマット
と、耐熱、耐候処理を施した６０wt％程度のポリプロピ
レンを積層した積層シートから所定量のブランク材を切
出し、この切出したブランク材をヒータ等によって樹脂
融点より高い２００〜２２０℃程度に加熱して樹脂を溶
融させ、流動しやすい状態にした後、加熱したブランク
材を金型に移載し、ただちに型締めしてプレスすること
で成形する。

【００１９】ここで、フロントフレーム３の成形にあっ
ては、形材７成形用の金型によって流動成形法により開
断面の形材７を成形する。この際、形材７はヘッドパイ
プ支持部３ａから立上がり部３ｂ、ステップ部３ｃを通
して一体に成形される一体成形物であり、ヘッドパイプ
支持部３ａを除いて基本的に上面側が開放する断面略コ
の字型とされ、また、複数の横リブ７ｒの突設方向も一
致しているため、離型も容易である。

【００２０】また、立上がり部３ｂについては、別の金
型等を用いて流動成形法により平板状の補強材８を成形
する。この補強材８は、立上がり部３ｂの開放上面側を
覆って閉断面に出来るような形状とする。

【００２１】そして以上のような流動成形法により、成
形品の末端まで繊維が充填されて、ＳＭＣ（sheet mold
ing compound）成形品等に較べて等重量当たりの強度を
向上させることが出来、しかも効率良く成形することが
出来る。

【００２２】次に、形材７と補強材８を溶着する。この
溶着は、例えば図４に示すように、補強材８の接合面に
高周波誘導体としてのワイヤ９を埋設し、高周波電界内
において接合面を加熱軟化させ、ワイヤ９を埋め込んだ
まま接合する。尚、このようなワイヤ９は、図５（Ａ）
に示すように、形材７の接合面に埋設するようにしても
良く、或いは、形材７と補強材８の接合面を圧接しなが
ら微小振動を加えて溶着するバイブレーション溶着で
も、その他の方法で図５（Ｂ）に示すように溶着しても
良い。

【００２３】そしてこのように形材７と補強材８を溶着
して一体化することで、立上がり部３ｂのフレーム構造
は閉断面構造となり、軽量でありながら、捩れ剛性、曲
げ剛性等を高めることが出来る。また、形材７は、金型
からの抜き性を良くするため、コの字の両壁面に抜き勾
配が形成されているが、補強材８を溶着して一体化する
ことで、開放側の両壁面の間隔が一定となり、寸法精度
が高まる。

【００２４】ところで、以上のような立上がり部３ｂの
フレーム構造は、図６、及び図６のＢ−Ｂ線断面図であ
る図７に示すように、コの字の底面から複数の縦リブｒ
を突設せしめるようにしても良い。

【００２５】そしてこの場合は、縦リブｒの先端部を補
強材８に溶着することで、内部空間部を複数の室に仕切
り、曲げ剛性、捩り剛性等を更に高めるようにしてい
る。因みに、この縦リブｒの先端部の溶着方法も、高周
波溶着、バイブレーション溶着、加熱溶着等任意であ
る。

【００２６】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは、本発明の技術的範囲に属する。例えば、
自動二輪車等はスクータ型二輪車以外のオートバイ等で
も良く、前部フレームは、オートバイ等のＴボーンフレ
ームでも良い。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明に係る自動二輪車等
の車体フレームは、請求項１のように、繊維強化樹脂に
て成形される自動二輪車等の車体フレームとして、開断
面の繊維強化樹脂製の形材の開放面側に、平板状の繊維
強化樹脂製の補強材を溶着して閉断面にするようにした
ため、いずれも金型で容易に成形出来、また、軽量であ
りながら曲げ剛性、捩り剛性等の高い車体フレームを成
形することが出来る。しかも、形材の開放面側の幅の開
き等が防止されて寸法精度が高まる。また請求項２のよ
うに、開断面の形材の断面外形形状を基本的に略コの字
型とし、必要に応じてコの字の底面からコの字内に複数
のリブを突設するようにすれば、例えば半円型の形材を
使用することに較べて捩り剛性上有利となり、またリブ
を突設することで、更に剛性を高めることが出来る。

【００２８】また請求項３のように、開断面の形材と平
板状の補強材を、長繊維マットと熱可塑性樹脂を積層し
た積層シートから流動成形法にて成形すれば、効率良く
成形出来るとともに、強度を向上させることが出来る。
そして請求項４のように、このようなフレーム構造を、
特に曲げ剛性、捩り剛性等が必要とされる車体の前部フ
レームに適用すれば好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車体フレームが適用されるスクー
タ型二輪車の全体図

【図２】車体フレームのうちフロントフレームと中間フ
レームの側面図

【図３】同平面図

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図

【図５】接合部の溶着方法の一例を説明するための断面
図

【図６】車体フレームの他の構成例の平面図

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図

【符号の説明】

１…スクータ型二輪車、２…車体フレーム、３…フロン
トフレーム、３ｂ…立上がり部、７…形材、８…補強
材、ｒ…縦リブ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維強化樹脂にて成形される自動二輪車
   等の車体フレームであって、開断面の繊維強化樹脂製の
   形材の開放面側に、平板状の繊維強化樹脂製の補強材が
   溶着されて閉断面にされることを特徴とする自動二輪車
   等の車体フレーム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自動二輪車等の車体フ
   レームにおいて、前記開断面の形材の断面外形形状は基
   本的に略コの字型であり、必要に応じてコの字の底面か
   らコの字内に複数のリブが突設されて前記補強材に溶着
   されることを特徴とする自動二輪車等の車体フレーム。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の自動二輪
   車等の車体フレームにおいて、前記開断面の形材と平板
   状の補強材は、長繊維マットと熱可塑性樹脂を積層した
   積層シートから流動成形法にて成形されることを特徴と
   する自動二輪車等の車体フレーム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   記載の自動二輪車等の車体フレームにおいて、前記自動
   二輪車等の車体フレームは、自動二輪車等の前部フレー
   ムの少なくとも一部であることを特徴とする自動二輪車
   等の車体フレーム。