CN1218752A - 摩托车等的底盘车架 - Google Patents

Abstract

一种小型摩托车1的底盘车架2,其设有一个前框架3、一个中间框架4和一个后框架5,每个前框架3、中间框架4和后框架5由纤维加强合成树脂制成。前框架3和后框架5通用于所有型号的摩托车,与此同时设置许多类型的中间框架4用于每种型号的摩托车。摩托车1的尺寸、形状或其它方面通过改变中间框架4可很容易且低成本地改变。

Description

摩托车等的底盘车架

本发明涉及摩托车等、例如两轮或三轮小型摩托车辆的底盘车架，特别涉及很容易适应摩托车设计的多样化要求、同时使结构简单、改进制造技术而且减少重量的底盘车架技术。

在此之前，作为小型摩托车的双轮车辆的底盘车架，例如，具有一种公知的主要由铝框架制成的整体框架式底盘车架。对于小型摩托车等，由于框架的一部分用作靠近地面的踏板，在上述铝框架上设有一种单独的滑板，以便例如当车辆在路缘石等上运行时，用以保护框架上支承的物品等。另一方面，为了减少车辆重量，已知将一种纤维加强合成树脂用于底盘车架。其中一种公知的合成树脂框架具有一种两件式构造，该构造包括一个前框架和一个后框架，该前框架从一个顶管向后且向下倾斜然后在其底部水平伸展，该后框架通常形成与前框架的后端连接的一种行李箱形状。

然而，对于公知的合成树脂底盘车架，当根据摩托车型号多样化的要求而在其纵向方向上改变车辆尺寸时，前框架或者后框架必须全新的准备或者制造，因此这导致制造成本增加。而且，在铝质框架的情况下，在踏板部分安装滑板导致零部件的增加和必要的安装操作。

而且，例如在公开号为H06-184322的日本专利中已经公开了底盘车架由纤维加强合成树脂制造的技术。在已有技术中，为了形成横截面为封闭单壳体结构的底盘车架的一个底框架和一个后框架，提供了一对通常为U形外形的模制外壳，每个模制外壳具有从其开口端横向伸出的一对凸缘。其中一个模制外壳的相应凸缘与另一个模制外壳的对应凸缘通过结合螺钉等呈相对关系连接，以便形成一种横截面封闭的结构。结合的凸缘用作踏板，然而当在模制外壳的开口端上提供横向突出的相对凸缘时，形成外壳的塑型模的形状变得复杂，而且需要大量时间用螺钉等进行凸缘的连接操作。

因此，本发明的一个目的是提供一种可使纵向尺寸、车辆等的形状很容易且低成本地改变或变化的一种简单构造的底盘车架。

本发明的另一个目的是提供纤维加强合成树脂的底盘车架，它具有较高的结构刚性而且很容易由塑型模等成形。

为完成上述目的，本发明的底盘车架包括一个从车辆体的前部向后伸展一个预定量的前框架，布置在车座下的一个后框架和布置成使前框架与后框架连接的一个中间框架。由于将前框架和后框架通过中间框架连接，车辆的尺寸、形状等可仅通过改变中间框架而改变。而且由于前框架和后框架可以通用于许多车型，从而可以减少制造成本并且由于零部件的通用性而简化了保养等。另一方面，如果准备许多在材料、形状、尺寸等方面不同的前框架和后框架，它们可利用适当的改变与中间框架的结合从而适应设计的多样化。

最好，至少底盘车架的每个前框架和后框架由纤维加强合成树脂制成，而且后框架主要形成行李箱形状，这样构成底盘车架的主体部分的前框架和后框架由纤维加强合成树脂制成，从而有助于车辆重量的减少。在此，用于纤维加强装置的合成树脂材料可包括热塑性合成树脂或热固性合成树脂，而且加强装置可以是玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、芳族聚酰胺纤维或其他形式。

前框架上整体设有一个滑板。滑板与前框架构成整体可导致零部件的简化而且可省去组装操作。当前框架由纤维加强合成树脂制成时，滑板不需要任何多余时间就可以很容易地与其整体模制形成。

前框架形成基本上呈开口横截面结构的U形的模制外壳，一个平板加强件焊接在其开口端以便形成一种封闭的横截面结构。许多加强肋从待焊接的模制外壳的底部向上伸展到该平板加强件。这种U形模制外壳和平板加强件可以由塑型模很容易地制成，而且当平板加强件焊接到U形模制外壳的开口端以形成封闭横截面结构时，可获得较高刚性的底盘车架。设有一个开口端的模制外壳可形成横截面呈U形或半圆形等外形，这便于模制外壳从塑型模中脱模。加强件具有与模制外壳的开口端基本相同的宽度，因此，它几乎不能从模制外壳向外伸出。对于在模制外壳和加强件之间的焊接工艺，可采用一种热焊接工艺，其中在其之间的接合区域受到加热且相互焊接，还可采用其中在接合区域施加了一种微振动的振动焊接工艺，当它们在压力作用下时通过摩擦加热来将其焊接，以及通过一种高频率感应加热来将接合区域焊接在一起的高频焊接工艺和其他类似工艺。通过将加强件焊接到模制外壳的开口端上而形成封闭横截面的结构，可以加强扭转刚度、歪曲刚度等等，同时减少车辆重量，并可以防止模制外壳的开口端宽度增大，从而保持尺寸精度。当U形模制外壳由加强件覆盖和闭合时，该U形模制外壳形成一种基本上是方形的横截面结构，因此与一种半圆形横截面相比，这可以提供较高的扭转刚度。加强肋设置在U形外壳内并焊接到加强构件上。它们最好还能增加底盘车架的扭转刚度和弯曲刚度。

在行李箱的底部设有形成有行李箱的后框架，该行李箱上具有许多将后框架与中间框架连接的接合区域。通过将中间框架与构成后框架主要部分的行李箱连接，不需要将中间框架向后扩展或伸长，从而导致重量减少。行李箱在其后区域上设有一个用于一个后减震装置的接合部分。后减震装置通过一个中间托架安装在行李箱上，该托架布置成与行李箱的一个后壁对接并与其一个向后突出的壁的下表面对接。由于中间框架以上述方式安放，从后减震装置传递的力广泛地分散，而且向上的力由向后突出的壁阻挡，从而防止设在行李箱后壁上的螺栓等产生应力集中。

布置在行李箱上的一个车座由一个铰轴可旋转地支承，该铰轴穿过位于行李箱一个凸缘上的通孔插入。该通孔通过使每个给定宽度和给定深度的凹槽部分横向连通而形成，该凹槽部分沿向上和向下方向交替设置。也就是说，凹槽部分以下述方式交替设置，即每个向上和向下的凹槽部分具有从交替相对方向雕刻的相同深度的底部，其分别沿一个相同的横向轴线设置，而且相同宽度的相邻的交替凹槽部分构成侧向切割表面，每个侧向切割表面位于相同的垂直面上。这种交替的凹槽部分横向相互连通以形成铰轴的通孔。根据以上述方式形成的凹槽部分和通孔，不使用滑模等而只用一种简单的装置就可以很容易地形成铰接结构。

根据本发明的另一方面，在一种流化模制工艺中每个纤维加强合成树脂的前框架和后框架由一种叠层板形成，该叠层板将一种丝状纤维薄毡和一种热塑性合成树脂叠压制成。所述的流化模制工艺的步骤包括：通过预先切割一块叠层板从而获得预定量的板坏材料，该叠层板将多层连续的或丝状纤维薄毡和热塑性合成树脂板等层压而成；在比合成树脂的熔点高的一个温度下加热该板坯材料；和将熔化的板坯材料模压同时在一个塑型模内使合成树脂流化。利用流化模制工艺，成形循环可缩短以便提高生产率，而且底盘车架可增加每等份重量的刚度，以便与一种板模制复合产品相比，可使悬臂梁式冲击实验值几乎成倍的增加，该板模制复合产品可通过由一种短纤维玻璃等加强的热固性合成树脂模压而获得。所施加的连续的或丝状的纤维薄毡可由玻璃纤维、碳纤维或其他连续细丝形式制成，而且所采用的热塑性合成树脂可以是一种聚丙烯塑料等。

参考附图并通过优选实施例的详细描述将会更清楚的理解本发明，其中附图中相同的数字标记代表相同的部件，其中：

图1是本发明的呈小型摩托车形状的一个双轮摩托车的侧视图；

图2是一个底盘车架的分解透视图；

图3是用来解释在一个前框架和一个中间框架之间的连接状态的一个前框架的侧视图；

图4是图3中所示的一个前框架的平面视图；

图5是沿图3中A-A线截取的截面视图；

图6是在一个模制U型外壳和一个平板加强件之间的不同类型的焊接状态的截面视图；

图7是主要包括一个行李箱的底盘车架的后部分的侧视图；

图8是行李箱的顶平面图；

图9是表示中间框架和一个后框架之间的连接状态的示意图；

图10是具有行李箱的一个后减震器的连接状态的示意图；

图11是示出后减震器的一个接合区域的分解透视图；

图12是表示设在行李箱的一个凸缘上的一个车座铰接结构的透视图；

图13是图12中所示凸缘的顶平面视图；

图14是沿图13中的A-A线截取的截面视图；和

图15是沿图13中的B-B线截取的截面视图。

现在参考附图解释本发明的实施例。首先参见附图1，本发明的底盘车架例如用于小型双轮摩托车1的底盘车架2。如图2所示，该底盘车架2包括一个前框架3，一个中间框架4和一个后框架5。后框架5主要设有一个行李箱。在后框架5上安装有一个车座6(图1)。这些前框架3，中间框架4和后框架5分别由纤维加强合成树脂制成。在本实施例中，这些框架通过一种流化模制工艺由一个叠层板制成，该叠层板将一种热塑树脂的聚丙烯与一种丝状玻璃纤维层压而成。为了根据这种流化模制工艺制造底盘车架，提供一种重量约占40％(重量百分比)的卷曲薄毡，该卷曲薄毡通过将连续细丝形式的一种玻璃纤维预先针刺获得，还提供重量百分比约占60％的一种聚丙烯，该聚丙烯预先进行耐热处理和抗风蚀处理。卷曲薄毡和聚丙烯首先叠压成多层以形成一种叠层板。预定量的板坯材料通过切割叠层板获得并在约200度至220度之间的温度下加热，从而在流态条件下焊接或熔化聚丙烯。接着，加热的板坯材料装进一个塑型模中，以便模压，当模快速封闭时，可形成每个框架元件。对于这种流化模制工艺，可在模制产品端部填充纤维从而与板式模制复合产品相比增加了每等份重量的刚度，而且可实现高效的模制。

如图3所示的前框架3设有一个整体构成的顶管支承部分3a和一个踏板部分3c。要求具有一定弯曲刚度和扭转刚度的一个垂直伸展的直立部分3b是通过将一个平直加强板8焊接到一个具有一开口横截面的模制外壳7上以形成封闭横截面结构，从而获得足够的刚度。模制外壳7呈整体结构形式而且沿其长度包括顶管支承部分3a、直立部分3b和一个踏板部分3c。除了顶管支承部分3a之外，模制外壳7具有一个大体U形横截面而且向上开口。如图3和4所示，在U形横截面的内壁上设有许多横向伸展肋7r以便增强刚度。

在模制前框架3的情况下，开口横截面的模制外壳7首先通过以流化模制工艺形成模而成形。尽管模制外壳7沿其长度整体成形，但它很容易脱模，因为其基本形状为具有上开口端的U形外形，而且因为横向肋7r在向上方向上从U形外壳的底部伸展到模制外壳7的开口端。然后，平直加强板8在流化模制工艺中由另一个模模制而成能覆盖直立部分3b的开口端的形状。这样平直加强板8焊接到模制外壳8的开口端以便形成一个封闭的横截面。当焊接时，如图5所示，作为一个高频感应件的金属线9埋置在平直加强板8的接合区域内。在一个高频电场内加热和熔化该接合区域以便对其焊接同时埋置金属线9。金属线9如图6(A)所示可埋置在模制外壳7的侧部。或者可通过一种振动焊接法来进行焊接，如图6(B)所示，其中在接合区域使用微波振动，与此同时模制外壳7和平直加强板8相互压在一起。通过以上述方式整体焊接前框架3的直立部分3b，可以增加扭转刚度和弯曲刚度，同时使重量减轻。尽管为了便于脱模，在U形外壳7的每个相对侧壁上设置了斜面，但通过将平直板8焊接到模制外壳7上，使相对侧壁之间的宽度保持固定从而提高了尺寸精度。

踏板部分3c绕模制外壳7的下壁设置以用作滑板。由于该模制外壳7形成向上开口的U形结构，在其底部不需要设置任意附加的滑板等。

中间框架4设有一个与前框架3连接的接合壁4f和一个与后框架5连接的接合区域4r，而且该连接例如可通过穿过必要加强装置例如金属板等中间的接合螺栓来实现。即前框架3和中间框架4以图2中可见的方式连接。对于中间框架4，提供了许多类型的长度、坡度等都不同的选择例，因此对于许多型号的摩托车，在长度、形状或其它方面不同类型的车辆框架可通过改变中间框架4的类型同时利用通用的前框架3和通用的后框架5来制造。

如图7所示，主要由一个行李箱形成的后框架5通过用接合螺栓使行李箱的一个底壁与中间框架4的接合区域4r接合从而与中间框架4连接。如图7和8所示，在后框架5的行李箱的底部上设有两个横向伸展的平行槽M、M，在该槽M的相对端设有供有台肩螺栓b、b插入的螺栓孔。另一方面，在中间框架4上设有一个金属或合成树脂的安装板16，如图9所示，该安装板16具有对应于行李箱的螺栓孔的两对螺母n、n。当后框架与中间框架4连接时，台肩螺栓b、b从行李箱的底部穿过螺栓孔插入到安装板16的螺母n、n，因此使后框架5与中间框架4牢固地紧贴固定。在这个实施例中没有设置但可以设置一个加强金属板等，该金属板等沿行李箱的每个槽M、M的全长伸展并布置在其上，因此可在中间框架4和后框架5之间实现由螺栓b、b获得的更稳定的紧固。由于使用行李箱的底壁进行连接，中间框架4不需要使其后端过度向后伸展，从而有助于节省材料成本和减轻车辆重量等。

对于以上述方法制造的底盘车架2，当前框架3和后框架5通用于所有型号的摩托车时，且当中间框架4根据车型号改变时，可以提供对应各种型号摩托车的不同类型的底盘车架，因此，可节约制造成本且可很容易地进行车辆保养等。而且，对于前框架3，踏板部分3c的底壁用作一个滑板且不需要任何多余滑板，因此可减少车辆重量和材料成本。

从一个摆壁向上伸展的一个后减震器10通过一个金属框托架11安装在后框架5的行李箱的上后端上。即，在行李箱的上后端上设有一个突出区域r。框托架11以下述方式通过许多紧固螺栓12安装在行李箱的后端，即它通过其上壁与突出区域r的一个下表面接触，而且通过其后壁与行李箱的后表面接触。后减震器10的上端通过一个接合螺栓13安装在框托架11上。对于这种构造，从后减震器10传递的一个向上的力分布到许多紧固螺栓12、12上且来自地面的一个荷载由行李箱的向后突出的区域r支承，以便防止紧固螺栓12、12上出现应力集中。

在行李箱的上前端的一个凸缘f上设有一个用于覆盖了行李箱的向上开口的驾驶员车座的铰接区域。如图12所示，在凸缘f上，给定深度和给定宽度的四个半圆凹槽部分c、c沿向上和向下方向交替刻出并横向相互连通，以便形成铰轴14的一个通孔。即，如图13至15所示，凸缘f具有给定厚度和给定宽度以便在一定程度上向前突出。半圆形凹槽部分c、c以下述方式交替形成在边缘f上，即每个向上和向下的凹槽部分c、c具有从交替相对方向刻出的相同深度的底部，其底部分别位于或沿一个相同横向轴线伸展，而且基本上相同宽度的相邻交替凹槽部分c、c限定出位于相同垂直面上的侧向切割表面。交替的凹槽部分通过其底部相互连通以形成圆形通孔。根据以上述方式形成凹槽部分c、c和通孔s，不需要使用滑模等就可很容易形成铰接结构，从而制造构造简单的装置。

如图12所示，铰轴14穿过通孔s从车座6的一个铰孔6a插入到一个螺母15。当铰轴14用螺母15紧固时，车座6在凸缘f上绕铰轴14转动。

尽管已详细描述了本发明的一个优选实施例，但本发明不限于此，而可以是其它可变化的实施例，具有基本上相同构造和具备相同功能以获得相同结果的底盘车架2将落在本发明所要求的技术范围内。例如，可自由选择在前框架3和中间框架4之间的结合构造以及在中间框架4和后框架5之间的结合构造，且中间框架4可由金属材料例如铝等制成以代替合成树脂。

Claims (8)

1．一种用于摩托车等的底盘车架，该底盘车架包括一个从车辆体的前部向后伸展一个预定量的前框架，布置在一个车座下的一个后框架和布置成使所述前框架与所述后框架连接的一个中间框架。

2．一种如权利要求1所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于至少每个所述前框架和后框架由纤维加强合成树脂制成，而且后框架主要形成行李箱的形状。

3．一种如权利要求1或2所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于所述前框架上成整体地设有一个滑板。

4．一种如权利要求1至3中任一所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于所述前框架形成一个开口横截面结构的基本上呈U形的模制外壳，一个板形加强件焊接在其开口端以便形成一种封闭的横截面结构，许多加强肋从待焊接的所述模制外壳的底部向上伸展到所述板形加强件。

5．一种如权利要求2至4中任一所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于设有行李箱的所述后框架在行李箱的底部设有许多用于与所述中间框架连接的接合区域。

6．一种如权利要求2至5中任一所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于行李箱在其向后区域上设有一个用于后减震装置的接合部分，所述后减震装置通过一个托架安装在行李箱上，该托架布置成与行李箱的一个后壁接触并与其一个向后突出壁的下表面接触。

7．一种如权利要求2至6中任一所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于一个车座布置在行李箱上且由一个铰轴可旋转地支承，该铰轴穿过位于行李箱的凸缘上的一个通孔插入，该通孔通过使每个给定宽度和给定深度的凹槽部分横向连通而形成，该凹槽部分沿向上和向下方向交替设置。

8．一种如上述权利要求中任一所述的用于摩托车等的底盘车架，其特征在于在一种流化模制工艺中，每个纤维加强合成树脂的所述前框架和所述后框架由一种叠层板形成，该叠层板将一种丝状纤维薄粘和一种热塑性合成树脂叠压制成。

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