ITRM990336A1

ITRM990336A1 - JOINTED TUBULAR FRAME FOR VEHICLES.

Info

Publication number: ITRM990336A1
Application number: IT1999RM000336A
Authority: IT
Inventors: Hiroki Goto; Koji Shibata; Fuminori Kamemizu; Toshikazu Hamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-11-27
Also published as: FR2780017A1; CN1240181A; TW517030B; ITRM990336A0; ES2163355B2; JP2000006869A; FR2780017B1; CN1094447C; ES2163355A1; IT1306563B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

FONDAMENTO DELL'INVENZIONE FOUNDATION OF THE INVENTION

1. Campo dell'invenzione 1. Field of the invention

La presente invenzione si riferisce ad un telaio tubolare congiunto per veicoli come motocicli a due ruote o.simili, 'per esempio. The present invention relates to a joint tubular frame for vehicles such as two-wheeled motorcycles or the like, for example.

2. Descrizione della tecnica precedente Finora, quale struttura di telaio tubolare per impiego in veicoli come motocicli a due ruote o simili sono stati noti tipi di telai tubolari che vengono formati sia da un singolo tubo che da una molteplicità di tubi che vengono congiunti insieme. Nel caso del singolo tubo, allo scopo di ottenere una necessaria resistenza e rigidità, vi possono essere casi in cui viene utilizzato un tubo a parete spessa con riferimento ad una zona che porta il massimo carico, e casi in cui viene utilizzato un tubo di spessore di parete normale mentre si rinforzano mediante mezzi di irrigidimento le zone per cui è richiesta la resistenza o simili. D'altro canto, nel secondo caso dei tubi multipli congiunti, si può variare lo spessore di parete dei tubi in proporzione all'estensione di un carico imposto sulle rispettive zone del telaio, ma viene comunemente impiegato un metodo di giunzione dei tubi attraverso mezzi a giunto come si può vedere dalla figura 3 della pubblicazione di Modello di Utilità Giapponese n° S63-9507 ed in figura 3 della pubblicazione del brevetto giapponese n° H05-87431, per esempio. 2. Description of the Prior Art Heretofore, as a tubular frame structure for use in vehicles such as two-wheeled motorcycles or the like, types of tubular frames have been known which are formed both from a single tube and from a plurality of tubes which are joined together. In the case of a single pipe, in order to obtain the necessary strength and rigidity, there may be cases in which a thick-walled pipe is used with reference to an area carrying the maximum load, and cases in which a thick-walled pipe is used. of normal wall while reinforcing by means of stiffening the areas for which resistance is required or the like. On the other hand, in the second case of joint multiple pipes, the wall thickness of the pipes can be varied in proportion to the extent of a load imposed on the respective areas of the frame, but a method of joining the pipes by means of a joint as can be seen from Figure 3 of Japanese Utility Model Publication No. S63-9507 and in Figure 3 of Japanese Patent Publication No. H05-87431, for example.

Nel primo caso per cui viene utilizzato il singolo tubo avente uno spessore di parete grande sulla base di un carico massimo, tuttavia, verrà aumentato l'intero peso. Alternativamente, quando viene utilizzato il tubo di spessore di parete normale insieme con i mezzi di irrigidimento per rinforzare zone che lo richiedono, il numero delle parti componenti ed il numero dei passi di operazione aumenterà. In the first case where the single tube having a large wall thickness based on a maximum load is used, however, the entire weight will be increased. Alternatively, when the normal wall thickness tube is used together with the stiffening means to reinforce areas which require it, the number of component parts and the number of steps of operation will increase.

Similmente, nel secondo caso per cui i tubi multipli vengono congiunti attraverso i mezzi a giunto come reso noto nella pubblicazione di modello di utilità giapponese n° S63-9507 e nella pubblicazione di brevetto giapponese n° H5-87431, saranno richieste molte parti componenti e molti passi operativi in modo che si incorrerà in un aumento di costo di produzione, mentre si limiterà la libertà o simili nella proigettazione del telaio di veicolo. Similarly, in the second case where multiple tubes are joined by joint means as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. S63-9507 and Japanese Patent Publication No. H5-87431, many component parts and many operational steps so that an increase in production cost will be incurred, while limiting the freedom or the like in the design of the vehicle chassis.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

E' quindi un obiettivo della presente invenzione fornire un telaio tubolare migliorato sia che capace di ridurre il numero di parti componenti in modo da rendere possibile una semplificazione di costruzione e una riduzione di peso come pure una riduzione di una lunghezza di saldatura da ottenere e che sia nelle condizioni di aumentare la libertà nella sua progettazione, mentre si assicurano una resistenza e rigidità necessarie . It is therefore an object of the present invention to provide an improved tubular frame both capable of reducing the number of component parts so as to make possible a simplification of construction and a reduction in weight as well as a reduction of a weld length to be obtained and which and in the conditions of increasing freedom in its design, while ensuring the necessary strength and rigidity.

In vista dell'obiettivo sopra menzionato, un telaio tubolare congiunto per veicoli secondo la presente invenzione comprende tubi multipli che sono differenti in almeno qualcuno di spessore e di materiale, e ciascuno dei quali ha una zona congiunta di sostanzialmente la stessa configurazione esterna, in cui i tubi multipli sono congiunti di testa insieme collocandoli estremità ad estremità l'uno con l'altro. Quando si congiungono di testa ciascuna delle estremità opposte dei tubi multipli che sono differenti di spessore o di materiale, la struttura del telaio di veicolo può venire effettivamente formata combinando i tubi di adatto spessore, o di adatto materiale in proporzione al carico imposto sulle rispettive zone del telaio, con ciò ottenendo una riduzione di peso senza richiedere una operazione di adattamento dei mezzi di irrigidimento. Inoltre, poiché le corrispondenti estremità dei tubi congiunti sono formate con là stessa configurazione esterna, il telaio può venire formato senza perdita di qualità nell'aspetto esterno ed un'area di giunzione uniforme può venire facilmente assicurata su tutte le intere periferie delle estremità corrispondenti da congiungere, con ciò bilanciando il carico imposto su esse. In questo caso, come metodo di congiungere di testa le corrispondenti estremità dei tubi, possono venire applicati, per esempio, una saldatura ad arco al plasma, una saldatura a fascio laser, altri processi di saldatura od adesione che siano capaci di conseguire una necessaria resistenza e rigidità o simili . In view of the aforementioned objective, a joint tubular frame for vehicles according to the present invention comprises multiple tubes which are different in at least some in thickness and material, and each of which has a joint zone of substantially the same external configuration, in which the multiple tubes are butt joined together by placing them end to end with each other. When each of the opposite ends of the multiple tubes that are different in thickness or material are butt-joined, the structure of the vehicle frame can be effectively formed by combining the tubes of suitable thickness, or of suitable material in proportion to the load imposed on the respective areas. of the frame, thereby obtaining a weight reduction without requiring an adjustment operation of the stiffening means. Furthermore, since the corresponding ends of the joined tubes are formed with the same external configuration, the frame can be formed without loss of quality in the external appearance and a uniform joint area can be easily secured on all the entire peripheries of the corresponding ends by join, thereby balancing the load imposed on them. In this case, as a method of butt-joining the corresponding ends of the tubes, for example, plasma arc welding, laser beam welding, other welding or adhesion processes that are capable of achieving the necessary resistance can be applied. and stiffness or the like.

In un altro aspetto dell'invenzione, un telaio tubolare congiunto per veicoli comprende tubi multipli che siano differenti in almeno qualcuno di spessore e di materiale, e ciascuno dei quali abbia una zona congiunta di sostanzialmente la stessa configurazione esterna, in cui tubi multipli vengono dapprima saldati di testa estremità ad estremità insieme in una linea diritta e quindi piegati in una data forma. Quando si congiungono i tubi diritti estremità ad estremità l'uno all'altro, un'operazione di saldatura può venire facilmente effettuata e possono venire aumentate una precisione di attestatura, una precisione di posizionamento o simili tra le corrispondenti estremità dei tubi congiunti in modo da assicurare una saldatura di elevata qualità. Così, un lavoro di piegatura del tubo congiunto che avviene di seguito può venire effettuato senza distorsione per la saldatura. In another aspect of the invention, a joint tubular chassis for vehicles comprises multiple tubes that are different in at least some in thickness and material, and each of which has a joint zone of substantially the same external configuration, in which multiple tubes are first butt welded end to end together in a straight line and then folded into a given shape. When joining straight pipes end-to-end to each other, a welding operation can be easily carried out and abutting accuracy, positioning accuracy or the like between the corresponding ends of the joined pipes can be increased so as to ensure a high quality weld. Thus, a joint tube bending work which occurs subsequently can be carried out without distortion for welding.

Preferibilmente, i tubi multipli vengono congiunti o saldati in un processo di saldatura a fascio laser. Quando si congiunge mediante saldatura a fascio laser, un cordone di saldatura è meno sporgente con ciò per attenuare la concentrazione di sollecitazione. L'influenza termica sulla zona circonferenziale del tubo congiunto può pure venire diminuita e può venire abbreviato il tempo per la saldatura. Preferably, the multiple tubes are joined or welded in a laser beam welding process. When joined by laser beam welding, a weld bead is less protruding thereby to attenuate the stress concentration. The thermal influence on the circumferential region of the jointed pipe can also be decreased and the time for welding can be shortened.

Altri obiettivi e vantaggi relativi della presente invenzione diverranno evidenti con riferimento alla seguente descrizione dettagliata quando presa in congiunzione con i disegni di accompagnamento . Other related objects and advantages of the present invention will become apparent with reference to the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Le figure 1{A) e (B) sono viste in prospettiva che mostrano esempi di telai tubolari congiunti secondo la presente invenzione, Figures 1 {A) and (B) are perspective views showing examples of joint tubular frames according to the present invention,

la figura 2 è una vista in sezione del telaio tubolare , Figure 2 is a sectional view of the tubular frame,

la figura 3 è una vista in sezione ingrandita che mostra una zona saldata a fascio laser del telaio tubolare di figura 2, Figure 3 is an enlarged sectional view showing a laser beam welded area of the tubular frame of Figure 2,

la figura 4 è una vista esplicativa che mostra un cordone di saldatura formato in una zona congiunta nel telaio tubolare in figura 2, Figure 4 is an explanatory view showing a weld bead formed in a joint area in the tubular frame in Figure 2,

le figure 5(A) e (B) sono viste esplicative che mostrano esempi di telai tubolari aventi una porzione piegata, Figures 5 (A) and (B) are explanatory views showing examples of tubular frames having a folded portion,

le figure 6(A) e (B) sono viste esplicative che mostrano esempi di telai tubolari diritti, e le figure 7(A) e (B) sono viste che mostrano esempi di telai tubolari convenzionali. Figures 6 (A) and (B) are explanatory views showing examples of straight tubular looms, and Figures 7 (A) and (B) are views showing examples of conventional tubular looms.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE REALIZZAZIONI DETAILED DESCRIPTION OF THE REALIZATIONS

PREFERITE FAVORITE

La realizzazione preferita della presente invenzione verrà ora illustrata con riferimento ai disegni di accompagnamento, in cui le figure 1(A) e (B) sono viste in prospettiva che mostrano esempi di telai tubolari congiunti secondo la presente invenzione, e la figura 2 è una vista in sezione trasversale del telaio tubolare. I telai tubolari congiunti della presente invenzione vengono preferibilmente impiegati in una struttura di telaio come un telaio di chassis per un motociclo o altri veicoli che porta differenti carichi a seconda delle posizioni. Essa è applicabile ad un telaio tubolare P di sezione trasversale circolare, quadrata o altra come mostrato in figura 1. Il telaio tubolare P comprende tubi vuoti multipli PI, P2, ....Pn che sono formati con la stessa configurazione esterna e differenti in almeno qualcuno di spessore di parete e di materiale. Nei disegni, esempi di differente spessore di parete vengono mostrati per convenienza di illustrazione. I tubo vuoti PI, P2,....Pn vengono posizionati estremità ad estremità l'uno con l'altro in modo da venir saldati di testa insieme. Lo spessore di parete di ciascuno dei tubi vuoti PI, P2,....Pn viene convenientemente scelto in proporzione al carico imposto su esso nel caso di formare un telaio tubolare congiunto. In questa realizzazione, una zona congiunta S viene saldata di testa mediante saldatura a fascio laser mentre si congiungono sufficientemente una estremità dell'elemento tubolare a parete sottile P2 all'altra come mostrato in figura 2 e 3, impedendo così ad un cordone di saldatura b di sporgere fuori da una superficie cilindrica esterna della regione congiunta s come mostrato in figura 4. The preferred embodiment of the present invention will now be illustrated with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1 (A) and (B) are perspective views showing examples of jointed tubular looms according to the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view of the tubular frame. The joint tubular frames of the present invention are preferably employed in a frame structure such as a chassis frame for a motorcycle or other vehicle which carries different loads depending on the positions. It is applicable to a tubular frame P of circular, square or other cross-section as shown in figure 1. The tubular frame P comprises multiple hollow tubes PI, P2, ... Pn which are formed with the same external configuration and different in at least some of wall thickness and material. In the drawings, examples of different wall thicknesses are shown for convenience of illustration. The hollow tubes PI, P2, ... Pn are positioned end to end with each other so as to be butt welded together. The wall thickness of each of the empty tubes P1, P2, ... Pn is conveniently selected in proportion to the load imposed on it in the case of forming a joint tubular frame. In this embodiment, a joint area S is butt-welded by laser beam welding while sufficiently joining one end of the thin-walled tubular element P2 to the other as shown in Figures 2 and 3, thus preventing a weld bead b to protrude from an outer cylindrical surface of the joint region s as shown in Figure 4.

Quando si fabbrica il telaio tubolare P avente porzioni piegate come mostrato in figura 5, per esempio, il telaio tubolare P può venire formato saldando di testa insieme i tubi vuoti PI, P2,...Pn che vengono precedentemente piegati in una data forma, oppure, alternativamente, saldando dapprima di testa i tubi vuoti PI, P2,_ Pn a forma diritta uno con l'altro e quindi piegando il tubo congiunto in una data forma. In questo secondo caso, il collocamento in posizione degli elementi tubolari PI, P2 ,....Pn ed il contatto di testa tra le estremità da congiungere può venire ottenuto facilmente e con sicurezza al momento della oppure durante la saldatura in modo da migliorare una precisione di saldatura. Inoltre, poiché la piegatura viene effettuata dopo la saldatura, una influenza di sollecitazione termica o deformazione può venir diminuita. When manufacturing the tubular frame P having bent portions as shown in Figure 5, for example, the tubular frame P can be formed by butt welding together the hollow tubes PI, P2, ... Pn which are previously folded into a given shape, or, alternatively, by first butt-welding the empty pipes P1, P2, Pn in a straight shape with each other and then bending the joint pipe into a given shape. In this second case, the positioning in position of the tubular elements PI, P2, ... Pn and the head contact between the ends to be joined can be obtained easily and safely at the time of or during welding in order to improve a welding precision. Also, since the bending is performed after welding, an influence of thermal stress or deformation can be decreased.

Nel metodo di fabbricazione sopra descritto, specialmente nel caso in cui al cordone di saldatura b sia impedito di sporgere fuori dalla periferia esterna del telaio tubolare P impiegando la saldatura a fascio laser o simili, la concentrazione di sollecitazione può effettivamente venire evitata quando si impone il carico sul telaio tubolare P. Così, è possibile minimizzare o fare a meno di mezzi di irrigidimento q o simili del telaio tubolare Pr in alcune posizioni come mostrato in figura 7(A), rendendo così possibile la riduzione di lunghezza della saldatura e la riduzione delle parti componenti da realizzare. Inoltre, a confronto con il tubo vuoto convenzionale di figura 7(B) avente uno spessore di parete più grande sulla base del carico massimo che il telaio tubolare supporta, possono venire impiegati tubi vuoti PI, P2,....Pn aventi uno spessore di parete più sottile in questa realizzazione nella zona che supporta un carico leggero, in modo da ottenere la riduzione di peso nel complesso del telaio tubolare P. In the manufacturing method described above, especially in the case where the weld bead b is prevented from protruding out of the outer periphery of the tubular frame P using laser beam welding or the like, the stress concentration can actually be avoided when imposing the load on the tubular frame P. Thus, it is possible to minimize or do without stiffening means q or the like of the tubular frame Pr in some positions as shown in figure 7 (A), thus making it possible to reduce the length of the weld and reduce the component parts to be made. Furthermore, in comparison with the conventional hollow tube of Figure 7 (B) having a larger wall thickness on the basis of the maximum load that the tubular frame supports, hollow tubes PI, P2, ... Pn having a thickness of thinner wall in this embodiment in the area that supports a light load, so as to obtain the overall weight reduction of the tubular frame P.

Mentre finora è stata fatta una illustrazione quale un esempio circa il caso in cui il telaio tubolare P sia formato con i tubi vuoti multipli Pi, P2,....Pn che sono differenti di spessore di parete l'uno dall'altro, è bene inteso che i tubi vuoti PI, P2,...Pn di materiale differente sono convenientemente applicabili al telaio tubolare P. I tubo vuoti PI, P2,....Pn che sono differenti non solamente per spessore ma pure per materiale, sono similmente applicabili in combinazione al telaio tubolare P della presente invenzione. Aggiuntivamente, per congiungere i tubi vuoti, è possibile adottare metodi di saldatura diversi dai processi di saldatura o adesione a fascio laser. While so far an illustration has been made as an example about the case in which the tubular frame P is formed with the multiple hollow tubes Pi, P2, ... Pn which are different in wall thickness from each other, is it is well understood that the empty pipes PI, P2, ... Pn of different material are conveniently applicable to the tubular frame P. The empty pipes PI, P2, ... Pn which are different not only in thickness but also in material, are similarly applicable in combination with the tubular frame P of the present invention. Additionally, welding methods other than laser beam welding or adhesion processes can be used to join the empty tubes.

Come descritto qui sopra, il telaio tubolare congiunto P per veicoli secondo la presente invenzione, comprende i tubi multipli PI, P2,...Pn che sono differenti in almeno qualcuno di spessore di parete e di materiale, e ciascuno dei quali ha la zona congiunta s di sostanzialmente la stessa configurazione esterna, in cui i tubi multipli PI, P2 ,...Pn vengono congiunti di testa insieme collocandoli estremità ad estremità uno con l'altro. Poiché ciò rende possibile utilizzare in combinazione i tubi vuoti PI, P2,...Pn di convenienti spessore di parete o materiale a seconda delle collocazioni strutturali, un peso del telaio tubolare congiunto P può venire ridotto senza richiedere l'operazione di adattamento dei mezzi di irrigidimento. Poiché i tubi multipli PI, P2, ...Pn hanno la stessa configurazione esterna nella loro zona congiunta s, rispettivamente, il telaio tubolare congiunto P può venire formato senza perdita di qualità nell'aspetto esterno ed un'area di giunzione di ciascuna estremità opposta dei tubi multipli PI, P2,...Pn può essere uniforme su tutta l'intera periferia in modo da supportare effettivamente un carico in condizione circonferenzialmente bilanciata. Inoltre, il telaio tubolare congiunto P viene formato saldando di testa ciascuna delle estremità opposte dei tubi multipli PI, P2,...Pn in una linea diritta e quindi piegando il tubo saldato in una determinata forma. L'operazione di saldatura può quindi venire effettuata facilmente mentre si migliora la precisione di attestatura e la precisione di posizionamento con riguardo ai tubi PI, P2,...Pn da acongiungere. Il lavoro di piegatura viene effettuato dopo la saldatura di testa di ciascuna delle estremità opposte, e così non è influenzato dalla distorsione di saldatura o simili. Quando i tubi PI, P2,...Pn vengono congiunti nel processo di saldatura a fascio laser, un cordone di saldatura b è meno sporgente e la saldatura può venire efficientemente effettuata. As described above, the joint tubular frame P for vehicles according to the present invention comprises the multiple tubes PI, P2, ... Pn which are different in at least some of the wall thickness and material, and each of which has the zone joint s of substantially the same external configuration, in which the multiple tubes P1, P2, ... Pn are butt joined together by placing them end to end with each other. Since this makes it possible to use in combination the hollow pipes PI, P2, ... Pn of suitable wall thickness or material depending on the structural locations, a weight of the joint tubular frame P can be reduced without requiring the adaptation operation of the means of stiffening. Since the multiple pipes PI, P2, ... Pn have the same external configuration in their joint zone s, respectively, the joint tubular frame P can be formed without loss of quality in the external appearance and a joint area of each end opposite of the multiple pipes PI, P2, ... Pn can be uniform over the entire periphery so as to effectively support a load in a circumferentially balanced condition. Further, the joint tubular frame P is formed by butt welding each of the opposite ends of the multiple tubes PI, P2, ... Pn in a straight line and then bending the welded tube into a given shape. The welding operation can therefore be carried out easily while improving the abutting accuracy and positioning accuracy with regard to the pipes PI, P2, ... Pn to be joined. The bending work is carried out after the butt welding of each of the opposite ends, and thus is not affected by the welding distortion or the like. When pipes PI, P2, ... Pn are joined in the laser beam welding process, a weld bead b is less protruding and the welding can be efficiently carried out.

Claims

CLAIMS 1. A joint tubular vehicle frame comprising multiple tubes which are different in at least some thickness of wall and material, and each of which has a joint region of substantially the same external configuration, in which said multiple tubes are butt welded together by placing them. end to end with each other.

2 . Joint tubular vehicle frame comprising multiple tubes that are different in at least one in wall and material thickness, and each of which has a joint zone of substantially the same external configuration, wherein multiple tubes are first butt-welded end-to-end in a straight line and then are folded into a given shape.

Joint tubular frame according to claims 1 or 2, wherein said multiple tubes are joined or welded in a laser beam welding process.