JP5661026B2 - 中空溶接組立フレーム構造 - Google Patents
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Description
しかし、このエア抜き孔を直接大気開放させるとともに、各中空部材の溶接部毎に複数設けるとすれば、溶接組立後のフレームに外観されるエア抜き孔が複数存在することになり、外観性向上の支障になる。しかも、走行中において雨水等がこの大気開放されたエア抜き孔からフレームの中空部内へ侵入し易くなり、侵入した水は中空部奥まで侵入すると排出しにくくなる。
そのうえ、溶接組立後のフレームを浸漬により塗装することがあり、この場合には、フレームの塗料液浸漬時にエア抜き孔から中空部材内へ塗料液が侵入してしまうため、その後塗料液を排出する手間が発生してしまっていた。特に、中空部奥まで侵入すると排出に時間がかかっていた。
本発明は前述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はエア抜き孔の少ない中空溶接組立フレームを提供することにある。
筒状をなす複数の中空部材を溶接により連結して組立一体化した中空溶接組立フレーム構造において、
前記中空部材は、少なくとも、第1中空部材と第2中空部材と第3中空部材を備え、
第1中空部材は、長さ方向両端の開口部が閉じられ、かつ長さ方向一端部に、内部の中空空間と大気を連通する大気連通孔を1カ所のみ備え、
第2中空部材は、長さ方向一端の開口部を、前記第1中空部材の側面へ突き当てた状態で溶接され、この連結部に設けられた第1中空部材と第2中空部材の中空空間を連通する第1エア抜き孔により連通状態で連結され、
第3中空部材は長さ方向両端の開口部を閉じられ、側面に前記第2中空部材の他端が突き当てられた状態で溶接され、この連結部に設けられた前記第3中空部材と第2中空部材の中空空間を連通する第2エア抜き孔により連通状態で連結され、
前記第1エア抜き孔及び第2エア抜き孔は、開口部を突き当てて溶接される一方の中空部材により外観されない隠し孔をなし、
かつ、前記第1エア抜き孔は前記第1中空部材の長さ方向にて前記大気連通孔から所定距離離れた位置に設けられることを特徴とする。
このメインフレームは、上下に隔てて設けられた上部フレーム及び下部フレームと、これらの上部フレームと下部フレームとを連結する中空部材からなる複数の補強フレームとを備え、
前記下部フレームは、前記第1中空部材であり、下端部に前記大気連通孔を備え、
前記上部フレームは、前記第3中空部材をなし、
前記補強フレームのうち、前記ヘッドパイプに隣接した第1補強フレームが前記第2中空部材をなし、
前記下部フレームと前記第1補強フレームを、前記第1エア抜き孔による連通状態で連結し、
前記上部フレームと前記第1補強フレームを、前記第2エア抜き孔による連通状態で連結したことを特徴とする。
かつそれぞれに前記大気連通孔を備えることを特徴とする。
このクロスメンバは、前記左右一対のメインフレームに対して、一端側が連通状態で連結し、他端側が非連通状態で連結することを特徴とする。
前記第1クロスメンバは左右の下部フレームを連結し、
前記第2クロスメンバは左右の上部フレームを連結することを特徴とする。
前記フレームは、溶接組立後に塗料液中へ浸漬して塗装されるものであり、
塗装に際して、前記第1中空部材は塗料液の液面上方へ長さ方向を上下方向にして配置され、
この配置状態にて、前記大気連通孔が下端部において下向に開口するとともに、
前記第1エア抜き孔が上端部側に位置することを特徴とする。
このため、溶接時におけるエア抜きのために必須のエア抜き孔を複数設けても、外観部分に形成されるエア抜き孔は大気連通孔の一つだけにすることができるので、外観性を向上させることができる。また、水等の液体が侵入しにくくなる。
特に、第1中空部材の長さ方向において、一端部に大気連通孔を設け、この大気連通孔と所定距離離して第1エア抜き孔を設けたので、仮に、大気連通孔から液体が第1中空部材中へ侵入しても、第1エア抜き孔からさらに奥へは侵入しにくくなり、かつ排出も容易になる。
また、第1エア抜き孔は下端部に設けられている大気連通孔から所定距離離れているので、第1エア抜き孔まで液体が到達しにくくなるので、第1エア抜き孔からさらに奥へは侵入しにくくなり、かつ排出も容易になる。
また、溶接時には、第2補強フレーム→上部フレーム→第1補強フレーム→下部フレーム→大気連通孔の経路でエア抜きできる。
第1中空部材を塗料液の液面上方へ長さ方向を上下方向にして配置し、この配置状態にて、大気連通孔が下端部へ下向に開口し、第1エア抜き孔が上端部側に位置するようにしたので、フレームを塗料液中へ浸漬しても、大気連通孔が1カ所だけであり、第1中空部材の下端部に設けられているため、大気連通孔から塗料液がフレームの中空部内へ侵入しにくくなる。しかも、第1エア抜き孔が上端部側に設けられるため、仮に塗料液が第1中空部材の下端部側へ侵入しても、第1エア抜き孔へは到達しがたく、第1中空部材より奥の第2中空部材及び第3中空部材の中空部までは侵入しにくくなる。そのうえ、フレームを塗料液中から引き上げれば、侵入した塗料液は速やかに大気連通孔から排出させることができる。
図1は、本発明に係るパイプフレームが用いられた自動2輪車の要部側面図である。この自動2輪車は、前後に前輪1と後輪2を支持する車体フレーム3を備える。
車体フレーム3はメインフレーム7と、その後端に接続されて上下方向へ長く配置されたピボットフレーム8と、ピボットフレーム8の上端部から斜め上がり後方へ延出し、シート(図示省略)を支持するシートレール9とを一体に備える。メインフレーム7、ピボットフレーム8及びシートレール9はそれぞれ左右一対で設けられている。
13はメインフレーム7の後端に設けられた取付ピースであり、ここをピボットフレーム8へ締結することにより、メインフレーム7とピボットフレーム8と一体化される。
メインフレーム7上には、図示しない燃料タンク等が支持されている。
これらの図に示すように、メインフレーム7はヘッドパイプ5から左右へ拡開しながら斜め下がりに後方へ延出するとともに、全体が複数のパイプ部材からなる溶接組立体に相当している。なお、左右のメインフレーム7はヘッドパイプ5及び後述するクロスパイプにより連結一体化され、前部フレーム組立体40を構成している。
このメインフレーム7は、上下に離れて配置され、側面視でそれぞれ斜め下がりに後方へ延出する下部フレーム17と上部フレーム18を備える。
上部フレーム18は、下部フレーム17よりも長く後方へ延出し、その後端は取付ピース13の溶接により閉じられている。取付ピース13は上部フレーム18の後端開口に対する後端閉塞部材をなしている。
このように、下部フレーム17等のパイプ部材における開口端部を他部材で閉じるとき、完全に閉じるのではなく、エア抜き孔で連通された状態にすることを連通状態で閉じるということにする。また、このようなパイプ部材の連結を連通状態での連結ということにする。これに対して、パイプ部材の開口をエア抜き孔が形成されていない他部材で完全に閉じることを非連通状態で閉じるといい、このようなパイプ部材の連結を非連通状態での連結ということにする。
この例では前側から順に、第1補強フレーム21、第2補強フレーム22、第3補強フレーム23、第4補強フレーム24、第5補強フレーム25、第6補強フレーム26となっている。但し、補強フレームの数は任意である。これらの補強フレームは、下部フレーム17及び上部フレーム18とで、側面視(図2)でトラス構造をなすように配置されている。
第2補強フレーム22は第1補強フレーム21の後方へより急傾斜で配置され、上部フレーム18の前部で第1補強フレーム21の上端部が連結する部分の近傍後方部と下部フレーム17の長手方向中間部とを連結している。
第6補強フレーム26は、前端を第2エンジンハンガー12の後側側面へ当接して溶接され、後端は上部フレーム18の側面下側へ当接して溶接され、それぞれ閉塞されている。
第1クロスパイプ28は第2クロスパイプ29の下方へ平行に配置される補強フレームであり、平面視で左右の下部フレーム17とトラス構造を形成している。第2クロスパイプ29も平面視で左右の上部フレーム18とトラス構造を形成している。
これらの第1クロスパイプ28及び第2クロスパイプ29は、それぞれ本発明のクロスメンバを構成している。
第2クロスパイプ29も同様に、左右の上部フレーム18の中間部内側間に設けられ、両端を左右の上部フレーム18の中間部内側面へ当接して溶接されることにより、両端開口を閉塞されている。
図中の拡大部Aに示すように、下部フレーム17の中空空間17Sは第1エンジンハンガー11に設けられた大気連通孔30を介して大気と連通し、大気連通孔30で大気開放されている。なお、後述するように、メインフレーム7を構成する各パイプ部材(17・18・20〜26)の中空空間は連通した一つながりのメインフレーム空間をなしているため、大気連通孔30はこのメインフレーム空間の大気開放孔をなす。
しかも、メインフレーム空間は大気連通孔30を除き大気に対して閉じられているため、大気連通孔30はメインフレーム7における唯一の大気開放孔をなしている。
再び図5において、拡大部Aに示すように、大気連通孔30は筒部11aの下部フレーム17が連結される部分を筒部11aの径方向へ内外に貫通し下向に開口するよう形成され、下部フレーム17の中空空間17Sと第1エンジンハンガー11における筒部11aの内側空間を連通する。筒部11aの内側空間は筒軸方向両端が大気開放されているから、下部フレーム17の中空空間17Sは、大気連通孔30を介して大気開放されている。
したがって、下部フレーム17は後端部を第1エンジンハンガー11と連通状態で連結し、後端開口が第1エンジンハンガー11により連通状態で閉じられることになる。
各第2エア抜き孔32は、第1エア抜き孔31と同様に設けられ、前後方向へ3つ並んでいる。第2エア抜き孔32は上部フレーム18の側面に貫通形成されるエア抜き孔である。
前後方向中間の第2エア抜き孔32は、第2補強フレーム22の中空空間22Sと上部フレーム18の中空空間18Sとを連通し、第2補強フレーム22の内部における溶接による膨張空気を上部フレーム18側へ逃がす。
後側の第2エア抜き孔32は、第5補強フレーム25の中空空間25Sと上部フレーム18の中空空間18Sとを連通し、第5補強フレーム25の内部における溶接による膨張空気を上部フレーム18側へ逃がす。
この第3補強フレーム23と第5補強フレーム25の連結は、第3補強フレーム23の後端部と第5補強フレーム25の下端部とにそれぞれ斜めにカットした部分を設け、これを突き合わせにして溶接した突き合わせ溶接部27にしものであり、第3補強フレーム23の中空空間23Sと第5補強フレーム25の中空空間25Sとがこの突き合わせ溶接部27内側で連通している。
したがって、第3補強フレーム23及び第4補強フレーム24内の溶接による膨張空気は、第5補強フレーム25の下端部に設けられた突き合わせ溶接部27の内側に形成された連通部を通って第5補強フレーム25へ逃げることができる。
すなわち、左右のメインフレーム7は、それぞれ同じように大気連通孔30及び第1エア抜き孔31、第2エア抜き孔32、第3エア抜き孔33を備えるが、図3及び図4に示すように、それぞれの前端部はヘッドパイプ5にて閉じられ、かつそれぞれの後端部は第1エンジンハンガー11及び取付ピース13で閉じられ相互に非連通となっている。
つまり、左右のメインフレーム7は、それぞれ唯一の大気開放孔である大気連通孔30を一つずつだけ備え、左右別々に各大気連通孔30から大気中へエア抜きすることになる。
特に、第1クロスパイプ28、第2クロスパイプ29が車体左右方向における補強部材であるから、このような配慮による強度向上が有効である。
なお、左右のメインフレーム7は非連通状態でヘッドパイプ5により一体化されているため、大気連通孔30からのエア抜きは左右のメインフレーム7で別々に行われる。
このとき、ヘッドパイプ5と溶接により下部フレーム17及び上部フレーム18内に発生する膨張空気は、上記基本エア抜き経路もしくは下部フレーム17から大気連通孔30を通る矢示d→eの経路で左右別々にエア抜きされる。
また、第5エア抜き孔35は上部フレーム18における第2補強フレーム22の上端部側連結部近傍にあるので、第2クロスパイプ29の膨張空気は上部フレーム18の中空空間18Sへ入り、その後は基本エア抜き経路でエア抜きされる。
そのうえ、車両組立後の完成車両では、第1エンジンハンガー11の筒部11a内にはブッシュが嵌合され、このブッシュにより筒部11a内面に臨む大気連通孔30が閉塞されるから、全く外観されなくなり、さらに外観を良好にでき、液体の侵入をより確実に阻止できる。
この吊り下げ状態において、下部フレーム17と上部フレーム18はそれぞれ液面43に対して略直交するよう上下方向に長く配置され、下部フレーム17と上部フレーム18との相対的位置は、下部フレーム17が上側、上部フレーム18が下側になっている。また、下部フレーム17は第1エンジンハンガー11が下端となり、上部フレーム18は取付ピース13が下端となり、第1エンジンハンガー11が取付ピース13の上方に位置している。
また、下部フレーム17は下端部に大気連通孔30、上端部に第1エア抜き孔31が上下に最も隔てられて位置することになる。
しかし、第1エンジンハンガー11に設けた大気連通孔30以外は外部と連通する貫通孔がないので、第1エンジンハンガー11が液面43より上方に位置する段階では、前部フレーム組立体40の塗料液42中へ浸漬された部分から内部へ塗料液42が侵入することはない。
しかし、下部フレーム17は上下方向に長くなって、上下両端をヘッドパイプ5と第1エンジンハンガー11で閉塞され、下端部の第1エンジンハンガー11に設けられた大気連通孔30の1カ所のみで外部と連通し、上端部に設けられた第1エア抜き孔31でのみ、上部フレーム18側のメインフレーム空間と連通している。しかも、このメインフレーム空間は、前部フレーム組立体40を構成する各パイプ部材の中空空間が連通したものであり、大気連通孔30を除き外部に対して閉じられた空間になっている。
このため、大気連通孔30から下部フレーム17内へ塗料液42がへ侵入しようとしても、これを阻止する。また、仮に侵入しても、僅かな量にすることができる。
しかも、中空空間17S内へ入った塗料液42が上端部の第1エア抜き孔31まで到達することはないから、塗料液42が上部フレーム18側へまで侵入する事態を回避できる。このため、塗料液42が中空空間17S内へ仮に侵入しても、中空空間17S内へ留まるので、その後、前部フレーム組立体40を塗料液タンクから上方へ引き上げれば、中空空間17S内部の塗料液42は容易かつ迅速に大気連通孔30から外部へ排出される。
したがって、前部フレーム組立体40を塗料液42中へディッピングして塗装しても、塗料液42の内部侵入を阻止もしくは僅少にでき、塗装後における侵入塗料液の排出工程を省略もしくは軽微にできるので、溶接組立上必須となる大気連通孔30を設けたにもかかわらず、その後の塗装を容易にすることができる。
例えば、本発明のフレームが適用される車両は、自動2輪車以外の鞍乗り型車両が可能である。さらにこの自動2輪車用のフレームであっても、メインフレームに限らず、車体フレームの後部側を構成するシートレール(上下のパイプ部材を備えるもの)でもよい。
中空部材は、少なくとも第1中空部材・第2中空部材・第3中空部材を備えれば足り、他の中空部材の数は任意であり、例えば、補強フレームの数も必須の第1補強フレーム以外は任意である。
また、中空部材は、引き抜き材の単純な丸パイプや角パイプだけでなく、最中合わせ構造にされたものでもよい。
Claims (9)
- 筒状をなす複数の中空部材を溶接により連結して組立一体化した中空溶接組立フレーム構造において、
前記中空部材は、少なくとも、第1中空部材(17)と第2中空部材(21)と第3中空部材(18)とを備え、
前記第1中空部材(17)は、長さ方向両端の開口部が閉じられ、かつ長さ方向一端部に、内部の中空空間(17S)と大気を連通する大気連通孔(30)を1カ所のみ備え、
前記第2中空部材(21)は、長さ方向一端の開口部を、前記第1中空部材(17)の側面へ突き当てた状態で溶接され、この連結部に設けられて前記第1中空部材(17)と前記第2中空部材(21)の中空空間(17S・21S)を連通する第1エア抜き孔(31)により連通状態で連結され、
前記第3中空部材(18)は長さ方向両端の開口部を閉じられ、側面に前記第2中空部材(21)の他端が突き当てられた状態で溶接され、この連結部に設けられた前記第3中空部材(18)と前記第2中空部材(21)の中空空間(18S・21S)を連通する第2エア抜き孔(32)により連通状態で連結され、
前記第1エア抜き孔(31)及び前記第2エア抜き孔(32)は、開口部を突き当てて溶接される一方の中空部材(21)により外観されない隠し孔をなし、
かつ、前記第1エア抜き孔(31)は前記第1中空部材(17)の長さ方向にて前記大気連通孔(30)から所定距離離れた位置に設けられることを特徴とする中空溶接組立フレーム構造。 - 前記フレームは、鞍乗り型車両の側面視において、ヘッドパイプ(5)上部から後方に延出するメインフレーム(7)であり、
このメインフレーム(7)は、上下に隔てて設けられた上部フレーム(18)及び下部フレーム(17)と、これらの上部フレームと下部フレームとを連結する中空部材からなる複数の補強フレームとを備え、
前記下部フレーム(17)は、前記第1中空部材をなし、下端部に前記大気連通孔(30)を備え、
前記上部フレーム(18)は、前記第3中空部材をなし、
前記補強フレームのうち、前記ヘッドパイプ(5)に隣接した第1補強フレーム(21)が前記第2中空部材をなし、
前記下部フレーム(17)と前記第1補強フレーム(21)を、前記第1エア抜き孔(31)による連通状態で連結し、
前記上部フレーム(18)と前記第1補強フレーム(21)を、前記第2エア抜き孔(32)による連通状態で連結したことを特徴とする請求項1に記載した中空溶接組立フレーム構造。 - 前記補強フレームは、前記第1補強フレーム(21)の後方に配置され、一端が前記下部フレーム(17)に対して前記大気連通孔(30)と前記第1エア抜き孔(31)の間へ非連通状態で連結され、他端が前記上部フレーム(18)へ連通状態で連結される第2補強フレーム(22)を備えることを特徴とする請求項2に記載した中空溶接組立フレーム構造。
- 前記補強フレームは、前記第1補強フレーム(21)の後方に配置され、一端が前記下部フレーム(17)に対して前記大気連通孔(30)と前記第1エア抜き孔(31)の間へ非連通状態で連結される第3補強フレーム(23)及び第4補強フレーム(24)を備え、これら第3補強フレーム(23)及び第4補強フレーム(24)の他端を互いに連通状態で連結し、さらに他の中空部材である第5中空部材(25)を介して前記上部フレーム(18)へ連通状態で連結したことを特徴とする請求項2又は3に記載した中空溶接組立フレーム構造。
- 前記下部フレーム(17)の下端開口部を円筒状で車幅方向に配置されたエンジンハンガー(11)で連結し、エンジンハンガー(11)の円筒部(11a)に前記大気連通孔(30)を形成したことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載した中空溶接組立フレーム構造。
- 前記メインフレーム(7)は左右一対で設けられ、前記ヘッドパイプ(5)で連結一体化されるとともに、前記左右のメインフレーム(7)は相互に非連通状態で連結され、
かつそれぞれに前記大気連通孔(30)を備えることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載した中空溶接組立フレーム構造。 - 車幅方向に延出し、前記左右一対のメインフレーム(7)を連結する中空のクロスメンバ(28・29)を備え、
このクロスメンバは、前記左右一対のメインフレーム(7)に対して、一端側が連通状態で連結し、他端側が非連通状態で連結することを特徴とする請求項6に記載した中空溶接組立フレーム構造。 - 前記クロスメンバは、第1クロスメンバ(28)と第2クロスメンバ(29)を上下に備え、
前記第1クロスメンバ(28)は左右の下部フレーム(17)を連結し、
前記第2クロスメンバ(29)は左右の上部フレーム(18)を連結することを特徴とする請求項7に記載した中空溶接組立フレーム構造。 - 前記フレームは、溶接組立後に塗料液(42)中へ浸漬して塗装されるものであり、
塗装に際して、前記第1中空部材(17)は塗料液の液面(43)上方へ長さ方向を上下方向にして配置され、
この配置状態にて、前記大気連通孔(30)が下端部において下向に開口するとともに、
前記第1エア抜き孔(31)が上端部側に位置するように設けられたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載した中空溶接組立フレーム構造
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