FR2780017A1

FR2780017A1 - Tubular vehicle chassis with optimum strength and weight distribution, particularly applicable to motorcycles

Info

Publication number: FR2780017A1
Application number: FR9907281A
Authority: FR
Inventors: Koji Shibata; Hiroki Goto; Fuminori Kamemizu; Toshikazu Hamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 1999-12-24
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: ES2163355A1; TW517030B; JP2000006869A; ES2163355B2; CN1094447C; ITRM990336A1; ITRM990336A0; IT1306563B1; CN1240181A; FR2780017B1

Abstract

The tubular chassis is constructed from circular or rectangular sections of the same external dimensions but differing wall thicknesses depending upon the strength requirements. The joined tubes are then bent to form the chassis frame.

Description

CHASSIS A TUBES JOINTS POUR VEHICULESJOINTED TUBE CHASSIS FOR VEHICLES

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un châssis à tubes joints pour des véhicules tels que des 1. Field of the Invention The present invention relates to a frame with joined tubes for vehicles such as

motocyclettes à deux roues ou analogue, par exemple. two-wheeled motorcycles or the like, for example.

2. Description de l'art antérieur2. Description of the prior art

Jusqu'à présent, à titre de structure de châssis à tubes destinée à être utilisée dans des véhicules tels que des motocyclettes à deux roues ou analogue, ont été connus les types de châssis à tubes qui sont formés, soit d'un tube unique, soit d'une pluralité de tubes qui sont joints ensemble. Dans le cas du tube unique, de manière à parvenir à une résistance et à une rigidité nécessaires, il existe des cas dans lesquels un tube à paroi épaisse est utilisé eu égard à une zone qui supporte une charge maximale, et des cas dans lesquels un tube d'épaisseur de paroi normale est utilisé tout en renforçant, à l'aide de moyens raidisseurs, les zones pour lesquelles la résistance ou analogue est requise. D'autre part, dans le second cas de la pluralité de tubes joints, il est possible de modifier l'épaisseur de paroi des tubes proportionnellement à l'amplitude d'une charge imposée sur les zones respectives du châssis, mais un procédé pour joindre les tubes par l'intermédiaire de moyens de jonction est communément utilisé comme ceci est visible sur la figure 3 de la publication du modèle d'utilité Japonais N S63-9507 et sur la figure 3 de la publication du brevet Japonais N H05-87431, par Hitherto, as a tube chassis structure for use in vehicles such as two-wheeled motorcycles or the like, the types of tube chassis have been known which are formed of either a single tube, or a plurality of tubes which are joined together. In the case of the single tube, in order to achieve the necessary strength and rigidity, there are cases in which a thick-walled tube is used with regard to an area which supports a maximum load, and cases in which a tube of normal wall thickness is used while reinforcing, using stiffening means, the areas for which resistance or the like is required. On the other hand, in the second case of the plurality of joined tubes, it is possible to modify the wall thickness of the tubes in proportion to the amplitude of a load imposed on the respective zones of the frame, but a method for joining the tubes by means of joining means is commonly used as can be seen in FIG. 3 of the publication of the Japanese utility model N S63-9507 and in FIG. 3 of the publication of the Japanese patent N H05-87431, by

exemple.example.

Dans le premier cas o est utilisé le tube unique présentant une épaisseur de paroi élevée sur la base d'une charge maximale, le poids global sera néanmoins accru. Alternativement, lorsque le tube d'épaisseur de paroi normale est utilisé conjointement avec les moyens raidisseurs pour renforcer les zones qui doivent l'être, le nombre des pièces composantes et le In the first case where the single tube with a high wall thickness is used on the basis of a maximum load, the overall weight will nevertheless be increased. Alternatively, when the tube of normal wall thickness is used in conjunction with the stiffening means to reinforce the areas which must be used, the number of component parts and the

nombre de phases d'opération seront augmentés. number of operating phases will be increased.

Similairement, dans le dernier cas o la pluralité de tubes sont joints par l'intermédiaire du moyen de jonction, comme décrit dans la publication du modèle d'utilité Japonais N S63-9507 et la publication du brevet Japonais N H5-87431, de nombreuses pièces composantes et de phases d'opération seront nécessaires, ayant pour conséquence d'accroître le coût de production, tout en limitant la liberté ou analogue dont on dispose lors de la conception du Similarly, in the latter case where the plurality of tubes are joined through the joining means, as described in the publication of the Japanese utility model N S63-9507 and the publication of Japanese patent N H5-87431, many component parts and operating phases will be necessary, resulting in increasing the production cost, while limiting the freedom or the like which is available during the design of the

châssis pour véhicule.chassis for vehicle.

RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

Par conséquent, un objet de la présente invention est de proposer un châssis à joints amélioré qui est apte à réduire le nombre de pièces composantes de façon à permettre une simplification de la structure et une réduction du poids ainsi qu'une réduction de la longueur soudée devant être obtenue, et apte à accroître la liberté de sa conception, tout en Therefore, an object of the present invention is to provide an improved joint frame which is capable of reducing the number of component parts so as to allow a simplification of the structure and a reduction in weight as well as a reduction in the welded length. to be obtained, and capable of increasing the freedom of its design, while

assurant une résistance et une rigidité nécessaires. providing the necessary strength and rigidity.

Au vu de l'objet mentionné ci-dessus, un châssis à tubes joints pour véhicules selon la présente invention comprend une pluralité de tubes qui sont différents par au moins l'un de l'épaisseur de paroi et du matériau, chacun d'entre eux comportant une zone jointe de configuration externe sensiblement identique, caractérisé en ce que la pluralité de joints sont aboutés ensemble en les mettant bout à bout l'un avec l'autre. En aboutant chacun des bouts opposés de la pluralité de tubes qui sont différents par l'épaisseur ou le matériau, la structure de chassis pour véhicule peut être effectivement formée en combinant les tubes d'épaisseur appropriée ou de matériau approprié en proportion d'une charge imposée sur les zones respectives du châssis, parvenant ainsi à une réduction du poids sans nécessiter d'opération de montage de moyens raidisseurs. En outre, du fait que les bouts correspondants des tubes joints sont formés en présentant une configuration externe identique, le châssis peut être formé sans perte de qualité de l'apparence externe et une aire de jonction uniforme peut être aisément assurée sur toutes les périphéries entières des bouts correspondants qui doivent être joints, équilibrant ainsi la charge qui y est imposée. Ici, à titre de procédé d'aboutement des bouts correspondants des tubes, un soudage à l'arc de plasma, un soudage à faisceau laser, d'autres procédés de soudage ou d'adhésion, qui sont aptes à parvenir à une résistance et une rigidité nécessaires ou In view of the object mentioned above, a frame with joined tubes for vehicles according to the present invention comprises a plurality of tubes which are different by at least one of the wall thickness and of the material, each of they having an joined zone of substantially identical external configuration, characterized in that the plurality of joints are butted together by putting them end to end with one another. By abutting each of the opposite ends of the plurality of tubes which are different in thickness or material, the vehicle chassis structure can be effectively formed by combining the tubes of appropriate thickness or of suitable material in proportion to a load imposed on the respective areas of the chassis, thus achieving a reduction in weight without requiring an assembly operation of stiffening means. In addition, since the corresponding ends of the joined tubes are formed with an identical external configuration, the frame can be formed without loss of quality of the external appearance and a uniform junction area can be easily ensured on all the entire peripheries. corresponding ends which must be joined, thus balancing the load which is imposed there. Here, as a method of joining the corresponding ends of the tubes, plasma arc welding, laser beam welding, other welding or adhesion methods, which are capable of achieving strength and stiffness required or

analogue, peuvent être appliqués, par exemple. analogous, can be applied, for example.

Selon un autre aspect de l'invention, un châssis à tubes joints pour véhicules comprend une pluralité de tubes qui sont différents par au moins l'un quelconque de l'épaisseur et du matériau, chacun d'entre eux comportant une zone jointe de configuration externe sensiblement identique, caractérisé en ce que la pluralité de tubes sont d'abord aboutés ensemble bout à bout selon une ligne droite, puis sont cintrés selon une forme donnée. Lors de la jonction des tubes droits bout à bout et l'un avec l'autre, une opération de soudage peut être aisément accomplie et une précision d'aboutement, une précision de positionnement ou analogue entre les bouts correspondants des tubes joints peut être accrue de manière à assurer un soudage de haute qualité. Ainsi, un travail de cintrage du tube joint, survenant ultérieurement, peut être accompli sans distorsion consécutif à l'effet du soudage. De préférence, la pluralité de tubes sont joints ou soudés au cours d'un processus de soudage à faisceau laser. Lors de la jonction à l'aide du soudage à faisceau laser, un cordon de soudure présente une moindre saillie pour libérer ainsi la concentration de la contrainte. L'influence thermique sur la zone circonférentielle du tube joint peut également être diminuée, et le temps de soudage peut According to another aspect of the invention, a frame with joined tubes for vehicles comprises a plurality of tubes which are different by at least any one of the thickness and of the material, each of them comprising an joined configuration zone. substantially identical external, characterized in that the plurality of tubes are first butted together end to end in a straight line, then are bent into a given shape. When joining the straight tubes end to end and with each other, a welding operation can be easily accomplished and an abutment accuracy, a positioning accuracy or the like between the corresponding ends of the joined tubes can be increased so as to ensure high quality welding. Thus, a work of bending the joined tube, occurring subsequently, can be accomplished without distortion resulting from the effect of the welding. Preferably, the plurality of tubes are joined or welded during a laser beam welding process. When joining using laser beam welding, a weld bead has less protrusion to thereby release the stress concentration. The thermal influence on the circumferential area of the jointed tube can also be reduced, and the welding time can

être raccourci.be shortened.

D'autres objets et avantages associés de la présente invention ressortiront en se référant à la Other objects and associated advantages of the present invention will become apparent with reference to the

description détaillée suivante lorsqu'elle est prise following detailed description when taken

conjointement avec les dessins d'accompagnement. together with the accompanying drawings.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Les figures 1(A) et (B) sont des vues en perspective montrant des exemples de châssis à tubes joints selon la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale du châssis à tubes, la figure 3 est une vue en coupe transversale agrandie montrant une zone soudée par faisceau laser du châssis à tubes de la figure 2, la figure 4 est une vue explicative montrant un cordon de soudure formé sur une zone jointe du châssis à tubes de la figure 2, les figures 5(A) et (B) sont des vues explicatives montrant des exemples de châssis à tubes comportant une partie cintrée, les figures 6(A) et 6(B) sont des vues explicatives montrant des exemples de châssis à tubes droits, et les figures 7(A) et (B) sont des vues explicatives Figures 1 (A) and (B) are perspective views showing examples of frame with joined tubes according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the tube frame, Figure 3 is a sectional view enlarged cross section showing a laser welded area of the tube frame of Figure 2, Figure 4 is an explanatory view showing a weld bead formed on an joined area of the tube frame of Figure 2, Figures 5 (A) and (B) are explanatory views showing examples of tube frames having a bent portion, Figures 6 (A) and 6 (B) are explanatory views showing examples of straight tube frames, and Figures 7 (A ) and (B) are explanatory views

montrant des exemples de châssis à tubes classiques. showing examples of conventional tube frames.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

PREFERESPREFERRED

Le mode de réalisation préféré de la présente invention sera à présent décrit en se référant aux dessins d'accompagnement, dans lesquels les figures 1(A) et (B) sont des vues en perspective montrant des exemples de châssis à tubes joints selon la présente invention, la figure 2 constituant une vue en coupe transversale du châssis à tubes. Les châssis à tubes joints de cette invention sont employés, de préférence, dans une structure de châssis telle qu'un châssis d'une motocyclette ou d'un autre véhicule qui supporte différentes charges selon les positions. Ceci peut s'appliquer à un châssis à tubes P présentant une section droite circulaire, carrée ou autre, comme montré sur la figure 1. Le châssis à tubes P comprend plusieurs tubes creux Pl, P2,... Pn, qui sont formés en présentant une configuration externe identique et qui diffèrent par au moins l'un quelconque de l'épaisseur de paroi et du matériau. Sur les dessins, des exemples d'épaisseurs de paroi différentes sont The preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1 (A) and (B) are perspective views showing examples of frame with joined tubes according to the present invention, Figure 2 constituting a cross-sectional view of the tube frame. The joint tube frames of this invention are preferably used in a frame structure such as a frame of a motorcycle or other vehicle which supports different loads depending on the positions. This can be applied to a tube frame P having a circular, square or other cross section, as shown in FIG. 1. The tube frame P comprises several hollow tubes P1, P2, ... Pn, which are formed in having an identical external configuration and which differ in at least any one of the wall thickness and of the material. In the drawings, examples of different wall thicknesses are

montrés pour la commodité de la description. Les tubes shown for convenience of description. The tubes

creux Pl, P2,... Pn sont placés bout à bout les uns hollow Pl, P2, ... Pn are placed end to end each

avec les autres de manière à être aboutés ensemble. with others so as to be butted together.

L'épaisseur de paroi de chacun des tubes creux Pl, P2, Pn est sélectionnée de façon appropriée en proportion d'une charge qui est imposée sur eux dans le cas de la formation du châssis à tubes joints. Dans ce mode de réalisation, une zone jointe s est aboutée par soudage à faisceau laser tout en joignant, de façon suffisante, un bout de l'élément de tube à mince paroi P2 à l'autre bout, comme montré sur les figures 2 et 3, empêchant ainsi un cordon de soudure b d'être en saillie à partir d'une surface cylindrique externe The wall thickness of each of the hollow tubes Pl, P2, Pn is appropriately selected in proportion to a load which is imposed on them in the case of the formation of the frame with joined tubes. In this embodiment, a joined zone is joined by laser beam welding while sufficiently joining one end of the thin-walled tube element P2 to the other end, as shown in FIGS. 2 and 3, thereby preventing a weld bead from protruding from an external cylindrical surface

de la zone jointe s, comme montré sur la figure 4. from the attached area s, as shown in Figure 4.

Lors de la fabrication du châssis à tubes P comportant des parties cintrées, comme montré sur la figure 5, par exemple, le châssis à tubes P peut être During the manufacture of the P tube frame comprising curved parts, as shown in FIG. 5, for example, the P tube frame can be

formé en aboutant ensemble les tubes creux Pl, P2,... formed by abutting together the hollow tubes Pl, P2, ...

Pn qui ont été antérieurement cintrés selon une forme donnée, ou bien, alternativement, en aboutant d'abord les tubes creux Pl, P2,... Pn de forme droite, l'un avec l'autre, puis en cintrant le tube joint selon une forme donnée. Dans ce dernier cas, la mise en place des éléments de tubes Pl, P2,... Pn en position et le contact d'aboutement entre les bouts devant être joints, peuvent être obtenus de façon aisée et assurée au moment ou au cours du soudage de manière à améliorer une précision du soudage. En outre, du fait que le cintrage s'accomplit après le soudage, une influence de déformation ou de contrainte thermique Pn which have been previously bent into a given shape, or alternatively, by first abutting the hollow tubes Pl, P2, ... Pn of straight shape, one with the other, then bending the joined tube in a given form. In the latter case, the positioning of the tube elements Pl, P2, ... Pn in position and the abutment contact between the ends to be joined, can be obtained easily and ensured at the time or during the welding so as to improve welding precision. In addition, since bending takes place after welding, an influence of deformation or thermal stress

peut être diminuée.can be decreased.

Dans le procédé de fabrication décrit ci-dessus, spécialement dans le cas o le cordon de soudure b est empêché de faire saillie en dehors de la périphérie externe du châssis à tubes P en employant le soudage à faisceau laser ou analogue, la concentration de contrainte peut être effectivement évitée lorsque la charge est imposée sur le châssis à tubes P. De cette manière, il est possible de minimiser ou d'omettre les moyens raidisseurs _ ou analogue du châssis à tubes Pr en certaines positions, comme montré sur la figure 7(A), permettant ainsi la réduction de la longueur du soudage et la réduction des pièces composantes qui doivent être réalisées. En outre, en procédant à une comparaison par rapport au tube creux classique de la figure 7(B), qui présente une épaisseur de paroi plus élevée sur la base de la charge maximale que supporte le châssis à tubes, les tubes creux P1, P2,... Pn présentant une épaisseur de paroi plus mince dans ce mode de réalisation peuvent être utilisés dans la zone supportant une charge légère de manière à obtenir la réduction de poids sur l'ensemble du châssis à tubes P. In the manufacturing process described above, especially in the case where the weld bead is prevented from protruding outside the outer periphery of the tube frame P by employing laser beam welding or the like, the stress concentration can be effectively avoided when the load is imposed on the tube frame P. In this way, it is possible to minimize or omit the stiffening means _ or the like of the tube frame Pr in certain positions, as shown in Figure 7 (A), thus allowing the reduction of the length of the welding and the reduction of the component parts which have to be produced. In addition, by making a comparison with the conventional hollow tube of Figure 7 (B), which has a higher wall thickness based on the maximum load that the tube frame supports, the hollow tubes P1, P2 , ... Pn having a thinner wall thickness in this embodiment can be used in the area supporting a light load so as to obtain the reduction in weight on the whole of the P-tube chassis.

Bien que jusqu'à présent la description ait été Although so far the description has been

faite à titre d'exemple à propos du cas o le châssis à tubes P est formé de la pluralité de tubes creux P1, P2,... Pn qui diffèrent l'un de l'autre par l'épaisseur de paroi, il doit être compris que les tubes creux Pi, P2,... Pn de matériaux différents peuvent être appliqués, de façon appropriée, au châssis à tubes P. Les tubes creux Pl, P2,... Pn qui diffèrent non seulement par l'épaisseur mais également par le matériau peuvent, similairement, être appliqués en combinaison avec le châssis à tubes P de la présente invention. Additionnellement, pour joindre les tubes creux, il est possible d'adopter des procédés de soudage autres que les processus de made by way of example in the case where the tube frame P is formed from the plurality of hollow tubes P1, P2, ... Pn which differ from each other by the wall thickness, it must it should be understood that the hollow tubes Pi, P2, ... Pn of different materials can be applied, as appropriate, to the tube frame P. The hollow tubes Pl, P2, ... Pn which differ not only in thickness but also by the material can, similarly, be applied in combination with the tube frame P of the present invention. Additionally, to join the hollow tubes, it is possible to adopt welding methods other than the

soudage par faisceau laser ou d'adhésion. laser beam or adhesion welding.

Comme décrit ci-dessus, le châssis à tubes joints P pour véhicules selon la présente invention comprend la pluralité de tubes Pl, P2,.. . Pn qui sont différents par au moins l'un quelconque de l'épaisseur de paroi et du matériau, chacun d'entre eux comportant la zone jointe s ayant une configuration externe sensiblement identique, caractérisé en ce que la pluralité de tubes P1, P2,... Pn sont aboutés As described above, the frame with joined tubes P for vehicles according to the present invention comprises the plurality of tubes P1, P2, ... Pn which are different by at least any one of the wall thickness and of the material, each of them comprising the joined zone s having a substantially identical external configuration, characterized in that the plurality of tubes P1, P2, ... Pn are abutted

ensemble en les mettant bout à bout l'un avec l'autre. together by putting them end to end with each other.

Du fait qu'il est possible d'utiliser en combinaison les tubes creux P1, P2,... Pn d'épaisseur de paroi ou de matériau appropriés selon les positions structurelles, un poids du châssis à tubes joints P peut être réduit sans nécessiter d'opération de montage de moyens raidisseurs. Du fait que la pluralité de tubes Pl, P2,... Pn ont la même configuration externe dans leur zone jointe s, respectivement, le châssis à tubes joints P peut être formé sans perte de qualité de l'apparence externe et une zone de jonction de chaque bout opposé de la pluralité de tubes Pl, P2,... Pn peut être uniforme sur toute l'entière périphérie de manière à supporter effectivement une charge en condition circonférentiellement équilibrée. En outre, le châssis à tubes joints P est formé en aboutant chacun des bouts opposés de la pluralité de tubes Pl, P2,... Pn selon une ligne droite, puis en cintrant le tube joint selon une forme donnée. L'opération de soudage, par conséquent, peut s'accomplir aisément tout en améliorant une précision de l'aboutement et une précision du positionnement eu égard aux tubes P1, P2, Pn devant être joints. Le travail de cintrage est mis en oeuvre après avoir abouté chacun des bouts opposés, n'étant pas ainsi influencé par la distorsion Because it is possible to use in combination the hollow tubes P1, P2, ... Pn of wall thickness or of suitable material according to the structural positions, a weight of the frame with joined tubes P can be reduced without requiring of stiffening means mounting operation. Because the plurality of tubes P1, P2, ... Pn have the same external configuration in their joined area s, respectively, the frame with joined tubes P can be formed without loss of quality of the external appearance and an area of junction of each opposite end of the plurality of tubes Pl, P2, ... Pn can be uniform over the entire periphery so as to effectively support a load in circumferentially balanced condition. In addition, the frame with joined tubes P is formed by abutting each of the opposite ends of the plurality of tubes Pl, P2, ... Pn along a straight line, then by bending the joined tube according to a given shape. The welding operation, therefore, can be easily accomplished while improving a joining precision and positioning accuracy with respect to the tubes P1, P2, Pn to be joined. The bending work is carried out after having butted each of the opposite ends, not being thus influenced by the distortion

du soudage ou analogue. Lorsque les tubes Pl, P2,... welding or the like. When the tubes Pl, P2, ...

Pn sont joints au cours du processus de soudage par faisceau laser, un cordon de soudure b présente une saillie moindre et la soudure peut être efficacement Pn are joined during the laser beam welding process, a weld b b has less protrusion and the weld can be efficiently

accomplie.accomplished.

Claims

1. Chassis with joined tubes (P) for vehicles, comprising a plurality of tubes (P1, P2, ..., Pn) which are different by at least any one of the wall thickness of the material, each of between them comprising a joined zone (s) having a substantially identical external configuration, characterized in that said plurality of tubes Pl, P2, ..., Pn are butted together by putting them together

to end up with each other.

2. Chassis with joined tubes (P) for vehicles, comprising a plurality of tubes (P1, P2, ..., Pn) which are different by at least any one of the wall thickness and of the material, each of '' having an attached zone (s) having a substantially identical external configuration, characterized in that the plurality of tubes (P1, P2, Pn) are first butted end to end in a straight line, then are bent in a form

given.

3. Chassis with joined tubes (P) according to claim 1 or 2, characterized in that said plurality of tubes (Pi, P2, ..., Pn) are joined or welded during a beam welding process

laser.