JP5911074B2 - 自動二輪車の車体フレームの製造方法 - Google Patents
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Description
溶接法は、アーク溶接が主流であるが、近年、レーザ溶接が普及し、このレーザ溶接が車体フレームの製造に採用されるようになってきた(例えば、特許文献1(図5、図7)参照。)。
前記ヘッドパイプは、型成形された左ヘッド半体と、型成形された右ヘッド半体と、前記左ヘッド半体に前記右ヘッド半体をレーザ溶接で一体化するビードと、からなり、
前記左・右ヘッド半体にそれぞれ一体形成された前記メインフレームの先端を差し込むことができる左・右メインフレーム支持部及び前記ステアリングシャフトを支える左・右ステアリング支持部を備え、
前記左・右ヘッド半体は、鍛造品であり、
前記メインフレームは、左メインフレームと右メインフレームとからなり、
前記左ヘッド半体に設けた前記左メインフレーム支持部は、前記左メイフレームの先端を車両後方から差し込むことができる左挿入口を備え、
前記左ヘッド半体と前記左メインフレームとが前記左メインフレームの外周に沿って重ね合わせ溶接され、
前記右ヘッド半体に設けた前記右メインフレーム支持部は、前記右メインフレームの先端を車両後方から差し込むことができる右挿入口を備え、
前記右ヘッド半体と前記右メインフレームとが前記右メインフレームの外周に沿って重ね合わせ溶接されることを特徴とする。
さらに加えて、左・右ヘッド半体は鍛造品であり、鋳造品に比較して形状に限定があるものの、鋳造品より高強度が得られ、肉厚の減少を図ることができると共に肉抜き部を形成することができ、ヘッドパイプの軽量化を促すことができる。
さらに加えて、メインフレームは、左・右メインフレームとからなり、左・右メインフレーム支持部は、左・右メインフレームの先端の各々を車両後方から差し込むことができる左・右挿入口を備えている。左・右挿入口に左・右メインフレームに差し込み溶接できるため、製造が容易になり、製造時間の短縮が図れる。
さらに加えて、左・右ヘッド半体と左・右メインフレームとが左・右メインフレームの外周に沿って重ね合わせ溶接されるが、この方向の重ね溶接であれば、凝固時に車両方向の収縮は発生しない。
よって、溶接接合されたヘッドパイプであるにも拘わらず、十分な剛性が確保される。
コ字断面部は鋳造及び鍛造で製造が可能である。2個のコ字断面部を合わせてレーザ溶接すると矩形断面のダウンフレーム支持部が得られるが、接合法がレーザ溶接であるため、溶接歪みが少なく、仕上がり形状が良好なダウンフレーム支持部が容易に得られる。結果、ダウンフレームの位置精度が良好となる。
エンジン15を車体フレーム30に形成された空間に収納しつつ支持し、エンジン15から排気管16を延ばす。この排気管16はエンジン15の側方(この例では右側方)を通るようにして車両後方へ延ばされる。排気管16の後部に消音器17が取付けられる。
上軸受41は上から上シール部材43で覆われ、下軸受42は下から下シール部材44で覆われるため、軸受41、42に外からゴミや水などの異物が侵入する心配はない。
左ヘッド半体45Lは、左合わせ面46Lで分割された半体であり、左ステアリング支持部47Lと、この左ステアリング支持部47Lから車両後方へ延びる左メインフレーム支持部48Lと、左ステアリング支持部47Lの下部から斜め下に且つ車両後方へ延びる左ダウンフレームガセット49Lとを備えている。
作図の都合で、図示は省いたが、左ヘッド半体45Lにも左第1〜第4肉抜き部が凹設されている。よって、外観性を維持しつつ、左・右ヘッド半体45L、46Rの大幅な軽量化が図れる。
図5に示すように、キャビティ用凹部56を有する下鋳型57と、半円柱状突起58及び肉抜き形成用突起59を有する上鋳型60とを準備する。下鋳型57に上鋳型60を重ね(型組みし)、キャビティ61へ溶融金属(溶湯)を鋳込む。溶融金属が凝固したら、下鋳型57から上鋳型60を分離し、鋳造品を取り出す。結果、鋳物製の左・右ヘッド半体(図4、45L、45R)が得られる。鋳造法であれば、複雑な形状の左・右ヘッド半体(図4、45L、45R)が製造可能である。
なお、冷間鍛造法では金属素材67は常温で投入するが、熱間鍛造法では金属素材67を熱間鍛造温度まで加熱してから投入する。本発明の左・右ヘッド半体(図4、45L、45R)は、形状がやや複雑であるため、熱間鍛造が推奨される。
結果、図9(b)に示すように、アスペクト比(深さ/幅)が大きな第1ビード73が形成でき、この第1ビード73で左ヘッド半体45Lと右ヘッド半体45Rが強固に接合される。
図11に示すように、左・右メインフレーム支持部48L、48Rは第2ビード74で接合される。この第2ビード74もレーザ溶接ビードである。
図12に示すヘッドパイプ31に備えられる左・右メインフレーム支持部48L、48Rは、図13で説明するように各々筒状を呈し、ダウンフレーム支持部78は、図14で説明するように筒状を呈している。
矢印80は、型抜き方向兼パンチ移動方向を示す。すなわち、左メインフレーム支持部48Lが筒状を呈するものの、矢印80に沿って型抜き又はパンチを移動させることで、鋳造及び鍛造が可能となる。右メインフレーム支持部48Rに付いても同様である。
Claims (5)
- 前輪(11)を転舵させるステアリングシャフト(12)を回転可能に支えるヘッドパイプ(31)と、このヘッドパイプ(31)に前端が溶接され車両後方へ延びるメインフレーム(32)と、このメインフレーム(32)の後部に前端が連結され車両後方へ延びピボット軸(33)を介して後輪(13)を上下移動可能に支えるピボットフレーム(34)と、を備えている自動二輪車の車体フレーム(30)の製造方法において、
前記ヘッドパイプ(31)は、型成形された左ヘッド半体(45L)と、型成形された右ヘッド半体(45R)と、前記左ヘッド半体(45L)に前記右ヘッド半体(45R)をレーザ溶接で一体化するビード(73、74)と、からなり、
前記左・右ヘッド半体(45L、45R)にそれぞれ一体成形された前記メインフレーム(32)の先端を差し込むことができる左・右メインフレーム支持部(48L、48R)及び前記ステアリングシャフト(12)を支える左・右ステアリング支持部(47L、47R)を備え、
前記左・右ヘッド半体(45L、45R)は、鍛造品であり、
前記メインフレーム(32)は、左メインフレーム(32L)と右メインフレーム(32R)とからなり、
前記左ヘッド半体(45L)に設けた前記左メインフレーム支持部(48L)は、前記左メイフレーム(32L)の先端を車両後方から差し込むことができる左挿入口(79L)を備え、
前記左ヘッド半体(45L)と前記左メインフレーム(32L)とが前記左メインフレーム(32L)の外周に沿って重ね合わせ溶接され、
前記右ヘッド半体(45R)に設けた前記右メインフレーム支持部(48R)は、前記右メインフレーム(32R)の先端を車両後方から差し込むことができる右挿入口(79R)を備え、
前記右ヘッド半体(45R)と前記右メインフレーム(32R)とが前記右メインフレーム(32R)の外周に沿って重ね合わせ溶接されることを特徴とする自動二輪車の車体フレームの製造方法。 - 前記左メインフレーム(32L)は、前記左ヘッド半体(45L)に軽圧入され、
前記右メインフレーム(32R)は、前記右ヘッド半体(45R)に軽圧入されることを特徴とする請求項1記載の自動二輪車の車体フレームの製造方法。 - 前記重ね合わせ溶接の溶接ビード(81)の位置は、前記左・右メインフレーム(32L、32R)の前端より後方であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の自動二輪車の車体フレームの製造方法。
- 前記左・右ヘッド半体(45L、45R)は、合わせ面(46R)側に肉抜き部(51R〜54R)が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の自動二輪車の車体フレームの製造方法。
- 前記左・右ヘッド半体(45L、45R)は、下部に左・右コ字断面部(82L、82R)を各々備え、
前記左コ字断面部(82L)に前記右コ字断面部(82R)を合わせてレーザ溶接で接合することで、ダウンフレーム(35)の先端を差し込み支持させることができるダウンフレーム支持部(78)を形成できるようにしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の自動二輪車の車体フレームの製造方法。
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