JP2000351056A - 車体構成部品の製造方法及び車体構成部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体構成部品のコストアップを抑えることが
でき、かつこの車体構成部品を軽量で消音効果のある構
成とすることができる技術を提供する。 【解決手段】 スイングアーム２０の中空体２１を鋳造
するときに、軽量部材である発泡金属製ピース２６〜２
９を一体鋳造する。このため、製造工程を増やさないで
軽量なスイングアーム２０を簡単に製造することができ
る。また、中空体２１の中空部２６に発泡金属製ピース
２６〜２９を補強材として一体的に入れたので、スイン
グアーム２０の共振を抑え、かつスイングアーム２０の
剛性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空の車体構成部
品に補強材を一体的に取り付けた車体構成部品の製造方
法及び車体構成部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の自動２輪車用スイングア
ームの平面図である。スイングアーム１００は、略Ｕ字
状の中空体１０１の後端に左右のメインパイプ１０２，
１０３を取り付け、中空体１０１の左右前端１０１ａ，
１０１ａをピボット軸１０５で車体フレーム１０６に回
転自在に取り付け、左右のメインパイプ１０２，１０３
の後端に左右のアクスル支え部材１０８，１０９を取り
付け、これらのアクスル支え部材１０８，１０９に後輪
１１０用のアクスル１１２を取り付けたものである。

【０００３】このスイングアーム１００は、中空体１０
１や左右のメインパイプ１０２，１０３が中空構造なの
で、エンジンや駆動チェーン等の振動で共振すると共鳴
音が発生しやすい。また、スイングアーム１００は、ピ
ボット軸１０５のみで車体フレーム１０６に取り付ける
ので片持ち支持となり中空体１０１の剛性を高める必要
がある。

【０００４】このため、中空体１０１の中空部に補強材
としてのリブ１１５・・・を加えたり、左右のメインパイ
プ１０２，１０３の肉厚を厚くすることで、スイングア
ーム１００の共振を抑えて共鳴音の発生を防ぎ、かつス
イングアーム１００の剛性を高めている。以下、次図に
おいて中空体１０１のリブ１１５・・・について説明す
る。

【０００５】図１１は図１０の１１−１１線断面図であ
り、中空体１０１の内周面１０１ｂにリブ１１５を成形
した状態を示す。中空体１０１にリブ１１５を成形する
ことにより、スイングアーム１００の固有振動数を変え
てスイングアーム１００の共振を抑えることができ、さ
らにスイングアーム１００の剛性を高めることができ
る。しかし、中空体１０１にリブ１１５・・・を成形する
と、スイングアーム１００の重量が増して車両重量が増
加する。

【０００６】一方、図１０に戻って、左右のメインパイ
プ１０２，１０３の肉厚を厚くすることにより、共振を
抑えたり、剛性を高めることは可能である。しかし、左
右のメインパイプ１０２，１０３の肉厚が厚くなると、
スイングアーム１００の重量が増して車両重量が増加す
る。

【０００７】このため、左右のメインパイプ１０２，１
０３の肉厚を厚くしないで共振を抑える技術が実用新案
登録第２５０４２８０号公報「２輪車のスイングアー
ム」に提案されている。この技術は、スイングアームの
左右のメインパイプ内に制振部材を挿入することによ
り、制振部材でメインパイプの共振を抑制して、共鳴音
の発生を抑えるものである。メインパイプの肉厚を厚く
する必要がないので、車両重量の増加を抑えることが可
能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、左右のメイン
パイプに挿入する制振部材は比較的長尺物なので、メイ
ンパイプに制振部材をスムーズに挿入し難い。このた
め、左右のメインパイプに制振部材を挿入するために複
数の作業者が必要になることも考えられ、また制振部材
を挿入する際の挿入作業に時間がかかり、このことが、
コストアップの要因になる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、車体構成部品の
コストアップを抑えることができ、かつこの車体構成部
品を軽量で消音効果のある構成とすることができる技術
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１は、中空の車体構成部品を鋳造する
鋳型の所定箇所に発泡金属製ピースを置き、次に鋳型に
注湯して前記ピースを一体化することにより、中空な車
体構成部品に竹の節の様にピースを一体鋳造したことを
特徴とする。

【００１１】車体構成部品を鋳造するときに、軽量部材
である発泡金属製ピースを一体鋳造する。このため、製
造工程を増やさないで、軽量な車体構成部品を簡単に製
造することができる。また、車体構成部品を製造した後
に、車体構成部品の中空部に制振部材を差し込む手間を
省くことができる。

【００１２】請求項２は、鋳造の中空部に竹の節の様に
補強用ピースを一体的に入れた車体構成部品において、
前記補強用ピースは発泡金属製ピースであることを特徴
とする。

【００１３】車体構成部品の中空部に発泡金属製ピース
を補強材として一体的に入れた。発泡金属製ピースは軽
量部材なので車体構成部品の軽量化を図ることができ
る。また、発泡金属製ピースを車体構成部品に一体に入
れることで、車体構成部品の共振を抑え、かつ車体構成
部品の剛性を高めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向
に従い、Ｆは前側、Ｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側を示
す。また、図面は符号の向きに見るものとする。

【００１５】図１は本発明に係る車体構成部品（第１実
施の形態）を使用した自動二輪車の側面図である。自動
二輪車１０は、車体フレーム１１と、車体フレーム１１
のヘッドパイプ１２に取付けたフロントフォーク１３
と、フロントフォーク１３の上端に取り付けたハンドル
１４と、フロントフォーク１３の下端に取り付けた前輪
１５と、車体フレーム１１の前部上方に取付けた燃料タ
ンク１６と、燃料タンク１６の後方に取り付けたシート
１７と、車体フレーム１１の前端下方に取り付けたパワ
ーユニット１８（エンジン１８ａ及び変速機１８ｂを組
み合せたもの）と、車体フレーム１１の後部に片持ち支
持して後輪１９を支える車体構成部品としてのスイング
アーム２０とからなる。以下、本発明に係るスイングア
ーム２０について説明する。

【００１６】図２は図１の２−２線断面図である。スイ
ングアーム２０は、略Ｕ字状の中空体２１の左右後端２
２ａ，２２ｂに各々開口２３ａ，２３ｂを成形し、これ
ら左右の開口２３ａ，２３ｂに左右のメインパイプ３
０，３１の前端を取り付け、中空体２１の左右前端２４
ａ，２４ｂをピボット軸３３で車体フレーム１１（図１
も参照）に回転自在に取り付け、左右のメインパイプ３
０，３１の後端に左右のアクスル支持部材３５，３６を
取り付けたものである。このスイングアーム２０は、左
右のアクスル支持部材３５，３６にアクスル４１で後輪
１９を取り付ける。

【００１７】中空体２１は、内周面２５で中空部２６を
形成し、中空部２６に発泡金属製ピース２７，２７，２
８，２８，２９を竹の節の様に補強材として一体的に入
れた鋳造品である。発泡金属製ピース２７，２７，２
８，２８，２９は略同じ部材なので、以下発泡金属製ピ
ース２９についてのみ説明してその他のピース２７，２
８の説明を省略する。

【００１８】図３は図２の３−３線断面図である。発泡
金属製ピース２９は、独立気泡の薄膜セル構造よりなる
板状の発泡金属を矩形筒体に加工したものであって、外
周２９ａを中空体２１の内周面２５に一体鋳造した部材
である。発泡金属は、一例としてアルミナが均一に分散
したアルミニウムの薄い膜により構成された気泡の集合
体で、各気泡を立体的に安定させるために多面体に形成
したものである。

【００１９】また、発泡金属は、比重が０．２〜０．３
でアルミニウムのほぼ１／１０、鋳鉄のほぼ１／３０と
超軽量で、かつ７８０℃の高温に耐える部材である。さ
らに、発泡金属は、鋸などで所望の形状に切断すること
ができ、また曲げ加工することで筒体を形成することが
できる部材である。従って、板状に形成した発泡金属を
準備すれば、その板状の発泡金属を所望の形状（例え
ば、発泡金属製ピース２７，２７，２８，２８，２９）
に容易に加工することができる。

【００２０】以上述べたように、軽量な発泡金属製ピー
ス２９を中空体２１に補強材として一体的に入れたの
で、スイングアーム２０の軽量化を図ることができる。
また、発泡金属製ピース２９を補強材とすることでスイ
ングアーム２０の剛性を高め、かつ共振による共鳴音の
発生を防ぐことができる。

【００２１】次に、スイングアーム２０の製造方法を説
明する。図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体構成部
品（第１実施の形態）の第１製造工程説明図である。 （ａ）において、鋳型としての金型５０の下金型５１の
成形面５１ａに略Ｕ字形の中子５２を矢印の如くセッ
トし、円柱形の中子５３，５３を成形面５１ａに矢印
，の如くセットする。なお、中子５２は発泡金属製
ピース２７，２７，２８，２８，２９を一体に埋め込ん
だものである。次に、上金型５５を矢印，の如く移
動して金型５０を型締めする。 （ｂ）において、湯口５６から溶湯を矢印の如く供給
して、キャビティ５７内に溶湯を充填する。

【００２２】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る車体構
成部品（第１実施の形態）の第２製造工程説明図であ
る。 （ａ）において、キャビティ５７内の溶湯５８が凝固し
た後、上金型５５を矢印，の如く移動して金型５０
を型開きする。 （ｂ）において、金型から中空体２１を離型する。次
に、中空体２１を加振機（図示せず）にセットして中空
体２１を振動させることにより、中空体２１の内部から
中子５２，５３，５３を取り除く。中空体２１に取出し
孔２１ａ・・・を開けたので、中子５２を効率よく取り除
くことができる。なお、取出し孔２１ａの開口大きさや
開口位置は任意に選択することができる。（ｃ）におい
て、中空体２１の左右の開口に２３ａ，２３ｂに左右の
メインパイプ３０，３１の前端を差し込んで溶接する。
これにより、スイングアーム２０の製造工程を完了す
る。

【００２３】このように、中空体２１を鋳造するときに
発泡金属製ピース２７，２７，２８，２８，２９を一体
鋳造することができる。このため、軽量なスイングアー
ム２０を製造工程を増やさないで簡単に製造することが
できる。

【００２４】次に、第２実施の形態〜第７実施の形態に
ついて説明する。なお、前記第１実施の形態と同一部材
については同一符号を付して説明を省略する。図６
（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る車体構成部品の発泡金属
製ピース（第２〜第４実施の形態）を示す断面図であ
り、（ａ）は第２実施の形態、（ｂ）は第３実施の形
態、（ｃ）は第４実施の形態を示す。

【００２５】（ａ）に示す発泡金属製ピース６０（第２
実施の形態）は、第１実施の形態の発泡金属製ピース２
９に相当する部材であって、発泡金属を第１ピース６０
ａ、第２ピース６０ｂ、第３ピース６０ｃ、第４ピース
６０ｄに４分割した状態で加工し、第１〜第４ピース６
０ａ〜６０ｄを組み合わせて矩形筒形としてものであ
る。発泡金属製ピース６０を４分割することにより、板
状の発泡金属から加工することがより容易になる。この
結果、生産性の向上を図ることができるので、コストア
ップを抑えることができる。

【００２６】（ｂ）に示す発泡金属製ピース６３（第３
実施の形態）は、第１実施の形態の発泡金属製ピース２
９に相当する部材であって、発泡金属を矩形状に形成し
たものである。発泡金属製ピース６３を矩形状とするこ
とにより、共振をより効率よく抑えることができ、さら
に剛性をより高めることができる。

【００２７】（ｃ）に示す発泡金属製ピース６５（第４
実施の形態）は、第１実施の形態の発泡金属製ピース２
９に相当する部材であって、発泡金属を略十字形に形成
したものである。この発泡金属製ピース６５を使用して
も前記実施の形態の発泡金属製ピースと同様に共振を抑
えることができ、かつ剛性を高めることができる。

【００２８】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体構
成部品（第５実施の形態）の側面図であり、本発明に係
る車体構成部品を車体フレーム１１（図１に示す）に適
用した例を示す。車体フレーム１１は、（ｂ）に示すよ
うにヘッドパイプ１２に左右のメインフレーム７０，７
１の前端７０ａ，７１ａを溶接し、左右のメインフレー
ム７０，７１の各々の後端７０ｂ，７１ｂに左右のピボ
ット支持フレーム７３，７４を溶接したものである。左
右のピボット支持フレーム７３，７４は、図２に示すス
イングアーム２０を取付けるための取付孔７３ａ，７４
ａ（７４ａは図示せず）を備える。

【００２９】左右のメインフレーム７０，７１は、断面
矩形状の中空体であって、メインフレーム７０，７１の
前端７０ａ，７１ａの中空部７０ｃ，７１ｃに発泡金属
製ピース７５，７５を取り付けたものである。左右のピ
ボット支持フレーム７３，７４は、前端を断面矩形状の
中空体に形成したものであって、中空部７３ｂ，７４ｂ
に発泡金属製ピース７８，７８を取り付けたものであ
る。

【００３０】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体構
成部品（第５実施の形態）の発泡金属製ピースの断面図
であり、（ａ）は８ａ−８ａ線断面図、（ｂ）は８ｂ−
８ｂ線断面図である。（ａ）において、発泡金属製ピー
ス７５は、第１実施の形態の発泡金属製ピース２９と同
様に、独立気泡の薄膜セル構造よりなる板状の発泡金属
を矩形筒体に加工したものであって、左右のメインフレ
ーム７１の中空部７１ｃに取り付けた部材である。
（ｂ）において、発泡金属製ピース７８は、第１実施の
形態の発泡金属製ピース２９と同様に、独立気泡の薄膜
セル構造よりなる板状の発泡金属を矩形筒体に加工した
ものであって、ピボット支持フレーム７４の中空部７４
ａに取り付けた部材である。

【００３１】従って、軽量な車体フレーム１１をスイン
グアーム２０と同様に、製造工程を増やさないで簡単に
製造することができる。また、軽量な発泡金属製ピース
を車体フレーム１１に補強材として一体的に入れたの
で、車体フレーム１１の軽量化を図ることができる。ま
た、発泡金属製ピースを補強材とすることで車体フレー
ム１１の剛性を高め、かつ共振による共鳴音の発生を防
ぐことができる。

【００３２】図９は図２の９−９線断面図であり、本発
明に係る車体構成部品をホイール８０に適用した例を示
す。ホイール８０は、アクスル４１にベアリング８１・・
・を介して回転自在に取り付けたハブ８２と、ハブ８２
から半径方向外側に延びた複数のフォーク８４と、フォ
ーク８４・・・の先端に取り付けたリム８５とからなり、
ハブ８２の中空部８２ａに円筒形の発泡金属製ピース８
６を取り付けたものである。ホイール８０をスイングア
ーム２０の左右の支持部材３７，３８にアクスル４１を
介して回転自在に取り付け、リム８５にタイヤ９０を取
り付け、この状態で、スプロケット８７を駆動チェーン
８８（図１に示す）で回転することにより後輪１９を回
転する。なお，８９はブレーキ用ディスクである。

【００３３】発泡金属製ピース８６は、第１実施の形態
の発泡金属製ピース２９に使用した独立気泡の薄膜セル
構造よりなる板状の発泡金属を筒状に曲げて、アクスル
４１と同軸上でかつハブ８２の中空部８２ａに取り付け
た部材である。

【００３４】従って、軽量なホイール８０をスイングア
ーム２０と同様に、製造工程を増やさないで簡単に製造
することができる。また、軽量な発泡金属製ピース８６
をホイール８０に補強材として一体的に入れたので、ホ
イール８０の軽量化を図ることができる。さらに、発泡
金属製ピース８６を補強材とすることでホイール８０の
剛性を高め、かつ共振による共鳴音の発生を防ぐことが
できる。

【００３５】なお、前記実施の形態では、発泡金属製ピ
ースとしてアルミニウム製の発泡金属を使用した例を説
明したが、その他にマンガン合金、亜鉛合金、チタン合
金、鉄系合金、ステンレスの発泡金属を使用してもよ
い。発泡金属を７８０℃の高温に耐える部材としたが、
７８０℃に限らない。すなわち、発泡金属製ピースを車
体構成部品の中空部に一体鋳造することができればよ
い。また、鋳型として金型を使用した例を説明したが、
その他に砂型を使用しても同様の効果を得ることができ
る。

【００３６】さらに、発泡金属製ピースを車体構成部品
に一体鋳造した例を説明したが、例えば発泡金属製ピー
スを車体構成部品の中空部に圧入してもよい。また、車
体構成部品の例として車体フレーム１１、スイングアー
ム２０、ホイール８０を説明したが、車体構成部品をそ
の他の部材に適用してもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、軽量部材である発泡金属製ピースを
車体構成部品と一体鋳造する。このため、製造工程を増
やさないで、軽量な車体構成部品を簡単に製造すること
ができる。また、車体構成部品を製造した後に、車体構
成部品の中空部に制振部材を差し込む手間を省くことが
できる。この結果、車体構成部品のコストアップを抑え
ることができる。

【００３８】請求項２は、車体構成部品の中空部に発泡
金属製ピースを補強材として一体的に入れた。発泡金属
製ピースは軽量部材なので車体構成部品の軽量化を図る
ことができる。また、発泡金属製ピースを車体構成部品
に一体に入れることで、車体構成部品の共振を抑え、か
つ車体構成部品の剛性を高めることができる。共振を抑
えることにより、車体構成部品を軽量で消音効果のある
構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車体構成部品（第１実施の形態）
を使用した自動二輪車の側面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】本発明に係る車体構成部品（第１実施の形態）
の第１製造工程説明図

【図５】本発明に係る車体構成部品（第１実施の形態）
の第２製造工程説明図

【図６】本発明に係る車体構成部品の発泡金属製ピース
（第２〜第４実施の形態）を示す断面図

【図７】本発明に係る車体構成部品（第５実施の形態）
の側面図

【図８】本発明に係る車体構成部品（第５実施の形態）
の発泡金属製ピースの断面図

【図９】図２の９−９線断面図

【図１０】従来の自動２輪車用スイングアームの平面図

【図１１】図１０の１１−１１線断面図

【符号の説明】

１１…車体構成部品（車体フレーム）、２０…車体構成
部品（スイングアーム）、２１…中空体、２６…中空
部、２７，２８，２９，６０，６３，６５，７５，７
８，８６…発泡金属製ピース、５０…鋳型（金型）、８
０…車体構成部品（ホイール）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の車体構成部品を鋳造する鋳型の所
   定箇所に発泡金属製ピースを置き、次に鋳型に注湯して
   前記ピースを一体化することにより、中空な車体構成部
   品に竹の節の様にピースを一体鋳造したことを特徴とす
   る車体構成部品の製造方法。
2. 【請求項２】 鋳造の中空部に竹の節の様に補強用ピー
   スを一体的に入れた車体構成部品において、 前記補強用ピースは発泡金属製ピースであることを特徴
   とする車体構成部品。