JPH10129562A - 自動２輪車の車体フレームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体フレームの主部材を構成するヘッドパイ
プ部とメインパイプ部との結合を容易かつ堅固にした自
動２輪車の車体フレームおよびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ハンドル回転軸を回転自在に支承するヘ
ッドパイプ部２が鋳造により形成され、該ヘッドパイプ
部２に連なり後方へ伸長するメインパイプ部３が異種部
材により形成され、これら両部が結合されて主部材１と
される自動２輪車の車体フレームにおいて、これら両部
２、３の結合部が、該結合部における両部材間にアモル
ファス合金シートを介在させて両部２、３の側から加圧
しつつ、該アモルファス合金シートを加熱して溶融させ
両部材中に拡散させることにより、該両部材を接合して
形成されたことを特徴とする自動２輪車の車体フレーム
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願の発明は、自動２輪車の車体
フレームおよびその製造方法に関し、特にそのフレーム
の主部材を構成するヘッドパイプ部とメインパイプ部と
の結合を容易にした自動２輪車の車体フレームおよびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術、発明が解決しようとする課題】従来の自動
２輪車の車体フレームおよびその製造方法として、実開
平２−１２４７８４号公報に記載されたものがある。こ
のものにおいては、ヘッドパイプ部が鋳造により形成さ
れ、左右のメインパイプ部（ボディ部）が、これらを連
結するブリッジ部の左右半分の部分と一体に、それぞれ
鋳造により形成され、これらヘッドパイプ部とメインパ
イプ部とが溶接により結合され、左右のメインパイプ部
が、それらと一体のブリッジ部の左右半分の部分同士を
溶接することにより結合されて、車体フレームの主部材
が構成されている。

【０００３】また、図１４に図示される従来のものも、
ヘッドパイプ部02とピボットプレート部04とが鋳造によ
り形成され、メインパイプ部03が異種部材の押出し成形
により形成され、これらヘッドパイプ部02とメインパイ
プ部03とが図のａ部において、ピボットプレート部04と
メインパイプ部03とが図のｂ部において、それぞれ溶接
により結合されて、車体フレームの主要部分が構成され
ている。

【０００４】これらの従来のものにおいては、自動２輪
車の車体フレームを構成するヘッドパイプ部、メインパ
イプ部等の構成要素間の結合は、溶接により行われてい
る。このため、各構成要素を溶接治具にセットしたり、
仮組立てをする必要があり、また、溶接後の仕上げ作業
に多くの労力を要していた。さらに、左右側面とは反対
側の裏面の溶接もあり、これらの個所の溶接は、ロボッ
トによる自動化が困難で、手作業による溶接に頼ること
が多かった。さらに、前記のような構成要素の結合によ
り構成される車体フレームの部分は、外部に露出する部
分であることが多く、このため、その結合部の溶接は、
美観を損なわないようになされる必要があり、溶接作業
に熟練度が必要とされていた。以上により、車体フレー
ムの製造がコストの高いものとなっていた。

【０００５】また、他の従来の自動２輪車の車体フレー
ムおよびその製造方法として、特開平４−５５１８７号
公報に記載されたものがある。このものにおいては、ヘ
ッドパイプ部（フロントフレーム部）とメインパイプ部
（メインフレーム部）とは、これら両部の結合部にそれ
ぞれ係合部を有しており、該係合部が接着剤もしくはボ
ルトにより固着されることにより、これら両部が結合さ
れて、車体フレームの主部材が構成されるようになって
いる。したがって、これら両部の結合は、溶接により行
なわれていないため、前記のような問題は生じないが、
外部に突出する係合部があるので、構造が複雑となり、
外観も損なわれる上、全体をコンパクトに纏めにくいと
いう難点がある。

【０００６】さらに、他の従来の自動２輪車の車体フレ
ームおよびその製造方法として、特開平６−２６３０７
４号公報に記載されたものがある。このものにおいて
は、ヘッドパイプのラグ部にメインパイプ部の一端を挿
入して、使用状態において曲げ応力の応力中立位置とな
る部分で両管体を密接させ、該応力中立位置より引張り
応力が作用する側および圧縮応力が作用する側に接着剤
充填用間隙を設けて、該間隙に接着剤を充填して両管体
を接着することにより、これら両部が結合されて、車体
フレームの主部材が構成されるようになっている。この
ものにおいては、これら両部の結合が接着剤によるた
め、嵌挿動作のみにより両部を結合できるという利点は
あるが、その結合が堅固で完全とは言い難いという難点
がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、このような難点を解決した自動２輪車の車体フレー
ムおよびその製造方法であり、その請求項１に記載され
た発明は、ハンドル回転軸を回転自在に支承するヘッド
パイプ部が鋳造により形成され、該ヘッドパイプ部に連
なり後方へ伸長するメインパイプ部が異種部材により形
成され、これら両部が結合されて主部材とされる自動２
輪車の車体フレームにおいて、これら両部の結合部が、
該結合部における両部材間にアモルファス合金シートを
介在させて両部の側から加圧しつつ、該アモルファス合
金シートを加熱して溶融させ両部材中に拡散させること
により、該両部材を接合して形成されたことを特徴とす
る自動２輪車の車体フレームである。

【０００８】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、自動２輪車の車体フレームの前
方部分を構成するヘッドパイプ部とメインパイプ部と
は、隣接する接合材間にアモルファス合金シートを介在
させて、これを加圧しつつ、加熱し溶融させて、これら
接合材中に拡散させることにより、これら接合材を接合
する、いわゆるチップ接合法と呼ばれる方法を採用して
結合される。このため、作業の自動化が容易であり、熟
練作業が不要となって、作業時間が大幅に短縮でき、ま
た、他の接合法のようなスパッタ、バリ等が発生しない
ので、仕上げ工程も不要となる。この結果、大幅なコス
トダウンを図ることができる。さらに、接合部全体を一
度に均一に接合できるため、熱影響を受ける部分が少な
くなり、品質が安定したものが得られる。特に自動２輪
車の車体フレームの前方部分を構成するヘッドパイプ部
とメインパイプ部との結合には、強度、美観の点で強い
要求がある上に、裏面溶接や美観を損なわない溶接な
ど、その溶接作業に従来高い熟練度が必要とされたが、
このようなパイプ部間の結合に、前記のような接合法が
採用されることによる効果は、特に顕著である。

【０００９】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、前記両部の部材の接合
は、単に一方の部材を他方の部材に差し込んで組み付け
るだけで行なえるため、接合のための両部の部材の組付
け作業が容易となる。また、両部の部材の接合部が、外
部からは見えない個所となるため、外観を損ねることが
全くなくなる。

【００１０】また、請求項３記載のように請求項２記載
の発明を構成することにより、一方の部材を他方の部材
に差し込んで組み付ける作業が容易に行なえるようにな
る。また、両部の部材に挟まれたアモルファス合金シー
トに加圧力を加えることが、両部の側から長手方向に力
を加えるのみで、抜き勾配の楔効果を利用して容易に行
なえるようになる。

【００１１】さらに、請求項４記載のように請求項２ま
たは請求項３記載の発明を構成することにより、ヘッド
パイプ部の鋳造による形成が容易になる。

【００１２】次に、請求項５に記載された発明は、ハン
ドル回転軸を回転自在に支承するヘッドパイプ部が鋳造
により形成され、該ヘッドパイプ部に連なり後方へ伸長
するメインパイプ部が異種部材により形成され、これら
両部が結合されて主部材とされる自動２輪車の車体フレ
ームの製造方法において、これら両部が、これら両部の
結合部における両部材間にアモルファス合金シートを介
在させて両部の側から加圧しつつ、該アモルファス合金
シートを加熱して溶融させ両部材中に拡散させることに
より、該両部材を接合して結合されたことを特徴とする
自動２輪車の車体フレームの製造方法である。

【００１３】請求項５に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、請求項１に記載された発明を実
施するに際して採用された前記の方法が奏する効果と同
様の効果を奏することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図７に図示され
る請求項１ないし請求項３および請求項５記載の発明の
一実施形態について説明する。これらの図において、自
動２輪車の車体フレームは、ハンドル回転軸を回転自在
に支承するヘッドパイプ部２と、該ヘッドパイプ部２に
連なり後方へ伸長する左右一対のメインパイプ部３とを
備え、これらが結合されて主部材１とされており、該メ
インパイプ部３の後方には、さらに略上下方向へ伸長す
る左右一対のピボットプレート部４が連なっている。

【００１５】前記ヘッドパイプ部２は、通常はアルミ材
を用いて、鋳造により形成され、その前部に図示されな
いハンドル回転軸が挿通される孔６が、また、その後部
左右に斜め後方に指向して、メインパイプ部３の前部と
の結合部をなす分岐接続端部７が形成され、さらに、該
分岐接続端部７の端壁８には、２個所に有底円筒状の突
起９（凸部）が突出形成されている。

【００１６】また、前記メインパイプ部３は、図３ない
し図５に詳細に図示されるように、通常は前記ヘッドパ
イプ部２とは異なるアルミ材を用いて、これを押出し成
形して得られた直管10（図３参照）を曲げ加工すること
により形成され、その内部長手方向には、前記ヘッドパ
イプ部２の分岐接続端部７の端壁８に突出形成された突
起９および後述するピボットプレート部４の接続端部12
の端壁13に突出形成された突起14と嵌まり合う大きさの
断面円形の孔11（凹部）が複数個所形成されている。

【００１７】さらに、前記ピボットプレート部４は、車
体フレームの略中央部に位置して、その後方部には図示
されないリアフレームの前端部が、また、その上下部に
はクロスパイプ５等のブリッジ部の端部が連結されて、
車体フレームの構成要素全体を１つのまとまった構造体
に結び付ける役目をしており、その上方前部には前記メ
インパイプ部３の後部との結合部をなす接続端部12が、
さらに、該接続端部12の端壁13には２個所に有底円筒状
の突起14が、それぞれ形成されている。そして、該ピボ
ットプレート部４も、前記ヘッドパイプ部２と同様の材
料を用いて、鋳造により形成される。15は、クロスパイ
プ５の端部の孔16と嵌まり合って、クロスパイプ５をピ
ボットプレート部４に連結するための突起である。

【００１８】ここで、前記突起９と孔11との嵌合部に
は、それらの嵌合面に、図７に詳細に図示されるよう
に、抜き勾配17が形成されている。また、前記突起14と
孔11との嵌合部にも、同様の抜き勾配が形成されている
（図示されず）。このように、突起９、14と孔11との嵌
合面に抜き勾配17が形成されることにより、それらの嵌
合が容易になるとともに、後述するヘッドパイプ部２と
メインパイプ部３、ピボットプレート部４とメインパイ
プ部３との間に介在されるアモルファス合金シート18
に、両部の側から長手方向に力を加えるのみで、その楔
効果を利用して加圧力を加えることができるようにな
り、アモルファス合金シート18に加圧力を加えることが
容易になる。

【００１９】以上のようにして形成されたヘッドパイプ
部２とメインパイプ部３とを結合する方法について、次
に説明する。ヘッドパイプ部２とメインパイプ部３とを
結合するには、ヘッドパイプ部２側の突起９の外表面、
もしくはメインパイプ部３側の孔11の内表面のいずれか
にアモルファス合金材料からなるシート18を貼設する。
そして、突起９を孔11の内部に挿入して堅く嵌合させ
（図７参照）、なお両部の側から長手方向に力を加え
て、抜き勾配17の楔効果を利用してアモルファス合金シ
ート18を加圧しつつ、外部より高周波発振器を用いた誘
導加熱法などの手段により加熱する。そうすると、該ア
モルファス合金シート17は溶融して、これを加圧してい
るヘッドパイプ部２側の部材( 突起９) およびメインパ
イプ部３側の部材中に拡散してゆき、ついには殆ど消失
して、両部の部材を強固に接合せしめる。

【００２０】ピボットプレート部４とメインパイプ部３
とを結合するのにも、ピボットプレート部４側の突起14
の外表面、もしくはメインパイプ部３側の孔11の内表面
のいずれかにアモルファス合金材料からなるシート18を
貼設して、以下、前記ヘッドパイプ部２とメインパイプ
部３との結合の場合と同様に行なえば、ピボットプレー
ト部４側の部材( 突起14) とメインパイプ部３側の部材
とを強固に接合せしめる。

【００２１】アモルファス合金シートを利用した前記の
ような金属部材同士の接合法は、チップ接合法として知
られており、該接合法によれば、作業の自動化が容易
で、熟練作業が不要となって、作業時間が大幅に短縮で
き、また、他の接合法のようなスパッタ、バリ等が発生
しないので、仕上げ工程も不要となって、大幅なコスト
ダウンを図ることができる。さらに、接合部全体を一度
に均一に接合できるため、熱影響を受ける部分が少なく
なって、品質が安定したものが得られ、しかも、異種材
料の接合も可能であるなど、他の溶接法では得られない
種々の効果が得られる。特に自動２輪車の車体フレーム
の前方部分１を構成するヘッドパイプ部２とメインパイ
プ部３との結合には、強度、美観の点で強い要求がある
上に、裏面溶接や美観を損なわない溶接など、その溶接
作業に従来高い熟練度が必要とされたが、このようなパ
イプ部間の結合に、前記のような接合法が採用されるこ
とによる効果は、特に顕著である。

【００２２】以上の実施形態において、ヘッドパイプ部
２の分岐接続端部７の端壁８に形成された突起９は、有
底円筒状とされたが、円柱状とされてもよく、また、そ
の数も２個所に限定されず、メインパイプ部３に形成さ
れる孔11の数に応じて所要数形成されればよい。ピボッ
トプレート部４の接続端部12の端壁13に形成された突起
14についても、同様である。

【００２３】また、アモルファス合金シート18を用いた
同様の接合法を、クロスパイプ５とピボットプレート部
４とを結合するに際しても適用することができる。この
場合には、ピボットプレート部４の突起15、クロスパイ
プ５の孔16のいずれかの表面にアモルファス合金シート
18を貼設して、前記と同様に行なえばよい。

【００２４】次に、図８ないし図１３に図示される請求
項４記載の発明の一実施形態について説明する。本実施
形態においては、前記した請求項１ないし請求項３およ
び請求項５記載の発明の実施形態（以下、先の実施形態
という。）において、ヘッドパイプ部２の分岐接続端部
７の端壁８に形成された突起９が、別部材20の端壁21に
形成された突起22によって置換されている（図１０およ
び図１１参照）。

【００２５】そして、該別部材20は、ヘッドパイプ部２
とは異なる材料を用いて、鋳造または鍛造等により予め
形成され、該ヘッドパイプ部２が鋳造により形成される
に際して、その対応部位（分岐接続端部７）の部材中に
鋳ぐるまれて、それと一体に形成される（図１２参
照）。なお、ここで、該別部材20には、図１１に図示さ
れるように、エンボス加工等により、凹み23が複数形成
されるのがよい。このようにされることにより、前記鋳
ぐるみに際して、ヘッドパイプ部２側の鋳湯が該凹み23
に流れ込み、鋳造後、該別部材20の抜け出しが防止され
る。凹み23に代えて、抜け出し防止のためのテーパが別
部材20の周囲４面のいずれか、もしくは複数に付されて
もよい。

【００２６】そして、前記のようにしてヘッドパイプ部
２と一体に形成された別部材20の突起22には、先の実施
形態と同様に、メインパイプ部３の孔11が嵌合せられ、
これらの突起22と孔11との間にはアモルファス合金シー
ト18が介在せられて（図１３参照）、前記したチップ接
合法により、ヘッドパイプ部２とメインパイプ部３とが
結合される。

【００２７】また、先の実施形態において、ピボットプ
レート部４の接続端部12の端壁13に形成された突起14に
ついても、本実施形態においては、前記と同様の別部材
24に形成された突起26によって置換されており（図９参
照）、該別部材24は、ピボットプレート部４が鋳造によ
り形成されるに際して、その対応部位（接続端部12）の
部材中に鋳ぐるまれて、それと一体に形成される。そし
て、該突起26には、先の実施形態と同様に、メインパイ
プ部３の孔11が嵌合せられ、これらの突起26と孔11との
間にアモルファス合金シート18が介在せられて、前記し
たチップ接合法により、ピボットプレート部４とメイン
パイプ部３とが結合される。

【００２８】本実施形態によれば、ヘッドパイプ部２の
突起22部分およびピボットプレート部４の突起26部分の
形成が型抜き上難しい場合であっても、これら突起部を
備えた車体フレームの構成要素を鋳造により容易に形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１ないし請求項３および請求項５
記載の発明の一実施形態を図示した自動２輪車の車体フ
レームの部分斜視図である。

【図２】図１の実施形態で、自動２輪車の車体フレーム
の分解部分斜視図である。

【図３】図１の実施形態で、押出し成形して得られた直
管状態のメインパイプ部素材の斜視図である。

【図４】図１の実施形態で、メインパイプ部の完成品の
斜視図である。

【図５】図１の実施形態で、メインパイプ部の側面図で
ある。

【図６】図１の実施形態で、同図のヘッドパイプ部とメ
インパイプ部とを水平面で切断した部分断面図である。

【図７】図１の実施形態で、図６の要部拡大図である。

【図８】本願の請求項４記載の発明の一実施形態を図示
した自動２輪車の車体フレームの部分斜視図である。

【図９】図８の実施形態で、自動２輪車の車体フレーム
の分解部分斜視図である。

【図１０】図８の実施形態で、ヘッドパイプ部とメイン
パイプ部との接続用別部材の斜視図である。

【図１１】図８の実施形態で、図１０の接続用別部材に
エンボス加工を加えた後の斜視図である。

【図１２】図８の実施形態で、同図のヘッドパイプ部と
メインパイプ部とを水平面で切断した部分断面図であっ
て、図６と同様の図である。

【図１３】図８の実施形態で、図１１の要部拡大図であ
る。

【図１４】従来の自動２輪車の車体フレームの部分斜視
図である。

【符号の説明】

１…主部材、２…ヘッドパイプ部、３…メインパイプ
部、４…ピボットプレート部、５…クロスパイプ、６…
孔、７…分岐接続端部、８…端壁、９…突起、10…直管
（メインパイプ部素材）、11…孔、12…接続端部、13…
端壁、14…突起、15…突起、16…孔、17…抜き勾配、18
…アモルファス合金シート、20…別部材、21…端壁、22
…突起、23…凹み、24…別部材、26…突起。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドル回転軸を回転自在に支承するヘ
   ッドパイプ部が鋳造により形成され、該ヘッドパイプ部
   に連なり後方へ伸長するメインパイプ部が異種部材によ
   り形成され、これら両部が結合されて主部材とされる自
   動２輪車の車体フレームにおいて、 これら両部の結合部が、該結合部における両部材間にア
   モルファス合金シートを介在させて両部の側から加圧し
   つつ、該アモルファス合金シートを加熱して溶融させ両
   部材中に拡散させることにより、該両部材を接合して形
   成されたことを特徴とする自動２輪車の車体フレーム。
2. 【請求項２】 前記両部材の接合部は、一方の部材に凸
   部が、他方の部材にこれと嵌合する凹部が、それぞれ１
   個所もしくは２個所以上形成され、これらの凸部または
   凹部の表面に前記アモルファス合金シートが貼設された
   ことを特徴とする請求項１記載の自動２輪車の車体フレ
   ーム。
3. 【請求項３】 前記凸部および凹部の嵌合面には、抜き
   勾配が形成されたことを特徴とする請求項２記載の自動
   ２輪車の車体フレーム。
4. 【請求項４】 前記両部材のうちのヘッドパイプ部の部
   材側に形成される凸部または凹部は、別部材により形成
   された後、該別部材がヘッドパイプ部の部材に鋳ぐるま
   れて形成されたことを特徴とする請求項２または請求項
   ３記載の自動２輪車の車体フレーム。
5. 【請求項５】 ハンドル回転軸を回転自在に支承するヘ
   ッドパイプ部が鋳造により形成され、該ヘッドパイプ部
   に連なり後方へ伸長するメインパイプ部が異種部材によ
   り形成され、これら両部が結合されて主部材とされる自
   動２輪車の車体フレームの製造方法において、 これら両部が、これら両部の結合部における両部材間に
   アモルファス合金シートを介在させて両部の側から加圧
   しつつ、該アモルファス合金シートを加熱して溶融させ
   両部材中に拡散させることにより、該両部材を接合して
   結合されたことを特徴とする自動２輪車の車体フレーム
   の製造方法。