JPS6124682A - 自転車車体ヘツド部の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自転車のヘッドパイプと、それに接続するパ
イプ（例えばメインパイプ）とよりなる車体ヘッド部の
製造方法に関するものである。

（従来の技術） 第９図は、突き合わせ溶接による従来のヘッド部の製造
方法を示すもので、これはヘッドパイプ１に対するメイ
ンパイプ２の突き合わせ端面８を、ヘッドパイプｌの側
面に沿う曲面状に切削加工し、その突き合わせ部をアー
ク溶接あるいはろう付けにより接合する方法である。

また第１θ図は、ヘッドパイプ１の側面をバルジ成形等
により膨出させ、その膨出部４に穿孔加工を施した後、
メインパイプ２の先端部２ａを膨出部４内に挿入して、
ろう付は等により接合したものである。

また第１１図は、メインパイプ２の端面に蓋５をかしめ
付け、このメインパイプ２とヘッドノぐイブ１とを所定
の金型（図示せず）内にセットし、そこに溶融した軽合
金６を流し込んでヘッドノぜイブｌとメインパイプ２と
を一体に接合する方法である。

また第１２図は、実公昭４９−２８６６５号公報に開示
されたもので、これはヘッドノくイブ１の側面に、外径
口がメインパイプ２の外径ｄよりも大きい円盤状の膨出
部７を形成し、この膨出部７の端面にメイしパイプ２の
端面を突き合わせて、フラッシュバット溶接により接合
するものである。

さらに第１３図は、特開昭５７−７７７６号公報に開示
されたもので、これはヘッドパイプ１に、メインパイプ
２内へ挿入する突出部８を設けると共に、パイプ２の端
面が当接する段部９を設け、この段部９の外径をメイン
パイプ２の外径と同一にしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のヘッド部の製造方法はそれぞれ次のよう
な問題点があった。

すなわち第９図に示すものは、メインパイプ２の突き合
わせ端面８の切削加工、および接合に長時間を要する上
に、外観が悪く、また突き合わせ角度によっては、メイ
ンパイプ２の鋭角部２ｂの接合強度が不十分となる。ま
た溶接時に変形を生じ易いという問題点があった。

つぎに第１０図に示すものは、膨出成形、穿孔および切
削加工に多くの時間を要すると共に、高い加工精度が要
求される上に、ろう付けに際しては広範囲に高温加熱し
なければならないため、母材に強度劣化が生じると共に
、後仕上げを要するという問題点があった。

また第１１図に示すものは、ダイキャストのために大規
模な設備を要する上に、材料費も高価であり、後仕上げ
を必要とする等の問題点があった０゛また第１２図に示
すものは、膨出［７の頂面を平坦にしなければならない
上に、肩部７ａの曲率半径をできるだけ小さくしなけれ
ばならないため１加工が難かしい。特に膨出部りの突出
高さＨが大きい程その加工条件はきびしくなる。

またメインパイプ２は膨出部７の平坦な頂面に突き合で
て溶接するため、正確な位置決めが困難であると共に、
長手方向の寸法のばらつきが発生しやすい◇ さらに接合部をフラッシュバット溶接すると、多量のパ
リが出るため、そのパリを機械的に除去しなければなら
ない上に、接合部が段付き状になるから、応力が集中し
て強度上好ましくない。また段付き接合部は外観上から
も好ましくない。

さらに第１δ図のものは、バルジ成形の金型が複雑にな
ると共に、加工工数が多くなるから、製造コストが増大
する上に、ヘッドパイプとメインパイプとの接合部には
断面、係数が急激に変化する部分があるため、応力の集
中が起りやすいという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、自転車車体ヘッド部の一方の部材であるヘッドパイプ
の側面に、接続するパイプと同径の膨出部を所定の角度
でバルジ成形により突設すると共に、その膨出部の肩部
を均一な曲面に成形し、この曲面部に他方の部材である
パイプの端面を突き合わせて、そのパイプ端面と前記曲
面とにより溶接用開先を形成し、この開先を溶接により
接合する自転車車体ヘッド部の製造方法を特徴とするも
のである。

（作用） 本発明方法は上述のように、膨出部の肩部を均一な曲面
に成形するもので、あるから、金型が比較的簡単で、バ
ルジ成形も容易であり、特に膨出部の高さ外大きくても
加工は比較的容易である。

またヘッドパイプと接続するパイプは、前記の曲面に嵌
合するように突きあてるものであるから、位置決めが容
易である上に、長手方向の寸法精度も向上する。

またパイプ端面を膨出部の曲面に突き合わせれば、理想
的な溶接用の開先ができるから、溶接が容易になると共
に、後加工の必要がない滑らかな接合が得られる。

さらに膨出部と接合したパイプとは外径が同一で、かつ
その接合部は滑らかであるため、応力集中がなく、シか
も膨出部の先端部が補強材の役目を果すから、強度およ
び外観上すぐれたヘッド部を提供することができる。

（実施例） 以下、第１図〜第８図について本発明の詳細な説明する
。

第２図の１０はヘッドパイプの素材で、第８図の１１は
バルジ成形用の金型、１２は膨出部先端を成形する治具
である〇 この金型１１内にヘッドパイプの素材１０を挿入すると
共に、その両側より加圧用治具１８をそれぞれ矢印Ａの
ように圧入すると共に、パイプ素材１０内に高液圧を作
用させると、素材１０は二点鎖線で示す過程を経て、最
終的に治具１２と密着するように膨出して膨出部１４が
成形される。

なお膨出部１４の外径は接続するパイプの外径と等しく
なるように設定する。

第４図は上述のように成形したヘッドパイプ１５を示す
もので、この膨出部１４の肩部↓４ａは均一な曲面（部
分球面）に成形する。この場合膨出部１４の先端面１４
ｂはどのような形状でもよいが、通常この膨出部１４の
端部は半球面形状にするのがよい。

なお膨出部１４の先端部は軸方向に直角と限定する必要
はないが、接合するパイプとの突き合わせ部である肩部
１４ａは、前記したように接触面全周にわ゛たって均一
な曲面（部分球面）にする必要がある。したがって通常
は膨出部１４の先端部を成形するために、治具１２の端
面を適当な形状にしておけばよいが、膨出部１４の突出
長が長い場合や、その突出角度が鋭角的である場合は、
治具１２を矢印Ｂのように押し込んで、先端部を後加工
として加圧成形してもよい０ つぎに上述のように形成したヘッドパイプ１５の膨出部
１４の先端部に、第５図および第６図に示すように、接
続しようとするパイプ、例えばメインパイプ１６の端面
１６ａを突き合わせて、そのパイプ端面１６ａと前記曲
面（膨出部１４の肩部）１４ａとにより溶接用開先１７
を形成し、この開先１７を第７図に示すように溶接して
、第１図に示すようにヘッドパイプ１５とメインパイプ
１６とを溶接１８により接合して自転車の車体ヘッド部
を構成する。

なおメインパイプ１６の突き合わせ端面１６ａの内周縁
には、第６図に示すようにパイプ１６の肉厚のン程度の
面取り１６ｂをつけるのがよい０このようにすると開先
１７が狭くなると共に、溶接範囲が狭くなる結果、安定
したアークを維持できるため、良好な溶接が得られるプ
ラズマ溶接が可能となる。

第７図の１９は溶接用トーチを示すもので、この溶接は
一般的なアーク溶接も勿論可能であるが、前記したよう
にプラズマ溶接をすれば、仕上げ加工等の後処理を必要
とせず、良好な外観と高い接合強度を得ることができる
０ 第８図は本発明方法によって製造したヘッド部を有する
自転車の全体図を示すもので、２０は前輪、２１は後輪
である。

（発明の効果） 本発明は上述の通りであるから、これによれば次のよう
な効果が得られる０ （ａ）　　本発明においては、ヘッドパイプに先端がほ
ぼ生球面状の膨出部をバルジ成形すればよいから、金型
が比較的簡単で、バルジ成形も容易である。そしてバル
ジ成形による塑性加工で得られる母材は均質であり、そ
の膨出部の制約としては肩部を均一な曲面（部分球面）
・とするだけで、その突出長さや、突出角度は大きな自
由度があるため、適用範囲が広く、量産に適している０ （′ｂ）　　またヘッドパイプと接続するパイプは、ヘ
ッドパイプの膨出部の肩部の部分球面に嵌合するように
突き当るものであるから１位置決めが容易である上に、
長手方向の寸法精度も向上する０（０）　　またパイプ
端面を膨出部の肩部に突き合わせれば、理想的な溶接用
の開先ができるから、溶接が容易になる。

特にパイプの端面の内周部に面取りを設ければ、溶接範
囲が狭くなり、安定したアークを維持できるため、プラ
ズマ溶接が可能となる０そしてこのプラズマ溶接によれ
ば、高品質の溶接が得られると共に、後処理の不要な滑
らかな接合面が得られる。

（ａ）　　さらに本発明によれば、膨出部と接合したパ
イプとは外径が同一で、かつその接合部は滑らかである
から、応力集中がなく、シかも膨出部の先端部が補強材
の役目を果すため、強度および外観上すぐれたヘッド部
を提供することができる。

（ｅ）　　以上総合して本発明によれば、比較的に軽量
かつ安価でありながら品質のよい自転車車体ヘッド部を
、高能率で製造できるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって製造した自転車車体ヘッド部の
断面図、 第２図はそのヘッドパイプ素材の側面図、第８図はその
バルジ成形用金型および治具の説明図、 第４図はバルジ成形後のヘッドパイプの側面図、第６図
はヘッドパイプとメインパイプとの突き合わせ状態を示
す一部切欠側面図、 第６図はその部分拡大断面図、 第７図はその開先を溶接した状態を示す側面図、Ｉコ第
８図は本発明によって製造したヘッド部を有する自転車
の全体図、 第９図〜第１３図は従来のヘッド部の各種製造方法を示
す説明図である。 １０・・・ヘッドパイプの素材 １１・・・バルジ成形用の金型 １２・・膨出部先端を成形する治具 １８・・・加圧用治具　　　　１４・・・膨出部１４ａ
・・・肩部（均一な曲面、部分球面）１４ｂ・・・先端
面　　　　　１５・・・ヘッドパイプ１６・・・メイン
パイプ　　　１６ａ・・・端面１６ｂ・・・面取り　　
　　　１７・・・溶接用開先１８・・・溶接　　　　　
　　１９・・・溶接用トーチ。 特許出願人　　ブリデストンサイクル株式会社第１図 第４図　　　　　第５図 ｆバ 第６図 第７図 第８図 第９図　　　　第１Ｏ図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、自転車車体ヘッド部の一方の部材であるヘッドパイ
   プの側面に、接続するパイプと同径の膨出部を所定の角
   度でバルジ成形により突設すると共に、その膨出部の肩
   部を均一な曲面に成形し、この曲面部に他方の部材であ
   るパイプの端面を突き合わせて、そのパイプ端面と前記
   曲面とにより溶接用開先を形成し、この開先を溶接によ
   り接合することを特徴とする自転車車体ヘッド部の製造
   方法。