JP2000000623A - フレームジョイント部の構造 - Google Patents

フレームジョイント部の構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製角型パイプに同一断面形状の中実材を
嵌合させてカシメ止めするにあたり、パイプに割れ等が
発生するのを防止し、また工数を削減して安価に加工す
る。 【解決手段】 アルミ合金製で断面角型パイプのアッパ
ーパイプ4とロアパイプ5を備えた自動二輪車のシート
フレーム1のジョイント部j(アッパーパイプ4、ロア
パイプ5の先端部)に、ほぼ同一断面形状のアルミ合金
製のスペーサ6を嵌入し、ジョイント部jの外側を抵抗
溶接機の平面電極7で挟み込んで通電加熱しながら加圧
してカシメ止めする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用フレ
ームのジョイント部の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば自動二輪車等の車体後部フ
レームをアルミ合金等の軽金属パイプから成形する場
合、軽量で且つ曲げ剛性の高い断面角型の中空パイプを
使用するとともに、フレームパイプのジョイント部で
は、ボルト等の結合個所を補強するたため、中空パイプ
内にほぼ同一断面形状の中実材のスペーサを嵌合させて
強度向上を図ることがある。
【0003】この際、少なくともボルト等の締付方向に
対しては、パイプとスペーサを密着させなければ確実な
締付力を得ることができず、このように両者を密着させ
る方法として、例えばパイプの内径精度に合わせてスペ
ーサの寸法を精密に加工し軽圧入する方法や、パイプに
スペーサを挿入した後プレススタンプ等でカシメる方法
や、パイプのジョイント部にスリット等を設けてスペー
サを挿入した後、パイプを加圧して両者を密着させ、そ
の後、スリット等を溶接する方法等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、パイプの内
径寸法に合わせてスペーサを精密加工する方法は、加工
に手間がかかると同時にコスト高となり、また、スペー
サ挿入部をプレススタンプ等でカシメる方法は、特に角
型パイプ断面では角部のみならず壁部の剛性が高いた
め、綺麗に全体を密着させるのが困難であるとともに、
プレス力を高めると割れ等が発生しやすいという問題が
ある。また、パイプのジョイント部にスリット等を設け
る方法は、プレス時における割れ等の発生を抑制できる
反面、スリット加工、密着後の溶接加工等、工数がかか
ると同時にコスト高になるという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、断面角型の金属製パイプフレームのジョイ
ント部に、ほぼ同一断面形状の金属製中実材が嵌入され
て固着される構造において、中実材を嵌入せしめたパイ
プフレームのジョイント部を、加圧・加熱手段によっ
て、所定方向に加圧すると同時に加熱してカシメ止めす
るようにした。
【0006】このように、パイプフレームのジョイント
部を加熱しながら加圧すれば、パイプフレームの塑性変
形能が増して割れ等を起こさないで中実材に密着させる
ことができる。またスプリングバック等も抑制される。
ここで加圧方向としては、例えばボルト等の結合部材に
よる締付方向等とし、また断面角型のパイプとしては、
例えば正方形断面、長方形断面、六角断面、八角断面等
のパイプに適用できる。また金属製パイプの金属材料と
しては、鉄系材料でも非鉄系材料でも良い。
【0007】この際、加圧・加熱手段を、抵抗溶接機の
平面電極にすると良い。このように抵抗溶接機の平面電
極の平坦部を利用して断面角型のパイプの平坦部を加圧
しながら通電すれば、均一に加圧できるとともに、締め
付け座面の平坦が確保でき、都合が良い。この際、平面
電極の横幅をパイプ幅より広くすれば一層効果的であ
る。
【0008】また、金属製パイプフレームは、アルミ合
金材であれば好適である。すなわちフレームに使用され
るような強度のあるアルミ合金材の角型パイプは、単に
プレススタンプしただけでは割れ等が生じやすく、本発
明のように加熱しながら加圧すれば割れ等を抑制でき
る。また近年、特に軽量化が要求されるフレームにはア
ルミ合金が多用されるようになっており、このようなア
ルミ合金材に適用すれば実用価値が高まる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図1は本発明に係る
フレームジョイント部の構造が適用される自動二輪車の
後部フレーム周辺の部分図、図2は後部フレームの骨格
を示す斜視図、図3はジョイント部の分解斜視図、図4
は平面電極によるカシメ状態を示す説明図、図5はカシ
メ状態の前の説明図である。
【0010】本発明に係るフレームジョイント部の構造
は、例えば図1に示すように自動二輪車のシートレール
1のジョイント部jに適用され、このシートレール1の
上部には、乗員着座用のシートSが取付けられるととも
に、両側部は、サイドカバーCによって覆われている。
【0011】そしてこのシートレール1は、図2に示す
ように、左右一対のメインフレーム2と、左右のメイン
フレーム2を連結する複数のクロスフレーム3を備える
とともに、前記メインフレーム2は、断面角型のアッパ
ーパイプ4に対して、ほぼ同一断面形状のロアパイプ5
の後端部が接合されて一体化されている。
【0012】そして左右のアッパーパイプ4の先端部と
ロアパイプ5の先端部が前記ジョイント部jとして構成
され、このジョイント部jを介して不図示の前部フレー
ム等に結合するようにしている。
【0013】ところで、このシートレール1はアルミ合
金材で構成されて軽量化が図られており、実施形態で
は、高い引張り強さと耐力を有するA7000系のT4
熱処理アルミ合金を押し出し加工等で成形しているが、
ジョイント部jでは一層の強度を要求されるため、同部
のパイプ内に、図3に示すような中実材としてのスペー
サ6を嵌入し、固着するようにしている。
【0014】すなわち、このスペーサ6は、アッパーパ
イプ4とロアパイプ5のパイプ内径形状とほぼ同一の断
面形状とされており、ジョイント部jのパイプ内に挿入
されると同部の断面積を増加させて剛性を高めることが
できるようにされている。またアッパーパイプ4とロア
パイプ5のジョイント部jには結合孔4h、5hが設け
られ、スペーサ6にも結合孔4h、5hの位置に整合可
能な貫通孔6hが設けられている。そしてスペーサ6を
挿入して固定した後、結合孔4h、5hから貫通孔6h
を通してボルト等の結合部材を挿入することで、同部の
結合強度を高めることができるようにしている。
【0015】このようなアッパーパイプ4とロアパイプ
5のジョイント部jのパイプ内にスペーサ6を挿入する
と、押し出し加工時の公差等によって、図5に示すよう
に、各フレーム4、5とスペーサ6の上下、左右方向に
0.1〜1.0mm程度の隙間が生じ、特に結合孔4h、
5h、貫通孔6h方向の隙間eが大きいと、ジョイント
部jにおける締結力が不安定になり不確実な結合とな
る。このため少なくとも結合孔4h、5h、貫通孔6h
の方向の隙間eを無くして両者を密着させる必要があ
る。
【0016】この際、この隙間eを無くすため、単にそ
の方向にプレススタンプしただけでは、角型パイプのコ
ーナ部の剛性が高くて同部が変形しにくく、無理に加圧
力を強めると、特に実施形態のA7000系のT4熱処
理アルミ合金等では割れが発生しやすい。
【0017】そこで本発明では、図4に示すように、抵
抗溶接機の平面電極7でジョイント部jのパイプの平坦
部をその方向に挟み込み、挟持方向に加圧しながら通電
してカシメるようにしている。このようにパイプの平坦
部を平面電極7で挟み付けて加圧しながら通電すること
で、ジョイント部jのパイプは抵抗発熱によって加熱さ
れ、変形能が高まって両側面部の中間部が外側に膨らむ
よう変形し、加圧方向の隙間eが無くなって綺麗に密着
する。また加熱によって塑性が増し、スプリングバック
等も抑制される。
【0018】因みに、実施形態では、平面電極7の横幅
bはパイプ幅より広くし、加圧力は300kg程度の荷重
で、通電量は27000A程度の大電流としているた
め、平面電極7とパイプの接触面積は大きく、パイプが
効果的に加熱、加圧されて効率的にカシメることができ
る。
【0019】以上のような方法でジョイント部jのパイ
プ内に嵌入されたスペーサ6をカシメるようにすれば、
極めて簡単且つ確実にカシメ止めすることができ、必要
な強度が確保される。
【0020】尚、以上の実施形態では、パイプの断面形
状が四角形の場合を例にとったが、その他の多角形断面
でも良く、また、金属フレームの素材はアルミ合金以外
の金属でも良い。また、フレームパイプやスペーサに結
合孔や貫通孔のない場合にも適用でき、更に、自動二輪
車のフレーム以外のフレーム構造に適用できる。
【0021】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係るフ
レームジョイント部の構造は、断面角型の金属製パイプ
フレームのジョイント部に、ほぼ同一断面形状の金属製
中実材を嵌入して固着する際、パイプフレームのジョイ
ント部を、加圧・加熱手段によって、加圧すると同時に
加熱してカシメ止めするようにしたため、パイプフレー
ムに割れ等を発生させないで中実材に密着させることが
でき、スプリングバック等も抑制される。また、加圧・
加熱手段を、抵抗溶接機の平面電極とすれば、パイプを
有効に加熱しながら加圧することができ、簡便である。
また、金属製パイプフレームがアルミ合金材であれば、
単にプレススタンプするだけでは割れ等が発生しやすい
ため、本発明に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフレームジョイント部の構造が適
用される自動二輪車の後部フレーム周辺の部分図
【図2】後部フレームの骨格を示す斜視図
【図3】ジョイント部の分解斜視図
【図4】平面電極によるカシメ状態を示す説明図
【図5】カシメ状態の前の説明図
【符号の説明】
1…シートレール、2…メインフレーム、4…アッパー
パイプ、5…ロアパイプ、6…スペーサ、7…平面電
極、j…ジョイント部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16B 4/00 F16B 4/00 H H05B 3/03 H05B 3/03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断面角型の金属製パイプフレームのジョ
    イント部に、ほぼ同一断面形状の金属製中実材が嵌入さ
    れて固着される構造であって、前記中実材を嵌入せしめ
    たパイプフレームのジョイント部は、加圧・加熱手段に
    よって、所定方向に加圧されると同時に加熱されてカシ
    メ止めされることを特徴とするフレームジョイント部の
    構造。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のフレームジョイント部
    の構造において、前記加圧・加熱手段は、抵抗溶接機の
    平面電極であることを特徴とするフレームジョイント部
    の構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のフレーム
    ジョイント部の構造において、前記金属製パイプフレー
    ムは、アルミ合金材であることを特徴とするフレームジ
    ョイント部の構造。
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