JP2006334629A - 自動二輪車用フレームの溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 左右一対のシートレール62,63の外側を構成する左外側シートレール部46及び右外側シートレール部52、メインフレーム61、左ピボット支持プレート32及び右ピボット支持プレート33で構成したフロントフレーム半体44と、左右一対のシートレール62,63の内側を構成する左内側シートレール部56及び右内側シートレール部57とを、溶接線が上面と下面とに現れるように仮結合する仮結合工程と、シートレール外半部46,52とシートレール内半部56,57とを後端部62c,63cから自動二輪車用車体フレーム11Aの中央部11cに向かって溶接する後部溶接工程と、を含む。
【選択図】 図13
Description
図15は従来の自動二輪車のフレームを示す斜視図であり、車体フレーム301は、ヘッドパイプ302と、このヘッドパイプ302から後方斜め下方に延ばしたメインフレーム303と、このメインフレーム303の後部から下方に延ばしたピボットプレート304と、メインフレーム303の後部から後方斜め上方に延ばした左右一対のリヤフレーム306,306とからなる。
例えば、車体フレーム301の素材のコストを低減するために、メインフレーム303、ピボットプレート304及びリヤフレーム306を、幾つかの部分に分けてそれぞれの部分を同一の素材である板材をプレス成形して造り、各部分を溶接で接合して閉断面のフレームとすることも可能である。この場合、例えば、リヤフレームを、その長手方向に沿って分割した2部材を溶接で結合する構造とした場合には、細長く剛性の低い部材を合わせて溶接することになり、溶接ひずみが大きくなって、例えば、リヤフレームの後端が反り返るため、溶接ひずみがより小さくなる溶接方法が望まれる。また、左右一対のリヤフレームは、溶接条件をうまく合わせないと、溶接ひずみが左右で異なることもある。
図1は本発明に係る溶接装置を示す斜視図であり、溶接装置10は、ワークとしての自動二輪車用の車体フレーム11を保持するワーク保持具12と、保持した車体フレーム11を溶接するためのMIG溶接用の溶接トーチ13,13を備える溶接機構14と、ワーク保持具12を駆動する保持具駆動装置16と、これらの溶接機構14及び保持具駆動装置16を制御する制御装置17とからなる。上記のワーク保持具12及び保持具駆動装置16は、ワーク保持機構18を構成するものである。
ワーク保持具12は、同一形状の車体フレーム11を複数台、ここでは、2台をX軸方向に一列に配置して保持可能な第1ワーク保持部21及び第2ワーク保持部22を備える。
車体フレーム11Aは、左右に結合する左フレーム半体34及び右フレーム半体35と、これらの左フレーム半体34及び右フレーム半体35のそれぞれの後半部の内側に結合する後半部フレーム体36と、前述のヘッドパイプ31と、筒状のピボット支持部37と、後半部フレーム体36の後端に取付けたリヤクロスフレーム38とからなる。なお、41,42はクロスパイプ、43はクロス部材である。
上記した左フレーム半体34及び右フレーム半体35は、フロントフレーム半体44を構成する部材である。
リヤクロスフレーム38は、複数の板材からなる部材であり、左右一対の後方突出部38a,38aを備える。
車体フレーム11Bは、左メインフレーム部45と右メインフレーム部51とを合わせて溶接し、これらの左メインフレーム部45及び右メインフレーム部51のそれぞれの後端部と後半部フレーム体36の前部55とを合わせて溶接し、左外側シートレール部46と左内側シートレール部56とを合わせて溶接し、右外側シートレール部52と右内側シートレール部57と合わせて溶接した部材である。
(a)は図3のa−a線断面図であり、メインフレーム61は、断面をほぼC字形状に成形した右メインフレーム部51の外側に、断面をほぼC字形状に成形した左メインフレーム部45を被せ、右メインフレーム部51の上壁51aと左メインフレーム部45の上壁45aとを重ね合わせ、右メインフレーム部51の下壁51bと左メインフレーム部45の下壁45bとを重ね合わせてそれぞれすみ肉溶接した部材である。溶接トーチ13は上壁51a,45a、下壁51b,45bのそれぞれに対して45°傾けて溶接する。この角度はシートレール62,63(図3参照)でも同一である。
下部プレート145は上辺に歯部152,152を備え、スイングアーム147は下辺に、歯部152,152に噛み合う歯部153,153を備える。
図中の225はトーチ第1駆動モータ203の回転軸203aの軸線であり、L字状フレーム216が回転する軸である。L字状フレーム216の回転に伴って溶接トーチ13,13がX軸回りに回転する。
図9(a),(b)は本発明に係る車体フレームの溶接要領を示す第1作用図である。
(a)において、まず、溶接トーチ13を車体フレーム11Aに対する相対的な進行方向(即ち、Y軸方向である。)に鉛直方向に対して45°傾け(且つ、図4に示したように、車体フレームの列の方向(即ち、X軸方向である。)にも鉛直方向に対して45°傾ける。)、この溶接トーチ13の先端に溶接箇所であるメインフレーム61の溶接開始点(メインフレーム61のヘッドパイプ31側の端部である。)が臨むようにワーク保持具12を保持具駆動装置16で移動させ、且つ溶接トーチ13に対して溶接面が側面視で45°となるようにワーク保持具12を、図1に示したヘッドパイプ31が直立した状態から矢印Aで示すように、軸となる直線161(直線161を黒丸で示す。以下同じ。)回りに保持具駆動装置16で回転させる。以降、車体フレーム11Aの溶接面は常に溶接トーチ13に対して45°溶接の進行方向に傾いた状態とする。即ち、車体フレーム11Aの溶接時の溶接面は常に上方を向く。このように溶接面を上方へ向けることで、溶接時の溶融金属が垂れ落ちるのを防止し、良好な溶接品質を得ることができる。
(a)は、メインフレーム61の上面を溶接した後、トーチ第3駆動モータ206,207(図8参照)を駆動して鉛直軸回りに溶接トーチ13を180°回転させるとともに、ワーク保持具12をY軸方向、Z軸方向及びX軸方向(図の表裏方向)へ移動させ、且つ直線161回りに回転させてメインフレーム61の下面が上方を向くように車体フレーム11Aをほぼ180°回転させて逆さまの状態とし、溶接トーチ13にメインフレーム61の下面の溶接開始位置を臨ませる。
(a)は、図10(b)に続いてシートレール63の上面を矢印Gの方向に溶接する状態を示す。ワーク保持具12の移動と共に直線161回りの回転によって、車体フレーム11Aのヘッドパイプ31側が大きく上がる。
次に、一方のシートレール63の下面と同様に他方のシートレール63の下面を後端部から中央部に向かって溶接する。
(a)において、溶接トーチ13の先端に車体フレーム11Aのシートレール63の後端部を臨ませる。
図13は本発明に係る車体フレームの溶接順序及び溶接方向を示す作用図である。
車体フレーム11Aでは、溶接ひずみが最も小さくなるように以下の順序及び方向で溶接する。
(1)メインフレーム61の上面61aを矢印で示すように前端部61cから中央部11cに向かって溶接する。
(2)メインフレーム61の下面61b(不図示)を矢印で示すように前端部61cから中央部11cに向かって溶接する。
(4)シートレール62の上面62aを矢印で示すように後端部62cから中央部11cに向かって溶接する。
(5)シートレール63の下面63b(不図示)を矢印で示すように後端部63cから中央部11cに向かって溶接する。
(6)シートレール62の下面62b(不図示)を矢印で示すように後端部62cから中央部11cに向かって溶接する。なお、シートレール62とシートレール63の溶接順序は上記とは逆でも差し支えない。
図14(a)〜(d)は溶接方向の設定の根拠を示す作用図である。
(a)の比較例において、例えば、車体フレーム331の中央部332から、車体フレーム331を構成するメインフレーム333の前端部334までを、車体フレーム331に対して溶接トーチ336を相対移動させて溶接する場合、中央部332は剛性が高く、メインフレーム333の前端部334側は剛性が低いため、剛性の高い中央部332から溶接を開始すると、溶接トーチ336の電極ワイヤ及び車体フレーム331の母材が溶融し、そして凝固し、溶接トーチ336の相対移動に伴って溶融と凝固を繰り返すときに、(A)剛性の高い側から剛性の低い側に収縮する量と、(B)剛性の低い側から剛性の高い側へ収縮する量とを比較すると、剛性の高い側よりも剛性の低い側が収縮し易いから、(B)>(A)(矢印参照)となる。
Claims (2)
- メインフレームと、このメインフレームの後部下部に設けた左右一対のピボット支持プレートと、前記メインフレームの後部上部から二股状に後方に延ばした左右一対のシートレールとを有する自動二輪車用フレームの溶接方法であって、
左右一対の前記シートレールの外側を構成するシートレール外半部、前記メインフレーム、左右一対の前記ピボット支持プレートで構成したフロントフレーム半体と、前記左右一対の前記シートレールの内側を構成するシートレール内半部とを、溶接線が上面と下面とに現れるように仮結合する仮結合工程と、
前記シートレール外半部と前記シートレール内半部とを、それぞれの後端部から前記自動二輪車用フレームの中央部に向かって溶接する後部溶接工程と、を含むことを特徴とする自動二輪車用フレームの溶接方法。 - 前記仮結合工程に、
前記メインフレームを構成する左右のメインフレーム半体同士を合わせて仮結合し、この後に、前記メインフレーム半体同士を、それぞれの前端部から前記自動二輪車用フレームの中央部に向かって溶接する前部溶接工程を含むことを特徴とする請求項1記載の自動二輪車用フレームの溶接方法。
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