JP3261397B2 - 自動二輪車用車体の前半フレームの鋳造方法 - Google Patents

自動二輪車用車体の前半フレームの鋳造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車用車体
の前半フレームの鋳造方法に関し、一層詳細には、自動
二輪車用車体をヘッドパイプのある前半フレームと、シ
ートが装着される後半フレームとに分割して鋳造成形す
る際、該前半フレームの成形時に湯回りが良く、局部的
な温度差を可及的に少なくし、結果的に前半フレーム、
特に、ヘッドパイプの鋳造品質に優れ且つ軽量化が達成
される自動二輪車用車体の前半フレームの鋳造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】所望の堅牢性を確保し、且つ製造上の容
易性を図るために、自動二輪車の車体フレームを前半フ
レームと後半フレームとに分離して鋳造成形し、成形後
にボルト・ナット等の締結手段によって両者を一体化す
る方法が従来から採用されている。前半フレームにはハ
ンドルを装着するためのヘッドパイプが一体的に成形さ
れ、後半フレームには運転手が着座するためのシート、
エンジン等が装着されている。
【0003】この場合、前記前半フレームには堅牢性と
軽量化が求められるが、特に前記ヘッドパイプについて
は、ハンドルを支持するのに十分な堅牢性が求められ
る。
【0004】ところで、従来の前半フレームの成形に際
しては、鋳造用金型を略水平方向に、すなわち、長手方
向が床面に略平行となるように戴置している。従って、
長尺な金型内の注湯用キャビティーも全体として水平方
向を向くこととなる。
【0005】このため、キャビティーの一方の端部から
他方の端部へと溶湯を注湯しようとするとき、複雑な形
状の前半フレーム用キャビティー内での溶湯の圧力差や
温度差を好適に制御することが困難であり、湯回りが円
滑でなく凝固時間に差が生じることから、引け巣等によ
りフレームの堅牢性の面で重要な問題が惹起される懸念
があり、また外観も美麗に仕上がらないという不都合が
ある。
【0006】この点に鑑み、前半フレームをヘッドパイ
プを有する前端部とクロスメンバーを有する後端部とに
分けてそれぞれに注湯口を設け、前端部については強度
を確保しうる高強度材料を注湯する鋳造方法が提案され
ている(特開平6−238423号公報参照)。但し、
この場合も、鋳造されるフレームの長手方向が鋳造作業
床面と略水平になるように金型を床面に配置して行われ
るため、前記した不都合を解消するには至っていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不都
合を克服するためになされたものであって、自動二輪車
用車体の前半フレームを鋳造成形する際に、湯回りがよ
く、温度差もさほどに生じることがなく、従って、引け
巣も発生することがなく、特にヘッドパイプの品質に優
れた前半フレームを得ることが可能な自動二輪車用車体
の前半フレームの鋳造方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前半フレーム
と後半フレームとが結合一体化して構成される自動二輪
車用車体フレームの前半フレームを軽量合金により鋳造
する方法であって、使用する前半フレーム成形用金型
が、ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプから伸びるメイ
ンパイプと、前記メインパイプから略対称的に分岐する
2本の主フレームパイプおよび1本のセンターパイプ
と、分岐した前記2本の主フレームパイプおよび前記セ
ンターパイプを結合するクロスパイプと、前記2本の主
フレームパイプの端部間を結合するクロスメンバーとに
対応する形状のキャビティーを有するとともに、溶湯の
注湯口と、前記クロスメンバーの中間部および前記2本
の主フレームパイプの端部に対応するキャビティーと前
記溶湯の注湯口とを連通するとともに、前記クロスメン
バーの中間部に対応するキャビティーと前記クロスパイ
プに対応するキャビティーとを連通する湯道とを有し、
前記注湯口を下側にし前記ヘッドパイプを上側にするこ
とにより当該金型を鋳造作業床面上に略垂直状態に位置
決めし、前記注湯口から溶湯を注湯して鋳造することを
特徴とする。
【0009】この鋳造方法によれば、金型は、前半フレ
ーム側を床面と略水平に戴置して用いるのではなく、ヘ
ッドパイプを有する薄肉形状の前半フレーム前端部側を
上側とし、クロスメンバーのある前半フレーム後端部を
下側とする垂直方向に立てた状態で鋳造する。これによ
り、比較的肉厚な主フレームパイプ後端部側に溶湯が注
湯され、次いで徐々に薄肉形状である前半フレーム前端
部に溶湯が回る。従って、溶湯の温度が全体として均一
化されて凝固することになり、しかも、溶湯の圧力分布
を一定とすることが可能となるために、品質に優れた製
品を得ることができる。すなわち、前半フレームの形状
が長尺かつ細物であるにもかかわらず、注湯口側と反対
側の他端部まで均一な鋳造品質を確保することができ
る。
【0010】また、本発明の鋳造方法によれば、注湯口
から供給された溶湯は、湯道を介してクロスメンバーに
対応するキャビティーの中間部および両端部に供給さ
れ、略同時に前記キャビティーに注湯された後、2本の
主フレームパイプに対応するキャビティーおよびこれら
の間に配設される湯道を略同時に上昇してクロスパイプ
に対応するキャビティーの中間部および両端部に供給さ
れる。その後、溶湯は、2本の主フレームパイプおよび
これらの間に配置されるセンターパイプに対応するキャ
ビティーを略同時に上昇し、次いで、センターパイプに
対応するキャビティーからヘッドパイプに対応するキャ
ビティーに供給される。この場合、前半フレーム成形用
キャビティーの注湯側一端部から他端部の間でほぼ均等
に溶湯を注湯し、ほぼ同時に凝固させることができる。
この結果、注湯口側から反対側の他端部まで均一な鋳造
品質を確保することができ、特にヘッドパイプのある主
フレームパイプ前端部側の良好な鋳造品質を確保するこ
とができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動二輪車用
車体の前半フレームの鋳造方法の好適な実施の形態を、
図1〜図4を参照しながら説明する。
【0012】本実施の形態に係る前半フレームを使用し
た自動二輪車について、シートやカバーを外したフレー
ム組立構造を図1に示し、フレームの構成を説明する。
前半フレーム10にはそのヘッドパイプ16を利用して
操舵機構17が装着される。一方、後半フレーム20に
は図示しない運転手が着座するためのシートが装着さ
れ、また、この後半フレーム20にはエンジン装置22
が装備される。さらに、前半フレーム10の構成を説明
すると、前半フレーム10の後端部には2本の主フレー
ムパイプ12a、12bを連結するクロスメンバー14
が設けられ、前端部へ向かって平行して伸びる2本の主
フレームパイプ12a、12bは図示しないクロスパイ
プにより途中で連結されている。前端部では前記2本の
主フレームパイプ12a、12bが接合して1本のメイ
ンパイプ15となり、その先端にヘッドパイプ16を有
している。
【0013】図2のフレームの骨格構造に示すように、
前半フレーム10は、クロスメンバー14を有する後端
側を比較的肉厚として、運転者の足を支え且つ後半フレ
ーム20との負荷を分担するように構成されており、前
半フレーム10と後半フレーム20とは、複数のフレー
ム結合用のボルト・ナット30によって締結され、一体
化されている。
【0014】次に、前記前半フレーム10を鋳造成形す
るためのキャビティー半割断面を示す金型41を、概略
的に図3に示す。金型41は、前記前半フレーム10に
対応するキャビティーが鋳造作業床面上にほぼ垂直方向
に位置するように位置決めされる。
【0015】前記金型41内に画成されるキャビティー
は、ヘッドパイプ16に対応するキャビティー42に対
して、メインパイプ15に対応するキャビティー44が
連通するとともに、前記キャビティー44に対して、2
本の主フレームパイプ12a、12bに対応するキャビ
ティー46a、46bとセンターパイプに対応するキャ
ビティー48とが略対称的に連通する。2本の主フレー
ムパイプ12a、12bに対応するキャビティー46
a、46bと、センターパイプに対応するキャビティー
48とは、クロスパイプに対応するキャビティー50に
より連通される。さらに、前記2本の主フレームパイプ
12a、12bに対応するキャビティー46a、46b
の下端部間は、クロスメンバー14に対応するキャビテ
ィー52により連通されている。
【0016】前記キャビティー52の下方に設けられた
溶湯注湯口60は、湯道62および64a、64bによ
って前記キャビティー52および主フレームパイプ12
a、12bに対応するキャビティー46a、46bの各
下端部に連通している。また、クロスパイプの中央部に
対応するキャビティー50とクロスメンバー14の中央
部に対応するキャビティー52の中間部とは比較的細い
湯道66により連通している。なお、2本のキャビティ
ー46a、46bがその上端部で一体化するヘッドパイ
プ16に対応するキャビティー42には、余剰な溶湯を
一部排出し且つ注湯時に排出されるガスを導出するため
の湯道68が設けられており、この湯道68は減圧用入
子部70に連通している。
【0017】次に、図4に示すキャビティー半割断面図
に、キャビティー内に溶湯が満たされていく状態を模式
的に示す。
【0018】溶湯注湯口60から注湯された溶湯は、3
本の湯道62、64a、64bを介してクロスメンバー
14の中央部に対応するキャビティー52から2本の主
フレームパイプ12a、12bに対応するキャビティー
46a、46bに均等に分配される。次いで、主フレー
ムパイプ12a、12bに対応するキャビティー46
a、46bの下端から注湯された溶湯と合流し、2本の
主フレームパイプ12a、12bに対応するキャビティ
ー46a、46bの各部を均等な湯面を保ちながら上昇
する。この場合、圧力バランスの変動等により、湯面が
乱れることがあっても、連通するキャビティー46a、
46bにより湯面が同一レベルとなるように自動調節さ
れる。
【0019】一方、前記溶湯の一部は、クロスメンバー
14の中央部に対応するキャビティー52に連通する湯
道66を経由して、クロスパイプに対応するキャビティ
ー50の中央部に至る。この場合、溶湯は、キャビティ
ー46a、46bおよび湯道66を介して前記キャビテ
ィー50に略同時に供給されるため、略同一温度で充填
され、高品質なクロスパイプが成形されることになる。
次いで、キャビティー50に充填された溶湯は、センタ
ーパイプに対応するキャビティー48と2本の主フレー
ムパイプ12a、12bに対応するキャビティー46
a、46bを介して上昇した後、メインパイプ15に対
応するキャビティー44で合流し、ヘッドパイプ16に
対応するキャビティー42に至る。なお、キャビティー
42は、略水平状態に保持されており、このキャビティ
ー42に対して略同時に溶湯が供給されるため、ここに
おいても部位による温度差が極めて小さく、高品質なヘ
ッドパイプを成形することができる。
【0020】なお、溶湯の一部は、湯道68を経て減圧
用入子部70に導出される。注湯時に発生するガスもま
た、前記入子部70から外部に排出される。
【0021】注湯が終了し、所定時間経過して溶湯が完
全に凝固した後、金型を半割に開放し、取り出された鋳
造品から、特に、溶湯注湯口60、湯道62、64a、
64b、66、68および減圧用入子部70を取り除く
ことにより、前半フレーム10の成形が完了する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る自動
二輪車用車体の前半フレームの鋳造方法によれば、溶湯
は、略垂直方向に維持されている金型のキャビティーに
あって、肉厚部の容量の大きなクロスメンバーを含む前
半フレーム後端部とヘッドパイプを有する薄肉部の容量
の小さい前半フレーム前端部とにおいて、ほぼ等しい速
度で凝固し、全体として均一な品質であって、特にヘッ
ドパイプ部分の品質に優れる前半フレームを鋳造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る自動二輪車のフレームカバ
ー等を外した状態を示す斜視図である。
【図2】図1の自動二輪車の前半フレームと後半フレー
ムが一体化した状態を示す側面図である。
【図3】床面上に略垂直方向に配置された金型とキャビ
ティーの模式図である。
【図4】鋳造過程中のキャビティー内の溶湯の充填状態
を示す説明図である。
【符号の説明】
10…前半フレーム 12a、12b…主フ
レームパイプ 14…クロスメンバー 15…メインパイプ 16…ヘッドパイプ 17…操舵機構 20…後半フレーム 22…エンジン装置 30…ボルト・ナット 41…金型 60…溶湯注湯口 62、64a、64
b、66、68…湯道 70…減圧用入子部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 和明 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−282749(JP,A) 特開 平2−251354(JP,A) 特開 平1−215437(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22C 9/22 B62K 11/00,19/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前半フレームと後半フレームとが結合一体
    化して構成される自動二輪車用車体フレームの前半フレ
    ームを軽量合金により鋳造する方法であって、 使用する前半フレーム成形用金型が、 ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプから伸びるメインパ
    イプと、前記メインパイプから略対称的に分岐する2本
    の主フレームパイプおよび1本のセンターパイプと、分
    岐した前記2本の主フレームパイプおよび前記センター
    パイプを結合するクロスパイプと、前記2本の主フレー
    ムパイプの端部間を結合するクロスメンバーとに対応す
    る形状のキャビティーを有するとともに、 溶湯の注湯口と、前記クロスメンバーの中間部および前
    記2本の主フレームパイプの端部に対応するキャビティ
    ーと前記溶湯の注湯口とを連通するとともに、前記クロ
    スメンバーの中間部に対応するキャビティーと前記クロ
    スパイプに対応するキャビティーとを連通する湯道とを
    有し、 前記注湯口を下側にし前記ヘッドパイプを上側にするこ
    とにより当該金型を鋳造作業床面上に略垂直状態に位置
    決めし、 前記注湯口から溶湯を注湯して鋳造することを特徴とす
    る自動二輪車用車体の前半フレームの鋳造方法。
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