JP3644561B2

JP3644561B2 - バイク用フレームおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3644561B2
Application number: JP24177196A
Authority: JP
Inventors: 慎也原; 義明久保
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2016-09-12
Also published as: JPH1086876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイク用フレームおよびそのバイク用フレームの製造方法に関する。より詳しくは、例えばバイク用フレームの２本の丸形メインパイプからなるダウンチューブ間にクロスパイプが配設されたバイク用フレームおよびそのバイク用フレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車やスクータあるいは鞍状型の三輪車等のバイクには、一般に、フレーム全体がゆりかご（クレードル）形をしたバイク用フレームが広く採用されている。
【０００３】
クレードル形のバイク用フレームには、ヘッドパイプから２本のダウンチューブ（丸形メインパイプからなる）を平行に配置した形式のダブルクレードル形フレームと、１本のダウンチューブが途中で２本に分岐する形式のセミダブルクレードル形フレームとがある。いずれの形式のものも、ダウンチューブでエンジンを抱え込むもので、高い強度と剛性を有する。
【０００４】
ところで、前記２本のダウンチューブ（丸形メインパイプ）間には、強度を保持するために溶接固定された丸形又は角形のクロスパイプが設けられている。この丸形又は角形のクロスパイプをダウンチューブへ溶接する場合、丸形又は角形のクロスパイプの両端面を所定の形にカットし、この切り口部を２本のダウンチューブの取付面にそれぞれ突き当てて当接させ、この突き合せラインに沿って溶接固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各バイク用フレームの２本のダウンチューブの曲面上の突き合せラインに合せてクロスパイプの切り口を加工形成することは容易でなく、特にダウンチューブの軸からずれた位置や傾斜させて取付ける場合の切り口加工は、困難であった。従って、従来のパイプ状態の端面を所定の形にカットしたクロスパイプをダウンチューブに取り付ける方法では取付けの自由度がなく、取付位置や角度が制約されるとともに、取付精度及び溶接強度を出しにくく、フレームの製造が難しかった。
【０００６】
また、クロスパイプとダウンチューブの取付面との溶接は、クロスパイプが丸形の場合、曲面同士を当接させ、突き合せラインが曲線となる部分を溶接固定することになって溶接が面倒であり、またロボット等による自動溶接が困難であった。
【０００７】
さらに、丸形又は角形パイプからなる閉鎖されたクロスパイプを用いるため、もし、必要があって丸形のクロスパイプ外面に他部品取付用のナットを設ける場合には、曲面となっている表面の一部に平坦な平面を形成し、その平坦な面に設けることになり、周辺部品の取付が簡単に取付けできない。また、ナットが外面に露出するため見栄えが悪い。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、丸形パイプへのクロスパイプの取付自由度を向上させフレームの製造を簡単にし、クロスパイプの溶接固定の自動化を容易にし、また周辺部品の取付にあたっても外観を損わないようにするバイク用フレームおよびそのバイク用フレームの製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、２本のパイプ間を連結してクロスパイプを配設し、該クロスパイプの両端切口部を前記２本のパイプの取付面に合致した端面形状に加工し、該切口部と前記２本のパイプとの突き合せラインに沿ってこのクロスパイプを溶接固定したバイク用フレームにおいて、前記クロスパイプは、板金の状態で前記突き合せラインを、平面に展開した端部の形状に加工形成し、この板金を巻き加工し、該巻き加工した板金の両側縁同士の継ぎ目部を溶接した筒状体からなる板金巻きパイプで構成し、前記板金巻きパイプは、板金を矩形断面形状の角形に巻き加工した筒状体からなる板金角形巻きパイプであり、該角形巻きパイプの４側面のうち１つの側面に前記継ぎ目部が形成され、該継ぎ目部が形成された側面以外の３側面のうちいずれかの側面の内面に、周辺部品の取付用ナットを溶接固定したことを特徴とするバイク用フレームを提供する。
【００１０】
この構成によれば、平板無加工の板金状態でクロスパイプの両端切口部を突き合せライン形状に加工形成するため、切口部の加工が容易にでき、しかも取付ける相手側の丸形パイプの径や位置あるいは取付角度に対応してこれを展開した突き合せライン形状が計算機等を用いて予め容易に正確に算出できるため、取付けの位置や角度等の制約がなくなり、設計自由度が向上するとともに取付精度が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
好ましい実施の形態においては、前記板金巻きパイプは、板金を角形に巻き加工した筒状体からなる板金角形巻きパイプであることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、突き合せラインが直線部を有する角形の筒状体が形成されるため、この直線部に沿って溶接を行うことにより、溶接作業の自動化が容易にできる。
【００１３】
さらに好ましい実施の形態では、前記板金角形巻きパイプの内面の所定部位に、周辺部品の取付用ナットを板金状態で溶接固定したことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、角形パイプを展開した平板状態で端緑の加工とともに孔明け加工、更にその内面側にナットを溶接することが容易にできる。
【００１５】
従って、他部品等を容易に装着することができ、取付強度とともに部品配置の自由度が高まり、スペースの有効利用が図られ、組立作業性とともに使用性及び外観が向上する。
【００１６】
また前記本発明のバイク用フレームの製造を実施するため、本発明は、２本のパイプ間を連結してクロスパイプを溶接固定したバイク用フレームの製造方法において、板金の状態で該板金の両端が前記２本のパイプの取付面に合致するように切断加工する工程と、該切断加工された板金を矩形断面形状の角形に巻き加工する工程と、該巻き加工された板金の両側縁同士の継ぎ目部を溶接固定し筒状体の板金巻きパイプを形成する工程と、該板金巻きパイプを前記２本のパイプ間に配設し板金巻きパイプと前記２本のパイプの取付面を溶接固定する工程からなり、該角形巻きパイプの４側面のうち１つの側面に前記継ぎ目部が形成され、前記板金を巻き加工する前に、前記継ぎ目部が形成される側面以外の３側面のうちいずれかの側面の内面に、周辺部品の取付用ナットを溶接固定することを特徴とするバイク用フレームの製造方法を提供する。
【００１７】
この方法により、平板状態での打ち抜き加工等により板金を切断し、これを巻き加工してパイプを形成することができ、前述のように、突き合せラインが容易に形成され、取付自由度の向上および溶接自動化が達成される。
【００１８】
好ましい実施の形態では、上記方法において、前記板金を角形に巻き加工するとともに、この巻き加工をする前に、板金角形巻きパイプの内面となる所定位置に周辺部品の取付用ナットを溶接固定することを特徴としている。
【００１９】
これにより、角形の直線部に沿って、溶接が容易にでき自動化も容易にできる。また周辺部品取付用ナットが容易にパイプ内面に溶接でき、前述のように、他部品の取付強度、外観の向上および部品配置の自由度が高められる。
【００２０】
【実施例】
図１〜図２は、ダブルクレードル形に適用した本発明のバイク用フレームの一実施例を示し、図１はその側面図、図２は平面図である。
ヘッドパイプ１は円筒体であり、ハンドルのステアリング軸が回転可能に装着される。このヘッドパイプ１の上部には、燃料タンク（図示せず）を保持する２本の丸形メインパイプからなるタンクレール２が設けられている。一方、ヘッドパイプ１の下部には、エンジン（図示せず）を保持する２本の丸形メインパイプからなるダウンチューブ３が設けられる。前記タンクレール２とダウンチューブ３は、それぞれパイプ後端でリヤアームブラケット４により結合されている。また、リヤアームブラケット４には、ピボットを保持するピボット孔５が形成されている。このピボット孔５に後輪を支持するリヤアームが装着される。
【００２１】
前記タンクレール２の後端側には、シートを保持する後方に延びる長い丸形パイプからなる２本のシートレール６が設けられている。これらのシートレール６は、ライダーの脚をまたがらせるため、幾分内側に湾曲し幅狭に形成されている。各シートレール６の後方には、さらに上方に突出するサブレール７が設けられている。このサブレール７を設けたシートレール６上に２人乗り用タンデムシートが保持される。
【００２２】
また、シートレール６とリヤアームブラケット４の間には、バックステー８が設けられ、シートレール６が補強支持されている。前記２本のダウンチューブ３の傾斜部には、両ダウンチューブを連結して補強するクロスパイプ１０が溶接固定されている。
【００２３】
図３〜図５はこのクロスパイプを示し、図３は、図１のＡ方向矢視図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は、クロスパイプ接合部の斜視図である。
このクロスパイプ１０は、その両端の切口部１１ａをダウンチューブ３の取付面９に突き合わせて当接させ、溶接固定したものである。この場合、切口部１１ａが取付面９へ当接する突き合せライン１１は、上下両辺が直線でその間がダウンチューブ３の側面に沿った湾曲形状である。この突き合せライン１１の上下の直線部に沿って溶接され、溶接ビード２０が形成されている。
【００２４】
このクロスパイプ１０は、板金を折曲げて形成した板金角形巻きパイプで構成されている。この板金角形巻きパイプは、まず板金の状態でその板金の両端を丸形メインパイプからなるダウンチューブ３の取付面９への突き合せライン１１を展開した形状に切断加工し、この板金を角形に巻き加工して、その両側縁１３ａ同士を合せて継ぎ目１３とし、この継ぎ目を溶接固定して筒状体としたものである。
【００２５】
二輪車として見たときの継ぎ目１３の位置は、本実施例の場合、クロスパイプ１０の背面（後面）であり、図示しないエンジンに対面する部分となるため見えにくく、外観を損わない。この継ぎ目１３の位置はクロスパイプ１０の下面としてもよい。
【００２６】
このようなクロスパイプは、板金の状態（展開状態）でクロスパイプ１０の突き合せライン１１を加工するため、パイプ状態になった時の形状を予め計算機等により算出でき、クロスパイプ１０の切口部端面形状の突き合せライン１１を丸形メインパイプからなるダウンチューブ３の取付面９の形状に対し正確に合致させることができる。また、このクロスパイプ１０の切口部１１ａの形状は、ダウンチューブ３の径や取付面９の位置，角度等にかかわらず容易に正確に算出できるため、クロスパイプ１０をダウンチューブ３に取付ける際の自由度が増大し、取付位置や角度が制約されず、かつ取付精度が向上し、フレームの製造も簡単に行われる。
【００２７】
また、前記板金角形巻きパイプからなるクロスパイプ１０の内面の平坦な所定部位、例えば下部内面には、板金が孔明けされるとともにその部分に周辺部品の取付用ナット１２が、図４の実線位置又は両側の点線位置にプロジェクション溶接によって固定されている。従って、その取付用ナット１２を用いて周辺部品の取付が簡単に行われる。この場合、ナットが外に現れないため、外観が良好になる。また、周辺部品とナットとによりクロスパイプを締上げる構成となるため、ナットがクロスパイプ外面に溶接された場合のように部品を溶接強度のみで保持する構成に比べ、取付け強度が高まる。
【００２８】
この板金角形巻きパイプからなるクロスパイプ１０は、前述のように、両端切口部１１ａを湾曲状の２本のダウンチューブ３の取付面４に当接させて、板金角形巻きパイプと丸形メインパイプが合致する突き合せライン１１の直線状になった上下２辺でそれぞれ溶接固定して２本のダウンチューブ３間に設けられている。従って、直線部のみ溶接すればよいため、ロボットによる自動溶接が容易になる。なお、このクロスパイプ１０のダウンチュウブ３への突き当て部には、取付け状態で下側に位置する部分に水抜き孔２５が設けられている（図５参照）。
【００２９】
図６〜図９は、本発明に係るバイク用フレームの製造方法の一実施例を工程に沿って順番に示し、図６，図７は板金状態の平面図（展開図）、図８，図９は巻き加工した後の斜視図である。
【００３０】
まず、図６に示すようにクロスパイプ１０を形成する板金１５を用意し、プレス機により丸形メインパイプからなるダウンチューブ３の取付面９に合致するように打ち抜き切断加工する。このプレス機による打ち抜き切断加工は、板金１５の状態（展開した状態）でクロスパイプ１０の端面切口部１１ａの形状がダウンチューブ３の取付面９への突き合せライン１１（図５）に合致するように予め計算してプレス機によって打ち抜き切断加工する。従って、クロスパイプ１０の端面切口部形状を、丸形メインパイプからなるダウンチューブ３の取付面９の曲面状態や位置および角度にかかわらずその形状に容易かつ正確に合致させることができる。１５ｂはバイク組立後に下側になる面であり、この面の左右両側に水抜き孔２５の切口が形成される。
【００３１】
次に、図７に示すように、板金角形巻きパイプの内面となる平坦な所定部位に、周辺部品の取付用ナット１２をプロジェクション溶接によって溶接固定する。この取付用ナット１２の溶接に際しては、板金角形巻きパイプ内面の平坦な所定部位、例えば下部内面１５ａに予め取付孔１４を穿設し、その取付孔１４の位置に溶接する。この取付孔１４の穿設は、前述のプレス機による打ち抜き加工の際に行うと、製造工程上有利になるが、取付ける周辺部品の種類やレイアウト等を考慮し、プレス成形後取付用ナット１２の溶接固定前に形成してもよい。
【００３２】
取付用ナット１２の溶接固定は、板金１５の状態で行われるため、簡単に取付けできる。また、角形巻き加工する板金角形巻きパイプ内に設けるため、平坦なナット取付面が確保できる。また、平坦なナット取付面を確保するために、特別にパイプの一部に対しプレスによる水平出し加工をする必要もないため、強度が低下することもない。
【００３３】
次に、打ち抜かれた板金１５を、図６，７の折れ線１６に沿って折り曲げて矩形断面形状の角形に巻き加工する。これにより、図８に示すように、内面に取付用ナット１２が取付けられ板金の両側縁１３ａが合わされた筒状体１７が形成される。その後、図９に示すように、角形に巻き加工された筒状の両側縁１３ａを溶接固定して継ぎ目１３を形成する。これにより、角形巻きパイプの４側面のうち１つの側面（図では上面）に継ぎ目１３が形成され、この継ぎ目１３が形成された側面（上面）以外の３側面のうちいずれかの側面（図では下面）の内面に、周辺部品の取付用ナット１２が溶接固定されるとともに、継ぎ目１３を溶接固定した筒状の板金角形巻きパイプからなるクロスパイプ１０が形成される。
【００３４】
その後、板金角形巻きパイプからなるクロスパイプ１０を２本の丸形メインパイプからなるダウンチューブ３間に配設し、クロスパイプ１０と２本のダウンチューブ３の取付面９とが当接する突き合せラインの直線状になった上下２辺をそれぞれ溶接する。
【００３５】
上記実施例は、ダウンチューブを平行に配置したダブルクレードル形バイク用フレームのタンデム形の例を示したが、本発明はタンデム形である必要はなく、また１本のダウンチューブが途中で２本に分岐するセミダブルクレードル形バイク用フレームにも適用できる。
【００３６】
また、本発明は２本の丸形パイプからなるダウンチューブ間にクロスパイプが配設されたバイク用フレームに限らず、２本の丸形パイプからなるタンクレール、シートレール等他の部分にクロスパイプを配設する場合にも適用できる。なお、ダウンチュウブは丸形パイプに限らず、角パイプ、異形パイプその他各種断面形状の部材に対し適用可能である。クロスパイプを溶接固定する２本の丸形パイプも、正確な丸形に限らず、若干変形した丸形パイプでも適用可能である。また、巻き加工するクロスパイプは、角形に限らず、丸形その他の形状でもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、平板無加工の板金状態でクロスパイプの両端切口部を突き合せライン形状に加工形成するため、切口部の加工が容易にでき、しかも取付ける相手側の丸形パイプの径や位置あるいは取付角度に対応してこれを展開した突き合せライン形状が計算機等を用いて予め容易に正確に算出できるため、取付けの位置や角度等の制約がなくなり、設計自由度が向上するとともに取付精度が向上する。
【００３８】
また、クロスパイプを板金角形巻きパイプとすることにより、突き合せラインが直線部を有する角形の筒状体が形成されるため、この直線部に沿ってに溶接を行うことにより、溶接作業の自動化ができる。
【００３９】
また、板金角形巻きパイプの内面となる所定部位に周辺部品の取付用ナットを溶接固定することにより、他部品取付用ブラケット等を容易に装着することができ、取付強度とともに部品配置の自由度が高まり、スペースの有効利用が図られ、組立作業性とともに使用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したバイク用フレームの側面図。
【図２】図１のバイク用フレームの平面図。
【図３】図１のＡ方向矢視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面矢視図。
【図５】本発明のバイク用フレームの要部斜視図。
【図６】板金をプレス機で打ち抜きした状態を示す平面図。
【図７】打ち抜きした板金に取付用ナットを溶接した状態を示す平面図。
【図８】板金を角形に巻き加工し筒状体にした状態を示す要部斜視図。
【図９】筒状体の継ぎ目を溶接固定し板金角形巻きパイプを形成した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
３：ダウンチューブ、９：取付面、１０：クロスパイプ、１１：突き合せライン
１２：取付用ナット、１３：継ぎ目、１３ａ：側縁、１５：板金、
１７：筒状体。

Claims

２本のパイプ間を連結してクロスパイプを配設し、該クロスパイプの両端切口部を前記２本のパイプの取付面に合致した端面形状に加工し、該切口部と前記２本のパイプとの突き合せラインに沿ってこのクロスパイプを溶接固定したバイク用フレームにおいて、
前記クロスパイプは、板金の状態で前記突き合せラインを、平面に展開した端部の形状に加工形成し、この板金を巻き加工し、該巻き加工した板金の両側縁同士の継ぎ目部を溶接した筒状体からなる板金巻きパイプで構成し、
前記板金巻きパイプは、板金を矩形断面形状の角形に巻き加工した筒状体からなる板金角形巻きパイプであり、
該角形巻きパイプの４側面のうち１つの側面に前記継ぎ目部が形成され、
該継ぎ目部が形成された側面以外の３側面のうちいずれかの側面の内面に、周辺部品の取付用ナットを溶接固定したことを特徴とするバイク用フレーム。
２本のパイプ間を連結してクロスパイプを溶接固定したバイク用フレームの製造方法において、
板金の状態で該板金の両端が前記２本のパイプの取付面に合致するように切断加工する工程と、
該切断加工された板金を矩形断面形状の角形に巻き加工する工程と、
該巻き加工された板金の両側縁同士の継ぎ目部を溶接固定し筒状体の板金巻きパイプを形成する工程と、
該板金巻きパイプを前記２本のパイプ間に配設し板金巻きパイプと前記２本のパイプの取付面を溶接固定する工程からなり、
該角形巻きパイプの４側面のうち１つの側面に前記継ぎ目部が形成され、
前記板金を巻き加工する前に、前記継ぎ目部が形成される側面以外の３側面のうちいずれかの側面の内面に、周辺部品の取付用ナットを溶接固定することを特徴とするバイク用フレームの製造方法。