JPH02136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は軽量、高剛性、且つ外観デザインに
優れた新規な自動二輪車用軽金属製車体フレーム
の製造方法に関する。

従来一般的に自動二輪車用の所謂パイプ製車体
フレームは長尺鋼管又は長尺特殊鋼管を所要の長
さに切断して後これを適宜所望するフレーム形状
に屈曲成形し例えばメーンフレーム、ダウンフレ
ーム、センターフレーム、リアーフレーム等の各
車体フレームの構成部材を得ると共にこれに塔載
するエンジンの取付部、更に車体フレームの補強
部材、支持部材等を溶着接合しヘツドパイプを前
端上方部に配置しこれの後方に前記メーンフレー
ム、ダウンフレーム、センターフレーム、リアー
フレーム等を連ねて左右対称に向合せる如くして
組合せこの間を更に複数のクロスフレーム部材を
介して夫々一体に溶着接合して固着し車体フレー
ム本体が形成される。

以上の如くして得られた車体フレーム本体は鋼
管製のため重く又前記ヘツドパイプ、ダウンフレ
ーム、センターフレーム、リアーフレーム等を
夫々組着結合する際に充分な強度を得るためガセ
ツト、ラグ、ステー等の補強部材を介して溶接す
る必要があり、又車体フレームに止着、係止され
るサイドカバー、マスターシリンダー、ステツプ
等の機能部材並びに装置、補器類の取付用ブラケ
ツト、ステー共々前記各車体フレームの構成部材
に一体に溶接結合するため前記各車体フレーム用
構成部材と共にこれ等結合部品点数が著しく増加
し夫々専用部材であるのでこれを専用位置決め溶
接治具等を用いて組着後溶接加工を行うので各工
程に準じた数大くの治具等が必要となり前記車体
フレームを形成する構成部材の成形、屈曲用金型
と共に償却費が嵩張る。

しかも以上の車体フレームを構成する各部材の
形状は大小且つ多種多様でこれの生産工程も多岐
に亘り複雑であるとともに拡大な専有スペースを
要し又この間の物流も煩雑且つ非能率であつた。

更に又前述溶接加工時における極部的赤熱化、
発熱に伴いフレーム構成部材に反り、曲り、捩れ
等の特に方向性の定まらない複合的熱歪が生じ易
くこれは車体フレーム本体内に永久歪を残すこと
になり品質精度上問題で有り以上は生産時に人手
による修正、補正、強制又は部分的加熱等で例え
ば相手側車体フレームに合至する如く所謂現合さ
せる工程を伴うため面倒且つ煩雑で従つて生産性
が低く加うるに溶接部ビードが外部に露出し著し
く外観デザインを阻害し商品性を低下させる等の
種々の問題点があつた。

近年は又車体フレーム本体の軽量化を企図する
目的で例えば鋼管以外のアルミニユーム合金によ
る引抜き管を用いて車体フレームの各構成部材を
形成しこれを組着溶接して車体フレーム本体を構
成することも知られてきたが特に熱歪に伴う前述
の如き諸問題が更に増巾されて生じ易くこのため
品質、生産上のトラブルが多くコストが嵩張り従
つて一部の競技車にのみ適要されているに過ぎず
一般に普及されていない。

本発明は既述の如き不具合を一挙に解決した生
産性の高い高剛性、軽量の画期的な自動二輪車用
軽金属製車体フレームの各フレーム各構成部材の
製法とこれの組着結合と固着方法を得たものでそ
の目的とする処は溶接部の短縮とこれに伴う熱歪
の悪影響を防止して車体フレームの精度を向上さ
せ且つ車体フレームの構成部材を多目的に複合一
体化する等して該車体フレームの構成部材の数量
を減少させこれの生産工程を簡略化し以上により
自動組着、自動溶接等を行い易くし得る自動二輪
車用車体フレームの製造方法を提供することにあ
る。

前記の目的を達成するためこの発明はアルミニ
ユーム合金の如き軽金属素材を用いこれをダイス
を通して外部に突設したリブと共に任意閉断面形
状に押出し成形した形材を得、該リブより補強部
材、取付部、支持部（ステー、ラグ、ガセツト、
ブラケツト）を形材と一体に形成し、又該リブを
有する形材より成る車体フレームの各構成部材を
夫々接続する継手部分に嵌合部を設け、該嵌合部
を嵌着して上記各車体フレームの構成部材を夫々
仮組する如くして位置を決めて後、該嵌着部のリ
ブと接する端末部を主に溶接等して一体に固着結
合して車体フレーム本体を得るもので以下に添附
した図面を参照しつつ本発明の更なる目的及び利
点、効果を明らかにする。

第１図イ，ロ，ハ、は所謂ダブルクレードル型
式の車体フレーム本体Ｆに本発明を適要した一実
施例を示しイは該車体フレームＦの平面図、ロは
左側車体フレームFLを示す側面図、ハは正面図
で以下車体フレームの主要構成部材を示し１はス
テアリングヘツド、２はメーンフレーム、３はダ
ウンフレーム、４はセンターフレーム、５はリア
ーフレーム、６はセンタークロスフレーム、７は
リアークロスフレーム、８はロアークロスフレー
ム、９はフロントクロスフレームである。

而して前記ステアリングヘツド１は第２図イに
示すようにアルミニユーム合金の如き軽金属材を
用いこれをダイスによる押出し成形により長尺の
形材Ｍを成形する。

該形材Ｍの断面形状は例えば第２図ロに示す如
くヘツドパイプ１ａ部を閉断面中空状（軸方向に
は筒体となる）としこれの側方部にコ字状の補強
部材１ｂを突設し且つ該補強部材１ｂの内側にＸ
状の補強用リブＲを設け以上を一体に押出し成形
すると強度剛性上又外観デザイン上有利である。

次に上記形材Ｍは所要ヘツドパイプの長さで切
断する。（切断線C₁〜C₂）このようにして得られ
たステアリングヘツド１は第２図ハの如く軽量化
を図るため不要部を切除し（斜線部分が切除部）
更に補強部材１ｂの両面側部に後に詳記のダウン
フレーム３の継手フランジ部３ａの端末部３ｐと
の嵌着孔１ｃをプレスカツト等で数カ所切除し開
孔すると共に第２図ニの如くメーンフレーム２と
接合固着する部分に該メーンフレーム２の断面形
状に応じた受座１ｄを切除等して設け且つヘツド
パイプ１ａの両端部にステアリングステム（図示
せず）を回動支持するベアリングの嵌合部Dφと
dφをプレス等で押圧成形、若しくは切削等して
設ける。

以上においてヘツドパイプ１ａとリブＲを内設
した補強部材１ｂを一体に押出し成形するので各
部の肉厚の均一化が図れしかも溶接等の接合手段
更にガセツト、ステー等の補強部材を一切用いる
ことなく軽量、高剛性なステアリングヘツドを安
定して製造し得ることができる。

次にメーンフレーム２は第３図イに示しこれは
第３図ロとニのアルミニユームの長尺押出し形材
M₁とM₂を所要長さl₁とl₂に夫々切断して（切断
線C₃〜C₄、C₅〜C₆）メーンパイプ２ａとクロス
フレーム２ｂを得ると共に該メーンパイプ２ａを
該クロスフレーム２ｂの嵌合孔２ｃに圧入等して
組合せこれを溶接等で固着し形成したもので前記
メーンパイプ２ａの断面形状は任意であるが第３
図ハの如く肉厚中空状とし外部両端に夫々リブ
R₁を突設するようにすると曲げ、振り剛性が大
となり強度上有利であり又ステアリングヘツド１
に固着する際に好都合である。

クロスフレーム２ｂの断面形状は第３図ホの如
く中央部に前記メーンパイプ２ａの断面形状より
やゝ小さく同形状の嵌合孔２ｃを備え且つプレー
ト２αと２ｆを配置し該プレート２αと２ｆをリ
ブR₂を介して一体に連結し且つ両端部を相手部
材（センターフレーム４）の側部に嵌着せしめる
側部を開放した断面コ字状の継手部２ｅを設けて
ある。以上においてメーンフレーム２はメーンパ
イプ２ａとリブR₁部をステアリングヘツド１の
受座１ｄに嵌着し夫々溶接で一体化する。このよ
うにメーンフレーム２は２種類の夫々異なる断面
形状を有する形材をM₁とM₂を組合せて形成した
ので軽量、且つ高剛性で強度に優れしかも溶接部
の延長が極めて少く又ガセツト等の補強部材を一
切使用せずに一体化し固着することができる。

次にダウンフレーム３も前述ステアリングヘツ
ド１とメーンフレーム２と同様に第４図イに示す
ようにアルミニユーム合金の如き軽金属材の押出
し成形による長尺の形材M₃を得、これをダウン
フレームに見合う所要の長さで切断する（切断線
C₇〜C₈）。

該形材M₃の断面形状は任意であるが例えば第
４図ロに示す如く角形閉断面中空形状で且つ外周
の上縁と下縁並びに内側部に夫々異なる厚さのリ
ブR₃，R₄，R₅を該形材の長手方向に突設成形す
ると強度上有利であり且つ後に詳記の各支持部、
取付部を得る上で好都合である。

以上の如く得られた形材M₃は第４図ハに示す
ようにリブR₃とR₄、並びにR₅よりプレスカツト
等で継手フランジ３ａ、ラジエター取付部３ｂ、
サイドスタンド取付部３ｃ，３ｄ、ステツプブラ
ケツト取付部３ｅ、サイドカバー取付部３ｆ、リ
アークロスフレーム取付部３ｇ、センターフレー
ム取付部３ｍ、リアーフレーム取付部３ｎ、ロア
ークロスフレーム取付部３ｏ、フロントクロスフ
レーム取付部３ｋ等を図示形状に形材と共に一体
に残し、他を切除し（斜線部分が切除部）、更に
後に詳記のセンターフレーム４との嵌着溝３ｈと
３ｉ、ロアークロスフレーム８との嵌着溝３Ｊ、
フロントクロスフレーム９との嵌着溝３ｌを凹状
にカツトし、かつ該形材Ｍ３は第４図ニ，ホの如
き型状に屈曲成形してダウンフレーム３が形成さ
れ、これによりボトムフレーム部３Ｐ、バツクフ
レーム部３Ｑ、シートレール部３Ｒとともにこれ
の長手方向に延びる各リブR₃，R₄，R₅から複数
の取付部、継手部、嵌着部等を該、形材の長手方
向に沿つて連なる如く一体にプレスカツト等で切
除し形成する。尚上記、各リブR₃，R₅は第４図
ハの斜線部分を同時プレスカツトで切除すれば複
数の取付部、継手部…等が同時に形成できる。

尚前記継手フランジ３ａの一部の端末部３ｐは
数カ所を第４図ニとホに示す如く内側（車体フレ
ームの中心方向）に折り曲げて第２図ハに示すス
テアリングヘツド１の嵌着孔１ｃに挿着すると共
にこの部分を介して溶接等で一体固着すると強度
上、組着精度上有利である。

勿論第４図ハの如き継手フランジ３ａの状態で
溶接一体化しても良い。

又３ｂ，３ｄ，３ｃ，３ｆ等の各取付ボルト用
の孔とリアーフオークの枢軸用の孔３ｒは第４図
ハの工程でプレスカツト等で開孔するか若しくは
第４図ニの如き形状に屈曲成形後穿孔しても良
い。尚上記リアーフオークの枢軸用の孔３ｒは例
えばブツシユ形状の軸受部材を挿着しこれを溶接
すれば強度上好都合である。

更に以上のダウンフレーム用形材M₃は例えば
機種変更に伴う上記の如き各取付部及び継手フラ
ンジ部、嵌着溝等の夫々の位置が変化しても切除
部を所望位置に移動するだけで共通のものを使用
することができる。

以上車体フレーム本体Ｆの主構成部材に付き説
明したが第５図イ，ロ，ハに示すセンターフレー
ム４を得る製造方法も前述ダウンフレーム３と同
様であり従つてこれを省略し形状の相違による他
のフレーム部材との組着に付いて詳述する。

即ち第５図イに示すセンターフレーム４は両端
部にリブR₆，R₇より夫々２カ所の継手フランジ
４ａと４ｂ及び第３図ホの継手部２ｅのプレート
２ｄと２ｆの嵌着溝４ｅを設けたクロスフレーム
取付部４ｆ、更にリアーフレーム取付部４ｇをプ
レスカツト等で斜線部分を切除し更に第５図ロ，
ハに示すスリツト４ｃと４ｄを設けて後、図示形
状に屈曲成形したもので該継手フランジ４ａと４
ｂの端末とスリツト４ｃ，４ｄは夫々第４図ニの
ダウンフレーム３の嵌着部３ｈと３ｉに嵌め込み
継手フランジ３ａとセンターフレーム取付部３ｍ
の夫々のリブR₃の頂部（端末部）に当接する如
くして固着するもので以上のリアー側の組着前の
状態を第５図ニに示しホは組着後を示している。

このようにしてセンターフレーム４はダウンフ
レーム３に仮組して後継手フランジ４ａ，４ｂと
継手フランジ３ａ，３ｍの当接した頂部々分を主
に溶接等して結合固着し一体化される。

尚フロント側（図中左端部）も上記と同様に溶
接固着される。

以上のようにダウンフレーム３と結合されたセ
ンターフレーム４は第６図の如く上方部をリアー
フレーム５の両端を上記の如く組合せて更に強固
に溶接して連結するのであるが該リアーフレーム
５は第７図ロ及びハに示すアルミニユーム合金の
押出し成形による形材M₄を得これを前記ダウン
フレーム３とセンターフレーム４の夫々の取付屈
曲角度α₁とα₂に切断し且つ不要部（斜線部分）を
切除し更に継手フランジ５ａと５ｂとスリツト５
ｃと５ｄを形成してこの部分を第５図ホの如くリ
アーフレーム取付部４ｇとダウンフレーム３の取
付部３ｎに嵌着して後溶接等で一体に固着され
る。尚第７図ハは形材M₄の断面形状を示してい
る。以上において第１図ロに示す車体フレーム本
体Ｆの一側FLの構成に付き説明したが右側FRも
基本的には同構造で形成される。尚車体フレーム
FLとFRを第１図イの如く一体に連結する第８図
と第９図の斜視図に示すセンタークロスフレーム
６とリアークロスフレーム７は第３図ホのクロス
フレーム２ｂの如くアルミニユーム合金の押出し
成形形材M₅とM₆を所要の巾l₃とl₄に切断して得
たものでこの断面形状は上下をプレート６ａ，６
ｂと７ａ，７ｂを配しこの間を複数のリブR₃と
R₄を介して一体に接続し夫々両端部に外側に向
つて開放された断面コ字状の継手部６ｃ，６ｄと
７ｃ，７ｄを設けると共に該継手部６ｃ，６ｄと
７ｃ，７ｄを第１図イの如く車体フレームFLと
FRのリアーフレーム５とダウンフレーム３の取
付部３ｇ間に嵌着せしめて後溶接固着して一体化
する。

又リアークロスフレーム８は後車輪との干渉を
防止するため第９図に示す如く図中上方に屈曲成
形した形材を用いると好都合である。

更に第１図ハに示す車体フレームFLとFRの中
央下部を連結するロアークロスフレーム８は第１
０図イのアルミニユーム合金の押出し成形形材
M₇を所要の長さl₅に切断し且つ不要部（斜線部
分）を切除して得たものでこれの断面形状は同図
ロの如く本体を成す角状中空部とメーンスタンド
（図示せず）を枢着する支軸（図示せず）を保持
する環状中空部８ａを有する突設部８ｂが一体に
形成され更に該突設部８ｂの端末部軸方向にスリ
ツト８ｃを設けると共に該スリツト８ｃ近傍にネ
ジ部８ｄとボルト孔８ｇを開設しこれにボルト等
を螺合して突設部８ｂのスリツト８ｃを閉鎖する
如くして外側から支軸を緊締固着するようにし又
ロアークロスフレーム８の両端末に継手フランジ
８ｅ，８ｆを夫々突設し且つ該継手フランジ８
ｅ，８ｆを第１図ハのダウンフレーム３の取付部
３ｏ間の嵌着溝３ｊに挿着して後この部分を溶接
で一体に結合固着する。

かくしてアンダークロスフレーム８を介して車
体フレームFLとFRは共に一体に連結固着され
る。

次にフロントクロスフレーム９は第１図ハのス
テアリングヘツド１の下方部と左右の車体フレー
ムFLとFRの上辺部を連結固着してこの部分の剛
性向上を図るものでこれの詳細は第１１図イに示
しこれは既述の材質並びに製法より得られた形材
M₈を所要の長さl₆に切断しこれの両端部に既述
と同様な継手フランジ９ａ，９ｂと嵌合部９ｃを
設け該継手フランジ９ａ，９ｂの端末頂部を第１
図ハに示し相手側ダウンフレーム３の取付部３ｋ
のリブ頂部に当接させ且つ該嵌合溝３ｌに上記嵌
合部９ｃを挿入する如く嵌着して主に上記リブと
フランジ部９ａ，９ｂを溶接し夫々一体に結合固
着する。

更に上記クロスフレーム９の断面形状は第１１
図ロに示す如くステアリングヘツド１とダウンフ
レーム３の結合角度に合至させるため所謂菱形状
に成形したものでこれにより捩り曲げモーメント
に特に顕著な効果を発揮することができる。かく
して第１図イ，ロ，ハに示す車体フレーム本体Ｆ
が得られるが更に補強部材１０と１１を第１図
イ，ロの如く溶接固着すると強度上有利である。

以上はダブルクレードル型式の車体フレームに
付いて詳述したが他の車体フレーム形態、即ちダ
イモンドフレーム、セミダブルクレードルフレー
ム、シングルクレードルフレーム、各種バツクボ
ーンフレーム、モノコツクフレームその他の自動
二輪車用車体フレームにも適要し得ることは明白
で又形材の断面形状もフアツシヨン性に関連して
円、長円、三角形、又はこれ等との複合形状が有
効且つ効果的でこれに突設するリブも二条〜三条
の如く形材の周囲に必要に応じて複数一体に突設
することができ又このリブを中空リブとしても良
く更に車体フレームの各構成部材を結合する継手
部において例えばリブとリブ又はリブとフランジ
部を重ね合す如くしてこれをスポツト溶接により
接合固着しても良く、リベツトを介して加締め緊
定固着しても良くボルト、ナツト類の螺着結合更
に又接着手段等で固着しても良い。更に又アルミ
ニユーム合金又はジユラルミン材を用いこれを鍜
造成形して成るフレーム部材と固着しても良く勿
論部分的に鋼管製フレーム部材又は異材によるフ
レーム部材を用いても良く又従来の如き鋼管製フ
レームの一部に本願を適要することも自由であ
る。

以上の如きこの発明に従えば車体フレームを構
成する各主要部材は周囲にリブ突設した角形閉断
面中空形状の軽金属製押出し成形による形材を所
要長さに切断し且つこれを屈曲等して得るので軽
量、高剛性であると共に外観デザインに優れしか
も形材と一体リブより長手方向に沿つて、所望す
る位置に所望する形状の補強部材、取付部材（ス
テー、ラグ、ガセツト、ブラケツト等）を複数、
一体に連設してプレスカツト等で容易に突設する
如くして形成し得ることができるのでこれを従来
のように別工程で成形し車体フレームの構成部材
に溶接する必要等一切無く従つて熱歪の影響が皆
無で車体フレーム本体の精度、強度剛性が画期的
に向上され且つ生産工程を著しく短縮することが
できる。更に又車体フレームの各構成部材を組着
結合する継手部分に形材と該形材と一体のリブを
多目的に且つ有効に活用した嵌合部を設け該嵌合
部を夫々密接して噛合う如く組着結合する等して
車体フレームを仮組形成して後、主にリブより形
成したフランジ部を溶接して各構成部材を固着す
るので自動溶接が可能で溶接部分の簡略化が図れ
ると共に溶接時の熱発散に優れ従つて熱歪による
車体フレームの反り、曲り、捩りの如き精度低下
の悪影響は極めて謹少でありかくして溶接ビード
部の延長が短縮され外観デザインは更に向上しフ
アツシヨン性に富む等優れたものとなりアルミニ
ユーム合金の押出し材特有の品質の安定した薄
肉、高剛性、軽量化と共に車体フレームに適度な
柔軟性をも設定することができる等の優れた諸特
徴を有し自動二輪車用車体フレームの製造方法と
して画期的でその効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて得られた車体フレーム
本体を示しイは平面図、ロは側面図、ハは正面
図、第２図イは押出し成形した形材の一部平面
図、ロはイのC₁〜C₂線断面図、ハはイの形材よ
り得られたステアリングヘツドの側面図、ニはハ
の正面図、第３図イはメーンフレームの斜視図、
ロは押出し成形したメーンパイプ用形材の一部平
面図、ハはロのC₃〜C₄線断面図、ニは押出し成
形したクロスフレーム用形材の一部平面図、ホは
ニのC₅〜C₆線断面図、第４図イは押出し成形し
たダウンフレーム用形材の一部平面図、ロはイの
C₇〜C₈線断面図、ハはイの形材より各取付部を
突設する成形加工を示した説明的平面図、ニはハ
をフレーム形状に屈曲成形した側面図、ホはニの
正面図、第５図イはセンターフレーム用形材の成
形加工を示した側面図、ロとハはイの両端部分の
正面図、ニはイの一側とダウンフレームとの嵌着
部の関係を示す斜視図、ホはニを一体に連結固着
した状態を示す斜視図、第６図はセンターフレー
ムとダウンフレームをリアーフレームを介して連
結固着した状態を示す側面図、第７図イはリアー
フレームの平面図、ロは押出し成形したリアーフ
レーム用形材と成形加工を示す側面図、ハはロの
断面図、第８図は押出し成形したセンタークロス
フレーム用形材よりセンタークロスフレームを得
る加工方法を示す斜視図、第９図は押出し成形し
たリアークロスフレーム用形材よりリアークロス
フレームを得る加工方法を示す斜視図、第１０図
イは押出し成形したロアークロスフレーム用形材
と成形加工を示す平面図、ロはイの側面図、ハは
イの正面図、第１１図イは押出し成形したフロン
トクロスフレーム用形材と成形加工を示す平面
図、ロはイの側面図である。 １……ステアリングヘツド、２……メーンフレ
ーム、３……ダウンフレーム、４……センターフ
レーム、５……リアーフレーム、６……センター
クロスフレーム、７……リアークロスフレーム、
８……ロアークロスフレーム、９……フロントク
ロスフレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 任意断面形状に押出し成形した長尺軽金属製
   形材を使要長さに切断して車体フレーム用の構成
   部材を形成し且つ該構成部材を組合せて固着し車
   体フレームを形成した自動二輪車の車体フレーム
   の製造方法において、前記、形材は角形閉断面中
   空形状で周囲にリブを一体に突設するとともに
   該、形材を車体フレームの構成部材の所要長さに
   切断した後、前記リブより車体フレームに塔載す
   るエンジン、機能部材、その他の補機類を止着
   し、係止する取付部、支持部又は他のフレーム部
   材との継手部及び補強部等を突設する如く、前記
   形材の長手方向に沿つて連なつて形成し、且つ他
   の不要のリブを切除し、これを所望形状に屈曲成
   形し、車体フレーム又は車体フレームの構成部材
   を形成したことを特徴とする自動二輪車用車体フ
   レームの製造方法。 ２ 車体フレームの構成部材に嵌合部を有する継
   手部を設けると共に、該嵌合部を介して、他の構
   成部材を夫々組着結合して後、前記継手部分を溶
   着、接合して車体フレームを形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の自動二輪車の
   車体フレームの製造方法。