JPH0623526A - 鋳鉄鋳物部品と軟鋼部品の接合方法及びステアリングステムコンポーネント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 自動二輪車用のステアリングステムコンポー
ネントの構成部材であるボトムブリッジ１を鋳物製と
し、薄肉成形が困難な鍛造品から成る従来のボトムブリ
ッジに比し軽量化する。ボトムブリッジ１に軟鋼製のス
テムパイプ２を圧入して、該パイプ２の先端を該ブリッ
ジ１から突出させる。該パイプ２の該ブリッジ１からの
突出コーナ部に銅系溶接ワイヤを用いたアークろう付け
を施してろう付けビード３を形成する。銅系ワイヤは鋳
鉄より融点が低いので、ブリッジ１を鋳物製としてもこ
れに含有され炭素がビード３に混入せず、ビード割れが
防止されてステムパイプ２の引き抜き荷重に対する強度
が得られる。アークろう付け時にブリッジ１の表面が波
を打つことでブリッジ１とビード３とのセレーション係
合効果が生じ、ねじりトルクに対する強度も得られる。 【効果】 溶接ワイヤとして安価な銅系ワイヤを用いる
ことにより接合コストを安くでき、軽量で且つ充分な強
度を持ったステアリングステムコンポーネントを安価に
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳鉄鋳物部品とこれに
嵌挿される軟鋼部品との接合方法並びにこの接合方法を
用いて製造される自動二輪車用等のステアリングステム
コンポーネントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動二輪車用等のステアリングス
テムコンポーネントは、軟鋼製のステムパイプを鍛造品
から成るボトムブリッジに嵌挿してステムパイプの先端
をボトムブリッジから突出させ、この突出コーナ部に軟
鋼系の溶接ワイヤを用いたＭＩＧ溶接を施すことにより
ボトムブリッジにステムパイプを溶接して製造されるを
一般としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き鍛造品から
成るボトムブリッジは、強度はあるものの、機械加工が
困難であり、更に薄肉成形が難しく製品重量が重くなる
といった不具合があり、また鍛造成形時の騒音振動等に
より作業環境が悪くなるといった不具合もある。かかる
不具合を解消すべく、ボトムブリッジを鋳鉄鋳物製とす
ることも考えられるが、鋳鉄は炭素含有量が大であるた
め軟鋼系の溶接ワイヤを用いた溶接では溶着金属がボト
ムブリッジからの炭素の混入により脆化してビード割れ
を生ずる。これを防止するには、予熱・後熱処理を行っ
たり、或いは溶接ワイヤとして延性に富んだニッケル系
の高価なワイヤを用いたりする必要があり、製造コスト
が高くなる。ところで、ステアリングステムコンポーネ
ントは、図１に示す如く、ボトムブリッジ１に接合され
たステムパイプ２を車体１０のヘッドパイプ１１にボト
ムベアリング１２を通して挿通し、ヘッドパイプ１１か
ら突出するステムパイプ２の上部にトップベアリング１
３を外挿した状態でステムパイプ２のねじ部２ａにロッ
クナット１４を螺合させて締込むことにより、ヘッドパ
イプ１１に軸方向に不動に軸支される。この場合、ボト
ムブリッジ１とステムパイプ２との接合は、ロックナッ
ト１４の締込みによってステムパイプ２に作用するボト
ムブリッジ１からの引き抜き方向の荷重に対しての強度
とねじりトルクに対する強度とが有れば良く、ボトムブ
リッジ１に対するステムパイプ２の押し出し方向の荷重
に対しての強度は左程必要としない。本発明は、以上の
点に鑑み、鋳鉄鋳物部品とこれに嵌挿される軟鋼部品と
を引き抜き荷重及びねじりトルクに対する必要充分な強
度を持って接合し得るようにした低コストの接合方法を
提供し、併せてボトムブリッジを鋳鉄鋳物製とした軽量
安価なステアリングステムコンポーネントを提供するこ
とをその目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、鋳鉄鋳物部品とこれに嵌挿される軟鋼部品と
の接合方法であって、鋳鉄鋳物部品からの軟鋼部品の突
出コーナ部に鍔状のろう付けビードが形成されるように
銅系溶接ワイヤを用いてアークろう付けを施すことを特
徴とする。

【０００５】

【作用】銅系溶接ワイヤは鋳鉄鋳物部品より融点が低
く、そのためろう付けビードに鋳物素材（特に炭素）が
混入せず、延性のあるろう付けビードが軟鋼部品に接合
され、該ビードが抜け止め用のフランジとして機能して
引き抜き荷重に対しての強度が得られる。一方、鋳鉄鋳
物部品とろう付けビードとの間の軸方向の接合強度は弱
いが、アークろう付け時に鋳物部品の表面が波を打つこ
とでセレーション効果が生じ、ねじりトルクに対する強
度が得られる。かくて、ボトムブリッジを鋳鉄鋳物製と
しても、該ボトムブリッジに軟鋼製のステムパイプを嵌
挿して上記の如く接合することにより、高価なニッケル
系溶接ワイヤを用いることなく引き抜き荷重とねじりト
ルクに対しての必要充分な強度を持ったステアリングス
テムコンポーネントを得られる。

【０００６】

【実施例】図２は図１に示したステアリングステムコン
ポーネントのボトムブリッジ１とステムパイプ２の接合
部分の構造を示している。ボトムブリッジ１は、センタ
ー孔１ａと、フォークパイプを挿通固定する左右１対の
孔１ｂ、１ｂとを有する、ダクタイル系の鋳鉄鋳物部品
であり、一方、ステムパイプ２はＳＴＡＭ４０Ｇ鋼管か
ら成る軟鋼部品である。ボトムブリッジ１とステムパイ
プ２との接合に際しては、ステムパイプ２をボトムブリ
ッジ１のセンター孔１ａに圧入してステムパイプ２の先
端をボトムブリッジ１から僅かに突出させ、その突出コ
ーナ部に銅系溶接ワイヤを用いたアークろう付けを施し
て鍔状のろう付けビード３を形成する。

【０００７】比較試験のため、ステムパイプ２のボトム
ブリッジ１からの突出コーナ部に、成分がＳｉ３．５６
％，Ｍｎ０．９６％，残りＣｕの銅系溶接ワイヤを用い
たアークろう付けを施したものと、ニッケル系のＮｉ−
１（Ｎｉ５５％以上）の溶接ワイヤを用いたＭＩＧ溶接
を施したものとを作成し、図２に矢印ａで示す引き抜き
方向の荷重と矢印ｂで示す押し出し方向の荷重及びねじ
りトルクに対する強度を測定した。尚、ステムパイプ２
の外径は２７ｍｍであり、ステアリングステムコンポー
ネントに必要な引き抜き強度の基準値は３５００Ｋｇｆ
である。

【０００８】引き抜き強度と押し出し強度の測定結果は
下表に示す通りであり、溶接ワイヤを銅系とした場合に
は押し出し強度が低くなるものの引き抜き強度は基準値
を大幅に上回ることが確認された。

【０００９】 また、溶接ワイヤを銅系としても、ステムパイプ２が先
にねじれる８９００ｋｇ・ｃｍのねじれトルクに耐えら
れ、ねじれトルクに対する強度も充分であることが確認
された。

【００１０】以上、ステアリングステムコンポーネント
を構成するボトムブリッジ１とステムパイプ２との接合
について説明したが、本発明は、鋳鉄鋳物部品とこれに
嵌挿される軟鋼部品との接合に広く適用できる。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、鋳鉄鋳物部品と軟鋼部品とを引き抜
き荷重及びねじりトルクに対する強度を確保して接合で
き、且つ接合に用いる溶接ワイヤは安価な銅系ワイヤで
済み、請求項２の発明の如く、ボトムブリッジを鋳鉄鋳
物製として、軽量で且つ充分な強度を持ったステアリン
グステムコンポーネントを安価に得られる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用するステアリングステムコンポ
ーネントの車体への組付けを説明する分解斜視図

【図２】 本発明ステアリングステムコンポーネントの
要部の断面図

【符号の説明】

１ ボトムブリッジ ２ ステムパイプ ３ ろう付けビード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳鉄鋳物部品とこれに嵌挿される軟鋼部
   品との接合方法であって、鋳鉄鋳物部品からの軟鋼部品
   の突出コーナ部に鍔状のろう付けビードが形成されるよ
   うに銅系溶接ワイヤを用いてアークろう付けを施すこと
   を特徴とする鋳鉄鋳物部品と軟鋼部品の接合方法。
2. 【請求項２】 ボトムブリッジとこれに嵌挿される軟鋼
   製のステムパイプとから成るステアリングステムコンポ
   ーネントであって、ボトムブリッジを鋳鉄鋳物製とし、
   該ボトムブリッジからのステムパイプの突出コーナ部に
   銅系溶接ワイヤを用いたアークろう付けによる鍔状のろ
   う付けビードを形成したことを特徴とするステアリング
   ステムコンポーネント。