JPH0624374A - 中空部材からフレームを製造する方法及びその方法によって製造したフレーム - Google Patents

中空部材からフレームを製造する方法及びその方法によって製造したフレーム

Info

Publication number
JPH0624374A
JPH0624374A JP4199922A JP19992292A JPH0624374A JP H0624374 A JPH0624374 A JP H0624374A JP 4199922 A JP4199922 A JP 4199922A JP 19992292 A JP19992292 A JP 19992292A JP H0624374 A JPH0624374 A JP H0624374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
edge
tube
pipe
cutting beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4199922A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas C Patterson
シー パターソン トーマス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cannondale Corp
Original Assignee
Cannondale Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cannondale Corp filed Critical Cannondale Corp
Publication of JPH0624374A publication Critical patent/JPH0624374A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004—Filling of continuous seams
    • B23K33/006—Filling of continuous seams for cylindrical workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/002—Devices involving relative movement between electronbeam and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/08—Removing material, e.g. by cutting, by hole drilling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/18—Joints between frame members
    • B62K19/20—Joints between frame members welded, soldered, or brazed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/20—Connections with hook-like parts gripping behind a blind side of an element to be connected
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes
    • Y10T83/0596—Cutting wall of hollow work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Joining Of Corner Units Of Frames Or Wings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレームの組み立てを大いに簡単にし且つフ
レームの各大きさおよび形式用の異なるジグの必要を無
くす、溶接によって接合された管状部材で作られたフレ
ームを製造する方法の改良を提供すること 【構成】 第１管状部材および第２部材を有し、これら
の第１および第２管状部材が、第１部材の壁部の一部に
沿った表面と、第２部材の縁部の少なくと一部との間の
接合継ぎ部によってのみ互いに所定の角度で接合されて
いるフレームは、部材間に所定の角度を設定して維持す
るように第１部材の表面に一致し且つ当接する形状に継
ぎ部のところの第２部材の壁部の縁部を切り込むことに
よって作製される。第１部材には、第２部材の縁部と整
合するスロットが形成され、第２部材には、継ぎ部を形
成する縁部の部分に沿って一体のタブが形成される。第
２部材のタブは第２部材の所定位置を第１部材に対して
軸方向且つ回転方向に設定して維持するように第１部材
のスロットに締り嵌め関係で受け入れられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は第１および第２管状部材
を有し、これらの第１および第２管状部材が、第１部材
の壁部の一部に沿った表面と、第２部材の縁部の少なく
とも一部との間の接合継ぎ部によってのみ互いに所定の
角度で接合されているフレーム、およびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】約この
１０年間にわたり、アルミニウム管から作製されたフレ
ームを有する自転車がますます大衆的になってきた。鋼
と違って、アルミニウムはろう付けすることができない
ので、ほとんどの自転車のアルミニウムフレームの管間
の継ぎ部を溶接していた。主三角形部の部材間の継ぎ部
は、通常、１つの部材の壁部の縁部、通例、この部材の
端部のところの縁部を他の部材の壁部の表面に溶接する
ことを必要としている。詳細には、頂管および立下り管
の端部を頭管の外面、およびしばしば互いに溶接し、座
部管および立下り管の端部を底ブラケット管の外面およ
び互いに溶接し、頂管の端部を座部管の表面に溶接す
る。これらの継ぎ部の各々は、まず、１つの管の端部を
所定の角度で他の管の表面とぴったり合致するように形
成し、次いで、その管の縁部を他の管の表面に対して軸
方向且つ周方向に適切な位置に位置決めすることを必要
とする。
【０００３】これらの工程のうちの第１工程は、孔鋸及
び特別な取付け具を使用し、ドリルプレスを設定して、
縁部切込みを形成するように管を位置決めすることによ
り行われる。例えば、立下り管は或る直径を有してお
り、頭管と或る角度をなす。立下り管に頭管との溶接継
ぎ部用の端切込みを形成するには、頭管の直径に等しい
直径を有する孔鋸をドリルプレスに据え付け、頭管が完
成フレームにあるときに、孔鋸の軸線が立下り管に対し
て同じ角度であるように、立下り管を取付け具に保持す
る。立下り管の他端部に底ブラケット管に合致するよう
に縁部がすでに形成されている場合、取付け具も、管が
適切な周方向位置にある状態で、立下り管原料における
適切な軸方向位置に切込みを形成するための備えをして
いなければならない。方法の第２工程は、仮付け溶接を
行ってフレームの幾何寸法を設定する間、フレームの部
材のすべてを適切な相対位置に保持する特別なジグにこ
れらの部材を設定することを必要とする。
【０００４】あらゆる製造業者は通常、任意の所定のモ
デルの自転車をいくつかの大きさで製造している。各大
きさは、部材が異なる長さのものであること、および管
の端部のところの切り込みが異なる角度であることを必
要とする。これは、任意の所定のフレーム部材の各々の
異なる大きさ用、および各々の異なるフレーム部材用に
ドリルプレスの異なる設定を行うことを必要とする。縁
部切込みは異なる大きさのフレーム毎にほとんど常に異
なり、並びにフレームの異なる部材毎に異なるので、大
きさの範囲における所定の形式の自転車用に管を製造す
るのに、多くの取付け具およびドリルプレスの設定の頻
繁な変化を必要とする。同様に、自転車の各大きさ毎に
異なる組み立てジグを必要とする。従って、多くの製造
業者は製造コストを最小にするために異なる大きさによ
り必要とされる幾何的変化を妥協している。製造業者が
自転車のいくつかのモデルを製造するとき、工具備え付
け量や、１つの大きさのフレームの製造から他の大きさ
のフレームの製造への切換えための可動停止時間が極め
てコスト高になる。また、製造業者がフレームの設計を
変える場合、この変化を行うのに、工具備え付けの際の
可なりの時間および多くの投資を必要とする。
【０００５】本発明の一目的は、フレームの組み立てを
大いに簡単にし且つフレームの各大きさおよび形式用の
異なるジグの必要を無くす、溶接によって接合された管
状部材で作られたフレームを製造する方法の改良を提供
することである。他の目的は、異なる切り込みを形成す
るのに特別な取付け具なしに、且つ機械工具の個々の設
定なしにフレームの管状部材に縁部切込みを形成するこ
とができるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一特徴によれ
ば、第１および第２管状部材を有し、これらの第１およ
び第２管状部材が、第１部材の壁部の一部に沿った表面
と、第２部材の縁部の少なくとも一部との間の接合継ぎ
部によってのみ互いに所定の角度で接合されているフレ
ームを製造する方法は以下の諸工程を特徴する。すなわ
ち、第２部材の所定位置を第１部材に対して軸方向且つ
回転方向に設定するように接合部のところの第２部材の
縁部の一部と整合する位置で第１部材の壁部にスロット
を形成し、第２部材の縁部を第１部材の壁部に一致する
ように切込み、また縁部の一部に沿ってタブを切込む。
縁部切込みは、切断ビームを発生させ、切断ビームが第
２部材の壁部上の所定の進路を通過するように切断ビー
ムと第２部材との相対移動を行って、第１部材の壁部分
に一致し且つ当接し、それにより部材間に所定の角度を
設定し且つ維持ような形状に縁部を切込み、また第１部
材のスロットに締り嵌め関係で受入れられるように成形
され且つ位置決めされた一体のタブを第２部材の縁部の
一部に沿って形成することによって形成される。量部材
を互いに嵌合して第２部材のタブが第１部材のスロット
に受入れられ、且つ第２部材の縁部が第１部材の壁表面
に対してしっかり着座された状態にし、第２部材の当接
縁部分および第１部材の壁表面と実質的に同じ広がりで
延びる継ぎ部のところで第１および第２部材間に接合部
を形成する。
【０００７】第２部材の縁部切込みは、好ましくは、切
断ビームを第２部材の軸線に対して実質的に半径方向に
差し向け、同時に第２部材をその軸線を中心に回転さ
せ、第２部材を切断ビームに対して軸方向に移動させる
か、或いは切断ビームを管の軸方向に移動させて切断ビ
ームの一回の通過で縁部およびタブを形成することによ
って形成される。
【０００８】フレームを嵌め合わせた後に接合部（これ
は仮付け接合部であるのがよい）を形成するには、第２
部材の当接縁部を第１部材の壁部分に着座させ、実質的
に当接縁部の一致によるだけで所定の角度を設定するよ
うに、且つ第２部材のタブを第１部材のスロットに係合
させ、実質的にタブのスロットへの係合によるだけで第
１部材に対する第２部材の回転方向且つ軸方向の位置を
設定するように、力を部材に付加する。
【０００９】継ぎ部のところに縁部切込みを形成するこ
とに加えて、これらの切込みを形成するのに使用される
ビーム切断技術を使用して継ぎ部の第１部材にスロット
を形成し、フレームに接合される取付け具用の孔を切り
開け、１つの部材のうちの、他の部材の一部が嵌合する
部分に切欠きを切り込むこともできる。本発明の他の特
徴によれば、第１および第２管状部材を有し、これらの
第１および第２管状部材が、第１部材の壁部の一部に沿
った表面と、第２部材の壁部の少なくとも一部に沿った
縁部との間の継ぎ部に沿った接合部によってのみ互いに
所定の角度で接合されており、継ぎ部のところの第２部
材の壁部の縁部が、部材間に所定の角度を維持するよう
に第１部材の表面に一致し且つ当接するような形状にな
っているフレームが提供される。この発明は、第１部材
が第２部材の縁部と整合するスロットを有しており、第
２部材が継ぎ部を構成する縁部の一部に沿って一体のタ
ブを有しており、このタブは、第２部材の所定位置を第
１部材に対して軸方向且つ回転方向に設定して維持する
ように第１部材のスロットに締り嵌め関係で受入れられ
ることを特徴としている。
【００１０】本発明は自転車のフレームの製造において
非常に有利であり、下記の表が本発明により形成するこ
とができる自転車フレームの継ぎ部の例である。第１部材 第２部材 頭管 立下り管 頭管 頂管 底ブラケット管 立下り管 底ブラケット管 座部管 座部管 頂管 これらの継ぎ部は自転車のフレームの主三角形部の継ぎ
部である。座部ステーとチェーンステーとの継ぎ部、座
部ステーと座部管との継ぎ部、およびチェーンステーと
底ブラケットとの継ぎ部も本発明により作製することが
できる。
【００１１】１つの管をこれが接合される他の管に対し
て適切に位置決めすることが達成されるタブ／スロット
構造により、比較的簡単な自在ジグを使用してフレーム
を組み立て状態に保持することができる。これらのジグ
は異なる大きさおよび形式に対処するために比較的簡単
な調整を必要とするだけである。例えば、自転車のフレ
ームの主三角形部の場合、ジグは、底ブラケットおよび
座部管を固定位置に保持し、且ついくつかの管の一致す
る縁部切込みの着座に応じてフレームを自己位置決めし
得るように、小さい力を座部管の向かう方向に頭管に付
加するように設計されるのがよい。望むなら或いは必要
なら、特定のフレームの寸法的および幾何的正確性を確
保するために、ゲージおよび支持体をジグに組み入れて
もよい。例えば、底ブラケットを座部管、立下り管およ
び頂管の軸線の平面に対して直角に、且つ平面に対して
横方向に心出しされた状態に保持する底ブラケット用支
持体および頭管を平面に対して横方向に心出しされた状
態に保持する頭管用の調整可能な支持体を有するのが望
ましい。しかしながら、一般に、フレームの寸法的且つ
幾何的形態は端切込みとタブおよびスロットとにより達
成される。
【００１２】上記のように、管における縁部切込み、タ
ブ、スロットおよび切欠きは切断ビームを使用して形成
され、この切断ビームはレーザビーム、水ジェットまた
は電子ビームであればよい。切込みを形成する好適な方
法は長さ方向および任意に管の横方向に移動できる切断
ビーム発生器からビームを差し向け、ビームの移動と一
致して管をその軸線を中心に回転させ、それによりビー
ムを所定の切込みを形成する管上を周方向および軸方向
に進路を通過させることである。管の回転および切断ビ
ームの移動はコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）式機械で
行われる。コンピュータ制御により、異なる切込み間で
加工片の沿った切断ビーム発生器の移動と一致してビー
ムをオン・オフすることができる。最終的な長さより大
きい長さまでの切り込まれた管素材は両端に形成された
縁部切込みを有するのがよい。管が機械に装填されてい
る間、管に任意数のスロット、切欠きおよび孔を次々に
切り込むことができる。
【００１３】通常、ビーム切断がわずかに凸凹の縁部を
残し、これらの管に平滑な端部を必要とするので、頭管
および底ブラケットを在来の設備によって或る長さまで
切り込む。また、在来の旋盤型切断走査は高速で平滑な
正方形縁部を生じる。頭管底ブラケット管におけるスロ
ットは、好ましくは、ビームカッタ設備を使用して切り
込まれるが、これらの管を打ち抜くこともできる。
【００１４】縁部切込みをを形成する好適な技術では、
切断ビームは管の横方向に不動のままであり、切断ビー
ムを管の軸線に交差するように整合し、管を回転させ、
切断ビームを管に対して長さ方向に移動させる。管と切
断ビームとの相対的な回転および軸方向移動の結果、全
体にわたって管の軸線に対して半径方向に位置する切込
み縁部が生じる。従って、縁部切込みは接合位置に管の
全厚を残し、これは接合部を形成するのに有利である。
孔鋸で縁部切込みを形成する先の技術では、縁部はその
広がりのほとんどにわたってテーパであり、ほとんどの
鋭くテーパな領域は溶接中に薄い縁部の焼去の傾向があ
る。焼去は材料に過剰の熱を与えることなしに適切な溶
接貫通を達成する溶接機の能力を損なう。本発明の縁部
切込みは半径方向であるので、切込み縁部と、フレーム
において縁部を接合する管の表面との実際の接触線に対
する縁部の半径方向要素の相対変位を補償するために、
切断ビームの進路調整しなければならない。
【００１５】コンピュータ制御式設備により縁部切込み
を形成するように、フレームはコンピュータ助成設計
（ＣＡＤ）の設備で設計される。好ましくは本発明が用
いるＣＡＤ／ＣＡＭ設計の製造方法によれば、設計の変
化を非常に素早く実施することができる。所望のフレー
ムの幾何寸法が達成されていないなら、製造精度の品質
管理監視とともに、縁部切込み、タブおよびスロットの
連続調整を非常に素早く行うことができる。
【００１６】本発明は自転車のフレームに限定されず、
構造体、および航空機のフレーム、家具のフレーム、車
椅子のフレームのような任意のフレームおよびアンテナ
鉄塔のような構造塔の製造方法に用いることができる。
また、本発明は、多くの金属およびそれらの合金を含む
種々の材料、および炭素繊維を主とするもののような種
々の複合材料のフレームに適用できる。語『接合部』と
は、ここでは融合接合部（溶接部）、化学接合部および
接着接合部を含むように広く使用している。
【００１７】
【実施例】添付図面と関連して本発明の好適な実施例を
以下に説明する。図１に示すフレーム１０は自転車フレ
ームの主三角形部である。このフレーム１０は頭管１
２、頂管１４、立下り管１６、座部管１８および底ブラ
ケット管２０よりなる。これらの管のすべては円形の横
断面のものであり、アルミニウム製である。各管の直径
および肉厚は、重量を最小に保ちながら、必要な強さお
よび剛性をもたらすように慎重に選択される。これらの
管は図示の継ぎ部（後述し、他の図面に示す）で溶接に
よるだけで接合されている。継ぎ部のすべては第１およ
び第２管状部材間にあり、これらの第１および第２管状
部材は第１部材の壁部の一部に沿った表面と第２部材の
壁部の少なくとも一部に沿った縁部との間の継ぎ部に沿
って溶接するだけで互いに所定の角度で接合されてお
り、継ぎ部における第２部材の壁部の縁部は第１部材の
表面に一致し且つ当接して部材間に所定の角度を維持す
るような形状になっている。この程度までは、フレーム
の構成は上記のように多年にわたり使用されてきた。
【００１８】本発明の一特徴によれば、各第１部材は第
２部材の縁部と整合するスロットを有しており、第２部
材は継ぎ部を構成する縁部の部分に沿って一体のタブを
有しており、このタブは第２部材の所定部分を設定して
第１部材に対して軸方向且つ回転方向に保持するように
第１部材のスロットに締り嵌め関係で受入れられてい
る。継ぎ部のうちに２つにおいて、２つの第２部材は溶
接によって同じ第１部材および互いに接合されており、
これらの第２部材の一方は他方の第２部材の一部を受入
れる切欠きを有している。詳細には、図１のフレームは
下記の継ぎ部を有している。
【００１９】第１部材 第２部材 頭管１２ 立下り管１６ 頭管１２ 頂管１４ 底ブラケット管２０ 立下り管１６ 底ブラケット管２０ 座部管１８ 座部管１８ 頂管１４ 図２ないし図１２は、図１の円２、３、４で示す夫々の
継ぎ部の構成を示している。これらの図では、他の部材
の壁部の一部に当接する一部材の各縁部は添字『Ｅ』を
付けたその部材の参照番号で示されている。部材の各タ
ブは添字『Ｔ』を付けたその部材の参照番号で示されて
いる。継ぎ部の他の部材の各スロットは添字『Ｓ−』を
付けたその部材の参照番号およびそのスロットに嵌合す
るタブを有する部材の参照番号で示されている。（例え
ば、底ブラケット管２０のスロット２０Ｓ−１８（図
２）は立下り管１６のタブ１８Ｔを後述のように受入れ
る。）図２ないし図５を参照すると、立下り管１６の下
端部は管壁部の一部に沿って縁部切込み部１６Ｅを有し
ており、この縁部切込み部１６Ｅは、立下り管の軸線と
底ブラケット管の軸線との間に所定の角度、即ち、９０
度を設定して維持し、且つ底ブラケット管の軸線に対し
て立下り管の軸線の所定位置を維持するように、底ブラ
ケット管２０の表面に一致し、且つ当接するような形状
になっている。仕上げ継ぎ部では、縁部１６Ｅと、この
縁部１６Ｅが当接する底ブラケット管２０の表面の部分
との間の連結部に沿って溶接部が形成されている。
【００２０】頂管１４は管壁部の一部に沿って縁部１４
Ｅを有しており、この縁部１４Ｅは立下り管と底ブラケ
ット管との間に所定の角度を設定して維持するように底
ブラケット管２０の表面に一致し且つ当接するような形
状になっており、上記角度は９０度である。座部管１８
は底ブラケット管とともに継ぎ部を構成する縁部１８Ｅ
の部分に沿って一体のタブ１８Ｔを有しており、これら
のタブ１８Ｔは立下り管の所定位置を設定して底ブラケ
ット管に対して軸方向且つ回転方向に保持するように底
ブラケット管２０のスロット２０Ｓ−１８に締り嵌め関
係で受け入れられている。仕上げ継ぎ部では、縁部１８
Ｅと、この縁部１８Ｅが当接する底ブラケット管２０の
表面の部分との間に溶接部が形成されている。
【００２１】立下り管は底ブラケット管２０の直径より
いくらか大きい直径を有しており、縁部１６Ｅは中心軸
線の一方の側に片寄っている（図２参照）。立下り管の
壁部の切欠き１６Ｎは座部管１８の壁部の表面の一部に
一致し且つ当接するような形状になっており、仕上げ継
ぎ部では、切欠き１６Ｎと、この切欠きが当接する座部
管１８の壁部分との連結部に沿って溶接部が形成されて
いる。
【００２２】切欠き１６Ｔの一部からタブ１６Ｔが突出
しており、このタブ１６Ｔは座部管１８の壁部のスロッ
ト１８５─１６に受入れられている。タブ１６Ｔおよび
これを受入れているスロット１８５─１６は、座部管が
それ自身、タブ１８Ｔおよびこれらを受入れているスロ
ット２０５─１８により底ブラケット管の軸方向に正し
く位置決めされているかぎり、底ブラケット管に対する
立下り管１６の正確な位置を間接的に設定する。
【００２３】図６ないし図１２はいずれの説明もなしに
これらの図に示す継ぎ部を理解することができるように
十分はっきりしており、以上に示した管、縁部切込み、
切欠き、タブおよびスロットの一般的な表示を参照せ
よ。フレームを組み立てるとき、タブをスロットに嵌入
し易くするために、必要ではないが、わずかに先細にな
っている側縁部をタブに形成することが望ましい。これ
らのタブは斜めに交差している場合、フレームを組み立
てるとき、管が押し寄せられるかぎり、他の管の適切な
軸方向位置を設定するために、管の壁部間の鋭い傾斜角
に近いスロットの長い方の縁部のみの位置を制御するこ
とが重要である。しばしば、管の所望の軸方向および周
方向の相対配向を達成するために継ぎ部に１つのタブお
よびスロットのみを有することが可能であり、継ぎ部に
おける縁部切込みが適切な位置合わせおよび整合を確保
する。
【００２４】フレームの種々の継ぎ部の（先に表にし
た）第２部材の縁部Ｅ、切欠きＮおよびタブＴは切断ビ
ームで形成され、切断ビームはレーザビーム、水ジェッ
ト、または電子ビームであればよいが、レーザビームが
好ましい。ビームと、ビームが管の壁部上を所定の進路
を通過し、所望の切込みを形成するように切断される管
との間には、相対移動が行われる。縁部、切欠きおよび
タブを切削する最も簡単且つ最も効果的な方法は、コン
ピュータ数値制御式（ＣＮＣ）機械、例えば、ＣＮＣ回
転器およびＣＮＣ軸方向並進器によって、図１５に概略
的に示すように、管をその軸線を中心に回転させ、ビー
ムを管の軸線に交差するように差し向け、同時に管が回
転するにつれてビームを管に対して軸方向に移動させる
方法である。所望の運動を行うことができる機械は幾つ
かの会社から市販されている。管が多数の継ぎ部に縁部
および／または切欠きを形成するように多数の切込みを
必要とする場合、これらの切込みのすべては、勿論、管
がチャックに装填されたままである間に自動的に形成さ
れ、ビームはＣＮＣ機械により切込み間の管の移動と一
致してオン・オフするようにコンピュータ制御される。
種々の継手用、および座部ステーおよびチェーンステー
（図示せず）のタブ用に穴およびスロットを管に切込む
ことができる。
【００２５】半径方向に差し向けられた軸方向に移動す
るビーム（図１４参照）に対して管を回転移動させる技
術により、切込み縁部がテーパではなく、あるいは先細
ではない切込みを生じ、これにより良好な溶接部を構成
する。しかしながら、継ぎ部のところの切込み縁部が他
の部材の壁表面の湾曲に合致しないと言うことは、切込
みの末端が他の部材の表面に一致し且つ当接するように
切断ビームの進路を調整しなければならないと言うこと
を意味している。切込みを形成するための上記技術は重
大ではない。また、切込みを形成する間、切断ビームを
軸方向且つ横方向に移動させるのが適切である。例え
ば、管が静止している間、ビームのみを移動させること
によってスロットを切り込むことができる。ビームのエ
ネルギは、それ自身知られているように、ビームがビー
ム発生器に近い管の壁部を切り込んでいくように制御さ
れ、このエネルギは消散され、ビームは発生器から遠い
管の壁部に影響を及ぼさない。ビームの必要エネルギは
管の肉厚と、切断軌道に沿ったビームの移動速度との関
数である。
【００２６】フレームは管の一致／当接縁部のすべてを
これらが当接する管の表面にしっかり着座させるように
設計されている比較的簡単で調整可能なジグで組み立て
られる。図１５および図１６に概略的に示すように、底
ブラケット管２０は、例えば、その軸線を頂管、立下り
管および座部管の軸線の平面と直角である状態でキャリ
ジ３２上のマンドレル３０に保持することによってしっ
かり保持される。座部管１８は、立下り管および頂管の
平面に位置するように、また後方に向けられた力に抗し
て上記平面内で不動のままであるように、キャリジ３６
上のテーパなマンドレル３４によって底ブラケット管２
０にしっかり押し寄せられて底ブラケット管２０に嵌合
される。頂管１４、立下り管１６および頭管１２はそれ
らの夫々の継ぎ部で嵌合され、共通の平面内に留まるよ
うに頭管１２によって支持されるだけでよい。継ぎ部の
ところのタブおよびスロットと、夫々の切込み縁部の一
致とにより、切込み縁部を有する管はこれらが当接する
管に対して回転方向且つ軸方向に適切に位置決めされ
る。切込み縁部と壁表面との当接により、種々の第１お
よび第２部材（上記表参照）管の継ぎ部のところに管の
適切な角関係をもたらす。主管（立下り管、頂管および
座部管）の平面内で力を頭管にその軸線と略直角に付加
する。座部管１８に対して適切な角度（傾斜）での頭管
の軸線と主フレーム管の平面との整合は調整可能なキャ
リジ４０に移動可能に支持されたテーパなマンドレル３
８によって確保される。キャリジ４０によって付加され
た力により、継ぎ部のすべてをしっかり着座させる。継
ぎ部のすべてを仮付け溶接し、フレームをジグから取り
外し、溶接を完了する。
【００２７】ジグは統計的工程制御に使用するための測
定計器を備えることができる。適当な制御測定は、
（１）座部管１８および頭管の軸線間の差角度、および
（２）主フレームの平面における底ブラケットの軸線
と、頭管１２の軸線が頭管の底縁部の平面と交差すると
ころの点との間の距離を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み入れた自転車のフレームの主三角
形部の側立面図である。
【図２】図１における対応表示した想像線円２で示す、
図１のフレームの継ぎ部の部分分解詳細図である。
【図３】図２の矢印３が示す部分詳細図である。
【図４】図２の矢印４が示す部分詳細図である。
【図５】図２の矢印５が示す部分詳細図である。
【図６】図１における対応表示した想像線円６で示す、
図１のフレームの継ぎ部の部分分解詳細図である。
【図７】図６の矢印７が示す部分詳細図である。
【図８】図６の矢印８が示す部分詳細図である。
【図９】図６の矢印９が示す部分詳細図である。
【図１０】図１における対応表示した想像線円１０で示
す、図１のフレームの継ぎ部の部分分解詳細図である。
【図１１】図１０の矢印１１が示す部分詳細図である。
【図１２】図１０の矢印１２が示す部分詳細図である。
【図１３】管における縁部切込み、タブ、スロット、切
欠きおよび他の孔を形成するための設備の概略図であ
る。
【図１４】縁部切込みを形成する切断ビームの詳細概略
図である。
【図１５】仮付け接合のためにフレームを保持する取付
け具の概ね概略的な形態の側立面図である。
【図１６】図１５に示す取付け具の頂平面図である。
【符号の説明】
１０ フレーム １２ 頭管 １４ 頂管 １６ 立下り管 １８ 座部管 ２０ 底ブラケット管 ２０Ｓ−１８ スロット Ｅ 縁部 Ｎ 切欠き Ｔ タブ ３０、３８ マンドレル ３２、４０ キャリジ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１および第２管状部材を有し、これら
    の第１および第２管状部材が、第１部材の壁部の一部に
    沿った表面と、第２部材の縁部の少なくとも一部との間
    の接合継ぎ部によってのみ互いに所定の角度で接合され
    ているフレームを製造する方法において、第２部材の所
    定位置を第１部材に対して軸方向且つ回転方向に設定す
    るように接合部のところの第２部材の縁部の一部と整合
    する位置で第１部材の壁部にスロットを形成し、切断ビ
    ームを発生させ、切断ビームが第２部材の壁部上の所定
    の進路を通過するように切断ビームと第２部材との相対
    移動を行って、第１部材の壁部分に一致し且つ当接し、
    それにより部材間に所定の角度を設定し且つ維持ような
    形状に縁部を切込み、また第１部材のスロットに締り嵌
    め関係で受入れられるように成形され且つ位置決めされ
    た一体のタブを第２部材の縁部の一部に沿って形成し、
    第２部材を第１部材に嵌合して第２部材のタブが第１部
    材のスロットに受入れられ、且つ第２部材の縁部が第１
    部材の壁表面に対してしっかり着座された状態にし、第
    ２部材の当接縁部分および第１部材の壁表面と実質的に
    同じ広がりで延びる継ぎ部のところに第１および第２部
    材間の接合部を形成することを特徴とするフレームを製
    造する方法。
  2. 【請求項２】 切断ビームを第２部材の軸線に対して実
    質的に半径方向に差し向け、第２部材をその軸線を中心
    に回転させ、同時に切断ビームと第２部材との間の軸方
    向相対移動を行って切断ビームの一回の通過で縁部およ
    びタブを形成することを特徴とする請求項１に記載のフ
    レームを製造する方法。
  3. 【請求項３】 切断ビームを発生し、所定経路に沿った
    切断ビームと第１部材との間の相対移動を行うことによ
    って第１部材にスロットを形成することを特徴とする請
    求項１に記載のフレームを製造する方法。
  4. 【請求項４】 切断ビームを第１部材の軸線に対して実
    質的に半径方向に差し向け、第１部材をその軸線を中心
    に回転させ、同時に切断ビームと第１部材との間の軸方
    向相対移動を行って切断ビームの一回の通過でスロット
    を形成することを特徴とする請求項３に記載のフレーム
    を製造する方法。
  5. 【請求項５】 第２部材の縁部を第１部材の壁部分に着
    座させ、且つ実質的に当接縁部の一致によるだけで所定
    の角度を設定するように、また第２部材のタブを第１部
    材のスロットに係合させ、且つ実質的にタブのスロット
    への係合によるだけで第１部材に対する第２部材の回転
    ／軸方向位置を設定するように、部材を継ぎ部のところ
    で互いに嵌合した後、部材に力を付加する工程を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のフレームを製造する
    方法。
  6. 【請求項６】 フレームが自転車のフレームであり、第
    １部材が頭管であり、第２部材が立下り管であることを
    特徴とする請求項１に記載のフレームを製造する方法。
  7. 【請求項７】 フレームが自転車のフレームであり、第
    １部材が頭管であり、第２部材が頂管であることを特徴
    とする請求項１に記載のフレームを製造する方法。
  8. 【請求項８】 フレームが自転車のフレームであり、第
    １部材が底ブラケット管であり、第２部材が立下り管で
    あることを特徴とする請求項１に記載のフレームを製造
    する方法。
  9. 【請求項９】 フレームが自転車のフレームであり、第
    １部材が底ブラケット管であり、第２部材が座部管であ
    ることを特徴とする請求項１に記載のフレームを製造す
    る方法。
  10. 【請求項１０】 フレームが自転車のフレームであり、
    第１部材が座部管であり、第２部材が頂管であることを
    特徴とする請求項１に記載のフレームを製造する方法。
  11. 【請求項１１】 第１および第２管状部材を有し、これ
    らの第１および第２管状部材が、第１部材の壁部の一部
    に沿った表面と、第２部材の壁部の少なくとも一部に沿
    った縁部との間の継ぎ部に沿った接合部によってのみ互
    いに所定の角度で接合されており、継ぎ部のところの第
    ２部材の壁部の縁部が、部材間に所定の角度を維持する
    ように第１部材の表面に一致し且つ当接するような形状
    になっているフレームにおいて、第１部材は第２部材の
    縁部と整合するスロットを有しており、第２部材は継ぎ
    部を構成する縁部の一部に沿って一体のタブを有してお
    り、該タブは第２部材の所定位置を第１部材に対して軸
    方向且つ回転方向に設定して維持するように第１部材の
    スロットに締り嵌め関係で受入れられることを特徴とす
    るフレーム。
  12. 【請求項１２】 継ぎ部のところの第２部材の縁部およ
    びタブの縁部はそれらの広がり全体にわたって第２部材
    の軸線に対して半径方向に位置する表面を有しているこ
    とを特徴とする請求項１１に記載のフレーム。
  13. 【請求項１３】 継ぎ部のところの第２部材の縁部およ
    び第２部材のタブは上記表面を構成する経路に沿った第
    ２部材と切断ビームとの間の相対移動を行いながら切断
    ビームを第２部材の軸線の実質的に半径方向に差し向け
    ることによって形成されていることを特徴とする請求項
    １１に記載のフレーム。
  14. 【請求項１４】 第１部材のスロットは上記表面を構成
    する経路に沿った第２部材と切断ビームとの間の相対移
    動を行いながら切断ビームを第２部材の軸線の実質的に
    半径方向に差し向けることによって形成されていること
    を特徴とする請求項１１に記載のフレーム。
  15. 【請求項１５】 第１部材は頭管であり、第２部材は立
    下り管であることを特徴とする請求項１１に記載のフレ
    ーム。
  16. 【請求項１６】 第１部材は頭管であり、第２部材は頂
    管であることを特徴とする請求項１１に記載のフレー
    ム。
  17. 【請求項１７】 第１部材は底ブラケット管であり、第
    ２部材は立下り管であることを特徴とする請求項１１に
    記載のフレーム。
  18. 【請求項１８】 フレームが自転車のフレームであり、
    第１部材が底ブラケット管であり、第２部材が座部管で
    あることを特徴とする請求項１１に記載のフレーム。
  19. 【請求項１９】 フレームが自転車のフレームであり、
    第１部材が座部管であり、第２部材が頂管であることを
    特徴とする請求項１１に記載のフレーム。
JP4199922A 1991-07-26 1992-07-27 中空部材からフレームを製造する方法及びその方法によって製造したフレーム Pending JPH0624374A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/736092 1991-07-26
US07/736,092 US5249818A (en) 1991-07-26 1991-07-26 Method of making frames from tubular members and frames made by the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0624374A true JPH0624374A (ja) 1994-02-01

Family

ID=24958476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4199922A Pending JPH0624374A (ja) 1991-07-26 1992-07-27 中空部材からフレームを製造する方法及びその方法によって製造したフレーム

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5249818A (ja)
EP (1) EP0524599B1 (ja)
JP (1) JPH0624374A (ja)
AT (1) ATE124353T1 (ja)
CA (1) CA2074237C (ja)
DE (1) DE69203170T2 (ja)
DK (1) DK0524599T3 (ja)
ES (1) ES2074315T3 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007107675A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Yamazaki Mazak Corp パイプの継手構造

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5267745A (en) * 1991-11-08 1993-12-07 Medical Composite Technology, Inc. Wheelchair and wheelchair frame
GB9319260D0 (en) * 1993-09-17 1993-11-03 Raleigh Industries Ltd A frame and method of making it
US5377397A (en) * 1994-02-25 1995-01-03 Yu; Chih-Wan Bicycle downtube processing machine
FR2728225A1 (fr) * 1994-12-20 1996-06-21 Cyclor Procede de realisation de cadres de cycles, cyclomoteurs ou vehicules similaires et cadres ainsi realises
DE19605116A1 (de) * 1995-09-19 1997-03-20 Delta Int Machinery Laub- oder Dekupiersäge mit Sägeblattspannvorrichtung
JP3023657B2 (ja) * 1995-09-25 2000-03-21 本田技研工業株式会社 自動２輪車のリヤスイングアーム
US5878940A (en) * 1996-01-16 1999-03-09 Deere & Company Method of fabricating sheet metal structures by welding and structure formed thereby
DE19609722B4 (de) * 1996-03-13 2007-01-18 Trumpf Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Verbinden zweier metallischer Profile, insbesondere zweier stranggepreßter Aluminiumprofilteile
US5812623A (en) * 1996-05-31 1998-09-22 General Electric Company Self-aligning absorber tube for a control rod in a nuclear reactor
US5890582A (en) * 1996-06-25 1999-04-06 Fmc Corporation Ball deck
US20050115376A1 (en) * 1997-12-23 2005-06-02 Industrial Solutions Llc Jig for cut-off saw
FR2789609B1 (fr) * 1999-02-16 2001-04-27 Armor Inox Sa Procede d'assemblage de toles et structure rigide obtenue par ledit procede
US6375210B1 (en) * 1999-05-11 2002-04-23 Rocky Mountain Bicycles, A Division Of Procycle Group Inc. Head tube junction on a bicycle
US6241144B1 (en) 1999-09-30 2001-06-05 Caterpillar Inc. Friction fit tab and slot shape
US6374750B1 (en) 1999-11-16 2002-04-23 Aero Transportation Products, Inc. Structural panel system
US6412251B1 (en) 1999-11-16 2002-07-02 Aero Transportation Products, Inc. Web core structural panel
US6454884B1 (en) * 2000-06-12 2002-09-24 Pullman Industries, Inc. Method of manufacturing a vehicle structural beam
US6913275B2 (en) * 2002-02-25 2005-07-05 John Cage Process of altering bicycle frame head tube angle by cutting a slot in bottom bracket and bending frame here
US7044677B2 (en) * 2003-01-17 2006-05-16 Caterpillar Inc. Fatigue resistant slot and tab design
CN1323009C (zh) * 2003-02-28 2007-06-27 雅马哈发动机株式会社 车架的转接结构
CN1323010C (zh) * 2003-02-28 2007-06-27 雅马哈发动机株式会社 车架的支撑结构
US20060114220A1 (en) * 2004-11-01 2006-06-01 Shih-Chung Wang Method for controlling opeprations of a liquid crystal display to avoid flickering frames
JP4813874B2 (ja) * 2005-11-24 2011-11-09 ヤマザキマザック株式会社 パイプ構造建造物の組立工法及び組立治具
US20080184691A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Horchler Fred M Bale forming roller
US20090020238A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Horatiu Ion Barbulescu Single Piece Spacer Support
DE102008006087A1 (de) * 2008-01-25 2009-07-30 Thyssenkrupp Bilstein Suspension Gmbh Federbein mit verstellbarem Federteller
FR2941881B1 (fr) * 2009-02-09 2014-05-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Element constitue de trois pieces en tole destinees a etre assemblees par soudage
US9353546B2 (en) 2010-10-15 2016-05-31 José Guadalupe Garza Montemayor Snap locking coupling system for pieces or coupling members
US8398159B1 (en) * 2011-09-15 2013-03-19 Stephen Hall Frame members with tab and slot connections
US8684388B1 (en) 2012-11-26 2014-04-01 Specialized Bicycle Components, Inc. Head tube weld joint
US10094496B2 (en) * 2013-03-12 2018-10-09 Richard Humm Welded fencing system with prefabricated connectors
US20150056003A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Thomas N. Ludwig, JR. Tubular frame structure and related method of construction
US9815145B2 (en) 2014-10-31 2017-11-14 Bombardier Recreational Products Inc. Frame assembly for a vehicle
CN109843709B (zh) * 2016-08-15 2021-03-12 庞巴迪动力产品公司 用于车辆的框架总成
EP3571114A4 (en) * 2017-01-20 2020-08-26 Juggernaut Cargo, Inc. TWO-STAGE STRUCTURAL FRAME FOR A THREE-WHEELED TRUCK

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US603244A (en) * 1898-05-03 Flush joint for tubular-fram e constructions
US500971A (en) * 1893-07-04 starlet
US562067A (en) * 1896-06-16 Frame for velocipedes
US414194A (en) * 1889-11-05 cottle
US421482A (en) * 1890-02-18 Luther m
US643591A (en) * 1897-12-07 1900-02-13 Daniel W Caswell Tube-joint.
US2024782A (en) * 1934-04-09 1935-12-17 Frank W Schwinn Tube joint and method of manufacturing same
US2126519A (en) * 1936-12-17 1938-08-09 Vogel Julius Method of forming intersections for joining structural members
US2356732A (en) * 1941-11-17 1944-08-29 Torrington Co Method of forming seat mast clusters and like structures, and product thereof
FR945496A (fr) * 1947-04-19 1949-05-05 Cadre de bicyclette
GB855161A (en) * 1958-05-07 1960-11-30 Norman Cycles Ltd Improvements relating to the manufacture of cycle frames and like structures
US3009719A (en) * 1959-06-19 1961-11-21 Aluminum Extrusions Inc Locking mortise and tenon joint
US4356376A (en) * 1981-05-13 1982-10-26 General Electric Company Pulse laser pretreated machining
GB2172557B (en) * 1985-03-20 1988-07-27 Francis George Kirk Bicycle frame and bicycle
DE3527685A1 (de) * 1985-08-01 1987-02-12 Thun Alfred & Co Gmbh Rohrverbindung an fahrraedern
US4931615A (en) * 1988-12-02 1990-06-05 General Electric Company Apparatus for machining intricate feature cuts in thin walled tubular parts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007107675A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Yamazaki Mazak Corp パイプの継手構造

Also Published As

Publication number Publication date
DE69203170T2 (de) 1995-11-02
EP0524599A3 (en) 1993-03-17
US5249818A (en) 1993-10-05
ES2074315T3 (es) 1995-09-01
CA2074237C (en) 2003-07-08
ATE124353T1 (de) 1995-07-15
EP0524599B1 (en) 1995-06-28
DE69203170D1 (de) 1995-08-03
EP0524599A2 (en) 1993-01-27
CA2074237A1 (en) 1993-01-27
DK0524599T3 (da) 1995-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0624374A (ja) 中空部材からフレームを製造する方法及びその方法によって製造したフレーム
EP1132167B1 (en) Friction stir welding
KR101722469B1 (ko) 소재의 가공방법 및 이를 이용한 관
TWI322729B (en) Lathe, computer program for lathe control, and machining method by lathe
JP2002137070A (ja) 複合加工装置および摩擦攪拌接合方法
US5662264A (en) Method for welding aluminum plates
BR112014028314B1 (pt) mandril elétrico com controle de força axial
US6601312B1 (en) Method and apparatus for universal shape cutting of pipes
US10639754B2 (en) Tapered template guided system for a router
IE910063A1 (en) A method for seam welding
JPH0299286A (ja) レーザ肉盛方法
CN113966258A (zh) 用于沿长度形成焊接部的系统和方法
CN110666306A (zh) 一种高精密五轴氩弧焊机
WO2024034615A1 (ja) 開先加工方法、継手管製造方法、開先加工装置、及びそれを備える自動溶接システム
JP4242111B2 (ja) 自動溶接装置における溶接方法
CN108515283A (zh) 一种四通阀焊接机及其加工方法
WO2023073343A1 (en) Fabrication system for the manufacture of a support frame for a pressure vessel, and method of manufacture of a support frame for a pressure vessel with provision of such fabrication system
JPH091498A (ja) 合成樹脂管用加工装置ならびにその加工装置を用いた分岐管継手の製造方法
US20120000811A1 (en) Methods for Manufacturing a Vacuum Chamber and Components Thereof, and Improved Vacuum Chambers and Components Thereof
TW202412982A (zh) 溝槽加工方法、接頭管製造方法、溝槽加工裝置、及具備該溝槽加工裝置之自動焊接系統
GB2330546A (en) Adjustable trepanning cutting tool
JPH06320266A (ja) 管の溶接方法
JPS58141851A (ja) 開先加工機
JPH01264717A (ja) 段付孔のリーマ加工方法