JPH0719083U - 自動二輪車のヘッドパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】溶接により製造する場合に肉厚を均等にするこ
とができ、容易に円筒体と軸受保持体の中心軸線を一致
させることのできるヘッドパイプを提供する。 【構成】自動二輪車のヘッドパイプ１は、円筒体２の両
端に形成された小径の段差部１２が、軸受保持体３の底
部４に形成された貫通孔５に嵌入された状態にて、電気
抵抗溶接により円筒体２と軸受保持体３とを溶接して形
成される。従って、ヘッドパイプ１が溶接により製造さ
れる場合に、円筒体２と軸受保持体３との中心軸線を容
易に一致させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動二輪車のヘッドパイプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動二輪車の進行方向を変える場合には、操舵輪としての前輪を操舵 軸にて軸支し、その操舵軸の上端に連結されたハンドルにより前輪を操舵軸の軸 線を中心に回動させる。従って、自動二輪車のフレームには操舵軸を回動可能に 支持するためのヘッドパイプが設けられている。

【０００３】 ヘッドパイプは円筒状に形成され、その両端部にはヘッドパイプより大径の軸 受保持部が設けられる。そして、両軸受保持部にスラストベアリングが収容され た状態でヘッドパイプには操舵軸が挿通される。そして、ヘッドパイプには自動 二輪車の車重による荷重がかかるようになっている。

【０００４】 従って、ヘッドパイプは、その肉厚をできる限り均等にして荷重に耐え得るよ うにするとともに、軸受保持部の中心軸線をヘッドパイプの中心軸線と一致させ る必要がある。

【０００５】 ヘッドパイプの製造方法としては、円筒状の金属パイプにおける両端部の肉厚 を予め中央部の肉厚より厚く形成し、その後に、油圧プレスで両端部を引き延ば して軸受保持部を形成する方法がある。しかしながら、軸受保持部の大きさを変 更する場合、ヘッドパイプの肉厚を均等にするには、引き延ばす前の金属パイプ の両端における肉厚を適宜調節しなければならず、非常に面倒であった。

【０００６】 また、他の方法として軸受保持部を別に製造しておき、軸受保持部を金属パイ プに溶接してヘッドパイプを製造する方法もある。この場合、軸受保持部の溶接 は炭酸ガスアーク溶接にて行われていた。

【０００７】 炭酸ガスアーク溶接により製造されたヘッドパイプは、図５に示すように、金 属製の円筒体５１と、円筒体５１の両端に炭酸ガスアーク溶接にて溶接された金 属製の軸受保持体５２とから構成されている。円筒体５１は、細長い金属パイプ を工作機械にて所定の長さに切断することにより形成されている。また、一対の 各軸受保持体５２は、円筒体の外径より若干大径の有底円筒状に形成され、各軸 受保持体５２の底部５３には貫通孔５４が設けられている。この貫通孔５４の内 径は円筒体５１の内径と一致するように形成されている。そして、底部５３の外 面と円筒体５１の両端面が炭酸ガスアーク溶接により溶接され、円筒体５１と軸 受保持体５２とが溶接される。

【０００８】 炭酸ガスアーク溶接は炭酸ガスを溶接部分に吹きつけ、その炭酸ガス中で電極 棒と被溶接物の間にアークを発生させる。そして、発生したアークを溶接部分に 沿って移動させ、そのアーク熱により溶接を行うものである。また、炭酸ガスア ーク溶接では電極棒がアーク発生中に金属蒸気とりなり、溶加材として溶接部分 に吹きつけられる。

【０００９】 従って、炭酸ガスアーク溶接にて円筒体５１と軸受保持体５２を溶接する場合 も、電極棒が金属蒸気ととなって吹きつけられるため、その溶接部分には金属蒸 気が付着してすみ肉５５が形成される。また、溶接する際には、円筒体５１と軸 受保持部５２の中心軸線を一致させた状態にし、この状態をずらさないように円 筒体５１と軸受保持体５２を溶接治具にて固定して溶接しなければならない。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、炭酸ガスアーク溶接にて溶接されたヘッドパイプでは、円筒体 ５１と軸受保持体５２の溶接部分にすみ肉５５が形成されるため、溶接部分はす み肉の分だけ肉厚が厚くなる。また、すみ肉５５が形成されると見た目が悪くな るとともに、ヘッドパイプの外周面に上下動する環状の部品を配設したときには その部品が上下動する際にすみ肉５５が干渉するという問題があった。

【００１１】 また、炭酸ガスアーク溶接は溶接温度が高いとともに、同時に全ての溶接部分 を溶接することができない。従って、円筒体５１及び軸受保持体５２はアークが 発生する部分だけがアーク熱により膨張し、他の部分はそれより低い温度である ため膨張量が少ない。即ち、炭酸ガスアーク溶接では溶接中の熱歪みにより円筒 体５１と軸受支持部５２とがずれ易くなり、円筒体５１と軸受支持部５２の軸線 もずれやすくなる。従って、熱歪みにより円筒体５１と軸受支持部５２の軸線が ずれないように、溶接治具で確実に円筒体５１と軸受支持部５２を固定する必要 があった。

【００１２】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、溶 接により製造する場合に肉厚を均等にすることができ、容易に円筒体と軸受保持 体の中心軸線を一致させることのできるヘッドパイプを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成させるため、請求項１記載の考案は、円筒体の両端に形成され るとともに、円筒体の外周面より小径の段差部を、底部に貫通孔が形成された有 底円筒体の貫通孔に嵌入した状態にて、円筒体と有底円筒体を電気抵抗溶接によ り溶接して形成したことをその要旨とする。

【００１４】 請求項２記載の考案は、前記両有底円筒体のうち、一方の有底円筒体の径を、 他方の有底円筒体の径と異なった径に形成したことをその要旨とする。

【００１５】

【作用】

従って、請求項１記載の考案では、ヘッドパイプの両有底円筒体にそれぞれス ラストベアリングが収容され、その状態でヘッドパイプには操舵軸が挿通される 。また、ヘッドパイプは円筒体の両端に形成された小径の段差部が、有底円筒体 の底部に形成された貫通孔に嵌入された状態にて、電気抵抗溶接により円筒体と 有底円筒体とを溶接して形成される。従って、ヘッドパイプが溶接により製造さ れる場合に、円筒体と有底円筒体との中心軸線を容易に一致させることができる 。

【００１６】 請求項２記載の考案では、各有底円筒体に異なる大きさのスラストベアリング が収容される。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例を図１〜図４に従って説明する。 図２に示すように、自動二輪車のヘッドパイプ１は金属製の円筒体２と、円筒 体２の両端に溶接された有底円筒体としての金属製の軸受保持体３とから構成さ れている。各軸受保持体３は円筒体２の外径より大径に形成されている。そして 、各軸受保持体３の底部４の中心には貫通孔５が設けられ、貫通孔５に円筒体２ の両端が嵌入されている。円筒体２と軸受保持体３との溶接面は円筒体２の中央 側から開口端側に向かうに従って縮径となるテーパ状となっている。

【００１８】 このように構成されたヘッドパイプ１には、図２において２点鎖線で示すよう に、軸受保持体３の内部にスラストベアリング３ａが収容され、その状態でヘッ ドパイプ１には操舵軸１ａ挿通される。従って、操舵軸１ａはヘッドパイプ１に 回動可能に軸支される。

【００１９】 次に、円筒体２と軸受保持体３とを電気抵抗溶接する電気抵抗溶接器機は公知 のものが使用され、図３に示すように、電気抵抗溶接機本体６の中央に溶接空間 ７が設けられている。溶接空間７には被溶接物を載置する溶接台８が設けられ、 溶接台８の上方には上下方向に移動可能な上下作動電極９が設けられている。ま た、溶接台８の上方近傍には、左右方向に移動可能な一対のスライド作動電極１ ０が設けられている。図４に示すように、各スライド作動電極１０の対向する面 の中央にはそれぞれ円筒体２を保持するための保持凹部１１が上下方向に延びる ように形成されている。そして、上下作動電極９及び両スライド作動電極１０は 電気抵抗溶接機本体６の内部に配設される図示しない電力供給源に接続されてい る。

【００２０】 電気抵抗溶接を行うには、被溶接物の溶接面を互いに当接させた状態において 、一方の被溶接物に上下作動電極を接触させ、他方の被溶接物にスライド電極を 接触させる。そして、両電極９，１０間に溶接部品を介して電流を流すことによ り、溶接すべき部分に電気抵抗による発熱を起こさせ、この発熱を利用して溶接 が行われる。

【００２１】 次に、前記ヘッドパイプ１の製造方法を説明する。 まず、細長い金属製のパイプを工作機械にて切断することにより形成された円 筒体２の両端に、図１に示すように、円筒体２の外周面より小径の段差部１２を 形成する。このとき、両段差部１２の外径は軸受保持体３の底部４の中央に形成 された貫通孔５の内径と同じか若干小さく形成する。また、各段差部１２間の距 離Ｌが円筒体２の外周面全てにおいて距離Ｌとなるように各段差部１２を形成す る。ヘッドパイプ１の長さは距離Ｌにより決定される。

【００２２】 即ち、金属パイプを切断して形成した円筒体２の長さが、誤差により所望の長 さと異なる場合でも、その誤差を考慮して段差部１２を形成するときに両断差部 １２の距離Ｌを正確に所定の値とすることができる。従って、正確な長さのヘッ ドパイプ１を製造することが可能となる。そして、円筒体２における一方の段差 部１２に軸受保持部３の貫通孔５を嵌合させる。このとき円筒体２と軸受保持部 ３の中心軸線は互いに一致される。なお、軸受保持体３はプレス加工により形成 される。

【００２３】 次に、円筒体２と軸受保持体３とを嵌合させた状態で電気抵抗溶接を行う。図 ４に示すように、まず、円筒体２と一方の軸受保持体３とを嵌合させた状態で、 軸受保持体３が上になるように円筒体２を電気抵抗溶接機の溶接台８に載置する 。そして、溶接台８における上面の両側方に位置する各スライド作動電極１０を 互いに接近する方向に移動させ、各スライド作動電極１０の保持凹部１１により 側面から円筒体２を保持する。さらに、溶接台８の上方に位置する上下作動電極 ９を溶接台８の方向へ移動させ、軸受保持体３の上面に上下作動電極９を圧接さ せる。

【００２４】 次に、両電極９，１０間に円筒体２と軸受保持体３を介して電流を流すと、円 筒体２と軸受保持体３との接合面全体に電気抵抗による発熱がおこる。この発熱 はアーク熱の温度より低い温度である。そして、この発熱により円筒体２と軸受 保持体３との接合部は溶融するとともに、上下作動電極９により円筒体２と軸受 保持体３とが圧接され、その結果、円筒体２と軸受保持体３とが溶接される。

【００２５】 このとき、溶接による発熱は円筒体２と軸受保持体３との接合面全体に生じる ため、溶接部分全体が均一に温度上昇し熱歪みが生じにくい。また、円筒体２と 軸受保持体３とは嵌合された状態にて溶接されるため、熱歪みが生じても円筒体 ２と軸受保持体３の軸線がずれることはない。また、電気抵抗による発熱はアー ク熱より低い温度であるため、熱歪みもアーク溶接よりは小さいものである。な お、円筒体２と軸受保持体３との溶接された面は、図２に示すようなテーパ状と なる。

【００２６】 次に、円筒体２に他方の軸受保持体３を嵌合させ、同様に電気抵抗溶接を行う 。この場合においても熱歪みにより円筒体２と軸受保持体３の軸線がずれること はなく、電気抵抗による発熱もアーク熱より低い温度であるため、熱歪みもアー ク溶接よりは小さい。

【００２７】 以上詳述したように、炭酸ガスアーク溶接ではなく電気抵抗溶接にて円筒体２ と軸受保持部３が溶接される。電気抵抗溶接では炭酸ガスアーク溶接と異なり、 円筒体２と軸受保持体３との溶接部分に金属蒸気の吹きつけによるすみ肉が形成 されないため、ヘッドパイプ１の肉厚はどの部分でも均等である。

【００２８】 また、溶接は円筒体２の段差部１２に軸受保持体３を嵌合し、円筒体２と軸受 保持体３の中心軸線を一致させた状態にて行われる。従って、溶接する際の熱に より円筒体２及び軸受保持体３に熱歪みが生じても、円筒体２と軸受保持体３の 中心軸線がずれにくい。

【００２９】 また、両段差部１２間の距離Ｌに基づいてヘッドパイプ１の長さが決定される ため、金属パイプを切断したときの長さがヘッドパイプの長さを決定する従来の ものと異なり、長さが正確なヘッドパイプ１を製造することができる。

【００３０】 さらに、電気抵抗溶接は炭酸ガスアーク溶接と異なり、溶接部分全てが同時に 加熱するとともに、その溶接温度が低いため熱歪みにが生じにくい。従って、円 筒体２と軸受保持体３の中心軸線をずらさないようにするための固定も容易に行 うことができる。

【００３１】 なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように変 更して具体化することもできる。 （１）円筒体２の両端に溶接される両軸受保持体３のうち一方を他方と異なる 大きさに形成してもよい。

【００３２】 （２）本実施例では、円筒体２の一端に一方の軸受保持体３を溶接した後、円 筒体２の他端に他方の軸受保持体３を溶接したが、軸受保持体３を両方同時に溶 接してもよい。この場合、電気抵抗溶接機の溶接台８に代えて、電極が上方に向 くように第２の上下作動電極を設ける。そして、円筒体２の両端に軸受保持体３ を嵌合した状態のヘッドパイプ１を各軸受保持体３側から両上下作動電極にて圧 接すればよい。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、溶接により製造する場合に肉厚を均等に することができ、容易に円筒体と軸受保持体の中心軸線を一致させることのでき る優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のヘッドパイプにおける円筒体と軸受
保持体の嵌合状態を示す断面図である。

【図２】本実施例のヘッドパイプを製造したときの状態
を示す断面図である。

【図３】電気抵抗溶接機を示す概略正面図である。

【図４】電気抵抗溶接機でヘッドパイプを溶接する場合
の状態を示す部分斜視図である。

【図５】従来のヘッドパイプを示す断面図である。

【符号の説明】

２…円筒体、３…有底円筒体としての軸受保持体、４…
底部、５…貫通孔、１２…段差部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒体（２）の両端に形成されるととも
   に、円筒体（２）の外周面より小径の段差部（１２）
   を、底部（４）に貫通孔（５）が形成された有底円筒体
   （３）の貫通孔（５）に嵌入した状態にて、円筒体
   （２）と有底円筒体（３）を電気抵抗溶接により溶接し
   て形成したことを特徴とする自動二輪車のヘッドパイ
   プ。
2. 【請求項２】 前記両有底円筒体（３）のうち、一方の
   有底円筒体（３）の径を、他方の有底円筒体（３）の径
   と異なった径に形成したことを特徴とする請求項１に記
   載の自動二輪車のヘッドパイプ。