JPH11255170A - ２輪車の車体フレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２輪車の車体フレームの製造方法において、
車体フレームの構成部品間の結合強度が高く、軽量であ
り、製造が容易で安価な２輪車の車体フレームの製造方
法を提供する。 【解決手段】 フレームパイプ１の端部に部品を鋳包み
により一体に成形してなる２輪車の車体フレームの製造
方法において、フレームパイプ１の端部に略鋳込み代分
の長さを有するキャップ部材３を嵌め込み、その後、鋳
込み作業を行なう。２はフレームパイプ１の端部に形成
された抜け防止用の穴、６は金型、７は中子である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願の発明は、２輪車の車体フレ
ームの製造方法に関し、さらに詳しくは、溶接によらず
に、フレームパイプの端部に部品を鋳包みにより一体に
成形してなる２輪車の車体フレームの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術、発明が解決しようとする課題】従来の２輪
車の車体フレームの製造方法は、例えば、自動２輪車の
車体フレームのフロントフレーム部分の製造方法につい
て述べれば、図２２および図２３を参照して、フロント
フレームを構成するメインパイプ01、ヘッドパイプ部02
およびセットブラケット03が鋳造、鍛造もしくは塑性加
工により製造された後、これらの各結合部が溶接により
結合されて、形成されることが多かった（実開平２−１
２４７８４号公報参照）。このため、溶接品質を確保す
るのに作業者の熟練度が要求されることになり、また、
溶接結合のため、外観性が損なわれていた。04は溶接結
合部を示す。

【０００３】そこで、このような溶接による結合の難点
を解決するため、図２４に図示されるように、鋳造、鍛
造もしくは塑性加工により製造された車体フレームの要
素05を被鋳込み材として、該車体フレームの要素05に他
の部品06を一体鋳造品として結合して仕上げて、車体フ
レーム全体を製造する方法がある（実開平１−１７２９
９２号公報参照）。なお、07は金型、08は中子である。

【０００４】しかしながら、この方法によるときは、溶
接による結合の難点は解決されるが、中子の構造がやや
複雑になるので、その製作が面倒になり、また、鋳込み
部品の肉厚が、鋳湯が被鋳込み材の内部にも回り込む
分、厚くなり、車体フレームを軽量化できなかった。

【０００５】さらに、車体フレームを構成する各要素を
溶接結合した後、該結合部を鋳包むようにしたものもあ
り（特開平１−２１２６７９号公報参照）、この方法に
よれば、外観性は向上するが、溶接作業と鋳込み作業と
が重複して行なわれるので、作業能率に優れなかった。

【０００６】本願の発明は、これらの問題点を解決し
て、車体フレームの構成部品間の結合が、溶接によるこ
となく、容易に作業能率よく行なえて、その結合強度を
向上でき、かつ、軽量化が可能な、２輪車の車体フレー
ムの製造方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、このような課題を解決した２輪車の車体フレームの
製造方法に係り、その請求項１に記載された発明は、フ
レームパイプの端部に部品を鋳包みにより一体に成形し
てなる２輪車の車体フレームの製造方法において、前記
フレームパイプの端部に略鋳込み代分の長さを有するキ
ャップ部材を嵌め込み、その後、鋳込み作業を行なうこ
とを特徴とする２輪車の車体フレームの製造方法であ
る。

【０００８】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、フレームパイプの端部にキャッ
プ部材を嵌め込むことにより、鋳湯がフレームパイプの
内部に回り込むことがなくなる。この結果、鋳込み部に
おける部品の肉厚および鋳込み部以外の部分におけるフ
レームパイプの肉厚を極力薄く抑えることができ、車体
フレームを軽量化することができる。また、キャップ部
材は、嵌め込まれた状態で鋳造により固定されるので、
溶接等により結合する必要がなくなり、コストダウンを
図ることができる。

【０００９】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、キャップ部材の嵌合ボス
部に凹部を設け、フレームパイプの端部に該嵌合ボス部
を嵌め込んだ後、該嵌合ボス部の凹部近傍のフレームパ
イプの端部部分をカシメ加工し、その後、鋳込み作業を
行なうようにされるので、カシメ加工により凹まされた
フレームパイプの端部部分に部品の鋳湯が回り込むよう
になる。これにより、鋳造後、部品のフレームパイプか
らの抜け出しが防止されて、車体フレームの特に引っ張
りに対する結合強度が向上する。

【００１０】また、キャップ部材は、フレームパイプの
端部部分のカシメ加工により、フレームパイプの端部に
予め固定されるので、鋳造に際して位置が狂うこともな
く、鋳造が正確に行なわれる。さらに、キャップ部材
は、このカシメ加工と鋳造とにより、フレームパイプの
端部に一層強固に固定されて、溶接による結合が不要に
されるので、カシメ加工によるコストアップを考慮して
も、なおコストダウンを図ることができる。

【００１１】また、その請求項３に記載された発明は、
フレームパイプの端部に部品を鋳包みにより一体に成形
してなる２輪車の車体フレームの製造方法において、前
記フレームパイプの端部の端面に略鋳込み部材の肉厚分
の段差をもつ突壁部を設け、その後、鋳込み作業を行な
うことを特徴とする２輪車の車体フレームの製造方法で
ある。

【００１２】請求項３に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、鋳込み後、フレームパイプの端
部の外表面と部品の外表面とを同一面にすることがで
き、車体フレームの外観性が向上する。また、フレーム
パイプと部品との境界部が、フレームパイプの端部の端
壁により仕切られる閉断面となるため、別部材のキャッ
プを用意する必要がなくなり、コストダウンを図ること
ができる。

【００１３】さらに、請求項４記載のように請求項３記
載の発明を構成することにより、突壁部は、部品の抜け
止め手段を備えるので、鋳造後、部品のフレームパイプ
からの抜け出しが防止され、車体フレームの特に引っ張
りに対する結合強度が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、先ず、図１ないし図７に図
示される本願の請求項１記載の発明の一実施形態（実施
形態１）について説明する。図１において、メインパイ
プ１は、２輪車の車体フレームのフロントフレーム部分
の主構成要素をなすものであって、該メインパイプ１の
図１において左端側には図示されないヘッドパイプ部
が、また、右端側には後述するセットブラケット８がそ
れぞれ結合されて、前記した２輪車の車体フレームのフ
ロントフレーム部分が構成されている。そして、セット
ブラケット８には、図示されない中央メインフレームが
結合され、さらに、該中央メインフレームには、図示さ
れないリアフレームが結合されて、全体として２輪車の
車体フレームが構成されるようになっている。

【００１５】メインパイプ１は、図１および図２に図示
されているように、断面が目の字状の長尺パイプであっ
て、アルミ合金の押出し成形により製造され、その右端
側の後述するセットブラケット８が鋳込まれる鋳込み代
ｌ（図７参照）の範囲内には、断面目の字状の４面の各
々に、少なくとも１つずつの穴２が形成されており、該
穴２にも鋳湯が外方から回り込むことにより、メインパ
イプ１の右端側に結合されるセットブラケット８が、メ
インパイプ１より抜け出すことができないようにされて
いる。

【００１６】メインパイプ１の右端部の断面目の字状の
部分には、図３および図４に図示されるキャップ３が嵌
め込まれる。該キャップ３は、軽量アルミ合金製で、そ
の基板部４には、メインパイプ１の断面目の字に対応す
る３個のボス（嵌合ボス）５が植設されており、これら
基板部４とボス５とは、好ましくは、鋳造もしくは鍛造
により一体に成形される。基板部４の外側面に形成され
た凹溝４a は、後述する中子（またはスライド型）７の
位置決め用に使用される。

【００１７】キャップ３は、これらのボス５がメインパ
イプ１の断面目の字状の内部空間に嵌め込まれることに
より、メインパイプ１の右端部に嵌め込まれる。このと
き、ボス５は、メインパイプ１の穴２を越えてさらに深
く嵌め込まれるので、鋳湯がメインパイプ１の右端部か
ら穴２を経てその内部に入り込むのが防止される。

【００１８】メインパイプ１の左端部にも、穴２と同様
の抜け止め用の穴が形成されており、また、ヘッドパイ
プ部の形状に合わせて製作されたキャップが、キャップ
３と同様にして嵌め込まれているが、その構造は、メイ
ンパイプ１の右端部の場合と基本的に同様であるので、
詳細な説明を省略する。

【００１９】次いで、このようにして得られたメインパ
イプ１（図５参照）を、図６に図示されるように、金型
６にセットする。７は中子（またはスライド型）であっ
て、その先端面は、キャップ３の基板部４の外側面に衝
接するように形成すればよいので、中子７の製造が容易
になる。図６には、メインパイプ１の右端部のセット状
況しか図示されていないが、メインパイプ１の左端部
も、ヘッドパイプ部用の金型にセットされている。

【００２０】次いで、金型を閉じ、溶融アルミ合金を注
湯して、セットブラケット８およびヘッドパイプ部を、
メインパイプ１の端部に鋳包みにより一体に成形する。
この注湯においては、キャップ３のボス５の剛性によ
り、メインパイプ１の端部が鋳造圧に負けて変形するよ
うなことがない。また、メインパイプ１の鋳込み代ｌの
範囲内に開いている穴２にも鋳湯が外方から回り込むの
で、鋳造後、セットブラケット８およびヘッドパイプ部
のメインパイプ１からの抜け出しが防止される。

【００２１】本実施形態１は、前記のように構成されて
いるので、さらに、次のような効果を奏することができ
る。メインパイプ１の端部にキャップ３を嵌め込むこと
により、鋳湯がメインパイプ１の内部に回り込むことが
阻止される。この結果、鋳込み部における部品（セット
ブラケット８、ヘッドパイプ部）の肉厚および鋳込み部
以外の部分におけるフレームパイプ１の肉厚が増大する
のが阻止され、これらの肉厚を極力薄く抑えることがで
き、車体フレームを軽量化することができる。

【００２２】また、中子７の構造が簡単になるので、そ
の製作が容易になる。さらに、キャップ３は、嵌め込ま
れた状態で鋳造により固定されるので、溶接等により結
合する必要がなくなる。これらにより、コストダウンを
図ることができる。

【００２３】次に、図８ないし図１０に図示される本願
の請求項２記載の発明の一実施形態（実施形態２）につ
いて説明する。本実施形態２においては、実施形態１に
おけるキャップ３と同様の形状のキャップ９が使用され
るが、該キャップ９には、キャップ３と異なり、そのボ
ス11の図９において左右側面に、凹部12がその長さ方向
に長く、それぞれ形成されている。10はボス11が植設さ
れる基板部であって、その外側面には、基板部４の凹溝
４a と同様の凹溝10a が形成されている。

【００２４】そして、メインパイプ１の右端部の断面目
の字状の空間に該ボス11を嵌め込んだ後、該ボス11の凹
部12近傍のメインパイプ１の右端部部分にカシメ加工13
（図１０参照）を施し、該右端部部分をボス11の凹部12
内に食い込ませる。また、メインパイプ１の左端部に
も、同様の凹部が形成されたボスを有するキャップを嵌
め込んだ後、メインパイプ１の右端部におけると同様の
カシメ加工13を施す。メインパイプ１の左右端部には、
実施形態１におけるような抜け止め用の穴２は、必ずし
も必要でない。次いで、このようにして得られたメイン
パイプ１を、実施形態１におけると同様の金型６にセッ
トして、鋳込み作業を行なう。

【００２５】本実施形態２は、前記のように構成されて
いるので、実施形態１が奏する前記のような効果に加え
て、さらに、次のような効果を奏することができる。カ
シメ加工13により凹まされたメインパイプ１の端部部分
に、セットブラケット８およびヘッドパイプ部の鋳湯が
回り込むので、鋳造後、これらの部品がメインパイプ１
から抜け出すのが防止されて、車体フレームの特に引っ
張りに対する結合強度が向上する。

【００２６】また、キャップ９およびメインパイプ１の
左端部に嵌め込まれたキャップは、メインパイプ１の端
部部分のカシメ加工13により、メインパイプ１の端部に
予め固定されるので、鋳造に際して位置が狂うこともな
く、鋳造が正確に行なわれる。さらに、鋳造後は、この
カシメ加工13と鋳造とにより、メインパイプ１の端部に
一層強固に固定されて、溶接による結合を不要にするの
で、カシメ加工によるコストアップを考慮しても、なお
コストダウンを図ることができる。

【００２７】次に、図１１ないし図１５に図示される本
願の請求項３および請求項４記載の発明の一実施形態
（実施形態３）について説明する。本実施形態３におい
ては、断面矩形（図１２参照）のメインパイプ14の図１
１において左右端部の端壁15に、鋳込み部材であるセッ
トブラケット18（図１５参照）やヘッドパイプ部（図示
されず）の肉厚と略等しい段差ｌをもつ突壁部16が突出
形成されている。該突壁部16は、図１３に図示されるよ
うに、断面矩形に形成され、その４面には、それぞれ鋳
湯が回り込める抜け止め用の穴17が形成されている。

【００２８】端壁15や突壁部16の壁厚は、一般面の壁厚
より厚くされており、これにより、メインパイプ14の左
右端部の他の部品（セットブラケット18、ヘッドパイプ
部）との結合部の剛性が高められている。また、突壁部
16の長さは、該結合部の所要の剛性が得られる範囲で、
最短にされている。

【００２９】次いで、このようにして得られたメインパ
イプ14を、実施形態１および実施形態２の場合と同様に
して、金型19にセットする（図１４参照）。20は中子
（またはスライド型）であって、その先端部は、先細に
して端壁15の外側面に衝接するように形成すればよいの
で、中子20の製造が容易になる。図１４には、メインパ
イプ14の右端部のセット状況しか図示されていないが、
メインパイプ14の左端部も、同様にしてヘッドパイプ部
用の金型にセットされている。

【００３０】次いで、金型19を閉じ、溶融アルミ合金を
段差ｌを潰すように注湯して、セットブラケット18およ
びヘッドパイプ部を、メインパイプ14の両端部に、それ
ぞれ鋳包みにより一体に成形する。この注湯において
は、突壁部16の４面に開いている穴17にも、突壁部16の
表裏から湯が回り込むので、鋳造後、セットブラケット
18およびヘッドパイプ部のメインパイプ14からの抜け出
しが強固に防止される。

【００３１】本実施形態３は、前記のように構成されて
いるので、さらに、次のような効果を奏することができ
る。鋳造後、メインパイプ14の端部の外表面とセットブ
ラケット18およびヘッドパイプ部の外表面とを同一面に
することができる。これにより、車体フレームの外観性
が向上する。

【００３２】また、メインパイプ14とこれらセットブラ
ケット18およびヘッドパイプ部との境界部が、メインパ
イプ14の端部の端壁15により仕切られる閉断面となるの
で、実施形態１および実施形態２におけるような別部材
のキャップを用意する必要がなくなり、コストダウンを
図ることができる。

【００３３】本実施形態３においては、鋳込み部材（セ
ットブラケット18、ヘッドパイプ部）のメインパイプ14
からの抜け止め用に、突壁部16の壁面に穴17が形成され
たが、これに代えて、図１６に図示されるように、断面
矩形の突壁部21の壁面を先端方向に拡大するテーパ状に
形成してもよい（実施形態４）。このようにしても、鋳
造後、セットブラケット18やヘッドパイプ部のメインパ
イプ14からの抜け出しが防止される。図１７には、メイ
ンパイプ14の右端部側の鋳造後の断面構造が図示されて
いる。

【００３４】また、本実施形態３において、メインパイ
プ14の左右端部の他の部品との結合部の剛性を高めるた
め、メインパイプ14の鋳込み代を長く設定したい場合に
は、突壁部16を長くする必要があるが、この場合には、
該結合部が潰れないようにするために、メインパイプ14
の鋳込み部（突壁部16を含む）をさらに厚肉にするか、
図１８および図１９に図示されるように、突壁部22に補
強用のリブ23等を付設して、さらに、その先端部に板状
キャップ24を溶接等により被冠させるようにする（実施
形態５）。

【００３５】本実施形態５において、突壁部22のリブ23
は、図１９に図示されるように、突壁部22の左右側壁に
またがって該突壁部22の断面が目の字状をなすようにし
て形成されているが、必ずしも断面目の字状をなすよう
にして形成される必要はなく、左右側壁内面に突設され
た背の低いリブとされてもよい。

【００３６】板状キャップ24は、突壁部22の断面形状よ
りわずかに広い面積を有している。このような板状キャ
ップ24を用いることにより、メインパイプ14の端部に他
の部品を鋳込むとき、鋳湯が突壁部22の断面目の字状の
内部空間に入り込むことがなく、また、鋳造後、板状キ
ャップ24と突壁部22の断面形状との面積差の部分が、該
他の部品のメインパイプ14からの抜け防止手段として機
能するようになる。

【００３７】板状キャップ24は、図２０に図示されるよ
うに、同じ面積を有するキャップ25に代えられてもよい
（実施形態６）。該キャップ25は、突壁部22の断面目の
字状をなすリブ23に対応するリブ26を備えている。突壁
部22は、該リブ26の高さ分だけ、その長さを短くするこ
とができる。このようなキャップ25は、板状キャップ24
より剛性が高いので、全体としてメインパイプ14の左右
端部の他の部品との結合部の剛性を高めることができ
る。

【００３８】以上の実施形態１〜６において、メインパ
イプ１、14は、２輪車の車体フレームのフロントフレー
ム部分の主構成要素をなすものとされたが、これに限定
されず、フレームパイプの端部に他の部品を鋳包む必要
のあるフレームパイプであれば、中央メインフレーム部
分やリアフレーム部分の構成要素をなすフレームパイプ
とされてもよく、また、２輪車が原動機付きの自動２輪
車とされてもよいことも、もちろんである。

【００３９】また、本願の発明は、以上の実施形態１〜
６で示されたように、メインパイプ１の端部に略鋳込み
代分の長さを有するキャップ３、９を嵌め込むか、もし
くはメインパイプ14の端部に略鋳込み部材の肉厚分の段
差をもつ突壁部16、21、22を設けて、その後、鋳込み作
業を行なうようにしたが、これに限定されず、図２１に
図示されるように、メインパイプ27の端部に略鋳込み代
分の長さを有する厚肉端壁28をメインパイプ27の本体部
と一体に鍛造（インパクト成形）により形成し、該厚肉
端壁28の外周面の適所に抜け止め用の凹部29を複数設
け、このようにして得られたメインパイプ27を金型にセ
ットして、鋳込み作業を行なうようにしてもよい。この
場合の厚肉端壁28は、実施形態１もしくは実施形態２に
おけるキャップ３、９が、メインパイプ27の端部と一体
に形成されたものと見ることができる。

【００４０】さらに、本願の発明は、２輪車の車体フレ
ームの製造方法とされたが、そのフレームパイプの端部
に部品を鋳包みにより一体に成形して車体フレームを製
造する方法は、３輪車の車体フレームの製造方法にも適
用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１記載の発明の一実施形態（実施
形態１）における２輪車の車体フレームの製造方法の実
施に使用されるメインパイプの部分断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。

【図３】図１の実施形態１において使用されるキャップ
の側面図である。

【図４】同キャップの斜視図である。

【図５】図１の実施形態１において、メインパイプの端
部にキャップが嵌め込まれた状態を示す部分断面図であ
る。

【図６】図５のメインパイプが金型にセットされた状態
を示す部分断面図である。

【図７】図６の金型を用いて製造された車体フレーム
（フロントフレーム）の部分断面図である。

【図８】本願の請求項２記載の発明の一実施形態（実施
形態２）における２輪車の車体フレームの製造方法の実
施に使用されるメインパイプの端部にキャップが嵌め込
まれた状態を示す一部破断側面図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線で切断した断面図である。

【図１０】図９の部分拡大図である。

【図１１】本願の請求項３および請求項４記載の発明の
一実施形態（実施形態３）における２輪車の車体フレー
ムの製造方法の実施に使用されるメインパイプの部分断
面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線で切断した断面図
である。

【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した断
面図である。

【図１４】図１１のメインパイプが金型にセットされた
状態を示す部分断面図である。

【図１５】図１４の金型を用いて製造された車体フレー
ム（フロントフレーム）の部分断面図である。

【図１６】本願の請求項３および請求項４記載の発明の
他の実施形態（実施形態４）における２輪車の車体フレ
ームの製造方法の実施に使用されるメインパイプの部分
断面図である。

【図１７】図１６のメインパイプを用いて製造された車
体フレーム（フロントフレーム）の部分断面図である。

【図１８】本願の請求項３および請求項４記載の発明の
さらに他の実施形態（実施形態５）における２輪車の車
体フレームの製造方法の実施に使用されるメインパイプ
の部分断面図である。

【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線で切断した断面図
である。

【図２０】本願の請求項３および請求項４記載の発明の
さらに他の実施形態（実施形態６）における２輪車の車
体フレームの製造方法の実施に使用されるメインパイプ
の部分断面図である。

【図２１】他の２輪車の車体フレームの製造方法の実施
に使用されるメインパイプの部分断面図である。

【図２２】従来例を示す図である。

【図２３】図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線で切断し
た断面図である。

【図２４】他の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１…メインパイプ、２…穴、３…キャップ（キャップ部
材）、４…基板部、４a …凹溝、５…ボス（嵌合ボ
ス）、６…金型、７…中子、８…セットブラケット、９
…キャップ、10…基板部、10a …凹溝、11…ボス、12…
凹部、13…カシメ加工、14…メインパイプ、15…端壁、
16…突壁部、17…穴、18…セットブラケット、19…金
型、20…中子、21…突壁部、22…突壁部、23…リブ、24
…板状キャップ、25…キャップ、26…リブ、27…メイン
パイプ、28…厚肉端壁、29…凹部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームパイプの端部に部品を鋳包みに
   より一体に成形してなる２輪車の車体フレームの製造方
   法において、 前記フレームパイプの端部に略鋳込み代分の長さを有す
   るキャップ部材を嵌め込み、その後、鋳込み作業を行な
   うことを特徴とする２輪車の車体フレームの製造方法。
2. 【請求項２】 前記キャップ部材の嵌合ボス部に凹部を
   設け、前記フレームパイプの端部に該嵌合ボス部を嵌め
   込んだ後、該嵌合ボス部の凹部近傍の前記フレームパイ
   プの端部部分をカシメ加工し、その後、鋳込み作業を行
   なうことを特徴とする請求項１記載の２輪車の車体フレ
   ームの製造方法。
3. 【請求項３】 フレームパイプの端部に部品を鋳包みに
   より一体に成形してなる２輪車の車体フレームの製造方
   法において、 前記フレームパイプの端部に略鋳込み部材の肉厚分の段
   差をもつ突壁部を設け、その後、鋳込み作業を行なうこ
   とを特徴とする２輪車の車体フレームの製造方法。
4. 【請求項４】 前記突壁部は、前記部品の抜け止め手段
   を備えることを特徴とする請求項３記載の２輪車の車体
   フレームの製造方法。