(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪車フレームのヘッドパイプを所定の自由度をもって保持するヘッドパイプクランプ機構と、二輪車フレームの二つのスイングアームピボットを固定保持するピボットクランプ機構と、前記ヘッドパイプクランプ機構を，当該ヘッドパイプクランプ機構に保持された前記ヘッドパイプをいずれの方向へも傾斜させる傾斜付勢手段と、前記ピボットクランプ機構を，当該ピボットクランプ機構に保持された前記二つのスイングアームピボットのほぼ中間且つ前記二輪車フレームの上下方向を軸として回動させる回動付勢手段と、前記傾斜付勢手段の付勢による前記ヘッドパイプクランプ機構の変位量を検出する傾斜変位量検出手段と、前記回動付勢手段の付勢による前記ピボットクランプ機構の変位量を検出する回動変位量検出手段と、前記ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの前記自由度の範囲内で生じる位置ズレ量の検出を行う位置検出手段と、この位置検出手段の検出信号に基づいて前記傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御を行う動作制御手段を備えることを特徴とする二輪車フレーム用歪み取り装置。
【請求項２】
前記傾斜付勢手段が，前記ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの中心軸が交差する平面上で互いに交わる二方向から前記ヘッドパイプに傾斜を付勢すると共に、前記傾斜変位量検出手段が，前記二方向について各々の変位量を検出することを特徴とする請求項１記載の二輪車フレーム用歪み取り装置。
【請求項３】
前記位置検出手段が，前記ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの上端部及び下端部近傍のそれぞれの外周面に対向する二対の距離センサからなることを特徴とする請求項１記載の二輪車フレーム用歪み取り装置。
【請求項４】
前記動作制御手段に、前記各付勢手段の作動時に前記各変位量検出手段に検出される変位量と，前記各付勢手段の作動前後の前記位置検出手段に検出される前記ヘッドパイプの位置の変化量とを経験値として記憶する記憶部と、
この記憶部の経験値と前記位置検出手段の検出信号とに基づいて前記傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御を行う経験値参酌機能とを設けたことを特徴とする請求項１記載の二輪車フレーム用歪み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車フレーム用歪み取り装置に係り、特に、二輪車フレームの製造時における溶接工程で生じる変形を除去するための二輪車フレーム用歪み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より二輪車フレームは、複数の部材を溶接等により結合させて所定の形状の骨格が形成されており、かかる二輪車フレームの各結合部には、溶接時の熱による変形が発生する場合がある。
【０００３】
特に、前輪を保持するフロントホーク及びハンドルと回転自在に係合する円筒状のヘッドパイプの周辺に変形が発生すると、二輪車の前輪と後輪とが予め計算された位置関係に配設されなくなり、このため、乗り心地，バランス及び操作性等に影響を及ぼすことがあった。
【０００４】
図１５は、二輪車フレーム１００の斜視図を示している。この二輪車フレーム１００の図における右端部には、ヘッドパイプ１０１が固定装備されている。また、符号１０２は、後輪を保持するスイングアーム１０３と回動自在に係合する二つのスイングアームピボットである（一方は図示略）。
【０００５】
この二輪車フレーム１００において、溶接等を原因とする変形によりヘッドパイプ１０１には主に３種類のねじれ等が発生する。即ち、二輪車フレーム１００の左右方向ｂを中心としたねじれｃが生じる場合，二輪車フレーム１００の前後方向ｄを中心とするねじれｅが生じる場合及び二輪車フレーム１００の左右方向ｂに沿ってヘッドパイプ１０１全体が平行にずれてしまう場合が挙げられる。
【０００６】
これらについて図１６乃至図１８に基づいて詳述する。図１６は、図２０の矢印Ａ方向からみた二輪車フレーム１００の側面図を示している。前述のように、ヘッドパイプ１０１に二輪車フレーム１００の左右方向ｂを中心とするねじれｃが生じた場合、ヘッドパイプ１０１の中心軸ａは、路面と成す角度αに変化が生じる。かかる角度αは、設計の段階で予め設定されており、このような変形が生じると、この二輪車フレーム１００を装備した二輪車は、本来の走行性を得られなくなってしまう。
【０００７】
また、図１７（Ａ）は、図１５の矢印Ｂ方向からみた二輪車フレーム１００の正面図を示している。前述のように、ヘッドパイプ１０１に二輪車フレーム１００の前後方向ｄを中心とするねじれｅが生じた場合、中心軸ａは、二つのスイングアームピボット１０２の中心軸ｆとの成す角βが垂直にならない。
【０００８】
その結果、かかる二輪車フレーム１００に前輪１０３と後輪１０４が装備されると、図１７（Ｂ）に示すように、後輪１０４に対して前輪１０３は傾きを生じ、場合によっては、バランス上，又直進性及び走行性に影響する場合が生じる。
【０００９】
また、二輪車フレーム１００の左右方向ｂに沿ってヘッドパイプ１０１全体が平行にずれてしまうと、図１８（Ａ）に示すように、中心軸ａが、二つのスイングアームピボット１０２の中間を通らず（ｇ≠ｈ）、かかる二輪車フレーム１００に基づいて前輪１０３と後輪１０４が装備されると、図１８（Ｂ）に示すように、後輪１０４に対して前輪１０３にズレが生じ、図１７の場合と同様に、場合によっては、バランス上，又直進性及び走行性に影響する場合が生る。
【００１０】
以上のような不都合を排除するため、従来は、ヘッドパイプ１０１にねじれ等の変形が発生した場合には、バール（鉄の棒）等を使用したテコ方式や、油圧シリンダ，ハンマ等の機材を使用した手作業によって、変形の矯正（歪み取り）を行っていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来は、歪み取り作業を作業者の手作業によって行っており、かかる作業は、勘と経験に頼るところが大きく、熟練を要する作業であった。即ち、かかる熟練の作業者の人数によって歪み取り作業の効率が決定されてしまうため、大量の二輪車フレームの歪み取り作業の場合には不適であり、また、歪み取り作業を行う各作業者によって矯正の精度や作業時間が異なる等の理由で定量化が困難であった。
【００１２】
さらに、昨今の生産技術の進歩に伴い二輪車フレームはより強度が向上しているため、バール等を使用する手作業は、作業者に大きな負担をかける等の不都合が生じていた。
【００１３】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、作業者を手作業から開放すると共に大量の二輪車フレームに対して一定且つ精度の高い歪み取り作業を行い得る二輪車フレーム用歪み取り装置を提供することを、その目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、二輪車フレームのヘッドパイプを所定の自由度をもって保持するヘッドパイプクランプ機構と、二輪車フレームの二つのスイングアームピボットを固定保持するピボットクランプ機構と、ヘッドパイプクランプ機構を，当該ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプをいずれの方向へも傾斜させる傾斜付勢手段と、ピボットクランプ機構を，これに保持された二つのスイングアームピボットの中間で且つ二輪車フレームの上下方向を軸として回動させる回動付勢手段と、傾斜付勢手段の付勢によるヘッドパイプクランプ機構の変位量を検出する傾斜変位量検出手段と、回動付勢手段の付勢によるピボットクランプ機構の変位量を検出する回動変位量検出手段と、ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの自由度の範囲内で生じる位置ズレ量を検出する位置検出手段と、この位置検出手段の検出信号に基づいて傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御を行う動作制御手段とを備えるという構成を採っている。
【００１５】
上記構成の場合、二輪車フレームは、二つのスイングアームピボットがピボットクランプ機構に固定され、またヘッドパイプは所定の自由度をもたせた状態でヘッドパイプクランプ機構に保持される。
【００１６】
二輪車フレームに歪みが生じている場合、ヘッドパイプに自由度の範囲内で位置ズレが生じる。このヘッドパイプの位置ズレが、位置検出手段によって検出され動作制御手段に出力されると、動作制御手段では、この位置ズレ量に応じて、ヘッドパイプクランプ機構及びピボットクランプ機構の各変位量を決定し、これらの変位量と各変位検出手段から検出される変位量とが一致するように傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御が行われる。
【００１７】
二輪車フレームは、一定時間これら傾斜付勢手段と回動付勢手段とから荷重が付加されることにより、歪みを修正する方向に弾塑性変形を生じる。そしてその後、荷重の付加が解除されると、二輪車フレームは、荷重が付加された方向と反対の方向に戻り現象を生じるため、この後で行われる位置ズレ量の測定をより正確に行うために、二輪車フレームは一定時間無負荷状態で放置される。
【００１８】
さらにその後、ヘッドパイプクランプ機構におけるヘッドパイプの位置検出が行われ、理想位置に矯正されている場合には、歪み取り作業は終了する。また、位置ズレがある場合には、この位置ズレ量に基づいて、再び各付勢手段による歪み取り作業が繰り返される。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を有すると共に、傾斜付勢手段が，ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの中心軸が交差する平面上で互いに交わる二方向からヘッドパイプに傾斜を付勢すると共に、傾斜変位量検出手段が，各方向についての変位量を検出するという構成を採っている。
【００２０】
上記構成の場合、上記の各二方向及びこれらの合成方向から傾斜を付勢して、ヘッドパイプは全ての方向に荷重が付加される。また、他の動作については、請求項１記載の構成と同様に行われる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を有すると共に、位置検出手段が、ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの上端部及び下端部近傍の各外周面に対向する二対の距離センサからなるという構成を採っている。
【００２２】
上記構成の場合、ヘッドパイプの上端部と下端部のそれぞれについて二つの距離センサがその外周面に対する距離検出を行う。即ち、各距離センサが検出を行う二方向からなる位置座標によりヘッドパイプの上下端部の各位置が検出され、上下端部の各位置の差異により、ヘッドパイプ傾斜状態の検出が行われる。また、他の動作については、請求項１記載の発明と同様の動作制御が行われる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を有すると共に、動作制御手段に、各付勢手段の作動時に各変位量検出手段に検出される変位量と各付勢手段の作動前後の位置検出手段に検出されるヘッドパイプの位置の変化とを経験値として記憶する記憶部と、この記憶部の経験値及び位置検出手段の検出信号に基づいて傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御を行う経験値参酌機能とを設けるという構成を採っている。
【００２４】
上記の構成の場合、各付勢手段による付勢動作の各変位量と、当該付勢動作のによるヘッドパイプの位置の変化量が検出され経験値として記憶部に記憶される。
【００２５】
即ち、記憶部に記憶される経験値とは、傾斜付勢手段により付勢されるヘッドパイプクランプ機構の変位量とこれによるヘッドパイプの位置変化量、又は、回動付勢手段により付勢されるピボットクランプ機構の変位量とヘッドパイプの位置変化量との関係を示すデータである。
【００２６】
各付勢手段の動作前にヘッドパイプの位置ズレ量が検出され、この位置ズレ量と近似する位置変化量の経験値が記憶部に記憶されている場合に、経験値参酌機能により優先的にこの経験値に基づいて各付勢手段の動作における変位量が決定される。
【００２７】
また、上記に該当する経験値が存在しない場合には、請求項１記載の構成と同様の動作が行われる。
【００２８】
本発明は、上記各構成に基づいて、前述した目的を達成しようとするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の位置実施形態を図１乃至図１５に基づいて説明する。本実施形態は、図１５に示した二輪車の二輪車フレーム１００に生じた歪みを除去する二輪車フレーム用歪み取り装置１０を示している。ここで、図１はこの二輪車フレーム用歪み取り装置１０の正面図、図２は二輪車フレーム用歪み取り装置１０の平面図を示している。
【００３０】
この二輪車フレーム用歪み取り装置１０は、二輪車フレーム１００のヘッドパイプ１０１を所定の自由度をもって保持するヘッドパイプクランプ機構２と、二輪車フレーム１００の二つのスイングアームピボット１０２を固定保持するピボットクランプ機構３と、ヘッドパイプクランプ機構２を，当該ヘッドパイプクランプ機構２に保持されたヘッドパイプ１０１の中心軸ａ（図１５参照）がいずれの方向にも傾斜するように付勢する傾斜付勢手段４と、ピボットクランプ機構３を，これに保持された二つのスイングアームピボット１０２の中間で二輪車フレーム１００の上下方向を軸として回動させる回動付勢手段５と、傾斜付勢手段４の付勢によるヘッドパイプクランプ機構２の変位量を検出する傾斜変位量検出手段６と、回動付勢手段５の付勢によるピボットクランプ機構３の変位量を検出する回動変位量検出手段７と、ヘッドパイプクランプ機構２に保持されたヘッドパイプ１０１の自由度の範囲内についての位置検出を行う位置検出手段８（図４乃至図６参照）と、この位置検出手段８の検出信号に基づいて傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の動作制御を行う動作制御手段９を備えている。また、符号１は、上記各構成を所定の位置で固定する支持台である。
【００３１】
以下各部を詳説する。
【００３２】
図３は、ヘッドパイプクランプ機構２を示している。このヘッドパイプクランプ機構２は、主に、ヘッドパイプ１０１を保持するクランプ部２１と、このクランプ部２１を図３における上下左右方向に移動調節する調節部２２と、この調節部２２を左右方向にスライド自在に載置する載置台２３と、傾斜付勢手段４からの傾斜動作をクランプ部２１に伝達する伝達アーム２４とをから構成される。
【００３３】
クランプ部２１の正面方向の断面図を図４に，側面図を図５に示す。このクランプ部２１は、図４に示すように、右側面が開口した箱体２１１と、箱体２１１の上下端部が左右方向に回動自在として当該箱体２１１を保持する箱体保持部材２１２と、調節部２２に上下に摺動自在に係合する連結部材２１３と、この連結部材２１３に対して箱体保持部材２１２を回動自在に結合させる軸受け２１４とを有している。
【００３４】
上記箱体保持部材２１２は、図５に示すように軸受け２１２Ａを介して箱体２１１の両側端部から保持しているため、箱体２１１を図４に示す矢印ｉ方向に回動させることを可能としている。また、これと併せて、軸受け２１４により、箱体２１１は、図４の水平方向を軸として、図５に示す矢印ｊ方向の回動を可能としている。
【００３５】
箱体２１１の内部には、互いに同軸且つ上下動自在に配設された上側凸状部材２１５及び下側凸状部材２１６とが配設されている。これらの凸状部材２１５，２１６は、それぞれ円柱状の先端部を対向させて配設されると共に上下動作により二輪車フレーム１００のヘッドパイプ１０１の内部に挿入することによりこのヘッドパイプ１０１の保持を行う。
【００３６】
さらに、これらの凸状部材２１５，２１６は、共に先端部の外径がヘッドパイプ１０１の内径よりも幾分小さく設定されており、挿入時には、ヘッドパイプ１０１の内壁との間に遊びが生じる。この遊びにより、ヘッドパイプ１０１は、各凸状部材２１５，２１６に対して自由度をもって保持された状態となる。
【００３７】
また、上側凸状部材２１５及び下側凸状部材２１６は、各々に上下動を付勢する上下動付勢手段２１７，２１８に保持されている。これら上下動付勢手段２１７，２１８は、それぞれ駆動モータ２１７Ａ，２１８Ａと伝達手段２１７Ｂ，２１８Ｂとから構成されている。即ち、駆動モータ２１７Ａ，２１８Ａの回転動作は、伝達手段２１７，２１８のネジ伝達機構により上下動作に変換されて各凸状部材２１５，２１６に伝えられる。ここで上下動付勢手段２１７，２１８の駆動源としては油圧シリンダを使用しても良い。
【００３８】
二輪車フレーム１００は、スイングアームピボット１０２が後述するピボットクランプ機構３により固定保持されるため、二輪車フレーム１００のいずれかの箇所で歪みを生じている場合、凸状部材２１５，２１６に保持されたヘッドパイプ１０１はその中心軸ａが、上述した遊びにより、凸状部材２１５，２１６の中心軸と不一致となり位置ズレを生じる（ここで、この位置ズレの距離を位置ズレ量とする）。
【００３９】
この位置ズレ量を検出する手段として、各凸状部材２１５，２１６に保持されたヘッドパイプ１０１の上端部と下端部の各近傍に位置検出手段として一対のレーザ変位計８（距離センサ）がそれぞれ配設されている。
【００４０】
ヘッドパイプ１０１の上下端部に近接する各対のレーザ変位計８は、図６に示すように、それぞれの検出方向が、各凸状部材２１５，２１６の中心軸で直交するように配設されている（γ＝９０゜）。これにより、ヘッドパイプ１０１の上端部と下端部の各中心軸位置と、凸状部材２１５，２１６の中心軸との相対的な位置ズレ量が検出される。そして、これらヘッドパイプ１０１の上端と下端における位置ズレ量の差異に基づいて、ヘッドパイプ１０１の中心軸ａがどの方向に傾斜しているかが検出される。
【００４１】
このヘッドパイプ１０１の傾斜に応じて、傾斜付勢手段４から箱体２１１に伝達アーム２４を介して回動動作が付勢される。この伝達アーム２４は、箱体２１１の下部に垂下状態で固定されており、その下端部には二股に形成されたＶ字部材２４１（図２に破線で示す）が設けられ、Ｖ字部材２４１の両端部にはそれぞれ後述する傾斜付勢手段４，４の付勢アーム４１，４１の先端部がそれぞれボールソケット継手４１Ａ，４１Ａを介して連結されている。
【００４２】
箱体２１１は、上述したように軸受け２１４と箱体保持部材２１２とにより回動自在に保持されているため、このＶ字部材２４１は、伝達アーム２４を介して、図７に示すように、軸受け２１４の回動軸ｋと箱体保持部材２１２の回動軸ｌとの交点を中心とする球面上を移動自在となっている。
【００４３】
即ち、傾斜付勢手段４から回動が付勢された場合には、Ｖ字部材２４１は、矢印ｍ方向若しくはｎ方向又はこれらの合成方向に移動し、これに応じて、箱体２１１は、回動軸ｋ若しくは回動軸ｌを中心とする回動又はこれらの合成方向への回動を行い、各凸状部材２１５，２１６を介してヘッドパイプ１０１は、全ての方向に傾斜するように荷重が付加される。
【００４４】
次に調節部２２を図３に基づいて説明する。この調節部２２は、載置台２３上で摺動自在に載置された筺体である調節部本体２２１と、この調節部本体２２１を載置台２３に対して左右方向に移動させる水平方向移動手段２２２と、前述した連結部材２１３を介してクランプ部２１を上下方向に移動させる上下方向移動手段２２３とから構成される。
【００４５】
図８は、図３中の矢印方向Ｃからみた載置台２３とこれに載置される調節部本体２２１を示している。ここに示すように、調節部本体２２１の下端部の両側には、載置台２３上に設けられたガイドレール２３１に係合する係合突片２２１Ａが設けられており、これにより図３における一定の左右方向に案内される。
【００４６】
また、図９には図３中の矢印方向Ｄからみた調節部本体２２１と連結部材２１３との係合状態を示している。ここに示すように、調節部本体２２１の連結部材２１３側の上下端部の両側にはガイドレール２２１Ｃが設けられており、連結部材２１３の左側に設けられた係合板２１３Ａを図３における上下方向に摺動自在に保持している。
【００４７】
さらに、図３に示すように、この調節部本体２３１の内側下部には、水平方向移動手段２２２が配設されている。この水平方向移動手段２２２は、載置台２３の上面に固定されネジ穴を有する不動固定部２２４と、このネジ穴と螺合しその一端部で調節部本体２２１に回転自在に保持される水平移動付勢軸２２５と、この水平移動付勢軸２２５に回転力を付勢するためのハンドル２２６とから構成される。また、符号２２１Ｂは、調節部本体２２１の内側から載置台２３側に貫通する長穴であり、この長穴２２１Ｂの範囲内で載置台２３に対して調節部本体２２１が移動するようになっている。
【００４８】
またさらに、この調節部本体２２１の内部右側には、上下方向移動手段２２３が配設されている。この上下方向移動手段２２３は、連結部材２１３の係合板２１３Ａに固定されネジ穴を有する不動固定部２２７と、このネジ穴と螺合しその一端部で調節部本体２２１に回転自在に保持される垂直移動付勢軸２２８と、この垂直移動付勢軸２２８に回転力を付勢するためのハンドル２２９とから構成される。また、符号２２１Ｄは、調節部本体２２１の内側から連結部材２１３側に貫通する長穴であり、この長穴２２１Ｄの範囲内で調節部本体２２１に対してクランプ部２１が上下移動するようになっている。
【００４９】
載置台２３は、図８に示すように、逆Ｕ字状に形成されており、Ｕ字の開口部２３２の内側には、後述するピボットクランプ機構３の回動板３１の回動端部が載置台２３の開口部２３２の幅の許容する範囲内で回動を行うようになっている。
【００５０】
図１０に、ピボットクランプ機構３を示す。この図１０（Ａ）はピボットクランプ機構３の平面図を示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の矢印方向Ｅからみたピボットクランプ機構３を示している。
【００５１】
ピボットクランプ機構３は、一端部を軸受け３２を介して支持台１上で回動自在に支持されると共に他端部を回動付勢手段５により回動を付勢される回動板３１と、この回動板３１上に固定装備され，二輪車フレーム１００の二つのスイングアームピボット１０２をそれぞれ着脱自在に保持する保持手段３３とから構成される。
【００５２】
回動板３１は、図１０（Ａ）における左側に向かってその幅が狭くなる形状の板状部材であり、その中央には略四角形状の貫通穴３１Ａが形成されている。この貫通穴３１Ａには、ヘッドパイプクランプ機構２の伝達アーム２４が遊挿され、この貫通穴３１Ａの許容する範囲で伝達アーム２４は箱体２１１側を中心とする回動動作が行われる。
【００５３】
保持手段３３は、二輪車フレーム１００の二つのスイングアームピボット１０２にそれぞれ挿通されるピン３４と、このピン３４の出し入れを自在に行うピン出入付勢部３５とから構成される。この保持手段３３は、前述の軸受け３２による回動板３１の回動動作の中心部と二つのスイングアームピボット１０２の中間部とが一致するように各ピン３４の位置が設定されている。
【００５４】
次に、図２に基づいて傾斜付勢手段４について説明する。この傾斜付勢手段４は、回動板３１の図における上下両側にそれぞれ一体ずつ装備されている。各傾斜付勢手段４は、前述の伝達アーム２４のＶ字部材２４１にボールソケット継手４１Ａを介して一端部を連結された付勢アーム４１と、この付勢アーム４１の他端部とボールソケット継手４１Ｂを介して連結され，図２における左右方向に往復自在の往復移動部材４２と、この往復移動部材４２の駆動源となる駆動モータ４３と、この駆動モータ４３の回転力を往復移動力にして往復移動部材４２に伝達する伝達部（図示略）とから構成される。
【００５５】
これら二つの傾斜付勢手段４の各駆動モータ４３により二つの往復移動部材４２に等距離または異なる距離の左右方向の往復動作が付勢されることより、各付勢アーム４１を介してＶ字状部材２４１は、前述した球面上の一定の範囲内におけるあらゆる位置に移動させることが可能となっている。
【００５６】
これにより、Ｖ字状部材２４１の移動から伝達アーム２４を介して、ヘッドパイプクランプ機構２に保持されたヘッドパイプ１０１の中心軸ａと交差する平面上で互いに交わる二方向から当該ヘッドパイプ１０１に傾斜が付勢される構成になっている。
【００５７】
また、各傾斜付勢手段４には、傾斜変位量検出手段６として高精度測長器（リニアスケール）が併設されており、各往復移動部材４２の左右方向の移動距離をヘッドパイプクランプ機構２の変位量として検出すると共に動作制御手段９に出力する。
【００５８】
なお、上述した傾斜付勢手段４の駆動源は、油圧シリンダ等を使用しても良い。
【００５９】
次に、回動付勢手段５を図２に基づいて説明する。この回動付勢手段５は、回動板３１の図における左側端部にボールソケット継手５１Ａを介して一端部を連結された付勢アーム５１と、この付勢アーム５１の他端部とボールソケット継手５１Ｂを介して連結され，図２における上下方向に往復自在の往復移動部材５２と、この往復移動部材５２の駆動源となる駆動モータ５３と、この駆動モータ５２の回転力を往復移動力にして往復移動部材に伝達する伝達部（図示略）とから構成される。
【００６０】
この回動付勢手段５の駆動モータ５３により往復移動部材５２の左右方向の往復動作が付勢されることより、付勢アーム５１を介して回動板３１に軸受け３２を中心とする回動動作が付勢される。
【００６１】
なお、上述した回動付勢手段５の駆動源は、油圧シリンダ等を使用しても良い。
【００６２】
図１１に基づいて、動作制御手段９について説明する。この動作制御手段９は、ヘッドパイプ１０１の中心軸ａの位置ズレ量に対応する予め設定された傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の各変位量のマップが記憶されたマップ記憶部９１と、各レーザ変位計８の検出信号に応じてマップ記憶部９１のマップに従い傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の動作制御を行う制御部９２と、傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の動作後のヘッドパイプ１０１の位置ズレ量の変化とその動作の際の各付勢手段４，５の変位量との組み合わせを経験値として随時記憶する経験値記憶部（記憶部）９３とを備えている。
【００６３】
さらに、各レーザ変位計８に検出されたヘッドパイプ１０１の位置ズレ量が、経験値記憶部９３に記憶された経験値の位置ズレ量と近似する場合に、マップ記憶部９１のマップに優先してこの経験値に基づく各付勢手段４，５の動作制御を行う経験値参酌機能９４を制御部９２に設けている。
【００６４】
図１２に、上記各構成の二輪車フレーム用歪み取り装置１０の動作を示すフローチャートを示す。これに基づいて、本実施形態の動作を詳説する。
【００６５】
まず、二輪車フレーム１００の二つのスイングアームピボット１０２をピボットクランプ機構３に装着する。ピボットクランプ機構３では、二つのピン３４がピン出入付勢手段３５側に引っ込められた状態で、各ピン３４の位置に二輪車フレーム１００の各スイングアームピボット１０２が位置決めされた後に、各ピン３４をこれらスイングアームピボット１０２内に挿入し、固定を行う（図１０参照）。
【００６６】
次に、二輪車フレーム１００のヘッドパイプ１０１をヘッドパイプクランプ機構２に装着する。このとき、ヘッドパイプクランプ機構２のクランプ機構２１は、調節部２２のハンドル２２６及びハンドル２２９を操作し、所定の位置となるように調節される。
【００６７】
その後、ヘッドパイプ１０１は、クランプ機構２１の箱体２１１内部に遊挿され、この箱体２１１の内部において上方から上側凸状部材２１５が挿入される共に下方から下側凸状部材２１６が挿入され、これら凸状部材２１５，２１６に挟持されて保持される（図４参照，ステップＳ１）。
【００６８】
そして、装着時のヘッドパイプ１０１の上下の各端部における中心軸ａの上側凸状部材２１５及び下側凸状部材２１６の中心軸に対する位置ズレ量が、各レーザ変位計８により検出される（図６参照，ステップＳ２）。
【００６９】
このとき、ヘッドパイプ１０１の上下端部が共に所定の値より小さいズレ量である場合には、位置ズレが生じていない状態，即ち二輪車フレーム１００に歪みがない状態として制御部９２は、二輪車フレーム用歪み取り装置１０の動作を終了する。
【００７０】
また、ヘッドパイプ１０１の少なくとも上下端部のいずれか一方に位置ズレが検出されると、各レーザ変位計８は、それぞれの検出距離に基づく出信号を動作制御手段９の制御部９２に出力する（ステップＳ３）。
【００７１】
レーザ変位計８からの出力を受けて、制御部９２では、経験値参酌機能９４が、当該ヘッドパイプの位置ズレ量に近似する経験値を，経験値記憶部９３の既に蓄積されている中から検索する（ステップＳ４）。
【００７２】
近似する経験値が存在する場合には、その経験値に基づいて傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の変位量が決定されると共にこれに基づいて動作制御が行われ（ステップＳ５）、存在しない場合には、マップ記憶部９１のマップに基づいて傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の変位量が決定されると共にこれに基づいて動作制御が行われる（ステップＳ６）。
【００７３】
ここで、傾斜付勢手段４の変位量とは、図２に示す往復移動部材４２の左右方向の移動距離を示すものであり、また、回動付勢手段５の変位量とは、図２に示す往復移動部材５２の上下方向の移動距離の示すものである。
【００７４】
またここで、具体的に、ヘッドパイプ１０１の位置ズレ量とこれを矯正するために付加する荷重の方向の関係を図１３及び図１４に示す。
【００７５】
図１３（Ａ）は上側凸状部材２１５が挿入された状態のヘッドパイプ１０１の上端近傍の上方からみた断面図を示し、図１３（Ｂ）は下側凸状部材２１６が挿入された状態のヘッドパイプ１０１の下端近傍の上方からみた断面図を示している。これらに示すように、ヘッドパイプ１０１の上端部が左側に偏心し、下端部が右側に偏心している場合には、図１３（Ｃ）に示すようにヘッドパイプ１０１に対して矢印方向ｐに回動させるように傾斜付勢手段４により荷重が加えられる。
【００７６】
例えば、矢印方向ｐの回動が図２における上下方向を中心軸とする回動である場合には、二つの傾斜付勢手段４について、各往復移動部材４２が同方向，等距離の移動が付勢される。伝達アーム２４を介して箱体２１１に、図４における矢印ｉ方向の回動が付勢される。このとき、各往復移動部材４２の移動距離は、各傾斜付勢手段４ごとに併設された傾斜変位量検出手段６により検出されると共に動作制御手段９に出力され、これに基づき正確に所定変位の回動動作がヘッドパイプ１０１に付勢される。
【００７７】
一方、矢印方向ｐの回動が図２における左右方向を中心軸とする回動である場合には、二つの傾斜付勢手段４について、各往復移動部材４２に互いに異なる距離の移動が付勢され、伝達アーム２４を介して箱体２１１に、図５における矢印ｊ方向の回動が付勢される。上記と同様にして各傾斜付勢手段４の変位量が傾斜変位量検出手段６に検出され、それぞれ正確に所定変位となるように動作制御が行われる。
【００７８】
図１４（Ａ）は上側凸状部材２１５が挿入された状態のヘッドパイプ１０１の上端近傍の上方からみた断面図を示し、図１４（Ｂ）は下側凸状部材２１６が挿入された状態のヘッドパイプ１０１の下端近傍の上方からみた断面図を示している。これらに示すように、ヘッドパイプ１０１の上端部，下端部が共に、図における上側に偏心している場合には、図１４（Ｃ）に示すようにピボットクランプ機構３側に矢印方向ｑの回動動作が回動付勢手段５により付勢される。
【００７９】
即ち、回動付勢手段５の往復移動部材５２は、この回動付勢手段５に併設された回動変位量検出手段７によりその移動距離が動作制御手段９に出力されつつ移動動作が付勢されるため、所定の移動距離により正確に合わせられる。これによりピボットクランプ機構３の回動板３１は、軸受け３２を中心とする回動動作が行われる。かかる場合、回動を付勢されるのはスイングアームピボット１０２側であるが、これにより、相対的にヘッドパイプ１０１の位置が矯正されることになる。
【００８０】
上述した傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５による各動作の組み合わせによりヘッドパイプ１０１のあらゆる位置ズレ状態に対する矯正動作が行われる。またこのとき、傾斜付勢手段４又は回動付勢手段５によるヘッドパイプ１０１に対する荷重の付加は、一定時間継続して行われる（例えば、数十分〜数時間）。これにより二輪車フレーム１００の各部の塑性変形が促される。
【００８１】
ステップＳ５又はステップＳ６による各付勢手段４，５の動作後、二輪車フレーム１００は、一定時間（例えば、数十分〜数時間）無付加状態で放置され、その後再び、各レーザ変位計８によるヘッドパイプ１０１の位置ズレ量の検出が行われる（ステップＳ７）。これにより各付勢手段４，５による荷重の付加による弾性変形が解消され、塑性変形のみによるヘッドパイプ１０１の変化が測定される。
【００８２】
この検出により、動作制御手段９では、上記各付勢手段４，５の荷重の付加によるヘッドパイプ１０１の位置ズレ量の変化と各付勢手段４，５の各変位量との組み合わせを新たな経験値として経験値記憶部９３に記憶される（ステップＳ８）。
【００８３】
上記各レーザ変位計８により、ヘッドパイプ１０１の上下端部が共に所定の値より小さいズレ量と検出された場合には、位置ズレが生じていない状態，即ち二輪車フレーム１００に歪みがない状態として制御部９２は、二輪車フレーム用歪み取り装置１０の動作を終了する。
【００８４】
また、ヘッドパイプ１０１の少なくとも上下端部のいずれか一方に位置ズレが検出されると、各レーザ変位計８は、それぞれの検出距離に基づく出信号を動作制御手段９の制御部９２に出力する（ステップＳ９）。
【００８５】
この後、ステップＳ４以降の動作が行われ、同様の動作が二輪車フレーム１００の歪みがなくなるまで繰り返される。
【００８６】
本実施形態は、前述した各構成により以上の動作が行われるため、二輪車フレーム１００の歪み取り作業の自動化を図ることが可能としている。
【００８７】
このため、作業者を従来の手作業による歪み取り作業から開放し、この歪み取り作業に伴う大きな労働負担及び煩雑性の解消が可能となった。
【００８８】
さらに、本実施形態は、位置検出手段８によりヘッドパイプ１０１の軸ズレ状態を検出する構成であるため、位置検出手段８として高精度なレーザ変位計を使用することにより、ヘッドパイプ１０１の位置ズレを正確に検出することが可能となった。
【００８９】
また同様にして、本実施形態は、傾斜変位量検出手段６及び回動変位量検出手段７を高精度測長器を使用しているため、傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の動作制御をより精密に行うことができ、ヘッドパイプ１０１の矯正の際により精度良く荷重を付加することが可能である。
【００９０】
また、従来のように複数の作業者の経験による手作業ではなく、マップ記憶部９１に記憶された常に一定のマップに基づいて回動付勢手段４及び傾斜付勢手段５の動作制御が行われるため、複数の二輪車フレーム１００に対して歪み取り作業を常に同一条件に仕上げることが可能となり、歪み取り作業の定量化を図ることが可能となった。このため、二輪車フレームの大量生産のラインに組み込むことも容易となった。
【００９１】
さらに、本実施形態は、傾斜付勢手段４が、ヘッドパイプクランプ機構２に対する傾斜動作を、ヘッドパイプ１０１の中心軸ａが交差する平面上で互いに交わる位置関係にある二つの付勢アーム４１，４１によって行うため、当該各付勢アーム４１，４１の配設方向の合成方向についてヘッドパイプ１０１を傾斜させることができる。即ち、これにより、ヘッドパイプ１０１をほぼ全ての方向に傾斜させて矯正することが可能となっている。
【００９２】
また、本実施形態は、ヘッドパイプクランプ機構２に保持されたヘッドパイプ１０１の上端部及び下端部近傍の各外周面にそれぞれ対向する二対のレーザ変位計８を設け、対となる各レーザ変位計８の検出方向がヘッドパイプ１０１を保持する上下の凸状部材２１５，２１６の中心軸で直交するように配設している。このため、ヘッドパイプ１０１の上下の各端部において、各凸状部材２１５，２１６からの位置ズレ量を直交する二方向から検出することができ、これら各検出変位によりヘッドパイプ１０１の各端部がいかなる方向にずれているかを検知することを可能としている。
【００９３】
さらにまた、本実施形態では、傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５による矯正動作が行われる度に各付勢手段４，５の変位量とこれによるヘッドパイプ１０１の位置ズレの変化量とを経験値として記憶する経験値記憶部９３と、この経験値に基づいて傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の動作制御を行う経験値参酌機能９４とを動作制御手段９に設けている。
【００９４】
二輪車フレーム１００の歪み取り作業は、そのヘッドパイプ１０１の位置ズレ状態に応じて一定のマップに基づいて傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の動作制御を行っても、作業時の各条件に違いにより理論通りの結果とならない場合があり、かかる場合に、実際に行われた歪み取り作業に基づく経験値を記憶し、この経験値がより多く蓄積されると共にこれに基づいてヘッドパイプ１０１の歪み取り作業が行われることにより、より正確に且つ迅速に歪み取り作業を行うことが可能となる。
【００９５】
ここで、上記の経験値記憶部９３には、傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の各変位量だけでなくこれら動作の付勢を継続する時間をさらなる経験値として記憶するようにしても良い。
【００９６】
また、また、傾斜付勢手段４及び回動付勢手段５の付勢アーム４１，５１毎に、荷重検出センサを設け、各動作の付勢時の各荷重を検出する共に、動作制御手段９により各荷重について所定の値となるように制御を行う構成としても良い。また、この場合の各荷重についても、経験値として経験値記憶部９３に取り込む構成としても良い。
【００９７】
また、一定量の経験値が蓄積された場合に、これらの経験値に基づいて変位量とヘッドパイプ１０１の矯正による位置ズレ量の変化との新たなマップを形成し、これをマップ記憶部９１に入力し直すことが望ましい。これにより、二輪車フレームの歪み取り作業をより迅速化させることが可能となる。
【００９８】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明では、前述した各構成により、二輪車フレームの歪み取り作業の自動化を図ることが可能となった。このため、作業者を従来の手作業による歪み取り作業から開放し、この歪み取り作業に伴う大きな労働負担及び煩雑性の解消が可能となった。
【００９９】
さらに、位置検出手段によりヘッドパイプの軸ズレ状態を検出する構成であるため、位置検出手段に精度の高いものを使用することにより、ヘッドパイプの位置ズレを正確に検出することが可能となった。
【０１００】
また同様にして、傾斜変位量検出手段及び回動変位量検出手段を精度の高いものとすることにより、傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御をより精密な動作制御を行うことができ、ヘッドパイプの矯正の際により精度良く荷重を付加することが可能である。
【０１０１】
また、従来のように複数の作業者の経験による手作業ではなく、動作制御手段により一定条件に従って回動付勢手段及び傾斜付勢手段の動作制御が行われるため、複数の二輪車フレームに対して歪み取り作業を常に同一条件に仕上げることが可能となり、歪み取り作業の定量化を図ることが可能となった。このため、二輪車フレームの大量生産のラインに組み込むことが可能である。
【０１０２】
請求項２記載の発明では、傾斜付勢手段が、ヘッドパイプクランプ機構に対する傾斜動作を、ヘッドパイプの中心軸が交差する平面上で互いに交わる二方向から行う構成であるため、これら二方向の合成方向ついてヘッドパイプを傾斜させることができ、これにより、ヘッドパイプをほぼ全ての方向に傾斜させるように荷重を付加することを可能としている。
【０１０３】
請求項３記載の発明では、位置検出手段が、ヘッドパイプクランプ機構に保持されたヘッドパイプの上端部及び下端部近傍の各外周面にそれぞれ対向する二対の距離センサからなり、各対の距離センサによりヘッドパイプの上端部及び下端部の位置ズレを二方向から検出する構成であるため、これら各検出変位によりヘッドパイプの各端部がいかなる方向にずれているかを有効に検知することが出来、上端部と下端部のズレ状態からヘッドパイプの傾斜方向を有効に検知することが可能となっている。
【０１０４】
請求項４記載の発明では、傾斜付勢手段及び回動付勢手段による矯正動作が行われる度に各付勢手段の変位量とこれによるヘッドパイプの位置ズレの変化量とを経験値として記憶する経験値記憶部と、この経験値に基づいて傾斜付勢手段及び回動付勢手段の動作制御を行う経験値参酌機能とを動作制御手段に設けているため、二輪車フレームの歪み取り作業が、実際に行われた歪み取り作業に基づいて蓄積された経験値に基づいてヘッドパイプの歪み取り作業が行われることにより、より正確且つ迅速に歪み取り作業を行うことが可能となる。
【０１０５】
本発明は以上のように構成され機能するので、これにより従来にない優れた二輪車フレーム用歪み取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の正面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態の平面図を示す。
【図３】ヘッドパイプクランプ機構を示す正面図である。
【図４】クランプ部の正面方向の断面図である。
【図５】クランプ部の側面図である。
【図６】位置検出手段の配置を示す説明図である。
【図７】箱体の保持状態と伝達アームの回動との関連を説明する説明図である。
【図８】図３における矢印Ｃ方向からみた載置台の正面図を示す。
【図９】図３における矢印Ｄ方向からみた載調節部本体と連結部材の係合状態を示す説明図である。
【図１０】ピボットクランプ機構を示しており、図１０（Ａ）はピボットクランプ機構の平面図を示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）中の矢印Ｅ方向からみたピボットクランプ機構を示す。
【図１１】動作制御手段を示すブロック図である。ヘッドパイプクランプ機構を示す正面図である。
【図１２】本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１３】ヘッドパイプの軸ズレ状態の一例を示し、図１３（Ａ）はヘッドパイプの上端部近傍の断面を上方からみた図であり、図１３（Ｂ）はヘッドパイプの下端部近傍の断面を上方からみた図であり、図１３（Ｃ）はヘッドパイプに付加する荷重の方向を示す説明図である。
【図１４】ヘッドパイプの軸ズレ状態の他の例を示し、図１４（Ａ）はヘッドパイプの上端部近傍の断面を上方からみた図であり、図１４（Ｂ）はヘッドパイプの下端部近傍の断面を上方からみた図であり、図１４（Ｃ）はスイングアームピボットに付加する荷重の方向を示す説明図である。
【図１５】二輪車フレームを示す斜視図である。
【図１６】路面とヘッドパイプの前後方向における傾斜角度の関係を説明する説明図である。
【図１７】ヘッドパイプに生じる二輪車フレームの歪みの一例を示しており、図１７（Ａ）はヘッドパイプの左右方向の傾斜が生じた状態を示す説明図であり、図１７（Ｂ）はこれによる前輪と後輪とのズレを示す説明図である。
【図１８】ヘッドパイプに生じる二輪車フレームの歪みの他の例を示しており、図１８（Ａ）はヘッドパイプの左右方向の位置ズレが生じた状態を示す説明図であり、図１８（Ｂ）はこれによる前輪と後輪とのズレを示す説明図である。
【符号の説明】
２  ヘッドパイプクランプ機構
３  ピボットクランプ機構
４  傾斜付勢手段
５  回動付勢手段
６    傾斜変位量検出手段（高精度測長器）
７  回動変位量検出手段（高精度測長器）
８  位置検出手段（レーザ検出計）
９  動作制御手段
９３  経験値記憶部（記憶部）
９４  経験値参酌機能
１０  二輪車フレーム用歪み取り装置
１００  二輪車フレーム
１０１  ヘッドパイプ
１０２  スイングアームピボット
ａ  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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