(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製パイプと複数個のアルミニウム鋳造部品とを溶接で一体化してなる二輪車用車体フレームにおいて、溶接で一体化したものがアルマイト被覆で覆われ、さらに、前記複数個の鋳造部品の一部若しくは全てを構成するダイカスト部分のみが、乾燥後にアルマイト被覆と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜で覆われていることを特徴とする二輪車用車体フレーム。
【請求項２】
５〜１５ｍ／ｓのゲート速度で鋳造されたアルミニウム系ダイカスト品と、ダイカスト以外の方法で製造したアルミニウム系非ダイカスト品とを溶接で一体化する工程と、一体化したものをアルマイト処理する工程と、ダイカスト部分のみに、乾燥後にアルマイト被覆と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜で覆う塗装を施す工程とからなる二輪車用車体フレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二輪車用車体フレーム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は代表的な二輪車用車体フレームの斜視図であり、この二輪車用車体フレーム１００は、ヘッドパイプ１０１、上部長手パイプ１０２，１０２、下部長手パイプ１０３，１０３（奥の１０３は不図示）、ピボットプレート１０４，１０４及びクロスパイプ１０５を溶接で一体にしたものである。
【０００３】
図８は従来の車体フレーム製造フロー図であり、ＳＴ×××はステップ番号を示す。
ＳＴ１１１：ヘッドパイプを重力金型鋳造法で製造する。重力金型鋳造法は、単に金型鋳造法とも言い、砂型の代りに金型を用い、この金型にアルミニウム溶湯を注ぎ、押し湯を掛ける製法であり、基本的に重力のみが溶湯に作用し、且つ金型を用いることから「重力金型鋳造」と呼ぶ。溶湯がアルミニウムであるから、ネズミ鋳鉄（ＦＣ）、構造用炭素鋼による金型で数万回の注湯が可能となるから、砂型より型代を下げることができる。
重力金型鋳造法は、注湯速度が遅いためガスの巻込みがなく、鋳肌は良好となるので、二輪車における形状がやや複雑な部品に好んで採用されている。
【０００４】
ＳＴ１１２：得られたヘッドパイプ鋳造品に、ショット粒を投射する、若しくはバフで研磨することで表面を仕上げる。
【０００５】
ＳＴ１１３：ＳＴ１１１と同様に、重力金型鋳造法でピボットプレートを製造する。
ＳＴ１１４：得られたピボットプレート鋳造品に、ショット粒を投射する、若しくはバフで研磨することで表面を仕上げる。
【０００６】
ＳＴ１１５：上部・下部長手パイプ及びクロスパイプを引抜き加工若しくは押出し加工で製造する。断面が一様であるパイプやバーは引抜き加工若しくは押出し加工で迅速に且つ量産することができる。
ＳＴ１１６：上部・下部長手パイプ及びクロスパイプを適宜切断し、曲げ加工を施す。
【０００７】
ＳＴ１１７：以上のヘッドパイプ、上部・下部長手パイプ、ピボットプレート及びクロスパイプを溶接で一体化する。
ＳＴ１１８：アルマイト処理を施して、表面に陽極酸化被膜を形成する。これで、綺麗な車体フレームが製造できたことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、重力金型鋳造法は上述したとおりに、注湯速度が遅いため生産性が小さく、車体フレームの製造コスト低減の妨げとなっている。
そこで、本発明の目的は構成並びに製造方法を改善することで車体フレームの製造コスト低減を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、アルミニウム製パイプと複数個のアルミニウム鋳造部品とを溶接で一体化してなる二輪車用車体フレームにおいて、溶接で一体化したものがアルマイト被覆で覆われ、さらに、前記複数個の鋳造部品の一部若しくは全てを構成するダイカスト部分のみが、乾燥後にアルマイト被覆と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜で覆われていることを特徴とする。
ダイカスト品は生産能率がよく、鋳造品の低コストが達成できる。そこで、ダイカスト品を構成部品の一部とすることにより、車体フレームの製造コストを低減する。
加えて、ダイカストに塗装を施す。その塗料は乾燥後にアルマイト被膜と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜を得るものを採用した。「架橋塗膜」であれば、塗膜強度が大きいため剥離などの心配が無い。また、「常温乾燥」であるから、加熱乾燥を要しない。加熱乾燥すると、アルマイト被膜が傷むからである。加熱乾燥を必要としないので、塗装工数が削減でき、製造コストのアップを抑えることができる。
【００１０】
請求項２は、５〜１５ｍ／ｓのゲート速度で鋳造されたアルミニウム系ダイカスト品と、ダイカスト以外の方法で製造したアルミニウム系非ダイカスト品とを溶接で一体化する工程と、一体化したものをアルマイト処理する工程と、ダイカスト部分のみに、乾燥後にアルマイト被覆と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜で覆う塗装を施す工程とから二輪車用車体フレームを製造する。
アルミニウム合金ダイカストでは、ゲート速度を１５ｍ／ｓに抑えることにより、ガスの巻込みを大幅に改善することができる。ガスの巻込みがなければ、従来のダイカスト品に比べ気泡が無いから溶接可能となる。ゲート速度が５ｍ／ｓを下回ると、溶湯がキャビティに充満する過程で冷却され、湯廻り不良となる。
ダイカスト品は非ダイカスト品に比べて、肌の状態が劣化する。そのため、アルマイト処理後において、アルマイト被膜がダイカスト部分だけ他の部分と見栄えに差がでやすい。そこで、ダイカスト部分のみの塗装を施すことで、車体フレームの見栄えを保つようにした。その塗料は乾燥後にアルマイト被膜と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜を得るものを採用した。「架橋塗膜」であれば、塗膜強度が大きいため剥離などの心配が無い。また、「常温乾燥」であるから、加熱乾燥を要しない。加熱乾燥すると、アルマイト被膜が傷むからである。加熱乾燥を必要としないので、塗装工数が削減でき、製造コストのアップを抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る二輪車用車体フレームの分解図であり、この二輪車用車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１１、上部長手パイプ１２，１２、下部長手パイプ１３，１３、ピボットプレート１４，１４及びクロスパイプ１５からなる。
【００１２】
図２は本発明に係る二輪車用車体フレームの製造フロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
なお、ヘッドパイプ、上部・下部長手パイプ及びクロスパイプの製法は従来の技術で述べたものと同じであり、ピボットプレートの製法に格別の工夫がある。ＳＴ０１：ヘッドパイプを重力金型鋳造法で製造する。重力金型鋳造法は、従来の技術の項で詳しく説明したので省略するが、注湯速度が遅いためガスの巻込みがなく、鋳肌は良好となる。
【００１３】
ＳＴ０２：得られたヘッドパイプ鋳造品に、ショット粒を投射する、若しくはバフで研磨することで表面を仕上げる。
【００１４】
ＳＴ０３：上部・下部長手パイプ及びクロスパイプを引抜き加工若しくは押出し加工で製造する。断面が一様であるパイプやバーは引抜き加工若しくは押出し加工で迅速に且つ量産することができる。
ＳＴ０４：上部・下部長手パイプ及びクロスパイプを適宜切断し、曲げ加工を施す。
【００１５】
ＳＴ０５：後述するダイカスト鋳造法でピボットプレートを製造する。ダイカスト鋳造法はアルミニウム溶湯をキャビディへ高圧で射出する製法であるため、生産能率がよく、多量の鋳造品を低コストで製造することができる。
ＳＴ０６：得られたピボットプレート鋳造品に、ショット粒を投射する、若しくはバフで研磨することで表面を仕上げる。
【００１６】
ＳＴ０７：以上のヘッドパイプ、上部・下部長手パイプ、ピボットプレート及びクロスパイプを溶接で一体化する。
ＳＴ０８：アルマイト処理を施して、表面に陽極酸化被膜を形成する。
ＳＴ０９：ピボットプレートのみ後述する塗装を施す。これで、綺麗な車体フレームが製造できたことになる。
【００１７】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体フレームを示す図である。
（ａ）は前記ＳＴ０８（アルマイト処理）後の車体フレーム１０を示し、ピボットプレート１４，１４が他の部分（ヘッドパイプ１１、長手パイプ１２，１３及びクロスパイプ１５）に比べて光沢や見栄えが異なることを示す。
（ｂ）は前記ＳＴ０９（局部塗装処理）後の車体フレーム１０を示し、ピボットプレート１４，１４が他の部分（ヘッドパイプ１１、長手パイプ１２，１３及びクロスパイプ１５）と同一色感になったことを示す。
【００１８】
本発明の特徴であるダイカストと、塗装について詳しく説明する。
ダイカストは鋳込み速度が、砂型鋳造や金型鋳造に比べて桁違いに大きいため、ガスの巻込みが著しくて鋳肌が荒れるとともに、巻き込んだガスが気泡の形で残って溶接熱で気泡が破裂するという不具合が予想される。
そこで、本発明を完成する前提として、本発明に適合するダイカスト法を確立すべく実験を行った。
【００１９】
実験条件：
▲１▼供試材の成分；アルミニウム合金ダイカスト６種（JIS H 5302）
【００２０】
【表１】
0003933314.tif 000002
【００２１】
▲２▼溶湯温度；７３０℃
▲３▼鋳造機；普通のダイカストマシン
▲４▼ゲート速度；５〜６５ｍ／ｓ
▲５▼ゲート断面積；９．７５ｃｍ2
【００２２】
図４はゲート速度と素材ガス量の関係を調べたグラフであり、上記実験にてゲート速度を変化させて、素材（鋳造品）中のガス量を調べたものであり、横軸はゲート速度、縦軸はアルミニウム１００ｇ当りのガス量を示す。
このグラフによれば、ゲート速度が１５ｍ／ｓを超えると急激にガス量が増加することが分かる。
【００２３】
図５はゲート速度と耐力との関係を示すグラフであり、図６はゲート速度と抗張力の関係を示すグラフである。
図４で説明したとおりに、ゲート速度が１５ｍ／ｓを超えると急激にガス量が増加するため、ガスが気泡となって残り、結果として、図５，図６においてゲート速度が１５ｍ／ｓを超えると耐力、抗張力ともに激減することが分かる。
【００２４】
以上の説明からアルミニウム合金ダイカストにおいて、ゲート速度を１５ｍ／ｓに抑えることにより、ガスの巻込みを大幅に改善することができることが分かった。ガスの巻込みがなければ、従来のダイカスト品に比べ鋳肌がきめ細かくなること、及び気泡が無いから溶接可能となることの見通しを得た。
なお、詳しいデータは省略するが、ゲート速度が５ｍ／ｓを下回ると、溶湯がキャビティに充満する過程で冷却され、湯廻り不良となる。
そこで、ゲート速度を５〜１５ｍ／ｓとすることが望ましい。
【００２５】
次に塗装の説明を行う。
塗料は乾燥後にアルマイト被膜と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜を得るものを採用する。「架橋塗膜」であれば、塗膜強度が大きいため剥離などの心配が無い。また、「常温乾燥」であるから、加熱乾燥を要しない。加熱乾燥すると、アルマイト被膜が傷むからである。加熱乾燥を必要としないので、塗装工数が削減でき、製造コストのアップを抑えることができる。
従って、アルマイト保護と塗膜維持を達成するために常温乾燥架橋塗装を施す。
【００２６】
尚、請求項１のアルミニウム鋳造部品は、実施例ではヘッドパイプとピボットプレートであり、そのうちのダイカスト品はピボットプレートである。しかし、この例に限ること無くアルミニウム鋳造部品並びにダイカスト品は二輪用車体フレームを構成する部材のいづれであればよい。
【００２７】
請求項２のアルミニウム系ダイカスト品は実施例ではピボットプレートであり、アルミニウム系非ダイカスト品はヘッドパイプ、長手パイプ及びクロスパイプであった。しかし、この例に限ること無くアルミニウム系ダイカスト品は二輪用車体フレームを構成する部材のいづれであればよい。
【００２８】
また、長手パイプやクロスパイプは、丸断面、矩形断面、その他非円断面の何れでもよい。
更に、アルミニウムはアルミニウム合金を含む広義のアルミニウムである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、アルミニウム製パイプと複数個のアルミニウム鋳造部品とを溶接で一体化してなる二輪車用車体フレームにおいて、溶接で一体化したものがアルマイト被覆で覆われ、さらに、前記複数個の鋳造部品の一部若しくは全てを構成するダイカスト部分のみが、乾燥後にアルマイト被覆と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜で覆われていることを特徴とする。ダイカスト品は生産能率がよく、鋳造品の低コストが達成できるから、ダイカスト品を構成部品の一部とすることにより、車体フレームの製造コストの低減化を図ることができる。
加えて、ダイカストに塗装を施す。その塗料は乾燥後にアルマイト被膜と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜を得るものを採用した。「架橋塗膜」であれば、塗膜強度が大きいため剥離などの心配が無い。また、「常温乾燥」であるから、加熱乾燥を要しない。加熱乾燥すると、アルマイト被膜が傷むからである。加熱乾燥を必要としないので、塗装工数が削減でき、製造コストのアップを抑えることができる。
【００３０】
請求項２は、５〜１５ｍ／ｓのゲート速度で鋳造されたアルミニウム系ダイカスト品と、ダイカスト以外の方法で製造したアルミニウム系非ダイカスト品とを溶接で一体化する工程と、一体化したものをアルマイト処理する工程と、ダイカスト部分のみに、乾燥後にアルマイト被覆と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜で覆う塗装を施す工程とから二輪車用車体フレームを製造する。
アルミニウム合金ダイカストでは、ゲート速度を１５ｍ／ｓに抑えることにより、ガスの巻込みを大幅に改善することができる。
アルマイト処理後において、アルマイト被膜がダイカスト部分だけ他の部分と見栄えに差がでやすい。そこで、ダイカスト部分のみの塗装を施すことで、車体フレームの見栄えを保つことに成功したものである。その塗料は乾燥後にアルマイト被膜と同色となる塗膜で且つ常温乾燥架橋塗膜を得るものを採用した。「架橋塗膜」であれば、塗膜強度が大きいため剥離などの心配が無い。また、「常温乾燥」であるから、加熱乾燥を要しない。加熱乾燥すると、アルマイト被膜が傷むからである。加熱乾燥を必要としないので、塗装工数が削減でき、製造コストのアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二輪車用車体フレームの分解図
【図２】本発明に係る二輪車用車体フレームの製造フロー図
【図３】本発明に係る車体フレームを示す図
【図４】ゲート速度と素材ガス量の関係を調べたグラフ
【図５】ゲート速度と耐力との関係を示すグラフ
【図６】ゲート速度と抗張力の関係を示すグラフ
【図７】代表的な二輪車用車体フレームの斜視図
【図８】従来の車体フレーム製造フロー図
【符号の説明】
１０…二輪車用車体フレーム（車体フレーム）、１１…非ダイカスト品であり且つアルミニウム鋳造部品であるヘッドパイプ、１２，１３…非ダイカスト品であり且つアルミニウム製パイプである長手パイプ、１４…アルミニウム系ダイカスト品であるピボットプレート、１５…非ダイカスト品であり且つアルミニウム製パイプであるクロスパイプ。
【図１】
0003933314.tif 000003
【図２】
0003933314.tif 000004
【図３】
0003933314.tif 000005
【図４】
0003933314.tif 000006
【図５】
0003933314.tif 000007
【図６】
0003933314.tif 000008
【図７】
0003933314.tif 000009
【図８】
0003933314.tif 000010