JP2009208530A - 自転車のフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】竹の材質を活用することにより、低コストかつ環境にやさしい自転車のフレームを提供する。
【解決手段】本発明に係る自転車のフレーム２は複数の管体３と、複数の頭部端を具えるジョイント４とを含み構成され、該管体３が竹を裁断して得られる板体３１を粘着して成型してなり、該ジョイント４が金属、又は複合材によってなり、該管体３の両端に、該ジョイント４と同様の材質によってなる接続部材５をそれぞれ設けることを特徴とする。また、該接続部材５の側面には、少なくとも一つの固定溝５１を設け、該固定溝５１には、略門型形状を有する固定部材６を取り付ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、自転車のフレームに係り、主に竹材自身の高強度、強靭性、振動減衰能力及び軽量性を活用し、従来から使っている金属又は複合材を竹材に代替することで自転車フレーム自身の機能性の確保という要求を満たし、製造するコストも低減するとともに、回収する必要がなく、環境に優しいフレームを提供でき、いろいろな形にデザインすることができる自転車のフレームに関する。

商業と工業社会の発展に応じて、さらに便利な日常生活を提供するために、さまざまな交通手段が開発された。一方、経済成長と生活便利のともに、大気の汚染、過度の鉱石の採掘、及びエネルギー資源の激減など、様々なマイナスの問題が起こった。人間はこれらのマイナス問題を直面し解決すべきであり、自動車とモーターバイクからの大気汚染を減らすために、ますます多くの国が短距離の交通手段として自転車の利用を推進している。その他、鉱石の成形は数万年がかかり、それを無制限に採掘すると、結果として、鉱石枯渇の危機が顕在化される。鉱石の置換材料を探すことは以前からの課題になっている。回収により採掘量を減らすことは可能だが、回収する過程にはコストアップ及び汚染の問題を招いている。

図１に示すように、従来の自転車のフレーム１は、金属又は複合材により成形されてなる管体１１と連結部材１２とを取り付けられているものである。フレーム１の管体１１と連結部材１２（又はブラケット）とも金属又は複合材で製造であり、需要量がますます増えると同時に、各種類の金属の価格もずっと激増され、間接的に自転車の単価が相対的にアップされることになった。よって購入者に無駄な負担を強いることになり、複合材の回収が可能であっても、回収されたものがもう一度自転車のフレームの管体になれるとは限らず、他の品質要求が低い製品になりえる。金属あるいは複合材を回収できず、これについては汚染の問題が存在する。

その他、図２に示すように、以前ある業者が直接に適当な径の竹を所定の寸法に加工し、管体２１になり、そして連結部材２２を取り付けて、自転車のフレーム２になる。しかし、竹は隆起した節があるので、外観に悪影響が与えられ、あまり真っ直ぐではない形状ゆえに、竹材の選択に人件及び時間を増加しなければならず、コストアップもされるので、適切な形式とは言えない。加えて管体２１の形が円形体に限られており、デザイナーに制限され、設計の自由度が低くなってしまうという問題があった。

本発明の主な目的は、フレーム自身の機能性が確保され、製造コストに下げられるだけではなく回収する必要がなく、更に環境に優しい材料を利用した自転車のフレームを提供することにある。かかる自転車のフレームは、従来の金属又は複合材の管体が竹材に置換することを特徴とするものである。

本発明のもう一つの目的は、管体が設計の要求に基づいていろいろな形に加工することが可能であり、デザインの自由度が向上できる自転車のフレームを提供することにある。かかる自転車のフレームは、従来の金属又は複合材の管体が竹材に置換することを特徴とするものである。

さらに本発明のもう一つの目的は、管体の両端にジョイントと同様の材質によってなる接続部材をそれぞれ設けることで自転車のクレームの安定性を確保することができる自転車のフレームを提供することにある。かかる自転車のフレームは、従来の金属又は複合材の管体が竹材に置換することを特徴とするものである。

そこで、本発明の請求項１に係る自転車のフレームは、複数の管体と、複数の頭部端を具えるジョイントとを含み構成され、該管体が竹を裁断して得られる板体を粘着して成型してなる非中空の柱体であって、該ジョイントが金属、又は複合材によってなり、該管体の両端に、該ジョイントと同様の材質によってなる接続部材をそれぞれ設けることを特徴とするものである。

請求項２に係る自転車のフレームは、複数の管体と、複数の頭部端を具えるジョイントとを含み構成され、該管体が軽く、好ましい強度を有する材質の木材によってなり、
該ジョイントが金属、又は複合材によってなり、該管体の両端に、該ジョイントと同様の材質によってなる接続部材をそれぞれ設けることを特徴とするものである。

請求項３に係る自転車のフレームは、請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレームにおいて、前記管体が中空の柱体であることを特徴とするものである。

請求項４に係る自転車のフレームは、請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレームにおいて、前記自転車のフレームの下側の横方向に位置する管体が複合材によってなることを特徴とするものである。

請求項５に係る自転車のフレームは、請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレームにおいて、前記自転車のフレームの下側の横方向に位置する管体が金属材によってなることを特徴とするものである。

請求項５に係る自転車のフレームは、請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレームにおいて、前記管体が中空の柱体であって、かつ前記管体内に複合材、又は金属材によってなる挿入部材を挿設することを特徴とするものである。

本発明に係る自転車のフレームは、竹材の軽量性、その上、竹材自身が十分強度、強靭性の利点を活用することで、自転車のフレームの機能性を満足するだけではなく、生産コストを効果的に低減するとともに、製品の競争力を向上することができる。さらに、回収する必要が無く、環境にやさしいという効果を奏する。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図３と図４は本発明に係る自転車のフレームの好適な一実施形態を示した全体斜視図と分解図である。図３と図４に開示するように、本発明に係る自転車のフレーム２は竹材により構成されてなる管体３と、金属又は複合材よりなる複数の頭部端を具えるジョイント４（又は複数の嵌合孔を有するブラケット４とも呼ぶ）とを含み構成される。図５に開示するように、前記竹材により構成されてなる管体３は、まず竹を板状に裁断して、板体３１になり、そして、複数の板体３１を加工し貼り合わせた後、所要の直径の真心状円柱体に削って成形される。該管体３の両端には、複合材又は金属よりなる接続部材５をそれぞれ設ける。該接続部材５は、中空の円柱体であり、かつ該接続部材５の側面には、少なくとも一つの固定溝５１を設ける。該固定溝５１には、略門型形状を有する固定部材６を取り付ける。しかも、接続部材５は、管体３の両端に一体に結合され、その材質は、ジョイント４の材質と対応してなるものである。即ち、ジョイント４が複合材よりなる場合、接続部材５も複合材料よりなるものである。また、ジョイント４が金属よりなる場合、接続部材５も金属より製造される。接続部材５とジョイント４とを同一の材質で構成することにより、より簡単かつ頑丈に管体３とジョイント４とを結合することができる。

本発明に係る自転車のフレーム２の管体３は重さが軽い竹で構成されるため、従来の金属、あるいは複合材で製作するものに比べ、自転車のフレーム２の全体重量が軽くなり、自転車を乗る人に車体の重量による過大負担を与える問題がない。また、本発明に係る自転車のフレーム２は、日常生活用自転車に供し、競技用自転車に供するものではない。竹は強度と強靭性が良好であり、自転車のフレームに要求される機能・性能を満たすことができるため、竹よりなる管体３によって自転車のフレームの機能・性能の低下をもたらすことはない。所定の基準を満たすことを前提条件として、自転車のフレームがもつべく機能・性能を確保することが可能である。

竹は基本的に植えた二年後、地面から直接に伐採して使え、地下深い場所へ又は山の壁に穴をあけて採掘される金属又は複合材と比べ、安定に補給でき、簡単に入手できる。加えて、現在各原材料の価格がますます高騰しているので、金属又は複合材と比べて、竹の価額は安価である。このため、竹で製作される本発明の管体によって、製造コストを効果的に低減することができる。その上、竹の伐採の過程による自然の生態系環境への影響がなく、回収した竹の管体を直接燃やしたり、地下に埋めて生分解して自然に戻させたりするので、環境汚染を引き起こさない。したがって、竹は、従来の金属又は複合材を代替できる一つの好適な代替材料といえる。その他、本発明に係る竹よりなる管体３は、真心状ものであるので、需要によって、いろいろな形に加工でき、デザイナーが形状の制限を受けることなく、設計の自由度がより高くなる。

図６に開示するように、管体３を成型する際に、管体３の中央部には、管体の軸方向に沿って、芯部材３２を設置しておく。スライスして得られた竹の板体３１を粘着して管体３成形した後、芯部材３２を取り除き、中空の柱体を形成する。この中空の管体３にジョイント４を取り付けてなる自転車のフレームは重量がより減量され、自転車の快適性が向上される。なお、図６中の芯部材３２は形状が正方形であるが、必要に応じて、円形、他の形状でもよい。また、軽量且つ高い強度の木材で管体３を構成することも可能である。この場合も、自転車のフレームは重すぎず、十分な強度があり、所要の機能・性能も満足できる。

図７には、本発明に係る自転車のフレーム２を競技用自転車に使用した場合の実施形態を示す。前記自転車のフレーム２の下側の横方向に位置する管体３Ａが複合材によって構成される。その上側及び中間に位置する管体３Ｂ、３Ｂ、３Ｂが竹によって構成される。そして、前記自転車のフレーム２の下側の横方向に位置する管体３Ａが複合材又は金属によってなるため、自転車のフレーム２の強度を高め、競技用自転車に供することができる。勿論、管体３の両端にジョイント４と同様の材質を有する接続部材５を取り付ける。このことにより、自転車のフレームの安定性を確保することができる。

図８に開示するように、管体の直径及び肉厚を不変とし、中空の柱体である管体３内に複合材、又は軽量の金属材によってなる挿入部材７を挿設する。この挿入部材７によって、自転車のフレーム２の全体重量を低減するのみならず、管体３の強度を高めることができる。なお、図８中の挿入部材は形状が正方形であるが、管体３の中空の形状に対応して挿入部材７の形状を決定すればよい。

上述したように，本発明に係る自転車のフレームの管体は従来の金属又は複合材を竹材に代替して構成され、その両端に接続部材を取り付けて結合することによって得られた頑丈さに優れる構造がまだ市場に出回っておらず、且つ自転車の機能性が確保できるとともに、製造コストが削減でき、さらに新規性や進歩性も伴わせることも可能で、産業上の利用可能性という目的にも到達させることができ、特許の要件に適合するため、法に則り特許を出願するものである。

従来の自転車のフレームの斜視図である。 従来の自転車のフレームのもう一つの斜視図である。 本発明に係る自転車のフレームの好適な実施形態の斜視図である。 図３の分解図である。 本発明に係る管体の一部拡大斜視図である。 本発明に係る管体のもう一つの一部拡大斜視図である。 本発明に係る自転車のフレームのもう一つの斜視図である。 本発明に係る管体のさらにもう一つの一部拡大斜視図である。

符号の説明

１ 自転車のフレーム
１１ 管体
１２ 連結部材
２ 自転車のフレーム
２１ 管体
２２ 連結部材
３ 管体
３１ 板体
３２ 芯部材
４ ジョイント
５ 接続部材
５１ 固定溝
６ 固定部材（門型形状）
７ 挿入部材

Claims (6)

1. 複数の管体と、複数の頭部端を具えるジョイントとを含み構成され、
   該管体が竹を裁断して得られる板体を粘着して成型してなる非中空の柱体であって、
   該ジョイントが金属、又は複合材によってなり、
   該管体の両端に、該ジョイントと同様の材質によってなる接続部材をそれぞれ設けることを特徴とする自転車のフレーム。
2. 複数の管体と、複数の頭部端を具えるジョイントとを含み構成され、
   該管体が軽く、好ましい強度を有する材質の木材によってなり、
   該ジョイントが金属、又は複合材によってなり、
   該管体の両端に、該ジョイントと同様の材質によってなる接続部材をそれぞれ設けることを特徴とする自転車のフレーム。
3. 前記管体が中空の柱体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレーム。
4. 前記自転車のフレームの下側の横方向に位置する管体が複合材によってなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレーム。
5. 前記自転車のフレームの下側の横方向に位置する管体が金属材によってなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレーム。
6. 前記管体が中空の柱体であって、かつ前記管体内に複合材、又は金属材によってなる挿入部材を挿設することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自転車のフレーム。