JP2737190B2 - 自転車フレーム構造体とその製造方法 - Google Patents

自転車フレーム構造体とその製造方法

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JP2737190B2 JP63322646A JP32264688A JP2737190B2 JP 2737190 B2 JP2737190 B2 JP 2737190B2 JP 63322646 A JP63322646 A JP 63322646A JP 32264688 A JP32264688 A JP 32264688A JP 2737190 B2 JP2737190 B2 JP 2737190B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は接着剤を用いてパイプ部材を接合してなる自
転車フレームに関するものである。
従来の技術 自転車フレームは従来、スチール製パイプをロー付
け、抵抗溶接等のプロセスを用いて製造されているが、
最近の新素材の発展にともない、フレームを軽量化する
目的で、アルミニウム合金や繊維強化プラスチックス等
の材料が使用されはじめている。
しかし、この様の新素材に従来のプロセスを適合させ
ると、高熱による材料の劣化等が生じるため、接着剤を
用いた接着接合により軽量フレームが製造されている。
この接着による自転車フレームの生産には、従来の様な
溶接機等の大きな設備の必要もなく、また工程の簡素
化、作業環境の改善がはかれるなど大きなメリットがあ
り、今後の自転車製造プロセスの主流になりつつある。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、接着剤のみでの接合では、一般的な接
着剤の問題点である信頼性や経年変化などに対して、工
業規格も存在していないので現状であり、安全性を重視
して、ネジやリベット等を用いた機械的な接合と接着と
を併用している。
しかし、これらの方法は製造工程が複雑になるのみな
らず、機械的な接合はできるものの、リベット等の使用
箇所に応力集中が発生したり、ねじ,リング等の突状端
により挿入時に接着層がはがされ、クリアランスが一定
に保てないなど、接着剤の従来の特徴である界面での接
合力を減少させている。また、接着層に空間が生じた結
果、市場環境でその空間に水分が浸透し、界面での腐触
を進行させるなど、信頼性を低下させる原因となる可能
性がある。
本発明は、上記の課題に鑑み、接着剤の本来の特徴を
生かしつつ、安全性を重視し、かつ生産性にすぐれた接
着構造および接着剤を用いた自転車フレームを提供する
ことを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、第1の発明は、ラッグ部
根元部からラッグ部先端部に向かうにつれて、突状部外
径がパイプ内径から徐々に減少するテーパ状ラッグ部を
有し、かつその表面にパイプ内径よりも大きな外径を有
するフィン状の突起部をラッグ部根元から先端方向に少
なくとも1本以上あり、さらにパイプ材とラッグ材の接
触面に、各々対向する環状溝を有し、環状溝の1つに、
形状記憶金属リングを設け、パイプ剤とラッグ材の接触
面に、主剤がビスフェノールAタイプエポキシ樹脂かま
たは、ノボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤
としてジシアンジアミドを用い、ゴム成分としてNBRか
らSBR、またはこれらのうちどちらかとグルコールタイ
プのエポキシ樹脂を、3重量%から30重量%以下混合し
てなり、塩素イオンなどの腐触物含有量が500ppm以下で
ある自転車装着フレーム用接着材料の接着材を有する自
転車接着フレーム構造であり、第2の発明は、ラッグ部
根元部からラッグ部先端部に向かうにつれて、突状部外
径がパイプ内径から徐々に減少するテーパ状ラッグ部を
有し、かつその表面にパイプ内径よりも大きな外径を有
するフィン状の突起部をラッグ部根元から先端方向に少
なくとも1本以上ありさらにパイプ材とラッグ材の接触
面に、各々対向する環状溝を有し、環状溝の1つに、形
状記憶金属リングを設け、パイプ材とラッグ材の接触面
に主剤がビスフェノールAタイプエポキシ樹脂かまた
は、ノボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化腐触
物含有量が500ppm以下である自転車接着フレーム用接着
材料をマトリックスとして、アルミニウム粉を50重量%
以下3重量%以上、または、SiO2を30重量%以下3重量
%以上、または、アルミニウム粉とSiO2粉の混合物を50
重量%以上3重量%以上混合してなる自転車接着フレー
ム用接着材料の接着剤を有する自転車接着フレーム構造
であり、第3の発明は、ラッグ部とパイプ部の接着剤を
塗布する表面をサンドブラシまたはワイヤーブラシなど
で、表面の酸化皮膜を除去する、また接合面積を大きく
する程度に充分にこすって金属の新しい表面を出した
後、これをトソクレンなどの溶剤で充分に洗浄する。乾
燥後、ラッグ部材とパイプ部材など、表面処理された接
触面に主剤がビスフェノールAタイプエポキシ樹脂かま
たは、ノボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤
としてジシアンジアミドを用い、ゴム成分としてNBRかS
BR、またはこれらのうちどちらかとグルコールタイプの
エポキシ樹脂を3重量%から30重量%以下混合してな
り、塩素イオンなどの腐触物含有量が500ppm以下である
自転車接着フレーム用接着材料か、または、主剤がビス
フェノールAタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラック
タイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジ
アミドを用い、ゴム成分として、NBRかSBR、またはこれ
らのうちどちらかと、グリコールタイプのエポキシ樹脂
を、3重量部から、30重量部以下混合してなり、塩素イ
オンなどの腐触物含有量が500ppm以下である自転車接着
フレーム用接着材料をマトリックスとして、アルミニウ
ム粉を50重量%以下3重量%以上またはSiO2を30重量%
以下3重量%以上または、アルミニウム粉とSiO2粉の混
合物を50重量%以上3重量%以上混合してなる自転車装
着フレーム用接着材料を塗布して、それらを接合させた
後、接着した自転車フレームを、60℃から150℃の炉の
中に置いて反応硬化させる装着フレーム構造自転車の製
造方法という発明である。
作用 第1の発明において、パイプ内径よりも大きな外径を
有するフィン状の突起部は、パイプ材とラッグ部を機械
的に固定する作用をし、形状記憶金属リングと、ラッグ
部とパイプ部とを機械的に固定する作用をする。
第2の発明において、フィン状の突起部と形状記憶合
金金属リングは、パイプ材とラッグ部材を機械的に総合
する作用をする。接着剤は、ラッグ部とパイプ部材とを
機械的に結合する作用をする。
第3の発明において、接合面を充分にこすり新しい面
を出した後トリクレンで洗浄するのは、パイプ材とラッ
グ材とが充分に接着する作用をする。接着剤は、パイプ
材とラッグ材を接着する作用をする。
実 施 例 ビスフェノールAタイプエポキシを500g、ジシアンシ
アミドを50g、これにNBRを10wt%混合して、自転車装着
フレーム構造の接着部に塗布し、パイプ部ラッグ部を接
合した。これを反応硬化させた後、60℃90RHの恒湿槽に
放置して1,000時間後にとりだし、パイプ部とラッグ部
の接合部にくり返し、ねじり運動を加え、従来の接着剤
との比較を行った。この時、エポキシ材料としてもノボ
ラックタイプエポキシも用いた。その結果を図1表に示
した。
本発明品は従来品に比べ、10倍以上の耐久性を示して
いることがわかる。同様にして、ゴム成分として、SB
R、グリコールタイプのエプキシ樹脂を用いたが、第1
表とほとんど同じ結果が得られた。また、ゴム成分が、
3重量%以下、30重量%の場合と塩素イオンなどの腐触
成分が500ppm以上の場合は、従来の接着剤とほとんどか
わらなかった。
実施例2 実施例1で用いたビスフェノールAタイプのエポキシ
樹脂を用いこれにアルミ粉を20wt%SiO2を10wt%混合
し、実施例と同様にして、接合部のくり返し特性を調べ
た。その結果を第2表に示す。またこのとき、アルミ粉
のみを30wt%混合した場合もあわせて調べた。
本発明は、従来品に比べ、10倍以上の耐久性を示して
いることがわかる。同様にして、ノボラック系エポキシ
化合物を主剤とした場合や、SBR、グリコールタイプの
エポキシ樹脂を用いた場合も第2表とほとんど同じ効果
が得られた。
ここで、Al粉,SiO2粉、またはAl粉,SiO2粉の混合物が
3重量%以下、50重量%以上では、従来の接着剤とほと
んど同じ効果しか得られなかった。
実施例3 第1図において、1はラッグでその突状部4はテーパ
状に形成され、その表面にフィン状突起部5が数ヶ、設
けられている。3は形状記憶リングであり、ラッグ突状
部4の表面に形成された溝の中に内装されている。2は
パイプ材であり、その内面に環状溝6が設けられてい
る。この環状溝6は、パイプ2をラッグ突状部4に圧入
した時、形状記憶リング3のまわりに位置するように加
工されている。またフィン状突起部5はパイプ2の内径
よりも若干大きい外径を有している。しかし、ラッグ突
状部4の先端部の外径は、パイプ2の内径より小さくな
っていることを示す。ンのリング3の外径は常温ではラ
ッグ突状部4の外径と等しいが、一度加熱すると外径が
広がり、その後、常温に戻しても外径が変化しない一方
向性の形状記憶材料により、リング3は作られている。
形状としては、リングを2つに切断した形状記憶リング
3′や、バイメタルを使用することも可能である。
なお、接着フレームの自転車の本発明の製造方法は次
の通りである。
ロストワックス法などにより、精密に鋳造されたラッ
グ1をワイヤーブラシでサンディングした後、脱脂,洗
浄を行い、ラッグ突状部4の表面に、主剤としてビスフ
ェノールAエポキシ、硬化剤としてジシアンジアミドな
どを用いて構成される接着剤を塗布する。そして、4の
表面に形成された溝に形状記憶リング3を挿入する。一
方、パイプ2も内面に環状溝6を加工した後、内面接着
部をサンディング,脱脂,洗浄し、内面に接着剤を塗布
する。
次にフレームの前三角を同時に圧入できる装置を用い
て、ラッグとパイプを圧入する。そして、あふれた接着
剤をふきとった後、恒温槽にて加熱する。
加熱前の接着部の拡大図を第5図に示す。形状記憶リ
ング3は、ラッグ突起部4の外径より小さい外径を有し
ているため、パイプ圧入時に接着剤がリング6によって
剥ぎとられることはない。したがって、ラッグとパイプ
との間に均一に接着剤を介在させることが可能となる。
また、テーパ状ファン状突起部5により、パイプを容易
に圧入するだけで、フレームのセンター出しが行われか
つ、圧入後、ラッグとパイプが仮固定されるため、接着
層のクリアランスを一定に保つことが可能となる。恒温
漕で加熱されている間に、形状記憶リング3は拡開し、
パイプ2の内面に設けた環状溝6に挿入される。この時
リング6は、第6図に示す様に、ラッグ突起部4の環状
溝7とパイプ2の環状溝6との間に固定されるため、機
械的な接合が実施される。またこの間に接着剤が熱硬化
により安定化するため、より安全性の高い接続構造とな
る。
発明の効果 本発明により、従来接着フレーム構造自転車において
最も問題とされていた信頼性について、加速試験後、従
来の10倍以上の耐久性に効果を発揮するものである。あ
わせて、自転者の使用環境としても極寒域はもちろん、
高温多湿地においても長期実使用に耐えることに効果を
発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例における自転者のラッグとパ
イプ接続部分の接続前の平面図である。 1……ラッグ、2……パイプ、3……形状記憶リング、
4……ラッグ,パイプ部接続部、5……フィン状突起
物、6……形状記憶合わせ溝。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ラッグ部根元部からラッグ部先端部に向か
    うにつれて、突状部外径がパイプ内径から徐々に減少す
    るテーパ状ラッグ部を有し、かつその表面にパイプ内径
    よりも大きな外径を有するフィン状の突起部をラッグ部
    根元から先端方向に少なくとも1本以上あり、さらにパ
    イプ材とラッグ材の接触面に、各々対向する環状溝を有
    し、環状溝の1つに、形状記憶金属リングを設け、パイ
    プ材とラッグ材の接触面に、主剤がビスフェノールAタ
    イプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイプのエポキ
    シ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジアミドを用い、
    ゴム成分としてNBRかSBR、またはこれらのうちどちらか
    とグリコールタイプのエポキシ樹脂を3重量%から30重
    量%以下混合してなり、塩素イオンなどの腐蝕物含有量
    が500ppm以下である自転車接着フレーム用接着材料の接
    着剤を有する自転車フレーム構造体。
  2. 【請求項2】ラッグ部根元部からラッグ部先端部に向か
    うにつれて、突状部外径がパイプ内径から徐々に減少す
    るテーパ状ラッグ部を有し、かつその表面にパイプ内径
    よりも大きな外径を有するフィン状の突起部をラッグ部
    根元から先端方向に少なくとも1本以上あり、さらにパ
    イプ材とラッグ材の接触面に、各々対向する環状溝を有
    し、環状溝の1つに、形状記憶金属リングを設け、パイ
    プ材とラッグ材の接触面に主剤がビスフェノールAタイ
    プエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイプのエポキシ
    樹脂であり、硬化剤としてジシアンジアミドを用い、ゴ
    ム成分として、NBRかSBR、またはこれらのうちどちらか
    と、グリコールタイプのエポキシ樹脂を、3重量部から
    30重量部以下混合してなり、塩素イオンなどの腐蝕物含
    有量が500ppm以下である自転車接着フレーム用接着材料
    をマトリックスとして、アルミニウム粉を50重量%以下
    3重量%以上、またはSiO2を30重量%以下3重量%以
    上、または、アルミニウム粉とSiO2粉の混合物を50重量
    %以上3重量%以上混合してなる自転車接着フレーム用
    接着材料の接着剤を有する自転車フレーム構造体。
  3. 【請求項3】ラッグ部とパイプ部の接着剤を塗布する表
    面をサンドブラシまたはワイヤーブラシなどで、表面の
    酸化皮膜を除去する、また接合面積を、大きくする程度
    に充分にこすって金属の新しい表面を出した後、これを
    トリクレンなどの溶剤で充分に洗浄する。乾燥後、ラッ
    グ部材とパイプ部材など、表面処理された接触面に、主
    剤がビスフェノールAタイプエポキシ樹脂かまたは、ノ
    ボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジ
    シアンジアミドを用い、ゴム成分としてNBRかSBR、また
    はこれらのうちどちらかとグリコールタイプのエポキシ
    樹脂を3重量%から30重量%以下混合してなり、塩素イ
    オンなどの腐蝕物含有量が500ppm以下である自転車装着
    フレーム用接着材料かまたは、主剤がビスフェノールA
    タイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイプのエポ
    キシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジアミドを用
    い、ゴム成分として、NBRかSBR、またはこれらのうちど
    ちらかと、グリコールタイプのエポキシ樹脂を、3重量
    部から30重量部以下混合してなり、塩素イオンなどの腐
    蝕物含有量が500ppm以下である自転車接着フレーム用接
    着材料をマトリックスとして、アルミニウム粉を50重量
    %以下3重量%以上、またはSiO2を30重量%以下3重量
    %以上、または、アルミニウム粉とSiO2粉の混合物を50
    重量%以上3重量%以上混合してなる自転車接着フレー
    ム用接着材料を塗布して、それらを接合させた後、接着
    した自転車フレームを、60℃から150℃の炉の中に置い
    て反応硬化させる自転車フレーム構造体の製造方法。
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