JP7231902B2 - 自転車のフレーム構造 - Google Patents

Description

自転車ロードレース用の自転車フレーム構造に関するものである

一般にロードレース用自転車でフレーム自体そのものをチタン材で構成し、軽量化、高剛性を図り、またカーボン材で高い弾性、耐熱性を有した構成ものも知られている。

【特許文献１】特開平８－５３０９０ チタン製自転車フレームの表面処理方法に関すもので、チタンそのものの表面を鏡面仕上げする内容のものである。
【特許文献２】特開２０１０－６４５０８ ラグ式の自転車カーボンフレームであって、フレームを構成するチューブの内、どれか１本あるいは２本を新たに交換することにより、新たに特性の異なったフレームを作る内容のもので、カーボン材そのものの自転車である。

自転車ロードレースでスピードを競う場合など、自転車そのものの重量が軽量且つ剛性があることが望ましいことは言うまでもないが、ペタルを踏み込む踏力が強く、そのペタルを踏み込んだ後、ペタルの返しが素早く戻ることで、ペタルの回転が早まりスピードアップに繋がっていくが、このペタルの返しの効率をアップすることが不可欠でその技術が今だ追及されていない。

ラグ式の自転車チタンフレームで構成されるトップチューブ、ダウンチューブで交差されるヘッドアングル近傍に、トップチューブ、ダウンチューブの外周に所要幅で且つ薄い帯状カーボン材を巻き付け一体化したことで、ペタルを踏込みと車体（フレーム）全体が左右いずれかに傾き、その復元力にダウンチューブ等に巻き付けたチタンチューブと一体のカーボン材反発力作用で車体の傾きを素早く戻る方向に働かせ、ペタル等の回転効率が向上し、スピードアップに繋げようとするものである。。

左右のペダルを夫々踏み込んだ際、車体も左右どちらかに傾き、傾きから立ちなろうとし、また踏み込んだペダルの返しが素早く戻り、ペダルの回転力が増し、スピードアップに繋がる効果をもたらす、またチタン材、カーボン材の一体化フレームとなっており、軽量、剛剛性であり、柔軟性、耐熱性等優れた効果を有する。

自転車の全体図 自転車骨格のフレーム構造 イ部拡大詳細図 ロ部拡大詳細図 ハ部拡大詳細図

本発明の実施の形態を図１～図５に基づいて説明する。

図１は自転車の全体図で、車体（フレームに前輪、後輪が取り付けられ、ペダルが左右に１８０°位相をずらした位置で取り付けられ、その中心部に歯車を介して後輪の歯車とチェーンを介して連結し、トップチューブの上部にサドルが固定され、その先端にはハンドルが取り付けられている構成になっている。図２においては、フレームの骨格状態図で、トップチューブ１とダウンチューブ２の先端がヘッドアングル４に溶着され一体化されている。Ａ、Ｂは溶着部であり、▲イ▼部拡大図の如く、その外周を薄い帯状カーボン材で覆っている。
ダウンチューブ２の他端とシートチューブ３の他端はラグアングル５に溶着されている。Ｃ、Ｄ部は溶着部であり、１７▲ハ▼部拡大図の如く、薄い帯状カーボン材で覆われている。シートチューブ３の先端とトップチューブ１との他端はシートアングル６に溶着されている。
Ｅ、Ｆ部は溶着部であり、１６▲ロ▼部拡大図の如く薄い帯状カーボン材で覆われている。７はリヤーチューブアップＲで、８はリヤーチューブダウンＲである。１８は、リヤーチューブアップＬで、１９はリヤーチューブダウンＬである。リヤーチューブＲ、７、８、リヤーチューブＬ、１８、１９、は夫々、シートアングル６、ラグアングル５に溶着されている。１５の薄いカーボン材Ｘは、ヘッドアングル４及びトップチューブ１、ダウンチューブ２の外周に巻き付けられ接着剤等でそれぞれのチューブと一体化されている。
１６の薄いカーボン材Ｙは、トップチューブ１の他端及びシートチューブの先端、更にリヤーチューブアップＲ、リヤーチューブアップＬがシートアングル６に溶着されている夫々の外周に１６シートポットカーボンＹが巻き付けられ接着剤等で一体化されている。１７のラグカーボンＺは、ダウンチューブ２の他端、シートチューブ３の他端、更に７のリヤーチューブアップＲ、８のリヤーチューブダウンＲがラグアングル５に溶着されているその外周を覆っており、接着剤等で一体化されている。この１５のヘッドカーボンＸ、１６のシートポットカーボンＹ、ラグカーボンＺの連結部はペダルを踏み込んだ際、車体が傾き歪みが生じる、この歪みを是正すべく作用し、その復元作用で、車体が正常位置に戻そうとする補助作用が働き、ペダルの回転力も増加し増速に繋がる。
図示部は薄い帯状カーボンが巻き付いている状態を表している。
帯状カーボンは、ヘッドアングル４、ラグアングル５、シートアングル６の夫々位置から、０．１ミリの厚さで、１０ｍｍ～１５ｍｍの幅が望ましいことが実験で確認された。０．１ミリの厚さを数枚重ねて使用することも可能で、反発係数を強く求めたい場合等適宣条件に応じて使用する。

１トップチューブ
２ダウンチューブ
３シートチューブ
４ヘッドアングル
５ラグアングル
６シートアングル
７リヤーチューブアップＲ
８リヤーチューブダウンＲ
９駆動チェーン
１０前輪
１１後輪
１２ペダル
１３ハンドル
１４サドル
１５ヘッドパイプ用ヘッドカーボンＸ
１６シートポットアップカーボンＹ
１７ラグカーボンＺ
１８リヤーチューブアップＬ
１９リヤーチューブダウンＬ
２０ギヤー

Claims (3)

1. ラグ式の自転車チタンフレームで構成されるトップチューブとダウンチューブの先端がヘッドアングルに溶着して一体化された溶着部とされ、この溶着部の近傍において、トップチューブ、ダウンチューブ及びヘッドアングルの外周に所要幅で且つ薄い帯状カーボン材を（内周を除き）外周に巻き付け接着剤で一体化したことを特徴とする自転車フレーム構造。
2. ラグ式の自転車チタンフレームで構成されるダウンチューブとシートチューブの先端がラグアングルに溶着して一体化された溶着部とされ、この溶着部の近傍において、ダウンチューブ、シートチューブ及びラグアングルの外周に所要幅で且つ薄い帯状カーボン材を（内周を除き）外周に巻き付け接着剤で一体化したことを特徴とする自転車フレーム構造。
3. ラグ式の自転車チタンフレームで構成されるトップチューブとシートチューブの先端がシートアングルに溶着して一体化された溶着部とされ、この溶着部の近傍において、トップチューブ、シートチューブ及びシートアングルの外周に夫々所要幅で且つ薄い帯状カーボン材を（内周を除き）外周に巻き付け接着剤で一体化したことを特徴とする自転車フレーム構造。

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