JPH0333176A

JPH0333176A - 自転車接着フレーム用接着材料およびこれを用いたフレーム構造体とその製造方法

Info

Publication number: JPH0333176A
Application number: JP16928489A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Suetsugu; 憲一郎末次
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-02-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、この様な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しるため、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２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が現状であり、安全性を重視し
て、ネジやリベット等を用いてＮＢＲか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であり、第２の発明は、主
剤がビスフェノールＦ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
シアンジアミドか酸無水物を用い、ゴム成分として、Ｎ
ＢＲ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５０
０ｐｐｍ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Ｓ　ｉＯ２粉の混合
物を５０重量％以上３３重量％上混合してなる自転車接
着フレーム用接着材料であり、第３の説明は、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、パイプ材とラック材の接触
面に、主剤がビスフェノ−、ルＦ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か又は酸無水物を用い、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４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Ｆ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Ｓ　ｉＯ２を３０重量％以下３重量％以上、
または、アルミニウム粉と５ｉ０２粉の混合物を５０重
量％以上３３重量％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５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Ｆ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か酸無水物を用い、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ル
コールタイプのエポキシ樹脂を３重量％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５
００ｐｐｍ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Ｆタイプエポキシ樹脂が
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か酸無水物を用い、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Ｓ　ｉＯ
２粉の混合物を５０重量％以上３重量％以上混合した機
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、リング等の実状端に
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、界面での腐蝕を
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の発明は主剤がビスフ
ェノールＦ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
ミドか酸無水物を用い、ゴム成分と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、ビスフェノールＦ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は主剤の
作用をし、ジシアンジアミドもしくは酸無水物は硬化剤
の作用をする。ＮＢＲかＢ５Ｒ１およびグリコールタイ
プのエポキシ樹脂は、ゴム成分としての作用をする。

第２の発明において、ビスフェノールＦ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は、主剤
の作用をし、ジシアンジアミドと酸無水物は硬化剤の作
用をする。ＮＢＲかＳＢＲ、またはグリコールタイプの
エポキシ樹脂はゴム成分の作用をするＡ１粉、ＳｉＯ２
粉はベースポリマーの強化剤の作用をする。

第３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、ラック部
とパイプ部とを機械的に固定する作用をする。

第４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５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、パイプ材とラップ
材とが充分に接着する作用をする。接着剤は、パイプ材
とラック材を接着する作用をする。

実施例ビスフェノールＦタイプエポキシを５００ｇ、ジシアン
ジアミドを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。

第１表本発明品は従来に比べ、０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
、ＳＢＲ，グリコールタイプのエポキシ樹脂を用いたが
、第１表とほとんで同じ結果が得られた。また、ゴム成
分が、３′ｔＬ量％以下、３０重量％の場合と塩素イオ
ンなどの腐蝕成分が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Ｆタイプのエポキシ樹
脂を用いこれにアルミ粉を２０ｗｔ％ＳｉＯ２を１０ｗ
ｔ％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。

１）・、〈、　　下　斎（白）第表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、Ａ１粉、ＳｉＯ２粉、またはＡ１粉。

Ｓ　ｉ　Ｏ２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が数ケ、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。フィンのリング３の外径は常温ではラ
ッグ突状部４の外径と等しいが、−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５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。恒温槽
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、ラック突起部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、自転車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。

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

【特許請求の範囲】

（１）主剤がビスフェノールＦ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、酸無水物か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
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。
（２）主剤がビスフェノールＦタイプエポキシ樹脂かま
たは、ノボラックタイプエポキシ樹脂であり、硬化剤と
して酸無水物、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ル
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ＳｉＯ＿２を３０重量％以下３
重量％以上、または、アルミニウム粉とＳｉＯ＿２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。
（３）ラッグ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Ｆ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か又は酸無水物を
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
の腐触物含有量が５００ｐｐμｍ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。
（４）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っに、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Ｆ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か又は酸無水物
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ＳｉＯ＿
２を３０重量％以下３重量％以上、または、アルミニウ
ム粉とＳｉＯ＿２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。
（５）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Ｆタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラッ
クタイプエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジ
アミドか酸無水物を用い、ゴム成分としてＮＢＲかＳＢ
Ｒ、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かまたは、主剤が
ビスフェノールＦ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
ンジアミドか酸無水物を用い、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５００
ｐｐｍ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ＳｉＯ＿２を３０重量％以下３重量％
以上、または、アルミニウム粉とＳｉＯ＿２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。