JPH04218480A - 自転車用フレーム - Google Patents

自転車用フレーム

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Publication number
JPH04218480A
JPH04218480A JP41128290A JP41128290A JPH04218480A JP H04218480 A JPH04218480 A JP H04218480A JP 41128290 A JP41128290 A JP 41128290A JP 41128290 A JP41128290 A JP 41128290A JP H04218480 A JPH04218480 A JP H04218480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
frame
pipes
bicycle
insertion holes
Prior art date
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Pending
Application number
JP41128290A
Other languages
English (en)
Inventor
Kikuzo Takamiya
高宮 喜久三
Hiroshi Todoroki
寛 轟
Masazumi Shimizu
清水 正澄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Cycle Co Ltd
Original Assignee
Bridgestone Cycle Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Cycle Co Ltd filed Critical Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority to JP41128290A priority Critical patent/JPH04218480A/ja
Priority to EP91121626A priority patent/EP0491363B1/en
Priority to US07/808,763 priority patent/US5253890A/en
Publication of JPH04218480A publication Critical patent/JPH04218480A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車用フレームに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】本出願人は先に、自転車用フレームに関
するものとして、特公昭60−47145 号公報、お
よび実公昭60−21344 号公報に開示されている
技術を開発した。 前者は、管の両端部にパイプ挿通孔を一体に形成して、
これを二輪車用のメインフレームとしたものであり、後
者は、先端を閉塞した突出部を有するラグまたはパイプ
を他のパイプと嵌合固着して自転車用フレームとしたも
のである。
【0003】また図6と図7は、従来の自転車用フレー
ムの代表的な例を示すもので、図中aはヘッドパイプ、
bは上パイプ、cは下パイプ、dは立パイプ、eはバッ
クホーク、fはチエーンステー、gはハンガーラグ、h
,iはヘッドパイプaに設けたヘッドラグ、jはシート
ラグである。
【0004】図6の自転車用フレームは、フレームを構
成する各種パイプ部材a,b,c,d,e,fを各種ラ
グ部材g,h,i,jを介して結合した後、各結合部を
それぞれロー付けによって固着した構成であるが、この
ラグ部材を介してダイアモンド型フレームを組み立てる
場合、大まかな工程として、ラッグh,iを一体に形成
したヘッドパイプaを使用するとき、シートラグj、ハ
ンガーラグgの各ラグ部材の内径又は外径の寸法を結合
相手のパイプに対してある程度余裕をもたせて加工する
ことによって適当なクリアランスを設け、このクリアラ
ンスを利用して各部の結合を徐々に進行させ、最終段階
ではほぼ同時に所定の結合位置までなかばこじるように
結合を進行させる。その後、この前三角部の形を整えて
から、バックホークeとチエーンステーfとを所定の治
具に固定してロー付けする。そして最後にフレーム全体
の歪などの修正をする。
【0005】図7の自転車用フレームは、ラグ部材h,
i,jを使用しないで、パイプ部材a,b,c,d,e
,fとハンガーラグgとをそれぞれ所定の治具を介して
突き合わせた後、溶接して一体化したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかして図6に示した
従来の自転車用フレームの場合は、各フレームパイプb
,c,dを各種ラグg,j内に十分に挿入すると、その
パイプb,c,dの角度が固定されてしまうため、図8
に示すようにヘッドラグh,i付きのヘッドパイプaを
最後に組み付けようとしても、上パイプbと下パイプc
とはすでに図8に示す状態で固定されているため、ヘッ
ドパイプaのラグh,iを上下のパイプb,cに挿入す
ることは不可能である。したがって従来は、上下のパイ
プb,cの前端をヘッドラグh,iに挿入するのと同時
に、上パイプbの後端をシートラグjに挿入する必要が
あったが、このように組み立てを同時進行的に行うのは
、自転車用フレームを自動組み立てする場合の障害にな
っていた。
【0007】また、従来の自転車用フレームにおいては
、フレームパイプ同士が互いに保持し合ってフレームを
形成するという例はなく、前に述べたように、ラグを介
在して接合されるか、またはパイプ同士が直接当接して
溶接されるのみであって、もしロー付や溶接の不良があ
った場合、フレームパイプ同士が分離してしまうおそれ
があった。
【0008】また図9は、自転車の通常の乗車状態にお
いて、フレームのパイプ部材b,c,dに作用する曲げ
モーメント図であり、図10は上パイプbと下パイプc
の各断面における応力分布図である。
【0009】すなわち、自転車の通常の走行状態におい
ては、各フレームパイプにかかる荷重は曲げモーメント
が支配的であり、その応力はパイプの両端部において大
きく、中間部で小さくなっている。
【0010】したがって従来の自転車用フレームの構成
部材であるパイプのように各部が略均等の断面係数を有
するものは中間部の強度に無駄があり、これが自転車の
軽量化をはかる上の障害の一つになっていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため本発明においては、管の両端部に管軸と交差するパ
イプ挿通孔を互いに略平行にバルジ加工により一体に形
成してこれを上パイプおよび下パイプとし、2本のチエ
ーンステーの前端部との嵌合部をバルジ加工によりパイ
プと一体に形成してこれをハンガーラグとし、前記上パ
イプと下パイプの前端部のパイプ挿通孔にヘッドパイプ
の上下端部をそれぞれ挿入固着すると共に、上パイプと
下パイプの後端部のパイプ挿通孔に立パイプの上下端部
をそれぞれ挿入固着し、前記下パイプの後端部に前記ハ
ンガーラグを固着し、このハンガーラグに2本のチエー
ンステーの前端部をそれぞれ嵌合固着し、前記上パイプ
の後端部の外面にバックホークの前端部を接合して自転
車用フレームを構成する。また上パイプおよび下パイプ
は中間部から両端部に向かってそれぞれ上下方向の径を
徐々に拡大して上下非対称の略楕円状の断面形状に形成
してもよい。
【0012】
【作用】上述のように本発明においては、上パイプ、下
パイプの前後端部にパイプ挿通孔を一体に形成したから
、上下パイプの前端部にヘッドパイプを挿入固着するこ
とにより上下パイプとヘッドパイプが相互に保持し合う
構造となる。また上下パイプの後端部に立パイプを挿入
固着することにより上下パイプと立パイプも相互に保持
し合う構造としたため、フレームパイプ同士が分離する
おそれがなくなり、安全性の高い自転車用フレームが得
られる。
【0013】また上下パイプの両端部に互いに略平行な
パイプ挿通孔を設けたから、上下パイプをヘッドパイプ
および立パイプにそれぞれ無理なく容易に嵌合すること
ができる。したがって本発明によれば、自転車用フレー
ムの組み立て作業を自動化することも容易になる。
【0014】また本発明においては、上下パイプは中間
部から両端部に向かってそれぞれ上下方向の径を徐々に
拡大して上下非対称の略楕円状の断面形状に形成したか
ら、自転車の通常の乗車状態において、各フレームパイ
プにかかる荷重、特に曲げモーメントの連続的な変化に
対応して、発生する歪を分散させることにより、強度お
よび剛性バランスの良い自転車用フレームを得ることが
できる。さらに本発明においては、上パイプおよび下パ
イプの端部の断面形状を上下非対称の略楕円状にしたか
ら、フレームパイプに生じる曲げモーメントと軸力の複
合力である上下非対称の軸方向応力に正確に対応するこ
とができる。
【0015】
【実施例】以下、図1〜5について本発明の実施例を説
明する。本実施例においては、管の両端部に管軸と交差
するパイプ挿通孔1a, 1bを互いに略平行にバルジ
加工により一体に形成してこれを上パイプ1とし、管の
両端部に管軸と交差するパイプ挿通孔2a,2b を互
いに略平行にバルジ加工により一体に形成してこれを下
パイプ2とし、図2,図5(a)(b)  に示すよう
に、2本のチエーンステー5の前端部との嵌合部3aを
バルジ加工によりパイプと一体に形成してこれをハンガ
ーラグ3とし、上パイプ1と下パイプ2の前端部のパイ
プ挿通孔1a,2a にヘッドパイプ6の上下端部をそ
れぞれ挿入して溶着すると共に、上パイプ1と下パイプ
2の後端部のパイプ挿通孔1b,2b に立パイプ4の
上下端部をそれぞれ挿入して溶着し、下パイプ2の後端
部に前記ハンガーラグ3を固着し、このハンガーラグ3
に2本のチエーンステー5の前端部をそれぞれ嵌合して
溶着し、前記上パイプ1の後端部の外面にバックホーク
7の前端部を溶接して自転車用フレームを構成する。
【0016】なお図3の(a) 〜(e) は、上パイ
プ1をバルジ加工により所望の形状に成形する工程を示
すもので、(a) はパイプ素材であり、このパイプ素
材を所定の成形用金型(図示せず)内に入れて、内圧を
かけることにより、(b) に示すようにパイプの前端
部に上下に突出する突部1c, 1dを形成すると共に
、パイプの後端部に上下に突出する突部1e, 1fを
形成し、つぎに(c) に示すように突部1c, 1e
の上面にパイプ挿通孔1a, 1bをあけ、さらに(d
) に示すように、パイプ素材の前部に切欠1gを設け
ると共に、パイプ素材の後部に切欠1hを設けて上パイ
プ1を一体に形成する。なお(e) は上パイプ1の前
部の断面を示すものである。
【0017】また図4の(a) 〜(d) は、下パイ
プ2をバルジ加工により所望の形状に成形する工程を示
すもので、(a) はパイプ素材であり、このパイプ素
材を所定の成形用金型 (図示せず)内に入れて、内圧
をかけることにより、(b) に示すようにパイプの前
端部に上下に突出する突部2c,2d を形成すると共
に、パイプの後端部に上下に突出する突部2e,2f 
を形成し、つぎに(c) に示すように突部2dの下面
にパイプ挿通孔2aをあけると共に、突部2eの上面に
パイプ挿通孔2bをあけ、さらにパイプ素材の前部に切
欠2gを設けると共に、パイプ素材の後部に切欠2hを
設けて下パイプ2を一体に形成する。なお(d) は下
パイプ2の後部の断面を示すものである。
【0018】また図5の(a)(b)は、ハンガーラグ
3の実施例を示すもので、この場合2本のチエーンステ
ー5の前端部との嵌合部3aはチエーンステー5の前端
部を嵌合するボス状に形成してあるが、この他チエーン
ステー5の前端部に挿入できる嵌合用突部に形成しても
よい。
【0019】また図1の(b) (c) (d) の各
断面図に示すように、本発明においては必要に応じて、
上パイプ1および下パイプ2は中間部から両端部に向か
ってそれぞれ上下方向の径を徐々に拡大して上下非対称
の略楕円状の断面形状に形成する。
【0020】すなわち上パイプ1および下パイプ2の中
間部はC−C断面図である図1の(c) に示すように
断面形状を真円とし、前端部のD−D断面は下部がふく
らんでいる卵形の略楕円状に形成し、後端部のB−B断
面は上部がふくらんでいる倒立卵形の略楕円状に形成し
てある。このような断面形状にしたのは、図9および図
10に示すように、各フレームパイプに作用するモーメ
ントおよびパイプ各部の応力がそれぞれ異っており、特
に前端部と後端部では応力の分布が上下非対称であるか
ら、その断面形状も上下非対称にしたのである。
【0021】
【発明の効果】上述のように本発明においては、上パイ
プ1、下パイプ2の前後端部にパイプ挿通孔1a, 2
aを一体に形成したから、上下パイプ1,2の前端部に
ヘッドパイプ6を挿入固着することにより上下パイプ1
,2とヘッドパイプ6が相互に保持し合う構造となる。 また上下パイプ1,2の後端部に立パイプ4を挿入固着
することにより上下パイプ1,2と立パイプ4も相互に
保持し合う構造としたため、本発明によれば、フレーム
パイプ同士が分離するおそれがなくなり、安全性の高い
自転車用フレームを提供できるという効果が得られる。
【0022】また上下パイプ1,2の両端部に互いに略
平行なパイプ挿通孔1a, 1b, 2a, 2bを設
けたから、上下パイプ1,2をヘッドパイプ6および立
パイプ4にそれぞれ無理なく容易に嵌合することができ
る。したがって本発明によれば、自転車用フレームの組
み立て作業を自動化することも容易になる。
【0023】また本発明においては、上下パイプ1,2
は中間部から両端部に向かってそれぞれ上下方向の径を
徐々に拡大して上下非対称の略楕円状の断面形状に形成
したから、自転車の通常の乗車状態において、各フレー
ムパイプにかかる荷重、特に曲げモーメントの連続的な
変化に対応して発生する歪を分散させることにより、強
度および剛性バランスの良い自転車用フレームを得るこ
とができる。さらに本発明においては、上パイプ1およ
び下パイプ2の端部の断面形状を上下非対称の略楕円状
にしたから、フレームパイプに生じる曲げモーメントと
軸力の複合力である上下非対称の軸方向応力に正確に対
応することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) は、本発明の自転車用フレームの側面
図であり、 (b) は、同図(a) のB−B拡大断面図であり、
(c) は、同図(a) のC−C拡大断面図であり、
(d) は、同図(a) のD−D拡大断面図である。
【図2】本発明の自転車用フレームの分解斜視図である
【図3】上パイプのバルジ加工の工程説明図であり、(
a) は、パイプ素材を示す斜視図であり、(b) は
、前後部にそれぞれ突部を形成した状態を示す斜視図で
あり、 (c) は、突部の上面にパイプ挿通孔をあけた状態を
示す斜視図であり、 (d) は、前後部にそれぞれ切欠を設けた状態を示す
斜視図であり、 (e) は、同図(d) の前部の拡大断面図である。
【図4】下パイプのバルジ加工の工程説明図であり、(
a) は、パイプ素材を示す斜視図であり、(b) は
、前後部にそれぞれ突部を形成した状態を示す斜視図で
あり、 (c) は、突部の上下面にパイプ挿通孔をあけると共
に前後部にそれぞれ切欠を設けた状態を示す斜視図であ
り、(d) は、同図(c) の後部の拡大断面図であ
る。
【図5】(a) は、ハンガーラグの一実施例を示す斜
視図であり、 (b) は、そのハンガーラグの側面図である。
【図6】従来の自転車用フレームの斜視図である。
【図7】従来の他の自転車用フレームの斜視図である。
【図8】図6の自転車用フレームのヘッドパイプを接合
する前の状態を示す側面図である。
【図9】自転車の通常の走行状態においてフレームの各
パイプ部材に作用する曲げモーメント図である。
【図10】自転車の通常の乗車状態において上パイプと
下パイプの各断面における応力分布図である。
【符号の説明】
1  上パイプ 1a, 1b  パイプ挿通孔 2  下パイプ 2a,2b   パイプ挿通孔 3  ハンガーラグ 3a  嵌合部 4  立パイプ 5  チエーンステー 6  ヘッドパイプ 7  バックホーク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  管の両端部に管軸と交差するパイプ挿
    通孔を互いに略平行にバルジ加工により一体に形成して
    これを上パイプおよび下パイプとし、2本のチエーンス
    テーの前端部との嵌合部をバルジ加工によりパイプと一
    体に形成してこれをハンガーラグとし、前記上パイプと
    下パイプの前端部のパイプ挿通孔にヘッドパイプの上下
    端部をそれぞれ挿入固着すると共に、上パイプと下パイ
    プの後端部のパイプ挿通孔に立パイプの上下端部をそれ
    ぞれ挿入固着し、前記下パイプの後端部に前記ハンガー
    ラグを固着し、このハンガーラグに2本のチエンステー
    の前端部をそれぞれ嵌合固着し、前記上パイプの後端部
    の外面にバックホークの前端部を接合してなる自転車用
    フレーム。
  2. 【請求項2】  上パイプおよび下パイプは中間部から
    両端部に向かってそれぞれ上下方向の径を徐々に拡大し
    て上下非対称の略楕円状の断面形状に形成してなる請求
    項1記載の自転車用フレーム。
JP41128290A 1990-12-18 1990-12-18 自転車用フレーム Pending JPH04218480A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41128290A JPH04218480A (ja) 1990-12-18 1990-12-18 自転車用フレーム
EP91121626A EP0491363B1 (en) 1990-12-18 1991-12-17 Bicycle frame
US07/808,763 US5253890A (en) 1990-12-18 1991-12-17 Bicycle frame

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JP41128290A JPH04218480A (ja) 1990-12-18 1990-12-18 自転車用フレーム

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09137U (ja) * 1996-09-25 1997-03-28 ブリヂストンサイクル株式会社 自転車用フレーム
JP2010095253A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Cicli Pinarello Spa 特に標準的なダイヤモンド型を有する自転車用管状フレーム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5134143B2 (ja) * 1972-11-28 1976-09-24
JPS6115685B2 (ja) * 1978-12-26 1986-04-25 Tokyo Shibaura Electric Co

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