JPH0529192Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、自転車のフレームを構成するパイ
プに形成されたあるいはラツグ（結合金具のこと
をいう。本明細書において同じ）に形成された結
合円筒部を介して複数のパイプ（本明細書におい
て、チユーブともいう）を結合するパイプの結合
構造、特に自転車等に使用できる自転車フレーム
用パイプの結合構造に関する。

（従来技術） 従来、強度を要する結合箇所において、複数の
パイプ間を結合する場合には、一般にガスあるい
は電気等の溶接による結合構造がしばしば用いら
れていた。自転車のフレーム等においても、同様
に、パイプの一端を他のパイプの中間部あるいは
端部と所定の角度をもつて結合する際には、第６
図に図示するように、一方のパイプＡにラツグＣ
を挿着して該ラツグの挿着パイプ部１の両端部１
ａ，１ｂで該ラツグＣとパイプＡを溶接し、この
ラツグＣに形成されている結合円筒部２に、もう
一方（他方）のパイプＢを挿着して該ラツグＣの
結合円筒部２のパイプ挿入側端部２a′で該ラツグ
ＣとパイプＢを溶接することにより、一方のパイ
プＡに他方のパイプＢを結合していた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、近年新素材および、これら新素
材を複合させた或いは新素材と従来の素材とを複
合させることにより、各々の素材の有する特長を
利用した複合材料が登場している。かかる新素材
および複合材料は、軽量であつてしかも強度が大
きいため、近年軽量化が求められる分野において
急速に需要が広がり、パイプの分野においても用
いられるようになつた。

ところが、上記複合材料の場合には材質が複合
的な性質を有するため、その接合方法が限定され
る。具体的には、自転車のフレームのパイプに
は、アルミパイプの外周に炭素繊維強化プラスチ
ツクを積層させたものが用いられるが、かかる複
合材料の場合には、一方の材料（外層材；炭素繊
維強化プラスチツク）が熱の影響を受け易いた
め、結合部分に従来のようなガス溶接等を用いる
ことができない。

本考案は、上記現況に鑑み行われたもので、材
質に左右されることなく結合が可能で、且つ自転
車のように振動する環境下において使用しても結
合部分で緩むことなく且つ疲労破壊に対して強い
自転車フレーム用パイプの結合構造を提供するこ
とを目的とする。

（問題を解決するための手段） そして、本考案にかかる自転車フレーム用パイ
プの結合構造は、一方のパイプ側に、これに交差
して結合すべき他方のパイプが内孔（内方）に嵌
合挿着可能な嵌合円筒部を形成し、該結合円筒部
の穴内に貫通穴を有する壁部を設けるとともに、
上記他方のパイプ内に一体的に、第２めねじ部を
有するコアを配設し、上記結合円筒部の壁部にボ
ルト頭部が係合し先端のおねじ部がコアの第２め
ねじ部に螺合するボルトを該壁部背面から挿通し
て該壁部とコアとを結合させることにより、一方
のパイプと他方のパイプとを結合するよう構成し
た自転車フレーム用パイプの結合構造において、 上記結合円筒部の上記一方のパイプ側への形成
が、 上記一方のパイプに直接形成されるか、あるい
は上記一方のパイプに挿通する挿着パイプ部を有
するラツグに一体的に形成されることによつてお
こなわれ、 また、上記他方のパイプ内へのコアの配設が、
上記他方のパイプの内周に第１めねじ部を形成す
るとともに、上記コアの外周に上記第１めねじ部
に対応する第１おねじ部を形成して、上記第１め
ねじ部と第１おねじ部を螺合させることによつて
おこなわれ、 且つ、上記結合円筒部の内周面と該結合円筒部
の内孔に嵌合挿着される前記他方のパイプの外周
面の間が、接着剤によつて固着されていることを
特徴とする。

（作用） しかして、この自転車フレーム用パイプの結合
構造において、一方のパイプをこれに交差する他
方のパイプに結合する場合、上記他方のパイプに
コアを螺着し、一方のパイプ側の結合円筒部（一
方のパイプに一体的に形成されている場合と、一
方のパイプに取着されるラツグに形成されている
場合とがある）の内周面と該該結合円筒部の内孔
に嵌合挿着される前記他方のパイプの外周面のい
ずれかあるいは両方の面に接着剤を塗布して後、
他方のパイプを結合円筒部に挿入し、壁部貫通穴
に背面よりボルトをパイプ挿入側へ挿入して、上
記結合円筒部内の他方のパイプのコアに螺合させ
る。そして、上記ボルトを回転させれば、他方の
パイプは接着剤の貼力にかかわらず結合円筒部内
に引き込まれる。上記引き込みが十分行われる
と、他方のパイプの端が壁部に当接し、一方のパ
イプと他方のパイプ、あるいはラツグと他方のパ
イプの結合が完了する。

そして、ラツグを介して一方のパイプとこれに
交差する他方のパイプを結合する場合には、ラツ
グと他方のパイプの結合が完了した後、さらにラ
ツグを一方のパイプに装着することにより、一方
のパイプと他方のパイプの結合が完了する。尚、
ラツグと一方のパイプの結合は、接着剤あるいは
機械的手段（例えばリベツト等）等により行われ
る。

本考案のパイプの結合構造は、上述のように構
成されているため、結合すべきパイプがいかなる
材質であつても、また結合すべきパイプが各々異
なる材質のものであつても、簡単に且つ正確に結
合することができる。

しかも、両パイプを結合する直接の部分である
ボルトとコア部分には、上記の如く、コアの第２
めねじ部とボルトの螺合部分が、該コアの第１お
ねじ部と他方のパイプの第１めねじとの螺合部分
の内周側の部位にあるため、軸線方向の応力しか
作用せず、結合部分に作用する曲げモーメントは
結合円筒部とそこに挿入されているパイプの接触
部分で受けることとなるため強度的にも極めて強
固に結合することが可能である。さらに、上記他
方のパイプに螺着されているコアを結合円筒部側
からボルトで螺着して結合するため、他方のパイ
プとコア間の螺着、及び結合円筒部側のボルトと
コア間の螺着部分相互で、共にねじが引つ張りあ
つて所謂「ダブルナツト」と同様の共締まり現象
が生ずる。また、所定時間経過すると、接着剤に
よつても、他方のパイプの結合円筒部の内周面と
該結合円筒部に嵌合挿着される前記他方のパイプ
の外周面が強固に接着される。この接着の完了す
るまでの間、接着面は、螺合により機械的に保持
されるため、フレームに内部応力が存在しても、
位置的に正確に且つ強固に接着することができ
る。また、自転車のように振動する環境下におい
て使用しても、振動によりこれらの螺着部分の螺
合が緩むことはない。

このため、本考案にかかる自転車フレーム用パ
イプの結合構造においては、この結合部分で強固
な剛構造が形成されることになり、あらゆる方向
の力およびモーメントが伝達できるととともに、
激しい繰り返し荷重及び振動が作用しても、結合
部分で疲労破壊が生じず又螺合部分が緩むことは
ない。

（実施例） 以下、本考案にかかる自転車のフレーム用のパ
イプの結合構造を実施例に基づいて図面を参照し
ながら説明する。

第１図は自転車のヘツドチユーブ周りの結合構
造を示す一部断面を有する側面図、第２図はシー
トチユーブとトツプチユーブの結合構造を示す一
部断面を有する側面図である。

第１図において、A′は一方のパイプであるヘ
ツドチユーブを、B′，B″は他方のパイプである
トツプチユーブ及びダウンチユーブを示し、Ｃは
ラツグを示す。

ラツグＣは、ヘツドチユーブA′に挿通して該
ラツグＣをヘツドチユーブA′に一体的に挿着す
る挿着パイプ部１と、トツプチユーブＢを挿着す
る結合円筒部２より構成される。そして、結合円
筒部２の挿着パイプ側内孔（内方）には、中央部
に貫通穴２ａがある壁部２Ａが形成されている。

また、トツプチユーブB′の内周端部には、め
ねじ４が形成され、このめねじ４に対応するおね
じ５が外周に有するコアＤが、トツプチユーブ
B′に螺着されている。そして、上記コアＤの軸
中央部には貫通穴６が形成され、この穴にはめね
じ６ａが螺設されている。さらに、上記コアＤの
一側の壁面には、このコアＤをトツプチユーブ
B′に螺着させる際、装着工具（図示せず）の係
合爪が係合するための係合穴７が形成されてい
る。

しかして、ヘツドチユーブA′とトツプチユー
ブB′を結合する場合には、まずトツプチユーブ
B′のチユーブ内周面とコアＤの外周面に接着剤
を塗布するとともに該トツプチユーブB′のチユ
ーブ内にコアＤを螺着し、次ぎにラツグＣの結合
穴２の内周面とトツプチユーブB′のラツグに挿
着される端部に接着剤を塗布し、続いてトツプチ
ユーブB′をラツグＣの結合円筒部２の内孔に挿
入あるいは該結合円筒部２の孔の前面に位置せし
め、ラツグＣの壁部２Ａ背面より頭付のボルト８
を壁部２Ａに形成された貫通穴２ａに挿入し、こ
のボルト８の頭部を該壁部２Ａに係合させるとと
もに先端部をトツプチユーブB′内のコアＤの貫
通穴６に螺着させる。そして、この状態におい
て、上記ボルト８をねじ込む方向に回転させれ
ば、ねじのくさび作用により接着剤の粘着力にか
かわらずトツプチユーブB′はラツグＣの壁部２
Ａ側に簡単に接近してくる。そして、トツプチユ
ーブB′の端部が壁部２Ａに当接すると、ラツグ
ＣとトツプチユーブB′の結合が完了する。上記
結合に際し、トツプチユーブB′に付設されてい
るブレーキワイヤ（図示せず）の取着金具９等が
所定位置に位置するよう、ラツグＣに対しトツプ
チユーブB′の円周方向の位置を調整する。

そして、ラツグＣとトツプチユーブB′の結合
が完了すると、ラツグＣの挿着パイプ部１をヘツ
ドチユーブA′に挿着することにより、ヘツドチ
ユーブA′とトツプチユーブB′を結合する。上記
ヘツドチユーブA′とラツグＣとの固着は、接着
剤により行つてもよく、あるいはリベツト等の機
械的手段により若しくはこれらを併用することに
よつて行つてもよい。

この結合構造は、ヘツドチユーブA′とダウン
チユーブB″の結合構造、あるいは第２図に示す
トツプチユーブB′とシートチユーブA″の結合構
造にも用いられる。

上記実施例は、ラツグを介して複数のチユーブ
を結合する場合について述べたが、第３図、第４
図に図示するように、一方のパイプＡに結合円筒
部２を一体的に形成して、上記同様複数のチユー
ブを結合する結合構造であつてもよい。かかる場
合には、上記一方のパイプＡに、頭付ボルト８を
挿着し、該ボルト８を回転させる工具（例えば、
トライバー）を使用するための貫通穴１０を形成
する必要がある。

また、第５図に図示するように、頭付ボルト８
の軸芯部に貫通孔８ａを形成して、後にパイプＡ
に接着・結合するラツグＣの結合円筒部２と該結
合円筒部２の内孔に結合される他のパイプＢとに
よつて後に形成される空間Ｓ１を、パイプＢの空
間Ｓ２に連通するよう構成してもよい。このよう
に構成することにより、パイプＢに結合円筒部２
で結合されたラツグＣを、パイプＡに接着・結合
する際の、接着剤の硬化のための加熱に起因して
膨張した上記空間Ｓ１の空気を、空間Ｓ２側に逃
すことができる。

本結合構造は、上述のように構成されているた
め、自転車のフレームのパイプが溶接不可能な複
合材料（アルミパイプの外周に炭素繊維プラスチ
ツクを積層させたもの）であつても、また結合す
べきパイプが各々異なる材質のもの（例えば、炭
素繊維プラスチツク製パイプと軽金属製のパイ
プ）であつても、簡単に結合することができる。

しかも、両パイプを結合する直接の部分である
ボルトとコア部分には軸線方向の応力しか作用せ
ず、結合部分に作用する曲げモーメントは結合円
筒部とそこに挿入されているパイプの接触部分で
受けることとなるため強度的にも極めて強固に結
合することが可能である。従つて、接着剤のみで
結合する場合に比べ、飛躍的に強固に結合するこ
とができ、しかも他方のパイプとコア間の螺着、
及び結合円筒部側のボルトとコア間の螺着部分相
互で、共にねじが引つ張りあつて所謂「ダブルナ
ツト」と同様の共締まり現象が生ずるため、振動
する環境下において使用しても、振動によりこれ
らの螺着部分の螺合が緩むことはなく、従つて、
振動下で使用する場合の結合部分の信頼性も向上
する。

さらに、ボルトの回転（くさび作用）により、
コアを介して他方のパイプを壁部側に引き込むよ
う結合されるため、他方のパイプと壁部との間に
無用な隙間が生じることなく、軸方向（長さ方
向）及び円周方向の位置関係は常に正確に結合可
能となり、自転車のフレームの精度も容易に保償
される。

上記実施例においては、専ら本結合構造を自転
車のフレームの結合構造に用いた場合についての
み説明したが、勿論この結合構造は一般のパイプ
間の結合にも用いることができる。

（考案の効果） 本考案は、上述のように、材質の如何にかかわ
らず複数の部材を結合することを可能にし、新素
材（複合材料を含む）の利用範囲を拡大する極め
て波及効果の大きな考案である。しかも、強度的
にも、上述のように、両パイプを結合する直接の
部分であるボルトとコアの螺合部分にはねじの軸
方向の応力しか作用せず、結合部分に作用する曲
げモーメントは結合円筒部とそこに挿入されてい
るパイプの接触部分で殆ど受けることとなるた
め、極めて強固な結合となり、従来の溶接による
結合構造にくらべ何等遜色なく、むしろ機械的な
結合構造であることにより接合不良箇所の発生等
の懸念がなく信頼性が飛躍的に向上する。また、
自転車のフレームのように振動下において使用さ
れても、上記所謂「ダブルナツト」効果を有する
ため、螺合部分でねじが緩む懸念はない。

さらに、溶接の場合に比べて、結合構造のため
の加工が機械加工と組立加工で構成されるため、
熟練者でなくとも容易に正確且つ強固な加工が可
能となる。

さらに、上記結合構造を実施例の如く自転車に
採用した場合には、従来工場出荷時一体であつた
フレームが組立式になるため、最終組立を行う各
デイーラーに輸送する場合には容積が小さくな
り、コストの軽減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自転車のヘツドチユーブ周りの結合構
造を示す一部断面を有する側面図、第２図はシー
トチユーブとトツプチユーブの結合構造を示す一
部断面を有する側面図、第３図は結合構造の他の
実施例を示す一部断面を有する側面図、第４図は
同他の実施例を示す第３図Ｘ−Ｘ矢視での平断面
図、第５図は他の実施例を示す側断面図、第６図
は従来の結合構造を示す側面図である。 Ａ，A′……一方のパイプ、Ｂ，B′，B″……他
方のパイプ、Ｃ……ラツグ、Ｄ……コア、２……
結合円筒部、２Ａ……壁部、２ａ……貫通穴、４
……めねじ（第１めねじ部）、５……おねじ（第
１おねじ部）、６ａ……めねじ（第２めねじ部）、
８……ボルト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一方のパイプ側に、これに交差して結合すべき
   他方のパイプが内孔に嵌合挿着可能な結合円筒部
   を形成し、該結合円筒部の穴内に貫通穴を有する
   壁部を設けるとともに、上記他方のパイプ内に一
   体的に、第２めねじ部を有するコアを配設し、上
   記結合円筒部の壁部にボルト頭部が係合し先端の
   おねじ部がコアの第２めねじ部に螺合するボルト
   を該壁部背面から挿通して該壁部とコアとを結合
   させることにより、一方のパイプと他方のパイプ
   とを結合するよう構成した自転車フレーム用パイ
   プの結合構造において、 上記結合円筒部の上記一方のパイプ側への形成
   が、 上記一方のパイプに直接形成されるか、あるい
   は上記一方のパイプに挿通する挿着パイプ部を有
   するラツグに一体的に形成されることによつてお
   こなわれ、 また、上記他方のパイプ内へのコアの配設が、
   上記他方のパイプの内周に第１めねじ部を形成す
   るとともに、上記コアの外周に上記第１めねじ部
   に対応する第１おねじ部を形成して、上記第１め
   ねじ部と第１おねじ部を螺合させることによつて
   おこなわれ、 且つ、上記結合円筒部の内周面と該結合円筒部
   の内孔に嵌合挿着される前記他方のパイプの外周
   面の間が、接着剤によつて固着されていることを
   特徴とする自転車フレーム用パイプの結合構造。