JPH072103U - 自転車用樹脂車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、強化繊維の強度、弾性率、疲労強度
の高い軽量構造材としての特徴を生かし、自転車用樹脂
車輪を軽量で高剛性、高強度な構造としかつ、強化長繊
維の巻装作業を容易にしようとうする。 【構成】発泡体より成る芯材５の外側面に強化長繊維６
を巻装したリム部２１と、スポーク部２２を具備するよ
うに分割された同一形状の複数の分割体２を接合させて
環状体に組み立て、その中心部をハブを装着する貫通孔
を有するハブ部３とし、該環状体の外側面に強化繊維を
含まない合成樹脂７を被覆したことにより上記各分割体
２を固定して構成した自転車用樹脂車輪。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自転車用車輪特に、強化繊維と合成樹脂により補強されたスポーク 部とリム部が一体に成形された自転車用車輪に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の自転車用車輪は、鉄、軽合金などでリム部とハブ部を別々に製作し、こ の間に多数のスポークを介在張設して構成されていたが、製作加工部品点数が多 く、また、綾取り、個々のスポークに均等の張力を付与しなければならない等の 高度の組み付け作業の工程を必要としていた。

【０００３】 このような作業の簡略化を促進させるためリム部、ハブ部、スポーク部を合成 樹脂により射出成形等により一体成形した樹脂車輪、また、炭素繊維、ガラス繊 維、アミラド繊維などの強化繊維の短繊維を使用したＳｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎ ｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ（ＳＭＣ）成形法による樹脂車輪が提案された。

【０００４】 しかしながら、この両者の樹脂車輪はスポーク車輪の前記組み付け作業の欠点 は解消することはできたが、車輪の変形や破壊が生じないようにするため十分な 剛性および強度が必要であり、かつ、車輪は大きな径を有する回転体であるため 慣性モーメントが大きく、車輪に大きな慣性抵抗が生じる。

【０００５】 特にスポーク部、リム部には、大きな曲げモーメントそして周方向、径方向の 荷重を受けるため、これら抵抗に耐える強度を樹脂車輪に持たせるため、上記各 部分の肉厚を厚くしなければならず、このため樹脂車輪全体の重量が増大すると いう不都合があった。また、後者の短繊維を使用したＳＭＣ成形法による樹脂ホ イールにおいても、長繊維に比べ強度、弾性率が低いため金属製車輪と同等の強 度にするためには、どうしても上述の樹脂車輪と同様に車輪の各部を厚くしなけ ればならず強化繊維の軽量構造材としての特性を生かすことができないという欠 点があった。

【０００６】 この不都合を解決するため、実開平２−６９５０１号に開示されているような 自転車車輪の採用が考えられる。この提案は、炭素繊維で補強した樹脂製の複数 本のスポークとリムを有し、スポークの内部に、フォーム体を埋設したものであ るが、この場合において強化長繊維をホイール形態となった大きなフォーム体よ りなる環状体のスポーク部、リム部のＲ形状に沿わせて外側面全域に巻装するこ とは非常に手間を要するものである。

【０００７】

【技術的課題】

本考案は、強化繊維の強度、弾性車、疲労強度の高い軽量構造材としての特徴 を生かし、軽量で高剛性、高強度な構造でかつ、強化長繊維の巻装作業が容易な 自転車用樹脂車輪を提供するものである。

【０００８】

【技術的手段】

本考案の技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、リム部２１とスポ ーク部２２を一体とし強化繊維により補強して成る自転車用樹脂車輪において、 発泡体より成る芯材５の外側面全域に強化長繊維６を巻装してリム部２１とスポ ーク部２２を具備するように分割された同一形状の複数の分割体２を接合させて 環状体に組み立て、その中心部をハブを装着する貫通孔を有するハブ部３とし、 該環状体の外側面全域に強化繊維を含まない合成樹脂７を被覆したことにより上 記各分割体２を固定したことである。

【０００９】

【作用】

上記技術的手段は次のように作用する。リム部２１とスポーク部２２を具備し た発泡体より成る芯材５の各々に強化長繊維を巻装した分割体２を組み合わせ環 状体とし、この環状体を合成樹脂７により被覆して固定してなるものであるから 、リム部２１、スポーク部２２、ハブ部３の一体となった環状体の発泡体より成 る芯材５に強化長繊維を巻装することなく樹脂車輪が完成する。すなわち、分割 体で細分化された芯材５の各ピースの外側面に強化長繊維を巻装することになる から巻装作業が容易になる。

【００１０】

【考案の効果】

本考案は上記構成であるから次の特有な効果を有する。複数個の分割体を組み 合わせて成るものであるから、各分割体の芯材に長繊維を巻装することが容易に できるため、作業性が向上する。

【００１１】 外側面全域に合成樹脂が被覆されているため、表面が平滑でかつノッチ、傷等 に対して強い。

【００１２】 分割体の各々の接合面を接着接合して組み立てるものではなく、環状体にした 後に外側面全域を合成樹脂により被覆することにより接合するものであるから、 平面度、真円度が確保できる。

【００１３】 スポークを張設する形式の樹脂車輪のように、スポーク穴を穿設する必要がな いため、繊維の切断がないため車輪の強度低下を防ぐことができる。

【００１４】 また、多数のスポークを必要としないため、スポークの組付工程に要していた 多大な作業員と時間が削減できる。

【００１５】

【実施例】

次に上記した本考案の第１実施例を図１〜５に従って説明する。

【００１６】 図１において、１は本考案の樹脂車輪であり、リム部２１、スポーク部２２お よびハブ部３より構成されており、２１はリム部であり、チューブラタイヤを載 置する円弧状の凹部を有するタイヤ載置部２３を具備し、このタイヤ載置部２３ から連設しているリング部２４より構成されている。

【００１７】 ２２はスポーク部であり、このスポーク部２２はリム部２１と連設する交叉部 ２５から複数本が樹脂車輪の中心方向に放射状に伸びており、その交わる部分で ある基端部３１の中心部に表裏に貫通する穴であるハブ部３が形成される。

【００１８】 図２および図３は本考案の樹脂車輪の断面構造であり、５はポリウレタン、フ ェノール、ユリア、ゴム等の発泡体の芯材で、該芯材の外側面全域に炭素繊維、 ガラス繊維あるいはアミラド繊維等の強化長繊維が巻装されており、この場合、 上記長繊維の巻装は一種類のみの巻装だけでなく二種以上の長繊維を組み合わせ て芯材５に巻装することも可能であり、例えば炭素繊維とアミラド繊維または炭 素繊維とガラス繊維などである。また織物、編組体として用いてもよい。

【００１９】 この強化長繊維６の巻装された芯材５の外側面全域には、合成樹脂７としてエ ポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の合成樹脂 ７により合成樹脂層が設けられており、ハブを装着する貫通穴であるハブ部３が 中心部に設けられている。

【００２０】 一方、樹脂車輪外周端には上述のように円弧を有するタイヤ載置部２３および これに連設してなるリング部２４を有するリム部２１が具備されている。また図 ３（ａ），（ｂ）に示すリム部２１、スポーク部２２の断面であるが、略卵形ま たは紡錘形の空気抵抗を低減する形状としている。

【００２１】 又、図４は接合面４，４１で分割されている分割体２であり、この分割体２は リム部２、スポーク部２２および基端部３１からなり略鎌型形状となっている。 基端部３１にはハブを装着するハブ部３が形成される。また、この実施例では接 合面４をリム部２１とスポーク部２２と連設する交叉部２５から外れたリム部 ２１に設け、接合面４１を基端部３１に設けている。

【００２２】 次に、上記分割体２の組み合わせおよび本考案の樹脂車輪の製造方法を説明す ると、リム部２１、スポーク部２２を有する鎌型形状の発泡体の芯材５の外側面 全域に上述しているような強化長繊維６を巻装した複数個の分割体２をリム部 ２１に設定した一方の接合面４、基端部３の他方の接合面４１の接合面同志を合 わせて環状体とする。

【００２３】 なお、リム部２１に接合面４を設けたのは、分割体２相互の接合が容易であり 、かつその接合強度が大きいからである。

【００２４】 更に、図５に示す合成樹脂７を被覆する工程として、いわゆる、ＲＴＭ（Ｒｅ ｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ） またはＲＩＭ（Ｒｅａｃｔｉｏ ｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形法を利用するものであり、上記 した該環状体を金型１０に設置し、本考案は合成樹脂７をエポキシ樹脂とし、そ の誘導体を配合液タンク１０１より注入機１０２より圧力下で混合機１０３を通 過させ、密閉した上記金型１０中に所定量の上記合成樹脂７を射出することによ り強化長繊維に合成樹脂が含浸して繊維同志間も接着され又長繊維の外側面全域 には合成樹脂７が被覆されて合成樹脂層７が形成されることにより、上記環状体 を構成しているため複数個の分割体２が固定され所望の自転車用樹脂車輪が完成 するものである。

【００２５】 このＲＴＭまたはＲＩＭ成形法によれば、合成樹脂７の金型内での流れが良く 樹脂車輪での内部歪みが少ないものが得られる。

【００２６】 又、成形圧力が１〜６ｋｇ／ｃｍ^２と低い（射出成形の約１００分の１、圧縮 成形の約４００分の１）ため安価な金型（木型、樹脂金型等）が使用可能である 等の効果を有するため車輪の剛性が確保でき、かつ、経済的にも有利である。

【００２６】 つぎに図６，図７に記載された第２実施例について説明する。第２実施例では 第１実施例における一方の接合面４を図６のようにリム部２１とスポーク部２２ との交叉部２５に凹凸状にして設けたものである。

【００２７】 このようにリム部２１とスポーク部２２の交叉部２５に接合面４を設けると自 転車走行時におこる樹脂車輸にかかる荷重または応力の集中が各分割体２，２， ２に分散され、各々の接合面４の受ける応力、荷重が軽減できるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案樹脂車輪第１実施例の正面図、

【図２】 図１Ｏ−Ｏ断面図、

【図３ａ】 図１Ａ−Ａ断面図、

【図３ｂ】 図１Ｂ−Ｂ断面図、

【図４】 分割体２の正面図、

【図５】 本考案樹脂車輪に合成樹脂を被覆する工程
図、

【図６】 第２実施例の車輪の正面図、

【図７】 同じく分割体２の正面図、

【符号の説明】

１：本考案樹脂車輪、２：分割体、２１：リム部、２
２：スポーク部、２３：タイヤ載置部、２４：リング
部、２５：交叉部、３：ハブ部、３１：基端部、４：接
合面、４１：接合面、５：芯材（発泡体）、６：強化長
繊維、７：合成樹脂、１０：金型、１０１：配合液タン
ク、１０２：注入機、１０３：混合機。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リム部２１とスポーク部２２を一体とし
   強化繊維により補強して成る自転車用樹脂車輪におい
   て、発泡体より成る芯材５の外側面に強化長繊維６を巻
   装したリム部２１と、スポーク部２２を具備するように
   分割された同一形状の複数の分割体２を接合させて環状
   体に組み立て、その中心部をハブを装着する貫通孔を有
   するハブ部３とし、該環状体の外側面に強化繊維を含ま
   ない合成樹脂７を被覆したことにより上記各分割体２を
   固定したことを特徴とする自転車用樹脂車輪。
2. 【請求項２】 リム部２１と、スポーク部２２との交叉
   部２５から外れたリム部２１に一方の接合面４を、スポ
   ーク部２２の基端部３１に他方の接合面４１を設けた請
   求項１記載の自転車用樹脂車輪。
3. 【請求項３】 リム部２１とスポーク部２２の交叉部２
   ５に一方の接合面４を、スポーク部２２の基端部３１に
   他方の接合面４１を設けた請求項１記載の自転車用樹脂
   車輪。