JPH0999702A - 自転車用車輪およびその製造方法 - Google Patents

自転車用車輪およびその製造方法

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JPH0999702A
JPH0999702A JP27986495A JP27986495A JPH0999702A JP H0999702 A JPH0999702 A JP H0999702A JP 27986495 A JP27986495 A JP 27986495A JP 27986495 A JP27986495 A JP 27986495A JP H0999702 A JPH0999702 A JP H0999702A
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JP
Japan
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rim
parts
spoke
flange
central member
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JP27986495A
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English (en)
Inventor
Masaki Hashimoto
正城 橋本
Masataka Mikito
正孝 幹戸
Masanori Hasegawa
正則 長谷川
Hidehiro Takemoto
秀博 竹本
Takumi Ishimori
巧 石森
Yutaka Maeda
豊 前田
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Araya Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Araya Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制動時にリム表面が摩耗したり、焼け焦げた
りすることのない繊維強化樹脂からなる自転車用車輪。 【解決手段】 繊維強化樹脂からなる中央部材9に金属
製のリム1を外嵌した自転車用車輪であって、中央部材
9は、ハブ5から放射状に張り出す複数のスポーク部2
とこのスポーク部を環状につなぐフランジ部3とからな
り、フランジ部3と前記スポーク部2の各端部8、81
が互いに対向当接する一対の対称形状の中央部材片を前
記各端部8、81で当接接着するとともに、内周側に対
向する一対の側面部13の先端に設けたリム1の凹部1
2に前記フランジ部3の外縁部31に外嵌させ、かつリ
ムの接合端部14相互を接合板6を介して結合した自転
車用車輪。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
(FRP)製自転車用車輪とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】乗用自転車、スポーツ用自転車、積載用
の自転車の車輪は、主としてリム、ハブ、スポークから
構成されており、使用時車輪は自転車、積載物、乗員の
重量及び地面よりの衝撃を受ける。
【0003】一般に車輪は鋼、アルミニウム、アルミニ
ウム合金等の金属により製作されているが、特に競技用
の自転車を中心に車体の軽量化の要請を受けFRP化が
進められている。
【0004】自転車用車輪のFRP化の検討は、例えば
特開昭60−80902号公報、特開昭61−7120
1号公報には金属リムの外層にFRP層を設けたリムが
開示されている。また、特開昭61−135801号公
報にはSMCのような短繊維強化樹脂でハブ、スポーク
を一体的に成形した車輪が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自転車
の制動はゴム等の弾性体をリムに押し当てその摩擦によ
り行うようになっており、リムまたはリムの外層がFR
Pからなる場合は、当該弾性体とFRPとの摩擦により
リムの表層が摩耗したり、焼け焦げたりする不都合が生
じる。また、弾性体の消耗が激しいという問題を有して
いる。
【0006】そこで、本発明は前記問題点を解決するた
め、金属製リムとFRP製のスポークとフランジとから
なる自転車用車輪とその製造方法を提供しようとするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、繊維強化プラスチックスからなる中央部材9に金
属製のリム1を外嵌した自転車用車輪であって、中央部
材9は、ハブ5から放射状に張り出す複数のスポーク部
2とこのスポーク部を環状につなぐフランジ部3とから
なり、フランジ部3と前記スポーク部2の各端部8、8
1が互いに対向当接する一対の対称形状の中央部材片を
前記各端部8、81で当接接着するとともに、内周側に
対向する一対の側面部13の先端に設けたリム1の凹部
12に前記フランジ部3の外縁部31に外嵌させ、かつ
リムの接合端部14相互を接合板6を介して結合した自
転車用車輪にある。
【0008】さらに本発明の要旨とするところは、ハブ
5から放射状に張り出す複数のスポーク部2とこのスポ
ーク部2を環状につなぐフランジ部3とからなり、この
フランジ部3と前記スポーク部2の各端部8、81が互
いに対向当接する一対の対称形状の中央部材片を繊維強
化プラスチックスで成形し、その対向する各端部8、8
1を当接接着した中央部材9の前記フランジ部3をリム
1の内周に突設し、対向する一対の側面部13の先端の
凹部12に挿接するとともに、さらにリム1の接合端部
14相互を接合板6を介して結合する自転車用車輪の製
造方法にある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を一実施態様である
添付の図面を参照しながら説明する。図1は本発明の自
転車用車輪の正面図、図2は図1のB−B′線の断面図
でリム1及びフランジ部3の断面を、図3は図1のA−
A′線の断面図でスポーク部2の断面を表している。ま
た、図4はリム1の結合部を示している。
【0010】中央部材9は、2枚の中央部材片をフラン
ジ部3と前記スポーク部2の各端部8、81で突き合わ
せ接着した構造となっている。
【0011】中央部材9は、中央に位置するハブ5から
放射状に張り出す複数のスポーク部2を有し、このスポ
ーク部を環状につなぐフランジ部3とからなっており、
このフランジ部3と前記スポーク部2の各端部8、81
が互いに対向当接する一対の対称形状の中央部材片を前
記各端部8、81で当接接着した構造であることが必要
であり、当接接着する各端部は接着強度を十分確保する
ために図2、図3に例示した各端部8、81のように肉
盛りして接着面積を広くすることが好ましい。
【0012】また、中央部材9は、繊維強化プラスチッ
クからなり十分な強度剛性を有することが必要である。
この繊維強化プラスチックスを形成する強化繊維として
は、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊
維、窒化珪素繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポリ
アリレート繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維
などの有機繊維、あるいはチタン繊維、アモルファス繊
維、ステンレススチール繊維などの金属繊維から選ばれ
る1種あるいは多種をハイブリッドして使用できる。強
化繊維は一方向に引き揃えて配置してもよいし、織成し
てなるいわゆるクロス材として、さらには短繊維からな
るマットとして利用することもできる。
【0013】繊維強化プラスチックスを形成する樹脂と
しては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹
脂などの熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル
樹脂等の熱可塑性樹脂も使用できる。
【0014】上記の強化繊維と樹脂からなる中間材料の
フランジへの成形は、その形態によって、積層後バッグ
成形する、金型につめ圧縮成型する等の公知の方法で成
形することができる。
【0015】本発明の自転車用車輪において、リム1は
金属製である。金属の材質としてはアルミニウム、マグ
ネシウム、チタン、ステンレス及びそれらの金属の合金
が好ましく用いられる。
【0016】本発明で用いるリム1は、図2に示したよ
うにタイヤをはめ込む部分11と、その裏面、すなわち
内周側に突出し対向する一対の側面部13とその先端に
フランジ部3の外縁部31をはめ込む凹部12を有する
断面を有する支持外殻である。
【0017】フランジ外縁部31とリム1の凹部12と
の間は、ハブ5に掛かる力をリム1に伝達できるように
確実に接着する必要がある。フランジ外縁部31とリム
1の凹部12はサンドブラスト等の手段で粗面化した
後、接着剤等で接着することが好ましい。
【0018】リム1は、製造に際して前もってロール成
形によりリング状に曲成した後、フランジの挿接に供し
てもよいし、フランジの挿接と同時に曲げていってもよ
い。リム1の接合端部14はフランジ部挿接の後、接合
板6を介してリベット等の手段を用いて接合する。
【0019】本発明において、ハブ5は、ハブに掛かる
力をフランジ3に伝達できるように確実に接着できれ
ば、特に限定はなく公知のものが使用できる。
【0020】
【実施例】
[3本スポークフランジの成形]弾性率24T/mm2
の炭素繊維からなるクロス材(三菱レイヨン(株)製T
R3110、フィラメント数3000本の炭素繊維を経
緯打ち込み本数12.5本/25mmで製織)に、エポ
キシ樹脂を含浸したプリプレグA(三菱レイヨン(株)
製 TR3110 340KMP(商品名)厚さ0.2
5mm、樹脂含有率50%)(以下単にAと称す。)
と、弾性率40T/mm2 の炭素繊維を一方向に引き揃
えエポキシ樹脂を含浸したプリプレグB(三菱レイヨン
(株)製HRX340G200(商品名)、厚さ0.1
8mm、樹脂含有率33%)(以下単にBと称す。)を
用いた。
【0021】シリコン樹脂製の成形型の上に、スポーク
部2は半径方向が繊維方向となるようにプリプレグをA
/B/Aの3層に、スポーク2とフランジ部3とのつな
ぎ目部を円周方向が繊維方向となるようにA/B/Aの
3層に、フランジ部3はAを3枚積層し、さらにBを填
めて接合部4を肉盛りした。これをナイロンフィルムで
被い、内部を減圧した後、130℃の硬化炉中で2時間
バッグ成形して図1に示すスポーク2を均等角度で3本
有し、その先端にフランジ部3を形成したFRP製中央
部材片2枚を作製した。
【0022】FRP製中央部材片は、スポーク部2は図
3の断面に示した如く弧状に、フランジ外縁部31は、
図2の断面図に示したように外方に向かって開口した形
状になるように成形され、2枚のFRP製中央部材片の
各端部をサンディングして粗面化し、ここにエポキシ樹
脂系接着剤(チバガイギー社製 アラルダイトAW−1
06)を塗布し、室温で12時間放置し接着した。図面
の符号10は接着部を示している。得られたフランジ部
3の外周は1951mmであった。
【0023】[リムの作製]アルミ押し出し成形によっ
て得た図2の符号1に示したリムの断面形状を有するア
ルミ部材(A6061−T6)をロール成形によりリン
グ状に曲成した後、2000mm長に切断して円環状に
し、さらに真円に成形した。リムをフランジ外周に沿っ
て曲げたとき隙間ができない長さに再切断し研磨すると
ともにリム接合端部14より15mmのところにリベッ
ト用の3.3mmφの孔を穿ちリム1を作製した。
【0024】[接合板の作製]上記リムと同じ材質の厚
み0.8mmで長さ60mm、幅17.5mmの外周側
が図2に示したようにタイヤはめ込み部と同一の円弧状
の凹部を有したコ字型の断面を有し、 かつセンター穴を
形成した接合板6を作製した。
【0025】[フランジとリムとの接着]リム1の一端
に、上記接合板6を当接し、上記センター穴とリム端部
の位置を合わせ既に穿設したリムの孔に合わせて接合板
6にも孔を穿設し、ブラインドリベット(ポップリベッ
ト・ファスナー社製 TAP−K−43−B5)7によ
りリムと接合板6を固定した。
【0026】次に、リム1の内周側に突出する一対お側
面部13の先端に形成したフランジ部3の外縁部31を
はめ込むための凹部12、とフランジ外周縁部31をと
もにサンディングした後、エポキシ系接着剤(チバガイ
ギー社製 アラルダイトAW−106、商品名)を塗布
し、リムの凹部12にフランジ外縁部31を填め込ん
だ。
【0027】リム端部14が密着するように研磨し、リ
ム1を周方向に治具で締め付けリム両端を密に当接させ
た状態で、もう一方のリム1の孔からアルミ接合板6に
リベット用の3.3mmφの穴を穿ち、上記のブライン
ドリベット7で固定した。
【0028】その後、室温に12時間放置して接着剤を
硬化し、自転車用車輪を得た。
【0029】
【発明の効果】本発明の自転車用車輪は、軽量で、従来
のリムまたはリムの外層がFRPからなる車輪のような
制動時に弾性体をリムに押し当てた時に生じる当該弾性
体とFRPとの摩擦により表層が摩耗したり、焦げたり
する不都合がなくなり安全性が高い。本発明による車輪
は自転車用ばかりでなく類似の他の乗り物、機械器具の
台車などに使用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車輪の平面図である。
【図2】図1B−B′線の車輪のリム接合部の断面図で
ある。
【図3】図1A−A′線の車輪のスポーク部の断面図で
ある。
【図4】リム接合部の平面図である。
【符号の説明】
1 リム 11 タイヤはめ込み部 12 凹部 13 側面部 14 リム接合端部 2 スポーク部 3 フランジ部 31 フランジ外縁部 4 スポークと外周の接合部 5 ハブ 6 接合板 7 リベット 8 フランジ部端部 81 スポーク部端部 9 中央部材 10 接着部
フロントページの続き (72)発明者 長谷川 正則 大阪府大阪市西淀川区竹島1丁目1番59号 新家工業株式会社関西工場内 (72)発明者 竹本 秀博 愛知県豊橋市牛川通四丁目1番地の2 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 石森 巧 愛知県豊橋市牛川通四丁目1番地の2 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 前田 豊 愛知県豊橋市牛川通四丁目1番地の2 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維強化プラスチックスからなる中央部
    材9に金属製のリム1を外嵌した自転車用車輪であっ
    て、中央部材9は、ハブ5から放射状に張り出す複数の
    スポーク部2とこのスポーク部を環状につなぐフランジ
    部3とからなり、フランジ部3と前記スポーク部2の各
    端部8、81が互いに対向当接する一対の対称形状の中
    央部材片を前記各端部8、81で当接接着するととも
    に、内周側に対向する一対の側面部13の先端に設けた
    リム1の凹部12に前記フランジ部3の外縁部31に外
    嵌させ、かつリムの接合端部14相互を接合板6を介し
    て結合した自転車用車輪。
  2. 【請求項2】 ハブ5から放射状に張り出す複数のスポ
    ーク部2とこのスポーク部2を環状につなぐフランジ部
    3とからなり、このフランジ部3と前記スポーク部2の
    各端部8、81が互いに対向当接する一対の対称形状の
    中央部材片を繊維強化プラスチックスで成形し、その対
    向する各端部8、81を当接接着した中央部材9の前記
    フランジ部3をリム1の内周に突設し、対向する一対の
    側面部13の先端の凹部12に挿接するとともに、さら
    にリム1の接合端部14相互を結合板6を介して結合す
    る自転車用車輪の製造方法。
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