JPH11192990A - 鞍部及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ム - Google Patents
鞍部及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ムInfo
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- JPH11192990A JPH11192990A JP10012008A JP1200898A JPH11192990A JP H11192990 A JPH11192990 A JP H11192990A JP 10012008 A JP10012008 A JP 10012008A JP 1200898 A JP1200898 A JP 1200898A JP H11192990 A JPH11192990 A JP H11192990A
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
- B62K19/00—Cycle frames
- B62K19/02—Cycle frames characterised by material or cross-section of frame members
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B62K19/00—Cycle frames
- B62K19/18—Joints between frame members
- B62K19/28—Means for strengthening joints
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストが低廉で安価な素材の使用を可能
とし、設計の自由度を高め、更に軽量でしかも充分な強
度を有するＦＲＰ製自転車用モノコックフレームを提供
する。 【解決手段】 オ−プン型により左右別々に成形された
ＦＲＰ製半割殻を、中央突き合わせ面で接着することに
よりＦＲＰ殻を形成した自転車用ＦＲＰ製モノコックフ
レ−ムにおいて、そのモノコックフレームの鞍部及び腹
部に該半割殻の突き合わせ面上で突き合わせ面を横切
り、突き合わせ面に沿って平行かつ帯状に形成した付加
強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム
とする。
とし、設計の自由度を高め、更に軽量でしかも充分な強
度を有するＦＲＰ製自転車用モノコックフレームを提供
する。 【解決手段】 オ−プン型により左右別々に成形された
ＦＲＰ製半割殻を、中央突き合わせ面で接着することに
よりＦＲＰ殻を形成した自転車用ＦＲＰ製モノコックフ
レ−ムにおいて、そのモノコックフレームの鞍部及び腹
部に該半割殻の突き合わせ面上で突き合わせ面を横切
り、突き合わせ面に沿って平行かつ帯状に形成した付加
強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ製自転車用モノ
コックフレ−ムの構造に関し、特にそのモノコックフレ
ームの鞍部及び腹部に付加強化材層を有することを特徴
とするＦＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムの構造に関
するものである。
コックフレ−ムの構造に関し、特にそのモノコックフレ
ームの鞍部及び腹部に付加強化材層を有することを特徴
とするＦＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムの構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＦＲＰ製のパイプをラグに挿入、接着
することにより組み立てられるＦＲＰ製自転車のフレ−
ムや、ＣＦＲＰ製パイプの継手部にプリプレグを巻き付
け、金型に取り付けた後、コキュア−するごときＣＦＲ
Ｐ製自転車用フレ−ムの製造方法及びこれにより製造さ
れた自転車用フレームは、例えば特開平６−３２１１５
８号公報等において従来より知られている。
することにより組み立てられるＦＲＰ製自転車のフレ−
ムや、ＣＦＲＰ製パイプの継手部にプリプレグを巻き付
け、金型に取り付けた後、コキュア−するごときＣＦＲ
Ｐ製自転車用フレ−ムの製造方法及びこれにより製造さ
れた自転車用フレームは、例えば特開平６−３２１１５
８号公報等において従来より知られている。
【０００３】また、リヤア−ム及びフロントビ−ムが一
体となったＦＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムにおい
て、従来行われている製造方法及びこれによるモノコッ
クフレームの一例を説明すると、次のごとくである。
体となったＦＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムにおい
て、従来行われている製造方法及びこれによるモノコッ
クフレームの一例を説明すると、次のごとくである。
【０００４】第１の方法はその概略を図１３（従来のモ
ノコックフレームの断面を示している。）に示すよう
に、別途オ−プン型により左右別々に成形されたＣＦＲ
Ｐ製半割殻０１、０１を用い、その鉛直方向に屈曲形成
された中央合わせ面０２、０２における接着材０３によ
る接着及びブラインド・リベット０４による締結組み立
てによって成形される。該半割殻０１、０１の合わせ面
０２、０２部にはパテ０５を盛り整形される。また、補
強のため合わせ面にプリプレグが重ね合わされることも
ある。
ノコックフレームの断面を示している。）に示すよう
に、別途オ−プン型により左右別々に成形されたＣＦＲ
Ｐ製半割殻０１、０１を用い、その鉛直方向に屈曲形成
された中央合わせ面０２、０２における接着材０３によ
る接着及びブラインド・リベット０４による締結組み立
てによって成形される。該半割殻０１、０１の合わせ面
０２、０２部にはパテ０５を盛り整形される。また、補
強のため合わせ面にプリプレグが重ね合わされることも
ある。
【０００５】第２の方法は図示しないが、一方向カ−ボ
ン繊維プリプレグ及びカ−ボン繊維織物強化プリプレグ
をオ−トクレ−ブにより一体成形する方法である。この
場合、適当に裁断された一方向カ−ボン繊維プリプレグ
及びカ−ボン繊維織物強化プリプレグは、繊維配向を考
慮して適当な芯型上又は外型内にパッチワ−ク様に配置
され、積層成形される。そして、該積層形成された殻内
に耐熱フイルム製チュ−ブを挿入し、これを膨脹させる
ことによりプリプレグを外型に押しつけながら、オート
クレーブにより加熱しつつ成形するものである。
ン繊維プリプレグ及びカ−ボン繊維織物強化プリプレグ
をオ−トクレ−ブにより一体成形する方法である。この
場合、適当に裁断された一方向カ−ボン繊維プリプレグ
及びカ−ボン繊維織物強化プリプレグは、繊維配向を考
慮して適当な芯型上又は外型内にパッチワ−ク様に配置
され、積層成形される。そして、該積層形成された殻内
に耐熱フイルム製チュ−ブを挿入し、これを膨脹させる
ことによりプリプレグを外型に押しつけながら、オート
クレーブにより加熱しつつ成形するものである。
【０００６】従って、この様にして成形された自転車フ
レームに荷重が加わると、該荷重を殻全体で受けとめ、
特に自転車走行時においてはフレ−ムの峰部及び腹部に
大きな曲げ応力が作用するけれども、これに対処するた
めの特別の付加的強化材層は成形されていない。
レームに荷重が加わると、該荷重を殻全体で受けとめ、
特に自転車走行時においてはフレ−ムの峰部及び腹部に
大きな曲げ応力が作用するけれども、これに対処するた
めの特別の付加的強化材層は成形されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来技術で
成形されるモノコックフレ−ムにあっては、フレ−ムの
上下両端を鉛直軸方向に屈曲形成し、該ＦＲＰ製半割殻
の接着合わせ面を広く取る必要がある。その結果、モデ
ル製作の自由度を制限するという欠点があった。また、
該合わせ面にはブラインドリベットを貫通するための孔
を設ける必要があり、接着面の強度が著しく低下する恐
れが高い。その結果、軽量で実用的なモノコックフレ−
ムを成形するためには、ＦＲＰ殻の素材としては高価な
ＣＦＲＰを使用せざるを得なかった。
成形されるモノコックフレ−ムにあっては、フレ−ムの
上下両端を鉛直軸方向に屈曲形成し、該ＦＲＰ製半割殻
の接着合わせ面を広く取る必要がある。その結果、モデ
ル製作の自由度を制限するという欠点があった。また、
該合わせ面にはブラインドリベットを貫通するための孔
を設ける必要があり、接着面の強度が著しく低下する恐
れが高い。その結果、軽量で実用的なモノコックフレ−
ムを成形するためには、ＦＲＰ殻の素材としては高価な
ＣＦＲＰを使用せざるを得なかった。
【０００８】第２の従来技術である、一方向プリプレグ
を他方向に多数枚重ね合わせる方法で一体成形されるモ
ノコックフレ−ムにあっては、パッチワ−ク様に素材を
切断し、予め定められた配向に従って芯型上又は外型内
に積層（手積み）していくため、生産性がきわめて低
い。また、第１の従来技術によって成形されるモノコッ
クフレ−ムと同様、実用的には一方向ＣＦＲＰしか使用
できない欠点があった。更に、その製作にはオ−トクレ
−ブなど大掛かりな設備等を必要とし、成形コストが非
常に高くなる等の種々の問題点を有していた。
を他方向に多数枚重ね合わせる方法で一体成形されるモ
ノコックフレ−ムにあっては、パッチワ−ク様に素材を
切断し、予め定められた配向に従って芯型上又は外型内
に積層（手積み）していくため、生産性がきわめて低
い。また、第１の従来技術によって成形されるモノコッ
クフレ−ムと同様、実用的には一方向ＣＦＲＰしか使用
できない欠点があった。更に、その製作にはオ−トクレ
−ブなど大掛かりな設備等を必要とし、成形コストが非
常に高くなる等の種々の問題点を有していた。
【０００９】本発明は上記種々の問題点を解消し、製造
コストが低廉で安価な素材の使用を可能とし、設計の自
由度を高め、更に軽量でしかも充分な強度を有するＦＲ
Ｐ製自転車用モノコックフレームを提供することであ
る。
コストが低廉で安価な素材の使用を可能とし、設計の自
由度を高め、更に軽量でしかも充分な強度を有するＦＲ
Ｐ製自転車用モノコックフレームを提供することであ
る。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】第１に、オ−プン型に
より左右別々に成形されたＦＲＰ製半割殻を、中央突き
合わせ面で接着することによりＦＲＰ殻を形成した自転
車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムにおいて、そのモノコ
ックフレームの鞍部及び腹部に該半割殻の突き合わせ面
上で突き合わせ面を横切り、突き合わせ面に沿って平行
かつ帯状に形成した付加強化材層を有する自転車用ＦＲ
Ｐ製モノコックフレ−ムとする。第２に、上記のごとき
付加強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ
−ムに対し、更にＦＲＰ殻上の周方向にプリプレグを積
層成形して、鞍部及び腹部に付加強化材層を施したＦＲ
Ｐ製自転車用モノコックフレ−ムである。第３に、上記
付加強化材層の他に鞍部及び腹部において更に内側にも
付加強化層を施し、該付加強化材層を三重に形成した自
転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムである。第４に、Ｒ
ＴＭ法を用いて繊維強化材プリフォ−ムによりフレーム
殻を成形する場合に、左右のＦＲＰの強化材プリフォ−
ムを鞍部及び腹部で重ね合わせ、鞍部及び腹部で繊維強
化材プリフォ−ムによる強化材層を二重に形成し、鞍部
及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノ
コックフレ−ムである。第５に、上記各プリフォームの
重ね合せ部の上面に更に、追加の強化部層を有する自転
車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムである。
より左右別々に成形されたＦＲＰ製半割殻を、中央突き
合わせ面で接着することによりＦＲＰ殻を形成した自転
車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムにおいて、そのモノコ
ックフレームの鞍部及び腹部に該半割殻の突き合わせ面
上で突き合わせ面を横切り、突き合わせ面に沿って平行
かつ帯状に形成した付加強化材層を有する自転車用ＦＲ
Ｐ製モノコックフレ−ムとする。第２に、上記のごとき
付加強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ
−ムに対し、更にＦＲＰ殻上の周方向にプリプレグを積
層成形して、鞍部及び腹部に付加強化材層を施したＦＲ
Ｐ製自転車用モノコックフレ−ムである。第３に、上記
付加強化材層の他に鞍部及び腹部において更に内側にも
付加強化層を施し、該付加強化材層を三重に形成した自
転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムである。第４に、Ｒ
ＴＭ法を用いて繊維強化材プリフォ−ムによりフレーム
殻を成形する場合に、左右のＦＲＰの強化材プリフォ−
ムを鞍部及び腹部で重ね合わせ、鞍部及び腹部で繊維強
化材プリフォ−ムによる強化材層を二重に形成し、鞍部
及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノ
コックフレ−ムである。第５に、上記各プリフォームの
重ね合せ部の上面に更に、追加の強化部層を有する自転
車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムである。
【００１１】
【作用】自転車には、一般に鉛直面内に作用する荷重が
大きい。そのため図２及び図６に示すようなモノコック
フレ−ムにおいては、鞍部および腹部に大きな曲げ応力
が作用する。本発明の請求項１及び請求項２に記載のＦ
ＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムにあっては、半割殻
の突き合わせ部上に積層される付加強化材層にカ−ボン
繊維や、織物強化材を用いることができる。そして、積
層される枚数を変化することによって、モノコックフレ
−ムに所定の強度を与えることができると共に、織物強
化材を用いる場合、繊維配向を±４５度に配置し、接着
面に働く剪断力に十分対抗できる強度、剛性を負荷する
ことが可能である。その結果、局部的な強化で充分であ
るから、フレ−ム全体の重量を犠牲にすることがなく、
しかも経済的である。
大きい。そのため図２及び図６に示すようなモノコック
フレ−ムにおいては、鞍部および腹部に大きな曲げ応力
が作用する。本発明の請求項１及び請求項２に記載のＦ
ＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムにあっては、半割殻
の突き合わせ部上に積層される付加強化材層にカ−ボン
繊維や、織物強化材を用いることができる。そして、積
層される枚数を変化することによって、モノコックフレ
−ムに所定の強度を与えることができると共に、織物強
化材を用いる場合、繊維配向を±４５度に配置し、接着
面に働く剪断力に十分対抗できる強度、剛性を負荷する
ことが可能である。その結果、局部的な強化で充分であ
るから、フレ−ム全体の重量を犠牲にすることがなく、
しかも経済的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１、図２に示すように、オ−プン型により左右別々に
成形されたＦＲＰ製半割殻１１、１１を中央突き合わせ
面で接着してＦＲＰ製フレーム殻１０を形成する場合に
あっては、両者を突き合わせ接着した後あるいは突き合
わせ接着するとき、突き合わせ面を挟んで、強度を付与
するのに必要な枚数の繊維強化材からなる積層１２を成
形する。この場合、積層の１２の幅は例えば２０〜５０
mmとすることができる。
成形されたＦＲＰ製半割殻１１、１１を中央突き合わせ
面で接着してＦＲＰ製フレーム殻１０を形成する場合に
あっては、両者を突き合わせ接着した後あるいは突き合
わせ接着するとき、突き合わせ面を挟んで、強度を付与
するのに必要な枚数の繊維強化材からなる積層１２を成
形する。この場合、積層の１２の幅は例えば２０〜５０
mmとすることができる。
【００１３】この場合、図３に示すようにＦＲＰ製フレ
ーム殻を構成する半割殻１１、１１の外面に付加強化材
層１２が重ねられる部位には、サンドブラストや脱脂な
ど適切な表面処理を施した後接着剤１３を塗布し、その
後接着剤がゲル化する前に樹脂を含浸させた強化材１２
を積層する。図３に示すこの様な手段はウエット式成形
方法である。
ーム殻を構成する半割殻１１、１１の外面に付加強化材
層１２が重ねられる部位には、サンドブラストや脱脂な
ど適切な表面処理を施した後接着剤１３を塗布し、その
後接着剤がゲル化する前に樹脂を含浸させた強化材１２
を積層する。図３に示すこの様な手段はウエット式成形
方法である。
【００１４】図４は他の成形法を示しており、上記ＦＲ
Ｐ製半割殻１１、１１の外面付加強化材層１２が重ねら
れる部位をサンドブラストや脱脂など適切な表面処理を
施した後、接着剤１３を塗布し、その後接着剤がゲル化
する前に必要な方向と枚数を持った帯状のプリプレグ１
４を積層し、圧力と温度を加える成形などによりモノコ
ックフレ−ム１０が製作される。なお、上記の各成形工
程において、接着剤を用いない場合もある。図５は、上
記図４に示すＦＲＰ製フレーム殻１０の内側にも付加的
強化材層１２を設ける形式のモノコックフレームの形式
を示しており、これは図３又は図４のいずれのフレーム
にも適用することができる。
Ｐ製半割殻１１、１１の外面付加強化材層１２が重ねら
れる部位をサンドブラストや脱脂など適切な表面処理を
施した後、接着剤１３を塗布し、その後接着剤がゲル化
する前に必要な方向と枚数を持った帯状のプリプレグ１
４を積層し、圧力と温度を加える成形などによりモノコ
ックフレ−ム１０が製作される。なお、上記の各成形工
程において、接着剤を用いない場合もある。図５は、上
記図４に示すＦＲＰ製フレーム殻１０の内側にも付加的
強化材層１２を設ける形式のモノコックフレームの形式
を示しており、これは図３又は図４のいずれのフレーム
にも適用することができる。
【００１５】図６乃至図１０は、前述の図２と同形式の
モノコックフレーム殻２０の、他の構造及び製造方法を
示している。図７に示すように強化材プリフォ−ム２
１、２１をフレ−ム２０の半割より大きめに成形し、図
８に示すようにそれらの部分をを鞍部及び腹部で重ね合
わせる。この場合、互に重ね合せる部分の幅を例えば２
０〜５０mmとすることができる。図９は、同様の強化材
プリフォーム２１、２１を重ね合せる他の形式を示して
いる。
モノコックフレーム殻２０の、他の構造及び製造方法を
示している。図７に示すように強化材プリフォ−ム２
１、２１をフレ−ム２０の半割より大きめに成形し、図
８に示すようにそれらの部分をを鞍部及び腹部で重ね合
わせる。この場合、互に重ね合せる部分の幅を例えば２
０〜５０mmとすることができる。図９は、同様の強化材
プリフォーム２１、２１を重ね合せる他の形式を示して
いる。
【００１６】この様にして、鞍部及び腹部で繊維強化材
プリフォ−ム２１、２１による強化材層を二重に形成
し、鞍部及び腹部に付加強化材層部分２２、２２を与え
る。図１０は同様の他の形式を示しており、上記図８の
強化材層を二重に形成したフレームの外側に、更に追加
繊維強化材プリフォ−ム２３、２３を重ね合わせ、鞍部
及び腹部の強化材層を三重に形成したものである。
プリフォ−ム２１、２１による強化材層を二重に形成
し、鞍部及び腹部に付加強化材層部分２２、２２を与え
る。図１０は同様の他の形式を示しており、上記図８の
強化材層を二重に形成したフレームの外側に、更に追加
繊維強化材プリフォ−ム２３、２３を重ね合わせ、鞍部
及び腹部の強化材層を三重に形成したものである。
【００１７】
【実施例１】本発明を２０インチタイヤを有する軽マウ
ンテン仕様自転車に適用した例を示す。図１１は、本発
明を適用した軽マウンテン型シティ−サイクル用ＦＲＰ
製自転車のモノコックフレ−ムである。左右の半割りＦ
ＲＰ殻はオ−プン型を用いたＲＴＭ成形により製作し
た。強化材には８枚の平織りガラス布を用いている。ま
た、母材はビニルエステル樹脂である。シ−トポストパ
イプ、ハンドルポストパイプ及びクランクハウジング等
の内挿金属部品を中に入れ、ジグを用いて左右の半割殻
を互いに突き合わせ接着する。
ンテン仕様自転車に適用した例を示す。図１１は、本発
明を適用した軽マウンテン型シティ−サイクル用ＦＲＰ
製自転車のモノコックフレ−ムである。左右の半割りＦ
ＲＰ殻はオ−プン型を用いたＲＴＭ成形により製作し
た。強化材には８枚の平織りガラス布を用いている。ま
た、母材はビニルエステル樹脂である。シ−トポストパ
イプ、ハンドルポストパイプ及びクランクハウジング等
の内挿金属部品を中に入れ、ジグを用いて左右の半割殻
を互いに突き合わせ接着する。
【００１８】同時に、幅１０cmに切断した平織りガラス
布帯をウェット成形により突き合わせ面を挟んで４層積
層した。これらが硬化後、付加強化材層を形成するもの
である。その後、ウェット成形に用いた樹脂がゲル化す
る前に、離型性の高い高分子フイルムで付加強化材層を
押しつけるように包み、８０℃のオ−ブン中に１時間放
置し、モノコックフレ−ム１０を製作した。
布帯をウェット成形により突き合わせ面を挟んで４層積
層した。これらが硬化後、付加強化材層を形成するもの
である。その後、ウェット成形に用いた樹脂がゲル化す
る前に、離型性の高い高分子フイルムで付加強化材層を
押しつけるように包み、８０℃のオ−ブン中に１時間放
置し、モノコックフレ−ム１０を製作した。
【００１９】モノコックフレ−ムの重量は、内挿金属部
品を含んで約１．９kgとなった。後輪軸を単純支持、前
輪軸を移動支持し、サドルポストに荷重を加える三点曲
げ強度試験を行ったところ、その最終破壊強度は約１．
２ｔｏｎであって、他のシティ−サイクル用フレ−ム
（スタッガ−ト型、Ｈ型など）の６００kg〜９００kgよ
り高い強度を達成できた。破壊は、付加強化材層からは
起こらず、サドル下の側面の局所座屈により引き起こさ
れた。
品を含んで約１．９kgとなった。後輪軸を単純支持、前
輪軸を移動支持し、サドルポストに荷重を加える三点曲
げ強度試験を行ったところ、その最終破壊強度は約１．
２ｔｏｎであって、他のシティ−サイクル用フレ−ム
（スタッガ−ト型、Ｈ型など）の６００kg〜９００kgよ
り高い強度を達成できた。破壊は、付加強化材層からは
起こらず、サドル下の側面の局所座屈により引き起こさ
れた。
【００２０】この結果、付加強化材層は静的強度向上に
大いに付与していることが証明された。また、ＪＩＳ
Ｄ９４０１に基づく耐久試験を実施したが、フレ−ムは
破損することがなかった。試験後の目視観察によれば、
フレ−ムには損傷が一切認められなかった。更に、残留
三点曲げ強度も約１．１ｔｏｎとほぼ初期強度を維持し
ており、本発明の構造を有するＦＲＰ製自転車モノコッ
クフレ−ムの有効性が確認された。
大いに付与していることが証明された。また、ＪＩＳ
Ｄ９４０１に基づく耐久試験を実施したが、フレ−ムは
破損することがなかった。試験後の目視観察によれば、
フレ−ムには損傷が一切認められなかった。更に、残留
三点曲げ強度も約１．１ｔｏｎとほぼ初期強度を維持し
ており、本発明の構造を有するＦＲＰ製自転車モノコッ
クフレ−ムの有効性が確認された。
【００２１】
【実施例２】本発明をシティ−サイクル用自転車に適用
した例を示す。図１２は、本発明を適用した前１６イン
チ、後２０インチのタイヤを有するシティ−サイクル用
ＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ム２０である。モノコ
ックフレ−ムはＲＴＭ成形法により一体成形された。
した例を示す。図１２は、本発明を適用した前１６イン
チ、後２０インチのタイヤを有するシティ−サイクル用
ＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ム２０である。モノコ
ックフレ−ムはＲＴＭ成形法により一体成形された。
【００２２】はじめに、左右の繊維強化材プリフォ−ム
を成形した。強化材には６枚の平織りガラス布を用い
た。中空とするため、形を整えたエアバックに左右のプ
リフォ−ムを巻き付けた。このとき、鞍部及び腹部にお
いて二つのプリフォ−ムを重ね合わせた。これをインサ
−ト金具とともに成形型の中にセットし、樹脂（ビニル
エステル）を注入したモノコックフレ−ムを一体成形し
た。モノコックフレ−ムの重量は、ギヤボックスのため
のベ−ス金具を除いて約１．６kgとなった。
を成形した。強化材には６枚の平織りガラス布を用い
た。中空とするため、形を整えたエアバックに左右のプ
リフォ−ムを巻き付けた。このとき、鞍部及び腹部にお
いて二つのプリフォ−ムを重ね合わせた。これをインサ
−ト金具とともに成形型の中にセットし、樹脂（ビニル
エステル）を注入したモノコックフレ−ムを一体成形し
た。モノコックフレ−ムの重量は、ギヤボックスのため
のベ−ス金具を除いて約１．６kgとなった。
【００２３】後輪軸を単純支持、前輪軸を移動支持し、
サドルポストに荷重を加える三点曲げ強度試験を行った
ところ、その最終破壊強度は約１．０ｔｏｎとなり、他
のシティ−サイクル用フレ−ム（スラッガ−ト型、Ｈ型
など）の７００kg〜９００kgより高い強度を達成でき
た。破壊は、付加強化材層からは起こらず、サドル下の
側面の局所座屈により引き起こされた。これより、強化
材プリフォ−ムを鞍部及び腹部で重ね合わせ、持たらさ
れた付加強化材層は静的強度向上に大いに寄与している
ことが証明された。
サドルポストに荷重を加える三点曲げ強度試験を行った
ところ、その最終破壊強度は約１．０ｔｏｎとなり、他
のシティ−サイクル用フレ−ム（スラッガ−ト型、Ｈ型
など）の７００kg〜９００kgより高い強度を達成でき
た。破壊は、付加強化材層からは起こらず、サドル下の
側面の局所座屈により引き起こされた。これより、強化
材プリフォ−ムを鞍部及び腹部で重ね合わせ、持たらさ
れた付加強化材層は静的強度向上に大いに寄与している
ことが証明された。
【００２４】また、ＪＩＳ Ｄ９４０１に基づき耐久試
験を実施したが、フレ−ムは破損することがなかった。
試験後の目視観察によれば、フレ−ムには損傷は一切認
められなかった。残留三点曲げ強度も初期強度を維持し
ており、本発明の構造を有するＦＲＰ製自転車モノコッ
クフレ−ムの有効性が確認された。
験を実施したが、フレ−ムは破損することがなかった。
試験後の目視観察によれば、フレ−ムには損傷は一切認
められなかった。残留三点曲げ強度も初期強度を維持し
ており、本発明の構造を有するＦＲＰ製自転車モノコッ
クフレ−ムの有効性が確認された。
【００２５】
【効果】本発明の請求項１に記載のＦＲＰ製自転車用モ
ノコックフレ−ムにあっては、付加強化材層の選択、積
層設計により、ガラスマット材などを強化材とする安価
で、軽量な材料を用いて成形された半割殻を用いること
ができる。また、請求項２のＦＲＰ製自転車用モノコッ
クフレ−ムにあっては、全体を覆うプリプレグの材料、
積層数の選択によって、モノコックフレ−ムに十分な強
度、剛性を付与することができる。その結果、予め成形
される半割殻にはあまり強度、剛性の高い材料を用いる
必要はなく、ＳＭＣやエンジニアリングプラスチック
ス、例えばポリアミド樹脂の射出成形によっても製作可
能である。この場合、軽量化することができる。更に安
価な材料の使用、多量生産を可能とする成型法を用いる
ことができ、十分な強度、剛性を持ちながら、安価で軽
量なＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ムが実現できる。
ノコックフレ−ムにあっては、付加強化材層の選択、積
層設計により、ガラスマット材などを強化材とする安価
で、軽量な材料を用いて成形された半割殻を用いること
ができる。また、請求項２のＦＲＰ製自転車用モノコッ
クフレ−ムにあっては、全体を覆うプリプレグの材料、
積層数の選択によって、モノコックフレ−ムに十分な強
度、剛性を付与することができる。その結果、予め成形
される半割殻にはあまり強度、剛性の高い材料を用いる
必要はなく、ＳＭＣやエンジニアリングプラスチック
ス、例えばポリアミド樹脂の射出成形によっても製作可
能である。この場合、軽量化することができる。更に安
価な材料の使用、多量生産を可能とする成型法を用いる
ことができ、十分な強度、剛性を持ちながら、安価で軽
量なＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ムが実現できる。
【００２６】本発明の請求項４及び請求項５に記載のＦ
ＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムにあっては、鞍部及
び腹部で繊維強化材プリフォ−ムによる強化材層を二重
又は三重に重ね合わせているため、高い曲げ応力が作用
する鞍部及び腹部の強度、剛性が特に高くできる。その
結果、フレ−ム側部の強化材積層数は少なくて済み、安
価で軽量なＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ムが実現で
きる。
ＲＰ製自転車用モノコックフレ−ムにあっては、鞍部及
び腹部で繊維強化材プリフォ−ムによる強化材層を二重
又は三重に重ね合わせているため、高い曲げ応力が作用
する鞍部及び腹部の強度、剛性が特に高くできる。その
結果、フレ−ム側部の強化材積層数は少なくて済み、安
価で軽量なＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ムが実現で
きる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、自転車用モノ
コックフレームを構成する左右の半割殻を示す斜視図で
ある。
コックフレームを構成する左右の半割殻を示す斜視図で
ある。
【図２】図１に示す半割殻を突合せ部で接着し、付加強
化材層を施したモノコックフレームの斜視図である。
化材層を施したモノコックフレームの斜視図である。
【図３】本発明の一つの態様であるＦＲＰ製モノコック
フレームの製造過程を示す、図２のＡ−Ａ断面図であ
る。
フレームの製造過程を示す、図２のＡ−Ａ断面図であ
る。
【図４】図３に示す態様であるＦＲＰ製モノコックフレ
ームの外周部に帯状のプリプレグを積層した構造の製造
過程を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
ームの外周部に帯状のプリプレグを積層した構造の製造
過程を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３に示す態様であるＦＲＰ製モノコックフレ
ームの内部に追加の付加強度材層を設けた製造過程を示
す図２のＡ−Ａ断面図である。
ームの内部に追加の付加強度材層を設けた製造過程を示
す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る自転車用モノコ
ックフレームの斜視図である。
ックフレームの斜視図である。
【図７】図６のフレームを製造するための半割殻の断面
図である。
図である。
【図８】左右の繊維強化材プリフォームの結合の一形態
を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図９】左右の繊維強化材プリフォームの結合の他の形
態を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
態を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図６に示すモノコックフレームの他の形態に
おける図２のＡ−Ａ断面図である。
おける図２のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】本発明によるモノコックフレームを用いた自
転車の一実施例の概観図である。
転車の一実施例の概観図である。
【図１２】本発明によるモノコックフレームを用いた自
転車の他の実施例の概観図である。
転車の他の実施例の概観図である。
【図１３】従来のモノコックフレームの製造方法説明図
である。
である。
【符号の説明】 １０、２０ モノコックフレーム １１ ＦＲＰ製半割殻 １２ 付加強化材層 １３ 接着剤 １４ プリプレグ ２１ 繊維強化材プリフォーム ２２ 付加強化材層部分 ２３ 追加繊維強化材
Claims (5)
- 【請求項１】 オ−プン型により左右別々に成形された
ＦＲＰ製半割殻を、中央突き合わせ面で接着することに
よりフレーム殻を形成した自転車用ＦＲＰ製モノコック
フレ−ムにおいて、そのモノコックフレームの鞍部及び
腹部に該半割殻の突き合わせ面上で突き合わせ面を横切
り、突き合わせ面に沿って平行かつ帯状に形成した付加
強化材層を有する自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−
ム。 - 【請求項２】 請求項１において形成された自転車用Ｆ
ＲＰ製モノコックフレ−ムにあって、上記モノコックフ
レームの鞍部及び腹部の突き合せ面上で突き合わせ面を
横切り、突き合わせ面に沿って平行かつ帯状に付加強化
材層を形成したのち、フレーム殻上の周方向にプリプレ
グを積層成形したことを特徴とするＦＲＰ製自転車用モ
ノコックフレ−ム。 - 【請求項３】 上記付加強化材層を鞍部及び腹部におい
て更に内側にも施し、付加強化材層部を三重に形成した
ことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の自転
車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム。 - 【請求項４】 ＲＴＭ法を用いて繊維強化材プリフォ−
ムによりフレーム殻を成形した自転車用ＦＲＰ製モノコ
ックフレ−ムにおいて、ＦＲＰの強化材プリフォ−ムを
フレームの鞍部及び腹部で重ね合わせ、繊維強化材プリ
フォ−ムによる強化材層部を二重に形成することによ
り、該フレームの鞍部及び腹部に付加強化材層部を有す
ることを特徴とする自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−
ム。 - 【請求項５】 請求項４において成形された自転車用Ｆ
ＲＰ製モノコックフレームにあって、各ＦＲＰプリフォ
ームの重ね合せ部の上面に更に追加の繊維強化プリフォ
ームを積層し、強化部層を三重としたことを特徴とする
自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012008A JPH11192990A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 鞍部及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012008A JPH11192990A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 鞍部及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11192990A true JPH11192990A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11793572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10012008A Pending JPH11192990A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 鞍部及び腹部に付加強化材層を有する自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11192990A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011053100A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Rehau Ag + Co | Zweiradrahmen, Zweirad und Verfahren zur Herstellung eines Zweiradrahmens |
| JP2017132063A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 繊維強化樹脂構造体 |
| CN112805214A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-05-14 | 太宇工业股份有限公司 | 自行车热塑复合材车架构件的成型方法及其成品 |
| EP4129810A1 (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-08 | A-Pro Tech Co., Ltd. | Bicycle frame component and method for thermoforming the same |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP10012008A patent/JPH11192990A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011053100A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Rehau Ag + Co | Zweiradrahmen, Zweirad und Verfahren zur Herstellung eines Zweiradrahmens |
| JP2017132063A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 繊維強化樹脂構造体 |
| CN112805214A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-05-14 | 太宇工业股份有限公司 | 自行车热塑复合材车架构件的成型方法及其成品 |
| EP4129810A1 (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-08 | A-Pro Tech Co., Ltd. | Bicycle frame component and method for thermoforming the same |
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