JPH11192991A - 自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ムの構造及びその製造方法 - Google Patents
自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ムの構造及びその製造方法Info
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- JPH11192991A JPH11192991A JP10012017A JP1201798A JPH11192991A JP H11192991 A JPH11192991 A JP H11192991A JP 10012017 A JP10012017 A JP 10012017A JP 1201798 A JP1201798 A JP 1201798A JP H11192991 A JPH11192991 A JP H11192991A
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- thin
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程を簡略化し、ガラス繊維プリプレグ
を利用しながら高強度のフレームが得られる自転車用Ｆ
ＲＰ製モノコックフレームの構造及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの
最終形状より、０．３mm乃至４．０mm小さい形状・寸法
に成形された厚さ０．１mm乃至４．０mmのＦＲＰ製薄肉
中空コアの外面上に、ガラス繊維プリプレグを複数枚重
ね合わせ、その上から熱収縮フイルムを巻き付け、オ−
ブン中にてガラス繊維プリプレグの硬化に必要な温度及
び時間放置し、ＦＲＰ製薄肉中空コア材とガラス繊維プ
リプレグとを一体化して形成された自転車用ＦＲＰ製モ
ノコックフレ−ム及びその製造方法である。
を利用しながら高強度のフレームが得られる自転車用Ｆ
ＲＰ製モノコックフレームの構造及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの
最終形状より、０．３mm乃至４．０mm小さい形状・寸法
に成形された厚さ０．１mm乃至４．０mmのＦＲＰ製薄肉
中空コアの外面上に、ガラス繊維プリプレグを複数枚重
ね合わせ、その上から熱収縮フイルムを巻き付け、オ−
ブン中にてガラス繊維プリプレグの硬化に必要な温度及
び時間放置し、ＦＲＰ製薄肉中空コア材とガラス繊維プ
リプレグとを一体化して形成された自転車用ＦＲＰ製モ
ノコックフレ−ム及びその製造方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ製薄肉中空コア
材の上にガラス繊維プリプレグが積層成形され、該ＦＲ
Ｐ製薄肉中空コア材とガラス繊維プリプレグが一体とな
って強度を発揮する、自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ
−ムの構造及びその製造方法に関するものである。
材の上にガラス繊維プリプレグが積層成形され、該ＦＲ
Ｐ製薄肉中空コア材とガラス繊維プリプレグが一体とな
って強度を発揮する、自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ
−ムの構造及びその製造方法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−ムの製造方法は、例えば特開平６−
３２１１５８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−ムの製造方法は、例えば特開平６−
３２１１５８号公報等において従来より知られている。
【０００３】また、リヤア−ムおよびフロントビ−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を説明すると、次のご
とくである。
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８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。
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
ン繊維プリプレグおよびカ−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
グおよびカ−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又は外型にパッチワ−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。
ン繊維プリプレグおよびカ−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
グおよびカ−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又は外型にパッチワ−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】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく従来の手
法では、予めカ−ボン繊維プリプレグを用いた半割フレ
−ムをオ−プン型を用いたホットプレス又はオ−トクレ
−ブにより成形し、その品質を確保している。しかし、
この場合フレ−ム中央部分において半割りフレームを接
着する必要があり、更に該接着部分の形状を整えるため
のパテ処理あるいは強度向上のための追加のプリプレグ
等の積層成形が必要であり、工程数が多くかつ作業が複
雑である。
法では、予めカ−ボン繊維プリプレグを用いた半割フレ
−ムをオ−プン型を用いたホットプレス又はオ−トクレ
−ブにより成形し、その品質を確保している。しかし、
この場合フレ−ム中央部分において半割りフレームを接
着する必要があり、更に該接着部分の形状を整えるため
のパテ処理あるいは強度向上のための追加のプリプレグ
等の積層成形が必要であり、工程数が多くかつ作業が複
雑である。
【０００７】一方、カ−ボン繊維プリプレグをパッチワ
−ク的に重ね合わせ、オ−トクレ−ブで一体成形する製
法においては、剛性の高い雌型にセットする前に、一旦
堅い雄型の上にカ−ボン繊維プリプレグを重ね合わせ、
その形を整えた後、雄型を取り除く所謂プリフォーム工
程が必要である。さらに、この形の整えられたプリプレ
グ・プリフォ−ムを雌型にセットし、内圧を加え、オー
トクレーブで成形しなければならない。従って、オ−ト
クレ−ブを用いるため成形には多くの人手と長い時間を
必要とすると共に、成形には高価な設備を必要とする。
また、素材としてもカ−ボン繊維又はガラス繊維プリプ
レグしか使用できないので、製品が高価にならざるを得
ない等の欠点があった。
−ク的に重ね合わせ、オ−トクレ−ブで一体成形する製
法においては、剛性の高い雌型にセットする前に、一旦
堅い雄型の上にカ−ボン繊維プリプレグを重ね合わせ、
その形を整えた後、雄型を取り除く所謂プリフォーム工
程が必要である。さらに、この形の整えられたプリプレ
グ・プリフォ−ムを雌型にセットし、内圧を加え、オー
トクレーブで成形しなければならない。従って、オ−ト
クレ−ブを用いるため成形には多くの人手と長い時間を
必要とすると共に、成形には高価な設備を必要とする。
また、素材としてもカ−ボン繊維又はガラス繊維プリプ
レグしか使用できないので、製品が高価にならざるを得
ない等の欠点があった。
【０００８】本発明は上記種々の問題点を解消し、製造
工程を簡略化し、ガラス繊維プリプレグを利用しながら
高強度のフレームが得られる自転車用ＦＲＰ製モノコッ
クフレームの構造及びその製造方法を提供する。また、
オートクレーブを用いることなく短時間で大量のフレー
ムを製造可能とすると共に、製造装置も大型化すること
なく、しかも安価な上記モノコックフレームの構造及び
その製造方法を提供する。
工程を簡略化し、ガラス繊維プリプレグを利用しながら
高強度のフレームが得られる自転車用ＦＲＰ製モノコッ
クフレームの構造及びその製造方法を提供する。また、
オートクレーブを用いることなく短時間で大量のフレー
ムを製造可能とすると共に、製造装置も大型化すること
なく、しかも安価な上記モノコックフレームの構造及び
その製造方法を提供する。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明の構成は第１
に、自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの最終形状よ
り、０．３mm乃至４．０mm小さい形状・寸法に成形され
た厚さ０．１mm乃至４．０mmのＦＲＰ製薄肉中空コアの
外面上に、ガラス繊維プリプレグを複数枚重ね合わせ、
その上から熱収縮フイルムを巻き付け、オ−ブン中にて
ガラス繊維プリプレグの硬化に必要な温度及び時間放置
し、ＦＲＰ製薄肉中空コア材とガラス繊維プリプレグと
を一体化して形成された自転車用ＦＲＰ製モノコックフ
レ−ム及びその製造方法である。第２に、上記ガラス繊
維プリプレグが複数枚重ね合わせられたＦＲＰ製薄肉中
空コアを、上下又は左右二つに分割される雌型の一方に
セットし、もう一方の型を閉じて、ＦＲＰ製薄肉中空コ
アの上に置かれたガラス繊維プリプレグをＦＲＰ製薄肉
中空コア材上に押しつけ、オ−ブン中にてガラス繊維プ
リプレグの硬化に必要な温度及び時間放置し、ＦＲＰ製
薄肉中空コアとガラス繊維プリプレグとが一体とされて
強度を発揮するようにした自転車用ＦＲＰ製モノコック
フレ−ム及びその製造方法である。第３に、上記ＦＲＰ
製薄肉中空コアに代えて、ブロ−成形により一体成形さ
れた樹脂製薄肉中空コアを用いたことを特徴とするＦＲ
Ｐ製自転車用モノコックフレ−ム及びその製造方法であ
る。第４に、上記ＦＲＰ製薄肉中空コアに代えて、射出
成形により成形された樹脂製薄肉中空コアを用いたこと
を特徴とする自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム及び
その製造方法である。第５に、上記ガラス繊維プリプレ
グに代えて樹脂を含浸させたガラス繊維強化布を用いて
成形されることを特徴とする自転車用ＦＲＰ製モノコッ
クフレ−ム及びその製造方法である。
に、自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの最終形状よ
り、０．３mm乃至４．０mm小さい形状・寸法に成形され
た厚さ０．１mm乃至４．０mmのＦＲＰ製薄肉中空コアの
外面上に、ガラス繊維プリプレグを複数枚重ね合わせ、
その上から熱収縮フイルムを巻き付け、オ−ブン中にて
ガラス繊維プリプレグの硬化に必要な温度及び時間放置
し、ＦＲＰ製薄肉中空コア材とガラス繊維プリプレグと
を一体化して形成された自転車用ＦＲＰ製モノコックフ
レ−ム及びその製造方法である。第２に、上記ガラス繊
維プリプレグが複数枚重ね合わせられたＦＲＰ製薄肉中
空コアを、上下又は左右二つに分割される雌型の一方に
セットし、もう一方の型を閉じて、ＦＲＰ製薄肉中空コ
アの上に置かれたガラス繊維プリプレグをＦＲＰ製薄肉
中空コア材上に押しつけ、オ−ブン中にてガラス繊維プ
リプレグの硬化に必要な温度及び時間放置し、ＦＲＰ製
薄肉中空コアとガラス繊維プリプレグとが一体とされて
強度を発揮するようにした自転車用ＦＲＰ製モノコック
フレ−ム及びその製造方法である。第３に、上記ＦＲＰ
製薄肉中空コアに代えて、ブロ−成形により一体成形さ
れた樹脂製薄肉中空コアを用いたことを特徴とするＦＲ
Ｐ製自転車用モノコックフレ−ム及びその製造方法であ
る。第４に、上記ＦＲＰ製薄肉中空コアに代えて、射出
成形により成形された樹脂製薄肉中空コアを用いたこと
を特徴とする自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム及び
その製造方法である。第５に、上記ガラス繊維プリプレ
グに代えて樹脂を含浸させたガラス繊維強化布を用いて
成形されることを特徴とする自転車用ＦＲＰ製モノコッ
クフレ−ム及びその製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
５により、特にその製造方法について説明する。図１は
本発明の自転車用モノコックフレームの製造に用いるＦ
ＲＰ製薄肉中空コア１０のための、左右半割コア１１、
１１の外形を示している。このＦＲＰ製薄肉中空コア
は、オ−プン型により左右別々に半割コアを成形し、こ
れを中央で接着することによりコア（殻）を形成する。
各半割コアは、ＳＭＣ（ＳheetＭold Ｃompounds ）を
用いたプレス成形で製作してもよい。また、ＰＥＴなど
の樹脂を用いて、ブロ−成形により製作しても良いし、
塩ビ樹脂などでは真空又は圧空成形により製作すること
ができる。さらに、ガラス繊維又はカ−ボン樹脂等の強
化材を含んだ樹脂を用い、射出成形により成形したもの
でもよい。
５により、特にその製造方法について説明する。図１は
本発明の自転車用モノコックフレームの製造に用いるＦ
ＲＰ製薄肉中空コア１０のための、左右半割コア１１、
１１の外形を示している。このＦＲＰ製薄肉中空コア
は、オ−プン型により左右別々に半割コアを成形し、こ
れを中央で接着することによりコア（殻）を形成する。
各半割コアは、ＳＭＣ（ＳheetＭold Ｃompounds ）を
用いたプレス成形で製作してもよい。また、ＰＥＴなど
の樹脂を用いて、ブロ−成形により製作しても良いし、
塩ビ樹脂などでは真空又は圧空成形により製作すること
ができる。さらに、ガラス繊維又はカ−ボン樹脂等の強
化材を含んだ樹脂を用い、射出成形により成形したもの
でもよい。
【００１１】図２は、その左右の半割コア１１、１１を
突合せ、該突合せ部１２を接着することにより予め成形
された中空コアを示しており、このＦＲＰ製薄肉中空コ
ア１０はその表面にガラス繊維プリプレグを重ね合わ
せ、かつ、それらを押さえつけるのに十分な剛性、強度
を有するものである。上記中空コア１０の外形形状、寸
法は、自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの最終形状
より０．５mm乃至４．０mm小さくする。また、該中空コ
ア１０の厚さは０．１mm乃至４．０mmとする。
突合せ、該突合せ部１２を接着することにより予め成形
された中空コアを示しており、このＦＲＰ製薄肉中空コ
ア１０はその表面にガラス繊維プリプレグを重ね合わ
せ、かつ、それらを押さえつけるのに十分な剛性、強度
を有するものである。上記中空コア１０の外形形状、寸
法は、自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの最終形状
より０．５mm乃至４．０mm小さくする。また、該中空コ
ア１０の厚さは０．１mm乃至４．０mmとする。
【００１２】図３は図２におけるＡ−Ａ断面を示してお
り、上記中空コア１０の上に、形状に合わせて適当に裁
断されたガラス繊維プリプレグ１３、１３を、自転車フ
レ−ムに作用する応力を考慮して必要枚数、予め指定さ
れた配向角に適切に重ね合わせ、巻き付ける。そして最
後に、熱収縮テ−プ１４をプリプレグ１３、１３の上か
ら巻き、該プリプレグ１３、１３が動かないようにす
る。その後、オ−ブン内に必要な温度で必要時間放置し
成形する。
り、上記中空コア１０の上に、形状に合わせて適当に裁
断されたガラス繊維プリプレグ１３、１３を、自転車フ
レ−ムに作用する応力を考慮して必要枚数、予め指定さ
れた配向角に適切に重ね合わせ、巻き付ける。そして最
後に、熱収縮テ−プ１４をプリプレグ１３、１３の上か
ら巻き、該プリプレグ１３、１３が動かないようにす
る。その後、オ−ブン内に必要な温度で必要時間放置し
成形する。
【００１３】他の実施態様としては、ガラス繊維プリプ
レグの代わりに、カ−ボン繊維プリプレグを用いること
もできる。また、同じくガラス繊維プリプレグの代わり
に、樹脂を含浸させたガラス繊維またはカ−ボン繊維強
化材を薄肉コア材に積層又は巻き付ける方法でもよい。
レグの代わりに、カ−ボン繊維プリプレグを用いること
もできる。また、同じくガラス繊維プリプレグの代わり
に、樹脂を含浸させたガラス繊維またはカ−ボン繊維強
化材を薄肉コア材に積層又は巻き付ける方法でもよい。
【００１４】図４は、図３においてガラス繊維プリプレ
グ１３を積層、巻き付ける工程の前に、発泡剤層１５を
適用する工程を示している。この場合、発泡剤層１５と
しては例えば中空ガラス球を含んだ樹脂層、発泡樹脂層
或いは発泡剤を含んだ樹脂層等を用いることができる。
グ１３を積層、巻き付ける工程の前に、発泡剤層１５を
適用する工程を示している。この場合、発泡剤層１５と
しては例えば中空ガラス球を含んだ樹脂層、発泡樹脂層
或いは発泡剤を含んだ樹脂層等を用いることができる。
【００１５】図５は、上記図３におけるガラス繊維プリ
プレグの成形、硬化において、熱収縮テ−プの代わりに
ＦＲＰ製雌型を用いる製造方法を示している。熱収縮テ
−プ１４の代わりに、ＦＲＰ製雌型１６、１６を用いた
プレス成形をする場合には、薄肉中空コア１０内を加圧
し、薄肉中空コアを通してガラス繊維プリプレグ１３を
ＦＲＰ製雌型１６の内面に押しつけ、成形してもよい。
また、この場合、薄肉中空コア内にナイロン製チュ−ブ
（図示せず）を挿入し、これに空気もしくは他の触媒を
注入して加圧することができる。
プレグの成形、硬化において、熱収縮テ−プの代わりに
ＦＲＰ製雌型を用いる製造方法を示している。熱収縮テ
−プ１４の代わりに、ＦＲＰ製雌型１６、１６を用いた
プレス成形をする場合には、薄肉中空コア１０内を加圧
し、薄肉中空コアを通してガラス繊維プリプレグ１３を
ＦＲＰ製雌型１６の内面に押しつけ、成形してもよい。
また、この場合、薄肉中空コア内にナイロン製チュ−ブ
（図示せず）を挿入し、これに空気もしくは他の触媒を
注入して加圧することができる。
【００１６】
【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６は、本発明
を適用したシティーサイクル用ＦＲＰ製自転車モノコッ
クフレ−ム１０である。左右のＦＲＰ薄肉半割コアはオ
−プン型を用いたＲＴＭ成形により製作した。強化材に
は２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。
ンテン仕様自転車に適用した例を示す。図６は、本発明
を適用したシティーサイクル用ＦＲＰ製自転車モノコッ
クフレ−ム１０である。左右のＦＲＰ薄肉半割コアはオ
−プン型を用いたＲＴＭ成形により製作した。強化材に
は２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。
【００１７】各半割コアの厚さは約０．５mmである。内
挿金属部品（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）を左右の半割コアの中に入
れ、ジグを用いて左右の半割コアを互いに突き合わせ接
着する。これをＦＲＰ製薄肉中空コア１０として、その
表面をアセトンで脱脂した後、一辺が１０cmから５０cm
の三角又は矩形に裁断した一方向カ−ボン繊維／エポキ
シ・プリプレグをロ−ラで押しつけながら積み重ねる。
曲面の曲率が小さいところは小さいプリプレグを用い
た。フレ−ムの表面保護のため、積層の最外層にはガラ
ス繊維布／エポキシ・プリプレグを用いた。
挿金属部品（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）を左右の半割コアの中に入
れ、ジグを用いて左右の半割コアを互いに突き合わせ接
着する。これをＦＲＰ製薄肉中空コア１０として、その
表面をアセトンで脱脂した後、一辺が１０cmから５０cm
の三角又は矩形に裁断した一方向カ−ボン繊維／エポキ
シ・プリプレグをロ−ラで押しつけながら積み重ねる。
曲面の曲率が小さいところは小さいプリプレグを用い
た。フレ−ムの表面保護のため、積層の最外層にはガラ
ス繊維布／エポキシ・プリプレグを用いた。
【００１８】最後に、熱収縮テ−プを巻き付ける。これ
を１３０℃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。プリプレグが硬化した後、熱収
縮テ−プは剥がされた。モノコックフレ−ムの重量は、
内挿金属部品を含んで約１．６５kgとなった。
を１３０℃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。プリプレグが硬化した後、熱収
縮テ−プは剥がされた。モノコックフレ−ムの重量は、
内挿金属部品を含んで約１．６５kgとなった。
【００１９】次に各種の試験を説明する。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１．４ton で、他のシティーサイクル用フレ−ム例
えばスタッガ−ト型、Ｈ型等の６００kg〜９００kgより
高い強度を達成できた。また、ＪＩＳ Ｄ９４０１に基
づく耐久性試験を実施したが、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
破損は一切認められなかった。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
が認められた。
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１．４ton で、他のシティーサイクル用フレ−ム例
えばスタッガ−ト型、Ｈ型等の６００kg〜９００kgより
高い強度を達成できた。また、ＪＩＳ Ｄ９４０１に基
づく耐久性試験を実施したが、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
破損は一切認められなかった。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
が認められた。
【００２０】
【実施例２】本発明をシティーサイクル用自転車に適用
した例を示す。図７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ーサイクル用
ＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ム１０である。はじめ
に、雌型の上に、ガラスマットを手積み法で積層し、Ｆ
ＲＰ製薄肉半割コアを製作した。母材はビニルエステル
樹脂である。ＦＲＰ製薄肉半割コアの厚さは、約０．８
mmである。内挿金属部品（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）を左右の半割
コアの中に入れ、ジグを用いて左右の半割コアを互いに
突き合わせ接着する。
した例を示す。図７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ーサイクル用
ＦＲＰ製自転車モノコックフレ−ム１０である。はじめ
に、雌型の上に、ガラスマットを手積み法で積層し、Ｆ
ＲＰ製薄肉半割コアを製作した。母材はビニルエステル
樹脂である。ＦＲＰ製薄肉半割コアの厚さは、約０．８
mmである。内挿金属部品（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）を左右の半割
コアの中に入れ、ジグを用いて左右の半割コアを互いに
突き合わせ接着する。
【００２１】これをＦＲＰ製薄肉中空コアとして、その
表面をアセトンで脱脂した後、一辺が１０cmから５０cm
の三角又は矩形に裁断したガラス繊維布／ビニルエステ
ル・プリプレグをロ−ラで押しつけながら積み重ねる。
曲面の曲率が小さいところは小さいプリプレグを用い
た。最後に、熱収縮テ−プを巻き付ける。これを１００
℃のオ−ブン中に１時間放置し、モノコックフレ−ムを
製作した。プリプレグが硬化した後、熱収縮テ−プは剥
がされる。モノコックフレ−ムの重量は、約１．８kgと
なった。
表面をアセトンで脱脂した後、一辺が１０cmから５０cm
の三角又は矩形に裁断したガラス繊維布／ビニルエステ
ル・プリプレグをロ−ラで押しつけながら積み重ねる。
曲面の曲率が小さいところは小さいプリプレグを用い
た。最後に、熱収縮テ−プを巻き付ける。これを１００
℃のオ−ブン中に１時間放置し、モノコックフレ−ムを
製作した。プリプレグが硬化した後、熱収縮テ−プは剥
がされる。モノコックフレ−ムの重量は、約１．８kgと
なった。
【００２２】次に各種の試験を説明する。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 で、他のシティーサイクル用フレ−ム
（スタッガ−ド型、Ｈ型など）の７００kg〜９００kgよ
り高い強度を達成できた。また、ＪＩＳ Ｄ９４０１に
基づく耐久性試験を実施したが、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
は破損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−ムの有効性が認められた。
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 で、他のシティーサイクル用フレ−ム
（スタッガ−ド型、Ｈ型など）の７００kg〜９００kgよ
り高い強度を達成できた。また、ＪＩＳ Ｄ９４０１に
基づく耐久性試験を実施したが、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
は破損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−ムの有効性が認められた。
【００２３】
【効果】第１に、ＦＲＰ製薄肉中空コアが後から積層成
形されるガラス繊維プリプレグ層と一体となるため、総
合して高い強度が発現できる。また、同様にＦＲＰ製薄
肉中空コアとガラス繊維プリプレグ層を一体化されるの
で、従来の方法におけるごとくＦＲＰ製薄肉中空コアに
代わる雄型からガラス繊維プリプレグを取り外す工程が
省略できる。第２に、熱収縮テ−プを用いてプリプレグ
をＦＲＰ製薄肉中空コアに押しつけるため、オ−トクレ
−ブを必要としない。そして、オ−ブン内で一度に多数
のフレ−ムを硬化、成形でき、かつ連続的に硬化、成形
することもできるため大量生産が可能である。また、熱
収縮テ−プを用いない場合、ガラス繊維プリプレグを巻
いたＦＲＰ製薄肉中空コアを雌型に入れ、圧縮成形する
こともできる。第３に、薄肉中空コアは少なくともガラ
ス繊維プリプレグ加圧に必要な剛性と強度を持てばよい
ので、その成形にはＦＲＰ以外の種々の材料を用いるこ
とができる。
形されるガラス繊維プリプレグ層と一体となるため、総
合して高い強度が発現できる。また、同様にＦＲＰ製薄
肉中空コアとガラス繊維プリプレグ層を一体化されるの
で、従来の方法におけるごとくＦＲＰ製薄肉中空コアに
代わる雄型からガラス繊維プリプレグを取り外す工程が
省略できる。第２に、熱収縮テ−プを用いてプリプレグ
をＦＲＰ製薄肉中空コアに押しつけるため、オ−トクレ
−ブを必要としない。そして、オ−ブン内で一度に多数
のフレ−ムを硬化、成形でき、かつ連続的に硬化、成形
することもできるため大量生産が可能である。また、熱
収縮テ−プを用いない場合、ガラス繊維プリプレグを巻
いたＦＲＰ製薄肉中空コアを雌型に入れ、圧縮成形する
こともできる。第３に、薄肉中空コアは少なくともガラ
ス繊維プリプレグ加圧に必要な剛性と強度を持てばよい
ので、その成形にはＦＲＰ以外の種々の材料を用いるこ
とができる。
【００２４】第４に、薄肉中空コアの強度並びに剛性が
高い場合には、ＦＲＰ製自転車フレ−ムの強度を保つの
に必要なガラス繊維プリプレグの積層枚数を減らすこと
ができ、より安価な製造方法である。また、強度の高い
ＦＲＰ製薄肉中空コアを用いる場合には、その外面に発
泡剤層を重ねた後、ガラス繊維プリプレグを巻くことが
できる。この場合、サンドイッチ構造となり、フレ−ム
の曲げ剛性が増し、フレ−ムの重量を低減できる。ま
た、発泡剤層のダンピング特性により、フレ−ムの振動
吸収性能が増大する。
高い場合には、ＦＲＰ製自転車フレ−ムの強度を保つの
に必要なガラス繊維プリプレグの積層枚数を減らすこと
ができ、より安価な製造方法である。また、強度の高い
ＦＲＰ製薄肉中空コアを用いる場合には、その外面に発
泡剤層を重ねた後、ガラス繊維プリプレグを巻くことが
できる。この場合、サンドイッチ構造となり、フレ−ム
の曲げ剛性が増し、フレ−ムの重量を低減できる。ま
た、発泡剤層のダンピング特性により、フレ−ムの振動
吸収性能が増大する。
【図１】本発明の自転車用モノコックフレームの半割コ
アを示す斜視図である。
アを示す斜視図である。
【図２】図１に示す半割コアを突合せ部で接着した中空
コアの斜視図である。
コアの斜視図である。
【図３】本発明の一つの態様であるＦＲＰ製薄肉中空コ
アの断面図である。
アの断面図である。
【図４】本発明の他の態様であるＦＲＰ製薄肉中空コア
の断面図である。
の断面図である。
【図５】本発明の更に他の態様であるＦＲＰ製薄肉中空
コアの断面図である。
コアの断面図である。
【図６】一つの実施例に係る自転車の側面図である。
【図７】他の実施例に係る自転車の側面図である。
【図８】ＦＲＰ製自転車用モノコックフレームの従来例
の断面図である。
の断面図である。
０１ ＣＦＲＰ製半割殻 ０２ 半割殻の合わせ面 ０４ ブラインド・リベット ０５ パテ部分 １０ 自転車用モノコックフレームの薄肉中空コア １１ ＦＲＰ製半割コア １２ 合わせ部 １３ プリプレグ １４ 熱収縮テープ １５ 発泡剤層 １６ ＦＲＰ製雌型
Claims (10)
- 【請求項１】 自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの
最終形状より、０．３mm乃至４．０mm小さい形状・寸法
に成形された厚さ０．１mm乃至４．０mmのＦＲＰ製薄肉
中空コアの外面上に、ガラス繊維プリプレグを複数枚重
ね合わせ、その上から熱収縮フイルムを巻き付け、オ−
ブン中にてガラス繊維プリプレグの硬化に必要な温度及
び時間放置し、ＦＲＰ製薄肉中空コア材とガラス繊維プ
リプレグとを一体化して形成された自転車用ＦＲＰ製モ
ノコックフレ−ム。 - 【請求項２】 自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの
最終形状より、０．３mm乃至４．０mm小さい形状・寸法
に成形された厚さ０．１mm乃至４．０mmのＦＲＰ製薄肉
中空コアの外面上に、ガラス繊維プリプレグを複数枚重
ね合わせ、その上から熱収縮フイルムを巻き付け、オ−
ブン中にてガラス繊維プリプレグの硬化に必要な温度及
び時間放置し、ＦＲＰ製薄肉中空コア材とガラス繊維プ
リプレグとを一体化して形成することを特徴とする自転
車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの製造方法。 - 【請求項３】 上記ガラス繊維プリプレグが複数枚重ね
合わせられたＦＲＰ製薄肉中空コアを、上下又は左右の
二つに分割される雌型の一方にセットし、もう一方の型
を閉じて、ＦＲＰ製薄肉中空コアの上に置かれたガラス
繊維プリプレグをＦＲＰ製薄肉中空コア材上に押しつ
け、オ−ブン中にてガラス繊維プリプレグの硬化に必要
な温度及び時間放置し、ＦＲＰ製薄肉中空コアとガラス
繊維プリプレグとが一体とされて強度を発揮する請求項
１記載の自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ム。 - 【請求項４】 上記ガラス繊維プリプレグが複数枚重ね
合わせられたＦＲＰ製薄肉中空コアを、上下又は左右の
二つに分割される雌型の一方にセットし、もう一方の型
を閉じて、ＦＲＰ製薄肉中空コアの上に置かれたガラス
繊維プリプレグをＦＲＰ製薄肉中空コア材上に押しつ
け、オ−ブン中にてガラス繊維プリプレグの硬化に必要
な温度及び時間放置し、ＦＲＰ製薄肉中空コアとガラス
繊維プリプレグとを一体化して強度を発揮させることを
特徴とする請求項２記載の自転車用ＦＲＰ製モノコック
フレ−ムの製造方法。 - 【請求項５】 上記ＦＲＰ製薄肉中空コアに代えて、ブ
ロ−成形により一体成形された樹脂製薄肉中空コアを用
いたことを特徴とする請求項１又は３記載のＦＲＰ製自
転車用モノコックフレ−ム。 - 【請求項６】 上記ＦＲＰ製薄肉中空コアに代えて、ブ
ロ−成形により一体成形された樹脂製薄肉中空コアを用
いたことを特徴とする請求項２又は４記載のＦＲＰ製自
転車用モノコックフレ−ムの製造方法。 - 【請求項７】 上記ＦＲＰ製薄肉中空コアに代えて、射
出成形により成形された樹脂製薄肉中空コアを用いたこ
とを特徴とする請求項１又は３記載の自転車用ＦＲＰ製
モノコックフレ−ム。 - 【請求項８】 上記ＦＲＰ製薄肉中空コアに代えて、射
出成形により成形された樹脂製薄肉中空コアを用いたこ
とを特徴とする請求項１又は３記載の自転車用ＦＲＰ製
モノコックフレ−ムの製造方法。 - 【請求項９】 上記ガラス繊維プリプレグに代えて、樹
脂を含浸させたガラス繊維強化布を用いて成形されるこ
とを特徴とする請求項１、３、５又は７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１０】 上記ガラス繊維プリプレグに代えて、
樹脂を含浸させたガラス繊維強化布を用いて成形される
ことを特徴とする請求項１、３、５又は７の何れかに記
載の自転車用ＦＲＰ製モノコックフレ−ムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012017A JPH11192991A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ムの構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012017A JPH11192991A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ムの構造及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11192991A true JPH11192991A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11793841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10012017A Pending JPH11192991A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 自転車用ｆｒｐ製モノコックフレ−ムの構造及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11192991A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20011358U1 (de) | 2000-06-28 | 2001-10-31 | Storck Bicycle GmbH, 65520 Bad Camberg | Fahrradrahmen |
| JP2003072666A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-03-12 | Campagnolo Spa | 自転車用クランク、及び当該クランクの製造方法 |
| WO2014115668A1 (ja) * | 2013-01-24 | 2014-07-31 | 東レ株式会社 | 中空成形品の成形方法および繊維強化プラスチックの製造方法 |
| KR101434649B1 (ko) * | 2013-06-05 | 2014-08-26 | 주식회사 티포엘 | 카본섬유시트를 이용한 일체형 자전거프레임의 성형금형 및 그 성형금형을 이용한 자전거프레임의 제조방법 |
| WO2018174036A1 (ja) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | ヤマハ発動機株式会社 | 傾斜車両 |
| KR102220562B1 (ko) * | 2019-10-07 | 2021-02-25 | (주)겟투겟닷컴 | 카본프레임의 제조방법 |
| EP4067219A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-05 | Muelles Y Ballestas Hispano-Alemanas Projects, S.L. | Frame for a folding bicycle in composite material by means of compression moulding |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP10012017A patent/JPH11192991A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20011358U1 (de) | 2000-06-28 | 2001-10-31 | Storck Bicycle GmbH, 65520 Bad Camberg | Fahrradrahmen |
| JP2003072666A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-03-12 | Campagnolo Spa | 自転車用クランク、及び当該クランクの製造方法 |
| WO2014115668A1 (ja) * | 2013-01-24 | 2014-07-31 | 東レ株式会社 | 中空成形品の成形方法および繊維強化プラスチックの製造方法 |
| JPWO2014115668A1 (ja) * | 2013-01-24 | 2017-01-26 | 東レ株式会社 | 中空成形品の成形方法および繊維強化プラスチックの製造方法 |
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| TWI659883B (zh) * | 2017-03-21 | 2019-05-21 | 日商山葉發動機股份有限公司 | 傾斜車輛 |
| WO2018174036A1 (ja) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | ヤマハ発動機株式会社 | 傾斜車両 |
| JPWO2018174036A1 (ja) * | 2017-03-21 | 2020-01-30 | ヤマハ発動機株式会社 | 傾斜車両 |
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| US12011886B2 (en) | 2019-10-07 | 2024-06-18 | Get2Get.Com | Carbon frame and manufacturing method therefor |
| EP4067219A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-05 | Muelles Y Ballestas Hispano-Alemanas Projects, S.L. | Frame for a folding bicycle in composite material by means of compression moulding |
| WO2022207570A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | Muelles Y Ballestas Hispano-Alemanas Projects, | Frame for a folding bicycle in composite material by means of compression moulding |
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