JPS63297180A

JPS63297180A - 接着構造による自転車フレ−ム

Info

Publication number: JPS63297180A
Application number: JP13087287A
Authority: JP
Inventors: 菊地　茂幸; 宮手　幸裕; 竹内　益美
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1988-12-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は自転車用フレーム、とくに接着によって相互
に相手部材と接合され組立てられたアルミニウム合金製
の自転車フレームに関スル。

なお、この明細書において「％」はいずれも重量基準に
よるものである。

従来の技術従来、アルミニウム合金製の自転車フレームは、そのフ
レーム材料として、溶接適性の面からＡ３０５２、Ａ３
０５６等のＡｌ−Ｍｇ−Ｃｒ系合金とか、Ａ７００Ｂ、
Ａ７Ｎ０１等のＡｌ−Ｍｎ　−Ｍｇ−Ｚｎ系合金が一般
に用いられている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記のような種類のアルミニウム合金製
フレームは、アルミニウム合金の中でも必ずしも最高強
度のものとはいえず、軽量化の要請に対する対応に充分
な満足を得ることができなかった。また特に７００３．
７Ｎ０１合金では、立パイプやシートポストによるサド
ルの締付部とかギヤーの切換えレバー装着部等において
引張の残留応力の生じ、応力腐食割れを招くおそれがあ
った。

問題点を解決するための手段この発明は、上記のような従来品の問題点に対し、フレ
ーム材相互の接合を接着の方法によって行うものとし、
これによって溶接適性に関する材料選択上の制限を取除
き、アルミニウム合金としては最も強度と対応力腐食割
れ性のバランスに優れたＡｌ−Ｚｎ　−Ｍｇ−Ｃｕ系の
合金の使用をもって一層の軽量化を可能としたアルミニ
ウム合金製の自転車フレームを提供するものである。

即ち、この発明は少なくともフレームの主部を構成する
上パイプ、前パイプ、下パイプ、立パイプ等を含むフレ
ーム部材が、Ｚｎ：３〜１２％Ｍｇ：０．３〜５％Ｃｕ：０．０５〜３％を必須成分として含有するＡｌ−Ｚｎ　−Ｍｇ　−Ｃｕ
系合金からなり、上記フレーム部材が相互に相手部材と接着により接合連
結されてなることを特徴とする、接合構造による自転車
フレームを要旨とする。

自転車フレーム（Ｆ）は、添附図面に示すように、上パ
イプ（１）、下パイプ（２）　、前パイプ（３）、立パ
イプ（４）を主部とし、その他バックホーク（５）、チ
ェーンステー（６）、ラグ（７）、ボトムブラケット（
８）、前ホーク（９）、リャホークエンド（１０）等を
含んで構成されるが、この発明においては少なくとも上
記上パイプ（１）、下パイプ（２）、前パイプ（３）お
よび立パイプ（４）を含むフレームの主部を構成するフ
レーム材について前記Ａｌ−Ｚｎ　−Ｍｇ−Ｃｕ系合金
が用いられ、更に好ましくは、図面中に多数の点を付し
てあられした部材以外のフレーム材、即ち上パイプ（１
）、下パイプ（２）、前パイプ（３）、立バイブ（４）
、バックホーク（５）、チェーンステー（６）、ラグ（
７）、ボトムブラケット（８）、前ホーク（９）、リャ
ホークエンド（１０）についても上記合金が用いられる
ものである。

この発明によるフレーム材は、前記のようにＡｌ−Ｚｎ
　−Ｍｇ−Ｃｕ系合金をもって構成されるが、その合金
の成分組成の限定理由は次のとおりである。

Ｚｎは、主としてフレーム材の強度向上に寄与するもの
であり、その含有量が３％未満では充分な強度が得られ
ず、１２％をこえると耐応力腐食割れ性が劣化する。特
に好適なＺｎ含有量は５〜１０％である。

Ｍｇは、これも強度向上に役立つものであり、０．３％
未満では充分な効果が得られず、５％をこえると加工性
が劣化する。好適な含有量の範囲は０．６〜３％程度で
ある。

Ｃｕは、強度の向上とともに耐応力腐食割れ性の改善に
有効に作用するものであり、０．０５％未満ではそれら
の効果に不充分であるが、３％をこえて含有してもかえ
って強度、耐応力腐食割れ性が劣化する。最も好適な含
有量の範囲は０．１〜２％程度である。

この発明による上記アルミニウム合金は、上記の必須成
分として諸元歯のほかに、結晶粒形状を制御して強度、
耐腐食割れ性の更なる改善を目的として、必要に応じて
Ｚ　ｒ　、Ｍ　ｎ　％　Ｃｒ　ｓＴｉ、Ｂなどの結晶粒
微細化元素を１種または２種以上添加含有せしめるもの
としても良い。

この場合各元素の含有許容範囲はＺｒ　：　０．　０５〜０．３％Ｍｎ　：　０．　０５〜０．８％Ｃｒ　：　０．　０５〜０．４％Ｔｉ　　：０．０５〜０．５％Ｂ　　：Ｑ、００１〜０．０５％であり、いずれも下限値未満では効果がなく、上限値を
こえると粗大な晶出物が生じ靭性、加工性劣化などの欠
点が派生する。

この発明によるフレーム（Ｆ）は、上記フレーム材を互
いに相手部材と接着剤を用いて接着することにより組構
されるものである。ここに用いる接着剤としては、アル
ミニウム合金の接着用として既知の接着剤中から任意に
選択使用うるが、なかでもエポキシ樹脂系の接着剤を好
適に用いうる。

発明の効果この発明による自転車フレームは、少なくともその主部
を構成する上バイブ、下パイプ、前パイプ、立パイプ等
を含むフレーム材について、前記特定組成のＡｌ−Ｚｎ
　−Ｍｇ−Ｃｕ系合金を用いるものであるから、該合金
の有する優れた機械的強度（σＢ−３０／（ｙｆ／−以
上）と、耐応力腐食割れ性、及びそれらの好適なバラン
スにより、フレーム材の一層の薄肉化、小径化をはかる
ことができ、ひいては軽量化を達成しつる。また、フレ
ーム材を接着によって相互に相手部材と接合したものと
していることにより、従来の溶接方式によるものに較べ
、溶接ビードの排除によって外観的な体裁を良好なもの
となしうる。更には、前記アルミニウム合金は他のアル
ミニウム合金に較べ、焼付塗装時の加熱による強度低下
が少なく、塗装後においても良好な強度を保持せしめう
ることから、愈々軽量化を支障なく達成しうる。

実施例上パイプ（１）、下パイプ（２）、前パイプ（３）、立
パイプ（４）、バックホーク（５）、チェーンステー（
６）、ラグ（７）、及びボトムブラケット（８）、前ホ
ーク（９）、リャホークエンド（１０）の各フレーム材
につき、それらを下記第１表に示す各種のアルミニウム
合金で構成した。

第　　１　　表（注）　従来　Ｎａ４：Ａ３０５６従来　Ｎα５　：　Ａ７００３そして、上記フレーム材の素管の耐力、耐ＳＣＣ性を調
べると共に、該フレーム材をもって２６インチ用の自転
車フレームを作製し、フレーム材相互の継手強度、フレ
ーム全体重量を測定した。それらの結果を第２表に示す
。

なお、本発明によるＮｏ、１〜３のフレーム材を用いた
ものは、相互に相手部材をエポキシ樹脂系接着剤（コニ
シボンド社製　Ｅ−４０）を用いて接着構造により組立
て、従来品相当のＮｏ、４．５のフレーム材を用いたも
のについては溶接により部材相互を接合して組立てた。

〔以下余白〕

第　　２　　表（注１）−−−−Ｃｒ　０３　：　３６　ｇ／ｎ、Ｋ２
　Ｃｒ２Ｏ７：　３０ｇ／ｆｌ、ＮａｃＱ　：　３９／
Ｑの溶液の沸騰液中で２０に９　ｆ　／ｍ４の引張応力
を負荷し、割れが生じるまでの時間であられした。

（注２）・・・・・・材料破断によるものである。

上記第２表に示すように、この発明によるフレームは、
フレーム材自体が高強度と優れた耐ＳＣＣ性を有し、継
手強度にも優れたものとなしうることにより、従来の溶
接構造によるフレームに較べて、一段と軽量化を達成し
うるちのであることを確認し得た。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す自転車フレームの側面
図である。（Ｆ）・・・フレーム、（１）・・・上バイブ、（２）
・・・下パイプ、（３）・・・前パイプ、（４）・・・
立パイプ、（５）・・・バックホーク、（６）・・・チ
ェーンステー、（７）・・・ラグ、（８）・・・ボトム
ブラケット。以上第１図

Claims

【特許請求の範囲】少なくともフレームの主部を構成する上パイプ、前パイ
プ、下パイプ、立パイプ等を含むフレーム部材が、Ｚｎ：３〜１２％Ｍｇ：０．３〜５％Ｃｕ：０．０５〜３％を必須成分として含有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合
金からなり、上記フレーム部材が相互に相手部材と接着により接合連結されてなることを特徴とする、接合構造
による自転車フレーム。