JP2014122031A - アルミニウム製のボディと複合材料製のボディとを備えた自転車の構成部品、および該構成部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム製のボディと複合材料製のボディとを備え、腐食の防止およびアルミニウム製のボディと複合材料製のボディとの接着の両方に関して最適な特性を有する自転車の構成部品、および該構成部品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、例えば、アルミニウム製のボディ（２２）と、前記アルミニウム製のボディの第１の表面部位とカップリングしている、複合材料製のボディ（２４）を備えるリムなどの自転車コンポーネントにおいて、第１の表面部位は酸素除去表面処理が行われて、接着剤がアルミニウム製のボディ（２２）と複合材料製のボディ（２４）とを接着するために第１の表面部位の少なくとも一部に適用され、アルミニウム製のボディ（２２）の第２の表面部位が酸化表面処理され、ついで酸化物のフィックス処理が行われている。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、アルミニウム製のボディと複合材料製のボディとを備え、複合材料製のボディがアルミニウム製のボディの表面部位とカップリングしている自転車の構成部品に関する。

本明細書および添付の特許請求の範囲において、「アルミニウム製のボディ」とは、任意のアルミニウム系合金で構成されたボディのことを指す。

本明細書および添付の特許請求の範囲において、「複合材料製のボディ」とは、構造繊維を高分子材料のマトリクス中に組み込んだボディのことを指し、例えば、カーボン繊維やガラス繊維を熱可塑性ポリマー樹脂又は熱硬化性ポリマー樹脂に組み込んだものが挙げられる。

本発明は、さらに、前述した自転車の構成部品の製造方法に関する。

説明を分かり易くするために、本明細書では、本発明にかかる自転車の構成部品の具体例として、右クランクアームアセンブリおよび自転車用のリムの２つについて言及する。しかしながら、本発明にかかる自転車の構成部品の例は、必ずしもこれらに限定されない。

右クランクアームアセンブリの場合、アルミニウム製のボディはピンであり、複合材料製のボディは右クランクアームである。具体的には、そのようなピンは、自転車用のボトムブラケットアセンブリのシャフトまたはハーフシャフトである。シャフトであれば、その一端が右クランクアームと連結し、その他端が左クランクアームと連結する。ハーフシャフトであれば、その一端が右クランクアームと連結し、その他端が別のハーフシャフトの一端と連結する。この別のハーフシャフトの他端が、左クランクアームと連結している。

自転車用のリムの場合、アルミニウム製のボディは径方向外側の環状部材（ring）であり、複合材料製のボディは径方向内側の環状部材である。これら２つの環状部材が、自転車用のリムを形成する。このリムには、タイヤ（典型的に、径方向外側の環状部材側）およびスポーク（典型的に、径方向内側の環状部材側）が取り付けられる。

自転車の構成部品であって、２種類の相異なる材料のボディ（典型的には、アルミニウムと、カーボン繊維を高分子材料のマトリクス中に組み込んだものとの２種類）を備えたものは、さらなる軽量化、良好な機械強度および信頼性という、自転車（特に、競走用の自転車）に対する市場の要望に応えることができる。これは、高い機械性能（例えば、クランクアームアセンブリのピンの場合）および／または特殊な機械性能（例えば、自転車用のリムの径方向外側の環状部材の場合であって、典型的にリムの制動トラック（braking track）が形成される部分など）が確実に必要とされる構成要素にアルミニウムを使用し、残りの構成要素に複合材料を使用することによって達成される。これにより、さらに、自転車の構成部品を最大限に軽量化することもできる。

既知のとおり、当該技術分野では、アルミニウム製のボディの腐食を防止するために、そのボディの表面に酸化処理を施すことが要求される。

例えば、自転車用のリムの場合、そのリムの環状部材（annular element）は、タイヤを取り付ける際に用いる液状物質（liquid）による腐食作用や、場合によってはタイヤシーラント製品による腐食作用に耐えなければならない。同様に、右クランクアームアセンブリの場合、そのアセンブリのピンは、水、泥などによる腐食作用や、ボトムブラケットアセンブリの潤滑製品による腐食作用に耐えなければならない。

また、既知のとおり、当該技術分野では、アルミニウム製のボディのうち、複合材料製のボディと接着・カップリングさせる表面に、下地処理を施すことが要求される。

例えば、自転車用のリムの場合、アルミニウム製の径方向外側の環状部材に対し、複合材料製の径方向内側の環状部材との確実かつ安定した接着を長期間保証する、適切な接着性物質を適用しなければならない。同様に、右クランクアームアセンブリの場合、アルミニウム製のピンに対し、複合材料製の右クランクアームとの確実かつ安定した接着を長期間保証する、適切な接着性物質を適用しなければならない。

出願人は、アルミニウム製のボディに対して酸化表面処理（oxidation surface treatment）を実行した後、酸化物のフィックス処理（fixing of the oxide）を実行することにより、耐食性に関して優れた効果が得られることに気付いた。

そのような酸化表面処理は、例えば、
１）硫酸を用いた陽極酸化処理（ＳＡＡ）、
２）酸化物厚さが８μｍ以上となるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＣＡＡ）、または
３）プラズマ電解酸化処理（ＰＥＯ）、
であってもよい。

その後のフィックス処理は、例えば、酢酸ニッケルを用いたフィックス処理、Ｈ_２Ｏを用いた高温フィックス処理、またはその他の低温フィックス系であってもよい。

出願人は、アルミニウム製のボディに対して酸素除去表面処理（deoxidation surface treatment）を実行することにより、接着性に関して優れた効果が得られることに気付いた。

そのような処理は、例えば、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）である。好ましくは、これに加えて、酸化物厚さが４μｍ以下となるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＣＡＡ）、より好ましくはリン酸を用いた陽極酸化処理（ＰＡＡ）が実行される。

しかしながら、出願人は、酸化表面処理と上記酸素除去表面処理との相性が良くない場合が多いことに気付いた。例えば、硫酸を用いた陽極酸化処理が施された表面に、上記酸素除去表面処理を施すと、形成されていた表面保護酸化物（以降、陽極酸化物と称する場合がある）が劣化する。反対に、上記酸素除去表面処理が施された表面に、硫酸を用いた陽極酸化処理を施すということは、その表面の接着信頼性及び接着強度に関する接着性能を犠牲にすることを意味する。

つまり、自転車の構成部品において、上記酸素除去表面処理に重ねて硫酸を用いた陽極酸化処理を実行したり、硫酸を用いた陽極酸化処理に重ねて上記酸素除去表面処理を実行したりすると、耐食性に関する利点と接着性能に関する利点との両方が失われることになる。

出願人は、上述した相性の悪さがあるので、硫酸を用いた陽極酸化処理には、サンドブラスト処理、溶剤を用いた洗浄処理、または特定の水溶液を用いた洗浄処理を組み合わせるのが常套であることに気付いた。しかし、出願人は、特定の水溶液を用いた洗浄処理では被処理表面に最適な接着特性を付与することができない点にも気付いた。

本発明の根底をなす技術的課題は、アルミニウム製のボディと複合材料製のボディとを備えた自転車の構成部品について、腐食の防止およびアルミニウム製のボディと複合材料製のボディとの接着の両方に関して、最適な特性を得ることである。

出願人は、アルミニウム製のボディと複合材料製のボディとの接着が、アルミニウム製のボディの極めて限られた部分で生じるので、接着下地処理をボディのそのような部分だけに限定しても、接着性に関して優れた効果が十分に得られることに気付いた。出願人は、さらに、アルミニウム製のボディのそのような部分に対する特定の防食処理を省いたとしても、また、防食処理によってアルミニウム製のボディのそのような部分に表面保護酸化物を形成したとして、この部分の表面保護酸化物が劣化したり除去されたりしても、耐食性に関して優れた効果が得られることに気付いた。

したがって、出願人は、自転車の構成部品のアルミニウム製のボディに対して酸化表面処理と酸素除去表面処理の両方を適用し、具体的には：（ｉ）アルミニウム製のボディのうち、複合材料製のボディとカップリング（coupling）する部位にのみ酸素除去表面処理を行い、アルミニウム製のボディの残りの部位には酸化表面処理を行う；か、あるいは、（ｉｉ）アルミニウム製のボディの全体に酸化表面処理を行った後、酸素除去処理を行う；ことにより、前述した技術的課題を解決できることに気付いた。

以上を踏まえて、本発明の第１の構成は、自転車の構成部品に関する。この自転車の構成部品は、−アルミニウム製の第１のボディと、−複合材料製の第２のボディと、を備え、前記第２のボディが、前記第１のボディの第１の表面部位とカップリングしており、前記第１の表面部位は、酸素除去表面処理が施された後、当該第１の表面部位の少なくとも一部に、前記第１のボディと前記第２のボディとを接着する接着性物質が適用されており、前記第１のボディの第２の表面部位は、酸化表面処理が施された後、酸化物のフィックス処理が行われている。

本発明の第２の構成は、自転車の構成部品を製造する方法に関する。この構成部品は、アルミニウム製の第１のボディと、複合材料製の第２のボディとを備えるものであり、その製造方法は、−前記第１のボディの第１の表面部位に酸素除去表面処理を施す工程と、−このように処理された前記第１の表面部位の少なくとも一部に、接着性物質を適用する工程と、−前記第１のボディと前記第２のボディとを、前記第１の表面部位の前記少なくとも一部でカップリングさせる工程と、を含み、当該製造方法は、さらに、前記第１のボディの少なくとも第２の表面部位に、酸化表面処理を施した後、酸化物のフィックス処理を行う工程を含む。

本発明のいずれの態様も、後述する少なくとも１つの好適な構成を含み得る。

好ましくは、前記酸素除去表面処理は、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）である。

好ましくは、酸化物厚さが４μｍ以下となるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＣＡＡ）、より好ましくはリン酸を用いた陽極酸化処理（ＰＡＡ）もまた行われる。

好ましくは、クロム酸を用いた前記陽極酸化処理は、酸化物が３μｍ以下の厚さに達するまで、より好ましくは酸化物が２μｍ以下の厚さに達するまで施される。

好ましくは、前記酸化表面処理は、硫酸を用いた陽極酸化処理（ＳＡＡ）である。

好ましくは、前記第１のボディと前記第２のボディとの接着は、水中に１５００時間浸漬させた後の、せん断応力に対する抵抗力の減少が、２０ＭＰａ以下、より好ましくは１８ＭＰａ以下、さらに好ましくは１０ＭＰａ以下、なおいっそう好ましくは５ＭＰａ以下である。

有利なことに、本発明で得られる接着は、せん断応力に対する抵抗力の減少が、前述した酸素除去処理と異なる処理（例えば、サンドブラスト処理、溶剤を用いた洗浄処理など）を利用して得られる接着の場合よりも小さい。

好ましくは、前記第１のボディと前記第２のボディとの接着は、せん断応力に対するイニシャルの抵抗力が、３５ＭＰａ超を、より好ましくは４０ＭＰａ超を、さらに好ましくは約４５ＭＰａを確保する。

有利なことに、本発明で得られる接着は、せん断応力に対するイニシャルの抵抗力が、前述した酸素除去処理と異なる下地処理（例えば、前述したサンドブラスト処理、溶剤を用いた洗浄処理など）を接着面に施したうえで得られる接着の場合よりも遥かに高くなる。

本発明の第１の好ましい実施形態において、前記第１のボディは、右クランクアームアセンブリのピンであり、前記第２のボディは、当該右クランクアームアセンブリの右クランクアームである。

好ましくは、この第１の実施形態において、前記第１の表面部位が、前記ピンを前記右クランクアームに螺合させるねじ部を具備している。

本発明の第２の好ましい実施形態において、前記第１のボディは、自転車用のリムの径方向外側の環状部材であり、前記第２のボディは、当該自転車用のリムの径方向内側の環状部材である。

好ましくは、この第２の実施形態において、前記第１のボディは、ベース面および両側の側面を有しており、前記ベース面と、前記両側の側面のそれぞれの径方向内側の周部分とに、前記第１の表面部位が形成されている。

好ましくは、前記両側の側面のそれぞれの径方向外側の周部分に、前記リムの制動トラックが形成されている。

有利なことに、制動トラックが前記アルミニウム製のボディに形成されていることにより、極めて効率よく制動を行うことが可能になる。

好ましくは、前記接着性物質が適用されるよりも前に、前記第１の表面部位に防食塗料が適用される。

好ましくは、前記酸化表面処理は、前記酸素除去処理よりも前に施される。

このような作業手順は、作業性の観点からみて好都合である。

好ましくは、前記酸素除去表面処理が施されるよりも前に、第１の保護体で前記第２の表面部位が覆われる。

これにより、有利なことに、前記酸素除去表面処理を施す際に使用される物質と前記第２の表面部位とが接触するのを防止することができる。

好ましくは、前記径方向外側の環状部材の前記両側の側面の間に、タイヤ用の着座部が形成されている。

好ましくは、上述した本発明の第２の好ましい実施形態において、前記着座部に充填体が挿入され、前記充填体および前記径方向外側の環状部材のうちの径方向外側の周部分に、取り除き可能な保護膜が適用されることにより、第１の保護体で前記第２の表面部位が覆われる。

好ましくは、前記保護膜は、塗布乾燥された液状のポリマーである。例えば、そのような塗料は、粘度が約５０ポアズ、比重が約１．０２６ｇ／ｃｍ^３の、約４５％キシレン溶液中ポリマーである。一具体例として、「Ｍａｓｋ Ａｃｉｄ」（Ｔｕｒｃｏ Ｉｔａｌｉａｎａ社製）と称される塗料を使用することができる。

好ましくは、前記保護膜は、前記ポリマー液体塗料が入った槽に前記径方向外側の環状部材を部分的に浸漬することによって適用される。具体的には、前記径方向外側の環状部材のうちの径方向外側の部分のみが前記槽中に浸される。この径方向外側の環状部材を回転させることにより、前記ポリマー液体塗料が、前述した径方向外側の周部分の全体にわたって塗付される。

好ましくは、前記径方向外側の環状部材が、インフレーションバルブ（空気入れバルブ）用の孔を有している。

好ましくは、前記充填体が前記タイヤ用の着座部に挿入されるよりも前に、第１のマスクで前記孔が覆われる。

有利なことに、このような第１のマスクにより、後続の前記酸素除去表面処理で使用される物質が前記タイヤ用の着座部の内側に入るのを防止することができる。

好ましくは、前記径方向外側の環状部材は、電気接点用の領域を有している。

好ましくは、前記領域は、前記酸化表面処理が施されるよりも前に、第２のマスクで覆われる。

有利なことに、このような第２のマスクにより、前記電気接点用の領域において（前記酸化表面処理により生み出される）表面保護酸化物（最適な電気的接触を妨げる）が形成するのを防止することができる。

好ましくは、前記第２のマスクは、前記保護膜が塗付されるよりも前に取り除かれる。

これにより、有利なことに、前記保護膜を、前記リムの前記径方向外側の環状部材のうちの径方向外側の周部分の全体にわたって一様に塗設することができる。

好ましくは、上述した本発明の第２の好ましい実施形態において、前記酸化表面処理が、前記第１の表面部位および前記第２の表面部位に施されて、前記リムの前記径方向外側の環状部材の全体に陽極酸化物が形成される。その後、前記酸素除去除去表面処理が施されるよりも前に、前記第１の表面部位から前記陽極酸化物の少なくとも一部が除去される。

好ましくは、上述した本発明の第１の好ましい実施形態において、前記ピンが中空であり、前記酸素除去表面処理が施されるよりも前に、この中空のピンの両側の端面が閉塞される。これにより、前記酸素除去表面処理で使用される物質が前記ピンの内側空間（cavity）の内部に入って、当該酸素除去表面処理に先立って酸化表面処理で形成された陽極酸化物を攻撃するのを防止することができる。

好ましくは、前記第１のボディの前記第２の表面部位に前記酸化表面処理が施されるよりも前に、第２の保護体で前記第１の表面部位が覆われる。

これにより、有利なことに、前記酸化表面処理で使用される物質と前記第１の表面部位とが接触するのを防止することができる。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。後述する好ましい実施形態は、例示的なものであり、本発明を限定するものではない。

本発明にかかる自転車用のリムを備えた、自転車の車輪を示す概略斜視図である。 図１ａの自転車の車輪の詳細を示す概略拡大斜視図である。 タイヤを取り付けていない状態の、前記自転車用のリムの一部を示す概略拡大径方向断面図である。 一製造工程における、図１ａの自転車用のリムの径方向外側の環状部材を示す概略斜視図である。 図２の工程よりも後の製造工程における、前記径方向外側の環状部材を示す概略斜視図である。 図３の工程よりも後の製造工程における、前記径方向外側の環状部材の詳細を示す概略拡大斜視図である。 図４の工程よりも後の製造工程における、前記径方向外側の環状部材を示す概略斜視図である。 図５の製造工程における、前記径方向外側の環状部材を示す概略拡大径方向断面図である。 図５の工程よりも後の製造工程における、前記径方向外側の環状部材を示す概略斜視図である。 本発明にかかる右クランクアームアセンブリを示す概略斜視図である。 一製造工程における、図８の右クランクアームアセンブリのピンを示す概略斜視図である。 図９の工程よりも後の製造工程において、前記ピンに保護体を取り付けた状態を示す概略斜視図である。 図１０の保護体を示す概略拡大斜視図である。 図１０よりも後の時点での前記ピンを、保護体を省略して示す概略斜視図である。 図１２よりも後の製造工程における、前記ピンを示す概略斜視図である。 図１２よりも後の製造工程における、前記ピンを示す他の概略斜視図である。 図１２よりも後の製造工程における、前記ピンを示すさらなる他の概略斜視図である。 図１２よりも後の製造工程における、前記ピンを示すさらなる他の概略斜視図である。 図１２よりも後の製造工程における、前記ピンを示すさらなる他の概略斜視図である。 図１２よりも後の製造工程における、前記ピンを示すさらなる他の概略斜視図である。 複合材料製のボディと接着される前にアルミニウム製のボディに実行される処理の種類をそれぞれ異ならせた場合の、水中に浸漬させた時間に対する、せん断応力に対する抵抗力の変化を表したグラフである。

まず、図１ａ、図１ｂ、図１ｃおよび図２〜図７を参照する。これらの図には、本発明にかかる自転車の構成部品の第１の実施形態をなす、自転車用のリム（およびその構成要素）（全部をまとめて符号１０で表す）が描かれている。

図１ａおよび図１ｂに、リム１０を備えた自転車の車輪１２を示す。リム１０には、タイヤ１４が取り付けられている。このリム１０は、スポーク１８を介してハブ１６と連結している。符号１８は、図中のスポークの一部のみに付している。

リム１０は、アルミニウム製の径方向外側の環状部材２２と複合材料製の径方向内側の環状部材２４とで構成された環状構造を有する。

より具体的に述べると、タイヤ１４は、径方向外側の環状部材２２のうちの径方向外側の部分に形成された着座部２０に取り付けられている。各スポーク１８は、その径方向外側の端部１８ａが、径方向内側の環状部材２４のうちの径方向内側の部分に形成された、対応する着座部（図示せず）に収容されている。

径方向外側の環状部材２２および径方向内側の環状部材２４には、タイヤ１４のインフレーションバルブ（空気入れバルブ）１５を挿入する孔が開けられている。より具体的に述べると、インフレーションバルブ１５は、径方向外側の環状部材２２の着座部２０に形成された孔（図示せず）に収容されている。

径方向内側の環状部材２４は、径方向外側の環状部材２２の表面部位２３ａとカップリングしている。径方向外側の環状部材２２の残りの表面部位には、符号２３ｂを付している。

図１ｃに示すように、径方向外側の環状部材２２は、ベース面２２ａおよび両側の側面２２ｂを有する。

側面２２ｂ同士は、ベース面２２ａだけでなく、ベース面２２ａの径方向外側に設けられた中間面２２ｃによっても互いに連結している。

中間面２２ｃは、着座部２０の底部分を形成している。運転中は、両側の側面２２ｂのうちの軸方向内側の上端部２２ｄにより、タイヤ１４が着座部２０に保持される。

表面部位２３ａは、ベース面２２ａと、両側の側面２２ｂのそれぞれの径方向内側の周部分２２ｅと、に形成されている。

両側の側面２２ｂのそれぞれの径方向外側の周部分２２ｆに、リム１０の制動トラックが形成されている。

所望の耐食性を実現するために、径方向外側の環状部材２２の表面部位２３ｂに、酸化表面処理、好ましくは硫酸を用いた陽極酸化処理（ＳＡＡ）が施されて、表面酸化物のフィックス処理、例えば、酢酸ニッケルを用いたフィックス処理により仕上げがなされる。

硫酸を用いた陽極酸化処理（ＳＡＡ）の変形例として、酸化物厚さが８μｍ以上、好ましくは８μｍ〜２０μｍとなるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＣＡＡ）、あるいは、プラズマ電解酸化処理（ＰＥＯ）が施されてもよい。

径方向外側の環状部材２２の表面部位２３ａに、酸素除去表面処理が施される。これにより、径方向内側の環状部材２４との優れた接着を実現することが可能になる。

好ましくは、前記酸素除去表面処理は、硫酸クロム酸混液（sulphochromic mixture）を用いた酸攻撃(acid attack)処理（ＦＰＬ）である。

好ましくは、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）に加えて、さらに、酸化物厚さが４μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下となるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＣＡＡ）が施される。

より好ましくは、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）に加えて、リン酸を用いた陽極酸化処理（ＰＡＡ）が施される。

また、硫酸クロム酸混液の代わりに、アルカリ溶液または硫酸第二鉄溶液が使用されてもよい。

その後、表面部位２３ａに防食塗料が塗付される。例えば、「ＢＲ（登録商標）１２７」（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ社製）と称されるプライマーを使用することができる。

その後、径方向外側の環状部材２２の表面部位２３ａの、径方向内側の環状部材２４とカップリングされる部位に、適切な接着性物質が塗付される。

表面部位２３ａに、前述した酸素除去表面処理の1つによる接着下地処理が施されていることにより、径方向外側の環状部材２２と径方向内側の環状部材２４との接着は、異なる種類の接着下地処理（例えば、サンドブラスト処理、溶剤を用いた洗浄処理など）を利用した場合に比べて、せん断応力に対する抵抗特性が向上する。

図１９は、複合材料製の第２のボディと接着される前にアルミニウム製の第１のボディに実行される処理の種類をそれぞれ異ならせた場合の、水中に浸漬させた時間Ｔに対する、せん断応力に対する抵抗力Ｒの変化を表したグラフである。

より具体的に述べると、グラフ中の５つの曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥは、それぞれ、下記の処理を施したものに相当する：
Ａは、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理と、リン酸を用いた陽極酸化処理との組合せ（ＦＰＬ＋ＰＡＡ）；
Ｂは、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理と、酸化物厚さが４μｍ以下となるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＦＰＬ＋ＣＡＡ）；
Ｃは、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）：
Ｄは、サンドブラスト処理；
Ｅは、溶剤を用いた洗浄処理。

まず注目すべきは、曲線Ａ，ＢおよびＣでは、せん断応力に対するイニシャルの抵抗力が、曲線ＤおよびＥよりも遥かに高い約４５ＭＰａという数値から始まっている点である。

曲線Ａ，ＢおよびＣは徐々に下降を描く。水中に１５００時間浸漬させると、せん断応力に対する抵抗力Ｒが、曲線Ａでは約５ＭＰａ減少し、曲線Ｂでは約１０ＭＰａ減少し、曲線Ｃでは約１８ＭＰａ減少する。これら曲線Ａ，ＢおよびＣの場合の減少は、曲線ＤおよびＥの場合の減少よりも遥かに小さく、本発明の酸素除去表面処理が、他の種類の表面処理よりも効果的であることを証明している。

リム１０の製造方法は、作業性の観点からみて、後述する図２〜図７に示す工程を含む。より具体的に述べると、これらの図には、径方向外側の環状部材２２に対して実行される処理工程が示されている。

まず、径方向外側の環状部材２２に対して、ショットブラスト処理／サンドブラスト処理が実行される。この目的のために、径方向外側の環状部材２２は、何の保護も設けずにショットブラスト装置／サンドブラスト装置に装入される。ショットブラスト処理／サンドブラスト処理のサイクル時間は、約４分に設定される。好ましくは、「Ｇｒａｎｉｎｏｘ Ｐｏｍｅｔｏｎ Ｃｒ／Ｎｉ ２０」と称されるステンレス鋼グリット（grit）が使用される。

図２に示すように、このようにして得られた径方向外側の環状部材２２の、インフレーションバルブ１５用の孔に対し、マスク２６ａが適用される。より具体的に述べると、マスク２６ａは、着座部２０の中間面２２ｃのうちの径方向外側の壁に対し、前記孔を覆うようにして適用される。

さらに、径方向外側の環状部材２２の２つの側面２２ｂの１つにおける軸方向外側の壁のうち、インフレーションバルブ１５用の孔の位置に略対応する領域に、マスク２６ｂが適用される。このような領域は、電気接点と協働する領域である。

好ましくは、マスク２６ａ，２６ｂは、刷毛でポリマー液体塗料を塗付することによって得られる。より具体的に述べると、既述した「Ｍａｓｋ Ａｃｉｄ」と称される塗料を使用することができる。このような塗料の乾燥は、空気中で行われるか、あるいは、熱風で加速させて行われる。

このようにして準備した径方向外側の環状部材２２に対して、硫酸を用いた陽極酸化処理（黒色硫酸陽極酸化処理とも称される）が実行される。好ましくは、さらに、９８℃で、酢酸ニッケル水溶液中でのフィックス処理（封孔処理）が実行される。典型的に、（マスク２６ａ，２６ｂで保護される領域を除いて）径方向外側の環状部材２２の表面全体に形成する陽極酸化物の層厚は、８〜２０μｍである。

次に、図４に示すように、充填体２８が着座部２０に挿入される。好ましくは、充填体２８は、略矩形（矩形状）の断面を有するエラストマー材の帯体、例えば含フッ素エラストマー材の帯体である。このような帯体は、着座部２０の周方向の広がりに相当する長さを有する。これにより、この帯体は、その頭側と尾側の２つの端部同士を繋げてループ状に閉じることができる。好ましくは、着座部２０内に配置された充填体２８は、周方向の凹部２８ａを、径方向外側に有する。

エラストマー材の帯体は、適切なサイズに切断され、手で着座部２０に挿入される。この帯体の２つの端部は、互いに突き合わされる。これら頭側と尾側の２つの端部同士の繋ぎ部分は、刷毛でポリマー液体塗料（具体的には、既述した「Ｍａｓｋ Ａｃｉｄ」塗料）を適用することによってシールすることができる。

次に、図５に示すように、上記処理を実行した径方向外側の環状部材２２の、その径方向外側の周部分に対し、取り除き可能な保護膜３０が塗付される。この取り除き可能な保護膜３０は、径方向外側の環状部材２２の所与の表面部位を、後続の酸素除去表面処理で使用される物質から保護することができる。したがって、径方向外側の環状部材２２の前述した表面部位２３ｂの一部が、径方向外側の環状部材２２のうちの取り除き可能な保護膜３０で覆われる上記表面部位に相当する。

好ましくは、取り除き可能な保護膜３０は、液状のポリマー塗料（例えば、既述した「Ｍａｓｋ Ａｃｉｄ」塗料）であり、乾燥される。

好ましくは、取り除き可能な保護膜３０は、上記ポリマー液体塗料が入った槽３２に径方向外側の環状部材２２のうちの径方向外側の部分のみを浸けることによって塗付される。この径方向外側の環状部材２２を回転させることにより、上記ポリマー液体塗料が、径方向外側の環状部材２２のうちの前述した径方向外側の周部分の全体にわたって塗付される。

この目的のために、径方向外側の環状部材２２は、スポーク型の支持体（図示せず）に取り付けられ、所定の速度で回転される。槽３２のポリマー液体塗料は、径方向外側の環状部材２２の側面２２ｂの約半分の高さまで濡らす。

径方向外側の環状部材２２を回転させたまま、この環状部材２２を槽３２から引き上げることにより、余分なポリマー液体塗料を取り除くことができる。

次に、このように処理された径方向外側の環状部材２２は、乾燥室に送られる。

図６に、取り除き可能な保護膜３０が、充填体２８、および径方向外側の環状部材２２のうちの径方向外側の周部分に付着した様子を示す。具体的には、取り除き可能な保護膜３０が、径方向外側の環状部材２２の側面２２ｂのうちの径方向外側の部分にどのように付着しているかが分かる。

この時点で、径方向外側の環状部材２２に対して、酸素除去表面処理を実行することができる。好ましくは、この酸素除去表面処理は、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）を具備し、より好ましくは、これに加えて、リン酸を用いた陽極酸化処理（ＰＡＡ）が実行される。

その前に、先行する酸化表面処理で生成された陽極酸化物の一部を、径方向外側の環状部材２２のうちの径方向内側の環状部材２４とカップリングされる表面部位２３ａから除去する必要がある。

この目的のために、部分的な酸洗処理(pickling) が、例えば「Ａｌｂｒｉｔｅ」溶液を用いて、適切な高温溶液中で実行される。

より具体的に述べると、径方向外側の環状部材２２がフレームに固定される。典型的に、このフレームは、チタン製のフレームである。フレームに固定された径方向外側の環状部材２２に対して、約２分間の酸洗サイクルが２回実行された後、脱スマット・リンス工程がさらに実行される。このフレームは、適切に設計することにより、径方向外側の環状部材２２を付け直すことなくそのまま後続の酸素除去表面処理でも使用することができる。

上記の酸洗工程は、陽極酸化物を完全に除去することができない。典型的には、既に形成されていた陽極酸化物の層のうちの少なくとも７０〜８０％が除去される。完全な除去は、後続の酸素除去表面処理において達成される。

次に、先行する工程でチタン製のフレーム（局所的な電気接点を可能にする）に設置された状態の径方向外側の環状部材２２に対して、酸素除去除去表面処理が実行される。典型的には、最初の超音波洗浄工程は行われない。

この目的のために、表面部位２３ａに防食塗料が塗付される（図７）。例えば、既述した「ＢＲ（登録商標）１２７」プライマーを使用することができる。

一般的に、上記防食塗料の適用は、スプレーで行われる。この塗料は、特殊な焼成炉内で焼成される。

次に、取り除き可能な保護膜３０が取り除かれる。典型的には、保護膜３０に対し、その下に位置する充填体２８を傷付けないようにして刃物で切れ目が入れられる。

保護膜３０は、径方向外側の環状部材２２のアルミニウム面から簡単に剥がすことができる。保護膜３０と含フッ素エラストマー材で構成された充填体２８との間には、化学結合が事実上存在しない。このような場合には、保護膜３０を径方向外側の環状部材２２から極めて簡単に取り外すことができる。さらに、充填体２８は再利用可能である。

次に、マスク２６ａが、インフレーションバルブ１５用の孔から取り除かれる。マスク２６ａの存在により、酸素除去表面処理で使用される物質がタイヤ１４用の着座部２０の内側に入って、そこに既に形成されていた陽極酸化物が損傷したり除去されたりしてしまうのを、防止することができる。

液状物質（liquid）が着座部２０に誤って浸入することによる着座部２０の変色の発生がないことが確認されると、リム１０が密封袋で包装される。

図８〜図１８には、本発明にかかる自転車の構成部品の第２の実施形態をなす、右クランクアームアセンブリ（およびその構成要素）（全部をまとめて符号１１０で表す）が描かれている。

図８に示す右クランクアームアセンブリ１１０は、アルミニウム製のピン２２０と、複合材料製の右クランクアーム２４０とを備える。右クランクアーム２４０には、複数の歯付きクラウン（toothed crown）１１２が取り付けられている。

より厳密に述べると、ピン２２０は、自転車用のボトムブラケットアセンブリのシャフトまたはハーフシャフトである。シャフトであれば、その一端が右クランクアーム２４０と連結し、その他端が左クランクアーム（図示せず）と連結する。ハーフシャフトであれば、その一端が右クランクアーム２４０と連結し、その他端が別のハーフシャフト（図示せず）の一端と連結する。この別のハーフシャフトの他端が、左クランクアーム（図示せず）と連結している。図８〜図１８に示す例では、ピン２２０を、自転車用のボトムブラケットアセンブリのシャフトとする。

好ましくは、ピン２２０は、中空のピンである。

右クランクアーム２４０は、ピン２２０の表面部位２３０ａとカップリングしている。表面部位２３０ａは、ピン２２０の一方の端部１２２ａに形成されている。表面部位２３０ａは、ピン２２０を右クランクアーム２４０に螺合させるねじ部１２３ａを具備してもよい。

ピン２２０の残りの表面部位には、符号２３０ｂを付している。

ピン２２０のうちの左クランクアーム（図示せず）と連結する他方の端部１２２ｂは、溝付きの表面１２３ｂを有する。

ピン２２０の表面部位２３０ｂに、前述した任意の酸化表面処理が施される。これにより、所望の耐食性を実現することが可能になる。

ピン２２０の表面部位２３０ａに、前述した任意の酸素除去表面処理が施される。これにより、右クランクアーム２４０との優れた接着を実現することが可能になる。

この場合においても、表面部位２３０ａに、防食塗料、例えば既述した「ＢＲ（登録商標）１２７」プライマーが塗付された後、適切な接着性物質が塗付される。

表面部位２３０ａに、前述した任意の酸素除去表面処理による接着下地処理が施されていることにより、ピン２２０と右クランクアーム２４０との接着は、異なる種類の接着下地処理を利用した場合に比べて、せん断応力に対する抵抗特性が向上する。この点に関しては、自転車用のリム１０、具体的には径方向外側の環状部材２２と径方向内側の環状部材２４との接着について述べたほぼ同じ検討内容が、そのまま当てはまる。

右クランクアームアセンブリ１１０の製造方法は、作業性の観点からみて、後述する図９〜図１８に示す工程を含む。より具体的に述べると、これらの図には、ピン２２０に対して実行される処理工程が示されている。

図９に示すように、保護体１２４が、ピン２２０の溝付きの表面１２３ｂのうちの少なくとも一部に対して適用される。典型的には、略円筒（円筒状）のプラグが、ピン２２０の端部１２２ｂに取り付けられる。

次に、このようにして準備したピン２２０に対して、ピーニング（peening）処理が実行される。例えば、このピーニング処理には、直径約０．２０ｍｍのセラミック製微小球が使用される。

次に、保護体１２４が取り除かれる。

図１０に示すように、この時点で、保護体１３４をピン２２０のねじ部１２３ａの上側から設置することにより、そのピン２２０のねじ部１２３ａを覆うことができる。

図１１に、保護体１３４をより分かり易く示す。保護体１３４は、略円筒（円筒状）かつ中空であり、ピン２２０の端部１２２ａのねじ部１２３ａと合致する雌ねじ部１３４ａを具備している。これにより、保護体１３４は、ピン２２０のねじ部１２３ａに螺合させることができる。

保護体１３４は２つのＯリング１３４ｃを具備しており、各Ｏリング１３４ｃは保護体１３４の両側の端部のそれぞれに設けられている。これらのＯリングにより、後続の酸化表面処理で使用される物質とねじ部１２３ａとが接触するのを防止することができる。

このようにして準備したピン２２０に対して、酸化処理が実行される。好ましくは、さらに、９８℃で、酢酸ニッケル水溶液中でのフィックス（封孔）処理が実行される。例えば、（保護体１３４で保護される領域を除いて）ピン２２０の表面全体（ピン２２０の内側空間（hollow portion）も含めて）に形成する陽極酸化物の層厚は、６〜１２μｍである。

次に、保護体１３４が取り除かれて、図１３に示すピン２２０が得られる。

この時点で、ピン２２０を、さらなる保護体３００で覆うことができる。より具体的に述べると、保護体３００は、ピン２２０のうちの酸素除去除去表面処理を施す必要のない表面部位を覆うものである。したがって、図１６に示すように、ねじ部１２３ａは唯一覆われない。

保護体３００は、２つの構成品１３０ａ，１３０ｂを具備する。

構成品１３０ａは、一方の端部１３０ｃが閉じられた、略円筒の形状を有している（円筒状である）。この構成品１３０ａは、ピン２２０に対して当該ピン２２０の端部１２２ｂから（図１４）、ピン２２０のうちのねじ部１２３ａ近傍にある環状の突き合わせ面１２３ｃに達するまで嵌め込まれる（図１５）。図１３には、構成品１３０ａが嵌挿される前にピン２２０に嵌め込まれたＯリング１３０ｄが描かれている。このＯリング１３０ｄは、環状の突き合わせ面１２３ｃと構成品１３０ａの開いた端部との間に挟まれた状態となる。構成品１３０ａは、固定要素１３０ｅを用いて閉じられる（図１５）。

構成品１３０ｂは、略円筒（円筒状）であり、ピン２２０のうちの当該ピン２２０の端部１２２ａにおける内側空間（cavity）に向けて挿入される（図１５）。構成品１３０ｂは、構成品１３０ｂとピン２２０の端部１２２ａとの間に挟まれた状態となるＯリング１３０ｆを具備している。

構成品１３０ａ，１３０ｂは、プラスチック製のものでもよい。

このようにして準備したピン２２０に対して、酸素除去表面処理が実行される。好ましくは、この酸素除去表面処理は、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）であり、より好ましくは、これに加えて、さらに、リン酸を用いた陽極酸化処理（ＰＡＡ）が実行される。構成品１３０ａ，１３０ｂの存在により、ピン２２０の内側空間の、その両側の端面が閉塞される。これにより、酸素除去表面処理で使用される物質が上記内側空間の内部に入って、当該酸素除去表面処理に先立って酸化表面処理で形成された陽極酸化物を攻撃するのを防止することができる。

次に、保護体３００が取り除かれる。

次に、ねじ部１２３ａに防食塗料が塗付される。例えば、既述した「ＢＲ（登録商標）１２７」プライマーを使用することができる。

一般的に、上記防食塗料の適用は、スプレーで行われる。ピン２２０のうちの上記防食塗料が適用されない残りの部分は、予めキャップ１３６で覆われている。好ましくは、このキャップ１３６は、金属製のものである。

キャップ１３６は、一方の端部１３６ａが閉じられた、略円筒の形状を有している（円筒状である）。このキャップ１３６は、ピン２２０に対して当該ピン２２０の端部１２２ｂから（図１７）、ピン２２０のうちの環状の突き合わせ面１２３ｃに達するまで嵌め込まれる（図１８）。

次に、キャップ１３６が取り外される。

このように処理されたピン２２０は、右クランクアーム２４０と螺合・接着可能な状態となる。

当然ながら、当業者であれば、特定の要件及びその時々の要件に応えるために、既述した自転車の構成部品および該構成部品の製造方法に対して様々な変更や変形を施すものと思われるが、このような変更及び変形の全ては、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の保護範囲内に包含されることに留意されたい。

本明細書および添付の特許請求の範囲では、アルミニウムしか言及していないが、既述した内容は、別の金属材料（例えば、マグネシウムおよび／またはマグネシウム系合金など）を使用する場合にも当てはまることに留意されたい。

Claims (18)

1. 自転車の構成部品（１０，１１０）であって、
   アルミニウム製の第１のボディ（２２，２２０）と、
   複合材料製の第２のボディ（２４，２４０）と、を備え、
   前記第２のボディ（２４，２４０）が、前記第１のボディ（２２，２２０）の第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）とカップリングしており、
   前記第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）は、酸素除去表面処理（deoxidation surface treatment）が施された後、当該第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）の少なくとも一部に、前記第１のボディ（２２，２２０）と前記第２のボディ（２４，２４０）とを接着する接着性物質が適用されており、
   前記第１のボディ（２２，２２０）の第２の表面部位（２３ｂ、２３０ｂ）は、酸化表面処理が施された後、酸化物のフィックス処理(fixing) が行われている、自転車の構成部品（１０，１１０）。
2. 請求項１に記載の自転車の構成部品（１０，１１０）において、前記第１のボディ（２２，２２０）と前記第２のボディ（２４，２４０）との接着は、水中に１５００時間浸漬させた後の、せん断応力に対する抵抗力の減少が、２０ＭＰａ以下、好ましくは１８ＭＰａ以下、より好ましくは１０ＭＰａ以下、さらに好ましくは５ＭＰａ以下である、自転車の構成部品（１０，１１０）。
3. 請求項１または２に記載の自転車の構成部品（１０，１１０）において、前記第１のボディ（２２，２２０）と前記第２のボディ（２４，２４０）との接着は、せん断応力に対する最初の抵抗力が、３５ＭＰａ超を、好ましくは４０ＭＰａ超を、より好ましくは約４５ＭＰａを確保する、自転車の構成部品（１０，１１０）。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の自転車の構成部品（１１０）において、前記第１のボディ（２２０）が、右クランクアームアセンブリ（１１０）のピン（２２０）であり、前記第２のボディ（２４０）が、当該右クランクアームアセンブリ（１１０）の右クランクアーム（２４０）である、自転車の構成部品（１１０）。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の自転車の構成部品（１０）において、前記第１のボディ（２２）が、自転車用のリムの径方向外側の環状部材（２２）であり、前記第２のボディ（２４）が、当該自転車用のリム（１０）の径方向内側の環状部材（２４）である、自転車の構成部品（１０）。
6. 請求項５に記載の自転車の構成部品（１０）において、前記第１のボディ（２２）が、ベース面（２２ａ）および両側の側面（２２ｂ）を有しており、
   −前記ベース面（２２ａ）に、さらには、前記両側の側面（２２ｂ）のそれぞれの径方向内側の周部分（２２ｅ）に、前記第１の表面部位（２３ａ）が形成されており、
   −前記両側の側面（２２ｂ）のそれぞれの径方向外側の周部分（２２ｆ）に、前記リムの制動トラックが形成された、自転車の構成部品（１０）。
7. 自転車の構成部品（１０，１１０）を製造する方法であって、
   前記構成部品は、アルミニウム製の第１のボディ（２２，２２０）と、複合材料製の第２のボディ（２４，２４０）とを備えるものであり、
   −前記第１のボディ（２２，２２０）の第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）に、酸素除去表面処理(deoxidation surface treatment)を施す工程と、
   −このように処理された前記第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）の少なくとも一部に、接着性物質を適用する工程と、
   −前記第１のボディ（２２，２２０）と前記第２のボディ（２４，２４０）とを、前記第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）の前記少なくとも一部でカップリングさせる工程と、を含み、当該製造方法は、さらに、前記第１のボディ（２２，２２０）の少なくとも第２の表面部位（２３ｂ、２３０ｂ）に、酸化表面処理(oxidation surface treatment) を施した後、酸化物のフィックス処理(fixing)を行う工程を含む、自転車の構成部品の製造方法。
8. 請求項７に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記酸素除去表面処理が、硫酸クロム酸混液を用いた酸攻撃処理（ＦＰＬ）である、自転車の構成部品の製造方法。
9. 請求項８に記載の自転車の構成部品の製造方法において、陽極酸化処理を含んでおり、当該陽極酸化処理は、酸化物厚さが４μｍ以下となるクロム酸を用いた陽極酸化処理（ＣＡＡ）、より好ましくはリン酸を用いた陽極酸化処理（ＰＡＡ）を含む、自転車の構成部品の製造方法。
10. 請求項７から９のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記酸化表面処理が、硫酸を用いた陽極酸化処理（ＳＡＡ）である、自転車の構成部品の製造方法。
11. 請求項７から１０のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、さらに、前記接着性物質を適用する工程の前に、前記第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）に防食塗料を適用する工程を含む、自転車の構成部品の製造方法。
12. 請求項７から１１のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記酸化表面処理を、前記酸素除去表面処理よりも前に施す、自転車の構成部品の製造方法。
13. 請求項７から１２のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、さらに、前記第１のボディ（２２，２２０）の前記第１の表面部位（２３ａ，２３０ａ）に前記酸素除去表面処理を施す工程よりも前に、第１の保護体（３０，３００）で前記第２の表面部位（２３ｂ、２３０ｂ）を覆う工程を含む、自転車の構成部品の製造方法。
14. 請求項１３に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記第１のボディ（２２）が、自転車用のリム（１０）の径方向外側の環状部材（２２）であり、当該径方向外側の環状部材（２２）は、両側の側面（２２ｂ）の間に形成されたタイヤ（１４）用の着座部（２０）を有しており、
    前記第２の表面部位（２３ｂ）を覆う工程が、−充填体（２８）を前記着座部（２０）に挿入する副工程、ならびに−取り除き可能な保護膜（３０）を前記充填体（２８）および前記径方向外側の環状部材（２２）のうちの径方向外側の周部分に適用する副工程を有する、自転車の構成部品の製造方法。
15. 請求項１４に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記径方向外側の環状部材（２２）が、インフレーションバルブ（１５）用の孔を有しており、
    当該製造方法が、さらに、前記充填体（２８）を前記着座部に挿入する副工程よりも前に、第１のマスク（２６ａ）で前記孔を覆う工程、を含む、自転車の構成部品の製造方法。
16. 請求項７から１５のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記第１のボディ（２２）の少なくとも第２の表面部位（２３ｂ）に酸化表面処理を施す工程が、−当該酸化表面処理を前記第１の表面部位（２３ａ）および前記第２の表面部位（２３ｂ）に施し、陽極酸化物を形成する副工程、ならびに−前記第１の表面部位（２３ａ）から前記陽極酸化物の少なくとも一部を除去する副工程を有する、自転車の構成部品の製造方法。
17. 請求項７から１３のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、前記第１のボディ（２２０）が、右クランクアームアセンブリ（１１０）の中空のピン（２２０）であり、
    当該製造方法が、さらに、前記酸素除去表面処理を施す工程よりも前に、前記中空のピン（２２０）の両側の端面を閉塞する工程、を含む、自転車の構成部品の製造方法。
18. 請求項７から１３および請求項１７のいずれか一項に記載の自転車の構成部品の製造方法において、さらに、前記第１のボディ（２２０）の少なくとも第２の表面部位（２３０ｂ）に酸化表面処理を施す工程よりも前に、第２の保護体（１３４）で前記第１の表面部位（２３０ａ）を覆う工程を含む、自転車の構成部品の製造方法。

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