JPH02169381A - 自転車フレーム構造体とその製造方法 - Google Patents

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 本発明は接着剤を用いてパイプ部材を接合してなる自転
車フレームに関するものである。

従来の技術 自転車フレームは従来、スチール製パイプをロー付け、
抵抗溶接等のプロセスを用いて製造されているが、最近
の新素材の発展にともない、フレームを軽量化する目的
で、アルミニウム合金や繊維強化プラスチックス等の材
料が使用されはじめている。

しかし、この様な新素材に従来のプロセスを適合させる
と、高熱による材料の劣化等が生じるため、接着剤を用
いた接着接合により軽量フレームが製造されている。こ
の接着による自転車フレームの生産には、従来の様な溶
接機等の大きな設備の必要もな（、また工程の簡素化、
作業環境の改善がはかれるなど大きなメリットがあり、
今後の自転車製造プロセスの主流になりつつある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、接着剤のみでの接合では、一般的な接着
剤の問題点である信頼性や経年変化などに対して、工業
規格も存在していないのが現状であり、安全性を重視し
て、ネジやリベット等を用いた機械的な接合と接着とを
併用している。

しかし、これらの方法は製造工程が複雑になるのみなら
ず、機械的な接合はできるものの、リベット等の使用箇
所に応力集中が発生したり、ねじ、リング等の突状端に
より挿入時に接着層がはがされ、クリアランスが一定に
保てないなど、接着剤の従来の特徴である界面での接合
力を減少させている。また、接着層に空間が生じた結果
、市場環境でその空間に水分が浸透し、界面での腐蝕を
進行させるなど、信頼性を低下させる原因となる可能性
がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、接着剤の本来の特徴を生
かしつつ、安全性を重視し、かつ生産性にすぐれた接着
構造および接着剤を用いた自転車フレームを提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、第１の発明は主剤がビスフ
ェノールＡタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボウラツク
タイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジ
アミドを用い、ゴム成分としてＮＢＲかＳＢＲ、または
これらのうちどちらかとグルコールタイプのうちどちら
かとゲルコールタイブのエポキシ樹脂を、３重量％から
３０重量％以下混合してなり、塩素イオンなどの腐蝕物
含有量が５００ｐｐｍ以下である自転車接着フレーム用
接着材料であり、第２の発明は、主剤がビスフェノール
Ａタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイプのエ
ポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジアミドを用
い、ゴム成分として、ＮＢＲかＳＢＲ，またはこれらの
うちどちらかとグリコールタイプのエポキシ樹脂を、３
重量部から３０重量部以下混合してなり。

塩素イオンなどの腐蝕物含有量が５００ｐｐｍ以下であ
る自転車接着フレーム用接着材料をマトリックスとして
、アルミニウム粉を５０重量％以下３重量％以上、また
はＳ　ｉ０２を３０重量％以下３重量％以上、または、
アルミニウム粉とＳ　＋　０２粉の混合物を５０重量％
以上３を量％以上混合してなる自転車接着フレーム用接
着材料であり、第３の説明は、ラック部根元部からラッ
ク部先端部に向かうにつれて、突状部外径がパイプ内径
から徐々に減少するテーバ状ラック部を有し、かつその
表面にパイプ内径よりも大きな外径を有するフィン状の
突起部をラッグ部根元から先端方向に少な（とも１本以
上あり、さらにパイプ材とラック材の接触面に、各々対
向する環状溝を有し、環状溝の１つに、形状記憶金属リ
ングを設け、パイプ剤とラック材の接触面に、主剤がビ
スフェノールＡタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラッ
クタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアン
ジアミドを用い、ゴム成分としてＮＢＲからＳＢＲ、ま
たはこれらのうちどちらかとグルコールタイプのうちど
ちらかとゲルコールタイブのエポキシ樹脂を、３重量％
から３０重量％以下混合してなり、塩素イオンなどの腐
蝕物含有量が５００ｐｐｍ以下である自転車装着フレー
ム用接着材料の接着材を有する自転車接着フレーム構造
であり、第４の発明は、ラック部根元部からラッグ部先
端部に向かうにつれて、突状部外径がパイプ内径から徐
々に減少するテーバ状ラック部を有し、かつその表面に
パイプ内径よりも大きな外径を有するフィン状の突起部
をラッグ部根元から先端方向に少な（とも１本以上あり
さらにパイプ材とラッグ材の接触面に、各々対向する環
状溝を有し、環状溝の１つに、形状記憶金属リングを設
け、パイプ材とラック材の接触面に主剤がビスフェノー
ルＡタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイプの
エポキシ樹脂であり、硬化腐蝕物含有量が５００ｐｐｍ
以下である自転車接着フレーム用接着材料をマトリック
スとして、アルミニウム粉を５０重量％以下３重量％以
上、または、ＳｉＯ２を３０重量％以下３重量％以上、
または、アルミニウム粉とＳｉＯ□粉の混合物を５０重
量％以上３重量％以上混合してなる自転車接着フレーム
用接着材料の接着剤を有する自転車接着フレーム構造で
あり、第５の発明はラック部とパイプ部の接着剤を塗布
する表面をサンドブラシまたはワイヤーブラシなどで、
表面の酸化皮膜を除去する、また接合面積を大きくする
程度に充分にこすって金属の新しい表面を出した後、こ
れをトソクレンなどの溶剤で充分に洗浄する。乾燥後、
ラッグ部材とパイプ部材など、表面処理された接触面に
主剤がビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂かまたは、
ノボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤として
ジシアンジアミドを用い、ゴム成分としてＮＢＲかＳＢ
Ｒ、またはこれらのうちどちらかとグルコールタイプの
うちどちらかとゲルコールタイブのエポキシ樹脂を３重
量％から３０重量％以下混合してなり、塩素イオンなど
の腐蝕物含有量が５００ｐｐｍ以下である自転車接着フ
レーム用接着材料か、または、主剤がビスフェノールＡ
タイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイプのエポ
キシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジアミドを用い
、ゴム成分として、ＮＢＲかＳＢＲ、またはこれらのう
ちどちらかとグルコールタイプのうちどちらかと、グリ
コールタイプのエポキシ樹脂を、３重量部から、３０重
量部以下混合してなり、塩素イオンなどの腐蝕物含有量
が５００ｐｐｍ以下である自転車接着フレーム用接着材
料をマドノックスとして、アルミニウム粉を５０重量％
以下３重量％以上またはＳ　ｉ　Ｏ２を３０重量％以下
３重量％以上または、アルミニウム粉とＳｉＯ２粉の混
合物を５０重量％以上３重量％以上混合してなる自転車
装着フレーム用接着材料を塗布して、それらを接合させ
た後、接着した自転車フレームを、６０℃から１５０℃
の炉の中に置いて反応硬化させる装着フレーム構造自転
車の製造方法という発明である。

作　　　用 第１の発明において、ビスフェノールＡタイプエポキシ
樹脂かまたはノボラックタイプのエポキシ樹脂は主剤の
作用をし、ジシアンジアミドは硬化剤の作用をする。Ｎ
ＢＲか５ＢＲ１およびグリコールタイプのエポキシ樹脂
は、ゴム成分としての作用をする。

第２の発明において、ビスフェノールＡタイプエポキシ
樹脂かまたはノボラックタイプのエポキシ樹脂は、主剤
の作用をし、ジシアンジアミドは硬化剤の作用をする。

ＮＢＲか５ＢＲ１またはグリコールタイプのエポキシ樹
脂はゴム成分の作用をするＡＩ粉、ＳｉＯ□粉はベース
ポリマーの強化剤の作用をする。

第３の発明において、パイプ内径よりも大きな外径を有
するフィン状の突起部は、パイプ材とラップ部を機械的
に固定する作用をし、形状記憶金属リングと、ラッグ部
とパイプ部とを機械的に固定する作用をする。

第４の発明において、フィン状の突起部と形状記憶合金
金属リングは、パイプ材とラッグ部材を機械的に総合す
る作用をする。接着剤は、ラッグ部とパイプ部材とを機
械的に結合する作用をする。

第５の発明において、接合面を充分にこすり新しい面を
出した後トリクレンで洗浄するのは、パイプ材とラッグ
材とが充分に接着する作用をする。接着剤は、パイプ材
とラッグ材を接着する作用をする。

実施例 ビスフェノールＡタイプエポキシを５００ｇ、ジシアン
ジアミドを５０ｇ、これにＮＢＲを１０ｗｔ％混合して
、自転車装着フレーム構造の接着部に塗布し、パイプ部
ラック部を接合した。これを反応硬化させた後、６０℃
９０ＲＨの恒湿槽に放置して１，０００時間後にとりだ
し、パイプ部とラッグ部の接合部にくり返し、ねじり運
動を加え、従来の接着剤との比較を行った。この時、エ
ポキシ材料としてもノボラックタイプエポキシも用いた
。その結果を図１表に示した。

を示していることがわかる。同様にして、ゴム成分とし
て、ＳＢＲ、グリコールタイプのニブキシ樹脂を用いた
が、第１表とほとんど同じ結果が得られた。また、ゴム
成分が、３重量％以下、３０重量％の場合と塩素イオン
などの腐蝕成分が５００ｐｐｍ以上の場合は、従来の接
着剤とほとんどかわらなかった。

実施例２ 実施例１で用いたビスフェノールＡタイプのエポキシ樹
脂を用いこれにアルミ粉を２０　ｗ　ｔ％Ｓ　ｉ０２を
１０　ｖｔ　ｔ％混合し、実施例と同様にして、接合部
のくり返し特性を調べた。その結果を第２表に示す。ま
たこのとき、アルミ粉のみを３０ｗｔ％混合した場合も
あわせて調べた。

を示していることがわかる。同様にして、ノボラック系
エポキシ化合物を主剤とした場合や、ＳＢＲ、グリコー
ルタイプのエポキシ樹脂を用いた場合も第２表とほとん
ど同じ効果が得られた。

ここで、Ａ１粉、ＳｉＯ２粉、またはＡ１粉。

Ｓ　ｉ　Ｏ２粉の混合物が３重量％以下、５０重量％以
上では、従来の接着剤とほとんど同じ効果しか得られな
かった。

実施例３ 第１図において、１はラッグでその突状部４はテーパ状
に形成され、その表面にフィン状突起部５が数ケ、設け
られている。３は形状記憶リングであり、ラッグ突状部
４の表面に形成された溝の中に内装されている。２はパ
イプ材であり、その内面に環状溝６が設けられている。

この環状溝６は、バイブ２をラッグ突状部４に圧入した
時、形状記憶リング３のまわりに位置するように加工さ
れている。またフィン状突起部５はバイブ２の内径より
も若干大きい外径を有している。しかし、ラッグ突状部
４の先端部の外径は、バイブ２の内径より小さくなって
いることを示す。ンのリング３の外径は常温ではラッグ
突状部４の外径と等しいが、−度加熱すると外径が広が
り、その後、常温に戻しても外径が変化しない一方向性
の形状記憶材料により、リング３は作られている。形状
としては、リングを２つに切断した形状記憶リング３゛
や、バイメタルを使用することも可能である。

なお、接着フレームの自転車の本発明の製造方法は次の
通りである。

コストワックス法などにより、精密に鋳造されたラッグ
１をワイヤーブラシでサンディングした後、脱脂、洗浄
を行い、ラッグ突状部４の表面に、主剤としてビスフェ
ノールＡエポキシ、硬化剤としてジシアンジアミドなど
を用いて構成される接着剤を塗布する。そして、４の表
面に形成された溝に形状記憶リング３を挿入する。一方
、バイブ２も内面に環状溝６を加工した後、内面接着部
をサンディング、脱脂、洗浄し、内面に接着剤を塗布す
る。

次にフレームの前三角を同時に圧入できる装置を用いて
、ラッグとバイブを圧入する。そして、あふれた接着剤
をふきとった後、恒温漕にて加熱する。

加熱油の接着部の拡大図を第５図に示す。形状記憶リン
グ３は、ラッグ突起部４の外径より小さい外径を有して
いるため、パイプ圧入時に接着剤がリング６によって剥
ぎとられることはない。したがって、ラックとバイブと
の間に均一に接着剤を介在させることが可能となる。ま
た、テーパ状ファン状突起部５により、バイブを容易に
圧入するだけで、フレームのセンター出しが行われかつ
、圧入後、ラックとバイブが仮固定されるため、接着層
のクリアランスを一定に保つことが可能となる。恒温漕
で加熱されている間に、形状記憶リング３は拡開し、バ
イブ２の内面に設けた環状溝６に挿入される。この時リ
ング６は、第６図に示す様に、ラッグ突起部４の環状溝
７とバイブ２の環状溝６との間に固定されるため、機械
的な接合が実施される。またこの間に接着剤が熱硬化に
より安定化するため、より安全性の高い接続構造となる
。

発明の効果 本発明により、従来接着フレーム構造自転者において最
も問題とされていた信頼性について、加速試験後、従来
の１０倍以上の耐久性に効果を発揮するものである。あ
わせて、自転者の使用環境としても極寒域はもちろん、
高温多湿地においても長期実使用に耐えることに効果を
発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における自転者のラッグとパ
イプ接続部分の接続前の平面図である。 ■・・・・・・ラッグ、２・・・・・・パイプ、３・・
・・・・形状記憶リング、４・・・・・・ラッグ、パイ
プ部接続部、５・・・・・・フィン状突起物、６・・・
・・・形状記憶合わせ溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）主剤がビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂かま
   たは、ノボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤
   としてジシアンジアミドを用い、ゴム成分としてＮＢＲ
   かＳＢＲ、またはこれらのうちどちらかとグルコールタ
   イプのエポキシ樹脂を、３重量％から３０重量％以下混
   合してなり、塩素イオンなどの腐触物含有量が５００ｐ
   ｐｍ以下である自転車接着フレーム用接着材料 （２）主剤がビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂かま
   たは、ノボラックタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤
   としてジシアンジアミドを用い、ゴム成分として、ＮＢ
   ＲかＳＢＲ、またはこれらのうちどちらかとグリコール
   タイプのエポキシ樹脂を、３重量部から３０重量部以下
   混合してなり、塩素イオンなどの腐触物含有量が５００
   ｐｐｍ以下である自転車接着フレーム用接着材料をマト
   リックスとして、アルミニウム粉を５０重量％以下３重
   量％以上、またはＳｉＯ＿２を３０重量％以下３重量％
   以上、または、アルミニウム粉とＳｉＯ＿２粉の混合物
   を５０重量％以上３重量％以上混合してなる自転車接着
   フレーム用接着材料（３）ラッグ部根元部からラッグ部
   先端部に向かうにつれて、突状部外径がパイプ内径から
   徐々に減少するテーパ状ラッグ部を有し、かつその表面
   にパイプ内径よりも大きな外径を有するフィン状の突起
   部をラッグ部根元から先端方向に少なくとも１本以上あ
   り、さらにパイプ材とラッグ材の接触面に、各々対向す
   る環状溝を有し、環状溝の１つに、形状記憶金属リング
   を設け、パイプ材とラッグ材の接触面に、主剤がビスフ
   ェノールＡタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタ
   イプのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジア
   ミドを用い、ゴム成分としてＮＢＲかＳＢＲ、またはこ
   れらのうちどちらかとグリコールタイプのエポキシ樹脂
   を３重量％から３０重量％以下混合してなり、塩素イオ
   ンなどの腐触物含有量が５００ｐｐｍ以下である自転車
   接着フレーム用接着材料の接着剤を有する自転車フレー
   ム構造体。 （４）ラッグ部根元部からラッグ部先端部に向かうにつ
   れて、突状部外径がパイプ内径から徐々に減少するテー
   パ状ラッグ部を有し、かつその表面にパイプ内径よりも
   大きな外径を有するフィン状の突起部をラッグ部根元か
   ら先端方向に少なくとも１本以上あり、さらにパイプ材
   とラッグ材の接触面に、各々対向する環状溝を有し、環
   状溝の１つに、形状記憶金属リングを設け、パイプ材と
   ラッグ材の接触面に主剤がビスフェノールＡタイプエポ
   キシ樹脂かまたは、ノボラックタイプのエポキシ樹脂で
   あり、硬化剤としてジシアンジアミドを用い、ゴム成分
   として、ＮＢＲかＳＢＲ、またはこれらのうちどちらか
   と、グリコールタイプのエポキシ樹脂を、３重量部から
   ３０重量部以下混合してなり、塩素イオンなどの腐触物
   含有量が５００ｐｐｍ以下である自転車接着フレーム用
   接着材料をマトリックスとして、アルミニウム粉を５０
   重量％以下３重量％以上、またはＳｉＯ＿２を３０重量
   ％以下３重量％以上、または、アルミニウム粉とＳｉＯ
   ＿２粉の混合物を５０重量％以上３重量％以上混合して
   なる自転車接着フレーム用接着材料の接着剤を有する自
   転車フレーム構造体。 （５）ラッグ部とパイプ部の接着剤を塗布する表面をサ
   ンドブラシまたはワイヤーブラシなどで、表面の酸化皮
   膜を除去する、また接合面積を、大きくする程度に充分
   にこすって金属の新しい表面を出した後、これをトリク
   レンなどの溶剤で充分に洗浄する。乾燥後、ラッグ部材
   とパイプ部材など、表面処理された接触面に、主剤がビ
   スフェノールＡタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラッ
   クタイプのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアン
   ジアミドを用い、ゴム成分としてＮＢＲかＳＢＲ、また
   はこれらのうちどちらかとグルコールタイプのエポキシ
   樹脂を３重量％から３０重量％以下混合してなり、塩素
   イオンなどの腐触物含有量が５００ｐｐｍ以下である自
   転車装着フレーム用接着材料かまたは、主剤がビスフェ
   ノールＡタイプエポキシ樹脂かまたは、ノボラックタイ
   プのエポキシ樹脂であり、硬化剤としてジシアンジアミ
   ドを用い、ゴム成分として、ＮＢＲかＳＢＲ、またはこ
   れらのうちどちらかと、グリコールタイプのエポキシ樹
   脂を、３重量部から３０重量部以下混合してなり、塩素
   イオンなどの腐触物含有量が５００ｐｐｍ以下である自
   転車接着フレーム用接着材料をマトリックスとして、ア
   ルミニウム粉を５０重量％以下３重量％以上、またはＳ
   ｉＯ＿２を３０重量％以下３重量％以上、または、アル
   ミニウム粉とＳｉＯ＿２粉の混合物を５０重量％以上３
   重量％以上混合してなる自転車接着フレーム用接着材料
   を塗布して、それらを接合させた後、接着した自転車フ
   レームを、６０℃から１５０℃の炉の中に置いて反応硬
   化させる自転車フレーム構造体の製造方法。