JPH0471978A - 二輪車用樹脂フレーム構造 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、二輪車用樹脂フレーム構造に係り、詳しく
は、樹脂材料からなる中空のフレームに後輪を支持する
後輪支持部材を取付ける二輪車用樹脂フレーム構造に関
する。

［従来の技術］ 自転車等の二輪車用樹脂フレームは、例えば特表平１−
５０２５７７号に示されるように、シト支持部と後輪支
持部とを連結するパイプ部と、ペダル支持部と後輪支持
部とを連結するパイプ部とをそれぞれ樹脂材料で形成し
、この後輪支持部に後輪支持部材の脚部を固定し、この
後輪支持部材の支持部に後輪を支持するものがある。

［発明が解決しようとする課題］ この後輪支持部材には後輪の車軸が支持され、荷重が集
中する部分であるため、特に剛性を有する部材で形成し
て樹脂フレームに取付けているが、小型軽量化のために
後輪支持部材の脚部を薄肉にすることが行なわれる。と
ころで、後輪を支持する後輪支持部材の脚部を薄肉とす
ると、それに倣フて樹脂フレーム自体も薄くなり、十分
な強度、剛性の確保が困難である。

また、例えば樹脂フレームと後輪支持部材とを一体化す
るため、型に設けたフレーム材の中空部に後輪支持部材
をセットした状態で、中空部内を加圧して型成形するこ
とが行なわれるが、この場合には樹脂フレームと後輪支
持部材との接続部の加圧が十分でなく、この部分の強度
が不足する虞れがある。これらの強度、剛性不足を補う
ためには樹脂フレームを厚肉、大径化する必要があるが
この場合には、重量が増加する不具合がある。

この発明はこのような実状に鑑みてなされたもので、高
強度、高剛性を容易に確保すると共に、小型軽量化を達
成することが可能な二輪車用樹脂フレーム構造を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明はシート支持部と
後輪支持部とを連結するパイプ部と、ペダル支持部と後
輪支持部とを連結するパイプ部とをそれぞれ樹脂材料で
形成し、前記後輪支持部に後輪支持部材の脚部を固定し
、この後輪支持部材の支持部に後輪を支持する二輪車用
樹脂フレームにおいて、前記後輪支持部は前記各パイプ
部の各中空部が連通するように互いに一体的に連結され
、この後輪支持部の中空部をパイプ部の長手方向に略平
行な隔壁で２つの中空部に区画し、これら２つの中空部
のうち、どちらか一方の中空部内に前記後輪支持部材の
脚部を収容挟持して後輪支持部材を固定するようにした
ことを特徴としている。

［作用］ この発明では、後輪支持部材の脚部を薄肉にしても、樹
脂フレームの後輪支持部に中空部が形成され、この中空
部がパイプ部の長手方向に略平行な隔壁で２つの中空部
に区画されており、この隔壁によって樹脂フレームの後
輪支持部の強度、剛性が向上している。また、隔壁で区
画された２つの中空部のうち、どちらか一方の中空部内
に後輪支持部材の脚部を収容挟持するため、この脚部が
薄肉でも後輪支持部を太くすることができ、軽量化と高
強度、高剛性を同時に達成することができる。

また、樹脂フレームの中空部内を加圧して型成形する場
合、後輪支持部もパイプ部材内部の各中空部が連通する
ように互いに一体的に連結することで十分加圧されるた
め、後輪支持部の強度が十分確保されると共に、後輪支
持部材の脚部の支持も確実になされる。

［実施例］ 次に、添付図面と共にこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

ｍ１図はこの発明を適用した二輪車の側面図、第２図は
フレームの成形型の側面図、第３図はフレームの成形型
の背面図、第４図はフレームの成形型の底面図、第５図
はフレームの成形型に中空のフレーム材を収納した状態
を示す図、第６図はフレーム材の中空内に袋材を収容し
た状態を示す図、第７図は袋材の中に内圧を加える前の
状態を示す断面図、第８図は袋材を膨張させフレーム材
を成形型の袋材との間で圧縮した状態を示す断面図、第
９図は第１図のＩＸ−ＩＸ断面図、第１０図は第１図の
Ｘ−Ｘ断面図である。

図中符号１は二輪車である自転車で、この自転車のフレ
ーム２はステアリング支持部２ａ、後輪支持部２ｂ、シ
ート支持部２Ｃ及びペダル支持部２ｄを有し、これらは
それぞれパイプ部２８〜２１で連結されている。ステア
リング支持部２ａにはフロントフォーク３が回転可能に
支持され、このフロントフォーク３の上方にはハンドル
４が設けられ、下方には前輪５の車軸６が支持されてい
る。後輪支持部２ｂには支持部材７の脚部７ａが設けら
れ、この支持部材７の支持部７ｂには後輪８０車軸９が
支持されている。シート支持部２Ｃにはシート１０の支
持パイプ１１が設けられている。ペダル支持部２ｄには
ペダル１２が回転自在に設けられ、このペダル＋２の回
転でペダルスプロケット１３が一体に回転し、この動力
がチェーン１４を介して後輪スプロケット１５へ伝達さ
れ、これで後輪８が駆動される。

フレーム２の前半部はステアリング支持部２ａ１シート
支持部２Ｃ及びペダル支持部２ｄ、さらにこれらを連結
するパイプ部２ｅ、２ｆ、２ｉとにより略三角形状に形
成され、その内側には前側空間１６が設けられている。

このフレーム２のパイプ部２ｅよりパイプ部２ｆ、２ｉ
の断面積を大きくして、大きな荷重がかかる部分の強度
を大きくしている。また、フレーム２の後半部は後輪支
持部２ｂで後輪８の左右両側から後輪８の車軸９を支持
するので、シート支持部２Ｃ及びペダル支持部２ｄから
後輪支持部２ｂにかけてパイプ部２ｇ、２ｈで連結され
て二叉になって、右側三角形状と左側三角形状とに形成
され、やはり夫々内側に後側空間１７．１８が設けられ
ている。

このフレーム２を成形するために、第２図乃至第５図に
示すような成形型が用いられ、右側型１９、左側型２０
及び後部中央型２１とで構成されている。この右側型１
９、左側型２０の内側にはフレーム２の形状に沿った凹
部１９ａ、２０ａが形成され、後部中央型２１の外側に
はフレーム２の形状に沿フた凹部２１ａが形成されてい
る。

右側型１９、左側型２０及び後部中央型２１の凹部１９
ａ、２０ａ、２１ａには熱硬化性の樹脂からなるフレー
ム材２２が収容される。このフレーム材２２は、エポキ
シ樹脂等の熱硬化樹脂が含浸されたｔａ維材料、例えば
カーボン繊維やアラミド繊維、ガラス繊維等のクロス材
又は一方向繊維のシート材で形成された薄目のシート材
を３〜８枚重ねたものを使用する。この場合は、繊維方
向を変えて重ねたものを厚目の管状に形成するとよい０
例えば、板厚０．１５ｍｍ又は０．２ｍｍの一方向繊維
シート剖を２枚ずつ、フレーム長手方向に対して、θ°
、４５°、−４５’　、Ｏｏと角度を変え、或いはθ′
″、４５°、−４５’　と角度を変えて重ねて、例えば
板圧１．２ｍｍのフレーム材２２とする。このフレーム
材２２は第７図及び第８図に示すように、その端部２２
ａ同士が重なるようになって中空になっている。

この熱硬化性の樹脂からなる中空のフレーム材２２の中
空内には、第４図及び第６図に示すような柔軟性を有す
る細長い袋材２３０，２３１．２３２が収容されている
。この袋材２３０．２３１．２３２は予めフレームの断
面形状と略凹−形状に形成されたものが使用され、柔軟
性があり耐熱性を有する熱可塑樹脂フィルム、例えばポ
リアミドやポリエチレンテレフタレート等で形成されて
いる。

袋材２３０は右側型１９と左側型２０のフレーム材２２
の中空内に、フレーム２の前半部のステアリング支持部
２ａ、シート支持部２Ｃ及びペダル支持部２ｄ、さらに
これらを連結するパイプ部２ｅ、２ｆ、２ｉとの略三角
形状に形成するために配置され、この状態で右側型１９
と左側型２０との周辺部をボルト３１とナツト３２とで
締付固定する。

袋材２３１，２３２は右側型１９と左側型２０及び後部
中央型２１のフレーム材２２の中空内に、フレーム２の
後半部のシート支持部２Ｃ及びペダル支持部２ｄから後
輪支持部２ｂにかけてパイプ部２ｇ、２ｈで連結された
二叉の右側三角形状と左側三角形状とを形成するために
配置され、この状態で右側型１９と左側型２０及び後部
中央型２１の周辺部をボルト３１とナツト３２とで締付
固定する。このそれぞれの右側型１９の後輪支持部２ｂ
を形成する部分及び左側型２０の後輪支持部２ｂを形成
する部分では、右側型１９に設けたフレーム材２２に袋
材２３１を、左側型２０に設けたフレーム材２２には袋
材２３２を当てがい、この袋材２３１．２３２にフレー
ム材２２０を当てがい、さらに後輪支持部材７の脚部７
ａをフレーム材２２０に当てがい、フレーム材２２が設
けられた後部中央型２１を右側型１９及左側型２０に接
合している。

この後輪支持部材フはアルミニウム材、カーボン樹脂材
等で形成することができ、また後輪支持部材７は全体を
フレーム材で被覆する構造にしてもよい。

右側型１９及び左側型２０のステアリング支持成形部で
は、袋材２３０の底部２３０ａ側が支持ブラケット３３
がボルト３４で固定される０袋材２３０の空気供給部２
３０ｂ側は、空気供給部２３０ｂを開放した状態で左側
型１９と左側型２０に支持ブラケット３５をシール部材
３６を介して当てがいボルト３７で締付固定する。この
支持ブラケット３５には空気圧入器３８が設けられてお
り、この空気圧入器３８がら空気が袋材２３０内に供給
される。

また、右側型１９及び左側型２０のシート支持成形部で
は、袋材２３１，２３２の底部２３１ａ、２３２ａ側が
支持ブラケット３３がボルト３４で固定される。この袋
材２３１．２３２の空気供給部２３１ｂ、２３２ｂ側は
、空気供給部２３１ｂ、２３２ｂを開放した状態で右側
型１９と左側型２０のペダル支持部成形部に支持ブラケ
ット３５をシール部材３６を介して当てかいボルト３７
で締付固定する。この支持ブラケット３５には空気圧入
器３８が設けられており、この空気圧入器３８がら空気
が袋材２３１，２３２内に供給される。

袋材２３０，２３１．２３２に空気が供給されると、袋
材２３０，２３１．２３２全体が膨張し、この膨張によ
ってフレーム材２２を右側型１９、左側型２０及び後部
中央型２１と袋材２３０．２３１，２３２との間で圧縮
した状態で加熱して硬化する。

このとき、右側型１９、左側型２０及び後部中央型２１
の後輪支持部成形部では、袋材２３１゜２３２の膨張で
、それぞれフレーム材２２を右側型１９、左側型２０に
押圧すると共に、フレーム材２２０を後輪支持部材７の
脚部７ａに押圧し、この後輪支持部材７の脚部７ａを介
してフレーム材２２が後部中央型２１に押圧されて、こ
れによりフレーム材２２，２２０が圧縮した状態で加熱
して硬化する。

このようにして、フレーム２の後輪支持部２ｂは、パイ
プ部２ｇ、２ｈの各中空部が連通ずるように互いに一体
的に連結され、この後輪支持部２ｂの中空部をパイプ部
の長手方向に略平行な隔壁２にで２つの中空部２ｆｔ、
２ｍに区画し、これら２つの中空部２ｆｔ、２ｍのうち
、一方の内側の中空部２ｍ内に後輪支持部材７の脚部７
ａを収容挟持して後輪支持部材７を固定している。これ
ら２つの中空部２ｆｔ、２ｍのうち、どちらか一方の中
空部内に後輪支持部材７の脚部７ａを収容挟持して後輪
支持部材７を固定すればよく、外側の中空部２ｊ２内に
後輪支持部材７の脚部７ａを収容挟持して後輪支持部材
フを固定してもよい。

従って、後輪支持部材７の脚部７ａを薄肉にしても、樹
脂のフレーム２の後輪支持部２ｂに中空部が形成され、
この中空部がパイプ部の長手方向に略平行な隔壁２にで
２つの中空部２１１．２ｍに区画されており、この隔壁
２ｋを形成することにより後輪支持部２ｂの強度、剛性
が向上している。また、これら２つの中空部２℃、２ｍ
のうち、どちらか一方の中空部内に後輪支持部材７の脚
部フｂを収容挟持するため、この脚部７ｂが薄肉でも後
輪支持部２ｂを太くすることができ、軽量化と高強度、
高剛性を同時に達成することができる。

また、この実施例のように、樹脂のフレーム２の中空部
内を加圧して型成形する場合、後輪支持部２ｂも中空部
で連通するように互いに一体的に連結することで十分加
圧され、これにより後輪支持部材７を後輪支持部２ｂに
強固に固定でか、しかも後輪支持部２ｂ自体の強度も十
分確保される。

このようにして成形されたフレーム２には、そのステア
リング支持部２ａ、シート支持部２ｃ及びペダル支持部
２ｄには、第１図に示すようにそれぞれをアルミ材やカ
ーボン樹脂材等で作られたパイプ材４２〜４４を所定箇
所に挿入して、接着材により接着固定して補強する。

また、この補強は、フレーム材２２自体を少し厚肉に成
形したものを後で切削加工により各部を成形して、二輪
車用樹脂フレーム２の成形を完了することができる。

［発明の効果］ 前記のように、この発明では、フレームの後輪支持部は
パイプ部の各中空部が連通ずるように互いに一体的に連
結され、この後輪支持部の中空部をパイプ部の長手方向
に略平行な隔壁で２つの中空部を区画したから、隔壁に
よって樹脂フレームの後輪支持部の強度、剛性が向上す
る。また、隔壁で区画された２つの中空部のうち、どち
らか−方の中空部内に後輪支持部材の脚部を収容挟持す
るから、後輪支持部材の脚部を強固に支持することがで
きる。

また、樹脂フレームの中空部内を加圧して型成形する場
合、後輪支持部もパイプ部材内部の各中空部が連通ずる
ように互いに一体的に連結することで十分加圧されるか
ら、後輪支持部材を後輪支持部に強固に固定でき、しか
も後輪支持部自体の強度も十分確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した二輪車の側面図、第２図は
フレームの成形型の側面図、第３図はフレームの成形型
の背面図、第４図はフレームの成形型の底面図、第５図
はフレームの成形型に中空のフレーム材を収納した状態
を示す図、第６図はフレーム材の中空内に袋材を収容し
た状態を示す図、第７図は袋材の中に内圧を加える前の
状態を示す断面図、第８図は袋材を膨張させフレーム材
を成形型の袋材との間で圧縮した状態を示す断面図、第
９図は第１図のＩＸ−ＩＸ断面図、第１０図は第１図の
Ｘ−Ｘ断面図である。 図面中、符号に輪車、２はフレーム、２ａはステアリン
グ支持部、２ｂは後輪支持部、２Ｃはシート支持部、２
ｄはペダル支持部、２には隔壁、２Ｉｔ、２ｍは中空部
、７は後輪支持部材、７Ｂは脚部、７ｂは支持部、１９
は右側型、２０は左側型、２１は後部中央型、２２，２
２０はフレーム材、２３０．２３１．２３２は袋材であ
る。 第 図 第 図 第 図 りｈ 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シート支持部と後輪支持部とを連結するパイプ部と、ペ
   ダル支持部と後輪支持部とを連結するパイプ部とをそれ
   ぞれ樹脂材料で形成し、前記後輪支持部に後輪支持部材
   の脚部を固定し、この後輪支持部材の支持部に後輪を支
   持する二輪車用樹脂フレームにおいて、前記後輪支持部
   は前記各パイプ部の各中空部が連通するように互いに一
   体的に連結され、この後輪支持部の中空部をパイプ部の
   長手方向に略平行な隔壁で２つの中空部に区画し、これ
   ら２つの中空部のうち、どちらか一方の中空部内に前記
   後輪支持部材の脚部を収容挟持して後輪支持部材を固定
   するようにした二輪車用樹脂フレーム構造。