JPH09268U - 自転車フレ−ム体の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自転車フレーム体の継ぎ手とパイプの接着接合
の改良に関する。 【解決手段】継ぎ手に突設した円筒形状の胴付部にパイ
プを嵌合し、接着により結合してなる自転車フレーム体
の接合構造において、継ぎ手側に前記パイプの嵌合位置
を定めるための当該パイプの端面に当接される段部を形
成し、継ぎ手とパイプとの外表面側の継ぎ目周ラインに
臨んで両部材に同径の雄雌嵌合面を備え、更にこの嵌合
面に連なって嵌合可能なテーパー面を形成し、嵌合時に
対向する当該テーパー面を接着層をもってシ−ルした自
転車フレーム体の接合構造。 １‥上パイプ、１ａ‥内
部同径円筒部、１ｂ‥内部テーパー円筒部、６‥ヘッド
ラグ、６ａ‥胴付部、６ｂ‥段部、６ｃ‥外部同径円筒
部、６ｄ‥外部テーパー円筒部、Ａ‥雄雌嵌合面、Ｂ‥
対向テーパー面、Ｌ‥外表面側継ぎ手周ライン。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は自転車フレーム体における継ぎ手とパイプの接着接合の改良に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年自転車フレーム体の軽量化を目的として、軽金属（アルミニウム、チタン 等）、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、ＦＲＭ（繊維強化金属）等を素材とす るパイプが注目されている。しかし、これらの新素材パイプは、従来の鉄製パイ プのように溶接やロー付けによって接合することはできない。そこで、これらの パイプを自転車のフレーム体に採用するために、接着による接合技術の向上が強 く要望されている。 図５において示したように、自転車のフレーム体は上パイプ１、下パイプ２、 立パイプ３、バックホーク４、チエンステー５の各種薄肉パイプとヘッドラグ６ 、ハンガーラグ７、シートラグ８及び後爪９の各種継ぎ手の接合によって構成さ れている。

【０００３】 従来の接合の一例は、実開昭５７ー８１９１号公報に記載されているように、 ヘッドラグの胴付部の外周に段差部とテーパー円筒部とを単に形成したものであ って、これを上パイプ内に接着材を付与して嵌合固着していた。 これを更に改良したものとして、図６に示すようにヘッドラグ６の胴付部６ａ 外周に段差部６ｂと外面テーパー円筒部６ｃを形成すると共に、上パイプ１の先 端に内面テーパー円筒部１ａを形成し、両テーパー部に接着材を塗布した後、胴 付部６ａに上パイプ１を嵌合し、段差部６ｂに上パイプ１の端面を当接させるこ とによって位置決めをしていた。その際、対向する両テーパー部の径の差によっ て所定の隙間が確保され、この隙間を接着層としていた。 接着材を硬化させる時は、図５に示した夫々のパイプと継ぎ手が同時に嵌合さ れてフレーム体として組み立てられ、その形状を保持しながら全体を加熱してい た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の接着接合方法では、嵌合時にヘッドラグ６の段差部６ｂ に上パイプ１の端面を当接して位置決めするのでパイプ端面、即ち外表面側の継 ぎ目周ラインＬには本来隙間は出来ないはずであるが、パイプ長さの寸法誤差或 いは組み立て誤差によって多少の隙間ができることは避けられない。

【０００５】 そして、両テーパー部の隙間に充填された接着材１０は加熱時に膨張するため に、接着材の一部がこの隙間即ち外表面側の継ぎ目周ラインＬから外側にはみ出 し、そのまま硬化してしまうことがしばしばあった。 そこで、外観上この継ぎ目周ラインＬからはみ出した接着材１１を除くための 作業が必要となるが、パイプや継ぎ手の表面を傷つけないように、はみ出し部だ けをきれいに除去することは極めて面倒な作業であった。 しかも、図５に示すように一台のフレーム体には接合部分が数多くあるため作 業工数も多く、量産性に欠けるという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上述の問題点を解決するために本考案では次のような解決手段を採用した。 即ち、継ぎ手に突設した円筒形状の胴付部にパイプを嵌合し、接着により結合 してなる自転車フレーム体の接合構造において、継ぎ手側に前記パイプの嵌合位 置を定めるための当該パイプの端面に当接される段部を形成し、継ぎ手とパイプ との外表面側の継ぎ目周ラインに臨んで両部材に同径の雄雌嵌合面を備え、更に この嵌合面に連なって嵌合可能なテーパー面を形成し、嵌合時に対向する当該テ ーパー面を接着層をもってシ−ルしたことを特徴としたものである。

【０００７】

【考案の実施の態様】

本考案では上述のように構成したので、継ぎ手とパイプとの外表面側の継ぎ目 周ラインより接着材のはみ出しが全くなくなることになったのである。 即ち、外表面側の継ぎ目周ラインに臨む両部材の嵌合面を、同径の雄雌嵌合面 となしたために接着材のはみ出しが阻止できたのである。

【０００８】 ここで同径とは、継ぎ手とパイプとの雄雌嵌合面の隙間が０〜０、３ｍｍ程度 のこという。隙間がマイナスということは嵌合時に雄側となるほうが径が大きい ということであり、人手による嵌合が困難になり、０、３ｍｍ以上であるとシー ル効果が低下する。更に好ましくは隙間が０〜０、１ｍｍである。

【０００９】 そして、前記の嵌合面の幅を夫々予想されるパイプ長さの寸法誤差及び組み立 て誤差以上に設定することによって、これらの軸方向の誤差によって隙間ができ ることはなくなるものである。かかる嵌合面の幅は任意であるが、約３ｍｍ程度 もあれば十分である。

【００１０】 更に、嵌合面に連なって両部材に形成されたテーパー面は、ここに塗布された 接着材を嵌合時に加圧しつつ均一に引き伸す作用をなし、両テーパー面の隙間は 接着層にて埋められる。

【００１１】 一般に接着材としては多くの種類があるが、自転車フレーム体の接着には、接 着強度、接着耐久性、作業性に優れたー液性熱硬化型接着剤が最も適している。 ここでー液性熱硬化型とは約１２０℃前後に加熱し、約一時間前後で硬化するも のをいう。

【００１２】 本考案は、以上の構成にしたことによって接合時において接着材は完全なシー ル状態となり、外表面側の継ぎ目周ラインからの接着材のはみ出しはなくなるも のである。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例をヘッドラグと上パイプの接合に絞って図面をもって説 明する。 （実施例１） 図１はヘッドラグ６と上パイプ１の主要部分断面図であり、図２は両部材の嵌 合状態を示す一部断面図である。 ヘッドラグ６には、円筒形状で後述する上パイプ１の外径とほぼ同径の胴付部 ６ａが突設してある。この胴付部６ａには段部６ｂが形成され、これは上パイプ １の端面の肉厚相当の段差を有している。

【００１４】 さて、この段部６ｂは上パイプ１との外表面側継ぎ目周ラインＬを形成するも のであって、この段部６ｂより外部同径円筒部６ｃが形成されていて、これは上 パイプ１との雄雌嵌合面Ａとなるものである。この外部同径円筒部６ｃの幅は約 ３ｍｍ程度もあれば十分である。 更にこの外部同径円筒部６ｃに連続して端部に向かって外径が小さくなる外部 テーパー円筒部６ｄが形成されている。

【００１５】 他方、上パイプ１は前記段部６ｂと共に外表面側継ぎ目周ラインＬを形成する 端部の内面に、約３ｍｍ幅の内部同径円筒部１ａが形成されると共に、これより 上パイプ１の内部に向かって内径が小さくなる内部テーパー円筒部１ｂが形成さ れている。尚、テーパー部の終端部は原パイプの内径とする。 ここで胴付部６ａの外部同径円筒部６ｃと、上パイプ１の内部同径円筒部１ａ とはその径が同径であって、これらは相互に嵌合して雄雌嵌合面Ａを形成するこ とになる。

【００１６】 更に外部テーパー円筒部６ｄと内部テーパー円筒部１ｂとは、ほぼ同じ勾配を もって嵌合可能とされたものであって、これらは雄雌嵌合面Ａに連なって対向す るテーパー面Ｂをなすものである。

【００１７】 このヘッドラグ６と上パイプ１とを接着するには、ヘッドラグ６と上パイプ１ とのテーパー円筒部６ｄと１ｂの表面に接着材を塗布し、この両部材を嵌合する ことになる。この際、先ず両テーパー円筒部にて挟まれた接着材は、テーパー間 の隙間が狭くなるにつれて加圧され均一に薄く引伸されていく。 このようにしてヘッドラグ６の外部同径円筒部６ｃの端部と上パイプ１の内部 同径円筒部１ａの端部が接触状態に近くなり、更にこれを押圧嵌合して上パイプ １の端面をヘッドラグ６の段部６ａに突き当てて位置決めを行う。ここに上パイ プ１と胴付部６の段部６ａとの間で外表面側継ぎ目周ラインＬが形成される。

【００１８】 その際に両部材の対向するテーパー部の径の差によって所定の隙間ができ、こ れが接着層の厚さになる。そして、この時に余分な接着材が上パイプ１の外側即 ち継ぎ目周ラインＬ及び上パイプ１の内側にはみ出す。 同様の作業をハンガーラグ７、シートラグ８、後爪９について行ない、フレー ム体として組み立て、外表面側継ぎ目周ラインＬからはみ出した接着材を拭きと ってから加熱硬化させる。

【００１９】 この加熱硬化時に例え接着材が膨張したり流動性が高まっても、この両部材に よって同径の嵌合面Ａが形成されているために、万一寸法誤差や組み立て誤差が あっても両部材間に径方向の隙間は全く生じることはなく、このため接着材が内 部から外表面側継ぎ目周ラインＬに沿ってはみ出すことはなくなる。

【００２０】 （実施例２） 次に本考案の第２実施例について図３をもって説明する。図３も同じくヘッド ラグ６と上パイプ１の接合部の断面を示したものである。 ヘッドラグ６には円筒形状で、上パイプ１より径が大きく、軸方向に長さの短 い外側胴付部６ｅとこれと同芯で上パイプ１より径が小さく軸方向に長さの長い 内側胴付部６ｆが突設されている。 外側胴付部６ｅと内側胴付部６ｆの間は上パイプ１の端部の肉厚相当の幅で深 さ約３ｍｍ程度の円周溝６ｇを形成し、外側胴付部６ｅの内周は上パイプ１の端 部外径と同径の内部同径円筒部６ｈを形成する。又、内側胴付部６ｆの外周には その基部より端部に向って径が小さくなるような外部テーパー円筒部６ｃを形成 する。

【００２１】 他方、上パイプ１は端面からこのパイプ内径よりやや大きい径から、パイプ中 央に向って径が小さくなり、前記ヘッドラグ６のテーパー円筒部６ｃとほぼ同じ 勾配の内部テーパー円筒部１ｂが形成されている。 この場合、外表面側継ぎ目周ラインＬは外側胴付部６ｅの端面と上パイプ１と の嵌合面に形成され、一方、接着層は両テーパー部の対向面に形成されることに なる。

【００２２】 （実施例３） 次に本考案の第３実施例について説明する。 図４は同じくヘッドラグ６と上パイプ１の接合部の断面を示したものである。 この例ではヘッドラグ６には円筒形状で、上パイプ１の外径より大きい径の胴付 部６ａが突設されている。 胴付部６ａ端部の内周に、上パイプ１の外径と同径で軸方向長さ約３ｍｍ程度 の幅を持つ同径の円筒部６ｉを形成し、平行部終端から胴付基部に向って径が小 さくなるような内部テーパー円筒部６ｊを形成し、テーパー６ｃの終端と胴付部 基部のつなぎ部を段差６ｂとする。

【００２３】 他方、上パイプ１は端面の原パイプ外径よりやや小さい径から、パイプ中央に 向って径が大きくなり、前記ヘッドラグ６の内部テーパー円筒部６ｊとほぼ同じ 勾配の外部テーパー円筒部１ｃを形成する。

【００２４】 かかる例では、胴付部６ａの端部と上パイプ１の外表面とによって外表面側継 ぎ目周ラインＬが形成され、一方円筒部６ｉと上パイプ１の外表面との間で雄雌 嵌合面Ａが形成されることになる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案では、上述のように継ぎ手とパイプの両部材に同径の雄雌嵌合面を構成 したので、接着材はパイプ端部或は継ぎ手端部のかかる嵌合面でシールされ、加 熱硬化時の膨張等によってパイプの外表面側の継ぎ目周ラインからはみ出すこと はない。従って、硬化後のはみ出し部分の除去作業が不要となる。

【００２６】 次に継ぎ手とパイプの嵌合時において、パイプは継ぎ手の同径円筒部によって 案内され正確に同芯に位置するようになるので、継ぎ手のテーパー円筒部とパイ プのテーパー円筒部の接着層隙間が均一となり、接着強度が向上し、しかも接着 強度のばらつきを減少させることができる。

【００２７】 又、自転車は屋外で使用するので、接合部は水滴、ほこり、湿気、紫外線等の にさらされているが、本考案では接着層が外界から遮断され、接着材が保護され ているので、接着材の劣化を抑えることができる。

【００２８】 このように本考案によれば、従来と同じ接着工法を採用しながらも、量産性が 向上し、しかもすぐれた接着強度、耐久性が得られるという顕著な改善効果があ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の第１実施例を示す部材の一部切
り欠き断面図である。

【図２】図２は図１に示した部材の嵌合状態を示す一部
拡大断面図である。

【図３】図３は本考案の第２実施例を示す部材の嵌合状
態を示す一部切り欠き断面図である。

【図４】図４は本考案の第３実施例を示す部材の嵌合状
態を示す一部切り欠き断面図である。

【図５】図５は従来の実施例を示す断面図である。

【図６】図６は自転車フレーム体の構成を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１‥‥上パイプ、 １ａ‥‥内部同径円筒部、 １ｂ‥‥内部テーパー円筒部、 ６‥‥ヘッドラグ、 ６ａ‥‥胴付部、 ６ｂ‥‥段部、 ６ｃ‥‥外部同径円筒部、 ６ｄ‥‥外部テーパー円筒部、 Ａ‥‥雄雌嵌合面、 Ｂ‥‥対向テーパー面、 Ｌ‥‥外表面側継ぎ手周ライン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 継ぎ手に突設した円筒形状の胴付部にパ
   イプを嵌合し、接着により結合してなる自転車フレーム
   体の接合構造において、継ぎ手側に前記パイプの嵌合位
   置を定めるための当該パイプの端面に当接される段部を
   形成し、継ぎ手とパイプとの外表面側の継ぎ目周ライン
   に臨んで両部材に同径の雄雌嵌合面を備え、更にこの嵌
   合面に連なって嵌合可能なテーパー面を形成し、嵌合時
   に対向する当該テーパー面を接着層をもってシ−ルした
   ことを特徴とする自転車フレーム体の接合構造。