(57)【要約】      （修正有）【課題】特に、表面処理を行うことによって、その表面を強化して使用寿命を延ばすことができる歯付きディスクを提供する。【解決手段】炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクは、本体１０を含み、該本体１０は、円盤状を呈し、その外周縁に歯構造１３が形成され、その正面側及び背面側にそれぞれ１枚以上の大径の炭素繊維シートが積層され、該各炭素繊維シートが本体１０の中心から外周縁及び歯構造１３をカバーするように被覆され、これにより、歯付きディスク全体の強度が高まると共に、使用寿命を延ばすことができる。【選択図】図１
0003213173.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体を備え、
前記本体は、円盤状を呈し、その外周縁に歯構造が形成され、その正面側及び背面側にそれぞれ１枚以上の大径の炭素繊維シートが積層され、
前記炭素繊維シートは、それぞれ、前記本体の中心から前記外周縁及び前記歯構造をカバーするように被覆されることを特徴とする、炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項２】
前記本体は、直径がそれぞれ異なる複数枚の前記炭素繊維シートが同軸に積層されるものであり、また、前記本体における、前記正面側の大径の前記炭素繊維シートと前記背面側の大径の前記炭素繊維シートとの間に、複数枚の小径の前記炭素繊維シートがさらに積層されることによって、前記本体における中心部分の肉厚が周辺部分の肉厚よりも厚く設定されていると共に、前記本体の前記歯構造の前記正面側及び前記背面側にそれぞれガイド面が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項３】
前記本体における前記正面側の表面及び前記背面側の表面にそれぞれ、前記本体と異なる材質を備えた耐磨耗層が形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項４】
前記本体の内部の軸心位置に、小径の前記炭素繊維シートよりも直径が小さい複数枚の樹脂プリプレグが積層され、
真空引きをして加熱加圧を行うことによって、軸心凸部が設けられ、前記軸心凸部の肉厚は、それ以外の部分の肉厚よりも厚く設定されていることを特徴とする、請求項３に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項５】
前記耐磨耗層は、顆粒または粉が噴布または塗布加工によって前記本体の表面に分布して形成されることを特徴とする、請求項４に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項６】
前記耐磨耗層は、金属の顆粒またはセラミックスの顆粒を備えることを特徴とする、請求項５に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項７】
前記耐磨耗層の顆粒の直径が１ｍｍ乃至１ｎｍであることを特徴とする、請求項６に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項８】
前記本体の中心に軸受穴が形成され、前記軸受穴に軸受が確固に嵌合されることを特徴とする、請求項３に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【請求項９】
前記軸受の中心に穴が形成され、
前記軸受の両側にそれぞれカバーが組み合わされ、それぞれの前記カバーに貫通穴が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、特に、表面処理を行うことによって、その表面を強化して使用寿命を延ばすことができる歯付きディスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存の炭素繊維歯付きディスクは、自転車の部材の製造によく用いられ、例えば、チェーンホイールや、スプロケットなどの部材である。それらの部材を取り付ける場合に、例えば、チェーンホイール及びスプロケットにローラーチェーンが巻き取られると、使用者はペダルを踏んで自転車に動力を伝達することができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、既存の炭素繊維歯付きディスクは、耐磨耗性に劣るため、自転車を長時間に亘って使うと、そのスプロケットの外周縁が摩耗する問題があった。その摩耗により、ローラーチェーンをスプロケットにピッタリと組み合わせることができなくなり、ローラーチェーンがスプロケットから脱出しやすいことから、運転者は自転車に乗ることができない。上述した問題を解決するために、本考案者は、耐摩耗性の高い炭素繊維歯付きディスクを開発した。本考案の炭素繊維歯付きディスクを用いれば、自転車のチェーンホイールや、スプロケットなどの部材の耐摩耗性が高まる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した問題を解決するために、本考案は、以下の技術手段によって、炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクを提供する。
本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクは、本体を備え、該本体は、円盤状を呈し、その外周縁に歯構造が形成され、その正面側及び背面側にそれぞれ、１枚以上の大径の炭素繊維シートが積層され、該各炭素繊維シートが本体の中心から外周縁及び歯構造をカバーするように被覆されるものである。
【０００５】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記本体は、直径がそれぞれ異なる複数枚の炭素繊維シートが同軸に積層されるものであり、また、該本体における、正面側の大径の炭素繊維シートと背面側の大径の炭素繊維シートとの間に、複数枚の小径の炭素繊維シートがさらに積層されることによって、該本体における中心部分の肉厚が周辺部分の肉厚よりも厚く設定されていると共に、該本体の歯構造の正面側及び背面側にそれぞれガイド面が形成されることが好ましい。
【０００６】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記本体における正面側の表面及び背面側の表面にそれぞれ、該本体と異なる材質を備えた耐磨耗層が形成されることが好ましい。
【０００７】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記本体の内部の軸心位置に、小径の前記炭素繊維シートよりも直径が小さい複数枚の樹脂プリプレグが積層され、真空引きをして加熱加圧を行うことによって、軸心凸部が設けられ、該軸心凸部の肉厚は、それ以外の部分の肉厚よりも厚く設定されていることが好ましい。
【０００８】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記耐磨耗層は、顆粒または粉が噴布または塗布加工によって本体の表面に分布して形成されることが好ましい。
【０００９】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記耐磨耗層は、金属の顆粒またはセラミックスの顆粒を備えることが好ましい。
【００１０】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記耐磨耗層の顆粒の直径が１ｍｍ乃至１ｎｍであることが好ましい。
【００１１】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記本体の中心に軸受穴が形成され、該軸受穴に軸受が確固に嵌合されることが好ましい。
【００１２】
かかる炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、前記軸受の中心に穴が形成され、該軸受の両側にそれぞれカバーが組み合わされ、該各カバーに貫通穴が形成されることが好ましい。
【考案の効果】
【００１３】
本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクは、上述した構造を有することから、チェーンホイールや、スプロケットなどの自転車の部材を製造することができると共に、以下に示すようなメリットも有する。
（１）その本体の正面側及び背面側におけるよく磨耗する箇所に、耐磨耗層が形成されることから、本体の表面の構造強度を強化して磨耗を抑え、本体の耐磨耗性を大幅に向上させると共に、使用寿命を延ばすことができる。
（２）その本体は、それぞれの直径が異なる炭素繊維シートを同軸に積層させて硬化処理を行うことによって成形されるため、歯付きディスク全体の強度が高まる。また、その本体の正面側及び背面側にあるガイド面は、炭素繊維シートの枚数且つ厚さにより本体と一体に成形されることから、切削加工などの後加工を施す必要はなく、自転車の部材として使用すれば、本体の磨耗を抑えると共に、本体の炭素繊維シートも容易に脱着することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクの斜視図である。
【図２】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクの部分断面図である。
【図３】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクと他の部材を取り付ける分解斜視図である。
【図４】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクを用いて自転車の部材とした斜視図である。
【図５】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおいて、本体に複数枚の炭素繊維シートが積層された状態を示す斜視図である。
【図６】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクを用いて製造したチェーンホイールの平面図である。
【図７】本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクを用いて製造したチェーンホイールの他の平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
図１乃至図７を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクの実施例は、本体１０を有し、該本体１０は、略円盤状を呈し、その外周縁に歯構造１３が形成される。本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクにおける製造工程において、前記本体１０は、複数枚の円形かつそれぞれの直径が異なる炭素繊維シート１０１を積層して加熱加圧処理を行うことにより成形される。その加熱加圧処理は、実際の需要に応じて適当に変更してもよく、例えば、樹脂プリプレグの炭素繊維シート１０１を積層してから真空引きをして加熱加圧を行うことで、その本体１０を成形してもよい。
【００１６】
本実施例における本体１０における正面側及び背面側にそれぞれ、１枚以上の炭素繊維シート１０１ａが積層され、そのうち、各炭素繊維シート１０１ａは、本体１０の中心から外周縁の端面までカバーするように、本体１０の正面側または背面側に被覆され、これにより、前記本体１０における正面側の炭素繊維シート１０１ａと背面側の炭素繊維シート１０１ａとの間に、接着区域１０２が形成され、すなわち、該接着区域１０２は、本体１０における正面側の炭素繊維シート１０１ａと背面側の炭素繊維シート１０１ａとの接着したところである。
【００１７】
また、前記本体１０における、正面側の炭素繊維シート１０１ａと背面側の炭素繊維シート１０１ａとの間にそれぞれ、複数枚の炭素繊維シート１０１ｂがさらに積層され、それらの炭素繊維シート１０１ｂの直径が炭素繊維シート１０１ａの直径よりも小さく設定されている。
【００１８】
前記本体１０の内部の軸心位置に（前記内部とは、本体１０の正面側の炭素繊維シート１０１ｂと背面側の炭素繊維シート１０１ｂと間の部分である。）、複数枚の炭素繊維シート１０１ｃがさらに積層され、該各炭素繊維シート１０１ｃの直径が炭素繊維シート１０１ｂの直径よりも小さく設定されている。これにより、前記本体１０の中心部分の肉厚は、周辺部分の肉厚よりも厚く設定されている。
【００１９】
その炭素繊維シート１０１は、硬化処理を行う前に、その表面の樹脂が流動性を備える状態となり、この時、前記本体１０の正面側及び背面側における炭素繊維シート１０１ａの少なくとも一部の表面に耐磨耗層２０を作り、その後、真空引きをして加熱加圧を行うと、本体１０が硬化する。そのうち、前記耐磨耗層２０は、金属粉と、金属と、セラミックス材料を混合した顆粒または粉などの材料からなる。
【００２０】
上述した加熱加圧を行うと、前記本体１０における正面側及び背面側の外周縁にある炭素繊維シート１０１に、その炭素繊維の枚数且つその厚さによって、ガイド面１１が形成される。一方、前記本体１０の軸心位置にも、軸心凸部１２が設けられ、該軸心凸部１２の肉厚は、それ以外の部分よりも厚く設定されている。
【００２１】
上述した耐磨耗層２０の成形工程において、硬化処理していない炭素繊維シート１０１の表面に金属などの顆粒が噴布または塗布される。通常は、大量の金属の顆粒またはセラミックスの顆粒を本体１０の外周縁における歯構造１３に対応する箇所に塗布することが好ましい。また、前記耐磨耗層２０における顆粒の直径が１ｍｍ乃至１ｎｍであることが好ましい。
【００２２】
前記本体１０の外周縁に切削加工により歯構造１３が形成され、前記本体１０の軸心位置にある軸心凸部１２に軸受穴１４が形成され、該軸受穴１４の周囲の肉厚は、本体１０の他の部分よりも厚く設定されている。
【００２３】
本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクは、上述した説明に基づいて、以下に示すようなメリットを有する。
（１）その本体１０の正面側及び背面側におけるよく磨耗する箇所に、耐磨耗層２０が形成されることから、本体１０の磨耗を抑え、本体１０の耐磨耗性を大幅に向上させる。
（２）その本体１０は、それぞれの直径が異なる炭素繊維シート１０１を同軸に積層させて硬化処理を行うことによって成形されるものであるので、歯付きディスク全体の強度が高まる。また、その本体１０の正面側及び背面側にあるガイド面１１は、本体１０と一体に成形されることから、切削加工などの後加工を施す必要はないと共に、各ガイド面１１の欠陥が少ないため、自転車の部材として使用する時は、本体１０の磨耗を抑えると共に、本体１０の炭素繊維シートが容易に脱着することはない。
【００２４】
本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクは、自転車の部材の製造に適用され、例えば、これを用いて、チェーンホイールや、スプロケットなどを製造してもよい。
本考案に係る炭素繊維で表面を強化した歯付きディスクを用いてチェーンホイールを製造して自転車の部材として利用する場合、本体１０は、さらに、軸受３０と、２つのカバー４０と、ボルト５０とを有する。そのうち、前記軸受３０の形状が本体１０の軸受穴１４の形状と同一であり、該軸受３０の中心に穴３０１が形成され、該軸受３０は、本体１０の軸受穴１４に確固に嵌合され、該各カバー４０の中心に貫通穴４０１が形成され、該各カバー４０の直径が軸受３０の直径よりも長く設定され、２つの該カバー４０はそれぞれ、貫通穴４０１と穴３０１とが対応しながら連通するように、軸受３０の両側に組み合わされ、該ボルト５０は、２つのカバー４０の貫通穴４０１及び軸受３０の穴３０１に貫設され、この構成を有すれば、それらのカバー４０を軸受３０の両側に固定させ、埃から守る効果を提供できる。
【００２５】
以上は本考案の好ましい実施形態の説明に過ぎず、本考案を如何なる形に限定するものではない。通常の知識を有する当該分野の者が、本考案の技術要旨を逸脱しない範囲で、以上に開示された技術内容に基づいてなされた同等効果を有する如何なる簡単な修正或いは変更は、いずれも本考案の保護範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２６】
１０   本体
１０１ 炭素繊維シート
１０１ａ      炭素繊維シート
１０１ｂ      炭素繊維シート
１０１ｃ      炭素繊維シート
１０２ 接着区域
１１   ガイド面
１２   軸心凸部
１３   歯構造
１４   軸受穴
２０   耐磨耗層
３０   軸受
３０１ 穴
４０   カバー
４０１ 貫通穴
５０   ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003213173.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月25日(2017.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記軸受の中心に穴が形成され、
前記軸受の両側にそれぞれカバーが組み合わされ、それぞれの前記カバーに貫通穴が形成されることを特徴とする、請求項８に記載の炭素繊維で表面を強化した歯付きディスク。