(57)【要約】      （修正有）【課題】横向マイクロ孔により、金属表層とプラスチック層間の結合強度を強化し、軽量化の際に製品の機械強度を向上する自転車のギヤ装置を提供する。【解決手段】ギヤ１は金属表層１１を有する。金属表層１１に対し垂直となる方向を第一方向Ａとして定義する。ギヤ１の金属表層１１に、第一方向Ａに沿って窪む複数の第一マイクロ孔１２が設けられている。また、金属表層１１に対し平行する方向を第二方向Ｂとして定義する。第一マイクロ孔１２の内面から複数の第二マイクロ孔１３が延長され、第二マイクロ孔１３は、第二方向Ｂに沿った分量を有し、第二マイクロ孔１３は何れか二つの隣り合う第一マイクロ孔１２を貫通する。これにより、金属表層１１とプラスチック層間の結合強度が強化され、軽量化の際に製品の機械強度が低下する状況は発生しない。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
軸孔および金属表層を有するギヤを備える自転車のギヤ装置であって、
前記金属表層に対し垂直となる方向が第一方向と定義されており、前記金属表層に前記第一方向に沿って窪んだ複数の第一マイクロ孔が形成されており、前記金属表層に対し平行となる方向が第二方向と定義されており、前記第一マイクロ孔の内面から複数の第二マイクロ孔が形成されており、前記第二マイクロ孔が前記第二方向と鋭角を形成する方向に形成されており、前記第二マイクロ孔が隣り合う二つの前記第一マイクロ孔を貫通し、前記ギヤの前記軸孔と連通している軸心を有することを特徴とする自転車のギヤ装置。
【請求項２】
前記第一マイクロ孔の孔径は２５０ｎｍ〜４００ｎｍ間であることを特徴とする請求項１に記載の自転車のギヤ装置。
【請求項３】
前記第二マイクロ孔の孔径は２０ｎｍ〜５０ｎｍ間であることを特徴とする請求項１に記載の自転車のギヤ装置。
【請求項４】
前記軸心に貫設されている軸受をさらに備え、
前記軸受に前記金属表層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のギヤ装置。
【請求項５】
前記軸心に設置されている二つのクランクをさらに備え、
前記クランクに前記金属表層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のギヤ装置。
【請求項６】
プラスチック層をさらに備え、
前記プラスチック層は、前記金属表層と結合しており、前記第一マイクロ孔及び前記第二マイクロ孔内に延出していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の自転車のギヤ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自転車のギヤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
市場には外殻をプラスチック層で包み込んだ金属製商品が多くある。プラスチック層によって断熱したり、衝撃やひっかき傷を防ぐ等の保護作用を行なっている。例えば、３Ｃ製品（コンピュータ、通信機器、一般電気製品）に使われる外殻、自転車のギヤ装置等である。従来の金属とプラスチックの結合は、金属の表面に、ある特殊なエッチング処理（化学エッチングや電気化学エッチング等）を施した後、射出成形したプラスチックと直接結合させるものである。
【０００３】
特許文献１の「アルミニウム合金の表面を微粗化する方法及びそれに使用される化学反応剤の組成物」がある。これは主に、アルミニウム合金の表面に適度な粘着力のある微粗化表面を形成し、ステップＡの脱脂及び水洗い工程、ステップＢの第一回反応及び水洗い工程、ステップＣの第二回反応及び水洗い工程、ステップＤの第三回反応及び水洗い工程、ステップＥの乾燥工程を通して、アルミニウム合金の表面に第一マイクロ孔を形成し、第一マイクロ孔内に複数の第二マイクロ孔を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許第２０１３３８９８５号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の「アルミニウム合金の表面を微粗化する方法及びそれに使用される化学反応剤の組成物」は、アルミニウム合金の表面に縦方向の第一マイクロ孔を形成した後、第一マイクロ孔内面に第二マイクロ孔を形成して第一マイクロ孔内面の粗雑度を高め、粘着時の接着面積を増やす。これにより、粘着物の粘着が安定するため脱落し難くなる。しかし、縦方向の第一マイクロ孔は依然として、その上に結合した被覆層が垂直方向の外力に抵抗できないため、長期的に使用すると、金属及び被覆層は相互に分離する問題が発生し、この構造では、被覆層の材質選択にある程度の制約を受けることになる。
【０００６】
本考案は、従来の自転車のギヤ装置を軽量化する際におこる金属表層とプラスチック材質被覆層の結合強度の脆弱性、及び金属表層上に結合させるプラスチック材質被覆層に用いられる軟質材料の選択が不適当であるといった欠点を改善可能である自転車のギヤ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ギヤ装置には金属表層が設けられている。金属表層に対し垂直する方向を第一方向として定義する。金属表層には第一方向に沿って窪んだ複数の第一マイクロ孔が設けられている。さらに、金属表層に対し平行である方向を第二方向として定義する。第一マイクロ孔の内面から複数の第二マイクロ孔が形成され、第二マイクロ孔は、第二方向に沿った分量を有する。第二マイクロ孔は隣接する二つの第一マイクロ孔を貫通する。また、ギヤ装置は軸孔を有する。軸心はギヤ装置の軸孔に貫通する。
【０００８】
第一マイクロ孔の孔径は２５０ｎｍ〜４００ｎｍ間である。
【０００９】
第二マイクロ孔の孔径は２０ｎｍ〜５０ｎｍ間である。
【００１０】
本考案の自転車のギヤ装置は、プラスチック層をさらに含み、プラスチック層は、ギヤ装置の金属表層と結合し、並びに、第一マイクロ孔及び第二マイクロ孔内に延出する。
【００１１】
本考案の自転車のギヤ装置は、軸心に貫設されている軸受さらに備える。軸受には金属表層が設けられており、軸受の金属表層に結合するプラスチック層を有する。
【００１２】
本考案の自転車のギヤ装置は、軸心に設置されている二つのクランクをさらに備える。クランクは、金属表層を有し、尚且つクランクの金属表層に結合するプラスチック層を有する。
【００１３】
本考案の効果は次のとおりである。
（１）本考案は、金属表層の横向マイクロ孔により、金属表層とプラスチック層との結合強度を効果的に高めることができ、本考案の自転車のギヤ装置を軽量化する際に、製品の機械強度を高めることができる。
（２）本考案のプラスチック層は、一般のプラスチック、エンジニアリングプラスチック等の硬質プラスチックを選択することができる他、軟質プラスチックも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の第一実施形態による自転車のギヤ装置の構造を示す図である。
【図２】本考案の第一実施形態によるギヤの構造を示す図である。
【図３】本考案の第一実施形態による自転車のギヤ装置の要部断面図である。
【図４】本考案の第一実施形態による自転車のギヤ装置の第一マイクロ孔の顕微鏡写真である。
【図５】本考案の第一実施形態による自転車のギヤ装置の第二マイクロ孔の顕微鏡写真である。
【図６】本考案の第二実施形態による自転車のギヤ装置の構造を示す図である。
【図７】本考案の第二実施形態による自転車のギヤ装置のギヤの構造を示す図である。
【図８】本考案の第二実施形態による自転車のギヤ装置の要部断面図である。
【図９】本考案の第二実施形態による自転車のギヤ装置の顕微鏡写真である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
（第一実施形態）
本考案の実施形態による自転車のギヤ装置は、図１、図２、図３、図４、及び図５に示すとおりであり、ギヤ１を有する。ギヤ１は、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミマグネシウム合金、チタン、チタン合金、鉄、鉄合金、銅、銅合金、ステンレス、及び亜鉛めっき鋼板のいずれか一つの材質により作製される。本実施形態でのギヤ１はアルミニウム合金材質である。ギヤ１には金属表層１１が設けられている。金属表層１１に対し垂直となる方向を第一方向Ａと定義する。金属表層１１には、第一方向Ａに沿って窪んでおり不規則形状をなす複数の第一マイクロ孔１２が縦方向に形成さられている。第一マイクロ孔１２の孔径は２５０ｎｍ〜４００ｎｍ間であり、金属表層１１に対し平行である方向を第二方向Ｂとして定義する。第一マイクロ孔１２の内面から複数の第二マイクロ孔１３が延長される。第二マイクロ孔１３の孔径は２０ｎｍ〜５０ｎｍ間である。第二マイクロ孔１３は、第二方向Ｂに沿った分量を有し、即ち、何れか二つの隣り合う第一マイクロ孔１２の間には横向きの第二マイクロ孔１３が設けられ、第二マイクロ孔１３は隣り合う第一マイクロ孔１２を貫通する。第一マイクロ孔１２と第二マイクロ孔１３の比例関係は図２に示される通りであり、第一マイクロ孔１２は黒線で囲った部分であり、第二マイクロ孔１３は黒線内の微小の穴である。
【００１６】
軸心２は、ギヤ１の軸孔１４を貫通する。
【００１７】
ブッシュ３は、軸心２に嵌設されており、二端にそれぞれ軸受座４が設けられている。軸受座４にはそれぞれ軸受５が設けられており、軸受５には金属表層１１が設けられている。
【００１８】
二つのクランク６を軸心２の端部に組み合わせ、クランク６には金属表層１１が設けられている。
【００１９】
（第二実施形態）
本考案の第二実施形態は、図６、図７、及び図８に示すとおりであり、自転車のギヤ装置は、ギヤ１Ａと金属表層１１Ａを有する。金属表層１１Ａに対し垂直となる方向を第一方向Ｃとして定義する。金属表層１１Ａには、第一方向Ｃに沿って窪んだ複数の第一マイクロ孔１２Ａが形成されている。金属表層１１Ａに対し平行となる方向を第二方向Ｄとして定義する。第一マイクロ孔１２Ａの内面には複数の第二マイクロ孔１３Ａが形成されている。第二マイクロ孔１３Ａは、第二方向Ｄに沿った分量を有し、何れか二つの隣接する第一マイクロ孔１２Ａを貫通する。また、ギヤ１Ａは軸孔１４Ａ、及び複数の螺着孔１５Ａを有する。
【００２０】
軸心２Ａは、ギヤ１Ａの軸孔１４Ａを貫通する。
【００２１】
ブッシュ３Ａは、軸心２Ａに嵌設されており、ブッシュ３Ａの二端にはそれぞれ軸受座４Ａが設けられている。軸受座４Ａにはそれぞれ軸受５Ａを設けられており、軸受５Ａは金属表層１１Ａを備える。
【００２２】
二つのクランク６Ａは、軸心２Ａの端部に組み合わせられている。クランク６Ａには金属表層１１Ａが設けられている。
【００２３】
ギヤ１Ａの螺着孔１５Ａ周囲の金属表層１１Ａ、軸受５Ａの金属表層１１Ａ、及びクランク６Ａの金属表層１１Ａには何れもプラスチック層７Ａが結合され、プラスチック層７Ａは金属表層１１Ａの第一マイクロ孔１２Ａ及び第二マイクロ孔１３Ａに形成される。図９に示すとおり、図中の金属表層１１Ａ中の白点は、第二マイクロ孔１３Ａ中に形成されたプラスチック層７Ａである。第一マイクロ孔１２Ａに貫通する第二マイクロ孔１３Ａに充填することにより、プラスチック層７Ａと金属表層１１Ａはさらに緊密に結合し、プラスチック層３Ａと金属表層１１Ａの結合強度は効果的に向上する。金属表層１１Ａが設けられた軸受５Ａ及びクランク６Ａも同様である。軸受５Ａは、軸受座４Ａとの接触面にプラスチック層７Ａを結合することにより、軸受５Ａと軸受座４Ａの密着度が高まる。また、クランク６Ａは、プラスチック層７Ａを結合することにより、機械強度が補強され、防錆になる。
【００２４】
プラスチック層７Ａは、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル 、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン、ポリエーテルケトン、ポリアセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、不飽和ポリエステル、ポリフェニレンスルファイド、高密度ガラス繊維の内の何れか一つとする。
【００２５】
本考案の金属表層は、従来の縦向マイクロ孔を有する他、横向マイクロ孔も有する。この構造により、金属表層とプラスチック層の結合密度が高まると共に、金属表層に結合するプラスチック層が垂直方向からの外力に抗することができるため、相対的に金属表層とプラスチック層の結合強度を増強できる。そのため、本考案の自転車のギヤ装置軽量化の際に、製品の機械強度低下は招かない。また、金属表層はプラスチック層を結合する構造を備え、プラスチック層の材質には、硬質プラスチック（一般のプラスチック及びエンジニアリングプラスチック等）のみ使用可能という制限制約を受けることがなくいため、軟質プラスチックの選択も可能である。
【００２６】
本考案の自転車のギヤ装置は、電位差、高温高圧等による工作物表面への衝撃、放電加工による薬品の化学反応の補助、レーザー彫刻等といった製造方法を用いて、金属表層にマイクロ孔を製作し、その後さらに、射出成形といったプラスチック加工法を用いることによりプラスチック材料を第一マイクロ孔及び第二マイクロ孔内に直接充填し、凝固させて金属表層に成形する。
【００２７】
以上の説明は単なる本考案の一実施形態に過ぎず、これによって本考案の範囲に制約を加えることはできない。即ち、本考案の実用新案登録請求の範囲及び説明内容に基づいてなされた同等の効果を有する簡単な変化及び修飾は全て、実用新案登録請求の範囲に属するものとする。
【符号の説明】
【００２８】
１  ギヤ、
１１  金属表層、
１２  第一マイクロ孔、
１３  第二マイクロ孔、
１４  軸孔、
２  軸心、
３  ブッシュ、
４  軸受座、
５  軸受、
６  クランク、
Ａ  第一方向、
Ｂ  第二方向、
１Ａ  ギヤ、
１１Ａ  金属表層、
１２Ａ  第一マイクロ孔、
１３Ａ  第二マイクロ孔、
１５Ａ  螺着孔、
２Ａ  軸心、
３Ａ  ブッシュ、
４Ａ  軸受座、
５Ａ  軸受、
６Ａ  クランク、
７Ａ  プラスチック層、
Ｃ  第一方向、
Ｄ  第二方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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