(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管継手本体に筒状圧入挿入部を突設して備える管継手と、前記筒状圧入挿入部に端部が圧入されるパイプとは異種金属部材で構成され、前記筒状圧入挿入部の外周面上に軸回りに所定の間隔を相互に置いて前記パイプの内周面に圧接する圧入突条が前記筒状圧入挿入部の長手方向に延びる形状に形成され、前記圧入突条と前記パイプの内周面との間に接着剤を介在させる接着剤介在用隙間が構成される自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体において、前記筒状圧入挿入部の基端寄り外周面には、接着剤介在用隙間を周回方向に横断して前記圧入突条の外周面と同一高さの圧入環部を形成し、前記圧入突条における前記圧入環部より先端側の中間を所要巾凹陥設して接着剤介在用圧入突条隙間を形成し、前記筒状圧入挿入部であって、応力荷重が掛かる最大部位を避けた前記圧入環部より先端側の圧入突条と圧入突条の間の接着剤介在用隙間の一個所に、所要巾で前記パイプの挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリットを形成してなる自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体。
【請求項２】
管継手本体に筒状圧入挿入部を突設して備える管継手と、前記筒状圧入挿入部に端部が圧入されるパイプとは異種金属部材で構成され、前記筒状圧入挿入部の外周面上に軸回りに所定の間隔を相互に置いて前記パイプの内周面に圧接する圧入突条が前記筒状圧入挿入部の長手方向に延びる形状に形成され、前記圧入突条と前記パイプの内周面との間に接着剤を介在させる接着剤介在用隙間が構成される自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体の製造方法において、前記筒状圧入挿入部の基端寄り外周面には、接着剤介在用隙間を周回方向に横断して前記圧入突条の外周面と同一高さの圧入環部を形成し、前記圧入突条における前記圧入環部より先端側の中間を所要巾凹陥設して接着剤介在用圧入突条隙間を形成し、前記筒状圧入挿入部であって、応力荷重が掛かる最大部位を避けた前記圧入環部より先端側の圧入突条と圧入突条の間の接着剤介在用隙間の一個所に、所要巾で前記パイプの挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリットを形成し、前記筒状圧入挿入部の外周面及び前記パイプの端部内周面に接着剤を塗布した後、両者を圧嵌し、加熱処理により接着剤を硬化して接合してなる自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、異種金属部材の管継手については、金属により線膨張係数が異なるため、特に、線膨張係数が大きく異なる異種金属部材を接合して構造体を製造することはなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、商品は、ファッション性から顧客を最高に満足させるものが求められる。例えば、自転車では、従来に比較して、より軽量もの、より美しいもの、長期の耐久性をもつものと、従来の技術力を越えて新しいものが要求される。
【０００４】
そこで、この発明は、異種金属部材の接合を可能として、異種金属部材の構造体及びその製造方法を案出し、この製造メーカーに課せられた要請を実現しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
管継手本体に筒状圧入挿入部を突設して備える管継手と、前記筒状圧入挿入部に端部が圧入されるパイプとは異種金属部材で構成され、前記筒状圧入挿入部の外周面上に軸回りに所定の間隔を相互に置いて前記パイプの内周面に圧接する圧入突条が前記筒状圧入挿入部の長手方向に延びる形状に形成され、前記圧入突条と前記パイプの内周面との間に接着剤を介在させる接着剤介在用隙間が構成される自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体において、前記筒状圧入挿入部の基端寄り外周面には、接着剤介在用隙間を周回方向に横断して前記圧入突条の外周面と同一高さの圧入環部を形成し、前記圧入突条における前記圧入環部より先端側の中間を所要巾凹陥設して接着剤介在用圧入突条隙間を形成し、前記筒状圧入挿入部であって、応力荷重が掛かる最大部位を避けた前記圧入環部より先端側の圧入突条と圧入突条の間の接着剤介在用隙間の一個所に、所要巾で前記パイプの挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリットを形成してなる自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体にある。
【０００６】
管継手本体に筒状圧入挿入部を突設して備える管継手と、前記筒状圧入挿入部に端部が圧入されるパイプとは異種金属部材で構成され、前記筒状圧入挿入部の外周面上に軸回りに所定の間隔を相互に置いて前記パイプの内周面に圧接する圧入突条が前記筒状圧入挿入部の長手方向に延びる形状に形成され、前記圧入突条と前記パイプの内周面との間に接着剤を介在させる接着剤介在用隙間が構成される自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体の製造方法において、前記筒状圧入挿入部の基端寄り外周面には、接着剤介在用隙間を周回方向に横断して前記圧入突条の外周面と同一高さの圧入環部を形成し、前記圧入突条における前記圧入環部より先端側の中間を所要巾凹陥設して接着剤介在用圧入突条隙間を形成し、前記筒状圧入挿入部であって、応力荷重が掛かる最大部位を避けた前記圧入環部より先端側の圧入突条と圧入突条の間の接着剤介在用隙間の一個所に、所要巾で前記パイプの挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリットを形成し、前記筒状圧入挿入部の外周面及び前記パイプの端部内周面に接着剤を塗布した後、両者を圧嵌し、加熱処理により接着剤を硬化して接合してなる自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体の製造方法にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
自転車用ヘッドは、アルミニュームにより成形し、この自転車用ヘッドは、ヘッド本体の上部背面から突出する上部筒状圧入挿入部を備え、この上部筒状圧入挿入部に、ステンレススチール（ＳＵＳ  ３０４）で製造した上パイプの端部が挿入され、前記上部筒状圧入挿入部の外周面上に、軸回りに所定の間隔を相互に置き、かつ上部筒状圧入挿入部の長手方向に延びる形状の圧入突条を形成し、この圧入突条の相互間と前記上パイプの内周面との間に接着剤を介在させる接着剤介在用隙間を形成し、前記上部筒状圧入挿入部の基端外周面には、前記上パイプの開口端の内周面に嵌合して前記接着剤の漏洩を防止する軸回り横断面が凹湾曲弧状面の突当漏洩防止部を形成し、その漏洩防止部から先端側に少し離れた基端寄りに接着剤介在用隙間を周回方向に横断し、かつ、前記圧入突条の周面と同一高さの圧入環部を形成し、前記圧入突条における圧入環部より先端側の中間を所要巾凹陥設して接着剤介在用圧入突条隙間を形成し、前記上部筒状圧入挿入部の外周面であって、応力荷重が掛かる最大部位を避けた前記圧入環部より先端側の圧入突条と圧入突条の間の接着剤介在用隙間の一個所に所要巾で前記上パイプの挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリットを形成してなる自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体。
【０００８】
【実施例】
以下、この発明の自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体及びその製造方法について、その実施例として、図１〜図７に示すように、管継手を自転車用ヘッド１、継手本体をヘッド本体１ａ、パイプを上パイプ２と下パイプ３とし、それらを一体に接合する管継手接続構造体４、５として説明する。
【０００９】
先ず、図２、図４及び図５に上パイプ２の管継手接続構造体４について説明すると、自転車用ヘッド１は、異種金属部材の一例として、アルミニュームにより成形し、ヘッド本体１ａには、上部背面から突出する上部筒状圧入挿入部６を備え、この上部筒状圧入挿入部６に、異種金属部材の一例として、ステンレススチール（ＳＵＳ  ３０４）で製造した上パイプ２の端部が挿入される。
【００１０】
前記上部筒状圧入挿入部６の外周面上に軸回りに所定の間隔を相互に置いて前記上パイプ２の内周面に圧接する圧入突条６１が前記上部筒状圧入挿入部６の長手方向に延びる形状に形成され、前記圧入突条６１と前記上パイプ２の内周面との間に接着剤７を介在させる接着剤介在用隙間８を構成している。
【００１１】
前記上部筒状圧入挿入部６の基端外周面には、前記上パイプ２の開口端の内周面に嵌合して前記接着剤７の漏洩を防止する軸回り横断面が凹湾曲弧状面の突当漏洩防止部９を形成し、その突当漏洩防止部９より先端側に少し離れた基端寄りに接着剤介在用隙間８を周回方向に横断し、かつ、前記圧入突条６１の外周面と同一高さの圧入環部６３を形成している。
【００１２】
前記圧入突条６１において、前記圧入環部６３より先端側の中間を所要巾凹陥設し、接着剤介在用圧入突条隙間６２を形成している。
【００１３】
前記上部筒状圧入挿入部６の外周面であって、応力荷重が掛る最大部位を避けた前記圧入環部６３より先端側の圧入突条６１と圧入突条６１の間の接着剤介在用隙間８の一個所に所要巾で上パイプの挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリット１０を形成している。その開口する位置については、実施例の自転車用ヘッド１の上部筒状圧入挿入部６では、最大応力が、矢印で指す上部周面の最上面Ａにかかるので、その１８０度反対の下部周面の最下面Ｂから一方へ４５度軸回りに移動した位置に開口している。この膨張調整用スリット１０の開口には、切削に加工の一例を示すものである。図５に示す膨張調整用スリット１１は、製造時に同時成形する場合の形状である。また、膨張調整用スリット１０及び膨張調整用スリット１１の巾については、０．１ｍｍから５ｍｍ程度の巾の中で選択される。  なお、この膨張調整用スリット１０及び膨張調整用スリット１１内には、適宜金属部材を含む部材を介在してもよいものである。
【００１４】
次に図３、図６及び図７に下パイプ３の管継手接続構造体５について説明する。自転車用ヘッド１のヘッド本体１ａには、下部背面から突出する下部筒状圧入挿入部１２を備え、この下部筒状圧入挿入部１２に、異種金属部材の一例として、上パイプ２と同様にステンレススチール（ＳＵＳ  ３０４）で製造した下パイプ３の端部が挿入される。
【００１５】
前記下部筒状圧入挿入部１２の外周面上に、上部筒状圧入挿入部６と同様に、下パイプ３の内周面に圧接する圧入突条１２１が形成され、この圧入突条１２１の相互間と前記下パイプ３の内周面との間に接着剤７を介在させる接着剤介在用隙間１３を構成している。
【００１６】
前記下部筒状圧入挿入部１２の基端外周面には、前記下パイプ３の開口端の内周面に嵌合して前記接着剤７の漏洩を防止する軸回り横断面が凹湾曲弧状面の突当漏洩防止部１４を形成し、その突当漏洩防止部１４より先端側に少し離れた基端寄りに接着剤介在用隙間１３を周回方向に横断し、かつ、前記圧入突条１２１の外周面と同一高さの圧入環部１２３を同様に形成している。
【００１７】
前記圧入突条１２１において、前記圧入突条６１と同様に、圧入環部１２３より先端側の中間を所要巾凹陥設し、接着剤介在用圧入突条隙間１２２を形成している。
【００１８】
前記下部筒状圧入挿入部１２の外周面であって、応力荷重が掛る最大部位を避けた前記圧入環部１２３より先端側の圧入突条１２１と圧入突条１２１の間の接着剤介在用隙間１３の一個所に所要巾で下パイプ３の挿入方向に内外に開口する膨張調整用スリット１５を形成している。開口する位置については、実施例の自転車用ヘッド１の下部筒状圧入挿入部１２では、最大応力が、矢印で指す下面周面の最下面Ｃにかかるので、その１８０度反対の上部周面の最上面Ｄから一方へ４５度軸回りに移動した位置に開口している。この膨張調整用スリット１５の開口には、膨張調整用スリット１０と同様に切削に加工の一例を示すものである。図７に示す膨張調整用スリット１６は、膨張調整用スリット１１と同様に、製造時に同時成形する場合の形状である。膨張調整用スリット１５及び膨張調整用スリット１６の巾については、０．１ｍｍから５ｍｍ程度の巾の中で選択されること、調整用スリット１５及び膨張調整用スリット１６内に、適宜金属部材を含む部材を介在してもよいものであることは、膨張調整用スリット１０及び膨張調整用スリット１１と同様である。
【００１９】
この発明の自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体及びその製造方法は前述のように構成されるから、接着剤７を介在した状態で、自転車用ヘッド１のヘッド本体１ａの上部筒状圧入挿入部６と下部筒状圧入挿入部１２に上パイプ２と下パイプ３を圧入し、その後、接着剤７を加熱硬化して、上部筒状圧入挿入部６と下部筒状圧入挿入部１２に上パイプ２と下パイプ３を接合するものである。この加熱工程において、自転車用ヘッド１のヘッド本体１ａの上部筒状圧入挿入部６及び下部筒状圧入挿入部１２と上パイプ２及び下パイプ３は、線膨脹率のことなる異種金属で、互いの接合面が移動するが、上部筒状圧入挿入部６及び下部筒状圧入挿入部１２における例えば、調整用スリット１０と調整用スリット１５の形成により、上パイプ２及び下パイプ３の内周面接合面に追従して微小に伸縮することができ、また、微小の伸縮が硬化接着剤の弾性域内に止まるものであるから硬化接着剤に悪影響を与えることがなく、加熱処理を行うことができる。また、使用環境において、温度の上下に晒されても、同様に追従することができ、接着力を長期にわたり維持できるものである。
【００２０】
図８は、前記説明した自転車用ヘッド１を用いて上パイプ２と下パイプ３を接合して自転車フレーム１７を構成した実施例を示すものである。
【００２１】
【発明の効果】
この発明により異種金属部材を含む異種部材を接合して、最軽量、最高の美的外観、長期耐久性をもつ自転車等のデザイン力に優れた高性能商品を提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の自転車フレーム等を構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体及びその製造方法を自転車用筒状圧入挿入部付きヘッドに実施する一例を示す外観側面図である。
【図２】  同じく、図１の実施例の自転車用ヘッドの上部に構成される上パイプの管継手接続構造体の一部拡大側面図である。
【図３】  同じく、図１の実施例の自転車用ヘッドの下部に構成される下パイプの管継手接続構造の一部拡大側面図である。
【図４】  同じく、図２に示される上パイプの管継手接続構造体を先端側より見た端面図である。
【図５】  同じく、図２に示される上パイプの管継手接続構造体において、スリットの形状を別のものにした実施例を示す端面図である。
【図６】  同じく、図３に示される下パイプの管継手接続構造体を先端側より見た端面図である。
【図７】  同じく、図３に示される下パイプの管継手接続構造体において、スリットの形状を別のものにした実施例を示す端面図である。
【図８】  この発明の自転車フレームを構成する異種金属部材のパイプと管継手を一体に接合する管継手接続構造体及びその製造方法を、自転車用ヘッドを用いて自転車フレームを構成した実施例を示す側面図である。
【図９】  ステンレススチール（ＳＵＳ  ３０４）及び代表的金属の線膨脹率の温度依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  自転車用ヘッド
１ａ  ヘッド本体
２  上パイプ
３  下パイプ
４  管継手接続構造体
５  管継手接続構造体
６  上部筒状圧入挿入部
６１  圧入突条
６２  接着剤介在用圧入突条隙間
６３  圧入環部
７  接着剤
８  接着剤介在用隙間
９  突当漏洩防止部
１０  膨張調整用スリット
１１  膨張調整用スリット
１２  下部筒状圧入挿入部
１２１  圧入突条
１２２  接着剤介在用圧入突条隙間
１２３  圧入環部
１３  接着剤介在用隙間
１４  突当漏洩防止部
１５  膨張調整用スリット
１６  膨張調整用スリット
１７  自転車フレーム
Ａ  最上面
Ｂ  最下面
Ｃ  最下面
Ｄ  最上面
【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】
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【図８】
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【図９】
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