JP2011063163A - サドルベースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 底板の外周にワイヤを配索したサドルベースの製造方法を提供する。
【解決手段】 カーボンプリプレグをサドルベース組立台１００の成型凹部１０１で成形することによって形成された底板７８と、複数のワイヤ支持部材８２と、ワイヤ８３とを有するサドルベース７６の製造方法であって、底板をサドルベース組立台の成型凹部に嵌合させるステップと、ワイヤ支持部材のそれぞれにワイヤを支持させてワイヤ組立体７９を形成するステップと、サドルベース組立台に形成されたワイヤ支持部材位置決め溝１０２およびワイヤ位置決め溝１０３にワイヤ支持部材およびワイヤを嵌合させることによって底板に対するワイヤ組立体の位置決めを行うステップと、底板に対するワイヤ組立体の位置決めが行われた状態で、前記ワイヤ支持部材のそれぞれを底板に接合させるステップとを有することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、サドルのクッション部材を支持するサドルベースの製造方法に関する。

自転車や自動二輪車等の乗り物のサドル（シート）には、搭乗者の臀部に接触するクッション部分と、クッション部を支持する骨格部材としてのサドルベース（シートベース）とを有するものがある。サドルベースは、剛性が比較的高い樹脂材料の成形物や金属部品等の単一部品によって形成されるのが一般的である。このようなサドルにおいて、着座時の搭乗者の快適性を向上させるべく、サドルベースの周縁部に可撓性部位を設けたいという要求がある。このような要求に対し、例えば、樹脂製の底板の周縁部に複数のワイヤ支持部材を突設し、各ワイヤ支持部材の先端部同士を連結するように可撓性（弾発性）のワイヤを配索することが考えられる。このような場合には、サドルベースを複数の部品から構成する必要がある。このように、複数の部品からサドルベースを製造する方法としては、例えば特許文献１のような方法がある。

特開２００１−７１９６０号公報

しかしながら、特許文献１に係る製造方法では、樹脂成形品等からなる底板に、射出成形が可能な樹脂製部品を取り付けることができるのみであり、ワイヤ等を含む部品を取り付けることはできない。

本発明は以上の背景を鑑みてなされたものであって、底板にワイヤが精度良く支持させることができるサドルベースの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明は、樹脂材料を成形型（１００）で成形することによって形成された底板（７８）と、基端部が前記底板の周縁部に取り付けられ、先端部が前記底板の外方へと突出する複数のワイヤ支持部材（８２）と、前記ワイヤ支持部材のそれぞれの先端部に支持され、前記底板の周縁部を囲むように配索されたワイヤ（８３）とを有するサドルベース（７６）の製造方法であって、前記底板を前記成形型に嵌合させるステップと、前記ワイヤ支持部材のそれぞれに前記ワイヤを支持させてワイヤ組立体（７９）を形成するステップと、前記成形型に形成されたワイヤ支持部材位置決め溝（１０２）に前記ワイヤ支持部材を嵌合させるとともに、前記成形型に形成されたワイヤ位置決め溝（１０３）に前記ワイヤを嵌合させることによって前記底板に対する前記ワイヤ組立体の位置決めを行うステップと、前記底板に対する前記ワイヤ組立体の位置決めが行われた状態で、前記ワイヤ支持部材のそれぞれを前記底板に接合させるステップとを有することを特徴とする。樹脂材料は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂であってよく、繊維強化プラスチックが含まれる。繊維強化プラスチックは、例えば、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、ポリエチレン繊維強化プラスチック、ザイロン繊維強化プラスチック等であってよい。

この構成によれば、成形型と、その成形型によって成形された底板とは、相補的形状を有するため底板は成形型上に高精度に位置決めされる。そして、成形型に予め形成されたワイヤ支持部材位置決め溝およびワイヤ位置決め溝にワイヤ支持部材およびワイヤを嵌合させることによって、ワイヤ組立体は底板に対して高精度に位置決めがなされる。また、各部材の位置決めに成形型を再利用したため、別途に組立装置を用意する必要がなく製造費を削減することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記ワイヤ支持部材のそれぞれを前記底板に接合させるステップは、前記底板に対する前記ワイヤ組立体の位置決めが行われた状態で、前記ワイヤ支持部材のそれぞれを前記底板に接着するステップと前記成形型の前記底板と前記ワイヤ支持部材との接着部のそれぞれに対応する部分に形成されたドリル逃げ孔（１０４）を利用し、穿孔手段（１７０）を用いて前記ワイヤ支持部材側から前記ワイヤ支持部材および前記底板を貫通する貫通孔（１１１，１１２）を穿設するステップと、前記貫通孔に締結手段（９０）を挿通し、前記底板と前記支持部材とを締結するステップとを有することを特徴とする。

この構成によれば、成形型にドリル逃げ孔が形成されているため、成形型に底板を嵌合させた状態で、ワイヤ支持部材との接着部に穿孔手段を用いていて穿孔することができる。

以上の構成によれば、底板の周縁部に高精度にワイヤを配索することができる。

倒立振子型移動体の斜視図 サドルベースを示す斜視図 図１のIII−III断面図 サドルベース組立台、底板、ワイヤ組立体を分離して示す斜視図 真空バッグ成形法により底板を成形する際のプリプレグおよびバッグの配置を示す説明図 成形型上に底板およびワイヤ組立体を位置決めした状態を示す斜視図 図５のVII−VII断面図

以下、図面を参照して、サドルベースの製造方法について説明する。本実施形態に係るサドルベースは、以下に示す倒立振子型移動体のサドルの底部をなす支持部材として使用されるものである。

＜倒立振子型移動体の概略構成＞
図１に示されているように、倒立振子型移動体（以下、単に移動体と略称する）１は、概ね上下方向に延在する骨格構造としてのフレーム２と、フレーム２の下部に設けられた走行ユニット３と、フレーム２の上部に設けられた着座ユニット４とを主要構成要素として有している。走行ユニット３は、図示しない制御ユニットによって、倒立振子制御に基づいて駆動され、移動体１を倒立姿勢に維持する。

フレーム２は、中空の外殻構造をなし、前後方向の幅が左右方向の幅に比べて大きい扁平形状を呈するとともに、上下方向における中央に全周にわたってくびれ部２Ａを有し、左右方向から見て略８の字状を呈する。フレーム２は、そのくびれ部２Ａにおいて上下に分割されており、別体の上部フレーム２１と下部フレーム２２とから構成されている。上部フレーム２１および下部フレーム２２は、それぞれカーボンプリプレグシートを熱硬化させることによって形成されたドライカーボン（炭素繊維強化プラスチック：ＣＦＲＰ）で構成されている。

下部フレーム２２は、上端および下端が開口した筒状に形成されており、内部に走行ユニット３を抱持している。走行ユニット３は、その下端部が下部フレーム２２の下端側の開口を通過して下部フレーム２２の外部に突出し、床面と接触している。下部フレーム２２の左右側壁部にはそれぞれ、左右方向へと突出するステップ１８３が取り付けられている。

上部フレーム２１は、中央部に左右方向に貫通するサドル格納部２４を形成するように環状に形成されている。サドル格納部２４の上壁部には、着座ユニット４が取り付けられている。着座ユニット４は、左右のサドル６３と、左右のサドル６３をそれぞれ支持するサドルアーム６２とを備えている。各サドルアーム６２は、基端がサドル格納部２４の上壁部に回動自在に支持されており、概ね左右方向に延在して各サドル６３の着座面を上方に向ける使用位置（図１参照）と、概ね上下方向に延在して各サドル６３の着座面を左方または右方に向けるとともに、各サドル６３でサドル格納部２４を閉塞する格納位置との間で回動可能となっている。各サドルアーム６２は、着座ユニット４に設けられた図示しないロック装置によって、使用位置および格納位置において保持される。

＜サドルの構成＞
左右のサドル６３は、互いに対称形をなし、円板状のクッション部材７５と、クッション部材７５を下方から支持するサドルベース７６とを備えている。図２に示されているように、サドルベース７６は、平面視において前半部分が切り欠かれた略半円状を呈する底板７８と、底板７８の外周部に取り付けられたワイヤ組立体７９とから構成されている。ワイヤ組立体７９は、底板７８の外周部に取り付けられた４つのワイヤ支持部材８２と、各ワイヤ支持部材８２に支持された円環状のワイヤ８３とを備えている。

底板７８は、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）の成形品である。ワイヤ支持部材８２は、金属製の帯状部材を二つ折りにしたものであって、帯状部材の先端同士を重ね合わせた部分を基端部８５として底板７８の円周部にリベット９０で締結されている。ワイヤ支持部材８２の折り曲げられた部分は、底板７８の径方向外方へと突出としてワイヤ支持部材８２の先端部８６となるとともに、ワイヤ８３を支持するためのワイヤ支持孔８７を形成している（図７参照）。ワイヤ支持孔８７の内径（幅）は、ワイヤ８３の直径よりも大きく形成され、ワイヤ８３はワイヤ支持孔８７内を摺動可能となっている。

ワイヤ８３は、屈曲可能なピアノ線８３Ａと、ピアノ線８３Ａを被覆する樹脂製チューブ８３Ｂとから構成されている。ピアノ線８３Ａは、直線状のピアノ線を環状に形成したものである。ワイヤ８３は、４つのワイヤ支持部材８２のワイヤ支持孔８７に支持されている。ワイヤ８３は、底板７８の半径よりも大きい半径を有する円環を形成し、底板７８の外周部を囲むとともに、底板７８の切り欠かれた前半部分を補うように底板７８の前方側に突出している。このように構成されたサドルベース７６の上部にクッション部材７５が載置される。

図３に示されているように、クッション部材７５はサドルベース７６上に取り付けられた状態で、その前端部が底板７８の前端部よりも前方に突出している。換言すると、底板７８は、クッション部材７５の前側部分を除き、中央部および後側部分を下方から支持している。これにより、クッション部材７５の前端部は、下方へと屈曲しやすく（撓みやすく）なっている。

クッション部材７５は、硬さの異なる軟質クッション部材９１および硬質クッション部材９２を組み合わせて構成されている。硬質クッション部材９２は、底板７８の上面を覆うように配置され、軟質クッション部材９１は、硬質クッション部材９２の上面を覆うとともに、前側に延出するように設けられている。すなわち、クッション部材７５の前側部分は概ね軟質クッション部材９１によって構成されている。

硬質クッション部材９２は、全体を比較的硬めのウレタンゴムやスポンジ等、高硬度のクッション材（弾性体）により構成されている。硬質クッション部材９２の硬さは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３で定義されているショアＥの硬度で、７程度であればよい。軟質クッション部材９１は、全体を比較的柔らかいウレタンゴムやスポンジ等、低硬度のクッション材（弾性体）により構成され、硬質クッション部材９２より柔らかいクッション性を有する。軟質クッション部材９１の硬さは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３で定義されているショアＥの硬度で２５程度であればよい。

軟質クッション部材９１の円形の外周縁には、サドルベース７６のワイヤ８３が配置される。また、軟質クッション部材９１の円形の外周縁には、軟質クッション部材９１よりも少し硬い円環状の上側外郭クッション部材９３および下側外郭クッション部材９４とが設けられている。これらの、ワイヤ８３、上側外郭クッション部材９３、下側外郭クッション部材９４によって、クッション部材７５の円形状の保形がなされている。軟質クッション部材９１、硬質クッション部材９２、ワイヤ８３、上側外郭クッション部材９３、下側外郭クッション部材９４は、表皮９５によって一体に覆われている。

底板７８の下面には、サドルアーム６２の先端部に形成されたフランジ部６５が当接し、リベット９８によって連結されている。また、底板７８の底部には、底板７８とフランジ部６５との連結部を隠蔽するためにカバー９９が取り付けられている。

＜サドルベース組立台の構成＞
上述したサドルベース７６を製造するために使用されるサドルベース組立台１００の構成について説明する。図４に示されているように、サドルベース組立台１００は、底板７８をカーボンプリプレグ１５０から真空バッグ下、加熱加圧硬化させるオートクレーブ法によって成形する際に使用される成形型であって、その表面１００Ａに底板７８の形状に対応する成型凹部１０１が凹設されている。サドルベース組立台１００は、金属や石膏等から形成されている。

表面１００Ａの底板７８の円周部に対応する成型凹部１０１の周縁の適所には、ワイヤ支持部材８２をサドルベース組立台１００に対して位置決めするためのワイヤ支持部材位置決め溝１０２が４箇所形成されている。また、表面１００Ａには、ワイヤ８３をサドルベース組立台１００に対して位置決めをするためのワイヤ位置決め溝１０３が、各ワイヤ支持部材位置決め溝１０２同士を連結しつつ、成型凹部１０１の周縁から所定の距離をおいて成型凹部１０１を囲むように延設されている。成型凹部１０１の各ワイヤ支持部材位置決め溝１０２を延長した部分には、円孔１０４が形成されている。

＜サドルベースの製造方法＞
最初に、真空バッグ成形法によって底板７８を形成する。図５に示されているように、サドルベース組立台１００の成型凹部１０１に、所定の形状に切り抜かれたシート状のカーボンプリプレグ１５０を敷設する。カーボンプリプレグ１５０は、炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を予め含浸させたものである。熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂であってよい。

次に、カーボンプリプレグ１５０が敷設されたサドルベース組立台１００をバキュームバッグ１６０内に配置する。そして、バキュームバッグ１６０内を減圧することによって、バキュームバッグ１６０を成型凹部１０１側へと押し付け、カーボンプリプレグ１５０を成型凹部１０１側へと押し付ける。この状態で、カーボンプリプレグ１５０を加熱加圧硬化させることによって、ドライカーボンとしての底板７８が形成される。

次に、ワイヤ支持部材８２とワイヤ８３とを組み合わせてワイヤ組立体７９を形成する。環状に形成される前のワイヤ８３をワイヤ支持孔８７の軸線方向から挿通し、その後にワイヤ８３を環状に連結するようにしてワイヤ組立体７９を形成する（図４参照）。この状態では、ワイヤ８３はワイヤ支持孔８７に遊嵌し、ワイヤ支持部材８２はワイヤ８３に対して相対移動可能となっている。なお、ワイヤ支持部材８２の基端部８５を構成する２枚の板片を弾性変形させて開き（離間させ）、環状のワイヤ８３をワイヤ支持孔８７内に配置することによって、ワイヤ組立体７９を形成してもよい。

各ワイヤ支持部材８２の基端部８５の重ね合わされた板片の上側の板片には、貫通孔である下孔８８が形成されている。下孔８８は、後述する貫通孔１１２を形成する際に、ドリル１７０を位置決めし、案内する。下孔８８は、帯状部材を二つ折りにする前に穿設されてもよいし、帯状部材を二つ折りにした後に穿設されてよい。

次に、底板７８とワイヤ組立体７９との位置決め、および仮固定を行う。この工程では、最初に、底板７８をサドルベース組立台１００の成型凹部１０１に嵌合させる。底板７８は成型凹部１０１によって成形されたため、底板７８は成型凹部１０１に精度良く嵌合し、サドルベース組立台１００に対して精度良く位置決めがなされる。そして、ワイヤ支持部材８２の底板７８との接触面に接着材を塗布した後、図６に示されているように、ワイヤ支持部材８２をワイヤ支持部材位置決め溝１０２に嵌合させるとともに、ワイヤ８３をワイヤ位置決め溝１０３に嵌合させる。これにより、ワイヤ支持部材８２は底板７８に対して所定の位置に配置され、接着材が塗布された部分が底板７８と当接する。このとき、各ワイヤ支持部材８２の下孔８８の軸線は、サドルベース組立台１００の各円孔１０４の軸線と概ね一致する。この状態で、接着剤が固化するまで放置することによって、底板７８とワイヤ組立体７９との仮固定が行われる。

次に、接着された底板７８とワイヤ組立体７９との締結を行う。底板７８およびワイヤ支持部材８２が、成型凹部１０１およびワイヤ位置決め溝１０３に嵌合された状態で、底板７８とワイヤ支持部材８２との接着部分の上方からドリル１７０によって、下孔８８に沿って底板７８とワイヤ支持部材８２とを連続して貫通する孔を穿設する。これにより、底板７８に貫通孔１１１が形成され、ワイヤ支持部材８２の下孔８８が拡径されて貫通孔１１２が形成される。貫通孔１１１，１１２は同軸かつ同径に形成される。このとき、ドリル１７０の先端部は、成型凹部１０１に予め形成された円孔１０４内に突入するためサドルベース組立台１００がドリル１７０によって損傷されることはない。すなわち、円孔１０４はドリル逃げ孔として機能する。最後に、貫通孔１１１，１１２にリベット９０を挿通し、変形させて底板７８とワイヤ支持部材８２とを締結する。以上のようにして、底板７８とワイヤ組立体７９とが連結され、サドルベース７６が形成される。

＜実施形態の作用効果＞
本実施形態に係るサドルベース組立台１００は成型凹部１０１を備え、底板７８を成形する際に成形型として使用される。そのため、成型凹部１０１によって成形された底板７８は、成型凹部１０１に隙間なく嵌合され、サドルベース組立台１００に対して高精度に位置決めがなされる。ワイヤ支持部材８２およびワイヤ８３も、ワイヤ支持部材位置決め溝１０２およびワイヤ位置決め溝１０３によってサドルベース組立台１００に位置決めされるため、底板７８とワイヤ組立体７９との位置決めがなされる。

本実施形態では、底板７８を成形する際に使用したサドルベース組立台１００を使用して位置決めをおこなっているため、底板７８は常にサドルベース組立台１００に高精度に支持される。通常、樹脂成形部材の形状は成形時に使用した成形型の形状に影響されるため、異なる成形型から成形された成形体の全てを１つの位置決め部材で高精度に位置決めをすることは難しい。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、実施形態では、炭素繊維強化プラスチックを用いて底板７８を成形したが、炭素繊維強化プラスチックに代えてガラス繊維強化プラスチックやアラミド繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、ポリエチレン繊維強化プラスチック、ザイロン繊維強化プラスチック等を用いてもよい。また、本実施形態ではプリプレグを用いて底板７８を成形したが、ウェットカーボンを用いてハンドレイアップ法により成形してもよい。また、底板７８を複数に分割された成形型から成形する場合には、底板７８の円周部を形成する成形型の１つにワイヤ支持部材位置決め溝１０２、ワイヤ位置決め溝１０３、円孔１０４を形成すればよい。また、本実施形態ではワイヤ８３を環状に形成したが、Ｕ字形やＣ字形等適宜変更可能である。また、ワイヤ支持部材８２の構成は例示であって、ワイヤを相対移動不能に固定する構成としてもよい。

１…倒立振子型移動体、３…走行ユニット、４…着座ユニット、５…制御ユニット、２１…上部フレーム、６２…サドルアーム、６３…サドル、７５…クッション部材、７６…サドルベース、７８…底板、７９…ワイヤ組立体、８２…ワイヤ支持部材、８３…ワイヤ、８７…ワイヤ支持孔、９０…リベット、１００…サドルベース組立台、１０１…成型凹部、１０２…ワイヤ支持部材位置決め溝、１０３…ワイヤ位置決め溝、１０４…円孔（ドリル逃げ孔）、１１１，１１２…貫通孔、１５０…カーボンプリプレグ、１６０…バキュームバッグ、１７０…ドリル

Claims (2)

1. 樹脂材料を成形型で成形することによって形成された底板と、基端部が前記底板の周縁部に取り付けられ、先端部が前記底板の外方へと突出する複数のワイヤ支持部材と、前記ワイヤ支持部材のそれぞれの先端部に支持され、前記底板の周縁部を囲むように配索されたワイヤとを有するサドルベースの製造方法であって、
   前記底板を前記成形型に嵌合させるステップと、
   前記ワイヤ支持部材のそれぞれに前記ワイヤを支持させてワイヤ組立体を形成するステップと、
   前記成形型に形成されたワイヤ支持部材位置決め溝に前記ワイヤ支持部材を嵌合させるとともに、前記成形型に形成されたワイヤ位置決め溝に前記ワイヤを嵌合させることによって前記底板に対する前記ワイヤ組立体の位置決めを行うステップと、
   前記底板に対する前記ワイヤ組立体の位置決めが行われた状態で、前記ワイヤ支持部材のそれぞれを前記底板に接合させるステップと
   を有することを特徴とするサドルベースの製造方法。
2. 前記ワイヤ支持部材のそれぞれを前記底板に接合させるステップは、
   前記底板に対する前記ワイヤ組立体の位置決めが行われた状態で、前記ワイヤ支持部材のそれぞれを前記底板に接着するステップと
   前記成形型の前記底板と前記ワイヤ支持部材との接着部のそれぞれに対応する部分に形成されたドリル逃げ孔を利用し、穿孔手段を用いて前記ワイヤ支持部材側から前記ワイヤ支持部材および前記底板を貫通する貫通孔を穿設するステップと、
   前記貫通孔に締結手段を挿通し、前記底板と前記支持部材とを締結するステップと
   を有することを特徴とする請求項１に記載のサドルベースの製造方法。

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