JPH07505349A - 車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 車輪 本発明は、乗物のホイールに関し、特にリム、スポークの複数及びハブを有する 自転車用ホイールに関する。

近年、自転車競技の参加者が劇的に増加し、自転車装備からより優れた性能に対 する需要がある。一般に、自転車装備の性能の強化が試みられるとき、空気力学 的抗力の低減、重量の軽減、乗り心地の増大、低メンテナンス及び低価格が目標 となる。

従来の自転車用ホイールの多くは、２８本以上のワイヤスポークを使用して構成 されている。各スポークは、ホイールが回転する時、風を連続的に切らねばなら ず、空気力学的抗力を生成している。この空気力学的抗力を克服するために、自 転車用ホイールを硬いディスクで構成することが試みられている。このディスク ホイールによって空気力学的抗力は低減されるが、乗る人の安定性及び安全性が かなり低下する。風が自転車の進行方向に対して垂直な成分を持つ場合、たいて いの場合、ディスクホイールは、潜在的に危険で不安定な問題を生じる帆のよう に作用する。さらに近年、ファイバ強化プラスチックにて構成されるワンピース スポークホイールの生産が導入されている。かかるホイールは、スポーク数を３ または５に減らすことによつて空気力学的抗力を減らすものである。しかしなが ら、横方向の剛性を維持するために、かかるホイールは、構造上さらなる材料を 利用し、同じサイズの従来のホイールよりもかなり重くなっている。さらに、こ れらのプラスチックスボークホイールの生産に必要な製造プロセスはかなり複雑 になる。製造工程は、泡状補強材またはプラスチックの泡状組織の周囲のファイ バ強化布を丁寧に包み込む工程と、このアセンブリを未硬化のレジンと一緒にモ ールド内に置く工程と、レジンを硬化するためにモールドに熱及び圧力を供給す る工程とを含む。これらの作業はかなりきついものであり、熟練した工員を必要 とする。また、ディスクタイプのホイール及びプラスチックスボークホイールは 、従来のホイールに比して衝撃吸収性及び弾性に欠けると評価され、乗り心地が 良くないものになっている。かかるディスクタイプホイール及びプラスチックス ボークホイールは、ハブと地面との間のスポークまたはディスクセクタの圧縮力 によって車軸に作用する負荷を保持するように動作するので、過度の剛性が生じ ている。従来のホイールは、ハブ上方のスポークの張力によってこの負荷を保持 している。

かかる張力負荷が従来のホイールに弾性を与えている。

従って、本発明の目的及び効果は、簡単な製造プロセス、少ない部品点数、及び 最小の原料からなる構成によって理に叶った価格にて製造される自転車用ホイー ルを提供することである。

本発明の第２の目的は、スポークの数を制限し且つ回転方向に対するスポークの 面積を最小にすることによって空気力学的抗力のかなり小さい自転車用ホイール を提供することである。

本発明の第３の目的は、通常の風における制御が安定且つ容易な自転車用ホイー ルを提供することである。

本発明の第４の目的は、軽量且つ高強度材料を利用し且つ構造上安定感のある生 産物を生産するのに要する材料の容積を減らすことによって、かなり軽量となる 自転車用ホイールを提供することである。

本発明の第５の目的は、定期的なリムの配置の調整を必要としない自転車用ホイ ールを提供することである。

本発明の第６の目的は、乗り心地の良さとなる弾性を乗る人に与える自転車用ホ イールを提供することである。

さらなる目的及び効果は、次の記載及び図面の参照により明らかにされる。

発明の概要 本発明によれば、上記目的が達成され、さらに上記効果が得られる。本発明のス ポークホイールは、環状リムと、中心ハブと、かかるリムとハブとの間に伸長す る複数のスポーク部とを有するスポークホイールであって、互いに一体に接合さ れて前記スポーク部を含むホイール部の少なくとも２つと、ホイール部の間にノ １ブを保持するとともにノ１ブに隣接する手段と、ホイール部に隣接して環状リ ムを保持するとともに環状リムに隣接する手段とを有する。ホイール部は、互い に対称に対向し、ノ１ブに接続された内側部とリムに接続された外側部とを各々 が有する２つのホイール部を含む。

さらなる特徴及び効果を次に記載する。

図面の簡単な説明 本発明は、添付図面に基づきより容易に理解され得る。

図１は、ホイールの構成の好ましい実施例の斜視図である。

図２は、図１の線分２−２における断面図である。

図３は、図１の線分３−３における断面図である。

図４は、図１に示すホイールの中心領域を示す斜視図である。

図５は、図２の線分５−５における断面図である。

図６は、他の実施例を示す図２と同様な断面図である。

図７は、他の第２の実施例を示す図２と同様な断面図である。

詳］Ｌμ」１明 図面を参照すると、好ましい実施例が図面の図１乃至図５に示されている。これ らの図面と最初に図１及び図２とを参照すると、ホイール１４は、通常４つの主 要部品からなる。環状リムまたはリムフープ７４が、対称に対向している左ホイ ールハーフ１６と右ホイールハーフ１８との間に挟持されている。中心ハブまた はノ１ブシエルホイール２０は、通常円筒形であり、その周縁部において、一端 が左ホイールハーフ１６に他端が右ホイールハーフ１８に接続されている。

ホイール１４のより明確な説明において、図１乃至図３を参照すると、左ホイー ルハーフは、好ましくは１つの連続片にモールド成形されて、中心に位置して内 方に対向するフランジ状の左側バブリング２６を有する。この左側ノ１ブリング ２６は、左側の中心の位置するスポークウェブ２９に接続されている。スポーク ウェブ２９は、左側スポーク４２，４４，４６．４８の中心端部や内側端部であ る。

左側スポーク４２，４４，４６．４８は、放射状に伸長して外周または外側部分 においてスポークの外周端部である左側円形部材６４に接続されている。

右ホイールハーフ１８は、同様にモールド成形されて、右側バブリング２８、右 側スポークウェブ３０、右側スポーク５０，５２．５４．５６及び右側円形部材 ６６をまとめている。これらの部品２８．　３０．　５０．　５２．　５４゜５ ６．６６は、左ホイールハーフ１６の対応する部品と同様な方法で相互に接続さ れている。

図２、図４及び図５を参照すると、ハブシェル２０は、形状がほぼ円筒形であり 、外周面に左側係合溝３２と右側係合溝３４とが刻まれている。溝３２．３４は 、ノ飄ブシエル２０の対応する側部において軸方向に互いに分離されている。左 側係合溝３２は左側キーリング（ｓｐｌｉｔ　ｒｉｎｇ）保持具２２と係合し、 右側係合溝３２は右側キーリング保持具２４と係合する。左側保持具２２は左側 ７％ブリング２６を軸方向に配置せしめて固定し、右側保持具２４は右側ノ１ブ リング２８を配置せしめて固定する。左側バブリング２６とハブシェル２０とは 、左側バブリング境界面３６に沿って接続されている。同様に、右側バブリング ２８は、／％ブシエル２０に右側バブリング境界面３８に沿って接続されている 。

図１、図２及び図３を参照すると、左側円形部材６４の内周面は、右側円形部材 ６６の内周面に円形部材境界面６０のベース部に沿って締着されている。左側円 形部材６４及び右側円形部材６６は、外側に向けてフレア状に拡がってリムフー プ７４の対応する側部とそれぞれ接続される。

左側円形部材６４は、左側リムフープ境界面６８にてリムフープ７４に締着され る。同様に、右側円形部材６６は、リムフープ７４に境界面７０に沿って締着さ れる。図２及び図３に示すように、中空領域が、左側円形部材６４及び右側円形 部材６６にて生成され、リムフープ７４によって頂部が被覆されて形成される。

リムフープ７４を挿通する孔７６（図１参照）が、タイヤバルブ（図示せず）を はめ込むために都合の良い位置に位置する。さらに、小さい開口部７７が、タイ ヤバルブ−（図示せず）にアクセスするために孔７６と直線的に並ぶ位置に左側 円形部材６４または右側円形部材６６に形成される。

図１の好ましい実施例にて示すような左側ホイールハーフ１６は、好ましくは以 下の方法によって高強度ファイバ強化プラスチックからモールド成形される。１ つまたは複数の種類の高強度ファイバにて編まれ且つ未硬化レジン基質（ｍａｔ ｒｉｘ）が含まれた織物が、左ホイールハーフ１６の輪郭となる所定の輪郭に切 断される。部品に対する織物の中のファイバの向きは本願において特に重要であ る。所望の向きは、織物内の未破壊のファイバの長手方向が各スポーク４２，４ ４，４６．４８に沿って延びるような向きである。かかる切断片は、他の部品と 共に２つの部材からなるモールドのうち下方のモールドハーフに置かれる。上方 のモールドハーフは、下方のモールドハーフを覆うように置かれてファイバを挟 装する。最後に、モールドは一緒にプレスされてレジンを硬化させるために加熱 される。次に、左ホイールハーフ１６をモールドからはずして液体を蒸発させる 。

右ホイールハーフ１８は、左ホイールハーフ１６と同一であり、同じモールドに て形成されることが好ましい。２つのホイールハーフ１６，１８は、図２に示す ように背中合わせに一緒に組み立てられる。

本願においては高強度ファイバ強化プラスチックが好ましい材料ではあるが、ホ イールハーフ１６，１８の形態は、他の材料による製造にも適している。例えば 、これらの部品は、従来の打ち抜き工程や形成方法を使用して金属シートから容 易に組み立てることもできる。さらに、好ましい実施例として、１つの連続片と して形成されるホイールハーフ１６，１８が記載される。他の実施例では、複数 の部品から構成され且つ様々な材料にて組み立てられるホイールハーフ１６，１ ８を利用することもできる。

図１に、左ホイールハーフ１６及び右ホイールハーフ１８から構成されるホイー ル１４を示し、各ホイールハーフは４つのスポーク４２，４４，４６，４８；５ ０，５２゜５４．５６をそれぞれ用いている。なお、他の実施例では、１のホイ ールハーフ１６または１８につき３から５、または５以上のスポークを用いるこ ともできる。さらに、図１及び図２に、右ホイールハーフの対応するスポーク５ ０゜５２．５４．５６に直接対向するように配置された左ホイールハーフ１６の スポーク４２，４４，４６．４８を示す。

この形態によって円形部材６４．６６に作用する応力が最小となりながらも、左 ホイールハーフ１６のスポーク４２゜４４．４６．４８と右ホイールハーフの対 応するスポーク５０、　５２．　５４．　５６とを互い違いに配置させることに も役立つ。

図２を参照すると、リムフープ７４は、従来の自転車用タイヤと嵌合するように 構成されている。好ましい実施例において、リムフープマ４は、アルミニウムや 他の軽金属から押し出し成形され、組立方法が周知の従来の自転車用リムの多く と類似している。アルミニウム製のリムフープ７４の一部がいずれか一側に露出 して周知のカリパスブレーキを有する自転車にて使用される耐性のある（　ｄｕ ｒａｂｌｅ）ブレーキ面を形成している。ファイバ強化プラスチックは、絶対最 小量（ａｂｓｏｌｕｔｅ　ｍｉｎｉｍｕｍ）に対する重量を低減せしめる好まし いリムフープ７４材料である。

好ましい実施例の図２及び図３に示すように、左ホイールハーフ１６、右ホイー ルハーフ１８及びリムフープ７４は、３つの円形接線に沿う構造上の接着点、す なわち円形部材接点６０、左側リムフープ接点６８、及び右側リムフープ接点７ ０によって一緒に締着されている。上述の構造上の接合点は、３つの部品、すな わち左側円形部材６４、右側円形部材６６及びリムフープ７４から包囲された構 造上の中空の環を形成するように機能する。この構造上の環は、リムフープ７４ を支持し、自転車及び乗る人の重量による半径方向及び軸方向の負荷と同様にス ポーク張力によるフープ応力を保持することができる。

図６及び図７に、自転車用ホイール１４の構造上の環を保持するリムに適した他 の実施例を示す。図６に示すように、左側円形部材６４の内縁部と左側円形部材 ６６の内縁部とを橋絡するために内側リムフープ８０が差し込まれる。

この内側リムフープ８０は、左ホイールハーフスポーク４２．４４．　４６．４ ８と対応する右ホイールハーフスポーク５０，５２，５４．５６との間を分離す る部品となっている。これによって、ホイールハーフスポーク４２，４４゜４６ ．４８，５０，５２，５４．５６と円形部材６４．６６との間の接合点に横方向 の剛性が増加される。

図６に他の構成を示す。図６において、リムフープ７４が省略され、リムフープ の側壁は対応する円形部材へと組み込まれてタイヤフランジ８４．８６になって いる。外側フープ８２が円形部材６４．６６の外側部分を接合するために用いら れて、上述の所望の構造上の中空の環を形成している。

図７に他の構成をさらに示す。図７において、各円形部材６４．６６はその周縁 部のフランジ８８．９０を内側に折曲して用いられている。別のリムフープ９２ が図示の如くかかるフランジ８８．９０に締着される。この構成では、所望の構 造上の環が保持されるが、リムフープ９２は、野外で修理するために取り外し可 能に形成しても良い。

図２、図４及び図５と特に自転車用ホイール１４の中心領域とを参照すると、ホ イールハーフ１６，１８の外周部分とリムフープ７４とは上述の形態で一緒に構 造的に締着されている。左側バブリング２６は、右側バブリング２８に対して所 定の軸方向の距離を介して適切な固定具により広げられ、適切に取り付けられる 。このプロセスによって、スポーク４２．　４４．　４６．　４８．　５０．　 ５２．　５４．　５６に引っ張り応力が生じるｇ　ハブシェル２０は、左スポー クウェブ２９の中心の円形開口を介して、バブリング２６゜２８の間の領域に右 係合溝３４が現れるところまではめ込まれる。次に、キーリング保持具３４が係 合溝３４に係合される。接着剤が、バブリング２６のハブシェル２０への接続を 強化するためにバブリング２６．２８と係合するノ１ブシエル２０の外周面の周 囲に供給される。次に、ノ１ブシエル２０がスポークウェブ２９を介してさらに 差し込まれるとハブシェル２０は右側バブリング２８と係合し、保持具２４の突 出部がバブリング２８の縁部に当接される。次に、第２のキーリング保持具２２ が、互いに対向するノ１ブリング２６．２８の間に現れた係合溝３２に嵌合され る。

バブリング２６．２８を所定の距離に保持する固定具がはずされ、スポーク張力 によって、バブリング２６．２８は対応する保持具２２．２４に圧接させる。保 持具２２，２４によってバブリング２６．２８が配置さね、故にスポーク４２， ４４，４６，４８，５０，５２，５４．５６に張力が維持される。

他の実施例では、対応するバブリング２８と係合する保持具２４を１つのみ使用 しても良い。反対側のバブリングするように形成することもできる。このように 、少なくとも１つの取り外し自在な保持具が、上述のように７１ブリング２６． ２８を互いに対向させて固定させるために、ノ翫ブシエル２０と係合するように 用いられる必要がある。

好ましい実施例ではキーリングタイプの保持構造が使用される。しかしながら、 バブリング２６．２８と／’ｉブシエル２０との係合を容易となすために適宜の ピンやくさびに置換しても同様の結果が得られる。

このようにして、性能が改善されながらも製造が簡単で容易な自転車用ホイール が提供される。故に重要な効果が得られる。本発明によって、製造が容易且つ簡 単な部品からの自転車用ホイールの構成が容易となり、比較的少ない構成部品に て自転車用ホイールを構成することができる。

さらに、本発明によって、空気力学的効率が改善された自転車用ホイールが提供 され、改善された反応性に対してかなり軽量となる自転車用ホイールが提供され る。また、本発明によって、あらゆる風に対して安定し且つ安全な自転車用ホイ ールが提供され、周期的なリムの配置や調整を必要としない自転車用ホイールが 提供され、乗り心地の良さのために弾性を有する自転車用ホイールが提供される 。

上記記載は、多くの特異性を含むが、請求の範囲を限定するものとして解釈すべ きではなく、本発明の好ましい実施例を例示したにすぎない。本発明の請求の範 囲は、上述の実施例よりもむしろ請求項及び法的に等価なものによって決められ るべきである。

本発明は、ここに記載され示された説明に限定されるものではなく、本発明を実 行する最良の形態を例示したにすぎず、部品の形状、寸法及び構成または作用の 詳細が異なる実施例も含まれる。本発明は、請求項によって定義される概念及び 範囲内に含まれる変形例の全てを含むものである。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）、・第３４条に基づく 補正　（翻訳文）１氷Ω亘泗 １、環状リムと、中心ハブと、前記リムと前記ハブとの間に伸長する複数のスポ ーク部とを有するスポークホイールであって、 一体に互いに接合され且つ前記スポーク部を含むホイール部の少なくとも２つと 、 前記ホイール部の間に前記ハブを保持するとともに前記ハブに隣接する手段とを 有し、 前記スポーク部は前記リムと前記ハブとの間で放射状に外側に向けて外側円形部 材まで伸長し、前記円形部材はフープ応力を保持するとともに連続的に包囲され て円周方向に中空の環を画定し、前記円形部材は前記ホイール部の外側に前記環 状リムを保持し、 前記ホイール部は前記円形部材に隣接して一緒に締着されていることを特徴とす るスポークホイール。

２、前記ホイール部は互いに対称に対向することを特徴とする請求項１記載のホ イール。

３、各々が前記ハブに接続された内側部と前記リムに接続された外側部とを有す るホイール部の２つを含むことを特徴とする請求項２記載のホイール。

４、前記ホイール部の各々は単一の連続片からなり、前記ホイール部の両者は対 称であることを特徴とする請求項３記載のホイール。

５、前記ホイール部の各々の前記内側部は、中心に位置するスポークウェブと前 記スポークウェブに接続されたフランジ状のバブリングとを含み、前記バブリン グは前記中心ハブに接続されていることを特徴とする請求項３記載のホイール。

６、前記ホイール部の各々の前記スポークは、前記スポークウェブから前記外側 円形部材まで放射状に延在することを特徴とする請求項５記載のホイール。

７、前記バブリングを前記ハブに対して軸方向に配置して取付るために前記ハブ と前記リングとの間に係合手段の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項 ６記載のホイール。

８、前記円形部材は前記ホイール部の両者から形成されるとともに前記ホイール 部の両者が一緒に締着されてなるベース部を有し、前記円形部材は外側に向けて フレア状に広がることを特徴とする請求項６記載のホイール。

９、前記リムは、前記ホイール部の両者の外側にフレア状に広がる円形部材に接 続されていることを特徴とする請求項８記載のホイール。

１０、　タイヤバルブがはめ込まれる手段を前記リム１１、　前記ホイール部は 高強度ファイバ強化プラスチックからモールド成形されることを特徴とする請求 項３記載のホイール。

１２、　前記ホイール部の各々は、３から５つのスポーク部を含むことを特徴と する請求項３記載のホイール。

１３、　前記円形部材の前記ベース部を形成し且つ前記ホイール部の両者を橋絡 する内側リムフープを含むことを特徴とする請求項８記載のホイール。

１４、　前記環状リムは、リム部材及び前記ホイール部によって形成されること を特徴とする請求項９記載のホイール。

１５、　前記ホイールは自転車用ホイールであることを特徴とする請求項１記載 のホイール。

１６、　前記円形部材は、−緒に接合された少なくとも２つの部材によって形成 され、前記リムは一緒に接合された前記部材に貼着されることを特徴とする請求 項１記載のホイール。

１７、　前記円形部材は、前記ホイール部及び前記環状リムによって形成される ことを特徴とする請求項１６記載のホイール。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １． 環状リムと、中心ハブと、前記リムと前記ハブとの間に延びる複数のスポ ーク部とを有するスポークホイールであって、 互いに一体に接合され且つ前記スポーク部を含む少なくとも２つのホイール部と 、 前記ホイール部の間に前記ハブを保持するとともに前記ハブに隣接する手段と、 前記ホイール部に隣接して前記環状リムを保持するために前記環状リムに隣接す る手段とを有することを特徴とするスポークホイール。
2. ２．　前記ホイール部は互いに対称に対向していることを特徴とする請求項１記 載のホイール。
3. ３．　各々が前記ハブに接続された内側部と前記リムに接続された外側部とを有 する２つのホイール部を含むことを特徴とする請求項２記載のホイール。
4. ４．　前記ホイール部の各々は単一の連続片からなり、前記ホイール部の両者は 対称であることを特徴とする請求項３記載のホイール。
5. ５．　前記ホイール部の各々の前記内側部は、中心に位置するスポークウエブと 、前記スポークウエブに接続されたフランジ状のハブリングとを有し、前記ハブ リングは前記中心ハブに接続されていることを特徴とする請求項３記載のホイー ル。
6. ６．　前記ホイール部の各々の前記スポークは、前記スポークウエブから外側の 円形部材まで放射状に伸長することを特徴とする請求項５記載のホイール。
7. ７．　前記ハブリングを前記ハブに対して軸方向に配置するために前記ハブと前 記リングとの間に係合手段を少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項６記載 のホイール。
8. ８．　前記円形部材は前記ホイール部の両方から形成されるとともに前記ホイー ル部の両者が一緒に締着されてなるベース部を有し、前記円形部材は外側に向け てフレア状に広がることを特徴とする請求項６記載のホイール。
9. ９．　前記リムは、前記ホイール部の両者の外側にフレア状に広がる円形部材に 接続されていることを特徴とする請求項８記載のホイール。
10. １０．　タイヤバルブがはめ込まれる手段を前記リムに含むことを特徴とする請 求項９記載のホイール。
11. １１．　前記ホイール部は、高強度ファイバ強化プラスチックからモールド成形 されることを特徴とする請求項３記載のホイール。
12. １２．　前記ホイール部の各々は、３から５つのスポーク部を含むことを特徴と する請求項３記載のホイール。
13. １３．　前記円形部材は、フープ応力を保持する包囲された中空の環を画定する ことを特徴とする請求項９記載のホイール。
14. １４．　前記円形部材の前記ベース部を形成し且つ前記ホイール部の両者を橋絡 する内側リムフープを含むことを特徴とする請求項８記載のホイール。
15. １５．　前記環状リムは、リム部材及び前記ホイール部によって形成されること を特徴とする請求項９記載のホイール。
16. １６．　前記ホイールは自転車用ホイールであることを特徴とする請求項１記載 のホイール。