(57)【要約】【課題】ホイールの回転の安定性を向上させることが可能な自転車用スポークおよび自転車用ホイールを提供する。【解決手段】自転車用スポークは、リムに接続される側の第１端部領域と、ハブに接続される側の第２端部領域と、第１端部領域と第２端部領域との間に位置する中間領域１１と、を備える。中間領域１１の長手方向に垂直な断面において、中間領域１１の外縁１１Ａに２つの交点で交差する直線のうち、交点間の距離が最も大きい、第１の交点８１および第２の交点８２で交差する第１の直線８０を設定した場合に、外縁１１Ａに沿って第１の交点８１から第２の交点８２に至る２つの経路のうち、第１の経路１１Ｂは第２の経路１１Ｃよりも長い。外縁１１Ａは、全域にわたって外に凸である形状を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のホイールのリムとハブとを接続する棒状の自転車用スポークであって、
長手方向において、前記リムに接続される側の端部を含む第１端部領域と、
長手方向において、前記ハブに接続される側の端部を含む第２端部領域と、
長手方向において前記第１端部領域と前記第２端部領域との間に位置する中間領域と、を備え、
前記中間領域の長手方向に垂直な断面において、
前記中間領域の外縁に２つの交点で交差する直線のうち、交点間の距離が最も大きい、第１の交点および第２の交点で交差する第１の直線を設定した場合に、前記外縁に沿って前記第１の交点から前記第２の交点に至る２つの経路のうち、一方の経路である第１の経路は他方の経路である第２の経路よりも長く、
前記外縁は、全域にわたって外に凸である形状を有する、自転車用スポーク。
【請求項２】
前記中間領域の外周面には、複数のディンプルが形成されている、請求項１に記載の自転車用スポーク。
【請求項３】
前記中間領域の外周面には、前記中間領域の長手方向に沿って延びる溝が形成されている、請求項１または請求項２に記載の自転車用スポーク。
【請求項４】
前記中間領域の長手方向に垂直な断面において、前記第１の直線に直交する直線のうち、前記第１の経路との交点までの距離が最も大きい第２の直線と、前記第２の経路との交点までの距離が最も大きい第３の直線と、を設定した場合に、前記第２の直線と前記第３の直線とが一致する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自転車用スポーク。
【請求項５】
前記外縁に対する接線の傾きが前記外縁の全周にわたって連続的に変化する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自転車用スポーク。
【請求項６】
前記外縁が涙滴型の形状を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の自転車用スポーク。
【請求項７】
金属製である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の自転車用スポーク。
【請求項８】
前記中間領域は、前記自転車用スポークの長さに対して５０％以上の長さを有する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の自転車用スポーク。
【請求項９】
円環状のリムと、
前記リムに取り囲まれる空間の中央に配置されるハブと、
前記リムと前記ハブとを接続する複数本の棒状のスポークと、を備え、
前記スポークは、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の自転車用スポークであり、
前記リムの径方向から平面的に見て、前記スポークは、前記リムの回転軸方向における前記リムの幅の中央を通る直線である中心線との関係で、前記第１の直線が前記中心線と平行であり、前記第１の経路側が前記中心線に面するように配置されている、自転車用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用スポークおよび自転車用ホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自転車のホイールにおいては、中央部に配置されるハブと、外周部であるリムとを接続するように、複数の棒状のスポーク（自転車用スポーク）が配置される。自転車用スポークの長手方向に垂直な断面の形状は、円形であるのが一般的である。
【０００３】
自転車の走行時、ホイールの外周側に設置されるタイヤの外周の周速は、走行速度に一致する。自転車の走行時、タイヤの接地側と反対側に位置するスポークのリム側の端部は、自転車の走行速度の約２倍の気流中に曝される。そのため、スポークの空気抵抗は、ホイールの回転抵抗、すなわち自転車の運転者が走行のために自転車に与えるべき力の大きさに影響する。スポークの長手方向に垂直な断面における形状として、走行時におけるスポークの空気抵抗を低減可能な形状を採用することが提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１８７３３１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開ＵＳ２０１７／０２８２８３８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自転車のホイールにおいては、上記スポークの空気抵抗のほか、ホイールの回転の安定性も重要である。そこで、ホイールの回転の安定性を向上させることが可能な自転車用スポークおよび自転車用ホイールを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従った自転車用スポークは、自転車のホイールのリムとハブとを接続する棒状の自転車用スポークである。この自転車用スポークは、長手方向において、リムに接続される側の端部を含む第１端部領域と、長手方向において、ハブに接続される側の端部を含む第２端部領域と、第１端部領域と第２端部領域との間に位置する中間領域と、を備える。中間領域の長手方向に垂直な断面において、中間領域の外縁に２つの交点で交差する直線のうち、交点間の距離が最も大きい、第１の交点および第２の交点で交差する第１の直線を設定した場合に、上記外縁（長手方向に垂直な断面における中間領域の外縁）に沿って第１の交点から第２の交点に至る２つの経路のうち、一方の経路である第１の経路は他方の経路である第２の経路よりも長い。上記外縁は、全域にわたって外に凸である形状を有する。
【発明の効果】
【０００７】
上記自転車用スポークによれば、ホイールの回転の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】自転車の構造を示す概略図である。
【図２】ホイールの構造を示す概略図である。
【図３】スポークの構造を示す概略図である。
【図４】スポークのリムに接続される側の端部付近の構造を示す概略断面図である。
【図５】スポークのハブに接続される側の端部付近の構造を示す概略断面図である。
【図６】実施の形態１におけるスポークの中間領域の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図７】実施の形態１におけるスポークの製造工程の概略を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２におけるスポークの中間領域の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図９】実施の形態３におけるスポークの中間領域の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図１０】実施の形態４におけるスポークの中間領域の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図１１】実施の形態４におけるスポークの中間領域を示す概略斜視図である。
【図１２】実施の形態５におけるスポークの中間領域の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図である。
【図１３】実施の形態５におけるスポークの中間領域を示す概略斜視図である。
【図１４】実施の形態６におけるホイールの構造を示す概略断面図である。
【図１５】スポークの断面形状を示す図である。
【図１６】スポークの断面形状を示す図である。
【図１７】スポークの断面形状を示す図である。
【図１８】スポークの断面形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の自転車用スポークは、自転車のホイールのリムとハブとを接続する棒状の自転車用スポークである。この自転車用スポークは、長手方向において、リムに接続される側の端部を含む第１端部領域と、長手方向において、ハブに接続される側の端部を含む第２端部領域と、第１端部領域と第２端部領域との間に位置する中間領域と、を備える。中間領域の長手方向に垂直な断面において、中間領域の外縁に２つの交点で交差する直線のうち、交点間の距離が最も大きい、第１の交点および第２の交点で交差する第１の直線を設定した場合に、上記外縁に沿って第１の交点から第２の交点に至る２つの経路のうち、一方の経路である第１の経路は他方の経路である第２の経路よりも長い。上記外縁は、全域にわたって外に凸である形状を有する。
【００１０】
本願の自転車用スポークにおいては、上記第１の経路は上記第２の経路よりも長い。そのため、リムの径方向から平面的に見て、本願の自転車用スポークが、上記第１の直線がリムの径方向に沿い、かつ第１の経路が、リムの回転軸方向におけるリムの中央側を向くように配置されることで、スポークが気流からリムの中央側に向かう力を受ける。その結果、ホイールの回転の安定性が向上する。
【００１１】
上記自転車用スポークにおいて、上記中間領域の外周面には、複数のディンプルが形成されていてもよい。このようにすることにより、ホイールの回転時において、各ディンプル付近の気流に渦が生じる。その結果、スポークが気流から受ける抵抗（空気抵抗）を低減することができる。
【００１２】
上記自転車用スポークにおいて、上記中間領域の外周面には、中間領域の長手方向に沿って延びる溝が形成されていてもよい。このようにすることにより、ホイールの回転時において、溝付近の気流に渦が生じる。その結果、スポークが気流から受ける抵抗（空気抵抗）を低減することができる。
【００１３】
上記自転車用スポークにおいて、上記中間領域の長手方向に垂直な断面において、上記第１の直線に直交する直線のうち、上記第１の経路との交点までの距離が最も大きい第２の直線と、前記第２の経路との交点までの距離が最も大きい第３の直線と、を設定した場合に、第２の直線と第３の直線とが一致してもよい。このようにすることにより、ホイールの回転の安定性が一層向上する。
【００１４】
上記自転車用スポークにおいて、上記外縁に対する接線の傾きが上記外縁の全周にわたって連続的に変化していてもよい。このようにすることにより、スポークにおける応力集中を緩和することができる。その結果、スポークの耐久性が向上する。また、上記外縁に対する接線の傾きが上記外縁の全周にわたって連続的に変化することにより、スポークの取り扱い時の安全性を向上させることができる。
【００１５】
上記自転車用スポークにおいて、上記外縁が涙滴型の形状を有していてもよい。このようにすることにより、スポークの空気抵抗を低減することができる。
【００１６】
上記自転車用スポークは金属製であってもよい。このようにすることにより、上記形状への加工および適切な強度の確保が容易となる。
【００１７】
上記自転車用スポークにおいて、中間領域は、自転車用スポークの長さに対して５０％以上の長さを有していてもよい。このようにすることにより、ホイールの回転の安定性がより確実に向上する。
【００１８】
本願の自転車用ホイールは、円環状のリムと、リムに取り囲まれる空間の中央に配置されるハブと、リムとハブとを接続する複数本の棒状のスポークと、を備える。スポークは、上記本願の自転車用スポークである。リムの径方向から平面的に見て、スポークは、リムの回転軸方向におけるリムの幅の中央を通る直線である中心線との関係で、上記第１の直線が上記中心線と平行であり、上記第１の経路側が上記中心線に面するように配置されている。
【００１９】
本願の自転車用ホイールにおいては、上記本願の自転車用スポークが採用され、かつ本願の自転車用スポークの上記効果が生じるように適切に配置される。その結果、本願の自転車用ホイールによれば、ホイールの回転の安定性を向上させることができる。
【００２０】
［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本願の自転車用スポークおよび自転車用ホイールの実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２１】
（実施の形態１）
まず、図１および図２を参照して、自転車およびホイールの概略的な構造について説明する。図１を参照して、自転車１００は、フレーム２と、一対のホイール１（自転車用ホイール）と、ハンドル３と、シート４と、ペダル９と、クランク６と、チェーン７とを備えている。フレーム２には、ハンドル３と、シート４と、ペダル９が設置されたクランク６とが設置されている。クランク６と後輪側のホイール１とは、チェーン７を介して接続されている。図２を参照して、各ホイール１は、円環状のリム２０と、リム２０に取り囲まれる空間の中央に配置されるハブ３０と、リム２０とハブ３０とを接続する複数本の棒状のスポーク１０（自転車用スポーク）とを含む。複数本のスポーク１０は、ハブ３０を中心として、放射状に配置されている。リム２０の外周（ホイール１の外周）には、円環状のタイヤ５が設置されている。図１および図２を参照して、各ホイール１のハブ３０が、フレーム２により支持されている。運転者Ｐがペダル９、クランク６およびチェーン７などを介してホイール１を矢印βの向きに回転させることにより、自転車１００は矢印αの向きに進行する。
【００２２】
次に、スポーク１０の構造について図３〜図６を参照して説明する。スポーク１０は、自転車１００のホイール１のリム２０とハブ３０とを接続する棒状の自転車用スポークである。スポーク１０は、長手方向において、リム２０に接続される側の端部１２Ａを含む第１端部領域１２と、長手方向において、ハブ３０に接続される側の端部１３Ａを含む第２端部領域１３と、第１端部領域１２と第２端部領域１３との間に位置する中間領域１１とを含んでいる。中間領域１１は、スポーク１０の長さに対して５０％以上の長さを有していることが好ましく、８０％以上の長さを有していることが好ましい。本実施の形態において、中間領域１１は、第１端部領域１２と第２端部領域１３とを接続している。
【００２３】
第１端部領域１２の端部１２Ａを含む領域の外周面１２Ｂは、ねじ切りされている。第１端部領域１２の端部１２Ａを含む領域の外周面１２Ｂには、らせん状の溝が形成されている。第２端部領域１３は、屈曲部１３Ｂにおいてスポーク１０の長手方向に交差する方向（直交する方向）に屈曲している。第２端部領域１３の端部１３Ａを含む領域には、第２端部領域１３の他の領域に比べて径の大きい大径部１３Ｃが形成されている。大径部１３Ｃは、ハブ３０に対して係合する係合部として機能する。
【００２４】
図６は、図３の線分Ａ−Ａに沿う断面図である。図６を参照して、中間領域１１の長手方向に垂直な断面において、中間領域１１の外縁１１Ａに２つの交点で交差する直線のうち、交点間の距離が最も大きい、第１の交点８１および第２の交点８２で交差する第１の直線８０を設定した場合に、外縁１１Ａに沿って第１の交点８１から第２の交点８２に至る２つの経路のうち、一方の経路である第１の経路１１Ｂは他方の経路である第２の経路１１Ｃよりも長い。外縁１１Ａは、全域にわたって外に凸である形状を有する。第１の直線８０に直交する全ての直線７０について、第１の経路１１Ｂとの交点７１と第１の直線８０との距離は、第２の経路１１Ｃとの交点７２と第１の直線８０との距離よりも大きい。
【００２５】
外縁１１Ａに対する接線の傾きは、第１の交点８１において連続している。すなわち、第１の交点８１において、外縁１１Ａは連続する曲線である。外縁１１Ａに対する接線の傾きは、第２の交点８２において不連続である。すなわち、外縁１１Ａは、第２の交点８２を通る稜線を有する。外縁１１Ａは、涙滴型の形状を有している。中間領域１１の長手方向に垂直な断面において、第１の直線８０に直交する直線のうち、第１の経路１１Ｂとの交点５１までの距離が最も大きい第２の直線５０と、第２の経路１１Ｃとの交点６１までの距離が最も大きい第３の直線６０とを設定した場合に、第２の直線５０と第３の直線６０とが一致している。第２の直線５０および第３の直線６０と第１の直線８０との交点は、第２の交点８２よりも第１の交点８１に近い。
【００２６】
本実施の形態のスポーク１０は、リム２０の径方向から平面的に見て、第１の直線８０がリム２０の径方向に沿い、かつ第１の経路１１Ｂが、リム２０の回転軸方向におけるリム２０の中央側を向くように配置される。スポーク１０は、第１の交点８１側がホイール１の回転の前方側となるように配置される。すなわち、自転車１００の走行時において、スポーク１０は、第１の交点８１側から第２の交点８２側に向かい、第１の直線８０に沿った（第１の直線８０に平行な）気流中に曝される。
【００２７】
第１の直線８０に沿って流れる気流が第１の交点８１に衝突すると、当該気流は第１の経路１１Ｂに沿って流れる気流と第２の経路１１Ｃに沿って流れる気流とに分かれた後、第２の交点８２において合流する。本実施の形態においては、第１の経路１１Ｂは第２の経路１１Ｃよりも長い。そのため、第１の経路１１Ｂに沿って流れる気流は、第２の経路１１Ｃに沿って流れる気流よりも流速が大きくなる。その結果、スポーク１０の中間領域１１に対しては、第２の経路１１Ｃ側から第１の経路１１Ｂ側へと向かう力が作用する。本実施の形態においては、第１の経路１１Ｂが、リム２０の回転軸方向におけるリム２０の中央側を向くように配置される。そのため、上記第２の経路１１Ｃ側から第１の経路１１Ｂ側へと向かう力は、スポーク１０をリム２０の中央側へと押す力となる。その結果、本実施の形態のスポーク１０は、ホイール１の回転の安定性を向上させることができる。特に、本実施の形態においては、第２の直線５０と第３の直線６０とが一致しているため、当該効果が顕著となっている。
【００２８】
本実施の形態のスポーク１０は、金属製であることが好ましい。これにより、上記形状への加工および適切な強度の確保が容易となる。スポーク１０を構成する金属としては、たとえばステンレス鋼などの鋼、アルミニウム合金、チタン合金などを採用することができる。スポーク１０の表面（外周面）には、めっき層を形成してもよい。製造コストを低減する観点からは、たとえばステンレス鋼を採用することが好ましい。ホイール１の剛性を向上させる観点からは、たとえばアルミニウム合金を採用することが好ましい。なお、金属以外の素材として、たとえば繊維強化プラスチックを採用してもよい。繊維強化プラスチックの繊維としては、たとえば炭素繊維を採用することができる。
【００２９】
次に、本実施の形態のスポーク１０の製造方法の一例について、スポーク１０がステンレス鋼製である場合を例に、図７を参照して説明する。図７を参照して、まず工程（Ｓ１０）として、ワイヤ準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、長手方向に垂直な断面の形状が円形であるステンレス鋼製のワイヤが準備される。
【００３０】
次に、工程（Ｓ２０）として切断工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において準備されたワイヤが、目的のスポーク１０の長さを考慮して適切な長さに切断される。
【００３１】
次に、工程（Ｓ３０）として鍛造工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、たとえば目的のスポーク１０の長手方向に垂直な断面の断面積が部位によって異なる場合に、それに合わせて鍛造によって断面積を調整する。たとえば、両端部に比べて中央部の断面積が小さくなるように、ワイヤが鍛造加工される。
【００３２】
次に、工程（Ｓ４０）として圧延工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、工程（Ｓ３０）において加工されたワイヤが、圧延加工される。具体的には、上記図６を参照して説明したスポーク１０の断面形状に対応する形状の溝を有するロールが準備され、当該ロールを用いて圧延加工が実施される。これにより、スポーク１０の中間領域１１に対応する部分が加工より形成される。なお、工程（Ｓ４０）では、圧延加工に代えて、または圧延加工に加えて、プレス加工および引抜加工の一方または両方が実施されてもよい。
【００３３】
次に、工程（Ｓ５０）として端部加工工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、工程（Ｓ４０）において中間領域１１に対応する部分が形成されたワイヤに対して、第１端部領域１２および第２端部領域１３を形成する加工が実施される（図３〜図５参照）。具体的には、第１端部領域１２に対応する部分について、ねじ切り加工が実施される。第２端部領域１３に対応する領域に対して、曲げ加工および冷間圧造加工（ヘッダ加工）が実施される。これにより、第１端部領域１２および第２端部領域１３が形成され、本実施の形態のスポーク１０が得られる。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、本願の自転車用スポークの他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図８は、実施の形態１における図６に対応する図である。図８および図６を参照して、実施の形態２のスポーク１０は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。外縁１１Ａは、涙滴型の形状を有している。しかし、実施の形態２のスポーク１０は、第２の交点８２付近の形状において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００３５】
具体的には、図８を参照して、実施の形態２のスポーク１０の中間領域１１の長手方向に垂直な断面において、外縁１１Ａに対する接線の傾きは、第２の交点８２においても連続的に変化している。すなわち、実施の形態２においては、外縁１１Ａに対する接線の傾きが、外縁１１Ａの全周にわたって連続的に変化している。これにより、実施の形態２のスポーク１０においては、応力集中が緩和されている。その結果、スポーク１０の耐久性が向上している。また、スポーク１０の取り扱い時の安全性が向上している。本実施の形態のスポーク１０は、たとえば実施の形態１のスポーク１０の製造方法において、工程（Ｓ４０）で採用される圧延用ロールの溝の形状を実施の形態２のスポーク１０の形状に合わせて変更することにより製造することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
次に、本願の自転車用スポークのさらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。図９は、実施の形態１における図６に対応する図である。図９および図６を参照して、実施の形態３のスポーク１０は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。外縁１１Ａは、涙滴型の形状を有している。しかし、実施の形態３のスポーク１０は、第２の直線５０および第３の直線６０の位置において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００３７】
具体的には、図９を参照して、実施の形態３のスポーク１０において、第２の直線５０は、第３の直線６０に比べて第１の交点８１に近い。第２の直線５０の第１の経路１１Ｂとの交点５１は、第３の直線６０の第１の経路１１Ｂとの交点６１に比べて、第１の直線８０に沿った方向において第１の交点８１の近くに位置する。このように、第１の直線８０との距離が最も遠い位置が第１の経路１１Ｂと第２の経路１１Ｃとで異なっていても、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果が得られる。本実施の形態のスポーク１０は、たとえば実施の形態１のスポーク１０の製造方法において、工程（Ｓ４０）で採用される圧延用ロールの溝の形状を実施の形態３のスポーク１０の形状に合わせて変更することにより製造することができる。
【００３８】
（実施の形態４）
次に、本願の自転車用スポークのさらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。図１０は、実施の形態１における図６に対応する図である。図１１は、実施の形態４における中間領域１１の斜視図である。図１０および図１１、ならびに図６を参照して、実施の形態４のスポーク１０は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。外縁１１Ａは、涙滴型の形状を有している。しかし、実施の形態４のスポーク１０は、中間領域１１の外周面に複数のディンプル９１（多数の小さなくぼみ）が形成されている点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００３９】
具体的には、図１０および図１１を参照して、実施の形態４のスポーク１０の中間領域１１の外周面には、多数のディンプル９１が分散して形成されている。中間領域１１の外周面の全域にわたって、ディンプル９１が分散している。ディンプル９１は、規則的に配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。ディンプル９１の壁面は、たとえば曲率半径０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下、深さ０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下の球面とすることができる。中間領域１１の外周面に複数のディンプル９１を形成することにより、ホイール１の回転時において、各ディンプル９１付近の気流に渦が生じる。その結果、スポーク１０が気流から受ける空気抵抗を低減することができる。本実施の形態のスポーク１０は、たとえば実施の形態１のスポーク１０の製造方法において、工程（Ｓ４０）で採用される圧延用ロールの溝の壁面に、ディンプル９１の形状に対応する複数の突起を形成することにより製造することができる。
【００４０】
（実施の形態５）
次に、本願の自転車用スポークのさらに他の実施の形態である実施の形態５について説明する。図１２は、実施の形態１における図６に対応する図である。図１３は、実施の形態５における中間領域１１の斜視図である。図１２および図１３、ならびに図６を参照して、実施の形態５のスポーク１０は、基本的には実施の形態１の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。外縁１１Ａは、涙滴型の形状を有している。しかし、実施の形態５のスポーク１０は、中間領域１１の外周面に中間領域１１の長手方向に沿って延びる溝９２が形成されている点において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００４１】
具体的には、図１２および図１３を参照して、実施の形態５のスポーク１０の中間領域１１の外周面には、長手方向に垂直な断面における壁面の形状が円弧状の溝９２が形成されている。溝９２は、第２の直線５０および第３の直線６０から見て、第２の交点８２側に配置されている。溝９２が形成されていることにより、ホイール１の回転時において、溝９２付近の気流に渦が生じる。その結果、スポーク１０が気流から受ける空気抵抗を低減することができる。本実施の形態において、溝９２は１本形成されている。溝９２は、複数本形成されてもよい。この場合、複数の溝９２は、互いに平行に形成されていることが好ましい。溝９２の壁面は、たとえば曲率半径０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下、深さ０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下の円筒面とすることができる。本実施の形態のスポーク１０は、たとえば実施の形態１のスポーク１０の製造方法において、工程（Ｓ４０）で採用される圧延用ロールの溝の壁面に、溝９２の形状に対応する突出部（畝状の突起）を形成することにより製造することができる。なお、上記実施の形態１〜５において説明したスポークの特徴は、適宜組み合わせてもよい。
【００４２】
（実施の形態６）
次に、実施の形態６として本願の自転車用ホイールの一実施の形態について説明する。図１４は、ホイール１の構造を示す概略断面図である。図１４は、リム２０の径方向から見た断面図であって、リム２０およびハブ３０の回転軸Ｒに平行で、かつ回転軸Ｒよりも手前側の断面に対応する。図１４において、記号γおよび記号δは、ホイール１の回転の向きを示している。記号γは、紙面奥側から手前側に向けてホイール１が回転することを示す。記号δは、紙面手前側から奥側に向けてホイール１が回転することを示す。
【００４３】
図１４を参照して、本願の自転車用ホイールの一実施の形態であるホイール１は、円環状のリム２０と、リム２０に取り囲まれる空間の中央に配置されるハブ３０と、リム２０とハブ３０とを接続する複数本の棒状のスポーク１０とを備えている。スポーク１０は、たとえば上記実施の形態１〜５において説明したスポーク１０である。リム２０の外周には、タイヤ５が設置されている。
【００４４】
図２〜図５および図１４を参照して、スポーク１０の第２端部領域１３に含まれる大径部１３Ｃがハブ３０の回転軸Ｒの方向において両端に形成された係合孔３５（図２参照）に係合する。係合孔３５は、ハブ３０の回転軸Ｒ方向において両側に、回転軸Ｒを取り囲む円環状に複数形成されている。リム２０の内周面の周方向において、隣り合うスポーク１０の第２端部領域１３は、ハブ３０の回転軸Ｒ方向における一方側の係合孔３５と他方側の係合孔３５とに交互に係合するように配置される。
【００４５】
スポーク１０の第１端部領域１２がリム２０の内周面に接続される。より具体的には、リム２０の内周面を貫通する貫通孔に設置されたニップル３９に形成されたねじ切りされた円筒状の孔にねじ込まれることにより、第１端部領域１２がリム２０の内周面に接続される。
【００４６】
図１４に示すように、スポーク１０は、リム２０の径方向から平面的に見て、第１の直線８０がリム２０の径方向（回転軸Ｒに垂直な方向）に沿い、かつ第１の経路１１Ｂが、リム２０およびハブ３０の回転軸Ｒの方向におけるリム２０およびハブ３０の中央側を向くように配置されている。より具体的には、スポーク１０は、リム２０の回転軸Ｒ方向におけるリム２０の幅の中央を通る直線である中心線Ｈとの関係で、第１の直線８０が中心線Ｈと平行であり、第１の経路１１Ｂ側が中心線Ｈに面するように配置されている。スポーク１０は、第１の交点８１側がホイール１の回転の前方側となるように配置されている。これにより、自転車１００の走行時において、スポーク１０は、第１の交点８１側から第２の交点８２側に向かい、第１の直線８０に沿った気流中に曝される。その結果、各スポーク１０は、リム２０およびハブ３０の回転軸Ｒの方向におけるリム２０およびハブ３０の中央側に向かう力を受ける。その結果、ホイール１の回転の安定性が向上する。
【実施例】
【００４７】
スポークの長手方向に垂直な断面の形状と、スポークが気流から受ける力との関係を調査するシミュレーション実験を実施した。実験の手順は以下の通りである。
【００４８】
図１５〜図１８を参照して、スポークの長手方向に垂直な断面の形状として、円形（図１５）、第１の経路１１Ｂと第２の経路１１Ｃとの長さが等しい形状（図１６）、実施の形態１と同様の形状（図１７）および実施の形態５と同様の形状（図１８）を採用し、第１の直線８０に沿って第１の交点８１側から第２の交点８２側に向かう気流中においてスポーク１０が受ける力をシミュレーションにより算出した。図１５〜図１８において、矢印Ｗは、気流の向きを示す。図１５〜図１８において、矢印Ｃは、気流の向きに垂直な向き（第１の経路１１Ｂ側の向き）を示す。表１に、算出された力の大きさを示す。
【００４９】
【表１】
2020026146.tif 000003
表１において、「前方からの抗力」は、図１５〜図１８の矢印Ｗに沿った方向にスポークが受ける力の大きさを示している。「第１の経路側への力」は、実施の形態６のようにスポーク１０を設置した場合のリム２０およびハブ３０の回転軸Ｒの方向におけるリム２０およびハブ３０の中央側に向かう力の大きさを示している。表１における力の大きさは、図１５の形状のスポークの前方からの抗力の大きさを１００とした相対値により表示されている。図１５および図１６の形状は、本願の自転車用スポークの範囲外の比較例である。図１７および図１８の形状は、本願の自転車用スポークの実施例である。
【００５０】
表１を参照して、前方からの抗力に関して、比較例である図１５および図１６の形状と比較して、実施例である図１７および図１８の形状においては、抗力（空気抵抗）が低減されていることが確認される。また、図１７の形状と図１８の形状とを比較すると、図１８の形状においては、溝９２の形成により、抗力（空気抵抗）が一層低減されていることが確認される。そして、実施例である図１７および図１８の形状においては、第１の経路側への力をスポーク１０が受けることが分かる。
【００５１】
以上の実験結果より、本願の自転車用スポークによれば、ホイールの回転の安定性を向上させることが可能であることが確認される。
【００５２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本願の自転車用スポークおよび自転車用ホイールは、ホイールの回転の安定性を向上させることが求められる自転車用スポークおよび自転車用ホイールに、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５４】
１  ホイール
２  フレーム
３  ハンドル
４  シート
５  タイヤ
６  クランク
７  チェーン
９  ペダル
１０  スポーク
１１  中間領域
１１Ａ  外縁
１１Ｂ  第１の経路
１１Ｃ  第２の経路
１２  第１端部領域
１２Ａ  端部
１２Ｂ  外周面
１３  第２端部領域
１３Ａ  端部
１３Ｂ  屈曲部
１３Ｃ  大径部
２０  リム
３０  ハブ
３５  係合孔
３９  ニップル
５０  第２の直線
５１  交点
６０  第３の直線
６１  交点
７０  直線
７１  交点
７２  交点
８０  第１の直線
８１  第１の交点
８２  第２の交点
９１  ディンプル
９２  溝
１００  自転車
Ｐ  運転者
Ｒ  回転軸
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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