(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出入り口を備えた、タイヤを受け取る外側環状表面と、
前記外側環状表面の半径方向内側に位置して前記外側環状表面に連結されている第１及び第２環状スポーク取り付け部分と、
前記第１及び第２環状スポーク取り付け部分を互いに連結する内側環状表面とを含み、
前記第１及び第２環状スポーク取り付け部分は互いに向き合って、複数のスポーク開口(874)と、前記スポーク開口(874)に近接した複数の締結具開口(825)を備えており、
前記外側環状表面、前記第１及び第２環状スポーク取り付け部分、及び前記内側環状表面は、環状の中空部分を有する部材として一体成形されており、
前記複数のスポーク開口(874)の各々は、前記第１及び第２環状スポーク取り付け部分に沿ってほぼ円周方向に延びたスロットであり、前記複数のスポーク開口(874)は前記内側環状表面から半径方向外側に少なくとも５ｍｍ離れた位置にあって、約０．５ｍｍから約５．０ｍｍの範囲内の半径方向幅を有する、
自転車リム。
【請求項２】
前記環状中空部分は、前記第１及び第２環状スポーク取り付け部分の間に位置している請求項１記載の自転車リム。
【請求項３】
前記第１及び第２環状スポーク取り付け部分は、それぞれ対向方向に面した第１及び第２外表面を有しており、前記第１外表面に第１組の前記複数のスポーク開口(874)と第１組の前記複数の締結具開口(825)が貫設されており、前記第２外表面に第２組の前記複数のスポーク開口(874)と第２組の前記複数の締結具開口(825)が貫設されている請求項２記載の自転車リム。
【請求項４】
前記第１及び第２外表面は、前記スポーク開口(874)の半径方向内側の位置に環状膨出部分(872)を形成しており、前記膨出部分(872)は、前記開口(874)に沿った前記リム(824)の幅より広い軸方向幅を有する請求項３記載の自転車リム。
【請求項５】
前記膨出部分(872)は、前記第１及び第２外表面の向き合った凸状表面で形成されている請求項４記載の自転車リム。
【請求項６】
前記締結具開口(825)は、前記第１及び第２外表面の前記凸状表面に沿って形成されている請求項５記載の自転車リム。
【請求項７】
前記締結具開口(825)は、前記スポーク開口(874)の半径方向内側に位置している請求項１記載の自転車リム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車リム、特に、自転車用車輪のスポークとリムとの連結に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車は、交通手段と共に、一種のレクリエーションとして益々人気が高まっている。さらに、自転車は、アマチュア及びプロの両方の競技スポーツとして非常に一般的になっている。自転車をレクリエーション、交通手段または競技のいずれに使用するにしても、自転車業界は常に自転車の様々な部品を改良している。長年にわたって広範に設計変更されてきた１つの特定の自転車部品は車輪である。自転車の車輪は、軽量化、空力的に優れた構造、さらに簡単な製造及び組み立てが得られるように常に設計変更されている。
【０００３】
現在では、非常に様々な形式の自転車の車輪を市場で入手することができる。最も基本的な自転車の車輪は、自転車のフレームの一部に相対回転可能に取り付けられたハブ部分と、ハブから外向きに延出した複数のスポークと、スポークの外端部に連結されて空気タイヤを支持する環状リムとを備えている。一般的に、車輪のスポークは細い金属ワイヤのスポークである。そして、ハブの端部にフランジが設けられて、それにスポークを連結するようになっている。特に、ハブフランジに穴が設けられている。一般的に、ワイヤスポークの内端部を曲げて、爪の頭の形状に形成されたフランジを設けている。そして、内端部を一方のハブフランジの１つの穴にはめ込む。一般的にスポークの外端部にねじが設けられており、ワイヤスポークの外端部をリムに取り付けるスポークニップルと係合できるようになっている。特に、スポークニップルは、リムの内表面と係合するフランジを備えている。
【０００４】
スポークがこのように形成されている場合、ニップルをリムに形成されたニップル穴にはめ込み、スポークをハブフランジの穴から挿入して、スポークの内端部のフランジをハブフランジの穴と係合させる。スポークの外端部の雄ねじをリムの開口に取り付けられたスポークニップルの雌ねじにねじ込む。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、空気抵抗を減少させるように空力的に優れた構造を有する自転車リムを提供することである。
本発明の別の目的は、軽量化した構造を有する自転車リムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自転車リムは、複数の出入り口を備えタイヤを受ける外側環状表面と、外側環状表面の半径方向内側に位置して外側環状表面に連結されている第１及び第２環状スポーク取り付け部分と、第１及び第２環状スポーク取り付け部分を互いに連結する内側環状表面とを含み、第１及び第２環状スポーク取り付け部分は、互いに向き合って、複数のスポーク開口及びスポーク開口に近接した複数の締結具開口を備えており、さらに、外側環状表面、第１及び第２環状スポーク取り付け部分、及び内側環状表面は、環状の中空部分を有する一体部材として一体成形されており、複数のスポーク開口の各々は、第１及び第２環状スポーク取り付け部分に沿ってほぼ円周方向に延びたスロットであり、複数のスポーク開口は内側環状表面から半径方向外側に少なくとも５ｍｍ離れた位置にあって、約０．５ｍｍから約５．０ｍｍの範囲内の半径方向幅を有する。
【０００７】
本発明の１つの実施形態では、スポークをリムに連結するために使用される締結具がリベットであるが、第２実施形態では、締結具がヘッド付きピン及び止め輪である。締結具に加えて、接着剤またはセメントを用いて、リムにスポークの外端部分をさらに固着することができる。
本発明は、前輪または後輪のいずれにも使用することができ、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、スポーク数を変更することができる。
【０００８】
本発明の他の目的、利点及び顕著な特徴は、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を開示している以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の前提となる参考例１
まず図１及び図２を参照すると、本発明の前提となる参考例としての自転車前輪１０が図１に示されており、自転車後輪１２が図２に示されている。前輪１０は、中央ハブ２０ａと、複数の外向きに延出したスポーク２２ａと、環状リム２４ａとを含み、この環状リム２４ａに空気タイヤ２６ａが従来通りに取り付けられている。同様に、後輪１２は、後ハブ２０ｂと、複数の外向きに延出したスポーク２２ｂと、環状リム２４ｂとを含み、この環状リム２４ｂに空気タイヤ２６ｂが従来通りに取り付けられている。基本的に、自転車前輪１０及び自転車後輪１２の全体構造は、異なった数のスポークを取り付けることができるようにリム及びハブが変更されている点を除いて、ほぼ同一である。
【００１０】
図示の参考例１では、自転車前輪１０は１２本のスポーク２２ａを備えているのに対して、自転車後輪１２は１６本のスポーク２２ｂを備えている。もちろん、本開示から、前後輪１０及び１２のスポーク数を同じにしたり、図示のものより増減させることもできることは当該技術の専門家には明らかであろう。自転車前輪１０と自転車後輪１２とが類似していることから、ここでは自転車前輪１０についてだけ詳細に説明する。従って、本開示から、前輪１０の構造に関する記載は自転車後輪１２にも当てはまることは、当該技術の専門家には明らかであろう。
【００１１】
次に図３を参照すると、前ハブ２０ａは、ほぼ従来通りにしてハブ車軸３０ａに回転可能に支持されている円筒形ハブシェル２８ａを備えている。ハブシェル２８ａの両端部の位置に１対のフランジが設けられ、各フランジには３つの外向きに延出したスポーク取り付け部分３２ａが設けられている。スポーク取り付け部分３２ａは、後述するように、２本のスポーク２２ａを受け取るように構成されている。特に、各スポーク取り付け部分３２ａは、好ましくは１対の段差付き内孔または貫通穴３４ａを備えて、各スポーク取り付け部分３２ａに１対のスポーク２２ａを連結できるようにしている。もちろん、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、各スポーク取り付け部分３２ａに連結するスポーク２２ａの数を増減することができる。スポーク取り付け部分の数及び形状は、スポークの数及び形状に応じて決まる。従って、他の形式及び形状のハブを本発明に組み合わせて用いることができることは、当該技術の専門家には明らかであろう。
【００１２】
ハブ２０ａ及び２０ｂの特別な構造及びそれらとスポーク２２ａの連結は、米国特許出願第０８／７８４，４６０号にさらに詳細に記載されている。
スポーク２２ａ及び２２ｂは、好ましくは同一であり、従ってここではスポーク２２ａについてだけ詳細に説明する。スポーク２２ａは、好ましくはスポークの構造に使用される従来の金属材料、例えば板金、ステンレス鋼、アルミニウムまたは炭素繊維複合材料で形成される。もちろん、本開示から、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、他の適当な材料を使用できることは、当該技術の専門家には明らかであろう。
【００１３】
図６に示されているように、各スポーク２２ａは、リム２４ａに連結された外端部分すなわちスポークヘッド４０と、外端部分４０の半径方向内側に位置する直線状の中央部分４２と、中央部分４２の半径方向内側に位置してハブ２０ａに連結された内端部分４４とを備えている。好ましくは、外端部分４０、中央部分４２及び内端部分４４は一体部材として構成されており、ハブ２０ａに連結するために各スポーク２２ａの内端部分４４にスポークニップル４６が螺着されている。スポーク２２ａは、ハブ２０ａの左右端部からリム２４ａに向かって延出している。言い換えると、１２本スポークの実施形態では、６本のスポークがハブ２０ａの右端部からリム２４ａまでほぼ外向きに延出しており、また６本のスポークがハブ２０ａの左端部からリム２４ａまでほぼ外向きに延出している。スポーク２２ａは、ハブ２０ａから外向きに延出する時にハブ２０ａに対して好ましくは接線方向に配置されている。もちろん、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、スポーク２２ａをより半径方向に、すなわちハブ２０ａの外周接線に対してより大きな角度を持たして配置することもできる。
【００１４】
参考例１では、スポーク２２ａの外端部分４０は矩形断面等の細長い断面を有しているのに対して、中央部分４２及び内端部分４４はそれぞれ円形断面を有している。もちろん、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、スポーク２２ａの全長を全断面に沿ってほぼ均一にすることもできることは、当該技術の専門家には明らかであろう。また、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、一定断面のスポークを様々な断面形状にすることができることは、当該技術の専門家には明らかであろう。例えば、楕円形の断面のスポークを用いることができる。
【００１５】
図５及び図６に示されているように、スポーク２２ａの外端部分４０は、スポーク２２ａの自由端部で屈曲して、第２部分５２から食い違った第１部分５０を形成している。第１及び第２部分５０及び５２のこの食い違いによって、以下に説明するようにスポーク２２ａをリム２４ａ上に保持する屈曲部分５４がその間に形成される。好ましくは、各スポーク２２ａの第２部分５２は、それぞれの中央部分とほぼ同一平面上に位置している。他方、第１部分５０は、第２部分５２の平面から、好ましくはそれに平行に離れた平面上に位置している。もちろん、本開示から、図示の形状及び断面と異なった形状及び断面またはそのいずれかを有するように第１部分５０を屈曲または形成できることは、当該技術の専門家には明らかであろう。いずれにしても、各スポークの第１部分５０、第２部分５２及び屈曲部分５４の形状及び断面は、スポークが設置位置にある時にリム２４ａに対するスポークの軸方向移動を防止できる構造でなければならない。
【００１６】
図４ないし図６に示されているように、各スポーク２２ａの第１部分５０は、リム２４ａの内表面と係合するように第１方向に面した第１接触表面５６を備えているのに対して、各スポーク２２ａの第２部分５２は、リム２４ａの外表面と係合するように第２方向に面した第２接触表面５８を備えている。第１部分５０の第１接触表面５６と第２接触表面５８との間の横空間は、好ましくはリム２４ａの厚さよりわずかに大きい。従って、スポーク２２ａをリム２４ａ内に設置した時、スポーク２２ａはリム２４ａに、その間の実質的な移動を防止できるように係合する。
【００１７】
任意であるが、スポーク２２ａの外端部分４０を環状リム２４ａのスポーク取り付け部分にさらにしっかり固定させるために、接着剤またはセメント等の追加固着手段を用いることができる。請求項を含めた本説明で使用する「接着剤」とは、セメント等を含めて物質を接合するために使用できるいずれの化合物または材料も含む。さらに、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、スポット溶接、リベットまたはねじ付き留め具等の締結具または締結手段（図示せず）を用いることができる。そのような締結具は、第１接触表面５６または第２接触表面５８のいずれかを貫通してリム２４ａの側部に貫入することができる。また、締結具を接着剤等と組み合わせて使用することもできる。
【００１８】
スポーク２２ａの中央部分４２は、ほぼ円形断面を有するほぼ直線状のワイヤ形スポークとして図示されている。しかし、本開示から、スポーク２２ａの中央部分４２を他の形式の断面及び形状またはそのいずれかに構成できることは、当該技術の専門家には明らかであろう。例えば、中央部分４２を矩形の断面にして、中央部分４２の全長に沿って均一な形状にすることができる。あるいは、中央部分４２の断面を長さ方向に沿って変化させて、中央部分４２がハブ２４ａに近づくのに伴ってその断面の幅が広くなるようにすることができる。言い換えると、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、中央部分４２の厚さ及び幅の両方またはいずれか一方を均一にするか、変化させることができる。
【００１９】
スポーク２２ａの内端部分４４は、従来型のスポークニップル４６を受け取ることができるようにねじが形成されている。すなわち、スポーク２２ａの内端部分４４をハブ２０ａの内孔３４ａの一端部にはめ込み、スポークニップル４６ａを内孔３４ａの他端部に挿入して、スポークニップル４６のヘッドまたはフランジ付き部分を内孔３４の内部当接表面に当接させる。従って、スポーク２２ａをほぼ従来通りにハブ２０ａとリム２４ａの間に締め付けることによって、スポーク２２ａの内端部分４４をそれに固定することができる。
【００２０】
リム２４ａは、リム高さがリム幅よりも大きいいわゆる深型リムであって、タイヤセメントによって空気タイヤ２６ａをそれに固定できるように構成されている。もちろん、環状リム２４ａは、他の形式のタイヤを収容できる他の形状にすることもできる。環状リム２４ａは、当該技術で使用することが既知である相当に剛直な材料で構成される。例えば、リム２４ａは、板金、ステンレス鋼、アルミニウムまたはチタン等の適当な金属材料、及び自転車の車輪に使用できる炭素繊維複合材等の他の非金属材料で構成することができる。
【００２１】
リム２４ａは、側面から見た時（図１）にほぼ円形であり、図５に示されているように、空気圧タイヤ２６ａを受けることができる外側環状表面６８と、リム２４ａの側部に位置する環状ブレーキ部分７０と、リム２４ａの側部に位置する１対の環状スポーク取り付け部分７２とを備えている。リム２４ａは、中空の環状内部を有する管状部材である。リム２４ａの外側環状表面６８の形状は、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、「クリンチャー」等の異なった形式のタイヤを収容できるように変更することができることは、当該技術の専門家には明らかであろう。リム２４ａの外側環状表面６８は、外側環状表面６８に接着される「管状」または「縫合(sew-up)」形タイヤに使用するように構成されているのが好ましい。
【００２２】
ブレーキ部分７０は、車輪１０の回転を低速化または停止させるようにブレーキ装置のブレーキパッドと係合するように構成されたほぼ平坦な円形表面であることが好ましい。ブレーキ部分７０は、好ましくは互いに平行であって、外側環状表面６８と一方のスポーク取り付け部分の間に配置されている。
スポーク取り付け部分７２は、リム２４ａの外側環状表面６８及びブレーキ部分７０に対して半径方向内側の位置にある。好ましくは、スポーク取り付け部分７２を互いに傾斜させて、先端が車輪１０の中心に向いたほぼＶ字形のリム２４ａの断面部分を形成するようにする。各スポーク取り付け部分７２は、スポーク２２ａの第１部分５０を受け取るための複数の開口７４を備えている。開口７４は、好ましくはスポーク取り付け部分７２の周囲に等間隔に配置されている。この参考例１では、複数の開口７４は、好ましくはスポークの外端部分を受け取ることができる大きさ及び形状の細長い開口またはスロットである。細長い開口７４は、リム２４ａに加わる力を通常の丸形スポークよりも広い面積に分散させるため、リム２４ａの応力による割れ及び裂けの両方またはいずれか一方が最小限に抑えられる。
【００２３】
リム２４ａの耐破壊性を向上させるため、好ましくは開口７４をリム２４ａの内側縁部から少なくとも５．０ｍｍ離す。開口７４の内側縁部からリム２４ａの内側縁部までの半径方向距離は、開口７４の円周方向長さの少なくとも１／３であることが好ましい。開口７４がリム２４ａの内周縁部から離れるほど、スポーク２２ａとリム２４ａとの間の連結部が強くなる。開口７４ａの半径方向幅は、好ましくはスポーク２２ａの幅とほぼ同じか、それよりもわずかに大きくすることによって、リム２４ａの中空部分にゴミや埃等が侵入しないようにする。好適な例では、スポーク２２ａの第１端部分５０の厚さが約０．５ｍｍから約３．０ｍｍの範囲内である。従って、開口７４は、約０．５ｍｍから約５．０ｍｍの範囲内の半径方向幅を有することができる。一例では、各スポーク２２ａの第１部分５０の厚さは約１．０ｍｍであり、各開口７４の半径方向幅が約１．２ｍｍである。
【００２４】
好適な例では、第１端部分５０及び屈曲部分５４がリム２４ａの開口７４を自由に通過できる形状であるため、各スポークの中央部分４２または内端部分４４のいずれも開口７４を通過させる必要がない。さらに、開口７４は、スポーク２２ａの屈曲部分５４の断面とほぼ同じ形状で、上記のようにわずかに大きいだけである構造であることが好ましい。これによって、スポーク２２ａが設置位置にある時、開口７４は屈曲部分５４の移動を制限する。特に、各スポークの第１部分５０、第２部分５２及び屈曲部分５４の形状及び断面は、スポークが設置位置にある時にリム２４ａに対するスポークの軸方向移動を防止できるように構成する必要がある。
【００２５】
参考例２
図７及び図８（ａ）は、変更形のリム及びスポーク連結部を有する自転車の車輪１１０の部分断面図及び側面図である。この例では、リム１２４の形状が、スポーク１２２の形状と共に変更されている。特に、リム１２４の形状は、リム１２４の外側表面と外端部分１４０との間に空間が存在するように変更されている。
【００２６】
参考例１と同様に、各スポーク１２２は、開口１７４からリム１２４の中空部分にはまっている外端部分すなわちスポークヘッド１４０と、外端部分１４０から内向きに延出したほぼ直線状の中央部分１４２と、中央部分１４２の半径方向内側の位置にあってハブに連結される内端部分１４４とを備えている。好ましくは、外端部分１４０、中央部分１４２及び内端部分１４４は一体部材として構成されて、ハブ２０ａに連結するために連結部材またはスポークニップル１４６が内端部分１４４に取り付けられている。中央部分１４２は外端部分１４０と同じ幅、同じ厚みを有し、断面が横方向の細長い矩形状である。
【００２７】
スポーク１２２は、第１部分１５０の第１接触表面１５６とリム１２４の内表面の間の接触圧力によってリム１２４の開口１７４内に保持されている。さらに、この例では、図８（ｂ）に示されているように、スポークニップル１４６を介してスポーク１２２をハブ２０に連結できるようにするため、スポーク１２２の内端部分１４４にねじ付き部材１４５が固着されている。
【００２８】
参考例１と参考例２とが類似していることから、この参考例２についてはここでは詳細に説明しない。上記の参考例１の記載は、基本的にこの参考例２に当てはまる。
参考例３
図９には、本発明の参考例３に従った自転車の車輪１１０ａの部分断面図が示されている。図９の例は、スポーク１２２がリム１２４に永久的に固着されている点を除いて、図７及び図８に示されている例と基本的に同一である。特に、スポーク１２２の第１端部分１５０は、スポット溶接、接着剤、セメント等の固着手段１６０によってリム１２４の内表面に固着されている。もちろん、固着手段１６０は、リベットまたはボルト及びナット等の締結具でもよい。さらに、締結具を接着剤、セメント等と組み合わせて用いることもできる。
【００２９】
この例は先行の例と類似していることから、本例についてはここでは詳細に説明しない。先行例の記載は、この例に当てはまる。
参考例４
図１０には、自転車の車輪１１０ｂの部分断面図が示されている。本例は、固着手段１６０の配置を除いて、図７ないし図９の例とほぼ同じである。本例では、スポーク１２２が、スポット溶接、接着剤、セメント等の固着手段１６０によってリム１２４の外表面に永久的に固着されている。もちろん、固着手段１６０は、リベットまたはボルト及びナット等の締結具でもよい。さらに、締結具を接着剤、セメント等と組み合わせて用いることもできる。本例は先行の例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。
【００３０】
参考例５
図１１及び図１２は、自転車の車輪２１０の部分断面図及び部分側面図を示している。本例では、一体形スポーク２２１を用いて２つのスポーク２２２を形成している。言い換えると、各スポーク２２２は、開口２７４からリム２２４の中空部分内を通る外端部分すなわちスポークヘッド２４０と、外端部分２４０の半径方向内側に位置する１対の直線状の中央部分２４２と、中央部分２４２の半径方向内側に位置してハブに連結される１対の内端部分（図示せず）とを備えている。好ましくは、外端部分２４０、中央部分２４２及び内端部分は、一体部材として構成されて、ハブ２０に連結するために連結部材またはスポークニップルが内端部分に取り付けられている。好ましくは、内端部分は、図８（ｂ）に示されている内端部分１４４と同様な構造である。
【００３１】
本例は、先行の例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は、この例に当てはまる。
参考例６
図１３には、自転車の車輪２１０ａの部分断面図が示されている。本例は、各スポーク２２２がスポット溶接、接着剤、セメント等の固着手段２６０によってリム２２４に固着されている点を除いて、図１１及び図１２に示されている例と同じである。もちろん、固着手段２６０は、リベットまたはボルト及びナット等の締結具でもよい。さらに、締結具を接着剤、セメント等と組み合わせて用いることもできる。特に、中央部分２４２の各々は、リムの取り付け部分の外表面の両側に固着されている。
【００３２】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は、この例にも当てはまる。
参考例７
図１４には、自転車の車輪２１０ｂの部分断面図が示されている。本例では、開口２７４を備えた複数のスポーク取り付け部分または部材２７２ｂ（１つだけが図示されている）がリム２２４ｂに等間隔に取り付けられている。本例では、一体形スポーク２２１ｂを用いて１対のスポーク２２２が形成されている。もちろん、リム２２４ｂのスポーク取り付け部分を形成するために単一の環状フランジを用いることもできる。
【００３３】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載説明は、本例にも当てはまる。
参考例８
図１５及び図１６は、自転車の車輪３１０の部分断面図及び部分側面図である。参考例１と同様に、各スポーク３２２は、開口３７４からリム３２４の中空部分にはまっている外端部分すなわちスポークヘッド３４０と、外端部分３４０から内向きに延出したほぼ直線状の中央部分３４２と、中央部分３４２から半径方向内側の位置にあってハブに連結される内端部分（図示せず）とを備えている。好ましくは、外端部分３４０、中央部分３４２及び内端部分は一体部材として構成されて、ハブ２０に連結するために連結部材またはスポークニップルが内端部分に取り付けられている。
【００３４】
本例では、取り付け部分３７２が外向きに湾曲して膨出部分を形成しているため、取り付け部分３７２の最外部点がブレーキ部分３７０より広く離隔配置されている。言い換えると、取り付け部分３７２の膨出部分の軸方向幅は、ブレーキ部分３７０間の軸方向幅よりも広い。従って、スポーク３２２はこの湾曲部分に沿って湾曲することによってハブに取り付けられる。
【００３５】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は本例に当てはまる。
参考例９
図１７には、自転車の車輪３１０ａの部分断面図が示されている。本例は、スポーク３２２がリム３２４に永久的に固着されている点を除いて、参考例８とほぼ同一である。本例では、スポーク３２２が、スポット溶接、接着剤、セメント等の固着手段３６０によってリム３２４に固着されている。もちろん、固着手段３６０は、リベットまたはボルト及びナット等の締結具でもよい。さらに、締結具を接着剤、セメント等と組み合わせて用いることもできる。言い換えると、スポーク３２２はリム３２４に固定的または永久的に取り付けられている。本例では、固着手段３６０はスポーク２２２の中央部分の上部分に沿って設けられている。
【００３６】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は本例にも当てはまる。
参考例１０
図１８には、スポーク３２２と共に使用される自転車の車輪３１０ｂの部分断面図が示されている。本例は、スポーク３２２が、スポット溶接、接着剤、セメント等の固着手段３６０によってリム３２４の内表面に永久的に固着されている。もちろん、固着手段３６０は、リベットまたはボルト及びナット等の締結具でもよい。さらに、締結具を接着剤、セメント等と組み合わせて用いることもできる。基本的に、溶接または接着剤または固着具の配置を除いて、図１４ないし図１６に示されている先行の２つの例と同一である。
【００３７】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は本例にも当てはまる。
参考例１１
図１９には、変更形リム及びスポーク連結部を備えた自転車の車輪４１０の部分側面図が示されている。基本的に、本例では、スポーク４２２（１つだけが図示されている）の断面がその全長にわたってほぼ円形に変更されており、リム４２４の開口４７４もほぼ円形に形成されている。もちろん、この開示から、スポーク４２２を他の断面形状にし、リム４２４の開口４７４をスポーク４２２の断面形状に合わせることもできることは、当該技術の専門家には明らかであろう。
【００３８】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は本例に当てはまる。
参考例１２
図２０には、参考例１のスポーク２２ａと共に使用できる変更形リム５２４を備えた自転車の車輪５１０の部分側面図を示している。この例では、リム５２４は、その取り付け部分５７２の一部を形成する複数の突起５７１（１つだけが図示されている）を備えている。突起５７１は自転車の車輪５１０の内周に沿って等間隔に配置されており、それぞれが１対のスポーク２２ａを受け取るための１対の開口５７４を備えている。従って、スポーク２２ａ及びリム５２４は、参考例１に関連して前述した方法とほぼ同一の方法で連結される。
【００３９】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の記載は本例に当てはまる。
参考例１３
図２１には、自転車の車輪６１０の部分側面図が示されており、自転車の車輪６１０のリム６２４は、取り付け部分６７２の一部を形成する複数の取り付け部材６７１（１つだけが図示されている）を備えている。取り付け部材６７１は、締結具６７５によってリム６２４に締結されている。取り付け部材６７１は、それに１対のスポーク２２ａを連結するための１対の開口６７４を備えている。言い換えると、本例では、リム６２４を追加部材で構成することができる。さらに、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、スポーク取り付け部分６７２をリム６２４の他の部分の材料と異なった材料で構成して緩衝効果を与えることができる。
【００４０】
いずれにしても、本例は、先行例と類似していることから、スポークと取り付け部分の相互連結についてはここでは詳細に説明しない。
参考例１４
次に、図２２ないし図２７を参照すると、自転車の車輪７１０が示されている。本例では、リム７２４が、参考例１とほぼ同様にしてそれにスポーク７２２を連結するための複数の開口７７４を備えている。開口７７４は、好ましくはリム７２４の周囲に沿って等間隔に配置されており、ほぼ矩形の形状を有している。参考例１と同様に、リム７２４は好ましくは各側壁に６個または８個の開口７７４を備えていることによって、１２本または１６本のスポーク７２２がリム７２４とハブの間に連結される。
【００４１】
本例は、先行例と類似していることから、ここでは詳細に説明しない。先行例の様々な部材の構造及び機能の記載は、本例に当てはまる。
空気タイヤを受け取るリム７２４の外側環状表面７６８に、後述するようにスポーク７２２を通すことができる寸法の複数の出入り口スロット７７７が設けられている。従って、外側環状表面７６８の開口７７７は、リム７２４の側壁すなわち取り付け部分７７２上に設けられた開口７７４に近接配置されている。
【００４２】
開口７７４は、好ましくは半径方向幅が約５．０ｍｍである。開口７７４の円周方向幅は、好ましくはスポーク７２２のそれにはまる部分の円周方向幅と同じか、それよりわずかに大きくなるように定められている。
図２２及び図２３に最もわかりやすく示されているように、各スポーク７２２は、リム７２４の環状中空部分にはまる外端部分すなわちスポークヘッド７４０を備えている。各スポーク７２２はさらに、外端部分７４０からハブに向かって内向きに延出した中央部分７４２を有しており、先行例に示されているようにして自転車の車輪ハブに連結される内端部分すなわち連結部（図示せず）を自由端部に有している。好ましくは、スポーク７２２は、ほぼ均一厚さの板材で形成される。
【００４３】
外端部分すなわちスポークヘッド７４０は、第１拡大部分７４１ａと細い第２部分７４１ｂを備えて、外端部分７４０の第１部分７４１ａがリム７２４の開口７７４と係合し、外端部分７４０の第２部分７４１ｂがリム７２４の開口７７４を通り抜けることによって、各スポーク７２２がリム７２４内に固定される。言い換えると、外端部分７４０の第１部分７４１ａの円周方向すなわち横幅は、外側環状表面７６８の開口７７７を通過するが、リム７２４の取り付け部分７７２の開口７７４よりも大きいために、スポーク７２２をリム７２４に固定できる寸法に定められている。
【００４４】
外端部分７４０の第１部分７４１ａは、上記と同様にしてスポット溶接または接着剤７６０によってリム７２４の取り付け部分７７２の内表面にスポット溶接または接着固定される。もちろん、スポット溶接または接着剤７６０の代わりに、またはそれと組み合わせて、リベットまたはボルト及びナット等の締結具を使用することもできる。従って、各スポーク７２２は、外端部分７４０が開口７７４と係合することと、接着剤またはスポット溶接７６０または締結具によって、リム７２４内に固定される。もちろん、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、接着剤またはスポット溶接を省略することもできる。
【００４５】
リム７２４の内表面への外端部分７４０のスポット溶接または接着固定を助けるため、外端部分７４０はほぼ平坦な部材であるか、リム７２４の内部形状に沿って曲げる必要がある。いずれにしても、外端部分７４０は、リム７２４の側壁すなわち取り付け部分７７２に固定できるように大きい取り付け面積を備えているため、リム７２４に加わる応力は、リム７２４の広い面積全体に分散される。本例では、スポーク７２２は、好ましくは外端部分７４０、第１中央部分７４１及び第２中央部分７４２を形成する平らな板材で構成される。中央部分７４２の内端部に連結した内端部分（図示せず）は、好ましくは図８（ｂ）に示されているような連結アセンブリを備えて、スポーク７２２を緊張状態で配置できるようにする。
【００４６】
第１実施形態
図２８ないし図３４には、先の参考例に変更を加えたリム及びスポーク連結部を備えた自転車の車輪８１０の部分断面図及び側面図が示されている。本実施形態では、スポーク８２２及びリム８２４の形状がわずかに変更されている。特に、スポーク８２２に穴８２３が設けられ、リム８２４にリベット８６０を受け取る穴８２５が設けられている。リベット８６０に加えて、スポーク８２２はさらに、接着剤またはセメント８６１でリム８２４に結合させることができる。あるいは、リベット８６０を省略して、接着剤だけを使用するか、先行の参考例の一部で述べたように、全く何も用いないことも可能である。
【００４７】
本実施形態は本発明の先行の参考例と類似していることから、本実施形態についてはここでは詳細に説明しない。先行例の記載は、図面及びそれの説明またはそのいずれか一方に矛盾しない限り、本実施形態に当てはまる。例えば、スポーク８２２の正確な構造は、リベット８６０用の穴８２３を追加する点を除いて、参考例１のスポーク２２ａと同一にすることができる。
【００４８】
参考例１と同様に、各スポーク８２２は、開口８７４からリム８２４の中空部分内へ延出した外端部分すなわちスポークヘッド８４０と、外端部分８４０から内向きに延出したほぼ直線状の中央部分８４２と、中央部分８４２から半径方向内側の位置にあって、図３に示されている方法と同様にしてハブに連結される内端部分８４４を備えている。好ましくは、外端部分８４０、中央部分８４２及び内端部分８４４は一体部材として構成されて、参考例１に示されているように、ハブ２０に連結するために連結部材またはスポークニップル８４６が内端部分８４４に取り付けられている。
【００４９】
自転車リム８２４は、リベット８６０を受け取るようにリム８２４の円周の各側の周囲に複数の孔８２５が等間隔に設けられている点を除いて、上記のリムと同様である。自転車リム８２４は、タイヤを受け取る外側環状表面と、外側環状表面に連結されて半径方向内向きに延出した第１及び第２環状スポーク取り付け部分とを備えている。第１及び第２環状スポーク取り付け部分は内端部で内側環状表面によって互いに連結されている。第１及び第２環状スポーク取り付け部分は互いに向き合っており、それにスポーク開口８７４が形成され、スポーク開口８７４に隣接して締結具開口８２５が設けられている。外端表面、第１及び第２環状スポーク取り付け部分、及び内側環状表面は、好ましくは一体部材として形成されて、その間に環状の空隙部分が形成されている。
【００５０】
本実施形態のリム８２４は、リム８２４が膨出部分８７２を有する点で、図１５ないし図１８のリム３２４に幾分類似している。膨出部分８７２を形成する外表面はスポーク開口８７４の半径方向内側に位置している一方、締結具開口８２５は膨出部分８７２に沿って形成されている。膨出部分８７２は外向きに湾曲しているため、スポーク８２２をハブ２０とリム８２４の間に連結した時、スポーク８２２が膨出部分８７２の周囲でわずかに曲がる。言い換えると、膨出部分８７２は、スポーク開口８７４に沿ったリム８２４の軸方向幅より大きい軸方向幅を有している。好ましくは、膨出部分８７２は、リム８２４の外表面の向き合った凸状部分によって形成されている。締結具開口８２５は、膨出部分８７２の外表面の凸状部分に沿って形成されている。
【００５１】
スポーク開口８７４は、好ましくは第１及び第２環状スポーク取り付け部分に沿ってほぼ円周方向に延在する相当に細長いスロットである。スポーク開口８７４は、好ましくは、内側環状表面から半径方向外側に少なくとも５ｍｍ離れた位置にあり、約０．５ｍｍから約５．０ｍｍの範囲内の半径方向幅を有している。本開示から、車輪８１０は、図１に示されているような１２本スポーク形車輪または図２に示されているような１６本スポーク形車輪のいずれでもよいことは、当該技術の専門家には明らかであろう。もちろん、本開示から、車輪８１０は図１または図２に示されているスポーク数より増減させた前輪または後輪でもよいことは、当該技術の専門家には明らかであろう。
【００５２】
図３０ないし図３４に示されているように、リム８２４の上表面に形成された出入り口８６５に挿入されるアンビルまたは支持部材８６７を用いて、スポーク８２２がリム８２４に固定される。言い換えると、リム８２４の内部中空部分に出入りできるようにするために、リム８２４の上表面に複数の出入り口８６５が形成されているので、リベット８６０をそれぞれスポーク８２２及びリム８２４の穴８２３及び８２５に挿通することができる。リベット８６０を穴８２５及び８２３に挿通した後、図３１に示されているようにリム８２４の出入り口８６５から挿入したアンビル８６７によってリベット８６０の内端部を支持する。次に、図３２に示されているようにスポーク８２２をリム８２４に固定するためにスポーク８２２の外側に面した表面と係合するヘッド付き部分を形成できるように、リベット８６０をハンマリングまたは他の方法で変形する。言い換えると、リベット８６０の変形中、リベット８６０がリム８２４の中空部分内へ内向きに押し込まれないようにアンビル８６７が支持する。リベット８６０が完全に変形すれば、図３３及び図３４に示されているように、スポーク８２２がリム８２４に完全に固定される。もちろん、本開示から、他の形式のリベットも使用できることは、当該技術の専門家には明らかであろう。例えば、ポップ(pop)リベットを使用することもでき、その場合には出入り口８６５及びアンビル８６７は必要ないであろう。
【００５３】
第２実施形態
図３５及び図３６には、わずかに変更を加えたリム及びスポーク連結部を備えた自転車の車輪９１０の部分断面図及び側面図が示されている。本実施形態では、スポーク９２２及びリム９２４の形状がわずかに変更されている。特に、スポーク９２２に穴９２３が設けられ、リム９２４に締結具９６０を受け取るための穴９２５が設けられている。締結具９６０に加えて、スポーク９２２はさらに、接着剤またはセメント９６１でリム９２４に結合させることができる。あるいは、締結具９６０を省略して、接着剤だけを使用するか、先行の参考例や実施形態の一部で述べたように、全く何も用いないことも可能である。
【００５４】
本実施形態は本発明の先行の参考例や実施形態と類似していることから、本実施形態についてはここでは詳細に説明しない。本発明を説明する先行例や実施形態の記載は、図面及びそれの説明またはそのいずれか一方に矛盾しない限り、本実施形態に当てはまる。例えば、スポーク９２２の正確な構造は、締結具９６０用の穴９２３を追加する点を除いて、参考例１のスポーク２２ａと同一にすることができる。
【００５５】
本実施形態では、締結具９６０の各々が、ピン９６０ａと自己保持リングまたは止め輪９６０ｂを備えている。すなわち、ピン９６０ａは、軸部分とヘッド部分を有するヘッド付きピンである。ピン９６０ａの軸部分をリム９２４の穴９２５と１本のスポーク９２２の穴９２３にはめ込んで、ピン９６０ａのヘッド部分をリム９２４の内表面に当接させる。先行例や実施形態のように、アンビルを使用してピン９６０ａを所定位置に保持することができる。次に、止め輪９６０ｂをピン９６０ａの軸部分にはめ付けることによって、スポーク９２２をリム９２４に固定する。ピン９６０ａの軸部分は平滑でよいが、１つまたは複数のリブまたは溝を設けて、ピン９６０ａの軸部分に対する止め輪９６０ｂの固定を確実にすることができる。
【００５６】
本開示から、締結具９６０は、必要及び要望またはそのいずれかに応じて、ナット及びボルトか、他の形式の締結具にすることができる。例えば、固定リング９６０ｂをピンの軸部分の溝にはまるＣ字形の止め輪にすることもできる。
参考例１と同様に、各スポーク９２２は、開口９７４からリム９２４の中空部分内へ延出した外端部分すなわちスポークヘッド９４０と、外端部分９４０から内向きに延出したほぼ直線状の中央部分９４２と、中央部分９４２から半径方向内側の位置にあって、図３に示されている方法と同様にしてハブに連結される内端部分９４４を備えている。好ましくは、外端部分９４０、中央部分９４２及び内端部分９４４は一体部材として構成されて、参考例１に示されているように、ハブ２０に連結するために連結部材またはスポークニップル９４６が内端部分９４４に取り付けられている。
【００５７】
本実施形態のリム９２４は、リム９２４が膨出部分９７２を有する点で、図１５ないし図１８のリム３２４や、図２８ないし図３４のリム８２４に幾分類似している。膨出部分９７２は外向きに湾曲しているため、スポーク９２２をハブ２０とリム９２４の間に連結した時にスポーク９２２が膨出部分９７２の周囲でわずかに曲がる。このように、リム３２４及び８２４の記載は、図面及びそれの説明の両方またはいずれか一方と矛盾しない限り、本実施形態に当てはまる。
【００５８】
リム９２４は、締結具９６０を受け取るためにリム９２４の円周の各側の周囲に複数の孔９２５を等間隔に設けている点を除いて、上記のリムと同様である。さらに、本開示から、車輪９１０は、図１に示されているような１２本スポーク形車輪または図２に示されているような１６本スポーク形車輪のいずれでもよいことは、当該技術の専門家には明らかであろう。もちろん、本開示から、車輪９１０は図１または２に示されているスポーク数より増減させた前輪または後輪でもよいことは、当該技術の専門家には明らかであろう。
【００５９】
以上に本発明を説明するために特定の実施形態を選択したが、添付の請求項に定義されている発明の範囲から逸脱しない様々な変更及び修正を加えることができることは、当該技術の専門家には理解されるであろう。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、空気抵抗を減少させるように空力的に優れた構造を有する自転車リムが得られる。また、自転車リムの軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる参考例１に従った前ハブ、１２本のスポーク及びリムを備えた自転車前輪の側面図である。
【図２】参考例１に従った後ハブ、１６本のスポーク及びリムを備えた自転車後輪の側面図である。
【図３】図１に示されている自転車前ハブ及びそれに連結されたスポークの内端部分の拡大側面図である。
【図４】図１に示されている自転車の車輪のリムと２本のスポークの間の連結部を示す自転車前輪の一部分の部分拡大側面図である。
【図５】図４の５−５線に沿ったリムの部分断面図であって、図１及び４に示されている自転車の車輪の２本のスポークが側面図で示されている。
【図６】参考例１に従った図１ないし図５に示されている自転車の車輪に使用されている１本のスポークの拡大斜視図である。
【図７】参考例２に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図８】（ａ）は参考例２に従って図７に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図であり、（ｂ）は参考例２に従って図７及び図８（ａ）に示されている自転車の車輪に使用されている１本のスポークの拡大斜視図である。
【図９】参考例３に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１０】参考例４に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１１】参考例５に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１２】参考例５に従って図１１に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図１３】参考例６に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１４】参考例７に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１５】参考例７に従って図１４に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図１６】参考例８に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１７】参考例９に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１８】参考例１０に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図１９】参考例１１に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図２０】参考例１２に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図２１】参考例１３に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図２２】参考例１４に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図２３】参考例１４に従って図２２に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図２４】参考例１４に従って図２２及び図２３に示されている自転車リムの一部分の部分上面図である。
【図２５】参考例１４に従って図２２ないし図２４に示されている自転車リムの部分側面図である。
【図２６】参考例１４に従って図２２及び図２３に示されている自転車の車輪を構成する際に使用される１本の自転車スポークの部分端面図である。
【図２７】参考例１４に従って図２２及び図２３に示されている自転車の車輪アセンブリに使用される図２６の自転車スポークの部分立面図である。
【図２８】本発明の第１実施形態に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図２９】本発明の第１実施形態に従って図２８に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【図３０】図２８及び図２９に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの、スポークをリムに固定するためにリベットを変形する前の部分断面図である。
【図３１】図２８ないし図３０に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの、リムの中空部分内へアンビルを挿入した状態にある部分断面図である。
【図３２】図２８ないし図３１に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの、スポークをリムに固定するためにリベットを変形した状態にある部分断面図である。
【図３３】本発明の第１実施形態に従って図２８ないし図３２に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図３４】本発明の第１実施形態に従って図２８ないし図３３に示されている自転車リムの部分上面図である。
【図３５】本発明の第２実施形態に従った自転車リム及び２本の自転車スポークの部分断面図である。
【図３６】本発明の第２実施形態に従って図３５に示されている自転車リム及び２本の自転車スポークの部分側面図である。
【符号の説明】
８２２，９２２    スポーク
８２４，９２４    リム
８２５，９２５    締結具開口
８６０，９６０    リベット、締結具
８６１    セメント
８６５    出入り口
８７２，９７２    膨出部分
８７４，９７４    スポーク開口
【図１】
0003640650.tif 000002
【図２】
0003640650.tif 000003
【図３】
0003640650.tif 000004
【図４】
0003640650.tif 000005
【図５】
0003640650.tif 000006
【図６】
0003640650.tif 000007
【図７】
0003640650.tif 000008
【図８】
0003640650.tif 000009
【図９】
0003640650.tif 000010
【図１０】
0003640650.tif 000011
【図１１】
0003640650.tif 000012
【図１２】
0003640650.tif 000013
【図１３】
0003640650.tif 000014
【図１４】
0003640650.tif 000015
【図１５】
0003640650.tif 000016
【図１６】
0003640650.tif 000017
【図１７】
0003640650.tif 000018
【図１８】
0003640650.tif 000019
【図１９】
0003640650.tif 000020
【図２０】
0003640650.tif 000021
【図２１】
0003640650.tif 000022
【図２２】
0003640650.tif 000023
【図２３】
0003640650.tif 000024
【図２４】
0003640650.tif 000025
【図２５】
0003640650.tif 000026
【図２６】
0003640650.tif 000027
【図２７】
0003640650.tif 000028
【図２８】
0003640650.tif 000029
【図２９】
0003640650.tif 000030
【図３０】
0003640650.tif 000031
【図３１】
0003640650.tif 000032
【図３２】
0003640650.tif 000033
【図３３】
0003640650.tif 000034
【図３４】
0003640650.tif 000035
【図３５】
0003640650.tif 000036
【図３６】
0003640650.tif 000037