(57)【要約】【課題】ハブとリムとの間の芯出しおよびリムの円形に関して正確な形状を維持するディスクまたはスポーク付き車輪およびこれらの製造方法を提供する。【解決手段】ハブ（１２）と、リム（１４）と、ハブ（１２）およびリム（１４）に一体化する少なくとも１つのディスク型またはスポーク型構造要素（６０）とを備え、少なくとも１つの構造要素（６０）はプリ・テンションされる、自転車用ディスク車輪またはスポーク付き車輪（１０）が開示される。その製造方法は、ハブ（１２）およびリム（１４）を提供するステップと、リム（１４）にハブ（１２）に向かって圧縮を加えてリム（１４）を弾性変形させるステップと、少なくとも１つのディスクまたはスポーク型構造要素（６０）をハブ（１２）およびリム（１４）に一体化させるステップと、ステップｂ）でリム（１４）に加えられた圧縮を取り除くステップとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車用ディスク車輪またはスポーク付き車輪（１０）を製造する方法であって、
ａ）ハブ（１２、１１２、２１２）およびリム（１４）を用意するステップと、
ｂ）前記リム（１４）に前記ハブ（１２、１１２、２１２）に向かって圧縮を加えて前記リム（１４）を弾性変形させるステップと、
ｃ）少なくとも１つのディスク型またはスポーク型構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）を前記ハブ（１２、１１２、２１２）および前記リム（１４）と一体化させるステップと、
ｄ）ステップｂ）で前記リム（１４）に加えられた圧縮を取り除くステップとを含む製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法において、ステップｂ）は、複数のテンション要素（１６、１１６、１８、２０）を前記ハブ（１２、１１２、２１２）と前記リム（１４）との間に延在させ、前記テンション要素（１６、１１６、１８、２０）を引張ることを含み、ステップｄ）は、前記テンション要素（１６、１１６、１８、２０）を取り外すことを含む製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の製造方法において、前記テンション要素は、自転車用スポーク（１６、１１６）を含む製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法において、ステップｃ）は、一対の前記ディスク型またはスポーク型構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）を、軸方向に反対側の端部から、前記ハブ（１２、１１２、２１２）上に挿入し、各ディスク型またはスポーク型構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）を前記ハブ（１２、１１２、２１２）および前記リム（１４）に接着させることを含む製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法において、ステップｃ）は、前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）を、各支持アプリケーター（７４）に取り外し可能に結合させながら、圧着させることを含む製造方法。
【請求項６】
請求項４から５のいずれか一項に記載の製造方法において、ステップｂ）は、後続の前記接着ステップ中の前記リム（１４）および／または前記ハブ（１２、１１２、２１２）に対する応力をシミュレーションするステップを含む製造方法。
【請求項７】
自転車用ディスク型またはスポーク型車輪（１０）であって、
ハブ（１２、１１２、２１２）と、
リム（１４）と、
前記ハブ（１２、１１２、２１２）および前記リム（１４）と一体化される少なくとも１つのディスク型またはスポーク型構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）とを備え、
前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）は、プリ・テンションされる、自転車用ディスク型またはスポーク型車輪（１０）。
【請求項８】
請求項７に記載の車輪（１０）において、前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）は、それぞれ前記ハブ（１２、１１２、２１２）および前記リム（１４）に一体化される一対の前記ディスク型またはスポーク型構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）を含む車輪（１０）。
【請求項９】
請求項７または８に記載の車輪（１０）において、前記ハブ（１２、１１２、２１２）および／または前記リム（１４）は、複数のスポーク取り付け着座部（２４、１２４、２２４、４６）を含むが、前記ハブ（１２、１１２、２１２）と前記リム（１４）との間に延在するスポークは存在しない車輪（１０）。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか一項に記載の車輪（１０）において、前記ハブ（１２）は、相対向する面を有する一対のフランジ（２６）を含み、前記複数のスポーク取り付け着座部（２４）は、前記フランジ（２６）の対向する面に開口するように中空化されている車輪（１０）。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか一項に記載の車輪（１０）において、前記ハブ（１２、１１２、２１２）および／または前記リム（１４）は、前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）と接触する領域に、突出ラグ（６６、６８）を含む車輪（１０）。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか一項に記載の車輪（１０）において、前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）は、複数の半径方向に沿って延在する繊維を含む複合材料で作製される車輪（１０）。
【請求項１３】
請求項７から１２のいずれか一項に記載の車輪（１０）において、前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０、３６０、４６０、５６０）は、複数のコード方向に沿って延在する繊維を含む複合材料で作製される車輪（１０）。
【請求項１４】
請求項７から１３のいずれか一項に記載の車輪（１０）において、前記少なくとも１つの構造要素（６０、１６０）は、ディスク型である車輪（１０）。
【請求項１５】
請求項７から１３のいずれか一項に記載の車輪（１０）において、前記少なくとも１つの構造要素（３６０、４６０、５６０）は、スポーク型である車輪（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用車輪およびその製造方法に関する。特に、本発明は、単にレンズ形車輪としても知られる自転車用ディスク車輪、およびスポーク付き車輪に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出または圧縮成形によって複合材料から製造された自転車用スポーク付き車輪が、知られている。例えば、特許文献１は、自転車用スポーク付き複合車輪の製造方法を開示し、その方法では、繊維フィラメントが、膨張式マンドレルに巻かれ、金型内で、熱硬化性または熱可塑性樹脂マトリクスが固まる前に、マンドレルを膨張させて繊維にプレストレスを加える。
【０００３】
スポーク付き車輪と、スポーク付き車輪の外側に取り付けられた一対のディスクとを備える自転車用ディスク車輪も知られている。機械的応力を、スポークが担い、一方、ディスクは、美的および空力的な理由のみで設けられ、構造的機能を有さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，５４０，４８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底にある技術的課題は、応力に対して特に高い抵抗を有し、ハブとリムとの間の芯出しおよびリムの円形に関して正確な形状を維持するディスクまたはスポーク付き車輪を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
出願人は、ディスクまたはスポークをプリ・テンションする、つまり予め引張力を付加しておくことによって、そのような課題を解決できることを見出した。
【０００７】
ある態様では、本発明は、自転車用ディスク車輪またはスポーク付き車輪を製造する方法に関するものであって、該方法は、
ａ）ハブおよびリムを用意するステップと、
ｂ）前記リムに前記ハブに向かって圧縮を加えて前記リムを弾性変形させるステップと、
ｃ）少なくとも１つのディスク型またはスポーク型構造要素を前記ハブおよび前記リムと一体化させるステップと、
ｄ）ステップｂ）で前記リムに加えられた圧縮を取り除くステップとを含む。
【０００８】
前記リムが前記ハブに向かって圧縮されるときに前記ディスク型またはスポーク型要素を前記ハブおよび前記リムに一体化させ、続いてそのような圧縮を解除することによって、前記ディスク型またはスポーク型要素は、引張応力を維持し、したがって、従来のスポーク付き車輪の引張られたスポークの構造的役割に取って代わると、出願人は考える。
【０００９】
ステップｂ）では、前記リムの半径方向内側の位置から前記ハブに向かって前記リムを引くこと、または、前記リムの半径方向外側の位置から前記ハブに向かって前記リムを押すことによって、前記リムへの圧縮が加えられてもよい。
【００１０】
好ましくは、前記少なくとも１つの構造要素は、それぞれ前記ハブおよび前記リムに一体化される一対のディスク型またはスポーク型構造要素を含む。
【００１１】
好ましくは、ステップｂ）は、複数のテンション要素を前記ハブと前記リムとの間に延在させ、該テンション要素を引張ることを含む。
【００１２】
この場合、好ましくは、ステップｄ）は、前記テンション要素を取り外すことを含む。
【００１３】
より好ましくは、前記テンション要素は、自転車用スポークを含む。
【００１４】
好ましくは、前記自転車用スポークは、前記ハブおよび前記リムを備える自転車用スポーク付き車輪と比較して、サイズが大きく形成されている。このようにして、引張りスポークは、より強いものとなり、引張り中の伸び率が小さい。
【００１５】
好ましくは、ステップｂ）は、前記圧縮が加えられている間に、前記車輪の芯出しおよび円形を制御するステップを含む。
【００１６】
好ましくは、ステップｃ）は、一対のディスク型またはスポーク型構造要素を、軸方向で対向する端部から、前記ハブ上に挿入することを含む。
【００１７】
好ましくは、ステップｃ）は、前記少なくとも１つのディスク型またはスポーク型構造要素を、前記ハブおよび前記リムに接着させるステップを含む。
【００１８】
好ましくは、ステップｃ）は、複合エポキシ樹脂で接着させるステップを含む。
【００１９】
好ましくは、ステップｃ）は、前記少なくとも１つの構造要素を、より好ましくは、各支持アプリケーターに取り外し可能に結合させながら、圧着させることを含む。
【００２０】
好ましくは、ステップｂ）は、後続の接着ステップ中の前記リムおよび／または前記ハブに対する応力をシミュレーションするステップを含む。
【００２１】
好ましくは、ステップｄ）は、前記テンション要素を、前記ハブのフランジ内の各着座部から、向かい合うフランジに向かって、取り外すことを含む。
【００２２】
代替的に、ステップｄ）は、前記テンション要素を、前記ハブのフランジ内の各着座部を通して抜き出すことによって、取り外すことを含む。
【００２３】
好ましくは、ステップｄ）は、前記テンション要素を、前記リムのタイヤ結合用チャンネル内の開口部から取り外すことを含む。
【００２４】
代替的に、前記構造要素が、オープンスポーク型である場合、ステップｄ）は、前記テンション要素を、２つの構造要素の２つの向かい合うスポーク間の隙間から取り外すことを含んでもよい。
【００２５】
ある態様では、本発明は、自転車用ディスク型車輪またはスポーク型車輪に関するものであって、該自転車用ディスク型車輪またはスポーク型車輪は、ハブと、リムと、および該ハブおよび該リムに一体化される少なくとも１つのディスク型またはスポーク型構造要素とを備え、該少なくとも１つの構造要素は、プリ・テンションされる。
【００２６】
そのようなプリ・テンションの存在は、車輪で確認でき、例えば、前記構造要素に切れ目を入れ、その切れ目の縁部が離れるかどうか、および／または、前記リムの形状が円形からはずれるかどうか、および／または、リムとハブが互いにずれるかどうかを調べることによって、確認できる。
【００２７】
好ましくは、前記少なくとも１つの構造要素は、それぞれ前記ハブおよび前記リムに一体化される一対のディスク型またはスポーク型構造要素を含む。
【００２８】
好ましくは、前記スポーク型構造要素のスポークは、対向するように、対応する角度位置にある。
【００２９】
本発明に係るディスクまたはスポーク付き車輪では、好ましくは、前記ハブおよび／または前記リムは、複数のスポーク取り付け着座部を含むが、前記ハブと前記リムとの間に延在するスポークは存在しない。
【００３０】
好ましくは、前記ハブは、対向する面を有する一対のフランジを含み、前記複数のスポーク取り付け着座部は、前記フランジの対向する面に開口するように中空化されている。
【００３１】
このようにして、フランジの対向しない面、すなわち、車輪の軸方向外側の面は、有利に、着座部を有しておらず、したがって、前記構造要素を接着させるのに適した十分な面を有する。さらに、前記着座部を前記フランジの対向する面上に形成することによって、２つの構造要素の存在にかかわらず、前記スポークを切り離して取り外すことができる。
【００３２】
好ましくは、前記ハブおよび／または前記リムは、前記少なくとも１つの構造要素と接触する領域に、突出ラグを含む。そのような突出ラグによって、前記ハブおよび／または前記リムと前記構造要素との間に適切な厚さの接着物質の膜を確実に形成させることができる。
【００３３】
好ましくは、前記少なくとも１つの構造要素は、複合材料で作製される。そのような実施形態は、金属製のものと比較して、強度が同等でありながら、前記車輪が軽量化するという利点をもたらす。
【００３４】
好ましくは、複合材料で作製された前記少なくとも１つの構造要素は、複数の半径方向に沿って延在する繊維および／または複数のコード方向に沿って延在する繊維を含み、それによって、前記車輪に高強度が付与される。
【００３５】
好ましくは、前記少なくとも１つの構造要素は、前記リムおよび前記ハブに接着され、より好ましくは、複合エポキシ樹脂で接着される。
【００３６】
本発明のさらなる特徴および利点が、添付の図面を参照して行う本発明のいくつかの好ましい実施の形態についての説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るディスク車輪の概略図である。
【図２】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図３】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図４】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図５】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図６】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図７】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図８】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図９】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図１０】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図１１】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図１２】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図１３】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図１４】図１の車輪の製造方法の実施形態の詳細およびステップの概略図である。
【図１５】本発明の複数の他の実施形態に係る構造を示す詳細図である。
【図１６】本発明の他の実施形態のうちの１つを示す詳細図である。
【図１７】本発明の他の実施形態のうちの別の１つを示す斜視図である。
【図１８】図１７の実施形態を示す断面図である。
【図１９】図１６または図１７〜１８の実施形態の詳細図である。
【図２０】本発明のさらに他の実施形態の概略図である。
【図２１】本発明のさらに他の実施形態の概略図である。
【図２２】本発明のさらに他の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施形態に係るディスク車輪すなわちレンズ形車輪１０（図１）の製造方法を、図１〜１４を参照して開示する。
【００３９】
まず、ハブ１２と、リム１４と、複数のスポーク１６および対応する複数のニップル１８と、そして場合により芯出しワッシャー２０（図７）とが、用意される。スポーク１６は、ハブ１２とリム１４との間に延在し、各スポーク１６は、スポーク付き車輪を製造する場合と類似の方法で、以下に記載のものから離れて、ニップル１８そして場合により芯出しワッシャー２０を介して固定される。スポーク１６、ニップル１８、およびワッシャー２０は、テンション要素を構成する。
【００４０】
より詳細に、そして、図２〜６を参照して、そこに示す実施形態では、各スポーク１６は、ストレートヘッド型である。すなわち、各スポーク１６は、その引張り方向に一致する直線方向Ｘすなわち縦軸心Ｘに沿って延在し、ハブ１２に結合する端部に頭部２２を有し、その頭部２２は、ハブ１２の着座部２４からスポーク１６が抜けないように、スポーク１６の延在方向Ｘに垂直に突出している。
【００４１】
スポーク１６用の着座部２４は、ハブ１２の２つのフランジ２６上に形成され、フランジ２６は、離間し、各キャンバー角に従ってわずかに円錐台形状を有する。図示した実施形態では、着座部２４は均等に離間している。着座部２４はフランジ２６の対向する面に開口して形成され、一方、既知のハブでは、ストレートヘッド型スポーク用の着座部は、フランジの対向する面とは反対の外面に形成される。フランジ２６は、例えば符号２５で示すように、軽量化のための凹部または孔も有し得る。
【００４２】
各着座部２４は、スポーク１６の頭部２２を収容する大きさに形成された第１凹部２８と、第１凹部２８に連通し、方向Ｘの抜けに対してスポーク１６の頭部２２を保持するように、頭部２２ではなくスポーク１６の軸部を収容する大きさに形成された第２凹部３０とを、有する。
【００４３】
各スポーク１６は、好ましくは、頭部２２に隣接する軸部の平坦部３２を備える回転防止装置を備える。
【００４４】
各スポークは、頭部２２に対して反対側に、平坦部３２に隣接する軸部の円筒部３４と、好ましくは、中央部３６とを、さらに有する。
【００４５】
着座部２４の第２凹部３０は、スポーク１６の縦軸心Ｘに関するある角度位置でのみ、軸部の平坦部３２を収容する大きさに形成され、よって、一旦、スポーク１６が着座部２４に挿入されれば、スポーク１６の縦軸心Ｘまわりの回転を防止する。平坦部３２の長さは、好適には、スポーク１６がハブ１２の着座部２４に装着され得る大きさに形成される。
【００４６】
ハブ１２の着座部２４へのスポーク１６の装着は、以下のように行われる。まず、頭部２２を着座部２４の第１凹部２８に対向させ、平坦部３２が第２凹部３０に対して正確に位置合わせされるように、スポークを縦軸心Ｘ回りの向きを決める（図４参照）。そうして、スポーク１６を、引張り方向Ｘに垂直な方向に沿って、つまりハブ１２の軸心Ｚの方向に移動させながら、着座部２４に挿入する（図５参照）。その後、頭部２２が第２凹部３０に隣接する第１凹部２８の側壁部に当接するまで、頭部２２が第１凹部２８内に留まりつつ、円筒部３４が第２凹部３０からさらに離れるように移動しかつ平坦部３２が内部で滑るように、スポーク１６を、ハブ１２の軸心Ｚから離れるように引く（図６参照）。
【００４７】
ハブ１２の着座部２４からのスポーク１６の取り外しは、逆の動作によって行われる。すなわち、スポーク１６を軸方向Ｘに沿ってハブ１２の軸心Ｚに向かって押すことによって、平坦部３２が第２凹部３０内を滑りながら、頭部２２が、上述のように（図５）当接しなくなるように、第２凹部３０に進入する。それによって、スポークを、ハブ１２の軸心Ｚの方向に沿って、着座部２４が位置する方とは反対のフランジ２６に向かって、抜き取ることができる（図４）。
【００４８】
スポーク１６の軸部の軸方向中央部３６は、好ましくは、平坦化されている。より好ましくは、スポーク１６の平坦化された中央部３６は、回転防止平坦部３２に対して、スポーク１６の縦軸心Ｘまわりに、９０°の向きに設定される。２つの平坦部３２、３６の間に配置される円筒部３４は、これら平坦部の結合部として機能する。
【００４９】
図７でよりはっきりと分かるように、リム１４に結合する端部において、各スポーク１６は、ニップル１８の軸部４２のねじ孔４０に結合するためのねじ切り３８（図１４）を有する。ニップル１８は、滑らかな丸穴の形状のリム１４の着座部４６からニップル１８が抜けないように、スポーク１６の引張り方向Ｘと一致するニップル１８の軸部４２の長手方向に垂直に突出する頭部４４を、有する。既述のように、ニップル１８とリム１４の着座部４６との間には、芯出しワッシャー２０が設けられて、その芯出しワッシャー２０によって、スポーク１６は自然に好適なキャンバー角に向くようになっている。
【００５０】
スポーク１６の平坦化された中央部３６は、ニップル１８の螺合と引張りの間、スポーク１６を、回転に逆らって保持するように把持できるため、有利である。さらに、中央部３６は、スポーク１６の引張りについての表示度数が得られる、伸度を測定するための歪みゲージの取り付けに、有利である。
【００５１】
リム１４は、金属、典型的には、アルミニウム、または複合材料で作製された中空の環状要素であり、半径方向外側に、タイヤに結合するためのチャンネル状の壁４８を備える。図示したリム１４のチャンネル４８は、チューブラータイヤ用であるが、空気室および外側タイヤを有するタイヤまたはチューブレスタイヤを保持するための羽根部を有してもよい。
【００５２】
タイヤを結合するためのチャンネル４８の半径方向内側に、リム１４は２つの側壁５０を備え、各側壁５０は、半径方向外側のブレーキ領域５２と、後述するディスクを結合するための半径方向内側の領域５４とを有し、当該２つの領域は、その間に段差５３を形成し、領域５４，５４同士は、領域５２，５２同士より、離れていない。２つの側壁５０は、半径方向内側壁、すなわち、下側ブリッジ部５６によって接合され、上述の着座部４６は、下側ブリッジ部５６に形成されている。
【００５３】
２つの側壁５０は、ハブ１２のフランジ２６のキャンバー角および後述のディスクのキャンバー角に適合するようにわずかに円錐台形状である。
【００５４】
２つの側壁５０は、様々な領域で予想される機械的応力に応じて、図示したように、変化する厚さとすることができる。カーボンリム１４の場合、前記様々な領域は、複合材料からなる異なる数のプライから形成され得る。
【００５５】
複数の着座部４６は、好ましくは、図示したように均等に離間し、ハブ１２の一方のフランジ２６に向かって延在するスポーク１６用と、他方のフランジ２６に向かって延在するスポーク用とに、交互に用いられる。タイヤ結合用チャンネルを形成する壁４８上には、着座部４６にアクセスして、ニップル１８を挿入し螺合してスポーク１６を締め付けるための、開口部４７が設けられている。チューブレスタイヤの場合、後続の加工ステップで、例えば、複合材料の細片（図示せず）をチャンネル４８の底部に接着または成型することによって、開口部４７はふさがれる。
【００５６】
好ましくは、図１０のリムの下側ブリッジ部５６は、ハブ１２に向かって半径方向内側に突出し半円周形状の横断面を有する中央リブ５８と、リブ５８が広がって離れる側に、ハブおよびリムの軸心Ｚの方向に対して約４５°の角度αで延在し、リブ５８および側壁５０の両方に約１３５°の角度で接合する領域５９とを有する。リム１４の着座部４６は、リブ５８の底部上に形成されている。
【００５７】
リブ５８は、図７の芯出しワッシャー２０と共に、各キャンバー角に従うハブ１２の２つのフランジ２６に向かうスポーク１６の引張りによってもたらされる、うねるような変形、すなわち、「波打ち」の傾向に対してリム１４を補強する機能を有する。
【００５８】
リム１４は、さらに補強壁を有し、および／または、例えば、非対称な形状、より高いまたは低い外形等、図示したものとは異なる形状を有し得る。
【００５９】
ハブ１２は、好ましくは、図８に示したように、スポーク１６が、ハブ１２とリム１４との間に、キャンバーから離れるように半径方向に沿って延在する、ラジアル型スポーク用に設けられる。
【００６０】
スポーク１６をリム１４とハブ１２の両方に結合するための、図示し上述したものとは異なる手段が、設けられてもよい。
【００６１】
製造方法に戻って、スポーク１６を取り付ける前に、リム１４に、好ましくは、例えばアルミニウムリムの場合、アルミニウムの微細孔を開けるクロム酸槽と耐食性プライマーの塗布とを含む既知のＦＰＬ／ＰＰＡ方法によって、接着物質を塗布しておく。
【００６２】
本発明によると、一旦スポーク１６を図８に示すように、ハブ１２とリム１４との間に延在するように取り付けると、スポーク１６は引張られる。
【００６３】
好ましくは、同様のハブ１２と同様のリム１４を有する従来のスポーク付き車輪より、少なくとも５％、好ましくは少なくとも２０％以上の大きい張力が加わる。詳しくは、従来は、自転車用スポーク付き車輪のスポークが、１０００〜１２００Ｎで引張られるが、本発明によると、スポークは、例えば１５００Ｎで引張られる。
【００６４】
強調すべきは、ハブ１２のフランジ２６における対向面上に着座部２４を形成することによって、従来のリムより、キャンバー角が低減され、それによって、ハブ１２とリム１４との間に張力を良好に付与することが可能となり、スポーク１６の応力が均等になることである。
【００６５】
さらに、スポーク１６は、好ましくは、従来のスポークより、伸びが少なくなり、したがって、ハブ１２とリム１４との間に張力を良好に付与することができるように、同様のハブ１２と同様のリム１４を有する従来のスポーク付き車輪より、厚みが大きく形成される。さらに、伸びを制限または防止することによって、スポーク１６を後述のように取り外した後、さらに別の車輪１０を製造するために、スポーク１６を再利用できる。その上、より大きな断面を有するため、スポーク１６のねじ切り３８とニップル１８の孔４０のねじ切りは、より大きな接触面を有し、したがって、スポーク１６の引張りに対してより大きな抵抗を有する。また、ねじトルクを求めるためにトルク計を用いることが容易となる。
【００６６】
スポーク１６が引張られる間、車輪１０の芯出しおよび円形をモニターして確保し、必要に応じて、個々のスポーク１６の引張りを繰り返す。
【００６７】
好ましくは、以下に記載のディスクを接着する後続のステップ中の車輪に対する応力をシミュレーションするために、押圧力を、リム１４および／またはハブ１２に対してハブ１２の軸心Ｚの方向に加える。例えば、０．５ｂａｒの押圧力を加える。必要に応じて、個々のスポーク１６の引張りを繰り返す。シミュレーション押圧力は、例えば、上述の接着ステップ（図１３参照）中に用いられる空気式または油圧式の装置を用いて、または、製造中のアセンブリーを平面上に配置し、おもりをリム１４および／またはハブ１２に載せることによって、加えられる。
【００６８】
その後、図９に示すように、中心孔６２を備える２つのディスク６０を、ハブ１２に、その軸方向で対向する端部から通して装着し、図１０，１１に示す接着物質６４を介在するように、ハブ１２のフランジ２６上および領域５４におけるリム１４上に載置する。図１０および図１１の拡大図では、１つのディスク６０のみが示されている。さらに、図９〜１１および後述の図１３では、理解しやすいように、スポーク１６は示されていない。
【００６９】
ディスク６０は、各キャンバー角に従って、わずかに円錐台形状に構成される。ディスク６０は、リム１４の側壁５０の領域５４を、できるだけ正確に段差５３まで、覆うような径を有する。
【００７０】
より詳細には、ハブ１２のフランジ２６の外面および／またはディスク６０と結合するためのリム１４の側壁５０の領域５４は、好ましくは、ディスク６０のいくつかの箇所が置かれるためのわずかに突出するラグ６６、６８（図２および７を参照）を有し、それによって、ディスク６０の面の大部分は、接着物質６４の好適な厚さを確保するように、フランジ２６および側壁５０の面から所定の距離をとる。例えば、ラグ６６、６８は、ハブ１２ならびにリム１４の軸心Ｚの全周に延在する円周ラグおよび／または複数の小さいラグを含み得る。ラグ６６、６８は、例えば、接着物質６４の膜を確保するために、０．１〜０．２ｍｍの高さを有し得る。また、ハブ１２のフランジ２６は、好ましくは、余分な接着物質６４が外へ出るための、半径方向に延びるチャンネル６７を有する。同様のチャンネルが、リム１４に設けられ得る。
【００７１】
ディスク６０は、金属製であってもよいが、好ましくは、複合材料、すなわち、構造繊維によって補強された高分子材料で作製される。構造繊維は、好ましくは、炭素繊維であるが、ガラス繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、およびそれらの組み合わせが用いられてもよい。高分子材料は、好ましくは、熱硬化性タイプであり、好ましくは、熱硬化性エポキシ樹脂であるが、熱可塑性高分子材料が用いられてもよい。
【００７２】
好ましくは、ディスク６０は、図１２の全体の概略形状に示すように、複合材料の複数のプライ７０で構成される。各プライでは、構造繊維は、好ましくは、織繊維であり、緯糸方向に従って延在する繊維Ｗと、緯糸方向に略垂直な経糸方向に従って延在する繊維Ｋとを含む。各ディスク６０は、好ましくは４５°に等しい角度δでずれをなす緯糸／経糸方向を有するような、２つのプライ７０ａ、７０ｂを有する。このようにして、構造繊維は、０°―４５°―９０°―１３５°―１８０°―２２５°―２７０°―３１５°として特定される半径方向を含む複数の半径／直径方向、および複数のコード方向、すなわち、直径方向で対向していないリムの一対の点間に延びる方向に沿って、車輪１０に延在する。
【００７３】
好ましくは、さらには、各ディスク６０は、構造繊維が一方向性であり車輪１０の半径方向となる方向に従って延在する複合材料プライの複数のパッチ７２も有する。一例として、Ｎ個のパッチ７２が示され、そのため、繊維は、３６０°／Ｎで半径方向に離間するＮ個の方向、およびそのようなＮ個の方向に隣接し、かつ平行な方向に沿って、延在する。
【００７４】
プライおよびパッチの他の様々な構成が、ディスク６０において可能である。例えば、代替案では、各ディスク６０は、１２０°で角度ずれをなす緯糸／経糸方向を有するような、３つのプライを有してもよい。
【００７５】
ディスク６０は、上述のように好ましくは複合材料で作製され、硬化／重合を既に受けたものであるが、非常に薄いものである。したがって、車輪１０の製造中の予期せぬ外力が加わらないように、好ましくは、ディスク６０を、最初に、例えば、両面接着テープ７６（図１３に、全体が概略的で一定の尺度から外れて示される）で、各アプリケーター７４に、取り外し可能に貼り付け固定する。図１０〜１１および１３は、ディスク６０と同様な円錐台形状のアプリケーター７４を示し、ディスク６０は、アプリケーター７４の凹面に接着している。他の実施形態では、アプリケーター７４は、環状、扇状、ベル状であってもよく、ロッド等で構成される骨格を有してもよい。
【００７６】
ディスク６０とハブ１２のフランジ２６およびリム１４の領域５４との間に配置された接着物質６４は、好ましくは、複合エポキシ樹脂である。
【００７７】
図１３に示すように、その後、加工中のアセンブリーを接着物質６４が設けられた領域に、適切な圧縮力、例えば２０００Ｎで、加圧する。例えば、一対の加圧リング７８をハブ１２に設け、一対の加圧リング８０をリム１４に設ける。
【００７８】
有利には、加圧リング７８によって付与される圧縮力は、ハブ１２とリム１４との間に起こり得るずれを考慮に入れるように、加圧リング８０によって付与される圧縮力とは独立して、調整可能である。
【００７９】
その圧力を、適切な時間、例えば２４時間、維持する。その後、アセンブリーを、加圧部材７８、８０から取り外し、当該加工中のアセンブリーを、接着物質６４が完全に硬化するまでの適切な時間、例えば２日間、放置する。
【００８０】
その後、スポーク１６の引張りを、ニップル１８を一部緩めることによって、緩める。そして、例えば、ブロードナイフを使って両面接着テープ７６を引き離すことによって、アプリケーター７４を取り外す。最後に、上述の動作で頭部２２をハブ１２の着座部２４から外すことによって、スポーク１６を、完全に取り外し、図１４に示すように開口部４７を通して、リム１４から引き出す。さらに、タイヤのバルブにアクセスするための開口部８２（図１）を、２つのディスク６０の一方に形成し、このようにして、ディスク車輪１０が完成する。
【００８１】
着座部２４がリム１２のフランジ２６における対向面に形成されているため、スポーク１６は、ディスク６０が存在していても、ハブ１２から取り外し可能である。
【００８２】
引張られたスポーク１６が、ハブ１２とリム１４との間に存在するときにディスク６０をハブ１２およびリム１４に接着し、続いてその引張りを解除することによって、ディスク６０は、引張り応力を維持し、従来のスポーク付き車輪の引張られたスポークの構造的役割に取って代わると、出願人は考える。
【００８３】
また、出願人は、上述のように半径方向に従って延在する構造繊維は、上述の構造的役割を達成するのに大きく寄与すると、考える。
【００８４】
また、半径方向に従って延在するそのような構造繊維は、車輪１０の曲げに対する抵抗に寄与すると、出願人は考える。すなわち、例えば、地面の凹凸の吸収または飛び上がりによって、リムとハブがずれる傾向となるときの負荷、より単純には、曲がる傾向となるときの負荷、または、乗り手がペダルに立って自転車が左右に傾きつつ前進するときの負荷等の、軸外位置において軸方向に付与される負荷に対する抵抗に寄与すると、出願人は考える。
【００８５】
また、上述のようにコード方向に従って延在する構造繊維は、車輪１０のねじれに対する抵抗に寄与すると、出願人は考える。すなわち、ペダルをこいでいるとき、ディスクブレーキによるブレーキ状態および加速時等のように、リムがハブに対して相対的に回転する傾向となるときに、接線方向に付与される負荷に対する抵抗に寄与すると、出願人は考える。
【００８６】
スポークが引張られる中間状態から最終状態までの本発明の車輪１０の曲げに対する抵抗は、増加する。この向上は、予圧された各ディスク６０が、無限小の距離にある無数のスポークのように作用し、応力が結果的にディスクの全面に分散するためであると、出願人は考える。
【００８７】
図１５〜１９は、一時的な引張りのステップで用いられるスポークが湾曲ヘッド型スポーク１１６である点で、例示し上述した実施形態とは異なる２つの実施形態のいくつかの詳細を示す。図１５に示すように、そのようなスポーク１１６は、直線引張方向Ｘに沿って延在する平坦中央部１３６を有し、リム１４と結合する端部においては、上述のスポーク１６と同一であり、したがって、ねじ切り３８を備える。ハブ１１２、２１２と結合する端部に、スポーク１１６は、円筒断面を有する湾曲部を備える。この湾曲部は、引張方向Ｘに沿って延在し円筒断面を有する第１部１３４と、そのような引張方向Ｘから約９０°の直線方向Ｙに沿って延在し円筒断面を有する第２部１３５とを有し、さらに、ハブ１１２、２１２の着座部１２４、２２４からスポーク１１６が抜けないように、方向Ｙに垂直に突出する頭部１２２を有する。
【００８８】
スポーク１１６用の着座部１２４、２２４は、離間しわずかに円錐台形状の、ハブ１１２、２１２の２つのフランジ１２６、２２６上に形成される。図示した実施形態では、着座部１２４、２２４は均等に離間されている。
【００８９】
図１６のハブ１１２では、各着座部１２４は、スポーク１１６の頭部１２２を収容する大きさに形成された第１部１２８と、第１部１２８に連通し、方向Ｘの抜けに対してスポーク１１６を保持するように、スポーク１１６の頭部１２２ではなく、スポーク１１６の軸部を収容する大きさに形成された第２部１３０とを含む貫通孔を有する。
【００９０】
ハブ１１２の着座部１２４へのスポーク１１６の取り付けは、以下のように行われる。頭部１２２と軸部の第２円筒部１３５を貫通孔の第１部１２８、すなわち着座部１２４に通し、そして、スポーク１１６をハブ１２の軸心Ｚから離れるように引く。それによって、第２円筒部１３５が、頭部１２２が通過できない貫通孔の第２部１３０、すなわち着座部１２４にはまり、スポーク１１６が保持されたままとなる。
【００９１】
ハブ１１２の着座部１２４からのスポーク１１６の取り外しは、逆の動作によって、行われる。すなわち、第２円筒部１３５が貫通孔の第２部１３０、すなわち、着座部１２４から出て、第１部１２８に入るまで、スポーク１１６を軸方向Ｘにハブ１１２の軸心Ｚに向かって押す。それによって、スポークを、着座部１２４が位置するフランジ１２６を通って、取り出せる。代替的には、スポークの取り外しを容易にするために、スポーク１１６の頭部１２２を削り取ってもよい。
【００９２】
図１７のハブ２１２では、各着座部２２４は、スポーク１１６の軸部を収容する大きさに形成された第１部２２８と、第１部２２８と連通し、スポーク１１６の軸部を収容して方向Ｘの抜けに対してスポーク１１６の頭部１２２を保持する大きさに形成された第２部２３０とを含む貫通孔を有する。
【００９３】
ハブ２１２の着座部２２４へのスポーク１１６の取り付けは、以下のように行われる。リムと結合するスポーク１１６の端部を第１部２２８に通し、スポーク１１６をその全長分引き出し、その後、軸部の第２円筒部１３５を貫通孔の第１部２２８、すなわち着座部２２４に導くように、スポーク１１６を約９０°回転させる。そして、スポーク１１６をハブ２１２の軸心Ｚから離れるように引く。それによって、第２円筒部１３５は、頭部１２２が通過できない貫通孔の第２部２３０、すなわち着座部２２４にはまり、スポーク１１６が保持されたままとなる。
【００９４】
ハブ２１２の着座部２２４からのスポーク１１６の取り外しは、逆の動作によって、行われる。すなわち、第２円筒部１３５が貫通孔の第２部２３０、すなわち、着座部２２４から出て、第１部２２８に入るまで、スポーク１１６を軸方向Ｘにハブ２１２の軸心Ｚに向かって押す。それによって、着座部２２４が位置するフランジ２２６を通って、スポーク１１６を引き出しつつ、ハブと結合するスポークの端部を約９０°回転させることができる。スポーク１１６は、図１８に図示したように、そのような回転が可能なように十分に柔軟である。
【００９５】
湾曲した頭部を有するスポーク１１６を備える両実施形態では、製造方法は、スポーク１１６を取り付ける方法と取り外す方法が、上述の製造方法とは異なる。さらに、ハブ１１２についての単に一例である図１９に示すように、着座部１２４、２２４が、スポーク１１６を取り外すために、アクセス可能のままでなければならいため、ディスク１６０は、対応する幅の孔１６２を有する。したがって、スポーク１１６を取り外して引き出すステップの後に、着座部１２４、２２４を覆うために、２つの略平坦な環状カバー１６３を、ハブ１１２、２１２の２つのフランジ１２６、２２６の外面に設けるさらなるステップを設けることができる。
【００９６】
図２０は、各ディスクがスポーク型構造要素３６０に取り替えられた実施形態に関する方法の１つのステップを示す。スポーク型要素３６０は、わずかに円錐台形状の面を有するパーツおよび適切なキャンバー角に従って構成されるが、他の点では、略二次元である。製造方法は、上述の方法と同一であるが、２つのスポーク要素３６０が、スポーク３６１とともに、対向するように、対応する半径位置に取り付けられることに注意されたい。しかし、車輪のスポークの数が２倍になるように、２つのスポーク型要素３６０のスポーク３６１をずらすことも可能である。
【００９７】
さらに、図２０からも分かるように、単にスポーク群が、スポーク型要素３６０のスポーク３６１が取り付けられる位置に設けられる。
【００９８】
スポーク１６、１１６の取り外しは、リム１４の着座部４６にアクセスするための開口部４７からのみではなく、スポーク型要素３６０の２つの向かい合うスポークの間に形成される隙間３６３を通しても行われ得る。
【００９９】
図２１は、図２０の実施形態とは以下の点で異なる実施形態に関する方法の１つのステップを示す。つまり、各スポーク型構造要素４６０が、略二次元ではなく、むしろ、円錐台形状の凹みに向かって屈曲する縁部４６４を有する。２つの縁部４６４は、スポーク型要素４６０のスポーク４６１が、対応する半径位置に、互いに対向するように配置される場合、縁部４６４同士が合わさり、全体として、閉じたスポークを規定するような構成、大きさに形成される。
【０１００】
この場合、スポーク１６、１１６の取り外しは、リム１４の着座部４６にアクセスするための開口部４７のみから行われるから、スポーク要素４６０の切れるような鋭い縁部は、避けられる。
【０１０１】
図２２は、図２０の実施形態とは以下の点で異なる実施形態に関する方法の１つのステップを示す。つまり、各スポーク型構造要素５６０は、リム１４への接着面を大きくするために、スポーク５６１の端部に環状部５６６を有する。環状部５６６の代わりに、各スポーク５６１の端部に、互いに接合しない幅広部が設けられてもよい。
【０１０２】
そのような環状部は、図２１の実施形態の閉じたスポークに設けられてもよい。
【０１０３】
図２０〜２２の実施形態は５つのスポークを示すが、それらの数は異なってもよい。
【０１０４】
図２０〜２２の実施形態は、ストレートヘッド型スポーク１６を示しているので、ハブ１２も示しているが、代替的には、スポーク型車輪の場合でも、湾曲ヘッド型スポーク１１６と、ハブ１１２、２１２の一方とが用いられ得る。
【０１０５】
強調すべきは、ハブ、リム、およびスポークは、図示した実施形態とは実質的に異なってもよいことである。
【０１０６】
他の実施形態では、スポーク１６、１１６、ニップル１８、およびワッシャー２０とは異なるテンション要素を使用可能である。例えば、リム１４をその円周に沿って、半径方向外側からハブ１２の軸に向かって圧縮できる装置を使用可能である。この場合、有利には、リム１４とハブ１２、１１２、２１２内のスポーク用着座部２４、１２４、２２４、４６ならびにリム１４の開口部４７を避けて、直接チューブレスタイヤを取り付けることが可能である。
【０１０７】
特に、この場合、適切なフランジをハブおよび／またはリムに設けて、中心位置にハブの軸心Ｚに沿って装着した単一のディスクまたはスポーク型構造要素を使用可能である。
【０１０８】
あるいは、３つ以上のそのような構造要素が取り付けられ得る。
【０１０９】
また、ディスク型構造要素の場合、ハブ１２、１１２、２１２およびリム１４の円周全体に沿ってスポークを配置する代わりに、円周に沿って離間した位置にスポークの群を設けることが可能である。
【０１１０】
あるいは、スポーク型構造要素の場合、ハブ１２、１１２、２１２およびリム１４の円周全体に沿ってスポークを配置することも可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  車輪
１２，１１２，２１２  ハブ
１４  リム
１６，１１６  スポーク（テンション要素）
１８  ニップル（テンション要素）
２０  芯出しワッシャー（テンション要素）
２４  着座部
２６  フランジ
６０，１６０  ディスク（ディスク型構造要素）
６６，６８  突出ラグ
３６０，４６０，５６０  スポーク型構造要素
【図１】
2014000953.tif 000003
【図２】
2014000953.tif 000004
【図３】
2014000953.tif 000005
【図４】
2014000953.tif 000006
【図５】
2014000953.tif 000007
【図６】
2014000953.tif 000008
【図７】
2014000953.tif 000009
【図８】
2014000953.tif 000010
【図９】
2014000953.tif 000011
【図１０】
2014000953.tif 000012
【図１１】
2014000953.tif 000013
【図１２】
2014000953.tif 000014
【図１３】
2014000953.tif 000015
【図１４】
2014000953.tif 000016
【図１５】
2014000953.tif 000017
【図１６】
2014000953.tif 000018
【図１７】
2014000953.tif 000019
【図１８】
2014000953.tif 000020
【図１９】
2014000953.tif 000021
【図２０】
2014000953.tif 000022
【図２１】
2014000953.tif 000023
【図２２】
2014000953.tif 000024
【外国語明細書】
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2014000953000002.pdf
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