(57)【要約】      （修正有）【課題】既製品販売されている自転車用車輪の周辺リム部の重量的不均衡と、タイヤチューブ装着やスピードメーターセンサー装着による重量的不均衡を解決し、結果として車輪回転運動の動的不均衡を排除し、安定した回転を得ることにより路面からの不均衡な衝撃を緩和し、自転車の操作性を向上させ、走行機能を向上させる。【解決手段】自転車用車輪バランス測定器により、正確な車輪重量の不均衡とその重量の値を測定し、それに応じた重量の鉛製ウエイトをリム部に貼付する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持部１の先端に、回転部を内輪回転部３と外輪回転部４として取り付け、内輪回転部３の中央に車輪支持用ロッド２を取り付け、外輪回転部４の外輪外側壁面７の回転対角線位置の一方に垂直下方向を示す重心錘部分５を、他方にバランスウエイトの貼付位置を示すウエイト貼付位置指針用ロッド６を取り付け、被測定車輪Aを前記車輪支持用ロッド２に取り付けた状態で内輪回転部３と外輪回転部４の二つの回転部の回転の効果によりウエイト貼付位置を探し出すことができる車輪バランス測定器。
【請求項２】
前記の重心錘部分５に比重の重い金属を使用し、かつウエイト貼付位置指針用ロッド６に比重の軽い金属を使用したことを特徴とする請求項1記載の車輪バランス測定器。
【請求項３】
前記車輪バランス測定器を用い、別途設けた車輪の重量的不均衡を測定するための数種類の測定用錘１４a〜１４eを使用することにより車輪の動的不均衡を排除する車輪バランス調整法。
【請求項４】
前記測定用錘１４a〜１４eに車輪スポークを引っ掛けるための溝を設けたことを特徴とする車輪調整法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用車輪の動的バランスを容易にそして正確に調整するためのバランス測定器とバランス調整法を提供することにより自転車走行上の操作性と走行抵抗の軽減による走行性能を向上させるものである。  
【背景技術】
【０００２】
一般に知られているように、車輪バランスと呼ばれるものには二種類の概念が存在する。一つはダイナミックバランスと呼ばれる車輪横方向の振れに関するものであり、それは外見上にも確認することができる。自転車の場合には図８に示すような振れ取り台という器具を使ってダイナミックバランスを調整する。もう一つはスタチックバランスと呼ばれる、外見上には判断できない、車輪の重量的不均衡を整えることにより車輪縦方向の重心バランスを改善することに関してである。一般に車輪バランスとは後者のスタチックバランスを示すことが多く、本発明でも車輪バランスと表記した場合にはスタチックバランスを指すこととする。
【０００３】
そんな車輪バランスを調整するためには、まず車輪周辺部の重量的バランスの不均衡を測定し、測定値におうじたバランスウエイトを車輪周辺部に貼付し、重量的バランスの不均衡を取り除く。その結果として回転時の動的バランスが改善される。
【０００４】
車輪バランス調整によって動的不均衡を完全に取り除かれた車輪は直線走行時の車輪回転によるジャイロ効果の安定がある。さらに路面からの不均一な振動の衝撃による影響が少ないため同じパワー出力とペダリング効率である場合と比べても走行速度が速い。同じ理由でコーナーリング等のハンドル操作性も向上する。
【０００５】
従来一般において、自転車の車輪バランスを調整するための方法として、車輪の重量不均衡の測定には、本来ダイナミックバランスを改善するための道具である図8に示すような振れ取り台を利用していた。その場合、車輪周辺部の最重部が最下点に落ち下がるのを確認した上、対角線である垂直上方位置を目測で決定しその場所に適量と思われる重量の鉛製のバランスウエイトを貼付していた。
【０００６】
自転車専用の車輪の重量バランス測定器は自転車走行上の機能を改善させるための有効な道具でありながら、市販されておらず一般的に入手できない。
【０００７】
自動車およびオートバイ用として従来からある車輪バランス調整器を改良して自転車用として活用する場合もあるが、それは重量が重く持ち運びに不便で、値段も高額である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
自転車の車輪の重量的不均衡を解消する試みとしてすでに開示のものがある（例えば特許文献１）。
【０００９】
乗物用の車輪バランス調整器としてすでに開示のあるものがある（例えば特許文献２）。
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−００６５９４
【００１１】
【特許文献２】特開２０１０−０６６２５８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来一般において、自転車の車輪バランスを調整するための重量不均衡の測定には、図８に示したように振れ取り台に被調整車輪ハブ軸部を固定し、一番下に下がり落ちた車輪周辺部を最重部と認識し、その対角線上の部分に適当な重量のバランスウエイトを貼付していた。しかし振れ取り台では車輪ハブ内部のベアリングによる摩擦抵抗の大きさから重量不均衡の測定は正確にできない。事実として、振れ取り台によって確認できる車輪最重部の位置は測定する毎に異なることがあげられる。よって車輪バランスの正確な測定には高精密な内部抵抗の少ないベアリングを内蔵した専用のバランス測定器を使用する必要がある。
【００１３】
自転車車輪Aの重量バランスは、タイヤ12やチューブ10の重量的不均一や、チューブ10に取り付けられているバルブ９（図４参照）の重量によって変化する。すなわち車輪のバランスは、タイヤ12、チューブ10が取り付けられた状態で調整しないことには正確なバランスが取れない。特許文献1の発明品はタイヤチューブを装着していない車輪として製品化することを前提としている。この方法では、使用されるバルブ９の重量を大雑把に想定しおり、車輪周辺部分の重量配分をある程度整えることにより、ごく大まかな車輪バランスを取ることが可能である。しかし市販されているタイヤ11、チューブ10のバルブ９には多くの種類が存在し重量的にも異なり、使用者がどんなバルブを使うかは予測できない。この方法では一種類の特定されたバルブ以外の装着では正確な車輪バランスを取ることが出来ない。つまり特許文献１の方法では完璧に車輪バランスの不均衡を取り除くことが出来ない。前述したように、車輪バランスの調整にはチューブ10とバルブ９やタイヤ12を変えるごとに逐一調整をやり直す必要があり、そうした状況に応じた便利性を持つ調整方法を具現化することが課題である。
【００１４】
また上記と同じ理由でスピードメーターを使用する自転車の場合、スピードメーターのセンサー11をスポーク13に取り付けると、それにより重量不均衡が生じることを考えると、センサー11の取り付け位置を変えるたびに車輪バランスを調整できることが課題である。
【００１５】
特許文献2の発明品の装置では重量的に大きく、自転車レースやサイクリングイベントの直前に車輪バランスを調整する必要がある事態が多々あることを考えると持ち運びに適したコンパクトで便利性のある測定器であるとはいえない。また構造も複雑であり購入金額的にも安価ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記の課題を解決するために、バランス測定器の把持部１の先端に、回転部を内輪回転部３と外輪回転部４として取り付け、内輪回転部３の中央に車輪支持用ロッド２を取り付け、外輪回転部４の外輪外側壁面７の回転対角線位置の一方に垂直下方向を示す重心錘部分５を、他方にバランスウエイトの貼付位置を示すウエイト貼付位置指針用ロッド６を取り付け、被測定車輪Aを前記車輪支持用ロッド２に取り付けた状態で内輪回転部３と外輪回転部４の二つの回転部の回転の効果によりウエイト貼付位置を探し出すことができる車輪バランス測定器の使用をその手段とするものである。
【００１７】
また前記の機能をより向上させるために、前記の重心錘部分５に比重の重い金属を使用し、かつウエイト貼付位置指針用ロッド６に比重の軽い金属を使用したことを特徴とする前記記載の車輪バランス測定器の使用を手段とする。
【００１８】
前記車輪バランス測定器を用い、別途設けた車輪の重量的不均衡を測定するための数種類の測定用錘１４a〜１４eを使用することにより車輪の動的不均衡を排除する車輪バランス調整法を手段とする。
【００１９】
前記測定用錘１４a〜１４eに車輪スポークを引っ掛けるための溝を設けたことを特徴とする車輪調整法を手段とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車輪バランス測定器は図２で示されるように分解携帯可能でかつ軽量であるため、車輪のバランス調整が必要とされる状況時に簡易に持ち運びができる。また図3に示されるように片手で把持できることにより大掛かりな固定器具の必要もなく野外や自転車レースイベント会場等の繁雑した状況においても簡易にバランスの調整が出来る。さらに突発的に起こる多様な動的不均衡をおこす要因（例えば交換したチューブ10とバルブ9の重量が交換前と違った場合や、スピードメーターセンサー11の位置等を変更した場合）についても携行性と軽量性から細かな対処ができる事である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】車輪バランス測定器の全体像。
【図２】車輪バランス測定器を携帯用に分解した図。
【図３】車輪バランス測定器を片手で保持した図。
【図４】車輪バランス測定器に被測定車輪を装着し片手で把持した図。
【図５】車輪重量不均衡を測定するためのスポークに引っ掛けるための爪状の部分がある測定用錘とスケールカード。
【図６】ウエイト鉛シールをスケールカードを基準としてハサミで切る図
【図７】車輪バランス測定器に被測定車輪を装着し片手で把持し、目印のテープと測定用錘を装着した図
【図８】振れ取り台に車輪を装着した図
【図９】車輪バランス測定器の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず「課題を解決するための手段」に記載された車輪バランス測定器の構造上の実施形態を述べる。片手で把持できる重量と大きさを持つ金属製の円柱形の把持部１は中空になっており、その中心部を通る車輪支持用ロッド２が内部から外側に突き出ている。車輪支持用ロッド２が突き出る把持部１の先端部分には内輪回転部３として内輪ベアリングが嵌め込まれ、さらに把持部１最内部の車輪支持用ロッド２の根元と言える部分には内輪回転部３の内輪ベアリングと同じ径を持つ奥内輪回転部８としての奥内輪ベアリングがあり、二つの高性能ベアリングの効果によって車輪支持用ロッド２のとても軽い回転抵抗を実現している。現在スポーツ用の自転車であるロードレーサーやマウンテンバイク、クロスバイク等の車輪ハブの中心にはクイックリリースシャフトと呼ばれる簡易に車輪の着脱が可能なレバーつきの軸棒が使われている。本発明、車輪バランス測定器の車輪支持ロッド２は一般的なスポーツ用の自転車車輪ハブ部のクイックリリースシャフトと同径となっており、クイックリリースシャフトを外した自転車ハブの中心へ簡単に挿入できることによりバランス測定器に車輪を装着することが容易に可能となっている。また上説したように車輪支持用ロッド２と把持部１の接合部には高精密の低抵抗ベアリングの内輪ベアリング回転部３と奥内輪ベアリング回転部８が嵌められており、車輪支持用ロッド２に装着された被測定車輪の周辺部の重量不均衡の原因である最重部分を正確に最下点の位置まで落とし下げ、確認することが可能である。
【００２３】
把持部１の中心部を通る車輪支持用ロッド２に取り付けられた内輪回転部３としての内輪ベアリング回転部を内輪とすると、把持部１の先端外輪には外輪回転部４として同じく高精密低抵抗ベアリングの外輪ベアリングが嵌め込まれており、その外側に外輪外側壁面７が回転するように取り付けられている。さらに外輪外側壁面７には重心錘部分５とウエイト貼付位置指針用ロッド６が対角線上に取り付けられており、それらの垂直方向の指摘によってウエイト貼付位置の正確な指針が可能である。
【００２４】
つまり、内輪回転部３の効果による車輪周辺の最重部分の正確な決定と、外輪回転部４の効果によるウエイト貼付位置指針ロッド６の正確な垂直方向の決定の両方を見出すことにより、極めて完璧なバランスウエイト貼付位置を探し出すことが出来る。
【００２５】
外輪外側壁面７に取り付けられた重心錘部分５とウエイト貼付位置指針用ロッド６は、図９に示すとおりM５のネジによって手力で取り外しできるようになっている。
【００２６】
把持部先端の内輪ベアリング回転部３と外輪ベアリング回転部４と奥内輪ベアリング回転部８の三つの回転部分内のベアリングには真球精度のG1からG10レベルの物を使い、受けの方は鏡面仕上げをする。さらにグリスやオイルの粘性によって抵抗が増すことを考慮し、長時間回転をする箇所でないことを考え、あえてグリスやオイルを入れないことにより、低抵抗の回転を実現する。
【００２７】
上記の実施例では、低抵抗の回転部としてベアリングの例をあげているが、ベアリングの代わりに回転部の研磨された金属面にフッ素皮膜を作り潤滑させ、その金属面同士を接触させて回転させる方法や、樹脂による潤滑で回転面を接触させて回転させる方法がある。
【００２８】
また車輪バランス測定器の重心錘部分５に比重の重い金属として例えば鉄を使用し、かつウエイト貼付位置指針用ロッド部分６に比重の軽い金属として例えばアルミニウムを使用する。
【００２９】
上記、ウエイト貼付位置指針ロッド６に伸縮させる機能を持たせることにより、多様な車輪径のバランス調整の対応も正確で簡易にできる。
【００３０】
次にバランス調整法の実施形態を述べる。図４に示されるように車輪バランス測定器を片手で把持、または固定具に固定し、車輪支持用ロッド２に被調整車輪Aを装着させる。すると上記に記載の高精密で内部抵抗が少ない回転部の作用で車輪周辺部の一番重量があるリム部が垂直一番下になり、ウエイト貼付位置指針用ロッド６が垂直上方を指す。その時、ウエイト貼付位置指針用ロッド６が示すリム部のウエイト貼り付け位置にテープやペンで印18を付けると作業がしやすい。そしてウエイト貼り付け位置（印が付けられた箇所18）を３時または９時の位置に持ってくる。その対角上の９時または３時の位置には最重部がある。そこで図７に示されるように1g、3g、5g、7g、10gと用意されている測定用錘（14a〜14e）のいずれかをウエイト貼り付け位置（印が付けられた箇所18）、またはウエイト貼り付け位置に最も近いスポーク13に引っ掛ける。その結果、測定用錘が引っ掛けられたウエイト貼付位置が上下に移動せず、完全に被調整車輪が停止することを確認し、対角線上の一番重量がある部分と釣り合いのとれる重量の値を見つけ出す。そして釣り合いの取れる重量分のバランスウエイトをウエイト貼り付け位置に貼り付けることにより車輪の重量的不均衡を完全に取り除き、結果として車輪回転時の動的不均衡をなくすことができる。
【００３１】
測定用錘14a〜14eは1g、3g、5g、7g、10gの５サイズを用意するが、作業上の観点から外見の大きさが比較しやすいよう比重の軽い金属、例えばアルミニウムで細い円柱形であるのが好ましい。またその先端部にはスポーク13に引っ掛けることの出来る溝16を設ける。
【００３２】
測定用錘14a〜14eをスポーク13に引っ掛けてバランスウエイト重量値を測る際、引っ掛けにくい場合（例えばスポークが極端に太い場合）には測定用錘14a〜14eをテープ等でリム部に貼り付けることによりバランスウエイト重量値を確認することが可能である。
【００３３】
バランスウエイトは市販の鉛製ロールシート17でシール付きのものを使い、バランスウエイト重量値に応じてハサミで切り離したものをリム部に貼付する。また予め鉛製シート17とバランスウエイト値に対応する1g、3g、5g、7g、10gのスケールカード15a〜15eを用意する。これにより、図6に示されるようにスケールカード15a〜15eのいずれかを鉛シートに照合するだけで1g、3g、5g、7g、10gのバランスウエイトを正確に確認でき、簡単に鉛製ロールシート17から必要重量分を切り離すことができる。
【００３４】
バランスウエイト重量値が１gを下回ると確認できる場合、バランスウエイトを目算で１g未満として前記鉛製ロールシート17から小さめに切り出し、ウエイト貼付位置に貼り付ける。その時、ウエイト貼り付け位置をどの位置で停止させても被調整車輪が回転しなければバランス調整が正確に実現しているものと認識する。
【００３５】
自転車車輪のバランス調整はタイヤ12やチューブ10そしてスピードメーターセンサー11を装着した状態、つまり走る時と同じ状態にしておこなうなうべきである。しかるにサイクリングやレースの走行イベントの直前にパンク等のトラブルによりタイヤ12チューブ10を交換した場合や、スピードメーターセンサー11の取り付け位置を変えた場合には、たとえ以前にバランス調整を施した車輪であっても新たな調整を施さなければならない。そうした状況や場所に電気機械製の重量の大きい従来の乗物用バランス測定器を持参するのは大きな労力であり、図2に示すように分解携帯可能で軽量な本発明のバランス測定器の機能が必要である。
【符号の説明】
【００３６】
１・把持部
２・車輪支持用ロッド
３・内輪回転部
４・外輪回転部
５・重心錘部分
６・ウエイト貼付位置指針用ロッド
７・外輪外側壁面
８・奥内輪回転部
１４a〜14e・測定用錘
【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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