(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の車輪用のイクイップメントであって、
前記車輪のリムの内側面に固定されるように設計された少なくともひとつのウイング形状のプロファイルを有する突起部を備え、
前記ウイング形状のプロファイルを有する突起部の内部プロファイルは、以下の幾何学的関係を有し、
Ｒ２＝０．６から０．８Ｒ１
Ｈ＝０．１÷０．２Ｒ１
α＝２０°÷４５°
β＝２０°÷４５°、
ここで、Ｒ１は前記リムの内径であり、Ｒ２は前記リムの中心が垂直方向に沿って下方に距離Ｈだけ移動したときに描く円弧の半径であり、αは前記ウイング形状のプロファイルを有する突起部の一端に沿った線分と前記リムの半径に沿った線分とのなす角度であり、βは前記ウイング形状のプロファイルを有する突起部の他端に沿った線分と前記リムの半径に沿った線分とのなす角度である、
ことを特徴とするイクイップメント。
【請求項２】
少なくともひとつの貫通開口部が前記少なくもひとつのウイング形状のプロファイルを有する突起部に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のイクイップメント。
【請求項３】
前記少なくともひとつのウイング形状のプロファイルを有する突起部は、前記リムと一体化されるか、または、前記少なくともひとつのウイング形状のプロファイルを有する突起部はタブテールカップリングによって前記リムに取付けられる、ことを特徴とする請求項１または２に記載のイクイップメント。
【請求項４】
前記少なくともひとつのウイング形状のプロファイルを有する突起部の重量は、車輪あたり６０グラムから８０グラムの間である、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のイクイップメント。
【請求項５】
前記リムの本体に少なくともひとつの通路を有する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のイクイップメント。
【請求項６】
前記少なくともひとつの通路は、ウイング形状のプロファイルの一部として設計された３次元の内部プロファイルを有する、ことを特徴とする請求項５に記載のイクイップメント。
【請求項７】
前記３次元の内部プロファイルは、ＮＡＣＡプロファイルである、ことを特徴とする請求項６に記載のイクイップメント。
【請求項８】
前記少なくともひとつの通路は、ベンチュリ管として設計された３次元の内部プロファイルを有する、ことを特徴とする請求項６に記載のイクイップメント。
【請求項９】
前記リムの２つの側面の各々の上に、ウイング形状のプロファイル部またはベンチュリ管の入口部分が、前記同一のウイング形状のプロファイル部またはベンチュリ管の出口部分に挿入される、ことを特徴とする請求項７または８に記載のイクイップメント。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のイクイップメントを少なくともひとつ備える、自転車の車輪用のリム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、自転車の車輪用のデバイス、および、上述したイクイップメントを少なくとも含む対応するリムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自転車乗りのパフォーマンスは、
１．平均伝達率を使って高い回転運動を生み出す自転車乗りの能力およびペダリング中のトルクの両方によって達成されるパワー、
２．摩擦力を減少させ、空気中をより速く走り抜ける自転車乗りの流体力学的ポジション、
３．動きおよびブレーキを容易にするように高品質なものでなければならない、自転車を構成する異なる機械的部品、
などのいくつかのファクタに依存する。
【０００３】
山の上では、自転車および自転車乗りからなるアセンブリに対する重力の作用により、重量は重要な役割を果たす。身体的努力をより耐えられるものにするため、特に長距離にわたる場合には、快適性が求められる。構造によって与えられる良好な堅固さにより、自転車乗りから自転車の車輪へ効率的にエネルギーが伝達される。しかし、頑丈すぎると、自転車乗りの身体的能力に対して悪影響を及ぼすことが知られている。
【０００４】
したがって、自転車乗りのパフォーマンスは、上記したファクタの熟練したブレンドによる。
【０００５】
また、車輪およびその安定性を保持する重量およびサポートの割合が重要である。
【０００６】
現代の自転車の効率は非常に高く、自転車乗りによって生成されるパワーの９７％が車体を押すために使用される。しかし、現在購入可能な自転車によっては、自転車乗りは、自転車を押すために、その有するすべてのエネルギーを使うことはできないであろう。
【０００７】
例えば、自転車乗りの両脚の交互の動きによって生成される回転が、チェーンを介して、クランクディスクの回転によって後輪の動きに伝達されることを考慮すると、問題は、伝達率を向上させることでなく（それは上記したようにすでに約９７％である）、このパフォーマンスが道路条件の変化により大きく損なわれることを防止することである。
【０００８】
現時点で２つの可能な模索の道がある。
１．自転車乗りのペダリング中に生じたエネルギーのほとんどを作り出すペダルを設計すること。これは、例えば、楕円形ペダルを目標とする。このペダルは、ペダリング中に遭遇する２つの死点を通路を介して容易に通過するように設計される。それは、ギアの異なる向きに関連したクランク間の角度に依存する。
２．回転中の車輪の小さすぎる慣性を回避しつつ、効率が低下しないようにすること。軽量の車輪は、回転の始めで慣性が小さく、スタート加速を得てペダリング中の快適性を迅速にもたらす。しかし、軽量ホイールのイクイップメントから導出される最初のポジティブな効果は、すぐに自転車乗りに対してネガティブな効果になる。自転車乗りは、最初に容易に到達した速度を維持するために身体的な努力を持続させなければならない。言い換えれば、軽量の車輪は、その後戻る（ポテンシャルエネルギー）十分な運動エネルギーを蓄積することができない。また、自転車乗りが完璧に適応していないと、それはかなりネガティブな効果を生じさせる。
【０００９】
本願発明は、模索の２番目の道に正確に沿っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本願発明の目的は、上述した欠点を有せず、同時に容易に実現可能であり、コストが安い、自転車の車輪用のイクイップメントおよび少なくともそのイクイップメントを有する対応するリムを与えることである。
【００１１】
本願発明の目的は、車輪のリムの内側面に固定するように適応された少なくともひとつのウイング形状のプロファイルを有する突起の自転車の車輪用のイクイップメントである。
【００１２】
他の目的は、本願発明に従う少なくともイクイップメントを有する自転車の車輪用のリムである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、自転車／自転車乗りシステムの過剰な全体重量は、特に山では、概してネガティブなファクタであることは事実であるが、自転車（特にリム）に、適切に分配されれば、特定の条件においてペダリング効率を有意に改善することができるある重量が存在するという観察に、本願発明は基づくものである。
【００１４】
本願発明は、本質的に、自転車のリムに取り付けられた遠心質量の使用に基づくものである。静的な観点から、この遠心質量により、車輪あたり６０から８０グラムの自転車の重量増加が生じる。
【００１５】
ウイング形状のプロファイルを有する突起部である遠心質量が、小さい慣性で軽量車輪上に固定されれば、動的な観点から、この質量は（遠心力を生じさせるため）、リムシャフトに内側から外側に向かう力を印加する。この質量は、ハブに印加された異なる横方向の力によるテンションのロスを減少させるのに寄与する。
【００１６】
低速において、ハブのモビリティは、有効な増加半径を維持することにより有意に増加する（堅固さの増加によって垂直方向のたわみが減少する）。平坦でない山道はもはや問題ではなく、自転車の快適性はかなり増加する。自転車は、急発進によく反応し、速度が車輪の堅固さを増加させるとき、下り坂のより良いハンドリングももたらす。
【００１７】
動的な質量の形状およびその重量は、対称軸線上で車輪を保持するのを改善するのに寄与する。その結果、ペダルによって与えられるパフォーマンスの質は最適化され、横方向の変形が減少する。
【００１８】
死点（上部および下部）を通過する通路は容易に実現可能であり、自転車乗りはより低いエネルギーを使用してペダリングを維持することができる。
【００１９】
さらに、周知のように、非常に堅固な組成構造を有する固体ホイールの競技中（例えば、時間競技（時間との闘いと呼ばれる））での使用は、自転車の全体のパフォーマンスを増加させた。それにも拘わらず、車輪の側面方向の風の影響は主なハンディキャップであり、もし天候条件が悪ければ、その使用は危険であることを証明した。
【００２０】
そのようなレースに対して、風の影響をより受けにくいスポークつきの伝統的な車輪を使用し続けることが可能である。より小さいがより重い遠心質量によって、車輪に対して要求される堅固さを与えることができる。
【００２１】
モジュール式で、レースの種類（山の上、平地、または時間レース（時間との闘い））に応じて遠心質量の形状およびその重さを変化させることも可能である。
【００２２】
使用される材料は、炭素／ケブラー（登録商標）の合成物であってよい。または、良好な張力を与えることが示された他の繊維であってもよい。
【００２３】
例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）のようなプラスチックは、コストを減少させ、このデバイスの普及を促進させることができる。
【００２４】
本願発明は遠心質量のアンカリングシステムに関するものであるので、この応用に対して、特別にデザインされたリムが必要である。
【００２５】
遠心質量用のスライドレール（ネガティブレール）がリムの厚さ方向に形成されるか、レールシステム（ポジティブレール）が使用されても良い。
【００２６】
すべての場合において、遠心質量はリムに接着されるが、スライドによって押される。それによって、システムはリムの内側面に与えられる圧力を適切に分配することができるため、これは重要である。
【００２７】
本願発明をより良く理解するために、添付する図面を参照して、非限定的な例である好適実施形態が以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本願発明に従うイクイップメントの第１実施形態を有する自転車のリムの正面略示図である。
【図２】図２は、本願発明に従うイクイップメントの第２実施形態を有する自転車のリムの３次元図を示す。
【図３】図３は、図２のリムの正面図を示す。
【図４】図４は、図２および３に示すイクイップメントの少なくとも一部に設けられたリムの拡大３次元図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１において、本願発明の教示に従うイクイップメント２０を具備する自転車のリム１０の全体が示されている。
【００３０】
リム１０は、周知のように、タイヤ（図示せず）によって覆われる内側チューブを含む車輪（ＷＬ）（図示せず）の一部である。車輪（ＷＬ）は、図示しない周知の複数のスポークを具備し、それはリム１０を物理的にハブ（図示せず）に結合する。
【００３１】
図１に示す第１実施形態において、イクイップメント２０は４つのウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄを有し、その各々は、リム１０の四分円Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶを占める。
【００３２】
ウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄの各々は、フラットであり、金属シートをカッティングすることにより有利に作成することができる。
【００３３】
ウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄの各々の内部プロファイルは、有利に、しかし必須ではなく、リム１０の内径（Ｒ１）に関して以下の幾何学的特徴を有する。
（Ｒ２）＝０．６から０．８（Ｒ１）
（Ｈ）＝０．１÷０．２（Ｒ１）
（α）＝２０°÷４５°
（β）＝２０°÷４５°
【００３４】
これらの最適値はコンピュータによって電子的に処理された数学的モデルによって得られたものである。これらの初期値はさらに実験によって確認された。
【００３５】
リム１０の円周に描かれたポイント（Ｗ１）および（Ｚ１）によって区切られた第１の四分円に着目する。
【００３６】
リムの中心を、ポイント（Ｏ）から、垂直方向（ＰＰ）に沿って、ポイント（Ｏ）からの距離（Ｈ）まで移動することにより、半径（Ｒ２）の円弧（ＡＲＣ１）を描くことができる（上記した方向で）。
【００３７】
角度（α）は、有利に、しかし必須でなく、ポイント（Ｗ１）から始まる２０°と４５°との間である（上記した方向で）。こうして、ポイント（Ｗ２）は円弧（ＡＲＣ１）の上に描かれる。
【００３８】
同様に、角度（β）は、有利に、しかし必須ではなく、ポイント（Ｚ１）から始まる２０°と４５°との間である（上記した方向で）。こうして、ポイント（Ｚ１）は円弧（ＡＲＣ１）の上に描かれる。
【００３９】
ここで、角度（α）および（β）は同一または異なる値を有してよいことに注目すべきである。
【００４０】
したがって、ポイント（Ｗ１）、（Ｗ２）、（Ｚ２）、および（Ｚ１）は、ウイング形状のプロファイルを有する突起部を区切る。その領域は、ハッチングで示されている。
【００４１】
それぞれの円弧（ＡＲＣ２）、（ＡＲＣ３）および（ＡＲＣ４）を描くことで、同じ作業が、四分円ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶに対して実行可能である。それらは、ウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄにそれぞれ対応する（図１）。
【００４２】
ウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄは、リム１０と一体化されてもよく、または、例えばダブテールカップリングによってそれに取り付けられてもよい。これらのウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄは、車輪（ＷＬ）に対してフリル効果を生み出す。
【００４３】
図２および３に示す第２実施形態において、ウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ★、２５Ｂ★、および２５Ｃ★は３つであり（図１の第１実施形態では４つであった代わりに）１２０°だけ相互にオフセットされている。
【００４４】
また、図２および３に示すように、この実施形態において、ウイング形状のプロファイルを有する突起部２５Ａ★、２５Ｂ★、および２５Ｃ★は、強い横風によるセーリング効果を防止するために、ひとつ以上の開口部（ＯＰ１）、（ＯＰ２）および（ＯＰ３）を具備してよい。これらの開口部（ＯＰ１）、（ＯＰ２）および（ＯＰ３）は２つの関数を有する。
ａ）これらは、横風の効果をより対比させる、制御されかつ代替的な忍耐能力を作りだし、
ｂ）そのサイズを変化させることにより、異なる自転車レースに適合するように車輪の慣性を変更することができる。
【００４５】
両方の実施形態において、ウイング形状のプロファイルを有する突起部（２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ａ★、２５Ｂ★、２５Ｃ★）の重量は、有利には、車輪あたり６０グラムから８０グラムである。
【００４６】
また、図２、３、および４に示す本願発明の他の実施形態に従い、ある数の通路（ＰＳ１）および（ＰＳ２）がリム１０の本体上に作成されている。
【００４７】
図４により詳細に示すように、通路（ＰＳ１）および（ＰＳ２）の各々は、ウイング形状のプロファイルの型の一部にしたがって設計された、３次元の内部プロファイルを有する。
【００４８】
有利に、しかし必須ではなく、ウイング形状のプロファイルは、ＮＡＣＡタイプであってよい。
【００４９】
代替的に、リム１０の２つの側面（ＦＣ１）および（ＦＣ２）の各々において、通路（ＰＳ１）の入口部（ＳＺ１）は、通路（ＰＳ２）の出口部（ＳＺ２）に挿入される（図２）。
【００５０】
言い換えれば、有利に、しかし必須ではなく、通路（ＰＳ１）および通路（ＰＳ２）は、テーパーを有する同じウイング形状のプロファイルの型と同様に成形される。
【００５１】
したがって、通路（ＰＳ１）に関して、ウイング形状のプロファイルがリム１０の側面（ＦＣ１）を通じて入ってきて、同じリムの他の側に配置された側面（ＦＣ２）を通じて出て行く。これに対して、通路（ＰＳ２）に関して、ウイング形状のプロファイルがリム１０の側面（ＦＣ２）を通じて入ってきて、同じリムの他の側に配置された側面（ＦＣ１）を通じて出て行く。
【００５２】
通路（ＰＳ１）および（ＰＳ２）のこの有利な代替により、左右の１５°、２０°、３０°、および、４０°から到達する余分な風を除去することができる。
【００５３】
さらに、ベンチュリ管として通路（ＰＳ１）および（ＰＳ２）を適切に設計することにより、車輪の自然な加速を生み出すことができる。
【００５４】
この場合、ベンチュリ管の入口および出口は上述したように相互に挿入されてよい。
【００５５】
通路（ＰＳ１）および（ＰＳ２）の形状、数および長さは、上記した横風のネガティブな影響を抑制するように選択可能である。
【００５６】
本願発明の主な目的を表す、自転車の車輪用のイクイップメントの主な利点は、
死点（上部および下部）を通じる通路が容易に実現され、自転車乗りはペダリングを維持するのにより少ないエネルギーを使用することできること、
ウイング形状のプロファイルを有する突起部の重量および／または形状に従い、車輪は異なるレース（平地、山、時間レース（時間との闘い）等）に自転車を適応させるべく、プロジェクトデザイナーによる所望の堅固さを有すること、
車輪は、強い横風が吹く場合により安定化すること、である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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