(57)【要約】      （修正有）【課題】二輪車のホイールは必要充分な強度し、軽量な素材を用いた、体積の少ない形状、構造を得る。【解決手段】ホイールを横方向から見た際のスポーク組形状を、中心のハブから三つの正六角形が放射状に形成され、更にリムに向かって正六角形を組み合わせたハニカム構造とした。また表面と裏面で６０度位置関係を変位させた。スポークの素材は樹脂で被覆成型されたカーボン繊維製であり、そのカーボン繊維は編み込まれた糸状となっており、樹脂成型加工後のスポークの断面は円形、楕円形、又は船形とした。編み込まれたカーボン糸は２本撚り合わせて正六角形の一辺とし、正六角形の分岐点においては２本のカーボン糸を１本ずつに分離し、隣接する二辺から分離された１本ずつと撚り合わせるという製造方法とした。これにより、ハニカム構造を形成するすべての正六角形の各々の辺は、撚り合わせによって結合されたカーボン糸の連続体となった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ、スポーク、リムの各パーツで構成される二輪車用のホイールにおいて、ホイールを横方向から見た際のスポーク組形状が、中心のハブから三つの正六角形が放射状に形成され、更にリムに向かって正六角形を組み合わせたハニカム構造によりスポークが組まれていることを特徴とする二輪車用のホイール。
【請求項２】
上記ハニカム構造を有する二輪車用のホイールにおいて、ホイールの表裏面に設置されるスポークの組形状が表面と裏面で６０度位置関係が変位していることを特徴とする請求項１記載の二輪車用のホイール。
【請求項３】
上記ハニカム構造を有する二輪車用のホイールにおいて、スポークの素材が樹脂で被覆成型されたカーボン繊維製であり、そのカーボン繊維は編み込まれた糸状となっており、樹脂成型加工後のスポークの断面が円形、楕円形、又は船形であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の二輪車用のホイール。
【請求項４】
上記ハニカム構造を有する二輪車用のホイールにおいて、編み込まれたカーボン糸を２本撚り合わせて正六角形の一辺とし、正六角形の分岐点においては２本のカーボン糸を１本ずつに分離し、隣接する二辺から分離された１本ずつと撚り合わせるという製造方法により、ハニカム構造を形成するすべての正六角形の各々の辺が接着ではなく、撚り合わせによって結合されたカーボン糸の連続体であることを特徴とする請求項３記載の二輪車用のホイールの製造方法。
【請求項５】
上記ハニカム構造を有する二輪車用のホイールにおいて、ホイールを縦方向から見た場合、ハブとリムを繋ぐスポークが直線ではなく、外側に湾曲したアーチ形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の二輪車用のホイール。
【請求項６】
上記ハニカム構造を有する二輪車用のホイールにおいて、中心のハブから放射状に形成された表裏両面の六つの正六角形のリム寄りの２辺を繋ぐ線をリムの内周の頂上線とし、これにスポークを繋ぐディープリム構造を特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の二輪車用のホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、二輪車用のホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  二輪車、特に自転車のホイールは様々なスポークの組み方の形状がある。特許文献１に示されるようなノーマルなタンジェント組や、回転負荷のかからない前輪はシンプルに放射状にスポークを張って軽量化を優先する場合もある。特許文献２の第１図のようにハブ、スポーク、リムを一体化成型する方法も一部実用化されている。不規則にスポークを組む例としては、特許文献３の第１図、第２図及び特許文献４の第１図のようにハブに接続されたスポークがリムに接続される途中で曲形や異形を描き、衝撃吸収等を目的としてデザインされている場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５７８１１８号
【特許文献２】実公平０６−００６９６２
【特許文献３】実開平０４−０３７００１
【特許文献４】実公平０７−０４７２０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ホイールは二輪車の全重量及び運転者の体重を前後の二輪で受け止めているので、特にスポークには大きな荷重がかかる。ホイールの破損は走行中の重大な事故に繋がるので、充分な強度を確保したい。【０００５】  また一方でホイールの軽量化は走行速度を上げる効果があり、特に人力で漕ぐ自転車は軽量化の恩恵を大きく受ける。必要充分な強度を得られるのであれば、軽量な素材を用いた、出来るだけ体積の少ない形状、構造が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  ホイールを横方向から見た際のスポーク組形状を、中心のハブから三つの正六角形が放射状に形成され、更にリムに向かって正六角形を組み合わせたハニカム構造とした。また表面と裏面で６０度位置関係を変位させた。【０００７】  スポークの素材は樹脂で被覆成型されたカーボン繊維製であり、そのカーボン繊維は編み込まれた糸状となっており、樹脂成型加工後のスポークの断面は円形、楕円形、又は船形とした。編み込まれたカーボン糸は２本撚り合わせて正六角形の一辺とし、正六角形の分岐点においては２本のカーボン糸を１本ずつに分離し、隣接する二辺から分離された１本ずつと撚り合わせるという製造方法とした。これにより、ハニカム構造を形成するすべての正六角形の各々の辺が接着ではなく、撚り合わせによって結合されたカーボン糸の連続体となった。【０００８】  ホイールを縦方向から見た場合、ハブとリムを繋ぐスポークが直線ではなく、外側に湾曲したアーチ形状とした。また中心のハブから放射状に形成された表裏両面の六つの正六角形のリム寄りの２辺を繋ぐ線をリムの内周の頂上線とし、これにスポークを繋ぐディープリム構造とした。
【発明の効果】
【０００９】  強度の高いカーボン繊維を糸とし、撚り合わせて連続結合体とし、これを正六角形の集合体であるアーチ型ハニカム構造としたことで、高い強度を確保することが可能となった。更に表裏でスポークの組み位置を６０度変移させることで、負荷の分散化を図り、あらゆる角度からの負荷にも耐えられる構造となった。【００１０】  またカーボン繊維は軽量でありながら高い抗張力を持ち、細く編みこんだ糸は最小限の体積で強度を確保するため、軽量化が可能となった。また、楕円形や船形の断面は空力抵抗に優れているので、走行速度の向上に貢献する。【００１１】  レース用自転車で採用されているディープリム構造のホイールは起伏の少ない巡航走行に適しているが、ハニカム構造の周囲をディープリム構造とすることで、ハニカム構造のメリットを損なうことなく、安定した走行性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハニカム構造でスポークを組んだ片面ホイールを示した図である。
【図２】ハニカム構造でスポークを組んだ両面ホイールを示した図である。
【図３】ハニカム構造でスポークを組んだ後輪用ホイールを示した図である。
【図４】アーチ形状を示した縦方向からの図である。
【図５】ディープリムとしたホイールを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  ホイールを横方向から見た際のスポーク組形状が、中心のハブから三つの正六角形が放射状に形成され、更にリムに向かって正六角形を組み合わせたハニカム構造である。表面と裏面は６０度位置関係を変位させ、あらゆる角度からの負荷に耐えられる構造とした。スポークの素材は樹脂で被覆成型されたカーボン繊維製であり、そのカーボン繊維は編み込まれた糸状となっており、樹脂成型加工後のスポークの断面は円形、楕円形、又は船形とした。編み込まれたカーボン糸は２本撚り合わせて正六角形の一辺とし、正六角形の分岐点においては２本のカーボン糸を１本ずつに分離し、隣接する二辺から分離された１本ずつと撚り合わせるという製造方法とした。これにより、ハニカム構造を形成するすべての正六角形の各々の辺が接着ではなく、撚り合わせによって結合されたカーボン糸の連続体となった。ホイールを縦方向から見た場合、ハブとリムを繋ぐスポークが直線ではなく、外側に湾曲したアーチ形状とした。ディープリム構造とする場合は、中心のハブから放射状に形成された表裏両面の六つの正六角形のリム寄りの２辺を繋ぐ線をリムの内周の頂上線とし、これにスポークを繋ぐこととした。
【実施例１】
【００１４】  図１は、本発明の１実施例であって、予め編みこまれたカーボンの糸を使用したハニカム構造を示している。まず第一の糸の断端を１４．中右上点からスタートさせる。３．右六角の右上点から同上点、同左上点（４．左六角の右上点と同じ点）、１．ハブ、同下点（５．下六角の右上点と同じ点）、同右下点、同右上点と通り、１４．中右上点に戻る。次に第二の糸を１１．下中点からスタートさせ、５．下六角の下点から同右下点、同右上点、１．ハブ、同左上点、同左下点から同下点から１１．下中点に戻る。第三の糸を８．中左上点からスタートさせ、４．左六角の左上点、同左下点、同下点、１．ハブ、同右上点、同上点、同左上点から８．中左上点に戻る。次の糸は１３．中右下点から３．右六角下点、５．下六角右下点、１２．下右点とする。次の糸は１０．下左点から始まり、５．下六角左下点、同左上点、４．左六角左下点から９．中左下点と繋ぐ。次の糸は７．上左点から、４．左六角上点、同右上点、３．右六角上点、６．上右点へと繋がる。次に１３．中右下点から始まり、３．右六角右下点、同右上点、同上点、６．上右点へと繋ぐ。次に７．上左点から始まり、４．左六角上点、同左上点、同左下点、９．中左点へと繋ぐ。最後に１０．下左点から始まり、５．下六角左下点、同下点、同右下点、１２．下右点へと繋ぐ。
この方法により、２本撚り合わせたカーボン糸により正六角形の各々の一辺が形成され、ハニカム構造を形成するすべての辺が接着ではなく、強固なカーボン糸の連続体とすることが可能である。【００１５】  ハニカム構造の糸の連続体を形成する際は、予め糸を固定しておく金型が必要であり、ハニカム構造が出来上がった後に樹脂により固着させる。糸を納める金型が楕円であれば糸の断面も楕円となり、船形であれば船形で成型することが可能である。この金型が半球型にアーチがかかった形状であれば、仕上がるハニカム構造も図４に示すようにアーチを描くことになる。ハニカム構造のスポークの成型が完成した後に１．ハブ及び２．リムに接続される。糸の断端は、張力調整が可能な構造で固定される。【００１６】  表面と裏面を６０度変位させると図２のようにより強固なハニカム構造体となる。あらゆる方向からの負荷に対して充分な強度を持つ形状となる。図は見やすいように裏面のハニカム構造体を二重線で示している。図３は後輪用のホイールを示している。後輪は動力が伝達されるので回転方向にトルク力が発生する。この捩れによる破損を防ぐためにハブに接続する部分のみ回転方向の捩れトルクを回避する接続方法が採られている。【００１７】  図５は、１５．ディープリムの仕様であるホイールを示している。中心のハブから放射状に形成された表裏両面の六つの正六角形のリム寄りの２辺を繋ぐ線をリムの内周の頂上線とし、これにハニカム構造であるスポークを繋ぐ構造としている。ハニカム構造の周囲をディープリム構造とすることで、ハニカム構造のメリットを損なうことなく、安定した走行性能を確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】  健康維持、又は環境保全の観点から、移動手段を自転車へと切り替えている人は多い。また趣味として自転車レースに参加する人は年々増加している。強度を保ち、安全で尚且つ安定した走行性能を堪能できる強く軽いホイールが求められている。当該発明によりその提供が可能となる。
【符号の説明】
【００１９】  １    ハブ
２    リム
３    右六角
４    左六角
５    下六角
６    上右点
７    上左点
８    中左点
９    中左点
１０    下左点
１１    下中点
１２    下右点
１３    中右下点
１４    中右上点
１５    ディープリム
【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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