(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内壁（２）と、半径方向外壁（３）と、内壁（２）と外壁（３）とを両側で連結する側壁（４、５）とを備えた中空構造体（１）からなり、内壁（２）にはスポーク連結点（１４）が複数形成されているとともに、このスポーク連結点（１４）が、リム軸に対して直交すると共に、両側の側壁（４、５）から等間隔隔てた正中面（１３）から逸れた平面（１５）に配列されてなる自転車用スポーク付き車輪のリム構造において、前記中空構造体（１）の空洞内に半径方向補強壁（１８）を設け、この補強壁（１８）で前記半径方向内壁（２）と前記半径方向外壁（３）とを互いに連結すると共に、この補強壁（１８）も前記正中面（１３）から逸れていることを特徴とする自転車用スポーク付き車輪のリム構造。
【請求項２】
請求項１に記載のものであって、前記補強壁（１８）とリムの何れか一方の側壁（４）とが、それぞれスポーク連結点（１４）の平面（１５）の両側に臨み、当該平面（１５）からそれぞれの方向に等間隔隔てていることを特徴とする自転車用スポーク付き車輪のリム構造。
【請求項３】
請求項２に記載のものであって、前記補強壁（１８）とリムの何れか一方の側壁（４）とは、前記スポーク連結点（１４）の前記平面（１５）に対してほぼ対称となるようにその形状が定められていることを特徴とする自転車用スポーク付き車輪のリム構造。
【請求項４】
請求項３に記載のものであって、各スポーク連結点（１４）において、リムの半径方向内壁（２）に対応するスポーク（１２）の一端（１２ａ）が貫通挿入される連結穴（１４０）が形成されており、中空構造体の空洞内に臨む各スポーク（１２）の前記一端（１２ａ）にはロック機素（１６）が設けられていると共に、該ロック機素（１６）とリムの前記内壁（２）と前記補強壁（１８）との間に力分散機素（１９）を介装していることを特徴とする自転車用スポーク付き車輪のリム構造。
【請求項５】
請求項４に記載のものであって、リムの横断面形状において、前記側壁（４、５）にはリム軸（７）に直交する平面に対して傾斜し、かつ、半径方向内側に向かって互いに収斂する部分があり、前記補強壁（１８）の横断面形状も、前記リム軸（７）と直交する平面に対して傾斜し、かつ、前記スポーク連結点（１４）の臨む平面（１５）に向かって半径方向内側に収斂する形状としたことを特徴とする自転車用スポーク付き車輪のリム構造。
【請求項６】
請求項５に記載のものであって、前記補強壁（１８）と前記側壁（４）との間における前記内壁（２）の部分の厚みが大きいことを特徴とする自転車用スポーク付き車輪のリム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用スポーク付き車輪、特に後輪のリム構造に関し、半径方向内壁と、半径方向外壁と、内壁と外壁とを両側で連結する側壁とを備えた中空構造体からなり、内壁にはスポーク連結用穴が複数形成されているとともに、このスポーク連結用穴が、リム軸に対して直交すると共に、両側の側壁から等間隔隔てた正中面から逸れた平面に配列されてなる自転車用スポーク付き車輪のリム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
前述の構成の自転車用スポーク付き車輪のリム構造については、ヨーロッパ特許公報第494277号、それに対応する米国特許第5,228,756号、ドイツ国実用新案第89 12 606.8号に開示されている。
【０００３】
図１は、従来公知の自転車用後輪の部分断面図を示している。この図１において、１はリム構造を示し、このリム構造は、半径方向内壁２と,半径方向外壁３と、両側の側壁４、５とを備えた金属性中空構造体１からなる。６は、車軸と同心的な軸心７を有する車輪のハブ（上半分のみ図示）を示す。図示のハブ６は後輪のハブであるから、このは部６には自転車の駆動チェーンと選択的に係合する複数のスプロケットギヤが設けられているのが通常である。
【０００４】
従来では、スプロケットギヤ群（図示せず）は、車輪ハブ６の一端に設けた遊車装置に装着されている。また、後輪ハブ６には、遊車装置８近傍の端部と、これとは反対側の他端部において、半径方向外側に張り出したスポーク係止用フランジ９、１０が形成されている。これらのフランジ９、１０には、概略的に図示したように放射状に延在するスポークの内端が連結されるようになっている。これらのスポークは１１と１２とで示すように二群に分けられ、ハブ６の軸心７とリム構造１に対して直交する平面に共通のベース１３を有し、その頂部がこの平面１３の両側を占めているほぼ円錐形を描く二つの表面にそれぞれ配置されている。
【０００５】
二群のスポークをこのように配置するのは、両群のスポークの外端が、前記軸心７と直交する前述の平面１３と一致する共通の正中面を定める連結点１４においてリム構造の内壁２に連結されるからである。連結点１４が臨む前記平面１３はハブ６の両端からほぼ等間隔隔てているが、遊車装置８がそのハブ６に備わっていると、両方のスポーク係止用フランジ９、１０は前記平面１３に対して互いに非対称となる位置を占めざるを得ない。その結果、両群のスポーク１１、１２と前記平面１３とが連結点１４においてなすそれぞれの収斂角度α、βが図１に示すように自転車の車輪の左側と右側とで著しく異なっている。このことから、自転車の車輪の組立時に当該車輪の右側と左側のそれぞれの群のスポーク１１、１２に作用する応力が著しく異なり、全体構造の強度が悪影響を受けるのみならず、車輪の動作特性を時間の経過に伴って一定に保つことができなくなる問題などがある。
【０００６】
前述の諸問題点を減少ないし解消するためには、前記収斂角度α、βの差をできるだけ小さくすればよいのではあるが、これは、スポーク連結点１４を、リムの正中面１３から逸らせる(offset)ことにより、従来のリム構造において達成されている。このようにスポーク連結点１４をリムの正中面１３から逸らせた従来のリム構造を図２に示す。
【０００７】
図２において、スポークの収斂角度α'、β'との差は、リム１の正中面１３とスポーク１１、１２の連結点１４が臨む平面１５との間にオフセット角εがあることから、図１に示した従来のリム構造における同様なスポーク収斂角度α、βとの差に比べて小さい。しかし、リムの正中面１３とスポークの連結点１４が臨む平面１５とがなすこのオフセット角εが、問題の種になっている。詳述すれば、車輪を自転車の車体(前フォークないし後フォーク、特に後者)に取り付けてスポークに張力をかけると、リムの横断面形状に、スポークの張力の作用方向をリムの正中面に一致させようとする捻りトルクが作用し、その結果、リムが回転変形してしまう。この状態を図３から図５にかけて示す。
【０００８】
即ち、図３は、スポークに作用する力Ｆによる捻りトルクＴで変形する前におけるリムの横断面形状を示している。図４は、リムが回転している状態を、また、図５は図４に示した状態を描いている点線から回転変形した状態でのリムの横断面形状を拡大して示している。
【０００９】
従って、本発明は、図３から図５にかけて示したリムの回転及びそれに伴う変形に起因する諸問題点を解消すべくなされたものであって、前述の如くの無理な力がリムに作用しても、それに抗し得るほどの強度を有する自転車用スポーク付き車輪のリム構造を提供するのと目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成すべくなされた本発明による自転車用スポーク付き車輪のリム構造は、半径方向内壁と、半径方向外壁と、内壁と外壁とを両側で連結する側壁とを備えた中空構造体からなり、内壁にはスポーク連結点が複数形成されているとともに、このスポーク連結点が、リム軸に対して直交すると共に、両側の側壁から等間隔隔てた正中面から逸れた平面に配列されてなる自転車用スポーク付き車輪のリム構造であって、前記中空構造体の空洞内に半径方向補強壁を設け、この補強壁で前記半径方向内壁と前記半径方向外壁とを互いに連結すると共に、この補強壁もリムの前記正中面から逸れていることを特徴としている。
【００１１】
好ましくは、前記補強壁とリムの側壁の何れか一方とが、それぞれスポーク連結点の平面の両側に臨み、当該平面からそれぞれの方向に等間隔隔てているのが望ましい。好ましい実施の形態においては、前記補強壁とリムの何れか一方の側壁とは、前記スポーク連結点の前記平面に対してほぼ対称となるようにその形状が定められていると共に、配置されている。
【００１２】
本発明のもう一つの特徴としては、各スポーク連結点において、リムの半径方向内壁に対応するスポークの一端が貫通挿入される連結穴が形成されており、中空構造体の空洞内に臨む各スポークの前記一端にはロック機素が設けられていると共に、該ロック機素とリムの前記内壁と前記補強壁との間に力分散機素を介装している。好ましくは、リムの横断面形状において、前記側壁にはリム軸に直交する平面に対して傾斜し、かつ、半径方向内側に向かって互いに収斂する部分があり、前記補強壁の横断面形状も、前記リム軸と直交する平面に対して傾斜し、かつ、前記スポーク連結点の臨む平面に向かって半径方向内側に収斂する形状とするのが望ましい。
【００１３】
本発明では前述した特徴を備えていることから、スポークに作用する張力の影響でリムが回転しようとする傾向をなくすことができる。兎も角、以後、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を詳述するが、これらの特徴がもたらす利点などもおのずから明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
先ず図６に、本発明を実施した自転車用スポーク付き車輪のリムの横断面図を示す。図６ではリム１そのものしか図示していないが、自転車の車輪における当該リムの状態は、図２に示したのと同一であって、ハブ６とは二群のスポーク１１、１２で連結されている。従って、図２に示した従来のリム構造におけるのと同一部品については、図１から図５において用いたのと同一符号を以って示すことで、その説明を便宜上省略する。但し、図２においては各スポークとハブ６のフランジ９、１０との連結について、それを詳細に説明することもしなかったし、また、図示もしていないが、これは当業者には周知であり、従来通りに連結してもよく、従って本発明とは無関係である。
【００１５】
図６に示したように、リム１は、半径方向内壁２と、半径方向外壁３と、内壁２と外壁３とを両側で連結する側壁４、５とを備えた中空構造体からなる。側壁４、５の内壁２に近接する部分は、リム１の対称正中面１３に向かって半径方向内側に収斂すべく傾斜している。また、図２にに示したのと同様に、本発明を実施したリム１においてもスポーク連結転１４は全てリム軸と直交して、当該リムの正中面１３に対してオフセット角εを有する平面１５に臨んでいる。
【００１６】
図７に詳細に示すように、図示の実施の形態においては、各連結点１４は、内壁２に形成した貫通連結穴１４０からなり、対応するスポーク１２の一端１２ａがこの貫通連結穴１４０に挿通され、その後、リムの空洞内で例えばナットの如くのロック機素１６が螺着されるようになっている。この場合、従来より周知の如く、ロック機素１６を各スポークの一端１２ａに螺着させるに当たって用いる工具が当該ロック機素１６に届くように、外壁３にアクセス用開口が設けられている。
【００１７】
図６から図８に明確に示すように、本発明によるリムは図２に示した従来公知のリムとは、内壁２と外壁３とを連結する補強壁１８を設けた点で異なっている。この補強壁１８は、内壁２と外壁３との間を半径方向に沿って延在しており、しかも、リムの正中面１３からスポークの臨む平面１５とは反対が輪に逸れた個所に設けられている。
【００１８】
図示の実施の形態においては、補強壁１８と側壁４とは、スポークの臨む平面１５に対してほぼ対称となるようにその形状が定められ、かつ、配置されている。また、内壁２における側壁４と補強壁１８との間の部分の厚みは、補強壁１８と側壁５との間の部分の厚みよりも大きくなっている。更に、図７に示したように、ロック機素１６とリムの内壁２との間に力分散機素１９が設けられており、この力分散機素１９は内壁２と、側壁４の一部と補強壁１８の一部とに密着している。
【００１９】
本発明によるリム構造は前述の構成であるから、スポーク１２の張力Ｆにより水平方向に作用する力成分Ｆｏが発生するが、この水平方向力成分Ｆｏはリム構造に伝達されて、リムの横断面形状を安定させている。他方、スポーク１１の場合では、同様な水平方向力成分が側壁４に作用することになる。
【００２０】
本願出願人が行った研究実験の結果、図６に示した本発明によるリム構造で、本発明の課題となった諸問題点を効果的に解消できた。即ち、リムの正中面１３に対するスポークが臨む平面１５のオフセット固めにスポークの張力でリムの横断面が回転するのを阻止することができた。この結果は、図７と図８とに示したように力分散機素１９を設けたこと、それに、特定の形状を選定することで更に向上させることができる。
【００２１】
図９は、本発明の変形例を示すもので、自転車用タイヤがチューブである場合に適したものである。
【００２２】
言うまでもないことではあるが、本発明の原理を変えなくとも、ここまで例示した本発明の詳細な構成と実施の形態とは種々変えることも出きる。例えば、リムの特定の横断面形状も、内壁２と外壁３と側壁４、５、それに、正中面１３から逸れた補強壁１８とを備えている限りでは、図６に示したのとまったく異なった横断面形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のリム構造を有する自転車用後車輪の横断面図。
【図２】  リムの正中面からオフセットした平面にスポークが臨む、別の従来のリム構造を有する自転車用後車輪の横断面図。
【図３】  図２に示したリム構造において、スポークの張力がリムに作用する前の状態を示す部分横断面図。
【図４】  図２に示したリム構造において、スポークの張力がリムに作用して回転するありさまを示す部分横断面図。
【図５】  図２に示したリム構造において、回転の結果変形したリムを示す部分横断面図。
【図６】  本発明の一実施の形態によるリム構造を示す横断面図。
【図７】  図６に示したリム構造において、スポークを連結した状態を示す横断面図。
【図８】  図７に示したリム構造において、スポークの張力の作用を説明するための横断面図。
【図９】  本発明のリム構造の変形例を示す横断面図。
【符号の説明】
１・・・・リム                          ２・・・・内壁
３・・・・外壁                          ４・・・・側壁
５・・・・側壁                        １４・・・・スポーク連結点
１６・・・・ロック機素              １８・・・・補強壁
１９・・・・力分散機素              140・・・・スポーク連結穴
【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】
0004115596.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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