JP2011031791A

JP2011031791A - 回転慣性力増大部材およびこれを備えた自転車の駆動輪

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Publication number: JP2011031791A
Application number: JP2009181354A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kawakita; 芳明河北
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】自転車の始動時の必要トルクを大幅に増加させることなく、回転慣性力を増加させることが可能であり、かつ、構成が簡素で安価な、回転慣性力増大部材およびこれを備えた自転車の駆動輪を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の回転慣性力増大部材は、ハブと、リムと、ハブ及びリムを固定するスポークと、を備える自転車の駆動輪に設けられ、当該駆動輪の回転によって回転することで駆動輪の回転慣性力を増大させるものであり、ハブの軸部、リム、及びスポークのうちの少なくとも一つに設けられ、且つその設けられる位置が駆動輪の半径方向における重心位置よりもハブ寄りであることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、自転車の駆動輪に設けられ、走行中における駆動輪の回転慣性力を増大するための回転慣性力増大部材およびこれを備えた自転車の駆動輪に関する。

従来のタウン用自転車の駆動輪１１０は、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、その中心部を構成するハブ１１５と、外周部を構成するリム１１１と、ハブ１１５とリム１１１を連結するスポーク１１２とを主に備えて構成されている。

ハブ１１５は、円筒状の回転体である軸部１１７と、軸部の両側に設けられるフランジ部１１６と、を主に有して構成される。
軸部１１７は、その内部の軸受（図示せず）に車軸（図示せず）が挿通されており、車軸（図示せず）の回転が軸受（図示せず）に伝えられることにより回転するようになっている。
フランジ部１１６は、スポーク１１２を取り付けるものであって、円周方向に等間隔で形成された、スポーク１１２を取り付けるためのスポーク孔１１６ａを複数有している。

リム１１１は、フレーム部材であり、表面に、円周方向に等間隔で形成された、スポーク１１２を取り付けるためのスポーク孔（図示せず）を複数有している。またリム１１１は、外周側からチューブ（図示せず）と、タイヤ１１４とが取り付けられており、内周側からスポーク１１２の他端側が取り付けられている。
スポーク１１２は、ハブ１１５とリム１１１と共に駆動輪１１０の骨格を構成する棒状部材であり、一端側がフランジ部１１６のスポーク孔１１６ａに取り付けられ、他端側がリム１１１のスポーク孔（図示せず）に所定の張力で取り付けられている。

ここで、自転車の走行性能は、主に、漕ぎ出し加速力、運動慣性力によって左右される。
第一に漕ぎ出し加速力は、運転者の脚力が同じである場合、漕ぎ出し加速力は、主に、タイヤの径と、自転車の車台総重量と、クランク一回転で進む距離との三つの要因によって左右される。

まず、タイヤの径については、小径タイヤの方が大径タイヤよりも車輪を回転させるときに必要とされるトルク（静止状態から自転車を駆動させるのに必要なモーメント）が小さくて済むので、漕ぎ出しの加速力が大きくなる。なお、始動時の必要トルクＮは、式（１）により表される。

（数１）
Ｎ＝Ｌ・Ｆ・・・式（１）

ここで、Ｌは、クランクアームの長さ（クランクアームの中心とペダルの中心との距離）であり、Ｆは、脚力が踏みおろす力（踏力）であって、式（２）により表される。

（数２）
Ｆ＝Ｍｏｍω^２・・・式（２）

ｍは、駆動輪（ここでは、後車輪とする）の質量であり、Ｍｏは、後車輪の回転中心Ｃから車輪の半径方向における重心位置Ｇまでの距離であり、ωは、後車輪の単位時間当たりの回転角速度である。なお、後車輪の半径方向における重心位置Ｇとは、図９に示すように、後車輪の半径方向における質量がつりあう位置である。一般的なタウン用自転車では、重心位置Ｇが、半径の５〜６割程度の位置となっている。例えば、２６インチの自転車では、半径１３インチの約６割程度である半径７．８インチ付近が、重心位置となっている。図９に示す例では、破線で示す重心位置Ｇの内側の領域の質量と、外側の領域の質量とがつり合っている。

小径タイヤの自転車は、大径タイヤの自転車よりも質量ｍ及びモーメントＭｏが小さいため、前記式（１）、（２）により、始動時の必要トルクＮが小さくて済むので、小さな踏力でも楽に走り出すことができる。

ここで、回転する車輪を除く、利用者の体重を含めた全体としての自転車の総重量を自転車の車台総重量とする。この総重量が軽ければ軽いほど、加速するときの負荷が小さくて済むので、漕ぎ出しの加速力が大きくなる。

さらに、クランク一回転で進む距離は、ギア比とタイヤの径との関係で言い換えることができる。同じギア比なら、大径タイヤの自転車は、小径タイヤの自転車よりも、タイヤの径が大きい分、クランク一回転で進む距離が長くなるが、小径タイヤの自転車は、大径タイヤの自転車とクランク一回転で進む距離が同程度となるようにギア比の変更がなされていないことが多い。このため、小径タイヤの自転車は、利用者が乗りにくさを感じることが多い。

第二に、運動慣性力は、一定の速度で走っている自転車の場合、主にタイヤの径と、自転車の車台総重量と、後車輪の回転慣性力との三つの要因によって左右される。

まず、タイヤの径については、一般に、小径タイヤの方が大径タイヤよりも、いわゆる転がり抵抗が大きいので、運動慣性力が小さくなる。これは、小径タイヤは、大径タイヤよりも、接地面から車軸までのモーメントが短い分、車軸が水平移動する際に、より大きなエネルギーを消費してしまうためである。
次に、車台総重量は、水平移動に限っていえば、ある程度までは慣性力にプラスに作用する。しかし、ある限度を超えれば、同じタイヤの径で同じモーメントであっても、接地面積が大きくなり摩擦抵抗が増大するので、必然的に転がり抵抗が大きくなってしまい、運動慣性力にマイナスの影響を及ぼすこととなる。

さらに、第三の要因である後車輪の回転慣性力とは、タイヤを回転させ続けようとするエネルギーのことであり、式（３）により表される。

（数３）
Ｅｓ＝Ｍｏω^２・・・式（３）

ここで、Ｍｏは、タイヤの質量に後車輪の半径方向の重心位置から回転中心までの距離（モーメント）を乗算した値であり、ωは、後車輪の単位時間当たりの回転角速度である。小径タイヤの自転車よりも大径タイヤの自転車の方が、後車輪の回転部分（ハブ、スポーク、リム等のクランクアームによって回転する部分）の質量が大きいため、同じ速度で走らせる場合、小径タイヤの方が、回転角速度ωが大きいにも関らず、前記式（３）により、小径タイヤの自転車よりも大径タイヤの自転車の方が、回転慣性力Ｅｓが少し大きくなる。

以上のように、大径タイヤの自転車は、小径タイヤの自転車よりも転がり抵抗が小さく、回転慣性力Ｅｓが大きいため、一旦走りだした後は乗りやすいといえるが、その一方で、漕ぎ出しが重い（始動時の必要トルクＮが大きい）ため、成人に比べて脚力が小さい子供や高齢者等にとっては負担が大きかった。このため、成人に比べて脚力が小さい子供や高齢者等は、乗りやすさの点では大径タイヤの自転車に劣るが、漕ぎ出しが軽い小径タイヤの自転車を選択せざるを得なかった。

このような事情に鑑み、主に小径タイヤの自転車の利用者から、漕ぎ出しが軽いという小径タイヤの自転車のメリットを維持しつつ、回転慣性力Ｅｓを増大させ、乗りやすさを改善することが要望されている。例えば、マウンテンバイクには、後車輪に、重いブロックタイヤと頑丈なリムと太いスポークを使用したことにより、前記式（３）により、後車輪の回転慣性力Ｅｓを増大させることができる。このような手法を、小径タイヤのタウン用自転車に適用することによって、後車輪の回転慣性力Ｅｓを増大させることが考えられる。

特開２００１−２３９８０６号公報（図１）

しかしながら、この手法によると、回転慣性力Ｅｓの増大が期待できる一方で、後車輪の半径方向の重心位置よりも外側の質量を増やすことで、半径方向の重心位置が外側に移動するため、前記式（１）及び式（２）における質量及び半径が大きくなり、その結果、始動時の必要トルクＮが大幅に増加してしまうこととなる。このような始動時の必要トルクＮの大幅な増加は、脚力が比較的小さい利用者にとって過度の負担となってしまうため、この手法を小径タイヤのタウン用自転車に適用することができなかった。このように、従来の手法では、自転車の始動時の必要トルクＮの増加を抑制しつつ、駆動輪の回転慣性力Ｅｓを増大させることができなかった。

また、一般的なタウン用自転車では、タイヤの径によらず、上り坂走行になれば自然と走行速度が低下する。これは、脚力が負荷に耐えられなくなって自然とクランクの回転数が減少することで後車輪の回転角速度ωが低下し、後車輪の回転慣性力Ｅｓが急激に減少してしまうことが原因である。このような上り坂走行では、多段階ギア付の自転車の場合、ギアを低くすることで脚力の負荷を軽くできるが、これに伴い、クランク一回転で進む距離も短くなるので、自転車が止まりやすくなってしまう。つまり、ギアを低くすればするほど後車輪の回転慣性力Ｅｓが減少するため、後車輪の回転慣性力Ｅｓを維持するには、その分、クランクの回転数を増加させる必要があるが、利用者の足への負担が大きかった。このため、タイヤの径によらず、駆動輪の回転慣性力Ｅｓを改善することが求められていた。この一手法として、例えば、バッテリでモータを回して駆動輪の回転慣性力Ｅｓを増大させた電動補助自転車があるが、高額であるため、ユーザが容易に購入することができなかった。

そこで、本発明は、自転車の始動時の必要トルクの増加を抑制しつつ、回転慣性力を増大することが可能であり、かつ、構成が簡素で安価な、回転慣性力増大部材およびこれを備えた自転車の駆動輪を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１に係る発明は、ハブと、リムと、前記ハブ及び前記リムを固定するスポークと、を備える自転車の駆動輪に設けられ、当該駆動輪の回転によって回転することで前記駆動輪の回転慣性力を増大させる回転慣性力増大部材であって、前記ハブの軸部、前記リム、及び前記スポークのうちの少なくとも一つに設けられ、且つその設けられる位置が前記駆動輪の半径方向における重心位置よりも前記ハブ寄りであることを特徴とする。

これによれば、駆動輪の半径方向の重心位置よりも内側に回転慣性力増大部材を設けることで、駆動輪の質量が回転慣性力増大部材の質量の分だけ大きくなると共に、駆動輪の重心位置が、回転慣性力増大部材を設けていない場合と比べてハブ寄りの位置に移動する、つまり、駆動輪の半径方向の重心位置から回転中心までの距離が小さくなる。このため、回転慣性力増大部材を設けたことによる始動時の必要トルクの増加を抑制することができると共に、駆動輪の回転慣性力を増大させることができる。また、ハブ、リム、スポークのうちの少なくとも一つに設けることで、構成が簡素となり、回転慣性力増大部材が安価となる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転慣性力増大部材は、外径が、前記駆動輪の半径方向における重心位置から回転中心までの距離よりも若干小さいリング状部材であり、表面に、一端側が前記リム又は前記スポークに取り付けられた支持部材の他端側が取り付けられており、当該支持部材によって前記ハブの軸部を囲むように支持されていることを特徴とする。

これによれば、回転慣性力増大部材は、外径が、駆動輪の半径方向における重心位置から回転中心までの距離よりも若干小さいリング状部材であり、支持部材によってハブの軸部を囲むように支持される構成としたことにより、始動時の必要トルクを過度に増大させない範囲でモーメントを大きくすることができる。このため、漕ぎ出しを過度に重くすることなく、回転慣性力を効率良く増大させることができる。また、回転慣性力増大部材を、支持部材によりリム又はスポークに取り付ける構成としたため、構成が簡素となり、また、駆動輪に容易に取り付けることが可能となるので、導入コストが安価となる。

また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の回転慣性力増大部材が、前記軸部と別体の二以上のブロック状部材からなり、固定部材によって前記軸部に固定されていることを特徴とする。

これによれば、回転慣性力増大部材を、ハブの軸部と別体の二以上の部材により構成したことにより、既存の自転車の駆動輪に、固定部材によって後から取り付けることができるので、既存の自転車の駆動輪の回転慣性力を増大させることが可能となる。このため、既存の自転車をそのまま用いることが可能となり、導入コストが安価となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の回転慣性力増大部材が、前記軸部と一体成形され、当該軸部の周面から突出して設けられる円板状部材であることを特徴とする

これによれば、回転慣性力増大部材を、軸部の周面から突出して設けられる円板状部材としたことにより、駆動輪の回転運動のバランスが良好となり、かつ、回転慣性力を増大させることができる。また、回転慣性力増大部材を、ハブの軸部と一体成形したことにより、ハブの製造工程で同時に製造することができるので、製造工程が簡素化され、導入コストが安価となる。

請求項５に記載の発明は、自転車の駆動輪であって、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転慣性力増大部材を備えたことを特徴とする。

これによれば、始動時の必要トルクの増大を抑制しつつ、駆動輪の回転慣性力を増大させることができるので、自転車の漕ぎ出しが軽いままで、乗りやすくすることができる。

請求項１に記載の発明によれば、自転車の漕ぎ出しに負担をかけずに、駆動輪の回転慣性力を増大することができるので、自転車の乗りやすさを向上させることができる。特に、上り坂の走行や、長距離を走行した場合の、利用者の足への負担を軽減することができる。また、構成が簡素であり、導入コストが安価となる。
請求項２に記載の発明によれば、始動時の必要トルクを過度に増大させない範囲で、モーメントを大きくすることができるので、回転慣性力を効率良く増大させることができる。また、構成が簡素となり、さらに、駆動輪に容易に取り付けることが可能となるので、導入コストが安価となる。
請求項３に記載の発明によれば、回転慣性力増大部材が、既存の自転車の駆動輪に後から取り付けることが可能となるため、既存の自転車をそのまま利用することができ、導入コストが安価となる。
請求項４に記載の発明によれば、回転慣性力増大部材を、製造工程が簡素化され、導入コストが安価となる。
請求項５に記載の発明によれば、自転車の漕ぎ出しに負担をかけずに乗りやすくすることができる。

（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る回転慣性力増大部材を含んだ駆動輪の全体構成を示す図であり、（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係る回転慣性力増大部材を拡大した図である。（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る回転慣性力増大部材を含むハブを平面から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した一点破線での断面図である。本発明の第二実施形態に係る回転慣性力増大部材を設けた駆動輪の全体構成を示す図である。本発明の第二実施形態に係る回転慣性力増大部材の構成を示す平面図である。（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る回転慣性力増大部材に設けられる回転慣性力増大部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したＡ−Ａ線で分けたときの側面図である。本発明の第三実施形態に係る回転慣性力増大部材の構成を示す斜視図である。本発明の第三実施形態に係る回転慣性力増大部材の構成を示す平面図である。（ａ）は、従来のタウン用自転車の駆動輪の全体構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるハブ周辺部分を拡大した図である。一般的なタウン用自転車の駆動輪の半径方向の重心位置を示す概念図である。

＜第一実施形態＞
次に、本発明の第一実施形態に係る回転慣性力増大部材（請求項４に係る回転慣性力増大部材）について説明する。まず、図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る回転慣性力増大部材が設けられる自転車（図示せず）の駆動輪の構成について説明する。
なお、「駆動輪」とは、自転車を駆動させるための車輪のことをいい、一般的なタウン用自転車では主に後輪である。ただし、前輪で駆動する自転車の場合は、本発明の第一実施形態に係るハブを前輪に設けても良い。

図１（ａ）に示すように、駆動輪１０Ａは、中心部を構成するハブ１５Ａと、外周部を構成するリム１１と、ハブ１５Ａとリム１１を連結するスポーク１２とを主に備えて構成されている。この駆動輪１０Ａは、一般的なタウン用自転車の車輪を想定している。

ハブ１５Ａは、軸部１７Ａと、この軸部１７Ａの両側に設けられるフランジ部１６と、を主に備えて構成される。

フランジ部１６は、スポーク１２を取り付けるものであり、軸部１７Ａの左右の端部に連続して形成されている。フランジ部１６は、外周近傍の表面に、円周方向に等間隔で形成された複数のスポーク孔１６ａを有している。スポーク孔１６ａは、スポーク１２の一端側が取り付けられるものであり、スポーク１２の設置数に応じて設けられている。ここでは、左右のフランジ部１６、１６のそれぞれに１８個のスポーク孔１６ａ、１６ａ・・・が設けられており、駆動輪１０Ａに合計３６本のスポーク１２が取り付けられるようになっている。また、一方のフランジ部１６と他方のフランジ部１６とでは、スポーク孔１６ａの設置位置が円周方向にずらされている。

フランジ部１６の寸法は、適宜設定することができるが、軸部１７Ａの内部に、一般的な内装多段変速システムを搭載した場合の寸法と同等とすると好ましい。
近年、ハブの軸部の中空状の内部に内装多段変速システムを搭載することが主流となっており、これに合わせて軸部の寸法、スポークの寸法、設置角度等が定められている。このため、軸部１７Ａに内装多段変速システムを搭載しない場合であっても、フランジ部１６の寸法を、当該システムを搭載した場合の寸法と同等とすることで、当該システムを搭載する場合に合わせて設計した公知のスポーク１２をそのまま使用できるため、製造効率を向上させることができる。

軸部１７Ａは、円筒状の回転体であり、クランクアーム（図示せず）から伝えられたトルクによって回転するようになっている。軸部１７Ａは、その中空の内部に、車軸１３が挿通される軸受（図示せず）が設けられている。この車軸１３には、図示しないチェーンが懸架されており、クランクアーム（図示せず）の回転力が、チェーン（図示せず）により車軸１３に伝えられて回転し、この車軸１３の回転が軸受（図示せず）を介して軸部１７Ａに伝えられ、軸部１７Ａが回転するようになっている。

リム１１は、駆動輪１０Ａの外周部分を構成するフレーム部材であり、表面に、円周方向に等間隔で、スポーク１２を取り付けるためのスポーク孔（図示せず）が複数設けられている。ここでは、スポーク１２の本数に合わせて、３６個のスポーク孔（図示せず）が設けられているものとする。リム１１は、外周側から、チューブ（図示せず）と、タイヤ１４が取り付けられており、内周側からスポーク１２の他端側が取り付けられている。リム１１は、タイヤ１４の径に合わせた寸法で形成されている。ここで、タイヤ１４の径は、特に限定されないが、小径（例えば、２０インチ以下）とすると、第一実施形態に係るハブ１５Ａを設けることによる作用をより効果的に得ることができる。リム１１は、公知のものを適宜用いることができる。

スポーク１２は、ハブ１５Ａとリム１１を固定すると共に駆動輪１０Ａの骨格を構成する細棒状部材であり、後記するハブ１５Ａのフランジ部１６のスポーク孔１６ａ（図１（ｂ）参照）に取り付けられ、他端側が、リム１１のスポーク孔（図示せず）に所定の張力で取り付けられている。スポーク１２は、ハブ１５Ａに、一般的な内装多段変速システムを搭載した場合に用いられる公知のものを適宜用いることができ、ハブ１５Ａ及びリム１１への取り付け方も公知のものと同様である。このスポーク１２の寸法は、ハブ１５Ａの軸部１７Ａに、一般的な内装多段変速システムを搭載した場合の寸法と略同等とすることができる。

次に、本発明の第一実施形態に係る回転慣性力増大部材１について詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一実施形態に係る回転慣性力増大部材１は、軸部１７Ａと一体成形されており、駆動輪１０Ａのハブ１５Ａの軸部１７Ａの周面から突出して設けられる円板状部材である。回転慣性力増大部材１は、ここでは、軸部１７Ａの長さ方向の略中央部の周面から突出して設けられている。

また、回転慣性力増大部材１は、その外周縁部に、円周方向に所定間隔で切欠部１ａが設けられている。
切欠部１ａは、スポーク１２を組み上げる際に邪魔にならないようにするための、スポーク１２の通路となるものである。
ここでは、１つの切欠部１ａは、左右のフランジ部１６、１６のスポーク孔１６ａ、１６ａに一端側が取り付けられた２本のスポーク１２、１２を通している。

この切欠部１ａの幅及び深さ寸法は、フランジ部１６の径方向の寸法、回転慣性力増大部材１の径方向の寸法及びスポーク１２の設置角度等に応じて適宜設定することができる。このような切欠部１ａを設けることにより、回転慣性力増大部材１の寸法に合わせてスポーク１２の寸法や設置角度を変更しなくても良くなるため、導入コストを低減することができる。
なお、回転慣性力増大部材１の寸法を調整することによって、スポーク１２を組み上げる際に、回転慣性力増大部材１とスポーク１２とが接触するおそれがない場合には、切欠部１ａを設けなくても良い。

また、回転慣性力増大部材１は、外周縁部１ｂが円弧状に形成されている。このようにすると、空気抵抗を少なくすることができるので好ましい。

さらに、回転慣性力増大部材１は、駆動輪１０Ａの半径方向の重心位置よりもハブ１５Ａ寄りの位置に設けられており、半径ｒ_１の寸法が、駆動輪１０Ａの半径方向における重心位置Ｇから回転中心Ｃまでの距離よりも小さくなっている。
ここで、回転慣性力増大部材１を設けることによる駆動輪１０Ａの回転慣性力及び自転車（図示せず）の始動時の必要トルクに与える影響について、図１、図２に加えて、適宜図９を参照して説明する。

例えば、駆動輪１０Ａの重心位置Ｇよりも外側に回転慣性力増大部材１を設けた場合、回転慣性力増大部材１を設けていない場合に比べて、回転慣性力増大部材１の分だけ駆動輪１０Ａの質量が増えると共に、重心位置Ｇが外側に移動するため、半径Ｒが大きくなる。
ここで、前記式（３）により、半径及び質量が大きくなると、その分、回転慣性力が増加することとなる。また、前記式（１）、式（２）により、半径及び質量が大きくなると、その分、始動時の必要トルクが増加することとなる。つまり、駆動輪１０Ａの重心位置Ｇよりも外側に回転慣性力増大部材１を設けた場合、回転慣性力増大部材１を設けていない場合に比べて、駆動輪１０Ａの回転慣性力が増加する一方で、始動時の必要トルクも増加する。

一方、駆動輪１０Ａの半径方向における重心位置Ｇよりもハブ１５Ａ寄りに回転慣性力増大部材１を設けた場合、回転慣性力増大部材１を設けていない場合に比べて、回転慣性力増大部材１の分だけ駆動輪１０Ａの質量が増える一方で、駆動輪１０Ａの半径方向における重心位置Ｇがハブ１５Ａ側に移動するため、半径Ｒが小さくなる。このように半径Ｒが小さくなるため、駆動輪１０Ａの質量が回転慣性力増大部材１の分だけ増えたとしても、前記式（１）、式（２）により、始動時の必要トルクの増加を抑制することができる。その一方で、回転慣性力増大部材１の分だけ駆動輪１０Ａの質量が増えるため、前記式（３）により、回転慣性力増大部材１を設けていない場合に比べて、駆動輪１０Ａの回転慣性力を増大させることができる。

以上から、回転慣性力増大部材１を、駆動輪１０Ａの回転中心であるハブ１５Ａの軸部１７Ａに設けることで、始動時の必要トルクの増加を抑制しつつ、駆動輪１０Ａの回転慣性力を増大させることができる。好ましくは、回転慣性力増大部材１の半径ｒ_１を、駆動輪１０Ａの回転中心Ｃから重心位置Ｇまでの距離と略同等とすると、始動時の必要トルクの増加を抑制しつつ、より大きなモーメント効果を得ることができる。

次に、タイヤの径に応じた、回転慣性力増大部材１の望ましい質量について説明する。

（タイヤの径が２６インチの場合）
タイヤの径が２６インチの自転車（２６インチ自転車）は、前記したように転がり抵抗が小さく、後車輪の重量も比較的大きいが、ある一定の走行スピードにおける後車輪の回転角速度ωは、他の小径タイヤ（例えば、２４インチ、２２インチ、２０インチ）の自転車よりも遅いことになる。したがって、２６インチ自転車についても、ゆるい上り坂などでは、回転慣性力を増大させることが望ましいといえる。

以下、具体的に、２６インチ自転車に回転慣性力増大部材を適用する場合の望ましい質量について説明する。
クランク１回転で進む距離は、式（４）により表される。また、２６インチ自転車に回転慣性力増大部材を設けない場合における回転慣性力Ｅ_ｎ２６は、式（５）により表される。

式（４）において、ｒは、後車輪の半径とし、前歯数は、自転車の前車輪のクランクスプロケット歯数とし、後歯数は、後車輪のスプロケット歯数とする。また、式（５）において、ｓは、タイヤのサイズとし、Ｗは、後車輪の重量とする。

ここで、２６インチ自転車の前車輪のクランクスプロケット歯数を３２Ｔとし、後車輪のスプロケット歯数を１４Ｔとして、後車輪の重量Ｗを２．３Ｋｇと想定する。半径ｒは、１３（インチ）であるので、回転慣性力増大部材を設けない場合における２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎｓ（ｓ＝２６）は、前記式（４）、（５）により、約３７．９７ω^２（Ｋｇ・ｃｍ・ω^２）となる。

そして、回転慣性力増大部材を設けない場合の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６が約３７．９７ω^２であることから、この状態から、２６インチ自転車の回転慣性力を１０パーセント増大させる場合には、約３．７９７ω^２プラスすれば良く、例えば２０パーセント増大する場合には、約７．５９４ω^２プラスすれば良く、また例えば、３０パーセント増大する場合には、約１１．３９１ω^２プラスすれば良い。

次に、前記したプラス分の回転慣性力Ｐ_ｉｓ（ｓ＝２６）を得るために必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_ｉは、式（６）により表される。

ここで、ｉは、増大分の割合とし、ｓは、タイヤのサイズとする。

回転慣性力増大部材の後車輪の車軸からの共通モーメント位置（タイヤの径に寄らずに共通のモーメント位置）をＭ＝１２（ｃｍ）と想定する。なお、共通モーメント位置Ｍを１２（ｃｍ）と想定したのは、以下の理由による。つまり、回転慣性力増大部材が設けられることが想定される自転車（２０〜２６インチ自転車）のうち最もタイヤの径が小さいのは２０インチ自転車であり、この２０インチ自転車の後車輪の半径方向の重心位置から回転中心までの距離が約１２．７ｃｍであるので、この重心位置よりも若干ハブの軸部寄りの位置を共通モーメント位置とすることで、回転慣性力増大部材が設けられることが想定される自転車の全てに対応させることができるためである。

このように、共通モーメント位置をＭ＝１２（ｃｍ）と想定した場合において、２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６を、例えば１０パーセント増大させた回転慣性力Ｅ_１０ｓを得るのに必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_１０は、前記式（６）により約３１６ｇとなる。同様に、２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６を例えば２０パーセント増大させた回転慣性力Ｅ_２０ｓを得るのに必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_２０は、前記式（６）により約６３３ｇとなり、また例えば３０パーセント増大させた回転慣性力Ｅ_３０ｓを得るのに必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_３０は、前記式（６）により約９４９ｇとなる。

このように、２６インチ自転車に回転慣性力増大部材を設けることによって後車輪の質量が約３１６〜９４９ｇ増えたとしても、この範囲であれば、漕ぎ出しが過度に重くなることがないので、始動時の必要トルクが少なくて済み、漕ぎ出しに負担をかけずに回転慣性力を増大させることができる。

（タイヤの径が２０インチの場合）
次に、タイヤの径が２０インチの自転車（２０インチ自転車）の転がり抵抗は、２６インチ自転車の１．３倍であるので、この差を補う場合には、少なくとも、通常の、つまり、回転慣性力増大部材を設けない場合の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６の１．３倍程度、回転慣性力を増大させなければならない。ここで、２０インチ自転車において、２６インチ自転車と同等の回転慣性力とした場合の総合的な回転慣性力Ｅ_ｔｓ（ｓ＝２０）は、式（７）により表される。

そして、前記式（４）、（５）により、Ｅ_ｎ２６＝約３７．９７ω^２であるので、総合的な回転慣性力Ｅ_ｔ２０は、前記式（７）により、約４９．３６１ω^２となる。
次に、２０インチ自転車の前車輪のクランクスプロケット歯数を４２Ｔとし、後車輪のスプロケット歯数を１４Ｔとして、後車輪の重量を１．７Ｋｇと想定する。半径ｒは、１０（インチ）であるので、通常の、つまり、回転慣性力増大部材を設けない場合の２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０は、前記式（４）、（５）により、約３６．４９ω^２となる。
そして、通常の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６と同等の回転慣性力を得るために、通常の２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０に加算されるべき回転慣性力の増大分Ｐ_ｉｓ（ｓ＝２０）は、式（８）により表される。

ここで、ｉは、増大分の割合とする。

前記したように、総合的な回転慣性力Ｅ_ｔ２０は、前記式（７）により、約４９．３６１ω^２であり、通常の回転慣性力Ｅ_ｎ２０は、前記式（４）、（５）により、約３６．４９ω^２となるので、２０インチの自転車において、通常の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６と同等の回転慣性力を得るために必要とされる回転慣性力の増大分Ｐ_ｉ２０は、前記式（８）により、約１２．８７１ω^２となる。

次に、増大分Ｐ_ｉ２０を得るために必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_１３は、式（９）により表される。

ここで、ｉは、増大分の割合とする。

前記式（８）により、増大分Ｐ_ｉ２０が約１２．８７１ω^２であり、共通モーメント位置をＭ＝１２（ｃｍ）と想定すると、２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０を、通常の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６と同等とするのに最低限必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_１３は、前記式（９）により、約６３５ｇである。つまり、２０インチ自転車の後車輪に、質量が６３５ｇの回転慣性力増大部材を設けることで、通常の２６インチ自転車の回転慣性力と同等の回転慣性力を得ることができる。

さらに、通常の２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０を、例えば１０パーセント増大させるのに必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_１０は、前記式（６）により約２４３ｇとなる。
そして、前記式（９）により求めた質量ｘ_１３は、約６３５ｇであるので、２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０を、通常の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６と同等とし、さらに、１０パーセント増大させるために必要な回転慣性力増大部材の総質量は約８４８ｇとなる。
また同様に、通常の２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０を、例えば２０パーセント増大させるのに必要な回転慣性力増大部材の質量ｘ_２０は、前記式（６）により約４８７ｇとなり、２０インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２０を、通常の２６インチ自転車の回転慣性力Ｅ_ｎ２６と同等とし、さらに、１０パーセント増大させるために必要な回転慣性力増大部材の総質量は、約１１２２ｇとなる。

このように、回転慣性力増大部材を設けることによって、後車輪の質量が約８４８〜１１２２ｇ増えたとしても、この範囲であれば、漕ぎ出しが過度に重くなることがないので、始動時の必要トルクが少なくて済み、漕ぎ出しに負担をかけずに回転慣性力を増大させることができる。

以上から、回転慣性力増大部材１の質量は、約３００〜１１５０ｇの範囲で、タイヤの径および回転慣性力の増大分に応じて設定することができる。
なお、前記式（７）〜（９）は、通常の２０インチの自転車において通常の２６インチの自転車と同等の回転慣性力を得ようとする場合を例にとって説明したが、これに限られるものではなく、他の径の自転車であっても適用可能である。
例えば、通常の２２インチまたは２４インチの自転車において通常の２６インチの自転車と同等の回転慣性力を得ようとする場合にも適用可能であるし、また例えば、通常の２０インチまたは２２インチの自転車において通常の２４インチの自転車と同等の回転慣性力を得ようとする場合にも適用可能である。このような場合、求めたいものに応じて、前記式（７）〜（９）に代入する数値を適宜変更すれば良い。

このような回転慣性力増大部材１は、軸部１７Ａと同じ材料を用いて形成することができる。また、回転慣性力増大部材１の形成寸法は、予め設定された質量となるように、使用する金属の比重に応じて適宜設定される。

次に、以上説明したような第一実施形態に係る回転慣性力増大部材１の作用について図１、図２及び適宜図９を参照して説明する。
利用者が、回転慣性力増大部材１を、駆動輪１０Ａのハブ１５Ａに設けた自転車のペダル（いずれも図示せず）を踏み込むと、クランクアーム（図示せず）の回転により、駆動輪１０Ａの回転部分が、自転車（図示せず）を前進させる方向に回転する。このとき、駆動輪１０Ａのハブ１５Ａに回転慣性力増大部材１を設けたことにより、駆動輪１０Ａの質量が、回転慣性力増大部材１の質量の分だけ大きくなる一方で、駆動輪１０Ａの半径方向における重心位置Ｇがハブ１５Ａ寄りの位置に移動するので、駆動輪１０Ａの半径方向における重心位置Ｇから回転中心Ｃまでの距離（半径Ｒ）が小さくなり、その結果、式（１）、（２）により、始動時の必要トルクの増加を抑制することができると共に、式（３）により、回転慣性力増大部材１を設けていない場合に比べて、駆動輪１０Ａの回転慣性力を増大させることができる。

このように、駆動輪１０Ａに回転慣性力増大部材１を設けることにより、始動時の必要トルクの増加を抑制しつつ、駆動輪１０Ａの回転慣性力を増大させることができるので、利用者の足への負担を軽減することができる。
また、例えば小径タイヤの自転車の駆動輪１０Ａに回転慣性力増大部材１を設けた場合には、漕ぎ出しが軽く、初期加速性が良好であるという小径タイヤの自転車の利点を維持しつつ、駆動輪１０Ａの回転慣性力を増大させることができるので、小径タイヤの自転車を乗りやすくすることができる。さらに、ハブ１５Ａに回転慣性力増大部材１を設けることにより、駆動輪１０Ａの回転慣性力を増大させることができるので、上り坂での走行を滑らかにすることができる。

以上説明したように、第一実施形態に係る回転慣性力増大部材１によれば、ハブ１５Ａの軸部１７Ａに一体的に設けることによって、自転車（図示せず）の漕ぎ出しに負担をかけずに、回転慣性力を増大させることができる。このため、自転車の乗りやすさを向上させることができ、脚力が比較的小さい利用者であっても快適に利用することができる。特に、上り坂の走行や長距離を走行した場合の、利用者の足への負担を軽減することができる。また、ハブ１５Ａの製造工程で回転慣性力増大部材１を一体的に製造することができるので、製造工程を簡素化することができ、導入コストを抑えることができる。
さらに、回転慣性力増大部材１に、スポーク１２を通す切欠部１ａを設けることで、既存の自転車のスポーク１２の設置角度や各部品の寸法を変更する必要がないため、導入コストを抑えることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態に係る回転慣性力増大部材（請求項３に係る回転慣性力増大部材）について図３〜図５を参照して説明する。本発明の第二実施形態に係る回転慣性力増大部材は、ハブの軸部と別部材となっている点で、第一実施形態と異なる。なお、第二実施形態に係る回転慣性力増大部材の説明において、第一実施形態と共通する構成については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、第二実施形態に係る回転慣性力増大部材が取り付けられる自転車（図示せず）の駆動輪の構成について簡単に説明する。
図３及び図４に示すように、駆動輪１０Ｂは、ハブ１５Ｂと、リム１１と、スポーク１２とを主に備えて構成されている。この駆動輪１０Ｂは、一般的なタウン用自転車の車輪を想定している。

ハブ１５Ｂは、フランジ部１６と、軸部１７Ｂとを備えている。
フランジ部１６は、第一実施形態と同様の構成及び機能を備えるものである。なお、図５に示した例では、フランジ部１６の表面に平面視台形状の切欠が複数設けられているが、設けなくても良い。
軸部１７Ｂは、円筒状の回転体として構成されており、その中空の内部に、車軸１３が挿通される軸受（図示せず）が設けられている。その他の寸法や機能等については、第一実施形態のハブ１５Ａと同様である。

第二実施形態に係る回転慣性力増大部材２は、軸部１７Ｂと別部材となっており、固定部材３０によって、ハブ１５Ｂの軸部１７Ｂに取り付けられている。
図５に示すように、回転慣性力増大部材２は、ここでは、軸部１７Ｂと別体の、線対称となる２つの多角形状のブロック部材２１、２１からなる。ブロック部材２１、２１は、軸部１７Ｂを一方側と他方側から挟んだ状態で、固定部材３０によって互いに固定されることによって、一体的に軸部１７Ｂに取り付けられている。回転慣性力増大部材２の形状は、ここでは、八角柱状となっている。

回転慣性力増大部材２の質量は、前記した第一実施形態と同様に、約３００〜１１５０ｇの範囲で、タイヤの径および回転慣性力の増大分に応じて設定することができる。
また、ブロック部材２１、２１は、それぞれの質量が、回転慣性力増大部材２の質量の略半分となっている。回転慣性力増大部材２の質量をこの範囲とすると、始動時の必要トルクを大幅に増加させることなく、回転慣性力を増加させることができる。なお、回転慣性力増大部材２の質量は、前記数値範囲内で、タイヤ１４の径等に応じて適宜設定することができる。

ブロック部材２１は、当接面２１ａの長手方向における略中央部に、半円柱状の凹部２１ｂが設けられている。この凹部２１ｂの径は、軸部１７Ｂ（図５参照）の径と略同等となっている。ブロック部材２１、２１の当接面２１ａ、２１ａを当接させると、凹部２１ｂ、２１ｂが連続し、円柱状の軸部貫通孔２２が形成される。

さらに、ブロック部材２１は、当接面２１ａから、当接面２１ａと平行な面２１ｃまで貫通する固定用孔２１ｄを有している。図３に示す例では、固定用孔２１ｄは、当接面２１ａの長さ方向に、互いに平行となるように２本設けられているが、設置数は特に限定されるものではない。また、固定用孔２１ｄの表面の形状は、挿通される固定部材３０の形状に応じて適宜設定される。例えば、固定用孔２１ｄに、固定部材３０としてねじが挿通される場合、ねじ溝に対応する溝が固定用孔２１ｄの表面に形成される。また例えば、固定用孔２１ｄに、固定部材３０として水平断面視で多角形状のボルトが挿通される場合、ボルトの形状に沿うように固定用孔２１ｄの表面を水平断面視で多角形状とする。

ブロック部材２１、２１の凹部２１ｂ、２１ｂを、軸部１７Ｂ（図４参照）の一方側と他方側に嵌め込み、当接面２１ａ、２１ａ同士を密着させて、ブロック部材２１、２１で軸部１７Ｂを挟みこむと、固定用孔２１ｄ、２１ｄが連続して、略２倍の長さの固定用孔２３となる。この固定用孔２３には、固定部材３０が挿通されるようになっている。
また、回転慣性力増大部材２の半径ｒ_２は、駆動輪１０の回転中心Ｃから重心位置Ｇ（いずれも図３参照）までの距離以下であって、かつ、駆動輪１０の回転中心Ｃから重心位置Ｇ（いずれも図３参照）までの距離に近づけた値としている。ここでは、図４に示すように、回転慣性力増大部材２を軸部１７Ｂ（図４参照）に取り付けた状態で、回転慣性力増大部材２がスポーク１２と接触しないように、寸法を調整している。回転慣性力増大部材２の半径ｒ_２を大きくすることで、回転慣性力増大部材２がスポーク１２と接触するおそれがある場合には、外周部に、第一実施形態におけるのと同様な切欠部を設けることで、スポーク１２との接触を避けることができる。

このようなブロック部材２１、２１は、合成樹脂等の弾性力を有する材料により形成することができる。ブロック部材２１、２１を金属製の軸部１７Ｂ（図４参照）に取り付けるときに、弾性力によって、凹部２１ｂと軸部１７Ｂとの密着度を向上させることができるためである。なお、合成樹脂は、鉄や、アルミニウム等の軽合金と比べて比重が小さいことから、ブロック部材２１、２１を合成樹脂で製造する場合には、厚み寸法を増やすことによって、ブロック部材２１の径、つまり、回転慣性力増大部材２の半径ｒ_２が所望の値となるように調整することができる。

固定部材３０は、ブロック部材２１、２１を軸部１７Ｂ（図４参照）に一体的に固定するためのものであり、ここでは、本体部材３１と、止め部材３２を有して構成される。

本体部材３１は、固定用孔２３に挿通されるものであり、例えば、ねじやボルト等で構成され、一端側に、他の部分よりも径を大きくした頭部３１ａを有している。本体部材３１は、径が、固定用孔２３の径と同等であり、ここでは、長さが、固定用孔２３の長さより若干大きくなっている。

止め部材３２は、固定用孔２３に挿通された本体部材３１、３１の他端側に嵌合され、本体部材３１が固定用孔２３から抜けないようにするものであり、例えば、ナットやＯリング等で構成される。なお、止め部材３２としてナットを用いる場合、ブロック部材２１との間に、例えば図５に示すようなワッシャーを介在させるとより好ましい。
なお、本体部材３１と止め部材３２の種類は、これに限られるものではなく、適宜選択することができる。

このような固定部材３０により、ブロック部材２１、２１を軸部１７Ｂに着脱自在に固定する手順について説明する。まず、ブロック部材２１、２１で軸部１７Ｂを挟むように配置した状態で、固定用孔２３の一端側に、固定部材３０の本体部材３１の他端側を挿入し、固定用孔２３の他端側まで挿通させる。そして、固定用孔２３の他端側から突出した本体部材３１の他端側に止め部材３２を嵌合し、本体部材３１に締め付けることによって、本体部材３１の一端側に設けた頭部３１ａと、他端側に嵌合された止め部材３２とによりブロック部材２１、２１が軸部１７Ｂ（図４参照）に押し付けられる。これにより、図３に示すように、ブロック部材２１、２１が、軸部１７Ｂ（図４参照）に一体的に、安定して固定される。

なお、図３〜図５に示す例では、紙面左側の固定用孔２３と、紙面右側の固定用孔２３とで、本体部材３１の挿入方向を逆向きにしている。これによれば、凹部２１ｂ、２１ｂの軸部１７Ｂ（図４参照）への密着度をより向上させることができ、ブロック部材２１、２１を軸部１７Ｂに、より安定させて取り付けることができる。
また、これと逆の手順により、ブロック部材２１、２１を軸部１７Ｂから容易に取り外すことができる。
このようにして、回転慣性力増大部材２を軸部１７Ｂ（図４参照）に、着脱自在に取り付けることができる。

なお、ここでは、固定部材３０を本体部材３１と止め部材３２とにより構成したが、これに限られるものではない。例えば、回転慣性力増大部材２を軸部１７Ｂ（図４参照）に取り付けたままであっても良い場合には、固定部材３０を、接着剤等としても良い。例えば、ブロック部材２１、２１の当接面２１ａ、２１ａ及び凹部２１ｂ、２１ｂにそれぞれ接着剤を塗布し、この状態で、凹部２１ｂ、２１ｂにより軸部１７Ｂ（図４参照）を挟み、当接面２１ａ、２１ａ同士を密着させることにより、ブロック部材２１、２１を、軸部１７Ｂ（図４参照）に一体的に固定することができる。この場合は、ブロック部材２１、２１に固定用孔２１ｄ、２１ｄを設けなくて良いため、構成がより簡素化される。

以上のような回転慣性力増大部材２は、ハブ１５Ｂに取り付けられた状態で、第一実施形態に係る回転慣性力増大部材１と同様の作用を奏する。

第二実施形態に係る回転慣性力増大部材２によれば、自転車（図示せず）の駆動輪１０Ｂのハブ１５Ｂの軸部１７Ｂの周囲に取り付けられることによって、始動時の必要トルクを大幅に増加させずに、駆動輪１０Ｂの回転慣性力を増加させることができるため、脚力が比較的小さい利用者であっても、快適に自転車を利用することができる。特に、長距離を走行する場合の利用者の足への負担を軽減することができる。
また、回転慣性力増大部材２を、ハブ１５Ｂの軸部１７Ｂと別部材で構成することによって、例えば図８に示すような、既存のハブ１１５の軸部１１７に後から取り付けることができるので、既存の自転車の回転慣性力を増加させることができる。これによれば、例えば、既存の自転車をそのまま利用することができるため、導入コストを抑えることができる。

さらに、回転慣性力増大部材２をブロック部材２１、２１により構成し、ブロック部材２１、２１を軸部１７Ｂの周囲に配置した状態で、固定部材３０により、ブロック部材２１、２１同士を互いに固定するだけで、回転慣性力増大部材２を軸部１７Ｂに容易に固定することができる。またさらに、回転慣性力増大部材２を軸部１７Ｂに着脱自在に取り付けることができるので、自転車の利用者や利用状況等に応じて、回転慣性力増大部材２を着脱することが可能となり、利用者の利便性をより向上させることができる。
加えて、回転慣性力増大部材２を、例えば合成樹脂で形成することで、回転慣性力増大部材２を安価に製造することができると共に、軸部１７Ｂへの密着度を向上させることができる。

なお、第二実施形態では、回転慣性力増大部材２の形状を八角柱状としたが、これに限られるものではなく、例えば、円板状としても良い。また、第二実施形態では、回転慣性力増大部材２を線対称となるブロック部材２１、２１により構成したが、これに限られるものではない。例えば、ブロック部材２１、２１の形状や大きさを変えても良いし、回転慣性力増大部材２を三以上の部材で構成しても良い。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態に係る回転慣性力増大部材（請求項１、２に係る回転慣性力増大部材）について図６及び図７を参照して説明する。第三実施形態に係る回転慣性力増大部材は、リムに取り付けられている点で第一及び第二実施形態と異なる。なお、ここでは、第三実施形態に係る回転慣性力増大部材は、第二実施形態に例示した駆動輪１０Ｂに取り付けられているものとする。以下、第三実施形態に係る回転慣性力増大部材の説明において、第一及び第二実施形態と共通する構成については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図６に示すように、第三実施形態に係る回転慣性力増大部材３は、駆動輪１０Ｂの回転慣性力を補助するためのものであり、ここでは、中心部分をくり抜いたドーナツ型の薄肉のディスク状部材であって、表面に、一端側がリム１１に取り付けられたスポーク１２Ｂ（支持部材）の他端側が取り付けられて、駆動輪１０Ｂの半径方向における重心位置（図９参照）よりもハブ１５Ｂ寄りの位置に、ハブ１５Ｂの軸部１７Ｂを囲むように支持されている。

また、回転慣性力増大部材３は、図７に示すように、外径ｒ_４が、駆動輪１０Ｂの半径方向における重心位置よりも若干小さく形成されており、外周面に、周方向に略等間隔で、スポーク１２Ｂの胴体部分の径と略同等の径を有するスポーク孔３ａが６個設けられており、それぞれのスポーク孔３ａに、一端側がリム１１のスポーク孔（図示せず）に取り付けられたスポーク１２Ｂの他端側が取り付けられ、このスポーク１２Ｂの張力によって駆動輪１０Ｂの半径方向における重心位置よりもハブ１５Ｂ寄りの位置に支持されている。なお、図７では、便宜上、スポーク１２を省略している。

ここで、回転慣性力増大部材３をリム１１に取り付けるスポーク１２Ｂについて説明する。スポーク１２Ｂは、棒状部材であって、一端側（リム１１に取り付けられる側）に、ねじ溝（図示せず）が設けられており、他端側（回転慣性力増大部材３に取り付けられる側）に、胴体部分よりも径を大きくした頭部１２Ｂａが設けられている。スポーク１２Ｂの一端側を、スポーク孔３ａとリム１１のスポーク孔（図示せず）に通すと、頭部１２Ｂａが回転慣性力増大部材３に引っかかるので、この状態で、一端側のねじ溝（図示せず）にねじ（図示せず）を所定の張力となるように締め付けることで、回転慣性力増大部材３がリム１１に取り付けられる。

なお、ここでは、回転慣性力増大部材３が、６本のスポークによってリム１１に支持されている。スポークの本数は、５本以上とする。より好ましくは偶数本であって、なおかつ、２で割ったら奇数になる本数とし、望ましくは、最小本数である６本とする。その理由は、第一に、１本が壊れても安定した３点の支持が確保されるのは、５本以上であるためである。第二に、偶数本だと、後車輪の中心に対して点対称の位置でスポークを支持できるため、回転慣性力増大部材３の中心をとりやすいためである。第三に、点対称の関係にある２本のスポーク同士は、回転慣性力増大部材３を、左右反対側からそれぞれ支持することができるためである。

回転慣性力増大部材３は、鉄やアルミニウム等の軽合金、ステンレス鋼等の剛性の高い金属により製造することが望ましい。回転慣性力増大部材３を、剛性が高い金属を用いて製造することにより、スポーク１２Ｂの張力に対する強度・剛性を向上させることができ、スポーク１２Ｂの張力によって破断するのを防止することができる。

このような回転慣性力増大部材３の質量は、第一実施形態と同様に、約３００〜１１５０ｇの範囲で、タイヤの径および回転慣性力の増大分に応じて設定することができる。
回転慣性力増大部材３の厚みは、前記したようにスポーク６本での支持が一平面上であることから、安定した支持を得るために、できるだけ薄くすることが望ましい。
例えば、駆動輪１０Ｂのタイヤ１４の径を２０インチとした場合、回転慣性力増大部材３の質量を６３０ｇ、外径ｒ_４を１４ｃｍ、内径ｒ_３を９．５ｃｍ、厚みを２．４ｍｍとして、鉄で形成することができる。
なお、回転慣性力増大部材３の周縁部（外周縁部・内周縁部）は、空気抵抗を考慮し、角をなくした円弧状に形成すると好ましい。

次に、回転慣性力増大部材３を、リム１１に取り付ける方法の一例について説明する。
まず、回転慣性力増大部材３を設置位置、つまり、ハブ１５Ｂの軸部１７Ｂを囲むように配置し、この状態で、フランジ部１６のスポーク孔１６ａにスポーク１２の他端側を順次取り付け、リム１１にスポーク１２の一端側を所定の張力で順次取り付けていく。このとき、回転慣性力増大部材３がスポーク１２と接触しないように、適宜、回転慣性力増大部材３の位置を上下左右方向にずらすようにする。そして、スポーク１２を全て取り付けた後に、リム１１のスポーク孔（図示せず）に、スポーク１２Ｂの一端側を順次取り付け、回転慣性力増大部材３のスポーク孔３ａに、スポーク１２Ｂの他端側を所定の張力で順次取り付けていく。このようにして、回転慣性力増大部材３は、スポーク１２Ｂを介してリム１１に取り付けられ、駆動輪１０Ｂの半径方向における重心位置よりもハブ１５Ｂ寄りの位置に支持される。

以上のように、回転慣性力増大部材３を、スポーク１２Ｂによって、駆動輪１０Ｂの半径方向の重心位置よりもハブ１５Ｂ寄りの位置でリム１１に取り付けることによって、始動時の必要トルクの大幅な増加を抑制することができる範囲内で、最大限のモーメントを得ることが可能となるので、回転慣性力を最大限に増加させることができる。

第三実施形態に係る回転慣性力増大部材３を自転車（図示せず）に設けることによって、自転車の乗りやすさを向上させることができ、脚力が比較的小さい利用者であっても快適に利用することが可能となる。特に、上り坂の走行や長距離を走行した場合の、利用者の足への負担を軽減することができる。また、回転慣性力増大部材３を、金属製のリング状部材とし、スポーク１２Ｂによってリム１１に取り付ける構成としたため、構成が簡素であり、回転慣性力増大部材３を安価に製造することが可能となる。これにより、導入コストを抑えることができる。また、第三実施形態に係る回転慣性力増大部材３によれば、軸部１７Ｂの形状が変更された場合でも、それに合わせて形状を変更する必要がないので、より簡単に製造することが可能となる。

なお、本発明は、前記した各実施形態に限定されるものではない。例えば、前記第三実施形態では、回転慣性力増大部材３をリム１１に取り付けたが、これに替えて、スポーク１２に取り付けても良い。これによっても、本発明の作用効果を得ることができることはもちろんである。
また、前記第三実施形態では、回転慣性力増大部材３の形状を、ドーナツ型の薄肉のディスク状部材としたが、これに限られるものではなく、例えば、リング状部材としても良いし、適宜変更可能である。回転慣性力増大部材３の形状を変更する場合であっても、空気抵抗を考慮し、周縁部の角をなくすことが好ましい。例えば、回転慣性力増大部材３をリング状部材とする場合、垂直断面形状が円状となるように形成すると良い。

１回転慣性力増大部材
１ａ切欠部
１ｂ外周縁部
２回転慣性力増大部材
３回転慣性力増大部材
３ａスポーク孔
１０Ａ、１０Ｂ駆動輪
１１リム
１２、１２Ｂスポーク（支持部材）
１３車軸
１４タイヤ
１５Ａ、１５Ｂハブ
１６フランジ部
１６ａスポーク孔
１７Ａ、１７Ｂ軸部
３０固定部材

Claims

ハブと、リムと、前記ハブ及び前記リムを固定するスポークと、を備える自転車の駆動輪に設けられ、当該駆動輪の回転によって回転することで前記駆動輪の回転慣性力を増大させる回転慣性力増大部材であって、
前記ハブの軸部、前記リム、及び前記スポークのうちの少なくとも一つに設けられ、且つその設けられる位置が前記駆動輪の半径方向における重心位置よりも前記ハブ寄りであることを特徴とする回転慣性力増大部材。
前記回転慣性力増大部材は、
外径が、前記駆動輪の半径方向における重心位置から回転中心までの距離よりも若干小さいリング状部材であり、表面に、一端側が前記リム又は前記スポークに取り付けられた支持部材の他端側が取り付けられており、当該支持部材によって前記ハブの軸部を囲むように支持されていることを特徴とする請求項１に記載の回転慣性力増大部材。
前記回転慣性力増大部材は、
前記軸部と別体の二以上のブロック状部材からなり、固定部材によって前記軸部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転慣性力増大部材。
前記回転慣性力増大部材は、
前記軸部と一体成形され、当該軸部の周面から突出して設けられる円板状部材であることを特徴とする請求項１に記載の回転慣性力増大部材。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転慣性力増大部材を備えたことを特徴とする自転車の駆動輪。