JP4902154B2 - 自転車用スポーク付き車輪のリム、車輪および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、広くは自転車のスポーク付き車輪の分野に関し、とくには自転車用スポーク付き車輪のリム、そのようなリムを備えるスポーク付き車輪、および自転車用スポーク付き車輪のリムの製造方法に関する。

自転車のスポーク付き車輪は、通常は、リム、ハブ、およびリムとハブとの間を接続する１セットのスポークで構成されている。

さらに具体的には、リムとハブの間の接続については、第１の端部に拡大された頭部を有し、第１の端部と反対の第２の端部の外面にねじ山を有しているスポークを備えることが通常である。

スポークの拡大された頭部が、通常はハブまたはハブのフランジに設けられる適切な形状の着座部に収容される。スポークを半径方向、またはほぼ半径方向に引っ張ることができるよう、通常は、スポークの第１の端部の近傍に曲げが設けられる。しかしながら、この第１の端部におけるスポークの曲げは、例えば特許文献１に記載のハブを使用する場合には、省略することができる。
米国特許出願公開公報第２００２／００３３６３５号

スポークの第２の端部のねじ山は、通常はリムに設けられるねじ孔へとねじ込みによって接続され、あるいは例えば特許文献２に示されているように、リムの座孔に当接するニップル式またはナット式の着脱可能な接続部材へと、おそらくはプレートを介在させつつねじ込みによって接続される。
欧州特許出願公開公報第０９３６０８５号

例えばスポークの頭部がリムへと接続され、スポークのねじ山がハブへと接続されるスポークなど、リムおよびハブに対して別の取付け手段を備えているスポークも、やはり知られており、本発明は、決して特定の種類のスポーク接続部に限定されるものではない。

本明細書および特許請求の範囲において、「スポーク接続部」という表現は、スポークのセットと、前記ニップルおよび介在プレートなどの着脱可能な接続部材があればこれを含めて用いられる。

ハブは、自転車の車輪の軸に対して回転対称の部材であり、スポーク接続部は、スポーク接続部の質量の中心が全体として常に車輪の軸に位置するよう、車輪の円周に沿って配置される。さらに具体的には、スポーク接続部をリムに沿って等間隔で配置することができ、あるいは２つ以上のスポーク接続部からなるグループを、リムに沿って等間隔で配置することができる。

ハブの一方の側と他方の側との間で、車輪の中央面に対するスポーク接続部の角度（キャンバ）が異なっているという理由、および／またはスポークがハブの面に対して接線として取付けられるという理由、および／またはとくには複雑なスポーク・パターンといった他の理由により、質量の異なるスポーク接続部が存在する可能性があるが、依然として、同一のスポーク接続部のサブセットは、回転軸に対して規則的に設けられている。したがって、このような場合にも、スポーク接続部セットの質量の中心は車輪の回転軸にあり、すなわち換言すれば、スポーク接続部セットが、回転軸に対してバランスされている。

例えば特許文献３、特許文献４および未だ公開されていない特許文献５から、リム全体に沿って適切な構造強度をもたらしつつリムの重量を抑制するため、スポーク間の領域のすべてにおいて、あるいは少なくとも近接するスポークからなるスポーク群間の領域のすべてにおいて、リムの肉厚を小さくすることがよく知られている。
欧州特許出願公開公報第０７１５００１号 欧州特許出願公開公報第１０８４８６８号 欧州特許出願第０３４２５４１９．３号

上記文献のリムを含め、公知のリムの形状は、車輪の軸に対して回転対称の部材であるような形状である。

したがって、初歩的な分析においては、車輪は動的にバランスしている。

しかしながら、現実には、インナ・チューブを備える形式、チューブレスの形式、またはチューブラタイヤを備える形式であれ、空気タイヤ内の空気の保持用バルブによって構成される、不平衡または質量の不連続、とくには局所的な質量増加の原因が、常に存在する。バルブは、リムに形成された適切な孔に固定されるが、通常は真鍮から作られて規格に沿った寸法を有しており、したがって所定の重量を有している。バルブそのもののために設けられる収容孔によって、リムにわずかな軽量化が生じるが、これはバルブにおいて生じる局所的な質量増加を補償するために充分ではない。また、イタリアのカンパニョーロ社（Ｃａｍｐａｇｎｏｌｏ Ｓ．ｒ．ｌ．）によって市販されているボーラ（Ｂｏｒａ）という車輪など、カーボンファイバの成型によって得られたリムにおいては、バルブにおける局所的な質量増加が、そのような領域においてバルブ用の孔によるリムの強度低下を補うべくリムの厚さを増加させることによって、さらなる質量増加を伴うこともある。

金属製のリムの場合には、バルブによって生じる不平衡の原因に、さらに第２の原因が加わる。実際、とくに鋼製またはアルミニウム合金製の金属リムは、リムの所望の断面に従って棒材を押し出すことにより製作され、次いでこの棒材が、カレンダ加工によって円周へと成形される。棒材の両端部のジョイントがさまざまなやり方で行なわれるが、それらはすべて材料の追加をもたらし、したがって局所的な質量増加を生じさせる。例えば、ジョイントを実行するための公知の方法によれば、（ａ）押し出し成形された棒材の両端部の壁面に突合せ形成された対応する孔へと、１つ以上のピンが干渉をともなって挿入され、あるいは（ｂ）押し出し成形された棒材の内側室内に、おそらくは接着性の物質を追加しつつ両端部からの或る範囲にわたってスリーブが挿入され、あるいは（ｃ）溶接材料を加えても加えなくてもよいが、いずれにせよ溶接時にリムを変形させる恐れなく適切なピンサーで両端部を把持できるよう、押し出し成形された棒材の内側室内に丈夫な金属インサートを使用しつつ両端部が突き合わせ溶接される。

これら局所的質量増加の原因のいずれかまたは両者によって、質量の中心が車輪の回転軸に属さなくなる。動的な観点から、そのような局所的な質量増加によって引き起こされる不平衡が、車輪に好ましくない不安定をもたらす。さらに、不平衡が車輪の速度の増加とともに増大することを考えると、とくに坂下りなど走行速度が速いときにより危険であり、逆に言えば、きわめて安定な車輪が必要とされる。

金属製のリムの場合には、動的不平衡の問題を軽減するため、バルブのための孔を、押し出し成形された棒材のジョイント位置と正反対の位置に設けることが知られている。しかしながら、このようにして得られた運動時の質量のバランスは、通常は、ジョイントの領域において付加された質量がバルブ本体の質量と異なっており、バルブ本体の質量よりも大であることが通常であるため、車輪に良好な安定をもたらすためには不充分である。また、スポークのパターンが奇数である車輪の場合には、押し出し成形された棒材のジョイント位置と正反対の位置がスポークまたはスポークのグループによって占められているため、この正反対の位置にバルブのための孔を設けることが不可能であって、ほぼ反対の位置にしか設けることができない場合がある。したがって、前記質量の相違、および／または２つの局所的質量増加による遠心力が形成する角度ゆえ、合力における相殺が不可能である。

また、このようなリムにおけるバランスの問題を、バルブ孔の位置にプレートを貼り付けることによって解決しようとする試みがなされている。しかしながら、追加の部材を設けることにより、リムの重量が増加するばかりか、プレートが自転車の使用によって脱落する恐れがあり、かつ見た目が好ましくなく、空気力学的でもないため、このような追加は、製造上の観点および最終製品の観点の両者から、満足できるものではない。

本発明の出発点にある技術的課題は、自転車の車輪の動的不平衡を効果的に低減することにある。さらに野心的な目的は、自転車の車輪の動的不平衡を完全に取り除くことにある。

以上述べた技術的課題は、本発明によれば、スポーク取付け領域およびスポーク間領域を有する自転車用スポーク付き車輪のリムにおいて、前記スポーク間領域が、第１の平均肉厚を有するスポーク間領域の第１のサブセット、およびスポーク間領域の第２のサブセットを含んでおり、前記第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれが、前記第１の平均肉厚よりも小さい平均肉厚を有しており、前記第２のサブセットのスポーク間領域が、車輪の少なくとも１つの局所的な質量増加を少なくとも部分的に補償するように配置されていることを特徴とするリムによって解決される。

本明細書および特許請求の範囲において、平均肉厚とは、当該領域内のリムの材料の体積を当該領域の長さで除算したものを意味する。

車輪の局所的な質量増加は、リムとの連結に適したバルブ、および／またはリムのジョイント領域によるものを含む。

第２のサブセット、すなわち比較的厚さが小さい領域は、第１の局所的な質量増加が存在している第１の位置を含んでいるスポーク間領域を含むことができる。

これに代え、あるいはこれに加えて、第２のサブセットは、前記第１の位置を中心とするリム半分に前記第１の位置を中心として対称に配置された少なくとも１対のスポーク間領域を含むことができる。

上記は、さらに前記第１の局所的な質量増加よりも小さい第２の局所的な質量増加が、前記第１の位置とほぼ正反対に位置するスポーク間領域内の第２の位置に配置されて存在する場合にも当てはまる。これら２つの局所的な質量増加は、実際のところ、互いに部分的に相殺してもよい。さらに、正確に正反対である位置からの小さなずれを考慮にいれて、補償または部分的な補償に使用される第２のサブセットに属する領域の肉厚の推移を非対称にしてよい。

第１の位置に第１の局所的な質量増加が存在し、この第１の局所的な質量増加よりも小さく、第１の位置と正対しないスポーク間領域内の第２の位置に配置された、第２の局所的な質量増加が存在する場合には、前記第２のサブセットが、第１の位置を通過する直径に関して第２の位置と同じ側に配置され、かつ第１の位置と同じリム半分に配置されたスポーク間領域を含むことができる。

とくに、第２のサブセットが、前記第１の局所的な質量増加を含んでいるスポーク間領域と同じ大きさを有するスポーク間領域であって前記第１の位置に最も近いスポーク間領域を含むことができる。

これは、スポークが一様に配置されている場合には、前記第１の位置の隣に位置するスポーク間領域でありうる。

他の実施形態においては、第１の位置に第１の局所的な質量増加が存在し、この第１の局所的な質量増加よりも小さく、第２の位置に配置された第２の局所的な質量増加が存在するとき、これら第１および第２の局所的な質量増加が正反対またはほぼ反対に位置する場合にも、これら２つの局所的な質量増加を別個に補償することができる。実際、或る場合においては、リムの重量を最小限にするため、局所的な重量増加を伴っている両方の領域について、それぞれ当該領域内に位置する局所的な質量増加に相当する質量を削減することが、好ましいと考えられる。

例えば、第２のサブセットが、前記第１の位置を含んでいるスポーク間領域および前記第２の位置を含んでいるスポーク間領域を含むことができる。

これに代え、あるいはこれに加えて、第２のサブセットが、前記第１の位置を中心とするリム半分に前記第１の位置を中心として対称に配置された少なくとも１対のスポーク間領域、および前記第２の位置を中心とするリム半分に前記第２の位置を中心として対称に配置された少なくとも１対のスポーク間領域を含むことができる。

好都合に軽量なリムを生み出すため、種々の実施形態において、第２のサブセットが、複数のスポーク間領域からなる少なくとも１つのグループであってリムの軸に関してバランスされており、したがって局所的な質量増加の補償に対して中立であるグループを、さらに含むことができる。

とくに、前記複数のスポーク間領域からなる少なくとも１つのグループが、正反対に位置するスポーク間領域を１対以上含むことができる。

例えばスポークがグループ化されてなるスポーク・パターンの場合など、大きさの異なるスポーク間領域が存在する場合には、第２のサブセットのスポーク間領域が、すべて同じ大きさを有していてもよく、あるいは異なる大きさを有していてもよい。

第２のサブセットのスポーク間領域の厚さを低減するための材料除去加工を最小限にでき、かつ／またはリムの構造強度を最大にできるがために好都合である実施形態においては、第２のサブセットが、１つまたは２つのスポーク間領域で構成されている。

一方、リムの重量を最小にするためには、第２のサブセットが、１つまたは２つのスポーク間領域を除くすべてのスポーク間領域で構成されていると好都合であり、あるいはスポーク群とスポーク群との間に配置されたスポーク間領域のうちの、１つまたは２つを除くすべてのスポーク間領域で構成されていると好都合であると考えられる。

第２のサブセットのスポーク間領域は、同じ平均肉厚を有することができるが、これは必須ではない。

第２のサブセットのスポーク間領域の幾何形状は、さまざまな形式のものであってよい。

例えば、第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれが、対称的な質量分布を有していてもよく、あるいは非対称な質量分布を有していてもよい。

さらに、第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれにおいて、隣のスポーク取付け領域の厚さからの変化が急であってよく、あるいはリムの或る長さにわたって徐々に進展してもよい。

第２のサブセットのスポーク間領域の平均肉厚の低減は、リムの１つ以上の壁において行なうことができ、例えばリムの中心に向かって面した壁であり一般に下部ブリッジと呼ばれている壁において行なうことができる。

適切な構造強度を保ちつつ補償のための必要な軽量化を可能にするため、第２のサブセットがバルブのための孔を有するスポーク間領域を含んでいる場合には、そのような領域に、バルブ孔を有する中央領域および２つの端部領域を、中央領域が端部領域よりも大きな肉厚を有するようにすることができる。

第１のサブセットのスポーク間領域、すなわち比較的厚さが厚いスポーク間領域は、スポーク取付け領域の平均肉厚と等しい平均肉厚を有することができ、これが通常は、リムの最大厚さである。

本発明の第２の構成は、以上説明したリムを備える自転車用スポーク付き車輪に関する。

本発明の第３の構成は、スポーク取付け領域とスポーク間領域とを有するリムを形成するステップを含んだ、自転車用スポーク付き車輪のリムを製造する方法において、前記スポーク間領域の第１のサブセットが、第１の平均肉厚で形成されるとともに、前記スポーク間領域の第２のサブセットが、それぞれに前記第１の平均肉厚よりも小さい平均肉厚で形成され、前記第２のサブセットのスポーク間領域が、車輪の少なくとも１つの局所的な質量増加を少なくとも部分的に補償するように配置されていることを特徴とする方法に関する。

リムは、とくには、すでに述べたようなリムであってよい。

この方法は、第１の変形として、リムを形成するための金型において、高分子材料のマトリックス中に構造繊維を、第２のサブセットのスポーク間領域よりも、第１のサブセットのスポーク間領域により多くの量供給するステップを含んでいる。

この方法は、第２の変形として、すべてのスポーク間領域の平均肉厚が等しいリムを形成する準備ステップ、および第２のサブセットのスポーク間領域から材料を除去するステップを含んでいる。

材料を除去するステップは、機械加工（とくにはフライス加工）、化学的エッチングあるいは放電加工によって行なうことができる。

以下では、図面にもとづき、いくつかの実施形態および実施例を参照しつつ、本発明をさらに詳しく説明するが、図面において、相応する構成要素には類似の番号が付されている。

図１には、本発明の一実施形態による車輪１１の斜視図が示されている。ここに示されている車輪１１は、とくには前輪であって、ハブ１２、リム１３、およびハブ１２とリム１３の間にスポーク接続部セット１４を備えている。

さらに図２を参照すると、スポーク接続部１４はそれぞれ、それ自体は公知のやり方であるが、スポーク１４１および雌ねじ部材またはニップル１４２を備えている。各スポーク１４１は、通常は、第１の端部に頭部１４３を有するとともに、第１の端部と反対側の第２の端部に雄ねじ（図では見ることができない）を有しており、フランジ付きのハブへと取付けられる場合には、第１の端部がおそらくは屈曲部１４４において曲げられている。屈曲部は、例えば特許文献１に示されているようなフランジ無しの取付けハブの場合には、通常は存在しない。各スポークの頭部１４３が、ハブ１２の対応する着座部１２１へと収容される。スポーク１４１の雄ねじが、雌ねじ部材１４２の雌ねじと係合し、雌ねじ部材１４２は、おそらくはプレート１４５を介在させつつ対応する着座部１３１においてリム１３に当接する。さらに、リム１３の上部ブリッジ１３３に、工具によって雌ねじ部材１４２へとアクセスするための開口１３２が示されている。

しかしながら、例えば雌ねじ部材１４２がハブ１２と係合し、スポークの頭部１４３がリム１３と係合する構成など、スポーク接続部１４について、この技術分野においてよく知られている他の任意の構成を使用することが可能である。

車輪１１のスポークのパターンは、スポーク接続部１４がリム１３の円周に沿って等間隔に配置される種類のパターンである。

さらに、車輪１１のスポークのパターンは、スポーク接続部セットが１６個のスポーク接続部からなり、すなわちハブ１２の右側に位置する８つのスポーク接続部およびハブ１２の左側に位置する８つの接続部からなるため、偶数タイプのパターンである。このようにして、リム１３に、それぞれのスポーク取付け座１３１およびその周辺からなる１６個のスポーク取付け領域１５０１〜１５１６が形成され、１６個のスポーク間領域１６０１〜１６１６と交互に位置している。詳しくは、これら１６個のスポーク間領域１６０１〜１６１６が、円周の等しい長さの円弧に従って広がっている。

リム１３は金属製であり、適切な断面による棒材の押し出し、カレンダ加工、およびジョイント領域１３４における両端部の接合によって製作されている。

リム１３には、ジョイント領域１３４と正反対の位置において、リム１３の外側に組み合わされる空気タイヤ（図示されていない）の空気の保持用バルブ７のために、収容孔１３５が設けられている。

領域１３４におけるジョイントは、押し出し成形され、カレンダ加工された棒材の両端部を突き合わせ溶接することによって実行される。バルブ７が取付けられたリム１３の断面を示した図３において、溶接時にリム１３を変形させる恐れなく適切なピンサーで両端部を把持できるように使用される一対の丈夫な金属製インサート１３６を、リム１３の内側室内に見て取ることができる。インサート１３６は、図４にさらに詳しく示されている。

溶接およびインサート１３６の挿入に対する代案として、図５に示されているスリーブ１３６ａを、図６に示すように、リム１３の内側室１３７内へと、おそらくは接着性の物質とともに、干渉を伴いながら、挿入することによって、領域１３４におけるジョイントを行なうことができる。さらなる代案としては、領域１３４におけるジョイントを、多数のピンをリムの両端部の壁面に挿入することによって行なうことができる。

溶接材料を含む場合があるインサート１３６、またはジョイント領域１３４における他の等価な部材は、質量ｍ１を有しており、これが車輪１１に質量の不連続、特に局所的な質量増加をもたらしている。バルブ７は、通常は真鍮で作られており、車輪１１にもう１つの質量の不連続、特にもう１つの局所的な質量増加をもたらしている。以下では、説明を簡潔にするため、バルブ７の存在による局所的な質量の増加からバルブ７のための孔１３５の存在による局所的な質量の減少を減算したものを、バルブ７の質量ｍ２と称することにする。すでに述べたように、通常は、質量ｍ１は質量ｍ２と異なっており、したがってジョイント領域１３４とバルブ７のための孔１３５とが正反対に位置しているにもかかわらず、車輪１は動的に不平衡であろう。多くの場合、ジョイントの質量ｍ１はバルブの質量ｍ２よりも大きいので、この実施形態および引き続く実施形態においては、この仮定を引用する。車輪１の不平衡を低減し、できれば打ち消すため、すなわち前記局所的な質量の増加を少なくとも部分的に補償するため、リム１３において、スポーク間領域１６０２〜１６１６がそれぞれ質量ｍｚを有する一方で、ジョイント領域１３４を含んでいるスポーク間領域１６０１は、より小さい質量ｍｚ−ｍ３を有している。質量が軽減されてなるこのようなスポーク間領域１６０１は、図１において説明のための目的で黒く塗られて示されている。これは後に説明する実施形態の同様の領域についてもまったく同じであるが、実際のところ、リム１３の残りの部分と同じ色を有していても、別の色を有していても、どちらでもよい。

スポーク間領域１６０１における軽減質量ｍ３は、そのような領域１６０１においてリムの平均肉厚を小さくするための材料除去加工によって達成される。

材料除去加工は、例えば、機械加工、とくにはフライス削りであってよく、化学的なエッチングであってよく、あるいは放電加工であってもよいが、さらには、詳しくは前記した特許文献３、特許文献４および未だ公開されていない特許文献５に開示されているように行なうことができ、これらの文献はここでの言及によって本明細書に組み込まれたものとする。

図１および３においては、スポーク間領域１６０１における厚さの低減がリム１３の下部ブリッジ１３９（図２）に示されているが、これに加え、あるいはこれに代えて、厚さの低減を上部ブリッジ１３３または側壁１３８ａ、１３８ｂ（図２）において行なうことも可能である。

さらに、図１および３においては、スポーク間領域１６０１における厚さの低減が急であるとして示されており、これは引き続く実施形態に関する図においてもまったく同じであるが、隣接するスポーク取付け領域１５０１および１５１６からの移行のために別の形状を使用することができる。詳しくは、移行がリムの或る長さにわたって徐々に進展してもよく、すなわちシャープなエッジを避ける一方で、適切な曲率半径または適切な曲線の推移を有するフィレットを作ることができる。さらに、材料の除去は、リム１３の外側から行なうことができ、かつ／または室１３７の内側から行なうことができるが、どちらでも違いはない。本発明の目的において重要なことは、材料の除去が所望の質量低減をもたらすためものであり、すなわち換言すれば、平均肉厚の低減があるという点である。

最後に、図１および３において、スポーク間領域１６０２〜１６１６がスポーク取付け領域１５０１〜１５１６と同じ厚さを有しているが、これが必須ではないことに触れておかなければならない。とくに、すべてのスポーク間領域について厚さを小さくし、領域１６０１において寸法をより大きく低減することは、本発明の技術的範囲に包含される。
動的条件において車輪１１に作用する合力は、以下の式（１）で表現することができ、ここではベクトル値が太字で示されており、これは後続の式についてもまったく同様である。
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３ （１）
ここで、各分力要素は、以下の式で表現することができる。
Ｆ１＝ｍ１＊ω^２＊Ｒ１ （２）
Ｆ２＝ｍ２＊ω^２＊Ｒ２ （３）
Ｆ３＝ｍ３＊ω^２＊Ｒ３ （４）
ここで、ωは車輪１１の角速度を表わしており、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれジョイント１３４の質量ｍ１、バルブ７の質量ｍ２、およびスポーク間領域１６０１における軽減された質量ｍ３について、これらの質量中心と車輪１１の中心との距離を表わしている。

Ｒ１、Ｒ２およびＲ３が、互いにほぼ等しく、３つの分力がすべて、ジョイント領域１３４およびバルブ７に共通する直径Ｄに沿って位置することに注目すべきである。

さらに、式（１）の第１の分力Ｆ１すなわち領域１３４におけるジョイントの影響が、第２の分力Ｆ２すなわちバルブ７の影響と、第３の分力Ｆ３すなわち残りのスポーク間領域１６０２〜１６１６に対するスポーク間領域１６０１の質量軽減の影響の両者と反対である点に、注目すべきである。

したがって、前記式（１）は、以下の式（５）のスカラー表現に変形される。
Ｆ＝ｍ１＊ω^２＊Ｒ１−ｍ２＊ω^２＊Ｒ２−ｍ３＊ω^２＊Ｒ３
＝（ｍ１−ｍ２−ｍ３）＊ω^２＊Ｒ１ （５）

スポーク間領域１６０１の軽減質量ｍ３の値が、例えば１または２グラムなどときわめて小さくても、合力Ｆの値はゼロに近づき、すべてのスポーク間領域がそれらの質量ｍｚとは関係なく互いに同一であり合力要素が式（６）によって与えられる車輪に比べて、車輪１１の動的不平衡は小さくなる。
Ｆ’＝ｍ１＊ω^２＊Ｒ１−ｍ２＊ω^２＊Ｒ２
＝（ｍ１−ｍ２）＊ω^２＊Ｒ１ （６）

残りのスポーク間領域１６０２〜１６１６に対するスポーク間領域１６０１の軽減質量ｍ３を適切に選択することによって、一対のインサート１３６または他の種類のジョイントの存在およびバルブ７に起因する不平衡を、完全に相殺することができる。実際、軽減質量が以下の式（７）で与えられるならば、
ｍ３＝ｍ１−ｍ２ （７）
合力Ｆの値はゼロに等しくなる。

したがって、このような値の軽減質量ｍ３を備えることによって、バルブ７無しで一般に市販されているリム１３は不平衡になるが、ひとたびバルブ７が取付けられ、さらにスポーク接続部およびハブが取付けられると、車輪１１は完全にバランスする。この点で、バルブ７およびジョイント用インサート１３６の質量ｍ１およびｍ２の値があらかじめ決まっており、したがってスポーク間領域１６０１において取り除くべき質量の値ｍ３を容易に計算できることを、強調しておく価値がある。

オンロード用自転車のための、質量が６グラムである標準サイズの真鍮製バルブ７と質量が１０グラムである一対のアルミニウム製インサート１３６を備えるジョイントについて検討する。

スポーク間領域１６０１の軽減質量ｍ３が４グラムであると、車輪１１は完全にバランスする。

本発明の第２の実施形態による車輪２１が、図７に示されており、これに関するリム２３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図８に示されている。

この車輪２１は、ジョイント部２３４を有するスポーク間領域２６０１の両隣のスポーク間領域２６０２および２６１６において厚さが低減され、質量がｍｚである残りのスポーク間領域２６０１および２６０３〜２６１５に対し、それぞれ軽減された質量ｍｚ−ｍ４およびｍｚ−ｍ５を有している点で、図１の車輪１１と相違している。

動的状態において車輪２１に作用する合力は、以下の式（８）で表現することができ、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ４＋Ｆ５ （８）
ここで、
Ｆ４＝ｍ４＊ω^２＊Ｒ４ （９）
Ｆ５＝ｍ５＊ω^２＊Ｒ５ （１０）
であり、Ｒ４およびＲ５は、それぞれスポーク間領域２６０２における軽減質量ｍ４およびスポーク間領域２６１６における軽減質量ｍ５について、これらの質量中心と車輪２１の中心との距離を表わしており、残りの符号は、第１の実施形態に関してすでに説明したとおりである。

さらに、ジョイント２３４の領域とバルブ７との間を延びる直径Ｄに沿って力Ｆ１およびＦ２が反対向きに作用するが、力Ｆ４およびＦ５がそれぞれ、この直径Ｄに対して１１．２５°の角度（１回転の３２分の１）を形成している点に注目すべきである。質量ｍ４およびｍ５が同じである場合、２つの力Ｆ４およびＦ５の合力は、直径Ｄに沿って力Ｆ１と逆向きに作用する。

質量ｍ４およびｍ５の値が、例えば１または２グラムなどときわめて限られていても、１６個のスポーク間領域２６０１〜２６１６のすべてが互いに同一である車輪（式（６））に比べて、車輪２１の動的不平衡が低減される。

質量ｍ４およびｍ５が等しい特別な場合について、距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５が互いに等しいと考えると、上記式（８）は、以下の式（１１）のスカラー表現に変形される。
Ｆ＝ｍ１＊ω^２＊Ｒ１−ｍ２＊ω^２＊Ｒ２
−ｍ４＊ω^２＊Ｒ４＊ｃｏｓα−ｍ５＊ω^２＊Ｒ５＊ｃｏｓα
＝（ｍ１−ｍ２−２＊ｍ４＊ｃｏｓα）＊ω^２＊Ｒ１ （１１）

一対のインサート１３６または他の種類のジョイントの存在およびバルブ７に起因する不平衡を、以下の式（１２）によって表現されるとおり合力Ｆの絶対値をゼロにする値ｍ４およびｍ５を適切に選択することによって、完全に相殺することができる。
ｍ４＝ｍ５＝（ｍ１−ｍ２）／２＊ｃｏｓα （１２）

以上説明した状況、ならびに実施例１にて示した質量ｍ１（１０グラム）およびｍ２（６グラム）の値において、スポーク間領域２６０２および２６１６の質量ｍ４およびｍ５がそれぞれ２．２グラムであれば、車輪２１の完全なバランスが達成される。

スポーク間領域２６０２、２６１６の代わりに、これらに隣接するスポーク間領域２６０３および２６１５において質量の軽減を行ない、あるいはスポーク間領域２６０３、２６１５の隣のスポーク間領域２６０４および２６１４において質量の軽減を行なうことが、単純に質量軽減において、関連の力がジョイント領域２３４とバルブ７とに共通する直径Ｄに対して形成する角度がより大きくなることを考慮するだけで可能であることを、理解すべきである。したがって、そのような場合においては、取り除くべき材料の量が、スポーク間領域２６０２、２６１６の質量を軽減する場合に比べて多くなる。

さらに、スポーク間領域２６０１、２６０２および２６１６、またはスポーク間領域２６０１、２６０３および２６１５、あるいはスポーク間領域２６０１、２６０４および２６１４において適切な値の質量軽減を行なって、前記第１および第２の実施形態の間の中間的な実施形態が可能であることも、理解すべきである。

本発明の第３の実施形態による車輪３１が、図９に示されており、これに関するリム３３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図１０に示されている。リム３３の一部が、図１１に拡大されて示されている。

この車輪３１は、バルブ７のための孔３３５を備える質量ｍｚのスポーク間領域３６０９を除き、ジョイント部３３４を有するスポーク間領域３６０１だけでなく、残りのスポーク間領域３６０２〜３６０８および３６１０〜３６１６のすべてにおいて厚さが低減され、したがって質量が詳しくはｍｚ−ｍ３へと軽減されている点で、図１の車輪１１と相違している。

例えば領域３６０２および３６１０など、厚さが低減されてなる２つの正反対に位置するスポーク間領域による力が、同じ大きさかつ反対向きであって互いに相殺することを、すぐに理解できるであろう。

したがって、動的状態において車輪３１に作用する合力は、再び前記式（１）によって表現される。

スポーク間領域３６０２〜３６０８および３６１０〜３６１６について、例えば質量が（ｍｚ−ｍ３）±ｍ６となるようスポーク間領域３６０１と異なる度合いで厚さを低減しても、合力について同じ表現（１）が得られることを、理解すべきである。

さらに、正反対に位置するただ１対または小数対のスポーク間領域３６０２〜３６０８および３６１０〜３６１６の厚さを、例えば質量ｍｚ−ｍ３または（ｍｚ−ｍ３）±ｍ６を有するように軽減しても、合力について同じ表現（１）が得られることを、理解すべきである。例えば、質量の低減を、スポーク間領域３６０５および３６１３において行なうことができ、あるいはスポーク間領域３６０３、３６１１、３６０５、３６１３、３６０７、３６１５、などにおいて行なうことができる。

本発明の第４の実施形態による車輪４１が、図１２に模式的に示されており、これに関するリム４３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図１３に示されている。リム４３の一部が、図１４に拡大されて示されている。

ここでもやはり、車輪４１のスポークのパターンは、スポーク接続部１４がリム４３の円周に沿って等間隔に配置される種類のパターンである。

しかしながら、車輪４１のスポークのパターンは、スポーク接続部のセットが２１個のスポーク接続部からなり、すなわちハブ４２の右側に位置する１４個のスポーク接続部およびハブ４２の左側に位置する７個の接続部からなる点で、奇数タイプのパターンである。

したがって、２１個のスポーク取付け領域４５０１〜４５２１および２１個のスポーク間領域４６０１〜４６２１が形成されている。

バルブ７のための孔４３５は、ジョイントの領域４３４と正反対に位置してはおらず、その位置にはスポーク接続部１４のための着座部１３１が存在している。したがって、バルブ７のための孔４３５は、ジョイント領域４３４を通過する直径Ｄ１に対して約８．５°の角度（１回転の４２分の１）にある。

本発明によれば、ジョイント部４３４およびバルブ７の局所的な質量ｍ１およびｍ２に起因する車輪４１の不平衡を低減し、できれば打ち消すため、直径Ｄ１に関してバルブ７のための孔４３５を備えるスポーク間領域４６１１と鏡像の位置にあるスポーク間領域４６１２を除き、すべてのスポーク間領域において厚さの低減、したがって質量の軽減が行なわれる。図１３においても、厚さが低減されているスポーク間領域４６０１〜４６１１および４６１３〜４６２１は、単に説明のみの目的で黒く塗られている。

この実施形態において、合力Ｆは、多数のスポーク間領域における質量の軽減の代わりに、スポーク間領域４６１２において行なわれなかった軽減質量ｍ３の裏返しとしてスポーク間領域４６１２の「追加の質量」ｍ７を考慮することによって、以下の式（１３）のとおりより簡単に表現できる。
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ７ （１３）
ここで、力Ｆ７の絶対値は、
Ｆ７＝ｍ７＊ω^２＊Ｒ７ （２）
によって与えられ、Ｒ７は、質量ｍ７の質量中心と車輪４１の中心との距離であり、残りの符号は、第１の実施形態に関してすでに説明したとおりである。

距離Ｒ１、Ｒ２およびＲ７は、お互いにほぼ等しいと考えることができる。

分力Ｆ７およびバルブ７の影響による分力Ｆ２は、ジョイント領域４３４を通過する直径Ｄ１に対して約８．５°（１回転の４２分の１）の角度βを形成している。

やはり車輪４１の場合においても、たとえ領域４６０１〜４６１１および４６１３〜４６２１の質量の低減が、例えば１または２グラムといったきわめて小さい値であっても、２１個のスポーク間領域のすべてが互いに同一である車輪に比べ、動的不平衡を低減することが可能であり、そのような軽減質量の値を適切に選択することによって、そのような不平衡を完全に無くすことが可能である。

ジョイント領域４３４およびバルブ７による局所的な質量増加に起因する力Ｆ１およびＦ２の合力、すなわち力Ｆ７によって補償すべき合力が、角度βと異なる角度を直径Ｄ１に対して形成している場合には、スポーク間領域４６０２の非対称かつ適切な機械加工、および／またはスポーク間領域４６０２とほぼ正反対にあるスポーク間領域４６１２の非対称かつ適切な厚さの軽減、および／またはスポーク間領域４６１１におけるバルブのための孔４３５の非中央配置によって、「追加の質量」ｍ７の質量中心を移動させることが可能である。

オンロード用自転車のための、質量が６グラムである標準サイズの真鍮製バルブ７、および質量が７グラムである一対のアルミニウム製インサート１３６を備えるジョイント部について、検討する。

スポーク間領域４６１２の「追加の質量」ｍ７が２．６グラムであると、合力Ｆがほぼゼロになり、したがって車輪４１がほぼバランスする。

ただいま説明した実施形態の場合も、やはり、スポーク間領域４６０１〜４６１１および４６１２〜４６２１の中から選ぶことができる他のスポーク間領域を、当初の厚さのまま残すことができ、あるいは他と異なるように機械加工することができる。例えば、三つ揃い４６０３、４６１０、４６１７および４６０７、４６１４、４６２１ならびに同様の三つ揃い、あるいは７つのスポーク間領域からなるグループなど、それらの質量の絶対値に関係なく分力がお互いに相殺される等間隔に位置する複数のスポーク間領域からなるグループを特定することができる。

本発明の第５の実施形態による車輪５１、とくに後輪が、図１５に模式的に示されており、これに関するリム５３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図１６に示されている。

この車輪５１のスポークのパターンは、８つの三つ揃いへとグループ化された２４個のスポーク接続部１４を有している。したがって、それぞれが３つのスポーク取付け座１３１を有する８つのスポーク群取付け領域５５０１〜５５０８が形成され、８つのスポーク間領域５６０１〜５６０８と交互に位置している。スポーク群取付け領域５５０１〜５５０８に、２４個のスポーク取付け領域およびさらなる１６個のスポーク間領域があり、図１５においては図を簡潔にするため、２４個のスポーク取付け領域のうち領域５５０５ａ、５５０５ｂおよび５５０５ｃにのみ番号が付され、さらなる１６個のスポーク間領域のうち領域５６０４ａ、５６０４ｂ、５６０５ａおよび５６０５ｂにのみ番号が付されている。

このように、車輪５１のスポークのパターンは偶数タイプであり、バルブ７のための孔５３５を、直径Ｄに沿ってジョイント領域５３４と正反対に好都合に設けることができる。

スポークがグループにまとめられ、したがって各スポーク間領域が異なる大きさを有しているが、そのような事実は、本発明の考え方の適用に何ら違いをもたらさない。

すなわち、ジョイント部５３４およびバルブ７の局所的な質量ｍ１およびｍ２に起因する車輪５１の動的不平衡を、前記第１、第２および第３の実施形態と理論的に同じやり方で低減することができ、あるいは打ち消すことさえ可能であり、前記第１、第２および第３の実施形態の一般的考え方が、すべて有効である。

第１のアプローチによれば、すでに概要を説明した本発明の考え方を、最も大きな広がりを有しているスポーク間領域であるスポーク群取付け領域間のスポーク間領域５６０１〜５６０８のみを検討対象として、適用することができる。

一例として、図１５および１６の車輪において、前記第３の実施形態に相当する実施形態が示される。すなわち、バルブ７のための孔５３５を有しているスポーク間領域５６０５を除き、スポーク群取付け領域間のすべてのスポーク間領域５６０１〜５６０４および５６０５〜５６０８において、厚さの低減すなわち質量の軽減を行なうことができる。やはり図１５においても、厚さが低減されているスポーク間領域は、単に説明のみの目的で黒く塗られている。

さらに、図１６においては、ジョイントが図５および６のスリーブ１３６ａを使用するものとして示されているが、この場合にも、前記第１の実施形態に関してすでに説明した他の接合手段を使用することが可能である。

合力Ｆは、やはり式（１）によって表現され、以下の実施例のように完全なバランスを実現することが可能である。

オンロード用自転車のための、質量が６グラムである標準サイズの真鍮製バルブ７、および質量が１１グラムであるアルミニウム製スリーブ１３６ａを備えるジョイントについて検討する。

スポーク間領域５６０１（ならびにスポーク間領域５６０２〜５６０４および５６０６〜５６０８）の軽減質量の値ｍ３が５グラムであると、合力Ｆがゼロになり、車輪４１は完全にバランスする。

また一方で、別のアプローチによれば、すでに概要を説明した本発明の概念を、その最も一般的な考え方において、さらにスポーク間領域５６０５ａ、５６０５ｂおよび同様のスポーク間領域を検討対象として、適用することができる。

あくまで一例であるが、前記第２の実施形態に相当する課題解決策においては、スポーク間領域５６０４ｂおよび５６０５ａ、ならびに／またはスポーク間領域５６０４ａ、５６０５ｂ、ならびに／またはスポーク間領域５６０４、５６０６において、質量の軽減を行なうことができる。

本発明の第６の実施形態による車輪６１、とくには後輪であるが、図１７に模式的に示されており、これに関するリム６３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図１８に示されている。

この車輪６１のスポークのパターンは、７つの三つ揃いへとグループ化された２１個のスポーク接続部１４を有している。したがって、それぞれが３つのスポーク取付け座１３１を有する７つのスポーク群取付け領域６５０１〜６５０７が形成され、７つのスポーク間領域６６０１〜６６０７と交互に位置している。スポーク群取付け領域６５０１〜６５０７に、２１個のスポーク取付け領域およびさらなる１４個のスポーク間領域があるが、図１７においては図を簡潔にするため、２１個のスポーク取付け領域のうち領域６５０４ａ、６５０４ｂおよび６５０４ｃにのみ番号が付され、さらなる１４個のスポーク間領域のうち領域６６０４ａおよび６６０４ｂにのみ番号が付されている。

このように、車輪６１のスポークのパターンは奇数タイプのパターンであり、バルブ７のための孔６３５が、ジョイント領域６３４と正反対に位置してはおらず、その位置にはスポーク接続部１４のための着座部１３１が存在している。したがって、バルブ７のための孔６３５は、ジョイント領域６３４を通過する直径Ｄ１に対して約２５．７°の角度（１回転の１４分の１）にある。

やはり図１８においても、ジョイントが図５および６のスリーブ１３６ａを使用するものとして示されているが、前記第１の実施形態に関してすでに説明した他の接合手段を使用することも可能である。

三つ揃い（または他の数のスポーク接続部からなるグループ）を奇数組備えるスポーク・パターンの場合にも、スポークがグループにまとめられ、したがって各スポーク間領域が異なる大きさを有しているという事実は、本発明の考え方の適用に何ら違いをもたらさない。

すなわち、前記第４の実施形態と理論的に同じやり方で、前記第４の実施形態の一般的考え方がすべて有効なまま、最も大きな広がりを有しているスポーク間領域であるスポーク群取付け領域間のスポーク間領域６６０１〜６６０７のみを検討対象とすること、およびスポーク間領域６６０４ａ、６６０４ｂおよび同種のスポーク間領域をも検討対象とすることの両者によって、ジョイント部６３４およびバルブ７の局所的な質量ｍ１およびｍ２に起因する車輪６１の動的不平衡を低減することができ、あるいは打ち消すことさえ可能である。

あくまで一例であるが、図１７および１８の車輪６１において、ジョイント部６３４およびバルブ７の局所的な質量ｍ１およびｍ２に起因する車輪６１の動的不平衡を低減し、できれば打ち消すため、直径Ｄ１に関してバルブ７のための孔６３５を備えるスポーク間領域６６０４と鏡像の位置にあるスポーク間領域６６０５を除き、スポーク群取付け領域間のすべてのスポーク間領域であるスポーク間領域６６０１〜６６０７において、厚さの低減すなわち質量の軽減が行なわれる。やはり図１７においても、厚さが低減されているスポーク間領域６６０１〜６６０４および６６０６〜６６０７は、単に説明のみの目的で黒く塗られている。

ここでもやはり、合力Ｆは、多数のスポーク間領域における質量の軽減の代わりに、スポーク間領域６６０５において行なわれなかった軽減質量ｍ３の裏返しとしてスポーク間領域６６０５の「追加の質量」ｍ７を考慮することによって、前記式（１３）によって表現できる。

バルブ７の影響による分力Ｆ２および分力Ｆ７は、ジョイント領域６３４を通過する直径Ｄ１に対して約２５．７°（１回転の１４分の１）の角度γを形成している。

やはり車輪６１の場合においても、たとえ領域６６０１〜６６０４および６６０６〜６６０７の質量の低減が、例えば１または２グラムといったきわめて小さい値であっても、７つのスポーク間領域のすべてが互いに同一である車輪に比べ、動的不平衡を低減することが可能であり、そのような軽減質量の値を適切に選択することによって、そのような不平衡をほぼ取り除くことが可能である。

オンロード用自転車のための、質量が６グラムである標準サイズの真鍮製バルブ７、および質量が１１グラムであるアルミニウム製スリーブ１３６ａを備えるジョイント部について、検討する。

スポーク間領域６６０５を除き、スポーク群取付け領域間に広がるすべてのスポーク間領域６６０１〜６６０４および６６０６〜６６０７の軽減質量ｍ３が６グラムであると、合力Ｆがほぼゼロになり、したがって車輪６１がほぼバランスする。

あくまでもう１つの例であるが、ジョイント領域６３４およびバルブ７による局所的な質量増加に起因する力Ｆ１およびＦ２の合力が、直径Ｄ１に対して角度γとは異なる角度を形成する場合、それをより正確なやり方で補償するため、質量の軽減を、さらにスポーク間領域６６０４ａおよび／またはスポーク間領域６６０４ｂにおいて行なってもよい。

これまでの実施形態においては、ジョイント部の質量ｍ１がバルブの質量ｍ２よりも大きいという仮定を、これが最も一般的な状況であることから、常に考慮してきた。しかしながら、ジョイント部の質量ｍ１がバルブの質量ｍ２よりも小さい場合でも、これまで説明した課題解決策を必要な変更を加えて適用できることを、当業者であれば理解できるであろう。

当然ながら、材料除去の加工の種類および幾何形状に関し、前記第１の実施形態を参照しつつすでに説明した内容が他のすべての実施形態についても有効であることも、理解できるであろう。

図１９は、本発明の第７の実施形態による車輪７１、とくには後輪を示しており、これに関するリム７３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図２０に示されている。リム７３の一部が、図２１に拡大されて示されている。

この車輪７１のスポークのパターンは、前記第５の実施形態の車輪５１（図１５）を参照しつつすでに説明したものと同一であり、三つ揃いへとグループ化された２４個のスポーク取り付け領域を有する偶数タイプのパターンである。したがって、８つのスポーク群取付け領域７５０１〜７５０８、および８つのスポーク間領域７６０１〜７６０８が形成されている。スポーク群取付け領域７５０１〜７５０８には、２４個のスポーク取付け領域およびさらなる１６個のスポーク間領域があり、図１９においては図を簡潔にするため、２４個のスポーク取付け領域のうち領域７５０５ａ、７５０５ｂおよび７５０５ｃにのみ番号が付され、さらなる１６個のスポーク間領域のうち領域７６０５ａおよび７６０５ｂにのみ番号が付されている。

一方で、この車輪７１においては、リム７３が、例えばカーボン繊維のような繊維材料を高分子材料のマトリックス中に成型・網状化または成型・硬化させることによって作られた複合材料で作られている。このリム７３の製造の詳細については、例えば特許文献６に見出すことができ、この文献は、ここでの言及によって本明細書に組み込まれたものとする。リム７３は一体の部品であり、したがってジョイントは存在しない。
欧州特許出願公開公報第１２３１０７７号

それにもかかわらず、このリム７３の場合にも、局所的な質量の不連続すなわちバルブ７に代表される局所的な質量増加が存在し、これが本発明により、厚さを減らすことによって得られるいくつかのスポーク間領域の質量軽減を通じて、動的に補償される。

複合材料で作られたリムの場合、厚さの低減は、事後の材料除去加工によって、すでに説明したやり方および幾何形状に従って得ることができる。

しかしながら、そのような工作は、事後の材料除去加工ではなくリム７３の製造段階において直接、単に金型内の所望の領域に配置する材料の量をより少なくすることによって、好都合に達成することができる。この点に関し、例えば前記特許文献６に記載のとおり、高分子材料マトリックス中のカーボン繊維材料が層状で入手可能であり、これらの層から、例えば厚さが異なる下部ブリッジ１３９、上部ブリッジ１３３、および側壁１３８ａ、１３８ｂ（図２）など、リムのさまざまな領域について所望の厚さが得られる点に注目すべきである。したがって、本発明によって、バルブ７に起因する局所的な質量増加を少なくとも部分的に補償すべく質量軽減が図られなければならないスポーク間領域において、金型内に配置される層の数を少なくすることができる。

一体成形のリム７３の場合であれば、バルブ７が唯一存在する局所的な質量増加であり、厚さの低減は、この実施形態においては、バルブ７のための孔７３５を有するスポーク間領域７６０５で行なわれる。
動的状態において車輪７１に作用する遠心力の合力は、以下の式（１５）で表現することができ、
Ｆ＝Ｆ２＋Ｆ８ （１５）
ここで、力Ｆ８の絶対値は、
Ｆ８＝ｍ８＊ω^２＊Ｒ８ （１６）
によって与えられ、Ｒ８は、スポーク群の領域間を同様に広がっている残りのスポーク間領域７６０１〜７６０４および７６０６〜７６０８に対する、スポーク間領域７６０５の軽減質量ｍ８について、その質量中心と車輪７１の中心との距離を表わしており、残りの符号についてはすでに説明したとおりである。

力Ｆ８および力Ｆ２、すなわちバルブ７に起因する局所的な質量増加の影響が、両者ともバルブ７を通過する直径に沿い、反対向きに作用する点に注目すべきである。

したがって、やはり車輪７１の場合においても、たとえスポーク間領域７６０５の質量の低減が、例えば１または２グラムといったきわめて小さい値であっても、スポーク群の領域の間を広がる８つのスポーク間領域７６０１〜７６０８のすべてが互いに同一である車輪に比べ、動的不平衡を低減することが可能であり、そのような質量の値を適切に選択することによって、そのような不平衡を完全に無くすことが可能である。

実際、
ｍ８＝ｍ２ （１７）
を選択した場合に、合力Ｆがゼロに等しくなり、したがってリム７３およびバルブ７で構成されるセットが、車輪７１と丁度同じように完全にバランスする。

オンロード用自転車のための、質量が６グラムである標準サイズの真鍮製バルブ７について検討し、バルブ７のための孔７３５の影響については無視することにする。

絶対値がｍ２＊ω^２＊Ｒ２である力Ｆ２が、スポーク間領域７６０５の質量を残りのスポーク間領域７６０１〜７６０４および７６０６〜７６０８に対して６グラム低減することによって、相殺される。

図２２は、本発明の第８の実施形態による車輪８１、とくには後輪を示しており、これに関するリム８３の断面が、バルブ７が取付けられた状態で図２３に示されている。リム８３の一部が、図２４に拡大されて示されている。

この車輪８１のスポークのパターンは、前記第７の実施形態の車輪７１（図１９）を参照しつつすでに説明したものと同一であり、三つ揃いへとグループ化された２４個のスポーク接続部を有する偶数タイプのパターンである。したがって、８つのスポーク群取付け領域８５０１〜８５０８、および８つのスポーク間領域８６０１〜８６０８が形成されている。スポーク群取付け領域８５０１〜８５０８には、２４個のスポーク取付け領域およびさらなる１６個のスポーク間領域があり、図２２においては図を簡潔にするため、２４個のスポーク取付け領域のうち領域８５０５ａ、８５０５ｂおよび８５０５ｃにのみ番号が付され、さらなる１６個のスポーク間領域のうち領域８６０５ａおよび８６０５ｂにのみ番号が付されている。

やはり車輪８１においても、リム８３が一体成型の複合材料で作られており、したがってジョイント部は存在しないが、バルブ７に代表される局所的な質量増加は存在している。

本発明による補償が、前記第７の実施形態と同様、バルブ７のための孔８３５を有するスポーク間領域８６０５においてなされる質量の低減によって行なわれる。

しかしながら、リム８３の場合においては、スポーク間領域８６０５における厚さの低減に、当該領域の２つの端部部分８７１および８７２のみが関与する一方で、バルブ７のための孔８３５が存在しているスポーク間領域８６０５の中央部分８７３においては、リム８３の肉厚が減らされてはおらず、場合によってはリム８３の残りの部分に比べ厚さが増やされている。このようにして、リム８３の弱点を呈しているバルブ７のための孔８３５の領域を、リム８３に必要な構造強度を付与するための適切な厚さに保つことができる。

動的状態において車輪８１に作用する合力は、やはり式（１５）によって表現することができ、バルブ７が取付けられたときにリム８３が完全にバランスするために必要な軽減質量ｍ８は、質量低減の質量中心がやはりバルブ７を通過する直径Ｄ２に沿っており、Ｒ８の値が実施例６のＲ８の値よりもごくわずかに小さいことから、やはり式（１７）によって表現される。

当然ながら、すでに説明した第７および第８の実施形態の代案として、すでに述べた第２の実施形態に類似したやり方、またはそのような実施形態の組み合わせに類似したやり方で、すなわち換言すれば、領域７６０５の代わりに、あるいは領域７６０５に加えて、例えばスポーク間領域７６０４および７６０６ならびに／またはスポーク間領域７６０４ｂおよび７６０５ａなど、スポーク間領域７６０５に関して対称に位置する１対または小数対のスポーク間領域において２つの厚さ低減すなわち質量軽減を行なうことによって、車輪７１および８１の不平衡を軽減または除去することが可能である。

さらに、前記第３の実施形態と理論的に同様のやり方で、例えばスポーク間領域７６０３および７６０７、またはスポーク間領域７６０２、７６０４、７６０６、７６０８、あるいはスポーク間領域７６０５の正反対に位置するスポーク間領域７６０１を除き、スポーク取付け領域の間を広がるすべての領域を表わすスポーク間領域７６０２〜７６０８など、正反対に位置するスポーク間領域の対において、同じまたは種々の量でさらなる質量軽減を行なうことができる。

さらに一般的には、一体成型のリムの場合には、スポーク接続部が独立している形式のスポーク・パターンでも、スポーク接続部がグループ化されているスポーク・パターンでも、あるいは奇数のスポーク・パターンであっても、バルブのための孔を有しているスポーク間領域において厚さを低減し、さらに／またはバルブのための孔を中心とするリム半分、つまり、リムの周方向に沿った半分に位置し、かつ、バルブのための孔を有しているスポーク間領域に関して対称に位置している少なくとも１対のスポーク間領域において厚さを低減することで、動的不平衡を完全に除くことが常に可能であることを理解すべきである。

例えば金属製のリムなど、ジョイント領域を有するリムの場合には、通常はジョイント領域であるが最も大きい局所的な質量増加を中心に有するリム半分において、任意の数のスポーク間領域の質量を低減することが一般に可能であることを、理解すべきである。

ジョイント領域とバルブのための孔とが正反対に位置する場合、あるいはスポーク間領域が正反対に位置するあらゆる場合に、２つの局所的な質量増加が最も重い質量増加の点に位置するただ１つの質量増加と等価であると考えることによって、すでに説明した一般的概念を適用することが可能である。したがって、スポーク接続部がそれぞれ独立していても、スポーク接続部がグループ化されていても、あるいは奇数のスポーク・パターンであっても、あらゆる種類のスポーク・パターンについて、最も大きな質量増加を有しているスポーク間領域において厚さを低減し、および／または最も大きな質量増加を有しているスポーク間領域に関して同じリム半分内で対称に位置している少なくとも１対のスポーク間領域において厚さを低減することで、動的不平衡を完全に除くことが常に可能である。ジョイント領域およびバルブのための孔に対して正確に正反対である位置からの少しの偏りを考慮して、厚さの低減に関与する第２のサブセットの領域の肉厚が非対称に推移されてよい。

ジョイント領域とバルブのための孔とが正反対に位置しない場合、最も重い局所的質量増加の位置を通過する直径に関して、最も軽い局所的質量増加の位置と同じ側に位置し、かつ最も重い局所的質量増加の位置を中心とするリム半分に位置する少なくとも１つのスポーク間領域において、質量の軽減を行なうことが可能である。

これは、詳しくは、最も重い局所的質量増加の位置に隣接するスポーク間領域であり、あるいはスポークがグループ化されているスポーク・パターンにおいては、同じ大きさを有する隣のスポーク間領域である。

しかしながら、例えば金属製のリムなどのようなジョイントを有するリムの場合、ジョイントの領域がバルブに対して正反対、またはほぼ反対であるということに本発明が限定されるわけではないことを、はっきりさせておかなければならない。それらの要素が互いにより近く位置している場合には、通常はジョイントであると考えられる最大の局所的質量増加により近い適切な位置に配置されるスポーク間領域の質量において軽減される質量の軽減を大きくすれば充分であることを、当業者であれば理解できるであろう。

さらに、ジョイント領域によってもたらされる局所的な質量増加およびバルブによってもたらされる局所的な質量増加について別個に補償を提供することも、例えばジョイントを有するスポーク間領域およびバルブのための孔を有するスポーク間領域の両者において厚さを適切に低減し、かつ／またはジョイントを有するスポーク間領域を中心として鏡像に位置するスポーク間領域の対およびバルブのための孔を有するスポーク間領域を中心として鏡像に位置するスポーク間領域の対において厚さを適切に低減することによって可能である。

以上説明した一般的条件の他に、複数のスポーク間領域からなり回転対称を有する少なくとも１つのグループについて、そのような場合にグループの質量の合計がゼロになるため、さらなる軽減を行なうことも可能である。適切なグループは、正反対に位置する２つの領域、および１２０°で位置する三つ揃いの領域、などで構成される。

したがって、リムの重量の削減を助けたいという考えから、ほぼあらゆる状況において、１つまたは２つのスポーク間領域だけ、あるいはスポーク群の間を広がるスポーク間領域の１つまたは２つだけが完全であり、すなわち厚さが大であるリムが実現可能である。

ここで、各領域における厚さの低減が、例えば、それぞれの領域におけるバルブのための孔および／またはジョイントの非対称配置を補償するため、および／または正反対に位置していないであろう２つの局所的な質量増加をより正確に補償するため、非対称な幾何形状を有してもよいことを、再度強調しておく価値がある。

さらに、バルブのための孔を有するスポーク間領域に厚さの異なる３つの領域を設けるという前記第８の実施形態の課題解決策は、とくにはバルブがジョイント領域よりも重たい場合など、そのような領域が本発明による厚さ低減に含まれなければならない場合には、金属製のジョイントとともに適用可能である。

本発明の第１の実施形態による車輪の斜視図である。 スポーク接続部が組み合わされたリムの一部分についての部分斜視図である。 バルブが取り付けられた、図１の車輪のリムの断面図である。 リムの接合のための一対のインサートの斜視図である。 リムの接合のためのスリーブの斜視図である。 リムへと挿入された図５のスリーブの断面図である。 図１に対応した、第２の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第２の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図１に対応した、第３の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第３の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図１０のリムの一部分の拡大図である。 図１に対応した、第４の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第４の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図１３のリムの一部分の拡大図である。 図１に対応した、第５の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第５の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図１に対応した、第６の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第６の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図１に対応した、第７の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第７の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図２０のリムの一部分の拡大図である。 図１に対応した、第８の実施形態による車輪の斜視図である。 図３に対応した、第８の実施形態による車輪のリムの断面図である。 図２３のリムの一部分の拡大図である。

符号の説明

７ バルブ
１１ 車輪
１３ リム
２１ 車輪
２３ リム
３１ 車輪
３３ リム
４１ 車輪
４３ リム
５１ 車輪
５３ リム
６１ 車輪
６３ リム
７１ 車輪
７３ リム
８１ 車輪
８３ リム
１３４ ジョイント領域
２３４ ジョイント領域
３３４ ジョイント領域
４３４ ジョイント領域
５３４ ジョイント領域
６３４ ジョイント領域
７３４ ジョイント領域
８３４ ジョイント領域
１５０１〜１５１６ スポーク取り付け領域
１６０１〜１６１６ スポーク間領域
２５０１〜２５１６ スポーク取り付け領域
２６０１〜２６１６ スポーク間領域
３５０１〜３５１６ スポーク取り付け領域
３６０１〜３６１６ スポーク間領域
４５０１〜４５２１ スポーク取り付け領域
４６０１〜４６２１ スポーク間領域
５５０１〜５５０８ スポーク取り付け領域
５６０１〜５６０８ スポーク間領域
５５０５ａ〜ｃ スポーク取り付け領域
５６０５ａ〜ｂ スポーク間領域
６５０１〜６５０７ スポーク取り付け領域
６６０１〜６６０７ スポーク間領域
６５０４ａ〜ｃ スポーク取り付け領域
６６０４ａ〜ｂ スポーク間領域
７５０１〜７５０８ スポーク取り付け領域
７６０１〜７６０８ スポーク間領域
７５０５ａ〜ｃ スポーク取り付け領域
７６０５ａ〜ｂ スポーク間領域
８５０１〜８５０８ スポーク取り付け領域
８６０１〜８６０８ スポーク間領域
８５０５ａ〜ｃ スポーク取り付け領域
８６０５ａ〜ｂ スポーク間領域

Claims (33)

1. スポーク取付け領域（１５０１〜１５１６；２５０１〜２５１６；３５０１〜３５１６；４５０１〜４５２１；５５０１〜５５０８；５５０５ａ〜ｃ；６５０１〜６５０７；６５０４ａ〜ｃ；７５０１〜７５０８；７５０５ａ〜ｃ；８５０１〜８５０８；８５０５ａ〜ｃ）およびスポーク間領域（１６０１〜１６１６；２６０１〜２６１６；３６０１〜３６１６；４６０１〜４６２１；５６０１〜５６０８；５６０５ａ〜ｂ；６６０１〜６６０７；６６０４ａ〜ｂ；７６０１〜７６０８；７６０５ａ〜ｂ；８６０１〜８６０８；８６０５ａ〜ｂ）を有する自転車用スポーク付き車輪（１１；２１；３１；４１；５１；６１；７１；８１）のリム（１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３；８３）において、
   前記スポーク間領域が、第１の平均肉厚を有するスポーク間領域の第１のサブセット、およびスポーク間領域の第２のサブセット（１６０１；２６０２；２６１６；３６０１〜３６０８；３６１０〜３６１６；４６０１〜４６１１；４６１３〜４６２１；５６０１〜５６０４；５６０６〜５６０８；６６０１〜６６０３；６６０５〜６６０７；７６０５；８６０５）を有しており、前記第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれが、前記第１の平均肉厚よりも小さい平均肉厚を有しており、前記第２のサブセットのスポーク間領域が、車輪の少なくとも１つの局所的な質量増加（７；１３４；２３４；３３４；４３４；５３４；６３４；７３４；８３４）を少なくとも部分的に補償するように配置されており、前記局所的な質量増加は、リムとの連結に適したバルブおよび／またはリムのジョイント領域のみにあることを特徴とするリム。
2. 請求項１において、前記少なくとも１つの局所的な質量増加が、第１の位置における第１の局所的な質量増加を含んでおり、前記第２のサブセットが、前記第１の位置を含んでいるスポーク間領域を含んでいるリム。
3. 請求項１または２において、前記少なくとも１つの局所的な質量増加が、第１の位置における第１の局所的な質量増加を含んでおり、前記第２のサブセットが、前記第１の位置を中心とするリム半分に前記第１の位置を中心として対称に配置された少なくとも１対のスポーク間領域を含んでいるリム。
4. 請求項２または３において、前記少なくとも１つの局所的な質量増加が、前記第１の局所的な質量増加よりも小さく、前記第１の位置とほぼ正反対に位置するスポーク間領域内の第２の位置に配置された第２の局所的な質量増加を、さらに含んでいるリム。
5. 請求項１において、前記少なくとも１つの局所的な質量増加が、第１の位置に第１の局所的な質量増加を含むとともに、前記第１の局所的な質量増加よりも小さく、前記第１の位置と正対しないスポーク間領域内の第２の位置に配置された、第２の局所的な質量増加を含んでおり、前記第２のサブセットが、前記第１の位置を通過する直径に関して前記第２の位置と同じ側、かつ前記第１の位置を中心とするリム半分に配置されているスポーク間領域を含んでいるリム。
6. 請求項５において、前記第２のサブセットが、前記第１の局所的な質量増加を含んでいるスポーク間領域と同じ大きさを有するスポーク間領域であって、前記第１の位置に最も近いスポーク間領域を含んでいるリム。
7. 請求項６において、前記第２のサブセットが、前記第１の位置に隣接して位置するスポーク間領域を含んでいるリム。
8. 請求項２において、前記少なくとも１つの局所的な質量増加が、第１の位置に第１の局所的な質量増加を含むとともに、前記第１の局所的な質量増加よりも小さい第２の局所的な質量増加を、第２の位置に配置して含んでおり、
   前記第２のサブセットが、前記第１の位置を含むスポーク間領域および前記第２の位置を含むスポーク間領域を含んでいるリム。
9. 請求項１または８において、前記少なくとも１つの局所的な質量増加が、第１の位置に第１の局所的な質量増加を含むとともに、前記第１の局所的な質量増加よりも小さい第２の局所的な質量増加を、第２の位置に含んでおり、
   前記第２のサブセットが、前記第１の位置を中心とするリム半分に前記第１の位置を中心として対称に配置された少なくとも１対のスポーク間領域、および前記第２の位置を中心とするリム半分に前記第２の位置を中心として対称に配置された少なくとも１対のスポーク間領域を含んでいるリム。
10. 請求項２〜９の何れか一項において、前記第２のサブセットが、複数のスポーク間領域からなる少なくとも１つのグループであって、リムの軸に関してバランスされているグループを含んでいるリム。
11. 請求項１０において、前記複数のスポーク間領域からなる少なくとも１つのグループが、少なくとも１対の正反対に位置するスポーク間領域を含んでいるリム。
12. 請求項１〜１１の何れか一項において、前記第２のサブセットの複数のスポーク間領域が、同じ大きさを有しているリム。
13. 請求項１〜１２の何れか一項において、前記第２のサブセットの複数のスポーク間領域が、異なる大きさを有しているリム。
14. 請求項１において、前記第２のサブセットが、１つまたは２つのスポーク間領域で構成されているリム。
15. 請求項１において、前記第２のサブセットが、１つまたは２つのスポーク間領域を除くすべてのスポーク間領域で構成されているリム。
16. 請求項１において、前記第２のサブセットが、スポーク群とスポーク群との間に配置されたスポーク間領域のうちの、１つまたは２つを除くすべてのスポーク間領域で構成されているリム。
17. 請求項１〜１６の何れか一項において、前記第２のサブセットのスポーク間領域のすべてが、同じ平均肉厚を有しているリム。
18. 請求項１〜１７の何れか一項において、前記第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれが、対称的な質量分布を有しているリム。
19. 請求項１〜１８の何れか一項において、前記第２のサブセットの少なくとも１つのスポーク間領域が、非対称な質量分布を有しているリム。
20. 請求項１〜１９の何れか一項において、前記第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれにおいて、隣接するスポーク取付け領域の厚さからの変化は、スポーク間領域と隣接するスポーク取付け領域との間の境界において、シャープ・エッジが形成されることによる変化であるリム。
21. 請求項１〜１９の何れか一項において、前記第２のサブセットのスポーク間領域のそれぞれにおいて、隣接するスポーク取付け領域の厚さからの変化が、リムの或る長さにわたって徐々に進展しているリム。
22. 請求項１〜２１の何れか一項において、前記第２のサブセットのスポーク間領域の平均肉厚の低減が、リムの下部ブリッジに位置しているリム。
23. 請求項２２において、前記第２のサブセットが、バルブのための孔を有しているスポーク間領域を含んでおり、前記スポーク間領域が、バルブ孔を有する中央領域および２つの端部領域を有しており、前記中央領域が前記端部領域よりも大きい肉厚を有しているリム。
24. 請求項１において、前記第１の平均肉厚が、スポーク取付け領域の平均肉厚と等しいリム。
25. 請求項１〜２４の何れか一項に記載のリムを有している自転車用スポーク付き車輪。
26. スポーク取付け領域とスポーク間領域とを有するリムを形成するステップを含む自転車用スポーク付き車輪のリムを製造する方法において、
    前記スポーク間領域の第１のサブセットが、第１の平均肉厚を備えて形成されるとともに、前記スポーク間領域の第２のサブセットが、それぞれに前記第１の平均肉厚よりも小さい平均肉厚を備えて形成され、前記第２のサブセットのスポーク間領域が、車輪の少なくとも１つの局所的な質量増加を少なくとも部分的に補償するように配置されており、前記局所的な質量増加は、リムとの連結に適したバルブおよび／またはリムのジョイント領域のみにあることを特徴とする方法。
27. 請求項２６において、リムを形成するための金型において、高分子材料のマトリックス中に構造繊維を、前記第２のサブセットのスポーク間領域よりも、前記第１のサブセットのスポーク間領域に、より多くの量供給するステップを含んでいる方法。
28. 請求項２６または２７において、すべてのスポーク間領域の平均肉厚が等しいリムを形成する準備ステップ、および前記第２のサブステップのスポーク間領域から材料を除去するステップを含んでいることを特徴とする方法。
29. 請求項２８において、前記材料除去のステップが、機械加工によって行なわれる方法。
30. 請求項２９において、前記機械加工がフライス加工である方法。
31. 請求項２８において、前記材料除去のステップが、化学的なエッチングによって行なわれる方法。
32. 請求項２８において、前記材料除去のステップが、放電加工によって行なわれる方法。
33. 請求項２６〜３２の何れか一項において、リムが請求項１〜２４の何れか一項に記載のリムである方法。

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