JP5221830B2 - 自転車用スポーク式車輪 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用のスポーク式車輪に関する。より詳しくは、本発明は、リムと、第１及び第２のスポーク固定部を有するハブと、前記リムとハブとをつなぐ複数のスポークとからなる自転車用の車輪に関する。

本発明が基礎としている技術的な課題は、一定の適用状態において、スポークの第１のセットと第２のセットとに異なる応力が加えられることにある。その結果、使用時において一方のセットのスポークには同一車輪の他方のセットのスポークに比べてより大きな破損のリスクを負っている。

この問題が発生する第１の態様が、添付の図１に示されている。この図は、自転車のフレーム１０上に２つのフォーク・アーム１２によって取り付けられている従来から知られた形式の後輪を示しており、フォーク・アーム１２の下端には、横方向の回転軸１６を形成するピンを固定するための一般符号１４で示すハウジングが設けられている。一般符号１８で示す前記後輪は、２つのアーム１２の中央に位置する中間面２２を有するリム２０と、フレーム１０の固定ハウジング１４とを有する。この車輪１８は、符号２４ａ、２４ｂでそれぞれ示す第１と第２のスポーク固定部を有するハブ２４を備えている。リム２０とハブ２４とは、符号２８ａ、２８ｂでそれぞれ示す第１と第２のスポークのセットによってつなげられている。第１のセットのスポーク２８ａは、スプロケット２６のセットに隣接するハブ２４の固定部２４ａに固定され、第２のセットのスポーク２８ｂは、スプロケット・セット２６から最も離れた側にあるハブ２４の固定部２４ｂに固定されている。

横軸１６方向のスプロケット２６セットの容量のために、スポーク２８ａと２８ｂとは車輪１８の中間面２２に対して傾斜が異なっている。図１において、スポーク２８ａと２８ｂとの中間面２２に対する傾斜角は、それぞれ符号α、βで示されている。角度αとβとの差は、スプロケット・セット２６の軸方向の容量に比例する。厳密には、スポーク２８ａは隣接するスポークとの交叉のために僅かに異なった傾斜角α_１、α_２を有する。前記の角度αは、この角度α_１、α_２の平均値と考え得る。

従来の態様において、スポーク２８ａと２８ｂとが中間面２２に対して異なる傾斜角を有するという事実は、これらのスポークの間には相互に異なる張力が加わることを意味している。具体的には、リム２０を車輪の中間面２２に対して中央に維持するために、スポーク２８ａの張力はスポーク２８ｂの張力よりもはるかに大きなものでなければならない。スポーク２８ａ、２８ｂの平均張力をＦａ、Ｆｂで示すと、これらの張力の車輪回転軸に平行な方向の成分は、リム２０を中間面２２に対して正確に中央に位置することを保証するものでなければならない。

この結果、この既知の態様では、車輪の右側（スプロケット・セットに隣接する側）に位置するスポークは、車輪の左側（スプロケット・セットの反対側）に位置するものよりもより大きな張力を受ける。

他の適用の形態においては、車輪の左側に位置するスポークの方が、右側に位置するスポークに比べてより大きな破損のリスクを負うこともある。この状態の例が、Mavicの欧州特許第EP-A-0896887号公報に述べられている。この公報では自転車用の後輪について述べており、そこではスプロケット側に位置するスポークは、車輪回転軸に対してほぼ放射方向に配置され、スプロケットと反対のハブ側に固定されるスポークは傾斜し、交叉している。この種の構成では、前記従来からある態様と同様に、自転車を使用中にスプロケットからリムに伝達される駆動トルクは、前記放射方向に配置されたスポークが実質上トルクを伝達することができないことを考えると、そのほぼ全ては傾斜したスポークにより伝達される。その結果、この形式の車輪では、スプロケットの反対側に配置されたスポークの方がより大きな破損のリスクを負うこととなる。

発明が解決しようとする課題

本発明は、以上のように、２つのセットのスポークに対してそれぞれ異なる張力が働くため、一方のセットのスポークの方がより大きな破損のリスクを負う、という従来技術にある問題を解消することができる自転車用のスポーク式車輪を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

本発明では、請求項に記載した特性を有する自転車用のスポーク式車輪によって上述の目的を達成する。
本発明は、非限定目的で添付した図面を参照する以下の詳細説明により、より明確となる。

図２、３において、上述の説明に対応する部品に対しては同一の符号が付されている。
本発明に係る車輪１８によれば、第１のセットのスポーク２８ａは、第２のセットのスポーク２８ｂに比較して数が多い。図に示す実施の形態においては、スポーク２８ａは、第２のセットのスポーク２８ｂに対して２倍の数となっている。好ましくは、これらスポーク２８ａ、２８ｂは、相互に等間隔の３本の組３０にグループ分けされる。各３本の組３０は、２本の第１のセットのスポーク２８ａと、前記２本の第１のセットのスポーク２８ａの中間位置に配置される１本の第２のセットのスポーク２８ｂとから構成されている。各３本の組３０の２本のスポーク２８ａは好ましくは相互に平行であり、これと同じ組３０の１本のスポーク２８ｂは、前記２本のスポーク２８ａに対して等間隔となる放射面上に配置される。このスポーク２８ａ、２８ｂのハブ２４とリム２０への固定方法は、いかなる形式のものであってもよい。図２からも明らかなように、車輪１８は、美的観点から「スポーク式」車輪の形態を保っており、ここで各「スポーク」は、個別スポークの３本の組３０から構成されている。スポークの３本の組３０の数は、図２に示す実施の形態とは異なったものとすることができる。例えば、合計の個別スポークの数を１５、１８、２１、２４、２７、３０とすることで、「スポーク」の数が５、６、７、８、９、１０となる車輪を構成することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る解決策は、スポーク２８ａの張力を第２のセットのスポーク２８ｂに対して実質的に半分にすることを可能にし、これによって本実施の形態においては破損の可能性がより高いスプロケットに隣接する位置にあるスポークの破損のリスクをかなりの程度軽減するものである。

次に図４から図７は、本発明に係る第２の実施の形態の車輪を示している。この第２の実施の形態においても、これまでに説明した部品に対しては同一の符号を付して表示している。特に先の実施の形態と同様に、ハブ２４の一方の側２４ａに固定されるスポークは符号２８ａで示され、ハブ２４の他方の側２４ｂに固定されるスポークは符号２８ｂで示されている。以下の説明からも明らかなように、この第２の実施の形態においそは、破損のリスクに最もさらされるスポークは左手側に配置されたものである。

この第２の実施の形態において、第１のセットの各スポーク２８ａは、ハブ２４の軸１６と交叉する面に配置されている。この結果、図５に示す回転軸１６と平行な方向に沿って見た場合、この第１のセットのスポーク２８ａは、回転軸１６に垂直である。

第２のセットの各スポーク２８ｂは、回転軸１６に平行な方向に沿って見ると、リム２０の半径方向に対して傾斜している。ここでいう「傾斜」とは、前記スポークが回転軸１６を含む面に入っていないことを意味する。

この結果、回転軸１６と１つのスポーク２８ａとを含む面を例にとると、同じ３本の組３０内の各スポーク２８ｂは、この面に対して平行、もしくは傾斜したものとなり得る。

本発明に係る第２の実施の形態によれば、第２のセットのスポーク２８ｂの方が数が多く、好ましくは第１のセットのスポーク２８ａに対して２倍である。本発明に係る車輪のスポーク２８ａ、２８ｂは、好ましくは均等間隔のグループ３０に配置される。各グループは、２本の第２のセットのスポーク２８ｂと、同一グループの当該２本のスポーク２８ｂの中央に配置される１本の第１のセットのスポーク２８ａとから構成される。

このスポークのグループ３０は、車輪１０に対して「スポーク式」車輪としての外観を与える。例えば合計の個別スポークの数を１２から３０に変動させることによって、この「スポーク」の数を４から１０とすることができる。各「スポーク」３０において、同じ側にある２本のスポーク２８ｂは、図に示すように例えば相互に平行とすることも、リム２０に向かって収束させることも、あるいはハブ２４に向かって収束させることもできる。これは当然に第１の実施の形態においてもいえることである。

使用時においては、自転車の運転者がペダル上に力をかけ、この力はギア、チェーン、スプロケットを介してハブ２４の回転軸１６にかかる駆動トルクに変換される。軸１６に対して放射方向に配置された第１のセットのスポーク２８ａは、実質上リム２０にトルクを伝達することはできない。この結果、スプロケット・セット２６によりハブ２４に加えられた駆動トルクは、ハブ・ボデーに捩れを与え、これを第２のセットのスポーク２８ｂによってリム２０に伝達する。同じ合計本数のスポークを有する従来の車輪に比べてると、本発明に係る解決策では、駆動トルクを伝達するスポークの数を増やすことができ、トルク伝達に伴うスポークの応力を軽減し、スポークの破損のリスクを低減する。

スポーク２８ａ、２８ｂを３本の組に配置することは、スポークによってリム２０に加えられる軸方向の力が局部的にバランス（車輪の回転軸に対して平行な方向に）することから特に有利である。

以上の説明は後輪に関して述べられているが、冒頭に述べた技術上の問題が前輪に存在しているときには、本発明に係る解決策は前輪に対しても適用が可能である。

発明の効果

本発明に係るスポーク式車輪によれば、同一の本数のスポークを有する従来技術による車輪と比較してスポークにかかる応力を軽減することができ、これによってスポークが破損するリスクを低減することができる。

自転車のフレームに取付けられた後輪の部分断面図である。 本発明に係る第１の実施の形態の車輪の斜視図である。 本発明に係る車輪の部分斜視図である。 本発明に係る第２の実施の形態の車輪の斜視図である。 図４に示す車輪の矢印Ｖの方向から見た側面図である。 図４に示す車輪の矢印VIの方向から見た拡大斜視図である。 図４に示す車輪の矢印VIIの方向から見た正面図である。

１０．フレーム、 １２．フォーク・アーム、 １６．回転軸、 １８．後輪、 ２０．リム、 ２２．中間面、 ２４．ハブ、 ２４ａ、２４ｂ．固定部、 ２６．スプロケット、 ２８ａ．第１のスポーク、 ２８ｂ．第２のスポーク、 ３０．３本の組。

Claims (6)

1. リム（２０）と、
   第１及び第２のスポークの固定部（２４ａ、２４ｂ）を有するハブ（２４）と、
   前記ハブ（２４）を前記リム（２０）につなぐ複数のスポーク（２８ａ、２８ｂ）であって、第１のセットのスポーク（２８ａ）は前記第１の固定部（２４ａ）に固定され、第２のセットのスポーク（２８ｂ）は前記第２の固定部（２４ｂ）に固定されるスポーク（２８ａ、２８ｂ）と、から構成され、
   前記第１のセットのスポーク（２８ａ）と第２のセットのスポーク（２８ｂ）とは車輪（１８）の中間面（２２）に対して傾斜が異なっており、
   前記スポーク（２８ａ、２８ｂ）が、前記第１のセットからの２本のスポーク（２８ａ、２８ｂ）と、前記第２のセットからの１本のスポーク（２８ａ、２８ｂ）とから構成される３本の組（３０）にグループ分けされており、
   前記車輪（１８）は、スポーク式車輪の形態を保っており、ここで各スポークは前記グループ分けされた個別スポークの３本の組から構成されていることを特徴とする自転車用のスポーク式車輪。
   
2. 前記３本の組（３０）が、円周に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする、請求項１に係る車輪。
   
3. 前記各３本の組（３０）でハブ（２４）の同じ側に固定される２本のスポークが、実質上相互に平行であることを特徴とする、請求項１に係る車輪。
   
4. 前記各３本の組（３０）でハブ（２４）の同じ側に固定される２本のスポークが、リム（２０）に向かって収束するよう配置されていることを特徴とする、請求項１に係る車輪。
   
5. 前記各３本の組（３０）でハブ（２４）の同じ側に固定される２本のスポークが、リム（２０）に向かって乖離するよう配置されていることを特徴とする、請求項１に係る車輪。
   
6. 各３本の組（３０）の１本のスポーク（２８ａ、２８ｂ）が、同一の３本の組（３０）でハブ（２４）の同じ側に固定される２本のスポーク（２８ａ、２８ｂ）に対して中央となる放射面に含まれることを特徴とする、請求項３から請求項５のいずれか一に係る車輪。

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