JP5426147B2 - 自転車用の車輪のリム、およびそのリムを備える自転車用の車輪 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用の車輪のリムに関する。

本発明は、さらに、そのリムを備える自転車用の車輪、およびその車輪を備える自転車に関する。好ましくは、上述の自転車は競走用自転車である。

本発明は、さらに、自転車用の車輪の上述のリムを製造する方法に関する。

典型的に、自転車用の車輪は、タイヤ、ハブ、およびリムとハブとの間を延びる複数のスポークが取り付けられたリムを備えている。

リムとタイヤとの間には、適切な膨張バルブを介して膨張されることでタイヤを所望の動作形態にする空気室を挿入することができる。典型的に、膨張バルブは、空気室の肉厚部に取り付けられている。

さまざまな型の自転車用の車輪のなかでも、「チューブレス」として知られる型、すなわち空気室を備えていない型が、現在広く普及している。詳細には、チューブレス車輪では、タイヤがリムに気密に取り付けられて気密な環状領域が形成されており、この環状領域に、リムに形成された適切な孔においてリムと組み合わされる膨張バルブによって加圧空気が導入されている。

チューブレス車輪の上述した気密な環状領域は、タイヤの内表面およびリムの外表面によって形成されている。詳細には、リムは、環状の底壁、すなわち上部のブリッジとこの上部のブリッジから径方向外側に延びる一対の環状の側壁、すなわちフィンとが設けられた径方向外側部を有しており、このようなフィンは、最終的な組付形態において、加圧空気の押圧に抗してタイヤを保持することでタイヤとリムとを気密に接続している。

したがって、気密な環状領域を形成するリムの外表面は、リムの上部のブリッジの径方向外側の表面とフィンの軸方向内側の表面とによって形成されている。

膨張バルブ用の孔は、リムの上部のブリッジに形成されている。このような上部のブリッジはそれ以外に孔を有していない。詳細には、車輪のスポークを組み付けるための孔が設けられておらず、実際、このような孔は、一般的に、リムの径方向内側部に設けられている。この場合と異なり、スポークを組み付けるための孔がリムの上部のブリッジに形成されている場合には、これらの孔は、例えばゴム製バンドによって適切に密封されている。

膨張バルブは、リムの上部のブリッジに形成された孔を通過するように構成された軸部と、軸部よりも幅の広い頭部とを備えている。このような頭部は、典型的に、弾性材料からなる。

膨張バルブの頭部は、リムの上部のブリッジの径方向外側の表面に当接するように構成されており、軸部がリムに対して径方向内側に孔から滑り出ないようにしている。リングナットが軸部に螺合されてリムの半径方向内側の表面に当接しており、軸部がリムに対して径方向外側へと摺動しないようにしている。さらに、リングナットを螺合させることにより、弾性材料からなる頭部を、軸部が挿入されている孔付近の表面部分に当接状態で保持して所望の密封を行い、この孔から空気が漏れることを防ぐことができる。

出願人は、上述した従来技術に従って製造されたチューブレス車輪には複数の欠点があり、主な欠点が、車輪の信頼性に関わっていることに気付いた。実際、驚くべきことに、上述した型のチューブレス車輪の多くに空気漏れの問題がある一方、他の型の完全に同一の車輪にはこの問題がないことを出願人は見出した。

従来技術に従って製造されたチューブレス車輪の他の欠点は、タイヤがパンクした場合に発生する。

パンクが生じた場合、チューブレス車輪を修理するためにはタイヤを交換する必要がある。しかしながら、運転者にとって予備のタイヤを持ち運ぶことは全く現実的でない。この理由により、運転者は、タイヤがパンクした場合には、通常、リムとタイヤとの間に空気室を挿入することでチューブレス車輪を空気室が備えられた一般的な車輪に変更することを好む。

しかしながら、従来技術のチューブレス車輪に空気室を設けることにより、空気室を備える一般的な車輪において既に存在する欠点と同一の欠点、すなわち、リムと、空気室と、タイヤとの間で最適な接続を行う必要性が生じるという欠点が発生する。このような最適な接続を実際に行うことは困難であり、このため、空気室が設けられる全ての車輪（パンク後に空気室が挿入されたチューブレス車輪および最初から空気室が設けられている一般的な車輪の両者）は、実際、空気室が設けられていないチューブレス車輪よりも動作効率が低い。

本発明の基本的な技術的課題は、車輪に高い信頼性を付与できる、チューブレス型の自転車用の車輪のリムまたは空気室が設けられた自転車用の車輪のリムを提供することであり、これによって従来技術に係る上述の欠点を簡単かつ効果的に克服することができる。

したがって、本発明の第１の構成は自転車用の車輪のリムに関し、このリムは、ほぼ環状に延びるボディを備えており、前記ボディが、タイヤと接続できるように形成された径方向外側部を有し、前記径方向外側部が、膨張バルブ用の孔を有し、前記孔が、前記径方向外側部の環状の延在方向に第１の表面不連続部を構成しており、前記径方向外側部が、前記孔および／または前記孔の近傍の領域において、前記孔から離れた領域の断面形状とは異なる形状の少なくとも１つの断面を有することで、前記径方向外側部の環状の延在方向に少なくとも１つの第２の表面不連続部を形成していることを特徴とする。

有利なことに、本発明のリムにおいて、膨張バルブ用の孔および／またはこの孔の近傍に第２の表面不連続部を設けることにより、車輪の組立てが簡単になり、リムと膨張バルブとの接続を最適にできるようになり、チューブレス車輪の場合には膨張バルブとタイヤとの間の望ましくない干渉を防ぐことができ、空気室を備える車輪の場合にはリムと、空気室と、タイヤとの間の望ましくない干渉を防ぐことができる。

実際、チューブレス車輪の場合、第２の表面不連続部により、リムに適切に設けられた対応する孔に膨張バルブを挿入する際にこの膨張バルブを所望の位置に保持することができる。このようにして、組付けを行う人の能力にかかわらず、膨張バルブがリムに確実に正確に組み付けられる。実際、上述の第２の表面不連続部は、膨張バルブをリムに固定する際に膨張バルブが自身の長手軸心を中心として回転、すなわちスピンしないようにしており、対応する孔において所望の気密封止ができないような位置に膨張バルブが位置決めされないようにしている。

このような利点は、従来技術に関して上述したような膨張バルブが使用され、固定リングナットを膨張バルブの軸部に螺合させてリムの径方向内側の表面に当接させることによって膨張バルブがリムに固定される場合に特に有益である。この場合、固定リングナットを螺合させることによって膨張バルブの頭部が回転することがあるが、本発明では、この回転は、上述の第２の表面不連続部によって防止される。

他方、空気室を備える車輪の場合、第２の表面不連続部が設けられていることにより、空気室の、膨張バルブが取り付けられている肉厚部の位置を予め定めることで膨張バルブの頭部の位置を調整することができる。

本発明のリムの製造工程を可能な限り簡略化するために、好ましくは、前記径方向外側部は、前記孔および／または前記孔の近傍の前記領域を除き、前記リムの環状の延在方向の全体にわたって同一の断面を有している。

好ましくは、リムの前記径方向外側部は、軸方向に延びる環状の底壁と、前記底壁から径方向外側に延びる一対の対向する環状の側壁とを有しており、前記側壁が、前記タイヤの対応する径方向内側の端縁を保持する手段を有している。

本明細書および添付の特許請求の範囲の全体を通して、本発明のリムの径方向外側部の「環状の側壁」は「フィン」として示されることもあり、他方、「底壁」は「上部のブリッジ」として示されることもある。

好ましくは、前記底壁は、環状の中心部と２つの対向する環状の側部とを有しており、前記環状の中心部は、前記対向する環状の側部よりも低くなっている。

本発明のリムの第１の実施形態は、チューブレス車輪のリムであり、前記少なくとも１つの第２の表面不連続部は、前記膨張バルブが当該リムに取り付けられるときに前記膨張バルブが自身の長手軸心を中心として回転するのを防ぐように構成されている。

本発明のリムの第２の実施形態は、空気室が設けられた、車輪のリムであり、前記少なくとも１つの第２の表面不連続部は、前記膨張バルブが前記孔に挿入されるときに、前記空気室の、前記膨張バルブが取り付けられる肉厚部に当接するように構成されている。

有利なことに、前述の両方の実施形態において、上述したように組立てが極めて簡単になり、また、チューブレスまたは空気室付きの各々の車輪の構成品の接続が最適になる。

チューブレス車輪用のリムの場合、好ましくは、前記少なくとも１つの第２の表面不連続部は、前記膨張バルブがほぼ環状に延びる前記ボディに取り付けられるときに前記膨張バルブの少なくとも１つの側面と当接する少なくとも１つの当接面を備えている。より好ましくは、前記少なくとも１つの当接面はほぼ平坦な表面である。有利なことに、このようにして、既に市場に登場している膨張バルブを使用することができる。

好ましくは、前記少なくとも１つの当接面は、前記側壁間において前記底壁から径方向外側に延びている。さらに好ましくは、前記少なくとも１つの当接面は、前記側壁に対して垂直に延びている。しかしながら、この少なくとも１つの当接面は、他の方向に向いていてもよい。

本発明のリムの好ましい実施形態において、前記底壁は、前記膨張バルブ用の孔のところに凹部を有している。好ましくは、前記凹部は、前記低くなっている環状の中心部が設けられている場合に当該中心部に形成されている。さらに好ましくは、前記少なくとも１つの当接面は、このような凹部の側壁によって形成されている。

上述した凹部を設けることにより、有利なことに、チューブレス車輪の場合、膨張バルブの頭部をこの凹部に収容することができるので、膨張バルブの頭部は径方向の空間を少ししか占有しない。このようにして、膨張バルブの頭部がリムへのタイヤの組付けを妨げることがなくなる。

詳細には、チューブレス車輪の場合、タイヤの最初の膨張段階においてもタイヤとリムとの間が気密に封止されていることが必要である。本発明では、この要件は、上述した凹部を設けて膨張バルブの頭部をこのような凹部に収容することで達成されている。

他方、空気室が設けられた車輪の場合、凹部が、膨張バルブが取り付けられる空気室の肉厚部を収容し、タイヤが最適かつ一様に確実に膨張するようにしている。実際、膨張バルブが空気室に接続されているポイントでは、空気室は肉厚部、すなわち補強用の厚い壁を有している。このような肉厚部では、タイヤに対する空気室の圧力が他の領域よりも大きく、タイヤの形状を変形させることさえある。有利なことに、上述した凹部をこのような肉厚部の収容座部として用いることにより、タイヤに加わる圧力を一様にすることができる。このようにして、リムと、空気室と、タイヤとの接続を最適にすることに加えて、車輪の動作効率が高まる。

好ましくは、前記凹部は、リムの長手方向の平面において湾曲している底面を有している。

変形例として、前記凹部は、リムの長手方向の平面において平坦である底面を有している。

有利なことに、チューブレス車輪の場合、この平坦である底面により、膨張バルブの頭部の同じくほぼ平坦である基面との優れた気密接続が行われる。さらに、有利なことに、空気室を備える車輪の場合、この平坦である底面により、空気室の肉厚部に対して優れた支持が行われる。

好ましくは、前記凹部は、６〜１２ミリメートル（ｍｍ）の軸方向長さを有する底面を有している。さらに好ましくは、前記凹部の前記軸方向長さは、６．５〜９．５ミリメートル（ｍｍ）である。

有利なことに、上述の数値を用いることにより、空気室がタイヤを変形させるようなことなく、現在市場で入手可能なほぼ全ての型の空気室用膨張バルブを通すことができる寸法の孔を形成することができる。実際、チューブレス車輪を一時的に修理するのに空気室が使用されるとき、膨張した空気室がリムの径方向外側部に一様に載置されるように当該膨張バルブを孔に完全に挿入して、タイヤが変形しないようにすることが必要である。他方、膨張バルブが孔に完全に挿入されていない場合、空気室は膨張バルブのところにおいてリムの径方向外側部から上昇した状態で留まり、リムに取り付けられたタイヤの横断形状が完全な円状でなくなる。

好ましくは、前記低くなっている環状の中心部は、リムの横断面において湾曲している対応する表面を介して前記環状の側部と連続している。さらに好ましくは、前記湾曲している表面は、リムの長手方向の平面において、湾曲した母線によって形成されている。

上述の湾曲している表面を設けることにより、タイヤの組付けが容易になる。詳細には、タイヤの径方向内側の端縁を、前述の環状の中心部から、前述の環状の側部に設けられている、この端縁を保持するための対応する座部に摺動させることが容易になる。

好ましくは、本発明のリムは、さらに、環状の前記径方向外側部に接続された環状の径方向内側部を有しており、前記径方向外側部および前記径方向内側部が、ほぼ管状の構造を形成している。好ましくは、車輪のスポークの径方向外側の端部は、リムの径方向内側部に形成された複数の対応する孔に接続されており、有利なことに、リムの径方向外側部には膨張バルブ用の孔しか設けられておらず、他の孔の気密封止を気にする必要がない。

好ましくは、リムの前記径方向内側部は、ほぼ径方向に延びる２つの側壁を介して前記径方向外側部に接続されている。

本発明の第２の構成は、上述した型のリムを備える自転車用の車輪に関する。

好ましくは、このような車輪は、前述のリムに関して上述した全ての構造的特性および機能的特性を、単独でまたは組合せで有しているので、上述した全ての利点を有している。

一実施形態においてこのような車輪は、リムの径方向外側部に取り付けられたタイヤ、および径方向外側部と前記タイヤとの間に動作可能に配置された空気室を備えている。この場合、好ましくは、この車輪は、前記空気室の肉厚部に取り付けられた膨張バルブを備えており、この膨張バルブは、リムに適切に設けられた対応する孔を通る。

本発明の車輪のさらなる実施形態において、上記車輪は、リムの径方向外側部に気密に取り付けられたタイヤを備えている。この場合、好ましくは、この車輪は、前記リムに適切に設けられた対応する孔を通る膨張バルブを備えており、このような膨張バルブは、前記孔を気密に閉じるように構成された幅の広い頭部を有している。

好ましくは、前記幅の広い頭部は、リムの径方向外側部の前記少なくとも１つの第２の表面不連続部に形成された対応する当接面に当接する少なくとも１つの側面を有している。

有利なことに、このようにして、膨張バルブがリムの径方向外側部の孔に確実に気密に組み付けられる。実際、上述の当接面により、組付け時に膨張バルブが回転または移動することを防ぐことができるので、膨張バルブが非密封状態で孔に配置される恐れがなくなる。

好ましくは、リムの前記径方向外側部は底壁を有しており、当該底壁は膨張バルブ用の孔のところに凹部を有している。

チューブレス車輪の場合、好ましくは、膨張バルブの幅の広い頭部は、前記凹部に収容されている。したがって、このようにして、タイヤの最初の組付工程においてタイヤを全く妨げられないでリムに挿入することができるという前述の利点が実現される。

空気室を備える車輪の場合、好ましくは、前記凹部は、空気室の肉厚部を収容している。したがって、このようにして、タイヤを最適かつ一様に膨張できるという前述の利点が実現される。

好ましくは、膨張バルブは、リムの径方向内側の表面に当接する固定リングナットを備えている。

固定リングナットは、一般的に、リムの上記径方向内側の表面に当接し、膨張バルブがリムに固定されるまで膨張バルブの軸部にねじ込まれる。

有利なことに、チューブレス車輪の場合、固定リングナットを螺合させる際に膨張バルブが自身の軸心を中心として回転しないようになっているので、極めて簡単、迅速かつ効果的に膨張バルブをリムに気密に組み付けることができる。

有利なことに、他方、空気室を備える車輪の場合、固定リングナットを螺合させる際に空気室の肉厚部が回転しないようにされているので、リムと、空気室と、タイヤとの接続が最適になる。

本発明の第３の構成は、上述の型の車輪を備える自転車に関する。

好ましくは、このような自転車は、前述の車輪に関して上述した全ての構造的特性および機能的特性を、単独でまたは組合せで有しているので、上述した全ての利点を有している。

本発明の第４の構成は、自転車用の車輪のリムを製造する方法に関するものであり、このリム製造方法は、ボディの径方向外側部および径方向内側部によって形成され、その２つの対向する端部のうちの少なくとも一方が開口している管状の構造を形成するように成形されたボディを準備する工程と、前記径方向外側部に孔を形成する工程と、表面に凹部を有するインサートを、前記管状の構造の前記開口した端部の１つから前記管状の構造に挿入する工程と、前記凹部が前記孔に位置するように前記インサートを位置決めする工程と、前記孔において型押し器によって前記径方向外側部に圧力を加える工程と、前記インサートを前記管状の構造の前記開口した端部の１つから引き抜く工程と、前記ボディの前記２つの対向する端部を接続して閉じたリングを形成する工程とを含んでいる。

好ましくは、上記のリム製造方法は、さらに、ほぼ前記径方向外側部の前記孔のところにおいて、前記径方向内側部にさらなる孔を形成する工程と、前記インサートの、前記凹部が形成されている表面と対向する表面に空洞部を設け、前記空洞部が前記さらなる孔に位置決めされるまで前記インサートを前記管状の構造に挿入する工程と、型押し器によって前記ボディの前記径方向外側部に圧力を加える前記工程を実行する前に、ピンを前記さらなる孔および前記空洞部に挿入する工程と、前記ピンを前記空洞部および前記さらなる孔から引き抜く工程とを含んでいる。

好ましくは、型押し器によってリムの前記径方向外側部に圧力を加える前記工程の前に前記ピンに圧力を加える工程が行われ、詳細には型押し動作の間、前記インサートがリムの前記径方向外側部の内表面に押し付けられた状態で保持される。このようにして、リムの径方向外側部に形成された、孔における引っ込み部が、インサートの表面の凹部の横断形状に正確に一致する。

好ましくは、前記インサートを引き抜く前記工程には、前記インサートに接続されたケーブルを引っ張る工程が含まれる。このようにして、前記インサートは、前記管状の構造から容易に引き抜くことができる。

本発明の自転車用の車輪を示す概略斜視図である。 図１の車輪のリムを示す概略斜視図である。 図２のリムの一部を示す概略拡大図である。 図３のリムの一部を示す、図３の平面ＩＶ‐ＩＶに沿った概略断面図である。 図３のリムの一部を示し、最終的な組付形態で膨張バルブおよびタイヤが付加された、図３の平面Ｖ‐Ｖに沿った概略断面図である。 図５のリムを示す、図５の平面ＶＩ‐ＶＩに沿った概略長手方向断面図である。 本発明の自転車用の車輪の第２の実施形態の一部を示した、図６の概略長手方向断面図と類似な概略長手方向断面図である。 図３のリムの一部を上方からみた概略平面図である。 本発明の自転車用の車輪の第３の実施形態のリムの一部を上方から示した、図８の概略平面図と類似な概略平面図である。 図３のリムの一部およびこのようなリムの一部を製造するために使用される装置を示す概略斜視図である。 図３のリムの一部およびこのようなリムの一部を製造するために使用される装置を示す概略斜視図である。 図１０および図１１のリムの一部ならびに装置の一部を、このようなリムの一部を製造するための連続工程を図１３とともに示した概略断面図である。 図１０および図１１のリムの一部ならびに装置の一部を、このようなリムの一部を製造するための連続工程を図１２とともに示した概略断面図である。

本発明のさらなる特徴および利点は、例示的なものであって限定的なものでない好ましい実施形態についての、添付の図面を用いて行う以下の詳細な説明から明らかになる。

まず図１には、本発明の自転車用の車輪が示されている。このような車輪の全体は、符号１で示されている。

車輪１は、ハブ７とリム５との間を延びる複数のスポーク１０によってハブ７に接続されたリム５を備えている。車輪１は、さらに、リム５に組み合わされた膨張バルブ１２と、リム５に取り付けられたタイヤ１５とを備えている。

車輪１したがってリム５は回転軸心Ｘを有しており、リム５の軸方向、径方向および円周方向は、本明細書および添付の特許請求の範囲を通してこの回転軸心Ｘを基準に定められている。

図２および３において、リム５は、ほぼ環状に延びたボディ２０を備えている。ボディ２０は、タイヤが最終的に組み付けられた形態で、当該技術分野ではビードと呼ばれるタイヤ１５の径方向内側の端縁３２（図５）を収容かつ保持するように形成されている。ボディ２０は、さらに、以下で明らかになるように、タイヤ１５の組付工程が容易になるように形成されている。

図３に分かり易く示されているように、ボディ２０は、タイヤ１５が接続される径方向外側部２２と、径方向外側部２２と一体で形成された径方向内側部８０とを有している。径方向内側部８０および径方向外側部２２は、リム５の管状の構造５ａを形成している。本発明の車輪１において径方向内側部８０を設けることは、車輪１のスポーク１０を容易に取り付けるための領域を提供するので特に好都合である。

図４に示すように、径方向外側部２２は、環状の底壁２２ａ、すなわち上部のブリッジと、底壁２２ａからほぼ径方向外側に延びる一対の環状の側壁２４、すなわちフィンとを有している。詳細には、側壁２４は、リム５の対称平面Πの方向に湾曲した径方向外側の端部２４ａ（図５に示されている）を有している。

底壁２２ａには、タイヤ１５の膨張バルブ１２を収容するための孔３９の他に、孔は全く設けられていない。

図５には、側壁２４がタイヤ１５と底壁２２ａとが協働してこれらの間に気密室３０を形成する様子が示されている。側壁２４、詳細には側壁２４の径方向外側の端部２４ａが、最終的な組付形態において、タイヤ１５に対する加圧空気の押圧に抗してタイヤ１５を保持することにより気密接続を行っている。

再び図２において、ボディ２０は環状であり、その延在方向の全体にわたって断面が一様である。この一様性は、底壁２２ａの第１の表面不連続部を構成する、膨張バルブ１２用の孔３９とその他に、孔３９の近傍に設けられた底壁２２ａの第２の表面不連続部３５（図３の拡大図ではっきりと視ることができる）とによって途切れている。

詳細には、第２の表面不連続部３５は、ほぼ中央に孔３９が形成された凹部３８を有している。凹部３８は、膨張バルブ１２の例えば四角形である幅の広い頭部６８を収容して頭部６８の側面を自身の対応する側面に当接させるように構成されており、これにより孔３９に対する膨張バルブ１２の正確な位置決めが容易になっている。

図４は、回転軸心Ｘを通る図３の径方向平面ＩＶ‐ＩＶに沿ったリム５の断面であり、前側断面に底壁２２ａの横断形状を示し、断面の後側に膨張バルブ１２の頭部６８用の凹部３８を破線で示している。このような図から、第２の表面不連続部３５が底壁２２ａの中心部４５のみに延在している様子が直ぐに分かる。

底壁２２ａは、２つの環状の側壁２４に隣接して設けられた２つの環状の側部４０と、２つの側部４０の間に設けられ、側部４０よりもリム５の回転軸心Ｘに向かって径方向に低くなっている環状の中心部４５とを有している。

中心部４５は、タイヤ１５の最初の組付工程においてタイヤ１５の径方向内側の端縁３２の少なくとも１つが収容されるほぼ環状の溝４６を形成している。好ましくは、この中心部４５は、後述するように、リムを横切る平面（または径方向の平面）において湾曲している表面を介して２つの側部４０と連続している。

図５に示されているように、側部４０および側壁２４は、タイヤの最終的な組付形態においてタイヤ１５の２つの対向するビード３２をそれぞれ収容するための２つの座部４７（図４）を形成している。

図４に分かり易く示されているように、底壁２２ａの各側部４０は、環状の接続部５２を介して中心部４５に接続されており、この接続部５２は、側部４０の径方向外側の寸法よりも大きい径方向外側の寸法を有しており、好ましくは、リブを形成するように成形されている。組付工程では、溝４６に位置決めされたビード３２は、接続部５２を通過して対応する座部４７に到達する。

以下では、図４を参照しながら、底壁２２ａおよび側壁２４を形成する表面について詳細に説明する。回転軸心Ｘを通る径方向の平面に沿った、リム５を横切る断面における凹状、凸状または直線状の母線を回転軸心Ｘを中心として回転させた回転面を、従来どおりにそれぞれ凹状の表面、凸状の表面または平坦面とみなし、このような線の曲率中心が回転軸心Ｘの側にあるときその線は凸状であり、他方、曲率中心が回転軸心Ｘの反対側にあるときその線は凹状である。

各側部４０は回転軸心Ｘにほぼ平行に向いた径方向外側の平坦面４８を有しており、他方、各側壁２４は回転軸心Ｘにほぼ垂直に向いた軸方向内側の平坦面５０を有している。平坦面４８は、小さい曲率半径を有する対応する湾曲面４９を介して平坦面５０と連続している。平坦面４８および５０は、側壁２４の径方向外側の端部２４ａと共に、タイヤ１５のビード３２を収容するための座部４７を形成している。

各接続部５２は、曲率半径Ｒ１（図４に半径Ｒ１の円が破線で示されている）を有する凸状の表面５４を有している。凸状の表面５４は、小さい曲率半径を有する凹状の結合面５５を介して各平坦面４８と連続している。

底壁２２ａの中心部４５の、径方向外側を向いている側は、複数の表面によって形成されている。詳細には、曲率半径Ｒ２を有する凹状の底面５８と、底面５８に直接連続する、曲率半径Ｒ３を有する凹状の２つの第１の側方の表面６０と、第１の凹状の表面６０および凸状の表面５４に直接連続する、曲率半径Ｒ４を有する凸状の２つの第２の側方の表面６２とを備えている。図４には、曲率半径Ｒ２を有する円弧、曲率半径Ｒ３を有する円および曲率半径Ｒ４を有する円が破線で示されている。

曲率半径Ｒ１、Ｒ３およびＲ４は、曲率半径Ｒ２よりも小さい。

前述の小さい曲率半径を有する結合面５５は、曲率半径Ｒ１、Ｒ３およびＲ４、ならびに曲率半径Ｒ２よりも小さい曲率半径を有するものと理解される。

好ましくは、曲率半径Ｒ３は曲率半径Ｒ４よりも小さい。

さらに好ましくは、曲率半径Ｒ１は曲率半径Ｒ３よりも小さい。

変形例として、底面５８は平坦であってもよく、または回転軸心Ｘに平行な直線状の母線を有していてもよい。

変形例として、底面５８はなくてもよい。この場合、２つの第１の側方の表面６０が互いに直接連続している。

図４および図５において、図３の平面Ｖ‐Ｖに沿った凹部３８における底壁２２ａの断面は、凹部３８のところではない底壁２２ａの断面と（例えば、図３の平面ＩＶ‐ＩＶに沿ったブリッジの断面と）、溝４６の領域のみが異なる。実際、凹部３８では、図４に示されたリム５の凹部３８のところでない領域よりも溝４６の底部が軸方向に長くなっている。

詳細には、凹部３８における溝４６の底部は、孔３９が形成されほぼ平坦な形状を有する底面５８’により形成されている。

さらに、凹部３８では、溝４６の側面が、第１の凹状の表面６０ではなく第１の平坦な側方の平面６０’によって形成されている。第１の平坦な側方の表面６０’が、対応する結合面（詳細には、小さい曲率半径を有する凸状の表面６４および凹状の表面６６）を介して第２の側方の表面６２および底面５８’と連続している。第１の平坦な側方の表面６０’は、リム５の対称平面Πに対して傾いており、凹部３８に張り出し部を形成している。

膨張バルブ１２の頭部６８は弾性を有し、第１の平坦な側方の表面６０’よりも小さい傾きで張り出す２つの対向する平坦壁７０を有している。膨張バルブ１２の頭部６８の基面７２は、底面５８’に当接するように構成されているが、底面５８’よりも軸方向長さが若干大きいので、膨張バルブ１２を孔３９に挿入する際、凹部３８に完全に進入するように頭部６８が押し込まれて膨張バルブ１２用の孔３９周辺の良好な気密が確実になるまで、基面７２の２つの対向する側部７４が第１の側方の表面６０’上を摺動する。

膨張バルブ１２は、さらに、弾性の頭部６８から延出するねじ加工された軸部７６を有している。軸部７６は、孔３９に挿入できるように構成され、また、リム５の断面全体を横切るのに十分な長さであり、リム５よりも内側に向かってリム５から径方向に延出して自由部７７を形成している。固定リングナット７８が自由部７７に螺合されており、リム５の径方向内側部８０の径方向内側の表面８４に当接状態で固定され、頭部６８の基面７２をリム５の底面５８’に固定している。

図５には、膨張バルブ１２の頭部６８が底面５８’に完全には当接していない状態が示されている。固定リングナット７８を図示されている状態よりもさらにねじ込むことで頭部６８を弾性的に変形させ、頭部６８の自由端部の表面を底面５８’と合致させることにより、膨張バルブ１２の頭部６８が底面５８’に完全に当接した状態になる。

図６には、対称平面Πに沿ったリム５の断面が示されており、凹部３８の底面５８’が円周方向に延びる回転面である様子を表している。

図７には、本発明の自転車用の車輪の第２の実施形態が示されている。この図７において、図１〜図６に関して上述した車輪１の構成要素と機能的な観点からみて同一または等価な構成要素は同一の符号で示されており、再度説明しない。

詳細には、図７の実施形態は、リム５の長手方向の対称平面については湾曲した母線で形成されている底面５８’と異なり、凹部３８の底面５８’’が円周方向においても平坦である点が図１〜図６の実施形態と異なる。有利なことに、平坦な底面５８’’により、膨張バルブ１２の頭部６８の同じくほぼ平坦である基面７２との優れた気密接続が行われる。

図５により明確に示されているように、リム５の径方向内側部８０は２つのほぼ径方向に延びる側壁８２によって径方向外側部２２に接続されており、これによりリム５の前述した管状の構造５ａが形成されている。好ましくは、径方向内側部８０の表面８４は平坦かつ回転軸心Ｘに対して平行である。さらに好ましくは、径方向内側部８０の表面８４は、例えば図７の第２の実施形態に示されているように円周方向においても平坦であり、これによって固定リングナット７８は基面７２が延在する全体において同一の力を膨張バルブ１２の頭部６８に加えることができ、このようにして、孔３９付近にある底面５８’の各点と基面７２がほぼ一様に確実に当接する。このような状態で頭部６８は孔３９周辺に最適な気密性を形成する。

図８はリム５の図３に示された部分を上方からみた図であり、凹部３８が円周方向の結合面８８を介して溝４６の凹部３８以外の他の部分と連続している様子が示されている。

好ましくは、底面５８’の軸方向長さは６〜１２ミリメートル（ｍｍ）であり、さらに好ましくは、６．５〜９．５ミリメートル（ｍｍ）であり、あらゆる型の膨張バルブ、詳細には、市場で一般的に入手可能な膨張バルブが通過できるような寸法の孔を設けることができる。

図９には、本発明の自転車用の車輪の第３の実施形態が示されている。この図９において、図１〜図６および図８に関して上述した車輪１の構成要素と機能的な観点からみて同一または等価な構成要素は同一の符号で示されており、再度説明しない。

詳細には、本発明の車輪のこの第３の実施形態では、リム５のボディ２０が、溝４６を横切って延びる当接面８９により形成される第２の表面不連続部３５’を有している。好ましくはほぼ平坦な形状である当接面８９は、膨張バルブ１２用の孔３９に十分近く、膨張バルブ１２の頭部６８の対応する側面と側方当接することができる。図９に示されている当接面８９は側壁２４に対して垂直であるが、当然ながら、当接面８９は他の方向に向いていてもよい。さらに、当接面８９である第２の表面不連続部３５’を、孔３９のところにのみ、例えば、孔３９と側壁２４との間にのみ設けてもよい。

使用時、前述の第２の表面不連続部３５および３５’は、膨張バルブ１２の固定リングナット７８を螺合させる際に膨張バルブ１２の頭部６８が膨張バルブ１２の長手軸心を中心として凹部３８に対して回転しないようにして、これが孔３９付近の気密性を損なう位置に位置決めされないようにするのに特に有益である。

ボディ２０の中心部４５の前述の湾曲している表面は、ビード３２が溝４６に挿入されて空気の圧力によって側壁２４へと押されるというタイヤ１５の最初の組付工程において有益である。上述の湾曲している表面は、タイヤ１５が膨張される際にビード３２の摺動と接続面である凸状の表面５４を越えるビード３２の移動とが容易になるように構成されている。

リム５は、例えばアルミニウム合金のような金属など、任意の材料からなるものであってもよい。金属材料と組み合わせるために、または金属材料の変形例として、構造を有する複合材料を使用してもよい。

複合材料とは、高分子のマトリクスと、例えば、構造繊維、構造顆粒または構造粉末を有するフィラーとを含む少なくとも２つの成分で構成される材料のことをいう。好ましくは、この構造繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、ボロン繊維およびこれらの組み合わせで構成されるグループから選択される。炭素繊維が特に好ましい。好ましくは、上記高分子のマトリクスの高分子材料は熱硬化性であり、エポキシ樹脂を含んでいるのが好ましい。しかしながら、熱可塑性の材料を使用してもよい。

構造を有する複合材料とは、５ミリメートル超の長さを有する構造繊維を含んだ材料のことをいう。上記高分子材料における当該構造繊維の配置は、構造繊維の小片またはシートの無作為配置、繊維のほぼ一方向の整列配置、繊維のほぼ二方向の整列配置、またはこれらの組み合わせであってもよい。

図１０および図１１には、金属製のリム５に凹部３８を形成するために使用される装置が示されている。

このような装置は、凹部３８の横断形状に合致するように形成された型押し器９０、リム５の底壁２２ａ（図５）の下側の横断形状に合致するように形成された上部の表面９３を有するインサート９２、ピン９４およびケーブル９５を備えている。

図１２により明確に示されているように、インサート９２は、リム５の管状の構造５ａよりも寸法が小さく、詳細には、管状の構造５ａよりも小さい幅および小さい高さを有しており、底壁２２ａ、径方向内側部８０および側壁８２によって形成される管状の構造５ａ内を摺動することができる。

さらに、インサート９２は、底壁２２ａにおいて得られる、凹部３８の下側の横断形状に従い形成された凹部９６を上部の表面９３に有している。また、インサート９２の下部の表面９３ａは、ピン９４の端部９４ａを収容することができる寸法を持つ空洞部９８を有している。

最初の作業工程では、前述した管状の構造５ａを形成するように例えば押出成形またはカレンダ加工によって成形され、ほぼ直線状に延びるボディ２０が用意される。次に、このボディ２０は、製造されるリム５の円周長さにほぼ一致する寸法に切断される。

このボディ２０の底壁２２ａへの凹部３８の形成は、以下の加工工程を含む。

まず、さらなる孔９７がボディ２０の径方向内側部８０に形成される。インサート９２が、ボディ２０の一方の開口した端部から管状の構造５ａに挿入され、孔９７を横断し、ピン９４を空洞部９８に挿入できるところまで摺動する。このようにして、インサート９２は凹部３８を形成する領域に位置決めされる。

ここで、インサート９２はピン９４によってボディ２０の径方向外側部２２の底壁２２ａの下面に押し付けられた状態で保持され、これと同時に底壁２２ａの上面が型押し器９０によって外側から加圧され、これにより底壁２２ａの部位９９が引っ込み、インサート９２の凹部９６に入り込む。

ピン９４を引き抜くことにより、インサート９２は、図１３に示されているように重力によって径方向内側部８０の方向に管状の構造５ａへと落下する。このようにして、引っ込んだ部位９９がインサート９２の凹部９６から離れる。これにより、インサート９２の側部に接続されたケーブル９５を引くことによってインサート９２を引き抜くことができる。当然ながら、他の引き抜き手段を用いてもよく、例えば、ボディ２０の外部まで移動され、金属製のインサートがボディ２０から出てくるまで吸引することができる磁石のような引き出し手段が用いられてもよい。

最後に、閉じたループすなわちリングを形成すべくボディ２０の両方の開口した端部が接続され、リム５が製作される。

ボディ２０の径方向外側部２２の底壁２２ａにおける孔３９は、部位９９を引っ込ませる前でも後でも形成することができる。好ましくは、図１２および図１３に示されているように、孔３９は部位９９を引っ込ませる前に形成される。

当然ながら、当業者は、特定の要件および将来起こり得る要件を満たすために、上述した自転車用の車輪のリム、車輪、およびリムの製造方法について数多くの変更および変形を行ってもよい。さらに、このような変更および変形はすべて、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の保護の範囲に含まれる。

Claims (36)

1. 環状に延びるボディ（２０）を備えており、
   前記ボディ（２０）が、タイヤ（１５）と接続できるように形成された径方向外側部（２２）を有し、
   前記径方向外側部（２２）が、膨張バルブ（１２）用の孔（３９）を有し、
   前記孔（３９）が、前記径方向外側部（２２）の環状の延在方向に第１の表面不連続部を構成する、
   自転車用の車輪（１）のリム（５）において、
   前記径方向外側部（２２）が、前記孔（３９）および／または前記孔（３９）の近傍の領域において、前記孔（３９）から離れた領域の断面形状とは異なる形状の少なくとも１つの断面を有することで、前記径方向外側部（２２）の環状の延在方向に少なくとも１つの第２の表面不連続部（３５、３５’）を形成し、
   前記膨張バルブ（１２）が前記リム（５）に取り付けられるときに、前記少なくとも１つの第２の表面不連続部（３５、３５’）の少なくとも１つの側方当接面が前記膨張バルブ（１２）の頭部の少なくとも１つの側面と当接して、前記膨張バルブ（１２）が前記膨張バルブ（１２）の長手軸心を中心として回転するのを防ぐように構成されているリム（５）。
2. 請求項１において、前記径方向外側部（２２）が、前記孔（３９）および／または前記孔（３９）の近傍の前記領域を除き、環状に延びる前記ボディ（２０）の環状の延在方向の全体にわたって同一の断面を有するリム（５）。
3. 請求項１または２において、前記径方向外側部（２２）が、軸方向に延びる環状の底壁（２２ａ）と、前記底壁（２２ａ）から径方向外側に延びる一対の対向する環状の側壁（２４）とを有しており、
   前記側壁（２４）が、前記タイヤ（１５）の対応する径方向内側の端縁（３２）を保持する手段を有しているリム（５）。
4. 請求項３において、前記底壁（２２ａ）が、環状の中心部（４５）と２つの対向する環状の側部（４０）とを有しており、
   前記環状の中心部（４５）が、前記対向する環状の側部（４０）よりも低くなっているリム（５）。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記リム（５）はチューブレス車輪（１）のリム（５）。
6. 請求項１〜４のいずれか一項において、空気室が設けられた、車輪のリム（５）であり、
   前記少なくとも１つの第２の表面不連続部（３５、３５’）は、前記膨張バルブ（１２）が前記孔（３９）に挿入されるときに、前記膨張バルブ（１２）が取り付けられる、前記空気室の肉厚部に当接するように構成されているリム（５）。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、前記少なくとも１つの側方当接面（８９）が、平坦な表面であるリム（５）。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、前記少なくとも１つの側方当接面（８９）が、前記側壁（２４）間において前記底壁（２２ａ）から径方向外側に延びているリム（５）。
9. 請求項８において、前記少なくとも１つの側方当接面（８９）が、前記側壁（２４）に対して垂直に延びているリム（５）。
10. 請求項３〜９のいずれか一項において、前記底壁（２２ａ）が、前記孔（３９）のところに凹部（３８）を有しているリム（５）。
11. 請求項１０において、前記底壁（２２ａ）が、前記孔（３９）のところに凹部（３８）を有しており、
    前記凹部（３８）が、前記低くなっている環状の中心部（４５）に形成されているリム（５）。
12. 請求項１〜７のいずれか一項において、前記底壁（２２ａ）が、前記孔（３９）のところに凹部（３８）を有しており、
    前記少なくとも１つの側方当接面が、前記凹部（３８）の側壁によって形成されているリム（５）。
13. 請求項１〜７のいずれか一項において、前記底壁（２２ａ）が、前記孔（３９）のところに凹部（３８）を有しており、
    前記凹部（３８）が、前記低くなっている環状の中心部（４５）に形成され、
    前記少なくとも１つの側方当接面が、前記凹部（３８）の側壁によって形成されているリム（５）。
14. 請求項１０〜１３のいずれか一項において、前記凹部（３８）が、当該リム（５）の長手方向の平面において湾曲している底面（５８’）を有しているリム（５）。
15. 請求項１０〜１３のいずれか一項において、前記凹部（３８）が、当該リム（５）の長手方向の平面において平坦である底面（５８’’）を有しているリム（５）。
16. 請求項１０〜１５のいずれか一項において、前記凹部（３８）が、６〜１２ミリメートルの軸方向長さを有する底面（５８’、５８’’）を有しているリム（５）。
17. 請求項１６において、前記軸方向長さが、６．５〜９．５ミリメートルであるリム（５）。
18. 請求項４〜１７のいずれか一項において、前記低くなっている環状の中心部（４５）が、当該リム（５）の横断平面において湾曲している対応する表面（５４、６０、６２）を介して前記環状の側部（４０）と連続しているリム（５）。
19. 請求項１８において、前記湾曲している表面（５４、６０、６２）が、当該リム（５）の長手方向の平面において、湾曲した母線によって形成されているリム（５）。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項において、環状に延びる前記ボディ（２０）が、環状の前記径方向外側部（２２）に接続された環状の径方向内側部（８０）を有しており、
    前記径方向外側部（２２）および前記径方向内側部（８０）が、管状の構造（５ａ）を形成しているリム（５）。
21. 請求項２０において、前記径方向内側部（８０）が、径方向に延びる２つの側壁（８２）を介して前記径方向外側部（２２）に接続されているリム（５）。
22. 請求項１に記載のリム（５）を備える自転車用の車輪（１）。
23. 請求項２２において、前記リム（５）の前記径方向外側部（２２）に取り付けられたタイヤ（１５）、および
    前記径方向外側部（２２）と前記タイヤ（１５）との間に動作可能に配置された空気室、
    を備えている車輪（１）。
24. 請求項２３において、前記空気室の肉厚部に取り付けられ、前記リム（５）の前記孔（３９）を通る膨張バルブ（１２）を備えている車輪（１）。
25. 請求項２２において、前記リム（５）の前記径方向外側部（２２）に気密に取り付けられたタイヤ（１５）を備えている車輪（１）。
26. 請求項２５において、前記リム（５）の前記孔（３９）を通る膨張バルブ（１２）を備えており、
    当該膨張バルブ（１２）が、幅の広い前記頭部（６８）を有し、前記孔（３９）を気密に閉じるように構成された車輪（１）。
27. 請求項２６において、前記幅の広い頭部（６８）が、前記リム（５）の前記径方向外側部（２２）の前記少なくとも１つの第２の表面不連続部（３５、３５’）に形成された前記対応する少なくとも１つの側方当接面に当接する前記少なくとも１つの側面を有している車輪（１）。
28. 請求項２２〜２７のいずれか一項において、前記リム（５）の前記径方向外側部（２２）が環状の底壁（２２ａ）を有しており、
    当該環状の底壁（２２ａ）が前記孔（３９）のところに凹部（３８）を有している車輪（１）。
29. 請求項２７において、前記幅の広い頭部（６８）が、前記凹部（３８）に収容されている車輪（１）。
30. 請求項２４において、前記幅の広い頭部（６８）が、前記凹部（３８）に収容されており、
    前記空気室の前記肉厚部が、前記凹部（３８）に収容されている車輪（１）。
31. 請求項２６〜２８のいずれか一項において、前記膨張バルブ（１２）が、環状に延びる前記ボディ（２０）の径方向内側の表面（８４）に当接する固定リングナット（７８）を備えている車輪（１）。
32. 請求項２２〜３１のいずれか一項に記載の車輪（１）を備える自転車。
33. 自転車用の車輪（１）のリム（５）を製造する方法であって、
    当該ボディ（２０）の径方向外側部（２２）および径方向内側部（８０）によって形成され、その２つの対向する端部のうちの少なくとも一方が開口している管状の構造（５ａ）を形成するように成形されたボディ（２０）を準備する工程と、
    前記径方向外側部（２２）に孔（３９）を形成する工程と、
    表面に凹部（９６）を有するインサート（９２）を、前記管状の構造（５ａ）の前記開口した端部の１つから前記管状の構造（５ａ）に挿入する工程と、
    前記凹部（９６）が前記孔（３９）に位置するように前記インサート（９２）を位置決めする工程と、
    前記孔（３９）において型押し器（９０）によって前記径方向外側部（２２）に圧力を加える工程と、
    前記インサート（９２）を前記管状の構造（５ａ）の前記開口した端部の１つから引き抜く工程と、
    前記ボディ（２０）の前記２つの対向する端部を接続して閉じたリングを形成する工程と、
    を含むリム製造方法。
34. 請求項３３において、さらに、前記径方向外側部（２２）の前記孔（３９）のところにおいて、前記径方向内側部（８０）にさらなる孔（９７）を形成する工程と、
    前記インサート（９２）の前記凹部（９６）が形成されている表面（９３）と対向する表面（９３ａ）に空洞部（９８）を設け、前記空洞部（９８）が前記さらなる孔（９７）に位置決めされるまで前記インサート（９２）を前記管状の構造（５ａ）に挿入する工程と、
    前記型押し器（９０）によって前記ボディ（２０）の前記径方向外側部（２２）に圧力を加える前記工程を実行する前に、ピン（９４）を前記さらなる孔（９７）および前記空洞部（９８）に挿入する工程と、
    前記ピン（９４）を前記空洞部（９８）および前記さらなる孔（９７）から引き抜く工程と、
    を含むリム製造方法。
35. 請求項３４において、前記型押し器（９０）によって前記径方向外側部（２２）に圧力を加える前記工程が、前記ピン（９４）に圧力を加える工程を備えており、
    前記インサート（９２）が前記ボディ（２０）の前記径方向外側部（２２）の内表面に押し付けられた状態で保持されるリム製造方法。
36. 請求項３３〜３５のいずれか一項において、前記インサート（９２）を引き抜く前記工程が、前記インサート（９２）に接続されたケーブル（９５）を引っ張る工程を備えるリム製造方法。

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