JP5762908B2 - 自動二輪車用ホイール - Google Patents

Description

本発明は、車軸に支持されるハブと、タイヤが装着されるリムと、ハブとリムとを連結するスポークと、を一体に形成してなる自動二輪車用ホイールに関する。

図２０は一体型ホイールの従来例を示しており、車軸の指示されるハブ２１１と、タイヤが装着されるリム２１２と、複数本のスポーク２１３とが一体に形成されており、総てのスポーク２１３は、ホイール回転中心Ｏ１と、各スポーク２１３とハブ２１１との連結部１１３ａと、を結ぶ直線Ｍ１に対し、ハブ２１１からホイール径方向の外方に向かって、ホイール周方向の一方向に傾斜している（特許文献１）。

特開２００９−１８４４３５号公報

自動二輪車において、タイヤのグリップ状態を的確にライダーに伝えるためには、ホイールの剛性を高めることが望まれており、ホイールの剛性を向上させる手段として、スポークの数を増加させたり、スポークのホイール周方向の寸法あるいは軸方向の厚みを増加させたりすることが考えられる。この場合、スポーク数の増加又はスポークの寸法増加により、ホイール重量が増加し、ホイールの回転方向の慣性モーメントが増大する。

ところが、自動二輪車では、四輪自動車と異なり、旋回時（コーナリング時）に車体を傾ける必要性があり、上記のようにホイールの慣性モーメントが増大すると、車体を傾け難くなり、車体の旋回性能の向上を図ることが困難になる。

本発明は、ホイールの重量増加を抑え、車体の旋回性能を維持しつつ、ホイールの回転中心回りの剛性を向上させることができる自動二輪車用ホイールを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、車軸に支持されるハブと、タイヤが装着されるリムと、前記ハブと前記リムとを結合する複数のスポークと、を一体に備えた自動二輪車用ホイールにおいて、前記スポークとして、前記ハブから前記リムに至るメインスポークと、前記ハブから前記メインスポークの途中部分に至り、該途中部分に一体に接続するサブスポークと、を備え、前記メインスポークは、該メインスポークと前記ハブとの連結部と、ホイール回転中心と、を結ぶ直線に対し、前記ハブからホイール径方向の外方に向けて、ホイール周方向の一方向に傾斜し、前記サブスポークは、該サブスポークと前記ハブとの連結部と、前記ホイール回転中心と、を結ぶ直線に対し、前記ハブからホイール径方向の外方に向けて、前記ホイール周方向の他方向に傾斜する形状に形成されている。

本発明は、上記構成に加え、好ましくは、次の各構成を備えることができる。

（ａ）前記複数のメインスポークの任意の第１のメインスポークと、該第１のメインスポークとは異なる第２のメインスポークに連結された第２のサブスポークとは、路面から前記第１のメインスポークが受けた荷重が前記第２のサブスポークに伝達されるように配設されている。

（ｂ）前記第２のサブスポークは、前記第１のメインスポークの長さ方向に沿って前記リムから前記ハブへ向かう線分の延長線上に配置されている。この場合、好ましくは、前記第１のメインスポークの長さ方向に沿って前記リムから前記ハブへ向かう線分の延長線上に、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部が存在し、前記延長線に沿って、前記第２のサブスポークがホイール径外方側に延びている。

（ｃ）前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部と、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部とは、前記ハブの外周部を介して連なっている。この場合、さらに好ましくは、前記ハブは円筒状のハブ本体と、該ハブ本体からホイール径方向の外方に突出してホイール周方向に延びる突出部と、を有し、前記突出部は、少なくとも前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部と、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部との間に亘って周方向に延びている。

（ｄ）前記第１のメインスポークは、ホイール周方向の前記他方向に向かって膨らむ湾曲状に形成され、かつ、前記第１のメインスポークは、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部から前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部に亘る前記ハブの円弧形外周に滑らかに接続するように湾曲している。

（ｅ）前記第１のメインスポークと前記第２のメインスポークとのホイール周方向間に、別の第３のメインスポークが配置されている。この場合、さらに好ましくは、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部は、前記第３のメインスポークと前記ハブとの連結部と、ホイール周方向に関して重複する領域に設定されている。

（ｆ）前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部に対し、前記第２のメインスポークと前記ハブとの連結部は、ホイール周方向に９０度以上離れている。

（ｇ）前記メインスポークは、ホイール径外方に進むにつれ、ホイール周方向寸法が細くなる先細状に形成されている。

（ｈ）前記リムの車軸方向幅の中央部には、ホイール径方向の内方に概ね断面矩形状に凹む凹み部が、前記リムの全周に亘って形成されている。

（１）本発明によると、ハブからリムに至るメインスポークを、ホイール径方向の外方に向かって、ホイール周方向に一方向に傾斜させているので、曲げ方向の剛性によって荷重総てを受ける場合に比べ、メインスポークの圧縮又は引っ張り方向の剛性でも荷重を受け、それによりメインスポークの変形を抑制し、ホイールの回転方向の剛性を向上させることができるのは勿論のこと、次の効果も奏する。

メインスポークに加え、ハブからメインスポークに至ると共にメインスポークの傾斜方向と反対方向に傾斜するサブスポークを一体に備えているので、各メインスポークの変形をサブスポークにより抑制することができ、メインスポークの数を抑えて、軽量化を図りつつ、ホイールの回転方向の剛性を高めることができる。具体的には、メインスポークを支えるサブスポークを形成することで、メインスポークのハブ側（ホイール径方向の内方側）での剛性を高めることができ、サブスポークを配置したことに起因するホイールの回転中心回りの慣性モーメントの増加よりも、十分なホイール剛性向上効果を得ることができる。さらに、サブスポークは、メインスポークの傾斜方向側からメインスポークを支えることになるので、メインスポークが曲げ荷重を受けた場合に、サブスポークは圧縮又は引っ張り荷重として前記メインスポークの曲げ荷重を受けることができ、メインスポークの曲げ変形を効率よく抑制できる。このようにして、ホイールの質量増加を抑えて、慣性モーメントの増加を抑えつつ、ホイールの回転中心回りの剛性を向上させることができるのである。

上記のようにホイールの剛性を向上させると、走行中におけるタイヤのグリップ状態あるいはスリップ状態が、的確にライダーに伝わり、すなわち、ライダーへのフィードバックが的確に行われ、ライダーは路面の状態及び走行状態を的確に把握することができ、また、ホイールの慣性モーメントを抑制することにより、車体の旋回性能を維持できる。

（２）構成（ａ）によると、路面から第１のメインスポークに伝わる荷重を、ハブの回転中心に集中させることなく、第２のサブスポークを介して第２のメインスポーク及びリムに分散させることができ、第１のメインスポークの変形を抑制できる。

（３）構成（ｂ）によると、路面から第１のメインスポークに伝わる荷重は、第１のメインスポークの長さ方向に沿って伝わり、第２のサブスポークに受け止められるので、第１のメインスポークが受ける荷重を、第２のサブスポークを介して第２のメインスポーク及び第２のメインスポークが接続されるリムへと分散され、第１のメインスポークの変形を抑制できる。特に、第１のメインスポークの長さ方向の延長線上に第２のサブスポークとハブとの連結部を位置させ、前記延長線に沿って、第２のサブスポークをホイール径外方側に延ばしていると、路面から第１のメインスポークにかかる荷重が、第２のサブスポークへと分散され易くなり、第１のメインスポークの変形を、さらに抑制できる。

（４）構成（ｃ）によると、ハブの外周部を介して第１のメインスポークの内方側の連結部と第２のサブスポークの内方側の連結部とを連結しているので、第２のサブスポークを短く形成でき、ホイールの軽量化及び第１のメインスポークのさらなる変形抑制効果を期待できる。特に、ハブ本体の外周に突出部を形成することによりハブの剛性を向上させ、ハブの変形を防ぐことにより、第１のメインスポークから第２のサブスポークへの荷重伝達効率が、さらに向上する。

（５）構成（ｄ）によると、第１のメインスポークを傾斜方向とは反対方向に膨らむ湾曲状に形成することにより、第１のメインスポークに伝わる荷重を、第２のサブスポークに分散し易くなり、第１のメインスポークの変形をさらに抑制することができる。

（６）構成（ｅ）によると、サブスポークとメインスポークとの連結部を、ハブの外周面からホイール径方向の外方に一定距離だけ離すことができ、回転中心回りのホイールの剛性を向上させることができる。特に、第２のサブスポークとハブとの連結部と、第３のメインスポークとハブとの連結部と、をホイール周方向に関して重複する領域に設定することにより、第２のサブスポークとハブとの連結部の剛性を高め、また、第３のメインスポークとハブの連結部から第２のサブスポークが延びることで、第２のサブスポークの長さを短くできる。

（７）構成（ｆ）によると、第１のメインスポークが受けた荷重を、車軸に対して反対側のハブ部分に伝えることができ、第２のサブスポークへと分散させ易く、第１のメインスポークの変形をさらに抑制できる。

（８）構成（ｇ）によると、回転中心回りの剛性を維持しつつ、ホイールの軽量化並びに慣性モーメントの増加抑制を行うことができる。

（９）構成（ｈ）によると、ホイールの重量増加を抑えつつ、リムの剛性が向上する。

本発明に係るホイールを備えた自動二輪車の左側面図である。 図１の自動二輪車の後輪の左側面拡大図である。 図２の後輪用ホイールの前半部の左側面拡大図である。 図２の後輪用ホイールのIV-IV断面拡大図である。 図２の後輪用ホイールのV-V断面拡大図である。 図２の後輪用ホイールのVI-VI断面拡大図である。 図２の後輪用ホイールのVII-VII断面図である。 図２の後輪用ホイールのリムの正面部分図である。 図８のIX-IX断面図である。 図１の自動二輪車の前輪の左側面図である。 図１０の前輪用ホイールの上半部を断面で示す正面図である。 本発明の参考例を示す左側面図である。 図１２の後輪用ホイールの正面図である。 本発明に係る前輪用ホイールの変形例を示す左側面図である。 図１４の前輪用ホイールの正面図である。 本発明に係るホイールの別の変形例を示す左側面図である。 本発明に係るホイールの別の変形例を示す左側面図である。 本発明の別の参考例を示す左側面図である。 図１とは異なるホイール装着例を示す自動二輪車の左側面図である。 従来のホイールの側面図である。

図１は、本発明に係るホイールを備えた自動二輪車、特にオンロード走行やレース走行に適した自動二輪車の左側面図であり、まずこの図１により、自動二輪車全体の構成を説明する。

メインフレーム１の前端に形成されたヘッドパイプ２には、操舵軸（図示せず）及び上下一対のブラケット３を介して左右一対のフロントフォーク４が支持され、該フロントフォーク４の下端部に固定された前車軸５に、前輪用ホイール６が回転自在に支持され、該前輪用ホイール６に前輪タイヤ７が装着されている。

メインフレーム１の後下端部に形成されたスイングアームブラケット部１ａには、後方に延びるスイングアーム１３が上下揺動自在に支持され、該スイングアーム１３の後端部に固着された後車軸１５に、後輪用ホイール１６が回転自在に支持され、該後輪用ホイール１６に後輪タイヤ１７が装着されている。前記スイングアーム１３は、リヤショックアブソーバ１８によりメインフレーム１に弾性支持されている。

メインフレーム１の下側にはエンジン２０が搭載され、該エンジン２０の出力軸２１は、駆動スプロケット２２、駆動チェーン２３及び被駆動スプロケット２４を介して後輪用ホイール１６に動力伝達可能に連結され、エンジン２０の駆動力により、後輪用ホイール１６及び後輪タイヤ１７からなる後輪を、矢印Ｒ１方向に回転する。

メインフレーム１及び後部フレーム１ｂの上側には、燃料タンク２５及びシート２６等が設置され、フロントフォーク連結用の前記上側のブラケット３には、ハンドル装置２７が設けられている。

図２は図１の後輪の左側面拡大図、図３は後輪用ホイール１６の前半部の左側面拡大図、図４，図５及び図６は、図２のIV-IV、V-V及びVI-VI断面拡大図、図７は図２のVII-VII断面図、図８は後輪用リムの正面部分図、図９は図８のIX-IX断面図であり、これらの図面により、後輪用ホイール１６の構造を詳細に説明する。

図２において、後輪用ホイール１６は、後車軸１５に回転自在に支持される後輪用ハブ３１と、前記後輪タイヤ１７が装着される後輪用リム３２と、前記後輪用ハブ３１と前記後輪用リム３２とを結合する複数のスポーク３３，３４と、を一体に備えている。該実施の形態では、後輪用ホイール１６として、マグネシウムの鍛造成形物を切削加工したものを使用しており、これにより軽量化を図っているが、その他、量産に適するように、アルミニウム合金、ステンレス鋼あるいは鋳鉄等を利用することが可能である。

前記複数のスポーク３３，３４は、ホイール周方向に等間隔を置いて配置された５本のメインスポーク３３と、各メインスポーク３３の途中にそれぞれ一体に連結された５本のサブスポーク３４とから構成されている。

各メインスポーク３３は、後輪用ハブ３１の外周面から後輪用リム３２の内周面に至ると共に、ホイール径方向の外方に向かって、ホイール回転方向（前進走行時の回転方向）Ｒ１側に傾斜している。具体的に説明すると、ホイール回転中心Ｏ１と、メインスポーク３３と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ１と、を結ぶ直線Ｍ１に対し、メインスポーク３３と後輪用ハブ３１との前記連結部の中心点Ｃ１と、メインスポーク３３の外周端と後輪用リム３２との連結部の中心点Ｃ２と、を結ぶ直線Ｍ２が、角度θ１だけ回転方向Ｒ１側に傾斜している。前記傾斜角度θ１は、たとえば４５度〜９０度程度である。

さらに、各メインスポーク３３は、該メインスポーク３３の径方向の内外の前記連結部の中心点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ前記直線Ｍ２に対し、反回転方向Ｒ２側に膨らむ湾曲形状に形成されている。特に、メインスポーク３３の反回転方向Ｒ２側の端縁３３ａの形状が、湾曲形状であることを明確に表している。ただし、サブスポーク３４とメインスポーク３３との連結部の中心Ｃ４よりホイール径方向外方側のメインスポーク３３部分は、略直線状に形成されている。

メインスポーク３３のホイール周方向の幅（寸法）は、ホイール径方向外方に行くにつれて細くなる先細形状に形成されており、メインスポーク３３のホイール径方向外周端の回転方向Ｒ１側及び反回転方向Ｒ２側の各端縁は、それぞれＲ面４１を介して後輪用リム３２の内周面に接続されている。

各サブスポーク３４は、連結されるメインスポーク３３に対して回転方向Ｒ１側（メインスポークの傾斜側）に配設されており、後輪用ハブ３１の外周面からメインスポーク３３の長さ方向の略中間部に至ると共に、ホイール径方向の外方に向かって、メインスポーク３３の傾斜側とは反対側、すなわち反回転方向Ｒ２側に傾斜している。具体的に説明すると、ホイール回転中心Ｏ１と、サブスポーク３４と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ３と、を結ぶ直線Ｍ３に対し、前記サブスポーク３４と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ３と、サブスポーク３４とメインスポーク３３との連結部の中心点Ｃ４と、を結ぶ直線Ｍ４が、ホイール径外方に向けて、角度θ２だけ反回転方向Ｒ２側に傾斜している。前記傾斜角度θ２は、たとえば４５度〜９０度程度である。

前記メインスポーク３３が湾曲状に形成されているのに対し、サブスポーク３４は、略直線状に形成されており、かつ、サブスポーク３４のホイール周方向の幅（寸法）は、径方向の全長に亘って略一様な寸法に形成されている。また、サブスポーク３４の反回転方向Ｒ２側の端部のホイール径方向の内外端縁は、それぞれＲ面４２を介してメインスポーク３３に接続されている。なお、メインスポーク３３とサブスポーク３４との連結部において、メインスポーク３３の反回転方向Ｒ２側の端縁３３ａに対するサブスポーク３４の交差角度θ５は、直角又は直角に近い角度に設定されている。

さらに、メインスポーク３３のホイール径方向の内方端の反回転方向Ｒ２側の端縁と、該メインスポーク３３に対して反回転方向Ｒ２側に隣合うサブスポーク３４の内方端の回転方向Ｒ１側の端縁とは、後輪用ハブ３１の外周端に形成されたＲ面４３を介して滑らかに接続している。

図４において、名メインスポーク３３は、車軸方向に間隔を置いて対向配置された一対の側壁部（リブ部）３３ｂと、両側壁部３３ｂを一体に連結するウエブ３３ａとから、断面Ｈ形状に形成されている。ただし、図２のサブスポーク３４との連結部よりホイール径方向の外方側部分は、図６に示すように、断面コの字形状に形成されている。このように、メインスポーク３３の断面をＨ形状又はコの字形状とすることにより、重量増加を抑えつつ、曲剛性を高くし、かつ、後輪用ホイール１６の固有振動数も高めている。

図５において、各サブポーク３４も、メインスポーク３３と同様、車軸方向に間隔を置いて対向配置された一対の側壁部３４ｂと、両側壁部３４ｂを一体に連結するウエブ３４ａとから形成されている。図５の実施の形態では、サブスポーク３４は断面Ｈ形状となっているが、その他、断面コの字状、Ｔ字状あるいはＬ字状等、径方向に突出する突出部（側壁部３４ｂ等）を有するリブ形状とすることもできる。このように、サブスポーク３４の断面形状を、径方向に突出する突出部を有する形状とすることにより、メインスポーク３３と同様に、曲剛性を高くし、かつ、後輪用ホイール１６の固有振動数を高めている。

図７において、後輪用ハブ３１は、円筒状のハブ本体３１ａを有し、該ハブ本体３１ａの外周面の軸方向両端に、ホイール径方向の外方に突出する突出部３１ｂが一体に形成されている。該突出部３１ｂはハブ本体３１ａの略全周に亘ってフランジ状に形成されている。なお、前述のＲ面、すなわちメインスポーク３３のホイール径方向内方端の反回転方向Ｒ２側の端縁とサブスポーク３４のホイール径方向内方端の回転方向Ｒ１側の端縁とを接続するＲ面４３は、前記突出部３１ｂの外周端縁に形成されている。

図８において、後輪用リム３２は、車軸方向の両端に、後輪タイヤ１７の車軸方向の位置を規制する環状突起３２ａが一体に形成されると共に、車軸方向に中央部に、ホイール径方向の内方に概ね断面矩形状に凹む環状凹み部３２ｂが、リム全周に亘って形成され、これにより、重量の増加を抑えつつ、後輪用リム３２の剛性及び固有振動数を向上させている。

図９において、後輪用リム３２の環状凹み部３２ｂの底部と、メインスポーク３３のホイール径方向外方端との連結部には、前記環状凹み部３２ｂの底壁部からホイール径方向の内方にさらに凹む連結用凹部３２ｃが形成されており、これにより、後輪用リム３２のさらなる軽量化を図っている。

ここで、任意のメインスポーク３３と、該メインスポーク３３から反回転方向Ｒ２側へ一つ置いて配置された別のメインスポーク３３に連結されたサブスポーク３４との位置関係等を、特許請求の範囲に記載した内容及び用語に対応させて説明するために、前記任意のメインスポーク３３等の名称を、図３に基づき次のように仮定する。

図３の下端部に位置しているメインスポーク及びこれに連結されるサブスポークを、第１のメインスポーク３３−１及び第１のサブスポーク３４−１と称し、この第１のメインスポーク３３−１及び第１のサブスポーク３４−１に対し、反回転方向Ｒ２側に一つ置いて配置されたメインスポーク及びサブスポークを、第２のメインスポーク３３−２及び第２のサブスポーク３４−２と称し、前記第１のメインスポーク３３−１と前記第２のサブスポーク３４−２間に配置されたメインスポーク及びサブスポークを、第３のメインスポーク３３−３及び第３のサブスポーク３４−３と称することとする。勿論、上記名称は、単に説明の都合上設定したものであり、いずれのメインスポーク３３及びサブスポーク３４も、第１のメインスポーク及び第１のサブスポークと称することができる。

第１のメインスポーク３３−１と、第２のサブスポーク３４−２とは、路面から第１のメインスポーク３３−１が受けた荷重（特にメインスポーク３３−１の長さ方向の荷重）が、後輪用ハブ３１の外周端部の一部を介して、第２のサブスポーク３４−２の長さ方向の荷重として伝達されるように配設されている。具体的には、第２のサブスポーク３４−２の内外周端（内外連結部の中心点Ｃ３、Ｃ４）を結ぶ前記直線Ｍ４は、第１のメインスポーク３３−１の長さ方向に沿って後輪用リム３２から後輪用ハブ３１へ向かう湾曲状の線分の略延長線上に配置されている。すなわち、前記延長線上には、第２のサブスポーク３４−２と後輪用バブ３１との連結部の中心点Ｃ３と、第２のサブスポーク３４−２と第２のメインスポーク３３との連結部の中心点Ｃ４と、が存在しているのであって、第２のサブスポーク３４−２は、前記延長線に沿って、前記中心点Ｃ３から前記中心点Ｃ４を通るように、ホイール径外方側に延びているのである。

また、第１のメインスポーク３３−１と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ１と、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ３とは、後輪用ハブ３１の外周突出部３１ｂを介して一体に連なっている。

第１のメインスポーク３３−１は、前述のように反回転方向Ｒ２側に膨らむように湾曲しているが、具体的には、前記第１のメインスポーク３３−１は、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部から第１のメインスポーク３３−１と後輪用ハブ３１との連結部に亘る後輪用ハブ３１の円弧形外周に滑らかに接続するように湾曲している。

第１のメインスポーク３３−１と第２のメインスポーク３３−２とのホイール周方向間に、第３のメインスポーク３３−３が配置されているが、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ３は、第３のメインスポーク３３−３と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ１と、ホイール周方向に関して略重複する領域に設定されている。

また、第１のメインスポーク３３−１と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ１に対し、第２のメインスポーク３３−２と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ１は、反回転方向Ｒ２側に９０度以上離れて位置している。すなわち、図３に示す２つの直線Ｍ１Ｍ１間の角度θ６は、９０度以上、１８０度未満に設定されている。

［前輪用ホイール６の構成］
図１０は前輪の左側面拡大図、図１１は前輪用ホイール６の正面図（上半部は断面）を示している。図１０において、前輪用ホイール６は、前記前車軸５に回転自在に支持される前輪用ハブ１３１と、前輪タイヤ７が装着される前輪用リム１３２と、前記前輪用ハブ１３１と前輪用リム１３２とを結合する複数のスポーク１３３，１３４と、を一体に備えている。前輪用ホイール６の材質も、後輪用ホイール１６と同様であり、マグネシウムの鍛造成形物を切削加工したものであり、これにより軽量化を図っているが、アルミニウム合金、ステンレス鋼あるいは鋳鉄等を利用することが可能である。

前輪用ホイール６のスポーク１３３，１３４は、後輪用ホイール１６と同様、ホイール周方向に等間隔を置いて配置された５本のメインスポーク１３３と、各メインスポーク１３３にそれぞれ一体に連結された５本のサブスポーク１３４とから構成されている。前輪用ホイール６のメインスポーク１３３及びサブスポーク１３４が、後輪用ホイール１６のメインスポーク３３及びサブスポーク３４と異なる構造は、ホイール周方向の傾斜方向がそれぞれ逆向きとなっていることであり、その他の構造は後輪用ホイール１６と同様である。すなわち、前輪用ホイール６のメインスポーク１３３は、ホイール径方向の外方に向けて、反回転方向Ｒ２側に傾斜すると共に、回転方向Ｒ１側に膨らむように湾曲しており、一方、前輪用ホイール６のサブスポーク１３４は、ホイール径方向の外方に向けて、回転方向Ｒ１側に傾斜すると共に、直線状に形成されている。

また、メインスポーク１３３の径方向の内外周端部並びにメインスポーク１３３とサブスポーク１３４との連結部には、それぞれ後輪用ホイール１６と同様に、Ｒ面１４１，１４２，１４３等が形成されている。

図１１において、前輪用ハブ１３１は、後輪用ハブ３１と同様、円筒状のハブ本体１３１ａを有し、該ハブ本体３１ａの外周面の軸方向両端に、ホイール径方向の外方に突出する突出部１３１ｂが一体に形成されている。該突出部３１ｂはハブ本体３１ａの略全周に亘ってフランジ状に形成されている。

また、前輪用リム１３２も、後輪用リム３２と同様、車軸方向の両端に、後輪タイヤ１７の車軸方向の位置を規制する環状突起１３２ａが一体に形成されると共に、車軸方向の中央部に、ホイール径方向の内方に概ね断面矩形状に凹む環状凹み部１３２ｂが、リム全周に亘って形成され、これにより、重量の増加を抑えつつ、後輪用リム３２の剛性及び固有振動数を向上させている。

さらに、前輪用リム１３２の環状凹み部１３２ｂの底部と、メインスポーク１３３のホイール径方向外方端との連結部には、前記環状凹み部１３２ｂの底壁部からホイール径方向の内方に凹む連結用凹部１３２ｃが形成されており、これにより、前輪用リム１３２のさらなる軽量化を図っている。

［実施の形態の作用効果］
（１）図２において、走行中、後輪用ハブ３１に対して後輪用リム３２をホイール回転中心Ｏ１回りに相対変位させるような荷重（ホイール周方向のねじり荷重）が生じるが、メインスポーク３３を傾斜させていることにより、メインスポーク３３に対し、曲げ荷重、すなわちホイール径方向に直交する方向の荷重やメインスポーク３３の長手方向に直交する方向の荷重を生じさせる他、メインスポーク３３の長手方向の圧縮荷重を生じさせることができる。この場合、各スポークの曲げ方向の剛性によって荷重総てを受ける場合に比べ、圧縮方向の剛性でも荷重を受けることで、メインスポーク３３の変形を抑制し、後輪用ホイール１６の回転方向の剛性を向上させることができる。

（２）図２において、後輪用ハブ３１から後輪用リム３２に至るメインスポーク３３を、ホイール径方向の外方に向かって、回転方向Ｒ１側に傾斜させているので、ドライブ走行時、特に加速時、メインスポーク３３は、曲げ荷重に加え、メインスポーク３３の長さ方向の圧縮荷重を受けることができるので、メインスポーク３３の変形を抑制し、ドライブ駆動時における後輪用ホイール１６の回転方向の剛性を向上させることができる。

（３）特に、メインスポーク３３に加え、後輪用ハブ３１からメインスポーク３３の途中に至ると共にメインスポーク３３の傾斜方向と反対方向に傾斜するサブスポーク３４を一体に備えているので、各メインスポーク３３の変形をこれに連結されたサブスポーク３４により抑制することができ、メインスポークの数を抑えて、軽量化を図りつつ、ホイールの回転方向の剛性を高めることができる。また、ホイールの固有振動数も高くすることができる。

具体的には、各メインスポーク３３を支えるサブスポーク３４をそれぞれ形成することで、メインスポーク３３のホイール径方向の内方側での剛性を高めることができ、サブスポーク３４を配置したことに起因する後輪用ホイール１６のホイール回転中心回りの慣性モーメントの増加よりも、十分なホイール剛性向上効果を得ることができる。

（４）さらに各サブスポーク３４は、メインスポーク３３をその傾斜方向側から支えることになるので、メインスポーク３３が曲げ荷重を受けた場合に、サブスポーク３４は圧縮（又は引っ張り荷重）として前記メインスポーク３３の曲げ荷重を受けることができ、メインスポーク３３の曲げ変形をさらに抑制できる。このようにして、ホイールの質量増加を抑え、これにより慣性モーメントの増加を抑えつつ、ホイール回転中心回りの剛性を向上させることができるのである。後輪用ホイール１６の剛性を上記のように向上させると、走行中における後輪タイヤ１７のグリップ状態あるいはスリップ状態が、的確にライダーに伝わり、すなわち、ライダーへのフィードバックが的確に行われ、ライダーは地面の状態及び走行状態を的確に把握することができ、また、ホイールの慣性モーメントを抑制することにより、車体の旋回性能を維持できる。

（５）図３のように、第１のメインスポーク３３−１と、該第１のメインスポーク３３−１から一つ置いた第２のメインスポーク３３−２に接続される第２のサブスポーク３４−２とを、路面から第１のメインスポーク３３−１が受けた荷重が第２のサブスポーク３４−２に伝達されるように配設しているので、路面から第１のメインスポーク３３−１に伝わる荷重は、後輪用ハブ３１の回転中心に集中することなく、第２のサブスポーク３４−２を介して第２のメインスポーク３３−２及びリム３２に分散させることができ、第１のメインスポーク３３−１の変形を抑制できる。

（６）図３のように、第２のサブスポーク３４−２は、第１のメインスポーク３３−１の長さ方向に沿ってリム３２からハブ３１へ向かう線分の略延長線上に配置されているので、路面から第１のメインスポーク３３−１に伝わる荷重は、第１のメインスポーク３３−１の長さ方向に沿って伝わり、第２のサブスポーク３４−２に受け止められ、第２のメインスポーク３３−２及び第２のメインスポーク３３−２が接続されるリム３２へと分散され、第１のメインスポーク３３−１の変形を抑制できる。特に、第１のメインスポーク３３−１の長さ方向に沿って後輪用リム３２から後輪用ハブ３１へ向かう線分の延長線上に、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部の中心点Ｃ３が存在し、前記延長線に沿って、第２のサブスポーク３４−２がホイール径外方側に延びているので、路面から第１のメインスポーク３３−１にかかる荷重が、第２のサブスポーク３４−２へと分散され易くなり、第１のメインスポーク３３−１の変形を、さらに抑制できる。

（７）図３のように、第１のメインスポーク３３−１と後輪用ハブ３１との連結部（中心点Ｃ１）と、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部（中心点Ｃ３）とは、後輪用ハブ３１の外周部を介して連なっているので、第２のサブスポーク３４−２を短く形成でき、ホイールの軽量化及び第１のメインスポーク３３−１のさらなる変形抑制効果を期待できる。特に、図７のように、円筒状のハブ本体３１ａの外周に環状の突出部３１ｂを形成することにより後輪用ハブ３１の剛性を向上させ、後輪用ハブ３１の変形を防ぐことにより、第１のメインスポーク３３−１から第２のサブスポーク３４−２への荷重伝達効率が、さらに向上する。

（８）図３のように、第１のメインスポーク３３−１は湾曲状に形成されており、しかも、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部から第１のメインスポーク３３−１と後輪用ハブ３１との連結部に亘る後輪用ハブ３１の円弧形外周に滑らかに接続するように湾曲しているので、第１のメインスポーク３３−１に伝わる荷重を、第２のサブスポーク３４−２に分散し易くなり、第１のメインスポーク３３−１の変形をさらに抑制することができる。

（９）第１のメインスポーク３３−１と第２のメインスポーク３３−２とのホイール周方向間に、別の第３のメインスポーク３３−３が配置されているので、たとえば第２サブスポーク３４−２と第２のメインスポーク３３−１との連結部を、後輪用ハブ３１からホイール径方向の外方に離すことができ、ホイール回転中心回りのホイール７等の剛性を向上させることができる。特に、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部（中心点Ｃ３）と、第３のメインスポーク３３−３と後輪用ハブ３１との連結部（Ｃ１）と、をホイール周方向に関して重複する領域に設定しているので、第２のサブスポーク３４−２と後輪用ハブ３１との連結部の剛性を高め、また、第３のメインスポーク３３−３と後輪用ハブ３１の連結部から第２のサブスポーク３４−２が延びることで、第２のサブスポーク３４−２の長さを短くできる。

（１０）第１のメインスポーク３３−１と後輪用ハブ３１との連結部（中心点Ｃ１）に対し、第２のメインスポーク３３−２と後輪用ハブ３１との連結部（中心点Ｃ１）は、ホイール周方向に９０度以上離れているので、第１のメインスポーク３３−１が受けた荷重を、後車軸１５に対して反対側の後輪用ハブ３１部分に伝えることができ、第２のサブスポーク３４−２へと分散させ易く、第１のメインスポーク３３−１の変形をさらに抑制できる。

（１１）図２において、メインスポーク３３は、ホイール径外方に進むにつれ、ホイール周方向寸法が細くなる先細状に形成されているので、ホイール回転中心Ｏ１回りの剛性を維持しつつ、後輪用ホイール１６の軽量化並びに慣性モーメントの増加抑制を行うことができる。前輪用ホイール６についても同様である。

（１２）図８のように、後輪用リム３２の車軸方向幅の中央部には、ホイール径方向の内方に概ね断面矩形状に凹む凹み部３２ｂが、後輪用リム３２の全周に亘って形成されているので、後輪用リム３２の重量を増やすことなく、後輪用リム３２の剛性を向上させることができる。前輪用リム１３２についても同様の利点がある。

（１３）図１に示す自動二輪車では、後輪用ホイール１６のメインスポーク３３を、ホイール径方向の外方に向かって、回転方向Ｒ１側に傾斜させ、一方、前輪用ホイール６のメインスポーク１３３を、ホイール径方向の外方に向かって、反回転方向Ｒ２側に傾斜させているので、加速時等のようなドライブ走行時に路面から大きな荷重がかかる後輪では、メインスポーク３３の長さ方向の荷重として前記ドライブ荷重を受けることができ、一方、ブレーキング時に路面から大きな荷重がかかる前輪では、ブレーキング時にメインスポーク１３３の長さ方向の荷重として前記ブレーキング荷重を受けることができる。

（１４）図４及び図６のように、メインスポーク３３の断面形状を、車幅方向の両端部に径方向に突出する突出部（３３ｂ）を有する形状、たとえば断面Ｈ形状又は断面コの字形状に形成しているので、重量を増やすことなく、メインスポーク３３の曲剛性を向上させることができる。

（１５）図５のように、サブスポーク３４の断面形状を、車幅方向の両端部に径方向に突出する突出部（３４ｂ）を有する形状、たとえば断面Ｈ形状に形成しているので、重量を増やすことなく、サブスポーク３４の面外剛性を向上させることができる。

（１６）図２において、該実施の形態におけるサブスポーク３４は、車軸方向に見て、直線状に形成されているので、ホイールの製造が容易である。

（１７）図２において、メインスポーク３３のホイール径方向の外方端縁は、Ｒ面４１を介してリム３２の内周面に繋がっているので、メインスポーク３３とリム３２との連結部における応力集中を緩和し、ホイールの強度を向上させることができる。なお、上記Ｒ面４１の代わりに、メインスポーク３３のホイール径方向の外方端縁を、略直線的に「ハ」の字状に周方向に広がる形状としたり、Ｔ字状に周方向に広がる形状とすることも可能である。

（１８）図２のように、メインスポーク３３が湾曲しているので、メインスポーク３３が受ける曲げ荷重成分を減らして、メインスポーク３３の長さ方向の圧縮又は引っ張り荷重成分を多くすることができる。好ましくは、メインスポーク３３とリム３２との連結部並びにメインスポーク３３とハブ３１との連結部において、ホイール径方向に比べてホイール周方向に延びる寸法が大きくなるようにする。

（１９）図１に示すような自動二輪車において、前輪ホイール６及び／又は後輪ホイール１６を交換するだけで、レース等におけるラップタイムを変化させることができる。

［ホイールの変形例及び参考例］
（１）図１２は後輪用ホイール１６の参考例の左側面図、図１３は図１２の後輪用ホイール１６の正面図である。図１２において、後輪用スポークは、前記図２と同様に、メインスポーク３３とこれらにそれぞれ接続されるサブスポーク３４とから構成されているが、各メインスポーク３３に対する各サブスポーク３４の連結部（中心点Ｃ４）が、メインスポーク３３のホイール径方向の外方端縁近傍に設定されている。その他の構造は図２の構造と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してある。勿論、図１２及び図１３のホイール構造を前輪用ホイール６に適用することも可能である。

（２）図１４は前輪用ホイール６の変形例の左側面図、図１５は図１４の前輪用ホイール６の正面図であり、前輪用スポークは、７本のメインスポーク１３３とこれらにそれぞれ接続される７本のサブスポーク１３４とから構成されている。

湾曲状に形成された各メインスポーク１３３の径方向内方端部は、ホイール回転方向Ｒ１側に二つ置いたメインスポーク１３３に連結されたサブスポーク１３４に、前輪用ハブ１３１の外周端部を介して滑らかに接続し、路面から前記メインスポーク１３３の長手方向に係る荷重が、２つ置いたサブスポーク１３４の長さ方向の荷重となるように構成されている。その他の構造は図１０の構造と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してある。図１４のようにメインスポーク１３３を７本備えている場合は、メインスポーク１３３の傾斜角度θ１は、約４５度が好ましい。

（３）図１６は後輪用ホイール１６の別の変形例を示しており、前記図２と同様に、５本のメインスポーク３３とこれらにそれぞれ接続される５本のサブスポーク３４とから構成されているが、各メインスポーク３３は直線状に形成されている。その他の構造は図２の構造と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してある。勿論、図１２のホイール構造を前輪用ホイール６に適用することも可能である。

（４）図１７も後輪用ホイール１６の別の変形例を示しており、スポークは、前記図２と同様に、５本のメインスポーク３３とこれらにそれぞれ接続される５本のサブスポーク３４とから構成されているが、各メインスポーク３３は直線状に形成され、かつ、各メインスポーク３３のホイール径方向内方端部は、隣り合うメインスポーク３３に連結されたサブスポーク３４に、略直線状に連結されている。その他の構造は図２の構造と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してある。勿論、図１３のホイール構造を前輪用ホイール６に適用することも可能である。なお、該変形例において、メインスポーク３３を湾曲状に形成することも可能である。

（５）図１８は後輪用ホイール１６の別の参考例を示しており、スポークは、前記図２と同様に、５本のメインスポーク３３とこれらにそれぞれ接続される５本のサブスポーク３４とから構成されているが、各メインスポーク３３は直線状に形成されている。ただし、いずれのサブスポーク３４も、メインスポーク３３の長さ方向の内方延長線上には配置されていない。なお、該変形例において、メインスポーク３３を湾曲状に形成することも可能である。

（６）メインスポーク３３及びサブスポーク４３からなる本発明のホイール構造において、メインスポーク３３の剛性がサブスポーク３４の剛性よりも大きくなるように、それらの断面形状並びに車軸方向に見た形状を形成することが好ましい。これにより、路面からの荷重を、主としてメインスポーク３３で受けるように構成することができる。具体例としては、サブスポーク３４よりもメインスポーク３３の方が、ホイール径寸法の大きい部分が存在するように構成する。

［自動二輪車への別の装着例］
図１９は、自動二輪車への別の装着例であり、前輪用ホイール６として、後輪用ホイール１６の各スポークと同様な方向に傾斜したメインスポーク１３３及びサブスポーク１３４を備えたホイールを使用している。その他の構成は前記実施の形態と同じである。

［その他の実施の形態］
（１）前記各実施の形態及び変形例では、ホイールは、５本又は７本のメインスポークと５本又は７本のサブスポークを備えているが、本発明はそのようなスポーク数に限定されることはない。たとえば、メインスポークとサブスポークとを３本ずつ、あるいは９本ずつ備える構造とすることもできる。なお、メインスポークの数を奇数本とするのが好ましく、奇数本とすることで、メインスポーク同士が、ホイール径方向に１８０度の位相差で配置されることを避けることができ、これにより、路面からメインスポークに伝達される荷重を、効率良く、ホイール全体に亘って分散させることができる。

（２）前記第１の実施の形態等では、前後のホイール共に、メインスポークとサブスポークとの組合せによるホイール構造を備えているが、いずれか一方のホイールのみに本発明を適用することも可能である。

（３）前記各実施の形態では、総てのメインスポークに対してサブスポークを連結しているが、任意のメインスポークにサブスポークを連結する構造とすることも可能である。

（４）メインスポークに対してサブスポークが連結される位置（図２の中心点Ｃ４）は、メインスポークの径方向の中央部あるいは該中央部よりも径方向の外方部分であることが好ましい。

（５）エンジン（内燃機関）を搭載した車両のみならず、電動自動二輪車等の車両にも適用可能である。

（６）自動二輪車以外の車両についても本発明のホイール構造を適用することは可能であり、好ましくは、鞍乗り型等の車両への適用が効果的である。

（７）本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

５ 前車軸
６ 前輪用ホイール
７ 前輪タイヤ
１５ 後車軸
１６ 後輪用ホイール
１７ 後輪タイヤ
３１ 後輪用ハブ
３１ａ ハブ本体
３１ｂ 突出部
３２ 後輪用リム
３２ｂ 凹み部
３３ 後輪用メインスポーク
３３−１ 後輪用第１のメインスポーク
３３−２ 後輪用第２のメインスポーク
３３−３ 後輪用第３のメインスポーク
３４ 後輪用サブスポーク
３４−１ 第１のサブスポーク
３４−２ 第２のサブスポーク
３４−３ 第３のサブスポーク
４１，４２，４３ Ｒ面
１３１ 前輪用ハブ
１３２ 前輪用リム
１３３ 前輪用メインスポーク
１３４ 前輪用サブスポーク
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 連結部の中心点
１４１，１４２，１４３ Ｒ面

Claims (12)

1. 車軸に支持されるハブと、タイヤが装着されるリムと、前記ハブと前記リムとを結合する複数のスポークと、を一体に備えた自動二輪車用ホイールにおいて、
   前記スポークとして、前記ハブから前記リムに至るメインスポークと、前記ハブから前記メインスポークの途中部分に至り、該途中部分に一体に接続するサブスポークと、を備え、
   前記メインスポークは、該メインスポークと前記ハブとの連結部と、ホイール回転中心と、を結ぶ直線に対し、前記ハブからホイール径方向の外方に向けて、ホイール周方向の一方向に傾斜し、
   前記サブスポークは、該サブスポークと前記ハブとの連結部と、前記ホイール回転中心と、を結ぶ直線に対し、前記ハブからホイール径方向の外方に向けて、前記ホイール周方向の他方向に傾斜する形状に形成されている、
   ことを特徴とする自動二輪車用ホイール。
2. 前記複数のメインスポークの任意の第１のメインスポークと、該第１のメインスポークとは異なる第２のメインスポークに連結された第２のサブスポークとは、路面から前記第１のメインスポークが受けた荷重が前記第２のサブスポークに伝達されるように配設されている、請求項１に記載の自動二輪車用ホイール。
3. 前記第２のサブスポークは、前記第１のメインスポークの長さ方向に沿って前記リムから前記ハブへ向かう線分の略延長線上に配置されている、請求項２に記載の自動二輪車用ホイール。
4. 前記第１のメインスポークの長さ方向に沿って前記リムから前記ハブへ向かう前記線分の延長線上に、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部が存在し、前記延長線に沿って、前記第２のサブスポークがホイール径方向の外方に延びている、請求項３に記載の自動二輪車用ホイール。
5. 前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部と、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部とは、前記ハブの外周部を介して連なっている、請求項４に記載の自動二輪車用ホイール。
6. 前記ハブは円筒状のハブ本体と、該ハブ本体からホイール径方向の外方に突出してホイール周方向に延びる突出部と、を有し、
   前記突出部は、少なくとも前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部と、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部との間に亘って周方向に延びている、請求項３乃至５のいずれか一つに記載の自動二輪車用ホイール。
7. 前記第１のメインスポークは、ホイール周方向の前記他方向に向かって膨らむ湾曲状に形成され、
   かつ、前記第１のメインスポークは、前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部から前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部に亘る前記ハブの円弧形外周に滑らかに接続するように湾曲している、請求項３乃至６のいずれか一つに記載の自動二輪車用ホイール。
8. 前記第１のメインスポークと前記第２のメインスポークとのホイール周方向間に、別の第３のメインスポークが配置されている、請求項２乃至７のいずれか一つに記載の自動二輪車用ホイール。
9. 前記第２のサブスポークと前記ハブとの連結部は、前記第３のメインスポークと前記ハブとの連結部と、ホイール周方向に関して重複する領域に設定されている、請求項８に記載の自動二輪車用ホイール。
10. 前記第１のメインスポークと前記ハブとの連結部に対し、前記第２のメインスポークと前記ハブとの連結部は、ホイール周方向に９０度以上離れている、請求項２乃至９のいずれか一つに記載の自動二輪車用ホイール。
11. 前記メインスポークは、ホイール径外方に進むにつれ、ホイール周方向寸法が細くなる先細状に形成されている、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の自動二輪車用ホイール。
12. 前記リムの車軸方向幅の中央部には、ホイール径方向の内方に概ね断面矩形状に凹む凹み部が、前記リムの全周に亘って形成されている、請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の自動二輪車用ホイール。

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