JP5871873B2 - スポークホイール - Google Patents

Description

本発明は、スポークの掛け方を改善したスポークホイールに関する。

車両の車輪、特に自動二輪車の車輪には、キャストホイールとスポークホイールとが主として採用される。スポークホイールについては、各種の構造が提案されてきた（例えば、特許文献１（図４）参照。）。

特許文献１の図４に示されるように、ホイール（５０）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、ハブ（５１）と、リム（５４）と、ハブ（５１）とリム（５４）とを繋ぐ３２本のスポーク（５２）とからなる。

車両側面視で、スポーク（５２）同士が交差するため、スポーク（５０）同士が干渉しないように対策を講じる必要がある。対策の一つに、後述する図３、図４に示すようにエルボーの長さが異なるスポークを組み合わせる手法がある。エルボーの基部に曲げ応力が発生する。曲げ応力はエルボーの長さに応じて大きくなるため、エルボーが長いスポークは、太くして曲げ応力を低減するという対策や、強い材料に変更するという対策が取られる。

しかし、スポークを太くするとスポークホイールの重量増加を招き、また、強い材料は高価であるためスポークホイールのコストアップを招く。

特開２００５−３４９８５７公報

本発明は、スポークの外径を変更することなく且つ安価なスポークが採用できるスポークホイールを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車幅方向へ延びる車軸で支持され駆動力又は制動力が加えられるハブと、タイヤが嵌められるリムと、このリムを前記ハブに繋ぐ複数本のスポークとからなるスポークホイールにおいて、前記スポークは、直線部と、この直線部の一端に形成されたショートエルボーと、このショートエルボーの先端に形成されたヘッドとからなる短肘スポークと、この短肘スポークとの干渉を回避するために前記ショートエルボーより長いロングエルボーを有すると共に直線部及びヘッドを有する長肘スポークとの少なくとも２種類からなり、前記ハブには、前記ショートエルボー及び前記ロングエルボーを係止するために、複数個のスポーク穴を有するスポーク止め壁が設けられ、前記ショートエルボーと前記ロングエルボーは、車両側面視で隣り合う前記スポーク穴に係止されると共に前記短肘スポークと前記長肘スポークが交差して配置され、前記短肘スポークで制動力を受け、前記長肘スポークで駆動力を受けるように前記短肘スポークと前記長肘スポークが各々配置され、前記短肘スポークの直線部と、長肘スポークの直線部は、断面積が同一であり、前記短肘スポークと、長肘スポークは、材質が同一であり、前記スポークの直線部とエルボーとは同径であることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ハブは、車幅方向に離間して設けられる左スポーク止め壁と、右スポーク止め壁を備え、
リムは、車幅方向に離間して設けられる左スポーク連結穴と、右スポーク連結穴を備え、左スポーク止め壁から延びるスポークは、左スポーク連結穴に係止され、右スポーク止め壁から延びるスポークは、右スポーク連結穴に係止されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、２本の短肘スポークと、２本の長肘スポークとの４本が１セットとされ、
複数のセットがハブとリムとの間に周方向に配置され、
２本の短肘スポークのうちの１本と、２本の長肘スポークのうちの１本とが左スポーク止め壁に止められ、残った１本の短肘スポークと、残った１本の長肘スポークとが右スポーク止め壁に止められていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、車両側面視で、リムには、回転方向に沿って前側左スポーク連結穴、前側右スポーク連結穴、後側左スポーク連結穴、後側右スポーク連結穴がこの順に設けられ、
左スポーク止め壁には、回転方向に沿って前側左スポーク穴と後側左スポーク穴が設けられ、右スポーク止め壁には、回転方向に沿って前側右スポーク穴と後側右スポーク穴が設けられ、且つこの前側右スポーク穴が前側左スポーク穴と後側左スポーク穴の中間にくるように半ピッチずれて配置され、
前側左スポーク穴に、長肘スポークの一端が係止され、この長肘スポークの他端が後側左スポーク連結穴に連結され、
前側右スポーク穴に、長肘スポークの一端が係止され、この長肘スポークの他端が後側右スポーク連結穴に連結され、
後側左スポーク穴に、短肘スポークの一端が係止され、この短肘スポークの他端が前側左スポーク連結穴に連結され、
後側右スポーク穴に、短肘スポークの一端が係止され、この短肘スポークの他端が前側右スポーク連結穴に連結されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車幅方向へ延びる車軸で支持され駆動力又は制動力が加えられるハブと、タイヤが嵌められるリムと、このリムを前記ハブに繋ぐ複数本のスポークとからなるスポークホイールにおいて、前記スポークは、直線部と、この直線部の一端に形成されたショートエルボーと、このショートエルボーの先端に形成されたヘッドとからなる短肘スポークと、この短肘スポークとの干渉を回避するために前記ショートエルボーより長いロングエルボーを有すると共に直線部及びヘッドを有する長肘スポークとの少なくとも２種類からなり、前記ハブには、前記ショートエルボー及び前記ロングエルボーを係止するために、複数個のスポーク穴を有するスポーク止め壁が設けられ、前記ショートエルボーと前記ロングエルボーは、車両側面視で隣り合う前記スポーク穴に係止されると共に前記短肘スポークと前記長肘スポークが交差して配置され、前記短肘スポークで制動力を受け、前記長肘スポークで駆動力を受けるように前記短肘スポークと前記長肘スポークが各々配置され、前記短肘スポークの直線部と、長肘スポークの直線部は、断面積が同一であり、前記短肘スポークと、長肘スポークは、材質が同一であり、前記スポークの直線部とエルボーとは同径である。
先ず、短肘スポークが制動力を受け、長肘スポークが駆動力を受けるように、短肘スポークと長肘スポークを各々配置した。
発進時などは、穏やかな加速が推奨される。一方、制動は場合によっては急制動が行われため、急減速を想定する必要がある。
長肘スポークより、短肘スポークの方がエルボーが短い分だけ引張りによく耐える。そこで、強度に余裕がある短肘スポークで制動力を受けさせ、長肘スポークで駆動力を受けさせるようにした。

長肘スポークは強度的な負担が小さくなるため、太くする必要はなく、高価な材料を使う必要もない。よって、本発明によれば、スポークの外径を変更することなく且つ安価なスポークが採用できるスポークホイールが提供可能となる。
また本発明では、短肘スポークの直線部と、長肘スポークの直線部は、断面積が同一である。スポークは、線材を切断し、曲げ、潰し、ねじ切り加工することで得られるが、曲げのための金型、潰しのための金型、ねじ切りのためのダイスは、断面積が同一であるため、短肘スポーク用と長肘スポーク用で共用可能である。結果、製造に係るコストを低減することができる。
また、断面積が一様であるため、バランス設計が容易となる。
さらに本発明では、短肘スポークと、長肘スポークは、材質が同一である。材質が同一であれば、素材（線材）の調達が容易となる。材質が同一で且つ断面積が同一であれば、一種類の線材を準備するだけで、二種類のスポーク、すなわち短肘スポークと長肘スポークとを製造することができる。素材の調達コストを下げることができる。

請求項２に係る発明では、左スポーク止め壁から延びるスポークは、左スポーク連結穴に係止され、右スポーク止め壁から延びるスポークは、右スポーク連結穴に係止されるため、左右のバランスを容易に確保することができる。

請求項３に係る発明では、２本の短肘スポークと、２本の長肘スポークとの４本が１セットとされ、複数のセットがハブとリムとの間に周方向に配置される。４本が１セットであるため、スポークの準備及びハブやリムへの取付けが容易になる。

請求項４に係る発明では、左スポーク止め壁には、回転方向に沿って前側左スポーク穴と後側左スポーク穴が設けられ、右スポーク止め壁には、回転方向に沿って前側右スポーク穴と後側右スポーク穴が設けられ、且つこの前側右スポーク穴が前側左スポーク穴と後側左スポーク穴の中間にくるように半ピッチずれて配置される。半ピッチずれた形態で前側右スポーク穴と後側右スポーク穴と前側左スポーク穴と後側左スポーク穴が、集中して配置されるため、バブにスポークを密集して配置することができる。その上、左右に配置するため、左右のバランスが確保される。

本発明に係るスポークホイールの側面図である。 スポークホイールの正面図である。 短肘スポークの形状図である。 長肘スポークの形状図である。 短肘スポークが掛かっているスポークホイールの要部断面図である。 長肘スポークが掛かっているスポークホイールの要部断面図である。 左スポーク止め壁にスポークを掛ける手順を説明する図である。 右スポーク止め壁にスポークを掛ける手順を説明する図である。 ４本１セットのスポークを示す図である。 スポークホイールの作用説明図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、スポークホイール１０は、駆動力又は制動力が加えられるハブ２０と、タイヤが嵌められるリム３０と、このリム３０をハブ２０に繋ぐ複数本のスポーク（短肘スポーク４０及び長肘スポーク５０とからなる。
周知の通り、ハブ２０にはチェーン、スプロケットを介して駆動源からの駆動力が伝達され、また、ブレーキドラム又はブレーキディスクを介して制動力（ブレーキ力）が加えられる。

図２に示すように、ハブ２０は、車幅方向に延びる車軸２１で支持される。以下、便宜上、図左側を車幅方向左、図右側を車幅方向右と言う。
リム３０には想像線で示すタイヤ３１が取付けられる。そして、リム３０は、車幅方向に離間して設けられる左スポーク連結穴３２Ｌ（Ｌは左を示す添え字。以下同じ）と、右スポーク連結穴３２Ｒ（Ｒは右を示す添え字。以下同じ）を備えている。

図３に示すように、短肘スポーク４０は、胴とも呼ばれる直線部４１と、この直線部４１の一端に曲げ形成されたショートエルボー４２と、このショートエルボー４２の先端に形成されるヘッド４３とからなる。直線部４１の他端に雄ねじ４４が切られ、この雄ねじ４４にニップル４５がねじ込まれる。

図４に示すように、長肘スポーク５０は、直線部５１と、この直線部５１の一端に曲げ形成されショートエルボー４２より長いロングエルボー５２と、このロングエルボー５２の先端に形成されるヘッド５３とからなる。直線部５１の他端に雄ねじ５４が切られ、この雄ねじ４４にニップル５５がねじ込まれる。直線部５１の外径が直線部４１の外径と同じ場合は、リップル５５はニップル４５と共用が可能である。

スポーク４０、５０は、線材を切断し、一端を曲げ加工することでショートエルボー４２又はロングエルボー５２を形成し、端部を潰してヘッド４３、５３を形成することで得られる。
直線部４１と直線部５１が同一断面であれば、曲げ金型や潰し金型が共用できる。その上で、同一材質（硬鋼線、ステンレス鋼線など）であれば、用意する線材が１種類で済む。

図５に示すように、ハブ２０に、左スポーク止め壁２２Ｌと右スポーク止め壁２２Ｒが備えられ、左スポーク止め壁２２Ｌに左スポーク穴２４Ｌが設けられ、右スポーク止め壁２２Ｒに右スポーク穴２４Ｒが設けられる。
左スポーク穴２４Ｌにショートエルボー４２が貫通するようにして係止された短肘スポーク４０は、リム３０に向かって延ばされ、ニップル４５を介して左スポーク連結穴３２Ｌに係止される。ニップル４５を回すことで短肘スポーク４０の張りを調整することができる。

ヘッド４３は左スポーク穴２４Ｌの径より外径が大きく、抜け止め作用を発揮する。
同様に、右スポーク穴２４Ｒにショートエルボー４２が貫通するようにして係止された短肘スポーク４０は、リム３０に向かって延ばされ、ニップル４５を介して右スポーク連結穴３２Ｒに係止される。
左右対称に短肘スポーク４０、４０が配置されるため、左右バランスが良好となる。

図６に示すように、左スポーク穴２４Ｌにロングエルボー５２が貫通するようにして係止された長肘スポーク５０は、リム３０に向かって延ばされ、ニップル５５を介して左スポーク連結穴３２Ｌに係止される。長肘スポーク５０は、交差部位において想像線で示す短肘スポーク４０と離れているため、スポーク４０、５０が干渉する心配はない。
ニップル５５を回すことで長肘スポーク５０の張りを調整することができる。

同様に、右スポーク穴２４Ｒにロングエルボー５２が貫通するようにして係止された長肘スポーク５０は、リム３０に向かって延ばされ、ニップル５５を介して右スポーク連結穴３２Ｒに係止される。
左右対称に長肘スポーク５０、５０が配置されるため、左右バランスが良好となる。

次に、２本の短肘スポーク４０、４０と、２本の長肘スポーク５０、５０の取付け方を説明する。
図７（ａ）に示すように、車両側面視で、リム３０には、回転方向に沿って前側左スポーク連結穴３２Ｌｆ（ｆは前側を示す添え字である。以下同じ）、前側右スポーク連結穴３２Ｒｆ、後側左スポーク連結穴３２Ｌｒ（ｒは後側を示す添え字である。以下同じ）、後側右スポーク連結穴３２Ｒｒがこの順に設けられている。

また、左スポーク止め壁２２Ｌには、回転方向に沿って前側左スポーク穴２４Ｌｆと後側左スポーク穴２４Ｌｒが設けられている。
そこで、後側左スポーク穴２４Ｌｒに、短肘スポーク４０の一端を係止し、短肘スポーク４０の他端を前側左スポーク連結穴３２Ｌｆに連結する。

なお、左スポーク止め壁２２Ｌの奥にある右スポーク止め壁（後述する図８（ａ）、符号２２Ｒ）には、前側右スポーク穴２４Ｒｆが、図７に示すように前側左スポーク穴２４Ｌｆと後側左スポーク穴２４Ｌｒの中間にくるように半ピッチずれて設けたれている。後側右スポーク穴２４Ｒｒも半ピッチずれて設けられている。

次に、図７（ｂ）に示すように、前側左スポーク穴２４Ｌｆに、長肘スポーク５０の一端を係止し、短肘スポーク４０の図面奥（車幅中心側）を通るようにして延ばし、他端を後側左スポーク連結穴３２Ｌｒに連結する。
互いに干渉することなく、左スポーク止め壁２２Ｌとリム３０との間に、１本の短肘スポーク４０と１本の長肘スポーク５０を、Ｘ字状に交差して取付けることができた。

また、図８（ａ）に示すように、後側右スポーク穴２４Ｒｒに、短肘スポーク４０の一端を係止し、この短肘スポーク４０の他端を前側右スポーク連結穴３２Ｒｆに連結する。
次に、図８（ｂ）に示すように、前側右スポーク穴２４Ｒｆに、長肘スポーク５０の一端を係止し、この長肘スポーク５０の他端を後側右スポーク連結穴３２Ｒｒに連結する。
互いに干渉することなく、右スポーク止め壁２２Ｒとリム３０との間に、１本の短肘スポーク４０と１本の長肘スポーク５０を、Ｘ字状に交差して取付けることができた。

図９は、図７（ｂ）と図８（ｂ）とを重ねたものである。
すなわち、２本の短肘スポーク４０、４０と、２本の長肘スポーク５０、５０との４本が１セットとされ、２本の短肘スポーク４０、４０のうちの１本と、２本の長肘スポーク５０、５０のうちの１本とが左スポーク止め壁２２Ｌに止められ、残った１本の短肘スポーク４０と、残った１本の長肘スポーク５０とが右スポーク止め壁２２Ｒに止められている。

図９中、長肘スポーク５０、５０を抜き書きしたものを図１０（ａ）に示し、図９中、短肘スポーク４０、４０を抜き書きしたものを図１０（ｂ）に示す。

図１０（ａ）にて、発進時や加速時に、ハブ２０に、図面反時計回り（矢印（１））の駆動力が加わる。この駆動力により、長肘スポーク５０、５０に矢印（２）のようなテンション（張力）が加わる。

発進や加速は、燃料消費量の低減や環境への配慮から穏やかに実施することが求められ、矢印（２）に示すテンションは、一定値以下に留まる。

図４に示す長肘スポーク５０のロングエルボー５２に曲げが作用するが、矢印（２）に示すテンションが小さいため、曲げは大きくない。すなわち、長肘スポーク５０を使用することは差し支えない。

次に、図１０（ｂ）にて、ハブ２０が制動されるとき、リム３０に慣性作用で矢印（３）のような大きな荷重が加わる。すなわち、制動には、緩制動と急制動とがあるが、頻度は少ないものの急制動を考慮する必要がある。急制動では矢印（４）のテンションが、加速時に比較して大きくなる。

図３に示す短肘スポーク４０のショートエルボー４２に曲げが作用するが、ショートエルボー４２は、大部分がスポーク穴２４Ｌに収納されているため、曲げ応力は小さなものとなる。すなわち、短肘スポーク４０に、長肘スポーク５０に比べて大きなテンションを負担させることができる。

以上の理由から、本発明では、強度に余裕がある短肘スポーク４０には、制動時にテンションが掛かるようにし、長肘スポーク５０には、駆動時にテンションが掛かるようにした。結果、長肘スポークは強度的な負担が小さくなるため、太くする必要はなく、高価な材料を使う必要もない。

尚、実施例では、短肘スポーク４０と長肘スポーク５０を採用したが、短肘スポーク４０と長肘スポーク５０とに、さらに別のスポークを加え、種類を３種類又はそれ以上にすることは差し支えない。

また、左・右スポーク止め壁は、ハブの車幅方向中央に設けた１個のスポーク止め壁であってもよい。

さらにまた、自動二輪車では後輪が駆動輪になるため、本発明のスポークホイールは自動二輪車の後輪に適用することが推奨される。

本発明のスポークホイールは、自動二輪車の後輪に好適である。

１０…スポークホイール、２０…ハブ、２１…車軸、２２Ｌ…左スポーク止め壁、２２Ｒ…右スポーク止め壁、２４Ｌ…左スポーク穴、２４Ｌｆ…前側左スポーク穴、２４Ｌｒ…後側左スポーク穴、２４Ｒ…右スポーク穴、２４Ｒｆ…前側右スポーク穴、２４Ｒｒ…後側右スポーク穴、３０…リム、３１…タイヤ、３２Ｌ…左スポーク連結穴、３２Ｌｆ…前側左スポーク連結穴、３２Ｌｒ…後側左スポーク連結穴、３２Ｒ…右スポーク連結穴、３２Ｒｆ…前側右スポーク連結穴、３２Ｒｒ…後側右スポーク連結穴、４０…短肘スポーク、４１、５１…直線部、４２…ショートエルボー、４３、５３…ヘッド、５０…長肘スポーク、５２…ロングエルボー。

Claims (4)

1. 車幅方向へ延びる車軸（２１）で支持され駆動力又は制動力が加えられるハブ（２０）と、タイヤ（３１）が嵌められるリム（３０）と、このリム（３０）を前記ハブ（２０）に繋ぐ複数本のスポーク（４０、５０）とからなるスポークホイール（１０）において、
   前記スポーク（４０、５０）は、直線部（４１、５１）と、この直線部（４１、５１）の一端に形成されたショートエルボー（４２）と、このショートエルボー（４２）の先端に形成されたヘッド（４３）とからなる短肘スポーク（４０）と、
   この短肘スポーク（４０）との干渉を回避するために前記ショートエルボー（４２）より長いロングエルボー（５２）を有すると共に直線部（５１）及びヘッド（５３）を有する長肘スポーク（５０）との少なくとも２種類からなり、
   前記ハブ（２０）には、前記ショートエルボー（４２）及び前記ロングエルボー（５２）を係止するために、複数個のスポーク穴（２４Ｌ、２４Ｒ）を有するスポーク止め壁（２２Ｌ、２２Ｒ）が設けられ、
   前記ショートエルボー（４２）と前記ロングエルボー（５２）は、車両側面視で隣り合う前記スポーク穴（２４Ｌ、２４Ｒ）に係止されると共に前記短肘スポーク（４０）と前記長肘スポーク（５０）が交差して配置され、
   前記短肘スポーク（４０）で制動力を受け、前記長肘スポーク（５０）で駆動力を受けるように前記短肘スポーク（４０）と前記長肘スポーク（５０）が各々配置され、
   前記短肘スポーク（４０）の直線部（４１）と、前記長肘スポーク（５０）の直線部（５１）は、断面積が同一であり、
   前記短肘スポーク（４０）と、前記長肘スポーク（５０）は、材質が同一であり、
   前記スポーク（４０，５０）の直線部（４１，５１）とエルボー（４２，５２）とは同径である、
   ことを特徴とするスポークホイール。
2. 前記ハブ（２０）は、車幅方向に離間して設けられる左スポーク止め壁（２２Ｌ）と、右スポーク止め壁（２２Ｒ）を備え、
   前記リム（３０）は、車幅方向に離間して設けられる左スポーク連結穴（３２Ｌ）と、右スポーク連結穴（３２Ｒ）を備え、
   前記左スポーク止め壁（２２Ｌ）から延びる前記スポーク（４０、５０）は、前記左スポーク連結穴（３２Ｌ）に係止され、
   前記右スポーク止め壁（２２Ｒ）から延びる前記スポーク（４０、５０）は、前記右スポーク連結穴（３２Ｒ）に係止されていることを特徴とする請求項１記載のスポークホイール。
3. ２本の前記短肘スポーク（４０、４０）と、２本の前記長肘スポーク（５０、５０）との４本が１セットとされ、
   複数のセットが前記ハブ（２０）と前記リム（３０）との間に周方向に配置され、
   前記２本の短肘スポーク（４０、４０）のうちの１本と、前記２本の長肘スポーク（５０、５０）のうちの１本とが前記左スポーク止め壁（２２Ｌ）に止められ、
   残った前記１本の短肘スポーク（４０）と、残った前記１本の長肘スポーク（５０）とが前記右スポーク止め壁（２２Ｒ）に止められていることを特徴とする請求項２記載のスポークホイール。
4. 車両側面視で、
   前記リム（３０）には、回転方向に沿って前側左スポーク連結穴（３２Ｌｆ）、前側右スポーク連結穴（３２Ｒｆ）、後側左スポーク連結穴（３２Ｌｒ）、後側右スポーク連結穴（３２Ｒｒ）がこの順に設けられ、
   前記左スポーク止め壁（２２Ｌ）には、回転方向に沿って前側左スポーク穴（２４Ｌｆ）と後側左スポーク穴（２４Ｌｒ）が設けられ、
   前記右スポーク止め壁（２２Ｒ）には、回転方向に沿って前側右スポーク穴（２４Ｒｆ）と後側右スポーク穴（２４Ｒｒ）が設けられ、且つこの前側右スポーク穴（２４Ｒｆ）が前記前側左スポーク穴（２４Ｌｆ）と前記後側左スポーク穴（２４Ｌｒ）の中間にくるように半ピッチずれて配置され、
   前記前側左スポーク穴（２４Ｌｆ）に、前記長肘スポーク（５０）の一端が係止され、この長肘スポーク（５０）の他端が前記後側左スポーク連結穴（３２Ｌｒ）に連結され、
   前記前側右スポーク穴（２４Ｒｆ）に、前記長肘スポーク（５０）の一端が係止され、この長肘スポーク（５０）の他端が前記後側右スポーク連結穴（３２Ｒｒ）に連結され、
   前記後側左スポーク穴（２４Ｌｒ）に、前記短肘スポーク（４０）の一端が係止され、この短肘スポーク（４０）の他端が前記前側左スポーク連結穴（３２Ｌｆ）に連結され、
   前記後側右スポーク穴（２４Ｒｒ）に、前記短肘スポーク（４０）の一端が係止され、この短肘スポーク（４０）の他端が前記前側右スポーク連結穴（３２Ｒｆ）に連結されていることを特徴とする請求項３記載のスポークホイール。

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