JPH02155802A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は車両用ホイールに関し、特に標準の商業用自転
車のフレームに使用されるファイバーで強化された複ス
ポーク・ホイールに関する。

本発明を要約すれば、本発明は、ファイバー強化樹脂材
料により被覆された複数スポーク・フオーム構造材によ
りハブに連結されたリムで形成され、かつスポークをハ
ブとリムとに接続する半径部分とスポークとの間の特別
の関係により定められたホイールである。

近年、自転車レースが劇的に成長した。この成長により
競争の優位に対する要望が増加してきた。

レーサーはより速く走るための新しい方法を常に探して
いる。

１９８３年に、フランチェスコ・モーゼルは自転車競争
の世界新記録に向けて２個のディスク・ホイールを持っ
た自転車を使用した。ディスク・ホイールは現行技術の
スポーク・ホイールよりも空気抵抗が小さい。しかし、
ディスク・ホイールは、特に前輪に使用されたとき、横
風又は通過する自動車からの突風を受けた際の自転車の
制御に問題がある。もちろん、これはスポーク・ホイー
ル使用することにより軽減できる。しかし、先行技術の
スポーク・ホイールは、競争条件下において満足性能を
低下させる抵抗係数を有する。

（発明の要約） 横風による困難性を克服しかつ公知のスポーク・ホイー
ルで遭遇した抵抗力を減少させるために、環状部材、ハ
ブ及びハブと環状部材との間を連結する複数の長いスポ
ークを具備したホイールが開発された。各スポークは、
空気力学的断面形状を有しかつ幅と厚さとの比率が３．
０より大きい（好ましくは約３．８）ように定められる
。リムをかふせられた環状部材は、先端をハブに向は輻
／厚さのアスペクト比が２．６より大きい（好ましくは
約２．９）空気力学的形状の前縁を持つ。好ましくは３
本の、同じ形状及び同し寸法を有しかつ１２０６間隔を
明けられたスポークは、ハブから半径方向に放射状に延
び、一方の端部においてスボクの幅とほぼ等しい半径で
丸みを付けられた部分によりハブに連結される。スポー
クの他方の端部は、スポークの幅の約半分の半径で丸み
を付けられた部分によって環状部材に連結される。

ホイールは、ｌ　６　ｒｍｓ以下の表面仕上げのファイ
バー強化樹脂で被覆されたフオーム芯材を持つのが好ま
しい。使用する樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂
のいずれでもよい。強化用ファイバーは、カーボン、ガ
ラス、アラミド、ポリエチレン、エクステンデッド・チ
ェーン・ポリエチレン、又はこれらの種々の組み合わせ
でよい。

（好ましい実施例の詳細な説明） 図面を参照すれば、説明の目的で選ばれたホイルＩＯは
、リム１４をかぶせられた環状部材１２、ハブ１６並び
にハブ１６と環状部材１２とを連結している３本のスポ
ーク１８．２０及び２２を備える。各スポークは、それ
ぞれのスポーク部Ｈの番号にそれぞれａ又は１）をイ」
けて示された前縁及び後縁を持つ。例えば、スポーク１
８は前縁１８ａ及び後縁１８１）を持つ。各スポークは
第５図に最もよく見られるように空気力学的断面形状に
形成され、相当長さ１、幅Ｗ及び最大厚さＬを持つ。

更に、各スポークは、スポーク長１を通じて幅Ｗ対最大
厚さｔとの比であるアスペクト比が３．０より大きい比
率を持つように定められる。環状部材１２は、空気力学
的形状にされた前縁１２ａを持ち、その幅Ｗ′と厚さ　
Ｌ″（第４図）の比であるアスペク］・比は約２．６よ
りも大きい比率である。スボクは、各がスポークの幅Ｗ
の約半分の半径で丸みを付けられた部分３０，３２，３
４，３６．３８及び一 ４０により環状部材１２に連結される。同様に、スポー
クは、各がスポークの幅Ｗとほぼ等しい半径で丸みを付
けられた部分２４．２６及び２８によりハブ１６に連結
される。

ホイールは、ハブ１６に取り付けられたフォム芯材４２
及びファイバー４３で強化された樹脂層４４により被覆
されたリム１４により定められる。

通常の競争速度におけ横風を模擬した一連の風洞実験に
おいて、本発明により製作されたホイールは、驚異的に
小さな抵抗を持つことが示され、かつ自転車に取り付け
られたとき安定した操作性を示した。

第１図−第５図に示された好ましい実施例においては、
スポークは、ここに参照文献として挙げられたアイ・エ
ッチ・アボット及びアー・ニー・７オン・デンホ７によ
る「翼室データ要約」を含むｔｈｅ　Ｔｈｅｏｒｙ　ｏ
ｆ　ＷｉｎｇＳｅｃｔｉｏｎ（翼断面理論）、ドーヴア
ー社、の３１２−３７９ページに明らかにされた形式の
翼室形状を本質的に表す曲面の断面形状を持つ。

（実施例） 第１図−第５図に示されたリム及びノ１ブと同様なアル
ミニウムリム及びアルミニウムリムブが、第１図−第５
図に示されたホイールを形成しうる形状を持った７オー
ム芯材の型内に位置決めされる。

ハブはリムと同心状に置かれる。接着を良くするために
、リムとハブとがフオームに接触する面には接着剤（ア
トチック社の６０５）が塗布される。

ルビコン・ケミカルより購入の市販品質のポリウレタン
ＸＲ３−８７０５が型内に射出される。フオームは膨張
し、リムとハブとに接着し、６０°Ｃで１５分間硬化さ
せられる。成形されたフオーム・ホイールは型から取り
出される。

６枚の炭素繊維布（ノースアメリカン・チクスタイル社
の３に平織、０．１６９５ｋｇ／ｍ２（５オンス／ヤー
ド２）、スタイルＮ３４２）が成形された７オームに適
合するように切断される。各布片はハブとリムと露出さ
れたフオームの凹所を覆うのに十分なに大きさである。

４枚の布片はその繊維の方向がスポークのひとつの長さ
方向と±４５゜になるように切断される。他の２枚は、
繊維がスポークの長さ方向と平行になるように切断され
る。

次いで、それぞれが３層の織物を含んだ同様な積層体が
ホイールの各側に１個ずつ作られる。各積層体において
、７オームに最も近い織物層は繊維がスポークの長さ方
向に対し±４５°になるように置かれる。次の繊維層に
おいては、繊維は同じスポークと平行に方向付けられる
。第３の層は第１の層と同じくスポークと±４５°の方
向に向けられる。積層体は、ホイールの各側に１個、ホ
イールに対して置かれる。炭素繊維の薄布（０，０３４
ｋｇ／ｍ”（１オンス／ヤードリ）が各スポークの回り
を包み、フオーム芯材に取り付けられた薄布及び織物を
保持するために金属ステープルが使用される。最後に、
織物及び薄布をフオーム芯材にしっかりと押し付けて保
持するためにナイロン糸がリムの回りに巻き付けられる
。

アルミニウムハブの炭素繊維布と接触する表面には接着
剤（アトチック６０５）が塗布される。次ぎに、成形さ
れたフオーム・ホイールの各側に炭素繊維布が置かれ、
樹脂（ダウ５３０ビニールエステル樹脂システム）が、
できるだけ多く型の上方に現れ滴り落ちるようにして、
型の底に注入される。成型され織物が取り付けられた３
本のスポツは型の中に置かれ、樹脂がホイールの頂上に
注入される。型は閉鎖され、（室温貯蔵された）樹脂が
７．０３−１４．０６ｋｇ／ｃＪ（ｌ　Ｏ−２０ｐｓｉ
）の入り口圧力で約６分間型内に圧送される。型の温度
は８２．２−９３．３°０（１８０−２００°Ｆ）であ
る。次いでホイールは３０分間、型内で硬化される。次
ぎにホイールは型から取り出され、パリが取られ、平滑
になるまでサンドペーパー掛けされる。スポーク及びリ
ムのアスペクト比はそれぞれ３．７８及び２．８７であ
る。

本発明の実施態様Ｉこつき説明すれば次の通りである。

（１）環状部材、前記環状部材と同心のハブ、及び前記
ハブと前記環状部材との間に連結された複数の長いスポ
ークを具備し、前記スポークの各は前後の縁、空気力学
的断面形状、及びその全長にわたり約３．０以上のアス
ペクト比を有するホイール。

（２）前記環状部材は前記ハブの方に向いた空気力学的
形状の前縁と約２．６より大きなアスペクト比を有し、
実施態様（１）に定められたようなホイール。

（３）前記スポークのアスペクト比が約３．８であるよ
うな実施態様（１）に定められたようなホイール。

（４）前記環状部材のアスペクト比が約２．９であるよ
うな実施態様（２）に定められたようなホイール。

（５）前記スポークはその幅の約半分と等しい半径で丸
みの付けられた部分によって環状部材に接続されるよう
な実施態様（２）に定められたようなホイール。

（６）前記ホイールはファイバー強化樹脂材料で被覆さ
れたフオーム芯材で形成されるような実施態様（１）、
（２）、（３）、（４）又は（５）に定められたような
ホイール。

（７）前記樹脂が熱硬化性樹脂であり、前記繊維がカー
ボン繊維であるような実施態様（６）に定められたよう
なホイール。

（８）　スポークはその幅とほぼ等しい半径で丸みの付
けられた部分によってハブに接続されるような実施態様
（２）に定められたようなホイール。

（９）　３本のスポークがあるような実施態様（１）、
（２）、（３）、（４）又は（５）に定められたような
ホイール。

（１０）前記繊維がガラスであるような実施態様（６）
に定められたようなホイール。

（１１）　　前記繊維がカーボン繊維とガラス繊維との
組み合わせであるような実施態様（６）に定められたよ
うなホイール。

（１２）前記繊維がアラミド繊維であるような実施態様
（６）に定められたようなホイール。

（１３）前記繊維がカーボン、ガラス、ポリエチレン、
エクステンデッド・チェーン・ポリエチレン及びアラミ
ド繊維の混合であるような実施態様（６）に定められた
ようなホイール。

（１４）前記ホイールの表面が約１６ｒｍｓより以下に
表面仕上げされたような実施態様（１）に定められたよ
うなホイール。

（１５）前記繊維がポリエチレンであるような実施態様
（６）に定められたようなホイール。

（１６）前記繊維がエクステンデッド・チェーン・ポリ
エチレンであるような実施態様（６）に定められたよう
なホイール。

【図面の簡単な説明】

第１図は新規な設計を示す車両用ホイールの側面図、 第２図は同じ物の端面図、 第３図は第１図の線３−３に沿って得られた断面図、 第４図は第１図の線４−４に沿って得られた断面図、 第５図は第１図の線５−５に沿って得られた断面図であ
る。 Ｆ　Ｉ　Ｇ。 Ｆ　Ｉ　Ｇ。 手続補正音 平成１年１２月１９日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 平成１年特許願第２６４１０９号 ２、発明の名称 車両用ホイール ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名称　イー・アイ・デュポン・デ・ニモアス・アンド・
カンパニー ４、代理人　〒１０７ ５、補正命令の日付 自発 明細書の特許請求の範囲の欄 別紙 明細書特許請求の範囲を次のきおり訂正する。 「１．環状部材、前記環状部材と同心のハブ、及び前記
ハブと前記環状部材との間に連結された複数の長いスポ
ークを具備し、前記スポークの各は前後の縁に、空気力
学的断面形状、及びその全長にわたり約３．０以上のア
スペクト比を有することを特徴とするホイール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 環状部材、前記環状部材と同心のハブ、及び前記ハブと
   前記環状部材との間に連結された複数の長いスポークを
   具備し、前記スポークの各は前後の縁、空気力学的断面
   形状、及びその全長にわたり約３．０以上のアスペクト
   比を有することを特徴とするホイール。