JPH0277302A - ホイール及びこれに用いるディスク体 - 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】 ［利用分野］ 本発明は、ホイール及びこれに用いるディスク体に関す
るものであり、自転車やオートバイ等の軽車輌用車輪と
してして特に有効なホイール及びこれに用いるホイール
用ディスク体に関するものである。

そして、従来のこの種ホイールの構成部材であるスポー
クに代えてシート状又は膜面構造の張力負担部材を採用
し、ホイールに従来のディスクホイールとスポークホイ
ールの両方の長所を具備させようとするものである。

［従来技術及びその課！！］ 従来から周知の自転車用車輪は、ハブとリムとの間にス
ポークを張設した構成である。このものは、比較的軽量
でしかも十分な強度を発揮する。

ところが、このスポークホイールは、自転車走行時にお
いて、スポーク配設部における空気抵抗が著しいことか
ら、最近では、ハブからリム迄の間の側面部を円盤（デ
ィスク）で構成したものが、競技用の自転車等に利用さ
れるようになつた。

この従来のディスクホイールは、第１２図のような構成
で、リム（１）　とハブ（２）との間を一体のディスク
（３）で構成したものである。このディスクホイールは
既述のスポークホイールとは原理的に異なる。後者の周
知の車輪はスポークによる張力によって車輪全体として
の強度及び剛性を確保するものであるが、前者のディス
クホイールは、リム（１）とハブ（２）　との間に介在
せしめられるディスク（３）の耐圧縮強度によりて車輪
全体の強度及び剛性が確保される。

この結果、このディスクホイールでは、リム（１）とハ
ブ（２）及びディスク（３）　との結合部又は取付部相
互が全域的に密着接合する必要があるとともに、一体構
成のディスク（３）自体によって車輪としての強度及び
剛性の大部分を負担する必要がある。

このことから、従来のディスクホイールでは、ハニカム
構造の板状素材を円盤状に形成して一体構造のディスク
（３）を構成したり、あるいは、特殊な素材を接着によ
ってリム（１）及びハブ（２）と−株化する構成を採用
したりしている。

従って、従来のディスクホイールでは、車輪の一部が損
傷した場合に、修理が殆どできなかった。例えば、リム
（１）の一部が損傷した場合にも、このリム（１）のみ
の交換は不可能にちかく、たとえ可能であったとしても
、非常に面倒で、スポークホイールの場合の修理とは比
べ物にならない。ディスク（３）の一部の損傷は致命的
で、この場合には、車輪の交換以外の対策は考えられな
かった。

また、車輪全体の重量も十分には軽減できなかった。

＊請　　１の　　について 本発明は、このような、ｒリム（１）　とハブ（２）と
を円盤状のディスク部によって結合した型式の車輪」に
おいて、従来のディスクホイールの利点（走行時の車輪
の空気抵抗が小さいこと）を損なうことなく、一部損傷
時における修理を簡便に行えるようにするため、前記デ
ィスク部を分離可能にするとともに全体の重量を軽減で
きるようにすることをその課題とする。

［技術的手段］ 上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は
ｒディスク（３）をリム（１）とハブ（２）のフランジ
（２１）　（２１）間に張設される一対のシート状又は
膜面構造のディスク体（３０）　（３０）から構成し、
各ディスク体の周縁部をリム（１）に取外し可能に結合
するとともに、中央部をハブ（２）のフランジ（２１）
に取外し可能に結合させたＪことである。

［作用］ 本発明の上記技術的手段は次のように作用する。

上記のように構成されたホイールでは、リム（１）　と
ハブ（２）との間の両面にディスク体（３０）（３０）
が張設されたものとなり、これらディスク体（３０）が
ホイールの両面をほぼ全域的に覆う。従つて、走行時の
空気抵抗は、従来のディスクホイールと同様にスポーク
ホイールに比べて大幅に少くなる。

又、ホイール強度の点では、既述のスポークホイールに
おけるスポーク群と同様に機能する。すなわち、ディス
ク体（３０）　（３０）は、内周側がハブ（２）の周縁
に取付けられ外周縁がリム（１）に取外し可能に結合さ
れている。

これらディスク体（３０）　（３０）には半径方向の張
力が作用する。すなわち、一方のディスク体（３０）は
、従来のスポークホイールの一方のスポーク群と同様に
機能し、他方のディスク体（３０）は従来のスポークホ
イールの他方のスポーク群と同様に機能する。

従って、従来のスポークホイールと同様の作用により、
ホイールとしての強度及び剛性が確保されることとなる
。特に、このディスク体は、その全面でホイールに加わ
る荷重を張力として負担するものであるから、スポーク
ホイールのように部分的に配設されたスポークの張力に
よってホイールに加わる荷重を負担するものに比べて単
位断面積当りの張力は小さくなり、この点で、ディスク
体全体の荷重がスポーク全体の荷重に比べて軽量化でき
る。又、ディスク体は、シート状又は膜面構造体である
から、スポークのような構成素材についての制約がなく
、合成樹脂シート又はこれと繊維素材との複合体等のよ
うな抗張力に富む＠出素材の採用も可能で、この点から
も軽量化が促進できる。

［効果］ 本発明は上記構成であるから次の特有の効果を有する。

リム（１）、ハブ（２）及びディスク体（３０）は、そ
れぞれ取外し可能に結合されているから、各部が損傷し
た場合には、その損傷部分の交換が簡単である。すなわ
ち、従来のディスクホイールと同様の空気低減効果を有
する車輪の修理が簡単になる。

ディスク体（３０）　（３０）は張力を負担するもので
あるから、従来のディスクホイールにおけるディスクに
比べて、リム（１）　とハブ（２）との間の構成部材が
軽量化できることとなる。又、スポークホイールに比べ
ても軽量化できる。

さらに、ホイールの組立においては、ディスク体を一体
としてリム（１）　　とハブ（２）との間に組み込むこ
ととなるから、スポークを各別に組み込む型式の従来の
スポークホイールに比べて組立が簡単であり、自動化も
容易なものとなる。従来のスポークホイールにおけるよ
うなスポーク相互を交叉させる作業が不要になるからで
ある。

＊請求　２の　　について 請求項２の発明は請求項１の発明のホイールに用いるデ
ィスク体に関するもので、請求項１の発明と同様の課題
を解決する。そして、このための技術的手段はｒホイー
ルのリム（１）とハブ（２）との間の両面に介装される
円盤状のディスク体（３０）であって、ディスク体（３
０）の周縁部はネジ止め手段によってリム（１）に結合
される構成とすると共に、前記ネジ止め手段はリム（１
）　に半径方向に貫通した取付は孔（１１）　（１１）
に収容されるネジ部材に螺合する構成とし、ディスク体
（３０）の中央部にはハブ（２）の一方のフランジ（２
１）に適合する開口（３１）を設けてこの開口（３１）
の周縁部に前記フランジに対して取外し可能な環状の取
付部を具備させた１ことである。

この技術的手段によ、れば、多数の取付は孔（１１）（
１１）を半径方向に貫通させたリム（１）とハブ（２）
との間に介装し、ディスク体（３ｏ）の中央部に具備さ
せた環状の取付は部をフランジ（２１）に取付け、ディ
スク体（３０）の周縁を、前記取付は孔（１１）　（１
１）に具備させたネジ部材に一つ飛に螺合させると、一
方のディスク体がリム（１）とハブ（２）の一方のフラ
ンジ（２１）との間に張設される。そして、他方の面に
ついても、同様にしてディスク体（３ｏ）を張設する。

これにより、請求項１の発明のホイールとなる。又、デ
ィスク体（３ｏ）の周縁部はネジ止め手段によって半径
方向に締付は力が付与されるから、ディスク体には所定
の張力が付与されたものとなる。そして、上記請求項１
の発明と同様の作用・効果を有するものとなる。

また、ディスク体単独では、従来の張力負担部材として
のスポークと対比した場゛合、一つの車輪には、二つの
ディスク体が用いられるだけであるから、部品管理が簡
単であり、しかも、従来のスポークでは採用で鮒なかっ
た合成樹脂製の素材が利用できるものとなる。この点で
＠量化が促進できる。

＊請求項３又は請求１４の　明についてこの発明は、上
記第１・請求項２の発明のホイール又はホイール用ディ
スクの＠量化を一層促進させるようにしたものであり、
「ディスク体（３０）にその周縁から中央部に達する半
径方向の多数の補雅部（Ｈ）　（）Ｉ）を具備させ、前
記補強部（旧をハブ（２）のフランジ（２１）に含まれ
る円弧に対して接線方向に配設される互いに対称な一対
の条辺（ＩＩ＋）　（ｔｈ）から構成した１ことである
。

この構成によれば、条辺（Ｈｌ）　（Ｈ２）が従来のス
ポークホイールと同様の機能を発揮することから、特に
、張力の強く作用する部分の強度が強化されて他の部分
の強度を低減できる。従って、ディスク体全体の張力分
布がホイールに適するものとなり、このディスク体の重
量が一層軽減できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図から第１１図に基いて説
明する。

第１図に示す第１実施例のものは、ディスク体（３０）
の中央部に形成した開口（３１）の周縁をハブ（２）の
両側に設けたフランジ（２１）　（２１）にネジ止めし
、ディスク体（３０）の周縁に多数の雌ネジ部（３２）
、（３２）を設けて、これら雌ネジ部（３２）　、　（
３２）をリム（１）の取付は孔（１１１（１１）に挿通
させた維ネジニップル（４０）　（４０）に螺合させて
ディスク体をリム（１）に取付けたものである。

ここで、上記開口（３１）の周縁部には透孔（３３）（
３３）が形成されており、これらは、フランジ（２１）
の周縁近傍にハブ（２）の軸線と平行に形成した螺孔（
２２）　（２２）と適合する位置にある。各透孔（３３
）に挿通させた取付ネジ（５）　（５）を前記透孔（３
３）　（３３）に挿通させて螺孔（２２）　（２２）に
ねじ込むと、ディスク体（３０）の開口（３１）の周縁
部がフランジ（２１）に固定されることなる。

次に、ディスク体（３０）　（３０）は、この実施例で
は、金属製薄板が採用され、雌ネジ部（３２）としては
、第２図に示すように、酸ネジを形成した筒体（３４）
を取付は板（３５）に溶接して、この取付は板（３５）
を第１図、第３図の如く、ディスク体（３０）の内面側
にスポット溶接によって固定し、前記筒体（３４）をデ
ィスク体（３０）の周縁から半径方向に部分的に突出さ
せた状態に配設したものである。そして、この雌ネジ部
（３２）　（３２）の配列ピッチは取付は孔（＋１）の
それの二倍に設定しである。

従って、第４図のように、同様に構成されたディスク体
（３０）　（３０）の開口（３１）の周縁をを夫々ハブ
（２）のフランジ（２１）　（２１）に取付けるととも
に一方のディスク体（３０）の雌ネジ部（３２）　（３
２）が他方のディスク体（３０）の雌ネジ部（３２）　
（３２）の中間に位置するように、雄ネジニップル（４
０）　（４０）を用いて前記雌ネジ部（３２）　（３２
）をリム（１）　に取付けると、両面がディスク体（３
０）　（３０）によって覆われた車輪が完成する。

この構成の車輪の場合には、取付は孔（１１）の断面構
造は、第１図のように、リム（１）の外周側が大径で、
内周壁の開口が小径孔部となった形状となっており、こ
の取付は孔（１１）に同図及び第５図に示す雄ネジニッ
プル（４０）を挿入する。この雄ネジニップル（４０）
は、六角孔（４２）を具備する頭部（４１）から雄ネジ
部（４３）を突出させた構成であり、上記車輪完成状態
において、各雄ネジニップル（４０）のねじ込み量を深
くすると、これが対応する雌ネジ部（３２）に続く部分
に作用する張力が大きくなる。

従って、この雄ネジニップル（４ｏ）のねじ込み度合の
調節によってディスク体（３（１）　（３０）の各部に
作用する張力バランスの調節が可能となる。すなわち、
従来のスポークホイールと同様の手順でバランス調整が
できることとなる。尚、この実施例の雄ネジニップル（
４０）のネジ込の際には、上記六角孔（４２）に適合す
るアーレンキーを用いる。又同図に示すように溝部を形
成しておけば、マイナスドライバも使用可能となる。

次に、第６図及び第７図に示す第２実施例のものは、デ
ィスク体（３０）を合成樹脂製シートから構成するよう
にしたものであり、例えば、ケブラー繊維又は炭素繊維
等の繊維に合成樹脂を含浸させた素材を採用する。

このものでは、透孔（３３）　（３３）をディスク体（
３０）に一体的に固着される金属製の環状体（３６）に
具備させ、他方のディスク体（３０）の周縁には、雄ネ
ジニップル（４０）の雄ネジ部（４３）とネジ嵌合する
筒体（３４）　、　（３４）をディスク体（３０）に一
体的に固着している。

この実施例の透孔（３３）　（３３１の配列及び雌ネジ
部（３２）　（３２）の配列は上記第〜実施例のものと
全く同様であるが、金属製の環状体（３６）及び透孔（
３３）は、合成樹脂製のディスク体（３０）を成形によ
って製作するとき、ディスク体（３０）の構成素材の硬
化時に一体的に結合されるものであり、所謂インサート
成形等の手法によって、これら各部品が結合される。

この実施例の場合も、上記第１実施例と同様にしたリム
（１）とハブ（２）との間に張設されることとなるが、
このものでは、ディスク体（３０）　（３０）が強度の
高い合成樹脂シートから構成されるから、第１実施例の
ものに比べて軽量でしかも、強度の優れたものとなる。

又、雌ネジ部（３２）　（３２）は、他の部分に比べて
厚肉となっているから、ディスク体（３０）の周縁には
、前記雌ネジ部（３２）　（３２）の中間部に滑らかな
切欠部を形成しである。従って、リム（１）に一対のデ
ィスク体（３０）　＋３０）を取付けた状態において、
厚肉となった雌ネジ部（３２）　（３２）が他方のディ
スク体（３０）の周縁に接触する不都合が防止できる。

（第６図、第７図参照） この点、上記第１実施例のものでは、雌ネジ部（３２）
　（３２）をディスク体（３０）の周縁で偏心した位置
に配設しているから、上記のような切欠部を設ける必要
がない。

尚、上記いずれの実施例も、フランジ（２１）と開口（
３１）の周縁との取付は態様は、必ずしも、ネジ止めで
ある必要はなく、フランジ（２１）に形成した突起が開
口（３１）の周縁に形成した透孔（３３）　（３３）に
係合するだけの構成とすることも可能である。

又、第８図のように、前記のものとは逆の関係の係止構
成を採用することも可能である。

次に、第８図のように、雌ネジ部（３２）を雄ネジ部（
３７）としてもよく、この場合には、取付は孔（１１）
に挿入されるネジ止め手段は雌ねじニップルとなり従来
のスポークホイールのスポークニップルと同様の構成の
ニップルが採用できる。

上記いずれの実施例も、ディスク体（３０）　（３０）
をそれぞれ−枚のシート又は板材から構成するようにし
たが、これを複数のシート又は板材から構成するように
してもよい。

第９図〜第１Ｏ図に示す実施例のものは、ディスク体（
３０）　（３０）に補強部（Ｈ）を具備させたもので、
このものでは、前記補強部（）りを構成する条辺（）＋
１）　（ｏ２）はディスク体（３０）の周縁に形成した
係止孔（３８）　（３Ｂ）から、中央部に形成した円形
の開口（３１）に接するように配設されている。そして
、このディスク体は全体を金属製薄板から構成し１．前
記各条辺（Ｉ（＋）（＋（２１の断面形状を第１０図の
ように断面ｖ字状の隆起部としである。この隆起部は、
プレス成形等の加工方法によって成形可能である。

前記係止孔（３８）　（３８）はリム（１）に具備させ
るニップル（４）に係合する透孔で、この実施例では、
前記ニップル（４）は、雄ネジ体（４４）と、これ螺合
する円柱状の係止体（４５）とから構成され、この係止
体（４５）に具備させた環状溝部（４６）が第１】図の
ように前記係止孔（３８）に嵌入係合する。

一方、開口（３１）には、環状体（３６）が一体重に固
着されており、この環状体（３６）がハブ（２）のフラ
ンジ（２１）にネジ止めされる。

特に、この実施例では、上記補強部（）Ｉ）以外にも、
ホイールの弦方向の３　ｆ！！！類の補助補強部（ｈ）
　（ｈ）を具備させである。この補助補強部は上記補強
部（ｈ）を構成する条辺（Ｈｌ）　（）１２）と同線の
構成であり、断面Ｖ字状の隆起部となっており、前記条
辺と同時にディスク体に形成される。

これら補助補強部（ｈ）　（ｈ）は、ホイールに衝撃力
が加わりた場合にホイールの弦の方向に生じる張力をも
これらが負担することとなる。つまり、ディスク体の補
強部（Ｈ）及び補助補強部（ｈ）以外の部分の強度を低
減させても、ホイール全体の合成が向上することとなる
。

以上に詳記したディスク体を用いるホイールでは、環状
体（３６）をハブ（２）のフランジ（２１）にネジ止め
すると、各ディスク体の中央部がハブ（２）に結合され
、係止孔（３８）　（３Ｂ）に係止させた係止体（４５
）　（４５）に、リム（＋）の取付は孔（１１）　（１
１）に挿通させた雄ネジ体（４４）を螺合させると、各
ディスクの周縁部がリム（１）に結合される。そして、
前記雄ネジ体（４４）　（４４）の螺合度合を調節する
ことにより、ディスク体の各部に作用する張力が調節で
きることとなる。

尚、ディスク体（３０）としては、上記以外のＢ５面構
造のものも採用可能であり、シート状とする場合におい
て、ホイール大型になるもの等場合には、比較的肉厚の
厚い板材のものも本発明のシート状のディスク体に含ま
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部断面図、第２図、第
３図は酸ネジ部（３２）の詳細図、第４図は本発明の第
１実施例の要部側面図、第５図は雄ネジニップル（４（
１）の説明図１第６図は第２実施例のディスク体（３０
）の斜視図、第７図は第２実施例の要部断面図、第８図
は雄ネジ部（３７）の説明図、第９図は第３実施例の説
明図、第１０図はそのＸ−Ｘ断面図、第１１図は拡大断
面図、第１２図は従来のディスクホイールの説明図であ
り、図中。 （１）・・・・リム （１１）・・・・取付は孔 （２）・・・・ハブ （２１）・・・・フランジ （３０）・・・・ディスク体 （３１）・・・・開口 （３６）・・・・環状体 （Ｈ）　　・・・・補強部 （）Ｉｌｌ　（＋（２１・・条辺 （ｈ）　　・・・・補助補強部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］、リム（１）とハブ（２）とを円盤状のディスク
   部によって結合した型式の車輪において、ディスク（３
   ）をリム（１）とハブ（２）のフランジ（２１）（２１
   ）間に張設される一対のシート状又は膜面構造のディス
   ク体（３０）（３０）から構成し、各ディスク体の周縁
   部をリム（１）に取外し可能に結合するとともに、中央
   部をハブ（２）のフランジ（２１）に取外し可能に結合
   させたホイール。 ［２］、ホイールのリム（１）とハブ（２）との間の両
   面に介装される円盤状のディスク体（３０）（３０）の
   一方のディスク体（３０）であって、ディスク体（３０
   ）の周縁部はネジ止め手段によってリム（１）に結合さ
   れる構成とすると共に、前記ネジ止め手段はリム（１）
   に半径方向に貫通した取付け孔（１１）（１１）に収容
   されるネジ部材に一つ飛に螺合する構成とし、ディスク
   体（３０）の中央部にはハブ（２）の一方のフランジ（
   ２１）に適合する開口（３１）を設けてこの開口（３１
   ）の周縁部に前記フランジに対して取外し可能な環状の
   取付部を具備させたホイール用ディスク体。 ［３］、ディスク体（３０）にその周縁から中央部に達
   する半径方向の多数の補強部（Ｈ）（Ｈ）を具備させ、
   前記補強部（Ｈ）をハブ（２）のフランジ（２１）に含
   まれる円弧に対して接線方向に配設される互いに対称な
   一対の条辺（Ｈ＿１）（Ｈ＿２）から構成した請求項１
   に記載のホイール。 ［４］、ディスク体（３０）にその周縁から中央部に達
   する半径方向の多数の補強部（Ｈ）（Ｈ）を具備させ、
   前記補強部（Ｈ）をハブ（２）のフランジ（２１）に含
   まれる円弧に対して接線方向に配設される互いに対称な
   一対の条辺（Ｈ＿１）（Ｈ＿２）から構成した請求項２
   に記載のホイール用ディスク体。