JPH07125503A - ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転抵抗が小さく、しかもホイールがなす
面に対して角度をもって作用する横風を、駆動力の補助
としても利用できるホイールを提供する。 【構成】 リング状のリム２と、車軸が設けられるボス
４と、リム２とボス４とを結合している複数本のスポー
ク３、３、…とからなる合成樹脂製のホイール１におい
て、スポーク３、３、…の、回転方向にみて後ろ側に位
置する部分に、２面１１、１１を有する断面形状が略三
角形を呈する補助手段２０を、その底辺に相当する側が
スポーク３、３、…側に位置するようにして設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばゴムタイヤが取
り付けられるリムと、車軸が設けられるボスと、このリ
ムとボスとを結合している複数本のスポークとから構成
されたホイールに関するもので、限定するものではない
が、グラスフアイバー等を素材とした合成樹脂から形成
されているホイールとして好適なホイールに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ホイールあるいは車輪は、文献名を挙げ
るまでもなく従来周知で、ゴムタイヤが装着されるリ
ム、車軸が取り付けられるボス、リムとボスとを結合し
ているスポークとから概略構成されている。このような
ホイールは、一般に金属から構成されているが、グラス
フアイバー等を素材とした合成樹脂から一体的に成形さ
れているホイールも知られている。そしてこのようなホ
イールは、１輪車、自転車、ハンドカーすなわち手押車
等の車輪としても利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなホイールが
自転車、リヤカー等の車輪として適用されているとき
は、主として人力により駆動されるので、駆動力を低減
するための手段も望まれるが、従来のホイールにはこの
ような駆動力軽減手段は、格別に設けられていない。例
えば自転車で走行しているとき、追い風が吹けば車体あ
るいは人体にこの追い風が当たるので、風が駆動力の補
助として利用され、小さな駆動力で走行することができ
るが、ホイールに対して横方向から吹く横風は、全く利
用されていないのが現状である。

【０００４】また、合成樹脂製のホイールは、比較的軽
量であるので、自転車の車輪に適用すると、自転車自体
が軽るくなる利点が得られる。また着色も比較的容易で
あるので、色々な色のホイールが得られ、意匠効果の高
い自転車のホイールを得ることもできる。しかしなが
ら、走行するときの空気抵抗が大きくなる欠点がある。
さらに詳しく説明すると、合成樹脂製のスポークは、金
属製のスポークに比較して断面積が極めて広いので、走
行するときスポークの回転方向にみて後ろ側に渦が生じ
るが、この渦がホイールの回転抵抗になる。したがっ
て、自転車自体は軽量であるにも拘らず、比較的大きな
力でペダルを踏まなければならないようになる。この渦
による回転抵抗は、速度の自乗に比例するので、ホイー
ルが自転車に適用された場合には問題が大きい。したが
って、本発明は、ホイールがなす面に対して角度をもっ
て作用する横風を、駆動力の補助として利用できるホイ
ールを提供することを目的とし、さらには回転抵抗の小
さいホイールを提供することも目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、必要に応じてタイヤが取り付けられるリ
ムと、車軸が設けられるボスと、前記リムとボスとを結
合している複数本のスポークとから構成されているホイ
ールであって、前記スポークには、ホイールが回転する
とき、その回転方向にみて後ろ側に位置する部分に、少
なくとも２面を有する断面形状が略三角形を呈する補助
手段が、その底辺に相当する側が前記スポーク側に位置
するようにして設けられている。請求項２記載の発明
は、請求項１記載のスポークが、グラスフアイバー等を
素材とした合成樹脂から形成され、請求項３記載の発明
は、請求項１または２記載の補助手段が、ホイールがな
す面に対して角度をもって作用する横風により、その面
が傾くように構成される。

【０００６】

【作用】ホイールを例えば自転車の車輪として利用す
る。この時、必要に応じてリムにゴムタイヤを取り付け
る。従来周知のようにしてペダルを踏んで走行する。こ
のときスポークの回転方向にみて後ろ側に位置する部分
に少なくとも２面を有する断面形状が略三角形を呈する
補助手段が設けられるので、ホイールがなす面に横風が
作用すると、補助手段の面にこの横風が当たり走行方向
の分力が得られ、この分力によりホイールは回転方向の
力を受ける。また、補助手段が設けられるので、スポー
クの後ろ側に渦は生じない。請求項２記載の発明は、請
求項１記載の発明と同様に作用するが、スポークがグラ
スフアイバー等を素材とした合成樹脂から形成され断面
積は広いが、スポークの回転方向にみて後ろ側に位置す
る部分に少なくとも２面を有する断面形状が略三角形を
呈する補助手段が設けられるので、スポークの後ろ側に
渦は生じない。請求項３記載の発明は、ホイールがなす
面に横風が作用すると、補助手段はその面が傾き、走行
方向の分力が得られると共に、横風がスポークの間を通
り抜け易くなる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１に示
されているように、本実施例に係わるホイール１は、リ
ング状のリム２と、複数本の棒状のスポーク３、３、…
と、車軸が取り付けられるボス４とから構成されてい
る。そしてこれらは、例えばグラスフイバーで強化され
て合成樹脂から一体的に成形されている。スポーク３、
３、…は、ボス４からリムの方へ向かって順次縮径され
ているが、その断面は、図１（ロ）に示されているよう
に、回転方向Ａに対して幅広になっている。すなわちス
ポーク３、３、…は、ホイール１の回転方向に直角な両
側部６、６を有するように形成されている。そしてリム
２には周知のゴムタイヤＴが装着されている。

【０００８】スポーク３、３、…の回転方向にみて後ろ
側に位置する部分に取り付けられる補助手段１０は、図
１（ロ）に示されているように、断面にして見ると傾斜
した２面１１、１１から構成されている。２面１１、１
１の先端部すなわち図において上方部分１２は、互いに
接合あるいは一体化されている。そして後端部は内側に
鈎形に曲げられ係止部１３、１３が形成されている。な
お、本実施例では補助手段１０は、可撓性を有すると共
に弾性も有する素材例えばゴム等の樹脂から形成されて
いる。

【０００９】次に上記実施例の作用について説明する。
補助手段１０の２面１１、１１を押し開きその係止部１
３、１３をスポーク３、３、…の両側部６、６に装着す
る。このとき、補助手段１０、１０、…は、ホイール１
の回転方向の後ろ側で、且つリム２寄り取り付ける。補
助手段１０は、弾性を有するのでその復原力でスポーク
３、３、…に取り付けられる。補助手段１０、１０、…
をスポーク３、３、…に取り付けた状態は、図１の
（イ）に示されている。上記のように補助手段１０、１
０、…が取り付けられたホイール１を例えば自転車の車
輪として組み立てる。従来周知のようにしてペダルを踏
んで走行する。走行するとき、スポーク３、３、…の断
面は広いので、回転方向にみて後ろ側に渦が発生しよう
とするが、後ろ側には断面が略三角形の補助手段１０、
１０、…が取り付けられているので、渦は生じない。す
なわち風は２面１１、１１に沿って流れる。したがっ
て、渦による抵抗がなく、小さなペダルを踏む力で走行
することができる。特に本実施例によると、補助手段１
０、１０、…は周速の大きいリム２寄りに設けられてい
るので、渦による回転抵抗あるいは走行抵抗を抑制する
上で効果が大きい。

【００１０】また、走行しているとき、ホイール１がな
す面Ｍに対して横風が作用すると、この横風によりホイ
ール１を前方に転がす力が得られる。すなわち図１の
（ロ）に示されているように、補助手段１０の面１１に
横風が作用し、そのベクトルを矢印Ｙで表すと、このベ
クトルＹは、ベクトルＢ、Ｃに分解することができる。
面１１とスポーク３とがなす角をθとすると、ベクトル
Ｃは、Ｃ＝Ｙsinθ となる。ベクトルＣのホイール
１がなす面Ｍと平行な分力すなわちホイール１を回転さ
せようとする分力Ｓは、 Ｓ＝Ｃcosθ＝Ｙsiｎθ・cosθ＝Ｙ／２・siｎ２θ
（１） となる。 式（１）から明らかなように、θを４５度にすると、si
ｎ２θは最大になり、１個の補助手段１０によりＹ／２
のホイール１を転がす力、あるいは自転車を前進させる
力として得られる。本実施例によると、補助手段１０、
１０、…は、可撓性の素材から形成されているので、横
風が作用すると、図１の（ロ）において鎖線で示されて
いるように、補助手段１０、１０、…の面１１は傾く。
傾くと、θは４５度近くになり、横風の大きな分力を回
転補助力として得ることができるようになる。また傾く
ので、横風を逃がし易くもなる。なお、横風がホイール
１がなす面Ｍに角度をもって作用すると、回転補助力が
得られることは明らかである。

【００１１】本実施例は、色々変形できる。例えば、前
述の実施例では補助手段１０、１０、…は、補助手段１
０の２面１１、１１の復原力により係止部１３、１３が
スポーク３、３、…の両側部６、６を挟持するような形
で装着されているが、接着剤、ビス等により取り付ける
こともできる。また補助手段１０、１０、…は、横風が
作用しても変形しない材料から形成することもできる。
この時は補助手段１０、１０、…をスポーク３、３、…
と一体的に成形することもできる。さらには、補助手段
１０、１０、…に色々な異なった色に着色することもで
きる。着色すると、異なった色の複数個の補助手段１
０、１０、…を用意しておき、その日の気分に合った色
の補助手段１０、１０、…を選択してスポーク３、３、
…に装着することができる。この時、ホイール１が回転
するとき、模様が現れるように着色することも可能であ
る。

【００１２】次に、図１の（ハ）により本発明の第２実
施例を説明する。なお、前述した第１実施例と同様な部
材には同じ参照符号あるいは同じ参照符号にダッシ
ュ「’」を付けて重複説明はしない。本実施例による
と、補助手段１０’は、比較的硬い合成樹脂から形成さ
れている。そして補助手段１０’の下辺の略中央部にお
いてスポーク３の凸部にヒンジ８結合されている。した
がって、回転あるいは走行するときは、補助手段１
０’、１０’、…は、実線で示されている位置を採り、
前述したように渦による抵抗がなくなる。このとき、横
風が作用すると、補助手段１０’、１０’、…は、ヒン
ジ８を中心として傾き、面１１’の下端部１５がスポー
ク３の面７に当接する。このときの傾斜角度が４５度で
最大の回転を助ける力が得られる。また横風は傾斜した
補助手段１０’、１０’、…の面１１’、１１’から逃
げていく。

【００１３】実施例として図には示されていないが、ス
ポークも金属から形成され、その径が数ｍｍのホイール
にも同様に適用される。このようにスポークの径が小さ
いときは、渦による抵抗は小さいが、ホイール１がなす
面Ｍに角度をもって横風が作用すると、回転補助力が得
られる。スポークの径が小さいと、取付けブラケット等
を使用して取り付けることができる。また、回転方向に
見て２本のスポークに跨って取り付けると、比較的簡単
に取り付けることができる。

【発明の効果】以上のように本発明によると、スポーク
には、ホイールが回転するとき、その回転方向にみて後
ろ側に位置する部分に、少なくとも２面を有する断面形
状が略三角形を呈する補助手段が、その底辺に相当する
側が前記スポーク側に位置するようにして設けられてい
るので、ホイールがなす面に対して角度のある横風が作
用すると、横風の分力を回転補助力として得ることがで
きる、という本発明特有の効果が得られる。また、グラ
スフアイバー等を素材とした合成樹脂から形成されてい
るスポークによると、ホイールが回転するときスポーク
の後ろ側において渦が発生しようとするが、補助手段に
より渦の発生が抑制されるので、渦による回転抵抗が小
さくなる。また、他の発明によると、補助手段がホイー
ルがなす面に対して角度をもって作用する横風によりそ
の面が傾くので、上記の効果が得られると共に、横風が
傾斜した補助手段から逃げ易くなる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の、実施例を模式的に示す図で、その
（イ）は全体を示す平面図、その（ロ）は図１の（イ）
において矢印ローロの方向にみた断面図、その（ハ）は
本発明の、他の実施例を示す図で（ロ）に相当する断面
図である。

【符号の説明】

１ ホイール ２
リム ３ スポーク ４
ボス １０ 補助手段 １１
面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 必要に応じてタイヤが取り付けられるリ
   ムと、車軸が設けられるボスと、前記リムとボスとを結
   合している複数本のスポークとから構成されているホイ
   ールであって、 前記スポークには、ホイールが回転するとき、その回転
   方向にみて後ろ側に位置する部分に、少なくとも２面を
   有する断面形状が略三角形を呈する補助手段が、その底
   辺に相当する側が前記スポーク側に位置するようにして
   設けられていることを特徴とするホイール。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスポークが、グラスフア
   イバー等を素材とした合成樹脂から形成されているホイ
   ール。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の補助手段は、ホ
   イールがなす面に対して角度をもって作用する横風によ
   り、その面が傾くことを特徴とするホイール。