JPH07290901A - 自転車用のプラスチック製ホイ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属部品からなるハブがボス部に組み付けてあ
るプラスチック製のホイ−ルにおいて、軸受構造部の強
度や耐久性を満足しながら、金属部品を容易に分離除去
できるようにし、資源の再利用に好適なホイ−ルを提供
する。 【構成】ハブ１０の軸受ハウジング１２を左右に分割し
た一対の軸受体１５、１５で構成する。この軸受体１５
をホイ−ル中心の内ボス６に挿嵌する。各軸受体１５の
キャップ１７に回り止め溝１９を形成し、これを内ボス
６の周面に設けたリブ８に係合して回り止め保持する。
各軸受体１５にころがり軸受１４を組み付け、ハブ軸１
３にねじ込んだ玉押さえ２４でころがり軸受１４を締結
固定する。玉押さえ２４をねじ体２７に利用して、各軸
受体１５を内ボス６に締結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一輪車や三輪車を含
む自転車に適用されるプラスチック製ホイ−ルに関し、
そのハブ構造を改良したものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製のホイ−ルに対するハブ
の組付形態にはいくつかの種類がある。現在多用されて
いるのは、筒状の軸受ハウジングをホイ−ルの成形時に
インサ−ト固定する形態である。軸受ハウジングの筒周
壁には複数個の突起が設けられており、この突起をホイ
−ルの肉壁内に喰い込ませることによって、軸受ハウジ
ングとホイ−ルとが相対回転するのを阻止している。軸
受ハウジングは、例えばアルミダイキャスト品の必要個
所に旋削加工を施して形成され、その内部に鋼球やハブ
軸などを組み付けてハブを構成する。

【０００３】特開平４−５０００２号公報には、軸受ハ
ウジングを左右一対のハブ片で構成し、これらをホイ−
ルに対して着脱自在に装着する組付形態が開示してあ
る。片方のハブ片の内端にねじ筒をねじ込んでおき、他
方のハブ片をねじ筒をねじ込むことにより、ホイ−ル中
心の軸受穴に一対のハブ片を締結固定するのである。軸
受穴の周辺部は、ホイ−ルにインサ−ト固定したテ−プ
リ−ル状の補強体で補強してある。

【０００４】特開平２−２４１８０１号公報には、鋼球
やハブ軸などが組み込まれたハブユニットを、ホイ−ル
に対して着脱できる軸受構造が開示してある。そこで
は、金属製の一対のスリ−ブハ−フをホイ−ル中心に対
向状に装着して、ハブユニットを挿嵌固定するための軸
受穴を形成している。一対のスリ−ブハ−フは、筒状の
ボス部の外端にフランジ壁を一体に張り出して形成され
ており、フランジ壁をホイ−ルディスクに対して接着固
定する。これら一対のスリ−ブハ−フは、上記のテ−プ
リ−ル状の補強体と同様に、ハブを支持するための補強
体として機能している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、廃棄処分される
工業製品を工業原料として再利用する気運が高まってい
る。並行して、各種の工業製品を最終処分する際に、そ
の形成材料を厳密に分別して、焼却処理の効率の向上
と、再利用できる材料の回収とを同時に実現することが
望まれつつある。しかし、軸受ハウジングをインサ−ト
固定した従来のプラスチック製ホイ−ルでは、軸受ハウ
ジングをホイ−ルから容易に分離できないため、上記の
要望に応えることが困難であった。補強体をインサ−ト
固定したホイ−ルの場合にも、同様の問題点があり、補
強体を取り除くためには、余分な手間を掛ける必要があ
った。この点、一対のスリ−ブハ−フをホイ−ルに接着
する形態では、より少ない手間でスリ−ブハ−フをホイ
−ルから分離できるものの、分離作業に要する手間を省
ける訳ではない。

【０００６】補強体を省略し、あるいは成形完了後のホ
イ−ルに軸受ハウジングを組み込む形態を採ると、上記
の問題点を回避できる。しかし、いずれの場合共、軸受
穴の機械的強度の低下や、ホイ−ルと軸受ハウジングの
結合強度の低下などを避けられず、強度および耐久性の
点で新たな問題を生じる。

【０００７】この発明の目的は、自転車用ホイ−ルの軸
受構造部に要求される強度や耐久性を十分に満足しなが
ら、ホイ−ルを処分する際には、金属とプラスチックを
容易に分離できて、資源を再利用するのに好適なプラス
チック製ホイ−ルを提供することにある。この発明の他
の目的は、ホイ−ルに対する組み付けと分解を簡単に行
うことができるハブを備えたプラスチック製ホイ−ルを
提供することにある。この発明の他の目的は、軸受ハウ
ジングを構成する左右一対の軸受体の片方に限って回転
トルクが作用する場合にでも、左右の軸受体で回転トル
クを均等に負担できるハブを備えたプラスチック製ホイ
−ルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のホイ−ルは、
プラスチック成形されたホイ−ル１の中央のボス部２
に、軸受ハウジング１２とハブ軸１３と左右一対のころ
がり軸受１４を含むハブ１０が組み付けてある。ボス部
２は内面に軸受穴９を有する内ボス６と、内ボス６の外
周面に放射状に突設したリブ８とを備えている。軸受ハ
ウジング１２は、左右に分割された金属製の一対の軸受
体１５、１５からなる。両軸受体１５は、軸受穴９に内
嵌するスリ−ブ１６と、スリ−ブ１６の外周外端寄りに
周回状に突設したキャップ１７とを有する。キャップ１
７の開口縁に沿って、前記リブ８と係合する回り止め溝
１９を設ける。各軸受体１５、１５のそれぞれを、ハブ
軸１３にねじ込んだねじ体２７でボス部２に抜け外れ不
能に締付固定する。具体的には、軸受穴９内において対
向するスリ−ブ１６の接合端に、互いに嵌係合する溝２
０と係合爪２１とを形成する。ころがり軸受１４を、ス
リ−ブ１６に圧入固定されるボ−ルリング２２とボ−ル
リング２２に内接する一群の綱球２３と、ハブ軸１３に
ねじ込んだ玉押さえ２４と、スリ−ブ１６と玉押さえ２
４との間を封止するダストキャップ２５とで構成し、玉
押さえ２４でねじ体２７を兼ねる。キャップ１７に設け
た回り止め溝１９の個数を、スリ−ブ１６の接合端に設
けた溝２０の個数の整数倍に設定する。なお、ここで言
う整数倍とは、回り止め溝１９と溝２０の形成個数が同
一の場合を含む。自転車の前輪に適した軸受ハウジング
１２では、左右の軸受体１５、１５が同一部品からな
る。

【０００９】

【作用】軸受ハウジング１２を二分割した一対の軸受体
１５で構成し、これをホイ−ル１のボス部２に内嵌装着
するので、ねじ体２７を緩めてハブ軸１３ところがり軸
受１４を取り外すだけで、各軸受体１５をホイ−ル１か
ら容易に分離できる。ホイ−ル１に十分な強度を有する
ハブ装着用のボス部２を設け、ボス部２とボス部２に装
着した軸受ハウジング１２とで、軸受構造部に作用する
荷重を協同して負担し、さらに、キャップ１７に設けた
回り止め溝１９をボス部２と一体のリブ８に係合して、
各軸受体１５、１５を回り止め固定するので、軸受構造
部の機械的強度、およびホイ−ル１と軸受ハウジング１
２の結合強度を必要かつ十分なものとすることができ
る。

【００１０】一対の軸受体１５、１５のスリ−ブ１６の
端部どうしを、互いに嵌係合する溝２０と係合爪２１と
で接合すると、片方に作用する回転トルクを他方にも伝
えて、一対の軸受体１５、１５で回転トルクをホイ−ル
１に伝えることができる。ころがり軸受１４の構成部品
である玉押さえ２４がねじ体２７を兼ねるハブ構造によ
れば、玉押さえ２４を緩めるだけで全てのハブ部品を分
解できる。回り止め溝１９の形成個数を、スリ−ブ１６
の接合端の溝２０の個数の整数倍に設定すると、隣接す
るリブ８に回り止め溝１９の周方向位置を順に一致させ
るだけで、溝２０と係合爪２１の位置合わせを行うこと
ができる。

【００１１】

【発明の効果】この発明では、分割された一対の軸受体
１５、１５で軸受ハウジング１２を構成し、各軸受体１
５をハブ装着用のボス部２に挿嵌し、必要部品を組み込
んだ後、ハブ軸１３にねじ込んだねじ体２７で各軸受体
１５をボス部２に締結固定するので、ねじ体２７を緩め
るだけでボス部２に組み込まれた全てのハブ構成部品を
ホイ−ル１から容易に分解し取り外すことができる。さ
らに、ハブ装着用のボス部２を設け、ボス部２と、ボス
部２に装着した軸受ハウジング１２とで、軸受部構造に
作用する外部荷重を協同して負担するので、十分な機械
的強度が得られるうえ、各軸受体１５、１５をボス部２
の周面に突設したリブ８で回り止め固定するので、ホイ
−ル１と軸受ハウジング１２の結合強度を必要かつ十分
なものとすることができる。これにより、全体として軸
受構造部の機械的強度や耐久性を十分に満足しながら、
ホイ−ル１を処分する際には、金属とプラスチックを容
易に分離できて、資源の再利用に好適なプラスチック製
ホイ−ルが得られることとなった。

【００１２】一対の軸受体１５、１５の端部どうしを係
合連結して、回転トルクを連結相手の軸受体１５、１５
に相互に伝え合う軸受ハウジング１２によれば、自転車
を前進させる際の回転力や、制動モ―メントを一対の軸
受体１５、１５で協同して負担し、ホイ−ル１に伝える
ことができるので、ボス部２やその外面のリブ８の一部
に荷重が集中するのを解消して、長期使用に伴うプラス
チック製ホイ−ルの損耗や疲労破壊等を良く防止し、耐
久性を向上できる。ころがり軸受１４の玉押さえ２４を
利用して、各軸受体１５、１５をボス部２に締結固定す
るハブ構造によれば、玉押さえ２４を緩めるだけで全て
のハブ部品を分解できるので、ハブ１０のホイ−ル１か
らの分離除去作業を手早く簡単に行うことができる。組
み立てに要する時間も少なくて済む。各軸受体１５、１
５の端部どうしを係合連結するにはスリ−ブ１６の内端
の溝２０と係合爪２１を軸受穴９内において手探り状態
で嵌め込む必要があるが、回り止め溝１９の形成個数を
溝２０の個数の整数倍に設定しておけば、隣接するリブ
８に回り止め溝１９の周方向位置を順に一致させるだけ
で、溝２０と係合爪２１の係合位置の適否を確認して、
溝２０と係合爪２１を確実に嵌係合させることができ、
二分割された軸受体１５、１５のボス部２に対する組み
付け作業を迅速かつ容易に行える。

【００１３】

【実施例】図１ないし図６はこの発明に係るプラスチッ
ク製ホイ−ルの実施例を示す。図１および図２におい
て、符号１はホイ−ル、２はホイ−ル１の中央部に設け
られたハブ装着用のボス部、３はタイヤＴ（図１参照）
が装着されるリムである。ボス部２とリム３とは、ボス
部２の周面から放射状に延びるスポ―ク腕４、および隣
接するスポ―ク腕４、４どうしを接続し補強する板状壁
５で接続してある。ホイ−ル１は強化材が混入されたプ
ラスチックを射出成形して形成する。具体的には、ポリ
アミド樹脂にガラス繊維、炭素繊維、あるいはアラミド
繊維などの強化材の一種、又は２種以上を混入した成形
材で成形する。

【００１４】ボス部２は、内ボス６と外ボス７とで二重
筒状に形成されており、両ボス６、７間に８個のリブ８
を同一間隔で放射状に一体形成する。内ボス６の内面の
軸受穴９にハブ１０が組み込まれる。そのために、内ボ
ス６の肉厚を外ボス７の肉厚より十分に大きく設定し
て、内ボス６の強度を十分なものにしている。リブ８お
よび外ボス７は内ボス６の強度を増強するのにも役立っ
ている。

【００１５】ハブ１０は、軸受ハウジング１２と、ねじ
軸からなるハブ軸１３と、両者１２、１３に組み付けら
れる左右一対のころがり軸受１４などで構成する。

【００１６】図３において、軸受ハウジング１２は二分
割された左右一対の軸受体１５、１５からなり、左右の
軸受体１５、１５は同一部品である。軸受体１５はアル
ミダイキャスト成形品からなり、前記軸受穴９に嵌め込
まれるスリ−ブ１６と、スリ−ブ１６の外周外端寄りに
周回状に突設したキャップ１７とを有し、スリ−ブ１６
の内面外端寄りに、ころがり軸受１４を組み込むための
装着穴１８を設ける。図１に示すように、キャップ１７
は内ボス６の側端に外嵌し、内ボス６の外面のリブ８で
回り止め固定される。そのために、キャップ１７の開口
縁に沿って、リブ８と係合する回り止め溝１９を一定間
隔おきに８個形成する。スリ−ブ１６の内端縁には４個
の溝２０を一定間隔おきに形成し、隣接する溝２０、２
０間に、溝２０と同幅の係合爪２１を形成する。各軸受
体１５、１５を軸受穴９に挿嵌した状態において、各ス
リ−ブ１６、１６の溝２０と係合爪２１とは、互いに相
手側の係合爪２１と溝２０に密接係合する。

【００１７】ころがり軸受１４は、スリ−ブ１６の装着
穴１８に圧入固定される椀状のボ―ルリング２２と、ボ
―ルリング２２の内面に沿って配置される一群の鋼球２
３と、ハブ軸１３にねじ込まれて鋼球２３をボ―ルリン
グ２２に押し付ける玉押さえ２４、および装着穴１８と
玉押さえ２４との間を封止するダストキャップ２５とか
らなる。ボ―ルリング２２と玉押さえ２４と、ダストキ
ャップ２５は、それぞれ鋼材で形成する。

【００１８】ハブ構成部品は次の手順でボス部２に組み
付ける。まず、各軸受体１５の装着穴１８にボ―ルリン
グ２２を圧嵌固定し、その内面にグリ―スを塗り付けた
後、一群の鋼球２３をグリ―ス層に押し込み装填する。
次に、一方の軸受体１５のスリ−ブ１６を軸受穴９に挿
嵌し、図４に示すように、キャップ１７に設けた回り止
め溝１９をリブ８と係合させる。他方の軸受体１５も同
様にして軸受穴９に挿嵌する。このとき、スリ−ブ１６
の対向端に設けた溝２０と係合爪２１の位置合わせを行
うが、この位置合わせは、キャップ１７の回り止め溝１
９を隣接するリブ８のいずれか一方の位置に合致させる
ことで、軸受穴９の外において行える。回り止め溝１９
の形成個数を溝２０の個数の２倍に設定しているので、
互いに係合する溝２０と係合爪２１の最大ずれ角が、回
り止め溝１９の隣接角に一致しているからである。

【００１９】溝２０と係合爪２１が互いに係合する状態
で、各軸受体１５、１５をボス部２に組み付けた後、ハ
ブ軸１３を挿通し、それぞれの軸端からダストキャップ
２５を挿嵌し、玉押さえ２４をねじ込んで鋼球２３の一
群をボ―ルリング２２に押し付ける。これにより、各軸
受体１５、１５は、図１に示すように玉押さえ２４でこ
ろがり軸受１４を介して、抜け止め保持され、ボス部２
に締結固定される。つまり、この実施例においては、軸
受体１５をボス部２に締結固定するためのねじ体２７を
玉押さえ２４が兼ねている。

【００２０】左右の玉押さえ２４を適正な締付けトルク
でねじ込んだ状態において、各軸受体１５は、内ボス６
の側端面に押し付けられて軸方向へ遊動不能に固定され
ている。しかし、溝２０と係合爪２１とは軸方向の僅か
な隙間を残して係合している。また、図５に示すよう
に、各回り止め溝１９がリブ８と係合するので、各軸受
体１５とホイ−ル１とは周方向へ遊動不能に結合されて
いる。

【００２１】以上のように構成したハブ１０は、玉押さ
え２４を緩めてハブ軸１３から取り外すだけで、全ての
ハブ構成部品をボス部２から簡単に分離できる。従っ
て、ホイ−ル１を処分する際のハブ１０とホイ−ル１の
分離作業を手早く簡単に行える。

【００２２】上記のハブ１０は自転車の前輪に適用する
もので、左右の軸受体は同一部品からなる。図６に示す
ように、後輪用のハブ１０ａにおいては、一方の軸受体
１５のスリ−ブ１６の外端周面にねじ２９を形成し、こ
れにスプロケットホイ―ル３０をねじ込み固定する。さ
らに、ハンドブレ―キを使用する場合には、他方の軸受
体１５のスリ−ブ１６の外端周面にねじ３１を形成し、
これにブレ―キドラム（図示していない）をねじ込み固
定する。各ねじ２９、３１を形成することによって、ス
リ−ブ１６の左右長が増加するが、軸受ハウジング１２
の内部構造は前輪用のそれと実質的に差違がないので、
その説明を省略する。

【００２３】上記の実施例は以下のように各部を変更し
て実施することができる。玉押さえ２４とは別に、ハブ
軸１３にねじ込まれるねじ体２７を設け、このねじ体２
７で軸受体１５をボス部２に締結固定する。この場合
は、玉押さえ２４の雌ねじを省略して玉押さえ２４を前
記ねじ体２７で共締め固定することもできる。ころがり
軸受１４としては、市販されているボ―ルベアリングや
ニ―ドルベアリングなどを利用することができる。回り
止め溝１９と溝２０の形成個数は異っていてもよく、形
成個数は奇数個であってもよい。この場合は、ボス部２
とキャップ１７の外面に合いマ―クを形成しておくこと
で、組み付けを容易に行える。リブ８は少なくとも２個
あればよい。さらに、リブ８の変形として、内ボス６の
外周面に沈みキー状に突出形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホイ―ルの縦断正面図である。

【図２】ホイ―ルのみの正面図である。

【図３】ハブの分解斜視図である。

【図４】軸受体の組み付け途中状態を示す縦断正面図で
ある。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図である

【図６】後輪用のハブの正面図である。

【符号の説明】

１………ホイ―ル、２………ボス部、６………内ボス、
８………リブ、９………軸受穴、１０………ハブ、１２
………軸受ハウジング、１３………ハブ軸、１４………
ころがり軸受、１５………軸受体、１６………スリ―
ブ、１７………キャップ、１９………回り止め溝、２０
………溝、２１………係合爪、２２………ボ―ルリン
グ、２３………鋼球、２４………玉押さえ、２５………
ダストキャップ、２７………ねじ体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック成形されたホイ−ル１の中
   央のボス部２に、軸受ハウジング１２とハブ軸１３と左
   右一対のころがり軸受１４を含むハブ１０が組み付けて
   ある自転車用のホイ−ルであって、 ボス部２は内面に軸受穴９有する内ボス６と、内ボス６
   の外周面に放射状に突設したリブ８とを備えており、 軸受ハウジング１２は、左右に分割された金属製の一対
   の軸受体１５、１５からなり、 両軸受体１５は、軸受穴９に内嵌するスリ−ブ１６と、
   スリ−ブ１６の外周外端寄りに周回状に突設したキャッ
   プ１７とを有し、 キャップ１７の開口縁に沿って、前記リブ８と係合する
   回り止め溝１９が設けられており、 各軸受体１５、１５のそれぞれが、ハブ軸１３にねじ込
   んだねじ体２７でボス部２に抜け外れ不能に締付固定し
   てある自転車用のプラスチック製ホイ−ル。
2. 【請求項２】 軸受穴９内において対向するスリ−ブ１
   ６の接合端に、互いに嵌係合する溝２０と係合爪２１と
   が形成してある請求項１記載の自転車用のプラスチック
   製ホイ−ル。
3. 【請求項３】 ころがり軸受１４が、スリ−ブ１６に圧
   入固定されるボ−ルリング２２とボ−ルリング２２に内
   接する一群の綱球２３と、ハブ軸１３にねじ込んだ玉押
   さえ２４と、スリ−ブ１６と玉押さえ２４との間を封止
   するダストキャップ２５とからなり、玉押さえ２４がね
   じ体２７を兼ねている請求項１または請求項２記載の自
   転車用のプラスチック製ホイ−ル。
4. 【請求項４】 キャップ１７に設けた回り止め溝１９の
   個数が、スリ−ブ１６の接合端に設けた溝２０の個数の
   整数倍に設定されており、左右の軸受体１５、１５が同
   一部品からなる請求項１乃至３のいずれかに記載の自転
   車用のプラスチック製ホイ−ル。
5. 【請求項５】 軸受ハウジング１２の左右の軸受体１
   ５、１５が同一部品からなる自転車の前輪に適した請求
   項１乃至４のいずれかに記載のプラスチック製ホイ−
   ル。