JPS61215101A - 複合材料製自転車等用車輪、該車輪に適合し得るハブ及びその製法 - 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】 本発明は繊維−樹脂複合月Ｆ！ｌ製チークと内部充填物
とからなる自転車等の車輪に係る。本発明はこの車輪に
適したハブと、これら車輪及びハブの製法とにも係る。

発明の背景 樹脂含浸繊維クロスのチークを、これらチークの内側縁
を被覆するハブの７ランジに固定し、チーク相互間のス
ペースにアルミニウム製ハニカム又はプラスチック硬質
フＡ−ム材利を充填して構成した自転車等用充実車輪は
既に使用又は提案されている。内部チューブは膨張可能
デユープを２つのチークのカバリングの上に配置するか
、又はこのカバリングもしくはアルミニウム製リムの上
に最終的に接合することにＪ：って得られる溝の中に配
置される。これらの車輪は「ワンピース」と称し得る構
造を有し、外側から見ると少なくとも−・部分が２つの
円錐台を底部で相互連結したような全体的形状を有する
。

この種の車輪には従来のハブの両側に２つのシェル（ｓ
ｈｅｌｌ）を配置した特殊なハブが使用される。

これらのシェルはチークへの接着によって車輪に固定さ
れる。このような「ワンピース」構造ではブレーキが比
較的弱く、成形ストレスに起因してかなりの歪が生じ智
、且つ溝内の内部チューブにも歪が生じ得る。従ってハ
ブが損傷してもハブだ１ノを修理又は交換することはで
きず、車輪全体の廃棄が強要され得る。そのため、この
種の車輪は今のところレーストラックの如き特殊な舗装
面以外では殆んど使用されていない。

本発明は好ましい実施法により、剛性、強さ及び耐衝撃
性がより高く、且つブレーキも良く効くような自転車等
用車輪を提供する。

本発明が目的とする車輪は、先行技術の車輪と異なり普
通の道路でも使用し得る程頑丈なものである。本発明は
また、この種の車輪に適合し得、且つ対応車輪全体を廃
棄せずどもそれだＧノを交換又は修理し得るようなハブ
を提供する。

１艶夏Ｊｕ 本発明の車輪の改良点はハブに固定されるハブリング（
スペーサーフランジ）と、車輪の残部とは別個に製造さ
れ、後で車輪の周りに取付けられるＩｌｉＭ−樹脂複合
材料製車輪リムとにある。

この車輪は更に下記の特徴の少なくとも１つを有するの
が好ましい。

−リムが炭素繊維からなる材料の中間層を少なくとも１
つ含み、この層が車輪の軸と同心的に配置される。

一車輪のチークが互に平行である。

−車輪のチークがザドルヂューブの横断方向寸法以下の
値に等しい距離をおいて互に分離される。

−内部充填物が独立気泡形硬質フォーム材料か、フェノ
ール樹脂を含浸したセルロース紙もしくは芳香族ポリア
ミド紙のハニカムか、又はアルミニウムもしくは軽合金
のハニカムのいずれかで構成される。

本発明はこのような車輪の製法にも係り、この製法は、 −リムを鋳造（モールディング）が、マンドレル配置し
、　。

一樹脂含浸ｍ雑からなるクロスで平滑なチークを製造し
、 一プラスチックフオーム材料（含泡プラスチック材）か
ら切抜いたプレート１．フェノール樹脂含浸セルロース
紙もしくは芳香族ポリアミド紙のハニカム、又はアルミ
・ニウムもしくは軽合金のハニカムにより充填物を形成
し、 −前記平滑チークと充填物とを前記型内に導入し、且つ −好ましくは加熱での重合により、リムと内部充填物と
チークとを前記型内で互に接合させることからなる。

本発明の車輪ハブの改良点は、幅全体に亘ってねじ山を
有する外側円筒状部分を片側に備え、較正された円筒状
部分を反対側に備え、このｖｉ者の部分の外側にショル
ダが続ぎ、２つのスペーサーフランジの一方が前記ねじ
山に固定され、他方が前記較正円筒部分に載置され、こ
れらのフランジが互に嵌合し、その嵌合ゾーンに日って
車輪のチークを受容するための周縁溝が規定されること
にある。

後輪の場合はこのハブの前記ねし山を好ましくはフリー
ホイール側に配置し、フリーホイール部材を用いて、前
記スペーサーフランジがハブの前〜　１１− 記側方部分に対して回転しないように固定される。

前輪の場合は切欠ナツトを用いて、スペーサーフランジ
がハブの前記側方部分に対して回転しないように固定さ
れるのが好ましい。

本発明はこのようなハブの製法にも係る。この製法は、 一旋削によって従来の自転車ハブから側方フランジを除
去し、 一片側でねじ山の形成又は延長を行ない、−外側ショル
ダを備える較正円筒部分を反対側に設け、 一第１スペーサーフランジを前記ショルダに当接し、且
つ 一第２スペーサーフランジを前記ねじ山にねじ止めして
前記第１スペーサーフランジと係合させることからなる
。

以下添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて、　１２
一 本発明の車輪及びハブとその製法とをより詳細に説明す
る。

側ΔＩＩ皇ＳＯＵ 第１図では車輪が軸２の周囲にハブ１を有している。互
に平行なチーク３及び４は中央充填物５を包囲している
。これらのチークは組立て前か又は車輪全体の成形時に
樹脂で含浸処理した炭素繊維又はガラスｇｉ１ｔのクロ
スで！Ｉｌ造する。中央充填物５は独立気泡を有するプ
ラスチックフオーム材料のプレカットシートか、チーク
相互間にピストル射出された独立気泡フオーム材料か、
フェノール樹脂含浸セルロース紙もしくは芳香族ポリア
ミド紙からなるハニカム構造体（例えばデュポン・ド拳
ヌムール社（Ｄｕｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により商標ノメックス（Ｈｏｍ
ｅｘ）で市販の材料）、又はアルミニウムもしくは軽合
金のハニカム構造体で形成する。

中央充填物はチークの周縁に当接する予備成形リム６に
包囲される。チークはハブに固定されたスペーサ−フラ
ンジ７相互間に固定される。車輪の合計幅は自転車フレ
ームのサドルチューブの横断方向寸法（円形であればそ
の直径）以下であり、そのための前進運動に対する抵抗
が軽減される。

前記リムの構造を第２図に詳細に示した。このリムは内
部チューブを受容する凹状外側表面１１と、円筒状内側
表面１２とを有する。このリムはガラス繊維、炭素繊維
、芳香族ポリアミドｌｌ維又はこれら繊維の混合物に樹
脂を含浸させたもので形成する。

該リムの剛性は、やはり樹脂で含浸処理した炭素Ｉ＆ｉ
維クロスからなる２つの内部層１３（第２図参照）によ
って強化される。該リムは射出成形、加熱成形又はマン
ドレル上でのストリップワインディングもしくはフィラ
メントワインディングにより予備成形する。

該車輪のこれら構成部材は軸方向貫通口１４＾を有し、
２つの平面状半部材１５．１６からなり中央に合くぎ１
６八を備える型内で組立てられる（第３図参照）。リム
６は軽量化エポキシ接着剤により充填物とチークとに接
着される。車輪構成部材は樹脂を重合させるべく加熱す
ることにより互に固定させる。車輪に全体的に円錐台状
のチークを与えて剛性増加を図る場合には、車輪構成部
材を所望の車輪形状に対応する中空内部形状を持つ２つ
の半部材１５．１６からなる型内で組立てる（第４図参
照）。

本発明のハブは前述の如き車輪に特に適しているが、他
の用途にも使用し得る。

このハブは従来のハブを改造して形成する。軸２の周り
中央シャフト２０（第５図参照）は、一端が外側ねじ山
２１．２２を有する第１円筒部分に連結する。これらの
ねじ山は従来のハブと異なり前記円筒部分の長さの全長
に亘って設けられる。従来のハブではこのねじ山を内側
方向へもっと延在させるべきであった。前記シャフトの
他端はショルダ２４を有する円筒部分２３に固定する。

従来の車輪においては通常スポークが固定されることに
なっているフランジ２５及び２６を旋削によって除去す
る。

次いでスペーサーフランジ２８．２９（第６図参照）を
前記改造ハブ１に固定する。後輪の場合は（第６図参照
）フランジ２８をショルダ２４に当接し、フランジ２９
をハブのねじ山２２にねじ止めする。フリーホイールデ
バイス２１をフランジ２９に当接する。

これら２つのフランジを円筒状接触面３０全体に亘って
互に嵌合する。これらフランジは夫々周縁つば３１．３
２を有し、車輪のチークがこれらっばの間に挟持される
。

前輪（第７図参照）の構造も同様であるが、この場合は
フランジ２９を、ペダルベアリングアセンブリで使用さ
れるナラ１〜と類似の切欠ナラ１〜３３によって定位置
に保持する。

【図面の簡単な説明】

第１図は車輪の半分を該車輪の軸を通る平面ににり部分
的に切断して示ず説明図、第２図は車輪のリムの断面図
、第３図は互に平行なチークを有する車輪を組立てるた
めの型を開放状態で示す断面図、第４図は全体的に円錐
台状のチークを有する車輪を組立てるための型を開放状
態で示す断面図、第５図はスペーサーフランジを載置す
る前の車輪ハブを示す説明図、第６図はスペーサーフラ
ンジを取付けた後の後輪ハブを示す説明図、第７図はス
ペーサーフランジを取付【ノた後の前輪ハブを示す説明
図である。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維−樹脂複合材料製チークと内部充填物とを有
   する自転車等用車輪であって、車輪の残部とは別個に製
   造され次いで車輪の周縁に取付けられる繊維−樹脂複合
   材料製車輪リムと、ハブに固定されるハブリングとを備
   えることを特徴とする車輪。
2. （２）前記リムが炭素繊維からなる材料の中間層を少な
   くとも１つ有し、この層が車輪の軸と同心的に配置され
   る特許請求の範囲第１項に記載の車輪。
3. （３）前記車輪のチークが互に平行である特許請求の範
   囲第１項に記載の車輪。
4. （４）チークがサドルチューブの横断方向寸法以下の値
   に等しい距離をおいて互に分離される特許請求の範囲第
   ３項に記載の車輪。
5. （５）チークが樹脂含浸繊維クロスで形成される特許請
   求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の車輪
   。
6. （６）内部充填物が独立気泡形硬質フォーム材料、フェ
   ノール樹脂を含浸したセルロース紙もしくは芳香族ポリ
   アミド紙のハニカム、又はアルミニウムもしくは軽合金
   のハニカムのいずれかで構成される特許請求の範囲第１
   項に記載の車輪。
7. （７）ハブと、繊維−樹脂複合材料製チークと、これら
   のチークをハブに固定するためのリングと内部充填物と
   、繊維−樹脂複合材料製リムとを有する自転車等用車輪
   の製法であって −リムを鋳造、マンドレル上でのストリップワインディ
   ング又はフィラメントワインディングにより製造し、次
   いで型の中に入れ、 −樹脂含浸繊維からなるクロスで平滑なチークを形成し
   、 −充填物をプラスチックフォーム材料から切抜いたプレ
   ート、フェノール樹脂を含浸したセルロース紙もしくは
   芳香族ポリアミド紙のハニカム、又はアルミニウムもし
   くは軽合金のハニカムのいずれかで形成し、 −前記平滑チーク及び充填物を前記型内に導入し、且つ −リム、内部充填物及びチークを前記型内で重合により
   互に接合させる ことからなる製法。
8. （８）重合を加熱によって生起せしめる特許請求の範囲
   第７項に記載の方法。
9. （９）自転車等用車輪の複合材料製ハブであって、幅全
   長に亘りねじ山を備える外側円筒状部分を片側に有し、
   外側にショルダを備える較正された円筒状部分を反対側
   に有し、２つのスペーサーフランジの一方が前記ねじ山
   にねじ止めされ、他方が前記較正円筒状部分に載置され
   、これらスペーサーフランジが互に嵌合し合い、その嵌
   合ゾーンに車輪のチークを受容するために周縁溝が規定
   されるハブ。
10. （１０）自転等用後輪の複合材料製ハブであって、幅全
    長に亘りねじ山を備える外側円筒状部分をフリーホイー
    ル機構側に有し、外側にショルダを備える較正された円
    筒状部分を反対側に有し、２つのスペーサーフランジの
    一方が前記ねじ山にねじ止めされ、他方が前記較正円筒
    状部分に載置され、これらスペーサーフランジが互に嵌
    合し合い、その嵌合ゾーンに車輪のチークを受容するた
    めの周縁溝が規定され、且つこれらスペーサーフランジ
    がフリーホイール機構によつて、前記ハブ部分と共に回
    転するように固定されるハブ。
11. （１１）自転車等用前輪の複合材料製ハブであって、幅
    全長に亘りねじ山を備える外側円筒状部分を片側に有し
    、外側にショルダを備える較正された円筒状部分を反対
    側に有し、２つのスペーサーフランジの一方が前記ねじ
    山にねじ止めされ、他方が前記較正円筒状部分に載置さ
    れ、これらスペーサーフランジが互に嵌合し合い、その
    嵌合ゾーンに車輪のチークを受容するための周縁溝が規
    定され、且つこれらスペーサーリングが切欠ナットによ
    って、前記ハブ部分と共に回転するように固定されるハ
    ブ。
12. （１２）自転車等用車輪の複合材料製ハブの製法であっ
    て、このハブは幅全長に亘りねじ山を備える外側円筒状
    部分を片側に有し、外側にショルダを備える較正した円
    筒状部分を反対側に有し、２つのスペーサーフランジの
    一方が前記ねじ山に固定され、他方が前記較正円筒体に
    載置され、これらスペーサーフランジは互に嵌合し合っ
    てその嵌合ゾーンに車輪のチークを受容するための周縁
    溝を規定し、この製法は、 −従来のハブの側方フランジを旋削によって除去し、 −このハブの片側でねじ山の形成又は延長を行ない、 −外側ショルダを備える較正された円筒状部分をハブの
    反対側に形成し、 −第１スペーサーフランジを前記ショルダに当接し、 −第２スペーサーフランジを前記ねじ山にねじ止めし、
    且つ前記第１スペーサーフランジと係合させる ことからなる製法。