JP2004359218A - 自転車用リム - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的強靭で、しかも軽量なリムを提供する。
【解決手段】 この自転車用リムは、環状のタイヤ装着部と、環状のスポーク取付け部と、複数の強化部材とを備える。スポーク取付部は、環状タイヤ装着部に連結され、円周方向に間隔をあけて配置された複数の取付開口部を有している。複数の強化部材は、取付開口部におけるスポーク取付部の厚みを増加させるように、取付開口部においてスポーク取付部に接合されている。貫通孔は取付開口部に対応して配置される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、自転車用リム、特に、強化部材を備える自転車用リムに関する。

自転車に乗ることは、移動の手段であるととともに、レクレーションの形態としてもますます人気が高まっている。また、自転車に乗ることは、プロ、アマを問わず、競技スポーツとしても人気が高い。レクレーション、移動、競技の用途に関わらず、自転車産業において、種々の自転車部品は、自転車用フレームと同様に、常に改良が続けられている。大きく設計が見直されている自転車部品の一つに自転車用ホイールが挙げられる。自転車用ホイールは、簡単な製造および組立と同様に、強靭、軽量でより空気力学的なデザインのために、常に、設計見直しが行なわれている。

現在、市場においては種々のタイプの自転車用ホイールが販売されている。多くの自転車用ホイールは、ハブ、複数のスポーク、および環状リムを備える。ハブは、自転車のフレームの一部に、相対的に回転可能に装着される。スポークの内側端部は、ハブと連結され、ハブから外側に向かって延びている。環状リムは、スポークの外側端部と連結され、空気充填式のタイヤを支持する外周部を備えている。一般に、自転車用ホイールのスポークは、細いワイヤ状のスポークである。ハブの端部は、通常、スポークがハブに連結されるフランジが形成されている。詳細には、ハブのフランジには孔が形成されている。ワイヤ状のスポークは、通常、その内側が曲げられており、爪先の形状に形成されたフランジが形成されている。内側端部は、一つのハブフランジの一の孔に支持される。スポークの外側端部には、一般に、ワイヤ状のスポークの外側端部をリムの孔に固定するスポークニップルと螺合するねじが形成されている。
特開２００３−１８２３０２号公報 特開２００３−０１９９０１号公報

上記タイプのホイールは、チューブタイヤやチューブレスタイヤに使用するよう設計されている。一般に、チューブレスタイヤは、リムのスポーク取付開口部を密封するよう配置された環状シールを備える。チューブ用に設計されたリムには、スポーク取付部を覆う環状部材を備えるものがある。いずれの場合も、これらのタイプのホイールは高価で、製造および組立が複雑な場合がある。また、これら一般的なホイールは、望まれているほど、強靭で軽量であるとは限らない。さらに、これら一般的なホイールは、スポークの取替えが困難、複雑、および／またはコストがかかる。

以上の点から、本開示によって、この技術分野において、自転車用リムの改良に対するニーズがあることが明らかにされる。本発明は、このニーズと同様に、本開示によって、当業者に対して、明らかにされる他のニーズに対してもなされたものである。

本発明の目的は、比較的強靭で、しかも軽量なリムを備える自転車ホイールを提供することにある。

本発明の他の目的は、比較的簡単で、安価に製造および組み立てができるリムを提供することにある。

上記目的を達成するために、簡潔には、自転車用リムは、環状タイヤ装着部と、環状スポーク取付部と、複数の強化部材とを備える。環状タイヤ装着部はタイヤが装着される。環状スポーク取付部は、環状タイヤ装着部に連結され、中心軸を有し円周方向に間隔をあけて配置された複数の取付開口部を有する。強化部材は、取付開口部におけるスポーク取付部の厚みを増加させるように、取付開口部においてスポーク取付部に固定され、基部を有している。強化部材の基部は、リム側の面と、外側の面と、貫通孔とを有する。リム側の面はリムのスポーク取付部の外面に当接する。外側の面はリム側の面に対して反対方向に面する。貫通孔は取付開口部に対応して配置される。

本発明のこれらおよび他の、目的、特徴、態様、利点は、添付の図面と組み合わせて、本発明の好ましい態様を開示する以下の説明から当業者に明らかにされる。

以上のような本発明では、比較的強靭で、しかも軽量なリムを提供できる。また、比較的簡単で、安価に製造および組み立てができるリムを提供できる。

本発明にかかる実施形態を図面を用いて説明する。以下の本発明にかかる実施形態の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではないことは、本開示から、当業者には明らかであろう。

［第１実施形態］
まず、図１および図２に、本発明の第１実施形態による自転車用ホイール１０を示す。自転車ホイール１０には、本発明にかかる複数の強化部材が固定された強化リム１２が用いられる。強化部材１４がリム１２に固定されることにより、強化部材１４はリム１２の一部を構成する。このように、自転車ホイール１０は、基本的に、強化部材１４を有するリム１２と、複数のスポーク１６と、空気充填式タイヤ１８と、センターハブ２０とを備える。タイヤ１８は、チューブ（図示せず）およびセパレート型のタイヤとしてもよく、あるいは以下に詳細に説明されるように、チューブレスタイヤとしてもよい。

図示した実施形態では、スポーク１６は、リム１２にハブ２０を連結するラジアルスポークである。また、図１に示された実施形態では、ハブ２０は、フロントハブであり（つまり、ハブ２０は１つのスプロケットも備えていない）、均等に間隔を空けて周方向に配置され、リム１２に連結された１６本のラジアルスポーク１６を利用している。もちろん、本発明の範囲を逸脱することなく、異なるスポーク配置（例えば、すべてタンジェト（接線）スポーク、一部をタンジェントスポークとし一部をラジアルスポークとするなど）とするように、変更したリムおよび／またはハブを用いた自転車用ホイール１０としてもよいことは、本開示から当業者には明らかであろう。必要に応じて、および／または所望により、１つ以上のスプロケットを装着するように、変更したリムおよび／またはハブを用いた自転車用ホイール１０としてもよいことは、本開示から当業者には明らかであろう。さらに、必要に応じて、および／または所望により、より少ない、あるいはより多い本数のスポーク１６を用いるように、変更したリムおよび／またはハブを用いた自転車用ホイール１０としてもよいことは、本開示から当業者には明らかであろう。いずれの場合も、スポーク１６は、好ましくは、円周方向に間隔を空ける配置で、強化部材１４を介して、環状リム１２に連結される。

リム１２は、中心軸Ｘ回りに回転するように設計された環状部材である。リム１２は、この技術分野で知られている材料など、十分な剛性を有する材料から構成される。例えば、リム１２は、めっきした鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、マグネシウムあるいはチタンなど適当な金属材料、あるいは炭素繊維（カーボンファイバ）合成物など他の非金属材料からも構成できる。好ましくは、リム１２はアルミニウムから形成される。以下に、リム１２の構成を、詳細に説明する。

図１〜図１０を参照して、リム１２は、側方正面図（図１および図２）からわかるように、ほぼ円形であり、外側環状部２４と、複数の取付開口部２８を有する内側環状部２６と、取付開口部２８においてリム１２を強化するように内側環状部２６に固定された複数の強化部材１４とを基本的に備える。外側環状部２４はタイヤ装着部に相当し、内側環状部２６はスポーク取付部に相当する。基本的に、リム１２は、リム１２に形成された種々の開口部における部材がない箇所を除いて、図４、図６、図８〜図１０に示すように、一様な断面の外形を有する。

図８〜図１０から明らかなように、内側環状部２６は、環状の中空領域Ａを形成するように外側環状部２４に連結される。内側環状部２６はＵ字状断面を有し、Ｕ字部分の両端は外側環状部２４の軸方向に対向する側部に連結されて、環状の中空領域Ａを形成している。外側環状部２４は、また、好ましくは、タイヤ１８を保持するよう構成されたほぼＵ字型の外側環状部の自由端を有するほぼＵ字断面を備える。

外側環状部２４および内側環状部２６は、従来の方法により、外側および内側環状部２４，２６の全周にわたって同じ断面形状を形成するように、好ましくは、一体のアルミニウム部材として形成される。例えば、外側および内側環状部２４，２６は、図８〜図１０に示す断面形状を有する長いアルミニウムを押し出し、その長いアルミニウムを円形に曲げ、そしてその長いアルミニウムの両端を固定（つまり溶接）することによって形成できる。取付開口部２８は、長いアルミニウムの両自由端を溶接する前に、あるいは溶接した後に、従来の方法で、パンチあるいはドリルによって形成される。

強化部材１４は、鋳造（キャスティング）、機械加工、および／または、他の適当な製造技術によって、外側および内側環状部２４、２６とは別のアルミニウム部材として、図１１に示した初期形状となるように形成され、次に、曲げ（つまり、変形）によって、残りの図に示される所望の最終形状とする。あるいは、強化部材１４は、鋳造、機械加工、および／または他の適当な製造方法によって、初期形状から最終形状へと形成してもよい。

そして、いずれの場合も、強化部材１４は、リム１２の内側環状部２６に固定される。好ましくは、以下に詳細に説明する通り、強化部材１４は、リム１２を強化するために、ろう付け、すなわちはんだ付けにより、リム１２の内側環状部２６に接合される。外側および内側環状部２４、２６は、それぞれホイール１０の中心軸Ｘに垂直な中心面Ｐに対して対称な断面形状を有する。しかしながら、以下に詳細に説明する通り、リム１２は、強化部材１４の配置により中心面Ｐに対して、完全には（つまり、正確にでも完璧にでもなく）対称ではない。したがって、強化部材１４が連結されたとき、リム１２は、好ましくは、ホイール１０の中心面Ｐに対してほぼ対称な形を備える。換言すれば、強化部材１４を内側環状部２６に固定する前において、リム１２は対称である。

さらに、図１〜図１０に示す通り、外側環状部２４は、基本的に、１組の環状側面部分、すなわちタイヤ支持部分３０、および環状外側ブリッジ、すなわち接続部分３２を備えている。図４、図６、図８〜図１０の断面に示す通り、ほぼＵ字型のタイヤ装着凹部を形成するように、環状接続部分３２は、環状側面部分３０の間に延設される。環状側面部分３０は、好ましくは厚さが約１．１〜１．４ｍｍで、従来の方法で１組の環状のタイヤ支持面および１組の環状のブレーキ面を形成する環状のプレート状の部材である。

環状側面部分３０のタイヤ支持面は、中心面Ｐに互いに面して対向する環状面である。タイヤ支持面は、従来の通り、タイヤ１８のビードを保持するためように、両自由端に形成された環状のリブＲを備える。環状リブＲは、軸方向に互いに向かい合って、突出している。環状側面部分３０の環状ブレーキ面は、従来のリムブレーキが当接し、中心面Ｐから外側に面する環状対向平面の環状面である。環状側面部分３０の径方向内側端部は内側環状部２６と連結される。

環状接続部分３２は、約０．９ｍｍのほぼ均一な厚さの管状（チューブ状）部材である。環状接続部分３２は、図８〜図１０に示すように、装着されるチュ−ブレスタイヤを支持するように、変化する外形を有する。図１および図１０に示す通り、環状接続部分３２は、従来のように、バルブ３６を連結するように形成された１つのバルブ孔３４を有している。環状接続部分３２は、環状側面部分３０の内側および外側の端部の間の径方向の位置において、環状側面部分３０に連結される。タイヤ１８がチューブレスタイヤであってもよいように、環状接続部分３２は１つのバルブ孔３４を除いて開口部がないことが好ましい。

もちろん、タイヤ１８をチューブタイプのタイヤ（図示せず）とし、バルブ孔３４が、従来のような、チューブ（図示せず）のバルブを収容してもよいことは、本開示から当業者には明らかであろう。このように、バルブ孔３４および／またはバルブ３６は、従来と同様のチューブレスタイヤ、および／または従来と同様のチューブタイプのタイヤに合わせて設計することができる。いずれにせよ、バルブ３６は従来と同様であるので、ここではバルブ３６の詳細な説明、例示は行わない。

さらに、図１〜図１０に示す通り、内側環状部２６は、Ｕ字型あるいはＶ字型の断面形状を有する曲面状管状部材である。内側環状部２６は、好ましくは、約０．８ｍｍの均一な厚みを有する。内側環状部２６は、基本的に、１組の環状傾斜部分４０と、傾斜部分４０に固定して連結された内側環状部分４２とを備えている。環状傾斜部分４０と、内側環状部２６の内側環状部分４２と、外側環状部２４の環状側面部分３０および環状接続部分３２とが、強化部材１４とは別部材の一体部材として形成される。

複数の取付開口部２８は内側環状部分４２に形成され、強化部材１４を介してスポーク１６が取り付けられるよう構成される。傾斜部分４０の外側径方向端部は、外側環状部２４の環状側面部分３０の内側径方向端部に連結される。傾斜部分４０の内側径方向端部は、内側環状部分４２の外側径方向端部に連結される。内側環状部分４２の取付開口部２８のそれぞれは、好ましくは、中心面Ｐに沿った径方向に延びる中心軸Ｃを有する同一の円形形状の開口部である。内側環状部分４２は、好ましくは、リム１２の全周囲に、等間隔を空けて配置された１６個の取付開口部２８を備える。

図１および図１０に示す通り、内側環状部分４２は、従来のように、バルブ３６を連結するように形成された１つのバルブ開口部４４を有する。上述の通り、バルブ３６は、好ましくは、タイヤ１８としてチュ−ブレスタイヤが用いられるように構成される。しかしながら、タイヤ１８をチューブタイプのタイヤ（図示せず）とし、バルブ開口部４４が、従来のような、チューブ（図示せず）のバルブを収容してもよいことは、本開示から当業者には明らかであろう。このように、バルブ開口部４４および／またはバルブ３６は、従来と同様のチューブレスタイヤ、および／または従来と同様のチューブタイプのタイヤに合わせて設計することができる。

環状傾斜部分４０とともに内側環状部分４２は、内側環状部２６の環状で曲面状の内面４６および外面４８を構成する。強化部材１４が内側環状部２６の外面４８に接合するように、強化部材１４は、ろう付け、すなわちはんだ付けにより外面４８に固定される。取付開口部２８は内側環状部２６の内面４６と外面４８の間にわたって延設される。取付開口部２８は好ましくは互いに同一である。また、スポーク１６がハブ２０の反対側端部へ延びるよう、強化部材１４は交互に角度を付けて配置可能なように、取付開口部２８が構成されている（つまり十分に広く形成されている）。

図１〜図１７を参照して、強化部材１４をより詳細に説明する。上述の通り、強化部材１４は、取り外し不能に固定するために、内側環状部２６の外面４８に接合される部材と、好ましくは同一部材である。それぞれの強化部材１４は、好ましくは、軽量な剛性金属材料から単一部材として構成される。特に、上述の通り、それぞれの強化部材１４は、好ましくはアルミニウムから構成される。いずれの場合も、強化部材１４は、外側および内側環状部２４、２６と同じ材料から構成され、リム１２を強化するように取り外し不能に、内側環状部２６に（例えば、ろう付け、すなわちはんだ付けにより）接合される。リム１２の剛性を補強するために、強化部材１４は、取付開口部２８において、内側環状部２６の厚さを実効的に増加させる。

接合剤として、ろう付け金属、すなわちはんだ金属（図示せず）を用いて、強化部材１４が内側環状部２６に接合される。強化部材１４が内側環状部２６にろう付けされる、すなわちはんだ付けされるとき、自転車技術分野において周知の、強化部材１４および内側環状部２６の材料と異なる、ろう付け、すなわちはんだ金属が使用される。好ましくは、ろう付け、すなわちはんだ材料は、強化部材１４および内側環状部２６の材料より低い融点を有する金属材料である。例えば、融点約４００℃のろう付け／はんだ金属が、強化部材１４の取り付けに好ましい。この温度は、２つの剛性金属が一緒に融合するときの、溶接に必要とされる典型的な温度より低い。

ろう付け／はんだ金属によりろう付け、すなわちはんだ付けすることが本発明のリム１２の取付方法には好ましいが、必要に応じて、および／または所望により、他の接合技術を用いてもよいことは、本開示から当業者には明らかであろう。例えば、ろう付け／はんだ金属の代わりに、接着剤、セメント剤（例えば、金属以外の材料）によって、強化部材１４を内側環状部２６に接合してもよい。

本実施形態において、それぞれの強化部材１４は、図１２〜図１７から明らかなように、ほぼ反転したきのこ形状である。すべての強化部材１４は、好ましくは互いに同一である。したがって、ここでは、１つの強化部材１４のみを詳細に説明、および／または例示する。しかしながら、図１、図２、図３および図５に示す通り、スポーク１６がハブ２０の適切な端部へ延びるよう、強化部材１４は、取付開口部２８に交互に方向付けされて取り付けられることが好ましい。上述の通り、強化部材１４は、図１１に示す、平面基部、および平面基部に垂直な管状部を有する形状に予め形成される。そして、以下に説明する通り、予め形成された形状は、曲面状基部および角度の付いた管状部を有する所望の最終形状に変形される。

詳細には、図１２〜図１７に示すように、それぞれの強化部材１４は、基本的に、基部５０と、基部５０から延設される管状部５２と、基部５０および管状部５２の両方を通って延設される貫通孔５４とを備えている。ハブ２０にリム１２を連結するように、スポーク１６の一端は貫通孔５４内に連結される。詳細には、貫通孔５４は、ねじの螺合によりスポーク１６を連結するために、雌ねじが形成された開口である。このように、スポーク１６は、調整可能で、取外可能に、それぞれの強化部材１４を介してリム１２に連結することができる。

基部５０は、リム側の面５６ａおよび外部側の面５６ｂを有する皿状のプレートである。図１６および図１７に示すように、径方向の断面で見て、基部５０は曲面状である。図１２〜図１７からわかるように、基部５０は、好ましくは、径方向から見て、縦方向中心面Ｌおよび横方向中心面Ｗに対して対称形である。基部５０はほぼ楕円形である。リム側の面５６ａは、内側環状部２６の外面４８の外形に対応した外形を有する。外部側の面５６ｂが基部５０の外側の周辺部でリム側の面５６ａに対してテーパ状であることを除いて、外部側の面５６ｂはリム側の面５６ａとほぼ同じ外形を備える。

詳細には、基部５０は、好ましくは、基部５０の外側の周辺部のまわりで延設されるとともに、外側周辺端部面５６ｄ（つまりほぼ径方向に延設されるラジアル部）に向かってテーパ形状であるテーパ面５６ｃを備えている。図８、図１４、および図１６からわかるように、基部５０は、好ましくは、環状外側周辺端部面５６ｄを形成するよう、最大厚さ１．０ｍｍから最小厚さ０．３ｍｍにテーパがつけられたテーパ形状である。このように、テーパ面５６ｃ（つまりテーパ部）は、端面５６ｄに近づくにつれて、約０．７ｍｍ厚さが減少するテーパ形状である。いずれにせよ、周辺の端面５６ｄは、リム側の面５６ａおよび基部５０のテーパ面５６ｃによって構成され、厚さ約０．３ｍｍ（つまり基部５０の最大厚さの約３０％）である。さらに、強化部材１４が内側環状部２６に固定されるとき、外側周辺端部面５６ｄは、基部５０と内側環状部２６の外側の面４８との間の段部を構成する。したがって、基部５０の外側の周辺部を除き、基部５０の厚さはほぼ均一である。

それぞれの強化部材１４を内側環状部２６へ取り付ける際に、強化部材１４のリム側の面５６ａを内側環状部２６の外面４８へ接合するように、ろう付け／はんだ金属（図示せず）が溶融される。このように、ろう付け／はんだ金属を溶融後、非常に薄い接合層（図示せず）が強化部材１４を内側環状部２６に固定する。

それぞれ強化部材１４の管状部５２は、基部５０から取付開口部２８へ延設される。各強化部材１４の管状部５２は、取付開口部２８に取り付けられたとき、好ましくは、スポーク１６がハブ２０の適当な端部へ延びるように、中心面Ｐおよび縦方向平面Ｌに対して、交互に約６°の角度がつけられている。言いかえれば、スポーク１６を、したがって同じく強化部材の管状部を、交互に角度を付けた配置とするために、好ましくは、各強化部材１４の管状部５２は取付開口部２８より少し小さい直径Ｔ_１（つまり、好ましくは４．３ｍｍ）を有する。取付開口部２８は、交互に角度が付けられた強化部材１４の管状部５２を収容するために、好ましくは、少なくとも約５．０ｍｍの直径Ｔ_２を備える。図３、図５、および図７からよくわかる通り、それぞれ強化部材１４の管状部５２は、好ましくは、径方向線Ｙに対して約０°の角度を付けられる。リム１２は、回転軸Ｘから強化部材１４の中心まで外側に延びる複数の径方向線Ｙを有する。

しかしながら、管状部５２が取付開口部２８に収容されるとき、好ましくは、基部５０の対向する軸方向の両端部は同じ径方向の位置に配置される。このように、図８、および図１２〜図１７からわかる通り、それぞれの強化部材１４は、強化部材１４の縦方向中心面Ｌと一致する中心面Ｐに対して、完全には、あるいは正確には対称ではない。言いかえれば、それぞれ強化部材１４の基部５０が面ＬおよびＰに対して対称的に形成されていても、強化部材１４は、管状部５２の角度のある配置により、これらの面対して完全に対称ではない。

もちろん、すべての強化部材が、取付開口部内においてリムの中心面に対して少し角度がつけられるように（つまり、交互に中心面に対向する側に少しオフセットするように）、取付開口部２８、外面４８およびリム側の面５６ａを形成し、これによりスポーク１６がハブ２０の対向する両端部に延びるように、縦方向面Ｌ対して完全に対称な強化部材を構成しうることは、本開示から当業者には明らかであろう。そのような配置においては、リムの取付開口部は、少し大きめに形成されることになろう。

図３、図５、図７、図８、図１２および図１３からよくわかるように、それぞれの強化部材１４は、内側環状部２６を覆う強化部材１４の最小および最大量に対応する、第１のオーバーラップ寸法Ｄ_１および第２のオーバーラップ寸法Ｄ_２を有する。第１および第２のオーバーラップ寸法Ｄ_１、Ｄ_２は、それぞれの取付開口部２８の中心軸Ｃに対して横方向に測定される。詳細には、第１および第２のオーバーラップ寸法Ｄ_１、Ｄ_２は、リム１２に対して、ほぼ軸方向および円周方向に、それぞれ測定される。したがって、内側環状部２６を覆う強化部材１４の実際のオーバーラップ寸法は、第１および第２のオーバーラップ寸法Ｄ_１、Ｄ_２の間で変化する。図１６および図１７からよくわかるように、中心軸Ｃは、管状部５２の中心に対して角度が付けられている。内側環状部２６を強化部材１４で覆う配置は、スポーク１６からのリム１２に対する応力を分散させるためのものである。

それぞれの取付開口部２８は最大横方向寸法Ｔ_２である。第１のオーバーラップ寸法Ｄ_１は、最大横方向寸法Ｔの１／２より大きく、一方、第２のオーバーラップ寸法Ｄ_２は最大横方向寸法、すなわち直径Ｔ_２より大きい。いずれにせよ、第２の（最大）オーバーラップ寸法Ｄ_２は、最大横方向寸法Ｔ_２の１／２より、少なくとも大きい。

次に、図１、図２、図８および図１８〜図２１を参照して、スポーク１６およびハブ２０をより詳細に説明する。スポーク１６は好ましくは互いに同一である。それぞれのスポーク１６は、基本的に、外側端部６０、中心部すなわち中央部６２、内側端部６４、およびスポークニップル６６を備えている。それぞれのスポーク１６の外側端部６０、中心部６２および内側端部６４は、好ましくは、単一部材（一体部材）として一体形成される。スポークニップル６６は、好ましくは別の部材として形成される。

それぞれのスポーク１６の外側端部６０は、強化部材１４のねじが形成された貫通孔５４に螺合する雄ねじを備える。一方、それぞれのスポーク１６の内側端部６４は、ねじにより連結されるスポークニップル６６に対する雄ねじを備えている。また、それぞれのスポークの外側端部は、スポーク１６を回転させるために使用される正方形部を備える。スポーク１６は、従来と同様、スポークニップル６６、および／またはスポーク１６を回転させることにより、ハブ２０と環状リム１２間の張りが与えられて配置される。スポーク１６は好ましくは従来のワイヤタイプスポークである。本発明にかかるリム１２と関連するものを除いて、ここでは、スポーク１６を、詳細には、記載および／または例示をしない。

次に、図１８〜図２１を参照して、スポーク１６のハブ２０への連結を、より詳細に説明する。スポーク１６のハブ２０への連結は、以下の説明を除いて、基本的に、米国特許６，４３１，６５８に示された連結と同一である。詳細には、ハブ２０は、米国特許６，４３１，６５８に開示されたハブを、円周方向に等間隔に配置されたスポーク取付位置を有するリム１２に使用されるように設計変更されたものである。もちろん、本発明のリム１２とリア・スプロケットを備えている変形例としてのハブ、つまり、米国特許６，４３１，６５８に開示されたリア・ハブと同様であって、ここに開示される円周方向に等間隔に配置されたスポーク取付配置に変形されたハブに連結できることは、当業者には明らかであろう。さらに、必要に応じて、および／または所望により、強化部材１４を備えたリム１２は、そのようなスポーク配置、あるいは他のスポーク配置とするように変形できることは、本開示から当業者には明らかであろう。

さらに、図１８〜図２１を参照して、スポーク１６およびリム１２のハブ２０への連結を、より詳細に説明する。ハブ２０は、基本的に、管状ハブ本体部材８４と、第１および第２ベアリングアッセンブリ８５ａ、８５ｂと、ベアリングアッセンブリ８５ａ、８５ｂによって本体部材８４に回転可能に支持されたハブ軸８６とを備えている。ハブ２０の部品は従来とほぼ同様である。したがって、ハブ２０の部品は、ここでは詳細に説明、例示しない。

本体部材８４は、管状の中心部８７と、スポーク１６を装着するための中心部８７の対向する両端部に設けられた１組の管状装着部８８ａ、８８ｂとを備える。それぞれの管状装着部８８ａ、８８ｂは、スポーク１６を連結するための複数のスポーク開口部８９ａ、８９ｂを備える。好ましくは、それぞれの装着部８８ａ、８８ｂには、８つのスポーク開口部８９ａ、８９ｂが、それぞれに対して形成されている。

好ましくは、第２の装着部８８ｂは、第１の装着部８８ａのオフセット鏡像である。このように、スポーク開口部８９ｂ、好ましくは、スポーク１６の外側端部６４が円周方向にリム１２の互いの位置から等間隔を空けて配置されるように、スポーク開口部８９ａから円周方向にオフセットしている。管状装着部８８ａ、８８ｂは、スポークニップル６６を有するスポーク開口部８９ａ、８９ｂにおいて、スポーク１６を支持する。

［第２実施形態］
次に、図２２〜２８を参照して、本発明の第２の好ましい実施形態にかかる自転車用ホイール２１０を説明する。自転車用ホイール２１０がスプロケット（図示せず）を収容するようを設計したリア自転車用ホイールであり、ホイール２１０が２０本のスポーク１６を用いていることを除いて、自転車用ホイール２１０は、第１実施形態の自転車用ホイール１０と同一である。詳細には、ホイール２１０には、変形例として接合される強化部材２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃを備える変形例としてのリム２１２と、変形例としてのスポーク配置で配置された２０本のスポーク１６と、変形例としてのハブ２２０とが用いられる。

この第２実施形態は第１実施形態とほぼ同一である。したがって、第２実施形態は、ここでは詳細に説明、および／または例示しない。むしろ、以下の説明および例示以外の、第１実施形態の説明および例示がこの第２実施形態に当てはまることは、本開示から当業者には明らかであろう。さらに、同じ参照符号が、同じ参照符号を付した第１実施形態の部材と同一か、ほぼ同一である、第２実施形態の部材を説明するために使用されていることは、本開示から当業者には明らかであろう。これらの同じ部材は、説明の簡略化のため、その説明を省略する。

リム２１２は、基本的に、外側環状部２２４と、複数の取付開口部２２８が形成されるとともにこの取付開口部２２８に固定される強化部材２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｂを有する内側環状部２２６とを備える。外側環状部２２４は第１実施形態の外側環状部２４と同一である。内側環状部２２６が、円周方向に等間隔を空けて配置された２０個の取付開口部２２８と、合計２０個の変形例としての強化部材２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｂとを備えていることを除いて、内側環状部２２６は第１実施形態の内側環状部２６と同一である。各取付開口部２２８は、第１実施形態の取付開口部２８と同一のサイズおよび形状を有する。このように、取付開口部２２８は、スポーク１６の増加した数を収容するよう、円周方向に互いにより接近していることを除いて、第１実施形態の取付開口部２８と同一である。

強化部材２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃが、変形例としてのハブ２２０から延びるラジアルおよびタンジェントスポーク１６両方を収容するように構成されていることを除いて、強化部材２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃは第１実施形態の強化部材１４とすべて同一である。詳細には、強化部材２１４ａはラジアルスポーク１６を収容するよう設計されており、強化部材２１４ｂは第１のタンジェントスポーク１６を収容するよう設計されており、強化部材２１４ｃは第２のタンジェントスポーク１６を収容するよう設計されている。より詳細には、強化部材２１４ａ、２１４ｂおよび２１４ｃは、ハブ２２０のスポーク配置（つまり、１０本のラジアルスポーク１６と１０本のタンジェントスポーク１６の交互配置）に対応するよう角度を付けられた管状部２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃをそれぞれ備える。ハブ２２０については後述する。

詳細には、リム２１２は、１０個の強化部材２１４ａと、５個の強化部材２１４ｂと、５個の強化部材２１４ｃとを備えている。強化部材２１４ｂおよび２１４ｃは、リム２１２の円周方向において、強化部材２１４ａの間の交互に、一つ飛ばしで（つまり、２１４ａ、２１４ｂ、２１４ａ、２１４ｃ、２１４ａ、２１４ｂ・・・）配置される。強化部材２１４ａは、第１実施形態と同様の方法で径方向のスポーク１６を収容するように設計されており、強化部材２１４ｂ、２１４ｃは、ハブ２２０を参照して以下に説明される従来のような方向に、第１および第２タンジェントスポーク１６をそれぞれ収容するよう、設計される。

強化部材２１４ａは互いに同一である。詳細には、それぞれ強化部材１４の管状部５２は、好ましくは、径方向線Ｙ（図２３）に対して約０°の角度を付けられ、中心面Ｐ（図２４）に対しては約４°の角度を付けられている。リム２１２は、第１実施形態と同様に、回転軸Ｘから強化部材２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの中心まで外側に延びる複数の径方向線Ｙを有する。また、強化部材２１４ｂも互いに同一である。強化部材２１４ｂは、第１のタンジェントスポーク１６を収容するように設計されている。詳細には、強化部材２１４ｂの管状部２５２ｂは、好ましくは、径方向線Ｙ（図２５）に対して約５°の角度を付けられ、中心面Ｐ（図２６）に対しては約５°の角度を付けられている。また、強化部材２１４ｃも互いに同一である。強化部材２１４ｃは、第２のタンジェントスポーク１６を収容するように設計されている。詳細には、それぞれ強化部材２１４ｃの管状部２５２ｃは、好ましくは、径方向線Ｙ（図２７）に対して約５°の角度を付けられ、中心面Ｐ（図２８）に対しては約６°の角度を付けられている。図２５〜図２７に示す通り、管状部２５２ｂ、２５２ｃは、軸方向から見たときに、径方向線Ｙ対して互いに反対方向に角度が付けられている。

上述の通り、自転車用ホイール２１０はリア自転車用ホイールとして設計されている。したがって、ホイール２１０は、センターハブ２２０の一端に連結されたフリーホイール２２２を好ましくは備えている。フリーホイール２２２は、センターハブ２２０に従来と同様に連結される。したがって、フリーホイール２２２は、ここでは詳細に説明、および／または例示しない。自転車用ホイール２１０は、フリーホイール２２２を収容するように、図２２に示されたスポーク配置を好ましくは用いる。ここでの説明および例示を除いて、本発明のホイール２１０の、フリーホイール２２２を有するセンターハブ２２０は、従来からのものと同様である。したがって、センターハブ２２０は、ここでは詳細に説明、および／または例示しない。むしろ、センターハブ２２０については、米国特許６，４３１，６５８（出願人、株式会社シマノ）から基本的に理解されよう。

詳細には、本発明のセンターハブ２２０が、リム２１２において円周方向に等間隔を空けて離れて配置されるより多くのスポーク（つまり２０本のスポーク）を用いること、および本発明のラジアルスポーク１６が、フリーホイール２２２に隣接したセンターハブ２２０に装着されることを除いて、本発明のセンターハブ２２０は、米国特許６，４３１，６５８において開示されたリア・ハブと同様である。

より詳細には、本発明のセンターハブ２２０がリム２１２のまわりで円周方向に等間隔を空けて配置される２０本のスポーク１６を連結するよう設計されることを除いて、本発明のセンターハブ２２０は、株式会社シマノのホイール・モデル番号ＷＨ−Ｍ５３５およびＷＨ−Ｒ５３５と共に用いられるハブと同様である。株式会社シマノホイール・モデル番号ＷＨ−Ｍ５３５およびＷＨ−Ｒ５３５は、リムにおいて１６のスポークがペアに配置されて連結されるよう設計されている。したがって、本発明のホイール２１０のセンターハブ２２０は１０本のスポーク１６を連結するための１０個のスロットを有する（フリーホイール２２２に隣接する）管状スポーク取付部と、スポークニップル６６を介して１つの第１のタンジェントスポーク１６および１つの第２のタンジェントスポーク１６を連結するように設計された５個ずつの（フリーホイール２２２から反対側端部の）スポーク取付凸部とを備えることは、本開示から当業者には明らかであろう。スポーク１６は互いに同一にできる。しかしながら、必要に応じて、センターハブ２２０を最適に用いるために、必要に応じて、スポーク１６の幾本かを長めに構成してもよい。

スポーク１６が等間隔を空けた位置においてリム２１２と連結されるよう、そのようなスポーク取付凸部、およびセンターハブ２２０の管状スポーク取付部のスロットは、互いに関連して配置されることも、本開示から当業者には明らかであろう。いずれの場合も、ここに開示された方向（傾斜）でスポークニップル６６を介してスポーク１６を連結することができる限り、本発明のホイール２１０のハブ２２０の構成の細部は重要ではない。

ここで用いられた、次の用語、「前方、後方、上、下向き、垂直、水平、下、横」同じく他の同様な方向を示す用語が、本発明の自転車の方向を示す用語として使用されている。このように、本発明において用いられるこれらの用語は、本発明が適用される自転車に対して相対的な意味で用いられる。

ここでは、「ほぼ」、「およそ」、「約」といった程度を示す用語は、最終結果が大きく変わらないような、妥当な変形の条件の変更量を意味するものとして用いる。変更が、変形という語の意味を損なわない限り、これらの用語には変形の条件の少なくとも±１０％の変更を含むものとする。

本発明の説明のためにいくつかの実施形態が選択されただけであって、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することがない範囲で、種々の変更、変形ができることは、本開示から当業者には明らかであろう。さらに、前述の本発明にかかる実施形態の説明は単なる例示であって、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって決められる本発明を限定するものではないことは、本開示から、当業者には明らかであろう。

本発明の第１実施形態による強化リムを備える自転車用ホイールの側面図。 図１に示したホイールの強化リムの側方正面図。 図２の円３によって示された強化リムの領域の拡大軸方向断面図（つまりホイールの中心面に沿って見たときの断面図）。 図２の切断線４−４に沿って見た、図１〜図２に示した強化リムの拡大部分断面図。 図２の円５によって示された強化リムの領域の拡大軸方向断面図（つまり、ホイールの中心面に沿って見たときの断面図）。 図２の切断線６−６に沿って見た、図１〜図２に示した強化リムの拡大部分断面図。 図２の円３によって示された強化リムの領域を示す拡大軸方向断面図（ホイールの中心面に沿って見たときの断面図）。 図１の切断線８−８に沿って見た、図１に示した自転車用ホイールの拡大部分断面図。 タイヤ、スポークおよび強化部材が取り外された、図１に示した自転車用ホイールの図１の切断線８−８に沿って見た部分拡大断面図。 タイヤが取り外された、図１および図８に示した自転車用ホイールの図１の切断線１０−１０に沿って見た部分拡大断面図。 強化リムの内側環状部に装着される最終の所望形状に強化部材を変形する前に、先立って形成された（前段階形状の）強化部材の拡大内側立面図（つまり、内側径方向図）。 架空の破線で示された前段階形状の、図１１において図示された前段階形状強化部材を最終の所望の形状に変形した後の、図１〜図８において図示された自転車リムの強化部材の拡大内側立面図（つまり、内側径方向図）。 図１２に示した強化部材の外観図。 図１２および図１３に示した強化部材の側方（軸方向）の正面図。 図１２〜図１４に示した強化部材の反対側の側方（軸方向）の正面図。 図１３の矢印１６に沿って見た、図１２〜図１５に示した強化部材の端面（円周方向）の正面図。 図１３の切断線１７−１７に沿って見た、図１２〜図１６に示した強化部材の断面図。 部分的に断面が示された、図１に示した自転車用ホイールのハブの拡大上面図。 図１８に示した自転車用ホイールのハブにおけるハブ体の拡大上面図。 スポーク孔にスポークニップルが配置されている、図１８および図１９に示したハブ体の一部分の部分拡大断面図。 図２０に示したハブおよびスポークニップルの一部分の右側側面図。 本発明の第２実施形態による強化リムを備える自転車用ホイールの正面図。 図２２の円２３によって示されたリムの領域の拡大軸方向断面図（つまりホイールの中心面に沿って見たときの断面図）。 図２２の切断線２４−２４に沿って見た、図２２に示したホイールの拡大部分断面図。 図２２の円２５によって示されたリムの領域の拡大軸方向断面図（つまりホイールの中心面に沿って見たときの断面図）。 図２２の切断線２６−２６に沿って見た、図２２に示したホイールの拡大部分断面図。 図２２の円２７によって示されたホイールの領域の拡大軸方向断面図（つまりホイールの中心面に沿って見たときの断面図）。 図２２の切断線２８−２８に沿って見た、図２２に示したリムの拡大部分断面図。

符号の説明

１０，２１０ 自転車用ホイール
１２，２１２ リム
１４，２１４ａ，ｂ，ｃ 強化部材
２４，２２４ 外側環状部
２６，２２６ 内側環状部
２８，２２８ 取付開口部
３０，２３０ 環状側面部分
３２，２３２ 環状接続部分
４０，２４０ 環状傾斜部分
４２，２４２ 内側環状部分

Claims (13)

1. タイヤが装着される環状タイヤ装着部と、
   前記タイヤ装着部に連結され、それぞれが中心軸を有し円周方向に間隔をあけて配置された複数の取付開口部を含む環状スポーク取付部と、
   前記取付開口部における前記スポーク取付部の厚みを増加させるように、前記取付開口部において前記スポーク取付部に固定され、基部を有する複数の強化部材とを備え、
   前記複数の強化部材のそれぞれの基部は、
   前記スポーク取付部の外面に当接するリム側の面と、
   前記リム側の面に対して反対方向に面する外側の面と、
   前記取付開口部の１つに対応して形成された貫通孔とを有する、
   自転車用リム。
2. 前記強化部材は、前記スポーク取付部の外面と前記基部との間に接合を形成するよう、金属溶融によって接合される、請求項１に記載の自転車用リム。
3. 前記スポーク取付部の外面と前記基部とはろう付けによって接合される、請求項２に記載の自転車用リム。
4. 前記強化部材は、前記スポーク取付部の外面との間に段部を形成する前記基部によって構成される環状周辺端部を有する、請求項１又は３に記載の自転車用リム。
5. 前記強化部材の環状周辺端部はテーパ部とラジアル部とを備える、請求項４に記載の自転車用リム。
6. 前記強化部材のリム側の面は、前記スポーク取付部の外面の輪郭に適合するよう、リムの軸方向にＵ字状の輪郭を有する、請求項１に記載の自転車用リム。
7. 前記強化部材は単一部材として一体形成される、請求項１に記載の自転車用リム。
8. 前記取付開口部は、中心軸が実質的にリムの径方向に延びるよう、内側環状部分に形成される、請求項１に記載の自転車用リム。
9. 前記タイヤ装着部は、１組の環状タイヤ支持部分の間に概略形状が断面Ｕ字型である環状ブリッジ部分を備えており、
   前記スポーク取付部は、前記タイヤ装着部との間に環状中空領域を形成するよう前記タイヤ装着部に固定される、
   請求項１に記載の自転車用リム。
10. 前記環状タイヤ支持部分は、１つのバルブ孔を除いて開口していない、請求項９に記載の自転車用リム。
11. 前記強化部材は、前記基部から前記取付開口部を通って延びる管状部を有している、請求項１，３，５又は１０に記載の自転車用リム。
12. 前記管状部は内部に雌ねじを有する、請求項１１に記載の自転車用リム。
13. 前記強化部材の外側周辺端部から前記取付開口部へ測定して最大のオーバーラップ寸法である環状スポーク取付部を覆う最大オーバーラップ寸法が、前記取付開口部の横方向最大寸法の少なくとも１／２である、請求項１に記載の自転車用リム。

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