JP5878274B2 - 自転車用の車輪のリム、およびそのリムを備える自転車用の車輪 - Google Patents

Description

本発明は、自転車用の車輪のリム、詳細には、チューブレス車輪のリムに関する。

本発明は、さらに、このリムを備える自転車用の車輪、およびこの車輪を備える自転車に関する。好ましくは、この自転車は競走用自転車である。

本発明は、さらに、自転車用のチューブレス車輪のリムにスポークを組み付けるための孔を密封するバンド、およびこのバンドを備えるリムに関する。本発明は、さらに、このリムを備える自転車用の車輪、およびこの車輪を備える自転車に関する。

典型的に、自転車用の車輪は、タイヤ、ハブ、およびリムとハブとの間を延びる複数のスポークが取り付けられたリムを備えている。

さまざまな型の自転車用の車輪のなかでも、「チューブレス」として知られる型、すなわち空気室を備えていない型が、現在広く普及している。詳細には、チューブレス車輪では、タイヤがリムに気密に取り付けられて気密な環状領域が形成されており、この環状領域に、リムに形成された適切な孔においてリムと組み合わされる膨張バルブによって加圧空気が導入されている。

チューブレス車輪の上述した気密な環状領域は、タイヤの内表面およびリムの外表面によって形成されている。詳細には、リムは、環状の底壁、すなわちリムの上部のブリッジと、この上部のブリッジから径方向外側に延びる一対の環状の側壁、すなわちフィンとが設けられた径方向外側部を有する、ほぼ環状に延びるボディを備えている。このフィンは、最終的な組付形態において、加圧空気の押圧に抗してタイヤの径方向内側の端縁、すなわちビードを保持することでタイヤとリムとを気密に接続している。

したがって、気密な環状領域を形成するリムの外表面は、上部のブリッジの径方向外側の表面とフィンの軸方向内側の表面とによって形成されている。

膨張バルブ用の孔は、典型的に、リムの上部のブリッジの環状の中心部に形成された環状の凹部に形成されている。好ましくは、上部のブリッジはそれ以外に孔を有していない。詳細には、車輪のスポークを組み付けるための孔が設けられておらず、実際、このような孔は、一般的に、リムの径方向内側部に設けられている。他方、スポークを組み付けるための孔が上部のブリッジに設けられている場合、これらの孔は、シールバンド、例えば、特許文献１に記載のゴム製バンドによって適切に密封されている。

リムの上部のブリッジに形成された環状の凹部は、タイヤをリムに組み付ける最初の工程においてタイヤのビードの少なくとも１つ、好ましくは両方のビード、を収容するための環状の溝を形成している。実際、このような工程では、環状の凹部の側壁に当接するようにタイヤのビードがこのような凹部に押し込まれて収容される。この工程の後、タイヤと上部のブリッジとの間に形成される空間に加圧空気を供給することによってタイヤが膨張される。この工程では、加圧空気の作用によってタイヤのビードが上部のブリッジ上をリムのフィンに到達するまで摺動し、タイヤの最終的な組付形態ではフィンがビードと接続され、加圧空気の押圧に抗してタイヤを保持する。

タイヤの膨張の工程では、タイヤのビードが上部のブリッジを摺動する間、タイヤと上部のブリッジとの間の気密性を確保する必要がある。したがって、このような工程は極めて細心の注意を要するものであり、この工程を実行するには高圧で空気を供給する必要がある。

特許文献２には、チューブレス車輪の上述した型のリムが開示されている。詳細には、このリムの上部のブリッジに形成された環状の凹部は、環状の平坦な接続面によって互いに接続された、リムの長手方向の対称平面に対して傾く対向する環状の平坦な側面によって形成されている。タイヤをリムに組み付ける工程が詳細に説明されている。

チューブレス車輪に用いられる他の型のリムが特許文献３に記載されている。詳細には、これらのリムの上部のブリッジに形成された環状の凹部は、湾曲した環状の接続面を介して互いに接続された、対向する環状の湾曲した側面によって形成されている。環状の側面および環状の接続面は同一の曲率半径を有している。上部のブリッジの、環状の凹部に対して軸方向の両側に設けられた環状の表面が、リムの長手方向の対称平面に垂直な軸心に対して所定の角度で傾いている。

米国特許出願公開第２００４／００９５０１４号明細書 米国特許第６２５７６７６号明細書 米国特許第６５６８７６６号明細書

出願人は、従来技術の前述の文献に記載されたリムの上部のブリッジの形状と異なる上部のブリッジの形状を有した新しい型のリムを発明した。このリムの形状は、タイヤをリムに組み付ける最初の工程においてタイヤを膨張させるときに、タイヤをリムの上部のブリッジに簡単かつ効果的に組み付けるのに、従来技術のリムの形状よりも適している。

したがって、本発明の第１の構成は、自転車用の車輪のリムに関し、このリムは、ほぼ環状に延びるボディを備えており、前記ボディが、タイヤと接続できるように形成された径方向外側部を有し、前記径方向外側部が、膨張バルブ用の孔が設けられた環状の底壁を有し、前記環状の底壁が、中央の環状の凹部と、前記中央の環状の凹部に対して軸方向の両側に設けられた２つの環状の側部とを有し、前記凹部が、その少なくとも１つの側における、前記孔から円周方向に離れた領域の、当該リムの断面において径方向内側の表面および径方向外側の表面を有しており、前記径方向外側の表面が、前記径方向内側の表面の曲率半径と異なる曲率半径を有することを特徴とする。

本明細書および添付の特許請求の範囲を通して、本発明のリムの径方向外側部の「環状の底壁」は、しばしば「上部のブリッジ」としても示される。さらに、本明細書および添付の特許請求の範囲において、「軸方向」および「径方向」という用語は、それぞれ、リムの回転軸心にほぼ平行な方向およびリムの回転軸心にほぼ垂直な方向に対して用いられる。他方、「円周方向」という用語は、リムの環状の延在方向に対して用いられる。

有利なことに、本発明のリムの上部のブリッジに、異なる曲率半径を有する径方向内側の表面と径方向外側の表面とが設けられた環状の凹部を設けることにより、これらの表面にとって最も適切な曲率半径の数値を、リムおよびタイヤを構成する材料に従い選択することができる。これにより、異なる用途に応じて上部のブリッジの形状を最適化することができる。このようにして、常に確実にタイヤをリムに簡単かつ効率的に組み付けることができ、リムおよびタイヤのあらゆる使用される型について動作時の車輪の高い信頼性を常に確保することができる。

好ましくは、本発明のリムにおける前記径方向外側の表面は、湾曲した表面であり、より好ましくは、凸状の表面であり、他方、好ましくは、前記径方向内側の表面は、湾曲した表面の少なくとも一部を有しており、より好ましくは、この湾曲した表面は凹状の表面である。

本明細書および添付の特許請求の範囲において、「湾曲した表面」とは、凹状または凸状のどちらにしろ、単一の曲率半径または複数の曲率半径を有する平坦でない表面のことを総称していう。

有利なことに、湾曲した表面を設けることにより、タイヤの組付けの最初の工程において、ビードが凹部の底部から凹部の上端に向かって摺動し易くなる。

好ましくは、本発明のリムは対称であり、本明細書において本発明のリムの利点に焦点を当てる際には、多くの場合、このような型のリムのことを指すことになる。しかしながら、説明する内容は非対称なリムの場合にも有効であり、この場合、リムの単一の側のみであってもこのような利点が達成できることを理解される。

好ましくは、湾曲した表面の前記少なくとも一部および前記径方向外側の表面は、共通の接点で連続している。したがって、タイヤのビードが移動する経路は、容易かつ緩やかであり、不連続部を有さない。

好ましくは、前記径方向外側の表面の前記曲率半径は、前記径方向内側の表面の湾曲した前記少なくとも一部の曲率半径よりも大きい。

有利なことに、環状の凹部の径方向外側の表面が凹部の径方向内側の表面の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する湾曲した形状で形成されていることにより、上部のブリッジの、環状の中心部と環状の側部との形状の曲率をゆっくりと変化させることができるので、ビードが環状の凹部から出てリムのフィンに接続されるために乗り越える必要がある突出部を、緩やかにすることができる。基本的に、リムの上部のブリッジにおけるビードは、現在知られているリムよりも一様かつ連続的に摺動できる。これにより、本発明のリムにおけるタイヤは、従来技術のリムにおけるタイヤの膨張に使用される圧力よりも低い圧力で空気を供給することで膨張させることができ、有利なことに、手動のポンプを用いても膨張させることができる。さらに、本発明のリムの上部のブリッジの形状がゆるやかに変化するものであることにより、タイヤのビードに加わる応力を小さくできる。これにより、タイヤの膨張時にタイヤのビードがリムの上部のブリッジを摺動する際の所望の気密性の確保と、タイヤの膨張の終了時におけるタイヤのビードとリムのフィンとの正確な接続とを、従来技術のリムよりも確実に簡単かつ効果的に行うことができる。つまり、本発明のリムへのタイヤの組付けは、単純かつ簡単であり、さらに、効率性および信頼性の面で最適である。

リムの上部のブリッジに形成される環状の凹部には、タイヤをリムに組み付ける最初の工程でビードを収容するためにタイヤの寸法によって決まる一定の深さが必要であることを踏まえると、前述した利点は尚更重要である。実際、同一の寸法のタイヤに対してこのような深さが低い場合、いったんビードの一部がこの凹部に収容されると、リムのフィンを越えて、このようなビードの正反対部も同じく凹部に収容させることは極めて困難になる。実際、このようにするにはタイヤのビードを過剰に変形させる必要があるが、ビードの固有の剛性により、このような変形はある限度までしかできない。したがって、上部のブリッジの環状の凹部の深さをタイヤの寸法によって決まる一定の数値より下に設定できないことを考慮して、有利なことに、環状の凹部の径方向外側の表面の曲率半径が径方向内側の表面の曲率半径よりも大きくすることにより、タイヤの組付けの最初の工程の際に環状の凹部からリムのフィンに向かって移動するためにビードが通る必要のある経路における高さの差異を、容易に克服することができる。

出願人は、前記径方向外側の表面の前記曲率半径が前記径方向内側の表面の前記湾曲した少なくとも一部の曲率半径の約２倍（場合により０．数ミリメートル単位で近似を行った上で）である場合に、前述の利点が特に有益になることに気付いた。

本発明のリムの好ましい実施形態において、前記環状の底壁は、前記径方向外側の表面と前記環状の側部の少なくとも１つとの間に突出面を有している。有利なことに、このような突出面は、タイヤのビードが側方からの衝撃により上部のブリッジの凹部の方向に誤って移動して望ましくない空気の漏れを生じることがないようにしている。

好ましくは、このような突出面は、湾曲した表面によって形成されている。これにより、タイヤの組付けの最初の工程の際にタイヤのビードが前記突出面を越え易くなっており、タイヤのビードは凹部の側壁からリムのフィンに向かって摺動し易くなっている。

好ましくは、前記径方向外側の表面と前記環状の突出面とは共通の接点で連続している。これにより、タイヤのビードが移動する経路は緩やかになっており、凹部の上端においても不連続部は存在しない。

好ましくは、前記環状の側部は、リムの長手方向の対称平面に対してほぼ垂直である。このようにして、車輪に側方から衝撃が加わった場合にタイヤのビードがリムのフィンから上部のブリッジの凹部に向かって摺動しないように、さらに防止が行われている。実際、このような環状の側部がリムの回転軸心の方向に傾いていると、ビードがフィンからリムの長手方向の対称平面に向かって軸方向に移動するので、上記のような摺動は生じ易い。

本発明のリムの第１の実施形態において、前記凹部の前記径方向内側の表面全体が、単一の曲率半径を有する湾曲した表面によって形成されている。

本発明のリムの他の実施形態において、前記凹部の前記径方向内側の表面は、複数の曲率半径を有する湾曲した表面によって形成されている。この場合、好ましくは、この湾曲した表面が、径方向内側部において第１の曲率半径、および前記環状の中心部の両側にあるその径方向外側部において第２の曲率半径を有している。

好ましくは、前記第２の曲率半径は、前記第１の曲率半径よりも小さい。

好ましくは、湾曲した表面の前記少なくとも一部は、環状の前記径方向外側部に形成されている。

本発明のリムの他のさらなる実施形態において、前記径方向内側の表面は、ほぼ平坦な表面部および湾曲した表面部によって形成されている。この場合、好ましくは、前記ほぼ平坦な表面部は、前記湾曲した表面部よりも軸方向の内側にある。

本発明のリムにおいて、前記中央の環状の凹部は、当該リムの環状の延在方向の全体にわたって同一の形状を有していてもよい。

本発明のリムの特に好ましい一実施形態において、前記環状の凹部は、膨張バルブ用の孔において異なる形状を有している。この場合、前記環状の凹部は、その少なくとも１つの側における、前記孔の近傍の、リムの断面において少なくとも一部が平坦な径方向外側の表面およびほぼ平坦な径方向内側の表面を有している。

有利なことに、膨張バルブ用の孔における上部のブリッジがこのような形状であることにより、タイヤの膨張バルブの頭部を収容するための座部を形成することができる。前述の形状により、リムに設けられた各々の孔に膨張バルブを確実に気密に接続することができ、リムへの膨張バルブの組付作業が簡単になる。実際、典型的に、膨張バルブは、リムの上部のブリッジに形成された孔を通過するように構成された軸部と、軸部よりも幅が広い頭部とを有している。リングナットが軸部に螺合されてリムの径方向内側の表面に当接することにより、リムに対して径方向外側に摺動しないように軸部が保持される。リングナットを螺合させることで膨張バルブの頭部が回転してしまうことがあるが、一方、本発明のリムでは、膨張バルブの頭部が凹部のほぼ平坦な内表面に当接することによってこのような回転が阻止されている。

好ましくは、前記径方向外側の表面は、前記径方向内側の表面に隣接する平坦な表面部と、前記平坦な表面部に関連する前記径方向内側の表面と対向する側に設けられた湾曲した表面部とを有している。より好ましくは、前記湾曲した表面部は、前記膨張バルブ用の孔から円周方向に離れた前記領域における前記凹部の前記径方向外側の表面の曲率半径と同一の曲率半径を有している。

有利なことに、このような形状により、タイヤの組付けの最初の工程においてタイヤのビードが上部のブリッジを簡単かつ効果的に気密に摺動することができ、膨張バルブを各々の孔に気密に収容することができ、さらに、膨張バルブをリムに組み付ける作業を単純化することができる。

好ましい実施形態において、本発明のリムは、金属材料または構造を有する複合材料（後で定義する）からなる、チューブレス車輪のリムである。

本発明の第２の構成は、上述の型のリムを備える自転車用の車輪に関する。

好ましくは、このような車輪は、本発明のリムに関して上述したあらゆる構造的特性および機能的特性を単独または組合せで有しているので、前述の利点を全て有している。

本発明の第３の構成は、前述の車輪を備える自転車に関する。

好ましくは、このような自転車は、本発明のリムに関して上述したあらゆる構造的特性および機能的特性を単独または組合せで有しているので、前述の利点を全て有している。

本発明の第４の構成は、自転車用のチューブレス車輪のリムにスポークを組み付けるための孔を密封するバンドに関し、このバンドは、当該バンドの横断面において、上述したリムの環状の底壁に形成された中央の環状の凹部の少なくとも径方向外側の表面の形状と同一の形状を持つ外表面を有していることを特徴とする。

有利なことに、このようなバンドにより、スポーク用の孔が密封され、この孔を有する上部のブリッジに設けられたチューブレス車輪のタイヤを膨張させることができ、さらに、リムの上部のブリッジに、本発明のリムに関して上述した利点と同一の利点を実現することができる所望の断面形状が付与される。

前記バンドは、前記リムの凹部の形状のみと同一の形状を有していてもよいし、前記リムの前記環状の底壁全体の径方向の外表面の形状と同一の形状を有してもよい。

本発明の第５の構成は、自転車用のチューブレス車輪のリムに関し、このリムは、ほぼ環状に延びるボディを備えており、前記ボディが、タイヤと接続できるように形成された径方向外側部を有し、前記径方向外側部が、中央の環状の凹部を有する環状の底壁を含み、前記環状の凹部において、膨張バルブ用の第１の孔と、各々のスポークを組み付けるための複数の第２の孔とが円周方向に離間して形成されており、前記第２の孔が、上述した型のバンドで密封されている。

本発明の第６の構成は、上述のバンドが設けられたリムを備える自転車用の車輪に関する。

本発明の第７の構成は、前述の車輪を備える自転車に関する。

本発明の自転車用の車輪のリムを示す概略斜視図である。 図１のリムの第１の実施形態を示す、図１の平面Ｐ１に沿った概略断面図である。 図２のリムの径方向外側部を示す概略拡大断面図である。 図１のリムの第２の実施形態の径方向外側部を示す概略拡大断面図である。 図１のリムの第３の実施形態の径方向外側部を示す概略拡大断面図である。 図１のリムの一部を示す概略拡大図である。 図１のリムの、図６の平面Ｐ２に沿った断面の径方向外側部を示す概略拡大断面図である。 図１のリムの、図６の平面Ｐ３に沿った断面の径方向外側部を示す概略拡大断面図である。 タイヤの最終的な組付形態において膨張バルブとタイヤとが付加された図１のリムを示す、図６の平面Ｐ２に沿った概略断面図である。 本発明の他の実施形態であるリムを示す概略断面図である。 本発明の他のさらなる実施形態であるリムを示す概略断面図である。

本発明のさらなる特徴および利点は、例示的なものであって限定的なものでない好ましい実施形態についての、添付の図面を用いて行う以下の詳細な説明から明らかになる。

まず図１および図２において、本発明の自転車用の車輪のリムが符号１で示されている。このリム１は、チューブレス車輪、好ましくは競走用自転車に用いられるチューブレス車輪に使用される。

リム１は、ほぼ環状に延びたボディ５を備えている。ボディ５は、タイヤが最終的に組み付けられた形態で、当該技術分野ではビードとして知られるタイヤ４０の径方向内側の端縁４２（図９）を収容かつ保持するように構成されている。ボディ５は、さらに、以下で明らかになるように、タイヤ４０の組付工程が容易になるように構成されている。

ボディ５は、タイヤ４０が接続される径方向外側部６ａと、径方向外側部６ａと一体で形成された径方向内側部６ｂとを有している。図１および詳細には図２に示されているように、径方向内側部６ｂは２つの側壁７を介して径方向外側部６ａに接続されており、これによって管状の構造５ａを形成している。本発明のリム１において径方向内側部６ｂを設けることは、車輪のスポークを容易に固定するための領域を提供するので特に好都合である（添付の図面にはこのようなスポークを固定する孔は示されていない）。

径方向外側部６ａは、環状の底壁１２、すなわち上部のブリッジと、底壁１２からほぼ径方向外側に延びる一対の環状の側壁１０、すなわちフィンとを有している。詳細には、側壁１０は、リム１の長手方向の対称平面Π（図２に示されている）の方向に湾曲した径方向外側の端部１０ａを有している。

底壁１２には、タイヤ４０の膨張バルブ１００を収容するための孔１６の他には、孔は全く設けられていない（図１、図６および図９）。

図９には、側壁１０がタイヤ４０および底壁１２と協働してこれらの間に気密室４０ａを形成する様子が示されている。側壁１０、詳細には側壁１０の径方向外側の端部１０ａが、最終的な組付形態において、タイヤ４０に対する加圧空気の押圧に抗してタイヤ４０を保持することにより気密接続を行っている。

図１、図２および図６において、ボディ５は、以下で詳細に説明するように、孔１６が設けられている領域を除き、環状の延在方向の全体にわたって同一の形状を有している。本発明のリム１の他の実施形態では、唯一の不連続部が孔１６によって形成されている。

図２において、底壁１２は、リムの長手方向の対称平面Πと交差して延在する中心部において、環状の凹部２０を有している。孔１６は、凹部２０のほぼ中央に形成されている（図６および図７）。

凹部２０は、タイヤ４０の組付けの最初の工程においてタイヤ４０の少なくとも１つのビード４２が収容される溝を形成している。

再び図２において、底壁１２は、凹部２０に対して軸方向の両側であり２つの環状の側壁１０に隣接する位置に、リム１の長手方向の対称平面Πにほぼ垂直な２つの環状の側部２４を有しており、環状の凹部２０と環状の各側部２４との間に、リムの横断面（例えば、図２の平面のような）において湾曲した形状を持つ環状の突出面２２を有している。

環状の突出面２２は、リム１の底壁１２の側部２４の径方向外側の寸法よりも大きい径方向外側の寸法を有している。

図９に示されているように、底壁１２の側部２４およびリム１の側壁１０は、タイヤ４０の２つの対向するビード４２を収容するための対応する２つの座部１８を形成しており、タイヤ４０の最終的な組付形態においてこれらの座部１８にビード４２が配置される。タイヤ４０の組付工程では、環状の凹部２０に位置決めされたビード４２は、突出面２２を通過して対応する座部１８に到達することになる。

以下、図３を参照しながら、本発明のリムの第１の実施形態を詳細に説明する。詳細には、環状の底壁１２を形成する表面について詳しく定義し、リムの回転軸心を通る径方向の平面に沿った、リム１の断面における凹状、凸状または直線状の母線を前述の回転軸心を中心として回転させた回転面を、従来どおりにそれぞれ凹状の表面、凸状の表面または平坦面とみなし、このような線の曲率中心がリムの回転軸心の側にあるときその線は凸状であり、他方、曲率中心がリムの回転軸心の反対側にあるときその線は凹状である。

底壁１２の各側部２４はリムの長手方向の対称平面Πにほぼ垂直に向いた径方向外側の平坦面を有しており、他方、各側壁１０はリム１の回転軸心にほぼ垂直に向いた軸方向内側の平坦面を有している。底壁１２の側部２４の平坦面と側壁１０の平坦面とは、対応する湾曲面４９を介して連続している。これらの平坦面は、底壁１０の径方向外側の端部１０ａと共に、タイヤ４０のビード４２を収容するための座部１８を形成している。

各々の突出面２２は、曲率半径Ｒ１を有する湾曲した表面である凸状の表面３０によって形成されている（図３では、半径Ｒ１の円の一部が細線で示されている）。このような凸状の表面３０は、小さい曲率半径を有する凹状の結合面５５を介して底壁１２の各側部２４の平坦面と連続している。

底壁１２の凹部２０は、複数の表面によって形成されている。詳細には、凹部２０は、単一の曲率半径Ｒ２を有する凹状の接続面２６（第１表面）を介して互いに接続された、曲率半径Ｒ３を有する２つの凸状の側面２８（第２表面）を有する（図３では、半径Ｒ２およびＲ３の円の一部が細線で示されている）。凹部２０の１つの側において、凹状の径方向内側の表面である接続面２６および湾曲した凸状の径方向外側の表面である側面２８が、このように接続されていることが分かる。

凸状の側面２８は、凹状の接続面２６と直接連続しており、接点Ｐで互いに接している。

凸状の側面２８は、さらに、凸状の表面３０と直接連続している。

曲率半径Ｒ３は、曲率半径Ｒ２と異なる。好ましくは、曲率半径Ｒ３は、曲率半径Ｒ２よりも大きく、より好ましくは、０．数ミリメートル単位で近似して曲率半径Ｒ２の約２倍に等しい。

好ましくは、曲率半径Ｒ２は２ミリメートル（ｍｍ）ないし５．５ミリメートル（ｍｍ）であり、他方、好ましくは、曲率半径Ｒ３は曲率半径Ｒ２の約２倍である。

例えば、図３に示されたリムの、特に好ましい一実施形態において、曲率半径Ｒ２は約４．２ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ３は約９ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ１は０．２０ミリメートル（ｍｍ）ないし３ミリメートル（ｍｍ）であり、好ましくは約０．５ミリメートル（ｍｍ）であり、凸状の表面３０と底壁１２の各側部２４の平坦面との径方向における高さの差は約０．３５ミリメートル（ｍｍ）である。

図４には、本発明のリムの第２の実施形態が示されている。

この図４において、図１〜図３に関して上述したリムの構成要素と機能的な観点からみて同一または等価な構成要素は、同一の符号で示されており、再度説明しない。

図４の実施形態は、異なる曲率半径を有する複数の表面によって接続面２６が形成されている点が図３の実施形態と異なる。詳細には、接続面２６はリム１の長手方向の対称軸心を通る平面Πと交差して延在する湾曲した表面の径方向内側部である中心領域２６ｂ（第１の部分）において、曲率半径Ｒ'２を有する凹状の表面を有しており、また、中心領域２６ｂの両側にある、湾曲した表面の径方向外側部である環状領域２６ａ（第２の部分）において、曲率半径Ｒ'２と異なる曲率半径Ｒ''２を持つ凹状の表面を有しており、好ましくは、曲率半径Ｒ''２は曲率半径Ｒ'２よりも小さい。

この場合、凸状の側面２８は、環状領域２６ａの凹状の表面と直接連続しており、接点Ｐ’で互いに接している。

図４に示されたリム１の、特に好ましい一実施形態において、曲率半径Ｒ’２は約４．７５ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ’’２は約３．５ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ３は約７ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ１は約０．７５ミリメートル（ｍｍ）であり、凸状の表面３０と底壁１２の各側部２４の平坦面との径方向における高さの差は約０．３５ミリメートル（ｍｍ）である。曲率半径Ｒ’２を有する部分は、約１．１ミリメートル（ｍｍ）の長さの弦Ｃを有する外周の円弧に沿って軸方向に延びている。

図５には、本発明のリムの第３の実施形態が示されている。

このような図５において、図１〜図４に関して上述したリムの構成要素と機能的な観点からみて同一または等価な構成要素は、同一の符号で示されており、再度説明しない。

図５の実施形態は、接続面２６が、リムの長手方向の対称軸心を通る平面Πと交差して延在する中心領域２６ｂにおいて、平坦面、または極めて大きい曲率半径でほぼ平坦な表面を形成する凹状の表面によって形成されている点が図４の実施形態と異なる。このような接続面２６は、平坦な表面部である中心領域２６ｂの両側にある、湾曲した表面部である環状領域２６ａの曲率半径Ｒ’’２を有する凹状の表面と連続している。

図５に示されたリム１の、特に好ましい一実施形態において、曲率半径Ｒ’’２は約３．５ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ３は約７ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ１は約１．５ミリメートル（ｍｍ）であり、凸状の表面３０と底壁１２の各側部２４の平坦面との径方向における高さの差は約０．３５ミリメートル（ｍｍ）である。中心領域２６ｂの平坦面は、約１．１ミリメートル（ｍｍ）の長さの部分Ｌにおいて軸方向に延びている。

本発明のリムのさらなる一実施形態（図示せず）において、上記接続面は平坦である（つまり、この接続面は無限大の曲率半径を有している）。曲率半径Ｒ２の数値が２ミリメートル（ｍｍ）ないし無限大であるさらなる実施形態も可能である。

既に述べたように、好ましい実施形態において、リム１は、孔１６およびこのような孔１６の近傍の領域を除き、環状の延在方向の全体にわたって同一の形状を有している。

図７は、孔１６におけるリム１の断面が示されている。リム１のこのような領域では、リム１の底壁１２が、タイヤ４０の膨張バルブ１００の頭部のための座部３２（図６および図７）を形成するように成形されている。図７において、図１〜図６に関して上述したリムの構成要素と機能的な観点からみて同一または等価な構成要素は、同一の符号で示されており、再度説明しない。

図７に示されているように、孔１６では、凹部２０はリム１の長手方向の対称平面Πに対して所定の角度αで傾いた２つの側方の平坦な表面３８（第３表面）を有している。これら２つの側方の表面３８は、ほぼ平坦な接続面３６、すなわち極めて大きい曲率半径Ｒ２でほぼ平坦な表面を形成する凹状の表面によって接続されている。径方向外側の表面である２つの平坦な表面３８は、曲率半径Ｒ４を有する表面を介して径方向内側の表面である接続面３６（第４表面）と連続している。２つの平坦な表面３８は、接続面３６と共に、タイヤ４０の膨張バルブ１００の頭部を収容するための座部３２を形成している。

平坦な表面３８よりも径方向外側の位置、すなわち平坦な表面３８に関連する接続面３６と対向する側において、凹部２０は、図３〜図５に関して上述した内容と全く同じように、曲率半径Ｒ３を持つ２つの凸状の側面２８を有している。底壁１２は、さらに、凹部２０よりも軸方向外側の位置において、図３〜図５に関して上述した内容と全く同じように、曲率半径Ｒ１を持つ２つの突出面である凸状の表面３０と、平坦面を持つ２つの側部２４とを有している。

つまり、好ましくは、本発明のリム１は、孔１６および孔１６の近傍の領域においても、平坦な表面３８の径方向外側の端部よりも径方向外側の領域についてはリム１の環状の延在方向の全体にわたって同一の形状を有しており、このような形状は、凹部２０の、凸状の側面２８よりも径方向内側の領域のみが異なっている。図８は、図６の径方向の平面Ｐ３に沿ったリム１の断面であり、リム１の、孔１６がない領域と孔１６が形成されている領域との間の、底壁１２の形状の差異、詳細には、底壁１２に形成された環状の凹部２０の形状の差異を示している。孔１６のところでは、凹部２０の底部が、孔１６のところではないリム１の領域と比較して軸方向に長いことに留意されたい。

本発明のリムの特に好ましい実施形態では、孔１６において接続面３６は、約３５ミリメートル（ｍｍ）の曲率半径Ｒ２と約５３ミリメートル（ｍｍ）の軸方向長さＬとを有している（つまり、接続面３６はほぼ平坦である）。このような実施形態において、傾きの角度αは約１８°であり、曲率半径Ｒ４は約１ミリメートル（ｍｍ）であり、曲率半径Ｒ３は約９ミリメートル（ｍｍ）または約７ミリメートル（ｍｍ）（孔１６から離れたリム１の領域における凹部２０の寸法である）であり、曲率半径Ｒ１は約０．５ミリメートル（ｍｍ）、約０．７５ミリメートル（ｍｍ）、または約１．５ミリメートル（ｍｍ）（孔１６から離れたリム１の領域における凹部２０の寸法である）であり、凸状の表面３０と底壁１２の各側部２４の平坦面との径方向における高さの差は約０．３５ミリメートル（ｍｍ）である。

図１０および図１１には、本発明のリムの他の実施形態が示されている。この図において、図１〜図９に関して上述したリムの構成要素と構造的な観点および機能的な観点からみて同一または等価な構成要素は、同一の符号で示されており、再度説明しない。

このリムは、底壁１２の断面の形状が異なる点と上部のブリッジ１２にバンド５０が設けられている点とが、図１〜図９に示し上述したリムと異なっている。

図示されているように、上部のブリッジ１２は、第１の孔である膨張バルブ用の孔１６（図１０には示されていない）に加えて、車輪のスポークを組み付けるための第２の孔であるさらなる孔１７を有している。複数の孔１７は、底壁１２において円周方向に互いに離間しており、さらに、孔１６から離間している。

バンド５０は、米国特許出願公開第２００４／００９５０１４号明細書に記載された型のバンドであるが、バンドの断面における径方向外側の形状が、上記明細書に記載のバンドと異なっている。詳細には、バンド５０は、図３に関して前述したリム１の凹部２０の径方向外側の表面と同一の形状を有している。

より詳細には、バンド５０の外表面は、図３に関して上述した接続面２６および凸状の表面２８と全く同一の、凹状の径方向内側の表面２６’および２つの対向する凸状の径方向外側の表面２８’を有している。これらのような表面は、図３に関して上述した内容と全く同じように、互いに連続しており（単一の接点Ｐ’において）、さらに、突出面２２の凸状の表面３０と連続している。

当然ながら、バンド５０の形状は図１０に示されたものと異なっていてもよい。例えば、このような形状は、図示したり図示しなかったりした他の実施形態に関して上述した形状のいずれであってもよいし、図３に関して前述したリム１の底壁１２全体の径方向の外表面の形状と同一であってもよい。つまりこの後者の場合、バンド５０は、図１１に示されているように、図３に関して前述したリム１の上部のブリッジ１２の側部２４および突出面２２の形状と全く同一の外形状を有する、２つの平坦な側部２４’および２つの突出面２２をさらに有している。

いずれの場合も、バンド５０が使用される本発明のリム１の実施形態において、リム１の上部のブリッジ１２’の凹部２０の形状が特定の革新的な特性を有しているのではなく、実際、凹部２０の特定の所望の形状は、バンド５０を底壁１２’に設けることで得られる。

本発明のリム１は、例えばアルミニウム合金のような金属など、任意の材料からなるものであってもよい。金属材料と組み合わせるために、または金属材料の変形例として、構造を有する複合材料を使用してもよい。

複合材料とは、高分子のマトリクスと、例えば、構造繊維、構造顆粒または構造粉末を有するフィラーとを含む少なくとも２つの成分で構成される材料のことをいう。好ましくは、この構造繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、ボロン繊維およびこれらの組み合わせで構成されるグループから選択される。炭素繊維が特に好ましい。好ましくは、上記高分子のマトリクスの高分子材料は熱硬化性であり、エポキシ樹脂を含んでいるのが好ましい。しかしながら、熱可塑性の材料を使用してもよい。

構造を有する複合材料とは、５ミリメートル超の長さを有する構造繊維を含んだ材料のことをいう。上記高分子材料における当該構造繊維の配置は、構造繊維の小片またはシートの無作為配置、繊維のほぼ一方向の整列配置、繊維のほぼ二方向の整列配置、またはこれらの組み合わせであってもよい。

バンド５０が使用される場合、好ましくは、このようなバンドは、好ましくは高分子材料からなり、より好ましくは、ポリプロピレンからなり、場合によってこのポリプロピレンはポリエステル繊維で強化されている。

当然ながら、当業者は、特定の要件および将来起こり得る要件を満たすために、上述した自転車用の車輪のリム、車輪、およびリムの製造方法について数多くの変更および変形を行ってもよい。さらに、このような変更および変形はすべて、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の保護の範囲に含まれる。

Claims (27)

1. 環状に延びるボディ（５）を備えており、
   前記ボディ（５）が、タイヤ（４０）と接続できるように形成された部分（６ａ）を有し、
   前記タイヤ（４０）と接続できるように形成された部分（６ａ）が、膨張バルブ（１００）用の孔（１６）が設けられた環状の底壁（１２）を有し、
   前記環状の底壁（１２）が、リムの回転軸心に近づくように凹入した中央の環状の凹部（２０）と、前記中央の環状の凹部（２０）に対して軸方向の両側に設けられた２つの環状の側部（２４）とを有し、
   当該リム（１）の断面において、前記凹部（２０）が、そのそれぞれの側における、前記膨張バルブ（１００）用の孔（１６）から円周方向に離れた領域の、第１表面（２６）および第２表面（２８）を有する、
   自転車用の車輪のリムにおいて、
   前記第１表面（２６）が前記第２表面（２８）より当該リムの回転軸心に近く、
   前記第２表面（２８）が前記第１表面（２６）の軸方向の両側に位置し、前記第１表面（２６）の曲率半径と異なる曲率半径（Ｒ３）を有し、
   前記第２表面（２８）が凸表面であり、前記第１表面（２６）が凹表面であり、前記凸表面と共通の接点（Ｐ）で接し、前記共通の接点（Ｐ）において前記凸表面と直接連続する凹表面（２６ａ）の少なくとも一部を前記第１表面（２６）が有し、
   前記第２表面（２８）の前記曲率半径（Ｒ３）が、前記第１表面（２６）の凹表面（２６ａ）の少なくとも一部の曲率半径よりも大きいことを特徴とするリム（１）。
2. 請求項１において、前記第２表面（２８）の前記曲率半径（Ｒ３）が、前記第１表面（２６）の前記凹表面の少なくとも一部（２６ａ）の曲率半径の２倍であるリム（１）。
3. 請求項１または２において、前記環状の底壁（１２）が、前記第２表面（２８）と前記環状の側部（２４）の少なくとも１つとの間に環状の突出面（２２）を有しているリム（１）。
4. 請求項３において、前記環状の突出面（２２）が、湾曲した表面（３０）によって形成されているリム（１）。
5. 請求項４において、前記第２表面（２８）が、凸状の表面であり、
   前記第２表面（２８）と前記環状の突出面（２２）とが共通の接点で連続しているリム（１）。
6. 請求項１〜５のいずれか一項において、前記環状の側部（２４）が、当該リム（１）の長手方向の対称平面（Π）に対して垂直であるリム（１）。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、前記第１表面（２６）全体が、湾曲した表面によって形成されているリム（１）。
8. 請求項７において、前記第１表面（２６）の前記湾曲した表面が、単一の曲率半径（Ｒ２）を有しているリム（１）。
9. 請求項７において、前記第１表面（２６）の前記湾曲した表面が、その第１の部分（２６ｂ）において第１の曲率半径（Ｒ’２）、およびその第２の部分（２６ａ）において第２の曲率半径（Ｒ’’２）を有し、
   前記第１の部分（２６ｂ）が前記第２の部分（２６ａ）より当該リムの前記回転軸心に近いリム（１）。
10. 請求項９において、前記第２の曲率半径（Ｒ’’２）が、前記第１の曲率半径（Ｒ’２）よりも小さいリム（１）。
11. 請求項９または１０において、前記凹表面の少なくとも一部が、前記第２の部分（２６ａ）に形成されているリム（１）。
12. 請求項１〜６のいずれか一項において、前記第１表面（２６）が、平坦な表面部（２６ｂ）および凹表面部（２６ａ）によって形成されているリム（１）。
13. 請求項１２において、前記平坦な表面部（２６ｂ）が、前記凹表面部（２６ａ）よりも前記回転軸心方向に内側であるリム（１）。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項において、前記中央の環状の凹部（２０）が、当該リム（１）の環状の延在方向の全体にわたって同一の形状を有しているリム（１）。
15. 請求項１〜１３のいずれか一項において、当該リム（１）の断面において、前記凹部（２０）が、その１つの側における、前記膨張バルブ（１００）用の孔（１６）の近傍の、少なくとも一部が平坦な第３表面（３８）と平坦な第４表面（３６）とを有しているリム（１）。
16. 請求項１５において、前記第３表面（３８）が、前記第４表面（３６）に隣接する平坦な表面部と、前記平坦な表面部に関連する前記第４表面（３６）と対向する側に設けられた湾曲した表面部とを有しているリム（１）。
17. 請求項１６において、前記第３表面（３８）の前記湾曲した表面部が、前記膨張バルブ（１００）用の孔（１６）から円周方向に離れた前記領域における前記凹部（２０）の前記第２表面（２８）の曲率半径と同一の曲率半径（Ｒ３）を有しているリム（１）。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項において、チューブレス車輪のリムであるリム（１）。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項において、金属材料からなるリム（１）。
20. 請求項１〜１８のいずれか一項において、構造を有する複合材料からなるリム（１）。
21. 請求項１〜２０のいずれか一項に記載のリム（１）を備える自転車用の車輪。
22. 請求項２１に記載の車輪を備える自転車。
23. 自転車用のチューブレス車輪のリム（１）にスポークを組み付けるための孔（１７）を密封するバンドにおいて、
    その断面において、請求項１に記載のリム（１）の環状の底壁（１２）に形成された中央の環状の凹部（２０）の少なくとも第２表面（２８）の形状と同一の形状を持つ外表面を有していることを特徴とするバンド（５０）。
24. 請求項２３において、前記リム（１）の前記環状の底壁（１２）の形状と同一の形状を有するバンド（５０）。
25. 環状に延びるボディ（５）を備えており、
    前記ボディ（５）が、タイヤ（４０）と接続できるように形成された部分（６ａ）を有し、
    前記タイヤ（４０）と接続できるように形成された部分（６ａ）が、中央の環状の凹部（２０）を有する環状の底壁（１２）を含み、
    前記環状の凹部（２０）において、膨張バルブ（１００）用の第１の孔（１６）と、各々のスポークを組み付けるための複数の第２の孔（１７）とが円周方向に離間して形成されており、
    前記第２の孔（１７）が、請求項２３に記載のバンド（５０）で密封されているリム（１）。
26. 請求項２５に記載のリム（１）を備える自転車用の車輪。
27. 請求項２６に記載の車輪を備える自転車。

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