JPH0732803A - 自転車用車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スポーク式の自転車用車輪において、車輪の強
度が十分で且つ全体を軽量化できる様にすること。 【構成】ハブ体(2) のフランジ(21)(21)の各周縁部から
軸線方向外向きに張り出された係止環(20)とリム(1) と
の間にスポーク(3)(3)が張設され、前記各スポーク(3)
は、直線状軸部の一端に形成した係止頭部(34)が係止環
(20)に半径方向に貫通形成した複数のスポーク孔(24)(2
4)の夫々に抜止め状態に係合され、さらに、前記各スポ
ーク(3) は、一端から一定範囲の大径部(36)と、これよ
り細い軸主体部(30)とからなる軸部の前記大径部(36)側
の端部に係止頭部(34)を形成した構成とすると共に、全
体をアルミニューム又はその合金製の直線状スポークと
し、この多数のスポーク(3)(3)をハブ体(2) とリム(1)
との間に張設し、張設状態に於ける張力を、鋼線製スポ
ークを張設する場合のそれに略一致させたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用車輪、特に、
アルミニュームまたはその合金製のスポークを用いたス
ポーク車輪に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び課題】金属製スポークを用いる形式の車
輪では、スポークの使用本数と各スポークの張力によっ
て車輪強度が決定される。従来の車輪では、ハブフラン
ジとリムとの間に多数のスポークを張設するに際して、
ハブフランジとスポークとの係合を確実にするために、
スポークに屈曲頭部を形成し、これをハブ軸線に対して
直角に張り出させたハブフランジのスポーク孔に係止さ
せる方式を採用する。このものでは、前記スポーク孔が
ハブ軸線と平行に貫通形成されることから、スポークを
その先端からスポーク孔に挿入してリムとの間に張設す
ると、前記屈曲頭部とハブフランジとが抜止め状態に係
合することとなり、ハブへのスポークの組付けが簡単で
ある。

【０００３】ところが、この形式のものでは全体を軽量
化する要請に十分に応えることができない。スポーク構
成材料をアルミニュームやその合金によって構成する場
合、従来のステンレス等の鋼材によって構成されるもの
に比べてスポーク全体の重量が軽減できるが、この場合
には、各スポークの張力を十分に大きく設定できない。

【０００４】前記材質のスポークであっても、スポーク
を構成する線材自体は上記張力に耐え得る引張強度を有
しているが、前記従来の形式のスポークは屈曲頭部によ
ってハブフランジと抜止め状態に係合するものであるか
ら、アルミニュームやその合金によって構成されたスポ
ークに作用させる張力を、鋼線スポークの場合と同様の
値に設定すると、屈曲頭部の屈曲点に於ける応力集中に
よってこの部分で破損することとなるからである。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、車輪の強度が十分で且つ全体を軽量化できる様
にすることをその課題とする。

【０００６】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『ハブ体(2) のフランジ(21)(21)の各周縁部
から軸線方向外向きに張り出された係止環(20)とリム
(1) との間にスポーク(3)(3)が張設され、前記各スポー
ク(3) は、直線状軸部の一端に形成した係止頭部(34)が
係止環(20)に車輪半径方向に貫通形成した複数のスポー
ク孔(24)(24)の夫々に抜止め状態に係合され、さらに、
前記各スポーク(3) は、一端から一定範囲の大径部(36)
と、これより細い軸主体部(30)とからなる軸部の前記大
径部(36)側の端部に係止頭部(34)を形成した構成とする
と共に、全体をアルミニューム又はその合金製の直線状
スポークとし、この多数のスポーク(3)(3)をハブ体(2)
とリム(1) との間に張設し、張設状態に於ける張力を、
鋼線製スポークを張設する場合のそれに略一致させた』
ことである。

【０００７】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。各スポ
ーク(3) (3) は、ハブ(2) からリム(1) に対して半径方
向に、つまり、放射状に張設されている。そして、各ス
ポーク(3) は、直線状軸部の一端に形成した係止頭部(3
4)が係止環(20)に車輪半径方向に貫通形成した複数のス
ポーク孔(24)(24)の夫々に抜止め状態に係合され、この
状態で各スポーク(3) には、鋼線製スポークを張設する
場合のそれに略一致した張力が付与された状態となる。
従って、車輪全体としては、従来の鋼線製のスポークを
用いる車輪と同様の強度が得られる。

【０００８】一方、スポーク(3) の各部には主として張
力による引張応力が作用するだけとなるから、アルミニ
ューム又はその合金製の大径部(36)以外の軸主体部(30)
が従来の鋼線製スポークと同様の直径のものであっても
各スポークの張力を十分な値に設定できる。なお、前記
引張応力は係止頭部(34)と係止環(20)との係合部におい
て最も大きいものとなるが、この部分は大径部(36)とな
っているから、全体をアルミニューム又はその合金製の
直線状スポークとしても、前記引張応力に対する十分な
強度を発揮する。

【０００９】

【効果】スポークをアルミニューム又はその合金製とす
ることができるから、同じ数のスポークを用いるとして
も鋼線製のスポークを用いるものに比べて大幅に軽量化
できる。また、軸主体部(30)の係止頭部(34)との連設部
に作用する応力が最も大きくなるが、この部分が大径部
(36)となっているから、前記軸主体部(30)の直径を鋼線
製のスポークと同様に設定でき、この点でも軽量化が促
進される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図１から図７に基づい
て説明する。この実施例は、ハブ体(2) とリム(1) との
間に放射状にスポーク(3)(3)を張設した形式の自転車用
車輪に本発明を実施したものであり、この実施例では、
前記スポーク(3)(3)を、アルミニューム製としている。

【００１１】前記ハブ体(2) は、図１に示すように、そ
の中央部から左右に湾曲しつつ外周側に張り出したフラ
ンジ(21)(21)と、この各フランジ(21)の周縁から軸線方
向外向きに突出形成され且つハブ体(2) の軸線と略平行
姿勢となる係止環(20)と、前記各フランジ(21)の内周壁
の略中央部から外向きに突出形成され且つフランジ(21)
と同心となるボス部(22)とから構成されている。

【００１２】そして、前記各係止環(20)の内周面には、
その周縁に沿って円周方向に、後述のスポーク(3) の係
止頭部(34)の断面形状に適合する略半円形断面の溝(26)
が形成されており、この溝(26)の断面の底部には、所定
ピッチで複数のスポーク孔(24)(24)がハブ体(2) の半径
方向に貫通形成されている。更に、この実施例では、各
スポーク孔(24)の直径は、後述するように、スポーク
(3) の軸及び係止頭部(34)との関係で所定の直径に設定
されている。

【００１３】前記スポーク(3) は、図２に示すように、
従来の屈曲頭部を有する形式の鋼線スポークと同様の軸
径の直線状の軸主体部(30)の一端に半球状の係止頭部(3
4)が連設されると共に、係止頭部(34)からの一定範囲が
前記軸主体部(30)よりも太く設定された大径部(36)とな
っており、前記軸主体部(30)の他端には、ニップル(4)
の螺合用のネジ部(35)が設けられている。そして、前記
係止頭部(34)には、側方に背向突出させた一対の略三角
形状の舌片(37)(37)が設けられ、その各下縁(38)はスポ
ーク(3) の軸線に対して略直角に設定されている。

【００１４】そして、大径部(36)の直径は、通常の鋼線
スポークの直径より大きな値（２．６ｍｍ）に設定さ
れ、前記スポーク孔(24)は、前記大径部(36)が丁度嵌入
する大きさ（３．５ｍｍ程度）に設定されており、又、
大径部(36)と係止頭部(34)の長さの総和が、前記ボス部
(22)と係止環(20)との間の空間の半径方向寸法よりも小
さく設定されている。例えば、この実施例では、ボス部
(22)と係止環(20)との間の距離は、１９ｍｍとなってお
り、前記大径部(36)と係止頭部(34)の長さの和は、１５
ｍｍに設定されている。

【００１５】尚、上記構成のハブ体(2) の内周側には、
図１に示すように、軸心方向に貫通孔(60)が挿通する車
軸(6) が収容され、ハブ体(2) とこの車軸(6) との間に
ベアリングユニット(5)(5)を介装することによって、ハ
ブ体(2) を回動自在に軸支している。このため、車軸
(6) は、両端のネジ軸部(62)(62)から内側の一定範囲
が、前記ベアリングユニット(5)(5)用の装着軸部(63)と
なっており、更に、各装着軸部(63)の内側は、大径段部
(61)となっている。そして、この装着軸部(63)は、前記
ボス部(22)の開放端近傍内側に位置するように、装着軸
部(63)(63)の配設間隔が設定されている。尚、ボス部(2
2)とベアリングユニット(5) の外輪(51)との嵌め合い公
差、及び、装着軸部(63)とベアリングユニット(5) の内
輪(52)との嵌め合い公差が所定の値に設定されている。
そして、ベアリングユニット(5) の装着状態では、前記
大径段部(61)と前記内輪(52)とが当接してベアリングユ
ニット(5) が位置決めされる。

【００１６】尚、ネジ軸部(62)(62)には、平行な平面部
(71)(71)を具備する内側のナット(7) と、外側の六角ナ
ット(8) とが螺合し、ダブルナット方式によりベアリン
グユニット(5) が、車軸(6) の所定の位置に緩み止め状
態に固定されている。前記六角ナット(8) の外側には、
前記ネジ軸部(62)が一部突出し、この突出部が、ホーク
爪との嵌合部となる。そして、ネジ軸部(62)(62)の突出
部とホーク爪とを嵌合させた状態で、車軸の貫通孔(60)
に挿通させた固定具（クイックレーズ）により、ハブ体
(2) （又は車輪）がホークに固定される。

【００１７】更に、この実施例で使用されるニップル
(4) は、図３に示すように、胴部(42)と、これの一端に
連設され且つ外周面が断面四角形状に形成された工具対
応部(41)と、前記胴部(42)の他端に連設される係止端部
(43)とからなり、これらの内周面には、前記スポーク
(3) のネジ部(35)に適合する雌ネジが形成されている。
尚、前記ニップル(4) が挿通されるリム(1) は、断面円
弧状の内周壁(12)と、これの両端部から外周側に張り出
したフランジ部(13)(13)と、各フランジ部(13)の外周側
端部から内側に突出形成された断面円弧状のビードフッ
ク部(14)とから構成されている。そして、前記内周壁(1
2)には、このリム(1) の円周方向に所定ピッチで、ニッ
プル(4) 用の被係止孔(11)(11)が貫通形成されており、
各被係止孔(11)は、孔主体部(15)と、その外周側の大径
の段孔部(16)とから構成され、この孔主体部(15)の径
は、前記胴部(42)に適合させると共に、段孔部(16)の径
は、前記係止端部(43)に適合させている。

【００１８】尚、上記したハブ体(2) 、リム(1) 、ニッ
プル(4) の各部は、アルミニューム製のものが採用され
ており、車輪全体の軽量化が図られている。 ［各部の寸法について］この実施例の車輪では、リム
(1) の直径が６００ｍｍ程度に設定されているが、上記
したハブ体(2) 及びスポーク(3) の寸法関係は、次のよ
うに設定されている。

【００１９】．ハブ体(2) について 左右の係止環(20)(20)の端縁間隔＝７０ｍｍ、左右のボ
ス部(22)(22)の端縁間隔＝７８ｍｍ、係止環(20)の外径
＝７６ｍｍ、係止環(20)の内径＝６５ｍｍ、ボス部(22)
の外径＝２７ｍｍ、スポーク孔(24)の内径＝３．５ｍ
ｍ、スポークの取付本数＝１８本（片面）×２＝３６本 ．スポーク(3) について スポーク(3) の全長＝２３８ｍｍ、軸径＝２．０ｍｍ、
大径部(36)の径＝２．６ｍｍ、大径部(36)の長さ＝１２
ｍｍ、係止頭部(34)の長さ＝３ｍｍ、係止頭部(34)の径
＝４．５ｍｍ ［組立の実際について］次に、上記構成のハブ体(2) と
リム(1) との間にスポーク(3)(3)を張設する実際につい
て以下に説明する。

【００２０】先ず、各スポーク(3) を、その軸部がボス
部(22)から外れた位置となる傾斜姿勢とした状態で、こ
のスポーク(3) のネジ部(35)をスポーク孔(24)に一致さ
せる。このとき、スポーク孔(24)は、前記状態のスポー
ク(3) の軸部（軸径＝２．０ｍｍ）が挿通可能な大きさ
（３．５ｍｍ）に設定されているから、図４の実線に示
すように、前記姿勢のままスポーク(3) の軸部をスポー
ク孔(24)へ挿入していく。

【００２１】すると、大径部(36)がスポーク孔(24)の周
縁部の一部に対接することとなるが、この実施例では、
大径部(36)と係止頭部(34)の長さの総和が１５ｍｍ、ボ
ス部(22)と係止環(20)との間の空間の半径方向寸法が１
９ｍｍに設定されていることから、この状態では、係止
頭部(34)がボス部(22)の外周側に位置する。この状態
で、スポーク(3) をハブ体(2) の半径方向と一致するよ
うに姿勢変化させ、この後、スポーク(3) をハブ体(2)
の外周側に引っ張ると、図４の一点鎖線に示すように、
大径部(36)がスポーク孔(24)内に収容されると共に、係
止頭部(34)が溝(26)内に収容された状態でスポーク孔(2
4)の周縁部に当接する。従って、スポーク(3) が係止環
(20)に抜止め状態に係合される。

【００２２】更に、各スポーク(3) のネジ部(35)を所定
の被係止孔(11)に対向させ、この被係止孔(11)に挿入し
たニップル(4) の工具対応部(41)側の端部に挿入する。
そして、工具対応部(41)を工具で保持した状態で回動さ
せ、ネジ部(35)にニップル(4) を螺合させると、図３に
示すように、胴部(42)が孔主体部(15)内に収容されると
共に、係止端部(43)が段孔部(16)内に収容された状態
で、この係止端部(43)と段孔部(16)の内側端面とが対接
することにより、ニップル(4) がリム(1) に抜止め状態
に係合されることとなる。

【００２３】尚、上記の螺合に際しては、図５及び図６
に示すように、スポーク(3) の係止頭部(34)が係止環(2
0)の溝(26)内に収容され、舌片(37)(37)の下縁(38)が溝
(26)の中心線状に位置した状態となっている。この状態
で、前記舌片(37)(37)の下縁(38)が溝(26)内で旋回する
には、これの対接面が平行でなければならないが、溝(2
6)は、上記のように、略半円形断面となっていることか
ら、スポーク(3) の回動が阻止される。従って、ニップ
ル(4) の螺合に際して、スポーク(3) が共回りすること
がない。

【００２４】更に、上記のようにして、全てのスポーク
(3)(3)の組み付けが行われた後、各ニップル(4) のスポ
ーク(3) への螺合度合いを調節して、各スポーク(3) の
張力を均一にすると、この車輪の組み立てが完了する。
尚、この実施例のものでは、前記張力の値を５０ｋｇ〜
６０ｋｇ（テンションメーター測定値）に設定してい
る。

【００２５】このものでは、スポーク(3) の各部に主と
して作用する引張応力は、係止頭部(34)と係止環(20)と
の係合部において最も大きいものとなるが、この部分は
大径部(36)となっているから、全体をアルミニューム製
としても、前記引張応力に対して十分な強度を発揮す
る。そして、上記のようにして完成した自転車用車輪
は、各部がアルミニューム製となっていることから、こ
れを、スチール製としたものに比べ、全体が、約５０％
軽量化されている。

【００２６】尚、上記の実施例では、フランジ(21)(21)
を、中央部から左右に湾曲しつつ外周側に張り出された
形状としているが、これを、円盤形状としてもよい。
又、ハブ体(2) は、ベアリングユニット(5)(5)を介して
軸支されているが、これを、ワンと玉押しの間に鋼球を
介在させた通常の形式の軸受機構としてもよい。

【００２７】更に、上記の実施例では、スポーク(3) の
係止頭部(34)に設けた舌片(37)(37)と、係止環(20)の溝
(26)とによりスポーク(3) の共回りを防止しているが、
これ以外の構成を採用することもできる。又、上記の実
施例の舌片(37)(37)は、図７のように、極僅かに突出し
ていればよく、要するに、溝(26)内に収容された係止頭
部(34)がスポーク孔(24)を中心にして自転するのを阻止
できる程度の突起であればよい。

【００２８】尚、上記実施例において示した各部の寸法
は、上記のものに限らず、スポーク組み付けに関する既
述の寸法条件を満たすものであればよい。又、各スポー
ク(3) の大径部(36)の直径及び他の軸部直径は、車輪サ
イズによって、適宜変更されることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のハブ体(2) の要部断面図

【図２】本発明実施例のスポーク(3) の側面図

【図３】本発明実施例のニップル(4) とリム(1) との係
合を示す要部断面図

【図４】ハブ体(2) へスポーク(3) を挿入する際の動作
説明図

【図５】係止頭部(34)を溝(26)内に収容した状態の軸線
方向断面図

【図６】係止頭部(34)を溝(26)内に収容した状態の円周
方向断面図

【図７】他の形状の舌片(37)(37)を具備するスポーク
(3) の側面図

【符号の説明】

(2) ・・・ハブ体 (21)・・・フランジ (20)・・・係止環 (24)・・・スポーク孔 (34)・・・係止頭部 (3) ・・・スポーク (36)・・・大径部 (1) ・・・リム (30)・・・軸主体部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ体(2) のフランジ(21)(21)の各周縁
   部から軸線方向外向きに張り出された係止環(20)とリム
   (1) との間にスポーク(3)(3)が張設され、前記各スポー
   ク(3) は、直線状軸部の一端に形成した係止頭部(34)が
   係止環(20)に車輪半径方向に貫通形成した複数のスポー
   ク孔(24)(24)の夫々に抜止め状態に係合され、さらに、
   前記各スポーク(3) は、一端から一定範囲の大径部(36)
   と、これより細い軸主体部(30)とからなる軸部の前記大
   径部(36)側の端部に係止頭部(34)を形成した構成とする
   と共に、全体をアルミニューム又はその合金製の直線状
   スポークとし、この多数のスポーク(3)(3)をハブ体(2)
   とリム(1) との間に張設し、張設状態に於ける張力を、
   鋼線製スポークを張設する場合のそれに略一致させた自
   転車用車輪。