JPH0725201A - スポーク式車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車軸(4) に回動自在に外嵌するハブ体(2) とリ
ム(1) との間にスポーク(3)(3)を張設した形式のスポー
ク式車輪において、各スポーク(3) の強度を向上させる
と共に、ハブ体(2) を小型化して、このスポーク式車輪
全体を軽量化すること。 【構成】各スポーク(3) は直線状軸部の一端に係止頭部
(34)を具備させた構成とし、他方のハブ体(2) には、そ
の両端部に転がり軸受ユニット(5)(5)を収容するように
した端部開放の椀部(21)(21)を形成し、この椀部(21)(2
1)にスポーク孔(24)(24)を貫通形成し、前記椀部(21)の
開放端内周径を、前記直線状のスポーク(3) が椀部(21)
の内周側から前記スポーク孔(24)に向かって挿入できる
大きさに設定し、前記椀部(21)の内周面のスポーク孔形
成部には、転がり軸受ユニット(5)の外周との間に前記
係止頭部(34)を収容する凹陥部(26)を形成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【利用分野】本発明は、自転車用車輪等のスポ−ク式の
車輪に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】従来のスポーク式の自転
車用車輪は、図１に示すように、車軸(4) に回動自在に
外嵌するハブ体(2) のハブ筒(20)の両端近傍から外周側
に張り出させた板状のフランジ(F)(F)の各周縁部とリム
(1) との間に、多数のスポーク(3)(3)を張設した構成と
なっている。

【０００３】そして、この自転車用車輪に使用されるス
ポーク(3) は、その一端に屈曲片(30)を具備すると共
に、他端にニップルを螺合させるネジ部を具備させた構
成となっており、この自転車用車輪の組み立てに際して
は、フランジ(F) の前記周縁部に、ハブ体(2) の軸線と
略平行な方向に貫通形成された複数のスポーク孔(24)(2
4)に、これらスポーク(3)(3)を挿入していき、各スポー
ク(3) の前記屈曲片(30)がスポーク孔(24)を貫通した姿
勢で、前記ネジ部をニップルによってリム(1) のスポー
ク孔にネジ止めする。これにより、屈曲片(30)の先端に
形成された係止頭部(34)が前記スポーク孔(24)に抜止め
状態に係合して、各スポーク(3) がフランジ(F) とリム
(1) との間に張設される。

【０００４】ところで、この自転車用車輪では、ハブ筒
(20)から外周側に張り出すフランジ(F) の大きさは、こ
れに連結されるスポーク(3)(3)の本数、更には、スポー
ク(3)(3)の組み付けの際の作業性との関係によって設定
され、前記従来のものでは、比較的大きなものとなって
いる。この形式の自転車用車輪では、その走行時に、各
スポーク(3) に作用する張力の変動が繰り返され、屈曲
片(30)の屈曲基端部には、この張力変動による曲げ応力
と剪断応力の変動が繰り返されることとなり、この繰り
返し応力による疲労破壊が生じ易いものとなる。

【０００５】従って、車輪強度を確保するには、ハブ体
(2) とリム(1) との間に張設されるスポーク(3)(3)の各
１本当りに作用する前記応力を軽減する必要があり、こ
のため、その取付本数を多くする必要から、フランジ
(F) の直径が大きくなるのである。この結果、ハブ体
(2) が大きくなり、しかも、スポーク(3)(3)の数が多く
なって車輪全体の軽量化が困難となる。

【０００６】

【技術的課題】本発明は、このような点に鑑みてなされ
たものであり、『車軸(4) に回動自在に外嵌するハブ体
(2) とリム(1) との間にスポーク(3)(3)を張設した形式
のスポーク式車輪』において、各スポーク(3) の強度を
向上させると共に、ハブ体(2)を小型化して、このスポ
ーク式車輪全体を軽量化することをその技術的課題とす
る。

【０００７】

【技術的手段】上記技術的課題を解決するために講じた
本発明の技術的手段は、『各スポーク(3) は直線状軸部
の一端に係止頭部(34)を具備させた構成とし、他方のハ
ブ体(2) には、その両端部に転がり軸受ユニット(5)(5)
を収容するようにした端部開放の椀部(21)(21)を形成
し、この椀部(21)(21)にスポーク孔(24)(24)を貫通形成
し、前記椀部(21)の開放端内周径を、前記直線状のスポ
ーク(3) が椀部(21)の内周側から前記スポーク孔(24)に
向かって挿入できる大きさに設定し、前記椀部(21)の内
周面のスポーク孔形成部には、転がり軸受ユニット(5)
の外周との間に前記係止頭部(34)を収容する凹陥部(26)
を形成した』ことである。

【０００８】

【作用】本発明の上記技術的課題は次のように作用す
る。このものでは、スポーク(3)(3)の組み付けに際し
て、ハブ体(2) の左右の椀部(21)(21)に配設したスポー
ク孔(24)(24)に、各椀部(21)の開放端内周側から、ハブ
体(2) の軸線と直角な方向より椀部(21)の外向きに傾斜
した姿勢とした各スポーク(3) の直線状軸部を挿入し、
係止頭部(34)が凹陥部(26)に収容された状態とする。そ
して、全てのスポーク(3) の挿入完了後、各椀部(21)に
その外側から転がり軸受ユニット(5) を収容させて、更
にこの後、各スポーク(3) のリム(1) 側端部を、ニップ
ルでリム(1) に固定する。

【０００９】このものでは、比較的小さな椀部(21)に係
止頭部(34)が直接係合する態様となるから、スポーク
(3)(3)の総本数が少なくなるが、走行時において、各ス
ポ−クスポーク(3) に引張力が作用するとき、この軸部
と係止頭部(34)とは直線状であることから、これらの境
界部には、主として引張応力のみが作用することとな
り、一本のスポーク(3) が負担し得る張力を大きくでき
る。

【００１０】従って、スポーク(3)(3)の総本数が少なく
ても、十分な車輪強度を有するものとなる。

【００１１】

【効果】本発明は上記構成であるから次の特有の効果を
有する。ハブ体(2) の椀部(21)の直径を比較的小さくで
き、しかも、スポーク(3)(3)の総本数を少なくしても、
十分な車輪強度を有するものとなるから、このスポーク
式車輪全体の軽量化が可能となる。

【００１２】又、各スポーク(3) の組み付けに際して、
その直線状軸部をスポーク孔(24)に直線的に挿入してい
くだけで、係止頭部(34)が凹陥部(26)内にセットされる
から、屈曲片(30)の基端部がスポーク孔(24)を通過する
際に姿勢を直角方向に変化させる必要がある従来例のも
のに比べ、このスポーク(3) の組み付けの作業性が向上
する。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図２から図７に基づい
て説明する。 ［実施例１］この実施例１は、図２に示すように、車軸
(4) とハブ体(2) の椀部(21)(21)との間に介在される転
がり軸受ユニット(5) を、椀部(21)に密に嵌入される外
輪(51)と車軸(4) に密に外嵌される内輪(52)と、これら
の間に挟持される鋼球(B)(B)とからなる構成とした自転
車用スポーク式車輪である。

【００１４】前記車軸(4) は、ハブ体(2) と略同一長さ
に設定された軸主体部(4a)と、これの両端部に連設され
且フレーム等との連結部となるネジ軸部(4b)(4b)とから
なる。そして、軸主体部(4a)の両端部の一定範囲は、後
述の転がり軸受ユニット(5)を嵌め込むための軸部(42)
となり、その内側には、大径部(41)(41)が張り出し形成
されている。

【００１５】そして、前記ハブ体(2) は、上記軸主体部
(4a)に余裕を持って外嵌する径に設定され、このハブ体
(2) の両端部が、外周側に湾曲した断面の椀部(21)(21)
となっている。そして、この各椀部(21)の開放端部内周
面は、ハブ体(2) の軸線と平行な内周面に形成された環
状部(2a)となっており、これに、後述の転がり軸受ユニ
ット(5) が嵌入される。

【００１６】更に、この環状部(2a)が、後述のスポーク
(3)(3)との係合部となるが、この環状部(2a)の周縁近傍
部には、円周方向に所定ピッチで複数のスポーク孔(24)
(24)が貫通形成されており、このスポーク孔(24)の内側
に形成された略半球状の凹陥部(26)に、後述の係止頭部
(34)が丁度収容されるようにしている。尚、前記スポー
ク孔(24)は、スポーク(3) の軸部の径より僅かに大径で
且つ係止頭部(34)よりも小径に設定されている。

【００１７】前記スポーク(3) は、直線状軸部の一端
に、半球状に形成した係止頭部(34)が直線的に連設され
ると共に、他端にネジ部(35)が連設された構成となって
いる。従って、このスポーク(3) は、その軸部を環状部
(2a)の内周側から前記スポーク孔(24)に挿入すると、係
止頭部(34)が前記凹陥部(26)内に収容され、環状部(2a)
に抜止め状態に係合され、この後、前記ネジ部(35)に、
リム(1) のスポ−ク孔に差し込んだニップル(N) を螺合
すると、スポーク(3) の張設が完了する。

【００１８】前記転がり軸受ユニット(5) としては、一
般的な形式のいわゆるボールベアリングが採用され、外
輪(51)及び内輪(52)、これらの間に介装される複数の鋼
球(B)(B)とからなる。そして、前記環状部(2a)は、その
軸線方向長さが、前記外輪(51)を丁度収容可能な長さに
設定されると共に、外輪(51)の外径との関係で所定の嵌
め合い公差に設定されている。又、前記軸部(42)は、そ
の軸線方向長さが、前記内輪(52)のそれに一致させてあ
り、その径が、内輪(52)の内径との関係で所定の嵌め合
い公差に設定されている。

【００１９】従って、転がり軸受ユニット(5) を、環状
部(2a)と軸部(42)との間の空間に押し込むと、内輪(52)
が大径部(41)に当接して、転がり軸受ユニット(5) が位
置決め状態に装着される。そして、これら転がり軸受ユ
ニット(5)(5)の装着状態では、外輪(51)と内輪(52)の相
対回転によって、ハブ体(2) が車軸(4) に対して回転自
在となる。

【００２０】尚、上記の転がり軸受ユニット(5) を前記
装着部に抜止め状態に保持するために、前記各ネジ軸部
(4b)には、締付ナット(6) が螺合される。この締付ナッ
ト(6) は、ナット部(6a)と、これの内側端部の外周側に
連設されるフランジ部(6b)とからなり、ナット部(6a)の
外径は、外輪(51)の内径より僅かに小径に設定されると
共に、フランジ部(6b)の外径は、外輪(51)の外径に略一
致するように設定されている。

【００２１】そして、前記ナット部(6b)の内側端面の外
周部には、その外周縁に沿って環状凸部(61)が設けられ
ており、この締付ナット(6) の螺合によって、環状凸部
(61)が内輪(52)に圧接されることとなる。更に、前記フ
ランジ部(6b)は、前記環状凸部(61)の頂面より僅かに低
い位置に設けられていることから、締付ナット(6) の螺
合完了状態では、このフランジ部(6b)と前記外輪(51)と
が僅かな隙間をあけた状態で、外輪(51)と内輪(52)との
間の空間を閉塞することとなる。

【００２２】尚、この実施例１では、ハブ体(2) から放
射状にスポーク(3)(3)を張設した形式としており、前記
スポーク孔(24)の貫通形成方向は、環状部(2a)の半径方
向となるが、スポーク(3) がスポーク孔(24)に挿通され
た状態で、ネジ部(35)がリム(1) のスポ−ク孔に一致す
る必要から、前記貫通形成方向は、環状部(2a)の内周側
が僅かに外向きに傾斜したものとなる。

【００２３】次に、この自転車用車輪を組み立てて使用
する実際について以下に詳述する。上記の自転車用車輪
の組み立てに際しては、先ず、ハブ体(2) の左右の環状
部(2a)に配設したスポーク孔(24)(24)に、各環状部(2a)
の開放端内周側から、ハブ体(2) の軸線と直角な方向よ
り環状部(2a)の外向きに傾斜姿勢とした各スポーク(3)
の直線状軸部を挿入し、係止頭部(34)が凹陥部(26)に収
容された状態とする。そして、全てのスポーク(3) の挿
入完了後、各環状部(2a)にその外側から転がり軸受ユニ
ット(5) を嵌入する。更に、この後、各スポーク(3) の
ネジ部(35)を、ニップル(N) でリム(1) に固定してこの
車輪の組立が完了する。

【００２４】この自転車用車輪の場合、比較的小さな環
状部(2a)に係止頭部(34)が直接係合する態様となるか
ら、スポーク(3)(3)の総本数が少なくなるが、既述の作
用の項で説明したように、走行時において、各スポ−ク
(3) の各部には主として引張力のみが作用するものとな
るから、一本のスポーク(3) が負担し得る張力を大きく
できる。従って、スポーク(3)(3)の総本数が少なくて
も、十分な車輪強度を有するものとなる。 ［実施例２］上記の実施例１は、転がり軸受ユニット
(5)(5)を、ハブ体(2) 及び車軸(4) とは別体のユニット
として構成したものであるが、この実施例２は、図３に
示すように、各転がり軸受ユニット(5) の内周側軸受部
を車軸(4) の一部に連設一体化したものである。

【００２５】このものでは、軸主体部(4a)の各大径部(4
1)の外側端部に、凹んだ形状の湾曲面(41a) を形成する
と共に、環状部(2a)に密に嵌入される外輪(51)を、断面
が略Ｌ字状で且つ前記湾曲面(41a) に対向する面が湾曲
面(51a) となるように形成している。そして、これら湾
曲面(41a)(51a)の各断面の曲率半径は、鋼球(B) のそれ
よりも僅かに大きく設定され、これら湾曲面(41a)(51a)
間に鋼球(B)(B)が挟持される。

【００２６】上記構成の転がり軸受ユニット(5) の組み
付けに際しては、車軸(4) にハブ体(2) を外嵌させた状
態で、各環状部(2a)の開放端から鋼球(B)(B)を嵌め込ん
だ後に、この環状部(2a)に外輪(51)を嵌入する。この嵌
入に際しては、外輪(51)の内側端面が(21)の内周面に設
けられた段部(21a) に当接して位置決めされ、しかも、
この(21)の端縁から(21a) までの距離が外輪(51)の軸線
方向長さに一致させていることから、外輪(51)が環状部
(2a)に収容されると、これらの外側端面が同一面とな
る。

【００２７】そして、前記外側端面から環状部(2a)の外
周面の一部の範囲には、皿状の補強円盤(C) がネジ接続
によって外嵌され、これによって、外輪(51)が環状部(2
a)内に抜止め状態に保持されると共に、環状部(2a)の半
径方向外向きの力に対する強度が向上する。尚、上記の
実施例１及び実施例２では、各スポーク(3) の組み付け
に際して、スポーク(3) が共回りする可能性があるが、
これを防止するには、図４及び図５に示す構成のものが
採用できる。

【００２８】このものでは、図４に示すように、各スポ
ーク(3) の係止頭部(34)の環状部(2a)との対接側を、半
球状の基部(34a) と、この基部(34a) から側方に突出し
且つ相互が対称となるように設けた一対の舌片(7)(7)と
から構成している。そして、図５に示すように、環状部
(2a)の開放端近傍部の内周側に、前記基部(34a) の断面
に適合する半円形断面の環状溝(26a) を形成し、この環
状溝(26a)にスポーク孔(24)(24)を貫通させている。

【００２９】このものでは、各スポーク(3) をスポーク
孔(24)に挿入して、係止頭部(34)が溝(26a) に嵌入係合
された状態とすると、舌片(7)(7)が溝(26a) の中央部で
溝(26a) と平行な姿勢となる。そして、この状態でスポ
ーク(3) に回動力が作用しても、前記舌片(7)(7)が溝(2
6a) の壁面中央部に当接することとなるから、これ以上
には、係止頭部(34)は回動されない。従って、前記ネジ
部(35)とニップル(N)との螺合に際して、スポーク(3)
が共回りすることがない。

【００３０】更に、上記の実施例１及び実施例２では、
スポーク(3)(3)の張設方向を、ハブ体(2) に対して放射
状としているが、これを、スポーク(3)(3)が椀部(21)の
接線方向に張設され且つ隣接するスポーク(3)(3)が交差
された形式（以下、綾取り形式という）としてもよい。
この場合、図６及び図７に示すように、スポーク(3) の
直線軸部と直交する円柱体に形成された係止頭部(34)
と、椀部(21)の開放端部の内周側に設けられ且つ前記形
状の係止頭部(34)が丁度収容される断面円弧状の凹陥部
(27)とが係合され、この凹陥部(27)の略中央部に、前記
周縁と略平行なスポーク孔(24)としての長孔が形成され
た構成を採用できる。尚、隣接するスポーク孔(24)(24)
の椀部(21)の端縁からの距離を、交互にスポーク(3) の
軸径分ずれた構成とすることにより、スポーク(3)(3)の
軸部を交差可能にしている。

【００３１】この自転車用車輪においては、スポーク
(3)(3)の張設形式が綾取り形式となっていることから、
車輪が接地した状態でハブ体(2) に回転駆動力を作用さ
せても、ハブ体(2) の回転駆動力がリム(1) 側に効果的
に伝達される。尚、上記実施例は、自転車用のスポーク
式車輪に実施したものであるが、本発明を自転車用以外
のスポーク式車輪にも実施できることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術におけるスポーク式車輪の要部断面図

【図２】本発明実施例１のスポーク式車輪の構成を示す
断面図

【図３】実施例２のスポーク式車輪の要部断面図

【図４】スポーク(3) を共回り防止とする場合の側面図

【図５】環状溝(26a) とスポーク(3) との係合を示す説
明斜視図

【図６】綾取り形式を採用した場合の椀部(21)の説明斜
視図

【図７】これの係止頭部(34)と凹陥部(27)の係合を示す
要部断面図

【符号の説明】

(1) ・・・リム (2) ・・・ハブ体 (3) ・・・スポ−ク (4) ・・・車軸 (21)・・・椀部 (24)・・・スポーク孔 (34)・・・係止頭部 (26)・・・凹陥部 (5) ・・・転がり軸受ユニット (51)・・・外輪 (52)・・・内輪 (6) ・・・締付ナット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車軸(4) に回動自在に外嵌するハブ体
   (2) とリム(1) との間にスポ−ク(3)(3)を張設した形式
   のスポーク式車輪において、各スポーク(3) は直線状軸
   部の一端に係止頭部(34)を具備させた構成とし、他方の
   ハブ体(2) には、その両端部に転がり軸受ユニット(5)
   (5)を収容するようにした端部開放の椀部(21)(21)を形
   成し、この椀部(21)(21)にスポーク孔(24)(24)を貫通形
   成し、前記椀部(21)の開放端内周径を、前記直線状のス
   ポーク(3) が椀部(21)の内周側から前記スポーク孔(24)
   に向かって挿入できる大きさに設定し、前記椀部(21)の
   内周面のスポーク孔形成部には、転がり軸受ユニット
   (5) の外周との間に前記係止頭部(34)を収容する凹陥部
   (26)を形成したスポーク式車輪。
2. 【請求項２】 転がり軸受ユニット(5) を椀部(21)に密
   に嵌入される外輪(51)と車軸(4) に密に外嵌される内輪
   (52)を具備する形式とし、前記内輪(52)に圧接し且つ椀
   部(21)の開放端を僅かな間隙を有するように閉塞する締
   付ナット(6) を車軸(4) に螺合させた請求項１に記載の
   スポーク式車輪。