JPS6015201A - 自転車用リムに使用する傾斜ブシユ及び当該傾斜ブシユを備えたリム - 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】 公知の如く、自転車又はオートバイの車輪のリムは通常
２つの平坦部によって接続された外側要素と内側要素を
有する鋼製又は補合金製の特別形状のリムで形成してあ
り、内側のチューブに外側カバーを加えた又はシールし
たカバー（チューブレス）を備えた管状に出来るタイヤ
が前記外側要素上に装填される。

システム全体を軽量にし且つ車輪の中実軸にかかる荷重
を支持出来るようにするため荷重の伝達がリムを中心軸
に接続するスポークによって行なわれることも知られて
いる。

前記スポークは２つの典型的な角度即ち傾斜角度と交差
角度に従って適当に位置付けられる。

最初の角度はリムの中心線と交差する車輪中心軸に対し
直角の平面に関して各スポークにより相対的に形成され
る角度である。この角度はシステムを右側と左側に対し
横方向に安定した状態にする。スポークはリムの中心線
から出て、適当な距離に亘りその右側と左側のフランジ
で中心軸に達する。スポークは右側と左側に交互に位置
付けられる。

交差角度は代わりにたわみの意味で車輪に安定性を与え
る角度である。この角度がスポークに対して与えられな
かった場合にはシステムは不安定となり、又、制動作用
又は加速作用に起因する任意のねじり応力はスポークが
半径方向に位置付けられた場合にスポークが曲げ応力に
反応出来ず、単に引張り荷重又は圧縮応力に反応すると
ころからリムに関し中心軸の往復回転運動を生ぜしめる
ことになろう。これらの理由から又、システムを安定状
態に維持するため右側のスポークの半分と左側のスポー
クの半分を反対方向に位置付ける。

軽量性、空気抵抗、快適性をもたらす半径方向の弾力性
等に関し達成されなければならない異なる形式の性能に
応じて異なる技術が実現される。

従って、スポーツ用自転車の伝統的な車輪は２４−２８
−３２−３６−４０本のスポークを含むことが出来る。

　５　− その上、可変「スポーク本数」の範囲内で大きい傾斜角
又は小さい傾斜角に対し隔置された状態が異なるフラン
ジを備えたボスがあシ、又、スポークの接続に使用され
る孔を有するボスは大きい交差角度又は小さい交差角度
に対し直径の異なるリムに沿って得られる。

これに加えて、徐々に高くなるねじり堅固性を与えるた
め組立てが２個又は３個又は４個の交差を以って行なう
ことが出来、これは傾斜が右旋性のスポークがボスから
リムへの径路において左向きの傾斜を有するスポークの
２倍、３倍又は４倍になることを意味している。

今迄説明して来た全ての変数の範囲内で２個の傾斜角度
と交差角度は場合場合によって異なることが理解出来る
。殆んど多くの場合においてリムは傾斜の意味において
のみリムから出るスポークの傾斜問題に直面するよう構
成され、一方、交差角度に対しては多くのリムに対する
支承が半径方向の形式になっている。

自転車用車輪のスポークは通常その端部がそ　６− の軸線に対し９０°に曲げられたボス孔内に収納され、
前記孔からそれが出るのを阻止するようリベット止めし
て作成しである。他端部はブシュ又はニップル内にねじ
込まれるようねじが切ってあり当該ブシュは内側にねじ
が切られ、リムに支承するため截頭円錐頭部を有してい
る。

従って、スポークはスポークに与えられる角度付き位置
付けを容易に行ない、一方、その正確な張力はその外側
部分にニップルを適当にねじ込むことにより達成される
。

ニップルは截頭円錐面を備えたリム上に支承サレ、ニッ
プルを収納する孔はリムの内側要素の壁を穿孔すること
により得られるので前記截頭円錐面は半径方向軸線を有
する形状の丸い縁部に支承され、従って、交差角度が達
成されないことは明らかである。

前述した幾何学的配列は補強用はと目がニップルを収納
する孔内に挿入される場合も又、管状タイヤを収納する
外側要素とニップルを接続する内側要素の間に補強用ブ
シュが追加される場合もそれ自体で繰返される。

この配列の場合、孔の縁部により形成された円に関して
ニップルが傾斜して位置付けられる場合にはニップルと
車輪のリムの間に接触する領域が存在し、当該接触領域
は理論的には３つの幾何学点に制限され、スポークを張
力状態下にするため圧力が加えられる場合これら５つの
点の表面は特定の圧力及びニップルとはと目を形成して
いる２つの材料の歪強度に比例して歪を通じて広くされ
る。

関連ある形状の範囲とはと目の内側円筒形の直径とニッ
プルの円筒部分の外形の差の範囲内で前記ニップルはそ
の幾何学的配列に対しスポークにより取られる角度より
はるかに狭まい角度だけ傾斜して位置付けられる。

従って、ニップルの制限された接触領域に可変圧力が加
えられる場合車輪の中心に向かって軸方向に移動する傾
向のあるニップル及びニップルとの係合するそのねじ付
き帯域の軸線とボス内の孔に到達する方向の間で成る角
度を形成するニップルから出るスポークが得られる。

これら２つの欠陥はいずれも走行中にスポークを緩め、
スポークがニップルから出る角度に応答して一定の曲げ
が生ずる結果その寿命を縮めることになる。

スポークの予張力状態は自転車の車輪のリムの幾何学的
安定性を基にしていることに注目すべきでおる。通常、
スポークはボス−スポーク−リム−システムの全体的ガ
構造に安定性を与えるため弾性歪の範囲内で２〜３／１
０ミリだけ延在され予張力支承部の一方の１　／　１０
ｏ　ミ＋）のたわみがスポークの張力の約５％だけ緩め
られる。

とりわけスポーク構造における最初の曲線は今迄説明し
て来た同心性の欠除が原因でニップルから出るその領域
内に前記スポークの可撓的な堅固性に基づく曲率を有し
ており、こうした曲率は走行するスポークに加えられる
作用を引張ることにより削減される。（前記曲率の各削
減で２つのボス−リム支承部の間で利用可能な　９− 距離が増加し、かくしてその張力が削減される。）走行
状態において、地上にて支えられている車輪は自転車乗
車者の重量と自転車の重量の荷重をボスから受取り、道
路と接触する点附近に位置付けられた４本又は５本のス
ポークの張力を削減しこれらのスポークを圧縮状態下で
作動させる。

４０Ｋｍ＋／ｈで走行している自転車に対しては前記ス
ポークの引張り作用が削減され、前記スポークが毎秒５
−５回の周期で道路との接触領域を離れる際約４０％の
初期の程度に戻る０その結果得られる「ノ・ンマーリン
グ」によって一方では、けと目上のニップルの接触領域
が広げられ、他方ではニップルから出るスポークの初期
曲率が削減される。これら両方の作用によってスポーク
の予張力支承部の間が接近し、その軸方向張力が削減さ
れる。

この現象は通常見られるので組立て段階時に得られる均
衡状態附近では張力作用を相当程度削減するスポーク及
び張力削減が少ないスボー１０− りが存在する。

この緩め作用における差は特にリムの存在している平面
に関し、直ちにリムの変形を生せしめる。（半径方向に
堅固なリムの場合、支承部における０、０１ｍｍの曲が
り作用でリムは２．４闘横方向にシフトされる。） ここでリムがその平面内でねじられる場合には自転車は
横方向に滑り、そのため自転車に乗っている者に充分注
意を喚気させ、速度を落させることになる。

一方、ニップルから出るその帯域におけるスポークの曲
率を最初に削減し次に再び増加させ前記スポークに交互
に変化する曲げ応力を与える前述した交互の作用はスポ
ークが純粋に交互に変化する引張１り応力を受ける場合
には代わりに実際上エンドレスになり得るスポークの寿
命を縮めることになる。自転車用の車輪に対して現在適
合される構造配列から得られるこれらの欠点を考察する
とこの問題に対する理想的な解決策は低い特別の圧力を
有し、接触圧力の周期的変化の発生時に最早変形しない
ような広い支承面を覆い且つニップルから出る個所に形
成されている角度をなくすためスポークが取らなければ
ならない軸線と一致する軸線を接触縁部の円に提供する
よう既に第１組立て体内にあるばと目の円形面全体上に
ニップルを支承させることである。

組立て条件全てを正確に検討することによってタイヤ・
パルプに対する孔から始まり、全てのスポークは傾斜角
度と交差角度の一定の条件を維持することが確実に出来
た。これは例えばスポークの本数と交差個所の個数に関
する変数が如何に影響しようとも弁孔後のスポークｎが
常時例えば右側向きの傾斜と左側向きの交差角度又はそ
の逆の状態を有することを意味していう。

即ち、基本的な配列が４つ存在している。弁孔の右側に
は以下の通り存在している。

−右側向きの傾斜、左側向きの交差角度−左側向きの傾
斜、右側向きの交差角度弁孔の左側には以下の通シ存在
している。

−左側向きの傾斜、右側向きの交差角度−右側向きの傾
斜、左側向きの交差角度その他各スポークに対し交差す
る状態、スポークの本数、フランジとボスの間の距離、
ボスに接続するための孔を沿う形で設けられるリムの直
径が変化すると、２つの傾斜角度と交差軸線の角度の変
数は各可能な組合せを考慮に入れてその可変組立て状態
に応じて、ニップル支承部の軸線が平均角度の二分割線
上にある状態でスポークの最大変位角度と最低変位角度
の間で当該ニップル支承部を位置付ける方法を利用する
場合、組立て中におけるシステムの変形によって容易に
吸収されるような極めて僅かの値に削減される。

起り得る誤差の大きさは次に通常の生産時に実際存在す
る誤差の１７２０に削減され、そのマイナスの作用全て
を実際上無くすものである。

通常、圧延管又は板金で得られ、２つの平坦部によって
接続される外側要素と内側要素を有１３− する自転車の車輪用リムにこの方法を適合させるため本
発明では各々スポークに対するニップルの円錐形頭部と
円筒部分を収納する直径の異なる２つの円筒状同軸体で
形成され当該２つの本体が部分的に入れ予成にされ且つ
往復動的に接続されるようにしたブシュが提供され、前
記ブシュはリムの内側要素上にリベット止めされるよう
適合し、前記円筒体の共通軸線はその可変組立て状態に
応じて車輪のスポークの最大変位角度と最低変位角度の
間で中間角度の半分に等しい角度だけリムの半径に対し
相対的に傾斜している。更に正確に述べると、車輪の正
確な設置のため前記ブシュは２つの形式で具体化され、
各形式は他方の形式の場合と同様、対称的なリム半径に
対して傾斜している２つの円筒体の共通軸線を有してい
る。

次に、２個のブシュは車輪のスポークの４つの異なる傾
斜状態を実現するようリムの右側と左側においてリム上
に設置され、当該傾斜状態はこうすることにより２つの
円筒体の共通軸線１４− がリム上の設置後に前述した方法によれば車輪のスポー
クをその最適の応力状態にするため当該対応するスポー
クにより取られる同じ傾斜状態を実質的に取る際直面す
る問題を極めて満足の行く程度に解決するものである。

本発明によるブシュの２つの円筒体の間にはニップルの
円錐頭部の支承領域即ち大きい円筒体の内側に配列され
ている円筒体の小さい直径の端部部分に近接して２つの
円筒体の共通軸線に直角の面を有し、一方、小さい円筒
体を含む円筒体の大きい直径の端部部分に近接してブシ
ュを適用すべき車輪のリムの内側要素の外側面と組合う
よう設計されているトロイダル形状を呈するような幾何
学的に複雑な形状にされた接合要素が存在している。

本発明によるブシュは管状タイヤが支承するリムの外側
要素内にブクユの大きい円筒体を受入れるのに適した直
径の孔を作成し、スポークが出るリムの内側要素内にブ
シュの小さい円筒体を受入れるよう適した直径の孔を作
成するととにより自転車用車輪のリム上に設置され、前
記両方の孔は共通軸線に沿って作成され任意の組立て状
態においてニップルと車輪のスポークの間に実質的な同
軸性を得るのに要求される４つの傾斜状態を有している
。

ブシュが一旦設置されると、車輪の内方に突出している
前記ブシュの小さい円筒体の部分は使用時に曲がらない
ようにするためリムの内側要素の外側面と近密に接触し
た状態でブシュの小さい円筒体と大きい円筒体を接続す
る接合要素の表面を支承する目的でリベット止めされる
。

ここで−例として本発明の実際の態様を表わしている添
付図面を参照し乍ら本発明につき更に詳細に説明する。

本発明の図示の実施態様は圧延管又は板金から得られる
形式のもので外側要素１、内側要素２及び２つの接続側
面３を有する自転車用車輪のリムに適用するのに適して
いる。

前述した形式のリムに適用した状態で示しである本発明
によるブシュ４は車輪スポークＲを設置するニップルの
頭部６を収納する直径の大きい円筒体５及び前記ニップ
ルの円筒部分８を収納する直径の小さい円筒体７を含む
。２つの円筒体５及び７は同軸で部分的に入れ子犬にさ
れ、接続素子９によって接続される。

ブシュの２つの円筒体５及び７に共通している軸線１０
はその可変組立て状態に応じて車輪のスポークの最大変
位角度と最小変位角度の間の平均角度の半分に等しい角
度だけ車輪のリムの半径ｒに関して相対的に傾斜してい
る。第１図は、車輪平面内におけるα成分（交差角度）
を示し、一方第２図は車輪の軸線の平面におけるβ成分
（傾斜角度）を示している。２つの円筒体５及び７に共
通する軸線１０は円筒体の突出部分を単に示しているに
過ぎない添付図面の２つの図の平面から空間に突出して
いることが明らかである。

軸線１０は車輪スポーク只の軸線と一致する状態で描い
であることも理解出来る。先に説明した内容から容易に
理解出来る如く、これは概１７− 略的な説明であり、実際には軸線１ｏと車輪スポークＲ
は実質的には正確には一致しておらず、それでも両者は
実際的な目的上一致していると考えることが出来る。

接合素子９け幾何学的に複雑ガ形状として形成してあり
、ニップルの円錐状の頭部６に対する支承領域において
は即ち大きい円筒体５の内側に位置付けられた小さい円
筒体７の端部部分に近接する個所においてはブシュの軸
線１ｏに直角の平坦構造９Ａと共に表われ、−男手さい
方の円筒体７を収納する大きい方の円筒体５の端部部分
に近接して当該接合素子は車輪のリムの内側要素の外側
面と組合うトロイド構造９Ｂを呈する。

既に説明した如く、本発明によるブシュ４はリムの外側
要素１内にブシュの大きい方の円筒体５を収納するよう
適合した直径を有する孔１１を先に形成し且つ前記リム
の内側要素２内に前記ブシュの小さい方の円筒体７を収
納するように適合した直径を有する孔１２（孔１１と軸
線１８− が一致）を形成した後、自転車用車輪のリム上に設置さ
れる。当該両方の孔は車輪組立て体が完了した後に各組
立て状態に対しニップルとスポークの間の実質的な同軸
性を得るのに要求される４つの傾斜状態に応じて作成さ
れねばならないであろう。

次に、ブシュ４がリムの孔１１．１２内に挿入され、本
発明による２つの対称的なブシュ形式を適当に利用する
よう又、単一の孔に対し与えられる傾斜度合に応じてリ
ム内に作成された単一の孔内にブシュの２つの型式各々
を適当に位置付ける。

ブシュ４が孔１１．１２内に一旦挿入されると前記ブシ
ュの小さい方の円筒体７の自由端部がリムの内側要素２
の内面から僅かに突出する。

この突出部分は次にリムの内側要素２に対してリベット
止めされ、ブシュを前記リムの内側要素２の外側面に近
密に接触させ、こうして使用時における曲がりを防止す
る。

当技術の熟知者に直ちに明らかとなる２〜３の調節によ
って今迄説明して来た図示のブシュを図面に示されたも
のとは異なる型式又は設計の自転車用車輪のリムに適合
させることが可能であることに注目すべきである。

今迄説明して来た本発明による解決方法によって重要な
目標を達成することが出来る。

−スポークを最初に張力状態下にし、丸みと平坦さを同
時に確めた後に専門の加工者がリムを設定するので車輪
を設置するのに使用する時間が本発明によシ削減される
。（これとは逆に現段階では加工者はスポークを交差方
向に引張り、丸みと平坦さの再設定を引続き行なう一連
の設定段階を続行しなければならない。） −使用時における車輪の安全な安定性が得られる一方、
公知の技術によれば加工者によυ行なわれる全ての設定
作業ではどうしてもこの安定性に到達することは出来な
い。

−６００〜８００　Ｋ　ｍの距離に亘り公知技術の車輪
は繰返しスポークに圧縮と引張りの運動が与えられてい
る結果、平坦さと丸みについての連続的な調節を必要と
する。従って、走行中の設定は実際上不可能である。こ
れは代わりに本発明では充分得ることが出来る。

一本発明の技術によって設定された車輪のスポークは公
知の車輪で典型的になっているたわみ曲線は実際上不可
能することがなく、かくして前記スポークの寿命は実際
上無限である○本発明自体の範囲から逸脱することなく
今迄説明して来た且つ図解した内容とは異なる本発明の
他の実施態様が存在し得ることも理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明によるブシュを適用する自転車用車輪
のリムを通る軸線に対して直角の中間面に沿って見た断
面図。 第２図は、第１図の■−π線における当該リムの横断面
図。 １：外側要素　２：内側要素　３：接続側面４ニブシユ
　５：円筒体　６：頭部　７：円筒体　８：円筒部　α
：交差角　β：傾斜角２１− Ｒ：車輪スポーク 特許出願人：カムバノーロ・ニス・ビー・ア代理人　弁
理士：古　谷　馨 ２２− 手続補正書（自発） 昭和５９年７月２５日 特許庁長官　志賀　学　殿 １、事件の表示 特願昭５９−１３０８１３号 ２、発明の名称 自転車用リムに使用する傾斜ブシュ及 び当該傾斜ブシュを備えたリム ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 カムパノーロ・ニス・ビー・ア ４、代理人 東京都中央区日本橋横山町１の３中井ビル（６３８９）
弁理士　古　谷　馨 ５、補正の対象 明細書 ６、補正の内容 別紙の如き正式にタイプ印書した明細書（内７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　自転車用車輪スポークをリム自体に固定するニップ
   ルを前記リム上に支承する例えば圧延管又は板材で作成
   した形式で且つ２個の平坦部により接続された外側要素
   と内側要素を有する自転車用車輪のリムに適用するブシ
   ュであって、各々前記ニップルの円錐形頭部と円筒状部
   分を収納する直径の異なる２個の円筒状同軸体でブシュ
   が形成され当該２個の同軸体は部分的に入れ子犬にされ
   且つ往復動的に接続され、前記ブシュはリムの内側要素
   上にリベット止めされる傾向があり、前記円筒体の共通
   軸線は当該円筒体の可変組立て状態に応じて車輪スポー
   クの最大変位角度と最低変位角度の平均角度の半分に婢
   しい角度だけリムの半径に対し相対的に傾斜しているよ
   うにしたことを特徴とする自転車用車輪の１ツムに使用
   する傾斜ブシュ。 ２　車輪の正確な設置のため２つの形式で具体化され当
   該各形式は他方の形式と同様リムの半径に対し対称的に
   相対的に傾斜している２つの円筒体の共通軸線を有する
   ようにしている特許請求の範囲第１項に記載の自転車用
   車輪のリムに使用する傾斜ブシュ。 ５　ニップルの円筒状頭部の支承領域において即ち大き
   い円筒体の内側に配列された円筒体の小さい直径の端部
   部分に近接して２つの円筒体の共通軸線に直角の平面を
   有する一方、小さい円筒体を含む円筒体の大きい直径の
   端部部分に近接する複雑な幾何学形状に形成された要素
   によって２つの円筒状同軸体が接続されブシュを適用す
   べき車輪のリムの内側要素の外側面と組合うよう設計さ
   れているトロイド形状を呈するようにした特許請求の範
   囲第１項及び同第２項に記載の自転車用車輪のリムに使
   用する傾斜ブシュ。 ４　特許請求の範囲第１項乃至第３項に述べたブシュが
   備えられている、前記ブシュを設置するためブシュの大
   きい円筒体を受けるのに適している直径を備えだ孔が管
   状タイヤの支承されるリムの外側要素内に作成され、ブ
   シュの小さい円筒体を受入れるよう適している直径を備
   えた孔がスポークの出るリムの内側要素内に作成され、
   前記両孔が任意の組立て状態においてニップルと車輪ス
   ポークの間で実質上同軸性を維持するのに要求される４
   つの傾斜状態を呈する共通軸線によって作成しである自
   転車用車輪のリム。 ５　ブシュの前記小さい円筒体と大きい円筒体を接続す
   る接続要素の表面をリムの内側要素の外側表面と密に接
   触状態にして支承するためブシュが一旦設置された時点
   で車輪の内方に突出する前記ブシュの小さい円筒体の一
   部分がリベット止めされるようにした特許請求の範囲第
   ４項に記載のリム。