JP2003531056A - 装軌車両用のホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は装軌車両のホイール（１０）に関し、車両ホイール・ハブ（１２）に取り付けられている。本発明の目的は、軽重量のホイールであって、最適なダンピング特性と、好ましい温度特性とを有するホイールを提供することに関する。この目的のために、ホイール（１０）には、プラスチックホイールリング（１４）が設けられている。当該ホイールリング（１４）は、弾性の引張り係数＞２０００Ｎ／ｍｍ２、且つ、引き裂き伸び＞２％、の性質を有するポリアミドを含んで構成されている。また、当該ホイールリング（１４）は、象の足状の断面を有する固体状構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、特許請求の範囲の請求項１の記載によって識別されるような装軌車
両（無限軌道車）に対して好適に用いることができるホイールに関連する。当該
ホイールは、例えば、装軌車両の軌道に関連するランナー・ホイール、支持ホイ
ール、支持リング、或いは方向変換ローラである。

【０００２】 アルミニウム或いは繊維強化樹脂を含んで構成されている軽装軌車両のランナ
ー・ホイールは、EP 0 159 934 A2によって知られている。ランナー・ホイール
は、リングが設けられている二つの円形ディスクを具備している。そのリングは
、ゴム製タイヤが外側において設けられている。ディスクは案内路を形成してい
る。当該案内路は、装軌車両の軌道の軌道部材において中心化されている案内歯
のために使用されるようになっている。ランナー・ホイールの全断面は、特に肩
部において、すなわち周囲リングを有する垂直ディスクの接合部において、比較
的薄状の断面を有している。傾斜スロープ上を移動する際に、或いは石の固まり
のような障害物を乗り越える際に、その肩部は、突出リングの比較的長いレバー
の効力によって、特定の負荷の影響を受けやすい。それらの代わるがわる作用し
うる応力は、アルミニウムを含んで構成されているランナー・ホイールの耐用年
数に対して、非常に僅かながら影響を及ぼす。ランナー・ホイールは、繊維強化
部を有しているが、その肩部において、破損するおそれがある。高負荷がかかる
肩部の代わるがわるの変形は、熱の影響をも受けて、微少な脆性破壊の可能性の
上昇をもたらすこととなり、ファイバー・プラスチックの基質が崩壊すると共に
破損することとなる。従って、そのようなホイールでは耐用年数が長期間には及
ばない。

【０００３】 本発明の目的は、EP 0 159 934 A2を基本的な原点として、この明細書の冒頭
部分で述べたような種類のホイールを提供することであり、長期間の耐用年数を
有する一方で重量の軽いホイールを提供することを含んでいる。

【０００４】 本発明の目的は、本発明に係る特許請求の範囲の請求項１に記載されている特
徴によって達成される。本発明に基づくホイールの更に好ましい構成は、従属す
る請求項によって特徴づけられている。

【０００５】 発明に基づくホイールは、装軌車両の金属を含んで構成されているホイールと
比較して、重量をかなり減少させることができるという利点を有している。更に
、重量を減少させることにより、以下のような利点を有することとなる。すなわ
ち、重量減少に関連した材料の特有のダンピング動作は、例えば、軌道上を回転
するホイール、或いは装軌車両のボディー若しくはシェル（shell）に関連して
もたらされる軌道間隙、によって生じる振動の伝達を減少させるということを意
味する、という利点を有している。更に、本発明に基づく構成では、熱痕跡が比
較的微少であるため、ホイール及びその装軌車両は、熱イメージング装置によっ
てますます検知され難くなる、という利点を有している。更なる利点は、発明に
基づくホイールを有する装軌車両のバネ下質量（アンスプラング質量）（unspru
ng masses）の減少を生じさせる点にある。そして、構成要素の重量の減少、入
庫、搬送重量、そして腐食に対する抵抗の減少に対応するようにして取り扱いが
更に容易となる。

【０００６】 ポリアミドは、ホイールにとって適切なプラスチック材料である。ポリアミド
は、一般的に、ランナー・ホイールの周知の材料すなわち繊維強化樹脂に比べて
、十分に高いレベルの強度及び衝撃抵抗度を有すると共に、熱抵抗性にも優れて
いる。

【０００７】 ポリアミドは、弾性の引張り係数（a tensile modulus of elasticity）＞２
０００Ｎ／ｍｍ^２、を有しており、−４０℃〜＋１２０℃において用いられうる
。そのような温度範囲における、その切れ目を有するバーの衝撃強さは、少なく
とも１０ｋＪ／ｍ^２を有している。吸湿は、標準的な気候２３／５０において、
１％より小さくなっている（吸湿＜１％となっている）。

【０００８】 成型ポリアミドＰＡ１２Ｇの場合、５ｍｍ／ｍｉｎの引き裂き速度（a tearin
g speed）において、引き裂き伸び（ a tearing elongation）＞２０％、を有し
ている。

【０００９】 ２０−５０％のガラス繊維成分を有する部分的に芳香化されたポリアミドは、
５０ｍｍ／ｍｉｎの引き裂き速度において、引き裂き伸び＞２％、を有している
。

【００１０】 より詳細には、発明に基づくホイールの実施の形態に関する以下の記述によっ
て、特徴及び利点は明らかになるであろう。なお当該記述は図面を伴っている。

【００１１】 図１は、装軌車両のホイールの第１の実施の形態の一部に関する断面図であり
、装軌車両の車両ホイール・ハブの一部と組み合わされている装軌車両に関連す
る。

【００１２】 図２は、図１と同様の図であって、装軌車両のホイールの第２の実施の形態の
を示す図である。

【００１３】 図３は、装軌車両の第３の実施の形態を示す図である。

【００１４】 図４は、装軌車両のホイールの正面図である。

【００１５】 図５は、装軌車両のホイールに関して図４における断面ラインＶ−Ｖに沿った
断面を示す図である。

【００１６】 図６は、基本的には図５と同様の断面図であり、装軌車両のホイールの他の実
施の形態を示している。

【００１７】 図７は、ホイールを取り付けるための一体的なハブ部を有するホイールの実施
の形態を示す図である。

【００１８】 図８は、図７と同様の図であり、ホイールを取り付けためにホイールに対して
接続されたハブ部を有するホイールを示す図である。

【００１９】 図９は、図１乃至図３と同様の図であり、装軌車両のホイールに関して更に他
の実施の形態を示す図である。

【００２０】 図１０は、図１乃至図３に示されている実施の形態と同様の装軌車両に関する
実施の形態についての一部を示す断面図であり、摩耗保護部が組み込まれている
。

【００２１】 図１１は、図１０と同様の図であって、摩耗保護部の他の実施の形態を示す図
である。

【００２２】 図１２は、図１０及び図１１と同様の図であって、ホイールの摩耗保護部の更
に他の実施の形態を示す図である。

【００２３】 図１は、装軌車両（無限軌道車）用のホイール１０の一部を示す断面図である
。ホイール１０はホイール・ハブ１２において設けられており、当該ホイール・
ハブ１２は一部が図示されている。ホイール１０は、二つのリング部１６を具備
するホイール・リング１４を有している。ホイール・リング１４、少なくともホ
イール・リング１４の有する二つのリング部１６は、プラスチック材料を含んで
構成されている。そのプラスチック材料はＰＡである。高いレベルの機械的強度
及び熱抵抗を実現させるために、ホイール・リング１４の二つのリンク部１６は
繊維強化されうるようになっている。

【００２４】 各リング部１６は、所定の幅１７を有するディスク１５と、その上において単
一のものから成り所定の幅２１及び厚さ２３を有するリング１９と、によって構
成されている。半径（radius）は２５によって識別される。

【００２５】 二つのリング部１６の各々は、対応するフランジ・リング１８に対して固定さ
れるように接続されている。この接続は、ポジティブ・ロッキング（positively
locking）係合、及び／又は、強制ロッキング（force locking）係合、及び／
又は、物質を伴うような密接な連結に関連する接続としうる。二つのフランジ・
リング１８は、Ｌ字状断面外形を有すると共に、スクリュー２２及びナット２４
によって形成されている接続要素２０によって、相互間及び車両ホイール・ハブ
１２に対して固定接続されている。

【００２６】 フランジ・リング１８は、例えば鋼鉄、軽金属、或いは軽金属合金を含んで構
成されている。

【００２７】 ホイール１０のホイール・リング１４の二つのリング部１６は、周囲（periph
erally）へ拡がる案内路２６がそれらの間で形成されるようにして、設けられて
いる。案内路２６は、リング部１６の相互に対向する案内面２８によって区切ら
れている。ホイール１０のホイール・リング１４のリング部１６における案内面
２８は、装軌車両のそれぞれの軌道部材の案内歯上において、ホイール１０を案
内するのに役立つようになっている。

【００２８】 ホイール・リング１４のリング部１６の外側周囲面には、それぞれ化学的に結
合されているランナーリング３０が設けられている。ランナーリング３０は、例
えば、ゴム、プラスチック材料、他の適切なエラストマー材料（elastomer mate
rial）を含んで構成されている。ランナーリング３０は、対応する軌道部材のラ
ンニング面の内側で回転するようになっている。

【００２９】 図１に図示された実施の形態において、リング部１６と、その外側周囲面に設
けられたランナーリング３０と、は、案内路２６に対して鏡像的に対称の断面を
有している。なお、対称面は、点線３２によって示されている。

【００３０】 図２は、図１と同様の図ではあるが、図１で図示された実施の形態におけるも
のとは異なるホイール１０を含む実施の形態を示している。図２に示されている
実施の形態では、ランナーリング３０は、プラスチック材料のホイール・リング
１４のリング１６及びリング１９のそれぞれに対して一体的な構成要素となって
いる。

【００３１】 図２において、図１におけるものと同一のものについては同一の参照番号が付
されており、詳細な説明については省略する。従って、図２に関連して、それら
の詳細に関して全てを再度説明することは省略する。

【００３２】 図３は、図１及び図２と同様の図であり、ホイール１０の他の実施の形態を示
している。当該ホイール１０はホイール・リング１４を有しており、当該ホイー
ル・リング１４は、プラスチック材料を含んで構成されている二つのリング部１
６を具備している。二つのリング部１６のそれぞれは、対応するフランジ・リン
グ３４と共に単一的に形成されている。プラスチック材料を含んで構成されてい
る二つのリング部１６のうちの一つの外側周囲面には、図１における実施の形態
と同様の様式でランナーリング３０が設けられている。右側に図示されているリ
ング部１６は、図２に対応するような、左側に図示されているリング部１６の変
形体を示しており、ランナーリング３０は、ホイール・リング１４或いはリング
１９それぞれに対して一体的な構成要素となっている。

【００３３】 リング部１６に対して一体的に接続されたフランジ・リング３４は、支持リン
グ部材３６によって、車両ホイール・ハブ１２に対して固定連結されうるように
なっている。支持リング部材３６は、例えば、接続要素２０用の穴を有する鋼鉄
リングであり、当該接続要素２０は、スクリュー２２及びナット２４を有してい
る（図２参照）。

【００３４】 図３において、図１及び図２におけるものと同一のものについては同一の参照
番号が付されており、詳細な説明については省略する。従って、図３に関連して
、それらの詳細に関して全てを再度説明することは省略する。

【００３５】 図４は、縮尺されたホイール１０の正面図であり、ホイール・リング１４は、
スポーク状アーム（spoke-like arms）３８を有しており、スポーク状アーム３
８のうちいくつかのみが図に示されている。ホイール・リング１４において、ス
ポーク状アーム３８は開口部４０と交互に設けられており、開口部４０について
もいくつかのみが図示されている。開口部４０及びアーム３８は、ホイール・リ
ング１４のピッチ円４２に沿って均等な分布を有しており、その一部に関しては
図５によって理解されうるようになっている。このような配置によって、ホイー
ル１０の重量の減少がもたらされる。ホイール１０の形状或いはそのプラスチッ
ク材料を含んで構成されているホイール・リング１４に関する剛性を増加させる
ために、例えば、図６において断面の一部が示されているように、ホイール・リ
ング１４を、周囲方向へ波状外形を有するように設けることも可能である。

【００３６】 図７は、ホイール１０を有する車両ホイール・ハブ１２の一部の断面を概略的
に示したものである。ホイール１０は、プラスチック材料を含んで構成されてい
る一つのホイール・リング１４を有している。ホイール・リング１４は、対称の
断面形状を有している。それは、点線の対称中心線４４によって示されている。
ホイール・リング１４の外側周囲面には、車両ホイール・ハブ１２と対向するよ
うにして周囲方向に延びる路４６が設けられている。当該路４６は、車両ホイー
ル・ハブ１２に関して同軸状に設けられると共に、ベアリング要素４８を受け入
れるのに役立つような構成で設けられている。それらのベアリング要素４８は、
例えば、ホイール取り付け配置５０を形成する転がり軸受けとすることができる
。

【００３７】 図８は、図７と同様の図であるが、図７で図示された実施の形態とはホイール
１０が異なっている。特に、図８では、対称断面形状を有するホイール・リング
１４が、受け入れベアリング要素４８のためのハブ要素５２を有している。当該
ベアリング要素４８は、ホイール取り付け配置５０を形成する転がり軸受けの形
態で設けられている。環状ハブ部５２はホイール・リング１４に接続されている
。この接続は、ポジティブ・ロッキング（positively locking）係合、及び／又
は、強制ロッキング（force locking）係合、及び／又は、物質を伴うような密
接な連結に関連する接続としうる。ハブ部５２は、金属或いは金属合金を含んで
構成されている。

【００３８】 図８において、図７におけるものと同一のものについては同一の参照番号が付
されており、詳細な説明については省略する。従って、図８に関連して、それら
の詳細に関して全てを再度説明することは省略する。

【００３９】 図９は、図１及び図２のそれぞれと同様の図であり、ホイール１０の一実施の
形態を示している。図９では、ホイール・リング１４が二つのリング部１６を有
しており、当該リング部１６のそれぞれは対称断面形状を形成している。対称中
心線は、関連する点線５４によって指し示されている。図９の実施の形態では、
他の点に関して、図１において示された実施の形態と類似している。図１及び図
９における同様の特徴については、それぞれ同様の言及によって示される。図９
に関して、当該部分についての詳細な説明を省略する。ただし、対称的な構成が
必ずしも必要であるというわけではない。

【００４０】 図１０は、図１及び図３と同様の図であって、リング部１６の一部を示す断面
図である。図１０において、各リング部１６の対応する案内面２８には摩耗保護
部５６が設けられている。図１０における実施の形態では、摩耗保護部５６は、
対応する案内面２８に固定された摩耗リング５８によって形成されている。その
固定は、例えば接着剤６０によって達成されている。他に可能な例として、摩耗
リング５８をリング部１６に対して硫化を伴う固定方法が挙げられる。摩耗リン
グ５８の代わりに、リング・セグメント６２を用いることも可能である（図１１
参照）。

【００４１】 図１１は、図１０と同様の図であり、リング部１６の一部を示している。当該
リング部１６は、対応する案内面２８において摩耗保護部５６が設けられており
、摩耗保護部５６は、リング・セグメント６２によって形成されている。各リン
グ・セグメント６２は、少なくとも一つの固定突起部６４を有している。リング
・セグメント６２の固定突起部６４はリング部１６に挿入されている。なお、当
該リング部１６は、プラスチック材料を含んで構成されている。摩耗リング５８
と比較して（図１０を参照）、リング・セグメント６２は以下のような利点を有
している。すなわち、リング・セグメント６２は、それぞれのリング部１６の材
料と対応する摩耗保護部５６との間において材料を使用した際に生じうる熱膨張
の差異、を補うことができる。リング・セグメント６２は、交換することができ
るようにして、リング部１１に対して取り付けられうるようになっている。

【００４２】 図１２は、図１０及び図１１と同様の図であり、対応する案内面２８における
摩耗保護部５６を有しているリング部１６を示している。摩耗保護部５６は、対
応するリング部１６にはめ込まれるようにして設けられた摩耗リング５８によっ
て形成されている。また、摩耗保護部５６は、図１１に関連して上述したように
して、分離リング・セグメント６２によって形成されることも可能である。

【００４３】 図１，３及び９における実施の形態のように、リング部１６は、その外側周囲
面において、各ランナーリング３０が設けられている。

【００４４】 ディスク１５及びリング１９の寸法関係の要旨は、ディスク１５の幅１７＝１
００％、を基準にして実現されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 装軌車両のホイールの第１の実施の形態の一部に関する断面図であり、装軌車
両の車両ホイール・ハブの一部と組み合わされている装軌車両に関連する。

【図２】 図１と同様の図であって、装軌車両のホイールの第２の実施の形態のを示す図
である。

【図３】 装軌車両の第３の実施の形態を示す図である。

【図４】 装軌車両のホイールの正面図である。

【図５】 装軌車両のホイールに関して図４における断面ラインＶ−Ｖに沿った断面を示
す図である。

【図６】 基本的には図５と同様の断面図であり、装軌車両のホイールの他の実施の形態
を示している。

【図７】 ホイールを取り付けるための一体的なハブ部を有するホイールの実施の形態を
示す図である。

【図８】 図７と同様の図であり、ホイールを取り付けためにホイールに対して接続され
たハブ部を有するホイールを示す図である。

【図９】 図１乃至図３と同様の図であり、装軌車両のホイールに関して更に他の実施の
形態を示す図である。

【図１０】 図１乃至図３に示されている実施の形態と同様の装軌車両に関する実施の形態
についての一部を示す断面図であり、摩耗保護部が組み込まれている。

【図１１】 図１０と同様の図であって、摩耗保護部の他の実施の形態を示す図である。

【図１２】 図１０及び図１１と同様の図であって、ホイールの摩耗保護部の更に他の実施
の形態を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＵ，Ｂ Ｒ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＵ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＯ ，ＰＬ，ＳＧ，ＳＫ，ＵＳ (72)発明者 クラウス、シュピース ドイツ連邦共和国レムシャイト、アム、ホ ーエン、バルト、27 (72)発明者 ボルガー、ヒューツ ドイツ連邦共和国ゾーリンゲン、ニーデル ザクセンシュトラーセ、18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両ホイール・ハブ（１２）を具備する装軌車両のためのホイール（１０）に
   おいて、 ホイール（１０）は、プラスチック材料を含んで構成されており、 ホイール（１０）は、垂直ディスク（１５）と周囲ワイダー・リング（１９）
   とを有するホイール・リング（１４）によって形成され、側面に沿った突出リン
   グ（１９）とディスク（１５）との間には半径（２５）が設けられ、 ホイール・リング（１５）は、弾性の引張り係数＞２０００Ｎ／ｍｍ^２、且つ
   、引き裂き伸び＞２％という性質を有するポリアミドを含んで構成されており、 ホイール・リング（１４）は、 リング（１９）の幅（２１）がリング（１９）の厚さ（２３）の１．０−２．
   ５倍となっており、リング（１９）の厚さ（２３）がディスク（１５）の幅（１
   ７）の０．５−１．５倍となっており、金属を含んで構成されている基礎リング
   （１８，３４，５２）に対してディスク（１５）が固定されるようにして接続さ
   れているような範囲において、象の足状の断面を有する固体状構成を有しており
   、 前記基礎リング（１８，３４，５２）は、車両ホイール・ハブ（１２）に対し
   て接続されている ことを特徴とするホイール。
2. 【請求項２】 ディスク（１５）の幅（１７＝１００％）に基づくリング（１９）の寸法は、 リング（１９）の幅が１１０％から２１０％の大きさを有するようになってい
   る ことを特徴とする請求項１に記載のホイール。
3. 【請求項３】 ポリアミドは、 ５ｍｍ／ｍｉｎの引き裂き速度において、引き裂き伸び＞２０％、を有してい
   る成型ポリアミドＰＡ１２Ｇ、 或いは、５０ｍｍ／ｍｉｎの引き裂き速度において、引き裂き伸び＞２０％、
   を有している部分的に芳香化されたポリアミド、 であることを特徴とする請求項１に記載のホイール。
4. 【請求項４】 ホイール・リング（１４）は二つのリング部（１６）を有しており、 この二つのリング部（１６）間には、相互に対向する案内面（２８）によって
   区画が定められている周囲へ拡がる案内路（２６）が形成されている ことを特徴とする請求項１に記載のホイール。
5. 【請求項５】 案内面（２８）には摩耗保護部（５５，５６）が設けられていることを特徴と
   する請求項４に記載のホイール。
6. 【請求項６】 摩耗保護部（５６）は、繊維質或いはウイスカ強化金属の形態を有するプラス
   チック材料、金属製の物質、或いはセラミック製の物質、に組み込まれた耐摩耗
   性複合材料を含んでいる、 或いは、摩耗範囲において耐摩耗性物質を有するコーティングを含んでいる ことを特徴とする請求項５に記載のホイール。
7. 【請求項７】 摩耗保護部（５６）は、案内面（２８）に対して固定された摩耗リング（５８
   ）或いはリング・セグメント（６２）によって形成されている ことを特徴とする請求項５に記載のホイール。
8. 【請求項８】 摩耗保護部（５６）は、案内面（２８）上のコーティングによって形成されて
   いる ことを特徴とする請求項５に記載のホイール。
9. 【請求項９】 各ランナーリング（３０）が、リング（１９）の外側周囲面において設けられ
   ている ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のホイール。
10. 【請求項１０】 ランナーリング（３０）は、各リング（１９）の一体的な構成要素であり、 ランナーリング（３０）は、弾性材料を含んで構成されており、対応するリン
    グ（１９）に対して固定されている ことを特徴とする請求項９に記載のホイール。