JP2011500424A - ホイール取り付けアセンブリ - Google Patents

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Abstract

ホイールアセンブリは、(a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されてギアセットを囲むハウジングを画定するハブであって、略円筒状外面を有するハブと、(b)ハブの外面を取り囲むリングと、(c)ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状リムであって、タイヤを支持するように構成されて半径方向内方に延在する取り付けフランジを有するリムとを含む。取り付けフランジは、リングに固定される。リングに固定された内側フランジと、ハブの先端部に固定された外側フランジとを有し、取り付けフランジがスリーブアダプタとリングの間にクランプされるようになっている前記スリーブアダプタを更に含んでもよい。
【選択図】図3

Description

本発明は概してオフ・ハイウェー車及びその他の大型車に関し、より詳細にはそのような車両のホイールを取り付ける手段に関する。
多くの大型車、特にダンプトラック及びその他の車輪型採掘装置等のオフ・ハイウェー車は、ギア式終減速機又は変速機を収容するハブを使用している。1つ又は複数のホイール(「リム」とも呼ばれる)は、このハブに取り付けられる。トルク性能及び耐久性を最大にするためには、変速機構成要素をハブ内に依然として収まりながらもできるだけ大きくすることが望ましい。従来技術では、リムは都合良く取り付け及び取り外しができるように取り付けられていた。残念なことに、この設計は変速機構成要素に利用できる空間を奪い、その寸法を制限する。
米国特許第2,386,917A号
従来技術の上記及びその他の欠点は、ホイールハブにタイヤ支持リムを取り付けるための幾つかの構成を提供する本発明によって対処される。
本発明の一態様によれば、ホイールアセンブリは、(a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されてギアセットを囲むハウジングを画定するハブであって、略円筒状外面を有するハブと、(b)ハブの外面を取り囲むリングと、(c)ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状リムであって、タイヤを支持するように構成されて半径方向内方に延在する取り付けフランジを有するリムとを含む。取り付けフランジは、リングに固定される。「取り囲む」とは、周囲に延在すること、例えば、リングがハブの外面の周囲に延在することを意味する。
本発明の別の態様によれば、ホイールアセンブリは、(a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されたハブであって、ギアセットを囲むハウジングを画定し、それぞれ内側及び外側フランジを持つ内側端部及び外側端部を有し、少なくとも外側フランジがセグメント化されるハブと、(b)ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状第1リムであって、タイヤを支持するように構成されて半径方向内方に延在する取り付けフランジを有する第1リムとを含む。第1リムの取り付けフランジは、外側フランジと相互補完的な関係でセグメント化され、内側フランジに固定される。
本発明の別の態様によれば、ホイールアセンブリは、(a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されてギアセットを囲むハウジングを画定するハブであって、略円筒状外面を有するハブと、(b)ハブ及びハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状第1リムであって、タイヤを支持するように構成されてそこから軸方向に延在する第1取り付けフランジを有する第1リムとを含む。第1リムは、第1取り付けフランジを通って延在する少なくとも1つの締結具によってハブに固定され、略半径方向に配向される。
本発明の別の態様によれば、ホイールアセンブリは、(a)軸の周囲を回転可能に取り付けられるように構成されたハブであって、略円筒状外面を有するハブと、(b)ハブによって支持されてハブから離れるように軸方向に延在する中空環状変速機ハウジングであって、(i)第1内径を有する内側部分と、(ii)第1内径よりも実質的に大きな第2内径を有する外側部分と、(iii)内側及び外側部分を相互接続する移行部分とを含む変速機ハウジングと、(c)第1の機械的接続によってハブ及び変速機ハウジングに固定された環状アダプタリングと、(d)変速機ハウジング及び少なくとも一部分のハブを取り囲む略円筒状リムであって、タイヤを支持するように構成されて、第2の機械的接続によってアダプタリングに固定される半径方向内方に延在する取り付けフランジを有するリムとを含む。環状空間は、機械的接続が変速機ハウジングの外側端部から物理的にアクセスできるようにリムと変速機ハウジングの間に画定される。
従来技術のホイールアセンブリの概略断面図である。 図1の一部分の拡大図である。 ホイールアセンブリの概略断面図であり、本発明の一態様に従ってそこにリムを取り付ける構成を示す。 代替的なホイールアセンブリの概略断面図であり、本発明の別の態様に従ってそこにリムを取り付ける構成を示す。 ホイールアセンブリの概略分解斜視図であり、本発明の別の態様に従ってハブにリムを取り付ける構成を示す。 図5に示すハブの概略斜視図である。 図5に示すリムの概略斜視図である。 図7に示すリムの端面図である。 ホイールアセンブリの概略分解斜視図であり、本発明の別の態様に従ってハブにリムを取り付ける構成を示す。 図9に示すハブの概略斜視図である。 図9に示すハブの概略側面図である。 図9に示すリムの概略斜視図である。 図9に示すリムの断面図である。 図9に示すリムの切欠斜視図である。 ホイールアセンブリの概略断面図であり、本発明の別の態様に従ってそこにリムを取り付ける構成を示す。 ホイールアセンブリの概略断面図であり、本発明の更に別の態様に従ってそこにリムを取り付ける構成を示す。
本発明は、添付図面に関連してなされる以下の説明を参照することによってより良く理解することができるであろう。
各図を通して同じ参照番号が同じ要素を示す図面を参照する。図1及び2は、採掘ダンプトラック及びその他のオフ・ハイウェー車に使用される形式の従来技術のホイールアセンブリ10を示す。ホイールアセンブリ10は、構成要素が軸「A」の周囲の回転体であるという理解の下で片側断面が示される。ここで使用しているように、「軸方向」という用語は概して軸Aに平行な方向を指し、「半径方向」という用語は概して軸Aに垂直な方向を指す。フレーム12は、車両(図示せず)に取り付けられるフランジ14又はその他の手段を含み、車両から外方に延在する。ホイールハブ(又は単に「ハブ」)16は、軸受18によってフレーム12上に回転可能に取り付けられる。略円筒状変速機ハウジング20は、ホイールハブの外側端部に固定される。ここで使用しているように、「略円筒状」という用語は主に軸の周囲の回転体である形状を指しており、1つ又は複数のテーパー部分、突出部(フランジ又は突起部等)、マイナスの加工機構(円周方向溝又は軸方向スプライン等)、穴、非軸対称機構等が含まれる。既知の形式の変速機又はギアセット、例えば多段遊星ギアセットは、変速機ハウジング20内で支持され、駆動軸又は電機牽引モータ等の電源からハブ16へトルクを伝達するように動作可能な状態でハブ16に接続される。明確に例示するために、ギアセットは概略的に「G」のみで示される。本発明の設計は、様々な形式のギアセットを使用する、又はギアセットを全く使用しないホイールを取り付けるのにも同様に利用できることが理解されよう。1つ又は複数のホイール(「リム」とも呼ばれる)は、ハブ16に取り付けられる。図示の例では、外側リム22A及び内側リム22Bを示す。各々のリム22は、タイヤと内方に延在する取り付けフランジ24A及び24Bそれぞれを取り付けることができる。
図2で最もはっきりとわかるように、アダプタリング26はハブ16の外側端部にボルト固定され、外側リム22Aはアダプタリング26にボルト固定される。これは、半径方向隙間を設けて内側リム22Bを取り付け又は取り外しできるようにするために必要である。残念なことに、アダプタリング26用の取り付け面をハブ16上に設けると、変速機ハウジング20の外径が制限され、更にはその中の変速機の構成要素の寸法が制限される。
図3は、ハブ116にリムを取り付ける第1構成を示す。図2は、内側リム(図示せず)が図1に示すような従来の方法で取り付けられるものであるという理解の下で、外側リム22Aを示す。軸方向に延在するねじ穴120の配列を有するリング118は、ハブ116の周囲に配置される。このリングは、例えば、ハブ116の内径と外径の間の任意の圧入具によって適当な位置に保持される。従来技術のハブ16と違って、ハブ116はその外側端部までつながる最大外径を維持している。この特定の例では、ハブ116が延長して、ギアセットGを囲む空間を画定するため、独立した変速機ハウジングは必要とされない。外側リム22Aの取り付けフランジ24Aは、リング118に当接する。略円筒状スリーブアダプタ122は、外側リム22Aをクランプするためのリング118に(例えば、ボルト126によって)機械的に固定される内側フランジ124をその内側端部に有する。スリーブアダプタ122の外側フランジ128は、ハブ116及び/又はエンドプレート130に(例えば、ボルト132によって)固定される。動作中、リング118は外側リム22Aからの半径方向荷重を支える。スリーブアダプタ122は、エンドプレート130から外側リム22Aへトルクを伝達し、ハブ116に半径方向荷重を伝達する。スリーブアダプタ122は、外側リム22Aの取り付け及び取り外しにも役立つ。例えば、外側フランジ128の穴に挿入されたボルト又はその他の工具は、リム/リング対を所定の位置に圧入するために使用することができる。エンドプレート130を支えてスリーブ/リング/リムの組み合わせをハブ116から持ち上げるためにボルト(図示せず)をねじ込むことができるように、追加のねじ穴を外側フランジ128に設けても良い。
図4は、従来技術のハブ16と同様のハブ216にリムを取り付ける第2構成を示す。図4は、内側リム(図示せず)が図1に示すような従来の方法で取り付けられるものであるという理解の下で外側リム22Aを示す。軸方向に延在するねじ穴220の配列を有するリング218は、ハブ216の周囲に配置される。リング218は連続していても、分割されていても、セグメント化されていても良く、リング218が連続している場合はリング218とハブ216の間に圧入具があっても良い。図示の例では、リング218は、ハブ216内に延在する1つ又は複数列の半径方向に整列したボルト222によって適当な位置に保持される。リング218は、ハブ216のキー溝226に受け入れられる図示のスプライン224等の回転防止機構を備える。スプラインとキー溝が反対の構成も同様に使用することができる。従来技術のハブ16と違って、ハブ216はその外側端部までつながる最大外径を維持している。この特定の例では、ハブ216が延長して、ギアセットGを囲む空間を画定するため、独立した変速機ハウジングは必要とされないが、独立した変速機ハウジングを使用することもできる。外側リム22Aの取り付けフランジ24Aはリング218に当接し、そこに(例えば、ボルトによって)固定される。動作中、リング218は、外側リム22Aとハブ216の間でトルク及び半径方向荷重を伝達する。
図5〜8は、従来技術のハブ16と構造が同様のハブ316にリムを取り付ける第3構成を示す。ハブ316は、内側フランジ318及び外側フランジ320を含む。従来技術のハブ16と違って、ハブ316はその外側端部までつながる最大外径を維持している。この特定の例では、ハブ316が延長して、ギアセットを囲む空間を画定するため、独立した変速機ハウジングは必要とされない。内側リム322Bは内側フランジ318に(例えば、ボルトによって)固定される取り付けフランジ324Bを有し、外側リム322Aは外側フランジ320に(例えば、ボルトによって)固定される取り付けフランジ324Aを有する。
少なくとも外側フランジ320と内側リム322Bの取り付けフランジ324Bは、図示のようにセグメント化される。内側フランジ318と外側リム322Aの取り付けフランジ324Aは、セグメント化する必要がない。外側フランジ320及び取り付けフランジ324Bのセグメント化によって、内側リム322Bに外側フランジ320上を摺動させて、内側リム322Bを内側フランジ318にボルト固定することができる。外側フランジ320及び内側取り付けフランジ324Bのセグメント化は相互補完的であり、任意の数のセグメントを有することができ、互いに同じである必要はない。更に、外側フランジ320と内側取り付けフランジ324Bの間で相互補完的な関係が維持される限り、リムも取り付けフランジも互いに同じである必要はない。動作中、トルク及び半径方向荷重は、内側及び外側フランジ318及び320を介して、ハブ316と外側及び内側リム322A及び322Bの間で直接伝達される。
図9〜14は、従来技術のハブ16と構造が同様のハブ416にリムを取り付ける第4構成を示す。ハブ416は、内側フランジ418及び外側フランジ420を含む。従来技術のハブ16と違って、ハブ416はその外側端部までつながる最大外径を維持している。この特定の例では、ハブ416が延長して、ギアセットを囲む空間を画定するため、独立した変速機ハウジングは必要とされないが、独立した変速機ハウジングを使用することもできる。内側リム422Bは、内側フランジ418に(例えば、ボルトによって)固定される取り付けフランジ424Bを有し、外側リム422Aは外側フランジ420に(例えば、ボルトによって)固定される取り付けフランジ424Aを有する。
少なくとも外側フランジ420と内側リム422Bの取り付けフランジ424Bは、図示のようにセグメント化される。フランジ及びリムのセグメントは、円周方向にセグメント化するだけでなく、異なる軸平面内にシフト又はオフセットしても良い。内側フランジ418と外側リム422Aの取り付けフランジ424Aは、セグメント化する必要がない。しかしながら、それらがセグメント化/分割されていない場合、アセンブリは、外側リム424Aの外側フランジ420への適切な固定を可能にするために、1つ又は複数のスペーサ又はアダプタを必要とする。外側フランジ420及び取り付けフランジ424Bのセグメント化によって、内側リム422Bに外側フランジ420上を摺動させて、内側リム422Bを内側フランジ418にボルト固定することができる。セグメント化は、内側リム422Bが軸方向変位及びハブ軸の周囲の回転によって内側フランジ418に到達することができるように構成される。リム422A、422B及びハブフランジ418、420のセグメントは、セグメント化に使用される平面の数と組み合わせると、内側リム422Aが一部のリムのハブ軸の周囲の回転によって軸方向に移動することができるような数及び寸法である。
外側フランジ420及び内側取り付けフランジ424Bのセグメント化は任意の数のセグメントを有することができ、互いに同じである必要はない。更に、リムも取り付けフランジも互いに同じである必要はない。動作中、トルク及び半径方向荷重は、内側及び外側フランジ418及び420を介して、ハブ416と外側及び内側リム422A及び422Bの間で直接伝達される。
図15は、従来技術のハブ16と同様のハブ516にリムを取り付ける第5構成を示す。図15は、ハブ516に取り付けられた外側リム522A及び内側リム522Bを示す。リム522A及び522Bは、半径方向に延在する取り付けフランジを有していない。その代わりに、各々のリム522A及び522Bは、それぞれ軸方向に延在する取り付けフランジ524A及び524Bを有する。従来技術のハブ16と違って、ハブ516はその外側端部までつながる最大外径を維持している。この特定の例では、ハブ516が延長して、ギアセットGを囲む空間を画定するため、独立した変速機ハウジングは必要とされないが、独立した変速機ハウジングを使用することもできる。取り付けフランジ524A及び524Bは、ハブ516の外周面に(例えば、ボルト526によって)直接固定される。動作中、トルク及び半径方向荷重は、ハブ516と外側及び内側リム522A及び522Bの間で直接伝達される。
図16は、ハブ616にリムを取り付ける第6構成を示す。この構成は、図1及び2に示す従来技術のホイールアセンブリ10と同様である。ホイールハブ(又は単に「ハブ」)616は、軸受618によってフレーム612上に回転可能に取り付けられる。略円筒状変速機ハウジング620はハブ616の外側端部に固定され、ギアセットG(概略的に示す)を囲む。その他の上記の構成と同様に、ハブ616は延長してギアセットGを囲む空間を画定することができるため、独立した変速機ハウジングは必要とされなくなる。本発明の設計は、様々な形式のギアセットを使用する、又はギアセットを全く使用しないホイールを取り付けるのにも同様に利用できることが理解されよう。
変速機ハウジング620は、移行部分634によって相互接続される内側部分630及び外側部分632を含む。内側部分630は第1内径「D1」を有し、外側部分632は第1内径D1よりも実質的に大きな第2内径「D2」を有する。ここで使用しているように、「実質的に大きな」とは、製造公差の通常の偏差に起因する以上の量だけ第2内径D2が第1内径D1よりも大きいことを意味する。この例では、両方の部分が略円筒状であるが、その他の形状を同様に用いても良い。外側部分632の寸法が大きくなると、ギアボックスGを図1に示す従来技術の変速機ハウジング20のものよりも大きくすることができ、従来技術と同じ寸法のリム及びタイヤを利用しつつ、より大きなトルク荷重を処理することが可能になる。
アダプタリング626は、機械的接続、例えばボルト636によってハブ616の外側端部に固定される。環状アダプタリング626は、セグメントを変速機ハウジング620の周囲に(即ち、半径方向から)持ってくることによって組み立てることができるように、2つ以上のセグメントからなる。リム622(この場合は外側リム)は、機械的接続、例えばボルト638によってアダプタリング626に固定される。図示の例では、外側リム622のみを示す。リム622はタイヤを取り付けることができ、ボルト638を受け入れる内方に延在する取り付けフランジ624を有する。内側リム(図示せず)は、図1に示すような従来の方法でハブ616に取り付けられることになる。
変速機ハウジング620の外側部分632の寸法は、従来技術よりも大きくはなっているものの、ボルト636及び638の取り付け又は取り外し、或いはその反対でアダプタリング626へのアクセスに用いられる工具(ソケットレンチ等)がホイールアセンブリ610の外側端部から依然としてアクセスできるように制限されている。これには、変速機ハウジング620の取り外し又は分解を必要としない。図示の例では、第2直径D2は第1直径D1よりも大きく約7.6cm(3.0インチ)である。図示の例では、移行部分634は略円錐台形状であるが、移行を達成するのに都合の良い任意の断面形状を使用することができる。
様々な要素を接続するのに本明細書ではボルトが例示されているが、その他のねじ部品(又はその他の一般的な締結具)を使用することもできる。
以上は、ハブにホイールを取り付ける幾つかの構成について説明してきた。本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明の技術的思想及び技術的範囲から逸脱することなく本発明に対する様々な改良を行うことができることは当業者には明らかであろう。従って、本発明の好ましい実施形態及び本発明を実施するための最良の形態の上記の説明は、限定する目的ではなくて例示目的のためにのみ示したものである。

Claims (15)

  1. (a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されてギアセットを囲むハウジングを画定するハブであって、略円筒状外面を有する前記ハブと、
    (b)前記ハブの前記外面を取り囲むリングと、
    (c)前記ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状リムであって、タイヤを支持するように構成されて、前記リングに固定されている半径方向内方に延在する取り付けフランジを有する前記リムとを含む、ホイールアセンブリ。
  2. 前記ハブを取り囲むスリーブアダプタであって、前記リングに固定された内側フランジと、前記ハブの先端部に固定された外側フランジとを有しており、前記取り付けフランジが前記スリーブアダプタと前記リングの間にクランプされるようになっている前記スリーブアダプタを更に含む、請求項1に記載のホイールアセンブリ。
  3. 前記スリーブアダプタは略円筒状であり、前記内側フランジは前記スリーブアダプタから半径方向外方に延在し、前記外側フランジは前記スリーブアダプタから半径方向内方に延在する、請求項2に記載のホイールアセンブリ。
  4. 前記ハブの先端部はエンドプレートによって閉鎖される、請求項2に記載のホイールアセンブリ。
  5. (a)前記リングは、略半径方向に配向された少なくとも1つの締結具によって前記ハブに固定され、
    (b)前記リムの前記取り付けフランジは、略軸方向に配向された少なくとも1つの締結具によって前記リングに固定される、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のホイールアセンブリ。
  6. 前記リング及び前記ハブの前記外面の一方は、前記リング及び前記ハブの他方の相互補完的なキー溝に係合するスプラインを有する、請求項5に記載のホイールアセンブリ。
  7. (a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されるハブであって、ギアセットを囲むハウジングを画定し、それぞれ内側及び外側フランジを持つ内側端部及び外側端部を有しており、少なくとも前記外側フランジがセグメント化される前記ハブと、
    (b)前記ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状第1リムであって、タイヤを支持するように構成されて半径方向内方に延在する取り付けフランジを有する前記第1リムとを含み、
    (c)前記第1リムの前記取り付けフランジは、前記外側フランジと相互補完的な関係でセグメント化され、前記内側フランジに固定される、ホイールアセンブリ。
  8. 前記ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状第2リムであって、タイヤを支持するように構成されて、そこから半径方向内方に延在する取り付けフランジを有する前記第2リムを更に含み、前記第2リムの前記取り付けフランジは前記外側フランジに固定される、請求項7に記載のホイールアセンブリ。
  9. 前記ハブと前記第1及び第2リムのフランジの全てがセグメント化される、請求項8に記載のホイールアセンブリ。
  10. 前記外側フランジ及び前記第1リムの前記取り付けフランジの個々のセグメントは互いに軸方向にオフセットされる、請求項7乃至9のいずれか1項に記載のホイールアセンブリ。
  11. (a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されてギアセットを囲むハウジングを画定するハブであって、略円筒状外面を有する前記ハブと、
    (b)前記ハブ及び前記ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状第1リムであって、タイヤを支持するように構成されてそこから軸方向に延在する第1取り付けフランジを有する前記第1リムとを含み、
    (c)前記第1リムは、前記第1取り付けフランジを通って延在する少なくとも1つの締結具によって前記ハブに固定されて、略半径方向に配向される、ホイールアセンブリ。
  12. (a)前記ハブの少なくとも一部分を取り囲む略円筒状第2リムであって、タイヤを支持するように構成されてそこから軸方向に延在する第2取り付けフランジを有する前記第2リムを含み、
    (b)前記第2リムは、前記第2取り付けフランジを通って延在する少なくとも1つの締結具によって前記ハブに固定されて、略半径方向に配向され、
    (c)前記第1及び第2リムは、前記第1及び第2取り付けフランジが互いに隣接するように配向される、請求項11に記載のホイールアセンブリ。
  13. (a)軸の周囲で回転可能に取り付けられるように構成されたハブであって、略円筒状外面を有する前記ハブと、
    (b)前記ハブによって支持されて前記ハブから離れるように軸方向に延在する中空環状変速機ハウジングであって、
    (i)第1内径を有する内側部分と、
    (ii)前記第1内径よりも実質的に大きな第2内径を有する外側部分と、
    (iii)前記内側及び外側部分を相互接続する移行部分とを含む前記変速機ハウジングと、
    (c)第1の機械的接続によって前記ハブ及び前記変速機ハウジングに固定された環状アダプタリングと、
    (d)前記変速機ハウジング及び少なくとも一部分の前記ハブを取り囲む略円筒状リムであって、タイヤを支持するように構成されて、第2の機械的接続によって前記アダプタリングに固定される半径方向内方に延在する取り付けフランジを有する前記リムとを含み、
    (e)環状空間は、前記機械的接続が前記変速機ハウジングの外側端部から物理的にアクセスできるように前記リムと前記変速機ハウジングの間に画定される、ホイールアセンブリ。
  14. 前記アダプタリングは、少なくとも1つのねじ部品によって前記ハブ及び前記変速機ハウジングに固定される、請求項13に記載のホイールアセンブリ。
  15. 前記リムは、少なくとも1つのねじ部品によって前記ハブ及び前記アダプタリングに固定される、請求項13に記載のホイールアセンブリ。
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