JP2013067287A

JP2013067287A - タイヤ用ホイール

Info

Publication number: JP2013067287A
Application number: JP2011207669A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Takahashi; 篤司高橋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-04-18

Abstract

【課題】リム幅及びスクラブ半径を任意に設定することが可能なタイヤ用ホイールを提供する。
【解決手段】外周面の両端部に円周方向に沿って形成されたネジ部を有する筒状のホイール本体と、ホイール本体と対向する側に形成され、ホイール本体のネジ部と螺合するネジ部、及び、ホイール本体と離れる側において径方向外側に拡径するフランジ部を有する一対の可変リム体を備え、可変リム体が、ホイール本体の両端部とネジ部を介して接続された構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ用ホイールに関し、特にリム幅及びスクラブ半径を自在に変更することが可能なタイヤ用ホイールに関する。

従来、自動車の走行安定性や乗心地，ロードノイズは、一般的にタイヤのばね特性（タイヤの撓み状態）に影響することが知られている。ばね特性を変更する方法の１つとしては、ホイールのリム幅を広く設定することによって、タイヤを撓み難い状態とし、走行安定性を高める方法が提案されている。これに対し、ホイールのリム幅を狭く設定することによって、タイヤを撓み易い状態とし、乗心地の向上とロードノイズを低減する方法も提案されている。
例えば、特許文献１には、左右方向に分割されたホイール部がタイヤを保持する片側リムとネジ部を有するウェルとをそれぞれ備え、ウェルのネジ部同士を螺合させ、一方のホイール部に対し他方のホイール部を左右方向に移動させることにより、リム幅を任意に調整することが開示され、ユーザーの車の用途に応じた走行安定性や乗心地，ロードノイズをリム幅により調整することが可能なホイールが提案されている。
しかしながら、特許文献１に開示されたホイールにあっては、ウェルのネジ部を回転させることによりリム幅を任意に調整することができるものの、リム幅の調整に伴ってスクラブ半径が変化してしまい、リム幅調整の前後でハンドルの操作感覚が異なってしまうという懸念が生じる。

特開２００１−３０１４０３号公報

そこで本発明は、上記課題を解決するため、リム幅及びスクラブ半径を任意に設定することが可能なタイヤ用ホイールを提供する。

前記課題を解決するためのタイヤ用ホイールの構成として、外周面の両端部に円周方向に沿って形成されたネジ部を有する筒状のホイール本体と、ホイール本体と対向する側に形成され、ホイール本体のネジ部と螺合するネジ部、及び、ホイール本体と離れる側において径方向外側に拡径するフランジ部を有する一対の可変リム体を備え、可変リム体が、ホイール本体の両端部とネジ部を介して接続された構成とした。
本構成によれば、ホイール本体の外周面の両端部に円周方向に沿って形成されたネジ部が、一対の可変リム体の内周面に形成されたネジ部と接続されることから、ホイール本体の両端部の可変リム体を回転させることにより、リム幅及びスクラブ半径を任意に設定することができる。
また、タイヤ用ホイールの他の構成として、可変リム体と係合手段を介して係合し、ホイール本体と固定手段を介して固定され、可変リム体をホイール本体に対して回転不能に接続するリムストッパを備えた構成とした。
本構成によれば、可変リム体がホイール本体に対して回転することがなくなり、設定したリム幅及びスクラブ幅を確実に維持することが可能となる。
また、タイヤ用ホイールの他の構成として、係合手段が、可変リム体のフランジ側において円周方向に沿って形成された凹凸部と、リムストッパの可変リム体に対向する側において円周方向に沿って形成され、凹凸部に対応する凹凸部とにより構成された構成とした。
本構成によれば、前記構成から生じる効果に加え、可変リム体に形成される凹凸部と、リムストッパに形成される凹凸部との係合により可変リム体が回転不能となるため、可変リム体をホイール本体に対してより確実に接続することができる。
なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

タイヤ用ホイールを示す分解斜視図である。タイヤ用ホイールを車軸に固定した状態を示す幅方向断面図である。リム幅及びスクラブ半径の調整前後を示す部分断面図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

図１は、タイヤ用ホイール１の構造を示す分解斜視図である。同図においてタイヤ用ホイール１は、概略、ホイール本体１０、一対の可変リム体２０；２０、及び、一対のリムストッパ３０；３０から構成される。以下、図１を用いて、タイヤ用ホイール１の詳細について説明する。

ホイール本体１０は、例えばアルミやスチールにより形成される円筒体である。ホイール本体１０の外周面上には、ウェル１１、ネジ部１２；１２及びシール部１３；１３が形成される。ウェル１１は、外周面幅方向略中央の位置に形成される。ウェル１１は、後述のネジ部１２が形成された面よりも半径方向内側に窪む溝である。

ネジ部１２；１２は、外周面の幅方向両端側にそれぞれ形成される。ネジ部１２；１２は、外周面に沿って連続して延長する溝であって、可変リム体２０；２０に形成されたネジ部２２と螺合するものである。ネジ部１２；１２は、中央部に位置するウェル１１よりも幅方向外側に位置し、後述のシール部１３；１３よりも半径方向内側に形成される。

シール部１３；１３は、外周面上に形成されたネジ部１２；１２よりも幅方向外側の領域、より詳細には、ネジ部１２；１２と幅方向端縁１０Ａ；１０Ａとの間に形成される。シール部１３；１３は、ホイール本体１０の円周方向に沿って均一に延在する面であって、後述の可変リム体２０によって囲繞される。なお、シール部１３；１３は必須ではなく、ネジ部１２；１２をウェル１１の幅方向端部から端縁１０Ａ；１０Ａまで形成しても良い。

ホイール本体１０の両側面１０Ｂには、複数のネジ穴１４が開設される。ネジ穴１４は、側面１０Ｂの円周方向に沿って等しい間隔を以って開設される孔であって、側面１０Ｂからホイール本体１０の幅方向中央側に向かって延長する。複数のネジ穴１４には、後述のリムストッパ３０に開設されたボルト孔３４を貫通する固定手段としてのボルトねじ３５が挿入，螺合され、ホイール本体１０とリムストッパ３０との間に介在する可変リム２０がホイール本体１０に対して回転不能に接続される。

図２は、タイヤ用ホイール１の幅方向断面図である。
同図に示すように、ホイール本体１０の内部には、盤状のディスク１５が形成される。ディスク１５は、円環状の部材であり、車両の車軸５６とハブ５０を介して固定される。なお、タイヤ用ホイール１と車軸５６との関係は、後述する。

図１に戻り、可変リム体２０について説明する。可変リム体２０は、例えばホイール本体１０と同一の材質からなる円筒体である。可変リム体２０は、ホイール本体１０方向に突出するボディ部２１と、ホイール本体１０と離れる側において拡径するフランジ部２５とを有し、ボディ部２１の内周面２１Ａに形成されたネジ部２２を介してホイール本体１０と接続される。ボディ部２１の直径は、ホイール本体１０の直径よりも大径であって、図２に示すように、内周面２１Ａに形成されたネジ部２２を介してホイール本体１０と接続されると、ネジ部２２及びシール部２３が形成された内周面２１Ａがホイール本体１０の外周面を囲繞した状態となる。

ネジ部２２は、内周面２１Ａにおけるホイール本体１０の側面と対向する側の端部から幅方向中央部に渡って円周方向沿って連続して形成される溝である。ネジ部２２は、ホイール本体１０に形成されたネジ部１２と螺合する。図１に示すように、一対の可変リム体２０をホイール本体１０に接続するには、可変リム体２０のネジ部２２側をホイール本体１０のネジ部１２側と対向させた状態とし、可変リム体２０をホイール本体１０に対して一方向に回転させることにより、ネジ部１２及びネジ部２２同士を締結することにより行われる。
そして、ネジ部１２及びネジ部２２同士の締結量により、一対の可変リム体２０間の距離を調整することによって、リム幅Ｌ及びスクラブ半径Ｒを自在に設定することが可能となる。なお、リム幅Ｌ及びスクラブ半径Ｒの詳細な設定方法については後述する。

内周面２１Ａに形成されたシール部２３は、ネジ部２２よりも幅方向外側の領域であって、図２に示すように、可変リム体２０がホイール本体１０に接続された状態においてホイール本体１０の外周面と所定の間隔を以って外周面に形成されたシール部１３と対向して囲繞する。また、シール部２３には、ボディ部２１の内周面２１Ａ；外周面２１Ｂ間を貫通する空気導入孔２８が開設される。空気導入孔２８は、ボディ部２１の円周方向に沿って所定の間隔を以って開設される微小な円孔であって、タイヤ２内に印加された空気をシール部１３、シール部２３及びシール部材４０により形成される空間内に導入する。

シール部材４０は、ホイール本体１０のシール部１３、及び、ボディ部２１のシール部２３間の空隙に介挿される円環状の密閉手段であって、リップシール４１、ダストシール４２及びストップリング４３により構成される。リップシール４１は、空気導入孔２８よりも幅方向外側に位置する例えばゴム製の部材であって、内部に介挿されるばねの押しつけ力によりシール部１３に密着する。ダストシール４２は、断面角形状に形成されたゴム部材であって、リップシール４１よりも幅方向外側に位置し、リップシール４１を保持する。
ストップリング４３は、ボディ部２１の内周面２１Ａの円周方向に沿って形成された溝２９内に嵌め込まれる部材であって、半径方向内側に突出する面によって、リップシール４１及びダストシール４２を保持する。
上記構成からなるシール部材４０が、ホイール本体１０のシール部１３、及び、ボディ部２１のシール部２３間に介挿されたことにより、タイヤ２に空気圧が印加された場合、印加された空気が空気導入孔２８を経由してリップシール４１を表面に押し付け、タイヤ２の内部、及び、ホイール本体１０のシール部１３、及び、ボディ部２１のシール部２３間の空隙に渡る気密性が確保される。

次に、引き続き図２を参照して可変リム体２０のフランジ部２５について説明する。
フランジ部２５は、ボディ部２１と連続して幅方向外側に延在しつつ、径方向外側に拡径する領域である。図２に示すように、フランジ部２５における径方向外側に傾斜する外周面２５Ａと、ボディ部２１の外周面２１Ｂとの間の領域はタイヤ２のビード部３の周囲が当接するビートシート２６として形成される。そして、タイヤ２に内圧が印加され、両ビード部３がビードシート２６の表面に沿って幅方向外側に徐々に移動し、フランジ部２５の外周面２５Ａと密着することにより、タイヤ２は一対の可変リム体２０によって内圧が保持された状態で取り付けられる。

図１に戻り、フランジ部２５の内周面２５Ｂに開設される凹凸部２４について説明する。
凹凸部２４は、フランジ部２５の内周面２５Ｂに沿って円周方向に均等な間隔を以って開設される凹部２４Ａと、凹部２４Ａ：２４Ａの間の凸部２４Ｂとにより構成される。凹部２４Ａは、内周面２５Ｂより半径方向外側に向かって窪む正面視矩形状であって、ホイール本体１０と離れる側の端部がフランジ２５の開口端縁２５Ｃにおいて終端する。凸部２４Ｂは、凹部２４Ａを基準とした場合に半径方向内側に向かって突出する正面視矩形状である。
上記構成からなる凹凸部２４は、リムストッパ３０に形成された凹凸部３３と合致した状態で係合し、リムストッパ３０がホイール本体１０に対して強固に固定されることにより、可変リム体２０がホイール本体１０の円周方向に沿って回転動作することを確実に防止する。

以下、図１を参照してリムストッパ３０について詳説する。
リムストッパ３０は、可変リム体２０のフランジ部２５に形成された凹凸部２４に対応して係合する円環体である。リムストッパ３０の直径はフランジ部２５の直径よりも小径であり、図２に示すように、リムストッパ３０がフランジ部２５と係合すると、その外周部がフランジの内周面２５Ｂに囲繞された状態となる。

リムストッパ３０は、複数のボルト孔３４が開設された基盤部３２と、前述の凹凸部２４と係合する凹凸部３３とを備える。基盤部３２は、中央が開口した円盤状であって複数のボルト孔３４を有する。ボルト孔３４は、基盤部３２の円周方向に沿って均等な間隔を以って開設される貫通孔であって、凹凸部２４よりも内側において基盤部３２の側面よりホイール本体１０側に突出する内壁部３６内を貫通する。内壁部３６の先端面は、ホイール本体１０の側面１０Ｂと対向する面として形成され、その内径は、ホイール本体１０の内径とほぼ等しい。
ボルト孔３４には、ボルトねじ３５が挿通され、挿通されたボルトねじ３５は、内壁部３６を経由して、ホイール本体１０の側面１０Ｂに開設されたネジ穴１４に螺入される。

凹凸部３３は、基盤部３２におけるホイール本体１０側の側面からホイール本体１０側に向かって突出する環状の壁体であって、円周方向に沿って均等な間隔を以って形成される凸部３３Ａと、凸部３３Ａ：３３Ａの間の凹部３３Ｂとにより構成される。凸部３３Ａは、凹部３３Ｂを基準として半径方向外側に向かって突出する正面視矩形状であって、ホイール本体１０側の先端部から基盤部３２において終端する。凹部３３Ｂは、凸部３３Ａを基準とした場合に半径方向内側に向かって窪む正面視矩形状である。
凸部３３Ａは、前述の可変リム２０に形成された凹部２４Ａと合致する形状である。又、凹部３３Ｂは、可変リム体２０に形成された凸部２４Ｂと合致する形状である。つまり、係合手段として設けられた可変リム体２０の凹凸部２４と、リムストッパ３０の凹凸部３３同士を係合させ、さらにボルトねじ３５をホイール本体１０のネジ穴１４に対して螺入することにより、ホイール本体１０のネジ部１２；１２を介して接続された可変リム体２０；２０の回転が規制されることとなり、可変リム体２０；２０はホイール本体１０に対して回転不能に接続される。

なお、本実施形態では、リムストッパ３０を円環状としたが、これに限定されない。例えば、円環を複数分割した形状であっても良く、可変リム体２０をホイール本体１０に対して回転不能に接続するものであればその形状は問わない。

以下、図２を用いて、タイヤ用ホイール１にタイヤ２を装着する方法を概説する。
まず、シール部材４０が予め配設された可変リム体２０のネジ部２２とホイール本体１０のネジ部１２とを螺合し、ホイール本体１０の一方側に可変リム体２０を接続する。次にタイヤ２をホイール本体１０に対し、可変リム体２０の他方側（可変リム体２０が取り付けられていない側）から装着する。

タイヤ２装着の後、予めシール部材４０が配設された可変リム体２０のネジ部２２とホイール本体１０のネジ部１２とを螺合し、ホイール本体１０の他方側に可変リム体２０を接続する。その際、可変リム体２０；２０の締結量を加減して可変リム体２０；２０間の距離、より詳細にはフランジ部２５；２５間の距離を調整し、所望のリム幅Ｌに設定する。なお、可変リム体２０：２０がホイール本体１０に接続された状態において、タイヤ２のビード部３；３は、可変リム体２０；２０の間に位置した状態となる。

可変リム体２０；２０を所望のリム幅Ｌとなるように設定した後、係合手段として設けられた可変リム体２０；２０の凹凸部２４とリムストッパ３０；３０の凹凸部３３とを係合し、リムストッパ３０に開設された複数のボルト孔３４にそれぞれボルトねじ３５を挿通し、先端部をホイール本体１０に開設されたネジ穴１４に螺入する。これにより、可変リム体２０；２０はホイール本体１０に対して回転不能、かつ、強固に固定される。

可変リム体２０；２０のセットが完了した後、タイヤ２内に空気注入口３７から空気を充填する。空気の充填に伴ってタイヤ２のビード部３；３は、可変リム体２０；２０の外周面２１Ｂに沿って内圧により幅方向外側へと膨張し、ビートシート２６に適正に着座した状態となり、タイヤ用ホイール１へのタイヤ２の装着が完了する。

以上のように、本発明に係るタイヤ用ホイール１によれば、可変リム体２０；２０を回転させることにより、ホイール本体１０との接続又は解除を自在に行うことができるため、従来用いることが必要であったタイヤチェンジャなどのタイヤ２を着脱するための設備が不要となり、タイヤ２の脱着を容易に行うことができる。また、後述するようにリム幅Ｌのみならず、スクラブ半径Ｒについても自在に設定可能である。

図２を参照し、タイヤ用ホイール１とスクラブ半径Ｒとの関係について説明する。
同図に示すように、ストラット式のサスペンションは、概略、ディスク１５に固定されるハブ５０と、ハブに取り付けられるナックル５１と、ナックル５１の上端とブラケット５２を介して固定されるストラット５３と、ナックル５１の下端とボールジョイント５４を介して取り付けられるロアアーム５５とから構成される。
ストラット式のサスペンションにおけるスクラブ半径Ｒとは、キングピン中心線ＫＬが路面と交わる点Ｐ１と、タイヤの中心線ＣＬが路面と交わる点Ｐ２との間の距離である。また、キングピン中心線ＫＬとは、キングピンの軸を通る線であって、ストラット５３の上端中心とボールジョイント５４の回転中心とを結ぶ直線である。以下、リム幅Ｌとスクラブ半径Ｒの調整について説明する。

図３は、リム幅Ｌとスクラブ半径Ｒとの関係を示す部分断面図である。
同図を用いて、リム幅Ｌとスクラブ半径Ｒとの調整方法について説明する。なお、本実施例におけるリム幅Ｌは、一方の可変リム体２０のフランジ部２７から他方の可変リム体２０のフランジ部２７までの間の距離である。また、二点鎖線（リム幅Ｌ１，スクラブ半径Ｒ１）は、可変リム体２０；２０の移動（調整）前の状態を示し、実線（リム幅Ｌ２，スクラブ半径Ｒ２）は、可変リム体２０；２０の移動（調整）後の状態を示す。

図３（ａ）は、調整前のスクラブ半径Ｒ１を維持したまま、調整前のリム幅Ｌ１を増大させる場合について示す部分断面図である。
本発明に係るタイヤ用ホイール１において、スクラブ半径Ｒ１を維持したまま、調整前のリム幅Ｌ１を増大させるには、可変リム体２０；２０を回転させることにより、タイヤ２の中心線ＣＬを基準として幅方向外側に互いに等しい距離移動させることにより行う。
可変リム体２０；２０を上記のように移動させることにより、調整前のスクラブ半径Ｒ１を維持したまま（Ｒ２）、リム幅Ｌ１をＬ２に増大させることができる。

図３（ｂ）は、調整前のスクラブ半径Ｒ１及びリム幅Ｌ１を共に増大させる場合について示す部分断面図である。
タイヤ用ホイール１において、スクラブ半径Ｒ１及びリム幅Ｌ１を増大させるには、可変リム体２０；２０の内、車軸５６が固定される側と反対側の可変リム体２０をタイヤ２の中心線ＣＬを基準として幅方向外側に移動させることにより行う。一方の可変リム体２０を上記のように移動させることにより、タイヤ２の中心線ＣＬの位置が移動させた可変リム体２０側に位置ずれするため、調整前のスクラブ半径Ｒ１を増大させると共に、調整前のリム幅Ｌ１をＬ２に増大させることができる。

以上のとおり、本発明に係るタイヤ用ホイール１によれば、ホイール本体１０に対して螺合接続された可変リム体２０；２０を適宜幅方向に移動させることにより、リム幅Ｌ及びスクラブ半径Ｒを自在に調整，設定することが可能となる。なお、図示の例では、リム幅Ｌを増大させる例を説明したが、可変リム体２０；２０の両方又はいずれか一方をタイヤ２の中心線ＣＬを基準として幅方向内側に移動させることにより、スクラブ半径Ｒを維持又は変化させつつ、リム幅Ｌを減少させることが容易に可能である。
そして、リム幅Ｌ及びスクラブ半径Ｒを自在に調整できることから、本発明に係るタイヤ用ホイール１によれば、ユーザーの車の用途及び好みに応じた走行安定性や乗心地，ロードノイズの低減性能を容易に得ることが可能となる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１タイヤ用ホイール、２タイヤ、１０ホイール本体、１２ネジ部、
１３シール部、１４ネジ穴、２０可変リム体、２１ボディ部、
２２ネジ部、２３シール部、２４凹凸部、２５フランジ部、
２６ビードシート、２８空気導入孔、３０リムストッパ、３２基盤部、
３３凹凸部、３４ボルト孔、３５ボルトねじ。

Claims

外周面の両端部に円周方向に沿って形成されたネジ部を有する筒状のホイール本体と、
前記ホイール本体と対向する側に形成され、前記ホイール本体のネジ部と螺合するネジ部、及び、前記ホイール本体と離れる側において径方向外側に拡径するフランジ部を有する一対の可変リム体を備え、
前記可変リム体が、前記ホイール本体の両端部と前記ネジ部を介して接続されたタイヤ用ホイール。
前記可変リム体と係合手段を介して係合し、前記ホイール本体と固定手段を介して固定され、前記可変リム体を前記ホイール本体に対して回転不能に接続するリムストッパを備えた請求項１記載のタイヤ用ホイール。
前記係合手段が、
前記可変リム体のフランジ側において円周方向に沿って形成された凹凸部と、
前記リムストッパの前記可変リム体に対向する側において円周方向に沿って形成され、前記凹凸部に対応する凹凸部とにより構成された請求項２記載のタイヤ用ホイール。