JP2017506183A - ホイールアセンブリ - Google Patents

Abstract

【解決手段】空気タイヤを支持するホイールは、一体的なビードシートを備えるリムと、着脱可能なビードシートとを有している。着脱可能なビードシートは、リムを取り囲んで溝を係合してタイヤを保持する２つの半体を有する。着脱可能なビードシートは、一体的に形成されるか、ビードシートにボルトで止められる別個のリテーナの一部である第２リップを有してよい。ホイールはアルミニウム合金で作られてよい。【選択図】図１

Description

＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０１４年２月４日出願の米国仮特許出願第６１／９３５，６５６号「ホイールアセンブリ」の利益を主張し、当該出願は、引用を以てその全体が本明細書の一部となる。

本発明は、ホイールに関しており、より詳細には、空気タイヤ及び／又はチューブを受け入れる、自動車やトラック等の車両用のホイールに関する。

ホイールは様々な種類のものが知られており、例えば、複数の部品で作られたスタンプドスチールホイール（stamped steel wheel）は、分解することによって空気タイヤ及び／又はチューブの取外しを容易にする。アルミニウム合金から一体に形成されたホイールもまた周知であり、一般に使用されている。その理由は、それらの強くて軽い特性によって、設置された車両の燃料節約や種々の部品の長寿命化等の、機能的及び経済的利益がもたらされるためである。通常、一体に形成されたホイールは、タイヤをホイールに装着する／ホイールから取り外すのに、特殊な道具を必要とする。このことは、トラックなどの重車両に用いられるホイールに特に当てはまる。周知のホイールがあるにも拘わらず、改良された及び／又は既存のものとは別のホイールが依然として望まれている。

開示されている主題は、空気タイヤを支持するホイールに関している。当該ホイールは、円筒形のリム及び着脱可能なビードシートを備えている。当該リムには、その一端に近接して第１のビードシート（bead seat）が周状に配置されている。リムには、その外周面にて、第１のビードシートから遠位側に第１の溝が設けられている。着脱可能なビードシートが第１の溝と係合することで、着脱可能なビードシート及びタイヤをリムに保持できる。

別の実施形態では、ホイールは、アルミニウム合金で作られる。

別の実施形態では、第１のビードシートは、リムと一体になっている。

別の実施形態では、着脱可能なビードシートは、複数の副部（sub-part）を有する。

別の実施形態では、複数の副部は、半円形のビードシート部である。それらの各々は、対称軸にて互いに組み合わされると、半円形のビードシート部と、第１の溝に隣接するリムを取り囲むことができる回転体に近い。回転体は、導入部がＬ字形の長い部分を形成する略Ｌ字形状の断面と、導入部に対して垂直方向に延びてＬ字形の短い部分を形成する、起立したビードとを有している。導入部は、リムを取り囲むとリムと略並行に延び、２つのビードシート部の各々は、起立するビードと反対方向に延びて、Ｌ字形の長い部分の内面から延びる内向きのリップを有していえる。リップは、ビードシート部がリムを取り囲むように配置されると、第１の溝に受け入れられる。

別の実施形態では、内向きのリップは第１のリップであり、リムは、その外周面において、第１の溝及び第１のビードシートから遠位側に第２の溝を有し、各ビードシート部は、そこから第１のリップが延びる方向と平行に延びる第２のリップを有し、前記第２のリップは、ビードシート部がリムを取り囲んでリムに配置されると、第２の溝に受け入れられる。

別の実施形態では、第２のリップは、それが延びているビードシート部と一体に形成されている。

別の実施形態では、第２の溝は、リムのフランジを規定する。

別の実施形態では、複数の開口が、フランジ、第２のリップ及びリムを通って延びており、複数のピンを更に含んでいる。これらのピンは、フランジ、第２のリップ及びリムの開口を通過し、第２の溝をブリッジして、リムと結合する各ビードシート部を保持する。

別の実施形態では、第１の溝に近接するリムは、ビードシートに近接する隣接部と比べて小さい直径を有し、その縮径部は、ビードシート部の導入部の厚みに近い幅だけ縮小された直径を有する。

別の実施形態では、ホイールは、一端に複数のラグ開口を有する装着フランジを有しており、ホイールをホイールハブに装着することができる。

別の実施形態では、第１のホイールの装着フランジが、第２のホイールの装着フランジの隣に並置されて、ホイールハブに装着可能である２重体を形成できる。

別の実施形態では、リムは、その外周面において、第１の溝及び第１のビードシートから遠位側に第２の溝を有し、ねじ付きファスナによってビードシート部の少なくとも１つに選択的に取り付け可能なリテーナを更に備えており、第２のリップがリテーナから延びており、第２のリップは、ビードシート部がリムに配置されてリムを取り囲むと、第２の溝に受け入れられる。

別の実施形態では、複数のリテーナは、複数のビードシート部に結合される。

別の実施形態では、リテーナはアーチ形である。

別の実施形態では、ねじ付きファスナは、リテーナにおける開口を通して延び、ビードシート部におけるねじ付き開口に受け入れられる。

別の実施形態では、ビードシート部は、リテーナと相補的な形状であって、リテーナと選択的に結合される場合にリテーナを受け入れる凹部を有する。

別の実施形態では、少なくとも１つのリテーナは、複数のビードシート部をブリッジして結合する。

別の実施形態では、リテーナは、第２の溝の端に当接し、ホイールに装着されたタイヤからの圧力の影響を受けるホイールの軸に垂直方向へのリテーナ及び結合したビードシート部の回転を抑制できる周辺レッジを有する。

別の実施形態では、ねじ付き開口は、その中にねじ付きインサートを有する。

別の実施形態では、ねじ付きインサートは、コイルである。

別の実施形態では、各半円形部の導入部は、その端からビードシートへ向けて徐々に厚みが増している。

別の実施形態では、ピンは、着脱可能なビードシートがリムに対して回転するのを防ぐ。

別の実施形態では、ピンは、タイヤの空気が抜けたとき、着脱可能なビードシートをリムに保持する。

別の実施形態では、導入部は、結合されたビードシート部の位置がタイヤの膨張荷重によってずれるのを防ぐことができる。

別の実施形態では、導入部は、タイヤの膨張圧力をホイールの軸へと径方向に向けることができる。

別の実施形態では、着脱可能なビードシートはリムを取り囲んで、着脱可能なビードシートが分解されることなくビードシートがリムから外れるのを防ぐ。

別の実施形態では、着脱可能なビードシートは、タイヤの空気が抜けたときリムに保持されることが可能であり、着脱可能なビードシートが分解されることなく外れるのを防ぐ。

別の実施形態では、各凹部は、タイヤの空気が抜けた場合、ねじ付きファスナの有無に拘わらず、そこに受け入れられるリテーナの脱離を防ぐ境界を規定する。

別の実施形態では、リテーナはリングであり、第２のリップは、溝付けされて複数のタブ及び断続的な空間を規定し、リムは、第２の溝と繋がる複数のスロットを有し、タブは、ホイールと同軸の第１回転方向に、スロットを通って第２の溝に挿入可能であり、スロット及びタブが揃っていない第２の位置まで、リム上で回転できる。

別の実施形態では、空気タイヤを支持するホイールは、リムであって、その一端近くに第１のビードシートが周状に配置され、リムは、その外周面において、第１ビードシートから遠位側に一対の離間した円周溝を有する、リムと、複数の着脱可能なビードシート部とを有している。各着脱可能なビードシート部は、リムの外面に対して相補的なアーチ形状を有し、各着脱可能なビードシート部は、１対の内向きの環状リップを有している。１対の内向きの環状リップは、各ビードシート部の内面から延びており、着脱可能なビードシート部がリムの周囲に配置されて、タイヤが第１ビードシートと複数の着脱可能なビードシート部の集合体との間に保持されると、離間した１対の溝に係合可能である。

別の実施形態では、各ビードシートは、１対の環状リップのうち第１の環状リップを有する第１部分と、１対の環状リップのうち第２の環状リップを有する第２部分とを有し、第１部分は、第２部分を受け入れるための環状の凹部を有しており、第２部分は、当該凹部内に受け入れられ、第２部分を通して延びて第１部分に受け入れられる複数の固定具を更に含んでいる、固定具は、第１部分を第２部分に固定し、着脱可能なビードシート部をリムに保持することができる。

本発明をより詳細に理解するために、以下における例示的な実施形態の詳細な説明が、添付の図面と併せて参照される。

図１は、本発明の実施形態に基づくホイールの斜視図である。

図２は、図１のホイールの分解図である。

図３は、図１のホイールの断面図であり、３−３切断線に沿って破断して矢印の方向に見ている。

図４は、図１のホイールの一部分の拡大図である。

図５は、互いに隣接して配置された、図１のホイールのようなホイールの対の断面図である。

図６は、図５のホイールの一部分の拡大図である。

図７は、本発明の別の実施形態に基づくホイールの斜視図である。

図８は、図７のホイールの分解図である。

図９は、図７のホイールの断面図であり、９−９切断線に沿って破断して矢印の方向に見ている。

図１０は、図７のホイールの一部分の拡大断面図であり、１０−１０切断線に沿って破断して矢印の方向に見ている。

図１１は、バルブステムが挿入された、図７及び図１０のホイールの一部分の拡大断面図である。

図１２は、互いに隣接して配置された、図７のホイールのようなホイールの対の断面図である。

図１３は、図１２のホイールの一部分の拡大図である。

図１４Ａは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。 図１４Ｂは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。 図１４Ｃは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。 図１４Ｄは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。 図１４Ｅは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。 図１４Ｆは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。 図１４Ｇは、ホイールの組立てを示す、図７のホイールの連続的な概略図である。

図１５Ａは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。 図１５Ａは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。 図１５Ｂは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。 図１５Ｃは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。 図１５Ｄは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。 図１５Ｅは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。 図１５Ｆは、ホイールの組立てを示している、ホイールの別の実施形態の連続的な概略図である。

図１６は、図１５に示されたホイールの一部分の拡大図である。

図１７は、図１６に示されたホイールの断面図である。

図１８は、リム係合するビードシートの別の実施形態の線図である。

図１、図２及び図３は、ホイール１０を示しており、ホイール１０には、空気タイヤ／チューブＴ（破線で図示されている）が装着できる。ホイール１０は、円筒形状部１４と、ビードシート１６と、ラグボルト開口２０を備える装着フランジ１８とを備える一体型のリム１２を有する。着脱可能なビードシート２２は、半円形のビードシート部２２Ａ及び２２Ｂ（２つのビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの場合は、「ビードシート半体」と称されてよい）を有しており、円筒形状部１４と装着フランジ１８の結合部に近接してリムを取り囲む。ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂは、複数のピン２４によって、リム１２に着脱自在に保持され、リムから取り外されてよい。ピン２４は、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂがリム上で回転するのを防ぎ、空気が失われた場合に、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂがリムから外れるのを防ぐ。バルブ開口２６は、ホイール１０に装着されたチューブ／タイヤＴを膨張させるためにエアバルブ２８（図４）へのアクセスを提供する。

図２及び図３に示されているように、リム１２の円筒形状部１４は、隣接部３２に比べて直径が小さい部分３０を有する。部分３０は、断面図で見ると、幅が３０Ｗ、深さが３０Ｄである。縮径部３０は、装着フランジ１８に近接する第１の周辺溝３４を有し、環状リテーナフランジ（retainer flange）３８を規定する。縮径部３０における第２の周辺溝３６は、第１の周辺溝３４と隣接部３２の中間に位置する。着脱可能なビードシートの半円形部２２Ａ及び２２Ｂは、略半円筒状の内面４０を有しており、内面４０から、内向きの半環状リング４２及び内向きの半環状リップ４４が延びている。ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂに関して、用語「半円筒状」、「半環状」、「半リング」が使用されるケースでは、これらの用語は、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの対が別々に考察される場合に用いられる。例えば組み立てられたホイール１０において環状に並設された（対称軸にて組み立てられた）場合、これらの構造は、回転構造、即ちシリンダー、リング、円環等に近く、着脱可能なビードシート２２は、回転体に近い。着脱可能なビードシート２２がリム１２の適所にあるとき、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの各々の内向きの半環状リング４２は、第１の周辺溝３４に受け入れられて、内向きの半環状リップ４４は、第２の周辺溝３６に受け入れられる。着脱可能なビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの導入部４６は、上面４６Ｕを有している。上面４６Ｕは、円筒状の内面４０に対して、傾斜、例えば５度の傾斜を有し、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの起立したビード部４８の湾曲面４８Ｃへと移行する。タイヤＴ及び／又は閉じた（enclosed）チューブがホイール１０に装着される場合、タイヤが一体型のビードシート１６に対して押しつけられて、一方のタイヤ壁が押されて一体型のビードシート１６に近接し、もう一方のタイヤ壁がＴ１位置に近い位置を占めてよい（タイヤビードに近接するタイヤ壁の線図が、点線で表されている）。図３に示すように、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂは次に、リム１２を取り囲んで、リム１２の周辺に配置されてよい。ピン２４が、環状リテーナフランジ３８の開口３８Ａを通り、内向きの環状リング４２の開口４２Ａを通って、リム１２の穴１３へと挿入されて、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂをリム１２に保持する。ピン２４は、ピン２４が故意でなく引き抜かれることを防ぐためのバネ付勢した戻り止め２４Ｄと、意図的にピン２４を引き抜くためにつかんで引っ張ることができるリング２４Ｒとを特徴として有してよい。

ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂがリム１２に設置された後、タイヤ／チューブＴは膨張して、タイヤ壁とビード領域を図３のＴ２で示された位置へと押してよい。タイヤは、圧力Ｐの影響で膨張すると、導入部４６を通過して、起立したビード部分４８の湾曲面４８Ｃと圧接する。ビード領域におけるタイヤの径方向の大きさが制限を受けることで、傾斜した上面４６Ｕは、外向きの圧力Ｐを半径方向内向きの力ＰＤに変換する。タイヤの径方向の大きさは、起立するビード部４８に接近するにつれて導入部４６で規定される直径が拡大することによって、引き延ばされる。半径方向内向きの力ＰＤは、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの内面４０が縮径部３０の外面に押しつけられるように、着脱可能なビードシート部２２Ａ及び２２Ｂをリム１２に対してしっかりと係合させる。面４０Ａ及び面４０Ｂ（図３）が面３０Ａ及び面３０Ｂに押しつけられて、内向きの半環状リング４２及び内向きの半環状リップ４４を夫々、第１の周辺溝３４及び第２の周辺溝３６に係合させる。同時に、ベクトルＰに沿った方向の力が、内向きの半環状リップ４４の面４４Ｆを押圧して、第２の周辺溝３６の面３６Ｆに係合させる。導入部４６は、細長いフランジとして機能し、ホイール１０の中心に向かって径方向に膨張圧力を向けて（フープ荷重（hoop loading））、タイヤの膨張荷重（inflation load）によりビードシート半体２２ａ及び２２Ｂが回転又は分離するのを防ぐ。図３に示されている実施形態では、面３６Ｆと面４４Ｆとは互いに平行である。別の実施形態では、面３６Ｆ及び４４Ｆは平行のままでもよいが、図１８に示すように、爪型（pawl-type）の係合を確立するために、選択された度数だけ時計方向に傾けられてもよい。図１８では、各面は３３６Ｆ、３４４Ｆと番号が付け替えられている。

第１の着脱可能なビードシート部２２Ａがリム１２に設置されると、それを所望の位置に保持するために、ピン２４が挿入されてよく、一方では、第２の着脱可能なビードシート部２２Ｂが設置される。ピン２４は、タイヤが膨張する際に着脱可能なビードシートを適切な位置に確実に留める器具として用いられてもよい。着脱可能なビードシート２２は、タイヤＴが膨張すると、タイヤＴによってリム１２に保持されるが、リム１２への保持についてピン２４に依存してはいない。例えば、タイヤ中の膨張空気が失われるケースでは、ピン２４は、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂがリム１２から分離することを防ぐ。以下に記載されるように、ピン２４は、膨張前にタイヤバルブ２８にアクセスするために、リム及びビードシートの開口の選択された位置合わせを容易に保つために使用されてもよい。ピン２４は、鋼、ステンレス鋼又はその他の材料から作られてよく、耐腐食性があり、金属の相違によるリム１２及び着脱可能なビードシート２２とのガルバニック相互作用に影響されないコーティング、例えば亜鉛で、随意選択的にコーティング又はめっきされてよい。

溝３４及び溝３６を規定する面の移行部と、縮径部の面３０Ａ及び面３０Ｂと、内向きの環状リング４２と、半円筒状の内面４０の環状リップ４４及び面４０Ａ及び４０Ｂとは、応力集中を軽減するために円弧状にされてよい。第１の周辺溝３４及び第２の周辺３６は夫々、その中に受け入れられる半環状リング４２及び半環状リップ４４よりも大きい体積空間を規定してよい。第１の周辺溝３４に関するこの余分な空間によって、初期組立及び設置を一貫させることが容易になり、タイヤを取り外すために、着脱可能なビードシート２２を外すことも容易にできる。ダイヤは、例えば、相当期間使用され、泥、乾いたグリース、ブレーキ粉、ハブの錆、他の汚染物質及び／又は腐食等に曝されており、普通ならビードシート２２の取外し又は最組立を困難にするであろう。例えば、タイヤＴを取り外すためには、タイヤＴの空気が抜けて、着脱可能なビードシート２２に近接するタイヤのビードが一体型のビードシート１６に向けて押された後、着脱可能なビードシート２２が、手動で動かされるか、又は、例えばゴム製の槌等の道具で打たれて緩められてよい。着脱可能なビードシート２２とリム１２との間の間隙は、着脱可能なビードシート２２をリム１２から取り除くことを容易にすることができる。前述のホイール１０のリム１２と着脱可能なビードシート２２とは、アルミニウム合金、例えば産業界で６ｘｘｘ系として知られているタイプのアルミニウム合金から作られてよい。リム１２やビードシート２２等は、用途に応じて、例えば鋼又はポリマーなどの他の材料から作られてよい。

図２は、ビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの各々の内向きの半環状リング４２が、複数の開口４２Ａを特徴として有することを示している。複数の開口４２Ａは、着脱可能なビードシート部２２Ａ及び２２Ｂをリム１２に保持するためのピン２４の通路を提供する。複数の開口４２Ａは、環状のリテーナフランジ３８と対応する開口３８Ａと、リム１２における対応する穴１３と揃えられている。着脱可能なビードシート部２２Ａ及び２２Ｂの各々の半環状リング４２は、凹部４２Ｒを特徴として有していてもよく、凹部４２Ｒは、リム１２のバルブ開口２６と揃えられて、装着されたタイヤ／チューブＴを空気で充填するための空気バルブ２８（図４）へのアクセスを可能とする。ポート１２Ｐがリム１２に設けられて、図５及び図６に関連して以下に記載されるように、ホイール１０が２重ホイール構造のホイール１０と同様に組み立てられる場合に、空気の充填が可能にされてよい。

図４は、空気バルブ２８を示しており、空気バルブ２８は、揃えられたバルブ開口２６及び凹部４２Ｒを通して見ることができ、アクセスできる。バルブ開口２６は、環状リテーナフランジ３８におけるＶ字型ノッチ形状であってよく、ホイール１０に装着されているタイヤ／チューブＴを膨張させるための空気バルブ２８へのアクセスを可能とする。

図５及び図６は、装着フランジ１８Ａ及び１８Ｂを有する１対のホイール１０Ａ及び１０Ｂの断面を示しており、装着フランジ１８Ａ及び１８Ｂは相互に隣接している、「２重体（dually）」１１の構造を図示している。２重体１１は、例えば車両の後ろ車軸（図示せず）等のハブに、従来の方法で装着されてよい。バルブステム２８Ａ及び２８Ｂは、リム１２Ａ及び１２Ｂの開口５２Ａ及び５２Ｂを通って、また、開口２６と凹部４２Ｒとを通って延びて、ホイール１０Ａ及び１０Ｂに装着されたタイヤ／インナーチューブ（図示せず）の膨張を可能にする。延長開口５４Ａ及び５４Ｂは、ホイール１０Ａ及び１０Ｂの各々を通って、バルブ開口２６とは径方向の反対側に開けられており、ホイール１０Ａ及び１０Ｂが２重体１１の構造に置かれると、延長開口５４Ａ、５４Ｂは夫々、隣接するホイール１０Ｂ、１０Ａのバルブステム２８Ｂ、２８Ａと揃えられる。圧縮空気源につながる延長チューブ／補助バルブステム（図示せず）は、延長開口５４Ａ、５４Ｂを通して延びてよく、バルブステム２８Ａ、２８Ｂを封じて、ホイール１０Ａ、１０Ｂに個々に取り付けられたタイヤ／チューブＴを膨張させる。図６に示されているように、ピン２４Ａ、２４Ｂは、互いに干渉することなく、ホイール１０Ａ、１０Ｂを２重体１１の構造に配置できる寸法に作られているのが好ましい。上記特徴によって、２つの同一のホイール１０Ａ、１０Ｂは、２重体１１の構造にて互いに隣り合って配置されること、或いは、１つのホイールとして使用されることが可能になる。

図７、図８及び図９は、円筒形状部１１４と、ビードシート１１６と、ラグボルト開口１２０を有する装着フランジ１１８とを備えるリム１１２を有するホイール１１０を示している。着脱可能なビードシート１６２は、２つの半円形のビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂを有しており、これらは、円筒形状部１１４と装着フランジ１１８の結合部に近接してリム１１２を取り囲む。着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂの各々は、導入部１４６及び起立したビード部分１４８を有する。ビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂは、複数の弓形のリテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃによってリム１１２に保持され、又はリム１１２から取り外されてよい。複数の弓形のリテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃは、複数のボルト１６６によって、着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂの前面の（facial）環状凹部１６３にて同軸状に固定されている。複数のボルト１６６は、弓形のリテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃを通り、例えばねじ付きファスナ等によって、着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂに機械的に固定される。より具体的には、ボルトは、ねじ付き穴１６７に受け入れられてよく、ねじ付き穴１６７には、ねじ付きインサート（insert）１６８が設けられてよい。ねじ付きインサート１６８は、コイル１６８Ｃ（図１４Ａ参照）の形状であってよく、又は、外側及び内側のねじを備える一体型のインサートであってよい。どちらの場合であっても、インサート１６８は、ステンレス鋼、又は、ホイール１１０を形成するアルミニウム合金に適合する別の金属から作られてよい。ビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂに固定される場合、リテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃは、ビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂにブリッジして（bridge）、連結し、環状の着脱可能なビードシート１６２を形成して、内向きの環状リング１４２を規定する。リテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃは、支持レッジ１６５（図９）を特徴として有していてよく、支持レッジ１６５は、環状リテーナフランジ１３８の上面１３８Ｕと接触して、着脱可能なビードシート１６２に働くねじる力に抵抗する。

図８及び図９に示されているように、リム１１２の円筒形状部１１４は、隣接部１３２と比べて直径が小さい部分１３０を有する。この縮径部１３０は、装着フランジ１１８に近接する第１の周辺溝１３４を有しており、環状リテーナフランジ１３８を規定する。縮径部１３０における第２の周辺溝１３６は、第１の周辺溝１３４と隣接部１３２の間に配置される。着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂは、略円筒状の内面１４０を有しており、内面１４０から、内向きの環状リップ１４４が延びる。着脱可能なビードシート１６２がリム１１２に配置されて、リテーナ１６４Ａ〜１６４Ｃが適所に固定されると、内向きの環状リング１４２は第１の周辺溝１３４に受け入れられ、内向きの環状リップ１４４は第２の周辺溝１３６に受け入れられる。ビードシート部１６２Ａ及び１６２Ｂの導入部１４６は、内部の円筒形状面１４０に対して傾斜、例えば５度の傾斜を有する上面１４６Ｕを有し、上面１４６Ｕは、起立するビード部分１４８の曲面１４８Ｃへと移行する。溝１３４、１３６の面の移行部と、内向きの環状リング１４２と、環状リップ１４４とは、リム１１２、着脱可能なビードシート１６２、及びリテーナ１６４Ａ〜１６４Ｃの接合面に対して円弧状にされて、応力集中が緩和されてよい。第１の周辺溝１３４、第２の周辺溝１３６は夫々、その中に受け入れられる環状リング１４２及び環状リップ１４４よりも大きな体積空間を規定してよく、これによって、ビードシート１２２のリム１１２からの取外しと再組立てが容易になる。

図１０及び図１１は、着脱可能なビードシート部１６２Ｂがリム１１２の適所に配置されて、ボルト１６６によってリテーナ１６４Ｂに結合された模様を示している。バルブ開口１７０は、装着フランジ１１８に近接するリム１１２を通して延び、ホイール１１０に装着されたタイヤ／チューブを膨張させるための圧縮空気源へのアクセスを、バルブ１２８を介して提供する。バルブ１２８は、リム部１１４を通って延び、開口１５２を経由してタイヤ／チューブへと達する。随意選択的にスペーサータブ１７２が、環状リテーナフランジ１３８から延びており、スペーサータブ１７２の周方向幅Ｗは、隣接するリテーナ１６４Ａ〜１６４Ｃの間の間隔に近く、リテーナ１６４Ａ〜１６４Ｃのリム１１２に対する所定の相対的な向きを確定して、その結果、ビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂのリム１１２とそれら自身とに対する選択された向きを確定してよい。別の実施形態では、タブ１７２は省略されている。前述したホイール１１０のリム１１２、着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂ、及びリテーナ１６４Ａ〜１６４Ｃは、アルミニウム合金で、例えば産業において６ｘｘｘ系として知られているタイプのアルミニウム合金で作られてよい。或いは、リム１１２、着脱可能なビードシート１２２等は、例えば鋼やポリマー等の他の材料で作られてよい。

図１２及び図１３は、１対のホイール１１０Ａ、１１０Ｂの断面を示しており、装着フランジ１１８Ａ、１１８Ｂが互いに隣接している、「２重体」１１１の構造を図示している。２重体１１１は、例えば車両の後ろ車軸（図示せず）等のハブに、従来の方法で装着されてよい。バルブステム１２８Ｂは、リム１１２Ｂの開口１５２Ｂを通って延び、ホイール１１０Ｂに装着されたタイヤ（図示せず）内に入れられたインナーチューブの膨張を可能にする。同様のバルブ１２８Ａが、リム１１２Ａに設置されてよい。バルブステム１２８Ｂは、開口１５２Ｂを通って延び、開口１７０を通してアクセス可能である。延長開口１７４Ａ、１７４Ｂは夫々、各ホイール１１０Ａ、１１０Ｂを通り、開口１７０Ａ、１７０Ｂと径方向について反対側に開けられており、ホイール１１０Ａ、１１０Ｂが２重の１１１の構造に配置されると、隣接するホイール１１０Ｂ、１１０Ａの開口１７０Ｂ、１７０Ａと夫々揃えられる。圧縮空気源につながる延長チューブ／補助バルブステム（図示せず）が、延長開口１７４Ａ、１７４Ｂを通して延びてよく、ホイール１１０Ａ、１１０Ｂに個々に設置されたタイヤ／チューブを膨張させる。図１３に示すように、ボルト１６６Ａ、１６６Ｂは、互いに干渉ことなく、ホイール１１０Ａ、１１０Ｂを２重体１１１の構造に配置できる寸法に作られて、配置される。前述の特徴によって、２つの同じホイール１１０Ａ、１１０Ｂが互いに隣り合って２重体１１１の構造に配置され、又は、１つのホイールとして使用されることが可能になる。

図１４Ａ〜図１４Ｇは、リム１１２に着脱可能なビードシート１６２を取り付ける組立てシーケンスを示している。準備段階では（図１４Ａ）、着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂ（１６２Ａは図示）のねじ付き穴１６７の中に、ねじ付きインサート１６８が挿入される。上述の通り、例えば図３を参照すると、タイヤ及び／又はチューブがホイール１１０に装着される場合、タイヤは、一体型のビードシート１１６に対して圧接／押圧されてよい。図１４Ｂに示すように、タイヤが押しつけられると、環状リング部材１４２は第１の周辺溝１３４に挿入されており、１対のリテーナ１６４Ａ、１６４Ｃは、リム１１２に対して保持される、図１４Ｃ及び図１４Ｄに示されているように、第１のビードシート部１６２Ａは、次に、１対のリテーナ１６４Ａ、１６４Ｃをブリッジして、圧接されたタイヤ／チューブ（図示せず）の間に挿入されてよい。リテーナ１６３Ａ及び１６４Ｃは、凹部１６３の中に受け入れられ、環状リップ１４４は、周辺溝１３６に受け入れられる。支持部１６５は、環状リテーナフランジ１３８にある。図１４Ｅに示すように、次に、ボルト１６６は、リテーナ１６４Ａ、１６４Ｃを通って、ビードシート部１６２Ａのねじ付きインサート１６８に挿入されてよく、これによって、リテーナ１６４Ａ、１６４Ｃがビードシート部１６２Ａに結合される。その後、第３のリテーナ１６４Ｂは、その環状リング１３４が第１の周辺溝１３４に挿入されて、配置されてよい。図１４Ｆに示されているように、次に、第２のビードシート部１６２Ｂが、リテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃをブリッジして、圧接したタイヤ／チューブ（図示せず）と、リテーナ１６４Ｂとの間に挿入されてよい。図１４Ｇに示されているように、その後、ボルト１６６が、リテーナ１６４Ａ、１６４Ｂ、１６４Ｃを通って、ビードシート部１６２Ｂのねじ付きインサート１６８へと挿入されてよく、これにより、ホイール１１０の組立てが達成されて、装着されたタイヤ／インナーチューブ（図示せず）の膨張が可能となる。

図１４Ｇに示すように組み立てられると、タイヤ（図示せず）が収縮した場合も含めて、着脱可能なビードシート１６２は、ボルト１６６を除去することなく、リム１１２から取り外すことはできない。組み立てられたビードシート１６２は、リム１１２に固定された、連続するリング構造である。チューブ／タイヤ（図示せず）が図９に示されるＴ２の位置まで膨張して、圧力Ｐがかかったタイヤビードが導入部１４６に載ると、傾斜面１４６Ｕが力ベクトルＰＤを生じて、タイヤが、着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂをリム１１２に対して内径方向に押す。リテーナ１６４Ａ〜Ｃの環状リング１４２、及び、着脱可能なビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂの環状リップ１４４は、溝１３４、１３６の表面と結合して係合し、ビードシート１６２がベクトルＰの方向に移動するのを妨げる。支持部１６５は、環状リテーナフランジ１３８と当接し、着脱可能なビードシート１６２のリム１１２に対する回転を妨げる（図９参照）。導入部１４６は、細長いフランジであり、タイヤ空気圧力を径方向にホイール１１０の中心へ向けて（フープ荷重を生じさせて）、タイヤ膨張荷重によるビードシート部１６２Ａ、１６２Ｂの分離を妨げる。

図１５Ａ〜図１５Ｆは、別の実施形態に基づいており、リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃを用いて、ビードシート１６２のような着脱可能なビードシートをリム２１２に設置する組立てシーケンスを示している。リム２１２は、リテーナフランジ２３８を有しており、リテーナフランジ２３８には、先の実施形態の溝３４、溝１３４のような第１の周辺溝２３４と連通する複数のスロット２３８Ｓが溝付けされている（castellated）。リテーナフランジ２３８の残りの部分２３８Ｒは、リテーナフランジ２３８の周りに、スロット２３８Sと共に断続的に分布する。同様に、リテーナ２６４Ａ、２６４Ｃ（２６４Ｂは図示せず）の内向きの半環状リング２４２は、リテーナフランジ２３８の凹凸（castellation）と適合するパターンで、断続的な空間２４２Ｓ及び残りの部分２４２Ｒ（「タブ」と称されてもよい）によって溝付けされている。リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃは、第１の位置（設置／分解方向）に配置されてよい。第１の位置では、残りの部分（タブ）２４２Ｒは、リテーナフランジ２３８の空間２３８Ｓと揃えられて、ビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂの凹部２３０の中へと押し戻される。凹部２３０の適所に置かれると、リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃは、第２の（ロック）位置に回転されてよい。第２の位置では、残りの部分（タブ）２４２Ｒがリテーナフランジ２３８の残りの部分２３８Ｒと揃えられて、リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃが、第２の又はロック位置にある間にリム２１２から離脱するのを妨げる。ビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂは、リテーナがロック位置にあると、ねじ付き開口２６７がリテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃの開口２６９と揃えられるように、リムに前もって配置されてよい。或いは、リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃがロック位置にあると開口２６７が開口２６９と揃うように、ビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂがリム２１２に対して回転されてよい。開口２６７と２６９とが揃っており、リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃがロック位置にあると場合に、ホイール２１２のロック位置にてリテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃを保持するために、ねじ付きファスナ２６６が、ねじ付き開口２６７に挿入されて、締め付けられてよい。

図１４Ａに関して上述したように、インサート１６８のようなねじ付きインサートが、ねじ付き開口２６７において使用されてよい。例えば図３に関して先に説明したように、タイヤ及び／又はチューブがホイール２１０に装着されると、タイヤは、一体型のビードシート２１６に対して圧接／押圧されてよい。図１５Ａ及び図１７に示すように、タイヤが膨張すると、１対のビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂは、その半環状リップ２４４が周辺溝２３６に挿入されて、リム２１２に保持されてよい。支持部２６５は、溝付けられた環状リテーナフランジ２３８の残りの部分２３８Ｒに載る。図１５Ｂ及び図１５Ｃに示すように、リテーナ２６４Ａ、２６４Ｂ、２６４Ｃは（個別に又は一緒に）、半環状リング２４２の残りの部分２４２Ｒが空間２３８Ｓと揃えられて、次いで凹部２３０へと押し戻されることで配置されてよい。使用される場合、ホイール１１０の実施形態に示されているような第３のリテーナ（図示せず）について同じ手順が行われる。図１５Ｄ及び図１５Ｅに示すように、その後、リテーナ２６４Ａ、２６４Ｂ、２６４Ｃは、半環状リング２４２の残りの部分２４２Ｒがリテーナフランジ２３８の残りの部分２３８Ｒと揃う位置（ロック位置）へと回転されてよい。図１５Ｆは、開口２６９を通してねじ付き開口２６７に固定具（ボルト）２６６を挿入して、リテーナ２６４Ｃ、２６４Ａをビードシート部２６２Ａに固定する模様を示している。使用される場合、ホイール１１０の実施形態に示されているような第３のリテーナ２６４Ｂ（図示せず）について同じ手順が行われる。リテーナ２６４Ａ、２６４Ｂ（図示せず）、２６４Ｃは、隣接するビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂをブリッジして、１つのビードシートアセンブリ２６２を形成する。

図１６及び図１７に示すように組み立てられると、着脱可能なビードシートアセンブリ２６２は、ボルト２６６を除去することなくリム２１２から取り外すことはできない。チューブ／タイヤが、図９に示すＴ２の位置に膨張すると、Ｐ圧力下のタイヤビードが導入部に載って、着脱可能なビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂを、リム２１２に対して径方向内向きに押しつける。リテーナ２６４Ａ〜２６４Ｃの半環状リング２４２、及び、着脱可能なビードシート部２６２Ａ、２６２Ｂの環状リング２４４は、溝２３４及び溝２３６の表面と結合して係合し、ビードシート２６２がベクトルＰの方向に移動するのを妨げる（図９参照）。支持部２６５は、環状リテーナフランジ２３８と当接し、着脱可能なビードシート２６２のリム２１２に対する（ホイール２１０の回転軸と平行な方向への）移動を妨げる。細長い開口２７１は、圧縮空気の供給源に接続されたツールＦＴによって、空気充填バルブ２２８へのアクセスを提供する。図１５〜図１７の実施例では、２つ又は３つのリテーナ２６４Ａ、２６４Ｃ（２６４Ｂは図示されていないが、ホイール１１０のリテーナ１６４Ｂと同様のアーク長を有する）が使用されているが、これよりも多数又は少数のものが使用されてよい。例えば、１つのリング状のリテーナ２６４が用いられてよい。これは、設置位置に向けられて、次にホイールの回転軸と平行に移動して、スロット２３８Ｓを通って溝２３４の中へと移り、次いでロック位置に回転するであろう。

図１８は、先に開示されたホイール１０、１１０、２１０の実施形態における溝３６、１３６、２３６に相当する溝３３６の面３３６Ｆと、半環状リップ４４、１４４、２４４に相当する半環状リップ３４４の面３４４Ｆとの間での別のインターフェイス３３９を示している。より具体的には、これらの面は半径（垂線）から傾いており、ベクトルＦの方向の成分を持つ力が加わると、爪型の係合部が作られる。半環状リップ３４４を溝３３６に挿入して、ビードシート部３６２Ａ又は３６２Ｂがリム３１２に下降して、エッジ３４４Ｅがエッジ３３６Ｅを通過し、その後、示された係合部へとスライドされることによって、係合部を得ることができる。

上述のホイール１０、１１０、２１０は、一体形成された１つのビードシート１６、１１６、２１６と、着脱可能な１つのビードシート２２、１６２、２６２とを有している。しかしながら、先に記載された、着脱可能なビードシート２２、１６２、２６２がリム１２、１１２、２１２に保持されるのと同様の方法で、着脱可能な１つのビードシートが一体に形成されたビードシート１６、１１６、２１６に換えられることで、ホイール１０、１１０、２１０は、２つの着脱可能なビードシート２２、１６２、２６２を組み込んでよい。このようにして、例えば単一又は二重装着構造の車両のハブにホイールが取り付けられている場合にて、タイヤはどちらの側からも装着及び取外しが可能であり、これは、路上でパンクしたタイヤを修理する際に有用である。

アルミニウム合金で作られた場合、上述の実施形態は、例えば軽量性、耐久性、及び高負荷性等の、アルミニウム合金製ホイールの有益な特徴を示し、その結果、燃料の節約、リム及びタイヤの寿命の長期化がもたらされ、機械的ストレス並びにドライブライン（drive line）及びブレーキ部品（エンジン、変速機、リア、及びブレーキシステムを含む）の損耗の低減が可能である。更に、本発明によるホイールのマルチピース構造によって、リム部品からのビードシートの分解を介して、タイヤ及びチューブの装着／取外しによるタイヤ及びチューブの整備が可能になる。このプロセスは、ワンピースリムのタイヤを装着及び取り外す際に必要とされるような特殊な道具を用いずに、路上で行うことができる。

本明細書に記載された実施形態は単なる例示にすぎず、特許請求の範囲に記載の主題の範囲の精神から逸脱することなく、当業者によって多くの変形と変更が可能であることが理解されるであろう。例えば、本開示は、主として２つの分離した部分２２Ａ、２２Ｂ、１２２Ａ、１２２Ｂを有する着脱可能なビードシート２２、１２２に関しているが、２つ以上の部分、例えば３つ又は４つの部分が着脱可能なビードシート２２、１２２を形成するのに用いられてよい。このような場合では、３つ又は４つの部分は、より小さいアーク長にわたって延びること以外、２つの部分２２Ａ、２２Ｂ、１２２Ａ、１２２Ｂと類似した形状を有する。このような変形と変更はすべて、請求項の範囲に含まれることが意図されている。

Claims (32)

1. 空気タイヤを支持するためのホイールにおいて、
   円筒形のリムであって、その一端に近接して第１のビードシートが周状に配置されておおり、その外周面にて、第１のビードシートから遠位側に第１の溝が設けられている、リムと、
   着脱可能なビードシートであって、第１の溝と係合して、着脱可能なビードシート及びタイヤをリムに保持できる、着脱可能なビードシートと、
   を備える、ホイール。
2. アルミニウム合金で作られている、請求項１に記載のホイール。
3. 第１のビードシートは、リムと一体になっている、請求項１に記載のホイール。
4. 着脱可能なビードシートは、複数の副部を有する、請求項１に記載のホイール。
5. 複数の副部は、２つの半円形のビードシート部であり、それらの各々は、他方の鏡像に似ており、対称軸にて互いに組み合わされると、半円形のビードシート部と、第１の溝に隣接するリムを取り囲むことができる回転体に近く、当該回転体は、導入部がＬ字形の長い部分を形成する略Ｌ字形状の断面と、導入部に対して垂直方向に延びてＬ字形の短い部分を形成する、起立したビードとを有しており、導入部は、リムを取り囲むとリムと略並行に延び、２つのビードシート部の各々は、起立するビードと反対方向に延びて、Ｌ字形の長い部分の内面から延びる内向きのリップを有しており、当該リップは、ビードシート部がリムを取り囲むように配置されると、第１の溝に受け入れられる、請求項１に記載のホイール。
6. 内向きのリップは第１のリップであり、リムは、その外周面にて、第１の溝及び第１のビードシートから遠位側に第２の溝を有し、各ビードシート部は、第１のリップが延びる方向と平行にそこから延びる第２のリップを有し、前当該第２のリップは、ビードシート部がリムを取り囲むよういリムに配置されると、第２の溝に受け入れられる、請求項５に記載のホイール。
7. 第２のリップは、それが延びているビードシート部と一体に形成されている、請求項６に記載のホイール。
8. 第２の溝は、リムのフランジを規定する、請求項７に記載のホイール。
9. 複数の開口が、フランジ、第２のリップ及びリムを通って延びており、複数のピンを更に含んでおり、これらのピンは、フランジ、第２のリップ及びリムの開口を通過し、第２の溝をブリッジして、リムと結合する各ビードシート部を保持する、請求項８に記載のホイール。
10. 第１の溝に近接するリムは、ビードシートに近接する隣接部と比べて小さい直径を有しており、その縮径部は、ビードシート部の導入部の厚みに近い幅だけ縮小された直径を有している、請求項５に記載のホイール。
11. ホイールは、一端に複数のラグ開口を有する装着フランジを有しており、ホイールをホイールハブに装着することができる、請求項１に記載のホイール。
12. 第１のホイールの装着フランジが、第２のホイールの装着フランジの隣に並置されて、ホイールハブに装着可能である２重体を形成できる、請求項１１に記載のホイール。
13. リムは、その外周面において、第１の溝及び第１のビードシートから遠位側に第２の溝を有し、ねじ付きファスナによってビードシート部の少なくとも１つに選択的に取り付け可能なリテーナを更に備えており、第２のリップがリテーナから延びており、第２のリップは、ビードシート部がリムに配置されてリムを取り囲むと、第２の溝に受け入れられる、請求項５に記載のホイール。
14. 複数のリテーナが、複数のビードシート部に結合される、請求項１３に記載のホイール。
15. リテーナはアーチ形である、請求項１４に記載のホイール。
16. ねじ付きファスナは、リテーナの開口を通して延び、ビードシート部におけるねじ付き開口に受け入れられる、請求項１４に記載のホイール。
17. ビードシート部は、リテーナと相補的な形状であって、リテーナと選択的に結合される場合にリテーナを受け入れる凹部を有する、請求項１６に記載のホイール。
18. 少なくとも１つのリテーナは、複数のビードシート部をブリッジして結合する、請求項１７に記載のホイール。
19. リテーナは、第２の溝の端に当接し、ホイールに装着されたタイヤからの圧力の影響を受けるホイールの軸に垂直方向へのリテーナ及び結合したビードシート部の回転を抑制できる周辺レッジを有する、請求項１７に記載のホイール。
20. ねじ付き開口は、その中にねじ付きインサートを有する、請求項１６に記載のホイール。
21. ねじ付きインサートは、コイルである、請求項２０に記載のホイール。
22. 各半円形部の導入部は、その端からビードシートへ向けて徐々に厚みが増している、請求項１０に記載のホイール。
23. ピンは、着脱可能なビードシートがリムに対して回転するのを防ぐ、請求項９に記載のホイール。
24. ピンは、タイヤの空気が抜けた場合に、着脱可能なビードシートをリムに保持する、請求項９に記載のホイール。
25. 導入部は、結合されたビードシート部の位置がタイヤの膨張荷重によってずれるのを防ぐことができる、請求項５に記載のホイール。
26. 導入部は、タイヤの膨張圧力をホイールの軸へと径方向に向けることができる、請求項５に記載のホイール。
27. 着脱可能なビードシートはリムを取り囲んで、着脱可能なビードシートが分解されることなくビードシートがリムから外れるのを防ぐ、請求項１８に記載のホイール。
28. 着脱可能なビードシートは、タイヤの空気が抜けた場合にリムに保持されることが可能であり、着脱可能なビードシートが分解されることなく外れるのを防ぐ、請求項２７に記載のホイール。
29. 各凹部は、タイヤの空気が抜けた場合、ねじ付きファスナの有無に拘わらず、そこに受け入れられるリテーナの脱離を防ぐ境界を規定する、請求項１７に記載のホイール。
30. リテーナはリングであり、第２のリップは、溝付けされて複数のタブ及び断続的な空間を規定し、リムは、第２の溝と繋がる複数のスロットを有し、タブは、ホイールと同軸の第１回転方向に、スロットを通って第２の溝に挿入可能であり、スロット及びタブが揃っていない第２の位置まで、リム上で回転できる、請求項１３に記載のホイール。
31. 空気タイヤを支持するホイールにおいて、
    リムであって、その一端近くに第１のビードシートが周状に配置され、リムは、その外周面において、第１ビードシートから遠位側に一対の離間した円周溝を有する、リムと、
    複数の着脱可能なビードシート部と、
    を備えており、
    各着脱可能なビードシート部は、リムの外面に対して相補的なアーチ形状を有し、各着脱可能なビードシート部は、１対の内向きの環状リップを有しており、当該１対の内向きの環状リップは、各ビードシート部の内面から延びており、着脱可能なビードシート部がリムの周囲に配置されて、タイヤが第１ビードシートと複数の着脱可能なビードシート部の集合体との間に保持されると、離間した１対の溝に係合可能である、ホイール。
32. 各ビードシートは、１対の環状リップのうち第１の環状リップを有する第１部分と、１対の環状リップのうち第２の環状リップを有する第２部分とを有し、第１部分は、第２部分を受け入れるための環状の凹部を有しており、第２部分は、当該凹部内に受け入れられ、第２部分を通して延びて第１部分に受け入れられる複数の固定具を更に含み、当該固定具は、第１部分を第２部分に固定し、着脱可能なビードシート部をリムに保持することができる、請求項３１に記載のホイール。

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