JP3804952B2 - ホイールアセンブリ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良型のホイールアセンブリに関する。特に、本発明は、デュアルホイールの内側タイヤを、外側ホイールリムを取り外すことなしに、取り外し及び再取り付け可能とする大型輸送車両用の改良型のデュアルホイールアセンブリに注目する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
デュアルホイールは、より大きな荷重負担能力及び牽引性を提供する採掘車両及びブルドーザのような大型輸送車両に一般に使用される。典型的なデュアルホイールアセンブリは、共通ハブに同軸的に取り付けられた一対の並列ホイールリムを備え、各リムは、それに装着されたタイヤを有している。
【０００３】
これらのホイールリムは、実質的に同一のサイズ及び設計のものである。これらのタイヤは、同一のサイズのものであり、何れのリムへも相互交換的に取り付けることが可能である。各ホイールリムは、その一端に、ホイールリムから径方向外方へ延び、タイヤの端部ストッパを提供する固定環状フランジを有している。ホイールリムは、通常、ハブに反対向きに取り付けられる。つまり、内側ホイールの端部フランジは、ホイールリムの内側端に位置し、他方、外側ホイールの端部フランジは、外側ホイールリムの外側端に位置している。
【０００４】
ホイールの設計及び取り付けにより、また、特に、外側ホイールリムの端部フランジにより、外側ホイールは、外側タイヤを交換するためにハブから取り外さなくてはならない。さらに、外側ホイールは、内側タイヤを交換するためにも取り外さなくてはならない。ホイールを取り外すには、多数のホイールナットの取り外しが要求される。これは、退屈で時間の無駄な作業であり、大型輸送車両にとって長くコストが掛かる中断時間という結果になる。特殊揚重機もまた、重いホイールリムを取り扱うために必要となる。ホイールが再取り付けされた場合には、ホイールナットは、ホイール上の取付ハブ（ｎａｖｅ）へのダメージを防止すべく適切なトルクで締め付けられなければならない。
【０００５】
本発明の目的は、上述の欠点の一方又は両方を克服若しくは少なくとも改善する改良型のデュアルホイールアセンブリを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
１つの態様において、本発明は、車両用のデュアルホイールアセンブリからなり、内側ホイールリムとそれに装着された内側タイヤとを有する内側ホイールと、外側ホイールリムとそれに装着された外側タイヤとを有する外側ホイールとを備え、前記内側及び外側ホイールリムが、車両に同軸的に取り付けられ、前記内側及び外側タイヤが、実質的に同一サイズのものにおいて、前記外側ホイールリムを取り外すことなく前記内側タイヤを車両から取り外すことを可能にするために、前記外側ホイールリムは、前記内側タイヤが前記外側ホイールリムの周囲を通り過ぎるように、前記内側ホイールリムよりも小さい径であることを特徴とする。
【０００７】
前記内側タイヤを車両から取り外すことを可能にするために、前記外側ホイールリムを取り外す必要がないので、前記内側タイヤを取り替えるのに通常必要な中断時間が大幅に減少される。
【０００８】
各ホイールは、前記ホイールリムと各々のタイヤとの間に位置する少なくとも１つの着脱式環状ビードシートを有し、前記外側ホイール上のビードシートは、前記外側ホイールリムの小さくされた径を補うために、前記内側ホイール上のビードシートよりも大きい径方向の厚さを有している。
【０００９】
好ましくは、前記外側ホイールは、前記ホイールリムのそれぞれの対向端に位置する２つの着脱式ビードシートを有している。前記内側の着脱式ビードシートは、前記ホイールリムの固定環状フランジに対して直接的に又は間接的に接している。前記外側の着脱式ビードシートは、その外側のロックリングの使用により前記ホイールリムに保持される。
【００１０】
別の態様において、本発明は、ホイールアセンブリとして広く記述されることができ、ホイールリムと、該ホイールリムに取り付けられた一対の着脱式環状ビードシートとを備え、各ビードシートが、タイヤのそれぞれのビード用のシートを提供すべくなしてあるものにおいて、前記ホイールリムは、前記タイヤ用の標準的なホイールリムよりも小さい径であり、前記ビードシートは、標準的なビードシートよりも径方向に厚く、これによって、前記タイヤを前記ホイールリムに装着することを許容する。
【００１１】
更に別の態様において、本発明は、多ホイールアセンブリとして広く記述されることができ、第１のホイールリムとそれに装着された第１のタイヤとを有する第１のホイールと、第２のホイールリムとそれに装着された第２のタイヤとを有する第２のホイールとを備え、前記第１及び第２のホイールリムが、ハブに同軸的に取り付けられ、前記第１及び第２のタイヤが、同一のサイズであり、所定の内径を有する内側及び外側ビードを有するものにおいて、前記第２のホイールリムは、前記第１のホイールの内側ビード径よりも小さい最大外径を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の範疇を限定することなく、本発明をより完全に理解及び実施するために、添付の図面を参照しながらその好ましい実施の形態を次に記述する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示されるように、従来の大型輸送車両用のデュアルホイールアセンブリは、共通のアクスルハブ１１に隣り合わせに取り付けられた一対のホイール１０，１０Ａを備えている。内側ホイール１０は、タイヤ１３が取り付けられた概して筒状のホイールリム１２を有している。該ホイールリム１２は、その内側に固定されたハブ（ｎａｖｅ）１４を有し、該ハブ１４は、環状フランジの周囲に周方向に離隔した一連のボルト孔を有している。ハブ１４は、ハブ１１の肩にホイールリム１２を取り付けるために使用される。
【００１４】
より明白に図２に示されるように、ホイールリム12は、その一端に、径方向外方へ延びる環状フランジ16を有している。端部フランジ16に隣接するホイールリム12の部分は、タイヤ13の１つのビード用の固定ビードシート17を形成すべく、端部フランジ16へ向かって外方へテーパとされている。タイヤ13がリム12に装着される際には、ビードは、フランジ16に接している。タイヤ13の内側側壁を保持及び支持すべく、環状フランジ18を、端部フランジ16とタイヤ13との間に配することは、一般的な方法である。この場合には、タイヤ13は、フランジ16に依然として接しているが、タイヤフランジ18を介して間接的に接している。
【００１５】
より明白に図３に示されるように、着脱式ビードシート20は、ホイールリム12の他端に取り付けられている。着脱式ビードシート20は、概して、テーパ状の厚さを有する筒状又はリング状の部材であり、タイヤ13の他方のビード用のシートを提供する。Ｏリング21は、ビードシート20とリム12との間をシールすべく、ホイールリム12の環状溝に位置している。先と同様に、タイヤフランジ22は、タイヤ13の内側側壁を保持及び支持すべく、ビードシート20に取り付けられている。
【００１６】
着脱式ビードシート20は、リム12の周囲の環状溝に位置する内側ビードを有する分割式ロックリング23の使用により、所定の位置に保持されている。ロックリング保持器は、ロックリング23を所定の位置に維持するためによく使用されている。上述のホイールアセンブリの設計及び構成は、この分野では公知であり、更に詳細に説明する必要はない。
【００１７】
外側ホイール１０Ａは、そのハブ１４Ａの取付孔が、ハブ１１の（より小さい）外側端に取り付けるためにより小さい径の円において周方向に配設されている以外は、内側ホイール１０と実質的に同一の設計のものである。タイヤ１３，１３Ａは、同一のサイズのものであり、また、標準的なサイズのものであり、何れのホイールリム１２，１２Ａに相互交換可能に装着され得る。ホイール１０Ａは、通常、ホイール１０に対して反対向きに取り付けられる。つまり、ホイール１０の端部フランジ１６は、ホイールリム１２の内側にある一方、外側ホイール１０Ａの端部フランジ１６Ａは、ホイールリム１２Ａの外側にある。
【００１８】
図４は、本発明の１つの実施の形態に係る改良型のデュアルホイールアセンブリを示している。このアセンブリの内側ホイール10は、図１に示されるような従来のホイールであり、同一の参照符号がそのホイール10の構成要素を示すために使用される。外側ホイール30は、内側ホイール10と同一のタイヤ13Aを有しているが、異なるホイールリム32を有している。基本的な相違は、外側ホイール30のホイールリム32の径が、内側ホイール10のホイールリム12の径よりも小さいことにある。小さくされた径のリム32の目的及び利点を以下に説明する。
【００１９】
従来のホイールリムと同様に、ホイールリム３２は、概して筒形のものである。図７に示されるように、ホイールリム３２は、典型的には、機械加工された後側端片３２Ａと機械加工された前側端片３２Ｂとを環状中央部位３２Ｃの対向端に溶接することによって形成される。フランジ及び溝は、以下の目的のために、前側及び後側端片３２Ｂ，３２Ａに機械加工又は成形されている。ハブ３４は、ホイール３０をハブ１１の端部に取り付けるために、リム３２の内側に嵌められている。望ましい厚さのスペーサ３５がハブ３４とリム３２の中央部位３２Ｃとの間に溶接されてもよい。本発明の小さくされた径のホイール３０は、ハブ１１への如何なる変更も要求することなく、図１の従来のホイール１０Ａに代えてハブ１１に取り付けることが可能である。
【００２０】
より明白に図５に示されるように、ホイールリム32の内側端には、従来のホイールリム12の端部フランジ16よりも小さい程度にリム32から径方向外方へ突出する環状端部フランジ36が設けられている。端部フランジ36の主目的は、着脱式環状ビードシート37のための接合点を提供することにある。
【００２１】
ビードシート37は、標準的なサイズのタイヤの内側ビード用のシートを提供する。ホイールリム32は、従来のホイールリム12よりも小さい径を有しているが、同一のサイズのタイヤを使用しており、着脱式ビードシート37は、従来のホイールの着脱式ビードシートよりも径方向に厚くなっている。つまり、ホイールリム32の着脱式ビードシート37の厚さは、ホイールリム32の小さくされた径を補うべく増大している。
【００２２】
ビードシート37は、タイヤ13Aの一方のビード用のストッパを提供する端部フランジ31を備えている。従来のタイヤフランジ38は、通常、タイヤ13Aの内側側壁を保持及び支持すべく、ビードシート37に取り付けられている。Ｏリング39は、着脱式ビードシート37とホイールリム32との間のシールを提供すべく、ホイールリム32の溝に位置している。
【００２３】
より明白に図６に示されるように、着脱式ビードシート40は、タイヤ13Aの他方のビード用のシートを提供すべく、ホイールリム32の他端にも設けられている。ビードシート37と同様に、着脱式ビードシート40は、ホイールリム32の小さくされた径を補うべく、従来のビードシートよりも厚くなっている。
【００２４】
端部フランジ41は、タイヤ13Aの外側ビード用のストッパとして作用すべく、ビードシート40に設けられ、タイヤフランジ42もまた、タイヤ13Aの内側側壁を保持及び支持すべく、ビードシート40に取り付けられている。Ｏリング44は、ビードシート40とリム32との間のシールを提供すべく、着脱式ビードシート40の下方のリム32の溝内に収容されている。ロックリング43は、着脱式ビードシート40をリム32に保持すべく、従来の方法でホイールリム32の外側端に取り付けられている。
【００２５】
さて、タイヤ13Aのホイールリム32への装着は、図８の組立図を参照して記述される。Ｏリング39が、まず、リム32の内側端でその溝に着座し、それから、ビードシート37が、その内側端でフランジ36に対して接するように、リム32に亘って挿入される。それから、タイヤフランジ38は、ビードシート37の周囲に嵌合される。（実際、タイヤ13Aが再装着される場合には、フランジ38は、その前回の装着時からタイヤ13Aに既に保持されている場合がある。）それから、タイヤ13Aは、その内側ビードをビードシート37に着座させて、リム32の周囲に配される。
【００２６】
外側タイヤフランジ42は、タイヤ13A上に既に保持されていない場合には、タイヤ13Aの外側ビードに嵌合される。それから、ビードシート40は、リム32上に配され、Ｏリング溝を露出すべく内方へ押され、これによって、Ｏリング44をその溝に着座させる。それから、ビードシート40は、Ｏリング44を越えて外方へ引くことができる。最後に、分離式ロックリング43が、リム32の外側端に取り付けられ、ロックリング保持器45が、ロックリング43を固定すべく所定位置にボルト締めされる。
【００２７】
タイヤ13Aに空気が入れられた場合、タイヤ13Aは側方へ拡がり、タイヤビードとタイヤフランジとを軸方向外方へ移動させ、対応するビードシートに締まり嵌めにて位置させる。（この拡張は、ビードシート37，40を、端部フランジ36とロックリング43とにそれぞれ（間接的に）接触させるべく外方へ移動させる。）
タイヤ13Aを取り外すには、上述の手順が逆になされる。ハブ11からリム32を取り外すことなくタイヤ13Aをリム32から取り外すことができることは、注目すべきことである。
【００２８】
内側タイヤ13を取り外すためには、外側タイヤ13Aが、まず、ハブ11にホイールリム32を取り付けたまま、上述の如くに取り外される。内側ホイール10のロックリング23と着脱式ビードシート20とは、内側タイヤ13の空気が抜かれた後で取り外される。外側ホイールリム32が内側ホイール10に対して径を小さくされているので、内側タイヤ13は、外側ホイールリム32上及び周囲を通過することによって車両から取り外すことができる。つまり、ホイールリム32の最大外径は、タイヤ13のビードの内側径よりも小さい。
【００２９】
内側タイヤ13は、上述の手順を逆にすることによって、再装着することができる。本発明の１つの応用において、内側ホイールリム12は、標準的な５７インチ（１４５ｃｍ）径を有する一方、外側ホイールリム32は、より小さい５３インチ（１３５ｃｍ）の径を有している。
【００３０】
図４のホイール３０は、従来技術に対して以下の如き幾つかの利点を有している。
・ハブ１１からホイールリム３２を取り外すことなくタイヤ１３Ａを取り付ることが可能である。
・外側ホイールリム３２を越えて内側タイヤ１３を取り外すことができ、これによって、外側ホイールリム３２をハブ１１から取り外す必要性を回避する。
・ホイールリム１２，３２を、その計画された試験期間の間、車両にボルト締めしたままにすることができ、積算時間の追跡を容易にする。
・タイヤローテーションが容易である。
・タイヤマッチングが容易である。
・ホイールナットに適正に再トルクを与えないことに起因するハブのダメージが減少する。
・タイヤのみが後部位置で取り外し及び再装着されるので、現場で要求される予備のホイールリムの個数が減少する。
・インパクトガンを使用する整備工の必要性が大幅に減少する。
・タイヤを持ち上げるだけでよく、ホイール全体を持ち上げる必要がないので、小さい能力のタイヤ持ち上げ又は取り扱い装置を使用することができる。
【００３１】
上記は、本発明の１つの実施の形態のみを記述したが、当業者にとって明らかな変更は、請求の範囲に規定される本発明の範疇から逸脱しない限りなされてもよい。
【００３２】
例えば、小さい径のホイールリムは、デュアルホイールアセンブリにおける標準的なホイールリムと共に通常使用されるが、２つの小さい径のホイールリムが、標準的なサイズのタイヤを受け入れるために、厚いビードシートと共に、デュアルホイールアセンブリにおいて使用されてもよい。
【００３３】
さらに、本発明は、デュアルホイールアセンブリに対する特別な参照をもって記述したが、２つ以上のホイールを有するアセンブリに組み入れてもよい。従って、「デュアルホイールアセンブリ」という用語は、文脈が許す限り、２つのホイールのアセンブリを包含するだけでなく、３つ以上のホイールのアセンブリの一部としての２つのホイールを包含すると解される。
【００３４】
ここで使用される「備える」という用語は、文脈が許す限り、記述された完全なものを含み、他を排斥することないように、包含的な意味であると解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のデュアルホイールアセンブリの概略縦断面図である。
【図２】 図１の内側ホイールの固定ビードシート部分の拡大縦断面図である。
【図３】 図１の内側ホイールの着脱式ビードシート部分の拡大縦断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態に係るデュアルホイールアセンブリの概略縦断面図である。
【図５】 図４の外側ホイールの内側ビードシート部分の拡大縦断面図である。
【図６】 図４の外側ホイールの外側ビードシート部分の拡大縦断面図である。
【図７】 図４のアセンブリの外側ホイールのホイールリムの分解図である。
【図８】 図４のアセンブリの外側ホイールの分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 内側ホイール
１１ アクスルハブ
１２ ホイールリム
１３ 内側タイヤ
１３Ａ 外側タイヤ
３０ 外側ホイール
３１ 端部フランジ
３２ 外側ホイールリム
３２Ａ 後側端片
３２Ｂ 前側端片
３２Ｃ 環状中央部位
３４ ハブ
３５ スペーサ
３６ 端部フランジ
３７ 着脱式ビードシート（環状ビードシート）
３８ タイヤフランジ
３９ Ｏリング
４０ 着脱式ビードシート
４１ 端部フランジ
４２ 外側タイヤフランジ
４３ 分離式ロックリング
４４ Ｏリング
４５ ロックリング保持器

Claims (8)

1. 内側ホイールリムとそれに装着された内側タイヤとを有する内側ホイールと、外側ホイールリムとそれに装着された外側タイヤとを有する外側ホイールとを備え、前記内側及び外側ホイールリムが、車両に同軸的に取り付けられ、前記内側及び外側タイヤが、実質的に同一サイズである車両用のデュアルホイールアセンブリにおいて、
   前記外側ホイールリムを取り外すことなく前記内側タイヤを車両から取り外すことを可能にするために、前記外側ホイールリムは、前記内側タイヤが前記外側ホイールリムの周囲を通り過ぎるように、前記内側ホイールリムよりも小さい径であることを特徴とするデュアルホイールアセンブリ。
2. 前記ホイールリムと各ホイールのタイヤとの間に位置する少なくとも１つの着脱式環状ビードシート部材を更に備え、前記外側ホイール上のビードシート部材は、前記内側ホイール上のビードシート部材よりも大きい径方向厚さを有することを特徴とする請求項１記載のデュアルホイールアセンブリ。
3. 前記外側ホイールは、前記外側ホイールリムのそれぞれの対向端に位置する２つの着脱式ビードシート部材を有することを特徴とする請求項２記載のデュアルホイールアセンブリ。
4. 前記外側ホイールリムは、前記ビードシート部材の１つが使用中に接するその一端に、環状フランジを有することを特徴とする請求項３記載のデュアルホイールアセンブリ。
5. 前記外側ホイールリムは、他方の着脱式ビードシート部材の外側に、ロックリングを有することを特徴とする請求項４記載のデュアルホイールアセンブリ。
6. 第１のホイールリムとそれに装着された第１のタイヤとを有する第１のホイールと、第２のホイールリムとそれに装着された第２のタイヤとを有する第２のホイールとを備え、前記第１及び第２のホイールリムが、ハブに同軸的に取り付けられ、前記第１及び第２のタイヤが、同一のサイズであり、それぞれが、所定の内径を有する内側及び外側ビードを有し、少なくとも１つの第１の環状スペーサ部材が、前記第１のホイールリムに取り付けられ、前記第１のタイヤのビード用のビードシートを形成し、一対の第２の環状スペーサ部材が、前記第２のホイールリムに取り付けられ、前記第２のタイヤの内側及び外側ビード用のビードシートをそれぞれ形成する多ホイールアセンブリにおいて、
   前記第２の環状スペーサ部材は、前記第１のスペーサ部材よりも大きい径方向厚さを有していることを特徴とする多ホイールアセンブリ。
7. 前記第２のホイールリムは、前記環状スペーサ部材の１つが使用中に接するその一端に、径方向外方へ延びる固定環状フランジを有し、前記フランジの外径は、前記第１のタイヤの内側及び外側ビードの内径よりも小さいことを特徴とする請求項６記載の多ホイールアセンブリ。
8. 前記第２のホイールリムは、他方の環状スペーサ部材の外側に、ロックリングを有することを特徴とする請求項７記載の多ホイールアセンブリ。

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