JP3860571B2 - 油圧式ホイール構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の油圧式ホイール構造に関する。
図１は機械式ワンタッチ脱着ホイールの構造を示す概略断面図である。図のように、機械式ワンタッチ脱着ホイールの構造は、タイヤ１０と、このタイヤ１０に装着されたタイヤホイール１２と、このタイヤホイール１２の中央部に駆動軸１１をナット１３で装着するホイール装着部１４とを含んで構成される。
このように構成された機械式ワンタッチ脱着ホイールの構造は機械的構造で、実際には人力で作動させる。そして、タイヤホイール１２は、たとえば、４乃至６個からなる複数本のボルトによって車両の車体に取付ける。
しかしながら、前記のような従来の機械式ワンタッチ脱着ホイールの構造は機械的な力で作動させる必要があるため、人力を多く必要とし、また、機械的な作動原理で構成されているため、走行時に埃などの付着で悪影響を受けることがある。
また、走行中に遠心力方向の結束が弱くなることがあるばかりでなく、タイヤ１０の脱着時に工具が必要であり、工具がある場合でもナット１３を解くことが容易ではない。そして、力の弱い女性運転者にとってはタイヤ１０の自己整備が難かしく、タイヤ１０の脱着時に多大な時間を要し、かつ、タイヤ１０の盗難に対する対策がないという問題点もある。
特開平０９−１９３６３２号公報
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、タイヤの交換が容易で、かつ、盗難を防止することができる油圧式ホイール構造を提供することにその目的がある。
上記課題を解決するために、本発明の実施例による油圧式ホイール構造は、駆動軸に締結され、互いに連通して各々流体で満たされる第１シリンダー及び第２シリンダーが形成されたディスクと、その移動に対応して前記第１シリンダー内部の流体が前記第２シリンダーに供給されるように前記第１シリンダーに移動可能に挿入される第１ピストンと、前記ディスクから回転力の伝達を受けることができるように前記ディスクに締結されるタイヤホイールと、前記タイヤホイールに結合されるタイヤと、前記タイヤホイールに移動可能に設けられ、その移動に対応して前記第１ピストンを移動できるように構成された脱着ボタンと、前記ディスクに設けられ、前記第２シリンダー内部の流体の圧力に対応して設定された方向に沿って移動できるように前記第２シリンダーの内部に移動可能に配置される第２ピストンが一体に形成され、弾性部材によって前記設定された方向の反対方向に弾性的に支持され、その移動に対応して前記タイヤホイールと選択的に締結できるように構成されたホイール固定部材と、を含む。
前記タイヤホイールにはフックが形成され、前記ホイール固定部材には前記フックに係止できるように構成される係止突起が形成されることが好ましい。
前記ホイール固定部材を支持する前記弾性部材はコイルスプリングであることが好ましい。
前記ホイール固定部材は前記弾性部材によって前記ディスクの半径方向外側へ押されるように構成され、前記ホイール固定部材は前記第２シリンダー内部の流体の圧力の増加に対応して前記ディスクの半径方向内側へ移動するように構成されることが好ましい。
前記脱着ボタンが前記第１ピストンを押していない状態では、前記ホイール固定部材は前記タイヤホイールに締結される地点に位置することが好ましい。
前記脱着ボタンが前記第１ピストンを押した状態では、前記ホイール固定部材は前記タイヤホイールから離脱される地点に位置することが好ましい。
前記ホイール固定部材にはスプリング受け孔が形成され、前記コイルスプリングの一端は前記スプリング受け孔に挿入されることが好ましい。
前記コイルスプリングの他の一端は前記ディスクに形成される挿入突起に挿入されることが好ましい。
前記タイヤホイールの前記ディスクに対向する面には少なくとも一つの結合ピンが備えられ、前記ディスクには前記結合ピンが挿入される少なくとも一つの結合孔が形成されることが好ましい。
前記ディスクに取付けられるディスクカバーをさらに含み、前記ディスクカバーには前記タイヤホイールの前記フックが挿入される貫通孔が形成されることが好ましい。
前記ディスクには前記ホイール固定部材が挿入される挿入溝が形成され、前記ディスクカバーは前記ホイール固定部材が前記挿入溝から離脱することを防止するように前記挿入溝の一部を覆うように形成されることが好ましい。
前記脱着ボタンはリターンスプリングによって前記タイヤホイールに対して弾性的に支持されることが好ましい。
前記リターンスプリングは前記脱着ボタンが前記第１ピストンを押さない位置に移動するように、前記脱着ボタンを弾性的に支持することが好ましい。
前記脱着ボタンはロック状態になることができるように構成され、前記油圧式ホイール構造は前記脱着ボタンのロック状態を解除できる脱着キーをさらに含むことが好ましい。
前記脱着キーは始動キーであることがより好ましい。
本発明によると、タイヤホイールの装着及び離脱が容易になる。そして、脱着キーで脱着ボタンのロック状態を解除することによって、タイヤホイールの盗難が防止される。また、走行時には遠心力によってホイール固定部材及びローカルピストンがディスクの半径方向外側へ押されるので、タイヤホイールとディスクがより堅固に締結される。
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図２及び図３に示すように、本発明の実施例による油圧式ホイール構造は、タイヤホイール２０と、このタイヤホイール２０に装着されるタイヤ１０と、車両の駆動軸１１に連結されるディスク３０と、タイヤホイール２０をディスク３０に連結するホイール固定部材４０とを含む。
一方、図５に示すように、ディスク３０は全体的に円板形状を有する。
ディスク３０の中心部にはセンターシリンダー５５が備わる。センターシリンダー５５はディスク３０の中心軸、つまり、半径方向に垂直に形成される。また、図２のように、ディスク３０には少なくとも一つのローカルシリンダー５１が備わる。ローカルシリンダー５１はディスク３０の半径方向に沿って形成される。
本実施例では４つのローカルシリンダー５１が備わるが、ローカルシリンダー５１の個数がこれに限定されないことは自明である。ローカルシリンダー５１が２以上である場合、ディスク３０の円周方向に放射状に配置されることが好ましい。
センターシリンダー５５にはセンターピストン５６が移動可能に挿入され、センターシリンダー５５は作動油で満たされる。ディスク３０にはセンターシリンダー５５とローカルシリンダー５１の各々を連通させる流体通路５７が形成される。したがって、センターシリンダー５５の内部に配置されるセンターピストン５６が図２の左側方向に移動すると、センターシリンダー５５の作動流体が流体通路５７を通してローカルシリンダー５１に供給される。
ディスク３０には、図５のように、その円周方向に沿って等間隔に挿入溝３１が形成される。そして、ディスク３０の円周方向に沿って等間隔に結合溝３３が形成される。ローカルシリンダー５１の個数と同一個数の挿入溝３１が形成され、各挿入溝３１はローカルシリンダー５１の近くに形成される。それぞれの挿入溝３１にはホイール固定部材４０が各々配置される。
図４（ａ）、（ｂ）はホイール固定部材４０の斜視図であって、ホイール固定部材４０にはローカルピストン４３が一体に形成される。また、図３のように、ローカルピストン４３はローカルシリンダー５１の内部に移動可能に配置され、ホイール固定部材４０はプッシュスプリング５８によって半径方向外側へ弾性的に支持される。
即ち、図３のように、ホイール固定部材４０にはスプリング受け孔４２が形成され、プッシュスプリング５８の一端はこのスプリング受け孔４２に挿入される。他の一端はディスク３０の挿入溝３１を形成する内端面に支持される。したがって、ホイール固定部材４０がプッシュスプリング５８によってディスク３０の半径方向外側へ押される。
前記プッシュスプリング５８にはコイルスプリングを適用するが、プッシュスプリング５８の代わりに復元力をもった任意の弾性部材を用いることができる。
この時、ディスク３０の挿入溝３１を形成する内端面には挿入突起３２が形成され、この挿入突起３２がプッシュスプリング５８の中心軸に挿入される。
したがって、プッシュスプリング５８が安定的にホイール固定部材４０を支持することができる。
そして、ホイール固定部材４０には係止突起４１が形成される。タイヤホイール２０はホイール固定部材４０を介してディスク３０に締結される。
ディスク３０に対向するタイヤホイール２０の表面には結合ピン２１がその円周方向に沿って等間隔に形成される。この結合ピン２１はディスク３０の結合孔３３に挿入される。したがって、タイヤホイール２０は駆動軸１１と一体に回転するディスク３０から回転力の伝達を受けることができる。
また、ディスク３０に対向するタイヤホイール２０の表面にはフック２２がその円周方向に沿って等間隔に形成される。フック２２はディスク３０に対向して突出して形成される。図２及び図３に示すように、ホイール固定部材４０がプッシュスプリング５８によってディスク３０の半径方向外側へ最大限押されて位置する場合に、タイヤホイール２０のフック２２はホイール固定部材４０の係止突起４１に係止される。
そして、タイヤホイール２０に対向するディスク３０の面にはディスクカバー６０が結合される。
図６に示すように、ディスクカバー６０にはタイヤホイール２０のフック２２が挿入できる第１貫通孔６１がその円周方向に沿って等間隔に形成される。また、ディスクカバー６０の中心部にはセンターピストン５６を挿入できる第２貫通孔６２が形成される。
また、図３に示すように、タイヤホイール２０の中央部分において駆動軸１１と反対側には脱着ボタン５２を備える。この脱着ボタン５２はタイヤホイール２０の中央部分に形成されている通孔に出入り移動可能に挿入される。この脱着ボタン５２はセンターシリンダー５５に配置されたセンターピストン５６を図面上左側（入り側）へ押すことができるように構成される。
脱着ボタン５２はリターンスプリング５３によってタイヤホイール２０に対して弾性的に支持されることが好ましい。したがって、脱着ボタン５２が外力によって図面上左側へ移動した状態（入り状態）で外力が除去されると、脱着ボタン５２はリターンスプリング５３の反力によって右側（出側）へ押されて最初位置に復帰する。
そして、本発明の実施例による油圧式ホイール構造は脱着ボタン５２に挿入できる脱着キー５４をさらに含み、脱着ボタン５２をロック状態にできるように構成されることが好ましい。ロック状態では脱着ボタン５２が移動できず、したがって、ロック状態ではタイヤホイール２０の離脱が不可能になる。しかし、脱着キー５４を利用してロック状態を解除することもできる。例えば、脱着ボタン５２にキーホールが形成され、ロック装置が備わることによって、脱着キー５４を利用したロック状態の解除が可能になる。脱着キー５４をキーホールに挿入した後、脱着キー５４を回すことによって、脱着ボタン５２のロック状態を解除できる。そして、脱着キーは車両の始動キーにすることが好ましい。
上述のような本発明の実施例による油圧式ホイール構造の作動を説明する。
先ず、図７乃至図９を参照してタイヤホイール２０をディスク３０に装着する動作について説明する。
図７に示すように、タイヤホイール２０がディスク３０に密着する矢印方向へ押し込まれると、タイヤホイール２０のフック２２が図８で示すようにホイール固定部材４０をディスク３０の中心方向に押し出す。この時、プッシュスプリング５８は圧縮され、流体はローカルシリンダー５１へ移動する。タイヤホイール２０がディスク３０に完全に締結されると、図９で示すように、プッシュスプリング５８によってホイール固定部材４０はディスク３０の半径方向外側へ移動し、流体はセンターシリンダー５５へ移動する。
次に、図１０乃至図１２を参照してタイヤホイール２０をディスク３０から離脱させる動作について説明する。
先ず、図１０に示すように、脱着キー５４を脱着ボタン５２に差し込んで矢印方向へ回すことにより、脱着ボタン５２のロック状態を解除する。
その後、図１１で示すように、脱着ボタン５２を矢印方向へ押すと、脱着ボタン５２がセンターピストン５６を押し出すようになる。したがって、センターシリンダー５５の流体がローカルシリンダー５１へ移動し、この流体の圧力がローカルピストン４３に作用する。流体の圧力による力がプッシュスプリング５８の力より大きくなれば、ホイール固定部材４０がディスク３０の中心方向へ押される。したがって、ホイール固定部材４０の係止突起４１がタイヤホイール２０のフック２２から離脱するので、タイヤホイール２０がディスク３０から分離できる。
タイヤホイール２０がディスク３０から完全に分離されると、図１２に示すように、プッシュスプリング５８の復元力によってホイール固定部材４０はディスク３０の半径方向外側へ更に押されることとなり、流体はセンターシリンダー５５へ移動する。
本発明は図面に示された一実施例を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、容易に変更し得ることは言うまでもない。
従来の技術による機械式ホイール構造を概略的に示す断面図である。 本発明の実施例による油圧式ホイール構造を概略的に示す断面図である。 同油圧式ホイール構造を概略的に示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例による油圧式ホイール構造におけるホイール固定部材を示す斜視図である。 同ホイール構造におけるディスクの斜視図である。 同ディスクカバーの斜視図である。 本発明の実施例による油圧式ホイール構造のタイヤホイール装着過程の初期動作を説明する断面図である。 同装着過程の中期動作を説明する断面図である。 同装着過程の終期動作を説明する断面図である。 本発明の実施例による油圧式ホイール構造のタイヤホイール離脱過程の初期動作を説明する断面図である。 同離脱過程の中期動作を説明する断面図である。 同離脱過程の終期動作を説明する断面図である。
符号の説明
１０ タイヤ
１１ 駆動軸
１２ タイヤホイール
２０ タイヤホイール
２１ 結合ピン
２２ フック
３０ ディスク
３１ 挿入溝
３２ 挿入突起
３３ 結合溝
４０ ホイール固定部材
４１ 係止突起
４２ スプリング受け孔
４３ ローカルピストン（第２ピストン）
５１ ローカルシリンダー（第２シリンダー）
５２ 脱着ボタン
５３ リターンスプリング
５４ 脱着キー
５５ センターシリンダー（第１シリンダー）
５６ センターピストン（第１ピストン）
５７ 流体通路
５８ プッシュスプリング
６０ ディスクカバー
６１ 第１貫通孔
６２ 第２貫通孔

Claims (15)

  1. 駆動軸に締結され、互いに連通して各々流体で満たされる第１シリンダー及び第２シリンダーが形成されたディスクと、
    その移動に対応して前記第１シリンダー内部の流体が前記第２シリンダーに供給されるように前記第１シリンダーに移動可能に挿入される第１ピストンと、
    前記ディスクから回転力の伝達を受けることができるように前記ディスクに締結されるタイヤホイールと、
    前記タイヤホイールに結合されるタイヤと、
    前記タイヤホイールに移動可能に設けられ、その移動に対応して前記第１ピストンを移動できるように構成された脱着ボタンと、
    前記ディスクに設けられ、前記第２シリンダー内部の流体の圧力に対応して設定された方向に沿って移動できるように前記第２シリンダーの内部に移動可能に配置される第２ピストンが一体に形成され、弾性部材によって前記設定された方向の反対方向に弾性的に支持され、その移動に対応して前記タイヤホイールと選択的に締結できるように構成されたホイール固定部材と
    を含むことを特徴とする油圧式ホイール構造。
  2. 前記タイヤホイールにはフックが形成され、前記ホイール固定部材には前記フックに係止できるように構成される係止突起が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  3. 前記ホイール固定部材を支持する弾性部材はコイルスプリングであることを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  4. 前記ホイール固定部材は前記弾性部材によって前記ディスクの半径方向外側へ押されるように構成され、前記ホイール固定部材は前記第２シリンダー内部の流体圧力の増加に対応して前記ディスクの半径方向内側へ移動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  5. 前記脱着ボタンが前記第１ピストンを押さない状態では、前記ホイール固定部材は前記タイヤホイールに締結される地点に位置することを特徴とする請求項４に記載の油圧式ホイール構造。
  6. 前記脱着ボタンが前記第１ピストンを押した状態では、前記ホイール固定部材は前記タイヤホイールから離脱する地点に位置することを特徴とする請求項４に記載の油圧式ホイール構造。
  7. 前記ホイール固定部材にはスプリング受け孔が形成され、前記コイルスプリングの一端は前記スプリング受け孔に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  8. 前記コイルスプリングの他の一端は前記ディスクに形成された挿入突起に挿入されることを特徴とする請求項７に記載の油圧式ホイール構造。
  9. 前記タイヤホイールの前記ディスクに対向する面には少なくとも一つの結合ピンが備えられ、前記ディスクには前記結合ピンが挿入される少なくとも一つの結合孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  10. 前記ディスクに取付けられるディスクカバーをさらに含み、前記ディスクカバーには前記タイヤホイールの前記フックが挿入される貫通孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載の油圧式ホイール構造。
  11. 前記ディスクには前記ホイール固定部材が挿入される挿入溝が形成され、前記ディスクカバーは前記ホイール固定部材が前記挿入溝から離脱することを防止するように前記挿入溝の一部を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の油圧式ホイール構造。
  12. 前記脱着ボタンはリターンスプリングによって前記タイヤホイールに対して弾性的に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  13. 前記リターンスプリングは前記脱着ボタンが前記第１ピストンを押さない位置に移動するように前記脱着ボタンを弾性的に支持することを特徴とする請求項１２に記載の油圧式ホイール構造。
  14. 前記脱着ボタンはロック状態になることができるように構成され、前記油圧式ホイール構造は前記脱着ボタンのロック状態を解除できる脱着キーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の油圧式ホイール構造。
  15. 前記脱着キーは始動キーであることを特徴とする請求項１４に記載の油圧式ホイール構造。
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