JPH03501112A - 車両用の車輪とそのような車輪を装備した車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動または牽引車用の車輪と そのような車輪を装備した車両 この発明は与えられた支持面上を走行すべく設計され、かつ車両の基礎構造に連 結された中心部分とこの中心部分と同心状でこれについて回転すべく設計された 周縁部分とを具えて、これら画部分が少なくとも１個のベアリングにより組合わ されて、このベアリングが中心部分と一体の内側環状要素を少なくとも１個と内 側環状要素に対して同心状でかつ周縁部分と一体である少なくとも１個の外側環 状要素とを有し、外側環状要素が車両の支持面の性質に対応した接触要素を支持 しているごとき自動または牽引車に関するものである。

またこの発明はそのような車輪を装備した車両に関するものである。

今日の多くの車輪、特にマイカ−やオートバイやトレイラーなどや高速列車など の車輪はハブ形式である６通常車輪より小径のハブは車輪の基礎構造と一体の中 心部分とこの中心部分と同心状でかつこれについて回転する周縁部分とを有路面 車両の場合には、車輪はタイヤを支持するリムと車輪をハブと一体にするボルト などの取付は手段を具えた模フランジを有している。またレール上の車両の場合 には、車輪はレールに適した支持面を具えた環状の成形ベルトと車輪をハブに固 定するフランジとを有している。

起動および制動力は常にハブ、すなわち車両の支持面と接触要素との接触点から 比較的離れた接触点、を介して伝達されるものである。自動車の場合には、起動 はハブから起き、これがリムを介してタイヤに動きを伝達し、これによりタイヤ が路面に対して相対変位することになる。同様に制動に際しても、タイヤの路面 に対する接触面の相対変位を減少させる力はハブに連結されたディスクまたは摩 擦面に印加され、リムによって最終点に伝達される。このような力の伝達態様は 安全性の面からして、結局比較的大重量で不必要に大きな構造を招くことになる 。

力学的観点からすると、このような構造は多くの欠点を有している。懸架、路面 保持性、制動および動力伝達など多岐に亙る問題の解決がますます複雑なものと なり、ある程度で妥協せざるを得ないという実情である。車両のハブとそれに附 随する構成要素の重量の故に懸架機構やショックアブソーバ−によって矯正され るべき慣性が大となり、その結果路面保持という点で非常に否定的な結果となる のである。実際には懸架されていない重量が大きいがために、タイヤなどの接触 要素が支持面との接触を維持するのがなおさら難しくなっている。タイヤの路面 との接触が乏しいと車両の路面保持性が貧しくなり、特に不規則な路面上では走 行自体が危険なものとなる。

このような問題を解決すべく種々の試みがなされている。

ドイツ国特願第３４０８８７４Ａ１号においては、大径で理論的にはハブを具え ていない車輪が提案されている。しかしこの車輪の内部には直径方向の支持要素 が設けられており、その両端が車輪に取付けられるようになっている。実際には このような支持体があるということはハブの寸法が大きくなることと同じであり 、特にこの支持体が伸縮式の懸架アームを架設するのに用いられる場合にはそう いえる。この車輪は二輪車には不適であり、オートバイの前部方向車輪には適し ていないのである。また車輪の内部には空いた空間がなく車輪の構成要素を載せ ることはできないという難点がある。

この発明の目的は冒頭部に記載のように車輪を構成することによりこれらの種々 の欠点を除こうとするもので、起動制動伝達のためのテコ機構を減少させ、車輪 の支持面に非常に近い場所に車輪の伝達の関節点を位置せしめようとするもので ある。さらに車輪内部に空間を歿して部品などの収容を可能とするものである。

またこの発明の車輪は二輪車でも四輪車でも前輪でも後輪でも使用できるもので 、レール上を走行する車輪車両にも等しく応用できるものである。

かかる目的を達成するためにこの発明の車輪にありては、中心部分が少なくとも １個の車輪の周縁接触域において少なくとも１個の懸架アームにより車両の基礎 構造に連結されており、この接触域が車輪の下方部分において支持面の近くに位 置されており、ベアリングが水密でかつ剛性であり、ベアリングの中心部分が空 で直径方向の補強材を具えていないのである。

ベアリングの内側環状要素に付加要素を取付けて、この車輪を車両の基礎構造に 組つけるようにしてもよい。

四輪車にあっては、ベアリングの内側環状要素にヒンジ付の付加要素を設けて、 ２個の懸架アームにより車輪を車両の基礎構造に組付けて、一方を内側環状要素 の最下点に軸承して、他方をこの要素の最高点に軸承するようにしてもよい。

二輪車の場合にはベアリングの内側環状要素に付加要素を設けて、内側環状要素 の最低点の近くに軸承された１個の懸架アームにより車両の基礎構造に車輪を連 結してもよい。

車輪を方向車輪として用い、内側環状要素を少なくとも１個の車輪の方向車輪柱 に組付ける手段を設けてもよい。

ベアリングの外側環状要素をこの車輪を車輪の運転手段に組付ける要素に連結し てもよい。

四輪車の場合、この要素に円錐台状の構造を設けて小さな軸承ロッドによりこれ を外側環状要素に付設してもよい。

この円錐台状の構造は軽量複合材料から形成するのが望ましい。

前記の車輪を車両の運転手段に連結する要素にスプロケットを設けて、チェーン または駆動ギアと係合するようにしてもよい。

ベアリングの外側環状要素に環状部分を支持させて、この２個の平坦面により制 動リングを構成し、内側環状要素に少なくとも１個の制動ジョーを支持させてこ のリングと協働するようにしてもよい。

内側環状要素を筒状支持体に連結して、この筒状支持体の内側空間に車両の作用 部品および付属品を収容してやるようにしてもよい。

以下図面に示す実施態様によりこの発明を説明する。

第１図はこの発明のへ車輪の一英施態様、例えば二輪車の方向車輪、を示す拡大 側面図、 第２図は四輪車用の実施態様の横断面、￥％３．４図は四輪車の方向車輪の実施 態様を示す側面図、第５Ａ、５Ｂ図はこの発明の車輪の実１Ｎ態様を示す側面、 正面図、 ｉ６Ａ、６Ｂ図は他の実施態様を示す側面および正面図、＝７Ａ、７Ｂ図はさら に他の実施態様を示す側面および正面図、 第８Ａ、８Ｂ図はさらに他の実施態様を示す側面および正面図である。

第１図において車輪１０は中心部分１１とこれに対して同心状の周縁部分１２と を有している。中心部分１１は車両の基礎構造と一体である。すなわち図示の例 ではシャシ部分１５または二輪車の場合にはモーターに直接に固定された揺動軸 １４に架設されたアーム１３と一体になっている。このシャシ部分１５はフォー クと一体であり、このフォークの理論的な軸である線１６は車輪１０の中心Ｏを 通る。フェンダ−１７にはヘッドライト１６が設けられている。中心および周縁 部分１１．１２にはベアリング１９が係合しており、このベアリングは互いに一 体構造の内側環状要素と外側環状要素とから構成されている。このベアリング１ ９は標準形式のもので、水密構造で使用中のストレスに対する耐久性を具えてお り、互いに分離された１個以上のボールリングを具えている。

￥Ｓ１図に示すものが路面走行用の車両である場合には、接触要素２０を有して おり、これは実際には図示しないリムに取付けられたタイヤであり、ベアリング の外側環状要素と一体である。ベアリングの内側環状要素はボルト２１によりア ーム１３に固定されている。このために内側環状要素はボルト２１を固定するラ グを具えている。

これには車輪の最低部に１個のラグを設ければ充分である。このような取付力は 特に高度の路面走行性の要求される自動車、オートバイ、ローりなどにおいて有 利である。すなわち車輪が支持面にできる限り近い領域に位置しているのである 。このような構造の故に従来の車輪では必要でありた力やストレスの方向転換の ハブへの伝達のためのテコ機構が全く不要となるのである。ベアリングの外側環 状要素が大径で小幅の制動リング２２を支持し、これがアーム１３上の制動ジＢ −２３と協働するのである。このような構造の故に制動動作が非常に路面に近い 位置で行われ、タイヤと路面との接触点のすぐ側の位置で制動力が直接車輪に伝 達されるので効果的である。またリングの表面も径が大きなために大きなものと なるのである。

第２図に示すのは自動車用の車輪である。リム２４が横フランジ２４ａ、２４ｂ 間に挟まれたタイヤ２５を支持している。横フランジ２４ｂはボルト２フにより リムに固定された環状支持体２６と一体であり、この支持体はベアリング２８の 外側環状要素と一体である。回転しない内側環状要素はシャシ部分２９と一体で ある。ボルト３０などの公知の手段により制動リング３１が保持されており、こ のリングは第１図のリング２２と同じである。

上記の支持体２６にスプロケット２６ａを支持させて、駆動ギア（図示せず）と 協働させるようにしてもよい。

ベアリング２８の外側環状要素に伝達される車輪の駆動は円錐体３２により、こ れはカーボンファイバーなどの軽量複合材料から形成されている。そしてこの円 錐体は３本の小ロッド３３により外側環状要素に連結されている。この円錐体３ ２に連結された駆動軸３４は通常の方法により車両の伝達体に連結されている。

ロッドは両端部においてリムに軸承されており、その部分では切頭円錐体状に形 成されている。

第３．４図に示すのは路面車両の方向車輪３５の他の例である。この車輪のベア リング３６は外側、内側部分３フ、３８を有しており、内側部分３８は取付点３ ９において車両の基礎構造に固定されている。この車輪を２木の懸架アーム４０ ．４１を具えた車両に使用するには、ベアリングの内側部分３８に２個の取付点 ３９．３９′を設けるようにする。

竿３の取付点４２を内側部分３８に設け、これに方向柱４３を組付けることもで きる。

ハブの比較的小さな周縁区間に３個の取付点が設けられている従来の車輪に比較 して、図示の３個の取付点３９．３９°および４２は比較的相互に離れており、 このような配置により方向車輪および懸架部においてのストレスは顕著に小さな ものとなり、その結果重量は減り効果は大きなものとなる。

特に注目すべきは車両の方向転換が正確にできるという、壱である。また車軸の 中心部が空となり、そのような空の空間に種々の部品などを収納できるという利 点もある。また美的観点からしても空気流体学の観点からしても、車輪が流線形 となり制動システムの冷却も優れたものとなる。

クロスカントリ−などの特殊用途向きの車両の場合には路面挙動よりもできるだ け対地間隔を大きくとることが重果である。この発明の車輪はこのような場合に もその効果を発するのである０例えばワインの運搬車などが挙げられる。この発 明によればそのような車両が簡単にかつ安価に製造できるのである。この場合に は車輪の錨止点をなるべく高くとフでやればよい、その例を第ｓＡ、５Ｂ図に示 す、車輪５０はベアリング５１を有しており、このベアリングの回転する外側環 状要素はリムと一体になっており、固定された内側環状要素は偏心点５３の懸架 アーム５２と一体である。この偏心点は支持面から最も慈れて車輪の中心部分の 最高域に位置している。したがって対地間隔りは車輪の直径にほぼ等しいものと なる。

車輪と一体の懸架機構を具えたトレーラ−の場合には従来両端で軸支された横断 軸と車輪のハブに連結されたアームが用いられている。この発明の車輪６０をＭ ６Ａ、６Ｂ図に示す、ベアリング６１を具えた車輪６０は懸架機構６３により駆 動横軸６２または軸承点に固定されている。取付点は偏心位置に設けられている 。懸架の点からするとこの構造はハブを連結する懸架アームを有したシステムと 同じである。トレーラ−のシャシ６４は駆鮎横軸６２に直接固定してもよい。

大重量の荷物を運ぶトレーラ−の場合の車輪７０を第７Ａ、７Ｂ図に示す、ベア リング７１の外側環状要素はリムを支持しており、内側環状要素は支持面７３に なるべく近い位置に取（＝ｊ点７２を有している。支持台７５を支持するシャシ ７４は取付点）２に直接固定されている。

第８Ａ、８Ｂ図にさらに他の例を示す、上記のようなベアリングを有した２侶の 車輪８３．８４の偏心域８１．８２に。

は支持台８０が架設されており、路面での使用に際してはこれらの偏心域８１． ８２は高い位置に置かれる。車輪８４の偏心ｆ！；、８２を低くすると支持台８ ０は低い位置にきて迅速積上げに適したものとなる。これにはシャシと一体の装 置を設けて内側環状要素を図示しない中心軸について１８０度回転させてやる必 要がある。

加えて筒状をなす車輪の中心部分には従来車輪外に収容していた部品を収容でき るようになる。特に後輪の内部には排気消音機構を収容できるようになる。トウ クリップを直接ベアリングの内側環状要素に固定することもできる。その他にも オイル缶やギアボックスなどを収容するのにもこの空間は利用できる。更に重心 が低くなったことにより安全性と路面保持性が向上し、その効果は従来のもので は期待し得ない程のものである。

図示したのは路面走行用の車輪だけであるが、この発明はレール走行用のものに も応用できる。この場合にはタイヤに代えてレールの形状に適合した環状部材を 用いる。

非回転式の筒状中心部分があるために２個以上の車輪を連結し易くなり、これは 湿地帯の走行車両や戦闘車両などの場合非常に有利となる。

この発明は以上図示したものに限定されるものではなく、当業者が推考可能な範 囲で種々の変更が可能である。

国際調査報告 国際調査報告 ＣＨ８９００１３０ ＳＡ　２９５９５

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．車両の基礎構造に連結された中心部分とこれに対して同心状に回転可能に設 けられた周縁部分とを有し、この中心および周縁部分（１１、１２）が少なくと も１個のベアリング（１９）により連結され、このベアリングが中心部分と一体 の少なくとも１個の内側環状要素とこの内側環状要素に対して同心状でかつ周縁 部分と一体の少なくとも１個の外側環状要素とを有しており、この外側環状要素 が車両の支持面の性質に応じた接触要素（２０）を有しているごとき構造であっ て、 中心部分（１１）が少なくとも１個の車輪の周縁接触域（２１）において少なく とも１個の懸架アームにより車両の基礎構造に連結されており、 この接触域が車輪の下方部分において支持面の近くに位置されており、 ベアリングが水密でかつ剛性であり、 ベアリングの中心部分（１１）が空で直径方向の補強材を具えていない ことを特徴とする与えられた支持面上を走行すべく設計された自動車または牽引 車用の車輪。
2. ２．ベアリング（２８）の内側環状要素に軸承取付要素（３０、３９、３９）が 軸承連結されており、この取付要素が少なくとも１個の懸架アーム（４０、４１ ）により車輪を車両の基礎構造（２９）に組付けていることを特徴とする請求項 １に記載の車輪。
3. ３．四輪車用であって、 ベアリング（２８）の内側環状要素に軸承取付要素（３９）が設けられており、 この取付要素が２個の懸架アーム（４０、４１）により車輪を車両の基礎構造（ ２９）に組付けており、その一方のアームは内側環状要素の最下点に軸承され、 他方のアームがこの取付要素の最高点に軸承されていることを特徴とする請求項 １に記載の車輪。
4. ４．二輪車用であって、 ベアリング（２８）の内側環状要素に軸承取付要素（２９）が設けられており、 この取付要素が内側環状要素の最低点の近くに軸承された１個の懸架アーム（４ ０）により車輪を車両の基礎構造（２９）に車輪を連結している ことを特徴とする請求項２に記載の車輪。
5. ５．方向車輪として用いられるものであって、内側環状要素を少なくとも１個の 車輪の方向車輪柱（４３）に組付ける手段が設けられていることを特徴とする請 求項３に記載の車輪。
6. ６．ベアリング（２８）の外側環状要素（３７）がこの車輪を車輪の運転手段に 組付ける要素に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪。
7. ７．四輪車用であって、 前記の組付ける要素に円錐台状の構造（３２）が設けられて、少なくとも１個の 小さな軸承ロッド（３３）によりこれが外側環状要素に付設されている ことを特徴とする請求項６に記載の車輪。
8. ８．前記の円錐台状の構造（３２）が軽量複合材料から形成されている ことを特徴とする請求項７に記載の車輪。
9. ９．前記の組付ける手段がチェーンまたは駆動ギアと係合するスプロケットを有 している ことを特徴とする請求項６に記載の車輪。
10. １０．ベアリング（２８）の外側環状要素に環状部分が支持されており、 この環状部分の２個の平坦面が制動リング（２２）を構成し、 内側環状要素に少なくとも１個の制動ジョー（２３）が支持されていて上記のリ ングと協働する ことを特徴とする請求項１に記載の車輪。
11. １１．内側環状要素が筒状支持体に連結されており、この筒状支持体の内側空間 に車両の作用部品および付属品を収容できる ことを特徴とする請求項１に記載の車輪。
12. １２．以上いずれかの請求範囲に記載された少なくとも１個の車輪を装備した ことを特徴とする車両。
13. １３．車輪の内側が車両の付属品を収容するのに用いられている ことを特徴とする請求項１に記載の車両。