JPH0528702U - プラスチツク ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハブ面５７とプラスチック ホイール１０の
ディスク１４との間に空隙を生ずる構造とすることによ
り、車両の制動時の発生熱を対流により移動させること
ができ、したがって過度に温度が上昇するおそれのない
プラスチック ホイールを提供する。 【構成】 本発明のホイール１０はリム１２とディスク
１４からなっている。このディスク１４には、スリーブ
２０が挿入されている複数の穴１６がある。スリーブ２
０は、正常な使用中にプラスチック ホイールの過熱を
回避できるのに充分な距離だけ、ディスク１４を貫通し
て、張り出している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、特に多用途車に適したプラスチック ホイール アセンブリに関す る。さらにより詳しく云えばゴルフ カーに使用するのに適しているプラスチッ ク ホイール アセンブリに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のゴルフ カーは、金属製のリムを持っている。このリムには、空気タイ ヤのビードに嵌め込まれるようになっている一対の環状フランジと、このフラン ジ間に挿入さているリム ベースが含まれる。ディスクがこのベースから半径方 向内側に延びていて、ゴルフ カーのハブの植込みボルトに合わせるようになっ ている。

【０００３】 このディスクは、一対のビード フランジ間で軸方向にほぼ心出しされている 。この位置により、該ディスクは最小の偏心力または曲げ力しか受けずに車の荷 重を支持することができる。このようにディスクが中央に位置することは、車両 のハブがリム アセンブリの中にすっぽり収まっていることを意味する。

【０００４】 ゴルフ カーのハブには、ドラム ブレーキ システムが備えられていて、こ のハブの内側面がドラム ブレーキ面をなしている。激しいブレーキをかけた時 のハブは、４００°Ｆを超える温度に達することがあり、しかも鋳鉄製のハブは 比較的長時間、温度が下がらない傾向がある。

【０００５】 このような高い摩擦熱でも、金属性のリムにとっては別に問題ではないが、熱 可塑性のホイールでは、このような温度は設計上の制限因子になる。作動中の温 度がこれほど高くなると、こうした作動温度でプラスチックは溶けるか、または その物理的特性を失う。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、車両ハブに関連する高熱の問題を克服し、同時に在来型の熱可塑性 樹脂の使用を可能にする。本考案は、現在の車両ホイール設計に容易に応用でき 、従来技術の金属ホイール アセンブリと完全に互換性がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のプラスチック ホイール アセンブリは、リムとディスクからなる。 ディスクはリムと一体に形成され、リムから半径方向内側に延びている。ディス クには、複数の穴があって、その穴にスリーブが挿入されている。スリーブの嵌 まった穴は、車両ハブと結合できるように配列されている。これらのスリーブは 、ホイールが正常に使用されている時プラスチック ホイールの過熱を回避でき る十分な距離だけ、ディスクを貫通して内側に張り出している。

【０００８】 本考案の実施例の一つでは、このスリーブは金属製であり、特に鋼鉄製が好ま しい。このスリーブの内側面は、その一方の端において円錐状に先細になってい て、フランジを備えている場合もある。

【０００９】 本実施例では、ディスクは軸方向におけるその内側面に、複数の突出部を有し ている。これらの突出部は、スリーブの張り出している距離に等しいか、または これより少ない距離だけ突出している。

【００１０】 これらのスリーブは、車両ハブに取付けられたとき、ホイールのプラスチック 部分が直接このハブに接触しないように、張り出している。ディスクにおける軸 方向の内側面の大部分は、ハブから間隔を置いている。スリーブは、ディスク内 側面の大部分より、１．０ｍｍないし６．０ｍｍの距離Ｄ、本実施例では２．５ ｍｍの距離軸方向に張り出している。

【００１１】

【作用】

ハブとプラスチック ホイールとの間には、空隙が作られ、この空隙がハブか らディスクを絶縁し、さらに対流による熱移動によって冷却を促進する。このデ ィスクには、大きな中央開口部があって、これを通って熱せられた空気が周囲の 空気中に漏出される。

【００１２】 『軸方向の』および『軸方向に』とは、ホイール アセンブリの回転軸に平行 な線または方向を指す。

【００１３】 『半径方向の』および『半径方向に』とは、ホイール アセンブリの回転軸に 向かう半径方向か、または、この回転軸から離れる半径方向を指す。

【００１４】 『周縁方向に』とは、軸方向に垂直な環状リム面の周囲に沿った線または方向 を指す。

【００１５】 『内側』とは、車両のシャーシまたは中央線に隣接するか、または最も近いホ イール アセンブリの側面または部分を指す。

【００１６】 『外側』とは、車両のシャーシまたは中央線に対して外側に面しているホイー ル アセンブリの側面の部分を指す。

【００１７】

【実施例】

次に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１８】 図１を参照すると、一般的に参照符号１０として示されているプラスチック ホイール アセンブリの好適な一実施例が斜視図で示されている。本考案のホイ ール アセンブリには、環状リム１２とディスク１４を含んでいる。ディスク１ ４は、リムと一体に形成されていて、ホイール アセンブリ１０の回転軸Ｒに向 かって半径方向内側に延びている。ディスク１４には、複数の穴１６と１つの大 きな中央開口部１８がある。これらの各穴１６に、スリーブ２０が挿入されてい る。ディスク１４は、ホイールが車両に取り付けられているとき車両から離れて 対面しているディスクの側面である外側面または外側１５が示されている。 図 ２には、ホイール アセンブリ１０の内側の斜視図が示されている。図示されて いるように、ディスク１４には内側１７がある。そして、プラスチック ホイー ル アセンブリ１０が、正常に作動しているとき、損傷を受けたり、または何ら かの故障を起こしたりするのを防ぐのに十分な距離だけ、スリーブ２０は、内側 １７より張り出している。図示の実施例の内側１７には、この内側１７の表面か ら軸方向に突き出している複数の突出部３０がある。これらの突出部はディスク １４と一体に形成されている。この斜視図から判るように、これらの突出部３０ は弓形をなしていて、各突出部３０はそれぞれ、各穴１６の間にあって、かつこ れらの穴が明いている位置よりもいくらか半径方向外側に配置されている。 突 出部３０にはそれぞれ、符号３２として示されている複数の突起がある。この実 施例では、突起３２は突出部３０から軸方向に突き出している突出部と突起の合 計は、ディスク１４の内側１７の面からスリーブ２０が一杯に張り出した距離に 等しい。これらの突起３２はスリーブ２０のホイールへの取付けを容易にするた めのもので、その他の目的はない。

【００１９】 図３と４はそれぞれ、ホイール アセンブリの外側と内側の側面図である。 図３が示しているように、スリーブ２０はフランジ２２を有することがある。 そのうえ、スリーブ２０は、このスリーブ２０の内径面において円錐状の先細面 ２４を有することがある。

【００２０】 図４には、スリーブ２０に面取り外側面２６があることを示している。面取り 外側面２６は、ディスク１４の穴１６内へスリーブ２０を挿入することを容易に する。

【００２１】 図５は、車両ハブ５０に取り付けられるプラスチック ホイール アセンブリ １０の本実施例の横断面図で、ここでは、そのハブは破線で表されている。車両 ハブ５０は、車軸５６から延びている。ホイール アセンブリ１０は、ハブから 延びているネジ付き植込みボルト５２と円錐状先細ナット５４によって固定され ている。植え込みボルト５２はスリーブを貫通して延びている。スリーブの開口 部は、植込みボルト５２より広くした方がよい。ナット５４がトルクを与えられ て締められるとき、スリーブの円錐状に先細になっている面と共にナット５４の 円錐状のテーパが、植込みボルトの心出しをするので、正常な状態ではこの植込 みボルトはその内径に沿ってスリーブ２０と直接に接触しない。

【００２２】 ナット５４を締めるとき、スリーブ２０は、しっかりとハブ面５７に押し付け られる。ハブ面５７に接しているスリーブの端末は、ハブ５０に接触しているほ ぼ唯一の面である。ただ一つの例外は、オプションのアセンブリ突起３２で、こ れは正常な使用でも融解することがあり得る。

【００２３】 図５から判るように、ディスク１４の内側１７を通り抜けて張り出しているス リーブの突出部は、ハブ５０からの特定距離Ｄだけディスク１４の大部分の面か ら張り出している。この空隙の距離は、１．０から６．０ｍｍまでが、勧められ る。より大きな寸法に対する限定因子は、ナット５４と植込みボルト５２間にお けるネジの有効噛み合わせ量である。

【００２４】 突出部３０は、正常な車両作動中においても生じる恐れのある横方向撓みを制 限するため、ホイール設計に付け加えられたものである。このような突出部を設 けることにより、ディスク１４の横断面の厚みを最小にすることができる。突出 部３０は、スリーブ２０の張り出している全長からの距離Ｅが０．２５ｍｍの範 囲内になるように、突き出していることが望ましい。撓みを制限する突出部の性 能は、ハブ５０とのその近接度の関数である。もし突出部３０がハブ５０に近す ぎれば、この突出部は熱により損傷を受けるが、ハブ５０からあまり遠すぎると 、撓み量が許容範囲を超え、ディスク１４のスリーブ取付け部の近辺にクラック が生じることがある。撓みを制限するために突出部３０を用いることは、オプシ ョンである。その代わりに、ディスクの厚みを増やしたり、もしくは剛性を高め るリブを加えたりして、ディスクの横方向の剛性を増すこともできる。

【００２５】 図６、７、８、９および１０は、ディスクを貫通して挿入されたスリーブの拡 大図である。図６、７、８、９の各々には、スリーブに環状の溝があることが判 る。溝２３は、フランジ２２がスリーブと結合している部分にあり、スリーブの 外側面にある第２の溝２５は、ディスク１４の厚みのほぼ中央にある。フランジ ２２にある溝２３は、フランジ２２が完全にディスク１４の外側１５に収まるよ うにするために、付けられている。その代わりに、スリーブ２０にこの種の溝を 付けずに、スリーブ フランジが完全に収まるようにするため、ディスク１４の 外側１５を面取りすることもできる。ディスクの横断面厚の中央にある第２の溝 ２５は、スリーブ２０のリム１２への固定を助けるため、付けられている。スリ ーブ２０は、組立時に穴１６に押し込まれてぴったり嵌まる。接着剤の使用は不 必要と思われるが、使用することもできる。第２の溝２５は、ホイールが過熱状 態のとき、プラスチックが溝２５に流れ込んで、機械的なロックとなる。またそ の代わりに、図９に示されているように、スリーブが成形されてホイールに埋め 込まれている場合、溝がスリーブを固定する機械的手段を提供する。

【００２６】 使用中のスリーブ２０は、植込みボルト５２とナット５４によってしっかりと 固定されている。スリーブがホイールにしっかり付いていることを確かめる必要 性は、ホイール アセンブリ１０が車両に取り付けられていない時にのみ問題に なる。

【００２７】 図１０には、また別のスリーブ構造が示されている。この場合、スリーブ２０ ０は、フランジ付きの２つの個別構成要素２０１、２０２からなっている。

【００２８】 図１０は、数多くの代替のスリーブ設計が可能であることを示している。スリ ーブの形状と構造は広範な変形が可能である。リムとディスクの設計もまた、様 々に変えることができる。

【００２９】 プラスチック ホイール１０は、ガラス繊維強化ナイロンのような熱可塑性射 出成形樹脂で作ることが望ましい。なお、本発明者が使用した特定の材料は、デ ュポン社のＺｙｔｅｌ ８２Ｇ３３Ｌ ＮＣ−１０ナイロンとシャルマン社のＳ ｃｈｕｌａｍｉｄ ６６ＧＦ１３ Ｈｉ−ＩＭＰガラス繊維である。スリーブは 、鉛快削鋼１２Ｌ１４を用いて作られた。

【００３０】 ホイールの主材料としてナイロンを使用することに決定したのは、この素材の 低コストと良好な衝撃特性に基づくものである。このほか様々なプラスチック材 を使用することができる。

【００３１】 スリーブの材料は、コストと熱伝導特性に基づき、鋼鉄が望ましい。プラスチ ック ホイールの開発中に、Ｔｏｒｌｏｎ、ポリアミド・イミド、フェノール樹 脂およびセラミック被覆鋼で作られたスリーブが試験されたが、鋼鉄製のスリー ブが最も優れていた。

【００３２】 ホイール１０の開発中、プラスチック ホイールをハブから絶縁する試みがな された。ディスクの内側とハブとの間に断熱パッドを挿入することも試された。 その結果、スリーブを張り出させることによって、ディスクとハブの間に空隙を 作ることが、最良の断熱効果を生むことが判った。この空隙は、対流による熱移 動手段となり、ハブの高温からディスクを保護した。図１から図９までに図示さ れているプラスチック ホイール アセンブリの実験的試験がなされた。

【００３３】

【考案の効果】

制動熱試験は、時速５マイルでゴルフ カーを走行させ、この車に全制動圧を かけて実施された。この試験には、各走行ごとに時速０マイルの１０分間の休止 時間を挟み、６回の５００フィート走行と２回の１０００フィート走行が含まれ ている。ハブの温度測定は、植込みボルトでの高温計による温度測定によってな された。４００°Ｆを超える温度に達した。ホイール ディスクの温度も測定さ れた。この試験に合格するには、ホイールは、高温で車両荷重に耐え、これを支 えなければならなかった。

【００３４】 上記の制動熱試験を受けたのち、プラスチック ホイールはさらに、９０°荷 重法を用いた動コーナリング疲労試験を受けた。この試験は、レクリエーション 用と多用途用のトレーラ タイヤのホイールに対する、ＳＡＥ Ｊ１２０４コー ナリング テストに似ているものであった。

【００３５】 プラスチック ホイールは衝撃試験を受けた。ディスク域は、ホイールのリム 部分への衝撃に耐え、ディスクにクラックを生じてはならなかった。リムを１３ ゜傾けた状態にして、このリムのフランジに２インチの高さから、６７６ポンド の荷重が落とされた。

【００３６】 さらに、車両落下試験が行われ、この試験で、ゴルフ カーは３６インチの高 さから繰返し落とされた。ディスク域は、クラックを生じないで、この衝撃に耐 えなければならなかった。本発明のプラスチック ホイールは、いかなる損傷も 受けなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプラスチック ホイールの一実施例の
外側端から見た斜視図である。

【図２】本実施例の内側端から見た斜視図である。

【図３】本実施例の外側端の側面図である。

【図４】本実施例の内側端の側面図である。

【図５】図３の線５−５に沿って切断した断面図であ
る。

【図６】図３の線６−６に沿って切断した、挿入スリー
ブを示す、ホイールの一部拡大断面図である。

【図７】ディスクの内側から張り出している突出部を示
す、図３の線７−７に沿って切断した、ホイール部分の
拡大断面図である。

【図８】ホイール ディスクに嵌め込まれているスリー
ブ アセンブリを示す、図６のスリーブとホイールの部
分の拡大断面図である。

【図９】スリーブが成形されて、ディスクに埋め込まれ
ていることを示す、図８と同様な拡大断面図である。

【図１０】スリーブがフランジ付きの２つの分割構成要
素からなる、ホイールの別の実施例を示す拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ プラスチック ホイール アセンブリ １２ リム １４ ディスク １５ 外側 １６ 穴 １７ 内側 １８ 中央開口部 ２０，２００ スリーブ ２２ フランジ ２３ 環状溝 ２４ 円錐状先細面 ２５ 第２溝 ２６ スリーブ面取り外側面 ３０ 突出部 ３２ 突起 ５０ ハブ ５２ 植込みボルト ５４ ナット ５６ 車軸 ５７ ハブ面 ２０１，２０２ フランジ付き構成要素

Claims (14)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リムと、このリムと一体に形成され該リ
   ムから半径方向内側に向かって延びているディスクとか
   らなるプラスチック ホイールであって、前記ディスク
   は、スリーブをもった複数の穴を有し、スリーブをもっ
   たこれらの穴は、車両ハブにホイールを取付けるために
   配置され、前記スリーブは、プラスチック ホイールが
   正常に使用されているとき過熱を回避できるのに充分な
   距離だけ前記ディスクを貫通して張り出しているプラス
   チック ホイール。
2. 【請求項２】 前記ディスクは、ディスクの表面域の大
   部分がスリーブに対し垂直な軸方向内側面を有し、前記
   複数のスリーブは、少なくとも１．０ｍｍの距離だけ前
   記ディスク表面域から軸方向に張り出している請求項１
   記載のプラスチック ホイール。
3. 【請求項３】 複数のスリーブは、１．０から６．０ｍ
   ｍまでの距離だけ、前記ディスク表面域から軸方向に張
   り出している請求項２記載のプラスチックホイール。
4. 【請求項４】 複数のスリーブは、約２．５ｍｍの距離
   だけ前記ディスク表面域から軸方向に張り出している請
   求項３記載のプラスチック ホイール。
5. 【請求項５】 ディスクは、軸方向内側面に、複数のス
   リーブがディスクの軸方向内側面から張り出している距
   離に等しいかまたはこの距離より少ない距離だけ突き出
   している複数の突出部を有する請求項１記載のプラスチ
   ック ホイール。
6. 【請求項６】 前記突出部は、複数のスリーブがディス
   クの軸方向内側面から張り出している距離の約９０% の
   距離だけ、軸方向内側面から突き出ている請求項５記載
   のプラスチック ホイール。
7. 【請求項７】 前記スリーブが金属製である請求項１記
   載のプラスチックホイール。
8. 【請求項８】 前記スリーブが鋼鉄製である請求項７記
   載のプラスチックホイール。
9. 【請求項９】 前記スリーブは、その各スリーブの軸方
   向内側の張出部の反対の端末において、円錐状に先細の
   内側面を有する請求項２記載のプラスチックホイール。
10. 【請求項１０】 前記スリーブは、その各スリーブの軸
    方向内側の張出部の反対の端末において、フランジを備
    えている請求項２記載のプラスチック ホイール。
11. 【請求項１１】 前記スリーブはそれぞれ、環状溝のあ
    る外側面を有する請求項２記載のプラスチック ホイー
    ル。
12. 【請求項１２】 前記溝は、デスクの厚みのほぼ中央に
    ある請求項１１のプラスチック ホイール。
13. 【請求項１３】 前記ディスク穴は、ディスクの軸方向
    外側において、面取りされているか、または丸みをつけ
    られている請求項１０記載のプラスチックホイール。
14. 【請求項１４】 前記スリーブはそれぞれ、フランジと
    このスリーブとの結合箇所に環状溝を有する請求項１０
    記載のプラスチック ホイール。