JPH09501881A - 自動車用の軽合金ホイール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タイヤ（Ｇ）を収納するチャネル（４）と、リム（２）を自動車のハブ（Ｍ）に固定する中心フランジ（５）と、フランジ（５）とチャネル（４）との間に配設されたディスクまたはスポークを有する連結体（６）と、ハブ（Ｍ）に固定され、かつフランジ（５）を支持する疑似ハブ（３）と、疑似ハブ（３）の上記ハブ（Ｍ）への締付け及び芯出しを行う第１の締付・芯出し手段（１０，１１，１２）と、フランジ（５）の上記疑似ハブ（３）への締付け及び芯出しを行う第２の締付・芯出し手段とを備えたリム（２）を有する自動車用の軽合金ホイール装置である。上記第２の締付・芯出し手段は、疑似ハブ（３）に設けられた複数の芯出しピン（２１）と、各芯出しピン（２１）に形成されたテーパー状の外周面（３２）と、フランジ（５）に設けられた対応する数の孔（２２，１２２）と、疑似ハブ（３）に形成されたねじ付きの中心ピン（２３）と、フランジ５に形成された対応する中心孔（２４）と、ねじ付きピン（２３）にねじ結合されるナット（２５）と、フランジ（５）における上記中心孔（２４）のまわりに形成されて、ナット（２５）が押し当てられる当接面（２６）とを備えている。このホイール装置は、いずれの種類の自動車のハブに対しても単一ナット型ホイールの装着を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用の軽合金ホイール装置 技術分野 本発明は軽合金製の自動車用ホイール装置に関するものである。 背景技術 車輪の軽合金製ホイールは、必ずしも自動車の当初の装備品とはなっていない 。実際、多くの場合、軽合金製ホイールは標準のスチール製ホイールの交換品と して取り付けられる。また、特に高性能の自動車用においては、当初に装備され た軽合金ホイールをより洗練されたデザインの別のものと取り替えるという場合 も多い。 従って、ホイールのメーカーは、種々の自動車が要求する寸法的な要件を満た すような製品を供給する必要がある。 ホイールの直径及び幅という２つの基本的な寸法に加えて、ホイールのハブ上 の当接面（striker surface）とホイールの幅方向中央面（median plane）との 距離の測定が極めて重要である。自動車の種類が異なると、ホイールの直径及び 幅が同一であっても、上記距離において異なる場合がしばしばある。 そこで、ホイールのメーカーは、この様な種々の要求に応じるために、様々な 寸法のホイールを製造して倉庫に保管することを余儀なくされている。このこと が、特に高性能のスポーツカー用にデザインされた大直径のホイールのコストを 高くしている。この高性能のスポーツカーの場合、洗練されたデザインとするた めに、各自動車のタイプごとに固有のホイールを取り付ける必要がある。しかも 、ホイールの単価が相当に高い。また、その様な自動車は数が少なく、従ってそ のホイールのマーケットも極めて限られたものである。 この様に、種々の自動車に使用可能な単一のホイール装置を提供する 課題が存在する。 そこで、乗用車のホイールの連結手段（coupling）とは異なる連結手段を備え たトレーラーのハブにスペアのホイールを取り付けるためのアダプターが知られ ている（フランス特許公開第1549438 号及びイギリス特許公開第2080745 号）。 これらアダプターは、トレーラーのハブのスタッドボルトに連結される孔と、ホ イールに連結されるスタッドボルトとを備えた中間ディスクを備えている。 また、農業用トラクターのホイールで、２つの部分に分割されたものも知られ ている（イギリス特許公開第577095号）。すなわち、外側部分が、種々のタイヤ または特別のリムを支持できるような種々のサイズ及び形状に作られており、内 側の部分が、種々のハブに装着出来るように種々のサイズ及び形状に作られてい る。その２つの部分は、それぞれ交換可能なように結合されている。 加えて、軽合金ホイールの中でも、コンクールで使用されているシングルナッ ト型ホイールに似たホイール、即ち通常の４つ又は５つのナットの代わりに、中 心部に１つの固定用ナットを備えたホイールが、スポーティーな外観を与えるも のとして評価されている。もちろん、それは実際に１つだけのナットを有するホ イールではない。実際、その中心部の「ナット」は、通常の複数の固定ナットを カバーしている整形されたキャップにすぎない。 発明の開示 従って、本発明の課題は、どの様な種類の自動車にも容易に使用出来る単一ナ ット固定システムを備えたホイール装置を提供することである。 そのために、本発明の軽合金製ホイール装置のリムは、 タイヤを収納するチャネルと、 上記リムを自動車のハブに固定する中心フランジと、 上記フランジとチャネルとの間に配設されたディスクまたはスポークを有する 連結体と、 上記ハブに固定され、かつ上記フランジを支持する疑似ハブと、 上記疑似ハブの上記ハブへの締付け及び芯出しを行う第１の締付・芯出し手段 と、 上記フランジの上記疑似ハブへの締付け及び芯出しを行う第２の締付・芯出し 手段と を備えたものにおいて、 上記第２の締付・芯出し手段が、 上記疑似ハブに設けられた複数の芯出しピンと、 上記各芯出しピンに形成されたテーパー状の外周面と、 上記フランジに設けられた対応する数の孔と、 上記各芯出しピンと対応する上記孔との間に位置して、芯出しピンの外周面に 対応するテーパーが設けられたテーパー状の内周面を有するブッシュと、 上記疑似ハブに形成されたねじ付きの中心ピンと、 上記フランジに形成された対応する中心孔と、 上記ねじ付きピンにねじ結合されるナットと、 上記フランジにおける上記中心孔のまわりに形成されて、上記ナットが押し当 てられる当接面と を備えたことを特徴としている。 この様なホイール装置によれば、いずれの種類の自動車のハブにも、真に単一 ナット型であるホイールの装着が可能になる。 このホイール装置を用いると、種々の自動車についてハブ上の当接面とホイー ルの幅方向の中央面との間隔に差があっても、この差が上記疑似ハブによって補 償される。実際、ホイールの幅と直径が同一であれば、１つの単一ナット型リム を用意するだけで、これを、種々の自動車に対して、自動車ごとに異なる疑似ハ ブを用いて装着される。 自動車ごとに製造し倉庫に保管しておくべき特定の製品は、疑似ハブのみに限 られ、リムは必要でなり（同一の直径及び幅について）、その結果、疑似ハブの 方がリムよりも遥かに安価であることから種々の経済的な利点が生じる。 さらに、このタイプの連結手段は、ピンを介した疑似ハブとリム間のトルクの 伝達を助長し、かつ疑似ハブからリムを取り外すのを容易化する。実際、テーパ ー付きの連結手段は、固着（locking）のおそれなしに大きな荷重の伝達を可能 にする。 好ましくは、上記ブッシュが上記ピンを押し出すような弾性的機能を備え、こ れにより、上記リムの疑似ハブからの分離を助長させる。第１の実施形態におい ては、上記ブッシュが、環状部と、この環状部に一体形成されて互いに分離して いる少なくとも２つの分離部とを有し、これら分離部にテーパー状の内面が形成 されており、これら分離部が上記環状部に対して弾性的に曲がり得るようになっ ている。 第２の好ましい実施形態においては、上記ブッシュが、上記フランジに形成さ れた孔にスライドして係合しており、上記孔の底部に、上記ブッシュに対して孔 の外方への弾性力を付加するスプリングが装着されており、上記孔の開口部に、 上記ブッシュを上記孔内に保持するための固定リングが装着されている。 上記第１実施形態におけるブッシュまたは第２実施形態におけるスプリングは 、適宜の弾性材料、好ましくはステンレスのばね材により作成することが出来る 。このステンレスのばね材は、機械的特性及び耐老化性の両方において極めて適 性が高いことが証明された。 また、好ましくは、上記リムが、上記中心孔の周壁に形成されて、上記ナット の締付効果によって上記リムに弾性変形を生じさせる環状の溝を有している。 図面の簡単な説明 本発明の実施形態は、添付した図面を参照しながら、以下に詳しく説明する。 図１は本発明に係るホイール装置を示す断面図である。 図２は図１のホイール装置の分解した断面図である。 図３は図１のホイール装置のブッシュを一部断面して示す斜視図である。 図４はブッシュの他の実施形態を示す図１のホイール装置の詳細な分解断面図 である。 図５は部品が取り付けられた状態を示す図４に対応した断面図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図において、１は自動車のハブＭに装着するように作製された本発明にかかる 軽合金製ホイール装置を示す。 代表的な例では、上記ハブＭは、ディスクＤ及びキャリパーＴのようなブレー キユニットと一体形成されている。このブレーキユニットは、図面ではハブＭの 周りの部分のみ図示してある。上記ハブＭは、ブレーキディスクＤ上にオプショ ンとして形成される当接面Ｂを備えている。上記当接面Ｂは、この実施例では、 上記ハブＭに一体形成されている。 ホイールを上記ハブＭ状に適正に装着するには、幅方向の中央面Ｘを当接面Ｂ に対して正確に位置決めする必要がある。言い換えれば、当接面Ｂと中央面Ｘ間 の寸法は、各自動車に固有の特性値、より適切には各ハブに固有の特性値（同一 の自動車であっても異なるハブの間でその特性値が異なる可能性が有るから）で あり、ここではハブの特性寸法ＤＣＭと定義する。このＤＣＭの値は、上記中央 面Ｘが上記当接面Ｂよりも自動車の内側寄りに位置している場合（図示の通り） 、正の値をとり、これと反対の場合、負の値をとる。 上記ホイール装置１はリム２及び疑似ハブ３を有している。上記リム ２は適切な合金、通常アルミニウムを主成分とする合金を鋳造（砂型、金属鋳型 、インジェクションまたはダイキャスト）することにより、軽合金で形成される 。上記リム２は、外周のチャネル４、中心フランジ５及びチャネルとフランジの 間の連結体６を有している。これら３つの部品は、鋳造で一体成形するか又は別 個に作成されて、スクリューボルトまたはその均等物によって組み立てられる。 チャネル４はタイヤＧを収納する形状に作られ、ホイールの幅及び直径を決定 する要素になっている。上記連結体６は、通常、スポークである（図示の通り） が、軽量化及び通風性の為の開口または孔をオプションで備えたディスクとする ことも出来る。 中心フランジ５は別の当接面７を有している。この当接面７とホイールの中央 面Ｘとの距離を、ここではホイールの特性寸法ＤＣＲと定義する。このＤＣＲの 値は、中央面Ｘが当接面７よりも自動車の内側にある場合（図示の通り）、正の 値をとり、その逆の場合、負の値をとる。 上記疑似ハブ３は、鋳造した鋼で形成される。この疑似ハブ３は、ハブＭの当 接面Ｂに当てつけられる第１の当接面８と、上記フランジ５の当接面７に当てつ けられる第２の当接面９とを備えている。これらすべての当接面Ｂ，７，８，９ は、基本的に環状であるが、締め付け及び芯出しの為の部品を収納する必要があ る場合には、以下に例示するように複数の部分に分割してもよい。上記疑似ハブ ３の当接面８と９の間の寸法は、疑似ハブ３の特性を決める値であり、ここでは インターフェース厚さＳＩと定義する。 上記ホイール装置１を自動車上に正しく位置決めするためには、次の関係を満 たす必要がある： ＤＣＭ＝ＤＣＲ−ＳＩ この関係式からわかるように、上記ＳＩは負の値にはなり得ず、かつ、構造上 要求される最小値よりも大きくなければならないことから、上記ＤＣＲが十分大 きいと仮定した場合、このＤＣＲを一定とすると、異 なる自動車間での上記ＤＣＭの値のばらつきが、上記ＳＩによって完全に補償さ れる。この補償を達成するために、上記ＤＣＲは所定の値よりも大きく、かつ、 ある一定のホイール装置についてのＤＣＭの最大値よりも十分大きくなるように 選ぶ必要がある。上記ＤＣＭの値は、ホイール装置１が装着される自動車のファ ミリーを識別するリム２の直径及び幅に応じて明らかに異なるものである。上記 ＳＩの値は、疑似ハブ３の機械的強度を確保するために、最小値、典型的な例で は３０ミリよりも大きくする必要がある。 上記条件を満たしながら、ある特定の自動車用に設計されたホイール装置１は 、リム２（チャネル４の幅及び直径が等しい全ての自動車については同一）と、 各自動車について固有の疑似ハブ３とから形成される。 ホイール装置１はさらに、上記疑似ハブ３をハブＭに対して締め付け、かつ芯 出し（中心合わせ）する第１の締付手段と、上記リム２のフランジ５を疑似ハブ ３に対して締め付け、かつ芯出しする第２の締付手段とを備えている。 上記第１の締付手段は、疑似ハブ３に形成された複数（典型的な例では３〜５ 個）の貫通孔１０と、上記貫通孔１０に挿通されてハブＭに形成したねじ孔Ｆに ねじ込まれる対応する数の六角頭スクリューボルト１１とを有している。上記ス クリューボルト１１は、疑似ハブ３に形成されて上記貫通孔１０の周囲に位置す る座部１２に当て付けられている。この座部１２は、スクリューボルト１１の首 下部と同様なテーパー状に形成されていて、締め付けと芯出しとを効果的に行う ようになっている。 上記第２の締付手段は、疑似ハブ３の第２の当接面９に固定された複数の芯出 しピン２１と、フランジ５の当接面７に形成された対応する数の孔２２と、疑似 ハブ３に形成されたねじ付きの中心ピン２３と、フランジ５に形成された対応す る中心貫通孔２４と、上記ねじ付きピン２３ にねじ込まれるナット２５と、フランジ５に形成されて上記中心孔２４の周囲に 位置し上記ナット２５が押し当てられる押し当て座部２６を備えている。 上記押し当て座部２６は、平面状、又は（図示された様に）ナット２５の下部 と同様なテーパー状に形成されて、締付けと芯出しの両方を効果的に行うように なっている。上記ナット２５の緩みを防止するために、上記ナット２５に設けた 座部２８に中心スクリューボルト２７を挿通し、これを疑似ハブ３に形成した対 応する孔２９にねじ込んでいる。ナット２５にはディスク３０を装着して、スク リューボルト２７及び座部２８をカバーしている。 好ましくは、上記ピン２１は２つ設けられ、リム２の取り付けの際にリム２の 位置決めを正しく行うために、非対称に配置される。 上記第２の締付手段はまた、それぞれのピン２１と孔２２の間にステンレスの ばね材からなるブッシュ３１を有している。上記芯出しピン２１はテーパー状の 外面３２を有し、上記ブッシュ３１はテーパー状の内面３３を有している。これ ら２つのテーパー面３２及び３３は同一のテーパー形状を有している。 図１〜３の実施形態においては、各ブッシュ３１が、環状部３４と、この環状 部３４に一体形成され、かつ互いに分離した幾つか（少なくとも２つ、図示した ４つがより好ましい）の分離部３５とを有している。上記テーパー状の内面３３ は上記分離部３５に形成されている。各分離部３５は、上記環状部３４に対して 弾性的に曲がり得るようになっている。 各ブッシュ３１は、それぞれの孔２２内に、分離部３５を孔の内方に位置させ 、環状部３４を孔の外方に位置させて装着されている。上記環状部３４及び分離 部３５は、全体として、円筒形の外形を有しており、環状部３４および分離部３ ５のそれぞれに対応して上記孔２２に設けられた各円筒部に収容されている。 図４及び５に示した好ましい実施形態によれば、ブッシュ（上記ブッシュ３１ と区別する為に符号１３１を付してある）は、円形の外周面１３２とテーパー状 の内周面１３３とを有する剛体からなる円筒体を有している。このブッシュ１３ １はフランジ５の円形孔１２２にスライドしてはめ込まれており、これら円形孔 １２２はブッシュ１３１の外径よりも若干大きな内径を有し、ブッシュ１３１を スライド可能に係合させている。上記孔１２２の底部にはカップ状のスプリング １３４が装着されており、上記ブッシュ１３１に対して、孔の外方へ向かう弾性 力を付加している。孔１２２の開口部の座部１３６には、ブッシュ１３１を孔１ ２２内に保持しておくための固定リング１３５が強制的にはめ込まれている。 上記リム２の中心フランジ５の中心孔２４には、上記ナット２５が押し当てら れる当接面２６の後側に位置して、環状の溝３６が形成されている。 ホイール装置が回転しているとき、トルク（駆動トルク及び／又はブレーキト ルク）が、上記ボルト１１の締め付け効果により、上記ハブＭと疑似ハブ３との 間で、上記当接面Ｂと８間の摩擦力によって伝達される。ボルト１１からは実質 的にトルクが直接伝達されない。 他方、疑似ハブ３とリム２との間では、トルクのかなり大きな部分がピン２１ を介して伝達される。上記テーパー面３２と３３（又は１３３）との間のテーパ ー付の連結手段により、トルク伝達の際の遊びがなくなり、かつリム２を取り外 す際の抵抗力がなくなる。上記第１の特性は、上記リム２と疑似ハブ３との間の 相対的な僅かなスリップを無くして、柔らかい材料からなるリムの磨耗を防止す る。上記第２の特性は、リム２が疑似ハブ３に癒着して整備工場で特別の工具を 使わなければ取り外せないという不具合を防止する。 ホイールの取り外し、すなわち上記フランジ５の疑似ハブ３からの取り外しは 、上記ブッシュ３１または１３１の弾性的な作用によって助勢 される。 ホイールが装着されてナット２５が座部２６に締め付けられると、上記環状の 溝３６がリム２のフランジ５の弾性的な変形を容易にする。この変形によって生 じる弾性的な反発力が、上記ナット２５の緩みを実質的に阻止する。これにより 、上記スクリュー２７を省略することも出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 ト（２５）が押し当てられる当接面（２６）とを備えて いる。このホイール装置は、いずれの種類の自動車のハ ブに対しても単一ナット型ホイールの装着を可能にす る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． タイヤ（Ｇ）を収納するチャネル（４）と、 上記リム（２）を自動車のハブ（Ｍ）に固定する中心フランジ（５）と、 上記フランジ（５）とチャネル（４）との間に配設されたディスクまたはスポ ークを有する連結体（６）と、 上記ハブ（Ｍ）に固定され、かつ上記フランジ（５）を支持する疑似ハブ（３ ）と、 上記疑似ハブ（３）の上記ハブ（Ｍ）への締付け及び芯出しを行う第１の締付 ・芯出し手段（１０，１１，１２）と、 上記フランジ（５）の上記疑似ハブ（３）への締付け及び芯出しを行う第２の 締付・芯出し手段と を備えたリム（２）を有する自動車用の軽合金製のホイール装置において、 上記第２の締付・芯出し手段は、 上記疑似ハブ（３）に設けられた複数の芯出しピン（２１）と、 上記各芯出しピン（２１）に形成されたテーパー状の外周面（３２）と、 上記フランジ（５）に設けられた対応する数の孔（２２，１２２）と、 上記各芯出しピン（２１）と対応する上記孔（２２，１２２）との間に位置し て、芯出しピン（２１）の外周面（３２）に対応するテーパーが設けられたテー パー状の内周面（３３，１３３）を有するブッシュ（３１，１３１）と、 上記疑似ハブ（３）に形成されたねじ付きの中心ピン（２３）と、 上記フランジ（５）に形成された対応する中心孔（２４）と、 上記ねじ付きピン（２３）にねじ結合されるナット（２５）と、 上記フランジ（５）における上記中心孔（２４）のまわりに形成され て、上記ナット（２５）が押し当てられる当接面（２６）と を備えていることを特徴とする軽合金製のホイール装置。 ２． 請求項１において、上記ブッシュ（３１）は、環状部（３４）と、この環 状部（３４）に一体形成されて互いに分離している少なくとも２つの分離部（３ ５）とを有し、これら分離部（３５）にテーパー状の内面（３３）が形成されて おり、これら分離部（３５）は上記環状部（３４）に対して弾性的に曲がり得る ようになっているホイール装置。 ３． 請求項２において、上記ブッシュ（３１）はステンレスのばね材で形成さ れているホイール装置。 ４． 請求項１において、上記ブッシュ（１３１）は上記フランジ（５）に形成 された孔（１２２）にスライドして係合しており、上記孔（１２２）の底部に、 上記ブッシュ（１３１）に対して孔の外方への弾性力を付加するスプリング（１ ３４）が装着されており、上記孔（１２２）の開口部に、上記ブッシュ（１３１ ）を上記孔（１２２）内に保持するための固定リング（１３５）が装着されてい るホイール装置。 ５． 請求項４において、上記スプリングはカップ状のスプリング（１３４）で あるホイール装置。 ６． 請求項１において、上記リム（２）は、上記中心孔（２４）の周壁に形成 されて、上記ナット（２５）の締付効果によって上記リム（２）に弾性変形を生 じさせる環状の溝（３６）を有するホイール装置。