JPWO2002100662A1 - 弾性ホイール - Google Patents
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Abstract
リムの側面に弾性補助部材が固着され、その外方端部面に固着された板状部材が、ディスクの外周面に固設された抑止部材により、ホイール半径方向に移動自在に挟持されているか、リムの側面に設置された環状部材の少なくとも一部がリムの内周面よりも内方に突出し、その環状部材の突出する端部に、ゴム弾性体と鋼板とが交互に積層されてなる弾性補助部材が固着され、かつ、弾性補助部材の両端部がディスクに固設された抑止部材に固着されているか、または、突出部の一側面に固着されたストッパゴムの先端部がガイドの内側面に当接されていることにより、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性および安全性、さらには操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図った弾性ホイールを提供する。
Description
技術分野
本発明は、車両の車輪に用いられる弾性ホイールに関し、詳しくは乗り心地性能、防振性能および防音性能に優れ、しかも操縦安定性に優れた弾性ホイールに関する。
背景技術
弾性ホイールは、一般に車軸ハブに固着されるディスクとタイヤを支承するリムとを備えており、かかるディスクとリムとの間に防振体を設け、防振性能や乗り心地性能を高めた弾性ホイールはこれまで種々提案されている。例えば、実開昭５９−１８８７０１号公報には、防振体としてバネを用いて乗り心地の向上を図ったタイヤ用ホイールが提案されている。
また、防振体としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に配置したものも知られており、例えば、実開昭５７−７３２０３号公報に、リムがゴム様弾性体を介してディスクに連結される構成の弾性ホイールが提案されている。さらに、特開平５−３３８４０１号公報には、リムと弾性ホイールとの間に隙間を形成し、そこに防振ゴムを介装させた弾性ホイールが開示されている。さらにまた、ＷＯ９８／３３６６６号公報には、リムと同一プロファイルを有する内側リムとリムとの間にゴムの環状ストリップを配置したホイール・バリア組立体が開示されている。
しかしながら、防振体としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に一様に配置した従来の弾性ホイールにおいては、リムの内周面とディスクの外周面との間に夫々に加硫接着されたゴム弾性体が配設されているため、このゴム弾性体によりリムからディスクに伝わる軸方向、径方向および回転方向の各振動を的確に抑制することができるものの、大荷重時のゴム弾性体の変位を抑制することはできないという問題があった。すなわち、ゴムの断面が一様であり、小入力時から大入力時までのそれぞれにおいて適切な振動防止特性を得ることが困難であった。この点について、防振体としてばねを用いても同様の問題があった。
また、従来の弾性ホイールにおいては操縦安定性について何等配慮がなされておらず、かかる性能において必ずしも十分とはいえなかった。特に、リムとディスクとの間に配置するゴムと防音性能および操縦安定性との関係については必ずしも明確にされておらず、防音および操縦安定性の面ではなお改良の余地があった。
そこで本発明の目的は、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性および安全性、さらには操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図った弾性ホイールを提供することにある。
発明の開示
本発明者らは、弾性部材による振動抑制効果を最大限に利用しつつ上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、弾性部材が該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって固着され、かつ軸方向両側に延在する該弾性部材の両端部が夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に弾性補助部材が固着され、該弾性補助部材のホイール軸方向外方端部面に、該端部面よりもホイール半径方向内方に突出するようにして板状部材が固着され、該板状部材が、前記ディスクの外周面に固設された抑止部材により、ホイール軸方向両側から、ホイール半径方向に移動自在に挟持されていることを特徴とするものである。
これにより、リムとディスクとの間に介装された弾性部材の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、リムの側面に固着された弾性補助部材の作用により、ホイール軸方向の振動をより良好に抑制して、防音性能および操縦安定性の点でさらに優れた性能向上効果を得ることができる。特に、弾性補助部材に固着した板状部材を、ディスクに固着した抑止部材により挟持していることで、リムとディスクとの間の抉り変形についての抑制に優れた効果を奏し、これによって操縦安定性の向上に特に寄与するものである。さらに、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
本発明においては、前記弾性部材が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されていることが好ましい。これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
また、前記弾性補助部材が、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に環状に固着され、かつ、前記板状部材が環状であることが好ましい。これにより、本発明の作用効果を最も安定的に得ることができる。
好適には、前記抑止部材に、前記板状部材を挟持する一対の板状部材受玉付ボルトが螺合されているか、または、前記板状部材を挟持する一対の慴動可能な支持部が形成されているものとする。これにより、弾性部材のタイヤ半径方向の剪断変形に対し、板状部材が抑止部材に対して相対位置が滑らかに追随して変位し得ることで、操縦安定性の向上とともに弾性部材による振動吸収効果を確実に得ることができる。
また、前記抑止部材は、環状に設けるか、または、前記ディスクの周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個で設けることができ、これにより、所望に応じ抑止部材の配置箇所を最適化して、弾性補助部材による振動吸収効果を最も良好に得ることができる。
さらに、好適には、前記弾性部材および前記弾性補助部材がゴム弾性体からなる。これにより、前記作用効果が得られるとともに、弾性ホイールにゴムの諸特性を活かすことができる。
また、本発明者らは、弾性部材による振動抑制効果を最大限に利用しつつ上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって、弾性部材が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該弾性部材の両端部が夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に環状部材が設置され、該環状部材の少なくとも一部が、前記リムの内周面よりもホイール半径方向内方に突出し、該環状部材の突出するホイール半径方向内方端部に、ホイール軸方向両側に延在して、ホイール軸方向にゴム弾性体と鋼板とが交互に積層されてなる弾性補助部材が固着され、かつ、軸方向両側に延在する該弾性補助部材の両端部が、前記ディスクの外周面に固設された抑止部材に固着されていることを特徴とするものである。
これにより、リムとディスクとの間に介装された弾性部材の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、リムの側面に固着された環状部材とディスクの外周面に固設された抑止部材との間に介装された弾性補助部材の作用により、ホイール軸方向の振動をより良好に抑制して、防音性能および操縦安定性の点でさらに優れた性能向上効果を得ることができる。特に、弾性補助部材が、ホイール軸方向にゴム弾性体と鋼板とが交互に積層されてなる積層体からなるために、ホイール軸方向の振動抑制に優れ、かつ、ホイール半径方向の剪断変形に、より良好に対応することが可能である。また、リムに設けた環状部材を、弾性補助部材を介して、ディスクに固着した抑止部材により挟持していることで、リムとディスクとの間の抉り変形についての抑制にも優れた効果を奏し、これによって操縦安定性の向上に特に寄与することができる。さらに、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
本発明においては、前記弾性部材が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されていることが好ましい。これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
また、本発明においては、前記弾性補助部材が環状であることが好ましく、また、前記抑止部材が環状に設けられていることが好ましい。これにより、本発明の作用効果を最も安定的に得ることができる。
さらに、前記環状部材が前記リムと一体的に形成されていることが好ましい。これにより、製造工程が簡略化され、強度的にも好ましい。
さらにまた、好適には、前記弾性部材がゴム弾性体からなる。これにより、前記作用効果が得られるとともに、弾性ホイールにゴムの諸特性をより活かすことができる。
さらに、本発明者らは、弾性ホイールにおける弾性部材の設置構造と抉り方向の剛性に対する寄与との関連につき鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部の一方の側面に、ホイール軸方向に延在して前記リムの内周面との間に間隙をもって弾性部材が環状に固着され、かつ、該弾性部材の端部が一方の前記ガイドの内側面に固着された弾性ホイールであって、前記突出部の他方の側面にストッパゴムが固着され、該ストッパゴムのホイール軸方向先端部が他方の前記ガイドの内側面に当接されていることを特徴とするものである。本発明においては、前記弾性部材がゴム弾性体からなることが好ましく、前記ストッパゴムが、ホイール周方向に環状に固着されているか、または、ホイール周方向に適宜ピッチで複数個固着されていることが好ましい。
これにより、弾性部材の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、ストッパゴムにより軸方向剛性および抉り方向の剛性を高めて操縦安定性の向上をも可能にした。即ち、弾性部材による乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上に加え、ストッパゴムにより直進性能およびレーンチェンジ時における応答性等の操縦安定性の向上をも実現したものである。なお、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
また、本発明においては、前記弾性部材が前記突出部の外周面を越えて前記ストッパゴムと一体的に形成されていることが好ましく、これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について説明する。
第１図（ａ）に示す本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク１と、タイヤを支承するリム２とを備えており、リム２の内周面とディスク１の外周面との間に弾性部材としてのゴム弾性体３が環状に介装されている。
図示する好適例においては、ディスク１の外周面に、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部４が一体的に形成されている。この突出部４には、ホイール軸方向両側に延在する弾性部材３、例えば、ゴム弾性体が、リム２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム２の内周面には一対のガイド５ａ、５ｂが環状に固設されており、上記ゴム弾性体３の軸方向両端部がこの一対のガイド５ａ、５ｂのホイール軸方向に対向する両側面に夫々加硫接着等により固着されることにより、ゴム弾性体３を介してリム２とディスク１とが連結されている。尚、ガイド５ａ、５ｂはリム２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体３は、少なくともホイール軸方向両側に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、ゴム弾性体３を一対のガイド５ａ、５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装させ、即ち、リム２の内周面とディスク１の突出部４との間にもゴム弾性体３を介在させることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ちこの場合、ゴム弾性体３の、突出部４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分が、大入力時において突出部４とリム２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。
第１図（ｂ）に、第１図（ａ）の弾性ホイールの矢印方向から見た部分側面図を示す。図示するように、リム２の一方のホイール軸方向外方側面には、弾性補助部材としての補助ゴム弾性体６が軸方向に延在して環状に固着され、この補助ゴム弾性体６のホイール軸方向外方端部面に、この端部面よりもホイール半径方向内方に突出するようにして、板状部材７が加硫接着等により固着されている。この板状部材７は、図示するように、ディスク１の外周面に固設された抑止部材８によりホイール軸方向両側から挟持されており、これにより、補助ゴム弾性体６の作用によりホイール軸方向の振動をより良好に抑制することができ、リム２とディスク１の間の抉り変形について防止することができる。かかる抑止部材８は、板状部材７をホイール半径方向に移動自在に挟持しているため、ゴム弾性体３のタイヤ半径方向の剪断変形に対し、板状部材７の抑止部材８に対する相対位置が滑らかに追随して変位することにより、ゴム弾性体３による振動吸収作用が確実に発揮されることとなる。
弾性補助部材としての補助ゴム弾性体６は、これに固着される板状部材７とともに、上記第１図の例のように環状に設けることが好適であるが、例えば、第４図に示すように周方向に適宜等間隔ピッチで複数個にて設けるなどしてもよい。
抑止部材８における挟持部は、板状部材７をホイール半径方向に移動自在に挟持できるものであれば特に制限されないが、例えば、抑止部材８に、板状部材７を挟持させるための一対の板状部材受玉付ボルトを螺合しておくか、または、一対の慴動可能な支持部を形成しておくなどにより、抑止部材８と板状部材７との間のスムーズな移動が可能となる。
抑止部材８の設置箇所、形状等についても特に制限はなく、第１図（ｂ）および第４図に示すように環状に設けても、または、第５図に示すようにディスク１の周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個にて設けてもよい。なお、第６図に示すように、補助ゴム弾性体６および板状部材７を複数個で設け、これに対応する箇所に同様に複数個にて抑止部材８を設けることもできるが、タイヤ転動時の弾性ホイールの歪みを考慮して、板状部材７と抑止部材８との間で本発明の上記作用が有効に機能するよう各設置箇所を定めることが重要である。
また、抑止部材８における挟持部の設置箇所等についても特に制限はなく、抑止部材８の設置状態との兼ね合いで、板状部材７を確実に挟持できる適切な状態で設ければよい。例えば、第１図（ａ）に示す例では、一対の板状部材受玉付ボルト９ａ、９ｂにより板状部材７を挟持している。この板状部材受玉付ボルト９は、第２図に示すようにネジ部１０と頭１１とからなり、頭１１に板状部材受玉１２が転がり自在に保持されている。これを用いて板状部材７を挟持する場合には、この板状部材受玉付ボルト９を、ディスク１の周方向に沿って等間隔ピッチで、板状部材７を確実に挟持できる適切な個数で設ければよい。尚、この場合、複数個の抑止部材８に挟持部を設ける際には、抑止部材８の設置箇所のピッチと板状部材受玉付ボルト９の螺合箇所のピッチとを合わせて、１個の抑止部材８に対して夫々一対の板状部材受玉付ボルトを螺合してもよく、また、抑止部材８の周方向の幅を広く取って、１個の抑止部材８に対し２対以上の板状部材受玉付ボルトを螺合してもよい。板状部材受玉付ボルト９の螺合箇所の好適なピッチは５〜３０°、特には５〜１５°である。
また、第３図（ａ）、（ｂ）は、抑止部材８に、挟持部としての一対の慴動可能な支持部を形成した場合の例を示す部分拡大断面図である。慴動可能な支持部の断面形状は図示する１３ａ、１３ｂまたは１４ａ、１４ｂには限られず、また、その形成の仕方も、ディスク１の全周にわたり環状に設けても、または、上述の板状部材受玉付ボルト９の場合と同様に周方向に適宜等間隔ピッチで設けてもよく、特に制限されない。さらに、抑止部材８は、図示するように２分割として、ボルト１５で一体的に結合させることが組立て上便宜である。
なお、弾性部材および弾性補助部材は、図示するゴム弾性体を用いた場合には限定されず、例えば、ばね材を用いることも可能である。この場合には、弾性部材としては、複数のばね材を周方向に適宜間隔で突出部４から軸方向両側に延在させ、また、弾性補助部材としては、リム２のホイール軸方向外方側面に、一端に板状部材７を固着した複数のばね材を周方向に適宜間隔にて固着することにより、夫々の役割を担わせることができる。従って、弾性部材および弾性補助部材の種類、形状および配置箇所等については、用途に応じて適宜選定すればよい。
次に、第７図に示す本発明の他の実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク１０１と、タイヤを支承するリム１０２とを備えており、リム１０２の内周面とディスク１０１の外周面との間に弾性部材としてのゴム弾性体１０３が環状に介装されている。
第７図に示す好適例においては、ディスク１０１の外周面が、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部１０４を一体的に形成している。この突出部１０４には、ホイール軸方向両側に延在する弾性部材１０３、例えば、ゴム弾性体が、リム１０２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム１０２の内周面には一対のガイド１０５ａ、１０５ｂが環状に固設されており、上記ゴム弾性体１０３の軸方向両端部がこの一対のガイド１０５ａ、１０５ｂのホイール軸方向に対向する両側面に夫々加硫接着等により固着されることにより、ゴム弾性体１０３を介してリム１０２とディスク１０１とが連結されている。尚、ガイド１０５ａ、１０５ｂはリム１０２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体１０３は、少なくともホイール軸方向両側に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、ゴム弾性体１０３を一対のガイド１０５ａ、１０５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装させ、即ち、リム１０２の内周面とディスク１０１の突出部１０４との間にもゴム弾性体１０３を介在させることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ちこの場合、ゴム弾性体１０３の、突出部１０４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分が、大入力時において突出部１０４とリム１０２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。
図示するように、リム１０２の一方のホイール軸方向外方側面には、環状部材１０７が、その少なくとも一部がリム１０２の内周面よりもホイール半径方向内方に突出するよう設置され、この環状部材１０７のホイール半径方向内方端部には、少なくともホイール軸方向両側に延在して、弾性補助部材１０６が加硫接着等により固着されている。この弾性補助部材１０６の軸方向両側端部は、外周面に固設された抑止部材１０８に固着されており、これによって、弾性補助部材１０６の作用により、ホイール軸方向の振動をより良好に抑制することができ、さらにリム１０２とディスク１０１の間の抉り変形についても防止することができる。なお、図中の符号１１５はボルトを示す。
弾性補助部材１０６は、図示するように、ホイール軸方向にゴム弾性体１０６ａと鋼板１０６ｂとが交互に積層されてなる積層体であるため、かかる鋼板１０６ｂの効果により、ホイール軸方向の振動の抑制とともに、ホイール半径方向の剪断変形の抑制に良好に寄与することができる。この場合、積層体の構成には特に制限はなく、少なくとも１枚以上の鋼板１０６ｂと、弾性補助部材１０６のホイール軸方向両側面に配置され、環状部材１０７と抑止部材１０８とに夫々固着されるゴム弾性体１０６ａと、を含むものであればよい。また、弾性補助部材１０６の形状や配置箇所等についても、用途等に応じて適宜選定すればよく、特に制限はない。好適には環状として、第９図および第１１図に示すように、ディスク１０１の全周にわたり一体的に設けるが、第１０図および第１２図に示すように、周方向に沿って適宜複数個にて設けてもよい。
環状部材１０７は、独立した部材として作製して、溶着やボルトどめ等の適宜手段にてリム１０２に固設してもよいが、リム１０２と一体的に形成することもでき、この場合には製造工程の簡略化に寄与できる。また、形状にも特に制限はなく、第７図に示す弾性補助部材の拡大部分断面図である第８図（ａ）の場合以外に、例えば、第８図（ｂ）のように設けてもよい。さらに、抑止部材１０８の設置箇所、形状等についても特に制限はなく、第９図および第１０図に示すように環状に設けても、または、第１１図および第１２図に示すようにディスク１０１の周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個にて設けてもよい。
なお、弾性部材１０３は、図示するゴム弾性体を用いた場合には限定されず、例えば、ばね材を用いることも可能である。この場合には、例えば、複数のばね材を周方向に適宜間隔で突出部１０４から軸方向両側に延在させて、弾性部材とすることができる。従って、弾性部材の種類、形状および配置箇所等については、用途に応じて適宜選定すればよい。
次に、第１３図に示す本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク２０１と、タイヤを支承するリム２０２とを備えており、リム２０２の内周面とディスク２０１の外周面との間に弾性部材としてのゴム弾性体２０３が環状に介装されている。
第１３図に示す好適例においては、ディスク２０１の外周面が、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部２０４を一体的に形成している。この突出部２０４の一方の側面には、ホイール軸方向に延在する弾性部材、例えば、ゴム弾性体２０３ａが、リム２０２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム２０２の内周面には一対のガイド２０５ａ、２０５ｂが環状に固設されており、上述のゴム弾性体２０３ａの軸方向端部がこの一対のガイド２０５ａ、２０５ｂの一方のガイド２０５ａの内側面に加硫接着等により固着されている。これにより、ゴム弾性体２０３ａを介してリム２０２とディスク２０１とが連結され、当該ゴム弾性体２０３ａの剪断変形で振動を吸収し、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることが可能となる。
突出部２０４の他方の側面にはストッパゴム２０３ｂが固着され、このストッパゴム２０３ｂのホイール軸方向先端部が他方のガイド２０５ｂの内側面に当接されている。即ち、ストッパゴム２０３ｂのホイール軸方向先端部とガイド２０５ｂの内側面とは接着はされておらず、慴動可能に接触している。このストッパゴム２０３ｂにより、リム２０２とディスク２０１との間のゴム弾性体２０３ａによる、いわゆる片持ち弾性支持による軸方向剛性および抉り方向の剛性を高めることができ、直進性能およびレーンチェンジ時における応答性等の操縦安定性を向上させることができる。
ストッパゴム２０３ｂは、ホイール周方向に環状に固着されていても、ホイール周方向に適宜ピッチで複数個固着されていてもよい。また、ホイール軸方向の厚さは、軸方向剛性を高めストッパとしての機能を発揮できる範囲でタイヤの種類等に応じ適宜定めることができる。
尚、ガイド２０５ａ、２０５ｂはリム２０２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体２０３ａは、ガイド２０５ａと突出部２０４との間においてホイール軸方向に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、リム２０２の内周面とディスク２０１の突出部２０４との間にもゴム弾性体２０３ｃを介在させ、ゴム弾性体２０３ａとストッパゴム２０３ｂとを一体的に形成せしめることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ち、この場合、ゴム弾性体２０３の、突出部２０４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分のゴム弾性体２０３ｃが、大入力時において突出部２０４とリム２０２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。
本発明において、弾性部材は、図示するゴム弾性体を用いた場合には限定されず、例えば、ばね材を用いることも可能である。この場合には、例えば、複数のばね材を周方向に適宜間隔で突出部２０４から軸方向両側に延在させて、弾性部材とすることができ、ばね材の個数や材質等の変更により、上述の抉り剛性向上効果を得ることができる。従って、弾性部材の種類、形状および配置箇所等については、用途に応じて適宜選定すればよく、特に制限されるものではない。
ディスク１、１０１、２０１は、スポークやメッシュ等の支持体と組合わせたスポークホイールやメッシュホイール等であってもよい。また、ディスクの材質は、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタン、合成樹脂等、いずれの材質でもよいが、軽量化に主眼を置くときはアルミニウム、チタンまたは合成樹脂が好ましい。
また、突出部４、１０４、２０４は、図示する例には限られず、夫々ディスク１、１０１、２０１の外周面にベースリムを設け、その半径方向外方に、少なくともホイール軸方向両側に延在する弾性部材を固着することのできる環状部材を固着することにより設けてもよい。尚、本発明の弾性ホイールにおいては、リム２、１０２、２０２自体の構造については特に制限されず、例えば、リム組を容易にするために、図示するように、ドロップ部を設けておいてもよい。
本発明において使用し得るゴム弾性体およびゴムストッパは、防振ゴムとして既知のものを用いることができ、天然ゴムや合成ゴム、例えば、ブタジエンゴム、スチレンブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム等のジエン系ゴムに適宜配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、カーボンブラック等を適宜配合することにより調製することができる。かかるゴム弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度（Ｈｄ）は、振動吸収特性と耐久性の観点から、好ましくは３０〜８０°であり、弾性率は１×１０３〜１×１０５Ｎ／ｃｍ２である。
産業上の利用可能性
以上説明してきたように、本発明の弾性ホイールによれば、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性、安全性、さらには操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図の（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す矢印方向から見た部分側面図である。
第２図は、板状部材受玉付ボルトの拡大斜視図である。
第３図は、本発明の他の実施の形態に係る弾性ホイールにおける抑止部材の拡大部分断面図である。
第４図は、板状部材および抑止部材の設置状態の一例を示す部分側面図である。
第５図は、板状部材および抑止部材の設置状態の他の例を示す部分側面図である。
第６図は、板状部材および抑止部材の設置状態のさらに他の例を示す部分側面図である。
第７図は、本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図である。
第８図は、弾性補助部材の一例を示す拡大部分断面図である。
第９図は、環状部材および抑止部材の設置状態の一例を示す部分側面図である。
第１０図は、環状部材および抑止部材の設置状態の他の例を示す部分側面図である。
第１１図は、環状部材および抑止部材の設置状態のさらに他の例を示す部分側面図である。
第１２図は、環状部材および抑止部材の設置状態のさらに他の例を示す部分側面図である。
第１３図は、本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図である。
本発明は、車両の車輪に用いられる弾性ホイールに関し、詳しくは乗り心地性能、防振性能および防音性能に優れ、しかも操縦安定性に優れた弾性ホイールに関する。
背景技術
弾性ホイールは、一般に車軸ハブに固着されるディスクとタイヤを支承するリムとを備えており、かかるディスクとリムとの間に防振体を設け、防振性能や乗り心地性能を高めた弾性ホイールはこれまで種々提案されている。例えば、実開昭５９−１８８７０１号公報には、防振体としてバネを用いて乗り心地の向上を図ったタイヤ用ホイールが提案されている。
また、防振体としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に配置したものも知られており、例えば、実開昭５７−７３２０３号公報に、リムがゴム様弾性体を介してディスクに連結される構成の弾性ホイールが提案されている。さらに、特開平５−３３８４０１号公報には、リムと弾性ホイールとの間に隙間を形成し、そこに防振ゴムを介装させた弾性ホイールが開示されている。さらにまた、ＷＯ９８／３３６６６号公報には、リムと同一プロファイルを有する内側リムとリムとの間にゴムの環状ストリップを配置したホイール・バリア組立体が開示されている。
しかしながら、防振体としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に一様に配置した従来の弾性ホイールにおいては、リムの内周面とディスクの外周面との間に夫々に加硫接着されたゴム弾性体が配設されているため、このゴム弾性体によりリムからディスクに伝わる軸方向、径方向および回転方向の各振動を的確に抑制することができるものの、大荷重時のゴム弾性体の変位を抑制することはできないという問題があった。すなわち、ゴムの断面が一様であり、小入力時から大入力時までのそれぞれにおいて適切な振動防止特性を得ることが困難であった。この点について、防振体としてばねを用いても同様の問題があった。
また、従来の弾性ホイールにおいては操縦安定性について何等配慮がなされておらず、かかる性能において必ずしも十分とはいえなかった。特に、リムとディスクとの間に配置するゴムと防音性能および操縦安定性との関係については必ずしも明確にされておらず、防音および操縦安定性の面ではなお改良の余地があった。
そこで本発明の目的は、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性および安全性、さらには操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図った弾性ホイールを提供することにある。
発明の開示
本発明者らは、弾性部材による振動抑制効果を最大限に利用しつつ上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、弾性部材が該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって固着され、かつ軸方向両側に延在する該弾性部材の両端部が夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に弾性補助部材が固着され、該弾性補助部材のホイール軸方向外方端部面に、該端部面よりもホイール半径方向内方に突出するようにして板状部材が固着され、該板状部材が、前記ディスクの外周面に固設された抑止部材により、ホイール軸方向両側から、ホイール半径方向に移動自在に挟持されていることを特徴とするものである。
これにより、リムとディスクとの間に介装された弾性部材の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、リムの側面に固着された弾性補助部材の作用により、ホイール軸方向の振動をより良好に抑制して、防音性能および操縦安定性の点でさらに優れた性能向上効果を得ることができる。特に、弾性補助部材に固着した板状部材を、ディスクに固着した抑止部材により挟持していることで、リムとディスクとの間の抉り変形についての抑制に優れた効果を奏し、これによって操縦安定性の向上に特に寄与するものである。さらに、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
本発明においては、前記弾性部材が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されていることが好ましい。これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
また、前記弾性補助部材が、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に環状に固着され、かつ、前記板状部材が環状であることが好ましい。これにより、本発明の作用効果を最も安定的に得ることができる。
好適には、前記抑止部材に、前記板状部材を挟持する一対の板状部材受玉付ボルトが螺合されているか、または、前記板状部材を挟持する一対の慴動可能な支持部が形成されているものとする。これにより、弾性部材のタイヤ半径方向の剪断変形に対し、板状部材が抑止部材に対して相対位置が滑らかに追随して変位し得ることで、操縦安定性の向上とともに弾性部材による振動吸収効果を確実に得ることができる。
また、前記抑止部材は、環状に設けるか、または、前記ディスクの周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個で設けることができ、これにより、所望に応じ抑止部材の配置箇所を最適化して、弾性補助部材による振動吸収効果を最も良好に得ることができる。
さらに、好適には、前記弾性部材および前記弾性補助部材がゴム弾性体からなる。これにより、前記作用効果が得られるとともに、弾性ホイールにゴムの諸特性を活かすことができる。
また、本発明者らは、弾性部材による振動抑制効果を最大限に利用しつつ上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって、弾性部材が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該弾性部材の両端部が夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に環状部材が設置され、該環状部材の少なくとも一部が、前記リムの内周面よりもホイール半径方向内方に突出し、該環状部材の突出するホイール半径方向内方端部に、ホイール軸方向両側に延在して、ホイール軸方向にゴム弾性体と鋼板とが交互に積層されてなる弾性補助部材が固着され、かつ、軸方向両側に延在する該弾性補助部材の両端部が、前記ディスクの外周面に固設された抑止部材に固着されていることを特徴とするものである。
これにより、リムとディスクとの間に介装された弾性部材の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、リムの側面に固着された環状部材とディスクの外周面に固設された抑止部材との間に介装された弾性補助部材の作用により、ホイール軸方向の振動をより良好に抑制して、防音性能および操縦安定性の点でさらに優れた性能向上効果を得ることができる。特に、弾性補助部材が、ホイール軸方向にゴム弾性体と鋼板とが交互に積層されてなる積層体からなるために、ホイール軸方向の振動抑制に優れ、かつ、ホイール半径方向の剪断変形に、より良好に対応することが可能である。また、リムに設けた環状部材を、弾性補助部材を介して、ディスクに固着した抑止部材により挟持していることで、リムとディスクとの間の抉り変形についての抑制にも優れた効果を奏し、これによって操縦安定性の向上に特に寄与することができる。さらに、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
本発明においては、前記弾性部材が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されていることが好ましい。これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
また、本発明においては、前記弾性補助部材が環状であることが好ましく、また、前記抑止部材が環状に設けられていることが好ましい。これにより、本発明の作用効果を最も安定的に得ることができる。
さらに、前記環状部材が前記リムと一体的に形成されていることが好ましい。これにより、製造工程が簡略化され、強度的にも好ましい。
さらにまた、好適には、前記弾性部材がゴム弾性体からなる。これにより、前記作用効果が得られるとともに、弾性ホイールにゴムの諸特性をより活かすことができる。
さらに、本発明者らは、弾性ホイールにおける弾性部材の設置構造と抉り方向の剛性に対する寄与との関連につき鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部の一方の側面に、ホイール軸方向に延在して前記リムの内周面との間に間隙をもって弾性部材が環状に固着され、かつ、該弾性部材の端部が一方の前記ガイドの内側面に固着された弾性ホイールであって、前記突出部の他方の側面にストッパゴムが固着され、該ストッパゴムのホイール軸方向先端部が他方の前記ガイドの内側面に当接されていることを特徴とするものである。本発明においては、前記弾性部材がゴム弾性体からなることが好ましく、前記ストッパゴムが、ホイール周方向に環状に固着されているか、または、ホイール周方向に適宜ピッチで複数個固着されていることが好ましい。
これにより、弾性部材の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、ストッパゴムにより軸方向剛性および抉り方向の剛性を高めて操縦安定性の向上をも可能にした。即ち、弾性部材による乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上に加え、ストッパゴムにより直進性能およびレーンチェンジ時における応答性等の操縦安定性の向上をも実現したものである。なお、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
また、本発明においては、前記弾性部材が前記突出部の外周面を越えて前記ストッパゴムと一体的に形成されていることが好ましく、これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について説明する。
第１図（ａ）に示す本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク１と、タイヤを支承するリム２とを備えており、リム２の内周面とディスク１の外周面との間に弾性部材としてのゴム弾性体３が環状に介装されている。
図示する好適例においては、ディスク１の外周面に、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部４が一体的に形成されている。この突出部４には、ホイール軸方向両側に延在する弾性部材３、例えば、ゴム弾性体が、リム２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム２の内周面には一対のガイド５ａ、５ｂが環状に固設されており、上記ゴム弾性体３の軸方向両端部がこの一対のガイド５ａ、５ｂのホイール軸方向に対向する両側面に夫々加硫接着等により固着されることにより、ゴム弾性体３を介してリム２とディスク１とが連結されている。尚、ガイド５ａ、５ｂはリム２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体３は、少なくともホイール軸方向両側に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、ゴム弾性体３を一対のガイド５ａ、５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装させ、即ち、リム２の内周面とディスク１の突出部４との間にもゴム弾性体３を介在させることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ちこの場合、ゴム弾性体３の、突出部４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分が、大入力時において突出部４とリム２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。
第１図（ｂ）に、第１図（ａ）の弾性ホイールの矢印方向から見た部分側面図を示す。図示するように、リム２の一方のホイール軸方向外方側面には、弾性補助部材としての補助ゴム弾性体６が軸方向に延在して環状に固着され、この補助ゴム弾性体６のホイール軸方向外方端部面に、この端部面よりもホイール半径方向内方に突出するようにして、板状部材７が加硫接着等により固着されている。この板状部材７は、図示するように、ディスク１の外周面に固設された抑止部材８によりホイール軸方向両側から挟持されており、これにより、補助ゴム弾性体６の作用によりホイール軸方向の振動をより良好に抑制することができ、リム２とディスク１の間の抉り変形について防止することができる。かかる抑止部材８は、板状部材７をホイール半径方向に移動自在に挟持しているため、ゴム弾性体３のタイヤ半径方向の剪断変形に対し、板状部材７の抑止部材８に対する相対位置が滑らかに追随して変位することにより、ゴム弾性体３による振動吸収作用が確実に発揮されることとなる。
弾性補助部材としての補助ゴム弾性体６は、これに固着される板状部材７とともに、上記第１図の例のように環状に設けることが好適であるが、例えば、第４図に示すように周方向に適宜等間隔ピッチで複数個にて設けるなどしてもよい。
抑止部材８における挟持部は、板状部材７をホイール半径方向に移動自在に挟持できるものであれば特に制限されないが、例えば、抑止部材８に、板状部材７を挟持させるための一対の板状部材受玉付ボルトを螺合しておくか、または、一対の慴動可能な支持部を形成しておくなどにより、抑止部材８と板状部材７との間のスムーズな移動が可能となる。
抑止部材８の設置箇所、形状等についても特に制限はなく、第１図（ｂ）および第４図に示すように環状に設けても、または、第５図に示すようにディスク１の周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個にて設けてもよい。なお、第６図に示すように、補助ゴム弾性体６および板状部材７を複数個で設け、これに対応する箇所に同様に複数個にて抑止部材８を設けることもできるが、タイヤ転動時の弾性ホイールの歪みを考慮して、板状部材７と抑止部材８との間で本発明の上記作用が有効に機能するよう各設置箇所を定めることが重要である。
また、抑止部材８における挟持部の設置箇所等についても特に制限はなく、抑止部材８の設置状態との兼ね合いで、板状部材７を確実に挟持できる適切な状態で設ければよい。例えば、第１図（ａ）に示す例では、一対の板状部材受玉付ボルト９ａ、９ｂにより板状部材７を挟持している。この板状部材受玉付ボルト９は、第２図に示すようにネジ部１０と頭１１とからなり、頭１１に板状部材受玉１２が転がり自在に保持されている。これを用いて板状部材７を挟持する場合には、この板状部材受玉付ボルト９を、ディスク１の周方向に沿って等間隔ピッチで、板状部材７を確実に挟持できる適切な個数で設ければよい。尚、この場合、複数個の抑止部材８に挟持部を設ける際には、抑止部材８の設置箇所のピッチと板状部材受玉付ボルト９の螺合箇所のピッチとを合わせて、１個の抑止部材８に対して夫々一対の板状部材受玉付ボルトを螺合してもよく、また、抑止部材８の周方向の幅を広く取って、１個の抑止部材８に対し２対以上の板状部材受玉付ボルトを螺合してもよい。板状部材受玉付ボルト９の螺合箇所の好適なピッチは５〜３０°、特には５〜１５°である。
また、第３図（ａ）、（ｂ）は、抑止部材８に、挟持部としての一対の慴動可能な支持部を形成した場合の例を示す部分拡大断面図である。慴動可能な支持部の断面形状は図示する１３ａ、１３ｂまたは１４ａ、１４ｂには限られず、また、その形成の仕方も、ディスク１の全周にわたり環状に設けても、または、上述の板状部材受玉付ボルト９の場合と同様に周方向に適宜等間隔ピッチで設けてもよく、特に制限されない。さらに、抑止部材８は、図示するように２分割として、ボルト１５で一体的に結合させることが組立て上便宜である。
なお、弾性部材および弾性補助部材は、図示するゴム弾性体を用いた場合には限定されず、例えば、ばね材を用いることも可能である。この場合には、弾性部材としては、複数のばね材を周方向に適宜間隔で突出部４から軸方向両側に延在させ、また、弾性補助部材としては、リム２のホイール軸方向外方側面に、一端に板状部材７を固着した複数のばね材を周方向に適宜間隔にて固着することにより、夫々の役割を担わせることができる。従って、弾性部材および弾性補助部材の種類、形状および配置箇所等については、用途に応じて適宜選定すればよい。
次に、第７図に示す本発明の他の実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク１０１と、タイヤを支承するリム１０２とを備えており、リム１０２の内周面とディスク１０１の外周面との間に弾性部材としてのゴム弾性体１０３が環状に介装されている。
第７図に示す好適例においては、ディスク１０１の外周面が、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部１０４を一体的に形成している。この突出部１０４には、ホイール軸方向両側に延在する弾性部材１０３、例えば、ゴム弾性体が、リム１０２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム１０２の内周面には一対のガイド１０５ａ、１０５ｂが環状に固設されており、上記ゴム弾性体１０３の軸方向両端部がこの一対のガイド１０５ａ、１０５ｂのホイール軸方向に対向する両側面に夫々加硫接着等により固着されることにより、ゴム弾性体１０３を介してリム１０２とディスク１０１とが連結されている。尚、ガイド１０５ａ、１０５ｂはリム１０２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体１０３は、少なくともホイール軸方向両側に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、ゴム弾性体１０３を一対のガイド１０５ａ、１０５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装させ、即ち、リム１０２の内周面とディスク１０１の突出部１０４との間にもゴム弾性体１０３を介在させることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ちこの場合、ゴム弾性体１０３の、突出部１０４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分が、大入力時において突出部１０４とリム１０２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。
図示するように、リム１０２の一方のホイール軸方向外方側面には、環状部材１０７が、その少なくとも一部がリム１０２の内周面よりもホイール半径方向内方に突出するよう設置され、この環状部材１０７のホイール半径方向内方端部には、少なくともホイール軸方向両側に延在して、弾性補助部材１０６が加硫接着等により固着されている。この弾性補助部材１０６の軸方向両側端部は、外周面に固設された抑止部材１０８に固着されており、これによって、弾性補助部材１０６の作用により、ホイール軸方向の振動をより良好に抑制することができ、さらにリム１０２とディスク１０１の間の抉り変形についても防止することができる。なお、図中の符号１１５はボルトを示す。
弾性補助部材１０６は、図示するように、ホイール軸方向にゴム弾性体１０６ａと鋼板１０６ｂとが交互に積層されてなる積層体であるため、かかる鋼板１０６ｂの効果により、ホイール軸方向の振動の抑制とともに、ホイール半径方向の剪断変形の抑制に良好に寄与することができる。この場合、積層体の構成には特に制限はなく、少なくとも１枚以上の鋼板１０６ｂと、弾性補助部材１０６のホイール軸方向両側面に配置され、環状部材１０７と抑止部材１０８とに夫々固着されるゴム弾性体１０６ａと、を含むものであればよい。また、弾性補助部材１０６の形状や配置箇所等についても、用途等に応じて適宜選定すればよく、特に制限はない。好適には環状として、第９図および第１１図に示すように、ディスク１０１の全周にわたり一体的に設けるが、第１０図および第１２図に示すように、周方向に沿って適宜複数個にて設けてもよい。
環状部材１０７は、独立した部材として作製して、溶着やボルトどめ等の適宜手段にてリム１０２に固設してもよいが、リム１０２と一体的に形成することもでき、この場合には製造工程の簡略化に寄与できる。また、形状にも特に制限はなく、第７図に示す弾性補助部材の拡大部分断面図である第８図（ａ）の場合以外に、例えば、第８図（ｂ）のように設けてもよい。さらに、抑止部材１０８の設置箇所、形状等についても特に制限はなく、第９図および第１０図に示すように環状に設けても、または、第１１図および第１２図に示すようにディスク１０１の周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個にて設けてもよい。
なお、弾性部材１０３は、図示するゴム弾性体を用いた場合には限定されず、例えば、ばね材を用いることも可能である。この場合には、例えば、複数のばね材を周方向に適宜間隔で突出部１０４から軸方向両側に延在させて、弾性部材とすることができる。従って、弾性部材の種類、形状および配置箇所等については、用途に応じて適宜選定すればよい。
次に、第１３図に示す本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク２０１と、タイヤを支承するリム２０２とを備えており、リム２０２の内周面とディスク２０１の外周面との間に弾性部材としてのゴム弾性体２０３が環状に介装されている。
第１３図に示す好適例においては、ディスク２０１の外周面が、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部２０４を一体的に形成している。この突出部２０４の一方の側面には、ホイール軸方向に延在する弾性部材、例えば、ゴム弾性体２０３ａが、リム２０２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム２０２の内周面には一対のガイド２０５ａ、２０５ｂが環状に固設されており、上述のゴム弾性体２０３ａの軸方向端部がこの一対のガイド２０５ａ、２０５ｂの一方のガイド２０５ａの内側面に加硫接着等により固着されている。これにより、ゴム弾性体２０３ａを介してリム２０２とディスク２０１とが連結され、当該ゴム弾性体２０３ａの剪断変形で振動を吸収し、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることが可能となる。
突出部２０４の他方の側面にはストッパゴム２０３ｂが固着され、このストッパゴム２０３ｂのホイール軸方向先端部が他方のガイド２０５ｂの内側面に当接されている。即ち、ストッパゴム２０３ｂのホイール軸方向先端部とガイド２０５ｂの内側面とは接着はされておらず、慴動可能に接触している。このストッパゴム２０３ｂにより、リム２０２とディスク２０１との間のゴム弾性体２０３ａによる、いわゆる片持ち弾性支持による軸方向剛性および抉り方向の剛性を高めることができ、直進性能およびレーンチェンジ時における応答性等の操縦安定性を向上させることができる。
ストッパゴム２０３ｂは、ホイール周方向に環状に固着されていても、ホイール周方向に適宜ピッチで複数個固着されていてもよい。また、ホイール軸方向の厚さは、軸方向剛性を高めストッパとしての機能を発揮できる範囲でタイヤの種類等に応じ適宜定めることができる。
尚、ガイド２０５ａ、２０５ｂはリム２０２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体２０３ａは、ガイド２０５ａと突出部２０４との間においてホイール軸方向に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、リム２０２の内周面とディスク２０１の突出部２０４との間にもゴム弾性体２０３ｃを介在させ、ゴム弾性体２０３ａとストッパゴム２０３ｂとを一体的に形成せしめることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ち、この場合、ゴム弾性体２０３の、突出部２０４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分のゴム弾性体２０３ｃが、大入力時において突出部２０４とリム２０２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。
本発明において、弾性部材は、図示するゴム弾性体を用いた場合には限定されず、例えば、ばね材を用いることも可能である。この場合には、例えば、複数のばね材を周方向に適宜間隔で突出部２０４から軸方向両側に延在させて、弾性部材とすることができ、ばね材の個数や材質等の変更により、上述の抉り剛性向上効果を得ることができる。従って、弾性部材の種類、形状および配置箇所等については、用途に応じて適宜選定すればよく、特に制限されるものではない。
ディスク１、１０１、２０１は、スポークやメッシュ等の支持体と組合わせたスポークホイールやメッシュホイール等であってもよい。また、ディスクの材質は、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタン、合成樹脂等、いずれの材質でもよいが、軽量化に主眼を置くときはアルミニウム、チタンまたは合成樹脂が好ましい。
また、突出部４、１０４、２０４は、図示する例には限られず、夫々ディスク１、１０１、２０１の外周面にベースリムを設け、その半径方向外方に、少なくともホイール軸方向両側に延在する弾性部材を固着することのできる環状部材を固着することにより設けてもよい。尚、本発明の弾性ホイールにおいては、リム２、１０２、２０２自体の構造については特に制限されず、例えば、リム組を容易にするために、図示するように、ドロップ部を設けておいてもよい。
本発明において使用し得るゴム弾性体およびゴムストッパは、防振ゴムとして既知のものを用いることができ、天然ゴムや合成ゴム、例えば、ブタジエンゴム、スチレンブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム等のジエン系ゴムに適宜配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、カーボンブラック等を適宜配合することにより調製することができる。かかるゴム弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度（Ｈｄ）は、振動吸収特性と耐久性の観点から、好ましくは３０〜８０°であり、弾性率は１×１０３〜１×１０５Ｎ／ｃｍ２である。
産業上の利用可能性
以上説明してきたように、本発明の弾性ホイールによれば、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性、安全性、さらには操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図の（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す矢印方向から見た部分側面図である。
第２図は、板状部材受玉付ボルトの拡大斜視図である。
第３図は、本発明の他の実施の形態に係る弾性ホイールにおける抑止部材の拡大部分断面図である。
第４図は、板状部材および抑止部材の設置状態の一例を示す部分側面図である。
第５図は、板状部材および抑止部材の設置状態の他の例を示す部分側面図である。
第６図は、板状部材および抑止部材の設置状態のさらに他の例を示す部分側面図である。
第７図は、本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図である。
第８図は、弾性補助部材の一例を示す拡大部分断面図である。
第９図は、環状部材および抑止部材の設置状態の一例を示す部分側面図である。
第１０図は、環状部材および抑止部材の設置状態の他の例を示す部分側面図である。
第１１図は、環状部材および抑止部材の設置状態のさらに他の例を示す部分側面図である。
第１２図は、環状部材および抑止部材の設置状態のさらに他の例を示す部分側面図である。
第１３図は、本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図である。
Claims (19)
- 車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、弾性部材が該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって固着され、かつ軸方向両側に延在する該弾性部材の両端部が夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、
前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に弾性補助部材が固着され、該弾性補助部材のホイール軸方向外方端部面に、該端部面よりもホイール半径方向内方に突出するようにして板状部材が固着され、該板状部材が、前記ディスクの外周面に固設された抑止部材により、ホイール軸方向両側から、ホイール半径方向に移動自在に挟持されていることを特徴とする弾性ホイール。 - 前記弾性部材が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されている請求項１記載の弾性ホイール。
- 前記弾性補助部材が、前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に環状に固着され、かつ、前記板状部材が環状である請求項１記載の弾性ホイール。
- 前記抑止部材に、前記板状部材を挟持する一対の板状部材受玉付ボルトが螺合されている請求項１記載の弾性ホイール。
- 前記抑止部材に、前記板状部材を挟持する一対の慴動可能な支持部が形成されている請求項１記載の弾性ホイール。
- 前記抑止部材が環状に設けられている請求項１記載の弾性ホイール。
- 前記抑止部材が、前記ディスクの周方向に沿って適宜等間隔ピッチで複数個設けられている請求項１記載の弾性ホイール。
- 前記弾性部材および前記弾性補助部材がゴム弾性体からなる請求項１記載の弾性ホイール。
- 車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって、弾性部材が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該弾性部材の両端部が夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、
前記リムの一方のホイール軸方向外方側面に環状部材が設置され、該環状部材の少なくとも一部が、前記リムの内周面よりもホイール半径方向内方に突出し、該環状部材の突出するホイール半径方向内方端部に、ホイール軸方向両側に延在して、ホイール軸方向にゴム弾性体と鋼板とが交互に積層されてなる弾性補助部材が固着され、かつ、軸方向両側に延在する該弾性補助部材の両端部が、前記ディスクの外周面に固設された抑止部材に固着されていることを特徴とする弾性ホイール。 - 前記弾性部材が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されている請求項９記載の弾性ホイール。
- 前記弾性補助部材が環状である請求項９記載の弾性ホイール。
- 前記抑止部材が環状に設けられている請求項９記載の弾性ホイール。
- 前記環状部材が前記リムと一体的に形成されている請求項９記載の弾性ホイール。
- 前記弾性部材がゴム弾性体からなる請求項９記載の弾性ホイール。
- 車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部の一方の側面に、ホイール軸方向に延在して前記リムの内周面との間に間隙をもって弾性部材が環状に固着され、かつ、該弾性部材の端部が一方の前記ガイドの内側面に固着された弾性ホイールであって、
前記突出部の他方の側面にストッパゴムが固着され、該ストッパゴムのホイール軸方向先端部が他方の前記ガイドの内側面に当接されていることを特徴とする弾性ホイール。 - 前記弾性部材がゴム弾性体からなる請求項１５記載の弾性ホイール。
- 前記ストッパゴムがホイール周方向に環状に固着されている請求項１５記載の弾性ホイール。
- 前記ストッパゴムがホイール周方向に適宜ピッチで複数個固着されている請求項１５記載の弾性ホイール。
- 前記弾性部材が前記突出部の外周面を越えて前記ストッパゴムと一体的に形成されている請求項１６記載の弾性ホイール。
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