WO2016098643A1 - ホイールの多片リム構造 - Google Patents

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啓太郎 榎並
健太郎 大庭
ズルカイザム アスリ ビン カシム モハマド
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トピー工業株式会社
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    • C09D7/60Additives non-macromolecular
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Definitions

  • the present invention relates to a multi-piece rim structure of a wheel installed in a large vehicle used in a mine.
  • a rim structure is composed of a plurality of pieces in order to make it easy to attach a heavy tire.
  • the known multi-piece rim structure 1 shown in FIG. 6 includes five pieces, that is, a rim base 10, a bead seat ring 20 (ring member), a lock ring 30, and a pair of side rings 40 and 50.
  • axial direction”, “radial direction”, and “circumferential direction” refer to the axial direction, radial direction, and circumferential direction of the multi-piece rim structure, respectively.
  • Axial outside refers to the side away from the axial center position of the tire set on the multi-piece rim in the axial direction.
  • “Axial inner side” refers to the center position of the tire along the axial direction. The side that approaches.
  • the rim base 10 is configured by welding three short cylindrical members in order in the axial direction (width direction). Each of these short cylindrical members can be obtained by rounding a strip-shaped rolled steel plate into a cylindrical shape and welding the both end faces.
  • the rim base 10 has a gutter band portion 11 on one side in the axial direction and a back flange portion 12 on the other side.
  • the bead seat ring 20 is disposed on the radially outer side of the gutter band portion 11 of the rim base 10.
  • One side ring 40 is disposed on the outer side in the radial direction of the bead seat ring 20, and is locked to an annular standing flange portion 21 formed on the outer periphery in the axial direction of the bead seat ring 20.
  • the other side ring 50 is locked to the back flange portion 12 of the rim base 10.
  • the outer peripheral surface of the bead seat ring 20 is provided as a bead seat portion 22 having a width W. Further, the outer peripheral surface of the portion adjacent to the side ring 50 in the rim base 10 is provided as a bead seat portion 13 having a width W. A pair of bead portions of a tire (not shown) is placed on these bead seat portions 22 and 13. On the inner periphery of the outer edge of the bead seat ring 20 in the axial direction, a tapered annular load application surface 23 is formed.
  • the side ring 50, the tire, the side ring 40, and the bead seat ring 20 are moved in the axial direction from the gutter band portion 11 to the back flange portion 12 in this order.
  • the rim base 10 is mounted, and finally the lock ring 30 is fitted into the rim base 10.
  • a seal ring 60 made of an O-ring is fitted into a seal ring groove 16 (described later) of the gutter band portion 11.
  • the seal ring 60 is for sealing between the bead seat ring 20 and the gutter band portion 11.
  • a multi-piece rim structure 1 'shown in Fig. 7 is also known.
  • the multi-piece rim structure 1 ′ includes three pieces, that is, a rim base 10 ′, a ring member 5, and a lock ring 30.
  • the rim base 10 ' has a side ring portion 50' integrally.
  • the side ring portion 50 ' corresponds to the side ring 50 and the back flange 12 of the multi-piece rim structure 1 shown in FIG.
  • the ring member 5 integrally includes a bead seat ring portion 20 'and a side ring portion 40'.
  • the bead seat ring portion 20 'and the side ring portion 40' correspond to the bead seat ring 20 and the side ring 40 of the rim structure 1 shown in FIG. Since other configurations are the same as those in FIG. 6, the same reference numerals are given and detailed descriptions thereof are omitted.
  • rim structures 1A and 1B used in the double tire type vehicle shown in FIG. 8 are also known.
  • the rim structure 1A for holding the inner tire Ta close to the vehicle has the same configuration as that of FIG. 6, and in the rim structure 1B for holding the outer tire Tb far from the vehicle, both end portions in the axial direction of the rim base 10 ′′ are gutter bands.
  • a bead seat ring 20, a lock ring 30, and a side ring 40 are attached to each of these gutter band portions 11.
  • a lock ring groove 15 and a seal ring groove 16 positioned on the inner side in the axial direction from the lock ring groove 15 are formed on the outer peripheral surface of the gutter band portion 11.
  • the profile of the cross section of the lock ring groove 15 is a concave curve.
  • a first receiving surface 17 having a cylindrical surface is formed on the inner side in the axial direction from the lock ring groove 15, that is, between the lock ring groove 15 and the seal ring groove 16.
  • a second receiving surface 18 made of a cylindrical surface is formed on the outer side in the axial direction from the lock ring groove 15, that is, between the lock ring groove 15 and the outer edge of the gutter band portion 11.
  • the lock ring 30 is interposed between the gutter band portion 11 of the rim base 10 and the bead seat ring 20 (or the ring member 5).
  • the lock ring 30 has an annular shape but is cut at one place.
  • An annular load receiving surface 31 having a taper is formed on the outer periphery of the inner edge of the lock ring 30 in the axial direction.
  • the lock ring 30 has an annular ridge 35 that is continuous in the circumferential direction at an axially intermediate position on the inner circumference thereof, and a first abutment surface 37 that is a cylindrical surface axially inward of the ridge 35. And has a second contact surface 38 formed of a cylindrical surface on the outer side in the axial direction.
  • the profile of the cross section of the ridge 35 is a convex curve.
  • the protrusion 35 fits into the lock ring groove 15 of the gutter band portion 11, and the load receiving surface 31 applies a load to the bead seat ring 20 (or ring member 5).
  • the first contact surface 37 is in surface contact with the surface 23, the first contact surface 37 is in surface contact with the first receiving surface 17 of the gutter band portion 11, and the second contact surface 38 is in surface contact with the second receiving surface 18.
  • a radial load is applied to the bead seat ring 20 (or the ring member 5) from one bead portion of the tire. Further, an axial load is applied to the bead seat ring 20 (or the ring member 5) from the bead portion via the side ring 40 (or the side ring portion 50 '). Most of the radial load and the axial load applied to the bead seat ring 20 (or the ring member 5) are transmitted to the lock ring 30 via the load applying surface 23 and the load receiving surface 31. It is transmitted to the gutter band unit 11.
  • the load transmission path from the lock ring 30 to the gutter band 11 will be described in detail.
  • the radial load is transmitted via the surface contact region R1 of the first contact surface 37 and the first receiving surface 17, and the surface contact region R2 of the second contact surface 38 and the second receiving surface 18.
  • the axial load is transmitted via a surface contact region R ⁇ b> 3 between the axially outer portion of the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 and the axially outer portion of the inner surface of the lock ring groove 15.
  • a minute reciprocal sliding occurs between the gutter band portion 11 and the lock ring 30 as the vehicle travels, and a repeated load is applied, resulting in thinning due to wear.
  • a crack 100 occurs due to fretting fatigue in the surface contact region R3. If these thinnings and cracks are left unattended, there is a risk that parts will come off during running and will not be able to run.
  • the multi-piece rim structure 1, 1 ', 1A, 1B also causes a problem of thinning due to corrosion. Details will be described below.
  • the protrusion 35 of the lock ring 30 is fitted in the lock ring groove 15 of the gutter band portion 11 with play in the radial direction and the axial direction. Since the lock ring 30 receives the axially outward load from the bead portion of the tire, the region extending from the axially inner portion to the top portion on the outer surface of the protrusion 35 and the axially inner portion on the inner surface of the lockring groove 15. A gap 70 is formed in the region from the bottom to the bottom.
  • the present applicant has a coating layer of a normally dry paint on the inner surface of the lock ring groove of the gutter band portion and the first and second receiving surfaces adjacent to the lock ring groove. It has been proposed to impart fretting resistance and corrosion resistance to a multi-piece rim structure by forming a film layer of a normal drying lubricant on the film. In addition, as disclosed in Patent Document 2, the present applicant also proposes forming a hardened layer by ion nitriding treatment on the inner surface of the lock ring groove of the gutter band portion and the first and second receiving surfaces. .
  • a rim base having an annular lock ring groove on the outer periphery of the axial end;
  • a ring member disposed on the outer side of the rim base in the radial direction and receiving a radial and axial load from a bead portion of the tire; and
  • An annular protrusion is provided on the inner periphery, and the protrusion is fitted to the lock ring groove to be attached to the rim base, and receives the radial and axial loads from the ring member to lock the ring member.
  • Lock ring to In the multi-piece rim structure of the wheel with A sacrificial anticorrosive material containing a metal having a higher ionization tendency than the base material of the rim base and the lock ring is provided on at least one of the surfaces of the rim base and the lock ring facing each other.
  • the ionization and the resulting corrosion occur in the metal having a large ionization tendency of the sacrificial anticorrosive material, the ionization of the rim base and the lock ring base material can be suppressed, and the corrosion of the base material can be suppressed.
  • the fretting fatigue can be prevented from being promoted by corrosion at the axially outer portion of the inner surface of the lock ring groove, and the fretting resistance can be improved. As a result, the life of the rim structure can be extended.
  • At least one of the surfaces of the rim base and the lock ring facing each other is formed with a relief groove extending in the circumferential direction, and the sacrificial anticorrosive material is provided in the relief groove. Even when the lock ring is running or when the tire air pressure is released, the sacrificial anticorrosive material in the escape groove is not affected by the lock ring, and the sacrificial anticorrosive member can be held for a long period of time.
  • the relief groove is formed in a portion on the inner side in the axial direction on the inner surface of the lock ring groove and / or the bottom.
  • the sacrificial anticorrosive material can be exposed in the gap between the inner surface of the lock ring groove where the water easily collects and the outer surface of the lock ring, and as a result, ionization of the sacrificial anticorrosive material is promoted, thereby Further, corrosion of the surface contact area between the lock ring and the rim base can be suppressed.
  • the escape groove is formed in a portion and / or top portion on the axially inner side of the outer surface of the protrusion of the lock ring.
  • the sacrificial anticorrosive material can be exposed in the gap between the inner surface of the lock ring groove and the outer surface of the lock ring where water easily collects, and the corrosion of the surface contact area between the lock ring and the rim base can be reliably suppressed. it can.
  • the sacrificial anticorrosive material can be exposed in the gap between the inner surface of the lock ring groove where water easily collects and the outer surface of the protrusion of the lock ring, and corrosion of the surface contact area between the lock ring and the rim base is reliably suppressed. be able to.
  • This configuration is obtained by a mismatch between the outer surface shape of the protrusion of the lock ring and the inner surface shape of the lock ring groove.
  • the bottom of the inner surface of the lock ring groove and the top of the outer surface of the lock ring ridge are spaced apart from each other, and the bottom of the inner surface of the lock ring groove and the ridge of the lock ring
  • the sacrificial anticorrosive material is provided on at least one of the tops on the outer surface of the substrate. According to this configuration, it is possible to suppress peeling of the sacrificial anticorrosive material due to axial movement of the lock ring during traveling and movement inward in the axial direction when the tire air pressure is released without forming a relief groove.
  • the sacrificial anticorrosive material can be exposed in the gap between the inner surface of the lock ring groove where water easily collects and the outer surface of the protrusion of the lock ring, and corrosion of the surface contact area between the lock ring and the rim base is reliably suppressed. be able to.
  • the base material of the rim base and the lock ring is made of iron, and the sacrificial anticorrosive material contains zinc, aluminum, or an alloy of zinc and aluminum as a metal having a higher ionization tendency than iron.
  • the sacrificial anticorrosive material may be composed of the above-mentioned metal that has been sprayed or plated, or may be composed of a mixture of a resin and the above-described metal that has been applied.
  • FIG. 1B is a view corresponding to FIG. 1A in which the position of the sacrificial anticorrosive material is changed.
  • FIG. 1B is a view corresponding to FIG. 1A in which the position of the sacrificial anticorrosive material is changed.
  • the multi-piece rim structure in the multi-piece rim structure according to the present invention, it is a main part enlarged cross-sectional view showing an embodiment in which a sacrificial anticorrosive material is provided in a relief groove formed on the outer surface of the ridge of the lock ring. It is the figure equivalent to FIG. 2A which changed the position of the sacrificial anticorrosive material. It is the figure equivalent to FIG. 2A which changed the position of the sacrificial anticorrosive material. It is a principal part expanded sectional view which shows embodiment which provided the sacrificial anticorrosive material in the inner surface of the lock ring groove
  • FIG. 3A it is a figure which shows the state which the lock ring moved to the axial direction inner side to the maximum when the air pressure of a tire was extracted. It is a principal part expanded sectional view which shows embodiment which provided the sacrificial anticorrosive material in the outer surface of the protrusion of the lock ring, without forming a relief groove, and shows the normal state which the lock ring moved to the axial direction outermost.
  • FIG. 4B is a diagram showing a state where the lock ring is moved to the maximum inside in the axial direction when the tire air pressure is released in the embodiment of FIG. 4A.
  • a lock ring it is a principal part expanded sectional view which shows embodiment which provided the sacrificial anticorrosive material in the contact surface adjacent to a protrusion. It is a principal part expanded sectional view which shows embodiment which provided the sacrificial anticorrosive material in the receiving surface adjacent to a lock ring groove
  • annular relief groove 15a extending in the circumferential direction is formed in the lower portion on the inner side in the axial direction.
  • a sacrificial anticorrosive material 80 made of zinc, aluminum, or an alloy containing 50% by weight of zinc and aluminum, which has a higher ionization tendency than iron, which is the base material of the rim base 10 and the lock ring 30, is buried in the escape groove 15a by thermal spraying. ing.
  • the escape groove 15a is preferably formed by rolling a strip-shaped steel plate corresponding to the gutter band portion 11 and then performing a cutting process.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 in contact with the water accumulated in the gap 70 is ionized and oxidized, so that ionization of iron that is a base material of the rim base 10 and the lock ring 30 is suppressed.
  • fretting fatigue can be prevented from being accelerated by corrosion, and breakage due to cracks can be avoided over a long period of time.
  • the lock ring 30 may vibrate greatly in the axial direction, and may approach the portion on the inner side of the lock groove 15 in the axial direction. Also, the lock ring 30 may move inward in the axial direction when the tire air pressure is released. However, since the sacrificial anticorrosive material 80 is accommodated in the escape groove 15a, damage due to the lock ring 30 can be avoided.
  • the escape groove 15a is formed in the vicinity of the first receiving surface, farther from the bottom than in FIG. 1A. Others are the same as in FIG. In the embodiment shown in FIG. 1C, a relief groove 15a is formed at the bottom of the inner surface of the lock ring groove 15, and a sacrificial anticorrosive metal 80 is embedded therein. Others are the same as in FIG.
  • a relief groove 35a is formed in the axially inner surface region of the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30, and a sacrificial anticorrosive material 80 is embedded in the relief groove 35a.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 faces the gap 70.
  • the escape groove 35 a is formed at the bottom of the ridge 35, farther from the top of the ridge 35 than in FIG. 2A. Others are the same as in FIG.
  • a relief groove 35a is formed at the top of the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 (the part facing the bottom of the inner surface of the lock ring groove 15), and the sacrificial anticorrosive material 80 is formed in this relief groove 35a. Is buried. Others are the same as in FIG.
  • no escape groove is formed on the inner surface of the lock ring groove 15.
  • the axially outer portion of the inner surface of the lock ring groove 15 and the axially outer portion of the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 have the same surface shape, thereby ensuring a contact region R3.
  • the axially inner portion of the inner surface of the lock ring groove 15 and the axially inner portion of the outer surface of the protrusion 35 do not coincide with each other.
  • the lock ring 30 In the normal state, the lock ring 30 is positioned on the outer side in the axial direction as shown in FIG. 3A. However, when the tire air pressure is released, the lock ring 30 may move inward in the axial direction as shown in FIG. 3B. However, even if it moves inward in the axial direction as much as possible, the axially inner portion of the inner surface of the lock ring groove 15 and the axially inner portion of the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 are separated from each other. The bottom of the inner surface of the lock ring 30 and the top of the outer surface of the lock ring 30 are also spaced apart. In this way, the surface region where the inner surface of the lock ring groove 15 and the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 are always spaced apart from each other is denoted by reference symbol R0 '.
  • a sacrificial anticorrosive material 80 is provided on the inner surface of the lock ring groove 15 by thermal spraying or the like.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 fills part or all of the gap between the inner surface of the lock ring groove 15 and the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 in the state shown in FIG. 3B.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 faces the gap 70.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 may be provided only on the inner side in the axial direction on the inner surface of the lock ring groove 15 or only on the bottom.
  • the shape of the protrusion 35 of the lock ring groove 15 and the lock ring 30 is the same as that of the embodiment of FIGS. 3A and 3B.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 is provided on the outer surface of the protrusion 35 in the surface region R0 ′.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 fills part or all of the gap between the inner surface of the lock ring groove 15 and the outer surface of the protrusion 35 of the lock ring 30 in the state shown in FIG. 4B.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 faces the gap 70.
  • the sacrificial anticorrosive material 80 may be provided only on the axially inner side of the outer surface of the ridge 35 or only on the top.
  • a sacrificial anticorrosive material may be provided on the entire inner surface of the lock ring groove 15 or the outer surface of the protrusion 35. A part of the sacrificial anticorrosive material may be peeled off by the movement of the lock ring 35 in the axial direction when the tire air pressure is released, but the remaining sacrificial anticorrosive material is maintained.
  • a relief groove 37a is formed in the first contact surface 37 of the lock ring 35, and a sacrificial anticorrosive material 80 is embedded in the relief groove 37a.
  • a relief groove 17a is formed in the first receiving surface 17 of the gutter band portion 11, and a sacrificial anticorrosive material 80 is embedded in the relief groove 17a.
  • the sacrificial anticorrosive material may be formed by plating.
  • the sacrificial anticorrosive material may be composed of a rod, a wire, a strip, or the like made of zinc, aluminum, or an alloy of zinc and aluminum, and embedded in the escape groove.
  • the sacrificial anticorrosive material may be constituted by containing the above-mentioned metal in the resin, and may be applied to the escape groove or applied to the inner surface of the lock ring groove or the outer surface of the protrusion of the lock ring.
  • the sacrificial anticorrosive material containing this resin can be easily applied to a multi-piece rim structure at the time of tire replacement or tire detachment for maintenance.
  • a sacrificial anticorrosive material may be provided, and a hardened layer may be formed on the inner surface of the lock ring groove by induction hardening, ion nitriding treatment, or the like.
  • the present invention can be applied to a multi-piece rim structure of a wheel of a large vehicle.

Abstract

 ホイールの多片リム構造は、リムベース10と、タイヤのビード部からの径方向および軸方向の荷重を受けるビードシートリング20(リング部材)と、ロックリング30とを備えている。ロックリング30の環状の突条35がリムベース10の環状のロックリング溝15に嵌る。リムベース10のロック溝15の内面には逃げ溝15aが形成されている。この逃げ溝15aには、リムベース10およびロックリング30の母材である鉄よりイオン化傾向の大きな亜鉛やアルミニウム等の金属を含む犠牲防食材80が、埋め込まれている。この犠牲防食材80のイオン化により、リムベース10とロックリング30の腐食が抑制される。

Description

ホイールの多片リム構造
 本発明は、鉱山で用いられる大型車両等に装備されるホイールの多片リム構造に関する。
 鉱山で用いられるオフロードタイプの大型車両のホイールでは、大重量のタイヤを装着し易くするため、リム構造が複数のピースによって構成されている。
 図6に示す公知の多片リム構造1は、5つのピース、すなわち、リムベース10とビードシートリング20(リング部材)とロックリング30と一対のサイドリング40,50とを備えている。なお、本発明において、「軸方向」、「径方向」、「周方向」とはそれぞれ多片リム構造の軸方向、径方向、周方向をいう。又、「軸方向外側」とは多片リムにセットされたタイヤの軸方向の中央位置から軸方向に遠ざかる側をいい、「軸方向内側」とは軸方向に沿って上記したタイヤの中央位置に近づく側をいう。
 上記リムベース10は、3つの短円筒状の部材を、軸方向(幅方向)に順に溶接することにより構成されている。なお、これら短円筒状の部材の各々は、帯状の圧延鋼板を円筒形状に丸めてその両端面を溶接することにより得られる。
 上記リムベース10は、軸方向の一方側にガターバンド部11を有し、他方側にバックフランジ部12を有している。
 上記ビードシートリング20は、上記リムベース10のガターバンド部11の径方向外側に配置されている。一方のサイドリング40は、このビードシートリング20の径方向外側に配置され、ビードシートリング20の軸方向外側の周縁に形成された環状の起立フランジ部21に係止されている。他方のサイドリング50は、リムベース10のバックフランジ部12に係止されている。
 上記ビードシートリング20の外周面は幅Wのビードシート部22として提供される。また、リムベース10においてサイドリング50に隣接した部位の外周面は、幅Wのビードシート部13として提供される。これらビードシート部22,13にタイヤ(図示しない)の一対のビード部が載るようになっている。上記ビードシートリング20の軸方向外側の縁部の内周には、テーパをなす環状の荷重付与面23が形成されている。
 上記多片リム構造1にタイヤを装着する時には、サイドリング50、タイヤ、サイドリング40、ビードシートリング20を、この順序で、ガターバンド部11からバックフランジ部12に向かって軸方向に移動させることにより、リムベース10に装着し、最後にロックリング30をリムベース10に嵌め込む。
 なお、上記ビードシートリング20の嵌め込みに先立ってガターバンド部11のシールリング溝16(後述する)にOリングからなるシールリング60を嵌め込む。このシールリング60は、ビードシートリング20とガターバンド部11との間をシールするためのものである。
 図7に示す多片リム構造1’も公知である。この多片リム構造1’は3つのピース、すなわち、リムベース10’とリング部材5とロックリング30とを備えている。リムベース10’はサイドリング部50’を一体に有している。このサイドリング部50’は、図6の多片リム構造1のサイドリング50とバックフランジ12に相当する。また、リング部材5は、ビードシートリング部20’とサイドリング部40’を一体に有している。これらビードシートリング部20’とサイドリング部40’は、図6のリム構造1のビードシートリング20とサイドリング40にそれぞれ相当する。他の構成は図6と同様であるから同番号を付してその詳細な説明を省略する。
 さらに、図8に示すダブルタイヤ式の車両に用いられるリム構造1A,1Bも公知である。車両に近い内側のタイヤTaを保持するリム構造1Aは、図6と同様の構成をなし、車両から遠い外側のタイヤTbを保持するリム構造1Bでは、リムベース10”の軸方向の両端部がガターバンド部11となっており、これらガターバンド部11の各々にビードシートリング20、ロックリング30、サイドリング40が装着されている。
 上記リム構造1,1’,1A,1Bにおける、ガターバンド部11とロックリング30について、特に図9を参照しながら詳述する。上記ガターバンド部11の外周面には、ロックリング溝15と、このロックリング溝15より軸方向内側に位置するシールリング溝16が形成されている。ロックリング溝15の断面の輪郭は凹曲線をなしている。ロックリング溝15より軸方向内側、すなわちロックリング溝15とシールリング溝16との間には、円筒面からなる第1受面17が形成されている。ロックリング溝15より軸方向外側、すなわちロックリング溝15とガターバンド部11の外側縁との間には、円筒面からなる第2受面18が形成されている。
 上記ロックリング30は、上記リムベース10のガターバンド部11と上記ビードシートリング20(またはリング部材5)との間に介在されている。このロックリング30は環状をなすが、1か所で切断されている。ロックリング30の軸方向内側の縁部の外周には、テーパをなす環状の荷重受面31が形成されている。
 上記ロックリング30は、その内周の軸方向中間位置に、周方向に連続する環状の突条35を有し、さらにこの突条35より軸方向内側に円筒面からなる第1当接面37を有し、軸方向外側に円筒面からなる第2当接面38を有している。突条35の断面の輪郭は凸曲線をなしている。
 上記ロックリング30のガターバンド部11への装着状態では、上記突条35は、上記ガターバンド部11のロックリング溝15に嵌り、荷重受面31がビードシートリング20(またはリング部材5)の荷重付与面23と面接触し、第1当接面37がガターバンド部11の第1受面17に面接触し、第2当接面38が第2受面18に面接触する。
 上記タイヤを装着した多片リム構造1、1’、1A、1Bにおいて、タイヤの一方のビード部からビードシートリング20(またはリング部材5)に径方向の荷重が付与される。さらに同ビード部からサイドリング40(またはサイドリング部50’)を介してビードシートリング20(またはリング部材5)に軸方向の荷重が付与される。このビードシートリング20(またはリング部材5)に付与された径方向荷重、軸方向荷重の殆どは、荷重付与面23と荷重受面31を介してロックリング30に伝達され、このロックリング30からガターバンド部11に伝達される。
 上記ロックリング30からガターバンド部11への荷重伝達経路について詳述する。径方向荷重は、第1当接面37と第1受面17の面接触領域R1と、第2当接面38と第2受面18との面接触領域R2を介して伝達される。軸方向荷重はロックリング30の突条35の外面における軸方向外側の部位と、ロックリング溝15の内面における軸方向外側の部位との面接触領域R3を介して伝達される。
 上記面接触領域R1、R2、R3では、車両走行に伴い、ガターバンド部11とロックリング30との間で微小往復滑りが生じるとともに繰り返し荷重が付与され、摩耗により減肉が生じる。特に面接触領域R3ではフレッティング疲労により亀裂100が生じることが知られている。これらの減肉や亀裂を放置すると走行時に部品が外れ走行不能となる恐れがある。
 上記多片リム構造1、1’、1A、1Bでは、腐食による減肉の問題も生じる。以下、詳述する。上記ロックリング30の突条35はガターバンド部11のロックリング溝15に径方向、軸方向の遊びをもって嵌め込まれる。ロックリング30はタイヤのビード部からの軸方向外方向の荷重を受けるため、突条35の外面における軸方向内側の部位から頂部に至る領域と、ロックリング溝15の内面における軸方向内側の部位から底部に至る領域に隙間70が形成される。突条35の外面とロックリング溝15の内面において、この隙間70を挟んで離間対峙する領域を符号R0で示す。ただし、タイヤ交換時のロックリング30の脱着時やタイヤのエア圧を抜く時やエア圧を充填する時にはロックリング30が軸方向内側へ一時的に移動するため、領域R0に隙間70が無くなりロックリング30の突条35はロックリング溝15の内面における軸方向内側の部位に面接触する。
 ロックリング30の切断箇所から水がロックリング溝15に侵入したり、隙間70に存在する水分が結露することにより、隙間70に水が溜まる。そのため、領域R0、R1、R2,R3は腐食環境になり、面接触領域R1,R3で腐食減肉が生じ易い。
 特に面接触領域R3では、応力集中が顕著なため腐食と摩耗により上記フレッティング疲労が促進され、亀裂100の成長が早められる。
 そこで、本出願人は特許文献1に開示されているように、ガターバンド部のロックリング溝の内面およびこのロックリング溝に隣接する第1、第2の受面に常乾性塗料の塗膜層を形成し、その上に常乾性潤滑剤の被膜層を形成することにより、多片リム構造に耐フレッティング性、耐腐食性を付与することを提案している。
 また、本出願人は特許文献2に開示されているように、ガターバンド部のロックリング溝の内面及び第1、第2の受面にイオン窒化処理による硬化層を形成することも提案している。
特開平10-24701号公報 特開2001-225604号公報
 特許文献1に示すようにガターバンド部に塗膜層を形成した場合、面接触領域R1、R2、R3で摩耗により塗膜層が剥がれ、面接触領域R1、R2、R3では腐食が進み、特に面接触領域R3では応力集中が著しいため腐食に伴いフレッティング疲労が促進される。領域R0についてもタイヤのエア圧を抜く時に、ロックリング30とガターバンド11が接触し、その際に塗膜層が破壊されてしまう。
 特許文献2の硬化層は耐フレッティング性を向上させるものの、腐食を防ぐことはできない。そのため、特に面接触領域R3において長期にわたりフレッティング疲労を抑制するのは困難である。
 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
 軸方向端部の外周に環状のロックリング溝を有するリムベースと、
 上記リムベースの径方向外側に配置され、タイヤのビード部からの径方向および軸方向の荷重を受けるリング部材と、
 内周に環状の突条を有し、この突条が上記ロックリング溝に嵌ることにより上記リムベースに装着され、上記リング部材からの径方向および軸方向の荷重を受けて上記リング部材を係止するロックリングと、
 を備えたホイールの多片リム構造において、
 上記リムベースと上記ロックリングの互いに対峙する面の少なくとも一方には、上記リムベースおよび上記ロックリングの母材よりイオン化傾向の大きな金属を含む犠牲防食材が設けられていることを特徴とする。
 上記構成によれば、犠牲防食材のイオン化傾向の大きな金属でイオン化およびその結果としての腐食が生じるため、リムベースおよびロックリングの母材のイオン化を抑制でき、この母材の腐食を抑制できる。特にロックリング溝の内面における軸方向外側の部位において、腐食によるフレッティング疲労の促進を回避でき、耐フレッティング性を向上させることができる。その結果、リム構造の長寿命化を図ることができる。
 好ましくは、上記リムベースと上記ロックリングの互いに対峙する面の少なくとも一方には、周方向に延びる逃げ溝が形成され、この逃げ溝内に上記犠牲防食材が設けられている
 この構成によれば、ロックリングは車両走行中やタイヤのエア圧を抜く時であっても逃げ溝内の犠牲防食材はロックリングの影響を受けず、犠牲防食部材を長期にわたって保持することができる。
 好ましくは、上記ロックリング溝の内面における軸方向内側の部位及び/又は底部に、上記逃げ溝が形成されている。
 この構成によれば、水が溜まり易いロックリング溝の内面とロックリングの外面との間の隙間に犠牲防食材を露出させることができ、その結果犠牲防食材のイオン化を促進することにより、確実にロックリングとリムベースの面接触領域の腐食を抑制することができる。
 好ましくは、上記ロックリングの突条の外面における軸方向内側の部位及び/又は頂部に、上記逃げ溝が形成されている。
 この構成でも水が溜まり易いロックリング溝の内面とロックリングの外面との間の隙間に犠牲防食材を露出させることができ、確実にロックリングとリムベースの面接触領域の腐食を抑制することができる。
 他の態様では、上記ロックリング溝と上記ロックリングの突条との間には軸方向に遊びがあり、上記ロックリングが最大限軸方向内側に位置した状態でも、上記ロックリング溝の内面における軸方向内側の部位と、上記ロックリングの突条の外面における軸方向内側の部位が、互いに離間しており、上記ロックリング溝の内面における軸方向内側の部位と、上記ロックリングの突条の外面における軸方向内側の部位の少なくとも一方に、上記犠牲防食材が設けられている。
 この構成によれば、逃げ溝を形成しなくても、走行中のロックリングの軸方向振れやタイヤのエア圧を抜く時の軸方向内側への移動に起因した犠牲防食材の剥離を抑制できる。また、水が溜まり易いロックリング溝の内面とロックリングの突条の外面との間の隙間に犠牲防食材を露出させることができ、確実にロックリングとリムベースの面接触領域の腐食を抑制することができる。なお、この構成は、ロックリングの突条の外面形状とロックリング溝の内面形状の不一致により得られる。
 さらに他の態様では、上記ロックリング溝の内面における底部と、上記ロックリングの突条の外面における頂部が、互いに離間しており、上記ロックリング溝の内面における底部と、上記ロックリングの突条の外面における頂部の少なくとも一方に、上記犠牲防食材が設けられている。
 この構成によれば、逃げ溝を形成しなくても、走行中のロックリングの軸方向振れやタイヤのエア圧を抜く時の軸方向内側への移動に起因した犠牲防食材の剥離を抑制できる。また、水が溜まり易いロックリング溝の内面とロックリングの突条の外面との間の隙間に犠牲防食材を露出させることができ、確実にロックリングとリムベースの面接触領域の腐食を抑制することができる。
 より具体的な態様は下記の通りである。
 上記リムベースおよび上記ロックリングの母材が鉄からなり、上記犠牲防食材が、鉄よりイオン化傾向の大きな金属として、亜鉛、アルミニウムまたは亜鉛とアルミニウムの合金を含む。犠牲防食材は、溶射またはメッキされた上記金属で構成してもよいし、塗布された、樹脂と上記金属の混合物で構成してもよい。
 本発明によれば、ホイールの多片リム構造において、腐食を抑制でき、耐フレッティング性を向上させることができる。
本発明に係る多片リム構造において、ガターバンド部のロックリング溝の内面に形成された逃げ溝に犠牲防食材を設けた実施形態を示す要部拡大断面図である。 犠牲防食材の位置を変えた図1A相当図である。 犠牲防食材の位置を変えた図1A相当図である。 本発明に係る多片リム構造において、ロックリングの突条の外面に形成された逃げ溝に犠牲防食材を設けた実施形態を示す要部拡大断面図である。 犠牲防食材の位置を変えた図2A相当図である。 犠牲防食材の位置を変えた図2A相当図である。 逃げ溝を形成せずにロックリング溝の内面に犠牲防食材を設けた実施形態を示す要部拡大断面図であり、ロックリングが軸方向外側に最大限移動した通常状態を示す。 図3Aの実施形態において、タイヤのエア圧を抜いた時に、ロックリングが軸方向内側に最大限移動した状態を示す図である。 逃げ溝を形成せずにロックリングの突条の外面に犠牲防食材を設けた実施形態を示す要部拡大断面図であり、ロックリングが軸方向外側に最大限移動した通常状態を示す。 図4Aの実施形態において、タイヤのエア圧を抜いた時に、ロックリングが軸方向内側に最大限移動した状態を示す図である。 ロックリングにおいて、突条に隣接する当接面に犠牲防食材を設けた実施形態を示す要部拡大断面図である。 ガターバンド部においてロックリング溝に隣接する受面に犠牲防食材を設けた実施形態を示す要部拡大断面図である。 公知の5ピースからなる多片リム構造の概略断面図である。 公知の3ピースからなる多片リム構造の概略断面図である。 ダブルタイヤ式の車両に装備される公知の多片リム構造の概略断面図である。 公知の多片リム構造の要部の拡大断面図である。
 以下、本発明の実施形態について図1~図5を参照しながら説明する。本発明に係る多片リム構造の基本構成は、図6~図8に示すリム構造1,1’,1A,1Bと同様であるから、その詳細な説明を省略する。以下、要部のみを説明する。
 図1Aに示す実施形態では、ガターバンド部11のロックリング溝15の内面において、軸方向内側の下部に周方向に延びる環状の逃げ溝15aが形成されている。この逃げ溝15aに、リムベース10とロックリング30の母材である鉄よりイオン化傾向の大きな亜鉛、アルミ、または亜鉛とアルミを50重量%ずつ含む合金からなる犠牲防食材80が、溶射により埋設されている。逃げ溝15aは、ガターバンド部11に対応する帯状鋼板を圧延した後に切削加工することにより形成するのが好ましい。
 上記構成によれば、隙間70に溜まった水に接する犠牲防食材80がイオン化し酸化されるため、リムベース10およびロックリング30の母材である鉄のイオン化が抑制される。その結果、特にこの隙間70に隣接する面接触領域R1,R3での腐食減肉を抑えることができる。さらに、面接触領域R3において、腐食によりフレッティング疲労が促進されるのを回避でき、亀裂による破損を長期にわたって回避できる。
 車両走行中にはロックリング30が軸方向に大きく振動して、ロック溝15の内面のうち軸方向内側の部位に近づくこともある。またタイヤのエア圧を抜く時にロックリング30が軸方向内側に移動することもある。しかし、上記犠牲防食材80は逃げ溝15aに収容されているため、ロックリング30による破損を回避できる。
 図1Bに示す実施形態では、逃げ溝15aが図1Aよりも底部から離れて、第1受面の近傍に形成されている。他は図1Aと同様であるので、説明を省略する。
 図1Cに示す実施形態では、ロックリング溝15の内面の底部に逃げ溝15aが形成され、ここに犠牲防食金属80が埋設されている。他は図1Aと同様であるので、説明を省略する。
 図2Aに示す実施形態では、ロックリング30の突条35の外面における軸方向内側の面領域に逃げ溝35aが形成され、この逃げ溝35aに犠牲防食材80が埋設されている。犠牲防食材80は隙間70に臨んでいる。
 図2Bに示す実施形態では、逃げ溝35aが図2Aよりも突条35の頂部から離れて突条35の裾部に形成されている。他は図2Aと同様であるので、説明を省略する。
 図2Cに示す実施形態では、ロックリング30の突条35の外面における頂部(ロックリング溝15の内面の底部に対峙する部位)に逃げ溝35aが形成され、この逃げ溝35aに犠牲防食材80が埋設されている。他は図2Aと同様であるので、説明を省略する。
 図3A,図3Bに示す実施形態では、ロックリング溝15の内面に逃げ溝が形成されていない。ロックリング溝15の内面における軸方向外側の部位と、ロックリング30の突条35の外面における軸方向外側の部位は面形状が一致しており、これにより接触領域R3を確保している。しかし、ロックリング溝15の内面における軸方向内側の部位と突条35の外面における軸方向内側の部位は面形状が一致していない。
 ロックリング30は通常状態では図3Aに示すように軸方向外側に位置しているが、タイヤのエア圧を抜く時等には図3Bに示すように軸方向内側に移動することがある。しかし、最大限軸方向内側に移動しても、ロックリング溝15の内面における軸方向内側の部位と、ロックリング30の突条35の外面における軸方向内側の部位は離間し、ロックリング溝15の内面の底部とロックリング30の外面の頂部も離間している。このように、ロックリング溝15の内面とロックリング30の突条35の外面とが常に離間して対峙する面領域に符号R0’を付す。
 上記面領域R0’において、ロックリング溝15の内面に、犠牲防食材80が溶射等により設けられている。この犠牲防食材80は、図3Bに示す状態におけるロックリング溝15の内面とロックリング30の突条35の外面との隙間の一部または全部を埋める。犠牲防食材80は隙間70に臨んでいる。
 図3A,図3Bの実施形態において、犠牲防食材80は、ロックリング溝15の内面において、軸方向内側の部位だけに設けてもよく底部だけに設けてもよい。
 図4A,図4Bに示す実施形態では、ロックリング溝15とロックリング30の突条35の形状が図3A,図3Bの実施形態と同じである。この実施形態では、上記面領域R0’において突条35の外面に犠牲防食材80が設けられている。この犠牲防食材80は、図4Bに示す状態におけるロックリング溝15の内面とロックリング30の突条35の外面との隙間の一部または全部を埋める。犠牲防食材80は隙間70に臨んでいる。
 図4A,図4の実施形態において、犠牲防食材80は、突条35の外面の軸方向内側の部位だけ、または頂部だけに設けてもよい。
 図1~図4に示す実施形態において、ロックリング溝15の内面または突条35の外面の全域に犠牲防食材を設けてもよい。この犠牲防食材の一部はタイヤのエア圧を抜く時にロックリング35の軸方向内側への移動により剥離する可能性もあるが、残りの犠牲防食材は維持される。
 図5Aでは、ロックリング35の第1当接面37に逃げ溝37aが形成され、この逃げ溝37aに犠牲防食材80が埋込まれている。
 図5Bでは、ガターバンド部11の第1受面17に逃げ溝17aが形成され、この逃げ溝17aに犠牲防食材80が埋込まれている。
 本発明態様は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。
 犠牲防食材をメッキにより形成してもよい。
 犠牲防食材を、亜鉛、アルミまたは亜鉛とアルミの合金からなる棒、ワイヤ、帯材等により構成し、逃げ溝に埋め込んでもよい。
 犠牲防食材を、上記金属を樹脂に含有させることにより構成し、逃げ溝に塗り込んだり、ロックリング溝の内面またはロックリングの突条の外面に塗布してもよい。この樹脂を含む犠牲防食材を用いれば、タイヤ交換時や、メンテナンスのためのタイヤ脱着時に、簡単に多片リム構造に塗ることができる。
 犠牲防食材を設けるとともに、高周波焼き入れ、イオン窒化処理等によりロックリング溝の内面に硬化層を形成してもよい。
 本発明は、大型車両のホイールの多片リム構造に適用することができる。

Claims (9)

  1.  軸方向端部の外周に環状のロックリング溝(15)を有するリムベース(10;10’;10”)と、
     上記リムベースの径方向外側に配置され、タイヤのビード部からの径方向および軸方向の荷重を受けるリング部材(5;20)と、
     内周に環状の突条(35)を有し、この突条が上記ロックリング溝(15)に嵌ることにより上記リムベースに装着され、上記リング部材(5;20)からの径方向および軸方向の荷重を受けて上記リング部材を係止するロックリング(30)と、
     を備えたホイールの多片リム構造において、
     上記リムベース(10;10’;10”)と上記ロックリング(30)の互いに対峙する面の少なくとも一方には、上記リムベースおよび上記ロックリングの母材よりイオン化傾向の大きな金属を含む犠牲防食材(80)が設けられていることを特徴とするホイールの多片リム構造。
  2.  上記リムベース(10;10’;10”)と上記ロックリング(30)の互いに対峙する面の少なくとも一方には、周方向に延びる逃げ溝(15a;17a;35a;37a)が形成され、この逃げ溝内に上記犠牲防食材(80)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のホイールの多片リム構造。
  3.  上記ロックリング溝(15)の内面における軸方向内側の部位及び/又は底部に、上記逃げ溝(15a)が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のホイールの多片リム構造。
  4.  上記ロックリング(30)の突条(35)の外面における軸方向内側の部位及び/又は頂部に、上記逃げ溝(35a)が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のホイールの多片リム構造。
  5.  上記ロックリング溝(15)と上記ロックリング(30)の突条(35)との間には軸方向に遊びがあり、上記ロックリングが最大限軸方向内側に位置した状態でも、上記ロックリング溝の内面における軸方向内側の部位と、上記ロックリングの突条の外面における軸方向内側の部位が、互いに離間しており、
     上記ロックリング溝の内面における軸方向内側の部位と、上記ロックリングの突条の外面における軸方向内側の部位の少なくとも一方に、上記犠牲防食材(80)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のホイールの多片リム構造。
  6.  上記ロックリング溝(15)の内面における底部と、上記ロックリング(30)の突条(35)の外面における頂部が、互いに離間しており、
     上記ロックリング溝の内面における底部と、上記ロックリングの突条の外面における頂部の少なくとも一方に、上記犠牲防食材(80)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のホイールの多片リム構造。
  7.  上記リムベース(10;10’;10”)および上記ロックリング(30)の母材が鉄からなり、
     上記犠牲防食材が、鉄よりイオン化傾向の大きな金属として、亜鉛、アルミニウムまたは亜鉛とアルミニウムの合金を含むことを特徴とする請求項1に記載のホイールの多片リム構造。
  8.  上記犠牲防食材(80)が、溶射またはメッキされた上記金属で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のホイールの多片リム構造。
  9.  上記犠牲防食材(80)が、塗布された、樹脂と上記金属の混合物で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のホイールの多片リム構造。
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