JP3387927B2 - 自動車用の軽合金ホイール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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57
7095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
ムよりも遙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の孔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
35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131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122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が押し合てられる当接面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、疑似リブ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 (56)参考文献 実開 昭58−196208（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−31602（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5636905（ＵＳ，Ａ) 仏国特許出願公開1549438（ＦＲ，Ａ １) ***国特許出願公開643488（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60B 3/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項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（2
   1）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（22,1
   22）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（33,1
   33）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（35）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（134）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。