JP4255022B2 - 車両用ホイールの横装填式リム構造およびホイールアッセンブリの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は車両用ホイールの横装填式リム構造、およびこのリム構造を有するホイールとタイヤのアッセンブリを組み立てる方法に関する。

一般的な車両用ホイールのリムは、幅方向中間部に小径のドロップ部を有しており、その幅方向両側に第１,第２のビードシート部を有し、さらにその外側に第１,第２のフランジ部を有している。このリムでは、タイヤのビードを一旦ドロップ部に落し込んでからビードシート部に乗せるため、タイヤの装填作業が煩雑であった。

そこで、特許文献１に示すような横装填式のリム構造が開発されている。このリム構造では、リム本体とサイドリングの２つの部品により構成されている。リム本体は、ドロップ部を含まず、ほぼ円筒形状をなしており、一方の周縁部に第１ビードシート部と第１フランジ部を有し、他方の周縁部にサイドリングが着脱可能に取り付けられるようになっている。上記サイドリングは、第２ビードシート部と第２フランジ部とを有している。

なお、上記リム本体の他方の周縁部には、周方向に間隔をおいて複数の第１係合突起が形成され、上記サイドリングにも周方向に間隔をおいて複数の第２係合突起が形成され、これら第１,第２の係合突起の係合により上記サイドリングのリム本体への装着がなされている。

上記リム構造におけるタイヤ装填作業について説明する。最初にタイヤを真横からホイールの軸方向に沿って移動させながら、リム本体に装填する。第２フランジ部がサイドリングに形成されリム本体に形成されておらず、第２フランジ部がタイヤ装填時の障害とならないため、このようなタイヤの横装填が可能になる。しかも特許文献１ではテーパをなす第２ビードシート部もサイドリングに形成されリム本体に形成されていないので、タイヤを、変形を伴わずにリム本体に装填することができる。その結果、タイヤの装填作業を円滑かつ簡単に行なうことができる。

上記タイヤ装填により、タイヤの一方のビードが上記リム本体の第１ビードシート部に乗る。このタイヤ装填後にサイドリングを装着する。詳述すると、サイドリングの第２係合突起をリム本体の第１係合突起間の間隙に一致させた状態で、サイドリングを押し込む。これにより、サイドリングの第２ビードシート部にタイヤの他方のビードが乗る。この状態でサイドリングを所定角度回わすことにより、第２係合突起を第１係合突起の背後に位置させる。これにより、第１,第２係合突起同士を係合させる。
特開２００４−１７７２７号公報（図１,図７）

上記リム構造では、タイヤ装填の後にサイドリングを押し回す際に、サイドリングのビードシート部とタイヤのビードとの間で摩擦が働くため、サイドリングを回すのに力を要し、サイドリングの装着作業に手間取る不都合があった。

上記課題を解決するため、本発明に係わる車両用のホイールの横装填式リム構造は、リム本体と、環状のカラーと、サイドリングとを備え、上記リム本体の一方の周縁部には、外周面がテーパをなしてタイヤの一方のビードを乗せる第１ビードシート部が形成されるとともに、第１フランジ部が上記第１ビードシート部よりも上記リム本体の幅方向外側に形成され、上記リム本体の他方の周縁部には周方向に間隔をおいて複数の第１係合突起が形成されるとともに、当該他方の周縁部の外周には装着面が形成され、上記サイドリングには、第２フランジ部が形成されるとともに、周方向に間隔をおいて複数の第２係合突起が形成され、この第２係合突起が上記第１係合突起より幅方向内側に位置するようにして第１係合突起と係合することにより、上記サイドリングが上記リム本体の他方の周縁部に装着され、上記カラーは、その外周面がテーパをなしてタイヤの他方のビードを乗せる第２ビードシート部となり、上記リム本体の装着面に嵌められ、上記カラーの幅方向外側の周縁が上記サイドリングに係止されている。

上記構成によれば、第２フランジ部,第２ビードシート部に邪魔されずに円滑かつ簡単な作業でタイヤをリム本体に装填することができる。また、サイドリングとタイヤとの摩擦が小さくなるので、サイドリングを押し回してリム本体に装着する作業も円滑かつ簡単に行うことができる。

好ましくは、上記リム本体の装着面は、上記リム本体の中間部より小径をなしている。これによれば、カラーの装着面への嵌め込み状態を安定して維持できる。

好ましくは、上記第１係合突起が上記リム本体の内周に形成され、上記サイドリングがベース部を有し、このベース部が、円筒部とこの円筒部の幅方向外側の周縁から径方向外方向に突出する環状鍔部とを有し、上記円筒部の外周に上記第２係合突起が形成され、上記環状鍔部に上記第２フランジ部が連なり、上記環状鍔部で上記カラーの幅方向外側の周縁を係止する。これによれば、リム本体の周縁部の内周にサイドリングを装着し外周にカラーを装着するので、狭い領域にカラーとサイドリングを配置することができ、ひいてはリム構造の幅の増大を回避できる。

好ましくは、上記第１係合突起が、上記リム本体において上記装着面より幅方向外側の部位の外周に形成され、上記第１係合突起の外径が上記装着面の外径以下であり、上記サイドリングはベース部を有し、このベース部の内周に上記第２係合突起が形成され、このベース部の外周に上記第２フランジ部が形成され、このベース部で上記カラーの外側の周縁を係止する。これによれば、リム本体の内側の空間を広く確保でき、例えば種々の構成要素を当該空間に余裕を持って配置することができる。

好ましくは、上記ベース部の上記カラー寄りの部位は、その外周面がテーパをなして上記カラーの外周面とほぼ一致し、これにより第２ビードシート部の一部をなしている。これによれば、カラーを狭い幅にすることができるので、第２係合突起とカラーがリム本体の外周に配置されているにも拘わらず、カラーとサイドリングを比較的狭い領域に配置することができる。

本発明に係るホイールアッセンブリの組立方法は、
（イ）リム本体を含み、このリム本体の一方の周縁部に、テーパをなす第１ビードシート部が形成されるとともに、第１フランジ部が上記第１ビードシート部より上記リム本体の幅方向外側に形成され、上記リム本体の他方の周縁部に周方向に間隔をおいて複数の第１係合突起が形成されるとともに、当該他方の周縁部の外周に装着面が形成されたホイール本体と、
（ロ）第２フランジ部を有するとともに、周方向に間隔をおいて形成された複数の第２係合突起を有するサイドリングと、
（ハ）外周面がテーパをなし、第２ビードシート部として提供される環状のカラーと、
（ニ）タイヤと、
を用意し、
上記タイヤを上記リム本体の他方の周縁部から上記ホイールの軸方向に移動させてリム本体の外周に装填し、これにより、タイヤの一方のビードを上記リム本体の第１ビードシート部に乗せ、
次に、上記カラーを上記リム本体の装着面に嵌めることにより、上記タイヤの他方のビードをこのカラーに乗せ、
次に、上記サイドリングの第２係合突起を上記リム本体の第１係合突起間の間隙に位置させてサイドリングをリム本体に向かって押し込み、さらにサイドリングを所定角度回すことにより、上記第２係合突起を第１係合突起より上記リム本体の幅方向内側に位置するようにして第１係合突起と係合させ、これにより、上記サイドリングを上記リム本体の他方の周縁部に装着するとともに、このサイドリングで上記カラーの幅方向外側の周縁を係止することを特徴とする。

上記方法によれば、リム本体へのタイヤ,カラー,サイドリングの装着を円滑かつ簡単に行なうことができる。

本発明によれば、タイヤの装填作業およびサイドリングの装着作業を簡単にすることができる。

以下、本発明の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１は乗用車用（車両用）のホイールアッセンブリを示す。このホイールアッセンブリは、ホイールＡとタイヤ５０からなる。ホイールＡは、互いに別体をなすホイール本体１０とカラー２０とサイドリング３０の３つの部品からなる。

上記ホイール本体１０は、リム本体１１と、このリム本体１１の一方の周縁部に連なるディスク１９とを有している。このリム本体１１と上記カラー２０とサイドリング３０により、本発明のリム構造が構成されている。

上記リム本体１１の中間部１２（幅方向の中間部）の外周面は、広い領域で円筒面をなしている。リム本体１１の一方の周縁部には、第１ビードシート部１３が形成されるとともに、第１フランジ部１４が第１ビードシート部１３より幅方向外側（リム本体１１の幅方向外側）に形成されている。第１ビードシート部１２の外周面は幅方向内側に向かって小径となるようにテーパをなしている。第１ビードシート部１２の外周面と第１フランジ部１３の内側の面は連なっている。さらにこの周縁部にはバルブ装着穴１８が形成されており、このバルブ装着穴１８には図示しないエアバルブが装着されている。

上記リム本体１１の他方の周縁部の外周には、中間部１２の外周面より低い小径円筒面からなる装着面１５が形成されている。また、この周縁部の内周には、環状のシール壁１６が形成されるとともに、このシール壁１６から幅方向外方向に離れて複数例えば８つの第１係合突起１７が形成されている。シール壁１６,第１係合突起１７は径方向,内方向に突出している。第１係合突起１７は、周方向に所定長さを有するとともに互いに周方向に等間隔をなして離れている。

上記カラー２０は第２ビードシート部として提供されるものであり、円筒状をなし、その内周が上記リム本体１１の装着面１５とほぼ等しい径の円筒面をなしており、この装着面１５に嵌められている。装着面１５には環状の収容溝が形成されており、この収容溝に収容されたエアシール用のＯリング４１により、カラー２０とリム本体１１との間のエアシールがなされている。カラー２０の外周面２１は幅方向内側に向かって小径となるようにテーパをなしている。なお、ビードシート部１３,カラー２０の外径はリム本体１１の中間部１２の外径以上である。

上記サイドリング３０は、断面Ｌ字形のベース部３１と、第２フランジ部３５とを一体に有している。ベース部３１は、円筒部３１ａと、この円筒部３１ａの幅方向外側の周縁から径方向外方向に突出する環状鍔部３１ｂとを有している。第２フランジ部３５は環状鍔部３１ａと面一をなして連なり、径方向,外方向に突出している。上記円筒部３１ａの外周には径方向,外方向に突出する第２係合突起３２が形成されている。この第２係合突起３２は、第１係合突起１７と同数設けられ、周方向に等間隔をなして離れている。第２係合突起３２の周方向長さは、第１係合突起１７とほぼ等しく、第１係合突起１７間の間隙の周方向長さ以下である。

上記サイドリング３０の第２係合突起３２がリム本体１１の第１係合突起１７の背後（幅方向内側）に位置した状態で係合することにより、サイドリング３０がリム本体１１に着脱可能に装着されている。上記円筒部３１ａの外周には上記第２係合突起３２より幅方向内側に位置して環状の収容溝が形成されており、この収容溝にはダストシール用のＯリング４２が収容されている。上記サイドリング３０の装着状態において、このＯリング４２にはリム本体１１のシール壁１６が当たり、これにより、係合突起１７,３２同士の係合箇所にダストが侵入するのを防止でき、サイドリング３０を取り外す際に固まったダストが障害となるのを防止できる。また、このダストシール用のＯリング４２によりエアシール用のＯリング４１に外気や水等が触れるのを防止できるので、エアシール用のＯリング４１の劣化を防止できる。

上記タイヤ５０は、一方のビード５１がリム本体１１の第１ビードシート部１３に乗り、他方のビード５２がカラー２０に乗るようにして、リム本体１１の外周に装着されている。

上記タイヤ５０のビード５１，５２はそのエア圧により外側に開く力を受けるが、フランジ部１４、３５で規制され、しかもビードシート部１３，カラー２０がテーパをなしているので、ビードシート部１３,カラー２０に密着することができる。カラー２０は、タイヤ５０のビード５２から幅方向,外方向の力を受けるが、上記カラー２０の幅方向外側の周縁は、サイドリング３０の環状鍔部３１ｂの内側の面に係止されているので、ビード５２をしっかりと支持することができる。

上記構成のリム構造では、カラー２０の径方向内側にサイドリング３０の装着構造が配置されているので、カラー２０とサイドリング３０の配置領域を狭くすることができ、ひいてはリム構造の幅の増大を回避することができる。

上記構成をなすタイヤアッセンブリの組立方法について説明する。リム本体１１のバルブ装着穴１８にエアバルブを装着しておく。図２に示すように、タイヤ５０を第１フランジ部１３の反対側の周縁部からリム本体１１に横装填する。すなわち、タイヤ５０を上記ホイール本体１０と同軸に維持したまま、ホイール本体１０の軸方向に移動してリム本体１１の外周に装填する。この横装填に際して、リム本体１１には第２フランジ部も第２ビードシート部も形成されていないので、タイヤ５０の一方のビード５１は、障害なくリム本体１１の周縁部を通過し、さらに円筒面をなす中間部１２を大きな抵抗なく通過して、第１シード１２に乗せることができる。その結果、タイヤ５０の装填作業を簡単かつ円滑に行なうことができる。なお、タイヤ５０のリム本体１１への装填状態において、他方のビード５２は、リム本体１１の装着面１５と間隙を介して対峙している。

次に、図３に示すように、上記カラー２０をホイール本体１０と同軸に維持したまま移動させてリム本体１１の装着面１５に嵌める。この際、カラー２０が上記タイヤ５１のビード５２の内周に入り込み、カラー２０の外周面２１にビード５２が乗る。カラー２０は、その外周面２１とビード５２との間の摩擦による抵抗を受けるが、回動操作が不要で単に押し込むだけであるから、カラー２０の装着作業は簡単である。なお、カラー２０の装着に先だって装着面１５に形成された収容溝にはエアシール用のＯリング４１が収容されており、カラー２０と装着面１５との間のエアシールが得られる。

次に、図１に示すように、上記サイドリング３０をリム本体１１に装着する。詳述すると、上記サイドリング３０の第２係合突起３２を上記リム本体１１の第１係合突起１７間の間隙に位置させてサイドリング３０を押し込み、さらにこれを所定角度回して、第２係合突起３２を第１係合突起１７の背後（幅方向内側）に位置させて係合させる。ダストシール用のＯリング４２を取付けるため、サイドリング３０を更に押し込み、サイドリング３０の第２フランジ部３５の内周面が、リム本体１１の第１係合突起１７の外周面と接面するようにする。Ｏリング溝はシール壁１６から覆われなくなるため、Ｏリング４２をＯリング溝に装着することができる。この後、図示しない周知の回り止め手段により、サイドリング３０の回り止めを行なう。このサイドリング３０の押し回しの際に、サイドリング３０がタイヤ５０のビード５２の内周に接していないので、ビード５２から大きな摩擦抵抗を受けずに済み、装着を簡単かつ円滑に行なうことができる。

最後に、タイヤ５０に圧縮空気を供給する。これにより、タイヤ５０のビード５１,５２が、第１のビードシート部１３,カラー２０に密着する。また、タイヤ５０のサイドウォールは第１,第２のフランジ部１４、３５に密着し幅方向外側に押すことにより、サイドリング３０が幅方向外側にずれて、シール壁１６がＯリング４２を押しつぶし、Ｏリング４２によるシールが完全となる。

次に、本発明の第２実施形態を、図４を参照しながら説明する。図４において第１実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。第２実施形態は、サイドリング３０Ａの装着構造が第１実施形態と異なるので、以下に詳述する。リム本体１１において第１フランジ部１４と反対側の周縁部外周には、装着面１５と第１係合突起１７が形成されている。第１係合突起１７は装着面１５より幅方向外側に位置し、径方向外方向に突出している。なお、第１係合突起１７の幅方向外側にはダストシール用のＯリング４２を嵌め込む収容溝が形成されている。上記第１係合突起１７の外径は上記装着面１５の外径以下である。

上記サイドリング３０Ａはベース部３１Ａを有し、このベース部３１Ａの内周には、径方向,内方向に突出する第２係合突起３２と環状シール壁３９が幅方向に離れて形成されている。シール壁３９は第２係合突起３２より幅方向外側に位置していてＯリング４２に当たっている。ベース部３１Ａはカラー２０の幅方向外側の周縁を係止している。第２実施形態ではサイドリング３０がリム本体１１の外周に装着されるので、リム本体１１の径方向内側の空間を広くすることができる。

また、第２実施形態ではカラー２０の幅が第１実施形態より狭く、その代わりにベース部３１Ａのカラー２０寄りの外周面３１ｘがテーパをなして、上記カラー２０の外周面とほぼ一致し、第２ビードシート部の一部となっている。これにより、サイドリング３０の装着構造とカラーがリム本体の外周に配置されているにも拘わらず、カラーとサイドリングを比較的狭い領域に配置することができる。

上記第２実施形態のホイールアッセンブリの組立方法は第１実施形態と基本的に同じであるので、説明を省略する。

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様が可能である。例えば、リム本体１１の中間部１２の外周には、タイヤパンク時にタイヤを介して車両重量を受け車両走行を継続可能にする環状の中子や、高強度のタイヤがパンクした時にタイヤのビードの横移動を防止して車両走行継続を可能にする環状のストッパ等を装着してもよい。この場合、中子やストッパは、カラー装着前にリム本体に装着される。

本発明の第１実施形態に係わるリム構造を備えたホイールアッセンブリの要部拡大縦断面図である。 同ホイールアッセンブリの組立工程において、リム本体にタイヤを装填した状態を示す要部拡大縦断面図である。 同ホイールアッセンブリの組立工程において、リム本体にカラーを嵌めた状態を示す要部拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係わるリム構造を備えたホイールアッセンブリの要部拡大縦断面図である。

符号の説明

Ａ ホイール
１０ ホイール本体
１１ リム本体
１２ リム本体の中間部
１３ 第１ビードシート部
１４ 第１フランジ部
１５ 装着面
１７ 第１係合突起
２０ カラー（第２ビードシート部）
２１ カラーの外周面
３０,３０Ａ サイドリング
３１,３１Ａ ベース部
３１ａ 円筒部
３１ｂ 環状鍔部
３２ 第２係合突起
３５ 第２フランジ部
５０ タイヤ
５１,５２ ビード

Claims (6)

1. リム本体と、環状のカラーと、サイドリングとを備え、
   上記リム本体の一方の周縁部には、外周面がテーパをなしてタイヤの一方のビードを乗せる第１ビードシート部が形成されるとともに、第１フランジ部が上記第１ビードシート部よりも上記リム本体の幅方向外側に形成され、上記リム本体の他方の周縁部には周方向に間隔をおいて複数の第１係合突起が形成されるとともに、当該他方の周縁部の外周には装着面が形成され、
   上記サイドリングには、第２フランジ部が形成されるとともに、周方向に間隔をおいて複数の第２係合突起が形成され、この第２係合突起が上記第１係合突起より幅方向内側に位置するようにして第１係合突起と係合することにより、上記サイドリングが上記リム本体の他方の周縁部に装着され、
   上記カラーは、その外周面がテーパをなしてタイヤの他方のビードを乗せる第２ビードシート部となり、上記リム本体の装着面に嵌められ、上記カラーの幅方向外側の周縁が上記サイドリングに係止されていることを特徴とする車両用ホイールの横装填式リム構造。
2. 上記リム本体の装着面は、上記リム本体の中間部より小径をなしていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールの横装填式リム構造。
3. 上記第１係合突起が上記リム本体の内周に形成され、上記サイドリングがベース部を有し、このベース部が、円筒部とこの円筒部の幅方向外側の周縁から径方向外方向に突出する環状鍔部とを有し、上記円筒部の外周に上記第２係合突起が形成され、上記環状鍔部に上記第２フランジ部が連なり、上記環状鍔部で上記カラーの幅方向外側の周縁を係止することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ホイールの横装填式リム構造。
4. 上記第１係合突起が、上記リム本体において上記装着面より幅方向外側の部位の外周に形成され、上記第１係合突起の外径が上記装着面の外径以下であり、上記サイドリングはベース部を有し、このベース部の内周に上記第２係合突起が形成され、このベース部の外周に上記第２フランジ部が形成され、このベース部で上記カラーの外側の周縁を係止することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ホイールの横装填式リム構造。
5. 上記ベース部の上記カラー寄りの部位は、その外周面がテーパをなして上記カラーの外周面とほぼ一致し、これにより第２ビードシート部の一部をなしていることを特徴とする請求項４に記載の車両用ホイールの横装填式リム構造。
6. （イ）リム本体を含み、このリム本体の一方の周縁部に、テーパをなす第１ビードシート部が形成されるとともに、第１フランジ部が上記第１ビードシート部より上記リム本体の幅方向外側に形成され、上記リム本体の他方の周縁部に周方向に間隔をおいて複数の第１係合突起が形成されるとともに、当該他方の周縁部の外周に装着面が形成されたホイール本体と、
   （ロ）第２フランジ部を有するとともに、周方向に間隔をおいて形成された複数の第２係合突起を有するサイドリングと、
   （ハ）外周面がテーパをなし、第２ビードシート部として提供される環状のカラーと、
   （ニ）タイヤと、
   を用意し、
   上記タイヤを上記リム本体の他方の周縁部から上記ホイールの軸方向に移動させてリム本体の外周に装填し、これにより、タイヤの一方のビードを上記リム本体の第１ビードシート部に乗せ、
   次に、上記カラーを上記リム本体の装着面に嵌めることにより、上記タイヤの他方のビードをこのカラーに乗せ、
   次に、上記サイドリングの第２係合突起を上記リム本体の第１係合突起間の間隙に位置させてサイドリングをリム本体に向かって押し込み、さらにサイドリングを所定角度回すことにより、上記第２係合突起を第１係合突起より上記リム本体の幅方向内側に位置するようにして第１係合突起と係合させ、これにより、上記サイドリングを上記リム本体の他方の周縁部に装着するとともに、このサイドリングで上記カラーの幅方向外側の周縁を係止することを特徴とするホイールアッセンブリの組立方法。

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