JP2009511344A - ホイール構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、タイヤの嵌装の初期膨張時に、ビードの一方または両方がウェル側壁から突然に離脱して、フランジに向かって移動しないようにすることにある。本発明のホイール構造（１０）は、使用時にタイヤを受入れるホイールリム（１３）を有し、該ホイールリム（１２）は円形でありかつ軸線方向内方部（１９）および軸線方向外方部（２０）を備え、前記内方部と外方部との間の中間部（２９）と、該中間部と前記内方部および外方部とを連結する側方部（３０）とを更に有し、少なくとも１つの側方部が複数の湾曲領域（３８、３９）を備えている。各湾曲領域（３８、３９）が少なくとも更に２つの周方向ウェル（４０、４１）を形成しており、隣接する湾曲領域の各々について、ホイールの軸線に対して垂直な平面と、リムのタイヤ側での２つの湾曲領域の間の変曲点での接線との間に、２５°と４５°との間の有効角が設けられている。

Description

本発明はホイール構造に関し、より詳しくはトラクタ等のホイール構造に関するが、これに限定されるものではない。

例えば下記特許文献１から、それぞれ軸線方向内方および外方のフランジを形成する円形ホイールリムを有し、各フランジが、リムの半径方向外方面すなわち「タイヤ側（tyre side）」に嵌装されるタイヤのビード用シート（座）を形成する構成のホイール構造が知られている。この特許文献１の例では、ホイール構造が更にディスクを有し、このディスクによりホイールがトラクタのハブに固定され、ディスクはリムの半径方向内方面に連結され、ディスクとリムとは分離可能である。

リムは一般に中心に位置する中央部を有し、該中央部のタイヤ側には中央ウェル（中央部凹み）が設けられかつ中央ウェルとフランジとの間で半径方向に延びている側方部を有している。これらの各側方部は、１対の真直面（リムを断面で見たとき）と、真直面同士の間の連結部とを有している。連結部は、真直部を備えたウェル側壁と、リムのタイヤ側から見たときに全体として凹状をなしている湾曲領域とを有し、ウェル側壁および湾曲領域は協働して、連結部に別のウェルを形成している。中央領域の中央ウェルおよび各側方部の他のウェルは、使用時にホイール構造に加えられる力に耐えるのに必要な強度をリムに付与すべく設けられたものである。

単一ウェル（通常、中央ウェル）のみを備えたホイール構造は「Ｗ」（well）設計と呼び、これに対し、各側方部に別のウェルが設けられたホイール構造は「ＤＷ」（double well）と呼ぶことにする。

国際的に受入れられている規格には、或るホイール設計基準が定められている。例えば、農業機械についての現行の欧州タイヤおよびリム技術機構（ＥＴＲＴＯ：European Tyre and Rim Technical Organisation）規格は、“ＤＷ”設計について、リムの周囲の任意の周方向位置における断面で、ホイール軸線に対して垂直な平面とウェル側壁の真直部に沿う線との間の最小角度は１５°であることを要求している。またＥＴＲＴＯ規格は、リムのタイヤ側で、ウェル側壁の真直部が、隣接する軸線方向外方の真直面に隣接しかつ融合する外半径が、一般的なトラクタについて最小９．５ｍｍであり、かつ凹状湾曲領域の最大内半径が１４．５ｍｍであることを要求している。

トラクタ等の設計が進歩しているので、より大きい荷重を支持できるタイヤが製造されており、これを達成するため、タイヤ壁はより大きいスチフネスをもつように作られている。このため、このようなタイヤ、特に、ホイール軸線に垂直な平面に対し、最小規格値（standard minimum）に近い角度のウェル側壁があるタイヤの嵌装時には、タイヤビードの一方または両方が初期膨張時にフランジに直接座合しないため、問題が生じる。それどころか、ビードの一方または両方が、タイヤ内に高圧が確立されるまでは、初期膨張時にウェル側壁に一時的に座合するかもしれないが、ビード（単一または複数）がウェル側壁から突然に離脱して、フランジに向かって移動することもある。

米国特許ＵＳ−Ａ−５５６０６８６号明細書

或る環境では、このような状況を解決するため、タイヤ空気圧は、タイヤ製造業者により推奨される空気圧より高い空気圧まで増大される。

現行の単一（「Ｗ」） ウェルリム設計および二重（「ＤＷ」）リム設計によれば、リムの軸線方向長さ（一般に、ホイールの「幅」と呼ばれている）が制限されているため、リムに所要強度を保持しつつウェル側壁の角度を増大させる余地は殆どない。

本発明によれば、使用時にタイヤを受入れるホイールリムを有し、該ホイールリムは円形でありかつ軸線方向内方部および軸線方向外方部を備え、これらの内方部および外方部の各々が使用時にタイヤのビード用シートを形成し、前記内方部と外方部との間の中間部と、該中間部と前記内方部および外方部とを連結する側方部とを更に有し、前記中間部は、ホイールリムの半径が最小である周方向ウェルを備え、少なくとも１つの側方部が複数の湾曲領域を備え、複数の湾曲領域の各々が互いに直接隣接しており、前記側方部が連続波形をなしている構成のホイール構造において、各湾曲領域が少なくとも更に２つの周方向ウェルを形成しており、隣接する湾曲領域の各々について、ホイールの軸線に対して垂直な平面と、リムのタイヤ側での２つの湾曲領域の間の変曲点での接線との間に、２５°と４５°との間の有効角が設けられていることを特徴とするホイール構造が提供される。

かくして、本発明を使用すると、リムの連続波形側方部および側方部（単一または複数）により与えられる多数のウェルにより、上記剛性側壁を備えたタイヤを嵌装する問題が少なくとも緩和される。

側方部は連続的に波形を呈しているので、側方部には、従来技術で提案されているような真直なウェル側壁（リムを断面で見たとき）は全く存在しない。

この有効角は、初期膨張時に、さもなくばタイヤビードの一時的なシールを形成するであろう側方部のスチープネス（steepness）を大幅に低減させる。本発明の典型的な例では、この有効角は約３３°である。

本発明は、ホイール構造が、許容された標準名称（nomenclature）による少なくとも３つのウェルを有することを必要とする。側方部は任意の複数の湾曲領域（各領域がウェルを形成している）を有するが、ホイール構造は３個と６個との間のウェルを有することが好ましい。

好ましい実施形態では、ウェルが形成された前記リムのタイヤ側での各湾曲領域の内半径は、両方とも１０ｍｍと２０ｍｍとの間、一般に約１５ｍｍである。

少なくとも湾曲領域が隣接湾曲領域に隣接している箇所の外半径は１０ｍｍと２０ｍｍとの間、一般に約１５ｍｍである。

軸線方向最外方の湾曲領域はリムのそれぞれの隣接内方部または外方部に隣接しており、リムのタイヤ側での外半径は１０ｍｍと２０ｍｍとの間、一般に約１５ｍｍである。

軸線方向最内方の湾曲領域は、これらの間に真直面が全く存在しない中間部に直接隣接するのが好ましく、最内方湾曲領域および中間部が隣接している箇所の外半径は、１０ｍｍと２０ｍｍとの間、一般に約１５ｍｍである。

リムのそれぞれの内方部または外方部は、側方部をフランジに連結する連結面を備え、リムの連結面はほぼ截頭円錐状である。

ホイール構造の一方の側方部のみを連続波形の側方部としてもよいが、好ましくは、ホイール構造の両側方部に連続波形を設ける。リムはホイール軸線に垂直な中央ホイール平面の回りでほぼ対称的であり、中間部により形成されるウェルはほぼ中央のウェルである。

本発明は広くホイール構造に適用できるが、特に、ホイール構造が中央ディスクを有し、該中央ディスクが例えばそれぞれ溶接およびボルト止め連結等によりリムの半径方向内方部に永久的または分離可能に連結され、かつディスクがトラクタ、産業用機械等のハブまたはアクスルに取付けられることを可能にする複数の開口を備えた構成を有するトラクタまたは同様な車両のホイールに適用できる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図示のように、一般に、トラクタおよび産業用機械等に使用するホイール構造１０は、使用時にタイヤ１３（タイヤの一部が図２に破線で示されている）が嵌装されるリム１２と、ディスク１４とを有し、該ディスク１４を介して、ホイール構造１０が、トラクタおよび産業用機械等のハブまたはアクスルに取付けられる。

ディスク１４は、この目的のためのボルトまたは他のファスナを受入れる複数の開口１５を有する。図４の例では、リム１２は、溶接によりディスク１４に永久的に固定されるが、他の例では、従来技術において良く確立されているように、一般的な共通ホイール軸線Ａの回りで回転する１対のホイール間の距離を変えるべく、車両のハブまたはアクスルに対するリム１２の軸線方向位置を変えることができるファスナによりリム１２に取付けることができる。

リム１２は円形で、半径方向内方面１７および半径方向外方面１８を有し、半径方向外方面１８は、一般に、リム１２の「タイヤ側」と呼ばれている。

リム１２は、それぞれ軸線方向内方部１９および軸線方向外方部２０を有し、図１および図２には、半径方向外方部２０のみが示されている。図１の従来技術によるリムおよび図２の本発明によるホイール構造のリム１２の各々において、外方部２０は、断面が僅かな傾斜面に見える截頭円錐状連結面２２と、フランジ２４とを有している。

フランジ２４の形状は、本発明のいかなる部分をも形成しないが、図示の目的で、図１では、フランジ２４はほぼ弧状の直立形状を有する形態で形成され、図２では、フランジ２４が、全体として延長された半円形の外反り形状（generally extended semicircular out-turned configuration）に形成されたものが示されている。

各場合に、フランジ２４はタイヤの側壁（図示せず）に設けられたビード（図示せず）のためのシート（座）を形成し、フランジ２４およびビードは、使用時にこれらの間に気密シールを形成し、タイヤ１３内に加圧空気を維持する。

図１は、従来技術による二重ウェルリムすなわち「ＤＷ」リム１２を示し、この二重ウェルリムでは、リム１２のほぼ軸線方向中央部２９（すなわち、リム幅の中央部）に設けられた中央ホイールウェル２８に加えて、中央ホイールウェル２８と外方部２０の截頭円錐状面２２との間のリム１２の側方部３０が第二ウェル３１を形成している。中央ウェル２８および第二ウェル３１は、ホイールリム１２に必要な構造的スチフネスを付与する。

第二ウェル３１は、ウェル側壁３４（その大部分の長さに亘って実質的に真直である）と湾曲領域３３とからなる連結部に設けられている。連結部は、断面で見て真直な連結面２２および他の真直面３６に連結されており、他の真直面３６は、中央部２９まで延びかつ該中央部２９に連結されている。

「農業機械」についてのＥＴＲＴＯ規格によれば、図１において、ホイール軸線Ａに対して垂直に延びる平面Ｐ₁と、断面が真直なウェル側壁３４に沿って延びる線Ｌ₁との間の角度αが約１８°から２０°であることは理解されよう。

かくして、真直なウェル側壁３４は直立平面Ｐ₁に近接しており、従って、ウェル側壁３４に対するタイヤ側壁２７の一時的なシーリングの問題が生じる可能性がある。

ここで図２を参照すると、本発明によれば、外方部２０の截頭円錐状連結面２２と中央部２９との間の側方部３０は連続波形形状を呈しており、従って真直面は全く存在しない。それどころか、側方部３０は２つの湾曲領域３８、３９を有し、これらの湾曲領域３８、３９は、互いに直接隣接しており、それぞれのウェル４０、４１を形成している。

最外方の湾曲領域３８は、半径方向外方の連結部（externally radiused connection）４３を介して外方部２０の截頭円錐状連結面２２に隣接しかつ内方には他方の湾曲領域３９に隣接している。一方、最内方の湾曲領域３９は、半径方向外方に延びた連結部４４で、リム１２の中央部２９に隣接している。

図３を参照すと、ここには、連続波形の側方部３０が拡大して示されている。ホイール軸線Ａに対して垂直な平面Ｐ₁と、両湾曲領域３８、３９の間の変曲点Ｆを含むリム１２の周囲の任意の断面位置での線Ｌ₂との間の有効角βは約３３°であるが、いずれにせよ２５°と４５°との間の角度に定められる。

また、この例では、湾曲領域３８、３８の内半径Ｒ₁、Ｒ₂、すなわちウェル４０、４１のタイヤ側１８の凹状面の各半径は約１５ｍｍであるが、いずれにせよ１０ｍｍから２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

ウェル４０、４１のタイヤ側１８の面の外凸半径Ｒ₃も好ましくは約１５ｍｍであるが、１０ｍｍから２０ｍｍの範囲内に定めることができる。また、湾曲領域３８が参照番号４３で示す箇所で外方領域２０の連結面２２に隣接する最外湾曲領域３８の外半径Ｒ₄もこの半径範囲内にあるが、好ましくは約１５ｍｍである。内方湾曲領域３９が中央ウェル２８に隣接する、参照番号４４で示す箇所の外半径Ｒ₅は好ましくは１０ｍｍと２０ｍｍとの間にあり、一般的には約１５ｍｍである。

好ましくは図３に示す例のように、ホイール構造１０は中央ホイール平面Ｐ₄の回りで実質的に対称であが、いずれにせよ、中央ウェル２８を備えた中央部２９と、内方ホイール部分１９および外方ホイール部分２０の截頭円錐状連結面２２との間の両側方部３０には、中央ウェル２８に加えて２つのウェル４０、４１を設けるのが好ましい。

本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、図示の実施形態では、ホイール構造１０は、２つのウェル４０、４１を形成する側方部３０の少なくとも１つを備えた３つのウェルホイール構造であるが、他の実施形態では、各側方部３０に３つ以上のウェル４０、４１を設けることができる。従って、３つ以上の任意の複数個のウェルを設けることも本発明の範囲内にある。しかしながら、実際にはホイールの軸線方向寸法すなわち幅は限定されているため、本発明によるホイール構造１０では、３個から６個のウェルを備えたホイール構造にすることができる。

開示したリム１２はスチールをプレス加工することにより作るか、必要に応じて他の材料で作ることができ、例えばリム１２は鋳造または他の材料または非金属材料で作ることもできる。

他の例では、リム１２の内方部１９および外方部２０と、側方部３０とを連結する連結面２２は截頭円錐状にする必要はなく、必要に応じて円筒状またはより複雑な形状にすることができる。

ここに説明しかつ図示した例では、ホイール構造は平面Ｐ₄の回りで対称的である。他の例では、側方部３０同士の間を非対称的にすることができ、この場合には、ウェル２８をホイール構造１０の軸線方向中央（中間）に配置しなくてもよい。従って、ウェル２８は中央でない中間部に形成でき、それぞれの各側方部３０は、それぞれ、中間部２９と内方部１９との間および中間部２９と外方部２０との間に配置される。両側方部３０はその湾曲領域３８、３９の間に真直面（断面で見たとき）をもたない連続波形にして、各々が少なくとも２つのウェル４０、４１を形成するのが好ましいが、他の例では、一方の側方部３０のみを、複数のウェルを形成する連続波形にすることができる。

上述の特徴、または特許請求の範囲の記載、または特定形態でまたは開示した機能を遂行する手段に関して表した添付図面、または開示した結果を達成する方法またはプロセスは、これらの特徴が別個のものであっても或いは組み合わせたものであっても、本発明を実現するのに多様の形態で使用できる。

トラクタおよび産業用機械等に使用する従来技術のホイール構造のリムの一部を通る断面図である。 本発明によるリムの一部を示す、図１と同様な断面図である。 図２のリムの連続波形の側方部を通る拡大断面図である。 本発明に従って構成されたホイールを示す斜視図である。

符号の説明

１０ ホイール構造
１２ リム
１３ タイヤ
１４ ディスク
２０ 外方部
２４ フランジ
２８ 中央ウェル
３０ 側方部
３８、３９ 湾曲領域
４０、４１ ウェル

Claims (16)

1. 使用時にタイヤを受入れるホイールリムを有し、該ホイールリムは円形でありかつ軸線方向内方部および軸線方向外方部を備え、これらの内方部および外方部の各々が使用時にタイヤのビード用シートを形成し、前記内方部と外方部との間の中間部と、該中間部と前記内方部および外方部とを連結する側方部とを更に有し、前記中間部は、ホイールリムの半径が最小である周方向ウェルを備え、少なくとも１つの側方部が複数の湾曲領域を備え、複数の湾曲領域の各々が互いに直接隣接しており、前記側方部が連続波形をなしている構成のホイール構造において、各湾曲領域が少なくとも更に２つの周方向ウェルを形成しており、隣接する湾曲領域の各々について、ホイールの軸線に対して垂直な平面と、リムのタイヤ側での２つの湾曲領域の間の変曲点での接線との間に、２５°と４５°との間の有効角が設けられていることを特徴とするホイール構造。
2. ３個と６個との間のウェルを有することを特徴とする請求項１記載のホイール構造。
3. 前記有効角は約３３°であることを特徴とする請求項１または２記載のホイール構造。
4. ウェルが形成された前記リムのタイヤ側での各湾曲領域の内半径は、両方とも１０ｍｍと２０ｍｍとの間にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のホイール構造。
5. ウェルが形成された前記リムのタイヤ側での各湾曲領域の内半径は、両方とも約１５ｍｍであることを特徴とする請求項４記載のホイール構造。
6. 少なくとも湾曲領域が隣接湾曲領域に隣接している箇所の外半径は、１０ｍｍと２０ｍｍとの間にあることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のホイール構造。
7. 少なくとも湾曲領域が隣接湾曲領域に隣接している箇所の外半径は、約１５ｍｍであることを特徴とする請求項８記載のホイール構造。
8. 軸線方向最外方の湾曲領域はリムの隣接内方部または外方部に隣接しており、リムのタイヤ側での外半径は１０ｍｍと２０ｍｍとの間にあることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のホイール構造。
9. 軸線方向最外方の湾曲領域がリムの隣接内方部または外方部に隣接しており、リムのタイヤ側での外半径は約１５ｍｍであることを特徴とする請求項８記載のホイール構造。
10. 軸線方向最内方の湾曲領域は、これらの間に真直面が全く存在しない中間部に直接隣接していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のホイール構造。
11. 最内方湾曲領域および中間部が隣接している箇所の外半径は、１０ｍｍと２０ｍｍとの間にあることを特徴とする請求項１０記載のホイール構造。
12. 最内方湾曲領域および中間部が隣接している箇所の外半径は約１５ｍｍであることを特徴とする請求項１１記載のホイール構造。
13. 前記リムのそれぞれの内方部または外方部が、側方部をフランジに連結する連結面を備え、リムの連結面がほぼ截頭円錐状であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のホイール構造。
14. 前記両側方部が連続波形側方部を備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のホイール構造。
15. 前記リムはホイール軸線に垂直な中央ホイール平面の回りでほぼ対称的であり、中間部により形成されるウェルはほぼ中央のウェルであることを特徴とする請求項１４記載のウェル構造。
16. 永久的連結または分離可能な連結によりリムに連結された中央ディスクを有し、該中央ディスクは、該ディスクを車両のハブまたはアクスルに取付けることを可能にする複数の開口を有していることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載のホイール構造。

Images