JP3733571B2 - 自動車用の３ピースホイール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の３ピースホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の３ピースアルミホイールの断面図を図１と図２に示す。これ等の図に示すアルミホイールは、インナーリム１とアウターリム２とディスク３とを止ネジ４で固定している。インナーリム１とアウターリム２は、対向する部分を内側に折曲してフランジ部５を設け、このフランジ部５とディスク３とを貫通する止ネジ４で固定している。
【０００３】
図１の３ピースホイールは、インナーリム１とアウターリム２の両方に凹部溝７を設けているノーマルリムのアルミホイールである。凹部溝７は、ホイールにタイヤ２０を装着するために必要である。それは、タイヤ２０のビート部２１の内径がリムフランジ６の外径よりも小さいので、タイヤ２０のビート部２１の一部を凹部溝７に入れないと、リムフランジ６を越えてタイヤ２０のビート部２１の全周をリム面８にセットできないからである。図１に示すアルミホイールは、アウターリム２に凹部溝７を設けて、凹部溝７の側壁１７を貫通してバルブ１０を固定している。バルブ１０は、本体部１１をホイールの内部に配置して、ロッド１２をバルブ孔１３に固定する。ロッド１２は、ディスク３の外側にあって、ホイールの外側に表出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１の３ピースホイールは、アウターリム２に凹部溝７を設けて、この凹部溝７の底部にディスク３の外周を固定するので、ディスク３の外径が小さくなる。リム外径が同じで、ディスクの外径が小さい３ピースホイールは、高級で美しいデザインにできない欠点がある。３ピースホイールは、リムよりも美しいデザインにできるディスクを大きくして、その外周に固定している止ネジの軌跡を大きくして、高級なデザインにできるからである。アルミホイールを装着するユーザーは、多くの者が機能よりもデザインを優先する。とくに、アルミホイールを装着して自動車のデザインを美しくしたいユーザーは、できるかぎり大きなディスクのアルミホイールを装着する。このことから、３ピースホイールは、ディスク３の外径を大きくすることが極めて大切である。
【０００５】
さらにまた、図１のアルミホイールは、タイヤ２０がパンクして走行すると、バルブ１０がタイヤ２０に損傷を与える欠点もある。パンクして空気が抜けたタイヤ２０は、内部をビートワイヤーで補強しているビート部２１がリムフランジ６から離れて内側に移動し、これがバルブ１０の本体部１１に当たるからである。とくに、自動車がこの状態で走行すると、タイヤ２０のビート部２１がリムフランジ６からわずかにずれてもバルブ１０の本体部１１に強く当たって、タイヤ２０を著しく損傷させてしまう。このため、ビート部２１が損傷されたタイヤ２０は、パンクを修理しても再び走行できない。自動車は、タイヤがパンクしても、交通安全のことから、必ずしも直ちに停止できないことがある。たとえば高速道路等でタイヤがパンクすると、避難場所まで移動する必要がある。避難場所まで移動するときに、タイヤ２０のビート部２１が損傷されると、パンクを修理しても再び走行できなくなる。高速道路等におけるタイヤの修理は、修理業者が現場に移動して行われる。このとき修理業者は、全ての自動車に装備される種々のタイヤを持っていくことはできない。タイヤの種類が極めて多いからである。このことから、パンクしたタイヤは、現場で修理した後に走行できることが極めて大切である。パンクを修理しても走行できない自動車は、自動車をレッカーで牽引して移動させる必要がある。ただ、パンクした自動車をレッカーで牽引して移動させるのは、タイヤのパンクを修理するのに比較して極めて手間がかかり、また修理コストも極めて高くなる。それは、タイヤを新しいものに交換することに加えて、レッカーに移動費用がかかるからである。さらに、高速道路等をレッカーで自動車を牽引するのは交通安全のことからも決して好ましくない。さらに、貨物自動車に搭載して移動することもできるが、この方法ではさらに高い移動経費がかかる。このことから、パンクしたタイヤで走行して、タイヤの損傷を少なくすることは、安全性と経済的な両方から極めて大切である。
【０００６】
図２に示す３ピースホイールは、インナーリム１に凹部溝７を設けて、アウターリム２には凹部溝７を設けていない。この構造の３ピースホイールは、ディスク３の外径を大きくできる。凹部溝７のないアウターリム２にディスク３を固定できるからである。ただ、この構造の３ピースホイールも、タイヤ２０がパンクして自動車を走行させると、タイヤ２０が著しく損傷することがある。とくに、この構造の３ピースホイールは、タイヤ２０のビート部２１を装着するリムフランジ６から離してバルブ１０を固定しているが、バルブ１０がリム面８から内面に突出しているので、パンクして空気の抜けたタイヤ２０のビート部２１がこの位置までずれると著しく損傷する欠点がある。パンクして空気が抜けたタイヤ２０で走行するとき、タイヤ２０のビート部２１がリム面８の中央部分まで移動するのを皆無にはできない。このため、バルブ１０の本体部１１をリムフランジ６から離して中央部分に配置する構造では、パンクしたタイヤ２０で走行するときのビート部２１の損傷を確実には阻止できない。とくに、最近普及しつつある、タイヤ２０の空気圧のセンサを内蔵するバルブ１０は、リム面８からの突出部分が極めて大きくなる。このため、パンクしたタイヤ２０で走行すると、大きな突出部がタイヤ２０を著しく損傷させる。また、突出部がリム面８からも突出するので、パンクしたタイヤ２０で走行すると、空気圧のセンサ部分が、空気の抜けたタイヤ２０で直接に強く押されて故障することがある。
【０００７】
本発明は、従来の３ピースホイールが有するこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ディスクを大きくして高級なデザインとしながら、パンクしたタイヤで走行するときに、タイヤのビート部の損傷を少なくできる自動車用の３ピースホイールを提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、バルブに空気圧のセンサを内蔵するタイプのものを使用して、タイヤがパンクしたときの故障を防止できる自動車用の３ピースホイールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動車用の３ピースホイールは、インナーリム１と、このインナーリム１に連結されてホイールのリムを構成するアウターリム２と、このアウターリム２に連結してなるディスク３とを備える。インナーリム１とアウターリム２は、互いに対向する面を内側に折曲してディスク３に固定するフランジ部５を設けている。インナーリム１とアウターリム２のフランジ部５を貫通する止ネジ４でインナーリム１とアウターリム２をディスク３に固定して３ピースホイールとしている。インナーリム１は、フランジ部５とリムフランジ６との間の外側面に凹部溝７を設けている。この凹部溝７は、フランジ部５に近いアウター側壁９をリム面８のセンターよりもディスク３に近い側に配置している。さらに、凹部溝７は、アウター側壁９を貫通してバルブ１０を固定するバルブ孔１３を開口して、バルブ１０の本体部１１を凹部溝７の内部に配置できる構造としている。さらに、ディスク３にはバルブ孔１３に固定しているバルブ１０のロッド１２をディスク３の外部に表出させる空隙１５を設けている。
【０００９】
インナーリム１とアウターリム２のフランジ部５は、バルブ孔１３に固定されるバルブ１０のロッド１２を貫通させる貫通部１６を設けることができる。凹部溝７のアウター側壁９がリムのセンター面とのなす傾斜角αは、約２０度とすることができる。凹部溝７のアウター側壁９近傍の深さは、好ましくは、１５ｍｍ以上であって、３５ｍｍ未満とすることができる。アウター側壁９とフランジ部５との中心間隔（ｄ）は、１０〜６０ｍｍ、好ましくは１０〜５０ｍｍ、さらに好ましくは１０〜４０ｍｍとすることができる。さらに、バルブ孔１３には、空気圧センサを内蔵するバルブ１０を固定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための自動車用の３ピースホイールを例示するものであって、本発明は自動車用の３ピースホイールを下記のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図３の断面図に示す自動車用の３ピースホイールは、アルミで製作してなるインナーリム１とアウターリム２とディスク３からなる。インナーリム１とアウターリム２は、アルミニウム板をスピニング加工して製作し、あるいはアルミニウムを鍛造して製作し、あるいは又アルミニウムを鋳造して製作される。ディスク３は、アルミニウムを鍛造または鋳造して製造される。ただし、本明細書において、アルミニウムとは、アルミニウム合金を含む広い意味で使用するものとする。さらに、ディスクは、マグネシウムまたはマグネシウム合金を鍛造または鋳造して製造することもできる。さらにまた、ディスクは、鉄または鉄合金で製作することもできる。
【００１３】
インナーリム１とアウターリム２は円筒状で、一方の端縁に沿ってタイヤ２０のビート部２１を内側に案内するためのリムフランジ６を、他方の端縁であって互いに対向する面を内側に折曲してフランジ部５を設けている。インナーリム１とアウターリム２は、フランジ部５を貫通する止ネジ４でディスク３に固定されてホイールのリムを構成する。すなわち、３ピースホイールは、ホイールのリムをインナーリム１とアウターリム２からなるふたつのパーツで構成し、さらにディスク３を別のパーツで構成して、これらを止ネジ４で固定して製作される。インナーリム１とアウターリム２の境界は溶接される。連結しているインナーリム１とアウターリム２のフランジ部５の間から空気が漏れるのを阻止するためである。ただし、インナーリム１とアウターリム２のフランジ部５は、必ずしも溶接する必要はない。インナーリムとアウターリムのフランジ部の間にシーリング材を塗布して、空気の漏れを阻止できるからである。
【００１４】
インナーリム１は、アウターリム２よりも幅が広く、フランジ部５とリムフランジ６との間の外側面に凹部溝７を設けている。凹部溝７は、タイヤ２０をホイールに装着するために設けられる。伸びないタイヤ２０のビート部２１の一部を凹部溝７に案内して、ホイールのリムフランジ６をビート部２１に入れるためである。凹部溝７は、フランジ部５に近いアウター側壁９をリム面８のセンターよりもディスク３に近い側に配置して、図２に示す従来のホイールよりも凹部溝７の幅を広くしている。アウター側壁９にバルブ１０を固定して、このバルブ１０をディスク３に接近させるためである。このことを実現するために、図の３ピースホイールは、アウター側壁９とフランジ部５との中心間隔（ｄ）を約３０ｍｍとしている。ただし、本明細書において、「アウター側壁とフランジ部との中心間隔」とは、図３に示すように、バルブ１０のロッド１２とアウター側壁９の厚さ方向のセンターＡと、フランジ部５のセンターＢとの最短距離を意味するものとする。アウター側壁とフランジ部との中心間隔（ｄ）は、たとえば１０〜６０ｍｍ、好ましくは１０〜５０ｍｍ、より好ましくは１０〜４０ｍｍとすることができる。
【００１５】
凹部溝７の深さは、アウター側壁９の近傍において約２０ｍｍとする。ただし、凹部溝は、アウター側壁近傍における深さを、１５ｍｍ以上であって３５ｍｍ未満とすることもできる。凹部溝が浅すぎると、アウター側壁に固定するバルブ本体がリム面から突出し、反対に深すぎるとリム面の内面に大きく突出して、リム面の最小内径が小さくなって、ホイールの内部に配置するブレーキ機構やサスペンション機構等がホイールに衝突しやすくなるからである。
【００１６】
さらに、図の３ピースホイールは、凹部溝７のアウター側壁９と、リムのセンター面とのなす傾斜角αを約２０度としている。ただし、本明細書において、「傾斜角αが約２０度である」とは、傾斜角αが２０±５度の範囲、すなわち１５〜２５度であることを意味する。この傾斜角αのアウター側壁９は、ここに固定されるバルブ１０のロッド１２の方向を理想的な方向にできる。それは、アウター側壁９に固定されるバルブ１０のロッド１２が、わずかにディスク３の中心側に傾斜するので、ロッド１２の先端がアウターリム２の内面から離れて、空気を入れやすくできるからである。
【００１７】
アウター側壁９は、これを貫通してバルブ１０を固定するバルブ孔１３を開口して、バルブ１０を固定できるようにしている。バルブ１０は、バルブ孔１３に挿通するロッド１２の表面に雄ネジを設けている。ロッド１２は、バルブ孔１３に内側から外側に挿通され、アウター側壁９の外側でロッド１２にナット１４をねじ込み、ナット１４でバルブ１０をアウター側壁９に固定する。ナット１４は、パッキンを介して空気漏れしないように、気密にバルブ１０をアウター側壁９に固定する。ただし、本発明は、バルブ１０をアウター側壁９に固定する構造を特定するものではない。バルブは、空気漏れしない他の構造で、アウター側壁のバルブ孔に固定することができる。たとえば、バルブのロッドを、ナットを使用することなく、パッキンのみで気密に固定することもできる。このパッキンは、ゴム状弾性体をバルブ孔に挿通できる筒状に成形し、かつ筒部の両端にバルブ孔の両側を弾性的に挟着する鍔を設けてなる形状とする。
【００１８】
ロッド１２をバルブ孔１３に入れてアウター側壁９に固定されるバルブ１０は、バルブ１０の本体部１１を凹部溝７の内部に配置して、ロッド１２を外部に突出させる。本体部１１は、凹部溝７に配置されてリム面８から突出しいな外形とする。いいかえると、凹部溝７の深さを、本体部１１をリム面８から突出させない深さとする。図のバルブ１０は、本体部１１にタイヤ２０内の空気圧を検出する空気圧センサを内蔵している。空気圧センサは、タイヤ２０内の空気圧を検出し、検出した圧力信号を自動車に設けている受信機に無線伝送する電子回路を内蔵している。この空気圧センサは、タイヤ２０内の空気圧を圧力検出素子で検出し、圧力検出素子の出力信号で搬送波を変調して、変調された搬送波を無線伝送する。
【００１９】
空気圧センサは、電子回路を駆動する電源回路も内蔵している。電源回路は、自動車に装着している送信機から伝送される電磁波を受信するアンテナコイルを備える共振回路と、共振回路に誘導される交流を整流する整流回路と、整流回路から出力される脈流を平滑な直流にする平滑コンデンサとを備えている。この電源回路は、自動車から送信される電磁波から直流電源を得るので、本体部に電池を内蔵する必要がない。ただ、バルブは、本体部に電池を内蔵して、電子回路を駆動することもできる。また、バルブは、本体部に二次電池と電磁波から直流電源を得る回路の両方を内蔵し、電磁波を受信して二次電池を充電する回路構成とすることもできる。
【００２０】
図の本体部１１は、ひとつの面を凹部溝７の底面に沿う形状とし、この面と対向する外側面をホイールのリム面８から突出させないで、リム面８に沿う形状からリム面８に対してわずかに傾斜する平滑面としている。この形状のバルブ１０本体は、パンクしたタイヤ２０で走行してビート部２１の損傷を最も少なくできる。それは、タイヤ２０のビート部２１が広い面積で本体部１１に当接するからである。
【００２１】
アウター側壁９に固定されるバルブ１０のロッド１２に、空気を注入するノズルを連結するために、ディスク３には、バルブ孔１３に固定しているバルブ１０のロッド１２をディスク３の外部に表出させる空隙１５を設けている。さらに、図のバルブ１０のロッド１２は、アウターリム２とインナーリム１のフランジ部５を通過して外部に突出されるので、アウターリム２とインナーリム１のフランジ部５にも、バルブ１０のロッド１２を通過させる貫通部１６を設けている。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の自動車用の３ピースホイールは、ディスクを大きくして高級なデザインにできる特長がある。それは、図３に示すように、インナーリムに凹部溝を設けているので、アウターリムに凹部溝を設ける必要がないからである。凹部溝のないアウターリムは、これを固定するディスクの外径を大きくできる。
【００２３】
さらに、本発明の自動車用の３ピースホイールは、パンクして走行するときのタイヤビート部の損傷を防止できる特長がある。それは、本発明の３ピースホイールが、インナーリムに凹部溝を設けて、この凹部溝のアウター側壁を、リム面のセンターよりもディスクに近い位置に配置し、ディスクに近い側に配置しているアウター側壁にバルブ孔を開口して、バルブ孔に固定するバルブの本体部を凹部溝に配置する構造としているからである。とくに、本発明の３ピースホイールは、タイヤを装着するために設けている凹部溝の位置を変更して、ここにバルブの本体部を入れている。この構造は、インナーリムに設けた凹部溝にバルブの本体部を配設しているので、アウター側壁に固定するバルブがリム面から内面に大きく突出することがない。したがって、パンクしたタイヤで走行するときに、ビート部がバルブに強く当たって損傷するのを有効に防止できる。とくに、パンクしたタイヤで走行するとき、タイヤはトレッドを設けた厚いクラウン部は変形せずに、図３の鎖線で示すようにサイドウォール部２３で折曲されて、ビート部２１とクラウン部２２とが積層された状態となってリム面８を押圧する。すなわち、タイヤのビート部は凹部溝に深く侵入することなく、このためビート部がバルブの本体部に強く当たって損傷することがない。また、この状態では、バルブの本体部が空気の抜けたタイヤで直接に強く押されることもないので、空気圧のセンサを内蔵する大きな本体部等がタイヤで直接に強く押されて故障するのを有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の３ピースホイールの一例を示す断面図
【図２】 従来の３ピースホイールの他の一例を示す断面図
【図３】 本発明の一実施例にかかる自動車用の３ピースホイールの断面図
【符号の説明】
１…インナーリム
２…アウターリム
３…ディスク
４…止ネジ
５…フランジ部
６…リムフランジ
７…凹部溝
８…リム面
９…アウター側壁
１０…バルブ
１１…本体部
１２…ロッド
１３…バルブ孔
１４…ナット
１５…空隙
１６…貫通部
１７…側壁
２０…タイヤ
２１…ビート部
２２…クラウン部
２３…サイドウォール部

Claims (8)

1. インナーリム(1)と、このインナーリム(1)に連結されてホイールのリムを構成するアウターリム(2)と、このアウターリム(2)に連結してなるディスク(3)とを備えており、インナーリム(1)とアウターリム(2)は、互いに対向する面を内側に折曲してディスク(3)に固定するフランジ部(5)を設けており、インナーリム(1)とアウターリム(2)のフランジ部(5)を貫通する止ネジ(4)でインナーリム(1)とアウターリム(2)をディスク(3)に固定してなる自動車用の３ピースホイールにおいて、
   インナーリム(1)が、フランジ部(5)とリムフランジ(6)との間の外側面に凹部溝(7)を設けており、この凹部溝(7)は、フランジ部(5)に近いアウター側壁(9)をリム面(8)のセンターよりもディスク(3)に近い側に配置すると共に、凹部溝 (7) のアウター側壁 (9) とリムのセンター面とのなす傾斜角αを１５〜２５度としており、このアウター側壁(9)を貫通してバルブ(10)を固定するバルブ孔(13)を開口して、バルブ(10)の本体部(11)を凹部溝(7)の内部に配置できる構造としており、さらに、ディスク(3)にはバルブ孔(13)に固定しているバルブ(10)のロッド(12)をディスク(3)の外部に表出させる空隙(15)を設け、さらにまた、インナーリム (1) とアウターリム (2) のフランジ部 (5) に、バルブ孔 (13) に固定されるバルブ (10) のロッド (12) を貫通させる貫通部 (16) を設けてなる自動車用の３ピースホイール。
2. インナーリム (1) と、このインナーリム (1) に連結されてホイールのリムを構成するアウターリム (2) と、このアウターリム (2) に連結してなるディスク (3) とを備えており、インナーリム (1) とアウターリム (2) は、互いに対向する面を内側に折曲してディスク (3) に固定するフランジ部 (5) を設けており、インナーリム (1) とアウターリム (2) のフランジ部 (5) を貫通する止ネジ (4) でインナーリム (1) とアウターリム (2) をディスク (3) に固定してなる自動車用の３ピースホイールにおいて、
   インナーリム (1) が、フランジ部 (5) とリムフランジ (6) との間の外側面に凹部溝 (7) を設けており、この凹部溝 (7) は、フランジ部 (5) に近いアウター側壁 (9) をリム面 (8) のセンターよりもディスク (3) に近い側に配置すると共に、凹部溝 (7) のアウター側壁 (9) とリムのセンター面とのなす傾斜角αを１５〜２５度としており、このアウター側壁 (9) を貫通してバルブ (10) を固定するバルブ孔 (13) を開口して、タイヤ (20) 内の空気圧を検出する空気圧センサを内蔵しているバルブ (10) の本体部 (11) を凹部溝 (7) の内部に配置できる構造としており、
   さらに、ディスク (3) にはバルブ孔 (13) に固定しているバルブ (10) のロッド (12) をディスク (3) の外部に表出させる空隙 (15) を設け、さらにまた、インナーリム (1) とアウターリム (2) のフランジ部 (5) に、バルブ孔 (13) に固定されるバルブ (10) のロッド (12) を貫通させる貫通部 (16) を設けており、
   また、凹部溝 (7) の深さは、バルブの本体部 (11) をホイールのリム面 (8) から突出させない深さとし、かつ、凹部溝 (7) に配置されるバルブの本体部 (11) は、ひとつの面を凹部溝 (7) の底面に沿う形状とし、この面と対向する外側面をホイールのリム面 (8) から突出させないで、リム面 (8) に沿う形状からリム面 (8) に対して傾斜する面としている自動車用の３ピースホイール。
3. 凹部溝(7)のアウター側壁(9)近傍の深さが１５ｍｍ以上である請求項１に記載される自動車用の３ピースホイール。
4. 凹部溝(7)のアウター側壁(9)近傍の深さが３５ｍｍ未満である請求項１又は３に記載される自動車用の３ピースホイール。
5. アウター側壁(9)とフランジ部(5)との中心間隔（ｄ）が１０〜６０ｍｍである請求項１に記載される自動車用の３ピースホイール。
6. アウター側壁(9)とフランジ部(5)との中心間隔（ｄ）が１０〜５０ｍｍである請求項１に記載される自動車用の３ピースホイール。
7. アウター側壁(9)とフランジ部(5)との中心間隔（ｄ）が１０〜４０ｍｍである請求項１に記載される自動車用の３ピースホイール。
8. バルブ孔(13)に空気圧センサを内蔵するバルブ(10)を固定している請求項１に記載される自動車用の３ピースホイール。

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