横装填ホイール

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【発明の名称】	横装填ホイール
【発明者】	【氏名】木村嘉昌【住所又は居所】東京都千代田区四番町５番地９トピー工業株式会社内【氏名】丸山三郎【住所又は居所】東京都千代田区四番町５番地９トピー工業株式会社内
【要約】	【課題】ランフラット用中子装着横装填ホイールの提供。【解決手段】（１）リムの軸方向一端のリムエッジを残りのリム本体と別体に形成した横装填ホイールにおいて、リムエッジ１にタイヤのビード受け部２を形成し、リム本体３のリム底４をリムエッジ１装着側に軸方向外に向かってホイール軸芯と平行かあるいは平行より径小に形成した横装填ホイール。（２）リムエッジ１をリム本体１に機械的手段により着脱可能に取り付けた。（３）リム本体３のリム底４にランフラット用中子５を装着し、ランフラット用中子５に６～１５個の突起６を設けた。

【特許請求の範囲】
【請求項１】リムの軸方向一端のリムエッジを残りのリム本体と別体に形成した横装填ホイールにおいて、前記リムエッジにタイヤのビード受け部を形成し、前記リム本体のリム底をリムエッジ装着側に軸方向外に向かってホイール軸芯と平行かあるいは平行より径小に形成したことを特徴とする横装填ホイール。
【請求項２】前記リムエッジを前記リム本体に機械的手段により着脱可能に取り付けた請求項１記載の横装填ホイール。
【請求項３】前記リム本体のリム底にランフラット用中子を装着し、該ランフラット用中子に６～１５個の突起を設けた請求項１記載の横装填ホイール。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤを傾けないで横方向（軸方向）からスライドさせて装着できる横装填ホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に示すように、乗用車に使われる小型のホイール１０１は、リム部中央に、タイヤの着脱のために必要な深さ約１２ｍｍの窪み１０２（通称、「ドロップ」）が設けられている。これは、タイヤビード部１０３（内径Ｄ）がリムエッジ（リムフランジ）１０４を乗り越すために必要な窪みである。図２に示すように、タイヤのビード１０３の片側をドロップ１０２に落としこんでおいて、もう一方のビードがリムエッジを乗り越すことができるように深さや形を決める。ドロップによってホイールの内径が小さくなるため、その中に納める必要があるブレーキ等の部品の大きさが制約される。また、パンク時にはドロップ１０２にタイヤのビード１０３が落ち込みその結果、リムからタイヤが外れてしまい、車両の横転等の事故につながる場合もあった。この問題を解決するため、図３、図４に示すように、アウターリムエッジ１０５を取外しできるようにし、タイヤを真横から傾けることなく装着できるようにする方法が提案されている。リムエッジが外せると、タイヤは図４のように横方向から装填でき、ドロップの窪みは不要になる。ドロップがないので、リム内径は拡がり、ブレーキ等の装着スペースが広くなる。取外し可能タイプでは、リムエッジ１０５を、図５に示すように、嵌め合いによって取り付ける。嵌め合い部の一部を切り欠き（切り欠き１０６）その隙間に合わせて押し込んでから回転させてロックする（以後、ツイストロックという）。この方法による横装填ホイールの性能は既に確認されており、◎エア漏れ等の不具合は無い（耐久試験を含む）。
◎タイヤの着脱が、ドロップ方式よりはるかに容易である。
等の利点が判明している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、横装填ホイールには、つぎの問題がある。
・量産を考える際、切り欠き部の加工が難しく、コストアップ要因になる。すなわち、嵌め合いに必要な「切り欠き」１０６の切削が車軸方向なので、旋盤では加工できず、コスト高になる。
・ランフラット用や気柱共鳴防止用の「中子」１０７の挿入・固定が困難である。すなわち、図６、図７に示すように、リムのタイヤビード受け部（リムビードシート部）１０８が邪魔になり、タイヤビード１０９より内径の小さい中子は挿入できない。その結果、中子１０７の内径が大きくなり、リムとの間に隙間１１０ができるため、中子１０７はホイールと同期して回らず、中子としての機能を発揮できない。
【０００４】つぎに、中子１０７に係わる問題を整理する。
・ランフラット機能従来広く用いられている空気入りタイヤには、タイヤ破損時に空気が抜けると走行不能になる、「パンク」の問題がある。とくに、犯罪多発地域では、不用意に車を停めて修理することができないため、そのままある程度の距離を走行できることが求められる。また、自動車の設計上からは、スペアタイヤの搭載スペース、コスト、ジャッキ等の工具の必要性、などの観点から、「パンクに強いタイヤ」は大きな福音になる。一方、空気入りタイヤは、乗り心地や、不整地でのグリップ性能、高速走行時の信頼性（自己発熱が小さい）の観点から、他に置き換えることができない、車にとって必須のものである。そこで、空気入りタイヤではあるが、破損、空気漏れ時に、そのままある程度の距離を走行可能な、いわゆる「ランフラットタイヤ」が開発され、米国を中心に普及している。ランフラットタイヤには、現在、つぎの２種類がある。Ａ．の中子式は、タイヤの装着を可能にしながら（ドロップスペースなどをもちながら）中子１０７を保持できる機構１１１が必要で、いろいろ考えられている。一例を図８に示した。図８のもの以外に、中子をリム底部から挿入できるよう、リムを２分割する案なども考えられている。これらは、部品点数増加、リム構造の大幅変更、タイヤの形状変更、等が必要で、コスト増や、互換性の欠如等の問題があり、あまり普及していない。Ｂ．のサイドウオール補強式は、図９に示すように、リムは従来のままでよく、部品点数増や互換性欠如の問題はないが、サイドウオール１１２が柔軟性を欠くため空気入りタイヤの振動吸収能力が低下し、乗り心地不良、ロードノイズ増などの問題が生じる。このタイプは、Ａよりも普及しているが、上記の問題点を解決できないので、まだ普及率は低い。
【０００５】・タイヤ気柱共鳴音図１０は、タイヤ１１２内を環状の気柱に見立てた場合の気柱振動モードを示す。この振動の固有振動数ｆは、音速Ｖを気柱長さＬで割って求めることができる。
ｆ＝Ｖ／Ｌ代表的なタイヤの例をとり、Ｖ＝３４０ｍ／ｓ、Ｌ＝１．５ｍとして計算すると、ｆ＝２２７Ｈｚとなる。この固有振動数は、タイヤのサイズによってきまるが、ほぼ２２０～２５０Ｈｚの間にある。この気柱共振は、道路から車体に伝わる振動を増幅する働きをするため、ロードノイズ（あれた路面を走った時、車体が振動して発する音）に鋭いピークができる（図１１の矢印）。この音（ザーッという音）は、車体側での対策ではなかなか消えず、気になる音なので、問題になる。
【０００６】・パンク警報ランフラットタイヤはその性能が優れているものほどパンク時にも車の挙動が変わらず、ドライバーは気付かない。しかし、そのまま走り続けると、発熱などによって重大な破損に至り、事故につながるおそれがある。パンクを何らかの方法で、ドライバーに知らせる必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点はつぎの本発明によって解決される。
（１）リムの軸方向一端のリムエッジを残りのリム本体と別体に形成した横装填ホイールにおいて、前記リムエッジにタイヤのビード受け部を形成し、前記リム本体のリム底をリムエッジ装着側に軸方向外に向かってホイール軸芯と平行かあるいは平行より径小に形成したことを特徴とする横装填ホイール。
（２）前記リムエッジを前記リム本体に機械的手段により着脱可能に取り付けた（１）記載の横装填ホイール。
（３）前記リム本体のリム底にランフラット用中子を装着し、該ランフラット用中子に６～１５個の突起を設けた（１）記載の横装填ホイール。
【０００８】
【発明の実施の形態】上記本発明の横装填ホイールの構成・作用をさらに説明するとつぎの通りである。本発明の上記（１）の横装填ホイールでは、図１２、図１３に示すように、リムエッジ１にタイヤのビード受け部２を形成し、リム本体３のリム底４（の外径面）をリムエッジ装着側に軸方向外に向かってホイール軸芯と平行か（図１２）あるいは平行より径小（図１３）に形成したので、タイヤ１０のビードの内径より内径が小さい物をホイールに横から傾けることなく挿入できるようになる。その結果、ランフラット用中子５をリム底４に隙間なく挿入できるようになる。また、この構造はリム本体３もリムエッジ１も、ホイールの周方向の切削のみで作ることができる形であり、製作費上有利であるまた、ドロップが無いため、パンク時にリムからタイヤが外れる心配がない。
【０００９】本発明の上記（２）の横装填ホイールは、上記（１）の条件を満たしつつリム本体３とリムエッジ１を結合する構造として、図１４～図３０の構造を提供する。ただし、エアシール機構をもっていること、着脱が簡単であること、美観を損なわないこと、等の作用・効果を果たす構造とした。
【００１０】具体的には、図１４、図１５はファスナー法１で、リムエッジ１とリム本体３に軸方向外側が径小となる段部１１を形成して軸方向に合わせ、リムエッジ１の側面に形成した溝１Ａとリム本体３の端部の内周面に形成した溝３Ａとの間に延びるファスナー７Ａにより、周方向に複数箇所で、リムエッジ１をリム本体３に軸方向に固定する。リムエッジ１の内周面とリム本体３の端部の外周面との間にＯリング８を設けてシールする。ランフラット用中子５はリム底４に隙間なく接触する。
【００１１】図１６～図１９はファスナー法２で、リムエッジ１の内周面に形成した溝１Ｂとリム本体３の端部の内周面に形成した溝３Ｂとの間に延びるファスナー７Ｂにより、周方向に複数箇所で、リムエッジ１をリム本体３に固定する。リムエッジ１とリム本体３との間にＯリング８を設けてシールする。ランフラット用中子５はリム底４に隙間なく接触する。
【００１２】図２０、図２１はボルト締め法１で、リムエッジ１とリム本体３に軸方向外側が径小となる段部１１を形成して軸方向に合わせ、リムエッジ１を断面Ｌ字状の複数の飾りストッパー７Ｃによりホイール周方向複数箇所で軸方向外側から押さえ、各飾りストッパー７Ｃを、リム本体３の軸方向端部に、ホイール半径方向に延びるボルト９により止める。リムエッジ１とリム本体３の間には、段部１１に、Ｏリング８を設けてシールする。
【００１３】図２２、図２３はボルト締め法２で、リムエッジ１とリム本体３に軸方向外側が径小となる段部１１を形成して軸方向に合わせ、リムエッジ１を、リム本体３の軸方向端部に、ホイール半径方向に延びるボルト９により直止めする。リムエッジ１とリム本体３の間には、段部１１に、Ｏリング８を設けてシールする。
【００１４】図２４、図２５はスナップリング法で、リムエッジ１とリム本体３に軸方向外側が径小となる段部１１を形成して軸方向に合わせ、リムエッジ１を、リム本体３の軸方向端部に装着し、リムエッジ１が軸方向に抜け外れしないほうに、周方向１箇所に切れ目のあるスナップリング１２をリム本体３の端部外周に形成した溝に嵌めて、軸方向外側から止める。リムエッジ１のとリム本体３との間には、段部１１に、Ｏリング８を設けてシールする。
【００１５】図２６～図３１は、ツイストロック方式である。リムエッジ１にタイヤのビード受け部２を形成し、リム本体３のリムエッジ装着側の端部にリム底より径小の段面を形成する。この径小部にリム底径と等しいかそれより径小のロック用突起１３を形成する。リムエッジ１には内面にロック用突起１３を受け入れる凹溝１４と、凹溝１４よりホイール軸方向内側の突起１５とを形成する。この突起１５とロック用突起１３に、周方向に延びる切り欠き（突起がとぎれている部分）を形成しておき、突起を切り欠き位置にもってきてその状態でロック用突起１３を凹溝１４内に入れ、リムエッジ１をリム本体３に相対的にホイール軸芯まわりに回転させ、ロック用突起１３が突起１５と軸方向に干渉する位置に回して、軸方向にリムエッジ１をリム本体３にロックする。リムエッジ１のとリム本体３との間には、Ｏリング８を設けてシールする。この構造では、突起１３、１５と切り欠きを鋳造で作っておいて、切削は周方向切削のみとしている。合わせ面は周方向切削面のみである。これによって、軸方向切削を必要とした従来のツイストロックに比べて切削容易であり、コストアップにならない。ホイールに組むと図２９～図３１のようになる。
【００１６】本発明の上記（３）の横装填ホイールでは、ランフラット機構を設けた。ランフラット機構としては、乗り心地や騒音の問題のない中子式を採る。そして、リム本体３のリム底にランフラット用中子５を装着し、ランフラット用中子５に６～１５個の突起６を設けた。本発明の中子式ランフラット機構は、タイヤの形状変更が不要で、従来のタイヤをそのまま使える。また、タイヤの気柱共鳴音を低減できる、パンク警報を発する、等の作用がある。更には、パンク時にもタイヤのビードが、リムのビード受け部、サイドリングのビード受け部と中子の間に確保されるため、左右にずれない、その結果、パンク時の走行安定性を向上させることができる。
【００１７】このうちタイヤの気柱共鳴音の低減は以下の通りである。タイヤ気柱共鳴音は、タイヤ内に間仕切りを入れることによって強制的に節を作り、共振周波数を変えることができる。間仕切りの数によって、図３０～図３５に示すように周波数が変わる。周波数を高い側にもっていくことで、耳障りでない音に変えることができる。具体的には５００Ｈｚ以上にすることが望ましいので、間仕切りを６個以上設ける。間仕切りがない場合の２３０Ｈｚを間仕切りを６枚入れることによって６９０Ｈｚの音に変えることができることを示している。図３６に示すように、気柱共鳴によるロードノイズのピークを気にならない周波数（６９０Ｈｚ）まで移動することができる。
【００１８】パンク警報についてはつぎの通りである。ランフラットタイヤがついていると、パンク時にも走行性能にあまり差がないので、パンクに気付かずそのまま走ってしまう懸念がある。ドライバーにパンクを知らせる方法として、ランフラット用の中子を利用する。具体的には、ランフラット用中子５に突起６を設ける。この中子は、突起６の頭でタイヤ１０の変形を抑えることでランフラット機能を発揮する。この突起６は気柱共鳴を抑える間仕切りの役割も果たす。パンク時には、タイヤ変形を突起６の位置で支えるため、タイヤ１回転毎に突起６の数だけの上下ショックが発生する。たとえば、１００ｋｍ／ｈで走行中のタイヤ回転数は約１５／ｓｅｃなので、図３７の例では、１５×１２＝１８０回／ｓｅｃのショックが発生することになる。このショックは上下振動として車体に伝わり、車体パネルを振動させて車室内音となる。これにより発生する１８０Ｈｚの音は、他の音とは音質が異なる低い音なので、ドライバーはすぐ気付くことができる。すなわち、図３８に示すように、「パンク警報」の役割を果たす。中子の突起による車内音は、低い方がわかりやすいので、突起６の数は１５以下が望ましい。以上の結果、突起６の数は、６～１５となる。この中子はゴム、ウレタン等、伸縮性があって、軽い素材で作ることが望ましい。そして、中子５の内径をリム外径より若干小さくとり、素材の伸縮性を利用してリムに密着させることにより、車の加減速時に中子が空転するのを防止する。
【００１９】
【実施例】実施例１本発明の実施例１は、図３９～図４１に示すように、ランフラット用中子５を装着した横装填ホイールである。リムは平底タイプで、ドロップをもたない。タイヤのビード受け部２はリムエッジ１に設けられ、リム本体３はリムエッジ装着側に軸方向外側に向かって平でリム底４（の外径面）より半径方向外側に突出していない。中子５はリムエッジ１をリム本体３から外して状態でリム本体３のリム底４に真横から挿入、装着される。中子５の内面とリム本体３のリム底との間には隙間はない。中子装着後、リムエッジ１をリム本体３の軸方向一端部に装着し、抜け外れしないように固定する。固定構造はツイストロック方式によっている。リムエッジ１とリム本体３との間にはＯリング８が設けられ、シールしている。ランフラット用中子５は半径方向外側に向かって突出する突起６を複数有している。図示例では１２個の突起６が設けられている。突起６はタイヤ内気柱を１２個に等分している。ランフラット用中子５はたとえばウレタンからなる。図４１は、バルブ１７付近の断面を示している。ランフラット用中子５により、「ランフラット機能」、「気柱共鳴音低減」、「パンク警報」の機能が向上される。
【００２０】実施例２本発明の実施例２は、図４２、図４３に示すように、ランフラット用中子５を装着した横装填ホイールである。リムは平底タイプで、ドロップをもたない。ドロップ無しリム構造によって、リム内側のスペースが拡がり、リムとディスクとを別体に作製してリムとディスクとの間にホイール周方向に延びる複数のばね１６を配置した、弾性ホイール構造を採ることができる。ばね１６配置によりロードノイズを低減することができる。タイヤのビード受け部２はリムエッジ１に設けられ、リム本体３はリムエッジ装着側に軸方向外側に向かって平でリム底４（の外径面）より半径方向外側に突出していない。中子５はリムエッジ１をリム本体３から外して状態でリム本体３のリム底４に真横から挿入、装着される。中子５の内面とリム本体３のリム底との間には隙間はない。中子装着後、リムエッジ１をリム本体３の軸方向一端部に装着し、抜け外れしないように固定する。固定構造はストッパーボルト９を用いてリムエッジ１とリム本体３とを直締めしたボルト直締め方式によっている。リムエッジ１とリム本体３との間にはＯリング８が設けられ、シールしている。ランフラット用中子５は半径方向外側に向かって突出する突起６を複数有している。図示例では１２個の突起６が設けられている。突起６はタイヤ内気柱を１２個に等分している。ランフラット用中子５はたとえばウレタンからなる。ランフラット用中子５により、「ランフラット機能」、「気柱共鳴音低減」、「パンク警報」の機能が向上される。
【００２１】
【発明の効果】請求項１の横装填ホイールによれば、リムエッジにタイヤのビード受け部を形成し、リム本体のリム底をリムエッジ装着側に軸方向外に向かってホイール軸芯と平行かあるいは平行より径小に形成したので、タイヤのビードの内径より内径が小さい物をホイールに横から傾けることなく挿入できるようになる。その結果、ランフラット用中子をリム底に隙間なく挿入できるようになる。また、この構造はリム本体もリムエッジも、ホイールの周方向の切削のみで作ることができる形であり、製作費上有利である。また、ドロップが無いため、パンク時にリムからタイヤが外れる心配がなくなる。請求項２の横装填ホイールによれば、リムエッジをリム本体に機械的手段により着脱可能に取り付けたので、着脱が簡単、美観を損なわない、等の効果が得られる。請求項３の横装填ホイールによれば、リム本体のリム底にランフラット用中子を装着し、ランフラット用中子に６～１５個の突起を設けたので、「ランフラット機能」、「気柱共鳴音低減」、「パンク警報」の機能を向上できる。また、パンク時にもタイヤのビードがリムのビード受け部、サイドリングのビード受け部と中子の間に確保されるため、左右にずれない、その結果、パンク時の走行安定性を向上させることができる。

【出願人】	【識別番号】０００１１０２５１【氏名又は名称】トピー工業株式会社【住所又は居所】東京都千代田区四番町５番地９
【出願日】	平成１４年６月１３日（２００２．６．１３）
【代理人】	【識別番号】１０００８３０９１【弁理士】【氏名又は名称】田渕経雄
【公開番号】	特開２００３－２１１９０５（Ｐ２００３－２１１９０５Ａ）
【公開日】	平成１５年７月３０日（２００３．７．３０）
【出願番号】	特願２００２－１７２８４４（Ｐ２００２－１７２８４４）