(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に載置するハブ２、リム３およびリム３をハブ２に固定するためのナット４を備え、前記ハブ２、前記リム３および前記ナット４がホイール装置１の軸Ｘに沿って同心状に配設され、
前記ハブ２は、
外側にねじを切ったアキシャルピン６と、
このピン６の周りに環状に配設されて前記リム３と接触する接触面８とを有し、
前記リム３は、
前記ハブ２との接触面１２と、
前記ナット４との接触面１３とを有し、
前記ナット４は、
前記ハブ２のねじ付きピン６と螺合する軸方向のめねじ部１９と、回動操作のための駆動ヘッド２１とを含む本体１５を有する、
単一ナット軽合金製ホイール装置において、
前記ナット４は、さらに、
前記本体１５上に遊びをともなって組み立てられ、前記リム３との接触面２３が作られた環状の接触体１６と、
前記本体１５と前記接触体１６との間に位置して前記本体１５と前記接触体１６とを相互に回動自在にすることにより、前記ナット４の回転時に前記リム３の前記ナット４との接触面１３と前記ナット４の前記リム３との接触面２３とが相互に回らないようにする摩擦低減軸受１７と、
前記本体１５上と前記接触体１６上とに形成したそれぞれの溝２８，２９に嵌合して、前記接触体１６を前記本体１５に軸方向に固着する弾性リング２７と、
を備えたことを特徴とする単一ナット軽合金製ホイール装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ナット４の前記本体１５は、
アキシャルスリーブ１８と、
アキシャルスリーブ１８の周りのラジアルフランジ２０とを有し、
前記接触体１６は、
環状のベース２２を有し、
前記本体１５のラジアルフランジ２０と前記接触体１６の環状のベース２２との間に軸受１７が組み付けられた単一ナット軽合金製ホイール装置。
【請求項３】
請求項１において、前記軸受１７がラジアルローラベアリングである単一ナット軽合金製ホイール装置。
【請求項４】
請求項１において、前記ナット４は前記本体１５と前記接触体１６にまたがり両体１５，１６に対して回動自在に組み立てた前記軸受１７の環状保護カバー３２を備えた単一ナット軽合金製ホイール装置。
【請求項５】
請求項１において、前記リム３の前記ナット４との接触面１３と前記ナット４の前記リム３との接触面２３に、前記ホイール装置１の軸Ｘに対して角度３０°ないし６０°のテーパを付けた単一ナット軽合金製ホイール装置。
【請求項６】
請求項２において、前記溝２８は前記本体１５の前記アキシャルスリーブ１８上に形成されている単一ナット軽合金製ホイール装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は自動車用の単一ナット軽合金製ホイール装置に関するものである。
背景技術
いわゆる単一ナット軽合金製ホイールにおいては、ハブ、リムおよびナットがホイールの軸と同心状に配設される。この目的でハブはアキシャルピンを備え、このピンには外側にねじを切り、ピンの周りに環状にリムとの接触面が配設されている。これに応じて、リムにはハブとの接触面とナットとの接触面がある。最後に後者にはハブのねじ付きピンと螺合するように軸方向のめねじ部、回動操作のための駆動ヘッドおよびリムとの接触面がある。
単一ナットホイールの用途はもはや競走用自動車に限られず、スポーツ性を引き立たせようとされるツーリング用自動車にも広がりつつある。この広がりは、特に一方では多ナットハブに組立てするに適し、他方では単一ナットリムを受けるに適したインタフェース疑似ハブを利用することによって、多ナットハブを装備した自動車でも単一ナットホイールを取り付けることを可能にするアダプターキットを備えたために、増加している。このことについてはWO95/05291を参照されたい。
単一ナットホイールの組立ておよび分解は前記広がりを左右した重要な側面である。競走用の場合はホイール取替えを速くできるので評価されるが、ツーリング用にはナットを締め付けるか又は緩めるために大きなトルクをかけねばならないので具合が悪い。この欠点は、単一ナットホイールの購買者に標準装置として付属する伸長可能なアーム（７０ｃｍ以上）付き特殊レンチによって一部軽減されるにすぎない。
分解は、特にホイールを長時間使用の後行う場合、重大な問題となる。付属のレンチでしかトルクをかけることのできない場合、恐らく組立て時にほとんど分からないほどの位置付け誤差、連結面間の極めて小さい遊びにより引き起こされる誤差、あるいは部品間に酸化物が出来るため（相互接触するナットとリムの表面が塗料で保護されない）に起こるナットとリムの間の焼付きのために、事実上緩めることができないことがあった。
発明の開示
本発明の目的は、ナットの締め付けおよび緩めのしやすい単一ナットホイール装置を提供することである。
従って、本発明は、自動車に載置するハブ、リムおよびリムをハブに固定するためのナットを備え、前記ハブ、前記リムおよび前記ナットがホイール装置の軸Ｘに沿って同心状に配設され、
前記ハブは、
外側にねじを切ったアキシャルピンと、
このピンの周りに環状に配設されて前記リムと接触する接触面とを有し、
前記リムは、
前記ハブとの接触面と、
前記ナットとの接触面とを有し、
前記ナットは、
前記ハブのねじ付きピンと螺合する軸方向のめねじ部と、回動操作のための駆動ヘッドとを含む本体を有する、
単一ナット軽合金製ホイール装置において、
前記ナットは、さらに、
前記本体上に遊びをともなって組み立てられ、前記リムとの接触面が作られた環状の接触体と、
前記本体と前記接触体との間に位置して前記本体と前記接触体とを相互に回動自在にすることにより、前記ナットの回転時に前記リムの前記ナットとの接触面と前記ナットの前記リムとの接触面とが相互に回らないようにする、摩擦低減手段である軸受と、
前記本体上と前記接触体上とに形成したそれぞれの溝に嵌合して、前記接触体を前記本体に軸方向に固着する弾性リングと、
を備えたことを特徴とする単一ナット軽合金製ホイール装置に係る。
実際、ナットを締め付けることによりかけられる軸方向スラストにより、またハブと相互に接触するそれぞれの接触面の間に結果として生じる滑り摩擦によって、リムは正しい位置に保持されることが確認された。さらに、一度締め付けられたナットは、ナットとハブの相互に螺合するねじの間の滑り摩擦によって不意に緩まないようになることも確認されており、この摩擦はナットとハブの間の軸方向スラストによって生じるので、ナットとハブの間に軸方向スラストを得ることがナットを締め付けることの真の目的にかなう。
逆に、ナットとリムの間の滑り摩擦はリムを定位置に保持することに効果的に寄与せず、またナットの締め付けおよび緩めに必要なトルクの大部分であるにもかかわらず、ナットが不意に緩むことを防止するのに役立たないことが確認されている。この意味で、プラス効果があるとするのは浅い考えで、そう見られるにすぎないことは、実際明らかである。実際、締付け時にナットとリムの間の摩擦によって吸収されるすべてのトルクは、ねじ部の滑り摩擦に打ち勝つに要するものと、リムに軸方向スラストを発生させるものとから差し引かれたトルクである。ナットとリムの間の摩擦が大きいほど軸方向スラストの発生に要するトルクから差し引かれる締付トルクの部分が大きくなる。
本発明による構造によって、締付け（および緩め）中それぞれの接触面におけるナットとリムの間に相互摺動が起こらず、これらの面間の摩擦によって吸収されるトルクはゼロである。さらに、摺動がないので焼付きの現象が起こらず、酸化物ができてもナットをゆるめる障害とならないようにできる。
リムのナットとの接触面とナットのリムとの接触面がナットを回す時に相互に回らないようにする手段は種々の方法で設けることができる。
変形例として、上記と逆に、リムは、
前記ハブとの接触面が作られた本体と、
前記ナットとの接触面が作られた環状の接触体と、
前記本体と前記接触体との間に位置して前記本体と前記接触体とを相互に回動自在にする摩擦低減手段とを有する構造としてもよい。
上記の両構造とも技術的に可能であるが、最初のものではナット（通常は鋼製か、高強度材料）が二つの相互に回動する部品で構成するのが一層容易であるので、好ましいようである。他方、リムは通常弱い材料である軽合金製で、二つに分離すると問題が生じる場合もある。この場合はリムの本体に鋼部分を挿入する必要があるかも知れない。
好ましくは、前記摩擦低減手段は、軸受に代えて、ナットの二つの主要部分の接触面を、単に適切に加工（研磨、またはつや出しの方がよく、さらにテフロンTMやその同等品のような摩擦係数の小さい材料を付着させるとなおよい）すればよく、接触面には潤滑剤を用いても用いなくてもよい。
好ましくは、前記単一ナット軽合金製ホイール装置において、
前記ナットの前記本体は、
アキシャルスリーブと、
アキシャルスリーブの周りのラジアルフランジとを有し、
前記接触体は、
アキシャルスリーブ上に遊びをともなって組み立てられ、環状のベースを有し、
前記本体のラジアルフランジと前記接触体の環状のベースとの間に軸受が組み付けられた構造である。
この構造で力が最適に分布され、軸受が正しく動作しやすくなる。
軸受は摺動、転がりのいずれかで種々のものとすることができる。前者の場合は、摩擦の低減を損なうことなく大きい軸方向負荷に耐えるようにするには、潤滑をすることが適切であることが分かっている。そこで、転がり軸受、特に、軸方向負荷に最適に耐えることができるとともに使用を簡便にするために、ラジアルローラベアリングが好ましい。
ナットの２つの主要部分を前記弾性リングにより相互に固着すると、リムを取り外す時ナットが不意に分解する危険がなくなり、あるいはユーザまたは未熟な人員が無意識にいじくって軸受の正常な作動が妨げられないようにできる。
好ましくは、前記ナットは前記本体と前記接触体にまたがり両体に対して回動自在に組み立てた前記軸受の環状保護カバーを備えた構造である。これで使用中にごみや塵が軸受に付着することによる定期的な保守操作をしなくてもよくなる。
好ましくは、前記リムの前記ナットとの接触面と前記ナットの前記リムとの接触面に、前記ホイール装置の軸に対して角度３０°ないし６０°、好ましくは約４５°のテーパを付けた構造である。テーパ状であると、これは本来中心合わせの助けになるので、リムが正しく組立やすくなる。
【図面の簡単な説明】
本発明によるホイール装置のこれ以上の特徴や利点については、添付の図面を参照しそれに限定しない下記の一実施形態によって詳細によりよく説明する。
図１は、本発明によるホイール装置の横断面図である。
図２は、図１にのホイール装置のナットを一部断面で示す分解図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
図において、符号１は自動車Ａ（そのホイール装置１の近くのいくつかの部品だけを図１に示す）用の単一ナット軽合金装置を示す。ホイール装置１はハブ２、リム３およびナット４を備える。図１に例示するハブ２は、より正確に言うと、単一ナットの手段によってホイールを組み立てることができるように、真ハブ５に取り付けられたインタフェース疑似ハブである。この型の装置に関する詳細は、この同じ出願人によるWO95/05291に記載している。しかし、本発明の目的のためには、この疑似ハブ２が、実際、リム３に対してハブのすべての機能を果たすエレメントであるので、以下疑似ハブ２を単に「ハブ」と呼び、真ハブ５はその名称を以下に出さない。
ハブ２は、ホイール装置１の軸Ｘ沿いに伸びて自動車Ａの外方へ向けられたねじ付きアキシャルピン６とアキシャルピン６を取り巻きそこから半径方向に延びているフランジ７を備える一体部品（通常、鍛造した鋼製）より成るものである。ハブ２にはリム３との接触面８が形成されている。この接触面８は、フランジ７上に環状に形成され、自動車Ａの外方に向いている。
リム３は、タイヤが反り付けられる外周溝部にスポーク１０（どちらも図１に示さず）によって連結された中心体９を有している。好ましくは、単一ナットシステムの場合には、リム３は一般にアルミニウムを主成分とする適当な軽合金の鋳物で、一体部品として設ける。中心体９には、ハブ２をピン６につけるための開口１１が軸Ｘ方向と反対側方向の外方に向いて設けられるとともに、開口１１の周りに環状に形成されて自動車Ａの内方へ向いた、ハブ２との接触面１２が設けられている。
リム３には開口１１に作ったナット４との接触面１３も備える。この接触面１３は軸Ｘに対する角度が３０°ないし６０°、好ましくは４５°で、円錐の架空の頂点を自動車Ａの内部へ向けたテーパが付けられている。テーパ状の面の角度とは（ここと本明細書、請求の範囲全てにおいて）、円錐体の軸と母線の作る線の一つが挟む角度のことである。
リム３の中心体９には、ナット４との接触面１３の下の方に環状の溝１４を形成して、接触面１３にかかる負荷に対し、リム３に、ある弾性降伏（elastic yield）をなすようにしている。
ナット４は本体１５、環状の接触体１６およびこれら２つの主要部分の間に位置してそれらを相互に回動自在にする軸受１７を備える。
本体１５について言えば、これは一体部品で（好ましくは鋼）ハブ２のねじ付きピン６と連結するためのめねじ部１９を有するアキシャルスリーブ１８、このスリーブ１８の周りに半径方向に延びるフランジ２０、および例えば六角形にした回動操作用の駆動ヘッド２１を備える。
接触体１６も一体部品とで、環状の構造を有し、ベース２２と、リム３との接触面２３とを備える。接触面２３はリム３の接触面１３に対応した角度でテーパが付けられている。
好ましくは、軸受１７はスラストローラを備えた軸方向の負荷に耐えるに適した転がり軸受である。ベアリング１７は、２つのリング２５，２６の間に組み付けた多数のローラ２４を備える。リング２５はナット４の本体１５のフランジ２０上に組み付けられるが、リング２６は接触体１６のベース２２上に組み付けられる。ナット４の本体１５と接触体１６は、弾性リング２７（いわゆるセーゲル型）を、本体１５のアキシャルスリーブ１８上に形成した溝２８と接触体１６に形成した溝２９との間に係合させて、軸方向に相互に拘束される。この弾性リング２７（鋼製）の弾性変形は円周の切れ目３０で確保されるので、以下によりよく説明するように、スリーブ１８の端部に形成した外部ベベル３１とともにその組立てができるように十分直径を変えることができる。
保護カバー３２は環状で、好ましくは弾性材料製で、軸受１７の外側を取り巻き、ナット４の本体１５と接触体１６をそれら相互の回動を妨げないようにまたいで固定される。詳細に述べれば、カバー３２には突起部３３と内方へ向いたリップ３４とが設けられている。突起部３３は本体１５のフランジ２０の外周部に形成した対応する溝３５に嵌合し、リップ３４は接触体１６の外周部に形成した対応する溝３６に嵌合する。
ホイール装置１のナット４の組立は下記のようにして行われる。
まず、弾性リング２７を接触体１６の溝２９に挿入する一方、軸受１７をフランジ２０に当てて本体１５に取り付ける。その後、接触体１６を本体１５のスリーブ１８に固着する。軸方向に軽く押しつけると、ベベル３１によって弾性リング２７が弾性変形して固着できるようになる。弾性リング２７が溝２８にも係合するに十分固着を完了した後は、弾性リング２７を破壊しなくては、二体１５，１６はもはや分離できない。二つの溝２８，２９は実際、二体１５，１６間の軸方向の力で弾性リング２７が伸縮を起こすことのないようにする形状である。保護カバー３２を取付けてナット４の組立てが完了する。
ホイール装置１は、軸Ｘ沿いに軸方向に配設された盗難防止ねじ３７を備える。ねじ３７のヘッド３８はナット４の駆動ヘッド２１に特別に穿孔した座部３９に係合し、一方ねじ付きステム４０はハブ２のアキシャルピン６のバッフル４２に形成された孔４１に螺合する。ねじ３７のヘッド３８にはアキシャルピン４４によって一部妨害される回動操作用の六角形状の凹所４３が設けられている。それでこのねじ３７の回動操作はこの凹所４３に合致する形状の特殊レンチ（図示せず）、実際には軸方向に穿孔した六角形状のレンチでしか行えない。
ホイール装置１は、最後に、ナット４を塞ぐためのディスク４５を備え、これは特殊な円形状の座部４６に押し込まれるが、この座部は凹所４７で切れており、普通のスクリュードライバでディスク４５を取外しできるようになっている。
ハブ２へのリム３の組立て、またはハブ２からの分解は、通常のホイール装置での対応する操作と全く類似的に行われる。
しかし、ナット４をねじ込む間に、ナット４の接触面２３はリム３の接触面１３に対して回らない。それで、摩擦による抵抗トルクが発生しない。組立て時、これはナット４にかけられたすべてのトルクがナット４のめねじ部１９とハブ２のねじ付きピン６の連結に伝達されて軸方向スラストを発生するが、これがリム３に放出され、リム３の接触面１２がハブ２の接触面８に押し付けられるようになる。
逆に、分解の場合、相互に接触しているナット４とリム３の接触面２３と接触面１３それぞれの状態は、ナット４の動作を妨害する抵抗トルクを発生し得ないものである。このことは、例えば酸化物ができて一種の接着がなされてもその通りであることが分かる。
請求の範囲によって規定される範囲を外れることなく本発明の実施形態の細目に多くの変更を加えることのできることは言うまでもない。取り分け、これより悪いがなお受け容れられる変形例として、ナットの一部でなくリムの一部を回るようにして、ナットの締め付け、緩め中、接触しているナットとリムの表面間で相互に回らない状態が得られるようにもできる。
【図１】
0003706392.tif 000002
【図２】
0003706392.tif 000003