(57)【要約】リムと、このリムに対応して取り付けられたブレーキポットと、このブレーキポットに対応して取り付けられたブレーキディスクと、を備えた車両ホイールであって、リムに対して旋回可能に配置され好ましくはプレート形状の複数のカバー部材が、配置されたリム側面の貫通孔の一時的な閉鎖のために備えられており、少なくとも熱で制御される調節部材によって各カバー部材を閉鎖状態から開放状態にすることができる車両ホイールに関して、調節部材（６）が伸縮体作動部材（７）であり、この伸縮体作動部材（７）は、前記ブレーキディスク（３４）からの熱伝導が可能となるように、前記ブレーキディスク（３４）と熱的に接続されているように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムと、このリムに対応して取り付けられたブレーキポットと、前記ブレーキポットに対応して取り付けられたブレーキディスクと、を備えた車両ホイールであって、前記リムに対して旋回可能に配置され好ましくはプレート形状の複数のカバー部材が、配置されたリム側面の貫通孔の一時的な閉鎖のために備えられており、少なくとも熱で制御される調節部材によって前記カバー部材を閉鎖状態から開放状態にすることができる車両ホイールにおいて、
前記調節部材（６）が伸縮体作動部材（７）であり、前記伸縮体作動部材（７）は、前記ブレーキディスク（３４）からの熱伝導が可能となるように、前記ブレーキディスク（３４）と熱的に接続されていること
を特徴とする、車両ホイール。
【請求項２】
それぞれ独立して可動なカバー部材（５）の各々に個別の伸縮体作動部材（７）が割り当てられているか、または、相互に機械的かつ可動式に連結された複数のカバー部材（５）が共通の伸縮体作動部材（７）によって可動となっていること
を特徴とする、請求項１に記載の車両ホイール。
【請求項３】
一つまたは複数の伸縮体作動部材（７）がブレーキポット（３）に取り付けられること
を特徴とする、請求項１または２に記載の車両ホイール。
【請求項４】
一つまたは複数の伸縮体作動部材（７）のそれぞれが、ブレーキポット（３）に設けられた収容手段（８）に収容されること
を特徴とする、請求項３に記載の車両ホイール。
【請求項５】
収容手段（８）が円筒状の止り穴として設けられており、この止り穴に伸縮体作動部材（７）の円筒状の外筐体（９）が収容されること
を特徴とする、請求項４に記載の車両ホイール。
【請求項６】
伸縮体作動部材（７）のストローク方向が、ホイール回転軸の方向に伸びており、伸縮体作動部材（７）は、熱的条件下の動作により、直接または仲介部材を介してカバー部材（５）の内側に作用すること
を特徴とする、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の車両ホイール。
【請求項７】
伸縮体作動部材（７）のストローク方向が、ホイール回転軸に対して角度を付けて、または垂直に伸びており、伸縮体作動部材（７）は、機械的な接続によってカバー部材（５）と可動式に連結されること
を特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両ホイール。
【請求項８】
伸縮体作動部材（７）が少なくとも部分的に放射状に突き出した突出部によってリム（２）と重なり合うこと
を特徴とする、請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の車両ホイール。
【請求項９】
各カバー部材（５）が自身の旋回軸に沿って、戻し部材（２０）の力に抗して平行移動可能であり、平行運動を強制的に案内する連結部材（２１）によってリム（２）と接続されていること
を特徴とする、請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の車両ホイール。
【請求項１０】
連結部材（２１）がリム側とカバー部材側とで弾性的に支持される連結棒（２２）であるか、または、スライダ機構もしくはボールねじ機構であること
を特徴とする、請求項９に記載の車両ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リムと、このリムに対応して取り付けられたブレーキポットと、ブレーキポットに対応して取り付けられたブレーキディスクと、を備えた車両ホイールであって、リムに対して旋回可能に配置されたプレート形状の複数のカバー部材が、配置されたリム側面の貫通孔の一時的な閉鎖のために備えられており、ホイール回転中に遠心力によって前記カバー部材が成す閉状態から、少なくとも熱で制御される調節部材によって開状態に移行することが可能な車両ホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のリム設計においては、様々な、一部は互いに相反する要求事項が課されている。製造を容易にするためにリム外形を単純なものとするほか、必要に応じてブレーキディスクを適切に空気流によって冷却することができるよう、できるだけリムの通気性を高くすることが重要な要求である。さらに、ブレーキディスクの残留熱に関して、停止状態で空気流が無くとも熱が運び去られ得るようにしなければならない。よって、こうしたことから、できるだけ「開放的な」リム構造が作られる。
【０００３】
しかしながら、空気力学的な観点からは、リム貫通部によって生じる乱気流をできるだけ防止するために、リムはなるべく閉じていなければならない。通常の走行状態においては、車両の底面エリアには超過圧が保たれており、この超過圧は空気がリムの隙間空間を通って押圧されるように働く。リムが閉じたディスクとなっている場合には、車両の空気抵抗の計算に要因として組み入れられるＣｗ値は改善され得る。
【０００４】
一方では熱的な観点、他方では空気力学的な観点により事実上互いに矛盾する要求事項を満たすために、従来では、旋回可能に配置された可動式プレート状カバー部材を用いて、リム側の貫通孔を必要に応じて開いたり閉じたりできるようにすることが知られている。こうした構成においては、プレート形状のカバー部材は多くの場合旋回可能に配置され、旋回軸に沿って車輪径方向に動くことができるようになっている。リムに対して、カバー部材はさらにそれぞれ強制的な案内を行う連結部材を介して接続されている。ホイール回転数が増大するにつれて、カバー部材に作用する遠心力はますます強くなり、そのためカバー部材は、カバー部材にそれぞれ割り当てられた貫通孔が開いている径方向内側の位置から径方向外側へ向かい、この遠心力に基づく径方向運動が、連結部材を介した強制案内により、カバー部材を開放状態から閉鎖状態へと旋回させる。この径方向の動きは、戻し部材（通常はバネ）の力に反して行われ、このバネは各カバー部材をそれぞれ径方向内側へ押しつけるが、高い遠心力のために押し負かされる。ホイール回転数が低下すると、動きが逆になってカバー部材が開く。これは、遠心力の低下に伴い、戻し部材が径方向内側への作動を発生させることによって、カバー部材がその内側位置に移動しようとした際に、強制的な案内を行う連結部材を介して自動的に行われるものである。
【０００５】
走行速度がさらに高速になってもなおカバー部材が径方向外側へ動いている、すなわちカバー部材が閉じていると、ホイール内側、つまりブレーキ付近の温度が、冷却が必須となるほどに高くなる。リムを通り抜ける空気流によってこの冷却を行えるようにするために、例えば特許文献１にて開示されている機構では、温度で制御される調節部材、例としては形状記憶合金または感熱式バイメタルが備えられており、この調節部材は十分に高い調節温度に達すると変形し、この変形によって対応するカバー部材に対して力が加えられ、径方向外側の位置から、径方向内側の開放位置へカバー部材が押し戻される。ただしこの際、強制的な案内を行う連結部材を介してカバー部材を再度押し戻すためには、高い遠心力または向心力に打ち勝たねばならない。このため、熱によって制御される各調節部材には、適切な高い作動能力を備えていることが求められる。
【０００６】
最初に述べた「能動的」な車両ホイールへの要求事項から、原則的に、複数の異なる状態が用意される。車両停止状態では、プレート形状のカバー部材は開いている。そのためデザイン上の理由からよく要望される３Ｄ効果（奥行き効果）が生じる一方で、事前の走行によりブレーキディスクに熱が残留していても、その廃熱はリムを通って排出され得る。特定の車速、例えば３０〜４０ｋｍ／ｈを超えると、ホイールのデザインは人間の眼にはもはや区別がつかなくなり、人が目視できるのは回転する円盤に過ぎなくなる。この境界速度を超えると、カバー部材が閉じて、空気力学的条件が改善される。その逆にフット・ブレーキが走行中に操作されてブレーキディスクが熱くなると、カバー部材は再び開放されて、ブレーキ・システムの換気が保証される。カバー部材に関しては、次のような状態変化が生じることになる：
次の場合、カバー部材開放状態→カバー部材閉鎖状態：
Ｖ＞ＶｇｒｅｎｚかつＴ＜Ｔｇｒｅｎｚ
次の場合、カバー部材閉鎖状態→カバー部材開放状態：
Ｖ＜ＶｇｒｅｎｚまたはＴ＞Ｔｇｒｅｎｚ
ここでＶは実際速度、Ｖｇｒｅｎｚは前述の境界速度、Ｔは車両ブレーキ近辺の実際温度、Ｔｇｒｅｎｚはそれを超えるとカバー部材が開く境界温度を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０１４５４８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先に述べた、熱で制御される調節部材は、カバー部材を開放する力を発生するよう機能する。この力は、車両ホイールが回転して閉鎖状態となっているカバー部材を、外方へと旋回した開放状態へと移行させる。従来技術では、そのために感熱式のバイメタルまたは形状記憶合金が使用される。この感熱式の作動部材はホイール空間内の温度を感知して、ホイール空間内の熱エネルギーを動作に変換し、この動作がカバー部材を開放するために使用される。
【０００９】
問題点として、ホイール空間内に放射されている伝達熱は、場合によっては熱で制御される調節部材に十分なエネルギーを供給できる、つまりそれを温めることが可能なほど、十分でないことがあり、十分な熱伝達を確保するための、熱的な連結は満足に行われていない。さらに環境の及ぼす影響、例えば雨や雪によって、温度変化の検出およびホイール空間内での熱的なエネルギー伝達は妨害される。さらに、感熱式のバイメタルまたは形状記憶合金をベースにした、従来の熱で制御される調節部材は、場合によっては比較的短いストロークすなわち不十分な大きさの調整力しか発生させることができず、このような調整部材では、車両ホイールの遠心力がかかっているカバー部材を開放状態から径方向外側の閉鎖状態へと移行させることができない。なぜならば、車両ホイールの高い回転数に伴う遠心力がかかっていてもカバー部材を開放状態へと押圧することを可能とするためには、相当に大きな力を発生させなければならないからである。
【００１０】
従って本発明の課題は、一方ではホイール空間側の温度変化の良好な検知を可能とし、他方では、十分なストロークあるいは十分な力を発生する調節部材を有する車両ホイールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題を解決するために、本発明では、先述の種類の車両ホイールにおいて、調節部材が伸縮体作動部材であり、ブレーキディスクから調節部材への熱伝達を可能にするために、調節部材がブレーキディスクと熱的に連結されるように構成される。
【００１２】
本発明は、調節部材として伸縮体作動部材を使用していることが特徴である。このような伸縮体作動部材はいわば材質の膨張に伴う高圧を動作原理として機能する。一方側が膜体または弾性重合体の挿入材のような柔軟な挿入材で閉じられた筐体内には伸縮体が充填され、この伸縮体の体積は熱せされると大幅に増加する。このような膨張をする材料は、例えば蝋、ハードパラフィン、油脂などが考えられる。膜体または弾性重合体の挿入材とピストンが連結されており、このピストンは筐体に対して相対的に軸方向に動くことができる。ここで伸縮体が熱せられると、その体積が大幅に増大する。この体積増大により、膜体または弾性重合体の挿入材が変形される。この変形の結果、ピストンが筐体から押し出され、この動きによって、調整機能が引き出されることとなる。伸縮体作動部材はつまりは高圧油圧調整アクチュエーターであり、その機能原理は相変化に基づいている。こうした相変化がこのような伸縮体作動部材を特徴づけている。なぜなら相変化は極度の体積変化の原因であるからである。例えば蝋の体積増大は最大３０％である。その他の膨張する材料も同程度の体積変化を示す。
【００１３】
このような伸縮体作動部材により、数ミリメートルから数センチメートルの範囲の相当な大きなストロークが実現でき、伸縮体が熱せられた場合に、相当に大きな体積増加およびそれによって生じる相当大きな圧力のために、筐体内には高い作動圧が発生し、この作動圧によってピストンが筐体から押し出される。つまり、ピストンを介してそのような大きな調整力または作動力が、調整を行うべき構成部品に対して伝達される。その構成部品はここでは例えば隣接するカバー部材または操作部材であり、この操作部材は１つまたは複数のカバー部材と連結されている。
【００１４】
さらに、本発明では、この伸縮体作動部材がブレーキディスクと熱的に接続しているように構成される。すなわち、直接的または間接的に熱的な接点がブレーキディスクに配置されていて、伸縮体作動部材は車両ホイール領域に配置される。この熱的な接点を介して、極度に熱負荷のかかる構成部品、つまりブレーキディスクから、調整部材すなわち伸縮体作動部材へ顕著な熱エネルギーが伝達可能である。このような熱エネルギーの伝達により、ブレーキディスク側で発生する温度変化の非常に優れた検知が、伸縮体作動部材を介して可能となり、従ってこの伸縮体作動部材の温度は、わずかな時間遅延で、ブレーキディスクの温度変化に対応して同等に変化する。伸縮体作動部材とブレーキディスクとの熱的接続が行われていることにより、現時点で閉じているカバー部材を開く必要があるかどうか、つまりリム自身の冷却または空気流を実現するためのリム貫通孔が必要な熱的条件になっているかどうかを、非常に迅速かつ正確に検出することが可能である。
【００１５】
本発明に係る車両ホイールは、一方では構成部品つまりブレーキディスクの冷却するべき時点の優れて際立った検出を可能にし、他方では伸縮体作動部材自体による非常に大きい力および相当大きいストロークの発生を可能とし、これらによって、個々のカバー部材、または伸縮体作動部材を介して複数のカバー部材が同時に動かされる場合は複数のカバー部材、の移動に関して、閉鎖状態から開放状態への移行を可能とする。
【００１６】
既述したように、それぞれ別個の可動カバー部材に、各自固有の伸縮体作動部材を割り当ててもよい。つまり、例えば６つ備えられたカバー部材に対しては６つの対応する伸縮体作動部材を設ける。しかし別実施例として、カバー部材を互いに機械的かつ可動式に連結された構成とし、共通の１つの伸縮体作動部材（場合によっては２つまたは３つでもよい）を介して可動とすることも考えられる。この発明実施形態では、カバー部材よりは少数の伸縮体作動部材が設けられることとなる。可能であるならば伸縮体作動部材をひとつだけ取り付けて、この伸縮体作動部材が可動構成部品上に作用することで、機械的に互いに可動連結されたすべてのカバー部材が動くようにしてもよい。つまり伸縮体作動部材の調整機能によって、同時にすべてのカバー部材が動かされるようにしてもよい。連結は例えば鋼製ケーブルまたはそれに類した動力伝達手段を使用して実現され得る。
【００１７】
特に好ましい発明実施形態においては、ブレーキディスク自体の温度は、特にセラミック・ブレーキを使用している場合に非常に高くなり得るが、調整部材が体積変化するまたは調整機能が実行される最低温度がこの温度よりも明らかに低い場合には、伸縮体作動部材がブレーキポットに取り付けられるように構成される。このブレーキポットは、ブレーキディスクのキャリアであり、ブレーキディスク自体と直接熱接触している。しかしブレーキポットは、ブレーキディスクそのものほどは熱くならない。つまり、ブレーキポットの温度はディスク温度より低い。ここで伸縮体作動部材をブレーキポットに取り付けると、その領域の構成部材の温度に対応して、伸縮体作動部材の伸縮体つまり例えば蝋またはパラフィンの相変化が行われる。当然ながらブレーキポットの温度変化はブレーキディスクの温度変化に伴って発生するので、直接の熱連結がされていることにより、ブレーキディスクの温度推移が非常に急速な場合にも、作動部材に要求される感熱式調整機能は、ブレーキディスクの急速な温度変化に追随し、ブレーキディスクの温度変化に対してわずかな時間遅延で実行可能である。
【００１８】
伸縮体作動部材とブレーキポットの間の熱接触を提供するため、本発明の好ましい発展形態が構成される。この形態では、伸縮体作動部材はそれぞれ１つの、ブレーキポットに設けられた保持具に取り付けられる。伸縮体作動部材は、通常は円筒形や壷形状の筐体を備え、その中に伸縮体が配置されている。ブレーキポット領域には目的に合わせて筐体の外側形状に対応する保持具が例えば止り穴の形で設けられており、その中に伸縮体作動部材の筐体が固定的に取り付けられる。この固定は任意の方法、例えば溶接、はんだ付けまたはその類の方法で実施することができ、熱伝導性接着剤が十分に熱的に安定しているならば、必要に応じてこれを使用した接着も考えられる。いずれにしても、ブレーキポットと伸縮体作動部材の筐体との間の、およびさらに伸縮体自体との、大面積による接触が達成できる。
【００１９】
伸縮体作動部材のストローク方向は長さ方向であり、この長さ方向に従ってピストンが筐体から出る。この方向は任意であってよいが、実際としては、伸縮体作動部材と一つまたは複数のカバー部材との可動連結のメカニズムがどのように組み込まれているかに依存する。特に好ましいのは、ブレーキポットのところに取り付けられた一つまたは複数の伸縮体作動部材のストローク方向がホイール回転軸の方向へと伸びることであり、この場合には、伸縮体作動部材は熱的条件下の作動により直接または中間部材を介してカバー部材の内側へ作用する。車両ホイールはその回転軸に関して軸方向の構造を持っているため、伸縮体作動部材の配置を、そのストローク方向がホイール軸に対して平行となるようにすると、特に簡単で好ましい。従ってブレーキポットへ組み込む場合、止り穴を同様に軸と平行に設け、これにより伸縮体作動部材が自動的に正しく配向される。伸縮体作動部材の発生する力はプレート状のカバー部材の内側に加えられるか、またはカバー部材と接続されたレバーまたはその類のものに作用する。このような中間部材、例えば既述のレバーまたは延長部材等は、伸縮体作動部材が間接的にカバー部材に作用することを可能にする。基本的に重要なのは、カバー部材を閉じた状態から開いた状態へと旋回軸周りで動かすために、伸縮体作動部材の調整力がカバー部材の内側に加えられることである。
【００２０】
既述したように、複数のカバー部材が機械的な接続を介して可動に連結されていると、例えば単一の伸縮体作動部材によってこれらを同時に動かすことが可能である。この発明実施形態では、伸縮体作動部材が、ホイール回転軸の方向に１８０°以外の角度をつけて、またはホイール回転軸に対して垂直にピストンのストローク方向を伸ばしており、この伸縮体作動部材がカバー部材と機械的な接続を介して可動連結されるように配置されることが十分考えられる。こうした配置は、ブレーキポットが比較的幅広い場合には例えば放射状の配置であってよく、カバー部材との接続は、例えば機械的な接続を行うプルワイヤの形態で、カバー部材と一体的に動くよう連結された連結部材、例えば中央の回転リングまたはそれに類したものに対して行われる。この回転リングはホイール回転軸に関してほぼ任意方向に向けられた伸縮体作動部材のストローク方向を転向する。伸縮体作動部材に操作される個々のカバー部材の配置は基本的に様々なものが可能である。
【００２１】
本発明の好ましい発展形態では、伸縮体作動部材は少なくとも部分的に放射状に突き出た突出部によってリム領域と重なってよい。この放射状のリム突出部は、伸縮体作動部材の保護のために機能するが、伸縮体作動部材のピストンは当然それをすり抜けて通り過ぎる動作ができるように設計されている。
【００２２】
本発明に係る伸縮体作動部材を１つまたは複数設けた形態は、車両ホイールに関して、特にブレーキディスクと対応する熱的連結において好ましいものである。車両ホイールの各カバー部材は、戻し部材の力に抗して旋回軸に沿って平行移動可能に、かつ平行移動を強制案内する連結部材を介してリムと接続されている。このような車両ホイールにおいては、各カバー部材が径方向内側の位置にあるときには、各カバー部材は開放状態となっている。車両ホイールが十分早く回転すると、カバー部材上にそれに応じた向心力、つまり遠心力が作用し、この遠心力に伴ってカバー部材が旋回軸に沿って径方向外側へ向かう直線運動をし、その運動中に、戻し部材、例えばコイルバネまたはその類のものが、復元力を発生しながら変形される一方で、旋回運動が旋回軸の周りに強制的に案内されて導かれて、カバー部材が開放状態から閉鎖状態へと移行する。これに関して、強制案内を行う連結部材が設けられており、これは例えばリム側およびカバー部材側の支持部にて支持される連結棒の形態である。このような車両ホイールの実施形態では、ホイール回転中にカバー部材を開くために、作用している遠心力に相当する大きい力を加えなければならない。なぜなら、連結部材により強制案内されながら再び外側へと旋回するためには、カバー部材は遠心力に対していわば押し戻されなければならないからである。こうした形態では、伸縮体作動部材をブレーキディスクに対応して適切に取り付けて使用できるようにすることが特に有利である。なぜなら伸縮体作動部材ならば十分大きいストロークと大きい調整力を発生できるからである。
【００２３】
この発明においては、さらに連結部材自体が一体型の弾力機構を備えているかまたはリム側および／またはカバー部材側で弾力機構に対して可動に配置されているのがより好ましい。というのは、この形態では、カバー部材を開くために、カバー部材に作用する向心力に対して径方向内側へと動かす必要が生じるように連結部材が固定的に配置されているのではなく、弾力機構が備えられていて、この弾力機構が伸縮体作動部材に押し負けることで、カバー部材の径方向位置が維持されながら、伸縮体作動部材の調整機能によってカバー部材を開くことができるからである。ここでは向心力には押し勝らなくてもよいので、回転速度が高くて向心力が強くとも、発生されるべき調整力は比較的小さくなる。
【００２４】
さらなる利点、特徴および詳細は以下に記述された実施例および図面により示される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る車両ホイールの部分断面図である。
【図２】図１の車両ホイールの部分斜視図であり、ブレーキディスクとブレーキポットおよびリムの一部を示す図である。
【図３】伸縮体作動部材の作動様式を説明するための概略図である。
【図４】本発明の第一の実施形態において、剛性の高い連結部材を備えた車両ホイールの、開放状態での部分図である。
【図５】図４の車両ホイールの回転中にカバー部材が閉じた状態の図である。
【図６】本発明の第一の実施形態において、弾性のある連結部材を備えた車両ホイールの、回転中にカバー部材が閉じた状態の部分図である。
【図７】図６の車両ホイールの回転中にカバー部材が開いた状態の図である。
【図８】本発明の第三の実施形態において、ボールネジ伝動機構の形態の連結部材を備えた車両ホイールの、回転状態の図である。
【図９】図８の車両ホイールの回転中における開放状態の図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態において、車両ホイールの回転状態の部分図である。
【図１１】図１０の車両ホイールにおいてカバー部材が開いた状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は本発明に係る車両ホイール１を示しており、リム２と、このリムに対応して取り付けられたブレーキポット３およびこのブレーキポットに対応して取り付けられたブレーキディスク３４が含まれている。図４以降に例示するように、リム２は複数の貫通孔４を備え、これら貫通孔にはそれぞれ１つのプレート形状のカバー部材５が割り当てられており、このカバー部材によって貫通孔を閉じたり開いたりできる。各カバー部材５は、旋回軸周りに旋回可能なようリム２に配置される。これに関しては後記にて取り上げる。ブレーキディスク３４の熱的な状況に応じて、リム側の貫通孔４を通って通気することを可能とするために、カバー部材を開位置へと旋回させられるように、本発明に係る車両ホイールでは熱によって制御される調節部材６が伸縮体作動部材７の形態で設けられており、この伸縮体作動部材はブレーキポット３に配置されていて、ブレーキディスク３４と熱的に接続している。ここでは既述したように直接ブレーキポット３の領域に配置されており、ブレーキポットに直接的に伸縮体作動部材６が配置されて、この伸縮体作動部材は本発明実施形態ではそれぞれ１つずつプレート形状のカバー部材５に対して割り当てられている。
【００２７】
図２に示すように、ここではブレーキポット３の周囲に複数の保持具８が止り穴の形で設けられており、この止り穴の中に伸縮体作動部材７が収容されている。伸縮体作動部材７を埋め込んで配置することにより、ブレーキポット３との大面積による接触を実現し、そのため優れた熱伝達が可能になる。
【００２８】
既述したように、熱で制御される調節部材としては、好ましくは伸縮体作動部材が使用される。このような伸縮体作動部材は図３に示されている。
伸縮体作動部材はいわば材質の膨張に伴う高圧を動作原理として機能する。図３はそのような伸縮体作動部材７を示しており、片側が開いている耐圧性の筐体９から構成されている。この片側のところに、柔軟な挿入材１０が備えられており、これによって筐体の口がそこで閉ざされている。この挿入材は筐体９の内側深くにまでわたって配置されている。例えば膜体や弾性重合体など、柔軟な材料で構成された挿入材１０の中には、ピストン１１が案内される。筐体９自体には、伸縮体１２、例えば蝋やハードパラフィン、油脂などの膨張する材料が充填されている。これにより、筐体９と柔軟な挿入材１０との間の空間全体が満たされている。
【００２９】
ブレーキ時にはブレーキディスク３４、例えばセラミック製ブレーキディスクが著しく加熱される。ブレーキディスク３４からブレーキポット３への熱的接続およびブレーキポット３から伸縮体作動部材７へのさらなる熱的接続により、伸縮体作動部材７も、ブレーキディスク３４の温度変化と対応した温度変化を受ける。伸縮体１２が温まると、特定の温度より上では相変化によって伸縮体が大幅に体積増加し、それによって、図３に示すように、ピストン１１が挿入材１０から、ひいては筐体９から押し出される。挿入材１０は伸縮体の膨張により締めつけられ、それによってピストン１１の押し出しが行われる。このストローク運動により、伸縮体作動部材７はその調整機能を行使する。ここで、以下の実施例に詳細に記述するように、ピストンが強い力と大きいストロークでカバー部材５の内方を押して、それによってカバー部材が旋回される。
【００３０】
伸縮体１２が冷めた状態に戻ることにより、単純な経過で復元が行われる。すなわちその体積は低減した状態に戻って、カバー部材を介して復元力を受けるピストン１１は、柔軟な挿入材１０の内側へと押し戻される。
【００３１】
ブレーキポット３の穴８の寸法および配置は、筐体９がその中に確実に固定され得るように決められる。ピストン１１はそれぞれ隣接したカバー部材５の内側の方向に突き出している。
【００３２】
伸縮体作動部材７をブレーキポット３へ配置することにより、著しく熱せられたブレーキディスク３４から伸縮体作動部材７への非常に迅速な熱伝達が行われる。従って、これにより、リム２を通り抜ける空気流による追加の冷却が必要となるほどの加熱を、ブレーキディスク３４がいつ受けるのかを、非常に迅速かつ正確に検出することができる。ブレーキポット３領域の温度は、当然ながらブレーキディスク３４領域の温度と一致するわけではないが、ブレーキポット３とブレーキディスク３４との間が非常に良好に熱的接続されていることにより、ブレーキポット３領域の温度変化はブレーキディスク３４領域の温度変化に非常に迅速に対応する。
【００３３】
図４は、リム２を含む車両ホイール１の一部を示しており、このリムに対応して、ここでは詳細に図示していないが、ブレーキポット３と、ブレーキポットに対応してブレーキディスク３４が取り付けられている。リム２は既述のように複数の、通気と外観のために役立つ貫通孔４を備え、図示例ではこの貫通孔にそれぞれ１つのプレート形状のカバー部材５が配置されており、図４には（これは以降の描図のどれにおいても同様）そうしたカバー部材５をひとつだけ示している。このカバー部材５は、各貫通孔４の面積の大部分を閉じ、必要に応じて通気のために開くよう機能する。
【００３４】
そのために、カバー部材５は旋回軸１３の周りを旋回可能となっている。図４の描図（これは以降の描図のどれにおいても同様）は、リム２を内側から見たものである。各カバー部材５の旋回軸１３周りの旋回動作により、各カバー部材５は、図４に示されている右外側のコーナー１４をリム内方へ、つまり図示の平面から読者の方へと出てくるように旋回させる。左上のコーナー１５はそれとは逆に、読者から離れて、図示の平面からリム外方へと旋回する。このことは、図４に開放状態として示されている、すなわち、ここではカバー部材５が開いた状態で示されており、この状態では右上のコーナー１４が内方へ、つまり読者の方へ旋回し、その一方で左上のコーナー１５は外方へ、読者から離れるよう旋回している。旋回のための支持は、ここでは２つの軸ピン１６、１７によって実施されており、この軸ピンは対応する対応する止め具１８、１９に、長さ方向に可動なように収容されており、この止め具は各カバー部材５の内側に配置されている。２つの軸ピン１６、１７は、リム２に対しては、対応する保持具によって定位置に固定されている。
【００３５】
径方向外側の止め具１９は、バネ部材２０に対向して配置されており、図示の例ではコイルバネである。このバネ部材２０は、これについては以下でさらに取り上げるが、ホイール回転時に向心力によりカバー部材５が外周側へ移動した場合に、復元力をかけるために作用する。
【００３６】
さらに、連結部材２１が、ここではロッド２２の形で備えられ、このロッドはリム２およびカバー部材５の領域でそれぞれ玉継ぎ手２３、２４によって支持されており、したがってこのロッドは玉継ぎ手２３、２４によってリム２またはカバー部材５に対して相対移動可能に支持されている。
【００３７】
さらに、ここでは大まかにしか示していないが、熱で制御される調節部材が設けられており、これは前述の伸縮体作動部材７である。
図４は、静止状態または非常に低回転時の車両ホイール１を示している。カバー部材５には向心力がまったくかからないか、かかってもわずかであり、カバー部材は開放状態のままである。
【００３８】
車両ホイール１の回転数が上昇すると、つまり各ホイールが装着されている自動車が加速すると、図４にＦｚで示されているように、作用する向心力が増大する。これにより個々のカバー部材５が旋回軸１３に沿って径方向に、数ミリメートルから数センチメートルだけ放射状に径方向移動するように設計されている。剛性が高い連結部材２１によってリム２とカバー部材５の間が連結されていることにより、この放射状の径方向縦運動の際、径方向運動の一部に伴って旋回運動が発生し、この旋回運動が各カバー部材を閉鎖状態となるよう強制する。したがって、連結部材２１は、開放状態から閉鎖状態への強制移行を生じさせる。図５を参照すると、カバー部材が径方向において幾分か外周側になり、内周側の軸ピン１６が幾分か止め具１８から突出し、外周側の軸ピン１７は止め具１９のさらに内部側へ移動していることが見て取れる。右のコーナー１４および左のコーナー１５は、それぞれ内方へ旋回した、つまり図示の平面内に横たわった位置にあり、貫通孔４は閉鎖されている。径方向運動の結果、バネ部材２０も圧縮され、これが復元力をカバー部材５に及ぼす。再び回転数が低下して、向心力Ｆｚが復元力を再度下回った場合には、この復元力によって各カバー部材５が再び開くことができる。
【００３９】
ここで、車速がさらに高速である場合に、温度次第では、各カバー部材５が再び開かれなければならないが、連結部材２１により高い剛性で連結されているために、向心力Ｆｚに対抗してに作用する強い力が働くような高い圧力が伸縮体作動部材７によって発生されなければならず、そのような力が発生すれば、カバー部材５は同じ運動経路上で逆旋回運動し、その結果図４に示す開放状態になる。向心力Ｆｚはこのとき回転速度に応じて相当大きくなり得るため、調節部材により強制的な開放動作を行うためには、それ相応の大きな対抗力を発生させなければならない。これは伸縮体作動部材を用いて十分なピストン・ストロークを発生させることに伴って確実に実現できる。
【００４０】
図６は、本発明に係る、より好ましい車両ホイール１を示しており、同様の構成部品には同じ符号が使用されている。車両ホイール１は、同様に、いくつかの貫通孔４とそれらにそれぞれ割り当てられたカバー部材５が設けられたリム２を備えている。これらはやはり旋回軸１３の周りを旋回可能であり、旋回軸１３は適切な軸ピン１６、１７を介して対応する止め具１８、１９によってカバー部材５の領域に配置されている。さらにバネ部材２０が設けられており、このバネ部材は径方向外側への移動があると圧縮され、復元力を発生し、この復元力は十分に低い回転数の場合には初期状態へ戻すよう働く。
【００４１】
そして連結部材２１も設けられているが、ここでは連結部材に一体化された弾力機構２５が設けられており、ここではバネ部材２６、例えばコイルバネの形態で組み込まれている。連結部材２１は２つの玉継ぎ手２３、２４を介してリム側およびカバー部材側に支持されている。連結部材２１はほぼ円筒状の部材構成要素２７を有し、この部材構成要素内には、バネ部材１９と、その中を案内されるほぼピストン状の部材構成要素２８が配置されている。
【００４２】
図６は、回転している車両ホイール１を示しており、その回転速度は、向心力によりカバー部材５が、前述の実施形態における径方向移動のように、径方向外側へ移動し、開放されていた状態から閉鎖状態へ移行、すなわちコーナー１４、１５が外方へ旋回するほどに、大きいものとする。連結部材２１の剛性が十分強ければ、放射状の径方向運動に伴う旋回運動はここでも行われるようになっており、この形態でも拘束的な連結は行われている。
【００４３】
しかしここでは、特にブレーキ部で支配的となっている温度により、この形態でも使用される伸縮体作動部材７の伸縮体が膨張してピストンが外へと突出し、カバー部材の内方を押すことで、貫通孔４が部分的に開かれ、空気流がリムを通り抜けることができるようになっている。弾力機構２５が組み込まれていることにより、作用している向心力よりも大きい、強い力を加える必要はなく、はるかに小さい力を加えるだけでよい。ピストンがカバー部材５の内方を押すと、旋回軸１３の周りの旋回が発生し、その運動の間、連結部材２１は図７に示すようにいわば押しつぶされる。弾力機構２５が組み込まれている、つまり連結部材２１が伸縮自在で固定長ではない仕様であることにより、比較的小さい力によってこれを変形させることが可能になり、弾力機構２５が成す抵抗だけが、調節部材７によって押し負かされればよい。カバー部材５自体はその径方向へと引き出された位置を保ち、旋回軸１３の周りを回るのみであり、それと同時にバネ部材２６を押し負かすか、または変形させる。連結部材２１の位置または向きは、実質的に保たれたままとなる。なぜなら、連結部材２１は圧縮されるだけであり、径方向の運動は発生しないからである。こうしたことにより、右コーナー１４は図示の平面から読者の方へ旋回される一方で、左コーナー１５は読者から図示の平面より離れていくように旋回される。伸縮体作動部材７がその力をカバー部材５上に加える圧点は、各図中で角度的には旋回軸１３の左にあることが見て取れる。これに対して玉継ぎ手２４の取付け点は右側であり、旋回軸に対して別々の側にあるため、旋回により開放状態となると、図中平面から飛び出すカバー部材の旋回軸１３右側部分によって連結部材２１が「押しつぶされる」こととなる。
【００４４】
伸縮体作動部材７が圧力を減らすと、つまり荷重が解除されると、一体型の弾力機構２５、つまりバネ部材２６は部材構成要素２８を再び部材構成要素２７から押し出し、連結部材２１は再度長くなり、それによって、カバー部材５は再び図６に示されたような閉位置へと押圧される。車両ホイール１の回転中に発生するこうしたことはすべて、向心力Ｆｚがどのような大きさであっても発生する。なぜなら、回転速度と向心力Ｆｚは、伸縮体作動部材７により行われるカバー部材４の開放動作については無関係だからである。
【００４５】
図８は、本発明に係る車両ホイール１の別実施形態を示しており、貫通孔４および貫通孔のそれぞれに割り当てられたカバー部材４を有する２が設けられており、ここでもカバー部材をひとつだけ示している。ここでも２つの軸ピン１６、１７およびその各止め具１８、１９で旋回軸１３が形成されている。
【００４６】
ここでも連結部材２１が設けられているが、前述の図のそれとは異なった構成となっている。連結部材２１は、ここではスライダ機構であるボールネジ伝動機構２９として構成されている。軸ピン１７は、回転しないようにリム２に配置されている。軸ピンには、あくまで例示であるが、雄ネジ３０が切られており、その一方で、これもあくまで例示であるが、ボール筒３２に備えられたボール３１が動くようになっている。ボール筒３２は、ほとんどナット同様に形成されており、これも回転しないように止め具１９内、つまり一種の外筒内に収容されている。止め具１９内には、弾力機構２５が備えられており、コイルバネ２６の形態で筒状体３２に対向して配置されている。
【００４７】
静止状態、または非常に低回転の場合は、カバー部材５はリムの径方向内側にあり、カバー部材は外方へ旋回していて、コーナー１４および１５は従って図中平面の外部へ突き出るように旋回している。
【００４８】
前述の実施形態でもそうであったように、車両ホイールの回転速度が上昇すると、向心力Ｆｚが増大し、それによって各カバー部材５が旋回軸１３に沿って径方向外側に移動する。軸ピン１７と筒状体３２が回転しないように配置されていることにより、径方向の直線的移動に伴うボールネジ伝動機構を介した旋回運動が旋回軸１３の周りを回るように強制されて発生し、それによってカバー部材５が閉位置へと旋回する。この状態は図８に示されている。図示のカバー部材５は軸ピン１６、１７に沿って外周側へ移動していることが見て取れる。バネ部材１２は圧縮されている。弾力機構２５、つまりコイルバネ２６は、負荷がかかっていないままである。なぜなら径方向の直線的移動および旋回運動の間にこのコイルバネにはさほど負荷がかからないからである。
【００４９】
この形態でも使用される伸縮体作動部材７によって、高回転数時に、各カバー部材５を開くために、伸縮体作動部材７が各カバー部材５の内方を押圧する。押圧の結果、カバー部材５上で回転しないように支持されている止め具１９と回転しないように接続されている筒状体３２が、旋回軸１３の周りで、径方向外側への運動の際とは反対方向に回転する。筒状体３２と、回転しないようにリムに設けられた軸ピン１７とを、ボールネジ伝動機構２９を介して連結したことにより、筒状体３２が所定量、回転角度に応じて止め具１９の内側に移動し、その際バネ部材２６、つまり弾力機構が、図９に示されたように圧縮される。カバー部材５の径方向の位置は、このとき変わらないままとなる。なぜならば、結果的は筒状体３２が幾分か旋回軸に沿って移動するに過ぎないからである。ただし、筒状体３２が回転しないように、けれども軸方向には可動なように止め具１９に支持されているため、この移動量は、バネ部材２６にだけは、これを圧縮しながら伝達される。この形態において、結果的にバネ部材２６だけに押し勝ればよく、ボールネジ伝動機構２９による抵抗は、それに比べれば無視できる程度である。すなわち、この形態においても、回転数の大きいときに、比較的小さい力で、各カバー部材５を開くことが可能である。
【００５０】
図１０は、本発明に係る車両ホイール１の別実施形態を示しており、車両ホイール１はこの形態でもリム２を備え、貫通孔４およびそれに対応して割り当てられたカバー部材５が設けられており、このカバー部材は既述の軸ピン１６、１７およびその各止め具１８、１９によって形成される旋回軸１３の周りで旋回可能に配置されている。
【００５１】
連結部材２１はこの形態では剛性の高いロッド２２として構成され、このロッドはここでは単一部材であるが、その支持部２３，２４（これは必ずしも玉継ぎ手として構成されなくてもよい）の付近で、それぞれ弾力機構２５を介してリム２またはカバー部材５側に支持されている。すなわち、ここでの弾力機構はいわば連結部材側に組み込まれているのではなく、連結部材２１の各支持部の付近でリム２またはカバー部材５側に取り付けられている。弾力機構２５は例えばラバー製リングまたはプラスチック製リング３３の形態で構成され、これは対応する保持具により、リム２およびカバー部材５に固定される。
【００５２】
図１０も、回転している車両ホイール１を示しており、カバー部材５は径方向外側へ移動しており、静止状態では外方へ旋回して各貫通孔３を部分的に開くカバー部材５は、径方向外側への移動に伴って、閉鎖位置へ強制的に旋回され、各コーナー１４、１５はほぼ図示の平面内に位置して各貫通孔を閉鎖する状態となっている。
【００５３】
ここで、伸縮体作動部材７が各カバー部材５に対応して割り当てられており、回転速度が高くて、向心力が強く作用していても、各カバー部材５を再び開くために、伸縮体作動部材７によってカバー部材５の内方に押圧が行われる。この押圧により、各カバー部材５は旋回運動を行い、その旋回運動の際、図１１に示すように、剛性が高い連結部材２１が各弾力機構２５、つまりラバー製リングまたはプラスチック製リング３３を変形させる。この弾力機構は、この形態でも復元力を発生させる。すなわち外方への旋回運動が発生し、これによって貫通孔４が軽く開かれる。そして、本発明実施形態でもラバー製リングまたはプラスチック製リング３３の復元力にのみ押し勝ればよく、向心力に対抗する作用はここでも不要である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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