(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．リム（２）と、前記リム（２）に相互接続されるホイールセンタ（３）とを備えているホイール（１）であって、
ｂ．前記リム（２）が少なくとも１つの第１の接触エリア（１２）を備えており、前記ホイールセンタ（３）が、少なくとも１つの第２の接触エリア（１３）を備えており、前記第１の接触エリアと前記第２の接触エリアが取り付け位置において互いに位置合わせされており、
ｃ．中間層（２２）が、前記少なくとも１つの第１の接触エリア（１２）と前記少なくとも１つの第２の接触エリア（１３）との間に配置され、前記少なくとも１つの第１の接触エリア（１２）と前記少なくとも１つの第２の接触エリア（１３）との間の直接接触を少なくとも部分的に防止しており、
ｄ．少なくとも１つのインサート（２０）が前記リム（２）に配置されており、前記少なくとも１つのインサート（２０）が前記リム（２）から前記ホイールセンタ（３）内まで延びている、ホイール（１）。
【請求項２】
前記中間層（２２）が、前記少なくとも１つの第１の接触エリア（１２）と前記少なくとも１つの第２の接触エリア（１３）との間の直接接触を完全に防止している、請求項１に記載のホイール（１）。
【請求項３】
前記中間層（２２）が少なくとも１つの荷重支持エリア／セクションを備える、請求項１または２に記載のホイール（１）。
【請求項４】
前記中間層（２２）が少なくとも１つの封止エリア（２３）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの封止エリア（２３）が前記中間層（２２）の周方向に配置されている、請求項４に記載のホイール（１）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの封止エリア（２３）が弾性材料で形成されている、請求項５に記載のホイール（１）。
【請求項７】
前記弾性材料が、ＦＫＭまたは加硫ゴムまたはシリコーンまたはニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）またはＥＰＤＭゴムである、請求項６に記載のホイール（１）。
【請求項８】
前記中間層（２２）が金属層を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項９】
前記金属層がポリマー材料および／またはセラミックおよび／またはガラスによりコーティングされている、請求項８に記載のホイール（１）。
【請求項１０】
少なくとも１つの接続要素（２４）が前記少なくとも１つの第１の接触エリア（１２）と前記少なくとも１つの第２の接触エリア（１３）とを相互接続している、請求項１〜９のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの接続要素（２４）が前記中間層（２２）から突き出ている、請求項１０に記載のホイール（１）。
【請求項１２】
前記接続要素（２４）がねじまたはボルトまたはリベットである、請求項１０または１１に記載のホイール（１）。
【請求項１３】
前記接続要素（２４）が、リムウエル（７）で前記リム（２）から突き出ているか、前記リムウエル（７）と外側ハンプ（１１）との間の領域で前記リム（２）から突き出ているか、前記外側ハンプ（１１）と外側リム縁（６）との間の領域で前記リム（２）から突き出ている、請求項１２に記載のホイール（１）。
【請求項１４】
前記接続要素（２４）が前記中間層（２２）の少なくとも一部に実質的に垂直である、請求項１２または１３に記載のホイール（１）。
【請求項１５】
前記接続要素（２４）が接着剤に少なくとも部分的に植え込まれている、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項１６】
前記中間層（２２）が、前記少なくとも１つの第１の接触エリア（１２）と前記少なくとも１つの第２の接触エリア（１３）とを機械的に相互接続する接着剤を備える、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項１７】
前記リム（２）および／または前記ホイールセンタ（３）が、炭素、アラミド、ガラス、バサルト、スチール製の繊維材料を含む繊維強化プラスチック、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタンからなる群から選択される材料で形成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項１８】
前記リム（２）と前記ホイールセンタ（３）が異なる材料で形成されている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項１９】
前記中間層（２２）が電気絶縁材料を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【請求項２０】
前記電気絶縁材料が、ゴムおよび／またはシリコーンおよび／またはグラスファイバおよび／またはセラミックを含む、請求項１９に記載のホイール（１）。
【請求項２１】
前記インサート（２０）がブッシュである、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のホイール（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リムとホイールセンタとを備える車両用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｄｙｍａｇ  Ｒａｃｉｎｇ  ＵＫ社の国際公開第２００６／０９７８５６号パンフレットが２００６年９月２１日に公開されており、プラスチック材料製のリムと、金属製のスポーク部またはホイールディスクとを備える車両ホイールを開示している。スポーク部またはホイールディスクは、リムベースを貫通してガイドされる少なくとも１つの接続要素によりリムに接続される。
【０００３】
Ｗａｓｈｉ  Ｋｏｓａｎ社の国際公開第２０１３／０４５６１８号パンフレットが２０１３年４月４日に公開されており、炭素繊維強化プラスチック製のリムと、金属合金製のホイールスパイダとを備えるホイールを開示している。本出願に係れば、ホイールスパイダはクランプリングによりリムに固定することができる。本出願には、クランプリングをホイールの中央に配置し、リムウエルの一部をクランプしつつ、ねじによりホイールスパイダにクランプリングを固定する、ホイールの実施の形態が示されている。
【０００４】
Ｌｏｕｉｓ  Ｈｕｉｄｅ−ｋｏｐｅｒの国際公開第２０１４／０５８３１３号パンフレットが２０１４年４月１５日に公開されており、２つの異なる材料で形成されるリムおよびホイールセンタを有する車両ホイールを示している。本文献に係れば、リムはグラスファイバ、炭素繊維などで強化したポリマー製であってもよい。ホイールセンタは金属製であってもよい。リムはリムの径方向内側に周縁を備える。ホイールセンタおよび縁は、接続要素を受容するのに好適な開口を備える。縁の開口またはホイールセンタの開口は、異なる熱膨張率を持つ材料が加熱されるときに生じる応力を低減することを意図して、径方向に長い形状を持つ。
【０００５】
一般的な先行技術から理解されるホイールについては、ホイールセンタとリムとの接合がホイールの耐久性に関して重要であることが分かる。
【発明の概要】
【０００６】
車両用ホイールは、特定の寸法、最小限の機械的能力、最大総重量、指定質量分布、耐久性および外観を含む要求の包括的な項目列を満たさなければならない。これらの要求は指定用途および指定顧客にきわめて依存するので、ホイールの製造者は通常、様々な異なるホイールタイプを提供しなければならない。
【０００７】
効果的な（または経済上合理的な）カスタム化を可能にするために、車両用ホイールは多くの場合、これを理由として一体的に製造されない。その代わりに、リムとホイールセンタとは個別に予め作製されてその後に組み立てられてもよく、これにより、たとえば、異なるタイプのリムを異なるタイプのホイールセンタと組み合わせることが可能になる。このようにして、指定寸法を持つ特定のリムタイプを基礎にして、異なるタイプのホイールセンタを用いて多種多様な異なるホイールデザインを組み上げることができる。
【０００８】
このような複数部品ホイールデザインは、リムとホイールセンタに異なる材料を用いる可能性も提供する。これは美的な理由だけでなされてもよいが、このような取り組みはホイールの性能を向上させるために用いることもできる。これはたとえば、ホイールの慣性モーメントを減らすことによって実現することができ、このことは、車両のハンドリングに大きな影響を及ぼす。したがって、一方で、ホイールの全質量は最小にしなければならない。他方で、回転軸線から離れて配置される質量が、回転軸線の近くの質量よりも慣性モーメントに相当程度寄与することを考慮しなければならない。したがって、ホイールセンタの重量を減少させるのではなく、リムの重量を減少させることで、ホイールの性能が向上する可能性が高くなる。
【０００９】
したがって、特別に軽い材料で形成したリムをより従来的な材料で形成したホイールセンタと組み合わせることで、低重量でかつ低慣性モーメントのホイールを得ることができる。したがって、マグネシウム、アルミニウム、チタンまたはスチールを含む異なる金属の組合せを選択してもよい。本発明の説明上、「アルミニウム」、「マグネシウム」および「チタン」は、これらの合金を意味するものと当然理解される。
【００１０】
ただし、金属のみを用いる設計と比較する場合に、ホイールの質量および慣性モーメントをより一層減少させるために複合材料も用いてもよい。したがって、たとえば、グラスファイバ、炭素繊維、アラミド繊維、バサルト繊維またはこれらの組合せを含む繊維強化プラスチックをリムおよび／またはホイールセンタに用いてもよい。繊維強化プラスチックおよび金属で形成されるこのようなタイプのホイールは「ハイブリッドホイール」と呼ばれる場合がある。第１のタイプのハイブリッドホイールが金属製のホイールセンタを備え、その際、リムが繊維強化プラスチックで形成される。第２のタイプが金属製のリムを備え、その際、ホイールセンタが繊維強化プラスチックで形成される。
【００１１】
しかしながら、複数の材料で形成される多くのホイールの大きな欠点は、構造上の機械的観点（たとえば、総重量、強度または剛性に関するもの）から有効である複数の材料の組合せが、他の要求、たとえば、材料の電気化学的適合性に関する欠点を引き起こすことになるということである。たとえば、炭素繊維強化プラスチック製の構成要素とアルミニウム製の構成要素との組合せは、電気化学的接触腐食に関して多くの場合に重要になる（ただし、同じ効果はある種のスチールとアルミニウムとの組合せのような材料の他の組合せにも生じる）。このような腐食現象の結果、リムとホイールセンタとの間の接合部は変色することがあり、これは美的な理由で望ましくない。だが、さらに重要なことには、このような腐食現象は接合部の機械的耐久性を低下させ、このため、ホイール全体の耐久性に悪影響を及ぼす。
【００１２】
異なる材料で形成される構成要素から組み立てられるホイールの別の欠点は、構成要素のうちの２つの間の接合が非常に高いブレーキトルクおよび駆動トルクに耐えなければならないこと、ならびに、構成要素のうちの２つの間の接合が駆動中に周期的な荷重にさらされることから生じる。したがって、リムとホイールセンタとがまったく異なっている機械的材料特性を持つ材料で形成される場合、荷重伝達が臨界応力集中を引き起こし得ないようにホイールセンタとリムとの間に移行領域を設計することが非常に困難になる場合がある。このことは繊維強化プラスチックと金属との組合せに特に当てはまる。繊維強化プラスチックのためのマトリックスとして広く用いられているエポキシ樹脂は、ハイブリッドホイールに一般的に用いられる金属と比較する場合、非常に低い耐摩耗性、強度および硬度を持つ。したがって、リムおよび／またはホイールセンタの接触エリア（面）のジオメトリーが軽度の不正確さをすでに持っていると、最適でない接触圧分布が生じる場合があり、したがって、マトリックスの局所的損傷を引き起こし、その後、埋め込まれた繊維の露出が起こる場合がある。マトリックスの損傷は、複合部材の機械的能力に大きな影響を及ぼす場合がある。さらに、繊維の露出は、炭素繊維強化プラスチックとアルミニウムとの組合せに特有の接触腐食を大幅に促進する。
【００１３】
したがって、ホイールセンタと隣接するリムとの間の接合のエリアにおける接触腐食および接触機械力学に関連する現象は、ホイールの耐久性に大きく影響する。しかしながら、これらの課題は先行技術により知られたホイールでは解決されていない。
【００１４】
このため、本発明の一目的は、別体の構成要素として、可能であれば異なる材料で形成されるリムとホイールセンタとを備える改善されたホイールを提供することである。本発明の一目的は、先行技術により知られたこのようなホイールと比較する場合に、高い耐久性を持つホイールを提供することである。
【００１５】
本発明に係れば、ホイールはリムとリムに相互接続されるホイールセンタとを備える。本発明の説明上、「ホイールセンタ」は、スポーク構造またはホイールスパイダまたはホイールディスクのような任意のタイプのホイールセンタを含むものと当然理解される。リムは少なくとも１つの第１の接触エリアを備えており、ホイールセンタは、少なくとも１つの第２の接触エリアを備えており、第１の接触エリアと第２の接触エリアは、取り付け位置において互いに位置合わせされる。本発明に係れば、中間層は少なくとも１つの第１の接触エリアと少なくとも１つの第２の接触エリアとの間に配置される。この中間層は、第１の接触エリアと第２の接触エリアとの間の直接接触を少なくとも部分的に防止する。中間層のデザインおよび機能ならびに中間層の変形例は以下でさらに詳細に記載される。
【００１６】
中間層が少なくとも１つの第１の接触エリアと少なくとも１つの第２の接触エリア間との直接接触を完全に防止する場合、非常に耐久性のあるホイールを実現することができる。このような中間層により、直接的な物理的接触または電気化学的接触を完全に防止することができる。これにより、接触腐食を効率的に防止することができ、かつ／または、接触圧を接触エリアにわたってより均一に分布させることができる。
【００１７】
ただし、本発明の一変形例に係れば、いくつかのタイプのホイールについては、中間層は少なくとも１つの第１の接触エリアの部分と少なくとも１つの第２の接触エリアの部分との間の直接接触を許容してもよい。このような変形例は、実際に接触腐食しにくい材料の組合せについての接触エリアの一部での接触圧の分布を最適化するために、有効である場合がある。
【００１８】
本発明の一変形例に係れば、中間層は、第１および／または第２の接触エリアの保護表面層に損傷を与えることを防ぐように設計される。繊維強化プラスチックに関しては、このような保護表面層は下にある繊維を保護するためにエポキシ樹脂または仕上げ材で形成してもよい。金属に関しては、保護表面層は、保護表面層がアルミニウムまたはチタン上に存在する場合、仕上げ材または不動態層（たとえばポリマー材料で形成されるもの）であってもよい。用途によるが、このような不動態層の存在は、たとえば腐食現象を防止するのに重要である場合がある。
【００１９】
ホイールセンタとリムとの間の荷重伝達を最適化するのを容易にするために、本発明の一変形例に係れば、中間層は、少なくとも１つの荷重支持エリア／セクションを備えてもよい。このような荷重支持エリアは、適切な荷重伝達を可能にするように設計される、少なくとも１つの中間層の特定の部分であってもよい。本発明の別の変形例では、中間層全体が荷重支持エリアとして用いられる。本発明の別の変形例では、中間層のいくつかの部分が荷重伝達のために特に設計される一方で、他の部分が荷重支持に寄与しない（または少なくとも、大きく寄与することはない）。荷重伝達を最適化するために、荷重支持エリアは、たとえば、特定の厚さを持ってもよく、たとえば、接触応力のより一様な分布を生じさせる所定の材料で形成してもよい。
【００２０】
必要に応じて、中間層は電気絶縁材料を含み、電気絶縁材料により、接触腐食現象を一層低減するか、またはそれぞれ防止することが可能になる。このような電気絶縁材料は、たとえば、ポリスチレン（ＰＳ）ポリプロピレン（ＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリアミド類（ＰＡ）、ゴムまたはシリコーンのようなプラスチック材料であってもよい。ただし、ガラスまたはセラミックのような他の材料も用いてもよい。
【００２１】
この代わりに、または、これに加えて、中間層はグラスファイバのような繊維を含んでもよい。たとえば、中間層は、グラスファイバ製の織物またはグラスファイバにより強化された複合構造を備えてもよい。グラスファイバを用いると、良好な電気絶縁を提供するのに有効である場合がある。
【００２２】
可能であれば、中間層は少なくとも１つの封止エリアを備えることができる。このような封止エリアは（閉じた）封止ビードであってもよい。湿気、空気、塩類、ほこりまたは他の物体が第１の接触エリアと第２の接触エリアとの間の間隙に入ることを防止するために、封止エリアは中間層の境界に配置されてもよく、封止エリアまたは中間層の周方向に配置されてもよい。したがって、間隙における腐食促進物の浸入および蓄積を防止することができ、局所的な腐食環境の拡大を防止することができる。
【００２３】
封止エリアが弾性材料を含むか、全体的に弾性材料で形成される場合には良好な結果を得ることができる。この結果、駆動中に接合部が周期的に変形するとしても、適切な封止を保証することができる。封止エリアがＦＫＭまたは加硫ゴムまたはシリコーンまたはニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）またはＥＰＤＭゴムまたはこれらの組合せで形成される場合、ホイールについて特に良好な結果を得ることができる。
【００２４】
本発明の変形例では、荷重支持エリアと封止エリアとは同じエリアであり、したがって、荷重支持エリアは封止エリアとしても機能し、逆もまた可能である。
【００２５】
いくつかの目的で、中間層は異なる材料で形成される複数の層を備えてもよい。したがって、中間層は、プラスチックまたは金属のような連続性材料で形成される複数の層と、織物、たとえばグラスファイバ製の織物のような非連続性材料で形成される複数の層とを備えてもよい。このような多層化された中間層を用いて、効率的な電気絶縁は、たとえば、良好な封止および接触応力の一層一様な分布と組み合わせることができる。
【００２６】
特に長い耐用年数を持つホイールを得るために、高い動作温度で用いられる場合であっても、中間層は金属層を備えてもよい。金属層はポリマー材料により少なくとも部分的にコーティングされてもよい。このようにして、接触応力の特に一様な分布を得ることができる。金属層がポリマー材料により完全にコーティングされる場合には良好な結果を得ることができる。いくつかの用途向けに、金属層は絞りプロセスおよび／または深絞りプロセスを用いて金属板で形成されてもよい。特に高い動作温度に関して、他のタイプの中間層と比較する場合、中間層のこのような実施の形態はせん断応力に対して非常に良好な耐性を示すことが分かっている。したがって、リムとホイールセンタとの間の相対的な動き（他に第１および／または第２の接触エリアで摩滅現象を引き起こし、不動態表面層がないことで腐食を拡大させる）を減少させることができる。このようにして、摩滅により拡大する腐食を大幅に減らすことができる。特に、金属層はステンレススチールで形成してもよい。ポリマー材料によるコーティングにより、ホイールセンタとリムとの間の電気絶縁を得ることが可能になり、これにより、腐食現象が縮小する。また、このようなコーティングにより、ホイールのこの領域での腐食促進物の浸入および蓄積を防止するのが容易になる場合がある。さらに、このようなコーティングにより、中間層と第１の接触エリアとの間の最大接触応力および／または中間層と第２の接触エリアとの間の最大接触応力を減少させることが容易になる場合がある。ポリマー材料の代わりに、または、ポリマー材料に加えて、コーティングは、上述の効果の少なくとも１つを得るのに好適な別の材料、たとえば、セラミックまたはガラスで形成することもできる。
【００２７】
ホイールセンタとリムとの間の直接荷重伝達を可能にするために、中間層は薄層状の中間層であってもよく、これにより、中間層の他の寸法と比較される場合に比較的薄い厚さを持つ。
【００２８】
いくつかの目的で、中間層は、中間層のエリアにわたって異なる厚さを持ってもよい。このようにして、ホイールセンタとリムとの間の応力分布および荷重伝達を制御しまたは最適化してもよい。中間層が約０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの平均厚さを持つ場合には良好な結果を得ることができる。このような厚さを持つ中間層は、ホイールセンタとリムとの間の荷重伝達を悪化させることなく、十分な電気絶縁および最適応力分布を多くの材料にもたらす。
【００２９】
中間層は予め形成された３次元体であってもよく、３次元体であることで、少なくとも１つの第１の接触エリアおよび／または少なくとも１つの第２の接触エリアの形状に少なくとも部分的に前もって予め形成することができる。これにより、ホイールの組み立てが容易になる。中間層が絞りプロセスおよび／または深絞りプロセスにより少なくとも部分的に形成される場合には良好な結果を得ることができる。このような絞りプロセスおよび／または深絞りプロセスのための出発材料として、たとえば、金属板またはプラスチックシートを用いてもよい。
【００３０】
これの代わりに、または、これに加えて、中間層は比較的弾性のある材料で形成してもよく、これにより、ホイールの最終的な組み立ての前に接触エリアを中間層で覆うことが可能になる。したがって、ホイールセンタとリムとをともに接合する前に、中間層で少なくとも１つの第２の接触エリアまたは少なくとも１つの第１の接触エリアを覆ってもよい。
【００３１】
本発明の変形例では、中間層は、接着剤を用いて少なくとも１つの第２の接触エリアまたは少なくとも１つの第１の接触エリアに接続される。このようにして、接触エリアに対する中間層の位置を組み立て中に確実に維持することができる。
【００３２】
可能であれば、中間層を射出成形プロセスを用いて形成する。中間層を多成分射出成形を用いて形成する場合には良好な結果を得ることができる。本発明のこのような変形例は、異なる材料で形成される支承エリアおよび封止エリアを備える中間層を生成するために有効である場合がある。したがって、このようなタイプの中間層は、２成分射出成形システムを用いて形成してもよい。このような一体式の中間層はホイールの組み立てを容易にするのに資する場合がある。
【００３３】
これの代わりに、封止エリアの支承エリアに加硫してもよく、またこの逆でもよい。
【００３４】
本発明の一変形例に係れば、少なくとも１つの接続要素は、少なくとも１つの第１の接触エリアと少なくとも１つの第２の接触エリアとを相互接続する。このような接続要素がねじまたはボルトまたはリベットを備える場合には良好な結果を得ることができる。本発明の説明上、複数の接続要素およびこれらの組合せ、たとえば、複数のねじおよび／またはボルトも第１の接触エリアと第２の接触エリアとを相互接続するために適用されてもよいことは明らかである。
【００３５】
いくつかの特別なタイプのホイールについては、中間層は接続要素として機能してもよい。したがって、中間層は接着剤であってもよく、あるいは、接着剤を備えてもよく、少なくとも１つの第１の接触エリアと少なくとも１つの第２の接触エリアとを機械的に相互接続する。
【００３６】
いくつかの用途向けに、本発明に係るホイールは少なくとも１つの中間層から突き出る接続要素を備えてもよい。このような接続要素をホイールセンタとリムとの間の荷重伝達を改善するために用いてもよい。
【００３７】
各接続要素、たとえば、ねじそれぞれを異なる手法（欧州特許第１８５８７１５号明細書に示されている手法を含む）で配置してもよい。オートバイに用いられるホイールのようないくつかの特別なタイプのホイールについては、接続要素はリムウエルでリムから突き出てもよい。いくつかの他の用途向けに、接続要素はリムウエルと外側ハンプとの間の領域でリムから突き出てもよい。他の用途向けに、接続要素は外側ハンプと外側リム縁との間の領域でリムから突き出てもよい。しかしながら、本発明は接続要素のこのような配置に限定されない。
【００３８】
たとえばねじのような接続要素を中間層に実質的に垂直に方向付ける場合には良好な結果を実現することができる。したがって、少なくとも１つの第１の接触エリアと少なくとも１つの第２の接触エリアとの間の静止摩擦を増大させることができ、これにより、ホイールセンタとリムとの間のトルク伝達を改善することが可能になる。
【００３９】
複数の接続要素を備える変形例に関して、個々の接続要素を異なる手法で方向付けてもよい。したがって、たとえば、１つの接触エリアは、トルクおよび径方向の力の最適な伝達を可能にするために、複数の方向に方向付けられた複数のねじを備えてもよい。
【００４０】
このようにして、本発明により、炭素、ポリマー（たとえばアラミド）、ガラス、石材、たとえばバサルトもしくは金属（たとえばスチール）製の繊維材料を含む繊維強化プラスチック、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタンまたはこれらの組合せから形成される組合せを含む材料の様々な組合せで形成されるホイールを構築することが可能になる。
【００４１】
したがって、異なる材料で形成されるホイールセンタとリムとを有するホイールに本発明を用いることができる。しかしながら、本発明は、たとえば、駆動中の周期的荷重のための腐食疲労を防止するために、リムとホイールセンタとが同じ材料で形成されるホイールにも原理的には用いることができる。
【００４２】
少なくとも１つのインサートがリムに配置され、前記少なくとも１つのインサートはリムからホイールセンタ内まで延びる場合には荷重伝達および耐久性に関する良好なホイール性能を得ることができる。このような挿入物はホイールセンタとリムとの間の荷重伝達を改善するために有効である場合がある。たとえば、挿入物はブッシュであってもよい。このようなブッシュは、接続要素として機能するねじを囲んでもよい。このようにして、接続ねじを臨界曲げモーメントおよびせん断から保護することができる。
【００４３】
リムに対する接続ねじの頭部が及ぼす力を分散させるワッシャとして機能するフランジをブッシュが備える場合には良好な結果を得ることができる。
【００４４】
可能であれば、インサートを電気絶縁材料で形成してもよい。本発明のこのような変形例では、インサートとリムとホイールセンタとの間の接触腐食を防止することができる。
【００４５】
ねじまたは同種の接続要素が存在する場合、湿気および空気が接続要素、リムとブッシュとの間の空間に入るのを防ぐために、ねじの頭部とリム（および／またはブッシュ（存在する場合））との間に１つ以上のシール、たとえばＯリングを配置してもよい。
【００４６】
これの代わりに、または、これに加えて、この領域の封止を少なくとも改善するために、ホイールセンタとリムとの間の接合領域に接着剤を挿入してもよい。このようにして、接続要素とリムと（存在する）ブッシュとの間の空間への湿気の浸入ならびに／またはタイヤ／リム容積からの加圧ガスの漏出を少なくとも低減させることができる。接続要素はこのような接着剤に少なくとも部分的に植え込まれてもよい。ホイールがブッシュを備え、ブッシュおよび接続要素が取り付けられる前に、接着剤が前記接合領域に挿入される場合には、良好な結果を得ることができる。ポリウレタン接着剤を用いる場合には良好な結果を得ることが可能である。
【００４７】
さらなる独立発明概念は、複合材料で少なくとも部分的に形成されるホイールのタイヤ／リム容積からの加圧ガスの漏出の防止をサポートするバリア層に関する。制動により生じるような温度サイクルおよび駆動中の周期的荷重が長期にわたる複合材料の重大な微細損傷をまねく場合があることが分かっている。特に、このような周期的現象は繊維強化プラスチックのマトリックスにおける微細亀裂を誘発する場合があり、リムおよび／またはホイールセンタを通じたタイヤ／リム容積からの加圧ガスの漏出をまねく場合がある。したがって、このようなホイールの耐用年数は減少するが、ホイールの構造上の能力はホイールに適用される機械的要求を引き続き満たすことになる。この独立発明概念に係れば、ホイールに向けられるリムの表面の少なくとも一部は、タイヤ／リム容積に充填されるガスを通さないバリア層でコーティングされ、特にポリマー材料で形成される層でコーティングされる。表面全体がコーティングされる場合には良好な結果を得ることができる。このようにして、応力腐食割れを減らすことができ、微細亀裂を通じた加圧ガスの漏出を少なくとも減らすことができる。バリア層が、繊維強化プラスチックのマトリックスよりも高い弾性（弾性率）を持つ材料、たとえばシリコーン材料、特にシリコーンワニスを含む場合には良好な結果を得ることができる。比較的高い弾性を持つ材料を用いることで、周期的荷重またはホイール温度の変化により開く微細亀裂（または一層大きい亀裂）の信頼性の高い封止が可能になる。いくつかの用途向けに、バリア層は、同じ材料および／または異なる材料で形成される複数の層を備えてもよい。一実施の態様では、バリア層はリムに取り付けられるタイヤの摩擦を増す層を備える。したがって、タイヤとリムとの間の相対的な動きを防止することができる。
【００４８】
ここで記載されているバリア層が、複合材料（ここで開示されているような中間層を必ずしも備えるというわけではない）、特に繊維強化プラスチックで少なくとも部分的に形成されるホイールで使用可能な独立発明概念であることが理解できる。
【００４９】
ここで記載されている発明は、以下でなされる詳細な説明と添付の図面とからより完全に理解され、説明および図面は添付の請求項に記載されている発明を限定するとは当然みなされない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】前方、側方および上方からの斜視図でホイールの実施の形態を概略的に示す。
【図２】後方、側方および上方からホイールの実施の形態を示す。
【図３】底面図でホイールの実施の形態を示す。
【図４】図３の断面ＡＡを示す。
【図５】図４の詳細部Ｂを示す。
【図６】斜視図において、図示目的でホイールの残り部から切り離されている、ホイールセンタとリムとの間の接合の実施の形態を示す。
【図７】斜視図において、図示目的で部分的に分解されているホイールセンタとリムとの間の接合の実施の形態を示す。
【図８】斜視図において、部分的に分解された状態のホイールセンタとリムとの間の接合の実施の形態を示し、図示目的でリムが部分的に切断されている。
【図９】図８の詳細部Ｃを示す。
【図１０】斜視図で封止エリアを有する中間層の実施の形態を示す。
【図１１】斜視図で、分解された状態の封止エリアを有する中間層の実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
上記の概要と、好ましい実施の形態の以下の詳細な説明とは、添付の図面とともに読まれる場合によりよく理解される。本発明の説明上、そのときに好ましい実施の形態では、同様の番号が図面のいくつかの図にわたって類似する部分を表わす。ただし、本発明は開示されている特定の方法および装置に限定されないと考える。
【００５２】
図１および図２は、本発明に係るホイール１の実施の形態を示す。ホイール１は、炭素繊維強化プラスチックのような繊維強化プラスチック製のリム２を備える。さらに、リム２は、タイヤ（図示せず）を受けるのに好適な内側リム縁５と外側リム縁６との間に配置されるリムウエル７を備える。ホイール１は、車両のホイールサスペンション（図示せず）に接続することができ、リム２に対する支持部として機能するハブを備えるホイールセンタ３をさらに備える。図１および図２に示されている実施の形態では、ホイールセンタ３は、５つのスポーク４を有するホイールスパイダである。ホイールセンタ３とリムとは、さらに詳細に以下に記載されるように、ねじ２４により接続される。
【００５３】
図３では、ホイール１の実施の形態は底面図で示されている。明確に見ることができるように、リム２は、内側および外側リム縁５，６、ならびに内側および外側リムショルダ８，９、内側および外側ハンプ１０，１１およびリムウエル７を備える。ホイールセンタ３は、示されている実施の形態で、外側ハンプ１１とリムウエル７との間に位置するねじ２４によりリム２に接続される。
【００５４】
図４は図３の断面ＡＡを示し、したがって、より詳細にホイール１のこの実施の形態におけるホイールセンタ３とリム２との接合を示す。接合は、図４の詳細部Ｂを示す図５により詳細に示されている。図示のように、ホイールセンタ３は、外側ショルダ９の領域、または外側リム縁６および外側ハンプ１１の領域でリム２に固定される。リム２は第１の接触面１２をリム２の向心側（径方向内方）に備え、第１の接触面１２は、離間しているが、第２の接触面１３の比較的近傍にあり、第２の接触面１３はスポーク４の遠心側（径方向外方）に位置する。第２の接触面は第１の接触面１２に少なくとも部分的に位置合わせされる。リム２と各スポーク４との間（または第１の接触面１２と第２の接触面１３との間）に中間層２２が配置される。前記中間層２２はリム２の第１の接触面１２が接触する第１の（遠心）側と、スポーク４の第２の接触面１３が接触する第２の（向心）側とにある。このようにして、中間層により、第１の接触面１２と第２の接触面１３との間の直接的な物理的接触が防止される。
【００５５】
中間層２２の外周に封止エリア２３が配置され、前記封止エリア２３は、湿気、ほこりおよび空気がリム２とスポーク４との間（リム２とホイールセンタそれぞれとの間）の領域に入るのを防ぐ。封止エリア２３は封止ビードと呼ばれる場合もある。取り付け状態では、封止エリアは第１の接触面１２と第２の接触面１３との間で挟まれてわずかに変形することで、十分な封止効果を与える。したがって、示されている実施の形態では、封止エリア２３は加硫ゴムのような弾性材料で形成される。弾性の材料特性に起因して、たとえば、駆動中のホイールの回転に起因する接合の周期的変形が存在しても、信頼性の高い封止をもたらすことができる。図示の都合上、図５の封止エリア２３は非変形（非圧迫）状態で示されている。
【００５６】
図５で理解できるように、封止エリア２３は、リム２とホイールセンタ３との間のギャップ（間隙）が広がり始める箇所に配置してもよい。このような広がっているギャップにより、中間層２２によっても封止エリア２３によっても隔てられていないリム２とホイールセンタ３との間の境界線領域の良好な乾燥および浄化（または湿気およびほこりのさらなる除去）が可能になる。
【００５７】
リム２とホイールセンタ３との間の機械的接続は、図５に示されているように、ホイールセンタ３のスポーク４で段付き孔２５に挿入されるねじ２４によりほぼ実現される。図５〜図９に示されている実施の形態では、フランジ付きブッシュ２０がねじ２４上に配置され、段付き孔２５からリム２の入口３２まで延びる。フランジ付きブッシュ２０により、駆動トルクおよび／またはブレーキトルクをホイールセンタ３からリム２に伝えるのが容易になる。フランジ付きブッシュ２０は、ねじ（またはホイールセンタ３およびねじ２４の電極電位）とリム２との間の接触腐食を防止する電気絶縁体としても機能してもよい。リム２とねじ２４の頭部との間には、湿気がねじ２４とリム２とスポーク４との間の空間に入るのを防ぐＯリング２１がある。さらに、Ｏリング２１はねじ２４の頭部とリム２との間の接触腐食を防止する電気絶縁要素としても機能することができる。
【００５８】
図６で理解できるように、ねじ式の接続等は、外側リムショルダ９（または外側ハンプ１１）とリムウエル７との間の移行領域に配置してもよい。このようなセットアップには、ホイールセンタ３を（ｘ方向に）外側リム縁６の近くに配置することができる、すなわち、取り付け状態で内側および外側リムショルダ８，９に位置するタイヤビード（図示せず）と干渉せずに、有用なホイール１の中央の最大の自由空間をブレーキなどのために提供するという利点がある。
【００５９】
図７〜図９に示されているように、第１の接触面１２、第２の接触面１３および中間層２２はいくつかの実施の形態で互いに対応する形状を持つ。図９で理解できるように、フランジ付きブッシュ２０は、フランジ付きブッシュ２０のフランジ３１がリム２の段付き入口３２に配置されるショルダ２６と接触するように挿入してもよい。その際、Ｏリング２１は取り付け状態でねじ２４の頭部（図示せず）と段付き入口３２のショルダ２６との間で圧迫される。このような組み立て配置は図５に示されている。
【００６０】
図１０および図１１は、図１〜図９に示されているようなホイールの実施の形態に用いられるような封止エリア２３を備える中間層２２の実施の形態を示す。中間層２２は、実質的に薄層状のデザインを持ってもよく、隣接するリム２とセンタホイール３とになじみ、またはリム２およびホイールセンタ３の形状に合うために曲げられてもよい。中間層２２の示されている実施の形態は、上記で図に示されているように、ねじ２４および／またはブッシュ２０が中間層２２から突き出得る箇所に２つの入口２７も備える。さらに、中間層２２はホイールセンタ３および／またはリム２に対して中間層２２を位置決めし、これによりホイール１の組み立てを容易にするために機能し得る開口３０を備えることもできる。中間層２２の外周には封止エリア２３が配置される。図１１に示されているように、封止エリア２３は中間層２２から分離できてもよい。
【００６１】
封止エリア２３の十分な固定をもたらし、これにより長期にわたって適切な封止を保証するために位置決めを維持することを目的として、封止エリア２３は中間層２２内方に向かって延びるくさび２８を備える。中間層２２は、封止エリアのくさび２８に対応する形状を持つ凹部２９を備える。くさび２８および対応する凹部２９のこのような配置により、長期にわたって封止エリア２３を適所に維持することが可能になる。このことは、ギャップが広がっていて、これにより封止エリア２３がギャップからずれる場合に、封止エリア２３がリム２とホイールセンタ３との間のギャップの境界領域に通常どおりに位置するのと同様に重要である。図１０および図１１に示されているように、このようなくさび２８は、縁が封止エリア２３の隣接部分のための、ある種の固定部として機能するように、封止エリア２３の角から所定の距離にある領域で用いてもよい。
【００６２】
さらに、凹部２９により、第１および第２の接触エリア１２，１３に対する中間層２２のすぐれた位置決めが可能になる。
【符号の説明】
【００６３】
１  ホイール
２  リム
３  ホイールセンタ
４  スポーク（ホイールセンタ）
５  内側リム縁
６  外側リム縁
７  リムウエル
８  内側リムショルダ
９  外側リムショルダ
１０  内側ハンプ
１１  外側ハンプ
１２  第１の接触エリア／面（リム）
１３  第２の接触エリア／面（スポーク）
２０  インサート（ブッシュ）
２１  Ｏリング（シール）
２２  中間層（平坦）
２３  （中間層の）封止エリア
２４  接続要素（ねじ）
２５  孔
２６  （段付き入口の）ショルダ
２７  （中間層の）入口
２８  くさび
２９  凹部（くさび凹部）
３０  開口
３１  （ブッシュの）フランジ
３２  （リムの）入口
【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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