(57)【要約】  本開示は、第１の区画と第２の区画とを含むツーピース（２つの部品からなる）ホイールを提供し、ホイールは、その幅に亘って異なる直径の領域を含み、第１の区画及び第２の区画は、最小の直径を備えるホイールの領域で接合される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポーク区画と、バレル区画とを含む、２つの部品からなる、成形されたホイールであって、
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、当該ホイールのドロップセンターで接合される、
ホイール。
【請求項２】
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、相補的な噛合区画を有する、請求項１に記載のホイール。
【請求項３】
更に、前記スポーク区画又は前記バレル区画の噛合面が、該噛合面から延びる複数のスペーサを含む、請求項２に記載のホイール。
【請求項４】
前記スペーサは、２．５４センチメートルの０．００５〜０．０６０の間の高さを有する、請求項３に記載のホイール。
【請求項５】
前記バレル区画は、前記バレル区画から延びる複数のスペーサを含む、請求項３に記載のホイール。
【請求項６】
前記スペーサは、２．５４センチメートルの０．００５〜０．０６０の間の高さを有する、請求項３に記載のホイール。
【請求項７】
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、重ね継手を介して接合される、請求項１に記載のホイール。
【請求項８】
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、重ね継手を介して接合される、請求項５に記載のホイール。
【請求項９】
当該ホイールは、複合材料を含む、請求項１に記載のホイール。
【請求項１０】
当該ホイールは、複合材料を含む、請求項８に記載のホイール。
【請求項１１】
第１の区画と、第２の区画とを含む、２つの部品からなるホイールであって、
当該ホイールは、その幅に亘って異なる直径の領域を含み、前記第１の区画及び前記第２の区画は、最小の直径を備える当該ホイールの領域で接合される、
ホイール。
【請求項１２】
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、相補的な噛合区画を有する、請求項１１に記載のホイール。
【請求項１３】
前記バレル区画は、前記バレル区画から延びる複数のスペーサを含む、請求項１２に記載のホイール。
【請求項１４】
前記スペーサは、２．５４センチメートルの０．００５〜０．０６０の間の高さを有する、請求項１３に記載のホイール。
【請求項１５】
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、重ね継手を介して接合される、請求項１１に記載のホイール。
【請求項１６】
前記スポーク区画及び前記バレル区画は、重ね継手を介して接合される、請求項１４に記載のホイール。
【請求項１７】
当該ホイールは、複合材料を含む、請求項１１に記載のホイール。
【請求項１８】
当該ホイールは、複合材料を含む、請求項１４に記載のホイール。
【請求項１９】
１つ又はそれよりも多くのホイールスタッド孔を更に含み、１つ又はそれよりも多くのインサートが、前記１つ又はそれよりも多くのホイールスタッド孔に近接する、請求項１８に記載のホイール。
【請求項２０】
一体的なビーズバンプを含む、請求項１１に記載のホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、２０１７年８月８日に出願された係属中の米国仮特許出願第６２／５４２，５２０号の優先権及び利益を主張する。
【０００２】
本開示は、自動車及び他のホイール(車輪)付き車両のためのホイールに関する。特に、本開示は、ツーピース（２つの部分からなる）ホイール(two  piece  wheel)に関する。
【背景技術】
【０００３】
よく知られているように、消費者は、外観、価格、又は（燃費のような）他の特徴に基づくオプションを可能にするために、自動車を購入する際に複数の選択肢及びオプションを望むことが多い。これを念頭に置いて、本開示は、重量の削減、外観の変化、コストの削減、及び燃費の向上を含む、多くの利益を提供する、新規で特異なツーピース（２つの部品からなる）成形ホイール(molded  wheel)を提供する。より具体的には、本開示は、ホイールの重量を最小限に抑えるが、必要な強度を保持する、ホイールを提供する。
【０００４】
従来技術の複合ホイールは、その製造に含められる材料のコスト及び各ホイールの製造に伴う時間の故に、しばしば非常に高価である。本開示は、より安価で製造が容易である、強力で、魅力的で、軽量なツーピースホイールを提供する。
【発明の概要】
【０００５】
１つの態様において、本開示は、スポーク区画と、バレル区画とを含む、２つの部品からなる成形されたホイールであって、スポーク区画及びバレル区画は、ホイールのドロップセンター(drop  center)で接合される、ホイールを提供する。
【０００６】
別の態様において、本開示は、第１の区画と、第２の区画とを含む、２つの部品からなるホイールを提供し、ホイールは、その幅に亘って異なる直径の領域を含み、第１の区画及び第２の区画は、最小の直径を備えるホイールの領域で接合される。
【０００７】
本開示の利点及び構成を更に例示するために、添付の図面に例示する本開示の特定の実施形態を参照することによって、本発明のより具体的な記述を提供する。これらの図面は範囲を限定するものと考えられてならないことが理解される。本発明は、図面の使用を通じて追加的な特殊性及び詳細を伴って記載され且つ説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示のホイールの１つの実施形態の正面図を示している。
【図２】本開示のホイールの１つの実施形態の背面図を示している。
【図３】本開示のホイールの１つの実施形態の頂断面図を示している。
【図４】本開示のスポーク区画の１つの実施形態の斜視図を示している。
【図５】本開示のバレル区画の１つの実施形態の斜視図を示している。
【図６】バレル区画とスポーク区画との接合部の側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１乃至図６に示すように、本出願は、乗用車及びトラックを含むが、これらに限定されない、様々な自動車で使用されることがある、改良されたツーピースの(２つの部品からなる)(two  piece)ホイール１０(車輪)(wheel)を提供する。本明細書に開示するホイール１０は、より軽い重量及びより強い構造のような、従来技術のホイールに見出されない、多くの有利な構成を提供する。
【００１０】
図１は、完全に組み立てられたホイール１０の正面図を示している。ホイールは、（ホイール１０が装着される自動車から最も離れた）スポーク区画２０(spoke  section)と、（ホイールが装着される自動車により近い）バレル区画３０(barrel  section)とを含む。図２は、完全に組み立てられたホイールの背面図を示しており、図３は、完全に組み立てられたホイール１０の頂断面図を示している。
【００１１】
スポーク区画２０は、ホイール１０に強度を加えるように働き、心地良い装飾的外観も提供する、１つ又はそれよりも多くのスポーク４０を含む。よって、当業者は、１つの設計が本明細書に含まれる図に示されているが、多くの異なるスポーク設計及び配置が消費者の好みに基づいて可能であり、本発明の範囲が図示の設計によって限定されるべきでないことを理解することができる。加えて、スポーク４０の形状、設計、数及び長さを変更して、ホイール１０の強度を増大させることができる。スポーク区画２０及びスポーク４０は、１つ又はそれよりも多くの繊維複合材ストリップ２５(fiber  composite  strips)を含んでもよい。繊維複合材ストリップ２５は、スポーク区画２０／スポーク４０が成形されるときに繊維層の間に共に成形されることができ、或いは、繊維複合材ストリップ２５は、スポーク区画２０／スポーク４０の構成が成形された後にスポーク区画２０／スポーク４０に接合されてよい。図３に示すように、繊維複合材ストリップ２５は、１つ又はそれよりも多くのスポーク４０の外面に沿って配置されてよく、或いは、代替的に、繊維複合材ストリップ２５は、スポーク４０がスポーク区画のリップ(舌)(lip)又は外側エッジ(outer  edge)に沿ってスポーク区画のハブ又は中心と接触する場所又はスポーク４０がバレルと接触する場所に配置されてよい。
【００１２】
スポーク区画２０は、その中心付近に、１つ又はそれよりも多くのホイールスタッド孔５０及びハブ孔７０を含む、複数の孔も含む。ホイールスタッド孔５０は、ホイール１０が装着されるホイールのハブに存在する（ホイールボルトと呼ばれることがある）ネジ山付きホイールスタッドを受け入れるように構成される。従って、添付の図に示すように、（殆どの乗用車で一般的な数である）５個のホイールスタッド孔があってよいが、特定の車両又は車両タイプでの装着のために必要とされるならば、より多い又はより少ないホイールスタッド孔があることができる。例えば、僅か４個のホイールスタッド孔又は１２個ものホイールスタッド孔があることができる。添付の図に示すように、装着時に耳付きナット(lug  nuts)が嵌合する凹部がスポーク区画２０の外側にあってよいが、これは必要とされない。代替的に、ホイールに単一の孔のみがあってもよく、ハブは孔を通過し、ナットがハブに螺装されてホイールに固定される。
【００１３】
任意的に、スポーク区画２０は、ホイールスタッド孔５０の形状及びサイズに概ね相補的であり得る１つ又はそれよりも多くのインサート５５を含んでよい。これらのインサート５５は、ホイールスタッド孔５０に近接するスポーク区画２０の領域の付近に一体的に成形されてよい。これらのインサート５５は、様々な形状及び組成を有することができる。例えば、インサート５５は、図２に示すように、ホイールスタッド孔５０の形状及びサイズを補完して、ホイールスタッド孔５０と同心円を形成してよく、ホイールスタッド孔５０のうちの１つ又はそれよりも多くのホイールスタッド孔の周りに配置されてよい。代替的に、インサート５５は、四角形であることができ、ホイールスタッド孔に近接して配置されることができるが、円形の形状を有さない。インサート５５は、耳付きナットがホイールスタッドに締め付けられるときにホイール１０に与えられる力を分配するのを助ける金属又は他の適切な材料であってよい。ホイールスタッドをホイールスタッド孔５０に通した後に、一般的には、１つ又はそれよりも多くの耳付きナット又は他の固定デバイスをネジ山付きホイールスタッドに螺装して、ホイール１０を車両にしっかりと固定する。ハブ孔７０は、車両のハブがスポーク区画２０を通じることがあるように設けられる。当業者が理解できるように、ハブ孔７０の寸法は、ホイール１０が取り付けられるべき車両の製造元及びモデルに起因して、しばしば異なる。即ち、フォード（登録商標）に装着されるように設計されたホイールは、スバル（登録商標）に適合するように設計されたホイールとは異なる寸法のハブ孔７０を有することがある。
【００１４】
スポーク区画２０は、ホイール１０上に位置するタイヤに空気（又は窒素のような他の適切なガス）を加えるために使用されるバルブステム(弁棒)を受け入れるバルブステム孔６０(弁棒孔)も含む。
【００１５】
スポーク区画２０は、その内部に面する表面にタイヤのビーズ(bead)をホイール１０に固定するビーズハンプ１００(beadbump)も含む。
【００１６】
スポーク区画２０は、（以下により詳細に議論するように）ホイール１０が組み立てられるときにバレル表面の噛合面１１０(嵌合面)(mating  surface)と接触する噛合面８０も有する。
【００１７】
バレル区画３０は、自動車に最も近いホイール１０の部分である。バレル区画３０は、スポーク区画２０と同様に、その外部に面する表面にタイヤのビーズをホイール１０に固定するビーズハンプ１００を含む。１つの実施形態では、例えば、図５に示すように、バレル区画３０は、その幅に亘って直径が減し、或いは、別の言い方をすれば、バレル区画３０の最も内側の部分は、最も外側の部分よりも大きな直径を有することがある。
【００１８】
更に、バレル区画３０は、スポーク区画の噛合面８０(嵌合面)(mating  surface)に相補的であってよい噛合面１１０を有する。添付の図面から理解されるように、ホイール１０の異なる領域は、異なる直径を有する。例えば、ビーズハンプ１００を備えるホイールの領域は、ホイール１０の中心領域とは異なる直径を有する。１つの実施形態において、噛合面１１０は、一般的には、ホイール１０の（タイヤウェル(tire  well)としても知られる）ドロップセンター(drop  center)又は最も狭いホイールの領域に配置され、よって、区画が接合されるスポーク区画２０の対向する噛合面８０もドロップセンターに配置され、ホイール１０のドロップセンターは、タイヤのビーズワイヤが取付けプロセス中にそれらの自然な形状／長さ／直径を保持することを可能にする点で、タイヤの取付けをより容易にする。ビーズハンプ１００は、図５に示すように、スポーク区画２０及びバレル区画３０と一体的に成形又は形成されてよく、或いは、ビーズバンプ１００は、図６に示すように、別々に製造されて、スポーク区画２０及びバレル区画３０に固定されてよく、或いは取り付けられてよい。
【００１９】
バレル区画３０の噛合面１１０は、ホイールが組み立てられた後に、スポーク区画２０の噛合面８０とバレル区画の噛合面１１０との間に間隙を提供する働きをする１つ又はそれよりも多くのスペーサ１２０を含む。この間隙は、スポーク区画２０とバレル区画３０とを接合するために使用される接着剤が均一に塗布され、適切に硬化して、２つの区画を付着させ、それにより、強力で信頼できるホイール１０を作り出すための、空間を可能にする。１つの実施形態において、接着剤は、ウレタン及びエポキシベースの接着剤からなる群から選択されることができる。１つの実施形態において、スペーサ１３０は、１インチ（２．５４センチメートル）の０．００５〜０．０６０(5  and  60  one-thousandth’s  of  an  inch)の間の高さを有する。代替的に、スポーク区画の噛合面８０は、バレル区画３０よりもむしろ１つ又はそれよりも多くのスペーサを含んでよい。
【００２０】
バレル区画３０の噛合面１１０は、２つの区画が組立中にひとたび適切に嵌合されると、スポーク区画の噛合面８０の前縁が寄り掛かる、リップ又はストップ１３０を有してよい。このリップ又はストップ１３０は、２つの対向する噛合面８０、１１０によって作られる十分なオーバーラップ(重なり合い)を提供して、しっかりしたアセンブリを提供するのに役立つ。オーバーラップの量は、ホイールの所望の使用に依存して異なってよい。幾つかの実施態様において、オーバーラップの量は、０．１０〜６．００インチ（０．２５４〜１５．２４センチメートル）、０．５０〜５．００インチ（１．２７〜１２．７センチメートル）、１．００〜４．０インチ（２．５４〜１０．１６センチメートル）、及び１．５０〜３．０インチ（３．８１〜７．６２センチメートル）である。１つの好ましい実施形態において、オーバーラップの量は、１．５０〜２．００インチ（３．８１〜５．０８センチメートル）の間である。
【００２１】
添付の図面に示す重ね継手(lap  joint)に加えて、オーバーラップ領域は、スポーク区画２０をバレル区画３０に固定するのを助けるために、舌溝(tongue-and-groove)構造又はネジ山(threads)を特徴とすることができる。任意的に、スポーク区画２０をバレル区画３０に固定するために使用される接着剤に加えて、リベット、ボルト又はテープのような、機械的固定デバイスが使用されてよい。
【００２２】
図４及び図５は、それぞれ、スポーク区画２０及びバレル区画３０の斜視図を示している。図６は、対向する噛合面８０、１１０のオーバーラップの側面図／切欠図を示している。
【００２３】
ホイール１０は、炭素繊維のような複合材料を含む、多くの異なる材料で作られてよい。本明細書で使用するような「炭素繊維(carbon  fiber)」という用語は、本質的に炭素からなり、グラファイト繊維からアモルファス炭素繊維に及ぶ、全ての繊維を含む。グラファイト繊維は、本質的に炭素からなり、グラファイトに特徴的な優勢なＸ線回折パターンを有する、繊維である。アモルファス炭素繊維は、本質的に炭素からなり、本質的に非晶質のＸ線回折パターンを有する、繊維である。加えて、この用語は、ホウ素、繊維ガラス、もしくは同等物、又は９９〜１％のガラス繊維と混ぜられた１〜９９％の炭素繊維のような混合物中の前記材料のいずれかのような、他の高強度で低密度の材料も含む。例えば、ホイール１０は、以下の複合材料、炭素繊維／繊維混合物、炭素繊維又は繊維ガラスのうちの１つ又はそれよりも多くを含んでよい。加えて、ナノ粒子のような添加剤が成形前に複合材料に添加されてよい。加えて、本明細書に開示するホイール１０は、複合材料から製造されないで、むしろアルミニウム、鋼又は他の合金のような金属材料から製造されてよい。ホイール１０が金属材料から製造される実施形態において、ホイールの構成要素は、鍛造、鋳造又は機械加工されてよい。
【００２４】
複合材料に加えて、そして、任意的にナノ粒子に加えて、樹脂を使用して成形中に複合材料を結合してよい。１つの実施形態において、樹脂は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ゴム樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される。更なる実施形態において、樹脂は、ビニルエステル／ポリウレタン樹脂、又は任意の他の熱硬化性もしくは熱可塑性ポリマ樹脂、又は金属マトリックスである。他の代替的な実施形態において、樹脂は、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、メラミンホルムアルデヒド、天然ゴム、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、及びポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択されてよい。
【００２５】
ホイール１０は、圧縮成形を含む様々な製造方法を用いて構築されてよい。１つの実施形態において、ホイール１０は、シート成形コンパウンド（ＳＭＣ）プロセス又はバルク成形コンパウンド（ＢＭＣ）プロセスを用いて構築される。
【００２６】
本開示の特定の実施形態を記載したが、請求項に示すものを除き、そのような言及が本開示の範囲を限定するものと解釈されることは意図されていない。
【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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【国際調査報告】
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