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JP-2026076724-A - 弾性ホイール及び弾性ホイールの取付構造

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Abstract

【課題】弾性ホイール及び弾性ホイールの取付構造に関し、特に、車両上下方向の振動吸収性能の確保と車両の操縦安定性の向上とを両立できる弾性ホイール及び弾性ホイールの取付構造を提供することを目的とする。 【解決手段】弾性ホイール１１０は、ホイール１２０と、第１弾性手段１２３と、第２弾性手段１３０と、を備える。第１弾性手段１２３の内筒１２５には、ボルトＢが挿通される。ボルトＢ及び第１弾性手段１２３を介して、ホイール１２０がハブ１０２に弾性支持される。第２弾性手段１３０は、ハブ１０２に対してホイール１２０を車軸方向に弾性支持している。これらにより、車両上下方向の振動吸収性能を確保と、車両１００の操縦安定性の向上と、を両立できる。弾性ホイール１１０の取付構造は、第２弾性手段１３０が、取付状態において、ホイール１２０とハブ１０２とにより車軸方向に圧縮される。 【選択図】図１

Inventors

  • 山村 佑基

Assignees

  • ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (8)

  1. 周方向に並ぶ複数の貫通孔を有するホイールと、そのホイールの前記貫通孔に取り付けられ、車軸に結合されるハブに対してボルトによって固定される第１弾性手段と、を備え、 前記第１弾性手段が、前記貫通孔に内嵌される円筒状の外筒と、その外筒の内周側に配置される円筒状の内筒と、その内筒および前記外筒を連結する弾性体から構成される第１弾性部材と、を備える弾性ホイールにおいて、 弾性体から構成される第２弾性部材を有する第２弾性手段を備え、 前記第２弾性手段は、前記ハブに前記ホイールが取り付けられた取付状態で、車軸方向における前記ハブの側面と、その側面に対向する前記ホイールの対向面との間に介設されることを特徴とする弾性ホイール。
  2. 前記第２弾性手段は、前記第２弾性部材よりも前記車軸方向の内側に配置されると共に前記第２弾性部材よりも弾性率が大きい材料から構成される１又は前記車軸方向に所定の距離離隔されて配置される複数の規制部材を備え、 前記規制部材は、前記車軸方向の厚さが一定とされることを特徴とする請求項１記載の弾性ホイール。
  3. 前記第２弾性手段は、径方向外側の所定の領域である第１領域と、その第１領域よりも径方向内側の領域である第２領域と、を備え、 前記第２弾性手段の前記車軸方向の厚さは、前記第１領域と前記第２領域とで異なることを特徴とする請求項１記載の弾性ホイール。
  4. 前記第２弾性手段の前記車軸方向の厚さは、前記第１領域が前記第２領域よりも厚く設定されることを特徴とする請求項３記載の弾性ホイール。
  5. 前記第２弾性手段の前記車軸方向の厚さは、前記第１領域が前記第２領域よりも薄く設定されることを特徴とする請求項３記載の弾性ホイール。
  6. 前記第２弾性手段は、弾性体から構成される第１の弾性体と、その第１の弾性体よりも外周側に配置されると共に環状の弾性体から構成される第２の弾性体と、を備え、 前記第１の弾性体の弾性率と前記第２の弾性体の弾性率とが異なることを特徴とする請求項１記載の弾性ホイール。
  7. 前記第２弾性手段は、弾性率が異なり前記車軸方向に積層される複数の弾性体を備えることを特徴とする請求項１記載の弾性ホイール。
  8. 請求項１から７のいずれかに記載の弾性ホイールを前記ハブに取り付ける弾性ホイールの取付構造であって、 前記第２弾性手段は、前記取付状態において、前記ホイールと前記ハブとにより前記車軸方向に圧縮されることを特徴とする弾性ホイールの取付構造。

Description

本発明は、弾性ホイール及び弾性ホイールの取付構造に関し、特に、車両上下方向の振動吸収性能の確保と車両の操縦安定性の向上とを両立できる弾性ホイール及び弾性ホイールの取付構造に関する。 車軸に結合されるハブに対して車輪を弾性的に支持する従来の弾性ホイールが知られている。この種の従来の弾性ホイールについて、図６を参照して説明する。図６は、従来の弾性ホイール９１０を備える車両９００の部分断面図である。図６に示すように、車両９００の車軸９０１には、ハブ９０２が結合される。ハブ９０２には、周方向等間隔に並ぶ複数本のボルトＢによって車輪９０３が取り付けられる。車輪９０３は、路面に接地する弾性体から構成される円環状のタイヤ９０４と、そのタイヤ９０４が外周面に取り付けられる円筒状のリム９０５と、そのリム９０５に取り付けられる弾性ホイール９１０と、を備える。 弾性ホイール９１０は、リム９０５に接合されるホイール９２０を備える。ホイール９２０には、周方向に並ぶ複数の貫通孔９２２が形成される。複数の貫通孔９２２のそれぞれには、弾性ブッシュ９２３が取り付けられる。 弾性ブッシュ９２３は、貫通孔９２２に内嵌される円筒状の外筒９２４と、その外筒９２４の内周側に配置される円筒状の内筒９２５と、その内筒９２５および外筒９２４を連結する弾性体から構成されるブッシュ弾性体９２６と、により構成される。ハブ９０２から突出しているボルトＢを弾性ブッシュ９２３の内筒９２５の内周側に挿通させてナットＮにより締結することで、弾性ホイール９１０がハブ９０２に弾性的に支持される。この状態で、内筒９２５のハブ９０２側の端部がハブ９０２のボルトＢが突出される側の側面に当接される。 走行時の車両９００が操舵された際には、図示しない操舵機構によりハブ９０２が旋回される。これにより、車輪９０３の操舵角が変更される。 このような弾性ホイール９１０によれば、凹凸のある路面を車両９００が走行する際に、タイヤ９０４からハブ９０２に入力される車両上下方向の振動を弾性ブッシュ９２３が吸収する。 本発明の第１実施形態における弾性ホイールを備えた車両の部分断面図である。弾性ホイールとハブとを分解した車両の部分分解図である。（ａ）は、第２弾性手段の左側面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線における第２弾性手段の断面図である。（ａ）は、第２実施形態における第２弾性手段の断面図であり、（ｂ）は、第３実施形態における第２弾性手段の断面図である。（ａ）は、第４実施形態における弾性ホイールを備えた車両の部分断面図であり、（ｂ）は、第５実施形態における弾性ホイールを備えた車両の部分断面図である。従来の弾性ホイールを備える車両の部分断面図である。 以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態における弾性ホイール１１０について説明する。図１は、本発明の第１実施形態における弾性ホイール１１０を備えた車両１００の部分断面図である。図１は、車両１００の左前輪（車輪１０３）部分の断面であって、車両１００の車軸１０１の軸心Ｏ１を含み、車輪１０３の前後方向に対して垂直な面における断面に対応する。なお、車両１００の右前輪部分は左前輪部分と同一の構成であるので、その説明を省略する。 なお、図１における矢印Ｆ－Ｂ，Ｌ－Ｒ，Ｕ－Ｄは、車両１００の前後方向、左右方向、上下方向（車両上下方向）をそれぞれ示す。また、車両１００は模式的に図示され、車軸１０１、ハブ１０２及び車輪１０３以外の部分（例えば、駆動装置や懸架装置、車体、等速ジョイント、ドライブシャフトなど）が省略されて図示される。 ここで、タイヤ１０４が路面に接地した状態かつ車両１００の弾性ホイール１１０がハブ１０２に取り付けられた状態を取付状態と定義する（第２～５実施形態における弾性ホイール２１０，３１０，４１０，５１０において同様）。なお、車両１００は、説明の都合上、取付状態において、車軸１０１の軸心Ｏ１が車両１００の左右方向に延びている状態とされる。 本実施形態では、ＦＦ方式で駆動される車両１００を説明する。図１に示すように、車両１００は、駆動装置により回転可能とされる車軸１０１と、車軸１０１に接合されるハブ１０２と、ハブ１０２に取り付けられる操舵輪かつ駆動輪である車輪１０３と、を備える。車軸１０１は、等速ジョイントによりドライブシャフトに接続されている。ハブ１０２の軸心は、ハブ１０２が車軸１０１に接合されている状態で、車軸１０１の軸心Ｏ１と一致している。 車輪１０３は、弾性ホイール１１０と、弾性ホイール１１０に接続される円筒状のリム１０５と、そのリム１０５に取り付けられる弾性体であるタイヤ１０４と、を備える。本実施形態では、車輪１０３は、弾性ホイール１１０とリム１０５とが別体とされている。 ハブ１０２には、車軸１０１の軸心Ｏ１が延びる車軸方向（左右方向）における一方側（左側）のハブ１０２の側面１０２ａから突出される複数本のボルトＢが配置される。複数本のボルトＢは、ハブ１０２において、ハブ１０２の軸心を中心とする周方向等間隔に配置される（図２参照）。ハブ１０２には、ハブ１０２の複数本のボルトＢに弾性支持された状態で弾性ホイール１１０が取り付けられる。 弾性ホイール１１０には、ハブ１０２及び複数本のボルトＢを介して車軸１０１から伝わる回転力が伝達される。弾性ホイール１１０は、車両１００を操舵させる際に、車軸１０１及びハブ１０２の旋回動作に伴ってハブ１０２と同一の方向に旋回される。 図２及び図３を参照して、弾性ホイール１１０の取付構造について説明する。図２は、弾性ホイール１１０とハブ１０２とを分解した車両１００の部分分解図である。図３（ａ）は、第２弾性手段１３０の左側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線における第２弾性手段１３０の断面図である。なお、図２では、車両１００の弾性ホイール１１０及びハブ１０２以外の部分が省略されて図示され、ホイール１２０の径方向の中央部分以外が省略されて図示される。 図２に示すように、弾性ホイール１１０は、ハブ１０２より車軸方向外側（左側）に配置される円板状のホイール１２０と、そのホイール１２０に配設され、車軸１０１に結合されるハブ１０２に対して複数本のボルトＢによって固定される第１弾性手段１２３（従来技術における弾性ブッシュ９２３に相当）と、ホイール１２０のハブ１０２側の対向面１２０ａに配置される円板状の第２弾性手段１３０と、を備える。取付状態において、ハブ１０２、ホイール１２０及び第２弾性手段１３０のそれぞれの軸心は、車軸１０１の軸心Ｏ１と一致する。 ホイール１２０は、ホイール１２０の中心部分を板厚方向に貫通する中心孔１２１と、ホイール１２０の軸心を中心とする円の周方向等間隔に配置され板厚方向に貫通する複数（本実施形態では４つ）の貫通孔１２２と、を備える。第１弾性手段１２３がそれぞれの貫通孔１２２に取り付けられる。 第１弾性手段１２３は、貫通孔１２２に内嵌される円筒状の外筒１２４と、外筒１２４の内側に配置される円筒状の内筒１２５と、それら外筒１２４及び内筒１２５を連結する弾性体から構成される第１弾性部材１２６と、を備える。第１弾性手段１２３の内筒１２５の内側には、ボルトＢが挿通される。そのボルトＢとナットＮとが締結される。取付状態において、内筒１２５のハブ１０２側の端部がハブ１０２の側面１０２ａに当接されている。 第２弾性手段１３０は、取付状態において、ハブ１０２の側面１０２ａとその側面１０２ａに対向するホイール１２０の対向面１２０ａとに挟持され、ハブ１０２に対してホイール１２０を車軸方向に弾性支持するための部材である。 図３（ａ）に示すように、第２弾性手段１３０は、第２弾性手段１３０の中心部分を板厚方向に貫通する中心孔１３１と、第２弾性手段１３０の軸心を中心とする周方向等間隔に配置され板厚方向に貫通する複数（本実施形態では４つ）の貫通孔１３２と、を備える。本実施形態では、第２弾性手段１３０の板厚Ｔ２は、径方向で一定とされる。第２弾性手段１３０は、取付状態において、複数本のボルトＢがそれぞれの貫通孔１３２に挿通される。 第２弾性手段１３０は、取付状態で、車軸方向（左右方向）に板厚方向を一致させてハブ１０２とホイール１２０との間に介設される。このとき、ハブ１０２の側面１０２ａから突出する突出部１０２ｂの外周面を、第２弾性手段１３０の中心孔１３１の内周面の内側に位置させる。これにより、ハブ１０２に対する第２弾性手段１３０の径方向の位置決めがされる。 車両１００を操舵させる際にハブ１０２を旋回させると、ホイール１２０に対してハブ１０２が傾いて、ハブ１０２の前後方向の一方側がホイール１２０に近づき、他方側がホイール１２０から離れる。このとき、ハブ１０２の前後方向の一方側では、ハブ１０２とホイール１２０との間に挟持される第２弾性手段１３０が圧縮され、前後方向の他方側では、ハブ１０２とホイール１２０との間に挟持される第２弾性手段１３０が伸張される。 その結果、圧縮された第２弾性手段１３０のみかけの弾性率が大きくなり、ハブ１０２の旋回動作をホイール１２０に伝達できる。そのため、第１弾性手段１２３によりハブ１０２の旋回動作がホイール１２０に伝達されることに加えて、第２弾性手段１３０を介してもハブ１０２の旋回動作がホイール１２０に伝達される。その結果、第２弾性手段１３０を備えない従来の弾性ホイール９１０よりも、ハブ１０２の旋回動作に対するホイール１２０の応答性を向上できる。よって、車両１００の操縦安定性を向上できる。 ここで、車両１００の走行時に凹凸の路面から車輪１０３（タイヤ１０４）に振動が入力されたり、車両１００の旋回時に車輪１０３に遠心力が作用したりすることで、その振動や遠心力により第１弾性手段１２３の外筒１２４が内筒１２５に対してこじれることがある。即ち、ハブ１０２に対するホイール１２０のこじりが発生することがある。この状態では、ハブ１０２に対するキャンバ方向やトウ方向のホイール１２０の倒れ又はその組合せの倒れが生じるので、ハブ１０２に対してホイール１２０の相対位置が安定せずに、操縦安定性が低下する。 これに対して、本実施形態の弾性ホイール１１０は、ハブ１０２の側面１０２ａとホイール１２０の対向面１２０ａとの間に第２弾性手段１３０が介設されるので、ハブ１０２に対するホイール１２０のこじりが発生しようとする際に、第２弾性手段１３０が圧縮される。これにより、ハブ１０２に対するホイール１２０のこじりが抑制される。よって、ハブ１０２に対してホイール１２０の相対位置を安定させることができる。その結果、操縦安定性を向上できる。 ホイール１２０は、ハブ１０２側の対向面１２０ａが車軸方向に直交する平面とされるので、車両上下方向の振動に対して、第２弾性手段１３０は車両上下方向に圧縮変形されずにせん断変形される。弾性変形を行う物体は、一般的に、圧縮方向よりもせん断方向の変形量が大きいので、第２弾性手段１３０は、車軸方向の圧縮変形に比べて、車両上下方向のせん断変形の量を大きい。そのため、車両上下方向の振動吸収性能を阻害させ難くできる。これにより、ハブ１０２とホイール１２０との間に第２弾性手段１３０を設けたとしても、車両１００の操縦安定性を向上させつつ、車両上下方向の振動吸収性能を確保させ易くできる。 図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第２弾性手段１３０は、上述した第２弾性手段１３０の外形形状を形成する弾性体である第２弾性部材１３３と、その第２弾性部材１３３の内側に第２弾性手段１３０の板厚方向に所定の距離離隔されて積層される円板状の複数枚（本実施形態では２枚）の規制部材１３４と、により構成される。規制部材１３４は、第２弾性部材１３３の外周面に沿った外面形状、中心孔１