JP2001113916A - 車輪用セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来セグメントの優れた諸特性を保持した上
で、耐ワンダリング性を向上させる車輪用セグメントを
提供する。 【解決手段】 ホイールリムに固定する装着部と両側壁
部と踏面部とを備えるゴム塊と、ゴム塊内部の中空部と
固定手段とを有し、踏面部は各ショルダ領域に１本以上
の周方向溝を備え、各周方向溝は踏面部開口端から溝底
に向かいセグメント外側に傾斜する形態を有する車輪用
セグメント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建設車両、土木
車両、オフロード車両などの重車両において、ホイール
リムの外周面に取付けられて車輪を構成するゴム製のセ
グメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の車輪用セグメントとして
は、例えば、出願人が先に特開平１０−１５９１０２号
公報として提案したものがある。このセグメントは、図
５に斜視図として示すように、車輪リム３１の外周面で
周方向に順次に装着するものであり、車輪リム３１に固
定される底面部３２と、この底面部３２のリム幅方向の
左右に立ち上がる側面部３３と、両側面部間を結ぶ頂面
部３４を設けると共に、これら各部３２、３３、３４に
よって車輪リム３１への装着に供されるボルト３６を、
そこに埋設した補強プレート３７を介して設けると共
に、底面部３２から中空部３５内へ突出する隆起部３８
を設けたものである。なお、図中、符号３９は、補強プ
レート３７から突出して隆起部３８を補強するサポータ
を示す。

【０００３】このような構成のセグメントを適用して成
る車輪では、走行中の車両の垂直方向のばね定数を、車
輪リム３１の周方向に延びる中空部３５の作用の下に柔
らかくすることで、車両の乗心地性能を高めると共に、
突起乗越し時の衝撃を緩和することができ、また、車両
の荷役中の負荷の作用に当っては、頂面部３４の隆起部
３８への当接により、車輪の余剰の圧潰変形を防止する
ことができる一方、負荷の解放に際しては、中空部３５
壁面と隆起部３８周面との摩擦によるエネルギ吸収に基
づき、車両に生じる振動を有効に減衰させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のセ
グメントを有する車輪は上述したように際立つ効果を発
揮する一方で、この車輪を装着した車両が、特に高速走
行で、一般路面や作業現場の硬質路面に形成された轍内
走行から通常路面へ移動するとき、車両のオペレータの
意図とは無関係に、車両が左右に振られる現象が生じる
ことが分かった。この現象は、一般にワンダリングと呼
ばれ、オペレータに余分な疲労を強いるばかりか、時に
は事故などの危険をもたらす。

【０００５】従って、この発明の請求項１〜９に記載し
た発明は、上述した従来セグメントの優れた諸特性を保
持した上で、耐ワンダリング性を向上させた車輪用セグ
メントを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載した発明は、ホイールリ
ムの外周面に固定する装着部と、該装着部から放射方向
外側に延びる両側壁部と、両側壁部相互間にわたり延び
る踏面部とを備えるゴム塊と、該ゴム塊内部を貫通する
中空部と、前記装着部とホイールリムとの間の固定手段
とを有する車輪用セグメントにおいて、前記踏面部は、
その両ショルダ領域それぞれに１本以上の周方向溝を備
え、各周方向溝は、踏面部開口端から溝底に向かいセグ
メント外側に傾斜する形態を有することを特徴とする車
輪用セグメントである。

【０００７】請求項１に記載した発明に関し、請求項２
に記載した発明のように、前記セグメントの複数個を相
互に突き合わせ状態でホイールリムに固定して車輪を構
成して成る。

【０００８】また、請求項１、２に記載した発明に関
し、請求項３に記載した発明のように、前記踏面部は、
その幅方向両側端にて外側に向け張出すハンプを有す
る。

【０００９】また、請求項１〜３に記載した発明に関
し、請求項４に記載した発明のように、前記踏面部は、
その幅方向両側端に断面円弧状面取り部を有する。

【００１０】また、請求項１〜４に記載した発明に関
し、請求項５に記載した発明のように、前記踏面部は、
少なくとも幅方向両側端部領域に多数本のラグを有し、
各ラグは前記周方向溝を備える。

【００１１】また、請求項１〜５に記載した発明に関
し、請求項６に記載した発明のように、前記周方向溝
は、踏面部にラグを区画形成する横方向溝の深さの０．
５倍以上の溝深さを有する。

【００１２】また、請求項１〜６に記載した発明に関
し、請求項７に記載した発明のように、周方向溝は、断
面円弧状の内側縁を有する。

【００１３】また、請求項１〜７に記載した発明に関
し、請求項８に記載した発明のように、前記踏面部は、
車輪状態の各セグメントの突き合わせ位置にて、隣接セ
グメント相互間の周方向溝及びラグそれぞれを整合させ
る表面側構成を有する。

【００１４】ここに、請求項１〜３に記載した発明に関
し、請求項９に記載した発明のように、前記ハンプ部と
前記側壁部との連結部は、ゴム塊の内側に向かう凸の曲
面を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１及び図２に基づき説明する。図１は、この発明の１個
の車輪用セグメントの展開図であり、図２は、図１に示
すII−II線に沿うセグメントの断面図である。

【００１６】図１及び図２において、符号１はホイール
（二点鎖線で示す）であり、ホイール１はディスク２と
リム３とを有する。図示例のリム３は外周面３osが平滑
な円筒形状を有する。

【００１７】このホイール１に装着するセグメント１０
は、リム３の外周面３osに固定する装着部１１と、装着
部１１から放射方向外側に延びる両側壁部１２と、両側
壁部１２相互間にわたり延びる踏面部１３とを備えるゴ
ム塊１４と、ゴム塊１４内部を貫通する中空部１５と、
装着部１１とホイールリム３との間の固定手段１６を有
する。図示例の中空部１５は断面門形の形状を有する。
また、中空部１５を天地逆の門形としても良い。

【００１８】固定手段１６は、リム３の外周面３osの半
径と同心円の半径を有し、ホイール１の回転軸線（図示
省略）と平行に延びる金属製プレート１７と固定用ボル
ト１８とを有する。プレート１７と固定用ボルト１８と
は装着部１１内に埋設する。そのとき、図示例のように
プレート１７全体を埋設する場合、又はプレート１７の
内周面を露出させる場合のいずれも可とする。

【００１９】ここに、踏面部１３は、その両ショルダＳ
領域（図２参照）それぞれに１本以上、図示例は１本の
周方向溝２０を有するものとする。そして、各周方向溝
２０は、踏面部１３の開口端から溝底に向かいセグメン
ト１０外側に傾斜する形態を有するものとする。換言す
れば、セグメント赤道面Ｅの両側にて対をなす各周方向
溝２０は、ホイール１の回転軸線に向かい末広がりの形
態を有するということである。図示例の周方向溝２０は
直状溝である。

【００２０】以上述べたセグメント１０は、複数個、例
えば６〜８個を１セットとして、この１セットを１個の
ホイール１のリム３に、各セグメント１０相互間で隙間
なく突き合わせ状態で固定するものとし、これにより、
各セグメント１０は、ホイール１と共に各車両の車輪を
構成する。図１に突き合わせ面１０bsを示す。

【００２１】踏面部１３は、その表面１３ｔ側に周方向
溝２０のみにより形成する陸部又は周方向溝２０とこれ
に組合わせる溝、例えばラグ形成用横方向溝や周方向溝
２０以外の周方向溝との複合溝により形成する陸部を有
する。

【００２２】すなわち、踏面部１３は、その表面１３ｔ
側に、各周方向溝２０のみを有する場合と、各周方向溝
２０とラグ形成用横方向溝との複合溝を有する場合と、
各周方向溝２０とこれとは異なるリブ形成用周方向溝と
の複合溝を有する場合と、各周方向溝２０と、これとは
異なる周方向溝及びラグ形成用横方向溝との複合溝を有
する場合との４通りの基本構成を有するということであ
る。ここに横方向溝とは、セグメント赤道面Ｅに対し直
交を含めて傾斜する溝であり、周方向溝とは、傾向的に
表面１３ｔの円周に沿って延びる溝である。

【００２３】よって、複数個のセグメント１０をホイー
ル１のリム３に固定して車輪を構成する際、踏面部１３
は、各セグメント１０の突き合わせ位置にて、上述の各
種溝とこれら各種溝が形成する陸部とをそれぞれ整合さ
せる表面１３ｔ側の構成を有する。以下、踏面部１３が
ラグを備える場合を代表として、セグメント１０をより
詳細に説明する。以下に述べる内容は全てに共通する。

【００２４】図１及び図２に示すように、踏面部１３
は、少なくとも踏面部１３幅Ｗ方向両側端部領域に多数
本のラグ２１を有する。図示例の踏面部１３は、その幅
Ｗ方向全領域に多数本のラグ２１を備える。これらラグ
２１は、多数本の横方向溝２２により区画形成する。

【００２５】図示を省略したが、踏面部１３が両側端部
領域にラグを有する場合は、踏面部１３の中央領域で長
さ方向に連なるリブを備える。リブ形成用溝は直状溝乃
至ジグザグ状溝のいずれも可とする。なお、踏面部１３
は、その幅Ｗを３等分し、中央の（１／３）×Ｗ幅を中
央領域、残余の（１／３）×Ｗ幅宛を端部領域と呼び、
この端部領域をショルダＳ領域とする。

【００２６】このとき、前述したように、複数個のセグ
メント１０をホイール１のリム３に固定して車輪を構成
する際、踏面部１３は、各セグメント１０の突き合わせ
位置にて、周方向溝２０、ラグ２１及び横方向溝２２は
各セグメント１０の連結部において整合させるように、
予めセグメント１０を構成しておく。

【００２７】各ラグ２１は、踏面部１３の両側端にて、
外側に向け張出すハンプ（こぶ）２１Ｈを備える。ここ
にハンプ２１Ｈは、別称クリフとも呼ばれて断崖状を呈
し、側壁部１２との連結部でゴム塊１４内側に向け凸の
曲面を形成させる。各ハンプ２１Ｈは、図２に示す断面
にて、曲率半径ｒの円弧状面取り部を有する。なお、ハ
ンプ２１Ｈと面取り部とは省略することもできる。

【００２８】ここで、ホイール１と複数個のセグメント
１０との合体になる車輪を装着した重車両の轍路面から
の脱出状態を図３及び図４に基づき説明する。図３は、
セグメント１０の右半側が轍の上り傾斜面に乗り上げた
状態のセグメント１０の断面図であり、図４（ａ）は、
図３に示す状態での図５に示す従来セグメントの接地輪
郭線図であり、図４（ｂ）は、図３に示すセグメント１
０の接地輪郭線図である。

【００２９】ここに、図３に示すように、重車両がもた
らす大きな負荷荷重Ｌの下で、上り傾斜面上の踏面部１
３では、外側に傾斜している周方向溝２０を設けること
によりクラッシング効果が著しく高まる。つまり、上り
傾斜面上の踏面部１３は、水平面上の踏面部１３に比
し、より大きく潰れるということである。この大きな潰
れは側壁部１２にも大きな撓みをもたらす。また、踏面
部１３の幅Ｗ方向両側端にハンプ２１Ｈを設けること、
また、踏面部１３の幅Ｗ方向両側端に円弧状面取り部を
設けることは、クラッシング効果の一層の向上に役立
つ。

【００３０】しかし、図５に示す従来のセグメントを装
着した車輪はクラッシング効果を高める要素が不十分な
ため、上り傾斜面上の踏面部の潰れ度合いは水平面上の
踏面部の潰れ度合いと大差がない。従って、図４（ａ）
に示すように、従来セグメントの接地輪郭形状は、水平
面上と傾斜面上との間で大差が生じない。

【００３１】これに対し、セグメント１０の接地輪郭形
状は、上り傾斜面上における著しく高いクラッシング効
果及びこれに伴う側壁部１２の大きな撓みにより、図４
（ｂ）に示すように、水平面上から上り傾斜面上の端縁
に至る間に大きな膨らみを呈する。このことは、とりも
なおさず大きなキャンバースラストＣＴ（以下ＣＴと略
記する）を矢印方向（上り傾斜方向）に発生しているこ
とに他ならない。このＣＴは、以下に述べるように、轍
脱出に大きく寄与することになる。従来セグメントを用
いた車輪のＣＴは極めて小さい。

【００３２】すなわち、図３を援用して説明すれば、重
車両がもたらす大きな負荷荷重Ｌの下で、上り傾斜面上
の踏面部１３には大荷重Ｌの大きな分力ｆが作用し、こ
の分力ｆが車輪を轍の底に引き戻す力となる。この引き
戻し力ｆは、荷重Ｌの値が大きい程、上り傾斜面角度が
大きい程大きい。

【００３３】よって、従来セグメントを用いた車輪の場
合、ＣＴの値が小さいため、轍からの脱出には通常より
大きなコーナリングフォースが必要となる。そのため、
ハンドルの操舵角を通常以上に大きし、車輪に通常より
大きなスリップアングルを付さなければならない。その
ため、轍脱出直後の車両は必要以上に横に振られ、ワン
ダリング現象が生じていた。

【００３４】しかし、セグメント１０を用いた車輪は、
上り傾斜面にて大きなＣＴを発生すし、このＣＴは引き
戻し力ｆに十分に対抗する値を有するので、通常のハン
ドリング操作で容易に轍から脱出することができ、その
結果、ワンダリング現象が生じることはない。

【００３５】また、セグメント１０は、断面門形乃至断
面逆門形の中空部１５をはじめとして、他の構成は全て
従来のセグメントと同じであるから、先に述べた従来セ
グメントの有利な諸特性を保持した上で、耐ワンダリン
グ性を大幅に向上させることができる。

【００３６】さらに、周方向溝２０の溝深さｈ（ｍｍ）
を、ラグ２１形成用の横方向溝２２の溝深さＨ（ｍｍ）
の０．５倍以上とするのが耐ワンダリング性向上の点で
好適に適合する。周方向溝２０は深さ方向に傾斜してい
るので、溝深さｈは、周方向溝２０が存在する範囲内に
おける横方向溝２２の溝底ライン２２Ｂから測った溝深
さＨの平均値を基準とする。なお、溝深さｈは溝深さＨ
を超えても良い。なお、ラグを備えない場合の周方向溝
２０の溝深さは、周方向溝２０以外の溝の最大深さの
０．５倍以上とする。

【００３７】また、図２の断面図に示すように、周方向
溝２０の内側縁は曲率半径Ｒの円弧で縁取りするのが耐
ワンダリング性を一層向上させることに役立つ。それ
は、図３を参照し、潰れ度合いが大きい程、周方向溝２
０の内側縁が外側縁に接触し易くなるのを回避させ、潰
れ変形に対する抵抗を低減させるからである。周方向溝
２０の内側縁の曲率半径Ｒは、ハンプ２１Ｈの面取り部
の曲率半径ｒ以上とするのが良い。

【００３８】

【発明の効果】この発明の請求項１〜９に記載した発明
によれば、車両の良好な乗心地性能、突起乗越し時の優
れた衝撃緩和性、車輪の余剰の圧潰変形防止性、負荷解
放時における車両の優れた振動減衰特性など、従来のセ
グメントが有する性能を十分に保持した上で、優れた耐
ワンダリング性を発揮することができる車輪用セグメン
トを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の１個の車輪用セグメントの展開図
である。

【図２】 図１に示すII−II線に沿うセグメントの断面
図である。

【図３】 轍の上り傾斜面に右半側が乗り上げたセグメ
ントを説明する断面図である。

【図４】 従来セグメント及びこの発明のセグメントの
接地輪郭線図である。

【図５】 従来セグメントの斜視図である。

【符号の説明】

１ ホイール ２ ディスク ３ リム ３os リム外周面 １０ セグメント １１ 装着部 １２ 側壁部 １３ 踏面部 １４ ゴム塊 １５ 中空部 １６ 固定手段 １７ プレート １８ 固定用ボルト ２０ 周方向溝 ２１ ラグ ２１Ｈ ハンプ ２２ 横方向溝 ２２Ｂ 横方向溝底 Ｅ セグメント赤道面 Ｗ 踏面部幅 Ｓ ショルダ ｈ 周方向溝深さ Ｈ 横方向溝深さ ｒ ハンプ曲率半径 Ｒ 周方向溝内側縁曲率半径

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホイールリムの外周面に固定する装着部
   と、該装着部から放射方向外側に延びる両側壁部と、両
   側壁部相互間にわたり延びる踏面部とを備えるゴム塊
   と、該ゴム塊内部を貫通する中空部と、前記装着部とホ
   イールリムとの間の固定手段とを有する車輪用セグメン
   トにおいて、 前記踏面部は、その両ショルダ領域それぞれに１本以上
   の周方向溝を備え、各周方向溝は、踏面部開口端から溝
   底に向かいセグメント外側に傾斜する形態を有すること
   を特徴とする車輪用セグメント。
2. 【請求項２】 前記セグメントの複数個を相互に突き合
   わせ状態でホイールリムに固定して車輪を構成して成る
   請求項１に記載した車輪用セグメント。
3. 【請求項３】 前記踏面部は、その幅方向両側端にて外
   側に向け張出すハンプを有する請求項１又は２に記載し
   た車輪用セグメント。
4. 【請求項４】 前記踏面部は、その幅方向両側端に断面
   円弧状面取り部を有する請求項１〜３のいずれか一項に
   記載した車輪用セグメント。
5. 【請求項５】 前記踏面部は、少なくとも幅方向両側端
   部領域に多数本のラグを有し、各ラグは前記周方向溝を
   備える請求項１〜４のいずれか一項に記載した車輪用セ
   グメント。
6. 【請求項６】 前記周方向溝は、踏面部にラグを区画形
   成する横方向溝の深さの０．５倍以上の溝深さを有する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載した車輪用セグメン
   ト。
7. 【請求項７】 周方向溝は、断面円弧状の内側縁を有す
   る請求項１〜６のいずれか一項に記載した車輪用セグメ
   ント。
8. 【請求項８】 前記踏面部は、車輪状態の各セグメント
   の突き合わせ位置にて、隣接セグメント相互間の周方向
   溝及びラグそれぞれを整合させる表面側構成を有する請
   求項１〜７のいずれか一項に記載した車輪用セグメン
   ト。
9. 【請求項９】 前記ハンプ部と前記側壁部との連結部
   は、ゴム塊の内側に向かう凸の曲面を有する請求項１〜
   ３のいずれか一項に記載した車輪用セグメント。