JP2005118391A - 変速タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 フレームに設けた支持部材にタイヤを摺動支持し、タイヤの内部に変速手段を設けてなる変速タイヤにおいて、タイヤの厚さや幅を変えることなく、床面の植毛等をタイヤの内部へ持ち込むことを防止すること。
【解決手段】 フレーム１５に設けた支持部材６２が備える摺動支持部６２Ｄの外周にタイヤ１７の内周を摺動支持し、タイヤ１７の回転に連動して回転する被回転体１６Ｂを有し、タイヤ１７の回転を変速して被回転体１６Ｂに伝える増速手段６０をタイヤ１７の内部に設けてなる変速タイヤ１７であって、支持部材６２が備える摺動支持部６２Ｄの外界に臨む端面７１を、該タイヤ１７の端面７２内に納めるもの。
【選択図】 図４

Description

本発明は変速タイヤに関する。

清掃具として、特許文献１に記載の如く、フレームに掻き上げ体とゴミ捕集手段を支持し、掻き上げ体が床面上を転動するタイヤと、該タイヤの回転に連動して回転し、床面上のゴミをゴミ捕集手段の側に掻き上げる掻き上げ部材とを有してなるものがある。
特開2002-233486

本出願人は、特許文献１に記載された清掃具等に用いて好適なタイヤとして、特願2002-215850に記載の増速タイヤを提案している。この増速タイヤは、フレームに設けた支持部材が備える摺動支持部の外周にタイヤの内周を摺動支持し、タイヤの回転に連動して回転する掻き上げ部材を有し、タイヤの回転を増速して掻き上げ部材に伝える増速手段をタイヤの内部に設けている。

上述の増速タイヤでは、支持部材が備える摺動支持部の外界に臨む端面が、タイヤの幅方向で該タイヤの端面より外側に張り出ている。このため、タイヤがカーペットの植毛の上を転動せしめられるとき、タイヤに踏み付けられない、タイヤの側傍の植毛の先端は、該タイヤの端面から張り出ている支持部材の張出し部に押さえ付けられてタイヤの端面に摩擦作用で引き付けられ、支持部材の張出し部にガイドされて該タイヤと支持部材の摺接領域に持ち込まれる。タイヤと支持部材の摺接領域に先端が持ち込まれた植毛は、タイヤの内周と支持部材の外周に挟まれて該タイヤの前進方向に引き抜かれる、ちぎれる等によりカーペットから分離される。タイヤと支持部材の摺接領域に持ち込まれてカーペットから分離された植毛は、タイヤの転動性を阻害する他、タイヤの鉛直上方部で該タイヤの内周が支持部材の外周との間に隙間を生じたときに、この隙間を通ってタイヤの内部に移動し、ひいては増速手段を構成する歯車列に絡み付いてタイヤを回転不能にする。

また、カーペットの植毛のタイヤの内部への持ち込みを回避するため、タイヤの外周と床との接点（Ａ）と、タイヤと支持部材の摺動領域（Ｂ）との距離を長くすることが考えられる。しかしながら、この場合には、あらゆるカーペットの植毛の毛足の長さに対応すべく、上記接点（Ａ）と摺動領域（Ｂ）との距離を長くするように、タイヤの厚さ又は幅を大きくする必要がある。

本発明の課題は、フレームに設けた支持部材にタイヤを摺動支持し、タイヤの内部に変速手段を設けてなる変速タイヤにおいて、タイヤの厚さや幅を変えることなく、床面の植毛等をタイヤの内部へ持ち込むことを防止することにある。

請求項１の発明は、フレームに設けた支持部材が備える摺動支持部の外周にタイヤの内周を摺動支持し、タイヤの回転に連動して回転する被回転体を有し、タイヤの回転を変速して被回転体に伝える変速手段をタイヤの内部に設けてなる変速タイヤであって、支持部材が備える摺動支持部の外界に臨む端面を、タイヤの幅方向で該タイヤの端面内に納めてなるものである。

清掃具１０は、床面１上のゴミ、例えばカーペット等の繊維に絡み付いた髪の毛等のゴミを捕集するものであり、図１〜図３に示す如く、柄１１の先端部に継手部１２を介して支持アーム１３を結合し、支持アーム１３の両側アーム部１３Ａに支軸部１４を介してフレーム１５を前後方向に揺動自在に支持している。

フレーム１５の前部には可撓掻き上げ体１６が回動自在に支持され、フレーム１５の後部には回転体１８が回動自在に支持され、掻き上げ体１６と回転体１８は平行に並べられて配置される。

掻き上げ体１６は、支軸１６Ａと、支軸１６Ａの軸方向の全長に渡って植設されたブラシからなる掻き上げ部材１６Ｂと、支軸１６Ａの両端部に結合された両側の増速タイヤ１７（変速タイヤ）からなる。掻き上げ部材１６Ｂは粘着ロール２１に接触しても、接触しなくても良い。両側のタイヤ１７は該タイヤ１７にゴミがかみ込まないようにフレーム１５の両外側に配置されるが、フレーム１５の内側に設けても良い。

回転体１８は、粘着ロール２１のための駆動手段であり、支軸１８Ａと、支軸１８Ａの軸方向の両端側２位置（軸方向３位置等の複数位置でも可）に固定される円盤状の回転子１８Ｂと、支軸１８Ａの両端部に結合された両側の増速タイヤ１９（変速タイヤ）からなる。回転子１８Ｂは粘着ロール２１に接触する。両側のタイヤ１９はフレーム１５の両外側に配置される。

掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂと回転体１８の回転子１８Ｂの上には、それらに跨がる粘着ロール２１（ゴミ捕集手段）が乗せられ、粘着ロール２１は掻き上げ体１６と回転体１８の回転に連れ回る。フレーム１５の上部は粘着ロール２１の出し入れ口とされ、取外し可能な透明カバー１５Ａにより被覆される。粘着ロール２１は、粘着シートの巻取りロールの構成、又は表面が粘着性のエラストマーからなり、その表面を洗浄して再使用可能とする構成等を含む。本実施例の粘着ロール２１は、粘着シート２１Ａをコア２１Ｂに巻き回し、粘着シート２１Ａの粘着面を外側に向けて巻出し可能かつ切断可能にした巻取りロールにて構成される。

フレーム１５における掻き上げ体１６の後部には塵取部２３（ゴミ捕集手段）が支持されている。塵取部２３は、床面に接する底面部２３Ａと、掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂに隙間なく（又は隙間を介して）相対する曲面状（又は平面状）のすくい面部２３Ｂと、回転体１８の回転子１８Ｂの下方の前後に渡る範囲に延在される凹状のゴミ受け部２３Ｃを有する。塵取部２３は、フレーム１５に後述する如くに上下に揺動可能に支持され、自重により底面部２３Ａとすくい面部２３Ｂの最下端部を床面に隙間なく接し、掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂが掻き上げるゴミを床面に沿う後方に逃がすことなく、その全てのゴミをすくい面部２３Ｂにより粘着ロール２１の側にガイドし、大きなゴミはすくい面部２３Ｂに後続するゴミ受け部２３Ｃに送り込む。

清掃具１０では、塵取部２３をフレーム１５に対し、掻き上げ体１６とは独立に上下に揺動可能に支持するとともに、塵取部２３のゴミ受け部２３Ｃをフレーム１５から開放可能に支持した。

具体的には、塵取部２３における掻き上げ体１６に近い側の前側端を揺動部４０（塵取部２３の前端側両側面に設けたピン４１を、フレーム１５の両側壁に設けた長孔４２の中で上下動可能に係入したもの）によりフレーム１５に揺動可能に支持する。また、塵取部２３における掻き上げ体１６から遠い側の後側端に設けた係脱部５０の孔５１を、フレーム１５に設けた係脱可能ピン５２に係脱可能にし、孔５１を係脱可能ピン５２から外して塵取部２３の後側端をフレーム１５から開放可能に支持する。塵取部２３の孔５１をフレーム１５の係脱可能ピン５２に係入した状態で、係脱可能ピン５２を塵取部２３の揺動の中心軸とし、塵取部２３の孔５１をフレーム１５の係脱可能ピン５２から外した状態で、揺動部４０を塵取部２３の開放の中心軸とする。

清掃具１０による清掃動作は以下の通りなされる。
(1)柄１１の軸方向に加える操作力によりフレーム１５を介して掻き上げ体１６のタイヤ１７及び回転体１８のタイヤ１９を床面に加圧しながら清掃具１０を前進させ、掻き上げ体１６及び回転体１８を回動させ、同時に粘着ロール２１を連れ回り回転させる。

(2)掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂが床面上のゴミを掻き上げると、このゴミは塵取部２３のすくい面部２３Ｂにガイドされて粘着ロール２１の側に送り出され、粘着ロール２１の粘着面に吸着捕捉される。大きなゴミはすくい面部２３Ｂからゴミ受け部２３Ｃに送り込まれて捕捉される。

(3)透明カバー１５Ａを通して粘着ロール２１の粘着面の全周に多量のゴミが捕捉されたことが視認されたら、カバー１５Ａを開いて粘着シート２１Ａの１周分を剥離切断除去し、新規粘着面を露出せしめた後、カバー１５Ａを閉じる。

(4)透明なフレーム１５や塵取部２３を通して、塵取部２３のゴミ受け部２３Ｃに多量のゴミがたまったことを視認したら、塵取部２３の係脱部５０を外し、該塵取部２３を揺動部４０を中心として開放し、ゴミ受け部２３Ｃのゴミを廃棄する。

尚、清掃具１０は前進だけでなく、後進もできる。塵取部２３は、底面部２３Ａの尾端部をアール状に跳ね上げ、後進時にこの尾端部が床面に引掛かるのを防止する。

清掃具１０にあっては、前述した如く、回転体１８が支軸１８Ａと回転子１８Ｂとからなるものにしたから、下記(a)、(b)の構成を具備することになる。尚、回転体１８の支軸１８Ａ及び回転子１８Ｂは、フレーム１５と塵取部２３に挟まれる空間に配置される。

(a)回転体１８の支軸１８Ａは、回転子１８Ｂが固定されていない部分で、粘着ロール２１と大きな隙間を介して離隔する（図３）。

(b)回転体１８の支軸１８Ａは、回転子１８Ｂが固定されていない部分で、塵取部２３（ゴミ受け部２３Ｃの底面２３Ｄ）と、大きな隙間を介して離隔する（図２）。尚、ゴミ受け部２３Ｃの底面２３Ｄのうち、回転子１８Ｂに相対する部分は円弧状くぼみ部２３Ｅとされる。

ここで、回転体１８の回転子１８Ｂは、シリコンゴム製Ｏリング等の環状リング１８Ｃを外周に備える。環状リング１８Ｃは回転子１８Ｂに設けた環状溝に装填される。

尚、清掃具１０は、柄１１及び支持アーム１３によりフレーム１５を持ち上げた状態で、掻き上げ体１６の方が回転体１８より前方かつ上方に位置付けられる傾斜状態となるように、フレーム１５及びその取付部品の重心を支持アーム１３の支軸部１４まわりに位置設定している。清掃具１０における粘着ロール２１の交換等に際し、フレーム１５を持ち上げた上述の傾斜状態で、塵取部２３のゴミ受け部２３Ｃの中の前側（掻き上げ体１６の側）にあったゴミＡは、回転体１８の支軸１８Ａの下方を通ってゴミ受け部２３Ｃの回転体１８より後側に移動し、このゴミを透明樹脂からなるフレーム１５及び塵取部２３の外方から視認できる。清掃具１０において、回転体１８がストレート状円筒体からなるとき、回転体１８と塵取部２３の間へのゴミの噛み込みを防ぐ必要から、塵取部２３が回転体１８の前側に壁Ｗを設けた場合には、回転体１８より後側へのゴミＡの移動は生じない。

清掃具１０は、掻き上げ体１６のタイヤ１７の回転を増速して掻き上げ部材１６Ｂに伝える掻き上げ増速手段６０（変速手段）を、タイヤ１７の内部に設けている。回転体１８のタイヤ１９の内部にも、タイヤ１９の回転を増速して回転子１８Ｂに伝える回転増速手段（変速手段）を設けている。この回転増速手段と掻き上げ増速手段６０は同様の構成であり、掻き上げ増速手段６０をそれらの代表として説明する。

掻き上げ増速手段６０は、図１に示す如く、掻き上げ体１６における増速タイヤ１７の内部に設けられ、該タイヤ部１７の回転を増速して掻き上げ部材１６Ｂ（被回転体）に伝える。増速タイヤ１７は、樹脂材料（例えばポリアセタール）製のホイール部１７Ａと、ホイール部１７Ａの側壁の外側面からその外周に被着される透明（又は半透明）樹脂材料（例えばポリエチレン）製のタイヤ部１７Ｂとからなる。

掻き上げ増速手段６０は、図４、図５に示す如く、フレーム１５の両側壁に設けた軸支部６１に支持部材６２の中空軸部６２Ａを挿着し、支持部材６２の被回り止め部を軸支部６１の回り止め部に回転方向で係止し、支持部材６２の抜け止め膨出部６２Ｂをフレーム１５の内側面に衝接し、回り止めと抜け止めを図っている。

掻き上げ体１６の支軸１６Ａの両端部に回転方向一体に差込んで係合した太陽軸６３が、支持部材６２の外側からその中空軸部６２Ａの中空部に回転自在に挿入配置され、太陽軸６３の外側端部には太陽歯車６４を設けてある。太陽歯車６４は掻き上げ体１６の回転中心に設けられるものになる。

支持部材６２にはタイヤ１７のカップ状のホイール部１７Ａが嵌装されて被着され、支持部材６２の摺動支持部６２Ｄの外周にタイヤ１７のホイール部１７Ａの内周を摺動支持する。ホイール部１７Ａの開口側内周部に設けた環状凹部６５Ａを、支持部材６２の摺動支持部６２Ｄにおける幅方向の一部に設けた環状凸部６５Ｂに相対回転可能に嵌め込み、支持部材６２に対するホイール部１７Ａの抜け止めが図られる。

支持部材６２の凹部６２Ｃには孔あき円板状の回転プレート６６が収容され、回転プレート６６は中空軸部６２Ａの周囲に遊びを介して装填されている。回転プレート６６は各３個の遊星軸６６Ａと連係軸６６Ｂを周方向において交互に突設し、各遊星軸６６Ａに遊星歯車６７を枢着している。複数の各遊星歯車６７は、太陽歯車６４に噛み合い、遊星軸６６Ａを中心として自転しながら、太陽歯車６４の周囲を公転する。回転プレート６６の連係軸６６Ｂはホイール部１７Ａの側壁内面の周方向３位置に突設した、連係体６８の一対の突片６８Ａ、６８Ｂに挟まれる半径方向スライドスペースに係入し、タイヤ１７の回転に回転プレート６６を連動せしめる。タイヤ１７のホイール部１７Ａが、支持部材６２の摺動支持部６２Ｄに摺接して回転し、ホイール部１７Ａの内周と支持部材６２の摺動支持部６２Ｄの外周の隙間分だけ、支持部材６２の摺動支持部６２Ｄに対して上下変位するとき、このホイール部１７Ａに設けた連係体６８は支持部材６２の中空軸部６２Ａまわりに装填した回転プレート６６の連係軸６６Ｂを両側から挟んで半径方向にスライド自在であり、ホイール部１７Ａの上述の上下変位を妨げない。

支持部材６２の内周部は複数の遊星歯車６７及び太陽歯車６４を収容する凹部６２Ｃとされ、その内周部には遊星歯車６７が噛合う内歯歯車６９が設けられる。

即ち、掻き上げ増速手段６０は、太陽歯車６４、遊星歯車６７及び内歯歯車６９からなる遊星歯車列により、タイヤ部１７の回転を倍率ａ1で増速して掻き上げ部材１６Ｂに伝える。太陽歯車６４のピッチ円径ｄ1、遊星歯車６７のピッチ円径をｄ2、内歯歯車６９のピッチ円径をｄ3とするとき、ｄ3＝ｄ1＋2ｄ2、ａ1＝（ｄ3／ｄ1）＋1である。ｄ1＝12、ｄ2＝6、ｄ3＝24のとき、a1＝3になる。

増速タイヤ１７にあっては、清掃具１０の使用段階で、カーペットの植毛の切除、タイヤ内への持込みを防止するため、以下の構成を具備する。

増速タイヤ１７は、図４に示す如く、支持部材６２が備える摺動支持部６２Ｄの外界に臨む端面７１を、該タイヤ１７の幅方向で、ホイール部１７Ａの開口側の端面７２内に納める。支持部材６２の端面７１は、ホイール部１７Ａの内周を摺動支持する摺動支持部６２Ｄの外周の端部に概ね直交する如くに交差して直につながる端面をいう。

支持部材６２の端面７１は、好適には、タイヤ１７が支持部材６２に対し軸方向に沿う抜け方向側にずれ移動し、ホイール部１７Ａの環状凹部６５Ａと支持部材６２の環状凸部６５Ｂが衝接した状態でも、ホイール部１７Ａの端面７２に対して引込み状の段差ａをなす（図４）。

但し、支持部材６２の端面７１は、タイヤ１７の端面７２より外側に張り出るものでなければ良く、面一ないし引込み状であれば良い。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
（請求項１に対応する作用効果）
(1)支持部材６２が備える摺動支持部６２Ｄの外界に臨む端面７１を、タイヤ１７の幅方向で該タイヤ１７の端面７２内に納めた。従って、タイヤ１７がカーペットの植毛の上を転動するとき、タイヤ１７に踏み付けられない、タイヤ１７の側傍の植毛は、タイヤ１７の端面７２及び支持部材６２の端面７１の側方に起立していて、支持部材６２に押さえ付けられる如くがない。植毛が支持部材６２の張出し部等にガイドされてタイヤ１７と支持部材６２の摺接領域に持ち込まれ、タイヤ１７の転動性を阻害することがない。ひいては植毛がカーペットから引き抜かれる等により分離されてタイヤ１７の内部に侵入し、増速手段６０を構成する遊星歯車列に絡み付いてタイヤ１７を回転不能にすることもない。従って、タイヤ１７の厚さや幅を変えることなく、カーペットの植毛をタイヤ１７の内部へ持ち込むことを防止できる。

（請求項２に対応する作用効果）
(2)カップ状のタイヤ１７の開口側の端面７２内に、支持部材６２が備える摺動支持部６２Ｄの外界に臨む端面７１を納めることにより、カップ状タイヤ１７の開口端面側から該タイヤ１７の内部への植毛の持込みを防止できる。

（請求項３に対応する作用効果）
(3)支持部材６２が備える摺動支持部６２Ｄの外界に臨む端面７１が、タイヤ１７の幅方向で該タイヤ１７の端面７２に対して引き込み状の段差ａをなすものとすることにより、上述(1)、(2)のタイヤ１７の内部への植毛の持ち込み防止作用の徹底を図ることができる。

（請求項４に対応する作用効果）
(4)清掃具１０において、上述(1)〜(3)を実現できる。
本発明の変速タイヤは、支持部材が備える摺動支持部の外周に、両端開口状のタイヤを被着し、支持部材の両端面をタイヤの幅方向の両端面内に納めるものでも良い。

本発明の変速タイヤは、増速タイヤに限らず、タイヤの回転を減速して被回転体に伝える、遊星歯車列からなる減速手段をタイヤの内部に設けてなる減速タイヤであっても良い。

本発明の変速タイヤは、変速手段を遊星歯車列からなるものに限定されず、他の歯車列、又は摩擦車列等により変速手段を構成するものでも良い。

図１は清掃具を示す模式側面図である。 図２は清掃具の内部を示す縦断面図である。 図３は清掃具の内部を示す横断面図である。 図４は増速タイヤを示す断面図である。 図５は増速タイヤの分解斜視図である。

符号の説明

１０ 清掃具
１５ フレーム
１６Ｂ 掻き上げ部材（被回転体）
１７ 増速タイヤ（変速タイヤ）
６０ 増速手段（変速手段）
６２ 支持部材
６２Ｄ 摺動支持部
７１、７２ 端面
ａ 段差

Claims (4)

1. フレームに設けた支持部材が備える摺動支持部の外周にタイヤの内周を摺動支持し、タイヤの回転に連動して回転する被回転体を有し、タイヤの回転を変速して被回転体に伝える変速手段をタイヤの内部に設けてなる変速タイヤであって、
   支持部材が備える摺動支持部の外界に臨む端面を、タイヤの幅方向で該タイヤの端面内に納めてなる変速タイヤ。
2. 前記支持部材が備える摺動支持部の外周に、カップ状のタイヤの内周を摺動支持し、該タイヤの幅方向で該タイヤの開口側の端面内に上記摺動支持部の外界に臨む端面を納めてなる請求項１に記載の変速タイヤ。
3. 前記支持部材が備える摺動支持部の外界に臨む端面が、タイヤの幅方向で該タイヤの端面に対して引込み状の段差をなす請求項１又は２に記載の変速タイヤ。
4. 前記フレームに掻き上げ体とゴミ捕集手段を支持し、掻き上げ体が床面上を転動するタイヤと、該タイヤの回転に連動して回転し、床面上のゴミをゴミ捕集手段の側に掻き上げる掻き上げ部材とを有してなる清掃具であって、
   前記タイヤとして請求項１〜３のいずれかに記載の変速タイヤを用いてなる清掃具。

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