JP2009262890A - 差動タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の差動装置は、車輪の片方が浮くと動力が逃げてしまい伝わらなかった。そのため、車輪が空回りしてタイヤの摩擦が多かった。そこで、本発明はタイヤを工夫することで、差動装置を取り付けないものである。

【解決手段】 差動装置の付いていない、左右の車輪が同じ回転で回転する、四輪車の駆動部分において、タイヤ（１）は横方向に溝（２）とトレット部（３）でパターンを作る。そのトレット部（３）が動くように溝（２）を付けることで、溝（２）の部分をトレット部（３）が路面（４）と車輪（５）の誤差を前後に動くことで差動装置が不要になる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の差動装置が行う２割の差動を、タイヤの溝で行う差動タイヤに関するものである。

従来のデファレンシャル装置は、自動車が左に旋回して進むとき、左右のホイルが滑ることなく円滑にころがるためには、外側にあたる右側のホイールの回転を速くして長い距離をころがり、内側のホイールは遅く回って短い距離を転がらなければならない。このように回転差を両軸に与え、回転力を等分してホイールに伝達するもので、２個のサイドギヤと２個から４個のピニオンギヤが組み付けられ、両者は互いに噛みみ合っている。差動は、平坦な道路を直進する場合は、ピニオンギヤは両サイドギヤの楔の役目をして、両サイドギヤと一緒に回転し、左右のホイールに等しい回転を伝える。

左カーブをしながら走行するときは、内側にあたる左側のホイールは外側にあたる右側のホイールより抵抗が大きくなり、内側のサイドギヤは回転が落ち、エンジンからの伝達される回転が常に一定なので、内側のサイドギヤの回転が落ちた分だけピニオンギヤが自転し、一定の回転をしている外側のサイドギヤに内側のサイドギヤの減速分を加えて伝達していた。したがって、外側の回転は増速することになる。すなわち、外側ホイールは内側ホイールより多く回転し、自動車の方向転換が容易となる。

しかし、路面が悪くスリップする場合や、急いでカーブを曲がるときは遠心力で内側のホイールが宙に浮かびスリップをしてしまった場合には、エンジンからの動力は、全部内側もしくはスリップした方のホイールが空回りして伝わらなかった。そこで、エンジンからの動力を伝える方法として、自動車レースのラリーなどでは、デファレンシャル装置のピニオンギヤとサイドギヤを溶接して、走る方法があった。これは、内輪差を無視した方法であるが、ラリーは土の道が多く、またカーブなども遠心力がかかり、内側のタイヤは殆ど宙に浮いた状態になるので、デファレンシャル装置は不要であった。この内輪差と、宙に浮いて動力が伝わらない状態を無くすようにして、必要なときだけデファレンシャル装置を有効に使える方法として、特許文献１と車輪に関しては特許文献２がある。
特開２００２−２６６９８２ 国際公開第９３／１１８３６号パンフレット

特許文献１の名称、デファレンシャル装置のように、アクチュエータがクラッチ部材を摩擦クラッチ離脱している状態では、左右の車輪間の作動がフリーとなり、エンジンの駆動はデフケースに入力し、ピニオンギヤからの出力側のサイドギヤを介し、それぞれの車輪側に分配されるため、通常走行の走行性を向上することができる。一方、アクチュエータがクラッチ部材を作動して摩擦クラッチを締結させると、摩擦クラッチはピニオンギヤとサイドギヤの噛み合い反力によって自動的に作動制限するようになる。したがって、脱輪や悪路などで一方の車輪が空転しても、摩擦クラッチがサイドギヤの噛み合い反力によって、押圧されて差動制御機能を得ることができ、脱輪からの脱出や悪路走行性を向上することができる。

特許文献２の名称、弾性車輪と弾性車輪を用いたスキー用具のように、固定輪のゴム車輪に横方向に切れ目を入れることで、横滑りをわざと起こし、雪上のスキーと同じ感覚で操作するものがあった。
それと、タイヤの分類では、参考になる文献を発見できなかった。

特許文献１の名称、デファレンシャル装置のように、アクチュエータがクラッチ部材を作動して摩擦クラッチを締結させると、摩擦クラッチはピニオンギヤとサイドギヤの噛み合い反力によって自動的に作動制限するようになる。しかし、大まかに見てもアクチュエータとクラッチ部材と摩擦クラッチ部分を新たに作らなければならず、コストが高くなっていたので一般的ではなかった。
また、この発明では差動装置自体が不要である。

また、特許文献２の名称、弾性車輪と弾性車輪を用いたスキー用具のように、車輪に横方向に切れ目を入れることで、横滑りをわざと起こし、雪上のスキーと同じ感覚で操作するものがあったが、これは横滑りで、同じ方向に切れ目があっても、切れ目の深さによって横滑りと縦滑りができ、本発明は縦滑りであるが、考え方が近いものがある。

そこで、本発明の差動タイヤは、タイヤ（１）に溝（２）を横に取り付けることで、タイヤ（１）の溝（２）が２割の差動を吸収するので、トレット部（３）が動くことで差動装置が不要になる差動タイヤを提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の差動タイヤは、差動装置の付いていない左右の車輪（５）が同じ回転で回転する、四輪車の駆動部分に使用する物である。
車輪（５）のタイヤ（１）は弾性体でできており、タイヤ（１）は横方向に溝（２）を取り付けるとトレット部（３）ができ、トレット部（３）でパターンを作る。
そのトレット部（３）が動くように溝（２）を付けることで、溝（２）の部分をトレット部（３）が前後に動くことで差動装置が不要になる。
一般的な四輪車の、車輪（５）の差動は最大でも約４割で、その条件はハンドルを一杯切って低速でカーブを曲がっているときにだけ加わり、少しでもスピードを出しているときは内輪が宙に浮き、また砂などでスリップしやすいときも、この差動タイヤが差動するまえにスリップするので差動タイヤは不要である。
車輪（５）の差動の４割を吸収するため、片方の車輪は２割で、この２割をタイヤ（１）の溝（２）で吸収することで目的を達成した。

本発明の差動タイヤを使用することで、次のような効果がある。
（イ）本発明は、差動装置が不要になったので、軽くなった。
（ロ）差動装置が付いていると、カーブで内輪が中に浮いてしまい車全体のトルクが逃げてしまっていたが、本発明は差動装置が付いていないので、そのような事がない。
（ハ）差動装置が付いていると、カーブで内輪が中に浮いてしまい、内輪のタイヤが摩擦で禿びることが多いが、本発明は差動装置が付いていないので、そのような事がない。
（ニ）本発明は差動装置が付いていないので、片方の車輪が脱輪やぬかるんでいても脱出できる。
（ホ）４輪駆動にも使用できる。

車の車輪（５）の、タイヤ（１）の溝（２）をカーブを曲がるときの最大の誤差が４割で、その４割を２個の車輪で吸収するなら、１個の車輪は２割で、２割ぐらいの差動ならタイヤ（１）の溝（２）を横方向に付けることで差動装置が不要になる。
そのタイヤ（１）は、トレット部（３）の幅を４とすると、タイヤ（１）の溝（２）を１とし、最大でも２割の差動を解消するため、外輪は車輪（５）の回転より路面（４）方が進む早さが早いため、図３のように前方に歪んで差動を解消する。
内輪は、車輪（５）の回転より路面（４）方が進む早さが遅いため、図４のように後方に歪んで差動を解消する。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
本発明のシルバーカーの電動車を改造して、実験してみた。電動車は、車重が７０キロも物で改造しやすいので採用した。まず、電動車の差動装置のピニオンギヤとサイドギヤを溶接して、左右の車輪が同じように回転するようにした。
タイヤ（１）は、市販のタイヤの直径２００ミリの物を、厚み２ミリのサンダーの切断刃で６０か所、溝（２）を掘り図１のようにしたもので、トレット部（３）と溝（２）が５対１の割合でできている。

図２は、タイヤ（１）を横から見た図で、図３はカーブを曲がったときの外側のタイヤ（１）を示したもので、タイヤ（１）の通る路面（４）の距離を矢印が現していて、タイヤ（１）回る回転を矢印が示しており、明らかに矢印の長さが違うことで分かるように回転が違うため誤差が生じ、トレット部（３）は後方に歪んでいるところである。
図４は、カーブを曲がるときの内側のタイヤ（１）を示したもので、タイヤ（１）の通る路面（４）の距離は矢印で現しているが、通る距離が短いため矢印も短く、タイヤ（１）回る回転が早いため誤差が生じ、トレット部（３）は後方に歪んでいるところである。

しかし、横に溝（２）を通しにすると騒音や横滑りが起こるので、図５のように溝（２）をずらす方法や、斜めに溝（２）を付けるパターンが考えられるが、トレット部（３）が差動するための溝（２）が付いていることが重要である。また、横滑りはスノータイヤを履かせたときのように敏感で、５ミリずっても分かるが、縦滑りはブレーキをかけたときに１センチは縦に滑るが、縦方向は感覚的に鋭くないので、本発明を使用しても違和感がない。

三輪自転車の後輪は、片方の車輪（５）が駆動輪で、もう一方の車輪（５）は回転自在に取り付けていた。そこで、差動タイヤを使用することで両方の車輪（５）が駆動輪になるだけでなく、ブレーキも両方の後輪がきくので安全である。

図は、パターンの一部を示した正面図である。 図は、タイヤの側面図である。 図は、差動しているときの外輪のタイヤの側面図である。 図は、差動しているときの内輪のタイヤの側面図である。 図は、市販するときのパターンの一部を示した正面図である。

符号の説明

１ タイヤ ２ 溝
３ トレット部 ４ 路面
５ 車輪

Claims (1)

1. 左右の車輪（５）が同じ回転で回転する、四輪車などの駆動部分において、
   該車輪（５）のタイヤ（１）は弾性体でできており、該タイヤ（１）は横方向に溝（２）があることで、トレット部（３）を構成され、
   該トレット部（３）は、路面（４）と該タイヤ（１）の間に、回転の誤差が生じたとき、該路面（４）に接触した状態ですり動くように、該トレット部（３）は間を開けて該溝（２）を付けることで、差動装置が不要になることを特徴とする差動タイヤ。

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