JP5312354B2 - タイヤ - Google Patents

Description

この発明は、荷物運搬用の手押し車等に用いられるタイヤであって、特に直進安定性や砂地・ぬかるみ等へのめり込み防止性を高めたタイヤに関する。

例えば荷物運搬用の手押し車は、下記特許文献１に示すように荷台の下側にタイヤが一個装着された一輪車形状をしたものが一般的であり、このタイヤで手押し車全体の荷重を支持しつつ、使用者がハンドルを左右に傾斜してバランス調節をすることにより、直進及びカーブ操作を行う。

この手押し車２に装着されるタイヤ１は、一般的に周方向断面が円弧状のトレッド面を有している。そして、直進走行時にはこのトレッド面の下端（トレッド中心線）で路面に接する一方で、カーブの際には、使用者がハンドル操作により左右いずれか一方に荷台の重心を移動させて、図７に示すようにタイヤ１の接地位置をトレッド中心線の左右いずれか一方にずらすことによって、その方向へのカーブ操作を行う。

特開平１１−７８８９７号公報

図７に示した一般的なタイヤ１を装着した手押し車２等を直進走行するには、理想的には常にタイヤ１のトレッド中心線が接地した状態を維持し続ける必要がある。しかしながら、荷台に荷物を積載した状態ではその重みによってハンドルがふらつきやすく、トレッド中心線での接地を維持することが難しい。このため、走行中に手押し車２がふらふらと蛇行するという問題がよく生じる。

また、この手押し車２は、砂地やぬかるみの多い工事現場等で使用されることが多い。この砂地等の走行においては、図８に示すように、タイヤ１の断面円弧状のトレッド面によって、このタイヤ１の下の砂等がこのタイヤ１の左右に排除される（同図（ｂ）中の矢印を参照）。この結果、タイヤ１が次第に砂地等の路面Ｇにめり込んで、走行が困難となることがよくある。このため、荷物運搬の作業性が低下するという問題も生じる。

そこで、この発明は、手押し車等の直進安定性を高めるとともに、砂地・ぬかるみ等へのめり込みを防止することを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、トレッド中心線に沿う周溝と、この周溝の幅方向両側に接地輪とを有し、前記周溝の幅方向両側壁が、溝底ほど狭くなるテーパ面又は湾曲面をなし、直進走行時は、前記両接地輪が接地する一方で、カーブ走行時は、前記両接地輪の一方の接地輪に重心移動するとともに、他方の接地輪が路面から離れて、そのカーブを行うようにし、砂地やぬかるみ等のタイヤがめり込みやすい路面を走行する際に、路面の砂等が前記テーパ面又は湾曲面によって前記周溝内に誘導されるとともに集積され、この集積した砂等を支えとして前記砂地等へのめり込みを防止する構成とした。

前記周溝の幅方向両側に接地輪が位置しているので、離間した両接地輪の接地面の間に手押し車等の重心があれば、両接地輪が安定して確実に接地する。このため、タイヤが直立状態（手押し車等の荷台が水平状態）となって、ハンドルがぶれることなく安定した直進状態を維持することができる。例えば、両接地輪の接地面の間隔が４０ｍｍであれば、その４０ｍｍの間に重心が位置するようにハンドル操作を行えばよい。このハンドル操作は、図７に示した断面円弧状のタイヤを装着した手押し車において、接地面を常にトレッド中心線上に維持し続ける必要があるのと比較して、ある程度の許容幅（上記の場合４０ｍｍ）があるため非常に容易である。

このように、このタイヤは直進安定性に優れる一方で、良好なカーブ走行特性も確保している。すなわち、ハンドル操作により、両接地輪の間の外側（右又は左のいずれか一方）に手押し車等の重心をずらすと、一方の接地輪にこの手押し車等の全荷重が速やかに移動し、他方の接地輪が路面から離れる。そうすると、図７に示したような一般的な形状のタイヤと同様に、その重心移動した方向へのカーブを容易に行うことができる。

さらに、砂地等の走行に際しては、前記周溝の両側壁によって誘導された砂等が周溝内に集積されるとともに、タイヤ及び手押し車等の重みによって踏み固められた状態となる。このため、この踏み固められた砂等によって、このタイヤの支えがなされ、その路面へのめり込みが防止される。

なお、前記周溝は乗用車等に用いられる一般的なタイヤにも形成されているが、一般的なタイヤの周溝は、雨天における車両走行の際に、タイヤの下側に入り込んだ雨水を速やかに後方に排出して、この雨水によるタイヤのスリップを防止するために設けたものである。これに対し、本願発明の周溝は、雨水排出のためのものではなく、直進安定性と、めり込み防止のために設けたものであり、両周溝の機能は全く異なる。

また、前記構成に示すタイヤは、このタイヤ周方向断面において、前記周溝の最底部と、前記両接地輪の外径最大部とを結ぶタイヤ外形が、前記最底部の両側にそれぞれ一つの変曲点を有する一つの滑らかな曲線で描かれ、この曲線の前記最底部と両外径最大部における傾きが水平となる構成とするのが好ましい。

この一つの滑らかな曲線は、両接地輪の接地面と周溝を結ぶものであって、前記接地面よりも周溝側にある砂等をこの曲線に沿って周溝まで誘導する。そして、この周溝内にその砂等を集積する。このように周溝と接地輪を滑らかに連続するように形成することで、前記砂等が滞りなく周溝内に集積されるとともに、接地輪の特定箇所（例えば根元部等）に応力集中が生じて、接地輪の変形や破損が生じるのを防止し、安定した接地状態を確保することができる。

また、前記各構成に示すタイヤには、その周溝内に、その溝底から径方向外向きに起立して前記路面をグリップするグリップ部を設け、このグリップ部よりも前記両最大外径部の方が径方向外側に突出しているのが好ましい。

このタイヤは上述したように砂地やぬかるみ等で用いられる手押し車等に採用されることが想定されており、そのような場所ではグリップ力が得られにくく、タイヤの空転が生じやすい。そこで、このグリップ部を設けると、タイヤ及び手押し車等の重みによって踏み固められた砂等にこのグリップ部が食い込んだ状態となってタイヤの空転が防止され、この手押し車等を安定して走行させることができる。

このタイヤの空転防止作用は、このタイヤにモータ等の駆動機構を組み込んだ、自走式の台車（一輪車等）において特に有効である。この自走式の台車は、路面の摩擦係数に関係なくこのタイヤを回転させ得るため、砂地等においてはタイヤの空転が生じやすいが、前記グリップはこの空転を抑制する作用を発揮するからである。

このグリップ部は、前記周溝内に所定間隔をおいて、複数形成されるのが一般的である。このようにすると、隣り合うグリップ部同士の間（溝部）に砂等が押し固められた状態で食い込み、この食い込みにより路面を強くグリップする。このため、タイヤの走行状態の安定性がより向上する。

また、前記構成に示すタイヤにおいては、前記グリップ部の回転周方向の両側に、このグリップ部の前記周方向幅を前記周溝の溝底に向かうほど拡大するテーパ面又は湾曲面を形成するのがより好ましい。

例えば、ぬかるんだ路面を走行する際においては、隣り合うグリップ部同士の間にぬかるんだ土砂等が食い込み、一旦食い込んだこの土砂等が、タイヤが回転しても抜けないことが生じ得る。そうすると、このタイヤの周溝が機能せず、直進安定性及びめり込み防止性を発揮できない恐れがある。そこで、このグリップ部に前記テーパ面又は湾曲面を形成しておくと、このクリップ部に食い込んだ土砂等が、タイヤの回転とともに周溝外に排出されやすくなり、この土砂の食い込みに起因してこのタイヤの直進安定性等を発揮できない事態を回避することができる。

前記構成においては、タイヤを中実構造のチューブレス式とするのが好ましい。

自転車等のタイヤに用いられる一般的なチューブはドーナツ形状をしており、このチューブに空気を注入すると、そのドーナツ形状のまま膨らむ。そして、このドーナツ形状のチューブを本願発明に適用すると、例えば一方の接地輪に荷重が集中した場合に、チューブの特定箇所が大きくへこみ、このタイヤの走行性能が十分に発揮できない可能性がある。

そこで、このタイヤをチューブレス式とすることで、このタイヤの形状を常に保つことができ、このタイヤの有する直進安定性及びめり込み防止性を十分に発揮することができる。また、このタイヤを備えた手押し車を工事現場等の荒れた路面で使用する際に、パンクが生じないというメリットもある。

前記各構成においては、前記周溝の横幅を、タイヤ全幅の２０〜９０％の範囲内とするのが好ましい。

この周溝の横幅が、タイヤ全幅の２０％を下回ると、この周溝の両側の接地輪同士が接近し、直進安定性が十分発揮できない可能性があるとともに、タイヤのめり込みを防止し得るのに必要な量の砂等を周溝内に集積できない可能性があるためである。また、周溝の横幅が、タイヤ全幅の９０％を上回ると、接地輪の十分な横幅が確保できず、その剛性が不十分となり、直進安定性が十分発揮できない可能性があるためである。

また、前記各構成のタイヤは、荷物運搬用の手押し車用として採用することができる。

この手押し車は、荷台の下に断面円弧状の接地面を有するタイヤを一個装着した一輪車形状のものが一般的であって、上述したように、直進走行の際に、荷物の重みによって不安定となって蛇行しやすい。さらに、砂地等を走行する際に、このタイヤがこの砂地等にめり込んで、走行困難となることも多い。そこで、直進安定性とめり込み防止性を備えた本願発明に係るタイヤを装着することで、工事現場の砂地やぬかるみ等で用いられることが多い手押し車の操作性を、大幅に高めることができる。

この発明によると、タイヤに周溝を形成してこの周溝の両側の接地輪で路面に接地するようにした。これにより、両接地輪が接地することにより安定した直進安定性が確保できたとともに、前記周溝内に砂等を集積できるようにすることにより、この砂等を支えとして、路面へのめり込みを防止するようにした。このため、工事現場等の荒れた路面でも、このタイヤを装着した手押し車等の操作性を大幅に向上することができる。

本願発明に係るタイヤを採用した手押し車の一実施形態について、その要部を示す断面斜視図 図１に示した手押し車の全体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図 図２に示した手押し車の正面部分断面図 図２に示した手押し車のカーブ走行の状態を示す要部正面図 図２に示した手押し車が砂地を走行する状態を示し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は要部拡大正面図 本願発明に係るタイヤの他の実施形態を示し、（ａ）は要部の断面斜視図、（ｂ）は正面部分断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図 一般的な手押し車のカーブ走行の状態を示す要部正面図 図７に示す手押し車が砂地を走行する状態を示し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は要部拡大正面図

この発明に係るタイヤ１を採用した手押し車２の一実施形態を図１〜３に示す。この手押し車２に採用するタイヤ１は、トレッド中心線に沿う周溝３と、この周溝３の幅方向両側に接地輪４とを有している。このタイヤ周方向断面を詳しく見ると、周溝３の最底部３ａと、両接地輪４、４の外径最大部４ａとを結ぶタイヤ断面における外形が、最底部３ａの両側にそれぞれ一つの変曲点５を有する一つの滑らかな曲線で描かれている。そして、この曲線の最底部３ａ及び両外径最大部４ａ、４ａにおける傾きは水平状態となっている。さらに、この曲線の両外径最大部４ａ、４ａ同士を結ぶ外形は略半円の円弧状となっており、全体として「ハート形」の周方向断面をなしている。

周溝３の横幅Ｗ１は４０ｍｍであり、タイヤ全幅Ｗ２の７０ｍｍに対し、約５７％の横幅となっている。また、周溝３の深さ（周溝３の最底部３ａと接地輪４の外径最大部４ａとの高さの差）は約７ｍｍである。悪路走行実験より、この程度の溝深さがあれば、手押し車２に荷物を積載した状態でも、タイヤ１の路面Ｇへのめり込みがほとんど生じず、快適に手押し車２を操作できることを確認している。

このタイヤ１は中実部材で構成したチューブレス式のものである。この中実部材は、液状のエチルビニルエーテル（ＥＶＥ）を約２倍の体積に発泡させて固化させた発泡体であって、タイヤ内部６ではこの発泡状態を維持しつつ、タイヤ表面部７ではこの発泡体が消泡した非発泡状態となっている。この発泡状態の有無の違いから、タイヤ内部６は発泡体特有の弾性を有し、このタイヤ１に加わった衝撃を速やかに吸収するという特性を示す一方で、タイヤ表面部７は固化したＥＶＥの素材固有の硬度を有し、この硬度により、タイヤ１に手押し車２や荷物等の荷重が加わった際に、このタイヤ１が大きく変形するのを防止している。

このタイヤ１を嵌め込むリム８には、タイヤ１側に起立する先端が針状の突起部９が形成されており、前記嵌め込みの際に、この突起部９がタイヤ１に突き刺さるようになっている。この突き刺さりによって、タイヤ１とリム８との間の、タイヤ回転方向への相対滑りが防止される。さらに、このタイヤ１を嵌め込んだリム８の車軸１０を、軸受１１を介して、手押し車２の本体に取り付ける。

このタイヤ１を装着した手押し車２のカーブの際における接地状態を図４に示す。使用者が、ハンドル操作で手押し車２の重心を左右のいずれか一方にずらすと、その重心移動した一方の接地輪４ｂに手押し車の全荷重が速やかに移動し、他方の接地輪４ｃが路面から離れる。そうすると、図７に示したような一般的な形状のタイヤ１を装着した手押し車２と同様に、その重心移動した方向へのカーブを容易に行うことができる。

このタイヤ１を装着した手押し車２が、砂地の路面Ｇを走行する際の接地状態を図５に示す。このとき、両接地輪４、４の外径最大部４ａよりも周溝３側にある砂が、この周溝３及び接地輪４の外形を形成する滑らかな曲線に沿うように周溝３側に誘導される（同図中の矢印を参照）。そして、誘導された砂はこの周溝３内に集積し、タイヤ１及び手押し車２の重みによって踏み固められる。そうすると、この砂が支えとなって、タイヤ１が路面にめり込むのを防止することができる。

この周溝３の横幅Ｗ１とタイヤ全幅Ｗ２の比率は、上記の値（約５７％）に限定されず、適宜変更してもよいが、このタイヤ１の直進安定性及びめり込み防止性を確実に発揮するため２０〜９０％の範囲内とすることが好ましい。例えば、本実施形態のようにタイヤ全幅Ｗ２が７０ｍｍの場合、周溝３の横幅Ｗ１を約１４〜６３ｍｍの範囲とする。この範囲とすることによって、接地輪４の剛性を確保しつつ周溝３内に十分な量の砂等を集積することができるため、直進安定性と、めり込み防止性の両立を図ることができる。

また、周溝深さも上記の深さ（約７ｍｍ）に限定されるものではなく、路面の状態（砂地か、ぬかるみか等）、荷物を積載した時の手押し車２全体の重さ等を考慮して、適宜変更することもできる。

本実施形態では、タイヤ１の素材としてＥＶＥを用いたが、当然ながらこの素材はこれに限定されるものではなく、プラスチック、金属、ゴム、それらの複合材料等、タイヤ１の特性（直進安定性、めり込み防止性）を確保できる限りにおいて、種々の素材から適宜選択することができる。

また、タイヤ１の周方向断面形状は「ハート形」に限定されず、例えば、周溝３の溝底ほど溝幅が狭くなる台形形状とすることもできる。このような形状とすることで、この周溝３の両側壁が周溝３内に砂等を誘導・集積し、「ハート形」と同様にタイヤ１の路面Ｇへのめり込み防止性を発揮することができるためである。

なお、上記実施形態に記載のタイヤ１は中実のチューブレス式としたが、タイヤ１の前記特性を確保できる限りにおいて、チューブ式とすることもできる。

このタイヤ１の他の実施形態を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。このタイヤ１は、図１等に示したタイヤ１の周溝３内に、その溝底からタイヤ１の径方向外側に起立して路面Ｇをグリップするグリップ部１２を設けたものである。このグリップ部１２は周溝３の全周に亘って、所定間隔をおいて複数設けられており、それぞれのグリップ部１２の回転周方向の両側（前後）には、このグリップ部１２の前記周方向の幅を周溝３の溝底に向かうほど拡大する湾曲面が形成されている。

このようにグリップ部１２を形成すると、隣り合うグリップ部１２同士の間に土砂等が食い込むため、タイヤの空転を抑制することができる。このグリップ部１２の個数、それらの間隔、及び、その形状はタイヤの用途に対応して適宜変更することができ、当然ながら図６に記載の態様に限定されるものではない。

上記の各実施形態では、タイヤを一輪の手押し車に採用した事例について説明したが、これ以外にも、オートバイ等の二輪車にも採用することができる。この二輪車においても、直進安定性や路面へのめり込み防止性は、走行安全性の面において重要だからである。

さらに、このタイヤは三輪又は四輪の車両にも採用することができる。これらの車両は、直進安定性の面では特に問題はないものの、めり込み防止性の面において、このタイヤを装着するメリットが大きいからである。

１ タイヤ
２ 手押し車
３ 周溝
３ａ （周溝の）最底部
４ 接地輪
４ａ （接地輪の）外径最大部
５ 変曲点
６ タイヤ内部
７ タイヤ表面部
８ リム
９ 突起部
１０ 車軸
１１ 軸受
１２ グリップ部
Ｗ１ （周溝の）横幅
Ｗ２ タイヤ全幅
Ｇ 路面

Claims (5)

1. トレッド中心線に沿う周溝（３）と、この周溝（３）の幅方向両側に接地輪（４）とを有し、前記周溝（３）の幅方向両側壁が、溝底ほど狭くなるテーパ面又は湾曲面をなし、
   直進走行時は、前記両接地輪（４、４）が接地する一方で、カーブ走行時は、前記両接地輪（４）の一方の接地輪（４ｂ）に重心移動するとともに、他方の接地輪（４ｃ）が路面から離れて、そのカーブを行うようにし、
   砂地やぬかるみ等のタイヤがめり込みやすい路面（Ｇ）を走行する際に、この路面（Ｇ）の砂等が前記テーパ面又は湾曲面によって前記周溝（３）内に誘導されるとともに集積され、この集積した砂等を支えとして前記路面（Ｇ）へのめり込みを防止するようになっており、
   タイヤ周方向断面において、前記周溝（３）の最底部（３ａ）と、前記両接地輪（４、４）の外径最大部（４ａ）とを結ぶタイヤ外形が、前記最底部（３ａ）の両側にそれぞれ一つの変曲点（５）を有する一つの滑らかな曲線で描かれ、この曲線の前記最底部（３ａ）と両外径最大部（４ａ）における傾きが水平であり、
   前記周溝（３）内に、その溝底から径方向外向きに起立して前記路面（Ｇ）をグリップするグリップ部（１２）を設け、このグリップ部（１２）よりも前記両最大外径部（４ａ、４ａ）の方が径方向外側に突出しているタイヤ。
2. 前記グリップ部（１２）の回転周方向の両側に、このグリップ部（１２）の前記周方向幅を前記周溝（３）の溝底に向かうほど拡大するテーパ面又は湾曲面を形成した請求項１に記載のタイヤ。
3. 中実構造のチューブレス式とした請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記周溝（３）の横幅（Ｗ１）が、タイヤ全幅（Ｗ２）の２０〜９０％の範囲内である請求項１乃至３のいずれか一つに記載のタイヤ。
5. 荷物運搬用の手押し車（２）に適用する請求項１乃至４のいずれか一つに記載のタイヤ。

Images