JP6561318B2 - 木製車輪 - Google Patents

Description

本発明は、木材を主材料として用いた木製車輪に関する。

従来から、地車などの車輪に木製車輪が用いられている。地車の場合、近年は、曳き手の減少などの理由から、路面との摩擦が少なく転がりが良い木製車輪が望まれるようになってきている。木材を乾燥させることで表面が硬化し、転がりが良い木製車輪を得ることができる。１つの木材（無垢材）から切削加工によって製造した木製車輪（「生駒」という。）の場合は、比較的大きな木材を用いるため、木材を乾燥させるとひび割れが生じやすく、転がりが良い木製車輪を製造することが難しい。また、直径が大きな木材を入手することも困難になってきている。そのため、生駒に比べて小さい複数の木片を乾燥させて集成させた木製車輪（「集成駒」という。）を用いることが増えてきている。

特許文献１には、多数の木製セグメントを周方向に連続して接合した木製車輪が記載されている。この木製車輪は、多数の木製セグメントを接合した後に形成された中心孔に、「ドビ」と呼ばれる軸受金具が嵌め込まれる。そして、「心棒」と呼ばれる地車の車軸を軸受金具に取り付けて使用される。

実用新案登録第３１７３０２０号公報

ところで、従来は、多数の木製セグメントを位置合わせしながら円形に接合する必要があり、この作業が容易ではなかった。また、多数の木製セグメントを強固に一体化する場合には、各木製セグメントにおける接着剤の塗布面に、波型にフィンガージョイントを形成しており、この作業も容易ではなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数の木片を集成させた木製車輪において、製造が容易で強固に一体化された木製車輪を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するべく、第１の発明は、略筒状に形成された金属製の車輪中心部と、路面に接触する駒状の部分であって、車輪中心部の外周面上に周方向に連続して並べられた状態で一体化された複数の木製ブロックによって構成された車輪本体部と、車輪中心部の外周面から突出し、木製ブロックにおいて内周面から外周面に向かって形成された貫通孔に挿入された突出部材と、貫通孔内において突出部材に取り付けられて、木製ブロックを内側に押し付けて車輪中心部に固定する固定部材とを備えている木製車輪である。

第２の発明は、第１の発明において、木製ブロックが、径方向に重ねられた複数の木片により構成されている。

第１の発明では、略筒状の車輪中心部の外周面上に、車輪本体部を構成する複数の木製ブロックを並べた構成である。そのため、車輪中心部の外周面を基準にして、複数の木製ブロックを適切な位置に容易に並べることができる。また、車輪中心部の外周面から突出する突出部材を設け、木製ブロックに貫通孔を形成している。そして、突出部材を貫通孔に挿入して車輪中心部の外周面上に木製ブロックを設けて、突出部材に取り付けた固定部材によって木製ブロックを車輪中心部に固定している。すなわち、車輪中心部を用いて車輪本体部における複数の木製ブロックを一体化している。以上により、製造が容易で強固に一体化された木製車輪を提供することができる。

第２の発明では、木製ブロックを１つの木片によって構成する場合に比べて、各木片が小さくなる。そのため、木片を乾燥させた時に、木片を使用できないほどのひび割れが生じにくく、多くの木材を有効利用することができる。

実施の形態に係る木製車輪などの斜視図 実施の形態に係る木製車輪の断面図 実施の形態に係る木製車輪の製造方法を説明するための図 変形例１に係る木製車輪の断面図 参考形態に係る木製車輪の分解斜視図

以下、図１−図３を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

［１．木製車輪の構成について］
木製車輪１０は、地車などの山車に用いられる車輪である。木製車輪１０は、複数の木材を接着剤で一体化して集成させた木製の車輪本体部１２を用いた集成駒である。木製車輪１０の直径は、例えば６０ｃｍ程度である。また、車輪本体部１２の材料には松の木を用いる。但し、木製車輪１０の直径及び材料は、この段落の記載に限定されない。

木製車輪１０は、図１及び図２に示すように、略円筒状に形成された金属製（例えば、鋼鉄製）の車輪中心部１４（図３（ｂ）参照）と、車輪中心部１４の外周面上に周方向に隙間なく連続して並べられた状態で一体化された複数（本実施の形態では１２個）の木製ブロック２０によって構成された車輪本体部１２とを備えている。木製車輪１０を使用する際は、車輪中心部１４の中心穴に軸受金具３０（「ドビ」という。）が差し込まれてボルトによって固定される。そして、地車の車軸（「心棒」という。）が軸受金具３０の中心穴に取り付けられた状態で、木製車輪１０が使用される。なお、木製ブロック２０の個数は、１２個に限定されず、例えば１０個であってもよい。また、以下では、各部品について、木製車輪１０の軸心方向を「幅方向」という。

具体的に、車輪本体部１２は、路面に接触する駒状の部分であり、円形の中心穴を有する。車輪本体部１２の外周面は、滑らかな円柱面に削られ、幅方向の両側が面取りされている。車輪本体部１２を構成する複数の木製ブロック２０は、同じ形状で同じ大きさである。各木製ブロック２０は、略扇状の断面形状（扇形の中心側から小径の扇形を取り除いた断面形状）を有する、１つの柱状木片によって構成されている。車輪本体部１２では、各木製ブロック２０の内周面全体が車輪中心部１４の外周面に接触して、各木製ブロック２０が後述する棒部材１５及びナット１６によって車輪中心部１４に固定されている。隣り合う木製ブロック２０同士は、接触面に塗布された接着剤によって互いに固定されている。なお、車輪本体部１２は、複数の木製ブロック２０が同じ形状で同じ大きさであるものに限定されず、例えば、中心角が互いに異なる木製ブロック２０を含んでいてもよい。また、略扇状以外の断面形状を有する木製ブロック２０を用いてもよい。

各木製ブロック２０では、幅方向の両端面（木製車輪１０の側面を構成する面）に木口面の木目が表れ、木材繊維が幅方向に延びている。各木製ブロック２０の木目は、周方向に沿うように形成されている。また、各木製ブロック２０には、内周面から外周面に向かって略径方向に延びる複数（本実施の形態では２つ）の貫通孔２６が形成されている。各木製ブロック２０の外周面では、２つの貫通孔２６が幅方向に間隔を空けて形成されている（図３（ｃ）参照）。各貫通孔２６は、外周側が大径（内周側に比べて断面積が大きな穴）に形成されて段差面２６ａが形成されている。各貫通孔２６の外周側には、貫通孔２６を埋めて目立たなくするための木片２８が嵌め込まれている。

車輪中心部１４は、テーパー状の中心穴を有する円筒体である。中心穴がテーパー状であるために、軸受金具３０の筒体３０ａ（外周面がテーパー状の筒体）を容易に嵌め込むことができる。車輪中心部１４は、幅が車輪本体部１２より少し小さい。車輪中心部１４の各端面は、車輪本体部１２の各側面よりも内側に位置している。車輪中心部１４の片方の端面には、複数のボルト取付穴１４ａが形成されている。木製車輪１０では、軸受部材３０の板状部３０ｂを車輪中心部１４に接触させてボルト止めできるように、車輪本体部１２の片方の側面に、軸受金具３０の板状部３０ｂを嵌め込む窪み２９が形成されている。

車輪中心部１４の外周面には、複数の棒部材１５（棒ネジ）が取り付けられている。各棒部材１５は、真っすぐな棒体の外周面に雄ネジが形成された金属製の部材である。各棒部材１５は、車輪中心部１４の外周面に形成された雌ネジ穴２７に取り付けられている（図３（ｂ）参照）。車輪中心部１４の外周面では、周方向において、木製ブロック２０の中心角度に対応した角度間隔（等角度間隔）で複数の棒部材１５が取り付けられ、幅方向では、複数（木製ブロック２０の貫通孔２６と同数）の棒部材１５が間隔を空けて取り付けられている。各棒部材１５は、車輪中心部１４の外周面から突出する突出部材に相当する。

各木製ブロック２０は、各貫通孔２６に各棒部材１５が挿入された状態で、車輪中心部１４の外周面上に設置されている。各棒部材１５は、木製ブロック２０の径方向の厚さよりも短く、木製ブロック２０に埋設されている。貫通孔２６内では、各棒部材１５の外側部分に取り付けられた各ナット１６が締め付けられて、木製ブロック２０における貫通孔２６の段差面２６ａに各ナット１６が押し付けられている。ナット１６の締め付けによって、各木製ブロック２０が車輪中心部１４に強固に固定されている。各ナット１６は、木製ブロック２０を内側に押し付けて車輪中心部１４に固定する固定部材に相当する。

［２．木製車輪の製造方法について］
図３を参照しながら、木製車輪１０の製造方法について説明する。なお、以下に記載する製造方法は、あくまで一例である。

まず、木材から、木製車輪１０に用いる木製ブロック２０の数の分だけ、木製ブロック２０よりも一回り大きい柱状の一次木片１８を切り出し、各一次木片１８を乾燥（完全乾燥）させる。そして、図３（ａ）に示すように、乾燥後の各一次木片１８から、等脚台形の内側（短い方の底辺）を円弧状にした断面形状を有する柱状の二次木片１９を切り出す。

また、略円筒状の車輪中心部１４を準備し、図３（ｂ）に示すように、車輪中心部１４の外周面に形成された複数の雌ネジ穴２７のうち幅方向に並ぶ２つに、棒部材１５を取り付ける。なお、棒部材１５は、溶接等の他の固定方法によって車輪中心部１４の外周面に固定してもよい。そして、２本の棒部材１５における幅方向の間隔に合わせて、図３（ｃ）に示すように、各二次木片１９に、略径方向に延びる２つの貫通孔２６を形成する。各貫通孔２６は、外周側を大径に形成して段差面２６ａを設ける。

次に、車輪中心部１４の外周面上に、各貫通孔２６に各棒部材１５を挿通させて１つ目の二次木片１９を設置する。そして、各棒部材１５の外側部分（先端部）に各ナット１６を取り付け、図３（ｄ）に示すように、各ナット１６を締め付けて段差面２６ａに押し付け、１つ目の二次木片１９を車輪中心部１４に固定する。

２つ目以降の二次木片１９は、１つ目の二次木片１９の隣から周方向に順番に設置していく。１つ目と同様に、固定用の棒部材１５を取り付けて、二次木片１９を設置してナット１６によって固定する。但し、１つ目とは異なり、２つ目以降の二次木片１９は、車輪中心部１４の外周面上に設置する前に、片方の斜面（既に車輪中心部１４に固定済みの二次木片１９に接する斜面）に接着剤を塗布する。図３（ｅ）に示すように、全ての二次木片１９が固定された後に接着剤が硬化することで、１２個の二次木片１９が一体化される。

次に、各貫通孔２６に木片（旋盤加工後に木片２８となる木片）を挿入し、車輪中心部１４に固定された１２個の二次木片１９の外周面を旋盤加工によって円形に削ることによって、各二次木片１９が略扇状の木製ブロック２０となり、車輪本体部１２の側面に、四角形の窪み２９を形成して、図１及び図２に示す木製車輪１０が完成する。

［３．実施の形態の効果等］
本実施の形態では、略円筒状の車輪中心部１４の外周面上に、車輪本体部１２を構成する複数の木製ブロック２０を並べた構成である。そのため、車輪中心部１４の外周面を基準にして、複数の木製ブロック２０を適切な位置に容易に並べることができる。また、車輪中心部１４の外周面から突出する棒部材１５を設け、木製ブロック２０に貫通孔２６を形成している。そして、棒部材１５を貫通孔２６に挿入して車輪中心部１４の外周面上に各木製ブロック２０を設けて、棒部材１５の外側部分に取り付けられたナット１６の締め付けによって各木製ブロック２０を車輪中心部１４に固定している。すなわち、車輪中心部１４を用いて車輪本体部１２における複数の木製ブロック２０を一体化している。従って、車輪本体部１２において木製ブロック２０を強固に一体化することができる。

また、本実施の形態では、車輪中心部１４が金属製である。ここで、従来の木製車輪は、軸受金具３０を木製車輪の一部としない場合、全てが木製であった。それに対し、本実施の形態では、木製車輪１０の一部に金属製の車輪中心部１４を用いているため、従来に比べて木製車輪１０の重量を重くすることができる。従って、木製車輪１０を用いた地車の重心位置が下がり、地車を倒れにくくすることができる。

また、本実施の形態では、１つの車輪本体部１２を構成する複数の木製ブロック２０が、１本の材木から切り出されている。そのため、複数の木製ブロック２０の間では硬さに大きな差がない。そのため、周方向に硬さが均一で、転がり安定性が優れた木製車輪１０を得ることができる。

［４．変形例１］
変形例１に係る木製車輪１０は、図４に示すように、各木製ブロック２０が、複数の柱状木片２１〜２３を径方向に重ねた積層体である。なお、本変形例では木製ブロック２０を構成する木片の数が、３つであるが、例えば２つであってもよいし、４つ以下であってもよい。

各木製ブロック２０は、複数個の柱状木片２１〜２３が径方向に重ねられて接着剤で一体化されている。最も内側の柱状木片２１は、等脚台形の短い方の底辺を円弧状にした断面形状を有し、最も外側の柱状木片２３は、等脚台形の長い方の底辺を円弧状にした断面形状を有し、真ん中の柱状木片２２は、断面形状が等脚台形である。

木製車輪１０の製造では、断面形状が等脚台形の複数の柱状木片を重ね合わせて、二次木片１９と同じ形状の積層体を製作する。そして、この後は、この積層体を二次木片１９に置き換えた上記実施の形態の方法で、木製車輪１０を製造する。

本変形例では、木製ブロック２０を１つの木片によって構成する場合に比べて、各木片が小さくなる。そのため、木片を乾燥させた時に、木片を使用できないほどのひび割れが生じにくく、多くの木材を有効利用することができる。

［５．その他の変形例］
上記実施の形態では、断面視において車輪中心部１４の外周が円形であるが、多角形（例えば正十二角形）であってもよい。この場合、木製ブロック２０の製造の際に、二次木片１９の内側は円弧状に削らずに直線のままにする。

また、上記実施の形態では、全ての木製ブロック２０を棒部材１５及びナット１６によって車輪中心部１４に固定しているが、一部の木製ブロック２０だけを棒部材１５及びナット１６によって車輪中心部１４に固定してもよい。

［６．参考形態］
上記実施の形態では、車輪中心部１４が、車輪本体部１２を補強する車輪補強部として機能しているが、車輪中心部１４を設ける代わりに、車輪本体部１２の両側面に円環状の補強板４０を貼り付けてもよい。この場合に、図５に示すように、補強板４０は略扇状の木片に分断されていてもよい。

本発明は、木材を主材料として用いた木製車輪等に適用可能である。

１０ 木製車輪
１２ 車輪本体部
１４ 車輪中心部
１５ 棒部材（突出部材）
１６ ナット（固定部材）
２０ 木製ブロック
２６ 貫通孔

Claims (2)

1. 略筒状に形成され、軸受金具の筒体が挿入される中心穴が形成された金属製の車輪中心部と、
   路面に接触する駒状の部分であって、前記車輪中心部の外周面上に周方向に連続して並べられた状態で一体化された複数の木製ブロックによって構成された車輪本体部と、
   前記車輪中心部の外周面から突出し、前記木製ブロックにおいて内周面から外周面に向かって形成された貫通孔に挿入された突出部材と、
   前記貫通孔内において前記突出部材に取り付けられて、前記木製ブロックを内側に押し付けて前記車輪中心部に固定する固定部材とを備え、
   前記車輪本体部の片方の側面には、前記軸受金具の板状部を嵌め込む窪みが形成されていることを特徴とする、地車用の木製車輪。
2. 前記木製ブロックは、径方向に重ねられた複数の木片により構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の地車用の木製車輪。

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