JP7264464B2

JP7264464B2 - タイヤホイール

Info

Publication number: JP7264464B2
Application number: JP2019113230A
Authority: JP
Inventors: 卓也林
Original assignee: 新日本バネ工業株式会社
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2039-06-18
Also published as: JP2020203626A

Description

本発明は、タイヤホイールに関する。

従来、自動車等の車両において用いられる大型のタイヤホイールから、台車や動物用車椅子等において用いられる小型のタイヤホイールに至るまで、各種の移動手段にタイヤホイールが幅広く用いられている。

このようなタイヤホイールのうち特に上記の小型のタイヤホイールに関し、地面の凹凸や段差等を走行する際のショックを柔らげるための各種発明がなされてきた（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１には、軸受を設けた内輪と外輪の間に等間隔で放射状にスプリングガイド穴付のスプリングローラを設けるとともに、スプリングガイド穴には複数のスプリングとそれぞれにスプリング受カムを設ける技術が開示されている。特許文献１に係る技術によれば、路地の凹凸が車輪からキャスターを介して台車の積荷に与えるショックを柔らげ走行をスムーズに行なうことができる。

また特許文献２には、軸受けを設けた駆動ローラーと接地ローラーの間に偶数のスプリングを等間隔に設ける技術が開示されている。特許文献２に係る技術によれば、地面の凹凸、段差によるショックを柔らげ台車での運搬を円滑に行うことができる。

特開２０１３－６７３１５号公報特開２０１１－２１８９６２号公報

ところで、上記特許文献１、２に開示された技術では、タイヤホイールにスプリングを設けることによって地面の凹凸等によるショックを柔らげることができる効果を奏する一方、部品点数が多く複雑な構成となり、またコストが高いものとなっていた。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、簡易且つ安価な構成により、地面の凹凸等を走行する際のショックを柔らげることができるタイヤホイールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るタイヤホイールは、車軸に取り付けられるタイヤホイールであって、線状のスプリングのみを素材とし、車軸方向において中央部が当該タイヤホイールの接地面を形成するよう螺旋状且つ円筒状で線間隙間なく成形され、車軸方向において左右端部が前記中央部よりも外径が短い螺旋状且つ円筒状で線間隙間なく成形されるホイール部と、前記左右端部のそれぞれの内側領域に形成され、前記ホイール部を前記車軸に締結するための軸受けが嵌挿可能な締結部と、を備えたことを特徴とする。

また上記の目的を達成するために、本発明に係るタイヤホイールは、更に、前記ホイール部の内部に異物が入り込むのを防止すべく設けられた当該ホイール部の外側を覆うカバーを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、簡易且つ安価な構成により、地面の凹凸等を走行する際のショックを柔らげることができる。

本発明の実施形態に係るタイヤホイールの一例を示す概略斜視図である。本発明の実施形態に係るタイヤホイールの一例を示す正面図である。本発明の実施形態に係るタイヤホイールの第一変形例を示す概略斜視図である。本発明の実施形態に係るタイヤホイールの第二変形例を示す概略斜視図である。本発明の実施形態に係るタイヤホイールの第三変形例を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るタイヤホイールは、自動車等の車両に用いられる大型の車輪や、乳母車、三輪車、カート、台車、キャスター付キャリーバッグ、人間用車椅子、犬等の動物用車椅子等の小型の車輪に対して適用可能である。特に小型の車輪に対して好適であり、以下は小型の車輪に対して適用した場合を例に説明を行う。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤホイールの一例を示す概略斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るタイヤホイールの一例を示す正面図である。

図１及び図２に示すタイヤホイール１は、螺旋状に成形された線状のスプリングのみからなるホイール部２と、このホイール部２を車軸Ｘ（シャフト）に締結するための２つの締結部３とを備える。

ホイール部２は、当該タイヤホイール１の本体部分を構成するものであり、例えば断面径４．０ｍｍ程度、長さ２０００ｍｍ程度のステンレス鋼線等の線材が既知のコイリングマシン等により螺旋状（渦巻状）に成形されて作製される。なお、線材としては、ステンレス鋼線以外の例えば硬鋼線、ピアノ線又はオイルテンパー線を用いても良い。また、線材の断面形状は丸（円）状のものの他に楕円等の他の形状であっても良い。

このホイール部２は、図１及び図２に示すように、車軸Ｘ方向すなわち幅方向において中央部２１では例えば幅長Ｌ１が２０ｍｍ程度、外径Ｒ１が８０ｍｍ程度の円筒状に成形され、中央部２１から左右端部２２、２３に向かう程外径が短くなり、左右端部２２、２３では例えば幅長Ｌ２が１６ｍｍ程度、外径Ｒ２が２０ｍｍ程度の円筒状に成形される。

これにより、中央部２１の外周面が当該タイヤホイール１の接地面を形成するとともに、左右端部２２、２３の内側領域が車軸Ｘへの締結部３を形成する。

締結部３は、ホイール部２を車軸に締結する部分であり、例えばベアリング等の軸受けが嵌挿される。ベアリングを配設することにより、当該タイヤホイール１が車軸の軸周りに円滑に回転することが可能となる。

以上に示すように、本実施形態に係るタイヤホイール１では、本体部分であるホイール部２が螺旋状に成形された線状のスプリングのみからなる簡易な構成である。従って、簡易に且つ安価にこれを製作することが可能となる。また、ホイール部２自体がバネ性（サスペンション機能）を有するため、地面の凹凸等を走行する際のショックを柔らげることができる。特に、動物用車椅子等のような小型の車輪に対して適用する場合、当該車椅子を装着した動物が歩行時の身体への負担を軽減させることができる。実際の走行試験においても、振動並びに振動音が著しく軽減されるものとなった。

図３は、本発明の実施形態に係るタイヤホイールの第一変形例を示す概略斜視図である。

図３に示すタイヤホイール１Ａは、螺旋状に成形された断面四角形状のスプリング、いわゆる角ばねのみからなるホイール部２Ａと、このホイール部２Ａを車軸Ｘ（シャフト）に締結するための２つの締結部３Ａとを備える。

本第一変形例に係るタイヤホイール１Ａでは、前述のタイヤホイール１と同様、ホイール部２Ａが、例えば板厚４．０ｍｍ、板幅５．０ｍｍ程度、長さ２０００ｍｍ程度のステンレス鋼性の角ばねが既知のコイリングマシン等により螺旋状（渦巻状）に成形されて作製される。なお、角ばねとしては、ステンレス鋼以外の例えば硬鋼製、ピアノ線又はオイルテンパー線を用いても良い。また、角ばねの断面形状は他の多角形形状のものを用いても良い。

このホイール部２Ａは、図３に示すように、車軸Ｘ方向すなわち幅方向において中央部２１Ａでは例えば幅長Ｌ３が２０ｍｍ程度、外径Ｒ３が８０ｍｍ程度の円筒状に成形され、中央部２１Ａから左右端部２２Ａ、２３Ａに向かう程外径が短くなり、左右端部２２Ａ、２３Ａでは例えば幅長Ｌ４が１６ｍｍ程度、外径Ｒ４が２０ｍｍ程度の円筒状に成形される。そして、前述と同様に、中央部２１Ａの外周面が当該タイヤホイール１Ａの接地面を形成するとともに、左右端部２２Ａ、２３Ａの内側領域が車軸Ｘへの締結部３Ａを形成する。

以上に示すように、本第一変形例に係るタイヤホイール１Ａでは、本体部分であるホイール部２Ａが螺旋状に成形された断面四角形状のスプリングのみからなる簡易な構成である。従って、簡易に且つ安価にこれを製作することが可能となる。また、ホイール部２Ａ自体がバネ性（サスペンション機能）を有するため、地面の凹凸等を走行する際のショックを柔らげることができる。その他の効果については上記と同様である。

図４は、本発明の実施形態に係るタイヤホイールの第二変形例を示す概略斜視図である。

図４に示すタイヤホイール１Ｂは、図１及び図２に示すタイヤホイール１と同様に、螺旋状に成形された線状のスプリングのみからなるホイール部２Ｂと、このホイール部２Ｂを車軸Ｘに締結するための２つの締結部３Ｂとを備える。ホイール部２Ｂ及び締結部３Ｂについては、それぞれ図１及び図２に示すホイール部２及び締結部３と同じであるとしてここでは説明を省略する。

本第二変形例に係るタイヤホイール１Ｂでは、前述のタイヤホイール１の各構成要素に加え、ホイール部２Ｂの外側（図４では左右側部）を覆うカバー４と、ホイール部２Ｂの中央部２１Ｂの外周面を覆うタイヤ部５とが設けられる。

カバー４は、当該タイヤホイール１Ｂが回転する際に、ホイール部２Ｂを構成するスプリングの隙間からホイール部２Ｂの内部に木の枝等の異物が入り込んで回転の妨げとなることを防止すべく設けられる。特に後述するタイヤ部５が設けられる場合には、このカバー４はホイール部２Ｂの左右側部、すなわち中央部２１Ｂから左右端部２２Ｂ、２３Ｂに向かって外径が短くなる部分を覆う蓋状体であることが好ましい。

タイヤ部５は、例えばゴム等の弾性部材によって形成される円筒体であり、当該タイヤホイール１の接地面である中央部２１Ｂの外周面を覆うよう設けられる。このタイヤ部５は、当該タイヤホイール１Ｂが地面上を円滑に回転することを可能にするとともに、前述のカバー４と同様に、中央部２１Ｂの外周面上のスプリングの隙間から異物が入り込む等により回転の妨げとなることを防止することができる。

以上に示すように、本第二変形例に係るタイヤホイール１Ｂでは、図１～図３を用いて上述した効果に加え、当該タイヤホイール１Ｂへの異物の入り込み等を防ぐことができる。

図５は、本発明の実施形態に係るタイヤホイールの第三変形例を示す概略斜視図である。

図５に示すタイヤホイール１Ｃは、螺旋状に成形された板状のスプリングのみからなるホイール部２Ｃと、このホイール部２Ｃを車軸Ｘ（シャフト）に締結するための１つの締結部３Ｃとを備える。

本第三変形例に係るタイヤホイール１Ｃでは、前述のタイヤホイール１と異なり、ホイール部２Ｃが、例えば板厚１．０ｍｍ程度、板幅２０ｍｍ、長さ４００ｍｍ程度のばね用鋼帯やステンレス鋼板等の薄板材が、既知のコイリングマシン等により螺旋状（渦巻状）に成型されて作製される。なお、薄板材としては、ばね用鋼帯やステンレス鋼板以外の例えばリン青銅、ベリリウム銅を用いても良い。

このホイール部２Ｃは、前述のホイール部２等と異なり、図５に示すように、車軸Ｘ方向すなわち幅方向において例えば幅長Ｌ５が２０ｍｍ程度、外径Ｒ５が８０ｍｍ程度に成形され、且つ、幅長Ｌ５の幅の長さを保持したまま成形される。そして、ホイール部２Ｃの外周面が当該タイヤホイール１Ｃの接地面を形成するとともに、当該ホイール部２Ｃの内側領域が車軸Ｘへの締結部３Ｃを形成する。締結部３Ｃは、ホイール部２Ｃを車軸に締結する部分であり、例えばベアリング等の軸受けが嵌挿される。ベアリングを配設することにより、当該タイヤホイール１Ｃが車軸の軸周りに円滑に回転することが可能となる。

また接地面であるホイール部２Ｃの外周面を真円状に形成すべく、ホイール部２Ｃの最外周面では薄板材の端部（端縁）２４に向かうにしたがって板厚を薄くしたり、又はホイール部２Ｃの最外周面よりも一つ内側の面において端部２４と接合する位置近辺に切欠きを設けて、最外周面と一つ内側の面との段差をなくす態様で端部２４を当該切欠きに固着させたりすることが好ましい。

以上に示すように、本第三変形例に係るタイヤホイール１Ｃでは、本体部分であるホイール部２Ｃが螺旋状に成形された板状のスプリングのみからなる簡易な構成である。従って、簡易に且つ安価にこれを製作することが可能となる。また、ホイール部２Ｃ自体がバネ性（サスペンション機能）を有するため、地面の凹凸等を走行する際のショックを柔らげることができる。特に、動物用車椅子等のような小型の車輪に対して適用する場合、当該車椅子を装着した動物が歩行時の身体への負担を軽減させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、本実施形態に係るタイヤホイール１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃの機能は、成形されるホイール部２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃの外径や内径、隙間の寸法、材料の材質や材料となる線の太さ又は板の板厚・板幅等によって決定され、用途に応じて最適なバネ性を得ることができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃタイヤホイール
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃホイール部
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ締結部
４カバー
５タイヤ部
２１、２１Ａ、２１Ｂ中央部
２２、２２Ａ、２２Ｂ左端部
２３、２３Ａ、２３Ｂ右端部

Claims

車軸に取り付けられるタイヤホイールであって、
線状のスプリングのみを素材とし、車軸方向において中央部が当該タイヤホイールの接地面を形成するよう螺旋状且つ円筒状で線間隙間なく成形され、車軸方向において左右端部が前記中央部よりも外径が短い螺旋状且つ円筒状で線間隙間なく成形されるホイール部と、
前記左右端部のそれぞれの内側領域に形成され、前記ホイール部を前記車軸に締結するための軸受けが嵌挿可能な締結部と、
を備えたことを特徴とするタイヤホイール。
更に、前記ホイール部の内部に異物が入り込むのを防止すべく設けられた当該ホイール部の外側を覆うカバーを備えたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤホイール。