JP2008302815A - 非空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ内圧の低下、消失等のおそれがなく、タイヤの上下剛性、前後剛性及び横剛性をそれぞれ、所望通りに調整できる非空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ１は、リム２と、このリム２の外側に間隔を空けて配置される弾性リング６とを有する非空気入りタイヤであって、リム２とリング6との間に複数のリンク機構４を設け、このリンク機構４はそれぞれ、幅方向に沿って間隔を空けて配置される２つのリンクL1、L2を有し、このリンクをそれぞれ、リム２に継手１０を介して揺動可能に連結される第一リンク部材４aと、この第一リンク部材４aにヒンジ連結部２０を介して揺動可能に連結される第二リンク部材４ｂとで構成し、ヒンジ連結部２０をそれぞれ、弾性手段５で連結すると共に、第二リンク部材４ｂをそれぞれ、第二リンク部材４ｂに対して継手３０を介して揺動可能なセグメント3で一体に連結し、更に当該セグメント3をリング6に接合する。
【選択図】図３

Description

本発明は、加圧空気を充填不要で、車両の状態に応じた大きさの上下剛性、前後剛性及び横剛性をそれぞれ、簡易に付与することができる非空気入りタイヤに関するものである。

自動車等に使用されるタイヤとしては空気入りタイヤが一般的であるが、空気入りタイヤは、その充填空気圧がパンク等に起因して減少し、又は消失するという問題がある。

このため、空気圧を用いない非空気入りタイヤとして、例えば、中実構造のソリッドタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０６−２９３２０３号公報

しかしながら、ソリッドタイヤは、重量及び硬さ共に大きく、空気入りタイヤに比べて、十分な乗心地や操縦性を確保することができない。また、転がり抵抗も大きくなるため、特殊な用途以外では使用されない状況にある。

これに対し、空気入りタイヤは、タイヤにとって重要な特性である、上下剛性、前後剛性及び横剛性をそれぞれ、車種や使用環境又は運転者の要求等に合せてある程度調整できるものの、これらの剛性をそれぞれ、互いに独立した関係の下で、所望の通りに調整することは困難である。なお、本明細書中において、「剛性」とは、ずれ変形に対する弾性の強さを言うものとする。

本発明は、こうした課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、タイヤへの加圧空気その他気体の充填を不要とすることで、タイヤ内圧の低下、消失等のおそれを十分に取り除くと共に、タイヤの上下剛性、前後剛性及び横剛性をそれぞれ、互いに独立させた関係の下で簡易に所望の通りに調整することができる非空気入りタイヤを提供することにある。

本発明である非空気入りタイヤは、回転軸に連結されるリム状部材と、このリム状部材の外側に間隔を空けて配置される弾性リングとを有し、円周方向及び子午線方向への変形及び復元を可能とした非空気入りタイヤであって、リム状部材と弾性リングとの相互間に円周方向に沿って間隔を空けて配置される複数のリンク機構を設け、このリンク機構はそれぞれ、幅方向に沿って間隔を空けて配置される２つのリンクを有し、このリンクをそれぞれ、リム状部材に揺動可能に連結される第一リンク部材と、この第一リンク部材に揺動可能に連結される第二リンク部材とで構成し、第一リンク部材と第二リンク部材との連結部をそれぞれ、弾性手段で連結すると共に、第二リンク部材をそれぞれ、当該第二リンク部材に対して揺動可能なセグメントで一体に連結してなり、更に、当該セグメントを弾性リングに接合し、前記セグメントと前記弾性リングとの接合部と共に、これに対応する当該弾性リングの最外面を平面に構成したことを特徴とするものである。

本発明において、「円周」、「幅」及び「半径」とは、タイヤの「円周」、「幅」及び「半径」をいい（リム状部材又は弾性リングについても同義）、「子午線」方向とは、タイヤをその円周方向に対して直交する断面で見たときに表れる外観形状に沿った線をいう。

また、本発明において、「第一リンク部材がリム状部材に揺動可能に連結される」とは、少なくとも、第一リンク部材が、リム状部材に連結される一端を有し当該一端を基点に円周方向及び幅方向に揺動可能であればよいことを意味する。

このため、リム状部材と第一リンク部材との連結には、少なくとも円周方向及び幅方向の揺動を許容するユニバーサルジョイント（自在継手）を採用することが好ましい。

また本発明において、「第二リンク部材が第一リンク部材に揺動可能に連結される」とは、少なくとも、第二リンク部材が、第一リンク部材の他端に連結される一端を有し当該一端を基点に幅方向に揺動可能であればよいことを意味する。

このため、第一リンク部材と第二リンク部材との連結には、ピン等を用いて回転可能に連結するヒンジ連結部を採用できるが、自在継手を採用してもよい。

また本発明において、「第二リンク部材をそれぞれ、当該第二リンク部材に対して揺動可能なセグメントで一体に連結し、」とは、少なくとも、第二リンク部材の自由端（他端）をそれぞれ、当該他端を基点に回転して円周方向に揺動すると共に幅方向に揺動可能なセグメントで一体に連結すればよいことを意味する。

このため、第二リンク部材とセグメントとの連結には、少なくともセグメントが第二リンク部材に対して回転して円周方向に揺動すると共に幅方向に揺動することを許容する自在継手を採用することが好ましい。

また、第一リンク部材と第二リンク部材との連結部をそれぞれ連結する弾性手段には、無負荷状態で自然長さを有する弾性部材、例えば、ゴム弾性体、ゴム弾性体を繊維補強したもの、コイルスプリング、空気ばね等が挙げられる。

更に、こうした弾性手段に加えて、２つのリンクが互いに独立して円周方向に揺動変位したときに当該揺動変位に対する剛性をもたらし初期位置への復帰を促す、戻りばね部材を有する復帰手段を別途設けてもよい。

戻りばね部材には、例えば、トーションスプリング、ゴムブッシュ、トーションバーが挙げられ、復帰手段を設けた場合には、リム状部材と弾性リングとが円周方向に相対変位するにあたり、捩りばね部材の捩れ反力によって、タイヤの前後剛性を適宜に増加させることができる。

本発明において、前記セグメントは、幅方向に延在するプレート部材と、このプレート部材の延在方向に沿って間隔を空けて設けられる少なくとも２つのブラケット部とを有するものにできる。

また、本発明によれば、前記ブラケット部を前記プレート部材の内面に設け、当該プレート部材の外面に弾性リングを接合してなることが好ましい。

また、前記プレート部材は、これらブラケット部の前面及び後面の少なくとも一方に補強部を備えることもできる。

更に、前記プレート部材は、幅方向両端に補強部を備えることもできる。

更に、本発明によれば、前記弾性リングが、円周方向に伸びる溝を有し、当該溝と整列する位置に前記ブラケット部を配置することが好ましい。

本発明によれば、弾性リングとリム状部材との相互間に円周方向に沿って間隔を空けて複数のリンク機構を設けたことで、加圧空気その他気体の充填が不要となることにより、タイヤ内圧の低下、消失等のおそれを十分に取り除くことができる。また、本発明によれば、第一リンク部材と第二リンク部材との連結部をそれぞれ弾性手段で連結することにより、タイヤの上下剛性、前後剛性及び横剛性をそれぞれ、互いに独立させた関係の下で簡易に所望の通りに調整することができる。

更に、本発明によれば、第二リンク部材をそれぞれ、当該第二リンク部材に対して揺動可能なセグメントで一体に連結し、更に、当該セグメントを弾性リングに接合することで、円周方向に沿って間隔を空けて配置された各リンク機構を互いに独立して機能させつつも、タイヤ全体としては一体ものとして機能するため、より大きな接地面積が確保されることでグリップ力が向上し、その場合の接地圧分布についても、より均一なものとすることができる。

しかも、本発明によれば、前記セグメントと前記弾性リングとの接合部と共に、これに対応する当該弾性リングの最外面を平面に構成したことで、弾性リングが平坦な路面に接触した場合、当該弾性リングが真円に近い形状であるときに比べて、更に大きな設置面積が確保されてグリップ力の一層の向上が図れると共に、その場合の接地圧分布も更に均一なものにできる。

また、本発明において、前記セグメントが、幅方向に延在するプレート部材と、このプレート部材の延在方向に沿って間隔を空けて設けられる少なくとも２つのブラケット部とを有するものであれば、簡素な構成によりタイヤ全体の軽量化を図りつつ、接地圧分布の均一化を実現することができる。

また、本発明によれば、プレート部材に対するブラケット部の配置や、プレート部材に対する弾性リングの配置は、適宜選択することができるが、ブラケット部をプレート部材の内面（半径方向内側に位置する面）に設け、当該プレート部材の外面（半径方向外側に位置する面）に弾性リングを接合すれば、弾性リングからの面圧をプレート部材から直接リンク機構に伝達できるので、より大きな設置面積の確保と、より均一な接地圧分布とを効率的に実現することができる。

加えて、プレート部材は、ブラケット部の様々な位置に設けることができるが、ブラケット部の前部（円周方向のいずれか一方の側に位置する面）及び後部（円周方向の他方の側に位置する面）の少なくとも一方に補強部を設ければ、プレート部材における、その長手方向（幅方向）に沿った厚み方向（半径方向）への曲げに対する剛性が確保されるので、より均一な接地圧分布を実現できる。

更に、本発明において、プレート部材の幅方向両端に補強部を設ければ、プレート部材における、その短手方向（円周方向）に沿った厚み方向（半径方向）への曲げに対する剛性が確保されるので、より均一な接地圧分布を実現できる。

加えて、前記弾性リングが、円周方向に伸びる溝を有し、当該溝と整列する位置に前記ブラケット部を配置すれば、弾性リングの最外面からの接地圧が直接ブラケット部に伝わることに伴う接地圧の集中が緩和されるので、より均一な接地圧分布を実現できる。

以下、図面を参照して、本発明に従う非空気入りタイヤを詳細に説明する。

図１(a),(b)はそれぞれ、本発明の一形態であるメカニカルタイヤ（以下、「タイヤ」という）１を模式的に示す斜視図及び、同図(a)のＡ−Ａ断面図である。

また、図２(a),(b)はそれぞれ、後述のセグメント３を、その構成部材であるプレート部材3aの外面f1から示す斜視図及び、プレート部材3aの内面（半径方向内側に位置する面）f2から示す斜視図である。

図１において、符号２は、車軸（回転軸）に連結されるアルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料からなるリム状部材（以下、「リム」という。）である。リム２は、円筒形状のリム本体2aを有し、このリム本体2aの側部として、（タイヤ１の）幅方向Ｗに沿って間隔を空けて２つの環状リブ2bが一体に設けられている。

符号３は、リム２の外側に間隔を空けて、（タイヤ１の）円周方向Ｓに沿って間隔を空けて複数配置されるセグメントである。セグメント３も、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料からなり、図２に示すように、幅方向Ｗに延在するプレート部3aを有し、このプレート部3aに、その延在方向に沿って間隔を空けて４つのブラケット部3bが設けられている。

符号４は、リム２とセグメント３とを連結し、円周方向Ｓに沿って間隔を空けて配置される複数のリンク機構である。リンク機構４はそれぞれ、図1(b)に示すように、幅方向Ｗに沿って間隔を空けて配置される２つのリンクL1,L2を有する。

リンクL1は、リム２の一方の側に設けられた環状リブ2bに対し、その内側にて、自在継手10を介して連結される一端部を有し当該一端部の自在継手10を基点に揺動可能な第一リンク部材4aと、この第一リンク部材4aの他端部にヒンジ連結部20を介して連結される一端部を有し当該一端部のヒンジ連結部20を基点に揺動可能な第二リンク部材4bとを有し、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料により構成されている。

リンクL2も、同様に、リム２の他方の側に設けられた環状リブ2bに対し、その内側にて、自在継手10を介して連結される第一リンク部材4aと、この第一リンク部材4aにヒンジ連結部20を介して揺動可能に連結される第二リンク部材4bとを有し、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料により構成されている。

自在継手10は、少なくとも、第一リンク部材4aが円周方向Ｓ及び幅方向Ｗに揺動することを許容するようにリム２と第一リンク部材4aとを連結し、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料により構成されている。具体例としては、本形態のように、リム２の環状リブ2bに、図示せぬベアリングを介して第一ピン部材11を回転可能に連結すると共に、この第一ピン部材11に、第二ピン部材12を介して第一リンク部材4aの一端を回転可能に連結する。

また、ヒンジ連結部20は、例えば、第一リンク部材4aと第二リンク部材4bとをピン部材を用いて回転可能に連結するものであり、その回転方向は、第一リンク部材4aと第二リンク部材4bとを幅方向Ｗに揺動させる方向である。なお、ヒンジ連結部20も、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料により構成されており、自在継手10に置き換えてもよい。

符号５は、リンクL1のヒンジ連結部20とリンクL2のヒンジ連結部20とを連結する弾性手段である。弾性手段５は、リム２とセグメント３とを一体物としてみたときの、円周方向Ｓ、幅方向Ｗ及び半径方向Ｒそれぞれの相対変位に対して所要の剛性（例えば、車種や使用環境又は運転者の要求等により決定される剛性）をもたらすものである。

弾性手段５には、タイヤ１に対しての負荷が無い状態（無負荷状態）で、圧縮反力も引張反力も生じない自然長さを有する弾性部材、例えば、ゴム弾性体、ゴム弾性体を繊維補強したもの、コイルスプリング、空気ばね等が挙げられ、これらの内から一つを単独で、又は、これらのうちから二以上組み合わせてなる。

第二リンク部材4bの他端部はそれぞれ、セグメント３の両側部にそれぞれ設けられたブラケット部3bに対し、その内側にて、自在継手30を介して揺動可能に連結される。

自在継手30は、少なくとも、セグメント３が第二リンク部材4bに対して回転して円周方向Ｓに揺動すると共に幅方向Ｗに揺動することを許容するように、第二リンク部材4bとブラケット部3bとを連結する。具体例としては、自在継手10と同様のものであって、セグメント３のブラケット部3bに、図示せぬベアリングを介して第一ピン部材11を回転可能に連結すると共に、この第一ピン部材11に、第二ピン部材12を介して第二リンク部材4bの他端を回転可能に連結する。

即ち、リンク機構４は、リム２に繋がるリンクL1,l2、これらリンクL1,l2を関連付ける弾性手段５及びセグメント３からなり、このセグメント３のプレート部材3aの外面（半径方向外側に位置する面）f1に、本来の意味でのタイヤに相当する弾性リング６が接合される。

ここで、図3(a),(b)はそれぞれ、図１のタイヤ１から、セグメント３及び弾性リング６のみを取り出して側面から示す要部側面図である。

弾性リング６は、その内側形状を形成する裏面が、図3(a)に示すように、セグメント３のプレート部材3aを密着させるべく、複数の接合面F1を有し、この接合面F1が平面で構成されている。また、弾性リング６は、その外側形状を形成する外表面も、同図に示すように、裏面に形成した接合面F1に対応させるべく、複数の接地面F2を有し、この接地面F2が平面で構成されている。

即ち、弾性リング６は、その側面から見た形状が真円に近い多角形状をなし、その裏面に形成された平坦な接合面F1にそれぞれ、セグメント３を構成する平坦なプレート部材3aが接合されており、路面との接地面F2も複数の平面となる。

加えて、本形態では、弾性リング６の外表面には、図1(a)に示すように、円周方向Ｓに伸びる溝Ｇが形成され、これにより、弾性リング６の外表面には、周方向Ｓに沿って溝Ｇで仕切られた複数のトレッド部が形成され、このトレッド部はそれぞれ、平坦な接地面F2を複数組み合わせた環状としてなる。

なお、本形態に係る弾性リング６は、図3(a)に示すように、その内側に、複数のコードからなる環状のカーカス層6aを設けているが、図3(b)に示すように、カーカス層6aに加えて、クッションゴム層と粗めのコード層とからなるバンド層6bを設けてもよい。

また、本形態に係る弾性リング６は、クラウン部のみからなる形状であるが、本来の意味でのタイヤと同様、ショルダ部やサイド部を設けてリム２の内側に巻き込ませてもよい。

弾性リング６にセグメント３を接合させるにあたっては、隣り合うセグメント３が円周方向に沿って少許の間隔を形成するように、セグメント３の大きさ、又は、リンク機構４の配置を決定する。

これにより、リンク機構４はそれぞれ、そのセグメント３により、弾性リング６を円周方向に沿って少許の間隔を空けて保持する。なお、少許の間隔は、車種や使用環境、又は、運転者の要求等に応じて適宜設定することができる。

ここで、図4(a)〜(c) はそれぞれ、無負荷の状態から直下に荷重を負荷したときに、タイヤ１に発生する上下剛性、前後剛性、左右剛性を説明するスケルトン図である。

次に、図面を参照して、タイヤ１の作用・効果を説明する。なお、図４において、セグメント３は弾性リング６と一体であるとして省略する。

例えば、図4(a)の実線に示すような状態から、荷重直下で、仮想線で示す如く、リム２と弾性リング６とが半径方向Ｒに沿って互いに接近するように変位すると、リンクL1,L2はそれぞれヒンジ連結部20を基点に互いに遠離するように屈曲し、弾性手段５を幅方向Ｗに引張り変形させる。

しかしながら、弾性手段５の引張り変形は、同時に、リンクL1,L2を接近させる反力をヒンジ連結部20に作用させる。即ち、リンク機構４はそれぞれ、弾性手段５の存在により、リム２と弾性リング６とが半径方向Ｒに接近するときに、所要の上下剛性（半径方向における剛性）を生じさせることができる。

また、図4(b) の実線に示すような状態から、仮想線で示す如く、リム２と弾性リング６とが円周方向Ｓに沿って相対変位すると、リンク機構４全体が伸長することで、直接的には、リンクL1,L2の全長が長くなることで、弾性手段５に圧縮変形を生じさせる。

しかしながら、弾性手段５の圧縮変形は、同時に、リンクL1,L2を円周方向Ｓに接近させる反力をヒンジ連結部20に作用させる。即ち、リンク機構４はそれぞれ、弾性手段５の存在により、リム２と弾性リング６とが円周方向Ｓに相対変位するときに、所要の前後剛性（円周方向における剛性）を生じさせることができる。

また、図4(c) の実線に示すような状態から、仮想線で示す如く、リム２と弾性リング６とが幅方向Ｗに相対変位すると、リンク機構４全体が揺動変位することで、直接的にはリンクL1,L2が自在継手1,30及びヒンジ連結部20を基点に揺動変位することで、弾性手段５に圧縮変形を生じさせる。

しかしながら、弾性手段５の圧縮変形は、同時に、リンクL1,L2を幅方向Ｗに遠離させる反力をヒンジ連結部20に作用させる。即ち、リンク機構４はそれぞれ、弾性手段５の存在により、リム２と弾性リング３とが幅方向Ｗに相対変位するときに、所要の横剛性（幅方向Ｗにおける剛性）を生じさせることができる。

加えて、上述した各状況では、複数のリンク機構４がそれぞれ、弾性リング５を円周方向に沿って少許の間隔を空けて保持しつつ、個々のリンク機構４は互いに独立して機能することから、タイヤ１の負荷転動等により、弾性リング６に大きな荷重が作用すると、その部分における複数のリンク機構４を中心として、個々のリンク機構４が揺動・変位するので、接地圧分布の偏りを抑えつつ、接地面積をより大きく確保できる。

なお、上述したところでは、リム２と弾性リング６との間に、円周方向Ｓ、幅方向Ｗ及び半径方向Ｒの変位がそれぞれ、互いに独立して生じる場合について説明したが、この発明に係るタイヤでは、それらの相対変位の二種類以上が同時に発生する場合にあっても、所要の剛性を複合的なものとして、同時にもたらし得ることは勿論である。

即ち、タイヤ１によれば、リム２と弾性リング６との相互間に円周方向Ｓに沿って間隔を空けて複数のリンク機構４を設けたことで、加圧空気その他気体の充填が不要となることにより、タイヤ内圧の低下、消失等のおそれを十分に取り除くことができる。また、タイヤ１によれば、ヒンジ連結部20をそれぞれ弾性手段５で連結することにより、タイヤ１の上下剛性、前後剛性及び横剛性をそれぞれ、互いに独立させた関係の下で簡易に所望の通りに調整することができる。

更に、タイヤ１によれば、第二リンク部材4bの他端をそれぞれ、当該他端を、自在継手30を基点に回転して円周方向に揺動すると共に幅方向に揺動可能なセグメント３で一体に連結し、更に、当該セグメント３を弾性リング６に接合することで、円周方向Ｓに沿って間隔を空けて配置された各リンク機構４を互いに独立して機能させつつも、タイヤ１全体としては一体ものとして機能するため、より大きな接地面積が確保されることでグリップ力が向上し、その場合の接地圧分布についても、より均一なものとすることができる。

しかも、タイヤ１によれば、セグメント３の接合部となる外表面f1及び弾性リング６の接合部となる接合面F1と共に、これに対応する当該弾性リング６の最外面となる接地面F2を平面に構成したことで、弾性リング６が平坦な路面に接触した場合、当該弾性リング６が真円に近い形状であるときに比べて、更に大きな設置面積が確保されてグリップ力の一層の向上が図れると共に、その場合の接地圧分布も更に均一なものにできる。

なお、図5(a),(b)はそれぞれ、本形態のように、弾性リング６の最外面となる接地面F2を平坦面とした場合の、当該接地面F2と路面との接地状態を示す模式図と、弾性リング６の最外面となる接地面F2が湾曲面である場合の、当該接地面F2と路面との接地状態を示す模式図であり、これらを比較しても、本形態によれば、大きな設置面積が確保されてグリップ力の一層の向上が図れると共に、その場合の接地圧分布も更に均一なものにできることが明らかである。

また、本形態において、セグメント３は、幅方向Ｗに延在するプレート部材3aと、このプレート部材3aの延在方向に沿って間隔を空けて設けられる２つのブラケット部3bとを有するものであるから、簡素な構成によりタイヤ１全体の軽量化を図りつつ、接地圧分布の均一化を実現することができる。

また、本発明によれば、プレート部材3aに対するブラケット部3bの配置や、プレート部材3aに対する弾性リング６の配置は、適宜選択することができるが、上記の各形態のように、ブラケット部3bをプレート部材3aの内面f2に設け、当該プレート部材3aの外面f1に弾性リング６の接合面F1を接合すれば、弾性リング６からの面圧をプレート部材3aから直接リンク機構４に伝達できるので、より大きな設置面積の確保と、より均一な接地圧分布とを効率的に実現することができる。

ところで、本形態に係るタイヤ１には、図1(b)に示すように、弾性手段５に加えて、２つのリンクL1,L2が互いに独立して円周方向Ｓに揺動変位したときに当該揺動変位に対する剛性をもたらし当該リンクL1,L2それぞれの初期位置への復帰を促す、復帰手段７が別途設けられている。

復帰手段７は、捩りばね部材を有し、本形態では、捩りばね部材としてトーションバー7aが用いられている。

トーションバー7aを採用するにあたり、本形態では、リム２側にあっては、２つのトーションバー7aを用いる。そして、各トーションバー7aの一端部を、３つの環状リブ2bのうちの中間にある環状リブ2bで支持すると共に、当該トーションバー7aの他端部を自在継手10に連結する。

これに対し、セグメント３側にトーションバー7aを採用するにあたっては、本形態では、１つのトーションバー7aを用い、このトーションバー7aを２つのブラケット部3bで支持すると共に、その両端を自在継手30に直結する。

復帰手段７を設けた場合には、図4(b)で説明したように、リム２と弾性リング６とが円周方向Ｓに相対変位するにあたり、トーションバー7aが捩れると、この捩れに対する反力によって、タイヤ１の前後剛性を適宜に増加させることができる。

戻りばね部材には、トーションバー7a以外にも、例えば、トーションスプリング、ゴムブッシュが挙げられる。

なお、こうした捩りばね部材は、本発明に係る弾性手段５として採用することも可能である。即ち、弾性手段５として、ヒンジ連結部20にそれぞれ、リンクL1,L2の子午線方向の揺動変位に対して剛性をもたらす、図示しない捩りばね部材を設けてもよい。

この場合、リム２と弾性リング６とが半径方向Ｒに近接変位するに際しては、リンクL1及びリンクL2の半径方向Ｒの長さが短くなることにより、上記捩りばね部材が捩れ反力を発生することをもって、また、リム２と弾性リング６とが円周方向Ｓに相対変位するに際しては、逆に、リンクL1及びリンクL2の全長が長くなることによって捩りばね部材が捩れ反力を発生することをもって、そして、リム２と弾性リング６とが幅方向Ｗに相対変位するにあたっては、リンクL1及びリンクL2のヒンジ連結部10,20でのリンク交角が、図4(c)に示すように変化することに基いて、各捩りばね部材が捩れ反力を発生することをもって、上下剛性、前後剛性および横剛性のそれぞれがもたらされる。

即ち、ヒンジ連結部20を弾性手段５に代えて捩りばね部材で規制した場合も、弾性手段５で規制した場合と同様、タイヤ１に、リンクL1,L2それぞれの揺動変位に基いて、所要の上下剛性、前後剛性および横剛性をもたらすことができる。

また、図6(a)〜(c)はそれぞれ、セグメント３の他の形態を、プレート部材3aの外面f1から示す斜視図、プレート部材3aの内面f2から示す斜視図及び、幅方向Ｗから示す側面図である。

プレート部材3aは、ブラケット部3bの様々位置に設けることができるが、図6のプレート部材3aは、これらブラケット部3bの前部（円周方向のいずれか一方の側に位置する面）及び後部（円周方向の他方の側に位置する面）にプレート状の部位を縦置き状に設けた補強部3pを有する。即ち、図６のセグメント３は、プレート部材3aを断面コの字形状（Ｕ字形状も含む）をした溝形鋼状のものとしたものである。

この場合、プレート部材3aにおける、その長手方向（幅方向Ｗ）に沿った厚み方向（半径方向Ｒ）への曲げ、特に、外面側方向（半径方向Ｒの外側）（同図(a)の矢印Ｍ1参照。）に対する剛性が確保されるので、より均一な接地圧分布を実現できる。

なお、補強部3pを設けるにあたっては、プレート部材3aの前部及び後部の両方に設けることが好ましいが、前部及び後部の少なくとも一方のみであってもよい。

また、図7(a),(b)はそれぞれ、セグメント３の更に他の形態を、プレート部材3aの外面f1から示す斜視図及び、プレート部材3aの内面f2から示す斜視図である。

図７のセグメント３は、図６のプレート部材3aの幅方向Ｗの両端にそれぞれ、プレート状の部位を縦置き状に設けた補強部3sを一体に設けたものである。

図６のように、プレート部材3aの幅方向Ｗの端に補強部3sを設ければ、プレート部材3aにおける、その短手方向（円周方向Ｓ）に沿った厚み方向（同図(a)の矢印Ｍ2参照。）への曲げに対する剛性が確保されるので、より均一な接地圧分布を実現できる。

なお、プレート部材3aの幅方向Ｗの端に補強部3sを設けるにあたっても、プレート部材3aの両端に設けることが好ましいが、両端の少なくとも一方のみであってもよい。

ところで、リンク機構４は、図8(a)のように、リンクL1,L2のヒンジ連結部20がそれぞれ、図1(b)に示す形態とは逆に、幅方向Ｗの内側に突出する構成とすることもできる。

この場合、リム２とセグメント３（弾性リング６）が半径方向Ｒに沿って互いに接近するように変位すると、リンクL1,L2はそれぞれヒンジ連結部20を基点に互いに接近するように屈曲し、弾性手段５を幅方向Ｗに圧縮変形させるが、この圧縮変形は、同時に、リンクL1,L2を遠離させる反力をヒンジ連結部20に作用させる。このため、同リンク機構４もそれぞれ、リム２と弾性リング６とが半径方向Ｒに接近するときに、所要の上下剛性を生じさせることができる。

また、リム２と弾性リング６とが円周方向Ｓに相対変位すると、リンク機構４全体が伸長することで、弾性手段５に引張り変形を生じさせるが、この引張り変形は、同時に、リンクL1,L2を円周方向Ｓに接近させる反力をヒンジ連結部20に作用させる。このため、同リンク機構４もそれぞれ、リム２と弾性リング６とが円周方向Ｓに相対変位するときに、所要の前後剛性を生じさせることができる。

そして、リム２と弾性リング６とが幅方向Ｗに相対変位すると、リンク機構４全体が揺動変位することで、弾性手段５に引張り変形を生じさせるが、この引張り変形は、同時に、リンクL1,L2を幅方向Ｗに接近させる反力をヒンジ連結部20に作用させる。このため、同リンク機構４もそれぞれ、リム２と弾性リング６とが幅方向Ｗに相対変位するときに、所要の横剛性を生じさせることができる。

次に図8(b)は、弾性リング６の表面に形成した溝部Ｇとセグメント３のブラケット部3bとの好適な位置関係を図1(a)のＡ−Ａ断面で模式的に示した要部断面図である。

図8(b)に示すように、プレート部材3aのブラケット部3bを、弾性リング６の周方向Ｓに形成した溝3bと整列する位置に配置すれば、弾性リング６の接地面F2からの圧力（接地圧が直接ブラケット部3bに伝わることに伴う接地圧の集中が緩和されるので、より均一な接地圧分布を実現できる。

上述したところは本発明の好適な形態を説明したものであるが、請求の範囲内で種々の変更を加えることができる。例えば、上述した各形態及びそれに含まれる様々な構成は、車種や使用環境又は運転者の要求等に合せて、適宜組み合わせることができる。

サイズが２２５／５５ＺＲ１７であって、その内圧を２３０ｋPaとした従来の空気入りタイヤ（充填空気圧２３０ｋＰa）を比較例１、本発明の基本構成を有し弾性リングの側面形状が真円形状であるメカニカルタイヤを比較例２、図１の本発明に従う同サイズのメカニカルタイヤを実施例１、また、図１に記載の構成に図8(b)の構成を採用した本発明に従う同サイズのメカニカルタイヤを実施例２とし、各々のタイヤに荷重４．０ｋＮを負荷して、そのときの接地面積及び接地圧標準偏差を求めたところ表１に示す結果を得た。

なお、表１に示す接地面積及び接地圧標準偏差は、比較例１での値を１００としたときの比で表され、接地面積にあっては、数値が大きいほど接地面積が広く確保される良好な状態と評価し、接地圧標準偏差にあっては、数値が小さいほど接地圧分布が均一化される良好な状態と評価する。

表１を参照すれば明らかなように、本発明に従うタイヤによれば、空気入りタイヤに比べて接地面積を広く確保できると共に、接地圧分布を均一化できる。また、セグメントを環状に連結した場合と比べた場合も、ほぼ均一な接地圧分布を維持しつつ、接地面積を広く確保できることが明らかである。

本発明は、乗用車、トラック、クレーンやパワーショベル等の作業車、又は、荷物等を積載する台車の車輪等として適用することができる。

(a),(b)はそれぞれ、本発明の一形態であるメカニカルタイヤを模式的に示す斜視図及び、同図(a)ののＡ−Ａ断面図である。 (a),(b)はそれぞれ、同形態のセグメントを、その構成部材であるプレート部材の外面から示す斜視図及び、プレート部材の内面から示す斜視図である。 (a),(b)はそれぞれ、同形態のタイヤから、セグメント及び弾性リングのみを取り出して側面から示す要部側面図である。 (a)〜(c) はそれぞれ、無負荷の状態から直下に荷重を負荷したときに、同形態のタイヤに発生する上下剛性、前後剛性、左右剛性を説明するスケルトン図である。 (a),(b)はそれぞれ、弾性リングの最外面となる接地面を平坦面とした同形態における、当該接地面と路面との接地状態を示す模式図と、同形態のタイヤにおいて、その弾性リングの最外面となる接地面を湾曲面とした場合の、当該接地面と路面との接地状態を示す模式図である。 (a)〜(c)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの他の形態を、プレート部材の外面から示す斜視図、プレート部材の内面から示す斜視図及び、幅方向Ｗから示す側面図である。 (a),(b)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの更に他の形態を、プレート部材の外面から示す斜視図及び、プレート部材の内面から示す斜視図である。 (a),(b)はそれぞれ、本発明の他の形態であるメカニカルタイヤを、図1(a)に対応させて模式的に示したＡ−Ａ断面図と、本発明に係る弾性リングの表面に形成した溝部とセグメントのブラケット部との好適な位置関係を図1(a)のＡ−Ａ断面で模式的に示した要部断面図である。

符号の説明

１ メカニカルタイヤ（非空気入りタイヤ）
２ リム（リム状部材）
2a リム本体
2b 環状リブ
３ セグメント
3a プレート部材
3b ブラケット部
４ リンク機構
4a 第一リンク部材
4b 第二リンク部材
５ 弾性手段
６ 弾性リング
6a カーカス層
6b バンド層
７ 復帰手段
7a トーションバー
10 自在継手
11 第一ピン部材
12 第二ピン部材
20 ヒンジ連結部
30 自在継手
f1 プレート部材外面
f2 プレート部材内面
F1 弾性リング側接合面
F2 弾性リング接地面
Ｇ 弾性リング接地面溝部
L1,L2 リンク

Claims (6)

1. 回転軸に連結されるリム状部材と、このリム状部材の外側に間隔を空けて配置される弾性リングとを有し、円周方向及び子午線方向への変形及び復元を可能とした非空気入りタイヤであって、
   リム状部材と弾性リングとの相互間に円周方向に沿って間隔を空けて配置される複数のリンク機構を設け、
   このリンク機構はそれぞれ、幅方向に沿って間隔を空けて配置される２つのリンクを有し、
   このリンクをそれぞれ、リム状部材に揺動可能に連結される第一リンク部材と、この第一リンク部材に揺動可能に連結される第二リンク部材とで構成し、
   第一リンク部材と第二リンク部材との連結部をそれぞれ、弾性手段で連結すると共に、
   第二リンク部材をそれぞれ、当該第二リンク部材に対して揺動可能なセグメントで一体に連結してなり、
   更に、当該セグメントを弾性リングに接合し、
   前記セグメントと前記弾性リングとの接合部と共に、これに対応する当該弾性リングの最外面を平面に構成したことを特徴とする非空気入りタイヤ。
2. 前記セグメントは、幅方向に延在するプレート部材と、このプレート部材の延在方向に沿って間隔を空けて設けられる少なくとも２つのブラケット部とを有する請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
3. 前記ブラケット部を前記プレート部材の内面に設け、当該プレート部材の外面に弾性リングを接合してなる請求項２に記載の非空気入りタイヤ。
4. 前記プレート部材は、ブラケット部の前面及び後面の少なくとも一方に補強部を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
5. 前記プレート部材は、幅方向両端に補強部を備える請求項２乃至４のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
6. 前記弾性リングは、円周方向に伸びる溝を有し、当該溝と整列する位置に前記ブラケット部を配置した請求項２乃至５のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。

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