JP2017114187A - タイヤ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行時において不整地の様々な起伏に追随しやすく、パンクもしないタイヤ構造体を提供すること。【解決手段】一側にサイドウォール部４が形成されるとともに他側が開放端３となるリング部５を備えたタイヤ本体１と、タイヤ本体１の内周面側に配設され、タイヤ本体１の内周面に接してリング部５外方から受ける力を緩衝する板バネ部１３を備えたフレーム１１とを有するようにした。これによって起伏の凹凸から衝撃を受けたタイヤ本体１のリング部５は板バネ部１３とともに変形して衝撃を緩衝することができるため、このようなタイヤ構造体を装着した車両では走行において大小様々な起伏に追随することができ、走行においてタイヤがパンクすることもない。【選択図】図４

Description

本発明は車両用のタイヤ構造体に関するものである。

整地されていたり舗装されていたりする走行しやすい道ではない、いわゆる不整地を走行することを主目的とする車両がある。このような車両として例えば農耕地で使用するトラクター等の車両、災害地や荒れ地で救助活動をする災害救助用の四輪駆動車、敢えてダートコースで行うオフロードレース用の四輪駆動車等が挙げられる。
このような車両では普通自動車とは異なるタイヤを使用することが一般的である。例えばトラクターでは耕起された起伏が大きな柔らかい農耕地（雨天には粘着性も大きい）でスリップせず、又沈まず、かつしっかりタイヤが土にグリップするように普通乗用車のタイヤに比べて幅広で大きな凸状のパターンの滑り止めが形成されるようになっている。このようなトラクターのタイヤの一例として特許文献１及び２を挙げる。

実開平１−１２２３０６号公報 実公平２−１１２０３号公報

しかし、タイヤの凸状のパターンを変更したり、タイヤの幅を変更したりすることでは、様々な異なる条件の農地に対応させることには限界がある。また、農地以外のすべての不整地、例えば災害地や荒れ地に対しても同様である。特に災害地では崖崩れで崩壊した土砂の上を走行したり、河川氾濫や津波等で様々な流出物が行く手を阻む上をパンクせずに走行することを求められたりもする。このようなことから、従来から走行する不整地の地形の起伏に対する追随性が高くパンクしないタイヤ構造体が求められていた。
本発明はこのような従来技術の問題に着目してなされたものである。その目的は、車両走行時において不整地の様々な起伏に追随しやすく、パンクもしないタイヤ構造体を提供することである。

上記課題を解決するために第１の手段では、一側にサイドウォール部が形成されるとともに他側が開放端となるリング部を備えたタイヤ本体と、前記タイヤ本体の内周面側に配設され、少なくとも前記リング部の内周面に接して前記リング部外方から受ける力を緩衝するバネ部を備えたフレームとを有するようにした。
このように構成されるタイヤ構造体からなるタイヤを車両に使用することで、タイヤ本体のリング部が接地した地形に大きな凹凸があってリング部にかかる衝突時の荷重（外からの衝撃圧力）が発生した場合には、リング部を介してリング部とともにバネ部が適宜撓みあるいは圧縮されて変形する。タイヤは全体として凹凸に応じて変形することとなり衝撃が緩衝され車両自体の姿勢が保たれることとなる。一旦変形したバネ部は付勢されたことによって弾性エネルギーが蓄積され、変形後はこのエネルギーを反力として原形状に復帰するためタイヤ構造体の形状は定形に保たれる。
このような構成によって、起伏の凹凸から衝撃を受けたタイヤ本体のリング部はバネ部とともに変形して衝撃を緩衝する（吸収する）ため、不整地の様々な起伏に追随することができ車両は安定して走行することができる。また、車両の走行においてパンクもしないため不整地で使用する車両に広く使用することに好適なタイヤ構造体を提供することができる。

ここに「バネ部」を有するフレームは、両側にサイドウォールがあり空気を充填するゴムチューブを備えた通常の構造のタイヤに使用するタイヤ用フレームとは機能が異なる。タイヤ用フレームでも精密な計測をすれば物理学的には圧力を受けて撓むが、むしろタイヤ用フレームはタイヤが凹凸に応じて容易に変形しないように支える骨格的な部材であり本発明のようにバネ力を期待するものではない。
「バネ部」は、リング部に衝撃圧力がかかる際にその圧力を受けて伸縮したり撓んだりして付勢力を発生させる部材であり、その具体的構成として、例えば板バネが挙げられる。板バネは下記するように例えば放射状に複数のバネ板片が延出するような構成であってもよく、複数のバネ板片となっていない構成でもよい。板バネで構成する場合には面方向がタイヤ本体の内周面方向を向くように配置することがなるべく多くの面でタイヤ本体と接して衝撃圧力を受けることができるのでよい。しかし、リング部の内周面だけと接するようにしてもよい。また、板バネではなく例えばコイルバネで構成されてもよい。その場合にはタイヤ本体の中心側からリング部内周面方向に向かってバネの軸線が配置されるように複数のコイルバネを放射状に配置することがよい。
「バネ部」はフレームと一体成形してもよく、フレームとは異なる素材で構成するようにしてもよい。一体成形すると接合部が形成されないため、接合面での部材接触による強度劣化がなく、フレームと同一素材を使用することができるため特によい。フレームの素材としては例えばプラスチック素材、例えばＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネートのような高強度のエンジニアリングプラスチックを使用することがよい。また、合金を用いることがよい。合金としては例えばステンレス合金、高強度アルミ合金、マグネシウム合金、チタン合金等がよい。また、カーボン素材を使用することもよい。
「タイヤ本体」としては例えば通常のタイヤと同じゴム素材を使用することがよい。フレームで保持していることと、バネ板部の動きの追随性からタイヤ本体は素材単独で他の素材をインサートせずに成形することがよい。バネ板部の動きの追随性が問題ないのであれば通常のタイヤと同じように例えば繊維ベルトやスチールベルトのような補強層、あるいはラジアルカーカスのような要素を単独あるいは複数を積層状にインサートしたタイヤ本体としてもよい。
また、タイヤ本体が「一側にサイドウォール部が形成されるとともに他側が開放端となるリング部を備える」構成であるのは、通常のタイヤ本体のように両側にサイドウォール部が形成されていると、リング部がサイドウォール部によって両側から支えられる構造となり、リング部の地形への追随性がかえってよくないことと、リング部を含むフレームのタイヤ本体内周面への取り付けが困難であることに基づく。

また、第２の手段として、前記サイドウォール部には前記リング部中心と同心となる位置に前記開放端方向に突出する筒状部が形成されているようにした。
このような構成とすることで、サイドウォール部の強度が向上し、結果としてタイヤ本チアの強度が増す。また、筒状部を基部としてフレームを装着することができるため、フレームの位置決めも容易に行うことができる。
ここに「筒状部」とは細長く構成され、中がくり抜かれているものを広くいう。必ずしも円筒のみをいうものではない。また、一方の開口部が有底であってもまったく表裏に連通した無底であっても、あるいは一部にフランジ状の張り出しがあってもよい。
また、第３の手段として、前記筒状部の内周面はその軸方向において均等な間隔となるように形成されるようにした。
このような構成とすれば、筒状部の内周面は内幅（円筒ならば内径）は長さ方向に同じ幅となるため、筒状部の内周面と同じ幅の部材を挿入させることができる。そして、その部材とフレームを連結することでフレームを筒状部を基部として固定することが容易となる。
また、第４の手段として、前記フレームの中央にはキャップ部が形成され、前記キャップ部が前記筒状部に嵌合されるようにした。
このように構成すれば、フレームを筒状部にキャップ部を介して装着させることが可能となり、フレームの位置決めが容易となる。また、タイヤ本体の中心付近を包囲するため、タイヤ構造体の中心付近がしっかりと保持されることとなり回転による中心付近の変形が防止される。

また、第５の手段として、前記筒状部の内周側には駆動源の回転力を受動するハブ部材を固定するようにした。
これによって、ハブ部材によって駆動源の回転力がタイヤ構造体に伝達されることとなる。つまり、駆動源の回転力の駆動伝達が直接タイヤ構造体とならないため、フレームに構造的に無理のある駆動伝達機構との接続構造を採用しなくともよい。駆動源としては通常の石油・天然ガス燃料を使用したエンジンや、電動モーター装置が挙げられる。これらのどれを駆動源としてもよい。
また、第６の手段として、前記ハブ部材と前記キャップ部は前記筒状部に形成された開口部を通して連結固定されているようにした。
これによってハブ部材に対してフレームを中心付近でしっかりと固定させることができ、駆動源の回転力をタイヤ本体に伝達させることが可能となる。
また、第７の手段として、前記ハブ部材と前記キャップ部は前記筒状部の一部又は全部を挟んだ状態で連結固定されるようにした。
これによって、ハブ部材に対してフレームを連結した状態で、同時にハブ部材とフレームでタイヤ本体を挟むため、駆動源の回転力を確実にタイヤ本体全体に伝達することができる。
また、第８の手段として前記ハブ部材は有底の筒状体であって、底部が前記筒状部の先端位置に面して配置されるようにした。
これによって、ハブ部材内周側に駆動源に関する部材、例えば駆動伝達機構を進出させることができ、更にハブ部材の底部とフレームとを連結することでハブ部材に駆動源の回転力をよりタイヤに近い位置で伝達させることができる。
また、第９の手段として、前記駆動源の回転力を伝達する駆動軸は直接的又は間接的に前記ハブ部材の底に連結されているようにした。
これによって、ハブ部材の底部とフレームとを連結し、かつ駆動源とハブ部材の底とを連結することで駆動源の回転力が伝達されることとなる。ここに「駆動軸が直接的又は間接的にハブ部材の底に連結され」とは駆動源の駆動軸が直接ハブ部材の底に連結される場合と、途中に例えば駆動伝達機構のような中間部材を介在させる場合の両方があることを示し、例えば回転速度やトルクを変更する場合には間接的に接続することがよい。また、その場合にはハブ部材内部に駆動伝達機構を配置することが可能となり、構造がコンパクト化する。

また、第１０の手段として、前記フレームと前記ハブ部材は前記フレーム側から固定手段によって固定されているようにした。
これによって、ハブ部材を駆動源側に先に取り付けておき、タイヤ本体とともにフレームをタイヤ本体側からハブ部材に固定させることができ、車両からタイヤ本体とフレームのみを容易に取り外すことができる。
ここに「固定手段」とは例えばネジとネジ穴であり、フレームに形成した透孔をハブ部材側に形成されたネジ穴に照合させた状態でフレーム側からネジを螺合させてフレームをハブ部材に固定する。あるいは、例えばハブキャップを使用してもよい。この場合ではフレームの外方からハブキャップでフレームを押さえ、ハブキャップの透孔とハブ部材側に形成されたネジ穴を照合させた状態でネジを螺合させてフレームをハブ部材に固定するようにする。
また第１１の手段として、駆動源側のハウジングは前記ハブ部材の内部に進出させられ、前記ハブ部材はハウジング外周に対して軸受け部材によって保持されるようにした。
これによって、タイヤ本体とフレームはハブ部材と一緒に駆動源からの回転力によって回転させられると同時にハブ部材はハウジングの外周に支持されながら自転することとなるため、片持ち梁状に保持されるタイヤ本体とフレームをハブ部材によってしっかりと支持させることができる。

また、第１２の手段として、前記バネ部は中央寄りから放射状に延出された複数のバネ板片から構成されるようにした。
このようにバネ部をバネ板片とすれば、フレームと一体成形的にバネ部を構成することが可能となり、板バネとして撓むことで付勢力（バネ力）を発生させるため、バネ板片の幅や数や板厚を調整したり素材を変更することで容易にバネ力を調整することが可能となる。また、板バネ状であるためタイヤ本体の内周に沿わせやすく嵩張ることもなく重量も軽減できる。バネ板片は面側が常にタイヤ本体のサイドウォール部とリング部の内周面を向くように配置されていても、そうではなくともよい。
複数のバネ板片はすべて同じ形状であることがリング部の全周にわたってバランスのよい付勢力が発生することとなってよい。隣接するバネ板片の間隔が狭くバネ板片の数が少ない場合には碗形状に膨出した膨出部にスリットを入れた形状となるがその場合もバネ板片と解釈すことが可能である。
また、第１３の手段として、前記バネ部は前記リング部及び前記サイドウォール部の少なくとも一方の内周面に面で密着する部分を有するように構成した。
このように構成すると、リング部及び前記サイドウォール部への外部からの衝撃圧力に対してバネ部の応答性がよくなり、凹凸に対する追随性が向上する。
密着させる場合にはすべてが密着することがタイヤ本体の定形性を維持させて保持するためにはよいが、主として密着させることの保持効率がよい面で密着させるようにして一部は離れているように構成してもよい。
また、第１４の手段として、前記リング部中心を回転中心として回転対称となるように又は前記リング部中心を通る対称軸で線対称となるように構成した。
このような構成であれば、タイヤ構造体の全周にわたって外からの衝撃圧力に対してバネ部は均等に変形できることとなり、また回転する際の車両の車輪としての安定性も向上する。

また、第１５の手段として、前記リング部と前記サイドウォール部の内周面が曲面によって連続的に接続されているようにした。
また、第１６の手段として、前記リング部と前記サイドウォール部の外周面は曲面によって連続的に接続されているようにした。
もし、リング部やサイドウォール部が不連続な面であるとすると、衝撃圧力によって変形する際にその不連続な部分に影響されて屈曲する部分が発生して地形の凹凸に必ずしも追随した変形とならない可能性もある。これらの手段のように構成することで、そのようなおそれがなくなる。
また、第１７の手段として、少なくとも前記リング部の外周には滑り止め用のパターンが形成されるようにした。
これによって、車両の走行の際にタイヤ本体のグリップ力が増すため、滑りやすい場所での走行に有利である。

上記発明のタイヤ構造体では、起伏の凹凸から衝撃を受けたタイヤ本体のリング部はバネ部とともに変形して衝撃を緩衝することができるため、このようなタイヤ構造体を装着した車両では走行において大小様々な起伏に追随することができ、走行においてタイヤがパンクすることもない。

実施の形態のタイヤ構造体の一部をなすタイヤ本体の（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。 実施の形態のタイヤ構造体の一部をなすタイヤフレームの（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。 実施の形態のタイヤ構造体の一部をなすタイヤハブの一部破断側面図。 実施の形態のタイヤ構造体とそれに連なる駆動伝達系を説明する分解斜視図。 図４の分解斜視図の後方寄りを説明する分解斜視図。 図４及び図５のタイヤ構造体及び駆動伝達系を組み付けた状態を説明する側断面図。 他の実施の形態のタイヤフレームの斜視図。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１、図４及び図６に示すように、本発明の実施の形態のタイヤ構造体の一部をなすタイヤ本体１は中央に表裏に連通する横断面が円形形状となる連通穴２を有する碗形状の外形の合成ゴム製の一体成形品である。より正確には、通常のドーナツ形状の概ね円環体（トーラス体）となるタイヤを中央の連通穴の軸線方向と直交する方向で均等に２分割した立体的形状をなしている。タイヤ本体１の一方の側面（つまり碗形状の縁側）は開放端部３とされており、開放端部３形状は真円となって同一平面上に存在する。
図１（ａ）に示すように開放端部３側にタイヤ本体１の円環体部分の内周面１ａが露出する。タイヤ本体１の円環体部分は開放端部３に隣接したタイヤ接地部となるリング状のベルト部４と、ベルト部４に包囲され連通穴２の外側開口部２ａ位置まで進出する周方向及び径方向に外に凸となるように湾曲したサイドウォール部５とから構成されている。ベルト部４とサイドウォール部５とは滑らかに連続的に構成され両者の境界面は不明瞭である。ベルト部４とベルト部４寄りのサイドウォール部５は同じ厚さに構成され、サイドウォール部５の基部寄りは徐々に肉厚となるように構成されている。
タイヤ本体１の外周面１ｂ（つまりベルト部４とサイドウォール部５の外周面）には連通穴２の外側開口部２ａ位置から開放端部３にかけて複数の（本実施の形態では１２本の）滑り止め用のパターンとしてラグ６が形成されている。ラグ６は連通穴２の外側開口部２ａ位置を基点として放射状に各々均等な間隔で配置され、横断面台形形状に構成されている。また、ラグ６は連通穴２の外側開口部２ａから開放端部３に向かって徐々に幅広かつ嵩高となるように構成されている。

タイヤ本体１の連通穴２位置には筒状部７が形成されている。筒状部７は外側開口部２ａを基部として開放端部３方向に向かって延出されている。筒状部７の先端には内方に張り出したフランジ９が形成されている。フランジ９の内周縁は真円形状に形成された内側開口部２ｂを構成する。筒状部７の内周面７ａはすなわち連通穴２となる。筒状部７の外周面７ｂはサイドウォール部５の内周面（つまり円環体部分の内周面１ａ）と滑らかに連続的に接続されている。筒状部７の外周面７ｂは先端ほど外径が小さくなるようなテーパー面に構成されている。一方、筒状部７の内周面７ａの径は軸方向に均等長さとなるように構成されている。つまり、筒状部７は先端ほど肉厚が薄くなるように構成されている。連通穴２の軸心はタイヤ本体１の中心と一致する。外側開口部２ａに面した内周面７ａ側には全周にわたって内周面７ａよりも広い径となる棚部８が形成されている。
タイヤ本体１はタイヤ本体１の中心で回転対称、かつタイヤ本体１の中心を通る直線（つまり直径方向）で線対称な形状とされている。

次に、同じくタイヤ構造体の一部をなすタイヤ本体１の内周面１ａ側に配設されるタイヤフレーム１１について説明する。
図２、図４及び図６に示すように、タイヤフレーム１１は中央に配置されたキャップ部１２と、キャップ部１２の周囲に形成された複数の（本実施の形態では６枚の）板バネ部１３から構成されたＡＢＳ樹脂製の一体成型品である。キャップ部１２は先端ほど小径となる肉厚の均一な壁部で構成されたテーパー状の円筒体である。キャップ部１２の先端には内方に張り出したフランジ１４が形成されている。フランジ１４内周縁はタイヤ本体１の筒状部７の内側開口部２ｂと同径となる開口部１４ａを構成する。キャップ部１２の内周面１２ａの形状はタイヤ本体１の筒状部７の外周面７ｂ形状と雄型雌型の関係で嵌合される形状とされている。
各板バネ部１３は同形状で隣接する同士が均等な間隔で配置された片持ち梁状に延出された弾性部材である。各板バネ部１３はキャップ部１２の面に沿って連続的な面として構成される。各板バネ部１３は図２（ａ）のキャップ部１２の基部位置Ｂを基準として基部よりにおいてキャップ部１２後方に延出させられ、外方に拡がりながら湾曲させられ方向転換してキャップ部１２先端方向に延出されている。
各板バネ部１３の前端はキャップ部１２前面よりも若干前方に進出させられている。各板バネ部１３はキャップ部１２の基部位置Ｂから等幅で延出され、タイヤフレーム１１のタイヤ本体１への配設状態においてそのサイドウォール部５及びベルト部４と密着する。タイヤフレーム１１はタイヤフレーム１１の中心（開口部１４ａの中心）で回転対称、かつタイヤフレーム１１の中心を通り、かつ板バネ部１３の中央あるいは隣接する板バネ部１３間の中央を通る直線で線対称な形状とされている。
このような構成のタイヤフレーム１１は板バネ部１３に荷重がかかるとその荷重を自身が撓んで変形することで弾性エネルギーに変換して蓄積し、変形後はこの弾性エネルギーを反力（付勢力）として原形状に復帰する。

次に、同じくタイヤ構造体の一部をなすタイヤ本体１の筒状部７内に配設されるタイヤハブ１５について説明する。
図３、図４及び図６に示すように、タイヤハブ１５は合金製の円筒体であって、前端側に天井部１６が形成され、基端側外周に全周にわたってフランジ１７が形成されている。タイヤハブ１５の内周面１５ａの径は軸方向に均等長さとなるように構成されている。タイヤハブ１５の外周面１５ｂの径は筒状部７の内周面７ａの径と同サイズ（干渉を避けるためごくわずかにタイヤハブ１５の外周面１５ｂの径の方が小径）である。天井部１６の周囲は前方に張り出したリング部１８が形成されている。天井部１６にはネジ用の複数の透孔１９が形成され、リング部１８にはネジ用の複数のネジ穴２０が形成されている。
タイヤハブ１５の内周面１５ａ側であって基端側には内周面１５ａよりも若干大径に構成された拡張部１５ｃが形成されている。

次に、このような構成のタイヤ構造体を車両に対して組み付ける際の組み付け構成の一例について説明する。本実施の形態では駆動源としてのブラシレスモーター２１を使用した車両である。以下ではタイヤ本体１の内周面１ａ側を前方とする。
図４〜図６に示すように、タイヤ構造体側ではタイヤ本体１を基準として前方にタイヤフレーム１１が配置され、後方にタイヤハブ１５が配置される。一方、ブラシレスモーター２１は車両から延出される図示しないリニアアクチュエータ先端の第１ハウジング２２内に収容され、ネジ２３によって後方側が第１ハウジング２２内に固定される。第１ハウジング２２後方にはＯリング２４を介してブラシレスモーター２１の冷却用のヒートシンク２５がネジ２６によって固着される。
第１ハウジング２２前方には第２ハウジング２７がＯリング２８を介してネジ２９によって連結固定される。図６に示すようにブラシレスモーター２１の後方側は第１ハウジング２２側に収容され、前方側は第２ハウジング２７側に収容されることとなる。第２ハウジング２７は円筒形形状の外形の本体２７Ａと後方基部側に形成されたフランジ２７Ｂから構成されている。本体２７Ａの外径はタイヤハブ１５の内周面１５ａの径よりも若干小さく構成されている。第２ハウジング２７の本体２７Ａ前端には開口部２７ａが形成されており、開口部２７ａ内（つまり本体２７Ａの内周面）にはギアボックス用ケース３１がＯリング３２を介して嵌合される。ブラシレスモーター２１の駆動軸２１ａはギアボックス用ケース３１の底面の透孔３１ａから前方側に突出させられることとなる。
ギアボックス用ケース３１にはギアボックス３３が配設される。ギアボックス３３はベース３３Ａと回転部３３Ｂから構成されている。ギアボックス３３のベース３３Ａは第２ハウジング２７前面にネジ３４によって固着される。ベース３３Ａ内にはウェーブジェネレーター（遊星歯車装置）３５が配設されている。ウェーブジェネレーター３５には駆動軸２１ａの前端が接続され、駆動軸２１ａの回転を減速させ、かつトルクを増加させることとなる。回転部３３Ｂはウェーブジェネレーター３５で減速された回転数で自転して回転を伝達させる。回転部３３Ｂ前面はそのネジ穴３６がタイヤハブ１５の天井部１６の透孔１９に照合されてタイヤハブ１５の前方側からネジ４２によって固着される。

一方、第２ハウジング２７の本体２７Ａの外周には後方から順にオイルシール３７、スペーサ３８、軸受け部材としてのベアリング３９が配設される。図６に示すように、組み付け状態においては第２ハウジング２７の本体２７Ａはタイヤハブ１５の拡張部１５ｃに面して配置され、拡張部１５ｃと本体２７Ａの外周との隙間にオイルシール３７、スペーサ３８、ベアリング３９が埋めることとなる。ベアリング３９によってタイヤハブ１５は第２ハウジング２７の外周位置で保持されることとなる。このようにして第１ハウジング２２を基点としてタイヤハブ１５まで組み付けた駆動伝達系が構成される。ブラシレスモーター２１からの駆動力（回転力）はタイヤハブ１５に伝達されてタイヤハブ１５は第２ハウジング２７の周囲で回転することとなる。
このような駆動伝達系のタイヤハブ１５に対してタイヤ本体１の筒状部７を嵌合させる。そして、タイヤ本体１の前面から筒状部７にキャップ部１２が嵌合されるようにタイヤフレーム１１を配設する。この時、タイヤハブ１５のフランジ１７が筒状部７の棚部８上に収まりその状態でタイヤハブ１５のリング部１８前面が筒状部７のフランジ９の裏面に当接する。タイヤハブ１５の外周面１５ｂと筒状部７の内周面７ａは密着する。
また、この時、図６に示すように、筒状部７のフランジ９は前後からタイヤハブ１５とタイヤフレーム１１によって挟まれることとなる。タイヤフレーム１１の板バネ部１３はタイヤ本体１の内周面１ａ（サイドウォール部５及びベルト部４と）に密着状態となる。板バネ部１３の先端はタイヤフレーム１１の開放端部３と面一となり、開放端部３から外方に突出することはない。最後にＯリング４０を介してホイールキャップ４１をタイヤハブ１５の前面で筒状部７のフランジ９とキャップ部１２のフランジ１４で包囲された空間に収まるように嵌め込む。ホイールキャップ４１を取り付けた状態でホイールキャップ４１はタイヤフレーム１１の開放端部３と面一となり、開放端部３から外方に突出することはない。ホイールキャップ４１を介してタイヤハブ１５のリング部１８のネジ穴２０に対してネジ４３を螺合させて組み付けは完了する。

上記のように構成することで、上記実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）上記のようなタイヤ構造体を使用した車両では、不整地での使用においてタイヤ本体１が起伏の凹凸に衝突するような場合にはタイヤ本体１とともにタイヤフレーム１１の板バネ部１３が撓んでその衝撃が緩衝されるため、車両自体の安定性が確保される。そして、起伏を脱すればタイヤフレーム１１が撓んだ弾性エネルギーによって元の形状に復帰するため、特に大きな起伏のある地形において有利である。また、タイヤ本体１はタイヤチューブを有していないため走行においてタイヤがパンクすることもない。
（２）タイヤ本体１は通常の円環体のタイヤとは異なり片側だけにサイドウォール部５があるだけで内周面１ａが大きく露出した形状であるため、タイヤフレーム１１の装着が容易である。また、片側だけにサイドウォール部５があり、他側は開放端部３であると起伏の衝撃圧力を受けた場合に最も地形に接する箇所となるベルト部４が撓みやすくなる。更に、そのようにサイドウォール部５が片側だけにあっても中心位置に筒状部７を設けるようにしているため、タイヤ本体１の定形性は保たれてることとなる。また、タイヤ本体１だけでもその定形性は保たれるが、タイヤフレーム１１を装着することで多少の外力を受けても変形することがない。
（３）タイヤ構造体は起伏に対してタイヤ本体１とともにタイヤフレーム１１の板バネ部１３が撓む必要があるが、起伏の衝撃圧力を受ける部分以外は原形状を維持することが望まれる。本実施の形態では中心位置に筒状部７を設け、筒状部７及びサイドウォール部５は特に基部寄りが厚く構成され、更に筒状部７内部にはタイヤハブ１５が筒状部７の内周面７ａに密着されている。更に、筒状部７のフランジ９は前後からタイヤハブ１５とタイヤフレーム１１によって挟まれている（筒状部７先端が規制されている）。そのため、これらによってタイヤ構造体全体として起伏に対して撓む部分以外は定形性が十分保たれることとなる。また、タイヤフレーム１１はタイヤハブ１５に連結させる構造であるため、駆動伝達系とタイヤフレーム１１とを連結するためにタイヤフレーム１１をタイヤ本体１の筒状部７内部に進出させるような複雑な構成とする必要もない。
（４）タイヤフレーム１１の板バネ部１３はタイヤ本体１のサイドウォール部５〜ベルト部４の径方向すべてに密着しタイヤ本体１にかかる外力を全周にわたって支えるようになっているため、起伏の部分的な圧力を受けていない場合の走行、例えば平坦な道を走行する場合において走りにむらが生じることがない。
（５）板バネ部１３は片持ち梁状に延出されて、起伏の衝撃圧力を受けやすいベルト部４側が最もキャップ部１２から遠い位置にあるようにしたため撓みやすくなっている。一方、板バネ部１３の中心寄りは相対的に撓みにくくなっており安定した回転が維持されるようになっている。
（６）タイヤハブ１５はウェーブジェネレーター３５の回転部３３Ｂとベアリング３９の離れた位置にある２カ所で保持されて回転し、特にタイヤハブ１５の内周の後方位置でベアリング３９を介して第２ハウジング２７の周囲で保持されることとなるため、回転安定性がよい。
（７）タイヤハブ１５の最も奥のタイヤフレーム１１の前後方向中央位置というタイヤ構造体に非常に近い位置で回転部３３Ｂは連結されてタイヤハブ１５に回転力を伝えるようになっており、駆動伝達系をよりタイヤ構造体に接近させることができ、回転のむらが生じにくくなっている。
（８）タイヤ本体１はサイドウォール部５〜ベルト部４にかけて同厚みで滑らかにかつ連続的に構成されているため、衝撃圧力によって変形する際にタイヤ本体１が不連続におかしな方向で屈曲するようなことはなく、起伏に応じて妥当に変形することとなる。
（９）タイヤ構造体はタイヤフレーム１１を備えておりその板バネ部１３がクッションとなるため、車両との間にクッション部材、例えばサスペンション等が配設されていなくとも車両として使用することが可能となる。

上記実施の形態は本発明の原理およびその概念を例示するための具体的な実施の形態として記載したにすぎない。つまり、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明は、例えば次のように変更した態様で具体化することも可能である。
・上記のタイヤ本体１の形状は一例であり、通常のタイヤと同様に他の形態での実施も自由である。例えば径方向の長さに対する前後幅は適宜変更できる。また、ラグ６の有無やラグ６の形状や数も適宜変更可能である。また、筒状部７を設けないようにして構成することも可能である。
・上記のタイヤフレーム１１の形状は一例であり他の形態での実施も自由である。例えば上記ではタイヤフレーム１１の板バネ部１３はタイヤ本体１の内周面１ａに沿って延出させるようにしていたが、図７のようにタイヤフレーム４５を構成するようにしてもよい。タイヤフレーム４５はタイヤ本体１の筒状部７に嵌合されるキャップ部４６とキャップ部１２の外周の９０度ずつずれた位置にキャップ部４６と一体形成されている板バネ部４７とから構成されている。板バネ部４６は端面形状が扇状となるような枠状のにとなるように構成された弾性部材である。板バネ部４６は左右の脚４６Ａと、脚４６Ａに支持された当接プレート４６Ｂから構成されている。板バネ部４６は上記実施の形態の板バネ部１３とは異なりタイヤ本体１の内周面１ａに沿っていない。当接プレート４６Ｂの外面がベルト部４内周面に当接されるような構成である。
・タイヤフレーム１１の板バネ部１３（又はタイヤフレーム４５の板バネ部４７）の代わりにコイルバネを使用するようにしてもよい。その場合はコイルバネの圧縮方向（軸方向）がベルト部４内周面に当接されるような構成とすることがよい。
・上記実施の形態ではタイヤハブ１５の外形は円筒形状に構成されていたが、円筒形状以外の例えば正六角形や正八角形のような外径の筒形状とするようにしてもよい。その場合には嵌合される筒状部７の内周面７ａも対応する多角形形状に構成する。
・駆動源としては上記ではブラシレスモーター２１を一例に挙げたが、通常の燃料を使用するエンジンを駆動源とする車両にの車輪として使用するようにしてもよい。
よい。
・上記実施の形態ではタイヤフレーム１１の板バネ部１３はタイヤ本体１のサイドウォール部５〜ベルト部４の径方向すべてに密着するような構成であったが、常に径方向のすべてが密着していなければいけないわけではない。例えば一部は常時は密着しておらず外力がかかった際にタイヤ本体１が変形して板バネ部１３に密着するような構成でもよい。
・タイヤ本体１、タイヤフレーム１１等は適宜素材を変更することは自由である。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。

１…タイヤ本体、４…リング部、５…サイドウォール部、１１…フレーム、１３…バネ部としての板バネ部。

Claims (17)

1. 一側にサイドウォール部が形成されるとともに他側が開放端となるリング部を備えたタイヤ本体と、
   前記タイヤ本体の内周面側に配設され、少なくとも前記リング部の内周面に接して前記リング部外方から受ける力を緩衝するバネ部を備えたフレームとを有することを特徴とするタイヤ構造体。
2. 前記サイドウォール部には前記リング部中心と同心となる位置に前記開放端方向に突出する筒状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ構造体。
3. 前記筒状部の内周面はその軸方向において均等な間隔となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ構造体。
4. 前記フレームの中央にはキャップ部が形成され、前記キャップ部は前記筒状部に嵌合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のタイヤ構造体。
5. 前記筒状部の内周側には駆動源の回転力を受動するハブ部材が固定されていることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ構造体。
6. 前記ハブ部材と前記キャップ部は前記筒状部に形成された開口部を通して連結固定されていることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ構造体。
7. 前記ハブ部材と前記キャップ部は前記筒状部の一部又は全部を挟んだ状態で連結固定されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ構造体。
8. 前記ハブ部材は有底の筒状体であって、底部が前記筒状部の先端位置に面して配置されることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のタイヤ構造体。
9. 前記駆動源の回転力を伝達する駆動軸は直接的又は間接的に前記ハブ部材の底に連結されていることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ構造体。
10. 前記フレームと前記ハブ部材は前記フレーム側から固定手段によって固定されていることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載のタイヤ構造体。
11. 駆動源側のハウジングは前記ハブ部材の内部に進出させられ、前記ハブ部材はハウジング外周に対して軸受け部材によって保持されていることを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載のタイヤ構造体。
12. 前記バネ部は中央寄りから放射状に延出された複数のバネ板片から構成されている請求項１〜１１のいずれかに記載のタイヤ構造体。
13. 前記バネ部は前記リング部及び前記サイドウォール部の少なくとも一方の内周面に面で密着する部分を有するように構成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかにに記載のタイヤ構造体。
14. 前記リング部中心を回転中心として回転対称となるように又は前記リング部中心を通る対称軸で線対称となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のタイヤ構造体。
15. 前記リング部と前記サイドウォール部の内周面は曲面によって連続的に接続されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のタイヤ構造体。
16. 前記リング部と前記サイドウォール部の外周面は曲面によって連続的に接続されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のタイヤ構造体。
17. 少なくとも前記リング部の外周には滑り止め用のパターンが形成されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のタイヤ構造体。

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