WO2016031838A1

WO2016031838A1 - 車輪

Info

Publication number: WO2016031838A1
Application number: PCT/JP2015/073931
Authority: WO
Inventors: 浩二郎飯塚; 天亮今西; 遠藤　了慶; 洋祐和志武; 今井　公泰
Original assignee: 国立大学法人信州大学; 株式会社クラレ
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-03-03
Also published as: JPWO2016031838A1

Abstract

　不整地を走行する車両に用いられても、パンクの生じない車輪を提供することを目的とする。車両の車軸に取り付けられる車輪（１）であって、ハブ（２）と、前記ハブ（２）の少なくとも２箇所に設けられたフランジ（３ａ，３ｂ）と、前記フランジ（３ａ，３ｂ）間に張架された被張架部材（４）と、前記被張架部材（４）の車輪径方向外側に設けられた骨格部材（５）とを備える。

Description

車輪

　本発明は車輪に関し、より特定的には不整地を走行する車両に用いられる車輪に関する。

　通常の路面で使用されている空気入りタイヤは、鉄屑や岩石が散在する不整地を走行する車両に用いると、鉄屑や岩石がタイヤを損傷するためパンクが発生しやすい。このようなパンクを防止するための技術として、特開平８－０５８３１８号公報（特許文献１）には、ゴムゲージの薄いタイヤサイド部に、プロテクターを配設した空気入りタイヤが開示されている。

　また、内部に加圧空気が充填されてい用いられる空気入りタイヤでは、パンクの発生は構造上不可避的な問題である。この問題を解決するために、特開２０１１－１５６９０５号公報（特許文献２）には、車軸に取り付けられる取り付け体と、取り付け体をタイヤ径方向の外側から囲む外筒体と、取り付け体と外筒体とを変位自在に連結する連結部材と、を備える非空気入りタイヤが提案されている。

特開平８－０５８３１８号公報特開２０１１－１５６９０５号公報

　しかしながら、特開平８－０５８３１８号公報（特許文献１）の技術は空気入りタイヤをベースとした技術のため、パンクの発生を完全に防止することはできないという問題がある。

　特開２０１１－１５６９０５号公報（特許文献２）の技術はタイヤの弾性を調整できないため、良好な乗り心地を得ることが困難であるという問題がある。

　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、不整地を走行する車両に用いられても、パンクの生じない車輪を提供することを目的とする。

　本発明は、車両の車軸に取り付けられる車輪であって、ハブと、前記ハブの少なくとも２箇所に設けられたフランジと、前記フランジ間に張架された被張架部材と、前記被張架部材の車輪径方向外側に設けられた骨格部材とを備える、車輪である。

　本発明の車輪において好ましくは、前記被張架部材は二次元繊維よりなる。
　本発明の車輪において好ましくは、前記フランジ間の距離は、前記骨格部材の車輪幅方向の長さよりも長い。

　本発明の車輪において好ましくは、前記車輪は、前記ハブと前記被張架部材との間に設けられた弾性部材をさらに備える。

　本発明の車輪において好ましくは、前記弾性部材は三次元繊維よりなる。
　本発明の車輪において好ましくは、前記骨格部材は複数の骨格部材片を含み、前記複数の骨格部材片の各々は、前記被張架部材に固定された第１部材と、前記第１部材の車輪径方向外側に取り付けられた第２部材とを含む。

　本発明の車輪において好ましくは、前記第２部材の車輪径方向外側表面は、車輪軸を法線とする断面で見た場合に弧状の断面形状を有する。

　本発明の車輪において好ましくは、前記車輪は、前記フランジに対して前記被張架部材を固定する被張架部材固定部をさらに備え、前記被張架部材固定部は前記フランジに対して着脱可能である。

　本発明の車輪において好ましくは、前記車輪は、前記フランジに対して前記ハブの端部側に設けられたハブ固定材をさらに備え、前記ハブ固定材の径は、前記フランジの径よりも大きく、前記ハブ固定材は、前記フランジに接続される。

　本発明の車輪において好ましくは、前記車輪は、前記ハブ固定材に対して前記ハブの端部側に設けられた側面部材をさらに備え、前記側面部材は、前記ハブ固定材と調整部材を介して連結され、前記フランジおよび前記ハブ固定材は、前記調整部材に沿って前記車輪幅方向に移動可能である。

　本発明の車輪において好ましくは、前記車輪は、前記骨格部材の車輪径方向外側に配置された接地部材をさらに備える。

　本発明の車輪において好ましくは、前記接地部材は、三次元繊維よりなる。

　本発明によれば、不整地を走行する車両に用いられても、パンクの生じない車輪を提供することができる。

本発明の一実施の形態における車輪を車体取付方向側から見た概略斜視図である。図１に示す車輪の内部構造を示す概略斜視図である。図１に示す車輪を車体外側方向側から見た概略斜視図である。図３に示す車輪の内部構造を示す概略斜視図である。図３に示す車輪の内部構造を説明する概略斜視図である。図１に示す車輪を共通軸Ｏを通る平面で切断した概略断面図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。本発明の一実施の形態における外力と被張架部材の変形との関係を説明する図である。本発明の一実施の形態における外力と被張架部材の変形との関係を説明する図である。本発明の一実施の形態における外力と車輪の変形との関係を説明する図である。本発明の一実施の形態における外力と車輪の変形との関係を説明する図である。実施例で用いたハブ２の概略斜視図である。図２３（Ａ）は実施例で用いたフランジ３ａの正面図である。図２３（Ｂ）は実施例で用いたフランジ３ｂの正面図である。図２４（Ａ）は実施例で用いたハブ固定材８の正面図である。図２４（Ｂ）は図２４（Ａ）のＸ－Ｘ線断面図である。図２５（Ａ）は実施例で用いた側面部材１０の正面図である。図２５（Ｂ）は図２５（Ａ）のＹ－Ｙ線断面図である。実施例で用いた走行試験機の模式図である。

　以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
　［車輪の構成］
　（実施の形態１）
　まず本実施の形態における車輪の構成について説明する。

　図１および図２は、本発明の一実施の形態における車輪を車体取付方向側から見た概略斜視図および車輪の内部構造を示す概略斜視図である。また図３および図４は、図１の車輪を車体外側方向側、すなわち車体取付方向側と対向する側から見た概略斜視図および車輪の内部構造を示す概略斜視図である。図５は、図３に示す車輪の内部構造を説明する概略斜視図である。図６は、図１に示す車輪１を共通軸Ｏを通る平面で切断した概略断面図である。

　本実施の形態における車輪は、たとえば不整地を走行する車両に好適に用いることのできる車輪である。

　図１～図６を参照して、本実施の形態の車輪１は、車体の車軸に取り付けられるハブ２と、ハブ２の外周面で車軸方向に一定の間隔で設けられたフランジ３ａおよび３ｂと、フランジ３ａおよび３ｂ間に張架された被張架部材４と、被張架部材の車輪径方向外側に、その円周方向の全周にわたって設けられた骨格部材５とを備えている。

　ハブ２、フランジ３ａおよび３ｂ、被張架部材４および骨格部材５は共通する軸Ｏを中心として、共通軸Ｏの周囲に点対称に設けられている。共通軸Ｏは車軸と平行であり、以下、この共通軸Ｏに沿う方向を車輪幅方向といい、共通軸Ｏに直交する方向を車輪径方向といい、共通軸Ｏの周りを周回する方向を車輪周方向という。なお、被張架部材４および骨格部材５は、タイヤ幅方向の中央部が互いに一致させられて配置されている。

　ハブ２、フランジ３および被張架部材４によって囲まれた空間には、弾性部材６が充填されている。

　被張架部材４の車輪径方向外側には骨格部材５が配置されている。骨格部材５の車輪径方向外側には接地部材９が配置されている。

　フランジ３ａに対してハブ２の車体取付方向の端部側には、ハブ固定材８ａが設けられている。フランジ３ａとハブ固定材８ａとは接合されている。ハブ固定材８ａに対してハブ２の車体取付方向の端部側には、側面部材１０が設けられている。フランジ３ａ、ハブ固定材８ａおよび側面部材１０とは、調整部材１１を介して連結されている。フランジ３ｂに対して車体外側方向には、ハブ固定材８ｂが設けられている。

　ハブ２の車体取付方向の端部には、車軸用ボックス１２が設けられている。
　次に本実施の形態における車輪を構成する各部材について、製造工程を示しながら説明する。

　図７～図１４は、それぞれ本発明の一実施の形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。図１５～図１７は、本発明の他の一実施の形態における車輪の製造方法の一工程を示す図である。図７～図１７は、いずれも車輪を車体取付方向側から見た図である。

　図７を参照して、ハブ２を準備する。ハブ２は円筒形であり、内部に車軸用ボックス１２および車両の車軸の先端部が挿入される。ハブ２は、たとえばアルミニウム合金等の金属材料で形成されている。ハブ２の大きさは、通常の車両に用いることができれば特に限定されない。

　ハブ２には、フランジ３ａおよび３ｂが設けられている。フランジ３ａは、ハブ２の車輪幅方向の中央に対して車体取付方向側に配置され、フランジ３ｂは、ハブ２の車輪幅方向の中央に対して車体外側方向側端部に固定されている。フランジ３ａおよびフランジ３ｂの位置は、フランジ間に一定の間隔が存在するのであれば、特に限定されない。フランジ３ａをハブ２に取り付ける際は、車体取付方向側のハブ２の端部からフランジ３ａの間が、一定の距離を有するように取り付けると、その後にハブ固定材８ａおよび側面部材１０を取り付けることができるため好ましい。

　フランジ３の設置箇所は２箇所に限定されず、３箇所以上とすることもできる。この場合は、各フランジは、フランジ間の間隔が等間隔になるように配置することが好ましい。

　フランジ３ａおよび３ｂは、たとえばアルミニウム合金等の金属材料製の外周が正八角形の板状部材である。フランジ３ａは、ハブ２が貫通できるように、中央部に第１の貫通孔を有している。第１の貫通孔は、ハブ２の外径よりも、たとえば１～２ｍｍ程度大きい径を有する円形状である。フランジ３ｂは、図４に示されるようにハブ２に対応する貫通孔を有していない。

　フランジ３ａおよび３ｂの形状は正八角形に限定されず、円形、楕円形または３辺以上を有する多角形などとすることもできる。

　フランジ３ａおよび３ｂの外周の頂点近傍には、フランジとハブ固定材８とを接続するための第１の固定部材が挿入できるように、円形の第２の貫通孔３ｃが４箇所に形成されている。第２の貫通孔３ｃの数、位置および大きさは、フランジとハブ固定材とを、第１の固定部材を介して接続することができれば特に限定されない。

　フランジ３ａおよび３ｂの外周近傍には、フランジ対して被張架部材４を固定するための被張架部材固定部７が挿入できるように、円形の溝３ｄが１６箇所に形成されている。溝３ｄの数、位置および大きさは、フランジに被張架部材を張架することができれば特に限定されない。

　フランジ３ｂの中心からハブ２の車輪径方向の半径上に該当する位置には、図４に示されるように、ハブ２とフランジ３ｂとを接続するための第２の固定部材を挿入するための、円形の溝３ｅが４箇所に形成されている。溝３ｅの数、位置および大きさは、ハブ２とフランジ３ｂとを接続することができれば特に限定されない。なお、第２の固定部材は、溝３ｅがなくてもフランジ３ｂに挿入することができる。フランジ３ｂの中心近傍には、図４に示されるように、車輪の駆動力を伝達する駆動軸を接合するための、円形の溝３ｆが４箇所に形成されている。溝３ｄの数、位置および大きさは、駆動軸を接合することができれば特に限定されない。

　次に、図８を参照して、フランジ３ａおよび３ｂの間のハブ２の外周上に、弾性部材６を配置する。弾性部材６は、外部からの応力によって変形し、その応力を取り除いた後に元の形状に戻ることのできる材料であれば特に限定されない。たとえば、三次元繊維、スポンジ、ゴム、金属バネ、複合材料でできた弾性板、形状記憶合金、磁石などを用いることができる。中でも、三次元繊維は軽量であり、車輪の重量を軽くすることができるため好ましい。ここで、三次元繊維とは、三次元立体構造を有する繊維あるいは布帛である。三次元繊維に特に制限はなく、たとえば、ポリアリレート、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロンなどの繊維を、一種類あるいは組み合わせて作製することができる。

　弾性部材６は、ハブ２、フランジ３ａおよび３ｂならびに被張架部材４で囲まれた空間を埋めることができるように、十分な量を配置することが好ましい。

　次に、図９を参照して、フランジ３ａおよび３ｂとの間に、被張架部材４を張架する。被張架部材４は８枚あり、それぞれ長方形であり、車輪径方向と略平行に配置される辺の長さはフランジ３の外周の正八角形の一辺の長さと略同一であり、車輪幅方向と略平行に配置される辺の長さはフランジ間の距離よりも長い。被張架部材４は、張架によって可撓性を有する材料であれば特に限定されない。たとえば、二次元繊維、ゴム板、金属板、フィルム材、メッシュ材、布帛、金属棒または金属棒の集合体、これらの複合構成でできた繊維または板などを用いることができる。中でも、二次元繊維は、車両にねじ、釘または金属片などが刺さった場合に、亀裂が伝播しにくいため好ましい。二次元繊維としては、たとえば、ウレタンコーティング生地が好ましい。

　被張架部材４は、フランジ３ａおよび３ｂの間を架け渡され、車輪幅方向の端部は、フランジの車輪外側面を被覆するように折り返され、被張架部材固定部７によってフランジ３ａまたは３ｂに固定されている。被張架部材固定部７は、たとえばねじであり、ねじは被張架部材４を貫通して、フランジの溝３ｄに挿入され、被張架部材４をフランジ３ａおよび３ｂに固定する。

　次に、図１０を参照して、８枚の被張架部材４のそれぞれの車輪径方向外側に、骨格部材５を１つづつ配置する。骨格部材５は、被張架部材４に固定された第１部材５ａと、第１部材５ａの車輪径方向外側に取り付けられた第２部材５ｂとを含む。

　第１部材５ａは、アルミニウム合金からなる直方体の部材であり、車輪幅方向に貫通する枠体の形状を有している。第１部材５ａの被張架部材４と接する面は長方形であり、フランジの外周の正八角形の一辺と略平行に配置される辺の長さは、該正多角形の一辺の長さと略同一であり、車輪幅方向と略平行に配置される辺の長さはフランジ間の距離よりも短く、たとえばフランジ間の距離の１～９９％の長さである。第１部材５ａは、被張架部材４に、たとえばねじなどの固定部材を介して固定されている。

　８つの第１部材５ａのそれぞれの車輪径方向外側には、アクリルからなる第２部材５ｂが１つづつ、たとえばねじなどの固定部材を介して取り付けられている。第２部材５ｂの外形側表面は、車輪軸を法線とする断面で見た場合に弧状の断面形状を有する。そして、８つの第２部材５ｂは、車輪軸を法線とする断面で見た場合に同一円の円周上に位置し、全体として円形の外形を有する。

　第１部材５ａと第２部材５ｂとに囲まれた空間には、スポンジ材が配置されている。スポンジ材は第１部材５ａと第２部材５ｂの接合ができれば特に限定されないが、たとえば、３次元繊維、ボルト及びワッシャー、接着剤、マジックテープ（登録商標）などを用いることができる。

　次に、図１１を参照して、フランジ３ａに対してハブ２の端部側にハブ固定材８ａを配置し、ハブ固定材８ａとフランジ３ａと骨格部材５とを固定する。フランジ３ｂの外側面にハブ固定材８ｂを配置し、ハブ固定材８ｂとフランジ３ｂと骨格部材５とを固定する。骨格部材５は被張架部材４に取り付けられている。ハブ固定材８ａおよび８ｂはポリアセタール製の円板であり、中央にハブ２の外形より大きい円形の貫通孔を有している。

　ハブ固定材８ａおよび８ｂの貫通孔近傍には、骨格部材５に対してハブ固定材８ａおよび８ｂを固定するための固定部材１３が挿入できるように、円形の貫通孔８ｃが４箇所等間隔で形成されている。骨格部材５は被張架部材４に取り付けられている。さらに、ハブ固定材８の外周部近傍には、ハブ固定材８と側面部材１０とを連結するための連結部材１１が挿入できるように、円形の貫通孔８ｄが３箇所等間隔で形成されている。

　ハブ固定材８により固定された骨格部材５は、隣り合う第２部材５ｂ同士が接して、８個の骨格部材５全体の外形が、車輪軸を法線とする断面で見た場合に円形の断面形状となっている。

　次に、図１２を参照して、骨格部材５の車輪径方向外側に接地部材９を配置する。接地部材９としては、三次元繊維、ゴムなどを用いることができる。中でも、三次元繊維は軽量であり、車輪の重量を軽くすることができるため好ましい。

　次に、図１３を参照して、ハブ２に側面部材１０を車体取付方向側から取り付ける。側面部材１０はアルミニウム合金製の円板であり、ハブ２が貫通することができるように、中央にハブ２の外形より大きい円形の貫通孔を有している。側面部材１０の貫通孔の端部はハブ固定材８側に突出しており（図６参照）、ハブ接続部１４を形成している。ハブ接続部１４には、ハブ２に対して側面部材１０を固定するための側面部材固定部材１５が挿入できるように、円形の貫通孔が４箇所等間隔で形成されている。側面部材固定部材１５は、たとえばねじであり、側面部材固定部材１５はハブ接続部１４を貫通して、ハブ２に形成された溝に挿入され、側面部材１０をハブ２に固定する。

　側面部材１０の円板部の外周近傍には、ハブ固定材８と側面部材１０とを連結するための調整部材１１が挿入できるように、円形の貫通孔が３箇所等間隔で形成されている。調整部材１１はたとえばボルトであり、調整部材１１は側面部材１０を貫通して、ハブ固定材８に形成された貫通孔８ｄに挿入され、側面部材１０をハブ固定材８に連結する。

　次に、図１４を参照して、ハブ２の内部に車軸用ボックス１２を挿入する。車軸用ボックス１２は円筒形状であり、内径は車軸の径よりも大きく、ハブ２の径よりも小さい。

　以上の工程により、本実施の形態の車輪を得ることができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２の車輪は、実施の形態１の車輪と、フランジの形状、被張架部材の形状、フランジに対する被張架部材の張架方法が異なるほかは、実施の形態１の車輪と同様の構成を有している。以下、フランジの形状、被張架部材の形状、フランジに対する被張架部材の張架方法について説明する。

　図１５～図１７は、それぞれ実施の形態２の車輪の製造方法の一工程を示す図である。
　図１５を参照して、ハブ２には、フランジ２３ａおよび２３ｂが設けられている。フランジ２３ａおよび２３ｂは、外周が円の板状部材であり、実施の形態１のフランジと同様の貫通孔２３ｃ、２３ｄを有する。

　次に、図１６を参照して、フランジ２３ａおよび２３ｂの間のハブ２の外周上に、弾性部材２６を配置する。

　次に、図１７を参照して、フランジ２３ａおよび２３ｂとの間に、被張架部材２４を張架する。被張架部材２４は１枚の長方形であり、車輪周方向の辺の長さはフランジ２３の外周よりも長く、車輪幅方向の辺の長さはフランジ間の距離よりも長い。

　被張架部材２４は、弾性部材２６を被覆するように、フランジ２３ａおよび２３ｂの間を架け渡して配置される。被張架部材２４の車輪幅方向の端部は、フランジの車輪外側面を被覆するように折り返され、被張架部材固定部２７によってフランジ２３に固定されている。被張架部材の車輪周方向の端部同士は繋ぎ合わされている。

　［車輪の弾性の調整］
　次に、本実施の形態における車輪の弾性の調整について説明する。

　図６を参照して、車体外側方向に配置されたフランジ３ｂおよびハブ固定材８ｂ、車体取付方向に配置された側面部材１０は、ハブ２に固定されている。一方、車体取付方向に配置されたフランジ３ａおよびハブ固定材８ａは相互に接続され、ハブ２に固定されていない。したがって、側面部材１０およびハブ固定材８ａを連結する調整部材１１を車輪周方向に回転させて車輪幅方向に移動させると、ハブ固定材８ａおよびフランジ３ａが、調整部材１１と同様にハブ２に沿って車輪幅方向に動く。

　フランジ３ａは被張架部材４と接続しているため、フランジ３ａが車体取付方向に動き、フランジ３ａとフランジ３ｂとの距離Ｌ１が長くなると、被張架部材４が引っ張られる。これにより、被張架部材４の法線方向からの外力に対する弾性力は増大する。一方、フランジ３ａが車体外側方向に動き、フランジ３ａとフランジ３ｂとの距離Ｌ１が短くなると、被張架部材４は緩み、被張架部材４の弾性力は減少する。被張架部材４と骨格部材５とは接続されているため、被張架部材４の弾性力は、車輪全体の弾性力としてとらえることができる。

　したがって、本実施の形態の車輪は、調整部材１１を回転させることで、車輪の弾性を変化させることができる。すなわち、本実施の形態の車輪は、空気を使用せずに車輪の弾性力を調節できる。これは従来の非空気タイヤでは行うことのできなかった優れた特徴である。

　また、車輪の弾性力は、車両の乗り心地とも密接に関係している。したがって、本実施の形態の車輪を装着した車両は、路面の材質や形状に応じた最適な車輪の弾性を選択でき、快適な乗り心地を達成することができる。

　［車輪の形状の変化］
　次に、本実施の形態における車輪を装着した車体の走行時の車輪の形状の変化について説明する。

　図１８および図１９は、外力と被張架部材の変形との関係を説明する図である。図２０は、車輪に外力が負荷されていない場合の車輪の形状を示す図である。図２１は、車輪に図面上部から外力が負荷された場合の車輪の形状を示す図である。

　図１８を参照して、被張架部材４に外力が加えられていない場合は、被張架部材４は変形していない。この状態は、図２０に示される車輪を車体に装着していない場合に対応する。この時の車輪周方向の接地距離をＬ２とする。

　一方、図１９を参照して、被張架部材４に、法線方向下向きの外力Ｆが加えられると、被張架部材は車輪中心方向に変形し、法線方向上向きの弾性力Ｆ２を有する。この状態は、図２１に示される車輪を車体の装着した場合に対応する。この時、被張架部材４は車輪中心方向に押し上げられ、被張架部材４の車輪周方向の接地距離Ｌ２が長くなる。車輪の周方向の接地距離Ｌ２が長くなると、車輪の接地面積も増大し、車輪下の地盤に加わる応力を低下させることができる。車輪下の地盤に加わる応力が大きいと、軟弱地盤では車輪が地盤に埋まり、抜け出せなくなるスタックという現象が生じるおそれがある。本実施の形態の車輪は、弾性力を調整することで、最適な接地面積を選択することができるため、軟弱地盤にも用いることができる。

　本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。

　＜車両の作製＞
　図２２を参照して、ハブ３２として、アルミニウム合金製の外径１１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒部材を準備した。図２３（Ａ）を参照して、フランジ２３ａとして、アルミニウム合金製の正八角形で、厚さ５ｍｍ、平行な２辺間の距離ｌ１が１５０ｍｍ、中央に直径１１１ｍｍの円状の貫通孔を有する部材を準備した。図２３（Ｂ）を参照して、フランジ３３ｂとして、アルミニウム合金製の正八角形で、厚さ５ｍｍ、平行な２辺間の距離ｌ２が１５０ｍｍの部材を準備した。図７を参照して、フランジ３３ａの貫通孔にハブ３２を挿入し、フランジ３３ｂをハブ３２の端部にねじで固定した。

　次に、図８を参照して、フランジ３３ａおよび３３ｂの間のハブ３２の外周上に、三次元繊維からなる弾性部材６を配置した。

　次に、図９を参照して、フランジ３３ａおよび３３ｂとの間に、二次元繊維からなる被張架部材４を張架した。被張架部材としては、綿のウレタンコーティング生地を用いた。

　次に、図１０を参照して、第１部材５ａとして、アルミ合金製の車輪周方向長さ６０ｍｍ、車輪幅方向長さ１００ｍｍ、車輪径方向長さ２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの枠部材を８つ準備し、それぞれ１枚の２次元繊維上にねじで固定した。第２部材５ｂとして、アクリル製の車輪周方向長さ１０６ｍｍ、車輪幅方向長さ１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの断面弧状部材を８つ準備し、それぞれ１個の第１部材上にねじで固定した。第１部材５ａと第２部材５ｂとに囲まれた空間にスポンジ材を配置した。

　次に、図２４を参照して、ハブ固定材３８ａおよび３８ｂとして、ポリアセタール製の直径２００ｍｍ、厚さ１０ｍｍで中央部に直径１２２ｍｍの貫通孔を有する部材を２つ準備した。一方のハブ固定材３８ａはハブの車体取付方向側から第１部材５ａに固定し、他方のハブ固定材はハブの車体外側方向側３８ｂから第２部材５ｂに固定した。骨格部材５は、被張架部材４に取り付けられている。

　次に、図１２を参照して、骨格部材５の車輪径方向外側に三次元繊維からなる接地部材９を取り付けた。

　次に、図２５を参照して、側面部材３１０としてアルミニウム製の円形で、直径２００ｍｍ、厚み１ｍｍ、中央部に直径が１２０ｍｍの貫通孔を有する部材を準備した。なお、貫通孔は片側へ９０°に折り曲げられた屈曲部３１０ａを有している。図１３を参照して、ハブに、側面部材３１０を車体方向側から取り付け、ねじでハブに固定した。側面部材３１０とハブ固定材３８ａとを、ボルトからなる調整部材１１を用いて連結した。

　次に、図１４を参照して、ハブの内部に車軸用ボックス１２を挿入した。
　作製された車輪は、直径が２７０ｍｍ、車輪幅が１６５ｍｍ、重さが３６３０ｇであった。車輪の弾性は、調整部材１１を回転することにより調整できる。以下、車輪作製時の車輪弾性を初期弾性とも記し、調整部材１１を回して弾性を大きくした場合の車輪弾性を高弾性とも記す。

　＜走行試験＞
　図２６に示す走行試験機１６を用いて、車輪の走行試験を行った。走行試験機１３は、タイヤ重量調整用バランサ１７と、キャリッジ１８、パラレルリンク１９、回転軸２０とを有し、回転軸２０に車輪１が取り付けられる。地盤２１は鋼体地盤であった。この時、車輪に負荷される荷重は、パラレルリンク１９および回転軸２０の合計重量５４６０ｇ（以下、デフォルト荷重とも記す）であった。車両に負荷される荷重は、タイヤ重量調整用バランサ１７により調節することができる。

　車輪弾性を初期弾性または高弾性とし、車輪に負荷される荷重をデフォルト荷重または１００００ｇとした時について、車輪の走行速度および地盤上に設置されたねじを踏みつけた時の走行への影響を調べた。結果を表１に示す。

　＜評価結果＞
　実施例１～実施例４のいずれにおいても、走行速度は１３０ｍｍ／ｓ付近であり、条件による走行速度変化はなかった。

　実施例１～実施例４のいずれにおいても、荷重の変化に伴う車輪形状の大きな変化はなかった。

　実施例１～実施例４のいずれにおいても、ねじの踏みつけに伴う車輪走行への影響はなかった。

　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本発明の車輪は、不整地走行用車両、乗用車、原動機付自転車、小型四輪ローバなどの様々な車両の車輪として用いることができる。

　１　車輪、２，３２　ハブ、３ａ，３ｂ，３３ａ，３３ｂ　フランジ、３ｃ　第２の貫通孔、３ｄ，３ｅ，３ｆ　溝、４　被張架部材、５　骨格部材、５ａ　第１部材、５ｂ　第２部材、６　弾性部材、７　被張架部材固定部、８ａ，８ｂ，３８ａ，３８ｂ　ハブ固定材、８ｃ　貫通孔、９　接地部材、１０，３１０　側面部材、３１０ａ　屈曲部、１１　調整部材、１２　車軸用ボックス、１３　固定部材、１４　ハブ接続部、１５　側面部材固定部材、１６　走行試験機、１７　タイヤ重量調整用バランサ、１８　キャリッジ、１９　パラレルリンク、２０　回転軸、２１　地盤。

Claims

　車両の車軸に取り付けられる車輪であって、
　ハブと、
　前記ハブの少なくとも２箇所に設けられたフランジと、
　前記フランジ間に張架された被張架部材と、
　前記被張架部材の車輪径方向外側に設けられた骨格部材とを備える、
　車輪。
　前記被張架部材は二次元繊維よりなる、請求項１に記載の車輪。
　前記フランジ間の距離は、前記骨格部材の車輪幅方向の長さよりも長い、
　請求項１または請求項２に記載の車輪。
　前記車輪は、前記ハブと前記被張架部材との間に設けられた弾性部材をさらに備えた、
　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の車輪。
　前記弾性部材は三次元繊維よりなる、請求項４に記載の車輪。
　前記骨格部材は複数の骨格部材片を含み、
　前記複数の骨格部材片の各々は、前記被張架部材に固定された第１部材と、前記第１部材の車輪径方向外側に取り付けられた第２部材とを含む、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の車輪。
　前記第２部材の車輪径方向外側表面は、車輪軸を法線とする断面で見た場合に弧状の断面形状を有する、請求項６に記載の車輪。
　前記車輪は、前記フランジに対して前記被張架部材を固定する被張架部材固定部をさらに備え、
　前記被張架部材固定部は前記フランジに対して着脱可能である、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の車輪。
　前記車輪は、前記フランジに対して前記ハブの端部側に設けられたハブ固定材をさらに備え、
　前記ハブ固定材の径は、前記フランジの径よりも大きく、
　前記ハブ固定材は、前記フランジに接続される、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の車輪。
　前記車輪は、前記ハブ固定材に対して前記ハブの端部側に設けられた側面部材をさらに備え、
　前記側面部材は、前記ハブ固定材と調整部材を介して連結され、
　前記フランジおよび前記ハブ固定材は、前記調整部材に沿って前記車輪幅方向に移動可能である、請求項９に記載の車輪。
　前記車輪は、前記骨格部材の車輪径方向外側に配置された接地部材をさらに備えた、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の車輪。
　前記接地部材は、三次元繊維よりなる、請求項１１に記載の車輪。