(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤ内圧の低下、消失等のおそれがなく、タイヤの剛性を簡易に調整できる非空気入りタイヤを提供する。【解決手段】リム2の外側にその円周方向に沿って間隔を空けて配置され、当該リム2の幅方向Wに延在する複数のセグメント7をリム2に連結する複数のリンク機構3を備え、このリンク機構3は、リム2の幅方向Wに配置した２つのリンクL1,L2を有し、当該リンクL1,L2を、リム2に対してその幅方向Wに揺動可能に連結される第一リンク部材3aと、セグメント7をその幅方向Wに揺動可能に連結する第二リンク部材3bと、第一リンク部材3aと第二リンク部材3bとをリム2の幅方向Wに揺動可能に連結する連結部C2とで構成し、この連結部C2の相互間を、変形及び復元の可能な弾性手段4で連結すると共に、セグメント7をそれぞれ、トレッドリング6で保持する。【選択図】図２
2010042722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リム状部材の外側にその円周方向に沿って間隔を空けて配置され、当該リム状部材の幅方向に延在する複数のセグメントをそれぞれ、前記リム状部材に連結する複数のリンク機構を備え、
このリンク機構は、リム状部材の幅方向に間隔を空けて配置した２つのリンクを有し、
当該リンクを、リム状部材に揺動可能に連結される第一リンク部材と、セグメントを揺動可能に連結する第二リンク部材と、第一リンク部材と第二リンク部材とを揺動可能に連結する節部とで構成し、
この節部の相互間を、変形及び復元の可能な弾性手段を連結すると共に、当該リンクをそれぞれ、リム状部材の赤道線に対して対称な形状となるようにし、
前記セグメントをそれぞれ、無終端状の接地部材で保持してなり、
第一リンク部材とリム状部材との間に形成される角度のうち、第一リンク部材がリム状部材の幅方向に対して形成する鋭角側の角度を、３０度以上６０度以下の範囲に設定したことを特徴とする非空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１において、前記弾性手段を、圧縮変形させた状態又は引っ張り変形させた状態で組み付けてなることを特徴とする非空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、変形及び復元の可能な弾性手段で関連付けられたリンク機構によって付与することの可能な非空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【特許文献１】特開平６−２９３２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明である、非空気入りタイヤは、リム状部材の外側にその円周方向に沿って間隔を空けて配置され、当該リム状部材の幅方向に延在する複数のセグメントをそれぞれ、前記リム状部材に連結する複数のリンク機構を備え、
このリンク機構は、リム状部材の幅方向に間隔を空けて配置した２つのリンクを有し、
当該リンクを、リム状部材に揺動可能に連結される第一リンク部材と、セグメントを揺動可能に連結する第二リンク部材と、第一リンク部材と第二リンク部材とを揺動可能に連結する節部とで構成し、
この節部の相互間を、変形及び復元の可能な弾性手段を連結すると共に、当該リンクをそれぞれ、タイヤ赤道線に対して対称な形状となるようにし、
前記セグメントをそれぞれ、無終端状の接地部材で保持してなり、
第一リンク部材とリム状部材との間で形成される角度のうち、第一リンク部材がリム状部材の幅方向に対して形成する鋭角側の角度を、３０度以上６０度以下の範囲に設定したことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、本発明において、「第一リンク部材がリム状部材の幅方向に対して形成する鋭角側の角度を設定する」とは、タイヤに対して外界から荷重を加えない無負荷状態で角度を設定することをいう。また、「第一リンク部材をリム状部材に対して揺動可能に連結する」とは、第一リンク部材が、リム状部材に対し連結される一端を有し当該一端を基点に少なくとも一方向（例えば、幅方向）に揺動可能であればよいことを意味する。また、第一リンク部材とリム状部材とは、直接的に連結しても、他の部材を介して間接的に連結してもよい。
【０００９】
この場合、少なくとも幅方向の揺動を許容する場合には、リム状部材に対して第一リンク部材を、ピン等を用いて回転可能に軸支する等があるが、円周方向の揺動等を許容する際には、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。
【００１０】
また本発明において、「セグメントを第二リンク部材で揺動可能に連結する」とは、第二リンク部材が、セグメントに対し連結される一端を有し当該一端を基点に少なくとも一方向（例えば、幅方向）に揺動可能であればよいことを意味する。また、第二リンク部材及びセグメントも、直接的に連結しても、他の部材を介して間接的に連結してもよい。
【００１１】
この場合も、少なくとも幅方向の揺動を許容する場合には、第二リンク部材に対してセグメントを、ピン等を用いて回転可能に軸支する等があるが、円周方向の揺動等を許容する際には、上述したように、自在継手を採用することが好ましい。
【００１２】
また本発明において、「第一リンク部材と第二リンク部材とを節部で揺動可能に連結する」とは、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少なくとも一方向（例えば、幅方向）に揺動可能であればよいことを意味する。
【００１３】
このため、第一リンク部材と第二リンク部材との連結は、少なくとも回転可能に軸支等をすればよいため、ピン等を用いて回転可能に軸支する等があるが、上述したように、自在継手を採用してもよい。
【００１４】
また、本発明に係る弾性手段としては、例えば、ゴム弾性体に代表される材質的な弾性力を発揮するもの、コイルスプリングに代表される機械的な弾性力を発揮するもの、又は、ゴム弾性体を繊維補強したもの或いは空気ばねのように材質的及び機械的な弾性力を複合的に発揮するものが挙げられる。
【００１５】
更に、本発明に係るリンク機構には、リム状部材の幅方向に捩りばね部材を延在させ、当該捩りばね部材にリンクの節部それぞれを連結することで、当該リンク機構がリム状部材の幅方向に移動するのに対して反力を与える構成のものも、本発明の技術的範囲に含まれることは勿論である。
【００１６】
なお、本発明において、「円周」、「幅」及び「半径」とは、「前後」、「左右」及び「上下」に置き換えることができ、また、リム状部材の「円周」、「幅」及び「半径」は勿論、タイヤや後述する無終端状の接地部材について使用される場合も同義である。また、「赤道線」とは、リム状部材の幅方向中心を当該リム状部材の円周方向に沿って周回する線を意味し、タイヤや後述する無終端状の接地部材について使用される場合も同義である。
【００１７】
また、本発明にあっては、リンクの節部が第一リンク部材とリム状部材との連結部及び第二リンク部材とセグメントとの連結部よりも幅方向内側に配置される場合には、弾性手段を圧縮又は伸張させない自然長の状態（定常状態）よりも圧縮した状態で、また、リンクの節部が第一リンク部材とリム状部材との連結部及び第二リンク部材とセグメントとの連結部よりも幅方向外側に配置される場合には、弾性手段を上記定常状態よりも伸張した状態で組み付けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、リム状部材の外側にその円周方向に沿って間隔を空けて複数のリンク機構を配置し、当該リンク機構の上部に設けられたセグメントがそれぞれ、無終端状の接地部材を保持することにより、加圧空気その他気体の充填が不要となるので、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。
【００１９】
また、リム状部材の周りに複数のセグメントを配置したことで、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圧接力（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。
【００２０】
また、本発明にあっては、かかるリンク機構をそれぞれ、リム状部材の幅方向に間隔を空けて配置した２つのリンクを有し、当該リンクを、リム状部材に揺動可能に連結される第一リンク部材と、セグメントを揺動可能に連結する第二リンク部材と、第一リンク部材と第二リンク部材とを揺動可能に連結する節部とで構成し、この節部の相互間を、変形及び復元の可能な弾性手段を連結すると共に、当該リンクをそれぞれ、タイヤ赤道線に対して対称な形状となるよう構成したことから、車種や用途等に応じて弾性手段を適宜調整・交換することにより、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設定することができる。
【００２１】
即ち、かかる構成のリンク機構によれば、リンク機構の一部として弾性手段を用いることで、タイヤに所要に応じた大きさの上下剛性、前後剛性及び横剛性のそれぞれを、相互に独立させて簡易に付与できて、乗心地や操縦性に優れた非空気入りタイヤを提供することができる。
【００２２】
ところで、かかる構成のリンク機構において、第一リンク部材とリム状部材との間に形成される角度のうち、第一リンク部材がリム状部材の幅方向に対して形成する鋭角側の角度θwが大きな角度（例えば、θw＞６０°）で立ち上がった状態に設定されると、接地面から受ける入力に対して幅（車軸）方向に変位（スライド）しすぎてしまうといった現象が起きる。
【００２３】
こうした角度が大きいと、接地部材がリム状部材に対して横方向に移動すると、その上下方向（高さ方向）の移動量が小さくなるため、無終端トレッドによるリンクの動きの拘束が不十分な状態でリンクが立ち上がり（９０度を超える）、必要な横力を発生する前に、リンクが横方向のいずれか一方に倒れてしまうという問題を生じさせる。
【００２４】
このため、本発明では、第一リンク部材とリム状部材との間の関係を以下のとおりに設定する。即ち、第一リンク部材とリム状部材との間に形成される角度のうち、第一リンク部材がリム状部材の幅方向に対して形成する鋭角側の角度を、３０度以上６０度以下の範囲に設定する。
【００２５】
かかる構成によれば、接地部材がリム状部材に対して横方向に移動するときに許容される移動量と、上下方向（高さ方向）に移動するときに許容される移動量とが大きくなるため、タイヤとしての横剛性が向上する。従って、本発明によれば、優れたコーナリング性能を発揮させることができる。
【００２６】
また、本発明にあっては、リンクの節部が第一リンク部材とリム状部材との連結部及び第二リンク部材とセグメントとの連結部よりも幅方向内側に配置される場合には、弾性手段を圧縮又は伸張させない自然長の状態（定常状態）よりも圧縮した状態で、また、リンクの節部が第一リンク部材とリム状部材との連結部及び第二リンク部材とセグメントとの連結部よりも幅方向外側に配置される場合には、弾性手段を上記定常状態よりも伸張した状態で組み付けることが好ましい。
【００２７】
この場合、各リンク機構のセグメントが無端状の接地部材を上向きに押し付ける力は、弾性手段を定常状態で組み付けたときに比べて大きくなる。このため、リンク機構に装着された接地部材の径は、弾性手段を定常状態で組み付けた場合に比べて拡張される。なお、本明細書中において、「無終端」とは、環状形又は円筒形のように、その両端が繋がって、内側に閉じられた空間を形成する形状を言うものとする。
【００２８】
即ち、無終端状の接地部材をセグメントに固定すると共に、弾性手段を圧縮した状態又は伸張した状態で組み付ければ、リム状部材の周りに配置された各セグメントの前後（円周）方向の動きは、無終端状の接地部材によって、より強固に規制される。かかる構成を採用すれば、無終端状の接地部材によるリンクの拘束がより確実になり、弾性手段による付勢力（弾性力）に抗して、第一リンク部材が立ち上がった状態となることなく、所望の角度範囲内に維持することができる。
【００２９】
また、各セグメントの相互間の隙間部分（セグメントの存在しない部分）では、セグメントの存在する部分に比べて、トレッドの円周方向における曲げ剛性が小さくなるが、かかる構成を採用すれば、セグメントの隙間部分にも張力が与えられる。これにより、セグメントの存在しない部分も併せたトレッドの円周方向における曲げ剛性が増加することで、接地圧分布が更に均一なものとなることから、ロードノイズの抑制が図れる等、乗心地の改善に更に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
図１は、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の基本構成を模式的に示す斜視図である。また、図２(a),(b)はそれぞれ、図１のＡ−Ａ断面を模式的に示す図と、後述するセグメント７をその下面側から示す斜視図である。
【００３２】
符号２は、図１に示すように、図示せぬ車軸（回転軸）に連結される円筒形のリム状部材（以下、「リム」という。）である。リム２は、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。
【００３３】
リム２の外周側には、その円周方向Ｓに沿って間隔を空けて複数のリンク機構３が設けられている。リンク機構３は、図２(a)に示すように、リム２の幅方向Ｗに沿って間隔を空けて配置される２つのリンクＬ1,Ｌ2を有し、その節Ｃ2を弾性手段４で連結している。
【００３４】
リンクＬ1は、同図に示すように、リム２の外側壁２ａに自在継手である連結部Ｃ1を介して連結される一端部を有し当該一端部の連結部Ｃ1を基点に揺動可能な第一リンク部材３ａと、この第一リンク部材３ａの他端部に対して節としての連結部Ｃ2を介して連結される一端部を有し連結部Ｃ2を基点に揺動可能な第二リンク部材３ｂ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。
【００３５】
リンクＬ2も、同様に、リム２に連結部Ｃ1を介して連結される第一リンク部材３ａと、この第一リンク部材３ａに対して節としての連結部Ｃ2を介して揺動可能に連結される第二リンク部材３ｂ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。
【００３６】
連結部Ｃ1は、少なくとも第一リンク部材３ａがリム２に対して少なくとも一方向（例えば、幅方向Ｗ）に揺動できれば、如何なる構成であってもよい。なお、本形態に係る連結部Ｃ1は、リム２の外側壁２ａに対して第一リンク部材３ａを円周方向Ｓに揺動可能に連結すると共に、当該第一リンク部材３ａを幅方向Ｗに揺動可能に連結する自在継手である。
【００３７】
連結部Ｃ2は、例えば、第一リンク部材３ａと第二リンク部材３ｂとをピン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３ａと第二リンク部材３ｂとを幅方向Ｗに揺動させる方向である。なお、連結部Ｃ2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、ピン等で軸支するのに替えて、自在継手を採用してもよい。即ち、連結部Ｃ2は、第一リンク部材３ａ及び第二リンク部材３ｂが少なくとも一方向（例えば、幅方向Ｗ）に揺動できればよい。
【００３８】
弾性手段４は、リンクＬ1,Ｌ2の動きに応じて連結部Ｃ2の相互間でリム２の幅方向Ｗに沿って圧縮及び伸長する。これにより、タイヤ１の円周方向（前後方向）Ｓ、幅方向（左右方向）Ｗ及び半径方向（上下方向）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。
【００３９】
また、弾性手段４には、例えば、ゴム弾性体に代表される材質的な弾性力を発揮するもの、コイルスプリングに代表される機械的な弾性力を発揮するもの、又は、ゴム弾性体を繊維補強したもの或いは空気ばねのように材質的及び機械的な弾性力を複合的に発揮するものが挙げられる。
【００４０】
符号６は、図１に示すように、リンク機構３の外側に装着される無終端状のトレッドリング（接地部材）である。トレッドリング６は、ゴム等の弾性材料からなり、図２(a)に示すように、その裏面に補強層ＲＬが設けられている。
【００４１】
なお、本発明にて、「無終端」とは、環状形又は円筒形のように、その両端が繋がって、内側に閉じられた空間を形成する形状をいう。また、補強層ＲＬは、トレッドリング６の内部に配置することもできる。更に、トレッドリング６は、クラウン部のみからなる平面的な形状であるが、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。
【００４２】
符号７は、トレッドリング６の裏面に、リンク機構３の第二リンク部材３ｂを連結するためのセグメントである。セグメント７は、図２(b)に示すように、幅方向Ｗに延在し、その踏み面（トレッドリング６との結合面）７ｆが平坦な平板状の２つのプレート部材７ａからなる。
【００４３】
プレート部材７ａには、様々な形状のものを採用できるが、本形態にあっては、山形鋼状のものを採用している。また、プレート部材７ａ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いる。
【００４４】
プレート部材７ａにはそれぞれ、図２(b)に示すように、円周方向Ｓに沿って間隔ΔＸ1を空けて２つのブラケット部７ｂが接合されている。ブラケット部７ｂ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いる。なお、符号Ｂは、後述のシャフト３ｃを回転可能に保持する軸受である。
【００４５】
シャフト３ｃは、幅方向Ｗに沿って延在し、第二リンク部材３ｂとセグメント７（プレート部材７ａ）とを揺動可能に連結する連結部Ｃ3として機能する。シャフト３ｃは、その両端がそれぞれ軸受Ｂに回転可能に連結されている。また、シャフト３ｃには、第二リンク部材３ｂの他端がそれぞれ、ピン等を用いて幅方向Ｗに沿って揺動可能に連結されている。これにより、セグメント７は、第二リンク部材３ｂに対して、円周方向Ｓに揺動すると共に幅方向Ｗに揺動する。
【００４６】
なお、連結部Ｃ3は、セグメント７が少なくとも第二リンク部材３ｂに対して少なくとも一方向（例えば、幅方向Ｗ）に揺動すればよいことから、シャフト３ｃを設けることなく、連結部Ｃ1と同様、自在継手としてもよい。また、第二リンク部材３ｂは、サイドウォール側に位置する２つのブラケット部７ｂそれぞれに直結させる構成とすることも可能である。
【００４７】
即ち、本形態のリンク機構３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４及びセグメント７で構成される。
【００４８】
リンク機構３はそれぞれ、弾性手段４によって径方向Ｒに沿って外向きに伸長するように付勢されている。これにより、各リンク機構３を径方向Ｒに沿って内向きに圧縮させようとすると、当該リンク機構３はそれぞれ、弾性手段４の弾性力（復元力）によって、径方向Ｒに沿って外向きに伸長しようとする。即ち、リンク機構３は、リム２上において、弾性手段４の弾性力によって、その外観形状を一定の状態に維持される。
【００４９】
本形態では、リンク機構３の弾性手段４を圧縮させた状態でトレッドリング６を装着することで、所謂タガ効果を持たせている。また、セグメント７にトレッドリング６を固定するにあたっては、接着等の様々な方法を採用できるが、本形態では、固定具Ｆを用いてセグメント７に対してプレート部材７ａを圧着させている。固定具Ｆとしては、例えば、六角レンチ（六角棒スパナ）を使用する六角レンチ用の穴付きボルトＦ1及びナットＦ2を利用している。
【００５０】
また、セグメント７にトレッドリング６を固定するにあたっては、隣り合うセグメント７が円周方向Ｓに沿って少許の間隔を形成するように、プレート部材７ａの大きさ、又は、リンク機構３の配置を決定する。
【００５１】
これにより、リンク機構３はそれぞれ、各セグメント７により、トレッドリング６を円周方向Ｓ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。
【００５２】
タイヤ１は、例えば、図３(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とトレッドリング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はそれぞれ連結部Ｃ2を基点に互いに接近するように屈曲し、弾性手段４を幅方向Ｗに圧縮変形させる。
【００５３】
この弾性手段４の圧縮変形は、同時に、リンクＬ1,Ｌ2を離間させる反力を節Ｃ2に作用させる。即ち、リンク機構３はそれぞれ、弾性手段４の存在により、リム２とトレッドリング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Ｒにおける剛性）を生じさせることができる。
【００５４】
また、図３(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とトレッドリング６とが円周方向Ｓに沿って相対変位すると、リンク機構３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４に引張り変形を生じさせる。
【００５５】
この弾性手段４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連結部Ｃ2に作用させる。即ち、リンク機構３はそれぞれ、弾性手段４の存在により、リム２とトレッドリング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Ｓにおける剛性）を生じさせることができる。
【００５６】
また、図３(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とトレッドリング６とが幅方向Ｗに相対変位すると、リンク機構３全体が揺動変位することで、直接的にはリンクＬ1,Ｌ2が連結部Ｃ1及び節Ｃ2を基点に揺動変位することで、弾性手段４に引張り変形を生じさせる。
【００５７】
この弾性手段４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連結部Ｃ2に作用させる。即ち、リンク機構３はそれぞれ、弾性手段４の存在により、リム２とトレッドリング６とが幅方向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。
【００５８】
なお、上述したところでは、リム２とトレッドリング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、上述のタイヤ１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。
【００５９】
即ち、図１〜３に示すタイヤ１によれば、リム２の外側にその円周方向Ｓに沿って間隔を空けて複数のリンク機構３を配置し、当該リンク機構３の上部に設けられたセグメント７がそれぞれ、無終端状のトレッドリング６を保持することにより、加圧空気その他気体の充填が不要となるので、タイヤ１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。
【００６０】
また、リム２の周りに複数のセグメント７を配置したことで、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３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圧接力（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。
【００６１】
また、従来から提案されているタイヤの多くは、上下方向、前後方向及び横方向の個々に対して最適な剛性特性とはなっていなかったのに対し、図１〜３に示すタイヤ１は、かかるリンク機構３をそれぞれ、リム２の幅方向Ｗに間隔を空けて配置した２つのリンクＬ1,Ｌ2を有し、当該リンクＬ1,Ｌ2を、リム２に対して少なくともその幅方向Ｗに揺動可能に連結される第一リンク部材３ａと、セグメント７を少なくともその幅Ｗ方向に揺動可能に連結する第二リンク部材３ｂと、第一リンク部材３ａと第二リンク部材３ｂとをリム２の幅方向Ｗに揺動可能に連結する連結部Ｃ2とで構成し、この連結部Ｃ2の相互間を、変形及び復元の可能な弾性手段４を連結すると共に、当該リンクＬ1,Ｌ2をそれぞれ、タイヤ赤道線Ｌeに対して対称な形状となるよう構成したことから、車種や用途等に応じて弾性手段４を適宜調整・交換することにより、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設定することができる。
【００６２】
即ち、かかる構成のリンク機構３によれば、リンク機構３の一部として弾性手段４を用いることで、タイヤ１に所要に応じた大きさの上下剛性、前後剛性及び横剛性のそれぞれを、相互に独立させて簡易に付与できて、乗心地や操縦性に優れた非空気入りタイヤを提供することができる。
【００６３】
また、タイヤ１には、その変形例として、リンク機構３に、図４〜７に例示する如く、捩りばねとしてのトーションバー８，９を設けることができる。
【００６４】
本形態に係る弾性手段４は、スプリングであって、リンク部材３ａ又は３ｂに固定される台座部材２０によって、リンクＬ1の連結部Ｃ2とリンクＬ2の連結部Ｃ2との間に配置されている。
【００６５】
トーションバー８は、図４(a)等に示すように、幅方向Ｗに沿って延在し、その両端8a,8bをリム２の外側壁２ａ（図１等参照）に対して回転不能に固定することもできるが、好適には、トーションバー８ａ,８ｂの捩り部を大きく確保するため、トーションバー８ａ,８ｂの中央部（即ち、トーションバー８の真ん中）をリム２に対して回転不能に対して固定する。また、トーションバー８の端部８ａ,８ｂの内側付近には、リンクＬ1及びリンクＬ2がそれぞれ、連結部Ｃ1を介して幅方向Ｗに沿って揺動可能に連結されている。これにより、トーションバー８は、リム２に対し、リンクＬ1における連結部Ｃ1を中心とした円周方向Ｓへの捩れに対する捩りばねと、リンクＬ2における連結部Ｃ1を中心とした円周方向Ｓへの捩れに対する捩りばねとして機能する。
【００６６】
一方、トーションバー９も、図４(a)等に示すように、幅方向Ｗに沿って延在する。トーションバー９は、その中央部（即ち、トーションバー９の真ん中）をリム２に対して回転不能に対して固定することも可能であるが、好適には、本形態のように、トーションバー９の両端９ａ,９ｂをリム２の外側壁２ａに対して回転可能とする。但し、トーションバー９の捩り機能が確保されるのであれば、回転不能に固定することを否定するものではない。また、トーションバー９の端部９ａ,９ｂの内側付近はそれぞれ、図４(ｂ) 等に示すように、モーメントアーム１０の一端部１０ａが一体に固定されている。
【００６７】
モーメントアーム１０の他端部１０ｂには、連結部Ｃ4を介してコネクティングロッド１１が連結されている。連結部Ｃ4は、少なくとも、コネクティングロッド１１の一端部１１ａがモーメントアーム１０の軸線周りを回転（幅方向Ｗに沿って揺動）することを許容すると共に、モーメントアーム１０の他端部１０ｂを中心として円周方向Ｓに揺動することを許容する。
【００６８】
本形態では、モーメントアーム１０の他端部１０ｂをピン状に構成し、この他端部１０ｂをスリーブ部材１２の内側で回転可能に保持すると共に、このスリーブ部材１２をコネクティングロッド１１の一端部１１ａに形成した貫通孔の内側で幅方向Ｗに沿った軸線周りに回転可能に保持して連結部Ｃ4を構成する。
【００６９】
また、コネクティングロッド１１の他端部１１ｂは、台座部材２０を介してリンクＬ1(Ｌ2)の連結部Ｃ2に連結されている。
【００７０】
台座部材２０は、弾性手段４の一端部を保持する座面部２１と、この座面部２１を保持する座面保持部２２を有し、この座面保持部２２には、連結部Ｃ2に形成された図示せぬ凹部（貫通孔を含む）に対して回転可能に差し込まれるヒンジピン部２３と、コネクティングロッド１１の一端部１１ｂ に設けた連結部Ｃ5に差し込まれるヒンジピン部２４とが一体に設けられている。
【００７１】
詳細には、コネクティングロッド１１の一端部１１ａと同様、コネクティングロッド１１の一端部１１ｂに貫通孔を形成し、この貫通孔の内側でスリーブ１３を幅方向Ｗに沿った軸線周りに回転可能に保持すると共に、このスリーブ１３の内側で台座部材２０のヒンジピン部２４を回転可能に保持して連結部Ｃ5を構成する。
【００７２】
これにより、トーションバー９は、モーメントアーム１０を介してコネクティングロッド１１から台座部材２０を経てリンクＬ1,Ｌ2の連結部Ｃ2に一体的に繋がることで、リンクＬ1, Ｌ2の幅方向Ｗへの変位に対する捩りばねとして機能する。
【００７３】
クロスバー１４は、図４等に示すように、幅方向Ｗに沿って延在し、リンクＬ1及びリンクＬ2がそれぞれ、連結部Ｃ3によって幅方向Ｗに揺動可能に連結されている。また、クロスバー１４の両端１４ａ,１４ｂには、セグメント（プレート部材７ａ）７がブラケット７ｂを介して回転可能又は回転不能に保持されている。即ち、クロスバー１４も、前述のシャフト３ｃと同様に機能する。
【００７４】
図４〜７に示す構成によれば、例えば、トレッドリング６がリム２に対して半径方向Ｒに沿って接近すると、図４(a)及び図５(a)に示すように、弾性手段４の長さがｌ1からｌ2に圧縮されることにより、その圧縮変形に伴う復元力を生じさせる。
【００７５】
即ち、同構成によれば、先の形態と同様、トレッドリング６がリム２に対して半径方向Ｒに沿って接近又は離脱すると、弾性手段４の圧縮又は伸張により、所要の上下剛性を付与することができる。
【００７６】
また、同構成によれば、例えば、リンク機構３が図６(b)に示すに示すように、リム２に対して円周方向Ｓに沿って傾倒すると、トーションバー８がその軸線周りに捩れることにより、その捩れ変形に伴う復元力を生じさせる。
【００７７】
即ち、同構成によれば、他の形態と同様、リンク機構３がリム２に対して円周方向Ｓに沿って傾倒すると、トーションバー８の捩れ変形に伴う復元力により、所要の前後剛性を付与することができる。
【００７８】
更に、同構成によれば、トレッドリング６がリム２に対して幅方向Ｗに沿って左右に変位したときの横剛性についても更に有効である。
【００７９】
例えば、リンク機構３がリム２に対して図７(a) の矢印に示す方向に、幅方向Ｗに沿って変位すると、これに伴いリンクＬ1の連結部Ｃ2とリンクＬ1の連結部Ｃ2との間には、図７(b)の符号θSで示すような半径方向Ｒに沿った高さ変化が生じる。
【００８０】
これにより、図７(a)に示すように、トーションバー９には、弾性手段４、モーメントアーム１０及びコネクティングロッド１１を通して捩れが生じると共に、その捩れ変形に伴う復元力が生じる。
【００８１】
即ち、同構成によれば、トーションバー９の捩れ変形に伴う復元力により、横剛性を更に高めることができる。
【００８２】
従って、同構成の如く、連結部Ｃ2を弾性手段４で連結すると共に、トーションバー８，９を付加した場合、弾性手段４のみの場合と比べて、前後剛性および横剛性を更に確実に生じさせることができると共に、夫々を独立に制御することができる。
【００８３】
図８は、本発明に係るリンク機構３の更に他の形態をその上部（接地面）側から示す斜視図である。なお、他の形態と同一部分は、同一符号をもって、その説明を省略する。
【００８４】
本形態では、リンクＬ2側の台座部材２０を構成する座面部２１と座面保持部２２とを別体に設け、座面保持部２２を、ヒンジピン部２３を有するヒンジピン部材として機能させる。このため、本形態では、座面部２１をガイドシャフト２５に一体に形成すると共に、座面保持部２２の内側に、この座面保持部２２を貫通するめねじを形成する一方、ガイドシャフト２５の一端部２５ａにおねじを形成し、このガイドシャフト２５の一端部２５ａがリンクＬ2側の座面保持部２２にねじ付けられている。これにより、ガイドシャフト２５を回転させれば、このガイドシャフト２５は、座面部２１と共に、リンクＬ2側の座面保持部２２を基点に進退することができる。
【００８５】
これに対し、リンクＬ1側の台座部材２０は、座面部２１と座面保持部２２とが一体に設けられ、この台座部材２０には、ガイドシャフト２５の他端部２５ｂをスライド可能に保持する貫通孔が形成されている。これにより、ガイドシャフト２５を回転させれば、このガイドシャフト２５が台座部材２０と干渉することなく、リンクＬ2側の座面部２１も、図９(a),(b)に示すように、ガイドシャフト２５の進退に追従して、リンクＬ1側の台座部材２０に対して進退する。
【００８６】
即ち、リンクＬ1側の台座部材２０とリンクＬ2側の台座保持部２２との間に掛け渡されたガイドシャフト２５を一方の方向に回転させれば、２つの座面部２１を幅方向Ｗに沿って互いに接近させることができ、また、ガイドシャフト２５を逆回転させても、２つの座面部２１を幅方向Ｗに沿って互いに遠離させることができる。
【００８７】
これにより、リム２の周りにトレッドリング６を装着した状態のままでも、ガイドシャフト２５を回転させるだけで、その回転方向に応じて、弾性手段４を圧縮状態又は伸長状態に自由に調整することができる。即ち、リム２の周りにトレッドリング６を装着した状態のままでも、ガイドシャフト２５を回転させるだけの簡単な操作で、所望のタガ効果を付与させることができる。
【００８８】
ところで、かかる構成のリンク機構３において、タイヤ１に対して外界から荷重を加えない無負荷状態で、第一リンク部材３ａとリム２との間に形成される角度のうち、第一リンク部材３ａがリム２の幅方向Ｗに対して形成する鋭角側の角度θwが大きな角度（例えば、θW＞６０°）で立ち上がった状態に設定されると、横力がかかった状態の図１０に示すように、接地面から受ける荷重Ｆyに対して、リンク機構３全体をトレッドリング６と共に、矢印Ｄxで示すように、幅方向Ｗに変位（スライド）させるといった現象が起きる。
【００８９】
このように角度が大きいと、トレッドリング６がリム２に対して横方向Ｗに移動すると、その上下方向（高さ方向）Ｒの移動量が小さくなるため、トレッドリング６によるリンクＬ1,Ｌ2の動きの拘束が不十分な状態でリンクＬ1又はリンクＬ2が立ち上がり、必要な横力を発生する前に、リンクが横方向のいずれか一方に倒れてしまうという問題を生じさせる。
【００９０】
特に、この場合、一方のリンクＬ2が、図１０の領域Ａで示すように、リム２に対してほぼ垂直（９０度）に近い位置まで立ち上がると、リンクＬ1,Ｌ2の変位に対して弾性手段４に荷重がかかり難くなるため、トレッドリング６に加わる付加によっては、リンク機構３全体が倒れ易くなることも考慮される。
【００９１】
このため、本発明では、第一リンク部材３ａとリム２との間の関係を以下のとおりに設定する。即ち、第一リンク部材３ａとリム２との間に形成される角度のうち、第一リンク部材３ａがリム２の幅方向Ｗにて形成する鋭角側の角度θwを、３０度以上から６０度以下の範囲（３０°≦θw≦６０°）に設定する。
【００９２】
かかる構成によれば、トレッド部材６がリム２に対して横方向Ｗに移動するときに許容される移動量と、上下方向（高さ方向）Ｒに移動するときに許容される移動量とが大きくなるため、タイヤ１としての横剛性Ｗが向上する。従って、本発明によれば、優れたコーナリング性能を発揮させることができる。
【００９３】
また、上記各形態に係るリンク機構３はいずれも、リンクＬ1,Ｌ2の連結部Ｃ2を連結部Ｃ1及び連結部Ｃ3よりも幅方向Ｗ内側に配置することで、リンクＬ1,Ｌ2が外向きに屈曲する構成である。
【００９４】
かかる構成のリンク機構では、弾性手段４を圧縮又は伸張させない自然長Ｌoの状態（以下、「定常状態」という）よりも圧縮した状態（Ｌo−ΔＬ）で組み付ける。この場合、各リンク機構３のセグメント７がトレッドリング６を上向きに押し付ける力は、弾性手段４を定常状態で組み付けたときに比べて大きくなる。このため、リンク機構３に装着されたトレッドリング６の径は、弾性手段４を定常状態で組み付けた場合に比べて拡張される。
【００９５】
即ち、トレッドリング６をセグメント７に固定すると共に、弾性手段４を圧縮した状態で組み付ければ、リム２の周りに配置された各セグメント７の前後（円周）方向Ｒの動きは、トレッドリング６によって、より強固に規制される。かかる構成を採用すれば、トレッドリング６によるリンクの拘束がより確実になり、弾性手段４による付勢力（弾性力）に抗して、第一リンク部材３ａが立ち上がった状態となることなく、所望の角度範囲（３０°≦θw≦６０°）内に維持することができる。
【００９６】
また、各セグメント７の相互間の隙間部分（セグメント７の存在しない部分）では、セグメント７の存在する部分に比べて、トレッドリング６の前後方向における曲げ剛性が小さくなるが、かかる構成を採用すれば、セグメント７の隙間部分にも張力が与えられる。これにより、セグメント７の存在しない部分も併せたトレッドリング６の前後方向における曲げ剛性が増加することで、接地圧分布が更に均一なものとなることから、ロードノイズの抑制が図れる等、乗心地の改善に更に有効である。
【００９７】
なお、上述した効果は、リンクＬ1,Ｌ2の連結部Ｃ2が連結部Ｃ1及び連結部Ｃ3よりも幅方向Ｗ外側に配置されることで、リンクＬ1,Ｌ2が外向きに屈曲する構成の場合も、同様である。即ち、リンク機構３がリンクＬ1,Ｌ2を外向きに屈曲させた構成の場合には、弾性手段４を上記定常状態よりも伸張した状態で組み付ければ、上述したリンク機構３がリンクＬ1,Ｌ2を内向きに屈曲させた構成の場合と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００９８】
以下、サイズが２２５／５５ＺＲ１７のタイヤに相当し、図４〜７のリンク機構３を採用したメカニカルタイヤにて、ばね定数ｋ＝８７，１００（Ｎ／ｍ）のスプリング４を自然長で組み付けると共にトレッドリング６の内部に補強層を介在させないものを基本として、路面に対して横スライドさせたときの、実施例と比較例との試験結果を説明する。
【００９９】
実施例は、トレッドリング６を装着した初期状態において、左右それぞれの鋭角θwをθw＝５１．２(度)で設定したものである。また、比較例は、トレッドリング６を装着した初期状態において、左右それぞれの鋭角θwをθw＝７１．４(度)で設定したものである。
【０１００】
図１１(a)は、上記試験に係る比較例の、横（幅方向Ｗ）変位に対する高さ（半径方向Ｒ）変位を示す解析図である。また、図１１(b)は、同試験に係る実施例の、横（幅方向Ｗ）変位に対する高さ（半径方向Ｒ）変位を示す解析図である。
【０１０１】
同１１(a),(b)において、実線に示す形態は、トレッドリング６を装着した初期状態でのリンクＬ1,Ｌ2の形態である。また、点線及び一点鎖線に示す形態はそれぞれ、４０００Ｎのタイヤ荷重を付加した状態でトレッドリング６を横方向に１０ｍｍスライドさせたときのリンクＬ1,Ｌ2の形態と、同量のタイヤ荷重を付加した状態でトレッドリング６を横方向に２０ｍｍスライドさせたときのリンクＬ1,Ｌ2の形態である。
【０１０２】
また、下記の表１には、そのときの計測結果を示す。
【０１０３】
【表１】
2010042722.tif 000003
【０１０４】
図１１(a)と図１１(b)との比較からも明らかなように、実施例では、比較例よりもトレッドリング６の高さ変化を大きく確保できる。即ち、実施例によれば、路面での横方向の動きに対して比較例よりも大きなグリップ力を確保することができる。
【０１０５】
更に、図１２及び図１３は、比較例及び実施例をそれぞれ用いて、路面に対して垂直に４０００Ｎのタイヤ荷重をかけた状態から路面に対して横スライドさせたときの、前後方向の移動量に対する前後荷重（前後力Ｘ）及び横方向の移動量に対する横荷重（横力Ｙ）並びにタイヤ荷重（荷重Ｚ）の変化をそれぞれ計測した測定図である。
【０１０６】
比較例は、図１２の横力Ｙに示すように、荷重４０００Ｎを付加したときに横方向に力をかけたところ、最大８００Ｎ程度しか発生せず、その後は、そのまま低下してしまうという現象が起こる。これは、３６（km/h）で走行した場合、５０Ｒのコーナーを曲り切れないことを意味する。
【０１０７】
これに対し、実施例では、図１３の横力Ｙに示すように、３６(km/h)で５０Ｒのコーナーを走行した場合に確実に曲り切ることができる。
【０１０８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一形態であるメカニカルタイヤの基本構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】(a),(b)はそれぞれ、図１のＡ−Ａ断面を模式的に示す図と、同形態に係るセグメントをその下面側から示す斜視図である。
【図３】(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、同タイヤに発生する上下剛性を説明するスケルトン図、同タイヤに発生する前後剛性を説明するスケルトン図及び、同タイヤに発生する左右剛性を説明するスケルトン図である。
【図４】(a),(b)はそれぞれ、同タイヤに採用されるリンク機構の他の形態を無負荷の状態として模式的に示す要部正面図及び側面図である。
【図５】(a),(b)はそれぞれ、同リンク機構の直下に荷重を負荷したときの状態を模式的に示す要部正面図及び側面図である。
【図６】(a),(b)はそれぞれ、同リンク機構が傾倒したときの状態を模式的に示す要部正面図及び側面図である。
【図７】(a),(b)はそれぞれ、同リンク機構が横方向に移動したときの状態を模式的に示す要部正面図及び側面図である。
【図８】本発明に係るリンク機構の更に他の形態をその上部（接地面）側から示す要部斜視図である。
【図９】同リンク機構に係る台座を取り外した状態を弾性手段と共に示す斜視図及び、同台座を調整して弾性手段が圧縮した状態を示す要部斜視図である。
【図１０】本発明に係るタイヤが接地面から荷重を受けたとき、リンク機構全体がトレッドリングと共に幅方向に変位（スライド）した状態を示す要部正面図である。
【図１１】(a),(b)はそれぞれ、上記試験に係る、比較例及び実施例それぞれの、横（幅方向Ｗ）変位に対する高さ（半径方向Ｒ）変位を示す解析図である。
【図１２】比較例を用いて、路面に対して垂直に４０００Ｎのタイヤ荷重をかけた状態から路面に対して横スライドさせたときの、前後方向の移動量に対する前後荷重及び横方向の移動量に対する横荷重並びにタイヤ荷重の変化をそれぞれ計測した測定図である。
【図１３】実施例を用いて、路面に対して垂直に４０００Ｎのタイヤ荷重をかけた状態から路面に対して横スライドさせたときの、前後方向の移動量に対する前後荷重及び横方向の移動量に対する横荷重並びにタイヤ荷重の変化をそれぞれ計測した測定図である。
【符号の説明】
【０１１０】
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）
３    リンク機構
3a    第一リンク部材
3b    第二リンク部材
４     弾性手段
６    トレッドリング（接地部材）
７    セグメント
7a    プレート部材
7b    ブラケット（軸受台座）
８    トーションバー
8a,8b トーションバー端部
９    トーションバー
10    モーメントアーム
10a   モーメントアームの一端部
10b   モーメントアームの他端部
11    コネクティングロッド
11a   コネクティングロッドの一端部
11b   コネクティングロッドの他端部
13    スリーブ
14    クロスバー
14a   クロスバーの一端部
14b   クロスバーの他端部
20    台座部材
21    座面部
22    座面保持部
23    ヒンジピン部
24    ヒンジピン部
25    ガイドシャフト
C1    連結部
C2    連結部（節）
C3    連結部
C4    連結部
C5    連結部
L1,L2 リンク
【図１】
2010042722.tif 000004
【図２】
2010042722.tif 000005
【図３】
2010042722.tif 000006
【図４】
2010042722.tif 000007
【図５】
2010042722.tif 000008
【図６】
2010042722.tif 000009
【図７】
2010042722.tif 000010
【図８】
2010042722.tif 000011
【図９】
2010042722.tif 000012
【図１０】
2010042722.tif 000013
【図１１】
2010042722.tif 000014
【図１２】
2010042722.tif 000015
【図１３】
2010042722.tif 000016