(57)【要約】【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、互いに独立させた関係の下で簡易に所望の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】本発明のタイヤ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3とを有する非空気入りタイヤであって、リム2とリング3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L1(L2)をそれぞれ、リム2に継手C1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C2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C2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C3を介して揺動可能なセグメント6で一体に連結してなり、更に、当該セグメント6を弾性リング3に接合する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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たことを特徴とする非空気入りタイヤ。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項４】
前記セグメントは、複数のプレート部材を円周方向に沿って間隔を空けて配置してなる請求項２又は３に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項５】
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縦置きした状態で接合されてなる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記プレート部材は、幅方向両端に補強プレートを備える請求項２乃至５のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記ブラケット部の外面に、前記プレート部材又は前記弾性リングとの相互間に隙間を形成する切り欠きを備える請求項２乃至６のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項８】
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７のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
【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、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。
【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、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たことを特徴とするものである。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
このため、第一リンク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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、捩りばね部材を有する復帰手段を別途設けてもよい。
【００１７】
捩りばね部材には、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。
【００１８】
特に、復帰手段の捩りばね部材として、トーションバーを採用する場合には、２つのリンクの連結部にそれぞれコネクティングロッドを設け、これらのコネクティングロッドをそれぞれ、モーメントアームを介して幅方向に並置したトーションバーの両端に連結すれば、弾性手段としての機能も一部果たすことができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
前記セグメントは、複数のプレート部材を円周方向に沿って間隔を空けて配置してなるものとすることができる。
【００２２】
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縦置きした状態で接合されてなるものとすることもできる。
【００２３】
更に、前記プレート部材は、幅方向両端に補強プレートを備えることもできる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記ブラケット部の外面に、前記プレート部材又は前記弾性リングとの相互間に隙間を形成する切り欠きを備えることができる。
【００２５】
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。
【発明の効果】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ところで、セグメントにプレート部材を用いる場合、各プレート部材の前面（円周方向のいずれか一方の側に位置する面）又は後面（円周方向の他方の側に位置する面）は、タイヤの転動時に、エッジとして弾性リングに干渉しないことが好ましい。
【００３１】
そこで、セグメントに採用するプレート部材は、円周方向における中心付近が半径方向外側に向かって微小な凸となるように湾曲させた形状とすることも考えられる。
【００３２】
しかしながら、プレート部材の形状を、円周方向における中心付近が半径方向外側に向かって微小な凸となるように湾曲させた場合、その円周方向における中心付近が半径方向内側に変形することも考えられる。
【００３３】
そこで、本発明において、複数のプレート部材を用いて円周方向に沿って間隔を空けて配置すれば、円周方向における中心付近で生じる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。
【００３４】
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縦置きした状態で接合すれば、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。
【００３５】
更に、本発明において、プレート部材の幅方向両端に補強プレートを設ければ、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。
【００３６】
また、本発明によれば、ブラケット部の外面に、プレート部材又は弾性リングとの相互間に隙間を形成する切り欠きを設けたことで、プレート部材を円周方向に沿って間隔を空けて配置した場合（請求項４）と同様、円周方向における中心付近で生じる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。
【００３７】
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、トレッド部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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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。
【００３９】
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)のタイヤ１から後述の弾性リング３を取り除いた状態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(b)の状態から後述のセグメントを取り除いた状態を模式的に示す斜視図及び、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００４０】
図１において、符号２は、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。
【００４１】
符号３は、リム２の外側に間隔を空けて配置される弾性リングである。この弾性リング３が、本来の意味でのタイヤに相当する。なお、本形態に係る弾性リング３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４は、リム２と弾性リング３との相互間に、（タイヤ１の）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２に示すように、（タイヤ１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を有する。
【００４３】
リンクL1は、図２(b)に示すように、リム２の側面部に自在継手C1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C1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C2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C2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。
【００４４】
リンクL2も、同様に、リム２に自在継手C1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C2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。
【００４５】
自在継手C1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。
【００４６】
また、ヒンジ連結部C2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、自在継手C1に置き換えてもよい。
【００４７】
符号５は、リンクL1のヒンジ連結部C2とリンクL2のヒンジ連結部C2とを連結する弾性手段である。弾性手段５は、リム２と弾性リング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。
【００４８】
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。
【００４９】
符号６は、第二リンク部材4bの他端をそれぞれ、自在継手C3を介して揺動可能に一体に連結するセグメントである。
【００５０】
セグメント６は、図２(b)に示すように、幅方向Ｗに延在するプレート部材6aと、このプレート部材6aの延在方向に沿って間隔を空けて一体に設けられる２つのブラケット部6b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。
【００５１】
自在継手C3は、自在継手C1と同様のものであって、少なくとも、セグメント６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6bとを連結するものである。
【００５２】
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６からなり、このセグメント６のプレート部材6aの外面（半径方向外側に位置する面）f1に、弾性リング３が接合される。
【００５３】
弾性リング３にセグメント６を接合させるにあたっては、隣り合うセグメント６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６の大きさ、又は、リンク機構４の配置を決定する。
【００５４】
これにより、リンク機構４はそれぞれ、そのセグメント６により、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。
【００５５】
このため、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と弾性リング３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C2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。
【００５６】
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を離間させる反力をヒンジ連結部C2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。
【００５７】
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と弾性リング３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に引張り変形を生じさせる。
【００５８】
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を円周方向Ｓに接近させる反力をヒンジ連結部C2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。
【００５９】
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と弾性リング３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C1及びヒンジ連結部C2を基点に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。
【００６０】
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を幅方向Ｗに接近させる反力をヒンジ連結部C2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とが幅方向に相対変位するときに、所要の横剛性（幅方向における剛性）を生じさせることができる。
【００６１】
なお、上述したところでは、リム２と弾性リング３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もちろんである。
【００６２】
加えて、タイヤ１によれば、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３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。
【００６３】
即ち、タイヤ１によれば、リム２と弾性リング３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C2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。
【００６４】
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C3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６で一体に連結し、更に、当該セグメント６を弾性リング３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。
【００６５】
また、本形態において、セグメント６は、幅方向Ｗに延在するプレート部材6aと、このプレート部材6a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6b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。
【００６６】
また、図４(a)〜(c)はそれぞれ、セグメント６の第二の形態を、プレート部材6aの外面f1から示す斜視図、プレート部材6aの内面（半径方向内側に位置する面）f2から示す斜視図及び、幅方向Ｗから示す側面図である。
【００６７】
なお、以下の各形態を説明するにあたり、図１〜３と同一部分は、同一符号をもってその説明を省略する。
【００６８】
本形態のセグメント６は、４つのブラケット部6bで構成されており、各ブラケット部6bには、自在継手C3のシャフトを受ける軸受Ｂが設けられている。
【００６９】
ところで、本発明によれば、プレート部材6aに対するブラケット部6bの配置や、プレート部材6aに対する弾性リング３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6bをプレート部材6aの内面f2に設け、当該プレート部材6aの外面f1に弾性リング３を接合すれば、弾性リング３からの面圧をプレート部材6a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。
【００７０】
また、図５(a)〜(c)はそれぞれ、セグメント６の第三の形態を、プレート部材6aの外面f1から示す斜視図、プレート部材6a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。
【００７１】
本形態のセグメント６は、２つのプレート部材6aを円周方向Ｓに沿って間隔ΔＸ1を空けて４つのブラケット部6bで接合したものである。
【００７２】
また、セグメント６にプレート部材6aを用いる場合、プレート部材6aの前面（円周方向のいずれか一方の側に位置する面）e1（図４参照）又は後面（円周方向の他方の側に位置する面）e2（図４参照）は、タイヤ１の転動時に、エッジとして弾性リング３に干渉しないことが好ましい。
【００７３】
そこで、セグメント６に採用するプレート部材6aは、円周方向における中心付近が半径方向Ｒの外側に向かって微小な凸となるように、大きな曲率半径ｒで湾曲させた形状とすることも考えられる（図４(c)参照。）。
【００７４】
しかしながら、プレート部材6aの形状を、円周方向における中心付近が半径方向Ｒの外側に向かって微小な凸となるように湾曲させた場合、その円周方向Ｓにおける中心付近が、接地圧により、半径方向Ｒの内側に変形することも考えられる。
【００７５】
そこで、本形態のように、２つのプレート部材6aを用いて円周方向Ｓに沿って間隔ΔＸ1を空けて配置すれば、円周方向Ｓにおける中心付近で生じる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。
【００７６】
また、図６(a)〜(c)はそれぞれ、セグメント６の第四〜六の形態を、プレート部材6aの内面f2から示す斜視図である。
【００７７】
プレート部材6aは、ブラケット部6bの様々位置に設けることができるが、図６(a)のプレート部材6aは、これらブラケット部6b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）に縦置きした状態で接合されてなる。
【００７８】
また、図６(b)のセグメント６は、プレート部材6aを山形鋼状のものとして、弾性リング３が接合される外面f1の表面積を大きくしたものであり、更に、図６(c)は、プレート部材6a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。
【００７９】
図６(a)〜(c)の場合、プレート部材6a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）（図４(a)の矢印Ｍ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。
【００８０】
なお、プレート部材6aを縦置きするにあたっては、プレート部材6a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。
【００８１】
図７(a),(b)はそれぞれ、セグメント６の第七の形態を、プレート部材6aの内面f2から示す斜視図であり、図８(a),(b)はそれぞれ、セグメント６の第八の形態を、プレート部材6aの内面f2から示す斜視図である。
【００８２】
図７のセグメント６は、図６(b)のプレート部材6aの幅方向Ｗの両端にそれぞれ、互いを一体に連結する補強プレート6sを設けたものであり、また、図８のセグメント６は、図６(c)のプレート部材6aの幅方向Ｗの両端にそれぞれ、補強プレート6sを一体に設けたものである。
【００８３】
図７及び図８のように、プレート部材6aの幅方向Ｗの端に補強プレート6sを設ければ、プレート部材6aにおける、その短手方向（円周方向Ｓ）に沿った厚み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。
【００８４】
なお、プレート部材6aの幅方向Ｗの端に補強プレート6sを設けるにあたっても、プレート部材6a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。
【００８５】
また、本発明によれば、ブラケット部6aの外面に、切り欠きを設けることができる。
【００８６】
図９(a)〜(g)はそれぞれ、図４〜８に示すセグメント６に切り欠きＣを設けた形態を示す側面図である。
【００８７】
図９(a)のセグメント６では、ブラケット部6bの外面に切り欠きＣを設けたことで、プレート部材6aとの相互間に幅方向Ｗに沿って延在する隙間ΔX2を形成する。
【００８８】
図９(b),(c)のセグメント６ではそれぞれ、ブラケット部6bの外面に切り欠きＣを設けたことで、弾性リング３との相互間に幅方向Ｗに沿って延在する隙間ΔX3を形成する。
【００８９】
図９(d)のセグメント６では、ブラケット部6bの外面に切り欠きＣを設けたことで、プレート部材6aとの相互間に幅方向Ｗに沿って延在する隙間ΔX2を形成する。
【００９０】
図９(e),(f)のセグメント６ではそれぞれ、ブラケット部6bの外面に切り欠きＣを設けたことで、弾性リング３との相互間に幅方向Ｗに沿って延在する隙間ΔX3を形成する。なお、図10は、図９(f)のセグメント６をプレート部材6aの外面f1から示す斜視図である。
【００９１】
図９(g)のセグメント６では、ブラケット部6bの外面に切り欠きＣを設けたことで、プレート部材6aとの相互間に幅方向Ｗに沿って延在する隙間ΔX2を形成する。
【００９２】
図９の各形態によれば、ブラケット部6bの外面に、プレート部材6a又は弾性リング３との相互間に隙間ΔX2又はΔX3を形成する切り欠きＣを設けたことで、プレート部材6aを円周方向Ｓに沿って間隔ΔX2を空けて配置した場合（請求項４）と同様、円周方向Ｓにおける中心付近で生じる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。
【００９３】
次に図11(a),(b)はそれぞれ、弾性リング３の表面に複数のトレッド部3aを形成したタイヤ１を模式的に示す斜視図及び、同図(a)のＡ−Ａ断面における要部断面図である。
【００９４】
本形態に係るタイヤ１において、弾性リング３は、図11(a)に示すように、複数のトレッド部3aを画成すべく、円周方向Ｓに伸びる複数の溝3bを有し、図11(b)に示すように、当該溝3bと整列するように、プレート部材6aに対してブラケット部3bを配置している。
【００９５】
本形態のように、弾性リング３が、円周方向Ｓに伸びる溝3bを有し、図11(b)に示すように、当該溝3bと整列する位置にブラケット部6bを配置すれば、トレッド部3aからの接地圧が直接ブラケット部6b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。
【００９６】
ところで、リンク機構４は、図12の符号４´で示すように、リンクL1,L2のヒンジ連結部C2がそれぞれ、図２(b)に示す形態とは逆に、幅方向Ｗの外側に突出する構成とすることもできる。
【００９７】
この場合、リム２とセグメント６（弾性リング３）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C2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が、この引張り変形は、同時に、リンクL1,L2を接近させる反力をヒンジ連結部C2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３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。
【００９８】
また、リム２と弾性リング３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に圧縮変形を生じさせるが、この圧縮変形は、同時に、リンクL1,L2を円周方向Ｓに遠離させる反力をヒンジ連結部C2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３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。
【００９９】
そして、リム２と弾性リング３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に圧縮変形を生じさせるが、この圧縮変形は、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C2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３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。
【０１００】
更に、本発明に係るタイヤによれば、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、復帰手段として捩りばね部材を別途設けてもよい。
【０１０１】
復帰手段は、リンクL1とリンクL2との少なくとも一方のうちの、ヒンジ連結部C2に、又は、リンクL1とリンクL2との少なくとも一方のうちの、第一リンク部材4aと第二リンク部材4bとの少なくとも一方に設けられる。
【０１０２】
捩りばね部材には、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、後述する図13にて説明するように、リム２と弾性リング３とが円周方向Ｓに相対変位するにあたり、捩りばね部材７の捩れ反力によって、タイヤ１の前後剛性を適宜に増加させることができ、これは、図３(b)に示す、向きとは逆の相対変位に対しても同様である。
【０１０３】
図13は、図１のタイヤ１に復帰手段７を付加し、復帰手段７の捩りばね部材7aとしてトーションバー８を採用した形態を示す要部斜視図である。
【０１０４】
トーションバー８を採用する場合には、２つのリンクL1,L2の連結部C1,C2にそれぞれコネクティングロッド7bを設け、これらのコネクティングロッド7bをそれぞれ、モーメントアーム7cを介して幅方向に並置したトーションバー８の両端に連結する。なお、符号C4は、ボールジョイントである。
【０１０５】
この場合、リム２と弾性リング３とが図14(a) の実線に示すような状態から、仮想線で示す如く、幅方向Ｗに相対変位すると、リンクL1のヒンジ連結部C2とリンクL1のヒンジ連結部C2とに、仮想線で示すような半径方向Ｒに沿った高さ変化が生じ、図14(b)に示すように、トーションバー１２を捻り変形させる。
【０１０６】
しかしながら、トーションバー８は、同時に、この捻り変形に対する反力をヒンジ連結部C2に作用させる。即ち、復帰手段７は、捩りばね部材としてのトーションバー８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、タイヤ１の横剛性を所要に応じて増加させることができる。なお、トーションバー８は図示するところとは逆方向の幅方向相対変位の発生に対しても同様に機能し得ることはもちろんである。
【０１０７】
また、捩りばね部材を採用することに関連して、本発明に係るタイヤは、弾性手段５を設けることに代えて、ヒンジ連結部C2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ることも可能である。
【０１０８】
この場合、リム２と弾性リング３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３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３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C1,C2でのリンク交角が、図３(c)および図14(a)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。
【０１０９】
即ち、ヒンジ連結部C2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。
【０１１０】
更に、ヒンジ連結部C2を図示せぬ捩りばね部材に置き換えた、このようなタイヤにおいて、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、捩りばね部材を設けた場合には、図３(b)に示すようなリム２と弾性リング３との円周方向Ｓの相対変位に対し、当該捩りばね部材に生じる捩れ反力によってタイヤの前後剛性に所要に応じて高めることができる。
【０１１１】
またここで、上述した復帰手段としての捩りばね部材に代えて、もしくは加えて、図13にて説明したトーションバー８を捩りばね部材7aとする復帰手段７を更に付加することもでき、これによれば、図14にて述べたように、トーションバー８に生じる捩れ反力によってタイヤの横剛性を適宜に高めることができる。
【０１１２】
そして、更に、図13に示す復帰手段７を採用する場合には、各リンク機構４に、弾性手段５に代えて、リム２と弾性リング３との、半径方向Ｒ及び円周方向Ｓのそれぞれの相対変位に対して剛性をもたらす適宜の弾性手段をそれぞれ独立して設けることができる。即ち、この形態におけるタイヤは、図13における１つの弾性手段５を、３つの方向をそれぞれ規制する図示しない適宜の、互いに独立した弾性手段に置き換えたものに相当する。
【０１１３】
ここでも、上記弾性手段をそれぞれ、リンクL1,L2それぞれのリンク部材4a,4bのいずれか一方の、一端部の連結部分に配設されて、円周方向、幅方向及び半径方向の３方向、又は、子午線方向および円周方向の両方向の揺動変位に対して剛性をもたらす捩りばね部材によって構成することができる他、リンクL1,L2それぞれのリンク部材4a,4bのいずれか一方の、一端部の連結部分に配設されて、リンクの子午線方向の揺動変位に対して剛性をもたらす捩りばね部材と、他方のリンク部材の一端部の連結部分に配設されて、円周方向Ｓの揺動変位に対して剛性をもたらす他の捩りばね部材とのそれぞれによって構成することもできる。
【０１１４】
このため、このタイヤでは、タイヤの上下剛性および前後剛性のそれぞれは捩りばね部材等からなる弾性手段の変形反力によってもたらすことができ、また、横剛性は、トーションバー８の捩れ反力によってもたらすことができる。
【０１１５】
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。
【実施例】
【０１１６】
サイズが２２５／５５ＺＲ１７の従来の空気入りタイヤ（充填空気圧２３０ｋＰa）に、荷重４．０ｋＮを負荷した状態を比較例１、セグメントを環状に連結した同サイズのメカニカルタイヤに荷重４．０ｋＮを負荷した状態を比較例２として、本発明に係る同サイズのメカニカルタイヤの各実施例につき、荷重４．０ｋＮを負荷した状態で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。
【０１１７】
【表１】
2008273303.tif 000003
【０１１８】
ここで、実施例１〜３はそれぞれ、図１に示すタイヤ１に図４のセグメント６を採用して荷重４．０ｋＮを負荷した状態での結果と、図１に示すタイヤ１に図6(b)のセグメント６を採用して荷重４．０ｋＮを負荷した状態での結果と、図１に示すタイヤ１に図９(f)(図10)に示すセグメント６を採用して荷重４．０ｋＮを負荷した状態での結果とである。
【０１１９】
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。
【０１２０】
表１を参照すれば明らかなように、本発明に係るタイヤによれば、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。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【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を模式的に示す斜視図及び、同図(a)のタイヤ１から後述の弾性リングを取り除いた状態を模式的に示す斜視図である。
【図２】(a),(b)はそれぞれ、図１(b)の状態から後述のセグメントを取り除いた状態を模式的に示す斜視図及び、図１のＡ−Ａ断面図である。
【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、同形態のタイヤに発生する上下剛性を説明するスケルトン図、同形態の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、同形態の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)〜(c)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの第二の形態を、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、幅方向から示す側面図である。
【図５】(a)〜(c)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの第三の形態を、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、幅方向から示す側面図である。
【図６】(a)〜(c)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの第四〜六の形態を、プレート部材の内面から示す斜視図である。
【図７】(a),(b)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの第七の形態を、プレート部材の内面から示す斜視図である。
【図８】(a),(b)はそれぞれ、本発明に係るセグメントの第八の形態を、プレート部材の内面から示す斜視図である。
【図９】(a)〜(g)はそれぞれ、図４〜８に示すセグメントに切り欠きを設けた形態を示す側面図である。
【図１０】図９(f)のセグメントをプレート部材の外面から示す斜視図である。
【図１１】(a),(b)はそれぞれ、弾性リングの表面に複数のトレッド部を形成した本発明に係るタイヤを模式的に示す斜視図及び、同図(a)のＡ−Ａ断面における要部断面図である。
【図１２】本発明に係るタイヤに採用されるリンク機構の他の形態を模式的に示す一部断面図である。
【図１３】図１に示すタイヤに、トーションバーを捩りばね部材として採用した復帰手段を設けた形態を示す要部斜視図である。
【図１４】(a),(b)はそれぞれ、図13のタイヤに発生する左右剛性を説明するスケルトン図及び、図13のタイヤに係るトーションバーに作用する力関係を説明するスケルトン図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１    メカニカルタイヤ（非空気入りタイヤ）
２    リム状部材
３    弾性リング
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    セグメント
6a    プレート部材
6b    ブラケット（軸受台座）
７    復帰手段
7a(8) トーションバー
7b    コネクティングロッド
7c    モーメントアーム
C1    自在継手
C2    ヒンジ連結部
C3    自在継手
C4    ボールジョイント
L1,L2 リンク
f1    プレート部材外面
f2    プレート部材内面
【図１】
2008273303.tif 000004
【図２】
2008273303.tif 000005
【図３】
2008273303.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008273303.tif 000009
【図７】
2008273303.tif 000010
【図８】
2008273303.tif 000011
【図９】
2008273303.tif 000012
【図１０】
2008273303.tif 000013
【図１１】
2008273303.tif 000014
【図１２】
2008273303.tif 000015
【図１３】
2008273303.tif 000016
【図１４】
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