(57)【要約】【課題】地表またはその他の表面を進行しながら車両を支持するためのアセンブリを提供する。【解決手段】道路表面を走行し、前記道路表面および車両に対して回転する少なくとも２つの球状タイヤであって、乾燥時に第１の剛性を有し湿潤時に第２の剛性を有する材料を含む外側トレッド層を有し、前記第１の剛性が前記第２の剛性を超える、少なくとも２つの球状タイヤと；駆動システムのどの部分も前記タイヤまたは前記道路表面に物理的に接触しないように、駆動システム自体に対する前記タイヤの回転を磁気的に駆動させる駆動システムとを含む、車両用支持アセンブリ。【選択図】図１
2017165399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路表面を走行し、前記道路表面および車両に対して回転する少なくとも２つの球状タイヤであって、乾燥時に第１の剛性を有し湿潤時に第２の剛性を有する材料を含む外側トレッド層を有し、前記第１の剛性が前記第２の剛性を超える、少なくとも２つの球状タイヤと；
駆動システムのどの部分も前記タイヤまたは前記道路表面に物理的に接触しないように、駆動システム自体に対する前記タイヤの回転を磁気的に駆動させる駆動システムと
を特徴とする、車両用支持アセンブリ。
【請求項２】
前記駆動システムが、前記車両を、前記タイヤから第１の所定の距離に、磁気的に浮上させることを特徴とする、請求項１に記載の支持アセンブリ。
【請求項３】
前記駆動システムが、それ自体を、前記タイヤの内面から第２の所定の距離に、磁気的に浮上させることを特徴とする、請求項２に記載の支持アセンブリ。
【請求項４】
前記タイヤが、外部環境から完全に隔離された内部空間を有する閉じた球体であることを特徴とする、請求項３に記載の支持アセンブリ。
【請求項５】
前記駆動システムが、第１の磁気的に受動的な部品と、第２の磁気的に能動的な部品とを含むことを特徴とする、請求項４に記載の支持アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の部品が定磁場のみ発生させることを特徴とする、請求項５に記載の支持アセンブリ。
【請求項７】
前記第２の部品が定磁場と変動磁場とを発生させることを特徴とする、請求項６に記載の支持アセンブリ。
【請求項８】
前記駆動システムが、前記駆動システムに対して実質的に一定の向きに前記車両を維持することを特徴とする、請求項７に記載の支持アセンブリ。
【請求項９】
前記タイヤが複数の層を含むことを特徴とする、請求項８に記載の支持アセンブリ。
【請求項１０】
前記複数の層の１つが、前記車両によって決定される荷重の一部を機械的に支持することを特徴とする、請求項９に記載の支持アセンブリ。
【請求項１１】
前記複数の層の１つが、前記タイヤと前記道路表面との間にトラクションを発生させるためのトレッドを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の支持アセンブリ。
【請求項１２】
前記複数の層の１つが、前記道路表面上を走行する前記タイヤによって引き起こされた振動を弱めるためのエラストマー層を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の支持アセンブリ。
【請求項１３】
道路表面を走行し、前記道路表面および車両に対して回転する少なくとも１つの球状タイヤであって、溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴム、天然ポリイソプレンゴム、合成ポリイソプレンゴム、およびポリブタジエンからなる群から選択された、ジエン系エラストマーを有するポリマー主鎖と、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−シクロプロピルアクリルアミド）、およびポリ（Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド）からなる群から選択されたポリマーを含む、前記主鎖に結合されたポリマー側鎖とを有する材料を含む、外側トレッド層を有するタイヤを特徴とする、車両用支持アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、輸送に関し、より詳細には、地表またはその他の表面を進行し（traversing）ながら車両を支持するためのアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
従来のデバイスは、球状ハウジングと、球状ハウジングの内面に係合する１つまたは複数の車輪に連結された１つまたは複数のモータを含む内部駆動システム（internal drive system）とを含む場合がある。バネおよび接触端（contact end）を含む付勢機構（biasing mechanism）が内部駆動システムに連結されていてもよく、その結果、車輪と接触端との間に正反対（diametrically opposing）の力が得られて、モータ（motors）への動力（power）を球状ハウジングの内面に伝達することが可能になり、自走式デバイス（self-propelled device）を接触面に沿って転がすようにする。自走式デバイスは、その質量中心の移動と、モータから独立した動力と、内面に抗する付勢機構の力との組合せに基づいて、回転してもよい。磁気連結（magnetic coupling）構成要素（component）が付勢機構と共に含まれていてもよい。磁気連結構成要素は、外部デバイスおよび／または付属品（external devices and/or accessories）と磁気的に相互作用するために球状ハウジングを通して磁場が得られるように、鉄系金属（ferrous metal）または永久磁石、例えばネオジム磁石を含んでいてもよい。
【発明の概要】
【０００３】
発明の概要
本発明による車両用支持アセンブリ（support assembly for a vehicle）は、道路表面を走行し、道路表面および車両に対して回転する少なくとも２つの球状タイヤと、駆動システムのどの部分もタイヤまたは道路表面に物理的に接触しないように、駆動システム自体に対するタイヤの回転を磁気的に駆動させる、駆動システムとを含む。タイヤはそれぞれ、乾燥時に第１の剛性（stiffness）を有し湿潤（wet）時に第２の剛性を有し第１の剛性は第２の剛性を超える材料を含む、外側トレッド層（outer tread layer）を有する。
【０００４】
アセンブリの別の態様によれば、駆動システムは、車両を、タイヤから第１の所定の（predetermined）距離に磁気的に浮上させる（levitate）。
【０００５】
アセンブリのさらに別の態様によれば、駆動システムは、それ自体を、タイヤの内面から第２の所定の距離に磁気的に浮上させる。
【０００６】
アセンブリのなお別の態様によれば、タイヤは、外部環境から完全に隔離された内部空間を有する閉じた球体（closed sphere）である。
【０００７】
アセンブリのさらに別の態様によれば、駆動システムは、第１の磁気的に受動的な部品（first magnetically passive part）と、第２の磁気的に能動的な部品（second magnetically active part）とを含む。
【０００８】
アセンブリのなお別の態様によれば、第１の部品は定磁場のみ発生させる。
【０００９】
アセンブリのさらに別の態様によれば、第２の部品は定磁場と変動磁場（variable magnetic field）とを発生させる。
【００１０】
アセンブリのなお別の態様によれば、駆動システムは、駆動システムに対して実質的に一定の向きに車両を維持する。
【００１１】
アセンブリのさらに別の態様によれば、タイヤは複数の層を含む。
【００１２】
アセンブリのなお別の態様によれば、複数の層の１つは、車両によって決定される荷重の一部を機械的に支持する。
【００１３】
アセンブリのさらに別の態様によれば、複数の層の１つは、タイヤと道路表面との間にトラクション（traction）を発生させるためのトレッドを含む。
【００１４】
アセンブリのなお別の態様によれば、複数の層の１つは、道路表面上を走行するタイヤによって引き起こされた振動を弱めるための、エラストマー層を含む。
【００１５】
本発明による車両用の別の支持アセンブリは、道路表面を走行し、道路表面および車両に対して回転する少なくとも１つの球状タイヤを含む。そのタイヤは、溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴム、天然ポリイソプレンゴム、合成ポリイソプレンゴム、およびポリブタジエンからなる群から選択された、ジエン系エラストマー（diene based elastomer）を有するポリマー主鎖と、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−シクロプロピルアクリルアミド）、およびポリ（Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド）からなる群から選択されたポリマーを含む、主鎖に結合されたポリマー側鎖とを有する材料を含む、外側トレッド層を有する。
【００１６】
図面の簡単な説明
本明細書の開示は、添付図面の図に、限定としてではなく例として記載され、それらの図において、同様の符号は同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明によるアセンブリを概略的に示す。
【図２】図２は、自走式デバイスの動作を制御する従来のシステムを示す、例示的なブロック図である。
【図３】図３は、制御器の制御下にある従来の自走式デバイスの概略図である。
【図４】図４は、従来の自走式デバイスの例を概略的に示す。
【図５】図５は、従来の自走式デバイスの別の例を示す。
【図６】図６は、コンピュータシステムと、図４および５の自走式デバイスとに関する例示的なブロック図である。
【図７】図７は、トリチオカーボネートＲＡＦＴ連鎖移動剤、トリチオカーボネート末端基を持つＰＮＩＰＡＭ、およびチオール基を持つＰＮＩＰＡＭの、ＵＶ−ＶＩＳスペクトルを示す。
【図８】図８は、ＣＴＡ末端基を持ついくつかのＰＮＩＰＡＭポリマーに関する、温度に対する濁度（turbidity）の透過率測定（transmission measurement）を示す。
【図９】図９は、スチレン−ブタジエンエラストマー、およびＰＮＩＰＡＭで官能化されたスチレン−ブタジエンエラストマーの、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【図１０】図１０は、スチレン−ブタジエンエラストマー、および３種のＰＮＩＰＡＭ官能化スチレン−ブタジエンエラストマーのＧＰＣ曲線を示す。
【図１１】図１１は、ＰＮＩＰＡＭ官能化スチレン−ブタジエンエラストマーのＰＮＩＰＡＭ含量の関数としての、接触角を示す。
【図１２】図１２は、ＰＮＩＰＡＭ官能化スチレン−ブタジエンエラストマーに関する、ＬＣＳＴの上および下での接触角の、相対的な差を示す。
【図１３】図１３は、スチレン−ブタジエンエラストマーに関する、温度の関数としてのレオロジー特性を示す。
【図１４】図１４は、６パーセントのＰＮＩＰＡＭを含む、スチレン−ブタジエンおよびＰＮＩＰＡＭのグラフトコポリマーに関する、温度の関数としてのレオロジー特性を示す。
【図１５】図１５は、４パーセントのＰＮＩＰＡＭを含む、スチレン−ブタジエンおよびＰＮＩＰＡＭのグラフトコポリマーに関する、温度の関数としてのレオロジー特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の例の詳細な説明
参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第8,536,266号、米国特許第9,090,214号、および米国特許第9,211,920号に記載されているような、例示的な従来のデバイスは、球状ハウジングと、球状ハウジングの内面に係合する（engaged）１つまたは複数の車輪に連結された（coupled）１つまたは複数のモータを含む内部駆動システムとを含んでいる場合がある。バネおよび接触端を含む付勢機構は、車輪と接触端との間に正反対の力が得られるように内部駆動システムに連結されて、モータへの動力を球状ハウジングの内面に伝達させることにより自走式デバイスを接触面に沿って転がすようにしてもよい。自走式デバイスは、その質量中心の移動、モータから独立した動力、および内面に抗する付勢機構の力の組合せに基づいて、回転してもよい。磁気連結構成要素は付勢機構と共に含まれていてもよい。磁気連結構成要素は、外部デバイスおよび／または付属品と磁気的に相互作用するため球状ハウジングを通して磁場が得られるように、鉄系金属または永久磁石、例えばネオジム磁石を含んでいてもよい。
【００１９】
デバイス用の例示的な外部付属品は、付勢機構の磁気連結構成要素（例えば、接触端）に磁気的に連結する磁気連結構成要素を含んでいてもよい。したがって、自走式デバイスの球状ハウジングを転がすとき、外部付属品は、球状ハウジングを通した磁気相互作用を介して付勢機構の接触端に安定に連結されたままにすることができる。
【００２０】
自走式デバイス、外部付属品、これらのいずれかまたは両方は、磁気的相互作用を引き起こす磁場が生じるように、磁石（例えば、ネオジム磁石）を含んでいてもよい。そのような相互作用には磁気的引力を伴い、外部付属品と球状ハウジングの外面との間に接触が生じる。そのような例では、摩擦は、球状ハウジングの外面および／または外部付属品の接触面を、実質的に摩擦のない材料でコーティングすることによって低減させてもよい。さらに、または代わりに、磁気的相互作用には、外部付属品と球状ハウジングとの間に安定な磁気的浮上をもたらす安定機構（例えば、１つまたは複数のさらなる磁石）を含んだ反発力を伴ってもよい。
【００２１】
本明細書で使用される「実質的に（substantially）」は、自走式デバイスが動作制御下にある間の付勢機構の角回転の文脈では、０°から９０°未満の間を意味する。したがって、付勢機構（またはバネ構成要素）と自走式デバイスがその上を転がる外部表面（external surface）との間の、「実質的に」安定な、「実質的に」一定の角度、または「実質的な」直交（perpendicularity）は、自走式デバイスが非加速状態にある間は、その面に対して９０°未満であり、典型的には４５°未満であることを意味する。本明細書でさらに使用される、球状ハウジングの外面（outer surface）と外部付属デバイスの接触面との間の摩擦の文脈における「実質的に」は、２つの典型的な平滑面（例えば、研磨された金属または木質の表面）の間の標準より低い摩擦の関係（a below normal frictional relation）を意味する。したがって「実質的に」摩擦がない材料は、低減された摩擦を目的に設計されまたは製造された材料を意味する。
【００２２】
本明細書に記載される１つまたは複数の従来の例は、コンピュータデバイスによって行われる方法、技法および動作を、プログラムで行うことができ、またはコンピュータで実施される方法として行うことができる。本明細書で使用される「プログラムで」はコードまたはコンピュータで実行可能な命令の使用によることを意味する。これらの命令は、コンピュータデバイスの１つまたは複数のメモリ資源（resources）に記憶されてもよい。プログラムで行われるステップは、自動であってもそうでなくてもよい。
【００２３】
本明細書に記載される１つまたは複数の従来の例は、システムのプログラマチック（programmatic）モジュールまたは構成要素を使用して実施されてもよい。プログラマチックモジュールまたは構成要素は、１つまたは複数の規定されたタスクまたはファンクションを行うことが可能な、プログラム、サブルーチン、プログラムの一部、ソフトウェアコンポーネント、および／またはハードウェアコンポーネントを含んでいてもよい。本明細書で使用される、モジュールまたは構成要素は、その他のモジュールまたは構成要素から独立してハードウェアコンポーネントに存在していてもよい。あるいは、モジュールまたは構成要素は、その他のモジュール、プログラム、および／または機械の共用要素またはプロセスであってもよい。
【００２４】
本明細書に記載されるいくつかの例は、一般に、処理（processing）およびメモリ資源を含むコンピュータデバイスの使用を必要としてもよい。例えば、本明細書に記載される１つまたは複数の例は、その全体または部分が、デジタルカメラ、デジタルカムコーダ、デスクトップコンピュータ、携帯電話／スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、プリンタ、デジタルピクチャフレーム、および／またはタブレットデバイスなどのコンピュータデバイスで実施されてもよい。メモリ、処理およびネットワーク資源は全て、本明細書に記載される任意の例の確立、使用、および／または遂行（performance）（任意の方法の遂行と、および／または任意のシステムの実施を含めて）に関連して使用されてよい。
【００２５】
さらに、本明細書に記載される１つまたは複数の例は、１つまたは複数のプロセッサ（processor）によって実行可能な命令の使用を通して実施されてもよい。これらの命令は、コンピュータ可読性媒体（computer-readable medium）上で実施されてもよい。以下の図に示されるまたは記載される機械は、例を実施するための命令をそこで実施および／または実行してもよい処理資源およびコンピュータ可読性媒体の例を提供する。特に、例により示される数多くの機械は、プロセッサと、データおよび命令を保持するための様々な形態のメモリとを含んでいてもよい。コンピュータ可読性媒体の例は、パーソナルコンピュータまたはサーバのハードドライブなどの、永久メモリ記憶装置を含んでいてもよい。コンピュータ記憶媒体のその他の例は、ＣＤまたはＤＶＤユニットなどの可搬性記憶装置、フラッシュメモリ（スマートフォン、多機能デバイス、および／またはタブレットに搭載されるようなもの）、および磁気記憶装置を含んでいてもよい。コンピュータ、端末、ネットワーク使用可能なデバイス（例えば、携帯電話などのモバイルデバイス）は全て、プロセッサ、メモリ、および／またはコンピュータ可読性媒体上に記憶された命令を利用してもよい。さらに例は、コンピュータプログラム、またはそのようなプログラムを保持することが可能な非一時的コンピュータ使用可能キャリア媒体（non-transitory computer usable carrier medium）の形態で実施されてもよい。
【００２６】
次に図２を参照すると、例示的な自走式デバイス１００の概略図が示されている。自走式デバイス１００は、ユーザによって操作されるコンピュータデバイスなど、別のデバイスの制御下で移動してもよい。自走式デバイス１００は、下記の１つまたは複数を可能にする資源で構成されてもよい：
デバイスが移動を開始した後の、初期基準座標系（reference frame）に対する向きおよび／もしくは位置の自己認識（self-awareness）の維持；様々な制御入力（different control inputs）に対するプログラム特異的応答の多様な範囲が可能になるように、プログラムで入力されたプロセス制御（process control input programmatically）；自走式デバイス上のプログラミング論理（programming logic）と通信可能な（communicative）ソフトウェアもしくはプログラミング論理を使用して、別のデバイスでその移動の制御を可能にすること；ならびに／または制御装置によって、ソフトウェアで解釈可能な（software interpretable）その移動および状態に関して出力応答（output response）を発生させること。
【００２７】
自走式デバイス１００は、いくつかの相互接続されたサブシステムおよびモジュールを含んでいてもよい。プロセッサ１１４は、プログラムメモリ１０４からのプログラム命令を実行してもよい。プログラムメモリ１０４に記憶された命令は、例えば特徴を付加し、欠陥を訂正し、かつ／またはデバイス挙動を改変するために変更されてもよい。プログラムメモリ１０４は、リンクされた制御装置（linked controller device）上のソフトウェアと通信可能かさもなくば当該ソフトウェアで操作可能なプログラミング命令を、記憶してもよい。プロセッサ１１４は、自走式デバイス１００が、リンクされた制御器（controller）からの制御入力を解釈するかさもなくば当該制御入力に応答する手法を変えるために、種々の組のプログラミング命令を実行してもよい。
【００２８】
無線通信ポート１１０は、コミュニケーショントランスデューサ１０２と併せて、プロセッサ１１４とその他の外部デバイスとの間でデータを交換してもよい。データ交換は、例えば、通信、制御、論理命令（logical instructions）、状態情報（state information）、および／またはプログラムメモリ１０４のアップデートをもたらしてもよい。プロセッサ１１４は、無線通信ポート１１０を介して、リンクされた制御器に通信する、状態および／または位置情報に対応した出力を発生させてもよい。自走式デバイス１００の移動性は、有線接続を制限する可能性がある。したがって「接続」という用語は、自走式デバイス１００への物理的接続なしで行われた無線リンクなどの、論理接続（logical connection）を意味すると理解されるだろう。
【００２９】
無線通信ポート１１０は、通信プロトコルを実装（implement）してもよく、トランスデューサ１０２は、無線信号を送信し受信するのに適切なアンテナであってもよい。その他の無線通信媒体およびプロトコルを、代替の実施において使用してもよい。センサ１１２は、周囲環境および条件（surrounding environment and condition）に関する情報をプロセッサ１１４に送信してもよい。センサ１１２は、３軸ジャイロスコープ、３軸加速度計、および／または３軸磁力計を含めた慣性測定デバイスを含んでいてもよい。センサ１１２は、デバイス１００が移動を開始した後に、プロセッサ１１４が、初期基準座標系に対するデバイスの向きおよび／または位置の認識を維持できるように、入力を提供してもよい。またセンサ１１２は、光、温度、湿度の検出、および／または化学濃度もしくは放射能の測定のための、機器を含んでいてもよい。
【００３０】
状態／変数メモリ（state/variable memory）１０６は、例えば位置、向き、回転速度、および／または各軸に対する変位（translation）も含め、システムの現在の状態に関する情報を記憶してもよい。状態／変数メモリ１０６は、例えばデバイスが使用されるときの（例えば、デバイスのスイッチがオンになったとき）、デバイス１００の初期基準座標系に対応した情報、ならびにデバイスがいったん使用中になった後の位置および向きの情報を、記憶してもよい。したがってデバイス１００は、デバイスがいったん移動した後のデバイスの位置および向きの情報を維持するために、状態／変数メモリ１０６の情報を利用してもよい。
【００３１】
クロック１０８は、変化の間隔および速度を測定するための時間基準（ｔｉｍｅ−ｂａｓｅ）を実現することによって、プロセッサ１１４にタイミング情報を提供してもよい。クロック１０８は、曜日、日付、年、時間、および／またはアラーム機能を提供してもよい。クロック１０８は、自走式デバイス１００でアラームを鳴らしまたは事前設定された時間に警報を出すことができる。
【００３２】
拡張ポート１２０で、付属品またはデバイスを付加するための接続を行ってもよい。拡張ポート１２０は、将来の拡張のために、およびオプションまたは機能強化を付加する柔軟性のために、設けられてもよい。例えば拡張ポート１２０は、周辺機器、センサ、処理ハードウェア、記憶装置、ディスプレイ、またはアクチュエータを、基本の自走式デバイス１００に付加するのに使用されてもよい。
【００３３】
変形例において、拡張ポート１２０は、アナログまたはデジタル信号を使用して、適切に構成された構成要素と通信することが可能なインターフェースを提供してもよい。したがって拡張ポート１２０は、標準のまたは周知の電気インターフェースおよびプロトコルを提供してもよい。さらに、拡張ポート１２０は、光学インターフェースを実装してもよい。拡張ポート１２０に適切な、例示的なインターフェースは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、集積回路間バス（Ｉ２Ｃ）、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）、および／またはイーサネットを含んでもよい。
【００３４】
ディスプレイ１１８は、外側（outside）デバイスまたはユーザに情報を提示するために、含まれてもよい。ディスプレイ１１８は、様々な形態で情報を提示してもよい。変形例において、ディスプレイ１１８は、光の色およびパターン、音、振動、音楽、および／または感覚刺激の組合せを生成してもよい。ディスプレイ１１８は、デバイス１００の物理的移動からの情報を通信するのに、アクチュエータ１２６と併せて動作してもよい。例えばデバイス１００は、「イエス」または「ノー」を通信するため、ヒトの頭部を真似るように、即ち、頷きかつ／または首を振るように、作製されてもよい。
【００３５】
変形例において、ディスプレイ１１８は、可視または不可視のいずれかの範囲の光のエミッタ（emitter）であってもよい。赤外線または紫外線の範囲の不可視の光は、例えば、人の感覚では不可視であるが特殊な検出器で利用可能な情報を送るのに役立てることができる。いくつかの例において、ディスプレイ１１８は、様々な光の周波数を放出し、かつそれらの相対強度が可変であり、放出された光がブレンドされて混色を形成するように配置構成された、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを含んでいてもよい。
【００３６】
ディスプレイ１１８は、それぞれが人に見える原色を放出するいくつかのＬＥＤを含む、ＬＥＤアレイを含んでいてもよい。プロセッサ１１４は、広範な色が生成されるように、ＬＥＤのそれぞれの相対強度を変えてもよい。光の原色は、数種の色を様々な量でブレンドすることによって目に見える色の全範囲が生成されるようになるものである。例えば赤／緑／青、赤／緑／青／白、および赤／緑／青／琥珀を含めた、原色の多くの組が公知である。例えば赤、緑、および青のＬＥＤは一緒になって、ディスプレイ１１８を含む、３色の利用可能な原色デバイスの、使用可能な組を規定することができる。その他の例では、原色の他の組と白色ＬＥＤとを使用してもよい。ディスプレイ１１８は、位置合わせのためにデバイス１００上の基準点を示すのに使用されるＬＥＤを、さらに含んでいてもよい。
【００３７】
動力電池１２４（power cell）は、デバイス１００の電子部品および電気機械部品を動作させるためのエネルギーを貯蔵してもよい。動力電池１２４は、再充電可能なバッテリであってもよい。さらに、誘導充電（inductive charge）ポート１２８で、配線による電気接続なしで、動力電池１２４の再充電を可能にしてもよい。変形例において、誘導充電ポート１２８は、磁気エネルギーを受け取り、そのエネルギーを電気エネルギーに変換して、動力電池１２４を再充電してもよい。充電ポート１２８は、外部充電デバイスと共に無線通信インターフェースを提供してもよい。
【００３８】
ディープスリープセンサ１２２は、自走式デバイス１００を、電子デバイスのほとんどがバッテリ電力を使用しない非常に低い電力すなわち「ディープスリープ」モードに置くために、含めてもよい。このセンサは、長期保存または運送に役立てることができる。変形例において、ディープスリープセンサ１２２は、配線接続なしでデバイス１００のハウジングを通して感知するような、非接触式であってもよい。ディープスリープセンサ１２２は、外部磁石がデバイス１００の所定の場所に付着されてディープスリープモードを発動できるように取り付けられた、ホール効果センサであってもよい。
【００３９】
駆動アクチュエータ１２６は、様々な用途のために電気エネルギーを機械エネルギーに変換するのに含めてもよい。駆動アクチュエータ１２６の主要な用途は、自走式デバイス１００を推進させ操舵（steer）することであってもよい。移動および操舵アクチュエータは、駆動システムまたはトラクションシステムと呼ぶこともある。駆動システムは、プロセッサ１１４の制御下で、デバイス１００を回転および並進により移動させてもよい。駆動アクチュエータ１２６の例には、車輪、モータ、ソレノイド、プロペラ、外輪、および／または振り子が含まれるが、これらに限定するものではない。駆動アクチュエータ１２６は、それぞれ減速歯車システムを通して独立変速モータに接続された車軸に取り付けられた、２つの平行な車輪を含んでいてもよい。したがって２つの駆動モータの速度は、プロセッサ１１４によって制御されてもよい。
【００４０】
駆動アクチュエータ１２６は、自走式デバイス１００の単なる回転および並進に加え、様々な移動を生成してもよい。したがっていくつかの変形例では、駆動アクチュエータ１２６は、人の身振りの模倣、例えば頷き、首の横振り（shaking）、身震い、スピン（spinning）、および／または指で弾く動作（flipping）も含め、通信できるまたは感情に訴える動きをデバイス１００が実行できるようにしてもよい。いくつかの変形例では、プロセッサ１１４は、ディスプレイ１１８と駆動アクチュエータ１２６を協働（coordinate）させてもよい。例えばプロセッサ１１４は、信号を駆動アクチュエータ１２６およびディスプレイ１１８に提供して、デバイス１００をスピンさせまたは振動させ、同時に着色光のパターンを出してもよい。したがってデバイス１００は、動きと同調した光および／または音のパターンを出してもよい。
【００４１】
他の変形例では、自走式デバイス１００を、その他のネットワーク接続デバイス用の制御器として使用してもよい。デバイス１００は、センサおよび無線通信能を含んでいてもよく、したがってその他のデバイス用の制御器の役割を果たすことができる。例えば自走式デバイス１００は、手で持ってもよく、身振り、移動、回転、組合せ入力（combination inputs）などを感知するのに使用されてもよい。
【００４２】
図３は、スマートフォンまたはタブレット型コンピュータデバイスなどの制御装置２０８の制御下にある自走式デバイス２１４の、例示的な従来の概略図である。より詳細には、自走式デバイス２１４は、プログラミング論理および／または制御装置２０８から引き起こすことができる制御によって、その動きが制御されてもよい。自走式デバイス２１４は、ユーザ２０２が操作することのできるコンピュータデバイス２０８の制御下で移動してもよい。コンピュータデバイス２０８は、標準のまたは所有権を主張できる（proprietary）無線通信プロトコルを使用して、自走式デバイス２１４に制御データ２０４を無線で通信してもよい。変形例において、自走式デバイス２１４は、その移動のパラメータ（例えば、速度、方向など）が制御されるようにセンサおよび内部プログラミング論理を利用して、少なくとも部分的に自己制御されてもよい。さらになお、自走式デバイス２１４は、コンピュータデバイス２０８で内容（content）を発生させまたは変更する目的で、デバイスの位置および／または移動のパラメータに関するデータを通信してもよい。自走式デバイス２１４は、その移動および／または内部プログラミング論理を介して、コンピュータデバイス２０８の態様（aspects）を制御してもよい。自走式デバイス２１４は、デバイスがコンピュータデバイス２０８によって制御され、デバイスが別のデバイス（例えば、別の自走式デバイスまたはコンピュータデバイス２０８）用の制御器であり、かつ／またはデバイスが部分的にもしくは完全に自己自律的であるような操作を含めた、多数の（multiple）操作モードを有していてもよい。
【００４３】
自走式デバイス２１４およびコンピュータデバイス２０８は、コンピュータプラットフォームを共用していてもよく、このプラットフォームでは、ユーザ２０２がコンピュータデバイス２０８を操作し、かつ単純な方向入力、コマンド入力、ジェスチャ入力、モーション（motion）および／またはその他の感覚（sensory）入力、音声入力、またはこれらの組合せを含めた多種類の入力を発生させることができるようにするために、また自走式デバイス２１４が、コマンドまたはコマンドの組としてコンピュータデバイス２０８から受信した入力を解読することができるようにするために、かつ／または自走式デバイス２１４が、コンピュータデバイス２０８に状態（例えば、制御器−ユーザ間インターフェースに対応する内容などの表示状態）を生み出すための、デバイスの位置、移動、および／または状態に関するデータを通信することができるようにするために、プログラミング論理が共用されている。自走式デバイス２１４は、デバイスを使用するための追加のプログラミング論理および／または命令を容易にする、プログラマチック（programmatic）インターフェースを含んでいてもよい。コンピュータデバイス２０８は、自走式デバイス２１４上のプログラミング論理と通信可能なプログラミングを実行してもよい。
【００４４】
いくつかの例によれば、自走式デバイス２１４は、モーションまたは方向性移動を引き起こすアクチュエータまたは駆動機構を含む。自走式デバイス２１４は、制御されたデバイス、ロボット、ロボットデバイス、遠隔装置（remote device）、自律デバイス、および遠隔制御された装置を含めたいくつかの関連ある用語および文言によって言及されて（referred to）もよい。自走式デバイス２１４は、様々な媒体中で移動し制御されるように構成されてもよい。例えば、自走式デバイス２１４は、平らな表面、砂状の表面、および／または岩状の表面などの媒体を通って移動してもよい。
【００４５】
図４に示されるように、自走式デバイス２１４は、転がることができ、かつ／またはスピンなどのその他の動きを行うことができる、球状物体に対応していてもよい。自走式デバイス２１４は、デバイスの球状ハウジングを通した磁気連結を介して自走式デバイス２１４に磁気的に連結された、外部付属品２１６を含んでいてもよい。自走式デバイス２１４は、飛行機、ヘリコプタ、ホバークラフト、および／または気球などの、無線制御航空機に対応していてもよい。デバイス２１４は、ボートまたは潜水艦などの無線制御船舶に対応していてもよい。例えばデバイス２１４がロボットであるような、数多くのその他の変形例を実施してもよい。
【００４６】
自走式デバイス２１４は、エンベロープ（envelope）内のアクチュエータの動作によって方向性移動（directional movement）が可能な、実質的にその形状が球状である封止された中空エンベロープを含んでいてもよい。自走式デバイス２１４は、ネットワーク通信リンク（communication links）２１０、２１２を使用して、コンピュータデバイス２０８と通信してもよい。一方のリンク２１０は、データをコンピュータデバイス２０８から自走式デバイス２１４に伝達してもよい。他方のリンク２１２は、データを自走式デバイス２１４からコンピュータデバイス２０８に伝達してもよい。リンク２１０、２１２は、個別の一方向リンク（複数）、または両方向に通信する単一の二方向通信リンクであってもよい。リンク２１０、２１２は、そのタイプ、帯域、および／または能力が同一でなくともよい。例えば、コンピュータデバイス２０８から自走式デバイス２１４へのリンク２１０は、リンク２１２に比べ、より高い通信速度および帯域が可能であってもよい。いくつかの状況では、リンク２１０または２１２の、１つだけを確立してもよい。したがって通信は一方向であってもよい。
【００４７】
コンピュータデバイス２０８は、少なくとも、プロセッサと、自走式デバイス２１４に対する少なくとも一方向通信を確立するのに適切な通信能とを含む、任意のデバイスに対応していてもよい。そのようなデバイスの例には、モバイル型コンピュータデバイス（例えば、スマートフォンなどの多機能メッセージ／音声通信デバイス）、タブレット型コンピュータ、可搬性通信デバイス、および／またはパーソナルコンピュータが含まれてよいが、これらに限定するものではない。
【００４８】
ユーザ２０２は、自走式デバイス２１４を制御するために、かつ／またはコンピュータデバイス２０８で自走式デバイス２１４からのフィードバックもしくは相互対話（interaction）を受信するために、コンピュータデバイス２０８を介して自走式デバイス２１４と相互に対話してもよい。したがってユーザ２０２は、コンピュータデバイス２０８の様々な機構を通して入力２０４を指定してもよい。そのような入力の例には、テキスト入力、音声コマンド、感知表面またはスクリーンへのタッチ、物理的操作、身振り、タップ、振動、およびこれらの組合せが含まれうる。
【００４９】
ユーザ２０２は、フィードバック２０６を受信するために、コンピュータデバイス２０８と相互に対話してもよい。フィードバック２０６は、ユーザ入力に応答してコンピュータデバイス２０８により発生させてもよい。フィードバック２０６は、例えば自走式デバイスの位置または状態に関する、自走式デバイス２１４からコンピュータデバイス２０８に通信されたデータに基づいたものであってもよい。フィードバック２０６の例には、テキスト表示、グラフィック表示、音、音楽、階調パターン、光の色または強度の変調、ハプティックな（haptic）、振動による、および／または触知の（tactile）刺激を含めてもよい。フィードバック２０６は、コンピュータデバイス２０８に発生させた入力と組み合わせてもよい。それによってコンピュータデバイス２０８は、自走式デバイス２１４から通信された位置または状態の情報を反映するように改変された内容を出力してもよい。
【００５０】
したがってコンピュータデバイス２０８および／または自走式デバイス２１４は、ユーザ入力２０４およびフィードバック２０６が、感知、思考、認知、運動、および／またはその他の能力が限定されている可能性のあるユーザ２０２のユーザビリティ（usability）およびアクセシビリティ（accessibility）を最大限にするように構成されてもよい。このようにすることで、ハンディキャップを持つまたは特殊なニーズを持つユーザ２０２がシステム２００を操作することが可能になる。
【００５１】
図４は、別の従来の例である自走式デバイス３００を、概略的に示す。自走式デバイス３００は、成人の手で容易に握り、持ち上げ、かつ／または運ぶことが可能になるサイズおよび重量のものであってもよい。自走式デバイス３００は、デバイスが転がることによって移動するときに外部表面と接触する外面を持つ球状ハウジング３０２を含んでいてもよい。球状ハウジング３０２は、内面３０４と、この球状ハウジングの内面によって囲まれた（enclosed）いくつかの機械および電子構成部品とを含む。
【００５２】
球状ハウジング３０２は、無線通信に使用される信号を伝導するが、湿分および汚れは通さない材料から構成されてもよい。球状ハウジング３０２はさらに、耐久性、可洗性、および／または耐破砕性を有してもよい。球状ハウジング３０２は、光を透過させるような構造とされ、光を拡散するようにテクスチャが付けられていてもよい。球状ハウジング３０２は、封止されたポリカーボネートプラスチックであってもよい。球状ハウジング３０２は、関連付けられた取着機構（associated attachment mechanism）を備えた２つの半球シェルを含んでいてもよく、したがってこの球状ハウジングは、開放されて内部の電子および機械構成部品に触れることができるようになされている。
【００５３】
いくつかの電子および機械構成部品が、処理、無線通信、推進、および／またはその他の機能のために球状ハウジング３０２内に位置していてもよい（まとめて、「内部機構」と呼ぶ。）。構成要素の中で、その例には、デバイス３００をそれ自体推進可能にする駆動システム３０１が含まれうる。駆動システム３０１は、処理資源およびその他の制御機構に連結されてもよい。キャリア３１４は、駆動システム３０１の構成要素に関する取着点および支持体として働く。駆動システム３０１の構成要素は、球状ハウジング３０２に、強固に取着されていなくてもよい。代わりに駆動システム３０１は、球状ハウジング３０２の内面３０４に摩擦接触している１対のローラ３１８、３２０を含んでいてもよい。
【００５４】
キャリア３１４は、エネルギー貯蔵構成部品３１６に機械的および／または電気的に接触していてもよい。エネルギー貯蔵構成部品３１６は、デバイス３００およびそれに関連付けられた電子構成部品に動力を送るための、エネルギーのリザーバを提供してもよい。エネルギー貯蔵構成部品３１６は、誘導充電ポート３２６を通して補充されてもよい。エネルギー貯蔵構成部品３１６は、再充電可能なバッテリであってもよい。そのようなバッテリは、リチウム−ポリマーセルを含んでいてもよい。その他の適切な再充電可能なバッテリの化学的性質／メカニズムを使用してもよい。キャリア３１４は、電子アセンブリ、センサアレイ、アンテナおよびコネクタ用のプリント回路基板を含めた内部構成要素のほとんどに関して取付け場所を提供してもよく、それと共に、内部構成要素用の機械的取着点を提供してもよい。
【００５５】
駆動システム３０１は、モータ３２２、３２４、および車輪３１８、３２０を含んでいてもよい。モータ３２２、３２４は、それぞれ関連付けられたシャフト、車軸、および歯車駆動装置（図示せず。）を通して、それぞれ車輪３１８、３２０に接続されていてもよい。車輪３１８、３２０の外周は、本質的に２点で、内面３０４に機械的に接触していてもよい。これらの点は、球状ハウジング３０２、またはボールの、駆動機構を提供してもよく、車輪３１８、３２０と内面３０４との間の摩擦を増大させ、かつ滑りを低減させる材料でコーティングされていてもよい。例えば車輪３１８、３２０は、シリコーンゴムタイヤを含んでいてもよい。
【００５６】
付勢機構３１５は、車輪３１８、３２０を内面３０４に能動的に押しつけ（actively force）てもよい。バネ３１２およびバネ端部３１０は、付勢機構３１５を含んでいてもよい。より詳細には、バネ３１２およびバネ端部３１０は、車輪３１８、３２０とは正反対の点で、内面３０４に接触するように位置していてもよい。バネ３１２およびバネ端部３１０は、特に内部機構が底部で車輪と共に位置決めされていない状況、および駆動輪３１８、３２０が滑らないように重力が適切な力を与えない状況で、車輪３１８、３２０の滑りを低減させる追加の接触力（additional contact force）を提供してもよい。バネ３１２は、車輪３１８、３２０およびバネ端部３１０を内面３０４に対して押しつける力を与えてもよい。
【００５７】
バネ端部３１０は、内面３０４との、ほぼ摩擦のない（near-frictionless）接触をもたらしてもよい。バネ端部３１０は、内面３０４との間の全ての接触点で低摩擦接触領域を反映させる（mirror a low-friction contact region）ように構成された、丸みの付いた表面であってもよい。丸みの付いた表面は、バネ端部３１０が内面３０４に沿って移動する接触点で摩擦をさらに低減させる、１つまたは複数のベアリングを含んでいてもよい。バネ３１２およびバネ端部３１０は、感度の高い磁気センサとの干渉を回避するために、非磁性材料で作製されてもよい。しかし、バネ端部３１０は、外部付属デバイス３３０に磁気的に連結するための１つまたは複数の磁気構成要素を含んでいてもよい。
【００５８】
バネ３１２は、車輪３１８、３２０およびバネ端部３１０が球状ハウジング３０２の内面３０４に常に係合し得るようなバネ定数を有していてもよい。したがってモータ３２２、３２４からの動力の大部分が、内部構成要素（例えば、付勢機構３１５および内部駆動システム３０１）を傾斜させたり（slant）ピッチさせたり（pitch）するのではなく、球状ハウジング３０２を回転させるために直接伝達されることができる。このように、自走式デバイス３００の運動は、少なくとも部分的に、内部構成要素（したがって、デバイスの質量中心）をピッチさせることによって引き起こされてもよいが、運動は、球状ハウジング３０２の内面３０４に対する車輪３１８、３２０の作用力（active force）（付勢機構３１５を介して）と、モータ３２２、３２４から車輪３１８、３２０への電力の直接的な伝達とによって、直接引き起こすこともできる。付勢機構３１５のピッチは、実質的に低減されてもよく、実質的に一定のままであってもよい（例えば、自走式デバイス３００が移動する外部表面に対して、実質的に直交する。）。付勢機構３１５のピッチは、激しい加速または減速の期間中に増大してもよい（例えば、４５°を超えて）。さらに、通常の動作条件下で、付勢機構３１５のピッチは安定なままであってもよく、または微妙に変化してもよい（例えば、１０°から１５°以内）。
【００５９】
バネ端部３１０は、磁石に引き付けられる磁性金属で形成されてもよい。そのような金属は、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ネオジム、サマリウム、および／またはこれらの金属をある割合で含有するその他の金属合金を含んでいてもよい。あるいはバネ端部３１０は、球状ハウジング３０２の内面３０４に接触している実質的に摩擦のない接触部分と、内面３０４に接触しておりまたは接触していない磁気的に相互作用する部分であって、上記金属または金属合金を含むものを含んでいてもよい。実質的に摩擦のない接触部分は、熱可塑性または熱硬化性ポリマーなどの有機ポリマーを含んでいてもよい。
【００６０】
あるいは、バネ端部３１０は、研磨された（polished）ネオジム永久磁石などの磁石であってもよい。バネ端部３１０は、外部付属デバイス３３０と磁気的に連結されるよう、球状ハウジング３０２の外面を越えて拡がる磁場を生成してもよい。また、バネ端部３１０は、実質的に摩擦のない接触部分を含んでいてもよく、かつその中に含まれる磁石を有していてもよい。
【００６１】
自走式デバイス３００の磁気構成要素は、バネ３１２もしくはキャリア３１４、または付勢機構３１５もしくはキャリアに連結された追加の（additional）構成要素など、任意の内部構成要素に含まれていてもよい。外部付属デバイス３３０は、付勢機構３１５（例えば、バネ端部３１０）に磁気的に連結される磁気構成要素３３２を含んでいてもよい。磁気構成要素３３２は、ネオジム磁石などの永久磁石を含んでいてもよい。磁気構成要素３３２は、バネ端部３１０に磁気的に連結されていてもよい。したがって磁気構成要素３３２によって生成された磁場は、球状ハウジング３０２を通して拡がって、バネ端部３１０と磁気接触したままであってもよい。外部付属デバイス３３０の磁気構成要素３３２は、バネ端部３１０を含む磁石に引き付けられる磁性金属を含んでいてもよい。
【００６２】
バネ端部３１０および磁気構成要素の１つまたは複数は、任意の数の電磁石および／または永久磁石を含んでいてもよい。そのような磁石は、自走式デバイス３００の運動に際して追加の磁気安定性（added magnetic stability）が得られるように、形状が不規則であってもよい。外部付属デバイス３３０の磁気構成要素３３２は、バネ端部３１０上の単一または多数の相応の形をした磁石と連結するための、１つまたは複数の従属（tributary）ストリップを含む、単一の磁気ストリップまたは多数の磁気ストリップであってもよい。追加の安定性が得られるように、多数の磁石が、外部付属デバイス３３０およびバネ端部３１０じゅうに（through）散らばっていてもよい。
【００６３】
バネ端部３１０および外部付属デバイス３３０は、自走式デバイス３００が移動するときに、安定な磁気的反発状態にあってもよい。磁気構成要素３３２またはバネ端部３１０のいずれかは、それらの間を球状ハウジング３０２が滑る間に、バネ端部３１０に対して、反発する磁力の動的不安定性を実質的になくしかつ外部付属デバイス３３０を安定して磁気浮上可能にするために、超伝導材料をさらに含んでいてもよい。反磁性材料は、安定な磁気浮上のために、自走式デバイス３００、バネ端部３１０、および／または外部付属デバイス３３０の１つまたは複数に含まれていてもよい。このように、ガイドレールまたは磁気トラック（magnetic track）を使用することなく、自走式デバイス３００は、外部付属デバイス３３０が自走式デバイスの垂直軸に沿って実質的に定位置にある状態で、任意の方向に巧く動作（maneuver）することができる。
【００６４】
外部付属デバイス３３０は、任意の形状の形をとってもよく、任意の適切な材料を含んでいてもよい。外部付属デバイス３３０の接触面３３４、または球状ハウジング３０２の外面に最も近い表面（磁気相互作用中）は、球状ハウジング３０４の外面に対応してもよい。自走式デバイス３００の球状ハウジング３０２と、外部付属デバイス３３０、即ち接触面３３４とは共に、実質的に等しい曲率半径を有していてもよい。この半径は、１０ｃｍから３０ｃｍ程度であってもよい。しかし半径は、１メートルから人員輸送車両のサイズまででもよく、それを超えてもよい。したがって磁気的な連結または相互作用は、外部付属デバイス３３０（これは、動作を実行し（perform actions）、ペイロード（payload）を運搬し、新規なデザインを含み、文字または図形を表示することができてもよい）と連結するように、自走式デバイス３００内に配置された強力な電磁石を使用して実現されてもよい。
【００６５】
外部付属デバイス３３０の接触面３３４は、合成化合物または適切なポリマーなどの実質的に摩擦のない材料で、形成されまたはコーティングされていてもよい。その他の適切な化合物は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、超撥水面（ultra-repellant surface）、ならびに／または液体含浸面および材料、例えば滑りやすい液体注入済み多孔質面（ＳＬＩＰＳ：slippery liquid infused porous surface）などを含んでいてもよい。実質的に摩擦のない表面またはコーティングのその他の例は、金属合金とセラミック化合物とを組み合わせることによって生成され得る「セラミック合金」または「サーメット」を含んでもよい。ホウ素、アルミニウム、およびマグネシウムを含む金属／セラミック合金（ＡｌＭｇＢ１４）は、二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）のサーメット化合物と組み合わされて、外部付属デバイス３３０の接触面３３４にほぼ摩擦のないコーティングを提供してもよい。
【００６６】
球状ハウジング３０２の外面は、外部付属デバイス３３０の接触面３３４に関して論じられた上記実質的に摩擦のないコーティングまたは化合物のいずれをも含むことができる。実質的に摩擦のないコーティングまたは化合物の任意の組合せを、球状ハウジング３０２の外面および外部付属デバイス３３０の接触面３３４に組み込んでもよい。
【００６７】
球状ハウジング３０２は、例えばゴム化合物（rubber compound）、またはシリコーンなどのその他の適切な合成化合物を使用して、増大した（added）摩擦をもたらすのをより促す（conductive to）内面３０４を含むように、形成されてもよい。球状ハウジング３０２は、上記にて論じたような、コーティングまたは化合物を使用したほぼ摩擦のない性質を有する外面を含んでいてもよい。
【００６８】
自走式デバイス３００が移動するとき、外部付属デバイス３３０は、自走式デバイス３００の頂部の実質的に一定の位置で、バネ端部３１０に磁気的に連結されたままであってもよい。したがって、自走式デバイス３００が巧く動作している間、付勢機構３１５は、運動面に対する変化しうる傾斜（tilt）角を有してもよく、その傾斜角は、いくらか最小に抑えられたままであるが（remains somewhat minimal）、ほとんどの場合、比較的極端な加速または減速の期間中を除き、典型的には４５°を超えない。しかし、自走式デバイス３００が連続的に安定して巧く動作している最中に、付勢機構３１５の傾斜はゼロに近くなるかもしれず、または１０°以内になるかもしれない。巧く動作している最中に、方位角（azimuth）は、モータ３２２、３４４から車輪３１８、３２０に伝達された独立した動力に応じて、任意の角度で変化してもよい。
【００６９】
図５は、自走式球状デバイス４００の運動を引き起こすための、例示的な従来の技法を示す。自走式デバイス４００は、センサプラットフォーム（sensor platform）４０４、回転中心４０２、および質量中心４０６を有していてもよく、平面４１２に接触していてもよい。デバイス４００用の駆動機構は、デバイス４００の球状ハウジングの内面に接触している２つの独立して制御される車輪式アクチュエータ４０８を、含んでいてもよい。
【００７０】
一定速度で連続運動を実現するために、回転中心４０２に対する質量中心４０６の変位を、車輪式アクチュエータ４０８の動作によって維持してもよい。回転中心４０２に対する質量中心４０６の変位は、測定するのが難しくなる可能性がある。したがって、一定速度を維持するための、閉ループ制御器用のフィードバックを得ることが難しくなる可能性がある。しかし変位は、センサプラットフォーム４０４と平面４１２との間の傾斜角４１０に比例しうる。傾斜角４１０は、様々なセンサ入力から感知されまたは推定されうる。したがってデバイス４００用の速度制御器は、車輪式アクチュエータ４０８に関する速度を調節しかつ一定速度を平面４１２上で維持するのに、傾斜角４１０を使用するために実装されてもよい。速度制御器は、所望の速度が生成されるように所望の角度４１０を決定してもよく、所望の角度の設定点は、駆動機構を調節する閉ループ制御器への入力であってもよい。この速度制御技法は、適宜の感知された角度および角速度のフィードバックを用いて、球状デバイス４００の転向および回転（turns and rotations）を制御するように拡張されてもよい。
【００７１】
図６は、上記の例を実施することができるコンピュータシステムを概略的に示す。図２のシステム１００に関して論じられた１つまたは複数の構成要素は、図６のシステム５００によって機能させることができる。システム１００は、多数のコンピュータシステムの組合せを使用して実施されてもよい。コンピュータシステム５００は、処理資源５１０、主メモリ５２０、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３０、記憶装置５４０、および通信インターフェース５５０を含んでいてもよい。コンピュータシステム５００は、少なくとも１つのプロセッサ５１０と、プロセッサ５１０によって実行されるべき命令５２２を含む、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）やその他の動的記憶装置などの、主メモリ５２０を含んでいてもよい。主メモリ５２０は、プロセッサ５１０によって実行される命令の実行中に、一時的な変数またはその他の中間情報を記憶していてもよい。コンピュータシステム５００は、プロセッサ５１０に関する静的な情報および命令を記憶するために、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３０やその他の静的記憶装置を含んでいてもよい。磁気ディスクまたは光ディスクなどの記憶装置５４０は、情報および命令を記憶してもよい。例えば記憶装置５４０は、自走式デバイス１００、２００、３００、４００を巧く動作させるための論理を引き出す（trigger）コンピュータ可読性媒体に対応していてもよい。
【００７２】
通信インターフェース５５０は、コンピュータシステム５００で、確立されたネットワークリンク５５２（無線および／または有線）を介して制御装置５８０と通信できるようにしてもよい。ネットワークリンク５５２を使用して、コンピュータシステム５００は、自走式デバイス１００、２００、３００、４００を巧く動作させるためのコマンド命令を受信してもよい。
【００７３】
コンピュータシステム５００は、本明細書に記載される技法を実施してもよい。それらの技法は、主メモリ５２０に含まれる１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行するプロセッサ５１０に応答して、コンピュータシステム５００によって行われてもよい。そのような命令は、記憶装置５４０などの別の機械可読性媒体（machine-readable medium）から、主メモリ５２０に読み取られてもよい。主メモリ５２０に含有される命令の実行により、プロセッサ５１０で、本明細書に記載されるプロセスステップを行わせることができる。配線論理回路（hard-wired circuitry）は、本明細書に記載される例を実施するソフトウェア命令の代わりに、またはその命令と組み合わせて、使用されてもよい。このように、記載される例は、ハードウェア回路およびソフトウェアの特定の組合せに限定されない。
【００７４】
この概念の球状形状は、自律的なまたは任意の車両の移動方法を変える（transform）ことができる。球状の形状は、自律的なおよび任意の移動性（mobility）の要求を満たす快適さ、安全性、操縦性に、有益に寄与しうる。この多方向性タイヤは、全方向に移動して、乗客の安全性および快適さに寄与すると共に、任意の空間的制約に対処しうる。能動的な滑り防止技術（active anti-sliding technology）によって、タイヤは、ブラックアイスまたは突然の障害などの潜在的な危険からの滑りを低減させるために、必要に応じて動くことが可能になる。
【００７５】
球状形状は、乗客の快適さに対処するために、滑らかな乗り心地を提供することができる。球状形状は、車がその駆動方向を変化させずに障害物を追い越す（overtake）のを助けるために、流れるような横移動（fluid, lateral movement）をもたらしてもよい。さらに、３６０度の転向が球状形状では可能であるので、球状タイヤを取り付けた車を駐車スポットに寄せる場合に少しの空間しか必要としないことから、予測される駐車場の窮屈さを克服することができる。公共の駐車領域が将来同じ役割を果たすと仮定すると、これは公共の駐車領域の全体サイズを増大させることなくその容量を著しく増大させることができる。
【００７６】
本発明による球状タイヤ／駆動装置は、車両の荷重を担うのに、磁気浮上を利用してもよい。そのような球状タイヤは、磁気浮上列車と同様に、磁場によって車両から懸架されていてもよく、その結果、ユーザに快適さの増大と騒音の低減をもたらす。そのような装置によれば、球状タイヤの本体および／または車両の本体への、可動部品の総体的な一体化（total integration）が可能になる（例えば、環境に曝される可動部品または臨界面（critical surface）はない。）。さらに、再充電システムは、磁気誘導を通して、全体を外部環境から切り離すことができる。
【００７７】
この装置により、製造および組立てが単純化されるであろうし、それと共に、リム、ステアリングシステム、車軸、ショックアブソーバ、バネなどのいくつかの構成要素をすっかりなくせるかもしれず、したがって、重量およびコストが低減される。磁気浮上および制御は、車両と道路との間の直接的な接触を全てなくすことができ、それによって振動、騒音、および直接接触によるその他の望ましくない作用が緩和される。
【００７８】
球状タイヤは、従来のタイヤトレッドの機能を模倣しても模倣していなくてもよい、いくつかの球状トレッド層を有していてもよい。球状トレッドの内部の構造は、車両の荷重を受けるのに十分強力であるがトレッドを変形させて道路との適切な接地面を生じさせるのに十分柔軟な、肥大する（auxetic）または通常のフォーム（foam）材料であってもよい。
【００７９】
磁性材料層および／または反磁性層は、タイヤと車両との間で浮上および制御をもたらすために、球状トレッド構造の内部に位置してもよい。車両が休止し使用されていないときに車両／タイヤがエネルギーを消費しないように、車両は、球状タイヤから繰り返し浮上（alternate levitation）させてもよく、または永続的に浮上させてもよい。反磁性材料は、それ自体が有効な磁場にもたらされた場合にのみ、磁場を発生させてもよい。
【００８０】
磁場に関するエネルギーの一部または全ては、球状タイヤ内のバッテリまたは車両内のバッテリから来るものであってもよい。球状タイヤ内のバッテリは、車両内のバッテリからの誘導転送（inductive transfer）によって、充電および再充電されてもよい。
【００８１】
球状タイヤ内の電気モータは、上述の場合と同様に、タイヤおよび車両の移動性をもたらすことができる。あるいは、磁気パルスがタイヤおよび車両を動かして（ｅｍｏｔｅ）もよい。球状タイヤの荷重を支える（load bearing）部分は、グラフェン層または炭素繊維の層で構築されていてもよい。
【００８２】
図１に示されるように、本発明による車両９０１に関する支持アセンブリ１０００は、少なくとも２つの球状タイヤ１０１０、車両９０１が道路表面に沿って輸送され得るようにタイヤ１０１０を動かす駆動システム１１００を含んでいてもよい。車両９０１は、車、ゴルフカート、オートバイ、軍用輸送機（military transport）などであってもよい。駆動システム１１００は、車両９０１を、タイヤ１０１０から第１の所定の距離に磁気的に浮上させ、駆動システム１１００を、道路表面に対して一定方向に磁気的に維持する。駆動システム１１００の第１の部分１１１０は、部分１１１０の全体が各タイヤ１０１０の内部空間１０２５内に入っている（enclosed）ように、それ自体をタイヤ１０１０の内面１０２０から第２の所定の距離に磁気的に浮上させてもよい。駆動システム１１００の別の部分１１２０は、車両９０１を、タイヤ１０１０から第１の所定の距離に磁気的に浮上させてもよい。駆動システム１１００のいずれかの部分１１１０または１１２０は、磁場の変動に応答する、磁気的に受動的な構成要素であってもよい。駆動システム１１００の、対応するその他の部分１１２０または１１１０は、磁場に変動を発生させる磁気的に能動的な構成要素であってもよい。いずれかの構成要素１１１０、１１２０は、それ自体が定磁場を発生させてもよい。
【００８３】
球状タイヤ１０１０は、いくつかの球状層１０３０を含んでいてもよい。層１０３０のいくつかは、トレッド、ベルト、オーバーレイ、カーカスなどの従来の空気タイヤの層と同様に機能してもよい。前記層１０３５の少なくとも１つは、タイヤ１０１０のそれぞれが、車両９０１、駆動システム１１００、および道路表面に対してタイヤの球状中心１０１１を中心として制御可能に回転できるよう、磁場の変動に応答できる材料を含んでいてもよい。
【００８４】
タイヤの設計をさらに改善するための進行中の試みでは、タイヤ性能、転がり抵抗（または燃費）、およびトレッド摩耗の間で葛藤（tension）がある。典型的には、消費者向けタイヤで使用するために、トレッド化合物（tread compound）は、これら３つの性能を最適化するように設計される。しかし燃費を改善しようとする試みは、性能および／またはトレッド摩耗にしばしば妥協をもたらす。より高い性能のタイヤの場合、より良い性能の実現は、トレッド摩耗および／または燃費の妥協と共にしばしば行われる。したがって、他の２つをほとんどまたは全く損なうことなく、性能、燃費、および／またはトレッド摩耗を改善することができる、図１の球状トレッド層１０３０のようなエラストマー性トレッド化合物を開発することが望まれる。
【００８５】
様々な極性非プロトン性ポリマーの水溶液は、下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ：lower critical solution temperature）を示す。これらの溶液がＬＣＳＴよりも高く加熱されるとき、水分子との水素結合に比べて分子内水素結合が好ましい。これはポリマーコイルを潰し、溶液からポリマーを沈殿させる。この相転移は、温度が再びＬＣＳＴよりも低下したときにポリマーが再溶解するように、可逆的である。ＬＣＳＴポリマーの例は、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）である。このポリマーの水溶液は、約３３℃でＬＣＳＴ転移を示す。
【００８６】
ＬＣＳＴポリマーとエラストマーとの組合せは、エラストマーが水に曝される様々な用途で、エラストマー性能のより良好な制御の可能性をもたらす。ＬＣＳＴポリマーとエラストマーとの単純な混合は、ＬＣＳＴポリマーとエラストマーとの間の共有結合の欠如に起因して、マクロ相分離を経験することになる化合物をもたらす。そのようなマクロ相分離は、トレッド化合物の性質に有害な影響をもたらし得る。
【００８７】
球状トレッド層１０３０は、以下のものを含むゴム組成物を含んでいてもよい：少なくとも１つの共役ジエンモノマー、および任意選択で少なくとも１つのビニル芳香族モノマーを含む、モノマーに由来する（derived from）、ポリマー主鎖を含むコポリマーと；下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を示すことが可能なポリマーを含む、主鎖に結合されたポリマー側鎖と；任意選択で、少なくとも１種の追加のジエン系エラストマーと；カーボンブラックおよびシリカからなる群から選択された充填材。
【００８８】
ゴム組成物は、少なくとも１つの共役ジエンモノマーおよび任意選択で少なくとも１つのビニル芳香族モノマーを含むモノマーに由来するポリマー主鎖と；下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を示すことが可能なポリマーを含む、主鎖に結合されたポリマー側鎖とを含むコポリマーを含んでいてもよい。
【００８９】
一例では、コポリマーは、式Ｉ：
【００９０】
【化１】
2017165399.tif 000003
【００９１】
の構造を有していてもよく、
式中、Ｘは、少なくとも１つの共役ジエンモノマーおよび任意選択で少なくとも１つのビニル芳香族モノマーを含むモノマーに由来するポリマーであり；Ｚは、下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を示すことが可能なポリマーであり；Ｙは、ＸおよびＺの両方に結合された２価の基であり；ｎは、Ｘに結合された−［−Ｙ−Ｚ］基の数である。
【００９２】
一例では、ポリマーＸは、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む、ジエン系エラストマーである。本明細書で使用される「オレフィン不飽和を含有するゴムまたはエラストマー」または「ジエン系エラストマー」という文言は、同義であり、天然ゴムとその様々な未加工および再生（reclaim）形態ならびに様々な合成ゴムの両方を含むことを意図する。本発明の記載において、「ゴム」および「エラストマー」という用語は、別に定めない限り、互換的に使用され得る。「ゴム組成物」、「配合ゴム（compounded rubber）」、および「ゴム化合物（rubber compound）」という用語は、様々な成分および材料とブレンドされまたは混合されているゴムを指すのに互換的に使用され、そのような用語は、ゴム混合またはゴム配合の技術分野の当業者に周知である。代表的な合成ゴムは、ブタジエンならびにその同族体および誘導体、例えばメチルブタジエン（即ち、イソプレン）、ジメチルブタジエン、およびペンタジエン、の単独重合生成物、ならびにブタジエンまたはその同族体もしくは誘導体とその他の不飽和モノマーとから形成されたようなコポリマーである。後者の中には、アセチレン類、例えばビニルアセチレン；オレフィン、例えば、イソプレンと共重合してブチルゴムを形成するイソブチレン；ビニル化合物、例えばアクリル酸、アクリロニトリル（ブタジエンと重合してＮＢＲを形成する。）、メタクリル酸、および、ブタジエンと重合してＳＢＲを形成するスチレン、ならびにビニルエステルならびに様々な不飽和アルデヒド、ケトンおよびエーテル、例えばアクロレイン、メチルイソプロペニルケトンおよびビニルエチルエーテルがある。合成ゴムの具体的な例には、ネオプレン（ポリクロロプレン）、ポリブタジエン（ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンを含む。）、ポリイソプレン（ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレンを含む。）、ブチルゴム、ハロブチルゴム、例えばクロロブチルゴムまたはブロモブチルゴム、スチレン／イソプレン／ブタジエンゴム、１，３−ブタジエンまたはイソプレンと、スチレン、アクリロニトリル、およびメチルメタクリレートなどのモノマーとのコポリマー、ならびにエチレン／プロピレン／ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）としても知られるエチレン／プロピレンターポリマー、特にエチレン／プロピレン／ジシクロペンタジエンターポリマーが含まれる。使用され得るゴムの追加の例には、アルコキシ−シリル末端官能化溶液重合ポリマー（ＳＢＲ、ＰＢＲ、ＩＢＲ、およびＳＩＢＲ）、ケイ素結合およびスズ結合星状分枝（star-branched）ポリマーが含まれる。好ましいゴムまたはエラストマーは、ポリイソプレン（天然または合成）、ポリブタジエン、およびＳＢＲである。
【００９３】
別の例では、約２０から約２８パーセントの結合スチレンの、比較的従来通りのスチレン含量を有する、乳化重合に由来するスチレン／ブタジエン（Ｅ−ＳＢＲ）を使用してもよく、いくつかの適用例では、中程度から比較的高い結合スチレン含量を有するＥ−ＳＢＲ、即ち約３０から約４５パーセントの結合スチレン含量を有するＥ−ＳＢＲである。
【００９４】
乳化重合により調製されたＥ−ＳＢＲとは、スチレンおよび１，３−ブタジエンが水性エマルジョンとして共重合されたことを意味する。結合スチレン含量は様々にすることができ、例えば約５から約５０パーセントにすることができる。一態様では、Ｅ−ＳＢＲは、例えばターポリマー中の結合アクリロニトリルが約２から約３０重量パーセントの量で、Ｅ−ＳＢＡＲとしてターポリマーゴムを形成するためのアクリロニトリルを含有していてもよい。
【００９５】
コポリマー中に約２から約４０重量パーセントの結合アクリロニトリルを含有する、乳化重合で調製されたスチレン／ブタジエン／アクリロニトリルコポリマーゴムも、本発明で使用されるジエン系ゴムとして考えることができる。溶液重合で調製されたＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）は、約５から約５０、好ましくは約９から約３６パーセントの範囲の結合スチレン含量を有していてもよい。Ｓ−ＳＢＲは、例えば、有機炭化水素溶媒の存在下での有機リチウム触媒化によって、都合良く調製することができる。
【００９６】
別の例では、ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を使用してもよい。そのようなＢＲは、例えば、１，３−ブタジエンの有機溶液重合によって調製されてもよい。ＢＲは、例えば、少なくとも９０パーセントのｃｉｓ−１，４−含量を有することによって、都合良く特徴付けられてもよい。本明細書で使用される「ｐｈｒ」という用語は、「ゴムまたはエラストマー１００重量部当たりのそれぞれの材料の重量部」を指す。
【００９７】
一例において、下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を有するポリマーＺは、ＬＣＳＴ挙動を有することが知られている様々な第２のモノマーのホモポリマーおよびコポリマーを含んでいてもよく、このポリマーには：アクリルアミドおよび置換アクリルアミド、メタクリルアミドおよび置換メタクリルアミド、アクリル酸および置換アクリル酸、メタクリル酸および置換メタクリル酸、ビニルアルキルエーテルおよび置換ビニルアルキルエーテル、ビニルカプロラクタムおよび置換ビニルカプロラクタムと、ＬＣＳＴ挙動を備えるポリマーをもたらすことが知られているその他のモノマー、例えばオリゴ（エチレングリコール）メタクリレートおよび２−（２−メトキシエトキシ）エチルメタクリレート、および同様のモノマーのポリマーが含まれるが、これらに限定するものではない。
【００９８】
「下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を示すことが可能」とは、水の存在下で、ポリマーＺが水と会合して（associate）水膨潤性ポリマー相を形成することを意味し、この水膨潤性ポリマー相は、ＬＣＳＴよりも低い温度からＬＣＳＴよりも高い温度に加熱されたときにＬＣＳＴ転移を示すことになる。したがってポリマーＺは、ポリマーＺがグラフトコポリマーの側鎖として存在するときに、ＬＣＳＴを示すことが可能である。
【００９９】
一例では、ポリマーＺは式ＩＩ：
【０１００】
【化２】
2017165399.tif 000004
【０１０１】
の第２のモノマーのポリマーであり、
式中、Ｒ１およびＲ２は独立して、水素、Ｃ２〜Ｃ６直鎖状アルキル、Ｃ２〜Ｃ６分枝状アルキル、およびＣ３〜Ｃ６シクロアルキルからなる群から選択され、但しＲ１およびＲ２の少なくとも１つが水素ではないことを前提とする。
【０１０２】
一例では、Ｚは式（ＩＩＩ）
【０１０３】
【化３】
2017165399.tif 000005
【０１０４】
であってもよく、
式中、Ｒ１およびＲ２は独立して、水素、Ｃ２〜Ｃ６直鎖状アルキル、Ｃ２〜Ｃ６分枝状アルキル、およびＣ３〜Ｃ６シクロアルキルからなる群から選択され、但しＲ１およびＲ２の少なくとも１つが水素ではないことを前提とし、ｍは、炭化水素鎖の重合度である。
【０１０５】
一例では、ポリマーＺが、Ｎ置換アクリルアミド誘導体のポリマーである。
【０１０６】
一例では、ポリマーＺが、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−シクロプロピルアクリルアミド、またはＮ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドのポリマーである。
【０１０７】
一例では、下限臨界共溶温度を示すことが可能なポリマーＺは、約５００から約２００００ｇ／ｇｍｏｌの範囲に及ぶ重量平均分子量を有する。
【０１０８】
一例では、ポリマーＺは、下限臨界共溶温度を示すことが可能であり、約０℃から約１００℃に及ぶ範囲の、下限臨界共溶温度を有していてもよい。
【０１０９】
一例では、コポリマーは、約１から約２０重量パーセントのＺを含む。Ｙは、ＸおよびＺの両方に結合された２価の基であってもよい。一例では、Ｙは硫黄または酸素である。一例では、Ｙは硫黄である。
【０１１０】
一般に、Ｙは、ポリマーＸの炭素−炭素二重結合と反応することが可能なポリマーＺの末端官能基として生ずる。したがってコポリマー中に存在するとき、ＹはＸをＺに結合する。一例では、末端官能基はチオール基である。そのような末端官能基は、重合中、例えば当技術分野で公知の適切な連鎖移動剤または停止剤の使用を通して、ポリマーＺに組み込まれてもよい。Ｘに結合され得る−［−Ｙ−Ｚ］基の数ｎは、所与のコポリマー分子中で約２から約３０の範囲に及ぶ。
【０１１１】
コポリマーは、様々な方法によって生成されてもよい。一例では、コポリマーは、エラストマー主鎖およびＬＣＳＴポリマー側鎖でグラフトコポリマーが生成されるように、ＬＣＳＴポリマーＺの側鎖でポリマーＸを官能化することによって生成されてもよい。様々なエラストマーを官能化するための都合の良い方法は、チオール−エン反応であり、その反応の間に、エラストマー中に存在しているアルケン部分がチオールとの反応によってチオエーテルに変換される。この反応は、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、およびポリイソプレンゴム中に存在するときのビニル基により進行し得る。エラストマーの官能化を可能にするために、ＬＣＳＴポリマーはチオール末端基を特徴としてもよい。これらは、求核剤とのチオカルボニルチオ末端基の反応によって導入することができる。チオカルボニルチオ末端基を示すポリマーは、可逆的付加−開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ：reversible addition-fragmentation chain transfer）重合によって生成することができる。１つの反応スキームは、ＬＣＳＴポリマーとしてのＰＮＩＰＡＭの使用について説明しているが、本発明は上記に限定するものではなく、なぜならば、例えばＲＡＦＴ重合によって生成することができる、反応性末端基を持つ任意のＬＣＳＴポリマーを、エラストマーの官能化に使用することができるからである。
【０１１２】
グラフトコポリマーを生成する方法の第１のステップは、少なくとも１つの炭素−炭素二重結合を含む第１のポリマーを得る工程であり得る。その方法の第２のステップは、第２のポリマーを得る工程であり得る。第２のポリマーは、下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を示してもよく、第１のポリマーの炭素−炭素二重結合と反応することが可能な末端官能基を含んでいてもよい。一例では、第２のポリマーは、チオカルボニルチオＲＡＦＴ連鎖移動剤の存在下で第２のポリマーを重合して、末端チオカルボニルチオ基を含むポリマーを形成し；末端チオカルボニルチオ基をチオール基に切断して、末端チオール基を含む第２のポリマーを形成することによって得られる。
【０１１３】
一例では、第２のポリマーの末端官能基は、可逆的付加−開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）のメカニズムを通して、重合中に第２のポリマーに組み込まれる。ＲＡＦＴ重合メカニズムのさらなる詳細は、Moadら、Aust. J. Chem. 2005、58、379〜410を参照することによって見出すことができる。フリーラジカル重合性モノマーのＲＡＦＴ重合は、式（ＩＶ）：
【０１１４】
【化４】
2017165399.tif 000006
【０１１５】
（式中、Ｒ３は、重合を再度開始することができるフリーラジカル脱離基（free radical leaving group）であり、Ｑは、ラジカル付加および開裂の速度に影響を及ぼす官能基である。）のチオカルボニルチオＲＡＦＴ連鎖移動剤の存在下で実現されてもよい。適切なチオカルボニルチオＲＡＦＴ連鎖移動剤には、ジチオエステル、トリチオカーボネート、ジチオカルバメート、およびキサンテートが含まれる。一実施形態では、チオカルボニルチオ連鎖移動剤は、トリチオカーボネートである。一実施形態では、チオカルボニルチオ連鎖移動剤は、Ｓ−１−ドデシル−Ｓ−（αα’−ジメチル−α”−酢酸）トリチオカーボネートおよび４−シアノ−４−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−４−メチル酪酸からなる群から選択される。
【０１１６】
適切なチオカルボニルチオ連鎖移動剤の存在下でのＲＡＦＴ重合により、連鎖停止ポリマーは、式（Ｖ）：
【０１１７】
【化５】
2017165399.tif 000007
【０１１８】
（式中、Ｐｎは、ＬＣＳＴを示すポリマー鎖を表す。）
を有する。
【０１１９】
次いで式Ｖの連鎖停止ポリマーを、適切な求核剤と反応させてＣ−Ｓ結合を切断することにより、式（ＶＩ）：
【０１２０】
【化６】
2017165399.tif 000008
【０１２１】
の末端チオール基を有する式（ＶＩ）の第２のポリマーを得てもよい。
【０１２２】
一例では、式Ｖの連鎖停止ポリマーをアミノリシス（aminolysis）によって処理することにより、式ＶＩのチオール末端ポリマーが得られる。
【０１２３】
前記方法の第３のステップは、第２のポリマーを第１のポリマーと反応させてグラフトコポリマーを形成する工程であって、このグラフトコポリマーは、第１のポリマーに由来する主鎖と、第２のポリマーに由来する側鎖とを含む工程であってよい。第２のポリマーの、第１のポリマーとの反応中、第２のポリマーは、第２のポリマーの末端官能基と第１のポリマーの不飽和炭素−炭素結合との反応を通して、第１のポリマーと結合されてもよい。一例では、チオール末端化された第２のポリマーを、チオール−エン反応を介して、フリーラジカル開始剤の存在下で第１のポリマーと反応させてもよく、例えば、Macromolecules 2008、41、9946〜9947を参照されたい。一例では、フリーラジカル開始剤は、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドおよびアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）（azobisisobutyonitrile）からなる群から選択される。
【０１２４】
ゴム組成物は、下限臨界共溶温度（ＬＣＳＴ）を有するポリマーを含むコポリマーに加え、オレフィン不飽和を含有する１種または複数のゴムまたはエラストマーを任意選択で含んでいてもよい。「オレフィン不飽和を含有するゴムまたはエラストマー」または「ジエン系エラストマー」という文言は、天然ゴムと、その様々な未加工および再生形態ならびに様々な合成ゴムの両方を含むことを意図する。本発明の記載において、「ゴム」および「エラストマー」という用語は、他に指示しない限り、互換的に使用され得る。「ゴム組成物」、「配合ゴム」、および「ゴム化合物」という用語は、様々な成分および材料とブレンドされまたは混合されているゴムを指すのに互換的に使用され、そのような用語は、ゴム混合またはゴム配合の技術分野の当業者に周知である。代表的な合成ポリマーは、ブタジエンならびにその同族体および誘導体、例えばメチルブタジエン、ジメチルブタジエン、およびペンタジエンの単独重合生成物であり、ならびにブタジエンまたはその同族体もしくは誘導体とその他の不飽和モノマーとから形成されたようなコポリマーである。後者の中には、アセチレン類、例えばビニルアセチレン；オレフィン、例えばイソプレンと共重合してブチルゴムを形成するイソブチレン；ビニル化合物、例えばアクリル酸、アクリロニトリル（ブタジエンと重合してＮＢＲを形成する。）、メタクリル酸、およびブタジエンと重合してＳＢＲを形成するスチレン、ならびにビニルエステル、ならびに様々な不飽和アルデヒド、ケトンおよびエーテル、例えばアクロレイン、メチルイソプロペニルケトンおよびビニルエチルエーテルがある。合成ゴムの具体的な例には、ネオプレン（ポリクロロプレン）、ポリブタジエン（ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンを含む。）、ポリイソプレン（ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレンを含む。）、ブチルゴム、ハロブチルゴム、例えばクロロブチルゴムまたはブロモブチルゴム、スチレン／イソプレン／ブタジエンゴム、１，３−ブタジエンまたはイソプレンと、スチレン、アクリロニトリル、およびメチルメタクリレートなどのモノマーとのコポリマー、ならびにエチレン／プロピレン／ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）としても知られるエチレン／プロピレンターポリマー、特にエチレン／プロピレン／ジシクロペンタジエンターポリマーが含まれる。使用され得るゴムの追加の例には、アルコキシ−シリル末端官能化溶液重合ポリマー（ＳＢＲ、ＰＢＲ、ＩＢＲ、およびＳＩＢＲ）、ケイ素結合およびスズ結合星状分枝ポリマーが含まれる。好ましいゴムまたはエラストマーは、ポリイソプレン（天然または合成）、ポリブタジエン、およびＳＢＲである。
【０１２５】
少なくとも１種の追加のゴムは、ジエン系ゴムの少なくとも２種のものであってもよい。例えば、２種以上のゴムの組合せは、ｃｉｓ−１，４−ポリイソプレンゴム（天然または合成であるが、天然が好ましい。）、３，４−ポリイソプレンゴム、スチレン／イソプレン／ブタジエンゴム、乳化および溶液重合に由来するスチレン／ブタジエンゴム、ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンゴム、および乳化重合から調製されたブタジエン／アクリロニトリルコポリマーであってもよい。
【０１２６】
一例では、結合スチレンが約２０から約２８パーセントである比較的従来通りのスチレン含量を有する乳化重合に由来するスチレン／ブタジエン（Ｅ−ＳＢＲ）が、使用される可能性があり、いくつかの適用例では、Ｅ−ＳＢＲは、中程度から比較的高い結合スチレン含量を有する、即ち約３０から約４５パーセントの結合スチレン含量を有する。
【０１２７】
乳化重合により調製されたＥ−ＳＢＲとは、スチレンおよび１，３−ブタジエンが水性エマルジョンとして共重合されたことを意味する。そのようなものは、そのような技術分野の当業者に周知である。結合スチレン含量は様々にすることができ、例えば約５から約５０パーセントにすることができる。一態様では、Ｅ−ＳＢＲは、例えばターポリマー中の結合アクリロニトリルが約２から約３０重量パーセントの量で、Ｅ−ＳＢＲとしてターポリマーゴムを形成するためのアクリロニトリルを含有していてもよい。
【０１２８】
コポリマー中に約２から約４０重量パーセントの結合アクリロニトリルを含有する、乳化重合で調製されたスチレン／ブタジエン／アクリロニトリルコポリマーゴムも、本発明で使用されるジエン系ゴムとして考えることができる。溶液重合で調製されたＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）は、約５から約５０、好ましくは約９から約３６パーセントの範囲の結合スチレン含量を有していてもよい。Ｓ−ＳＢＲは、例えば、有機炭化水素溶媒の存在下での有機リチウム触媒化によって、調製することができる。一例では、ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を使用してもよい。そのようなＢＲは、例えば、１，３−ブタジエンの有機溶液重合によって調製することができる。ＢＲは、例えば、少なくとも９０パーセントのｃｉｓ−１，４−含量を有することによって、特徴付けられてもよい。本明細書で使用され、従来通りの慣例による「ｐｈｒ」という用語は、「ゴムまたはエラストマー１００重量部当たりのそれぞれの材料の重量部」を指す。
【０１２９】
ゴム組成物は、最大７０ｐｈｒの加工油（processing oil）を含んでいてもよい。加工油は、エラストマーを増量する（extend）のに典型的に使用されるエキステンダー油として、ゴム組成物中に含めてもよい。加工油は、ゴム配合中に直接、油を添加することによって、ゴム組成物中に含まれていてもよい。使用される加工油は、エラストマー中に存在するエキステンダー油と、配合中に添加される加工油との両方を含んでいてもよい。適切な加工油には、芳香族、パラフィン系、ナフテン系、植物油、および低ＰＣＡ油、例えばＭＥＳ、ＴＤＡＥ、ＳＲＡＥ、および重（heavy）ナフテン油を含めた、当技術分野で知られた様々な油が含まれる。適切な低ＰＣＡ油には、ＩＰ３４６法によって決定されるように、多環式芳香族含量が３重量パーセント未満であるものが含まれる。ＩＰ３４６法に関する手順は、Standard Methods for Analysis & Testing of Petroleum and Related ProductsおよびBritish Standard 2000 Parts、2003、62版、the Institute of Petroleum刊行、英国に見出すことができる。
【０１３０】
ゴム組成物は、約１０から約１５０ｐｈｒのシリカを含んでいてもよい。別の例では、２０から８０ｐｈｒのシリカを使用してもよい。熱分解性のおよび沈殿したケイ質顔料（シリカ）を含めたケイ質顔料を、ゴム組成物中に使用してもよい。一例では、沈殿シリカが使用される。用いられるケイ質顔料は、例えばケイ酸ナトリウムなど、可溶性シリケートの酸性化によって得られるような、沈殿シリカであってもよい。
【０１３１】
そのようなシリカは、例えば、窒素ガスを使用して測定されるＢＥＴ表面積を有することによって特徴付けられてもよい。一実施形態では、ＢＥＴ表面積は、グラム当たり約４０から約６００平方メートルの範囲にあってもよい。別の例では、ＢＥＴ表面積は、グラム当たり約８０から約３００平方メートルの範囲にあってもよい。表面積を測定するＢＥＴ法は、the Journal of the American Chemical Society、60巻、304頁(1930)に記載されている。シリカは、約１００から約４００、あるいは約１５０から約３００の範囲のジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収値を有することによって特徴付けられてもよい。シリカは、電子顕微鏡により決定したときに、例えば０．０１から０．０５ミクロンの範囲の平均極限粒度（ultimate particle size）を有していてもよいが、シリカ粒子はそのサイズがさらに小さくてもよく、またはおそらくはより大きくてもよい。本明細書で単なる例として限定することなく、２１０、２４３などで指定されるＨｉ−Ｓｉｌという商標でＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているシリカ；例えばＺ１１６５ＭＰおよびＺ１６５ＧＲで指定される、Ｒｈｏｄｉａから入手可能なシリカと、例えばＶＮ２およびＶＮ３などで指定される、Ｄｅｇｕｓｓａ  ＡＧから入手可能なシリカなどの、様々な市販のシリカを使用してもよい。
【０１３２】
カーボンブラックは、１０から１５０ｐｈｒの範囲に及ぶ量で、充填材として使用されてもよい。別の例では、２０から８０ｐｈｒのカーボンブラックを使用してもよい。そのようなカーボンブラックの代表的な例には、Ｎ１１０、Ｎ１２１、Ｎ１３４、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２４２、Ｎ２９３、Ｎ２９９、Ｎ３１５、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３２、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ５８２、Ｎ６３０、Ｎ６４２、Ｎ６５０、Ｎ６８３、Ｎ７５４、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、Ｎ７８７、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、およびＮ９９１が含まれる。これらのカーボンブラックは、９から１４５ｇ／ｋｇに及ぶヨウ素吸収と、３４から１５０ｃｍ３／１００ｇに及ぶＤＢＰ数とを有する。
【０１３３】
超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ：ultra high molecular weight polyethylene）、架橋粒状ポリマーゲル、および可塑化デンプン複合充填材（plasticized starch composite filler）などの粒状充填材を含むがこれらに限定されないその他の充填材が、ゴム組成物中に使用されてもよい。その他の充填材を、１から３０ｐｈｒの範囲の量で使用してもよい。
【０１３４】
一例では、ゴム組成物は、硫黄含有有機ケイ素化合物を含有していてもよい。適切な硫黄含有有機ケイ素化合物の例は、式（ＶＩＩ）：
【０１３５】
【化７】
2017165399.tif 000009
【０１３６】
のものであり、
式中、Ｚは、
【０１３７】
【化８】
2017165399.tif 000010
【０１３８】
からなる群から選択され、
但しＲ４は、１から４個の炭素原子のアルキル基、シクロヘキシル、またはフェニルであり；Ｒ５は、１から８個の炭素原子のアルコキシ、または５から８個の炭素原子のシクロアルコキシであり；Ａｌｋは、１から１８個の炭素原子の２価の炭化水素であり、ｎは、２から８の整数である。
【０１３９】
一例では、硫黄含有有機ケイ素化合物は、３，３’−ビス（トリメトキシまたはトリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドである。一例では、硫黄含有有機ケイ素化合物は、３，３’−ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドおよび／または３，３’−ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドである。したがって、式ＶＩＩに関し、Ｚは
【０１４０】
【化９】
2017165399.tif 000011
【０１４１】
であってもよく、式中、Ｒ５は、２から４個の炭素原子、あるいは２個の炭素原子のアルコキシであり；ａｌｋは、２から４個の炭素原子、あるいは３個の炭素原子の２価の炭化水素であり；ｎは、２から５の整数、あるいは２または４である。
【０１４２】
一例では、硫黄含有有機ケイ素化合物は、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ＭａｔｅｒｉａｌｓからＮＸＴ（商標）として市販されている３−（オクタノイルチオ）−１−プロピルトリエトキシシラン  ＣＨ３（ＣＨ２）６Ｃ（＝Ｏ）−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３を含む。別の例では、硫黄含有有機ケイ素化合物は、Ｓｉ−３６３である。ゴム組成物中の硫黄含有有機ケイ素化合物の量は、使用されるその他の添加剤のレベルに応じて様々であってもよい。概して、当該化合物の量は、０．５から２０ｐｈｒの範囲にあってよい。一例では、その量は、１から１０ｐｈｒの範囲にある。
【０１４３】
ゴム組成物は、様々な硫黄加硫構成ゴム（sulfur-vulcanizable constituent rubbers）と、様々な一般に使用される添加剤材料、例えば硫黄供与体、硬化助剤、例えば活性剤および遅延剤など、加工添加剤（processing additive）、例えば油、粘着付与樹脂を含めた樹脂、および可塑剤、充填材、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、抗酸化剤およびオゾン亀裂防止剤、およびペプタイザー（peptizing agent）などとの混合など、ゴム配合の技術分野で一般に知られた方法によって配合され得ることが、当業者に容易に理解される。当業者に公知のように、硫黄加硫可能なおよび硫黄加硫化された材料（ゴム）の意図される使用に応じて、上述の添加剤は選択されかつ従来の量で一般に使用される。硫黄供与体の代表的な例には、元素硫黄（遊離硫黄）、二硫化アミン、ポリマーポリスルフィド、および硫黄オレフィン付加物（sulfur olefin adducts）が含まれる。一実施形態では、硫黄加硫剤が元素硫黄である。硫黄加硫剤は、０．５から８ｐｈｒの範囲の量で、あるいは１．５から６ｐｈｒの範囲で使用されてもよい。使用される場合の粘着付与樹脂の典型的な量は、約０．５から約１０ｐｈｒ、通常は約１から約５ｐｈｒである。加工助剤（processing aids）の典型的な量は、約１から約５０ｐｈｒである。抗酸化剤の典型的な量は、約１から約５ｐｈｒである。代表的な抗酸化剤は、例えば、ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンなど、例えばThe Vanderbilt Rubber Handbook (1978)、344から346頁までに開示されたものであってもよい。オゾン亀裂防止剤の典型的な量は、約１から５ｐｈｒである。ステアリン酸を含むことができる脂肪酸の典型的な量は、使用される場合、約０．５から約３ｐｈｒである。酸化亜鉛の典型的な量は、約２から約５ｐｈｒである。ワックスの典型的な量は、約１から約５ｐｈｒである。しばしば微結晶質ワックスが使用される。ペプタイザーの典型的な量は、約０．１から約１ｐｈｒである。典型的なペプタイザーは、例えば、ペンタクロロチオフェノールおよびジベンズアミドジフェニルジスルフィドであってもよい。
【０１４４】
促進剤（accelerator）は、加硫化に必要とされる時間および／または温度を制御するのに、および加硫化物の性質を改善するのに使用される。一例では、単一促進剤系が使用されてもよく、即ち１次促進剤である。（１種または複数の）１次促進剤は、約０．５から約４、あるいは約０．８から約１．５ｐｈｒの範囲の総量で使用されてもよい。別の例では、１次および２次促進剤の組合せを使用してもよく、この２次促進剤は、加硫化物の性質を活性化し改善するために、約０．０５から約３ｐｈｒなどのより少ない量で使用される。これらの促進剤の組合せは、最終的な性質に相乗効果をもたらすことが予測でき、いずれかの促進剤を単独で使用することにより生成されたものよりもいくらか良好である。さらに、通常の加工温度による影響を受けずに通常の加硫化温度で満足のいく硬化をもたらす、遅延性促進剤（delayed action accelerators）を使用してもよい。加硫遅延剤を使用してもよい。適切なタイプの促進剤は、アミン、二硫化物、グアニジン、チオ尿素、チアゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメート、およびキサンテートであってもよい。一例では、１次促進剤がスルフェンアミドである。第２の促進剤が使用される場合、２次促進剤は、グアニジン、ジチオカルバメート、またはチウラム化合物であってもよい。
【０１４５】
ゴム成分は、少なくとも２段階で、即ち少なくとも１つの非生成（non-productive）段階の後に生成混合（productive mix）段階を行うことによって混合されてもよい。硫黄加硫化剤を含めた最終硬化剤は、「生成」混合段階と呼んでもよい最終段階で混合されてもよく、この段階において、混合は、先行する（１つまたは複数の）非生成混合段階の（１つまたは複数の）混合温度よりも低い温度、もしくは極限温度（ultimate temperature）、で典型的に行われる。「非生成」および「生成」混合段階という用語は、ゴム混合の技術分野の当業者に周知である。ゴム組成物は、熱機械的（thermomechanical）混合ステップに供されてもよい。熱機械的混合ステップは、一般に、１４０℃から１９０℃の間のゴム温度を生成するために適切な期間にわたる、混合機または押出し機内での機械的仕事（mechanical working）を含む。熱機械的加工の適切な持続時間は、動作条件と、構成要素の体積および性質の関数として、様々に変化する。例えば、熱機械的加工は１から２０分であってもよい。
【０１４６】
ゴム組成物は、図１の球状トレッド層１０３０など、のタイヤの様々なゴム構成要素に組み込まれていてもよい。例えばゴム構成要素は、トレッド（トレッドキャップおよびトレッドベースを含む。）、サイドウォール、エイペックス、チェーファ、サイドウォールインサート、ワイヤコート、またはインナーライナであってもよい。
【０１４７】
球状タイヤの加硫化は、約１００℃から２００℃の範囲の従来の温度で実施されてもよい。一例では、加硫化は、約１１０℃から１８０℃の範囲の温度で実行される。プレスまたは金型での加熱、過熱水蒸気または高温空気による加熱など、通常の加硫化プロセスのいずれかを使用してもよい。
【０１４８】
本発明による球状トレッド層１０３０は、自然を模造または生物模倣してもよい（imitate, or bio-mimic, nature）。例えばトレッド層１０３０は、脳サンゴのパターンを模倣してもよい。トレッド層１０３０の溝底部（groove bottom）は、上述のような材料を含んでいてもよい。材料は、海綿と同様に反応してもよく、乾燥時には堅く、湿潤時にはより柔らかくなって、適度な駆動性能およびハイドロプレーニング抵抗を実現する。そのようなテクスチャは、道路上の水を吸収し、遠心力を通してタイヤの接地面から水を排出することにより、ハイドロプレーニングのリスクを低減させ得る。このように、乾燥時には、溝底部の材料は、乾燥性能およびハンドリングを改善するためにトレッドを堅くし得る。湿潤時、溝底部の材料は柔らかくなって、事実上、より深い溝とより良好な湿潤トラクションをもたらし得る。
【０１４９】
以下に、ＬＣＳＴポリマーに係る例について記載する。
【０１５０】
例１．
本例では、ポリ−（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、又はＰＮＩＰＡＭの製造を示す。
【０１５１】
ＲＡＦＴ重合を用いてＰＮＩＰＡＭを製造した。この目的のために、次の連鎖移動剤（ＣＴＡ）を用意した：４−シアノ−４−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−４−メチル酪酸（ＣＤＳＭＢ）。
【０１５２】
【化１０】
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【０１５３】
ＲＡＦＴ反応スキームは次の通りである。
【０１５４】
【化１１】
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【０１５５】
・連鎖移動剤（ＣＤＳＭＢ）の合成
４−シアノ−４−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−４−メチル酪酸は二段階で合成した。第一段階は文献手順を使用して製造した［Ｗ．Ｇ．Ｗｅｂｅｒ，Ｊ．Ｂ．ＭｃＬｅａｒｙ，Ｒ．Ｄ．Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．２００６，４７，４７７１．］。
【０１５６】
段階１：ビス−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）ジスルフィド
収率：７２％
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／３００ＭＨｚ）：δ［ｐｐｍ］：０．８６（ｔ，６Ｈ）；１．１１−１．４３（ｍ，３６Ｈ）；１．６５（ｑ，４Ｈ）；２．６６（ｔ，４Ｈ）。
【０１５７】
段階２：４−シアノ−４−ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニル−４−メチル酪酸
１０ｇのビス−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）ジスルフィドと７．７ｇの４，４’−アゾビス（４−シアノ）ペンタン酸を６０ｍｌの蒸留したてのジオキサン中に溶解した。混合物をアルゴン流下で１時間脱ガスし、アルゴン雰囲気下で２１時間、８０℃に加熱した。溶媒を蒸発させ、得られた暗橙色油をヘキサンから２回再結晶させた。
収率：５２％
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３／３００ＭＨｚ）：δ［ｐｐｍ］：０．８７（ｔ，３Ｈ）；１．１２−１．４５（ｍ，１８Ｈ）；１．６８（ｑ，２Ｈ）；１．８７（ｓ，３Ｈ）；２．３０−２．６３（ｍ，２Ｈ），２．６８（ｔ，２Ｈ）；３．３２（ｔ，２Ｈ）。
【０１５８】
・ＰＮＩＰＡＭ−ＣＴＡの合成
すべてのＮＩＰＡＭ−ポリマーとも、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ＣＴＡ、ＡＩＢＮ及び溶媒として乾燥ジオキサンを含むシュレンク管内で製造した。全成分の正確な量は表１から得ることができる。３回の凍結脱気（ｆｒｅｅｚｅ−ｐｕｍｐ  ｔｈａｗ）サイクル後、混合物を８０℃に予熱された油浴中に２０時間置いた。混合物をヘキサン（貧溶媒）／ＴＨＦ（良溶媒）中で３回沈殿させ、真空下で乾燥させた。表２にはさらに、使用されたＮＩＰＡＭ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）モノマー、ＣＴＡ（ＤＭＰ又はＣＤＳＭＢ）、ＡＩＢＮ及びジオキサンの量も示されている。収率は使用されたモノマーの量を基準にしている。分子量は、ＧＰＣにより、ＤＭＦ中、ＰＭＭＡを較正として用いて測定した。
【０１５９】
【表１】
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【０１６０】
トリチオカーボネート末端基の開裂はアミノリシスによって実施した。アミノリシスは、ＰＮＩＰＡＭ−ＣＴＡ、トリブチルホスフィン及びアミンのＴＨＦ中混合物を室温で数時間撹拌することによって実施した。チオール基への変換を２種類のアミン、すなわちエタノールアミン及びヘキシルアミンを用いて試験した。
【０１６１】
ＵＶ可視分光法による反応速度測定により、１時間後に反応の完了が確認された。スペクトルは、アミンをポリマーの溶液に添加後１５分ごとに測定された。
【０１６２】
トリチオカーボネート基の開裂は、ＵＶ可視分光法により、３１０ｎｍ（Ｃ＝Ｓ）に吸収バンドがないことからどちらのアミンでも確認された。更なる試験では開裂用としてヘキシルアミンを選んだ。反応後ポリマーの沈殿に使用されるヘキサンにそれが良く溶解するからである。図７に、純ＣＴＡ（１）、トリチオカーボネート末端基（２）及びＳＨ末端基（３）を有するＰＮＩＰＡＭのスペクトルを比較する。トリチオカーボネート基の吸収バンドの減少及び喪失が示されている。
【０１６３】
ＣＴＡ末端基を有するＲＡＦＴ合成ＰＮＩＰＡＭのＬＣＳＴを、ＵＶ可視分光法を用い、６３２ｎｍにおける水中ポリ−（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）の温度依存性濁度の測定によって決定した。溶液は５ｍｇ／ｍｌの濃度を有していた。ＬＣＳＴは、透過率５０％の時の温度と定義された。知られているように、ＬＣＳＴは、ポリマーの末端基及び分子量に依存する。非常に短いポリマーは、ＬＣＳＴに対する疎水性末端基の影響のために低いＬＣＳＴを有する。ＬＣＳＴに対する疎水性基の影響は長いポリマー鎖では減退する。これは、表２のポリマーの一部に見ることができる。図８に示されているように、比較的低い分子量を有するサンプルＰＮＩ１（１）は２０．６℃のＬＣＳＴを示しているが、これは約３１℃で検出された、より高分子量のサンプルＰＮＩ６（３）、ＰＮＩ１０（４）、及びＰＮＩ４（５）のＬＣＳＴより約１１℃低い。
【０１６４】
例２．
本例では、ＰＮＩＰＡＭによるスチレン−ブタジエンゴムの官能化を示す。
・官能化ゴムエラストマーの合成
官能化エラストマーを下記の一般的手順を用いて製造した。ＳＢＲ、ＡＩＢＮ及び例１からのチオール官能化ＰＮＩＰＡＭの乾燥ＴＨＦ中溶液をアルゴン雰囲気下室温で２時間脱ガスした。各反応のための遊離体（ｅｄｕｃｔ）の正確な量を表３に示す。次に反応混合物を７０℃に予熱された油浴中に少なくとも２０時間置いた。反応生成物中に遊離チオールがないことを確実にするために、生成物をＴＨＦに対して３日間透析した。透析後、溶媒を蒸発させ、生成物を真空下で乾燥させた。三つの官能化エラストマーの元素分析結果を、得られた官能化ＳＢＲ中のＰＮＩＰＡＭの計算重量パーセントと共に表４に示す。
【０１６５】
ＳＢＲ（１）及び官能化ゴム（２）の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを図９に示す。図９に示されているように、典型的なエラストマーシグナルが観察できるが、ＰＮＩＰＡＭのイソプロピル基のＣＨ基のピークも３．９７ｐｐｍに観察できる。ここでも４．９５ｐｐｍにおけるビニルシグナルの減少が観察でき、官能化の成功が示されている。ＧＰＣ測定は、図１０に示されているように、全サンプルとも架橋があったとしてもほとんどないことを示していた。図１０は、ＳＢＲ（１）及び三つの官能化エラストマーＳＢＲ２（２）、ＳＢＲ５（３）及びＳＢＲ６（４）の例示的ＧＰＣ曲線を示す。図１０の約１６〜１７ｍｌの溶出体積における肩の存在によって示されているように、ＳＢＲ６は反応中に全く架橋を示さず、ＳＢＲ２はごくわずかな架橋を示し、ＳＢＲ５は多少の架橋を示している。三つのサンプルはすべて可溶性であり、大して架橋していないことを示していた。
【０１６６】
【表２】
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【０１６７】
【表３】
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【０１６８】
例３．
本例では、ＰＮＩＰＡＭ官能化がスチレン−ブタジエンゴムの濡れ性に及ぼす影響を示す。官能化ＳＢＲの濡れ性は、官能化ポリマーで被覆されたガラスプレート上の水滴の接触角を測定することによって決定された。
【０１６９】
接触角は手順に従って測定された。官能化ＳＢＲサンプルをＴＨＦ中に溶解し、スライドガラス上にスピンコーティングした。真空下で乾燥後、スライドをニードル下に置き、水滴をニードルから被覆ガラス上にパージ（purge）した。接触角は、液滴とガラス表面間の内角の測定によって決定した。接触角は、一連の官能化ＳＢＲのそれぞれについて、２２℃及び４５℃の二つの温度で測定した。これらの温度は、ＰＮＩＰＡＭの３２℃というＬＣＳＴの十分下及び上であるとして選ばれた。使用されたサンプルは、ＳＢＲ３、ＳＢＲ４、ＳＢＲ５及びＳＢＲ２に対応していた。
【０１７０】
図１１に、二つの温度２２℃（１）及び４５℃（２）のそれぞれにおける測定接触角をＰＮＩＰＡＭ含有量の関数として示す。図１１に示されているように、ＬＣＳＴより低い２２℃で測定されたサンプルの接触角は、ポリマー中のＰＮＩＰＡＭの量が増加するに従って接触角の著しい減少を示しており、官能化ポリマーはＬＣＳＴより下では比較的親水性になることを示している。それに比べ、ＬＣＳＴより高い４５℃で測定されたサンプルの接触角は比較的一定で、官能化ポリマーはＬＣＳＴより上では比較的疎水性であることを示している。ＬＣＳＴより上及び下の接触角の相対差を図１２に示すが、官能化ＳＢＲのＰＮＩＰＡＭ含有量の増大に伴って親水性挙動の強い増大が示されている。
【０１７１】
例４．
本例では、ＰＮＩＰＡＭ官能化ＳＢＲの流動学的性質を示す。
【０１７２】
グラフト化ＰＮＩＰＡＭ側鎖がＳＢＲの機械的挙動に及ぼす影響を調べるために、平行板レオメーター（８ｍｍプレート）及び加熱速度５℃／分を用いて流動学的測定を実施した。図１３に、未改質ＳＢＲの典型的な流動学的挙動を示す。約７０℃より高い温度でＧ’（１）及びＧ”（２）は低下し、タンデルタ（tan delta）（３）は増加している。そのような挙動は高温での未改質ポリマーの流動を示している。図１４及び１５に、６重量パーセントのＰＮＩＰＡＭ（図１４）及び４重量パーセントのＰＮＩＰＡＭ（図１５）を有するポリマーのＰＮＩＰＡＭグラフト化ＳＢＲの流動学的挙動を示す。図１４及び１５に示されているように、ＰＮＩＰＡＭ側鎖をＳＢＲにグラフトすると、Ｇ’（１）、Ｇ”（２）及びタンデルタ（３）で、高温（約７０℃より上）でのゴム性平坦（ｒｕｂｂｅｒｙ  ｐｌａｔｅａｕ）の安定化がもたらされる。何らかの理論に束縛されるつもりはないが、これは、ＳＢＲマトリックスからのＰＮＩＰＡＭ側鎖のミクロ相分離のためであろうと考えられる。高ＴｇのＰＮＩＰＡＭ相は物理的架橋として作用でき、これが高温でのＳＢＲの流動を防止している。図１４及び１５をさらに参照すると、６重量パーセント及び４重量パーセントのＰＮＩＰＡＭでそれぞれ官能化されたＳＢＲを比較すると、高温（約７０℃より上）での温度に伴うタンデルタの増大は、ＰＮＩＰＡＭ含有量が高い場合に低いことが分かる。ここでも何らかの理論に束縛されるつもりはないが、この挙動は、ＰＮＩＰＡＭ含有量が増大した場合の、ＳＢＲのより効率的な物理的架橋のためとみられる。
【０１７３】
例５．
図１１〜１５に示された挙動から、ＬＣＳＴ挙動を示すコポリマーを使用することによって、タイヤ性能、転がり抵抗（燃費の指標）及びトレッド摩耗の間で通常なされる妥協は、コンパウンドの様々な指標を切り離すことにより回避できることが示唆される。
【０１７４】
ＬＣＳＴ挙動を示すコポリマーを含むトレッドコンパウンドは、タイヤに下記のことを示すことが期待できる。該コポリマーを含むトレッドを使用すると、コポリマーのＬＣＳＴより低い温度で湿潤表面と接触するタイヤトレッドは、そのコポリマーを含んでいない以外は同一のタイヤと比較して、増強されたウェットグリップを示すことが期待できる。しかしながら、摩耗及び転がり抵抗は重度に損なわれない。何らかの理論に束縛されるつもりはないが、増強されたウェットグリップは、コポリマーのＬＣＳＴ側鎖に対する水の効果によるトレッド表面の軟化のためと考えられる。この軟化は可逆的であり、従ってトレッドは乾燥条件下では硬化するので、トレッド摩耗は損なわれないはずである。トレッド摩耗は、トレッド表面におけるコポリマーのＬＣＳＴ相間の転移とほぼ無関係だからである。硬化は、ＬＣＳＴ側鎖の沈殿のほか、例４で検討した補強効果のためである。さらに、コポリマーのＬＣＳＴ側鎖による軟化効果は、トレッドコンパウンドの本体（バルク）内に拡大することのない表面現象のようなので、トレッドの転がり抵抗は、トレッド表面におけるコポリマーのＬＣＳＴ相間転移と無関係であると考えられる。
【０１７５】
本明細書に記載される例は、その他の概念、考えまたはシステムとは独立して、本明細書に記載される個々の要素および概念にまで拡張することが考えられ、また、例えば本出願のいずれかの箇所に言及される要素の組合せを含むことも考えられる。例は、添付図面を参照しながら本明細書に詳細に説明されるが、本開示は、それらの厳密な例に限定されないことが理解される。したがって、多くの改変および変形が、当業者に明らかになろう。
【０１７６】
したがって本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義されるものとする。さらに、個々にまたは例の一部として記載される特定の特徴は、その他の特徴および例が当該特定の特徴について述べていない場合であっても、その他の個々に記載される特徴またはその他の例の一部と組み合わせてもよいと考えられる。このように、記載される組合せが存在しないことは、そのような組合せに対する権利を除外するものではない。
【０１７７】
ある例についてこれまで説明してきたが、記載された例は単なる例であることが理解されよう。したがって本開示は、記載された例に基づいて限定されるべきではない。むしろ本開示の範囲は、上記説明および添付図面に照らして読むときに以下の特許請求の範囲に照らしてのみ限定されるべきである。
【符号の説明】
【０１７８】
９０１  車両
１０００  支持アセンブリ
１０１０  タイヤ
１０１１  球状中心
１０２０  タイヤ内面
１０３０  球状層
１１００  駆動システム
１１１０  第１の部分
１１２０  第２の部分
１０２５  内部空間
１０２  トランスデューサ
２００  システム
２０２  ユーザ
２０４  制御データ
２０６  フィードバック
２０８  制御装置
２１０、２１２  ネットワーク通信リンク
２１４  自走式デバイス
２１６  外部付属品
３００  自走式デバイス
３０１  駆動システム
３０２  球状ハウジング
３０４  内面
３１０  バネ端部
３１２  バネ
３１４  キャリア
３１５  付勢機構
３１６  エネルギー貯蔵構成部品
３１８、３２０  車輪
３２２、３２４  モータ
３２６  誘導充電ポート
３３０  外部付属デバイス
３３２  磁気構成要素
３３４  接触面
４００  自走式デバイス
４０２  回転中心
４０４  センサプラットフォーム
４０６  質量中心
４０８  車輪式アクチュエータ
４１０  傾斜角
４１２  平面
５００  コンピュータシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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