(57)【要約】【課題】定常走行時の転がり抵抗を抑えながらも、大きなグリップ力を得ることができ、しかも、クッション機能を犠牲にすることのない流体圧タイヤを提案する。【解決手段】本発明のタイヤ1は、ハブ２と、ハブ２の外側に間隔を空けて配置されるベースリング３とを有し、ベースリング３と異なるリング部材を円周方向に沿って分割して複数のセグメント４とし、このセグメント４をそれぞれ、ベースリング３の裏面3aに円周方向に間隔を空けて接合すると共に、当該セグメントとハブ部材との間に、ガス圧によって膨張・収縮するガス保持体を設け、このガス保持体を、ガス圧によって変形及び復元の可能な弾性袋体5aと、袋体5aの表面又は内部に菱形の網目状に張り巡らされた補強用繊維5bとを備えるアクチュエータ５とする。【選択図】図１
2009078600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に連結されるハブ部材と、このハブ部材の外側に間隔を空けて配置されるベースリングとを有し、
このベースリングと異なるリング部材を円周方向に沿って分割して複数のセグメントとし、このセグメントをそれぞれ、ベースリングの裏面に円周方向に間隔を空けて接合すると共に、
当該セグメントとハブ部材との間に、流体圧によって膨張・収縮する流体保持体を設けたことを特徴とする流体圧タイヤ。
【請求項２】
前記流体保持体を、流体圧によって変形及び復元の可能な弾性袋体と、この弾性袋体の表面又は内部に菱形の網目状に張り巡らされた補強用繊維とを備える流体圧アクチュエータとしたことを特徴とする請求項１に記載の流体圧タイヤ。
【請求項３】
前記流体保持体を、個々のセグメントに対応させて複数設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧タイヤ。
【請求項４】
前記流体保持体は、円周方向に沿って延在する環状体としてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定常走行時の転がり抵抗を抑えながらも、「曲がる」・「止まる」・「走り出す」の基本性能を発揮するにあたり大きなグリップ力を得ることができ、しかも、タイヤ本来のクッション性を確保した流体圧タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは様々な乗物に対して使用されており、その基本性能は、「曲がる」、「止まる」、「走る」、「支える」である。
【０００３】
特に、「曲がる」、「止まる」、「走り出す」を考慮する場合、路面からの力（グリップ力）を得るために、路面との接触面積を最大にして路面との接触が平面接触になるような構造が必要である。
【０００４】
このため、一般的な空気入りタイヤは、風船の原理に従って膨出させたトレッド面を路面に押し付けることによって、路面との平面接触を強制的に作り出している。
【０００５】
しかしながら、定常走行を考慮した場合、燃費等の問題から、路面との接触抵抗（転がり抵抗）を最小にして路面との接触面積をできる限り小さく抑えたいため、風船の原理に従ってトレッド面を膨出させた上述の一般的な空気入りタイヤでは、定常走行中もタイヤが常に真円形状を保つ構造が別途必要となる。
【０００６】
これに対し、旋回時等で要求される平面接触の確保と、定常走行時の真円形状の確保との両立を図ることを目的とした従来のタイヤには、ハブ部材の外側に間隔を空けて配置される弾性リングの裏面に、複数のせん断層からなる環状バンドを接合し、この環状バンドとハブ部材とを複数のウェブスポークで連結するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００５−５００９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タイヤの基本性能としては、上述したように、「支える」ことがあり、これを考慮する場合、乗心地等の問題から、路面からの反力を分散・吸収してできる限り小さく抑えたいため、クッション構造が必要となる。
【０００８】
ところが、上記従来タイヤは、環状バンドとハブ部材とを複数のウェブスポークで機械的に連結しているため、クッション機能が犠牲となっているという問題がある。
【０００９】
本発明の解決すべき課題は、定常走行時の転がり抵抗を抑えながらも、「曲がる」・「止まる」・「走り出す」の基本性能を発揮するにあたって大きなグリップ力を得ようとする場合に、クッション機能が犠牲になることにあり、
本発明の目的とするところは、定常走行時の転がり抵抗を抑えながらも、大きなグリップ力を得ることができ、しかも、クッション機能を犠牲にすることのない流体圧タイヤを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明である流体圧タイヤは、回転軸に連結されるハブ部材と、このハブ部材の外側に間隔を空けて配置されるベースリングとを有し、このベースリングと異なるリング部材を円周方向に沿って分割して複数のセグメントとし、このセグメントをそれぞれ、ベースリングの裏面に円周方向に間隔を空けて接合すると共に、当該セグメントとハブ部材との間に、流体圧によって膨張・収縮する流体保持体を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係るハブ部材の概念には、リムも含まれる。本発明に係るベースリングは、セグメントよりも柔らかく変形及び復元が可能であって、タイヤとしての使用条件に耐え得る材料、例えば、加硫ゴムで構成する。なお、ベースリングは、その表面をトレッド面として直接路面に接触させても、その外表面に別途弾性リングを設けて、この弾性リングの外表面をトレッド面としてもよい。
【００１２】
本発明に係る流体保持体としては、空気圧等のガス圧によって変形及び復元の可能な環状のゴムチューブ等を流用することができるが、本発明にあっては、流体圧によって変形及び復元の可能な弾性袋体と、この弾性袋体の表面又は内部に菱形の網目状に張り巡らされた補強用繊維とを備える流体圧アクチュエータとすることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、前記流体保持体を、個々のセグメントに対応させて複数設けることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記流体保持体を、円周方向に沿って延在する環状体とすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベースリングの裏面に、このベースリングと異なるリング部材を円周方向に沿って分割した複数のセグメントが裏打ちされていることで、ベースリングの曲面が平面的に押し当っても、その押し力が一定の値を超えるまでは、各セグメント間の密着によりその真円形状を保つことができる。即ち、タイヤに大きな荷重が急激に加わらない定常走行中では、その真円形状を保つことができる。
【００１６】
また、その一方で、ベースリングの曲面が平面的に押し当ったときの押し力が一定の値を超えると、当該ベースリングが平滑に変形しようとするのに追従して、各セグメントも平滑になるように展開することから、路面との接触が平面接触になる。即ち、タイヤに大きな荷重が急激に加わりベースリングが路面に押し当ると、路面との接触面積が最大限大きく確保されることで、「曲がる」・「止まる」・「走り出す」の基本性能を発揮するにあたり大きなグリップ力を得ることができる。
【００１７】
しかも、本発明では、セグメントとハブ部材との間に、流体圧によって膨張・収縮する流体保持体を設けたことで、この充填体がハブ部材とセグメントとの間を押し広げることでベースリング内に発生する張力と、当該充填体内の流体による力の分散とによって、クッション機能が確保されることから、路面からの反力を分散・吸収してできる限り小さく抑えることができる。
【００１８】
従って、本発明によれば、定常走行時の転がり抵抗を抑えながらも、「曲がる」・「止まる」・「走り出す」の基本性能を発揮するにあたり大きなグリップ力を得ることができ、しかも、クッション機能を犠牲にすることのない流体圧タイヤを提供することができる。
【００１９】
加えて、本発明によれば、一般的な空気入りタイヤに比べて、流体保持体が路面（接地面）に対して離れているため、パンクの可能性も低くなる。
【００２０】
また、本発明に係る流体保持体として、流体圧の増減によって変形及び復元の可能な弾性袋体と、この弾性袋体の表面又は内部に菱形の網目状に張り巡らされた補強用繊維とを備える流体圧アクチュエータを用いれば、弾性袋体の膨張・圧縮が補強用繊維によって規制されるため、補強用繊維を適宜選択することによって、タイヤの使用条件に合わせた良好なクッション機能を得ることができる。
【００２１】
加えて、本発明に係る流体保持体として、上記の流体圧アクチュエータを用いれば、このアクチュエータ内の流体を増減することによって、タイヤの使用条件に合わせた良好なクッション機能を得ることができる。
【００２２】
また、本発明において、流体保持体を、個々のセグメントに対応させて複数設ければ、例えば、流体保持体として、上述の流体圧アクチュエータを用いた場合、路面との接触面の部分の流体圧アクチュエータを制御することで、当該路面との接触面の部分だけに、効率的にクッション機能を持たせることができる。また、この場合、流体圧アクチュエータの流体圧をそれぞれ、円周方向に沿って順次増減すれば、エンジンやモータ等の駆動源を用いることなく、タイヤそのものの自立した状態で転動させることができる。
【００２３】
これに対し、本発明に係る流体保持体を、円周方向に沿って延在する環状体とすれば、例えば、流体保持体として、上述の流体圧アクチュエータを用いた場合、１つの充填体の流体圧を増減するだけの簡単な操作で、タイヤの使用条件に合わせた良好なクッション機能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の流体圧タイヤを詳細に説明する。
【００２５】
図1(a),(b)はそれぞれ、本発明に従うガス圧タイヤを模式的に示す側面図及び、そのＡ−Ａ断面図である。
【００２６】
符号１は、本発明に従うガス圧タイヤである。符号２は、図示せぬ回転軸に連結される円筒形のハブ部材である。本形態では、ハブ部材２は、ハブをそのもので例示してあるが、リムであってもよい。
【００２７】
符号３は、ハブ部材２の外側に間隔を空けて配置される円筒形状をしたベースリングである。このベースリング３は、後述のセグメントよりも柔らかく、変形及び復元が可能であって、タイヤ１としての使用条件に耐え得る材料、例えば、加硫ゴムで構成する。
【００２８】
本形態では、ベースリング３は、本来の意味でのタイヤに相当する。なお、本形態に係るベースリング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ハブ部材２の内側に巻き込ませてもよい。また、ベースリング３に本来のタイヤの役目を持たすことなく、ベースリング３の外表面に別途、弾性リングを設けてこの弾性リングの外表面をトレッド面とすることもできる。
【００２９】
符号４は、ベースリング３と異なる円筒形状のリング部材をその円周方向に沿って複数に分割したセグメントである。このセグメント４はそれぞれ、ベースリング３の裏面3aに円周方向に少許の間隔（隙間）Ｃを空けて接合される。これにより、ベースリング３の真円形状を保ちつつ、なお、隙間Ｃは、車種やタイヤの使用環境、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。
【００３０】
リング部材、即ち、セグメント４は、タイヤとしての使用条件に耐え得る剛性の高い材料、例えば、アルミニウム合金等に代表される金属材料で構成されている。
【００３１】
リング部材を複数のセグメント４に分割するにあたっては、その分割面がリング部材の中心から伸びる放射線と平行であって、各セグメント４の円周方向長さが、例えば、円筒部材の円周長さに対して３２分の１の長さになるように短く分割する。
【００３２】
ここで、図2(a)は、セグメント４がベースリング３を真円形状に維持する構造を模式的に示す側面図である。各セグメント４はそれぞれ、一定の隙間Ｃを空けて真円形状に配置されている。この状態で、ベースリング３の裏面3aに接合すれば、各セグメント４にそれぞれ、中心に向かう力Ｆが加わっても、この力Ｆが一定の値を超えるまでは、ベースリング３による規制によって各セグメント４を互いに密着させ、各セグメント４は再びリング部材としてなる。
【００３３】
即ち、タイヤ１に大きな荷重が急激に加わらない定常走行のように、各セグメント４それぞれに加わる力Ｆが一定の値を超えるまでは、各セグメント４が密着することで発生する圧縮力Ｆs（圧縮応力σs）によって、ベースリング３の真円形状が維持される。
【００３４】
これに対し、タイヤ１に大きな荷重が急激に加わる「曲がる」・「止まる」・「走り出す」のように、各セグメント４それぞれに加わる力Ｆが一定値を超えることで、ベースリング３の曲面が大きな力で路面に押し当ると、ベースリング３が平滑に変形しようとするのに合せて、各セグメント４も、図2(b)に示すように、路面からの反力を直接受けるセグメント４を中心に平面的に展開される。これにより、ベースリング３が路面に押し当たったときの路面との接触は平面接触になる。
【００３５】
しかも、タイヤ１では、複数に分割したセグメント４をベースリング３の裏面3aに接合したことで、本来、複数のベースリング３が平面的に展開されることにより、その展開状態からの復元に要する張力が失われるはずの変形部分（図2(b)の領域Ｘ参照。）でも、各セグメント４それぞれに加わる力Ｆが一定値を下回れば、ベースリング３が真円形状に復元される際の張力により、セグメント４の配列も真円形状に復元される。
【００３６】
即ち、ベースリング３の裏面3aにリング部材を複数に分割したセグメントを接合した場合、ベースリング３の真円形状を維持しつつも、ベースリング３の裏面3aにリング部材を接合したときに比べて、ベースリング３の変形に自由度が与えられる。
【００３７】
加えて、図１に示す符号５は、ハブ部材２とセグメント４との間に設けられた、空気圧によって膨張・収縮する流体保持体としての空気圧アクチュエータ（以下、「アクチュエータ」という。）である。
【００３８】
ここで、図3(a),(b)はそれぞれ、アクチュエータ５の一形態を、その伸長状態で模式的に示す断面図と、その収縮状態で模式的に示す側面図であり、更に、図4(a),(b)はそれぞれ、アクチュエータ５が伸長したときの補強用繊維5bの状態と、アクチュエータ５が収縮したときの補強用繊維5bの状態とを模式的に示す要部拡大図である。
【００３９】
図３，４を参照して、アクチュエータ５を更に詳述すると、アクチュエータ５は、ゴム等の弾性材料からなり、空気圧によって変形及び復元の可能な袋体5aと、この袋体5aの表面に菱形の網目状に張り巡らされた補強用繊維5bとを備える。また、袋体5aの両端にはそれぞれ、金具ｆが取り付けられている。この金具ｆにより、アクチュエータ５の一端は、ハブ部材２に固定され、その他端は、セグメント４に固定される。
【００４０】
袋体5aには、空気等のガスを充填・排気するためのバルブＶが設けられている。これにより、袋体5aは、バルブＶを通して充填された空気等のガスによって膨張し、また、バルブＶを通してガスが排出されることで収縮する。
【００４１】
加えて、袋体5aの表面又は内部には、図４に示すように、菱形の網目状をし、この菱形がアクチュエータ５の軸線方向に整列するように補強用繊維5bが張り巡らされている。この補強用繊維5bは、単体の繊維、複数の繊維を撚った繊維、又は、これらを編み込んだ繊維を含む。
【００４２】
このため、袋体5aのガスを排出すると、図3(a)に示すように、袋体5aを軸線Ｏ方向に伸長させることができるが、その伸長は、図4(a)に示すように、補強用繊維5bによって区画される菱形の網目が軸線Ｏ方向に広がることができる限界に規制される。
【００４３】
これに対し、袋体5aにガスを充填すると、図3(b)に示すように、袋体5aを軸線Ｏに直交する方向（袋体5aの径方向）に伸長させることができるが、その伸長は、図4(b)に示すように、補強用繊維5bによって区画される菱形の網目が袋体5aの径方向に広がることができる限界に規制される。
【００４４】
即ち、袋体5aの膨張・圧縮は、補強用繊維5bによって規制される。このため、ハブ部材２とセグメント４とをアクチュエータ５で連結して、袋体5aにガスを充填すれば、アクチュエータ５内の空気圧によって、ハブ部材２とセグメント４との間を押し広げることでベースリング３内に発生する張力と、当該アクチュエータ５内のガスによる力の分散とによってクッション機能が確保される。
【００４５】
本発明に従うタイヤ１によれば、ベースリング３の裏面3aに、このベースリング３と異なるリング部材を円周方向に沿って分割した複数のセグメント４が裏打ちされていることで、ベースリング３の曲面が平面的に押し当っても、その押し力が一定の値を超えるまでは、各セグメント４間の密着によりその真円形状を保つことができる。即ち、タイヤ１に大きな荷重が急激に加わらない定常走行中では、その真円形状を保つことができる。
【００４６】
また、その一方で、ベースリング３の曲面が平面的に押し当ったときの押し力が一定の値を超えると、当該ベースリング３が平滑に変形しようとするのに追従して、各セグメント４も平滑になるように展開することから、路面との接触が平面接触になる。即ち、タイヤ１に大きな荷重が急激に加わりベースリング３が路面に押し当ると、路面との接触面積が最大限大きく確保されることで、「曲がる」・「止まる」・「走り出す」の基本性能を発揮するにあたり大きなグリップ力を得ることができる。
【００４７】
しかも、本発明に従うタイヤ１では、ハブ部材２とセグメント４の間に、ガス圧によって膨張・収縮するガス圧アクチュエータ５に代表されるガス保持体を設けたことで、この充填体がハブ部材２とセグメント４との間を押し広げることでベースリング３内に発生する張力と、当該充填体内のガスによる力の分散とによって、クッション機能が確保されることから、路面からの反力を分散・吸収してできる限り小さく抑えることができる。
【００４８】
従って、本発明に従うタイヤ１によれば、定常走行時の転がり抵抗を抑えながらも、「曲がる」・「止まる」・「走り出す」の基本性能を発揮するにあたり大きなグリップ力を得ることができ、しかも、クッション機能を犠牲にすることのないガス圧タイヤを提供することができる。
【００４９】
加えて、本発明に従うタイヤ１によれば、一般的な空気入りタイヤに比べて、流体保持体が路面（接地面）に対して離れているため、パンクの可能性も低くなる。
【００５０】
また、本発明に従うタイヤ１のように、本発明に係る流体保持体として、ガス圧の増減によって変形及び復元の可能な弾性袋体5aと、この弾性袋体5aの表面又は内部に菱形の網目状に張り巡らされた補強用繊維5bとを備えるガス圧アクチュエータ５を用いれば、袋体5aの膨張・圧縮が補強用繊維5bによって規制されるため、補強用繊維5bを適宜選択することによって、タイヤの使用条件に合わせた良好なクッション機能を得ることができる。
【００５１】
加えて、本発明に従うタイヤ１のように、本発明に係る流体保持体として、上記のアクチュエータ５を用いれば、このアクチュエータ５内のガスを増減することによって、タイヤ１の使用条件に合わせた良好なクッション機能を得ることができる。
【００５２】
また、本発明に従うタイヤ１のように、アクチュエータ５を、個々のセグメント４に対応させて複数設ければ、路面との接触面の部分だけに、効率的にクッション機能を持たせることができる。また、この場合、アクチュエータ５のガス圧をそれぞれ、円周方向に沿って順次増減すれば、エンジンやモータ等の駆動源を用いることなく、タイヤ１そのものの自立した状態で転動させることができる。
【００５３】
図5(a),(b)はそれぞれ、本発明に従う他のガス圧タイヤ１´を模式的に示す側面図及び、そのＡ−Ａ断面図である。
【００５４】
図１のタイヤに対し、このタイヤ１´は、流体保持体として、上述したガス圧アクチュエータ５を円周方向に沿って延在させて環状体にしたリング状の空気圧アクチュエータ５を用いている。この場合、１つのアクチュエータ５の空気圧を増減するだけの簡単な操作で、タイヤ１´の使用条件に合わせた良好なクッション機能を得ることができる。
【００５５】
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。例えば、流体保持体は、既存のゴムチューブであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、乗用車、トラック、クレーンやパワーショベル等に代表される作業車等のサスペンション機能を持たせた車両用タイヤとしては勿論、荷物等を積載する台車、ベビーカー、車輪型ロボット等のサスペンション機能を持たせ難い移動用タイヤに用いることができる。特に、サスペンション機能を有しない移動用タイヤに適用した場合には、クッション機能が有効に働き、乗心地の大きな改善が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】(a),(b)はそれぞれ、本発明の一形態であるガス圧タイヤを模式的に示す側面図及び、そのＡ−Ａ断面図である。
【図２】(a),(b)はそれぞれ、同形態に係るセグメントがベースリングを真円形状に維持する構造を模式的に示す側面図、路面に押し当ったときのセグメントの展開状態を模式的に示す側面図である。
【図３】(a),(b)はそれぞれ、本発明に係るアクチュエータの一形態を、その伸長状態で模式的に示す断面図と、その収縮状態で模式的に示す側面図である。
【図４】(a),(b)はそれぞれ、同形態のアクチュエータが伸長したときの補強用繊維の状態と、同形態のアクチュエータが収縮したときの補強用繊維の状態とを模式的に示す要部拡大図である。
【図５】(a),(b)はそれぞれ、本発明の他の形態であるガス圧タイヤを模式的に示す側面図及び、そのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１（１´）    ガス圧タイヤ（流体圧タイヤ）
２    ボス部材
３    ベースリング
４    セグメント
５    ガス圧アクチュエータ（流体保持体）
5a    弾性袋体
5b    補強用繊維
Ｃ    セグメント間の隙間（間隔）
ｍ    取付金具
【図１】
2009078600.tif 000003
【図２】
2009078600.tif 000004
【図３】
2009078600.tif 000005
【図４】
2009078600.tif 000006
【図５】
2009078600.tif 000007