(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤへの加圧空気その他気体の充填を不要として、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。【解決手段】リム2の円周方向に沿って間隔を空けて配置たリンク機構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に揺動可能に連結される一方のリンク部材と、このリンク部材に揺動可能に連結される他方のリンク部材とで構成し、当該ヒンジ連結部をそれぞれ、弾性手段で連結すると共に、他方のリンク部材をそれぞれ、当該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、当該セグメントを構成するブラケット部6bの、円周方向Ｓに隣り合う相互間に、互いの円周方向Ｓにおける動きを規制する複数のコイルスプリング7aを備える。【選択図】図１
2009173258.tif 000002
【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て設け、
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、
当該セグメント及びリンク機構の少なくともいずれか一方の、円周方向に隣り合う相互間に、互いの円周方向における動きを規制する規制手段を備える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、前記規制手段は、個々のセグメント及びリンク機構の少なくともいずれか一方を一体に連結する環状をなすものであることを特徴とする非空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１において、前記規制手段は、個々のセグメント及びリンク機構のいずれか一方を、それぞれ別個独立して連結するものであることを特徴とする非空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記規制手段がコイルスプリングであることを特徴とする非空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項２又は３において、前記規制手段が複数のスチールワイヤからなる束線であ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、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。このため、従来の空気入りタイヤの多くは、最適な剛性特性とはなっていなかった。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】
本発明の解決すべき課題は、従来の非空気入りタイヤでは空気入りタイヤに比べて乗心地や操縦性に改善の余地があることと、従来の空気入りタイヤではタイヤの上下剛性、前後剛性及び横剛性がそれぞれ、車両の特性、運転者の要求に合わせ、相互に独立させて簡易に付与できないことにあり、
本発明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して、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て設け、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、当該セグメント及びリンク機構の少なくともいずれか一方の、円周方向に隣り合う相互間に、互いの円周方向における動きを規制する規制手段を備える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】
ここで、「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、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。
【００１０】
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。
【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、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。
【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、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少なくとも一方向（例えば、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。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。
【００１４】
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、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、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】
また上記規制手段は、個々のセグメント及びリンク機構の少なくともいずれか一方を一体に連結する環状をなすものとすることができる。或は、個々のセグメント及びリンク機構のいずれか一方を、それぞれ別個独立して連結するものとしてもよい。
【００１７】
また、上記規制手段としては、変形及び復元の可能な弾性を有するものが好ましく、例えば、コイルスプリングや薄板ばね、複数のスチールワイヤからなる束線が挙げられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、リム状部材の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。
【００１９】
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、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】
即ち、リム状部材の円周方向に間隔を空けてリンク機構を介して複数のセグメントを連結したことで、タイヤへの加圧空気その他気体の充填を不要として、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。
【００２１】
加えて、本発明によれば、セグメント及びリンク機構の少なくともいずれか一方の、円周方向に隣り合う相互間に、互いの円周方向における動きを規制する規制手段を備えることで、リム状部材の円周方向にリンク機構を介して連結された複数のセグメントは、常に真円に近い外観形状を保つように拘束される。
【００２２】
かかる構成によれば、タイヤ全体としての転がり抵抗を従来の空気入りタイヤと比べて悪化させることがない。また、かかる構成によれば、タイヤ全体としてみたときに円周方向に生じる曲げ変形に対する弾性の強さ（円周方向曲げ剛性）が向上することで、接地圧分布も、より均一なものとなる。
【００２３】
更に、かかる構成によれば、リム状部材とセグメントとを連結する２つのリンクそれぞれにかかる負荷を軽減させることができるので、結果として、タイヤ全体としての転がり抵抗の低減に繋がる。また、リンクにかかる負荷が軽減されることにより、例えば、リンク部材を小径化できるため、タイヤ全体の軽量化を図ることができる。
【００２４】
ここで、上記規制手段を個々のセグメント及びリンク機構の少なくともいずれか一方を一体に連結する環状をなすものとすれば、リム状部材の円周方向に間隔を空けて配置した複数のリンク機構及びセグメントそれぞれを均等な力をもって拘束できるので、転がり抵抗及びリンクにかかる負荷の軽減と、円周方向曲げ剛性の向上とを一層顕著なものとすることができる。
【００２５】
また、上記規制手段を個々のセグメント及びリンク機構のいずれか一方を、それぞれ別個独立して連結するものとすれば、リム状部材の円周方向に間隔を空けて配置した複数のリンク機構及びセグメントそれぞれを均等な力をもって拘束できるので、個々のリンク機構又はセグメントに製造上の誤差等に起因するバラツキが生じても、個々の規制手段を適宜調整・選択することにより、転がり抵抗及びリンクにかかる負荷の軽減と、円周方向曲げ剛性の向上とを一層顕著なものとすることができる。
【００２６】
本発明に係る規制手段の種類を選択にあたっては、タイヤ全体の剛性が高い状態、所謂、タイヤが硬い状態であると、接地面積が小さくなるため、乗心地が悪化するが、上記規制手段として、コイルスプリングを選択すれば、適度な円周方向曲げ剛性が得られるため、乗心地性が更に向上する。かかる効果は、前記規制手段を複数のスチールワイヤからなる束線としても同様である。
【００２７】
但し、上記規制手段として、コイルスプリングを選択した場合は、タイヤ全体としてのヒステリシスロスが極小になるので、転がり抵抗の軽減に特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図１(a),(b)はそれぞれ、本発明の第一の形態であるメカニカルタイヤ（以下、「タイヤ」という）１の斜視図及び、当該タイヤ１から後述の弾性リング３及びセグメント６の一部を取り除いた状態を示す斜視図である。また、図２(a),(b)はそれぞれ、図１(a)のＡ−Ａ断面図及び、セグメント６をその裏側から示す斜視図である。
【００３０】
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。
【００３１】
符号３は、図１の点線で示すように、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。弾性リング３は、ゴム等の弾性材料からなる。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。
【００３２】
符号４は、図２に示すように、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。
【００３３】
リンクL1は、同図に示すように、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
弾性手段５には、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。
【００３９】
図２に示す符号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。
【００４０】
セグメント６は、図２(b)に示すように、幅方向Ｗに延在し、その踏み面（弾性リング３との結合面）が平坦な平板状の２つのプレート部材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４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。
【００４１】
即ち、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。この場合、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を空けて配置することで、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ため、間隔のないものに比べて、より均一な接地圧分布を実現できる。
【００４２】
また、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、本形態のプレート部材6aは山形鋼状のものである。この場合、プレート部材6aの幅方向Ｗに沿った半径方向Ｒへの曲げ、特に、半径方向Ｒの外側（図２(b)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。
【００４３】
各セグメント６は、２つのプレート部材6aの外表面それぞれに、図２(a)に示すように、弾性リング３の裏面が接合されている。即ち、リム２の円周方向に沿って配置された複数のセグメント６はそれぞれ、弾性リング３によって一体になるように規制されている。
【００４４】
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。なお、本形態の自在継手C3は、かかる動作を実現するあたり、４つのブラケット部6bで回転可能に保持されるシャフト4cに揺動可能に保持させているが、サイドウォール側に位置する２つのブラケット部6bそれぞれに、第二リンク部材4bを直結させる構成とすることも可能である。
【００４５】
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、そのそれぞれが、弾性リング３によって一体的に規制されている。
【００４６】
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Ｓに沿って少許の間隔を形成するように、プレート部材6aの大きさ、又は、リンク機構４の配置を決定する。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
加えて、かかる構成によれば、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。
【００５６】
即ち、本形態によれば、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、本形態によれば、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。
【００５７】
更に、本形態によれば、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。
【００５８】
即ち、リム２の円周方向Ｓに間隔を空けてリンク機構４を介して複数のセグメント６を連結したことで、タイヤ１への加圧空気その他気体の充填を不要として、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。
【００５９】
加えて、本形態では、セグメント６の円周方向Ｓに隣り合う相互間に、互いの円周方向Ｓにおける動きを規制する規制手段７としてのコイルスプリング7aが複数設けられている。これにより、コイルスプリング７は、図１に示すように、見かけ上、個々のセグメント６及びリンク機構４を一体に連結する環状をなす。
【００６０】
ここで、図４は、コイルスプリング7aの取り付け状態を弾性リング３の裏面から例示する要部斜視図である。
【００６１】
コイルスプリング7aはそれぞれ、同図に示すように、セグメント６を構成するブラケット部6bに連結されている。なお、コイルスプリング7aとしては、例えば、自然長約４０［ｍｍ］、ばね定数２．８６［Ｎ／ｍｍ］であって、外径１０．５［ｍｍ］のものが挙げられる。
【００６２】
このように、セグメント６及びリンク機構４の、円周方向Ｓに隣り合う相互間に、互いの円周方向Ｓにおける動きを規制する規制手段としてのコイルスプリング7aを備えれば、リム２の円周方向Ｓにリンク機構４を介して連結された複数のセグメント６は、図１に示すように、常に真円に近い外観形状を保つように拘束される。
【００６３】
かかる構成によれば、タイヤ１全体としての転がり抵抗を従来の空気入りタイヤと比べて悪化させることがない。また、かかる構成によれば、タイヤ１全体としてみたときに円周方向Ｓに生じる曲げ変形に対する弾性の強さ（円周方向曲げ剛性）が向上することで、接地圧分布も、より均一なものとなる。
【００６４】
更に、かかる構成によれば、リム２とセグメント６とを連結する２つのリンクそれぞれにかかる負荷を軽減させることができるので、結果として、タイヤ１全体としての転がり抵抗の低減に繋がる。また、リンクL1,L2にかかる負荷が軽減されることにより、例えば、リンク部材4a,4bを小径化できるため、タイヤ１全体の軽量化を図ることができる。
【００６５】
また、本形態の如く、個々のセグメント６、即ち、個々のリンク機構４を、それぞれ別個独立して連結すれば、リム２の円周方向Ｓに間隔を空けて配置した複数のリンク機構４及びセグメント６それぞれを均等な力をもって拘束できるので、個々のリンク機構４又はセグメント６に製造上の誤差等に起因するバラツキが生じても、個々の規制手段を適宜調整・選択することにより、転がり抵抗及びリンクL1,L2にかかる負荷の軽減と、円周方向曲げ剛性の向上とを一層顕著なものとすることができる。
【００６６】
本発明に係る規制手段の種類を選択にあたっては、タイヤ全体の剛性が高い状態、所謂、タイヤが硬い状態であると、接地面積が小さくなるため、乗心地が悪化するが、本形態の如く、コイルスプリング7aを選択すれば、適度な円周方向曲げ剛性が得られるため、乗心地性が更に向上する。
【００６７】
加えて、コイルスプリング7aを選択した場合は、タイヤ全体としてのヒステリシスロスが極小になるので、転がり抵抗の軽減に特に有効である。
【００６８】
ところで、本発明に係るタイヤ１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。
【００６９】
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。
【００７０】
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５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。
【００７１】
ここで、図５は、本発明の第２の形態として、他の規制手段である束線7bの取り付け状態を弾性リング３の裏面から例示する要部斜視図である。なお、以下の説明において、他の部分と同一部分は、同一符号をもってその説明を省略する。
【００７２】
更に、本形態に係るセグメント６は、図５に示すように、２つのブラケット部6bを一体に成形した単独のプレート部材6aである。プレート部材6aには、互いに隣り合うプレート部材6aと整列する位置に貫通孔ｈが形成されている。貫通孔ｈには、規制手段７としての環状の束線7bが貫通している。束線7bは、例えば、複数のスチールワイヤからなる。
【００７３】
このように、セグメント６及びリンク機構４の規制手段７としての環状の束線7bを備えても、リム２の円周方向Ｓにリンク機構４を介して連結された複数のセグメント６は、図１に示す場合、常に真円に近い外観形状を保つように拘束される。
【００７４】
かかる構成によっても、タイヤ１全体としての転がり抵抗を従来の空気入りタイヤと比べて悪化させることがない。また、円周方向曲げ剛性が向上することで、接地圧分布も、より均一なものとなる。更に、この場合も、リム２とセグメント６とを連結する２つのリンクそれぞれにかかる負荷を軽減できるので、結果として、タイヤ１全体としての転がり抵抗の低減に繋がる。また、リンクL1,L2にかかる負荷が軽減されることにより、例えば、リンク部材4a,4bを小径化できるため、タイヤ１全体の軽量化を図ることができる。
【００７５】
また、本形態の如く、規制手段７がセグメント６及びリンク機構４を一体に連結する環状をなすものであれば、リム２の円周方向Ｓに間隔を空けて配置した複数のリンク機構４及びセグメント６それぞれを均等な力をもって拘束できるので、転がり抵抗及びリンクL1,L2にかかる負荷の軽減と、円周方向曲げ剛性の向上とを一層顕著なものとすることができる。
【００７６】
本形態では、規制手段７として環状の束線7bを選択しているが、この場合も、コイルスプリング7aを選択したときと同様、適度な円周方向曲げ剛性が得られるため、乗心地性が更に向上する。
【００７７】
なお、本形態では、リンク機構４に捩りばねとしてのトーションバー８，９を設けている。
【００７８】
本形態に係る弾性手段５は、板ばねであって、リンク部材4a又は4bに固定されることによって、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との間に配置されている。
【００７９】
トーションバー８は、図５に示すように、幅方向Ｗに沿って延在し、その両端8bがリム２の外側壁2aに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8における捩りを大きく確保するため、トーションバー８の両端8bからの中央部（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8bの内側付近には、リンクL1の連結部C1及びリンクL2の連結部C1がそれぞれ、当該連結部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。
【００８０】
一方、トーションバー９は、図５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も、その両端9bからの中央部（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9bをリム２の内側壁2b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9bはそれぞれ、内側壁2bから突出し、モーメントアーム10の一端部が一体に固定されている。
【００８１】
これに対し、モーメントアーム10の他端部には、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の他端部を中心として円周方向Ｓに揺動することを許容する。
【００８２】
また、コネクティングロッド11の他端部はそれぞれ、連結部C4を介して弾性手段５に連結されている。これにより、トーションバー９は、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。
【００８３】
バー12は、図５に示すように、幅方向Ｗに沿って延在し、その両端には、セグメント６（例えば、ブラケット部6b）が回転可能に保持されている。また、バー12には、リンクL1及びリンクL2の連結部C3がそれぞれ、幅方向Ｗに沿って揺動可能に連結されている。
【００８４】
かかる構成によれば、例えば、弾性リング３が図３(a)にて説明したように、リム２に対して半径方向Ｒに沿って接近すると、弾性手段５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。
【００８５】
即ち、かかる構成によれば、他の形態と同様、弾性リング３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５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。
【００８６】
また、かかる構成によれば、例えば、リンク機構４が図３(b)にて説明したように、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。
【００８７】
即ち、かかる構成によれば、他の形態と同様、リンク機構４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。
【００８８】
更に、かかる構成によれば、弾性リング３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。
【００８９】
ここで、図６(a),(b)は、トーションバー８，９の作用を説明するスケルトン図である。
【００９０】
例えば、リンク機構４がリム２に対して図６(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に沿って変位すると、これに伴いリンクL1のヒンジ連結部C2とリンクL1のヒンジ連結部C2との間には、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る。
【００９１】
これにより、図６(b)に示すように、トーションバー９には、弾性手段５、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。
【００９２】
即ち、かかる構成によれば、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。
【００９３】
従って、ヒンジ連結部C2を弾性手段５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５のみの場合と比べて、所要の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。
【００９４】
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、図１に示すタイヤの規制手段７であるコイルスプリング7aと、図５に示すタイヤの規制手段７である束線7bとは互いに置き換えることができる。特に、束線7bに関しては、変形及び復元の可能なものであることが好ましい。更に、本発明によれば、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】
【００９５】
サイズが２２５／５５ＺＲ１７の従来の空気入りタイヤ（充填空気圧２３０ｋＰa）を基準として、同サイズの実施例１及び２のそれぞれにつき、比較例１及び２と共に、荷重４．０ｋＮを負荷した状態での接地面積、接地圧標準偏差及びリンクL1,L2にかかる負荷（以下、「リンク負荷」という）をＦＥＭ（有限要素法）解析で評価したところ表１に示す結果を得た。
【００９６】
ここで、実施例１及び２はそれぞれ、規制手段７として図１に示すように、２本のコイルスプリング7aを採用したタイヤと、規制手段７として図５に示すように、１本の束線7bを採用したタイヤである。また、比較例１は、複数のリンク機構４を介してリム２に、図１及び５に示すセグメント６に替えて周方向に連続するリング（ドラム）状部材を連結し、規制手段７を採用しないものであり、比較例２は、図１に示すタイヤ１に規制手段７を採用しないものである。但し、実施例１及び２並びに比較例２にかかるセグメントについては、図２(b)にて例示した隙間ΔＸ1を有するものに換えて、踏み面が平坦な平板状の単体プレート部材からなる隙間の無いものを採用して解析を行った。
【００９７】
表１に示す接地面積及び接地圧標準偏差は、従来タイヤでの値を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。また、リンク負荷は、比較例２の値を１００とし、これを基準に、数値が小さいほどリンクにかかる負荷が小さく良好な状態と評価する。
【００９８】
【表１】
2009173258.tif 000003
【００９９】
表１に示す結果によれば、実施例１及び２は共に、接地面積との関係では、従来タイヤや比較例１に比べて接地面積が広く確保された良好な状態となる。また、実施例１及び２は共に、接地圧標準偏差との関係では、比較例２に比べて接地圧標準偏差が小さく接地圧分布の均一化された良好な状態となる。また、第一実施例１は、コイルスプリング7aが２本採用されているため、第２実施例に比べて、トレッドリング剛性が大きくなり、更に、リンクにかかる負荷は、コイルスプリングを採用しない比較例２と比べて、１２％低減されていることが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
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】
【０１０１】
【図１】(a),(b)はそれぞれ、本発明の第一の形態であるメカニカルタイヤの斜視図及び、当該タイヤから後述の弾性リング及びセグメントの一部を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図２】(a),(b)はそれぞれ、図１(a)のＡ−Ａ断面図及び、セグメントをその裏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】規制手段であるコイルスプリングの取り付け状態を弾性リングの裏面から例示する要部斜視図である。
【図５】本発明の第２の形態として、他の規制手段の取り付け状態を弾性リングの裏面から例示する要部斜視図である。
【図６】(a),(b)は、同形態に係るトーションバーの作用を説明するスケルトン図である。
【符号の説明】
【０１０２】
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
4c    シャフト
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    規制手段
7a    コイルスプリング
7b    束線
８    復帰手段
8a    捩りばね部材
8b    コネクティングロッド
8c    モーメントアーム
９    トーションバー
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
【図１】
2009173258.tif 000004
【図２】
2009173258.tif 000005
【図３】
2009173258.tif 000006
【図４】
2009173258.tif 000007
【図５】
2009173258.tif 000008
【図６】
2009173258.tif 000009