JPH03208702A - 非空気式の変形可能なタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、車両で空気タイヤの代わりに用いることので
きる非空気式の変形可能なタイヤに関する。

「従来の技術」 空気タイヤのバンク又は膨張圧の減少によりもたらされ
るあらゆる問題点を克服するために、非空気式のすなわ
ち加圧された空気無しで機能するようなタイヤを設計す
ることが長い間試みられてきた。例えば、米国特許第２
．　６２０，　８４４号に説明されている提案、又さら
に最近では欧州特許出願明細書第０　　１５９　　８８
８号に記載の提案を挙げることができる。このような変
形可能なタイヤは一般に不充分な接地性を有する。とい
うのもこれらのタイヤは、現在慣習的である速度で車両
を適切に誘導することのできる横方向圧力を発生させる
ことができないということがわかっているからである。

「発明が解決しようとする課題」 本発明の目的は、できるかぎり容易に作ることのできる
変形可能なタイヤを提案することにある。

本発明は又、置換されうる空気タイヤについての特性に
匹敵しつる重量及び外形寸法を有する変形可能なタイヤ
を作るも提案している。本発明の主要な目的は、変形可
能なタイヤがその公称荷重を支持する場合、すぐれた性
能及び接地性を達或できるように、空気タイヤについて
みられるものに匹敵する充分な表面接触部域が発生させ
られるということにある。

本発明は、接触部域内部での地面接触圧力を制御できる
ようになること、例えば接触圧力を調整して接触部域の
入口から出口へと移行するにつれてかかる圧力がやや増
大するようにし、ドリフト圧への貢献度が最大である接
触部域の出口において付着ゾーンを延ばすことを目的と
している。

「課題を解決するための手段」 本発明によると、ベース、変形可能な構造及びトップを
有する非空気式の変形可能なタイヤであって、かかるベ
ースは剛性ゾーンの遷移を確実にし、かかるトップはタ
イヤトレッドとの結合を確保し、変形可能な構造はブロ
ック部分とスロットを有し、かかるスロットは該タイヤ
の幅全体にわたり横方向に広がっているようなタイヤは
、変形可能な構造のスロットが、回転軸に垂直な平面で
の断面で見た場合あらゆる半径方向との関係において全
く本質的に非対称であること及び、前記ブロック部分は
半径方向に対し傾斜していることをその特徴としている
。

「傾斜している」というのは、半径方向に対し０゜より
はるかに大きく、かかる方向に対し７０゜にも達しうる
角度を意味している。この角度の下限は約２０゜である
。さらに、補助要素と呼ばれるブロック部分のいくつか
は円周方向に向けられ得るが、決して半径方向に向けら
れることはない。

本発明によるタイヤの重要な１つの特徴は、端から端ま
で横方向に穴があいていることである。

いかなる壁もこうして構成されたスロットを剛化させる
ことはできず、そのようなことがあれば、求められてい
る変形可能性と望ましい耐久性及び接地性を組合わせる
ことはできなくなる。これに対して、装飾又は構造の保
護を目的としてきわめて薄い壁を備えつけることができ
るが、いずれにせよ、場合によって備えつけられる単数
又は複数の当該壁のタイヤ剛性に対する影響度は、無視
できる程度のものでなくてはならない。

スロットは、指摘したように、本質的な非対称性、すな
わち例えばブロック部分の厚みの変化などによる細部の
非対称ではなく全体的外観における非対称性を有してい
る。

当該出願人は、あらゆる半径方向に対するスロットの非
対称性及び実現されたうろこ模様のため、いわゆる支持
構造を構成しているブロック部分が主として圧縮ではな
く曲げ作用を及ぼしているいうことを確認した。曲げは
、回転軸に対し垂直な平面内で発生する。このため、材
料ははるかにうまく利用され、変形可能性ははるかに制
御しやすい。反対に、変形可能であるように設計された
ものの中でも現在の技術的状況を知られている１つの構
造の場合には、材料が圧縮応力を受け構造は座屈により
倒壊するか、或いは又構造は、トレッドとホイールの間
にあるゾーン内又さらに一般的には剛性部分内で既存の
あらゆるスロットの閉鎖によりあまりもに早くロック状
態に達してしまう。

図面は、制限的な意味をもたせずに、本発明の実施態様
及び機能を良く理解することができるようにする本発明
のいくつかの変形態様を示している。「ａ」という記号
のついた図面は全て、いかなる荷重も受けていないタイ
ヤを示しており、「ｂ」という記号のついた図面は全て
、公称荷重を支持している時のタイヤの変形の様子を各
々示している。

「実施例」 第１ａ図をみると、ここでは剛性リムに取り付けるよう
に設計されたベース１、及びタイヤトレッド２０との結
合を確保するトップ２を含むタイヤが部分的に示されて
いる。タイヤトレッドはゴムで作られ空気タイヤの再生
で周知のさまざまな方法によりタイヤに取り付けること
ができる。タイヤトレッドは当然のことながら、空気タ
イヤと全く同様に彫刻２１を有していてよい。

ベース１とトップ２の間に配置された構造３が見られる
。本発明の特有の目的はこの変形可能な構造である。ベ
ース１とトップ２は、この例において変形可能な構造３
の延長を構成しているように思われる。従って、ここに
はスロット４１がついている。しかしながら、第１ｂ図
の変形されたタイヤの外観を参照することによってわか
るように、ベース１とトップ２を構成するゾーンは、タ
イヤの変形能力において決定的な役割を果たしていない
。スロット４１を縁取るブロック部分３１は、又、三角
構造を形或している。ベース１及びトップ２は、回転軸
（車両では車輪ノ＼ブにより具現化されている）との関
係において剛性ゾーンの方へ及びタイヤトレッド２０の
方に向かってそれぞれ遷移ゾーンを構成している。構造
３のプロ・ノク部分は、要素３０で構成され、タイヤの
幅全体にわたり横方向にスロット４０が広がるようにし
ている。このため、タイヤトレッド２０の彫刻は、ｌ０ トップとタイヤトレッドの厚みを横切って直接水の排出
に有利に作用するため、穴を有している可能性がある。

なお、タイヤトレッド２０に隣接するスロット４１内に
到達した水の射出は、道路との接触ゾーン外で遠心力に
より行なわれる。

第１ｂ図を見るとわかるように、このようなタイヤは、
ゼロの曲げでのタイヤの外部半径Ｒの約１０％の最大曲
げで、圧壊により充分大きな表面上でのタイヤトレッド
の平坦化を可能にする。その結果、空気タイヤについて
見られるものに匹敵する半径方向の柔軟性と地面と接触
させられたタイヤトレッドの表面によるすぐれた付着性
が得られる。

さらに、横方向に方向づけされた連続したスロット４０
（従ってそれ自体横方向に方向づけされた要素３０）を
提供する構造３内のカットのタイプは、接触部域の大き
な長さＬと組合わさって、ここでも又空気タイヤにより
得られる横方向剛性に匹敵する形でドリフト効果に対抗
できる横方向剛性を提供する。このドリフトに対する剛
性は接１ １ 地性にとって有利に作用する。相応する空気タイヤに対
する一般にＨ／Ｂと呼ばれる縦横比が好ましくは０．７
５未満であるようなタイヤを製作するならば、横方向に
応力を受けているタイヤは、トップとベースを子午面で
切ったあらゆる断面においてほぼ平行な状態に保ちなが
ら変形する、横方向にかつ互いに重なり合った形でブロ
ック部分を配置する本発明に従った構造タイプは、膨張
させた空気タイヤのサイドウォールの剛性に匹敵する横
方向変形に対する剛性を付与する。かかる横方向剛性は
、横方向応力に対するタイヤの素早い応答にとって有利
である。

圧縮破壊剛性に対するブロック部分の寄与は、かかる部
分が主として曲げに作用することからその幅とその厚み
の三乗の関数となるが、接地性にとって必要な横方向剛
性に対するブロック部分の寄与は、この場合これらの部
分が主としてせん断に作用することから、その幅及び厚
みの関数となる。従って、幅を増大させかくして厚みを
減少させたとき、圧縮破壊に影響を及ぼすことなく横方
ｌ２ 向の剛性を増大させることができる。例えば、厚みの２
０％に適合させられた減少により補償された幅の倍増は
、横方向剛性を６０％増大させることを可能にするが、
一方重量は同じ割合で増大する。

同じ接触長さＬについて、接地幅が大きければ大きいほ
ど平均圧力は小さくなり、ゴム製タイヤトレッド２０に
ついて接地面積はより大きくなり、従って側面方向剛性
ひいてはドリフト剛性はより高いものとなるが、乾燥地
面上の圧力閾値は不変で（摩擦係数不変）、或る１つの
ドリフトアングルについて発生する圧力はより小さいも
のとなる。

あらゆる実施例において見られるように、スロット４０
はベース１とトップ２の間に配置された１つのモチーフ
を構成し、かかるモチーフは円周方向に反復している。

本発明を例示するあらゆる構造において、タイヤの回転
軸に対し垂直な断面がかかる構造を考慮すると、ブロッ
ク部分は、構造的に円周方向に反復的なモチーフを構成
する細長い要素３０により構成されている。

ｌ３ 細長い要素３０は、タイヤに対して望まれる変形の外観
に従って一定の又は可変的な厚みの直線要素（第２図か
ら第５図及び第８図から第１０図）又は曲線要素（第１
図、第６図及び第７図）である。

細長い要素３０は、その交差点において反対の正負符号
の２つの角度α及びβに従って、配置されている。第１
図では、一定の半径方向位置についてα＝一βであるこ
とがわかる。これは実施例２及び４から７についても同
様である。これらの角度の絶対値は、実施例２、３、４
については計測の半径方向位置がタイヤトレッド２０に
近づいたときやや減少し、その他の例については一定に
とどまっている。

かかる実施例全てにおいて、ブロック部分は、ベースか
らトップに向かって、選ばれた要素全体の最も高い半径
方向レベルまで前記細長い要素３０に沿って移動すると
、その向きが１つの向きから反対の向きへ少なくとも１
回移行するような形で配置されている。

１４ 実施例１乃至５、及び９ならびに１０においては、スロ
ットは四角形つまりほぼ長方形（ｌ〜４）又は平行四辺
形（９及び１０）の形をしている。

例６、７及び８においては、山形模様の形のスロットが
見られる。最も往々にして、１つのモチーフ内で、半径
方向に隣接する２つのスロットは、円周方向で反対方向
に向けられている。

実施例１及び２は、きわめて均質で、きわめて変形可能
でかつ変形において非常に安定した構造３を提供する。

トップ２は、三角形のスロット４１を有し、変形可能な
構造３とタイヤトレッド２０の間の漸進的な遷移を確保
している。従って、地面に対する圧力分布はかなり均等
である。同様に、望まれる彫刻が地面上のかみ合い効果
を実現するための一連の塊状ブロックである場合には、
円周方向に不連続なトップを実現することもできる。そ
の上、トップ２は、例えば空気タイヤのベルト（プレー
力層）について既知の方法に照らして、補強され得る。

非常に異なる角度α及びβを持つ実施例３のタ１ ５ イヤは、本質的にやや変形性が低い（匹敵する要素３０
の厚みで）。しかし、かかるタイヤは、非対称の対地応
力、特に接触部域の後方での圧力の増加を得ることを可
能にする（考慮されている回転方向を示す矢印を参照の
こと）。実施例３及び４のタイヤの要素３０は、直接ト
ップ２に連結されている。こうしてタイヤトレッドのわ
ずかな波形（回転軸に対し垂直な断面）が誘発され、こ
のことは、空気タイヤについて周知のとおり、軟弱な地
面上での付着性にとって有利に作用する。

第５図では、２つの要素３０でモチーフが構成されてい
るようなタイヤが見られる。第■の要素は一方の端がベ
ースに連結され、もう一方の端が第２の要素のほぼ中央
に連結されており、第２の要素は、一方の端が隣接する
モチーフの第１の要素３０のほぼ中央に連結され、もう
一方の端部がトップ２に連結されている。要素３０は、
それぞれベースとトップに連結された端が細くなってい
る。きわめて単純なこの変形態様は、特に一時的に使用
するホイールとして用いられるのに全く充１６ 分な優れた結果をもたらす。

第８図、第９図及び第第１０図では、１つのモチーフの
要素３０が、円周方向に配置された補助要素３ｌにより
、隣接するモチーフの要素３０で支持されていることが
わかる。

望ましい圧力分布の様子を考慮に入れて、接触面積内の
望ましい要素３０の数に従って、モチーフの合計数を選
ぶことになる。これは空気タイヤのタイヤトレッドにつ
いて既知のものと全く比較可能な考慮事項であり、彫刻
内のゴムブロックと要素３０の間での比較を行なうこと
ができる。本発明に基づく全ての構造は必然的に、長手
方向の非対称特性をもつ。当然のことながら一定の回転
方向を守りながら接触部域の人口から出口へと接触圧力
が増大するようなタイヤを実現できるようにするのは、
この非対称性である。一定の利用分野に対して求められ
る目的に応じて、この現象を増幅することも又逆に補償
することも可能である。

ベースは当然のことながら、剛性リムとのあらゆるタイ
プの結合又は固定を配置できるようにする１７ ものである。そればかりでなく、本発明のタイヤでモノ
ブロックのホイールを実現することもでき、この場合、
ベースは全体にわたり、実際に変形可能な構造３と剛性
ゾーンの間の遷移を構成する。

使用可能な材料は、鋳造、射出又は戒形可能なあらゆる
材料である。特にポリウレタンで適当である。これらの
材料は当然のことながら、扁平になって空気タイヤのよ
うに障害物の通過に耐えることができなくてはならない
タイヤの機能に関連する変形に対し耐性をもたなくては
ならない。タイヤの単位円筒部分１つが支持することの
できる荷重に関係する、すなわちそれ自体本発明が置換
しつる空気タイヤの膨張圧力の忠実な再現である平均対
地圧力に関係する有意の大きさの計算に基づいて、かな
り単純に選択を行なうことができる。

タイヤの圧縮破壊に際しての曲げにおける材料の機能に
結びつけることのできるこの大きさは、メガパスカル単
位で表わされた材料の伸び／圧縮率Ｅと％で表わされた
使用中に許容されるその変形率εの三乗の積に等しい。

１８ この大きさＥε３は、乗用車については約５（１１）（
１１）メガパスカルでなくてはならず、産業用車両につ
いては２（１１）（１１）０メガパスカル以上に昇りう
る。

乗用車については、２０゜で２％の延び率で供試体につ
いて測定された率が２０ＭＰａ以上好ましくは４０ＭＰ
ａ以上で空気タイヤのものと同等の質量のタイヤを保つ
ことのできるポリウレタンが特に適している。

例えば５０ＭＰａの率のポリエステルＴ．　Ｄ．１．　
　４．　　４’　−メチレンビスオルトクロルアニリン
は、満足を与えてくれるものである。

この場合、大きさＥε３は、使用時の変形率を１０％と
すると５（１１）（１１）に等しい。なお、ここで障害
物の通過の際のタイヤの無欠性を保つためかかる変形率
の５倍以上の偶発的変形率をこの材料に期待できること
がわかっている。

本発明の目的は、空気タイヤの代替物として使用可能な
タイヤを提供することにある。従って、この目的の下で
、提案中の構造は最適化されてい１９ る。しかしながら、空気が抜けた状態で走行する能力を
空気タイヤに与える内部支持材を構成するために、空気
タイヤ内にこのようなタイヤを内蔵することも考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１０図までは、 形実施態様を示している。 １一ベース ３一変形可能な構造 ３０−モチーフの要素 ４０、４ｌ−スロット 本発明の１０の変 ２−トップ ２０−タイヤトレッド ３２一補助要素 ２０ ＝１１＝ 一１Ａ一 手 続 補 正 書 （方式） 平或 ３．２．２１ 年　　　月 日 １．事件の表示 平ｔＬ２年特許願第２５８７５６号 ２．発明の名称 非空気式の変形可能なタイヤ ３。補正をする者 事件との関係 出 願 人 ４．代 理 人

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース（１）、変形可能な構造（３）及びトップ
   （２）を有する非空気式の変形可能なタイヤにおいて、
   かかるベース（１）は剛性ゾーンへの遷移を確実にし、
   かかるトップ（２）はタイヤトレッド（２０）との結合
   を確保し、変形可能な構造（３）はブロック部分とスロ
   ット（４０）を有し、かかるスロット（４０）はタイヤ
   の幅全体にわたり横方向に広がっているようなタイヤに
   おいて、変形可能な構造（３）のスロット（４０）は、
   回転軸に垂直な平面での断面で見た場合あらゆる半径方
   向との関係において全く本質的に非対称であり、ブロッ
   ク部分は半径方向に対し傾斜しており、前記構造（３）
   を回転軸に対し垂直な断面で考慮すると、ブロック部分
   は円周方向に反復的なモチーフを構成する細長い要素（
   ３０）で構成されており、かかる細長い要素（３０）は
   、ベースからトップに向かって、選ばれた要素全体の半
   径方向に最も高いレベルまで要素（３０）に沿って移動
   していくと、その向きが１つの向きから反対の向きへ少
   なくとも１回移行するように、正負反対の符号の２つの
   角度に従って配置されていることを特徴とするタイヤ。
2. （２）スロット（４０）はベース（１）とトップ（２）
   の間に配置された１つのモチーフを構成しており、かか
   るモチーフは円周方向に反復的であることを特徴とする
   、請求項（１）に記載のタイヤ。
3. （３）ベース（１）はスロット（４１）を含むことを特
   徴とする、請求項（１）に記載のタイヤ。
4. （４）トップ（２）はスロット（４１）を含むことを特
   徴とする、請求項（１）に記載のタイヤ。
5. （５）スロット（４０）は４角形形状を有していること
   を特徴とする、請求項（２）に記載のタイヤ。
6. （６）前記４角形形状はほぼ平行四辺形の外観を有して
   いることを特徴とする、請求項（５）に記載のタイヤ。
7. （７）前記４角形形状はほぼ長方形の外観を有している
   ことを特徴とする、請求項（５）に記載のタイヤ。
8. （８）スロット（４０）は山形模様の外観を有している
   ことを特徴とする、請求項（２）に記載のタイヤ。
9. （９）１つのモチーフでは２つの隣接するスロット（４
   ０）は円周方向反対方向に方向づけされていることを特
   徴とする、請求項（５）乃至（８）のいずれか１項に記
   載のタイヤ。
10. （１０）前記モチーフは２つの要素（３０）で構成され
    ており、第１の要素はその一方の端がベース（１）に連
    結され、もう一方の端が第２の要素（３０）のほぼ中央
    に連結されており、第２の要素はその一方の端が隣接す
    るモチーフの第１の要素（３０）のほぼ中央に連結され
    、もう一方の端がトップ（２）に連結されていることを
    特徴とする、請求項（２）に記載のタイヤ。
11. （１１）前記要素（３０）は、それぞれベース及びトッ
    プに連結されている端が細くなっていることを特徴とす
    る、請求項（１０）に記載のタイヤ。
12. （１２）前記トップに連結された要素は、トップに連結
    された端において補強されていることを特徴とする、請
    求項（１０）に記載のタイヤ。
13. （１３）１つのモチーフの要素（３０）は、円周方向に
    配置された補助要素（３２）を介して隣接する要素（３
    ０）に支持されていることを特徴とする、請求項（２）
    に記載のタイヤ。
14. （１４）前記角度の絶対値は２０゜から７０゜であるこ
    とを特徴とする、請求項（１）乃至（１３）にいずれか
    １項に記載のタイヤ。