JP2008302782A - 非空気入りタイヤ用ホイールおよび非空気入りタイヤ・ホイール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ熱によってホイールが加熱されたとしても、該熱によってスポーク構造体が軟化したり、該スポーク構造体とホイールとの接着力が低下するという問題の発生がない非空気入りタイヤと非空気入りタイヤ・ホイール組立体を提供すること。
【解決手段】ホイール内面が凹凸形態を呈して形成されており、該ホイール内面の凹凸形態により、ホイール内面の表面積がホイール内表面積の基準値の１１０％〜３５０％に構成せしめてなることを特徴とする非空気入りタイヤ用ホイールであり、また、該非空気入りタイヤ用ホイールに、同心円状に配された弾性体からなる外周輪と内周輪を少なくとも有する非空気入りタイヤが組み付けられてなることを特徴とする非空気入りタイヤ・ホイール組立体。
【選択図】図１

Description

本発明は、非空気入りタイヤ用ホイールと非空気入りタイヤ・ホイール組立体に関する。さらに詳しくは、過酷な条件での使用をしいられる非空気入りの耐久性を向上させ、高寿命化を図った非空気入りタイヤ用ホイールと非空気入りタイヤ・ホイール組立体に関する。

現在、自動車用タイヤとして主流である空気入りタイヤは、乗り心地性能には非常に優れている反面、その優れた乗り心地性能を維持するためには、適切な空気圧の管理が必要なものである。

一方で、このような空気圧管理を行わなくて済む非空気入りタイヤもしくは車輪の検討が行われてきており、例えば、合成樹脂あるいはゴムなどで成形された、外周輪と内周輪を有し、その間を多数のスポークで連結しているという構造の非空気入りタイヤもしくは車輪が提案されている（例えば、特許文献１−２）。

この非空気入りタイヤの１態様例の概略モデル側面図を、図１（ａ）、（ｂ）に示した。図１（ａ）、（ｂ）において、非空気入りタイヤ１は、外周輪２と内周輪３を有し、その間に多数のスポーク構造体４が連結されていて、自動車走行中も該非空気入りタイヤが完全につぶれることがないようにされている。図１の（ａ）と（ｂ）の相違は、スポーク構造体４が、タイヤ径方向に沿った放射状（ｂ図）にあるか、タイヤ径方向に対して多少傾いた傾斜放射状（ａ図）にあるかである。

また、図２は、本発明の発明者らが先に提案した非空気入りタイヤ１の概略モデル外観斜視図であり、この非空気入りタイヤ１は、スポーク構造体４、４′が中空円筒状の形態からなり、その円筒状の内部には、つぶれを防止するスポーク連結材５が設けられている。

このような非空気入りタイヤ１は、図３に示した如くに、円筒体状のホイール７の外周側に一体的に固定されて車輪を構成するようにされている。図３において、６はトレッド部である。

このような非空気入りタイヤのスポーク構造体は、一般に樹脂を使用しており、ブレーキ熱によりホイールが熱せられることにより、該樹脂製のスポーク構造体が軟化したり、スポーク構造体とホイールとの接着力が低下するという問題があった。

本発明者らは、先に、かかるホイールが熱せられることによる問題に対応し、放熱・冷却効果を有した非空気入りタイヤ用ホイールとして、ホイール内面に貫通穴を１個以上有し、その貫通穴の総面積がホイール内表面積の基準値に対して５〜５０％の面積比であるという非空気入りタイヤ用ホイールを提案した（特願２００６−２３０３９０）。しかし、この提案のものは、貫通穴を多数有するものであるため、ホイール全体の強度面での問題を含み、過酷な条件での使用となるのが通常である非空気入りタイヤ用ホイールとしては、満足がいくものではなかった。
特表２００５−５００９３２号公報 特開平３−８２６０１号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、ブレーキ熱によってホイールが加熱されたとしても、該熱によってスポーク構造体が軟化したり、該スポーク構造体とホイールとの接着力が低下するという問題の発生がない非空気入りタイヤと非空気入りタイヤ・ホイール組立体を提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の非空気入りタイヤ用ホイールは、以下の（１）の構成からなるものである。
（１）ホイール内面が凹凸形態を呈して形成されており、該ホイール内面の凹凸形態により、ホイール内面の表面積がホイール内表面積の基準値の１１０％〜３５０％に構成せしめてなることを特徴とする非空気入りタイヤ用ホイール。

また、かかる本発明の非空気入りタイヤ用ホイールにおいて、より具体的に好ましくは、以下の（２）〜（５）のいずれかの構成からなるものである。
（２）ホイール内面の凹凸形態が、多数のディンプル状凹部により形成されていることを特徴とする上記（１）記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
（３） ホイール内面の凹凸形態が、多数の溝状凹部により形成されていることを特徴とする上記（１）記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
（４） ホイール内面の凹凸形態が、多数のフィン状凸部により形成されていることを特徴とする上記（１）記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
（５）ホイール内面の凹凸形態が、多数のディンプル状凹部、多数の溝状凹部および多数のフィン状凸部から選ばれた複数種の凹凸形態により形成されていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の非空気入りタイヤ用ホイール。

また、上述した目的を達成する本発明の非空気入りタイヤ・ホイール組立体は、以下の（６）の構成からなる非空気入りタイヤ・ホイール組立体である。
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の非空気入りタイヤ用ホイールに、同心円状に配された弾性体からなる外周輪と内周輪を少なくとも有する非空気入りタイヤが組み付けられてなることを特徴とする非空気入りタイヤ・ホイール組立体。

請求項１にかかる本発明によれば、ブレーキ熱によってホイールが加熱されたとしても、該加熱によってスポーク構造体が軟化したり、該スポーク構造体とホイールとの接着力が低下するという問題の発生がない点で優れた非空気入りタイヤ用ホイールを提供することができる。

すなわち、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールを用いれば、ホイールの冷却効果が向上し、非空気入りタイヤとホイールの間の接着層や非空気入りタイヤのスポーク構造体の耐久性が著しく向上するものである。さらに、凹凸形態を呈して構成させたことで、ホイールの軽量化をも実現でき、装着した自動車のバネ下重量が軽減され、燃費の向上や乗り心地の向上にも寄与する。

また、請求項２〜５のいずれかにかかる本発明によれば、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールのより具体的な構造のものが提供される。

また、請求項６にかかる本発明によれば、ブレーキ熱によってホイールが加熱されたとしても、該加熱によってスポーク構造体が軟化したり、該スポーク構造体とホイールとの接着力が低下するという問題の発生がない点で優れた非空気入りタイヤ・ホイール組立体を提供することができる。また、非空気入りタイヤ・ホイール組立体として、全体の冷却効果が向上し、非空気入りタイヤとホイールの間の接着層や非空気入りタイヤのスポーク構造体の耐久性が著しく向上でき、また、凹凸形態を呈していることから、非空気入りタイヤ・ホイール組立体の軽量化が実現でき、バネ下重量が軽減され、燃費の向上や乗り心地の向上されたものとなる。

以下、図面などに基づいて、更に詳しく本発明の非空気入りタイヤ用ホイールと非空気入りタイヤ・ホイール組立体について説明する。

図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールの一実施態様例を説明するための概略一部断面図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールについて、さらに具体的構造例を説明するための概略一部断面図である。

また、図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールの他の実施態様例を説明するための概略一部断面図である。

本発明の非空気入りタイヤ用ホイールは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ホイール７の内面が凹凸形態８を呈して形成されており、該ホイール内面の凹凸形態８により、ホイール内面の表面積がホイール内表面積の基準値の１１０％〜３５０％に構成されているものである。

ここで、ホイール内表面積の基準値とは、図４（ｂ）に示した要部寸法で示すと、
ホイール内表面積の基準値Ａ＝（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）×２πＲ
で求められる値である。

ここで、Ｒはホイール中心からホイール内面までの最短距離であり、Ｌ₁ 、Ｌ₂ はそれぞれホイール内面の全幅のうち、図４（ｂ）で示した内側幅Ｌ₁ 、外側幅Ｌ₂ である。

本発明において、ホイール内面とは、図４（ｂ）で示した連結ディスク部９の幅を、ホイール全幅から除いた部分、すなわち、内側幅Ｌ₁ と外側幅Ｌ₂ を合わせた部分の幅に対応する空間上の面をいうものであり、ホイール中心からホイール内の凹凸形態の凸部までの最短距離Ｒを呈する円筒状の面をいい、その空間上の円筒状の表面積が、上述したホイール内表面積の基準値Ａとするものである。

したがって、本発明において、ホイール内面の表面積は、上述した内側幅Ｌ₁ と外側幅Ｌ₂ を合わせた部分の幅に対応する部分の表面積であり、図４（ｂ）において、太実線で描いた部分の表面積である。

本発明において、ホイール内面の表面積は、ホイール内表面積の基準値の１１０％以上３５０％以下であることが重要であり、１１０％未満であればホイールの冷却効果が十分に得られない。また、３５０％を超える場合には凹凸形態の高低差が大きくなり、製作上の難しさや強度面で不均一さが強くなり好ましくない。

本発明者らの知見によれば、好ましくは、ホイール内面の表面積がホイール内表面積の基準値の１５０％〜２５０％に構成されているものであり、本発明の効果をよりバランス良くかつ高度に発揮することができる。

凹凸形態８を実現する具体的形状は、特に限定されず、例えば、多数のディンプル状凹部、多数の溝状凹部、あるいは多数のフィン状凸部などの形態の一種で、あるいはそれらの複数種の組合せなどで形成することが実際的であり好ましい。

例えば、多数のディンプル状凹部を設ける場合には、該ディンプル状凹部をホイール内面に２０個〜１８０００個程度の個数で設けるのがよい。また、一個一個のディンプル状凹部投影面積は、２０ｍｍ² 〜２０００ｍｍ² の範囲内のものとするのがよい。さらに、該ディンプル状凹部の形状の詳細は、図５（ａ）に示したように、ホイール内表面と凹部最深部が成す角度を凹部折れ角θとすると、θ＝１°〜９０°であることが好ましく、より好ましくはθ＝２０°〜６０°である。また、ディンプル状凹部の深さｈは、ホイールのウェル部の最厚部ｄの０．１〜０．９９倍とするのが好ましく、より好ましくは、０．２〜０．６倍である。凹部の形状（平面方向から見た形状）は、特に限定されるものではないが、製作がしやすいなどの点から、円形状、楕円形状あるいは多角形状などのものが好ましい。

また、タイヤ子午線方向断面図で見た場合、凹部は、不連続状で存在するように形成されていてもよく、あるいは、連続して存在するように形成されていてもよい。図５（ａ）に示したものは不連続状で存在するように形成されている例であり、図５（ｂ）に示したものは連続状で存在するように形成されている例をそれぞれ示したものである。

また、凹凸形状は、多数のディンプル状凹部、多数の溝状凹部、あるいは多数のフィン状凸部などの形態の一種で、あるいはそれらの複数種の組合せなどで形成してもよく、例えば、図６（ａ）、あるいは図６（ｂ）に示したように、ディンプル状凹部８をホイール内面に設けるとともに、該凹部の間には、フィン状の凸部１０を複数列設けてもよいものである。

本発明の非空気入りタイヤ用ホイールは、例えば、同心円状に配された弾性体からなる外周輪と内周輪を少なくとも有する非空気入りタイヤが組み付けられてなる非空気入りタイヤ・ホイール組立体として、自動車などに装着されて使用される。

本発明において、非空気入りタイヤ用ホイールは、その材質は特に限定されるものではないが、軽量である点でアルミニウムなどが好ましい。

また、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールに組み付けられる非空気入りタイヤの材質は、特に限定されないが、合成樹脂製のもの、特に熱可塑性合成樹脂のもの、あるいは、ゴム製のものなどの場合に効果的なものである。

図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ非空気入りタイヤ１の１態様例を示した概略モデル側面図である。 図２は、本発明の発明者らが先に提案した非空気入りタイヤ１の１態様例を示した概略モデル外観斜視図である。 図３は、図１または図２などに示した非空気入りタイヤをホイールに組み付けた状態を説明する非空気入りタイヤ・ホイール組立体の概略一部断面図であり、この図のホイールは、その内面において凹凸構造を呈していないものである。 図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールの一実施態様例を説明するための概略一部断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールについて、さらに具体的構造例を説明するための概略一部断面図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の非空気入りタイヤ用ホイールの他の実施態様例を説明するための概略一部断面図である。

符号の説明

１ 非空気入りタイヤ
２ 外周輪
３ 内周輪
４ スポーク構造体
５ スポーク連結材
６ トレッド部
７ ホイール
８ ホイール内面の凹凸形態
９ 連結ディスク部
１０ フィン状の凸部
Ｒ ホイール中心からホイール内面までの最短距離
Ｌ₁ ホイール内面の全幅のうちの内側幅
Ｌ₂ ホイール内面の全幅のうちの外側幅
θ ディンプル状凹部の折れ角（ホイール内表面と凹部最深部が成す角度）
ｄ ホイールのウェル部の最厚部
ｈ ディンプル状凹部の深さ

Claims (6)

1. ホイール内面が凹凸形態を呈して形成されており、該ホイール内面の凹凸形態により、ホイール内面の表面積がホイール内表面積の基準値の１１０％〜３５０％に構成せしめてなることを特徴とする非空気入りタイヤ用ホイール。
2. ホイール内面の凹凸形態が、多数のディンプル状凹部により形成されていることを特徴とする請求項１記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
3. ホイール内面の凹凸形態が、多数の溝状凹部により形成されていることを特徴とする請求項１記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
4. ホイール内面の凹凸形態が、多数のフィン状凸部により形成されていることを特徴とする請求項１記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
5. ホイール内面の凹凸形態が、多数のディンプル状凹部、多数の溝状凹部および多数のフィン状凸部から選ばれた複数種の凹凸形態により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の非空気入りタイヤ用ホイール。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の非空気入りタイヤ用ホイールに、同心円状に配された弾性体からなる外周輪と内周輪を少なくとも有する非空気入りタイヤが組み付けられてなることを特徴とする非空気入りタイヤ・ホイール組立体。

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