JP2023094278A - Non-pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非空気圧タイヤに関する。 The present invention relates to non-pneumatic tires.
従来、車両からの荷重を支持し、樹脂を含む支持構造体と、支持構造体よりもタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ周方向に沿って延びているトレッドと、を備える非空気圧タイヤが知られている。ここで、支持構造体は、内側環状部と、内側環状部のタイヤ径方向外側に内側環状部と同軸に配置されている外側環状部と、内側環状部と外側環状部とを連結し、タイヤ周方向に沿って配列されている複数のスポークと、を備える。 Conventionally, there is known a non-pneumatic tire that supports a load from a vehicle and includes a support structure containing resin and a tread that is positioned radially outside the support structure and extends along the tire circumferential direction. It is Here, the support structure includes an inner annular portion, an outer annular portion arranged coaxially with the inner annular portion outside the inner annular portion in the tire radial direction, and connecting the inner annular portion and the outer annular portion to each other, and the tire and a plurality of spokes arranged along the circumferential direction.
非空気圧タイヤは、支持構造体の耐久性を向上させることが望まれている。支持構造体の耐久性が低下する要因として、車両の走行時に、トレッドの発熱が支持構造体に伝熱することにより、支持構造体が熱酸化劣化することが挙げられる。 Non-pneumatic tires are desired to improve the durability of the support structure. One of the factors that reduces the durability of the support structure is thermal oxidation deterioration of the support structure due to heat transfer from the heat generated by the tread to the support structure when the vehicle is running.
そこで、特許文献1には、樹脂を含むスポークの表面に樹脂よりも熱伝導率が高い樹脂またはゴムを被覆することが記載されている。また、特許文献2には、樹脂を含む外側環状部の表面に樹脂よりも熱伝導率が高い樹脂またはゴムを被覆することが記載されている。 Therefore, Patent Literature 1 describes that the surfaces of spokes containing resin are coated with resin or rubber having a higher thermal conductivity than resin. Further, Patent Literature 2 describes that the surface of the outer annular portion containing resin is coated with resin or rubber having higher thermal conductivity than resin.
しかしながら、特許文献1、2では、スポークへの伝熱が十分に抑制されないため、使用済みの非空気圧タイヤを更生する回数が増加すると、スポークの耐久性が不十分である。 However, in Patent Documents 1 and 2, since heat transfer to the spokes is not sufficiently suppressed, the durability of the spokes is insufficient when the number of times the used non-pneumatic tire is retreaded increases.
本発明は、スポークの耐久性を向上させることが可能な非空気圧タイヤを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a non-pneumatic tire capable of improving durability of spokes.
本発明の一態様は、支持構造体と、前記支持構造体よりもタイヤ径方向外側に位置しており、タイヤ周方向に沿って延びているトレッドと、を備える非空気圧タイヤであって、前記支持構造体は、内側環状部と、前記内側環状部のタイヤ径方向外側に前記内側環状部と同軸に配置されており、樹脂を含む外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結し、タイヤ周方向に沿って配列されている複数のスポークと、を備え、前記外側環状部は、タイヤ周方向に沿って延びており、無機繊維を含む断熱層が設けられており、前記無機繊維は、前記樹脂よりも熱伝導率が低い。 One aspect of the present invention is a non-pneumatic tire comprising a support structure and a tread located radially outside the support structure and extending along the tire circumferential direction, The support structure includes an inner annular portion, and is arranged coaxially with the inner annular portion outside the inner annular portion in the tire radial direction, and includes an outer annular portion containing a resin, the inner annular portion, and the outer annular portion. and a plurality of spokes arranged along the tire circumferential direction, wherein the outer annular portion extends along the tire circumferential direction and is provided with a heat insulating layer containing inorganic fibers, The inorganic fiber has a lower thermal conductivity than the resin.
前記外側環状部は、前記断熱層よりもタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向に沿って延びており、繊維強化プラスチックを含む補強層がさらに設けられており、前記繊維強化プラスチックは、前記樹脂よりも熱伝導率が高くてもよい。 The outer annular portion extends along the tire circumferential direction outward in the tire radial direction from the heat insulating layer, and is further provided with a reinforcing layer containing fiber reinforced plastic, and the fiber reinforced plastic is higher than the resin. may also have high thermal conductivity.
前記樹脂は、ウレタン樹脂であり、前記無機繊維は、グラスウールまたはロックウールであり、前記繊維強化プラスチックは、炭素繊維強化プラスチックであってもよい。 The resin may be urethane resin, the inorganic fiber may be glass wool or rock wool, and the fiber reinforced plastic may be carbon fiber reinforced plastic.
本発明によれば、スポークの耐久性を向上させることが可能な非空気圧タイヤを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the non-pneumatic tire which can improve durability of a spoke can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態の非空気圧タイヤを示す。非空気圧タイヤ1は、支持構造体10と、トレッド50と、を備える。ここで、支持構造体10は、樹脂を含み、車両からの荷重を支持する。また、トレッド50は、支持構造体10よりもタイヤ径方向Xの外側に位置しており、タイヤ周方向Cに沿って延びている。また、支持構造体10は、内側環状部20と、内側環状部20のタイヤ径方向Xの外側に内側環状部20と同軸に配置されている外側環状部30と、内側環状部20と外側環状部30とを連結し、タイヤ周方向Cに沿って配列されている複数のスポーク40と、を備える。なお、非空気圧タイヤ1の構造の詳細については、後述する。
FIG. 1 shows a non-pneumatic tire of this embodiment. A non-pneumatic tire 1 comprises a
図2に、外側環状部30の構造を示す。外側環状部30は、タイヤ周方向Cに沿って延びており、無機繊維を含む断熱層31が設けられており、無機繊維の熱伝導率は、外側環状部30に含まれる樹脂の熱伝導率よりも低い。このため、車両の走行時に、トレッド50の発熱が外側環状部30に伝熱しても、外側環状部30からスポーク40に伝熱しにくくなる。その結果、スポーク40の熱酸化劣化が抑制され、スポーク40の耐久性が向上する。これにより、使用済みの非空気圧タイヤ1を更生できる回数が増加する。
2 shows the structure of the outer
なお、断熱層31は、図2において、外側環状部30のタイヤ径方向Xの内側の端部に配置されているが、断熱層31が配置される位置は、特に限定されない。また、断熱層31は、図2において、外側環状部30のタイヤ幅方向Yの全域に設けられているが、外側環状部30のタイヤ幅方向Yの全域に設けられていなくてもよい。このとき、外側環状部30の幅に対する断熱層31の幅は、70%以上であることが好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。外側環状部30の幅に対する断熱層31の幅が70%以上であると、車両の走行時に、トレッド50の発熱が外側環状部30に伝熱しても、外側環状部30からスポーク40に伝熱しにくくなる。なお、断熱層31は、外観の点で、タイヤ幅方向Yに露出していないことが好ましい。
In addition, although the
無機繊維の熱伝導率κは、特に限定されないが、例えば、0.03W/(m・K)以上0.10W/(m・K)以下である。 The thermal conductivity κ of inorganic fibers is not particularly limited, but is, for example, 0.03 W/(m·K) or more and 0.10 W/(m·K) or less.
無機繊維としては、特に限定されないが、例えば、グラスウール(κ=0.033~0.050W/(m・K))、ロックウール(κ=0.035~0.047W/(m・K))等が挙げられる。 Examples of inorganic fibers include, but are not limited to, glass wool (κ=0.033 to 0.050 W/(m·K)) and rock wool (κ=0.035 to 0.047 W/(m·K)). etc.
断熱層31の厚み、すなわち、タイヤ径方向Xの長さは、0.5mm以上4mm以下であることが好ましく、1mm以上2mm以下であることがさらに好ましい。断熱層31の厚みが0.5mm以上であると、車両の走行時に、トレッド50の発熱が外側環状部30に伝熱しても、外側環状部30からスポーク40に伝熱しにくくなる。一方、断熱層31の厚みが4mm以下であると、外側環状部30の剛性を確保することができる。
The thickness of the
外側環状部30に含まれる樹脂の熱伝導率は、特に限定されないが、例えば、0.20W/(m・K)以上0.50W/(m・K)以下である。
The thermal conductivity of the resin contained in the outer
外側環状部30に含まれる樹脂としては、特に限定されないが、例えば、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ウレタン樹脂(κ=0.21W/(m・K))が好ましい。ウレタン樹脂としては、支持構造体10に使用される公知のウレタン樹脂を用いることができる。なお、内側環状部20およびスポーク40に含まれる樹脂は、外側環状部30に含まれる樹脂と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
The resin contained in the outer
外側環状部30の厚みは、特に限定されないが、例えば、4mm以上15mm以下である。
Although the thickness of the outer
また、外側環状部30は、タイヤ周方向Cに沿って延びており、繊維強化プラスチックを含む補強層32がさらに設けられている。このため、外側環状部30がタイヤ幅方向Yの中央部でタイヤ径方向Xに撓む座屈の発生が抑制される。その結果、非空気圧タイヤ1の剛性が確保され、路面に対するトレッド50の接地性が向上する。ここで、繊維強化プラスチックは、外側環状部30に含まれる樹脂よりも熱伝導率が高く、補強層32は、断熱層31よりもタイヤ径方向Xの外側に配置されている。このため、車両の走行時に、トレッド50の発熱が外側環状部30に伝熱しても、外側環状部30からスポーク40に伝熱しにくくなる。
Further, the outer
繊維強化プラスチックとしては、特に限定されないが、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP;κ=2~300W/(m・K))、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP;κ=0.42W/(m・K))等が挙げられる。これらの中でも、CFRPが好ましい。 Examples of fiber-reinforced plastics include, but are not limited to, carbon fiber reinforced plastics (CFRP; κ = 2 to 300 W/(m K)), glass fiber reinforced plastics (GFRP; κ = 0.42 W/(m K )) and the like. Among these, CFRP is preferred.
補強層32の厚みは、特に限定されないが、例えば、1mm以上4mm以下である。
Although the thickness of the reinforcing
なお、補強層32は、図2において、断熱層31に隣接して配置されているが、補強層32が配置される位置は、断熱層31よりもタイヤ径方向Xの外側であれば、特に限定されない。具体的には、補強層32は、外側環状部30の内部に設けられていてもよいし、外側環状部30のトレッド50の側の表面に設けられていてもよい。また、補強層32は、図2において、タイヤ幅方向Yの全域に設けられているが、タイヤ幅方向Yの全域に設けられていなくてもよい。このとき、補強層32の幅は、断熱層31の幅よりも小さいことが好ましい。これにより、車両の走行時に、トレッド50の発熱が外側環状部30に伝熱しても、外側環状部30からスポーク40に伝熱しにくくなる。さらに、補強層32を省略してもよい。
Although the reinforcing
外側環状部30は、例えば、各層を順次円筒状に金型成形することにより得られる。
The outer
非空気圧タイヤ1は、例えば、加硫接着剤を用いて、支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物と、を加硫接着させることにより得られる。
The non-pneumatic tire 1 is obtained, for example, by vulcanizing and bonding the
トレッド用ゴム組成物は、特に限定されないが、例えば、天然ゴムおよびカーボンブラックを含み、硫黄、シリカ等をさらに含んでいてもよい。ここで、トレッド用ゴム組成物は、天然ゴムとともに、または、天然ゴムの代わりに、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等の合成ゴムを含んでいてもよい。 The tread rubber composition includes, but is not limited to, natural rubber and carbon black, and may further include sulfur, silica, and the like. Here, the tread rubber composition may contain synthetic rubber such as polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, etc. together with natural rubber or instead of natural rubber.
なお、使用済みの非空気圧タイヤ1を更生する際には、例えば、バフ研磨により、非空気圧タイヤ1からトレッド50を除去した後、加硫接着剤を用いて、支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物と、を加硫接着させる。
When retreading the used non-pneumatic tire 1, for example, after removing the
以下、非空気圧タイヤ1(図1参照)の構造の詳細について説明する。図1は、本実施形態の非空気圧タイヤ1をタイヤ回転軸(タイヤ子午線)と平行な方向、すなわち図1で紙面表裏方向に沿う方向から側面視した側面図である。図1に示す非空気圧タイヤ1は、無荷重状態である。図3は、図1のII-II断面図である。図4は、図3に示す部分を斜めから見た非空気圧タイヤ1の一部斜視図である。 The details of the structure of the non-pneumatic tire 1 (see FIG. 1) will be described below. FIG. 1 is a side view of the non-pneumatic tire 1 of the present embodiment viewed from a direction parallel to the tire rotation axis (tire meridian), that is, from a direction along the front and back direction of the paper in FIG. The non-pneumatic tire 1 shown in FIG. 1 is in an unloaded state. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 4 is a partial perspective view of the non-pneumatic tire 1, obliquely viewing the portion shown in FIG.
図1および図4において、矢印Cはタイヤ周方向を示している。図1、図3および図4において、矢印Xはタイヤ径方向を示している。図3および図4において、矢印Yはタイヤ幅方向を示している。図1においてのタイヤ幅方向Yは、紙面表裏方向である。図3の符号Eは、タイヤ赤道面である。図3においてのタイヤ周方向Cは、紙面表裏方向である。 1 and 4, arrow C indicates the tire circumferential direction. 1, 3 and 4, the arrow X indicates the tire radial direction. 3 and 4, arrow Y indicates the tire width direction. The tire width direction Y in FIG. 1 is the front-back direction of the paper surface. Symbol E in FIG. 3 is the tire equatorial plane. The tire circumferential direction C in FIG. 3 is the front-back direction of the paper surface.
タイヤ周方向Cは、タイヤ回転軸周りの方向であって非空気圧タイヤ1が回転する方向と同一の方向である。タイヤ径方向Xは、タイヤ回転軸に垂直な方向である。タイヤ幅方向Yは、タイヤ回転軸と平行な方向である。図3および図4においては、タイヤ幅方向Yの一方側をY1として示し、タイヤ幅方向Yの他方側をY2として示している。図3に示すタイヤ赤道面Eは、タイヤ回転軸に直交する面で、かつ、タイヤ幅方向Yの中心に位置する面である。 The tire circumferential direction C is the direction around the tire rotation axis and the same direction as the direction in which the non-pneumatic tire 1 rotates. The tire radial direction X is a direction perpendicular to the tire rotation axis. The tire width direction Y is a direction parallel to the tire rotation axis. 3 and 4, one side in the tire width direction Y is indicated as Y1, and the other side in the tire width direction Y is indicated as Y2. The tire equatorial plane E shown in FIG. 3 is a plane orthogonal to the tire rotation axis and located at the center in the tire width direction Y. As shown in FIG.
なお、以下において、内側環状部20および外側環状部30の厚みとは、タイヤ径方向Xに沿った方向の寸法である。内側環状部20および外側環状部30の幅とは、図3に示すタイヤ幅方向Yに沿った方向の寸法である。
In the following, the thickness of the inner
内側環状部20は、非空気圧タイヤ1の内周部を構成するタイヤ周方向Cに沿った環状の部分である。内側環状部20の厚みおよび幅は、ユニフォミティを向上させるために一定に設定される。内側環状部20の内周側の空間に、図示しないタイヤホイールが配置される。そのタイヤホイールのリムの外周部に、内側環状部20の内周部が嵌合して装着される。内側環状部20がリムに装着されて、非空気圧タイヤ1は当該タイヤホイールに装着される。内側環状部20の内周面には、当該リムとの嵌合のために、凸部や溝等で構成される嵌合部が設けられる場合がある。
The inner
内側環状部20は、例えば、弾性を有する樹脂材料によって形成することができるが、材料は樹脂に限定されない。
The inner
内側環状部20は、上記タイヤホイールの回転をスポーク40および外側環状部30に伝達する。内側環状部20の厚みは、スポーク40に回転力を十分に伝達する機能を満たしつつ、軽量化および耐久性も得られる観点から決定される。内側環状部20の厚みは、特に限定されないが、例えば、図3に示すタイヤ断面高さHの2%以上7%以下であることが好ましく、3%以上6%以下であることがより好ましい。
The inner
内側環状部20の内径は、非空気圧タイヤ1が装着されるタイヤホイールのリムの寸法や車両の用途等に応じて決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、内側環状部20の内径は、例えば、250mm以上500mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The inner diameter of the inner
内側環状部20の幅は、非空気圧タイヤ1が装着される車両の用途や車軸の長さ等に応じて適宜決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、内側環状部20の幅は、100mm以上300mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The width of the inner
外側環状部30は、非空気圧タイヤ1の外周部を構成するタイヤ周方向Cに沿った環状の部分である。外側環状部30は、内側環状部20の外周側に、内側環状部20と同心状に配置される。外側環状部30の厚みおよび幅は、ユニフォミティを向上させるために一定に設定される。
The outer
外側環状部30は、内側環状部20およびスポーク40の回転を、トレッド50を介して路面に伝達する。外側環状部30の厚みは、スポーク40から路面に回転力を十分に伝達する機能を満たしつつ、軽量化および耐久性も得られる観点から決定される。外側環状部30の厚みは、特に限定されないが、例えば、図3に示すタイヤ断面高さHの2%以上7%以下であることが好ましく、2%以上5%以下であることがより好ましい。
Outer
外側環状部30の内径は、非空気圧タイヤ1が装着されるタイヤホイールのリムの寸法や車両の用途等に応じて適宜決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、外側環状部30の内径は、420mm以上750mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The inner diameter of the outer
外側環状部30の幅は、非空気圧タイヤ1が装着される車両の用途等に応じて適宜決定される。例えば、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、外側環状部30の幅は、100mm以上300mm以下といった寸法が挙げられるが、これに限定されない。
The width of the outer
複数のスポーク40は、内側環状部20と外側環状部30とを連結する。複数のスポーク40で連結された内側環状部20と外側環状部30とは、互いに同心状に配置される。複数のスポーク40のそれぞれは、タイヤ周方向Cに沿って各々独立して配列される。図1に示すように、複数のスポーク40は、非空気圧タイヤ1が無荷重状態では、側面視した場合においてタイヤ径方向Xと略平行でラジアル方向に直線状に延びている。
A plurality of
図3および図4に示すように、本実施形態の複数のスポーク40は、複数の第1のスポーク41と、複数の第2のスポーク42と、を含む。第1のスポーク41および第2のスポーク42のいずれも、その延在方向は、タイヤ周方向Cに沿った方向で見た場合において、タイヤ径方向Xとは平行ではない。第1のスポーク41は、タイヤ軸方向すなわちタイヤ幅方向Yの一方側へ傾斜している。第2のスポーク42は、第1のスポーク41とは反対側へ傾斜している。第1のスポーク41と第2のスポーク42とは、タイヤ周方向Cに交互に配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4 , the plurality of
詳しくは、図3および図4に示すように、第1のスポーク41は、外側環状部30のタイヤ幅方向Yの一方側であるY1側から、内側環状部20のタイヤ幅方向Yの他方側であるY2側へ向かって傾斜して延びている。第2のスポーク42は、外側環状部30のタイヤ幅方向Yの他方側であるY2側から、内側環状部20のタイヤ幅方向Yの一方側であるY1側へ向かって傾斜して延びている。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4 , the
第1のスポーク41および第2のスポーク42の傾斜角度は同じである。このため、タイヤ周方向Cに隣接する第1のスポーク41と第2のスポーク42とは、タイヤ周方向Cに沿う方向から見た場合、略X字状に配置されている。図3に示すように、第1のスポーク41および第2のスポーク42は、タイヤ幅方向Yに対して角度θで傾斜しており、その角度θは、例えば、30°以上60°以下であることが好ましい。
The inclination angles of the first spoke 41 and the second spoke 42 are the same. Therefore, the
図3に示すように、タイヤ周方向Cに沿う方向から見た状態での第1のスポーク41および第2のスポーク42のそれぞれは、タイヤ赤道面Eに対して対称な同一形状である。したがって、以下においては、第1のスポーク41および第2のスポーク42を区別する必要がなく、まとめて説明できる場合には、第1のスポーク41および第2のスポーク42を、スポーク40と総称する。
As shown in FIG. 3 , each of the
スポーク40は、板状であって、内側環状部20から外側環状部30に向けて、上記のように角度θの角度で斜めに延びている。図4に示すように、スポーク40は、タイヤ周方向に沿った板厚tが、板幅wよりも小さく、板厚tの方向がタイヤ周方向Cに沿っている。すなわち、スポーク40は、タイヤ径方向Xおよびタイヤ幅方向Yの面内に沿って延びる板状に形成されている。なお、ここでいう板幅wは、図3にも示すように、スポーク40をタイヤ周方向Cに沿う方向から見た場合での、スポーク40が延在する傾斜方向に直交する方向の寸法である。本実施形態においては、全てのスポーク40の板厚tは同じである。また、全てのスポーク40の板幅wは同じである。
The
スポーク40は、長尺板状であるため、板厚tを薄くしても、板幅wを広く設定することによってスポーク40の耐久性を向上させることができる。さらに、板厚tを薄くしてスポーク40の数を増やすことにより、非空気圧タイヤ1全体の剛性を維持しつつ、タイヤ周方向Cに隣接するスポーク40の間の間隔を小さくできる。これによって、スポーク40によるタイヤ転動時の接地圧が分散し、接地圧を小さくできる。
Since the
なお、本実施形態のスポーク40は、側面視においてタイヤ径方向Xと平行であるが、スポーク40は、側面視においてタイヤ径方向Xと交差するようにタイヤ径方向Xに対し斜めに配置されてもよい。
Although the
図3および図4に示すように、第1のスポーク41は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y2側に接続する第1の内側接続部411と、外側環状部30のタイヤ幅方向Y1側に接続する第1の外側接続部412と、を有する。第2のスポーク42は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y1側に接続する第2の内側接続部421と、外側環状部30のタイヤ幅方向Y2側に接続する第2の外側接続部422と、を有する。第1の外側接続部412および第2の外側接続部422のそれぞれは、本実施形態における、外側環状部30に接続されるスポーク40の接続部の一例である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図3に示すように、第1のスポーク41の第1の内側接続部411は、内側環状部20に近付くにつれてタイヤ幅方向Yに沿って広がる形状を有している。第1の内側接続部411のタイヤ幅方向Y2側の側面411aは、内側環状部20のタイヤ幅方向Y2側の端部20bまでなだらかに湾曲しながら延びている。第1の内側接続部411のタイヤ幅方向Y1側の側面411bは、内側環状部20のタイヤ赤道面Eの位置までタイヤ幅方向Y1側に向かって湾曲して延びている。
As shown in FIG. 3 , the first inner connecting
第1のスポーク41の第1の外側接続部412は、第1の内側接続部411と同様の形状であって、外側環状部30に近付くにつれてタイヤ幅方向に沿って広がる形状を有している。第1の外側接続部412のタイヤ幅方向Y1側の側面412aは、外側環状部30のタイヤ幅方向Y1側の端部30aまで、なだらかに湾曲しながら延びている。第1の外側接続部412のタイヤ幅方向Y2側の側面412bは、外側環状部30のタイヤ赤道面Eの位置まで、タイヤ幅方向Y2側に向かって湾曲して延びている。
The first outer connecting
第1の内側接続部411は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y2側の半分の領域に設けられている。第1の外側接続部412は、外側環状部30のタイヤ幅方向Y1側の半分の領域に設けられている。
The first
図3に示すように、第2のスポーク42の第2の内側接続部421は、内側環状部20に近付くにつれて、タイヤ幅方向Yに沿って広がる形状を有している。第2の内側接続部421のタイヤ幅方向Y1側の側面421aは、内側環状部20のタイヤ幅方向Y1側の端部20aまで、なだらかに湾曲しながら延びている。第2の内側接続部421のタイヤ幅方向Y2側の側面421bは、内側環状部20のタイヤ赤道面Eの位置まで、タイヤ幅方向Y2側に向かって湾曲して延びている。
As shown in FIG. 3 , the second inner connecting
第2のスポーク42の第2の外側接続部422は、第2の内側接続部421と同様の形状であって、外側環状部30に近付くにつれて、タイヤ幅方向に沿って広がる形状を有している。第2の外側接続部422のタイヤ幅方向Y2側の側面422aは、外側環状部30のタイヤ幅方向Y2側の端部30bまで、なだらかに湾曲しながら延びている。第2の外側接続部422のタイヤ幅方向Y1側の側面422bは、外側環状部30のタイヤ赤道面Eの位置まで、タイヤ幅方向Y1側に向かって湾曲して延びている。
The second outer connecting
第2の内側接続部421は、内側環状部20のタイヤ幅方向Y1側の半分の領域に設けられている。第2の外側接続部422は、外側環状部30のタイヤ幅方向Y2側の半分の領域に設けられている。
The second inner connecting
上述したように、本実施形態の全てのスポーク40の板厚tは同じである。板厚tの寸法は特に限定されないが、スポーク40が内側環状部20および外側環状部30からの回転力を十分受けつつ、荷重を受けた際には適度に撓み変形が可能なようにする上で、1mm以上30mm以下であることが好ましく、5mm以上25mm以下であることがより好ましい。
As described above, all the
上述したように、本実施形態の全てのスポーク40の板幅wは同じである。スポーク40の板幅wは特に限定されないが、内側環状部20および外側環状部30からの回転力を十分受けつつ、荷重を受けた際には適度に撓み変形が可能なようにする上で、5mm以上25mm以下であることが好ましく、10mm以上20mm以下であることがより好ましい。また、板幅wは、耐久性を向上させつつ接地圧を分散させ得る観点から、板厚tの110%以上であることが好ましく、115%以上であることがより好ましい。
As described above, all the
スポーク40の数としては、車両からの荷重を十分支持しつつ、軽量化が可能で、動力伝達性および耐久性の向上をともに図ることを可能とする観点から、80個以上300個以下であることが好ましく、100個以上200個以下であることがより好ましい。
The number of
スポーク40は、下記に挙げる弾性材料によって形成することができる。まず、その弾性材料の特性としては、十分な耐久性を確保しながら、適度な剛性を付与する観点から、JIS K7312:1996に準じて行う引張試験を行い、10%伸び時の引張応力から算出した引張モジュラスが、3MPa以上12MPa以下が好ましい。
スポーク40において、10%伸び時の引張応力から算出した引張モジュラスが3MPaを下回る場合、十分な剛性が得られず、タイヤ周方向Cに隣接するスポーク40どうしが接触する可能性がある。一方、10%伸び時の引張応力から算出した引張モジュラスが12MPaを上回る場合、過度に剛性が高くなり、乗り心地が悪化する。
In the
スポーク40の母材として用いられる弾性材料としては、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂が挙げられる。
Examples of the elastic material used as the base material of the
熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ポリ塩化ビニルエラストマー、ポリウレタンエラストマー等が例示される。 Examples of thermoplastic elastomers include polyester elastomers, polyolefin elastomers, polyamide elastomers, polystyrene elastomers, polyvinyl chloride elastomers, polyurethane elastomers, and the like.
架橋ゴムを構成するゴム材料としては、天然ゴムおよび合成ゴムのいずれを使用することもできる。合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴム(水添NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等が例示される。これらのゴム材料は、必要に応じて2種以上を併用してもよい。 Either natural rubber or synthetic rubber can be used as the rubber material constituting the crosslinked rubber. Synthetic rubbers include styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (hydrogenated NBR), chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber ( EPDM), fluorine rubber, silicone rubber, acrylic rubber, urethane rubber, and the like. These rubber materials may be used in combination of two or more as needed.
その他の樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。 Other resins include thermoplastic resins and thermosetting resins. Examples of thermoplastic resins include polyethylene resins, polystyrene resins, and polyvinyl chloride resins. Thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, polyurethane resins, silicone resins, polyimide resins, melamine resins, and the like.
スポーク40には、上記の弾性材料のうち、成形、加工性およびコストの観点から、ウレタン樹脂が好ましく用いられる。なお、弾性材料としては、発泡材料を使用することもできる。すなわち、上記の熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂を発泡させたものを使用することができる。
Among the above elastic materials, urethane resin is preferably used for the
なお、スポーク40の母材として用いられる弾性材料は、補強繊維により補強されていてもよい。補強繊維としては、長繊維、短繊維、織布、不織布等が挙げられる。補強繊維の種類としては、レーヨンコード、ナイロン-6,6等のポリアミドコード、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルコード、アラミドコード、ガラス繊維コード、カーボンファイバー、スチールコード等が挙げられる。
The elastic material used as the base material of the
なお、弾性材料の補強は、補強繊維による補強に限らない。例えば、粒状フィラーの添加による補強が行われてもよい。添加される粒状フィラーとしては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ等のセラミックス、その他の無機材料のフィラー等が挙げられる。 Reinforcement of the elastic material is not limited to reinforcement with reinforcing fibers. For example, reinforcement by the addition of particulate fillers may be provided. Granular fillers to be added include carbon black, silica, ceramics such as alumina, fillers of other inorganic materials, and the like.
ところで、上述した内側環状部20および外側環状部30は、スポーク40と同じ樹脂材料で形成されることが好ましく、その場合には、例えば、注型成形法によって、内側環状部20、外側環状部30およびスポーク40を一体成形することができる。
By the way, the inner
トレッド50は、外側環状部30の外周面に設けられており、非空気圧タイヤ1の最外周部分を構成する。トレッド50は、支持構造体10と、トレッド用ゴム組成物と、を加硫接着させることにより、形成される。トレッド50は、路面に接地する踏面51を外周面に有する。トレッド50の踏面51には、従来の空気入りタイヤと同様にして、複数の溝および陸部で形成されるトレッドパターンが設けられる。
The
なお、トレッド50は、成分や特性が異なる複数の加硫ゴム層が積層された構成(例えば、2層あるいは3層)であってもよい。
Note that the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で、上記の実施形態を適宜変更してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and the above embodiments may be modified as appropriate within the scope of the present invention.
1 非空気圧タイヤ
10 支持構造体
20 内側環状部
20a、20b 端部
30 外側環状部
30a、30b 端部
31 断熱層
32 補強層
40 スポーク
41 第1のスポーク
42 第2のスポーク
411 第1の内側接続部
411a、411b 側面
412 第1の外側接続部
412a、412b 側面
421 第2の内側接続部
421a、421b 側面
422 第2の外側接続部
422a、422b 側面
50 トレッド
51 踏面
C タイヤ周方向
E タイヤ赤道面
O 軸心
X タイヤ径方向
Y タイヤ幅方向
1
Claims (3)
前記支持構造体は、内側環状部と、前記内側環状部のタイヤ径方向外側に前記内側環状部と同軸に配置されており、樹脂を含む外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結し、タイヤ周方向に沿って配列されている複数のスポークと、を備え、
前記外側環状部は、タイヤ周方向に沿って延びており、無機繊維を含む断熱層が設けられており、
前記無機繊維は、前記樹脂よりも熱伝導率が低い、非空気圧タイヤ。 A non-pneumatic tire comprising a support structure and a tread positioned radially outward of the support structure and extending along the tire circumferential direction,
The support structure includes an inner annular portion, and is arranged coaxially with the inner annular portion outside the inner annular portion in the tire radial direction, and includes an outer annular portion containing a resin, the inner annular portion, and the outer annular portion. and a plurality of spokes arranged along the tire circumferential direction,
The outer annular portion extends along the tire circumferential direction and is provided with a heat insulating layer containing inorganic fibers,
The non-pneumatic tire, wherein the inorganic fiber has a lower thermal conductivity than the resin.
前記繊維強化プラスチックは、前記樹脂よりも熱伝導率が高い、請求項1に記載の非空気圧タイヤ。 The outer annular portion extends outward in the tire radial direction from the heat insulating layer along the tire circumferential direction, and is further provided with a reinforcing layer containing fiber reinforced plastic,
A non-pneumatic tire according to claim 1, wherein said fiber reinforced plastic has a higher thermal conductivity than said resin.
前記無機繊維は、グラスウールまたはロックウールであり、
前記繊維強化プラスチックは、炭素繊維強化プラスチックである、請求項2に記載の非空気圧タイヤ。 The resin is a urethane resin,
The inorganic fiber is glass wool or rock wool,
3. A non-pneumatic tire according to claim 2, wherein said fiber reinforced plastic is carbon fiber reinforced plastic.
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