JP6242015B2 - 非空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本願は、2012年12月26日に、日本に出願された特願2012−282665号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
このような問題を解決するために近年では、例えば下記特許文献1に示されるような、車軸に取り付けられる取り付け体と、前記取り付け体をタイヤ径方向の外側から囲むリング状体と、これらの取り付け体とリング状体との間にタイヤ周方向に沿って複数配設された連結部材と、を備える非空気入りタイヤが提案されている。
また、リング部材のうちの少なくとも一部及び複数の連結部材が一体に形成されていることから、例えば、連結部材の両端部と内筒体及び外筒体とを、締結部材等を用いて連結する場合と比べて重量を抑えることができる。
しかも、リング部材のうちの少なくとも一部及び複数の連結部材を一体に形成する合成樹脂材料の、前述の曲げ弾性率が上記の範囲に設定されているので、非空気入りタイヤに必要かつ十分な強度を確実に備えさせることができる。
また、この合成樹脂材料の前述の曲げ弾性率が12000MPa以下となっている場合には、快適な乗り心地性を備えさせることができる。
さらに、この合成樹脂材料の融点が120℃以上となっているので、この非空気入りタイヤの装着された車両の走行時に、非空気入りタイヤが繰り返し弾性変形して発熱した場合にも、復元不能に変形するのを防ぐことができ、またこの融点が350℃以下となっているので、リング部材のうちの少なくとも一部及び複数の連結部材を容易に一体に形成できる。
また、第1弾性連結板のうち、外筒体に連結された一端部が、内筒体に連結された他端部よりもタイヤ周方向の一方側に位置し、第2弾性連結板のうち、外筒体に連結された一端部が、内筒体に連結された他端部よりもタイヤ周方向の他方側に位置しているので、この非空気入りタイヤに外力が作用したときに、第1弾性連結板及び第2弾性連結板を弾性変形させ易くすることが可能になり、この非空気入りタイヤに柔軟性を備えさせて良好な乗り心地性を確保できる。
このため、リング部材及び連結部材を形成するに際し、まず、構造が簡素で容易に形成できる第1、第2分割ケース体をそれぞれ形成することによって、リング部材及び連結部材の全体が一体に形成されて構造が複雑なケース体を形成する場合と比べて、この非空気入りタイヤを容易かつ確実に形成できる。
また、前述のように、前記合成樹脂材料の融点が350℃以下となっていることから、第1分割ケース体と第2分割ケース体とを例えば溶着、若しくは融着させて連結する場合に、各分割ケース体を加熱する温度を、前記合成樹脂材料の融点に対して過度に高くしなくても、これらの両分割ケース体同士を確実に連結できる。
しかも、前述のように、各分割ケース体において、外筒体と内筒体との間には、両弾性連結板のうちの一方だけが配設されていることから、各分割ケース体を射出成形により一体に形成するに際し、溶融樹脂を、型の内部の隅々にまで確実に到達させ易くすることが可能になるとともに、型の構造が複雑になるのを抑えることも可能になり、この非空気入りタイヤをより一層容易かつ確実に形成できる。
この非空気入りタイヤ1は、図示されない車軸に取り付けられる取り付け体11と、取り付け体11に外装される内筒体12、及び内筒体12をタイヤ径方向の外側から囲む外筒体13を備えるリング部材14と、内筒体12と外筒体13との間にタイヤ周方向に沿って複数配設されるとともに、これらの両筒体12、13同士を相対的に弾性変位自在に連結する連結部材15と、外筒体13の外周面側にその全周にわたって配設されたトレッド部材16と、を備えている。
装着筒部17、外リング部18、及びリブ19は例えばアルミニウム合金等の金属材料で一体に形成されている。装着筒部17及び外リング部18はそれぞれ、円筒状に形成され前記軸線Oと同軸に配設されている。複数のリブ19は、周方向に同等の間隔をあけて配置されている。
なお、キー溝部18aを画成する壁面のうち、タイヤ周方向で互いに対向する一対の側壁面と底壁面とは直角をなしている。また、突条部12aの外表面のうち、内筒体12の内周面から立ち上がる一対の側壁面と、タイヤ径方向の内側を向く頂壁面と、は直角をなしている。突条部12a及びキー溝部18aのタイヤ周方向の大きさは互いに同等になっている。
なお、外リング部18において、タイヤ周方向で隣り合うキー溝部18a同士の間に位置する部分には、タイヤ径方向に貫通する肉抜き孔がタイヤ幅方向Hに間隔をあけて複数配置されてなる孔列18cが、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。また、リブ19にも、タイヤ幅方向Hに貫通する肉抜き孔19aが形成されている。
連結部材15は、第1弾性連結板21が一のタイヤ幅方向Hに沿った所定の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置され、かつ第2弾性連結板22が前記一のタイヤ幅方向Hに沿った所定の位置とは異なるタイヤ幅方向Hに沿った他の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるように、タイヤ周方向に沿って複数(図示の例では60個)設けられている。
すなわち、複数の第1弾性連結板21は、タイヤ幅方向Hにおける同一の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるとともに、複数の第2弾性連結板22は、第1弾性連結板21からタイヤ幅方向Hに離れた同一のタイヤ幅方向Hに沿った所定の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されている。
そして、タイヤ周方向で隣り合う第1弾性連結板21同士は互いに非接触とされ、タイヤ周方向で隣り合う第2弾性連結板22同士も互いに非接触となっている。さらに、タイヤ幅方向Hで隣り合う第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22同士も互いに非接触となっている。
なお、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22それぞれの幅は互いに同等になっている。また、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22それぞれの厚さも互いに同等になっている。
また、1つの連結部材15における第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の各一端部21a、22aは、外筒体13の内周面において、タイヤ幅方向Hの位置を互いに異ならせて、タイヤ周方向における同一の位置に連結されている。
第2弾性連結板22に形成された複数の湾曲部22d〜22fは、タイヤ周方向の一方側に向けて突となるように湾曲した第1湾曲部22dと、第1湾曲部22dと一端部22aとの間に位置しかつタイヤ周方向の他方側に向けて突となるように湾曲した第2湾曲部22eと、第1湾曲部22dと他端部22bとの間に位置しかつタイヤ周方向の他方側に向けて突となるように湾曲した第3湾曲部22fと、を有している。
図示の例では、第1湾曲部21d、22dは、第2湾曲部21e、22e及び第3湾曲部21f、22fよりも、前記タイヤ側面視の曲率半径が大きくなっている。なお、第1湾曲部21d、22dは、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の前記延びる方向における中央部に配置されている。
また、両弾性連結板21、22それぞれにおいて、前述した延びる方向の中央部から前記一端部21a、22aにわたる一端側部分は、前記中央部から前記他端部21b、22bにわたる他端側部分よりも厚さが大きくなっている。これにより、連結部材15の重量の増大を抑えたり、連結部材15の柔軟性を確保したりしながら、第1、第2弾性連結板21、22において大きな負荷がかかり易い一端側部分の強度を高めることができる。なお、これらの一端側部分と他端側部分とは段差なく滑らかに連なっている。
さらに本実施形態では、リング部材14は、図1に示されるように、タイヤ幅方向Hの一方側に位置する一方側分割リング部材23と、タイヤ幅方向Hの他方側に位置する他方側分割リング部材24と、に分割されている。なお図示の例では、リング部材14はタイヤ幅方向Hの中央部で分割されている。
さらに本実施形態では、一方側分割リング部材23及び第1弾性連結板21、並びに他方側分割リング部材24及び第2弾性連結板22はそれぞれ、射出成形により一体に形成されている。
以下、一方側分割リング部材23及び第1弾性連結板21が一体に形成されたものを第1分割ケース体31といい、他方側分割リング部材24及び第2弾性連結板22が一体に形成されたものを第2分割ケース体32という。
また、第1、第2分割ケース体31、32それぞれにおいて、一方側、他方側分割リング部材23、24と、第1、第2弾性連結板21、22と、は、互いに異なる材質で形成してもよいし、同一の材質で形成してもよい。
なお、第1、第2分割ケース体31、32それぞれ全体を同時に射出成形する場合には、内筒体12に形成された複数の突条部12aをゲート部分としてもよい。
また、一方側分割リング部材23の内筒体12、及び他方側分割リング部材24の内筒体12それぞれのタイヤ幅方向Hの端縁同士は、タイヤ幅方向Hに離れている。これにより、取り付け体11に外側から嵌合される内筒体12の内周面にバリが生ずることが防止されている。
そして、前述のように連結するに際し、各連結部材15が前記タイヤ側面視で前述のように線対称となるように、第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32それぞれのタイヤ周方向の位置を合わせつつ、これらの両分割ケース体31、32のタイヤ幅方向Hの向きを互いに逆向きにした状態で、第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32の各外筒体13のタイヤ幅方向Hの端縁同士を突き合わせて連結することにより、非空気入りタイヤ1が得られる。
しかも、リング部材14及び複数の連結部材15を一体に形成する合成樹脂材料の、前述の曲げ弾性率が上記の範囲に設定されているので、非空気入りタイヤ1に必要かつ十分な強度を確実に備えさせることができる。
また、この合成樹脂材料の前述の曲げ弾性率が12000MPa以下となっている場合には、快適な乗り心地性を備えさせることができる。
さらに、この合成樹脂材料の融点が120℃以上となっているので、この非空気入りタイヤ1の装着された車両の走行時に、非空気入りタイヤ1が繰り返し弾性変形して発熱した場合にも、復元不能に変形するのを防ぐことができ、またこの融点が350℃以下となっているので、リング部材14及び複数の連結部材15を容易に一体に形成できる。
さらに、第1弾性連結板21が、一のタイヤ幅方向Hの位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるとともに、第2弾性連結板22が、他のタイヤ幅方向Hの位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されているので、タイヤ周方向で隣り合う連結部材15同士が干渉し合うのを抑えることが可能になり、その配設個数に制限が生ずるのを抑制できる。
また、前述のように、前記合成樹脂材料の融点が350℃以下となっていることから、第1分割ケース体31と第2分割ケース体32とを例えば溶着、若しくは融着させて連結する場合に、各分割ケース体31、32を加熱する温度を、前記合成樹脂材料の融点に対して過度に高くしなくても、これらの両分割ケース体31、32同士を確実に連結できる。
しかも、前述のように、各分割ケース体31、32において、外筒体13と内筒体12との間には、両弾性連結板21、22のうちの一方だけが配設されている。これにより、各分割ケース体31、32を射出成形により一体に形成するに際し、溶融樹脂を、型の内部の隅々にまで確実に到達させ易くすることが可能になるとともに、型の構造が複雑になるのを抑えることも可能になる。したがって、この非空気入りタイヤ1をより一層容易かつ確実に形成できる。
また、前記実施形態では、連結部材15として第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22をそれぞれ1つずつ備えた構成を示した。しかしながら、これに代えて、1つの連結部材15に第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22がそれぞれ複数ずつ、互いのタイヤ幅方向Hの位置を異ならせて備えられた構成を採用してもよい。
また、連結部材15を、内筒体12と外筒体13との間にタイヤ幅方向Hに沿って複数設けてもよい。
また、前記実施形態に代えて、両連結板21、22の各一端部21a、22aを、外筒体13の内周面にタイヤ周方向位置を互いに異ならせて連結してもよい。
また、リング部材14をタイヤ幅方向Hに3個以上分割してもよいし、分割しなくてもよい。
さらに、リング部材14のうち内筒体12のみと連結部材15とを合成樹脂材料で一体に形成してもよいし、リング部材14のうち外筒体13のみと連結部材15とを合成樹脂材料で一体に形成してもよい。
実施例として、表1に示されるように、前述の曲げ弾性率が300MPa以上で、かつ融点が120℃以上350℃以下の合成樹脂材料により、リング部材14及び複数の連結部材15が一体に形成された7種類の非空気入りタイヤをそれぞれ形成した。比較例として、表2に示されるように、前述の曲げ弾性率が300MPa未満であるか、または融点が350℃超であるかの合成樹脂材料により、リング部材及び複数の連結部材が一体に形成された3種類の非空気入りタイヤをそれぞれ形成した。
そして、これら10種類の非空気入りタイヤに対して、タイヤ径方向に3000kNの圧縮力を加えたときに破損したか否か、または、タイヤ径方向に20mm圧縮変形させたときに破損したか否かを確認した(耐荷重試験)。
その結果、実施例の非空気入りタイヤでは全てについて、破損した箇所がなく、比較例の非空気入りタイヤのうち、前述の曲げ弾性率が300MPa未満の比較例1、2では破損した箇所が確認された。
また、前述の10種類の非空気入りタイヤについて、熱板溶着により、第1分割ケース体と第2分割ケース体とを溶着するに際し、合成樹脂材料の融点に対して0℃以上50℃以下で加熱したときに、これらの両分割ケース体同士が良好に連結されるか否かを確認した。
その結果、実施例の非空気入りタイヤでは全てについて、前記両分割ケース体が良好に連結されたことが確認され、比較例の非空気入りタイヤのうち、合成樹脂材料の融点が350℃を超える比較例3では、前記両分割ケース体が良好に連結されなかったことが確認された。
また、比較例4について走行試験を行ったところ荷重支持部が軟化してタイヤとしての機能を果たせなかった。
11 取り付け体
12 内筒体
13 外筒体
14 リング部材
15 連結部材
21 第1弾性連結板
22 第2弾性連結板
21a、22a 一端部
21b、22b 他端部
23 一方側分割リング部材
24 他方側分割リング部材
H タイヤ幅方向
L 仮想線
O 軸線
Claims (7)
- 車軸に取り付けられる取り付け体と、
前記取り付け体に外装される内筒体、及び前記内筒体をタイヤ径方向の外側から囲む外筒体を備えるリング部材と、
前記内筒体と前記外筒体との間にタイヤ周方向に沿って複数配設されるとともに、これらの両筒体同士を連結する連結部材と、を備え、
前記リング部材のうちの少なくとも一部及び複数の前記連結部材は、ISO 178に準拠した3点曲げ試験で得られる曲げ弾性率が300MPa以上で、かつ融点が120℃以上350℃以下の合成樹脂材料で一体に形成されている非空気入りタイヤ。 - 前記連結部材は、前記両筒体同士を連結する第1弾性連結板及び第2弾性連結板を備え、
前記第1弾性連結板のうち、前記外筒体に連結された一端部は、前記内筒体に連結された他端部よりもタイヤ周方向の一方側に位置し、
前記第2弾性連結板のうち、前記外筒体に連結された一端部は、前記内筒体に連結された他端部よりもタイヤ周方向の他方側に位置し、
前記第1弾性連結板は、一のタイヤ幅方向位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるとともに、前記第2弾性連結板は、前記一のタイヤ幅方向位置とは異なる他のタイヤ幅方向位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されている請求項1に記載の非空気入りタイヤ。 - 前記リング部材は、タイヤ幅方向の一方側に位置する一方側分割リング部材と、タイヤ幅方向の他方側に位置する他方側分割リング部材と、に分割され、
前記一方側分割リング部材は、前記第1弾性連結板と一体に形成され、
前記他方側分割リング部材は、前記第2弾性連結板と一体に形成されている請求項2に記載の非空気入りタイヤ。 - 前記一方側分割リング部材及び第1弾性連結板、並びに前記他方側分割リング部材及び第2弾性連結板はそれぞれ、射出成形により一体に形成されている請求項3に記載の非空気入りタイヤ。
- 1つの前記連結部材における第1弾性連結板及び第2弾性連結板の各一端部は、前記外筒体の内周面において、タイヤ幅方向の位置を互いに異ならせて、タイヤ周方向における同一の位置に連結され、
前記連結部材は、このタイヤをタイヤ幅方向から見たタイヤ側面視で、タイヤ径方向に沿って延び、かつ前記各一端部を通る仮想線に対して線対称に形成されている請求項2に記載の非空気入りタイヤ。 - 1つの前記連結部材における第1弾性連結板及び第2弾性連結板の各一端部は、前記外筒体の内周面において、タイヤ幅方向の位置を互いに異ならせて、タイヤ周方向における同一の位置に連結され、
前記連結部材は、このタイヤをタイヤ幅方向から見たタイヤ側面視で、タイヤ径方向に沿って延び、かつ前記各一端部を通る仮想線に対して線対称に形成されている請求項3に記載の非空気入りタイヤ。 - 1つの前記連結部材における第1弾性連結板及び第2弾性連結板の各一端部は、前記外筒体の内周面において、タイヤ幅方向の位置を互いに異ならせて、タイヤ周方向における同一の位置に連結され、
前記連結部材は、このタイヤをタイヤ幅方向から見たタイヤ側面視で、タイヤ径方向に沿って延び、かつ前記各一端部を通る仮想線に対して線対称に形成されている請求項4に記載の非空気入りタイヤ。
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