JP6645105B2 - 非空気式タイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、優れた排水性能を有する非空気式タイヤに関する。
環状のトレッドリングと、トレッドリングのタイヤ半径方向内方に配されたハブ部と、トレッドリングとハブ部との間を連結する複数のスポークとを含む非空気式タイヤが知られている。このような非空気式タイヤでは、例えば、トレッドリングの路面に接地する接地面に、トレッドリングを貫通する孔を設け、接地面と路面との間の水を孔から排出することにより、ウェット性能を高めている。しかしながら、近年、さらに優れたウェット性能が求められている。
特開2008−37262号公報
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、優れたウェット性能を有する非空気式タイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明は、環状のトレッドリングと、前記トレッドリングのタイヤ半径方向内方に配されたハブ部と、前記トレッドリングと前記ハブ部との間を連結する複数のスポークとを含む非空気式タイヤであって、前記トレッドリングは、路面に接地する接地面の側に、少なくとも1本の溝が設けられており、前記溝は、溝幅が部分的に拡大している拡幅部を含み、前記拡幅部には、前記トレッドリングを貫通する孔が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る非空気式タイヤは、前記孔が、前記接地面において、前記溝の長手方向に沿った長さが、前記溝の幅方向の長さよりも大きいのが望ましい。
本発明に係る非空気式タイヤは、前記溝が、第1部分と、第2部分と、これらの間に設けられた前記拡幅部とを含み、前記第1部分と前記第2部分とは、実質的に、直線状に連続するように配されているのが望ましい。
本発明に係る非空気式タイヤは、前記溝が、第1部分と、第2部分と、これらの間に設けられた前記拡幅部とを含み、前記第1部分と前記第2部分とは、互いに交差する向きに配されているのが望ましい。
本発明に係る非空気式タイヤは、前記溝が、第1溝と、前記第1溝と交差する第2溝とを含み、前記拡幅部は、前記第1溝と前記第2溝との交差部に設けられているのが望ましい。
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第1溝の溝幅が、前記第2溝の溝幅よりも大きく、前記拡幅部は、前記第1溝に沿った長さが、前記第2溝に沿った長さよりも大きいのが望ましい。
本発明に係る非空気式タイヤは、前記接地面が、タイヤ赤道の一方側の第1接地面と、タイヤ赤道の他方側の第2接地面とを有し、前記孔が形成された前記拡幅部は、前記第1接地面及び前記第2接地面のそれぞれに、タイヤ周方向に複数個設けられており、前記第1接地面の前記各拡幅部と、前記第2接地面の前記各拡幅部とは、タイヤ周方向で互いに位置ずれしているのが望ましい。
本発明は、トレッドリングの路面に接地する接地面の側に、少なくとも1本の溝が設けられた非空気式タイヤである。このような溝は、路面上の水を除去できるので、ウェット性能を向上する。溝は、溝幅が部分的に拡大している拡幅部を含んでいる。このような拡幅部は、水をより多く除去しうる。拡幅部には、トレッドリングを貫通する孔が形成されている。これにより、溝を通って拡幅部に流れ込んだ水が、孔からトレッドリングの内側へ排出され得る。とりわけ、拡幅部は、溝内の水の流速を遅くするので、水をスムーズに、孔から排出し得る。従って、本発明の非空気式タイヤは、優れたウェット性能を発揮し得る。
本発明の第1実施形態の非空気式タイヤの斜視図である。 図1の接地面の展開図である。 図2のA−A断面図である。 拡幅部の拡大図である。 本発明の第2実施形態の非空気式タイヤの接地面の展開図である。 本発明の第3実施形態の非空気式タイヤの接地面の展開図である。 比較例の非空気式タイヤの接地面の展開図である。
以下、本発明の第1実施形態の非空気式タイヤ1が図面に基づき説明される。
図1は、本実施形態の非空気式タイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある。)1の斜視図である。タイヤ1は、例えば、乗用車や重荷重用の車両に利用される。タイヤ1は、タイヤの物理的な剛性によって荷重を支持することができる。従って、タイヤ1の内部に加圧された空気が充填される空気入りタイヤとは異なっている。
図1に示されるように、タイヤ1は、環状のトレッドリング2、トレッドリング2のタイヤ半径方向内方に配されたハブ部3、及び、トレッドリング2とハブ部3との間を連結するスポーク4を含んでいる。
ハブ部3は、タイヤ周方向に連続する環状体である。ハブ部3は、例えば、タイヤ幅方向に一定の幅及び厚さを有している。ハブ部3は、例えば、ウレタン樹脂からなる樹脂材料により構成されている。
本実施形態のタイヤ1のハブ部3には、空気入りタイヤに使用されるようなリムではなく、例えば、図1に示されるようなホイールHが固着される。このホイールHが、車両の車軸(図示省略)に取り付けられる。
本実施形態のスポーク4は、タイヤ軸方向にのびる板状をなし、タイヤ周方向に複数本、設けられている。スポーク4は、タイヤ周方向に車軸に垂直荷重が作用した場合、その荷重は、車軸よりも上方に配されているスポーク4の引張剛性と、車軸よりも下方に配されているスポーク4の圧縮剛性とで、それぞれ支持される。スポーク4の形状は、例えば、タイヤ半径方向又は周方向にジグザグにのびるものや、タイヤ1の周方向断面において、網目状にのびるもの等でも良い。
スポーク4は、走行時の振動を吸収し、乗り心地性能を向上させるために、例えば、ウレタン樹脂等の樹脂材料やゴム材料で形成されるのが望ましい。
トレッドリング2は、タイヤ周方向に連続する環状体である。トレッドリング2は、例えば、樹脂又はゴム材料で形成されている。
トレッドリング2は、例えば、ハブ部3と同心に配されており、一定のタイヤ軸方向の幅TWを有している。
本実施形態のトレッドリング2は、路面に接地する接地面5と、接地面5とは逆側に配されかつハブ部3側を向く内向面6とを有する。
図2に示されるように、接地面5は、タイヤ赤道Cの一方側の第1接地面(図2では、タイヤ赤道Cの右側)5Aと、タイヤ赤道Cの他方側の第2接地面(図2では、タイヤ赤道Cの左側)5Bとを有している。
接地面5には、少なくとも1本の溝7が設けられている。濡れた路面をタイヤが走行する際、溝7は、路面上の水を除去し、ウェット性能を向上させる。
本実施形態の溝7は、第1部分10と、第2部分11と、これらの間に設けられた拡幅部12とを含んでいる。
拡幅部12は、溝幅が第1、第2部分10、11に比して局部的に拡大している部分である。このような拡幅部12は、上述の水をより多く除去しうる。これにより、ウェット性能が、一層向上する。
拡幅部12には、トレッドリング2を貫通する孔13が形成されている。これにより、第1部分10又は第2部分11を通って拡幅部12に流れ込んだ水は、孔13からトレッドリング2の内側へ排出され得る。また、拡幅部12は、第1又は第2部分10、11よりも大きな幅を有するので、溝7内の水の流速を遅くするため、拡幅部12の水が効果的に、孔13から排出され得る。従って、本発明のタイヤ1は、優れたウェット性能を発揮し得る。
図3に示されるように、孔13は、接地面5と内向面6とを貫通している。孔13は、接地面5で開口する第1開口部14と、内向面6で開口する第2開口部15とを有している。
図4に示されるように、第1開口部14は、例えば、溝7の長手方向に沿った長さWaが、溝7の幅方向の長さWbよりも大きく形成されている。このような第1開口部14は、拡幅部12近傍のトレッドリング2の剛性を大きく維持するので、耐久性能が向上する。上述の作用を効果的に発揮させるため、第1開口部14の前記長手方向に沿った長さWaは、第1開口部14の前記幅方向の長さWbの1.3〜2.2倍程度が望ましい。また、第1開口部14の幅方向の長さWbは、第1部分10と拡幅部12とが連なる第1部分10の端部10eでの溝幅Weの2〜5倍であるのが望ましい。
第1開口部14は、本実施形態では、略楕円形状で形成されている。これにより、トレッドリング2の剛性高く維持することができる。
第2開口部15(図3に示す)の形状は、特に限定されるものではないが、トレッドリング2の剛性を高く維持する観点より、第1開口部14の形状と同じ略楕円形状又は円形が望ましい。なお、孔13は、金型により製造されるのが望ましいので、金型からの抜けが悪化するような形状は、避ける必要がある。
ウェット性能を維持しつつ、トレッドリングの耐久性能を高めるために、孔13の第1開口部14の面積Soと、第2開口部15の面積Siとの比(Si/So)は、0.3以上0.9以下が望ましい。前記比(Si/So)が、0.9を超える場合、金型からの抜けが悪化するおそれもある。また、同様の観点より、第1開口部14の面積Soは、0.5cm以上が望ましく、1.5cm以上がさらに望ましく、4.5cm以下が望ましく、3.5cm以下がさらに望ましい。
図3に示されるように、孔13は、第1開口部14と第2開口部15とを継ぐ内側面16を有している。内側面16は、本実施形態では、第1開口部14からタイヤ半径方向内側に向かって接地面5に対して垂直にのびる第1内側面16Aと、開口面積が第2開口部15に向かって漸減するテーパ状の第2内側面16Bとを含んでいる。このような内側面16を有する孔13は、孔13の容積を十分に確保しつつ、内向面6側のトレッドリング2の剛性を高く維持することができる。
第2内側面16Bの深さd2は、第1内側面16Aの深さd1よりも大きいのが望ましい。これにより、第2内側面16Bの傾斜が緩やかになるため、トレッドリング2の剛性が大きく維持される。第2内側面16Bの深さd2が第1内側面16Aの深さd1よりも過度に大きい場合、拡幅部12での容積が小さくなるおそれがある。このため、第2内側面16Bの深さd2と第1内側面16Aの深さd1との比(d2/d1)は、好ましくは1.5〜2.0である。
図2に示されるように、孔13が形成された拡幅部12は、第1接地面5A及び第2接地面5Bのそれぞれに、タイヤ周方向に複数個設けられている。これにより、タイヤ赤道Cの両側で、水を均等に排出できるので、さらにウェット性能が向上する。
上述の作用を効果的に発揮させる観点より、孔13が形成された拡幅部12は、接地面5を路面に接地させた接地領域において、0.3〜10個配されるのが望ましく、1〜8個配されるのがさらに望ましい。
孔13が設けられる拡幅部12は、溝7のタイヤ軸方向の中央部分に設けられるのが望ましい。これにより、溝内の水が、一層スムーズに排出される。このような観点より、孔13の中心13cと溝7のタイヤ軸方向の外端7eとのタイヤ軸方向長さL1は、溝7のタイヤ軸方向長さLaの40%〜60%であるのが望ましい。
トレッドリング2の剛性を高く維持しつつ、路面上の水をスムーズに排出するため、孔13とタイヤ赤道Cとのタイヤ軸方向距離L2は、トレッドリング2のタイヤ軸方向の幅TWの10%〜30%が望ましい。
このような孔13は、トレッドリング2を構成する、例えば、図示しないベルトプライ等のコード被覆ゴム材料、とりわけ、コード被覆ゴム材料のコードを露出することなく設けられるのが望ましい。即ち、孔13は、ゴム又はウレタン等の樹脂で形成されているのが望ましい。これにより、水や大気中の水分によるコードの劣化が抑制されるため、トレッドリング2の耐久性能が向上する。
第1部分10は、本実施形態では、拡幅部12のタイヤ軸方向内側に設けられている。第2部分11は、本実施形態では、拡幅部12のタイヤ軸方向外側に設けられている。
第1部分10と第2部分11とは、本実施形態では、実質的に直線状に連続するように配されている。このような態様では、第1部分10及び第2部分11内の水が拡幅部12にスムーズに流れるので、ウェット性能が維持される。図4に示されるように、「実質的に直線状」とは、第1部分10の仮想延長線10kと、第2部分11の仮想延長線11kとが直線で重なり合う場合は勿論、以下の場合を含む。即ち、「実質的に直線状」とは、各仮想延長線10k、11kの曲率半径rが150mm以上の円弧状にのびる場合であって、各仮想延長線10k、11kのタイヤ軸方向に対する角度α1、α2の差の絶対値|α1−α2|が、5°以下である場合も含まれる。第1部分10の仮想延長線10kは、第1部分10の幅方向の中心である溝中心線10cを拡幅部12側に滑らかに延長させた仮想線である。第2部分11の仮想延長線11kは、第2部分11の溝中心線11cを拡幅部12側に滑らかに延長させた仮想線である。
本実施形態の溝7は、例えば、タイヤ周方向に連続してのびる周方向溝8である。周方向溝8は、本実施形態では、主に第1接地面5Aに設けられる一方側の周方向溝8Aと、主に第2接地面5Bに設けられる他方側の周方向溝8Bとを有している。
各周方向溝8A、8Bは、本実施形態では、第1傾斜部9Aと、第1傾斜部9Aよりタイヤ周方向の長さが大きい第2傾斜部9Bとがタイヤ周方向に交互に配されたジグザグ状で形成されている。第1傾斜部9Aは、例えば、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向の一方側に傾斜している。第2傾斜部9Bは、本実施形態では、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向の一方側に傾斜している。このような、周方向溝8は、溝長さを大きくできるので、より多くの水を除去することができる。本実施形態の第2傾斜部9Bは、滑らかな円弧状の屈曲部Kで第1傾斜部9Aと接続されている。これにより、周方向溝8内の水は、スムーズに流れ得る。
本実施形態では、孔13は、第2傾斜部9Bに比して、タイヤ周方向長さの小さい第1傾斜部9Aに設けられている。このため、溝7の屈曲部Kが、拡幅部12に流れ込む水の量を制限するため、水を孔13からよりスムーズに排出することができる。
第1接地面5Aの各拡幅部12Aと、第2接地面5Bの各拡幅部12Bとは、タイヤ周方向で互いに位置ずれしている。これにより、拡幅部12及び孔13が設けられたことによるトレッドリング2のタイヤ軸方向の剛性低下が抑制される。このような作用を効果的に発揮させるため、第1接地面5Aの拡幅部12Aと、第2接地面5Bの拡幅部12Bとは、同一のピッチで設けられ、かつ、タイヤ周方向に半ピッチ位相をずらせて配されるのが望ましい。
溝7は、その配置について、特に限定されるものではない。溝7は、本実施形態では、そのタイヤ軸方向の外端7eが、タイヤ赤道Cからトレッドリング2のタイヤ軸方向の幅TWの30%以上の位置に設けられている。即ち、溝7の外端7eとタイヤ赤道Cとのタイヤ軸方向距離Lmが、トレッドリング2の前記幅TWの30%未満の場合、接地面5のタイヤ軸方向両外側部分の水が排出されず、ウェット性能が悪化するおそれがある。
溝7は、拡幅部12を除いた溝幅W1が、1mm以上が望ましく、トレッドリング2の幅TWの5%以下が望ましい。また、溝7の溝深さdaは、トレッドリング2の厚さtの20%〜45%が望ましい。これにより、ウェット性能と耐久性能とがバランス良く向上する。
図5は、第2実施形態のトレッドリング2の接地面5の展開図である。なお、図1乃至図4に示される構成と同じ構成については、その説明が省略される。第2実施形態では、溝7が、接地面5内で終端するラグ溝20を含んでいる。本実施形態のラグ溝20は、第1接地面5Aに設けられる一方側のラグ溝20Aと、第2接地面5Bに設けられる他方側のラグ溝20Bとを有している。
各ラグ溝20A、20Bは、第1ラグ溝21と第2ラグ溝22とを含んでいる。第1ラグ溝21は、タイヤ軸方向の内端21iからタイヤ軸方向の外端21eまでタイヤ周方向の一方側に連続してのびている。第2ラグ溝22は、そのタイヤ軸方向の内端22i、及び、外端22eが第1ラグ溝21に連通し、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向の一方側に連続してのびている。
第2ラグ溝22は、第1部分10と、第2部分11と、これらの間に設けられた拡幅部12とを含んでいる。1部分10と第2部分11とは、互いに交差する向きに配されている。これにより、拡幅部12では、第1部分10及び第2部分11の溝内から流れ込む水の流れがより遅くなるので、拡幅部12の孔13から水が、よりスムーズに排出されるため、ウェット性能が向上する。前記「交差する向き」は、第1部分10の前記仮想延長線10kのタイヤ軸方向に対する角度α1と、第2部分11の前記仮想延長線11kのタイヤ軸方向に対する角度α2との差の絶対値|α1−α2|が、5°を超えて50°以下の態様をいう。
第2ラグ溝22の溝幅W4は、第1ラグ溝21の溝幅W3よりも小さい。このような第2ラグ溝22は、トレッドリング2の剛性低下を抑制するとともに、第2ラグ溝22内の水を孔13から効果的に排出できる。なお、溝幅の大きい第1ラグ溝21は、その溝内に大きく水を貯めることができ、タイヤの回転方向の後着側に溝内の水を排出し得る。第2ラグ溝22の溝幅W4が大きい場合、トレッドリング2の剛性が低下して、耐久性能が悪化するおそれがある。また、第2ラグ溝22の溝幅W4が過度に小さい場合、水を効果的に排出できないおそれがある。このような観点より、第2ラグ溝22の溝幅W4は、第1ラグ溝21の溝幅W3の50%〜80%であるのが望ましい。
図6は、第3実施形態のトレッドリング2の接地面5の展開図である。図1乃至図4に示される構成と同じ構成については、その説明が省略される。第3実施形態では、溝7は、2本の溝が交差する交差溝25として形成されている。本実施形態の交差溝25は、第1接地面5Aに設けられる一方側の交差溝25Aと、第2接地面5Bに設けられる他方側の交差溝25Bとを有している。
各交差溝25A、25Bは、第1溝26と、第2溝27と、第3溝28とを含んでいる。第1溝26は、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向に対して一方側に傾斜している。第2溝27は、第1溝26とは逆向きに傾斜し、かつ、第1溝26と交差している。第3溝28は、第1溝26のタイヤ軸方向の内端26iと第2溝27のタイヤ軸方向の内端27iとを滑らかな屈曲部Kで継いでいる。このような交差溝25は、第1溝26乃至第3溝28内の水が各溝内を自由に行き来できるので、効果的に水を除去しうる。
交差溝25は、第1溝26と第2溝27とが交差する十字状の交差部25Kを有している。なお、交差部25Kは、第1溝26と第2溝27とがT字状に交差するものでも良い。
拡幅部12は、交差部25Kに設けられている。これにより、第1溝26内の水と第2溝27内との水が拡幅部12から孔13を利用して効果的に排出されるので、優れたウェット性能が発揮される。
第1溝26の溝幅W5は、第2溝27の溝幅W6よりも大きい。そして、拡幅部12は、第1溝26に沿った長さWdが、第2溝27に沿った長さWfよりも大きく形成されている。このような拡幅部12は、より多くの水が流れる第1溝26内の水の流速を遅くしてこの水を効果的に除去することができるので、より優れたウェット性能が発揮される。
第1溝26は、本実施形態では、拡幅部12のタイヤ軸方向内側に設けられる幅広第1部分10aと、拡幅部12のタイヤ軸方向外側に設けられる幅広第2部分11aとを含んでいる。幅広第1部分10aと幅広第2部分11aとは、本実施形態では、実質的に直線状に連続するように配されている。
第2溝27は、本実施形態では、拡幅部12のタイヤ軸方向内側に設けられる幅狭第1部分10bと、拡幅部12のタイヤ軸方向外側に設けられる幅狭第2部分11bとを含んでいる。幅狭第1部分10bと幅狭第2部分11bとは、本実施形態では、互いに交差する向きに配されている。
以上、本発明の非空気式タイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
図1に示した基本構造を有する非空気式タイヤが表1の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの耐久性能及びウェット性能がテストされた。なお、共通仕様は、以下の通りである。
タイヤサイズ:125/80R13に相当
溝の深さda:6.0mm
トレッドリングの厚さt:19.4mm
<ウェット性能>
ドラムの内周面がタイヤの走行面であるインサイドドラム試験機を用い、各試供タイヤが、下記の条件で、ウェット状態のドラムの走行面を走行された。そして、速度65km/hから急ブレーキを作動させ、速度が60km/hから20km/hになるまでの制動距離が測定された。結果は、制動距離の逆数であり、比較例1の値を100とする指数で表示されている。数値が大きいほど良好である。
水深:0.5〜2.0mm
走行面:擬似アスファルト
荷重:1.5kN
<耐久性能>
上記ドラム試験機を用い、各試供タイヤが、下記の条件で走行され、タイヤの接地面に亀裂や欠け等の故障が発生するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例1の走行距離を100とする指数で表示されている。比較例1の走行距離の1.5倍を上限としている。数値が大きいほど良好である。
荷重:1.5kN
速度:60km/h
テストの結果が表1に示される。
Figure 0006645105
Figure 0006645105
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べてウェット性能が良いことが確認できた。また、孔や溝の配置、形状を改善することにより、耐久性能が向上することが確認される。
1 非空気式タイヤ
2 トレッドリング
3 ハブ部
4 スポーク
5 接地面
7 溝
12 拡幅部
13 孔

Claims (7)

  1. 環状のトレッドリングと、前記トレッドリングのタイヤ半径方向内方に配されたハブ部と、前記トレッドリングと前記ハブ部との間を連結する複数のスポークとを含む非空気式タイヤであって、
    前記トレッドリングは、路面に接地する接地面の側に、少なくとも1本の溝が設けられており、
    前記溝は、溝幅が部分的に拡大している拡幅部を含み、
    前記拡幅部には、前記トレッドリングを貫通する孔が形成され
    前記溝は、タイヤ軸方向及びタイヤ周方向に対して傾斜し、
    前記拡幅部は、前記溝のタイヤ軸方向の中央部分に設けられていることを特徴とする非空気式タイヤ。
  2. 前記孔は、前記接地面において、前記溝の長手方向に沿った長さが、前記溝の幅方向の長さよりも大きい請求項1記載の非空気式タイヤ。
  3. 前記溝は、第1部分と、第2部分と、これらの間に設けられた前記拡幅部とを含み、
    前記第1部分と前記第2部分とは、実質的に、直線状に連続するように配されている請求項1又は2に記載の非空気式タイヤ。
  4. 前記溝は、第1部分と、第2部分と、これらの間に設けられた前記拡幅部とを含み、
    前記第1部分と前記第2部分とは、互いに交差する向きに配されている請求項1又は2に記載の非空気式タイヤ。
  5. 前記溝は、第1溝と、前記第1溝と交差する第2溝とを含み、
    前記拡幅部は、前記第1溝と前記第2溝との交差部に設けられている請求項1又は2に記載の非空気式タイヤ。
  6. 前記第1溝の溝幅は、前記第2溝の溝幅よりも大きく、
    前記拡幅部は、前記第1溝に沿った長さが、前記第2溝に沿った長さよりも大きい請求項5記載の非空気式タイヤ。
  7. 前記接地面は、タイヤ赤道の一方側の第1接地面と、タイヤ赤道の他方側の第2接地面とを有し、
    前記孔が形成された前記拡幅部は、前記第1接地面及び前記第2接地面のそれぞれに、タイヤ周方向に複数個設けられており、
    前記第1接地面の前記各拡幅部と、前記第2接地面の前記各拡幅部とは、タイヤ周方向で互いに位置ずれしている請求項1乃至6のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
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