JP6772055B2 - Non-pneumatic tires and their manufacturing methods - Google Patents
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Description
本発明は、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられる外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する連結部とを備える非空気圧タイヤ（ｎｏｎ−ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｔｉｒｅ）及びその製造方法に関する。 The present invention is a non-pneumatic tire (non-) including an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided on the outer side of the inner annular portion, and a connecting portion connecting the inner annular portion and the outer annular portion. pneumatic tire) and its manufacturing method.
空気入りタイヤは、荷重の支持機能、接地面からの衝撃吸収能、および動力等の伝達能（加速、停止、方向転換）を有し、このため、多くの車両、特に自転車、オートバイ、自動車、トラックに採用されている。 Pneumatic tires have the ability to support loads, absorb shocks from the ground surface, and transmit power (acceleration, stop, change of direction), which is why many vehicles, especially bicycles, motorcycles, automobiles, It is used in trucks.
特に、これらの能力は自動車、その他のモーター車両の発展に大きく貢献した。更に、空気入りタイヤの衝撃吸収能力は、医療機器や電子機器の運搬用カート、その他の用途でも有用である。 In particular, these capabilities have contributed significantly to the development of automobiles and other motor vehicles. In addition, the shock absorbing capacity of pneumatic tires is also useful in medical and electronic transport carts and other applications.
従来の非空気圧タイヤとしては、例えばソリッドタイヤ、スプリングタイヤ、クッションタイヤ等が存在するが、空気入りタイヤの優れた性能を有していない。例えば、ソリッドタイヤおよびクッションタイヤは、接地部分の圧縮によって荷重を支持するが、この種のタイヤは重くて、堅く、空気入りタイヤのような衝撃吸収能力はない。また、非空気圧タイヤでは、弾性を高めてクッション性を改善することも可能であるが、空気入りタイヤが有するような荷重支持能または耐久性が悪くなるという問題がある。 Conventional non-pneumatic tires include, for example, solid tires, spring tires, cushion tires, etc., but do not have the excellent performance of pneumatic tires. For example, solid tires and cushioned tires support the load by compressing the ground contact area, but this type of tire is heavy, stiff and does not have the shock absorbing capacity of pneumatic tires. Further, in a non-pneumatic tire, it is possible to increase the elasticity to improve the cushioning property, but there is a problem that the load bearing capacity or the durability of the pneumatic tire is deteriorated.
非空気圧タイヤとして、例えば、下記の特許文献１には、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繞するリング状体と、前記取り付け体と前記リング状体とを変位自在に連結する連結部材と、を備え、前記連結部材は、合成樹脂材料で形成されるとともに、前記連結部材に補強部材が埋設されている非空気圧タイヤが記載されている。 As a non-pneumatic tire, for example, in Patent Document 1 below, a mounting body attached to an axle, a ring-shaped body surrounding the mounting body from the outside in the tire radial direction, and the mounting body and the ring-shaped body are described. Described is a non-pneumatic tire comprising a connecting member that is displaceably connected, the connecting member being made of a synthetic resin material, and a reinforcing member embedded in the connecting member.
また、下記の特許文献２には、樹脂母材中に繊維が埋め込まれた複合筒体を補強要素として用いた非空気圧タイヤが記載されている。
Further,
また、下記の特許文献３には、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられる外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する複数の連結部とを備え、内側環状部、外側環状部、及び連結部が補強繊維により補強された樹脂材料で成形されている非空気圧タイヤが記載されている。 Further, in Patent Document 3 below, an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided on the outer side of the inner annular portion, and a plurality of connecting portions for connecting the inner annular portion and the outer annular portion. A non-pneumatic tire is described in which the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion are molded of a resin material reinforced with reinforcing fibers.
特許文献１〜３に記載された非空気圧タイヤは、樹脂材料で成形されており、継続した荷重負荷によるクリープが生じやすい。特に、駐車等によりタイヤの一部に負荷がかかる状況が続くと、その箇所が変形を起こし、元に戻らないことがある。タイヤの変形は、耐久性、乗り心地、燃費性等に影響を及ぼすことが懸念される。しかしながら、特許文献１〜３に記載された非空気圧タイヤは、耐クリープ性について何ら考慮されていない。 The non-pneumatic tires described in Patent Documents 1 to 3 are molded of a resin material, and creep is likely to occur due to continuous load. In particular, if a part of the tire is continuously loaded due to parking or the like, that part may be deformed and cannot be restored. Deformation of tires may affect durability, ride comfort, fuel efficiency, and the like. However, the non-pneumatic tires described in Patent Documents 1 to 3 do not consider creep resistance at all.
そこで、本発明の目的は、耐クリープ性を向上させた非空気圧タイヤ及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a non-pneumatic tire having improved creep resistance and a method for manufacturing the same.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の非空気圧タイヤは、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられる外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する連結部とを備える非空気圧タイヤであって、
前記内側環状部、前記外側環状部、及び前記連結部は、弾性材料からなる基材部と、前記基材部の中に埋設された繊維強化プラスチックとを備え、
前記内側環状部及び前記外側環状部の前記繊維強化プラスチックの曲げ弾性率が１ＧＰａ以上であり、かつ前記連結部の前記繊維強化プラスチックの引張弾性率が５０ＧＰａ以上であることを特徴とする。
The above object can be achieved by the present invention as described below.
That is, the non-pneumatic tire of the present invention includes an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided outside the inner annular portion, and a connecting portion connecting the inner annular portion and the outer annular portion. Non-pneumatic tires
The inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion include a base material portion made of an elastic material and a fiber reinforced plastic embedded in the base material portion.
The fiber-reinforced plastic of the inner annular portion and the outer annular portion has a flexural modulus of 1 GPa or more, and the fiber-reinforced plastic of the connecting portion has a tensile elastic modulus of 50 GPa or more.
この構成によれば、内側環状部及び外側環状部は、高い曲げ弾性率を有する繊維強化プラスチックによって補強されるため、内側環状部及び外側環状部の形状変化を抑えることができ、一方、連結部は、高い引張弾性率を有する繊維強化プラスチックによって補強されるため、内側環状部と外側環状部の位置関係を保持することができる。その結果、タイヤ全体として耐クリープ性を向上できる。 According to this configuration, since the inner annular portion and the outer annular portion are reinforced by the fiber reinforced plastic having a high flexural modulus, the shape change of the inner annular portion and the outer annular portion can be suppressed, while the connecting portion. Is reinforced by a fiber reinforced plastic having a high tensile elastic modulus, so that the positional relationship between the inner annular portion and the outer annular portion can be maintained. As a result, the creep resistance of the tire as a whole can be improved.
本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記内側環状部、前記外側環状部、及び前記連結部の前記繊維強化プラスチックは、互いに結合されて一体となっていることが好ましい。 In the non-pneumatic tire according to the present invention, it is preferable that the inner annular portion, the outer annular portion, and the fiber reinforced plastic of the connecting portion are bonded to each other and integrated.
この構成によれば、すべての繊維強化プラスチックが一体となることによって、タイヤ全体としての形状安定性が高まるため、永久変形の抑制に有利である。 According to this configuration, since all the fiber reinforced plastics are integrated, the shape stability of the tire as a whole is improved, which is advantageous in suppressing permanent deformation.
また、本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記基材部は熱硬化性ポリウレタンからなることが好ましい。 Further, in the non-pneumatic tire according to the present invention, the base material portion is preferably made of thermosetting polyurethane.
また、本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記熱硬化性ポリウレタンは１０〜１００ＭＰａの引張弾性率を有することが好ましい。 Further, in the non-pneumatic tire according to the present invention, the thermosetting polyurethane preferably has a tensile elastic modulus of 10 to 100 MPa.
これらの構成によれば、耐クリープ性を効果的に向上できる。 According to these configurations, creep resistance can be effectively improved.
また、本発明の非空気圧タイヤの製造方法は、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられる外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する連結部とを備え、前記内側環状部、前記外側環状部、及び前記連結部は、弾性材料からなる基材部と、前記基材部の中に埋設された繊維強化プラスチックとを備える非空気圧タイヤの製造方法であって、
前記内側環状部、前記外側環状部、及び前記連結部をそれぞれ成型するための内側環状キャビティ、外側環状キャビティ、及び連結キャビティを有する金型を用いて、
前記内側環状キャビティ及び前記外側環状キャビティに曲げ弾性率が１ＧＰａ以上である前記繊維強化プラスチックをそれぞれ環状に配置する工程と、
前記連結キャビティに引張弾性率が５０ＧＰａ以上である前記繊維強化プラスチックを配置する工程と、
前記内側環状キャビティ、前記外側環状キャビティ、及び前記連結キャビティに弾性材料の原料液を充填する工程と、
前記弾性材料の原料液を固化させる工程とを含むことを特徴とする。
Further, in the method for manufacturing a non-pneumatic tire of the present invention, the inner annular portion, the outer annular portion provided concentrically on the outer side of the inner annular portion, and the connecting portion connecting the inner annular portion and the outer annular portion. The inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion are manufactured of a non-pneumatic tire including a base material portion made of an elastic material and a fiber reinforced plastic embedded in the base material portion. It's a method
Using a mold having an inner annular cavity, an outer annular cavity, and a connecting cavity for molding the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion, respectively.
A step of arranging the fiber reinforced plastic having a flexural modulus of 1 GPa or more in an annular shape in the inner annular cavity and the outer annular cavity, respectively.
A step of arranging the fiber reinforced plastic having a tensile elastic modulus of 50 GPa or more in the connecting cavity, and
A step of filling the inner annular cavity, the outer annular cavity, and the connecting cavity with a raw material liquid of an elastic material.
It is characterized by including a step of solidifying the raw material liquid of the elastic material.
この構成によれば、内側環状部及び外側環状部は、高い曲げ弾性率を有する繊維強化プラスチックによって補強されるため、内側環状部及び外側環状部の形状変化を抑えることができ、一方、連結部は、高い引張弾性率を有する繊維強化プラスチックによって補強されるため、内側環状部と外側環状部の位置関係を保持することができる。その結果、タイヤ全体として耐クリープ性を向上できる。 According to this configuration, since the inner annular portion and the outer annular portion are reinforced by the fiber reinforced plastic having a high flexural modulus, the shape change of the inner annular portion and the outer annular portion can be suppressed, while the connecting portion. Is reinforced by a fiber reinforced plastic having a high tensile elastic modulus, so that the positional relationship between the inner annular portion and the outer annular portion can be maintained. As a result, the creep resistance of the tire as a whole can be improved.
また、本発明に係る非空気圧タイヤの製造方法において、前記弾性材料の原料液を充填する工程より前に、前記内側環状キャビティ及び前記外側環状キャビティに配置する前記繊維強化プラスチックと、前記連結キャビティに配置する前記繊維強化プラスチックとを結合して一体とする工程を含むことが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a non-pneumatic tire according to the present invention, before the step of filling the raw material liquid of the elastic material, the fiber reinforced plastics arranged in the inner annular cavity and the outer annular cavity are connected to the connecting cavity. It is preferable to include a step of bonding and integrating with the fiber reinforced plastic to be arranged.
この構成によれば、すべての繊維強化プラスチックが一体となることによって、タイヤ全体としての形状安定性が高まるため、永久変形の抑制に有利である。 According to this configuration, since all the fiber reinforced plastics are integrated, the shape stability of the tire as a whole is improved, which is advantageous in suppressing permanent deformation.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の非空気圧タイヤの一例を示す正面図である。ここで、Ｏは軸芯を、ＣＤはタイヤ周方向を、Ｈはタイヤ断面高さを、それぞれ示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an example of a non-pneumatic tire of the present invention. Here, O indicates the axis, CD indicates the tire circumferential direction, and H indicates the tire cross-sectional height.
本発明の非空気圧タイヤＴは、車両からの荷重を支持する支持構造体ＳＳを有するものである。ただし、非空気圧タイヤＴは、支持構造体ＳＳの外側（外周側）や内側（内周側）に、トレッドに相当する部材、補強部材、車軸やリムとの適合用部材などを備えていてもよい。 The non-pneumatic tire T of the present invention has a support structure SS that supports a load from a vehicle. However, even if the non-pneumatic tire T is provided with a member corresponding to a tread, a reinforcing member, a member for matching with an axle or a rim, etc. on the outside (outer circumference side) or inside (inner circumference side) of the support structure SS. Good.
本実施形態の非空気圧タイヤＴは、図１の正面図に示すように、支持構造体ＳＳが、内側環状部１と、その外側に同心円状に設けられる外側環状部２と、内側環状部１と外側環状部２とを連結する複数の連結部３とを備えている。
In the non-pneumatic tire T of the present embodiment, as shown in the front view of FIG. 1, the support structure SS has an inner annular portion 1, an outer
内側環状部１は、ユニフォミティを向上させる観点から、厚みが一定の円筒形状であることが好ましい。また、内側環状部１の内周面には、車軸やリムとの装着のために、嵌合性を保持するための凹凸等を設けるのが好ましい。 The inner annular portion 1 preferably has a cylindrical shape having a constant thickness from the viewpoint of improving uniformity. Further, it is preferable that the inner peripheral surface of the inner annular portion 1 is provided with irregularities or the like for maintaining the fitability for mounting on the axle or the rim.
内側環状部１の厚みは、連結部３に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さＨの１〜２０％が好ましく、２〜１０％がより好ましい。 The thickness of the inner annular portion 1 is preferably 1 to 20% of the tire cross-sectional height H, preferably 2 to 10%, from the viewpoint of reducing weight and improving durability while sufficiently transmitting force to the connecting portion 3. preferable.
内側環状部１の内径は、非空気圧タイヤＴを装着するリムや車軸の寸法などに併せて適宜決定される。ただし、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、２５０〜５００ｍｍが好ましく、３３０〜４４０ｍｍがより好ましい。 The inner diameter of the inner annular portion 1 is appropriately determined according to the dimensions of the rim and the axle on which the non-pneumatic tire T is mounted. However, assuming a substitute for a general pneumatic tire, 250 to 500 mm is preferable, and 330 to 440 mm is more preferable.
内側環状部１のタイヤ幅方向の幅は、用途、車軸の長さ等に応じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、１００〜３００ｍｍが好ましく、１３０〜２５０ｍｍがより好ましい。 The width of the inner annular portion 1 in the tire width direction is appropriately determined according to the application, the length of the axle, etc., but when assuming a substitute for a general pneumatic tire, 100 to 300 mm is preferable, and 130 to 250 mm is preferable. More preferred.
内側環状部１は、弾性材料からなる基材部１１と、基材部１１の中に埋設された環状の繊維強化プラスチック１２とを備えている。繊維強化プラスチック１２は、補強層として機能する。繊維強化プラスチック１２のタイヤ幅方向の幅は、内側環状部１のタイヤ幅方向の幅と同じである。
The inner annular portion 1 includes a
内側環状部１の繊維強化プラスチック１２は、曲げ弾性率が１ＧＰａ以上である。また、繊維強化プラスチック１２は、曲げ弾性率が７ＧＰａ以下であることが好ましい。繊維強化プラスチック１２の曲げ弾性率が１ＧＰａより小さいと、内側環状部１の耐クリープ性が不十分となる。なお、本発明における曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７１７１に準じて曲げ試験を行い０．０５％〜０．２５％ひずみ時の応力差をひずみ差で割った値である。
The fiber reinforced
繊維強化プラスチック１２を除いた内側環状部１の引張モジュラスは、連結部３に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、装着性を図る観点から、１〜３０ＭＰａが好ましく、２〜１０ＭＰａがより好ましい。なお、本実施形態における引張モジュラスは、ＪＩＳ Ｋ７３１２に準じて引張試験を行い、１０％伸び時の引張応力の値である。
The tensile modulus of the inner annular portion 1 excluding the fiber reinforced
外側環状部２は、ユニフォミティを向上させる観点から、厚みが一定の円筒形状であることが好ましい。
The outer
外側環状部２の厚みは、連結部３からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さＨの１〜２０％が好ましく、２〜１０％がより好ましい。
The thickness of the outer
外側環状部２の内径は、その用途等に応じて適宜決定される。ただし、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、４２０〜７５０ｍｍが好ましく、４８０〜６８０ｍｍがより好ましい。
The inner diameter of the outer
外側環状部２のタイヤ幅方向の幅は、用途、車軸の長さ等に応じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、１００〜３００ｍｍが好ましく、１３０〜２５０ｍｍがより好ましい。
The width of the outer
外側環状部２は、弾性材料からなる基材部２１と、基材部２１の中に埋設された環状の繊維強化プラスチック２２とを備えている。繊維強化プラスチック２２は、補強層として機能する。繊維強化プラスチック２２のタイヤ幅方向の幅は、外側環状部２のタイヤ幅方向の幅と同じである。
The outer
外側環状部２の繊維強化プラスチック２２は、曲げ弾性が１ＧＰａ以上である。また、繊維強化プラスチック２２は、曲げ弾性が７ＧＰａ以下であることが好ましい。繊維強化プラスチック２２の曲げ弾性率が１ＧＰａより小さいと、外側環状部２の耐クリープ性が不十分となる。
The fiber reinforced
繊維強化プラスチック２２を除いた外側環状部２の引張モジュラスは、連結部３に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、装着性を図る観点から、１〜３０ＭＰａが好ましく、２〜１０ＭＰａがより好ましい。
The tensile modulus of the outer
連結部３は、内側環状部１と外側環状部２とを連結するものであり、両者の間に適当な間隔を置いて、タイヤ周方向ＣＤに各々が独立するように複数設けられる。連結部３は、ユニフォミティを向上させる観点から、タイヤ周方向ＣＤに規則的に設けることが好ましい。
A plurality of connecting portions 3 are provided to connect the inner annular portion 1 and the outer
タイヤ全体の連結部３の数としては、車両からの荷重を十分支持しつつ、軽量化、動力伝達の向上、耐久性の向上を図る観点から、１０〜８０個が好ましく、４０〜６０個がより好ましい。図１には、連結部３を４０個設けた例を示す。 The number of connecting portions 3 of the entire tire is preferably 10 to 80, preferably 40 to 60, from the viewpoint of reducing weight, improving power transmission, and improving durability while sufficiently supporting the load from the vehicle. More preferred. FIG. 1 shows an example in which 40 connecting portions 3 are provided.
個々の連結部３の形状としては、板状体、柱状体などが挙げられるが、本実施形態では板状体の例を示す。これらの連結部３は、正面視において、タイヤ径方向又はタイヤ径方向から傾斜した方向に延びている。本発明では、正面視において、連結部３の延設方向が、タイヤ径方向±３０°以内が好ましく、タイヤ径方向±１５°以内がより好ましい。図１では、連結部３が、タイヤ径方向に延設されている例を示す。 Examples of the shape of each connecting portion 3 include a plate-shaped body and a columnar body, and in the present embodiment, an example of the plate-shaped body is shown. In front view, these connecting portions 3 extend in the tire radial direction or in a direction inclined from the tire radial direction. In the present invention, the extension direction of the connecting portion 3 is preferably within ± 30 ° in the tire radial direction, and more preferably within ± 15 ° in the tire radial direction in the front view. FIG. 1 shows an example in which the connecting portion 3 is extended in the tire radial direction.
連結部３のタイヤ周方向ＣＤの厚みは、内側環状部１及び外側環状部２からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、横剛性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さＨの１〜３０％が好ましく、１〜２０％がより好ましい。
The thickness of the tire circumferential CD of the connecting portion 3 is the tire cross-sectional height from the viewpoint of reducing the weight, improving the durability, and improving the lateral rigidity while sufficiently transmitting the force from the inner annular portion 1 and the outer
連結部３のタイヤ幅方向の幅は、用途等に応じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、１００〜３００ｍｍが好ましく、１３０〜２５０ｍｍがより好ましい。 The width of the connecting portion 3 in the tire width direction is appropriately determined depending on the application and the like, but when a substitute for a general pneumatic tire is assumed, 100 to 300 mm is preferable, and 130 to 250 mm is more preferable.
連結部３は、弾性材料からなる基材部３１と、基材部３１の中に埋設された繊維強化プラスチック３２とを備えている。繊維強化プラスチック３２は、補強層として機能する。繊維強化プラスチック３２のタイヤ幅方向の幅は、連結部３のタイヤ幅方向の幅と同じである。
The connecting portion 3 includes a
本実施形態では、複数の連結部３のうち４個の連結部３にのみ繊維強化プラスチック３２が埋設されているが、これに限定されない。３個以上の連結部３に繊維強化プラスチック３２を埋設することが好ましく、すべての連結部３に繊維強化プラスチック３２を埋設してもよい。また、複数の繊維強化プラスチック３２は、バランスを考慮すると、タイヤ周方向ＣＤに等間隔に設けられるのが好ましい。
In the present embodiment, the fiber reinforced
連結部３の繊維強化プラスチック３２は、引張弾性率が５０ＧＰａ以上である。また、繊維強化プラスチック３２は、引張弾性率が３００ＧＰａ以下であることが好ましい。繊維強化プラスチック３２の引張弾性率が５０ＧＰａより小さいと、連結部３の耐クリープ性が不十分となる。なお、本発明における引張弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７３１２に準じて引張試験を行い５％〜１０％ひずみ時の応力差をひずみ差で割った値である。
The fiber reinforced
繊維強化プラスチック３２を除いた連結部３の引張モジュラスは、内側環状部１からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、横剛性の向上を図る観点から、１〜３０ＭＰａが好ましく、２〜１０ＭＰａがより好ましい。
The tensile modulus of the connecting portion 3 excluding the fiber reinforced
非空気圧タイヤＴは、繊維強化プラスチック１１，２１，３１を除いて全体としては弾性材料で一体成形される。本発明における弾性材料とは、ＪＩＳ Ｋ７３１２に準じて引張試験を行い、１０％伸び時の引張応力から算出した引張モジュラスが、１００ＭＰａ以下のものを指す。本発明の弾性材料としては、十分な耐久性を得ながら、適度な剛性を付与する観点から、好ましくは引張弾性率が１０〜１００ＭＰａであり、より好ましくは２０〜８０ＭＰａである。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。
The non-pneumatic tire T is integrally molded with an elastic material as a whole except for the fiber reinforced
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。架橋ゴム材料を構成するゴム材料としては、天然ゴムの他、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、シリコンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが例示される。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。 Examples of the thermoplastic elastomer include polyester elastomers, polyolefin elastomers, polyamide elastomers, polystyrene elastomers, polyvinyl chloride elastomers, and polyurethane elastomers. In addition to natural rubber, the rubber materials constituting the crosslinked rubber material include styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), and hydrogenated nitrile rubber (hydrogenated NBR). , Chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPDM), fluorine rubber, silicon rubber, acrylic rubber, urethane rubber and other synthetic rubbers are exemplified. Two or more of these rubber materials may be used in combination, if necessary.
その他の樹脂としては、熱可塑性樹脂又は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などが挙げられ、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、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。 Examples of other resins include thermoplastic resins and thermosetting resins. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene resin, polystyrene resin, and polyvinyl chloride resin, and examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, polyurethane resin, silicon resin, polyimide resin, and melamine resin.
上記の弾性材料のうち、成形・加工性やコストの観点から、好ましくは、ポリウレタン樹脂が用いられる。なお、弾性材料としては、発泡材料を使用してもよく、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も使用可能である。 Of the above elastic materials, polyurethane resin is preferably used from the viewpoint of moldability / processability and cost. As the elastic material, a foamed material may be used, and a foamed material such as the above-mentioned thermoplastic elastomer, crosslinked rubber, or other resin can also be used.
繊維強化プラスチック１２，２２，３２としては、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどが例示される。なお、炭素繊維強化プラスチックからなる補強層は、炭素繊維（カーボンファイバー）のクロス（織物）に熱硬化性樹脂を含浸させたシート状の中間部材を使用することで、容易に形成できる。
Examples of the fiber reinforced
次に、本発明に係る非空気圧タイヤＴを製造する方法について説明する。非空気圧タイヤＴの製造方法は、内側環状部１、外側環状部２、及び連結部３をそれぞれ成型するための内側環状キャビティＣ１、外側環状キャビティＣ２、及び連結キャビティＣ３を有する金型９を用いて、内側環状キャビティＣ１及び外側環状キャビティＣ２に曲げ弾性率が１ＧＰａ以上である繊維強化プラスチック１２，２２をそれぞれ環状に配置する工程と、連結キャビティＣ３に引張弾性率が５０ＧＰａ以上である繊維強化プラスチック３２を配置する工程と、内側環状キャビティＣ１、外側環状キャビティＣ２、及び連結キャビティＣ３に弾性材料の原料液を充填する工程と、弾性材料の原料液を固化させる工程とを含む。
Next, a method for manufacturing the non-pneumatic tire T according to the present invention will be described. The method for manufacturing the non-pneumatic tire T uses a mold 9 having an inner annular cavity C1, an outer annular cavity C2, and a connecting cavity C3 for molding the inner annular portion 1, the outer
図２は、非空気圧タイヤＴの製造に用いられる金型９の平面図である。内側環状キャビティＣ１、外側環状キャビティＣ２、及び連結キャビティＣ３は、円筒状の内周側型部材９１と、円筒状の外周側型部材９２と、円盤状の底面型部材９３と、断面扇形状の中子型部材９４と、円盤状の上面型部材（図示していない）によって形成される。図２では、内側環状キャビティＣ１に繊維強化プラスチック１２が配置され、外側環状キャビティＣ２に繊維強化プラスチック２２が配置され、連結キャビティＣ３に繊維強化プラスチック３２が配置されている。
FIG. 2 is a plan view of the mold 9 used for manufacturing the non-pneumatic tire T. The inner annular cavity C1, the outer annular cavity C2, and the connecting cavity C3 have a cylindrical inner
上記の工程により、内側環状部１と、その内側環状部１の外側に同心円状に設けられる外側環状部２と、内側環状部１と外側環状部２とを連結する連結部３とを備える非空気圧タイヤＴであって、内側環状部１、外側環状部２、及び連結部３は、弾性材料からなる基材部１１，２１，３１と、基材部１１，２１，３１の中に埋設された繊維強化プラスチック１２，２２，３２とを備え、内側環状部１及び外側環状部２の繊維強化プラスチック１２，２２の曲げ弾性率が１ＧＰａ以上であり、かつ連結部３の繊維強化プラスチック３２の引張弾性率が５０ＧＰａ以上である非空気圧タイヤＴを製造できる。一体成形された非空気圧タイヤＴは、タイヤ幅方向に金型９から脱型される。
By the above step, the inner annular portion 1 is provided, the outer
また、非空気圧タイヤＴの製造方法は、弾性材料の原料液を充填する工程より前に、内側環状キャビティＣ１及び外側環状キャビティＣ２に配置する繊維強化プラスチック１２，２２と、連結キャビティＣ３に配置する繊維強化プラスチック３２とを結合して一体とする工程を含むことが好ましい。具体的には、環状の繊維強化プラスチック１２と環状の繊維強化プラスチック２２を平板状の繊維強化プラスチック３２によって連結して一体化し、一体化した繊維強化プラスチック１２，２２，３２を図２のように金型９に配置することが好ましい。
Further, in the method of manufacturing the non-pneumatic tire T, the fiber reinforced
［他の実施形態］
（１）内側環状部１の繊維強化プラスチック１２と外側環状部２の繊維強化プラスチック２２は、タイヤ周方向ＣＤに延びる繊維及びタイヤ幅方向に延びる繊維を含むことが好ましい。また、連結部３の繊維強化プラスチック３２は、連結部３の延設方向（図１の例ではタイヤ径方向）に延びる繊維及びタイヤ幅方向に延びる繊維を含むことが好ましい。
[Other Embodiments]
(1) The fiber reinforced
（２）非空気圧タイヤＴは、内側環状部１の外側かつ外側環状部２の内側に同心円状に設けられる中間環状部をさらに備えるようにしてもよい。また、中間環状部が、弾性材料からなる基材部と、基材部の中に埋設された繊維強化プラスチックとを備えるようにしてもよい。
(2) The non-pneumatic tire T may further include an intermediate annular portion provided concentrically on the outside of the inner annular portion 1 and on the inside of the outer
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。耐クリープ性の指標として、永久変形率を用いた。作製した模擬タイヤに一定荷重（５００Ｎ）を２２時間かけたときの圧縮量と、除荷後、１時間後の残留歪み量とを測定し、残留歪み量／圧縮量を永久変形率（％）として算出した。永久変形率が小さいほど、耐クリープ性が優れていることを示す。 Hereinafter, examples and the like that specifically show the configuration and effects of the present invention will be described. The permanent deformation rate was used as an index of creep resistance. The amount of compression when a constant load (500N) is applied to the manufactured simulated tire for 22 hours and the amount of residual strain 1 hour after unloading are measured, and the amount of residual strain / compression is the permanent deformation rate (%). It was calculated as. The smaller the permanent deformation rate, the better the creep resistance.
比較例及び実施例
内側環状部及び外側環状部の繊維強化プラスチックと連結部の繊維強化プラスチックとの組み合わせを表１のように異ならせて、それぞれ比較例１〜３及び実施例１〜９とした。評価結果を表１に示す。
Comparative Examples and Examples The combinations of the fiber-reinforced plastics of the inner annular portion and the outer annular portion and the fiber-reinforced plastics of the connecting portion were different as shown in Table 1, and used as Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 9, respectively. .. The evaluation results are shown in Table 1.
表１の「環状部の繊維強化プラスチック」は、内側環状部及び外側環状部の繊維強化プラスチックの種類であり、「連結部の繊維強化プラスチック」は、連結部の繊維強化プラスチックの種類である。「ガラス１」は、ガラス繊維強化プラスチックを意味し、使用したガラス繊維強化プラスチックは、ガラス繊維を７層積層したものであり、引張弾性率が１７５ＧＰａ、曲げ弾性率が３ＧＰａである。また、「ガラス２」は、「ガラス１」とは別のガラス繊維強化プラスチックを意味し、使用したガラス繊維強化プラスチックは、ガラス繊維を２層積層したものであり、引張弾性率が７０ＧＰａ、曲げ弾性率が１．５ＧＰａである。「カーボン１」は、炭素繊維強化プラスチックを意味し、使用した炭素繊維強化プラスチックは、カーボン繊維を７層積層したものであり、引張弾性率が２３０ＧＰａ、曲げ弾性率が５ＧＰａである。
“Fiber reinforced plastic of the annular portion” in Table 1 is a type of fiber reinforced plastic of the inner annular portion and the outer annular portion, and “fiber reinforced plastic of the connecting portion” is a type of fiber reinforced plastic of the connecting portion. "Glass 1" means a glass fiber reinforced plastic, and the glass fiber reinforced plastic used is a laminated glass fiber in seven layers, and has a tensile elastic modulus of 175 GPa and a bending elastic modulus of 3 GPa. Further, "
また、表１の「繊維強化プラスチックの結合」は、内側環状部、外側環状部、及び連結部の繊維強化プラスチックが互いに結合されているか否かを表している。結合されていれば、「有」とし、結合されていなければ、「無」とする。 Further, "bonding of fiber reinforced plastics" in Table 1 indicates whether or not the fiber reinforced plastics of the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion are bonded to each other. If it is combined, it is set as "Yes", and if it is not combined, it is set as "None".
表１の結果から以下のことが分かる。実施例１〜９の非空気圧タイヤは、繊維強化プラスチックが埋設されていない比較例１に比べ、耐クリープ性が向上した。なお、内側環状部及び外側環状部のみに繊維強化プラスチックを埋設した比較例２及び比較例３の非空気圧タイヤは、比較例１と略同等の耐クリープ性となった。これにより、内側環状部、外側環状部、及び連結部のすべてに繊維強化プラスチックを埋設することで耐クリープ性が向上することが分かる。 The following can be seen from the results in Table 1. The non-pneumatic tires of Examples 1 to 9 had improved creep resistance as compared with Comparative Example 1 in which the fiber reinforced plastic was not embedded. The non-pneumatic tires of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which the fiber reinforced plastic was embedded only in the inner annular portion and the outer annular portion had substantially the same creep resistance as that of Comparative Example 1. From this, it can be seen that the creep resistance is improved by embedding the fiber reinforced plastic in all of the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion.
１ 内側環状部
２ 外側環状部
３ 連結部
１１ 基材部
１２ 繊維強化プラスチック
２１ 基材部
２２ 繊維強化プラスチック
３１ 基材部
３２ 繊維強化プラスチック
Ｔ 非空気圧タイヤ
1 Inner
Claims (6)
前記内側環状部、前記外側環状部、及び前記連結部は、弾性材料からなる基材部と、前記基材部の中に埋設された繊維強化プラスチックとを備え、
前記内側環状部及び前記外側環状部の前記繊維強化プラスチックの曲げ弾性率が１ＧＰａ以上であり、かつ前記連結部の前記繊維強化プラスチックの引張弾性率が５０ＧＰａ以上であることを特徴とする非空気圧タイヤ。 A non-pneumatic tire comprising an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided on the outside of the inner annular portion, and a connecting portion connecting the inner annular portion and the outer annular portion.
The inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion include a base material portion made of an elastic material and a fiber reinforced plastic embedded in the base material portion.
A non-pneumatic tire characterized in that the flexural modulus of the fiber-reinforced plastic of the inner annular portion and the outer annular portion is 1 GPa or more, and the tensile elastic modulus of the fiber-reinforced plastic of the connecting portion is 50 GPa or more. ..
前記内側環状部、前記外側環状部、及び前記連結部をそれぞれ成型するための内側環状キャビティ、外側環状キャビティ、及び連結キャビティを有する金型を用いて、
前記内側環状キャビティ及び前記外側環状キャビティに曲げ弾性率が１ＧＰａ以上である前記繊維強化プラスチックをそれぞれ環状に配置する工程と、
前記連結キャビティに引張弾性率が５０ＧＰａ以上である前記繊維強化プラスチックを配置する工程と、
前記内側環状キャビティ、前記外側環状キャビティ、及び前記連結キャビティに弾性材料の原料液を充填する工程と、
前記弾性材料の原料液を固化させる工程とを含むことを特徴とする非空気圧タイヤの製造方法。 The inner annular portion, the outer annular portion concentrically provided on the outer side of the inner annular portion, and the connecting portion connecting the inner annular portion and the outer annular portion are provided, and the inner annular portion and the outer annular portion are provided. The connecting portion is a method for manufacturing a non-pneumatic tire including a base material portion made of an elastic material and a fiber reinforced plastic embedded in the base material portion.
Using a mold having an inner annular cavity, an outer annular cavity, and a connecting cavity for molding the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion, respectively.
A step of arranging the fiber reinforced plastic having a flexural modulus of 1 GPa or more in an annular shape in the inner annular cavity and the outer annular cavity, respectively.
A step of arranging the fiber reinforced plastic having a tensile elastic modulus of 50 GPa or more in the connecting cavity, and
A step of filling the inner annular cavity, the outer annular cavity, and the connecting cavity with a raw material liquid of an elastic material.
A method for producing a non-pneumatic tire, which comprises a step of solidifying a raw material liquid of the elastic material.
Prior to the step of filling the raw material liquid of the elastic material, the fiber reinforced plastic arranged in the inner annular cavity and the outer annular cavity and the fiber reinforced plastic arranged in the connecting cavity are bonded and integrated. The method for manufacturing a non-pneumatic tire according to claim 5, further comprising a step.
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