JP6852577B2 - 非空気式車輪 - Google Patents

Description

本発明は、非空気式車輪に関する。

従来から、非空気式タイヤ、エアレスタイヤ等とも称される非空気式車輪が公知である（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、所定のスチフネスを有する外側環状バンドと、外側端と内側端とを有するスポーク要素群とを有する非空気式変形可能構造物が記載されている。上記外側端は外側バンドに結合され、各スポーク要素は内側へ延び、上記内側端は裏側のハブに結合され、このハブは車両の車軸または一つの軸線の周りを回転するその他装置に非空気式変形可能構造物を取り付けるための構造を有する。

特許第４８７３２７７号公報

従来公知の非空気式車輪では、非空気式車輪の耐久性向上のために、全てのスポークを壊れ難い構造とすることが前提となっている。そのため、非空気式車輪の寿命（使用寿命）が近づいていることを認識することが困難であり、荷重支持に必要な構造物の一部であるスポークが破損したときに、非空気式車輪の寿命が尽きたものとして交換する必要があった。

そこで、本発明は、寿命が近づいていることを認識することにより、交換時期を適切に判断することができる非空気式車輪を提供することを目的とする。

本発明に係る非空気式車輪は、リング状の外周ゴム部と、スポーク部を有する荷重支持構造体と、ホイール部と、を備える。スポーク部は、複数本の主スポークと、少なくとも１本の寿命検知用スポークとを有して構成され、寿命検知用スポークは、主スポークよりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

本発明に係る非空気式車輪によれば、寿命が近づいていることを認識することにより、交換時期を適切に判断することができる。

図１Ａは、本発明の第一実施形態に係る非空気式車輪を車体内側から見た概略的な側面図である。 図１Ｂは、図１Ａに示す非空気式車輪を路面に接地させた状態を示す概略的な側面図である。 図２Ａは、主スポークの外観を示す概略的な斜視図である。 図２Ｂは、寿命検知用スポークの外観を示す概略的な斜視図である。 図３は、寿命検知用スポーク及び主スポークの応力図である。 図４は、本発明の第二実施形態に係る非空気式車輪を車体内側から見た概略的な側面図である。 図５Ａは、第二実施形態における寿命検知用スポークの配置を示す非空気式車輪の概略的な側面図である。 図５Ｂは、第二実施形態の変形例における寿命検知用スポークの配置を示す非空気式車輪の概略的な側面図である。 図６Ａは、本発明の第三実施形態に係る非空気式車輪を車体内側から見た概略的な部分拡大側面図である。 図６Ｂは、図６Ａに示す寿命検知用スポークの拡大図である。 図７は、本発明の第四実施形態に係る非空気式車輪を車体前方から見た概略的な断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

［第１実施形態］
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態に係る非空気式車輪１Ａは、リング状の外周ゴム部２と、スポーク部３を有する荷重支持構造体４と、ホイール部５とから主に構成される。

外周ゴム部２は、一般的な構造の車輪の「リム」に相当する部分であり、非空気式車輪１Ａにおいて路面６（図１Ｂ参照）に接地する外周部分である。外周ゴム部２は、例えば、内周層とされるコートゴムと、中間層とされる繊維強化層と、外周層とされるトレッド部とを有して多層構造に構成される。

ホイール部５は、一般的な構造の車輪の「ハブ」に相当する部分であり、非空気式車輪１Ａにおいて車両車軸（車輪回転軸）に装着される内周部分である。ホイール部５は、例えば、金属材料（アルミニウムや鉄等）により形成される。

荷重支持構造体４は、一般的な構造の車輪の「スポーク」に相当する部分であり、非空気式車輪１Ａにおいて主に荷重を支持して受け持つ部分である。荷重支持構造体４は、例えば、高分子材料（合成樹脂や合成ゴム等）により形成される。

荷重支持構造体４は、荷重支持構造体４の外周部分を構成する外周リング部７と、荷重支持構造体４の内周部分を構成する内周リング部８と、外周リング部７と内周リング部８とを連結するスポーク部３とを有して構成される。外周リング部７は、外周面が外周ゴム部２の内周面と接するように外周ゴム部２に対して装着される。その一方で、内周リング部８は、内周面がホイール部５の外周面と接するようにホイール部５に対して装着される。なお、外周リング部７及び内周リング部８は、荷重支持構造体４において必ずしも必須の構成ではなく、省略することも可能である。

スポーク部３は、複数本の主スポーク１０（図２Ａ参照）と、複数本の寿命検知用スポーク１１Ａ（図２Ｂ参照）とを有して構成される。

主スポーク１０は、荷重を支持して受け持つ主たるスポークである。複数本の主スポーク１０は、主スポーク１０によって受ける荷重のバラツキが最小限となるように、外周ゴム部２の周方向に対して均等な間隔（車輪回転角方向の間隔）Ｐ１で配置される。主スポーク１０は、例えば、平板形状に形成される（図２Ａ参照）。なお、主スポーク１０は、平板形状に限定はされず、セル形状（例えば、ハニカム状やメッシュ状等）等の他の形状に形成されてもよい。

寿命検知用スポーク１１Ａは、荷重支持に必要な主スポーク１０が破損することで車両走行に影響が出る前に、非空気式車輪１Ａの寿命が近づいていることを検知する機能を有するスポークである。複数本の寿命検知用スポーク１１Ａは、寿命検知用スポーク１１Ａによって受ける荷重のバラツキが最小限となるように、外周ゴム部２の周方向に対して均等な間隔Ｐ２Ａで配置される。寿命検知用スポーク１１Ａは、例えば、平板形状に形成される（図２Ｂ参照）。なお、寿命検知用スポーク１１Ａは、平板形状に限定はされず、セル形状（例えば、ハニカム状やメッシュ状等）等の他の形状に形成されてもよい。

主スポーク１０と寿命検知用スポーク１１Ａとは、互いに同一の材料により形成され、かつ、寿命検知用スポーク１１Ａは、外周リング部７及び内周リング部８と一体的に形成される。すなわち、荷重支持構造体４全体（外周リング部７、内周リング部８、主スポーク１０及び寿命検知用スポーク１１Ａ）が、一体成形される。

図示は省略しているが、寿命検知用スポーク１１Ａの外表面及び内部の内の少なくとも一方は、主スポーク１０の外表面及び内部とは異なる色により構成される。主スポーク１０と寿命検知用スポーク１１Ａとの相違を認識し易くするためである。

寿命検知用スポーク１１Ａは、受け持つ荷重が主スポーク１０が受け持つ荷重よりも小さくなるように設定される。すなわち、寿命検知用スポーク１１Ａは、主スポーク１０よりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

具体的には、輪荷重Ｌ（図１Ｂ参照）を付加した際の最大応力、応力勾配及び最大ひずみの内の少なくとも一つが主スポーク１０よりも寿命検知用スポーク１１Ａにおいて大きくなるように構成する（図３参照）。このようにすることにより、寿命検知用スポーク１１Ａは、耐久性が主スポーク１０の耐久性よりも低くなり、主スポーク１０よりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

本実施形態では、主スポーク１０と寿命検知用スポーク１１Ａとで破損し易さ（耐久性）を異ならせるために、スポークの構造（形状）を互いに異なるようにしている。具体的には、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、寿命検知用スポーク１１Ａは、厚さ（板厚）が主スポーク１０の厚さよりも薄く形成される。このため、寿命検知用スポーク１１Ａは、断面積が主スポーク１０の断面積よりも小さく形成される。また、寿命検知用スポーク１１Ａは、主スポーク１０と比較して幅がわずかに小さく絞られた構造の絞り部（脆弱部）１２を有する（図２Ｂ参照）。

図３は、図２Ａ及び図２Ｂにおける長さ方向中心（Ｙ＝０）における、輪荷重Ｌを付加した際の応力と、幅方向中心（Ｘ＝０）からの距離Ｘとの関係を示した応力図である。

本実施形態の場合では、寿命検知用スポーク１１Ａの方が主スポーク１０よりも断面積が小さく、図３から分かるように、寿命検知用スポーク１１Ａと主スポーク１０とで応力の平均レベルはあまり変わらない。その一方で、本実施形態の場合では、寿命検知用スポーク１１Ａにのみ絞り部１２を設けており、図３から分かるように、寿命検知用スポーク１１Ａの方が主スポーク１０よりも最大応力が大きい。結果として、寿命検知用スポーク１１Ａは、主スポーク１０よりも早く破損する特性を備えているといえる。

なお、本実施形態の図示例では、主スポーク１０の総本数を１２本とし、寿命検知用スポーク１１Ａの総本数を６本としているが、これは飽くまでも一例であり、主スポーク１０及び寿命検知用スポーク１１Ａの総本数は適宜増減させることが可能である。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態に係る非空気式車輪１Ａは、リング状の外周ゴム部２と、外周ゴム部２の半径方向内側に位置するホイール部５と、外周ゴム部２とホイール部５との間に位置する荷重支持構造体４と、を備える。荷重支持構造体４は、スポーク部３を有し、スポーク部３は、複数本の主スポーク１０と、少なくとも１本の寿命検知用スポーク１１Ａとを有して構成される。寿命検知用スポーク１１Ａは、主スポーク１０よりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

寿命検知用スポーク１１Ａの配設により、荷重支持に必要な主スポーク１０が破損することで車両走行に影響が出る前に、非空気式車輪１Ａの寿命が近づいていることを検知することができる効果（未然検知性）を得ることができる。すなわち、寿命検知用スポーク１１Ａは、走行距離又は走行時間の増加や、経時劣化進行が起こった際等に、主スポーク１０よりも早く破損する特性を備えている。車両走行に影響があまり出ない寿命検知用スポーク１１Ａの破損により、荷重支持に必要な主スポーク１０が破損することで車両走行に影響が出る前に、非空気式車輪１Ａの寿命が近づいていることを認識することが可能である。

従って、本実施形態に係る非空気式車輪１Ａによれば、寿命が近づいていることを認識することにより、交換時期を適切に判断することができる。

（２）輪荷重Ｌを付加した際の最大応力、応力勾配及び最大ひずみの内の少なくとも一つが主スポーク１０よりも寿命検知用スポーク１１Ａにおいて大きくなるように構成される。このようにすることにより、寿命検知用スポーク１１Ａは、主スポーク１０よりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

このように主スポーク１０及び寿命検知用スポーク１１Ａを構成することにより、主スポーク１０による荷重支持の機能に影響を与えないようにする一方で、寿命検知用スポーク１１Ａには、主スポーク１０よりも早く破損する特性を付与することが可能である。

（３）荷重支持構造体４は、荷重支持構造体４の外周部分を構成する外周リング部７と、荷重支持構造体４の内周部分を構成する内周リング部８とを有する。寿命検知用スポーク１１Ａは、外周リング部７及び内周リング部８と一体的に形成（一体成形）される。

このように寿命検知用スポーク１１Ａを構成することにより、新たな効果（未然検知性）を非空気式車輪１Ａに付与する一方で、部品点数の増加は抑制することが可能である。このため、比較的安価で新たな効果（未然検知性）を非空気式車輪１Ａに付与することができる。

（４）寿命検知用スポーク１１Ａは、主スポーク１０とは異なる色により構成される。

色の相違を利用することにより、寿命検知用スポーク１１Ａの破損に目視により気が付き易くなる構成とすることが可能である。このため、新たな機能の追加を必要とすることなく、比較的安価に前述の効果（未然検知性）を向上させることができる。

（５）スポーク部３は、寿命検知用スポーク１１Ａを複数本有して構成され、複数本の寿命検知用スポーク１１Ａは、破損に対する耐久性が互いに同じであり、かつ、外周ゴム部２の周方向に対して均等な間隔Ｐ２Ａで配置される。

このように寿命検知用スポーク１１Ａを構成することにより、寿命検知用スポーク１１Ａによって受ける荷重のバラツキが最小限となるようにすることができ、寿命検知用スポーク１１Ａによって生じる接地荷重変動の影響を最小限に軽減することが可能である。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係る非空気式車輪１Ｂについて説明する。第二実施形態については、第一実施形態とは相違する構成を説明する。それ以外の構成は、第一実施形態と同様であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。

図４に示すように、複数本の寿命検知用スポークは、第一段階で破損する特性を持つ第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１と、第二段階で破損する特性を持つ第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２とから構成される。すなわち、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、破損に対する耐久性が段階的に異なるように構成される。

第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２は、受け持つ荷重が主スポーク１０が受け持つ荷重よりも小さくなるように設定される。すなわち、第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２は、主スポーク１０よりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

その一方で、第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１は、受け持つ荷重が第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２が受け持つ荷重よりもさらに小さくなるように設定される。すなわち、第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１は、第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２よりもさらに短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される。

また、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周リング部７及び内周リング部８とは別体として形成（別体成形）される。そして、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、一端部が外周ゴム部２に接続（接合）され、他端部がホイール部５に接続（接合）される。寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２の接続方法は、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２、外周リング部７及び内周リング部８の材質等を考慮して適宜選択することが可能である。

また、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周ゴム部２の幅方向中心部よりも車体内側に配置される。具体的には、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、一端部が外周ゴム部２の車体内側の側部に接続され、他端部がホイール部５の車体内側の側部に接続される。寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２を、車体外側からの視認性が低い車体内側に配置することにより、非空気式車輪１Ｂのデザイン性を損なわないようにすることが可能である。

寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２の破損し易さを段階的に異ならせる方法としては、第一実施形態で示した、スポークの構造を互いに異ならせる方法を用いることができる。寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周リング部７及び内周リング部８とは別体に形成することを考慮すると、例えば、許容応力が異なる材料を用いる方法や、スポークの構造及び材料を共に互いに異ならせる方法を用いることも可能である。

第二実施形態（図５Ａ参照）では、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２によって受ける荷重のバラツキが最小限となるように、外周ゴム部２の周方向に対して不均等な間隔Ｐ２Ｂ１，Ｐ２Ｂ２で配置される。この第二実施形態では、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周ゴム部２の周方向に対して、第一段階のものが２本、第二段階のものが１本の順に交互に配置されている。そして、第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１と第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２との間隔Ｐ２Ｂ１が、隣接する第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ１間の間隔Ｐ２Ｂ２よりも大きい（Ｐ２Ｂ１＞Ｐ２Ｂ２）。なお、図５Ａにおいては、図を見易くして理解を容易化するために、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２以外の荷重支持構造体４の構成要素（主スポーク１０、外周リング部７及び内周リング部８）を図示省略している。

これに対して、図５Ｂに示す第二実施形態の変形例では、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周ゴム部２の周方向に対して均等な間隔Ｐ２Ｂ３で配置される。この第二実施形態の変形例では、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周ゴム部２の周方向に対して、第一段階のものが連続して６本配置され、第二段階のものが連続して６本配置されている。なお、図５Ｂにおいても、図を見易くして理解を容易化するために、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２以外の荷重支持構造体４の構成要素（主スポーク１０、外周リング部７及び内周リング部８）を図示省略している。

図５Ａに示す寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２の不均等な間隔Ｐ２Ｂ１，Ｐ２Ｂ２での配置は、第一段階のものと第二段階のものとで受け持つ荷重の大きさが異なっていることを考慮したものである。図５Ａに示す第二実施形態における配置では、図５Ｂに示す第二実施形態の変形例と比較すると、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２によって生じる接地荷重変動の影響を最小限に軽減することが可能である。

なお、第二実施形態の図示例（図４及び図５Ａ）では、検知段階レベルを二段階とし、第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１の総本数を８本とし、第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２の総本数を４本としている。しかしながら、これは飽くまでも一例であり、検知段階レベル及び寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２の総本数は適宜増減させることが可能である。

以下に、第二実施形態による作用効果を説明する。

（１）荷重支持構造体４は、荷重支持構造体４の外周部分を構成する外周リング部７と、荷重支持構造体４の内周部分を構成する内周リング部８とを有する。寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周リング部７及び内周リング部８とは別体として形成（別体成形）される。

寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２が外周リング部７及び内周リング部８とは別体の構造物とされることにより、寿命検知用スポークを備えていない既存の非空気式車輪に対しても、後付けで寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２を配設することができる。

（２）寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、少なくとも一端部が外周ゴム部２又はホイール部５に接続される。

荷重支持構造体４に寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２の配置のための十分なスペースがないような場合を考慮して、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、少なくとも一端部が外周ゴム部２又はホイール部５に接続される。このため、スペース制約に関係なく、寿命検知用スポークを備えていない既存の非空気式車輪に対して、後付けで寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２を配設することができる。

（３）スポーク部３は、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２を複数本有して構成され、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、破損に対する耐久性が段階的に異なる。

寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２毎に、第一段階で破損する特性、又は、第二段階で破損する特性を付与することで、複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２に段階的な検知効果（未然検知性）を付与することが可能となる。このように複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２に段階的な検知効果（未然検知性）を付与することにより、非空気式車輪１Ｂの寿命が徐々に近づいていることを把握することができる。例えば、第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１が破損したら「注意」、第二段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ２が破損したら「車輪の即交換を推奨」等のように、検知効果（未然検知性）を段階的に分けて把握することが可能になる。また、最初の１本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２が破損したら「注意」、所定の本数以上の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２が破損したら「車輪の即交換を推奨」等のように、検知効果（未然検知性）を段階的に分けて把握するようにしてもよい。

（４）複数本の寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２は、外周ゴム部２の周方向に対して不均等な間隔Ｐ２Ｂ１，Ｐ２Ｂ２で配置される。

破損し易さが異なる寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２を均等な間隔で配置した場合（図５Ｂ参照）、第一段階の寿命検知用スポーク１１Ｂ１の数本が先に破損すると、非空気式車輪１Ｂ全体で見た荷重分散支持のバランスが悪化し得る。これに対して、図５Ａに示す第二実施形態における配置では、寿命検知用スポーク１１Ｂ１，１１Ｂ２によって生じる接地荷重変動の影響を最小限に軽減することが可能である。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態に係る非空気式車輪１Ｃについて説明する。第三実施形態については、第二実施形態とは相違する構成を説明する。それ以外の構成は、第二実施形態と同様であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、非空気式車輪１Ｃは、寿命検知用スポーク１１Ｃが破損する前後で、車両走行音を変化させる走行音変化機構３０を備える。なお、寿命検知用スポーク１１Ｃは、「第一段階で破損する特性」を持つものであってもよく、「第二段階で破損する特性」を持つものであってもよい。或いは、寿命検知用スポーク１１Ｃは、破損に対する耐久性が段階的に異なるものでなくてもよい。

第三実施形態においては、寿命検知用スポーク１１Ｃは、一端部（外周リング部７側の端部）３１が外周ゴム部２に回動不能に接続（接合）され、他端部（内周リング部８側の端部）３２がホイール部５に回動可能に接続（接合）される。寿命検知用スポーク１１Ｃにおける内周リング部８側の端部３２には、ホイール部５との接続の際にボルトやピン等が挿通される挿通孔３３が形成される。また、寿命検知用スポーク１１Ｃは、寿命検知用スポーク１１Ｃの破損の基点となる絞り部（脆弱部）３４を有する。

寿命検知用スポーク１１Ｃをこのような構造とすることにより、寿命検知用スポーク１１Ｃの破損は絞り部３４を基点として生じ、最終的に寿命検知用スポーク１１Ｃは破断に至ることになる。すると、非空気式車輪１Ｃの転動に伴い、内周リング部８側の端部３２を支持点として寿命検知用スポーク１１の触れ回りが起こり、カチャカチャ音（異音）が発生することになる。このため、仮に寿命検知用スポーク１１Ｃの破損に目視により気が付かなかった場合でも、車両走行音の変化（異音の発生）によって、寿命検知用スポーク１１Ｃの破損に目視に頼らずに気が付き易くなる構成とすることが可能である。

このような構造の寿命検知用スポーク１１Ｃ（内周リング部８側の端部３２）が、前述の走行音変化機構３０を構成する。なお、走行音変化機構３０の構成は、第三実施形態のものに限定はされず、種々の構成を採用することが可能である。

以下に、第三実施形態による作用効果を説明する。

（１）非空気式車輪１Ｃは、寿命検知用スポーク１１Ｃが破損する前後で、車両走行音を変化させる走行音変化機構３０を備える。

非空気式車輪１Ｃが走行音変化機構３０を備えることにより、車両走行音の変化（異音の発生）によって、寿命検知用スポーク１１Ｃの破損に目視に頼らずに気が付き易くなる構成とすることが可能である。

［第四実施形態］
次に、第四実施形態に係る非空気式車輪１Ｄについて説明する。第四実施形態についても、第二実施形態とは相違する構成を説明する。それ以外の構成は、第二実施形態と同様であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。

図７中において、符号４０はホイールハウスを示し、符号４１は車両車軸を示し、符号４２はナックルを示す。また、図７中において、矢印ＩＮは車体内側を示す。

図７に示すように、非空気式車輪１Ｄは、寿命検知用スポーク１１Ｄの破損を検知する破損検知機構４３と、破損検知機構４３による検知結果を車両乗員に通知する通知機構４４と、を備える。なお、寿命検知用スポーク１１Ｄは、「第一段階で破損する特性」を持つものであってもよく、「第二段階で破損する特性」を持つものであってもよい。或いは、寿命検知用スポーク１１Ｄは、破損に対する耐久性が段階的に異なるものでなくてもよい。

第四実施形態においては、寿命検知用スポーク１１Ｄは、一端部が外周リング部７に接続（接合）され、他端部がホイール部５に接続（接合）される。寿命検知用スポーク１１Ｄは、わずかに圧縮荷重が加わった状態で外周リング部７とホイール部５との間に配置されており、破断に伴い圧縮荷重が解放されることで、一部が車体内側ＩＮに少し突き出る（図７中の二点鎖線部４５参照）構成となっている。

また、寿命検知用スポーク１１Ｄは、外周ゴム部２の幅方向中心部よりも車体内側ＩＮに配置される。具体的には、寿命検知用スポーク１１Ｄは、一端部が外周リング部７の車体内側ＩＮの内周面に接続（接合）され、他端部がホイール部５の車体内側ＩＮの内周面に接続（接合）される。

車両車軸４１を支持するナックル４２には、寿命検知用スポーク１１Ｄに対向させて、近接センサ４６が取り付けられる。寿命検知用スポーク１１Ｄが何らかの要因で破断すると、近接センサ４６の出力信号が変化するので、この変化に基づいて破損の有無を判定することができる。寿命検知用スポーク１１Ｄの破損の有無の判定は、例えば、近接センサ４６の出力信号や車両の走行状態（非空気式車輪１Ｄの回転速度や旋回の有無等）に基づいてコントローラ４７により行うことができる。そして、寿命検知用スポーク１１Ｄが破損したと判定されると、例えば、コントローラ４７は、警告灯４８を点灯させることで、ドライバ等の車両乗員に対して破損の通知を行うようにする。

第四実施形態においては、近接センサ４６及びコントローラ４７が前述の破損検知機構４３を構成し、コントローラ４７及び警告灯４８が前述の通知機構４４を構成する。なお、破損検知機構４３及び通知機構４４の構成は、第四実施形態のものに限定はされず、種々の構成を採用することが可能である。

以下に、第四実施形態による作用効果を説明する。

（１）非空気式車輪１Ｄは、寿命検知用スポーク１１Ｄの破損を検知する破損検知機構４３と、破損検知機構４３による検知結果を車両乗員に通知する通知機構４４と、を備える。

非空気式車輪１Ｄが破損検知機構４３及び通知機構４４を備えることにより、車両乗員の目視等による判断に頼らず、寿命検知用スポーク１１Ｄの破損をより高精度で確実に検知し得る構成とすることが可能である。

（２）寿命検知用スポーク１１Ｄは、外周ゴム部２の幅方向中心部よりも車体内側ＩＮに配置される。

寿命検知用スポーク１１Ｄは、機能を優先し得る構造物であるため、必ずしもデザイン性に優れているとは限らない。また、寿命検知用スポーク１１Ｄの破損の有無を近接センサ４６のようなセンサ類を用いてセンシングするのであれば、車体外側から目視で破損の有無を確認する必要がない。このため、寿命検知用スポーク１１Ｄを、車体外側からの視認性が低い車体内側ＩＮに配置することにより、非空気式車輪１Ｄのデザイン性を損なわないようにすることが可能である。

ところで、本発明の非空気式車輪は前述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

１ 非空気式車輪
２ 外周ゴム部
３ スポーク部
４ 荷重支持構造体
５ ホイール部
７ 外周リング部
８ 内周リング部
１０ 主スポーク
１１ 寿命検知用スポーク
３０ 走行音変化機構
４３ 破損検知機構
４４ 通知機構

Claims (12)

1. リング状の外周ゴム部と、
   前記外周ゴム部の半径方向内側に位置するホイール部と、
   前記外周ゴム部と前記ホイール部との間に位置する荷重支持構造体と、を備え、
   前記荷重支持構造体は、スポーク部を有し、
   前記スポーク部は、複数本の主スポークと、少なくとも１本の寿命検知用スポークとを有して構成され、
   前記寿命検知用スポークは、前記主スポークよりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成される
   ことを特徴とする非空気式車輪。
2. 輪荷重を付加した際の最大応力、応力勾配及び最大ひずみの内の少なくとも一つが前記主スポークよりも前記寿命検知用スポークにおいて大きくなるように構成することにより、前記寿命検知用スポークは、前記主スポークよりも短い走行距離又は走行時間で破損するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の非空気式車輪。
3. 前記荷重支持構造体は、前記荷重支持構造体の外周部分を構成する外周リング部と、前記荷重支持構造体の内周部分を構成する内周リング部とを有し、
   前記寿命検知用スポークは、前記外周リング部及び前記内周リング部と一体的に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の非空気式車輪。
4. 前記荷重支持構造体は、前記荷重支持構造体の外周部分を構成する外周リング部と、前記荷重支持構造体の内周部分を構成する内周リング部とを有し、
   前記寿命検知用スポークは、前記外周リング部及び前記内周リング部とは別体として形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の非空気式車輪。
5. 前記寿命検知用スポークは、少なくとも一端部が前記外周ゴム部又は前記ホイール部に接続されることを特徴とする請求項４に記載の非空気式車輪。
6. 前記寿命検知用スポークが破損する前後で、車両走行音を変化させる走行音変化機構を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の非空気式車輪。
7. 前記寿命検知用スポークは、前記主スポークとは異なる色により構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の非空気式車輪。
8. 前記寿命検知用スポークの破損を検知する破損検知機構と、前記破損検知機構による検知結果を車両乗員に通知する通知機構と、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の非空気式車輪。
9. 前記寿命検知用スポークは、前記外周ゴム部の幅方向中心部よりも車体内側に配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の非空気式車輪。
10. 前記スポーク部は、前記寿命検知用スポークを複数本有して構成され、
    複数本の前記寿命検知用スポークは、破損に対する耐久性が段階的に異なることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の非空気式車輪。
11. 複数本の前記寿命検知用スポークは、前記外周ゴム部の周方向に対して不均等な間隔で配置されることを特徴とする請求項１０に記載の非空気式車輪。
12. 前記スポーク部は、前記寿命検知用スポークを複数本有して構成され、
    複数本の前記寿命検知用スポークは、破損に対する耐久性が互いに同じであり、かつ、前記外周ゴム部の周方向に対して均等な間隔で配置されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の非空気式車輪。

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