JP2016107751A - 非空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤ方向の圧縮方向のばね定数の急激な上昇を抑え、耐久性の低下を防ぐことができる。【解決手段】車軸に取り付けられる取り付け体11と、取り付け体11をタイヤ径方向の外側から囲繞するリング状体13と、取り付け体11とリング状体13とを変位自在に連結する連結部材15とを備え、連結部材15は、両端部が取り付け体11及びリング状体13に各別に連結された弾性連結板21を備え、弾性連結板21は、タイヤ周方向に沿って複数配設されると共に、タイヤ周方向で互いに隣り合う一対の弾性連結板21同士の間に配設され、弾性連結板21同士の干渉を規制するコイルばね5を備え、弾性連結板21は、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部が形成されていて、リング状体13にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに互いにタイヤ周方向に隣り合う弾性連結板21同士の間で接近する部分にコイルばね5が設けられた非空気入りタイヤを提供する。【選択図】図5
Description
本発明は、使用に際し、内部に加圧空気の充填が不要な非空気入りタイヤに関するものである。
従来から、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、該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、両端部が前記取り付け体および前記リング状体に各別に連結された弾性連結板を備えるとともに、弾性連結板が、タイヤ周方向に沿って複数配設された非空気入りタイヤが知られている。
しかしながら、従来の非空気入りタイヤでは、図13に示すようにリング状体100にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、タイヤ周方向で互いに隣り合う弾性連結板101、101同士が干渉し合うおそれがあった。
このような干渉が生ずると、非空気入りタイヤの例えばタイヤ方向の圧縮方向のばね定数が急激に上昇したり、耐久性が低下したりするなどのおそれがある。
このような干渉が生ずると、非空気入りタイヤの例えばタイヤ方向の圧縮方向のばね定数が急激に上昇したり、耐久性が低下したりするなどのおそれがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、タイヤ方向の圧縮方向のばね定数の急激な上昇を抑え、耐久性の低下を防ぐことができる非空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係る非空気入りタイヤは、車軸に取り付けられる取り付け体と、該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、両端部が前記取り付け体および前記リング状体に各別に連結された弾性連結板を備える非空気入りタイヤであって、前記弾性連結板は、タイヤ周方向に沿って複数配設されるとともに、タイヤ周方向で互いに隣り合う一対の前記弾性連結板同士の間に配設され、これらの弾性連結板同士の干渉を規制する弾性規制部を備えることを特徴としている。
本発明に係る非空気入りタイヤは、車軸に取り付けられる取り付け体と、該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、両端部が前記取り付け体および前記リング状体に各別に連結された弾性連結板を備える非空気入りタイヤであって、前記弾性連結板は、タイヤ周方向に沿って複数配設されるとともに、タイヤ周方向で互いに隣り合う一対の前記弾性連結板同士の間に配設され、これらの弾性連結板同士の干渉を規制する弾性規制部を備えることを特徴としている。
この発明によれば、タイヤ周方向に隣り合う弾性連結板同士の間に弾性規制部を設けることで、非空気入りタイヤにタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、弾性連結板同士が変形により干渉し合うのを抑制することができる。そのため、前述のような干渉に伴ってタイヤ方向の圧縮方向のばね定数が急激に上昇するのを抑えるとともに、耐久性の低下を防止することができる。
また、上記本発明の非空気入りタイヤは、前記弾性連結板は、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部が形成されていて、前記リング状体にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、互いにタイヤ周方向に隣り合う前記弾性連結板同士の間で接近する部分に前記弾性規制部が設けられていることが好ましい。
この発明によれば、湾曲部があるので弾性連結板に柔軟性を具備することができ、リング状体にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、互いにタイヤ周方向に隣り合う弾性連結板同士の間で接近し易い部分を形成することができる。そして、弾性連結板同士が接近する部分に弾性規制部が設けられているので、互いの干渉を確実に規制することができる。
本発明に係る非空気入りタイヤによれば、タイヤ方向の圧縮方向のばね定数の急激な上昇を抑え、耐久性の低下を防ぐことができる。
以下、本発明による非空気入りタイヤの実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1及び図2に示すように、本実施形態の非空気入りタイヤ1は、図示し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をタイヤ径方向の外側から囲繞する円筒状のリング状体13と、取り付け体11とリング状体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、取り付け体11とリング状体13とを相対的に弾性変位自在に連結する連結部材15と、リング状体13に外装された円筒状のトレッド部材16と、を備えている。
図1及び図2に示すように、本実施形態の非空気入りタイヤ1は、図示し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をタイヤ径方向の外側から囲繞する円筒状のリング状体13と、取り付け体11とリング状体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、取り付け体11とリング状体13とを相対的に弾性変位自在に連結する連結部材15と、リング状体13に外装された円筒状のトレッド部材16と、を備えている。
なお、本実施形態の非空気入りタイヤ1は、例えばJIS T 9208に規定されるハンドル形電動車いす等、低速度で走行する小型車両等に採用してもよい。また、非空気入りタイヤ1のサイズとしては、特に限定されるものではないが、例えば3.00−8等としてもよい。また、非空気入りタイヤ1を乗用車用に採用してもよい。この場合のサイズとしては、特に限定されるものではないが、例えば155/65R13等としてもよい。
上述した取り付け体11、リング状体13及びトレッド部材16は、それぞれ共通軸と同軸に配設されている。以下、この共通軸を軸線Oといい、軸線Oに沿う方向をタイヤ幅方向H、軸線Oに直交する方向をタイヤ径方向、軸線O回りに周回する方向をタイヤ周方向という。なお、取り付け体11及びトレッド部材16におけるタイヤ幅方向Hの中央部と、2つのリング状体13同士の間の中央部と、が互いに一致した状態で配設されている。
取り付け体11は、車軸の先端部が装着される装着筒部17と、装着筒部17をタイヤ径方向の外側から囲繞する外リング部18と、装着筒部17と外リング部18とを連結する複数のリブ19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、軸線Oと同軸に配設されている。複数のリブ19は、例えば周方向に同等の間隔をあけて配置されている。
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、軸線Oと同軸に配設されている。複数のリブ19は、例えば周方向に同等の間隔をあけて配置されている。
外リング部18の外周面には、タイヤ径方向の内側に向けて窪み、かつタイヤ幅方向Hに延びるキー溝部18aがタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。キー溝部18aは、外リング部18の外周面において、タイヤ幅方向Hの一方側(車体の外側)にのみ開口し、タイヤ幅方向Hの他方側(車体の内側)には閉じている。
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、外リング部18をタイヤ径方向に貫通する肉抜き孔18bがタイヤ幅方向Hに間隔をあけて複数形成されている。これら複数の肉抜き孔18bで構成される孔列18cは、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。同様に各リブ19にも、リブ19をタイヤ幅方向Hに貫通する肉抜き孔19aが形成されている。
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、外リング部18をタイヤ径方向に貫通する肉抜き孔18bがタイヤ幅方向Hに間隔をあけて複数形成されている。これら複数の肉抜き孔18bで構成される孔列18cは、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。同様に各リブ19にも、リブ19をタイヤ幅方向Hに貫通する肉抜き孔19aが形成されている。
外リング部18におけるタイヤ幅方向Hの一方側の端縁には、キー溝部18aと対応する位置に、貫通孔28aが形成された板材28が嵌め込まれる凹部18dが形成されている。凹部18dは、タイヤ幅方向Hの他方側に向けて窪んでいる。また、凹部18dを画成する壁面のうちタイヤ幅方向Hの一方側を向く壁面には、凹部18dに嵌め込まれた板材28の貫通孔28aに連通する雌ねじ部が形成されている。
なお、貫通孔28aは、タイヤ周方向に間隔をあけて板材28に複数形成されている。
同様に、雌ねじ部は、タイヤ周方向に間隔をあけて凹部18dの壁面に複数形成されている。図示の例では、貫通孔28a及び雌ねじ部がそれぞれ2つずつ形成されている場合を例にしているが、2つに限定されるものではない。
なお、貫通孔28aは、タイヤ周方向に間隔をあけて板材28に複数形成されている。
同様に、雌ねじ部は、タイヤ周方向に間隔をあけて凹部18dの壁面に複数形成されている。図示の例では、貫通孔28a及び雌ねじ部がそれぞれ2つずつ形成されている場合を例にしているが、2つに限定されるものではない。
取り付け体11には、外リング部18に外嵌される円筒状の外装体12が備えられている。外装体12の内周面には、タイヤ径方向の内側に向けて突出するとともに、タイヤ幅方向Hの全長に亘って延びる突条部12aが形成されている。突条部12aは、外装体12の内周面にタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成され、取り付け体11に形成されたキー溝部18aに対して各別に嵌合している。
そして、外装体12は、突条部12aがキー溝部18aに嵌合された状態で、凹部18dに嵌め込んだ板材28の貫通孔28aを通して図示しないボルトを雌ねじ部に螺合させることにより、取り付け体11に固定されている。
そして、外装体12は、突条部12aがキー溝部18aに嵌合された状態で、凹部18dに嵌め込んだ板材28の貫通孔28aを通して図示しないボルトを雌ねじ部に螺合させることにより、取り付け体11に固定されている。
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交するように形成されている。また、突条部12aの外表面のうち、外装体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についても、同様に直交するように形成されている。そして、突条部12a及びキー溝部18aのタイヤ周方向の大きさは、互いに同等とされている。
このような構成により、突条部12aはキー溝部18a内にがたつき少なく精度よく嵌合されている。
このような構成により、突条部12aはキー溝部18a内にがたつき少なく精度よく嵌合されている。
連結部材15は、取り付け体11の外周面側とリング状体13の内周面側とを相対的に弾性変位自在に連結している。図示の例では連結部材15は、取り付け体11の外装体12の外周面とリング状体13の内周面とを互いに連結する第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22を備えている。第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、ともに弾性変形可能な板材とされている。
第1弾性連結板21は、タイヤ幅方向Hに沿う一方側の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されている。第2弾性連結板22は、タイヤ幅方向Hに沿う他方側の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されている。すなわち、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、タイヤ幅方向Hに互いに間隔をあけて配置され、それぞれの位置でタイヤ周方向に沿って複数配置されている。例えば、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ60個ずつ設けられている。
複数の連結部材15は、外装体12とリング状体13との間において、軸線Oを基準に回転対称となる位置に各別に配置されている。また、全ての連結部材15は互いに同形同大とされ、連結部材15のタイヤ幅方向Hに沿った横幅はリング状体13のタイヤ幅方向Hに沿った横幅より小さい。
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ている。同様に、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されている。また、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されている。さらに、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、タイヤ幅方向Hに沿った横幅及び厚さが互いに同等とされている。
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ている。同様に、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されている。また、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されている。さらに、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、タイヤ幅方向Hに沿った横幅及び厚さが互いに同等とされている。
図3及び図4に示すように、第1弾性連結板21のうち、リング状体13に連結された一端部(外端部21a)は、外装体12に連結された他端部(内端部21b)よりもタイヤ周方向の一方側に位置している。これに対して、第2弾性連結板22のうち、リング状体13に連結された一端部(外端部22a)は、外装体12に連結された他端部(内端部22b)よりもタイヤ周方向の他方側に位置している。
そして、1つの連結部材15を構成する第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の各外端部21a、22aは、リング状体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た状態でタイヤ周方向における同一の位置に連結されている。
そして、1つの連結部材15を構成する第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の各外端部21a、22aは、リング状体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た状態でタイヤ周方向における同一の位置に連結されている。
第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22には、図3に示すように、外端部21a、22aと内端部21b、22bとの間に位置する中間部分に、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部21d〜21f、22d〜22fが複数形成されている。
これら複数の湾曲部21d〜21f、22d〜22fは、非空気入りタイヤ1をタイヤ幅方向Hから見たタイヤ側面視で、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22が延びる延在方向に沿って形成されている。図示の例では、第1弾性連結板21における複数の湾曲部21d〜21fと、第2弾性連結板22における複数の湾曲部22d〜22fとは、上記延在方向で互いに隣り合うとともに、湾曲方向が互いに逆向きとされている。
これら複数の湾曲部21d〜21f、22d〜22fは、非空気入りタイヤ1をタイヤ幅方向Hから見たタイヤ側面視で、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22が延びる延在方向に沿って形成されている。図示の例では、第1弾性連結板21における複数の湾曲部21d〜21fと、第2弾性連結板22における複数の湾曲部22d〜22fとは、上記延在方向で互いに隣り合うとともに、湾曲方向が互いに逆向きとされている。
第1弾性連結板21に形成された複数の湾曲部21d〜21fは、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1湾曲部21dと、第1湾曲部21dと外端部21aとの間に位置し、かつ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2湾曲部21eと、第1湾曲部21dと内端部21bとの間に位置し、かつ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3湾曲部21fと、を有している。第2湾曲部21eは外端部21aに連なっている。
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と外端部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と内端部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。第2湾曲部22eは外端部22aに連なっている。
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、タイヤ側面視の曲率半径が大きく形成され、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の延在方向における中央部に配置されている。
第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の長さは、互いに同等とされている。第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の内端部21b、22bは、タイヤ側面視で、外装体12の外周面において外端部21a、22aとタイヤ径方向で対向する位置から、軸線Oを中心にタイヤ周方向における一方側及び他方側にそれぞれ同じ距離離れた位置に各別に連結されている。
また、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22それぞれの第1湾曲部21d、22d同士、第2湾曲部21e、22e同士、並びに第3湾曲部21f、22f同士は、互いにタイヤ周方向に突となる向きが逆で、かつ大きさが同等とされている。
また、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22それぞれの第1湾曲部21d、22d同士、第2湾曲部21e、22e同士、並びに第3湾曲部21f、22f同士は、互いにタイヤ周方向に突となる向きが逆で、かつ大きさが同等とされている。
以上の構成により、各連結部材15のタイヤ側面視の形状は、図3に示されるように、タイヤ径方向に沿って延在し、かつ第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の各外端部21a、22aを通る仮想線Lを対称軸として線対称とされている。
なお、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22には、図3に示すように、連結板21、22の延在方向で互いに隣り合う各湾曲部21d〜21f、22d〜22f同士の間に位置する部分に、それぞれ変曲部21g、21h、22g、22hが形成されている。
これら変曲部21g、21h、22g、22hは、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22において、他の部分より延在方向に直交する横断面の面積(横断面積)が小さく形成され、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22のそれぞれにおいて、延在方向で互いに隣り合う各湾曲部21d〜21f、22d〜22fの境界領域に位置している。
図示の例では、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、それぞれの横断面積が延在方向に沿って、変曲部21g、21h、22g、22hに向かうに従い漸次小さくなるように形成されている。
これら変曲部21g、21h、22g、22hは、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22において、他の部分より延在方向に直交する横断面の面積(横断面積)が小さく形成され、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22のそれぞれにおいて、延在方向で互いに隣り合う各湾曲部21d〜21f、22d〜22fの境界領域に位置している。
図示の例では、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22は、それぞれの横断面積が延在方向に沿って、変曲部21g、21h、22g、22hに向かうに従い漸次小さくなるように形成されている。
上述した外装体12、リング状体13及び複数の連結部材15は、例えば合成樹脂材料により一体に形成されている。合成樹脂材料としては、例えば1種だけの樹脂材料、2種類以上の樹脂材料を含む混合物、又は1種以上の樹脂材料と1種以上のエラストマーとを含む混合物であってもよく、さらに、例えば老化防止剤、可塑剤、充填剤、若しくは顔料等の添加物を含んでもよい。
連結部材15には、図5に示すように、延在方向に沿って金属製の補強部材4が埋設されている。補強部材4は、タイヤ周方向から見て第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22の側縁に沿うように湾曲部分、変曲部分が形成されている。
なお、補強部材4は、図5にのみ記載され、図1〜図4、および後述する図7においては、省略されている。
なお、補強部材4は、図5にのみ記載され、図1〜図4、および後述する図7においては、省略されている。
補強部材4は、延在方向の両端部4a、4bが取り付け体11の外装体12およびリング状体13のそれぞれの内部に達して埋設されている。各端部4a、4bのタイヤ周方向に沿う長さ寸法は、タイヤ周方向に隣り合う補強部材4の端部4a、4bに接触しない程度の寸法に設定されている。
なお、補強部材4の厚さは、延在方向に沿って同一の厚さに形成されていてもよいし、部分的に異なる厚さに形成されていてもよい。また、補強部材4は、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22における厚さ方向の略中央部に位置している。このように補強部材4は、表面が全体に亘って樹脂で被覆されて露出がない。そのため、例えば、補強部材4において、錆の発生を防止することができる。
図5に示すように、タイヤ周方向で互いに隣り合う一対の第1弾性連結板21、21(第2弾性連結板22、22)同士の間には、これらの弾性連結板21、21(22、22)同士の干渉を規制するコイルばね5(弾性規制部)が配設されている。コイルばね5の付勢方向の両端5a、5bが弾性連結板21、21(22、22)に対して適宜な結合手段によって結合されている。コイルばね5と弾性連結板21、22との間の結合は、接着、ボルト等の締結等による結合手段によって行うことができる。
コイルばね5は、弾性連結板21、22のうちリング状体13にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、互いにタイヤ周方向に隣り合う弾性連結板21、21(22、22)同士の間で接近する部分に設けられている。具体的に第1弾性連結板21および第222におけるコイルばね5の位置は、本実施形態の場合には、湾曲部21d(22d)、21e(22e)同士の間の変曲部21g(22g)の位置に配設されている(図6参照)。
なお、コイルばね5は、タイヤ径方向の圧縮荷重が加えられていない状態で、一対の弾性連結板21、21(22、22)同士をタイヤ周方向に離間させる向きに付勢していても、していなくてもよい。
なお、コイルばね5は、タイヤ径方向の圧縮荷重が加えられていない状態で、一対の弾性連結板21、21(22、22)同士をタイヤ周方向に離間させる向きに付勢していても、していなくてもよい。
ところで、外装体12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第1外装体25と、タイヤ幅方向Hの他方側に位置する第2外装体26と、に分割されている。同様に、リング状体13は、タイヤ幅方向Hの一方側に位置する第1リング状体23と、タイヤ幅方向Hの他方側に位置する第2リング状体24と、に分割されている。
図示の例では、外装体12及びリング状体13は、それぞれタイヤ幅方向Hの中央部で分割されている。
図示の例では、外装体12及びリング状体13は、それぞれタイヤ幅方向Hの中央部で分割されている。
そして、第1外装体25及び第1リング状体23は、第1弾性連結板21と例えば射出成形により一体に形成されている。第2外装体26及び第2リング状体24は、第2弾性連結板22と例えば射出成形により一体に形成されている。すなわち、取り付け体11のうち連結部材15が連結する外装体12、リング状体13、及び連結部材15は、合成樹脂材料で一体に形成されている。
以下、第1外装体25、第1リング状体23及び第1弾性連結板21が一体に形成されたユニットを第1分割ケース体31といい、第2外装体26、第2リング状体24及び第2弾性連結板22が一体に形成されたユニットを第2分割ケース体32という。
以下、第1外装体25、第1リング状体23及び第1弾性連結板21が一体に形成されたユニットを第1分割ケース体31といい、第2外装体26、第2リング状体24及び第2弾性連結板22が一体に形成されたユニットを第2分割ケース体32という。
なお、射出成形としては、第1分割ケース体31を例にすると、第1分割ケース体31の全体を同時に成形する一般的な方法であってもよいし、第1外装体25、第1リング状体23及び第1弾性連結板21のうちの一部をインサート品として残りを射出成形するインサート成形でもよいし、或いはいわゆる二色成形等であってもよい。なお、第1分割ケース体31の全体を同時に射出成形する場合には、外装体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。
これらの点は、第2分割ケース体32においても同様である。
これらの点は、第2分割ケース体32においても同様である。
また、射出成形する際、第1分割ケース体31を例にすると、第1外装体25と、第1リング状体23と、第1弾性連結板21とを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。この材質としては、例えば金属材料や樹脂材料等が挙げられるが、軽量化の観点から樹脂材料、特に熱可塑性樹脂が好ましい。
これらの点は、第2分割ケース体32においても同様である。
これらの点は、第2分割ケース体32においても同様である。
第1リング状体23及び第2リング状体24は、タイヤ幅方向Hに向かい合う端縁同士が、例えば溶着、融着若しくは接着等により連結されている。なお、溶着の場合には、例えば熱板溶着等を採用してもよい。同様に、第1外装体25及び第2外装体26は、タイヤ幅方向Hに向かい合う端縁同士が接している。
第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32は、図1に示されるように互いに同形同大とされている。そして、上述のように第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32を一体に連結する際、各連結部材15がタイヤ側面視で上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をタイヤ周方向に位置合わせつつ、第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32の向きをタイヤ幅方向Hで互いに逆向きにした状態で、第1リング状体23及び第2リング状体24のタイヤ幅方向Hの端縁同士を突き合わせて連結する。
その後、一体に組み合わせた第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32に対して、トレッド部材16を設けることで、非空気入りタイヤ1を得ることができる。
その後、一体に組み合わせた第1分割ケース体31及び第2分割ケース体32に対して、トレッド部材16を設けることで、非空気入りタイヤ1を得ることができる。
また、補強部材4は、予めプレス加工等で作成しておき、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22を射出成形する前に、射出金型内にセットしておく。その後、射出金型内に合成樹脂材料を射出することで、補強部材4が埋設された第1弾性連結板21および第2弾性連結板22を形成することができる。なお、例えば磁石を使用して、金属製の補強部材4を射出金型内で保持させてセットしてもよい。
そして、射出成形する際に、タイヤ周方向に隣り合う第1弾性連結板21、21(第2弾性連結板22、22)同士の間にコイルばね5を介装するとともに、接着などの結合手段を用いて固着する。なお、弾性連結板21、22におけるコイルばね5の当接位置には、コイルばね5の弾性連結板21、22に対するずれを防止するための窪み部(図示省略)が設けられていてもよい。
さらに、金属製の補強部材4に対してコイルばね5を溶接などで事前に結合しておき、これを射出金型内にセットした後で射出金型内に合成樹脂材料を射出する成形方法としてもよい。
さらに、金属製の補強部材4に対してコイルばね5を溶接などで事前に結合しておき、これを射出金型内にセットした後で射出金型内に合成樹脂材料を射出する成形方法としてもよい。
また、補強部材4が埋設された第1弾性連結板21および第2弾性連結板22を射出金型内にセットした後、外装体12およびリング状体13のみを射出する成形方法としてもよい。この場合、外装体12およびリング状体13とは異なる樹脂で第1弾性連結板21および第2弾性連結板22を形成することができる。例えば、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の樹脂として、外装体12およびリング状体13よりもクラックが入りにくい材料を選択することができる。そして、この場合の射出金型内での保持は、圧入により行うことができる。
図1及び図2に示すように、トレッド部材16は、円筒状に形成され、リング状体13の外周面側を全域に亘って一体に覆っている。トレッド部材16は、例えば、天然ゴム又は/及びゴム組成物が加硫された加硫ゴム、或いは熱可塑性材料等で形成されている。
熱可塑性材料として、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばJIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えばウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。なお、耐摩耗性の観点ではトレッド部材16を加硫ゴムで形成するのが好ましい。
熱可塑性材料として、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばJIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えばウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。なお、耐摩耗性の観点ではトレッド部材16を加硫ゴムで形成するのが好ましい。
以上のように構成された本実施形態の非空気入りタイヤ1では、図5乃至図7に示すように、タイヤ周方向に隣り合う弾性連結板21、21同士の間にコイルばね5を設けることで、非空気入りタイヤ1にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、弾性連結板21同士が変形により干渉し合うのを抑制することができる。
そのため、前述のような干渉に伴ってタイヤ方向の圧縮方向のばね定数が急激に上昇するのを抑えるとともに、耐久性の低下を防止することができる。
そのため、前述のような干渉に伴ってタイヤ方向の圧縮方向のばね定数が急激に上昇するのを抑えるとともに、耐久性の低下を防止することができる。
また、本実施形態では、図6に示すように、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部21d〜21f、22d〜22fがあるので第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22に柔軟性を具備することができ、リング状体13にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、互いにタイヤ周方向に隣り合う弾性連結板21同士の間で接近し易い部分を形成することができる。そして、弾性連結板21同士が接近する部分にコイルばね5が設けられているので、互いの干渉を確実に規制することができる。
また、本実施形態では、図5に示すように、合成樹脂材料から形成される連結部材15の内部に補強部材4が埋設されているので、連結部材15の耐久性を向上させることができる。また、補強部材4によって連結部材15の強度を調整することが可能となるので、使用条件や用途に応じた合成樹脂材料を選択することができ、連結部材15を形成する合成樹脂材料の選択の幅を広げることができる。とくに、第1弾性連結板21及び第2弾性連結板22のうちタイヤの圧縮により応力が集中しやすい湾曲部21d〜21f、22d〜22fを補強部材4によって確実に補強することができる。
次に、本発明の非空気入りタイヤによる他の実施形態および変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施形態と異なる構成について説明する。
(変形例)
図8に示すように、変形例は、非空気入りタイヤ1に圧縮変形が生じていない状態で、コイルばね5の一端5aがタイヤ周方向に隣り合う一方の弾性連結板21に固着され、他端5bが他方の弾性連結板21から離間して非接触の状態となっている。
また、本変形例では、タイヤ周方向に隣り合う弾性連結板21、21同士の距離がコイルばね5の自由長よりも大きくなっているので、射出成形後においてタイヤ周方向の弾性連結板21、21同士の間の適宜な位置にコイルばね5を挿入する際に、コイルばね5を付勢状態で配設する必要がないことから外れるのを防止することができる。
なお、図8では、上述した実施形態の補強部材4(図5参照)が省略されている。
図8に示すように、変形例は、非空気入りタイヤ1に圧縮変形が生じていない状態で、コイルばね5の一端5aがタイヤ周方向に隣り合う一方の弾性連結板21に固着され、他端5bが他方の弾性連結板21から離間して非接触の状態となっている。
また、本変形例では、タイヤ周方向に隣り合う弾性連結板21、21同士の距離がコイルばね5の自由長よりも大きくなっているので、射出成形後においてタイヤ周方向の弾性連結板21、21同士の間の適宜な位置にコイルばね5を挿入する際に、コイルばね5を付勢状態で配設する必要がないことから外れるのを防止することができる。
なお、図8では、上述した実施形態の補強部材4(図5参照)が省略されている。
(実施例)
ここで、以上説明した作用効果について検証試験を実施した。
実施例として、図1〜図7に示す第1の実施形態による非空気入りタイヤ1(実施例1)と、図8に示す変形例による非空気入りタイヤ1(実施例2)とを採用し、比較例としてタイヤ周方向に隣り合う弾性連結板同士の間にコイルばね5等の弾性規制部が配設されてない非空気入りタイヤを採用した。これらの非空気入りタイヤのサイズは全て、155/65R15とした。
そして、本試験では、実施例1、2および比較例のそれぞれにおいて、非空気入りタイヤをタイヤ径方向に圧縮し、荷重と圧縮方向のばね定数との関係を測定した。
ここで、以上説明した作用効果について検証試験を実施した。
実施例として、図1〜図7に示す第1の実施形態による非空気入りタイヤ1(実施例1)と、図8に示す変形例による非空気入りタイヤ1(実施例2)とを採用し、比較例としてタイヤ周方向に隣り合う弾性連結板同士の間にコイルばね5等の弾性規制部が配設されてない非空気入りタイヤを採用した。これらの非空気入りタイヤのサイズは全て、155/65R15とした。
そして、本試験では、実施例1、2および比較例のそれぞれにおいて、非空気入りタイヤをタイヤ径方向に圧縮し、荷重と圧縮方向のばね定数との関係を測定した。
図9のグラフに示すように、実施例1、2及び比較例ともに、所定の荷重が加わるまではばね定数が変化せず一定であることが分かる。比較例の場合には、図9に示す第1荷重P1のときにばね定数が増大し、弾性連結板21、21同士で線間密着が発生することが分かる。
実施例1の場合には、コイルばね5の両端5a、5bのそれぞれが弾性連結板21、22に対して常に接しており、すなわち圧縮荷重が加わる前の状態から弾性連結板21に接しているので、前記第1荷重P1よりも大きな第2荷重P2のときにばね定数が増大し、互いの線間密着が発生する時間を比較例に比べて遅らせることができることを確認した。
実施例2の場合には、第1荷重P1よりも小さな第3荷重P3の圧縮荷重が加わるまで弾性連結板21がコイルばね5に当たらないので、前記第1荷重P1よりも大きな第2荷重P2のときにばね定数が増大し、互いの線間密着が発生する時間を比較例に比べて遅らせることができることを確認した。
実施例1の場合には、コイルばね5の両端5a、5bのそれぞれが弾性連結板21、22に対して常に接しており、すなわち圧縮荷重が加わる前の状態から弾性連結板21に接しているので、前記第1荷重P1よりも大きな第2荷重P2のときにばね定数が増大し、互いの線間密着が発生する時間を比較例に比べて遅らせることができることを確認した。
実施例2の場合には、第1荷重P1よりも小さな第3荷重P3の圧縮荷重が加わるまで弾性連結板21がコイルばね5に当たらないので、前記第1荷重P1よりも大きな第2荷重P2のときにばね定数が増大し、互いの線間密着が発生する時間を比較例に比べて遅らせることができることを確認した。
(第2の実施形態)
図10および図11に示すように、第2の実施形態による非空気入りタイヤ1Aは、板ばね6(弾性規制部)を使用したものである。
図10に示す板ばね6は、側面視で略U字状に形成されており、その両端6a、6bのそれぞれがタイヤ周方向に隣り合う一対の第1弾性連結板21、21(第2弾性連結板22、22)に固着した状態である。図11に示す板ばね6は、タイヤに圧縮変形が生じていない状態において、一端6aがタイヤ周方向に隣り合う一方の弾性連結板21(22)に固着され、他端6bが他方の弾性連結板21(22)に対して非接触状態となっている。
なお、本実施形態のように板ばね6の場合には、適宜肉抜き、多孔化することでばね剛性を調整することも可能である。
図10および図11に示すように、第2の実施形態による非空気入りタイヤ1Aは、板ばね6(弾性規制部)を使用したものである。
図10に示す板ばね6は、側面視で略U字状に形成されており、その両端6a、6bのそれぞれがタイヤ周方向に隣り合う一対の第1弾性連結板21、21(第2弾性連結板22、22)に固着した状態である。図11に示す板ばね6は、タイヤに圧縮変形が生じていない状態において、一端6aがタイヤ周方向に隣り合う一方の弾性連結板21(22)に固着され、他端6bが他方の弾性連結板21(22)に対して非接触状態となっている。
なお、本実施形態のように板ばね6の場合には、適宜肉抜き、多孔化することでばね剛性を調整することも可能である。
(第3の実施形態)
図12に示す第3の実施形態による非空気入りタイヤ1Bでは、上述したばね状部材(コイルばね5、板ばね6)に代えて、ウレタン部材7(弾性規制部)を設けるようにしてもよい。ウレタン部材7は、タイヤ周方向に隣り合う一対の弾性連結板21、21(22、22)同士の間で、延在方向に沿ってリング状体13の内周面から湾曲部21e(22e)、21d(22d)の間の変曲部21g(22g)までの領域に設けられている。
図12に示す第3の実施形態による非空気入りタイヤ1Bでは、上述したばね状部材(コイルばね5、板ばね6)に代えて、ウレタン部材7(弾性規制部)を設けるようにしてもよい。ウレタン部材7は、タイヤ周方向に隣り合う一対の弾性連結板21、21(22、22)同士の間で、延在方向に沿ってリング状体13の内周面から湾曲部21e(22e)、21d(22d)の間の変曲部21g(22g)までの領域に設けられている。
なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態のコイルばね5や板ばね6は、タイヤ幅方向Hに分割されていない構成となっているが、これに限定されることはない。例えばタイヤ幅方向Hに分岐、又は分割されて複数設けられていても良い。
また、本実施形態では、タイヤ周方向に隣り合う一対の弾性連結板21、21(22、22)同士の間に1つの弾性規制部(コイルばね5、板ばね6、ウレタン部材7)が配設されているが、この弾性規制部がタイヤ径方向に沿って複数設けられていてもよい。
また、本実施形態では、タイヤ周方向に隣り合う一対の弾性連結板21、21(22、22)同士の間に1つの弾性規制部(コイルばね5、板ばね6、ウレタン部材7)が配設されているが、この弾性規制部がタイヤ径方向に沿って複数設けられていてもよい。
弾性規制部として、上述した第1の実施形態や第2の実施形態のようにバネ鋼等、繰り返し入力に耐え得る必要があるが、素材が金属であることに限定されることはない。例えば、第3の実施形態のようにウレタン材の他、樹脂やゴム等の部材を採用することも可能である。
補強部材4の形状、位置、数量等の構成は、本実施形態に制限されることはなく、弾性連結板(第1弾性連結板21、又は第2弾性連結板22)のうち少なくとも湾曲部に埋設されていれば好ましいが、とくに限定されるものではない。また、補強部材4を省略することも可能である。
また、第1弾性連結板21、及び第2弾性連結板22は、複数の変曲部を有さない構成であってもかまわない。例えば外端部21a及び内端部21bから連結部材15の延在方向の中央部に向かうに従い横幅が漸次狭くなる形状とすることも可能である。
また、本実施の形態では、連結部材15として第1弾性連結板21および第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が、これに代えて、1つの連結部材15に第1弾性連結板21および第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ていてもよい。また、連結部材15を、外装体12とリング状体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、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の内端部21b、22bは、上述した実施の形態に代えて、例えば外装体12の外周面において軸線Oをタイヤ径方向で挟んで互いに反対となる各位置に各別に連結してもよいし、或いは、外装体12の外周面において、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の各外端部21a、22aにタイヤ径方向で対向する位置等に連結してもよい。また、本実施の形態に代えて、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の各外端部21a、22aを、リング状体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。
さらに、本実施の形態において、第1外装体25と第2外装体26との間にタイヤ幅方向Hの隙間を設けてもよく、或いは設けなくてもよい。また、外装体12及びリング状体13をタイヤ幅方向Hに3つ以上に分割してもよいし、分割しなくてもよい。
さらにまた、第1外装体25と第2外装体26とは、一体であってもよい。
さらにまた、第1外装体25と第2外装体26とは、一体であってもよい。
さらに、上記実施の形態では、外装体12、リング状体13、連結部材15を例えば射出成形により一体に形成したが、射出成形に限らず例えば鋳造等で一体に形成しても構わない。また、外装体12、リング状体13、連結部材15を個別に形成した後、これらを互いに連結してもよい。
さらに、上述した実施の形態では、外装体12を介して連結部材15を取り付け体11の外リング部18に間接的に連結する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば取り付け体11の外リング部18に連結部材15を直接的に連結する構成としても構わない。
さらに、上述した実施の形態では、外装体12を介して連結部材15を取り付け体11の外リング部18に間接的に連結する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば取り付け体11の外リング部18に連結部材15を直接的に連結する構成としても構わない。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
1、1A、1B 非空気入りタイヤ
4 補強部材
5 コイルばね(弾性規制部)
6 板ばね(弾性規制部)
7 ウレタン部材(弾性規制部)
11 取り付け体
12 外装体
13 リング状体
15 連結部材
16 トレッド部材
18 外リング部
21 第1弾性連結板
22 第2弾性連結板
O 軸線
H タイヤ幅方向
4 補強部材
5 コイルばね(弾性規制部)
6 板ばね(弾性規制部)
7 ウレタン部材(弾性規制部)
11 取り付け体
12 外装体
13 リング状体
15 連結部材
16 トレッド部材
18 外リング部
21 第1弾性連結板
22 第2弾性連結板
O 軸線
H タイヤ幅方向
Claims (2)
- 車軸に取り付けられる取り付け体と、
該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、両端部が前記取り付け体および前記リング状体に各別に連結された弾性連結板を備える非空気入りタイヤであって、
前記弾性連結板は、タイヤ周方向に沿って複数配設されるとともに、タイヤ周方向で互いに隣り合う一対の前記弾性連結板同士の間に配設され、これらの弾性連結板同士の干渉を規制する弾性規制部を備えることを特徴とする非空気入りタイヤ。 - 前記弾性連結板は、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部が形成されていて、前記リング状体にタイヤ径方向の圧縮荷重が加えられたときに、互いにタイヤ周方向に隣り合う前記弾性連結板同士の間で接近する部分に前記弾性規制部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の非空気入りタイヤ。
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- 2014-12-04 JP JP2014245843A patent/JP2016107751A/ja active Pending
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