JP2017007360A - Non-pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ構造部材として、車両からの荷重を支持する支持構造体を備える非空気圧タイヤ(non−pneumatic tire)に関するものであり、好ましくは空気入りタイヤの代わりとして使用することができる非空気圧タイヤに関するものである。 The present invention relates to a non-pneumatic tire provided with a support structure that supports a load from a vehicle as a tire structural member, and preferably a non-pneumatic tire that can be used as a substitute for a pneumatic tire. It relates to tires.
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。 The pneumatic tire has a load supporting function, a shock absorbing ability from the ground contact surface, and a transmission ability (acceleration, stop, change of direction) such as power. For this reason, many vehicles, particularly 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 greatly contributed to the development of automobiles and other motor vehicles. Furthermore, the impact absorbing ability of pneumatic tires is useful for medical equipment and electronic equipment 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, and the like, but do not have the superior performance of pneumatic tires. For example, solid tires and cushion tires support the load by compressing the contact portion, but this type of tire is heavy and stiff, and does not have the ability to absorb shock like a pneumatic tire. Further, in the non-pneumatic tire, it is possible to improve the cushioning property by increasing the elasticity, but there is a problem that the load supporting ability or the durability as the pneumatic tire has is deteriorated.
そこで、本発明者は、耐久性を向上させつつ、接地圧分散を小さくできる非空気圧タイヤとして、下記特許文献1及び2に記載の非空気圧タイヤを提案してきた。特許文献1及び2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た外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結し、タイヤ周方向に各々独立して設けられた複数の連結部とを備え、前記複数の連結部は、前記内側環状部のタイヤ幅方向一方側から前記外側環状部のタイヤ幅方向他方側へ向かって延設される長尺板状の第1連結部と、前記内側環状部の前記タイヤ幅方向他方側から前記外側環状部の前記タイヤ幅方向一方側へ向かって延設される長尺板状の第2連結部とがタイヤ周方向に沿って交互に配列されて構成されている。
Therefore, the present inventor has proposed non-pneumatic tires described in
しかしながら、特許文献1及び2の非空気圧タイヤは、走行時に連結部が撓むことで温度と歪が大きくなり故障に至るおそれがあることが分かり、さらなる耐久性の向上が望まれる。
However, the non-pneumatic tires of
そこで、本発明の目的は、耐久性を向上させた非空気圧タイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a non-pneumatic tire with improved durability.
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、車両からの荷重を支持する支持構造体を備える非空気圧タイヤにおいて、
前記支持構造体は、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た外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結し、タイヤ周方向に各々独立して設けられた複数の連結部とを備え、
前記複数の連結部は、前記内側環状部のタイヤ幅方向一方側から前記外側環状部のタイヤ幅方向他方側へ向かって延設される長尺板状の第1連結部と、前記内側環状部の前記タイヤ幅方向他方側から前記外側環状部の前記タイヤ幅方向一方側へ向かって延設される長尺板状の第2連結部とがタイヤ周方向に沿って交互に配列されて構成されており、
前記第1連結部又は第2連結部の側面には、タイヤ周方向と交差する方向に突出する少なくとも一つの突出部が前記第1連結部又は第2連結部の延設方向に沿って形成され、
前記突出部には、タイヤ周方向に貫通する貫通孔が形成されてい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 is a non-pneumatic tire including a support structure that supports a load from a vehicle.
The support structure connects an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided outside the inner annular portion, the inner annular portion and the outer annular portion, and is independent of each other in the tire circumferential direction. A plurality of connecting portions provided,
The plurality of connecting portions include a long plate-like first connecting portion extending from one side in the tire width direction of the inner annular portion toward the other side in the tire width direction of the outer annular portion, and the inner annular portion. The second plate-like second connecting portions extending from the other side in the tire width direction toward the one side in the tire width direction of the outer annular portion are alternately arranged along the tire circumferential direction. And
At least one protruding portion that protrudes in a direction intersecting the tire circumferential direction is formed on a side surface of the first connecting portion or the second connecting portion along the extending direction of the first connecting portion or the second connecting portion. ,
The protruding portion is formed with a through-hole penetrating in the tire circumferential direction.
この構成による本発明の作用効果を説明する。タイヤ転動時、内側環状部と外側環状部の間の空間には、相対的に略タイヤ周方向に沿って流れる空気流が発生する。この空気流は、タイヤ周方向と交差する方向に突出する突出部によって乱流となって第1連結部又は第2連結部の側面を流れ、第1連結部又は第2連結部との熱交換を促進させるため、第1連結部又は第2連結部を効果的に冷却することができる。さらに、突出部にタイヤ周方向に貫通する貫通孔を形成することで、貫通孔を通過する空気流の流速が向上するため、第1連結部又は第2連結部の冷却効果を高めることができる。これにより、第1連結部及び第2連結部の温度を低減でき、非空気圧タイヤの耐久性を向上できる。 The operational effects of the present invention with this configuration will be described. When the tire rolls, an air flow that flows relatively along the tire circumferential direction is generated in the space between the inner annular portion and the outer annular portion. This air flow becomes a turbulent flow by the protruding portion protruding in the direction intersecting the tire circumferential direction, and flows through the side surface of the first connecting portion or the second connecting portion, and heat exchange with the first connecting portion or the second connecting portion. Therefore, the 1st connection part or the 2nd connection part can be cooled effectively. Furthermore, by forming the through hole penetrating in the tire circumferential direction in the protruding portion, the flow velocity of the air flow passing through the through hole is improved, so that the cooling effect of the first coupling portion or the second coupling portion can be enhanced. . Thereby, the temperature of a 1st connection part and a 2nd connection part can be reduced, and durability of a non-pneumatic tire can be improved.
本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記貫通孔は、この貫通孔の軸方向に垂直な面による断面積が一方の開口端から他方の開口端に向かって漸減するテーパ部を有することが好ましい。 In the non-pneumatic tire according to the present invention, it is preferable that the through hole has a tapered portion in which a cross-sectional area of a surface perpendicular to the axial direction of the through hole gradually decreases from one opening end to the other opening end.
また、本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記貫通孔の内周面には、ねじ溝が形成されていることが好ましい。 In the non-pneumatic tire according to the present invention, it is preferable that a thread groove is formed on the inner peripheral surface of the through hole.
また、本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記貫通孔の内周面には、前記貫通孔の軸方向に沿って延びる突条が前記貫通孔の周方向に間隔を空けて複数形成されていることが好ましい。 In the non-pneumatic tire according to the present invention, a plurality of protrusions extending along the axial direction of the through hole are formed on the inner peripheral surface of the through hole at intervals in the circumferential direction of the through hole. It is preferable.
これらの構成によれば、貫通孔を通過する空気流の流速がより一層向上するため、第1連結部又は第2連結部の冷却効果を高めることができる。 According to these structures, since the flow velocity of the airflow which passes a through-hole improves further, the cooling effect of a 1st connection part or a 2nd connection part can be heightened.
また、本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記貫通孔の軸方向は、タイヤ周方向に対して前記第1連結部又は第2連結部に近付く向きに傾斜し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 axial direction of the through hole is inclined in a direction approaching the first connecting portion or the second connecting portion with respect to the tire circumferential direction.
この構成によれば、貫通孔を通過した空気流が第1連結部又は第2連結部に向かうため、第1連結部又は第2連結部の冷却効果を高めることができる。 According to this structure, since the airflow which passed through the through-hole goes to a 1st connection part or a 2nd connection part, the cooling effect of a 1st connection part or a 2nd connection part can be improved.
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。初めに、本発明の非空気圧タイヤTの構成を説明する。図1は、非空気圧タイヤTの一例を示す正面図である。図2Aは、図1のA−A断面図であり、図2Bは、非空気圧タイヤTの一部を示す斜視図である。図3は、図1の一部を拡大して示す図である。ここで、Oは軸芯を、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. First, the configuration of the non-pneumatic tire T of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view showing an example of a non-pneumatic tire T. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a perspective view showing a part of the non-pneumatic tire T. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG. Here, O indicates the shaft core, and H indicates the tire cross-sectional height.
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を備えるものである。本発明の非空気圧タイヤTは、このような支持構造体SSを備えるものであればよく、その支持構造体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、補強層、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 includes a support structure SS that supports a load from the vehicle. The non-pneumatic tire T of the present invention only needs to be provided with such a support structure SS, and a member corresponding to a tread on the outer side (outer peripheral side) or inner side (inner peripheral side) of the support structure SS, A reinforcing layer, a member for fitting with an axle or a rim, and the like may be provided.
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た外側環状部2と、内側環状部1と外側環状部2とを連結し、タイヤ周方向CDに各々独立して設けられた複数の連結部3とを備えている。
As shown in the front view of FIG. 1, the non-pneumatic tire T of the present embodiment includes an inner
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
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2〜7%が好ましく、3〜6%がより好ましい。
The thickness of the inner
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
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 in the tire width direction of the inner
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、5〜180000MPaが好ましく、7〜50000MPaがより好ましい。なお、本発明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%伸び時の引張応力から算出した値である。
The tensile modulus of the inner
本発明における支持構造体SSは、弾性材料で成形されるが、支持構造体SSを製造する際に、一体成形が可能となる観点から、内側環状部1、外側環状部2、及び連結部3は、補強構造を除いて基本的に同じ材質とすることが好ましい。
The support structure SS in the present invention is formed of an elastic material. However, the
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、好ましくは引張モジュラスが5〜100MPaであり、より好ましくは7〜50MPa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 elastic material in the present invention refers to a material having a tensile modulus calculated from a tensile stress at 10% elongation by a tensile test according to JIS K7312 and 100 MPa or less. The elastic material of the present invention preferably has a tensile modulus of 5 to 100 MPa, more preferably 7 to 50 MPa from the viewpoint of imparting adequate rigidity while obtaining sufficient durability. Examples of the elastic material used as the base material include thermoplastic elastomers, crosslinked rubbers, and other resins.
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 elastomer, polyolefin elastomer, polyamide elastomer, polystyrene elastomer, polyvinyl chloride elastomer, polyurethane elastomer and the like. Rubber materials constituting the crosslinked rubber material include natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (hydrogenated NBR). And synthetic rubbers such as chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPDM), fluorine rubber, silicon rubber, acrylic rubber, and urethane rubber. These rubber materials may be used in combination of two or more as required.
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, a polyurethane resin is preferably used from the viewpoint of moldability / workability and cost. In addition, as an elastic material, you may use a foaming material, The thing which foamed said thermoplastic elastomer, crosslinked rubber, and other resin can also be used.
弾性材料で一体成形された支持構造体SSは、内側環状部1、外側環状部2、及び連結部3が、補強繊維により補強されていることが好ましい。
In the support structure SS integrally formed of an elastic material, the inner
補強繊維としては、長繊維、短繊維、織布、不織布などの補強繊維が挙げられるが、長繊維を使用する形態として、タイヤ幅方向に配列される繊維とタイヤ周方向に配列される繊維とから構成されるネット状繊維集合体を使用するのが好ましい。 Reinforcing fibers include reinforcing fibers such as long fibers, short fibers, woven fabrics, and non-woven fabrics, but as a form using long fibers, fibers arranged in the tire width direction and fibers arranged in the tire circumferential direction It is preferable to use a net-like fiber assembly composed of:
補強繊維の種類としては、例えば、レーヨンコード、ナイロン−6,6等のポリアミドコード、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルコード、アラミドコード、ガラス繊維コード、カーボンファイバー、スチールコード等が挙げられる。 Examples of the types of reinforcing fibers include rayon cords, polyamide cords such as nylon-6,6, polyester cords such as polyethylene terephthalate, aramid cords, glass fiber cords, carbon fibers, and steel cords.
本発明では、補強繊維を用いる補強の他、粒状フィラーによる補強や、金属製リング等による補強を行うことが可能である。粒状フィラーとしては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ等のセラミックス、その他の無機フィラーなどが挙げられる。 In the present invention, in addition to reinforcement using reinforcing fibers, it is possible to perform reinforcement with a granular filler or reinforcement with a metal ring or the like. Examples of the particulate filler include ceramics such as carbon black, silica, and alumina, and other inorganic fillers.
外側環状部2の形状は、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。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2〜7%が好ましく、2〜5%がより好ましい。
The shape 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が、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、その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 in the tire width direction of the outer
外側環状部2の引張モジュラスは、図1に示すように外側環状部2の外周に補強層7が設けられている場合には、内側環状部1と同程度に設定できる。このような補強層7を設けない場合には、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、5〜180000MPaが好ましく、7〜50000MPaがより好ましい。
The tensile modulus of the outer
外側環状部2の引張モジュラスを高める場合、弾性材料を繊維等で補強した繊維補強材料が好ましい。外側環状部2を補強繊維により補強することで、外側環状部2とベルト層などとの接着も十分となる。
When 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空けるなどして、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。
The connecting
複数の連結部3は、第1連結部31と第2連結部32とがタイヤ周方向CDに沿って配列されて構成されている。この際、第1連結部31と第2連結部32は、タイヤ周方向CDに沿って交互に配列されていることが好ましい。これにより、タイヤ転動時の接地圧分散をより小さくできる。
The plurality of connecting
また、第1連結部31と第2連結部32との間のタイヤ周方向CDのピッチpは、ユニフォミティを向上させる観点から、一定とするのが好ましい。ピッチpは、0〜10mmが好ましく、0〜5mmがより好ましい。ピッチpが10mmよりも大きいと、接地圧が不均一となり、ノイズが増大する要因となり得る。
In addition, the pitch p in the tire circumferential direction CD between the first connecting
第1連結部31は、内側環状部1のタイヤ幅方向一方側WD1から外側環状部2のタイヤ幅方向他方側WD2へ向かって延設されている。一方、第2連結部32は、内側環状部1のタイヤ幅方向他方側WD2から外側環状部2のタイヤ幅方向一方側WD1へ向かって延設されている。すなわち、隣り合う第1連結部31と第2連結部32は、タイヤ周方向CDから見ると、略X字状に配置されている。
The first connecting
タイヤ周方向CDから見た第1連結部31と第2連結部32は、図2Aに示すように、タイヤ赤道面Cに対して対称な形状であることが好ましい。そのため、以下では、主として第1連結部31について説明する。
The first connecting
第1連結部31は、内側環状部1から外側環状部2へと延びる長尺板状をしている。第1連結部31は、板厚tが板幅wよりも小さく、板厚方向PTがタイヤ周方向CDを向いている。すなわち、第1連結部31は、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延びる板状である。第1連結部31及び第2連結部32をこのような長尺板状とすることにより、仮に板厚tを薄くしても、板幅wを広く設定することで、第1連結部31及び第2連結部32は所望の剛性を得ることができるため、耐久性を向上できる。また、板厚tを薄くしつつ第1連結部31及び第2連結部32の数を増やすことで、タイヤ全体の剛性を維持しつつ、タイヤ周方向CDに隣り合う連結部同士の隙間を小さくすることができるため、タイヤ転動時の接地圧分散を小さくできる。
The first connecting
第1連結部31の板厚tは、延設方向PLに沿って一定としてもよいが、図3のように、第1連結部31の板厚tは、内側環状部1から外側環状部2へ向かって漸増していることが好ましい。この場合、第1連結部31のタイヤ径方向外側端31aでの板厚tが板幅wよりも小さくなるように設定される。
The plate thickness t of the first connecting
板厚tは、内側環状部1および外側環状部2からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、8〜30mmが好ましく、10〜20mmがより好ましい。
The plate thickness t is preferably 8 to 30 mm, more preferably 10 to 20 mm, from the viewpoint of reducing the weight and improving the durability while sufficiently transmitting the force from the inner
図2Aでは、板幅wは、第1連結部31の中央部において、延設方向PLに沿って一定となっているが、これに限定されない。図4Aや図4Bに示すように、板幅wは、延設方向PLに沿って変化させてもよい。この場合、第1連結部31のタイヤ径方向高さをhとすると、第1連結部31のタイヤ径方向高さ中心31cからタイヤ径方向へ向かってhの±25%を範囲とし、その範囲内で最も狭い部分での板幅wが板厚tよりも大きくなるように設定される。なお、タイヤ径方向内側を+側、タイヤ径方向外側を−側とする。また、第1連結部31の板幅wは、幅方向両側端の間の最短距離で測定される。
In FIG. 2A, the plate width w is constant along the extending direction PL in the central portion of the first connecting
板幅wは、内側環状部1および外側環状部2からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、5〜25mmが好ましく、10〜20mmがより好ましい。また、板幅wは、耐久性を向上させつつ接地圧分散を小さくする観点から、板厚tの110%以上が好ましく、115%以上がより好ましい。
The plate width w is preferably 5 to 25 mm, more preferably 10 to 20 mm, from the viewpoint of reducing the weight and improving the durability while sufficiently transmitting the force from the inner
第1連結部31は、内側環状部1との結合部付近及び外側環状部2との結合部付近において、内側環状部1又は外側環状部2へ向かって徐々に板幅を大きくした補強部311を有することが好ましい。これにより、第1連結部31の耐久性をさらに向上させることができる。補強部311を設ける範囲は、第1連結部31のタイヤ径方向高さ中心31cからhの±25%の範囲外とするのが好ましい。
The first connecting
タイヤ周方向CDから見た第1連結部31は、タイヤ径方向に湾曲する湾曲部が少なくとも1つ形成されていることが好ましく、タイヤ径方向に湾曲する湾曲部が延設方向PLに沿って複数形成されていることがより好ましい。湾曲部が複数形成される場合、タイヤ径方向内側へ凸となる湾曲部とタイヤ径方向外側へ凸となる湾曲部が交互に形成される。湾曲部の数は、1〜15個が好ましく、3〜10個がより好ましい。湾曲部は、第1連結部31のうち応力が高くなるトレッド側に少なくとも1つ形成されることで、第1連結部31の応力を効果的に分散することができる。湾曲部の曲率半径は、5〜200mmが好ましく、20〜150mmがより好ましい。
The first connecting
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、80〜300個が好ましく、100〜200個がより好ましい。図1には、第1連結部31を50個、第2連結部32を50個設けた例を示す。
The number of connecting
連結部3の引張モジュラスは、内側環状部1および外側環状部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、5〜180000MPaが好ましく、7〜50000MPaがより好ましい。連結部3の引張モジュラスを高める場合、弾性材料を繊維等で補強した繊維補強材料が好ましい。
The tensile modulus of the connecting
第1連結部31又は第2連結部32の側面には、タイヤ周方向CDと交差する方向に突出する少なくとも一つの突出部4が第1連結部31又は第2連結部32の延設方向PLに沿って形成されている。
On the side surface of the first connecting
本実施形態の突出部4は、第1連結部31の4つの側面のうちタイヤ径方向内側を向いた側面31b、及び第2連結部32の4つの側面のうちタイヤ径方向内側を向いた側面32bにそれぞれ形成されている。側面31b及び側面32bは、タイヤ周方向CDに対して略平行となっている。
The protruding
図5は、第1連結部31を延設方向PLに対する直交方向で切断した断面図である。突出部4は、第1連結部31の側面31bからタイヤ径方向内側へ向かって突出している。突出部4の断面形状は、略矩形状をしている。ただし、突出部4の断面形状は、矩形状に限定されず、台形状、三角形状などでもよい。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the first connecting
突出部4は、タイヤ回転方向前方に位置する前壁面4aと、タイヤ回転方向に対して前壁面4aの後方に位置する後壁面4bと、第1連結部31の側面31bから最も突出する上面4cとを有している。
The protruding
突出部4の前壁面4aと第1連結部31の側面31bとのなす角度θ1は、45〜150°が好ましく、90〜135°がより好ましい。本実施形態では、角度θ1を90°としている。突出部4の後壁面4bと第1連結部31の側面31bとのなす角度θ2は、45〜150°が好ましく、90〜135°がより好ましい。本実施形態では、角度θ2を90°としている。突出部4の上面4cは、第1連結部31の側面31bと略平行となっている。
The angle θ1 formed by the
突出部4の側面31b側の幅は、板厚tに対して10〜90%が好ましく、20〜50%がより好ましい。また、突出部4の高さは、板幅wに対して5〜50%が好ましく、10〜30%がより好ましい。
10-90% is preferable with respect to plate | board thickness t, and the width | variety by the
突出部4の剛性は、第1連結部31及び第2連結部32の剛性よりも小さいことが好ましい。突出部4は、前述の弾性材料の何れかで成形されるが、前述の弾性材料のうち架橋ゴムやポリウレタン樹脂で成形されるのが好ましく、架橋ゴムで成形されるのが特に好ましい。突出部4の引張モジュラスは、乗り心地が悪化するのを抑制する観点から、0.2〜5MPaが好ましく、0.5〜2MPaがより好ましい。
The rigidity of the
突出部4と第1連結部31及び第2連結部32は、同じ材料で成形されても、或いは異なる材料で成形されてもよい。突出部4を第1連結部31及び第2連結部32と異なる材料で成形する場合、突出部4を第1連結部31及び第2連結部32と一体的に成形してもよく、別々に成形した突出部4と第1連結部31及び第2連結部32とを接着や溶着により一体化してもよい。
The
突出部4には、タイヤ周方向CDに貫通する貫通孔5が形成されている。本実施形態では、3つの貫通孔5が突出部4に形成されているが、貫通孔5の数は突出部4のサイズ等によって適宜設定可能である。なお、本発明において、貫通孔5がタイヤ周方向CDに貫通するとは、貫通孔5の軸αが延びる方向(以下、単に貫通孔5の軸方向)がタイヤ周方向CDに一致する場合のみならず、タイヤ周方向CDに対して傾斜する場合も含む。貫通孔5の軸方向がタイヤ周方向CDに対して傾斜する場合、タイヤ周方向CDに対する傾斜角度は、90°以下が好ましく、60°以下がより好ましい。
A through
本実施形態における貫通孔5の軸方向は、タイヤ周方向CDに一致している。貫通孔5の軸方向に垂直な面による断面積は、軸方向に一定である。貫通孔5の両方の開口端は何れも円形となっており、すなわち貫通孔5は円孔である。貫通孔5の直径は、例えば突出部4の高さに対して10〜50%である。なお、貫通孔5の開口端は円形に限らず、三角形、四角形等の多角形、楕円形などでもよい。
The axial direction of the through
貫通孔5の軸方向は、図6に示すようにタイヤ周方向CDに対して第1連結部31又は第2連結部32に近付く向きに傾斜しているのが好ましい。このとき、突出部4の前壁面4aに形成された貫通孔5の開口端5aは、後壁面4bに形成された貫通孔5の開口端5bよりも上面4c側に位置する。これにより、開口端5aから流入して開口端5bから流出する空気流は、第1連結部31の側面31bへ向かうため、第1連結部31の冷却効果を高めることができる。
As shown in FIG. 6, the axial direction of the through
本発明の貫通孔5は、貫通孔5の軸方向に垂直な面による断面積が一方の開口端から他方の開口端に向かって漸減するテーパ部を有していてもよい。図7(a)の断面図に示す貫通孔5は、一方の開口端5aから他方の開口端5bまで連続して形成されたテーパ部51を有する。図7(b)の断面図に示す貫通孔5は、一方の開口端5aから他方の開口端5bへ向かって貫通孔5の内部まで形成されたテーパ部51を有する。図7(c)の断面図に示す貫通孔5は、一方の開口端5aから他方の開口端5bへ向かって貫通孔5の内部まで形成されたテーパ部51と、他方の開口端5bから一方の開口端5aへ向かって貫通孔5の内部まで形成されたテーパ部51とを有する。2つのテーパ部51の間は、断面積が一定となっている。
The through-
本発明の貫通孔5の内周面には、図8(a)に示すように、ねじ溝52が形成されていてもよい。貫通孔5の内周面にねじ溝52を形成することで、貫通孔5を通過する空気流の流速がより一層向上するため、第1連結部31又は第2連結部32の冷却効果を高めることができる。
As shown in FIG. 8A, a
また、本発明の貫通孔5の内周面には、貫通孔5の軸方向に沿って延びる突条53が貫通孔5の周方向に間隔を空けて複数形成されていてもよい。図8(b)は、貫通孔5を軸方向に見た図であり、貫通孔5の内周面に、断面三角形状の突条53が貫通孔5の周方向に間隔を空けて複数形成されている。貫通孔5の内周面に突条53を形成することで、貫通孔5を通過する空気流の流速がより一層向上するため、第1連結部31又は第2連結部32の冷却効果を高めることができる。
Further, a plurality of
本実施形態では、図1に示すように、支持構造体SSの外側環状部2の外側に、その外側環状部2の曲げ変形を補強する補強層7が設けられている例を示す。また、本実施形態では、図1に示すように、補強層7の更に外側にトレッド8が設けられている例を示す。補強層7、トレッド8としては、従来の空気入りタイヤのベルト層と同様のものを設けることが可能である。なお、トレッド8は、樹脂で形成してもよい。また、トレッドパターンとして、従来の空気入りタイヤと同様のパターンを設けることが可能である。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, an example is shown in which a reinforcing
本発明において、連結部3のタイヤ径方向外側端とトレッド8の間には、タイヤ幅方向の剛性を高める幅方向補強層をさらに配置することが好ましい。これにより、外側環状部2のタイヤ幅方向中央部での座屈を抑制して、連結部3の耐久性をさらに向上できる。幅方向補強層は、外側環状部2に埋設されるか、もしくは外側環状部2の外側に配置される。幅方向補強層としては、スチールコードやCFRP、GFRP等の繊維強化プラスチック製のコードをタイヤ幅方向に対して略平行に配列したもの、円筒状の金属製リングや高モジュラス樹脂製リングなどが例示される。
In the present invention, it is preferable that a width direction reinforcing layer for increasing rigidity in the tire width direction is further disposed between the outer end in the tire radial direction of the connecting
[他の実施形態]
(1)図9(a)は、図2Bに示す非空気圧タイヤTの第1連結部31を側面31b側から見た図である。この例では、突出部4は、第1連結部31と第2連結部32にそれぞれ1つずつ設けられているが、突出部4は、第1連結部31又は第2連結部32の延設方向PLに間隔を空けて複数設けられてもよい。図9(b)は、第1連結部31の延設方法PLに間隔を空けて2つの突出部4が設けられている例を示す。
[Other Embodiments]
(1) FIG. 9A is a view of the first connecting
また、図9(c)は、第1連結部31の延設方向PLに間隔を空けて4つの突出部4が設けられている例を示す。この例では、突出部4は、第1連結部31の延設方向PLに対して傾斜する方向に延びている。このように、本発明の突出部4の延設方向は、第1連結部31又は第2連結部32の延設方向PLと必ずしも平行である必要はない。
FIG. 9C shows an example in which four projecting
また、図9(d)および図9(e)は、図9(b)に示す隣接する突出部4同士の間隔を突出部4の幅方向で変化させている例を示す。図9(d)では、突出部4同士の間隔が、幅方向の一方側から他方側へ向かって徐々に狭まっている。図9(e)では、突出部4同士の間隔が、幅方向の両端から中央部へ向かって徐々に狭まっている。
9D and 9E show an example in which the interval between the
(2)突出部4の表面には、タイヤ周方向CDと交差する方向に突出する複数の小突起が形成されていることが好ましい。図10(a)は、突出部4の上面4cに複数の半球状の小突起41が形成されている例を示しており、第1連結部31を側面31b側から見た図及びタイヤ周方向CDから見た図である。なお、複数の小突起41の配置は、特に限定されない。また、図10(b)は、突出部4の上面4cに複数のリブ状の小突起42が形成されている例を示しており、第1連結部31を側面31b側から見た図及びタイヤ周方向CDから見た図である。リブ状の小突起42は、タイヤ周方向CDに沿って延びている。この例では、小突起42の断面は三角形であるが、その他の形状、例えば矩形等でもよい。
(2) It is preferable that a plurality of small protrusions protruding in a direction intersecting the tire circumferential direction CD is formed on the surface of the protruding
(3)前述の実施形態では、突出部4が第1連結部31の4つの側面のうちタイヤ径方向内側を向いた側面31b、及び第2連結部32の4つの側面のうちタイヤ径方向内側を向いた側面32bにそれぞれ形成されているが、突出部4は、図11に示すように、第1連結部31又は第2連結部32の2つの側面に1つずつ形成されてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the protruding
(4)本発明の非空気圧タイヤは、第1連結部31及び第2連結部32を板幅方向がタイヤ周方向CDと一致するような長尺板状としてもよい。
(4) In the non-pneumatic tire of the present invention, the first connecting
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。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。 Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below. In addition, the evaluation item in an Example etc. measured as follows.
耐久性
直径1.7mのドラムを備えた室内ドラム試験機を使用し、空気圧を180kPa、試験速度を80km/hとし、タイヤ負荷荷重をJIS規定の85%から始め、規定時間毎に荷重を上げていき最終的に140%で走行させ、そのまま故障するまで走行試験を行った。この耐久試験中の連結部の表面温度を15分毎に測定した。表面温度が低いほど耐久性に有利である。比較例1での温度を100としたときの指数で示し、この値が大きいほど耐久性に優れる。
Durability Using an indoor drum testing machine equipped with a drum with a diameter of 1.7m, the air pressure is 180kPa, the test speed is 80km / h, the tire load starts from 85% of the JIS standard, and the load is increased every specified time. Finally, it was run at 140% and a running test was conducted until it broke down. The surface temperature of the connecting portion during this durability test was measured every 15 minutes. The lower the surface temperature, the more advantageous the durability. It shows with an index when the temperature in Comparative Example 1 is 100, and the larger this value, the better the durability.
比較例1
図2Bに示す非空気圧タイヤから突出部(貫通孔を含む)を除いたものを比較例1とした。耐久性の結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A non-pneumatic tire shown in FIG. 2B except for the protruding portion (including the through hole) was used as Comparative Example 1. The durability results are shown in Table 1.
比較例2
図2Bに示す非空気圧タイヤから貫通孔を除いたものを比較例2とした。耐久性の結果を表1に示す。
Comparative Example 2
A non-pneumatic tire shown in FIG. The durability results are shown in Table 1.
実施例1
図2Bに示す非空気圧タイヤを実施例1とした。耐久性の結果を表1に示す。
Example 1
The non-pneumatic tire shown in FIG. The durability results are shown in Table 1.
実施例2
実施例1に対し、貫通孔を図7(a)の形状としたものを実施例2とした。耐久性の結果を表1に示す。
Example 2
In contrast to Example 1, a through hole having the shape shown in FIG. The durability results are shown in Table 1.
実施例3
実施例2に対し、図8(b)に示すような突条を貫通孔の内周面に複数形成したものを実施例3とした。耐久性の結果を表1に示す。
Example 3
In contrast to Example 2, Example 3 was obtained by forming a plurality of protrusions as shown in FIG. 8B on the inner peripheral surface of the through hole. The durability results are shown in Table 1.
なお、何れの非空気圧タイヤも、タイヤの外径を535mm、タイヤ幅を140mm、リム径を14インチとした。 In each non-pneumatic tire, the outer diameter of the tire was 535 mm, the tire width was 140 mm, and the rim diameter was 14 inches.
表1の結果から以下のことが分かる。実施例1の非空気圧タイヤは、比較例1と比べて、耐久性が向上した。また、実施例2の非空気圧タイヤは、実施例1に比べて、耐久性がさらに向上し、実施例3の非空気圧タイヤは、実施例2に比べて、耐久性がさらに向上した。なお、比較例2の非空気圧タイヤは、比較例1と比べて耐久性が向上したが、乗り心地が悪化した。 From the results in Table 1, the following can be understood. The non-pneumatic tire of Example 1 has improved durability as compared with Comparative Example 1. Further, the non-pneumatic tire of Example 2 was further improved in durability as compared with Example 1, and the non-pneumatic tire of Example 3 was further improved in durability as compared with Example 2. In addition, although the non-pneumatic tire of the comparative example 2 improved durability compared with the comparative example 1, riding comfort deteriorated.
1 内側環状部
2 外側環状部
3 連結部
4 突出部
5 貫通孔
31 第1連結部
32 第2連結部
SS 支持構造体
T 非空気圧タイヤ
CD タイヤ周方向
WD タイヤ幅方向
WD1 タイヤ幅方向一方側
WD2 タイヤ幅方向他方側
PL 第1連結部の延設方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記支持構造体は、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た外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結し、タイヤ周方向に各々独立して設けられた複数の連結部とを備え、
前記複数の連結部は、前記内側環状部のタイヤ幅方向一方側から前記外側環状部のタイヤ幅方向他方側へ向かって延設される長尺板状の第1連結部と、前記内側環状部の前記タイヤ幅方向他方側から前記外側環状部の前記タイヤ幅方向一方側へ向かって延設される長尺板状の第2連結部とがタイヤ周方向に沿って交互に配列されて構成されており、
前記第1連結部又は第2連結部の側面には、タイヤ周方向と交差する方向に突出する少なくとも一つの突出部が前記第1連結部又は第2連結部の延設方向に沿って形成され、
前記突出部には、タイヤ周方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする非空気圧タイヤ。 In a non-pneumatic tire including a support structure that supports a load from a vehicle,
The support structure connects an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided outside the inner annular portion, the inner annular portion and the outer annular portion, and is independent of each other in the tire circumferential direction. A plurality of connecting portions provided,
The plurality of connecting portions include a long plate-like first connecting portion extending from one side in the tire width direction of the inner annular portion toward the other side in the tire width direction of the outer annular portion, and the inner annular portion. The second plate-like second connecting portions extending from the other side in the tire width direction toward the one side in the tire width direction of the outer annular portion are alternately arranged along the tire circumferential direction. And
At least one protruding portion that protrudes in a direction intersecting the tire circumferential direction is formed on a side surface of the first connecting portion or the second connecting portion along the extending direction of the first connecting portion or the second connecting portion. ,
A non-pneumatic tire characterized in that a through-hole penetrating in the tire circumferential direction is formed in the protruding portion.
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