JP5432837B2 - 非空気圧タイヤ - Google Patents

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）に関するものである。

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。

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。

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。

そこで、下記の特許文献１には、空気入りタイヤと同様な動作特性を有する非空気圧タイヤを開発する目的で、タイヤに加わる荷重を支持する補強された環状バンドと、この補強された環状バンドとホイールまたはハブとの間で張力によって荷重力を伝達する複数のウェブスポークとを有する非空気圧タイヤが提案されている。また、特許文献２にも、環状の外周部材と内周部材との間を多数のスポークで連結したスポーク構造体をトレッドリングの内周側に接合した非空気圧タイヤが記載されている。特許文献１及び２の非空気圧タイヤは、空気入りタイヤのような空気漏れの心配はなく、また、ソリッドタイヤなどのような重量の問題もない。

特開２００７−１１８９１３号公報 特開２００７−２３８０１９号公報

特許文献１及び２に記載されているような非空気圧タイヤでは、高荷重が負荷された場合、通常、スポークの中央部で座屈が起こり、その部分で応力集中が発生し故障の原因となる。引用文献１及び２には、スポークの中央部を幅狭にした非空気圧タイヤが記載されているが、スポークの中央部を幅狭化すると、ますます応力集中および座屈が起こりやすくなり、耐久性は悪化してしまう。

そこで、本発明の目的は、スポーク中央部の応力集中を緩和し、座屈の発生を抑制することで、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。

上記課題を解決するため本発明に係る非空気圧タイヤは、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する複数の連結部とを備え、前記連結部は、タイヤ径方向の中央部と両端部との間に、前記中央部よりも断面積が小さいくびれ部をそれぞれ有することを特徴とする。

この構成による非空気圧タイヤの作用効果を説明する。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、この支持構造体は、内側環状部と、内側環状部の外側に設けられた外側環状部と、内側環状部と外側環状部とを連結する複数の連結部とを備えている。通常、連結部のタイヤ径方向の中央部では座屈が生じやすいが、上記構成によれば、中央部以外の箇所に、中央部よりも断面積が小さいくびれ部が設けられているため、連結部はくびれ部から座屈が発生しようとして中央部の応力集中が分散され、中央部での座屈を抑制することができる。その結果、本発明によれば、スポーク中央部での応力集中を緩和し、座屈の発生を抑制することで、耐久性を向上させた非空気圧タイヤを提供することができる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記連結部は、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延設される板状体であって、前記くびれ部のタイヤ幅方向の幅寸法は、前記中央部よりも小さくなっていることが好ましい。

くびれ部のタイヤ幅方向の幅寸法を中央部よりも小さくすることで、くびれ部の断面積を中央部よりも容易に小さくすることができる。また、くびれ部のタイヤ幅方向の幅寸法を中央部よりも小さくするためには、連結部のタイヤ幅方向端部を凹ますことで可能であるため、金型の内面に凸部を設けるなどの簡単な改良のみで製造することができる。なお、本発明におけるタイヤ径方向及びタイヤ幅方向は、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向と完全に一致する場合だけではなく、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に対して傾斜する方向も含むものとする。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記連結部は、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延設される板状体であって、前記くびれ部のタイヤ周方向の厚みは、前記中央部よりも薄くなっていることが好ましい。

くびれ部のタイヤ周方向の厚みを前記中央部よりも薄くすることで、くびれ部の断面積を中央部よりも容易に小さくすることができる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記中央部は外側に向かって丸みを帯び、かつ前記くびれ部は内側に向かって丸みを帯びており、前記中央部と前記くびれ部は連続して形成されていることが好ましい。

この構成によれば、中央部及びくびれ部が丸みを帯びているため、直線である場合に比べて応力が集中しにくい。

また、上記課題を解決するため本発明に係る非空気圧タイヤは、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中間環状部と、その中間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中間環状部とを連結する複数の内側連結部と、前記外側環状部と前記中間環状部とを連結する複数の外側連結部とを備え、前記内側連結部及び外側連結部は、タイヤ径方向の中央部と両端部との間に、前記中央部よりも断面積が小さいくびれ部をそれぞれ有することを特徴とする。

この構成による非空気圧タイヤの作用効果は、すでに述べた通りであり、本発明によれば、スポーク中央部での応力集中を緩和し、座屈の発生を抑制することで、耐久性を向上させた非空気圧タイヤを提供することができる。

本発明の非空気圧タイヤの一例を示す正面図 図１のＩ−Ｉ矢視断面図 非空気圧タイヤの別実施形態を示す断面図 非空気圧タイヤの別実施形態を示す部分拡大図 非空気圧タイヤの別実施形態を示す正面図 図５のＩ−Ｉ矢視断面図 比較例１及び２の諸元表 比較例３の連結部の形状 実施例６の連結部の形状 実施例等における評価結果

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２は、図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。ここで、Ｏは軸芯を、Ｈ１はタイヤ断面高さを、それぞれ示している。

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。

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中間環状部２と、その外側に同心円状に設けられた外側環状部３と、内側環状部１と中間環状部２とを連結する複数の内側連結部４と、外側環状部３と中間環状部２とを連結する複数の外側連結部５とを備えている。ただし、この実施形態では支持構造体ＳＳが中間環状部２を備えているが、中間環状部２は必ずしも必要ではなく、後述のように、中間環状部２を設けず、内側連結部４と外側連結部５とが連続し１本の連結部４５を構成してもよい。

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。

内側環状部１の厚みは、内側連結部４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Ｈ１の２〜７％が好ましく、３〜６％がより好ましい。

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が、本発明では中間環状部２を備えるために、内側環状部１の内径を従来より大幅に小さくすることが可能である。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。

内側環状部１の軸方向の幅は、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。

内側環状部１の引張モジュラスは、内側連結部４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。

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、中間環状部２、外側環状部３、内側連結部４、及び外側連結部５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。

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。

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。

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。

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が使用可能である。

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、中間環状部２、外側環状部３、内側連結部４、及び外側連結部５が、補強繊維により補強されていることが好ましい。

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、タイヤ軸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。

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。

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。

中間環状部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。ただし、中間環状部２の形状は、円筒形状に限られず、多角形筒状、などでもよい。

中間環状部２の厚みは、内側連結部４と外側連結部５とを十分補強しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さＨ１の３〜１０％が好ましく、４〜９％がより好ましい。

中間環状部２の内径は、内側環状部１の内径を超えて、外側環状部３の内径未満となる。外側環状部３の内径から内側環状部１の内径を差し引いた長さをｄ１とし、中間環状部２の内径から内側環状部１の内径を差し引いた長さをｄ２とすると、ｄ１とｄ２が、（１／３）×ｄ１≦ｄ２≦（２／３）×ｄ１の関係を満たすように、中間環状部２の内径を設定することが好ましい。

中間環状部２の軸方向の幅は、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。

中間環状部２の引張モジュラスは、内側連結部４と外側連結部５とを十分補強して、耐久性の向上、負荷能力の向上を図る観点から、８０００〜１８００００ＭＰａが好ましく、１００００〜５００００ＭＰａがより好ましい。

中間環状部２の引張モジュラスは、内側環状部１のそれより高いことが好ましいため、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂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３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３の厚みは、外側連結部５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Ｈ１の２〜７％が好ましく、２〜５％がより好ましい。

外側環状部３の内径は、その用途等応じて適宜決定されるが、本発明では中間環状部２を備えるために、外側環状部３の内径を従来より大きくすることが可能である。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。

外側環状部３の軸方向の幅は、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。

外側環状部３の引張モジュラスは、図１に示すように外側環状部３の外周に補強層６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６を設けない場合には、外側連結部５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。

外側環状部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。外側環状部３を補強繊維により補強することで、外側環状部３とベルト層などとの接着も十分となる。

内側連結部４は、内側環状部１と中間環状部２とを連結するものであり、両者の間に適当な間隔を開けるなどして、周方向に各々が独立するように複数設けられる。内側連結部４は、ユニフォミティを向上させる観点から、一定の間隔を置いて設けることが好ましい。

内側連結部４を全周に渡って設ける際の数（軸方向に複数設ける場合は１個として数える）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、内側連結部４を４０個設けた例を示す。

個々の内側連結部４の形状としては、板状体、柱状体などが挙げられるが、本実施形態ではタイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延設される板状体の例を示す。これらの内側連結部４は、正面視断面において、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、ブレークポイントを高くして剛性変動を生じにくくすると共に、耐久性を向上させる観点から、正面視断面において、内側連結部４の延設方向が、タイヤ径方向±２５°以内が好ましく、タイヤ径方向±１５°以内がより好ましく、タイヤ径方向が最も好ましい。図１には、内側連結部４をタイヤ径方向に沿って配置した例を示す。

内側連結部４のタイヤ周方向の厚みは、内側環状部１および中間環状部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Ｈ１の２〜１２％が好ましく、３〜１０％がより好ましい。本実施形態では、内側連結部４の厚みを一定としているが、後述のようにタイヤ径方向に沿って変化させてもよい。

内側連結部４は、タイヤ径方向の中央部４ａと両端部４ｂ，４ｃとの間に、中央部４ａよりも断面積が小さいくびれ部４ｄ，４ｅをそれぞれ有している。本実施形態では、タイヤ周方向（図２において紙面に垂直な方向）の厚みはほぼ一定であって、くびれ部４ｄ，４ｅのタイヤ幅方向の幅Ｌ２，Ｌ３は、中央部４ａの幅Ｌ１よりも狭くなっている。幅Ｌ１、幅Ｌ２、幅Ｌ３の関係は、Ｌ１＞Ｌ２＞０．５×Ｌ１かつＬ１＞Ｌ３＞０．５×Ｌ１が好ましい。また、本実施形態では、Ｌ２とＬ３はほぼ同じとしている。

また、中央部４ａ、両端部４ｂ，４ｃ、くびれ部４ｄ，４ｅは、それぞれ丸み（Ｒ）を帯びるように形成されることが好ましい。中央部４ａには、外側へ向かって丸みＲ１を付け、くびれ部４ｄ，４ｅには、内側に向かって丸みＲ２，Ｒ３を付け、両端部４ｂ，４ｃには、外側に向かって丸みＲ４，Ｒ５を付けている。丸みＲ１〜Ｒ５の大小は特には限定されないが、幅Ｌ１〜Ｌ３の関係を考慮したうえで、丸みＲ１〜Ｒ５が互いに滑らかに連続するように適宜設定することが好ましい。また、丸みＲ１〜Ｒ５は、５〜５００ｍｍが好ましい。

内側連結部４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、５〜５０ＭＰａが好ましく、７〜２０ＭＰａがより好ましい。

内側連結部４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。

外側連結部５は、外側環状部３と中間環状部２とを連結するものであり、両者の間に適当な間隔を開けるなどして、周方向に各々が独立するように複数設けられる。外側連結部５は、ユニフォミティを向上させる観点から、一定の間隔を置いて設けることが好ましい。

外側連結部５を全周に渡って設ける際の数（軸方向に複数設ける場合は１個として数える）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、３０〜１５０個が好ましく、４０〜１２０個がより好ましい。また、外側連結部５の数は、内側連結部４の数の複数倍であることが好ましい。図１には、外側連結部５を内側連結部４の２倍である８０個設けた例を示す。すなわち、外側連結部５の数は、内側連結部４の数よりも多くなっており、その結果、隣り合う外側連結部５どうしの間隔は、隣り合う内側連結部４どうしの間隔より狭くなっている。

個々の外側連結部５の形状としては、板状体、柱状体などが挙げられるが、本実施形態ではタイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延設される板状体の例を示す。本発明では、外側連結部５のたわみを中間環状部２により負担させ、支持構造体ＳＳの変形を均一化する観点から、正面視断面において、外側連結部５は、タイヤ径方向に対して傾斜していることが好ましい。ただし、外側連結部５は、必ずしもタイヤ径方向に対して傾斜している必要は無く、タイヤ径方向と同じ方向に配置しても構わない。

外側連結部５のタイヤ径方向に対して傾斜する角度θは、３０°以下であることが好ましい。角度θが大きすぎると、非空気圧タイヤＴは十分な剛性を得ることができず、また、内側連結部４と外側連結部５との間で張力が伝わりにくくなる。

また、外側連結部５のタイヤ径方向に対して傾斜する角度θは、５°以上であることがより好ましい。角度θが小さすぎると、外側連結部５のたわみを中間環状部２に効果的に負担させることができず、また、外側連結部５の圧縮剛性向上により、接地面内における圧力変動も大きくなってしまう。

本実施形態では、図１のように、２本の外側連結部５がタイヤ径方向に対して対称な方向に角度θ傾斜し、タイヤ径方向に沿った１本の内側連結部４と合わせて、タイヤ軸方向から見てＹ字状に配置される例を示す。

外側連結部５のタイヤ周方向の厚みは、外側環状部３および中間環状部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Ｈ１の１〜１０％が好ましく、２〜８％がより好ましい。さらに、本発明の非空気圧タイヤＴでは、外側連結部５の厚みが、内側連結部４の厚みより薄いことが好ましい。外側連結部５の厚みを内側連結部４の厚みより薄くすることで、圧縮剛性を下げることができ、タイヤ剛性の周方向変動を良好に抑えることができる。本実施形態では、外側連結部５の厚みを一定としているが、後述のようにタイヤ径方向に沿って変化させてもよい。

外側連結部５は、図２に示すように、タイヤ径方向の中央部と両端部との間に、中央部よりも断面積が小さいくびれ部をそれぞれ有している。外側連結部５の形状は、内側連結部４の形状とほぼ同じとなっているため、ここでは詳しい説明は省略する。

外側連結部５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、５〜５０ＭＰａが好ましく、７〜２０ＭＰａがより好ましい。

外側連結部５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。

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３の外側に、その外側環状部３の曲げ変形を補強する補強層６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６の更に外側にトレッド層７が設けられている例を示す。補強層６、トレッド層７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。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。

［他の実施形態］
上記の実施形態では、内側連結部４のタイヤ径方向の両端部４ｂ，４ｃには、外側に向かって丸みＲ４，Ｒ５を付けているが、図３に示すように、必ずしも丸みを付けなくともよい。外側連結部５についても同様である。

上記の実施形態では、内側連結部４は、くびれ部４ｄ，４ｅのタイヤ幅方向の幅寸法を中央部４ａよりも小さくすることで、くびれ部４ｄ，４ｅの断面積を中央部４ａよりも小さくしている。しかし、内側連結部４のタイヤ幅方向の幅寸法は一定のまま、くびれ部４ｄ，４ｅのタイヤ周方向の厚みを中央部４ａよりも薄くすることで、くびれ部４ｄ，４ｅの断面積を中央部４ａよりも小さくしてもよい。図４にタイヤ正面から見た部分拡大図を示す。この実施形態では、タイヤ幅方向（図４において紙面に垂直な方向）の幅寸法はほぼ一定であって、くびれ部４ｄ，４ｅのタイヤ周方向の厚みＤ２ｉｎ，Ｄ３ｉｎは、中央部４ａの厚みＤ１ｉｎよりも薄くなっている。厚みＤ１ｉｎ、厚みＤ２ｉｎ、厚みＤ３ｉｎの関係は、Ｄ１ｉｎ＞Ｄ２ｉｎ＞０．５×Ｄ１ｉｎかつＤ１ｉｎ＞Ｄ３ｉｎ＞０．５×Ｄ１ｉｎが好ましい。また、本実施形態では、Ｄ２ｉｎとＤ３ｉｎはほぼ同じとしている。外側連結部５のＤ１ｏｕｔ、Ｄ２ｏｕｔ、Ｄ３ｏｕｔについても同様である。なお、Ｄ１ｏｕｔ〜Ｄ３ｏｕｔは、外側連結部５の仮想中心線に垂直な方向の寸法である。

上記の実施形態では、支持構造体ＳＳが中間環状部２を備えているが、中間環状部２は必ずしも必要ではなく、図５の正面図及び図６の断面図に示すように、中間環状部２を設けず、内側連結部４と外側連結部５とが連続し１本の連結部４５を構成してもよい。この連結部４５についても、タイヤ径方向の中央部４５ａと両端部４５ｂ，４５ｃとの間に、中央部４５ａよりも断面積が小さいくびれ部４５ｄ，４５ｅをそれぞれ有するように構成される。

上記の実施形態では、内側連結部４は、タイヤ幅方向に対して左右対称となっているが、必ずしも左右対称である必要はない。キャンバーを付けてコーナリングする車両に用いられる非空気圧タイヤの場合などは、イン側とアウト側で左右非対称としてもよい。具体的には、丸みＲ１〜Ｒ５の値を左右で異ならせてもよい。

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。測定結果は図１０に示す。

（１）縦剛性
非空気圧タイヤに２．４５ｋＮ、および４．９ｋＮ負荷したときのタイヤ縦剛性を測定した。実施例１〜４は、比較例１を１００としたときの指数で示し、この値が大きい方が優れる。比較例３及び実施例５，６は、比較例２を１００としたときの指数で示し、この値が大きい方が優れる。

（２）最大主応力
非空気圧タイヤに２．４５ｋＮ負荷したときの外側スポーク、すなわち、中間環状部２がある場合には外側連結部５、または中間環状部２がない場合には連結部４５にかかる最大主応力を測定した。この最大主応力が高いほど耐久性が悪化する。実施例１〜４は、比較例１を１００としたときの指数で示し、この値が小さい方が優れる。比較例３及び実施例５，６は、比較例２を１００としたときの指数で示し、この値が小さい方が優れる。

（３）応力分散
非空気圧タイヤに２．４５ｋＮ負荷したときの外側スポーク、すなわち、中間環状部２がある場合には外側連結部５、または中間環状部２がない場合には連結部４５の内部での応力の標準偏差を求めた。この標準偏差が大きいほど応力が均一にかかっている。実施例１〜４は、比較例１を１００としたときの指数で示し、この値が大きい方が優れる。比較例３及び実施例５，６は、比較例２を１００としたときの指数で示し、この値が大きい方が優れる。

比較例１
図７に示す寸法および物性等にて、内側リング（内側環状部１に相当）、中間リング（中間環状部２に相当）、外側リング（外側環状部３に相当）、内側スポーク（内側連結部４に相当）、外側スポーク（外側連結部５に相当）を備える支持構造体、その外周に設けられた３層の補強層、並びにトレッドゴムを備える非空気圧タイヤを作製し、上記性能を評価した。比較例１では、内側連結部４と外側連結部５を図１に示すようにＹ字状に配置した。内側連結部４及び外側連結部５は、矩形状の板状体とし、くびれ部を設けなかった。支持構造体の成形は、支持構造体に対応する空間部を有する金型を用いて、その空間部に弾性材料（ポリウレタン樹脂）の原料液（イソシアネート末端プレポリマー：東洋ゴム工業社製ソフランネート、硬化剤：イハラケミカル社製ＭＯＣＡ）をウレタン注型機を用いて充填し、固化させることで実施した。

実施例１
比較例１の内側連結部４及び外側連結部５を図２に示すような形状とした。Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５＝１０ｍｍとし、Ｌ１＝１４０ｍｍ、Ｌ２＝Ｌ３＝１２０ｍｍとした。

実施例２
比較例１の内側連結部４及び外側連結部５を図３に示すような形状とした。Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝１５ｍｍとし、Ｌ１＝１４０ｍｍ、Ｌ２＝Ｌ３＝１２０ｍｍとした。

実施例３
比較例１の内側連結部４及び外側連結部５を図４に示すような形状とした。Ｄ１ｉｎ＝６ｍｍ、Ｄ２ｉｎ＝Ｄ３ｉｎ＝５ｍｍ、Ｄ１ｏｕｔ＝４ｍｍ、Ｄ２ｏｕｔ＝Ｄ３ｏｕｔ＝３ｍｍとした。

実施例４
実施例１の内側連結部４及び外側連結部５をタイヤ幅方向に対して左右非対称とした。すなわち、図２に示す内側連結部４及び外側連結部５において、タイヤ幅方向の一方側のＲ１〜Ｒ５の値を他方側のＲ１〜Ｒ５の値（１０ｍｍ）の１．５倍（１５ｍｍ）とした。Ｌ１＝１４０ｍｍ、Ｌ２＝Ｌ３＝１２３ｍｍとした。

比較例２
図７に示す寸法および物性等にて、内側リング（内側環状部１に相当）、外側リング（外側環状部３に相当）、外側スポーク（連結部４５に相当）を備える支持構造体、その外周に設けられた３層の補強層、並びにトレッドゴムを備える非空気圧タイヤを作製し、上記性能を評価した。比較例２では、連結部４５を図５に示すように配置した。連結部４５は、矩形状の板状体とし、くびれ部を設けなかった。支持構造体の成形は、支持構造体に対応する空間部を有する金型を用いて、その空間部に弾性材料（ポリウレタン樹脂）の原料液（イソシアネート末端プレポリマー：東洋ゴム工業社製ソフランネート、硬化剤：イハラケミカル社製ＭＯＣＡ）をウレタン注型機を用いて充填し、固化させることで実施した。

比較例３
比較例２の連結部４５を図８に示すような形状とした。Ｒ６＝６０ｍｍとし、Ｌ４＝１４０ｍｍ、Ｌ５＝１２０ｍｍとした。

実施例５
比較例２の連結部４５を図６に示すような形状とした。Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５＝２０ｍｍとし、Ｌ１＝１４０ｍｍ、Ｌ２＝Ｌ３＝１２０ｍｍとした。

実施例６
比較例２の連結部４５を図９に示すような形状とした。Ｄ１＝６ｍｍ、Ｄ２＝Ｄ３＝４．５ｍｍとした。

図１０の結果から以下のことが分かる。実施例１〜４の非空気圧タイヤは、比較例１と比較すると、例えば２．４５ｋＮの低荷重域では縦剛性が少し低下しているものの、例えば４．９ｋＮの高荷重域では縦剛性が大きくなっており、座屈による剛性の低下は見られない。同様に、実施例５，６の非空気圧タイヤも、比較例２と比較すると、例えば４．９ｋＮの高荷重域では縦剛性が大きくなっている。

実施例１〜４の非空気圧タイヤは、比較例１と比較すると、最大主応力および応力分散の値が優れている。同様に、実施例５，６の非空気圧タイヤも、比較例２と比較すると、最大主応力および応力分散の値が優れている。

また、タイヤ径方向の中央部の断面積が最も小さくなった比較例３は、比較例２と比較すると、縦剛性、最大主応力、応力分散の値がいずれも劣っている。

１ 内側環状部
２ 中間環状部
３ 外側環状部
４ 内側連結部
４ａ 中央部
４ｂ，４ｃ 両端部
４ｄ，４ｅ くびれ部
５ 外側連結部
４５ 連結部
４５ｂ，４５ｃ 両端部
４５ｄ，４５ｅ くびれ部
ＳＳ 支持構造体
Ｔ 非空気圧タイヤ

Claims (5)

1. 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する複数の連結部とを備え、
   前記連結部は、タイヤ径方向の中央部と両端部との間に、前記中央部よりも断面積が小さいくびれ部をそれぞれ有することを特徴とする非空気圧タイヤ。
2. 前記連結部は、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延設される板状体であって、
   前記くびれ部のタイヤ幅方向の幅寸法は、前記中央部よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧タイヤ。
3. 前記連結部は、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向に延設される板状体であって、
   前記くびれ部のタイヤ周方向の厚みは、前記中央部よりも薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧タイヤ。
4. 前記中央部は外側に向かって丸みを帯び、かつ前記くびれ部は内側に向かって丸みを帯びており、前記中央部と前記くびれ部は連続して形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の非空気圧タイヤ。
5. 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中間環状部と、その中間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中間環状部とを連結する複数の内側連結部と、前記外側環状部と前記中間環状部とを連結する複数の外側連結部とを備え、
   前記内側連結部及び外側連結部は、タイヤ径方向の中央部と両端部との間に、前記中央部よりも断面積が小さいくびれ部をそれぞれ有することを特徴とする非空気圧タイヤ。
   

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