JP5461303B2 - 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）に関するものであり、特に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に関する。

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。特許文献１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。

特表２００５−５００９３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された非空気圧タイヤは、接地するトレッド部がほぼ平坦になっており、キャンバーを付けてコーナリングする車両には不向きである。すなわち、トレッド部が平坦な非空気圧タイヤでは、キャンバーが付いた状態の接地面積は限りなくゼロに近付き、グリップ力が大幅に低下して滑りを起こす。

そこで、本発明の目的は、キャンバーを付けてコーナリングする車両に用いられ、直進走行時とコーナリング時との間の接地面積の変動が小さく安全性に優れた非空気圧タイヤを提供することにある。

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、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であって、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有し、車両からの荷重を支持する支持構造体と、前記支持構造体の外周に設けられ、タイヤ幅方向に曲率を有するトレッド部と、を備えることを特徴とする。

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有している。本発明の非空気圧タイヤは、支持構造体の外周にタイヤ幅方向に曲率を有するトレッド部を備えるので、キャンバーを付けてコーナリングする際にも接地面積が小さくなりすぎず、直進走行時とコーナリング時との間の接地面積の変動が少なく安全性に優れている。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記連結部の厚みは、タイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって増大していることが好ましい。トレッド部がタイヤ幅方向に曲率を有する場合、荷重を支持する連結部は、タイヤ幅方向中央部に応力集中が発生しやすくなり、耐久性や寿命に悪影響を及ぼす。連結部の厚みを、タイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって増大させることで、応力集中しやすい部分を補強することができる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記連結部は、タイヤ径方向に延びる板状体であって、前記外側環状部と交わる交線部がタイヤ幅方向に対して傾斜していることが好ましい。連結部と外側環状部とが交わる交線部が、タイヤ幅方向に平行の場合、隣り合う連結部どうしの間隔が広いため、連結部直下で接地する場合と、連結部間で接地する場合とで非空気圧タイヤの上下方向の変位差が大きくなり、乗り心地の悪化に繋がる。これに対し、交線部がタイヤ幅方向に対して傾斜している場合、交線部のタイヤ幅方向両端部が隣の交線部に近くなり、結果として隣り合う連結部どうしの間隔が狭くなるため、上記の変位差が小さくなる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、隣り合う前記交線部は、タイヤ幅方向に対してそれぞれ反対の向きに傾斜していることが好ましい。この構成によれば、隣り合う交線部がタイヤ幅方向に対して同じ向きに傾斜している場合に比べて、交線部のタイヤ幅方向両端部が隣の交線部のタイヤ幅方向両端部に近くなり、上記の変位差がより小さくなる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、複数の前記交線部は、各々独立していることが好ましい。この構成によれば、隣り合う連結部の間に隙間が存在するため、空気はタイヤ幅方向に通り抜けることができ、非空気圧タイヤのひずみによって発生した熱を効率よく逃がすことができる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記支持構造体は、前記内側環状部の外側、かつ前記外側環状部の内側に同心円状に設けられた中間環状部を備えることが好ましい。この構成によれば、本発明の非空気圧タイヤは、中間環状部を備えるので、非空気圧タイヤに大きな荷重が負荷された場合に、連結部がタイヤ周方向に座屈することを防止することができる。

本発明の非空気圧タイヤの一例を示す正面図 本発明の非空気圧タイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 図１の非空気圧タイヤを右から見た右側面図 キャンバー角αで傾いた非空気圧タイヤＴを車両正面から見た図 非空気圧タイヤの製造方法の一例を示す断面図 評価試験方法を説明するための模式図

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。図２は、本発明の非空気圧タイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図３は、図１の非空気圧タイヤを右から見た右側面図の一部を示している。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。

本発明の非空気圧タイヤＴは、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。すなわち、車両がコーナリングする際、車両を正面から見ると、図４に示すように非空気圧タイヤＴの上部は左右のどちらかにキャンバー角αで傾く。通常の自動車用タイヤのキャンバー角αは最大でも２度程度であるが、本発明の非空気圧タイヤＴは、最大８度程度のキャンバーを付けてコーナリングする車両にも使用可能である。

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を備えている。さらに、本発明の非空気圧タイヤＴは、支持構造体ＳＳの外周にトレッド部６を備えている。

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とを連結し周方向に各々が独立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とを連結し周方向に各々が独立する複数の外側連結部５とを備えている。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、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Ｈの６〜３０％が好ましく、１０〜２０％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の内径をより小さくすることが可能である。内側環状部１の内径は、５０〜５６０ｍｍが好ましく、８０〜２００ｍｍ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、３０〜１００ｍｍが好ましく、４０〜８０ｍｍ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、１〜１８００００ＭＰａが好ましく、１〜５００００ＭＰａ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０．１〜１００ＭＰａであり、より好ましくは０．１〜５０ＭＰａ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が、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Ｈ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。但し、中間環状部２の内径としては、内側連結部４と外側連結部５との補強効果を向上させる観点から、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値の２０〜８０％の値を、内側環状部１の内径に加えた内径とすることが好ましく、３０〜６０％の値を、内側環状部１の内径に加えた内径とすることがより好ましい。

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、３０〜１００ｍｍが好ましく、４０〜８０ｍｍがより好ましい。

中間環状部２の引張モジュラスは、１〜１８００００ＭＰａが好ましく、１〜５００００ＭＰａがより好ましい。

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Ｈの２〜１０％が好ましく、２〜９％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の内径をより大きくすることが可能である。外側環状部３の外径は、１００〜６００ｍｍが好ましく、１２０〜３００ｍｍ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、３０〜１００ｍｍが好ましく、４０〜８０ｍｍがより好ましい。

外側環状部３の引張モジュラスは、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、１〜１８００００ＭＰａが好ましく、１〜５００００ＭＰａ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とトレッド部６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、周方向に規則的に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、２０〜６０個が好ましく、２０〜５０個がより好ましい。図１には、内側連結部４を３０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±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、内側連結部４が、タイヤ径方向に延設されている例を示す。

内側連結部４の厚みは、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、タイヤ断面高さＨの３〜１２％が好ましく、４〜１０％がより好ましい。

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、１〜５０ＭＰａが好ましく、１〜３０ＭＰａ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、周方向に規則的に設けることが好ましい。

なお、外側連結部５と内側連結部４とは全周の同じ位置に設けてもよく、異なる位置に設けてもよい。すなわち、外側連結部５と内側連結部４は、必ずしも図１のように同じ方向に連続するように延設する必要はない。

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、２０〜６０個が好ましく、２０〜５０個がより好ましい。図１には、外側連結部５を内側連結部４と同じく３０個設けた例を示す。なお、外側連結部５の数と内側連結部４の数は、必ずしも同じとする必要はなく、外側連結部５を内側連結部４よりも多く設けてもよい。

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、本実施形態では板状体の例を示す。これらの外側連結部５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、外側連結部５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、外側連結部５が、タイヤ径方向に延設されている例を示す。

外側連結部５の厚みは、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、タイヤ断面高さＨの３〜１２％が好ましく、４〜１０％がより好ましい。

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、１〜５０ＭＰａが好ましく、１〜３０ＭＰａ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。

本実施形態において、それぞれの外側連結部５は、板状体であって、外側環状部３と交わる部分は、交線部５１を構成する。この交線部５１は、図３に破線で示されるように、タイヤ幅方向に対して角度θで傾斜している。また、隣り合う交線部５１は、各々独立しており、タイヤ幅方向に対してそれぞれ反対の向きに角度θで傾斜している。すなわち、タイヤ径方向から見ると、隣り合う２つの交線部５１がハの字状となるように、外側連結部５は設けられている。交線部５１がタイヤ幅方向に平行の場合、外側連結部５直下で接地する場合と、外側連結部５間で接地する場合とでタイヤの上下方向の変位差（上下方向の振動幅）が大きくなり、乗り心地の悪化に繋がる。これに対し、交線部５１がタイヤ幅方向に対して傾斜している場合、交線部５１のタイヤ幅方向両端部５１ａが隣の交線部５１のタイヤ幅方向両端部５１ａに近くなり、隣り合う外側連結部５どうしの間隔が狭くなるため、上記の変位差が小さくなる。

交線部５１のタイヤ幅方向に対する傾斜角度θは、４５度以下が好ましい。キャンバーを付けたコーナリング時には、タイヤ幅方向のトルクが発生し、交線部５１をタイヤ幅方向に傾斜させると、このタイヤ幅方向のトルクに対する耐久力が低下する傾向にある。θを４５度より大きくすると、上下方向の変位差改善の効果は高いが、タイヤ幅方向の耐久力の低下が著しくなり好ましくない。

内側連結部４および外側連結部５の厚みは、タイヤ径方向には一定であるが、図３に示されるように、タイヤ幅方向には、両端部５１ａから中央部５１ｂへ向かって増大している。この実施形態では、両端部５１ａが厚みを有しているが、両端部５１ａの厚みをゼロとして中央部５１ｂが膨らむようにしてもよい。

トレッド部６は、支持構造体ＳＳの外周に設けられている。トレッド部６は、図２に示されるように、タイヤ幅方向に曲率を有している。トレッド部６が、曲率を有することで、キャンバーを付けてコーナリングする際にも接地面積が小さくなりすぎず、直進走行時とコーナリング時との間の接地面積の変動が少なくなる。トレッド部６の曲率半径Ｒは、４０〜１００ｍｍが好ましく、４０〜６５ｍｍがより好ましい。曲率半径Ｒが４０ｍｍより小さい場合、キャンバー時の接地面積が過大となり、グリップ性能が急激に増加するため、急停止に近い状況となってしまう。また、曲率半径Ｒが１００ｍｍよりも大きい場合、キャンバー時の接地面積が過小となり、グリップ性能が急激に低下するため、滑りが発生してしまう。

トレッド部６は、弾性材料で成形される。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、好ましくは引張モジュラスが０．１〜１００ＭＰａであり、より好ましくは０．１〜５０ＭＰａである。弾性材料としては、上述した熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、熱可塑性樹脂、熱硬化性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。

トレッド部６の外表面には、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。

非空気圧タイヤＴの一例としては、タイヤ外径が１５６ｍｍ、タイヤ幅が５７ｍｍ、タイヤ断面高さＨが３３ｍｍ、トレッドの厚みが１０ｍｍ、曲率半径Ｒが５５ｍｍ、連結部４，５の厚みが２ｍｍ、傾斜角度θが５度であるものが例示される。

本発明の非空気圧タイヤＴの製造方法を簡単に説明する。図５は、非空気圧タイヤＴの製造方法の一例を示す断面図である。

まず、図５（ａ）のように、非空気圧タイヤＴの幅方向両端を成形する上型１１と下型１２の間に、トレッド部６の外周面を成形するための外側成形型１３、トレッド部６の内周面を成形するための中型１４を同心円状に配置して型閉めし、トレッド部６を成形するための成形空間２６を形成する。中型１４の外周面の幅方向一端部は、面取りされて面取り部１４ａが形成されており、上型１１の面取り部１４ａに対向する位置には注入孔１１ａが設けてある。注入孔１１ａよりトレッド部６を構成する弾性材料の原料液を注入することで、成形空間２６に原料液が充填され、この原料液を１次硬化させることで、トレッド部６が成形される。

次いで、図５（ｂ）のように、上型１１と下型１２の間から中型１４を取り外し、代わりに内側環状部１の内周面を成形するための内側成形型１５、中間環状部２及び連結部４，５を成形するための複数の入子１６を配置する。上型１１、下型１２、外側成形型１３、内側成形型１５、入子１６を型閉めし、内側環状部１を成形するための成形空間２１、中間環状部２を成形するための成形空間２２、外側環状部３を成形するための成形空間２３、連結部４，５を成形するための成形空間（不図示）を形成する。なお、成形空間２３の外周面は、すでに成形されたトレッド部６により形成されている。下型１２の成形空間２３に対向する位置には注入孔１２ａが設けてある。

注入孔１２ａより支持構造体ＳＳを構成する弾性材料の原料液を注入することで、図５（ｃ）のように、成形空間に原料液が充填され、この原料液を硬化させることで、トレッド部６と一体となった支持構造体ＳＳが成形される。なお、原料液を注入する注入孔は、注入孔１２ａの他、成形空間２１に対向する位置などにも設けてよい。また、支持構造体ＳＳの原料液を実際に注入する際には、下型１２が上方に来るように上下が入れ替えられる。最後に、支持構造体ＳＳとトレッド部６により構成された非空気圧タイヤＴが成形型から外される。

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。

トレッド部６の曲率半径Ｒを３０，４０，５５，６５，７５，１００，１２０ｍｍとした非空気圧タイヤを作製し、非空気圧タイヤの姿勢を変化させ、それぞれの姿勢での接地面積を計測した。接地面積は、非空気圧タイヤに縦荷重５００Ｎを負荷した状態で計測した。表１に、トレッド部６の曲率半径Ｒと、接地面積との関係を示す。表のスポーク間とは、図３の線Ａ上で接地した状態での接地面積、スポーク間+８度およびスポーク間−８度とは、線Ａ上で接地した状態で、非空気圧タイヤのキャンバー角αをプラス８度、マイナス８度にそれぞれ変化させたときの接地面積である。また、表のスポーク上とは、図３の線Ｂ上で接地した状態での接地面積、スポーク上±８度とは、線Ｂ上で接地した状態で、非空気圧タイヤのキャンバー角αをプラス８度またはマイナス８度に変化させたときの接地面積である。変動率とは、スポーク間またはスポーク上から、非空気圧タイヤにキャンバーを付けたときの接地面積の変動率（％）である。

表１のように、曲率半径Ｒが４０〜１００ｍｍであれば、いずれの変動率も１５％前後に抑えることができる。曲率半径Ｒが小さ過ぎると、キャンバーを付けたときに接地面積が大きくなり過ぎ、曲率半径Ｒが大き過ぎると、キャンバーを付けたときに接地面積が小さくなり過ぎ、いずれの場合も変動率が大きくなる。

次いで、連結部４，５のタイヤ幅方向に対する傾斜角度θを０，５，２５，４５，６０，９０度とした非空気圧タイヤを作製し、上記のスポーク上（線Ｂ上）でのタイヤ変位量、上記のスポーク間（線Ａ上）でのタイヤ変位量を計測し、両者の変位量の差から非空気圧タイヤの上下方向の変位差を求めた。タイヤ変位量は、無負荷の状態から非空気圧タイヤに縦荷重５００Ｎを負荷したときの変位量を計測した。表２に、連結部４，５のタイヤ幅方向に対する傾斜角度θと、非空気圧タイヤの上下方向の変位差との関係を示す。

表２のように、傾斜角度θを大きくしていくと、スポーク上のタイヤ変位量はわずかに増加していく一方、スポーク間のタイヤ変位量が大きく減少していく。そのため、傾斜角度θを大きくしていくと、非空気圧タイヤの上下方向の変位差は減少していく。但し、上述のように、θを４５度より大きくすると、上下方向の変位差改善の効果は高いが、タイヤ幅方向の耐久力の低下が著しくなり好ましくない。

次いで、連結部４，５の厚みを変化させたときの非空気圧タイヤの耐久性を評価した。耐久性は、時速６ｋｍの条件下で、タイヤ破損確認までの走行時間（距離）にて評価した。図６の模式図に示すように、評価対象のタイヤに荷重を負荷し、ドラム上を回転させた。比較例として、連結部４，５の厚みをタイヤ幅方向に一定とした非空気圧タイヤを作製した。比較例のタイヤ幅方向両端部および中央部の厚みをａ（ここでは２ｍｍ）とすると、実施例は、両端部の厚みをａ−ｂ、中央部の厚みをａ+ｂとなるようにした。このように厚みを設定することで、比較例と実施例の連結部の体積は、ほぼ同じとなる。表３に、連結部４，５の厚みと、非空気圧タイヤの耐久性との関係を示す。

表３のように、連結部４，５の厚みを、タイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって増大させることで、連結部４，５が破断するまでの走行距離は長くなり、耐久性が向上することが分かる。

１ 内側環状部
２ 中間環状部
３ 外側環状部
４ 内側連結部
５ 外側連結部
６ トレッド部
５１ 交線部
５１ａ タイヤ幅方向両端部
５１ｂ タイヤ幅方向中央部
ＳＳ 支持構造体
Ｔ 非空気圧タイヤ

Claims (5)

1. 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であって、
   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有し、車両からの荷重を支持する支持構造体と、
   前記支持構造体の外周に設けられ、タイヤ幅方向に曲率を有するトレッド部と、を備え、
   前記連結部の厚みは、タイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって増大している非空気圧タイヤ。
2. 前記連結部は、タイヤ径方向に延びる板状体であって、前記外側環状部と交わる交線部がタイヤ幅方向に対して傾斜し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. 隣り合う前記交線部は、タイヤ幅方向に対してそれぞれ反対の向きに傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の非空気圧タイヤ。
4. 複数の前記交線部は、各々独立し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. 前記支持構造体は、前記内側環状部の外側、かつ前記外側環状部の内側に同心円状に設けられた中間環状部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の非空気圧タイヤ。