JP5624737B2 - 非空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
しかしながら、この種の非空気入りタイヤでは、空気入りタイヤと比べて重量が重い上に硬さや転がり抵抗も大きくなり、乗り心地性や操縦性が大幅に悪化するので、一般車両への適用が困難でその適用範囲が限られていた。
そこでこのような問題を解決するために、例えば下記特許文献1、2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、タイヤ周方向に沿って複数設けられ取り付け体とリング状体とを連結する連結部材と、を備える非空気入りタイヤが提案されている。さらに下記特許文献1に示される非空気入りタイヤの連結部材は、このタイヤをタイヤ幅方向の外側から見た側面視において、タイヤ周方向における一方側に向けて凸となるように湾曲した第1連結板と、他方側に向けて凸となるように湾曲した第2連結板と、を備えている。
この種の非空気入りタイヤでは、例えば路面などから荷重が入力されたときに、連結板が弾性変形することでこの非空気入りタイヤに柔軟性を具備させることが可能になり、良好な乗り心地性を確保することができる。
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、タイヤ周方向に沿って複数設けられ前記取り付け体と前記リング状体とを連結する連結部材と、が備えられた非空気入りタイヤであって、前記連結部材は、このタイヤをタイヤ幅方向の外側から見た側面視において、タイヤ周方向における一方側に向けて凸となるように湾曲した第1連結板と、他方側に向けて凸となるように湾曲した第2連結板と、を備え、前記連結部材は、前記第1連結板が一のタイヤ幅方向の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置され、かつ前記第2連結板が前記一のタイヤ幅方向の位置とは異なる他のタイヤ幅方向の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるように、タイヤ周方向に沿って複数設けられ、前記第1連結板および前記第2連結板の両連結板それぞれにおいて、前記リング状体に固定された一端部および該一端部に連なる接続部により構成されたリング状体側の一端側部分と、前記取り付け体に固定された他端部および該他端部に連なる接続部により構成された取り付け体側の他端側部分と、のうちの少なくとも一方の板厚は、これらの一端側部分および他端側部分の間に位置する中間部分の板厚よりも大きくなっていて、前記両連結板はそれぞれ、前記リング状体と前記取り付け体とを連結しタイヤ周方向に凸となるように湾曲した本体板部と、この本体板部におけるリング状体側の一端側部分および取り付け体側の他端側部分のうちの少なくとも一方に重ね合わせて取り付けられた補強板部と、を備えていることを特徴とする。
またこのように、一端側部分および他端側部分のうちの少なくとも一方の板厚を中間部分の板厚よりも大きくするだけで、当該連結板の強度を向上させることができるので、両連結板の強度を向上させるために当該連結板を全長にわたって厚くする場合に比べて、この非空気入りタイヤの重量が増大するのを抑制することができる。
なお、補強板部は、本体板部の表裏面のうち、該本体板部が湾曲して凸となる方向を向く表面に重ね合わせて取り付けても良い。この場合、補強板部を本体板部に取り付ける態様を例えば接着や接合に限らなくても、本体板部における一端側部分および他端側部分の変形を効果的に抑えることができる。
すなわち、前記少なくとも一方の長さが、当該連結板の長さの0.10倍よりも小さいと、その剛性を中間部分よりも十分に高めることが困難になるおそれがある。また、前記少なくとも一方の長さが、当該連結板の長さの0.33倍よりも大きいと、非空気入りタイヤの重量が増大するのを抑制することが困難になるおそれがあるとともに、両連結板それぞれの剛性が高くなりすぎ、この非空気入りタイヤに柔軟性を具備させることが困難となり、乗り心地性が低下するおそれがある。
すなわち、両連結板それぞれの一端側部分および他端側部分において板厚が最も大きい部分の板厚が、当該連結板の中間部分の板厚の1.05倍よりも小さいと、一端側部分および他端側部分の剛性を中間部分よりも十分に高めることが困難になるおそれがある。一方、両連結板それぞれの一端側部分および他端側部分において板厚が最も大きい部分の板厚が、当該連結板の中間部分の2.00倍よりも大きいと、非空気入りタイヤの重量が増大するのを抑制することが困難になるおそれがある。
この非空気入りタイヤ1は、図示され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リング状体12と、タイヤ周方向に沿って複数設けられ取り付け体11の外周面側とリング状体12の内周面12b側とを連結する連結部材13と、リング状体12の外周面12c側にその全周にわたって配設されたトレッド部材14と、リング状体12とトレッド部材14との間に配設された補強層15と、が備えられている。
なお、取り付け体11、リング状体12、トレッド部材14および補強層15はそれぞれ、タイヤ幅方向Hにおける大きさが互いに同等とされて形成されるとともに、軸線Oと同軸上にタイヤ幅方向Hの中央部が互いに一致させられて配設されている。以下では、軸線Oに沿う方向をタイヤ幅方向Hといい、軸線Oに直交する方向をタイヤ径方向といい、軸線Oを中心に周回する方向をタイヤ周方向という。
補強層15は、円筒状に形成されたゴムシートと、このゴムシートの内部に複数本並べられて埋設されたスチールコードと、を備えている。補強層15は、トレッド部材14の内周面およびリング状体12の外周面12cにそれぞれ、後述する両連結板21、22の弾性復元力によって密接されている。なお、この補強層15はトレッド部材14と一体に形成してもよく、また前記ゴムシートの内部にはスチールコードに代えて有機繊維が埋設されていてもよい。
すなわち、両連結板21、22の各長さは互いに同等とされるとともに、両連結板21、22の各他端部21b、22bは、前記タイヤ側面視で、取り付け体11の外周面において前記各一端部21a、22aとタイヤ径方向で対向する位置から前記軸線Oを中心にタイヤ周方向における一方側および他方側にそれぞれ同じ角度(例えば20°以上135°以下)ずつ離れた各位置に各別に固定されている。なお、この角度を20°以上90°以下にすると、例えば、連結部材13の配設個数を多く確保しつつ、非空気入りタイヤ1の重量を低減させたり、タイヤ周方向で隣り合う両連結板21、22同士の干渉を防止したりすること等が可能になる。また、両連結板21、22の各他端部21b、22bは、取り付け体11の外周面におけるタイヤ幅方向Hの両端部に各別に固定されている。
図示の例では、両連結板21、22それぞれにおいて、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dの双方の板厚が、中間部分21e、22eの板厚よりも大きくなっている。一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dは、中間部分21e、22eに対して、タイヤ周方向のうち当該連結板21、22が湾曲して凸となる方向に向けて張り出している。中間部分21e、22eは、タイヤ周方向のうち当該連結板21、22が湾曲して凸となる方向の反対側を向く面で、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dそれぞれと滑らかに連なっている。そして、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dそれぞれの板厚は、全長にわたって中間部分21e、22eの板厚よりも大きくなっている。
図示の例では、一端側部分21c、22cの長さL2は、例えば当該連結板21、22の長さL1の約0.18倍とされ、他端側部分21d、22dの長さL3は、例えば当該連結板21、22の長さL1の約0.16倍となっている。
図示の例では、中間部分21e、22eの板厚は、全長にわたって一定となっている。また、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dの板厚は、全長にわたって一定になっている。そして、一端側部分21c、22cの板厚L5は、例えば中間部分21e、22eの板厚L4の約1.17倍とされ、他端側部分21d、22dの板厚L6は、例えば中間部分21e、22eの板厚L4の約1.25倍となっている。例えば、中間部分21e、22eの板厚L4は約1.2mmとされ、一端側部分21c、22cの板厚L5は約1.4mmとされ、他端側部分21d、22dの板厚L6は約1.5mmとなっている。
また、両連結板21、22のタイヤ幅方向Hに沿った大きさである板幅は、全長にわたって一定とされている。
なお、補強板部21B、22Bは、一枚の板で構成されており、本体板部21A、22Aに接着もしくは接合されている。さらに、本体板部21A、22Aおよび補強板部21B、22Bはそれぞれ、同じ材料で形成されている。
図示の例では、両連結板21、22の各一端部21a、22aには、雌ねじが形成された雌ねじ部材32が各別に配設されるとともに、第1貫通孔が形成されている。そして、前記挿通孔33内に前述のように差し込まれたボルト31が、前記第1貫通孔を通って雌ねじ部材32の雌ねじにねじ込まれることにより、両連結板21、22の各一端部21a、22aが、雌ねじ部材32とリング状体12とでタイヤ径方向に挟み込まれてリング状体12の内周面12b側に固定されている。
雌ねじ部材32は、複数の雌ねじが形成された板体とされるとともに、ボルト31は複数設けられている。図示の例では、雌ねじ部材32は、タイヤ幅方向Hに長い平面視長方形状に形成され、雌ねじはタイヤ幅方向Hに間隔をあけて2つ形成されている。なお、前記第1貫通孔は、両連結板21、22の各一端部21a、22aにそれぞれ、タイヤ幅方向Hに間隔をあけて2つ形成されている。
図示の例では、弾性部材16は、リング状体12内におけるタイヤ幅方向Hの両端部に各別に配設されている。また、弾性部材16においてタイヤ周方向で隣り合うリング分割体12a同士の間に位置する部分と、補強層15の内周面との間に、タイヤ径方向の隙間が設けられている。
収納溝34は、取り付け体11の外周面におけるタイヤ幅方向Hの両端部に各別に形成されるとともに、タイヤ幅方向Hの外側に向けて開口している。そして、両連結板21、22の各他端部21b、22bは、収納溝34を画成する壁面のうちタイヤ幅方向Hの外側を向く内側壁面に、タイヤ幅方向Hの外側から対向若しくは当接した状態で、取り付け体11におけるタイヤ幅方向Hの両端部に各別に固定されている。
またこのように、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dのうちの少なくとも一方の板厚を中間部分21e、22eの板厚よりも大きくするだけで、両連結板21、22の強度を向上させることができるので、両連結板21、22の強度を向上させるために当該連結板21、22を全長にわたって厚くする場合に比べて、この非空気入りタイヤ1の重量が増大するのを抑制することができる。
すなわち、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dそれぞれの長さが、当該連結板21、22の長さの0.10倍よりも小さいと、その剛性を中間部分21e、22eよりも十分に高めることが困難になるおそれがある。また、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dそれぞれの長さが、当該連結板21、22の長さの0.33倍よりも大きいと、非空気入りタイヤ1の重量が増大するのを抑制することが困難になるおそれがあるとともに、両連結板21、22それぞれの剛性が高くなりすぎてこの非空気入りタイヤ1に柔軟性を具備させることが困難となり、乗り心地性が低下するおそれがある。
すなわち、両連結板21、22それぞれの一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dにおいて板厚が最も大きい部分の板厚が、当該連結板21、22の中間部分21e、22eの板厚の1.05倍よりも小さいと、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dの剛性を中間部分21e、22eよりも十分に高めることが困難になるおそれがある。また、両連結板21、22それぞれの一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dにおいて板厚が最も大きい部分の板厚が、当該連結板21、22の中間部分21e、22eの2.00倍よりも大きいと、非空気入りタイヤ1の重量が増大するのを抑制することが困難になるおそれがある。
さらに、補強板部21B、22Bが、本体板部21A、22Aの前記表面に重ね合わせて取り付けられているので、補強板部21B、22Bを本体板部21A、22Aに取り付ける態様を、例えば接着や接合に限らなくても、本体板部21A、22Aにおける一端側部分および他端側部分の変形を効果的に抑えることができる。
さらに、ボルト31の頭部が挿通孔33のザグリ孔33a内に収納されているので、ボルト31の頭部がリング状体12の外周面12cから突出するのを防ぐことが可能になり、このボルト31の頭部と補強層15の内周面とが干渉するのを防ぐことができる。
さらに、雌ねじ部材32が、複数の雌ねじが形成された板体とされるとともに、ボルト31が複数設けられているので、両連結板21、22の各一端部21a、22aとリング状体12の内周面12b側との固定強度を高めるためにボルト31を複数用いたことによる雌ねじ部材32の個数の増大を防ぐことが可能になる。
さらに本実施形態では、非空気入りタイヤ1に外力が作用して取り付け体11とリング状体12とが相対的にタイヤ幅方向に大きく変位し、両連結板21、22のうちの一方の他端部21b、22bが、収納溝34からタイヤ幅方向Hの外側に向けて位置ずれして外れようとしても、他方の他端部22b、21bが収納溝34の内側壁面に当接することにより、該一方の他端部21b、22bが収納溝34から外れるのを防ぐことができる。
したがって、接地面内での接地圧のばらつきを確実に抑えることができるとともに、リング状体12を多数個のリング分割体12aに分割したことによって、非空気入りタイヤ1の転がり抵抗が増大したり、あるいは両連結板21、22にかかる負荷が高くなったりするのを抑制することができる。
さらに本実施形態では、弾性部材16が、タイヤ周方向に沿って多数個の弾性分割体16aに分割されているので、前述の作用効果を奏する弾性部材16を容易に形成することができるとともに、容易に装着することができる。
さらにまた、本実施形態では、リング状体12の外周面側に、その全周にわたってトレッド部材14が配設されているので、乗り心地性、グリップ性、および非空気入りタイヤ1の耐久性を確実に向上させることができる。
また、前記実施形態で示した弾性部材16の配設位置は、リング状体12内において多数個のリング分割体12aをタイヤ周方向に連結することが可能な位置であれば、例えばリング状体12の内周面12bにおけるタイヤ幅方向Hの中央部にする等、適宜変更してもよい。
また、弾性部材16は、タイヤ周方向に沿って全周にわたって連続して延在させてもよい。
また、連結部材13を、取り付け体11とリング状体12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連結板21および第2連結板22それぞれの他端部21b、22bは、前記実施形態に代えて例えば、取り付け体11の外周面において前記軸線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固定してもよいし、あるいは、取り付け体11の外周面において、第1連結板21および第2連結板22の各一端部21a、22aにタイヤ径方向で対向する位置等に固定してもよい。
さらに、前記実施形態では、1つの連結部材13における両連結板21、22の各一端部21a、22aを、1つのリング分割体12aに固定したが、タイヤ周方向で互いに隣接する複数個のリング分割体12aに跨って固定してもよい。
また、前記実施形態に代えて、両連結板21、22の各一端部21a、22aを、リング状体12の内周面12b側にタイヤ周方向位置を互いに異ならせて固定してもよい。
また、ザグリ孔33aを有しない挿通孔33を採用してもよく、ボルト31は皿ボルトに限らず適宜選択してもよい。
さらに、雌ねじ部材32は前記実施形態に限らず例えばナットにする等適宜選択してもよい。また、雌ねじ部材32を設けずに、両連結板21、22の各一端部21a、22aに雌ねじを形成し、この雌ねじにボルト31をねじ込んで、両連結板21、22の各一端部21a、22aをリング状体12の内周面12b側に固定してもよい。
また、前記実施形態では、取り付け体11に雌ねじ部11cを形成し、この雌ねじ部11cに固定ボルト35を螺着したが、雌ねじ部11cおよび固定ボルト35を有しない構成を採用してもよい。
また、前記実施形態では、収納溝34を前記切り込み方向の前方に非貫通としたが、貫通させてもよい。さらに収納溝34をタイヤ幅方向Hの外側に向けて開口させたが閉塞させてもよいし、また収納溝34は、取り付け体11の外周面であればタイヤ幅方向Hの両端部に限らずその形成位置は適宜変更してもよい。
また、前記実施形態では、タイヤ周方向で隣り合うリング分割体12a同士の間にタイヤ周方向の隙間を設けたが、タイヤ周方向で隣り合うリング分割体12aの周端縁同士を互いに近接若しくは当接させてもよい。
さらに、リング状体12の外周面12c側にトレッド部材14を設けなくてもよい。
また、連結部材13の前記タイヤ側面視の形状は、前記仮想線Lに対して非対称としてもよい。
さらに、前記実施形態では、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dそれぞれの板厚が、全長にわたって中間部分21e、22eの板厚よりも大きくなっているものとしたが、一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dそれぞれにおける板厚の平均値(平均板厚)が、中間部分21e、22eの板厚よりも大きくなっていれば、これに限られるものではない。例えば、両連結板21、22それぞれにおける一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dのうちの少なくとも一方において、リング状体12もしくは取り付け体11に固定された固定端部(一端部21a、22a、他端部21b、22b)またはこの固定端部に中間部分21e、22e側から連なる接続部21f、22f、21g、22gいずれかの板厚が、中間部分21e、22eの板厚よりも大きくなっていても良い。また、両連結板21、22それぞれにおける一端側部分21c、22cおよび他端側部分21d、22dのうちの少なくとも一方において、接続部21f、22f、21g、22gの板厚が中間部分21e、22eの板厚よりも大きくなっていても良い。なお、両連結板21、22の板厚は、全長にわたって中間部分21e、22eの板厚と少なくとも同等であることが好ましい。
また、前記実施形態では、両連結板21、22の板幅は、全長にわたって一定とされているものとしたが、これに限られるものではなく、例えば両連結板21、22の長さ方向の位置によって異なっていても良い。
また、本体板部21A、22Aおよび補強板部21B、22Bそれぞれは、同じ材料で形成されているものとしたが、互いに異なる材料で形成されていても良い。この場合、補強板部21B、22Bを形成する材料が、本体板部21A、22Aを形成する材料よりも強度が大きくても良い。
また、前記実施形態では、補強板部21B、22Bは、本体板部21A、22Aの前記表面に重ね合わされて取り付けられているものとしたが、本体板部21A、22Aの裏面に重ね合わされて取り付けられていても良い。
また、前記実施形態では、補強板部21B、22Bは、本体板部21A、22Aに接着もしくは接合されているものとしたが、これに限られるものではない。例えば本体板部21A、22Aと補強板部21B、22Bとをタイヤ周方向に挟み込むことで、補強板部21B、22Bを本体板部21A、22Aに取り付けても良い。
実施例として、前記非空気入りタイヤ1を採用し、比較例として、前記非空気入りタイヤ1において両連結板21、22の板厚が全長にわたって一定にされた構成を採用した。なお、これらの実施例および比較例のタイヤはともに、タイヤ幅を145mm、タイヤ外径を562mmとした。
荷重に対する変位量および最大応力値は、実施例および比較例の各非空気入りタイヤに、タイヤ径方向の外側から2.5kNの荷重を加えた場合を前提として、数値解析により算出した。
この表において、重量は数値が小さいほど良好であることを示し、荷重に対する変位量は実施例と比較例との差があると両者間で乗り心地性が異なることを示し、また最大応力値は数値が小さいほど良好であることを示している。
11 取り付け体
12 リング状体
13 連結部材
21 第1連結板
22 第2連結板
21c、22c 一端側部分
21d、22d 他端側部分
21e、22e 中間部分
21A、22A 本体板部
21B、22B 補強板部
H タイヤ幅方向
Claims (3)
- 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、
タイヤ周方向に沿って複数設けられ前記取り付け体と前記リング状体とを連結する連結部材と、が備えられた非空気入りタイヤであって、
前記連結部材は、このタイヤをタイヤ幅方向の外側から見た側面視において、タイヤ周方向における一方側に向けて凸となるように湾曲した第1連結板と、他方側に向けて凸となるように湾曲した第2連結板と、を備え、
前記連結部材は、前記第1連結板が一のタイヤ幅方向の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置され、かつ前記第2連結板が前記一のタイヤ幅方向の位置とは異なる他のタイヤ幅方向の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるように、タイヤ周方向に沿って複数設けられ、
前記第1連結板および前記第2連結板の両連結板それぞれにおいて、前記リング状体に固定された一端部および該一端部に連なる接続部により構成されたリング状体側の一端側部分と、前記取り付け体に固定された他端部および該他端部に連なる接続部により構成された取り付け体側の他端側部分と、のうちの少なくとも一方の板厚は、これらの一端側部分および他端側部分の間に位置する中間部分の板厚よりも大きくなっていて、
前記両連結板はそれぞれ、前記リング状体と前記取り付け体とを連結しタイヤ周方向に凸となるように湾曲した本体板部と、この本体板部におけるリング状体側の一端側部分および取り付け体側の他端側部分のうちの少なくとも一方に重ね合わせて取り付けられた補強板部と、を備えていることを特徴とする非空気入りタイヤ。 - 請求項1記載の非空気入りタイヤであって、
前記両連結板それぞれにおいて、前記一端側部分および前記他端側部分のうちの少なくとも一方の長さは、当該連結板の長さの0.10倍以上0.33倍以下となっていることを特徴とする非空気入りタイヤ。 - 請求項1又は2記載の非空気入りタイヤであって、
前記両連結板それぞれの一端側部分および他端側部分において板厚が最も大きい部分の板厚は、当該連結板の中間部分の板厚の1.05倍以上2.00倍以下となっていることを特徴とする非空気入りタイヤ。
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