JP6092046B2 - 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、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。

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良好な乗り心地や操縦安定性を確保することが困難であった。

下記特許文献１には、耐久性能を改善しながら、乗り心地、ノイズ性能等を向上させる目的で、内側環状部と、その外側の中間環状部と、更にその外側の外側環状部と、内側環状部と中間環状部とを連結する複数の内側連結部と、外側環状部と中間環状部とを連結する複数の外側連結部とを備える非空気圧タイヤが記載されている。この非空気圧タイヤは、内側連結部及び外側連結部がタイヤ幅方向に連続する板状であるため、横剛性が高いが、ショルダー部の剛性も高いため、コーナリング時にショルダー部の接地面積が小さく、コーナリング性能が十分ではない。

また、下記特許文献２には、乗り心地を向上させる目的で、車軸に取り付けられる取り付け体と、その外側に設けられるリング状体と、前記取り付け体と前記リング状体との間にタイヤ周方向に沿って複数配設された連結部材とが備えられた非空気圧タイヤが記載されている。この非空気圧タイヤは、連結部材がタイヤ幅方向に連続する板状であるため、特許文献１の非空気圧タイヤと同様、横剛性が高いが、ショルダー部の剛性も高いため、コーナリング時にショルダー部の接地面積が小さく、コーナリング性能が十分ではない。

さらに、特許文献１の外側連結部又は特許文献２の連結部材のようなスポークをタイヤ周方向に間隔をあけて配設すると、タイヤ転動時の接地圧分散が大きくなる傾向にある。このようなタイヤ転動時の接地圧分散が大きくなるのを抑制するために、タイヤ周方向におけるスポークの厚みを小さくし、かつスポーク同士の間隔を狭くすることが考えられる。しかし、厚みを小さくするとスポークの剛性が低下するため、突起乗り越し等の局所的な衝撃に弱くなり、耐久性が悪化するおそれがある。

特開２０１０−１２６０７０号公報 特開２０１１−１５６９０５号公報

そこで、本発明の目的は、耐久性とコーナリング性能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連結部と前記第２連結部は、板厚が板幅よりも小さく、板厚方向がタイヤ周方向を向いた長尺板状であって、かつ互いに剛性が異なることを特徴とする。

本発明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、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。複数の連結部は、複数の第１連結部と第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。第１連結部は、内側環状部のタイヤ幅方向一方側から外側環状部のタイヤ幅方向他方側へ向かって延設され、第２連結部は、内側環状部のタイヤ幅方向他方側から外側環状部のタイヤ幅方向一方側へ向かって延設されている。第１連結部と第２連結部は、板厚が板幅よりも小さく、その板厚方向がタイヤ周方向を向いた長尺板状をしている。これにより、仮に板厚を薄くしても、板幅を広く設定することで、連結部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。

本発明では、第１連結部と第２連結部の剛性を互いに異ならせている。ここで、剛性は、タイヤに規定の質量を与えた時、単位長さを撓ませるのに必要な縦方向の力である。図２Ａに本発明の非空気圧タイヤをタイヤ幅方向に切断してタイヤ周方向から見た模式図を示す。１は内側環状部、２は外側環状部、３１は第１連結部、３２は第２連結部を示している。例えば、図２Ａに示すように、タイヤ幅方向一方側ＷＤ１を車両内側として非空気圧タイヤＴを車両に装着した場合、第１連結部３１の剛性を第２連結部３２の剛性よりも高くすることで、車両外側のショルダー部の剛性が高くなり、コーナリング時のグリップ力が向上する。さらに、第２連結部３２が第１連結部３１よりも変形しやすいため、タイヤの車両外側が接地しやすくなり、接地面積が広がる。その結果、第１連結部３１の剛性を第２連結部３２の剛性よりも高くすることで、コーナリング性能を向上できる。

一方、第２連結部３２の剛性を第１連結部３１の剛性よりも高くすることで、レーンチェンジやカーブでの横力によるＧを第１連結部３１が吸収するため、振動を抑制し乗り心地を向上できる。特に、キャンバー角が０°、及びネガティブキャンバーの場合には、接地面積の広い車両内側のショルダー部の剛性が高いため、乗り心地に加えてコーナリング性能も向上できる。その結果、第２連結部３２の剛性を第１連結部３１の剛性よりも高くすることで、乗り心地又はコーナリング性能を向上できる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記第１連結部又は前記第２連結部は、補強材により補強されていることが好ましい。補強材により補強することで、第１連結部又は第２連結部の剛性を高めることができるため、第１連結部と第２連結部の剛性を互いに異ならせることができる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記第１連結部又は前記第２連結部は、前記外側環状部側のみが補強されていることが好ましい。接地面側である外側環状部側の連結部には応力が集中しやすいため、第１連結部又は第２連結部の外側環状部側のみを補強材により補強することで、重量の増加を抑えつつ耐久性を向上できる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記第１連結部と前記第２連結部は、前記補強材が配置される範囲が互いに異なることが好ましい。補強材を配置する範囲を互いに異ならせることにより、第１連結部と第２連結部の剛性を容易に異ならせることができる。

本発明にかかる非空気圧タイヤにおいて、前記第１連結部と前記第２連結部は、前記補強材の引張モジュラスが互いに異なることが好ましい。補強材の引張モジュラスを互いに異ならせることにより、第１連結部と第２連結部の剛性を容易に異ならせることができる。

本発明の非空気圧タイヤの一例を示す正面図 図１の非空気圧タイヤのＡ−Ａ断面図 図１の非空気圧タイヤの一部を示す斜視図 図１の非空気圧タイヤの部分拡大図 他の実施形態に係る非空気圧タイヤのタイヤ子午線断面図 他の実施形態に係る非空気圧タイヤのタイヤ子午線断面図 他の実施形態に係る非空気圧タイヤのタイヤ子午線断面図 他の実施形態に係る非空気圧タイヤのタイヤ子午線断面図 他の実施形態に係る非空気圧タイヤを示す正面図 他の実施形態に係る非空気圧タイヤを示す正面図 他の実施形態に係る連結部を示す斜視図 他の実施形態に係る連結部を示す斜視図 他の実施形態に係る連結部を示す斜視図 他の実施形態に係る連結部を示す斜視図 比較例１の非空気圧タイヤを示す正面図

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。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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

外側環状部２の内径は、その用途等応じて適宜決定される。ただし、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、４２０〜７５０ｍｍが好ましく、４８０〜６８０ｍｍがより好ましい。

外側環状部２のタイヤ幅方向の幅は、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。

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。

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設けるなどして、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。

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。

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。

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。

本実施形態において、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、補強構造を除き、タイヤ赤道面Ｃに対して対称な形状である。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。

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。

第１連結部３１の板厚ｔは、長手方向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。

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。

図２Ａでは、板幅ｗは、第１連結部３１の中央部において、長手方向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、長手方向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。

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。

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。

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長手方向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。

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。

第１連結部３１及び第２連結部３２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。

本発明の第１連結部３１と第２連結部３２は、互いに剛性が異なるようにしている。本発明における剛性は、タイヤに規定の質量（Ｎ）を与えた時、単位長さ（ｍｍ）を撓ませるのに必要な縦方向の力で表すことができる。第１連結部３１及び第２連結部３２は、一方の剛性を他方の剛性の１．２倍以上に設定するのが特に好ましい。一方の剛性が他方の剛性の１．２倍より小さくなると、第１連結部３１と第２連結部３２の剛性差が小さくなり、耐久性とコーナリング性能の向上効果が得られない。また、第１連結部３１及び第２連結部３２は、一方の剛性を他方の剛性の３倍以下に設定するのが好ましい。一方の剛性が他方の剛性の３倍より大きくなると、第１連結部３１と第２連結部３２の剛性バランスが悪くなりユニフォミティが悪化する恐れがある。

本実施形態の第１連結部３１は、補強材３３により補強されている。第１連結部３１のみを補強材３３により補強することで、第１連結部３１の剛性を高め、第１連結部３１と第２連結部３２の剛性を異ならせることができる。補強材３３としては、ポリエステル、ナイロン、アラミドなどの有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、鉄板やスチールコードなどの金属、ＣＦＲＰやＧＦＲＰなどの繊維強化プラスチックを使用することができる。この実施形態において、引張モジュラスとは、有機繊維の場合はＪＩＳＬ１０１７に準じ、金属コードの場合はＪＩＳＧ３５１０に準じ、ＣＦＲＰやＧＦＲＰ等の繊維強化プラスチックの場合はＪＩＳＫ７１２７に準じて引張試験を行い、１．５％伸び時の引張応力から算出した値である。補強材３３は、耐久性を向上する観点から、第１連結部３１の内部に埋設されるのが好ましい。本実施形態では、複数の補強コードを長手方向ＰＬに沿って配列させた補強材３３の例を示す。

第１連結部３１又は第２連結部３２は、外側環状部２側のみが補強材により補強されていることが好ましい。特に、第１連結部３１又は第２連結部３２は、外側環状部２側からタイヤ径方向高さｈの５０％の範囲が少なくとも補強されていることが好ましい。接地面側である外側環状部２側の第１連結部３１及び第２連結部３２には応力が集中しやすいため、第１連結部３１又は第２連結部３２の外側環状部２側のみを補強材により補強することで、重量の増加を抑えつつ耐久性を向上できる。

なお、第１連結部３１と第２連結部３２のうち一方のみを補強してもよく、両方を補強してもよい。第１連結部３１と第２連結部３２の両方を補強する場合、補強材を配置する範囲を互いに異ならせることにより、第１連結部３１と第２連結部３２の剛性を互いに異ならせることができる。例えば、図５のように、第１連結部３１の全体に補強材３３を配置し、第２連結部３２の外側環状部２側のみに補強材３４を配置してもよい。

また、第１連結部３１と第２連結部３２の両方を補強する場合、補強材の引張モジュラスを互いに異ならせることにより、第１連結部３１と第２連結部３２の剛性を互いに異ならせることができる。例えば、図６のように、第１連結部３１及び第２連結部３２の全体に補強材を配置しつつ、第１連結部３１の補強材３３の引張モジュラスが、第２連結部３２の補強材３４の引張モジュラスよりも大きくなるようにしてもよい。

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。

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。

［他の実施形態］
（１）本発明の他の実施形態として、図７に示すような、車両からの荷重を支持する支持構造体ＳＳを備える非空気圧タイヤＴにおいて、支持構造体ＳＳは、内側環状部１と、その内側環状部１の外側に同心円状に設けられた中間環状部４と、その中間環状部４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と中間環状部４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内側連結部５と、外側環状部２と中間環状部４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外側連結部６とを備え、複数の外側連結部６は、中間環状部４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る第１外側連結部６１と、中間環状部４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る第２外側連結部６２とが、タイヤ周方向ＣＤに沿って交互に配列されて構成されており、第１外側連結部６１と第２外側連結部６２は、板厚が板幅よりも小さく、板厚方向がタイヤ周方向ＣＤを向いた長尺板状であって、かつ互いに剛性が異なるものでもよい。このとき、内側連結部５の形状は特に限定されず、例えば、内側連結部５は、タイヤ幅方向ＷＤに連続する板状体、すなわち板幅方向がタイヤ幅方向ＷＤに一致するような板状体でもよい。

中間環状部４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４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４の厚みは、内側連結部５と外側連結部６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４の引張モジュラスは、内側連結部５と外側連結部６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４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。

（２）さらに、上記の複数の内側連結部５は、図８に示すような、内側環状部１のタイヤ幅方向一方側ＷＤ１から中間環状部４のタイヤ幅方向他方側ＷＤ２へ向かって延設される第１内側連結部５１と、内側環状部１のタイヤ幅方向他方側ＷＤ２から中間環状部４のタイヤ幅方向一方側ＷＤ１へ向かって延設される第２内側連結部５２とが、タイヤ周方向ＣＤに沿って交互に配列されて構成されており、第１内側連結部５１と第２内側連結部５２は、板厚が板幅よりも小さく、板厚方向がタイヤ周方向ＣＤを向いた長尺板状であって、かつ互いに剛性が異なるものでもよい。

（３）前述の実施形態では、第１連結部３１と第２連結部３２の剛性を互いに異ならせる方法として、第１連結部３１又は第２連結部３２に補強材を配置するする例を示したが、これに限定されない。図９Ａ〜図９Ｄは、他の実施形態に係る連結部３の斜視図である。なお、図９Ａ〜図９Ｄでは、説明の便宜のため、内側環状部１は省略されている。図９Ａは、第１連結部３１及び第２連結部３２の板幅を互いに異ならせている。この例では、第２連結部３２の板幅を内側環状部１に向かって徐々に狭くしている。図９Ｂは、第１連結部３１及び第２連結部３２の板厚を互いに異ならせている。この例では、第１連結部３１及び第２連結部３２の板厚を内側環状部１に向かって徐々に薄くしているが、第２連結部３２のタイヤ径方向内側端での板厚を第１連結部３１のタイヤ径方向内側端での板厚よりも薄くしている。図９Ｃは、第１連結部３１と第２連結部３２の一方のみに穴を設けている。具体的には、第２連結部３２の長手方向に沿って複数の貫通孔３２１を設けることで、第２連結部３２の剛性を低下させている。図９Ｄは、第１連結部３１と第２連結部３２の一方のみにスリットを設けている。具体的には、第２連結部３２の長手方向に沿ってスリット３２２を設けることで、第２連結部３２の剛性を低下させている。なお、穴やスリットは、第１連結部３１又は第２連結部３２の内側環状部１側に形成されるのが好ましい。図９Ａ〜図９Ｄの例では、いずれも第１連結部３１の剛性が、第２連結部３２の剛性よりも高くなっている。

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。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。

（１）コーナリングパワー
いわゆるフラットベルト式コーナリング試験機において、内圧を０ｋＰａ、荷重を２５００Ｎ、速度を８０ｋｍ／ｈ、スリップアングルを１°として、コーナリングパワーの測定を行った。比較例１でのコーナリングパワーを１００としたときの指数で示し、この値が大きい方がコーナリングパワーが大きく、コーナリング性能に優れる。

（２）突起乗り越し耐久性能
突起を配置したドラムに、荷重２．４５ｋＮで非空気圧タイヤを接地させ、速度８０ｋｍ／ｈで走行させたときの壊れるまでの走行距離を測定した。突起は、タイヤ幅方向に延びる突条であり、回転方向の幅を２５ｍｍ、高さを１２．５ｍｍとした。比較例１での走行距離を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
表１に示す寸法および物性等にて、図１０に示すような、内側環状部１、中間環状部４、外側環状部２、内側スポーク（内側連結部５に相当）、外側スポーク１，２（外側連結部６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７、並びにトレッドゴム（トレッド８に相当）を備える非空気圧タイヤを作製し、上記性能を評価した。内側連結部５及び外側連結部６は、タイヤ幅方向に連続する板状体とした。コーナリングパワー、突起乗り越し耐久性能の結果を表１に併せて示す。

実施例１
表１に示す寸法および物性等にて、図１に示すような、内側環状部１、外側環状部２、外側スポーク１，２（第１及び第２連結部３１，３２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７、並びにトレッドゴム（トレッド８に相当）を備える非空気圧タイヤを作製し、上記性能を評価した。外側スポーク１は、全体が補強コードにより補強されており、外側スポーク１の剛性が外側スポーク２の剛性よりも高くなっている。コーナリングパワー、突起乗り越し耐久性能の結果を表１に併せて示す。

実施例２
実施例１に対し、タイヤ幅方向に配列したコードからなる幅方向補強層を外側環状部２に埋設した。コーナリングパワー、突起乗り越し耐久性能の結果を表１に併せて示す。

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。また、何れの実施例等の非空気圧タイヤも、図２に示す向きに車両に取り付けた。

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、コーナリングパワーが大きくなってコーナリング性能が向上し、突起乗り越し耐久性能も向上した。また、実施例２の非空気圧タイヤは、実施例１に比べて、コーナリング性能と突起乗り越し耐久性能がさらに向上した。

１ 内側環状部
２ 外側環状部
３ 連結部
４ 中間環状部
５ 内側連結部
６ 外側連結部
３１ 第１連結部
３２ 第２連結部
６１ 第１外側連結部
６２ 第２外側連結部
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
ｔ 板厚
ｗ 板幅

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連結部と前記第２連結部は、板厚が板幅よりも小さく、板厚方向がタイヤ周方向を向いた長尺板状であって、かつ互いに剛性が異なることを特徴とする非空気圧タイヤ。
2. 前記第１連結部又は前記第２連結部は、補強材により補強され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. 前記第１連結部又は前記第２連結部は、前記外側環状部側のみが補強され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. 前記第１連結部と前記第２連結部は、前記補強材が配置される範囲が互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の非空気圧タイヤ。
5. 前記第１連結部と前記第２連結部は、前記補強材の引張モジュラスが互いに異なることを特徴する請求項２に記載の非空気圧タイヤ。

Images