JP6746598B2 - 非空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本願は、2015年10月9日に日本に出願された特願2015−201279号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
このような問題を解決するために近年では、例えば下記特許文献1に示されるような、車軸に取り付けられる取り付け体と、取り付け体をタイヤ径方向の外側から囲繞する外筒体と、外筒体と取り付け体とを連結する連結体と、を備える非空気入りタイヤが提案されている。前記連結体には、タイヤ周方向に間隔をあけて複数配置されるとともに両端部が取り付け体および外筒体にそれぞれ連結され、タイヤ径方向の外側の端部である一端部がタイヤ径方向の内側の端部である他端部よりもタイヤ周方向の一方側に位置する連結部材が備えられている。
装着筒部17、外リング部18及びリブ19は、例えばアルミニウム合金等の金属材料で一体に形成されている。装着筒部17及び外リング部18は、それぞれ円筒状に形成され、軸線Oと同軸に配設されている。複数のリブ19は、例えばタイヤ周方向に同等の間隔をあけて配置されている。
そして、内筒体12は、前記突条部が前記キー溝部に嵌合された状態で、取り付け体11に固定されている。図示の例では、外リング部18において前記キー溝部と対応する位置に、タイヤ幅方向の一方側から板材28が螺合されることにより、内筒体12が取り付け体11に固定されている。
連結部材15には、外端部15aと内端部15bとの間に位置する中間部分に、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部15d〜15fが複数形成されている。これら複数の湾曲部15d〜15fは、非空気入りタイヤ1をタイヤ幅方向から見たタイヤ側面視で、連結部材15が延びる延在方向に沿って形成されている。図示の例では、連結部材15における複数の湾曲部15d〜15fは、上記延在方向で互いに隣り合うとともに、湾曲方向が互いに逆向きである。
以下、内筒体12、外筒体13、及び連結部材15が一体に形成されたユニットをケース体31という。
熱可塑性材料として、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えば日本工業規格JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えばウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。なお、耐摩耗性の観点ではトレッド部材16を加硫ゴムで形成するのが好ましい。
すなわち、まず図2および図3に示すような、この非空気入りタイヤ1をタイヤ幅方向から見たタイヤ側面視で、連結部材15において外端部15aから内端部15bに至る全長にわたって連結部材15のタイヤ周方向の中心を通る中心線CL上に、外端部15a側から内端部15b側に向けて順に、第1点P1、第2点P2、第3点P3、第4点P4および第5点P5を設定する。これらの第1点P1から第5点P5のうち、第1点P1を、連結部材15における外端部15a側の端縁上に設定し、第5点P5を、連結部材15における内端部15b側の端縁上に設定する。なお、連結部材15における外端部15a側の端縁は、外筒体13の内周面上に位置し、連結部材15における内端部15b側の端縁は、内筒体12の外周面上に位置する。また、第1点P1と軸線O(タイヤ軸)とを通る基準直線RLに沿った、第1点P1と第5点P5との間の距離をHとする。なお基準直線RLは、外筒体13の内周面のうち、第1点P1が位置する部分の接線方向に延びる。そして、基準直線RLに沿った、第5点P5から第2点P2までの距離H1を、基準距離Hの0.80倍に、第5点P5から第3点までの距離H2を、基準距離Hの0.65倍に、第5点P5から第4点P4までの距離H3を、基準距離Hの0.30倍にそれぞれ設定する。
なお本実施形態では、第3点P3と第4点P4との間の直交方向Dに沿った水平距離D3は、水平距離D1および水平距離D4よりも大きい。
すなわち、第3点P3が位置する部分が、タイヤ周方向の他方側に張り出す時に、第2点P2が位置する部分を、タイヤ周方向の一方側に張り出す。
さらに、第3点P3と第4点P4とを通る第3傾斜直線SL3の直交方向Dに対する傾斜角度θ3は、傾斜角度θ2よりも大きく、傾斜角度θ4は、傾斜角度θ3よりも大きい。
そして、連結部材15のタイヤ周方向に沿った大きさである厚さ(板厚)は、第1点P1および第5点P5それぞれから第4点P4に向かうに従い漸次小さく(薄く)なる。
0.9<(θ3/θ)<1.2 … (1)
さらに本実施形態では、傾斜角度θ1、θ2、θ3、θ4は、以下の(2)式から(5)式の関係を満たす。
0.35<(θ2/θ1)<0.95 … (2)
0.3<(θ2/θ4)<0.8 … (3)
0.4<(θ2/θ3)<0.9 … (4)
0.7<(θ3/θ4)<0.95 … (5)
なお、傾斜角度θ、θ1、θ2、θ3、θ4はそれぞれ、以下の(1)´式から(5)´式の関係を満たすことが好ましい。
1.00≦(θ3/θ)≦1.10 … (1)´
0.44≦(θ2/θ1)≦0.89 … (2)´
0.38≦(θ2/θ4)≦0.67 … (3)´
0.46≦(θ2/θ3)≦0.80 … (4)´
0.82≦(θ3/θ4)≦0.92 … (5)´
以上により、取り付け体11と外筒体13との間で連結部材15にタイヤ径方向の圧縮力が加えられたときに、連結部材15のうち、第2点P2から第3点P3を通り第4点P4に至るまでの中央部を、タイヤ周方向の他方側に向けて緩やかに撓み変形させ、連結部材15の両端部を変形させ難くすることができる。これにより、連結部材15における応力の集中を抑制することが可能になり、耐久性を向上させることができる。
また、第3傾斜直線SL3の傾斜角度θ3は、第2傾斜直線SL2の傾斜角度θ2よりも大きいので、連結部材15の中央部を、タイヤ側面視でタイヤ周方向の他方側に向けて突となるように形成して撓み変形させ易くすることができる。
また、連結部材15のタイヤ周方向に沿った大きさが、第1点P1および第5点P5それぞれから第4点P4に向かうに従い漸次小さくなるので、連結部材15が変形するときに、連結部材15のうち、第4点P4上に位置する部分を起点として連結部材15を変形させ易くすることができる。これにより、連結部材15の中央部を積極的に撓み変形させ易くすることができる。
さらに、上述した実施の形態では、内筒体12を介して連結部材15を取り付け体11の外リング部18に間接的に連結する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば取り付け体11の外リング部18に連結部材15を直接的に連結する構成としても構わない。この場合、連結部材15の内端部15b側の端縁が、外リング部18の外周面上に位置し、第5点P5を、外リング部18の外周面上に設定することが可能である。
この検証試験では、比較例および実施例の各非空気入りタイヤに関して、有限要素法を用いたシミュレーションにおいて、荷重を負荷した時のタイヤに発生する応力の最大値を比較した。
なお表1において、傾斜角度θ1〜θ4、θの各値の単位は「度(°)」であり、水平距離D1〜D4の各値の単位は「ミリメートル(mm)」である。
一方、比較例の非空気入りタイヤでは、水平距離D2が、水平距離D1、D4よりも小さく、傾斜角度θ2が、傾斜角度θ1、θ4よりも大きく、傾斜角度θ3が、傾斜角度θ2よりも小さく、傾斜角度θ4が、傾斜角度θ3よりも小さい。
以上により、取り付け体と外筒体との間で連結部材にタイヤ径方向の圧縮力が加えられたときに、連結部材のうち、第2点から第3点を通り第4点に至るまでの中央部を、タイヤ周方向の他方側に向けて緩やかに撓み変形させ、連結部材の両端部を変形させ難くすることができる。これにより、連結部材における応力の集中を抑制することが可能になり、耐久性を向上させることができる。
11 取り付け体
13 外筒体
14 連結体
15 連結部材
15a 外端部(一端部)
15b 内端部(他端部)
CL 中心線
D 直交方向
D1、D2、D4 水平距離
H 基準距離
H1、H2、H3 距離
O 軸線(タイヤ軸)
P1 第1点
P2 第2点
P3 第3点
P4 第4点
P5 第5点
RL 基準直線
SL 全体傾斜直線
SL1 第1傾斜直線
SL2 第2傾斜直線
SL3 第3傾斜直線
SL4 第4傾斜直線
θ、θ1、θ2、θ3、θ4 傾斜角度
Claims (6)
- 車軸に取り付けられる取り付け体と、
前記取り付け体をタイヤ径方向の外側から囲繞する外筒体と、
前記外筒体と前記取り付け体とを連結する連結体と、を備え、
前記連結体には、タイヤ周方向に間隔をあけて複数配置されるとともに両端部が前記取り付け体および前記外筒体にそれぞれ連結され、タイヤ径方向の外側の端部である一端部がタイヤ径方向の内側の端部である他端部よりもタイヤ周方向の一方側に位置する連結部材が備えられている非空気入りタイヤであって、
この非空気入りタイヤをタイヤ幅方向から見たタイヤ側面視で、
前記連結部材において前記一端部から前記他端部に至る全長にわたって前記連結部材のタイヤ周方向の中心を通る中心線上に、前記一端部側から前記他端部側に向けて順に、第1点、第2点、第3点、第4点および第5点を設定し、
かつ、前記第1点を、前記連結部材における前記一端部側の端縁上に設定し、前記第5点を、前記連結部材における前記他端部側の端縁上に設定し、
かつ、前記第1点とタイヤ軸とを通る基準直線に沿った、前記第5点から前記第2点までの距離H1を、前記第5点から第1点までの基準距離Hの0.80倍に、前記第5点から前記第3点までの距離H2を、前記基準距離Hの0.65倍に、前記第5点から前記第4点までの距離H3を、前記基準距離Hの0.30倍にそれぞれ設定したときに、
前記第3点は、前記第1点と前記第5点とを通る全体傾斜直線よりもタイヤ周方向の他方側に配置され、
かつ、前記第2点と前記第3点との間の、前記基準直線に直交する直交方向に沿った水平距離D2は、前記第1点と前記第2点との間の前記直交方向に沿った水平距離D1、および前記第4点と前記第5点との間の前記直交方向に沿った水平距離D4よりも大きい非空気入りタイヤ。 - 前記第2点と前記第3点を通る第2傾斜直線の前記直交方向に対する傾斜角度θ2は、前記第1点と前記第2点とを通る第1傾斜直線の前記直交方向に対する傾斜角度θ1、および前記第4点と前記第5点とを通る第4傾斜直線の前記直交方向に対する傾斜角度θ4よりも小さい請求項1記載の非空気入りタイヤ。
- 前記第3点と前記第4点とを通る第3傾斜直線の前記直交方向に対する傾斜角度θ3は、前記傾斜角度θ2よりも大きい請求項2に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記傾斜角度θ4は、前記傾斜角度θ3よりも大きい請求項3に記載の非空気入りタイヤ。
- 前記連結部材は、表裏面がタイヤ周方向を向く弾性変形可能な板材であり、
前記連結部材の板厚は、前記第1点および前記第5点それぞれから前記第4点に向かうに従い漸次小さくなる請求項1から4のいずれか1項に記載の非空気入りタイヤ。 - 前記第2点は、前記第1点と前記第5点とを通る前記全体傾斜直線よりもタイヤ周方向の一方側に配置される請求項1に記載の非空気入りタイヤ。
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