JP6981102B2 - エアレスタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、エアレスタイヤに関する。

近年、エアレスタイヤが種々提案されている。エアレスタイヤは、高圧空気を用いずに、自らの構造部材によって荷重を支持することができる。したがって、エアレスタイヤは、パンクしないという利点を有している。

例えば、下記特許文献１には、走行時に接地するトレッドリングと、トレッドリングのタイヤ半径方向内側に位置するハブと、トレッドリングとハブとを結合する複数のスポークとを有するエアレスタイヤが記載されている。このスポークは、トレッドリング側の圧縮剛性をハブ側の圧縮剛性よりも大きくすることで、耐久性を向上させている。

特開２０１７−０８１１９９号公報

特許文献１のエアレスタイヤにおいて、スポークの圧縮剛性を小さくすることで、乗り心地を向上させることができるが、転がり抵抗が大きくなるおそれがある。一方、スポークの圧縮剛性を大きくすることで、転がり抵抗を低減させることができるが、乗り心地が悪化するおそれがある。このため、エアレスタイヤにおいて、耐久性と乗り心地とを両立しつつ、転がり抵抗を低減させるために、更なる改善が求められていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、第１スポークと第２スポークとをタイヤ周方向から視て交差させることを基本として、耐久性と乗り心地とを両立し、かつ、転がり抵抗を低減させたエアレスタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、走行時に接地するトレッドリングと、前記トレッドリングのタイヤ半径方向内側に位置するハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを結合する複数のスポークとを有するエアレスタイヤであって、前記スポークは、前記ハブ側の第１内端から前記トレッドリング側の第１外端に延びる第１スポークと、前記ハブ側の第２内端から前記トレッドリング側の第２外端に延びる第２スポークとを含み、前記第１内端及び前記第２外端は、タイヤ幅方向の一方側に位置し、前記第２内端及び前記第１外端は、タイヤ幅方向の他方側に位置し、前記第１内端から前記第１外端までの前記第１スポークに沿った第１長さは、前記ハブと前記トレッドリングとのタイヤ半径方向の間隔の１８０％以下であることを特徴とする。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記第２内端から前記第２外端までの前記第２スポークに沿った第２長さは、前記第１長さに等しいのが望ましい。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記第１長さは、前記第１内端と前記第１外端との第１距離の１１０％以下であるのが望ましい。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記スポークは、タイヤ周方向の幅がタイヤ軸方向の厚さよりも大きいのが望ましい。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記スポークは、タイヤ子午線断面において湾曲しているのが望ましい。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記スポークは、前記ハブから前記トレッドリングまでの区間で、タイヤ周方向の幅が同一であるのが望ましい。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記スポークは、前記ハブから前記トレッドリングまでの区間で、タイヤ周方向の幅が減少する凹部が形成されているのが望ましい。

本発明に係るエアレスタイヤにおいて、前記第１スポークと前記第２スポークとは、タイヤ周方向に交互に配されるのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤは、スポークが、ハブ側の第１内端からトレッドリング側の第１外端に延びる第１スポークと、ハブ側の第２内端からトレッドリング側の第２外端に延びる第２スポークとを含んでいる。このようなスポークは、その長さをハブとトレッドリングとのタイヤ半径方向の間隔よりも大きくできるので、走行時のトレッドリングの撓みによるスポークに生じる歪を低減することができる。このため、本発明のエアレスタイヤは、耐久性を向上させることができる。

本発明のエアレスタイヤは、第１内端及び第２外端が、タイヤ幅方向の一方側に位置し、第２内端及び第１外端が、タイヤ幅方向の他方側に位置している。このようなスポークは、第１スポークと第２スポークとがタイヤ周方向から視て交差しており、エアレスタイヤの縦ばね定数を低減させても適切な剛性を維持することができる。また、このスポークは、トレッドリングを均一に支持できるので、不快な振動を抑制することができる。このため、本発明のエアレスタイヤは、乗り心地を向上させることができる。

本発明のエアレスタイヤは、第１内端から第１外端までの第１スポークに沿った第１長さが、ハブとトレッドリングとのタイヤ半径方向の間隔の１８０％以下である。このようなスポークは、タイヤ半径方向の剛性が大きく、走行時のトレッドリングの撓みを抑制することができる。このため、本発明のエアレスタイヤは、転がり抵抗を低減することができる。

本発明のエアレスタイヤの一実施形態を示す斜視図である。 図１のエアレスタイヤの側面図である。 図２のＡ−Ａ線の断面図である。 図２のＢ−Ｂ線の断面図である。 他の実施形態のスポークの側方斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態のエアレスタイヤ１を示す斜視図であり、図２は、エアレスタイヤ１の側面図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態のエアレスタイヤ１は、走行時に接地するトレッドリング２と、トレッドリング２のタイヤ半径方向内側に位置するハブ３と、トレッドリング２とハブ３とを結合する複数のスポーク４とを有している。

このようなエアレスタイヤ１は、高圧空気を用いずに、ハブ３及びスポーク４によってトレッドリング２に作用する荷重を支持することができる。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、パンクするおそれがない。

図３は、図２のＡ−Ａ線の断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線の断面図である。図２〜図４に示されるように、本実施形態のスポーク４は、第１スポーク５と第２スポーク６とを含んでいる。第１スポーク５は、ハブ３側の第１内端５ａからトレッドリング２側の第１外端５ｂに延びるのが望ましい。第２スポーク６は、ハブ３側の第２内端６ａからトレッドリング２側の第２外端６ｂに延びるのが望ましい。なお、図２において、理解を助けるために、第１スポーク５と第２スポーク６とは、異なる色で薄く着色されている。

このようなスポーク４は、その長さをハブ３とトレッドリング２とのタイヤ半径方向の間隔Ｄよりも大きくできるので、走行時のトレッドリング２の撓みによりスポーク４に生じる歪を低減することができる。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、耐久性を向上させることができる。

図３及び図４に示されるように、本実施形態の第１内端５ａ及び第２外端６ｂは、タイヤ幅方向の一方側Ｓ１に位置している。また、第２内端６ａ及び第１外端５ｂは、タイヤ幅方向の他方側Ｓ２に位置している。

このようなスポーク４は、第１スポーク５と第２スポーク６とがタイヤ周方向から視て交差しており（図１参照）、トレッドリング２の適切な剛性を維持した状態で、エアレスタイヤ１の縦ばね定数を低減させることができる。また、このスポーク４は、トレッドリング２を均一に支持できるので、不快な振動を抑制することができる。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、乗り心地を向上させることができる。

図３に示されるように、第１内端５ａから第１外端５ｂまでの第１スポーク５に沿った第１長さＬ１は、好ましくは、ハブ３とトレッドリング２とのタイヤ半径方向の間隔Ｄの１８０％以下である。ここで、第１スポーク５に沿った第１長さＬ１とは、第１スポーク５のタイヤ軸方向の厚さｔ１の中心線５Ｃにおける第１内端５ａから第１外端５ｂまでの長さである。

このような第１スポーク５は、タイヤ半径方向の剛性が大きく、走行時のトレッドリング２の撓みを抑制することができる。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、転がり抵抗を低減することができる。

上述のように、本実施形態のエアレスタイヤ１は、第１スポーク５と第２スポーク６とをタイヤ周方向から視て交差させ、かつ、その長さを特定することで、耐久性と乗り心地とを両立し、かつ、転がり抵抗を低減させることができる。以下、本実施形態のエアレスタイヤ１のより好ましい態様が説明される。

図１に示されるように、本実施形態のトレッドリング２は、走行時に接地するトレッド面７を含んでいる。トレッド面７には、溝８と、溝８により区分される複数の陸部９とが形成されるのが望ましい。

溝８は、タイヤ周方向に延びる複数の、本実施形態では２本の周方向主溝１０を含んでいる。陸部９は、周方向主溝１０間に位置するクラウン陸部１１と、周方向主溝１０のタイヤ軸方向外側に位置する一対のショルダー陸部１２とを含むのが望ましい。

陸部９には、タイヤ軸方向に延びる複数のサイプ１３が形成されるのが望ましい。本実施形態のサイプ１３は、クラウン陸部１１に形成されるクラウンサイプ１４と、ショルダー陸部１２に形成される第１ショルダーサイプ１５及び第２ショルダーサイプ１６とを含んでいる。

本実施形態のクラウンサイプ１４は、２本の周方向主溝１０に連通している。また、本実施形態の第１ショルダーサイプ１５は、周方向主溝１０に連通しており、第２ショルダーサイプ１６は、周方向主溝１０に連通することなく、ショルダー陸部１２内で終端している。このようなサイプ１３は、トレッド面７の剛性を適切なものとし、乗り心地を向上させることができる。

図１及び図２に示されるように、本実施形態のハブ３は、車軸に固定される固定部１７と、スポーク４に連結される円筒部１８と、固定部１７と円筒部１８とを連結する連結部１９とを含んでいる。本実施形態の連結部１９は、複数のスポーク状に形成されている。連結部１９の数は、スポーク４の数よりも少ないのが望ましい。このようなハブ３は、軽量化と剛性とを両立することができる。なお、連結部１９は、ディスク状であってもよい。

本実施形態のスポーク４は、第１スポーク５と第２スポーク６とが、タイヤ周方向に交互に配されている。このようなスポーク４は、トレッドリング２を均一に支持できるので、不快な振動を抑制し、乗り心地を向上させることができる。

図２〜図４に示されるように、本実施形態のスポーク４は、板状に形成されている。スポーク４は、タイヤ周方向の幅ｗ１，ｗ２がタイヤ軸方向の厚さｔ１，ｔ２よりも大きいのが望ましい。すなわち、第１スポーク５は、タイヤ周方向の幅ｗ１がタイヤ軸方向の厚さｔ１よりも大きい板状に形成されるのが望ましい。また、第２スポーク６は、タイヤ周方向の幅ｗ２がタイヤ軸方向の厚さｔ２よりも大きい板状に形成されるのが望ましい。このようなスポーク４は、走行時のトレッドリング２の撓みのタイヤ周方向の変動を低減することができ、エアレスタイヤ１の転がり抵抗を低減することができる。

図２に示されるように、本実施形態のスポーク４は、ハブ３からトレッドリング２までの区間で、タイヤ周方向の幅ｗ１，ｗ２が同一である。第１スポーク５のタイヤ周方向の幅ｗ１は、第２スポーク６のタイヤ周方向の幅ｗ２に等しいのが望ましい。このようなスポーク４は、走行時のトレッドリング２の撓みのタイヤ周方向の変動を低減することができ、エアレスタイヤ１の転がり抵抗をより低減することができる。

図３に示されるように、第１スポーク５の第１長さＬ１は、ハブ３とトレッドリング２とのタイヤ半径方向の間隔Ｄの、好ましくは１１０％以上、より好ましくは１２０％以上である。このような第１スポーク５は、走行時のトレッドリング２の撓みにより第１スポーク５に生じる歪を低減することができ、エアレスタイヤ１の耐久性を向上させ得る。

図４に示されるように、第２内端６ａから第２外端６ｂまでの第２スポーク６に沿った第２長さＬ２は、好ましくは、ハブ３とトレッドリング２とのタイヤ半径方向の間隔Ｄの１８０％以下である。ここで、第２スポーク６に沿った第２長さＬ２とは、第２スポーク６のタイヤ軸方向の厚さｔ２の中心線６Ｃにおける第２内端６ａから第２外端６ｂまでの長さである。

このような第２スポーク６は、タイヤ半径方向の剛性が大きく、走行時のトレッドリング２の撓みを抑制することができる。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、転がり抵抗を低減することができる。

第２スポーク６の第２長さＬ２は、ハブ３とトレッドリング２とのタイヤ半径方向の間隔Ｄの、好ましくは１１０％以上、より好ましくは１２０％以上である。このような第２スポーク６は、走行時のトレッドリング２の撓みにより第２スポーク６に生じる歪を低減することができ、エアレスタイヤ１の耐久性を向上させ得る。

第２スポーク６の第２長さＬ２は、第１スポーク５の第１長さＬ１に等しいのが望ましい。このようなスポーク４は、走行時のトレッドリング２の撓みを均一に抑制し、エアレスタイヤ１の転がり抵抗を低減することができる。

図３及び図４に示されるように、本実施形態のスポーク４は、タイヤ子午線断面において湾曲している。第１スポーク５と第２スポーク６とは、タイヤ子午線断面において互いに反対方向に湾曲するのが望ましい。このようなスポーク４は、対象性が向上し、トレッドリング２をより均一に支持することができる。このため、エアレスタイヤ１は、乗り心地をより向上させることができる。

本実施形態の第１スポーク５の第１長さＬ１は、第１内端５ａと第１外端５ｂとの第１距離ｄ１よりも大きい。また、第２スポーク６の第２長さＬ２は、第２内端６ａと第２外端６ｂとの第２距離ｄ２よりも大きい。第１長さＬ１は、好ましくは、第１距離ｄ１の１１０％以下である。また、第２長さＬ２は、好ましくは、第２距離ｄ２の１１０％以下である。このようなスポーク４は、トレッドリング２の適切な剛性を維持することができる。このため、エアレスタイヤ１は、転がり抵抗をより低減することができる。

図５は、他の実施形態のスポーク２０の側方斜視図である。上述の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号が付され、その説明が省略される。図５に示されるように、この実施形態のスポーク２０は、第１スポーク２１と第２スポーク２２とを含んでいる。第１スポーク２１は、ハブ３側の第１内端２１ａからトレッドリング２側の第１外端２１ｂに延びるのが望ましい。第２スポーク２２は、ハブ３側の第２内端２２ａからトレッドリング２側の第２外端２２ｂに延びるのが望ましい。

この実施形態の第１内端２１ａ及び第２外端２２ｂは、タイヤ幅方向の一方側Ｓ１に位置している。また、第２内端２２ａ及び第１外端２１ｂは、タイヤ幅方向の他方側Ｓ２に位置している。

このようなスポーク２０は、上述のスポーク４と同様、第１スポーク２１と第２スポーク２２とが、タイヤ周方向から視て交差しており、トレッドリング２の適切な剛性を維持した状態で、エアレスタイヤ１の縦ばね定数を低減させることができる。また、このスポーク２０は、トレッドリング２を均一に支持できるので、不快な振動を抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。

この実施形態のスポーク２０は、ハブ３からトレッドリング２までの区間で、タイヤ周方向の幅が減少する凹部２３が形成されている。このようなスポーク２０は、その剛性と軽量化とを両立することができ、乗り心地の向上と転がり抵抗の低減とをバランスよく両立することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図１の基本構造をなすエアレスタイヤ（タイヤサイズ１１５／８５Ｒ１３に相当するタイヤ）が、表１の仕様に基づき試作され、耐久性、乗り心地及び転がり抵抗がテストされた。テスト方法は、次のとおりである。

＜耐久性＞
ドラム試験機を用い、荷重１．５ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件で、エアレスタイヤに損傷が生じるまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が大きい程、耐久性が優れていることを示す。

＜乗り心地＞
乗り心地を示す代表的な指標として、荷重１．５ｋＮでの縦バネ定数が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程、乗り心地が良好であることを示す。

＜転がり抵抗＞
転がり抵抗試験機を用い、速度４０km/h、荷重１．１７ｋNの条件で、転がり抵抗係数（転がり抵抗／荷重×１０^４）が計測された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程、転がり抵抗が小さいことを示す。

テストの結果が表１に示される。

表１から明らかなように、実施例のエアレスタイヤは、比較例に比べて、耐久性、乗り心地及び転がり抵抗をバランスよく向上させていることが確認された。

１ エアレスタイヤ
２ トレッドリング
３ ハブ
４ スポーク
５ 第１スポーク
５ａ 第１内端
５ｂ 第１外端
６ 第２スポーク
６ａ 第２内端
６ｂ 第２外端

Claims (8)

1. 走行時に接地するトレッドリングと、前記トレッドリングのタイヤ半径方向内側に位置するハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを結合する複数のスポークとを有するエアレスタイヤであって、
   前記スポークは、前記ハブ側の第１内端から前記トレッドリング側の第１外端に延びる第１スポークと、前記ハブ側の第２内端から前記トレッドリング側の第２外端に延びる第２スポークとを含み、
   前記第１内端及び前記第２外端は、タイヤ幅方向の一方側に位置し、
   前記第２内端及び前記第１外端は、タイヤ幅方向の他方側に位置し、
   前記第１内端から前記第１外端までの前記第１スポークに沿った第１長さは、前記ハブと前記トレッドリングとのタイヤ半径方向の間隔の１８０％以下であり、かつ、前記第１内端と前記第１外端との第１距離の１１０％以下であり、
   前記スポークは、タイヤ子午線断面において湾曲しているエアレスタイヤ。
2. 前記スポークは、前記ハブから前記トレッドリングまでの区間で、タイヤ周方向の幅が同一である請求項１に記載のエアレスタイヤ。
3. 走行時に接地するトレッドリングと、前記トレッドリングのタイヤ半径方向内側に位置するハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを結合する複数のスポークとを有するエアレスタイヤであって、
   前記スポークは、前記ハブ側の第１内端から前記トレッドリング側の第１外端に延びる第１スポークと、前記ハブ側の第２内端から前記トレッドリング側の第２外端に延びる第２スポークとを含み、
   前記第１内端及び前記第２外端は、タイヤ幅方向の一方側に位置し、
   前記第２内端及び前記第１外端は、タイヤ幅方向の他方側に位置し、
   前記第１内端から前記第１外端までの前記第１スポークに沿った第１長さは、前記ハブと前記トレッドリングとのタイヤ半径方向の間隔の１８０％以下であり、
   前記スポークは、前記ハブから前記トレッドリングまでの区間で、タイヤ周方向の幅が減少する凹部が形成されているエアレスタイヤ。
4. 前記第１長さは、前記第１内端と前記第１外端との第１距離の１１０％以下である請求項３に記載のエアレスタイヤ。
5. 前記スポークは、タイヤ子午線断面において湾曲している請求項３又は４に記載のエアレスタイヤ。
6. 前記第２内端から前記第２外端までの前記第２スポークに沿った第２長さは、前記第１長さに等しい請求項１〜５のいずれかに記載のエアレスタイヤ。
7. 前記スポークは、タイヤ周方向の幅がタイヤ軸方向の厚さよりも大きい請求項１〜６のいずれかに記載のエアレスタイヤ。
8. 前記第１スポークと前記第２スポークとは、タイヤ周方向に交互に配される請求項１〜７のいずれかに記載のエアレスタイヤ。

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