JP7452961B2

JP7452961B2 - 非空気圧タイヤ

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Publication number: JP7452961B2
Application number: JP2019162990A
Authority: JP
Inventors: 法行辻
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2039-09-06
Also published as: CN112455164A; JP2021041731A; US20210070104A1; EP3789211A1

Description

本発明は、非空気圧タイヤ（ｎｏｎ－ｐｎｅｕｍａｔｉｃｔｉｒｅ）に関する。

従来の非空気圧タイヤとして、例えば、下記特許文献１には、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る非空気圧タイヤが記載されている。

連結部は、外側環状部と結合する外側結合部を備えている。この外側結合部では路面に対する接地圧が外側結合部以外の部分に比べて高くなり、接地面内における接地圧が不均一となるため、操縦安定性が悪化したり、偏摩耗が発生したりしてしまう。

特開２０１５－３９９８６号公報

そこで、本発明の目的は、接地面内における接地圧が不均一になることを抑制できる非空気圧タイヤを提供することにある。

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、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、前記外側環状部のタイヤ幅方向全体に埋設された少なくとも１層の環状の全体補強層と、前記外側環状部のタイヤ幅方向の一部のみに埋設された環状の部分補強層と、を備え、
前記部分補強層は、タイヤ周方向から見て、前記複数の連結部が前記外側環状部と結合する各外側結合部とタイヤ径方向に重なる。

本発明の非空気圧タイヤによれば、複数の連結部が外側環状部と結合する各外側結合部を部分補強層によって補強することで、外側結合部での接地圧を低減し、接地面内における接地圧が不均一になることを抑制できる。

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断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図

以下、非空気圧タイヤの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、非空気圧タイヤＴの一例を示す正面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。ここで、Ｏは軸心を示している。

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を備えている。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。

本実施形態では、図１に示すように、支持構造体ＳＳの外側に、トレッド６が設けられている例を示す。トレッド６は、例えば、従来の空気入りタイヤと同様にゴムや、樹脂等で構成され、従来の空気入りタイヤと同様に、外周面にパターン（溝）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。

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。また、例えば、支持構造体ＳＳの母材として、ポリエステルエラストマー等の熱可塑性エラストマー、天然ゴム等の架橋ゴム、又はその他の樹脂（例えば、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂）が採用されてもよい。また、例えば、母材の内部に、繊維又は金属コード等の補強材が埋設されていてもよい。

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。なお、内側環状部１の厚みは、特に限定されないが、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で、適宜設定される。

内側環状部１の内径は、特に限定されないが、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。内側環状部１のタイヤ幅方向の幅は、特に限定されないが、用途、車軸の長さ等に応じて適宜決定される。

外側環状部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。なお、外側環状部２の厚みは、特に限定されないが、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で、適宜設定される。

外側環状部２の内径は、特に限定されないが、その用途等に応じて適宜決定される。また、外側環状部２のタイヤ幅方向の幅は、特に限定されないが、用途等に応じて適宜決定される。なお、外側環状部２の幅は、内側環状部１の幅と同じであることが好ましい。

外側環状部２には、外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤ全体に少なくとも１層の環状の全体補強層４が埋設されている。本実施形態では、全体補強層４が１層設けられている。なお、全体補強層４は、外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤの略全体に配置されればよく、図２に示すように外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤの両端まで完全に達する必要はない。

全体補強層４は、タイヤ周方向ＣＤに配列される補強繊維を少なくとも備える。また、全体補強層４は、タイヤ幅方向ＷＤに配列される補強繊維をさらに備えるようにしてもよく、タイヤ周方向ＣＤに配列される補強繊維とタイヤ幅方向ＷＤに配列される補強繊維とから構成される織物を備えるようにしてもよい。

また、外側環状部２には、外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤの一部のみに環状の部分補強層５が埋設されている。部分補強層５は、全体補強層４よりもタイヤ径方向ＲＤ外側に配置されている。図２の例では、部分補強層５１，５２がタイヤ幅方向ＷＤに並べて設けられている。

部分補強層５は、タイヤ周方向ＣＤに対して０～４５°傾斜する方向に配列される補強繊維で構成される。部分補強層５は、好ましくはタイヤ周方向ＣＤに対して０～３０°傾斜する方向に配列される補強繊維で構成される。部分補強層５は、タイヤ周方向ＣＤに対して互いに反対側に傾斜する方向に配列される２層の補強繊維で構成されてもよい。

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開けるなどして、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。連結部３の数は、特に限定されないが、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で、適宜設定される。

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。

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。

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２に示すように、タイヤ赤道面に対して対称な形状であることが好ましい。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ＲＤ及びタイヤ幅方向ＷＤ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。

板厚ｔは、特に限定されないが、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で、適宜設定される。また、板幅ｗは、特に限定されないが、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で、適宜設定される。

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３１ａ，３１ｂを有することが好ましい。

第１連結部３１は、内側環状部１と結合する内側結合部３１ｃと、外側環状部２と結合する外側結合部３１ｄとを備えている。内側結合部３１ｃは、補強部３１ａが内側環状部１と結合する部分である。また、外側結合部３１ｄは、補強部３１ｂが外側環状部２と結合する部分である。

内側結合部３１ｃの形状は、特に限定されないが、本実施形態においては、内側結合部３１ｃは長尺に形成されている。具体的には、内側結合部３１ｃは、長方形状に形成されている。内側結合部３１ｃの長手方向は、タイヤ幅方向ＷＤと平行となっている。なお、内側結合部３１ｃの長手方向は、タイヤ幅方向ＷＤと平行である必要はなく、例えば、タイヤ幅方向ＷＤに対して交差するようにしてもよい。

外側結合部３１ｄの形状は、特に限定されないが、本実施形態においては、外側結合部３１ｄは長尺に形成されている。具体的には、外側結合部３１ｄは、長方形状に形成されている。外側結合部３１ｄの長手方向は、タイヤ幅方向ＷＤと平行となっている。なお、外側結合部３１ｄの長手方向は、タイヤ幅方向ＷＤと平行である必要はなく、例えば、タイヤ幅方向ＷＤに対して交差するようにしてもよい。

外側環状部２は、タイヤ幅方向ＷＤにおいて、複数の連結部３１，３２が結合する結合領域２ｂ，２ｄと、複数の連結部３１，３２が結合しない非結合領域２ａ，２ｃ，２ｅと、を備えている。結合領域２ｂ，２ｄ、及び非結合領域２ａ，２ｃ，２ｅは、何れも環状をしている。第１連結部３１の外側結合部３１ｄは、結合領域２ｂのみに存在し、第２連結部３２の外側結合部３２ｄは、結合領域２ｄのみに存在する。非結合領域２ａ，２ｃ，２ｅには、外側結合部３１ｄ及び外側結合部３２ｄは存在しない。

部分補強層５１，５２は、タイヤ周方向から見て、複数の連結部３１，３２と外側環状部２との各外側結合部３１ｄ，３２ｄとタイヤ径方向に重なる。この構成によれば、各外側結合部３１ｄ，３２ｄが存在する結合領域２ｂ，２ｄを部分補強層５１，５２によって補強することで、外側結合部３１ｄ，３２ｄでの接地圧を低減し、接地面内における接地圧が不均一になることを抑制できる。その結果、操縦安定性を向上させ、偏摩耗を抑制できる。なお、本明細書において、「重なる」とは、全体が重なることだけでなく、一部が（部分的に）重なることも含む。

部分補強層５１，５２は、各外側結合部３１ｄ，３２ｄのタイヤ幅方向ＷＤの幅の５０％以上で各外側結合部３１ｄ，３２ｄと重なる。すなわち、部分補強層５１と外側結合部３１ｄとの重なりが、外側結合部３１ｄのタイヤ幅方向ＷＤの幅Ｗｓ１の５０％以上であり、部分補強層５２と外側結合部３２ｄとの重なりが、外側結合部３２ｄのタイヤ幅方向ＷＤの幅Ｗｓ２の５０％以上である。この構成によれば、部分補強層５１，５２によって各外側結合部３１ｄ，３２ｄが存在する結合領域２ｂ，２ｄを効果的に補強することができる。

部分補強層５１，５２の幅は、外側結合部３１ｄ，３２ｄの幅によって補強すべき範囲が変動するため、連結部３の幅や形状によって適宜設定される。部分補強層５１の幅Ｗａ１は、例えば、外側結合部３１ｄの幅Ｗｓ１の５０～１１０％である。部分補強層５２の幅Ｗａ２は、例えば、外側結合部３２ｄの幅Ｗｓ２の５０～１１０％である。

また、図２に示す例では、部分補強層５１，５２のタイヤ幅方向両端部は、結合領域２ｂ，２ｄに位置しているが、これに限定されない。すなわち、部分補強層５１，５２のタイヤ幅方向端部は、非結合領域２ａ，２ｃ，２ｅに位置してもよい。

以上のように、本実施形態に係る非空気圧タイヤＴ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３１，３２と、外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤ全体に埋設された少なくとも１層の環状の全体補強層４と、外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤの一部のみに埋設された環状の部分補強層５１，５２と、を備え、部分補強層５１，５２は、タイヤ周方向から見て、複数の連結部３が外側環状部２と結合する各外側結合部３１ｄ，３２ｄとタイヤ径方向ＲＤに重なる。

この非空気圧タイヤＴによれば、複数の連結部３１，３２が外側環状部２と結合する各外側結合部３１ｄ，３２ｄを部分補強層５によって補強することで、外側結合部３１ｄ，３２ｄでの接地圧を低減し、接地面内における接地圧が不均一になることを抑制できる。

また、本実施形態に係る非空気圧タイヤＴにおいて、部分補強層５は、各外側結合部３１ｄ，３２ｄのタイヤ幅方向ＷＤの幅Ｗｓ１，Ｗｓ２の５０％以上で各外側結合部３１ｄ，３２ｄと重なることが好ましい。この構成によれば、部分補強層５によって各外側結合部３１ｄ，３２ｄが存在する領域を効果的に補強することができる。

また、本実施形態に係る非空気圧タイヤＴにおいて、部分補強層５は、全体補強層４よりもタイヤ径方向ＲＤ外側に配置されているものでもよい。この構成によれば、部分補強層５が、全体補強層４の外側環状部２に対する補強効果に悪影響を与えるのを防止することができる。

また、本実施形態に係る非空気圧タイヤＴにおいて、全体補強層４が複数設けられており、部分補強層５は、複数の全体補強層４の間に配置されているものでもよい。この構成によれば、部分補強層５が、全体補強層４の外側環状部２に対する補強効果に悪影響を与えるのを防止することができる。

また、本実施形態に係る非空気圧タイヤＴにおいて、部分補強層５は補強繊維で構成されており、前記補強繊維は、タイヤ周方向ＣＤに対して０～４５°傾斜する方向に配列されているものでもよい。この構成によれば、部分補強層５による補強効果を高めることができる。

［他の実施形態］
前述の実施形態では、連結部３として第１連結部３１及び第２連結部３２を示したが、連結部３の形状や配置はこれに限定されない。また、部分補強層５の形状や配置についても特に限定されない。

（１）図３Ａに示す例では、連結部３が略矩形板状をしている。連結部３は、内側環状部１のタイヤ幅方向ＷＤ中央部と外側環状部２のタイヤ幅方向ＷＤ中央部とを連結している。部分補強層５は、タイヤ周方向ＣＤから見て、各外側結合部３ｄとタイヤ径方向ＲＤに重なっている。

（２）図３Ｂに示す例では、部分補強層５の幅Ｗａが外側結合部３ｄの幅Ｗｓの約１００％となっている。

（３）図３Ｃに示す例では、部分補強層５がタイヤ幅方向一方側ＷＤ１に偏って配置されている。

（４）図３Ｄに示す例では、２つの部分補強層５，５がタイヤ幅方向ＷＤに並べて設けられている。

（５）図３Ｅに示す例では、部分補強層５がタイヤ径方向ＲＤに重ねて設けられている。２層の部分補強層５，５のうちタイヤ径方向ＲＤ外側の部分補強層５の幅は、タイヤ径方向ＲＤ内側の部分補強層５の幅よりも狭くなっている。

（６）図３Ｆに示す例では、全体補強層４が２層設けられている。全体補強層４が複数設けられるとき、部分補強層５は、最内層の全体補強層４よりもタイヤ径方向ＲＤ外側に配置され、かつ最外層の全体補強層４よりもタイヤ径方向ＲＤ内側に配置されることが好ましい。すなわち、部分補強層５は、複数の全体補強層４の間に配置されることが好ましい。

（７）図３Ｇに示す例では、２層の全体補強層４と２層の部分補強層５が交互に重ねて配置されている。

（８）図３Ｈに示す例では、２層の全体補強層４の間に２層の部分補強層５が配置されている。

（９）図４Ａに示す例では、２つの略矩形板状の連結部３，３がタイヤ幅方向ＷＤに並べて設けられている。また、２つの部分補強層５，５がタイヤ幅方向ＷＤに並べて設けられている。この例では、部分補強層５は、タイヤ周方向ＣＤから見て、各外側結合部３ｄとタイヤ径方向ＲＤに重なっている。

（１０）図４Ｂに示す例では、２つの連結部３，３の外側結合部３ｄ，３ｄを１つの部分補強層５により補強している。

（１１）図４Ｃに示す例では、２つの連結部３，３のうちタイヤ幅方向他方側ＷＤ２の連結部３の外側結合部３ｄのみを部分補強層５により補強している。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１内側環状部
２外側環状部
３連結部
３ｄ外側結合部
３１第１連結部
３１ｄ外側結合部
３２第２連結部
３２ｄ外側結合部
４全体補強層
５部分補強層
５１部分補強層
５２部分補強層
Ｔ非空気圧タイヤ
ＣＤタイヤ周方向
ＷＤタイヤ幅方向
ＲＤタイヤ径方向

Claims

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、前記外側環状部のタイヤ幅方向全体に埋設された少なくとも１層の環状の全体補強層と、前記外側環状部のタイヤ幅方向の一部のみに埋設された環状の部分補強層と、を備え、
前記外側環状部は、タイヤ幅方向において、前記複数の連結部が結合する環状の結合領域と、前記複数の連結部が結合しない環状の非結合領域と、を備え、
前記部分補強層は、前記全体補強層よりもタイヤ幅方向での長さが短く、
前記部分補強層は、タイヤ周方向から見て、前記複数の連結部が前記外側環状部と結合する前記結合領域の各外側結合部とタイヤ径方向に重なり、
前記全体補強層が複数設けられており、前記部分補強層は、複数の全体補強層の間に配置されている、非空気圧タイヤ。
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、前記外側環状部のタイヤ幅方向全体に埋設された少なくとも１層の環状の全体補強層と、前記外側環状部のタイヤ幅方向の一部のみに埋設された環状の部分補強層と、を備え、
前記部分補強層は、前記全体補強層よりもタイヤ幅方向での長さが短く、
前記部分補強層は、タイヤ周方向から見て、前記複数の連結部が前記外側環状部と結合する各外側結合部とタイヤ径方向に重なり、
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、前記内側環状部のタイヤ幅方向他方側から前記外側環状部の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いる、非空気圧タイヤ。
前記部分補強層は、前記各外側結合部のタイヤ幅方向の幅の５０％以上で前記各外側結合部と重なる、請求項１又は２に記載の非空気圧タイヤ。
前記部分補強層は、前記全体補強層よりもタイヤ径方向外側に配置されている、請求項２に記載の非空気圧タイヤ。
前記全体補強層が複数設けられており、前記部分補強層は、複数の全体補強層の間に配置されている、請求項２に記載の非空気圧タイヤ。
前記部分補強層は補強繊維で構成されており、前記補強繊維は、タイヤ周方向に対して０～４５°傾斜する方向に配列されている、請求項１又は２に記載の非空気圧タイヤ。
前記部分補強層の幅は、前記外側結合部の幅の５０～１１０％である、請求項１又は２に記載の非空気圧タイヤ。