(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係る非空気入りタイヤの一実施形態を
図1から
図4を参照しながら説明する。
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に外装される内筒体12、および内筒体12をタイヤ径方向の外側から囲繞する外筒体13を備えるリング部材14と、内筒体12と外筒体13との間にタイヤ周方向に沿って複数配設されるとともに、これらの両筒体12、13同士を相対的に弾性変位自在に連結する連結部材15と、外筒体13の外周面側にその全周にわたって配設されたトレッド部材16と、を備えている。
【0011】
ここで、取り付け体11、内筒体12、外筒体13、およびトレッド部材16はそれぞれ、共通軸と同軸に配設されている。以下、この共通軸を軸線Oといい、この軸線Oに沿う方向をタイヤ幅方向Hといい、該軸線Oに直交する方向をタイヤ径方向といい、該軸線O回りに周回する方向をタイヤ周方向という。なお、取り付け体11、内筒体12、外筒体13、およびトレッド部材16は、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。
【0012】
リング部材14のうち、外筒体13は内筒体12よりもタイヤ幅方向Hの大きさ、つまり幅が大きくなっている。また、内筒体12の内周面には、タイヤ径方向の内側に向けて突出するとともにタイヤ幅方向Hの全長にわたって延びる突条部12aが、タイヤ周方向に間隔をあけて複数配設されている。
【0013】
取り付け体11は、
図1および
図2に示されるように、前記車軸の先端部が装着される装着筒部17と、装着筒部17をタイヤ径方向の外側から囲繞する外リング部18と、装着筒部17と外リング部18とを連結する複数のリブ19と、を備えている。
装着筒部17、外リング部18、およびリブ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および外リング部18はそれぞれ、円筒状に形成され前記軸線Oと同軸に配設されている。複数のリブ19は、前記軸線Oを基準とする点対称に配置されている。
【0014】
外リング部18の外周面には、タイヤ径方向の内側に向けて窪み、かつタイヤ幅方向Hに延びるキー溝部18aがタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。キー溝部18aは、外リング部18の外周面において、タイヤ幅方向Hの両端のうちの一方側にのみ開口し他方側は閉じている。これらのキー溝部18aに、リング部材14における内筒体12の突条部12aが各別に嵌合している。
なお、キー溝部18aを画成する壁面のうち、タイヤ周方向で互いに対向する一対の側壁面と底壁面とは直角をなしている。また、突条部12aの外表面のうち、内筒体12の内周面から立ち上がる一対の側壁面と、タイヤ径方向の内側を向く頂壁面と、は直角をなしている。突条部12aおよびキー溝部18aのタイヤ周方向の大きさは互いに同等になっている。
【0015】
ここで、外リング部18におけるタイヤ幅方向Hの一方側の端縁において、キー溝部18aと対応する位置に、タイヤ幅方向Hの他方側に向けて窪み、かつ板材28が嵌め込まれる凹部18bが形成されている。板材28には貫通孔が形成されていて、凹部18bを画成する壁面のうち、タイヤ幅方向Hの一方側を向く壁面に、該凹部18bに嵌め込まれた板材28の貫通孔に連通する雌ねじ部が形成されている。なお、これらの雌ねじ部および貫通孔はタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【0016】
そして、リング部材14は、内筒体12が取り付け体11に外嵌され、かつ突条部12aがキー溝部18aに嵌合された状態で、凹部18bに嵌め込んだ板材28の貫通孔を通してボルトを雌ねじ部にねじ込むことにより、取り付け体11に固定されている。この状態において、突条部12aは、板材28と、凹部18bを画成する壁面のうち、タイヤ幅方向Hの他端に位置して一方側を向く他端壁面と、によりタイヤ幅方向Hに挟み込まれている。
なお、外リング部18において、タイヤ周方向で隣り合うキー溝部18a同士の間に位置する部分には、タイヤ径方向に貫通する肉抜き孔がタイヤ幅方向Hに間隔をあけて複数配置されてなる孔列18cが、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。また、リブ19にも、タイヤ幅方向Hに貫通する肉抜き孔19aが形成されている。
【0017】
トレッド部材16は円筒状に形成され、リング部材14の外筒部13の外周面側を全域にわたって一体に覆っている。トレッド部材16は、例えば、天然ゴムまたは/およびゴム組成物が加硫された加硫ゴム、あるいは熱可塑性材料等で形成されている。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。
【0018】
連結部材15は、リング部材14における内筒体12と外筒体13とを互いに連結する第1弾性連結板21および第2弾性連結板22を備えている。
連結部材15は、第1弾性連結板21が一のタイヤ幅方向Hの位置にタイヤ周方向に沿って複数配置され、かつ第2弾性連結板22が前記一のタイヤ幅方向Hの位置とは異なる他のタイヤ幅方向H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(図示の例では60個)設けられている。
すなわち、複数の第1弾性連結板21は、タイヤ幅方向Hにおける同一の位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるとともに、複数の第2弾性連結板22は、第1弾性連結板21からタイヤ幅方向Hに離れた同一のタイヤ幅方向Hの位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されている。
【0019】
なお、複数の連結部材15は、リング部材14における内筒体12と外筒体13との間において、前記軸線Oを基準に互いに点対称となる位置に各別に配置されている。また、全ての連結部材15は互いに同形同大となっている。さらに、連結部材15の幅は外筒体13の幅より小さくなっている。
そして、タイヤ周方向で隣り合う第1弾性連結板21同士は互いに非接触とされ、タイヤ周方向で隣り合う第2弾性連結板22同士も互いに非接触となっている。さらに、タイヤ幅方向Hで隣り合う第1弾性連結板21および第2弾性連結板22同士も互いに非接触となっている。
なお、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22それぞれの幅は互いに同等になっている。また、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22それぞれの厚さも互いに同等になっている。
【0020】
ここで、第1弾性連結板21のうち、外筒体13に連結された一端部21aは、内筒体12に連結された他端部21bよりもタイヤ周方向の一方側に位置し、第2弾性連結板22のうち、外筒体13に連結された一端部22aは、内筒体12に連結された他端部22bよりもタイヤ周方向の他方側に位置している。
また、1つの連結部材15における第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の各一端部21a、22aは、外筒体13の内周面において、タイヤ幅方向Hの位置を互いに異ならせて、タイヤ周方向における同一の位置に連結されている。
【0021】
図示の例では、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22それぞれにおいて、一端部21a、22aと他端部21b、22bとの間に位置する中間部分21c、22cに、タイヤ周方向に湾曲する湾曲部21d〜21f、22d〜22fが、このタイヤ1をタイヤ幅方向Hから見たタイヤ側面視で、当該連結板21、22が延びる方向に沿って複数形成されている。両連結板21、22それぞれにおいて、複数の湾曲部21d〜21f、22d〜22fのうち、前述の延びる方向で互いに隣り合う各湾曲部21d〜21f、22d〜22fの湾曲方向は、互いに逆向きになっている。
【0022】
第1弾性連結板21に形成された複数の湾曲部21d〜21fは、タイヤ周方向の他方側に向けて突となるように湾曲した第1湾曲部21dと、第1湾曲部21dと一端部21aとの間に位置しかつタイヤ周方向の一方側に向けて突となるように湾曲した第2湾曲部21eと、第1湾曲部21dと他端部21bとの間に位置しかつタイヤ周方向の一方側に向けて突となるように湾曲した第3湾曲部21fと、を有している。
第2弾性連結板22に形成された複数の湾曲部22d〜22fは、タイヤ周方向の一方側に向けて突となるように湾曲した第1湾曲部22dと、第1湾曲部22dと一端部22aとの間に位置しかつタイヤ周方向の他方側に向けて突となるように湾曲した第2湾曲部22eと、第1湾曲部22dと他端部22bとの間に位置しかつタイヤ周方向の他方側に向けて突となるように湾曲した第3湾曲部22fと、を有している。
図示の例では、第1湾曲部21d、22dは、第2湾曲部21e、22eおよび第3湾曲部21f、22fよりも、前記タイヤ側面視の曲率半径が大きくなっている。なお、第1湾曲部21d、22dは、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の前記延びる方向における中央部に配置されている。
【0023】
さらに、両弾性連結板21、22の各長さは互いに同等とされるとともに、両弾性連結板21、22の各他端部21b、22bは、
図4に示されるように、前記タイヤ側面視で、内筒体12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連結されている。また、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22それぞれの第1湾曲部21d、22d同士、第2湾曲部21e、22e同士、並びに第3湾曲部21f、22f同士は互いに、タイヤ周方向に突となる向きが逆で、かつ大きさが同等になっている。
【0024】
これにより、各連結部材15の前記タイヤ側面視の形状は、
図4に示されるように、タイヤ径方向に沿って延在し、かつ両連結板21、22の各一端部21a、22aを通る仮想線Lに対して線対称となっている。
また、両弾性連結板21、22それぞれにおいて、前述した延びる方向の中央部から前記一端部21a、22aにわたる一端側部分は、該中央部から前記他端部21b、22bにわたる他端側部分よりも厚さが大きくなっている。これにより、連結部材15の重量の増大を抑えたり、連結部材15の柔軟性を確保したりしながら、第1、第2弾性連結板21、22において大きな負荷がかかり易い一端側部分の強度を高めることができる。なお、これらの一端側部分と他端側部分とは段差なく滑らかに連なっている。
【0025】
そして本実施形態では、リング部材14および複数の連結部材15は、一体に形成されている。
さらに本実施形態では、リング部材14は、
図1に示されるように、タイヤ幅方向Hの一方側に位置する一方側分割リング部材23と、タイヤ幅方向Hの他方側に位置する他方側分割リング部材24と、に分割されている。なお図示の例では、リング部材14はタイヤ幅方向Hの中央部で分割されている。
【0026】
そして、一方側分割リング部材23は、第1弾性連結板21と一体に形成され、他方側分割リング部材24は、第2弾性連結板22と一体に形成されている。
さらに本実施形態では、一方側分割リング部材23および第1弾性連結板21、並びに他方側分割リング部材24および第2弾性連結板22はそれぞれ、鋳造若しくは射出成形により一体に形成されている。
以下、一方側分割リング部材23および第1弾性連結板21が一体に形成されたものを第1分割ケース体31といい、他方側分割リング部材24および第2弾性連結板22が一体に形成されたものを第2分割ケース体32という。
【0027】
ここで、射出成形としては、第1、第2分割ケース体31、32それぞれの全体を各別に同時に成形する一般的な方法であってもよいし、第1、第2分割ケース体31、32それぞれにおいて、一方側、他方側分割リング部材23、24、並びに第1、第2弾性連結板21、22のうちの一方をインサート品として他方を射出成形するインサート成形でもよいし、あるいはいわゆる二色成形等であってもよい。
また、第1、第2分割ケース体31、32それぞれにおいて、一方側、他方側分割リング部材23、24と、第1、第2弾性連結板21、22と、は、互いに異なる材質で形成してもよいし、同一の材質で形成してもよい。なお、この材質としては、金属材料や樹脂材料等が挙げられるが、軽量化の観点から樹脂材料、特に熱可塑性樹脂が好ましい。
なお、第1、第2分割ケース体31、32それぞれの全体を各別に同時に射出成形する場合には、内筒体12に形成された複数の突条部12aをゲート部分としてもよい。
【0028】
第1、第2分割ケース体31、32それぞれにおいて、第1、第2弾性連結板21、22のタイヤ幅方向Hの中央部と、外筒体13のタイヤ幅方向Hの中央部と、内筒体12のタイヤ幅方向Hの中央部と、は互いに一致し、内筒体12は、外筒体13よりも幅が小さく、かつ第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の各幅と同等になっている。
【0029】
そして、一方側分割リング部材23の外筒体13、および他方側分割リング部材24の外筒体13それぞれのタイヤ幅方向Hの端縁同士が、例えば溶着、融着若しくは接着等により連結されている。なおこれらのうち、溶着の場合には例えば熱板溶着等を採用してもよい。
また、一方側分割リング部材23の内筒体12、および他方側分割リング部材24の内筒体12それぞれのタイヤ幅方向Hの端縁同士は、タイヤ幅方向Hに離れている。これにより、取り付け体11に外嵌される内筒体12の内周面にバリが生ずることが防止されている。
【0030】
また、第1分割ケース体31および第2分割ケース体32は、これら31、32を前述のように連結する前の状態では、
図3に示されるように互いに同形同大となっている。
そして、前述のように連結するに際し、各連結部材15が前記タイヤ側面視で前述のように線対称となるように、第1分割ケース体31および第2分割ケース体32それぞれのタイヤ周方向の位置を合わせつつ、これらの両分割ケース体31、32のタイヤ幅方向Hの向きを互いに逆向きにした状態で、第1分割ケース体31および第2分割ケース体32の各外筒体13のタイヤ幅方向Hの端縁同士を突き合わせて連結することにより、非空気入りタイヤ1が得られる。
【0031】
以上説明したように、本実施形態による非空気入りタイヤ1によれば、一方側分割リング部材23および第1弾性連結板21が一体に形成された第1分割ケース体31と、他方側分割リング部材24および第2弾性連結板22が一体に形成された第2分割ケース体32と、を備えているので、当該非空気入りタイヤ1の組み立てに際し、複数の連結部材15それぞれの両端部21a、22a、21b、22bを、内筒体12および外筒体13に各別に連結しなくても、第1、第2分割ケース体31、32を取り付け体11に装着すれば足りるため、製造時間を短縮することができる。
【0032】
また、第1、第2分割ケース体31、32を備えていることから、例えば、連結部材15の両端部21a、22a、21b、22bと内筒体12および外筒体13とを、締結部材等を用いて連結する場合と比べて重量を抑えることができる。
さらに、第1弾性連結板21が、一のタイヤ幅方向Hの位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されるとともに、第2弾性連結板22が、他のタイヤ幅方向Hの位置にタイヤ周方向に沿って複数配置されているので、タイヤ周方向で隣り合う連結部材15同士が干渉し合うのを抑えることが可能になり、その配設個数に制限が生ずるのを抑制することができる。
【0033】
また、第1弾性連結板21のうち、外筒体13に連結された一端部21aが、内筒体12に連結された他端部21bよりもタイヤ周方向の一方側に位置し、第2弾性連結板22のうち、外筒体13に連結された一端部22aが、内筒体12に連結された他端部22bよりもタイヤ周方向の他方側に位置しているので、この非空気入りタイヤ1に外力が作用したときに、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22を弾性変形させ易くすることが可能になり、この非空気入りタイヤ1に柔軟性を具備させて良好な乗り心地性を確保することができる。
【0034】
さらに、第1分割ケース体31および第2分割ケース体32それぞれにおいて、外筒体13と内筒体12との間には、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22のうち、前記タイヤ側面視で、一定の方向に延びるいずれか一方だけが複数配設されていて、他の方向に延びる他方が配設されていないので、リング部材14および連結部材15を形成するに際し、まず、構造が簡素で容易に形成することができる第1、第2分割ケース体31、32を各別に形成することによって、リング部材14および連結部材15の全体が一体に形成されて構造が複雑なケース体を形成する場合と比べて、この非空気入りタイヤ1を容易かつ確実に形成することができる。
【0035】
また、第1、第2分割ケース体31、32がそれぞれ、鋳造若しくは射出成形により一体に形成されているので、この非空気入りタイヤ1をより一層容易に形成することができる。
しかも、前述のように、各分割ケース体31、32において、外筒体13と内筒体12との間には、両弾性連結板21、22のうちの一方だけが配設されていることから、各分割ケース体31、32を鋳造若しくは射出成形により一体に形成するに際し、溶湯や溶融樹脂を、型の内部の隅々にまで確実に到達させ易くすることが可能になるとともに、型の構造が複雑になるのを抑えることも可能になり、この非空気入りタイヤ1をより一層容易かつ確実に形成することができる。
【0036】
また、連結部材15が、前記タイヤ側面視で前記仮想線Lに対して線対称に形成されているので、この非空気入りタイヤ1におけるタイヤ周方向の一方側に沿うばね定数と他方側に沿うばね定数とで差が生ずるのを抑えることが可能になり、良好な操縦性を具備させることができる。
【0037】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0038】
例えば、第1弾性連結板21における湾曲部21d〜21fの湾曲方向、および第2弾性連結板22における湾曲部22d〜22fの湾曲方向は、前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。
また、前記実施形態では、連結部材15として第1弾性連結板21および第2弾性連結板22をそれぞれ1つずつ備えた構成を示したが、これに代えて、1つの連結部材15に第1弾性連結板21および第2弾性連結板22がそれぞれ複数ずつ、互いのタイヤ幅方向Hの位置を異ならせて備えられた構成を採用してもよい。
また、連結部材15を、内筒体12と外筒体13との間にタイヤ幅方向Hに沿って複数設けてもよい。
【0039】
また、第1弾性連結板21および第2弾性連結板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、内筒体12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連結してもよいし、あるいは、内筒体12の外周面において、第1弾性連結板21および第2弾性連結板22の各一端部21a、22aにタイヤ径方向で対向する位置等に連結してもよい。
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、外筒体13の内周面にタイヤ周方向位置を互いに異ならせて連結してもよい。
【0040】
さらに、一方側分割リング部材23の内筒体12と、他方側分割リング部材24の内筒体12と、の間にタイヤ幅方向Hの隙間を設けなくてもよい。
また、リング部材14をタイヤ幅方向Hに3個以上分割してもよいし、分割しなくてもよい。
さらに、第1、第2分割ケース体31、32は、前記実施形態に限らず例えば、切削加工等で形成してもよい。
【0041】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【0042】
次に、以上説明した作用効果についての検証試験を実施した。
実施例として、
図1から
図4で示した非空気入りタイヤ1を採用し、また比較例として、前述の先行技術文献に記載された非空気入りタイヤを採用した。なお、両タイヤのサイズは同じものとした。
そして、両タイヤそれぞれについて、組み立てに要した時間、および重量を測定した。
その結果、組み立てに要した時間が、実施例では比較例と比べて100分の1となり、重量が、実施例では比較例と比べて25%軽減できたことが確認された。