【文献】
一般社団法人 日本自動車タイヤ協会,JATMA YEAR BOOK 2013,日本,2013年 1月 1日,第33版,6−28、9−19
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記くぼみ部を形成した位置P1におけるタイヤ最小幅W1とタイヤ最大幅W2との比W1/W2を1.00<W2/W1≦1.50の範囲にしたことを特徴とする請求項1に記載の非空気入りタイヤ。
少なくとも前記トレッド部が、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー組成物、熱可逆架橋エラストマー組成物、又はこれらの混合物で構成されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、荷重が負荷された状態で旋回したときのタイヤ変形によるリム外れを防止することを可能にした非空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するための本発明の非空気入りタイヤは、走行時に路面に接触するトレッド部と、リムに対して嵌合する嵌合部とからなる非空気入りタイヤにおいて、前記嵌合部にタイヤ周方向に連続的に延在する左右一対のくぼみ部を形成し、該くぼみ部を形成した位置P1における径r1とタイヤ最外径位置Pにおける径rとの径差D1と前記くぼみ部を形成した位置P1におけるタイヤ最小幅W1との比D1/W1を0.20≦D1/W1≦1.20の範囲にすると共に、前記くぼみ部を形成した位置P1の前記嵌合部の底面からの高さH1とタイヤ断面高さSHとの比H1/SHを0.25≦H1/SH≦0.60の範囲にし、且つ、タイヤ最大幅位置P2の前記嵌合部の底面からの高さH2とタイヤ断面高さSHとの比H2/SHを0.30≦H2/SH≦0.65の範囲にし
、タイヤ最外径位置Pにおける径rとタイヤ最大幅位置P2における径r2との径差D2を8mm〜20mmの範囲にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明では、上述のくぼみ部にリムが噛み合うことでリム外れが防止されるが、特に、比D1/W1を上述の範囲に設定することで、トレッド部(リムから露出してタイヤとして実際に機能する弾性体の部分)の形状を偏平形状にし、比H1/SHを上述の範囲に設定することで、嵌合部(リムに嵌合する部分)の量を充分に確保し、比H2/SHを上述の範囲に設定することで、リムに近い部分をタイヤ最大幅位置P2としてタイヤの重心をリム側に偏らせることができるので、リム外れを効果的に防止することができる。
【0008】
本発明においては、くぼみ部を形成した位置P1におけるタイヤ最小幅W1とタイヤ最大幅W2との比W1/W2を1.00<W2/W1≦1.50の範囲にすることが好ましい。このように比W1/W2を1.00よりも大きい所定の範囲に設定することで、リム幅とタイヤ最大幅とをバランス化することができるので、リム外れを防止するには有利になる。また、リムよりもタイヤ幅方向に突出した部分を充分に確保できるので、リムを縁石等から保護する効果も得ることができる。
【0009】
本発明においては、タイヤ最外径位置Pにおける径rとタイヤ最大幅位置P2における径r2との径差D2を8mm〜20mmの範囲に
しているので、トレッド部の形状が良好になり、偏摩耗を防止すると共に、転がり抵抗を低減することができる。
【0010】
本発明においては、タイヤ最外径位置Pとタイヤ最大幅位置P2との間における平均ラジアスが8mm〜25mmであることが好ましい。これにより、トレッド部の形状が良好になり、偏摩耗を防止すると共に、転がり抵抗を低減することができる。
【0011】
本発明においては、タイヤ内部にタイヤ周方向に延在する補強部材を埋設することが好ましい。これにより、補強部材により得られる剛性によって、耐リム外れ性を向上するには有利になる。
【0012】
本発明においては、少なくともトレッド部が、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー組成物、熱可逆架橋エラストマー組成物、又はこれらの混合物で構成されたことが好ましい。これにより、タイヤ製造時における成型加工性、成形作業性や、マテリアルリサイクル性を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
図1において、非空気入りタイヤTは、走行時に路面に接触するトレッド部1と、トレッド部1の内周側に位置してリムRに嵌合する嵌合部2とから構成される。
図1に例示されるように、非空気入りタイヤTは、タイヤ赤道Eを境に形状が左右対称になっている。
【0016】
トレッド部1は、リムRから露出して走行時にタイヤとして実際に機能する部分である。
図1に例示するように、子午線断面におけるトレッド部1の輪郭線は滑らかな略半円状を成している。
図1の実施形態では、トレッド部1の表面(特に、使用時に路面に接地する領域)に、排水性を得ること等の目的で周方向に延在する溝3が設けられている。このような溝3はタイヤの使用目的等に応じて設けないでもよい。
【0017】
嵌合部2は、上述のように、トレッド部1の内周側(リムR側)に配置される。また、嵌合部2の側面2aには、くぼみ部4が非空気入りタイヤTの一周に亘り形成されている。嵌合部2の形状は、リムRに応じて決定され、
図1の実施形態における嵌合部2は、
図2に例示するリムRに嵌合するように、側面2aと底面2bとの間にテーパー部2cが形成された多角形状になっている。非空気入りタイヤTをリムRに嵌合すると、
図2に例示するように、リムRのリムフランジRaの端部に存在する凸部Rb(タイヤ幅方向内側に突出する部分)がくぼみ部4と噛み合い、タイヤ使用時に非空気入りタイヤTがリムRから容易に外れないようになっている。くぼみ部4は、リムRの凸部Rbと噛み合う形状を有していれば、その形状は特に限定されないが、タイヤ装着時等に損傷しないように角部の存在しない図示のような円弧状であるとよい。また、その深さを例えば0.1mm〜4.0mm、その幅を例えば0.5mm〜4.0mmに設定するとよい。
【0018】
本発明では、
図1に例示するように、くぼみ部4を形成した位置をP1、その位置P1における径をr1とし、タイヤ最外径位置をP、その位置Pにおける径をrとしたとき、径r1と径rとの径差D1と位置P1におけるタイヤ最小幅W1との比D1/W1が0.20≦D1/W1≦1.20の範囲に設定されている。尚、位置P1におけるタイヤ最小幅W1とは、
図1に示されるように、左右のくぼみ部4のタイヤ幅方向最内点間の距離である。また、本発明では、位置P1の嵌合部2の底面2bからの高さH1とタイヤ断面高さSHとの比H1/SHが0.25≦H1/SH≦0.60の範囲に設定されている。更に、本発明では、タイヤ最大幅位置をP2、この位置P2の嵌合部2の底面2bからの高さをH2としたとき、比H2/SHが0.30≦H2/SH≦0.65の範囲に設定されている。
【0019】
このように、非空気入りタイヤTのプロファイルを設定しているので、本発明の非空気入りタイヤTは、比D1/W1が上述の範囲に設定されていることにより、トレッド部1(リムRから露出してタイヤとして実際に機能する弾性体の部分)の形状が偏平形状になり、比H1/SHが上述の範囲に設定されていることにより、嵌合部2(リムRに嵌合する部分)の量が充分に確保され、更に、比H2/SHが上述の範囲に設定されていることにより、リムRに近い部分がタイヤ最大幅位置P2となりタイヤ重心がリムR側に偏ることになる。その結果、くぼみ部4にリムRが噛み合って非空気入りタイヤTが固定される際に、嵌合部2がリムR内に安定して収まり、リム外れを効果的に防止することができる。
【0020】
このとき、比D1/W1が0.20より小さいと、トレッド部1が小さくなり過ぎるため、非空気入りタイヤTの摩耗寿命が著しく小さくなる。逆に、比D1/W1が1.20より大きいと、嵌合部2に対してトレッド部1が大きくなり過ぎるため、リム外れを防止することができない。比D1/W1は、これら効果のバランスの観点から、好ましくは0.30〜1.10、より好ましくは0.50〜1.00の範囲に設定するとよい。
【0021】
比H1/SHが0.25より小さいと、嵌合部2が小さくなり過ぎるため、リム外れを防止することができない。逆に、比H1/SHが0.60より大きいと、タイヤ重量が増加する。比H1/SHは、これら効果のバランスの観点から、好ましくは0.30〜0.55、より好ましくは0.30〜0.50の範囲に設定するとよい。
【0022】
比H2/SHが0.30より小さいと、最大幅位置P2がタイヤの内周側(リムR側)に寄り過ぎて、結果的に嵌合部2の量を確保することができなくなるため、リム外れを防止することができない。逆に、比H2/SHが0.65より大きいと、最大幅位置P2がタイヤの外周側(トレッド部1の接地部分側)に寄り、タイヤ重心がリムR側から離れるため、非空気入りタイヤTがリムRに対して安定しなくなり、リム外れを防止するには不利になる。また、このような形状にするために非空気入りタイヤTの体積が増大することになるので、転がり抵抗が悪化する。比H2/SHは、これら効果のバランスの観点から、好ましくは0.35〜0.60、より好ましくは0.40〜0.55の範囲に設定するとよい。
【0023】
この範囲を満たしていれば、使用目的に応じて、
図3に例示するように、トレッド部1を小さくしたり、
図4に例示するように、トレッド部1を大きくしたりすることも可能である。
【0024】
図1〜4の実施形態では、リムRの形状に合わせて、嵌合部2の形状を、上述のように、嵌合部2の底面2bと嵌合部2の側面2aとの間にテーパー部2cが設けられた形状にしているが、上記範囲を満たしていれば、リムの形状に応じて、例えば
図5に例示するように、テーパー部2cを有さない形状にすることも可能である。
【0025】
くぼみ部4は、嵌合部2の側面2aのどこに設けてもよいが、好ましくは、図示のように、嵌合部2の側面2aのタイヤ外周側(トレッド部1側)に配置するとよい。即ち、リムRの凸部Rbは、リムフランジRaの末端に形成されるとよい。このとき、トレッド部1は、
図6に例示するように、くぼみ部4に向かって滑らかに湾曲しながらくぼみ部4と連結するようにしてもよいが、好ましくは、
図1に例示するように、トレッド部1のくぼみ部4との連結部分に直線状の部分を設けるとよい。このように加工することで、タイヤ交換時にリムRとタイヤとが接触し難くなり、タイヤ交換の作業性が向上する。
【0026】
タイヤ最大幅W2は、くぼみ部4を形成するために、タイヤ最小幅W1より大きいことが必要であるが、好ましくは、くぼみ部4を形成した位置P1におけるタイヤ最小幅W1とタイヤ最大幅W2との比W1/W2を1.00<W2/W1≦1.50の範囲に設定するとよい。このように比W1/W2の範囲を設定することで、タイヤ最小幅W1(リム幅)とタイヤ最大幅W2とをバランス化することができるので、リム外れを防止するには有利になる。また、リムRよりもタイヤ幅方向に突出した部分を充分に確保できるので、リムを縁石等から保護する効果も得ることができる。
【0027】
このとき、比W1/W2が1.00以下であると、くぼみ部4を形成することができない。比W2/W1が1.50より大きいと、タイヤ体積が増大することになるので、転がり抵抗が悪化する。リムRを縁石等から保護する観点からは、リム幅に対してタイヤ最大幅W2がより大きいことが好ましいので、比W1/W2は、好ましくは1.20〜1.50、より好ましくは1.30〜1.40の範囲に設定するとよい。
【0028】
本発明では、タイヤ最外径位置Pにおける径rとタイヤ最大幅位置P2における径r2との径差D2を8mm〜20mmの範囲にすることが好ましい。このように径差D2を設定することで、トレッド部1の形状が良好になり、偏摩耗を防止すると共に、転がり抵抗を低減することができる。このとき、径差D2が8mmより小さいと、子午線断面におけるトレッド部1の路面に当接する部位の輪郭線が直線状になり、トレッド部1が四角形状に近付くため、タイヤ重量を低減して転がり抵抗を良好にすることが難しくなる。逆に、径差D2が20mmより大きいと、接地中心の接地圧が高くなり過ぎて、タイヤ赤道Eの近傍が摩耗し易くなる。径差D2は、これら効果のバランスの観点から、好ましくは10mm〜20mm、より好ましくは10mm〜15mmの範囲に設定するとよい。
【0029】
本発明では、タイヤ最外径位置Pとタイヤ最大幅位置P2との間における平均ラジアスが8mm〜25mmであることが好ましい。このように平均ラジアスを設定することで、トレッド部1の形状が良好になり、偏摩耗を防止すると共に、転がり抵抗を低減することができる。このとき、平均ラジアスが8mmより小さいと、赤道Eの近傍が極端に突き出た形状になるため、接地中心の接地圧が高くなり過ぎて、赤道Eの近傍が摩耗し易くなる。逆に、平均ラジアスが25mmより大きいと、トレッド部1の湾曲形状が緩やかになり過ぎて、子午線断面におけるトレッド部1の路面と当接する部位の輪郭線が実質的に直線状になるため、タイヤ重量を低減して転がり抵抗を良好にすることが難しくなる。平均ラジアスは、これら効果のバランスの観点から、好ましくは10mm〜20mmの範囲に設定するとよい。
【0030】
本発明においては、
図1に示すように、タイヤ内部にタイヤ周方向に延在する補強部材5を埋設することが好ましい。これにより、補強部材5により得られる剛性によって、耐リム外れ性を向上するには有利になる。このような補強部材5としては、有機繊維コードやスチールコード、或いは、これらコードをゴムや樹脂でコーティングしたものを用いる。有機繊維コードの種類は特に限定されないが、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等を用いることができる。また、コードは単線コードであっても、複線コードであってもよい。複線コードの場合、撚りコードや、重ねたり束ねたり横に並べたりしたコードであってもよく、ゴムや樹脂等でコードをコーティングしてもよい。コードをゴムでコーティングしたものは、金型内に挿入する前に、予め加硫しておいてもよい。補強コードやゴム入りコード層等を支持体に配置し周方向に環状に形成する場合は、これら端末部を溶接又は融着等で結合したり、接着剤を用いたり、或いは、結んだりして結合することができる。
【0031】
本発明では、トレッド部1を構成する材料として、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー組成物、熱可逆架橋エラストマー組成物、又はこれらの混合物を用いることができる。これら材料を用いることで、タイヤ製造時における成型加工性、成形作業性や、マテリアルリサイクル性を向上することができる。
【0032】
熱可逆架橋エラストマー組成物は、マレイン酸変性オレフィン系エラストマー、含窒素複素環化合物、オレフィン系樹脂、スチレン系エラストマー、パラフィンオイルを含むものであることが好ましい。このように熱可逆架橋エラストマー組成物を構成することにより、良好な物性を持つと共に、高流動性で成形性が良好になる。
【0033】
熱可逆性エラストマー組成物の好ましい組成としては、例えば、マレイン酸変性オレフィン系エラストマー100重量部に対し、含窒素複素環化合物を0.1〜3重量部、オレフィン系樹脂を50〜150重量部、スチレン系エラストマーを20〜80重量部、パラフィンオイル50〜150重量部配合するとよい。また、ここにおいて、含窒素複素環化合物は、含窒素複素環多官能アルコールであり、前記オレフィン系樹脂がポリプロピレンであり、前記スチレン系エラストマーが水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体であることが好ましい。
【0034】
本発明では、少なくともトレッド部1が上述の材料で構成されていればよいが、トレッド部1のみを上述の材料で構成する場合、トレッド部1と嵌合部2とをそれぞれ個別に製造し(例えば、射出成型や押出成型等)、両者を接着することになるので、耐久性に劣る可能性がある。そのため、より好ましくは、トレッド部1だけでなく、非空気入りタイヤTの全体(即ち、トレッド部1及び嵌合部2)を上述の材料で構成するとよい。このように、非空気入りタイヤTの全体を単一の材料で構成する場合、非空気入りタイヤT全体を一体的に射出成型や押出成型することが可能になり、優れた耐久性を得ると共に、タイヤの製造作業を簡略にすることができる。
【実施例】
【0035】
タイヤサイズが24×1 3/8であり、くぼみの有無、くぼみ部位置P1における径r1とタイヤ最外径位置Pにおける径rとの径差D1とくぼみ部位置P1におけるタイヤ最小幅W1との比D1/W1、くぼみ部位置P1の高さH1とタイヤ断面高さSHとの比H1/SH、タイヤ最大幅位置P2の高さH2とタイヤ断面高さSHとの比H2/SH、タイヤ最小幅W1とタイヤ最大幅W2との比W1/W2、タイヤ最外径位置Pにおける径rとタイヤ最大幅位置P2における径r2との径差D2、タイヤ最外径位置Pとタイヤ最大幅位置P2との間における平均ラジアス、タイヤ内部に埋設される補強部材の有無をそれぞれ表1,2のように設定した従来例1、比較例1〜2、
参考例1〜2、実施例1〜
7の12種類の空気入りタイヤを作製した。
【0036】
尚、従来例1の非空気入りタイヤは、
図7に例示する断面形状を有するタイヤである。
【0037】
これら12種類の非空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、耐リム外れ性、転がり抵抗を評価し、その結果を表1に併せて示した。
【0038】
耐リム外れ性
各試験タイヤをリムサイズ24×1 3/8のリムを備えた車椅子に装着し、荷重100kgを負荷し、幅20mm、深さ15mmの溝にタイヤが嵌った状態で据え切り試験を30回繰り返し、リム外れが発生した回数を測定した。評価結果は、測定値(リム外れが発生した回数)で示した。この値が小さい程リム外れが発生し難く、この値が「0」であることが好ましい。
【0039】
転がり抵抗
各試験タイヤをリムサイズ24×1 3/8のリムを備えた車椅子に装着し、この車椅子に重量70kgの錘を乗せ、角度を30°に設定したスロープから自走させて、停止するまでの距離を測定した。この測定を10回繰り返して測定値の平均値を求めた。評価結果は、測定値の平均値を指数化し、従来例1を100とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど、停止するまでの距離が大きく、転がり抵抗が低いことを意味する。
【0040】
【表1】
【0041】
表1から明らかなように、実施例1〜
7はいずれも、リム外れを防止すると共に、従来例1に対して転がり抵抗を改善した。
【0042】
一方、比D1/W1、比H2/SHのいずれか又は両方が本発明の範囲から外れる比較例1〜2は、従来例1よりもリム外れの回数は低減できるものの、リム外れを防止することはできなかった。