特開 2022-126478 エアレスタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022126478

(43)【公開日】2022-08-30

(54)【発明の名称】エアレスタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 7/00 20060101AFI20220823BHJP

【ＦＩ】

B60C7/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021024581

(22)【出願日】2021-02-18

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】山根 正勝

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131AA30

3D131BC02

3D131BC05

3D131BC31

3D131BC42

3D131BC43

3D131CC03

3D131CC04

3D131CC05

(57)【要約】

【課題】 スポーク板の損傷を抑止して耐久性能を向上し得るエアレスタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッドリング２と、ハブ３と、スポーク４とを備えたエアレスタイヤ１である。スポーク４は、複数のスポーク板５を含んでいる。スポーク板５のそれぞれは、
スポーク幅ｗの方向から見て、ハブ３側でタイヤ周方向の一方に突出するように湾曲する第１湾曲部８と、トレッドリング２側でタイヤ周方向の他方に突出するように湾曲する第２湾曲部９とを含んでいる。第１湾曲部８の振幅ａ１と第２湾曲部９の振幅ａ２とは、互いに異なっている。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアレスタイヤであって、
接地面を有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の内側に配されかつ車軸に固定されるハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを連結するためのスポークとを備え、
前記スポークは、複数のスポーク板を含み、
前記スポーク板のそれぞれは、タイヤ軸方向の一端側をタイヤ半径方向に延びる第１端部と、タイヤ軸方向の他端側をタイヤ半径方向に延びる第２端部と、同一タイヤ半径方向位置で前記第１端部から前記第２端部までを前記スポーク板の表面に沿って測定されるスポーク幅と、前記スポーク幅と前記スポーク板の前記表面とに直交するスポーク厚さとを有し、
前記スポーク板のそれぞれは、前記スポーク幅の方向から見て、前記ハブ側でタイヤ周方向の一方に突出するように湾曲する第１湾曲部と、前記トレッドリング側でタイヤ周方向の他方に突出するように湾曲する第２湾曲部とを含み、
前記第１湾曲部の振幅と前記第２湾曲部の振幅とは、互いに異なる、
エアレスタイヤ。

【請求項2】

前記第１湾曲部の前記振幅は、前記スポーク幅の全範囲において同一であり、
前記第２湾曲部の前記振幅は、前記スポーク幅の全範囲において同一である、請求項１に記載のエアレスタイヤ。

【請求項3】

前記第２湾曲部の前記振幅は、前記第１湾曲部の前記振幅よりも大きい、請求項１に記載のエアレスタイヤ。

【請求項4】

前記第２湾曲部の曲率半径は、前記第１湾曲部の曲率半径に等しい、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。

【請求項5】

前記スポーク板のそれぞれは、前記ハブの側の端部である内端部と、前記トレッドリングの側の端部である外端部とを含み、
前記内端部における前記スポーク厚さの中心線及び前記外端部における前記スポーク厚さの前記中心線は、それぞれ、タイヤ半径方向に対して平行に延びる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。

【請求項6】

前記内端部の前記スポーク厚さの前記中心線と前記外端部の前記スポーク厚さの前記中心線とは、前記スポーク幅の方向から見て、同一の直線上に位置する、請求項５に記載のエアレスタイヤ。

【請求項7】

前記内端部は、タイヤ軸方向に対して傾斜して延び、
前記外端部は、タイヤ軸方向に対して前記内端部と同じ方向に傾斜して延びる、請求項５又は６に記載のエアレスタイヤ。

【請求項8】

前記スポーク板のそれぞれは、前記トレッドリング及び前記ハブに間接的又は直接的に連結されている、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。

【請求項9】

前記スポークが、高分子材料から形成される、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。

【請求項10】

前記高分子材料は、単一のエラストマー、２種以上の複合エラストマー又は繊維入りエラストマーから選択される、請求項９に記載のエアレスタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高圧空気を用いることなく、自らの構造によって荷重を支持することができるエアレスタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、トレッドリングとハブとをスポークで連結したエアレスタイヤが種々知られている。例えば、下記特許文献１には、スポークのＳ字状に形成されたスポーク板部の厚さを特定することで、スポーク板部の損傷を抑制するエアレスタイヤが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１３００７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のエアレスタイヤは、段差通過時のようにスポーク板部に大きい変形が生じた場合に、スポーク板部がタイヤ周方向の一方側と他方側とに変形することがあり、スポーク板部同士が接触して損傷することがあった。

【0005】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、スポーク板の損傷を抑止して耐久性能を向上し得る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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、エアレスタイヤであって、接地面を有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の内側に配されかつ車軸に固定されるハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを連結するためのスポークとを備え、前記スポークは、複数のスポーク板を含み、前記スポーク板のそれぞれは、タイヤ軸方向の一端側をタイヤ半径方向に延びる第１端部と、タイヤ軸方向の他端側をタイヤ半径方向に延びる第２端部と、同一タイヤ半径方向位置で前記第１端部から前記第２端部までを前記スポーク板の表面に沿って測定されるスポーク幅と、前記スポーク幅と前記スポーク板の前記表面とに直交するスポーク厚さとを有し、前記スポーク板のそれぞれは、前記スポーク幅の方向から見て、前記ハブ側でタイヤ周方向の一方に突出するように湾曲する第１湾曲部と、前記トレッドリング側でタイヤ周方向の他方に突出するように湾曲する第２湾曲部とを含み、前記第１湾曲部の振幅と前記第２湾曲部の振幅とは、互いに異なることを特徴とする。

【0007】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第１湾曲部の前記振幅は、前記スポーク幅の全範囲において同一であり、前記第２湾曲部の前記振幅は、前記スポーク幅の全範囲において同一であるのが望ましい。

【0008】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第２湾曲部の前記振幅は、前記第１湾曲部の前記振幅よりも大きいのが望ましい。

【0009】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第２湾曲部の曲率半径は、前記第１湾曲部の曲率半径に等しいのが望ましい。

【0010】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記スポーク板のそれぞれは、前記ハブの側の端部である内端部と、前記トレッドリングの側の端部である外端部とを含み、前記内端部における前記スポーク厚さの中心線及び前記外端部における前記スポーク厚さの前記中心線は、それぞれ、タイヤ半径方向に対して平行に延びるのが望ましい。

【0011】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記内端部の前記スポーク厚さの前記中心線と前記外端部の前記スポーク厚さの前記中心線とは、前記スポーク幅の方向から見て、同一の直線上に位置するのが望ましい。

【0012】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記内端部は、タイヤ軸方向に対して傾斜して延び、前記外端部は、タイヤ軸方向に対して前記内端部と同じ方向に傾斜して延びるのが望ましい。

【0013】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記スポーク板のそれぞれは、前記トレッドリング及び前記ハブに間接的又は直接的に連結されているのが望ましい。

【0014】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記スポークが、高分子材料から形成されるのが望ましい。

【0015】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記高分子材料は、単一のエラストマー、２種以上の複合エラストマー又は繊維入りエラストマーから選択されるのが望ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明のエアレスタイヤにおいて、スポーク板のそれぞれは、スポーク幅の方向から見て、ハブ側でタイヤ周方向の一方に突出するように湾曲する第１湾曲部と、トレッドリング側でタイヤ周方向の他方に突出するように湾曲する第２湾曲部とを含み、前記第１湾曲部の振幅と前記第２湾曲部の振幅とは、互いに異なっている。

【0017】

このようなスポーク板は、段差通過時のようにスポーク板に大きい圧縮力が作用したときの変形の向きを、第１湾曲部と第２湾曲部のうち振幅の大きい側に制限することができる。これにより、スポークは、段差通過時にも、変形によりタイヤ周方向に隣接するスポーク板同士が接触すること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、スポーク板の損傷を抑止して耐久性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】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2】エアレスタイヤの側面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線の断面図である。

【図4】スポーク板をスポーク幅の方向から見た端面図である。

【図5】図２のＢ－Ｂ線の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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、接地面２ａを有するトレッドリング２と、トレッドリング２のタイヤ半径方向の内側に配されるハブ３と、トレッドリング２とハブ３とを連結するためのスポーク４とを備えている。

【0020】

ハブ３は、車両の車軸（図示省略）に固定される固定部３ａを含むのが望ましい。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。

【0021】

本実施形態のスポーク４は、タイヤ軸方向の幅がタイヤ周方向の厚さよりも大きい複数の板状のスポーク板５を含んでいる。このようなスポーク４は、トレッドリング２に荷重が作用したときに、ハブ３よりも上方に位置するスポーク板５に引張力が作用し、ハブ３よりも下方に位置するスポーク板５に圧縮力が作用することで、荷重を支持することができる。

【0022】

図３は、図２のＡ－Ａ線の断面図である。図３に示されるように、本実施形態のスポーク板５のそれぞれは、タイヤ軸方向の一端側をタイヤ半径方向に延びる第１端部６と、タイヤ軸方向の他端側をタイヤ半径方向に延びる第２端部７とを有している。これにより、本実施形態のスポーク板５は、同一タイヤ半径方向位置で第１端部６から第２端部７までをスポーク板５の表面５ａに沿って測定されるスポーク幅ｗを有している。

【0023】

スポーク板５のスポーク幅ｗは、ハブ３の幅Ｗ１及びトレッドリング２の幅Ｗ２よりも小さいのが望ましい。このようなスポーク板５は、軽量化に役立ち、エアレスタイヤ１の低燃費性能を向上させることができる。

【0024】

図４は、スポーク板５をスポーク幅ｗの方向から見た端面図である。図３及び図４に示されるように、本実施形態のスポーク板５は、スポーク幅ｗとスポーク板５の表面５ａとに直交するスポーク厚さｔとを有している。

【0025】

本実施形態のスポーク板５のそれぞれは、スポーク幅ｗの方向から見て、ハブ３側でタイヤ周方向の一方に突出するように湾曲する第１湾曲部８と、トレッドリング２側でタイヤ周方向の他方に突出するように湾曲する第２湾曲部９とを含んでいる。このようなスポーク板５は、第１湾曲部８と第２湾曲部９とにより、エアレスタイヤ１の乗り心地性能を向上させることができる。

【0026】

本実施形態の第１湾曲部８の振幅ａ１と第２湾曲部９の振幅ａ２とは、互いに異なっている。このようなスポーク板５は、段差通過時のようにスポーク板５に大きい圧縮力が作用したときの変形の向きを、第１湾曲部８と第２湾曲部９のうち振幅の大きい側に制限することができる。これにより、スポーク４は、段差通過時にも、変形によりタイヤ周方向に隣接するスポーク板５同士が接触すること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、スポーク板５の損傷を抑止して耐久性能を向上することができる。

【0027】

より好ましい態様として、第１湾曲部８の振幅ａ１と第２湾曲部９の振幅ａ２との差の絶対値｜ａ２－ａ１｜は、１～３mmである。差の絶対値｜ａ２－ａ１｜が１mm以上であることで、スポーク板５に大きい圧縮力が作用したときの変形の向きを、振幅の大きい側に確実に制限することができる。差の絶対値｜ａ２－ａ１｜が３mm以下であることで、振幅の大きい側に生じる歪みを低減することができる。

【0028】

第２湾曲部９の振幅ａ２は、第１湾曲部８の振幅ａ１よりも大きいのが望ましい。本実施形態の第２湾曲部９の振幅ａ２は、第１湾曲部８の振幅ａ１よりも１～３mm大きい。このようなスポーク板５は、タイヤ半径方向の外側に位置する第２湾曲部９の変形を大きくすることにより振動の吸収効果が良好であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能を向上させることができる。

【0029】

第２湾曲部９の曲率半径Ｒ２は、第１湾曲部８の曲率半径Ｒ１に等しいのが望ましい。このようなスポーク板５は、圧縮力が作用したときの変更の向きを振幅に基づく向きに制限することができる。また、このスポーク板５は、圧縮力が作用したときの歪みを第１湾曲部８と第２湾曲部９とに分散することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能をより向上させることができる。

【0030】

本実施形態の第１湾曲部８の振幅ａ１は、スポーク幅ｗの全範囲において同一である。また、本実施形態の第２湾曲部９の振幅ａ２は、スポーク幅ｗの全範囲において同一である。このようなスポーク板５は、圧縮力が作用したときの歪みをスポーク幅ｗの方向に分散することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能をより向上させることができる。

【0031】

図１及び図２に示されるように、トレッドリング２は、例えば、ゴム等の弾性体により、円筒状に形成されている。トレッドリング２は、走行時に路面に接地する接地面２ａに複数の溝１０が形成されるのが望ましい。接地面２ａは、このような態様に限定されるものではなく、例えば、ブロック状のものであってもよく、複数の凹部が形成されていてもよい。

【0032】

ハブ３は、例えば、金属等の非弾性体により形成されている。ハブ３は、車軸に固定される円盤状の固定部３ａと、スポーク４に連結される円筒状の円筒部３ｂとを有するのが望ましい。ハブ３の固定部３ａは、例えば、複数の固定用孔が形成されている。ハブ３の固定部３ａは、このような態様に限定されるものではなく、例えば、専用の車軸に対して、ワンタッチで取付可能なものであってもよい。

【0033】

スポーク４は、例えば、弾性を有する高分子材料から形成されている。高分子材料は、単一のエラストマー、２種以上の複合エラストマー又は繊維入りエラストマーから選択されるのが望ましい。このようなスポーク４は、軽量化と柔軟性と強度とのバランスに優れており、エアレスタイヤ１の低燃費性能と乗り心地性能と耐久性能とをバランスよく向上させることに役立つ。

【0034】

本実施形態のスポーク４は、複数のスポーク板５と、ハブ３に連結される内側円筒部１１と、トレッドリング２に連結される外側円筒部１２とを含んでいる。これにより、スポーク板５のそれぞれは、トレッドリング２及びハブ３に間接的に連結されている。

【0035】

このようなスポーク４は、ハブ３及びトレッドリング２に強固に連結することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能を向上させることができる。なお、スポーク４は、例えば、内側円筒部１１と外側円筒部１２とが省略されて、スポーク板５のそれぞれがトレッドリング２及びハブ３に直接的に連結されてもよい。

【0036】

図３に示されように、本実施形態のスポーク板５のそれぞれは、ハブ３の側の端部である内端部１３と、トレッドリング２の側の端部である外端部１４とを含んでいる。スポーク板５は、例えば、内端部１３が内側円筒部１１に曲面部５ｂを介して一体的に形成されている。また、スポーク板５は、例えば、外端部１４が外側円筒部１２に曲面部５ｂを介して一体的に形成されている。

【0037】

なお、内側円筒部１１と外側円筒部１２とが省略される場合は、スポーク板５は、内端部１３及び外端部１４が、それぞれ、トレッドリング２及びハブ３に曲面部５ｂを介して連結されるのが望ましい。このような曲面部５ｂは、内端部１３及び外端部１４に生じる歪みを低減することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能をより向上させ得る。

【0038】

図４に示されるように、本実施形態の内端部１３におけるスポーク厚さｔの中心線５ｃは、タイヤ半径方向に対して平行に延びている。本実施形態の外端部１４におけるスポーク厚さｔの中心線５ｃも、内端部１３と同様、タイヤ半径方向に対して平行に延びている。このようなスポーク板５は、引張力が作用したときの歪みを低減することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能をより向上させることができる。

【0039】

内端部１３のスポーク厚さｔの中心線５ｃと外端部１４のスポーク厚さｔの中心線５ｃとは、スポーク幅ｗの方向から見て、同一の直線上に位置するのが望ましい。このようなスポーク板５は、圧縮力が作用したときの変更の向きを振幅に基づく向きに制限することができる。また、このようなスポーク板５は、圧縮力が作用したときの歪みを低減することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能をより向上させることができる。

【0040】

図１ないし図３に示されるように、本実施形態のスポーク板５は、タイヤ軸方向の一方側に配される第１スポーク板５Ａと、タイヤ軸方向の他方側に配される第２スポーク板５Ｂとを含んでいる。第１スポーク板５Ａと第２スポーク板５Ｂとは、例えば、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板５は、軽量化とタイヤ軸方向のバランスとを両立することができ、エアレスタイヤ１の低燃費性能と操縦安定性能とを両立させることができる。

【0041】

図５は、図２のＢ－Ｂ線の断面図である。図５に示されるように、本実施形態の内端部１３は、タイヤ軸方向に対して傾斜して延びている。また、図示は省略されるが、外端部１４は、タイヤ軸方向に対して内端部１３と同じ方向に傾斜して延びるのが望ましい。

【0042】

内端部１３及び外端部１４のタイヤ軸方向に対する傾斜角度は、好ましくは、２～１０°である。傾斜角度が２°以上であることで、タイヤ周方向における剛性を向上し、エアレスタイヤ１の耐久性能が向上させることができる。傾斜角度が１０°以下であることで、タイヤ周方向における剛性が過多となることを抑制し、エアレスタイヤ１の乗り心地性能を向上させることができる。

【0043】

第１スポーク板５Ａの内端部１３と第２スポーク板５Ｂの内端部１３とは、タイヤ軸方向に対して、互いに反対向きに傾斜するのが望ましい。このようなスポーク４は、タイヤ軸方向のバランスが良好であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能を向上させることができる。

【0044】

第１スポーク板５Ａの内端部１３のタイヤ軸方向に対する角度θ１と第２スポーク板５Ｂの内端部１３のタイヤ軸方向に対する角度θ２とは、等しいのが望ましい。このようなスポーク４は、タイヤ軸方向のバランスが良好であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能を向上させることができる。なお、第１スポーク板５Ａの内端部１３のタイヤ軸方向に対する角度θ１と第２スポーク板５Ｂの内端部１３のタイヤ軸方向に対する角度θ２とは、例えば、互いに異なるものであってもよい。

【0045】

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され得る。

【実施例0046】

図１ないし図５の基本構造を有するエアレスタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、耐久性能がテストされた。主な共通仕様及びテスト方法は、次のとおりである。

【0047】

＜共通仕様＞
トレッドリング幅 ： １６５mm
トレッドリング外径 ： ５０２mm
トレッドリング内径 ： ４８９mm
ハブ外径 ： ３０４mm
スポーク本数 ： ２０対
スポーク部の傾斜角度 ： ２°

【0048】

＜耐久性能＞
ドラム試験機を用い、荷重３．８ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件で走行させ、２４時間経過後に走行を止め、スポークの擦れの程度が目視により確認された。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が大きいほどスポークの擦れが小さく、耐久性能に優れていることを示す。

【0049】

テストの結果が表１に示される。

【表1】

【0050】

テストの結果、実施例のエアレスタイヤは、比較例に対して、擦れの程度が小さく、耐久性能が向上していることが確認された。

【符号の説明】

【0051】

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 スポーク板
８ 第１湾曲部
９ 第２湾曲部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】