特開 2022-126480 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】P2022126480

(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】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021024583

(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

3D131CC03

3D131CC04

3D131CC05

(57)【要約】

【課題】 大きい横力が作用したときにもトレッドリングとスポークとの剥離を抑制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】 接地面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かつ車軸に固定されるハブ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。トレッドリング２は、タイヤ半径方向の内側に面する内周面６を有している。内周面６には、タイヤ子午線断面において、内周面６のタイヤ軸方向の両端を結ぶ基準直線ＢＬよりもタイヤ半径方向外側に凹んだ凹部７が形成されている。凹部７は、内周面６のタイヤ軸方向の全範囲にわたって形成されている。
【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、
前記トレッドリングは、タイヤ半径方向の内側に面する内周面を有し、
前記内周面には、タイヤ子午線断面において、前記内周面のタイヤ軸方向の両端を結ぶ基準直線よりもタイヤ半径方向外側に凹んだ凹部が形成されており、
前記凹部は、前記内周面のタイヤ軸方向の全範囲にわたって形成されている、
エアレスタイヤ。

【請求項2】

前記凹部は、タイヤ半径方向の凹み量が、タイヤ軸方向の中心位置で最も大きい、請求項１に記載のエアレスタイヤ。

【請求項3】

前記凹部は、タイヤ半径方向の最大の凹み量が、０．５mm以上である、請求項２に記載のエアレスタイヤ。

【請求項4】

前記凹部は、タイヤ半径方向の最大の凹み量が、３．０mm以下である、請求項２又は３に記載のエアレスタイヤ。

【請求項5】

前記凹部は、タイヤ子午線断面において、円弧状に湾曲する、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】

前記凹部は、タイヤ子午線断面において、単一の曲率半径を有する、請求項５に記載のエアレスタイヤ。

【請求項7】

前記凹部は、タイヤ半径方向の凹み量が、タイヤ周方向において同一である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。

【請求項8】

前記凹部は、タイヤ半径方向の凹み量が、タイヤ周方向において変動する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。

【請求項9】

前記スポークは、前記トレッドリングの前記内周面に連結される外周面を有する外側円筒部を有し、
前記外側円筒部の前記外周面は、タイヤ子午線断面において、前記凹部に対応した形状の凸部が形成される、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。

【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、トレッドリングとスポークとの接着部分がタイヤ子午線断面において直線となる円筒形状であり、急旋回等の大きい横力が作用したときに、接着部分にせん断力が発生して剥離することがあった。

【0005】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、大きい横力が作用したときにもトレッドリングとスポークとの剥離を抑制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、前記トレッドリングは、タイヤ半径方向の内側に面する内周面を有し、前記内周面には、タイヤ子午線断面において、前記内周面のタイヤ軸方向の両端を結ぶ基準直線よりもタイヤ半径方向外側に凹んだ凹部が形成されており、前記凹部は、前記内周面のタイヤ軸方向の全範囲にわたって形成されてい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、前記凹部は、タイヤ半径方向の凹み量が、タイヤ軸方向の中心位置で最も大きいのが望ましい。

【0008】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、タイヤ半径方向の最大の凹み量が、０．５mm以上であるのが望ましい。

【0009】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、タイヤ半径方向の最大の凹み量が、３．０mm以下であるのが望ましい。

【0010】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、タイヤ子午線断面において、円弧状に湾曲するのが望ましい。

【0011】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、タイヤ子午線断面において、単一の曲率半径を有するのが望ましい。

【0012】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、タイヤ半径方向の凹み量が、タイヤ周方向において同一であるのが望ましい。

【0013】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、タイヤ半径方向の凹み量が、タイヤ周方向において変動するのが望ましい。

【0014】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記スポークは、前記トレッドリングの前記内周面に連結される外周面を有する外側円筒部を有し、前記外側円筒部の前記外周面は、タイヤ子午線断面において、前記凹部に対応した形状の凸部が形成されるのが望ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明のエアレスタイヤにおいて、トレッドリングは、タイヤ半径方向の内側に面する内周面を有し、前記内周面には、タイヤ子午線断面において、前記内周面のタイヤ軸方向の両端を結ぶ基準直線よりもタイヤ半径方向外側に凹んだ凹部が形成されている。このようなエアレスタイヤは、トレッドリングに大きい横力が作用したときにも、凹部がせん断力を分散することができるので、トレッドリングとスポークとの接着面の剥離を抑制することができる。

【0016】

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記凹部は、前記内周面のタイヤ軸方向の全範囲にわたって形成されている。このようなトレッドリングは、横力が作用したときの歪みをタイヤ軸方向の全範囲に分散することができ、また、形状変化に伴う応力集中も抑制することができるので、エアレスタイヤの耐久性能を向上することができる。このため、本発明のエアレスタイヤは、大きい横力が作用したときにもトレッドリングとスポークとの剥離を抑制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】

【0017】

【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】

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

本実施形態のスポーク４は、タイヤ周方向に隔設された複数のスポーク板５を含んでいる。スポーク板５は、例えば、タイヤ軸方向の幅がタイヤ周方向の厚さよりも大きい板状に形成される。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。

【0021】

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、本実施形態のトレッドリング２は、タイヤ半径方向の内側に面する内周面６を有している。本実施形態の内周面６には、タイヤ子午線断面において、内周面６のタイヤ軸方向の両端６ａを結ぶ基準直線ＢＬよりもタイヤ半径方向外側に凹んだ凹部７が形成されている。

【0022】

このようなエアレスタイヤ１は、トレッドリング２に大きい横力が作用したときにも、凹部７がせん断力を分散することができるので、トレッドリング２とスポーク４との接着面の剥離を抑制することができる。

【0023】

本実施形態の凹部７は、内周面６のタイヤ軸方向の全範囲にわたって形成されている。このようなトレッドリング２は、横力が作用したときの歪みをタイヤ軸方向の全範囲に分散することができ、また、内周面６の形状変化に伴う応力集中も抑制することができるので、エアレスタイヤ１の耐久性能を向上することができる。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、大きい横力が作用したときにもトレッドリング２とスポーク４との剥離を抑制して耐久性能を向上することができる。

【0024】

より好ましい態様として、凹部７は、タイヤ半径方向の凹み量ａ１が、タイヤ軸方向の中心位置Ｃで最も大きい。このような凹部７は、両方向の横力に対して、せん断力を分散することができ、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。ここで、中心位置Ｃは、トレッドリング２の幅Ｗのタイヤ軸方向の中央位置であって、タイヤ赤道とも呼ばれる。

【0025】

凹部７は、タイヤ半径方向の最大の凹み量ａ１が、好ましくは、０．５mm以上である。最大の凹み量ａ１が０．５mm以上であることで、せん断力を確実に分散することができ、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。このような観点から、最大の凹み量ａ１は、より好ましくは、０．７mm以上であり、更に好ましくは、１．０mm以上である。

【0026】

凹部７は、タイヤ半径方向の最大の凹み量ａ１が、好ましくは、３．０mm以下である。最大の凹み量ａ１が３．０mm以下であることで、スポーク板５に圧縮力が作用したときの凹部７によるトレッドリング２の過度な歪みを抑制することができ、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。このような観点から、最大の凹み量ａ１は、より好ましくは、２．７mm以下であり、更に好ましくは、２．５mm以下である。

【0027】

本実施形態の凹部７は、タイヤ子午線断面において、円弧状に湾曲している。このような凹部７は、内周面６の形状変化に伴う応力集中をより確実に抑制することができ、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。

【0028】

凹部７は、タイヤ子午線断面において、単一の曲率半径Ｒ１を有するのが望ましい。このような凹部７は、内周面６の形状変化に伴う応力集中を更に確実に抑制することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能を更に向上させることができる。

【0029】

本実施形態の凹部７は、タイヤ半径方向の凹み量ａ１が、タイヤ周方向において同一である。このようなトレッドリング２は、タイヤ周方向において、厚さの変化がなく、振動及びノイズの発生を抑制することができる。

【0030】

凹部７は、例えば、タイヤ半径方向の凹み量ａ１が、タイヤ周方向において変動していてもよい。この場合のエアレスタイヤ１は、トレッドリング２に大きい前後力が作用したときにも、凹部７がせん断力を分散することができるので、トレッドリング２とスポーク４との接着面の剥離をより確実に抑制することができる。

【0031】

図１及び図３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、略円筒状に形成されている。トレッドリング２には、例えば、その内部に図示省略の補強層やゴム層が設けられていてもよい。トレッドリング２には、走行時に路面に接地する接地面２ａに複数の溝８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、ブロック状であってもよく、複数の凹部が形成されていてもよい。

【0032】

本実施形態の接地面２ａは、タイヤ子午線断面において、基準直線ＢＬに平行なプロファイルを含んでいる。このような接地面２ａは、グリップ性が良好であり、エアレスタイヤ１の操縦安定性能を向上させることができる。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、内周面６に平行なプロファイルを含んでいてもよい。

【0033】

図１及び図２に示されるように、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３ｃ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。

【0034】

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。

【0035】

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９と、トレッドリング２に連結される外側円筒部１０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。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。

【0036】

図３に示されるように、外側円筒部１０は、その外周面１１がトレッドリング２の内周面６に接着されるのが望ましい。本実施形態の外側円筒部１０の外周面１１は、タイヤ子午線断面において、凹部７に対応した形状の凸部１２が形成されている。このような外側円筒部１０は、凸部１２をトレッドリング２の凹部７に組み合わせることができ、トレッドリング２に大きい横力が作用したときにも、トレッドリング２とスポーク４との接着面の剥離を抑制することができる。

【0037】

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１３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１４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１３から第２端部１４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。

【0038】

スポーク板５のスポーク幅ｗは、トレッドリング２の幅Ｗ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。

【0039】

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。

【0040】

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１５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１６とを含んでいる。このようなスポーク板５は、第１湾曲部１５と第２湾曲部１６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。

【0041】

本実施形態の第１湾曲部１５の振幅ａ２と第２湾曲部１６の振幅ａ３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１５と第２湾曲部１６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。

【0042】

第２湾曲部１６の振幅ａ３は、第１湾曲部１５の振幅ａ２よりも大きいのが望ましい。本実施形態の第２湾曲部１６の振幅ａ３は、第１湾曲部１５の振幅ａ２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１６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。

【0043】

本実施形態の第１湾曲部１５の振幅ａ２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１６の振幅ａ３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。

【0044】

第１湾曲部１５の曲率半径Ｒ２と第２湾曲部１６の曲率半径Ｒ３とは、互い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１５と第２湾曲部１６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。ここで、第１湾曲部１５の曲率半径Ｒ２及び第２湾曲部１６の曲率半径Ｒ３は、スポーク厚さｔの中心線５ｃの曲率半径である。

【0045】

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１７と、トレッドリング２の側の端部である外端部１８とを含んでいる。スポーク板５は、例えば、内端部１７が内側円筒部９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１８が外側円筒部１０に曲面部５ｂを介して一体的に形成されている。

【0046】

図４に示されように、本実施形態の内端部１７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１８におけるスポーク厚さｔの中心線５ｃも、内端部１７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。

【0047】

内端部１７のスポーク厚さｔの中心線５ｃと外端部１８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。

【0048】

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。

【0049】

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１７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１８は、タイヤ軸方向に対して内端部１７と同じ方向に傾斜して延びるのが望ましい。

【0050】

内端部１７及び外端部１８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。

【0051】

第１スポーク板５Ａの内端部１７と第２スポーク板５Ｂの内端部１７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。

【0052】

第１スポーク板５Ａの内端部１７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１７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１７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１７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。

【0053】

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0054】

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。

【0055】

＜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°

【0056】

＜耐久性能＞
ドラム試験機を用い、荷重３．８ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈ、スリップ角１．５°の条件で走行させ、トレッドリングとスポークとの剥離やトレッドリングの破損により走行不能となるまでの走行距離が計測された。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が大きいほど走行距離が長く、耐久性能に優れていることを示す。

【0057】

テストの結果が表１に示される。

【表1】

【0058】

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】

【0059】

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
６ 内周面
７ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】