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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】非空気圧タイヤ
(51)【国際特許分類】
   B60C 7/00 20060101AFI20240312BHJP
【FI】
B60C7/00 H
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2019162990
(22)【出願日】2019-09-06
(65)【公開番号】P2021041731
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-07-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000003148
【氏名又は名称】TOYO TIRE株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】辻 法行
【審査官】増田 亮子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2019/125460(WO,A1)
【文献】特表2010-522666(JP,A)
【文献】特表2020-514165(JP,A)
【文献】特開2017-190128(JP,A)
【文献】特開2016-179731(JP,A)
【文献】特開2017-190129(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60C 7/00-7/14
B60B 9/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項6】
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。
【請求項7】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非空気圧タイヤ(non-pneumatic tire)に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2015-39986号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の非空気圧タイヤの一例を示す正面図
図2図1の非空気圧タイヤのA-A断面図
図3A】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3B】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3C】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3D】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3E】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3F】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3G】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図3H】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図4A】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図4B】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
図4C】他の実施形態に係る非空気圧タイヤの断面図
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
[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。
【0045】
(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。
【0046】
(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。
【0047】
(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。
【0048】
(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。
【0049】
(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。
【0050】
(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。
【0051】
(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。
【0052】
(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。
【0053】
(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。
【0054】
(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。
【0055】
(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。
【0056】
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。
【符号の説明】
【0057】
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


図1
図2
図3A
図3B
図3C
図3D
図3E
図3F
図3G
図3H
図4A
図4B
図4C