JP7567265B2 - エアレスタイヤ - Google Patents

Description

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。

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、スポークの外端側の圧縮剛性を、スポークの内端側の圧縮剛性よりも大きくしたエアレスタイヤが提案されている。

特開２０１７－０８１１９９号公報

特許文献１のエアレスタイヤは、スポークのタイヤ周方向の厚さを大きくすることで耐久性能の向上を試みているが、スポークの厚さを大きくすると乗り心地性能が低下するという問題があり、乗り心地性能と耐久性能との両立に関して更なる改善が要望されていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、乗り心地性能と耐久性能とを高次元で両立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。

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、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の複数のスポーク板部を含み、前記スポーク板部のそれぞれは、スポーク厚さ方向から見て、前記ハブ側の端縁である第１縁部と、前記トレッドリング側の端縁である第２縁部と、前記第１縁部と前記第２縁部とを連結する一対の端縁である第３縁部及び第４縁部とを有し、前記第３縁部は、前記第１縁部に対して鈍角かつ前記第２縁部に対して鋭角に延び、前記スポーク板部のそれぞれは、スポーク幅方向から見て、前記第１縁部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、前記第２縁部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湾曲部及び前記第２湾曲部は、それぞれ、前記第３縁部から前記第４縁部にわたり形成され、前記第３縁部において、前記第１湾曲部の振幅は、前記第２湾曲部の振幅よりも大きいことを特徴とする。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第３縁部において、前記第１湾曲部の振幅は、前記第２湾曲部の振幅の１．５～４．０倍であるのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第３縁部において、前記第１湾曲部の曲率半径は、前記第２湾曲部の曲率半径よりも大きいのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第４縁部は、前記第１縁部に対して鋭角かつ前記第２縁部に対して鈍角に延び、前記第４縁部において、前記第２湾曲部の振幅は、前記第１湾曲部の振幅よりも大きいのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第４縁部において、前記第２湾曲部の振幅は、前記第１湾曲部の振幅の１．５～４．０倍であるのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第４縁部において、前記第２湾曲部の曲率半径は、前記第１湾曲部の曲率半径よりも大きいのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第４縁部における前記第２湾曲部の振幅は、前記第３縁部における前記第１湾曲部の振幅に等しいのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第３縁部における前記第１湾曲部の振幅は、２～１２mmであるのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記スポーク板部のそれぞれは、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部とを接続する接続部を含み、前記第３縁部において、前記第１縁部から前記接続部までのタイヤ半径方向の距離と前記第２縁部から前記接続部までのタイヤ半径方向の距離との比は、前記第１湾曲部の振幅と前記第２湾曲部の振幅との比に等しいのが望ましい。

本発明のエアレスタイヤにおいて、スポークは、タイヤ軸方向の幅がタイヤ周方向の厚さよりも大きい板状の複数のスポーク板部を含み、前記スポーク板部のそれぞれは、スポーク厚さ方向から見て、前記ハブ側の端縁である第１縁部と、前記トレッドリング側の端縁である第２縁部と、前記第１縁部と前記第２縁部とを連結する一対の端縁である第３縁部及び第４縁部とを有している。このようなスポーク板部は、接地時の衝撃を吸収しつつ高い剛性を両立することができ、エアレスタイヤの乗り心地性能と耐久性能とを両立させることができる。

本発明のエアレスタイヤにおいて、前記第３縁部は、前記第１縁部に対して鈍角かつ前記第２縁部に対して鋭角に延び、前記スポーク板部のそれぞれは、スポーク幅方向から見て、前記第１縁部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、前記第２縁部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湾曲部及び前記第２湾曲部は、それぞれ、前記第３縁部から前記第４縁部にわたり形成され、前記第３縁部において、前記第１湾曲部の振幅は、前記第２湾曲部の振幅よりも大きい。

このようなスポーク板部は、第１湾曲部と第２湾曲部とにより、エアレスタイヤの乗り心地性能を向上させることができる。また、このスポーク板部は、第３縁部の応力が集中し易い鈍角側の第１湾曲部の振幅が大きいので、第３縁部と第１縁部との交点近傍の歪みを緩和して、この部分を起点とした損傷を抑制し、エアレスタイヤの耐久性能を向上させることができる。このため、本発明のエアレスタイヤは、乗り心地性能と耐久性能とを高次元で両立することができる。

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１のエアレスタイヤの側面図である。 スポーク板部のスポーク厚さ方向から見た端面図である。 スポーク板部の斜視図である。 図３のＡ方向から見たスポーク板部の端面図である。 図３のＢ方向から見たスポーク板部の端面図である。 図２のＣ－Ｃ線の断面図である。

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。

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。

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板状のスポーク板部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部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部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。

図３は、スポーク板部５のスポーク厚さ方向から見た端面図である。図３に示されるように、本実施形態のスポーク板部５のそれぞれは、スポーク厚さ方向から見て、ハブ３側の端縁である第１縁部６と、トレッドリング２側の端縁である第２縁部７とを含んでいる。スポーク板部５は、さらに、第１縁部６と第２縁部７とを連結する一対の端縁である第３縁部８及び第４縁部９を有するのが望ましい。このようなスポーク板部５は、接地時の衝撃吸収性と高い剛性とを両立することに好適であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能と耐久性能とを両立させることができる。

本実施形態の第３縁部８は、第１縁部６に対して鈍角かつ第２縁部７に対して鋭角に延びている。すなわち、第３縁部８は、第１縁部６に対して鈍角の角度θ１を有し、かつ、第２縁部７に対して鋭角の角度θ２を有する端縁である。

図４は、スポーク板部５の斜視図であり、図５は、図３のＡ方向から見たスポーク板部５の端面図である。図３ないし図５に示されるように、本実施形態のスポーク板部５のそれぞれは、スポーク幅方向から見て、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１０と、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１１とを含んでいる。このようなスポーク板部５は、第１湾曲部１０と第２湾曲部１１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。

第１湾曲部１０は、例えば、第１縁部６側に配される。第２湾曲部１１は、例えば、第２縁部７側に配される。本実施形態の第１湾曲部１０及び第２湾曲部１１は、それぞれ、第３縁部８から第４縁部９にわたり形成されている。

図５に示されるように、本実施形態では、第３縁部８において、第１湾曲部１０の振幅ａ１が、第２湾曲部１１の振幅ａ２よりも大きい。このようなスポーク板部５は、第３縁部８の応力が集中し易い鈍角側の第１湾曲部１０の振幅ａ１が大きいので、第３縁部８と第１縁部６との交点近傍の歪みを緩和して、この部分を起点とした損傷を抑制し、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。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、乗り心地性能と耐久性能とを高次元で両立することができる。

第３縁部８において、第１湾曲部１０の振幅ａ１は、好ましくは、第２湾曲部１１の振幅ａ２の１．５～４．０倍である。第１湾曲部１０の振幅ａ１が第２湾曲部１１の振幅ａ２の１．５倍以上であることで、第３縁部８と第１縁部６との交点近傍の歪みを確実に緩和することができる。このような観点から、第１湾曲部１０の振幅ａ１は、より好ましくは、第２湾曲部１１の振幅ａ２の２．０倍以上、さらに好ましくは、２．５倍以上である。

第１湾曲部１０の振幅ａ１が第２湾曲部１１の振幅ａ２の４．０倍以下であることで、第３縁部８と第２縁部７との交点近傍に過度な歪みが発生することを抑制することができる。このような観点から、第１湾曲部１０の振幅ａ１は、より好ましくは、第２湾曲部１１の振幅ａ２の３．８倍以下、さらに好ましくは、３．５倍以下である。

第３縁部８における第１湾曲部１０の振幅ａ１は、好ましくは、２～１２mmである。第１湾曲部１０の振幅ａ１が２mm以上であることで、接地時の衝撃を確実に吸収し、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。このような観点から、第１湾曲部１０の振幅ａ１は、より好ましくは、３mm以上、さらに好ましくは、５mm以上である。

第１湾曲部１０の振幅ａ１が１２mm以下であることで、剛性の低下を抑制し、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、第１湾曲部１０の振幅ａ１は、より好ましくは、１０mm以下、さらに好ましくは、８mm以下である。

図１に示されるように、より好ましい態様として、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１２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。

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。

スポーク４は、例えば、熱硬化性樹脂等の弾性を有する樹脂により形成されている。本実施形態のスポーク４は、複数のスポーク板部５と、ハブ３に連結される内側円筒部１３と、トレッドリング２に連結される外側円筒部１４とを含んでいる。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。なお、スポーク４は、例えば、内側円筒部１３と外側円筒部１４とが省略されて、スポーク板部５が直接トレッドリング２及びハブ３に連結されてもよい。

図１及び図３に示されように、スポーク板部５は、例えば、内側円筒部１３及び外側円筒部１４に曲面部５ａを介して一体的に形成される。なお、内側円筒部１３と外側円筒部１４とが省略される場合は、スポーク板部５は、トレッドリング２及びハブ３に曲面部５ａを介して連結されるのが望ましい。このような曲面部５ａは、応力集中を緩和することができ、エアレスタイヤ１の耐久性能をより向上させ得る。

スポーク板部５は、例えば、タイヤ軸方向に対して傾斜して配されている。スポーク板部５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。

図６は、図３のＢ方向から見たスポーク板部５の端面図である。図３及び図６に示されるように、本実施形態の第４縁部９は、第１縁部６に対して鋭角かつ第２縁部７に対して鈍角に延びている。すなわち、第４縁部９は、第２縁部７に対して鈍角の角度θ３を有し、かつ、第１縁部６に対して鋭角の角度θ４を有する端縁である。このようなスポーク板部５は、接地時の衝撃吸収性と高い剛性とを両立することに好適であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能と耐久性能とを両立させることができる。

第４縁部９と第２縁部７とのなす角度θ３は、第３縁部８と第１縁部６とのなす角度θ１に等しいのが望ましい。第４縁部９と第１縁部６とのなす角度θ４は、第３縁部８と第２縁部７とのなす角度θ２に等しいのが望ましい。このため、スポーク板部５は、スポーク厚さ方向から見て、略平行四辺形状をなしている。

図６に示されるように、本実施形態では、第４縁部９において、第２湾曲部１１の振幅ａ３が、第１湾曲部１０の振幅ａ４よりも大きい。このようなスポーク板部５は、第４縁部９の応力が集中し易い鈍角側の第２湾曲部１１の振幅ａ３大きいので、第４縁部９と第２縁部７との交点近傍の歪みを緩和して、この部分を起点とした損傷を抑制し、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。このため、本実施形態のエアレスタイヤ１は、乗り心地性能と耐久性能とを高次元で両立することができる。

第４縁部９において、第２湾曲部１１の振幅ａ３は、好ましくは、第１湾曲部１０の振幅ａ４の１．５～４．０倍である。第２湾曲部１１の振幅ａ３が第１湾曲部１０の振幅ａ４の１．５倍以上であることで、第４縁部９と第２縁部７との交点近傍の歪みを確実に緩和することができる。このような観点から、第２湾曲部１１の振幅ａ３は、より好ましくは、第１湾曲部１０の振幅ａ４の２．０倍以上、さらに好ましくは、２．５倍以上である。

第２湾曲部１１の振幅ａ３が第１湾曲部１０の振幅ａ４の４．０倍以下であることで、第４縁部９と第１縁部６との交点近傍に過度な歪みが発生することを抑制することができる。このような観点から、第２湾曲部１１の振幅ａ３は、より好ましくは、第１湾曲部１０の振幅ａ４の３．８倍以下、さらに好ましくは、３．５倍以下である。

図５及び図６に示されるように、本実施形態の第４縁部９における第２湾曲部１１の振幅ａ２は、第３縁部８における第１湾曲部１０の振幅ａ１に等しい。このようなスポーク板部５は、応力を効率よく分散することができ、局所的な歪みを緩和することができるので、エアレスタイヤ１の耐久性能を向上させることができる。

図３ないし図６に示されるように、第１湾曲部１０は、第３縁部８から第４縁部９にかけて、振幅が漸減するのが望ましい。第２湾曲部１１は、第３縁部８から第４縁部９にかけて、振幅が漸増するのが望ましい。このようなスポーク板部５は、スポーク幅方向の形状変化が滑らかであり、部分的な応力集中を抑制することができる。

図５及び図６に示されるように、第３縁部８において、第１湾曲部１０の曲率半径Ｒ１は、第２湾曲部１１の曲率半径Ｒ２よりも大きいのが望ましい。このようなスポーク板部５は、第３縁部８と第１縁部６との交点近傍の歪みをより緩和することができ、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。

第４縁部９において、第２湾曲部１１の曲率半径Ｒ３は、第１湾曲部１０の曲率半径Ｒ２よりも大きいのが望ましい。このようなスポーク板部５は、第４縁部９と第２縁部７との交点近傍の歪みをより緩和することができ、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。

スポーク板部５は、略均一の厚さｔを有するのが望ましい。このようなスポーク板部５は、製造し易く、製造コストを低減することができる。なお、スポーク板部５は、例えば、厚さｔが異なる部分を有していてもよい。

図３ないし図６に示されるように、本実施形態のスポーク板部５のそれぞれは、第１湾曲部１０と第２湾曲部１１とを接続する接続部１５を含んでいる。接続部１５は、例えば、第３縁部８から第４縁部９にかけて、スポーク幅方向に直線状に延びている。このような接続部１５は、第１湾曲部１０と第２湾曲部１１との間の歪みを緩和し、エアレスタイヤ１の乗り心地性能と耐久性能とを両立させることに役立つ。

図５に示されるように、第３縁部８において、第１縁部６から接続部１５までのタイヤ半径方向の距離Ｌ１と第２縁部７から接続部１５までのタイヤ半径方向の距離Ｌ２との比（Ｌ１：Ｌ２）は、第１湾曲部１０の振幅ａ１と第２湾曲部１１の振幅ａ２との比（ａ１：ａ２）に等しいのが望ましい。

図６に示されるように、第４縁部９において、第２縁部７から接続部１５までのタイヤ半径方向の距離Ｌ３と第１縁部６から接続部１５までのタイヤ半径方向の距離Ｌ４との比（Ｌ３：Ｌ４）は、第２湾曲部１１の振幅ａ３と第１湾曲部１０の振幅ａ４との比（ａ３：ａ４）に等しいのが望ましい。

同様に、スポーク幅方向の任意に位置において、第１縁部６から接続部１５までのタイヤ半径方向の距離と第２縁部７から接続部１５までのタイヤ半径方向の距離との比は、第１湾曲部１０の振幅と第２湾曲部１１の振幅との比に等しいのが望ましい。このようなスポーク板部５は、剛性及び歪みを効率よく分散させることができ、エアレスタイヤ１の乗り心地性能と耐久性能とを両立させることができる。

図７は、図２のＣ－Ｃ線の断面図である。図１及び図７に示されるように、本実施形態のスポーク板部５は、タイヤ軸方向の一方側へ傾斜する第１スポーク板部５Ａと、第１スポーク板部５Ａとは反対側に傾斜する第２スポーク板部５Ｂとを含んでいる。このようなスポーク板部５は、タイヤ軸方向の剛性バランスが良好であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能と耐久性能とを両立させることができる。

第１スポーク板部５Ａと第２スポーク板部５Ｂとは、タイヤ周方向に交互に配されるのが望ましい。スポーク板部５は、第１スポーク板部５Ａと第２スポーク板部５Ｂとで１対としたとき、好ましくは、タイヤ周方向に２０～３０対が配される。このようなスポーク板部５は、タイヤ周方向の剛性バランスが良好であり、エアレスタイヤ１の乗り心地性能と耐久性能とを両立させることができる。

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。

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 スポーク板部
６ 第１縁部
７ 第２縁部
８ 第３縁部
９ 第４縁部
１０ 第１湾曲部
１１ 第２湾曲部

Claims (9)

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、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の複数のスポーク板部を含み、
   前記スポーク板部のそれぞれは、スポーク厚さ方向から見て、前記ハブ側の端縁である第１縁部と、前記トレッドリング側の端縁である第２縁部と、前記第１縁部と前記第２縁部とを連結する一対の端縁である第３縁部及び第４縁部とを有し、
   前記第３縁部は、前記第１縁部に対して鈍角かつ前記第２縁部に対して鋭角に延び、
   前記スポーク板部のそれぞれは、スポーク幅方向から見て、前記第１縁部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、前記第２縁部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湾曲部及び前記第２湾曲部は、それぞれ、前記第３縁部から前記第４縁部にわたり形成され、
   前記第３縁部において、前記第１湾曲部の振幅は、前記第２湾曲部の振幅よりも大きい、
   エアレスタイヤ。
2. 前記第３縁部において、前記第１湾曲部の振幅は、前記第２湾曲部の振幅の１．５～４．０倍である、請求項１に記載のエアレスタイヤ。
3. 前記第３縁部において、前記第１湾曲部の曲率半径は、前記第２湾曲部の曲率半径よりも大きい、請求項１又は２に記載のエアレスタイヤ。
4. 前記第４縁部は、前記第１縁部に対して鋭角かつ前記第２縁部に対して鈍角に延び、
   前記第４縁部において、前記第２湾曲部の振幅は、前記第１湾曲部の振幅よりも大きい、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。
5. 前記第４縁部において、前記第２湾曲部の振幅は、前記第１湾曲部の振幅の１．５～４．０倍である、請求項４に記載のエアレスタイヤ。
6. 前記第４縁部において、前記第２湾曲部の曲率半径は、前記第１湾曲部の曲率半径よりも大きい、請求項４又は５に記載のエアレスタイヤ。
7. 前記第４縁部における前記第２湾曲部の振幅は、前記第３縁部における前記第１湾曲部の振幅に等しい、請求項４ないし６のいずれか１項に記載のエアレスタイヤ。
8. 前記第３縁部における前記第１湾曲部の振幅は、２～１２mmである、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。
9. 前記スポーク板部のそれぞれは、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部とを接続する接続部を含み、
   前記第３縁部において、前記第１縁部から前記接続部までのタイヤ半径方向の距離と前記第２縁部から前記接続部までのタイヤ半径方向の距離との比は、前記第１湾曲部の振幅と前記第２湾曲部の振幅との比に等しい、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。

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