JP6597738B2 - 非空気式タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、優れた耐久性能を有する非空気式タイヤに関する。

路面に接地する環状のトレッド部と、トレッド部のタイヤ半径方向の内側に位置する環状の内周部と、トレッド部と内周部とを放射状にのびて継ぐ複数本の連結部とを含む非空気式タイヤが知られている。連結部は、一般的に、ゴム又は樹脂で形成されている。このような非空気式タイヤは、走行時に、連結部が圧縮及び引張変形を繰り返すことにより、連結部で大きなヒステリシスロスが生じる。ヒステリシスロスは、熱エネルギーとなって連結部を発熱させる。この発熱は、連結部を劣化させ、非空気式タイヤの耐久性能を悪化させる。

特開２００８−１３２９５１号公報 国際公開第２００３／０１８３３２号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、優れた耐久性能を有する非空気式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、路面に接地する環状のトレッド部と、前記トレッド部のタイヤ半径方向の内側に位置する環状の内周部と、前記トレッド部と前記内周部とを継ぐ複数本の連結部とを含む非空気式タイヤであって、少なくとも一つの前記連結部は、樹脂又はゴムからなる第１材料で形成された本体部と、前記第１材料よりも熱伝導率の大きい樹脂又はゴムである第２材料からなりかつ前記本体部の少なくとも一部を覆って外部に露出している被覆部とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記非空気式タイヤは、前記第２材料の熱伝導率が、前記第１材料の熱伝導率の２倍以上であるのが望ましい。

本発明に係る前記非空気式タイヤは、前記第２材料の熱伝導率が１．９W/（m・k）以上であるのが望ましい。

本発明に係る前記非空気式タイヤは、前記被覆部の厚さが０．００１〜２mmであるのが望ましい。

本発明に係る前記非空気式タイヤは、前記第１材料がウレタン樹脂であり、前記第２材料が、シリコーン系、ウレタン系、又はアクリル系の樹脂又はゴムからなるのが望ましい。

本発明に係る前記非空気式タイヤは、前記連結部の少なくとも一部には、表面粗さが１〜３０μmの粗面部が形成されているのが望ましい。

本発明に係る前記非空気式タイヤは、前記粗面部が、前記被覆部に形成されているのが望ましい。

本発明は、路面に接地する環状のトレッド部と、前記トレッド部のタイヤ半径方向の内側に位置する環状の内周部と、前記トレッド部と前記内周部とを継ぐ複数本の連結部とを含む非空気式タイヤである。少なくとも一つの連結部は、樹脂又はゴムからなる第１材料で形成された本体部と、第１材料よりも熱伝導率の大きい樹脂又はゴムである第２材料からなりかつ本体部の少なくとも一部を覆って外部に露出している被覆部とを含んでいる。これにより、ヒステリシスロスによって発生した本体部の熱が、被覆部を介して、外部にスムーズに放出される。従って、本発明の非空気式タイヤは、連結部の発熱による劣化が抑制され、優れた耐久性能を有する。

本発明の一実施形態を示す非空気式タイヤの斜視図である。 図１の非空気式タイヤをホイールに装着した状態を示す斜視図である。 図１の非空気式タイヤを円周方向に切断した部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態の非空気式タイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１は、例えば、乗用車や重荷重車に利用される。非空気式タイヤ１は、タイヤの物理的な剛性によって荷重を支持することができる。従って、タイヤの内部に加圧された空気が充填される空気入りタイヤとは異なっている。

図１に示されるように、タイヤ１は、トレッド部２と、内周部３と、これらの間をつなぐ複数本の連結部４とを含んでいる。

トレッド部２は、タイヤ周方向に連続する環状体である。トレッド部２は、例えば、一定の幅Ｗを有している。トレッド部２は、例えば、硬質のゴム部分２Ａと、ゴム部分２Ａのタイヤ半径方向の内側に配される樹脂部分２Ｂとを含んでいる。トレッド部２のゴム部分２Ａは、タイヤ半径方向の外面に、路面に接地するトレッド面２ａを具えている。ゴム部分２Ａには、例えば、金属又は有機繊維のコードを配列した補強コード層（図示省略）が設けられている。

内周部３は、トレッド部２のタイヤ半径方向の内側に位置している。内周部３は、タイヤ周方向に連続する環状体である。内周部３は、例えば、タイヤ幅方向に一定の幅を有している。内周部３は、例えば、樹脂材料により構成されている。内周部３とトレッド部２とは、ともに同心に配されている。

本実施形態のタイヤ１の内周部３には、空気入りタイヤに使用されるようなリムではなく、例えば、図２に示されるようなホイールＨが固着される。このホイールＨが、車軸（図示省略）に取り付けられる。

図１に示されるように、本実施形態の連結部４は、タイヤ軸方向にのびる板状をなし、タイヤ周方向に配されている。連結部４のタイヤ半径方向の外端４ａはトレッド部２に、連結部４のタイヤ半径方向の内端４ｂは、内周部３にそれぞれ固着されている。本実施形態の連結部４は、例えば、タイヤ放射方向に対して傾斜している。タイヤ周方向に隣り合う連結部４、４は、それぞれタイヤ放射方向に対して逆向きに傾けられている。車軸に垂直荷重が作用した場合、その荷重は、車軸よりも上方に配されている連結部４の引張剛性により、また、車軸よりも下方に配されている連結部４の圧縮剛性により、それぞれ支持される。

連結部４の外端４ａ及び内端４ｂは、例えば、タイヤ軸方向に沿ってのびている。連結部４は、例えば、内周部３と等しい幅Ｗａを有している。連結部４の形状は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、タイヤ半径方向又は周方向にジグザグにのびるものや、タイヤの周方向断面において、網目状にのびるもの等、種々の態様が採用される。

図３には、タイヤ１をタイヤ周方向に切断した部分拡大断面図が示されている。図３に示されるように、連結部４は、本体部８と、被覆部９とを含んでいる。

本体部８は、連結部４の主要部を構成しており、例えば、トレッド部２から内周部３までのびている。

本体部８は、樹脂又はゴムからなる第１材料で形成されている。第１材料がゴムである場合、ＪＩＳＫ６２５３に準拠し、温度２３℃の環境下において、例えば、７０〜９５度のデュロメータＡ硬さを有するのが望ましい。第１材料が樹脂である場合、例えば、荷重支持能力を十分に発揮し得る硬さを持ったウレタン樹脂が望ましい。このような本体部８は、走行時の振動を吸収し、乗り心地性能を向上させる。

被覆部９は、本体部８の少なくとも一部、本実施形態では、本体部８のタイヤ周方向を向いた両側の面８ａ、８ａを覆って外部に露出している。即ち、本体部８は、タイヤ周方向に向かって外部に露出しておらず、被覆部９が、大気と接している。なお、被覆部９は、本体部８の全ての面を覆って外部に露出していても良い。

被覆部９は、第１材料よりも熱伝導率の大きい樹脂又はゴムである第２材料で形成されている。これにより、タイヤ１の走行時、連結部４が圧縮及び引張変形を繰り返すことによるヒステリシスロスによって発生した本体部８の熱が、被覆部９を介して、大気にスムーズに放出される。従って、本実施形態の非空気式タイヤ１は、連結部４の発熱による劣化が抑制され、優れた耐久性能を有する。

第２材料の熱伝導率は、好ましくは、第１材料の熱伝導率の２倍以上、より好ましくは４倍以上、さらに好ましくは７倍以上である。即ち、第２材料の熱伝導率が第１材料の熱伝導率の２倍以上の場合、本体部８の熱が被覆部９にスムーズに伝導され、連結部４の発熱をより効果的に放出することができる。上述の作用を、さらに効果的に発揮させるために、第２材料の熱伝導率は、好ましくは１．０W/（m・k）以上であり、より好ましくは１．９W/（m・k）以上である。このような第２材料としては、例えば、シリコーン系、ウレタン系、又はアクリル系の樹脂又はゴムがベースであるのが望ましい。

被覆部９の厚さｔは、好ましくは０．００１〜２mmである。即ち、被覆部９の厚さｔが０．００１mm未満の場合、本体部８の熱が被覆部９にスムーズに伝導されないおそれがある。被覆部９の厚さｔが２mmを超える場合、本体部８の厚さＴが小さくなり、連結部４の強度が低下し、タイヤ１の耐久性が悪化するおそれがある。このような観点より、被覆部９の厚さｔは、より好ましくは０．０１mm以上であり、より好ましくは１．０mm以下である。

図１に示されるように、本実施形態の連結部４には、表面が粗面加工された粗面部１０が形成されている。粗面部１０は、連結部４の表面積を増加させるため、本体部８の熱が大気中にさらにスムーズに放出される。粗面加工には、例えば、エンボス加工、シボ加工又はナシ地加工などが望ましい。

粗面部１０の表面粗さＲａは、好ましくは１〜３０μmである。粗面部１０の表面粗さＲａが１μm未満の場合、連結部４の表面積を充分に大きくする効果が小さい。粗面部１０の表面粗さＲａが３０μmを超える場合、連結部４等に走行時の圧縮及び引張変形による応力が集中し、タイヤ１の耐久性能が悪化するおそれがある。このため、粗面部１０の表面粗さＲａは、より好ましくは２μm以上であり、より好ましくは２０μm以下である。本明細書において、「表面粗さ」とは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語，定義及び表面性状パラメータ」において規定された、輪郭曲線の算術平均高さ（粗さ曲線の算術平均粗さ）で表される。

粗面部１０は、本実施形態では、被覆部９（図３に示す）に形成されている。これにより、上述の作用がより効果的に発揮される。

以上、本発明の非空気式タイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１に示した基本構造を有する非空気式タイヤが表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの発熱性がテストされた。なお、共通仕様は、以下の通りである。
トレッド部の幅Ｗ：１９５mm
タイヤの外径Ｈａ：６３５mm
連結部のタイヤ半径方向高さＨｂ：９０mm
連結部の幅Ｗａ：１８５mm
本体部の厚さＴ（図３に示す）：３mm
本体部の材料：熱硬化ポリウレタン（熱伝導率：０．２５W/（m・k））
被覆部（第２材料）の材料：シリコーンゴムベース（熱伝導率：１．９W/（m・k））
被覆部（第２材料）の材料：ウレタン樹脂ベース（熱伝導率：０．８W/（m・k））
被覆部（第２材料）の材料：エポキシ樹脂ベース（熱伝導率：１．０W/（m・k））
トレッド部のゴム部分の材料：天然ゴム＋スチレン・ブタジエンゴム
トレッド部の樹脂部分の材料：熱硬化ポリウレタン
内周部の材料：熱硬化ポリウレタン

発熱性のテストとして、ドラム試験機を用い、各テストタイヤが、下記の条件で走行された。その後、連結部の最高温度が熱画像装置（表面温度計）によって測定された。結果は、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が小さいほど良好である。
走行距離：１０km
荷重：４．５５kN
速度：６０km/h
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて連結部の温度が小さいことが確認できた。このため、実施例タイヤは、比較例のタイヤに比して耐久性能が向上する。また、タイヤサイズ又は連結部の形状を変化させて同じテストを行ったが、同じ結果が得られた。

２ トレッド部
３ 内側部
４ 連結部
８ 本体部
９ 被覆部

Claims (7)

1. 路面に接地する環状のトレッド部と、前記トレッド部のタイヤ半径方向の内側に位置する環状の内周部と、前記トレッド部と前記内周部とを継ぐ複数本の連結部とを含む非空気式タイヤであって、
   少なくとも一つの前記連結部は、
   樹脂又はゴムからなる第１材料で形成された本体部と、
   前記第１材料よりも熱伝導率の大きい樹脂又はゴムである第２材料からなりかつ前記本体部の少なくとも一部を覆って外部に露出している被覆部とを含み、
   前記連結部は、タイヤ周方向に配され、
   タイヤ周方向に隣り合う前記連結部は、それぞれタイヤ放射方向に対して逆向きに傾けられ、
   前記連結部の少なくとも一部には、表面粗さが１〜３０μmの粗面部が形成されていることを特徴とする非空気式タイヤ。
2. 前記第２材料の熱伝導率は、前記第１材料の熱伝導率の２倍以上である請求項１記載の非空気式タイヤ。
3. 前記第２材料の熱伝導率が１．９W/（m・k）以上である請求項１又は２記載の非空気式タイヤ。
4. 前記被覆部の厚さが０．００１〜２mmである請求項１乃至３のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
5. 前記第１材料がウレタン樹脂であり、前記第２材料が、シリコーン系、ウレタン系、又はアクリル系の樹脂又はゴムからなる請求項１乃至４のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
6. 前記被覆部は、大気と接している請求項１乃至５のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
7. 前記粗面部は、前記被覆部に形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の非空気式タイヤ。

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