JP7643164B2 - Airless tires - Google Patents
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Description
本発明は、エアレスタイヤに関する。 The present invention relates to an airless tire.
例えば特許文献1には、車軸に取り付けられる取り付け体と、取り付け体をタイヤ径方向の外側から囲繞するリング状体と、取り付け体とリング状体とを変位自在に支持する弾性連結体とを備えるエアレスタイヤが開示されている。弾性連結体は、合成樹脂材料で形成され、弾性連結体には、金属製の補強部材が埋設されている。特許文献1には、補強部材によって弾性連結体の強度を調整することが可能となることが開示されている。
For example,
エアレスタイヤの縦ばね定数には、弾性連結体の機械的特性が強く反映される。しかしながら、従来のエアレスタイヤにあっては、ある荷重域において乗り心地を向上し、この荷重域よりも大きな荷重域において車両姿勢を維持するという両立する課題を解決するまでのものではなかった。 The vertical spring constant of an airless tire is strongly influenced by the mechanical properties of the elastic connector. However, conventional airless tires have not been able to simultaneously solve the problems of improving ride comfort in a certain load range while maintaining vehicle posture in a load range greater than this range.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗り心地の向上と、車両姿勢の維持とを両立することができるエアレスタイヤを提供する。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide an airless tire that can simultaneously improve ride comfort and maintain vehicle posture.
本発明の一態様に係るエアレスタイヤは、ホイール部の外周面と結合される内筒部と、外周リング部の内周面と結合される外筒部と、内筒部と外筒部とを弾性的に接続する連結部材と、を有している。タイヤの荷重-たわみ線図は、ホイール部に作用する荷重と、ホイール中心の変位量として特定されるタイヤのたわみ量との関係を示す。第1荷重域におけるタイヤの荷重-たわみ線図の勾配をKB、第1荷重域よりも大きい第2荷重域におけるタイヤの荷重-たわみ線図の勾配をKCとした場合、KCはKBよりも大きい。 An airless tire according to one embodiment of the present invention has an inner tube portion that is coupled to the outer peripheral surface of a wheel portion, an outer tube portion that is coupled to the inner peripheral surface of an outer ring portion, and a connecting member that elastically connects the inner tube portion and the outer tube portion. The tire load-deflection diagram shows the relationship between the load acting on the wheel portion and the amount of tire deflection, which is specified as the amount of displacement of the wheel center. If the slope of the tire load-deflection diagram in a first load range is KB and the slope of the tire load-deflection diagram in a second load range that is larger than the first load range is KC, then KC is larger than KB.
本発明によれば、乗り心地の向上と、車両姿勢の維持とを両立することができる。 This invention makes it possible to improve ride comfort while maintaining vehicle posture.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, identical parts are given the same reference numerals and the description will be omitted.
図1及び図2を参照して、本実施形態に係るエアレスタイヤ1の構成を説明する。エアレスタイヤ1は、ホイール部2と、弾性連結体3と、外周リング部4とを有している。なお、図2では、ホイール部2の記載が省略されている。
The configuration of an
ホイール部2は、円盤形状を有している。ホイール部2は、車両の車軸が連結される部材であり、ボルトなどの締結手段によってハブを介して車軸に固定される。車軸は、ホイール部2のホイール中心に固定される。ホイール中心は、エアレスタイヤ1の回転軸に対応する。ホイール部2は、アルミニウム合金などの金属材料から構成されている。
The
弾性連結体3は、ホイール部2よりもタイヤ径方向外側、且つ外周リング部4よりもタイヤ径方向内側に配置されている。弾性連結体3は、ホイール部2と外周リング部4とを結合する役割を担っている。弾性連結体3は、樹脂又はゴムといった弾性変形可能な材料から形成されている。弾性連結体3が弾性変形することで、エアレスタイヤ1は、車両の重量を支えたり、地面から入力される衝撃を吸収したりすることができる。
The
弾性連結体3は、内筒部31と、複数の連結部材32と、外筒部33とを有している。内筒部31と、複数の連結部材32と、外筒部33とは、一体的に形成されている。
The
内筒部31は、ホイール部2のタイヤ径方向外側に配置されている。内筒部31は、円筒形状を有し、内筒部31の内周面は、ホイール部2の外周面と結合されている。
The
複数の連結部材32は、タイヤ周方向に間隔をあけて配置され、タイヤ径方向に沿って放射状に延在している。個々の連結部材32は、内筒部31と外筒部33とを弾性的に接続する。連結部材32のタイヤ径方向外側の端部は外筒部33の内周面に連結され、連結部材32のタイヤ径方向内側の端部は、内筒部31の外周面に連結されている。
The multiple connecting
タイヤ周方向に隣り合う一対の連結部材32と、内筒部31と、外筒部33との間には、空間部が形成されており、この空間部は、タイヤ回転軸方向に連通している。空間部には、弾性連結体3を形成する材料とは異なる材料が充填されてもよい。
A space is formed between a pair of connecting
外筒部33は、外周リング部4のタイヤ径方向内側に配置されている。外筒部33は、円筒形状を有しており、外筒部33の外周面は、外周リング部4の内周面と結合されている。
The
内筒部31と外筒部33とを連結する場合、複数の連結部材32を放射状に設ける構造に限らない。ハニカム構造を有するセル型、又は、放射形状以外の空隙構造であってもよい。
When connecting the
外周リング部4は、ホイール部2よりもタイヤ径方向外側に、弾性連結体3を隔てて同心円状に配置されている。外周リング部4は、円筒形状を有しており、外周リング部4の外周面は、地面と接地する接地面となる。
The
外周リング部4は、ホイール部2に入力される荷重を支持する機能を担うため、ゴムなどの素材からなる母材と、この母材の内部に内包されているスチールコードなどの補強繊維とを含んでいる。外周リング部4の外周面には、トレッドパターンと呼ばれる溝模様が刻まれている。
The
ホイール部2と内筒部31との結合、及び外筒部33と外周リング部4との結合は、例えば接着剤によって行われている。ただし、結合方法はこれに限定されず、機械式、はめ込み式などであってもよい。
The
このような構成のエアレスタイヤ1は、車両に設けられたハブを介して車軸に固定される。車両側で発生した力(駆動力又は制動力)は、ホイール部2、弾性連結体3、及び外周リング部4を介して地面に伝達される。また、エアレスタイヤが転舵された場合、タイヤ進行方向とタイヤ中心方向とのずれにより、外周リング部4は、タイヤ回転軸方向(タイヤ幅方向)の力(横力)を発生させる。
The
図3には、タイヤ回転軸方向からみたときの連結部材32の断面構造が模式的に示されている。図3における紙面上下方向はタイヤ径方向に対応しており、紙面上側がタイヤ径方向の外側、紙面下側がタイヤ径方向の内側に対応している。また、Roは、タイヤ回転中心から外筒部33の内周面33aまでの半径(以下「外筒部33の内径」という)を示す。Riは、タイヤ回転中心から内筒部31の外周面31aまでの半径(以下「内筒部31の外径」という)を示している。
Figure 3 shows a schematic cross-sectional structure of the connecting
弾性連結体3を構成する連結部材32の構造について説明する。以下の説明では、弾性連結体3を構成する複数の連結部材32のうち、一つの連結部材32を例示するが、他の連結部材32についても同様である。
The structure of the connecting
連結部材32は、主部材32aと、補強部材32bとから構成されている。図3に示す例では、補強部材32bは、主部材32aの内部に内包され、主部材32aと一体化されている。補強部材32bは、タイヤ回転軸方向からみたときに連結部材32の中央を通る中立線に沿うように配置されている。
The connecting
図4を参照し、エアレスタイヤに作用する荷重とたわみ量との関係を説明する。エアレスタイヤ1では、車軸が固定されるホイール部2に対して荷重が作用する。ホイール部2には、タイヤ回転軸と直交する方向に荷重が作用する。代表的には、ホイール部2を地面に向かって押しつける縦方向の荷重が、ホイール部2に対して作用する。地面が水平面である場合、縦方向の荷重は鉛直方向の荷重に相当する。ホイール部2に対して荷重が作用すると、ホイール部2の中心であるホイール中心2aが鉛直下方向に移動する。ホイール部2に荷重が作用していない無荷重時のホイール中心2aを基準として、ホイール部2に荷重が作用している時のホイール中心2aの変位量が、エアレスタイヤ1のたわみ量D1となる。
The relationship between the load acting on an airless tire and the amount of deflection will be described with reference to FIG. 4. In an
図5を参照し、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図について説明する。エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図は、ホイール部2に作用する縦方向の荷重と、ホイール中心の変位量として特定されるエアレスタイヤ1のたわみ量との関係を示している。図5に示すように、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図は、ホイール部2に作用する荷重域によって勾配が相違している。エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図において、ゼロから荷重F1までの小荷重域(第3荷重域)の勾配はKAであり、荷重F1から荷重F2までの中荷重域(第1荷重域)の勾配はKBである。また、荷重F2以上の大荷重域(第2荷重域)の勾配はKCである。
The load-deflection diagram of the
上述した3つの荷重域のうち、小荷重域は、無荷重(荷重ゼロ)を含む荷重域である。中荷重域は、設計標準荷重Faを含む荷重域であり、大荷重域は、最大荷重Fbを含む荷重域である。設計標準荷重Faとは、車両が平坦な路面を一定速度で走行している状態を想定して予め設計された荷重であり、車両の諸元などから定義される。最大荷重Fbは、車両の使用における最大の荷重を想定して予め設計された荷重であり、車両の諸元などから定義される。 Of the three load ranges mentioned above, the low load range is a load range that includes no load (zero load). The medium load range is a load range that includes the design standard load Fa, and the high load range is a load range that includes the maximum load Fb. The design standard load Fa is a load that is designed in advance assuming that the vehicle is traveling at a constant speed on a flat road surface, and is defined based on the vehicle specifications, etc. The maximum load Fb is a load that is designed in advance assuming the maximum load when the vehicle is in use, and is defined based on the vehicle specifications, etc.
このように、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図は、非線形性特性を備え、少なくとも2段折れの曲線となる。各荷重域の勾配KA、KB、KCには、KAはKBより大きく、且つKCはKBよりも大きいという関係がある。換言すれば、各荷重域の勾配KA、KB、KCには、以下の関係式が成り立つ。
KC>KB、KA>KB
In this way, the load-deflection diagram of the
KC>KB, KA>KB
設計標準荷重Faにおける勾配KBが小さいので、設計標準荷重Faにおける縦ばね定数が小さくなり、乗り心地の向上を図ることができる。一方で、最大荷重Fbにおける勾配KCは大きいので、最大荷重Fb時におけるエアレスタイヤ1の剛性が高くなり、車両姿勢の維持を図ることができる。これにより、設計標準荷重Faにおける乗り心地の向上と、最大荷重Fbにおける車両姿勢の維持とを両立することができる。
Since the gradient KB at the design standard load Fa is small, the vertical spring constant at the design standard load Fa is small, and the ride comfort can be improved. On the other hand, since the gradient KC at the maximum load Fb is large, the rigidity of the
例えば、図5に示すように、本実施形態のエアレスタイヤ1は、最大荷重Fbに対応するたわみ量Daが、エアレスタイヤ1の最大たわみ量Dbに対して以下の関係を満たすように設計されている。ここで、エアレスタイヤ1の最大たわみ量Dbは、無荷重時における外筒部33の内径Roから内筒部31の外径Riを減じた値に相当する。
Da <0.5×Db=0.5×(Ro-Ri)
5, the
Da < 0.5 × Db = 0.5 × (Ro - Ri)
エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図が備える非線形性特性について説明したが、このような非線形性特性が生じる要因について説明する。ホイール部2及び外周リング部4は剛性が高いため、エアレスタイヤ1のたわみは、連結部材32のたわみと考えることができる。ホイール部2に荷重が作用すると、ホイール部2は鉛直下方、すなわち路面に向かって移動する。このとき、複数の連結部材32のうち、外周リング部4の接地面近傍に位置する連結部材32は圧縮荷重が作用した状態となるが、それ以外の連結部材32は引張荷重が作用した状態となる。
We have explained the nonlinear characteristics of the load-deflection diagram of the
したがって、エアレスタイヤ1の特性には、連結部材32に荷重が作用したときの機械的特性が強く反映される。本実施形態では、連結部材32を主部材32aと補強部材32bとで構成することで、図5に示す非線形性特性を有する、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図を実現している。以下、主部材32a及び補強部材32bの詳細を説明する。
The characteristics of the
主部材32a及び補強部材32bは、縦弾性係数が互いに異なっており、補強部材32bの縦弾性係数は、主部材32aの縦弾性係数よりも大きく設定されている。また、補強部材32bは、圧縮荷重に対する剛性が引張荷重に対する剛性よりも低く、より好ましくは圧縮側の剛性が略ゼロとなる特性を備えている。
The
具体的には、主部材32aは、縦弾性係数が補強部材32bよりも小さく、非線形性特性を有する材料から構成されている。例えば、主部材32aは、ウレタン樹脂、ゴムといったエラストマーなどの樹脂で構成されている。
Specifically, the
図6は、主部材32aに引張荷重が作用したときの応力とひずみとの関係を示す主部材32aの応力-ひずみ線図を示す図である。主部材32aの応力-ひずみ線図には、主部材32aの材料特性が反映される。応力がゼロ近傍のとき勾配がEAとなり、応力がσ1よりも大きくなると勾配がEAからEBへと変化する。EA及びEBを比較すると、EAはEBよりも大きくなっている(EB<EA)。また、応力がσ2よりも大きくなると、勾配がEBからECへと変化する。EB及びEC両者を比較すると、ECはEBよりも大きい(EB<EC)。応力がさらに大きくなると、主部材32aは、最終的に破断に至る。
Figure 6 shows the stress-strain diagram of the
連結部材32は、このような主部材32aの機械的特性を利用する。これにより、連結部材32の応力-ひずみ線図においても、EAはEBより大きいという関係(EA>EB)を得ることができる。そして、小荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの連結部材32の応力-ひずみ線図の勾配をEA、中荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの連結部材32の応力-ひずみ線図の勾配をEBとすることで、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図における、KAはKBより大きいという勾配関係(KA>KB)を実現することができる。すなわち、連結部材32が備える引張側の剛性を用いることで、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図における勾配関係(KA>KB)を実現している。
The connecting
つぎに、補強部材32bは、圧縮荷重に対する剛性が引張荷重に対する剛性よりも低く、より具体的には、圧縮側の剛性が略ゼロとなっている。このような特性を有する補強部材32bとしては、例えばグラスファイバー、カーボンファイバーなどの繊維素材を用いることができる。補強部材32bは、例えばシート状に構成されており、タイヤ周方向における厚さは、主部材32aよりも小さくなっている。補強部材32bは、圧縮側に反力を出さずに引張側にのみ反力が生じる。補強部材32bの引張側の反力作用が無ければ、エアレスタイヤ1は最大たわみ量Dbに至るまでたわみ続けることになる。この場合、車両姿勢が崩れ、走行できなくなってしまう。
Next, the stiffness of the reinforcing
補強部材32bは、引張荷重が作用した時に伸びを制限することができる。連結部材32が補強部材32bを備えることで、引張荷重が作用したときの連結部材32における引張側の剛性を高めることができる。すなわち、連結部材32に引張荷重が作用したときの連結部材32のたわみ量と引張荷重との比を等価縦弾性係数とすると、大荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの等価縦弾性係数を、中荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの等価縦弾性係数より大きくすることができる。
The reinforcing
本実施形態では、連結部材32の引張側の剛性を利用することで、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図における、KCはKBより大きいという勾配関係(KC>KB)を実現している。つまり、補強部材32bによりエアレスタイヤ1の許容たわみ量を制限することで車両姿勢を保つことができる。
In this embodiment, by utilizing the rigidity of the tensile side of the connecting
以上の説明のように、本実施形態に係るエアレスタイヤ1によれば、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図における勾配KBが勾配KCよりも相対的に小さくなっている。このため、中荷重域においては、エアレスタイヤ1の縦ばね定数が小さくなり、縦方向の柔軟性を得ることができる。路面から受ける衝撃を吸収しやすくなるので、乗り心地の改善を図ることができる。一方、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図の勾配KCは勾配KBよりも相対的に大きくなっている。このため、大荷重域の荷重が作用したときには、エアレスタイヤ1の縦ばね定数が大きく、高い剛性を得ることができる。これにより、大荷重域のような大きな荷重が作用しても、エアレスタイヤ1のたわみ量を抑制することができ、車両姿勢の維持を図ることができる。その結果、乗り心地の向上と、車両姿勢の維持とを両立することができる。
As described above, according to the
本実施形態に係るエアレスタイヤ1によれば、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図の勾配KB勾配KAよりも小さくなっている。このため、エアレスタイヤ1に一定の縦方向の荷重が作用するような状況においてはエアレスタイヤ1の縦ばね定数が小さく、縦方向の柔軟性を得ることができる。その結果、エアレスタイヤ1が路面から受ける衝撃を吸収しやすくなるので、乗り心地の改善を図ることができる。
According to the
本実施形態に係るエアレスタイヤ1によれば、連結部材32の応力-ひずみ線図の勾配EAが勾配EBよりも大きくなっている。このため、連結部材32の機械的性質を利用することで、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図における勾配KBを小さくすることができる。これにより、路面から受ける衝撃を吸収しやすくなるので、乗り心地の改善を図ることができる。
In the
本実施形態に係るエアレスタイヤ1によれば、連結部材32が、主部材32aと補強部材32bとで構成されている。この補強部材32bは、圧縮荷重に対しては剛性が低い。そのため、ホイール部2に荷重が入力したとしても、外周リング部4の接地面近傍に位置する連結部材32が反力を発揮することがないので、エアレスタイヤ1は縦方向への柔軟性を得ることができる。一方、補強部材32bは、引張荷重に対しては剛性が高い。そのため、ホイール部2に荷重が入力した場合には、外周リング部4の接地面以外の連結部材32は反力を発揮する。これより、エアレスタイヤ1が大きくたわむことを抑制することができる。その結果、乗り心地の向上と、車両姿勢の維持とを両立することができる。
According to the
本実施形態に係るエアレスタイヤ1によれば、大荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの連結部材32の等価縦弾性係数は、中荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの連結部材32の等価縦弾性係数より大きくなっている。大荷重域における連結部材32の剛性が高くなるので、車両姿勢の維持を図ることができる。これにより、乗り心地の向上と、車両姿勢の維持とを両立することができる。
According to the
また、本実施形態に係るエアレスタイヤ1によれば、最大荷重Fbに対応するたわみ量Daは、エアレスタイヤ1の最大たわみ量Dbに対して所定の関係(Da< 0.5×Db)を満たしている。最大荷重Fb時の最大たわみ量Dbを設定することができるので、最大荷重Fb時における車両姿勢を維持することができる。
In addition, with the
なお、柔軟性がある主部材32aに対して、剛性が高い補強部材32bを内包する場合は、主部材32aと補強部材32bとの界面で剥離が生じないような工夫があることが好ましい。例えば、補強部材32bは、せん断変形を許容できる中間部材でコーティングしておくことが好ましい。シート状の素材で補強部材32bをサンドイッチしてコーティングする方法でもよいし、あらかじめ補強部材32bの表面にスプレーなどで塗布してもよい。
When a highly rigid reinforcing
上述した連結部材32の構成は一例であり、連結部材32は、これ以外にも種々の構成を採用することができる。例えば、図7に示すように、補強部材32bは、主部材32aに対して内包した構成とせずに、主部材32aの外側に独立して配置してもよい。
The above-described configuration of the connecting
また、図8に示すように、連結部材32は、部材長さL1が径方向長さL0よりも大きくなるような湾曲形状を有していてもよい。ここで、部材長さL1は、タイヤ回転軸方向からみたとき、連結部材32に沿って内筒部31から外筒部33に至るまでの連結部材32の長さである。径方向長さL0は、タイヤ径方向に沿って内筒部31から外筒部33に至るまでの連結部材32の長さ(直線距離)である。
8, the connecting
このような構成のエアレスタイヤ1によれば、ホイール部2が縦方向へと一定量以上変位したときに、補強部材32bに引張荷重が作用することとなる。そのため、ホイール部2が縦方向へと一定量変位するまでは、連結部材32に反力が生じないので、縦方向への柔軟性を得ることができる。一方で、ホイール部2が縦方向へと一定量以上変位したときには、連結部材32に引張荷重が作用する。これにより、連結部材32に剛性が生じることで、車両姿勢を維持することができる。
With an
つぎに、図9及び図10に示すように、タイヤ回転軸方向からみて、主部材32aを第1領域32a1及び第2領域32a2に分けて考える。第1領域32a1は、連結部材32の中立線よりも図中左側の領域であって、凸形状となる外面を備える屈曲外側領域である。一方、第2領域32a2は、連結部材32の中立線よりも図中右側の領域であって、凹形状となる外面を備える屈曲内側領域である。
Next, as shown in Figures 9 and 10, the
無荷重時における連結部材32の径方向長さをL0とする(図8参照)。ホイール部2に荷重が作用して連結部材32が圧縮状態となると、径方向長さはL0からL2へと変化する。この場合、主部材32aでは、屈曲内側領域となる第2領域32a2において圧縮応力が発生し、屈曲外側領域となる第1領域32a1において引張応力が発生する。
The radial length of the connecting
一方、図10に示すように、ホイール部2に荷重が作用して連結部材32が引張状態となると、径方向長さはL0からL3へと変化する。この場合、屈曲外側領域となる第1領域32a1において圧縮応力が発生し、屈曲内側領域となる第2領域32a2において引張応力が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 10, when a load acts on the
このような応力状態を考慮して、第2領域32a2に、補強部材32bが配置することが好ましい。これにより、連結部材32は、圧縮状態では反力を発生せず、引張状態において引張の反力を発生することなる。その結果、連結部材32の引張剛性を高めることができる。特に、第2領域32a2の中でも、最も外面側に配置することでさらに引張剛性を高めることができる。
Taking such stress conditions into consideration, it is preferable to place the reinforcing
このような構成のエアレスタイヤ1によれば、補強部材32bを適切な位置に配置することができる。また、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図の勾配KBと、エアレスタイヤ1の荷重-たわみ線図の勾配KCとの交点が、たわみ量の大きい側へと移動する。これにより、勾配KBとなる中荷重域の範囲が広がるので、乗り心地がよい荷重域を広げることができる。
With an
なお、図11及び図12に示すように、連結部材32は、2つ以上の屈曲部を有するような複合的な湾曲形状であってもよい。この場合、図11に示すように、一つの屈曲部にのみ着目して、その屈曲部の屈曲内側領域に対応する第2領域(連結部材32の中立線を境とする一方の領域)に、補強部材32bを配置してもよい。また、図12に示すように、各屈曲部で屈曲内側領域に位置するように、補強部材32bを、連結部材32の中立線を境とする第1領域及び第2領域に対して横断的に配置してもよい。
As shown in Figs. 11 and 12, the connecting
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 As described above, an embodiment of the present invention has been described, but the descriptions and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting this invention. Various alternative embodiments, examples, and operating techniques will become apparent to those skilled in the art from this disclosure.
1 エアレスタイヤ
2 ホイール部
2a ホイール中心
3 弾性連結体
31 内筒部
32 連結部材
32a 主部材
32b 補強部材
33 外筒部
4 外周リング部
Claims (6)
前記ホイール部よりもタイヤ径方向外側に配置され、地面と接地する接地面を有する外周リング部と、
前記ホイール部よりもタイヤ径方向外側、且つ前記外周リング部よりもタイヤ径方向内側に配置され、前記ホイール部と前記外周リング部とを結合する弾性連結体と、を有するエアレスタイヤにおいて、
前記弾性連結体は、
前記ホイール部の外周面と結合される内筒部と、
前記外周リング部の内周面と結合される外筒部と、
タイヤ周方向に沿って複数配置されて、前記内筒部と前記外筒部とを弾性的に接続する連結部材と、を有し、
前記連結部材は、縦弾性係数が互いに異なる主部材と補強部材とから構成され、
前記補強部材の縦弾性係数は、前記主部材の縦弾性係数より大きく、
前記補強部材は、圧縮荷重に対する剛性が引張荷重に対する剛性よりも低く、
前記主部材に引張荷重が作用したときの応力とひずみとの関係を示す前記主部材の応力-ひずみ線図において、第1荷重域よりも小さい第3荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの前記主部材の応力-ひずみ線図の勾配をEA、前記第1荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの前記主部材の応力-ひずみ線図の勾配をEBとした場合、EAはEBより大きく、
前記補強部材は、前記連結部材に引張荷重が作用したときの前記連結部材のたわみ量と引張荷重との比を等価縦弾性係数とした場合において前記第1荷重域よりも大きい第2荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの等価縦弾性係数が前記第1荷重域の荷重が引張荷重として作用したときの等価縦弾性係数より大きくなるように、引張荷重が作用した時に前記連結部材の伸びを制限し、
タイヤ回転軸と直交する方向に前記ホイール部に作用する荷重と、前記ホイール中心の変位量として特定されるタイヤのたわみ量との関係を示すタイヤの荷重-たわみ線図であって、前記第1荷重域における前記タイヤの荷重-たわみ線図の勾配をKB、前記第2荷重域における前記タイヤの荷重-たわみ線図の勾配をKCとした場合、KCはKBよりも大きく、
前記第3荷重域における前記タイヤの荷重-たわみ線図の勾配をKAとした場合、KAはKBより大きい
エアレスタイヤ。 a wheel portion to which an axle of a vehicle is fixed relative to a wheel center;
an outer circumferential ring portion disposed radially outward of the wheel portion and having a contact surface that comes into contact with the ground;
an elastic connector disposed radially outward of the wheel portion and radially inward of the outer circumferential ring portion, the elastic connector connecting the wheel portion and the outer circumferential ring portion,
The elastic connector is
an inner cylinder portion coupled to an outer circumferential surface of the wheel portion;
an outer cylinder portion coupled to an inner peripheral surface of the outer peripheral ring portion;
a plurality of connecting members arranged along the tire circumferential direction and elastically connecting the inner tubular portion and the outer tubular portion;
The connecting member is composed of a main member and a reinforcing member having different moduli of longitudinal elasticity,
The Young's modulus of the reinforcing member is greater than the Young's modulus of the main member,
The reinforcing member has a lower rigidity against a compressive load than against a tensile load,
In a stress-strain diagram of the main member showing the relationship between stress and strain when a tensile load acts on the main member, if a gradient of the stress-strain diagram of the main member when a load in a third load region smaller than the first load region acts as a tensile load is defined as EA, and a gradient of the stress-strain diagram of the main member when a load in the first load region acts as a tensile load is defined as EB, EA is larger than EB,
the reinforcing member limits elongation of the connecting member when a tensile load is applied thereto such that, when the ratio of the amount of deflection of the connecting member when a tensile load is applied to the connecting member and the tensile load is defined as the equivalent longitudinal elastic modulus, the equivalent longitudinal elastic modulus when a load in a second load region larger than that in the first load region acts as a tensile load is greater than the equivalent longitudinal elastic modulus when a load in the first load region acts as a tensile load;
a tire load-deflection diagram showing a relationship between a load acting on the wheel portion in a direction perpendicular to a tire rotation axis and a tire deflection amount specified as a displacement amount of the wheel center, wherein, assuming that a gradient of the tire load-deflection diagram in the first load range is KB and a gradient of the tire load-deflection diagram in the second load range is KC, KC is larger than KB;
If the gradient of the load-deflection diagram of the tire in the third load range is KA, KA is greater than KB.
Airless tires.
請求項1記載のエアレスタイヤ。 The airless tire according to claim 1 , wherein a thickness of the main member in the tire circumferential direction is greater than a thickness of the reinforcing member in the tire circumferential direction.
請求項1又は2記載のエアレスタイヤ。 3. The airless tire according to claim 1, wherein, when viewed from the tire rotational axis direction, a member length of the connecting member from the inner tube portion to the outer tube portion along the connecting member is greater than a radial length of the connecting member from the inner tube portion to the outer tube portion along the tire radial direction.
請求項3記載のエアレスタイヤ。 4. The airless tire according to claim 3, wherein the connecting member is divided into two regions with a neutral line passing through the center of the connecting member as a boundary when viewed in the tire rotational axis direction, and the region on the side where a compressive stress acts when a load acts on the wheel portion and the radial length of the connecting member becomes shorter is defined as the second region , and the region on the side where a tensile stress acts is defined as the first region, and the reinforcing member is disposed in the second region.
請求項4記載のエアレスタイヤ。 The airless tire according to claim 4 , wherein the reinforcing member is disposed on the outermost side of the second region.
前記タイヤの荷重-たわみ線図において前記最大荷重に対応するたわみ量をDa、前記ホイール部に荷重が作用していない無荷重時における前記内筒部の外周面までの半径をRi及び前記外筒部の内周面までの半径をRoとした場合、以下の関係を満たす
Da <0.5×(Ro-Ri)
請求項1から5のいずれか一項記載のエアレスタイヤ。 the second load range includes a maximum load defined by specifications of the vehicle,
In the load-deflection diagram of the tire, when the deflection amount corresponding to the maximum load is Da, the radius to the outer peripheral surface of the inner cylinder portion when no load is applied to the wheel portion is Ri, and the radius to the inner peripheral surface of the outer cylinder portion is Ro, the following relationship is satisfied: Da < 0.5 × (Ro - Ri)
The airless tire according to any one of claims 1 to 5 .
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