(57)【要約】【課題】  中子走行時における空気入りタイヤの耐久性を改善することを可能にした中子支持式空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  空気入りタイヤ３と、該空気入りタイヤ３を内圧低下時に内側から支持する円環状の中子４とを備えた中子支持式空気入りタイヤにおいて、中子４は、内側リング部４１と、外側リング部４２と、これら内側リング部４１と外側リング部４２とを互いに連結するウエブ部４３とを有し、外側リング部４２の幅Ｒｏが空気入りタイヤ３のトレッド部３１の幅ＴＷに対して０．４０≦Ｒｏ／ＴＷ≦０．９５の関係を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤと、該空気入りタイヤを内圧低下時に内側から支持する円環状の中子とを備えた中子支持式空気入りタイヤにおいて、
前記中子は、内側リング部と、外側リング部と、これら内側リング部と外側リング部とを互いに連結するウエブ部とを有し、前記外側リング部の幅Ｒｏが前記空気入りタイヤのトレッド部の幅ＴＷに対して０．４０≦Ｒｏ／ＴＷ≦０．９５の関係を満足することを特徴とする中子支持式空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記空気入りタイヤを正規空気圧にてインフレートした状態で最大負荷能力に対応する荷重を掛けた際の前記空気入りタイヤのトレッド部の内径Ｔｉｄに対して前記中子の外径Ｎｏｄが０．９０≦Ｎｏｄ／Ｔｉｄ≦０．９８の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の中子支持式空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記外側リング部が径方向外側に向かって凸となるように湾曲した外周面を有し、前記空気入りタイヤを正規空気圧にてインフレートしたときのトレッド面のラジアスＴｒに対して前記外側リング部の外周面の３ポイントラジアスＮｒが１．５≦Ｎｒ／Ｔｒ≦７．０の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の中子支持式空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記外側リング部の外周面が単一ラジアスを有することを特徴とする請求項３に記載の中子支持式空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記外側リング部の外周面が中央領域と外側領域とで曲率が互いに異なる二段ラジアスを有し、前記中央領域のラジアスＮｒｃと前記外側領域のラジアスＮｒｓとがＮｒｃ／Ｎｒｓ＞１かつ１．５≦Ｎｒｓ／Ｔｒの関係を満足することを特徴とする請求項３に記載の中子支持式空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記外側リング部の中央領域の幅ＳＷｃが該外側リング部の幅Ｒｏに対して０．２０≦ＳＷｃ／Ｒｏ≦０．８０の関係を満足することを特徴とする請求項５に記載の中子支持式空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤと、該空気入りタイヤを内圧低下時に内側から支持する円環状の中子とを備えた中子支持式空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、中子走行時における空気入りタイヤの耐久性を改善することを可能にした中子支持式空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＧＴ(Automated Guideway Transit)やモノレールに代表される新交通システムの車両では、車輪に空気入りタイヤが装着されている。このような新交通システムにおいて、空気入りタイヤがパンクして車両が走行不能になると、他の車両が軌道を走行することができず、ダイヤが大幅に乱れることになる。
【０００３】
上述のような不都合を回避するために、空気入りタイヤが嵌合されるリムの外周面に空気入りタイヤの内圧低下時に該空気入りタイヤを内側から支持する円環状の中子を設置することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような中子を空気入りタイヤの内側に設置することにより、空気入りタイヤがパンクした際にも必要最小限の中子走行が可能になる。
【０００４】
これに対して、新交通システムの運航状況に鑑みて、たとえ中子走行であってもより速い速度で次駅まで移動することが求められている。しかしながら、高荷重下で高速度の中子走行を行った場合、空気入りタイヤへの負担が過大になるため、中子走行時に空気入りタイヤのトレッド部が損傷し、走行不能に陥る恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１２５８１号公報
【特許文献２】特許第３７１０２４２号公報
【特許文献３】特許第５２９７２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、中子走行時における空気入りタイヤの耐久性を改善することを可能にした中子支持式空気入り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】
【０００７】
上記目的を解決するための本発明の中子支持式空気入りタイヤは、空気入りタイヤと、該空気入りタイヤを内圧低下時に内側から支持する円環状の中子とを備えた中子支持式空気入りタイヤにおいて、
前記中子は、内側リング部と、外側リング部と、これら内側リング部と外側リング部とを互いに連結するウエブ部とを有し、前記外側リング部の幅Ｒｏが前記空気入りタイヤのトレッド部の幅ＴＷに対して０．４０≦Ｒｏ／ＴＷ≦０．９５の関係を満足することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、中子を構成する外側リング部の幅Ｒｏを空気入りタイヤのトレッド部の幅ＴＷに対して十分に大きく設定することにより、中子走行時においてトレッド部と外側リング部との間の面圧を低下させ、トレッド部の発熱を抑制することができる。これにより、中子走行時における空気入りタイヤの耐久性を改善することができる。
【０００９】
本発明において、空気入りタイヤを正規空気圧にてインフレートした状態で最大負荷能力に対応する荷重を掛けた際の空気入りタイヤのトレッド部の内径Ｔｉｄに対して中子の外径Ｎｏｄが０．９０≦Ｎｏｄ／Ｔｉｄ≦０．９８の関係を満足することが好ましい。これにより、中子走行時における空気入りタイヤの撓みを小さくし、トレッド部の発熱を抑制することができる。
【００１０】
外側リング部は径方向外側に向かって凸となるように湾曲した外周面を有し、空気入りタイヤを正規空気圧にてインフレートしたときのトレッド面のラジアスＴｒに対して外側リング部の外周面の３ポイントラジアスＮｒが１．５≦Ｎｒ／Ｔｒ≦７．０の関係を満足することが好ましい。これにより、中子走行時におけるトレッド部と外側リング部との間の面圧を低下させ、トレッド部の損傷を抑制することができる。
【００１１】
外側リング部の外周面は単一ラジアスを有することが好ましい。或いは、外側リング部の外周面は中央領域と外側領域とで曲率が互いに異なる二段ラジアスを有し、中央領域のラジアスＮｒｃと外側領域のラジアスＮｒｓとがＮｒｃ／Ｎｒｓ＞１かつ１．５≦Ｎｒｓ／Ｔｒの関係を満足することが好ましい。この場合、外側リング部の中央領域の幅ＳＷｃは該外側リング部の幅Ｒｏに対して０．２０≦ＳＷｃ／Ｒｏ≦０．８０の関係を満足することが好ましい。外側リング部の外周面を上記のような構成とすることにより、中子走行時におけるトレッド部の損傷を効果的に抑制することができる。
【００１２】
本発明において、空気入りタイヤを正規空気圧にてインフレートするにあたって、空気入りタイヤは正規リムにリム組みされる。正規リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リムである。正規空気圧とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧である。最大負荷能力に対応する荷重とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている最大負荷能力に対応する荷重である。
【００１３】
本発明の中子支持式空気入りタイヤは、ＡＧＴやモノレールに代表される新交通システムの車両に装着される車輪に対して適用することが好ましいが、これに限定されるものではなく、中子支持式空気入りタイヤを備えた種々の車輪に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態からなる中子支持式空気入りタイヤを備えた車輪を示す子午線断面図である。
【図２】本発明の中子支持式空気入りタイヤを構成する中子を示す側面図である。
【図３】本発明の中子支持式空気入りタイヤを構成する中子保持部材を展開した状態を示す底面図である。
【図４】本発明の中子支持式空気入りタイヤに最大負荷能力に対応する荷重を掛けた状態を示す子午線断面図である。
【図５】本発明の中子支持式空気入りタイヤを構成する中子を示す断面図である。
【図６】本発明の中子支持式空気入りタイヤを構成する中子の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる中子支持式空気入りタイヤを備えた車輪を示し、図２、図３、図５はその要部を示すものである。
【００１６】
図１に示すように、この車輪は、円環状をなすリム１と、リム１に取り付けられたバルブ２と、リム１に嵌合された空気入りタイヤ３と、空気入りタイヤ３の内圧低下時に該空気入りタイヤ３を内側から支持する円環状の中子４と、リム１の外周面と中子４との間に配設されたゴム製の中子保持部材５とを備えている。バルブ２はリム１のセンター部から外れた位置に配置されており、バルブ２の端部（バルブゴム）がリム１の外周面から僅かに突き出している。空気入りタイヤ３は、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部３１と、該トレッド部３１の両側に配置された一対のサイドウォール部３２と、これらサイドウォール部３２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３３とを備えている。
【００１７】
中子４は、内側リング部４１と、該内側リング部４１と同軸的に配置された外側リング部４２と、これら内側リング部４１と外側リング部４２とを互いに連結するウエブ部４３とを有し、その断面形状がＩ字状をなしている。内側リング部４１と外側リング部４２とウエブ部４３とで囲まれた領域には、中子４の幅方向に延在する複数枚の補強板４４が設けられている。これら補強板４４は中子４の周方向に沿って間欠的に配置されている。また、中子４のウエブ部４３の近傍には内側リング部４１を貫通する通気穴４５が形成されている。更に、図２に示すように、中子４は周方向に沿って複数のブロック４Ａ，４Ｂ，４Ｃに分割されており、これらブロック４Ａ〜４Ｃが互いにボルト４６及びナット４７によって環状に連結されている。
【００１８】
中子保持部材５は、図１及び図３に示すように、中子４の周方向に沿って延在する環状をなしている。この中子保持部材５はリム１の外周面上に配置された状態で空気入りタイヤ３の両側のビード部３３に当接し、これらビード部３３の位置をリム１に対して固定するようになっている。中子保持部材５の外周面には、中子４の内側リング部４１を受容する凹部５１が中子４の周方向に沿って形成されている。中子保持部材５の凹部５１に対応する位置には、中子保持部材５をその厚さ方向に貫通する複数の通気穴５２が形成されている。各通気穴５２は中子保持部材５の幅方向中心位置に配置されている。これら通気穴５２は中子４の通気穴４５に連通するようになっている。一方、中子保持部材５の内周面には、中子保持部材５の周方向に延びる２本の周方向溝５３，５３が形成されている。これら周方向溝５３は凹部５１から外れた位置に配置され、かつ中子保持部材５の幅方向中心位置に対して対称となるように配置されている。そして、周方向溝５３のいずれか一方はリム１のセンター部から外れた位置に配置されたバルブ２の端部を内包するようになっている。また、中子保持部材５の内周面には、中子保持部材５の幅方向に延びて周方向溝５３と通気穴５２に連通する複数本の幅方向溝５４が形成されている。このように幅方向溝５４を介して通気穴５２に連通する周方向溝５３を中子４が搭載される凹部５１から外れた位置に配置した場合、中子４をより安定的に保持することを可能にし、中子走行時における空気入りタイヤ３の耐久性の改善に寄与する。
【００１９】
上述した中子４を備えた空気入りタイヤ３において、外側リング部４２の幅Ｒｏは空気入りタイヤ３のトレッド部３１の幅ＴＷに対して０．４０≦Ｒｏ／ＴＷ≦０．９５の関係を満足するように設定されている。トレッド部３１の幅ＴＷは、空気入りタイヤ３を正規空気圧にてインフレートしたときに測定される両側のトレッドエッジ間のタイヤ幅方向の距離であり、最大負荷能力に対応する荷重を掛けた際の接地幅に相当する。
【００２０】
このように中子４を構成する外側リング部４２の幅Ｒｏを空気入りタイヤ３のトレッド部３１の幅ＴＷに対して十分に大きく設定することにより、中子走行時においてトレッド部３１と外側リング部４２との間の面圧を低下させ、トレッド部３１の発熱を抑制することができる。これにより、中子走行時における空気入りタイヤ３の耐久性を改善することができる。ここで、比Ｒｏ／ＴＷが０．４０よりも小さいとトレッド部３１と外側リング部４２との間の面圧が大きくなるためトレッド部３１の発熱を抑制する効果が不十分になり、逆に０．９５よりも大きいと外側リング部４２の幅方向端部がトレッド部３１に対して損傷を与え易くなる。
【００２１】
上述した中子４を備えた空気入りタイヤ３において、図４に示すように、空気入りタイヤ３を正規空気圧にてインフレートした状態で最大負荷能力に対応する荷重を掛けた際の空気入りタイヤ３のトレッド部３１の内径Ｔｉｄに対して、中子４の外径Ｎｏｄは０．９０≦Ｎｏｄ／Ｔｉｄ≦０．９８の関係を満足することが好ましい。トレッド部３１の内径Ｔｉｄはタイヤ赤道位置で測定される内径である。
【００２２】
このように中子４の外径Ｎｏｄをトレッド部３１の内径Ｔｉｄに対して十分に大きくすることにより、中子走行時における空気入りタイヤ３の撓みを小さくし、トレッド部３１の発熱を抑制することができる。ここで、比Ｎｏｄ／Ｔｉｄが０．９０よりも小さいと中子走行時における空気入りタイヤ３の撓みが大きくなるばかりでなくトレッド部３１と中子４との間の擦れも多くなるためトレッド部３１が発熱し易くなり、逆に０．９８よりも大きいと通常走行時においてトレッド部３１の内面が中子４と接触し易くなる。（Ｔｉｄ−Ｎｏｄ）／２は最大負荷能力に対応する荷重を掛けた際の空気入りタイヤ３と中子４との間のクリアランス量を示すものである。
【００２３】
上述した中子４を備えた空気入りタイヤ３において、図５に示すように、外側リング部４２の外周面は子午線断面において径方向外側に向かって凸となるように湾曲している。そして、空気入りタイヤ３を正規空気圧にてインフレートしたときのトレッド面のラジアスＴｒ（図１参照）に対して、外側リング部４２の外周面の３ポイントラジアスＮｒが１．５≦Ｎｒ／Ｔｒ≦７．０の関係を満足することが好ましい。３ポイントラジアスＮｒとは、外側リング部４２の子午線断面において外側リング部４２の外周面の中央位置と両端位置に点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を規定したとき、これら点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通る仮想円弧のラジアスを意味する。図５においては、外側リング部４２の外周面が単一ラジアスを有しているので、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通る仮想円弧は外側リング部４２の外周面の円弧と一致している。
【００２４】
このように外側リング部４２の外周面の３ポイントラジアスＮｒを空気入りタイヤ３のトレッド面のラジアスＴｒに対して十分に大きくすることにより、中子走行時におけるトレッド部３１と外側リング部４２との間の面圧を低下させ、トレッド部３１の損傷を抑制することができる。ここで、比Ｎｒ／Ｔｒが１．５よりも小さいと外側リング部４２の中央領域における面圧が大きくなるためトレッド部３１に損傷が発生し易くなり、逆に７．０よりも大きいと外側リング部４２の幅方向端部がトレッド部３１に対して損傷を与え易くなる。
【００２５】
図６は本発明の中子支持式空気入りタイヤを構成する中子の変形例を示すものである。図６において、外側リング部４２の外周面は子午線断面において径方向外側に向かって凸となるように湾曲しているが、その幅方向の中央領域と外側領域とで曲率が互いに異なる二段ラジアスとなっている。そして、中央領域のラジアスＮｒｃと外側領域のラジアスＮｒｓとがＮｒｃ／Ｎｒｓ＞１、かつ、１．５≦Ｎｒｓ／Ｔｒの関係を満足している。
【００２６】
このように外側リング部４２の外周面の外側領域のラジアスＮｒｓを空気入りタイヤ３のトレッド面のラジアスＴｒに対して十分に大きくし、更に外側リング部４２の外周面の中央領域のラジアスＮｒｃを外側領域のラジアスＮｒｓよりも大きくすることにより、中子走行時におけるトレッド部３１と外側リング部４２との間の面圧を低下させ、特に外側リング部４２の外周面の中央領域において面圧が一定になるので、空気入りタイヤ３の耐久性を効果的に改善することができる。ここで、比Ｎｒｓ／Ｔｒが１．５よりも小さいと外側リング部４２の中央領域における面圧が大きくなるためトレッド部３１に損傷が発生し易くなる。なお、図６に示す中子４においても、前述した外側リング部４２の外周面の３ポイントラジアスＮｒが１．５≦Ｎｒ／Ｔｒ≦７．０の関係を満足している。そのため、中央領域のラジアスＮｒｃと外側領域のラジアスＮｒｓは比Ｎｒ／Ｔｒの関係に基づいて規制されることになる。
【００２７】
図６に示す中子４において、外側リング部４２の中央領域の幅ＳＷｃは外側リング部４２の幅Ｒｏに対して０．２０≦ＳＷｃ／Ｒｏ≦０．８０の関係を満足することが好ましい。外側リング部４２の外周面において相対的に大きいラジアスＮｒｃを有する中央領域の幅ＳＷｃを適正化することにより、上述した二段ラジアスに基づく効果を十分に発揮することができる。ここで、比ＳＷｃ／Ｒｏが上記範囲から外れると外側リング部４２の外周面における面圧を適正化する効果が低下する。
【００２８】
なお、空気入りタイヤ３を正規空気圧にてインフレートしたときのトレッド面のラジアスＴｒに対して外側リング部４２の外周面の３ポイントラジアスＮｒが１．５≦Ｎｒ／Ｔｒ≦７．０の関係を満足するものであれば、上述した二段ラジアスの他に、三段ラジアスや四段ラジアスを含む多段ラジアスを採用することが可能である。
【実施例】
【００２９】
空気入りタイヤと円環状の中子とを備えた中子支持式空気入りタイヤ（タイヤサイズ：３６５／８０Ｒ２０）において、中子を内側リング部と外側リング部とウエブ部とから構成すると共に、空気入りタイヤのトレッド部の幅ＴＷ、外側リング部の幅Ｒｏ、比Ｒｏ／ＴＷ、外側リング部の外周面の３ポイントラジアスＮｒ、空気入りタイヤのトレッド面のラジアスＴｒ、比Ｎｒ／Ｔｒ、中子の外径Ｎｏｄ、空気入りタイヤのトレッド部の内径Ｔｉｄ、比Ｎｏｄ／Ｔｉｄ、外側リング部の中央領域のラジアスＮｒｃ、外側リング部の外側領域のラジアスＮｒｓ、比Ｎｒｃ／Ｎｒｓ、比Ｎｒｓ／Ｔｒ、外側リング部の中央領域の幅ＳＷｃと外側リング部の幅Ｒｏとの比ＳＷｃ／Ｒｏを表１のように設定した従来例及び実施例１〜７の中子支持式空気入りタイヤを製作した。
【００３０】
従来例及び実施例１〜５においては、中子の外側リング部の外周面が単一ラジアスを有している。実施例６，７においては、中子の外側リング部の外周面が二段ラジアスを有している。
【００３１】
上述した従来例及び実施例１〜７の中子支持式空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、中子走行時における空気入りタイヤの耐久性、通常走行時におけるタイヤと中子との接触の有無を評価した。その結果を表１に併せて示す。
【００３２】
中子走行時における空気入りタイヤの耐久性：
上記中子支持式空気入りタイヤをリム組みして室内ドラム試験機に装着し、バルブを解放した状態で、荷重４５００ｋｇｆ、速度３０ｋｍ／ｈの条件でタイヤトレッド部に損傷が生じるまで走行させ、その走行時間を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど中子走行時における空気入りタイヤの耐久性が優れていることを意味する。
【００３３】
通常走行時におけるタイヤと中子との接触の有無：
上記中子支持式空気入りタイヤをリム組みして車両に装着し、空気圧１０５０ｋＰａ、荷重４５００ｋｇｆの条件で停止と走行を繰り返しながら走行試験を実施し、タイヤと中子との接触の有無を確認した。上述した条件に基づく通常走行時において、タイヤと中子との接触が生じた場合を「有」で示し、接触が生じない場合を「無」で示した。
【００３４】
【表１】
2018154138.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、実施例１〜７の中子支持式空気入りタイヤでは、外側リング部の幅Ｒｏと空気入りタイヤのトレッド部の幅ＴＷとの比Ｒｏ／ＴＷが適正化されているため、中子走行時における空気入りタイヤの耐久性を改善することができた。
【符号の説明】
【００３６】
１  リム
２  バルブ
３  空気入りタイヤ
４  中子
５  中子保持部材
３１  トレッド部
３２  サイドウォール部
３３  ビード部
４１  内側リング部
４２  外側リング部
４３  ウエブ部
４４  補強板
５１  凹部
５２  通気路
５３  周方向溝
５４  幅方向溝
【図１】
2018154138.tif 000004
【図２】
2018154138.tif 000005
【図３】
2018154138.tif 000006
【図４】
2018154138.tif 000007
【図５】
2018154138.tif 000008
【図６】
2018154138.tif 000009