(57)【要約】【課題】優れた耐久性能を有する非空気式タイヤを提供する。【解決手段】路面に接地する環状のトレッド部２と、トレッド部２のタイヤ半径方向の内側に位置する環状の内周部３と、トレッド部２と内周部３とを継ぐ複数本の連結部４とを含む非空気式タイヤ１である。トレッド部２は、路面に接地する第１部分５と、内周部３側の内周面２ｂを含む第２部分６とを含んでいる。第２部分６の熱伝導率は、第１部分５の熱伝導率よりも大きい。【選択図】図１
2015221608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記トレッド部は、前記路面に接地する第１部分と、前記内周部側の内周面を含む第２部分とを含み、
前記第２部分の熱伝導率は、前記第１部分の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする非空気式タイヤ。
【請求項２】
前記第２部分の熱伝導率は、前記第１部分の熱伝導率の２倍以上である請求項１記載の非空気式タイヤ。
【請求項３】
前記第２部分の熱伝導率は、１．０W/(m・K)以上である請求項１又は２記載の非空気式タイヤ。
【請求項４】
前記第２部分の厚さは、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。
【請求項５】
前記第２部分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請求項１乃至４のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
【請求項６】
前記第１部分は、樹脂又はゴムからなる請求項１乃至５のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
【請求項７】
前記第１部分は、ゴムを含む外層部と、前記外層部のタイヤ半径方向内側に設けられかつウレタン樹脂である内層部とを含んでいる請求項６記載の非空気式タイヤ。
【請求項８】
前記第２部分は、シリコーン系、ウレタン系、又はエポキシ系の樹脂又はゴムである請求項１乃至７のいずれかに記載の非空気式タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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の間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。トレッド部は、一般的に、ゴム又は樹脂で形成されている部分を含んでいる。このような非空気式タイヤは、走行時に、トレッド部が圧縮及び引張変形を繰り返すことにより、トレッド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トレッド部を発熱させる。この発熱は、トレッド部を劣化させ、非空気式タイヤの耐久性能を悪化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３２９５１号公報
【特許文献２】特許第４８５５６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、前記トレッド部は、前記路面に接地する第１部分と、前記内周部側の内周面を含む第２部分とを含み、前記第２部分の熱伝導率は、前記第１部分の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第２部分の熱伝導率が、前記第１部分の熱伝導率の２倍以上であるのが望ましい。
【０００７】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第２部分の熱伝導率が、１．０W/(m・K)以上であるのが望ましい。
【０００８】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第２部分の厚さが、０．００１〜２mmであるのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第２部分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。
【００１０】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第１部分が、樹脂又はゴムからなるのが望ましい。
【００１１】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第１部分が、ゴムを含む外層部と、前記外層部のタイヤ半径方向内側に設けられかつウレタン樹脂である内層部とを含んでいるのが望ましい。
【００１２】
本発明に係る非空気式タイヤは、前記第２部分が、シリコーン系、ウレタン系、又はエポキシ系の樹脂又はゴムであるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、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継ぐ複数本の連結部とを含む非空気式タイヤである。トレッド部は、路面に接地する第１部分と、内周部側の内周面を含む第２部分とを含み、第２部分の熱伝導率は、第１部分の熱伝導率よりも大きい。第１部分は、路面に接地することにより、圧縮及び引張変形を繰り返すことにより発熱するが、その熱は、熱伝導率の大きい第２部分によって、内周面からタイヤ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、トレッド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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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２】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３】図１の非空気式タイヤをタイヤ周方向に切断した部分拡大断面図である。
【図４】他の実施形態の非空気式タイヤの部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の非空気式タイヤ１の斜視図である。非空気式タイヤ１は、例えば、乗用車や重荷重用の車両に利用される。非空気式タイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）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１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。
【００１６】
図１に示されるように、タイヤ１は、環状のトレッド部２、トレッド部２のタイヤ半径方向の内側に位置する内周部３、及び、トレッド部２と内周部３との間を継ぐ連結部４とを含んでいる。
【００１７】
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及び厚さを有している。内周部３は、例えば、樹脂材料により構成されている。本実施形態の内周部３は、ウレタン樹脂で構成されている。
【００１８】
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、車両の車軸（図示省略）に取り付けられる。
【００１９】
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は、タイヤ周方向に複数本も設けられている。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の引張剛性と、車軸よりも下方に配されている連結部４の圧縮剛性とで、それぞれ支持される。
【００２０】
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。本実施形態の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。
【００２１】
連結部４のタイヤ半径方向の外端４ａはトレッド部２に固着されている。連結部４のタイヤ半径方向の内端４ｂは、内周部３に固着されている。連結部４のタイヤ半径方向の外端４ａ及び内端４ｂは、本実施形態では、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。これにより、連結部４の剛性を大きく確保することができる。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。
【００２２】
連結部４は、樹脂又はゴム材料で形成されている。連結部４がゴム材料である場合、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。連結部４が樹脂材料である場合、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。このような連結部４は、走行時の振動を吸収し、乗り心地性能を向上させる。本実施形態では、連結部４は、熱硬化ポリウレタンで成形されている。
【００２３】
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、内周部３と同心に配されている。
【００２４】
本実施形態のトレッド部２は、外側に設けられる第１部分５と、内周部３側の内周面２ｂを有する第２部分６とを含んでいる。
【００２５】
第１部分５は、路面に接地するトレッド面２ａを有する外層部７と、外層部７のタイヤ半径方向内側に設けられる内層部８とを含んでいる。外層部７と内層部８は、同心に配されていている。
【００２６】
外層部７は、タイヤ周方向に連続する環状体である。外層部７は、ゴム、本実施形態では、硬質のゴムを含んでいる。このような外層部７は、タイヤ１の耐久性と乗り心性とを高める反面、圧縮及び引張変形を繰り返すことにより、大きなヒステリシスロスを生じ、熱エネルギーとなって第１部分５を発熱させる。なお、外層部７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）を有している。
【００２７】
内層部８は、タイヤ周方向に連続する環状体である。内層部８は、外層部７のタイヤ半径方向内側の面７ａに接している。
【００２８】
図３は、タイヤ１をタイヤ周方向に切断した部分拡大断面図である。図３に示されるように、本実施形態では、内層部８のタイヤ半径方向内側の内面８ａが、連結部４に接続されている。内層部８は、例えば、連結部４と同じ材料で形成されている。これにより、外層部７と連結部４とが、内層部８を介して強固に固着される。本実施形態では、内層部８と外層部７とは、接着材で固着されている。内層部８は、例えば、ウレタン樹脂である。
【００２９】
第２部分６は、第１部分５のタイヤ半径方向の内面５ａの少なくとも一部、本実施形態では、第１部分５の内面５ａの全部を覆っている。即ち、トレッド部２の内周面２ｂは、第２部分６で形成されている。
【００３０】
第２部分６の熱伝導率ｋ２は、第１部分５の熱伝導率ｋ１よりも大きい。これにより、第１部分５が路面に接地することにより発生した熱が、熱伝導率の大きい第２部分６によって、内周面２ｂからタイヤ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１は、トレッド部２の第１部分５の発熱による劣化が抑制される他、外層部７と内層部８とを固着する接着材の劣化が抑制され、優れた耐久性能を有する。第１部分５の熱伝導率は、外層部７や内層部８の各部分の熱伝導率を、夫々の体積で重み付けした平均の熱伝導率である。
【００３１】
第２部分６の熱伝導率ｋ２は、好ましくは、第１部分５の熱伝導率ｋ１の２倍以上、より好ましくは４倍以上である。第２部分６の熱伝導率ｋ２が第１部分５の熱伝導率ｋ１の２倍以上の場合、第１部分５の熱が第２部分６にスムーズに伝導され、内周面２ｂから効果的に熱を放出することができる。第２部分６の熱伝導率ｋ２は、第１部分５の熱伝導率ｋ１よりも大きいほど、内周面２ｂからの放熱効果が高められる。
【００３２】
上述の作用を、さらに効果的に発揮させるために、第２部分６の熱伝導率ｋ２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部分６の材料としては、例えば、シリコーン系、ウレタン系、又はエポキシ系の樹脂又はゴムをベースとするのが望ましい。
【００３３】
第２部分６の厚さｔは、好ましくは０．００１〜２mmである。即ち、第２部分６の厚さｔが０．００１mm未満の場合、第１部分５の熱が第２部分６にスムーズに伝導されないおそれがある。第２部分６の厚さｔが２mmを超える場合、タイヤ１の質量が大きくなるだけで、放熱効果の向上が小さくなるおそれがある。このような観点より、第２部分６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。
【００３４】
図１に示されるように、トレッド部２の内周面２ｂには、表面が粗面加工された粗面部１０が形成されるのが望ましい。粗面部１０は、内周面２ｂの表面積をさらに増加させる。このため、第１部分５の熱が大気中に一層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は、本実施形態では、内周面２ｂ全体に設けられている。
【００３５】
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、内周面２ｂの表面積を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、走行時の圧縮及び引張変形による応力が粗面部１０に集中し、亀裂等を生じさせるおそれがある。このため、粗面部１０の表面粗さＲａは、より好ましくは２〜２０μm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。
【００３６】
図４は、他の実施形態のタイヤ１の部分断面図である。図４に示されるように、この実施形態では、連結部４の外面４ｅが、第２部分６と同じ材料で覆われている。これにより、第１部分５の内部の熱の他、連結部４の内部の熱がスムーズに放出されるため、タイヤ１の耐久性が、一層向上する。
【００３７】
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。
【実施例】
【００３８】
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及び亀裂による損傷がテストされた。なお、共通仕様は、以下の通りである。
タイヤの外径Ｈａ：６３５mm
トレッド部の幅Ｗ：１９５mm
第１部分の外層部の材料：天然ゴム＋スチレン・ブタジエンゴム
第１部分の内層部の材料：熱硬化ポリウレタン（熱伝導率：０．２５W/（m・K））
第１部分の熱伝導率ｋ１：０．２１W/（m・K）
第２部分の材料：シリコーンゴムベース（熱伝導率ｋ２：１．９W/（m・K））
第２部分の材料：ウレタン樹脂ベース（熱伝導率ｋ２：０．８W/（m・K））
内周部の材料：熱硬化ポリウレタン
連結部のタイヤ半径方向高さＨｂ：９０mm
連結部の幅Ｗａ：１８５mm
連結部の材料：熱硬化ポリウレタン
【００３９】
＜タイヤの発熱性＞
ドラム試験機を用い、各試供タイヤが、下記の条件で走行された。その後、トレッド部の内周面の平均温度が熱画像装置（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
【００４０】
＜亀裂による損傷＞
上記ドラム試験機を用い、各試供タイヤが、下記の条件で走行された。その後、トレッド部の内周面に生じた亀裂が観察された。結果は、亀裂の長さを基準とする下記の評価方法による３点法で表示している。数値が小さいほど良好である。
走行距離：１００００km
荷重：４．５５kN
速度：６０km/h
＜評価方法＞
１：亀裂の発生なし
２：亀裂の長さが２mm未満
３：亀裂の長さが２mm以上
テストの結果が表１に示される。
【００４１】
【表１】
2015221608.tif 000003
【００４２】
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内周面の温度が小さいことが確認できた。また、実施例タイヤは、比較例のタイヤに比して、亀裂による損傷が小さい。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、熱伝導率が異なるゴム又は樹脂材料を用いてテストを行ったが、同様の結果が得られた。
【符号の説明】
【００４３】
１    非空気式タイヤ
２    トレッド部
２ｂ  内周面
３    内周部
４    連結部
５    第１部分
６    第２部分
【図１】
2015221608.tif 000004
【図２】
2015221608.tif 000005
【図３】
2015221608.tif 000006
【図４】
2015221608.tif 000007