以下、本発明の実施の形態について、図� ��を参照しながら説明する。図3は本発明の非 空気圧タイヤの一例を示す正面図であり、(a) は全体を示す正面図、(b)は要部を示す正面図 である。ここで、Oは軸芯を、H1はタイヤ断面 高さを、それぞれ示している。

 本発明の非空気圧タイヤは、車両からの� ��重を支持する支持構造体を備えるものであ� ��。本発明の非空気圧タイヤは、このような� ��持構造体を備えるものであればよく、その� ��持構造体の外側(外周側)や内側(内周側)に、 トレッドに相当する部材、補強層、車軸やリ ムとの適合用部材などを備えていてもよい。

 本発明の非空気圧タイヤは、図3に示すよ うに、支持構造体SSが、内側環状部1と、その 外側に同心円状に設けられた中間環状部2と� �その外側に同心円状に設けられた外側環状� �3と、内側環状部1と中間環状部2とを連結し� �方向に各々が独立する複数の内側連結部4と� ��外側環状部3と中間環状部2とを連結し周方� �に各々が独立する複数の外側連結部5とを備� ��ている。

 内側環状部1は、ユニフォーミティを向上 させる観点から、厚みが一定の円筒形状であ ることが好ましい。また、内側環状部1の内� �面には、車軸やリムとの装着のために、嵌� �性を保持するための凹凸等を設けるのが好� �しい。

 内側環状部1の厚みは、内側連結部4に力� �十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を� �る観点から、タイヤ断面高さH1の2~7%が好ま� �く、3~6%がより好ましい。

 内側環状部1の内径は、非空気圧タイヤを 装着するリムや車軸の寸法などに併せて適宜 決定されるが、本発明では中間環状部2を備� �るために、内側環状部1の内径を従来より大� ��に小さくすることが可能である。但し、一� ��の空気入りタイヤの代替を想定した場合、2 50~500mmが好ましく、330~440mmがより好ましい。

 内側環状部1の軸方向の幅は、用途、車軸 の長さ等に応じて適宜決定されるが、一般の 空気入りタイヤの代替を想定した場合、100~30 0mmが好ましく、130~250mmがより好ましい。

 内側環状部1の引張モジュラスは、内側連 結部4に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久� �の向上、装着生を図る観点から、5~180000MPaが 好ましく、7~50000MPaがより好ましい。なお、� �発明における引張モジュラスは、JIS K7312に� ��じて引張試験を行い、10%伸び時の引張応力� ��ら算出した値である。

 本発明における支持構造体SSは、弾性材� �で一体成形されているため、内側環状部1、� ��間環状部2、外側環状部3、内側連結部4、及� ��外側連結部5は、補強構造を除いて基本的に 同じ材質となる(共通の母材となる)。

 本発明における弾性材料とは、JIS K7312に 準じて引張試験を行い、10%伸び時の引張応力 から算出した引張モジュラスが、100MPa以下の ものを指す。本発明の弾性材料としては、十 分な耐久性を得ながら、適度な剛性を付与す る観点から、好ましくは引張モジュラスが5~1 00MPaであり、より好ましくは7~50MPaである。母 材として用いられる弾性材料としては、熱可 塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂 が挙げられる。

 熱可塑性エラストマーとしては、ポリエ� ��テルエラストマー、ポリオレフィンエラス� ��マー、ポリアミドエラストマー、ポリスチ� ��ンエラストマー、ポリ塩化ビニルエラスト� ��ー、ポリウレタンエラストマー等が例示さ� ��る。架橋ゴム材料を構成するゴム材料とし� ��は、天然ゴムの他、スチレンブタジエンゴ� ��(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム( IIR)、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴ ム(水添NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン プロピレンゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコン ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等の合成 ゴムが例示される。これらのゴム材料は必要 に応じて2種以上を併用してもよい。

 その他の樹脂としては、熱可塑性樹脂、� ��は熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹� ��としては、ポリエチレン樹脂、ポリスチレ� ��樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられ� ��熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ� ��ノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン� ��脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂などが� ��げられる。

 上記の弾性材料のうち、成形・加工性や� ��ストの観点から、好ましくは、ポリウレタ� ��樹脂が用いられる。なお、弾性材料として� ��、発泡材料を使用してもよく、上記の熱可� ��性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂� ��発泡させたもの使用可能である。

 弾性材料で一体成形された支持構造体SS� �、少なくとも中間環状部2が補強繊維2aによ� �補強されており、更に外側環状部3、外側連� ��部5、内側連結部4、及び内側環状部1が、補� ��繊維により補強されていることが好ましい� ��

 補強繊維としては、長繊維、短繊維、織� ��、不織布などの補強繊維が挙げられるが、� ��繊維を使用する形態として、タイヤ軸方向� ��配列される繊維とタイヤ周方向に配列され� ��繊維とから構成されるネット状繊維集合体� ��使用するのが好ましい。

 補強繊維の種類としては、例えば、レー� ��ンコード、ナイロン-6,6等のポリアミドコー ド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエ ステルコード、アラミドコード、ガラス繊維 コード、カーボンファイバー、スチールコー ド等が挙げられる。

 本発明では、補強繊維を用いる補強の他� ��粒状フィラーによる補強や、金属リング等� ��よる補強を行うことが可能である。粒状フ� ��ラーとしては、カーボンブラック、シリカ� ��アルミナ等のセラミックス、その他の無機� ��ィラーなどが挙げられる。

 中間環状部2の形状は、円筒形状に限られ ず、多角形筒状、などでもよい。

 中間環状部2の厚みは、内側連結部4と外� �連結部5とを十分補強しつつ、軽量化や耐久� ��の向上を図る観点から、タイヤ断面高さH1� �3~10%が好ましく、4~9%がより好ましい。

 中間環状部2の内径は、内側環状部1の内� �を超えて、外側環状部3の内径未満となる。� ��し、中間環状部2の内径としては、前述した ような内側連結部4と外側連結部5との補強効� ��を向上させる観点から、外側環状部3の内径 から内側環状部1の内径を差し引いた値の20~80 %の値を、内側環状部1の内径に加えた内径と� ��ることが好ましく、30~60%の値を、内側環状� ��1の内径に加えた内径とすることがより好ま しい。

 中間環状部2の軸方向の幅は、用途等に応 じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイ ヤの代替を想定した場合、100~300mmが好ましく 、130~250mmがより好ましい。

 中間環状部2の引張モジュラスは、内側連 結部4と外側連結部5とを十分補強して、耐久� ��の向上、負荷能力の向上を図る観点から、8 000~180000MPaが好ましく、10000~50000MPaがより好ま しい。

 中間環状部2の引張モジュラスは、内側環 状部1のそれより高いことが好ましいため、� �可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の� �脂を繊維等で補強した繊維補強材料が好ま� �い。つまり、図3(b)に示すように、中間環状� ��2は補強繊維2aにより補強されていることが� ��ましい。補強繊維2aは、単数又は複数の層� �して設けることが可能である。

 外側環状部3の形状は、ユニフォーミティ を向上させる観点から、厚みが一定の円筒形 状であることが好ましい。外側環状部3の厚� �は、外側連結部5からの力を十分伝達しつつ� ��軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タ� ��ヤ断面高さH1の2~7%が好ましく、2~5%がより好 ましい。

 外側環状部3の内径は、その用途等応じて 適宜決定されるが、本発明では中間環状部2� �備えるために、外側環状部3の内径を従来よ� ��大きくすることが可能である。但し、一般� ��空気入りタイヤの代替を想定した場合、420~ 750mmが好ましく、480~680mmがより好ましい。

 外側環状部3の軸方向の幅は、用途等に応 じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイ ヤの代替を想定した場合、100~300mmが好ましく 、130~250mmがより好ましい。

 外側環状部3の引張モジュラスは、図3に� �すように外側環状部3の外周に補強層6が設け られている場合には、内側環状部1と同程度� �設定できる。このような補強層6を設けない� ��合には、外側連結部5からの力を十分伝達し つつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から 、5~180000MPaが好ましく、7~50000MPaがより好まし い。

 補強層6を設けずに、外側環状部3の引張� �ジュラスを高める場合、弾性材料を繊維等� �補強した繊維補強材料を用いるのが好まし� �。つまり、補強層6を設けない場合、外側環� ��部3は補強繊維により補強されていることが 好ましい。

 内側連結部4は、内側環状部1と中間環状� �2とを連結するものであり、両者の間に適当� ��間隔を開けるなどして、周方向に各々が独� ��するように複数設けられる。内側連結部4は 、ユニフォーミティを向上させる観点から、 一定の間隔を置いて設けることが好ましい。 内側連結部4を全周に渡って設ける際の数(軸� ��向に複数設ける場合は1個として数える)と� �ては、車両からの荷重を十分支持しつつ、� �量化、動力伝達の向上、耐久性の向上を図� �観点から、10~80個が好ましく、40~60個がより� ��ましい。

 個々の内側連結部4の形状としては、板状 体、柱状体などが挙げられ、これらの内側連 結部4は、正面視断面において、半径方向又� �半径方向から傾斜した方向に延びている。� �発明では、ブレークポイントを高くして剛� �変動を生じにくくすると共に、耐久性を向� �させる観点から、正面視断面において、内� �連結部4の延設方向が、半径方向±25°以内が� ��ましく、半径方向±15°以内がより好ましく� ��半径方向が最も好ましい。

 内側連結部4の厚みは、内側環状部1から� �力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向� �、横剛性の向上を図る観点から、タイヤ断� �高さH1の4~12%が好ましく、6~10%がより好まし� �。

 内側連結部4を軸方向に単数設ける場合、 内側連結部4の軸方向の幅は、用途等に応じ� �適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤ� �代替を想定した場合、100~300mmが好ましく、13 0~250mmがより好ましい。

 内側連結部4の引張モジュラスは、内側環 状部1からの力を十分伝達しつつ、軽量化や� �久性の向上、横剛性の向上を図る観点から� �5~50MPaが好ましく、7~20MPaがより好ましい。

 内側連結部4の引張モジュラスを高める場 合、弾性材料を繊維等で補強した繊維補強材 料が好ましい。

 外側連結部5は、外側環状部3と中間環状� �2とを連結するものであり、両者の間に適当� ��間隔を開けるなどして、周方向に各々が独� ��するように複数設けられる。外側連結部5は 、ユニフォーミティを向上させる観点から、 一定の間隔を置いて設けることが好ましい。 外側連結部5と内側連結部4とは全周の同じ位� ��に設けてもよく、異なる位置に設けてもよ� ��が、中間環状部2による補強効果を向上させ る観点から、外側連結部5と内側連結部4とは� ��周の同じ位置に設けるのが好ましい。

 外側連結部5を全周に渡って設ける際の数 (軸方向に複数設ける場合は1個として数える) としては、車両からの荷重を十分支持しつつ 、軽量化、動力伝達の向上、耐久性の向上を 図る観点から、10~80個が好ましく、40~60個が� �り好ましい。

 個々の外側連結部5の形状としては、板状 体、柱状体などが挙げられ、これらの外側連 結部5は、正面視断面において、半径方向又� �半径方向から傾斜した方向に延びている。� �発明では、ブレークポイントを高くして剛� �変動を生じにくくすると共に、耐久性を向� �させる観点から、正面視断面において、外� �連結部5の延設方向が、半径方向±25°以内が� ��ましく、半径方向±15°以内がより好ましく� ��半径方向が最も好ましい。

 外側連結部5の厚みは、内側環状部1から� �力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向� �、横剛性の向上を図る観点から、タイヤ断� �高さH1の4~12%が好ましく、6~10%がより好まし� �。

 外側連結部5を軸方向に単数設ける場合、 外側連結部5の軸方向の幅は、用途等に応じ� �適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤ� �代替を想定した場合、100~300mmが好ましく、13 0~250mmがより好ましい。

 外側連結部5の引張モジュラスは、内側環 状部1からの力を十分伝達しつつ、軽量化や� �久性の向上、横剛性の向上を図る観点から� �5~50MPaが好ましく、7~20MPaがより好ましい。

 外側連結部5の引張モジュラスを高める場 合、弾性材料を繊維等で補強した繊維補強材 料が好ましい。

 本実施形態では、図3に示すように、支持 構造体SSの外側環状部3の外側に、その外側環 状部3の曲げ変形を補強する補強層6が設けら� ��ている例を示す。補強層6としては、従来の 空気入りタイヤのベルト層と同様のものを設 けることが可能である。

 補強層6は、単数又は複数の層から構成さ れ、例えば、タイヤ周方向に対して約20°の� �斜角度で平行配列したスチールコード、ア� �ミドコード、レーヨンコード等をゴム引き� �た層を、スチールコード等が逆方向に交差� �るように積層して、形成することができる� �また、両層の上層に、タイヤ周方向に平行� �列した各種コードからなる層を設けてもよ� �。

 本実施形態では、図3に示すように、補強 層6の更に外側にトレッド層7が設けられてい� ��例を示すが、本発明では、このように外側� ��状部3の外側の最外層に、トレッド層7が設� �られているのが好ましい。トレッド層7とし� ��は、従来の空気入りタイヤのトレッド層と� ��様のものを設けることが可能である。また� ��トレッドパターンとして、従来の空気入り� ��イヤと同様のパターンを設けることが可能� ��ある。

 例えば、トレッド層7を形成するトレッド ゴムの原料としては、天然ゴム、スチレンブ タジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソ プレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられ る。これらのゴムはカーボンブラックやシリ カ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、 加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配 合される。

 本発明の非空気圧タイヤは、モールド成� ��、射出成形などにより支持構造体SSを製造� �た後、必要に応じて、補強層6、トレッド層7 などを形成して製造することができる。支持 構造体SSの補強構造として、補強繊維を使用� ��る場合、予めモールド内に補強繊維を配置� ��ることにより、繊維補強構造を形成するこ� ��ができる。

 本発明の製造方法は、以上のような本発� ��の非空気圧タイヤを好適に製造できる製造� ��法であって、前記支持構造体に対応する空� ��部を有する成形型を用いて、その空間部の� ��部に前記補強繊維を配置する工程と、前記� ��形型の空間部に弾性材料の原料液を充填す� ��工程と、前記弾性材料の原料液を固化させ� ��工程とを有することを特徴とする。

 これらの工程により、内側環状部1と、そ の外側に同心円状に設けられた中間環状部2� �、その外側に同心円状に設けられた外側環� �部3と、内側環状部1と中間環状部2とを連結� �る複数の内側連結部4と、外側環状部3と中間 環状部2とを連結する複数の外側連結部5とを� ��え、弾性材料で一体成形されていると共に� ��少なくとも中間環状部2が補強繊維2aにより� ��強されている支持構造体SSを得ることがで� �る。好ましくは、更に外側環状部3、外側連� ��部5及び内側連結部4が、補強繊維により補� �されているものを得ることができる。

 成形型としては、図4(a)に示すように、支 持構造体SSに対応する空間部Cを有する成形型 10が使用される。各々の空間部C1~C5は、それ� �れ支持構造体SSの内側環状部1、中間環状部2� ��外側環状部3、内側連結部4、外側連結部5に� ��応している。このような空間部Cは、内周側 型部材11と、外周側型部材12と、底面型部材13 と、中子型部材14,15、および上面型部材(図示 省略)によって形成される。

 成形型10には、図4(b)に示すように、その� ��間部Cの一部に補強繊維2aが配置される。図� ��した例では、中間環状部2に対応する空間部 C2に連続する補強繊維2aが配置されている。� �強繊維2aとしては、タイヤ軸方向に配列され る繊維とタイヤ周方向に配列される繊維とか ら構成されるネット状繊維集合体であること が好ましい。

 本発明では、補強繊維2aを空間部Cに配置� ��る際に、連続する補強繊維2aが、空間部C1~C5 のうち、複数の空間部を経由して補強繊維2a� ��配置することも可能である。例えば、図4(c) に示すように、補強繊維2aを空間部Cに配置す る際に、外側連結部5に対応する空間部C5を経 由させつつ、中間環状部2に対応する空間部C2 と外側環状部3に対応する空間部C3とを、交互 に通過させることも可能である。更に、図4(b )に示す補強繊維2aの配置に追加して、図4(c)� �示すような補強繊維2aを配置することも可能 である。

 次に、成形型10の空間部Cに弾性材料の原� ��液を充填する。弾性材料の原料液としては� ��前述した弾性材料を高温で軟化させたもの� ��、反応硬化前又は架橋前の液状原料が挙げ� ��れる。充填の際、空間部Cの隙間への浸入や 補強繊維への含浸を好適に行う上で、充填の 際に原料液の粘度が小さいことが好ましい。

 また、原料液の充填を均一に行う目的で� ��遠心力を付与する方法も効果的である。そ� ��場合、成形型10の底面型部材13を円盤状に形 成して、成形型10を軸芯Oの周りにモーター等 で回転させる方法が利用できる。

 次いで、弾性材料の原料液を固化させ、� ��型することにより支持構造体SSを得ること� �できる。原料液を固化させる方法としては� �反応硬化、加熱硬化、冷却固化などが挙げ� �れる。脱型を容易にするためには、成形型10 の中子型部材14,15を着脱可能な形態とするこ� ��が効果的である。

 脱型後には、ポストキュア工程などを実� ��することも可能である。また、端面をトリ� ��ングする工程、外側連結部5の外周面の加工 工程、補強層6及びトレッド層7を形成する工� ��、加硫工程などを実施することができる。

 本発明の非空気圧タイヤは、耐久性に優� ��ると共に、スポーク位置と接地面中央位置� ��の位置関係によって剛性変動が生じにくい� ��め、従来の空気入りタイヤの代替が可能と� ��ると共に、ソリッドタイヤ、スプリングタ� ��ヤ、クッションタイヤ等の非空気圧タイヤ� ��代替として使用することが可能となる。一� ��の空気入りタイヤ以外の具体的な用途とし� ��は、例えば車椅子用タイヤ、建設車両用タ� ��ヤ等が挙げられる。

 [他の実施形態]
 (1)前述の実施形態では、平板状の内側連結� ��および外側連結部が軸方向に平行に配設さ� ��る例を示したが、図5(a)~(d)に示すように、� �側連結部および外側連結部の形状や形成方� �は、種々の形態をとることができる。

 例えば、図5(a)に示すように、外側連結部 5(内側連結部も同様)の配設方向は、軸芯Oの� �向から傾斜していてもよい。

 また、図5(b)に示すように、外側連結部5(� ��側連結部も同様)は、平板が屈曲した形状で もよい。

 また、図5(c)に示すように、外側連結部5(� ��側連結部も同様)は、平板がリブ5aを有する� ��状でもよい。

 なお、図5(d)に示すように、軸芯Oの方向� �複数の外側連結部5(内側連結部も同様)を形� �することも可能である。

 (2)前述の実施形態では、外側環状部の外� ��に補強層を介してトレッド層を設ける例を� ��したが、本発明では、外側環状部に直接ト� ��ッド層を設けることも可能である。また、� ��途によっては、トレッド層を省略すること� ��可能である。

 (3)前述の実施形態では、中間環状部を1つ だけ設ける例を示したが、本発明では、中間 環状部を複数設けることも可能である。これ により内側環状部の内径をより小さくするこ とが可能である。

 (4)前述の実施形態では、リム等を介して� ��車軸に装着可能なように、内側環状部の内� ��をある程度大きくした場合の例を示したが� ��本発明では、直接車軸に装着可能なように� ��内側環状部の内径を車軸の外径等に合わせ� ��小さく構成することも可能である。

 (5)前述の実施形態では、成形型が閉じた� ��間部を有する例を示したが、上面が開放し� ��成形型を用いて、同様に成形を行い、得ら� ��た支持構造体の上面部にトリミング加工等� ��施して、環状部を一定の幅にすることも可� ��である。

 (6)前述の実施形態では、補強繊維をその� ��ま成形型に配置する例を示したが、予め補� ��繊維を筒状又は平板状などに予備成形して� ��き、これを配置することも可能である。予� ��成形することにより、スパイラル状に巻回� ��たコードなどをより均一に配置することが� ��きる。また、予備成形を行う際、予め支持� ��造体の母材となる弾性材料を使用して、こ� ��を補強繊維に含浸、固化させることで、補� ��繊維と母材との接着性や弾性材料の充填性� ��向上させることが可能である。