CN102371850B - 实心轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实心轮胎，能够减少行驶时的振动，并且具有较高的散热效果。实心轮胎(1)沿周向以等间隔配置有多个S字孔(2)，该S字孔(2)是在胎侧部开口且沿宽度方向延伸的孔。S字孔在与旋转轴(C)正交的截面形状中具有沿大致径向延伸且在周向上相对置的两个S字形的轮廓线(21a、21b)。在上述两个轮廓线中，径向外侧的弯曲线(22a、22b)在周向上向相同的一侧凸出，并且表示所述S字孔整体的弯曲程度的指标亦即内S字系数(Ai÷Bi×100)和外S字系数(Ao÷Bo×100)均为20以上且140以下。

Description

实心轮胎

技术领域

本发明涉及叉车、吊车等工业车辆所使用的实心轮胎。

背景技术

例如，叉车大多用于在仓库中装载于托盘的材料、产品等的搬入、搬出以及排列等，在这样的场所中常散乱着从木制托盘上脱落的钉子、金属部件的碎片等。因此，由于有爆胎的可能而无法在叉车上使用轿车等所使用的充气轮胎，而是使用用实心橡胶形成的实心轮胎(非空气式轮胎)。

然而，实心轮胎与充气轮胎相比在行驶时驾驶员感觉到的振动较大，为了减轻该振动而提出了以下的技术，即：设置贯穿侧面间的孔，或者设置向一侧面开口的有底的孔，通过橡胶的变形来吸收振动(专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开平10-236217号公报。

专利文献2：日本特开2006-219134号公报

在专利文献1、2中提出了实心轮胎中的具有各种截面形状的振动吸收用的孔的方案。然而，这些提案的孔均在以下方面存在问题。

截面形状是圆形、椭圆形、卵形、四边形或者沿周向交替地上下颠倒的三角形的孔，由于在周向上相邻的孔之间沿径向连续，例如在安装这样的轮胎的车辆越过台阶时，用穿过相邻的孔的弹性体间的径向来支承施加于实心轮胎的车辆载荷的情况下，实心轮胎的变形程度较小，另一方面，在越过台阶时，用穿过相邻的孔的径向来支承车辆载荷的情况下，由于孔无法支承载荷，因此与用穿过相邻的孔的径向来支承载荷的情况相比，实心轮胎的变形程度比较大。即，专利文献1、2所记载的实心轮胎在越过台阶时，实心轮胎的变形程度反复出现差异较大的两种状态。

当安装实心轮胎的车辆经常在未平整的路面上行驶，使实心轮胎反复出现变形程度有较大差异的两种状态时，则有可能使行驶车辆产生令人不快的振动。

另外，在专利文献1、2中提出的实心轮胎的孔的形状，与截面积相比大多数周长较小，因此存在无法确保用于应对行驶时发热的能够充分地散热(孔的)的侧面面积，从而加速实心轮胎的劣化的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而做出的，目的在于提供一种减轻行驶时的振动，并且具有较高的散热效果的实心轮胎。

本发明涉及的实心轮胎，具有在胎侧部开口且沿宽度方向延伸的孔亦即S字孔，所述S字孔沿周向以等间隔配置多个，在与旋转轴正交的截面形状中具有沿大致径向延伸且在周向上相对置的两个S字形的轮廓线，两个所述轮廓线，其径向外侧的弯曲线在周向上向相同的一侧凸出，表示所述S字孔整体的弯曲程度的指标亦即内S字系数和外S字系数均为20以上且140以下。

本发明涉及的实心轮胎包括块状花纹，该块状花纹具有朝向径向外侧的接地面并被沟沿周向划分而成，所述S字孔被设置成其一部分或全部与所述块状花纹在径向上重叠。

优选地，在比所述S字孔靠近径向的内侧的位置，埋设有绕周向一圈的芯材。

所述S字孔距离所述胎侧部的深度，是所述胎侧部的设置了所述S字孔的部分的实心轮胎的宽度的15％以上且100％以下。

上述“内S字系数”和“外S字系数”规定如下。

即，将包含从将周向两侧的、块状花纹突出的其根部的胎侧部侧的两个端点连接起来的线的中点引到旋转轴的垂线、以及旋转轴的面作为基准面。

并且，将与S字孔的截面中的、周向的一侧的大致S字的轮廓线上的径向外侧的弯曲线相切并与基准面平行的切线(暂时称为点L的切线)、和与在相同的轮廓线上的径向内侧的弯曲线相切且与基准面平行的切线(暂时称为点M的切线)之间的距离设为Ai。将与周向另一侧的大致S字的轮廓线上的径向外侧的弯曲线相切并与面KC平行的切线(暂时称为点N的切线)、和与在相同的轮廓线上的径向内侧的弯曲线相切并与面KC平行的切线(暂时称为点P的切线)之间的距离设为Ao。将点M的切线与点P的切线之间的距离设为Bi，将点L的切线与点N的切线之间的距离设为Bo。当这样设定各距离时，“内S字系数”由Ai÷Bi×100来规定，“外S字系数”由Ao÷Bo×100来规定。

根据本发明，能够提供一种减轻行驶时的振动，并且具有较高的散热效果的实心轮胎。

附图说明

图1是实心轮胎的主视图。

图2是胎面表面的展开图。

图3是图1的A-A向视剖视图。

图4是说明实心轮胎的S字孔的形状的图。

图5是具有其他形状的S字孔的主视图。

图6是具有其他形状的S字孔的主视图。

图7是具有其他形状的S字孔的主视图。

图8是各种形态的S字孔的主视图。

附图标记说明：1、1B、1C...实心轮胎；2、2B～2G...S字孔；12...芯材；15...接地面；16...块状花纹；17...沟(横沟)；19...胎侧部；21a、21b...轮廓线(S字形的轮廓线)；22a、22b...径向外侧的弯曲线(第一弯曲部)；C...旋转轴；Hd...S字孔距离胎侧部的深度；Wd...设有S字孔的部分到另一胎侧部的距离。

具体实施方式

图1是实心轮胎1的主视图，图2是胎面表面的展开图，图3是图1的A-A向视剖视图，图4是表示实心轮胎1的S字孔2的形状、配置的图。

实心轮胎1由基础橡胶层11、芯材12以及胎面橡胶层13构成。

基础橡胶层11在实心轮胎1的内侧形成环状的层，是被安装于工业车辆的实心轮胎1的轮辋R保持的部分。基础橡胶层11使用能够支承工业车辆的重量的高硬度的橡胶，例如使用硬度85的橡胶。基础橡胶层11所使用的橡胶的硬度优选为80～95。

芯材12是用于加强实心轮胎的部分。芯材12在基础橡胶层11内绕着周向埋设了一圈。芯材12沿旋转轴方向(有时称为“宽度方向”)以等间隔排列配置有四个。各个芯材12由多条钢帘线汇集而成。

胎面橡胶层13是覆盖基础橡胶层11外周的环状的层。胎面橡胶层13所使用的橡胶的硬度低于基础橡胶层11所使用的橡胶的硬度，其硬度是60。胎面橡胶层13的硬度优选为60～75。胎面橡胶层13比基础橡胶层11厚，并且径向的外周面是胎面表面3，该胎面表面3形成了端面为接地面15的块状花纹16、...、16。

块状花纹16在胎面表面3的轴向两侧由横沟17、17和倾斜沟18划分而成。

横沟17是直线状的沟，其在宽度方向的两侧分别从胎侧部19向宽度方向的内侧延伸，并且在到达轮胎赤道EQ的距离的2/3的位置与将在后面说明的倾斜沟18连接。在宽度方向的两侧横沟17以相同的间距分别沿周向以等间隔排列，宽度方向一侧的横沟17、...、17与另一侧的横沟17、...、17以错开1/2间距的方式形成为交错状。

倾斜沟18是连接宽度方向一侧的横沟17的内侧端、和与该内侧端相邻的宽度方向另一侧的横沟17的内侧端，且折弯成锯齿状并沿着轮胎赤道EQ绕胎面表面3一周的沟。倾斜沟18形成得比横沟17浅。

因此，在从旋转轴方向观察实心轮胎1时(参照图1)，块状花纹16、...、16沿周向以等间隔排列，从轮胎赤道上EQ观察时(参照图2)，其配置是错开块状花纹16、...、16的1/2间距(＝横沟17、...、17的间距)的交错状。

实心轮胎1具有多个S字孔2、...、2，它们分别在宽度方向两侧的胎侧部19、19开口。

S字孔2被设置于胎面橡胶层13。参照图4，S字孔2在与旋转轴C正交的截面上具有两个S字形的轮廓线21a、21b，它们沿大致径向延伸并在周向上相对置，截面整体的形状作为整体是S字形。在此，在以下的说明中，如图1等所示将S字映在镜中的形状也包括在S字形中。以下，对于S字孔2的截面形状是指在与旋转轴C正交的截面上的形状。轮廓线21a、21b的径向外侧的弯曲部分22a、22b在周向上向相同的一侧凸出。

轮廓线21a、21b上的径向内侧的弯曲部分23a、23b均向周向的另一侧凸出。将轮廓线21a、21b上的径向外侧的弯曲部分22a、22b称为“第一弯曲部22a、22b”，将径向内侧的弯曲部分23a、23b称为“第二弯曲部23a、23b”。如图4所示，各个第一弯曲部22a、22b以及第二弯曲部23a、23b优选分别以固有的一定的曲率半径弯曲，然而全部或者任意一个也可以在其范围内进行曲率半径变化的弯曲。在第一弯曲部22a、22b和第二弯曲部23a、23b的交界处分别形成拐点。

S字孔2被配置成：在实心轮胎1的宽度方向的两侧均沿周向以等间隔排列，并且一个S字孔2相对于一个块状花纹16在径向上重叠。S字孔2优选设置在从块状花纹16的周向上的两侧的根部线24a、24b延伸且与旋转轴C正交的线的汇集的内侧。在此，根部线24a、24b是指，在块状花纹16的周向两侧的侧面25a、25b与横沟17、17连接的部分产生的线。在侧面25a、25b与横沟17、17连接的部分为未形成线的弯曲面的情况下，根部线24a、24b可以用连接侧面25a、25b的即将与横沟17、17连接之前的部分的线，或者侧面25a、25b的向径向内侧的延长面与横沟17的底相切的面的交线来代替。

从根部线24a、24b延伸且与旋转轴C正交的线的汇集是指，例如包括根部线24a且大致与图2正交而穿过实心轮胎1的旋转轴C的面。块状花纹16与S字孔2的位置的关系如图4所示，在图4中，线HC是从根部线24a延伸且与旋转轴C正交的线的汇集，线JC是从根部线24b延伸且与旋转轴C正交的线的汇集。

S字孔2其截面形状是开口部的形状保持不变并与旋转轴C平行地向里侧延伸。对于S字孔2的截面形状，以包括将根部线24a、24b的胎侧部19侧的端点H、J连接起来的线HJ的中点K、和旋转轴C的面KC为基准，说明截面形状(面KC是与图4正交的面)。

将与S字孔2的周向一侧的轮廓线21a上的第一弯曲部22a相切并与面KC平行的切线(点L的切线)、和与轮廓线21a上的第二弯曲部23a相切并与面KC平行的切线(点M的切线)之间的距离设为Ai。将与另一侧的轮廓线21b上的第一弯曲部22b相切并与面KC平行的切线(点N的切线)、和与轮廓线21b上的第二弯曲部23b相切并与面KC平行的切线(点P的切线)之间的距离设为Ao。将点M的切线与点P的切线之间的距离设为Bi，将点L的切线与点N的切线之间的距离设为Bo。当这样设定各距离时，S字孔的形状被确定为，Ai是Bi的20％以上且140％以下，并且Ao是Bo的20％以上且140％以下。Ai更优选为Bi的100％以下，Ao更优选为Bo的100％以下。

以下，将Ai÷Bi×100称为“内S字系数”，将Ao÷Bo×100称为“外S字系数”。内S字系数和外S字系数是表示S字孔2整体的弯曲程度的指标。

之所以可以在轮廓线21a、21b上引出用于求出内S字系数和外S字系数的各切线，是因为在第一弯曲部22a、22b和第二弯曲部23a、23b中，其法线具有与面KC正交的点。即，S字孔2其截面形状和姿势(在胎侧部19上的配置)被设计为：在轮廓线21a、21b的拐点的径向的两侧其法线具有与面KC正交的点(例：T、U)。

在大致沿径向延伸的两个S字形的轮廓线21a、21b、与在周向上将它们连接的径向外侧的轮廓线26以及径向内侧的轮廓线27相连结的部分附近，为了避免应力集中，形成向外侧凸出的弯曲线28、29。弯曲线28、29分别是弯曲的轮廓线21a、21b的一部分。

S字孔2的深度Hd被设定为：胎侧部19的设置有S字孔2的部分的实心轮胎1的宽度Wd的15％以上且100％以下(0.15Wd≤Hd≤Wd)。如图3所示在胎侧部19弯曲的情况下，S字孔2的深度Hd采用设置有S字孔2的部分中最浅的深度。“胎侧部19的设置有S字孔2的部分的实心轮胎1的宽度Wd”是指，从作为S字孔2的深度Hd采用的部分开始与包括轮胎赤道EQ的面正交而到达相反侧的胎侧部19的表面的线的长度。

图1～图3表示的实心轮胎1，在宽度方向两侧，块状花纹16、...、16被配置成错开1/2间距的交错状。在这样的实心轮胎1中，S字孔2被配置为：在宽度方向两侧分别为一个S字孔2相对于一个块状花纹16在径向上重叠，并且S字孔2的深度Hd为实心轮胎1的宽度Wd的100％的情况是指，各个S字孔2沿宽度方向贯穿胎面橡胶层13的形态。

S字孔2、...、2在块状花纹16的下方以1∶1的关系排列的实心轮胎1，块状花纹16的刚性比S字孔2低，因此能够借助其弹性减轻行驶时的振动。实心轮胎1由于S字孔2在周向两侧具有S字形的两个弯曲部分(第一弯曲部22a、22b和第二弯曲部23a、23b)，由此能够加快对外力引起的变形的反应速度，特别是能够抑制越过台阶时的冲击以及之后的颠簸现象，能够发挥缓和实心轮胎1受到的冲击的作用。

在此，在S字孔2不是S字形，而是作成预先弯曲成弓形(月牙状)的形状的情况下，孔的形状、孔与孔之间的形状成为在周向上向一侧凸出的形状，在对实心轮胎施加旋转转矩的情况下，在前进时和后退时孔与孔之间的弹性体的刚性会产生差异。下面具体地进行说明，例如在孔与孔之间是弓形的情况下，虽然对于来自弓形的凸方向的转矩，会以使弓形逆反的方式施加力从而使孔与孔之间难以变形，然而对于来自相反方向的转矩，孔与孔之间却易产生变形。

另外，由于S字孔2将截面形状做成了S字形，因此其表面积增大，从而促进从行驶时发热的实心轮胎1的散热，因此能够有效地防止实心轮胎1的温度上升。

通常，实心轮胎与充气轮胎不同，由于在轮胎截面的中心附近积蓄热，使其温度变为最高。即，设置于胎侧部19的S字孔2的深度越接近中心部，其散热效率越高。

另外，冲击吸收性也随着S字孔2深度的加深而提高。因此通过将S字孔2的深度Hd相对于实心轮胎1的宽度Wd设定为15％以上，由此能够获得有意义的冲击吸收效果。

此外，除了使实心轮胎1轻型化，降低材料成本外，增大S字孔2的表面积还能够有效地传导来自模具的热，因此还具有能够缩短硫化时间等提高生产效率的优点。并且轻型化还有助于降低行驶阻力。

如图2所示，上述的实心轮胎1在宽度方向两侧，块状花纹16、...、16错开其周向间距的1/2。S字孔2在块状花纹相对于包括轮胎赤道EQ的面以面对称，且不错开间距而在宽度方向两侧配置在周向上相同位置的实心轮胎中，也能够与实心轮胎1同样适用。在该情况下，在从径向外侧观察时在宽度方向两侧，S字孔也配置在与块状花纹重叠的位置的径向内侧。

图5～图7是设置了具有其他形状的S字孔2B、2C、2D的实心轮胎1B、1C、2D的局部的主视图。

图5是具有内S字系数(Ai÷Bi×100)为下限值亦即20％的S字孔2B的实心轮胎2B的例子。另外，图6是具有内S字系数为上限值亦即140％的S字孔2C的实心轮胎2C的例子。图7是具有内S字系数和外S字系数(Ao÷Bo×100)均为小于优选的100％亦即大致98％的S字孔2D的实心轮胎2D的例子。

具备图5～图7所示的S字孔2B、2C、2D的实心轮胎1B、1C、1D，与实心轮胎1同样具有良好的冲击吸收效果和散热效果。

特别是图7的内S字系数和外S字系数均为小于100％的S字孔2D，在从径向外侧观察时，第一弯曲部22a的朝向S字孔2D最突出的部分L，与第二弯曲部23b的朝向S字孔2D最突出的部分P不重叠。因此，S字孔2D在对块状花纹16施加大的压缩力使截面沿径向收缩变形时，避免第一弯曲部22a上的部分L碰撞到第二弯曲部23b上的部分P，或者即使在碰撞的情况下，也能够避免剧烈碰撞的情况。因此，设置有内S字系数和外S字系数均为100％以下的S字孔2D的实心轮胎1D，其S字孔2D很难发生破损，具有良好的耐久性。

在图5～图7中标记了与图4相同符号的部分，是与实心轮胎1的部分具有相同的构成，或者相同含义的部分。

图8是各种形态的S字孔的主视图。在图8中，(a)是图4表示的标准的S字孔2，(b)是图5表示的内S字系数为20％的S字孔2B，(c)是图6表示的内S字系数为140％的S字孔2C，(d)是图7表示的内S字系数和外S字系数均为大致98％的S字孔2D。另外，(e)、(f)、(g)是内S字系数和外S字系数满足20％以上且140％以下的优选形状的S字孔2E、2F、2G。

在图8中点划线K-C表示包括将块状花纹16的根部线24a、24b的胎侧部19侧的端点H、J连接起来的线HJ的中点K、以及旋转轴C的面KC(参照图4)。图8表示的S字孔2、2B～2G均为像S字的整齐的形状。在此所说的“像S字的整齐的形状”的S字孔是指，S的任意一方的端点Y、Z与距离另一方的端点最近的凸状最外侧端点N、M的距离Di、Do，相对于S字孔截面形状的宽度Da的比例是规定值以下。

S字孔的“截面形状的宽度Da”是指，在实心轮胎中与面KC(图8中的点划线K-C)正交的方向的宽度。具体而言，是S字孔截面的在周向上相对置的两个轮廓线21a、21b上的、位于朝向在周向两侧相邻的其他S字孔突出的部分(第二弯曲部23a、第一弯曲部22b)的最外侧的两个部分(点)M、N，在与面KC正交的方向上的距离。

“距离Di”是指，S字孔的实心轮胎的径向内侧的、在相当于S字的端点的部分(内侧的弯曲线29)中位于最外侧的部分(点)Y、与包含Y部分的轮廓线21b上的最邻近的S字孔侧的部分(点)N，在与面KC正交的方向上的距离。

“距离Do”是指，S字孔的实心轮胎的径向外侧的、在相当于S字的端点的部分(外侧的弯曲线28)中位于最外侧的部分(点)Z、与包含Z部分的轮廓线21a上的最邻近的S字孔侧的部分(点)M，在与面KC正交的方向上的距离。

上述的“位于最外侧”是指，在与面KC正交的方向上位于最外侧。

在此，将距离Di与宽度Da之比Di÷Da称为S字孔的“内侧比”，并且将距离Do与宽度Da之比Do÷Da称为S字孔的“外侧比”。内侧比和外侧比是表示S字孔的形状的整齐程度的指标。图8表示的S字孔2、2B～2G的内侧比和外侧比均为0以上且0.28以下。将内侧比和外侧比在该范围的S字孔称为S字形状整齐的S字孔。

在S字孔的S字形状不整齐的情况下，实心轮胎在旋转时由于旋转方向(正转、反转)不同，施加于S字孔周围的旋转转矩的分布也不同，并且由于旋转方向不同，实心轮胎的刚性也会产生差异。通过使S字孔的S字形状整齐由此能够减少该刚性差，能够降低振动的降低效果由于实心轮胎的旋转方向不同而产生的差异。

对于越过台阶时的冲击，实心轮胎1、1B、1C、1D能够通过S字孔2、2B～2G和胎面橡胶层13瞬间作出反应，通过柔软地变形不仅能够缓和冲击，而且还能够缩短越过台阶后的颠簸结束时间。另外，实心轮胎1、1B、1C、1D由于提高了散热性，由此能够提高耐久性，并且通过轻型化实现行驶阻力的减少，能够降低材料成本以及缩短硫化时间等。

在上述实施方式中，块状花纹16的形状、基础橡胶层11以及胎面橡胶层13的橡胶硬度、有无芯材或者其材质等，能够任意地选择。

此外，实心轮胎1、1B、1C、1D以及实心轮胎1、1B、1C、1D的各构成或者整体的构造、形状、尺寸、个数、材质等，可以按照本发明的主旨进行适宜变更。

产业上的实用性

本发明能够适用于叉车、吊车等工业车辆所使用的实心轮胎。

Claims (4)

1.一种实心轮胎，其特征在于，

具有在胎侧部开口且沿宽度方向延伸的孔、亦即S字孔，

所述S字孔被沿周向以等间隔配置多个，

在与旋转轴正交的截面形状中，所述S字孔具有沿大致径向延伸且在周向上相对置的两个S字形的轮廓线，

两个所述轮廓线的径向外侧的弯曲线在周向上向相同的一侧凸出，

表示所述S字孔整体的弯曲程度的指标、亦即内S字系数和外S字系数均为20以上且140以下，

表示所述S字孔的形状的整齐程度的指标、即内侧比以及外侧比均在0以上且0.28以下。

2.根据权利要求1所述的实心轮胎，其中，

包括块状花纹，所述块状花纹具有朝向径向外侧的接地面并被沟沿周向划分而成，

所述S字孔被设置成所述S字孔的一部分或全部与所述块状花纹在径向上重叠。

3.根据权利要求1或2所述的实心轮胎，其中，

在比所述S字孔靠近径向的内侧埋设有绕周向一圈的芯材。

4.根据权利要求1或2所述的实心轮胎，其中，

所述S字孔距所述胎侧部的深度，是所述胎侧部的设置了所述S字孔的部分的实心轮胎的宽度的15％以上且100％以下。